JP6801015B2 - ガイドモジュール及びそれを備える駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ガイドモジュール及びそれを備える駆動装置に係り、より詳細には、ピニオンに搭載されたムービングユニットがラックの軌跡に沿って移動する時、ムービングユニットの移動をガイドすることができて、ムービングユニットの安定した動作を導き出すことができるガイドモジュール及びそれを備える駆動装置に関する。
駆動装置は、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。
この際、駆動装置を成す運動対象体であるムービングユニット（ｍｏｖｉｎｇ ｕｎｉｔ）は、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することができる。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、ムービングユニット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、ムービングユニット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、そして、ムービングユニットを適切に組み合わせることにより、ムービングユニットの直線あるいは曲線運動を具現させ、これに基づいて多様な産業装備、設備を当該工程に合わせて使用することができる。例えば、ムービングユニットに品物を載せて搬送させるなどの搬送工程に使用することができる。
一方、ラックとピニオンとの組合わせにおいて、もし、ピニオンが単独でラックの軌跡に沿って直線運動または曲線運動する場合であれば、ピニオンの重量が大きくないために、ピニオンの駆動に何らの障害要因がない。
しかしながら、前述したように、ピニオンに高重量体であるムービングユニットが搭載されることはもとより、その上に品物が置かれ、ラックとピニオンとの作用によって、ムービングユニットが移動、動作しなければならない場合には、ムービングユニットの移動をガイドするための手段が要求される。もし、ムービングユニットの移動をガイドしなければ、ムービングユニットの安定した動作を導き出しにくく、特に、高重量体であるムービングユニットあるいはその上に載せられた品物の移動時に、ラックやピニオンに多くの負荷がかかって、装置の耐久性が低下するためである。
しかし、ラックとピニオンとの相互作用によって、駆動装置を具現する従来技術の場合には、ピニオンに搭載されるムービングユニットの移動をガイドするための手段が適用されていないという点を考慮すれば、これについての技術開発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、ピニオンに搭載されたムービングユニットがラックの軌跡に沿って移動する時、ムービングユニットの移動をガイドすることができて、ムービングユニットの安定した動作を導き出し、また、装置への過負荷による耐久性の低下を防止することができるガイドモジュール及びそれを備える駆動装置を提供するところにある。
本発明の一側面によれば、ラックと相互作用するピニオンに搭載され、前記ピニオンと共に前記ラックの軌跡に沿って移動するムービングユニットと、前記ラックの少なくとも何れか一側に配され、前記ムービングユニットと連結され、前記ピニオンと共に前記ラックの軌跡に沿って移動する前記ムービングユニットの移動をガイドするガイドモジュールと、を含むことを特徴とする駆動装置が提供されうる。
本発明の駆動装置においては、前記ガイドモジュールは、前記ラックの一側で前記ラックと同じ軌跡を形成するモジュールレールと、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行する多数の走行ホイールと、前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の走行ホイールに連結される走行ホイール連結ブロックを備える走行部と、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記ガイドモジュールは、前記走行部の前方で前記走行部と連結される前方操向部をさらに含み、前記前方操向部は、前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の前方操向ホイールと、前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の前方操向ホイールに連結される前方操向ホイール連結ブロックと、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記ガイドモジュールは、前記前方操向部と対称になるように配されるが、前記走行部の後方で前記走行部と連結される後方操向部をさらに含み、前記後方操向部は、前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の後方操向ホイールと、前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の後方操向ホイールに連結される後方操向ホイール連結ブロックと、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記ガイドモジュールは、前記走行部と前記前方操向部とを相対回転自在に連結する前方相対回転連結部と、前記走行部と前記後方操向部とを相対回転自在に連結する後方相対回転連結部と、をさらに含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記前方相対回転連結部は、一端部は、前記多数の前方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第１サイド陥没部に配される前方リンク部材と、前記前方リンク部材の一端部領域で前記前方操向ホイール連結ブロックと前記前方リンク部材とに一体に結合される第１操向軸受と、前記前方リンク部材の他端部に結合される第２操向軸受と、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記後方相対回転連結部は、一端部は、前記多数の後方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第２サイド陥没部に配される後方リンク部材と、前記後方リンク部材の一端部領域で前記後方操向ホイール連結ブロックと前記後方リンク部材とに一体に結合される第３操向軸受と、前記後方リンク部材の他端部に結合される第４操向軸受と、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記ガイドモジュールは、前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックの間で前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックに結合されて、前記ムービングユニットを支持するサポーティングブロックをさらに含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記サポーティングブロックには、前記第２操向軸受と前記第４操向軸受とがそれぞれ位置づけられる多数の軸受溝が形成されうる。
本発明の駆動装置においては、前記ガイドモジュールは、一端部は、前記モジュールレールの長手方向に交差して前記サポーティングブロックに結合され、他端部は、前記サポーティングブロックを経て前記ムービングユニットに連結される多数のドエルピンをさらに含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記ピニオンは、前記多数のドエルピンを連結する仮想の連結ライン上に配される。
本発明の駆動装置においては、前記ラックは、前記ピニオンを直線運動させる直線型ラックと、前記ピニオンとの相互作用によって、前記ピニオンを曲線運動させる曲線型ラックと、前記直線型ラックと前記曲線型ラックとの間で前記直線型ラックと前記曲線型ラックとに連結され、前記ピニオンの直線運動と曲線運動とを変換させる直線−曲線運動変換用ラックと、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記直線−曲線運動変換用ラックは、前記直線型ラックに連結される直線型ギアを備える直線部と、一側は、前記直線部と連結され、他側は、前記曲線型ラックに連結される直線−曲線運動変換用ギアを備える直線−曲線運動変換部と、を含みうる。
本発明の駆動装置においては、前記直線部と前記直線−曲線運動変換部は、一体に形成され、前記直線部上に前記直線型ギアは、多数個設けられ、前記直線−曲線運動変換部上に前記直線−曲線運動変換用ギアは、１個または２個設けられうる。
本発明の駆動装置においては、前記直線−曲線運動変換用ギアは、センター軸心に対して両側面の歯形が非対称的に形成され、前記直線−曲線運動変換用ギアの一側面に形成される第１歯形の曲率は、前記曲線型ラックに形成される歯の歯形曲率と一致され、前記直線−曲線運動変換用ギアの他側面に形成される第２歯形の曲率は、前記直線型ラックに形成される歯の歯形曲率と一致されうる。
本発明の駆動装置においては、前記ピニオンは、円状の配列構造を有し、前記ラックの歯形に互いに対応して回転する多数の動力伝達ピンを含み、前記ピニオンには、前記ピニオンの回転のために、前記ピニオンを駆動させるピニオン駆動部が連結されうる。
本発明の他側面によれば、ピニオンと相互作用するラックの少なくとも何れか一側に配され、前記ピニオンと共に前記ラックの軌跡に沿って移動するムービングユニットと連結されて、前記ムービングユニットの移動をガイドするものであって、前記ラックの一側で前記ラックと同じ軌跡を形成するモジュールレールと、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行する多数の走行ホイールと、前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の走行ホイールに連結される走行ホイール連結ブロックを備える走行部と、を含むことを特徴とするガイドモジュールが提供されうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記走行部の前方で前記走行部と連結される前方操向部をさらに含み、前記前方操向部は、前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の前方操向ホイールと、前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の前方操向ホイールに連結される前方操向ホイール連結ブロックと、を含みうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記前方操向部と対称になるように配されるが、前記走行部の後方で前記走行部と連結される後方操向部をさらに含み、前記後方操向部は、前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の後方操向ホイールと、前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の後方操向ホイールに連結される後方操向ホイール連結ブロックと、を含みうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記走行部と前記前方操向部とを相対回転自在に連結する前方相対回転連結部と、前記走行部と前記後方操向部とを相対回転自在に連結する後方相対回転連結部と、をさらに含みうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記前方相対回転連結部は、一端部は、前記多数の前方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第１サイド陥没部に配される前方リンク部材と、前記前方リンク部材の一端部領域で前記前方操向ホイール連結ブロックと前記前方リンク部材とに一体に結合される第１操向軸受と、前記前方リンク部材の他端部に結合される第２操向軸受と、を含みうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記後方相対回転連結部は、一端部は、前記多数の後方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第２サイド陥没部に配される後方リンク部材と、前記後方リンク部材の一端部領域で前記後方操向ホイール連結ブロックと前記後方リンク部材とに一体に結合される第３操向軸受と、前記後方リンク部材の他端部に結合される第４操向軸受と、を含みうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックの間で前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックに結合されて、前記ムービングユニットを支持するサポーティングブロックをさらに含み、前記サポーティングブロックには、前記第２操向軸受と前記第４操向軸受とがそれぞれ位置づけられる多数の軸受溝が形成されうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、一端部は、前記モジュールレールの長手方向に交差して前記サポーティングブロックに結合され、他端部は、前記サポーティングブロックを経て前記ムービングユニットに連結される多数のドエルピンをさらに含みうる。
本発明のガイドモジュールにおいては、前記ピニオンは、前記多数のドエルピンを連結する仮想の連結ライン上に配される。
本発明によれば、ピニオンに搭載されたムービングユニットがラックの軌跡に沿って移動する時、ムービングユニットの移動をガイドすることができて、ムービングユニットの安定した動作を導き出し、また、装置への過負荷による耐久性の低下を防止することができる。
本発明の一実施形態による駆動装置の平面構造図である。 図１のＡ領域に該当する駆動装置の斜視図である。 図２の背面斜視図である。 図２におけるムービングユニットを分離した図面である。 ガイドモジュールの拡大斜視図である。 図５の部分分解斜視図である。 図６の要部拡大図である。 図７の分解斜視図である。 走行部、前方操向部及び後方操向部の動作を図示した概略的な平面図である。 図１に示されたラックとピニオン領域の拡大図である。 図１０の要部拡大斜視図である。 図１１の背面斜視図である。 ガイドモジュールとピニオンとの間の配置図である。 駆動装置の変形例を図示した平面構造図である。 駆動装置の変形例を図示した平面構造図である。 駆動装置の変形例を図示した平面構造図である。 駆動装置の変形例を図示した平面構造図である。 本発明の他の実施形態による駆動装置に適用されるラックの変形例を図示した図面である。 図１８の要部拡大図である。 図１９の分離図である。 図１８のＢ領域の拡大図である。
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１は、本発明の一実施形態による駆動装置の平面構造図であり、図２は、図１のＡ領域に該当する駆動装置の斜視図であり、図３は、図２の背面斜視図であり、図４は、図２におけるムービングユニットを分離した図面であり、図５は、ガイドモジュールの拡大斜視図であり、図６は、図５の部分分解斜視図であり、図７は、図６の要部拡大図であり、図８は、図７の分解斜視図であり、図９は、走行部、前方操向部及び後方操向部の動作を図示した概略的な平面図であり、図１０は、図１に示されたラックとピニオン領域の拡大図であり、図１１は、図１０の要部拡大斜視図であり、図１２は、図１１の背面斜視図であり、図１３は、ガイドモジュールとピニオンとの間の配置図である。
これら図面に示したように、本実施形態による駆動装置は、例えば、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り、本実施形態による駆動装置のガイドモジュール１３０は、ピニオン１００に搭載されたムービングユニット１２０がラック１１０の軌跡に沿って移動する時、ムービングユニット１２０の移動をガイド可能にする。もちろん、本実施形態による駆動装置は、半導体装備または平面ディスプレイ装備以外の他の産業現場に適用されることもある。
例えば、半導体装備または平面ディスプレイ装備などの設備工程に広く適用される搬送手段をムービングユニット１２０であると見なせば、ムービングユニット１２０は、ピニオン１００に搭載された後、ピニオン１００とラック１１０との相互作用によって、ラック１１０の軌跡に沿って移動しながら、当該工程、すなわち、品物を搬送する搬送工程を行うことができる。
この際、従来とは異なって、本実施形態では、ムービングユニット１２０が品物を搬送する時、安定してガイドされながら移動することができる。本実施形態のように、ピニオン１００に搭載されたムービングユニット１２０が、ピニオン１００と共にラック１１０の軌跡に沿って移動する時、ガイドされることのみできれば、ムービングユニット１２０の安定した動作を導き出し、また、装置への過負荷による耐久性の低下を防止させうる。したがって、実質的な装備あるいは設備適用が可能となる。
このような効果を提供することができる本実施形態による駆動装置は、ラック１１０と相互作用するピニオン１００に搭載され、ピニオン１００と共にラック１１０の軌跡に沿って移動するムービングユニット１２０と、ラック１１０の両側に配され、ムービングユニット１２０と連結され、ピニオン１００と共にラック１１０の軌跡に沿って移動するムービングユニット１２０の移動をガイドするガイドモジュール１３０と、を含みうる。
本実施形態による駆動装置は、ラック１１０とピニオン１００との相互作用によって、動力を伝達する。すなわち、ピニオン１００に連結されるピニオン駆動部１０５が動作してピニオン１００を回転させれば、ピニオン１００は、ラック１１０の軌跡に沿って移動することができるが、ムービングユニット１２０は、ピニオン１００に搭載されるために、ムービングユニット１２０は、ピニオン１００と共にラック１１０の軌跡に沿って移動することができる。
前述したように、ムービングユニット１２０は、半導体装備または平面ディスプレイ装備などの設備工程に適用可能な搬送体であり得る。したがって、本実施形態の図面には、ムービングユニット１２０上に品物が置かれるように、ムービングユニット１２０を一定の厚さのプレートと図示した。しかし、ムービングユニット１２０が、必ずしも搬送体である必要はなく、例えば、インデックスなどで適用されることもあるという点で本発明の権利範囲が、このような事項に制限されるものではない。
図１に示されたように、ムービングユニット１２０が広い面積を成す場合には、ムービングユニット１２０の移動時に、ムービングユニット１２０が搖れる恐れがあるために、ムービングユニット１２０の両側でムービングユニット１２０の移動をガイドすることが望ましい。すなわち、図１のように、ムービングユニット１２０のサイズが大きな場合には、ガイドモジュール１３０がラック１１０の両側、すなわち、内側と外側いずれにも設けられて、ムービングユニット１２０の移動をガイドすることができる。このような場合、ムービングユニット１２０が移動する時、揺れないなど、より安定した動作を導き出すことができる。
もちろん、図１のように、ガイドモジュール１３０（図２及び図３参照）が、ラック１１０の両側、すなわち、内側と外側にいずれも設けられなければならないものではないが、これについては、図１４ないし図１７を通じる下記の実施形態で説明する。
一方、前述したように、本実施形態による駆動装置は、ピニオン１００とラック１１０との相互作用によって、ムービングユニット１２０が移動する方式を有する。したがって、ガイドモジュール１３０の説明に先立って、ピニオン１００とラック１１０とについて先に説明する。
ピニオン１００は、図１、そして、図１０ないし図１３に示したように、ラック１１０に接して、すなわち、ラック１１０に外接されて回転しながら、ラック１１０の軌跡に沿って直線運動または曲線運動を行う。もちろん、ピニオン１００がラック１１０に内接されることもあるが、これについては後述する。
ピニオン１００は、円盤形状を有するピニオンボディー１０１と、ピニオンボディー１０１に結合される多数の動力伝達ピン１０２と、を含みうる。動力伝達ピン１０２は、ピニオンボディー１０１で円状の配列構造を有し、ラック１１０に形成される歯１１１の歯形に互いに対応しながら回転する。
動力伝達ピン１０２の回転のために、ピニオン１００には、ピニオン駆動部１０５が連結される。ピニオン駆動部１０５は、モータとギア部品として適用可能であり、ピニオン１００を回転させる役割を果たす。ピニオン駆動部１０５によってピニオン１００が回転すれば、ピニオン１００は、ラック１１０の軌跡に沿って移動することができる。
ピニオン駆動部１０５の外壁一側には、組立位置ガイド片１０６（図１１参照）が結合されうる。組立位置ガイド片１０６は、ピニオン１００の組立位置をガイドする役割を果たす。すなわち、作業者は、組立位置ガイド片１０６の位置を見て、ピニオン１００の組立位置をガイドされうる。
ラック１１０は、ピニオン１００が移動する軌跡を成す。図１及び図１０に示したように、本実施形態において、ラック１１０は、ラック直線部１１０ａ及びラック曲線部１１０ｂの組合わせによってなされうる。もちろん、設備によってラック直線部１１０ａのみを使用することもでき、あるいはラック曲線部１１０ｂのみを使用することもできる。しかし、半導体設備などでは、ラック直線部１１０ａとラック曲線部１１０ｂとの組合わせを使用する場合が多い。
ムービングユニット１２０は、前述したように、ピニオン１００に搭載され、ピニオン１００と共にラック１１０の軌跡に沿って移動する構造物である。本実施形態では、平らな板状型構造物としてムービングユニット１２０を適用している。
本実施形態において、ムービングユニット１２０は、ピニオン１００と連結されうる。すなわち、ピニオン１００と連結されるピニオン駆動部１０５にムービングユニット１２０が多数のボルト（Ｂ１）で組み立てられる。したがって、ピニオン１００、ピニオン駆動部１０５及びムービングユニット１２０は、１つの胴体として共に動作する。
一方、ガイドモジュール１３０は、図１のように、ラック１１０の両側に配され、ムービングユニット１２０と連結され、ピニオン１００と共にラック１１０の軌跡に沿って移動するムービングユニット１２０の移動をガイドする役割を果たす。ラック１１０の両側に配されるガイドモジュール１３０は、位置のみ異なり、構造と機能は同一である。
ガイドモジュール１３０は、モジュールレール１４０と、モジュールレール１４０上に位置別に連結される走行部１５０、前方操向部１６０及び後方操向部１７０を含みうる。
モジュールレール１４０は、走行部１５０、前方操向部１６０及び後方操向部１７０が移動する軌跡を成す。
本実施形態において、モジュールレール１４０は、ラック１１０と同じ軌跡を形成する。すなわち、本実施形態において、モジュールレール１４０は、ラック１１０と同じ軌跡、すなわち、Ｓカーブを形成しうる。
走行部１５０は、前方操向部１６０と後方操向部１７０との間に配され、モジュールレール１４０に沿って走行する部分である。
このような走行部１５０は、モジュールレール１４０の側壁でガイドされながら走行する多数の走行ホイール１５１と、モジュールレール１４０を横切って配され、多数の走行ホイール１５１に連結される走行ホイール連結ブロック１５２と、を含む。
走行ホイール１５１は、一対に適用され、各走行ホイール１５１は、モジュールレール１４０の側壁で移動可能に支持される。走行ホイール１５１の安定した回転のために、走行ホイール１５１には軸受（Ｂｅａｒｉｎｇ）が結合される。
前方操向部１６０と後方操向部１７０が、モジュールレール１４０の曲線区間に沿って操向されながら走行することとは異なって、走行部１５０は操向されず、前後進移動する形態を有する。
前方操向部１６０は、ガイドモジュール１３０における走行部１５０の前方で走行部１５０と連結される部分である。前方操向部１６０と走行部１５０が、一列に走行されながら前方でモジュールレール１４０の曲線区間が表われれば、前方操向部１６０が操向されながら走行部１５０を導くことができる。
このような前方操向部１６０は、モジュールレール１４０の曲線区間を通る時、モジュールレール１４０の側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の前方操向ホイール１６１と、モジュールレール１４０を横切って配され、多数の前方操向ホイール１６１に連結される前方操向ホイール連結ブロック１６２と、を含みうる。前方操向ホイール１６１も、一対に適用され、円滑な回転のために軸受が結合される。
後方操向部１７０は、走行部１５０の後方で走行部１５０と連結される部分である。後方操向部１７０は、走行部１５０を挟んで前方操向部１６０の反対側に配される。位置のみ異なり、前方操向部１６０と後方操向部１７０との構造と機能は、同一である。
このような後方操向部１７０は、モジュールレール１４０の曲線区間を通る時、モジュールレール１４０の側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の後方操向ホイール１７１と、モジュールレール１４０を横切って配され、多数の後方操向ホイール１７１に連結される後方操向ホイール連結ブロック１７２と、を含みうる。後方操向ホイール１７１も、一対に適用され、円滑な回転のために軸受が結合される。
一方、本実施形態において、ガイドモジュール１３０は、走行部１５０と前方操向部１６０、そして、走行部１５０と後方操向部１７０とをそれぞれ相対回転自在に連結するための手段であって、前方相対回転連結部１６５と後方相対回転連結部１７５とを含む。
前方相対回転連結部１６５は、走行部１５０と前方操向部１６０とを相対回転自在に連結し、後方相対回転連結部１７５は、走行部１５０と後方操向部１７０とを相対回転自在に連結する。すなわち、前方相対回転連結部１６５は、走行部１５０が位置固定された状態であるとしても、前方操向部１６０が回転自在にし、後方相対回転連結部１７５は、走行部１５０が位置固定された状態であるとしても、後方操向部１７０が回転自在にする役割を果たす。
前方相対回転連結部１６５は、その一端部は、多数の前方操向ホイール１６１の間のモジュールレール１４０上に配され、他端部は、走行ホイール連結ブロック１５２の第１サイド陥没部１５２ａに配される前方リンク部材１６６と、前方リンク部材１６６の一端部領域で前方操向ホイール連結ブロック１６２と前方リンク部材１６６とに一体に結合される第１操向軸受１６７と、前方リンク部材１６６の他端部に結合される第２操向軸受１６８と、を含む。
前方リンク部材１６６が、走行部１５０と前方操向部１６０との間に配された状態でその両端部に第１操向軸受１６７と第２操向軸受１６８とが連結されるために、走行部１５０が位置固定された状態であるとしても、前方操向部１６０が回転しうる。したがって、前方操向部１６０と走行部１５０が、一列に走行されながら前方でモジュールレール１４０の曲線区間が表われれば、前方操向部１６０が操向されながら走行部１５０を導くことができる。
そして、後方相対回転連結部１７５は、その一端部は、多数の後方操向ホイール１７１の間のモジュールレール１４０上に配され、他端部は、走行ホイール連結ブロック１５２の第２サイド陥没部１５２ｂに配される後方リンク部材１７６と、後方リンク部材の一端部領域で後方操向ホイール連結ブロック１７２と後方リンク部材１７６とに一体に結合される第３操向軸受１７７と、後方リンク部材１７６の他端部に結合される第４操向軸受１７８と、を含みうる。
後方リンク部材１７６が、走行部１５０と後方操向部１７０との間に配された状態でその両端部に第３操向軸受１７７と第４操向軸受１７８とが連結されるために、後方操向部１７０が相対回転しうる。したがって、図９のように、走行部１５０が直線区間に入った状態であるとしても、後方操向部１７０は、回転した状態で後続する。
本実施形態によるガイドモジュール１３０には、サポーティングブロック１８０が設けられる。サポーティングブロック１８０は、ムービングユニット１２０及び走行ホイール連結ブロック１５２の間でムービングユニット１２０及び走行ホイール連結ブロック１５２に結合されて、ムービングユニット１２０を支持する役割を果たす。
図６に示したように、本実施形態において、サポーティングブロック１８０は、多数のボルト（Ｂ２）によって走行部１５０の走行ホイール連結ブロック１５２に結合される。このようなサポーティングブロック１８０には、前方リンク部材１６６の第２操向軸受１６３と後方リンク部材１７６の第４操向軸受１７８とがそれぞれ位置づけられる多数の軸受溝１８１、１８２が形成される。
本実施形態のように、サポーティングブロック１８０が走行部１５０の走行ホイール連結ブロック１５２に結合され、前方リンク部材１６６と後方リンク部材１７６とによって走行部１５０、前方操向部１６０及び後方操向部１７０が連結され、ムービングユニット１２０がサポーティングブロック１８０に結合される構造を有するために、これらは一体型で共に駆動される。
一方、図５及び図６に示したように、サポーティングブロック１８０には、多数のドエルピン１８４が結合される。すなわち、多数のドエルピン１８４は、その一端部がモジュールレール１４０の長手方向に交差してサポーティングブロック１８０のドエルピン溝１８３に結合され、他端部は、サポーティングブロック１８０を経てムービングユニット１２０に連結される。
このような構造で、図１３に示したように、ピニオン１００は、多数のドエルピン１８４を連結する仮想の連結ライン上に配置される。
本実施形態のように、ピニオン１００が多数のドエルピン１８４を連結する仮想の連結ライン上に配された状態でラック１１０に配され、この位置でガイドモジュール１３０とムービングユニット１２０とが連結されるために、より安定したガイド動作を導き出すことができる。ピニオン１００をラック１１０に配置する時は、組立位置ガイド片１０６を基準にすれば良い。
前述したように、ラック１１０にピニオン１００が結合され、ラック１１０の両側にガイドモジュール１３０が配された状態で多数のガイドモジュール１３０とピニオン１００にムービングユニット１２０が結合されることにより、ピニオン１００の回転時に、ムービングユニット１２０がラック１１０の軌跡に沿って移動することができるが、この際、ガイドモジュール１３０が適用されるために、ムービングユニット１２０の安定した移動を導き出すことができる。
特に、駆動時の圧力角による作用反作用は、位置固定された走行ホイール１５１が支え、ムービングユニット１２０またはムービングユニット１２０上に置かれる搬送物が品物の負荷または外力による垂直方向支持は、あらゆるホイール１５１、１６１、１７１が、そして、モーメントに対する支持は、前方及び後方操向ホイール１６１、１７１が支えながらも、前方及び後方操向ホイール１６１、１７１の回転方向の拘束なしに自由であるために、任意曲率に対する回転方向への案内の役割を行える。
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、ピニオン１００に搭載されたムービングユニット１２０がラック１１０の軌跡に沿って移動する時、ムービングユニット１２０の移動をガイドし、また、装置への過負荷による耐久性の低下を防止させうる。
図１４ないし図１７は、駆動装置の変形例を図示した平面構造図である。
図１と図１４ないし図１７とを共に比べると、ラック１１０、２１０ａ、２１０ｂの形態によって、またはムービングユニット１２０、２２０ａ、２２０ｂの形態またはサイズによって、ガイドモジュール１３０の配置方式が変わりうる。
前述した図１の場合には、ピニオン１００がラック１１０に外接される場合であって、ムービングユニット１２０のサイズが大きいために、ガイドモジュール１３０がラック１１０の両側に配された。
一方、図１４の実施形態は、ピニオン１００がラック２１０ａに内接される場合であって、サイズが大きなムービングユニット２２０ａの安定したガイドのために、ラック２１０ａの両側にガイドモジュール１３０を配置した形態である。
図１５の実施形態は、図１４のように、ピニオン１００がラック２１０ａに内接されるが、サイズが多少小さなムービングユニット２２０ｂを適用することにより、ラック２１０ａの内側のみにガイドモジュール１３０を配置した形態である。
図１６の実施形態は、ピニオン１００がラック２１０ｂに外接される場合であって、サイズが大きなムービングユニット２２０ａの安定したガイドのために、ラック２１０ｂの両側にガイドモジュール１３０を配置した形態である。
図１７の実施形態は、図１６のように、ピニオン１００がラック２１０ｂに外接されるが、サイズが多少小さなムービングユニット２２０ｂを適用することにより、ラック２１０ｂの外側のみにガイドモジュール１３０を配置した形態である。
このような形態の駆動装置が適用されても、ピニオン１００に搭載されたムービングユニット２２０ａ、２２０ｂがラック２１０ａ、２１０ｂの軌跡に沿って移動する時、ムービングユニット２２０ａ、２２０ｂの移動をガイドし、また、装置への過負荷による耐久性の低下を防止することができる。
図１８は、本発明の他の実施形態による駆動装置に適用されるラックの変形例を図示した図面であり、図１９は、図１８の要部拡大図であり、図２０は、図１９の分離図であり、図２１は、図１８のＢ領域の拡大図である。
これら図面を参照すれば、本実施形態による駆動装置に適用されるラック３１０、３２０、３３０は、前述した実施形態のラック１１０（図１及び図１０参照）とは異なって、ピニオン１００を直線運動させる直線型ラック３１０と、ピニオン１００を曲線運動させる曲線型ラック３２０と、ピニオン１００の直線運動と曲線運動とを変換させる直線−曲線運動変換用ラック３３０と、を含みうる。ピニオン１００の構造は、前述した実施形態と同一である。
直線型ラック３１０は、ピニオン１００との相互作用によって、ピニオンを直線運動させる役割を行い、曲線型ラック３２０は、ピニオン１００との相互作用によって、ピニオンを曲線運動させる役割を果たす。
本実施形態の場合には、概略的な半円状の曲線型ラック３２０の両端部に直線−曲線運動変換用ラック３３０が連結された後に、直線型ラック３１０がそれぞれ連結される構造を開示している。
一方、ピニオン１００に対する直線運動と曲線運動とが絶えずに連続して具現させようとすれば、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０とを互いに連結させて使用しなければならない。このために、直線−曲線運動変換用ラック３３０が適用される。
直線−曲線運動変換用ラック３３０は、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との間で直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０とに連結され、ピニオン１００の直線運動と曲線運動とを変換させる役割を果たす。
この際、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との歯形曲線がサイクロイド曲線（ｃｙｃｌｏｉｄ ｃｕｒｖｅ）であるか、トロコイド曲線（ｔｒｏｃｈｏｉｄ ｃｕｒｖｅ）である場合であれば、曲率の差による構造的な限界によって、単純に連結させることが困難である。参考までに、サイクロイド曲線は、円の円周上に点をつけ、円が直線上に転がるとき、その点が成す跡を示す。一方、トロコイド曲線は、円周上の点ではない円外や内部の固定された点が成す跡を示す。
サイクロイド曲線とトロコイド曲線とを用いて直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との歯３１１、３２１を形成した場合には、歯３１１、３２１の曲率差による構造的な限界によって、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０とを任意に連結することが困難であるために、現在まで適用された例がない。
しかし、本実施形態の場合、直線−曲線運動変換用ラック３３０を用いて直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０とを連結することにより、たとえ直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との歯形曲線がサイクロイド曲線であるか、トロコイド曲線であるとしても、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０とを図１のように短絡なしに柔軟でありながらも、容易に連結している。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るものではない。すなわち、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との歯形曲線は、インボリュート曲線（ｉｎｖｏｌｕｔｅ ｃｕｒｖｅ）でもあり得る。
一方、本実施形態に適用される直線−曲線運動変換用ラック３３０は、直線型ラック３１０に連結される直線型ギア３３１を備える直線部３３０ａと、一側は、直線部３３０ａの直線型ギア３３１と連結され、他側は、曲線型ラック３２０に連結される直線−曲線運動変換用ギア３３２を備える直線−曲線運動変換部３３０ｂと、を含む。
直線部３３０ａと直線−曲線運動変換部３３０ｂは、歯形のみを見る時、分離型として互いに結合されても良い。しかし、動力伝達に必要な作用と反作用とを考慮すれば、直線部３３０ａと直線−曲線運動変換部３３０ｂは、一体に製作されて適用されることが望ましい。
直線部３３０ａ上に設けられる直線型ギア３３１は、実質的に直線型ラック３１０の歯３１１とその歯形が同一であるが、直線部３３０ａ上に設けられる直線型ギア３３１は、多数個、例えば、少なくとも３〜４個の個数は確保される方が望ましい。
一方、直線−曲線運動変換部３３０ｂ上に設けられる直線−曲線運動変換用ギア３３２は、１個または２個設けられうる。もちろん、直線−曲線運動変換用ギア３３２が３個以上適用されることを考慮することもできるが、このような場合には、高価なピニオン１００が過度に大きくなって、実用的ではない。したがって、直線−曲線運動変換用ギア３３２は、直線−曲線運動変換用ラック３３０の端部に１個または２個設けられることが望ましい。
直線−曲線運動変換用ギア３３２は、曲線型ラック３２０と連結されることにより、ピニオン１００の直線運動を曲線運動に、あるいはピニオン１００の曲線運動を直線運動に変換させる役割を果たす。
このような直線−曲線運動変換用ギア３３２は、図２１のように、センター軸心（Ｃ／Ｌ）に対して両側面の歯形３３２ａ、３３２ｂが非対称的に形成される。すなわち、直線−曲線運動変換用ギア３３２は、センター軸心（Ｃ／Ｌ）に対して両側面の歯形３３２ａ、３３２ｂ曲率が互いに異なる。
本実施形態のように、直線−曲線運動変換用ギア３３２の両側面の歯形３３２ａ、３３２ｂが非対称的に形成されるために、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との歯形曲線がサイクロイド曲線であるか、トロコイド曲線であるとしても、直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０とを図１のように容易に連結することができる。
それだけではなく、図１８のように、ピニオン１００の動力伝達ピン１０２が直線型ラック３１０と曲線型ラック３２０との歯３１１、３２１に沿って回転しながら移動する時、軌道離脱なしに安定して移動する。
この際、直線−曲線運動変換用ギア３３２の一側面に形成される第１歯形３３２ａの曲率は、曲線型ラック３２０に形成される歯３２１の歯形曲率と一致されうる。そして、直線−曲線運動変換用ギア３２０の他側面に形成される第２歯形３３２ｂの曲率は、直線型ラック３１０に形成される歯３１１の歯形曲率と一致されうる。
参考までに、第１歯形３３２ａの曲率は、設計上の曲線運動形態、すなわち、減速比、歯接触率、転位量などによって、第２歯形３３２ｂの曲率は、設計上の直線運動形態、すなわち、歯接触率、１回転当たり移送量、転位量などによって変化するので、その組み合わせは限りなく多い。
前述したような構造のラック３１０、３２０、３３０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、品物の搬送のための産業装備や各種物流移送設備などに用いられうる。

Claims (18)

  1. ラックと相互作用するピニオンに搭載され、前記ピニオンと共に前記ラックの軌跡に沿って移動するムービングユニットと、
    前記ラックの少なくとも何れか一側に配され、前記ムービングユニットと連結され、前記ピニオンと共に前記ラックの軌跡に沿って移動する前記ムービングユニットの移動をガイドするガイドモジュールと、
    を含み、
    前記ガイドモジュールは、
    前記ラックの一側で前記ラックと同じ軌跡を形成するモジュールレールと、
    前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行する多数の走行ホイールと、
    前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の走行ホイールに連結される走行ホイール連結ブロックを備える走行部と、
    前記走行部の前方で前記走行部と連結される前方操向部と、
    前記前方操向部と対称になるように配され、前記走行部の後方で前記走行部と連結される後方操向部と、
    を含み、
    前記前方操向部は、
    前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の前方操向ホイールと、
    前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の前方操向ホイールに連結される前方操向ホイール連結ブロックと、
    を含み、
    前記後方操向部は、
    前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の後方操向ホイールと、
    前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の後方操向ホイールに連結される後方操向ホイール連結ブロックと、
    を含み
    前記ガイドモジュールは、
    前記走行部と前記前方操向部とを相対回転自在に連結する前方相対回転連結部と、
    前記走行部と前記後方操向部とを相対回転自在に連結する後方相対回転連結部と、
    をさらに含むことを特徴とする駆動装置。
  2. 前記前方相対回転連結部は、
    一端部は、前記多数の前方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第１サイド陥没部に配される前方リンク部材と、
    前記前方リンク部材の一端部領域で前記前方操向ホイール連結ブロックと前記前方リンク部材とに一体に結合される第１操向軸受と、
    前記前方リンク部材の他端部に結合される第２操向軸受と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  3. 前記後方相対回転連結部は、
    一端部は、前記多数の後方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第２サイド陥没部に配される後方リンク部材と、
    前記後方リンク部材の一端部領域で前記後方操向ホイール連結ブロックと前記後方リンク部材とに一体に結合される第３操向軸受と、
    前記後方リンク部材の他端部に結合される第４操向軸受と、
    を含むことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
  4. 前記ガイドモジュールは、
    前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックの間で前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックに結合されて、前記ムービングユニットを支持するサポーティングブロックをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
  5. 前記サポーティングブロックには、前記第２操向軸受と前記第４操向軸受とがそれぞれ位置づけられる多数の軸受溝が形成されることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  6. 前記ガイドモジュールは、
    一端部は、前記モジュールレールの長手方向に交差して前記サポーティングブロックに結合され、他端部は、前記サポーティングブロックを経て前記ムービングユニットに連結される多数のドエルピンをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  7. 前記ピニオンは、前記多数のドエルピンを連結する仮想の連結ライン上に配されることを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
  8. 前記ラックは、
    前記ピニオンを直線運動させる直線型ラックと、
    前記ピニオンとの相互作用によって、前記ピニオンを曲線運動させる曲線型ラックと、
    前記直線型ラックと前記曲線型ラックとの間で前記直線型ラックと前記曲線型ラックとに連結され、前記ピニオンの直線運動と曲線運動とを変換させる直線−曲線運動変換用ラックと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  9. 前記直線−曲線運動変換用ラックは、
    前記直線型ラックに連結される直線型ギアを備える直線部と、
    一側は、前記直線部と連結され、他側は、前記曲線型ラックに連結される直線−曲線運動変換用ギアを備える直線−曲線運動変換部と、
    を含むことを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
  10. 前記直線部と前記直線−曲線運動変換部は、一体に形成され、
    前記直線部上に前記直線型ギアは、多数個設けられ、
    前記直線−曲線運動変換部上に前記直線−曲線運動変換用ギアは、１個または２個設けられることを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
  11. 前記直線−曲線運動変換用ギアは、センター軸心に対して両側面の歯形が非対称的に形成され、
    前記直線−曲線運動変換用ギアの一側面に形成される第１歯形の曲率は、前記曲線型ラックに形成される歯の歯形曲率と一致され、
    前記直線−曲線運動変換用ギアの他側面に形成される第２歯形の曲率は、前記直線型ラックに形成される歯の歯形曲率と一致されることを特徴とする請求項９に記載の駆動装置。
  12. 前記ピニオンは、円状の配列構造を有し、前記ラックの歯形に互いに対応して回転する多数の動力伝達ピンを含み、
    前記ピニオンには、前記ピニオンの回転のために、前記ピニオンを駆動させるピニオン駆動部が連結されることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  13. ピニオンと相互作用するラックの少なくとも何れか一側に配され、前記ピニオンと共に前記ラックの軌跡に沿って移動するムービングユニットと連結されて、前記ムービングユニットの移動をガイドするものであって、
    前記ラックの一側で前記ラックと同じ軌跡を形成するモジュールレールと、
    前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行する多数の走行ホイールと、
    前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の走行ホイールに連結される走行ホイール連結ブロックを備える走行部と、
    前記走行部の前方で前記走行部と連結される前方操向部と、
    前記前方操向部と対称になるように配され、前記走行部の後方で前記走行部と連結される後方操向部と、
    を含み、
    前記前方操向部は、
    前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の前方操向ホイールと、
    前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の前方操向ホイールに連結される前方操向ホイール連結ブロックと、
    を含み、
    前記後方操向部は、
    前記モジュールレールの曲線区間を通る時、前記モジュールレールの側壁でガイドされながら走行するように操向される多数の後方操向ホイールと、
    前記モジュールレールを横切って配され、前記多数の後方操向ホイールに連結される後方操向ホイール連結ブロックと、
    を含み、
    前記走行部と前記前方操向部とを相対回転自在に連結する前方相対回転連結部と、
    前記走行部と前記後方操向部とを相対回転自在に連結する後方相対回転連結部と、
    をさらに含むことを特徴とするガイドモジュール。
  14. 前記前方相対回転連結部は、
    一端部は、前記多数の前方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第１サイド陥没部に配される前方リンク部材と、
    前記前方リンク部材の一端部領域で前記前方操向ホイール連結ブロックと前記前方リンク部材とに一体に結合される第１操向軸受と、
    前記前方リンク部材の他端部に結合される第２操向軸受と、
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載のガイドモジュール。
  15. 前記後方相対回転連結部は、
    一端部は、前記多数の後方操向ホイールの間の前記モジュールレール上に配され、他端部は、前記走行ホイール連結ブロックの第２サイド陥没部に配される後方リンク部材と、
    前記後方リンク部材の一端部領域で前記後方操向ホイール連結ブロックと前記後方リンク部材とに一体に結合される第３操向軸受と、
    前記後方リンク部材の他端部に結合される第４操向軸受と、
    を含むことを特徴とする請求項１４に記載のガイドモジュール。
  16. 前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックの間で前記ムービングユニット及び前記走行ホイール連結ブロックに結合されて、前記ムービングユニットを支持するサポーティングブロックをさらに含み、
    前記サポーティングブロックには、前記第２操向軸受と前記第４操向軸受とがそれぞれ位置づけられる多数の軸受溝が形成されることを特徴とする請求項１５に記載のガイドモジュール。
  17. 一端部は、前記モジュールレールの長手方向に交差して前記サポーティングブロックに結合され、他端部は、前記サポーティングブロックを経て前記ムービングユニットに連結される多数のドエルピンをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のガイドモジュール。
  18. 前記ピニオンは、前記多数のドエルピンを連結する仮想の連結ライン上に配されることを特徴とする請求項１７に記載のガイドモジュール。
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