KR20120033130A - 다층구조 트랙장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층구조 트랙장치에 대한 것으로 더욱 상세하게는 롤러를 포함하는 이동자를 중앙에 두고 트랙을 롤러의 양측면에 설치하여 높은 정밀도를 유지하면서도 고속으로 이동이 가능하며, 지지하중이 높고 소음과 진동을 현저히 저감시킨 다층구조 트랙장치에 대한 것이다.
본 발명의 다층구조 트랙장치는 적어도 2 이상의 롤러를 포함하되 상기 롤러가 층구조로 이루어진 이동자와, 상기 이동자의 각 층에 대응하는 가이드를 포함하는 트랙유닛을 포함하되, 상기 가이드는 상기 롤러를 사이에 두고 양 측면에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다층구조 트랙장치에 따르면 고속으로 이동하면서도 높은 정밀도를 유지할 수 있고 소음과 진동을 현저히 저감할 수 있으며 내구도가 뛰어나고 유지 보수가 용이한 효과가 있다.

Description

다층구조 트랙장치{Track apparatus with multi-layer structure}

본 발명은 트랙장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 이동자를 원하는 패턴으로 이송하기위해 직선 또는 곡선 형상의 가이드 레일을 적절히 연결하여 왕복 또는 순환구조를 형성한 후 형성된 가이드 레일에 롤러를 포함하는 이동자를 설치한 후 능동 또는 피동 방식으로 이동자를 구동하여 소정의 물품을 이송하는 트랙장치에 대한 것이다.

일반적으로 트랙장치는 소정의 물품을 원하는 시간, 원하는 위치로 이송하는데 사용되는 장치로서 가이드레일과 가이드레일에 설치되는 이동자로 구성되고 이동자를 피동 또는 능동 방식으로 구동하여 이송하는 장치이다.

이러한 트랙장치는 공장 등에서 제조공정의 자동화를 위해 사용되거나 넓게는 철로로 이동하는 기차나 물품의 이동에 통상적으로 사용되는 컨베이어 벨트도 트랙장치의 일종이다.

트랙장치는 그 사용처에 따라 정밀도 및 이동속도가 매우 다양하며 골재, 물품 등의 이송에 사용되는 컨베이어 벨트의 경우 통상 일정한 속도로 이동하며 고속이동 및 이송 정밀도가 필요하지 않지만 반도체 웨이퍼, 광학기구의 이송에는 높은 정밀도가 요구되고 경우에 따라서는 고속 이송이 필요한 경우도 있다.

하지만 종래의 트랙장치는 그 구조상 고속으로 이동하면서도 높은 정밀도를 유지할 수 없는 문제가 있으며, 특히 중앙에 가이드레일을 설치하고 가이드레일 양쪽에 롤러를 배치하여 가이드레일을 따라 이동하도록 구성되는 트랙장치의 경우 가이드레일에 롤러가 단단히 고정되는 경우 이송의 정밀도는 보장할 수 있으나 고속으로 이송하기가 어렵고 가이드레일 및 롤러의 마모가 심해지는 문제가 있으며, 반대의 경우 고속이송은 가능하나 소음 및 진동이 심하고 필요한 정밀도를 충족시킬 수 없는 문제가 있다.

또한, 직선부와 곡선부가 모두 필요한 이송패턴의 경우 직선부에서 곡선부로 이동하거나 곡선부에서 직선부로 이동하는 경우 내측 롤러와 외측 롤러의 곡률반경이 상이하여 가이드레일과 롤러부가 접촉과 떨어짐을 반복하여 소음이 심하게 발생하거나 가이드레일의 마모가 심해 유지 보수가 어렵고 가이드레일 및 롤러의 교체주기가 짧아지는 문제가 있다. 도 5는 종래의 트랙장치를 도시한 도면으로 이동자가 직선부와 곡선부 사이를 이동할 경우 내외측의 곡률반경의 차이에 의해 들뜸(D)가 발생하는 것을 나타낸 것이다.

또한, 가이드레일과 이송할 수 있는 하중에 제한이 있어 범용적인 사용이 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 롤러를 중앙에 마련하고 트랙을 롤러의 양측에 마련하여 충분한 이송하중을 가지며, 높은 정밀도를 유지하면서도 고속으로 이송할 수 있고, 직선과 곡선 사이의 이동에도 안정되고 부드러운 이동이 가능한 다층구조 트랙장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다층구조 트랙장치는 적어도 2 이상의 롤러를 포함하되 상기 롤러가 층구조로 이루어진 이동자와, 상기 이동자의 각 층에 대응하는 가이드를 포함하는 트랙유닛을 포함하되, 상기 가이드는 상기 롤러를 사이에 두고 양 측면에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트랙유닛은 상기 롤러의 상부 또는 하부에서 상기 양 측면에 위치한 가이드를 연결하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드와 연결부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드는 각각 대응되는 롤러와 양 측면 중 어느 한 측면에서만 롤러와 접촉하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드는 상기 층구조로 이루어진 롤러의 양 측을 교번하여 접촉하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트랙유닛은 직선부와 곡선부를 포함하여 순환구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 순환구조의 트랙유닛은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드에는 각각 대응하는 롤러를 가이드하기 위한 단차부 또는 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러는 하층부로 갈수록 그 직경이 점진적으로 감소하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동자는 2개의 층구조로 이루어진 롤러를 포함하되, 상기 2개의 층구조로 이루어진 롤러는 상기 이동자의 진행방향과 나란히 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동자는 상기 층구조로 이루어진 롤러를 관통하는 축부재를 더 포함하고, 상기 롤러는 상기 축부재에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축부재는 원통형상으로 이루어지되, 각 롤러가 설치되는 부분의 회전 중심이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러는 3층으로 이루어지고, 원통형상으로 이루어진 상기 축부재에서 중간층의 롤러가 설치되는 부분의 회전중심은 동일한 회전중심을 갖는 그 이외 층의 회전중심과 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러는 동일한 축을 중심으로 회전하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하되, 인접하는 롤러간의 회전방향이 서로 반대가 되도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 높은 정밀도를 유지하면서 고속으로 이동할 수 있는 효과가 있다.

또한, 직선과 곡선 사이의 이송을 안정적이면서도 부드럽게 이동할 수 있는 효과가 있다.

또한, 높은 지지하중을 가지면서도 내구성이 뛰어나고 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 롤러 또는 트랙의 마모에 따른 정밀도 저하를 손쉽게 보정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 트랙장치의 절단면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 트랙장치에서 롤러가 3층으로 된 트랙장치의 절단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 트랙장치에서 직선부와 곡선부가 일체형으로 형성된 트랙유닛을 도시한 평면도이고,
도 4a, 4b, 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 트랙장치에서 회전중심이 다르게 배치된 롤러를 도시한 입체도, 정면도, 평면도면이고,
도 5는 종래의 트랙장치를 나타낸 도면이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다층구조 트랙장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 트랙장치의 절단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다층구조 트랙장치에서 롤러가 3층으로 된 트랙장치의 절단면도이다.

본 발명의 다층구조 트랙장치는 적어도 2 이상의 롤러(210, 220, 230)를 포함하되, 2 이상의 롤러(210, 220, 230)가 층구조로 이루어진 이동자(200)와 층구조로 이루어진 롤러(210, 220, 230)의 각 층에 대응하는 가이드(110, 120)를 포함하는 트랙유닛(100)을 포함하여 이루어진다.

트랙유닛(100)의 가이드(110, 120)는 층구조로 이루어진 롤러(210, 220, 230)를 사이에 두고 롤러의 양 측에 위치한다. 층구조로 이루어진 롤러(210, 220, 230)는 양 측에 위치한 가이드(110, 120)를 따라 이동하게 된다. 롤러를 원하는 경로로 유도하기 위해 가이드(110, 120)에는 롤러의 각 층에 대응하는 단차부(115, 125) 또는 홈부가 형성되어 있고, 각 층의 롤러(210, 220, 230)는 가이드에 형성된 각 층의 롤러(210, 220, 230)에 대응되는 단차부(115, 125)를 따라서 이동하게 된다. 도 1 또는 도 2에는 가이드에 단차부가 형성된 예가 도시되어 있지만 가공 및 조립의 어려움은 있겠지만 단차부 대신 각 층에 대응하는 홈부를 형성하여도 무관하고 홈을 형성하는 경우 보다 정밀한 가이드가 가능하고 이동자(200)에 편중된 하중이 가해지거나 원심력 등에 의한 롤링을 좀 더 확실하게 방지할 수 있는 장점이 있다. 이러한 홈부는 V 형태로 형성한다면 보다 확실한 밀착과 진동 및 소음을 저감할 수 있고 보다 고속으로 이송할 수 있는 장점이 있지만 다른 형태보다 가공이 어려운 단점은 있다. 도 3의 A-A 단면도에는 가이드를 위한 홈부(145)의 일례가 도시되어 있다.

롤러의 양측에 위치하는 가이드(110, 120)에는 롤러의 각층에 대응하는 단차부 또는 홈부를 포함하고, 각 층의 롤러는 대응하는 가이드(110, 120)의 단차부 또는 홈부와 접촉한다. 롤러가 중앙에 있고 양측에 가이드(110, 120)가 위치하기 때문에 롤러의 회전을 위해서 롤러는 어느 한 측면의 가이드와만 접촉하게 된다. 도 1에서는 1층의 롤러(210)와 왼쪽의 가이드(110)에 형성된 단차(115)와 접촉하고, 2층의 롤러(220)는 오른쪽의 가이드(120)에 형성된 단차(125)와 접촉한다. 3층의 롤러가 도시된 도 2에서는 3층의 롤러(230)가 왼쪽의 가이드(110)에 형성된 단차(135)와 접촉하게 된다. 이런식으로 층구조로 이루어진 롤러들은 양 측면에 위치한 가이드 중 어느 한쪽 측면과 접촉하며 층구조로 이루어진 롤러들이 교번하여 양 측면의 가이드를 번갈아 가며 접촉하는 것이 보다 안정적인 구조를 형성하게 되고 이동자(200)에 가해진 하중을 분산하는 효과가 있게 된다. 보다 바람직하게는 3층 이상으로 롤러를 구성하는 것이 롤러와 가이드를 밀착시키도록 가이드 양측으로 힘을 줄 수 있게 되고 어느 한 측면에서 2점 접촉이 이루어짐에 따라 회전하려는 모멘텀이 생기는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서 보다 확실한 밀착이 가능함에 따라 빠른 속도에서도 정밀한 이송이 가능하고 소음 및 이동에 따라 발생할 수 있는 이동자(200)의 출렁임을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.

트랙유닛(100)은 양 측면에 위치하는 가이드(110, 120)를 연결하는 연결부(130)를 더 포함할 수 있다. 연결부(130)는 양 측면의 가이드(110, 120)를 고정하는 기능을 수행하며 롤러의 상부 또는 하부에서 양 측면의 가이드를 연결 고정한다. 연결부(130) 없이 가이드를 직접 고정할 수도 있지만 롤러의 이송에 따라 가이드가 벌어질 수 있고 가이드가 벌어지는 경우 정밀도 및 소음 진동이 커질 수 있는 단점이 있다. 연결부(130)를 통해서 가이드의 벌어짐을 보다 확실하게 방지할 수 있으며 가이드(110, 120)와 연결부(130)를 일체형으로 형성한다면 보다 확실한 벌어짐 방지 효과를 볼 수 있다. 연결부(130)는 롤러의 상부 또는 하부에 위치할 수 있는데 이는 이동자(200)를 통해 이송하려는 물품이 이동자(200)의 상부에 위치할 수도 있고 하부에 위치할 수도 있기 때문이며 물품의 이동과의 간섭이 없는 위치에 마련하기 위함이다.

트랙유닛(100)은 트랙이 설치되는 환경에 따라 직선부 및 곡선부를 모두 포함할 수 있으며 직선부와 곡선부를 별도로 제작한 후 연결하여 설치할 수도 있지만 자연스럽고 부드러운 이송을 위해 직선부와 곡선부를 도 3과 같이 일체형으로 제작할 수도 있다. 도 3에 도시된 일체형을 제작된 트랙유닛(100)은 곡선부와 직선부 사이의 연결조립에 의한 공차가 없어 소음, 진동이 없는 장점이 있지만 가공이 어렵고 어느 부분에 이상이 생기더라도 전체를 교체해야하는 단점이 있다.

층구조로 이루어진 롤러(210, 220, 230)에는 롤러들을 관통하는 축부재(250)를 이용하여 롤러를 고정하는 것이 바람직하다. 물론 롤러와 롤러 사이에 스페이서 등 연결부재를 이용하여 고정할 수도 있지만 축부재(250)에 롤러들을 끼우고 상하에서 고정하는 것이 롤러의 원활한 움직임을 보장하고 가이드의 양 측면을 교번하며 접촉하는 구조상 발생할 수 있는 롤링 모멘텀을 보다 확실하게 방지할 수 있고 구조가 간단해지는 효과가 있다.

축부재(250)는 단면이 원형이든 다각형이든 기본적으로 롤러를 관통하는 기둥형상으로 제작하는 것이 바람직하나 원통형상으로 하는 것이 롤러가 회전하기 위해 필요한 베어링의 내륜형상과 일치하므로 구조가 간단한 이점이 있다.

축부재(250)를 통해 고정되든 개별적으로 연결되든 롤러들은 동일한 회전중심을 가지고 회전하도록 할 수 있다. 동일한 회전중심을 가지고 회전하도록 롤러를 고정한다면 회전중심이 다를 때 발생할 수 있는 상하 롤링 모멘텀을 방지할 수 있고 원활하고도 부드러운 이송이 가능한 이점이 있다.

다만, 동일한 회전중심을 갖고 회전하도록 한다면 상당 기간 이송 후에는 롤러와 가이드와의 마찰 등에 의해 가이드와의 이격이 생길 경우 이를 조정하기가 어려운 단점은 있다. 하지만 롤러를 3층 이상으로 하고 축부재를 도 4에 도시된 것과 같이 어느 층의 회전중심이 다르도록 편심된 원통형상으로 만든 경우 축부재(250)를 회전시키는 것만으로도 가이드와의 밀착도를 조절할 수 있게 되므로 초기 설치 시 뿐만 아니라 마찰 등에 의해 이격이 발생한 경우에도 손쉽게 롤러와 가이드의 밀착도를 조절할 수 있게 된다. 즉, 도 4와 같이 중간층(254)의 회전중심(B)이 1, 3층 롤러(252, 256)의 회전중심(A)과 다르도록 한다면 각 롤러의 회전중심이 양쪽 가이드를 연결한 선분에 평행하게 위치한 경우 각 롤러의 좌우편차가 가장 커지고 선분에 수직하게 위치한 경우 좌우편차가 가장 작아지게 되므로 축부재(250)를 회전시키는 것만으로도 롤러와 가이드의 밀착도를 손쉽게 조절할 수 있게 된다. 물론 롤러의 층수를 4층 이상으로 하고 각 롤러의 회전중심을 적절히 편심되게 설계한다면 더욱 정밀하게 롤러간의 좌우 편차를 조절할 수 있게 된다.

롤러들은 인접하는 롤러 사이에 회전방향이 서로 반대가 되도록 배열한다면 더욱 안정적인 구조로 이동자가 이송할 수 있게 되고 보다 안정적으로 하중을 분산할 수 있는 효과가 있다.

롤러의 상부에는 물품의 종류에 따라 물품을 이송할 수 있는 크기로 이동자 판(240)을 더 포함할 수 있다. 물품을 어느 쪽으로 이송하느냐에 따라 롤러의 상부에 위치할 수도 있고, 롤러의 하부에 위치할 수도 있으며 가이드를 연결하는 연결부와 대향된 위치에 마련된다.

층구조로 이루어진 롤러 세트는 하나만 마련하여도 무방하지만 더욱 안정적인 이송을 위해 2세트로 마련하는 것이 바람직하며 2세트의 층구조로 이루어진 롤러는 이동자의 진행방향과 나란히 위치하도록 배열하는 것이 원활한 이송 및 안정적인 이동이 가능한 장점이 있다.

트랙유닛 : 100 가이드 : 110, 120
연결부 : 130 이동자 : 200
롤러 : 210, 220, 230 이동자판 : 240
축부재 : 250

Claims (15)

1. 적어도 2 이상의 롤러를 포함하되 상기 롤러가 층구조로 이루어진 이동자와,
   상기 이동자의 각 층에 대응하는 가이드를 포함하는 트랙유닛을 포함하되,
   상기 가이드는 상기 롤러를 사이에 두고 양 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 트랙장치.
   
2. 청구항 1에서,
   상기 트랙유닛은 상기 롤러의 상부 또는 하부에서 상기 양 측면에 위치한 가이드를 연결하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
3. 청구항 2에서,
   상기 가이드와 연결부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
4. 청구항 1에서,
   상기 가이드는 각각 대응되는 롤러와 양 측면 중 어느 한 측면에서만 롤러와 접촉하는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
5. 청구항 4에서,
   상기 가이드는 상기 층구조로 이루어진 롤러의 양 측을 교번하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
6. 청구항 1에서,
   상기 트랙유닛은 직선부와 곡선부를 포함하여 순환구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
7. 청구항 6에서,
   상기 순환구조의 트랙유닛은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
8. 청구항 1에서,
   상기 가이드에는 각각 대응하는 롤러를 가이드하기 위한 단차부 또는 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
9. 청구항 1에서,
   상기 롤러는 하층부로 갈수록 그 직경이 점진적으로 감소하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
   
10. 청구항 1에서,
    상기 이동자는 2개의 층구조로 이루어진 롤러를 포함하되,
    상기 2개의 층구조로 이루어진 롤러는 상기 이동자의 진행방향과 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
    
11. 청구항 1에서,
    상기 이동자는 상기 층구조로 이루어진 롤러를 관통하는 축부재를 더 포함하고,
    상기 롤러는 상기 축부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
    
12. 청구항 11에서,
    상기 축부재는 원통형상으로 이루어지되, 각 롤러가 설치되는 부분의 회전 중심이 서로 다른 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
    
13. 청구항 11에서,
    상기 롤러는 3층으로 이루어지고,
    원통형상으로 이루어진 상기 축부재에서 중간층의 롤러가 설치되는 부분의 회전중심은 동일한 회전중심을 갖는 그 이외 층의 회전중심과 다른 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
    
14. 청구항 1에서,
    상기 롤러는 동일한 축을 중심으로 회전하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
    
15. 청구항 1에서,
    상기 롤러는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하되, 인접하는 롤러간의 회전방향이 서로 반대가 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다층구조 트랙장치.
    

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