KR20200002284U - 스마트 리니어 이동장치 - Google Patents

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Abstract

스마트 리니어 이동장치는 가이드부재, 이동부재, 복수의 롤링부재 및 감지부재를 포함한다. 이동부재는 이동부재 본체 및 적어도 2개의 순환부재를 포함하며, 이동부재 본체의 내측에 가이드부재의 가이드홈에 대응되는 내부 롤링홈이 구비되고, 내부 롤링홈은 가이드홈과 함께 내부 롤링부재 통로를 구성하며, 이동부재 본체는 내부 롤링부재 통로에 대응하는 순환 통로를 더 구비한다. 순환부재는 이동부재 본체에 설치되고, 각 순환부재는 리턴 통로를 구비하며, 또한 순환 통로, 내부 롤링부재 통로와 상기 리턴 통로는 하나의 순환 경로를 형성한다. 롤링부재는 순환경로에 수용되며, 감지부재는 가이드부재 또는 이동부재 내부에 설치된다.

Description

스마트 리니어 이동장치{SMART LINEAR MOVING DEVICE}
본 고안은 리니어 이동장치에 관한 것으로서, 특히 스마트 리니어 이동장치에 관한 것이다.
리니어 이동장치, 예를 들어 볼스크류는 많은 기계장비에 광범위하게 응용되는 장치로서, 그 설치 목적은 정밀한 동력 전달 기능을 제공하여, 기계 조작 중의 회전운동과 직선운동을 통해 탑재된 기기 또는 물체를 직선방향으로 작동시키는데 있다.
볼스크류는 주로 하나의 스크류, 하나의 너트 및 복수의 볼로 구성된다. 스크류의 외부면은 나선형 그루브를 구비하고, 너트의 내부면 역시 나선형 내부 그루브를 구비하여, 스크류와 함께 볼 통로를 형성하며, 볼이 그 안에 수용되어 스크류, 너트와 반대로 구르는 관계를 형성함으로써 스크류와 너트 사이의 상대 회전 마찰력을 감소시킨다.
실제 응용 측면에서, 일부 볼스크류는 무거운 부하를 견뎌야 하기 때문에, 반드시 수시로 그 작동 상황을 모니터링해야 한다. 종래 기술은 외부에 센서를 설치하는 방식을 이용하여 장치가 작동 시의 압력 및/또는 온도를 감지한다. 그러나, 센서가 장치 외부에 설치되기 때문에, 감지된 압력 또는 온도 수치가 장치 내부의 실제 상황과 차이가 있을 수 있어, 그 내부의 실제 작동 상황에 정확하게 반응할 수 없다.
본 고안의 목적은 장치 내부의 온도 및/또는 압력을 정확하게 감지하여 실제 작동 상황에 반응할 수 있도록 함으로써 스마트 모니터링 목적을 달성할 수 있는 스마트 리니어 이동장치를 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 스마트 리니어 이동장치에 따르면, 가이드부재, 이동부재, 복수의 롤링부재 및 감지부재를 포함한다. 가이드부재는 가이드홈을 구비한다. 이동부재는 가이드부재에 슬라이딩 설치되고, 이동부재 본체 및 적어도 2개의 순환부재를 포함한다. 이동부재 본체의 내측은 가이드홈에 대응되는 내부 롤링홈을 구비하고, 내부 롤링홈과 일부 가이드홈이 함께 하나의 내부 롤링부재 통로를 구성하며, 이동부재 본체는 내부 롤링부재 통로에 대응하는 순환 통로를 더 구비한다. 상기 순환부재는 이동부재 본체에 설치되며, 각각의 순환부재는 리턴 통로를 구비하고, 또한 순환 통로, 내부 롤링부재 통로와 이러한 리턴 통로는 하나의 순환 경로를 형성한다. 복수의 롤링부재는 순환 경로에 수용되고, 감지부재는 가이드부재 또는 이동부재 내부에 설치된다.
본 고안의 스마트 리니어 이동장치 중, 이동부재는 가이드부재에 슬라이딩 설치되며; 이동부재의 이동부재 본체 내측에 가이드홈에 대응되는 내부 롤링홈이 구비되어, 내부 롤링홈과 일부 가이드홈이 함께 내부 롤링부재 통로를 구성하고, 이동부재 본체는 내부 롤링부재 통로에 대응하는 순환 통로를 더 구비하며; 각 순환부재는 리턴 통로를 구비하고, 또한 순환통로, 내부 롤링부재 통로와 이러한 리턴 통로는 순환 경로를 형성하며; 복수의 롤링부재는 순환 경로에 수용되고, 또한 감지부재는 가이드부재 또는 이동부재 내부에 설치된다. 따라서, 본 고안의 스마트 리니어 이동장치는 감지부재를 이용하여 가이드부재 또는 이동부재의 내부에서 장치가 작동 시의 온도 및/또는 압력을 정확하게 감지하며, 이에 따라 리니어 이동장치의 실제 작동 상황에 반응하여 스마트 모니터링 목적을 달성할 수 있다.
도 1a는 본 고안의 제1 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 외관도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 분해도이다.
도 1d는 도 1a에 도시된 스마트 리니어 이동장치 중 절단선 A-A를 따르는 단면도이다.
도 1e는 도 1d에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대도이다.
도 2a는 본 고안의 제2 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 분해도이다.
도 2d는 도 2a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대 단면도이다.
도 3a는 본 고안의 제3 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이다.
도 3c는 도 3a의 스마트 리니어 이동장치의 C-C 절단선을 따르는 단면도이다.
도 3e는 도 3a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대 단면도이다.
도 4a는 본 고안의 제4 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 D-D 절단선을 따르는 단면도이다.
도 4e는 도 4c에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대 단면도이다.
이하 관련 도면을 참조하여, 본 고안의 각기 다른 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치를 설명하며, 동일한 소자는 동일한 부호로 설명할 것이다.
제1 실시예:
도 1a는 본 고안의 제1 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 분해도이며, 도 1d는 도 1a에 도시된 스마트 리니어 이동장치 중 절단선 A-A를 따른 단면도이고, 도 1e는 도 1d에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대도이다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본 실시예의 스마트 리니어 이동장치(1)는 볼스크류이며, 또한 가이드부재(11), 이동부재(12), 복수의 롤링부재(13) 및 감지부재(14)를 포함한다.
가이드부재(11)는 원기둥형 로드 몸체의 스크류이며, 그 외부면은 그 축방향(즉 스크류의 장축방향)을 따르는 적어도 하나의 연속적으로 권취된 나선형 가이드홈(111)을 구비한다. 여기서는 하나의 연속적으로 권취되는 나선형 가이드부재(111)를 예로 든다. 다른 실시예에서, 가이드부재(11)가 다중나사 스크류인 경우, 즉 2개의 연속적으로 권취되는 나선형 가이드홈을 포함할 수 있다.
이동부재(12)는 가이드부재(11)에 슬라이딩 설치된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 이동부재(12)는 너트이고, 이동부재 본체(121) 및 적어도 2개의 대응되는 순환부재(122, 123)를 포함하며, 순환부재(122, 123)는 각각 이동부재 본체(121)와 연결되고, 가이드부재(11)는 이동부재 본체(121)의 관통공(O)을 관통한다. 구체적으로 설명하면, 이동부재 본체(121)는 너트 본체 재료를 가공하여 형성될 수 있다. 너트 본체 재료는 금속 블록 형상 또는 기둥 형상의 재료일 수 있으며, 연마 가공을 거친 후 이동부재 본체(121) 및 그 세부구조가 형성된다. 물론, 이동부재 본체(121)의 가공 성형 방법은 제한적이지 않으며, 또한, 본 실시예의 스마트 리니어 이동장치(1)는 2개의 순환부재(122, 123)를 포함하는 것을 예로 들었으나, 단 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 스마트 리니어 이동장치는 2개 이상, 예를 들어 4개, 8개, 또는 기타 수량의 순환부재를 포함할 수도 있으며, 본 고안은 제한을 두지 않는다.
롤링부재(13)는 볼 또는 롤러일 수 있으며, 본 실시의 롤링부재(13)는 볼을 예로 든다. 따라서, 스마트 리니어 이동장치(1)가 작동 시, 롤링부재(13)는 순환 경로(RP)에서 순환 운동할 수 있고, 내부 롤링부재 통로 내의 다수의 롤링부재(13)(볼)는 이동부재 본체(121)에 대해 예압을 발생시킬 수 있어, 이동부재(12)와 가이드부재(11) 사이에서 받는 축방향 부하의 탄성변형량을 제거함으로써, 전체 시스템의 강성을 유지시키며, 나아가 스마트 리니어 이동장치(1)의 높은 위치결정 정밀도를 달성할 수 있다. 도 1d를 예로 들면, 상측의 롤링부재(13)가 이동부재 본체(121)에 발생시키는 예압 방향은 우에서 좌로 상향 경사진 방향이고, 하측의 롤링부재(13)가 이동부재 본체(121)에 발행시키는 예압 방향은 우에서 좌로 하향 경사진 방향이다.
감지부재(14)는 가이드부재(11) 또는 이동부재(12) 내부에 설치되어, 스마트 리니어 이동장치(1)가 작동 시의 상황을 감지한다. 도 1d와 도 1e를 동시에 참조하면, 본 실시예의 감지부재(14)는 이동부재(12)의 이동부재 본체(121) 오목홈(1211) 내에 설치되며, 감지부재(14)는 이동부재 본체(121)의 오목홈(1211)과 밀착 결합된다. 구체적으로 설명하면, 감지부재(14)의 외경은 오목홈(1211)의 내경과 대략 동일하여, 감지부재(14)가 오목홈(1211)에 설치될 때, 양자가 밀착 결합될 수 있어, 이동부재(12)의 내부에서 작동 상황을 정확하게 감지할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 잠금 결합 또는 점착 결합, 또는 기타 적합한 방식을 이용하여 감지부재(14)가 이동부재(12)의 내부에 설치될 수도 있으며, 이에 대해서는 제한이 없다. 본 실시예는 2개의 감지부재(14)가 이동부재 본체(121)의 서로 대향하는 양측 오목홈(1211) 내에 설치되는 것을 예로 들었다. 물론, 감지부재(14)의 수량은 2개로 한정되지 않으며, 오목홈(1211)의 수량과 동일하게, 예를 들어 4개일 수 있다.
감지부재(14)는 하우징 몸체(141)와 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으며, 하우징 몸체(141)는 가이드부재(11) 또는 이동부재(12)에 설치될 수 있다. 여기서, 하우징 몸체(141)는 이동부재 본체(121)의 오목홈(1211) 내에 설치되고, 하우징 몸체(141)의 내부에 수용공간(S)이 구비되어, 적어도 하나의 센서가 상기 수용공간(S)에 설치될 수 있다. 여기서 센서는 예를 들어 압력 센서(예를 들어 변형계, Strain Gauge), 또는 온도 센서, 또는 진동 센서, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 단 이에 한정되지 않는다. 본 실시예의 센서는 하나의 압력 센서(14a)와 2개의 온도 센서(14b)를 포함하는 것을 예로 들었으며, 스마트 리니어 이동장치(1) 내부로부터 작동 시의 압력과 온도를 직접 감지함으로써, 작동 상태를 전면적으로 모니터링하는 목적을 달성한다. 물론, 다른 실시예에서, 센서의 수량과 종류는 도 1e의 실시예와 상이할 수 있다.
도 1d 상측의 롤링부재(13)가 이동부재 본체(121)에 대해 발생시키는 예압을 예로 들면, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 예압은 가이드부재(11)의 장축방향(X 방향)에 평행한 수평분력(F1)과 가이드부재(11)의 장축방향(Y 방향)에 수직인 수직분력(F2)으로 구분할 수 있다. 본 실시예에서, 수평분력(F1)은 하우징 몸체(141)를 압박하여 하우징 몸체(141)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 이에 따라 하우징 몸체(141)의 변형을 감지함으로써 이러한 수평분력(F1)을 알 수 있다. 본 실시예의 하우징 몸체(141)는 수용공간(S) 내에 중공의 아치형 구조(H)가 구비되며, 중공의 아치형 구조(H)는 하우징 몸체(141)의 양측벽 사이에 개재되고, 압력 센서(14a)는 중공의 아치형 구조(H)에 설치될 수 있다. 따라서, 볼스크류가 작동 시, 전술한 가이드부재(11)의 장축방향(X 방향)에 평행한 수평분력(F1)이 하우징 몸체(141)를 압박하여 하우징 몸체(141)에 변형을 발생시키고, 나아가 중공의 아치형 구조(H)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 이러한 변형은 압력 센서(14a)에 의해 감지될 수 있어, 환산을 거친 후 그 압력값을 획득할 수 있다. 여기서 수평분력을 상기 예압으로 나눈 것이 코사인 함수와 같기 때문에, 수평분력 및 상기 예압과 수평방향의 협각을 알 수 있다면, 코사인 함수를 이용하여 진정한 예압값을 역유추하여 획득할 수 있다.
또한, 장치가 작동 시 발생하는 열에너지 역시 롤링부재(13)와 이동부재(12)를 통해 감지부재(14)의 하우징몸체(141)로 전달되어, 하우징 몸체(141)의 측벽에 부착된 온도 센서(14b)가 작동 시의 온도를 감지할 수 있으며, 압력 센서(14a)가 감지한 압력값과 온도센서(14b)가 감지한 온도값은 유선 전송모듈을 통한 유선방식, 또는 무선 전송모듈을 통한 무선방식으로 장치 외부로 전송된 후, 사용자가 상기 압력값과 온도값을 통해 스마트 리니어 이동장치(1)의 작동 상황을 모니터링할 수 있게 되며, 이를 통해 스마트 모니터링의 목적을 달성할 수 있다. 하우징 내부에 압력 센서, 온도 센서가 패키징되는 상세 구조는 대만 특허 출원번호 106146354를 참고할 수 있으며, 여기서는 별도의 설명을 하지 않는다.
제2 실시예:
도 2a는 본 고안의 제2 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 분해도이며, 도 2d는 도 2a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 함께 참조하면, 본 실시예에서, 스마트 리니어 이동장치(2)는 회전식 볼스크류 장치를 예로 들며, 이는 샤프트 라이너(21), 외부 너트(22), 복수의 제1 볼(23), 적어도 하나의 볼 리테이너(24), 스크류(25), 복수의 제2 볼(26), 복수의 리턴 소자(27), 복수의 방진 어셈블리(28), 적어도 하나의 강화부재 및 감지부재(20)를 포함한다. 본 실시예에서, 스크류(25)는 즉 전술한 가이드부재이고, 샤프트 라이너(21)는 즉 전술한 이동부재(이동부재 본체)이며, 리턴 소자(27)는 즉 전술한 순환부재이고, 제2 볼(26)은 즉 전술한 롤링부재이다.
도 2b를 참조하면, 샤프트 라이너(21)는 이동부재 본체(미도시)를 구비하고, 이동부재 본체 외측에 적어도 하나의 제1 외부 볼 그루브(211)를 구비한다. 그러나, 본 분야에서 통상적인 지식을 갖춘 자라면 샤프트 라이너(21)에 하나의 제1 외부 볼 그루브(211)가 설치될 수도 있고, 외부 너트(22)의 회전 안정성 및/또는 스마트 리니어 이동장치(2)의 지지력을 증가시키기 위하여, 샤프트 라이너(21)에 다수의 제1 외부 볼 그루브(211)가 설치될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 본 실시예는 샤프트 라이너(21)가 2개의 제1 외부 볼 그루브(211)를 구비하는 것을 예로 들어 설명한다. 2개의 제1 외부 볼 그루브(211)는 샤프트 라이너(21)의 외측 표면(OS)에 설치된다.
또한, 도 2b와 도 2d에 도시된 바와 같이, 감지부재(20)는 샤프트 라이너(21)(가이드부재) 내부에 설치되어, 스마트 리니어 이동장치(2)가 작동 시의 상황을 감지한다. 제1 실시예와 동일하게, 본 실시예의 감지부재(20)는 샤프트 라이너(21)의 오목홈(미도시) 내에 설치되며, 오목홈과 밀착 결합됨으로써 샤프트 라이너(21)의 내부에서 작동 상황을 정확하게 감지한다.
감지부재(20)는 하우징 몸체(201)와 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으며, 여기서, 하우징 몸체(201)는 샤프트 라이너(21)의 오목홈 내에 설치되고, 하우징 몸체(201)의 내부에 수용공간(S)이 구비되어, 적어도 하나의 센서가 상기 수용공간(S)에 설치될 수 있다. 본 실시예의 센서는 하나의 압력 센서(20a)와 2개의 온도 센서(20b)를 포함하는 것을 예로 들며, 스마트 리니어 이동장치(2)의 내부로부터 장치가 작동 시의 압력과 온도를 직접 감지함으로써 전면적인 모니터링 목적을 달성한다.
제1 실시예와 동일하게, 제2 볼(26)은 샤프트 라이너(21)에 대해 예압을 발생시킬 수 있으며, 이러한 예압은 스크류(25)의 장축방향에 평행한 수평분력(X 방향)과 스크류(25)의 장축방향에 수직인 수직분력(Y 방향)으로 구분될 수 있다. 수평분력(X 방향)은 하우징 몸체(201)를 압박하여 하우징 몸체(201)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 따라서, 하우징 몸체(201)의 변형을 감지함으로써 이러한 수평분력을 알 수 있다. 따라서, 회전식 볼스크류 장치가 작동 시, 전술한 스크류(25)의 장축방향에 평행한 수평분력(X 방향)이 하우징 몸체(201)를 압박하여 하우징 몸체(201)에 변형을 발생시키고, 나아가 중공의 아치형 구조(H)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 이러한 변형이 압력 센서(20a)에 의해 감지되어, 환산을 거친 후 그 압력값을 획득할 수 있다. 여기서 수평분력을 상기 예압으로 나눈 것이 코사인 함수와 같기 때문에, 수평분력 및 상기 예압과 수평방향의 협각을 알 수 있다면, 코사인 함수를 이용하여 진정한 예압값을 역유추하여 획득할 수 있다.
또한, 장치가 작동 시 발생하는 열에너지 역시 감지부재(20)의 하우징 몸체(201)로 전달되어, 하우징 몸체(201)의 측벽에 부착된 온도 센서(20b)가 작동 시의 온도를 감지할 수 있으며, 압력 센서(20a)가 감지한 압력값과 온도센서(20b)가 감지한 온도값이 유선 전송모듈을 통한 유선방식, 또는 무선 전송모듈을 통한 무선방식(무선방식이 바람직하다)으로 장치 외부로 전송된 후, 사용자가 상기 압력값과 온도값을 통해 스마트 리니어 이동장치(2)의 작동 상황을 모니터링할 수 있으며, 이를 통해 스마트 모니터링의 목적을 달성할 수 있다.
제3 실시예:
도 3a는 본 고안의 제3 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이다. 여기서, 스마트 리니어 이동장치(3)는 단축 운동장치 또는 단축 로봇이라 칭할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 본 고안에 따른 스마트 리니어 이동장치(3)는 리니어레일 몸체(31), 슬라이딩시트(32) 및 복수의 볼(33)을 포함한다. 또한, 스마트 리니어 이동장치(3)는 스크류(34), 동력전달장치(35), 복수의 볼(36) 및 감지부재(30)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 스크류(34)는 즉 전술한 가이드부재이고, 슬라이딩시트(32)는 즉 전술한 이동부재이며, 순환소자(327)는 즉 전술한 순환부재이고, 볼(36)은 즉 전술한 롤링부재이다.
스크류(34)의 일단은 동력전달장치(35)와 연결되고, 스크류(34)의 타단은 리니어레일 몸체(31)의 베이스시트(B)와 연결된다. 동력전달장치(35)가 회전 시 스크류(34)가 같이 회전되며, 나아가 슬라이딩시트(32)를 리니어레일 몸체(31)에서 이동시킬 수 있다. 여기서 순환 작동 가능한 볼(36), 슬라이딩시트(32)와 스크류(34)의 상호 협동을 통해, 스크류(34)의 회전이 리니어 동력전달로 전환되며 슬라이딩시트(32) 및 그 위의 기구를 리니어레일 몸체(31)를 따라 이동시킬 수 있게 된다.
도 3c를 참조하면, 도 3c는 도 3a의 스마트 리니어 이동장치의 C-C 절단선을 따르는 단면도이다.
도 3e는 도 3a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대 단면도이다. 도 3e에 도시된 바와 같이, 감지부재(30)는 슬라이딩시트(32)(이동부재) 내부에 설치되어, 스마트 리니어 이동장치(3)가 작동 시의 상황을 감지한다. 제1 실시예와 동일하게, 본 실시예의 감지부재(30)는 슬라이딩시트(32)의 오목홈(미도시) 내에 설치되어, 오목홈과 밀착 결합됨으로써, 슬라이딩시트(32)의 내부에서 작동 상황을 정확하게 감지한다.
감지부재(30)는 하우징 몸체(301)와 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으며, 여기서, 하우징 몸체(301)는 슬라이딩시트(32)의 오목홈 내에 설치되고, 하우징 몸체(301)의 내부에 수용공간(S)이 구비되어, 적어도 하나의 센서가 상기 수용공간(S) 내에 설치될 수 있다. 본 실시예의 센서는 하나의 압력 센서(30a)와 2개의 온도 센서(30b)를 포함하는 것을 예로 들었으며, 스마트 리니어 이동장치(3) 내부에서 작동 시의 압력과 온도를 직접 감지함으로써 작동상태를 전면적으로 모니터링하는 목적을 달성한다.
제1 실시예와 동일하게, 볼(36)은 슬라이딩 시트(32)에 대해 예압을 발생시킬 수 있으며, 이러한 예압은 스크류(34)의 장축방향에 평행한 수평분력(F1)(X 방향)과 스크류(34)의 장축방향에 수직인 수직분력(F2)(Y 방향)으로 구분될 수 있다. 수평분력(F1)(X 방향)은 하우징 몸체(301)를 압박하여 하우징 몸체(301)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 따라서, 하우징 몸체(301)의 변형을 감지함으로써 이러한 수평분력(F1)을 알 수 있다. 따라서, 스마트 리니어 이동장치(3)가 작동 시, 전술한 스크류(34)의 장축방향(X 방향)에 평행한 수평분력(F1)이 하우징 몸체(301)를 압박하여 하우징 몸체(301)에 변형을 발생시키고, 나아가 중공의 아치형 구조(H)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 이러한 변형이 압력 센서(30a)에 의해 감지되어, 환산을 거친 후 그 압력값을 획득할 수 있다. 여기서 수평분력을 상기 예압으로 나눈 것이 코사인 함수와 같기 때문에, 수평분력 및 상기 예압과 수평방향의 협각을 알 수 있다면, 코사인 함수를 이용하여 진정한 예압값을 역유추하여 획득할 수 있다.
또한, 장치가 작동 시 발생하는 열에너지 역시 감지부재(30)의 하우징 몸체(301)로 전달되어, 하우징 몸체(301)의 측벽에 부착된 온도 센서(30b)가 작동 시의 온도를 감지할 수 있으며, 압력 센서(30a)가 감지한 압력값과 온도센서(30b)가 감지한 온도값이 유선 또는 무선방식으로 장치 외부로 전송된 후, 사용자가 상기 압력값과 온도값을 통해 스마트 리니어 이동장치(3)의 작동 상황을 모니터링할 수 있으며, 이를 통해 스마트 모니터링의 목적을 달성할 수 있다.
제4 실시예:
도 4a는 본 고안의 제4 실시예에 따른 스마트 리니어 이동장치의 설명도이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 D-D 절단선을 따르는 단면도이다.
도 4a 및 도 4c를 동시에 참조하면, 본 고안이 제공하는 스마트 리니어 이동장치(L)는 리니어레일 운동장치이며, 이는 리니어레일(4), 슬라이딩시트(5), 복수의 볼(6) 및 감지부재(40)를 포함한다. 본 실시예에서, 리니어레일(4)은 즉 전술한 가이드부재이고, 슬라이딩시트(5)는 즉 전술한 이동부재이며, 볼(6)은 즉 전술한 롤링부재이다.
도 4e는 도 4c에 도시된 스마트 리니어 이동장치의 국부 확대 단면도이다. 여기서는 일부 소자만 나타내었다.
도 4c와 도 4e에 도시된 바와 같이, 감지부재(40)는 리니어레일(4)(가이드부재) 내부에 설치되어, 스마트 리니어 이동장치(L)가 작동 시의 상황을 감지한다. 제1 실시예와 달리, 본 실시예의 센서(40)는 리니어레일(4)의 오목홈(미도시) 내에 설치되어, 오목홈과 밀착 결합됨으로써, 리니어레일(4)의 내부에서 작동 상황을 정확하게 감지한다. 전술한 실시예와 다른 점으로, 본 실시예는 다수의 감지부재(40)가 고정된 거리의 간격으로 리니어레일(4)의 오목홈 내에 설치되는 것을 예로 들었다.
감지부재(40)는 하우징 몸체(401)와 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으며, 여기서, 하우징 몸체(401)는 리니어레일(4)의 오목홈 내에 설치되고, 하우징 몸체(401)의 내부에 수용공간(S)이 구비되어, 적어도 하나의 센서가 상기 수용공간(S) 내에 설치될 수 있다. 본 실시예의 센서는 하나의 압력 센서(40a)와 2개의 온도 센서(40b)를 포함하는 것을 예로 들었으며, 스마트 리니어 이동장치(L) 내부에서 작동 시의 압력과 온도를 직접 감지함으로써 작동상태를 전면적으로 모니터링하는 목적을 달성한다.
전술한 바와 동일하게, 볼(6)은 리니어레일(4)에 대해 예압(F)을 발생시킬 수 있으며, 이러한 예압(F)은 수평분력(X 방향)과 수직분력(Y 방향)으로 구분될 수 있다. 수평분력(X 방향)은 하우징 몸체(401)를 압박하여 하우징 몸체(401)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 따라서, 하우징 몸체(401)의 변형을 감지함으로써 이러한 수평분력을 알 수 있다. 따라서, 스마트 리니어 이동장치(L)가 작동 시, 전술한 수평분력이 하우징 몸체(401)를 압박하여 하우징 몸체(401)에 변형을 발생시키고, 나아가 중공의 아치형 구조(H)에 변형을 발생시킬 수 있으며, 이러한 변형이 압력 센서(40a)에 의해 감지되어, 환산을 거친 후 그 압력값을 획득할 수 있다. 여기서 수평분력을 상기 예압으로 나눈 것이 코사인 함수와 같기 때문에, 수평분력 및 상기 예압과 수평방향의 협각을 알 수 있다면, 코사인 함수를 이용하여 진정한 예압값을 역유추하여 획득할 수 있다.
또한, 장치가 작동 시 발생하는 열에너지 역시 감지부재(40)의 하우징 몸체(401)로 전달되어, 하우징 몸체(401)의 측벽에 부착된 온도 센서(40b)가 작동 시의 온도를 감지할 수 있으며, 압력 센서(40a)가 감지한 압력값과 온도센서(40b)가 감지한 온도값이 유선 또는 무선방식으로 장치 외부로 전송된 후, 사용자가 상기 압력값과 온도값을 통해 스마트 리니어 이동장치(L)의 작동 상황을 모니터링할 수 있으며, 이를 통해 스마트 모니터링의 목적을 달성할 수 있다.
결론적으로, 본 고안의 스마트 리니어 이동장치 중, 이동부재는 가이드부재에 슬라이딩 설치되며; 이동부재의 이동부재 본체 내측에 가이드홈에 대응되는 내부 롤링홈이 구비되어, 내부 롤링홈과 일부 가이드홈이 함께 내부 롤링부재 통로를 구성하고, 이동부재 본체는 내부 롤링부재 통로에 대응하는 순환 통로를 더 구비하며; 각 순환부재는 리턴 통로를 구비하고, 또한 순환통로, 내부 롤링부재 통로와 이러한 리턴 통로는 순환 경로를 형성하며; 복수의 롤링부재는 순환 경로에 수용되고, 또한 감지부재는 가이드부재 또는 이동부재 내부에 설치된다. 따라서, 본 고안의 스마트 리니어 이동장치는 감지부재를 이용하여 가이드부재 또는 이동부재의 내부에서 장치가 작동 시의 온도 및/또는 압력을 정확하게 감지하며, 이에 따라 리니어 이동장치의 실제 작동 상황에 반응하여 스마트 모니터링 목적을 달성할 수 있다.
이상의 설명은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 제한적인 것이 아니다. 본 고안의 정신과 범주를 벗어나지 않고 이에 대해 실시되는 모든 등가의 수정 또는 변경은 모두 첨부되는 특허출원범위에 포함되어야 한다.
1, 2, 3, L: 스마트 리니어 이동장치 4: 리니어레일
11: 가이드부재 12: 이동부재
13: 롤링부재 14, 20, 30, 40: 감지부재
14a, 20a, 30a, 40a: 압력 센서 14b, 20b, 30b, 40b: 온도 센서
21: 샤프트 라이너 22: 외부 너트
23: 제1 볼 24: 볼 리테이너
25, 34: 스크류 26: 제2 볼
27, 52: 리턴 소자 28, 323: 방진 어셈블리
31: 리니어레일 몸체 32, 5: 슬라이딩시트
33, 36, 6: 볼 35: 동력전달장치
53: 엔드커버 어셈블리 54, 55, D1: 방진부재
111: 가이드홈 121: 이동부재 본체
122, 123: 순환부재
141, 201, 301, 401: 하우징 몸체
211: 제1 외부 볼 그루브 212: 제2 내부 볼 그루브
213: 순환통로 241: 고정지지부
251: 제2 외부 볼 그루브 271: 리턴 통로
311, 41: 레일홈 321, 51: 슬라이딩시트 본체
324: 외부 리턴홈 325: 리턴공 통로
326: 내부 리턴홈 327: 순환소자
329: 급유캡 341: 스크류 리턴홈
511: 내부 리턴홈 513, 513A: 리턴공 통로
532: 볼 리테이너부 533: 강화부재
541: 제3 체결구조 1211: 오목홈
1212: 내부 롤링홈 5121: 제2 고정공
A-A, B-B, C-C, D-D: 절단선 B: 베이스시트
C: 밀착결합부 D2: 고정부재
F: 예압 F1: 수평분력
F2: 수직분력 H: 중공 아치형 구조
IS: 내측면 O: 관통공
OS: 외측면 P7: 내부 리턴 통로
RP: 순환 경로 S: 수용공간
S1: 제1 위치결정부 S2: 제2 위치결정부
T: 상면 T1: 나선
X, Y, Z: 방향

Claims (10)

  1. 스마트 리니어 이동장치에 있어서,
    가이드홈을 구비한 가이드부재와;
    상기 가이드부재에 슬라이딩 설치되며, 또한
    내측에 상기 가이드홈에 대응되는 내부 롤링홈이 구비되고, 상기 내부 롤링홈과 일부 상기 가이드홈이 함께 하나의 내부 롤링부재 통로를 구성하며, 상기 내부 롤링부재 통로에 대응하는 순환 통로를 더 구비하는 이동부재 본체를 포함하는 이동부재;
    상기 이동부재 본체에 설치되며, 각각 리턴 통로를 구비하여, 상기 순환 통로, 상기 내부 롤링부재 통로와 상기 리턴 통로가 하나의 순환 경로를 형성하는 적어도 2개의 순환부재;
    상기 순환 경로에 수용되는 복수의 롤링 부재; 및
    상기 가이드부재 또는 상기 이동부재 내부에 설치되는 감지부재를 포함하는,
    스마트 리니어 이동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    볼스크류, 회전식 볼스크류 장치, 단축 운동장치, 또는 리니어레일 운동장치인,
    스마트 리니어 이동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부재 본체는 적어도 2개의 연결부를 더 구비하며, 상기 적어도 2개의 순환부재가 각각 상기 이동부재 본체의 상기 적어도 2개의 연결부에 대응 연결되는,
    스마트 리니어 이동장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 순환부재가 상기 이동부재의 동일측 또는 상대측에 설치되는,
    스마트 리니어 이동장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부재 또는 상기 가이드부재는 적어도 하나의 오목홈을 구비하며, 상기 감지부재는 상기 오목홈 내에 설치되어 상기 오목홈과 밀착 결합되는,
    스마트 리니어 이동장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    다수의 상기 감지부재가 상기 가이드부재 또는 상기 이동부재에 간격을 두고 설치되는,
    스마트 리니어 이동장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부재는 상기 롤링부재가 상기 이동부재 본체 또는 상기 가이드부재에 대해 발생시키는 예압을 감지하는,
    스마트 리니어 이동장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 예압은 상기 가이드부재 또는 상기 이동부재의 장축방향에 평행한 수평분력을 구비하며, 상기 감지부재는 하우징 몸체와 압력 센서를 포함하고, 상기 압력 센서는 상기 하우징 몸체에 설치되며, 상기 압력 센서는 상기 수평분력이 상기 하우징 몸체에 초래하는 변형을 감지하여 압력값을 획득하는,
    스마트 리니어 이동장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부재는 하우징 몸체와 적어도 하나의 센서를 포함하며, 상기 하우징 몸체는 상기 가이드부재 또는 상기 이동부재에 설치되고, 상기 하우징 몸체의 내부에 수용공간이 구비되어, 상기 적어도 하나의 센서가 상기 수용공간에 설치되는,
    스마트 리니어 이동장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는 압력 센서, 온도 센서, 또는 진동 센서를 포함하는,
    스마트 리니어 이동장치.
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