KR100617653B1 - 선운동 베어링 및 이를 이용한 직선운동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개 이상의 직선레일부재가 서로 평행하게 이동할 수 있는 선운동 베어링 및 이를 이용한 직선운동장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 선운동 베어링은, 복수개의 직선레일부재, 및 상기 복수개의 직선레일부재 각각에 대해 길이 방향으로 직선운동할 수 있도록 결합되는 복수개의 결합부가 서로 평행하게 형성된 블록부재를 포함하여 구성되며, 복수개의 직선레일부재가 블록부재에 대해 각각 길이방향으로 직선운동 가능하다.

선운동 베어링, 블록부재, 직선레일부재, 엘엠가이드, 평행

Description

선운동 베어링 및 이를 이용한 직선운동장치{Linear Motion Bearing and Linear Motion Apparatus having the same}

도 1은 종래기술에 의한 선운동 베어링의 개략적인 3면도,

도 2a 및 도 2b는 도 1의 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치의 일예를 간략히 나타낸 평면도 및 정면도,

도 3은 도 1의 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치의 다른 예를 간략히 나타낸 정면도,

도 4는 본 발명에 의한 선운동 베어링의 제1실시예를 나타낸 3면도,

도 5는 본 발명에 의한 선운동 베어링의 제2실시예를 나타낸 측면도,

도 6a와 도 6b는 도 3의 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치의 제1실시예를 간략히 나타낸 평면도 및 정면도,

도 7은 도 3의 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치의 제2실시예를 간략히 나타낸 정면도,

도 8은 도 7의 직선운동장치가 좌측 및 우측으로 최대로 이동한 상태를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100,100'; 선운동 베어링 110; 블록부재

111,112; 결합부 121,122; 직선레일부재

130,150; 베이스판 140,170; 이동판

160; 중간판 200; 선운동 베어링

210; 블록부재 211,212; 결합부

221,222; 직선레일부재

본 발명은 일반기계류의 직선운동을 요하는 부분에 장착되어 직선운동을 안내하는 선운동 베어링 및 이를 이용한 직선운동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 블록부재에 2이상의 직선레일부재가 평행하게 결합되어 별개로 이동할 수 있는 선운동 베어링 및 이를 이용한 직선운동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 공작기계나 로봇, 자동창고의 스택커 및 각종 일반기계 등에서 기준이 되는 일정한 위치로부터 물체를 목적하는 위치까지 직선적으로 안내하기 위해 슬라이딩되는 직선운동이 요구되는 부분에는 선운동 베어링이 장착되어 사용되는 바, 이러한 목적으로 개발된 선운동 베어링은 통상 엘엠(LM)가이드(Liner Motion Guide)라 불리고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 선운동 베어링(1)은 통상 직선상으로 뻗은 형태로 이루어진 직선레일부재(2)와, 이 직선레일부재(2)상에 결합되어 이를 기준으로 하여 슬라이딩됨으로써 직선운동을 할 수 있도록 이루어진 블록부재(3)로 구 성되어 있다. 이때, 직선레일부재(2)는 블록부재(3)를 안착시켜 이를 지지할 수 있는 가이드홈을 구비하며, 블록부재(3)는 직선레일부재(2)에 끼워져 슬라이딩운동할 때 직선레일부재(2)와의 마찰을 줄여 직선운동이 부드럽게 이루어질 수 있도록 무한궤도상으로 이동되는 다수개의 볼이 내장되는 결합부(5)와 이동시킬 부품을 설치할 수 있는 고정부(7)를 포함하고 있다.

이와 같은 종래의 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치의 일예가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 직선운동장치는 베이스판(10)과, 베이스판(10)에 평행하게 설치된 2개의 선운동 베어링(1), 및 선운동 베어링(1) 위에 설치된 이동판(20)을 포함한다. 이때, 선운동 베어링(1)의 직선레일부재(2)는 베이스판(10)에 고정되고, 블록부재(3)는 고정부(7)에 의해 이동판(20)에 고정되어 있다. 따라서, 블록부재(3)가 직선레일부재(2)를 따라 슬라이드 이동하면 이동판(20)도 직선레일부재(2)를 따라 직선운동을 하게 된다.

선운동 베어링(1)을 이용한 직선운동장치의 다른 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3의 직선운동장치는 베이스판(30), 제1선운동 베어링(1), 중간판(40), 제2선운동 베어링(1'), 및 이동판(50)으로 구성되며, 이동거리를 크게 하기 위하여 상술한 직선이동장치를 2개 중첩하여 설치한 것에 해당한다. 미설명부호 W는 이동판에 적재되는 부하를 나타낸다. 이와 같은 장치를 사용하면, 이동판(50)이 신축할 수 있기 때문에 설치면적은 작으면서 이동거리가 큰 직선운동장치를 제공할 수 있다.

그런데, 이러한 선운동 베어링은 기본적으로 블록부재가 직선레일부재를 벗 어날 수 없기 때문에 이동거리가 직선레일부재에 의해 한정된다는 단점이 있다. 따라서, 이를 이용한 직선운동장치는 기본적으로 도 3에 도시된 바와 같이 한쪽 방향으로만 신축이 가능하다는 문제가 있다. 따라서, 사용자가 도 3과 같은 직선운동장치를 이용하여 좌측에 있는 물건을 우측으로 이동시킬 수 있도록 좌우방향으로 신축가능하도록 하기 위해서는 베이스판의 아래에 베이스판을 회전시킬 수 있는 회전운동수단을 더 설치할 필요가 있다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 한개의 직선레일부재를 기준으로 다른 직선레일부재가 좌우방향으로 평행하게 이동할 수 있도록 복수의 직선레일부재와 이에 대응하는 복수의 결합부가 평행하게 형성된 블록부재로 구성되는 선운동 베어링을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 이와 같은 선운동 베어링을 이용하여 회전수단없이 좌우방향으로 신축가능한 직선운동장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 베이스; 상기 베이스 상부에 설치되는 하측 직선레일부재와, 상기 하측 직선레일부재의 길이방향을 따라 직선운동할 수 있도록 형성된 하측 결합부와 상기 하측 결합부와 180도 간격으로 형성된 상측 결합부를 포함하는 블록부재와, 상기 상측 결합부와 결합되어 상기 하측 직선레일부재와 평행하게 이동하는 상측 직선레일부재를 포함하는 제1선운동 베어링; 상기 제1선운동 베어링의 상측 직선레일부재에 설치되는 중간판; 상기 중간판 상부에 설치되는 하측 직선레일부재와, 상기 하측 직선레일부재의 길이방향을 따라 직선운동할 수 있도록 형성된 하측 결합부와 상기 하측 결합부와 180도 간격으로 형성된 상측 결합부를 포함하는 블록부재와, 상기 상측 결합부와 결합되어 상기 하측 직선레일부재와 평행하게 이동하는 상측 직선레일부재를 포함하는 제2선운동 베어링; 및 상기 제2선운동 베어링의 상측 직선레일부재에 설치되는 이동판;을 포함하는 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치를 제공함으로써 달성된다.

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이때, 상기 제1 및 제2선운동 베어링은 상기 베이스판 및 중간판 각각에 평행하게 2개를 설치하는 것이 바람직하다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 선운동 베어링의 실시예들에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 선운동 베어링은 직선레일부재를 따라 이동하는 블록부재의 외면에 직선레일부재와 결합되는 결합부가 평행하게 복수개 형성되며, 복수의 결합부에 직선레일부재가 각각 결합되어 있어 직선레일부재가 블록부재를 중심으로 서로 반대방향으로 이동할 수 있다는 점에 특징이 있다. 예컨데, 블록부재가 4각형의 단면을 갖는 경우 4각형의 모든 면이나 적어도 2면에 결합부가 평행으로 형성된다. 만일 결합부재가 6각형의 단면을 갖는 경우에는 6각형의 모든 면이나 적어도 2면에 결합부가 평행으로 형성되는 것이다. 또는, 블록부재에 2개의 결합부를 평행하게 설치할 때에는 용도에 따라 2개의 결합부가 형성되는 2면 사이의 각도를 90도, 120도, 180도 등 임의로 할 수도 있다. 이때, 블록부재가 직선레일부재를 따라 슬라이드운동할 때 마찰력을 적게 하기 위하여 결합부에 무한궤도를 따라 이동하는 복수개의 볼이 마련되고, 직선레일부재도 이에 따라 적절한 단면형상을 갖는 것은 일반적인 선운동 베어링과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 다만, 복수개의 볼이 이동하는 무한궤도를 각각의 결합부에 별개로 형성할 수도 있고 모든 결합부를 통해 무한궤도를 이루도록 형성할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 의한 선운동 베어링의 제1실시예를 간략하게 나타내 보인 3면도이다. 도면을 참조하면, 제1실시예에 의한 선운동 베어링(100)은 4각형 단면의 블록부재(110)와 2개의 직선레일부재(121,122)를 포함한다.

이때, 블록부재(110)는 도 4의 우측면도에 도시된 바와 같이 4각형을 이루는 면중에서 서로 180도를 이루는, 즉 서로 마주보는 2면의 외측으로 각각 결합부(111,112)가 형성되어 있다. 결합부(111,112)의 내측에는 복수의 볼이 직선레일부재(121,122)와 구름점촉을 하며 이동하는 무한궤도가 형성되어 있다. 이때, 복수의 볼이 이동하는 무한궤도를 형성하는 방법은 일반적인 선운동 베어링과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 또, 2개의 직선레일부재(121,122)는 블록부재(110)의 2개의 결합부(111,112)에 각각 결합되어 있다. 이때, 각각의 직선 레일부재(121,122)의 각 단면은 블록부재(110)의 결합부(111,112)에 의해 블록부재(110)의 슬라이딩운동을 원할하게 안내할 수 있도록 형성되는 바, 이 형상도 일반적인 선운동 베어링과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

따라서, 이와 같은 구조의 선운동 베어링(100)은 하측의 직선레일부재(121)를 고정하고 상측의 직선레일부재(122)를 이동시키는 경우 상측의 직선레일부재(122)는 하측의 직선레일부재(121)에 대해 좌우로 이동할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 선운동 베어링(200)의 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 블록부재(210)의 결합부(211,212)가 서로 90도를 이루고 있는 것 외에는 상술한 제1실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 미설명 부호 221,222는 블록부재(210)의 결합부(211,212)에 각각 결합된 직선레일부재를 나타낸다.

이하. 첨부된 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치에 대하여 설명한다.

도 6a와 도 6b는 본 발명에 의한 직선운동장치의 제1실시예를 나타낸 평면도와 정면도이다.

도면을 참조하면, 제1실시예의 직선운동장치는 베이스판(130)과, 선운동 베어링(100), 및 이동판(140)을 포함한다.

선운동 베어링(100)의 하측 직선레일부재(121)는 베이스판(130)의 상측에 고정되고, 상측 직선레일부재(122)는 이동판(140)의 하측에 고정된다. 따라서, 베이스판(130)을 바닥에 고정한 상태에서 이동판(140)은 베이스판(130)에 대해 도면상에서 좌우로 이동할 수 있다.

도 7과 도 8은 본 발명에 의한 직선운동장치의 제2실시예를 나타낸 도면으로서, 제2실시예에 의한 직선운동장치는 베이스판(150), 제1선운동 베어링(100)과, 중간판(160)과, 제2선운동 베어링(100'), 및 이동판(170)을 포함한다.

제1선운동 베어링(100)의 하측 직선레일부재(121)는 베이스판(150)의 상측에 고정되고, 상측 직선레일부재(122)는 중간판(160)의 하측에 고정된다. 또, 중간판(160)의 상측에는 제2선운동 베어링(100')의 하측 직선레일부재(121')가 고정되고, 제2선운동 베어링(100')의 상측 직선레일부재(122')는 이동판(170)의 하측에 고정된다. 이동판(170)의 상측에는 좌우로 이동하고 싶은 물건(W)등의 부하가 적재된다.

따라서, 본 실시예에 의한 직선운동장치는 겹친 상태에서는 도 7과 같이 베이스판(150)과 중간판(160), 및 이동판(170)이 층상으로 완전히 적층된 상태가 되므로 설치면적은 베이스판(150)의 면적과 동일하게 된다. 그러나, 만일 도 8에 실선으로 도시된 바와 같이 우측으로 신장하는 경우에는 제1선운동 베어링(100)의 블록부재(110)가 제1선운동 베어링(100)의 하측 직선레일부재(121)의 우측끝까지 이동하고, 제1선운동 베어링(100)의 상측 직선레일부재(122)가 우측으로 최대로 이동하여 중간판(160)이 베이스판(150)에 대해 우측으로 최대한 이동하게 된다. 이 상태에서 제2선운동 베어링(100')의 블록부재(110')가 중간판(160)에 고정된 제2선운동 베어링(100')의 하측 직선레일부재(121')의 우측끝까지 이동한 뒤, 다시 제2선운동 베어링(100')의 상측 직선레일부재(122')가 우측으로 최대한 이동하므로 이동판(170)이 베이스판(150)의 중심에 대해 일정 거리(S1) 이동하게 된다. 다시 물체 가 적재된 이동판(170)을 도 8에 점선으로 도시된 바와 같이 좌측으로 신장시키면, 상술한 설명과는 반대로 제1선운동 베어링(100)과 제2선운동 베어링(100')이 이동하여 이동판(170)이 베이스판(150)의 중심에 대해 일정 거리(S2) 이동하게 된다. 즉, 본 발명에 의한 직선운동장치의 최대 행정은 S1+S2가 된다. 즉, 이동판(170)이 베이스판(150)에 고정된 직선레일부재(121)를 기준으로 좌우로 이동가능하기 때문에 종래기술에 의한 직선운동장치에 비해 행정을 2배 정도로 크게 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 선운동 베어링에 의하면, 2개 이상의 직선레일부재가 서로 반대 방향으로 평행하게 이동 가능하기 때문에 직선운동범위가 넓은 선운동 베어링을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치에 의하면, 별도의 회전수단을 사용하지 않고도 좌우측 방향으로 이동판의 신장이 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 베이스;

   상기 베이스 상부에 설치되는 하측 직선레일부재와, 상기 하측 직선레일부재의 길이방향을 따라 직선운동할 수 있도록 형성된 하측 결합부와 상기 하측 결합부와 180도 간격으로 형성된 상측 결합부를 포함하는 블록부재와, 상기 상측 결합부와 결합되어 상기 하측 직선레일부재와 평행하게 이동하는 상측 직선레일부재를 포함하는 제1선운동 베어링;

   상기 제1선운동 베어링의 상측 직선레일부재에 설치되는 중간판;

   상기 중간판 상부에 설치되는 하측 직선레일부재와, 상기 하측 직선레일부재의 길이방향을 따라 직선운동할 수 있도록 형성된 하측 결합부와 상기 하측 결합부와 180도 간격으로 형성된 상측 결합부를 포함하는 블록부재와, 상기 상측 결합부와 결합되어 상기 하측 직선레일부재와 평행하게 이동하는 상측 직선레일부재를 포함하는 제2선운동 베어링; 및

   상기 제2선운동 베어링의 상측 직선레일부재에 설치되는 이동판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 및 제2선운동 베어링은 상기 베이스판 및 중간판 각각에 평행하게 2개가 설치된 것을 특징으로 하는 선운동 베어링을 이용한 직선운동장치.

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