KR101243660B1

KR101243660B1 - 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법

Info

Publication number: KR101243660B1
Application number: KR1020120097772A
Authority: KR
Inventors: 안성대
Original assignee: 주식회사아이로보
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-03-15

Abstract

본 발명은 정밀한 수직 수평연동을 가능하게 하는 로봇으로서 일체형 프레임을 통해서 그 휨강도를 향상시키고, 보다 안전한 밀폐구조를 가지도록 한 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다.
특히 본 발명은 기존에 항상 밑판과 측판을 분리하여 제작하던 프레임을, 압출 성형을 통해서 "U"자의 밑판과 좌우측판을 가진 일체형프레임을 형성한 일체형프레임에 볼스크류와 슬라이딩블럭을 안정되게 장착하는 위한 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다. 나아가 이러한 일체형 프레임의 활용을 가능하게 하는 본 발명은 LM가이드의 보다 폭이 넓은 장착을 위해서 커버지지부의 폭을 대폭 축소시켰으며 이를 가능하게 하기 위해서 박막형의 박형자석을 사용하였고, LM블럭의 장착방식도, 일체형프레임에 슬라이딩블럭 등을 끼워 넣음과 동시에 외측 체결공을 체결하는 방법을 채택한, 모든 구성이 일체형프레임의 적용을 가능하게 하는 방향으로 적응시킨 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다.

Description

일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법{the connect method and actuator of connection frame}

본 발명은 정밀한 수직 수평연동을 가능하게 하는 로봇으로서 일체형 프레임을 통해서 그 휨강도를 향상시키고, 보다 안전한 밀폐구조를 가지도록 한 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 기존에 항상 밑판과 측판을 분리하여 제작하던 프레임을, 압출 성형을 통해서 "U"자의 밑판과 좌우측판을 가진 일체형프레임을 형성한 일체형프레임에 볼스크류와 슬라이딩블럭을 안정되게 장착하는 위한 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다. 나아가 이러한 일체형 프레임의 활용을 가능하게 하는 본 발명은 LM가이드의 보다 폭이 넓은 장착을 위해서 커버지지부의 폭을 대폭 축소시켰으며 이를 가능하게 하기 위해서 박막형의 박형자석을 사용하였고, LM블럭의 장착방식도, 일체형프레임에 슬라이딩블럭 등을 끼워 넣음과 동시에 외측 체결공을 체결하는 방법을 채택한, 모든 구성이 일체형프레임의 적용을 가능하게 하는 방향으로 적응시킨 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 엑츄에이터란 반도체 제조공정이나 스마트폰 부품의 생산공정에 투입되어 아주 정밀한 동작을 반복하되, 이 동작으로 발생되는 마찰에 의해서 발생되는 분진 조차도 외부로 배출시키지 않도록 하는 로봇을 칭한다.

이러한 엑츄에이터는 기존에 많은 사용이 있었다. 도시된 도 1에서처럼 밑판(112)과 좌우측판(113)을 형성하고, 밑판(112)과 좌우측판(113)으로 인하여 형성되는 개방부에서 분진이 외부로 배출되는 것을 차단하는 커버필름을 씌운다. 종래의 모든 엑츄에이터는 도시된 도 1에서처럼 밑판(112)과 좌우 측판(113)이 별도로 압출 성형되고, 후 조립가공을 통해서 "U"자의 형상을 취하였다. 이러한 조립의 방식은 제작과 조립의 방식에 따라서 사실상 어쩔 수 없는 제조공정이었다.

즉, 본 발명과 같은 엑츄에이터는 아주 정밀한 기계이기에 조립이 정확해야 하는데, 측판(113)을 형성한 "U"자 형태로 프레임을 일체로 제작하게 되면, 내부에 설치되어야 할 슬라이딩블럭(134)과 볼스크류(120)의 장착이 사실상 불가능하다. LM가이드(152)는 슬라이딩블럭(134)의 좌우 연동 안정성을 위해서 엑츄에이터의 밑판(112) 좌우 양단에 일정한 간격을 벌린 상태로 체결되어야 하지만, 이렇게 좌우 양단의 간격을 너무 벌리게 되면 그 부피가 커진다. 또한 측판(113)의 상단에는 커버를 장착하기 위한 커버지지부(도 2, 3의 151)가 형성되어야 하는데, 이 커버지지부(151)는 LM가이드(152)를 장착할 수 있는 공간을 가리기에 이러한 어려움은 더욱 컷다.

이외에도 프레임의 상하방향의 휨 강도를 강화시키는 일체형프레임의 제작을 방해하던 문제점은 아주 많지만, 본 발명을 설명하면서 재차 정확하게 서술한다.

중요한 점은, 본 발명은 종래 일체형프레임을 제작할 수 없었던 모든 문제점과 이유를 그 조립과정과 본 발명 구성요소의 구조적인 형상을 변형시킴으로 해결하였다.

본 발명은 모든 구성요소들이 일체형프레임으로 엑츄에이터를 제작할 수 있도록 하는 구조적인 변형과 조립방법에 관한것이며, 이를 통해서 엑츄에이터의 내구성 향상은 물론 밀폐구조의 완벽함까지도 달성했다.

본 발명은 정밀한 수직 수평연동을 가능하게 하는 로봇으로서 일체형 프레임을 통해서 그 휨강도를 향상시키고, 보다 안전한 밀폐구조를 가지도록 한 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법를 제공하고자 한다.

특히 본 발명은 기존에 항상 밑판과 측판을 분리하여 제작하던 프레임을, 압출 성형을 통해서 "U"자의 밑판과 좌우측판을 가진 일체형프레임을 형성한 일체형프레임에 볼스크류와 슬라이딩블럭을 안정되게 장착하는 위한 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 관한 것이다. 나아가 이러한 일체형 프레임의 활용을 가능하게 하는 본 발명은 LM가이드의 보다 폭이 넓은 장착을 위해서 커버지지부의 폭을 대폭 축소시켰으며 이를 가능하게 하기 위해서 박막형의 박형자석을 사용하였고, LM블럭의 장착방식도, 일체형프레임에 슬라이딩블럭 등을 끼워 넣음과 동시에 외측 체결공을 체결하는 방법을 채택한, 모든 구성이 일체형프레임의 적용을 가능하게 하는 방향으로 적응시킨 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터와 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터는, 연동공간(14)을 가지고, 상부가 개방된 "U"자 형상으로 개방부(15)를 이루며, 프레임 측판의 끝단이 절곡된 커버지지부(12)를 가진 좌우측판(11)과 수평의 밑판(13)이 서로 일체로 결합된 일체형프레임(10)과; 연동공간(14)의 내측 밑판(13) 좌우 양단에 일체형프레임(10)의 길이 방향으로 고정되는 LM가이드(20); 상기 일체형프레임(10)의 좌우 양단에 고정되는 리어블럭(16)과 프론트블럭(17)의 중심부를 연결하는 베어링(18)을 가진 볼스크류(19); 상기 볼스크류(19)의 회전에 따라 상기 LM가이드(20)를 타고 좌우방향으로 연동할 수 있도록 스크류체결되고, LM가이드(20)에 대응하는 LM블럭(21)이 고정된 슬라이드블럭(30); 및 상기 볼스크류(19)의 끝단에 장착되는 회전모터(26)를 포함하여 구성되어, 상기 회전모터(26)의 회전에 따라 슬라이드블럭(30)이 좌우 방향의 연동을 한다.

또한 본 발명에 따른 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터는, LM가이드(20)는, 일체형프레임(10)의 밑판(13) 저면에서 관통하는 스크류로 체결되거나 또는 일체형프레임(10)의 개방부(15)에서 내려서는 스크류를 통해서 체결될 수 있도록 하고 : 일체형프레임(10)의 개방부(15)에서 내려서는 스크류로 장착되기 위해서 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름 길이만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 형성하며, LM가이드(20)는 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 체결되어 가이드안정성을 가지도록 하며 : LM가이드(20)는 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 가이드안정성을 가지고, 일체형프레임(10)과 체결을 가능하게 하기 위해서 상기 커버지지부(12)의 상면 끝단에 접착되는 박형자석(28)을 부착 한다.

또한 본 발명 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터에 따른, 커버지지부(12)의 상면 끝단에는, 깊이 0.5-1.0mmm, 폭 2-5mm폭의 홈(29)을 형성하고, 그 내부에 동일 내지 유사한 두께와 폭을 가진 박형자석(28)을 부착하고 : 일체형프레임(10)의 밑판(13)에는 일정간격을 두고 내주 스크류면을 가진 다수의 체결공(36)을 형성하며 : 체결공(36)의 내주면은 개방부(15)에서 하측으로 관통되는 스크류나 볼트로 일체형프레임(10)이 체결될 수 있도록 하는 스크류면을 형성하거나 또는 밑판(13)의 하단에서 상승되는 스크류나 볼트를 통해서 체결될 수 있는 스크류면을 형성하되, 밑판(13)의 하단측 내주면에는 체결공(36)에 비하여 지름이 넓은 삽입홈(37)을 형성하여 별도의 패킹(38)으로 밀폐작용할 수 있도록 한다.

또한 본 발명 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터에 따른, 일체형프레임(10)의 개방부(15)에는, 개방부(15)를 전면적으로 덮으며 연동하는 슬라이딩블럭(30)의 상면도 덮을 수 있도록 스텐재질의 커버필름(40)을 설치하되, 좌우양단 커버지지부(12)의 박형자석(28)의 자력으로 커버필름(40)의 좌우양단을 밀착할 수 있도록하여, 먼지나 분진이 일체형프레임(10)의 내, 외부를 드나들 수 없도록 하고 : 슬라이딩블럭(30)에 체결되는 LM블럭(21)은, 상면 모서리 부분에 각각 4개의 결합공(42)을 형성하고, 일체형프레임(10)과 조립시 프레임의 중심방향을 기준으로 내측 2개의 결합공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19), LM블럭(21) 및 LM가이드(20)가 끼워진 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로 삽입함과 동시에 외측 결합공(42)에 스크류 체결하여 결합을 완성한다.

본 발명에 따른 다른 특징으로 엑츄에이터 조립방법은, 제1단계; 커버지지부(12)를 가진 "U"자 일체형프레임(10)을 압출성형한 후, 슬라이딩블럭(30)에 볼스크류(19)를 결합시키는 단계; 제2단계; 슬라이딩블럭(30)에 LM블럭(21)을 체결할 때에는, 슬라이딩블럭(30)의 4개의 모서리 부분에 치우치게 형성된 결합부(A)의 4개의 결합공(41)을 상부에서 하부로 관통하는 볼트나 스크류로 관통시키고, 하단에 위치하는 4개의 LM블럭(21)의 체결공(42)과 결합시킨다.

또한 본 발명 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법에 따른, 제2단계를 거친 후, 일체형프레임(10)에 장착되는 LM가이드(20)는, 일체형프레임(10)의 개방부에서 내려서는 스크류로 장착되기 위해서 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 체결하여, LM가이드(20)가 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 가이드안정성을 가지도록 하고, 관통하는 스크류를 조일 수 있도록 커버지지부(12)의 폭은 최소한으로 형성하여, 일체형프레임(10)의 조립가능성을 향상시키고 : 제2단계의 슬라이딩블럭(30)의 4개의 모서리 부분에 치우치게 형성된 결합부(A)의 4개의 결합공(41)은 먼저 각각의 결합부(A)의 4개의 결합공(41) 중, 일체형프레임(10)의 조립시 프레임의 중심방향을 기준으로, 내측 2개의 결합공(41)을 관통하고 하향하여 LM블럭(21)에 형성된 4개의 체결공(42) 중 중심방향의 내측 2개의 체결공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19)가 결합된 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로, 볼스크류(19), LM블럭(21) 및 LM가이드(20)가 끼워진 슬라이딩블럭(30)을 삽입함과 동시에 외측 결합공(41)과 외측 체결공(42)에 체결하여 조립한다.

본 발명에 따라, 일체형으로 압출성형하는 밑판, 좌우측판 일체형 "U"자 일체형프레임을 사용할 수 있게 되었기에 휨강도를 강화시킬 수 있었다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 일체형프레임으로 조립생산되기에 생산능력이 향상되고, 단가를 떨어트렸다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 일체형프레임을 사용하여 엑츄에이터를 생산함에도 불구하고 가이드안정성은 향상되었으며, 부피를 줄일 수 있었고, 내구성을 향상시킬 수 있었다는 장점이 있다.

도 1은 종래 사용되던 엑츄에이터의 모습을 전체적으로 도시한 도면,
도 2는 종래에 일체형프레임으로 엑츄에이터를 실시하지 못했던 설명도,
도 3은 종래에 일체형프레임으로 엑츄에이터를 실시하지 못했던 다른 설명도,
도 4는 본 발명의 엑츄에이터를 분해하여 도시한 분해사시도,
도 5는 본 발명의 일체형프레임이 체결볼트를 통해서 체결되는 모습을 도시한 도면,
도 6은 본 발명 일체형프레임에 LM가이드가 장착된 상태를 도시한 평면도,
도 7은 본 발명 일체형프레임에 슬라이드블럭이 장착된 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명 일체형프레임이 선반의 하단에서 올라오는 볼트에 장착되는 일 실시예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명 엑츄에이터가 결합되는 모습을 도시한 분해사시도,
도 10은 본 발명 엑츄에이터를 다른 방향에서 분해한 도면,
도 11은 본 발명 슬라이더블럭과 일체형프레임이 결합형태를 도시한 도면,
도 12는 본 발명 슬라이더블럭의 상면에 형성되는 결합부를 확대하여 도시한 도면,
도 13은 본 발명 엑츄에이터를 도시한 전체 사시도,
도 14는 본 발명 엑츄에이터를 분해하여 도시한 도면,
도 15는 본 발명 엑츄에이터를 상부에서 도시한 평면도,
도 16은 본 발명 엑츄에이터를 측면에서 도시한 측면도,
도 17은 본 발명 엑츄에이터에 커버필름이 결합된 상태를 도시한 도면,
도 18은 본 발명 엑츄에이터를 다른 방향에서 도시한 도면이다.

본 발명은 일체형 프레임을 가진 엑츄에이터에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 구성과 그 작동의 방식을 상세히 설명한다.

본 발명은 도시된 도면에서처럼 연동공간(14)을 가지고, 상부가 개방된 "U"자 형상으로 개방부(15)를 이루며, 프레임 측판의 끝단이 절곡된 커버지지부(12)를 가진 좌우측판(11)과 수평의 밑판(13)이 서로 일체로 결합된 일체형프레임(10)이 있고, 연동공간(14)의 내측 밑판(13) 좌우 양단에 일체형프레임(10)의 길이 방향으로 고정되는 LM가이드(20)가 있으며, 상기 일체형프레임(10)의 좌우 양단에 고정되는 리어블럭(16)과 프론트블럭(17)의 중심부를 연결하는 베어링(18)을 가진 볼스크류(19)가 있다. 또한 상기 볼스크류(19)의 회전에 따라 상기 LM가이드(20)를 타고 좌우방향으로 연동할 수 있도록 스크류체결되고, LM가이드(20)에 대응하는 LM블럭(21)이 고정된 슬라이드블럭(30)이 있고, 상기 볼스크류(19)의 끝단에 장착되는 회전모터(26)를 포함하여 구성되어, 상기 회전모터(26)의 회전에 따라 슬라이드블럭(30)이 좌우 방향의 연동을 한다.

사실상 본 발명이나 종래의 발명은 모두 프레임, 리어블럭, 프론트블럭, 볼스크류, 슬라이드블럭 및 회전모터를 모두 갖추고 있다. 종래의 엑츄에이터(도 1에 도시)는 모두 거의 대동소이하지만, 그 형상의 크기와 부피 및 부품간 체결되는 위치를 달리한다. 단지 본 발명만이 이들과 크게 다른 점이 있는데, 그것은 밑판과 측판이 분리된 형태의 일체형프레임이란 것이다.

종래 엑츄에이터를 생산하면서 이렇게 일체형의 엑츄에이터를 생산할 수 없었던 까닭은 정확하고도 분명한 이유가 있었다. 사실상 엑츄에이터를 측판과 밑판의 분리형으로 제작하게 되면 휨강도가 약하여 잦은 사용과 마찰에 의해서 상하방향으로 휘게 된다. 이는 엑츄에이터가 수평으로 정밀하게 연동하는 작동에 지장을 초래하기에 사실상 폐기되어야만 한다. 결국 일체형으로 밑판과 좌우측판이 견고히 체결된 형태로 프레임을 제작하야만 상하 방향의 휨강도가 강해지기에 전술된 문제점은 해결할 수 있다. 그러나 종래에는 다음과 같은 이유에 의해서 이를 시도도 하지 못하고 있다.

종래발명의 도시된 도 1 내지 3을 통해서 이를 살펴본다.

만일 일체형으로 프레임(110)을 제작하게 되면, LM가이드(152)를 프레임 밑판에 체결하는 과정이 어려운 공정이 된다. 측판의 상부는 일정한 폭으로 절곡되어 커버필름을 결합시킬 수 있는 커버지지부(151)가 형성되어야 하는데, 상기 LM가이드는 상기 커버지지부에 의해서 간섭되지 않아야 체결이 가능하다(도 2에 도시). LM가이드의 경우 일체형프레임의 개방부 내측 연동공간에 설치되야 하는데, 개방부의 내측으로 스크류를 회전시킬 수 있는 회전공간의 형성이 커버지지부에 의해서 차단되기에 조립이 어렵다. LM가이드는 반드시 조립이 되는 형태이지 일체형으로 제작할 수 없기에 이 조립이 어려운 점은 사실상 기체를 제작할 수 없는 문제점으로 드러난다.

이를 해결하는 방법은 도 3에서처럼, LM가이드(152)를 프레임(110)의 중심부분으로 옮겨 연장이 들어가 스크류나 볼트를 회전시킬 수 있는 위치에 고정시킬 수 있다. 그런데 중심부분으로 LM가이드(152)를 옮기게 되면 좌우 방향으로 항상 연동을 하는 슬라이드블럭의 가이드안정성이 떨어진다(도 3에 도시). 일정한 폭으로 항상 벌어져 있어야만 하는 것이다. 이를 해결하기 위해서 다시 프레임의 폭을 넓히면, 이는 엑츄에이터의 제작 부피가 커져서 설치 적응력이 떨어진다.

이 모든 이유에 의해서 종래에는 항상 밑판(112)과 측판(113)이 분리된 분리형 프레임(110)을 제작했었다. 밑판(112)과 측판(113)이 분리된 분리형 프레임(110)의 경우, 이러한 문제점이 이미 해결된 상태이기에 조립에 염려는 없지만 서두의 진술처럼 휨강성이 떨어진다. 결국 종래에는 후자를 택하여 분리형으로 제작해왔던 것이다.

그러나 본 발명은 진보하여 상기 문제점을 해결하고 일체형의 프레임을 제작하였다. 압출로서 "U"자 일체형프레임(10)을 성형하고는 LM가이드(20)를 체결할 때에는 개방부(15)의 상단으로 볼트나 스크류를 삽입 체결할 수 있도록 했다(도 5에 도시). 물론 이와는 달리 하단에서 볼트나 스크류를 통해서 LM가이드(20)를 장착할 수도 있도 있다. 이 작업의 과정에서 중요한 사항은 후술하겠지만 LM가이드(20)는 LM블럭(21)에 끼운 상태로 슬라이딩블럭(30)과 볼스크류(19)를 동시에 삽입한다. 단지 이 부분에서는 LM가이드(20) 장착만 설명한다.

즉, 상기 LM가이드(20)는, 일체형프레임(10)의 밑판(13) 저면에서 관통하는 스크류로 체결되거나 또는 일체형프레임(10)의 개방부(15)에서 내려서는 스크류를 통해서 체결될 수 있도록 한 것이다. 개방부(15)의 내측 연동공간(14)인 밑판(13)의 상단에 올려지게 될 LM가이드(20)를 상부에서 하향하는 볼트나 스크류를 통해서 장착할 수 있도록 함과 동시에 하부에서 상부로 돌출되는 볼트나 스크류를 통해서 장착할 수도 있도록 한 것이다. 일정한 간격을 두고 교번적으로 역스크류 내주면이 형성되는 LM공(P)을 형성한다면 이러한 체결이 가능하다. 하부에서 상부돌출 볼트나 스크류 머리를 수용하기 밑판의 체결공 하단을 확대시키는 것은 당연하다.

그럼 우선 상부에서 내려서는 볼트나 스크류를 통해서 LM가이드(20)가 장착되는 모습을 도 5와 6을 통해서 살펴본다. 도 5(a)에서처럼, 본 발명은 일체형프레임(10)의 개방부(15)에서 내려서는 스크류로 장착되기 위해서 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름 길이만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 체결하여, LM가이드(20)가 최대한 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 체결되도록 함으로 가이드안정성을 가지도록 한다.

즉, 본 발명에서 구조적으로 반드시 가져야만 하는 특징은, 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 위치시키고 체결해야만 하는 것이다. 너무 중심부로 치우치면 가이드안정성이 떨어지기에 가이드안정성을 해치지 않은 최소한의 위치를 확보한다. 또한 상기 LM블럭(21)은 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 가이드안정성을 가지고, 일체형프레임(10) 체결을 가능하게 하기 위해서 상기 커버지지부(12)의 상면 끝단에는 접착되는 박형자석(28)으로 결합될 수 있도록 한다.

커버지지부(12)에 커버필름(40)이 결합되어 일체형프레임(10)의 내측과 외측으로 드나드는 먼지나 분진을 완벽하게 차단하기 위해서 자석을 형성하되, 특히 필름 형태의 박형자석(28)으로 형성한 것이다. 이렇게 박형의 자석으로 제작하게된 이유는 커버지지부(12)의 폭을 최소화시키기 위함이다. 도시된 것처럼 커버지지부(12)의 폭은 LM가이드(20)를 체결할 수 있는 공간을 차단할 수 있다. 이러한 차단의 폭을 줄이기 위해서 박형자석(28)을 형성한 것이다. 참고로 종래의 발명에서처럼 최소한 3mm 이상의 두께와 5mm 폭 이상의 자석을 사용하던 엑츄에이터(도 2 참조)는 일체형으로 제작한다면 이러한 조립의 방식을 만족시킬 수 없다.

이러한 크기의 자석을 수용하기 위해서는 그 홈에 맞는 연장부위도 가져야 하고, 압출성형의 문제점 등 다수의 제약이 발생되기에 커버지지부(12)의 폭이 커질 수밖에 없었다. 결국 본 발명은 박형의 자석을 채택함으로 이러한 문제점을 해결한 것이다. 가장 바람직하게는 상기 커버지지부(12)의 상면 끝단에는, 깊이 0.5-1.0mmm, 폭 2-5mm폭의 홈(29)을 형성하고, 그 내부에 동일 내지 유사한 두께와 폭을 가진 박형자석(28)을 부착하는 것이다(도 5에 도시).

한편 본 발명의 엑츄에이터의 경우 상기 일체형프레임(10)의 밑판(13)에는 일정간격을 두고 내주 스크류면을 가진 다수의 체결공(36)을 형성한다. 그리고 상기 체결공(36)의 내주면은 개방부(15)에서 하측으로 관통되는 스크류나 볼트로 일체형프레임(10)이 체결될 수 있도록 하는 스크류면을 형성하거나 또는 밑판(13)의 하단에서 상승되는 스크류나 볼트를 통해서 체결될 수 있는 스크류면를 형성하되, 밑판(13)의 하단측 내주면에 체결공(36)에 비하여 지름이 넓은 삽입홈(37)을 형성하여 별도의 패킹(38)으로 밀폐작용할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 엑츄에이터는 조립이 완성되고 난 후에는 반도체 조립공정이나 휴대기기 조립공정에 투입되어 정밀한 이동을 한다. 이때는 기체가 선반이나 제조공정 프레임에 견고히 체결되야 하는데, 이를 위해서 본 발명의 체결공(36)은 형성된다. 체결공(36)은 밑판(13)을 관통하도록 형성하는데, 본 발명의 엑츄에이터의 다른 특징은 완전 밀폐형이라는 것이다. 밀폐된 상태로 작동되기에 연동의 과정에서 발생된 분진이나 기름 등이 외부로 우선 배출되지 못해야 하고, 외부의 분진도 내부로 스며들어 연동 운동에 장해를 발생시키지 말아야 한다. 이를 위해서 본 발명의 체결공(36)은 도시된 5에서처럼, 상부에서 개방부(15)를 통해서 삽입되는 볼트나 스크류로 하단의 선반(S)과 체결될 수 있어야 하고, 역방향으로 선반(S)에서 올라오는 볼트나 스크류를 통해서 선반(S)에 체결이 가능해야 한다. 이러한 방식은 모두 역방향의 스크류면을 체결공(36)의 내주면에 형성하는 방식으로 활용할 수 있다. 도 5의 (a)에서처럼, 일체형프레임 상부 개방부에서 하향하여 내려오는 볼트나 스크류로 일체형프레임을 선반에 장착하고자 할 때에는 항상 그 볼트나 스크류의 회전을 용이하게 하기 위해서 상기 체결공은 개방부의 폭 내에 위치하도록 형성되야 한다. 커버지지부에 의해서 체결공에 볼트가 체결되는 것이 방해 받지 말아야 하기 때문이다.

그런데 도시된 도 5의 (b)에서처럼 선반의 저면에서 올라가는 볼트를 이용하여 일체형프레임을 체결할 때에는 이러한 원칙을 고려하지 않아도 된다. 커버지지부가 볼트의 체결을 방해하지 않기 때문이다. 도시된 도 5의 (b)에는 체결공의 간격을 보다 멀리 형성시킨 실시예이고, 도시된 도 8은 폭을 좁힌 실시예이다. 하단에서 상승하여 프레임을 체결하는 이 실시예에서는 상기 체결공의 형성위치는 중요치 않은 것이다.

또한 상기 체결공(36)의 하단측 내주면은 다소 확개하여, 내주면 스크류면을 제거하게 되면 이 공간에 패킹(38)을 삽입하여 내부의 분진이 외부로 새어나오는 현상을 차단할 수 있다. 체결볼트나 스크류가 관통하여 일체형프레임(10)을 선반(S)에 고정하는데 사용된 체결공(36) 이외의 체결공(36)은 이렇게 패킹(38)을 끼워 넣어 완벽한 밀폐의 효과를 낼 수 있다(도 7에 도시).

또한 본 발명에서는 도시된 도 4와 9 및 13에서처럼 일체형프레임(10)의 개방부(15)에는, 개방부(15)를 전면적으로 덮으며 연동하는 슬라이딩블럭(30)의 상면도 덮을 수 있도록 스텐재질의 커버필름(40)을 설치하되, 좌우양단의 커버지지부(12)의 박형자석(28)의 자력으로 커버필름(40)의 좌우양단을 밀착할 수 있도록하여, 먼지나 분진이 일체형프레임(10)의 내, 외부를 드나들 수 없도록 한다. 자력이 통하는 얇은 박막형의 써스 재질의 커버필름(40)으로 개방부(15)에 덮되, 슬라이드블럭(30)의 상부까지 덮어 슬라이드블럭(30)이 연동할 때에도 완벽한 밀폐구조를 갖도록 한다. 본 발명의 동일자 출원에서 보다 상세히 설명될 이 부분은 자력이 통하는 얇은 박막형의 커버필름(40)이 개방부(15)에 덮이고, 슬라이드블럭(30)이 좌우 연동함에도 개방부(15)를 슬라이드블럭(30)을 따라가며 밀폐시키는 구성에 관한 것이다. 결국 본 발명에서는 상세한 설명을 피하지만, 이 부분이 추가되어 본 발명의 일체형프레임(10)의 견고함과 함께, 밀폐적인 내구성을 향상시킨다.

한편 본 발명에서는 슬라이딩블럭(30)에 체결되는 LM블럭(21)은, 상면 모서리 부분에 각각 4개의 결합공(42)을 형성하고, 일체형프레임(10)과 조립시 프레임의 중심방향을 기준으로 내측 2개의 결합공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19), LM블럭(21) 및 LM가이드(20)가 끼워진 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로 삽입함과 동시에 외측 결합공(42)에 스크류 체결하여 결합을 완성한다.

즉, 이 결합구성의 경우도 본 발명의 엑츄에이터가 일체형프레임(10)을 사용할 수 있도록 하는데 중점을 두고 있다. 전술된 것처럼 본 발명의 LM가이드(20)는 일정한 간격을 두고 수평된 상태로 밑판(13)에 체결되야 한다. 너무 좁으면 가이드안정성이 떨어진다. 너무 넓으면 기체의 부피를 확대시켜 생산단가의 상승은 물론 사용환경의 적응력도 떨어진다. 결국 이렇한 문제점은 슬라이드블럭(10)에 체결되는 LM블럭(21)에도 적용되는 것이다. 슬라이드블럭(10)이 LM가이드(20)를 타고 좌우 방향으로 연동하기 위해서는 LM가이드(20)를 직접적으로 타고 이동하는 LM블럭(21)이 슬라이드블럭(30)에 체결되어 있어야 한다. 그것도 슬라이드블럭(30)의 하단에 체결되어 LM가이드(20)를 타고 이동해야 하는 것이다. 결국 본 발명의 LM블럭(21)은 상기 LM가이드(20)를 좌우폭으로 수용하는 형태로 끼워질 수밖에 없는데, 이렇게 넓은 폭으로 슬라이드블럭(30)에 체결되는 조립은 사실상 불가능하다.

즉, 도시된 도 5, 11에서처럼, 커버지지부(12)에 의해서 상부가 제약되어 체결이 불가능하다. 슬라이드블럭(30)에 존재하는 4개의 모서리 부위에 형성되는 각각 4개씩의 결합공(41)은 그 형성위치가 다르기에 그러하다. 내측의 2개의 결합공(41)은 개방부(15)에서 내부 방향에 위치하기에 LM블럭(21)이 일체형프레임(10) 내측에 끼워 넣기 전이나 후에 체결해도 무방하지만 외측의 결합공(41)에 볼트를 체결하기란 LM블럭(21)을 일체형프레임(10)의 내측에 끼운 상태에서는 불가능하다. 커버지지부(12)에 의해서 연장이 들어가는 공간이 완벽하게 차단되기 때문이다. 물론 종래와 같이 측판이 분리된 형태의 엑츄에이터의 경우 이러한 문제점이 없기에 조립이 용이했었다.

결국 본 발명에서는 상기 슬라이드블럭(30)의 조립과정을 다음과 같이 한정한다. 먼저 슬라이드블럭(30)의 상부에서 내려오는 볼트나 스크류를 통해서 LM블럭(21)의 상부에 형성된 4개의 체결공(42) 중 2개에 체결을 한다. 즉, 슬라이드블럭(21)이 일체형프레임(10)에서 완벽하게 분리된 상태에서, 일체형프레임(10)의 중심부분을 기준으로 내측 2개의 결합공(41)과 체결공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19)가 결합된 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로 LM블럭(21)을 LM가이드(20)에 삽입함과 동시에 외측 결합공(41)과 체결공(42)에 스크류 체결하여 결합을 완성하는 것이다. 어떠한 기계에서도 체결된 LM가이드에 완벽하게 체결된 LM블럭을 슬라이딩방식으로 끼워넣어 조립하는 것은 불가능하다.

일단 볼트가 조여져 위치를 확보한 LM가이드(20)는 역시 체결된 LM블럭(21)의 수평도와 완벽하게 동일하기 힘들기 때문이다. 결국 모든 LM가이드(20)에 LM블럭(21)의 체결의 방식은 느슨하게 체결된 상태에서 끼워져 위치확보를 하고, 그 후에 완벽하게 조여져야 하는데, 본 발명과 같은 일체형프레임(10) 엑츄에이터는 커버지지부(12)에 의해서 외측의 체결공(41)에 체결되는 공간이 막혀있기에 이러한 방식을 택했다.

본 발명은 일체형프레임(10)을 적용하면서도, 효과적으로 조립이 가능하도록 종래 있어왔던 구성요소들의 형상변형과 위치를 적절하게 배치한 점에서 큰 특징이 있다.

그럼 본 발명의 또 다른 특징인 엑츄에이터 조립방법에 관하여 설명을 한다. 본 발명은 도시된 도면에서처럼, 제1단계; 커버지지부(12)를 가진 "U"자 일체형프레임(10)을 압출성형한 후, 슬라이딩블럭(30)에 볼스크류(19)를 결합시키는 단계를 거친 후, 제2단계; 슬라이딩블럭(30)에 LM블럭(21)을 체결할 때에는, 슬라이딩블럭(30)의 4개의 모서리 부분에 치우치게 형성된 결합부(A)의 4개의 결합공(41)을 상부에서 하부로 관통하는 볼트나 스크류로 관통시키고, 하단에 위치하는 4개의 LM블럭(21)의 체결공(42)과 결합시킨다.

즉, 밑판(13)과 좌우측판(11)이 일체로 성형되고, 상기 좌우측판(11)의 상부에서 절곡된 커버지지부(12)를 가진 일체형프레임(10)을 압출로 성형하는 것이다. 종래 이러한 성형의 방식은 조립의 불가능으로 인하여 시도를 하지 못하였다. 그리고 본 발명은 슬라이딩블럭(30)의 상단 부분에서 하단까지 관통하는 체결공(41)에 볼트나 스크류를 끼워 LM블럭(21)을 장착한다.

보다 상세하게는 상기 제1단계에서 일체형프레임(10)에 장착되는 LM가이드(20)는, 일체형프레임(10)의 개방부에서 내려서는 스크류로 장착되기 위해서 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 체결하되, LM가이드(20)는 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 가이드안정성을 가지도록 하고, 관통하는 스크류를 조일 수 있도록 커버지지부(12)의 폭은 최소한으로 형성하여, 일체형프레임(10)의 조립가능성을 향상시킨다. 설명된 엑츄에이터에서 어느 정도 설명되었지만, LM가이드(20)의 폭을 충분히 벌린 상태에서 볼트나 스크류를 삽입하여 LM가이드(21)를 체결한다. 이때 이 체결이 용이하도록 상기 커버지지부(12)의 폭은 최소한으로 하고, 체결한다. LM가이드(20)의 체결위치도 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 체결하는 것으로 한정한다.

마지막으로 가장 중요한 체결의 방식으로 상기 2단계의 슬라이딩블럭(30)의 4개의 모서리 부분에 치우치게 형성된 결합부(A)의 4개의 결합공(41)은 먼저 각각의 결합부(A)의 4개의 결합공(41) 중, 일체형프레임(10)의 조립시 프레임의 중심방향을 기준으로, 내측 2개의 결합공(41)을 관통하고 하향하여 LM블럭(21)에 형성된 4개의 체결공(42) 중 중심방향의 내측 2개의 체결공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19)가 결합된 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로, 볼스크류(19), LM블럭(21) 및 LM가이드(20)가 끼워진 슬라이딩블럭(30)을 삽입함과 동시에 외측 결합공(41)과 외측 체결공(42)에 스크류 체결하여 조립한다.

이도 어느 정도 전술된 엑츄에이터의 구성을 설명하면서 대신하였기에 상세한 설명은 생략한다.

10; 일체형프레임 11; 좌우측판
13; 밑판 16; 리이블럭
17; 프론트블럭 18; 베어링
19; 볼스크류 20; LM가이드
21; LM블럭 30; 슬라이드블럭
36; 체결공 37; 삽입홈
38; 패킹 40; 커버필름
41; 결합공 42; 체결공

Claims

연동공간(14)을 가지고, 상부가 개방된 "U"자 형상으로 개방부(15)를 이루며, 프레임 측판의 끝단이 절곡된 커버지지부(12)를 가진 좌우측판(11)과 수평의 밑판(13)이 서로 일체로 결합된 일체형프레임(10)과;
연동공간(14)의 내측 밑판(13) 좌우 양단에 일체형프레임(10)의 길이 방향으로 고정되는 LM가이드(20);
상기 일체형프레임(10)의 좌우 양단에 고정되는 리어블럭(16)과 프론트블럭(17)의 중심부를 연결하는 베어링(18)을 가진 볼스크류(19);
상기 볼스크류(19)의 회전에 따라 상기 LM가이드(20)를 타고 좌우방향으로 연동할 수 있도록 스크류체결되고, LM가이드(20)에 대응하는 LM블럭(21)이 고정된 슬라이드블럭(30); 및
상기 볼스크류(19)의 끝단에 장착되는 회전모터(26)를 포함하여 구성하되,
일체형프레임(10)의 개방부(15)에서 내려서는 스크류로 장착되기 위해서 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름 길이만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 형성하며, LM가이드(20)는 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 체결되어 가이드안정성을 가지도록 하여, 상기 회전모터(26)의 회전에 따라 슬라이드블럭(30)이 좌우 방향의 연동을 하는 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
LM가이드(20)는 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 가이드안정성을 가지고, 일체형프레임(10)과 체결을 가능하게 하기 위해서 상기 커버지지부(12)의 상면 끝단에 접착되는 박형자석(28)을 부착 한 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
제4항에 있어서,
커버지지부(12)의 상면 끝단에는, 깊이 0.5-1.0mmm, 폭 2-5mm폭의 홈(29)을 형성하고, 그 내부에 동일 내지 유사한 두께와 폭을 가진 박형자석(28)을 부착하는 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
제1항에 있어서,
일체형프레임(10)의 밑판(13)에는 일정간격을 두고 내주 스크류면을 가진 다수의 체결공(36)을 형성하는 것을 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
제6항에 있어서,
체결공(36)의 내주면은 개방부(15)에서 하측으로 관통되는 스크류나 볼트로 일체형프레임(10)이 체결될 수 있도록 하는 스크류면을 형성하거나 또는 밑판(13)의 하단에서 상승되는 스크류나 볼트를 통해서 체결될 수 있는 스크류면을 형성하되, 밑판(13)의 하단측 내주면에는 체결공(36)에 비하여 지름이 넓은 삽입홈(37)을 형성하여 별도의 패킹(38)으로 밀폐작용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
제1항에 있어서,
일체형프레임(10)의 개방부(15)에는, 개방부(15)를 전면적으로 덮으며 연동하는 슬라이딩블럭(30)의 상면도 덮을 수 있도록 스텐재질의 커버필름(40)을 설치하되, 좌우양단 커버지지부(12)의 박형자석(28)의 자력으로 커버필름(40)의 좌우양단을 밀착할 수 있도록하여, 먼지나 분진이 일체형프레임(10)의 내, 외부를 드나들 수 없도록 한 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
제8항에 있어서,
슬라이딩블럭(30)에 체결되는 LM블럭(21)은,
상면 모서리 부분에 각각 4개의 결합공(42)을 형성하고, 일체형프레임(10)과 조립시 프레임의 중심방향을 기준으로 내측 2개의 결합공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19), LM블럭(21) 및 LM가이드(20)가 끼워진 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로 삽입함과 동시에 외측 결합공(42)에 스크류 체결하여 결합을 완성하는 것을 특징으로 하는 일체형 프레임을 가진 엑츄에어터.
엑츄에이터 조립방법에 있어서,
제1단계; 커버지지부(12)를 가진 "U"자 일체형프레임(10)을 압출성형한 후, 슬라이딩블럭(30)에 볼스크류(19)를 결합시키는 단계;
제2단계; 슬라이딩블럭(30)에 LM블럭(21)을 체결할 때에는, 슬라이딩블럭(30)의 4개의 모서리 부분에 치우치게 형성된 결합부(A)의 4개의 결합공(41)을 상부에서 하부로 관통하는 볼트나 스크류로 관통시키고, 하단에 위치하는 4개의 LM블럭(21)의 체결공(42)과 결합시키되;
상기 제2단계를 거친 후, 일체형프레임(10)에 장착되는 LM가이드(20)는, 일체형프레임(10)의 개방부에서 내려서는 스크류로 장착되기 위해서 상기 LM가이드(20)의 스크류 체결되는 중심라인(22)이 일체형프레임(10)의 커버지지부(12)의 끝단에 비하여 스크류의 반지름만큼 일체형프레임(10)의 중심부를 향해 위치하도록 체결하여, LM가이드(20)가 밑판(13)의 좌우양단에 치우쳐 가이드안정성을 가지도록 하고, 관통하는 스크류를 조일 수 있도록 커버지지부(12)의 폭은 최소한으로 형성하여, 일체형프레임(10)의 조립가능성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법.
삭제
제10항에 있어서,
제2단계의 슬라이딩블럭(30)의 4개의 모서리 부분에 치우치게 형성된 결합부(A)의 4개의 결합공(41)은 먼저 각각의 결합부(A)의 4개의 결합공(41) 중, 일체형프레임(10)의 조립시 프레임의 중심방향을 기준으로, 내측 2개의 결합공(41)을 관통하고 하향하여 LM블럭(21)에 형성된 4개의 체결공(42) 중 중심방향의 내측 2개의 체결공(42)에 먼저 스크류 체결한 후, 볼스크류(19)가 결합된 슬라이딩블럭(30)을 일체형프레임(10)의 내측으로, 볼스크류(19), LM블럭(21) 및 LM가이드(20)가 끼워진 슬라이딩블럭(30)을 삽입함과 동시에 외측 결합공(41)과 외측 체결공(42)에 스크류 체결하여 조립하는 것을 특징으로 하는 일체형 프레임 엑츄에이터 조립방법.