KR100402592B1 - 정밀제어가 가능한 보올 스프라인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀제어가 가능한 보올 스프라인에 관한 것으로, 박육(薄肉)의 원통체로 이루어져 두께살(T)에는 이를 관통하여 보올이 구름운동하기 위한 무부하권 홀과, 내주면에는 상기 보올이 2의 1정도 내접되어 구름운동되도록 부하권 홈이 복수개 형성된 외통몸체부와; 상기 외통몸체부의 내측으로 삽입되고 그 양단은 보올 직경의 1,5배 정도 돌출되게 형성되며, 그 외주면에는 부하권 홈과 일치되도록 구름운동하는 보올의 직경보다 작은 직경으로 형성된 복수개의 부하권 홀이 형성되되, 이 부하권 홀의 양단은 경사진 경사홀이 형성된 두께 보상용 리테이너와; 상기 두께 보상용 리테이너 내측으로 삽입되어 축심방향에 대하여 그 외주면에는 보올과 접동되도록 복수개의 홈이 형성되어 보올의 구름운동에 대한 회전운동을 하는 스프라인 축과; 상기 외통몸체부의 양단에는 이의 내측으로 삽입되어 더 돌출된 두께 보상용 리테이너의 외주면을 그 내측으로 삽입시켜 각각 구비되며, 축심방향으로는 두께 보상용 리테이너의 부하권 홀을 따라 구름운동하는 보올을 외통몸체부의 무부하권 홀측으로 가이드하기 위한 연결홀이 형성된 커버부재와; 상기 커버부재의 외측으로는 스프라인 축에 삽입되어 실링하도록 그 내주면은 윤활유을 저장할 수 있는 저장부홈이 형성되고, 이 저장부홈의 형성으로 인해 형성된 양단 리브는 외측이 더 길게 형성된 시일부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

정밀제어가 가능한 보올 스프라인{Ball spline for Precision control}

본 발명은 정밀제어가 가능한 보올 스프라인에 관한 것으로서, 특히 정밀한 제어가 요구되는 반도체 제조장비인 칩 마운터의 이송헤드 장치에 구비되어 회로기판에 칩을 표면 실장시키기 위해 빠른 직선운동과 회전운동을 동시에 수행가능한 보올 스프라인의 무게를 감소시켜 속도제어 및 위치제어를 보다 정밀하게 제어할 수 있도록 한 보올 스프라인에 관한 것이다.

최근 자동화 산업 및 반도체 산업 분야에서 직선운동을 정확히 전달하는 직선운동 베어링의 일종인 보올 스프라인의 개발이 활발히 진행되고 있는 추세에 있다.

첨부된 도면 도 1은 상기한 종래의 일반적인 보올 스프라인을 도시한 종단면도이고, 도 2는 횡단면도이다.

도시된 바와 같이 보올 스프라인(10)은 복수개 구비되는 보울의 구름운동에 대하여 축을 회전운동시키기 위한 것으로, 이를 보다 상세하게 설명하면, 축심방향에 대하여 그 외주면에 홈(12a)이 형성된 외주면에 홈이 형성된 스프라인 축(12)과, 이 스프라인 축(12)을 내삽가능하게 원통체로 이루어져 두께살(t)에는 이를 관통하여 상기 보올(14)이 구름운동하기 위한 무부하권 홀(16a)과, 내주면에는 상기 보올(14)의 이탈을 방지함과 아울러 구름운동하기 위한 적어도 상기 보올(14)을 대략 3분의 2이상 내접되게 삽입시키도록 부하권 홈(16b)이 복수개 형성된 외통몸체부(16)와, 상기 외통몸체부(16)의 무부하권 홀(16a)에서 부하권 홈(16b)으로 보올(14)이 구름운동하여 이동될 때 이를 연결시키기 위해 사선방향으로 연결홀(18a)이 형성된 커버부재(18)와, 이 스프라인 축(12)의 실링을 위해 구비되는 시일부재(20)로 이루어져 있다.

그러나 이와 같이 이루어진 종래의 보올 스프라인은 외부에서 작용하는 회전 토오크로 인해 보올이 축과 외통몸체부의 부하권 홈사이에서 이탈되지 않도록 외통몸체부의 부하권 홈이 보올을 3분의 2 이상을 내접시켜 감싸고 있으므로 인해 보올 스프라인의 무게를 증가시키고 있다. 이로 인해 보올 스프라인의 구동 후 이를 멈춤시킬 경우 외통몸체부의 자중으로 인해 관성이 커져 정확한 제어가 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

또한, 외통몸체부는 그 단면에 비해 무부하권 및 부하권의 홀과 홈의 길이가 길고 보올의 접촉을 안정적으로 유지하기 위해 외통몸체부의 부하권의 홈이 매우 깊게 형성되어 있어 이의 가공(연삭가공)이 매우 어려우며, 아울러 경화 열처리에 의한 형상 변경을 초래되어 외통부재의 제작에 따른 불량율이 많이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 시일부재의 접촉면은 그 전체가 축에 접촉하고 있어 마찰면적이 커 마모가 쉽게 이루어져 먼지등과 같은 분진물이 유입되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 외통몸체부의 내주면과 축의 외주면 사이에 외주면에는 보올이 구름운동할 수 있도록한 부하권홀을 형성함과 아울러 외통몸체부의 길이보다 보올 3개의 직경 길이만큼 길게 형성된 플라스틱제의 두께 보상용 리테이너를 갖춤과 아울러, 시일부재의 내주면 단면을 요철형상으로 함으로써, 두께살(T)이 얇은 외통몸체부를 구비할 수 있어 정밀한 제어가 가능하고, 또한 내주면에 형성된 부하권 홈의 깊이도 보올의 2분의 1 정도로 형성할 수 있으므로 가공을 용이하게 할 수 있으며, 시일부재를 통한 분진물의 유입을 방지할 수 있도록 한 정밀제어가 가능한 보올 스프라인을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 보올 스프라인을 도시한 종단면도

도 2는 도 1에 도시된 종래의 일반적인 보올 스프라인을 도시한 횡단면도

도 3은 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인을 도시한 횡단면도

도 4는 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인의 리테이너를 도시한 사시도

도 5는 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인을 도시한 횡단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 보올 스프라인 105 : 보올

110 : 외통몸체부 115 : 두께 보상용 리테이너

120 : 스프라인 축 125 : 커버부재

130 : 시일부재

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 박육(薄肉)의 원통체로 이루어져 두께살(T)에는 이를 관통하여 보올이 구름운동하기 위한 무부하권 홀과, 내주면에는 상기 보올이 2의 1정도 내접되어 구름운동되도록 부하권 홈이 복수개 형성된 외통몸체부와; 상기 외통몸체부의 내측으로 삽입되고 그 양단은 보올 직경의 1,5배 정도 돌출되게 형성되며, 그 외주면에는 부하권 홈과 일치되는 부하권 홀을 형성하되, 이 홀은 외통몸체부의 부하권 홈을 따라 구름운동하는 보올의 직경보다 작은 직경으로 축심방향 복수개 형성된 플라스틱재질의 두께 보상용 리테이너와; 상기 두께 보상용 리테이너 내측으로 삽입되어 축심방향에 대하여 그 외주면에는 보올과 접동되도록 복수개의 홈이 형성되어 보올의 구름운동에 대한 회전운동을 하는 스프라인 축과; 상기 외통몸체부의 양단에는 이의 내측으로 삽입되어 더 돌출된 두께 보상용 리테이너의 외주면을 그 내측으로 삽입시켜 각각 구비되며, 축심방향으로는두께 보상용 리테이너의 부하권 홀을 따라 구름운동하는 보올을 외통몸체부의 무부하권 홀측으로 가이드하기 위한 연결홀이 형성된 커버부재와; 상기 커버부재의 외측으로는 윤활유를 실링하기 위해 구비되는 시일부재;를 포함하여 보올 스프라인의 전체 무게가 가벼워질 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 시일부재의 내주면은 윤활유을 저장할 수 있는 저장부홈이 형성되고, 이 저장부홈의 형성으로 인해 형성된 양단 리브는 외측이 더 길게 형성됨을 특징으로 한다.

상기 두께 보상용 리테이너의 부하권 홀의 양단은 보올의 구름운동에 대한 커버부재의 연결홀측으로 부드럽게 이동가능하게 하기 위해 경사진 경사홀로 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 3은 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인을 도시한 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인의 리테이너를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인을 도시한 횡단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명 정밀제어가 가능한 보올 스프라인(100)은 그 전체 무게를 가볍게 하여 보올 스프라인(100)의 관성을 작게 할 수 있도록 한 것으로, 이를 살펴 보면, 박육(薄肉)의 원통체로 이루어져 두께살(T)에는 이를 관통하여 보올(105)이 구름운동하기 위한 무부하권 홀(110a)과, 내주면에는 상기 보올(105)이 2의 1정도 내접되어 구름운동되도록 부하권 홈(110b)이 복수개 형성된 외통몸체부 (110)와, 상기 외통몸체부(110)의 내측으로 삽입되고 그 양단은 보올(105) 직경의 1,5배 정도 돌출되게 형성되며, 그 외주면에는 부하권 홈(110b)과 일치되도록 구름운동하는 보올(105)의 직경보다 작은 직경으로 형성된 복수개의 부하권 홀(115a)이 형성되되, 이 부하권 홀(115a)의 양단은 경사진 경사홀(115b)이 형성된 두께 보상용 리테이너(115)와, 상기 두께 보상용 리테이너(115)내측으로 삽입되어 축심방향에 대하여 그 외주면에는 보올(105)과 접동되도록 복수개의 홈(120a)이 형성되어 보올(105)의 구름운동에 대한 회전운동을 하는 스프라인 축(120)과, 상기 외통몸체부(110)의 양단에는 이의 내측으로 삽입되어 더 돌출된 두께 보상용 리테이너(115)의 외주면을 그 내측으로 삽입시켜 각각 구비되며, 축심방향으로는 두께 보상용 리테이너(115)의 부하권 홀(115a)을 따라 구름운동하는 보올(105)을 외통몸체부(110)의 무부하권 홀(110a)측으로 가이드하기 위한 연결홀(125a)이 형성된 커버부재 (125)와, 상기 커버부재(125)의 외측으로는 스프라인 축(120)에 삽입되어 실링하도록 그 내주면은 윤활유을 저장할 수 있는 저장부홈(125a)이 형성되고, 이 저장부홈 (130a)의 형성으로 인해 형성된 양단 리브(130b)는 외측이 더 길게 형성된 시일부재(130)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기한 두께 보상용 리테이너(115)의 외주면에 관통형성된 부하권 홀 (115a)과 이 부하권 홀(115a)로부터 연장되어 소정 각도로 경사진 경사홀(115b)은 도 4에 도시된 바와 같이 보올(105)의 구름운동 시 상기 보올(105)이 커버부재(125)의 연결홀(125a)측으로 보다 부드럽게 이동될 수 있도록 하기 위한 홀(115b)이다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 정밀제어가 가능한 보올 스프라인은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 스프라인 축(120)의 홈(120a)과 외통몸체부(110)의 부하권 홈(110b) 및 이 외통몸체부(110)의 내측으로 삽입된 플라스틱재질의 두께 보상용 리테이너(115)의 부하권 홀(115a)에 접촉되어 구름운동하는 보올(105)은 외부에서 작용하는 회전 토오크로 인해 보올(105)은 두께 보상용 리테이너(115)의 부하권 홀(115a)과 외통몸체부(110)의 부하권 홈(110b)을 따라 외통몸체부(110)의 무부하권 홀(110a)측으로 구름운동하게 되고 이로 인해 스프라인 축(120)은 회전하게 된다.

이때 보올(105)이 부하권에서 무부하권으로 이동시에는 두께 보상용 리테이너(115)의 경사홀(115b)을 따라 커버부재(125)로 부드럽게 이동하게 된다.

한편, 외부에서 작용하는 회전 토오크를 정지시키면 보올(105)의 구름운동이 정지하게 되고 이로 인해 스프라인 축(120)의 회전운동도 박육으로 형성됨에 따른 외통몸체부(110)의 무게 감소로 인해 관성 없이 정지하게 되고 그로 인해 정확한 제어가 가능하게 된다.

상기한 외통몸체부(110)의 부하권 홈(110b)이 보올(105) 직경의 2분의 1정도로 형성되어 있어서 그 가공이 용이하게 이루어지게 되고, 경화 열처리에 의한 형상 변경이 발생하지 않게 된다.

또한, 시일부재(130)는 윤활유 저장부홈(130a)이 내주면에 형성되어 있어 마모로 인한 시일부재(130)의 손상을 방지할 수 있고 아울러, 먼지 등과 같은 분진물이 유입됨을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 이루어진 본 발명 정밀제어가 가능한 보올 스프라인에 따르면, 플라스틱재질의 두께 보상용 리테이너의 개재로 인해 박육의 원통형으로 외통몸체부를 형성이 가능하게 되고 이로 인해 보올 스프라인의 구동 정지에 따른 관성을 감소시켜 보다 정밀한 속도 및 위치의 제어를 할 수 있고, 아울러 외통몸체부의 부하권 홈의 직경을 보올 직경의 2분의 1정도로 가공함으로 인래 그 가공이 용이하게 할 수 있으며, 경화 열처리로 인한 형상의 변경됨을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시일부재의 내주면 단면을 저장부홈의 형성으로 인해 이를 통한 먼지나 분진 등의 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 박육(薄肉)의 원통체로 이루어져 두께살(T)에는 이를 관통하여 보올(105)이 구름운동하기 위한 무부하권 홀(110a)과, 내주면에는 상기 보올(105)이 2의 1정도 내접되어 구름운동되도록 부하권 홈(110b)이 복수개 형성된 외통몸체부(110)와;

   상기 외통몸체부(110)의 내측으로 삽입되고 그 양단은 보올(105) 직경의 1,5배 정도 돌출되게 형성되며, 그 외주면에는 부하권 홈(110b)과 일치되도록 구름운동하는 보올(105)의 직경보다 작은 직경으로 형성된 복수개의 부하권 홀(115a)이 형성되되, 이 부하권 홀(115a)의 양단은 경사진 경사홀(115b)이 형성된 두께 보상용 리테이너(115)와;

   상기 두께 보상용 리테이너(115)내측으로 삽입되어 축심방향에 대하여 그 외주면에는 보올(105)과 접동되도록 복수개의 홈(120a)이 형성되어 보올(105)의 구름운동에 대한 회전운동을 하는 스프라인 축(120)과;

   상기 외통몸체부(110)의 양단에는 이의 내측으로 삽입되어 더 돌출된 두께 보상용 리테이너(115)의 외주면을 그 내측으로 삽입시켜 각각 구비되며, 축심방향으로는 두께 보상용 리테이너(115)의 부하권 홀(115a)을 따라 구름운동하는 보올 (105)을 외통몸체부(110)의 무부하권 홀(110a)측으로 가이드하기 위한 연결홀 (125a)이 형성된 커버부재(125)와;

   상기 커버부재(125)의 외측으로는 스프라인 축(120)에 삽입되어 실링하도록 그 내주면은 윤활유을 저장할 수 있는 저장부홈(125a)이 형성되고, 이 저장부홈(130a)의 형성으로 인해 형성된 양단 리브(130b)는 외측이 더 길게 형성된 시일부재(130);를 포함하여 이루어져 보올 스프라인의 전체 무게가 가벼워질 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 정밀제어가 가능한 보올 스프라인.
2. 제1항에 있어서,

   상기 시일부재(130)의 내주면은 윤활유을 저장할 수 있는 저장부홈(130a)이 형성되고, 이 저장부홈(130a)의 형성으로 인해 형성된 양단 리브(130b)는 외측이 더 길게 형성됨을 특징으로 하는 정밀제어가 가능한 보올 스프라인.
3. 제1항에 있어서,

   상기 두께 보상용 리테이너(115)의 부하권 홀(115a)의 양단은 보올(105)의 구름운동에 대한 커버부재(125)의 연결홀(125a)측으로 부드럽게 이동가능하게 하기 위해 경사진 경사홀(115b)로 형성됨을 특징으로 하는 정밀제어가 가능한 보올 스프라인.