KR20140014321A

KR20140014321A - 롤러 및 이 롤러를 이용한 롤러 안내 장치

Info

Publication number: KR20140014321A
Application number: KR1020147001752A
Authority: KR
Inventors: 시게루 와코; 요시카즈 고미야
Original assignee: 터크 시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2014-02-05
Also published as: KR101398280B1; US20140069748A1; TWI543838B; US20130028546A1; TW201139038A; TW201431639A; US8616343B2; EP2520815A4; WO2011081209A1; EP2520815B1; JP2014098488A; EP2520815A1; TW201431640A; KR20120123670A; JP5807924B2; CN102792037B; EP3173640B1; KR20140014320A; CN104533944B; CA2785680A1

Abstract

간단한 구조로 물체의 이동을 확실하게 정지시킬 수 있는 간단한 리니어 스토퍼에 사용되는 롤러 및 이 롤러를 이용한 롤러 안내 장치를 제공한다. 　본 발명의 롤러는, 롤러 중심축선에서 절단한 단면 형상이, 롤러 중심축선에 대해 롤러 중심축선 측을 향해 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있는 중앙 오목면부와, 중앙 오목면부의 축방향 끝부분 측에 연속하고 롤러 중심축선에 대해 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있는 끝부분 볼록면부를 갖추고 있는 롤러에 있어서, 상기 중앙 오목면부의 축방향 중앙 위치에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경과, 상기 끝부분 볼록면부의 축방향의 중도 위치에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경이 동일 반경으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

롤러 및 이 롤러를 이용한 롤러 안내 장치 {A ROLLER AND A ROLLER GUIDE DEVICE USING THE ROLLER}

본 발명은 직선 모양 또는 곡선 모양의 선모양으로 신장되는 가이드 부재의 임의의 위치에 장착되어 가이드 부재에 안내되는 물체의 이동을 규제하는 리니어 스토퍼에 사용되는 롤러, 및 이 롤러를 이용한 롤러 안내 장치에 관한 것이다.

종래의 이런 종류의 스토퍼로서는, 스프링의 용수철 힘에 의해 스토퍼 부재를 홈(凹) 내에 프레스하고 마찰력에 의해 고정하도록 되어 있다.

그러나, 스프링의 힘으로는 약하다. 그래서, 공기(air)압 등으로 제어하는 것도 알려져 있지만, 대형화되고 제어도 복잡하게 되어 버린다.

또한 유사한 기술로서는, 예를 들어 특허문헌1에 기재된 바와 같은 것이 있다.

특허문헌1 : 일본국 특개 2009-6458호 공보

본 발명은 상기한 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적하는 바는 간단한 구조로 물체의 이동을 확실하게 정지시킬 수 있는 간단한 리니어 스토퍼에 사용되는 롤러, 및 이 롤러를 이용한 롤러 안내 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 롤러는,

롤러 중심축선에서 절단한 단면 형상이, 롤러 중심축선에 대해 롤러 중심축선 측을 향해 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있는 중앙 오목면부와, 중앙 오목면부의 축방향 끝부분 측에 연속하고 롤러 중심축선에 대해 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있는 끝부분 볼록면부를 갖추고 있는 롤러에 있어서,

상기 중앙 오목면부의 축방향 중앙 위치에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경과, 상기 끝부분 볼록면부의 축방향의 중도 위치에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경이 동일 반경으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 롤러 안내장치는,

원호 모양의 가이드 부재을 갖춘 제1 가이드 부재와, 이 제1 가이드 부재의 가이드면과 대향하고 제1 가이드 부재의 가이드면보다도 곡률 반경이 큰 원호 모양의 가이드 면을 갖춘 제2 가이드 부재와, 상기 제1 가이드 부재와 제2 가이드 부재의 가이드면 사이에 전동 자재로 끼워 넣어지는 롤러를 갖추고, 이 롤러를 매개로 해서 제1 가이드 부재와 제2 가이드 부재가 상대적으로 이동 자재로 되어 있고,

상기 롤러는, 롤러 중심축선에서 절단한 단면 형상이, 롤러 중심축선에 대해 롤러 중심축선 측을 향해 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있고, 상기 제1 가이드 부재의 가이드면에 접촉하는 중앙 오목면부와, 중앙 오목면부의 축방향 끝부분 측에 연속하고 롤러 중심축선에 대해 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있고, 상기 제2 가이드 부재의 가이드면에 접촉하는 끝부분 볼록면부를 갖추고 있는 롤러 안내장치에 있어서,

상기 중앙 오목면부의 제1 가이드 부재에 접촉하는 접촉부에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경과, 양끝부분 볼록면부의 제2 가이드 부재에 접촉하는 양 접촉부에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경이 동일 반경으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 롤러가 사용되는 리니어 스토퍼에 따르면, 스토퍼 본체의 경사면과 가이드 부재 사이에 형성되는 쐐기모양 공간에 전동체를 전동 자재로 설치한다고 하는 간단한 구성으로, 쐐기모양 공간 내의 전동체의 구름 접촉에 의한 침투 작용에 의해 상기 가이드 부재에 대한 스토퍼 본체의 상대 이동을 규제할 수 있다.

또, 전동체는 점접촉이나 선접촉이므로, 반대방향의 이동에 대해서는 쐐기모양 공간으로 파고든 전동체를 간단하게 해제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 리니어 스토퍼의 원리 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 리니어 스토퍼에 적용되는 레버식 릴리스기구의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 리니어 스토퍼에 적용되는 플레이트식 릴리스기구의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 리니어 스토퍼에 적용되는 링식 릴리스기구의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 리니어 스토퍼에 적용되는 에어식 릴리스기구의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 리니어 스토퍼의 개략적인 구성을 나타내는 것으로, 도 6a, 도 6b는 사시도, 도 6c는 정면도, 도 6d는 측면도.
도 7은 도 6의 리니어 스토퍼의 상세한 구성을 나타내는 것으로, 도 7a는 정면 단면도, 도 7b는 측면도.
도 8은 도 7의 리니어 스토퍼에 사용되는 롤러를 나타내는 것으로, 도 8a는 정면도, 도 8b는 측면도이다.
도 9는 도 8의 롤러를 이용한 롤러 안내 장치의 일례를 나타내는 것으로, 도 9a는 정면도, 도 9b는 측면 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 리니어 스토퍼의 개략적인 구성을 나타내는 것으로, 도 10a, 도 10b는 사시도, 도 10c는 정면도, 도 10d는 측면도.
도 11은 도 10의 리니어 스토퍼의 상세한 구성을 나타내는 것으로, 도 11a는 정면도, 도 11b는 평면 단면도, 도 11c는 정면 단면도, 도 11d는 측면도, 도 11e는 밑면도.
도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 따른 리니어 스토퍼의 개략적인 구성을 나타내는 것으로, 도 12a, 도 12b는 사시도, 도 12c는 정면도, 도 12d는 측면도.
도 13은 도 12의 리니어 스토퍼의 상세한 구성을 나타내는 것으로, 도 13a는 정면도, 도 13b는 측면도.
도 14는 도 13a의 가이드 부재를 제외한 도면.
도 15는 도 13의 슬라이드 캠을 나타내는 것으로, 도 15a는 정면도, 도 15b는 전개도.
도 16은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 리니어 스토퍼를 나타내는 것으로, 도 16a는 정면 단면도, 도 16b는 도 16a의 B-B선 단면도, 도 16c는 도 16b의 B-B선 단면도이다.
도 17은 도 16의 리니어 스토퍼를 분해한 구성례를 나타낸 도면이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

기본 구성

도 1에는 본 발명의 리니어 스토퍼의 기본 구성이 나타내어져 있다.

즉, 도시하지 않은 물체를 왕복이동 자재로 안내하는 선모양으로 연장되는 가이드 부재(1100)에 착탈 자재로 장착 가능하고, 가이드 부재(1100)의 표면과의 사이에 가이드 부재(1100)의 연신방향 한쪽으로 향해 서서히 간극이 작아지는 쐐기모양 공간(wedge-shaped space, 1200)을 구성하는 경사면인 테이퍼면(1210)이 설치된 스토퍼 본체(1300)와, 쐐기모양 공간에 전동 자재로 설치되는 전동체(1400)와, 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)으로 파고드는 방향으로 압압하여 전동체(1400)를 가이드 부재(1100)의 표면과 스토퍼 본체(1300)의 테이퍼면(1210)에 압접시키는 전동체 압압기구(1500)를 갖추고 있다.

이 구성에 의해, 쐐기모양 공간(1200) 내의 전동체(1400)의 구름 접촉에 의한 침투 작용에 의해 가이드 부재(1100)에 대해 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 큰 측으로의 스토퍼 본체(1300)의 상대 이동을 규제하고, 쐐기모양 공간(1200)의 전동체(1400)의 미끄럼 접촉에 의해 가이드 부재(1100)에 대해 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 작은 측으로의 스토퍼 본체(1300)의 상대 이동을 허용하는 일방향 스토퍼기구를 구성하고 있다.

가이드 부재(1100)는, 도시 예에서는 단면 원형상의 환축(丸軸, 원형 축)이지만, 환축이 아니라 단면이 다각 형상의 축이어도 좋고, 이형 단면의 축 구성이어도 좋다.

스토퍼 본체(1300)는, 가이드 부재(1100)가 삽통(揷通)되는 관통구멍(1310)을 갖춘 폐단면(閉斷面) 구조의 블록체로, 관통구멍(1310)의 내주에는 가이드 부재(1100)의 외주면과의 사이에서 쐐기모양 공간(1200)을 구성하는 테이퍼면(1210)이 설치되어 있다. 도시 예에서는, 관통구멍(1310)은 환축에 대응하여 단면 원형으로 되어 있다.

전동체 압압기구(1500)로서는, 도시 예에서는 코일 스프링을 예시하고 있지만, 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)으로 밀어넣는 방향으로 밀어붙일 수 있으면 좋고, 코일 스프링에 한정되지 않는다.

전동체(1400)는 가이드 부재(1100)의 둘레 방향으로 소정 간격으로 복수 배치되어 있고, 전동체 유지기인 리테이너(1600)에 회전 자재로 유지되어 있다. 도시 예에서는 전동체(1400)로서 볼(ball)을 예시하고 있지만, 볼에 한정되지 않고, 롤러라도 좋다. 롤러의 형상도, 장구형 롤러, 북형 롤러 등의 다양한 형상의 롤러가 적용 가능하다.

또, 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향으로 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(1100)에 대해 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 큰 측으로의 스토퍼 본체(1300)의 상대 이동을 가능하게 하는 전동체 해방수단으로서의 릴리스(release)기구가 설치된다.

릴리스기구로서는, 여러 가지의 형식을 채용 가능하지만, 이하 조작부의 형식으로부터 레버식, 플레이트식, 링식, 에어식의 것에 대해 설명한다.

레버식 릴리스기구의 구성

도 2에는 레버식 릴리스기구의 개략적인 구성을 나타내고 있다.

스토퍼 본체(1300)는, 가이드 부재(1100)에 대해 쐐기모양 공간(1200)의 방향이 서로 반대방향으로 되는 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)를 적어도 한 쌍 갖추고 있고, 가이드 부재(1100)에 대해 스토퍼 본체(1300)가 왕복이동방향 양방향의 상대 이동을 규제 가능하게 되어 있다.

특히, 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 테이퍼면(1210)이 스토퍼 본체(1300)의 관통구멍(1310)의 구멍축방향 중앙부(센터)에 배치되어 있고, 쐐기모양 공간(1200)이 센터를 향해 간극이 서서히 작아지도록 구성되며, 전동체(1400)가 축방향 양단 측(사이드)으로부터 센터 측으로 향해 파고드는 방향으로 되어 쐐기모양 공간(1200)으로 파고드는 방향으로 전동체 압압기구(1500)에 의해 압압되어 있다.

레버식 릴리스기구(2100)는, 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향, 센터로부터 사이드 측으로 향해 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(1100)에 대해 언클램프 상태로 하여 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양방향으로의 상대 이동을 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

도시 예에서는, 타원형의 캠(2110)을 레버(2120)에 의해 회전시키고, 장축 측의 캠면에 의해 전동체(1400)의 리테이너(1600)를 개방방향으로 이동시켜, 단축 측의 캠면에서는 침투(파고듦)를 허용하는 구성으로 되어 있다.

플레이트식의 릴리스기구

도 3은 플레이트식의 릴리스기구(2200)의 개략적인 구성을 나타내고 있다.

이 예에서는, 각 일방향 스토퍼기구(1700L)의 테이퍼면이 스토퍼 본체(1300)의 관통구멍(1310)의 구멍축방향 끝부분 측(사이드)에 배치되어 있고, 쐐기모양 공간(1200)이 구멍축방향 중심부(센터)로부터 양 사이드로 향해 간극이 서서히 작아지도록 구성되며, 전동체(1400)가 센터 측으로부터 양 사이드로 향해 파고드는 방향으로 되어 쐐기모양 공간(1200)으로 파고드는 방향으로 전동체 압압기구(1500)에 의해 압압되어 있다.

전동체(1400)의 릴리스기구(2200)는, 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간의 간극이 커지는 방향, 사이드 측으로부터 센터로 향해 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(1100)에 대해 언클램프 상태로 하여 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양방향으로의 상대 이동을 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

도시 예에서는, 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양단면(사이드면)에 설치된 플레이트(2210)를 양단면으로 향해 접리(接籬, 접속되었다 떨어졌다 함)하는 방향으로 회전시키고, 플레이트(2210)에 설치된 돌출부(2220)에 의해 리테이너(1600)를 전동체(1400)의 개방방향(센터 측)으로 이동시켜 언클램프 상태로 하는 구성으로 되어 있다.

플레이트(2210)는, 일단이 스토퍼 본체(1300)의 단면에 요동(搖動) 자재로 지지되고, 타단이 자유단으로 되어 있다. 그리고, 자유 상태에서는 스프링 부재(2230)에 의해 열린 상태로 유지되어 있다.

플레이트(2210)의 중도부에는, 리테이너(1600)를 압압하기 위한 돌출부(2220)가 설치되고, 돌출부(2220)를 매개로 해서 리테이너(1600)를 전동체 압압기구(1500)의 압압력, 도시 예에서는 스프링 힘에 대항하여 밀어 넣음으로써, 리테이너(1600)를 매개로 해서 쐐기모양 공간(1200)으로 파고들어가 있는 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향(사이드 측으로부터 센터 측으로 향하는 방향)으로 강제적으로 이동시킨다.

스토퍼 본체(1300)의 양단의 플레이트(2210)를 잡아 밀어 넣음으로써, 좌우의 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)를 한 번에 해방시킬 수 있다.

링식 릴리스기구(2300)

도 4는 링식 릴리스기구(2300)가 적용되는 리니어 스토퍼의 개략적인 구성을 나타내고 있다(상세한 구성은 도 12∼도 15 참조).

스토퍼 본체(1300)는, 가이드 부재(1100)에 대해 쐐기모양 공간(1200)의 방향이 서로 반대방향으로 되는 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)를 적어도 한 쌍 갖추고 있고, 가이드 부재(1100)에 대해 스토퍼 본체(1300)가 왕복이동방향 양방향의 상대 이동이 규제 가능하게 되어 있다.

특히, 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 테이퍼면(1210)이 스토퍼 본체(1300)의 관통구멍(1310)의 구멍축방향 중앙부(센터)에 배치되어 있고, 쐐기모양 공간(1200)이 센터를 향해 간극이 서서히 작아지도록 구성되며, 전동체(1400)가 축방향 양단 측(사이드)으로부터 센터로 향해 파고드는 방향으로 되어 쐐기모양 공간(1200)으로 파고드는 방향으로 전동체 압압기구(1500)에 의해 압압되어 있다.

이 링식의 릴리스기구(2300)는, 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향, 센터 측으로부터 사이드 측으로 향해 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(1100)에 대해 언클램프 상태로 하여 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양방향으로의 상대 이동을 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

도시 예에서는, 한 쌍의 리테이너(1600)의 대향 끝부분(센터 측 끝부분)에 각각 설치된 전동체 유지기와 더불어 구멍축방향으로 이동하는 링모양의 슬라이드 캠(2310)과, 스토퍼 본체(1300)에 설치된 둘레 방향으로 연장되는 안내용 슬릿(1340)을 매개로 해서 스토퍼 본체(1300)의 외측으로부터 슬라이드 캠(2310)의 대향면 사이에 삽입되어 슬라이드 캠(2310)의 캠면(2311)으로 미끄러져 접하는 핀(2320)과, 핀(2320)의 외측 끝부분이 고정되어 스토퍼 본체(1300)의 외주에 회전 가능하게 장착되는 조작 링(2330)을 갖추고 있다.

슬라이드 캠(2310)의 캠면(2311)은 둘레 방향 3개소에 부분적으로 설치되고, 이 3개의 캠면(2311)에 대응하여 핀(2320)도 3개소에 설치되며, 핀 안내 슬릿(1340)도 3개소에 서로 독립하여 설치되어 있다.

핀(2320)이 미끄러져 접하는 슬라이드 캠(2310)의 캠면(2311)은 둘레 방향으로 소정의 리드각으로 경사져서 연장되는 경사면으로 되어 있다. 캠면(2311)의 둘레 방향 일단 측에 있어서, 가장 센터에 치우친 위치는 클램프 위치이고, 이 위치에서는 핀(2320)은 캠면에 접촉하지 않으며 전동체(1400)는 쐐기모양 공간(1200)의 테이퍼면(1210)에 접촉하고 있다. 이 클램프 위치로부터 캠면(2311)은 핀(2320)의 이동 궤적에 교차하도록 경사져서 연장되고, 핀(2320)을 회전시킴으로써 캠면(2311)에 접촉하며, 캠면(2311)을 센터 측으로부터 사이드 측으로 축방향으로 눌러 슬라이드 캠(2310)을 매개로 해서 전동체(1400)의 리테이너(1600)를 사이드 측으로 이동시켜, 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 테이퍼면(1210)으로부터 이간시킨다.

슬라이드 캠(2310)은, 스토퍼 본체(1300)에 대해 구멍축방향의 이동을 허용하여 회전 방향의 상대 이동이 규제되어 있다.

이 예는, 리테이너 측에 캠면을 설치했지만, 핀 측을 캠면으로 해도 좋다.

에어식 릴리스기구(2400)

도 5는 에어식 릴리스기구(2400)가 적용된 리니어 스토퍼의 개략적인 구성을 나타내고 있다.

이 에어식의 릴리스기구(2400)는 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향, 센터 측으로부터 사이드 측으로 향해 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(1100)에 대해 언클램프 상태로 하여 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양방향으로의 상대 이동을 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

도시 예에서는, 스토퍼 본체(1300)의 관통구멍(1310)의 중앙에 에어 공급 구멍을 갖춘 환상단부(環狀段部, 2410)를 설치하고, 이 환상단부(2410)와 리테이너(1600)의 센터 측 끝부분과의 사이에 구멍축방향으로 신축 가능한 중공(中空)의 에어 신축 기구(2400)에 의해 구성되며, 이 에어 신축 기구(2400)에 의해 일방향 스토퍼기구의 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향, 센터 측으로부터 사이드 측으로 향해 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재에 대해 언클램프 상태로 하여 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양방향으로의 상대 이동을 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

에어 신축 기구(2400)는, 예를 들어 밀폐된 중공의 환상 구조로서, 내주벽과 외주벽을 구멍축방향으로 신축 가능한 사복(蛇腹, 구불구불 기어가는 뱀 모양) 구조로 하고, 선단부를 전동체를 유지하는 리테이너(1600)의 끝부분에 당접(當接)시킨다. 그리고, 스토퍼 본체(1300)에 형성한 에어 통로(2420)로부터 에어 신축 기구(2400) 내부로 공기압을 공급하여 신장시키고, 리테이너(1600)를 센터 측으로부터 사이드 측으로 향해 눌러 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 테이퍼 면(1210)으로부터 이간시킨다.

도면에서는, 전동체(1400)가 가이드 부재로부터 떨어져 있는 것처럼 기재하고 있지만, 이것은 모식적인 도면이며 실제로는 가이드 부재(1100)에 접촉하는 치수로 된다.

도 6, 도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 리니어 스토퍼를 나타내고 있다.

기본적으로는 도 3에 나타낸 플레이트식 릴리스기구가 적용된 예이다.

먼저, 도 8을 이용하여 이 리니어 스토퍼에 적용되는 롤러에 대해 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 롤러를 나타내고 있다.

도면에 있어서, 부호 1은 롤러 전체를 나타내는 것으로, 이 롤러(1)는 제1 가이드 부재(210)의 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있는 가이드면(C1)과, 이 가이드면(C1)에 대향하는 제2 가이드 부재(220)의 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있는 가이드면(C2) 사이에 끼워 넣어지는 것이다. 제1 가이드 부재(210)의 가이드면(C1)과 제2 가이드 부재(220)의 가이드면(C2)은 동일한 곡률 중심(O)을 갖고, 동심원 상에 위치하고 있다.

롤러(1)는 롤러 중심축선(N)을 통과하는 면에서 절단한 단면 형상이 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있고 상기 제1 가이드 부재(210)의 볼록한 형상의 가이드면(C1)에 접촉하는 중앙 오목면부(3)와, 중앙 오목면부(3)의 축방향 양단 측에 연속하고 롤러 중심축선(N)을 통과하는 면에서 절단한 단면 형상이 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있으며 제2 가이드 부재(220)의 오목한 형상의 가이드면(C2)에 접촉하는 끝부분 볼록면부(5, 5)를 갖추고 있다.

롤러 중심축선(N)을 통과하는 평면에서 중앙 오목면부(3)를 절단한 원호 모양을 중앙 오목원호(31)라 하면, 이 중앙 오목원호(31)의 곡률 반경(R3)은 볼록한 형상의 가이드면(C1)의 곡률 반경(R1)보다 약간 큰 직경으로 설정되어 있고, 가이드면(C1)과의 접촉부(M3)는 기하학적으로 점접촉으로 된다. 실제로는 접촉부는 폭이 있고, 기하학적인 접점을 면압의 피크로 하는 면압 분포를 갖는 접촉 구조로 된다. 이 곡률 반경(R3)의 크기는, 이러한 부분 접촉으로 되도록, 가이드면(C1)의 반경(R1)보다 약간 크게 되어 있다. 이 곡률 반경(R3)의 크기는, 예를 들어 가이드면(C1)의 반경(R1)의 102% 정도, 혹은 그 부근에 설정하면 부분 접촉 구조로 할 수 있다. 물론, 102%에 한정되는 것은 아니다.

한편, 양끝부분 볼록면부(5, 5)의 롤러 중심축선(N)을 통과하는 평면에서 절단한 원호를 양끝부분 볼록 원호(51, 51)라 하면, 이 끝부분 볼록 원호(51)의 곡률 반경(R5)은 오목한 형상의 가이드면(C2)의 곡률 반경(R2)에 대해 약간 작은 직경으로 되어 있고, 가이드면(C2)과의 접촉부(M5)는 기하학적으로 점접촉으로 된다. 실제로는 접촉부는 폭이 있고, 기하학적인 접점을 면압의 피크로 하는 면압 분포를 갖는 접촉 구조로 된다. 이 곡률 반경(R5)의 크기는 이러한 부분 접촉으로 되도록 가이드면(C2)의 반경(R2)보다 약간 작게 되어 있다. 이 곡률 반경(R5)의 크기도, 롤러 직경이나 예압의 크기 등에 따라 적절하게 설정되지만, 예를 들어 가이드면(C2)의 반경(R2)의 98% 정도, 혹은 그 부근에 설정하면 부분 접촉 구조로 할 수 있다. 물론, 98%에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는, 중앙 오목면부(3)의 제1 가이드 부재(210)의 가이드면(C1)에 접촉하는 접촉부(М3)에서의 롤러 중심축선(N)으로부터의 반경(M3R)과, 양끝부분 볼록면부(5, 5)의 제2 가이드 부재(220)의 가이드면(C2)에 접촉하는 양 접촉부(M5, M5)에서의 롤러 중심축선(N)으로부터의 반경(M5r)이 동일 반경으로 설정되어 있다.

접촉부(M3, M5)는, 기하학적인 접점으로서 설정되는 것으로, 도시 예에서는 접촉부(M3)는 중앙 오목면부(3)의 축방향 중점 위치에 있고, 중앙 오목면부(3)의 최소 직경부이다. 반경 곡률 중심(O3)은, 가이드면(C1)에서 보아 곡률 중심(O)보다 소정 거리 떨어진 위치로 된다.

한편, 양끝부분 볼록면부(5, 5)의 접촉부(M5, M5)는 중앙 오목면부(3)의 접촉부(M3)를 통과하는 롤러 중심축선(N)과 평행한 선(N3) 상에 위치하고, 그 곡률 중심(O5, O5)은 접촉부(M5)의 접선과 직교하는 법선 상에 위치한다. 이 곡률 중심(O5, O5)은 가이드면(C1, C2)의 곡률 중심(O)을 통과하고, 롤러 중심축선(N)과 직교하는 직교선(Q)에 대해 소정 치수(δ)만큼 어긋나 있으면서 가이드면(C2)에서보아 곡률 중심(O)에 가까운 위치에 있다.

또한, 좌우의 양끝부분 볼록면부(5, 5)의 롤러 중심축선 방향의 길이는, 이 실시 형태에서는 동일 길이로 설정되어 있지만, 좌우에서 다른 길이여도 좋다.

다음에, 도 6, 도 7을 이용하여 상기 롤러를 이용한 리니어 스토퍼에 대해 설명한다.

즉, 이 리니어 스토퍼(201)는, 물체를 왕복이동 자재로 안내하는 선모양으로 연장되는 가이드 부재(200)에 착탈 자재로 장착 가능하며, 서로 반대방향의 일방향 스토퍼기구인 제1 스토퍼기구(210R)와 제2 스토퍼기구(210L)가 축방향으로 한 쌍 설치되어 있다.

도시 예에서는, 가이드 부재(200)는 단면 원형상의 막대 모양 부재이다.

제1 스토퍼기구(210R)는 가이드 부재(200)의 표면과의 사이에 가이드 부재(200)의 연신방향 한쪽 측(도면 중 오른쪽)을 향해 서서히 간극이 작아지는 쐐기모양 공간(220)을 구성하는 평면적인 경사면(221)이 설치된 스토퍼 본체(230)와, 쐐기모양 공간(220)에 전동 자재로 설치되는 본 발명의 롤러(1)와, 롤러(1)를 쐐기모양 공간(220)으로 파고드는 방향으로 압압하여 롤러(1)를 가이드 부재(200)의 표면과 스토퍼 본체(230)의 경사면(221)에 압접시키는 압압수단으로서의 압압 스프링(250)을 구비한 구성으로 되어 있다.

스토퍼 본체(230)는 단면 원형의 구멍(231)이 설치된 사각형의 통(筒)모양 부재에 의해 구성되고, 가이드 부재(200)의 한 측면에 대향하는 내측면에 상기 경사면이 형성되어 있다. 스토퍼 본체(230)의 형상은 사각형에 한정되는 것이 아니라, 원형 형상이라도 다른 형상이라도 좋다. 도시 예에서는, 경사면(221)은 가이드 부재(200)에 대응하여 원추 모양으로 경사지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 경사면(221)은 직선 모양이어도 좋고, 만곡하고 있어도 좋다.

롤러(1)는 리테이너(280)에 의해 유지되어 있다.

리테이너(280)는 롤러(1)를 유지하는 유지 구멍(281)이 설치된 원통모양 부재에 의해 구성되어 있다.

한편, 압압 스프링(250)은 코일 스프링으로, 일단이 스토퍼 본체(230)의 안쪽 끝의 단차부에 걸어 맞춰지고, 타단이 리테이너(280)의 끝부분에 걸어 맞춰져 있다. 압압 스프링(250)은 코일 스프링에 한정되지 않고, 판스프링 등, 다른 스프링 부재를 이용할 수 있다.

그리고, 쐐기모양 공간(220) 내의 롤러(1)의 구름 접촉에 의한 침투 작용에 의해 가이드 부재(200)에 대해 쐐기모양 공간(220)의 간극이 큰 측으로의 스토퍼 본체(230)의 상대 이동을 규제하고, 쐐기모양 공간(220)의 롤러(1)의 미끄럼 접촉에 의해 가이드 부재(200)에 대해 쐐기모양 공간(220)의 간극이 작은 측으로의 스토퍼 본체(230)의 상대 이동을 허용하는 구성으로 되어 있다.

한편, 제2 스토퍼기구(210L)는, 가이드 부재(200)에 대해 제1 스토퍼기구(210R)의 쐐기모양 공간(220)과는 방향이 서로 반대방향으로 되는 구성으로, 쐐기모양 공간(220) 내의 롤러(1)의 구름 접촉에 의한 침투 작용에 의해 가이드 부재(200)에 대해 쐐기모양 공간(220)의 간극이 큰 측으로의 스토퍼 본체(230)의 상대 이동을 규제하고, 쐐기모양 공간(220)의 롤러(1)의 미끄럼 접촉에 의해 가이드 부재(200)에 대해 쐐기모양 공간(220)의 간극이 작은 측으로의 스토퍼 본체(230)의 상대 이동을 허용하는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 가이드 부재(200)에 대해 스토퍼 본체(230)가 가이드 부재(200)의 연신방향 양방향의 상대 이동을 규제 가능하게 되어 있다. 제2 스토퍼기구(210L)의 기본적인 구성은 제1 스토퍼기구(210R)와 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

이 예에서는, 제1 스토퍼기구(210R)와 제2 스토퍼기구(210L)의 쐐기모양 공간(220)은, 간극이 넓은 측이 서로 대향하도록 스토퍼 본체(230)의 중앙부에 배치되고, 쐐기모양 공간(220)의 간극이 넓은 측이 서로 반대방향, 즉 스토퍼 본체(230)의 중앙 측에 위치하고 있다.

그리고 본 실시예에서는, 제1 스토퍼기구(210R)와 제2 스토퍼기구(210L)의 쐐기모양 공간(220, 220)에 설치된 롤러(1, 1)를 쐐기모양 공간(220)의 간극이 커지는 방향으로 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(200)에 대해 쐐기모양 공간(220, 220)의 간극이 큰 측으로의 스토퍼 본체(230)의 상대 이동을 가능하게 하는 전동체 해방수단으로서의 릴리스기구(270)가 설치되어 있다.

이 릴리스기구(270)는, 스토퍼 본체(230)의 축방향 양단면에, 제1 스토퍼기구(210R) 및 제2 스토퍼기구(210L)를 각각 해제하기 위한 제1, 제2 압압판(271R, 271L)을 갖춘 구성으로 되어 있다.

제1 압압판(271R)에 대해 설명하면, 가이드 부재(200)가 삽입되는 삽입 구멍이 설치되고, 일단이 스토퍼 본체(230)에 요동 자재로 지지되며, 타단이 자유단으로 되어 있다. 그리고, 자유 상태에서는, 스프링 부재(272)에 의해 열린 상태로 유지되어 있다.

그리고, 중도부에는 제1 스토퍼기구(210R)의 롤러 리테이너를 압압하는 압압 헤드(273)가 설치되고, 압압 헤드(273)를 매개로 해서 롤러 리테이너(280)를 압압 스프링(250)의 스프링 힘에 대항하여 밀어 넣음으로써, 롤러 리테이너(280)를 매개로 해서 제1 스토퍼기구(210R)의 쐐기모양 공간(220)에 설치된 각 롤러(1)를 쐐기모양 공간(220)의 간극이 커지는 방향으로 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(200)에 대해 쐐기모양 공간(220)의 간극이 큰 측으로 이동시킨다.

제2 압압판(271L)에 대해서도, 제1 압압판(271R)과 완전히 동일한바, 가이드 부재(200)가 삽입되는 삽입 구멍이 설치되고, 일단이 스토퍼 본체(230)에 요동 자재로 지지되며, 타단이 자유단으로 되어 있다. 그리고 자유 상태에서는, 스프링 부재(272)에 의해 열린 상태로 유지되어 있다.

그리고, 중도부에는 제2 스토퍼기구(210L)의 롤러 리테이너(280)를 압압하기 위한 압압 헤드(273)가 설치되고, 압압 헤드(273)을 매개로 해서 롤러 리테이너(280)를 압압 스프링(250)의 스프링 힘에 대항하여 밀어 넣음으로써, 롤러 리테이너(280)를 매개로 해서 제2 스토퍼기구(210L)의 쐐기모양 공간(220)에 설치된 각 롤러(1)를 쐐기모양 공간(220)의 간극이 커지는 방향으로 강제적으로 이동시킨다.

제1, 제2 압압판(271R, 271L)은, 스토퍼 본체(230)의 축방향 양단 측에 있어, 손가락으로 제1, 제2 압압판(271R, 271L)을 사이에 두고 밀어 넣음으로써, 한 번에 해제할 수 있다.

상기 구성의 리니어 스토퍼(201)는, 가이드 부재(200)로부터 분리된 상태에서는, 상기한 바와 같이 롤러 리테이너(280)가 스토퍼 본체(230)의 단부에 걸어 맞춰지고, 롤러 리테이너(280)을 매개로 해서 롤러(1)가 스토퍼 본체(230)에 지지되어 있다.

그리고, 제1, 제2 압압판(271R, 271L)을 밀어 넣은 상태에서, 가이드 부재(200)의 끝부분으로부터 스토퍼 본체(230)의 내주를 가이드 부재(200)의 적절한 위치까지 이동시킨다. 제1, 제2 압압판(271R, 271L)을 밀어 넣은 상태에서, 압압헤드(273)에 의해 제1 스토퍼기구(210R)와 제2 스토퍼기구(210L)의 롤러 리테이너(280)가 서로 접근하는 방향으로 이동되므로, 제1, 제2 스토퍼기구(210R, 210L)의 각 롤러(1)는 쐐기모양 공간(220, 220)으로 파고드는 일없이 가이드 부재(200) 표면을 미끄러져 소정 위치까지 이동한다.

제1, 제2 압압부재(271R, 271L)로부터 손을 떼면, 제1, 제2 스토퍼기구(210R, 210L)의 각 압압스프링(250, 250)에 의해 각 롤러 리테이너(280, 280)는 쐐기모양 공간(220, 220)으로 파고드는 방향으로 밀어붙여지고, 롤러(1, 1)가 쐐기모양 공간(220, 220)의 가이드 부재(200) 측면과 경사면(221, 221)에 압압된다.

이 상태에서는, 가이드 부재(200)에 대해 스토퍼 본체(230)가 가이드 부재(200)의 연신방향 어느 한 방향으로 이동하려고 해도, 제1, 제2 스토퍼기구(210R, 210L)의 어느 하나의 롤러(1)가 구름 접촉에 의해 쐐기모양 공간(220)으로 파고들어 스토퍼 본체(230)의 상대 이동이 규제되게 된다.

또, 이 롤러(1, 1)의 침투 작용으로 접촉면 압력이 증대하고, 롤러와 가이드 부재(200) 및 스토퍼 본체(230)의 접촉면이 원형이라도, 그 접촉 마찰에 의해 둘레 방향의 미끄럼이 규제되어, 회전을 규제할 수 있다.

그리고, 다시 이동시키는 경우는, 릴리스기구(270)의 제1, 제2 압압판(271R, 271L)을 밀어 넣음으로써, 쐐기모양 공간(220)으로의 침투가 해제되어, 어느 방향으로도 자유롭게 이동 가능하게 된다. 파고들어가 있는 것은 롤러(1)이므로, 해제는 용이하다.

또, 제1 스토퍼기구(210R)와 제2 스토퍼기구(210L)의 쐐기모양 공간은, 간극이 넓은 측이 서로 대향하도록 스토퍼 본체(230)의 중앙부에 배치되어 있지만, 반대로 쐐기모양 공간의 간극이 좁은 측이 서로 대향하도록 스토퍼 본체(230)의 중앙부에 배치되어 있어도 좋다. 그 경우에는, 특별히 도시하지 않지만, 제1, 제2 압압판(271R, 271L)을 밀어 넣음으로써, 리테이너(280)를 끄는 것과 같은 기구로 해도 좋고, 그 밖의 릴리스기구를 구성하면 좋다.

또, 상기 실시예에서는, 가이드 부재(200)의 연신방향 양방향의 이동을 규제하도록 되어 있지만, 한쪽의 일방향 스토퍼기구만으로 연신방향의 한쪽의 이동만을 규제하는 것과 같은 구성으로 해도 좋다.

도 9는 상기 롤러(1)를 이용한 롤러 안내 장치의 일례를 나타내고 있다.

종래의 롤러를 이용한 롤러 안내 장치로서, 예를 들어 일본국 특개소 62-227532호 공보에 기재된 바와 같은 것이 알려져 있다. 즉, 원형 축 모양의 가이드 축과 가이드 축에 감합(嵌合)되어 가이드 축을 따라 직선 안내되는 부시(bush)와의 사이에 전동체로서 롤러가 끼워 넣어져 있다.

이 롤러 가이드에 사용되는 롤러는, 축의 외주면에 접촉하는 중앙 오목면부와, 이 중앙 오목면부의 롤러 축방향 양단 측으로 연장되어 부시의 내주면에 선접촉하는 끝부분 볼록면부를 갖춘 특수 형상의 롤러가 사용되고 있었다.

이 롤러는, 고강성의 구름 안내 기구를 제공하지만, 이 특수 형상의 롤러는 중앙 오목면부와 끝부분 볼록면부와의 사이에 주속차(周速差, 원주 속도 차)가 있기 때문에, 중앙 오목면부와 끝부분 볼록면부의 전동면 사이에서 차동 미끄럼이 발생하여 접동에 의한 조기 마모를 초래한다고 하는 문제가 있었다.

이 롤러는, 중앙 오목면부와 끝부분 볼록면부의 차동 미끄럼을 해소하는 것이다.

이 롤러 안내 장치(100)는, 유한 접동 타입으로, 원호 모양의 가이드 면을 갖춘 제1 가이드 부재로서의 원형의 가이드 축(110)과, 이 가이드 축(110)의 가이드면(111)과 대향하고 가이드 축(110)의 가이드면(111)보다 곡률 반경이 큰 원호 모양의 가이드면(121)을 갖춘 제2 가이드 부재로서의 통모양체(120)와, 가이드 축(110)의 가이드면(111)과 통모양체(120)의 가이드면(121) 사이에 전동 자재로 끼워 넣어진 본 발명의 롤러(1)를 갖춘 구성으로 되어 있다.

이 롤러(1)는 롤러 리테이너(130)에 유지되고, 롤러(1)를 매개로 해서 가이드 축(110)에 대해 통모양체(120)가 상대적으로 이동 자재로 되어 있다. 롤러(1)의 직경은 가이드면(111, 121) 사이의 간격보다 큰 직경으로 하여 여압(與壓)이 부여된다.

롤러(1)는, 축방향 및 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다. 둘레 방향의 배치는 축방향 동일 위상에 복수 배치하도록 해도 좋고, 위상을 다르게 해도 좋다. 또, 축방향의 배치에 대해서도, 둘레 방향 동일 위상에 나열해도 좋지만, 위상을 다르게 하여 배치할 수도 있다.

롤러 리테이너(130)는 원통모양 부재로, 가이드 축(110)의 외주와 통모양체(120)의 내주 사이의 원형 고리 모양의 공간에 삽입되고, 롤러(1)는 롤러 리테이너(130)에 설치된 유지 구멍(131)에 회전 자재로 유지되어 있다. 이 유지 구멍(131)의 유지는 롤러 리테이너(130)를 인출할 때 롤러(1)가 탈락하지 않도록 되어 있으며, 그 유지는 각 롤러(1)의 주면을 유지하도록 구성된다.

이동 범위는, 롤러 리테이너(130)에 의해 통모양체(120)가 유지되는 범위이다. 무엇보다, 통모양체(120)에 롤러의 순환로를 설치하면, 무한 접동 타입의 롤러 가이드를 실현할 수 있다.

가이드 축(110)의 가이드면(111)은, 원통 모양의 가이드 축(110)의 원통 모양의 외주면이고, 통모양체(120)의 가이드면(121)은 통모양체(120)의 원통 모양의 내주면이다.

이 가이드 축(110)의 가이드면(111)의 원통을 구성하는 원이 도 1에서 나타낸 롤러(1)의 제1 기준원(C1)에 대응하고, 통모양체(120)의 가이드면(121)의 원통을 구성하는 원이 롤러(1)의 제2 기준원(C2)에 대응하도록 구성되어 있다.

따라서, 롤러(1)의 중앙 오목면부(3)의 접촉부(M3)를 중심으로 하여 소정 폭부분이 가이드 축(110)의 가이드면(111)에 접촉하고, 양끝부분 볼록면부(5)의 접촉부(M5)를 중심으로 하는 소정 폭이 통모양체(120)의 내주면의 가이드면(121)에 접촉한다.

이 중앙 오목면부(3)와 양끝부분 볼록면부(5)의 양 접촉부(M3, M5)의 롤러 중심축선(N)으로부터의 반경이 동일 반경으로 되어 있으므로, 전동시의 주속(周速, 원주 속도)는 같아지게 되며, 차동 미끄럼이 작아져서 중앙 오목면부(3)와 양끝부분 볼록면부(5)의 가이드면(111, 121)의 접동 마모를 최소로 유지할 수 있고, 장수명화를 도모할 수 있다.

또한, 롤러 안내 장치로서는, 이와 같은 통모양체와 가이드 축을 갖춘 롤러 부시뿐만 아니라 곡률 중심이 동일한 볼록 원호 형상의 가이드 면과 오목 원호 형상의 가이드면 사이에, 본 발명 롤러가 전동 자재로 끼워 넣어지는 것과 같은 구조이면 좋고, 통 모양에 한정되지 않는다.

더욱이, 본 발명의 롤러는 안내 장치에 한정되지 않고 각종의 장치에 적용할 수 있다.

도 10, 도 11은 도 2에 기재된 레버식의 릴리스기구를 이용한 예이다.

레버식 구성

레버식의 릴리스기구(2100)는 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 쐐기모양 공간(1200)에 설치된 전동체(1400)를 쐐기모양 공간(1200)의 간극이 커지는 방향, 센터로부터 사이드 측으로 향해 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(1100)에 대해 언클램프 상태로 하여 스토퍼 본체(1300)의 축방향 양방향으로의 상대 이동을 가능하게 하는 구성으로 되어 있다.

도시 예에서는, 타원형의 캠(2110)을 레버(2120)에 의해 회전시켜 장축 측의 캠면에 의해 전동체(1400)의 리테이너(1600)를 개방방향으로 이동시켜, 단축 측의 캠면에서는 침투를 허용하는 구성으로 되어 있다.

캠(2110)은, 가이드 부재(1100)의 중심축선과 직교하는 축선 상에서 가이드 부재(1100)의 외주와 스토퍼 본체의 관통구멍의 내주 사이의 간극에, 중심축선에 대하여 대향하도록 한 쌍 배치되고, 레버 본체에 형성된 베어링 구멍에 회전 자재로 지지된 회전축의 안쪽 끝에 고정되며, 회전축의 바깥쪽 끝에 회전축을 회전시키기 위한 레버의 일단이 고정되어 있다.

캠은 장축이 가이드 부재의 중심축선과 평행으로 되는 언클램프 위치와, 가이드 부재의 중심축선과 직교 방향으로 되는 클램프 위치의 두 위치 사이, 거의 90도의 각도 범위를 회전이동 가능하게 되어 있다. 레버는, 자유 상태에서는 클램프 위치에 위치하도록, 반환 스프링에 의해 밀어 붙여져 있다. 이 클램프 위치에서는, 캠은 전동체 유지기에는 접촉하지 않는바, 전동체의 침투를 방해하지 않는 위치로 되어 있다.

레버는, 캠의 회전축과 직교하는 방향으로 연장되어 있고, 좌우의 레버의 선단이 연결 막대에 의해 연결되어, 전체적으로 コ자 형상으로 되어 있다.

또, 레버는 캠면의 장축방향의 캠면이 좌우 한 쌍의 비틀림 코일 스프링에 의해, 클램프 위치 방향으로 상시 밀어 붙여져 클램프 위치에 유지되어 있다.

스토퍼 본체의 측면에는, 레버의 회전 범위에 걸쳐 부채 형상으로 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부를 따라 레버가 회전하며, 클램프 위치에서 레버는 반환 스프링의 밀어 붙이는 힘으로 오목부의 끝부분에 당접하고 있다.

도 12 내지 도 15는 도 4에 기재된 링식의 릴리스기구를 이용한 리니어 스토퍼를 나타내고 있다.

특히, 각 일방향 스토퍼기구(1700L, 1700R)의 테이퍼면(1210)이 스토퍼 본체(1300)의 관통구멍(1310)의 구멍축방향 중앙부(센터)에 배치되어 있고, 쐐기모양 공간(1200)이 센터를 향해 간격이 서서히 작아지도록 구성되며, 전동체(1400)가 축방향 양단 측(사이드)으로부터 센터로 향해 파고드는 방향으로 되어 쐐기모양 공간(1200)으로 파고드는 방향으로 전동체 압압기구(1500)에 의해 압압되어 있다.

도시 예에서는, 한 쌍의 리테이너(1600)의 대향 끝부분(센터 측 끝부분)에 각각 설치된 전동체 유지기와 더불어 구멍축방향으로 이동하는 링모양의 슬라이드 캠(2310)과, 스토퍼 본체(1300)에 설치된 둘레 방향으로 연장되는 안내용 슬릿(1340)을 매개로 해서 스토퍼 본체(1300)의 외측으로부터 슬라이드 캠(2310)의 대향면 사이에 삽입되어 슬라이드 캠(2310)의 캠면(2311)에 미끄러져 접하는 핀(2320)과, 핀(2320)의 외측 끝부분이 고정되어 스토퍼 본체(1300)의 외주에 회전 가능하게 장착되는 조작 링(2330)을 갖추고 있다.

도시 예에서는, 슬라이드 캠(2310)의 캠면(2311)은 둘레 방향 3개소에 부분적으로 설치되고, 이 3개의 캠면(2311)에 대응하여 핀(2320)도 3개소에 설치되며, 핀 안내 슬릿(1340)도 3개소에 서로 독립하여 설치되어 있다.

핀(2320)이 미끄러져 접하는 슬라이드 캠(2310)의 캠면(2311)은 둘레 방향으로 소정의 리드각으로 경사져서 연장되는 경사면으로 되어 있다. 캠면(2311)의 둘레 방향 일단 측에 있어서, 가장 센터에 치우친 위치는 클램프 위치이고, 이 위치에서는 핀(2320)은 캠면에 접촉하지 않고 전동체(1400)는 쐐기모양 공간(1200)의 테이퍼면(1210)에 접촉하고 있다. 이 클램프 위치로부터 캠면(2311)은 핀(2320)의 이동 궤적에 교차하도록 경사져서 연장되어 있으며, 핀(2320)을 회전시킴으로써 캠면(2311)에 접촉하고, 캠면(2311)을 센터 측으로부터 사이드 측으로 축방향으로 눌러 슬라이드 캠(2310)을 매개로 해서 전동체(1400)의 리테이너(1600)를 사이드 측으로 이동시켜, 전동체(1400)를 쐐기모양 공간의 테이퍼면(1210)으로부터 이간시킨다. 슬라이드 캠(2310)은, 스토퍼 본체(1300)에 대해 구멍축방향의 이동을 허용하여 회전 방향의 상대 이동이 규제되어 있다.

스토퍼 본체(1300)는, 원통 모양의 본체부(1301)와, 테이퍼면(1210)을 구성하는 테이퍼링(1305)과, 테이퍼링(1305)을 축방향으로 고정하기 위한 칼라(collar, 1302)와, 가이드 부재(1100)와 미끄러져 접하는 가이드 부시(1303)를 갖추고 있다. 또한 도시 예에서는, 스토퍼 본체에 대해 슬라이드 캠의 구멍축방향의 상대 이동을 허용하여 회전 방향의 상대 이동을 규제하는 규제 링(2350)이 설치되어 있다. 이 규제 링(2350)은, 슬라이드 캠(2310)의 외주와 스토퍼 본체(1300)의 내주면 사이 에 끼워 넣어지고, 스토퍼 본체(1300)에 대해 고정되어 있다. 규제 링(2350)에는, 슬라이드 캠(2310)에 설치된 구멍축방향으로 연장되는 규제 홈(2313)에 걸어 맞춰지는 볼록(凸)부(2351)가 설치되고, 슬라이드 캠(2310)의 구멍축방향의 이동을 허용하면서 회전 방향의 상대 이동을 규제하는 구성으로 되어 있다. 규제 홈(2313)은 서로 이웃하는 캠면(2311) 사이를 이용하여 둘레 방향 3개소에 설치되고, 규제 링(2350)의 볼록부(2351)도 둘레 방향 3개소에 설치되어 있다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 스토퍼의 개략 단면도를 나타내고 있다.

즉, 이 리니어 스토퍼(1)는 물체를 왕복이동 자재로 안내하는 선모양으로 연장되는 가이드 부재(100)에 착탈 자재로 장착 가능하고, 서로 반대방향의 일방향 스토퍼기구인 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)가 축방향으로 한 쌍 설치된 양방향 스토퍼기구(10)가 가이드 부재(100)를 사이에 두고 한 쌍 설치된 구성으로 되어 있다. 각 양방향 스토퍼기구(10)는 동일한 구성이므로, 한쪽의 양방향 스토퍼기구(10)에 대해 설명하는 것으로 한다.

도시 예에서는, 가이드 부재(100)는 단면 육각 형상의 막대 모양 부재이고, 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)는 육각형의 가이드 부재(100)의 서로 반대 측의 두 측면에 대향하여 설치되어 있다. 이 예에서는, 가이드 부재(100)는 단면 육각 형상이지만, 육각 형상에 한정되지 않고 삼각, 사각, 오각, 더욱이 7각 이상이어도 좋고, 각(角)형상에 한정되지 않고 단면 원형상이어도 좋은 것은 물론이다. 또, 가운데에 뜬 레일이 아니라, 일측이 부설(敷設)되어 있는 것과 같은 부설 가이드의 구조라도 좋다.

양방향 스토퍼기구(10)를 구성하는 일방향 스토퍼기구인 제1 스토퍼기구(10L)는, 가이드 부재(100)의 표면과의 사이에 가이드 부재(100)의 연신방향 한쪽 측(도 중 오른쪽 방향)으로 향해 서서히 간극이 작아지는 쐐기모양 공간(20)을 구성하는 평면적인 경사면(21)이 설치된 스토퍼 본체(30)와, 쐐기모양 공간(20)에 전동 자재로 설치되는 전동체로서의 롤러(40)와, 롤러(40)를 쐐기모양 공간(20)으로 파고드는 방향으로 압압하여 롤러(40)를 가이드 부재(100)의 표면과 스토퍼 본체(30)의 경사면(21)에 압접시키는 전동체 압압수단으로서의 압압 스프링(50)을 갖춘 구성으로 되어 있다.

스토퍼 본체(30)는 단면 육각 형상의 구멍(31)이 설치된 사각형의 통모양 부재로 구성되고, 가이드 부재(100)의 한 측면에 대향하는 내측면에 상기 경사면이 형성되어 있다. 도시 예에서는, 경사면(21)은 가이드 부재(100)에 대해 오목한 모양으로 만곡한 형상으로 되어 있다. 경사면(21)은 직선 모양이어도 좋고, 경우에 따라서는 볼록한 모양으로 만곡하고 있어도 좋다.

이 스토퍼 본체(30)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 제1 절반체(30A)와 제2 절반체(30B)에 의한 2분할 구성으로 하고, 볼트로 고정하도록 해도 좋다.

한편, 롤러(40)는 리테이너(80)에 의해 유지되어 있다. 리테이너(80)는, 롤러(40)를 유지하는 유지 구멍(81)이 설치된 사각 형상의 판모양 부재로 구성되어 있다. 유지 구멍(81)의 전후단 테두리(81a)는 롤러(40)의 곡률과 비슷한 원호 형상으로 되어 있고, 롤러(40)는 유지 구멍(81)의 전후단 테두리(81a)에 의해 유지 구멍(81)에 유지된다.

한편, 리테이너(80)의 좌우 측 끝부분은 스토퍼 본체(30)의 내주의 내측면에 설치된 안내 홈(32)에 걸어 맞춰져 있으며, 스토퍼 본체(30)를 가이드 부재(100)로부터 빼낸 때에 리테이너(80)는 안내 홈(32)에 유지되고, 롤러(40)는 리테이너(80)를 매개로 해서 스토퍼 본체(30)에 지지되도록 되어 있다. 안내 홈(32)의 폭은 리테이너(80)의 두께보다 크고, 안내 홈(32)에 조립된 때에는, 리테이너(80)의 끝부분은 가이드 부재(100)의 측면 상에 접촉한다.

또, 압압 스프링(50)은 코일 스프링이고, 일단이 스토퍼 본체(30)의 단면에 고정되는 스프링 누름판(90)에 걸어 맞춰지며, 타단이 리테이너(80)의 끝부분에 설치된 스프링 자리로 되는 오목부(32)에 걸어 맞춰져 있다.

그리고, 쐐기모양 공간(20) 내의 롤러(40)의 구름 접촉에 의한 침투 작용에 의해 가이드 부재(100)에 대해 쐐기모양 공간(20)의 간극이 큰 측(L)으로의 스토퍼 본체(30)의 상대 이동을 규제하고, 쐐기모양 공간(20)의 롤러(40)의 미끄럼 접촉에 의해 가이드 부재(100)에 대해 쐐기모양 공간(20)의 간극이 작은 측(R)으로의 스토퍼 본체(30)의 상대 이동을 허용하는 구성으로 되어 있다.

또, 스토퍼 본체(30)에는, 가이드 부재(100)에 걸어 맞춰지고, 스토퍼 본체(30)의 상대 이동 규제시에 쐐기모양 공간(20)으로 파고들어간 때의 경사면(21)에 작용하는 롤러(40)로부터의 반력(反力)을 지지하는 반력 지지부가 설치되어 있다. 이 예에서는, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 가이드 부재(100)가 단면 육각 형상이고, 쐐기모양 공간을 구성하는 측면(101)과 인접하는 측면(102, 103)을 사이에 둔 측면(104, 105)과 걸어 맞춰지는 구멍의 내측면(304, 305)이 압력 지지부로 되어 있다.

한편, 양방향 스토퍼기구(10)를 구성하는 제2 스토퍼기구(10R)는, 가이드 부재(100)에 대해 제1 스토퍼기구(10L)의 쐐기모양 공간(20)과는 방향이 서로 반대방향으로 되는 구성으로, 쐐기모양 공간(20) 내의 롤러(40)의 구름 접촉에 의한 침투 작용에 의해 가이드 부재(100)에 대해 쐐기모양 공간(20)의 간극이 큰 측(R)으로의 스토퍼 본체(30)의 상대 이동을 규제하고, 쐐기모양 공간(20)의 롤러(40)의 미끄럼 접촉에 의해 가이드 부재(100)에 대해 쐐기모양 공간(20)의 간극이 작은 측(L)으로의 스토퍼 본체(30)의 상대 이동을 허용하는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 가이드 부재(100)에 대해 스토퍼 본체(30)가 가이드 부재(100)의 연신방향 양방향의 상대 이동을 규제 가능하게 되어 있다. 제2 스토퍼기구(10R)의 기본적인 구성은 제1 스토퍼기구(10L)와 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

이 예에서는, 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 쐐기모양 공간(20)은, 간극이 좁은 측이 서로 대향하도록 스토퍼 본체(30)의 중앙부에 배치되고, 쐐기모양 공간(20)의 간극이 넓은 측이 서로 반대방향, 즉 스토퍼 본체(30)의 끝부분 측에 위치하고 있다.

그리고, 본 실시예에서는 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 쐐기모양 공간(20, 20)에 설치된 롤러(40, 40)를 쐐기모양 공간(20)의 간극이 커지는 방향으로 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(100)에 대해 쐐기모양 공간(20, 20)의 간극이 큰 측으로의 스토퍼 본체(30)의 상대 이동을 가능하게 하는 전동체 해방수단으로서의 릴리스기구(70)가 설치되어 있다.

이 릴리스기구(70)는, 스토퍼 본체(30)의 외측으로부터 가이드 부재(100)의 연신방향에 대해 직교 방향으로 빼냄과 꽂아 넣음 자재로 설치되는 압압 부재(71)와, 압압 부재(71)를 스토퍼 본체(30)로부터 이탈시키는 방향으로 밀어붙이는 스프링(72)을 갖춘 구성으로, 압압 부재(71)의 내측 선단에는 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 각 롤러 리테이너에 접속되었다 떨어졌다 하는 압압 헤드(73)가, 압압 부재(71)의 외측 끝부분에는 손가락으로 누르기 위한 버튼부(74)가 설치되며, 압압 헤드(73)와 버튼부(74)를 연결하는 연결핀이 스토퍼 본체(30)에 설치된 핀 구멍에 삽입되어 있다.

압압헤드(73)는, 선단을 향해 가늘어지도록 경사지는 원추 형상이며, 경사면이 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 각 롤러 리테이너(80)에 당접하고, 압압부재(71)를 스프링(72)의 스프링 힘에 대항하여 밀어 넣음으로써, 롤러 리테이너(80)를 서로 떼어놓는 방향, 즉 제1, 제2 스토퍼기구(10L, 10R)의 쐐기모양 공간(20. 20)에 설치된 각 롤러(40)를 쐐기모양 공간(20, 20)의 간극이 커지는 방향으로 강제적으로 이동시켜, 가이드 부재(100)에 대해 쐐기모양 공간(20, 20)의 간극이 큰 측, 이 예에서는 가이드 부재(100)의 연신방향 양측으로의 스토퍼 본체(30)의 상대 이동을 가능하게 하고 있다.

상기 구성의 리니어 스토퍼(1)는, 가이드 부재(100)로부터 떼어낸 상태에서는, 상기한 바와 같이 롤러 리테이너(80)가 스토퍼 본체(30)의 안내 홈(32)에 걸어 맞춰지고, 롤러 리테이너(80)를 매개로 해서 롤러(40)가 스토퍼 본체(30)에 지지되어 있다.

그리고, 압압 부재(71)를 밀어 넣은 상태에서, 가이드 부재(100)의 끝부분으로부터 스토퍼 본체(30)의 내주를 가이드 부재(100)의 적절한 위치까지 이동시킨다. 압압부재(71)를 밀어 넣은 상태에서, 압압헤드(73)에 의해 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 롤러 리테이너(80)가 서로 이간하는 방향으로 이동되므로, 제1, 제2 스토퍼기구(10L, 10R)의 각 롤러(40)는 쐐기모양 공간(20, 20)으로 파고들어가는 일없이 가이드 부재(100) 표면을 미끄러져 소정 위치까지 이동한다.

압압부재(71)로부터 손을 떼면, 제1, 제2 스토퍼기구(10L, 10R)의 각 압압스프링(50, 50)에 의해 각 롤러 리테이너(80, 80)는 쐐기모양 공간(20, 20)으로 파고드는 방향으로 밀어붙여지고, 롤러(40, 40)가 쐐기모양 공간(20, 20)의 가이드 부재(100) 측면과 경사면(21, 21)에 압압된다.

이 상태에서는, 가이드 부재(100)에 대해 스토퍼 본체(30)가 가이드 부재(100)의 연신방향의 어느 방향으로 이동하려고 해도, 제1, 제2 스토퍼기구(10L, 10R)의 어느 하나의 롤러(40)가 구름 접촉에 의해 쐐기 상태 공간(20)으로 파고들어 스토퍼 본체(30)의 상대 이동이 규제되게 된다.

그리고, 다시 이동시키는 경우는, 릴리스기구(70)의 압압 부재(71)을 밀어 넣음으로써, 쐐기모양 공간(20)으로의 침투가 해제되어 어느 방향으로도 자유롭게 이동 가능하게 된다. 파고들어가 있는 것은 롤러(40)이므로, 해제는 용이하다.

또한, 상기한 리니어 스토퍼에 이용되는 전동체로서, 원통 모양의 롤러를 이용한 경우를 예시했지만, 볼이라도 좋고, 또 가이드 부재로서 단면 원형의 레일에 적용하는 경우에는, 꿀단지 모양의 롤러를 이용해도 좋은바, 전동체의 형상은 한정되지 않는다.

또, 상기 실시예에서는 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)는 둘레 방향 동일 위상에 설치되어 있지만, 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 둘레 방향의 위상이 달라도 좋다.

더욱이, 상기 실시예에서는 전동체로부터 스토퍼 본체(30)의 경사면(21)에 작용하는 반력을, 가이드 부재(100)의 측면에 접촉하는 스토퍼 본체의 내측면에 의해 지지하도록 되어 있지만, 가이드 부재의 반대측에 위치하는 양방향 스토퍼기구에 의해 다른쪽의 양방향 스토퍼기구의 반력을 지지하도록 하여 양방향 스토퍼기구 자체를 반력 지지부로 해도 좋다.

또, 제1 스토퍼기구(10L)와 제2 스토퍼기구(10R)의 쐐기모양 공간은 간극이 좁은 측이 서로 대향하도록 스토퍼 본체(30)의 중앙부에 배치되어 있지만, 반대로 쐐기모양 공간의 간극이 넓은 측이 서로 대향하도록 스토퍼 본체(30)의 중앙부에 배치되어 있어도 좋다.

또, 상기 실시예에서는, 가이드 부재(100)의 연신방향 양방향의 이동을 제어하도록 되어 있지만, 한쪽의 일방향 스토퍼기구만으로 연신방향의 한쪽의 이동만을 규제하도록 구성해도 좋다.

1 리니어 스토퍼
10 양방향 스토퍼기구
10L 제1 스토퍼기구
10R 제2 스토퍼기구
20 쐐기모양 공간
21 경사면
30 스토퍼 본체
30A 절반체
30B 절반체
31 구멍
32 안내 홈
40 롤러
70 릴리스기구
71 압압 부재
72 스프링
73 압압 헤드
74 버튼부
80 롤러 리테이너
81 유지 구멍
81a 전후단 테두리
90 누름판
100 가이드 부재
101, 102, 103, 104, 105 측면
304, 305 내측면(반력 지지부)

Claims

롤러 중심축선에서 절단한 단면 형상이, 롤러 중심축선에 대해 롤러 중심축선 측을 향해 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있는 중앙 오목면부와, 중앙 오목면부의 축방향 끝부분 측에 연속하고 롤러 중심축선에 대해 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있는 끝부분 볼록면부를 갖추고 있는 롤러에 있어서,
상기 중앙 오목면부의 축방향 중앙 위치에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경과, 상기 끝부분 볼록면부의 축방향의 중도 위치에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경이 동일 반경으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러.
원호 모양의 가이드 부재을 갖춘 제1 가이드 부재와, 이 제1 가이드 부재의 가이드면과 대향하고 제1 가이드 부재의 가이드면보다도 곡률 반경이 큰 원호 모양의 가이드 면을 갖춘 제2 가이드 부재와, 상기 제1 가이드 부재와 제2 가이드 부재의 가이드면 사이에 전동 자재로 끼워 넣어지는 롤러를 갖추고, 이 롤러를 매개로 해서 제1 가이드 부재와 제2 가이드 부재가 상대적으로 이동 자재로 되어 있고,
상기 롤러는, 롤러 중심축선에서 절단한 단면 형상이, 롤러 중심축선에 대해 롤러 중심축선 측을 향해 원호 모양으로 오목한 형상으로 되어 있고, 상기 제1 가이드 부재의 가이드면에 접촉하는 중앙 오목면부와, 중앙 오목면부의 축방향 끝부분 측에 연속하고 롤러 중심축선에 대해 원호 모양으로 볼록한 형상으로 되어 있고, 상기 제2 가이드 부재의 가이드면에 접촉하는 끝부분 볼록면부를 갖추고 있는 롤러 안내장치에 있어서,
상기 중앙 오목면부의 제1 가이드 부재에 접촉하는 접촉부에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경과, 양끝부분 볼록면부의 제2 가이드 부재에 접촉하는 양 접촉부에서의 롤러 중심축선으로부터의 반경이 동일 반경으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러 안내장치.
제2항에 있어서, 상기 롤러 중심축선을 통과하는 평면에서 중앙 오목면부를 절단한 원호 형상을 중앙 오목원호로 하면, 이 중앙 오목원호의 곡률 중심으로부터의 곡률 반경은, 제1 가이드 부재의 가이드면의 곡률 중심으로부터의 곡률 반경보다도 약간 큰 직경으로 설정되어 있고, 상기 중앙 오목원호의 곡률 중심은 제1 가이드 부재의 가이드면의 곡률 중심보다도 소정 거리만큼 떨어져 있는 한편,
양끝부분 볼록면부의 롤러 중심축선을 통과하는 평면에서 절단한 원호를 양끝부분 볼록원호로 하면, 이 끝부분 볼록원호의 곡률 중심으로부터의 곡률 반경은, 제2 가이드 부재의 오목형상의 가이드면의 곡률 중심으로부터의 곡률 반경에 대해 약간 작은 직경으로 되어 있고,
상기 끝부분 볼록원호의 곡률 중심은, 제2 가이드 부재의 가이드면의 골률 중심을 통과하고, 롤러 중심축선과 직교하는 직교선에 대해 소정 치수만큼 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 롤러 안내장치.