KR102024135B1 - 리니어 모션 가이드 장치 - Google Patents

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KR102024135B1
KR102024135B1 KR1020190064041A KR20190064041A KR102024135B1 KR 102024135 B1 KR102024135 B1 KR 102024135B1 KR 1020190064041 A KR1020190064041 A KR 1020190064041A KR 20190064041 A KR20190064041 A KR 20190064041A KR 102024135 B1 KR102024135 B1 KR 102024135B1
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concave
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신승민
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주식회사 서형
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Abstract

본 발명은 리니어 모션 가이드 장치에 관한 것으로서, 일방향으로 연장되며 양측에는 볼록하게 돌출되는 볼록 가이드부가 형성되는 가이드 레일; 및, 상기 가이드 레일이 결합하는 가이드 홈이 형성되고 상기 가이드 홈의 양측에는 상기 볼록 가이드부에 상보적으로 결합되는 오목 가이드부가 각각 형성되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 블록을 포함하되, 상기 슬라이딩 블록에는 상기 오목 가이드부로 탄성적으로 출몰하며 상기 일방향을 따라 연장되는 가이드 로드가 설치되는 것을 특징으로 하므로, 소정의 주행속도를 유지한 상태에서 하중을 안정적으로 지지하고 주행중 흔들림을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

Description

리니어 모션 가이드 장치{LINEAR MOTION GUIDE APPARATUS}
본 발명은 리니어 모션 가이드 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 하중을 지지하고 주행속도를 유지하게 하며 주행중 흔들림을 최소화할 수 있는 리니어 모션 가이드 장치에 관한 것이다
일반적으로, 리니어 모션 가이드 장치는 직선 운동을 안내하기 위한 장치로서, 가이드 레일과, 슬라이딩 블록과, 상기 가이드 레일과 슬라이더 사이에 개재되는 복수의 볼로 이루어진다.
이와 같은 종래기술의 리니어 모션 가이드 장치에 따르면, 구르는 볼이 밀봉되지 못하고 외부에 노출되므로 제품의 내마모성을 유지하고 마찰계수를 낮추기 위해 정기적으로 윤활유를 공급해야 했다.
이에 따라. 종래기술의 리니어 모션 가이드 장치를 이용할 경우, 유지보수에 필요한 인력과 시간이 추가로 소요된다는 문제점이 있었다.
더욱이, 가이드 레일 자체에 미세한 만곡 변형이 존재하는 경우, 또는 제조 오차 및 조립 오차가 존재하는 경우, 슬라이딩 블록의 이동시 순간적인 걸림 현상이 발생하여 마모 현상이 발생할 수 있고 심한 흔들림이 발생하여 이동 정밀성이 떨어지는 문제점이 있었다.
국내공개특허공보 제10-2012-0031578호 (2012.04.04)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소정의 주행속도를 유지한 상태에서 하중을 안정적으로 지지하고 주행중 흔들림을 최소화할 수 있는 리니어 모션 가이드 장치를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드 장치는,
일방향으로 연장되며 양측에는 볼록하게 돌출되는 볼록 가이드부가 형성되는 가이드 레일; 및,
상기 가이드 레일이 결합하는 가이드 홈이 형성되고 상기 가이드 홈의 양측에는 상기 볼록 가이드부에 상보적으로 결합되는 오목 가이드부가 각각 형성되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 블록을 포함하되,
상기 슬라이딩 블록에는 상기 오목 가이드부로 탄성적으로 출몰하며 상기 일방향을 따라 연장되는 가이드 로드가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 로드는 서로 분리된 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드로 구성되며, 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드 사이에는 탄성적으로 서로 밀어내기 위한 스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스프링과 상기 오목 가이드부 사이에서 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드의 경계면에는, 상기 오목 가이드부를 향해 벌어지는 노치가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 리니어 모션 가이드 장치를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 가이드 로드는 상기 한 쌍의 오목 가이드부의 상부 및 하부에 형성되는 수용홈에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 수용홈은 원호형으로 형성되며, 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드의 외주면은 상기 수용홈에 대응하도록 원호형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라이딩 블록에 형성된 오목 가이드부의 상부 및 하부에는 상기 슬라이딩 블록의 이송방향 일측 및 타측에 각각 외주면이 상기 가이드 레일에 접촉하는 가이드 베어링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 리니어 모션 가이드 장치를 횡단면에서 바라볼 때, 2세트 이상의 가이드 베어링이 폭방향 중앙을 중심으로 좌우에 각각 대칭되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 오목 가이드부의 하부에 배치되는 가이드 베어링은 상기 슬라이딩 블록의 하부에 형성된 제1 설치홈을 통해 설치되고, 상기 오목 가이드부의 상부에 배치되는 가이드 베어링은 상기 슬라이딩 블록의 하부에 형성된 제2 설치홈에 삽입된 상태에서 상기 슬라이딩 블록의 측면에 형성된 결합공을 통해 삽입된 결합봉에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 상기 슬라이딩 블록에는 오목 가이드부로 탄성적으로 출몰하며 가이드 레일의 길이방향을 따라 연장되는 가이드 로드가 설치되어 있어 주행중 흔들림을 최소화할 수 있다.
특히 본 발명에 따르면, 가이드 로드를 서로 분리된 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드로 구성하고 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드 사이에는 탄성적으로 서로 밀어내기 위한 스프링이 설치되어 상기 스프링에 의해 항시 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드가 서로 멀어지는 방향으로 힘이 가해지도록 하여, 외력이 없는 경우 상기 오목 가이드부로부터 인출된 상태를 유지하도록 함으로써 가이드 레일과 항시 탄성적으로 접촉하는 상태를 유지하여 슬라이딩 블록의 주행중 흔들림을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 가이드 로드는 일측이 편평하게 절단된 원형의 횡단면 형상을 가질 수 있으며, 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드는 가이드 레일의 볼록 가이드부의 상면부와 하면부에 대하여 수직한 중앙의 가상선을 중심으로 양분되어 형성되므로, 상기 오목 가이드부의 개구로부터 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드의 출몰 동작이 한층 원활하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 슬라이딩 블록에 형성된 가이드 홈의 상부에는 상기 슬라이딩 블록의 이송방향 일측 및 타측에 각각 외주면이 가이드 레일의 상면에 접촉하는 가이드 베어링이 설치되므로 소정의 주행속도를 유지한 상태에서 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치를 나타내는 저면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치를 나타내는 평면 투시도이다.
도 3은 도 2에서 A-A에서 바라본 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치의 슬라이딩 블록을 나타내는 저면 사시도이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치의 슬라이딩 블록을 나타내는 저면 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치에서 가이드 로드의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치를 나타내는 저면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치를 나타내는 평면 투시도이다.
도 9은 도 8에서 C-C에서 바라본 횡단면도이다.
도 10은 도 8에서 B-B에서 바라본 횡단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치의 슬라이딩 블록을 나타내는 저면 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치의 슬라이딩 블록을 나타내는 저면 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 리니어 모션 가이드 장치(1000)는, 일방향으로 연장되며 양측에는 볼록하게 돌출되는 볼록 가이드부(110)가 형성되는 가이드 레일(100) 및, 상기 가이드 레일(100)이 결합하는 가이드 홈(210)이 형성되고 상기 가이드 홈(210)의 양측에는 상기 볼록 가이드부(110)에 상보적으로 결합되는 오목 가이드부(220)가 형성되어 상기 가이드 레일(100)을 따라 이동하는 슬라이딩 블록(200)을 포함한다.
특히, 상기 슬라이딩 블록(200)에는 상기 오목 가이드부(220)에 연통하도록 수용홈(250)이 형성되며, 상기 수용홈(250)에는 상기 오목 가이드부(220)로 탄성적으로 출몰하며 상기 일방향을 따라 연장되는 가이드 로드(400)가 설치된다.
설치의 용이성을 위해 상기 가이드 로드(400)는 상기 슬라이딩 블록(200)의 이동방향 양단에 각각 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 슬라이딩 블록(200)을 횡단면에서 바라볼 때, 상기 가이드 로드(400)는 서로 분리된 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)로 구성되며, 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420) 사이에는 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)를 탄성적으로 서로 밀어내기 위한 스프링(430)이 설치되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 스프링(430)에 의해 항시 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)가 서로 멀어지는 방향으로 힘이 가해지도록 하여, 상기 오목 가이드부(220)로부터 수용홈(250)을 향하는 외력이 없는 경우 상기 오목 가이드부(220)로 인출된 상태를 유지하도록 할 필요가 있다.
이에 따라, 가이드 레일(100)을 따라 슬라이딩 블록(200)이 이동하는 경우에는, 상기 가이드 레일(100)에 의해 상기 가이드 로드(400)가 탄성적으로 눌려져서 슬라이딩 블록(200)의 흔들림 없는 정숙한 이동이 가능하게 된다.
즉, 상기 스프링(430)의 탄성 복원력에 의해 상기 가이드 로드(400)가 가이드 레일(100)을 탄성적으로 누르도록 함으로써 슬라이딩 블록(200)의 이동시 횡방향 동요를 확실하게 방지할 수 있다.
상기 스프링(430)으로는 압축 스프링이나 판 스프링 등이 채택될 수 있다.
상기 스프링(430)이 안정적으로 설치될 수 있도록 상기 스프링(430)의 양단이 설치되는 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)의 면에는 스프링 시트홈(470)이 형성될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 리니어 모션 가이드 장치(1000)를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 가이드 로드(400)는 상기 한 쌍의 오목 가이드부(220)의 상부 및 하부에 각각 설치되어 슬라이딩 블록(200)의 흔들림을 확실하게 방지하도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 가이드 레일(100)의 볼록 가이드부(120)는 상면부(121)와, 상기 상면부(121)와 예각을 이루는 하면부(122)로 이루어질 수 있으며, 상기 볼록 가이드부(120)에 대응하도록, 상기 오목 가이드부(220)는 상면 홈부와, 상기 상면 홈부와 예각을 이루는 하면 홈부를 각각 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 가이드 로드(400)는 일측이 편평하게 절단된 원형(이하, "절단 원형")의 단면을 가질 수 있으며, 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)는 상기 상면부(121)와 하면부(122)에 대하여 수직한 중앙의 가상선을 중심으로 각각 양분되어 형성될 수 있다.
상기 수용홈(250)은 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)의 단면 형상에 대응하는 형상을 가지며, 평상시 상기 스프링(430)에 의해 상기 가이드 로드(400)의 절단 원형의 편평한 부분이 상기 수용홈(250)의 개구와 평행한 상태를 유지하게 된다.
상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)의 원활한 출몰 작용을 위해, 상기 수용홈(250)은 원호형으로 형성되며, 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)의 외주면은 상기 수용홈(250)에 대응하도록 원호형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 스프링(430)과 상기 오목 가이드부(220) 사이에서 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)의 경계면에는, 상기 오목 가이드부(220)를 향해 벌어지는 노치(411)가 형성되어 있어 상기 스프링(430)에 의해 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420) 사이가 벌어질 때 상기 노치(411)의 폭이 줄어들면서 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)가 오목 가이드(220) 내부로 용이하게 인출되도록 하는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 상기 노치(411)는 웨지 형태로 형성되어 있으나 그 형상에 있어서 크게 제한될 필요는 없다.
이와 같이, 상기 가이드 로드(400)는 일측이 편평하게 절단된 원형의 횡단면 형상을 가질 수 있으며, 상기 가이드 로드(400)를 구성하는 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)는 상면부(121)와 하면부(122)에 대하여 수직한 중앙의 가상선을 중심으로 양분되어 형성되므로, 상기 스프링(430)에 의한 오목 가이드부(220)의 개구로부터 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)의 출몰 동작이 한층 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 스프링(430)의 중심이 상기 가상선 상에서 절단 원형의 중심보다 상기 수용홈(250)의 개구로부터 먼 곳에 위치하기 때문에, 상기 스프링(430)에 의해 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)가 상호 탄성적으로 벌어지는 경우 노치(411)의 폭이 줄어들면서 자연스럽게 상기 제1 가이드 로드(410)와 제2 가이드 로드(420)를 구성하는 절단 원형의 편평한 부분이 상기 개구로부터 돌출된 상태를 유지하게 된다.
이러한 구성에 따라, 슬라이딩 블록(200)이 가이드 레일(100)을 따라 이동할 경우, 가이드 로드(400)에 의해 상기 슬라이딩 블록(200)이 상기 가이드 레일(100)에 탄성적으로 지지되면서 진입하므로, 소정의 주행속도에서 하중 지지가 한층 안정적으로 유지되고 슬라이딩 블록(200)의 흔들림이 확실하게 안정적으로 방지될 수 있다.
상기 가이드 로드(400)는 가이드 레일(100)의 길이방향을 따라 복수개가 서로 결합한 상태로 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 가이드 로드(400)의 일단에는 결합돌기(480)를 형성하고, 타단에는 결합홈(490)을 형성할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 슬라이딩 블록(200)에 형성된 오목 가이드부(220)의 상부 및 하부에는 각각 상기 슬라이딩 블록(200)의 이송방향 일측 및 타측에 각각 외주면이 상기 가이드 레일(100)에 접촉하는 가이드 베어링(380)(300)이 각각 설치될 수 있다.
도면에서, 상기 가이드 로드(400)는, 상기 슬라이딩 블록(200)의 길이방향을 따라 이격되게 배치되는 한 쌍의 가이드 베어링(300)의 외측에 각각 설치되어 있다.
설치의 용이성을 위해 상기 가이드 로드(400)는 상기 슬라이딩 블록(200)의 길이방향 양단에 각각 설치되고, 상기 가이드 베어링(300)은 상기 가이드 로드(400)와 간섭하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 슬라이딩 블록(200)의 길이방향을 따라 이격되게 배치되는 가이드 베어링(300)들의 내측에 설치되는 것 또한 가능하다.
도 10에 도시한 바와 같이, 상기 리니어 모션 가이드 장치(1000)를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 가이드 베어링(300)은 2 세트 이상이 폭방향 중앙을 중심으로 좌우에 각각 대칭되는 위치에 설치되어 상기 가이드 레일(100)에 대하여 슬라이딩 블록(200)을 안정적으로 지지하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 가이드 베어링(3O0)은 소정의 주행 속도에서 상기 슬라이딩 블록(200) 상의 물체의 중량을 안정적으로 지지하게 된다.
상기 가이드 베어링(300)을 구성하는 외륜(310)의 외주면은 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 PEEK(Poly Ether Ether Ketone)로 구성되어 별도의 급유 없이도 가이드 레일(100)과의 접촉에 의해 마모나 소음 없이 원활한 이동이 가능하게 된다.
또한, 상기 오목 가이드부(220)의 하부에 배치되는 가이드 베어링(300)은, 상기 슬라이딩 블록(200)의 하부에 제1 설치홈(240)을 형성하고, 상기 제1 설치홈(240)을 통해 가이드 베어링(300)을 삽입한 상태에서 상기 가이드 베어링(300)에 회전 가능하게 설치된 나사 결합봉(309)을 상기 제1 설치홈(240)에 나사 결합한 후 볼트(330) 등을 이용하여 상기 가이드 베어링(300)을 상기 제1 설치홈(240)에 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 오목 가이드부(220)의 상부에 배치되는 한 쌍의 가이드 베어링(380)은 상기 슬라이딩 블록(200)의 하부에 형성된 제2 설치홈(270)에 각각 삽입될 수 있으며, 상기 슬라이딩 블록(200)의 측면에 형성된 결합공(260)을 통해 결합봉(350)을 삽입시켜서 상기 한 쌍의 가이드 베어링(380)을 관통하여 결합시킬 수 있다.
이러한 구성에 따라, 한층 용이한 가이드 베어링(380)의 결합 작업이 가능하다.
본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100... 가이드 레일
110... 볼록 가이드부
121... 상면부
122... 하면부
200... 슬라이딩 블록
210... 가이드 홈
220... 오목 가이드부
240... 설치홈
250... 수용홈
300... 가이드 베어링
400... 가이드 로드
410... 제1 가이드 로드
420... 제2 가이드 로드
430... 스프링
1000... 리니어 모션 가이드 장치

Claims (8)

  1. 일방향으로 연장되며 양측에는 볼록하게 돌출되는 볼록 가이드부가 형성되는 가이드 레일; 및,
    상기 가이드 레일이 결합하는 가이드 홈이 형성되고 상기 가이드 홈의 양측에는 상기 볼록 가이드부에 상보적으로 결합되는 오목 가이드부가 각각 형성되어 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 블록을 포함하되,
    상기 슬라이딩 블록에는 상기 오목 가이드부로 탄성적으로 출몰하며 상기 일방향을 따라 연장되는 가이드 로드가 설치되고,
    상기 가이드 로드는 서로 분리된 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드로 구성되며, 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드 사이에는 탄성적으로 서로 밀어내기 위한 스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리니어 모션 가이드 장치를 횡단면에서 바라볼 때, 상기 가이드 로드는 상기 한 쌍의 오목 가이드부의 상부 및 하부에 형성되는 수용홈에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스프링과 상기 오목 가이드부 사이에서 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드의 경계면에는, 상기 오목 가이드부를 향해 벌어지는 노치가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수용홈은 원호형으로 형성되며, 상기 제1 가이드 로드와 제2 가이드 로드의 외주면은 상기 수용홈에 대응하도록 원호형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
  6. 제1항 또는 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 블록에 형성된 오목 가이드부의 상부 및 하부에는 상기 슬라이딩 블록의 이송방향 일측 및 타측에 각각 외주면이 상기 가이드 레일에 접촉하는 가이드 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리니어 모션 가이드 장치를 횡단면에서 바라볼 때, 2세트 이상의 가이드 베어링이 폭방향 중앙을 중심으로 좌우에 각각 대칭되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오목 가이드부의 하부에 배치되는 가이드 베어링은 상기 슬라이딩 블록의 하부에 형성된 제1 설치홈을 통해 설치되고, 상기 오목 가이드부의 상부에 배치되는 가이드 베어링은 상기 슬라이딩 블록의 하부에 형성된 제2 설치홈에 삽입된 상태에서 상기 슬라이딩 블록의 측면에 형성된 결합공을 통해 삽입된 결합봉에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드 장치.
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