KR102014816B1

KR102014816B1 - 스웨이-요 모션 가이드모듈

Info

Publication number: KR102014816B1
Application number: KR1020160181809A
Authority: KR
Inventors: 구태영
Original assignee: 씨제이포디플렉스 주식회사
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2019-08-27
Anticipated expiration: 2036-12-29
Also published as: KR20180077447A; WO2018124547A1

Abstract

본 발명은 스웨이-요(Sway-Yaw) 모션 가이드모듈에 관한 것으로서, 피동부(예컨대 모션체어)의 구동에 있어서, 직선운동인 스웨잉 모션과 곡선운동인 요잉 모션을 선택적으로 수행할 수 있도록 하는 가이드 장치에 대한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 피동부의 스웨잉(Swaying)모드 및 요잉(Yawing)모드를 안내하는 가이드모듈로서, 소정의 길이로 연장 형성된 직선구간과 상기 직선구간으로부터 이어지는 곡선구간을 가지고, 측면에 소정 깊이의 리세스부가 형성되는 가이드레일과, 상기 가이드레일의 적어도 하나의 측면에 접하며 움직이는 가이드휠을 포함하는 가이드모듈을 제공한다.

Description

스웨이-요 모션 가이드모듈 {SWAY-YAW MOTION GUIDE MODULE}

본 발명은 스웨이-요(Sway-Yaw) 모션 가이드모듈에 관한 것으로서, 피동부(예컨대 모션체어)의 구동에 있어서, 직선운동인 스웨잉 모션과 곡선운동인 요잉 모션을 선택적으로 수행할 수 있도록 하는 가이드 장치에 대한 발명이다.

영화관은 영상물을 상영하는 시설로서, 종래에는 단순히 스크린에 영상을 투영하여 관람객들이 영상물을 관람하도록 하였으나, 최근에는 영상 콘텐츠에 사실감을 더하기 위하여 3D입체 영상물의 보급은 물론 3D입체 영상물의 상영과 더불어 더욱 다양한 특수효과를 제공하고 있다.

예컨대, 액션영화에서 폭발장면의 경우 폭발 후폭풍의 효과를 바람으로 표현하여 관람객에게 제공하거나, 영상화면에서 음식이 나왔을 때 이에 대응되는 음식냄새를 제공할 수 있다.

이러한 효과를 내는 기술을 3D영상에 기술이 더해졌다(+1D)는 의미에서 4D라 부르고 있으며, 좀 더 정확하게는 디지털2D/3D 영사화면에 액 분사, 발향, 가진 등의 다양한 특수 효과를 부가한 형태로서 4D라 칭한다. 4D 기술은 관람객들이 앉는 의자나 상영관 내에 설치된 장치들을 이용하여 구현하게 된다.

4D 구현을 위해 구비된 관람객용 의자를 모션체어(Motion Chair)라 하며, 마이스 티클러(Mice Tickler, 다리 등을 간질거리는 효과), 백 틱(Back Tic, 의자 속의 장치가 등부분을 툭 치는 효과), 버톡(Buttock, 의자 속의 장치가 엉덩이를 툭 치는 효과), 쉐이커(Shaker, 4종류의 진동효과), 드롭 등과 같은 의자움직임(Motion, 전후좌우상하로 이동하는 효과)에 의한 모션효과와, 물분사, 페이스 에어(Face Air) 및 넥 에어(Neck Air), 바람, 연기, 조명 등의 환경효과를 포함하여 약 20여가지의 특수효과를 구현하고 있다.

모션체어에서 모션에 관련된 효과로는 주로 전후방향으로 회전하는 피칭(Pitching, 종동요), 좌우방향으로 회전하는 롤링(Rolling, 횡동요), 상하방향으로 이동하는 히빙(Heaving, 상하동요) 등이 제공되고 있다.

선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1485269호 '4D 극장용 의자조립체의 구동장치'(이하 '선행기술'이라 한다)는, 회전운동을 직선운동으로 변환하는 과정에서 발생하는 부하 외란에 의한 진동이나 소음을 방지하기 위한 발명을 개시한다.

이러한 선행기술에서도 앞서 살펴본 바와 같은 피칭, 롤링 및 히빙의 동작을 기본적으로 제공하고는 있는데, 선행기술을 포함한 대부분의 모션체어는 위의 기본적인 몇 가지 동작만을 제공하는데 그치고 있다.

이에, 종래의 모션체어는 공간상의 움직임 중 일부만을 제공하기 때문에, 관람객들에게 충분한 모션효과를 제공하지 못한다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1485269호 '4D 극장용 의자조립체의 구동장치'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 보다 다양한 자유도에 의해 모션체어를 움직일 수 있도록 함으로써, 영화관을 이용하는 관람객들에게 보다 다양한 모션효과를 제공할 수 있는 모션장치를 제공하는데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 모션체어에서 일반적으로 제공되는 피칭(Pitching, 종동요), 롤링(Rolling, 횡동요), 히빙(Heaving, 상하동요)의 움직임에 더하여,

모션체어에 평면상에서의 직선적 움직임인 스웨잉(Swaying, 좌우동요)모션과 평면상에서 회전적 움직임인 요잉(Yawing, 수평동요) 모션을 제공할 수 있도록 하는 가이드모듈을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면 피동부의 스웨잉(Swaying)모드 및 요잉(Yawing)모드를 안내하는 가이드모듈로서, 소정의 길이로 연장 형성된 직선구간과 상기 직선구간으로부터 이어지는 곡선구간을 가지고, 측면에 소정 깊이의 리세스부가 형성되는 가이드레일과, 상기 가이드레일의 적어도 하나의 측면에 접하며 움직이는 가이드휠을 포함하는 가이드모듈을 제공한다.

여기서 상기 직선구간은 상기 피동부의 스웨잉(Swaying)모드를 안내하고, 상기 곡선구간은 상기 피동부의 요잉(Yawing)모드를 안내하는 것을 특징으로 하며,

한편, 상기 가이드휠은 상기 가이드레일의 전/후 측면에 각각 접하는 전방 휠과 후방휠을 포함하며,

전방휠과 후방휠을 연결하는 가이드로드를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가이드레일의 단면에서 보아, 상기 리세스부는 중단의 수직단부를 기준으로 상단과 하단에 경사단부가 형성될 수 있다.

그리고 상기 가이드휠은, 상기 리세스부 상단의 경사단부 및 상기 리세스부 하단의 경사단부와 각각 접촉하는 상부외륜과 하부외륜을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 상부외륜은 가요성 소재로 형성될 수 있다.

또는, 상기 리세스부의 상단 경사단부가 가요성 소재로 형성될 수도 있다.

일 실시예에 따라 상기 곡선구간의 전방곡면과 후방곡면 중 적어도 어느 하나의 곡률반지름은 균일하게 형성되고 다른 하나의 곡률반지름은 불균일하게 형성될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 보다 다양한 자유도에 의해 모션체어를 움직일 수 있도록 함으로써, 영화관을 이용하는 관람객들에게 보다 다채로운 모션효과를 제공할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 피동부(모션체어)에서 일반적으로 제공되는 피칭, 롤링, 히빙의 움직임에 더하여, 평면상에서의 직선움직임인 스웨잉 모션을 제공할 수 있는 장점이 있다. 이에, 본 발명은 관람객들에게 보다 현실적인 모션효과를 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 스웨잉 모션과 더불어 회전움직임인 요잉 모션을 추가로 제공함으로써, 공간상에서 피동부의 움직임을 더욱 자유롭게 구현할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에서는 하나의 장치 내에서 구동수단(예컨대 크랭크아암이 기 설정된 각도 이상의 큰 각도로 움직이는 경우)의 움직임에 따라 스웨잉 모션과 요잉 모션이 함께 구현될 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 관람객들에게 최적의 모션효과를 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스웨이-요 모션체어를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부와 피동부를 상면에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드모듈을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드모듈을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드휠을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일을 나타내는 평면도이다.

본 발명에 따른 스웨이-요 모션장치에 대한 예는 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

아래의 설명에서 X축은 스웨이-요 모션장치 및 가이드부의 폭방향을 의미할 수 있고, Y축은 스웨이-요 모션장치 및 가이드부의 길이방향을 의미할 수 있으며, Z축은 스웨이-요 모션장치 및 가이드부의 높이방향을 의미할 수 있다.

참고로, 발명의 배경이 되는 기술의 피칭(Pitching)은 Y축(수평축)을 기준으로 전후방향으로 회전하는 운동을 의미할 수 있으며, 롤링(Rolling)은 X축(전후축)을 기준으로 좌우방향으로 회전하는 운동을 의미할 수 있고, 히빙(Heaving)은 Z축(수직축)을 따라서 상하방향으로 왕복하는 운동을 의미할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 스웨잉(Swaying)은 Y축과 평행한 방향으로 좌우동요하는 움직임을 의미할 수 있고, 요잉(Yawing) 동작은 Z축을 중심으로 회전하는 수평동요 움직임을 의미할 수 있다. 특히 본 명세서에서의 요잉(Yawing)은 Z축과 평행한 방향에 위치한 축을 중심으로 편심 회전하는 수평동요 움직임을 포함할 수 있음을 특징으로 한다. 이는 본 발명 가이드모듈 특유의 형상으로부터 기인한다. 참고로, 본 발명에서 스웨잉(Swaying)-요잉(Yawing)의 복합 모드는 Y축과 평행한 방향의 좌우동요하는 움직임과 Z축과 평행한 축 중심으로 편심회전하는 움직임이 함께 또는 연속적으로 발생하는 것을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스웨이-요 모션체어를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부를 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부와 피동부를 상면에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스웨이-요 모션장치는 가이드부(200)와 가이드부(200)에 설치되는 구동부(210)를 포함할 수 있다. 가이드부(200)에는 피동부(100)가 인접하여 배치될 수 있는데, 상기 가이드부(200)와 구동부(210)의 각 구성은 피동부(100)에 다양한 모션효과를 구현하도록 유기적으로 결합되어 있다. 피동부(100)는 가이드부(200)에 의해 다양한 자유도(degree of freedom)를 가지고 움직이는 요소로서 가이드부(200) 상부에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 피동부(100)에는 모션체어용 시트가 설치될 수 있다.

본 발명의 가이드부(200)는 기본적으로 메인프레임(201)과 뼈대의 역할을 하는 복수 개의 지지대(202, 203, 204)로 구성되며, 내부에 구동부(210) 및 가이드모듈(220, 230)이 배치되어 스웨이-요 모션장치를 구성할 수 있다. 복수 개의 지지대(202, 203, 204)는 프레임(201)의 구조적 강도를 향상시키기 위해 마련되는 것으로서, 예컨대 스틸(steel)과 같은 재질로 형성될 수 있다. 이는 예시적인 것으로서, 도면에 도시된 형상과 개수에 한정되지 않는다. 다만, 프레임(201)과 복수 개의 지지대(202, 203, 204)는 일체로 형성됨이 바람직하다. 구동부(210)와 가이드모듈(220, 230)은 모션장치의 구동 중 발생하는 진동으로부터 견딜 수 있도록 메인프레임(201)에 웰딩(또는 브레이징)되거나, 볼트체결되는 것이 바람직하다.

본 발명 모션장치의 주요 특징은, 구동부(210)가 상기 가이드부(200)의 길이방향 축(Y)과 평행한 방향으로 상기 피동부(100)를 직진 운동시키며, 상기 피동부(100) 높이방향 축(Z)과 평행한 방향의 축을 중심으로 상기 피동부(100)를 편심 회전(곡선운동)시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 직진 운동은 스웨잉(swaying), 회전 운동은 요잉(yawing) 동작을 의미할 수 있다. 후술하겠지만, 본 발명에서의 곡선운동은 직진운동 동작 이후에 구현될 수 있다.

이와 같은 동작을 가능케 하기 위한 본 발명 모션장치의 일 특징은, 가이드부(200) 내부에 특유 형상의 가이드레일(221, 231)을 포함하는 가이드모듈(220, 230)을 구비하는 것이다. 가이드모듈(220, 230)에 대해서는 상세히 후술하기로 한다.

한편, 본 발명 모션장치에는 구동부(210)가 배치되고, 구동부(210)는 크랭크 구동 방식, 실린더 구동 방식, 리니어 모터 구동 방식, 스크류 모터 구동 방식 등 여러 실시예가 적용될 수 있다. 도면 1 내지 도 3에 도시된 것은 크랭크 구동 방식을 예시로 든 것이다.

구체적으로 제1실시예에 따른 구동부(210)는, 크랭크 모듈(Crank Module, 211)로 구성될 수 있다. 여기서 크랭크 모듈은 크랭크축(Crank shaft, 211a); 상기 크랭크축(211a)의 종단부에서 상기 가이드부(200)의 일측면을 따라 수평방향으로 연결되는 크랭크아암(Crank arm, 211b, 211c); 및 상기 크랭크아암(211b, 211c)에서 수직방향으로 연장형성되어 상기 피동부(100)에 연결되는 크랭크핀(Crank pin, 211d);을 포함할 수 있다.

그리고 일 실시예에 따르면 상기 크랭크아암(211b, 211c)은 적어도 두 개 이상의 절편이 링크되어 형성될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 제1절편(211b), 제2절편(211c)으로 구성될 수 있는데, 상기 제1절편(211b)은 일단이 크랭크축(211a)과 연결되고 타단은 제2절편(211c)과 연결되며, 상기 제2절편(211c)은 일단이 제1절편(211b)과 연결되고 타단은 크랭크핀(211d)과 연결되는 구성일 수 있다.

본 발명의 크랭크아암(211b, 211c)은 상기 가이드부(200)의 폭방향에 대한 상기 크랭크아암(211b, 211c)의 각도변화를 통하여 상기 피동부(100)를 움직이게 하고, 스웨잉 모드와 요잉 모드를 전환할 수 있다. 여기서 가이드부(200)의 폭방향에 대한 크랭크아암(211b, 211c)의 각도변화란, 도 3의 가상의 기준선(l)을 기준으로 변화하는 크랭크아암(211b, 211c)의 각도변화로 이해될 수 있을 것이다. 그리고 상기 크랭크아암(211b, 211c)이 상기 가이드부(200)의 폭방향에 대하여 기 설정된 각도 이상의 큰 각도로 구동되는 경우, 상기 피동부(100)에 대하여 스웨잉모드와 요잉모드가 함께 구현될 수 있다.

이하 후술하는 설명에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 핵심적 기술요소인 스웨이-요 모션 가이드모듈을 중심으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드모듈에 대한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드모듈을 나타내는 단면도이다.

본 발명의 가이드모듈(220, 230)은 피동부(100)의 스웨잉(Swaying)모드 및 요잉(Yawing)모드를 안내하는 가이드모듈로서, 소정의 길이로 연장 형성된 직선구간과 상기 직선구간으로부터 이어지는 곡선구간을 가지고, 측면에 소정 깊이의 리세스부가 형성되는 가이드레일(221, 231)과, 상기 가이드레일(221, 231)의 적어도 하나의 측면에 접하며 움직이는 가이드휠(223, 224, 233, 234)을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 본 발명의 가이드모듈(220, 230)은 한쌍 구비되어 가이드부(200) 내부에, 가이드부(200)의 중심을 기준으로 양쪽에 대칭하여 배치됨이 바람직하다.

아래부터는 하나의 가이드모듈(230)을 일 실시예로 들어 설명하기로 한다.

가이드모듈(230)에는 내부에 가이드레일(231)이 배치되는데, 가이드레일(231)은 상면에서 보아 대략 자루가 긴 '낫(scythe)'형상으로 형성된다. 보다 구체적으로 가이드레일(231)은 스웨잉(Swaying)모드(직선운동) 구현을 위해 구동부(210)와 가까이 위치하 부분은 길이가 길게 형성되고, 요잉(Yawing)모드(곡선운동) 구현을 위해 구동부(210)와 먼 쪽리 위치한 부분은 곡면을 갖도록 형성된다.

상기 가이드모듈(230)은 가이드부(200)의 일 측에 배치되어 상기 피동부(100)의 스웨잉모드 및 요잉모드를 유도할 수 있게 된다. 여기서 가이드모듈(230)의 직선구간은 상기 피동부(100)의 스웨잉모드를 안내하고, 상기 곡선구간은 상기 피동부의 요잉모드를 안내하는 것을 특징으로 한다. 여기서 곡선구간은 전방곡면과 후방곡면으로 구분될 수 있음을 유의해야 한다. 참고로, 도 1의 직교좌표축을 기준으로 원점에 가까운 쪽은 전방, 원점에 먼 쪽은 후방이라 할 수 있다.

본 발명의 가이드모듈(230)은, 상기 가이드모듈(230)의 내부공간에 설치되는 가이드레일(231); 및 상기 피동부(100)의 하중을 지지하면서, 상기 가이드레일과 접하며 이동하는 가이드휠(233, 234)을 포함하며, 나아가 상기 가이드휠(233, 234)은 상기 가이드레일(231)의 전방 측면에 위치하는 전방휠(234)과 상기 가이드레일(231)의 후방 측면에 위치하는 후방휠(233)을 포함할 수 있다. 아울러, 상기 전방휠과 후방휠을 연결하는 가이드로드(235)가 구비될 수 있다. 여기서 가이드로드(235)는 전방휠(234)과 후방휠(233)을 연결한다.

가이드레일(231)을 상면에서 보았을 때 가이드 휠이 접하게 되는 곡선 부분은 가이드 레일의 전방과 후방에 형성된다. 여기서 전방 또는 후방의 어느 한쪽의 곡선 부분은 일정한 곡률 반지름을 갖도록 형성되고 다른 한쪽의 곡선 부분은 일정하지 않은 곡률 반지름을 갖도록 형성될 수 있다. 이로써, 본원 발명 모션장치의 자연스러운 요잉(Yawing)동작이 가능하게 된다. 이에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.

본 발명에서는 상기 구동부(210)의 구동 시에 상기 가이드휠(233, 234)이, 가이드레일(231)을 따라 움직이게 되어 스웨잉 모드(직선운동) 구현 및 요잉 모드(곡선운동) 구현이 가능하게 된다. 예를 들어 크랭크모듈(211)에서 크랭크아암(211b, 211c)의 구동각에 따라 모션의 거리(가동범위)가 결정이 되기 때문에, 크랭크아암(211b, 211c)의 구동각이 작을 때에는 가이드휠(233, 234)이 가이드레일(231)의 직선영역에서만 움직여 피동부(100)가 스웨잉 모션으로서 움직이게 된다. 이와 달리 크랭크아암(211b, 211c)의 구동 가능한 각도 범위가 클 때에는 제1가이드휠(233, 234)이 가이드레일(231)의 곡선영역까지 움직일 수 있어, 스웨잉과 요잉 모션을 함께 구현할 수 있게 된다.

한편, 도 4를 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일(311)은 측면에 리세스부가 형성됨을 특징으로 한다. 여기서 리세스(recess)부란 가이드레일(311) 측면에서 오목하게 들어간 부분을 의미할 수 있다.

가이드레일(231)의 단면에서 보아, 상기 리세스부는 중단의 수직단부(231b)를 기준으로 상단과 하단에 경사단부(231a, 231c)가 형성될 수 있다. 상단의 경사단부(231a)는 리세스부에 접촉하며 구동하는 가이드휠이 이탈되지 않도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하단의 경사단부(231b)는 피동부의 하중을 지지하는 역할을 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드휠을 나타내는 도면이다.

본 발명의 가이드휠(233)은 상기 피동부(100)의 하중을 지지하는 하중지지부와, 가이드로드가 연결되는 로드지지부(233b)와, 상기 피동부와 접촉 고정되기 위한 고정핀(233a)을 포함할 수 있다. 여기서 하중지지부는 가이드휠축(a)을 둘러싸는 복수 개의 베어링부재(b)와 외륜으로 구성될 수 있으며, 외륜은 다시 상부외륜(233c)와 하부외륜(233d)으로 구분될 수 있다.

고정핀(233a)에는 피동부(100)가 접촉 고정된다. 도 1을 다시 참조하면, 크랭크핀(211d)이 피동부(100)의 중심 측 하단과 접촉되어 구동력을 전달하는데, 고정핀(233a)을 통해 피동부(110)의 중심 측과 다른 4곳의 지점에서 피동부(100)의 하단과 접촉 고정되어 하중을 분산시킴과 동시에, 피동부(100)의 모션을 안정적으로 가이드 할 수 있다.

본 발명의 주요 특징으로서, 상부외륜(233c)은 리세스부 상단의 경사단부(231a)와 접촉할 수 있으며, 하부외륜(233d)은 리세스부 하단의 경사단부(231c)와 접촉할 수 있다.

가이드휠(233)은 가이드레일(231)을 따라 외륜이 회전하면서 움직임과 동시에 피동부(100)의 하중을 지지하는 역할을 한다. 피동부(100)의 하중은 가이드휠(233)을 통해 가이드레일(231)로 전달된다.

예컨대 모션체어가 피칭(pitching)할 때, 가이드레일의 전/후 측면에 위치한 전방휠(234)과 후방휠(233)에는 각각 크기가 서로 다른 하중이 걸리고 어느 한쪽이 업하중을 받아 상방으로 들리게 된다. 후방휠(233)이 업하중을 받는다고 가정할 경우, 후방휠(233)의 상부외륜(233c)과 맞닿게 되는 가이드레일(231) 리세스부의 상단 경사단부(231a)에는 큰 외력이 작용하게 된다. 따라서, 이 부분 파손의 염려가 높은 바 대응 방안이 필요하다.

또한, 본 발명의 가이드레일은 스웨잉모드와 요잉모드를 구현할 수 있도록 형성된 특유의 형상을 가지는 가이드레일이므로, 가이드휠(233, 234)이 소정의 시간동안 직선구간에서 곡선구간을 지날 때, 전방휠(234)과 후방휠(233)의 이동거리는 다소 차이가 발생하게 되며 이를 보상할 방안도 필요하다.

따라서 본 발명에서는 가이드레일(231) 리세스부의 상단 경사단부(231a)에 상부외륜을 가요성 소재로 형성할 수 있다. 가요성(flexible) 소재는 예컨대, 폴리우레탄과 같이 탄성을 가지는 소재를 의미할 수 있다.

즉, 상기 상부외륜(233c)을 폴리우레탄과 같은 소재로 만듦으로써 리세스부 측과의 마찰에 따른 손상을 방지하고, 소재의 탄성성질을 이용하여 전방휠(234)과 후방휠(233)의 이동거리 차이값을 보상하게 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기한 효과를 발휘하기 위하여 상부외륜(233c)을 가요성 소재로 사용하지 않거나, 또는 상부외륜(233c)을 가요성 소재로 사용하면서도 이와 별개로 상기 리세스부의 상단 경사단부(231a)를 가요성 소재로 형성할 수도 있다.

한편, 하부외륜(233d)은 피동부(100)의 하중을 지지하면서, 하단 경사단부(231b)와 접촉하여야 하므로 상부외륜(233c)의 소재보다는 강성이 높은 소재로 형성함이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 도 7을 참조로 본 발명의 가이드레일의 형상에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일을 나타내는 평면도이다.

전술한 바와 같이 가이드레일(231)은 직선곡선과 곡선구간으로 구분될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 곡선구간의 전방곡면과 후방곡면 중 어느 하나의 곡률반지름은 균일하게 형성되고 다른 하나의 곡률반지름은 불균일하게 형성될 수 있다.

구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이 전방곡면은 제1원심(O₁)을 중심으로 하고 곡률반지름(R1)을 갖는 곡면으로 형성되고, 후방곡면은 제1원심(O₁) 이외에 제2원심(미도시)을 포함하는 비균일한(복합) 곡률반지름(R2a, R2b)을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 실시예는, 하나의 예시일 뿐이다. 도면에 도시된 바와 달리 후방곡면이 제1원심(O₁)을 중심으로 하여 균일한 곡률반지름을 갖도록 형성되고 전방곡면이 제2원심을 포함하는 비균일한(복합) 곡률반지름을 갖도록 형성될 수도 있음을 유의해야 한다. 경우에 따라서는 도 9에 도시된 바와 같이 가이드레일의 곡선구간의 양쪽 곡면을 모두 복합적인 곡률반지름을 갖도록 형성할 수도 있다.

이와 같이 가이드레일의 곡선구간의 일부 곡면을 비균일 곡률반지름으로 형성하는 이유는 스웨잉 모드와 요잉 모드 간의 원활한 전환을 가능케 하기 위함이다. 도 7에는 후방곡면에 비균일(복합) 곡률반지름과 전방곡면에는 균일한 곡률반지름을 갖는 가이드레일(231)이 도시되어 있다. 가이드레일(231)을 사이에 두고서, 가이드레일(231)과 후방곡면과 전방곡면에서 각각 접촉하는 전방휠(234)과 후방휠(233)이 가이드로드(235)를 매개로써 서로 연결된 상태로 이동하게 된다.

별다른 조치 없이 전방곡면과 후방곡면의 곡률반지름을 모두 균일하게만 설계한다면, 직선운동 구간인 스웨잉 모드에서는 문제 없으나, 곡선운동 구간인 요잉 모드에서는 가이드로드(235)의 유효길이보다 더 폭이 넓은 영역을 지나게 되므로 전방휠(24)과 후방휠(233)의 이동거리간 차이가 발생한다. 본 발명에서는 곡률반지름의 미세한 조정을 통해 이러한 차이를 보상할 수 있다. 그렇지 않으면 가이드레일(231)과 가이드휠(233, 234), 그리고 가이드로드(235)를 비롯한 구성요소 들에 강한 충격이 가해짐과 동시에 원활한 곡선운동으로의 전환이 이루어지지 않는다.

한편, 위와 동일한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드로드는 상기 가이드레일 곡선구간의 어느 한 곡면에서 불균일한 곡률반지름을 갖지 않고도 피동부의 요잉모션이 가능하도록 길이가 가변될 수도 있다. 도면에 도시되진 않았으나, 직선운동 구간에서는 가이드로드(235)의 길이가 일정하게 유지되되, 곡선운동 구간에서는 가이드로드(235)의 길이에 변화를 주어 원활한 곡선운동으로의 전환이 되도록 한다.

또한, 보충적인 방법으로서, 곡률반지름의 조정 이외에도 가이드휠(233, 234)의 외륜(W)을 우레탄과 같은 고탄성의 소재로 제작하여, 모드 변속 충격을 흡수하게 할 수도 있다.

여기서 말하는 균일, 불균일(복합) 곡률반지름의 정확한 수치 및 그 형상은 도면에 도시된 바에 제한되지 않음을 유의해야 하고, 당업자라면 균등한 범위 내에서 얼마든지 변경하여 사용할 수 있을 것이다.

마지막으로 상기한 실시예의 가이드모듈을 구비한 본 발명의 스웨이-요 모션장치의 구동방법에 대해서 간략히 설명하기로 한다.

본 발명의 스웨이-요 모션장치가 최초 정지한 상태에서 가이드휠(233, 234)이 가이드부(200)의 중심으로부터 대칭된 위치에 위치하게 되지만, 최초 위치가 아닌 스웨잉모드 또는 요잉 모드에서는 가이드휠(233, 234)의 상대적인 위치가 가이드부(200)의 중심으로부터 대칭된 상태를 벗어나 가변될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 크랭크모듈의 내부에 포함된 크랭크아암이 제1 설정각도(-θ1 내지 + θ1) 이내의 범위에서 구동되어 상기 피동부(100)가 직선적으로 왕복 이동하는 스웨잉모드; 제2 설정각도(-θ2 내지 -θ3 또는 +θ3 내지 +θ2) 이내의 범위에서 구동되어 상기 피동부(100)가 수평동요하도록 하는 요잉모드; 제3 설정각도(-θ4 내지 +θ4) 이내의 범위에서 구동되어 상기 피동부(100)가 스웨잉과 요잉 동작을 함께하는 복합모드 중 적어도 하나의 모드를 포함하는 제어모드에 대응하여 동작하는 것을 특징으로 한다.

구체적인 예시를 들어 설명하면, 크랭크아암이 제1설정각도(-20도 내지 +20도) 범위에서 1 cycle 순환주기로 움직일 때 피동부(100)는 스웨잉 동작을 하게 되며, 크랭크아암이 제2설정각도(-70도 내지 -30도 또는 +30도 내지 +70도) 범위에서 1 cycle 순환주기로 움직일 때, 피동부(100)는 요잉 동작을 하게 된다. 그리고 크랭크아암이 제3설정각도(-70도 내지 +70도) 범위에서 1 cycle 순환주기로 움직일 때, 피동부(100)는 스웨잉 동작과 요잉 동작이 함께 구현된다. 참고로 여기서 +, -의 부호는 도 3에 도시된 가상의 선 l(가이드부의 폭방향) 을 기준으로 결정될 수 있다. 단, 여기서 설명한 구체적인 수치는 일 예시에 불과한 것임을 유의해야 한다.

이상에서 본 발명에 의한 스웨이-요(Sway-Yaw) 모션 가이드모듈에 대하여 설명하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

100 : 피동부
200 : 가이드부
220, 230 : 가이드모듈
221, 231 : 가이드레일
223, 224, 233, 234 : 가이드휠
235 : 가이드로드

Claims

피동부의 스웨잉(Swaying)모드 및 요잉(Yawing)모드를 안내하는 가이드모듈로서,
소정의 길이로 연장 형성된 직선구간과 상기 직선구간으로부터 이어지는 곡선구간을 가지고, 측면에 소정 깊이의 리세스부가 형성되는 가이드레일과,
상기 가이드레일의 적어도 하나의 측면에 접하며 움직이는 가이드휠을 포함하고,
상기 가이드레일의 직선구간은 상기 피동부의 스웨잉(Swaying)모드를 안내하고, 상기 가이드레일의 곡선구간은 상기 피동부의 요잉(Yawing)모드를 안내하며,
상기 가이드레일의 곡선구간을 상면에서 보았을 때, 안쪽의 전방곡면 곡률반지름은 균일하게 형성되고, 바깥쪽의 후방곡면 곡률반지름은 불균일하게 형성되며,
상기 가이드레일을 단면에서 보았을 때, 상기 리세스부는 중단의 수직단부를 기준으로 상단에 형성된 상단 경사단부 및 하단에 형성된 하단 경사단부를 포함하고,
상기 가이드휠은 상기 상단 경사단부 및 하단 경사단부 모두와 접촉하여 움직이는,
가이드 모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가이드휠은 상기 가이드 레일의 전/후 측면에 각각 접하는 전방휠과 후방휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드모듈.
제3항에 있어서,
상기 가이드모듈은 상기 전방휠과 후방휠을 연결하는 가이드로드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가이드휠은,
상기 상단 경사단부 및 상기 하단 경사단부와 각각 접촉하는 상부외륜과 하부외륜을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드모듈.
제6항에 있어서,
상기 상부외륜은 가요성 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 가이드모듈.
제6항에 있어서,
상기 상단 경사단부는 가요성 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 가이드 모듈.
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