KR101662502B1 - 3차원 프린터 - Google Patents

Abstract

3차원 프린터가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터는, 메인바디 내부에서 소재를 인출하도록 마련되는 소재인출유닛; 소재인출유닛에 연결되어 구동력을 전달하는 벨트유닛; 및 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛의 장력을 조절하는 벨트장력조절유닛을 포함한다.

Description

3차원 프린터{THREE-DIMENSIONAL PRINTER}

본 발명은, 3차원 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 벨트장력조절유닛이 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛의 장력을 조절하여 벨트유닛의 상하요동현상을 방지할 수 있는 3차원 프린터에 관한 것이다.

일반적으로 프린터는, 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미하는 것으로, 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린터 장치 등은 업무용, 가정용으로서 널리 사용되고 있다.

종래의 프린터는, 프린트 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이동하면서 미세 잉크를 분사하여 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근 3차원 형상을 성형할 수 있는 3차원 프린터가 등장하였다.

3차원 프린터는 컴퓨터 등의 신호에 따라 플레이트에 물질을 연속적으로 분사하여 적층하면서 3차원 물체를 만들어내는 장치이며, 다른 제조 기술에 비해 사용하기 편리하고, 확장성이 높아 제조업에서 의료기기업 분야까지 다양한 분야로 확장가능한 장점이 있다.

특히, 3차원 기술을 활용하면 비용과 효율성을 높일 수 있기 때문에 변화가 빠른 제조업 분야에 활용도가 매우 높은 장점도 갖추고 있다.

한편, 3차원 프린터는 지난 수년 사이에 오픈소스를 기반으로 급속히 발전하여 왔는데, 불과 1~2년 사이에 국내에서도 3차원 프린터를 데스크탑의 용도로 개발하여 대중화에 나서고 있으며, 인터넷 쇼핑몰 등을 이용하여 점차 폭넓게 확산되어가고 있는 추세이다.

여기서, 3차원 프린터의 프린팅 방식은 크게 FDM방식(Fused Deposition Modelling)과 DLP방식(Digital Light Processing), SLA방식(Stereolithography Apparatus) 그리고 SLS방식(Selective Laser Sintering)으로 구분되어 질 수 있다.

3차원 프린터는 플레이트에 물질을 분사하도록 본체에 노즐 등이 구비될 수 있으며, 이러한 노즐은 모터 등의 구동장치에 연결되는 벨트에 결합되어 구동력을 전달받아 다양한 방향으로 이동하도록 마련될 수 있다.

그런데, 종래 3차원 프린터의 경우, 벨트에 장력이 작용하도록, 벨트를 길이방향으로 길게 설치하여 구동하게 되면, 벨트가 상하로 요동하는 현상이 발생하게 되는데, 이러한 벨트의 상하요동현상으로 인해 소음 내지 진동이 발생할 뿐만 아니라 벨트에 결합되어 있는 노즐 등의 작동을 정확하게 조절할 수 없어 오작동 등으로 인한 출력물의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

없음

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 벨트장력조절유닛이 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛의 장력을 조절하여 벨트유닛의 상하요동현상을 방지하며, 이에 의해, 소음 내지 진동 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오작동 등을 예방하여 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 3차원 프린터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인바디 내부에서 소재를 인출하도록 마련되는 소재인출유닛; 상기 소재인출유닛에 연결되어 구동력을 전달하는 벨트유닛; 및 상기 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 상기 벨트유닛의 장력을 조절하는 벨트장력조절유닛을 포함하는 3차원 프린터가 제공될 수 있다.

또한, 상기 벨트장력조절유닛은, 상기 메인바디에 결합되는 서브바디에 회동가능하게 결합되는 회동브라켓; 및 상기 회동브라켓의 일측에 결합되어 상기 회동브라켓에 탄성력을 제공하는 탄성력제공유닛을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 벨트장력조절유닛은, 상기 회동브라켓의 타측에 결합되며, 상기 벨트유닛에 접촉되어 상기 벨트유닛을 가압하는 벨트가압유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 서브바디에 결합되는 고정브라켓을 더 포함하며, 상기 회동브라켓은 회전축을 통해 상기 고정브라켓에 회동가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 상기 회전축은 상기 회동브라켓의 중심부에서 상기 회동브라켓에 결합될 수 있다.

또한, 상기 탄성력제공유닛은, 상기 회동브라켓과 상기 고정브라켓의 사이에 배치되어 상기 회동브라켓과 상기 고정브라켓 각각에 결합될 수 있다.

그리고, 상기 회동브라켓에는 제1지지돌기가 형성되고, 상기 고정브라켓에는 제2지지돌기가 형성되며, 상기 탄성력제공유닛은 상기 제1지지돌기와 상기 제2지지돌기에 각각 결합될 수 있다.

또한, 상기 탄성력제공유닛은 코일스프링으로 마련되며, 상기 코일스프링이 상기 제1지지돌기와 상기 제2지지돌기에 각각 삽입되어 결합될 수 있다.

그리고, 상기 벨트가압유닛은, 상기 회동브라켓에 결합되되 상기 벨트유닛의 이동에 연동되어 회전할 수 있도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 회동브라켓이 소정 범위를 이탈하여 회동하는 것을 방지하기 위해 상기 회동브라켓으로부터 절곡되어 형성되는 절곡부를 포함하며, 상기 절곡부가 상기 고정브라켓에 걸리도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 벨트가압유닛은, 상기 벨트유닛이 상기 벨트가압유닛으로부터 이탈되는 것을 방지하고 상기 벨트유닛의 이동을 가이드하도록, 상기 벨트가압유닛의 일측에 형성되는 벨트가이드부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 벨트장력조절유닛이 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛의 장력을 조절하여 벨트유닛의 상하요동현상을 방지하며, 이에 의해, 소음 내지 진동 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오작동 등을 예방하여 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터에서 벨트장력조절유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터에서 벨트장력조절유닛의 정면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터에서 회동브라켓의 작동에 따른 절곡부의 작용을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터에서 벨트가이드부에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터에서 벨트가이드부에 대한 측면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함될 수 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는, 메인바디(500) 내부에서 소재를 인출하도록 마련되는 소재인출유닛(200)과, 소재인출유닛(200)에 연결되어 구동력을 전달하는 벨트유닛과, 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛의 장력을 조절하는 벨트장력조절유닛(400)을 포함한다.

3차원 프린터(100)는 컴퓨터 등에 연결되어 컴퓨터로부터 입력되는 명령에 따라 작동되도록 마련될 수도 있으며, 또는, 3차원 프린터(100)가 컴퓨터 등에 연결되지 않고 3차원 프린터(100) 자체에 메모리 카드(미도시) 등이 삽입된 상태에서 제어되어 작동되도록 마련될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 3차원 프린터(100)는, 메인바디(500) 내부에 배치되는 소재인출유닛(200)을 통해 소재가 인출되도록 마련될 수 있다.

여기서, 소재는 다양한 재질로 마련될 수 있는데, 특히, PLA(Poly Lactic Acid), PVC(Polyvinyl Chloride), PVA(Polyvinyl Alcohol), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 등의 열가소성 수지로 마련될 수 있다. 다만, 소재가 이에 한정되는 것은 아니며, 3차원 프린터(100)에 적용가능한 다양한 재질이 포함될 수 있다.

그리고, 소재는 필라멘트와 같이 마련될 수도 있고, 또는, 복수의 고체 알갱이 형태로 마련될 수도 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 소재인출유닛(200)은 소재공급유닛(미도시)으로부터 공급되는 소재를 인출할 수 있는 노즐(210)이 구비될 수 있다.

그리고, 노즐(210)의 하측에는 출력물이 적층되는 적층플레이트(P)가 배치될 수 있는데, 노즐(210)이 구비되는 소재인출유닛(200)이 벨트유닛(300)에 연결되어 구동력을 전달받아 X축, Y축, Z축을 가지는 3차원 직교좌표계를 기준으로 다양한 방향으로 구동하면서 적층플레이트(P)에 소재를 적층시켜 출력물을 프린팅하도록 마련될 수 있다.

도 2를 참조하면, 벨트유닛(300)은 모터(700) 등의 구동력제공유닛에 연결될 수 있는데, 모터(700) 등으로부터 제공받은 구동력을 소재인출유닛(200)으로 전달하도록 마련된다.

여기서, 벨트유닛(300)은 메인바디(500)에 결합된 모터(700)에 일측이 연결되고, 모터(700)로부터 이격되어 배치되는 회전풀리(800)에 타측이 연결되며 소정의 장력이 작용하도록 타원형상으로 설치되어 이동가능하게 마련될 수 있다.

그런데, 벨트유닛(300)이 모터(700)로부터 구동력을 전달받아 모터(700)와 회전풀리(800)에 연결된 상태로 이동하게 되는 경우, 모터(700) 회전의 갑작스런 변화 등에 의해, 도 2를 기준으로, 벨트유닛(300)의 좌우방향으로 작용하던 장력의 일부가 순간적으로 상하방향으로 작용하면서 벨트유닛(300)이 상하로 요동치는 상하요동현상이 발생될 수 있다.

이러한 벨트유닛(300)의 상하요동현상은 전술한 바와 같이, 소음 내지 진동을 발생시킬 뿐만 아니라 벨트유닛(300)의 오작동을 유발하여 출력물의 품질을 저하시키는 문제점이 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는 벨트장력조절유닛(400)을 구비하여 벨트유닛(300) 장력의 조절을 통해 전술한 벨트유닛(300)의 상하요동현상을 방지할 수 있는 바, 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서 벨트장력조절유닛(400)의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서 벨트장력조절유닛(400)의 정면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 벨트장력조절유닛(400)은 벨트유닛(300)에 접촉되어 벨트유닛(300)을 가압하며, 이를 통해 벨트유닛(300)의 장력을 조절하여 벨트유닛(300)의 상하요동현상을 방지하도록 마련된다.

예를 들어, 벨트유닛(300)이 모터(700)와, 모터(700)로부터 이격되어 배치되는 회전풀리(800)에 각각 연결되어 이동하는 경우, 벨트유닛(300) 중에서 모터(700)와 회전풀리(800) 사이의 소정의 부분을 가압하게 되면, 가압된 부분에서 벨트유닛(300)이 상하로 요동할 수 없게 된다(도 2 참조).

이를 다시 설명하면, 벨트유닛(300)의 상측에 배치된 벨트장력조절유닛(400)이 벨트유닛(300)을 하방으로 가압하거나, 벨트유닛(300)의 하측에 배치된 벨트장력조절유닛(400)이 벨트유닛(300)을 상방으로 가압하게 되면, 벨트유닛(300)이 상하방향으로 요동하려는 힘과 벨트유닛(300)을 가압하는 힘이 상쇄되므로, 벨트유닛(300)이 상하로 요동하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 벨트장력조절유닛(400)은 벨트유닛(300)에 접촉되어 가압하는 것에 의해, 전술한 바와 같이, 벨트유닛(300)에 순간적으로 발생될 수 있는 상하방향으로의 장력 작용을 막아서 벨트유닛(300)의 상하요동현상을 방지할 수 있게 되며, 이에 의해, 소음 내지 진동 발생을 방지하고, 오작동 등을 예방하여 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 벨트장력조절유닛(400)은 회동브라켓(410)과, 탄성력제공유닛(420)을 포함할 수 있다.

여기서, 회동브라켓(410)은 메인바디(500)에 결합되는 서브바디(600)에 회동가능하게 결합될 수 있는데, 회동브라켓(410)의 일측에는 회동브라켓(410)에 탄성력을 제공하는 탄성력제공유닛(420)이 결합될 수 있고, 회동브라켓(410)의 타측에는 벨트유닛(300)에 접촉되어 벨트유닛(300)을 가압하는 벨트가압유닛(430)이 결합될 수 있다.

다만, 회동브라켓(410)에 벨트가압유닛(430)이 결합되지 않는 경우 회동브라켓(410)이 벨트유닛(300)에 접촉되어 벨트유닛(300)을 가압하도록 마련될 수도 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 회동브라켓(410)은 서브바디(600)에 결합되어 있는 고정브라켓(610)에 회전축(440)을 통해 회전가능하게 결합될 수 있고, 회전축(440)은 회동브라켓(410)의 중심부에서 회동브라켓(410)에 결합될 수 있다.

다만, 회전축(440)은 반드시 회동브라켓(410)의 정확한 중심에 위치할 필요는 없으며, 회동브라켓(410)의 회동에 의해 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압하도록 마련된다면, 회전축(440)이 회동브라켓(410)의 중심에 근접하도록 위치할 수도 있고, 또는 중심에서 소정 범위 벗어나는 것도 무방하다.

그리고, 회동브라켓(410)은 탄성력제공유닛(420)의 탄성회복력에 의해 회전할 수 있으며, 탄성력제공유닛(420)의 대향되는 측에서 회동브라켓(410)에 결합된 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압하게 된다.

즉, 도 3 및 도 4를 참조하여 예를 들어 설명하면, 회동브라켓(410)은 좌측에서 탄성력제공유닛(420)에 결합되어 탄성력제공유닛(420)으로부터 탄성력을 제공받으며, 중심부에 결합되어 있는 회전축(440)을 기준으로 시계방향으로 회동할 수 있게 된다.

그리고, 회동브라켓(410)의 우측에는 벨트가압유닛(430)이 결합되어 있는데, 회동브라켓(410)이 탄성력제공유닛(420)에 의해 시계방향으로 회동하게 되면, 회동브라켓(410)의 우측은 하방으로 내려가므로, 회동브라켓(410)의 우측에 결합되어 있는 벨트가압유닛(430)도 하방으로 내려가게 된다.

여기서, 벨트가압유닛(430)의 하측에는 벨트유닛(300)이 배치되므로, 벨트가압유닛(430)이 하방으로 내려가게 되면, 벨트가압유닛(430)의 일측이 벨트유닛(300)에 접촉하여 벨트유닛(300)을 가압할 수 있게 된다.

그리고, 전술한 바와 같아, 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압하게 되면, 벨트유닛(300)이 상하방향으로 요동하려는 힘과 벨트가압유닛(430)에 의해 벨트유닛(300)을 가압하는 힘이 상쇄되므로, 벨트유닛(300)이 상하로 요동하는 것이 방지될 수 있다.

한편, 벨트장력조절유닛(400)이 벨트유닛(300)에 결합되는 위치는 다양할 수 있는데, 예를 들어, 벨트장력조절유닛(400)은 벨트유닛(300)의 상측에서 벨트유닛(300)에 결합될 수도 있고, 벨트유닛(300)의 하측에서 벨트유닛(300)에 결합될 수도 있으며, 또한, 벨트유닛(300)의 좌측 또는 우측에서 벨트유닛(300)에 결합될 수도 있고, 벨트유닛(300)의 중앙에서 벨트유닛(300)에 결합될 수도 있다.

그리고, 벨트장력조절유닛(400)은 하나 이상으로 마련되어 벨트유닛(300)의 다양한 부분에 결합될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 탄성력제공유닛(420)은 회동브라켓(410)과 고정브라켓(610)의 사이에 배치되어 회동브라켓(410)과 고정브라켓(610) 각각에 결합되도록 마련될 수 있다.

여기서, 고정브라켓(610)은 서브바디(600)에 스크류 등의 체결부재를 통해 결합 후 고정되며, 회동브라켓(410)이 회전축(440)을 통해 회동가능하게 결합되도록 마련될 수 있다.

그리고, 탄성력제공유닛(420)은 탄성을 가지는 다양한 재질의 물질이 포함될 수 있는데, 예를 들어, 탄성고무, 판스프링 등이 포함될 수 있다.

특히, 탄성력제공유닛(420)은 코일스프링 내지 압축스프링으로 마련되어 회동브라켓(410)과 고정브라켓(610)에 결합될 수 있다.

여기서, 코일스프링 내지 압축스프링은 단면이 원형이나 각형의 선재(線材)를 코일 상태로 감아서 만들 수 있는데, 단위 중량당 에너지 흡수율이 크고, 다른 스프링에 비해 손상율이 적으므로, 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압할 수 있도록 회동브라켓(410)에 충분한 탄성력을 제공할 수 있다.

한편, 탄성력제공유닛(420)이 코일스프링 내지 압축스프링으로 마련되는 경우, 이러한 코일스프링 내지 압축스프링이 회동브라켓(410)과 고정브라켓(610)의 사이에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 회동브라켓(410)에는 제1지지돌기(411)가 형성되고, 고정브라켓(610)에는 제2지지돌기(611)가 형성될 수 있다.

그리고, 코일스프링 내지 압축스프링은 제1지지돌기(411)와 제2지지돌기(611)에 삽입되어 결합되도록 마련될 수 있다.

즉, 도 4를 참조하면, 제1지지돌기(411)는 회동브라켓(410)으로부터 하측방향으로 돌출되어 형성되고, 제2지지돌기(611)는 고정브라켓(610)으로부터 상측방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.

그리고, 코일스프링 내지 압축스프링의 일측이 제1지지돌기(411)의 둘레를 감싸도록 삽입되어 제1지지돌기(411)에 결합되고, 코일스프링 내지 압축스프링의 타측이 제2지지돌기(611)의 둘레를 감싸도록 삽입되어 제2지지돌기(611)에 결합되는데, 이에 의해, 코일스프링 내지 압축스프링은 제1지지돌기(411)와 제2지지돌기(611)에 의해 외부로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.

여기서, 제1지지돌기(411)는 회동브라켓(410)에 일체형으로 형성될 수도 있고, 또는, 분리형으로 마련된 후 제1지지돌기(411)가 회동브라켓(410)에 결합되도록 마련될 수도 있다.

또한, 제2지지돌기(611) 역시 고정브라켓(610)에 일체형으로 형성될 수도 있고, 또는, 분리형으로 마련된 후 제2지지돌기(611)가 고정브라켓(610)에 결합되도록 마련될 수도 있다.

또한, 코일스프링 내지 압축스프링이 접착제 등에 의해 회동브라켓(410)과 고정브라켓(610)에 본딩되어 이탈방지 효과가 증대될 수도 있다.

다만, 코일스프링 내지 압축스프링이 반드시 제1지지돌기(411) 내지 제2지지돌기(611)에 의해 이탈이 방지되도록 마련되는 것은 아니며, 회동브라켓(410)과 고정브라켓(610)에 형성되는 내측홈에 삽입되어 이탈이 방지되도록 마련될 수도 있다.

도 4를 참조하면, 벨트가압유닛(430)은 회동브라켓(410)에 결합되되 벨트유닛(300)의 이동에 연동되어 회전할 수 있도록 마련될 수 있다.

즉, 도 4를 참조하여 예를 들어 설명하면, 벨트유닛(300)이 모터(700) 등의 구동력제공유닛으로부터 구동력을 제공받아서 도 4를 기준으로 좌측으로 이동하면(화살표 X 참조), 벨트유닛(300)에 접촉되어 있는 벨트가압유닛(430)은 벨트유닛(300)의 좌측으로의 이동에 연동되어 도 4를 기준으로 시계방향으로 회전할 수 있다(화살표 Y 참조).

이를 위해, 벨트가압유닛(430)은 롤러와 베어링 중 적어도 하나를 포함하도록 마련될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 벨트가압유닛(430)이 베어링인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

여기서, 벨트가압유닛(430)은 다양한 종류의 베어링으로 마련될 수 있으며, 특히, 깊은 홈 볼베어링으로 마련될 수 있다. 깊은 홈 볼베어링은 내륜(內輪) 및 외륜(外輪)의 홈이 깊이 패어져 있어서 슬러스트의 하중의 지지에도 유용한 레이디얼 볼베어링으로, 높은 회전의 스러스트 베어링에 사용될 수 있는 장점이 있다.

베어링은 스틸재질로 마련될 수 있는데, 벨트유닛(300)이 우레탄 등을 마련되는 경우 스틸과 우레탄 사이의 마찰로 인해, 벨트유닛(300)이 이동하면 벨트유닛(300)에 접촉되어 있는 베어링이 용이하게 회전할 수 있게 된다.

이에 의해, 벨트유닛(300)이 이동하는 경우 베어링과의 사이에 슬립 발생없이 원활하게 이동될 수 있는 효과가 있다.

여기서, 벨트가압유닛(430)에 포함되는 베어링은 하나 이상으로 마련될 수 있는데, 도 3에서는 2개의 깊은 홈 볼베어링이 상호 겹쳐지도록 연결되어 벨트유닛(300)에 접촉되는 방식을 하나의 실시예로 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 절곡부(412)는 회동브라켓(410)이 소정 범위를 이탈하여 회동하는 것을 방지하기 위해 회동브라켓(410)으로부터 절곡되어 형성될 수 있다.
즉 절곡부(412)는, 회전축(440)의 회전 축심 방향으로 돌출되고 회동브라켓(410)의 회동 시 고정브라켓(610)에 접촉되어 회동브라켓(410)의 회전 범위를 제한한다.

도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서 회동브라켓(410)의 작동에 따른 절곡부(412)의 작용을 도시한 도면인데, 도 5(a)를 참조하면, 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)에 접촉되어 가압하는 경우 절곡부(412)는 고정브라켓(610)으로부터 이격된채 유지될 수 있다.

하지만, 도 5(b)를 참조하여 예를 들어 설명하면, 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압하는 방향의 반대방향으로 회전하는 경우 절곡부(412)가 고정브라켓(610)에 걸리게 되며, 이에 의해, 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압하는 방향의 반대방향으로 넘어가는 것을 방지하게 된다.

즉, 절곡부(412)는 외부 충격이나 탄성력제공유닛(420)의 이탈 등의 상황에서 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)을 가압하는 방향의 반대방향으로 회전하여 원위치에서 이탈하는 것을 방지하기 위해 마련될 수 있다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서, 벨트장력조절유닛(400)이 벨트유닛(300)에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛(300)의 장력을 조절하여 벨트유닛(300)의 상하요동현상을 방지하며, 이에 의해, 소음 내지 진동 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오작동 등을 예방하여 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 3차원 프린터(100)에서 노즐(210)이 구비되는 소재인출유닛(200)은, 벨트유닛(300)에 연결되어 구동력을 전달받아 다양한 방향으로 구동하면서 적층플레이트(P)에 소재를 적층시켜 출력물을 프린팅할 수 있다.

여기서, 벨트유닛(300)에 연결되어 있는 모터(700) 회전에 갑작스런 변화 등이 발생하게 되면, 벨트유닛(300)이 상하로 요동치는 상하요동현상이 발생될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)는 벨트장력조절유닛(400)이 구비되어 벨트유닛(300)에 접촉되어 가압하면서 벨트유닛(300)의 장력의 급작스런 변동을 조절하여 벨트유닛(300)이 상하방향으로 요동치는 것을 방지할 수 있다

여기서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 벨트장력조절유닛(400)은 회동브라켓(410)과, 탄성력제공유닛(420)과, 벨트가압유닛(430)을 포함할 수 있는데, 회동브라켓(410)은 서브바디(600)에 결합되는 고정브라켓(610)에 회전축(440)을 통해 회동가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 탄성력제공유닛(420)은 회동브라켓(410)의 일측에 결합되어 회동브라켓(410)에 탄성력을 제공하는데, 회동브라켓(410)은 탄성력제공유닛(420)으로부터 탄성력을 제공받아서 회동하도록 마련된다.

또한, 벨트가압유닛(430)은 회동브라켓(410)의 타측에 결합되며, 회동브라켓(410)이 회동하는 경우 이에 연동되어 벨트유닛(300)측으로 회동 후 벨트유닛(300)에 접촉된다. 여기서, 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)에 접촉되면 벨트유닛(300)을 가압할 수 있게 되는데, 이를 통해, 벨트유닛(300)의 상하요동현상을 방지할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서 벨트가이드부에 대한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서 벨트가이드부에 대한 측면도이다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서, 벨트장력조절유닛(400)이 벨트유닛(300)에 접촉되어 가압하는 것을 통해 벨트유닛(300)의 장력을 조절하여 벨트유닛(300)의 상하요동현상을 방지하며, 이에 의해, 소음 내지 진동 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오작동 등을 예방하여 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터(100)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터(100)는 벨트가압유닛(430)의 일측에 벨트가이드부(431)가 형성된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 벨트가이드부(431)는 벨트유닛(300)이 벨트가압유닛(430)으로부터 이탈되는 것을 방지하고 벨트유닛(300)의 이동을 가이드하도록, 벨트가압유닛(430)의 일측에 형성될 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이, 벨트유닛(300)이 도 4에서와 같이 좌측으로 회전하게 되면 벨트가압유닛(430)은 시계방향으로 회전하게 되는데, 벨트유닛(300)과 벨트가압유닛(430)이 지속적으로 움직이게 되면 벨트유닛(300)에 대한 벨트가압유닛(430)의 접촉부분이 점진적으로 감소하여 벨트가압유닛(430)이 벨트유닛(300)으로부터 이탈할 수 있게 된다.

이를 방지하기 위해, 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 프린터(100)는 벨트가이드부(431)가 형성될 수 있는데, 도 6 및 도 7을 참조하면, 벨트가이드부(431)는 벨트가압유닛(430)의 가장자리로부터 외측으로 연장형성될 수 있다.

즉, 벨트가압유닛(430)의 가장자리로부터 외측으로 연장형성되는 벨트가이드부(431)가 마련되는 경우, 벨트유닛(300)은 벨트가이드부(431)의 내부로 인입되어 안착될 수 있으며, 벨트유닛(300)의 양 단부가 벨트가이드부(431)에 밀착되므로, 밸트유닛이 밸트가압유닛으로부터 이탈되는 것이 방지되며, 벨트가압유닛(430)과 벨트유닛(300)의 접촉이 유지될 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 3차원 프린터 200 : 소재인출유닛
300 : 벨트유닛 400 : 벨트장력조절유닛
410 : 회동브라켓 411 : 제1지지돌기
412 : 절곡부 420 : 탄성력제공유닛
430 : 벨트가압유닛 431 : 벨트가이드부
440 : 회전축 500 : 메인바디
600 : 서브바디 610 : 고정브라켓
611 : 제2지지돌기 700 : 모터
800 : 회전풀리

Claims (11)

1. 메인바디 내부에서 소재를 인출하도록 마련되는 소재인출유닛;
   상기 소재인출유닛에 연결되어 구동력을 전달하는 벨트유닛; 및
   상기 벨트유닛에 접촉되어 가압하는 것을 통해 상기 벨트유닛의 장력을 조절하는 벨트장력조절유닛을 포함하며,
   상기 벨트장력조절유닛은,
   상기 메인바디에 결합되는 서브바디에 결합되는 고정브라켓;
   상기 고정브라켓에 회전가능하게 연결되는 회전축에 결합되어 상기 고정브라켓에 회전 가능하게 연결되는 회동브라켓;
   상기 고정브라켓에 지지되고 상기 회동브라켓의 일측에 연결되어 상기 회동브라켓에 탄성력을 제공하는 탄성력제공유닛; 및
   상기 회동브라켓의 타측에 결합되며, 상기 벨트유닛에 접촉되어 상기 벨트유닛을 가압하는 벨트가압유닛을 포함하며,
   상기 회동브라켓에는,
   상기 회전축의 회전 축심 방향으로 돌출되고 상기 회동브라켓의 회동 시 상기 고정브라켓에 접촉되어 상기 회동브라켓의 회전 범위를 제한하는 절곡부가 마련되며,
   상기 벨트가압유닛은, 상기 회동브라켓에 결합되되 상기 벨트유닛의 이동에 연동되어 회전할 수 있도록 마련되며,
   상기 벨트가압유닛은,
   상기 벨트유닛이 상기 벨트가압유닛으로부터 이탈되는 것을 방지하고 상기 벨트유닛의 이동을 가이드하도록, 상기 벨트유닛의 양측 측벽에 밀착되는 벨트가이드부를 포함하는 3차원 프린터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전축은 상기 회동브라켓의 중심부에서 상기 회동브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 탄성력제공유닛은, 상기 회동브라켓과 상기 고정브라켓의 사이에 배치되어 상기 회동브라켓과 상기 고정브라켓 각각에 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 회동브라켓에는 제1지지돌기가 형성되고, 상기 고정브라켓에는 제2지지돌기가 형성되며, 상기 탄성력제공유닛은 상기 제1지지돌기와 상기 제2지지돌기에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
8. 제7항에 있어서
   상기 탄성력제공유닛은 코일스프링으로 마련되며,
   상기 코일스프링이 상기 제1지지돌기와 상기 제2지지돌기에 각각 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
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10. 삭제
11. 삭제

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