KR20020077017A

KR20020077017A - 선형운동 안내유니트

Info

Publication number: KR20020077017A
Application number: KR1020010066289A
Authority: KR
Inventors: 이시하라토요히사
Original assignee: 니혼토무손가부시기가이샤
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-10-11
Also published as: DE60111183T2; EP1245845B1; EP1245845A1; JP4564198B2; JP2002295469A; CN1211593C; US20020141667A1; TW487787B; KR100733486B1; DE60111183D1; CN1378045A; US6520681B2

Abstract

본 선형운동 안내유니트는, 케이싱에 장착되는 부재의 부품 개수를 저감하고, 각 부재의 조립을 삽입식으로 고정하여 소형화에 대응할 수 있도록 한다. 슬라이더는, 케이싱, 그 양 단면에 배치된 엔드 캡 및 틀 형태 케이스로 구성되어 있다. 케이싱은, 내측면에 궤도홈이 형성됨과 동시에 외측면에 오목홈과 리턴로 홈이 형성되어 있다. 엔드 캡에는, 방향전환로가 형성되어 있다. 틀 형태 케이스는, 케이싱의 외측면에 대향하는 측판부와 엔드 캡의 외측 단면에 대향하는 끝판부를 가지고 있다. 측판부의 내측면에는 돌출부가 설치되어 있다. 케이싱, 엔드 캡 및 틀 형태 케이스는, 틀 형태 케이스에 엔드 캡을 배치하고 돌출부를 오목홈에 끼우는 것에 의하여, 상호 일체로 고정된다.

Description

선형운동 안내유니트{Linear motion guide unit}

본 발명은, 각종 로봇, 반도체 제조장치, 정밀기계, 공작기계 등의 각종 기계장치에 적용되는 선형운동(linear motion) 안내유니트에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 로봇, 반도체 제조장치, 정밀기계, 공작기계 등의 각종 기계장치에 적용되는 선형운동 안내유니트는, 궤도(軌道) 레일과 상기 궤도 레일에 놓여져 슬라이드되는 슬라이더(slider)로 구성되어 있다. 또한, 슬라이더는 적어도 케이싱(casing)과 엔드 캡(end cap)으로 구성되어 있다. 종래의 슬라이더는, 케이싱과 엔드 캡이 나사 등으로 고정되어 있었으나, 최근에는, 케이싱과 엔드 캡을 고정구(fastener)가 필요없는 조립체로 구성한 것이 알려지고 있다.

예를 들면, 일본특허 제2936166호 명세서에 개시된 선형운동 안내장치는, 캐리지(carraige)부재와 전향판(轉向板)을 안내 캐리지용 케이싱에 스냅(snap) 연결수단에 의하여 고정하고, 이들의 고정에 설치용 나사를 사용하지 않는 구조로 형성되어 있으며, 캐리지 부재의 양단에서 전향판의 그 단면으로부터의 돌출부를 캐리지 부재의 윗면에 끼우고, 더욱이, 양 전향판의 외측 단면을 둘러싸도록 한 안내 캐리지용 케이싱에 삽입되어 스냅연결수단으로 연결하여 고정하고 있다. 또한, 상기 선형운동 안내장치는, 전동체 순환로(轉動體循環路;a recirculating ball circuit)인 방향전환로와 리턴로(return passage)가 각각의 구성체, 즉 방향전환로가 형성된 전향판과 리턴로가 형성된 안내 캐리지용 케이싱에 분리되어 있고, 캐리지 부재의 윗면에 돌출부를 끼우기 위한 비교적 깊은 오목홈을 설치하며, 또한, 방향전환로와 리턴로의 접속부분의 위치를 일치시키는 것이다. 더욱이, 씨일 판(seal plate)은, 안내 캐리지용 케이싱의 끝판의 외면에 끼워넣는 구조로 구성되어 있다.

또한, 실개소61-133122호 공보에 개시되어 있는 선형 가이드장치는, 슬라이더 바디의 양 단면에 엔드 캡을 배치하고, 그 외면을 둘러싸는 커버를 끼워서 볼트에 의하여 슬라이더 바디, 커버 및 엔드 캡을 고정하는 것이다. 상기 선형 가이드장치는, 전동체 순환로인 방향전환로와 리턴로가 각각의 부재 즉, 방향전환로가 형성되어 있는 엔드 캡, 리턴로가 형성되어 있는 바디 및 커버에 분리되어 형성되어 있다. 커버에는, 엔드 캡 부분인 접촉부가 직접 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 상기 선형 가이드장치는, 슬라이더 바디, 엔드 캡 및 커버를 고정하기 위하여, 고정구인 볼트가 필요하다. 전동체 순환로인 방향전환로와 리턴로는, 방향전환로가 형성되어 있는 엔드 캡과, 리턴로가 형성되어 있는 바디 및 커버의 각각의 구성체에 분리되어 있고, 방향전환로와 리턴로의 접속부분의 위치를 일치시켜서, 전동체 순환로를 매끄럽게 구성할 필요가 있다. 더욱이, 엔드 캡과 커버는, 동일한 합성수지로 제작되어 있다.

또한, 일본특허 제2846050호 명세서에 개시되어 있는 선형 슬라이딩 운동용 베어링은, 슬라이더가 두꺼운 판의 아랫면에 한 쌍의 다리부(脚部)를 일체적으로 형성한 블록(block), 무부하(無負荷) 전동체 전송홈을 구비하여 다리부에 끼워지는 방환체(方環體;annular frame) 및 무부하 전동체 전송홈을 구비한 한 쌍의 플레이트로 구성되어 있다. 방환체는, 다리부의 외측면에 형성되어 있는 홈에 돌기를 끼워서 결합 및 고정되어 있다. 한 쌍의 플레이트는, 방환체의 네 모서리에 있는 핀에 홀을 삽입시킴으로서 끼워져 고정되어 있다. 상기 선형 슬라이딩 운동용 베어링은, 고정구인 볼트를 사용하지 않는 조립체로 구성되고, 다리부의 외측면에 형성된 홈과 방환체가 가진 돌기와의 끼움 및 고정으로 이루어진다. 엔드 씨일(end seal)은, 방환체와 한 쌍의 플레이트와 오목부 내면의 홈에 꽂혀진 구조로 구성되어 있다. 또한, 상기 선형 슬라이딩 운동용 베어링은, 고정구인 볼트를 사용하지 않는 조립체로 구성되어 있지만, 블록은 두꺼운 판으로부터 다리부가 튀어나와 있는 것이다. 방환체와 플레이트로 무부하 전동체 전주(轉走) 홈을 형성하고 있으므로, 슬라이더가 폭이 넓은 형상으로 되고, 폭을 좁힌다면, 다리부의 폭이 좁게 되어, 슬라이더의 강성(剛性)이 저하될 염려가 있다. 홈은 다리부가 시작되는 부분의 모서리부에 형성되고, 방환체는 비교적 두꺼운 부분이므로, 방환체의 돌기부분을 무리하게 눌러넣어 안쪽에 있는 홈에 끼워 맞추지 않으면 안된다.

또한, 특개평4-248018호 공보에 개시된 선형 가이드장치는, 슬라이드식의 블록이 제1블록 부재와 제2블록 부재로 구성되고, 제1블록 부재와 제2블록 부재는, 나사로 고정되어 있다.

또한, 일본특허 제2775129호 명세서에 개시되어 있는 선형 가이드장치에서는, 슬라이더는, 홈 모양의 왕로(往路)가 형성되어 있는 금속제의 제2구성부재, 전동체 순환로가 형성되어 있는 제1구성부재 및 제1구성부재와 제2구성부재의 양 단부 사이에 끼워 넣어지는 한 쌍의 제3구성부재로 구성되어 있다. 상기 선형 가이드장치에서는, 순환로인 복로(復路)와 U자 형상의 통로에 형성된 반전로(反轉路)는,제1구성부재에 주로 형성되어 있고, 구성부재를 나사로 고정하고 있다. 또한, 상기 선형 가이드장치는, 순환로인 복로와 반전로가 제1구성부재에 형성되어, 구성부재를 나사로 고정하고 있기 때문에, 나사 가공 등을 행할 필요가 있다.

본 발명의 목적은, 상기의 과제를 해결하기 위한 것으로, 반도체 장치, 조립장치 등의 여러 종류의 크기, 여러 종류의 형식의 기계장치, 특히, 극히 작은 구조를 가진 형태의 기계장치에 적용하기에 바람직하며, 슬라이더를 구성하는 케이싱 및 엔드 캡과 거푸집 형태의 케이스로 이루어지는 복합부재를 고정하기 위하여, 볼트와 나사를 필요로 하지 않고, 끼움을 위한 깊은 오목홈을 형성할 필요가 없이 상호 끼워 맞추는 형태의 끼움부로 구성되고, 케이싱과 틀 형태 케이스를 서로 끼울 때 케이싱과 엔드 캡에 의한 위치결정 수단으로 아주 정확하게 위치를 일치시키는 것이 가능하며, 가급적 염가로 소형으로 구성함과 동시에, 부품개수를 저감하고, 특히, 볼트와 나사가 필요하지 않으므로 케이싱에 대하여 나사가공이 필요없어 가공공정을 줄임과 동시에 가공을 용이하게 하고, 구성부품의 조립을 용이하게 하고, 또한, 슬라이더의 강성을 충분히 확보하고, 궤도 레일 위에 슬라이더를 원활하게 슬라이드시킬 수 있는 선형운동 안내유니트를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 선형운동(linear motion) 안내유니트의 전체적인 구조를 나타내는 사시도,

도 2는 도 1의 선형운동 안내유니트의 슬라이더를 분해하고, 전동체(rolling element)를 제거한 상태를 도시한 분해사시도,

도 3은 도 1의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 단면에서의 수직단면도,

도 4는 도 1의 구성부재인 케이싱(casing)의 정면도,

도 5는 도 4의 케이싱의 측면도,

도 6은 도 1의 구성부재인 틀 형태 케이스의 정면도,

도 7은 도 6의 틀 형태 케이스의 저면도,

도 8은 도 6의 틀 형태 케이스의 측면도,

도 9는 도 8의 Ⅰ-Ⅰ 단면을 도시한 틀 형태 케이스의 단면도,

도 10은 도 8의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 도시한 틀 형태 케이스의 단면도,

도 11은 도 1의 구성부재인 엔드 캡(end cap)의 정면도,

도 12는 도 11의 엔드 캡의 배면도,

도 13은 도 12의 Ⅲ-Ⅲ 단면을 도시한 엔드 캡의 단면도,

도 14는 도 12의 Ⅳ-Ⅳ 단면을 도시한 엔드 캡의 단면도,

도 15는 도 1의 구성부재인 스페이서(spacer)의 정면도,

도 16은 도 15의 스페이서의 저면도,

도 17은 도 15의 스페이서의 측면도,

도 18은 도 1의 구성부재인 엔드 씨일(end seal)의 정면도,

도 19는 도 18의 Ⅴ-Ⅴ 단면을 도시한 엔드 씨일의 단면도,

도 20은 도 1의 구성부재인 고정 밴드(retainer band)의 평면도,

도 21은 도 20의 Ⅵ-Ⅵ 단면을 도시한 고정 밴드의 단면도,

도 22는 본 발명에 따른 선형운동 안내유니트의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 23는 도 22의 선형운동 안내유니트에서의 슬라이더를 분해하고, 전동체를 제거한 상태를 도시한 분해사시도,

도 24는 도 22의 구성부재인 틀 형태 케이스의 정면도,

도 25는 도 24의 틀 형태 케이스의 저면도,

도 26은 도 24의 틀 형태 케이스의 측면도,

도 27은 도 26의 Ⅶ-Ⅶ 단면을 도시한 틀 형태 케이스의 단면도,

도 28은 도 26의 Ⅷ-Ⅷ 단면을 도시한 틀 형태 케이스의 단면도,

도 29는 도 22의 구성부재인 엔드 캡의 정면도,

도 30은 도 29의 엔드 캡의 배면도,

도 31은 도 30의 Ⅸ-Ⅸ 단면을 도시한 엔드 캡의 단면도 및

도 32는 도 30의 Ⅹ-Ⅹ 단면을 도시한 엔드 캡의 단면도이다.

이 선형운동 안내유니트는, 길이방향 양 측면에 제1궤도홈을 구비한 궤도 레일, 상기 궤도 레일 위에 놓여서 상대적으로 이동함과 동시에 상기 제1궤도홈에 대향하는 제2궤도홈을 구비한 슬라이더, 상기 제1궤도홈과 상기 제2궤도홈으로 형성되는 부하궤도로(負荷軌道路), 상기 부하궤도로에 일단이 연결되는 상기 슬라이더에 형성된 방향전환로 및 상기 방향전환로의 타단이 연결되는 상기 슬라이더에 형성된 리턴로(return passsage)로 이루어진 무한순환로(無限循環路)를 구르는 전동체(rolling element)로 구성되고,

또한, 상기 슬라이더는, 내측면에 상기 제2궤도홈이 형성됨과 동시에 외측면에 오목홈과 리턴로 홈(return passsage groove)이 형성된 케이싱(casing), 상기 케이싱의 양 단면에 배치된 상기 방향전환로가 형성된 엔드 캡(end cap) 및 상기 케이싱의 외측면에 대향하는 측판부(side panels)와 상기 엔드 캡의 외측 단면에 대향하는 끝판부(end panels)을 가지는 틀 형태 케이스로 구성되고,

상기 틀 형태 케이스의 측판부의 내측면에는 상기 케이싱의 오목홈에 끼워지는 돌출부가 설치되며, 상기 틀 형태 케이스에 상기 엔드 캡을 배치하고 상기 틀 형태 케이스의 돌출부를 케이싱의 오목홈에 끼워 상기 케이싱, 엔드 캡 및 틀 형태 케이스를 상호 일체로 고정한 것으로 이루어지는 선형운동 안내유니트에 관한 것이다.

상기 틀 형태 케이스는, 상기 케이싱과 엔드 캡의 아랫면을 덮고 있는 밑판부(bottom plate)를 가진다.

상기 틀 형태 케이스의 측판부에는, 상기 케이싱의 측부가 결합되는 결합오목부가 형성되어 있다.

상기 방향전환로는, 방향전환로의 외주부(外周部)를 구성하는 상기 엔드 캡에 형성되어 있는 외주홈과, 상기 방향전환로의 내주부(內周部)를 구성하는러그(lug)에 형성되어 있는 내주홈으로 구성되어 있다. 또한, 상기 러그는, 상기 엔드 캡과 상기 케이싱의 사이에 위치하며 상기 틀 형태 케이스의 측판부 사이에 끼워넣어지는 스페이서(spacer)에 설치되어 있다. 또는, 상기 러그는, 상기 틀 형태 케이스가 구비한 밑판부에 설치되어 있다.

상기 리턴로는, 상기 리턴로의 내측 부분을 구성하는 상기 케이싱에 형성된 리턴로 홈과, 상기 엔드 캡에 설치된 리턴로의 외측 부분을 구성함과 동시에 상기 케이싱의 리턴로 홈에 대향하여 연장되는 리턴로 부(return passage 部)에 형성된 리턴로 홈으로 이루어져 있다. 또한, 상기 틀 형태 케이스에는, 상기 케이싱의 양 단면에 배치된 엔드 캡의 리턴로 홈에 연결되는 리턴로 홈이 형성되어 있는 리턴로 부가 설치되어 있다. 또는, 상기 틀 형태 케이스가 가지는 밑판부에는, 상기 엔드 캡의 리턴로 부의 아랫면에 형성된 돌출부가 결합되는 홀이 형성되어 있다.

상기 엔드 캡에는, 상기 케이싱의 오목홈의 단부(端部)에 결합되는 위치결정핀이 형성되어 있다.

상기 틀 형태 케이스에 형성된 돌출부는, 상기 측판부의 길이방향으로 복수개 설치되어 있다.

상기 틀 형태 케이스에는, 상기 끝판부의 내측과 상기 엔드 캡의 외측 단면과의 사이에 설치되어 상기 궤도 레일과 상기 슬라이더 사이의 틈을 밀봉하는 엔드 씨일(end seal)이 끼워넣어져 있다. 또한, 상기 엔드 씨일은, 상기 틀 형태 케이스의 끝판부의 내측에 형성된 오목부에 결합되어 있다. 더욱이, 상기 엔드 캡의 외측 단면에 형성된 돌출부는, 상기 틀 형태 케이스의 끝판부의 내측에 형성된 오목부에 결합되어 있다.

상기 슬라이더를 구성하는 틀 형태 케이스, 엔드 캡 및 케이싱에는, 상기 슬라이더가 궤도 레일 위에 놓여지기 위한 오목부가 형성되어 있다.

상기 전동체를 상기 케이싱에 고정하기 위한 고정 밴드(retainer band)는, 상기 엔드 캡에 형성된 고정 밴드홈에 끼워넣어져 결합되어 있다.

이하,도면을 참조하여, 본 발명에 의한 선형운동 안내유니트의 실시예를 설명한다.

본 발명의 선형운동 안내유니트는, 각종 로봇, 반도체 제조장치, 정밀기계, 공작기계 등의 각종 기계장치에 적용되며, 특히 가급적 소형으로, 염가로 구성되고 , 나사나 볼트를 사용함이 없이 각 부품을 결합하는 구조로 구성되어 있어 부품 개수를 줄일 수 있는 특징을 가지고 있다.

또한, 도 1∼도 21을 참조하여, 본 발명에 의한 선형운동 안내유니트의 실시예를 설명한다.

도 1∼도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선형운동 안내유니트는, 길이방향 양 측면(11)에 궤도홈(12; 제1궤도홈)을 구비한 궤도 레일(1), 궤도 레일(1) 위에 놓여서 상대적으로 이동함과 동시에 궤도홈(12)에 대향하는 궤도홈(13; 제2궤도홈)을 구비한 슬라이더(2) 및 제1궤도홈(12)과 제2궤도홈(13)으로 형성된 부하궤도로, 상기 부하궤도로에 일단이 연결되는 슬라이더(2)에 형성된 방향전환로(14) 및 방향전환로(14)의 타단이 연결되는 슬라이더(2)에 형성된 리턴로(17)로 구성되는 무한순환로를 구르는 전동체(44)로 구성되어 있다. 궤도 레일(1)의 윗면(48)에는,궤도 레일(1)을 머쉰 베드(machine bed), 베이스, 프레임 등의 고정부재에 고정하기 위한 장착용 홀(47)이 형성되어 있다.

슬라이더(2)는, 내측면(34)에 제2궤도홈(13)이 형성됨과 동시에 외측면(24)에 오목홈(21)과 리턴로 홈(18)이 형성된 케이싱(3), 케이싱(3)의 양 단면(35)에 배치된 방향전환로(14)가 형성된 엔드 캡(4) 및 케이싱(3)의 외측면(24)에 대향하는 측판부(22)와 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)에 대향하는 끝판부(23)를 가지는 틀 형태 케이스(5)로 구성되어 있다. 또한, 틀 형태 케이스(5)의 측판부(22)의 내측면(36)에는, 케이싱(3)의 오목홈(21)에 끼워지는 돌출부(20)가 설치되어 있다. 슬라이더(2)를 구성하는 케이싱(3), 엔드 캡(4) 및 틀 형태 케이스(5)는, 틀 형태 케이스(5)에 엔드 캡(4)을 배치하여 틀 형태 케이스(5)의 돌출부(20)를 케이싱(3)의 오목홈(21)에 끼우는 것에 의하여 상호 일체로 고정되게 된다.

케이싱(3)은, 특히 도 3∼도 5에 도시된 바와 같이, 상부(49)와 그 양측에 연장된 날개부(50)로 구성되며, 날개부(50) 사이에 궤도 레일(1) 위에 놓여지기 위한 오목부(30)가 형성되어 있다. 날개부(50)는, 그 내측면(34)에 제2궤도홈(13)이 형성되고, 외측면(24)에 오목홈(21)과 그 아래측에 리턴로(17)를 형성하는 리턴로 홈(18)이 형성되어 있다. 또한, 상부(49)의 측부(27)가 틀 형태 케이스(5)의 결합오목부(28)에 결합되어 있다. 케이싱(3)의 상면(59)에는, 장착용 나사공(46)이 형성되어 있다. 또한, 케이싱(3)의 단면형상은, 이 실시예에서는 똑같은 형태로 형성되어 있고, 오목홈(21)은 山 형상의 형상을 가지고 있고, 케이싱(3)의 가공을 인발가공하여 용이하게 형성할 수 있는 홈 구조로 형성되어 있다.

틀 형태 케이스(5)는, 케이싱(3)과 엔드 캡(4)의 아랫면을 덮고 있는 한쌍의 밑판부(26)를 가지며, 전체로서는, 한 쌍의 측판부(22)와 한 쌍의 끝판부(23)에 의해 직사각형 형상의 거푸집 몸체로 형성되어 있다. 또한, 틀 형태 케이스(5)는, 궤도 레일(1) 위에 놓여지기 위하여, 끝판부(23)에 형성된 오목부(29)와, 오목부(29)에 대응하여 밑판부(26) 사이의 길이방향으로 연장된 개구부(57)가 형성되어 있다. 틀 형태 케이스(5)에 형성된 돌출부(20)는, 측판부(22)의 길이방향으로 복수개(도 2에는 4개) 설치되어 있다. 또한, 틀 형태 케이스(5)가 가지는 밑판부(26)에는, 엔드 캡(4)의 리턴로 부(10)의 아랫면에 형성된 돌출부(39)가 끼워지는 슬롯(40)이 형성되어 있다.

틀 형태 케이스(5)의 밑판부(26)는, 측판부(22)에 돌출부(20)를 형성하기 위하여, 성형용의 주형 부품이 관통하는 직사각형 형상의 슬롯(40)이 형성되어 있다(도 10). 직사각형 형상의 슬롯(40)은, 돌출부(20)에 대응하여 복수개(2개소)가 형성되어 있으며, 성형가공이 용이할 뿐 아니라, 엔드 캡(4)의 돌출부(39)가 압력 끼워맞춤(press fit)될 수 있도록 유연하게 대응할 수 있는 형상으로 구성되어 있다. 또한, 상기 슬롯(40)은 엔드 캡(4)의 돌출부(39)가 끼워지는 것에 의하여 막혀짐과 동시에, 엔드 캡(4)의 위치결정 슬롯으로서도 기능하고 있다.

틀 형태 케이스(5)의 측판부(22)에는, 케이싱(3)의 측부(27)가 결합되는 결합오목부(28)가 형성되어 있다. 케이싱(3)의 틀 형태 케이스(5)로의 조립은, 케이싱(3)에 엔드 캡(4)과 스페이서(6)를 설치한 후에, 케이싱(3)의 외측면(24)에 형성된 오목홈(21)을 틀 형태 케이스(5)의 측판부(22)의 내측면(36)에 형성한돌출부(20)를 압력 끼워맞춤시키는 것에 의하여 끼울 수 있고, 종래와 같은 고정구인 볼트를 사용하지 않고서 결합할 수 있다. 틀 형태 케이스(5)의 측판부(22)는, 케이싱(3)의 양 외측면(24) 및 엔드 캡(4)의 양 외측면(62)을 덮으며, 또한, 틀 형태 케이스(5)의 끝판부(23)는, 궤도 레일(1)에 놓여지는 오목부(31)가 형성된 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)을 덮으며, 더욱이 틀 형태 케이스(5)의 밑판부(26)는, 궤도 레일(1)에 걸쳐지는 부분, 즉 오목부(30)를 제외한 케이싱(3)의 아랫면 및 양 엔드 캡(4)의 아랫면을 덮고 있다. 즉, 틀 형태 케이스(5)는, 케이싱(3), 엔드 캡(4), 스페이서(6) 및 엔드 씨일(8)을 보호하는 기능을 수행하는 보호커버의 역할도 하고 있다.

틀 형태 케이스(5)의 측판부(22)에 형성된 결합오목부(28)에는 케이싱(3)의 측부(27)가 결합하여, 케이싱(3)의 외측면(24)이 외측에 노출되도록 형성되며, 케이싱(3)의 외측면(24)은 슬라이더(2)를 테이블 등의 구성체에 설치하기 위한 기준면을 구성하고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 끝판부(23)의 내측면(61)은 오목부(32)가 형성되고, 오목부(32)에 엔드 캡(8)을 끼워넣을 수 있도록 형성되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 측판부(22)에 형성된 돌출부(20)는, 측판부(22)의 결합오목부(28)의 상단부에 복수개 형성되어 있고, 山 형상으로 형성되어 있으며, 케이싱(3)의 오목홈(21)에 압력 끼워맞춤시키기 용이한 형상으로 형성되어 있다.

엔드 캡(4)은, 특히 도 2, 도 3, 도 11∼도 14에 도시된 바와 같이, 케이싱(3)의 단면(35)에 스페이서(6)를 개재시켜서 설치되고, 케이싱(3)의 제2궤도홈(13)과 궤도 레일(1)의 제1궤도홈(12)으로 이루어지는 부하궤도로에 일단이 연결되는 방향전환로(14)의 외주 부분을 구성하는 외주홈(15)이 형성되고, 방향전환로(14)의 타단에 리턴로(17)의 일부분을 구성하는 리턴로 부(10)가 일체로 설치되어 있다. 엔드 캡(4)에는, 방향전환로(14)의 외주홈(15)의 위측에, 스페이서(6)에 구비되어 있는 러그(7)의 상부가 배치되기 위한 내주오목부(63)가 형성되어 있다. 러그(7)에는, 방향전환로(14)를 구성하기 위하여, 엔드 캡(4)에 형성된 외주홈(15)에 대향함과 동시에 방향전환로(14)의 내주 부분을 구성하는 내주홈(16)이 형성되어 있다. 따라서, 방향전환로(14)는, 엔드 캡(4)과 스페이서(6)가 결합되어져서, 외주홈(15)과 내주홈(16)을 대향시켜 완성되게 되는 것이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 엔드 캡(4)에는, 방향전환로(14)에 윤활제를 도입하기 위하여, 윤활제 통로(64)가 형성되어 있다. 또한, 엔드 캡(4)의 중앙홀(65)은, 윤활제 니플(grease nipple) 등을 끼워넣을 수 있도록 설치되어 있다. 엔드 캡(4)의 양측의 홀(66)은, 앤드 캡(4)의 외측 단면(25)에 다른 부품을 장착하기 위하여 설치되는 것이다. 또한, 틀 형태 케이스(5)에는, 엔드 캡(4)의 중앙홀(65)에 대응하는 중앙홀(68)과, 엔드 캡(4)의 양측의 홀(66)에 대응하는 홀(69)이 형성되어 있다(도 6).

방향전환로(14)는, 그 외주부를 구성하는 엔드 캡(4)에 형성된 외주홈(15)과, 내주부를 구성하는 러그(7)에 형성된 내주홈(16)으로 구성되어 있다.

러그(7)는 엔드 캡(4)과 케이싱(3)과의 사이에 위치하며, 틀 형태 케이스(5)의 측판부(22) 사이에 끼워넣는 스페이서(6)에 설치되어 있다. 스페이서(6)는, 케이싱(3)의 단면(35)과 엔드 캡(4)의 내측면(60)과의 사이에 배치됨에 의하여, 엔드 캡(4)의 외주홈(15)과 러그(7)의 내주홈(16)을 따라서 볼로 이루어진 전동체(44)가 방향전환하기 위한 적정한 사이즈의 방향전환로(14)가 형성된다.

리턴로(17)는, 그 내측부분을 구성하는 케이싱(3)에 형성된 리턴로 홈(18)과, 엔드 캡(4)에 설치된 리턴로(17) 외측 부분을 구성함과 동시에 케이싱(3)의 리턴로 홈(18)에 대향하여 연장되는 리턴로 부(10)에 형성된 리턴로 홈(19)으로 구성되어 있다. 즉, 리턴로 부(10)는 케이싱(3)의 리턴로 홈(18)에 대향하여 배치되고, 방향전환로(14)의 외주부에 접하여 연결되는, 원호(圓弧) 모양의 단면을 가지는 리턴로 홈(19)이 형성되어 있다. 따라서, 케이싱(3)의 리턴로 홈(18)에 대향하여 배치된 양 단면(35) 측으로부터의 엔드 캡(4)의 리턴로 부(10)를 합치시키는 것에 의하여, 케이싱(3)의 리턴로 홈(18) 및 양 엔드 캡(4)의 리턴로 홈(19)에 따른 리턴로(17)가 구성된다.

엔드 캡(4)은, 도 2, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 케이싱(3)에 대향하는 내단면(60)에 케이싱(3)과의 위치결정을 위한 위치결정핀(41)이 설치되어 있고, 위치결정핀(41)을 스페이서(6)의 위치결정홀(43)(위치결정수단)을 관통하여 케이싱(3)의 오목홈(21)의 단부(42)(위치결정수단)에 결합하는 것에 의하여, 케이싱(3)에 엔드 캡(4)을 아주 정확하게 위치결정시킬 수 있다. 더욱이, 엔드 캡(4)의 위치결정핀(41)을 케이싱(3)의 오목홈(21)의 단부(42)에 결합시킨 상태에서, 케이싱(3)의 외측면(24)과 엔드 캡(4)의 외측면(62)을 틀 형태 케이스(5)의 측판부(22) 사이에 끼워넣고, 케이싱(3)의 측부(27)를 틀 형태 케이스(5)의측판부(22)에 형성된 결합오목부(28)에 결합시키는 것에 의하여, 틀 형태 케이스(5)에 케이싱(3)과 엔드 캡(4)을 설치할 수 있다. 엔드 캡(4)에는, 궤도 레일(1)의 제1궤도홈(12)과 케이싱(3)의 제2궤도홈(13)으로 형성된 부하궤도로로부터 전동체(44)를 끌어올리기 위한 끌어올림후크(51)가 형성되어 있다.

틀 형태 케이스(5)에는, 끝판부(23)의 내측과 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)의 사이에서 궤도 레일(1)과 슬라이더(2)의 틈을 밀봉하는 엔드 씨일(8)이 끼워넣어져 있다. 엔드 씨일(8)은, 틀 형태 케이스(5)의 끝판부(23)의 내측에 형성된 오목부(32)에 결합되어 있다. 또한, 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)의 상부에 형성된 돌출부(45)는, 틀 형태 케이스(5)의 끝판부(23)의 내측에 형성된 오목부(32)에 결합되어 있다. 엔드 캡(4)의 돌출부(45)는, 틀 형태 케이스(5) 내에 위치하여, 엔드 씨일(8)의 윗면을 눌러서 고정하는 기능을 하고 있다. 끝판부(23)의 오목부(29)의 하부에 있는 밑판부(26)는, 궤도 레일(1) 측에 칼날(knife edge) 모양의 돌출부(67)가 형성되어, 슬라이더(2)의 아랫면 씨일의 역할을 하고 있다.

엔드 씨일(8)은, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 금속 코아(metal core;53)에 씨일 부분인 리지(ridge)부(52)를 형성하는 합성 고무를 녹여 붙인 것으로서, 틀 형태 케이스(5)의 끝판부(23)의 내측면(61)에 형성된 오목부(32)에 끼워넣고, 끝판부(23)의 오목부(29)의 내측 주위로부터 볼 수 있는 상태로 결합되고, 더욱이, 오목부(32)에 끼워진 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)의 돌출부(45)에 의해 엔드 씨일 상단이 눌려져 고정 결합되고, 리지부(52)가 궤도 레일(1)에 접하여 미끄러지면서 궤도 레일(1)과 슬라이더(2) 사이의 틈을 밀봉하고 있다. 즉, 엔드씨일(8)은, 뒤집어진 U자 형상의 박판으로 이루어진 금속 코아(53)에 리지부(52)를 뒤집어진 U자 형상의 내측 주위로 녹여 붙인 콤팩트한 형상으로 형성되어 있다.

슬라이더(2)는, 궤도 레일(1) 위에 놓여지기 위하여, 틀 형태 케이스(5)에 오목부(29), 케이싱(3)에 오목부(30), 엔드 캡(4)에 오목부(31) 및 엔드 씨일(8)에 오목부(58)가 형성되어 있다. 또한, 스페이서(6)에는, 도 15∼도 17에 도시된 바와 같이, 양측에 러그(7)가 각각 장착되어 있고, 러그(7) 사이가 궤도 레일(1)이 놓여지는 공간을 형성하고 있다. 방향전환로의 내주부를 형성하는 러그(7)만을 엔드 캡(4)의 내주오목부(63)에 끼워넣는 형식의 것에 있어서는, 소형의 선형운동 안내유니트의 경우에는 러그(7)가 매우 작아져 조립하기 어렵게 되지만, 스페이서(6)는 한 쌍의 러그(7)를 연결한 박판 형상으로 형성되어 있으므로 러그(7)를 엔드 캡(4)에 대하여 설치하는 조립작업이 용이하게 되는 것이다.

고정 밴드(9)는, 특히, 도 20과 도 21에 도시된 바와 같이, 전동체(44)를 케이싱(3)에 고정하는 기구를 가지고, 양 측단의 엔드 캡(4)에 형성된 고정 밴드 홈(33)에 끼워넣어져 결합되어 있다. 고정 밴드(9)는, 전동체(44)의 케이싱(3)으로부터 탈락을 방지하기 위한 전동체(44) 고정기구를 가지는 엔드 캡(4) 사이에 연장되는 전동체고정부(55), 전동체 고정부(55)로부터 휘어져 측방으로 연장되는 굴곡부(56) 및 굴곡부(56)로부터 휘어져 엔드 캡(4)의 외측면으로 연장되는 끼움부(54)로 구성된다. 고정 밴드(9)는, 굴곡부(56)와 끼움부(54)가 엔드 캡(4)의 고정 밴드홈(33)에 끼어넣어져 엔드 캡(4)에 결합되어 있다. 고정 밴드(9)를 엔드 캡(4)에 끼우기 위하여, 엔드 캡(4)에 고정 밴드홈(33)이 끌어올림후크(51)의 외측에 연결되어 내측 단면(60)에 형성되어 있다.

슬라이더(2)는, 케이싱(3)의 양 단면(35)에 스페이서(6)와 엔드 캡(4)을 배치하고, 고정 밴드(9)를 케이싱(3)의 궤도홈(13)과 대향하여 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)의 고정 밴드홈(33)에 끼워 장착하고, 틀 형태 케이스(5) 내의 엔드 캡(4)의 양 외측 단면(25)과 틀 형태 케이스(5)의 내측면(61)에 형성된 오목부(32)와의 사이에 엔드 씨일(8)을 끼워넣어서 조립되어 있다. 또한, 슬라이더(2)는, 전동체(44)인 볼을 끼워넣어서 완성되지만, 이 실시예에서는, 슬라이더(2)로 전동체(44)를 끼어넣는 것은, 궤도홈(13) 측으로부터 고정 밴드(9)를 탄성변형시킴으로서 가능하다.

다음으로, 도 22∼도 32를 참조하여, 본 발명에 의한 선형운동 안내유니트의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는, 상기 실시예와 비교하여, 스페이서(6)가 설치되어 있지 않으며, 러그(7)가 틀 형태 케이스(5)의 밑판부(26)에 설치되어 있고, 엔드 캡(4)에 설치된 리턴로 부(10)가 길이방향으로 짧아서 나머지 부분의 리턴로 홈(38)을 형성한 리턴로 부(37)가 틀 형태 케이스(5)에 설치되어 있는 점을 제외하고는 동일한 구조를 가지고 있으므로, 동일구조를 도시한 부재 및 부품에 관하여는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

이 실시예는, 상기 실시예에 설치되어 있는 스페이서(6)가 없고, 러그(7)는 틀 형태 케이스(5)가 가지는 밑판부(26)에 설치되며, 엔드 캡(4)의 외주홈(15)과의 사이에 방향전환로(14)가 형성되도록, 위치결정하여 설치되어 있다. 러그(7)는, 방향전환로(14)의 내주부를 형성하는 내주홈(16)이 형성되어 있다. 러그(7)를 틀 형태 케이스(5)의 밑판부(26)에 설치함에 의하여, 상기 실시예에 비하여 부품수가 적게 되고, 조립도 간단하게 구성되어 있다.

또한, 틀 형태 케이스(5)에는, 케이싱(3)의 양 단면(35)에 배치된 엔드 캡(4)의 리턴로 홈(19)에 연결되는 리턴로 홈(38)이 형성된 리턴로 부(37)가 설치되어 있다. 틀 형태 케이스(5)에 설치된 리턴로 부(37)는, 특히 도 23과 도 27에도시된 바와 같이, 측판부(22)와 밑판부(26)와의 내측 모서리부에 설치되어, 측판부(22)의 길이방향의 중앙부분에 형성되어 있다. 케이싱(3)의 양측에 장착된 엔드 캡(4)에 설치된 리턴로 부(10)와 접속하는 구조로 구성되어 있어, 전동체(44)의 부드러운 순환이동을 가능하게 하고 있다. 따라서, 리턴로(17)는, 케이싱(3)의 리턴로 홈(18)과 양 엔드 캡(4)의 리턴로 부(10)에 형성된 리턴로 홈(19) 및 틀 형태 케이스(5)의 리턴로 부(37)에 형성된 리턴로 홈(38)에 의하여 구성되어 있다.

슬라이더(2)는, 도 23에 도시된 바와 같이, 케이싱(3)의 양 단면(35)에 엔드 캡(4)를 배치하고, 고정 밴드(9)를 케이싱(3)의 궤도홈(13)과 대향하여 엔드 캡(4)의 외측 단면(25)의 고정 밴드홈(33)에 끼워 장착하고, 틀 형태 케이스(5) 내에, 엔드씨일(8)을 끼워넣은 후에, 조립할 수 있다. 또한, 조립된 슬라이더에 전동체(44)인 볼을 끼워넣어서 완성된다. 전동체(44)를 무한순환로에 장입하는 것은, 궤도홈(13) 측으로부터 고정 밴드(9)를 탄성변형시켜서 행할 수 있다. 이 실시예에서는, 상기 실시예와 마찬가지로, 케이싱(3)의 외측면(24)에 형성된 오목홈(21)에 틀 형태 케이스(5)의 측판부(22)의 내측면(36)에 형성된 돌출부(20)를 압력 끼워맞춤시키는 것에 의하여, 케이싱(3)을 틀 형태 케이스(5)에 끼워 고정하는 구조로 구성되어 있으므로, 종래와 같이 고정구인 볼트를 사용함이 없이 조립이 가능하게 된다.

본 선형운동 안내유니트는, 상기와 같이 구성되어 있지만, 이들 구성으로 한정되는 것은 아니며, 틀 형태 케이스(5)에 리턴로 부(37)를 형성하는 형태는 도 2에 도시한 상기 실시예에 설치되어도 좋으며, 케이싱의 길이가 다른 종류, 예를 들면, 부하하중이 무거운 하중용의 슬라이더(2)에서는, 부하를 받는 전동체 수를 증가시키 위하여 케이싱(3)의 궤도홈(13)의 길이가 긴 타입으로 되어도 틀 형태 케이스(5)를 변경하는 것만으로, 슬라이더(2)를 구성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 슬라이더(2)에 무한순환로를 형성한 뒤, 상기와 같이, 리턴로(17)인 직선로로 각 구성부재를 접속하는 것은, 종래의 접속방법인 방향전환로인 만곡로(彎曲路)와 리턴로인 직선로와의 변곡(變曲) 부분으로 접속하는 것에 비하여, 전동체(44)의 순환을 원활하게 안내하는 것이 가능하게 된다.

이 선형운동 안내유니트는, 상기와 같이 구성되어져 있으므로, 케이싱, 엔드 캡 및 틀 형태 케이스를 고정하여도, 나사와 볼트를 필요로 하지 않고 케이싱의 오목홈과 틀 형태 케이스의 돌출부의 끼움만으로 강성을 충분히 확보하면서 견고하게 모두 고정할 수 있고, 또한 케이싱과 엔드 캡에 설치된 위치결정수단에 의하여 각 부재를 아주 정확하게 위치결정하여 고정하는 것이 가능하다. 더욱이, 방향전환로는, 스페이서 또는 틀 형태 케이스에 설치된 러그와 엔드 캡으로 용이하고 아주 정확하게 구성할 수 있고, 방향전환로의 가공이 용이하다.

또한, 이 선형운동 안내유니트는, 궤도 레일 위를 미끄러지며 이동하는 슬라이더를 케이싱과, 엔드 캡 및 틀 형태 케이스로 이루어진 복합부재의 2개의 구성부재로 구성하여 부품 개수를 줄이고, 양자의 고정을 나사 등을 사용하지 않고, 상호 결합형의 끼움부로 구성하였기 때문에, 가급적 소형으로 형성할 수 있게 하고, 여러 종류의 크기, 형식에 적용할 수 있으며, 극소인 구조로 아주 정확함을 요구하는 기계장치에 적용하기에 바람직한 것이다.

Claims

길이방향 양 측면에 제1궤도홈을 구비한 궤도 레일, 상기 궤도 레일 위에 놓여서 상대적으로 이동함과 동시에 상기 제1궤도홈에 대향하는 제2궤도홈을 구비한 슬라이더(slider), 상기 제1궤도홈과 상기 제2궤도홈으로 형성되는 부하궤도로(負荷軌道路), 상기 부하궤도로에 일단이 연결되는 상기 슬라이더에 형성된 방향전환로 및 상기 방향전환로의 타단이 연결되는 상기 슬라이더에 형성된 리턴로(return passage)로 이루어진 무한순환로(無限循環路)를 구르는 전동체(rolling element)로 구성되고,

상기 슬라이더는, 내측면에 상기 제2궤도홈이 형성됨과 동시에 외측면에 오목홈과 리턴로 홈(return passage groove)이 형성된 케이싱(casing), 상기 케이싱의 양 단면에 배치된 상기 방향전환로가 형성된 엔드 캡(end cap) 및 상기 케이싱의 외측면에 대향하는 측판부(side panels)와 상기 엔드 캡의 외측 단면에 대향하는 끝판부(end panels)를 가지는 틀 형태 케이스로 구성되고,

상기 틀 형태 케이스의 측판부의 내측면에는 상기 케이싱의 오목홈에 끼워지는 돌출부가 설치되며, 상기 틀 형태 케이스에 상기 엔드 캡을 배치하고 상기 틀 형태 케이스의 돌출부를 케이싱의 오목홈에 끼워 상기 케이싱, 엔드 캡 및 틀 형태 케이스를 상호 일체로 고정한 것으로 이루어지는 선형운동(linear motion) 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 틀 형태 케이스는, 상기 케이싱과 엔드 캡의 아랫면을 덮고 있는 밑판부(bottom plate)를 가지는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 틀 형태 케이스의 측판부에는, 상기 케이싱의 측판이 결합되는 결합오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 방향전환로는, 방향전환로의 외주부(外周部)를 구성하는 상기 엔드 캡에 형성되어 있는 외주홈과, 상기 방향전환로의 내주부(內周部)를 구성하는 러그(lug)에 형성되어 있는 내주홈으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제4항에 있어서,

상기 러그는, 상기 엔드 캡과 상기 케이싱의 사이에 위치하며 상기 틀 형태 케이스의 측판부 사이에 끼워넣어지는 스페이서(spacer)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제4항에 있어서,

상기 러그는, 상기 틀 형태 케이스가 구비한 밑판부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 리턴로는, 상기 리턴로의 내측 부분을 구성하는 상기 케이싱에 형성된 리턴로 홈과, 상기 엔드 캡에 설치된 리턴로의 외측 부분을 구성함과 동시에 상기 케이싱의 리턴로 홈에 대향하여 연장되는 리턴로 부(return passage 部)에 형성된 리턴로 홈으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제7항에 있어서,

상기 틀 형태 케이스에는, 상기 케이싱의 양 단면에 배치된 엔드 캡의 리턴로 홈에 연결되는 리턴로 홈이 형성된 리턴로 부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제7항에 있어서,

상기 틀 형태 케이스가 가지는 밑판부에는, 상기 엔드 캡의 리턴로 부의 아랫면에 형성된 돌출부가 결합되는 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 엔드 캡에는, 상기 케이싱의 오목홈의 단부(端部)에 결합되는 위치결정핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 틀 형태 케이스에 형성된 돌출부는, 상기 측판부의 길이방향으로 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 틀 형태 케이스에는, 상기 끝판부의 내측과 상기 엔드 캡의 외측 단면과의 사이에 설치되어 상기 궤도 레일과 상기 슬라이더 사이의 틈을 밀봉하는 엔드 씨일(end seal)이 끼워넣어져 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제12항에 있어서,

상기 엔드 씨일은, 상기 틀 형태 케이스의 끝판부의 내측에 형성된 오목부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제13항에 있어서,

상기 엔드 캡의 외측 단면에 형성된 돌출부는, 상기 틀 형태 케이스의 끝판부의 내측에 형성된 오목부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 슬라이더를 구성하는 틀 형태 케이스, 엔드 캡 및 케이싱에는, 상기 슬라이더가 궤도 레일 위에 놓여지기 위한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.
제1항에 있어서,

상기 전동체를 상기 케이싱에 고정하기 위한 고정 밴드(retainer band)는, 상기 엔드 캡에 형성된 고정 밴드홈에 끼워넣어져 결합되는 것을 특징으로 하는 선형운동 안내유니트.