KR100265410B1 - Coaxial motion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지지부에 대해 소정의 상대운동 가능하도록 지지되어 있는 원통상의 외축과, 상기 외축내에 동축적으로 수용되어 상기 외축에 대해 상대운동하는 내축을 갖는 동축운동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상대운동영역을 외부와 차단되도록 하여 상기 상대운동영역으로부터 윤활제 등이 외부로 누출되지 않도록 한 동축운동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a coaxial movement apparatus having a cylindrical outer shaft which is supported to allow a predetermined relative movement with respect to a support portion, and an inner shaft which is coaxially accommodated in the outer shaft and that moves relative to the outer axis. The present invention relates to a coaxial motion device in which a relative motion area is blocked from the outside so that lubricants and the like do not leak from the relative motion area to the outside.
동축운동장치는 동일 X,Y평면상을 따라 선형이동가능한 지지부상에 설치되어 X,Y평면상의 직교방향 즉, Z방향으로 지지부에 대하여 선형이동이 가능하고 동시에 Z방향을 축으로 회전운동이 가능한 장치로서, 자동화설비의 헤드 등에 사용되고 있다.The coaxial motion device is installed on a support that can be linearly moved along the same X and Y planes so that linear movement is possible with respect to the support part in the orthogonal direction of the X and Y planes, that is, the Z direction, and at the same time, rotational movement is possible along the Z direction For example, it is used for the head of an automation facility.
도6은 종래의 동축운동장치를 설명하기 위한 자동화설비의 헤드부의 평면도이고, 도7은 도6의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이고, 도8은 도6의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 동일평면을 구성하는 베이스부재(미도시)상을 선형이동가능도록 설치되는 지지부(101)는 수직벽부(103)와, 수직벽부(103)의 일측단부로부터 거의 " L" 형상을 가지도록 절곡형성된 저면부(105)를 가지며, 베이스부재상에 수직벽부(103)가 기립하게 설치된다. 지지부(101)의 저면부(105)에는 판면을 관통하여 통과개구(107)가 형성되어 있으며, 이 통과개구(105)내에는 상하방향으로 선형이동가능한 관상의 외축(111)이 결합되어 있다.FIG. 6 is a plan view of a head portion of an automated installation for explaining a conventional coaxial motion device, FIG. 7 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 6, and FIG. 8 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. As shown in these figures, the
외축(111)의 중앙영역에는 외축(111)이 측선방향을 따라 선형이동할 수 있도록 왕복구동부(110)가 결합되어 있으며, 왕복구동부(110)의 일측에는 볼나사부(112)가 형성되어 있다. 이 볼나사부(112)에는 외축(111)과 나란하게 배치되며 외주면을 따라 볼스크류가 형성된 스크류샤프트(113)가 결합되어 있다. 스크류샤프트(113)는 양단부가 지지편(l15)에 의하여 회전가능하도록 지지되어 있으며, 외축(111)의 전방영역에는 스크류샤프트(113)의 구동을 위한 스크류샤프트구동모터(117)가 설치되어 있다.The reciprocating
외축(111)의 내부에는 내축(127)이 회전 및 선형이동가능하도록 다수의 베어링부재(119)에 의하여 지지되어 있으며, 외축(111)의 상부영역에는 내축(127)의 회전구동을 위한 내측구동풀리(121)가 회전가능하도록 결합되어 있다. 내측구동풀리(121)는 내경부에 볼스플라인형상부(124)가 형성된 스플라인보스(122)에 결합되어 볼스플라인보스(122)를 회전구동시킨다. 볼스플라인보스(122)에 대응한 내축(127)의 외경면에는 볼스플라인보스(122)에 대하여 상대이동가능하도록 볼스플라인형상부(128)가 형성되어 있다. 그리고, 내축구동풀리(121)의 일측영역에는 내축구동풀리(121)의 회전구동을 위한 내축구동모터(123)가 내축(127)의 축선방향과 나란하게 회전축이 배치되도록 설치되어 있다. 내축(127)의 상단부영역에는 내축(127)의 노출측 단부가 외축(111)의 노출측단부로부터 돌출되도록 내축(127)에 탄성력을 가하는 스프링(129)이 결합되어 있다.The
그런데, 이러한 구성을 갖는 동축운동장치를 고청정환경하의 설비, 즉, 청정도등급 1-1O으로 분류되는 작업환경내에 배치되는 소위 청정룸(Clean Room)용 자동화 설비라고 하는 설비에 적용할 경우, 상호 접촉하여 상대운동이 발생되는 상대운동영역으로부터의 윤활제 등이 외부로 누출됨으로써 상대운동영역을 외부로부터 밀폐되도록 하는 밀폐의 문제를 야기시키게 된다.However, when the coaxial motion device having such a configuration is applied to a facility under a high clean environment, that is, a so-called clean room automation facility disposed in a work environment classified in the cleanliness class 1-1O, Lubricants and the like from the relative motion zone where the relative motion occurs in contact with the outside leaks to the outside, causing a problem of sealing to seal the relative motion zone from the outside.
또한, 이러한 동축운동장치를 고도의 정밀성을 요하는 반도체칩이나 HDD용로우바(Rowbar) 등의 이송장치에 이용하고자 할 경우, 내축에 흡입용 호스(Hose)등이 부가되게 되어 자동화설비의 부품수가 증가될 뿐만 아니라, 부피의 증가로 전술한 밀폐의 문제를 더욱 어렵게 하는 문제점이 있다.In addition, when using such a coaxial motion device for a transfer device such as a semiconductor chip or HDD low bar that requires high precision, a suction hose is added to the inner shaft, and thus the number of parts of the automation equipment is increased. Not only is it increased, there is a problem of increasing the volume which makes the above-mentioned problem of sealing more difficult.
따라서, 본 발명의 목적은, 상호 접촉하여 상대운동하는 상대운동영역을 외부로부터 효과적으로 밀폐시킬 수 있는 동축운동장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a coaxial motion device capable of effectively sealing a relative motion area that is in mutual contact and relative motion from the outside.
도1은 본 발명에 따른 동축운동장치가 장착된 자동화설비의 헤드부의 평면도.1 is a plan view of the head of the automated equipment equipped with a coaxial motion device according to the present invention.
도2는 도1의 I-I 선에 따른 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1. FIG.
도3은 도1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
도4는 도2의 외축의 하강상대를 도시한 확대도.4 is an enlarged view showing the descending partner of the outer shaft of FIG.
도5는 도2의 내축의 상방이동상태를 도시한 확대도.FIG. 5 is an enlarged view showing an upward movement state of the inner shaft of FIG. 2; FIG.
도6은 종래의 동축운동장치를 설명하기 위한 자동화설비의 헤드부의 평면도.Figure 6 is a plan view of the head of the automated equipment for explaining a conventional coaxial motion device.
도7은 도6의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 6;
도8은 도6의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 6.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 지지부 7 : 통과개구1: Supporting part 7: Opening opening
11 : 외축 13 : 스크류샤프트11: outer shaft 13: screw shaft
17 : 스크류구동모터 19 : 베어링부재17: screw drive motor 19: bearing member
21 : 내축구동풀리 24,28 : 볼스플라인형상부21: inner
27 : 내축 31,45 : 벨로우즈플랜지27:
33 : 제1벨로우즈실 47 : 제2벨로우즈실33: first bellows chamber 47: second bellows chamber
49 : 내축실하우징 53 : 자성유체실49: internal storage housing 53: magnetic fluid chamber
상기 목적은, 본 발명에 따라, 지지부에 대해 소정의 상대운동 가능하도록 지지되어 있는 원통상의 외축과, 상기 외축내에 동축적으로 수용되어 상기 외축에 대해 상대운동하는 내축을 갖는 동축운동장치에 있어서, 상기 지지부와 상기 외축사이에 상기 외축의 축선방향을 따라 신축가능하게 결합되는 제1벨로우즈실과, 상기 내축에 축선방향을 따라 상대이동가능하도록 결합되는 내축실하우징과, 상기 내축실하우징과 상기 내축사이에 축선방향을 따라 신축가능하게 결합되는 제2벨로우즈실과, 상기 내축실하우징과 상기 외축의 내경부사이에 개재되는 자성유체실을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축운동장치에 의하여 달성된다.According to the present invention, there is provided a coaxial motion device having a cylindrical outer shaft which is supported to enable a predetermined relative movement with respect to a support portion, and an inner shaft that is coaxially accommodated in the outer shaft and that moves relative to the outer axis. A first bellows chamber elastically coupled between the support portion and the outer shaft along an axial direction of the outer shaft, an inner shaft chamber housing coupled to the inner shaft so as to be movable relative to the inner shaft, and the inner shaft housing and the inner shaft; And a second bellows chamber that is elastically coupled along the axial direction between the shafts, and a magnetic fluid chamber interposed between the inner shaft chamber housing and the inner diameter portion of the outer shaft.
여기서, 상기 내축실하우징과 상기 내축사이에는 볼스플라인 메카니즘이 개재되는 것이 바람직할 수 있다.Here, it may be preferred that a ball spline mechanism is interposed between the inner shaft housing and the inner shaft.
상기 외축 및 상기 내축의 노출단부영역에는 반경방향을 따라 연장된 벨로우즈플랜지가 형성되어 있는 것이 효과적일 수 있다.It may be effective to have a bellows flange extending in the radial direction at the exposed end regions of the outer and inner shafts.
상기 제1벨로우즈실의 양단부와 상기 외축사이에는 적어도 하나의 0링이 개재되는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 제2벨로우즈실의 상기 벨로우즈플랜지측 단부와 상기 내축사이에는 0링이 개재되는 것이 효과적이다.Preferably, at least one zero ring may be interposed between both ends of the first bellows chamber and the outer shaft, and the zero ring may be interposed between the bellows flange end of the second bellows chamber and the inner shaft. to be.
상기 내축에는 축심을 따라 축공이 형성되어 있으며, 상기 내축의 벨로우즈측 단부영역에 결합되는 흡착용 노즐부재와 상기 내축의 상기 노즐부재의 대향측단부영역에 결합되는 석션용 호스를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.A shaft hole is formed in the inner shaft along the shaft center, and further includes a suction nozzle member coupled to the bellows side end region of the inner shaft and a suction hose coupled to an opposite side end region of the nozzle member of the inner shaft. can do.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도1은 본 발명에 따른 동축운동장치의 평면도이고, 도2는 도1의 I-I선에 따른 단면도이며, 도3은 도1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이고, 도4 및 도5는 도2의 요부확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 동일평면을 구성하는 베이스부재(미도시)상을 선형이동가능도록 설치되는 지지부(1)는 수직벽부(3)와, 수직벽부(3)의 일측단부로부터 거의 " L" 형상을 가지도록 절곡형성된 저면부(5)를 가지며, 베이스부재상에 수직벽부(3)가 기립하게 설치된다. 지지부(1)의 저면부(5)에는 판면을 관통하여 통과개구(7)가 형성되어 있으며, 이 통과개구(5)내에는 상하방향으로 선형이동가능한 관상의 외축(11)이 결합되어 있다.1 is a plan view of a coaxial motion device according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of Figure 1, Figures 4 and 5 This is an enlarged view of the main part. As shown in these figures, the
외축(11)의 중앙영역에는 외축(11)이 축선방향을 따라 선형이동할 수 있도록 왕복구동부(10)가 결합되어 있으며, 왕복구동부(10)의 일측에는 볼나사부(12)가 형성되어 있다. 이 볼나사부(12)에는 외축(11)과 나란하게 배치되며 외주면을 따라 볼스크류가 형성된 스크류샤프트(13)가 결합되어 있다. 스크류샤프트(13)는 양단부가 지지편(15)에 의하여 회전가능하도록 지지되어 있으며, 외축(11)의 전방영역에는 스크류샤프트(13)의 구동을 위한 스크류샤프트구동모터(17)가 설치되어 있다.A reciprocating
외축(11)의 내부에는 내축(27)이 회전 및 선형이동가능하도록 다수의 베어링부재(19)에 의하여 지기되어 있으며, 외축(11)의 상부영역에는 내축(27)의 회전구동을 위한 내축구동풀리(21)가 회전가능하도록 결합되어 있다. 내축구동풀리(21)는 내경부에 볼스플라인형상부(24)가 형성된 스플라인보스(22)에 결합되어 볼스플라인보스(22)를 회전구동시킨다. 볼스플라인보스(22)에 대응한 내축(27)의 외경 면에는 볼스플라인보스(22)에 대하여 상대이동가능하도록 볼스플라인형상부(28)가 형성되어 있다. 그리고, 내축구동풀리(21)의 일측영역에는 내축구동풀리(21)의 회 전구동을 위한 내축구동모터(23)가 내축(27)의 축선방향과 나란하게 회전축이 배치되도록 설치되어 있다. 내축(27)의 상단부영역에는 내축(27)의 노출측 단부가 외축(11)의 노출측단부로부터 돌출되도록 내측(27)에 탄성력을 가하는 스프링(29)이 결합되어 있다.The
한편, 외축(11)의 노출측 단부에는 반경방향을 따라 외측으로 연장된 벨로우즈플랜지(31)가 형성되어 있으며, 이 벨로우즈플랜지(31)에는 외축(11)의 축선방향을 따라 신축가능한 제1벨로우즈실(33)의 일측단부가 결합되어 있다. 제1벨로우즈실(33)의 타측단부에는 반경방향으로 연장된 플랜지부(34)가 형성되어 있으며, 지지부(1)의 저면부(5)의 통과개구연부에는 이 플랜지부(34)를 수용할 수 있도록 판면으로부터 함몰된 플랜기수용부(9)가 형성되어 있다. 그리고, 제1벨로우즈실(33)의 양측단부영역에는 기밀을 유지할 수 있도록 0링(41)이 각각 결합되어 있다.On the other hand, at the exposed end of the
내축(27)은 상부영역으로부터 노출측 단부영역으로 향할수록 반경방향으로 축소된 다단구조를 가지며, 축심을 따라 흡입홀(43)이 형성되어 있다. 내축(43)의 노출측단부에는 피이송물(미도시)을 흡착할 수 있도록 흡착용 노즐부재(미도시)가 결합되며, 타측단부에는 석션용 에어호스(미도시)가 결합된다.The
또한, 내축(27)에는 노출측단부로부터 소정길이구간 이격되어 반경방향으로 연장된 벨로우즈플랜지(45)가 형성되어 있으며, 이 벨로우즈플랜지(45)로부터 소정길이구간에 걸쳐 제2벨로우즈실(47)이 축선방향을 따라 신축가능하게 결합되어 있다. 제2벨로우즈실(47)의 상단부에는 내축실하우징(49)이 내축(27)에 대하여 상대이동가능하도록 결합되어 있으며, 내축실하우징(49)의 내경부와 이에 대응한 내축(27)의 외경부에는 상호 상대이동이 가능하도록 볼스플라인형상부(51)가 각각 형성되어 있으며, 내축실하우징(49)은 상단부가 베어링부재(19)에 접촉되어 상방으로의 이동이 제한된다.In addition, a
내축실하우징(49)과 외축(11)의 내경부사이에는 자성유체실(53)이 결합되어 있으며, 자성유체실(53)내에는 젤상태의 자성유체가 수용되어 외축(11)의 내경면과 내축실하우징(49)의 외경면에 각각 유막을 형성함으로써, 외축(l1)과 내축(27)사이의 영역이 외부로부터 차단될 수 있도록 한다.The
이러한 구성에 의하여, 스크류샤프트구동모터(17)가 회전하여 스크류샤프트(13)를 회전시키면, 스크류샤프트(13)에 볼나사결합된 외축(11)은 지지부(1)로부터 하향이동하여 피이송물을 향하여 돌출되게 된다. 이때, 외축(11)의 노출측 단부에 결합된 제1벨로우즈실(33)은 축선방향을 따라 신장되면서 외축(11)과 지지부(1)의 통과개구(7)연부 사이영역을 외부로부터 차단하게 된다. 내축(27)의 노출측 단부에 결합된 흡착용 노즐이 피이송물에 접촉되면 내축의 상단부에 결합된 석션호스는 피이송물이 흡착용 노즐에 흡착되도록 하며, 피이송물이 흡착용 노즐에 흡착되면 외축(11)은 스크류샤프트(13)의 회전에 따라 상방으로 이동하게 된다.With this configuration, when the screw
한편, 지지부(1)를 X,Y평면을 따라 이송시키는 베이스부재는 외축(11)이 피이송물의 장착위치상에 존재하도록 이동하며, 내축(27)은 베이스부재의 이동에 전후하여 피이송물의 장착위치에 대한 상대조립위치를 맞추기위하여 외축(11)에 대하여 소정의 각도회전을 하게된다. 이때, 외축(11)의 내경부와 내축실하우징(49)사이에 결합된 자성유체실(53)은 내축실하우징(49)의 외경부와 외축(11)의 내경부사이에 각각 유막이 형성되도록 함으로써, 외축(11)과 내축실하우징(49)사이 영역을 외부에 대하여 차단되도록 한다.On the other hand, the base member for conveying the
내축(27)의 소정의 각도회전이 완료되면, 외축(11)은 스크류샤프트(13)의 회전에 연동하여 피이송물의 장착위치로 하강하게 된다. 외축(11)의 하강이동량은 피이송물의 장착위치를 초과하게 설정되어 있어 피이송물을 가압하도록 하며, 피이송물에 소정이상의 압력이 가하게 되면 내축(27)의 상단에 결합된 스프링(29)이 압축되면서 내축(27)이 외축(11)에 대하여 상대이동을 하게 된다. 이때, 제2벨로우즈실(47)은 상단에 결합된 내축실하우징(49)과 벨로우즈플랜지(45)에 의하여 길이방향을 따라 압축되며, 내축실하우징(49)과 내축(27)사이의 영역을 외부에 대하여 차단하게 된다. 그리고, 내축실하우징(49)은 베어링부재(19)에 의하여 위치고정됨으로써, 자성유체실(53)에 의하여 형성된 유막이 파괴되지 않도록 한다.When the predetermined angular rotation of the
이와 같이, 지지부와 외축사이에 외축의 축선방향을 따라 신축가능하게 결합되는 제1벨로우즈실과, 내축에 축선방향을 따라 상대이동가능하도록 결합되는 내축실하우징과, 내축실하우징과 내축사이에 축선방향을 따라 신축가능하게 결합되는 제2벨로우즈실과, 내축실하우징과 외축의 내경부사이에 개재되는 자성유체실을 구성하여 상호 결합되도록 함으로써, 상호 접촉하여 상대운동하는 상대운동영역을 외부에 대하여 효과적으로 차단할 수 있다.As such, the first bellows chamber is elastically coupled between the support and the outer shaft along the axial direction of the outer shaft, the inner shaft chamber housing coupled to the inner shaft so as to be relatively movable along the axial direction, and the axial direction between the inner shaft housing and the inner shaft. The second bellows chamber is elastically coupled along the magnetic fluid chamber interposed between the inner shaft housing and the inner diameter of the outer shaft to be coupled to each other, thereby effectively blocking the relative movement area that is in contact with each other relative to the outside. Can be.
또한, 내축의 축심을 따라 흡입홀을 형성하고 내축의 노출측단부에 피이송물의 흡착을 위한 흡착용 노즐이 결합되도록 하고, 타측단부에 석션용 호스가 결합되도록 함으로써, 동축운동장치의 부피가 크게 증가되지 아니하면서도 피이송물을 이송할 수 있으며 상대운동영역을 외부로부터 차단되도록 할 수 있다.In addition, the suction hole is formed along the axis of the inner shaft, and the suction nozzle for adsorption of the conveyed object is coupled to the exposed side end of the inner shaft, and the suction hose is coupled to the other end, so that the volume of the coaxial motion device is increased. It is possible to transfer the object to be conveyed without being increased, and to block the relative movement area from the outside.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상호 접촉하여 상대운동하는 상대운동영역을 외부로부터 효과적으로 밀폐시킬 수 있는 동축운동장치가 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a coaxial movement apparatus capable of effectively sealing the relative movement region which is in contact with each other relative movement from the outside.
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1019970067408A KR100265410B1 (en) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Coaxial motion apparatus |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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- 1997-12-10 KR KR1019970067408A patent/KR100265410B1/en not_active IP Right Cessation
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080529 Year of fee payment: 9 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |