KR101444499B1 - 윤활유 오염 방지구조를 갖는 랙 피니언 승강 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 승강 구동장치에 관한 것이며, 그 목적은 랙 기어와 이동블록의 피니언 기어의 치합부에서 발생되는 윤활유의 비산 및 튐 현상으로부터 승강 구동장치의 부품의 오염원인을 차단시키는 이동성 차단판을 이용한 오염 방지구조를 갖는 승강 구동장치를 제공함에 있다.
본 발명은 랙 기어를 구비하는 고정프레임과, 상기 랙 기어에 치합되는 피니언 기어를 구비하여 고정프레임 상을 직선 이동하는 이동블록을 포함하여 이루어지는 승강 구동장치에 있어서, 상기 랙 기어와 피니언 기어의 치합부 측면에 근접 배치되는 윤활유 튐 차단판을 이동블록 상에 포함하여 구성한 오염 방지구조를 갖는 승강 구동장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

윤활유 오염 방지구조를 갖는 랙 피니언 승강 구동장치{Rack-Pinion Driving unit with oil cover for clean robot}

본 발명은 랙 피니언 승강 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 랙 피니언 구동장치의 작동 중 랙(Rack)기어와 피니언(Pinion)기어의 기어 접촉 시 윤활유(그리스)가 튀겨 구동장치 주변이 오염되는 것을 방지할 수 있는 랙 피니언 승강 구동장치에 관한 것이다.

출력부에 파지된 가동툴 혹은 제품을 직선(승강) 이동시키는 구동장치에는 해당 분야별 다양한 형태의 구동장치들을 사용하고 있다. 그 중에서도 랙 기어와 피니언 기어를 이용한 승강 구동장치가 보편적으로 사용되고 있다.

기본적으로 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 랙 피니언 승강 구동장치는 랙 기어(11)가 형성된 고정프레임(1)과, 상기 랙 기어(11)와 치합된 피니언 기어(21)를 갖는 이동블록(2)이 구성된다. 또한 고정프레임(1)과 이동블록(2)은 상기 랙 기어(11)와 나란하게 일측 혹은 양측에 가이드(5:LM가이드)구조를 포함하게 된다.

이때, 상기 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 결합부에는 외부 미세먼지의 유입을 차단하는 동시 내부 윤활유가 외부로 비산되지 못하게 차단구조를 갖는 씰벨트(12)가 고정프레임(1)에 설치 구성된다. 이러한 씰벨트(12)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이동하는 피니언 기어(21) 및 피니어 기어축의 이동경로를 확보하기 위하여, 피니언 기어 하우징(22)의 이동방향 전 후단에 형성된 롤러가이드(221)(222)에 안내되어 피니언 기어(21)를 우회하도록 설계되어진다.

이와 같이, 씰벨트(12)는 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 이동공간에 대한 전체적인 폐쇄기능은 수행할 수 있었으나, 이동블록(2)의 이동 중 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부에서 우회함으로서 발생되는 개방공간에서 윤활유의 비산 및 튐 현상에 대한 대처가 부족하다. 이는 무엇보다 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부에서 윤활유의 비산 현상이 활발히 일어나고, 비산 현상뿐만 아니라 미세 윤활유 입자(덩어리)의 튐 현상이 활발히 일어나게 된다.

결국, 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부에서 발생되는 윤활유의 비산 및 튐 현상은 뒤따르는 씰벨트(12) 및 고정프레임(1)의 외부커버를 오염시키는 결과를 초래하게 되었다.

한편, 반도체, LCD 등과 같은 정밀 부품을 대상물로 하는 승강 구동장치는 승강 구동의 정밀성뿐만 아니라, 승강 구동장치에서 발생되는 미세먼지, 윤활유 비산 등으로부터 깨끗한 환경조성이 필수적으로 수반되어야 하는데, 예를 들어, 외부로부터 폐쇄된 랙 피니언 결합부 및 가이드 결합부에 대하여 필터링 장치(61)가 구비된 흡입장치(6)를 고정프레임(1)에 부가 설치하여, 랙 피니언 결합부 및 가이드 결합부에서 발생되는 윤활유의 비산을 필터링하여 깨끗한 상태를 유지하도록 하는 장치들이 있다.

하지만, 이러한 경우 팬의 흡입력으로 비산되는 윤활유에 대한 필터링 제거는 어느 정도 만족하는 수준이었으나, 전술한 바와 같이 랙 기어와 피니언 기어의 치합부에서 집중적으로 튀기는 윤활유 입자(덩어리)에 대한 대처가 부족하였으며, 이로 인한 전술한 바와 같이, 이동블록을 향하는 기어 치합부의 일측면으로 튀기는 윤활유 입자(덩어리)는 뒤따르는 씰벨트와 인접한 고정프레임의 외부커버를 오염시키게 되는 문제점 해결에는 효과적이지 못하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 고정프레임의 랙 기어와 이동블록의 피니언 기어의 치합부에서 발생되는 윤활유의 비산 및 튐 현상으로부터 씰벨트 및 외부 케이스를 보호할 수 있는 차단판을 구비하는 승강 구동장치를 제공함에 있다.

또, 본 발명은 고정프레임에 설치되는 랙 기어를 따라 이동하는 이동블록에 이동성 차단판을 구성하여, 랙 기어와 피니언 기어의 치합부에서 튀기는 윤활유 입자를 집중적으로 차단시키는 이동성 차단판을 구비하는 승강 구동장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 랙 기어를 구비하는 고정프레임과, 상기 랙 기어에 치합되는 피니언 기어를 구비하여 고정프레임 상을 직선 이동하는 이동블록을 포함하여 이루어지는 승강 구동장치에 있어서,

상기 이동블록에 설치되어, 랙 기어와 피니언 기어의 치합부 측면에 근접 배치되는 윤활유 튐 차단판을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 윤활유 튐 차단판은 고정프레임에 설치된 씰벨트를 우회시키기 위하여 이동블록에 설치되는 피니언 기어 하우징에 설치 구성될 수 있다.

이때, 상기 윤활유 튐 차단판은, 씰벨트를 우회시키기 위하여 이동방향에 대하여 피니언 기어 하우징의 전 후단에 설치되는 가이드롤러의 사이 공간만큼의 전후 길이를 갖도록 함이 바람직하다.

이때, 상기 랙 기어와 피니언 기어의 치합부와 윤활유 튐 차단판의 사이 간격은, 랙 기어와 씰벨트의 사이 간격보다 좁게 유지하도록 한다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 랙 기어와 피니언 기어의 치합부를 근접 대향하는 윤활유 튐 차단판을 구성함으로서, 기존 씰벨트와 필터링 흡입장치의 설치에도 불구하고, 랙 기어와 피니언 기어의 치합부에서 발생되는 윤활유 비산 및 튐 현상에 인한 부품(씰벨트, 외부커버)의 오염을 예방하여 깨끗한 승강 구동장치 및 주위 작업환경 개선을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또, 본 발명은 랙 기어가 형성된 고정프레임에 설치되는 것이 아니라 이동블록에 차단판을 구성하여, 랙 기어와 피니언 기어의 치합부에서의 집중적인 윤활유 튐 현상으로 인한 오염원인을 효율적으로 제거하며, 기존 승강 구동장치에 대한 부가 설치의 편의와 부가 설치에 따른 제작비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 랙 피니언 승강 구동장치의 평면 예시도
도 2는 도 1의 부분 확대도
도 3은 도 2의 A-A선 단면 예시도
도 4는 본 발명에 따른 랙 피니언 승강 구동장치의 평면 예시도
도 5는 도 4의 B-B선 단면 예시도
도 6은 본 발명에 따른 윤활유 튐 차단판의 설치 예시도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 윤활유 튐 차단판의 다른 예
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 의한 윤활유 튐 차단판의 설치 예시도

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명은 랙 기어(11)를 구비하는 고정프레임(1)과, 상기 랙 기어(11)에 치합되는 피니언 기어(21)를 구비하여 고정프레임(1) 상을 직선(승강) 이동하는 이동블록(2)을 포함하는 승강 구동장치에 있어서; 상기 이동블록(2)에 설치되어, 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부 측면에 근접 배치되는 윤활유 튐 차단판(100)을 포함한다.

즉, 본 발명의 윤활유 튐 차단판(100)은 고정프레임(1)에 설치된 랙 기어(11)를 전체적으로 커버할 필요 없이 이동블록(2)상에 설치되어, 고정프레임(1)을 따라 이동하는 이동블록(2)과 연동하며, 구동 중 피니언 기어(21)와 랙 기어(11)의 치합부에 항상 머무르며, 치합부에서 발생되는 다량의 윤활유 비산 및 튐 입자로부터 승강 구동장치(고정프레임)의 외부 커버(15:도 3참조) 및 뒤따르는 씰벨트(12)가 오염되는 것을 예방하도록 한다.

본 발명의 윤활유 튐 차단판(100)은 피니언 기어 하우징(22)에 설치 구성될 수 있다.

이러한 피니언 기어 하우징(22)에 대하여 간단히 설명하면, 고정프레임(1)에 설치되어 고정프레임(1)의 랙 기어(11)를 외부로부터 폐쇄시키는 씰벨트(12)로부터 피니언 기어(21)의 이동공간을 확보하기 위하여 설치 구성되는 것으로, 기본적으로 랙 기어(11)와 치합되는 원주 상 일부를 제외하고 피니어 기어(21)를 감싸는 형태를 취하며, 이동블록(2)에 고정 설치된다. 또 피니언 기어 하우징(22)은 이동방향에 대하여 전 후단에 상기 씰벨트(12)를 우회시키기 위한 가이드롤러(221)(222)가 설치 구성된다.

이때, 본 발명에 따른 윤활유 튐 차단판(100)은 고정프레임(1)에 설치된 씰벨트(12)와 랙 기어(11) 사이에 형성되는 사이 간격보다 좁은 간격을 유지한 채 기어 치합부를 대향하는 설계 위치를 만족하여야 한다.

아울러, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활유 튐 차단판(100)은 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부 측면에서 발생되는 윤활유의 입자(덩어리)의 직접적인 튐 현상으로부터 외부 커버(15:도 3참조) 및 씰벨트(12)의 오염을 방지하도록 하는 것에 주 목적을 가지는 바, 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부 측면을 대향하는 위치에만 설치되어도 충분하며, 혹은 도시되진 않았지만 피니언 기어 하우징(22)의 일측 전체 면에 대하여 설치 구성될 수 있다. 또 바람직하게 씰벨트(12)가 우회하는 구간 즉, 이동방향에 대하여 피니언 기어 하우징(22)의 전 후단에 설치되는 가이드롤러(221)(222) 사이 공간만큼의 길이를 유지하도록 함을 권장한다.

또, 이러한 윤활유 튐 차단판(100)은 피니언 기어 하우징(22)에 일체로 형성(미 도시)될 수 있으며, 혹은 도시된 바와 같이, 고정수단에 의하여 결합될 수 있다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 실시예로 도시된 고정수단으로는 피니언 기어 하우징(22)에 형성된 걸림편에 끼움 결합되는 걸림대(101")를 일측에 구비하거나 혹은 피니언 기어 하우징(22)과 고정구로 결합되게 체결공(102")이 일측에 구비될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 이동블록(2)의 피니언 기어 하우징(22)에 설치 구성된 이동성의 윤활유 튐 차단판(100)을 통하여, 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부에서 발생되는 윤활유 비산 및 튐 현상으로부터 뒤따르는 씰벨트(12) 및 피니언 기어축을 수용하는 고정프레임(1)의 외부 커버(15)에 대한 윤활유의 직접적인 오염을 예방할 수 있는 것이다.

도 1에 도시된 미 설명부호 "25"는 "구동 모터"고, 도 6에 도시된 미 설명부호 "23"은 "아이들 기어"이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : 고정프레임
(11) : 랙 기어
(12) : 씰벨트(Seal belt)
(15) : 외부 커버
(2) : 이동블록
(21) : 피니언 기어
(22) : 피니언 기어 하우징
(221),(222) : 가이드롤러
(100),(100") : 윤활유 튐 차단판

Claims (5)

1. 랙 기어(11)를 구비하는 고정프레임(1)과, 상기 랙 기어에 치합되는 피니언 기어(21)를 구비하여 고정프레임 상을 직선 이동하는 이동블록(2)을 포함하여 이루어지는 승강 구동장치에 있어서,
   상기 이동블록(2)에 설치되어, 랙 기어(11)와 피니언 기어(21)의 치합부 측면에 근접 배치되는 윤활유 튐 차단판(100)을 포함하며,
   상기 랙 기어와 피니언 기어의 치합부와 윤활유 튐 차단판의 사이 간격은, 랙 기어와 고정프레임에 설치된 씰벨트(12)의 사이 간격보다 좁게 유지한 것을 특징으로 하는 윤활유 오염 방지구조를 갖는 랙 피니언 승강 구동장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 윤활유 튐 차단판(100)은, 고정프레임에 설치된 씰벨트(12)를 우회시키기 위하여 이동블록에 설치되는 피니언 기어 하우징(22)에 설치 구성된 것을 특징으로 하는 윤활유 오염 방지구조를 갖는 랙 피니언 승강 구동장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 윤활유 튐 차단판은, 씰벨트를 우회시키기 위하여 이동방향에 대하여 피니언 기어 하우징(22)의 전 후단에 설치되는 가이드롤러(221)(222)의 사이 공간만큼의 전후 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 윤활유 오염 방지구조를 갖는 랙 피니언 승강 구동장치.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,
   상기 윤활유 튐 차단판은 피니언 기어 하우징에 일체로 형성되거나 혹은 고정수단에 의하여 결합된 것을 특징으로 하는 윤활유 오염 방지구조를 갖는 랙 피니언 승강 구동장치.

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