KR101882893B1 - 모듈화 지지장치를 구비한 리니어 동력전달기구 - Google Patents

모듈화 지지장치를 구비한 리니어 동력전달기구 Download PDF

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Abstract

리니어 동력전달기구는 리니어 모듈과 지지 모듈을 포함하며, 리니어 모듈은 베이스시트, 베이스시트에 설치되는 스크루 및 스크루에 나사산 결합되는 동력전달 슬라이드테이블을 구비하고, 지지 모듈은 2개의 지지 슬라이드테이블, 보호커버, 2개의 풀리시트 및 케이블을 구비하여, 두 지지 슬라이드테이블이 스크루에 이동 가능하게 설치되고, 또한 동력전달 슬라이드테이블의 두 상대측에 위치하며, 보호커버는 베이스시트의 일 측면에 설치되어 두 지지 슬라이드테이블에 연결되고, 2개의 풀리시트는 보호커버의 양단에 설치되어 각각 풀리가 설치되며, 케이블은 2개의 풀리에 설치되어 2개의 케이블 고정편에 의해 각각 동력전달 슬라이드테이블 및 베이스시트에 연결된다. 이를 통해, 동력전달 슬라이드테이블은 케이블을 이용하여 그 중 하나의 풀리세트를 구동시키고, 구동되는 풀리세트에 의해 보호커버를 구동시켜, 보호커버가 전, 후 2개의 지지 슬라이드테이블 및 또 다른 풀리세트를 함께 이동시킴으로써 스크루를 지지하는 효과를 달성한다.

Description

모듈화 지지장치를 구비한 리니어 동력전달기구{LINEAR ACTUATOR WITH A MODULAR SUPPORT DEVICE}
본 발명은 리니어 동력전달기구에 관한 것으로서, 특히 모듈화 지지장치를 구비한 리니어 동력전달기구에 관한 것이다.
일반적으로 높은 정밀도가 요구되는 동력전달 기계는 통상적으로 리니어 동력전달기구(예를 들어 볼 스크루)를 동력전달 및 위치결정용으로 사용한다. 동력전달 스트로크가 증가하면, 볼 스크루의 길이 역시 증가하게 되며, 스크루의 길이가 증가하여 세장비(細長比)가 높아질 경우, 스크루는 자체 중량의 관계로 인하여 아래로 늘어지는 문제가 발생하며, 이 경우 동력전달의 정밀도에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 스크루의 사용수명이 단축될 수 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 미국 공고 제5,720,202호 특허는 풀리 기구와 지지로드를 이용하여 스크루를 지지하는 효과를 얻고, 중화민국 공고 제I524018호 특허는 콘 풀리의 감속 원리를 이용하여 스크루를 지지하는 효과를 얻는다. 그러나 전술한 종래의 특허에서, 풀리 기구와 콘 풀리는 모두 비교적 큰 설치 공간이 필요하기 때문에, 소형화된 리니어 동력전달기구에는 사용할 수 없으며, 또한, 풀리 기구와 콘 풀리는 부품이 지나치게 많아 조립이 용이하지 않은 문제가 있는 이외에, 강선의 장력 조정 면에 있어서도 어느 정도의 난도가 발생할 수 있다.
본 발명의 주요 목적은 모듈화된 설계를 갖추어 부피를 감소시키고 조립이 용이한 효과를 달성함과 동시에, 양호한 지지 능력을 구비하는 리니어 동력전달기구를 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 리니어 동력전달기구는 리니어 모듈과 지지 모듈을 포함한다. 상기 리니어 모듈은 베이스시트, 스크루 및 동력전달 슬라이드테이블을 구비하여, 상기 스크루가 상기 베이스시트에 회전 가능하게 설치되고, 동력전달 슬라이드테이블은 상기 스크루에 나사산 설치되어 상기 동력전달 슬라이드테이블이 상기 스크루의 구동에 의해 상기 스크루의 축방향을 따라 이동 가능하다. 상기 지지 모듈은 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블, 보호커버, 제1 풀리세트, 제2 풀리세트 및 케이블을 구비하며, 그 중 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블은 각각 상기 리니어 모듈의 스크루의 축방향을 따라 상기 리니어 모듈의 스크루에 이동 가능하게 설치되고, 또한 상기 리니어 모듈의 동력전달 슬라이드테이블의 두 상대측에 위치하며; 상기 보호커버는 상기 리니어 모듈의 베이스시트 일 측면에 설치되고, 또한 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블과 연결되어 상기 보호커버가 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블을 따라 함께 이동 가능하며; 상기 제1 풀리세트, 제2 풀리세트는 상기 보호커버의 두 상대 단부에 위치하여, 상기 제1 풀리세트는 상기 보호커버에 설치되는 제1 풀리시트와 제1 풀리시트에 설치되는 제1 풀리를 포함하고, 상기 제2 풀리세트는 상기 보호커버에 설치되는 제2 풀리시트와 상기 제2 풀리시트에 설치되는 제2 풀리를 포함하며; 상기 케이블은 상기 제1 풀리, 제2 풀리에 설치되어, 상기 케이블 중의 일 구간이 제1 케이블 고정편에 고정되고, 상기 제1 케이블 고정편은 리니어 모듈의 동력전달 슬라이드테이블에 연결되며, 상기 케이블의 양단은 제2 케이블 고정편에 고정되고, 상기 제2 케이블 고정편은 상기 리니어 모듈의 베이스시트에 연결된다.
이에 따라, 상기 동력전달 슬라이드테이블이 이동하기 시작할 때, 먼저 상기 제1 케이블 고정편을 이용하여 상기 케이블을 구동시키고, 이어서, 상기 케이블이 상기 제1 풀리세트, 제2 풀리세트 중의 하나를 통해 상기 보호커버를 구동시키며, 상기 보호커버는 또한 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블이 상기 제1 풀리세트, 제2 풀리세트 중의 또 다른 하나와 함께 이동하도록 함으로써 상기 스크루를 지지하는 효과를 달성한다.
이를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 리니어 동력전달기구는 모듈화된 설계를 이용하여, 상기 지지 모듈이 한편으로는 상기 리니어 모듈과 함께 장착되기 용이하도록 하고, 다른 한편으로는 장착 후 점용 공간을 감소시킬 수 있어, 상이한 크기의 리니어 모듈에 응용될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 보호커버의 일단은 단공(端孔)을 구비하고, 상기 제1 풀리시트는 조절 나사공을 구비하며, 상기 지지 모듈은 장력조절 나사를 더 구비하여, 상기 장력조절 나사가 상기 보호커버의 단공을 관통하여 상기 제1 풀리시트의 조절 나사공에 나사산 설치된다. 이에 따라, 상기 장력조절 나사가 회전 시, 상기 장력조절 나사가 상기 제1 풀리시트를 구동시키고, 이어서 상기 제1 풀리시트가 상기 제1 풀리를 동기적으로 이동시켜, 상기 제1 풀리가 이동 과정에서 상기 케이블의 장력을 조절한다.
더욱 바람직하게는, 상기 보호커버의 일단은 장공(長條孔)을 구비하고, 상기 보호커버의 타단은 관통공을 구비하며, 상기 제1 풀리시트, 제2 풀리시트는 각각 제1 고정공과 제2 고정공을 구비하고, 상기 지지 모듈은 제1 고정부재와 제2 고정부재를 더 구비하여, 상기 제1 고정부재가 상기 보호커버의 장공을 관통하여 상기 제1 풀리시트의 제1 고정공에 고정됨으로써, 상기 제1 풀리시트를 상기 보호커버에 고정시키고, 상기 제2 고정부재는 상기 보호커버의 관통공을 관통하여 상기 제2 풀리시트의 제2 고정공에 고정됨으로써, 상기 제2 풀리시트를 상기 보호커버에 고정시킨다.
더욱 바람직하게는, 상기 지지 모듈은 제1 보호커버 고정편과 제2 보호커버 고정편을 더 구비하여, 상기 제1 보호커버 고정편은 상기 제1 지지 슬라이드테이블과 상기 보호커버의 일단에 연결되고, 상기 제2 보호커버 고정편은 상기 제2 지지 슬라이드테이블과 상기 보호커버의 타단에 연결됨으로써, 상기 보호커버가 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블과 동기적으로 이동할 수 있다.
본 발명이 제공하는 리니어 동력전달기구의 상세한 구조, 특징, 조립 또는 사용 방식에 관하여, 후속되는 실시방식을 상세한 설명 과정에서 묘사할 것이다. 그러나, 본 발명 분야에서 통상적인 지식을 갖춘 자라면, 상기 상세한 설명 및 본 발명이 열거한 특정 실시예가 단지 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 결코 본 발명의 특허출원 범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명인 리니어 동력전달기구의 외관 입체도이다.
도 2는 본 발명인 리니어 동력전달기구의 일부 입체분해도이다.
도 3은 본 발명인 리니어 동력전달기구 중, 주로 제1 풀리세트와 보호커버 간의 구조 관계를 나타낸 일부확대 단면도이다.
도 4는 도 3과 마찬가지로, 주로 제2 풀리세트와 보호커버 간의 구조 관계를 나타낸 일부확대 단면도이다.
도 5는 본 발명인 리니어 동력전달기구 중, 주로 동력전달 슬라이드테이블의 이동 전 상태를 나타낸 일부 측단면도이다.
도 6은 도 5와 마찬가지로, 동력전달 슬라이드테이블의 이동 후 상태를 나타낸 일부 측단면도이다.
도 7은 본 발명인 리니어 동력전달기구의 또 다른 실시 양태 중, 보호커버가 베이스시트 내에 설치된 상태를 나타낸 일부 평면도이다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명인 리니어 동력전달기구(10)는 리니어 모듈(20)과 지지 모듈(30)을 포함한다.
리니어 모듈(20)은 베이스시트(22), 스크루(24) 및 동력전달 슬라이드테이블(26)을 구비한다. 스크루(24)는 베이스시트(22) 내에 설치되어 구동원(미도시)에 의해 회전 가능하며, 동력전달 슬라이드테이블(26)은 스크루(24)에 나사산 결합됨으로써 동력전달 슬라이드테이블(26)이 스크루(24)의 구동을 받아 베이스시트(22)에 상대하여 이동할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지 모듈(30)은 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50), 보호커버(60), 제1 풀리세트(70), 제2 풀리세트(80) 및 케이블(90)을 구비하며, 그 중
제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)은 스크루(24)의 축방향을 따라 이동 가능한 방식으로 스크루(24)에 씌워지도록 설치되고, 또한 동력전달 슬라이드테이블(26)의 두 상대측에 위치한다.
보호커버(60)는 본 실시예에서 리니어 모듈(20)의 베이스시트(22) 외주면에 설치되며 제1 보호커버 고정편(61)과 제2 보호커버 고정편(62)에 의해 각각 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)에 연결됨으로써 보호커버(60)가 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)과 동기적으로 이동할 수 있다. 또한, 보호커버(60)의 제1 지지 슬라이드테이블(40)에 대응하는 일단의 단면에 제1 단공(63)이 구비되고, 보호커버(60)의 제1 지지 슬라이드테이블(40)에 대응하는 일단의 상면과 저면에 각각 장공(64)이 구비되며, 보호커버(60)의 제2 지지 슬라이드테이블(50)에 대응하는 일단의 단면에 제2 단공(65)이 구비되고, 보호커버(60)의 제2 지지 슬라이드테이블(50)에 대응하는 일단의 상면과 저면에 각각 관통공(66)이 구비된다.
제1 풀리세트(70)는 제1 풀리시트(71)와 세1 풀리시트(71)에 설치되는 제1 풀리(72)를 구비한다. 제1 풀리시트(71)는 보호커버(60) 내에 설치되고, 제1 풀리시트(71)의 상면과 저면에 각각 제1 고정공(73)이 구비되며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 풀리시트(71)는 2개의 제1 고정부재(74)를 통해 보호커버(60)의 일단에 고정되고, 제1 고정부재(74)는 보호커버(60)의 장공(64)을 관통하여 제1 풀리시트(71)의 제1 고정공(73)에 고정된다.
제2 풀리세트(80)는 제2 풀리시트(81)와 제2 풀리시트(81)에 설치되는 제2 풀리(82)를 구비한다. 제2 풀리시트(81)는 보호커버(60) 내에 설치되고, 제2 풀리시트(81)의 상면과 저면에 각각 제2 고정공(83)이 구비되며, 또한 제2 풀리시트(81)의 제2 풀리(82)와 등지는 단면에 제3 고정공(84)이 구비되어, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 풀리시트(81)는 2개의 제2 고정부재(85) 및 제3 고정부재(86)를 통해 보호커버(60)의 타단에 고정되고, 제2 고정부재(85)는 보호커버(60)의 관통공(66)을 관통하여 제2 풀리시트(81)의 제2 고정공(83)에 고정되며, 제3 고정부재(86)는 보호커버(60)의 제2 단공(65)을 관통하여 제2 풀리시트(81)의 제3 고정공(84)에 고정된다.
케이블(90)은 제1 풀리(72), 제2 풀리(82)를 감아 돌도록 설치되어, 케이블(90) 중의 일 구간이 제1 케이블 고정편(91)의 일단에 고정되고, 제1 케이블 고정편(91)의 타단은 동력전달 슬라이드테이블(26)에 고정되며, 케이블(90)의 양단은 제2 케이블 고정편(92)의 일단에 동시에 고정되고, 제2 케이블 고정편(92)의 타단은 베이스시트(22)의 외주면에 고정되며, 또한 제1 케이블 고정편(91)의 위치는 제2 케이블 고정편(92)의 위치보다 높다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 동력전달 슬라이드테이블(26)이 베이스시트(22)의 좌측 단부로부터 베이스시트(22)의 우측 단부로 이동한다고 가정할 때, 먼저 제1 케이블 고정편(91)을 이용하여 케이블(90)을 당기고, 이어서 케이블(90)이 제1 풀리(72)를 당겨 제1 풀리세트(70)를 케이블(90)을 따라 함께 이동시키며, 제1 풀리세트(70)가 이동하는 과정에서 보호커버(60)를 구동시킴으로써, 보호커버(60)가 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)을 제2 풀리세트(80)와 함께 이동하도록 동시에 구동시킬 수 있다. 마찬가지로, 동력전달 슬라이드테이블(26)이 베이스시트(22)의 우측 단부로부터 베이스시트(22)의 좌측 단부로 이동한다고 가정 시, 먼저 제1 케이블 고정편(91)을 이용하여 케이블(90)을 당기고, 이어서 케이블(90)이 제2 풀리(82)를 당겨, 제2 풀리세트(80)를 케이블(90)을 따라 함께 이동시키며, 제2 풀리세트(80)가 이동하는 과정에서 보호커버(60)를 구동시킴으로써, 보호커버(60)가 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)을 제1 풀리세트(70)와 함께 이동하도록 동시에 구동시킬 수 있다.
이상으로 알 수 있듯이, 동력전달 슬라이드테이블(26)이 어느 방향으로 이동하든, 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)은 보호커버(60)를 통해 동기적으로 이동할 수 있고, 게다가 동력풀리의 작동 원리를 이용하여, 즉 동력전달 슬라이드테이블(26)의 이동거리가 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)의 이동거리의 2배이기 때문에, 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50) 사이가 동력전달 슬라이드테이블(26)의 이동 과정에서 시종 동일한 거리를 유지할 수 있어 스크루(24)를 지지하는 효과를 얻을 수 있다.
다른 한편으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이블(90)의 장력을 최적의 상태로 유지하기 위하여, 지지 모듈(30)은 장력조절 나사(93)를 더 제공하며, 또한, 제1 풀리시트(71)의 제1 풀리(72)를 등지는 단면에 조절 나사공(75)이 설치되어, 장력조절 나사(93)가 보호커버(60)의 제1 단공(63)을 관통하여 제1 풀리시트(71)의 조절 나사공(75) 내에 나사산 설치된다. 이에 따라, 케이블(90)의 장력을 조절하고자 할 때, 먼저 상, 하 두 개의 제1 고정부재(74)를 풀고, 이어서 장력조절 나사(93)를 회전시키면 제1 풀리시트(71)가 전후로 이동할 수 있게 되어, 제1 풀리(72)가 제1 풀리시트(71)에서 이동하는 과정에서 동시에 케이블(90)을 조이거나 또는 풀어줄 수 있고, 이때 상, 하 두 개의 제1 고정부재(74) 역시 보호커버(60)의 장공(64) 내에서 적당한 상태가 될 때까지 전후로 이동할 수 있으며, 다시 상, 하 두 개의 제1 고정부재(74)를 단단히 잠그면 제1 풀리시트(71)의 위치가 고정되어, 이와 같이 케이블(90)의 장력 조절이 완성된다.
언급해 두어야 할 점으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 보호커버(60)는 실제 필요에 따라 베이스시트(22) 내에 설치되고, 지지 모듈(30)은 베이스시트(22) 내에 위치하며, 보호커버(60)가 각각 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)과 연결되어, 보호커버(60)가 제1 지지 슬라이드테이블(40), 제2 지지 슬라이드테이블(50)과 동기적으로 이동하도록 할 수도 있다.
결론적으로, 본 발명의 리니어 동력전달 메커니즘(10)은 모듈화 설계를 이용하여, 지지 모듈(30)이 리니어 모듈(20)과 장착되기 용이하도록 할 수 있고, 또한 케이블(90)의 장력을 간편하게 조정할 수 있는 동시에, 보호커버(60)를 이용하여 케이블(90)에 보호 효과를 제공할 수 있으며, 또한 지지 모듈(30) 자체는 모듈화로 인하여 부피가 작은 특색을 구비하므로, 장착 후 점용 공간을 감소시킬 수 있으며, 따라서 각종 상이한 크기의 리니어 모듈(20)에 응용할 수 있다.
10: 리니어 동력전달기구 20: 리니어 모듈
22: 베이스시트 24: 스크루
26: 동력전달 슬라이드테이블 30: 지지 모듈
40: 제1 지지 슬라이드테이블 50: 제2 지지 슬라이드테이블
60: 보호커버 61: 제1 보호커버 고정편
62: 제2 보호커버 고정편 63: 제1 단공
64: 장공 65: 제2 단공
66: 관통공 70: 제1 풀리세트
71: 제1 풀리시트 72: 제1 풀리
73: 제1 고정공 74: 제1 고정부재
75: 조절 나사공 80: 제2 풀리세트
81: 제2 풀리시트 82: 제2 풀리
83: 제2 고정공 84: 제3 고정공
85: 제2 고정부재 86: 제3 고정부재
90: 케이블 91: 제1 케이블 고정편
92: 제2 케이블 고정편 93: 장력조절 나사

Claims (6)

  1. 리니어 동력전달기구에 있어서,
    베이스시트, 상기 베이스시트에 회전 가능하게 설치되는 스크루, 및 상기 스크루에 나사산 설치되어 상기 스크루의 구동에 의해 상기 스크루의 축방향을 따라 이동할 수 있는 동력전달 슬라이드테이블을 구비하는 리니어 모듈; 및
    제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블, 보호커버, 제1 풀리세트, 제2 풀리세트, 케이블, 제1 케이블 고정편 및 제2 케이블 고정편을 구비하여, 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블은 각각 상기 리니어 모듈의 스크루의 축방향을 따라 상기 리니어 모듈의 스크루에 이동 가능하게 설치되고, 또한 상기 리니어 모듈의 동력전달 슬라이드테이블의 두 상대측에 위치하며, 상기 보호커버는 상기 리니어 모듈의 베이스시트에 설치되고, 또한 상기 제1 지지 슬라이드테이블, 제2 지지 슬라이드테이블과 연결되며, 상기 제1 풀리세트, 제2 풀리세트는 상기 보호커버의 두 상대 단부에 위치하여, 상기 제1 풀리세트는 상기 보호커버에 설치되는 제1 풀리시트와 제1 풀리시트에 설치되는 제1 풀리를 구비하고, 상기 제2 풀리세트는 상기 보호커버에 설치되는 제2 풀리시트와 상기 제2 풀리시트에 설치되는 제2 풀리를 구비하며, 상기 케이블은 상기 제1 풀리, 제2 풀리를 감아 돌도록 설치되고, 상기 제1 케이블 고정편은 상기 리니어 모듈의 동력전달 슬라이드테이블과 상기 케이블의 일 구간에 연결되며, 상기 제2 케이블 고정편은 상기 리니어 모듈의 베이스시트와 케이블의 양단에 연결되는 지지 모듈;
    을 포함하는 리니어 동력전달기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호커버의 일단은 단공(end hole)을 구비하고, 상기 제1 풀리시트는 조절 나사공을 구비하며, 상기 지지 모듈은 장력조절 나사를 더 구비하여, 상기 장력조절 나사가 상기 보호커버의 단공을 관통하여 상기 제1 풀리시트의 조절 나사공에 설치되는, 리니어 동력전달기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호커버의 일단은 장공을 구비하고, 상기 보호커버의 타단은 관통공을 구비하며, 상기 제1 풀리시트, 제2 풀리시트는 각각 제1 고정공과 제2 고정공을 구비하고, 상기 지지 모듈은 제1 고정부재와 제2 고정부재를 더 구비하며, 상기 제1 고정부재는 상기 보호커버의 장공을 관통하여 상기 제1 풀리시트의 제1 고정공에 고정되고, 상기 제2 고정부재는 상기 보호커버의 관통공을 관통하여 상기 제2 풀리시트의 제2 고정공에 고정되는, 리니어 동력전달기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지 모듈은 제1 보호커버 고정편과 제2 보호커버 고정편을 더 구비하고, 상기 제1 보호커버 고정편은 상기 제1 지지 슬라이드테이블과 상기 보호커버의 일단에 연결되고, 상기 제2 보호커버 고정편은 상기 제2 지지 슬라이드테이블과 상기 보호커버의 타단에 연결되는, 리니어 동력전달기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호커버가 상기 리니어 모듈의 베이스시트의 외주면에 설치되는, 리니어 동력전달기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호커버가 상기 리니어 모듈의 베이스시트 내에 설치되는, 리니어 동력전달기구.
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