KR101490541B1 - 운동 장치 및 이동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향의 외형 치수를 최대한 작게 억제하여, 소형화가 가능한 운동 장치 및 이동 장치에 관한 것이다. 본 발명의 운동 장치(1)는, 궤도체(2)와, 이 궤도체(2)에 삽입 관통되고 상기 궤도체(2)의 연장 방향(L)으로 왕복 이동 가능하게 안내되는 이동체(3)를 구비하고, 상기 이동체(3)의 단부에는, 상기 연장 방향(L)으로 돌출되는 동시에 상기 궤도체(2)에 삽입 관통되는 원통 형상의 돌출부(6a)가, 베어링(7)에 축지지 가능하게 설치되어 있고, 상기 돌출부(6a)의 상기 연장 방향(L)에 직교하는 방향에 있어서의 상기 궤도체(2)를 중심으로 하는 외형 치수가, 상기 이동체(3)의 상기 외형 치수보다도 작게 형성되어 있다.

Description

운동 장치 및 이동 장치 {MOTION DEVICE AND MOVEMENT DEVICE}

본 발명은 볼 스플라인, 볼 나사, 가이드 등, 연장되는 궤도체를 따라 이동체를 상대 이동시키는 운동 장치 및 이동 장치에 관한 것이다.

본원은 2007년 8월 31일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2007-226649호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 본원에 원용한다.

종래, 공작 기계나 각종 산업 기계 등의 기계 설비에 있어서, 작업물이나 공구를 고정밀도로 이송 이동시키거나, 혹은 정밀 기기 등에 있어서, 가동 부재를 고정밀도로 가동시키기 위해, 다양한 용도에 맞추어 다양한 사이즈의 볼 스플라인, 볼 나사, 가이드 등의 운동 장치가 이용되고 있다. 특히 최근에는, 기계나 기기의 콤팩트화에 대응하여, 이들을 구성하는 운동 장치 자체의 소형화에 대한 요망이 많다.

일반적으로, 운동 장치는, 연장되어 설치되는 궤도체와, 상기 궤도체에 삽입 관통되고, 그 연장 방향으로 이동 가능하게 지지되는 이동체로 구성되어 있다. 이 이동체의 내부에는, 다수의 볼 등으로 이루어지는 전동체(轉動體)가 보유 지지되어 있으므로, 이들 전동체를 통해 이동체와 궤도체가 원활하게 상대 이동이 가능하다. 그리고 이들 이동체와 궤도체를 상대 이동시킴으로써, 운동 장치에 장착되는 부재를 가동시킨다.

상기 이동체는, 내부에 전동체를 보유 지지하기 위해, 그 궤도체의 연장 방향의 양단부의 부분이 2개의 덮개에 끼워지도록 접촉되어 밀봉되고, 이들이 일체로 형성되어 있다. 일반적으로, 이들 덮개의 이동체에의 고정은, 나사 고정에 의해 행해져 있다. 그리고 덮개와 이동체의 접촉면에 직교하는 방향으로 연장되어 형성되는 나사 구멍에 나사를 나사 결합하고, 이들을 고정하여 내부에 전동체를 밀봉한다.

또한, 특허문헌 1에는, 상기 이동체가 대략 원통 형상으로 형성되어 있고, 그 외주면을 베어링에 축지지되는 운동 장치가 기재되어 있다. 이 운동 장치는, 이들 베어링과 궤도체가, 상기 궤도체의 연장 방향으로 상대 이동 가능하게 되는 동시에, 이동체의 주위 방향으로도 상대 회전 이동 가능하게 구성되어 있으므로, 운동의 자유도가 증가하여 다양한 용도에 대응할 수 있다. 그리고 베어링에 내장되는 볼(베어링 전동체)의 내주측을, 베어링의 내륜으로 수용하는 대신에 이동체의 외주면에 형성된 원주 홈(베어링 전동체 구름 주행면)으로 지지시켜 구름 주행시킴으로써 장치의 직경 방향의 외형 치수를 가능한 한 작게 억제하고 있다.

특허문헌1:일본공개특허소58-142021호공보

그런데, 상기 이동체와 덮개는, 궤도체의 연장 방향으로 연장되는 나사 구멍에 나사를 이용하여 나사 결합하여 고정되어 있으므로, 이들의 접촉면(측면)에는, 나사 구멍을 형성하기 위해 일정 이상의 표면적을 확보할 필요가 있다. 그로 인해, 이들 이동체 및 덮개의 상기 연장 방향에 직교하는 방향의 외형 치수는 일정 이하의 치수로는 형성할 수 없어, 소형화에 한계가 있다. 특히 정밀 기기 등에 이용되는 운동 장치에 있어서는, 기기의 콤팩트화에 대응하여 운동 장치 자체의 가일층의 소형화가 요망되고 있어, 어떻게 하여 장치의 상기 외형 치수를 축소하여 소형화할 것인가라고 하는 것이 과제로 되어 있다.

또한, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같은, 이동체의 외주면을 베어링으로 축지지한 운동 장치에 대해서도, 이동체와 베어링을 일체로 하여 소형화되어 있지만 아직 충분하다고는 할 수 없으며, 가일층의 소형화의 요망이 있어, 그 상기 외형 치수를 어떻게 하여 작게 억제할 수 있을 것인지가 과제로 되어 있다. 또한, 이러한 운동 장치에 구동원을 조합한 이동 장치에 대해서도, 마찬가지로 소형화의 요망이 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향의 외형 치수를 최대한 작게 억제하여, 소형화할 수 있는 운동 장치 및 이동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구조를 제안하고 있다. 즉 본 발명은, 궤도체와, 이 궤도체에 삽입 관통되고 상기 궤도체의 연장 방향으로 왕복 이동 가능하게 안내되는 이동체를 구비한 운동 장치이며, 상기 이동체의 단부에는 상기 연장 방향으로 돌출되는 동시에 상기 궤도체에 삽입 관통되는 원통 형상의 돌출부가, 베어링에 축지지 가능하게 설치되어 있다. 또한, 상기 돌출부의 상기 연장 방향에 직교하는 방향에 있어서의 상기 궤도체를 중심으로 하는 외형 치수가, 상기 이동체의 상기 외형 치수보다도 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 운동 장치에 따르면, 상기 돌출부가 베어링에 축지지 가능하게 설치되어 있고, 이 돌출부를 베어링으로 축지지하였을 때, 그 궤도체의 연장 방향과 직교하는 방향의 상기 외형 치수가, 종래와 같이 베어링을 이동체의 외장면에 축지지시켜 장착하는 경우에 비해, 예를 들어 50％ 정도나 축소된다. 따라서, 이 운동 장치는 상기 외형 치수를 최대한 작게 형성하여 소형화할 수 있으므로, 다양한 용도나 다양한 요망에 대응할 수 있다. 또한, 운동 장치에 베어링을 배치함으로써, 이 베어링과 궤도체는 상기 궤도체의 연장 방향으로 상대 이동이 가능해질 뿐만 아니라, 상기 궤도체를 중심으로 한 주위 방향으로도 상대 회전 이동이 가능해지도록 형성되어 있으므로, 운동 방향의 자유도가 증가하여 더욱 많은 용도에 대응할 수 있다.

또한 본 발명의 운동 장치에 있어서, 상기 돌출부의 외장면에는, 상기 베어링에 내장되는 베어링 전동체를 구름 주행시키기 위한 베어링 전동체 구름 주행면이 형성되는 동시에, 상기 돌출부와 베어링이 일체로 형성되어도 좋다. 이것에 따르면, 돌출부의 외장면에는, 베어링이 별도의 부재로서 설치되는 것이 아니라, 베어링에 내장되는 볼 등으로 이루어지는 베어링 전동체를, 그 내측에서 지지하기 위한 홈 등으로 이루어지는 베어링 전동체 구름 주행면이 설치되어 있고, 이들 돌출부와 베어링이 일체로 형성되어 있다. 따라서, 이 베어링은 그 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향의 외형 치수를 최대한 작게 형성할 수 있는 동시에, 이 운동 장치는 부품 개수가 삭감되어 조립 공정수가 줄고, 그 결과 생산성이 향상된다.

또한 본 발명의 운동 장치에 있어서, 상기 이동체는 내부에 전동체를 보유 지지하고 있고, 상기 전동체는 상기 이동체의 상기 연장 방향의 단부에 배치되는 덮개에 의해, 상기 이동체의 내부에 밀봉되어 있고, 상기 돌출부가 상기 덮개와 일체로 형성되어도 좋다. 이것에 따르면, 상기 돌출부는 덮개의 이동체측과 반대측으로 연장되도록 하여 상기 덮개와 일체로 형성되는 동시에, 베어링에 의해 축지지 가능하다. 따라서, 이 덮개는 이동체의 단부에 밀착하여 고정되고 상기 이동체의 내부에 전동체를 밀봉하는 동시에, 그 돌출부가 베어링에 축지지 가능하므로, 운동 장치를 구성하는 부품 개수를 더 삭감할 수 있어, 조립 공정수가 줄고 생산성이 향상된다.

또한 본 발명의 운동 장치에 있어서, 상기 이동체는 내부에 전동체를 보유 지지하고 있고, 상기 전동체는 상기 이동체의 상기 연장 방향의 단부에 배치되는 덮개에 의해, 상기 이동체의 내부에 밀봉되어 있다. 또한, 상기 이동체와 덮개를 덮도록 하여 외장 부재가 배치되고, 상기 외장 부재에 의해, 상기 이동체 및 상기 덮개가 서로 고정되고, 상기 돌출부가 상기 외장 부재와 일체로 형성되어도 좋다. 이것에 따르면, 이동체와 덮개는, 외장 부재에 의해 서로 밀착하여 고정되어 있으므로, 이 외장 부재의 상기 연장 방향의 단부에는 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향의 외형 치수가 상기 이동체보다도 축소되어 형성되는 돌출부가 상기 외장 부재로부터 연장되어 일체로 형성되어 있다. 또한, 이 돌출부가 베어링에 축지지 가능하게 되어 있다. 따라서, 이 외장 부재는 이동체 및 덮개의 고정을 행하는 동시에 그 돌출부가 베어링에 축지지 가능하게 되어 있으므로, 운동 장치를 구성하는 부품 개수를 보다 삭감할 수 있어, 조립 공정수가 줄고, 생산성이 향상된다.

또한 본 발명은, 궤도체와, 이 궤도체에 삽입 관통되고 상기 궤도체의 연장 방향으로 왕복 이동 가능하게 안내되는 이동체를 구비한 운동 장치이며, 상기 이동체는, 내부에 전동체를 보유 지지하고 있고, 상기 전동체는, 상기 이동체의 상기 연장 방향의 단부에 배치되는 덮개에 의해 상기 이동체의 내부에 밀봉되어 있다. 상기 이동체와 덮개를 덮도록 하여 외장 부재가 배치되고 상기 외장 부재에 의해 상기 이동체 및 상기 덮개가 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 운동 장치에 따르면, 이동체와 덮개가, 상기 이동체와 덮개를 덮도록 하여 배치되는 외장 부재에 의해, 상기 연장 방향으로 서로 밀착하여 고정된다. 따라서, 종래와 같이, 이동체와 덮개를, 이들의 접촉하는 면에 직교하도록 연장되어 형성되는 나사 구멍에 나사를 나사 결합하여 고정할 필요는 없다. 따라서, 이 접촉하는 면에는, 나사 구멍을 형성하기 위해 일정 이상의 표면적을 확보할 필요가 없다. 따라서 이 운동 장치는, 이동체의, 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향을 따른 외형 치수를 최대한 작게 형성하여 소형화할 수 있어, 다양한 용도나 다양한 요망에 대응할 수 있다.

또한 본 발명의 운동 장치에 있어서, 상기 외장 부재는, 상기 이동체의 양단부에 각각 대향 배치되어 있고, 서로 대향하는 단부에, 각각 볼록부와 오목부가 형성되고, 이들 볼록부와 오목부를 맞물리도록 배치되어도 좋다. 이것에 따르면, 대향 배치되는 각각의 외장 부재의 볼록부와 오목부가 서로 맞물리도록 배치되므로, 이 외장 부재는, 예를 들어 그 궤도체의 연장 방향의 길이가 짧은 경우라도, 이동체와 덮개를 고정하는 상기 연장 방향의 길이를 최대한 길게 취할 수 있으므로, 이들 이동체와 덮개를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 대향 배치되는 상기 외장 부재는, 맞물리는 상기 볼록부 및 오목부에 의해 궤도체를 중심으로 하는 원주 방향을 따른 서로의 상대 위치를 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.

또한 본 발명의 운동 장치에 있어서, 상기 외장 부재에 의한 상기 이동체 및 상기 덮개의 고정은, 접착되어도 좋다. 이것에 따르면, 상기 고정은 적어도 이동체 및 덮개의 외장면과, 외장 부재의 내장면 중 어느 한쪽에 도포되는 접착제에 의해 접착되므로, 종래와 같이 이동체 및 덮개의 고정에 나사를 사용하여, 나사가 분실되거나 물려 들어가거나 하여, 작업성을 악화시키거나 생산성을 저하시키지 않는다. 또한 접착제에 의해 고정함으로써, 생산의 자동화가 용이해진다.

또한 본 발명의 운동 장치에 있어서, 상기 외장 부재는, 상기 덮개와 일체로 형성되는 동시에, 상기 이동체를 덮도록 하여 배치되고, 상기 외장 부재에 의해 상기 이동체 및 상기 덮개가 서로 고정되어도 좋다. 이것에 따르면, 운동 장치를 구성하는 부품 개수를 더욱 삭감할 수 있으므로, 조립 공정수를 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 전술한 운동 장치와, 이 운동 장치를 상기 궤도체의 연장 방향으로 구동하기 위한 구동원을 구비하는 이동 장치로 해도 좋다. 이 구동원으로서는, 예를 들어 리니어 모터 기구를 이용할 수 있다. 그리고 이 구동원을 운동 장치와 상기 연장 방향으로 병렬로 조합하면, 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향에 있어서의 외형 치수가 매우 작은 이동 장치를 형성할 수 있다. 또한, 이 이동 장치는, 운동의 제어성·위치 정밀도가 매우 우수하므로, 다양한 용도에 대응할 수 있다.

본 발명에 관한 운동 장치 및 이동 장치에 따르면, 궤도체의 연장 방향에 직교하는 방향에 있어서의 외형 치수를 최대한 작게 억제하여, 소형화할 수 있는 동시에, 이 이동 장치는 자립하여 이동 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 운동 장치로서의 볼 스플라인의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 운동 장치로서의 볼 스플라인의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 볼 스플라인의 제2 변형예의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 4는 볼 스플라인의 제3 변형예의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 5는 볼 스플라인의 제4 변형예의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 형태에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 운동 장치로서의 볼 스플라인의 개략 구성을 도시하는 분해 사시도, 도 2는 도 1의 볼 스플라인의 개략 구성을 도시하는 평면도, 도 3 내지 도 5는 볼 스플라인의 변형예의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 운동 장치로서의 볼 스플라인(1)은, 연장되는 둥근 막대 형상 혹은 파이프 형상의 스플라인축(궤도체)(2)을 구비하고 있고, 스플라인축(2)의 외주면에는 그 축선(L) 방향(연장 방향)을 따라 연장되고, 스플라인축(2)의 직경 방향에 대향 배치되는 2개의 전동체 구름 주행 홈(전동체 구름 주행면)(2a)이 형성되어 있다. 그리고 스플라인축(2)에 삽입 관통되도록 원통 형상의 이동체(3)가 설치되어 있다. 이 이동체(3)에는, 그 내주면에 전동체 구름 주행 홈(2a)에 각각 대향하도록 2개의 부하 전동체 구름 주행 홈(부하 전동체 구름 주행면)(3a)이 형성되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 전동체 구름 주행 홈(2a)과 부하 전동체 구름 주행 홈(3a)에 의해 축선(L) 방향으로 형성되는 직선 형상의 공간은 부하 전동체 구름 주행로(3b)이며, 이동체(3)를 축선(L) 방향으로 관통하고 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 이동체(3)의 내주면과 외주면의 사이에는, 부하 전동체 구름 주행로(3b)와 대략 평행하게 연장되는 직선 형상의 전동체 복귀 통로(3c)가 설치되어 있고, 마찬가지로 이동체(3)를 관통하고 있다. 또한, 이동체(3)의 외주면에는 복수의 접착제 충전 홈(3d)이 주위 방향으로 형성되어 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이동체(3)의 축선(L) 방향의 양단부에는, 링 형상의 덮개(4)가 각각 스플라인축(2)에 삽입 관통되어 배치되고, 상기 이동체(3)에 접촉되어 있다. 덮개(4)는 그 외경 치수가 이동체(3)의 외경 치수와 대략 동일하게 형성되어 있다. 또한 덮개(4)는, 그 이동체(3)의 단부면과 접촉하는 면의 근방에, 부하 전동체 구름 주행로(3b)와, 상기 부하 전동체 구름 주행로(3b)에 인접하여 배치되는 전동체 복귀 통로(3c)를 연결하는 반원 환상 공간인 전동체 방향 전환로(4a)를 구비하고 있다. 그리고 부하 전동체 구름 주행로(3b), 전동체 복귀 통로(3c), 전동체 방향 전환로(4a)에 의해 형성되는 대략 타원 환상 혹은 서킷 형상의 공간에, 볼로 이루어지는 복수의 전동체(5)가 순환 가능하게 수용되어 있다.

이에 의해, 부하 전동체 구름 주행로(3b)를 구름 이동한 전동체(5)는, 부하 전동체 구름 주행로(3b)의 일단부측으로부터 전동체 방향 전환로(4a)로 도입되고 방향을 반전하여 방향 전환한다. 그 후, 전동체 복귀 통로(3c)를 구름 이동하고, 타단부측의 전동체 방향 전환로(4a)로 도입되어 방향 전환되어, 다시 부하 전동체 구름 주행로(3b)의 타단부측으로 들어가 구름 이동한다고 하는 무한 순환이 가능하다. 그리고 이들 전동체(5)가 구름 이동함으로써, 이동체(3)와 스플라인축(2)이 축선(L) 방향으로 원활하게 상대 이동 가능하게 구성되어 있다.

또한, 덮개(4)의 축선(L) 방향의 외측에는, 각각 대략 다단 원통 형상의 캡(외장 부재)(6)이 대향 배치되어, 스플라인축(2)에 헐겁게 끼워져 있다. 이들 캡(6)은, 그 대직경으로 형성되는 원통 형상 부분의 내주면의 직경 치수가, 이동체(3) 및 덮개(4)의 외경 치수보다 약간 대직경으로 설정되어 있고, 이동체(3) 및 덮개(4)를 캡(6)의 내주면에 내접하도록 끼워 맞춤되어 있다. 또한, 캡(6)의 서로 대향하는 단부는, 볼록부(6e)와 오목부(6f)가 주위 방향으로 교대로 맞물려 배치되어 있다.

또한, 적어도 이동체(3) 및 덮개(4)의 외주면과, 캡(6)의 내주면 중 어느 한쪽에는, 이들을 끼워 맞춤하기 이전에 미리 접착제가 도포되어 있다. 따라서, 이동체(3), 덮개(4), 캡(6)은 접착제에 의해 축선(L) 방향으로 서로 밀착된 상태로 접착 고정되어 있다. 또한, 이동체(3)의 외주면에 설치되는 접착제 충전 홈(3d)은, 상기 접착제를 유지하여 접착성을 높이기 위해 형성되어 있다. 또한 상기 접착에 있어서, 이동체(3)와 덮개(4)가 접촉하는 면의 사이에는 최대한 접착제를 개재시키지 않는 것이, 내부에 유지되는 전동체(5)를 양호하게 구름 이동시키기 위해 바람직하다. 이와 같이 하여, 이동체(3)의 양단부면에 덮개(4)가 배치되고, 덮개(4)의 축선(L) 방향의 외측에 캡(6)이 각각 대향 배치된다. 캡(6)은 덮개(4)를 외측으로부터 내측의 이동체(3)를 향해 밀착시킨 상태로 고정되어 있다.

또한, 캡(6)의 소직경으로 형성되는 원통 부분은, 덮개(4)의 이동체(3)측과 반대측으로 돌출되어 설치되어 있고, 돌출부(6a)이다. 이 돌출부(6a)의 내주면의 직경 치수는, 스플라인축(2)의 외경 치수보다 약간 대직경으로 형성되어 있다. 돌출부(6a)의 외주면(외장면)(6b)은, 돌출부(6a)의 외경 치수가 이동체(3) 및 덮개(4)보다도 소직경으로 형성되어 있고, 또한 외주면(6b)에는 베어링(7)이 끼워 맞춤되어 돌출부(6a)를 축지지하고 있다. 베어링(7)은, 축선(L) 방향으로 이동 불가능하게 고정되어 있고, 그 외경 치수는 캡(6)의 외경 치수보다도 약간 대직경으로 형성되어 있다.

본 실시 형태의 볼 스플라인(1)에 따르면, 이동체(3)와 덮개(4)가, 상기 이동체(3)와 덮개(4)를 덮도록 하여 배치되는 캡(6)에 의해, 축선(L) 방향으로 서로 밀착하여 고정되어 있다. 따라서, 종래와 같이 이동체(3)와 덮개(4)를, 이동체(3)와 덮개(4)의 접촉하는 면에 직교하는 축선(L) 방향으로 연장되는 나사 구멍을 형성하여 나사를 나사 결합하여 고정시킬 필요는 없다. 따라서, 이동체(3)와 덮개(4)의 접촉하는 면에는, 나사 구멍을 형성하기 위해 일정 이상의 표면적을 확보할 필요가 없다. 따라서, 볼 스플라인(1)은 이동체(3) 및 덮개(4)의 외경 치수를 최대한 작게 형성할 수 있으므로, 소형화가 가능하다.

또한, 이 볼 스플라인(1)은, 캡(6)의 축선(L) 방향의 외측의 단부에 설치되는 돌출부(6a)가 이동체(3) 및 덮개(4)보다도 직경 축소되어 형성되어 있다. 또한, 돌출부(6a)의 외주면(6b)에 베어링(7)이 배치되고, 돌출부(6a)는 베어링(7)에 의해 축지지되어 있다. 따라서, 장치의 최대 직경 부분인 베어링(7)의 외경 치수가, 종래와 같이 베어링(7)을 이동체(3)의 직경 방향 외측에 배치하여 축지지시킨 경우에 비해, 예를 들어 50％ 정도나 축소된다. 따라서, 이 볼 스플라인(1)은 그 외경 치수를 최대한 작게 형성하여 소형화할 수 있으므로, 다양한 용도나 다양한 요망에 대응 가능하다. 또한, 이 볼 스플라인(1)에는 베어링(7)이 배치되어 있으므로, 베어링(7)과 스플라인축(2)은, 상기 스플라인축(2)의 축선(L) 방향으로 상대 이동이 가능할 뿐만 아니라, 스플라인축(2)을 중심으로 하는 주위 방향으로도 상대 회전 이동이 가능하게 구성되어 있으므로, 운동 방향의 자유도가 증가하여 더욱 많은 용도에 대응할 수 있다.

또한, 볼 스플라인(1)은 캡(6)에 의한 이동체(3) 및 덮개(4)의 고정이, 적어도 이동체(3) 및 덮개(4)의 외주면과, 캡(6)의 내주면 중 어느 한쪽에 도포되는 접착제에 의해 접착되어 있다. 따라서, 종래와 같이 이동체(3)와 덮개(4)의 고정에 나사를 사용하여, 나사가 분실되거나 물려 들어가거나 하여, 작업성을 악화시키거나 생산성을 저하시킬 우려가 없다. 또한 접착제로 접착 고정을 행함으로써, 생산의 자동화가 용이하다.

또한, 볼 스플라인(1)은, 대향 배치되는 캡(6)의 각각의 볼록부(6e)와 오목부(6f)가 서로 맞물려 배치되어 있으므로, 예를 들어 캡(6)의 축선(L) 방향의 길이가 짧은 경우라도, 이동체(3)와 덮개(4)를 고정하는 축선(L) 방향의 길이를 최대한 길게 취할 수 있으므로, 이동체(3)와 덮개(4)를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 대향 배치되는 캡(6)은, 맞물리는 볼록부(6e) 및 오목부(6f)에 의해 스플라인축(2)을 중심으로 한 주위 방향의 서로의 상대 위치를 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.

또한, 도 3에 도시하는 볼 스플라인(11)은, 본 실시 형태의 제2 변형예이고, 돌출부(6a)의 외주면(6b)의 주위 방향으로, 베어링 전동체 구름 주행 홈(베어링 전동체 구름 주행면)(6c)이 형성되어 있다. 또한, 돌출부(6a)를 축지지하는 베어링(7)에 내장되는 베어링 전동체(7a)의 내주측을, 상기 베어링(7)의 내륜 부재로 지지하는 대신에, 베어링 전동체 구름 주행 홈(6c)으로 지지하는 동시에, 돌출부(6a)와 베어링(7)이 일체로 형성되어 있다. 상기 구성에 의해, 베어링(7)은 베어링(7)의 외경 치수를 더욱 작게 형성할 수 있는 동시에, 이 볼 스플라인(11)은 부품 개수가 삭감되어 조립 공정수가 줄고, 생산성이 향상된다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 캡(6)은 서로 대향하는 단부에 전술한 볼록부(6e)와 오목부(6f)를 형성하지 않아도 좋다.

도 4에 도시하는 볼 스플라인(21)은, 본 실시 형태의 제3 변형예이고, 돌출부(6a)가, 덮개(4)로부터 축선(L) 방향 외측으로 연장되어 있다. 또한, 이 돌출부(6a)의 외주면(6b)에는 베어링 전동체 구름 주행 홈(6c)이 형성되어 있다. 베어링 전동체 구름 주행 홈(6c)은, 돌출부(6a)를 축지지하는 베어링(7)의 베어링 전동체(7a)의 내주측을, 상기 베어링(7)의 내륜 부재로 지지하는 대신에, 베어링 전동체 구름 주행 홈(6c)으로 지지하는 동시에, 돌출부(6a)와 베어링(7)이 일체로 형성되어 있다.

따라서, 이 볼 스플라인(21)은, 덮개(4)와 베어링(7)이 일체로 형성되어 있으므로, 부품 개수가 삭감되어 조립 공정수가 줄고, 생산성이 향상된다.

도 5에 도시하는 볼 스플라인(31)은, 본 실시 형태의 제4 변형예이다. 덮개(4)는 대략 다단 원통 형상을 이루고, 덮개(4)의 외경이 큰 측에 형성되는 원통 부분이 커버(외장 부재)(6d)가 되고, 이 커버(6d)의 내주면으로 이동체(3)의 외주면을 덮는 동시에, 덮개(4)와 이동체(3)가 밀착하여 고정되어 있다. 또한 커버(6d)는, 이동체(3)를 사이에 두고 축선(L) 방향의 양측에 대향 배치되어 있다. 커버(6d)는 볼록부(6e)와 오목부(6f)로 이루어지고, 볼록부(6e)와 오목부(6f)가 주위 방향으로 교대로 맞물려 있다.

또한 덮개(4)의, 축선(L) 방향의 양단부에는, 돌출부(6a)가 형성되어 있다. 돌출부(6a)의 외주면(6b)에는 베어링 전동체 구름 주행 홈(6c)이 형성되어 있다. 베어링 전동체 구름 주행 홈(6c)은, 돌출부(6a)를 축지지하는 베어링(7)의 베어링 전동체(7a)의 내주측을 지지하고 있다. 또한, 돌출부(6a)와 베어링(7)은 일체로 형성되어 있다. 따라서, 덮개(4)와 베어링(7)은 일체로 형성되어 있다. 또한, 제4 변형예에서는, 전술한 캡(6)은 이용되어 있지 않다. 또한 이동체(3)의, 축선(L) 방향의 돌출부(6a)측과 반대측에 배치되는 덮개(4b)는 대략 원통 형상을 이루고, 덮개(4)와 같은 돌출부(6a)는 설치되어 있지 않다. 그리고 도 5에 도시하는 바와 같이, 이동체(3) 및 덮개(4, 4b), 전동체(5), 베어링(7)으로 구성되는 세트체(A)가, 스플라인축(2) 상에 대향 배치되고, 그리고 서로의 돌출부(6a)를 각각 축선(L) 방향 외측을 향해 2세트 설치되어 있다.

또한 제4 변형예에 있어서, 스플라인축(2)은 대략 파이프 형상의 비자성 재료에 의해 형성되고, 대략 파이프 형상의 내부에는, 축선(L) 방향으로 교대로 극성을 변화시키도록 배치되는 마그네트(8a)가 구비되어 있다. 또한, 스플라인축(2) 상에 대향 배치되는 2개의 덮개(4b)의 사이에는, 덮개(4b)의 양단부면을 접촉하도록 원통 형상의 코일(8b)이 설치되어 있다. 그리고 이들 2세트의 세트체(A)와 코일(8b)이 일체로 형성되어 있고, 스플라인축(2)의 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 코일(8b)은 코일 부재를 권회하여 형성되어 있고, 전기적으로 접속되는 제어부(도시하지 않음)에 의해 양 자극을 발생 가능하다. 그리고 마그네트(8a)와 코일(8b)을 구비하는 리니어 모터 기구(구동원)(8)가 형성되어 있고, 이 리니어 모터 기구(8)에 의해 코일(8b)은 그 양단부에 접촉되어 고정되는 2개의 세트체(A)와 함께 축선(L) 방향으로 구동 가능하다.

이 볼 스플라인(31)에 따르면, 대향 배치되는 커버(6d)의 각각의 볼록부(6e)와 오목부(6f)가 서로 맞물려 배치되므로, 예를 들어 이 커버(6d)의 축선(L) 방향의 길이가 짧은 경우라도, 이동체(3)와 덮개(4, 4b)를 고정하는 축선(L) 방향의 길이를 최대한 길게 취할 수 있어, 이동체(3)와 덮개(4, 4b)를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 이들 대향 배치되는 커버(6d)는, 맞물리는 볼록부(6e) 및 오목부(6f)에 의해, 스플라인축(2)을 중심으로 한 주위 방향의 서로의 상대 위치를 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.

또한, 돌출부(6a)와 베어링(7)이 일체로 형성되고, 돌출부(6a)는 덮개(4)에 설치되어 있다. 또한, 덮개(4)에는 커버(6d)가 설치되고, 이들 부재의 전부가 일체로 형성되어 있다. 따라서, 볼 스플라인(31)을 구성하는 부품 개수를 보다 삭감할 수 있으므로, 조립 공정수가 줄고, 생산성이 향상된다.

또한, 제4 변형예와 같이 하여 볼 스플라인(운동 장치)에 리니어 모터 기구(구동원)(8)를 내장함으로써, 외경 치수가 매우 작은 이동 장치를 형성할 수 있는 동시에, 이 이동 장치는 운동의 제어성·위치 정밀도가 매우 우수하므로, 더욱 다양한 용도에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 예를 들어, 본 실시 형태에 있어서는, 운동 장치로서 볼 스플라인(1, 11, 21, 31)을 이용하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 볼 나사, 가이드 등, 그 밖의 운동 장치라도 상관없다.

또한, 본 실시 형태에서는, 전동체(5)가 순환하는 형식의 운동 장치를 이용하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 전동체(5)가 순환하지 않는, 전동체(5)의 이동 방향이 제한된 것으로서 운동 장치에도 적용 가능하다. 또한, 전동체(5)로서 볼을 이용하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 롤러 등을 이용해도 상관없다.

또한, 스플라인축(궤도체)(2)은 직선 형상이 아니어도 좋고, 곡선 형상으로 형성되어 있어도 상관없다. 또한, 그 단면 형상 및 전동체 구름 주행 홈(2a)의 개수도, 본 실시 형태에 한정되는 것이 아니다.

또한, 덮개(4)는 분할되어 있어도 좋고, 예를 들어 전동체(5)의 내주측을 지지하는 내주 안내부와, 전동체(5)의 외주측을 지지하는 외주 안내부에 의해 구성되어 있어도 상관없다.

또한, 본 실시 형태에서는, 캡(6)의 고정을, 접착제에 의한 접착으로 행하는 예를 기재하였지만 이에 한정되지 않고, 예를 들어 캡(6)과 이동체(3)를 각각 금속 재료를 이용하여 형성하여 용접 고정하거나, 혹은 캡(6)의 직경 방향 외측으로부터 내측을 향해, 나사 고정하거나 해도 상관없다.

또한, 도 1 내지 도 5에 있어서 설명한 바와 같이, 돌출부(6a)는 그 형성되는 기체(외장 부재, 덮개 등)가 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 운동 장치는, 소형화 및 자립하여 이동 가능하므로, 운동의 제어성·위치 정밀도가 매우 우수하므로, 다양한 용도에 대응할 수 있다.

1 : 볼 스플라인(운동 장치)
2 : 스플라인축(궤도체)
3 : 이동체
4 : 덮개
4a : 전동체 방향 전환로
4b : 덮개
5 : 전동체
6 : 캡(외장 부재)
6a : 돌출부
6b : 외주면(외장면)
6c : 베어링 전동체 구름 주행 홈(베어링 전동체 구름 주행면)
6d : 커버(외장 부재)
6e : 볼록부
6f : 오목부
7 : 베어링
7a : 베어링 전동체
8 : 리니어 모터 기구(구동원)
11 : 볼 스플라인(운동 장치)
21 : 볼 스플라인(운동 장치)
31 : 볼 스플라인(운동 장치, 이동 장치)
L : 스플라인축의 축선 방향(연장 방향)

Claims (9)

1. 궤도체와, 이 궤도체에 삽입 관통되고 상기 궤도체의 연장 방향으로 왕복 이동 가능하게 안내되는 이동체를 구비한 운동 장치이며,
   상기 이동체는, 내주면에 부하 전동체 구름 주행 홈이, 내주면과 외주면 사이에 전동체 복귀 통로가 설치되어 내부에 전동체를 보유 지지하고 있고,
   상기 전동체는, 상기 이동체의 상기 연장 방향의 단부에 배치되는 동시에 내부에 전동체 방향 전환로가 형성되는 덮개에 의해, 상기 이동체의 내부에 밀봉되어 있고,
   이들 이동체와 덮개를 덮도록 하여, 외장 부재가 배치되고,
   상기 외장 부재와 상기 이동체의 외주면을 고정함으로써, 상기 이동체 및 상기 덮개가 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 운동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 외장 부재는, 상기 이동체의 양단부에 각각 대향 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 운동 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 대향 배치되어 있는 상기 외장 부재는, 서로 대향하는 단부에, 각각 볼록부와 오목부가 형성되고,
   이들 볼록부와 오목부를 맞물리도록 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 운동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외장 부재에 의한 상기 이동체 및 상기 덮개의 고정은, 접착에 의해 행해지고 있는 것을 특징으로 하는, 운동 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외장 부재는, 상기 덮개와 일체로 형성되는 동시에, 상기 이동체를 덮도록 하여 배치되고,
   상기 외장 부재에 의해, 상기 이동체 및 상기 덮개가 서로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 운동 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동체의 단부에는, 상기 연장 방향으로 돌출되는 동시에 상기 궤도체에 삽입 관통되는 원통 형상의 돌출부가, 베어링에 축지지 가능하게 설치되어 있고,
   상기 돌출부의 상기 연장 방향에 직교하는 방향에 있어서의 상기 궤도체를 중심으로 하는 외형 치수가, 상기 이동체의 상기 외형 치수보다도 작게 형성되어 있고,
   상기 돌출부가, 상기 외장 부재와 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 운동 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 운동 장치와,
   이 운동 장치를 상기 궤도체의 연장 방향으로 구동하기 위한 구동원을 구비하는 것을 특징으로 하는, 이동 장치.
8. 삭제
9. 삭제

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