KR200486785Y1 - 리니어 모션 모듈 - Google Patents

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KR200486785Y1
KR200486785Y1 KR2020170002078U KR20170002078U KR200486785Y1 KR 200486785 Y1 KR200486785 Y1 KR 200486785Y1 KR 2020170002078 U KR2020170002078 U KR 2020170002078U KR 20170002078 U KR20170002078 U KR 20170002078U KR 200486785 Y1 KR200486785 Y1 KR 200486785Y1
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Abstract

본 고안의 리니어 모션 모듈은 선형 레일, 스크류, 슬라이딩 블록 및 2개의 심압대를 포함한다. 선형 레일은 적어도 2개의 레일홈을 구비하고, 스크류는 선형 레일에 평행되게 설치된다. 슬라이딩 블록은 선형 레일에 슬라이딩되게 설치되고, 스크류는 슬라이딩 블록에 관통되게 설치된다. 슬라이딩 블록은 슬라이딩 블록 본체, 2개의 엔드캡 및 2개의 방진 어셈블리를 포함한다. 2개의 엔드캡은 슬라이딩 블록 본체의 양단부에 각기 설치된다. 2개의 방진 어셈블리는 각기 슬라이딩 블록 본체 및 2개의 엔드캡의 양측에 설치되고, 적어도 일부분은 선형 레일 위에 위치한다. 2개의 심압대는 각기 선형 레일의 양단부에 설치되고, 각 심압대는 적어도 2개의 위치 결정핀을 구비하고, 각 위치 결정핀은 상응한 각 레일홈에 설치된다.

Description

리니어 모션 모듈{LINEAR MOTION MODULE}
본 고안은 리니어 모션 모듈에 관한 것이고, 특히 심압대 배치용 위치 결정핀의 리니어 모션 모듈에 관한 것이다.
리니어 모션 모듈은 선형 레일, 슬라이딩 블록 및 복수 개의 스틸 볼로 구성된다. 선형 레일은 적어도 2개의 레일홈을 구비하고, 스크류는 2개의 심압대에 설치되며, 선형 레일 위에 평형되게 설치된다. 선형 레일과 스크류의 결합을 통하여, 스틸 볼을 이용하여 순환 통로에서 지속적으로 롤링하고, 스크류의 회동을 리니어 모션로 전환시켜 슬라이딩 블록 및 그 위의 기구를 연동시켜 선형 레일을 따라 이동시킨다. 리니어 모션 모듈은 고정밀도의 가공 공정에 많이 응용됨으로, 작업의 안정과 원활을 유지하는 여부가 리니어 모션 모듈의 품질을 측정하는 기본 요구로 된다.
기존의 리니어 모션 모듈은 복수 개의 나사를 사용하여 심압대를 선형 레일의 양단부에 잠금 고정하여, 심압대 사이에 설치되는 스크류와 선형 레일 위의 레일홈 간의 콜리메이션(collimation)을 유지하도록 하지만, 일반적인 나사와 상응한 나사홀의 공차 범위는 0.2mm~1mm 사이로서, 각 어셈블리가 조립된 후의 콜리메이션은 비교적 큰 오차를 구비한다. 슬라이딩 블록이 선형 레일 위에서 직선 왕복 운동을 진행할 경우, 이는 슬라이딩 블록 운동의 스크류와 2개의 레일홈 사이의 콜리메이션을 연동시켜 슬라이딩 블록 운동의 안정과 원활에 영향울 주고, 스크류와 2개의 레일홈 사이에 경사가 발생하면, 슬라이딩 블록은 왕복 운동의 진행 경로에서 선형 레일 및 스크류와 충돌이 발생하여, 슬라이딩 블록이 고속 운동과정에서 멈춤, 격렬한 진동 또는 안정성 소실 현상이 발생하여, 관련 어셈블리의 아주 큰 손실을 초래한다.
따라서, 리니어 모션 모듈을 조립할 경우, 스크류와 레일홈 사이의 콜리메이션을 최적화시키는 것이 현재 가장 중요한 과제 중의 하나이다.
상기 과제를 감안하면, 본 고안의 목적은, 각 심압대가 적어도 2개의 위치 결정핀을 구비하고, 각 위치 결정핀은 상응한 각 레일홈에 걸림 고정되며, 그 허용 공차가 나사 및 심압대 위에서 선형 레일 위의 나사홀과의 허용 공차보다 작은 리니어 모션 모듈을 제공하는 것이다. 기타 구조에 영향을 주지 않는 전재하에서, 심압대와 선형 레일의 조립 오차를 감소시켜, 스크류와 레일홈 사이의 콜리메이션을 확보한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 리니어 모션 모듈은 선형 레일, 스크류, 슬라이딩 블록 및 2개의 심압대를 포함한다. 선형 레일은 적어도 2개의 레일홈을 구비하고, 스크류는 선형 레일에 평행되게 설치된다. 슬라이딩 블록은 선형 레일에 슬라이딩되게 설치되고, 스크류는 슬라이딩 블록에 관통되게 설치된다. 슬라이딩 블록은 슬라이딩 블록 본체, 2개의 엔드캡 및 2개의 방진 어셈블리를 포함한다. 2개의 엔드캡은 각기 슬라이딩 블록 본체의 양단부에 설치된다. 2개의 방진 어셈블리는 각기 슬라이딩 블록 본체 및 2개의 엔드캡의 양측에 설치되고, 또한 적어도 일부는 선형 레일 위에 위치한다. 2개의 심압대는 각기 선형 레일의 양단부에 설치되고, 각 심압대는 적어도 2개의 위치 결정핀을 구비하고, 그 중의 각 위치 결정핀은 상응한 각 레일홈에 설치된다.
일 실시예에서, 각 위치 결정핀은 각 레일홈에 걸림 고정되고, 각 위치 결정핀의 장축 방향은 각 레일홈의 장축 방향과 평행된다.
일 실시예에서, 각 위치 결정핀과 상응한 각 레일홈의 홈면은 동심이다.
일 실시예에서, 상기 위치 결정핀들과 상응한 상기 레일홈들의 양단부는 결합되고, 허용 공차는 0~0.02mm이다.
일 실시예에서, 상기 각 심압대는 베어링 안착홀을 더 구비하고, 스크류의 양단부는 각기 베어링에 잠금 고정되며, 베어링과 상응한 베어링 안착홀은 억지 끼워맞춤되고, 허용 공차는 0~0.02mm이다.
일 실시예에서, 각 심압대와 상기 위치 결정핀들은 일체화 성형된다.
일 실시예에서, 각 심압대는 적어도 2개의 고정홀을 구비하고, 각 고정홀과 상응한 각 위치 결정핀은 억지 끼워맞춤된다.
일 실시예에서, 각 심압대는 적어도 하나의 제1 나사홀을 구비하고, 선형 레일의 양단부는 각기 적어도 하나의 제2 나사홀을 구비하며, 적어도 하나의 나사는 제1 나사홀 및 제2 나사홀을 관통되게 설치되어, 각 심압대는 선형 레일의 양단부에 잠금 설치된다.
일 실시예에서, 상기 레일홈들의 홈면은 고딕형 아크(Gothic arc)이다.
일 실시예에서, 상기 리니어 모션 모듈은 모터 및 모터 고정 마운트를 구비하는 동력 모듈을 더 포함하고, 여기서 모터 고정 마운트는 심압대와 연결되며, 모터 고정 마운트와 심압대는 일체화 성형된다.
전술한 바와 같이, 본 고안의 리니어 모션 모듈은, 위치 결정핀과 레일홈 사이의 허용 공차가 조립 나사 및 나사홀 사이의 허용 공차보다 작은 것을 통하여, 심압대와 선형 레일의 조립 오차의 감소를 달성하여, 스크류와 레일홈 사이의 바람직한 콜리메이션을 제공한다. 일반적인 리니어 모션 모듈과 비교하면, 위치 결정핀은 스크류와 레일홈 사이의 콜리메이션을 최적화하여, 슬라이딩 블록의 왕복 운동과정의 안정과 원활을 확보할 수 있다.
도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 리니어 모션 모듈의 입체 모식도이다.
도2는 도1에 도시된 리니어 모션 모듈의 분해 모식도이다.
도3a는 본 고안의 일 실시예의 위치 결정핀과 레일홈의 모식도이다.
도3b 및 도3c는 본 고안의 바람직한 실시예의 리니어 모션 모듈의 부분 조립 모식도이다.
도3d는 본 고안의 일 실시예의 심압대와 위치 결정핀이 일체화 성형됨을 보여주는 모식도이다.
도4는 도1에 도시된 리니어 모션 모듈의 A-A’라인에 따른 단면도이다.
도5는 본 고안의 일 실시예의 모터 고정 마운트와 심압대가 일체화 성형됨을 보여주는 모식도이다.
이하 관련 도면을 참조하여, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 리니어 모션 모듈을 설명하고, 여기서 동일한 구성요소는 동일한 부호로 설명한다.
도1, 도2, 도3a 내지 3c 및 도4를 함께 참조하면, 도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 리니어 모션 모듈의 입체 모식도이고, 도2는 도1에 도시된 리니어 모션 모듈의 분해 모식도이며, 도3a는 본 고안의 일 실시예의 위치 결정핀과 레일홈의 모식도이고, 도3b 및 도3c는 본 고안의 바람직한 실시예의 리니어 모션 모듈의 부분 조립 모식도이며, 도3d는 본 고안의 일 실시예의 심압대와 위치 결정핀이 일체화 성형됨을 보여주는 모식도이고, 도4는 도1에 도시된 리니어 모션 모듈의 A-A’라인에 따른 단면도이다.
본 고안은 선형 레일(1), 스크류(2), 슬라이딩 블록(3) 및 2개의 심압대(4)를 포함하는 리니어 모션 모듈(L)을 제공한다. 선형 레일(1)은 적어도 2개의 레일홈(11)을 포함하고, 스크류(2)는 선형 레일(1)에 평행되게 설치된다. 슬라이딩 블록(3)은 선형 레일(1)에 슬라이딩되게 설치되고, 스크류(2)는 슬라이딩 블록(3)에 관통되게 설치된다. 슬라이딩 블록(3)은 슬라이딩 블록 본체(31), 2개의 엔드캡(32) 및 2개의 방진 어셈블리(33)를 포함한다. 2개의 엔드캡(32)은 각기 슬라이딩 블록 본체(31)의 양단부에 설치된다. 2개의 방진 어셈블리(33)는 각기 슬라이딩 블록 본체(31) 및 2개의 엔드캡(32)의 양측에 설치되고, 또한 적어도 일부분이 선형 레일(1) 위에 위치한다. 스크류(2)의 양단은 각기 2개의 심압대(4) 사이에 설치되고, 2개의 심압대(4)는 나사(S)를 이용하여 각기 선형 레일(1)의 양단부(E1, E2)에 설치되며, 각 심압대(4)는 적어도 2개의 위치 결정핀(41)을 구비하고, 여기서 각 위치 결정핀(41)은 상응한 각 레일홈(11)에 설치된다.
도3a 내지 도3c에 도시된 바와 같이, 각 심압대(4)는 적어도 2개의 고정홀(42)을 구비하고, 각 고정홀(42)과 상응한 각 위치 결정핀(41)의 접합 방식은 억지 끼워맞춤이다. 심압대(4)는 적어도 하나의 제1 나사홀(O1)을 구비하고, 2개의 선형 레일(1)의 양단(P1, P2)은 적어도 하나의 제2 나사홀(O2)을 구비하며, 적어도 하나의 나사(S)는 제1 나사홀(O1) 및 제2 나사홀(O2)에 관통되게 설치되어, 각 심압대(4)는 선형 레일(1)의 양단부(E1, E2)에 잠금 설치된다.
심압대(4)와 선형 레일(1)을 조립할 경우, 심압대(4) 위의 각 위치 결정핀(41)의 장축 방향(MA41)은 선형 레일(1) 위의 각 레일홈(11)의 장축 방향(MA11)과 평행되고, 각 위치 결정핀(41)은 각 레일홈(11)의 양단부(P1, P2)에 걸림 고정되며, 각 위치 결정핀(41)과 각 레일홈(11)의 양단부(P1, P2)의 허용 공차는 0.02mm보다 작다. 이들의 허용 공차는 고립 나사(S) 및 제1 나사홀(O1)과 제2 나사홀(O2) 사이의 허용 공차보다 작아, 심압대(4)와 선형 레일(1)의 조립 정밀도를 확보할 수 있어, 스크류와 레일홈 사이에 바람직한 콜리메이션이 구비되도록 한다.
도3b 및 도3c에 도시된 바와 같이, 각 나사(S)는 심압대(4) 위의 각 제1 나사홀(O1) 및 선형 레일(1) 위의 각 제2 나사홀(O2)에 관통되게 설치되고, 각 나사(S)와 각 제1 나사홀(O1) 및 각 제2 나사홀(O2) 사이의 공차 범위는 0.2mm~1mm 사이이다. 본 실시예 중의 심압대(4) 상의 각 위치 결정핀(41)은 선형 레일(1) 위의 각 레일홈(11)에 걸림 고정되고, 이들의 허용 공차는 0.02mm보다 작으며, 각 나사(S)와 각 제1 나사홀(O1) 및 각 제2 나사홀(O2) 사이의 공차 범위보다 훨씬 작다. 따라서, 각 나사(S)가 심압대(4) 위의 각 제1 나사홀(O1) 및 선형 레일(1) 위의 각 제2 나사홀(O2)에 관통되게 설치될 경우, 각 위치 결정핀(41)과 각 레일홈(11)의 결합은 바람직한 위치 결정 효과를 제공하고, 각 나사(S)의 장축 방향(MAS) 및 잠금 고정 방향, 각 위치 결정핀(41)의 장축 방향(MA41)과 각 레일홈(11)의 장축 방향(MA11) 사이에 바람직한 콜리메이션을 구비하도록 확보한다.
도2 내지 도3c에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 각 심압대(4)는 베어링 안착홀(OB1, OB2)을 더 구비하고, 스크류(2)의 양단부는 각기 베어링(B1, B2)에 잠금 고정되며, 각 베어링(B1, B2)과 상응한 각 베어링 안착홀(OB1, OB2)은 억지 끼워맞춤되고, 각 베어링(B1, B2)과 상응한 각 베어링 안착홀(OB1, OB2)의 허용 공차는 0~0.02mm이다. 스크류(2)의 양단부를 통하여 각 베어링(B1, B2)과 함께 각 심압대(4) 사이에 설치되어, 스크류(2)를 안착할 때에 경사 현상이 쉽게 발생하지 않도록 하여, 스크류(2)와 선형 레일(1)의 레일홈(11) 사이의 콜리메이션을 확보할 수 있다.
따라서, 각 위치 결정핀(41)의 장축 방향(MA41), 각 레일홈(11)의 장축 방향(MA11) 및 나사(S)의 장축 방향(MAS)의 잠금 고정 방향을 서로 평행되도록 하여, 스크류(2)의 장축 방향(MA2)이 각 레일홈(11)의 장축 방향(MA11)과 평행되도록 확보할 수 있어, 슬라이딩 블록(3)이 왕복 운동할 경우, 스크류(2) 및 레일홈(11) 사이에 경사가 발생하여 선형 레일(1) 및 스크류(2)가 충돌하는 것을 방지한다.
조립에 있어서, 각 위치 결정핀(41)과 레일홈(11) 사이의 비교적 작은 허용 공차를 통하여, 심압대(4)와 선형 레일(1)의 조립 오차를 감소시키고, 다시 각 베어링(B1, B2)과 각 베어링 안착홀(OB1, OB2) 사이의 비교적 작은 허용 공차를 통하여, 스크류(2)가 안착될 때에 경사가 쉽게 발생하지 않도록 하며, 또한 슬라이딩 블록의 왕복 운동 때의 안정과 원활을 확보한다.
도3b 및 도4에 도시된 바와 같이, 스크류(2)의 장축 방향(MA2)과 각 레일홈(11)의 장축 방향(MA11) 사이의 콜리메이션을 확보하기 위하여, 서로 평행되는 외에, 각 위치 결정핀(41)과 상응한 상기 각 레일홈(11)의 홈면(111)이 동심이거나, 또는 도4에 도시된 바와 같이 선형 레일(1) 위의 상기 레일홈(11)들의 홈면(111)을 고딕형 아크로 설계하도록 더 한정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 위치 결정핀(41)들의 재료는 철, 강 또는 기타 강성이 유사한 금속 또는 합금인 것이 바람직하다. 도3d에 도시된 바와 같이, 각 심압대(4)와 상기 위치 결정핀(41)들은 일체화 성형의 구조일 수 있다. 도3d에서 도면의 간결을 위하여 베어링(B1)을 생략한다.
도1, 도2 및 도5에 도시된 바와 같이, 리니어 모션 모듈(L)은 동력 모듈(5)을 더 포함하고, 동력 모듈(5)은 모터 고정 마운트(51) 및 모터(미도시)를 구비한다. 스크류(2)의 일단부는 모터와 연결되고, 모터가 회동할 경우, 스크류(2)를 연동하여 회동 운동시키고, 선형 레일(1)과 스크류(2)의 결합을 통하여, 스크류(2)의 회동을 선형 운동으로 전환시켜 슬라이딩 블록(3)을 연동시켜 선형 레일(1)을 따라 왕복 운동하도록 할 수 있다. 본 실시예에서, 모터 고정 마운트(51)와 심압대(4)는 연결되고, 모터 고정 마운트(51)와 심압대(4)는 일체화 성형이다. 심압대(4)는 적어도 2개의 고정홀(42)을 구비하고, 각 고정홀(42)과 상응한 각 위치 결정핀(41)의 접합 방식은 억지 끼워맞춤이다.
상기 내용을 종합해 보면, 본 고안의 리니어 모션 모듈은, 위치 결정핀과 레일홈 사이의 비교적 작은 허용 공차를 통하여, 심압대와 선형 레일의 조립 오차를 감소시키고, 다시 각 베어링과 각 베어링 안착홀 사이의 비교적 작은 허용 공차를 통하여, 스크류를 조립할 때에 경사가 쉽게 발생하지 않도록 한다. 기존의 방법과 비교해 보면, 단지 나사 및 나사홀에 의존하여 조립하고, 본 고안은 더 정밀하고 안정한 콜리메이션을 제공하여, 나사 및 나사홀을 안착할 경우 경사가 쉽게 발생하지 않으며, 슬라이딩 블록의 왕복 운동 과정의 안정과 원활을 더 확보할 수 있다.
이상의 설명은 단지 예시적인 것이고, 한정적인 것이 아니다. 본 고안의 정신과 범위를 벗어나지 않은 한, 본 고안에 대한 등가적 보정 또는 변경은 모두 후술되는 특허청구범위에 속한다.
1:선형 레일 11:레일홈 111:홈면
2:스크류 3:슬라이딩 블록 31:슬라이딩 블록 본체
32:엔드캡 33:방진 어셈블리 331:고정구
332:방진구 4:심압대 41:위치 결정핀
42:고정홀 5:동력 모듈 51:모터 고정 마운트
L:리니어 모션 모듈 E1, E2:(선형 레일의) 단부
P1, P2:(레일홈의) 단부 MA11:레일홈의 장축 방향
MA2:스크류의 장축 방향 MA41:위치 결정핀의 장축 방향
MAS:나사의 장축 방향 A-A’ :라인
B1, B2:베어링 OB1, OB2:베어링 안착홀
O1:제1 나사홀 O2:제2 나사홀
S:나사

Claims (10)

  1. 적어도 2개의 레일홈을 구비하는 선형 레일;
    상기 선형 레일에 평행되게 설치되는 스크류;
    상기 선형 레일에 슬라이딩되게 설치되고, 상기 스크류가 관통되게 설치되는 슬라이딩 블록; 및
    상기 선형 레일의 양단부에 설치되고, 상응하는 레일홈에 각각 걸림 고정되는 적어도 2개의 위치 결정핀을 포함하는 2개의 심압대를 포함하고,
    상기 슬라이딩 블록은,
    슬라이딩 블록 본체;
    상기 슬라이딩 블록 본체의 양단부에 설치되는 2개의 엔드캡; 및
    상기 슬라이딩 블록 본체 및 엔드캡의 양측에 설치되고, 적어도 일부분이 상기 선형 레일 위에 위치하는 2개의 방진 어셈블리를 포함하며,
    각각의 심압대는 적어도 하나의 제1 나사홀을 구비하고, 상기 선형 레일의 양단부는 각각 적어도 하나의 제2 나사홀을 구비하며, 적어도 하나의 나사는 제1 나사홀 및 제2 나사홀에 관통되게 설치되어, 각각의 심압대가 상기 양단부에 잠금 고정되고, 상기 위치 결정핀과 레일홈 사이의 허용 공차는 조립 나사 및 나사홀 사이의 허용 공차보다 작은 리니어 모션 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 위치 결정핀의 장축 방향은 각각의 레일홈의 장축 방향과 평행되는 리니어 모션 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 위치 결정핀과 상응하는 각각의 레일홈의 홈면이 동심인 리니어 모션 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 위치 결정핀과 상응하는 레일홈의 양단부는 결합되고, 허용 공차는 0~0.02mm인 리니어 모션 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 심압대는 베어링 안착홀을 더 포함하고, 상기 스크류의 양단부는 각각 베어링에 잠금 고정되며, 상기 베어링과 상응하는 상기 베어링 안착홀은 억지 끼워맞춤(interference fit)되고, 허용 공차는 0~0.02mm인 리니어 모션 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 각각의 심압대와 위치 결정핀은 일체화 성형되는 리니어 모션 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 각각의 심압대는 적어도 2개의 고정홀을 구비하고, 각각의고정홀과 상응하는 각각의 위치 결정핀은 억지 끼워맞춤되는 리니어 모션 모듈.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 레일홈의 홈면은 고딕형 아크(Gothic arc)인 리니어 모션 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 모터 및 모터 고정 마운트를 구비하는 동력 모듈을 더 포함하고, 상기 모터 고정 마운트는 심압대와 연결되며, 상기 모터 고정 마운트와 심압대는 일체화 성형되는 리니어 모션 모듈.
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