WO2014148669A1 - 초박형 위치결정 장치 - Google Patents
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- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/041—Ball or roller bearings having rollers crossed within a row
Definitions
- the present invention relates to an ultra-thin positioning device, and more particularly, to an ultra-thin positioning device having a compact shape by reducing the height as well as easy assembly.
- the manufacturing industry uses positioning devices that linearly move over short distances to precisely move the workpiece. This positioning device should minimize the shaking of the lower plate and the upper plate that is guided to move during the linear movement. At this time, the guide module interposed between the upper plate and the lower plate should be in close contact. However, when the guide module is in close contact with each other, assembly is not easy.
- the height of the positioning device in order to be used in a narrow space, the height of the positioning device must be low. However, it has been limited to reduce the thickness and size of components used in the positioning device due to the structural stability.
- a rigid material eg titanium can be used as a way to lower the height of the positioning device, but this increases the price of the positioning device.
- the related technology is Korean Patent Publication No. 10-2010-0012940 (precision drive stage).
- the present invention is not only easy to assemble, but also to provide an ultra-thin positioning device capable of precise linear motion by closely following the guide module without shaking.
- the present invention is to provide an ultra-thin positioning device that can reduce the overall height while using the top plate and the screw nut of the existing thickness.
- a screw nut coupled to a lower portion of the upper plate, the screw nut having a through hole having a thread formed on an inner wall thereof;
- a lower plate disposed under the screw gear
- a motor module fixed to the lower plate and having a rotating shaft coupled to the screw gear
- an ultra-thin positioning device comprising a guide module for allowing the upper plate to move linearly on the lower plate without shaking.
- a portion of the upper part of the screw nut is inserted into the lower groove is provided with an ultra-thin positioning device.
- a side groove is formed inside the side plate
- the screw is coupled through the side groove
- the guide module includes
- An ultra-thin positioning device includes a lower guide bar positioned to face the upper guide bar and engaging the lower plate.
- the present invention is not only easy to assemble, but also provides an ultra-thin positioning device capable of precise linear movement by closely following the guide module without shaking.
- the present invention provides an ultra-thin positioning device that can reduce the overall height while using the top plate and the screw nut of the existing thickness.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of an ultra-thin positioning device according to an embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a cross-sectional view of the ultra-thin positioning device according to an embodiment of the present invention (the guide module is separated).
- Figure 3 is a cross-sectional view of the ultra-thin positioning device according to an embodiment of the present invention (with a guide module coupled)
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the upper plate of the ultra-thin positioning device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of an ultra-thin positioning device according to another embodiment of the present invention.
- a screw nut coupled to a lower portion of the upper plate, the screw nut having a through hole having a thread formed on an inner wall thereof;
- a lower plate disposed under the screw gear
- a motor module fixed to the lower plate and having a rotating shaft coupled to the screw gear
- an ultra-thin positioning device comprising a guide module for allowing the upper plate to move linearly on the lower plate without shaking.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of an ultra-thin positioning device according to an embodiment of the present invention
- Figure 2 is a cross-sectional view (a state in which the guide module is separated) of the ultra-thin positioning device according to an embodiment of the present invention
- Figure 3 A cross-sectional view (a state in which a guide module is coupled) of an ultra-thin positioning device according to an embodiment of the present invention.
- the ultra-thin positioning device 10 of the present embodiment includes an upper plate 11; A screw nut (12) coupled to a lower portion of the upper plate (11) and having a through hole having a thread formed on an inner wall thereof; A screw gear 13 guided to the through hole; A lower plate 14 disposed below the screw gear 13; A motor module 15 fixed to the lower plate 14 and having a rotating shaft coupled to the screw gear 13; A guide module 16 is interposed between the lower plate 14 and the upper plate 11 to allow the upper plate 11 to linearly move without shaking on the lower plate 14.
- the upper plate 11 is guide coupled to the lower plate 14.
- the screw nut 12 is fixedly coupled to the lower surface of the upper plate 11.
- a through hole in which a screw thread is formed is formed in the center of the screw nut 12, and the screw gear 13 is guide-coupled to the through hole.
- the motor module 15 is coupled to the lower plate 14.
- the motor module 15 is composed of a combination of a motor and a gear.
- the rotating shaft of the motor module 15 is coupled to the screw nut 12.
- the guide module 16 is interposed between the lower plate 14 and the upper plate 11 to allow the upper plate 11 to linearly move without shaking on the lower plate 14.
- the guide module 16 includes an upper guide bar 161 inserted into the side groove 112; The lower guide bar 162 may be positioned to face the upper guide bar 161 and engage the lower plate 14.
- the upper guide bar 161 When assembling the ultra-thin positioning device as shown in the cross-sectional view of Figure 2, the upper guide bar 161 to the side groove 112 to reduce the interference between the upper guide bar 161 and the lower guide bar 162 for easy assembly. I'm in.
- the upper plate 11 is made of steel and maintains a thickness of about 5 mm.
- the screw gear 13 gear is coupled to the through hole formed at the center of the screw nut 12.
- a rotating ball is inserted into the through hole of the screw nut 12 to reduce friction with the screw gear 13. Therefore, the screw nut 12 should maintain a thickness of about 5 mm in the upper and lower portions except for the through hole (5 mm in diameter).
- the ultra-thin positioning device 10 has a height of at least 20 mm, including a thickness of 5 mm of the upper plate 11 and 15 mm of thickness of the screw nut.
- FIG 5 is a cross-sectional view of the upper plate of the ultra-thin positioning device according to another embodiment of the present invention
- Figure 6 is a cross-sectional view of the ultra-thin positioning device according to another embodiment of the present invention.
- the ultra-thin positioning device 20 of this embodiment is characterized by a reduced height.
- the height of the ultra-thin positioning device can be reduced by using a strong material such as titanium to reduce the thickness of the upper plate and by using a screw nut and screw gear as a non-standard product. In this case, however, the cost of the ultra-thin positioning device increases.
- the overall thickness of the ultra-thin positioning device 20 can be reduced without using high-quality materials such as titanium as the material of the ultra-thin positioning device 20 and using expensive external components.
- the basic configuration of the ultra-thin positioning device 20 of this embodiment is the same as that of the ultra-thin positioning device 10 shown in Figs. Only differences will be described below.
- the lower groove 214 is formed in the lower surface of the upper plate 21 of the ultra-thin positioning device 20 of this embodiment. A portion of the upper portion of the screw nut 22 is inserted into the lower groove 214. As a result, the height of the ultra-thin positioning device 20 can be reduced by the height of the upper portion of the screw nut 22 to be inserted. In this embodiment, the thickness of the upper plate 21 is 5 mm, and the depth of the lower groove 214 is reduced. Is 4mm. The upper part of the screw nut 22 is inserted into the lower groove 214 having a depth of 4 mm. The lower groove 214 of the upper plate 21 is formed so that the upper portion of the screw nut 22 can enter.
- the through-holes of the screw nut 22 should be exposed to the outside. Since the screw gear 23 is inserted into the through hole, the through hole should not interfere with the lower surface of the upper plate 21.
- the invention can be used as part of industrial machinery and apparatus.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
초박형 위치결정 장치가 개시된다. 상부 플레이트와; 상기 상부 플레이트의 하부에 결합되며, 내벽에 나사산이 형성된 관통홀을 구비한 스크류너트와;상기 관통홀에 가이드결합하는 스크류기어와; 상기 스크류기어의 하부에 배치되는 하부 플레이트와;상기 하부 플레이트에 고정되며, 회전축이 상기 스크류기어와 결합하는 모터모듈과; 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 개재되어, 상기 상부 플레이트가 상기 하부 플레이트 위에서 흔들림 없이 직선운동할 수 있도록 하는 가이드 모듈을 포함하 초박형 위치결정 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 초박형 위치결정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조립이 용이할 뿐만 아니라 높이를 줄여 컴팩트한 형태를 갖춘 초박형 위치결정 장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정을 포함한 제조산업에서는 작업물을 정밀하게 이동시키기 위하여 짧은 거리를 직선운동하는 위치결정 장치를 사용한다. 이러한 위치결정 장치는 직선운동시 하부 플레이트와 가이드되어 이동하는 상부 플레이트의 흔들림을 최소화 하여야 한다. 이때, 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 개재되어 있는 가이드 모듈이 밀착되어야 한다. 그러나, 이렇게 가이드 모듈이 밀착되면 조립이 용이하지 않다.
한편, 협소한 공간에서는 사용되기 위해서는 위치결정 장치의 높이가 낮아야 한다. 그러나, 구조적인 안정성에 의해서 위치결정 장치에 사용되는 부품의 두께 및 사이즈를 줄이는 것은 한계가 있었다.
위치결정 장치의 높이를 낮추기 위한 방법으로 강성이 강한 재질(예를 들어 티타늄)을 사용할 수 있으나, 이는 위치결정 장치의 가격을 상승시킨다.
이와 관련된 기술은, 한국특허공개 제10-2010-0012940호(정밀 구동 스테이지)가 있다.
본 발명은 조립이 용이할 뿐만 아니라, 조립후 가이드 모듈이 흔들림 없이 밀착되어 정밀한 직선운동이 가능한 초박형 위치결정 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기존 두께의 상부 플레이트와 스크류너트를 사용하면서도 전체 높이를 줄일 수 있는 초박형 위치결정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면,
상부 플레이트와;
상기 상부 플레이트의 하부에 결합되며, 내벽에 나사산이 형성된 관통홀을 구비한 스크류너트와;
상기 관통홀에 가이드결합하는 스크류기어와;
상기 스크류기어의 하부에 배치되는 하부 플레이트와;
상기 하부 플레이트에 고정되며, 회전축이 상기 스크류기어와 결합하는 모터모듈과;
상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 개재되어, 상기 상부 플레이트가 상기 하부 플레이트 위에서 흔들림 없이 직선운동할 수 있도록 하는 가이드 모듈을 포함하는 초박형 위치결정 장치가 제공된다.
또한,
상기 상부 플레이트의 하부면에는 하부홈이 형성되어 있으며,
상기 스크류너트의 상부의 일부분이 상기 하부홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 초박형 위치결정 장치가 제공된다.
또한,
상기 상부 플레이트가 직선운동하는 방향으로 상기 상부 플레이트의 양측에는 하부로 절곡된 측면판이 형성되어 있고,
상기 측면판의 내측에는 측면홈이 형성되며,
상기 측면홈을 관통하여 나사가 결합하며,
상기 가이드 모듈은,
상기 측면홈에 삽입된 상부 가이드바와;
상기 상부 가이드바와 마주보는 곳에 위치하여 상기 하부 플레이트와 결합하는 하부 가이드바를 포함하는 초박형 위치결정 장치가 제공된다.
본 발명은 조립이 용이할 뿐만 아니라, 조립후 가이드 모듈이 흔들림 없이 밀착되어 정밀한 직선운동이 가능한 초박형 위치결정 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 기존 두께의 상부 플레이트와 스크류너트를 사용하면서도 전체 높이를 줄일 수 있는 초박형 위치결정 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 단면도(가이드 모듈이 분리된 상태).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 단면도(가이드 모듈이 결합된 상태)
도 4는 상부 플레이트가 휘어진 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 상부 플레이트의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 단면도.
상부 플레이트와;
상기 상부 플레이트의 하부에 결합되며, 내벽에 나사산이 형성된 관통홀을 구비한 스크류너트와;
상기 관통홀에 가이드결합하는 스크류기어와;
상기 스크류기어의 하부에 배치되는 하부 플레이트와;
상기 하부 플레이트에 고정되며, 회전축이 상기 스크류기어와 결합하는 모터모듈과;
상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 개재되어, 상기 상부 플레이트가 상기 하부 플레이트 위에서 흔들림 없이 직선운동할 수 있도록 하는 가이드 모듈을 포함하는 초박형 위치결정 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 분리 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 단면도(가이드 모듈이 분리된 상태)이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 단면도(가이드 모듈이 결합된 상태)이다.
본 실시예의 초박형 위치결정 장치(10)는, 상부 플레이트(11)와; 상기 상부 플레이트(11)의 하부에 결합되며, 내벽에 나사산이 형성된 관통홀을 구비한 스크류너트(12)와; 상기 관통홀에 가이드결합하는 스크류기어(13)와; 상기 스크류기어(13)의 하부에 배치되는 하부 플레이트(14)와; 상기 하부 플레이트(14)에 고정되며, 회전축이 상기 스크류기어(13)와 결합하는 모터모듈(15)과; 상기 하부 플레이트(14)와 상기 상부 플레이트(11) 사이에 개재되어, 상기 상부 플레이트(11)가 상기 하부 플레이트(14) 위에서 흔들림 없이 직선운동할 수 있도록 하는 가이드 모듈(16)을 포함한다.
상부 플레이트(11)는 하부 플레이트(14)와 가이드 결합된다. 상부 플레이트(11)의 하면에는 스크류너트(12)가 고정결합되어 있다. 스크류너트(12)의 중심부에는 내부에 나사산이 형성되어 있는 관통홀이 형성되어 있고, 관통홀에는 스크류기어(13)가 가이드 결합되어 있다. 스크류기어(13)가 회전하면 스크류너트(12)는 스크류기어(13)를 따라 직선운동한다. 스크류너트(12)가 직선운동하면, 이것과 고정된 상부 플레이트(11)도 직선운동 한다.
하부 플레이트(14)에는 모터모듈(15)이 결합되어 있다. 모터모듈(15)은 모터와 기어의 조합으로 이루어져 있다. 모터모듈(15)의 회전축은 스크류너트(12)와 결합되어 있다.
가이드 모듈(16)은 상기 하부 플레이트(14)와 상기 상부 플레이트(11) 사이에 개재되어, 상기 상부 플레이트(11)가 상기 하부 플레이트(14) 위에서 흔들림 없이 직선운동할 수 있도록 한다.
상부 플레이트(11)가 직선운동하는 방향으로 상부 플레이트(11)의 양측에는 하부로 절곡된 측면판(111)이 형성되어 있다. 측면판(111)의 내측에는 측면홈(112)이 형성되어 있다. 또한, 측면판(111)을 관통하여 측면홈(112)방향으로 나사(17)가 결합한다. 가이드 모듈(16)은, 측면홈(112)에 삽입된 상부 가이드바(161)와; 상부 가이드바(161)와 마주보는 곳에 위치하여 하부 플레이트(14)와 결합하는 하부 가이드바(162)를 포함할 수 있다.
도 2의 단면도와 같이 초박형 위치결정 장치를 조립할 때는, 용이한 조립을 위하여 상부 가이드바(161)와 하부 가이드바(162)의 간섭을 줄이도록 상부 가이드바(161)가 측면홈(112)에 들어가 있다.
상부 플레이트(11)가 하부 플레이트(14)에 안착 된 이후, 도 3의 단면도와 같이, 나사(17)를 조여 상부 가이드바(161)는 하부 가이드바(162) 방향으로 가이드 기능에 문제 없는 범위 내에서 최대한 밀착된다. 이와 같은 과정을 통해서 좌우 흔들림을 최소화한 초박형 위치결정 장치(10)가 완성된다.
한편, 도 3과 같이, 나사(17)를 조이는 과정에서 조이는 힘에 의해서 상부 플레이트가 충분한 두께를 형성하지 않으면 도 4와 같이 상부 플레이트(11)가 힘을 받아 아래로 휘어지게 된다.
이러한 상부 플레이트(11)의 휘어짐을 방지하기 위하여, 상부 플레이트(11)는 강철 재질로, 5mm 정도의 두께를 유지하고 있다.
스크류너트(12)의 중심부에 형성된 관통홀에 스크류기어(13)어가 결합된다. 스크류너트(12)의 관통홀의 내부에는 스크류기어(13)와의 마찰을 줄이기 위하여 회전볼이 삽입되어 있다. 따라서, 스크류너트(12)는 관통홀(직경 5mm)을 제외하고도 상하부에 5mm 정도의 두께를 유지하여야 한다.
따라서, 초박형 위치결정 장치(10)는 상부 플레이트(11)의 두께 5mm, 스크류너트의 두께 15mm를 포함하여 최소 20mm 이상의 높이를 이루었다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 상부 플레이트의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초박형 위치결정 장치의 단면도이다.
본 실시예의 초박형 위치결정 장치(20)는 높이를 줄인 것이 특징이다. 초박형 위치결정 장치의 높이는 티타늄과 같은 강한 재질을 사용하여 상부 플레이트의 두께를 줄이고 스크류너트와 스크류기어를 규격 외품으로 사용하여 줄일 수도 있다. 그러나, 이 경우 초박형 위치결정 장치의 가격이 증가한다.
본 실시예에서는 초박형 위치결정 장치(20)의 재질을 티타늄과 같은 고급재질을 사용하지 않고, 고가의 규격 외품의 부품을 사용하지 않고도, 초박형 위치결정 장치(20)의 전체 두께를 줄일 수 있다.
본 실시예의 초박형 위치결정 장치(20)의 기본적인 구성은 도 1 내지 도 4에 도시된 초박형 위치결정 장치(10)와 동일하다. 이하 차이점만 설명하기로 한다.
본 실시예의 초박형 위치결정 장치(20)의 상부 플레이트(21)의 하부면에는 하부홈(214)이 형성되어 있다. 하부홈(214)에는 스크류너트(22)의 상부의 일부분이 삽입된다. 그 결과 삽입되는 스크류너트(22)의 상부의 높이만큼 초박형 위치결정 장치(20)의 높이를 줄일 수 있다.본 실시예에서는 상부 플레이트(21)의 두께는 5mm 이고, 하부홈(214)의 깊이는 4mm 이다. 스크류너트(22)의 상부는 4mm 깊이의 하부홈(214)에 삽입된다. 상부 플레이트(21)의 하부홈(214)은 스크류너트(22)의 상부가 들어갈 수 있을 정도로 형성되어 있다. 불필요한 영역의 상부 플레이트(21)의 하부면을 제거할 필요는 없다. 스크류너트(22)가 결합되는 부분의 상부 플레이트(21)의 일부분을 제거하여 하부홈(214)을 형성한다 하더라도, 상부 플레이트(21)의 나머지 부분이 지지해주므로 전체 상부 플레이트(21)의 강성에는 큰 영향이 없다.
한편, 하부홈(214)에 스크류너트(22)의 상부가 삽입되더라도, 스크류너트(22)의 관통홀은 외부로 모두 노출되어야 한다. 관통홀에는 스크류기어(23)가 삽입되므로, 관통홀이 상부 플레이트(21)의 하부면과 간섭이 이루어져서는 안된다.
이와 같이, 별다른 재질을 변경하거나 규격을 바꾸지 않고도, 상부 플레이트의 하부면에 하부홈(214)을 형성함으로써, 전체 초박형 위치결정 장치의 높이를 낮출 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
본 발명은 산업용 기계 및 장치의 부품으로 사용될 수 있다.
Claims (3)
- 상부 플레이트와;상기 상부 플레이트의 하부에 결합되며, 내벽에 나사산이 형성된 관통홀을 구비한 스크류너트와;상기 관통홀에 가이드결합하는 스크류기어와;상기 스크류기어의 하부에 배치되는 하부 플레이트와;상기 하부 플레이트에 고정되며, 회전축이 상기 스크류기어와 결합하는 모터모듈과;상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 개재되어, 상기 상부 플레이트가 상기 하부 플레이트 위에서 흔들림 없이 직선운동할 수 있도록 하는 가이드 모듈을 포함하는 초박형 위치결정 장치.
- 제1항에 있어서,상기 상부 플레이트의 하부면에는 하부홈이 형성되어 있으며,상기 스크류너트의 상부의 일부분이 상기 하부홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 초박형 위치결정 장치.
- 제2항에 있어서,상기 상부 플레이트가 직선운동하는 방향으로 상기 상부 플레이트의 양측에는 하부로 절곡된 측면판이 형성되어 있고,상기 측면판의 내측에는 측면홈이 형성되며,상기 측면홈을 관통하여 나사가 결합하며,상기 가이드 모듈은,상기 측면홈에 삽입된 상부 가이드바와;상기 상부 가이드바와 마주보는 곳에 위치하여 상기 하부 플레이트와 결합하는 하부 가이드바를 포함하는 초박형 위치결정 장치.
Applications Claiming Priority (2)
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