KR20200041887A - 운동 안내 장치 - Google Patents

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신지 아오키
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Abstract

이 운동 안내 장치(10)는, 전동체 전주면(11a)을 갖는 궤도 부재(11)와, 전동체 전주면(11a)에 대향하는 부하 전동체 전주면(13a)과 전동체 복귀 통로(23)를 갖는 이동 부재(13)와, 부하 전동체 전주면(13a)과 전동체 복귀 통로(23)를 접속하는 방향 전환로(25)를 갖는 한 쌍의 덮개 부재(17)와, 전동체 전주면(11a)과 부하 전동체 전주면(13a)으로 구성되는 부하 전동체 전주로(22), 전동체 복귀 통로(23) 및 한 쌍의 방향 전환로(25)에 전주 가능하게 배열되는 복수의 전동체(12)를 구비한다. 그리고, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X에 있어서의 전동체(12)와 방향 전환로(25)의 간극이, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X에 있어서의 전동체(12)와 전동체 전주면(11a)의 간극보다도 작아지도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성을 구비함으로써, 이 운동 안내 장치(10)에서는, 전동체가 무부하 영역으로부터 부하 영역으로 옮겨갈 때 원활한 구름 운동을 행하게 할 수 있다.

Description

운동 안내 장치
본 발명은, 테이블 등의 이동체가 직선 또는 곡선 운동하는 것을 안내하는 리니어 가이드 등의 운동 안내 장치의 개량에 관한 것이다.
테이블 등의 이동체의 직선 운동이나 곡선 운동을 안내하기 위한 기계 요소로서, 안내 부분에 볼, 롤러 등의 전동체를 개재시킨 운동 안내 장치는, 경쾌한 움직임이 얻어지므로, 로봇, 공작 기계, 반도체·액정 제조 장치, 의료 기기 등, 여러 분야에서 이용되고 있다.
운동 안내 장치의 1종인 리니어 가이드는, 베이스에 설치되는 궤도 레일과, 궤도 레일에 상대 운동 가능하게 장착됨과 함께 이동체가 설치되는 이동 블록을 구비한다. 궤도 레일에는, 긴 변 방향을 따라서 연장되는 전동체 전주면이 형성된다. 이동 블록에는, 전동체 전주면에 대향하는 부하 전동체 전주면이 형성됨과 함께, 전동체를 순환시키는 전동체 순환 경로가 마련된다. 궤도 레일의 전동체 전주면(전주면)과 이동 블록의 부하 전동체 전주면 사이에는, 전동체가 전주(구름 주행) 가능하게 배열된다. 궤도 레일에 대하여 이동 블록이 상대적으로 직선 운동하면, 궤도 레일과 이동 블록 사이에 배열된 전동체가 구름 운동하고, 또한 전동체 순환 경로 내를 순환한다.
이러한 구름형 운동 안내 장치를 사용할 때는, 전동체 순환 경로 내를 구름 운동하면서 순환하는 복수의 전동체를 원활하게 순환시키는 구성이 필요해진다. 특히, 전동체가 궤도 레일의 전동체 전주면과 이동 블록의 부하 전동체 전주면 사이에 있을 때, 전동체는 양쪽 전주면 사이에서 부하를 받으면서 구름 운동하게 되고, 한편, 이동 블록에 마련되는 전동체 순환 경로 내에서는, 전동체는 무부하의 상태에서 순환한다. 즉, 복수의 전동체는, 부하 영역과 무부하 영역으로 이루어지는 무한 순환로 내를 구름 운동하게 되므로, 부하 영역과 무부하 영역의 경계에서 전동체를 원활하게 구름 운동시킬 수 없으면, 전동체 및 전주면의 마모가 증가하거나, 조기 수명의 원인으로 되거나 하게 된다.
그래서, 종래 기술에 관한 리니어 가이드 등의 운동 안내 장치에서는, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 도시하는 바와 같이, 부하 영역으로부터 무부하 영역으로 이행하는 전동체의 상태에 착안하여, 이러한 상태에 있는 전동체를 원활하게 퍼올리기 위한 퍼올리기부의 형상을 개량한 기술이 제안되어 있다.
국제 공개 제2013/065663호
그러나, 상기 게시한 특허문헌 1에 대표되는 것처럼, 종래 기술에 관한 운동 안내 장치에서는, 부하 영역으로부터 무부하 영역으로 이행하는 전동체의 상태에 착안하여 개량 기술을 제안한 것이 보이기는 하지만, 전동체가 무부하 영역으로부터 부하 영역으로 옮겨갈 때의 전동체에 착안한 기술 제안은 불충분하였다. 특히, 최근의 운동 안내 장치의 기술분야에서는, 안내 운동의 고속화나 장치의 장수명화 요청이 높아지고 있다는 점에서, 지금까지 충분한 검토가 이루어져 있지 않았던 전동체가 무부하 영역으로부터 부하 영역에 옮겨갈 때 있어서의 전동체가 원활한 구름 운동을 실현하기 위한 개량 기술을 제안할 수 있으면, 운동 안내 장치의 기술분야에 있어서의 경쟁력을 높일 수 있음과 함께 기술 우위성을 확보할 수 있다.
본 발명자들은, 상술한 종래 기술에 존재하는 과제를 감안하여 본 발명을 완성시킨 것이고, 본 발명의 목적은, 리니어 가이드 등의 운동 안내 장치의 기술분야에 있어서, 무한 순환로 내를 무한 순환하는 전동체가, 무부하 영역으로부터 부하 영역으로 옮겨갈 때 원활한 구름 운동을 행함으로써, 전동체 및 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 운동 안내 장치는, 전동체 전주면을 갖는 궤도 부재와, 상기 전동체 전주면에 대향하는 부하 전동체 전주면을 가짐과 함께, 상기 부하 전동체 전주면과 대략 평행하게 연장되는 전동체 복귀 통로를 갖는 이동 부재와, 상기 이동 부재의 이동 방향의 전후 양단에 마련되고, 상기 부하 전동체 전주면과 상기 전동체 복귀 통로를 접속하는 방향 전환로를 갖는 한 쌍의 덮개 부재와, 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면과 상기 이동 부재가 갖는 상기 부하 전동체 전주면으로 구성되는 부하 전동체 전주로, 상기 전동체 복귀 통로 및 한 쌍의 상기 방향 전환로로 구성되는 무한 순환로 내에 전주 가능하게 배열되는 복수의 전동체를 구비하는 운동 안내 장치이며, 상기 방향 전환로와 상기 부하 전동체 전주로(구름 주행로)의 경계부에 있어서의 상기 전동체와 상기 방향 전환로의 간극이, 상기 방향 전환로와 상기 부하 전동체 전주로의 경계부에 있어서의 상기 전동체와 상기 전동체 전주면 사이의 간극보다도 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 무한 순환로 내를 무한 순환하는 전동체가, 무부하 영역으로부터 부하 영역으로 옮겨갈 때 원활한 구름 운동을 행하게 할 수 있으므로, 전동체 및 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치의 일 형태를 예시하는 외관 사시도이다.
도 2는, 도 1에서 도시한 리니어 가이드 장치가 구비하는 무한 순환로를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은, 본 실시 형태에 관한 덮개 부재 단체를 이동 블록과의 접속면측의 상방으로부터 본 경우의 사시도이다.
도 4는, 본 실시 형태에 관한 운동 안내 장치로서의 리니어 가이드 장치에 있어서, 방향 전환로와 부하 전동체 전주로의 경계부에 있어서의 볼의 모습을 설명하기 위한 도면이고, 도면 중의 분도 (a)가 리니어 가이드 장치의 부분 단면 사시도를 나타내고 있고, 분도 (b)가 분도 (a) 중의 부호 α로 나타내는 개소의 확대도를 나타내고 있다.
도 5는, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치의 기본적 특징을 종래 기술과 대비하면서 설명하기 위한 도면이고, 도면 중의 분도 (a)가 방향 전환로와 부하 전동체 전주로의 경계부에 전동체인 볼이 위치하는 모습을, 궤도 부재인 궤도 레일의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 본 경우의 종단면도를 나타내고 있고, 분도 (b)가 분도 (a) 중의 부호 β로 나타내는 개소의 종래 기술에 관한 형상의 확대도를 나타내고 있고, 분도 (c)가 분도 (a) 중의 부호 β로 나타내는 개소의 본 실시 형태에 관한 형상의 확대도를 나타내고 있다.
도 6은, 제1 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은, 제2 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은, 제3 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는, 제4 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 적합한 실시 형태에 대해서, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 각 청구항에 관한 발명을 한정하는 것이 아니고, 또한, 실시 형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합 모두가 발명의 해결 수단에 필수적인 것만은 아니다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 사용하여, 본 실시 형태에 관한 운동 안내 장치로서의 리니어 가이드 장치(10)의 전체 구성에 대하여 설명한다. 여기서, 도 1은, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치의 일 형태를 예시하는 외관 사시도이고, 도 2는, 도 1에서 도시한 리니어 가이드 장치가 구비하는 무한 순환로를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 3은, 본 실시 형태에 관한 덮개 부재 단체를 이동 블록과의 접속면측의 상방으로부터 본 경우의 사시도이다.
본 실시 형태에 관한 운동 안내 장치로서의 리니어 가이드 장치(10)는, 궤도 부재로서의 궤도 레일(11)과, 궤도 레일(11)에 복수의 전동체로서 설치되는 볼(12)을 개재하여 슬라이드 가능하게 설치된 이동 부재로서의 이동 블록(13)을 구비하고 있다. 궤도 레일(11)에는, 설치 수단으로서의 볼트를 궤도 레일(11)의 상면으로부터 하면으로 통과시킴으로써, 궤도 레일(11)을 베이스에 설치하기 위한 볼트 구멍(11b)이 등간격으로 형성되어 있고, 이 볼트 구멍(11b)을 이용함으로써, 궤도 레일(11)이 베이스 등의 기준면에 고정 설치할 수 있게 되어 있다. 또한, 궤도 레일(11)은, 그 긴 변 방향과 직교하는 단면이 개략 직사각형으로 형성된 긴 부재이고, 그 표면에는, 볼(12)이 구를 때의 궤도가 되는 궤도면으로서의 전동체 전주면(11a)이 궤도 레일(11)의 전체 길이에 걸쳐서 형성되어 있다.
궤도 레일(11)에 대해서는, 직선적으로 연장되도록 형성되는 것도 있고, 곡선적으로 연장되도록 형성되는 것도 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 있어서 예시하는 전동체 전주면(11a)의 개수는 좌우 2조씩 합계 4조 마련되어 있지만, 그 조 수는 리니어 가이드 장치(10)의 용도 등에 따라서 임의로 변경할 수 있다.
한편, 이동 블록(13)에는, 전동체 전주면(11a)과 각각 대응하는 위치에 궤도면으로서의 부하 전동체 전주면(13a)이 마련되어 있다. 궤도 레일(11)의 전동체 전주면(11a)과 이동 블록(13)의 부하 전동체 전주면(13a)에 의해 볼(12)의 부하 영역이 되는 부하 전동체 전주로(22)가 형성되고, 복수의 볼(12)이 부하를 받은 상태에서 끼워져 있다. 또한, 이동 블록(13)에는, 각 전동체 전주면(11a)과 평행하게 연장되는 4조의 전동체 복귀 통로(23)가 그 내부에 형성되어 있다.
또한, 이동 블록(13)의 이동 방향의 양단부에는, 한 쌍의 덮개 부재(17, 17)가 설치되어 있다. 이 한 쌍의 덮개 부재(17, 17)에는, 각각에 방향 전환로(25)가 마련되어 있다. 이 방향 전환로(25)는, 전동체 복귀 통로(23)의 단과 부하 전동체 전주로(22)의 단을 연결할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 하나의 부하 전동체 전주로(22) 및 전동체 복귀 통로(23)와, 그것들을 연결하는 한 쌍의 방향 전환로(25, 25)의 조합에 의해, 하나의 무한 순환로가 구성되어 있다(도 2 참조). 또한, 이동 블록(13)에 형성되는 전동체 복귀 통로(23)와 한 쌍의 방향 전환로(25, 25)에 의해, 볼(12)의 무부하 영역인 전동체 순환 경로가 구성되어 있다.
그리고, 복수의 볼(12)이, 부하 전동체 전주로(22)와 전동체 복귀 통로(23)와 한 쌍의 방향 전환로(25, 25)로 구성되는 무한 순환로에 무한 순환 가능하게 설치됨으로써, 이동 블록(13)이 궤도 레일(11)에 대하여 상대적으로 왕복 운동 가능하게 되어 있다.
또한, 한 쌍의 덮개 부재(17, 17) 각각에는, 한 쌍의 방향 전환로(25, 25)의 외측에 있어서 이동 블록(13)과 궤도 레일(11)의 간극을 막도록, 시일 부재로서의 한 쌍의 시일 부재(15, 15)가 설치되어 있다. 이 시일 부재(15)는, 궤도 레일(11)과의 접촉 개소에 립부를 구비할 수 있고, 이 립부 또는 시일 부재(15) 자체가 궤도 레일(11)에 대하여 간극 없이 미끄럼 접촉함으로써, 리니어 가이드 장치(10)에 대하여 방진 효과를 부여할 수 있게 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 이동 블록(13)과 한 쌍의 덮개 부재(17, 17) 사이에 대하여, 도 1 및 도 2에서는 도시를 생략한 리턴 플레이트가 끼워 넣어져 있다. 이 도시하지 않은 리턴 플레이트는, 제1 기능으로서, 이동 블록(13)에 있어서의 덮개 부재(17)의 설치면을 막는 기능을 발휘하고 있고, 이동 블록(13)과 덮개 부재(17) 사이에 존재하는 간극을 막음으로써, 이동 블록(13)과 덮개 부재(17)의 밀폐성을 높이는 역할을 하고 있다. 또한, 제2 기능으로서, 도시하지 않은 리턴 플레이트에는, 방향 전환로(25)의 내주측의 노면(25b)이 형성되어 있고, 덮개 부재(17)에 형성된 외주측의 노면(25a)과 협동함으로써, 방향 전환로(25)를 형성하도록 구성되어 있다.
이상, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치(10)의 전체 구성에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태에 있어서 특징적인 구성은, 복수의 볼(12)이, 무한 순환로에 있어서의 무부하 영역을 구성하는 방향 전환로(25)로부터 무한 순환로에 있어서의 부하 영역을 구성하는 부하 전동체 전주로(22)에 대하여 전주하여 옮겨갈 때, 원활한 전주 동작을 실현할 수 있는 구성에 있다. 그래서, 이어서, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치(10)가 구비하는 특징적인 형태예에 대해서, 도 4 내지 도 9를 사용하여 상세하게 설명을 행하기로 한다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치(10)의 기본적 특징을 설명한다. 여기서, 도 4는, 본 실시 형태에 관한 운동 안내 장치로서의 리니어 가이드 장치에 있어서, 방향 전환로와 부하 전동체 전주로의 경계부에 있어서의 볼의 모습을 설명하기 위한 도면이고, 도면 중의 분도 (a)가 리니어 가이드 장치의 부분 단면 사시도를 나타내고 있고, 분도 (b)가 분도 (a) 중의 부호 α로 나타내는 개소의 확대도를 나타내고 있다. 또한, 도 5는, 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치의 기본적 특징을 종래 기술과 대비하면서 설명하기 위한 도면이고, 도면 중의 분도 (a)가 방향 전환로와 부하 전동체 전주로의 경계부에 전동체인 볼이 위치하는 모습을, 궤도 부재인 궤도 레일의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 본 경우의 종단면도를 나타내고 있고, 분도 (b)가 분도 (a) 중의 부호 β로 나타내는 개소의 종래 기술에 관한 형상의 확대도를 나타내고 있고, 분도 (c)가 분도 (a) 중의 부호 β로 나타내는 개소의 본 실시 형태에 관한 형상의 확대도를 나타내고 있다.
먼저, 본 발명자들은, 볼(12)이 무부하 영역인 방향 전환로(25)로부터 부하 영역인 전동체 전주면(11a)으로 옮겨갈 때의 볼(12)에 착안하여, 볼(12)이 이동 블록(13)의 덮개 부재(17)에 형성된 방향 전환로(25)로부터 궤도 레일(11)의 전동체 전주면(11a)으로 변해가는 궤도를 확인하였다. 그 확인 결과가, 도 4 중의 분도 (b)에 도시되어 있고, 도 4 중의 분도 (b)에 있어서, 부호(I)→(II)→(III)으로 나타내는 궤도를 취하면서, 볼(12)이 방향 전환로(25)로부터 전동체 전주면(11a)(부하 전동체 전주로(22))로 변해가는 것이, 본 발명자들에 의해 확인되었다.
이어서, 발명자들은, 전동체인 볼(12)이 방향 전환로(25)로부터 전동체 전주면(11a)(부하 전동체 전주로(22))으로 변해가는 개소인 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)에 대해서, 궤도 레일(11)의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 보았을 때의 형상을 확인하였다. 이러한 형상이, 도 5 중의 분도 (a)에서 도시되어 있다. 그리고, 종래 기술에 관한 일반적인 리니어 가이드 장치에 관한 볼(12)과 방향 전환로(25)와 전동체 전주면(11a)의 형상을 확인한 바, 도 5 중의 분도 (b)에 도시하는 바와 같이, 종래 기술에서는, 볼(12)이 방향 전환로(25)로부터 전동체 전주면(11a)으로 변해가는 개소인 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)에 있어서, 볼(12)과 방향 전환로(25) 사이의 간극과, 볼(12)과 전동체 전주면(11a) 사이의 간극이, 거의 같은 클리어런스로 형성되어 있음이 밝혀졌다. 또한, 이 클리어런스는, 볼 직경에 대하여 비교적 큰 간극을 갖고 있음이 밝혀졌다.
여기서, 일반적으로, 전동체 전주면(11a)이 형성되는 궤도 레일(11)은 철계의 금속 재료에 의해 형성되고, 방향 전환로(25)가 형성되는 덮개 부재(17)는 수지 재료에 의해 형성되는 일이 많기 때문에, 전동체 전주면(11a)보다도 방향 전환로(25)쪽이 제조상 불가피적으로 치수 오차가 크게 발생해 버리게 된다. 이러한 제조상의 제약으로부터, 볼(12)과 방향 전환로(25)의 간극과, 볼(12)과 전동체 전주면(11a)의 간극을, 거의 같은 클리어런스로 형성해 버리면, 볼(12)이 방향 전환로(25)로부터 전동체 전주면(11a)으로 변해가는 개소의 직전에서 볼(12)에 격한 움직임이 발생해 버려, 볼(12)이 전동체 전주면(11a)에 충돌하는 동작을 발생해 버린다는 것이 밝혀졌다. 이 대책으로서, 볼(12)과 방향 전환로(25) 사이의 간극과, 볼(12)과 전동체 전주면(11a) 사이의 간극과의 양쪽의 클리어런스를 작게 하는 것을 생각할 수 있지만, 본 발명자들의 실험 연구에 의해, 볼(12)과 방향 전환로(25)의 간극과, 볼(12)과 전동체 전주면(11a)의 간극의 양쪽의 클리어런스를 작게 해버리면, 볼이 통과하지 못할 우려가 높아져버려, 장치 구성상 바람직하지 않다는 것이 밝혀졌다.
그래서, 본 발명자들은, 예의 연구의 결과, 도 5 중의 분도 (c)에서 도시하는 것처럼, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)에 있어서의 볼(12)과 방향 전환로(25) 사이의 간극이, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)에 있어서의 볼(12)과 전동체 전주면(11a) 사이의 간극보다도 작아지도록 구성함으로써, 볼(12)의 원활한 전주 동작을 실현할 수 있음을 확인하였다. 또한, 구체적인 설계 조건의 일례로서, 도 5에서 나타내는 것처럼, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)를 궤도 레일(11)의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 보았을 때, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측의 단부(즉, 도 5에 있어서, 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중 지면 하측의 단부)와 볼(12)의 간극이 Z×Da(Da는 볼의 직경이고, Z는 1 이상의 자연수이며 Z<Y의 조건을 만족하는 수치로 함)로 되도록 형성하고, 당해 전주면에 있어서의 그 밖의 개소(즉, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측의 단부와는 반대측의 단부이고, 도 5에 있어서, 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중의 지면 상측의 단부를 포함하는 측의 개소)와 볼(12)의 간극이 Y×Da(Da는 볼의 직경이고, Y는 1 이상의 자연수이며 Y>Z의 조건을 만족하는 수치로 함)로 되도록 형성하는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 이상으로부터, 도 5 중의 분도 (c)에서 도시하는 것처럼, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)에 있어서의 볼(12)과 방향 전환로(25) 사이의 간극이, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)에 있어서의 볼(12)과 전동체 전주면(11a) 사이의 간극보다도 작아지도록 구성함으로써, 볼(12)이 방향 전환로(25)로부터 전동체 전주면(11a)으로 변해가는 개소의 직전에서 종래 발생하고 있던 볼(12)의 격한 움직임이 방지되어, 원활한 전주 동작을 실현하는 것이 가능하게 되었다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 볼(12)이나 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능한 운동 안내 장치를 제공하는 것이 가능하게 되었다.
이상, 도 4 및 도 5를 사용하여 본 실시 형태에 관한 리니어 가이드 장치(10)의 기본적 특징을 설명했지만, 본 발명의 범위는 상술한 실시 형태의 형태에 한정되지는 않고, 다양한 변형 형태를 채용할 수 있고, 그러한 변형 형태라도, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 그래서, 이어서 도 6 내지 도 9를 참조 도면에 가하여, 본 발명이 취할 수 있는 다양한 실시 형태예를 설명하기로 한다.
여기서, 도 6은, 제1 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이고, 도 7은, 제2 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이고, 도 8은, 제3 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이고, 도 9는, 제4 실시예에 관한 리니어 가이드 장치의 구성예를 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 6 내지 도 9는, 도 5 중의 분도 (a) 및 분도 (c)와 마찬가지인 개소의 종단면을 도시한 도면이다. 또한, 도 6 내지 도 9에서는, 상술한 실시 형태에서 설명한 부재와 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는, 동일 부호를 붙여서 상세 설명을 생략하기로 하였다.
먼저, 도 6 내지 도 9에서 나타내는 제1 내지 제4 실시예에 공통된 특징으로서, 이들 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)는, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)를, 궤도 레일(11)의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 보았을 때, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측의 단부와는 반대측(도 6 내지 도 9에서는 지면 상측)의 단부와 볼(12)의 간극을 a, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측(도 6 내지 도 9에서는 지면 하측)의 단부와 볼(12)의 간극을 b라 했을 때, b<a로 되는 부등식이 성립하도록 구성된다는 형태적 특징을 갖고 있다. 이러한 특징은, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 볼(12)과 방향 전환로(25)의 간극이, 볼(12)과 전동체 전주면(11a)의 간극보다도 작아지도록 구성하는 것을 실현하는 것이고, 볼(12)의 원활한 전주 동작을 실현함으로써, 볼(12)이나 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현할 수 있다고 하는 효과를 얻는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 도 6 내지 도 9에서 나타내는 제1 내지 제4 실시예에 있어서 공통되게 실현되고 있는 형태적 특징, 즉, 방향 전환로(25)와 부하 전동체 전주로(22)의 경계부 X(도 2 참조)를, 궤도 레일(11)의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 보았을 때, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측의 단부와는 반대측(도 6 내지 도 9에서는 지면 상측)의 단부와 볼(12)의 간극을 a, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측(도 6 내지 도 9에서는 지면 하측)의 단부와 볼(12)의 간극을 b라 했을 때, b<a로 되는 부등식이 성립하도록 구성된다는 형태적 특징을, 구체적으로 실현하는 구성으로서는, 다양한 설계 조건을 채용할 수 있다. 그 설계 조건을 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 6에서 나타내는 제1 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에서는, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측(도 6에서는 지면 하측)의 단부 근방을, 직선 형상 L에 의해 구성한다는 형태가 채용되고 있다. 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면을, 단일의 곡률 반경 R0으로 이루어지는 원호 형상과 직선 형상 L의 조합으로 구성함으로써, 상술한 b<a로 되는 부등식이 성립하는 구성을 구체적으로 실현할 수 있다. 이러한 구체적인 구성상의 특징을 갖춤으로써, 제1 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에 의하면, 볼(12)이나 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 7에서 나타내는 제2 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에서는, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면이, 다른 곡률로 이루어지는 두 원호 형상을 조합하여 구성되어 있고, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측의 단부와는 반대측(도 7에서는 지면 상측)의 단부를 포함하는 하나의 원호 형상의 곡률 반경을 R1, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측(도 7에서는 지면 하측)의 단부를 포함하는 다른 원호 형상의 곡률 반경을 R2라 했을 때, R2<R1로 되는 부등식이 성립하도록 구성된다는 형태가 채용되고 있다. 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면을, 다른 곡률로 이루어지는 두 원호 형상을 조합하여 구성함으로써, 상술한 b<a로 되는 부등식을 성립하는 구성을 구체적으로 실현할 수 있다. 이러한 구체적인 구성상의 특징을 갖춤으로써, 제2 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에 의하면, 볼(12)이나 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 8에서 나타내는 제3 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에서는, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면이, 단일의 곡률 반경 R3으로 이루어지는 원호 형상으로서 구성되어 있고, 당해 전주면에 위치하는 볼(12)의 중심 위치 PB가, 전주면을 구성하는 원호 형상의 원호 중심 위치 PO보다도, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 단부측으로 치수 C만큼 어긋나서 구성된다는 형태가 채용되어 있다. 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면에 대하여 볼(12)의 궤도 중심을 전동체 전주면(11a)측(도 8에 있어서의 지면 하측)의 연직 하측 방향을 향하여 어긋나게 함으로써, 상술한 b<a로 되는 부등식이 성립되는 구성을 구체적으로 실현할 수 있다. 이러한 구체적인 구성 상의 특징을 갖춤으로써, 제3 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에 의하면, 볼(12)이나 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 9에서 나타내는 제4 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에서는, 덮개 부재(17)가 갖는 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면 중, 당해 전주면에 있어서의 궤도 레일(11)이 갖는 전동체 전주면(11a)에 근접한 측(도 9에서는 지면 하측)의 단부 근방에, 궤도 레일(11)측에 돌출되는 돌출부(31)가 마련된다는 형태가 채용되고 있다. 방향 전환로(25)를 구성하는 전주면의 단부에 대하여 궤도 레일(11)측으로 돌출되는 돌출부(31)를 형성함으로써, 상술한 b<a로 되는 부등식이 성립하는 구성을 구체적으로 실현할 수 있다. 특히 이 구성은, 리니어 가이드 장치(10)가 대형이 된 경우에 있어서, 볼(12)이 방향 전환로(25)로부터 전동체 전주면(11a)으로 변해가는 개소의 직전에서의 볼(12)의 격한 움직임이 적합하게 방지되므로, 원활한 전주 동작을 실현하는 것이 가능하게 되어, 유용하다. 이러한 구체적인 구성상의 특징을 갖춤으로써, 제4 실시예에 관한 리니어 가이드 장치(10)에 의하면, 볼(12)이나 전주면의 마모 발생을 극소화할 수 있음과 함께, 저소음화의 실현이나 장치 수명의 연장을 실현하는 것이 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위에 한정되지는 않는다. 상기 실시 형태에는, 다양한 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태 및 복수의 실시예에서는, 전동체로서 볼을 사용한 경우를 예시하여 설명을 행했지만, 본 발명에 관한 전동체에 대해서는, 롤러나 구름 요소(rolling element) 등이라고 하는 모든 형태의 전동체를 사용할 수 있다.
또한 예를 들어, 도 4 내지 도 9에서는, 궤도 레일(11)에 대하여 좌우로 2조씩 합계 4조 마련되어 있는 전동체 전주면(11a) 중, 상측에 마련된 전동체 전주면(11a)을 사용하여 설명을 행했지만, 본 발명은 궤도 레일(11)의 하측에 마련된 전동체 전주면(11a)에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 본 발명을 궤도 레일(11)의 하측에 마련된 전동체 전주면(11a)에 대하여 적용하는 경우에는, 상술한 상측의 전동체 전주면(11a)을 상하 반전시킨 조건에서 적용하면 된다.
그와 같은 변경 또는 개량을 첨가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 청구 범위의 기재로부터 명확하다.
10: 리니어 가이드 장치
11: 궤도 레일
11a: 전동체 전주면
11b: 볼트 구멍
12: 볼
13: 이동 블록
13a: 부하 전동체 전주면
15: 시일 부재
17: 덮개 부재
22: 부하 전동체 전주로
23: 전동체 복귀 통로
25: 방향 전환로
25a: 외주측의 노면
25b: 내주측의 노면
31: 돌출부
X: 경계부

Claims (6)

  1. 전동체 전주면을 갖는 궤도 부재와,
    상기 전동체 전주면에 대향하는 부하 전동체 전주면을 가짐과 함께, 상기 부하 전동체 전주면과 대략 평행하게 연장되는 전동체 복귀 통로를 갖는 이동 부재와,
    상기 이동 부재의 이동 방향의 전후 양단에 마련되고, 상기 부하 전동체 전주면과 상기 전동체 복귀 통로를 접속하는 방향 전환로를 갖는 한 쌍의 덮개 부재와,
    상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면과 상기 이동 부재가 갖는 상기 부하 전동체 전주면으로 구성되는 부하 전동체 전주로, 상기 전동체 복귀 통로 및 한 쌍의 상기 방향 전환로로 구성되는 무한 순환로 내에 전주 가능하게 배열되는 복수의 전동체
    를 구비하는 운동 안내 장치이며,
    상기 방향 전환로와 상기 부하 전동체 전주로의 경계부에 있어서의 상기 전동체와 상기 방향 전환로 사이의 간극이, 상기 방향 전환로와 상기 부하 전동체 전주로의 경계부에 있어서의 상기 전동체와 상기 전동체 전주면 사이의 간극보다도 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방향 전환로와 상기 부하 전동체 전주로의 경계부를, 상기 궤도 부재의 긴 변 방향과 직교하는 단면으로 보았을 때,
    상기 덮개 부재가 갖는 상기 방향 전환로를 구성하는 전주면 중,
    당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 측의 단부와는 반대측의 단부와 상기 전동체의 간극 치수를 a,
    당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 측의 단부와 상기 전동체의 간극 치수를 b,
    라 했을 때, b<a로 되는 부등식이 성립하는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 덮개 부재가 갖는 상기 방향 전환로를 구성하는 전주면 중,
    당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 측의 단부 근방이, 직선 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 덮개 부재가 갖는 상기 방향 전환로를 구성하는 전주면이, 다른 곡률로 이루어지는 두 원호 형상을 갖고,
    당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 측의 단부와는 반대측의 단부를 포함하는 하나의 원호 형상의 곡률 반경을 R1,
    당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 측의 단부를 포함하는 다른 원호 형상의 곡률 반경을 R2,
    라 했을 때, R2<R1로 되는 부등식이 성립하는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 덮개 부재가 갖는 상기 방향 전환로를 구성하는 전주면이, 단일의 곡률 반경 R3으로 이루어지는 원호 형상으로서 구성되어 있고,
    당해 전주면에 위치하는 상기 전동체의 중심 위치 PB가, 상기 전주면을 구성하는 원호 형상의 원호 중심 위치 PO보다도, 당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 단부측으로 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 덮개 부재가 갖는 상기 방향 전환로를 구성하는 전주면 중,
    당해 전주면에 있어서의 상기 궤도 부재가 갖는 상기 전동체 전주면에 근접한 측의 단부 근방에, 상기 궤도 부재측으로 돌출되는 돌출부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 안내 장치.
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