KR101516456B1 - 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터 - Google Patents

Abstract

스트로크 범위의 전체 영역에 걸쳐서 확실한 방진 기능을 발휘하는 것이 가능한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터를 제공한다. 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)는 볼 나사와, 볼 나사에 결합하는 볼 나사 너트를 갖고, 볼 나사의 회전 운동에 수반하여 상기 볼 나사의 축방향으로 왕복 직선 운동 가능하게 되는 이동 스테이지(4)와, 적어도 볼 나사를 덮어서 설치되는 하우징 부재(2)와, 이동 스테이지(4)의 이동 궤적을 따라서 하우징 부재(2)에 형성되는 개구부(27, 28)와, 개구부(27, 28)를 봉쇄하기 위해 하우징 부재(2)의 내측에 배치되는 방진 벨트(29, 30)를 구비하는 장치이다. 그리고, 이 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)는 하우징 부재(2)의 단부측을 덮는 엔드 플레이트 커버(105a, 105b)를 구비함으로써, 높은 방진 성능을 갖고 있다.

Description

방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터 {LINEAR ACTUATOR WITH DUSTPROOF MECHANISM}

본 발명은 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 관한 것으로, 예를 들어 클린룸 내에 있어서 사용하는 구동 기구로서 사용하는데 적합한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 관한 것이다.

지금까지 본 출원인이나 그 관련법인에서는, 하기 특허문헌 1, 2 등에 개시된 바와 같은 방진 기구를 구비하는 다양한 액추에이터(이동 대상이 운동하는 것을 안내하는 운동 안내 장치를 포함함)를 제안하고 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1에 있어서 제안한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터는, 액추에이터 하우징의 개구부로부터의 분진 누출을 확실하게 방지할 수 있는 기능을 구비하는 것으로, 액추에이터 하우징의 개구부에서의 방진 벨트와 이동 스테이지의 돌출부의 간섭을 피하기 위해, 이동 스테이지에 대해 방진 벨트의 우회 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 하기 특허문헌 1에 개시되는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 대해, 도 10을 사용하여 설명한다. 또한, 도 10은 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도면 중 (a)는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 상면을 도시하고, 도면 중 (b)는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 정면을 도시하고, 도면 중 (c)는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 횡단면을 도시하고 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)는 가늘고 긴 상자형의 하우징 부재(2)와, 이 속에 회전 가능한 상태로 지지된 볼 나사(3)와, 이 볼 나사(3)의 회전 운동에 따라서 왕복 직선 운동하는 이동 스테이지(4)와, 볼 나사(3)를 회전시키기 위한 구동 모터(5)를 갖고 있다.

하우징 부재(2)는 수평 기판(21)과, 이 수평 기판(21)의 상면으로부터 수직으로 기립하여 볼 나사(3)와 평행하게 연장되는 좌우 한 쌍의 수직 측판(22, 23)과, 이들 수직 측판(22, 23)의 전단부 및 후단부에 설치된 단부 블록(24, 25)을 구비하고 있다. 한쪽의 단부 블록(24)에 의해 볼 나사(3)의 일단부가 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 또한, 볼 나사(3)의 타단부측의 부분은 다른 쪽의 단부 블록(25)에 의해 회전 가능한 상태로 지지되어 있는 동시에, 당해 블록(25)을 관통하여 구동 모터(5)의 측에 연결되어 있다.

좌우의 수직 측판(22, 23)의 상단부 부분은 내측을 향해 직각으로 절곡되어, 좌우의 수평 상판 부분(22a, 23a)으로 되어 있다. 이들 좌우의 수평 상판 부분(22a, 23a)의 중간에는 중앙 구획판(26)이 배치되어 있고, 이 중앙 구획판(26)의 전후단부는 각각 단부 블록(24, 25)에 설치 고정되어 있다. 이 결과, 수평 상판 부분(22a) 및 중앙 구획판(26) 사이에, 볼 나사(3)의 축선 방향, 즉 이동 스테이지(4)의 이동 방향으로 연장되는 좌측 개구부(27)가 형성되어 있다. 마찬가지로, 수평 상판 부분(23a)과 중앙 구획판(26) 사이에는 우측 개구부(28)가 형성되어 있다.

각 개구부(27, 28)는 이들 개구부보다도 광폭의 방진 벨트(29, 30)에 의해 봉쇄되어 있다. 이들 방진 벨트(29, 30)는, 각각 수평 상판 부분(22a, 23a) 및 중앙 구획판(26)의 하면측을 따라서, 단부 블록(24, 25) 사이에 걸쳐져 있다.

이상과 같이, 하우징 부재(2)는 수평 기판(21), 수직 측판(22, 23)[수평 상판 부분(22a, 23a)], 중앙 구획판(26), 단부 블록(24, 25) 및 개구부(27, 28)를 봉쇄하고 있는 방진 벨트(29, 30)에 의해 상자형으로 구획된 구획실로 되어 있고, 볼 나사(3)를 덮음으로써 액추에이터로부터 발생하는 분진을 당해 구획실 내에 머무르게 하는 역할을 담당하고 있다.

다음에, 이동 스테이지(4)는 볼 나사(3)에 나사 결합되어 있는 볼 나사 너트가 형성되어 있는 너트 블록(41)과, 이 너트 블록(41)의 상면에 고정되어 있는 하부 플레이트(42), 이 하부 플레이트(42)의 상면에 고정되어 있는 중간 플레이트(43) 및 이 중간 플레이트(43)의 상면에 고정되어 있는 상부 플레이트(44)를 구비하고 있다. 너트 블록(41)의 양측면은 하우징 부재(2)의 내부에 설치되어 있는 리니어 가이드 레일(31)에 의해, 볼 나사(3)의 축선 방향을 향해 미끄럼 이동 가능하게 지지되어 있다.

이동 스테이지(4)는 상부 플레이트(44)가 하우징 부재(2)의 외측에 위치하고, 중간 플레이트(43), 하부 플레이트(42) 및 너트 블록(41)이 하우징 부재(2)의 내부에 위치하도록 구성되어 있다. 즉, 상부 플레이트(44)는 각 개구부(27, 28)로부터 외부로 돌출되어 구성되어 있고, 안내 대상물과 접속함으로써 안내 대상물에 이동력을 부여할 수 있도록 되어 있다.

또한, 이동 스테이지(4)에 있어서의 하우징 부재(2)의 내측에 위치하는 좌우 측면에는 방진 벨트(29, 30)를 우회시키기 위한 우회 수단으로서, 각각 수평으로 돌출된 롤러(61 내지 66)가 회전 가능한 상태로 설치되어 있다. 이들 롤러(61 내지 66)의 배치 위치에 대해서는, 축방향 양단부측의 롤러(61, 62, 65, 66)에 비해, 중앙부의 롤러(63, 64)가 1단 낮은 위치로 되도록 배치되어 있다[또한, 부호 65의 롤러는, 롤러(66)와 대향하는 위치에 설치되어 있지만, 도 10 중에서는 도시되어 있지 않다. 따라서, 이하의 설명에서는 괄호를 붙여 기재하는 것으로 한다].

그리고, 각 개구부(27, 28)로부터 외부로 돌출되는 상부 플레이트(44)와, 방진 벨트(29, 30)가 간섭하는 일이 없도록, 각 롤러(61 내지 66)에는 각 방진 벨트(29, 30)가 걸쳐져 있다. 즉, 방진 벨트(29, 30)는 상부 플레이트(44)의 돌출 부분의 하방을 우회하도록 각 롤러(61 내지 66)에 대해 걸쳐져 있고, 구체적으로는, 좌측[도 10 중의 (a)에 있어서의 종이면 상측]의 방진 벨트(29)가, 전방측의 롤러(61)의 상측을 통과하여, 중앙의 롤러(63)의 하측에 걸쳐지고, 또한 후방측의 롤러[(65)]의 상측을 통과하고 있다. 또한, 우측[도 10 중의 (a)에 있어서의 종이면 하측]의 방진 벨트(30)에 대해서도 마찬가지로, 전방측의 롤러(62)의 상측을 통과하여, 중앙의 롤러(64)의 하측에 걸쳐지고, 또한 후방측의 롤러(66)의 상측을 통과하고 있다.

종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)는, 이상과 같은 구성을 구비하고 있으므로, 이동 스테이지(4)의 이동 궤적을 따라서 형성되어 있는 개구부(27, 28)가, 방진 벨트(29, 30)에 의한 봉쇄 상태를 항상 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 볼 나사(3)와 너트 블록(41)이 갖는 볼 나사 너트의 미끄럼 이동 부분이나, 너트 블록(41)과 리니어 가이드 레일(31)의 미끄럼 이동 부분 등으로부터 발생한 분진은 하우징 부재(2)가 갖는 개구부(27, 28)를 통해 외부로 누출되는 일이 없도록 되어 있다.

또한, 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)에서는, 방진 벨트(29, 30)가 하우징 부재(2)의 내측에 배치되어 있고, 개구부(27, 28)를 따라서 이동하는 이동 스테이지(4)에 대해 각 방진 벨트(29, 30)가 이동 스테이지(4)의 하방으로 우회할 수 있도록 되어 있으므로, 이동 스테이지(4)가 이동할 때에도 방진 벨트(29, 30)에 의한 개구부(27, 28)의 봉쇄 상태를 항상 유지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)에 있어서는, 상기한 구성에 추가하여, 하우징 부재(2) 내로부터 공기를 흡인하는 흡기구가 구비되어 있다. 즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 좌우 한 쌍의 수직 측판(22, 23)에는 하우징 흡기구(22b, 23b)가 형성되어 있고, 이들 하우징 흡기구(22b, 23b)를 통해, 하우징 부재(2) 내의 공기를 흡인하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 수직 측판(22, 23)의 상단부에 형성되어 있는 수평 상판 부분(22a, 23a)에는 흡기용 덕트(7, 8)가 설치되어 있고, 각 흡기용 덕트(7, 8)와 수평 상판 부분(22a, 23a) 사이에는 개구부(27, 28)를 따라서 연장되는 좁은 폭의 덕트용 흡기구(7b, 8b)가 개방되어 있다. 따라서, 하우징 내에서 발생한 분진은 좌우의 수직 측판(22, 23)에 형성한 하우징 흡기구(22b, 23b)로부터 외부의 집진기 등(도시하지 않음)으로 흡인되어, 당해 하우징 부재(2) 내로부터 제거된다.

또한, 클린룸 등에서는 일반적으로 다운플로우 상태의 공기 흐름이 형성되어 있다. 따라서, 개구부(27, 28)의 인접 위치에 배치한 덕트용 흡기구(7b, 8b)를 통해 흡기 동작을 행하면, 개구부(27, 28)로부터 누출된 분진이 다운플로우의 공기 흐름과 함께 당해 덕트용 흡기구(7b, 8b)로 흡인된다. 따라서, 분진을 주위로 비산시키지 않고, 확실하게 흡인 제거할 수 있도록 되어 있다.

일본공개특허제2000-266151호공보 일본공개특허제2005-188600호공보

그런데, 상기 특허문헌 1에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터는, 일반적인 조건 하에서 사용되는 경우에는 적절한 방진 기능을 발휘할 수 있었던 것이지만, 고속화가 요구되는 경우에는 방진 기능이 저하되어 버린다는 문제를 갖는 것이었다.

즉, 리니어 액추에이터에 의한 안내 운동의 고속화를 도모하는 경우에는, 이동 스테이지의 고속 이동에 의해 액추에이터 하우징의 내압이 급격하게 상승해 버려, 특히 액추에이터 하우징의 양단부측에서 분진이 누설되기 쉬워져 버린다고 하는 문제가 발생했다.

본 발명은 상기 과제의 존재를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 가령 고속화가 행해진 액추에이터라도, 스트로크 범위의 전체 영역에 걸쳐서 확실한 방진 기능을 발휘하는 것이 가능한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터를 제공하는 데 있다.

본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터는 볼 나사와, 상기 볼 나사에 결합하는 볼 나사 너트를 갖고, 상기 볼 나사의 회전 운동에 수반하여 상기 볼 나사의 축방향으로 왕복 직선 운동 가능하게 되는 이동 스테이지와, 적어도 상기 볼 나사를 덮어서 설치되는 하우징 부재와, 상기 이동 스테이지의 이동 궤적을 따라서 상기 하우징 부재에 형성되는 개구부와, 상기 개구부를 봉쇄하기 위해 상기 하우징 부재의 내측에 배치되는 방진 벨트를 구비하고, 상기 방진 벨트에 의한 상기 개구부의 봉쇄를 유지하면서 상기 이동 스테이지의 상기 개구부에 따른 이동을 실현하기 위해, 상기 이동 스테이지와 중첩하는 위치에 있는 상기 방진 벨트를 우회시키기 위한 우회 수단을 상기 이동 스테이지에 설치한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터이며, 상기 하우징 부재의 단부측을 덮는 엔드 플레이트 커버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 엔드 플레이트 커버는 상기 하우징 부재와 접하는 개소에 탄성 부재를 구비하는 것이 적합하다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 엔드 플레이트 커버는 상기 하우징 부재의 단부측을 덮는 단부측 플레이트와, 상기 하우징 부재의 상면측을 덮는 상면측 플레이트와, 상기 하우징 부재의 측면측을 덮는 한 쌍의 측면측 플레이트에 의해 구성되어 있는 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 엔드 플레이트 커버는 상기 하우징 부재의 상면측을 덮는 상면측 플레이트에 의해 형성되는 플랜지부를 갖는 구성으로 되어 있고, 당해 플랜지부의 상면측 플레이트가 상기 하우징 부재에 배치된 상기 방진 벨트의 배치 개소와 대향으로 배치되는 것이 적합하다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터는 볼 나사와, 상기 볼 나사에 결합하는 볼 나사 너트를 갖고, 상기 볼 나사의 회전 운동에 수반하여 상기 볼 나사의 축방향으로 왕복 직선 운동 가능하게 되는 이동 스테이지와, 적어도 상기 볼 나사를 덮어서 설치되는 하우징 부재와, 상기 이동 스테이지의 이동 궤적을 따라서 상기 하우징 부재에 형성되는 개구부와, 상기 개구부를 봉쇄하기 위해 상기 하우징 부재의 내측에 배치되는 방진 벨트를 구비하고, 상기 방진 벨트에 의한 상기 개구부의 봉쇄를 유지하면서 상기 이동 스테이지의 상기 개구부에 따른 이동을 실현하기 위해, 상기 이동 스테이지와 중첩하는 위치에 있는 상기 방진 벨트를 우회시키기 위한 우회 수단을 상기 이동 스테이지에 설치한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 하우징 부재의 단부측은, 상기 하우징 부재의 내부의 분진이 누설되지 않도록 기밀하게 설치되어 있는 집진 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 집진 수단은 상기 하우징 부재의 단부에 기밀하게 형성된 집진실과, 상기 집진실의 내부와 상기 하우징 부재의 내부를 연통하는 연통 구멍과, 상기 집진실의 내부의 분진을 배출하는 흡인구를 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 연통 구멍에는 배기 수단이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 배기 수단은 팬이면 적합하다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 방진 벨트는 상기 하우징 부재와의 고정을 실현하기 위한 설치 구멍을 갖고 있고, 당해 설치 구멍은 적어도 상기 방진 벨트의 양단부측에 1쌍씩 합계 4개소 형성되는 동시에, 상기 설치 구멍의 각각이 상기 방진 벨트의 단부 위치로 치우치게 하여 형성되어 있는 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서, 상기 이동 스테이지에 설치된 상기 우회 수단은 회전 가능한 상태로 설치되는 동시에 상기 방진 벨트가 걸쳐지는 복수의 롤러를 갖고 있고, 상기 복수의 롤러는 적어도 롤러 표면이 수지 재료에 의해 구성되어 있는 것으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 예를 들어 고속화가 행해진 액추에이터라도, 스트로크 범위의 전체 영역에 걸쳐서 확실한 방진 기능을 발휘하는 것이 가능한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 외관 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도면 중 (a)는 상면을, 도면 중 (b)는 정면을, 도면 중 (c)는 모터측 측면을, 도면 중 (d)는 모터 반대측 측면을 도시하고 있다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 내부 구성을 설명하기 위한 투시도로, 도면 중 (a)는 상면에서 볼 때를, 도면 중 (b)는 정면에서 볼 때를, 도면 중 (c)는 모터측 측면에서 볼 때를, 도면 중 (d)는 모터 반대측 측면에서 볼 때를 도시하고 있다.
도 4는 모터 반대측에 설치되는 엔드 플레이트 커버를 도시하는 도면으로, 도면 중 (a)가 상면을, 도면 중 (b)가 정면을, 도면 중 (c)가 측면을 도시하고 있다.
도 5는 모터측에 설치되는 엔드 플레이트 커버를 도시하는 도면으로, 도면 중 (a)가 상면을, 도면 중 (b)가 정면을, 도면 중 (c)가 측면을 도시하고 있다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 엔드 플레이트 커버의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 종래 기술에 관한 방진 벨트의 구성을 도시하는 도면으로, 도면 중 (a)는 방진 벨트에 설치된 설치 구멍의 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도면 중 (b)는 방진 벨트의 설치 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태의 개량 형태에 관한 방진 벨트의 구성을 도시하는 도면으로, 도면 중 (a)는 방진 벨트에 설치된 설치 구멍의 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도면 중 (b)는 방진 벨트의 설치 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도면 중 (a)는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 상면을 도시하고, 도면 중 (b)는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 정면을 도시하고, 도면 중 (c)는 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 횡단면을 도시하고 있다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 적합한 실시 형태에 대해, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 각 청구항에 관한 발명을 한정하는 것은 아니고, 또한 실시 형태 중에서 설명되어 있는 특징의 조합의 전체가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다. 또한, 이하에서 행하는 실시 형태의 설명에서는 배경 기술의 란에서 설명한 부재와 동일 또는 유사한 부재에 대해, 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

[제1 실시 형태]

도 1 내지 도 6을 사용하여, 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)의 설명을 행한다. 여기서, 도 1은 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)의 외관 사시도이다. 또한, 도 2는 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)의 외관 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도면 중 (a)는 상면을, 도면 중 (b)는 정면을, 도면 중 (c)는 모터측 측면을, 도면 중 (d)는 모터 반대측 측면을 도시하고 있다. 또한, 도 3은 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)의 내부 구성을 설명하기 위한 투시도로, 도면 중 (a)는 상면에서 볼 때를, 도면 중 (b)는 정면에서 볼 때를, 도면 중 (c)는 모터측 측면에서 볼 때를, 도면 중 (d)는 모터 반대측 측면에서 볼 때를 도시하고 있다. 또한, 도 4는 모터 반대측에 설치되는 엔드 플레이트 커버(105a)를 도시하는 도면이고, 도 5는 모터측에 설치되는 엔드 플레이트 커버(105b)를 도시하는 도면이다. 또한, 도 4 및 도 5에서는 모두 도면 중 (a)가 상면을, 도면 중 (b)가 정면을, 도면 중 (c)가 측면을 도시하고 있다. 또한, 도 6은 제1 실시 형태에 관한 엔드 플레이트 커버(105a, 105b)의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)는 상술한 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)와 대략 동일한 구성을 갖고 있지만, 방진 기능의 가일층의 향상을 위해, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 하우징 부재(2)의 양단부측을 덮는 것이 가능한 엔드 플레이트 커버(105a, 105b)를 구비하고 있다.

이들 엔드 플레이트 커버(105a, 105b)에 대해, 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명을 하면, 엔드 플레이트 커버(105a, 105b)는 하우징 부재(2)의 단부측과 상면측 및 측면측의 각각의 일부분에 걸쳐지도록 형성된 부재로, 하우징 부재(2)의 단부 상방측 근방을 덮도록 구성되어 있다. 즉, 엔드 플레이트 커버(105a, 105b)는 하우징 부재(2)의 단부측에 있어서, 방진 벨트(29, 30)의 배치 개소의 근방 영역을 다른 영역보다도 넓게 덮는 형상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부재이다.

모터 반대측에 설치되는 엔드 플레이트 커버(105a)를 예로 들어, 그 형상을 보다 구체적으로 설명하면, 도 4에 있어서 도시된 바와 같이, 엔드 플레이트 커버(105a)는 하우징 부재(2)의 단부측을 덮는 대략 직사각형을 한 단부측 플레이트(106a)와, 하우징 부재(2)의 상면측을 덮는 이것도 대략 직사각형을 이룬 상면측 플레이트(107a)와, 이들 단부측 플레이트(106a)와 상면측 플레이트(107a)에 접속하는 동시에 하우징 부재(2)의 측면측을 덮는 대략 직각 삼각 형상을 한 한 쌍의 측면측 플레이트(108a, 109a)에 의해 구성되어 있다. 측면측 플레이트(108a, 109a)는 대략 직각 삼각 형상의 직각을 형성하는 2변이 단부측 플레이트(106a) 및 상면측 플레이트(107a)와 접속하도록 형성되어 있고, 직각의 각과 마주보는 사변이 하우징 부재(2)의 중앙측 하방향을 향하도록 배치되는 구성이 채용되어 있다. 즉, 엔드 플레이트 커버(105a)에는 상면측 플레이트(107a)와 한 쌍의 측면측 플레이트(108a, 109a)에 의해 형성되는 플랜지부를 갖는 구조가 채용되어 있다.

또한, 상면측 플레이트(107a)의 선단 부분, 즉 단부측 플레이트(106a)와의 접속측과는 반대측의 부분에는 하방으로 연장되는 수직 하강 플레이트(110a)가 형성되어 있다. 이 수직 하강 플레이트(110a)는 하우징 부재(2) 중에서 외곽 형상이 복잡하기 때문에 밀봉성의 향상이 어려운 상면측의 방진성을 향상시키기 위해 설치된 부재이다. 이 수직 하강 플레이트(110a)의 존재에 의해, 하우징 부재(2)의 상면측과 엔드 플레이트 커버(105a)의 상면측 플레이트(107a) 사이, 즉 엔드 플레이트 커버(105a)의 플랜지부의 위치에 간극이 형성되게 된다.

이 간극은 하우징 부재(2)의 상면측과, 엔드 플레이트 커버(105a)의 상면측 플레이트(107a), 단부측 플레이트(106a), 한 쌍의 측면측 플레이트(108a, 109a) 및 수직 하강 플레이트(110a)에 의해 전체 방위를 둘러싸인 공간으로서 구성되어 있다. 또한, 간극이 형성되는 위치, 즉 플랜지부의 설치 위치는 방진 벨트(29, 30)의 배치 개소와의 대향 위치이므로, 이동 스테이지(4)가 고속으로 이동했을 때에 하우징 부재(2)의 내부 압력이 높아져 분진이 가장 누설되기 쉬워지는 위치와 겹쳐져 있다. 그러나, 가령 하우징 부재(2)의 내부로부터 분진이 누출되었다고 해도, 이 간극에 분진이 체류하여, 분진이 직접적으로 외부로 누출되는 것이 방지되므로, 즉시 외부의 분진 환경을 악화시키는 경우가 없다. 또한, 발명자들의 조사ㆍ연구의 결과, 이 간극에 체류한 분진은 그 대부분이 그대로 간극에 머물거나, 혹은 하우징 부재(2)의 내부로 다시 흡인되어 버리는 것이 확인되고 있어, 간극의 존재가 크게 방진성의 향상에 기여하고 있는 것이 명백하게 되어 있다(도 6 참조).

또한, 엔드 플레이트 커버(105a)에는 하우징 부재(2)와 접하는 개소에 탄성 부재(111a)가 설치되어 있어, 하우징 부재(2)와 엔드 플레이트 커버(105a)의 밀착성의 향상이 도모되고 있다. 도 4에 도시하는 본 실시 형태에 관한 탄성 부재(111a)에는 몰트 플레인이라고 불리는 특수 폴리우레탄 폼이 채용되어 있지만, 탄력성이 있는 소재이면 고무나 스펀지 등의 공지의 모든 탄성 재료를 채용하는 것이 가능하다. 엔드 플레이트 커버(105a)에 탄성 부재(111a)가 설치됨으로써, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)의 가일층의 방진 성능의 향상이 실현되고 있다.

또한, 도 5에 도시하는 모터측에 설치되는 엔드 플레이트 커버(105b)에 대해서는, 상술한 모터 반대측에 설치되는 엔드 플레이트 커버(105a)와 대략 동일한 구조를 갖고 있지만, 모터(5)를 피해 설치할 필요성으로부터, 단부측 플레이트(106b)의 형상이 대략 직사각형을 이룬 플레이트에 절결부를 형성한, 대략 역U자형을 이룬 형상으로 되어 있는 점이 상이하다.

[제2 실시 형태]

상술한 제1 실시 형태에서는, 분진을 주위로 비산시키는 일이 없도록 하우징 부재의 단부측을 덮는 엔드 플레이트 커버를 구비한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(100)에 대해 설명하였다. 다음에 설명하는 제2 실시 형태에서는, 방진 기능을 더욱 높이기 위한 구성을 채용한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 대해 설명한다.

도 7은 제2 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(200)는 하우징 부재(2)의 단부에 집진실(50)이 기밀하게 형성되어 있고, 집진실(50)의 내부와 하우징 부재(2)의 내부는 배기 수단(53)을 통해 연통 구멍(51)에 의해 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 집진실(50)에는 흡기구(52)가 형성되어 있어, 집진실(50)의 내부의 분진을 외부로 배출할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

집진실(50)은 상자 형상의 부재에 의해 형성되어 있고, 하우징 부재(2)의 단부에 기밀하게 설치되어 있다. 집진실(50)의 내부와 하우징 부재(2)의 내부는 연통 구멍(51)에 의해 연통되어 있고, 하우징 부재(2) 내부의 분진이 집진실(50)의 설치면으로부터 누설되는 일이 없도록 설치되어 있다.

배기 수단(53)은 팬에 의해 구성되어 있고, 하우징 부재(2)의 내부의 분진을 하우징 부재(2)의 내부의 공기와 함께 항상 집진실(50)로 도입하여 밀봉할 수 있도록 되어 있다. 또한, 배기 수단(53)은 하우징 부재(2)의 내압의 변화에 따라서 개폐 작동하는 역지 밸브 등을 사용할 수도 있다.

집진실(50)에는 집진실(50) 내로부터 공기를 흡인하는 흡기구(52)가 형성되어 있다. 따라서, 집진실(50) 내에 포집된 분진은 공기와 함께 흡기구(52)로부터 클린룸 밖으로 배출할 수 있도록 되어 있고, 주위로 분진을 비산시키는 일이 없도록 형성되어 있다.

상술한 바와 같이, 리니어 액추에이터에 의한 안내 운동의 고속화를 도모하는 경우에는, 이동 스테이지의 고속 이동에 의해 액추에이터 하우징의 내압이 급격하게 상승되어 버려, 특히 액추에이터 하우징 양단부측에서 분진이 누설되기 쉽게 되어 있다. 따라서, 제2 실시 형태에서는 분진이 누설되기 쉬운 액추에이터 하우징의 단부에 집진실(50)을 형성하고 있다. 또한, 흡기구(52)로부터 흡인되는 공기의 양은 항상 일정하므로, 하우징 부재(2)의 내압이 급격하게 상승한 경우에는, 일시적으로 공기를 집진실(50)에 밀봉하여 포집하고, 집진실(50) 내부의 공기를 흡인하도록 구성하면, 흡인하는 공기량을 일정하게 유지한 채, 하우징 부재(2)의 내부에 잔류된 분진이, 액추에이터 하우징의 임의의 간극으로부터 분진이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 각 실시 형태에 기재된 범위로는 한정되지 않는다. 상기 각 실시 형태에는 다양한 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능하다.

[방진 벨트의 개량]

예를 들어, 종래 기술에 관한 방진 벨트(29, 30)는, 도 8 중의 (a)에 도시한 바와 같이 하우징 부재(2)와의 고정을 실현하기 위한 설치 구멍(120)을 갖고 있지만, 이 설치 구멍(120)에 대해서는, 설치나 가공의 용이성으로부터, 방진 벨트(29, 30)의 중앙측으로 치우친 위치에 형성되어 있었다.

그러나, 도 8의 (a)에 도시하는 위치에 설치 구멍(120)을 형성한 경우에는, 도 8 중의 (b)에 도시한 바와 같이, 방진 벨트(29, 30)의 폭 방향에서 이완이 발생해 버려, 하우징 부재(2)와 방진 벨트(29, 30) 사이의 밀봉 성능이 저하되어 버린다고 하는 위험성이 있었다.

따라서, 본 발명자들은, 도 9에 도시한 바와 같이 설치 구멍(121)의 각각을 방진 벨트(29, 30)의 단부 위치로 치우치게 하여 형성하는 개량을 실시하는 것으로 하였다. 특히, 설치 구멍(121)은 방진 벨트(29, 30)의 양단부측에 한 쌍씩 합계 4개소 형성되는 경우가 많으므로, 본 개량과 같이 설치 구멍(121)을 방진 벨트(29, 30)의 단부 위치로 치우치게 하여 형성하는 구성은, 설치 구멍(121)이 방진 벨트(29, 30)의 4 코너를 끌어당기는 형태로 고정하게 되므로, 매우 바람직한 형태이다. 이러한 구성의 채용에 의해, 하우징 부재(2)와 방진 벨트(29, 30) 사이의 밀봉 성능을, 종래 기술에 비해 비약적으로 향상시키는 것이 가능하게 되었다.

[롤러의 개량]

또한, 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)에 있어서는, 이동 스테이지(4)에 설치되는 방진 벨트(29, 30)의 우회 수단으로서, 이동 스테이지(4)로부터 수평으로 돌출되는 회전 가능한 롤러(61 내지 66)가 채용되어 있다. 그리고, 종래 기술의 경우, 이 롤러(61 내지 66)에는 금속 재료만으로 형성된 금속 롤러가 채용되어 있었다.

그러나, 수지 재료로 이루어지는 방진 벨트(29, 30)와, 금속 재료로 이루어지는 롤러(61 내지 66)가, 특히 고속으로 반복해서 미끄럼 이동을 반복하면, 텐션의 상승과 속도 상승이 서로 어울려, 방진 벨트(29, 30)에 오염물이 부착되는 것이 명백해졌다.

이 현상으로부터, 발명자들은, 특히 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터(1)를 고속 구동했을 때에, 오염물 발생이라고 하는 관점에서 수지제의 방진 벨트(29, 30)와 금속제의 롤러(61 내지 66)의 상성이 나쁜 것을 발견하였다. 그리고, 발명자들은 예의 연구를 행한 결과, 롤러(61 내지 66)의 롤러 표면을 수지 재료로 형성하여, 수지끼리 미끄럼 이동 동작을 행하게 함으로써, 오염물의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견하였다.

이상으로부터, 우회 수단으로서 이동 스테이지(4)에 설치되는 롤러(61 내지 66)에 대해서는, 적어도 롤러 표면이 수지 재료에 의해 구성되어 있는 것이 적합하다. 구체적인 실현 수단으로서는, 금속 재료로 이루어지는 롤러에 대해 수지 커버를 압입함으로써, 롤러 표면을 수지 재료로 구성할 수도 있고, 롤러 자체를 수지 재료로 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성의 채용에 의해, 방진 벨트(29, 30)나 롤러(61 내지 66)에 부착되는 오염물을 억제할 수 있으므로, 분진의 발생을 억제한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터를 얻을 수 있다.

이상과 같은 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 특허청구의 범위의 기재로부터 명백하다.

1 : 종래 기술에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터
2 : 하우징 부재
3 : 볼 나사
4 : 이동 스테이지
5 : 구동 모터
7, 8 : 흡기용 덕트
7b, 8b : 덕트용 흡기구
21 : 수평 기판
22, 23 : 수직 측판
22a, 23a : 수평 상판 부분
22b, 23b : 하우징 흡기구
24, 25 : 단부 블록
26 : 중앙 구획판
27, 28 : 개구부
29, 30 : 방진 벨트
31 : 리니어 가이드 레일
41 : 너트 블록
42 : 하부 플레이트
43 : 중간 플레이트
44 : 상부 플레이트
50 : 집진실
51 : 연통 구멍
52 : 흡기구
53 : 팬(배기 수단)
61, 62, 63, 64, (65), 66 : 롤러
100 : 제1 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터
105a, 105b : 엔드 플레이트 커버
106a, 106b : 단부측 플레이트
107a, 107b : 상면측 플레이트
108a, 108b, 109a, 109b : 측면측 플레이트
110a, 110b : 수직 하강 플레이트
111a, 111b : 탄성 부재
120 : (종래 기술에 관한) 설치 구멍
121 : (본 발명에 관한) 설치 구멍
200 : 제2 실시 형태에 관한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터

Claims (17)

1. 볼 나사와,
   상기 볼 나사에 결합하는 볼 나사 너트를 갖고, 상기 볼 나사의 회전 운동에 수반하여 상기 볼 나사의 축방향으로 왕복 직선 운동 가능하게 되는 이동 스테이지와,
   적어도 상기 볼 나사를 덮어서 설치되는 하우징 부재와,
   상기 이동 스테이지의 이동 궤적을 따라서 상기 하우징 부재에 형성되는 개구부와,
   상기 개구부를 봉쇄하기 위해 상기 하우징 부재의 내측에 배치되는 방진 벨트를 구비하고,
   상기 방진 벨트에 의한 상기 개구부의 봉쇄를 유지하면서 상기 이동 스테이지의 상기 개구부에 따른 이동을 실현하기 위해, 상기 이동 스테이지와 중첩하는 위치에 있는 상기 방진 벨트를 우회시키기 위한 우회 수단을 상기 이동 스테이지에 설치한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서,
   상기 하우징 부재의 단부측을 덮는 엔드 플레이트 커버를 구비하고,
   상기 엔드 플레이트 커버는 상기 하우징 부재의 단부측을 덮는 단부측 플레이트와, 상기 하우징 부재의 상면측을 덮는 상면측 플레이트와, 상기 단부측 플레이트와 상기 상면측 플레이트에 접속하는 동시에 상기 하우징 부재의 측면측을 덮는 측면측 플레이트에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 엔드 플레이트 커버는 상기 하우징 부재와 접하는 개소에 탄성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 엔드 플레이트 커버는 상기 하우징 부재의 상면측을 덮는 상면측 플레이트에 의해 형성되는 플랜지부를 갖는 구성으로 되어 있고, 당해 플랜지부의 상면측 플레이트가 상기 하우징 부재에 배치된 상기 방진 벨트의 배치 개소와 대향으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
4. 볼 나사와,
   상기 볼 나사에 결합하는 볼 나사 너트를 갖고, 상기 볼 나사의 회전 운동에 수반하여 상기 볼 나사의 축방향으로 왕복 직선 운동 가능하게 되는 이동 스테이지와,
   적어도 상기 볼 나사를 덮어서 설치되는 하우징 부재와,
   상기 이동 스테이지의 이동 궤적을 따라서 상기 하우징 부재에 형성되는 개구부와,
   상기 개구부를 봉쇄하기 위해 상기 하우징 부재의 내측에 배치되는 방진 벨트를 구비하고,
   상기 방진 벨트에 의한 상기 개구부의 봉쇄를 유지하면서 상기 이동 스테이지의 상기 개구부에 따른 이동을 실현하기 위해, 상기 이동 스테이지와 중첩하는 위치에 있는 상기 방진 벨트를 우회시키기 위한 우회 수단을 상기 이동 스테이지에 설치한 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터에 있어서,
   상기 하우징 부재의 단부측은, 상기 하우징 부재의 내부의 분진이 누설되지 않도록 기밀하게 설치되어 있는 집진 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
5. 제4항에 있어서, 상기 집진 수단은 상기 하우징 부재의 단부에 기밀하게 형성된 집진실과, 상기 집진실의 내부와 상기 하우징 부재의 내부를 연통하는 연통 구멍과, 상기 집진실의 내부의 분진을 배출하는 흡인구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
6. 제5항에 있어서, 상기 연통 구멍에는 배기 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
7. 제6항에 있어서, 상기 배기 수단은 팬인 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방진 벨트는 상기 하우징 부재와의 고정을 실현하기 위한 설치 구멍을 갖고 있고,
   당해 설치 구멍은 적어도 상기 방진 벨트의 양단부측에 한 쌍씩 합계 4개소 형성되는 동시에, 상기 설치 구멍의 각각이 상기 방진 벨트의 단부 위치로 치우치게 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 스테이지에 설치된 상기 우회 수단은 회전 가능한 상태로 설치되는 동시에 상기 방진 벨트가 걸쳐지는 복수의 롤러를 갖고 있고,
   상기 복수의 롤러는 적어도 롤러 표면이 수지 재료에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
10. 제8항에 있어서, 상기 이동 스테이지에 설치된 상기 우회 수단은 회전 가능한 상태로 설치되는 동시에 상기 방진 벨트가 걸쳐지는 복수의 롤러를 갖고 있고,
    상기 복수의 롤러는 적어도 롤러 표면이 수지 재료에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 방진 기구가 구비된 리니어 액추에이터.
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