KR20120071087A - 직선운동 안내 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직선운동 안내 유닛에 관한 것으로, 서로 마주보는 각각의 대향면에 'V'자형 단면의 오목 형상으로 형성되는 궤도부를 구비하는, 제1 안내레일과 제2 안내레일; 및 다수의 롤러와, 소정의 간격으로 형성되어 각각 다수의 롤러를 회전가능한 상태로 구속하는 다수의 롤러설치공을 구비하며, 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에 대향면들과 평행하게 위치하도록 배치되는 케이지판, 및 케이지판과 평행하게 설치되어, 케이지판의 폭 방향을 기준으로 일측은 제1 안내레일과 연동되도록 맞물리고 타측은 제2 안내레일과 연동되도록 맞물린 상태에서, 케이지판의 두께 방향과 나란한 회전중심을 기준으로 회전하는 피니언을 포함하여, 제1 안내레일과 제2 안내레일 간의 상대적인 직선운동에 종속되어 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에서 이동하는, 롤러 케이지 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛을 제공함으로써, 동일한 조건에서 롤러의 수가 줄어들 필요가 없도록 하여 지탱할 수 있는 하중이 감소하지 않음에 따라, 원활한 하중 지지와 원활한 직선운동 안내가 가능한 가운데 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에서 롤러 케이지 어셈블리의 미끄럼 운동에 의한 위치변화를 효과적으로 방지할 수 있도록 한다.

Description

직선운동 안내 유닛{LINEAR MOTION GUIDE UNIT}
본 발명은 직선운동 안내 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤러의 수를 줄이지 않고도 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에서 롤러 케이지 어셈블리의 미끄럼 운동에 의한 위치변화를 방지할 수 있는 직선운동 안내 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 직선운동 안내 유닛은 고정된 본체와 이 본체 상에서 직선운동하는 이송테이블을 포함하는 공작기계에 주로 채택되는 것으로서, 본체와 이송테이블 중 일측에 고정되는 제1 안내레일과 타측에 고정되는 제2 안내레일, 그리고 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에 배치되어 구름운동을 함으로써 제1 안내레일과 제2 안내레일 간의 상대적인 직선운동이 원활하게 일어날 수 있도록 하는 롤러 케이지 어셈블리를 포함한다.
도 1은 종래기술에 따른 직선운동 안내 유닛의 일 예를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 직선운동 안내 유닛을 도시한 단면도이다. 그리고, 도 3은 종래기술에 따른 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛을 도시한 단면도이다.
이하의 설명에서 도 2의 지면과 수직한 방향을 '길이 방향'이라 한다.
일반적으로, 직선운동 안내 유닛(1)은, 고정체(미도시)와 이 고정체 상에서 직선운동하는 이송체(미도시)를 구비하는 형태의 공작기계 등에 설치되어 상대적인 직선운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 역할을 수행하는 기계요소이다.
구체적으로, 종래기술에 따른 직선운동 안내 유닛(1)은, 고정체에 고정설치되는 제1 안내레일(10)과, 이송체에 설치되어 제1 안내레일(10)에 대하여 상대적인 직선운동을 하는 제2 안내레일(20), 및 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20) 사이에 배치되어 구름운동을 하는 롤러 케이지 어셈블리(30)를 포함한다.
그리고, 롤러 케이지 어셈블리(30)는 다수의 롤러(35)와 이러한 다수의 롤러를 각각 회전가능한 상태로 구속하는 다수의 롤러설치공(41)을 구비하는 판상의 케이지판(45)으로 이루어진다. 이러한 롤러 케이지 어셈블리(30)에서, 다수의 롤러(35)는 케이지판(45)에 길이 방향을 따라 소정의 간격을 유지하는 형태로 형성되는 상기한 다수의 롤러설치공(41)에 각각 회전가능한 상태로 구속되며, 따라서 서로 일정한 간격이 유지되는 상태로 배치된다.
제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20)은 각각, 한 쌍의 구름면(11)(12)(21)(22)이 'V'자형 단면의 오목 형상을 이루도록 형성되는 궤도부(15)(25)를 구비하며, 이러한 궤도부(15)(25)의 중앙에 길이 방향을 따라 더 오목하게 형성되는 궤도홈(13)(23)을 또한 구비한다. 이때, 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20)은 각각에 구비되는 궤도부(15)(25)가 서로 마주보도록 배치된다.
그리고, 롤러 케이지 어셈블리(30)에서, 다수의 롤러(35)는 인접한 롤러(35)의 회전중심선이 서로 수직을 이루도록 반복적으로 교차하는 구조로 케이지판(45)에 설치된다. 따라서 각 롤러(35)는 서로 마주보는 두 궤도부(15)(25)를 이루는 총 4개의 구름면(11)(12)(21)(22) 중 서로 마주보는 두 구름면과 접촉한 상태에서 구름운동을 하게 된다.
도 1 및 도 2에서, 도면부호 5는 롤러 케이지 어셈블리(30)의 구름운동을 제한하는 이탈방지나사(5)를, 도면부호 33은 케이지판(30)에 구비되는 롤러설치공(41)에 돌출 구비되어 롤러설치공(41)에 회전가능하게 설치되는 롤러(40)가 롤러설치공(41)으로부터 이탈하는 것을 방지하는 역할을 수행하는 롤러파지 돌기(33)를 가리킨다.
롤러 케이지 어셈블리(30)는, 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20) 간의 상대적인 위치변화에 대응하여 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20) 사이의 적절한 위치로 이동하여 위치하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기한 바와 같은 종래기술에 따른 직선운동 안내 유닛(1)의 경우, 롤러 케이지 어셈블리(30)와 궤도부(15)(25) 사이에 미끄럼운동이 발생하면, 구체적으로 롤러(35)와 궤도부(15)(25)를 이루는 구름면(11)(12)(21)(22) 간에 구름운동이 아닌 미끄럼운동이 발생하면, 제1 및 2 안내레일(10)(20) 사이에서 롤러 케이지 어셈블리(30)의 상대적인 위치 변화가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
특히, 상기한 바와 같은 문제점은, 제1 안내레일(10) 및 제2 안내레일(20)이 지평면을 기준으로 수직으로 배치된 상태에서 사용되는 경우, 롤러 케이지 어셈블리(30)가 제1 안내레일(10) 및 제2 안내레일(20) 사이에서 자중에 의해 미끄럼운동 형태로 낙하하여 필요한 위치에서 이탈함에 따라 제 기능을 수행하지 못하는 상태를 초래할 수 있는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛이 제공된 바 있다.
종래기술에 따른 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛(1')은, 케이지판(45)의 폭 방향에 나란하게 설치되는 회전축(51)과 이 회전축에 설치되어 회전가능하게 되는 피니언(50)을 구비하는 롤러 케이지 어셈블리(30')를 포함하며, 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20) 각각의 궤도홈(13)(23) 내부에 길이 방향을 따라 설치되어 상기한 피니언(50)과 맞물리는 한 쌍의 랙(60)을 또한 포함하여, 미끄럼운동이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다. 즉, 피니언(50)이 제1 안내레일(10)의 궤도홈(13)에 설치된 랙(60)과 치합됨과 동시에 제2 안내레일(20)의 궤도홈(23)에 설치된 랙(60)과도 치합된 상태로 위치함에 따라, 롤러 케이지 어셈블리(30')가 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20)의 상대적인 직선운동에 의존하여 위치 이동하게 된다. 따라서, 개별적인 롤러(35)에 미끄럼이 발생하는 경우에도 롤러 케이지 어셈블리(30')는 항상, 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(10)(20) 간의 상대적인 위치변화에 대응하는 적절한 위치에 위치하게 된다.
그러나, 종래기술에 따른 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛(1')의 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 피니언(50)이 케이지판의 폭 방향에 나란하게 설치되는 회전축(51)을 중심으로 회전하도록 설치됨에 따라 롤러(35)가 설치되어야 할 케이지판(45) 상의 공간을 점유할 수밖에 없으며, 따라서 다른 조건이 동일하다면 롤러 케이지 어셈블리(30')가 포함할 수 있는 롤러(35)의 수가 필연적으로 감소할 수밖에 없다. 이와 같이 동일한 조건에서 롤러(35)의 수가 줄어든다는 것은 롤러 케이지 어셈블리(30')를 통해 지탱할 수 있는 하중이 줄어든다는 것을 의미함에 따라 바람직하지 못하다 할 수 있을 것이다. 일 예로서, 롤러 케이지 어셈블리(30')가 2개 또는 3개 정도 롤러(35)를 포함하는 작은 사이즈로 제작되어야 하는 경우와 같이, 피니언(50)을 설치하기 위해 한 개의 롤러(35)를 생략한다면 지탱할 수 있는 하중의 감소가 비율의 측면에서 매우 큼에 따라, 적용 자체가 불가능할 수도 있다.
이상과 같이, 롤러 케이지 어셈블리(30')가 지탱할 수 있는 하중이 감소한다는 것은, 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20) 간의 원활한 직선운동이 어려울 수 있고, 경우에 따라 정상적인 구름운동이 아예 불가능한 상황까지 초래될 수 있다는 것을 의미함에 따라, 큰 문제점이 되고 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
본 발명은, 제한된 규격에서 롤러의 수를 줄이지 않고도 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에서 롤러 케이지 어셈블리의 미끄럼 운동에 의한 위치변화를 방지할 수 있는 직선운동 안내 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대향면에 서로 마주보는 'V'자형 단면의 오목 형상으로 형성되는 궤도부를 구비하는 제1 및 제2 안내레일과, 상기 제1 및 제2 안내레일 사이에 위치하는 롤러 케이지 어셈블리를 포함하며; 상기 롤러 케이지 어셈블리는 다수의 롤러와, 길이 방향으로 서로 이격 형성되어 각각 상기 롤러를 회전 가능하게 구속하는 다수의 롤러설치공을 구비하며 상기 제1 안내레일과 상기 제2 안내레일 사이에 위치하는 케이지판과, 상기 케이지판에 회전 가능하게 설치되어 폭 방향으로 일측은 상기 제1 안내레일과 연동되도록 맞물리고 타측은 상기 제2 안내레일과 연동되도록 맞물린 상태에서 두께 방향과 나란한 방향을 회전 중심으로 하여 회전하는 피니언으로 이루어지는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 케이지판은 상기 롤러설치공을 이루는 다수의 롤러설치구멍이 형성된 케이지판 부재가 결합되어 이루어지고; 상기 케이지판 부재 중 어느 하나 이상은 롤러설치구멍 중 하나 이상의 롤러설치구멍을 둘러싸도록 오목하게 형성되어, 롤러설치구멍을 둘러싸는 내경부를 가지며, 외경부는 폭 방향으로 양측이 부분적으로 개방되는 형태로 형성되는 피니언설치홈을 구비하여; 상기 피니언은 피니언설치홈에 회전 가능하게 구비되어, 폭 방향 양측으로 돌출되며, 돌출 부분의 일측은 상기 제1 안내레일과 연동되도록 맞물리고 타측은 상기 제2 안내레일과 연동되도록 맞물리는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 피니언은 상기 피니언설치홈의 내경부에 대응하는 내경을 갖도록 형성되어 내경부가 삽입되며, 상기 피니언설치홈의 외경부보다 작은 외경을 갖도록 형성되어, 상기 내경부와 외경부 사이에 회전 가능하게 위치하는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 피니언은 외경에 형성되는 다수의 톱니를 구비하며; 궤도부를 사이에 두고 길이 방향을 따라 서로 나란하게 대향하여 상기 제1 안내레일 및 상기 제2 안내레일에 각각 구비되어 폭 방향으로 상기 롤러 케이지 어셈블리의 양측에 배치되며, 서로 대향하는 면에 상기 피니언의 톱니에 맞물리도록 다수의 톱니를 구비하는 한 쌍의 랙 부재를 더 포함하는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 및 상기 제2 안내레일에는 각각의 상기 궤도부 폭 방향 일측으로 대향면에 길이 방향을 따라 오목하게 랙 설치홈이 형성되며; 상기 랙 부재는 상기 랙 설치홈 삽입되는 고정부와, 상기 랙 설치홈으로부터 돌출되어 위치하며 서로 대향하는 면에 상기 피니언의 톱니와 맞물리는 상기 다수의 톱니가 형성되는 맞물림부로 이루어지며; 상기 제1 안내레일과 상기 제2 안내레일이 서로 마주하는 경우, 상기 랙부재의 맞물림부도 서로 마주하는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 랙 설치홈은 랙 설치홈으로부터 각 궤도부와 반대 방향으로 폭 방향으로 연장 관통 형성되며 길이 방향으로 서로 이격된 복수의 고정구멍과 연결되며; 상기 랙 부재는 상기 고정부의 일측으로 고정구멍에 대응하는 위치에 고정구멍 형성 방향으로 돌출 형성되어 상기 고정구멍에 삽입되는 탄성고정돌기 를 구비하는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 고정부의 일측으로 고정부와 함께 랙 설치홈에 삽입되는 탄성변형부를 구비하며, 상기 탄성변형부는 단부로 갈수록 폭 방향 두께가 감소하도록 폭 방향 내측으로 경사부가 형성되며, 상기 상기 탄성고정돌기는 상기 경사부 반대 방향으로 돌출 형성되어 상기 고정구멍에 삽입되는 직선운동 안내 유닛을 제공한다.
이상과 같은 직선운동 안내 유닛을 제공함으로써, 본 발명은 동일한 조건에서 롤러의 수가 줄어들 필요가 없도록 하여 지탱할 수 있는 하중이 감소하지 않음에 따라, 원활한 하중 지지와 원활한 직선운동 안내가 가능한 가운데, 제1 안내레일과 제2 안내레일 사이에서 롤러 케이지 어셈블리의 미끄럼 운동에 의한 위치변화를 효과적으로 방지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 피니언과 맞물리는 랙 부재의 위치결정과 조립이 모두 용이한 방법으로 이루어질 수 있도록 한다.
도 1은 종래기술에 따른 직선운동 안내 유닛의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 직선운동 안내 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 미끄럼 방지형 직선운동 안내 유닛을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛을 도시한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 롤러 케이지 유닛을 부분적으로 확대 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 분해사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛의 주요 부분의 조립상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛에 구비되는 랙 부재를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛을 도시한 분해사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 롤러 케이지 유닛을 부분적으로 확대 도시한 사시도이며, 도 7은 도 6의 분해사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛의 주요 부분의 조립상태를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛을 도시한 단면도이다.
참고로, 이하의 설명에서 종래기술과 동등한 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용하며, 도 5의 'Y'방향을 '길이 방향'이라 하고, 'X'방향을 '폭 방향'이라 하며, 'Z'방향을 '두께 방향'이라 한다. 그리고 폭 방향으로 내측은 궤도부를 향하는 방향을 의미한다.
본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛(100)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 종래기술과 유사하게 서로 마주보는 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120), 및 롤러 케이지 어셈블리(130);를 포함한다.
제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120)은 각각, 서로 마주보는 각각의 대향면에 형성되는 것으로서, 'V'자형 단면의 오목 형상으로 형성되는 궤도부(115)(125)를 구비한다.
그리고, 롤러 케이지 어셈블리(130)는, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 다수의 롤러(135)와 케이지판(145), 및 피니언(155)을 포함하며, 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120) 사이에 대향면들과 평행하게 위치하도록 배치된다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 케이지판(145)은 소정의 간격으로 형성되어 각각 다수의 롤러(135)를 회전가능한 상태로 구속하는 다수의 롤러설치공(141)을 구비한다.
상기 케이지판(145)은 상기 롤러설치공(141)을 이루는 다수의 롤러설치구멍(144)(146)이 형성된 케이지판 부재(143, 147)가 결합되어 이루어지고, 상기 케이지판 부재(143, 147) 중 어느 하나 이상은 다수의 롤러설치구멍 중 하나 이상의 롤러설치구멍을 둘러싸도록 내경부를 가지고 오목하게 형성되며, 외경부는 폭 방향 양측이 부분적으로 개방되는 형태로 형성되는 피니언설치홈(151)을 구비하여, 상기 피니언(155)은 피니언설치홈(151)에 회전 가능하게 되며, 폭 방향 양측으로 일부분이 돌출되며, 돌출 부분의 일측은 상기 제1 안내레일(110)과 연동되도록 맞물리고 타측은 상기 제2 안내레일(120)과 연동되도록 맞물린다. 상기 케이지판 부재(143, 147)의 어느 하나에는 폭 방향 양측으로 길이 방향을 따라 복수의 결합공이 형성되며, 다른 하나에는 상기 결합공에 대응하는 위치에 결합돌기가 구비되고, 상기 결합돌기가 결합공에 삽입되어 케이지판 부재(143, 147)는 서로 결합된다. 상기 결합돌기와 결합공은 서로 억지 끼워 맞춤 관계를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 케이지판(145)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 서로 중첩되는 구조로 조립되었을 때 상기한 다수의 롤러설치공(141)을 이루는 다수의 롤러설치구멍(144, 146)을 구비하는 한 쌍의 케이지판 부재(143, 147)로 이루어진다. 이와 같이 쌍을 이루는 케이지판 부재(143, 147)는 각각, 다수의 롤러설치구멍(144, 146) 중 특정한 롤러설치구멍을 둘러싸도록 내경부를 가지고 오목하게 형성되는 것으로서, 서로 접촉하게 되는 내측면에서 소정 깊이의 음각으로 형성되되 폭 방향 양단부가 측면을 향해 부분적으로 개방되는 형태로 형성되는 환형의 피니언설치홈(151)을 구비한다. 따라서, 한 쌍의 케이지판 부재(143)(147)가 서로 중첩되는 형태로 조립되었을 때, 폭 방향 양단부 위치에서 폭 방향 양측으로 개방되는 한 쌍의 개구(153)를 갖는 환형의 피니언설치공간이 케이지판(145) 내부에 형성되도록 한다.
그리고, 피니언(155)은 케이지판(145)과 평행하게 설치되어, 케이지판(145)의 폭 방향을 기준으로 일측은 제1 안내레일(110)과 연동되도록 맞물리고, 타측은 제2 안내레일(120)과 연동되도록 맞물린 상태에서, 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120) 간의 상대적인 직선운동시 케이지판(145)의 두께 방향과 나란한 회전중심을 기준으로 회전한다.
구체적으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 피니언(155)은 중공형태의 환형으로 형성되어 케이지판(145) 내부에 형성되는 상기한 피니언설치공간에 수용되는 것으로서, 두 케이지판 부재(143)(147)가 조립되었을 때 케이지판(145)의 폭 방향 양측에 각각 형성되는 개구(153)를 통해 폭 방향 양측으로 일부분씩 외부로 돌출된 상태에 놓이게 된다. 이때, 피니언(155)은 두 개의 피니언설치홈(151)이 중첩되어 형성하는 피니언설치공간의 내경부에 대응하는 내경을 갖도록 형성되고 피니언설치공간의 외경부보다 작은 최대외경을 갖도록 형성되어, 피니언설치공간의 내경부와 헐거운 끼워맞춤 상태에서 내경부를 중심으로 회전하게 되며 외경부와는 간섭하지 않는 상태가 된다.
나아가, 피니언(155)은 외경부 둘레에 형성되는 다수의 톱니(157)를 구비한다. 그리고, 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛은, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같은 피니언(155)과의 맞물림을 통해 롤러 케이지 어셈블리(130)가 제1 안내레일(110) 및 제2 안내레일(120)과 연동하도록 하기 위한 것으로서, 제1 안내레일(110) 및 제2 안내레일(120)에 각각 설치되는 한 쌍의 랙 부재(163)를 또한 포함한다.
상기 랙 부재(163)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 롤러 케이지 어셈블리(130)의 폭 방향 양측에 하나씩 배치되는 것으로서, 제1 안내레일(110) 및 제2 안내레일(120)에 각각 구비되는 궤도부(115)(125) 일측방에 길이 방향과 나란한 돌출형으로 설치된다. 상기 궤도부(115, 125)가 서로 마주 보게 위치하는 경우 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120)에 각각 구비되는 랙 부재(163)의 맞물림부(173)도 서로 마주보게 된다.
이와 같은 랙 부재(163)는, 각각 상기한 케이지판(145)의 개구(153)를 통해 폭 방향 양측으로 각각 돌출되는 피니언(155)의 돌출부분들과 맞물리도록 형성되는 다수의 톱니(169)를 구비한다.
상기 랙 부재(163)는, 도 8 에 도시한 바와 같이, 제1 안내레일(110) 및 제2 안내레일(120) 각각의 궤도부(115)(125) 일측방의 대향면에 길이 방향을 따라 음각으로 형성되는 랙 설치홈(111)(121)에 삽입되는 고정부(171)와, 외부로 돌출되며 피니언(155)과 마주보는 측면에 피니언(155)의 톱니(157)와 맞물리는 다수의 톱니(169)가 형성되는 맞물림부(173)로 이루어진다.
상기 랙 설치홈(111)(121)은 각각, 제1 안내레일(110) 및 제2 안내레일(120)의 인접한 측면에서 직교하도록 관통 형성되는 고정구멍(113)(123)과 연결된다.
그리고, 이상의 고정구멍(113)(123)을 통해 체결되는 것으로서, 랙 부재(163)는 고정구멍(113)(123)에 대응하는 위치에 고정구멍(113)(123) 방향으로 돌출 형성되어 랙 설치홈(111)(121)에 삽입됨과 동시에 고정구멍(113)(123)에 삽입되는 탄성고정돌기(177)를 구비한다. 상기 탄성고정돌기(177)가 고정구멍(113)(123)에 삽입되어 랙 설치홈(111)(121)로부터 랙 부재(163)가 이탈하는 것이 방지된다.
도 10에 도시한 바와 같이 상기 고정부(171)의 일측으로 고정부(171)와 함께 랙 설치홈(111, 121)에 삽입되는 탄성변형부(176)를 구비하며, 상기 탄성변형부(176)는 단부로 갈수록 폭 방향 두께가 감소하도록 폭 방향 내측으로 경사부가 형성되며, 상기 탄성고정돌기(177)는 상기 경사부 반대 방향으로 돌출 형성되어 상기 고정구멍(113)(123)에 삽입된다. 상기 탄성변형부(176)는 고정부(171) 사이에 위치할 수 있다.
이때, 랙 설치홈(111)(121)과 연결되는 고정구멍(113)(123)의 수는 복수일 수 있으며, 이에 따라 랙 부재(163)에 구비되는 탄성고정돌기(177)의 수 또한 복수일 수 있을 것이다.
상기 랙부재(163)은 탄성고정돌기(177)나 탄성변형부(176)를 구비하지 않고, 제1 안내레일(110) 및 제2 안내레일(120)에는 랙 설치홈(111)(121)에 연결되는 고정구멍(113)(123)이 형성되지 않으며, 랙 설치홈(111)(121)에 삽입되는 고정부(171)가 접착제로 랙 설치홈(111)(121)에 접착되도록 하여 고정 설치하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 직선운동 가이드 유닛에서, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 롤러 케이지 어셈블리(130)는, 하나의 케이지판 부재(143)의 롤러설치구멍(144)에 각각 롤러(135)를 배치하고 피니언설치홈(151)에 피니언(155)을 배치한 상태에서 다른 하나의 케이지판 부재(147)를 중첩시키는 구조로 조립된다. 나아가, 이와 같은 롤러 케이지 어셈블리(130)는, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 각각 랙 부재(163)가 조립된 상태의 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120)에 사이에 배치되되, 개구(153)를 통해 케이지판(145)의 폭 방향 양측으로 돌출하는 피니언(155)과 한 쌍의 랙 부재(163)가 각각에 구비된 톱니(157)(169)들에 의해 맞물리는 상태에 놓이도록 조립함으로써, 본 발명에 따른 직선운동 안내 유닛을 이루게 된다.
따라서, 롤러 케이지 어셈블리(130)는 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120) 간의 상대적인 직선운동에 종속되어 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120) 사이에서 이동하게 되며, 항상 제1 안내레일(110)과 제2 안내레일(120) 간의 상대적인 위치에 따라 정확하게 예정된 위치에 놓이게 된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 직선운동 가이드 유닛에서, 피니언설치공간을 이루는 피니언설치홈(151)은, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 케이지판 부재(143)(147)에서 다수의 롤러설치구멍(144)(146) 중 하나의 특정한 롤러설치구멍을 둘러싸도록 형성된다. 따라서, 피니언설치홈(151) 내부에 롤러(135)가 설치되는 롤러설치구멍이 위치하게 되며, 피니언설치홈(151)에 피니언(155)이 배치되고 롤러설치구멍(144)(146)에 롤러(135)가 배치되더라도, 피니언(155)과 롤러(135)는 서로 간섭을 일으키지 않고 독립적으로 운동할 수 있는 상태에 놓인다. 즉, 피니언(155)은 별도의 회전축이 없이도 회전할 수 있는 상태가 되며, 또한 롤러(135)가 배치될 공간을 점유하는 구조로 설치되는 것이 아님에 따라, 종래기술과 달리 제한된 규격으로 롤러 케이지 어셈블리를 구성할 때 롤러의 수를 줄일 필요도 없다.
나아가, 본 발명에 따른 직선운동 가이드 유닛에서는, 랙 부재(163)가, 종래기술에서와 같이, 제1 안내레일(10)과 제2 안내레일(20)의 궤도부(15)(25) 중앙에 좁고 깊숙한 형태로 형성되는 궤도홈(13)(23)과 같이 조립이 어려운 위치에 설치되는 것이 아니라, 외부에 노출된 궤도부(115)(125)의 측방에 구비된 랙 설치홈(111)(121)에 용이한 방법으로 설치될 수 있다. 또한 랙 부재(163)는 탄성고정돌기(177)와 고정구멍(113)(123) 간의 결합을 통해, 자동으로 설치위치가 결정됨에 따라, 위치결정과 조립이 모두 용이한 방법으로 이루어질 수 있다 할 것이다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 직선운동 안내 유닛 110: 제1 안내레일
111, 121: 랙 설치홈 113, 123: 고정구멍
115, 125: 궤도부 120: 제2 안내레일
130: 롤러 케이지 어셈블리 135: 롤러
141: 롤러설치공 143, 147: 케이지판 부재
144, 146: 롤러설치구멍 145: 케이지판
151: 피니언설치홈 153: 개구
155: 피니언 157: 톱니
163: 랙 부재 169: 톱니
171: 고정부 173: 맞물림부
177: 탄성고정돌기

Claims (7)

  1. 대향면에 서로 마주보는 'V'자형 단면의 오목 형상으로 형성되는 궤도부(115, 125)를 구비하는 제1 및 제2 안내레일(110, 120)과, 상기 제1 및 제2 안내레일(110, 120) 사이에 위치하는 롤러 케이지 어셈블리(130)를 포함하며; 상기 롤러 케이지 어셈블리(130)는 다수의 롤러(135)와, 길이 방향으로 서로 이격 형성되어 각각 상기 롤러(135)를 회전 가능하게 구속하는 다수의 롤러설치공(141)을 구비하며 상기 제1 안내레일(110)과 상기 제2 안내레일(120) 사이에 위치하는 케이지판(145)과, 상기 케이지판(145)에 회전 가능하게 설치되어 폭 방향으로 일측은 상기 제1 안내레일(110)과 연동되도록 맞물리고 타측은 상기 제2 안내레일(120)과 연동되도록 맞물린 상태에서 두께 방향과 나란한 방향을 회전 중심으로 하여 회전하는 피니언(155)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 케이지판(145)은 상기 롤러설치공(141)을 이루는 다수의 롤러설치구멍(144, 146)이 형성된 케이지판 부재(143, 147)가 결합되어 이루어지고; 상기 케이지판 부재(143, 147) 중 어느 하나 이상은 롤러설치구멍 중 하나 이상의 롤러설치구멍을 둘러싸도록 오목하게 형성되어, 롤러설치구멍을 둘러싸는 내경부를 가지며, 외경부는 폭 방향으로 양측이 부분적으로 개방되는 형태로 형성되는 피니언설치홈(151)을 구비하여; 상기 피니언(155)은 피니언설치홈(151)에 회전 가능하게 구비되어, 폭 방향 양측으로 돌출되며, 돌출 부분의 일측은 상기 제1 안내레일(110)과 연동되도록 맞물리고 타측은 상기 제2 안내레일(120)과 연동되도록 맞물리는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 피니언(155)은 상기 피니언설치홈(151)의 내경부에 대응하는 내경을 갖도록 형성되어 내경부가 삽입되며, 상기 피니언설치홈(151)의 외경부보다 작은 외경을 갖도록 형성되어, 상기 내경부와 외경부 사이에 회전 가능하게 위치하는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 피니언(155)은 외경에 형성되는 다수의 톱니(157)를 구비하며; 궤도부(115, 125)를 사이에 두고 길이 방향을 따라 서로 나란하게 대향하여 상기 제1 안내레일(110) 및 상기 제2 안내레일(120)에 각각 구비되어 폭 방향으로 상기 롤러 케이지 어셈블리(130)의 양측에 배치되며, 서로 대향하는 면에 상기 피니언(155)의 톱니(157)에 맞물리도록 다수의 톱니(169)를 구비하는 한 쌍의 랙 부재(163)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 안내레일(110, 120)에는 각각의 상기 궤도부(115, 125) 폭 방향 일측으로 대향면에 길이 방향을 따라 오목하게 랙 설치홈(111, 121)이 형성되며; 상기 랙 부재(163)는 상기 랙 설치홈(111, 121) 삽입되는 고정부(171)와, 상기 랙 설치홈(111, 121)으로부터 돌출되어 위치하며 서로 대향하는 면에 상기 피니언(155)의 톱니(157)와 맞물리는 상기 다수의 톱니(169)가 형성되는 맞물림부(173)로 이루어지며; 상기 제1 안내레일(110)과 상기 제2 안내레일(120)이 서로 마주하는 경우, 상기 랙부재(163)의 맞물림부(173)도 서로 마주하는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 랙 설치홈(111, 121)은 랙 설치홈(111, 121)으로부터 각 궤도부(115, 125)와 반대 방향으로 폭 방향으로 연장 관통 형성되며 길이 방향으로 서로 이격된 복수의 고정구멍(113, 123)과 연결되며; 상기 랙 부재(163)는 상기 고정부(171)의 일측으로 고정구멍(113)(123)에 대응하는 위치에 고정구멍(113)(123) 형성 방향으로 돌출 형성되어 상기 고정구멍(113)(123)에 삽입되는 탄성고정돌기(177)를 구비하는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 고정부(171)의 일측으로 고정부(171)와 함께 랙 설치홈(111, 121)에 삽입되는 탄성변형부(176)를 구비하며, 상기 탄성변형부(176)는 단부로 갈수록 폭 방향 두께가 감소하도록 폭 방향 내측으로 경사부가 형성되며, 상기 상기 탄성고정돌기(177)는 상기 경사부 반대 방향으로 돌출 형성되어 상기 고정구멍(113)(123)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 직선운동 안내 유닛.
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