KR101030087B1 - Shock absorber of linear motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지는 베이스를 따라 직선왕복운동을 하는 슬라이더를 포함한 리니어모터 스테이지에 있어서, 상기 베이스의 선단 및 후단에 설치되어 상기 슬라이더의 운동을 제한하는 스토퍼; 상기 슬라이더와 상기 스토퍼의 대향측에 각각 설치되되, 상기 슬라이더가 오작동으로 인해 상기 스토퍼와 충돌하기 직전의 비접촉구간에서 상기 슬라이더와 상기 스토퍼 간에 척력(斥力)이 발생할 수 있도록 설치되는 제1완충유닛과 제2완충유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 슬라이더가 오작동으로 인해 스토퍼에 충돌시 충돌직전의 비접촉구간에서 슬라이더의 속도를 감소시키고, 감소된 속도로 이동하는 슬라이더와 스토퍼가 충돌하는 물리적 접촉구간에서 충격을 흡수할 수 있는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지가 제공된다.The present invention relates to a linear motor stage provided with a shock absorbing unit. The linear motor stage provided with a shock absorbing unit according to the present invention includes a linear motor stage including a slider for linearly reciprocating along a base, the front end of the base and A stopper installed at a rear end to limit movement of the slider; A first shock absorber unit disposed on opposite sides of the slider and the stopper, the first buffer unit being installed to generate a repulsive force between the slider and the stopper in a non-contact section immediately before the slider collides with the stopper due to a malfunction; And a second buffer unit. As a result, when the slider collides with the stopper due to a malfunction, the speed of the slider is reduced in the non-contact section immediately before the collision, and the shock absorbing unit is capable of absorbing the shock in the physical contact section in which the slider and the stopper collide with the reduced speed. The provided linear motor stage is provided.
비접촉구간, 충돌, 충격량, 리니어모터, 리니어스테이지, 댐퍼, 마그넷 Non-contact section, collision, impact amount, linear motor, linear stage, damper, magnet
Description
본 발명은 완충유닛을 포함한 리니어모터 스테이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬라이더와 상기 슬라이더의 이동을 제한하는 스토퍼에 완충유닛이 각각 설치되어 상기 슬라이더가 오작동으로 인해 상기 스토퍼로 이동하여 충돌하기 직전에 척력이 발생되어 슬라이더의 이동속도를 감소시키고, 충돌시 충격을 흡수할 수 있는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor stage including a shock absorbing unit, and more particularly, a shock absorbing unit is respectively installed in a slider and a stopper for limiting the movement of the slider, and the slider moves to the stopper due to a malfunction and immediately before the collision. It relates to a linear motor stage provided with a shock absorbing unit capable of generating a repulsive force to reduce the moving speed of the slider and absorb the impact in the event of a collision.
일반적으로, 리니어 모터 스테이지란 회전하는 전동기의 원리를 직선왕복운동에 적용하여 제어부에 의해 전기적인 신호를 인가받아 자력을 발생시키는 전자석이 설치된 슬라이더가 영구자석이 설치된 표면 위레 베이스를 따라 직선왕복운동을 할 수 있게 하는 것으로서, 이러한 리니어모터 스테이지는 산업현장이나 각종 기계장치에서 직선왕복운동이 필요한 부분에 널리 사용되고 있다.In general, a linear motor stage is applied to the linear reciprocating motion of a rotating motor, and a slider equipped with an electromagnet that generates magnetic force by receiving an electric signal by a controller performs a linear reciprocating motion along the surface of the permanent magnet. In order to do this, such a linear motor stage is widely used in the industrial site or a variety of mechanical devices that need a linear reciprocating motion.
도 1은 리니어모터 스테이지의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 리니어모터 스테이지(100)는 베이스(110)와 상기 베이스(110)를 따라 직선왕복운동을 하는 슬라이더(120)를 포함하여 구성된다.1 is a schematic diagram of a linear motor stage. Referring to FIG. 1, the linear motor stage 100 includes a
여기서, 슬라이더(120)는 각종 위치감지센서와, 제어신호를 인가하는 제어부 의 통제를 받아 항상 규정된 범위 내에서 직선왕복운동을 하도록 제작되고 있으나, 이물질에 의한 위치감지센서의 오염이나 기타 작동부품들의 오동작으로 인하여 상기 슬라이더(120)가 규정된 범위 밖으로 이탈하지 않도록 베이스(110)의 단부에 스토퍼(130)가 설치된다.Here, although the
그러나, 슬라이더(120)의 오동작으로 인한 스토퍼와의 비상 충돌시 슬라이더(120)와 슬라이더(120) 내부에 설치된 각종 민감한 부품들이 크게 손상을 입어서 다시 회복이 불가능하게 되어 큰 손실을 입게 되는 경우가 문제점이 있었다.However, in case of emergency collision with the stopper due to malfunction of the
따라서, 스토퍼(130)와 슬라이더(120) 충돌시 충격을 완화할 수 있도록 스토퍼(130)에 완충부재(140)가 설치된다.Therefore, the
이와 같은 완충부재(140)는 일반적으로 스프링구조물 또는 댐퍼구조물을 차용하고 있다.Such a
상기 스프링구조물의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 스토퍼(130)의 슬라이더(120)의 대향측에 설치되어 있다. 그런데, 이러한 스프링구조물(141)의 역할은 단지 충격의 방향을 바꾸는 것에만 급급한 것으로서, 충격 흡수의 기능은 없고 스프링(140)의 복원력 또는 탄성력으로 인해 오히려 슬라이더(120)와 슬라이더(120)의 내부 부품에 더 큰 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.In the case of the spring structure, as shown in Figure 2, it is provided on the opposite side of the
또한, 상기 스프링구조물(141)의 변형 길이가 한계가 있는 것으로서, 스프링구조물(141)의 수축만으로 충격을 모두 받아내어 견딜 수 없는 경우가 있는 등 많은 문제점이 있었다.In addition, as the deformation length of the
아울러, 상기 스프링구조물(141)은 설치 공간을 많이 차지하며 용량에 비해 크기가 커서 소형 리니어모터 스테이지에 적용하기에 어려운 문제점이 있었다.In addition, the
이에 따라, 소형 리니어모터 스테이지의 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(130)의 슬라이더(120)의 대향측에 우레탄재질의 댐퍼구조물(142)이 설치되었다.Accordingly, in the case of the small linear motor stage, as shown in FIG. 3, a
그러나, 우레탄 재질의 댐퍼구조물(142)의 경우 물리적 충돌이 일어나는 순간부터 충격을 흡수하도록 설치됨으로써 기구에 가해지는 충격을 흡수하더라도 전체충격량을 그대로 리니어모터 스테이지 전체에 가해지게 되고, 이에 따라 리니어모터 스테이지를 구성하는 전체부품들에 일부훼손 또는 파손되는 것을 방지하기에는 한계가 있었다.However, in the case of the
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 슬라이더가 스토퍼와 충돌하기 직전의 비접촉상태에서 이동하는 슬라이더의 속도를 감속시킬 수 있는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a linear motor stage having a shock absorbing unit capable of slowing down the speed of the slider moving in a non-contact state immediately before the slider collides with the stopper. have.
또한, 슬라이더와 스토퍼 간의 충돌하는 접촉구간에서 충격량을 감소할 수 있는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지를 제공함에 있다.In addition, the present invention provides a linear motor stage provided with a shock absorbing unit that can reduce the amount of impact in a collisional contact section between the slider and the stopper.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 베이스를 따라 직선왕복운동을 하는 슬라이더를 포함한 리니어모터 스테이지에 있어서, 상기 베이스의 선단 및 후단에 설치되어 상기 슬라이더의 운동을 제한하는 스토퍼; 상기 슬라이더와 상기 스토퍼의 대향측에 각각 설치되되, 상기 슬라이더가 오작동으로 인해 상기 스토퍼와 충돌하기 직전의 비접촉구간에서 상기 슬라이더와 상기 스토퍼 간에 척력(斥力)이 발생할 수 있도록 설치되는 제1완충유닛과 제2완충유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지에 의해 달성된다.According to the present invention, the linear motor stage including a slider for performing a linear reciprocating motion along the base, the stopper is provided at the front end and the rear end of the base to limit the movement of the slider; A first shock absorber unit disposed on opposite sides of the slider and the stopper, the first buffer unit being installed to generate a repulsive force between the slider and the stopper in a non-contact section immediately before the slider collides with the stopper due to a malfunction; It is achieved by a linear motor stage having a shock absorbing unit comprising a second buffer unit.
여기서, 상기 제1완충유닛과 상기 제2완충유닛은, 하우징과 상기 하우징에 내장되는 마그넷으로 이루어진 것을 특징으로 하는 완충유닛을 포함할 수 있다.Here, the first shock absorbing unit and the second shock absorbing unit may include a shock absorbing unit, characterized in that consisting of a housing and a magnet embedded in the housing.
또한, 상기 제1완충유닛과 상기 제2완충유닛에 내장된 마그넷은, 같은 극이 대향되도록 설치되어 상기 슬라이더가 상기 스토퍼와 충돌하기 직전의 비접촉구간에서 척력(斥力)이 발생되는 것이 바람직하다.In addition, the magnets built in the first shock absorbing unit and the second shock absorbing unit are preferably installed such that the same poles face each other so that a repulsive force is generated in a non-contact section immediately before the slider collides with the stopper.
한편, 상기 제1완충유닛 및 상기 제2완충유닛의 하우징은, 상기 슬라이더와 상기 스토퍼가 충돌하는 접촉구간에서 상호 충격을 흡수할 수 있도록 우레탄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the housing of the first buffer unit and the second buffer unit is preferably formed of a urethane material so as to absorb the mutual impact in the contact section where the slider and the stopper collide.
본 발명에 따르면, 슬라이더가 스토퍼와 충돌하기 직전의 비접촉상태에서 이동하는 슬라이더의 속도를 감속시킬 수 있는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지가 제공된다.According to the present invention, there is provided a linear motor stage provided with a shock absorbing unit capable of slowing down the speed of a slider moving in a non-contact state immediately before the slider collides with the stopper.
또한, 슬라이더와 스토퍼 간의 충돌하는 접촉구간에서 충격량을 감소할 수 있는 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지가 제공된다.Further, there is provided a linear motor stage provided with a shock absorbing unit capable of reducing the amount of impact in the collision contact section between the slider and the stopper.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in the various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a linear motor stage including a shock absorbing unit according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지의 개략도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지는 베이스(1), 슬라이더(2), 스토퍼(3), 제1완충유닛(4), 제2완충유닛(5)을 포함하여 구성된다.4 is a schematic diagram of a linear motor stage equipped with a shock absorbing unit according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the linear motor stage including the shock absorbing unit according to the first embodiment of the present invention includes a
상기 베이스(1)는 일 방향으로 길게 형성되어 후술할 슬라이더(2)가 운동할 방향을 안내하며, 슬라이더(2)의 오동작으로 인해 베이스(1)로부터 이탈을 방지하기 위해 양측 단부 즉, 선단과 후단에 슬라이더(2)의 이동을 제한하도록 각각 스토퍼(11)(12)가 설치된다.The
또한, 상기 슬라이더(2)는 상기 베이스(1)에 결합되어 상기 베이스(1)를 따라 직선왕복운동하도록 제어된다.In addition, the
한편, 상기 슬라이더(2)가 오동작으로 인해 스토퍼(3)에 충돌시 충돌직전의 비접촉구간에서의 슬라이더(2)의 이동속도를 감속시키고, 충돌시 접촉구간에서의 충격을 흡수하도록 한 쌍의 완충유닛이 슬라이더(2)와 스토퍼(3)에 각각 설치된다.On the other hand, when the
제1완충유닛(4)과 제2완충유닛(5)은 하우징(41)(51)과 상기 하우징(41)(51)에 내장되는 마그넷(42)(52)을 포함하여 구성된다. 상기 하우징(41)(51)은 슬라이더(2)가 스토퍼(3)에 충돌시 즉, 물리적으로 상호 접촉되는 구간에서 충격을 흡수할 수 있도록 우레탄 재질로 형성될 수 있다.The first
상기 마그넷(42)(52)은 영구자석 또는 소정의 전기적 연결에 의한 전자석일 수 있다.The magnets 42 and 52 may be permanent magnets or electromagnets by predetermined electrical connection.
이 같은 제1완충유닛(41)과 제2완충유닛(52)은 각각 슬라이더(2)와 스토퍼(3)에 설치되되, 슬라이더(2)가 오작동을 일으켜 스토퍼(3)와 충돌하기 직전의 비접촉구간에서 상호 간에 척력(斥力)이 발생하여 이동하는 슬라이더(2)의 속도가 감소될 수 있도록 같은 극이 대향되도록 설치된다. The first shock absorbing unit 41 and the second shock absorbing unit 52 are installed in the
지금부터는 상술한 완충유닛이 포함된 리니어모터 스테이지의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the linear motor stage including the above-mentioned shock absorbing unit will now be described.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지의 작동상태도이다.5 and 6 are operation state diagrams of the linear motor stage provided with a shock absorbing unit according to a first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 오작동을 일으킨 슬라이더(2)가 스토퍼(3) 방향으로 이동하여 충돌직전의 비접촉구간에서는, 제1완충유닛(4)과 제2완충유닛(5)에 내장된 마그넷(42)(52)에 의해 척력이 발생하여 슬라이더(2)의 속도가 감속되게 된다.Referring to FIG. 5, the
이후, 도 6에서와 같이, 감소된 속도를 가진 슬라이더(2)가 스토퍼(3)에 충돌시 즉, 접촉구간에서는 제1완충유닛(4)과 제2완충유닛(5)의 우레탄 재질의 하우징(41)(51)이 상호 충돌하면서 충격이 흡수됨으로써 리니어모터 스테이지 전체에 가해지는 충격량을 줄일 수 있게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 6, when the
즉, 충돌이 일어나기 직전의 비접촉구간과 충돌시의 접촉구간에 걸쳐 2중으로 충격을 흡수할 수 있도록 설치됨으로써 부품의 파손방지를 보다 확실히 담보할 수 있게 된다.In other words, it is possible to more reliably prevent the damage of the component by being installed to absorb the shock twice in the non-contact section immediately before the collision and the contact section at the time of the collision.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described herein to various extents that can be modified.
도 1은 리니어모터 스테이지의 개략도,1 is a schematic diagram of a linear motor stage,
도 2는 종래 리니어모터 스테이지의 스프링구조물의 개략도,2 is a schematic diagram of a spring structure of a conventional linear motor stage,
도 3은 종래 리니어모터 스테이지의 댐퍼구조물의 개략도,3 is a schematic view of a damper structure of a conventional linear motor stage,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지의 개략도,4 is a schematic view of a linear motor stage equipped with a shock absorbing unit according to a first embodiment of the present invention;
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 완충유닛이 구비된 리니어모터 스테이지의 작동상태도이다.5 and 6 are operation state diagrams of the linear motor stage provided with a shock absorbing unit according to a first embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 베이스 2 : 슬라이더 3 : 스토퍼1
4 : 제1완충유닛 41 : 하우징 42 : 마그넷4: first buffer unit 41: housing 42: magnet
5 : 제2완충유닛 51 : 하우징 52 : 마그넷5: second buffer unit 51: housing 52: magnet
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