KR101687800B1 - 리니어 스테이지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 스테이지에 관한 것으로, 가이드 레일 블럭(110), 가이드 레일(120), 이동 블럭(130), 볼 가이드(140), 엔드 플레이트(160), 볼 스크류(170), 제 1 엔드 블럭(180) 및 제 2 엔드 블럭(183)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 상기 가이드 레일 블럭(110)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)이 형성되도록 압출 성형되고, 상기 이동 블럭(130)은 상기 볼 가이드 장착홈(132)이 형성되도록 압출 성형되며, 상기 가이드 레일(120)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)에, 상기 볼 가이드(140)는 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되고, 상기 볼 지지 함몰부(121) 및 상기 볼 가이드 함몰홈(141)이 각각 가공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지(100)에 관한 것이다.

Description

리니어 스테이지{Linear Stage}
본 발명은 리니어 스테이지에 관한 것으로, 길이 방향을 따라 가이드 레일 장착홈(112)이 내측면에 형성되어 있는 측벽부(111)가 양 측에 각각 형성되어 있는 가이드 레일 블럭(110);과, 상기 가이드 레일 장착홈(112)에 각각 압설되어 설치되며, 마주 보는 내측에 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 지지 함몰부(121)가 가공되어 있는 가이드 레일(120);과, 중앙에 볼 스크류 설치공(131)이 형성되어 있고, 양 측면에는 길이방향을 따라 볼 가이드 장착홈(132)이 각각 형성되어 있으며, 양 측에 볼 이동 통공(133)이 상기 볼 가이드 장착홈(132)과 평행으로 타공되어 있는 이동 블럭(130);과, 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되며, 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 가이드 함몰홈(141)이 형성되어 있는 볼 가이드(140);와, 상기 이동 블럭(130)의 전방과 후방에 각각 결합되며, 중앙에는 스크류 통공(163)이 형성되어 있고, 상기 볼 이동 통공(133)을 통과한 다수 개의 베어링 볼(B)이 상기 볼 지지 함몰부(121)와 상기 볼 가이드 함몰홈(141) 사이로 또는 그 반대 방향으로 유도되어 들어가도록 형성된 리턴홈(162)이 양측에 각각 형성되어 있는 엔드 플레이트(160);와, 상기 볼 스크류 설치공(131)에 삽입되어 결합되는 볼 스크류 너트(171)와, 상기 볼 스크류 너트(171)에 회전 가능하게 결합되는 볼 스크류 볼트(175)를 포함하여 구성되는 볼 스크류(170);와, 상기 가이드 레일 블럭(110)의 일 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 일 말단을 회전 가능하게 지지하는 제 1 엔드 블럭(180);과, 상기 가이드 레일 블럭(110)의 타 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단을 회전 가능하게 지지하는 제 2 엔드 블럭(183);과, 상기 제 2 엔드 블럭(183)에 설치되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단에 회전 구동력을 제공하는 스크류 구동 수단(190);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 가이드 레일 블럭(110)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)이 형성되도록 압출 성형되고, 상기 이동 블럭(130)은 상기 볼 가이드 장착홈(132)이 형성되도록 압출 성형되며, 상기 가이드 레일(120)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)에, 상기 볼 가이드(140)는 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되고, 상기 볼 지지 함몰부(121) 및 상기 볼 가이드 함몰홈(141)이 각각 가공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지(100)에 관한 것이다.
통상적으로 자동화 공정이나 로봇 등에서 직선 운동을 구현하는 스테이지를 제공하기 위하여 사용되는 리니어 스테이지의 경우, 스텝 모터나 서보 모터 등의 회전 구동력을 직선 구동력으로 변환하기 위한 볼 스크류와, 리니어 가이드를 조립하여 제작하는 경우가 대부분이다.
그러나, 이러한 볼스크류와 리니어 가이드의 결합으로 기존 발명의 경우 볼 스크류는 대부분의 경우 그 규격이 표준 규격으로 정하여져 있어 다양한 사용환경에 적합하도록 구성되기가 어려우며, 특히 리니어 가이드롸 서로 결합되는 경우, 결합 부위의 구성에 제약이 발생하여 전체적인 리니어 스테이지의 높이가 높아질 수밖에 없어, 설치 공간에 제약을 받게 되는 것은 물론, 스트로크 강성이나 구조적 강성을 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이에 더하여, 가장 큰 문제점으로는 하기 특허문헌 1과 같은 기존 리니어 스테이지의 경우 그 강성 및 정밀도의 확보가 대단히 중요하며, 이를 위하여 선형적으로 연장하는 레일과, 레일을 따라 슬라이딩할 수 있는 슬라이드 유닛을 포함하며, 레일은 서로 예각으로 배치되는 편평한 제 1 및 제 2 레일면을 갖고, 슬라이드 유닛은 슬라이드 유닛 본체와, 슬라이드 유닛 본체에 구비되며 각각 제 1 및 제 2 레일면 상에서 구르는 제 1 및 제 2 니들 롤러 베어링과, 제 1 및 제 2 니들 롤러 베어링을 회전 가능하게 각각 지지하며 슬라이드 유닛의 이동방향에 직각 방향으로 연장하는 제 1 및 제 2 지지축을 포함하는 것과 같은 복잡한 구성을 채택하거나, 부하가 걸리는 가이드 레일 및 이송블록을 고강성을 지니는 재질로 제작하여야만 한다는 문제점이 있었다. 특히, 리니어 가이드 전체를 고강성을 가지는 재질로 제작하는 경우 그 제작이 어렵고 제작비용이 증가하는 것은 물론, 중량의 증가로 인하여 고속 작동이 어렵다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 등록특허 10-0476492
본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 리니어 스테이지의 높이를 낮게 제작하는 것이 가능하여 스트로크 안정성 및 토크 강성이 증가될 수 있는 리니어 스테이지를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 중량이 가벼운 소재를 이용하여 가이드 레일 블럭 및 이송 블럭을 압출 등의 공법을 통하여 제조한 후, 강도와 정밀도가 요구되는 가이드레일과 볼 가이드 레일은 강성이 높은 재질로 압설한 후 정밀 가공하도록 하여, 높은 정밀도와 강성을 유지하면서도 전체적인 중량을 획기적으로 감소시키는 것이 가능하여 고속 작동에 유리하면서도 생산성 및 생산 비용에 대단히 유리한 리니어 스테이지를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지는, 길이 방향을 따라 가이드 레일 장착홈(112)이 내측면에 형성되어 있는 측벽부(111)가 양 측에 각각 형성되어 있는 가이드 레일 블럭(110);과, 상기 가이드 레일 장착홈(112)에 각각 압설되어 설치되며, 마주 보는 내측에 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 지지 함몰부(121)가 가공되어 있는 가이드 레일(120);과, 중앙에 볼 스크류 설치공(131)이 형성되어 있고, 양 측면에는 길이방향을 따라 볼 가이드 장착홈(132)이 각각 형성되어 있으며, 양 측에 볼 이동 통공(133)이 상기 볼 가이드 장착홈(132)과 평행으로 타공되어 있는 이동 블럭(130);과, 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되며, 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 가이드 함몰홈(141)이 형성되어 있는 볼 가이드(140);와, 상기 이동 블럭(130)의 전방과 후방에 각각 결합되며, 중앙에는 스크류 통공(163)이 형성되어 있고, 상기 볼 이동 통공(133)을 통과한 다수 개의 베어링 볼(B)이 상기 볼 지지 함몰부(121)와 상기 볼 가이드 함몰홈(141) 사이로 또는 그 반대 방향으로 유도되어 들어가도록 형성된 리턴홈(162)이 양측에 각각 형성되어 있는 엔드 플레이트(160);와, 상기 볼 스크류 설치공(131)에 삽입되어 결합되는 볼 스크류 너트(171)와, 상기 볼 스크류 너트(171)에 회전 가능하게 결합되는 볼 스크류 볼트(175)를 포함하여 구성되는 볼 스크류(170);와, 상기 가이드 레일 블럭(110)의 일 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 일 말단을 회전 가능하게 지지하는 제 1 엔드 블럭(180);과, 상기 가이드 레일 블럭(110)의 타 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단을 회전 가능하게 지지하는 제 2 엔드 블럭(183);과, 상기 제 2 엔드 블럭(183)에 설치되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단에 회전 구동력을 제공하는 스크류 구동 수단(190);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 가이드 레일 블럭(110)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)이 형성되도록 압출 성형되고, 상기 이동 블럭(130)은 상기 볼 가이드 장착홈(132)이 형성되도록 압출 성형되며, 상기 가이드 레일(120)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)에, 상기 볼 가이드(140)는 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되고, 상기 볼 지지 함몰부(121) 및 상기 볼 가이드 함몰홈(141)이 각각 가공되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔드 플레이트(160)는, 상기 이동 블럭(130)의 전방 하측과 후방 하측에 각각 결합되며, 상기 리턴홈(162)이 각각 형성되어 있는 제 1 엔드 플레이트(161a) 및 제 2 엔드플레이트(161b);과, 상기 이동 블럭(130)의 전방 상측과 후방 상측에 각각 결합되는 상측 엔드플레이트(161c); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되, 상기 상측 엔드플레이트(161c)는 상기 상측 엔드플레이트(161c)의 내측에 상기 이동 블럭(130)방향이 개방되어 형성되는 저유 공간부(160c1)와, 상기 상측 엔드플레이트(161c)에서 상기 저유 공간부(160c1)로 주유가 가능하도록 관통 형성된 주유공(160c2)과, 상기 저유 공간부(160c1)에 삽입되어 설치되며, 윤활제를 함침하여 보유하는 저유 탄성 다공체(160c3)와, 상기 상측 엔드플레이트(161c)의 양 측면에서 하측으로 관통되어 형성되는 주유 통공(160c4)과, 상기 주유 통공(160c4)에 삽입되어 설치되며, 상기 제 1 엔드 플레이트(161a) 및 제 2 엔드플레이트(161b)의 각각의 리턴홈(162)으로 상기 윤활제를 전달하는 주유 탄성 다공체(160c5)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동 블럭(130)의 하면에 형성된 볼 스크류 체결공(131a);과, 상기 볼 스크류 너트(171)의 하면에 형성된 고정 핀공(173); 을 더포함하여 구성되며, 상기 볼 스크류 너트(171)는 상기 볼 스크류 체결공(131a)과 상기 고정 핀공(173)에 설치되는 고정 수단(미도시)에 의하여 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동 블럭(130)은, 상기 이동 블럭(130)의 양 측면에서 각각 확장되어 형성되며, 상측으로 연장된 상측 연장부(135a)가 형성된 확장 윙(135); 을 더포함하여 구성되고, 상기 볼 스크류 설치공(131)은 상측과 하측에 각각 편평부(131b)가 더 형성되어 있으며, 상기 볼 스크류 너트(171)의 상측과 하측에도 각각 함몰 편평부(172)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 각각의 상기 상측 연장부(135a) 사이에 위치하면서 상기 제 1 엔드 블럭(180) 및 상기 제 2 엔드 블럭(183)에 결합되는 상부 커버(186); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 리니어 스테이지의 높이를 낮게 제작하는 것이 가능하여 스트로크 안정성 및 토크 강성이 증가된다는 장점이 있다.
또한, 중량이 가벼운 소재를 이용하여 가이드 레일 블럭 및 이송 블럭을 압출 등의 공법을 통하여 제조한 후, 강도와 정밀도가 요구되는 가이드레일과 볼 가이드 레일은 강성이 높은 재질로 압설한 후 정밀 가공하도록 하여, 높은 정밀도와 강성을 유지하면서도 전체적인 중량을 획기적으로 감소시키는 것이 가능하여 고속 작동에 유리하면서도 생산성 및 생산 비용에 대단히 유리한 리니어 스테이지를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 전체 외관 사시도.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 전체 분해 사시도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 주요부 분해 사시도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 주요부 외관 사시도.
도 5: 본 발명의 다른 실시예에 의한 리니어 스테이지의 주요부 분해 사시도.
도 6: 본 발명의 다른 실시예에 의한 리니어 스테이지의 전체 외관 사시도.
도 7: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 주요부 작동 구성 모식도.
도 8: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 가이드레일 블럭에의 가이드레일 압설 및 가공과정을 나타내는 모식도.
도 9: 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지의 상측 엔드플레이트의 구성을 나타내는 도면.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 스테이지를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 스테이지는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이 크게, 가이드 레일 블럭(110), 가이드 레일(120), 이동 블럭(130), 볼 가이드(140), 엔드 플레이트(160), 볼 스크류(170), 제 1 엔드 블럭(180) 및 제 2 엔드 블럭(183)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 가이드 레일 블럭(110)에 관하여 설명한다. 상기 가이드 레일 블럭(110)은 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 길이 방향을 따라 가이드 레일 장착홈(112)이 내측면에 형성되어 있는 측벽부(111)가 양 측에 각각 형성되어 있으며, 통상적으로 "U"자형의 단면을 가지도록 형성된다. 이 경우, 후술하는 것과 같이 상기 이송 블럭(130) 내에 상기 볼 스크류(170)의 볼 스크류 너트(171)가 삽입되어 설치되는 구성에 의하여 전체적인 상기 이송 블럭(130)의 높이를 낮추는 것이 가능하기에, 상기 측벽부(111)의 높이는 상기 가이드 레일 블럭(110)의 폭에 비하여 낮은 높이를 가지는 것이 가능하게 되어 스트로크 안정성 및 토크 강성이 증가된다.
이 경우, 상기 가이드 레일 블럭(110)은 다양한 가공 방법에 의하여 제작될 수 있으며, 그 일 실시예로 상기 가이드 레일 블럭(110)은 도 8에서 (a)에 나타낸 것과 같이 상기 가이드 레일 장착홈(112)이 형성되도록 압출 성형되도록 하여 제작 비용 및 제작 효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우 상기 가이드 레일 블럭(110)은 알루미늄을 포함하는 비교적 가벼운 비중을을 가지는 경합금으로 제작하는 것이 가능하므로, 가벼운 중량으로 구성되는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 가이드 레일(120)에 관하여 설명한다. 상기 가이드 레일(120)은 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 가이드 레일 장착홈(112)에 각각 압설되어 설치되며, 마주 보는 내측에 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 지지 함몰부(121)가 가공되어 있다. 이 경우, 상기 가이드 레일(120)의 상기 볼 지지 함몰부(121)는 도 7에 나타낸 것과 같이, 베어링 볼(B)의 일부가 삽입되어 굴러가게 된다.
한편, 상기 가이드 레일(120)은 베어링 볼(B)이 일부 삽입되어 구동 부하를 지지하는 특징에 의하여, 높은 강성과 함께 높은 가공 정밀도를 요하게 된다. 이러한 특성을 가지는 상기 가이드 레일(120)을 상기 가이드 레일 장착홈(112)에 설치하고 제작하는 실시예로는 다양한 실시예가 가능하며, 그 일실시예로는 상기 가이드 레일(120)은 도 8에서 (B)에 나타낸 것과 같이 상기 가이드 레일 장착홈(112)에각각 압설되어 설치된 후, 도 8에서 (C)에 나타낸 것과 같이 상기 볼 지지 함몰부(121)를 씨엔씨(CNC) 가공들을 통하여 정밀하게 가공하도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 이동 블럭(130)에 관하여 설명한다. 상기 이동 블럭(130)은 도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 중앙에 볼 스크류 설치공(131)이 형성되어 있고, 양 측면에는 길이방향을 따라 볼 가이드 장착홈(132)이 각각 형성되어 있다. 또한, 상기 이동 블럭(130)은 도 4 및 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 베어링 볼(B)이 이동하여 회송될 수 있도록 형성되는 볼 이동 통공(133)이 양 측에 상기 볼 가이드 장착홈(132)과 평행으로 타공되어 있다.
이 경우, 상기 이동 블럭(130)은 상기 볼 스크류 너트(171)가 내부에 고정 설치 될 수 있을 정도의 높이만 확보되어 가지면 되므로, 그 높이를 낮출 수 있어 전체적으로 본 발명의 리니어 스테이지(100)의 높이를 낮게 구성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 이동 블럭(130)은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 또 다른 실시예로는 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 이동 블럭(130)은, 상기 이동 블럭(130)의 양 측면에서 각각 확장되어 형성되며, 상측으로 연장된 상측 연장부(135a)가 형성된 확장 윙(135)을 더 포함하여 구성되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 볼 스크류 설치공(131)은 상측과 하측에 각각 편평부(131b)가 더 형성되어 있으며, 상기 볼 스크류 너트(171)의 상측과 하측에도 각각 함몰 편평부(172)가 형성되어 있도록 하여, 상기 볼 스크류 너트(171)가 상기 이동 블럭(130)에 대하여 회전되지 않도록 고정되어 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 이동 블럭(130)이 확장 윙(135)을 더 포함하여 구성되는 경우, 상기 가이드 레일 블럭(110) 내부의 작동 요소들에 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있도록, 도 8에 나타낸 것과 같이 각각의 상기 상측 연장부(135a) 사이에 위치하면서 상기 제 1 엔드 블럭(180) 및 상기 제 2 엔드 블럭(183)에 결합되는 상부 커버(186)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 볼 가이드(140)에 관하여 설명한다. 상기 볼 가이드(140)는 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되며, 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 가이드 함몰홈(141)이 형성되어 있다. 이 경우, 상기 볼 가이드 함몰홈(141)은 도 7에 나타낸 것과 같이, 베어링 볼(B)의 일부가 삽입되어 굴러가게 된다. 따라서, 상기 볼 가이드(140) 역시 베어링 볼(B)이 일부 삽입되어 구동 부하를 지지하는 특징에 의하여, 높은 강성과 함께 높은 가공 정밀도를 요하게 된다. 이러한 특성과 함께 고속 작동에 유리하도록 강성은 유지하면서도 상기 이동 블럭(130)의 무게를 줄일 수 있도록, 상기 이동 블럭(130)과 상기 볼 가이드(140) 역시 상기 가이드 레일 블럭(110)과 가이드 레일(120)의 경우와 같이, 상기 이동 블럭(130)은 상기 볼 가이드 장착홈(132)이 형성되도록 압출 성형되며, 상기 볼 가이드(140)는 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되고, 상기 볼 가이드 함몰홈(141)이 씨엔씨(CNC) 가공등을 통하여 정밀 가공되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 엔드 플레이트(160)에 관하여 설명한다. 상기 엔드 플레이트(160)는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 이동 블럭(130)의 전방과 후방에 각각 결합되며, 중앙에는 스크류 통공(163)이 형성되어 있고, 도 3 및 도 7에 나타낸 것과 같이 상기 볼 이동 통공(133)을 통과한 다수 개의 베어링 볼(B)이 상기 볼 지지 함몰부(121)와 상기 볼 가이드 함몰홈(141) 사이로 또는 그 반대 방향으로 유도되어 들어가도록 형성된 리턴홈(162)이 양측에 각각 형성되어 있다. 이 경우, 상기 베어링 볼(B)의 이탈을 방지하고 좀 더 견고한 상기 리턴홈(162)의 형성을 위하여 상기 엔드 플레이트(160)에는 도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 같이 상기 리턴홈(162)의 외측에 형성되는 돌출부(161)가 더 포함될 수 있다. 한편, 이 경우, 상기 베어링 볼(B)이 상기 리턴홈(162)을 따라 원활하게 유도되어 이동할 수 있도록, 상기 리턴홈(162)에는 도 3 및 도 7에 나타낸 것과 같이 중심부에 함몰부(151)가 형성되어 있는 볼 리턴 가이드(150)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 리턴홈(162)은 이동 방향이 180°바뀌는 상기 베어링 볼(B)을 유도하게 되므로, 계속적으로 강한 충경이 발생하게 되며, 마모 등에 의한 유지 보수 및 교환이 필요할 수 있다. 이러한 경우, 좀더 용이한 유지/보수 및 교환을 위하여, 상기 엔드 플레이트(160)는 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 이동 블럭(130)의 전방 하측과 후방 하측에 각각 결합되며, 상기 리턴홈(162)이 각각 형성되어 있는 제 1 엔드 플레이트(161a) 및 제 2 엔드플레이트(161b)와, 상기 이동 블럭(130)의 전방 상측과 후방 상측에 각각 결합되는 상측 엔드플레이트(161c)를 포함하여 구성되도록 하여, 파손이나 교환이 필요한 부분만을 독자적으로 교환하는 것이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 베어링 볼(B)의 원활한 구동을 위하여 윤활유나 그리스 등의 윤활제를 계속적으로 공급할 필요가 있다. 이러한 윤활제의 공급을 위하여, 상기 상측 엔드플레이트(161c)는 도 9에 나타낸 것과 같이, 상기 상측 엔드플레이트(161c)의 내측에 상기 이동 블럭(130)방향이 개방되어 형성되는 저유 공간부(160c1)와, 상기 상측 엔드플레이트(161c)에서 상기 저유 공간부(160c1)로 주유가 가능하도록 관통 형성된 주유공(160c2)과, 상기 저유 공간부(160c1)에 삽입되어 설치되며, 윤활제를 함침하여 보유하는 저유 탄성 다공체(160c3)와, 상기 상측 엔드플레이트(161c)의 양 측면에서 하측으로 관통되어 형성되는 주유 통공(160c4)과, 상기 주유 통공(160c4)에 삽입되어 설치되며, 상기 제 1 엔드 플레이트(161a) 및 제 2 엔드플레이트(161b)의 각각의 리턴홈(162)으로 상기 윤활제를 전달하는 주유 탄성 다공체(160c5)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 볼 스크류(170)에 관하여 설명한다. 상기 볼 스크류(170)는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 볼 스크류 설치공(131)에 삽입되어 결합되는 볼 스크류 너트(171)와, 상기 볼 스크류 너트(171)에 회전 가능하게 결합되는 볼 스크류 볼트(175)를 포함하여 구성된다. 이 경우, 상기 볼 스크류 너트(171)는 상기 이동 블럭(130)에 대하여 회전하지 않도록 고정되어 설치되어야 하며, 이를 위하여 도 3에 나타낸 것과 같이 상기 이동 블럭(130)의 하면에 형성된 볼 스크류 체결공(131a)과, 상기 볼 스크류 너트(171)의 하면에 형성된 고정 핀공(173)을 더포함하여 구성되며, 상기 볼 스크류 너트(171)는 상기 볼 스크류 체결공(131a)과 상기 고정 핀공(173)에 설치되는 고정 수단(미도시)에 의하여 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 1 엔드 블럭(180) 및 제 2 엔드 블럭(183)에 관하여 설명한다. 상기 제 1 엔드 블럭(180) 및 제 2 엔드 블럭(183)은 상기 볼스크류 볼트(175)의 양 말단을 회전 가능하게 지지하는 기능을 가진다. 이러한 기능을 구형하기 위하여 제 1 엔드 블럭(180)은 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이 상기 가이드 레일 블럭(110)의 일 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 일 말단을 회전 가능하게 지지하며, 제 2 엔드 블럭(183)은 상기 가이드 레일 블럭(110)의 타 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단을 회전 가능하게 지지한다. 한편, 상기 볼스크류 볼트(175)의 원활한 회전 및 지지를 위하여 상기 제 1 엔드 블럭(180)은 제 1 지지 베어링 설치공(182)에 설치되는 제 1 스크류 지지 베어링(181)을 더 포함하고, 상기 제 2 엔드 블럭(183)은 제 2 지지 베어링 설치공(185)에 설치되는 제 2 스크류 지지 베어링(184)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 볼 스크류(170)를 작동시키기 위하여 상기 볼 스크류 볼트(175)를 구동하기 위하여, 상기 제 2 엔드 블럭(183)에 설치되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단에 회전 구동력을 제공하는 스크류 구동 수단(190)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이상, 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 리니어 스테이지
110: 가이드 레일 블럭
111: 측벽부 112: 가이드 레일 장착홈
120: 가이드 레일
121: 볼 지지 함몰부
130: 이동 블럭
131: 볼 스크류 설치공 131a: 볼 스크류 체결공
131b: 편평부
132: 볼 가이드 장착홈
133: 볼 이동 통공
134: 블럭 체결공 135: 확장 윙
136: 체결공
140: 볼 가이드 레일
141: 볼 가이드 함몰홈
150: 볼 리턴 가이드 151: 함몰부
160: 엔드 플레이트
160a: 제 1 엔드 플레이트 160b: 제 2 엔드 플레이트
160c: 상측 엔드플레이트
160c1: 저유 공간부 160c2: 주유공
160c3: 저유 탄성 다공체 160c4: 주유 통공
160c5: 주유 탄성 다공체
161: 돌출부 162: 리턴홈
163: 스크류 통공
170: 볼 스크류 171: 볼 스크류 너트
172: 함몰 편평부 173: 고정 핀공
175: 볼 스크류 볼트
180: 제 1 엔드 블럭 181: 제 1 스크류 지지 베어링
182: 제 1 지지 베어링 설치공
183: 제 2 엔드 블럭 184: 제 2 스크류 지지 베어링
185: 제 2 지지 베어링 설치공
186: 상부 커버
190: 스크류 구동 수단 191: 구동축
192: 커플링
B: 베어링 볼

Claims (5)

  1. 길이 방향을 따라 가이드 레일 장착홈(112)이 내측면에 형성되어 있는 측벽부(111)가 양 측에 각각 형성되어 있는 가이드 레일 블럭(110);
    상기 가이드 레일 장착홈(112)에 각각 압설되어 설치되며, 마주 보는 내측에 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 지지 함몰부(121)가 가공되어 있는 가이드 레일(120);
    중앙에 볼 스크류 설치공(131)이 형성되어 있고, 양 측면에는 길이방향을 따라 볼 가이드 장착홈(132)이 각각 형성되어 있으며, 양 측에 볼 이동 통공(133)이 상기 볼 가이드 장착홈(132)과 평행으로 타공되어 있는 이동 블럭(130);
    상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되며, 그 단면이 반원의 일부인 형상을 가지는 볼 가이드 함몰홈(141)이 형성되어 있는 볼 가이드(140);
    상기 이동 블럭(130)의 전방과 후방에 각각 결합되며, 중앙에는 스크류 통공(163)이 형성되어 있고, 상기 볼 이동 통공(133)을 통과한 다수 개의 베어링 볼(B)이 상기 볼 지지 함몰부(121)와 상기 볼 가이드 함몰홈(141) 사이로 또는 그 반대 방향으로 유도되어 들어가도록 형성된 리턴홈(162)이 양측에 각각 형성되어 있는 엔드 플레이트(160);
    상기 볼 스크류 설치공(131)에 삽입되어 결합되는 볼 스크류 너트(171)와, 상기 볼 스크류 너트(171)에 회전 가능하게 결합되는 볼 스크류 볼트(175)를 포함하여 구성되는 볼 스크류(170);
    상기 가이드 레일 블럭(110)의 일 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 일 말단을 회전 가능하게 지지하는 제 1 엔드 블럭(180);
    상기 가이드 레일 블럭(110)의 타 말단에 결합되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단을 회전 가능하게 지지하는 제 2 엔드 블럭(183);
    상기 제 2 엔드 블럭(183)에 설치되며, 상기 볼 스크류 볼트(175)의 타 말단에 회전 구동력을 제공하는 스크류 구동 수단(190);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
    상기 가이드 레일 블럭(110)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)이 형성되도록 압출 성형되고,
    상기 이동 블럭(130)은 상기 볼 가이드 장착홈(132)이 형성되도록 압출 성형되며,
    상기 가이드 레일(120)은 상기 가이드 레일 장착홈(112)에, 상기 볼 가이드(140)는 상기 볼 가이드 장착홈(132)에 각각 압설되어 설치되고,
    상기 볼 지지 함몰부(121) 및 상기 볼 가이드 함몰홈(141)이 각각 가공되어 형성되는 것을 특징으로 하되,
    상기 엔드 플레이트(160)는,
    상기 이동 블럭(130)의 전방 하측과 후방 하측에 각각 결합되며, 상기 리턴홈(162)이 각각 형성되어 있는 제 1 엔드 플레이트(161a) 및 제 2 엔드플레이트(161b);
    상기 이동 블럭(130)의 전방 상측과 후방 상측에 각각 결합되는 상측 엔드플레이트(161c); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
    상기 상측 엔드플레이트(161c)는,
    상기 상측 엔드플레이트(161c)의 내측에 상기 이동 블럭(130)방향이 개방되어 형성되는 저유 공간부(160c1);
    상기 상측 엔드플레이트(161c)에서 상기 저유 공간부(160c1)로 주유가 가능하도록 관통 형성된 주유공(160c2);
    상기 저유 공간부(160c1)에 삽입되어 설치되며, 윤활제를 함침하여 보유하는 저유 탄성 다공체(160c3);
    상기 상측 엔드플레이트(161c)의 양 측면에서 하측으로 관통되어 형성되는 주유 통공(160c4);
    상기 주유 통공(160c4)에 삽입되어 설치되며, 상기 제 1 엔드 플레이트(161a) 및 제 2 엔드플레이트(161b)의 각각의 리턴홈(162)으로 상기 윤활제를 전달하는 주유 탄성 다공체(160c5)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지(100).
  2. 삭제
  3. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 이동 블럭(130)의 하면에 형성된 볼 스크류 체결공(131a);
    상기 볼 스크류 너트(171)의 하면에 형성된 고정 핀공(173); 을 더포함하여 구성되며, 상기 볼 스크류 너트(171)는 상기 볼 스크류 체결공(131a)과 상기 고정 핀공(173)에 설치되는 고정 수단(미도시)에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지(100).
  4. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 이동 블럭(130)은,
    상기 이동 블럭(130)의 양 측면에서 각각 확장되어 형성되며, 상측으로 연장된 상측 연장부(135a)가 형성된 확장 윙(135); 을 더포함하여 구성되고,
    상기 볼 스크류 설치공(131)은 상측과 하측에 각각 편평부(131b)가 더 형성되어 있으며,
    상기 볼 스크류 너트(171)의 상측과 하측에도 각각 함몰 편평부(172)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지(100).
  5. 청구항 제 4항에 있어서,
    각각의 상기 상측 연장부(135a) 사이에 위치하면서 상기 제 1 엔드 블럭(180) 및 상기 제 2 엔드 블럭(183)에 결합되는 상부 커버(186); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 스테이지(100).
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