JP2018506256A

JP2018506256A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP2018506256A
Application number: JP2017540180A
Authority: JP
Inventors: ホイム，ソン
Original assignee: SEJIN−IGB.CO., LTD.; Sejin IGB Co Ltd
Current assignee: SEJIN−IGB.CO., LTD.; Sejin IGB Co Ltd
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2018-03-01
Also published as: CN107208760A; KR101652703B1; KR20160094651A; US20170370459A1; EP3255305A1; EP3255305B1; WO2016125994A1; EP3255305A4; CN107208760B

Abstract

動力伝達装置が開示される。本発明の一実施形態による動力伝達装置は、外部ギアに形成される歯形に互いに対応して、外部ギアを運動させるが、円状の配列構造を有する多数の動力伝達ピンと、動力伝達ピンと連結され、動力伝達ピンを回転自在に支持するピン回転支持部と、ピン回転支持部の半径方向内側に配されて、ピン回転支持部と連結され、外側に配されるピン回転支持部が回転するための回転力を発生させる外転型モータ部と、を含む。

Description

本発明は、動力伝達装置に係り、より詳細には、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備などに何らの制約なしに容易に適用可能な動力伝達装置に関する。

動力伝達装置は、モータの回転力を用いて装置の直線運動、曲線運動、円運動などを実現させる一連の装置である。

このような動力伝達装置は、半導体装備、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＬＥＤなどの平面ディスプレイ装備などを含めた多様な産業機械に広く使われており、既に本出願人によっても、多数出願されて登録されている。

図１は、従来技術による動力伝達装置の使用状態の側面構造図である。

図１を参照すれば、従来技術による動力伝達装置１は、例えば、ベースプレート２に対してレール４構造で結合されたスライダー３を直線運動させるために、スライダー３に部分的に結合されうる。

ベースプレート２に対するスライダー３の直線運動のために、スライダー３に連結される動力伝達装置１には、ベースプレート２の領域に位置固定されるラック５と噛み合うピニオン６（あるいはピン歯車）が設けられる。ピニオン６の外側には、別途のモータ８が備えられてピン歯車６と連結される。

ピニオン６は、動力伝達装置１の外側に延設されるシャフト７の端部に結合されて、図１のような装置の結合時に、ラック５と噛み合う。

このような構造によって、モータ８が動作すれば、動力伝達装置１の内蔵部品の相互作用に基づいてシャフト７が回転しながら、ピニオン６が回転する。

この際、ピニオン６は、位置固定されたラック５と噛み合っているために、結果として、回転するピニオン６は、ラック５の長手方向に沿って直線運動することによって、ベースプレート２に対するスライダー３の直線運動が具現されうる。

したがって、スライダー３上に所望の部品や装置を搭載した場合、当該部品や装置が直線運動することができる。

一方、図１に開示された動力伝達装置１の構造は、現場で最も多く使われている形態であって、ピニオン６の回転軸心に減速機９と共にモータ８が直結される形態なので、動力伝達装置１の全体的な高さ（Ｈ１）が高くなるしかない。

従来技術のように、動力伝達装置１の全体的な高さ（Ｈ１）が高くなる場合、動力伝達装置１が巨大になるしかないために、コンパクトな装備、例えば、半導体や平面ディスプレイ装備などに広く適用されるインデックス（ＩＮＤＥＸ）のようなコンパクトな装備に適用が難しいなど装備適用に多少制約があるという点を考慮すれば、動力伝達装置に対する構造補完が必要な実情である。

本発明が解決しようとする技術的な課題は、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備などに何らの制約なしに容易に適用可能な動力伝達装置を提供するところにある。

本発明の一側面によれば、外部ギアに形成される歯形に互いに対応して、前記外部ギアを運動させるが、円状の配列構造を有する多数の動力伝達ピンと、前記動力伝達ピンと連結され、前記動力伝達ピンを回転自在に支持するピン回転支持部と、前記ピン回転支持部の半径方向内側に配されて、前記ピン回転支持部と連結され、外側に配される前記ピン回転支持部が回転するための回転力を発生させる外転型モータ部と、を含むことを特徴とする動力伝達装置が提供されうる。

前記外転型モータ部は、前記ピン回転支持部の半径方向内側で前記ピン回転支持部と連結され、前記ピン回転支持部と共に回転するローターと、前記ローターの半径方向内側に固設され、印加される電流によって、前記ローターを回転させるステータと、を含みうる。

前記ピン回転支持部は、前記動力伝達ピンを回転自在に支持し、前記ローターと１つの本体を形成するローター連結ボディーを含みうる。

前記ローター連結ボディーは、前記動力伝達ピンの両側の端部領域に１つずつ一対に配されて、前記動力伝達ピンと連結されうる。

前記ピン回転支持部は、前記動力伝達ピンの個数ほど前記ローター連結ボディーの円周方向に沿って互いに等角度間隔で配列されて、前記動力伝達ピンの自転運動を支持する多数のピン支持用軸受をさらに含みうる。

前記ピン回転支持部は、前記ピン支持用軸受に１つずつ対応して設けられて、前記動力伝達ピンが挿入されて支持される前記ローター連結ボディー内のピン挿入支持ホールをシーリングする多数のオイルシールをさらに含みうる。

前記外転型モータ部は、前記ステータの内側に配される固定シャフトをさらに含みうる。

前記固定シャフトの端部に結合されて、前記動力伝達ピンの絶対位置を感知する絶対位置感知センサーをさらに含みうる。

前記外転型モータ部の周辺に結合されて、前記外転型モータ部を保護する仕上げキャップをさらに含みうる。

前記動力伝達ピンの周辺に配され、前記外転型モータ部から発生する熱を放熱させるヒートシンクをさらに含みうる。

前記ヒートシンク内に設けられる制御回路をさらに含みうる。

前記ヒートシンク内で、前記外転型モータ部と前記制御回路との間には、エアフロー（ａｉｒｆｌｏｗ）のためのエアフロー空間部が形成されうる。

前記外部ギアは、ラック、外歯車または内歯車のうち何れか１つであり得る。

本発明によれば、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備などに何らの制約なしに容易に適用可能である。

従来技術による動力伝達装置の使用状態の側面構造図である。本発明の一実施形態による動力伝達装置の斜視図である。図２に示された動力伝達装置の概略的な構造図である。動力伝達ピンとピン回転支持部との分解斜視図である。図３のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。図５に示された外転型モータ部の拡大図である。動力伝達ピンの変形実施形態である。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を示す。

図２は、本発明の一実施形態による動力伝達装置の斜視図であり、図３は、図２に示された動力伝達装置の概略的な構造図であり、図４は、動力伝達ピンとピン回転支持部との分解斜視図であり、図５は、図３のＡ−Ａ線に沿って見た断面図であり、図６は、図５に示された外転型モータ部の拡大図である。

これら図面を参照すれば、本実施形態による動力伝達装置は、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備などに何らの制約なしに容易に適用可能にしたものであって、外部ギアとしてのラック１１０に形成される歯形１１１に互いに対応して、ラック１１０を運動させるが、円状の配列構造を有する多数の動力伝達ピン１２０と、動力伝達ピン１２０を回転自在に支持するピン回転支持部１３０と、ピン回転支持部１３０の半径方向内側に配されて、ピン回転支持部１３０が回転するための回転力を発生させる外転型モータ部１６０と、を含む。

参考までに、本実施形態の場合、外部ギアとしてラック１１０を開示しているが、外部ギアは、円状を有する外歯車や、あるいは内歯車にもなりうる。

例えば、図２のように、外部ギアがラック１１０である場合には、本実施形態による動力伝達装置１００が駆動される時、ラック１１０が直線運動することができる。

一方、外部ギアが外歯車や、あるいは内歯車である場合には、本実施形態による動力伝達装置１００が駆動される時、外歯車や、あるいは内歯車が回転運動させうる。

ラック１１０の一側には、ラック歯形１１１が形成される。ラック歯形１１１は、ラック１１０の一側でラック１１０の長手方向に沿って連続して均等に形成される。

ラック１１０に形成されるラック歯形１１１は、トロコイド（ｔｒｏｃｈｏｉｄ）歯形、サイクロイド（ｃｙｃｌｏｉｄ）歯形及びインボリュート（ｉｎｖｏｌｕｔｅ）歯形のうちから選択される何れか１つの歯形で適用可能である。

このように、ラック１１０が直線運動を行うように、動力伝達ピン１２０が設けられる。本実施形態において、動力伝達ピン１２０は、ラック１１０を運動させるための動力源であって、ラック１１０のラック歯形１１１と対応して、その場で回転運動を行う。動力伝達ピン１２０は、円状の配列構造を有しうる。

次いで、ピン回転支持部１３０は、図４に詳しく示したように、円状の配列構造を有する動力伝達ピン１２０と連結される構造物であって、動力伝達ピン１２０を回転自在に支持する。

このようなピン回転支持部１３０は、ローター連結ボディー１４０、ピン支持用軸受１５１、そして、オイルシール１５２を含む。

ローター連結ボディー１４０は、動力伝達ピン１２０を回転自在に支持し、ローター１６１と１つの本体を形成する構造物である。

このようなローター連結ボディー１４０は、動力伝達ピン１２０の両側の端部領域に１つずつ一対に配されて、動力伝達ピン１２０と連結される。

すなわち、ローター連結ボディー１４０は、動力伝達ピン１２０の長さほど、あるいはそれよりも小さく互いに離隔し、平行に一対に配され、一対のローター連結ボディー１４０は、動力伝達ピン１２０の両断部と連結されて、動力伝達ピン１２０を回転自在に支持させる。

ローター連結ボディー１４０には、動力伝達ピン１２０が挿入されながら支持されるピン挿入支持ホール１４１が円周方向に沿って等角度間隙を置いて多数個設けられる。

ピン支持用軸受１５１は、動力伝達ピン１２０の個数ほどローター連結ボディー１４０の円周方向に沿って互いに等角度間隔で配列されて、動力伝達ピン１２０の自転運動を支持する役割を果たす。

ピン支持用軸受１５１は、ボール軸受を含めて剛性に優れた多様な転がり軸受で適用可能である。

オイルシール１５２は、ピン支持用軸受１５１に１つずつ対応して設けられて、動力伝達ピン１２０が挿入されて支持されるローター連結ボディー１４０内のピン挿入支持ホール１４１をシーリングする。

本実施形態の場合、一対のローター連結ボディー１４０が適用されているために、一対のローター連結ボディー１４０側にそれぞれピン支持用軸受１５１とオイルシール１５２とが適用される。

言い換えれば、動力伝達ピン１２０を基準としてローター連結ボディー１４０、ピン支持用軸受１５１及びオイルシール１５２は、それぞれ対称構造をなしうる。したがって、組立作業も容易になる。

一方、外転型モータ部１６０は、ピン回転支持部１３０の半径方向内側に配されて、ピン回転支持部１３０と連結され、外側に配されるピン回転支持部１３０が回転するための回転力を発生させる役割を果たす。

言い換えれば、本実施形態の動力伝達装置１００の場合、外転型モータ部１６０が、ピン回転支持部１３０の内側に配された状態で外側に配される構造物であるピン回転支持部１３０及び動力伝達ピン１２０を回転させる構造を有する。

このような場合、図１のように、別途のモータ８を直結しなければならない複雑な構造を脱皮できるということはもとより、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備、特に、インデックス（ＩＮＤＥＸ）のようなコンパクトな装備に適用することが容易である。

外転型モータ部１６０は、ピン回転支持部１３０の半径方向内側でピン回転支持部１３０と連結され、ピン回転支持部１３０と共に回転するローター１６１と、ローター１６１の半径方向内側に固設され、印加される電流によって、ローター１６１を回転させるステータ１６２と、を含む。

ローター１６１は、磁石からなり、ステータ１６２は、電線が巻かれたコイル構造体からなる。

これにより、図６に示したように、ステータ１６２に電流を流せば、フレミングの法則によって磁力が発生し、それを交差変更させれば、ローター１６１の磁石は、誘導される磁性の極性に合わせて回転する。

この際、ローター１６１にローター連結ボディー１４０が結合されているために、ローター１６１が回転すれば、ローター連結ボディー１４０も、共に回転しながら動力伝達ピン１２０が回転するように誘導することができる。

ステータ１６２の内側には、固定シャフト１６３が設けられる。回転が可能なローター１６１とは異なって、固定シャフト１６３は、回転せずに固定される。

したがって、固定シャフト１６３には、絶対位置感知センサー１７０などのセンサーが設けられうる。本実施形態において、絶対位置感知センサー１７０は、固定シャフト１６３の端部に結合されて、動力伝達ピン１２０の絶対位置を感知する役割を果たす。例えば、絶対位置がずれた場合、外転型モータ部１６０の動作を強制に停止させるなどの制御がなされうる。

外転型モータ部１６０の周辺には、外転型モータ部１６０を保護する仕上げキャップ１７５が設けられる。仕上げキャップ１７５によって外転型モータ部１６０が保護され、仕上げキャップ１７５を開放する場合には、外転型モータ部１６０のメンテナンスの通路をなしうる。

仕上げキャップ１７５の反対側には、動力伝達ピン１２０の周辺に配され、外転型モータ部１６０から発生する熱を放熱させるヒートシンク１７８が設けられる。

ヒートシンク１７８は、ハウジング構造で形成されうるが、その内部には、本実施形態による動力伝達装置１００の制御のための各種制御回路１８０が設けられる。

ここで、制御回路１８０は、電源回路１８１、無線通信回路１８２、ＭＣＵ回路１８３、そして、外転型モータ部駆動回路１８４などを含みうる。

本実施形態の場合、電源回路１８１、無線通信回路１８２、ＭＣＵ回路１８３、そして、外転型モータ部駆動回路１８４が、いずれも適用されたものと図示したが、これらのうち一部は、適用から除外されることもある。

ヒートシンク１７８内で、前記外転型モータ部１６０と前記制御回路１８０との間には、エアフローのためのエアフロー空間部１７９が形成される。エアフロー空間部１７９によって外転型モータ部１６０から発生する熱が制御回路１８０に直接伝達されて、制御回路１８０が損傷される現象を予防することができる。

このような構成を有する動力伝達装置１００の作用を説明する。

図２のように、動力伝達装置１００が組み立てられた状態、すなわち、ラック１１０に組み立てられた状態でステータ１６２に電流が印加される。

ステータ１６２に電流が印加されれば、フレミングの法則によって磁力が発生し、それを交差変更させれば、ローター１６１の磁石は、誘導される磁性の極性に合わせて回転する。

このように動力伝達ピン１２０が回転すれば、ラック１１０のラック歯形１１１に沿って１つずつ噛み合いながら相互作用し、これにより、ラック１１０は、直線運動を行う。

このような構造と作用とを有する本実施形態の動力伝達装置１００によれば、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備などに何らの制約なしに容易に適用可能である。

図７は、動力伝達ピンの変形実施形態である。

前述した実施形態とは異なって、動力伝達ピン２２０は、図７のように潤滑が可能な構造で適用可能である。

すなわち、動力伝達ピン２２０の内部には、動力伝達ピン２２０の長手方向を潤滑剤が流動する潤滑剤流動ホール２２１が設けられうる。

そして、動力伝達ピン２２０の側壁には、潤滑剤流動ホール２２１と連通されて、潤滑剤が潤滑剤流動ホール２２１を通じて出入りする潤滑剤出口２２２と潤滑剤入口２２３とが設けられうる。

潤滑剤出口２２２と潤滑剤入口２２３は、潤滑剤流動ホール２２１の両側の端部領域で動力伝達ピン２２０の半径方向に沿って互いに逆方向に配置される。もちろん、このような事項に本発明の権利範囲が制限されないので、潤滑剤出口２２２と潤滑剤入口２２３は、互いに同じ方向に配置されることもある。

このような潤滑構造を有する動力伝達ピン２２０が適用される場合、動力伝達ピン２２０の回転が柔軟になるために、装備の運動に役に立つ。

本実施形態による動力伝達ピン２２０が適用されても、装置の全体的な高さだけではなく、外観サイズを顕著に減少させて、コンパクトな部品を要求する半導体や平面ディスプレイ装備などに何らの制約なしに容易に適用可能である。

このように、本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様な修正及び変形できるということは、当業者に自明である。したがって、そのような修正例や変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものと言わなければならない。

本発明の動力伝達装置は、回転運動または直線運動を要する各種工作機械を含めて産業用機械装置、半導体あるいは平面ディスプレイ製造設備、そして、各種物流移送設備などに用いられうる。

Claims

外部ギアに形成される歯形に互いに対応して、前記外部ギアを運動させるが、円状の配列構造を有する多数の動力伝達ピンと、
前記動力伝達ピンと連結され、前記動力伝達ピンを回転自在に支持するピン回転支持部と、
前記ピン回転支持部の半径方向内側に配されて、前記ピン回転支持部と連結され、外側に配される前記ピン回転支持部が回転するための回転力を発生させる外転型モータ部と、
を含むことを特徴とする動力伝達装置。
前記外転型モータ部は、
前記ピン回転支持部の半径方向内側で前記ピン回転支持部と連結され、前記ピン回転支持部と共に回転するローターと、
前記ローターの半径方向内側に固設され、印加される電流によって、前記ローターを回転させるステータと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記ピン回転支持部は、
前記動力伝達ピンを回転自在に支持し、前記ローターと１つの本体を形成するローター連結ボディーを含むことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
前記ローター連結ボディーは、前記動力伝達ピンの両側の端部領域に１つずつ一対に配されて、前記動力伝達ピンと連結されることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
前記ピン回転支持部は、
前記動力伝達ピンの個数ほど前記ローター連結ボディーの円周方向に沿って互いに等角度間隔で配列されて、前記動力伝達ピンの自転運動を支持する多数のピン支持用軸受をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
前記ピン回転支持部は、
前記ピン支持用軸受に１つずつ対応して設けられて、前記動力伝達ピンが挿入されて支持される前記ローター連結ボディー内のピン挿入支持ホールをシーリングする多数のオイルシールをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の動力伝達装置。
前記外転型モータ部は、
前記ステータの内側に配される固定シャフトをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
前記固定シャフトの端部に結合されて、前記動力伝達ピンの絶対位置を感知する絶対位置感知センサーをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の動力伝達装置。
前記外転型モータ部の周辺に結合されて、前記外転型モータ部を保護する仕上げキャップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記動力伝達ピンの周辺に配され、前記外転型モータ部から発生する熱を放熱させるヒートシンクをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記ヒートシンク内に設けられる制御回路をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の動力伝達装置。
前記ヒートシンク内で、前記外転型モータ部と前記制御回路との間には、エアフローのためのエアフロー空間部が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の動力伝達装置。
前記外部ギアは、ラック、外歯車または内歯車のうち何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。