KR20210036062A - 롤링볼을 가지는 이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 롤링볼을 가지는 이송장치를 제공한다. 롤링볼을 가지는 이송장치는 측벽부와 바닥부로 이루어진 볼수용부를 가지는 하우징; 상기 볼수용부에 수용되며, 상단이 상기 볼수용부로부터 돌출되며 피이송물과 접촉되는 롤링볼; 상기 롤링볼의 상단이 노출되도록 상기 하우징의 상측에서 상기 하우징에 결합되며, 상기 롤링볼의 이탈을 방지하는 커버; 상기 측벽부의 상단에 설치되어 측방향에서 상기 롤링볼에 접촉되는 복수의 제1 베어링볼; 그리고 상기 복수의 제1 베어링볼 하측에서 상기 볼수용부와 상기 롤링볼 사이에 개재되어, 상기 바닥부로부터 일정한 높이에서 상기 롤링볼의 하단 주변을 지지하는 복수의 제2 베어링볼;을 포함한다.

Description

롤링볼을 가지는 이송장치{CONVEYING APPARATUS HAVING ROLLING BALLS}
본 발명은 롤링볼을 가지는 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편마모가 억제된 롤링볼을 가지는 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 볼캐스터(또는 볼 캐스터)는 원활한 회전과 자유로운 방향전환을 가능하게 하므로, 각종 제품의 생산라인이나 대형 물류시스템 등에서 피이송물을 적은 힘으로 이송 및 회전시키기 위해 사용된다.
도 1및 도 2에 예시된 종래의 볼캐스터(30)는 피이송물(50)과 접촉하는 롤링볼(31)과, 롤링볼(31)이 담겨지는 하우징(33)과, 하우징(33) 내에서 롤링볼(31)과 하우징(33)의 내면 사이에 개재되어 롤링볼(31)의 회전을 원활하게 하는 다수개의 베어링볼(35)과, 롤링볼(31)을 가이드하고 이탈을 방지하도록 상측으로부터 하우징에 결합되는 커버(37)를 포함할 수 있다.
이러한 종래의 볼캐스터(30)는, 도 2에 예시된 것과 같이 하우징의 테두리부가 이송장치(10)의 베이스판에 나사고정되는 방식으로 설치될 수 있다. 볼캐스터 다수개가 일정간격을 두고 배치되어 이른바 무빙웨이(moving way)가 구성될 수 있다. 롤링볼이 다수개의 베어링볼에 의해 지지되므로, 롤링볼이 무방향성으로 자유회전되기 때문에 무빙웨이 위에 놓여진 반도체 웨이퍼나 플라즈마 디스플레이 패널 등 피이송물이 원하는 방향으로 밀어지며, 용이하게 이동될 수 있다.
한편, 롤링볼 및 베어링볼은 대개 내마모성이 강한 금속재질로 이루어지거나, 특수한 경우 세라믹으로 이루어질 수 있다. 하우징은 금속재질로 이루어지거나 합성수지 소재로 이루어질 수 있다.
롤링볼 상에 접촉된 피이송물에 외력이 가해지면 그 피이송물의 변위에 수반하여 롤링볼이 회동하고, 이와 동시에 다수의 베어링볼이 하우징 내에서 회동함으로써 피이송물의 이동에 따른 마찰저항이 현저히 감소될 수 있다.
그러나 종래의 볼캐스터는 피이송물 등 대상물과의 접촉에 의한 구름운동을 하는 특성상, 롤링볼의 둘레를 에워싸면서 회전하는 다수의 베어링볼이 하우징의 볼수용부에 빡빡하게 채워진 상태이기 때문에 베어링볼의 회전 시 유동에 따른 여유공간이 부족하여 서로 간의 마찰면적이 증대되며, 베어링볼이 상호 잦은 충돌 및 간섭을 일으키므로 인해 마찰소음이 발생하고, 나아가 반복되는 하중의 작용에 의해 베어링볼이나 하우징의 볼수용부에 편마모 현상이 발생되며(도 1의 A1 참조), 이로 인해 롤링볼의 구름운동이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
구체적으로, 하우징의 볼수용부와 롤링볼 및 베어링볼의 마찰면에 생기는 마찰력은 전체적으로 균일하게 작용하는 것이 아니기 때문에, 볼캐스터가 장시간 사용됨에 따라 위치에 따라 불균일한 마모(편마모)가 발생될 수 있으며, 이로 인해, 롤링볼의 원활한 회전이 저해되고, 회전시 소음이 증가하며, 편마모로 인해 마모가 더욱 촉진되어 단시간에 심각한 마모가 일어나 볼캐스터의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 롤링볼 및 베어링볼 등의 편마모가 억제된 롤링볼을 가지는 이송장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 롤링볼을 가지는 이송장치를 제공한다. 롤링볼을 가지는 이송장치는 측벽부와 바닥부로 이루어진 볼수용부를 가지는 하우징; 상기 볼수용부에 수용되며, 상단이 상기 볼수용부로부터 돌출되며 피이송물과 접촉되는 롤링볼; 상기 롤링볼의 상단이 노출되도록 상기 하우징의 상측에서 상기 하우징에 결합되며, 상기 롤링볼의 이탈을 방지하는 커버; 상기 측벽부의 상단에 설치되어 측방향에서 상기 롤링볼에 접촉되는 복수의 제1 베어링볼; 그리고 상기 복수의 제1 베어링볼 하측에서 상기 볼수용부와 상기 롤링볼 사이에 개재되어, 상기 바닥부로부터 일정한 높이에서 상기 롤링볼의 하단 주변을 지지하는 복수의 제2 베어링볼;을 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 롤링볼은 상기 볼수용부 내에 있어서, 상기 복수의 제1 베어링볼 및 상기 복수의 제2 베어링볼에 의해서만 지지될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 복수의 제2 베어링볼은 상기 측벽부, 바닥부 및 롤링볼에 의해 구속될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측벽부는 수직방향으로 연장된 원통형의 내측면을 가지고, 상기 바닥부는 상기 내측면에 연결되는 바닥면을 가지며, 상기 복수의 제2 베어링볼은 상기 내측면과 바닥면이 만나는 모서리에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모서리에 접하는 내측면에는 상기 복수의 제2 베어링볼이 부분적으로 삽입되는 측면 가이드홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 모서리에 접하는 바닥부에는 상기 복수의 제2 베어링볼이 부분적으로 삽입되는 바닥 가이드홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측벽부의 상단에 단턱부가 형성되고, 상기 복수의 제1 베어링볼은 상기 롤링볼의 둘레를 따라 상기 단턱부에 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 각 상기 제2 베어링볼은 각 상기 제1 베어링볼 보다 지름이 클 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 롤링볼을 가지는 이송장치는 상기 볼수용부의 바닥부에 형성되어 상기 롤링볼을 지지하며, 열처리 또는 기계적 가공에 의해 상기 바닥부보다 큰 내마모성을 가지는 강화부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 강화부는 상기 바닥부의 재질이 열처리되어 또는 기계적 가공되어 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 롤링볼의 하면을 따라 곡면형태로 촘촘하게 배열되는 종래의 베어링볼이 생략되고, 하우징의 볼수용부에 롤링볼을 측방향으로 지지하는 복수의 제1 베어링볼과 롤링볼의 하단 주변을 지지하는 복수의 제2 베어링볼을 구비하여, 편마모 현상으로 인한 문제가 해소된 롤링볼을 가지는 이송장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 종래의 볼캐스터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 볼캐스터를 포함하는 이송장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 롤링볼을 가지는 이송장치(100)는 원활한 회전과 자유로운 방향전환을 가능하게 하므로, 각종 제품의 생산라인이나 대형 물류시스템 등에서 반도체 웨이퍼나 플라즈마 디스플레이 패널 등의 피이송물을 작은 힘으로 이송 및 회전시키기 위한 이송장치로, 또는 이송시스템의 일부 구성으로 사용될 수 있다.
롤링볼을 가지는 이송장치(100)는 하우징(110), 복수의 제1 베어링볼(130), 복수의 제2 베어링볼(140), 롤링볼(150) 및 커버(170)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 롤링볼(150)을 수용하며 지지할 수 있다. 하우징(110)은 컵 형상을 가질 수 있으며, 단일체 이거나 복수의 부품이 결합된 결합체일 수 있다.
예를 들어, 하우징은 상하로 개구되고 상단에 테두리가 형성된 원통형 몸체와, 이러한 몸체에 하측으로부터 삽입되어 끼워맞춤되는 지지체를 포함할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는, 하우징이 단일체 이거나 복수의 부품이 결합된 결합체이거나 모두 도 3에 도시된 바와 같이, 컵형태를 가질 수 있으므로, 도시의 편의상 단순한 형태로 도시하였다.
롤링볼을 가지는 이송장치는 제작방법에 따라 프레스성형타입, 수지성형타입 및 절삭가공타입으로 분류되고, 그 형태에 따라서 플랜지형, 스프링쿠션형, 원통형 및 볼트형 등으로 대별되어 구분될 수 있다.
편마모를 억제하기 위한 본 실시예의 하우징의 형태와 제1 베어링볼(130), 제2 베어링볼(140), 롤링볼(150)의 결합관계의 적용은 상기한 특정한 타입이나 형태의 롤링볼을 가지는 이송장치에 특별히 한정되는 것은 아니다.
하우징(110)은 원통 홈 형태의 볼수용부를 가져서 상기한 컵 형상을 가질 수 있다.
볼수용부는 바닥부(111) 및 측벽부(113)로 이루어질 수 있다. 측벽부(113)는 수직방향으로 연장되는 원통 형태의 내측면을 가지고, 바닥부(111)는 측벽부(113)의 하측을 폐쇄하는 평탄한 수평면을 가질 수 있다.
측벽부(113)의 상단에 단턱부(1131)가 형성될 수 있다. 단턱부(1131)는 상측에서 볼 때, 원형으로 형성될 수 있다(도 4 참조). 따라서, 단턱부(1131)는 볼수용부에 수용된 롤링볼(150)의 측면 둘레를 따라 형성될 수 있다.
롤링볼(150)은 금속 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다. 롤링볼(150)은 볼수용부에 수용되며, 롤링볼(150)의 상단이 볼수용부로부터 돌출되며 피이송물과 접촉될 수 있다.
외력에 의해 피이송물이 움직이면, 롤링볼(150)은 피이송물과의 마찰에 의해 회전할 수 있으며, 후술되는 제1 베어링볼(130) 및 제2 베어링볼(140)은 롤링볼(150)을 지지하며 롤링볼(150)의 회전시 저항을 감소시켜 줄 수 있다.
커버(170)는 롤링볼(150)의 상단이 노출되도록 하우징(110)의 상측에서 하우징(110)에 결합될 수 있다. 커버(170)에는 롤링볼(150)의 직경보다 작은 지름을 가지는 볼가이드홈(171)이 형성될 수 있다.
볼가이드홈(171)의 에지는 테이퍼지도록 형성되어 롤링볼(150)의 표면을 따라 롤링볼(150)에 근접하도록 형성될 수 있다. 커버(170)에 형성된 볼가이드홈(171)에 의해 롤링볼(150)이 가이드됨으로써 하우징(110)으로부터 롤링볼(150)의 이탈이 방지될 수 있다.
제1 베어링볼(130)은 롤링볼(150)에 비해 매우 작은 사이즈를 가지며, 금속이나 세라믹으로 이루어질 수 있다. 제1 베어링볼(130) 복수 개, 예를 들어 27개의 제1 베어링볼(130)이 볼수용부의 측벽부(113)의 상단에 형성된 단턱부(1131)에 원형으로 배열될 수 있다(도 4 참조).
따라서, 제1 베어링볼(130)은 측방향에서 롤링볼(150)에 접촉되어 지지할 수 있다. 제1 베어링볼(130)은 롤링볼(150)의 회전시 마찰을 감소시켜 원활한 회전에 기여한다.
복수의 제2 베어링볼(140)은 제1 베어링볼(130)의 하측에서 볼수용부와 롤링볼(150) 사이에 개재될 수 있다. 각 제2 베어링볼(140)은 각 제1 베어링볼(130) 보다 지름이 클 수 있다. 롤링볼(150)은 제1 베어링볼(130) 및 제2 베어링볼(140)에 비해 매우 큰 직경을 가질 수 있다.
복수의 제2 베어링볼(140)은 바닥부(111)로부터 일정한 높이에서 롤링볼(150)의 하단 주변을 지지할 수 있다. 즉, 롤링볼(150)의 하측에 곡면 형태로 베어링볼이 촘촘하게 배열되는 것이 아니라, 복수의 제2 베어링볼(140)은 수평면 상의 하나의 원을 따라 롤링볼(150)의 하단의 주변에 접촉하도록 위치할 수 있다.
이러한 배열을 이루는 방식의 일 예로서, 복수의 제2 베어링볼(140)은 측벽부(113), 바닥부(111) 및 롤링볼(150)에 의해 구속되도록 구비될 수 있다.
예를 들어, 전술된 바와 같이, 측벽부(113)는 수직방향으로 연장된 원통형의 내측면을 가지고, 바닥부(111)는 내측면에 연결되는 바닥면을 가질 수 있다. 복수의 제2 베어링볼(140)은 상기 내측면과 상기 바닥면이 만나는 모서리에 위치할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 베어링볼(130)과 제2 베어링볼(140)이 롤링볼(150)을 지지하지만, 볼수용부의 다른 부분은 롤링볼(150)과 직접적으로 접촉되지는 않을 수 있다.
즉, 롤링볼(150)은 볼수용부 내에 있어서, 제1 베어링볼(130) 및 제2 베어링볼(140)에 의해서만 지지될 수 있다. 즉, 제2 베어링볼(140)은 수직방향 및 수평방향으로 롤링볼(150)을 지지할 수 있고, 제1 베어링볼(130)은 수평방향(측방향)으로 롤링볼(150)을 지지할 수 있다.
즉, 볼수용부 내에 있어서, 다수의 베어링볼이 롤링볼(150)의 하면에 곡면 형태로 배치되어 빡빡하게 서로 접촉하면서 회전하는 종래의 구조와 달리, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이, 롤링볼(150)이 측방향에서 제1 베어링볼(130)에 의해 지지되고, 수직방향으로는 제2 베어링볼(140)에 의해 지지되며, 볼수용부의 다른 부분과 실질적으로 접촉되지 않을 수 있다.
제2 베어링볼(140)은 수평방향으로도 롤링볼(150)을 지지하므로, 제1 베어링볼(130)에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있다. 윤활제가 볼수용부에 충진되거나 볼수용부의 표면에 도포될 수 있다.
이에 따라, 롤링볼(150)의 하면에서 곡면 형태로 빡빡하게 베어링볼이 배치되지 않아서, 회전동작시 빡빡하게 배치된 베어링볼 간의 마찰이 없는 타입의 롤링볼을 가지는 이송장치가 제공될 수 있다. 따라서, 이러한 롤링볼(150) 하측의 베어링볼이 편마모되거나 마모가 심화되어 수명이 단축되는 현상이 방지될 수 있다.
상기 모서리에 접하는 내측면에는 복수의 제2 베어링볼(140)이 부분적으로 삽입되는 측면 가이드홈(1132)이 형성될 수 있다.
측면 가이드홈(1132)이 내측면을 따라 원형으로 형성될 수 있고, 복수의 제2 베어링볼(140)이 이러한 측면 가이드홈(1132)에 부분적으로 삽입되어 정위치에서 롤링볼(150)을 지지하고, 회전저항을 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 롤링볼을 가지는 이송장치는 하우징(110), 복수의 제1 베어링볼(130), 복수의 제2 베어링볼(140), 롤링볼(150) 및 커버(170)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 롤링볼을 가지는 이송장치는 바닥부(111)의 형상을 제외하고는 도 3 및 도 4에서 설명된 롤링볼을 가지는 이송장치와 실질적으로 동일하므로, 대응하는 요소에는 동일한 부재번호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다.
하우징(110)은 볼수용부로 인해 컵 형상을 가질 수 있다. 볼수용부는 측벽부(113) 및 바닥부(111)를 포함함 수 있다. 측벽부(113)는 원통 형상의 내측면을 가지며, 바닥부(111)는 내측면에 연결되는 바닥면을 가질 수 있다.
복수의 제2 베어링볼(140)은 상기 내측면과 상기 바닥면이 만나서 형성되는 모서리에 위치할 수 있다.
상기 모서리에 접하는 내측면에는 복수의 제2 베어링볼(140)이 부분적으로 삽입되는 측면 가이드홈(1132)이 형성될 수 있다.
상기 모서리에 접하는 바닥부에는 복수의 제2 베어링볼(140)이 부분적으로 삽입되는 바닥 가이드홈(1112)이 형성될 수 있다.
측면 가이드홈(1132) 및 바닥 가이드홈(1112)이 원형으로 형성될 수 있고, 복수의 제2 베어링볼(140)이 이러한 측면 가이드홈(1132) 및 바닥 가이드홈(1112)에 부분적으로 삽입되어 정위치에서 롤링볼(150)을 지지하고, 회전저항을 감소시킬 수 있다.
상기 바닥면은 도 5에 도시된 바와 같이 롤링볼(150)의 형상에 대응하도록 오목면을 가질 수 있다. 이러한 오목면으로 인해, 롤링볼(150)이 바닥면에 접촉되는 것이 더 확실히 방지될 수 있다.
복수의 제2 베어링볼(140)은 측면 가이드홈(1132) 및 바닥 가이드홈(1112)에 의해 그 위치가 상기 모서리로 더욱 정확하게 한정될 수 있다.
또한, 롤링볼(150)은 볼수용부 내에 있어서, 제1 베어링볼(130) 및 제2 베어링볼(140) 이외에는 다른 부분과 접촉되지 않을 수 있다. 따라서, 불필요하게 다수의 곡면형태로 배열되는 베어링볼에 의한 마찰증가와 이에 따른 편마모 현상이 방지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤링볼을 가지는 이송장치(100)를 나타내는 도면이다.
본 실시예에서, 롤링볼을 가지는 이송장치(100)는 하우징(110), 복수의 제1 베어링볼(130), 복수의 제2 베어링볼(140), 롤링볼(150), 커버(170), 제1 강화부(160), 제2 강화부(180), 및 제3 강화부(190)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 롤링볼을 가지는 이송장치(100)는 강화부(160,180,190)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 3 및 도 4에서 설명된 롤링볼을 가지는 이송장치(100)와 실질적으로 동일하므로, 대응하는 요소에는 동일한 부재번호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다.
하우징(110)은 롤링볼(150)을 수용하는 볼수용부를 가질 수 있다. 롤링볼(150)은 금속 또는 세라믹으로 이루어질 수 있다. 롤링볼(150)은 볼수용부에 수용되며, 롤링볼(150)의 상단이 볼수용부로부터 돌출되며 피이송물과 접촉될 수 있다.
볼수용부는 바닥부(111) 및 측벽부(113)를 가질 수 있다. 측벽부(113)는 원통 형태의 내측면을 가지고, 측벽부(113)의 상단에 단턱부(1131)가 원형으로 형성될 수 있다. 즉, 단턱부(1131)는 상측에서 볼 때, 원형으로 형성될 수 있다.
제1 강화부(160)는 내측면과 바닥면이 만나는 모서리에 형성될 수 있다. 제2 강화부(180)는 바닥면으로부터 돌출되도록 형성되어, 롤링볼(150)의 하단을 지지할 수 있다. 제3 강화부(190)는 측벽부(113)의 단턱부(1131)에 형성될 수 있다.
이러한 강화부(160,180,190)는 열처리 또는 기계적 가공에 의해 형성되는 요소로서, 바닥부(111) 및 측벽부(113)보다 큰 내마모성을 가지도록 형성될 수 있다.
강화부(160,180,190)는 내마모성 강화를 위해 열처리나 연마 등 기계적 가공에 의해 내마모성이나 기계적 강성이 강화되어 있어서 편마모에 대한 내구성이 크다.
또한, 제2 강화부(180)는 롤링볼(150)의 하단에 접촉하므로 기하학적으로도 롤링볼(150)의 수직방향 중심선 상에 위치하므로 편중되지 않으며, 이에 따라 편마모의 위험성이 거의 없다.
강화부(160,180,190)는 바닥부(111) 및 측벽부(113), 즉 볼수용부의 재질이 열처리 또는 연마 등의 기계적 가공이 되어 이루어질 수 있다. 물론 강화부(160,180,190)는 볼수용부와 별개의 부품을 용접이나 본딩 등의 방법으로 모서리나 바닥면 단턱부에 부착시키거나 일체화시켜 이루어질 수도 있다.
볼수용부의 재질이 열처리나 기계적 가공되어 강화부(160,180,190)가 형성되는 경우, 볼수용부가 금속이면 강화부(160,180,190)도 금속재질로 이뤄지고, 볼수용부가 세라믹과 같은 비금속이면, 강화부(160,180,190)도 세라믹과 같은 비금속으로 이루어질 수 있다.
제2 강화부(180)는 평탄한 형상을 가지거나, 롤링볼(150)의 표면의 곡률에 대응하여 곡면을 가지도록 형성될 수도 있다.
하우징(110)을 기계적 가공하여 볼수용부를 형성할 때, 강화부(160,180,190)의 형상이 형성되도록 가공할 수 있고, 이렇게 형상만 형성된 강화부(160,180,190)를 열처리하거나 표면을 연마하는 기계적 가공을 하여 내마모성 등의 내구성이 향상된 강화부(160,180,190)가 형성될 수 있다.
세라믹으로 하우징(110)을 형성하는 경우에도 강화부(160,180,190)가 형성되도록 틀을 만들어 세라믹 소재를 상기 틀을 이용하여 소결 등의 방법으로 형성한 후 열처리 또는 가공하여 형성될 수도 있다.
강화부(160,180,190)가 세라믹을 기계적 가공에 의해 형성되는 경우, 세라믹 연삭가공법 등에 의해 강화부(160,180,190)가 형성될 수 있다.
세라믹은 열팽창 계수가 낮고, 내전압 특성이 양호하며 내마모성, 내식성 등 우수한 물리적, 화학적 특성을 부가하는 것이 가능하므로 기능성 재료로서 반도체 공정을 비롯한 각종 첨단산업 분야에 활용성이 높다. 특히, 본 실시예와 같이 구조용 세라믹은 우수한 화학안정성, 고경도, 고내열 특성 등으로 고온, 고진공, 고응력과 같은 극한 환경하에서 내마모 부품의 재료물질로 사용될 수 있다.
일반적으로 경취성 재료에는 다이아몬드 및 사파이어와 같은 결정재료와 글라스와 같은 비정질 재료 그리고 알루미나, 지르코니아 등의 세라믹 등이 포함된다. 또한 파인 세라믹은 fine grained ceramics와 technical ceramics의 의미를 포함한다.
본 실시예의 강화부(160,180,190)는 파인세라믹, 즉 고도로 엄선된 원료를 사용하고 화학조성이 균일하며 공업적 고성능을 가진 세라믹을 사용하여 이루어질 수 있다.
세라믹으로된 강화부(160,180,190)를 형성하기 위해, 적용되는 기계가공은, 예를 들어, 다이아몬드 숫돌을 이용한 연삭과 폴리싱을 적용할 수 있다.
고경도 세라믹으로서 대표적인 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4)를 대상으로 다이아몬드 숫돌로 고성능 연삭가공을 위한 세라믹의 평면연삭을 수행하여 연삭저항, 표면조도, 연삭비 등을 조절할 수 있다.
세라믹으로 강화부(160,180,190)의 형태를 만들기 위한 가공법과 내마모성 등 내구성 향상을 위한 가공법은 공개된 기술들을 이용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 종래의 롤링볼(150)의 하면에서 빡빡하게 곡면 형태로 배열되어 수직방향으로 큰 하중을 받는 베어링볼이 제거되고, 제1 베어링볼(130), 제2 베어링볼(140), 제2 강화부(180)에 의해 롤링볼(150)을 지지함으로써, 편마모가 억제되고, 내구성이 향상된 롤링볼을 가지는 이송장치가 제공될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 이송장치
30 : 볼캐스터
50 : 기판
100 : 롤링볼을 가지는 이송장치
110 : 하우징
111 : 바닥부
1112 : 바닥 가이드홈
113 : 측벽부
1131 : 단턱부
1132 : 측면 가이드홈
130 : 제1 베어링볼
140 : 제2 베어링볼
150 : 롤링볼
160 : 제1 강화부
170 : 커버
180 : 제2 강화부
190 : 제3 강화부

Claims (10)

  1. 롤링볼을 가지는 이송장치에 있어서,
    측벽부와 바닥부로 이루어진 볼수용부를 가지는 하우징;
    상기 볼수용부에 수용되며, 상단이 상기 볼수용부로부터 돌출되며 피이송물과 접촉되는 롤링볼;
    상기 롤링볼의 상단이 노출되도록 상기 하우징의 상측에서 상기 하우징에 결합되며, 상기 롤링볼의 이탈을 방지하는 커버;
    상기 측벽부의 상단에 설치되어 측방향에서 상기 롤링볼에 접촉되는 복수의 제1 베어링볼; 그리고
    상기 복수의 제1 베어링볼 하측에서 상기 볼수용부와 상기 롤링볼 사이에 개재되어, 상기 바닥부로부터 일정한 높이에서 상기 롤링볼의 하단 주변을 지지하는 복수의 제2 베어링볼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤링볼은 상기 볼수용부 내에 있어서, 상기 복수의 제1 베어링볼 및 상기 복수의 제2 베어링볼에 의해서만 지지되는 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 베어링볼은 상기 측벽부, 바닥부 및 롤링볼에 의해 구속되는 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측벽부는 수직방향으로 연장된 원통형의 내측면을 가지고,
    상기 바닥부는 상기 내측면에 연결되는 바닥면을 가지며,
    상기 복수의 제2 베어링볼은 상기 내측면과 바닥면이 만나는 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모서리에 접하는 내측면에는 상기 복수의 제2 베어링볼이 부분적으로 삽입되는 측면 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모서리에 접하는 바닥부에는 상기 복수의 제2 베어링볼이 부분적으로 삽입되는 바닥 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측벽부의 상단에 단턱부가 형성되고,
    상기 복수의 제1 베어링볼은 상기 롤링볼의 둘레를 따라 상기 단턱부에 배열된 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  8. 제7항에 있어서,
    각 상기 제2 베어링볼은 각 상기 제1 베어링볼보다 지름이 큰 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 볼수용부의 바닥부에 형성되어 상기 롤링볼을 지지하며, 열처리 또는 기계적 가공에 의해 상기 바닥부보다 큰 내마모성을 가지는 강화부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 강화부는 상기 바닥부의 재질이 열처리되어 또는 기계적 가공되어 이루어진 것을 특징으로 하는 롤링볼을 가지는 이송장치.
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