JP2019525085A - モジュール軸受及びそれを備える動力伝達装置 - Google Patents

モジュール軸受及びそれを備える動力伝達装置 Download PDF

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Abstract

モジュール軸受及びそれを備える動力伝達装置が開示される。本発明の一実施形態によるモジュール軸受は、ギアの回転または直線運動をガイドするために、ギアの一側壁に接触支持されるモジュール外輪；モジュール外輪の半径方向内側に回転自在に配される軸受回転体；及び軸受回転体を挟んで、モジュール外輪の半径方向内側に配され、軸受回転体と連結され、軸受回転体に予圧をかけるために、多数の切片で分離製作されて結合される切片結合式モジュール内輪；を含む。

Description

本発明は、モジュール軸受及びそれを備える動力伝達装置に係り、より詳細には、リングギアのサイズに制約なしに設備適用が可能であり、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることはもとより、コンパクトな構造によって、軸方向の軽薄短小の具現が可能となり、さらに直線型ギアや曲線型ギアが適用される場合には、効率的な構造であって、当該ギアの直線運動と曲線運動とを円滑にガイドすることができるモジュール軸受及びそれを備える動力伝達装置に関する。
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装備に直線あるいは曲線運動を具現させるために適用可能である。すなわち、動力伝達装置は、モータの回動力を基にしてラックとピニオンとの相互作用によって、直線あるいは曲線運動を具現させることができる。
例えば、ラックが直線型である場合には、ピニオンとの相互作用によって、運動対象体の直線運動が可能であり、ラックが曲線型である場合には、ピニオンとの相互作用によって、運動対象体の曲線運動が可能である。
したがって、このような構造と機能とを基にしてラックとピニオンとを適切に組み合わせることにより、インデックスのような多様な産業装備の直線、曲線または回転運動を具現させることができる。
このような多様な産業装備の直線、曲線または回転運動、例えば、インデックスの回転運動を具現するために、図１のようなリングギア１０とクロスローラー軸受２０との組合わせが適用可能である。
図１は、一般的なリングギアとクロスローラー軸受とが組合わせられた状態の図面であり、図２は、図１の側面図である。参考までに、図１の図面で、クロスローラー軸受２０の代わりに４点接触玉軸受が適用されることもある。
図１において、リングギア１０は、自動車の減速ギアのようにボス（ｂｏｓｓ）もアーム（ａｒｍ）もない円板状のギアを示す。外面に歯形１１が形成されている。
そして、クロスローラーリングとも呼ばれるクロスローラー軸受２０は、内輪、外輪、転動体、プラスチックスペーサなどで構成された軸受を示す。クロスローラー軸受２０は、周辺構造物、例えば、インデックスのような周辺構造物に結合され、リングギア１０の回動を円滑にインデックステーブルに伝達する。
クロスローラー軸受２０は、その構造的な特徴によって、軸方向と径方向との両方向荷重、ティルティングモーメント荷重、単一軸受位置としてのあらゆる荷重を支持することができる。特に、クロスローラー軸受２０は、剛性が高いだけではなく、動作正確性が高くて、図１のような形態でインデックスのような産業装備に広く適用されると知られている。
一方、前述したように、図１及び図２の構造を通じてリングギア１０の回転力を、例えば、インデックスに伝達する構造が最も平凡な軸受構造である。
しかし、図１及び図２のような従来技術の場合には、その構造的な限界によって、リングギア１０のサイズ（直径）によって設置コストが急上昇することによって、実質的に設備適用が容易ではなく、リングギア１０の直径が制約されるなど、多様な問題点を発生させる恐れがある。
第１に、クロスローラー軸受２０の直径が大きくなるほど、クロスローラー軸受２０のコストが急上昇して、実質的に設備適用が容易ではない。実際、クロスローラー軸受２０は、高価の軸受であり、そのサイズが大きくなるほど、コストが上昇すると知られている。
第２に、クロスローラー軸受２０は、製作サイズに限界があるために、クロスローラー軸受２０のサイズによって、リングギア１０の直径が制約される。すなわち、最大直径のクロスローラー軸受２０よりも直径が遥かに大きなリングギア１０の適用は根本的に不可能である。
第３に、クロスローラー軸受２０は、図１のように、リングギア１０の一側から突出して結合されるが、このようなクロスローラー軸受２０の結合構造上、軸方向の軽薄短小の具現が容易ではない。すなわち、クロスローラー軸受２０によって、図２のように、全高（Ｈ１）が高くなり、軸方向の軽薄短小の具現が容易ではない。
前述したように、クロスローラー軸受２０は、多くの長所を提供する一般的な軸受ではあるが、一方、さまざまな短所があるという点を考慮すれば、クロスローラー軸受２０や、あるいは４点接触玉軸受のみを適用した従来の通常の方式から外れた新概念の軸受構造に対する必要性が台頭している。
本発明が解決しようとする技術的課題は、リングギアのサイズに制約なしに設備適用が可能であり、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることはもとより、コンパクトな構造によって、軸方向の軽薄短小の具現が可能となり、さらに直線型ギアや曲線型ギアが適用される場合には、効率的な構造であって、当該ギアの直線運動と曲線運動とを円滑にガイドすることができるモジュール軸受及びそれを備える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、ギア（ｇｅａｒ）の回転または直線運動をガイドするために、前記ギアの一側壁に接触支持されるモジュール外輪；前記モジュール外輪の半径方向内側に回転自在に配される軸受回転体；及び前記軸受回転体を挟んで、前記モジュール外輪の半径方向内側に配され、前記軸受回転体と連結され、前記軸受回転体に予圧をかけるために、多数の切片（ｐａｒｔ）で分離製作されて結合される切片結合式モジュール内輪；を含むことを特徴とするモジュール軸受が提供され得る。
前記切片結合式モジュール内輪は、前記軸受回転体の一端部に支持される第１支持壁を備える第１内輪切片；及び前記軸受回転体の反対側で前記軸受回転体の他端部に支持される第２支持壁を備える第２内輪切片；を含み得る。
前記第１内輪切片は、前記軸受回転体の内側に挿入される第１内輪挿入部；及び前記第１内輪挿入部と連結されるが、前記第１内輪挿入部よりも大径を有し、前記第１内輪挿入部との間に、前記第１支持壁を形成する第１内輪フランジ部；を含み得る。
前記第２内輪切片は、前記軸受回転体の内側に挿入されるが、前記軸受回転体の内側で前記第１内輪挿入部の端部と当接する第２内輪挿入部；及び前記第２内輪挿入部と連結されるが、前記第２内輪挿入部よりも大径を有し、前記第２内輪挿入部との間に、前記第２支持壁を形成する第２内輪フランジ部；を含み得る。
前記切片結合式モジュール内輪は、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とを結合させるための結合ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔をさらに含み得る。
前記第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔は、前記切片結合式モジュール内輪のセンター領域に配置される。
前記切片結合式モジュール内輪は、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とが結合された以後に、前記軸受回転体に予圧をかけるための予圧ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔をさらに含み得る。
前記第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔は、前記切片結合式モジュール内輪の周り方向に沿って等角度間隔で多数個配列され得る。
前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とのサイズが、互いに異なる。
前記モジュール外輪の外壁には、前記ギアのガイド突出部が挿入されてガイドされるガイドスロットが陥没して形成され得る。
前記ガイドスロットは、英文字Ｖ字状を有し得る。
前記ギアは、リングギア、直線型ギア及び曲線型ギアのうちいずれか１つのギアであり得る。
本発明の他の側面によれば、一側に歯形が形成されるギア；前記ギアの歯形に噛み合って相互作用するピニオン；及び前記ギアの前記歯形が形成される側部の反対側部に配されて、前記ピニオンの駆動時に、前記ギアの回転または直線運動をガイドするが、相互離隔して配される複数のモジュール軸受；を含むことを特徴とする動力伝達装置が提供され得る。
前記モジュール軸受は、前記ギアの前記歯形が形成される側部の反対側部に接触支持されるモジュール外輪；前記モジュール外輪の半径方向内側に回転自在に配される軸受回転体；及び前記軸受回転体を挟んで、前記モジュール外輪の半径方向内側に配され、前記軸受回転体と連結され、前記軸受回転体に予圧をかけるために、多数の切片で分離製作されて結合される切片結合式モジュール内輪；を含み得る。
前記切片結合式モジュール内輪は、前記軸受回転体の一端部に支持される第１支持壁を備える第１内輪切片；及び前記軸受回転体の反対側で前記軸受回転体の他端部に支持される第２支持壁を備える第２内輪切片；を含み得る。
前記第１内輪切片は、前記軸受回転体の内側に挿入される第１内輪挿入部；及び前記第１内輪挿入部と連結されるが、前記第１内輪挿入部よりも大径を有し、前記第１内輪挿入部との間に、前記第１支持壁を形成する第１内輪フランジ部；を含み、前記第２内輪切片は、前記軸受回転体の内側に挿入されるが、前記軸受回転体の内側で前記第１内輪挿入部の端部と当接する第２内輪挿入部；及び前記第２内輪挿入部と連結されるが、前記第２内輪挿入部よりも大径を有し、前記第２内輪挿入部との間に、前記第２支持壁を形成する第２内輪フランジ部；を含み得る。
前記切片結合式モジュール内輪は、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とを結合させるための結合ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔をさらに含み得る。
前記切片結合式モジュール内輪は、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とが結合された以後に、前記軸受回転体に予圧をかけるための予圧ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔をさらに含み得る。
前記ピニオンは、円状の配列構造を有し、前記ギアの歯形に噛み合う多数の動力伝達ピン；及び前記多数の動力伝達ピンを回転自在に支持するピン回転支持部；を含み得る。
前記ピン回転支持部に連結され、前記ピン回転支持部が回転するための回動力を発生させる外部結合型モータ部をさらに含み得る。
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動力を発生させる外転型モータ部をさらに含み得る。
前記ギアは、リングギア、直線型ギア及び曲線型ギアのうちいずれか１つのギアであり得る。
本発明によれば、リングギアのサイズに制約なしに設備適用が可能であり、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることはもとより、コンパクトな構造によって、軸方向の軽薄短小の具現が可能となり、さらに直線型ギアや曲線型ギアが適用される場合には、効率的な構造であって、当該ギアの直線運動と曲線運動とを円滑にガイドすることができる。
一般的なリングギアとクロスローラー軸受とが組合わせられた状態の図面である。 図１の側面図である。 本発明の一実施形態によるモジュール軸受が適用される動力伝達装置の斜視図である。 図３の要部切開斜視図である。 図４のＡ領域の拡大図である。 図５の部分断面図である。 図６に示されたモジュール軸受の拡大図である。 図７の部分分解図である。 図３における一部のモジュール軸受を除去した状態の平面図である。 図３に示されたピニオンにモータが結合された状態の図面である。 本発明の一実施形態によるモジュール軸受が直線型ギアに適用される図面である。 本発明の一実施形態によるモジュール軸受が直線型ギアに適用される図面である。 本発明の一実施形態によるモジュール軸受が曲線型ギアに適用される図面である。 ピニオンの変形例であって、ピニオンの概略的な内部構造図である。 図１４に示された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１４のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図である。 図１６に示された外転型モータ部の拡大図である。
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り、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３は、本発明の一実施形態によるモジュール軸受が適用される動力伝達装置の斜視図であり、図４は、図３の要部切開斜視図であり、図５は、図４のＡ領域の拡大図であり、図６は、図５の部分断面図であり、図７は、図６に示されたモジュール軸受の拡大図であり、図８は、図７の部分分解図であり、図９は、図３における一部のモジュール軸受を除去した状態の平面図であり、図１０は、図３に示されたピニオンにモータが結合された状態の図面である。
これら図面を参照すれば、本実施形態によるモジュール軸受１３０は、リングギア１１０のサイズに制約なしに設備適用が可能となり、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることはもとより、コンパクトな構造によって、軸方向の軽薄短小の具現が可能となるようにした。
特に、本実施形態によるモジュール軸受１３０は、図３のリングギア１１０以外にも、図１１及び図１２の直線型ギア３１０、４１０や図１３の曲線型ギア５１０に適用されて、当該ギア３１０、４１０、５１０の直線運動と曲線運動とを円滑にガイドすることができる新概念の軸受である。
本実施形態では、モジュール軸受１３０がリングギア１１０に適用される場合について説明する。本実施形態によるモジュール軸受１３０が、図３、図４、そして、図９のようなリングギア１１０に適用される場合、前述したように、リングギア１１０のサイズに制約なしに設備適用が可能となる。すなわち、リングギア１１０を大きく製作しても、リングギア１１０のサイズに合わせてモジュール軸受１３０を適用することができる。
また、図３及び図９のように、本実施形態によるモジュール軸受１３０は、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることができる。例えば、高い荷重を必要とすれば、図３のように、多少多くの個数のモジュール軸受１３０をリングギア１１０に適用すれば良く、図３よりも低い荷重を必要とすれば、図９のように、図３で一部のモジュール軸受１３０を除去して使用すれば良い。
このように、本実施形態によるモジュール軸受１３０は、個数調節が可能であるだけではなく、構造が図１及び図２のクロスローラー軸受２０よりもコンパクトであるために、軸方向の軽薄短小の具現が可能となる。すなわち、従来、クロスローラー軸受２０によって、図２のように、全高（Ｈ１）が高くなり、軸方向の軽薄短小の具現が容易ではなかったが、本実施形態によるモジュール軸受１３０を適用すれば、モジュール軸受１３０の構造的な特徴によって、図６のように、全高（Ｈ２）を減らすことができて、軸方向の軽薄短小の具現が可能となる。
このような多くの長所を提供することができるモジュール軸受１３０は、図５から図８に詳しく示したように、軸受回転体１５０を挟んで、内外側に切片結合式モジュール内輪１６０とモジュール外輪１４０とが結合される構造を有し、リングギア１１０に内接され得る。
参考までに、本実施形態に適用されるリングギア１１０は、歯形１１１が外壁に形成されるギアであるために、モジュール軸受１３０が内接され得る。
しかし、反対の場合も十分に可能である。すなわち、歯形１１１がリングギア１１０の内壁に形成され、モジュール軸受１３０がリングギア１１０に外接されることもある。このような場合には、ピニオン２００は内接されてリングギア１１０を回転させる動力源として使われる。
モジュール軸受１３０の構造について詳しく説明すれば、まず、モジュール外輪１４０は、本実施形態によるモジュール軸受１３０で最外側に配される回転式構造物であって、リングギア１１０に回転自在に接触支持される。すなわち、リングギア１１０の回動をガイドするために、モジュール外輪１４０がリングギア１１０の内側壁に接触支持され得る。
図５及び図６に詳しく示されたように、リングギア１１０の内壁には、ガイド突出部１１２が形成されるが、このようなリングギア１１０のガイド突出部１１２が安定してガイドされるように、モジュール外輪１４０の外壁にガイドスロット１４１が陥没して形成される。
この際、ガイドスロット１４１は、英文字Ｖ字状を有し得る。したがって、リングギア１１０のガイド突出部１１２がガイドスロット１４１に安定して、また定位置にガイドされるのに有利である。リングギア１１０の回転時に、軸受回転体１５０の作用によって、モジュール外輪１４０が回転しながら、リングギア１１０の回動をサポートすることができる。
次いで、軸受回転体１５０は、モジュール外輪１４０の半径方向内側に回転自在に配される構造物である。すなわち、軸受回転体１５０は、モジュール外輪１４０と切片結合式モジュール内輪１６０との間で自由回転する構造物である。本実施形態において、軸受回転体１５０は、ボール（ｂａｌｌ）として適用可能である。
一方、切片結合式モジュール内輪１６０は、軸受回転体１５０を挟んで、モジュール外輪１４０の半径方向内側に配される構造物であって、軸受回転体１５０と連結される。
本実施形態において、モジュール外輪１４０が一体型構造物で製作されるが、切片結合式モジュール内輪１６０は、多数の切片で分離製作されて結合されることにより、一体型の切片結合式モジュール内輪１６０を成す。
このように、切片結合式モジュール内輪１６０が多数の切片で分離製作されて結合されることにより、本実施形態によるモジュール軸受１３０を、図３のように実際使用する時、軸受回転体１５０に予圧をかけることができる。
これについて詳細に説明する。本実施形態によるモジュール軸受１３０は、前述したように、軸受回転体１５０を挟んで、内外側に切片結合式モジュール内輪１６０とモジュール外輪１４０とが結合される構造で製作されるために、加工誤差または組立誤差などによって、軸受回転体１５０領域で若干の内部隙間（ｇａｐ）が発生する。
このように、モジュール軸受１３０が若干の内部隙間を有し、回転動作する場合、軸の揺れが発生して、回転精度及び位置決め精度を減少させ得るため、それを補完しなければならない。
これにより、モジュール軸受１３０を、図１のように設備に装着してセッティングする時、モジュール軸受１３０に予圧をかけることにより、前記の問題を解消することができる。すなわち、加工誤差または組立誤差などによって、軸受回転体１５０領域で発生可能な内部隙間を予めマイナスとして使用（予圧）することにより、軸の揺れの発生を阻止させることができる。
このように、モジュール軸受１３０に予圧をかければ、本実施形態によるモジュール軸受１３０が荷重を受けても、内部隙間が発生しにくくなって、剛性が高くなる。また、モジュール軸受１３０に予圧をかければ、軸の固有振動数が高くなって、高速回転に適し、なによりも、軸の揺れが抑制されて、回転精度及び位置決め精度が増加する。
そして、モジュール軸受１３０に予圧をかければ、本実施形態によるモジュール軸受１３０の動作時に、振動及び騒音が抑制され得る。
もちろん、予圧量がむやみに高ければ良いことではないが、予圧量が過度に大きな場合には、寿命短縮、異常発熱、回転トルク増大などが招かれるので、セッティングマニュアルによることが望ましい。
前述したように、本実施形態によるモジュール軸受１３０を、図１のように設備に装着してセッティングする時、モジュール軸受１３０に予圧をかけるために、本実施形態では、切片結合式モジュール内輪１６０を多数の切片で分離製作した後、互いに結合されて、一体型になるようにする。
このような切片結合式モジュール内輪１６０は、軸受回転体１５０の一端部に支持される第１支持壁１７１を備える第１内輪切片１７０と、軸受回転体１５０の反対側で軸受回転体１５０の他端部に支持される第２支持壁１８１を備える第２内輪切片１８０と、を含み得る。
この際、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とのサイズが互いに異なる。本実施形態では、第１内輪切片１７０よりも第２内輪切片１８０のサイズがさらに大きなものを適用しているが、反対の場合も可能であり、場合によっては、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とのサイズが互いに同一でもある。
そして、本実施形態では、切片結合式モジュール内輪１６０を２切片、すなわち、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０との結合で適用しているが、切片結合式モジュール内輪１６０は、３切片以上に分離製作し、これらが結合されて使われるようにすることもできる。
体積が小さく形成される第１内輪切片１７０について先に説明すれば、第１内輪切片１７０は、軸受回転体１５０の内側に挿入される第１内輪挿入部１７２と、第１内輪挿入部１７２と連結されるが、第１内輪挿入部１７２よりも大径を有し、第１内輪挿入部１７２との間に、第１支持壁１７１を形成する第１内輪フランジ部１７３と、を含み得る。
第２内輪切片１８０は、第１内輪切片１７０とサイズのみ異なり、実質的に類似した構造を有する。すなわち、第２内輪切片１８０は、軸受回転体１５０の内側に挿入されるが、軸受回転体１５０の内側で第１内輪挿入部１７２の端部と当接する第２内輪挿入部１８２と、第２内輪挿入部１８２と連結されるが、第２内輪挿入部１８２よりも大径を有し、第２内輪挿入部１８２との間に、第２支持壁１８１を形成する第２内輪フランジ部１８３と、を含み得る。
このような構造で切片結合式モジュール内輪１６０には、第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４と、第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔１７５、１８５と、がさらに設けられる。第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４は、中央に１個、そして、第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔１７５、１８５は、サイドに複数個設けられ得るが、必ずしもそのようである必要がない。
第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４は、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とを結合させるための結合ボルト１９０の締結のために、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とにそれぞれ形成されるボルト孔である。
本実施形態において、第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４は、切片結合式モジュール内輪１６０のセンター領域に１個配される。しかし、モジュール軸受１３０のサイズが大きな場合であれば、複数個の第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４が設けられても良い。
製造社は、図７のように、結合ボルト１９０を第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４に予め締結して、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とが互いに結合されるようにした状態でモジュール軸受１３０を設備業界に供給することができる。
第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔１７５、１８５は、図７のように、結合ボルト１９０によって、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とが結合された以後、軸受回転体１５０に予圧をかけるための予圧ボルト（図示せず）の締結のために、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とにそれぞれ形成されるボルト孔である。
本実施形態において、第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔１７５、１８５は、結合ボルト１９０の周り方向に沿って等角度間隔で多数個配列され得る。前述したように、モジュール軸受１３０を製造する製造社では、図７のように、結合ボルト１９０を第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔１７４、１８４に予め締結して、第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とが互いに結合されるようにした状態でモジュール軸受１３０を設備業界に供給することができるが、この際、第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔１７５、１８５は、空き状態のまま供給する。そして、本実施形態によるモジュール軸受１３０を、図１のように実際設備に装着してセッティングする時、第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔１７５、１８５は、セッティング作業者によって予圧ボルト（図示せず）を締結する場所として活用される。
すなわち、切片結合式モジュール内輪１６０の第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とが第１支持壁１７１と第２支持壁１８１とを通じて軸受回転体１５０を圧迫する形態なので、予圧ボルトで第１内輪切片１７０と第２内輪切片１８０とをさらに締めれば、軸受回転体１５０領域で発生可能な内部隙間を予めマイナスとして使用（予圧）可能になる。前述したように、予圧ボルト（図示せず）の締付け力は、セッティングマニュアルによる。
前述したようなモジュール軸受１３０を、例えば、図３または図９のように、リングギア１１０に適用してリングギア１１０の回動をガイドする場合、リングギア１１０のサイズに制約なしに設備適用が可能となる。すなわち、リングギア１１０を大きく製作しても、リングギア１１０のサイズに合わせてモジュール軸受１３０を適用することができる。
また、図３及び図９のように、本実施形態によるモジュール軸受１３０は、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることができる。例えば、高い荷重を必要とすれば、図３のように、多少多くの個数のモジュール軸受１３０を適用すれば良く、図３よりも低い荷重を必要とすれば、図９のように、図３で一部のモジュール軸受１３０を除去して使用すれば良い。
そして、図１及び図２のクロスローラー軸受２０よりもその構造が遥かにコンパクトであるために、軸方向の軽薄短小の具現が可能となる。すなわち、従来、クロスローラー軸受２０によって、図２のように、全高（Ｈ１）が高くなり、軸方向の軽薄短小の具現が容易ではなかったが、本実施形態によるモジュール軸受１３０を適用すれば、図６のように、全高（Ｈ２）を減らすことができて、軸方向の軽薄短小の具現が可能となる。
一方、モジュール軸受１３０を、例えば、図３または図９のように、リングギア１１０に適用した場合、リングギア１１０を回転させるための動力源が必要である。これは、ピニオン２００が担当することができる。
前述したように、リングギア１１０を基準にしてモジュール軸受１３０が内接されるために、ピニオン２００は、リングギア１１０に外接され得る。
しかし、ピニオン２００がリングギア１１０に内接され、モジュール軸受１３０がリングギア１１０に外接されてもよい。
このように、リングギア１１０を回転させるための動力源としてのピニオン２００は、多様な構造で適用可能であるが、以下、図１０を参照して簡略に説明する。
図１０を参照すれば、ピニオン２００は、円状の配列構造を有する多数の動力伝達ピン２２０と、動力伝達ピン２２０を回転自在に支持するピン回転支持部２３０と、を含み得る。
動力伝達ピン２２０は、リングギア１１０の歯形１１１に対応して配されて回転することにより、リングギア１１０を回転させる。
ピン回転支持部２３０は、動力伝達ピン２２０を回転自在に支持する構造物であって、このようなピン回転支持部２３０には、ピン回転支持部２３０が回転するための回動力を発生させる外部結合型モータ部２６０が連結される。外部結合型モータ部２６０は、通常のモータであり得る。
これにより、外部結合型モータ部２６０の作用によって、ピニオン２００が動作してリングギア１１０を回転させる場合、リングギア１１０に内接された多数のモジュール軸受１３０がリングギア１１０の回動をガイドするために、円滑なリングギア１１０の回動を保証することができる。
前述したような構造と作用とを有する本実施形態によれば、リングギア１１０のサイズに制約なしに設備適用が可能となり、工程で要求される荷重に合わせて必要数量のみを選択して使用することができて、設置コストを顕著に減少させることはもとより、コンパクトな構造によって、軸方向の軽薄短小の具現が可能となり、さらに直線型ギア３１０、４１０（図１１及び図１２参照）や曲線型ギア５１０（図１３参照）が適用される場合には、効率的な構造であって、当該ギアの直線運動と曲線運動とを円滑にガイドさせ得る。
図１１及び図１２は、本発明の一実施形態によるモジュール軸受が直線型ギアに適用される図面であり、図１３は、本発明の一実施形態によるモジュール軸受が曲線型ギアに適用される図面である。
図１１及び図１２は、モジュール軸受１３０が直線型ギア３１０、４１０に適用されて直線型ギア３１０の直線運動をガイドする場合に該当する。この際、図１１は、直線型ギア３１０の一側壁のみにモジュール軸受１３０が配され、図１２は、直線型ギア４１０の両側壁いずれもにモジュール軸受１３０が配置される。
参考までに、図１１及び図１２の図面には、直線型ギア３１０、４１０を直線運動させるためのピニオン２００（図３参照）については、便宜上、図示を省略したが、図１１の場合には、モジュール軸受１３０の反対側直線型ギア３１０の側壁３１１に歯形（図示せず）を作り、そこにピニオン２００を設置し、図１２の場合には、直線型ギア４１０の上部壁５１１に歯形（図示せず）を作り、そこにピニオン２００を設置することができる。
図１３は、モジュール軸受１３０が曲線型ギア５１０に適用されて曲線型ギア５１０の曲線運動をガイドする場合に該当する。この際は、歯形５１１が形成された部分にピニオン２００が配され、その反対側位置にモジュール軸受１３０が配されて、曲線型ギア５１０の曲線運動をガイドすることができる。
一方、図１４は、ピニオンの変形例であって、ピニオンの概略的な内部構造図であり、図１５は、図１４に示された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１６は、図１４のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図であり、図１７は、図１６に示された外転型モータ部の拡大図である。
本実施形態による動力伝達装置には、図１０と異なる形態のピニオン６００、すなわち、図１４から図１７に示されたピニオン６００が適用されることもある。
図１４から図１７を参照すれば、ピニオン６００は、円状の配列構造を有する多数の動力伝達ピン６２０と、動力伝達ピン６２０を回転自在に支持するピン回転支持部６３０と、を含み得る。
このような構造で、ピニオン６００には、ピン回転支持部６３０の半径方向内側に配されて、ピン回転支持部６３０が回転するための回動力を発生させる外転型モータ部６６０が連結されて適用可能である。
動力伝達ピン６２０は、リングギア１１０の歯形１１１と噛み合って相互作用する。そして、ピン回転支持部６３０は、円状の配列構造を有する動力伝達ピン６２０と連結される構造物であって、動力伝達ピン６２０を回転自在に支持する。このようなピン回転支持部６３０は、ローター連結ボディー６４０、ピン支持用軸受６５１、そして、オイルシール６５２を含み得る。
ローター連結ボディー６４０は、動力伝達ピン６２０を回転自在に支持し、ローター６６１と一体型を形成する構造物である。ローター連結ボディー６４０は、動力伝達ピン６２０の両端部領域に１つずつ一対に配されて、動力伝達ピン６２０と連結される。すなわち、ローター連結ボディー６４０は、動力伝達ピン６２０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６４０は、動力伝達ピン６２０の両端部と連結されて、動力伝達ピン６２０を回転自在に支持させる。
ローター連結ボディー６４０には、動力伝達ピン６２０が挿入されながら支持されるピン挿入支持ホール６４１が円周方向に沿って等角度間隔を置いて多数個設けられる。
ピン支持用軸受６５１は、動力伝達ピン６２０の個数ほどローター連結ボディー６４０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６２０の自転運動を支持する役割を果たす。ピン支持用軸受６５１は、ボール軸受を含めて剛性に優れた多様な転がり軸受として適用可能である。
オイルシール６５２は、ピン支持用軸受６５１に１つずつ対応して設けられて、動力伝達ピン６２０が挿入されて支持されるローター連結ボディー６４０内のピン挿入支持ホール６４１をシーリングする。本実施形態では、一対のローター連結ボディー６４０が適用されているために、一対のローター連結ボディー６４０側にそれぞれピン支持用軸受６５１とオイルシール６５２とが適用される。言い換えれば、動力伝達ピン６２０を基準にしてローター連結ボディー６４０、ピン支持用軸受６５１及びオイルシール６５２は、それぞれ対称になる構造をなし得る。したがって、組立作業も容易になる。
一方、外転型モータ部６６０は、ピン回転支持部６３０の半径方向内側に配されて、ピン回転支持部６３０と連結され、外側に配されるピン回転支持部６３０が回転するための回動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６００の場合、外転型モータ部６６０がピン回転支持部６３０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６３０及び動力伝達ピン６２０を回転させる構造を有する。このような場合、以前のように、別途のモータを直結させなければならない複雑な構造を脱することができることはもとより、装置の全高だけではなく、外観サイズを顕著に減少させることができる。
外転型モータ部６６０は、ピン回転支持部６３０の半径方向内側でピン回転支持部６３０と連結され、ピン回転支持部６３０と共に回転するローター６６１と、ローター６６１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６６１を回転させるステータ６６２と、を含む。
ローター６６１は、磁石からなり、ステータ６６２は、電線が巻かれたコイル構造体からなる。これにより、ステータ６６２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、それを交互に変更させれば、ローター６６１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６６１にローター連結ボディー６４０が結合されているために、ローター６６１が回転すれば、ローター連結ボディー６４０も共に回転しながら、動力伝達ピン６２０が回転するように誘導することができる。
ステータ６６２の内側には、固定シャフト６６３が設けられる。回転が可能なローター６６１とは異なって、固定シャフト６６３は、回転せずに固定される。したがって、固定シャフト６６３には、絶対位置感知センサー６７０などのセンサーが設けられ得る。本実施形態において、絶対位置感知センサー６７０は、固定シャフト６６３の端部に結合されて、動力伝達ピン６２０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６６０の動作を強制に停止させるなどの制御がなされ得る。
外転型モータ部６６０の周辺には、外転型モータ部６６０を保護する仕上げキャップ６７５が設けられる。仕上げキャップ６７５によって外転型モータ部６６０が保護され、仕上げキャップ６７５を開放する場合には、外転型モータ部６６０のメンテナンスの通路をなし得る。
仕上げキャップ６７５の反対側には、動力伝達ピン６２０の周辺に配され、外転型モータ部６６０からの発生熱を放熱させるヒートシンク６７８が設けられる。
ヒートシンク６７８は、ハウジング構造で形成され得るが、その内部には、本実施形態による動力伝達装置６００の制御のための各種制御回路６８０が設けられる。ここで、制御回路６８０は、電源回路６８１、無線通信回路６８２、ＭＣＵ回路６８３、そして、外転型モータ部駆動回路６８４などを含み得る。
ヒートシンク６７８内で、外転型モータ部６６０と制御回路６８０との間には、エアフロー（ａｉｒ ｆｌｏｗ）のためのエアフロー空間部６７９が形成される。エアフロー空間部６７９によって外転型モータ部６６０からの発生熱が制御回路６８０に直接伝達されて、制御回路６８０が損傷される現象を予防することができる。
前述した図１４から図１７に示されたピニオン６００の構造が適用されても、本発明の効果を提供することができる。
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得る。

Claims (22)

  1. ギアの回転または直線運動をガイドするために、前記ギアの一側壁に接触支持されるモジュール外輪と、
    前記モジュール外輪の半径方向内側に回転自在に配される軸受回転体と、
    前記軸受回転体を挟んで、前記モジュール外輪の半径方向内側に配され、前記軸受回転体と連結され、前記軸受回転体に予圧をかけるために、多数の切片で分離製作されて結合される切片結合式モジュール内輪と、
    を含むことを特徴とするモジュール軸受。
  2. 前記切片結合式モジュール内輪は、
    前記軸受回転体の一端部に支持される第１支持壁を備える第１内輪切片と、
    前記軸受回転体の反対側で前記軸受回転体の他端部に支持される第２支持壁を備える第２内輪切片と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール軸受。
  3. 前記第１内輪切片は、
    前記軸受回転体の内側に挿入される第１内輪挿入部と、
    前記第１内輪挿入部と連結されるが、前記第１内輪挿入部よりも大径を有し、前記第１内輪挿入部との間に、前記第１支持壁を形成する第１内輪フランジ部と、
    を含むことを特徴とする請求項２に記載のモジュール軸受。
  4. 前記第２内輪切片は、
    前記軸受回転体の内側に挿入されるが、前記軸受回転体の内側で前記第１内輪挿入部の端部と当接する第２内輪挿入部と、
    前記第２内輪挿入部と連結されるが、前記第２内輪挿入部よりも大径を有し、前記第２内輪挿入部との間に、前記第２支持壁を形成する第２内輪フランジ部と、
    を含むことを特徴とする請求項３に記載のモジュール軸受。
  5. 前記切片結合式モジュール内輪は、
    前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とを結合させるための結合ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のモジュール軸受。
  6. 前記第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔は、前記切片結合式モジュール内輪のセンター領域に配されることを特徴とする請求項５に記載のモジュール軸受。
  7. 前記切片結合式モジュール内輪は、
    前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とが結合された以後に、前記軸受回転体に予圧をかけるための予圧ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のモジュール軸受。
  8. 前記第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔は、前記切片結合式モジュール内輪の周り方向に沿って等角度間隔で多数個配列されることを特徴とする請求項７に記載のモジュール軸受。
  9. 前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とのサイズが、互いに異なることを特徴とする請求項２に記載のモジュール軸受。
  10. 前記モジュール外輪の外壁には、前記ギアのガイド突出部が挿入されてガイドされるガイドスロットが陥没して形成されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール軸受。
  11. 前記ガイドスロットは、英文字Ｖ字状を有することを特徴とする請求項１０に記載のモジュール軸受。
  12. 前記ギアは、リングギア、直線型ギア及び曲線型ギアのうちいずれか１つのギアであることを特徴とする請求項１に記載のモジュール軸受。
  13. 一側に歯形が形成されるギアと、
    前記ギアの歯形に噛み合って相互作用するピニオンと、
    前記ギアの前記歯形が形成される側部の反対側部に配されて、前記ピニオンの駆動時に、前記ギアの回転または直線運動をガイドするが、相互離隔して配される複数のモジュール軸受と、
    を含むことを特徴とする動力伝達装置。
  14. 前記モジュール軸受は、
    前記ギアの前記歯形が形成される側部の反対側部に接触支持されるモジュール外輪と、
    前記モジュール外輪の半径方向内側に回転自在に配される軸受回転体と、
    前記軸受回転体を挟んで、前記モジュール外輪の半径方向内側に配され、前記軸受回転体と連結され、前記軸受回転体に予圧をかけるために、多数の切片で分離製作されて結合される切片結合式モジュール内輪と、
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の動力伝達装置。
  15. 前記切片結合式モジュール内輪は、
    前記軸受回転体の一端部に支持される第１支持壁を備える第１内輪切片と、
    前記軸受回転体の反対側で前記軸受回転体の他端部に支持される第２支持壁を備える第２内輪切片と、
    を含むことを特徴とする請求項１４に記載の動力伝達装置。
  16. 前記第１内輪切片は、
    前記軸受回転体の内側に挿入される第１内輪挿入部と、
    前記第１内輪挿入部と連結されるが、前記第１内輪挿入部よりも大径を有し、前記第１内輪挿入部との間に、前記第１支持壁を形成する第１内輪フランジ部と、を含み、
    前記第２内輪切片は、
    前記軸受回転体の内側に挿入されるが、前記軸受回転体の内側で前記第１内輪挿入部の端部と当接する第２内輪挿入部と、
    前記第２内輪挿入部と連結されるが、前記第２内輪挿入部よりも大径を有し、前記第２内輪挿入部との間に、前記第２支持壁を形成する第２内輪フランジ部と、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置。
  17. 前記切片結合式モジュール内輪は、
    前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とを結合させるための結合ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２結合ボルト締結用ボルト孔をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置。
  18. 前記切片結合式モジュール内輪は、
    前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とが結合された以後に、前記軸受回転体に予圧をかけるための予圧ボルトの締結のために、前記第１内輪切片と前記第２内輪切片とにそれぞれ形成される第１及び第２予圧ボルト締結用ボルト孔をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の動力伝達装置。
  19. 前記ピニオンは、
    円状の配列構造を有し、前記ギアの歯形に噛み合う多数の動力伝達ピンと、
    前記多数の動力伝達ピンを回転自在に支持するピン回転支持部と、
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の動力伝達装置。
  20. 前記ピン回転支持部に連結され、前記ピン回転支持部が回転するための回動力を発生させる外部結合型モータ部をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の動力伝達装置。
  21. 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動力を発生させる外転型モータ部をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の動力伝達装置。
  22. 前記ギアは、リングギア、直線型ギア及び曲線型ギアのうちいずれか１つのギアであることを特徴とする請求項１３に記載の動力伝達装置。
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