KR101986616B1 - 리니어 모션 가이드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 모션 가이드에 관한 것으로, 구체적으로는 정기적으로 윤활유를 사용할 필요가 없는 가이드레일을 제공함으로써 시간과 인력을 절약하고, 적용범위가 넓으며, 조작이 간편하고, 고속 운행 요구를 만족시킬 수 있으면서 비용이 저렴한 리니어 모션 가이드에 관한 것이다.
본 발명은 가이드레일(A)과 슬라이딩블록(B)으로 이루어진 리니어 모션 가이드에 있어서, 가이드레일(A) 양측의 가이드면(A1)은 V형태로 형성되고, 슬라이딩블록(B)은 슬라이딩블록 베이스 몸체(a), 슬라이딩 필름(b), 밀봉 차단판(c), 고정단 슬라이딩 트랙(d), 조절단 슬라이딩 트랙(e), 고정단 나사(4), 조절단 나사(5), 라이너 플레이트(f)를 포함하여 이루어지며, 상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 게이트홀(2)은 T자 형태로 형성되고, 게이트홀(2) 양측에 각각 고정단 트랙(2-1)과 조절단 트랙(2-2) 및 라이너 플레이트 단턱(2-3), 밀봉판 고정나사홀(1)이 형성되며, 상기 조절단 트랙(2-2)의 라이너 플레이트 단턱(2-3)에 라이너 플레이트(f)가 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드를 제공한다.

Description

리니어 모션 가이드{LINEAR MOTION GUIDE}
본 발명은 리니어 모션 가이드에 관한 것으로, 구체적으로는 정기적으로 윤활유를 사용할 필요가 없는 가이드레일을 제공함으로써 시간과 인력을 절약하고, 적용범위가 넓으며, 조작이 간편하고, 고속 운행 요구를 만족시킬 수 있으면서 비용이 저렴한 리니어 모션 가이드에 관한 것이다.
일반적으로, 리니어 모션 가이드 장치는 가이드 레일과, 슬라이더와, 상기 가이드 레일과 슬라이더 사이에 개재되는 복수의 볼로 이루어진다.
이러한 가이드 레일의 좌우 측면에는 볼이 구르는 전동홈이 형성되어 있다.
또한, 슬라이더는 전동홈과 대응되는 다른 전동홈을 갖는 본체와, 상기 본체에 결합되는 한 쌍의 프레임과, 상기 프레임의 전후에 결합되는 엔드캡과, 상기 엔드캡의 전후면에 결합되는 엔드씰로 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 볼 리니어 가이드 슬라이딩 블록을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 볼 리니어 가이드의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따른 볼 리니어 가이드는 작동 시, 상이한 이송 운동방향에 따라 볼을 그루브에서 회전시켜야 한다.
이에 따라, 종래의 리니어 가이드는 도 1에 도시된 바와 같이, 구르는 볼이 밀봉되지 못하고 외부에 노출되며, 제품의 내마모성을 개선하고 마찰계수를 낮추기 위해 정기적으로 가이드에 윤활유를 인가하여야 하므로 시간과 인력이 소요되는 문제점이 있다.
아울러, 종래의 리니어 가이드는 슬라이딩블록과 가이드레일 간의 마찰계수를 최적화하기 위하여, 이들 사이의 간격을 조정할 필요가 있는데, 이러한 리니어 가이드의 간격 조정 방법은 가이드레일과 슬라이딩블록 사이에서 구르는 볼의 직경을 조정함을 통해 이루어지며, 이러한 조정방법은 하나의 슬라이딩 블록에서 여러 간격을 조정할 수 없기 때문에 적용범위가 적고 조작이 번거로운 문제점이 있다.
또한, 종래의 리니어 가이드 트랙의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 볼(13)이 운행 시 트랙 회전각(12)을 따라 회전하며 회전 과정에서 트랙 회전각(12)과 충돌하게 되는데, 볼(13)의 속도가 빠를수록 트랙 회전각(12) 부분의 피로가 더욱 커지게 된다.
이에 따라, 가이드레일이 지나치게 높은 속도를 사용할 경우, 트랙 회전각(12) 부위가 파괴되거나 또는 마찰로 인해 지나치게 큰 소음이 발생할 수 있으며, 따라서 종래의 리니어 가이드의 속도는 통상적으로 48m/min으로 고속 운행 요구를 만족시키기가 어려운 문제점이 있다.
KR 10-2016-0033679호 (2016.03.28)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 정기적으로 윤활유를 사용할 필요가 없는 가이드레일을 제공함으로써 시간과 인력을 절약하고, 적용범위가 넓으며, 조작이 간편하고, 고속 운행 요구를 만족시킬 수 있으면서 비용이 저렴한 리니어 모션 가이드를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 가이드레일(A)과 슬라이딩블록(B)으로 이루어진 리니어 모션 가이드에 있어서, 가이드레일(A) 양측의 가이드면(A1)은 V형태로 형성되고, 슬라이딩블록(B)은 슬라이딩블록 베이스 몸체(a), 슬라이딩 필름(b), 밀봉 차단판(c), 고정단 슬라이딩 트랙(d), 조절단 슬라이딩 트랙(e), 고정단 나사(4), 조절단 나사(5), 라이너 플레이트(f)를 포함하여 이루어지며, 상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 게이트홀(2)은 T자 형태로 형성되고, 게이트홀(2) 양측에 각각 고정단 트랙(2-1)과 조절단 트랙(2-2) 및 라이너 플레이트 단턱(2-3), 밀봉판 고정나사홀(1)이 형성되며, 상기 조절단 트랙(2-2)의 라이너 플레이트 단턱(2-3)에 라이너 플레이트(f)가 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드를 제공한다.
또한, 상기 슬라이딩 필름(b)에 상측 경사면(b-3) 및 하측 경사면(b-4)과 수평선 사이의 각도가 40°내지 50˚인 접촉각(Z°)이 형성되고, 상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)과 조절단 슬라이딩 트랙(e)에 상측 경사면 및 하측 경사면과 수평선 사이의 각도가 40°내지 50˚인 접촉각(Z°)이 형성되며, 상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)에 위치결정홀(d-1)과 고정나사홀(d-2)이 형성되고, 상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)에 위치결정홀(d-1)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)의 상하 귀 부분은 평면구조(L1)이고, 상기 고정단 트랙(2-1)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 호형 구조(R) 또는 평면구조(L)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)의 상하 귀 부분은 평면구조(L1)이고, 상기 조절단 트랙(2-2)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 호형구조(R) 또는 단일한 가이드레일의 단일한 슬라이딩블록 구조에 적용되는 평면구조(L)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)의 상하 귀 부분은 호형 구조(R1)이고, 상기 조절단 트랙(2-2)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 자체조정 기능을 지니는 호형구조(R)이며, 동일한 가이드레일(A)에 2개의 슬라이딩블록(B)을 동시에 사용하는 경우 하나의 가이드레일(A)은 기준으로써 고정되고, 장착 후의 치수는 ±1°범위 내에서 변화되며, 다른 가이드레일(A-2)은 ±1°의 만곡 변형이 가능한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 조절단 트랙(2-2)에 조절단 슬라이딩 트랙(e)이 형성되고, 상기 라이너 플레이트 단턱(2-3) 내에 라이너 플레이트(f)가 설치되며, 조절단 슬라이딩 트랙(e)의 호형 구조(R)와 라이너 플레이트(f)의 중심 위치에 하나의 지지점(p)이 형성되어, 슬라이딩 필름(b)의 축방향에서의 제조 오차, 조립 오차 또는 가이드레일 만곡으로 인한 임의의 가능한 가장자리 응력을 조정하거나 제거하도록 허용함으로써 자체 조정 기능을 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 슬라이딩 필름을 엔지니어링 플라스틱으로 형성함으로써, 정기적으로 윤활유를 사용할 필요가 없으며, 시간과 인력을 절약하고, 적용범위가 넓으며, 조작이 간편하고, 고속 운행 요구를 만족시킬 수 있으면서 비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 슬라이딩 필름을 엔지니어링 플라스틱으로 형성함으로써, 260℃의 내열 온도에서 거의 모든 화학 액체의 부식에 저항할 수 있고, -200℃ 내지 260℃의 온도 범위에서 연속 사용이 가능한 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 경부하 운행에 적합하고, 유지보수가 필요 없으며, 높은 화학내성을 지녀 액체 중에서 운행되기에 적합한 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 볼 리니어 가이드 슬라이딩 블록을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 볼 리니어 가이드의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에서 슬라이딩블록 베이스 몸체를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에서 슬라이딩 필름과 고정단 슬라이딩 트랙이 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에서 슬라이딩 필름과 조절단 슬라이딩 트랙이 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에 채용되는 슬라이딩 필름의 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에 채용되는 고정단 슬라이딩 트랙을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에서 조절단 슬라이딩 트랙의 만곡 변형 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드의 내부구조 단면을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13의 Q부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14의 Ⅲ부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 16은 도 13의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 16의 T부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 18은 도 16의 S부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 내지 도 18은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드를 나타낸 도면들이다.
본 발명에 따른 리니어 모션 가이드는 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드레일(A)과 슬라이딩블록(B)의 두 부분으로 이루어지며, 그 중 가이드레일(A)은 고정밀도의 금형 냉간압연 알루미늄형재로 이루어지고, 가이드레일(A) 양측의 가이드면(A1)은 V형태로 형성된다.
또한, 슬라이딩블록(B)은 슬라이딩블록 베이스 몸체(a), 슬라이딩 필름(b), 밀봉 차단판(c), 고정단 슬라이딩 트랙(d), 조절단 슬라이딩 트랙(e), 고정단 나사(4), 조절단 나사(5), 및 라이너 플레이트(f)로 구성된다.
고정단 슬라이딩 트랙(d)은 고정단 나사(4)를 통해 도 5에 도시된 고정단 트랙(2-1)에 고정되고, 조절단 슬라이딩 트랙(e)은 조절단 나사(5)를 통해 조절되며, 너트(6)는 조절단 나사(5)를 조여주는 역할을 한다.
상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 게이트홀(2)은, 도 5에 도시된 바와 같이 T자 형태로 이루어지고, 게이트홀(2) 양측에 각각 고정단 트랙(2-1)과 조절단 트랙(2-2) 및 밀봉판 고정나사홀(1)이 형성된다.
또는, 상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 게이트홀(2)은, 도 6에 도시된 바와 같이 T자 형태로 이루어지고, 게이트홀(2) 양측에 각각 고정단 트랙(2-1)과 조절단 트랙(2-2), 라이너 플레이트 단턱(2-3) 및 밀봉판 고정나사홀(1)이 형성된다.
고정단 슬라이딩 트랙(d)과 상기 조절 슬라이딩 트랙(e)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 호형 구조(R)이거나 또는 평면 구조(L)일 수 있다.
조절단 슬라이딩 트랙(e)의 상하 귀 부분은 도 8에 도시된 바와 같이, 호형 구조(R1)이고, 상기 조절단 트랙(2-2)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 호형 구조(R)이거나 하나의 가이드레일의 단일한 슬라이딩블록 구조에 적용되는 평면 구조(L)일 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 필름(b)에 상측 경사면(b-3) 및 하측 경사면(b-4)과 수평선 사이의 각도가 40°내지 50˚인 접촉각(Z°)이 형성된다. 이때, 접촉각(Z°)은 45°인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)에 상측 경사면(d-3) 및 하측 경사면(d-4)과 수평선 사이의 각도가 40°내지 50˚인 접촉각(Z°)이 형성되는데, 이러한 접촉각은 45°인 것이 가장 바람직하고, 조절단 슬라이딩 트랙(e)도 마찬가지이다.
이와 같이 접촉각(Z°)을 40° 내지 50°로 형성한 이유는, 본 출원인이 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드에 사방에서 충격을 가하는 다수의 충격실험을 거듭한 결과 이 각도에서 가이드 레일에 아무 문제가 발생하지 않았고, 40°미만이거나 50°를 초과하는 경우 리니어 모션 가이드가 작동하는데 문제가 발생하였기 때문이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드는 방사상, 역방사상, 및 횡방향 하중을 견딜 수 있고, 동일한 정격 부하를 갖을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드는 슬라이딩 필름(b)을 엔지니어링 플라스틱으로 형성하는데, 이러한 엔지니어링 플라스틱은 정기적으로 윤활유를 사용할 필요가 없기 때문에 시간과 인력을 절약할 수 있다.
또한, 엔지니어링 플라스틱은 적용범위가 넓으며, 조작이 간편하고, 고속 운행 요구를 만족시킬 수 있으면서 비용이 저렴한 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 슬라이딩 필름을 엔지니어링 플라스틱으로 형성함으로써, 260℃의 내열 온도에서 거의 모든 화학 액체의 부식에 저항할 수 있고, -200℃ 내지 260℃의 온도 범위에서 연속 사용이 가능하며, 경부하 운행에 적합하고, 유지보수가 필요 없으며, 높은 화학내성을 지녀 액체 중에서 운행되기에 적합한 장점이 있다.
가이드레일 (A)와(A-2)의 거리(L)가 도 4에 도시된 바와 같이 길어지는 경우, 가이드레일(A)과 가이드레일(A-2)에 자체적인 만곡 변형이 발생할 수 있다.
따라서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 조절 슬라이딩 트랙(e)의 상하 귀 부분이 호형 구조(R1)일 때, 상기 조절단 트랙(2-2)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 자체조정 기능을 지니는 호형구조(R)일 수 있으며, 반드시 하나의 가이드레일(A)에 2개의 슬라이딩블록(B1, B2)을 동시에 사용하여야 하고, 다른 가이드레일은 2개 또는 1개의 슬라이딩블록(B3)을 동시에 사용할 수 있다.
이와 같이 장착 후의 치수(W2)와 높이(H1)는 반드시 ±1° 범위 내에서 변화되어야만 사용이 가능하고, 즉 상기 하나의 가이드레일(A)의 치수 공차는 ±1°범위 내에 있으며, 다른 가이드레일(A-2)은 상기 하나의 가이드레일(A)에 대하여 ±1°의 범위에서 만곡된 구조이며, 조절 슬라이딩 트랙(e)의 자체조정 기능을 통해 가이드레일(A)과 가이드레일(A-2)의 평행도를 구현할 수 있다.
상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 조절단 트랙(2-2)에 설치되는 조절단 슬라이딩 트랙(e)은 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 호형 구조(R)이며, 상기 라이너 플레이트 단턱(2-3) 내에 라이너 플레이트(f)가 설치되고, 조절단 슬라이딩 트랙(e)의 호형 구조(R)와 라이너 플레이트(f)의 중심 위치에 하나의 지지점(p)이 형성되어, 슬라이딩 필름의 축방향에서의 제조 오차, 조립 오차 또는 가이드레일의 만곡으로 인한 임의의 가능한 가장자리 응력을 조정하거나 또는 제거하도록 허용함으로써 자체 조정 기능을 구현할 수 있다.
슬라이딩블록 베이스 몸체(a)는 알루미늄 합금 재질이며, 강성이 너무 약할 경우, 구조를 도 5에서 도 6의 구조로 변경하여, 라이너 플레이트 단턱(2-3) 부위에 라이너 플레이트(f)를 설치하여 강성을 증가시킨다.
또한, 대량 생산 시 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)는 단조강 재질을 사용하며, 열처리 후 연마처리 공정을 거친다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)에 위치결정홀(d-1)과 고정나사홀(d-2)이 형성되고, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)에 위치결정홀(d-1)이 형성된다.
조절단 슬라이딩 트랙(e)의 상하 귀 부분은 도 18에 도시된 바와 같이, 평면 구조(L1)이고, 상기 조절단 트랙(2-2)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 호형 구조(R)이거나 하나의 가이드레일의 단일한 슬라이딩블록 구조에 적용되는 평면 구조(L)일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
A : 가이드레일 B : 슬라이딩블록
a : 슬라이딩블록 베이스몸체 b : 슬라이딩 필름
d : 고정단 슬라이딩 트랙 e : 조절단 슬라이딩 트랙
f : 라이너 플레이트

Claims (6)

  1. 가이드레일(A)과 슬라이딩블록(B)으로 이루어진 리니어 모션 가이드에 있어서,
    가이드레일(A) 양측의 가이드면(A1)은 V형태로 형성되고, 슬라이딩블록(B)은 슬라이딩블록 베이스 몸체(a), 슬라이딩 필름(b), 밀봉 차단판(c), 고정단 슬라이딩 트랙(d), 조절단 슬라이딩 트랙(e), 고정단 나사(4), 조절단 나사(5), 라이너 플레이트(f)를 포함하여 이루어지며,
    상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 조절단 트랙(2-2)에 조절단 슬라이딩 트랙(e)이 설치되고,
    상기 슬라이딩블록 베이스 몸체(a)의 게이트홀(2)은 T자 형태로 형성되고, 게이트홀(2) 양측에 각각 고정단 트랙(2-1)과 조절단 트랙(2-2) 및 라이너 플레이트 단턱(2-3), 밀봉판 고정나사홀(1)이 형성되며,
    상기 조절단 트랙(2-2)의 라이너 플레이트 단턱(2-3) 내에 라이너 플레이트(f)가 설치되고,
    상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)의 상하 귀 부분은 평면구조(L1) 또는 호형구조(R1)이고, 상기 조절단 트랙(2-2)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 자체조정 기능을 지니는 호형구조(R)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이딩 필름(b)에 상측 경사면(b-3) 및 하측 경사면(b-4)과 수평선 사이의 각도가 40°내지 50˚인 접촉각(Z°)이 형성되고,
    상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)과 조절단 슬라이딩 트랙(e)에 상측 경사면 및 하측 경사면과 수평선 사이의 각도가 40°내지 50˚인 접촉각(Z°)이 각각 형성되며,
    상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)에 위치결정홀(d-1)과 고정나사홀(d-2)이 형성되고, 상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)에 위치결정홀(d-1)이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정단 슬라이딩 트랙(d)의 상하 귀 부분은 평면구조(L1)이고, 상기 고정단 트랙(2-1)의 바닥면에 대향하는 바닥 안내면은 호형 구조(R) 또는 평면구조(L)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 조절단 슬라이딩 트랙(e)의 호형 구조(R)와 라이너 플레이트(f)의 중심 위치에 하나의 지지점(p)이 형성되어, 슬라이딩 필름(b)의 축방향에서의 제조 오차, 조립 오차 또는 가이드레일 만곡으로 인한 임의의 가능한 가장자리 응력을 조정하거나 제거하도록 허용함으로써 자체 조정 기능을 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드.
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