KR101798903B1 - 3d 프린터의 샤프트 고정구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 프린터에서 노즐을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 샤프트를 별도의 체결구성 없이 3D 프린터 측에 직결되게 함으로써 제작시간 및 비용이 절감될 수 있도록 한 3D 프린터의 샤프트 고정구에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구는 양측에 설치홈이 서로 대향되게 형성되며 상기 설치홈의 상, 하측에 제 2 체결공이 관통 형성된 플레이트와, 그 양단이 상기 설치홈 내에 삽입되는 X축 샤프트와, 상기 설치홈 내에 삽입된 상기 X축 샤프트의 전면에 위치되어 상기 X축 샤프트의 일측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공과 연통되는 제 3 체결공이 관통 형성된 제 1 지지편과, 상기 설치홈 내에 삽입된 상기 X축 샤프트의 후면에 위치되어 상기 X축 샤프트의 타측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공 및 제 3 체결공과 연통되는 제 4 체결공이 관통 형성된 제 2 지지편과, 상기 제 2 체결공, 제 3 체결공 및 제 4 체결공 내에 일체로 관통되는 체결볼트와, 상기 체결볼트의 단부에 나사결합되어 상기 제 1 지지편 및 제 2 지지편을 상기 플레이트 측에 위치고정시키는 체결너트가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

3D 프린터의 샤프트 고정구{Shaft fixture of 3D-printer}

본 발명은 3D 프린터에서 노즐을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 샤프트를 별도의 체결구성 없이 3D 프린터 측에 직결되게 함으로써 제작시간 및 비용이 절감될 수 있도록 한 3D 프린터의 샤프트 고정구에 관한 것이다.

근래에, 물체에 대한 3D 데이터를 이용하여 그 물건을 그대로 성형할 수 있는 3D 프린터의 사용이 증대되고 있다. 이러한 3D 프린터는 대량생산 이전의 모델링이나 샘플 제작과 같은 용도로 활용되었으나, 최근에는 다품종소량생산 제품을 중심으로 양산 가능한 제품의 성형에도 사용될 수 있는 기술적 기반이 조성되고 있다.

이러한 3D 프린터는 열가소성 플라스틱으로 된 와이어 또는 필라멘트가 이송장치를 통해 공급되게 하고, 공급된 와이어나 필라멘트를 작업대에 대하여 상대적으로 X,Y,Z 세 방향으로 위치조절되는 3차원 이송기구에 장착된 히터노즐에서 용융시켜서 배출함으로써, 2차원 평면형태를 만들면서 이를 작업대 상에서 적층하여 물체를 3차원으로 성형하는 필라멘트 용융 적층 성형방법이 주로 사용된다. 이러한 3차원 프린터 방식은 가는 실 형태로 가공한 열가소성 수지를 노즐을 통해서 녹여서 분사하며 한 층씩 적층하여 조형하는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식이라 한다.

이외에도, 광경화성 수지를 노즐을 통하여 녹여서 잉크젯 프린터처럼 분사한 후 UV light로 경화시키면서 적층하여 조형하는 MJM(Multi Jet Modeling)방식 또는 광경화성 수지에 레이저광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithographic Apparatus) 방식 및 SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성고분자 또는 금속분말을 사용하여 고결(固結)시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)방식 등이 사용되고 있다.

그런데 보통 이러한 종래의 3D 프린터에서는 노즐을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위해 샤프트가 구비되며, 이 샤프트를 고정시키기 위한 별도의 체결구성이 구비되어야 하는 번거로움이 있었다. 따라서 그 구성이 복잡해짐은 물론 제작단가가 상승하고 제작기간이 오래 걸릴 수밖에 없는 단점이 있었다.

1. 한국 특허공개공보 제10-2015-0134184호(2015년12월01일) 2. 한국 특허등록공보 제10-1533374호(2015년06월26일) 3. 한국 특허공개공보 제10-2016-0021540호(2016년02월26일)

따라서 본 발명의 목적은 3D 프린터에서 노즐을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 샤프트를 별도의 체결구성 없이 3D 프린터 측에 직결되게 함으로써 제작시간 및 비용이 절감될 수 있도록 한 3D 프린터의 샤프트 고정구를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 양측에 설치홈이 서로 대향되게 형성되며 상기 설치홈의 상, 하측에 제 2 체결공이 관통 형성된 플레이트와, 그 양단이 상기 설치홈 내에 삽입되는 X축 샤프트와, 상기 설치홈 내에 삽입된 상기 X축 샤프트의 전면에 위치되어 상기 X축 샤프트의 일측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공과 연통되는 제 3 체결공이 관통 형성된 제 1 지지편과, 상기 설치홈 내에 삽입된 상기 X축 샤프트의 후면에 위치되어 상기 X축 샤프트의 타측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공 및 제 3 체결공과 연통되는 제 4 체결공이 관통 형성된 제 2 지지편과, 상기 제 2 체결공, 제 3 체결공 및 제 4 체결공 내에 일체로 관통되는 체결볼트와, 상기 체결볼트의 단부에 나사결합되어 상기 제 1 지지편 및 제 2 지지편을 상기 플레이트 측에 위치고정시키는 체결너트가 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 샤프트 고정구가 제공됨에 의해 달성된다.

본 발명에서 상기 플레이트와 상기 제 1 지지편 사이와 상기 플레이트와 상기 제 2 지지편 사이에는 스페이서가 선택적으로 구비된다.

본 발명에서 서로 대향되게 설치된 양측의 상기 설치홈은 상기 X축 샤프트의 양단이 그 내부에 각각 밀착 위치될 수 있도록 상기 X축 샤프트의 길이에 대응되게 형성된다.

본 발명에서 상기 제 2 지지편의 일측에는 너트고정홈이 형성된다.

본 발명에서 상기 플레이트의 양측에는 제 2 고정홈이 형성되고, 상기 제 2 고정홈에는 제 2 부싱이 위치되며, 상기 제 2 부싱 내에는 상기 플레이트의 수직방향 이동이 안내되는 Z축 샤프트가 삽입 위치된다.

본 발명에서 상기 제 2 고정홈의 양측에는 제 5 체결공이 관통 형성된다.

본 발명에서 상기 3D 프린터의 양 측면에는 제 2 구동모터가 작동 가능하게 설치되고, 상기 제 2 구동모터의 구동축에는 외주연에 나사산이 형성된 스크류가 수직방향으로 연결되되 3D 프린터의 Z축 샤프트와 평행을 이루도 배치되어 상기 제 2 구동모터의 구동여부에 따라 회전되며, 상기 스크류에는 육각 형상의 고정너트가 나사결합 되어 상기 제 2 구동모터 작동시 상기 스크류를 타고 수직방향 이동되되, 상기 고정너트의 측면은 상기 너트고정홈 내에 삽입 고정되고 그 일면은 상기 플레이트 측에 지지되어 상기 스크류 회전시 그 유동이 방지되고, 상기 제 2 부싱과 고정너트 상에는 제 3 지지편이 밀착 위치되되 상기 제 3 지지편 양측에는 상기 제 5 체결공에 대응되는 제 6 체결공이 형성되며, 상기 제 5 체결공 및 제 6 체결공에는 일체로 관통되는 제 2 체결볼트가 삽입되고, 상기 제 2 체결볼트의 단부에는 제 2 체결너트가 체결되어 상기 제 3 지지편이 위치고정 됨에 따라 상기 제 3 지지편에 의해 상기 제 2 부싱 및 상기 고정너트의 타면이 고정 지지되어 상기 제 2 구동모터의 작동시 상기 플레이트가 상기 Z축 샤프트를 따라 수직방향 이동된다.

이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구에 의하면 3D 프린터에서 노즐을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 샤프트를 별도의 체결구성 없이 3D 프린터 측에 직결되게 함으로써 제작시간 및 비용이 절감될 수 있는 뛰어난 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구에 대한 부분 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 에 대한 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 스크류 고정구에 대한 부분 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 스크류 고정구에 대한 부분 분해사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷의 부분사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷의 부분 분해사시도.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구에 대한 부분 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 에 대한 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 스크류 고정구에 대한 부분 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 스크류 고정구에 대한 부분 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷의 부분사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구가 구비된 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷의 부분 분해사시도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구는 양측에 설치홈이 서로 대향되게 형성되며 상기 설치홈의 상, 하측에 제 2 체결공이 관통 형성된 플레이트와, 그 양단이 상기 설치홈 내에 삽입되는 X축 샤프트와, 상기 설치홈 내에 삽입된 상기 X축 샤프트의 전면에 위치되어 상기 X축 샤프트의 일측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공과 연통되는 제 3 체결공이 관통 형성된 제 1 지지편과, 상기 설치홈 내에 삽입된 상기 X축 샤프트의 후면에 위치되어 상기 X축 샤프트의 타측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공 및 제 3 체결공과 연통되는 제 4 체결공이 관통 형성된 제 2 지지편과, 상기 제 2 체결공, 제 3 체결공 및 제 4 체결공 내에 일체로 관통되는 체결볼트와, 상기 체결볼트의 단부에 나사결합되어 상기 제 1 지지편 및 제 2 지지편을 상기 플레이트 측에 위치고정시키는 체결너트가 포함된다.

이하에는 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 3D 프린터의 샤프트 고정구(B)의 구성요소들과 그 구성요소들 간의 연결관계에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 X축 샤프트에 한해서 설명하였지만, Y축 샤프트 및 Z축 샤프트(7) 또한 동일한 방법으로 체결 가능함을 밝혀둔다.

먼저, 전술한 플레이트(170)는 X축 샤프트(3)가 설치되게 하는 역할을 하는데, 이러한 플레이트(170)는 그 내부에 길이방향으로 중공부(171)가 형성되고 중공부(171)의 양측으로는 설치홈(172)이 서로 대향되게 형성되며 이 설치홈(172)의 상, 하측에는 각각 제 2 체결공(173)이 형성된다.

이때 X축 샤프트(3)와 Z축 샤프트(7)는 중공부(171) 내에 위치되고 이 중공부(171) 양측에 형성된 설치홈(172) 내에 각각의 샤프트 양단이 삽입되지만, 도 1에 도시되는 바와 같이 Y축 샤프트(5)는 중공부(171) 형성됨 없이 그 양측에 형성된 설치홈(172) 내에 Y축 샤프트(5)의 양단이 삽입된다.

그리고 전술한 양측의 설치홈(172) 내에는 X축 샤프트(3) 양단이 각각 삽입 고정되는데, 이 고정홈은 X축 샤프트(3)가 별도의 체결구성 없이 플레이트(170) 측에 고정 설치될 수 있게 해주는 역할을 한다. 이때 X축 샤프트(3)는 상, 하측에 수평방향으로 두 개가 구비된다. 서로 대향되게 설치된 양측의 설치홈(172)은 상기 X축 샤프트(3)의 양단이 그 내부에 각각 밀착 위치될 수 있도록 X축 샤프트(3)의 길이에 대응되게 형성되는 것으로 한다.

또한, 전술한 플레이트(170)의 양측에는 제 2 고정홈(174)이 형성되는데, 이 제 2 고정홈(174)은 제 2 부싱(175)이 위치 고정되게 하는 역할을 하며, 제 2 부싱(175) 내에는 플레이트(170)의 수직방향 이동이 안내되는 Z축 샤프트(7)가 삽입 위치된다.

한편, 전술한 설치홈(172) 내에 삽입된 X축 샤프트(3)의 전면에는 제 1 지지편(180)이 위치되는데, 이 제 1 지지편(180)은 X축 샤프트(3)의 일측을 지지해 주는 역할을 하는 것으로 그 양측에는 제 2 체결공(173)과 연통되는 제 3 체결공(181)이 관통 형성된다.

또한, 전술한 설치홈(172) 내에 삽입된 X축 샤프트(3)의 후면에는 제 2 지지편(190)이 위치되는데, 이 제 2 지지편(190)은 X축 샤프트(3)의 타측을 지지해 주는 역할을 하는 것으로 그 양측에는 제 2 체결공(173) 및 제 3 체결공(181)과 연통되는 제 4 체결공(191)이 관통 형성된다. 이러한 제 2 지지편(190)은 전술한 제 1 지지편(180)과 동일한 형상으로 형성되며, 제 1 지지편(180)과 제 2 지지편(190) 모두 샤프트의 설치 개수에 따라 그 길이와 체결공의 형성 개수가 변경될 수 있다.

그리고 제 2 체결공(173), 제 3 체결공(181) 및 제 4 체결공(191) 내에 제 1 체결볼트(200)가 일체로 관통되고, 제 1 체결볼트(200)의 단부에 제 1 체결너트(210)가 나사결합되어 제 1 지지편(180) 및 제 2 지지편(190)을 상기 플레이트(170) 측에 위치고정시킨다. 따라서 설치홈(172) 내에 그 양단이 삽입된 X축 샤프트(3)의 전, 후면에 각각 제 1 지지편(180)과 제 2 지지편(190)이 위치되어 X축 샤프트(3)가 설치홈(172) 내에서 이탈되지 않고 위치고정될 수 있다. 이때 전술한 제 2 지지편(190)의 일측에는 추후에 설명될 고정너트(250)의 측면이 삽입 고정되는 너트고정홈(192)이 형성된다.

설치홈(172)의 두께와 X축 샤프트(3)의 두께는 동일하게 형성되지만, X축 샤프트(3)의 두께가 더 두꺼울 경우 플레이트(170)와 제 1 지지편(180) 사이와 플레이트(170)와 제 2 지지편(190) 사이에 스페이서(220)가 선택적으로 구비될 수 있다.

따라서 3D 프린터의 샤프트 고정구(B)에 의해 3D 프린터(1)에서 노즐(123)을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 샤프트를 별도의 체결구성 없이 3D 프린터(1) 측에 직결되게 함으로써 제작시간 및 비용이 절감될 수 있게 된다.

한편, 전술한 플레이트(170)를 수직이동 시키기 위한 스크류(240)와 플레이트(170)의 수직이동이 안내되는 Z축 샤프트(7)는 3D 프린터의 스크류 고정구(C)에 의해 일체로 고정 설치되되 서로 독립적으로 작동 될 수 있다.

전술한 3D 프린터(1)의 양 측면에는 제 2 구동모터(230)가 작동 가능하게 설치되고, 제 2 구동모터(230)의 구동축에는 외주연에 나사산이 형성된 스크류(240)가 수직방향으로 연결되되 3D 프린터(1)의 Z축 샤프트(7)와 평행을 이루도 배치되어 제 2 구동모터(230)의 구동여부에 따라 회전되며, 스크류(240)에는 육각 형상의 고정너트(250)가 나사결합 되어 제 2 구동모터(230) 작동시 스크류(240)를 타고 수직방향 이동되되, 고정너트(250)의 측면은 너트고정홈(192) 내에 삽입 고정되고 그 일면은 플레이트(170) 측에 지지되어 스크류(240) 회전시 그 유동이 방지되고, 제 2 부싱(175)과 고정너트(250) 상에는 제 3 지지편(260)이 밀착 위치되되 제 3 지지편(260) 양측에는 제 5 체결공(176)에 대응되는 제 6 체결공(261)이 형성되며, 제 5 체결공(176) 및 제 6 체결공(261)에는 일체로 관통되는 제 2 체결볼트(270)가 삽입되고, 제 2 체결볼트(270)의 단부에는 제 2 체결너트(280)가 체결되어 제 3 지지편(260)이 위치고정 됨에 따라 제 3 지지편(260)에 의해 제 2 부싱(175) 및 고정너트(250)의 타면이 고정 지지되어 제 2 구동모터(230)의 작동시 플레이트(170)가 Z축 샤프트(7)를 따라 수직방향 이동된다.

전술한 플레이트(170) 양측에는 한 쌍의 제 5 체결공(176)이 형성되고, 이 제 5 체결공(176) 사이에 제 2 고정홈(174)이 형성되며, 일면에 3D 프린터(1)의 X축 샤프트(3)를 고정시키되 그 일측에 너트고정홈(192)이 형성된 제 2 지지편(190)이 구비된다. 이때 제 2 지지편(190)은 전술한 X축 샤프트(3)의 후면이 고정되게 하는 것이다.

전술한 제 2 고정홈(174) 내에는 제 2 부싱(175)이 위치되는데, 이 제 2 부싱(175)은 Z축 샤프트(7)가 그 내부로 삽입됨으로써 플레이트(170)의 수직방향 이동이 안내되게 하는 역할을 하게 된다. 그리고 제 2 부싱(175) 내에는 Z축 샤프트(7)가 관통 위치된다.

한편, 3D 프린터(1)의 양 측면에는 제 2 구동모터(230)가 작동 가능하게 설치되는데, 이 제 2 구동모터(230)는 플레이트(170)가 수직방향 이동되게 하는 동력을 전달하는 역할을 한다.

그리고 전술한 제 2 구동모터(230)의 구동축 상에는 스크류(240)가 연결되는데, 전술한 스크류(240)는 제 2 구동모터(230)의 작동 여부에 따라 양방향 회전됨으로써 추후에 설명될 고정너트(250)가 수직이동 되게 하는 역할을 한다. 이러한 스크류(240)는 그 외주연에 나사산이 형성되며 Z축 샤프트(7)와 평행되게 배치된다.

전술한 스크류(240)는 고정너트(250) 내로 나사결합 되는데, 이 고정너트(250)는 제 2 구동모터(230)의 작동 여부에 따라 스크류(240)를 타고 수직방향 이동되는 역할을 하는 것으로, 그 측면이 너트고정홈(192) 내에 삽입되며 그 일면은 플레이트(170) 측에 지지되어 스크류(240) 회전시 그 유동이 방지된다. 이러한 고정너트(250)는 육각너트 형상으로 형성되어 플레이트(170)와 추후에 설명될 제 3 지지편(260)에 의해 그 양측이 지지 될 경우 그 방향이 고정될 수 있어 스크류(240) 회전시 헛도는 현상이 방지될 수 있다.

한편, 전술한 고정너트(250)의 타면과 제 2 부싱(175)에는 제 3 지지편(260)이 면접되게 배치되는데, 이 제 3 지지편(260)은 고정너트(250)와 제 2 부싱(175)이 동시에 위치 고정되게 지지해주는 역할을 한다. 이와 같은 제 3 지지편(260) 양측에는 전술한 제 5 체결공(176)에 대응되는 제 6 체결공(261)이 형성된다.

그리고 전술한 제 5 체결공(176) 및 제 6 체결공(261) 내에는 제 2 체결볼트(270)가 일체로 관통되고, 제 2 체결볼트(270)의 단부에는 제 2 체결너트(280)가 나사결합 된다. 전술한 제 2 체결볼트(270) 및 제 2 체결너트(280)의 체결에 의해 제 3 지지편(260)이 위치고정 되고, 제 3 지지편(260)에 의해 제 2 부싱(175) 및 고정너트(250)이 타면이 지지 됨에 따라 제 2 구동모터(230)의 작동시 플레이트(170)가 Z축 샤프트(7)를 따라 수직이동 될 수 있다.

따라서 3D 프린터의 스크류 고정구(C)에 의해 3D 프린터(1)의 스크류(240)와 Z축 샤프트(7)가 각각의 체결구성에 의해 설치되지 않고 일체로 설치되되 각각 독립적으로 작동될 수 있어 제작시간 및 비용이 절감될 수 있다. 또한, 스크류(240)의 회전 방향에 따라 스크류(240)를 따라 이동되는 고정너트(250)의 양면이 각각 플레이트(170)와 제 2 지지편(190)에 의해 고정되고 동시에 그 측면이 너트고정홈(192)에 의해 지지 됨에 따라 스크류(240) 회전시 고정너트(250)의 유동 되거나 헛도는 오작동이 방지되어 노즐(123)이 정확한 위치로 오차 없이 이동될 수 있다.

한편, 전술한 플레이트(170)에는 노즐(123), 센서(126) 및 쿨링팬이 설치되고, 이 구성부재들이 플레이트(170)를 따라 수평방향으로 이동될 수 있게 벨트(140)가 연결되는 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷(A)이 구비된다.

전술한 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷(A)에는 3D 프린터(1)의 X축 샤프트(3)가 구비된 플레이트(170) 측에 수평이동 가능하게 설치되되, 상기 X축 샤프트(3) 측에 이동 가능하게 설치되며 수직방향으로 배치되는 제 1 면(110)과, 상기 제 1 면(110)의 하단에서 전방을 향해 수평방향으로 절곡되는 제 2 면(120)과, 상기 제 2 면(120)의 선단에서 상향 경사지게 절곡되는 제 3 면(130)을 갖는 브래킷(100)과, 상기 제 1 면(110)의 상단 양측에 형성되되, 상기 제 1 면(110)의 가장자리에서 내부를 향해 수평방향으로 절개된 절개홈(111a)과 상기 절개홈(111a)의 내측 단부로부터 원형으로 확장 형성되는 절개공(111b)이 형성되고, 상기 절개홈(111a)의 상부와 상기 절개공(111b)의 외측에는 상기 브래킷(100)과 연결되어 상기 브래킷(100)을 상기 X축 샤프트(3) 상에서 수평이동시키는 벨트(140)의 돌기(141)가 치합되는 치합홈(111c)이 형성된 벨트고정부(111)가 포함된다.

전술한 브래킷(100)은 3D 프린터(1)의 노즐(123)이 작동 가능하게 설치되는 역할을 하는 것으로, 3D 프린터(1)의 X축 샤프트(3)를 따라 수평이동 될 수 있도록 플레이트(170) 측에 설치된다.

이러한 브래킷(100)은 X축 샤프트(3)가 구비된 플레이트(170) 측에 수평이동 가능하게 설치되되, 상기 X축 샤프트(3) 측에 이동 가능하게 설치되며 수직방향으로 배치되는 제 1 면(110)과, 상기 제 1 면(110)의 하단에서 전방을 향해 수평방향으로 절곡되는 제 2 면(120)과, 상기 제 2 면(120)의 선단에서 상향 경사지게 절곡되는 제 3 면(130)으로 구성된다. 즉, 제 1 면(100)의 하단에서 제 2 면(120)이 수직 절곡되고 제 2 면(120)의 선단에서 제 3 면(130)이 60도 내지 80도로 경사지게 절곡된다. 이때 브래킷(100)은 추후에 설명될 방열슬릿(121)을 통해 그 열기가 원활하게 방열처리 될 수 있는 금속 재질로 제조되는 것이 바람직하다.

전술한 제 1 면(110)의 상단 양측에는 벨트고정부(111)가 형성되는데, 이 벨트고정부(111)는 브래킷(100)을 이동시키는 벨트(140)가 연결되고, 노즐(123), 센서(126) 및 쿨링 팬(132) 등이 작동 가능하게 설치되는 역할을 한다.

이때 전술한 벨트고정부(111)는 제 1 면(110)의 가장자리에서 내부를 향해 수평방향으로 절개된 절개홈(111a)과, 이 절개홈(111a)의 내측 단부로부터 원형으로 확장 형성되는 절개공(111b)으로 이루어진다. 그리고 절개홈(111a)의 상부와 절개공(111b)의 외측 가장자리에는 브래킷(100)과 연결되어 브래킷(100)을 상기 X축 샤프트(3) 상에서 수평이동 시키기 위한 벨트(140)의 돌기(141)가 치합되는 치합홈(111c)이 형성된다. 이때 벨트(140)의 양단부 측은 그 끝이 동그랗게 권취 된 상태로 절개공(111b) 및 절개홈(111a) 삽입되되 돌기(141) 부분이 상기 치합홈(111c) 내에 고정된다. 그리고 절개공(111b) 측에는 벨트(140)가 이탈되지 않도록 리벳(111d) 구비된 상태로 볼트 및 너트에 의해 체결 고정된다

전술한 플레이트(170)의 일단에는 제 1 구동모터(150)가 작동 가능하게 설치되는데, 이 제 1 구동모터(150)는 그 작동여부에 따라 전술한 브래킷(100)을 X축 샤프트(3)를 따라 수평방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이때 플레이트(170)의 타단에는 롤러(160)가 회전 가능하게 설치되는데, 롤러(160)는 제 1 구동모터(150)의 구동축과 수평선상에 위치된다. 그리고 제 1 구동모터(150)의 구동축과 롤러(160) 측에는 벨트(140)가 감겨 져, 제 1 구동모터(150)의 구동 여부에 따라 브래킷(100)이 X축 샤프트(3)를 따라 수평 이동될 수 있다.

한편, 제 1 면(110) 상에는 X축 샤프트(3)가 그 내부로 관통되는 제 1 부싱(113)이 고정 위치될 수 있도록 제 1 고정홈(112)이 상, 하측에 각각 관통 형성된다. 그리고 상, 하측의 제 1 고정홈(112) 사이에는 X축 샤프트(3) 후방에 배치되어 브래킷(100)과 고정되는 체결부재(115)와 볼트체결 가능하도록 한 쌍의 제 1 체결공(114)이 수평방향으로 관통 형성된다.

또한, 제 2 면(120)에는 방열슬릿(121) 다수개가 관통 형성되는데, 이 방열슬릿(121)은 노즐(123)의 열기를 공기중으로 방열시키는 역할을 하는 것으로, 이 방열슬릿(121)은 제 1 면(110)과 제 3 면(130) 일부까지 연장 형성된다.

그리고 방열슬릿(121)이 형성된 제 2 면(120)의 중앙측에는 노즐 장착구(122)가 관통 형성되고, 제 2 면(120)의 측면에는 센서 고정구(125)가 관통 형성된 돌출부(124)가 형성되며, 제 3 면(130)의 단부에는 한 쌍의 쿨링 팬(132)이 설치될 수 있도록 쿨링 팬 장착구(131)가 수평방향으로 관통 형성된다.

따라서 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷(A)에 의해 3D 프린터(1)의 노즐(123)과, 이 노즐(123)이 샤프트를 따라 이동되게 하는 벨트(140)가 하나의 브래킷(100)에 설치되게 함으로써 그 구성이 심플하고 제작기간 및 비용이 절감될 수 있다.

위에서 몇몇 실시 예가 예시적으로 설명 되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술 된 실시 예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.

A : 3D 프린터의 노즐 고정용 브래킷
B : 3D 프린터의 샤프트 고정구
C : 3D 프린터의 스크류 고정구
1 : 3D 프린터
3 : X축 샤프트
5 : Y축 샤프트
7 : Z축 샤프트
100 : 브래킷
110 : 제 1 면
111 : 벨트고정부
111a : 절개홈
111b : 절개공
111c : 치합홈
111d : 리벳
112 : 제 1 고정홈
113 : 제 1 부싱
114 : 제 1 체결공
115 : 체결부재
120 : 제 2 면
121 : 방열슬릿
122 : 노즐 장착구
123 : 노즐
124 : 돌출부
125 : 센서 고정구
126 : 센서
130 : 제 3 면
131 : 쿨링 팬 장착구
132 : 쿨링 팬
140 : 벨트
141 : 돌기
150 : 제 1 구동모터
160 : 롤러
170 : 플레이트
171 : 중공부
172 : 설치홈
173 : 제 2 체결공
174 : 제 2 고정홈
175 : 제 2 부싱
176 : 제 5 체결공
180 : 제 1 지지편
181 : 제 3 체결공
190 : 제 2 지지편
191 : 제 4 체결공
192 : 너트고정홈
200 : 제 1 체결볼트
210 : 제 1 체결너트
220 : 스페이서
230 : 제 2 구동모터
240 : 스크류
250 : 고정너트
260 : 제 3 지지편
261 : 제 6 체결공
270 : 제 2 체결볼트
280 : 제 2 체결너트

Claims (7)

1. 양측에 설치홈(172)이 서로 대향되게 형성되며 상기 설치홈(172)의 상, 하측에 제 2 체결공(173)이 관통 형성된 플레이트(170);
   그 양단이 상기 설치홈(172) 내에 삽입되는 X축 샤프트(3);
   상기 설치홈(172) 내에 삽입된 상기 X축 샤프트(3)의 전면에 위치되어 상기 X축 샤프트(3)의 일측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공(173)과 연통되는 제 3 체결공(181)이 관통 형성된 제 1 지지편(180);
   상기 설치홈(172) 내에 삽입된 상기 X축 샤프트(3)의 후면에 위치되어 상기 X축 샤프트(3)의 타측이 지지되게 하되 양측에 상기 제 2 체결공(173) 및 제 3 체결공(181)과 연통되는 제 4 체결공(191)이 관통 형성된 제 2 지지편(190);
   상기 제 2 체결공(173), 제 3 체결공(181) 및 제 4 체결공(191) 내에 일체로 관통되는 제 1 체결볼트(200); 및
   상기 체결볼트의 단부에 나사결합되어 상기 제 1 지지편(180) 및 제 2 지지편(190)을 상기 플레이트(170) 측에 위치고정 시키는 제 1 체결너트(210)를 포함하고,
   상기 제 2 지지편(190)의 일측에는 너트고정홈(192)이 형성되며, 상기 플레이트(170)의 양측에는 제 2 고정홈(174)이 형성되고, 상기 제 2 고정홈(174)에는 제 2 부싱(175)이 위치되며, 상기 제 2 부싱(175) 내에는 상기 플레이트(170)의 수직방향 이동이 안내되는 Z축 샤프트(7)가 삽입 위치되고, 상기 제 2 고정홈(174)의 양측에는 제 5 체결공(176)이 관통 형성되며,
   3D 프린터(1)의 양 측면에는 제 2 구동모터(230)가 작동 가능하게 설치되고, 상기 제 2 구동모터(230)의 구동축에는 외주연에 나사산이 형성된 스크류(240)가 수직방향으로 연결되되 3D 프린터(1)의 Z축 샤프트(7)와 평행을 이루도 배치되어 상기 제 2 구동모터(230)의 구동여부에 따라 회전되며, 상기 스크류(240)에는 육각 형상의 고정너트(250)가 나사결합 되어 상기 제 2 구동모터(230) 작동시 상기 스크류(240)를 타고 수직방향 이동되되, 상기 고정너트(250)의 측면은 상기 너트고정홈(192) 내에 삽입 고정되고 그 일면은 상기 플레이트(170) 측에 지지되어 상기 스크류(240) 회전시 그 유동이 방지되고, 상기 제 2 부싱(175)과 고정너트(250) 상에는 제 3 지지편(260)이 밀착 위치되되 상기 제 3 지지편(260) 양측에는 상기 제 5 체결공(176)에 대응되는 제 6 체결공(261)이 형성되며, 상기 제 5 체결공(176) 및 제 6 체결공(261)에는 일체로 관통되는 제 2 체결볼트(270)가 삽입되고, 상기 제 2 체결볼트(270)의 단부에는 제 2 체결너트(280)가 체결되어 상기 제 3 지지편(260)이 위치고정 됨에 따라 상기 제 3 지지편(260)에 의해 상기 제 2 부싱(175) 및 상기 고정너트(250)의 타면이 고정 지지되어 상기 제 2 구동모터(230)의 작동시 상기 플레이트(170)가 상기 Z축 샤프트(7)를 따라 수직방향 이동되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 샤프트 고정구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 플레이트(170)와 상기 제 1 지지편(180) 사이와 상기 플레이트(170)와 상기 제 2 지지편(190) 사이에는 스페이서(220)가 선택적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 샤프트 고정구.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   서로 대향되게 설치된 양측의 상기 설치홈(172)은 상기 X축 샤프트(3)의 양단이 그 내부에 각각 밀착 위치될 수 있도록 상기 X축 샤프트(3)의 길이에 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 샤프트 고정구.
   
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