KR101184007B1 - 체인을 갖춘 선형 운동 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

체인을 갖춘 선형 운동 전달 장치는 적어도 하나의 가요성 링크와, 복수의 스페이서를 포함하고, 스페이서는 등간격으로 이격되고 링크에 의해 연결되고, 각각의 두 개의 이웃 스페이서는 구름 요소를 유지하기 위한 유지 공간을 형성하고, 스페이서의 각각은 구름 요소와 접촉하고 유지하는데 사용되는 두 개의 분리된 호형 보유부를 갖는다. 윤활유 통로가 스페이서의 각각과 구름 요소 사이에 형성되어 구름 요소의 외부면의 비 로드 영역으로부터 로드 영역까지 윤활유를 안내하여, 로드 영역이 충분히 윤활된다.

Description

체인을 갖춘 선형 운동 전달 장치{LINEAR MOTION TRANSMISSION APPARATUS WITH A CHAIN}
본 발명은 선형 운동 전달 장치 및 그 체인에 관한 것이다.
도1 및 도1a를 참조하면, 종래의 운동 전달 장치용 체인 구조체는 복수의 스페이서(511)와, 이들을 함께 연결하기 위해 개별 스페이서(511)의 양 측면에 두 개의 링크(512)를 포함하여, 복수의 구름 요소(513)가 스페이서(511)와 링크(512)에 의해 형성된 공간 내에서 구른다. 이 종래의 체인 구조체가 조립 구조체이면, 스페이서(511)와 링크(512)를 함께 체인 구조체로 조립하는데 많은 시간 및 인력이 소요될 것이다. 스페이서(511)가 링크(512)와 일체로 되면, 스페이서(511)는 몰드 설계의 관점에서 오목한 구조체이고, 이는 디몰딩 동안 언더컷(undercut)이 발생할 것이다. 체인을 제조하는 몰드 코어로서 구름 요소를 사용하는 것은 낮은 생산 효율을 단점을 갖고, 구름 요소의 외부면 상의 오일이 쉽게 스크레이핑될 수 있다.
도 2를 참조하면, 구름 요소(513)를 유지하기 위한 종래의 다른 체인 구조체(61)는 복수의 스페이서(611)와, 스페이서(611)의 양 측면에서 연결되는 두 개의 링크(612)를 포함한다. 이러한 종래의 체인 구조체의 단점은, 사출 성형 동안 개별 스페이서(611)에 원형 구멍(613)을 형성하기 위해 코어로서 얇고 긴 원통형 부재가 사용되어야 하고 제품을 형성한 후에, 원통형 부재를 밀고 당기기 위해 복잡한 전달 기구를 사용하여야만 한다는 것이다. 그러나, 형성된 제품은 냉각 후에 원통형 부재를 밀착하여 둘러싸서, 원통형 부재를 당기기 어렵게 만든다. 한편, 당김 작용은 형성된 제품에 버(burrs)를 야기할 수도 있다. 또한, 구름 요소(513)는 원형 구멍(613)의 내경과 선형 접촉하고, 접촉 영역은 폐쇄 공간이며, 선형 접촉은 오일 필름이 접촉면을 통과하기 어렵게 만드는 상대적으로 큰 접촉 압력을 갖고, 결과적으로 윤활유는 보다 스크레이핑되기 쉽다.
구름 요소(513)가 구름 경로(미도시)를 따라 구를 때, 구름 경로에 대한 구름 요소(513)의 접촉 영역은 (도 1 및 도 2의 구름 요소의 외부면 상에 경사 라인으로 표시된) 대략 환형인 로드 영역(513)으로서 정의된다. 로드 영역(111)이 구름 경로와의 접촉을 유지하기 때문에, 윤활유는 로드 영역(111)의 양 측면에 있는 영역으로 밀려지고, 그 결과, 로드 영역(111)의 양 측면에 있는 영역은 윤활유로 덮이지만, 윤활될 필요가 있는 환형 로드 영역(111)이 충분히 윤활되지 않는다.
본 발명은 상술된 단점들을 없애고 그리고/또는 완화하려는 것이다.
본 발명의 주 목적은 상부 몰드 및 하부 몰드에 의해 사출 성형되고 대량 생산에 적합하며, 몰드 설계 및 제조 비용이 저감되는 선형 운동 전달 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 체인이 구름 요소의 로드 영역의 윤활유를 스크레이핑하기 쉬운 문제점을 해결하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치는 긴 샤프트와, 활주 블럭과, 복수의 구름 요소와, 체인을 포함한다.
긴 샤프트는 외부면에 구름 홈이 제공된다.
활주 블럭은 긴 샤프트 상에 활주가능하게 장착되고, 로드 경로를 형성하도록 긴 샤프트의 구름 홈과 협동하기 위해 구름 홈이 형성되고, 로드 경로의 양 단부는 무한 순환 경로를 형성하도록 복귀 경로의 양 단부에 연결된다.
복수의 구름 요소는 활주 블럭이 상기 긴 샤프트를 따라 활주하게 만들 수 있도록 무한 순환 경로에 이동가능하게 수용되고, 복귀 경로 내에 있을 때 구름 요소는 긴 샤프트의 상기 구름 홈 및 활주 블럭의 구름 홈과 접촉하지 않고, 상기 로드 경로에 있을 때 로드를 취하도록 구름 요소는 긴 샤프트의 구름 홈 및 활주 블럭의 구름 홈과 접촉하고, 구름 요소가 긴 샤프트의 구름 홈과 활주 블럭의 구름 홈 사이에서 구를 때, 구름 요소가 구름 홈에 대해 구를 때 구름 요소의 각각에 형성되는 구름 접촉 트랙은 환형 형상이고 로드 영역으로서 정의된다.
체인은 무한 순환 경로에 수용되고, 적어도 하나의 가요성 링크와, 복수의 스페이서를 포함하고, 스페이서는 등간격으로 이격되고 링크에 의해 연결되고, 각각의 두 개의 이웃 스페이서는 구름 요소를 유지하기 위한 유지 공간을 형성하고, 스페이서의 각각은 구름 요소와 접촉하기 위한 두 개의 분리된 호형 접촉 영역을 갖는다.
본 발명에 따르면, 상부 몰드 및 하부 몰드에 의해 사출 성형되고 대량 생산에 적합하며, 몰드 설계 및 제조 비용이 저감되는 선형 운동 전달 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 종래의 체인이 구름 요소의 로드 영역의 윤활유를 스크레이핑하기 쉬운 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 종래의 선형 운동 전달 장치용 체인의 평면도.
도 1a는 종래의 선형 운동 전달 장치용 체인의 측면도.
도 2는 종래의 다른 선형 운동 전달 장치용 체인의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 체인을 갖춘 선형 운동 전달 장치의 사시도.
도 4는 체인이 순환 경로 내에서 활주하는 것을 도시하는, 본 발명에 따른 체인을 갖춘 선형 운동 전달 장치의 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치용 체인의 사시도.
도 6은 체인이 구름 요소로 채워진, 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치용 체인의 사시도.
도 7은 체인이 구름 요소로 채워진, 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치용 체인의 측면도.
도 8은 체인이 구름 요소로 채워진, 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치용 체인의 평면도.
도 8a는 X방향으로의 스페이서의 연결부의 단부면과 대응하는 구름 요소 사이에 형성되는 제1 간격을 도시하는 본 발명의 확대도.
도 9는 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치용 체인의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 선형 운동 전달 장치의 윤활유 통로의 예시도.
본 발명은 본 발명에 따른 양호한 실시예를 단지 예시를 목적으로 도시하고있는 첨부 도면과 함께 볼 때 이하의 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 3 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 체인을 갖춘 선형 운동 전달 장치는 긴 샤프트(1)와, 활주 블럭(2)과, 복수의 구름 요소(5)와, 체인(4)을 포함한다.
긴 샤프트(1)는 외부면에, 구름 요소(5)의 형상에 대응하는 단면을 갖는 구름 홈(11)이 제공된다. 도 3의 긴 샤프트(1)는 선형 레일이고, 장방형 단면을 가지며, 구름 홈(11)은 직선이다.
활주 블럭(2)은 긴 샤프트(1) 상에 활주가능하게 장착되고 활주 본체(20)와 활주 본체(20)의 양 단부에 두 개의 원형 부재(21)를 포함한다. 활주 블럭(2)에는 로드 경로(90)(도 4에 도시됨)를 형성하도록 긴 샤프트(1)의 구름 홈(11)과 협동하기 위한 구름 홈(202)이 형성된다. 로드 경로(90) 내에서, 구름 요소(5)는 구름 홈(11, 202)으로부터 로드를 수용하고, 활주 블럭(2)은 긴 샤프트(1)를 따라 왕복운동할 수 있다. 활주 블럭(2)이 외력을 받을 때, 구름 요소(5)는 활주 블럭(2)과 긴 샤프트(1) 사이에 삽입되고, 활주 블럭(2) 및 긴 샤프트(1)에 반응력을 제공하여, 외력에 대항한다. 활주 블럭(2)에는 구름 요소(5)의 통과를 위해 양 단부면을 관통하는 순환 구멍(201)이 축방향으로 추가로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구름 홈(202)은 직선이다.
순환 부재(21)는 활주 본체(20)의 양 단부에 부착되고 활주 본체(20)와 함께 이동한다. 순환 부재(21)의 각각에는 무한 순환 경로를 형성하도록 순환 구멍(201)과 로드 경로(90) 사이에 연결되는 복귀 홈(211)이 형성된다. 순환 부재(21)의 복귀 홈(211)과 순환 구멍(201)은 복귀 경로(A)를 형성하도록 함께 연결된다. 몇몇 다른 선형 운동 전달 장치의 복귀 경로(A)는 일체형 구조체이고 순환 구멍(201)과 복귀 홈(211)으로 분할될 수 없어서, 활주 블럭(2)에 순환 구멍(201)이 제공되는지 여부는 본 발명의 필수적인 특징이 아니다. 로드 경로(90)의 양 단부는 구름 요소(5)가 무한으로 따라 구르는 무한 순환 경로를 형성하도록 복귀 경로(A)의 양 단부에 연결된다.
구름 요소(5)는 활주 블럭(2)이 긴 샤프트(1)를 따라 활주하게 만들도록 무한 순환 경로에 이동가능하게 수용된다. 복귀 경로(A)에서 구를 때, 구름 요소(5)는 구름 홈(11, 202)과 접촉하지 않고, 로드 경로(90)에 있을 때 로드를 형성하도록 구름 요소(5)는 구름 홈(11, 202)과 접촉한다. 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하면, 구름 요소(5)가 구름 홈(11, 202) 사이에서 구를 때, 구름 요소(5)가 구름 홈(11, 202)을 따라 구를 때 구름 요소(5)의 각각에 형성되는 구름 접촉 트랙은 대략 환형 형상이고 로드 영역(51)으로서 정의된다.
체인(4)은 무한 순환 경로에 수용되고 적어도 하나의 가요성 링크(41) 및 복수의 스페이서(42)를 포함한다. 스페이서(42)는 등간격으로 이격되고 링크(41)에 의해 연결된다. 각각의 두 개의 이웃 스페이서(42)는 구름 요소(5)를 유지하기 위한 유지 공간(43)을 형성한다. 이 실시예에서는, 개별 스페이서(42)의 양 측면에 대칭으로 배열되는 두 개의 링크(41)가 존재한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 스페이서(42)의 각각은 두 개의 보유부(422)와, 이들 사이에서 연결되는 연결부(421)를 포함한다. 각각의 보유부(422)는 구름 요소(5)와 접촉하기 위한 호형 접촉 영역(TO)을 갖는다. 연결부(421)는 시트 형상이고(적층형) 보유부(422) 보다 더 얇다. 연결부(421)는 물결, 원형 또는 불규칙 시트의 형태일 수 있고, 이 실시예에서는, 양 측면이 절단된(절두된) 원형 시트이다. 두 개의 보유부(422) 사이에서 연결되는 연결부(421)는 시트형이고 가요성이 있기 때문에, 이는 보유부(422) 사이에서 가요성을 제공한다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 각각의 구름 요소(5)에 대해 두 개의 대칭으로 배열되는 호형 접촉 영역(TO)이 존재하고, 두 개의 호형 접촉 영역(TO)의 주연부에서의 각도의 합이 360도 보다 작아야 하기 때문에, 각각의 호형 접촉 영역의 주연부에서의 각각의 각도(YU)은 180도 미만이고, 양호하게는 90도이어서(즉, 도 10에 도시된 바와 같이 원의 4분의 1), 접촉 영역(TO)은 가장 큰 가능한 영역에 윤활유를 안내할 수 있고, 윤활유는 구름 요소(5)의 로드 영역(51)으로 안내된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 구름 요소(5)와 접촉하는 구름 요소(5)의 각각의 접촉 영역(TO)은 오목하지 않아서, 보유부(422)의 외부면은 구름 요소(5)와 점 접촉하고, 구름 요소(5)에 대해 보유부(422)의 접촉 영역은 쐐기형 형상이어서, 보유부(422)와 구름 요소(5) 사이에 동적 윤활을 초래한다. 구름 요소(5)의 구름면은 만곡되고, 구름 요소(5)가 보유부(422) 사이에서 활주할 때(구르지 않을 때), 오일 필름의 두께가 점진적으로 감소하여, 윤활을 위한 유체역학적 압력을 생성하여, 구름 요소(5)와 보유부(422) 사이에서 활주 마찰이 야기될 때, 오일 필름의 층이 스크레이핑되지 않고 구름 요소(5)의 외부면에 유지될 것이다. 이러한 효과를 달성하기 위해서, 보유부(422)의 외부면은 오목하지 않도록 설계되거나 또는 구름 요소(5) 보다 더 큰 곡률반경을 갖도록 설계될 수 있다. 보유부(422)의 비 오목 접촉 영역은 볼록한 만곡면이거나 또는 평탄면이다. 보유부(422)의 외부면이 구름 요소(5)에 더 가까이 위치될수록, 생산 제어는 더 정밀해질 수 있다.
링크(41)의 길이방향은 (도 8에 도시된) X방향으로 정의되고, 두 개의 링크(41) 사이의 가상 연결부는 (도 9에 도시된) 안내면(E)으로 정의되고, 구름 요소(5)의 외부면의 중심부는 각각의 스페이서(42)의 중심을 통과하고 안내면(E)에 수직인 중심면(52)으로 정의된다. 몰드 설계 및 제조 비용을 저감하기 위해, 체인(4)의 형성은 단지 안내면(E)을 따라 서로 해제될 수 있는 상부 몰드 및 하부 몰드의 사용을 필요로 한다. 개별 스페이서(42)의 두 개의 보유부(422)는 구름 요소(5)의 중심면(52)의 양 측면에 위치되고, 각각은 안내면(E)에 대해 대칭으로 배열된다. 개별 스페이서(42)의 두 개의 보유부(422)는 시차 방식으로 배열된다(즉, 제1 및 제3 사분면에 각각 또는 제2 및 제4 사분면에 각각 배열된다). 체인(4)을 디몰딩하기 쉽게 하기 위해서, 보유부(422)의 각각의 단부면(4221)은 구름 요소(5)의 중심면(52)에 대해 각도(Q)로 위치된다[각도(Q)는 최적으로 1 내지 7도이다). 도 9에 도시된 바와 같이, 각도(Q)는 간섭 없이 체인(4)을 디몰딩하기 쉽게 하기 위해 안내면(E)으로부터 연장되어, 체인(4)에 원활면이 형성되어 무한 순환 경로 내에서 간섭을 야기하지 않고 원활하게 이동할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 제1 간격(T)은 X방향으로의 스페이서(42)의 각각의 연결부(421)의 단부면(4211)과 대응하는 구름 요소(5) 사이에 형성되어 윤활유가 통과하는 것을 허용한다.
도 10을 참조하면, 볼인 구름 요소(5)는 각각 각각의 보유부(422)와 접촉하기 위한 호형 접촉 영역(TO)을 갖고, 호형 접촉 영역에 인접한 구름 요소(5)의 외부면 상에는 윤활유가 통과하는 것을 허용하기 위한 윤활유 통로(G)가 형성된다. 구름 요소(5)가 도 10에 도시된 바와 같이 수평선을 중심으로 회전할 때, 구름 요소(5)의 외부면 상의 로드 영역(51)은 (경사 라인으로 표시된) 환형 형상이다. 구름 요소(5)가 상승(bottom-up) 방향으로 수직으로 회전할 때, 구름 요소(5)의 외부면 상의 윤활유는 또한 윤활유 통로(G1 내지 G3)을 형성하도록 상승 방향으로 이동한다. 구름 요소(5)의 외부면 상의 윤활유가 상방으로 이동하여 상부 환형 접촉 영역(TO)에 도달할 때, 윤활유 통로(G1 내지 G3)는 구름 요소(5)의 외부면 상의 로드 영역(51)에 우측으로 시프트할 것이고(연결될 것이고), 윤활유 통로(G1 내지 G3)는 구름 요소(5)의 외부면의 비 로드 영역(좌)로부터 로드 영역(51)으로 윤활유를 안내하여, 로드 영역(51)이 충분히 윤활될 수 있다. 구름 요소(5)가 하강(top-down) 방향으로 수직으로 회전할 때, 구름 요소(5)의 외부면 상의 윤활유는 또한 하강 방향으로 이동하여 세 개의 윤활유 통로(G4 내지 G6)를 형성한다. 구름 요소(5)의 외부면 상의 윤활유가 하방으로 이동하여 하부 환형 접촉 영역(TO)에 도달한 후에, 윤활유 통로(G4 내지 G6)는 구름 요소(5)의 외부면 상의 로드 영역(51)에 좌측으로 시프트할 것이고(연결될 것이고), 윤활유 통로(G4 내지 G6)는 구름 요소(5)의 외부면의 비 로드 영역(우)으로부터 로드 영역(51)으로 윤활유를 안내하여, 로드 영역(51)이 충분히 윤활될 수 있다. 구름 요소(5)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하든 간에, 구름 요소(5)의 외부면 상의 로드 영역(51)은 효율적으로 윤활될 수 있다. 윤활유 통로(G)는 통로(G1 내지 G6)를 포함한다. 도 10의 화살표는 윤활유 통로(G)의 유동 방향을 나타내고, 모든 윤활유 통로는 C형상이고 구름 요소(5)의 (경사 라인으로 나타낸) 로드 영역(51)을 통과한다. 로드 영역(51)이 유지 공간(43)에서 회전할 때, 윤활유 통로(G)는 로드 영역(51)을 윤활하도록 충분할 윤활유를 공급할 수 있다. 각각의 스페이서(42)의 두 개의 보유부(422)는 구름 요소(5)의 로드 영역(51)의 양 측면에 위치되어, 양 측면에 윤활유를 안내하도록 구름 요소(5)의 로드 영역(51)의 양 측면에 윤활유 통로(G)가 존재한다.
보유부(422)의 각각의 연결부(421)와 단부면(4221)의 교차점(4222)과 구름 요소(5)의 중심면(52) 사이에는 윤활유 통로(G)를 넓히는 제2 간격(D)이 형성된다.
본 발명에 따른 다양한 실시예들을 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범주 내에서 추가의 실시예가 있을 수도 있다는 것을 명확히 알 수 있을 것이다.
1 : 긴 샤프트 2 : 활주 블럭
4 : 체인 5 : 구름 요소
11 : 구름 홈 41 : 링크
42 : 스페이서 51 : 로드 영역
90 : 로드 경로 421 : 연결부
422 : 보유부 A : 복귀 경로
TO : 호형 접촉 영역

Claims (3)

  1. 선형 운동 전달 장치이며,
    외부면 상에 구름 홈(11)이 제공되는 긴 샤프트(1)와,
    상기 긴 샤프트(1) 상에 활주가능하게 장착되고, 로드 경로(90)를 형성하도록 상기 긴 샤프트(1)의 상기 구름 홈(11)과 대응하기 위한 구름 홈(202)이 형성되는 활주 블럭(2)으로서, 상기 로드 경로(90)의 양 단부는 무한 순환 경로를 형성하도록 복귀 경로(A)의 양 단부에 연결되는, 상기 활주 블럭(2)과,
    상기 활주 블럭(2)이 상기 긴 샤프트(1)를 따라 활주하게 만들 수 있도록 상기 무한 순환 경로에 이동가능하게 수용되는 복수의 구름 요소(5)로서, 상기 복귀 경로(A) 내에 있을 때
    상기 구름 요소(5)는 상기 긴 샤프트(1)의 상기 구름 홈(11) 및 상기 활주 블럭(2)의 상기 구름 홈(202)과 접촉하지 않고, 상기 로드 경로(90)에 있을 때 부하를 받도록 상기 구름 요소(5)는 상기 긴 샤프트(1)의 상기 구름 홈(11) 및 상기 활주 블럭(2)의 상기 구름 홈(202)과 접촉하고, 상기 구름 요소(5)가 상기 긴 샤프트(1)의 상기 구름 홈(11)과 상기 활주 블럭(2)의 상기 구름 홈(202) 사이에서 구를 때, 상기 구름 요소(5)의 각각에 형성되는 구름 접촉 트랙이 환형 형상이고 로드 영역(51)으로서 정의되는, 상기 복수의 구름 요소(5)와,
    상기 무한 순환 경로에 수용되고, 적어도 하나의 가요성 링크(41)와, 복수의 스페이서(42)를 포함하는 체인(4)으로서, 상기 스페이서(42)는 등간격으로 이격되고 상기 링크(41)에 의해 연결되고, 각각의 두 개의 이웃 스페이서(42)는 구름 요소(5)를 유지하기 위한 유지 공간을 형성하고, 상기 스페이서(42)의 각각은 상기 구름 요소(5)와 접촉하기 위한 두 개의 분리된 호형 접촉 영역(TO)을 가지며,
    상기 스페이서(42)의 각각은 두 개의 보유부(422)와, 이들 사이에서 연결되는 연결부(421)를 포함하고, 상기 구름 요소(5)와 접촉하기 위한 상기 호형 접촉 영역(TO)은 상기 보유부(422) 상에 형성되는 선형 운동 전달 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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