KR20120007930U

KR20120007930U - 3자유도 모션의자

Info

Publication number: KR20120007930U
Application number: KR2020110004040U
Authority: KR
Inventors: 이지선
Original assignee: 이지선
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2021-05-12
Also published as: KR200469149Y1

Abstract

본 고안은 의자 프레임 하부 3곳의 위치로 모터에 의해 규칙, 불규칙 승하강 운동을 행하여 3자유도 운동을 제공하는 모션의자에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 모터(M) 상부에 하부 원주상의 등각 위치로 수직 설치된 고정 가이드축(32)과, 상기 고정 가이드축과 어긋나는 위치의 원주상 등각 위치로 상하 관통 형성된 가이드공(33)을 갖는 고정판(30)을 설치하고, 상기 고정판의 상,하부 위치에 중앙에 상부 이동판(41)과 원주상의 등각 위치로 고정 가이드축(32)을 따라 승하강 이동하는 가이드공(43)이 형성되고 중앙에 볼스크류에 의해 승하강 조절되는 너트(15)를 고정 설치한 하부 이동판(42)을 설치하여 상기 상,하부 이동판(41)(42) 사이에 고정판(30)의 가이드공(33)에 승하강 이동하는 이동 가이드축(45)을 원주상에 등각 위치로 설치한 가이더(40)를 구성하고, 상기 가이더의 상부 이동판(41) 상부와 의자 프레임 하부를 힌지 조인트(50)와 볼 조인트(60)로 연동 작동하도록 수직 연결 구성하므로 의자 프레임의 3차원 움직임을 발생함은 물론 상기 가이더가 간단한 구조에 의해 승하강 흔들림을 방지하는 안정적 가이드 구조를 제공하여 제품 안전성, 신뢰성 및 내구성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

3자유도 모션의자{A MOTION CHAIR}

본 고안은 의자 프레임 하부 3곳의 위치로 모터에 의해 규칙, 불규칙 승하강 운동을 행하여 3자유도 운동을 제공하는 모션의자에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 모터에 의해 회전하는 볼스크류, 너트에 의해 승하강 하는 가이더와 의자프레임을 힌지조인트와 볼조인트로 수직 연결하여 3자유도 운동을 발생하되, 상기 가이더가 간단한 구조에 의해 승하강 흔들림을 방지하는 안정적 가이드 구조를 제공하므로 제품 안전성, 신뢰성 및 내구성을 우수하게 제공하는 3자유도 모션의자에 관한 것이다.

일반적으로 시뮬레이터란 현실은 아니지만 거의 현실 같은 상황을 구현해 내는 것으로, 영상장치, 조종장치, 운동장치, 제어장치로 구성되는 것이다.

상기에서 운동장치와 제어장치는 별도 모션 베이스(또는 모션 플랫폼)라 하는데, 최근 게임이나 운전 시뮬레이션 이외에 입체 영상을 상영하는 극장 등 각종 분야에서 모션의자로 활발하게 적용되고 있다.

이와 같은 모션의자는 의자프레임 하부 3곳의 위치에서 승하강 작동하는 승하강 운동수단을 설치하여 규칙, 불규칙하게 승하강 작동하면서 의자를 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 히브(heave), 스웨이(sway), 서지(surge) 방향으로 이동시켜 3자유도 운동을 발생하는 것이다.

종래의 모션의자에서 승하강 운동수단은 모터나 실린더를 주로 사용하는데, 미국공개특허 2010-90507A1에서는 전동실린더에 의해 승하강 하는 구조로 모터에 비해 소형, 정밀 부품의 사용이 많아 가격이 비싸고, 부하에 의해 고장율이 높은 단점이 있었다.

이에 반해 국내특허등록 제10-1005320호에서는 모터를 이용하되, 모터를 감속기에 감속한 상태로 편심회전하는 모션축에 의해 승하강 하는 구조로 감속기에 의한 무게 중가, 소음증가 등의 문제와, 별도로 중앙에 승하강 안내기구를 설치함에 의해 구조가 복잡해지는 단점이 있었다.

또한, 국내실용신안등록 제20-436586호에서는 모터를 이용하되, 모터에 의해 회전하는 볼스크류와 너트에 의해 작동축을 승하강 시키되, 상기 승하강 운동수단은 별도의 거치대에 힌지 결합되어 힌지를 중심으로 회전하면서 승하강 운동을 발생하는 것으로 승하강 운동수단 전체가 흔들리고 별도의 승하강 안내기구가 마련되어 있지 않아 장치가 불안정 함은 물론 구조가 복잡해지는 단점이 있었다.

이에 본 출원인은 상기한 종래 모션의자의 구조를 단순화하면서 종래 모션의자의 불안한 요소를 안정적으로 작동할 수 있도록 구조 개선하고자 연구노력하였다.

본 고안은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 의자 프레임 하부 3곳의 위치로 모터에 의해 회전하는 볼스크류, 너트에 의해 승하강 하는 가이더와 의자프레임을 힌지조인트와 볼조인트로 수직 연결하여 3자유도 운동을 발생하되, 상기 가이더가 간단한 구조에 의해 승하강 흔들림을 방지하는 안정적 가이드 구조를 제공하므로 제품 안전성, 신뢰성 및 내구성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 고안은 의자 프레임 하부 3곳의 위치로 모터에 의해 회전하는 볼스크류와 상기 볼스크류를 따라 승하강 하는 너트에 의해 규칙, 불규칙 승하강 운동을 행하는 제1,2,3 승하강 운동수단을 수직 설치하여 3차원 움직임을 발생하되, 상기 제1,2,3 승하강 운동수단은 모터 상부에 하부 원주상의 등각 위치로 수직 설치된 고정 가이드축과, 상기 고정 가이드축과 어긋나는 위치의 원주상 등각 위치로 상하 관통 형성된 가이드공을 갖는 고정판을 설치하고, 상기 고정판의 상,하부 위치에 중앙에 상부 이동판과 원주상의 등각 위치로 고정 가이드축을 따라 승하강 이동하는 가이드공이 형성되고 중앙에 볼스크류에 의해 승하강 조절되는 너트를 고정 설치한 하부 이동판을 설치하여 상기 상,하부 이동판 사이에 고정판의 가이드공에 승하강 이동하는 이동 가이드축을 원주상에 등각 위치로 설치한 가이더를 구성하고, 상기 가이더의 상부 이동판 상부와 의자 프레임 하부를 힌지 조인트와 볼 조인트로 연동 작동하도록 수직 연결 구성하여 의자 프레임의 3차원 움직임을 발생하도록 함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 가이더의 상부 이동판 상부와 의자 프레임 하부에는 힌지 조인트를 상부에 볼 조인트를 하부에 위치하도록 수직 연결 구성하거나 볼 조인트를 상부에 힌지 조인트를 하부에 위치하도록 수직 연결 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 제1,2,3 승하강 운동수단의 힌지 조인트는 상호 회전 방향이 의자 프레임의 무게 중심을 향하는 경사 방향으로 회전운동하도록 설치 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 고안은 의자 프레임 하부 3곳의 위치로 모터에 의해 회전하는 볼스크류, 너트에 의해 가이더를 승하강 안내 이동하고, 상기 가이더와 의자프레임을 힌지조인트와 볼조인트로 수직 연결한 제1,2,3 승하강 운동수단에 의해 의자 프레임의 3자유도 운동을 발생하되, 상기 가이더가 간단한 구조에 의해 승하강 흔들림을 방지하는 안정적 가이드 구조를 제공하므로 제품 안전성, 신뢰성 및 내구성을 우수하게 제공하는 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 고안이 적용된 모션의자의 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 본 고안의 제1,2,3승하강 운동수단을 보여주는 사시도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5는 본 고안 승하강 운동수단을 보여주는 사시도.
도 6은 본 고안 고정판의 평 단면도.
도 7은 본 고안 하부 이동판의 평 단면도.
도 8은 도 5의 다른 실시 예를 보여주는 사시도.

이하, 상기한 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 고안의 3자유도 모션 의자는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 의자 프레임(2) 하부 3곳의 위치로 모터(M)에 의해 회전하는 볼스크류(10)와 상기 볼스크류를 따라 승하강 하는 너트(15)에 의해 규칙, 불규칙 승하강 운동을 행하는 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)을 수직 설치하여 3차원 움직임을 발생하도록 이루어진다.

특히, 상기 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)은 모터(M) 상부에 하부 원주상의 등각 위치로 수직 설치된 고정 가이드축(32)과, 상기 고정 가이드축과 어긋나는 위치의 원주상 등각 위치로 상하 관통 형성된 가이드공(33)을 갖는 고정판(30)을 설치하고,

상기 고정판의 상,하부 위치에 중앙에 상부 이동판(41)과 원주상의 등각 위치로 고정 가이드축(32)을 따라 승하강 이동하는 가이드공(43)이 형성되고 중앙에 볼스크류에 의해 승하강 조절되는 너트(15)를 고정 설치한 하부 이동판(42)을 설치하여 상기 상,하부 이동판(41)(42) 사이에 고정판(30)의 가이드공(33)에 승하강 이동하는 이동 가이드축(45)을 원주상에 등각 위치로 설치한 가이더(40)를 구성하고,

상기 가이더의 상부 이동판(41) 상부와 의자 프레임 하부를 힌지 조인트(50)와 볼 조인트(60)로 연동 작동하도록 수직 연결 구성하여 의자 프레임의 3차원 움직임을 발생하도록 이루어진다.

이때 상기 힌지 조인트(50)와 볼 조인트(60)는 도 5에 도시된 바와 같이 힌지 조인트를 상부에 볼 조인트를 하부에 위치하도록 수직 연결 구성하거나, 도 8에 도시된 바와 같이 볼 조인트를 상부에 힌지 조인트를 하부에 위치하도록 수직 연결 구성하여도 가능하다.

또한, 상기 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)의 힌지 조인트는 상호 회전 방향이 의자 프레임의 무게 중심을 향하는 경사 방향으로 회전운동하도록 설치 구성된다.

또한, 상기 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)의 볼스크류(10)에는 너트(15)의 부하를 상쇄시키기 위해 너트를 탄발 지지하는 완충스프링을 삽입 구성할 수 있음은 물론이다.

미설명부호로서, 3은 베이스판, 5는 모터를 수직 지지하는 지지브라켓을 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 고안의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 고안은 의자 프레임(2) 하부의 3곳의 위치에 제1,2,3 승하강 운동수단(11)(12)(13)을 설치하여 규칙, 불규칙 승하강 운동에 의해 3자유도 운동을 행하게 되는 것이다.

특히, 상기 제1,2,3 승하강 운동수단(11)(12)(13)은 모터(M)에 의해 정,역회전하는 볼스크류(10)에 의해 너트(15)가 승,하강하면서 상기 너트가 고정 설치된 가이더(40)의 하부 이동판(42)이 승하강 이동하게 된다.

이때 상기 하부 이동판(42)은 승하강은 하부 이동판(42)의 원주상에 등각위치로 형성된 가이드공(43)이 고정 가이드축(32)을 따라 승하강 안내 이동함과 동시에 상기 가이더(40)의 상,하부 이동판(41)(42) 사이의 원주상에 등각 위치로 설치된 이동 가이드축(45)이 고정판(30)의 원주상에 등각 위치로 형성된 가이드공(33)을 따라 승하강 안내 이동하게 되는 것이다.

즉, 상기 볼스크류에 치합된 너트와 함께 승하강 이동하는 가이더(40)와 고정 가이드축(32)이 상호 교차되게 승하강 안내 이동하게 되면서 제1,2,3 승하강 운동수단의 승하강 흔들림을 방지하고 안정적으로 승하강 안내 이동이 가능하게 되는 것이다.

이와 같이 가이더(40)의 승하강 이동에 따라 상기 가이더 상부와 힌지 조인트(50)와 볼 조인트(60)로 연동 작동하도록 수직 연결된 의자 프레임(2)을 규칙, 불규칙 승하강 운동 제어하게 되는 것이다.

이때, 상기 제1,2,3승하강 운동수단(11)(12)(13)의 힌지조인트(50)는 상호 회전 방향이 의자 프레임의 무게 중앙 위치를 향하도록 제1 승하강 운동수단(11)의 힌지조인트(50)는 좌우 방향으로 회전운동하도록 설치하고, 상기 제2,3 승하강 운동수단(12)(13)의 힌지조인트(50)는 내측 중앙을 향해 경사 설치 방향으로 회전운동하기 때문에 의자 프레임(2)의 3자유도 운동을 원활히 제공하게 되는 것이다.

이와 같이하여 상기 각 의자 프레임(2)은 제1,2,3운동수단(11)(12)(13)에 의해 하부 3곳의 위치에서 승하강 작동을 규칙 또는 불규칙하게 작동 제어하므로 3차원 움직임을 발생하게 되는 것이다.

따라서, 본 고안은 의자 프레임 하부 3곳의 위치로 모터에 의해 회전하는 볼스크류, 너트에 의해 승하강 하는 가이더와 의자프레임을 힌지조인트와 볼조인트로 수직 연결하여 3자유도 운동을 발생하되, 상기 가이더가 간단한 구조에 의해 승하강 흔들림을 방지하는 안정적 가이드 구조를 제공하여 제품 안전성, 신뢰성 및 내구성이 우수하게 제공되는 것이다.

2: 의자 프레임 10: 볼스크류
15: 너트 21,22,23: 제1,2,3 승하강 운동수단
32: 고정 가이드축 33: 가이드공
30: 고정판 41,42: 상,하부 이동판
40: 가이더 45: 이동 가이드축
50: 힌지 조인트 60: 볼 조인트

Claims

의자 프레임(2) 하부 3곳의 위치로 모터(M)에 의해 회전하는 볼스크류(10)와 상기 볼스크류를 따라 승하강 하는 너트(15)에 의해 규칙, 불규칙 승하강 운동을 행하는 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)을 수직 설치하여 3차원 움직임을 발생하는 3자유도 모션의자에 있어서,
상기 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)은 모터(M) 상부에 하부 원주상의 등각 위치로 수직 설치된 고정 가이드축(32)과, 상기 고정 가이드축과 어긋나는 위치의 원주상 등각 위치로 상하 관통 형성된 가이드공(33)을 갖는 고정판(30)을 설치하고,
상기 고정판의 상,하부 위치에 중앙에 상부 이동판(41)과 원주상의 등각 위치로 고정 가이드축(32)을 따라 승하강 이동하는 가이드공(43)이 형성되고 중앙에 볼스크류에 의해 승하강 조절되는 너트(15)를 고정 설치한 하부 이동판(42)을 설치하여 상기 상,하부 이동판(41)(42) 사이에 고정판(30)의 가이드공(33)에 승하강 이동하는 이동 가이드축(45)을 원주상에 등각 위치로 설치한 가이더(40)를 구성하고,
상기 가이더의 상부 이동판(41) 상부와 의자 프레임 하부를 힌지 조인트(50)와 볼 조인트(60)로 연동 작동하도록 수직 연결 구성하여 의자 프레임의 3차원 움직임을 발생하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 3자유도 모션의자.
제1항에 있어서,
상기 가이더의 상부 이동판(41) 상부와 의자 프레임 하부에는 힌지 조인트를 상부에 볼 조인트를 하부에 위치하도록 수직 연결 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 3자유도 모션의자.
제1항에 있어서,
상기 가이더의 상부 이동판(41) 상부와 의자 프레임 하부에는 볼 조인트를 상부에 힌지 조인트를 하부에 위치하도록 수직 연결 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 3자유도 모션의자.
제1항에 있어서,
상기 제1,2,3 승하강 운동수단(21)(22)(23)의 힌지 조인트는 상호 회전 방향이 의자 프레임의 무게 중심을 향하는 경사 방향으로 회전운동하도록 설치 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 3자유도 모션의자.