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KR100272306B1 - 전기액츄에이터 - Google Patents

전기액츄에이터 Download PDF

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KR100272306B1
KR100272306B1 KR1019970023008A KR19970023008A KR100272306B1 KR 100272306 B1 KR100272306 B1 KR 100272306B1 KR 1019970023008 A KR1019970023008 A KR 1019970023008A KR 19970023008 A KR19970023008 A KR 19970023008A KR 100272306 B1 KR100272306 B1 KR 100272306B1
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KR
South Korea
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electric actuator
force transmission
slide table
transmission shaft
displacement member
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KR1019970023008A
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KR980006720A (ko
Inventor
시게카즈 나가이
슈조 사쿠라이
마사유키 나카무라
Original Assignee
다까다 요시유끼
에스엠시 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

구동력 전달축에 먼지등이 부착되는 것을 방지하고 구동력 전달기능의 저하를 막는 전동액츄에이터는 개시되어있다. 구멍(14)은 수직방향으로 뻗어있도록 배열된 액츄에이터 본체(12)내에 형성되어 있다. 모터(30)는 액츄에이터 본체(12)의 한쪽 끝에 고착된다. 이송스크류(36)는 모터(30)의 회전축(32)에 동축으로 연결된다. 이송스크류(36)는 앵귤러컨택트볼베어링(24a, 24b)에 의해서 회전가능하게 지지된다. 이송너트(42)는 이송스크류(36)와 결합된다. 구멍(14)은 원통형이고 길게 형성된 실린더부재(46)와 미끄럼이동 가능하게 결합된다. 실린더부재(46)는 이송스크류(36)를 둘러싸고 있다. 이송너트(42)는 실린더부재(46)의 한쪽 끝에 고착되고 브래킷(48)은 그 다른쪽 끝에 고착된다.

Description

전동액츄에이터{ELECTRIC ACTUATOR}
본발명은 모터의 회전구동력을 직선운동으로 전환시키는 구동력전달수단을 구비한 액츄에이터 본체를 포함하여 변위부재가 공작물을 수직방향으로 이송시키기위하여 직선운동의 작용에 따라 변위되도록 하는 전동액츄에이터에 관한 것이다.
전동액츄에이터는 예컨대 공작물을 수직으로 이송시키기위한 수단으로서 지금까지 사용되어 왔다. 전동액츄에이터는 몸체내에 배열된 모터 및 모터의 회전축에 연결된 구동력 전달축으로서의 이송스크류를 기본적으로 포함하고 있다. 이송스크류는 커플링부재를 통하여 모터의 회전축에 동축으로 연결된다. 이송스크류는 이송너트와 결합되어있고 이송너트의 한쪽끝은 몸체외측에 배열된 변위부재에 고착된다.
상술된 바와같이 구성된 전동액츄에이터는 다음과 같이 작동된다. 즉, 모터가 여자화되면, 이송스크류는 커플링부재를 통하여 회전되며 이송너트는 이송스크류의 축선방향으로 이동된다. 그 결과 이송너트에 고착된 변위부재는 수직으로 변위된다.
하지만, 상술된 종래기술에 관련되는 전동액츄에이터는 다음과 같은 단점을 가지고 있다. 즉, 종래의 전동액츄에이터는 이송너트를 삽입하기 위한 몸체내에 형성된 구멍을 가지고 있다. 먼지등은 구멍을 통하여 들어와서 구동력 전달축에 부착된다. 더욱이, 먼지등은 전동액츄에이터가 작동되고 사용됨에 따라 이송너트와 구동력전달축 사이에 채워지게된다. 그 결과, 구동력전달축기능이 저하되어 변위부재를 원활하게 변위시키는 것은 불가능하게 된다.
본발명의 일반적인 목적은 구동력전달축에 먼지등의 부착되는 것을 방지하여 구동력전달기능의 저하에 대한 걱정을 불식한 전동액츄에이터를 제공하는데 있다. 본발명의 기본목적은 직선형상을 하고 있고 수직방향으로 뻗어있는 구동력전달축을 통하여 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하여 변위부재를 직선운동의 작용에 따라 수직방향으로 변위시키기 위한 전동액츄에이터를 제공하는데 있으며, 이 전동액츄에이터는 구동력전달축의 회전운동을 직선운동으로 전환시키기 위한 전환수단을 포함하고 있으며, 여기에서 전환수단이 실린더부재를 구비하고 있고 구동력전달축이 실린더부재에 의해서 둘러싸여 있고, 실린더부재의 한쪽끝이 변위부재에 고착되어, 구동력전달축에는 먼지등이 부착되는일이 없다.
본발명의 다른 목적은 구동력전달축이 이송스크류를 포함하고 있고 전환수단이 이송스크류와 결합되는 이송너트를 가지고 있어 전동액츄에이터가 간단하게 배열되고 이송스크류 및 이송너트에 먼지등의 부착이 방지되는 전동액츄에이터를 제공하는데 있다.
본발명의 또다른 목적은 변위부재가 이송스크류와 평행하게 있는 안내부재를 구비하여 다른 모터의 회전에 의해서 발생될수도 있는 변위부재의 회전을 방지하는 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본발명의 또다른 목적은 구동력 전달축이 변위부재상의 부하를 구동력전달축의 축방향에서 지지하도록 앵귤러컨택트볼베어링을 구비하고 있는 전동액츄에이터를 제공하는데 있다.
본발명의 또다른 목적은 액츄에이터본체, 실린더부재 및 변위부재가 알루미늄 또는 합성수지로 형성되어 전동액츄에이터가 경량이고 모터의 부하가 감소되는 전동액츄에이터를 제공하는데 있다.
본발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 본발명의 바람직한 실시예가 구체적인 실예의 방식으로 도시된 도면을 참조한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본발명의 실시예에 따른 전동액츄에이터를 예시한 종단면도,
도 2는 도 1에 도시된 전동액츄에이터를 도 1의 선II-II에서 본 단면도, 및
도 3은 본발명의 제2 실시예에 따른 전동액츄에이터의 종단면도.
먼저, 제1 실시예에 따른 전동액츄에이터는 설명될 것이다. 도 1에 도시된 바와같이 전동액츄에이터(10)는 수직방향으로 뻗도록 배열된 긴 몸체(액츄에이터본체)(12)를 포함하고 있다. 구멍(14)은 그 길이방향을 따라 액츄에이터본체(12)내에 형성되어 있다. 구멍(14)은 단이진부분(16)을 통하여 확대된 직경을 가진 확경부분(18)과 연통하고 있다. 링부재(20)는 단이진 부분(16)에 고착되어 있다. 원통형 부착부재(22)는 링부재(20) 아래의 위치에 삽입되어 있다. 앵귤러컨택트볼베어링(24a, 24b)은 부착부재(22)의 내측으로 삽입되어 있다. 앵귤러컨택트볼베어링(24a, 24b)은 그 외면에서 링부재(20)와 부착부재(22)상에 형성되어 내측으로 돌출한 플랜지(26)에 의해서 끼워져서 유지된다. 방사상 외측으로 돌출한 플랜지(28)는 부착부재(22)의 끝에 형성되어 있다. 확대된 직경을 가진 확경부분(18)은 플랜지(28)에 의해서 폐쇄되어 있다. 모터(30), 예컨대, 스텝핑모터 또는 AC 서보모터는 부착부재(22)에 고착되어 있다. 구동력전달축으로서 사용되는 이송스크류(36)는 커플링부재(34)를 통하여 모터(30)의 회전축(32)에 동축으로 연결된다. 즉, 이송스크류(36)는 수직방향으로 뻗도록 구멍(14) 내측에 배열되어 있다. 플랜지가 형성된 링형상부재(38a 내지 38b)는 로크너트(39)에 의해서 이송스크류(36)에 고착된다. 실제로, 도 1로부터 용이하고 명백하게 이해되는 바와같이 부착부재(38a,38b)는 이송스크류(36)와 앵귤러컨택트볼베어링(24a, 24b) 사이의 공간(40)내로 삽입되고 이송스크류(36)는 앵귤러컨택트볼베어링(24a, 24b)에 의해서 축선방향으로 지지된다. 이송너트(42)는 이송스크류(36)와 결합된다. 이송너트(42)는 이송스크류(36)의 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위한 전환수단으로서 작용한다. 링형상구조로 형성되고 위치검출용으로 사용되는 센서(44)(자석)는 이송너트(42)의 외부원주의 일부분상에 제공된다.
길고 원통형인 실린더부재(46)는 구멍(14)내로 삽입된다. 실린더부재(46)는 이송스크류(36)를 둘러싸고 있다. 실린더부재(46)는 예컨대 알루미늄 또는 합성수지로 이루어져 있으며 이 실린더부재의 한쪽끝은 이송너트(42)에 의해서 유지된다. 실린더부재(46)의 다른쪽 끝은 구멍(14)의 한쪽개구를 통하여 몸체(12)의 외부에 노출되어 있다. 판형상브래킷(변위부재)(48)은 나사(50)에 의해서 실린더부재(46)의 다른쪽 끝에 고착된다. 댐퍼(52)는 몸체(12)의 한쪽에서 브래킷(48)에 고착된다. 댐퍼(52)는 이송스크류(36)가 가장 후퇴상태에 도달되면 몸체(12)에 대한 충격을 흡수하는 기능을 가지고 있다.
길고 판형상인 슬라이드 테이블(54)은 브래킷(48)에 연결된다. 브래킷(48)과 슬라이드 테이블(54)은 알루미늄과 같은 재료로 형성될 수 있다. 하지만, 예컨대 브래킷과 슬라이드 테이블이 폴리이미드수지 및 폴리아세탈과 같은 합성수지로 형성되면, 무게가 경량으로 되고 모터(30)의 부하를 경감할 수 있다. 몸체(12) 또는 다른 구성 요소는 알루미늄 또는 합성수지로 형성될수 있다. 레일부재(56)는 몸체(12)에 대향한 슬라이드 테이블(54)의 표면상의 나사에 의해서 그 길이방향을 따라 슬라이드 테이블(54)에 고착된다. 스토퍼(68)는 레일부재(56)의 한쪽 끝에 고착된다. 레일부재(56)와 미끄럼 이동가능하게 결합하는 안내부재(60a, 60b)가 몸체(12)에 고착된다. 그러므로 안내수단은 레일부재(56)와 안내부재(60a, 60b)로 구성되어 있다.
홈(62)은, 슬라이드 테이블(54)에 대향한 몸체(12)의 표면을 따라, 안내부재(60b)가 종결되는 위치로 부터 모터(30)를 향하여 뻗어있다. 댐퍼(66)는 부착부재(64)를 통하여 홈(62)의 시작끝에 고착되어있다. 댐퍼(66)는 스토퍼(68)에 맞닿음하고 있고 슬라이드 테이블(54)이 가장 위쪽으로 변위될때에 몸체(12)에 대한 충격을 흡수한다.
도 2에 도시된 바와같이, 홈(70a 내지 70d)은 몸체(12)의 측표면을 따라서 형성되어 있다. 자기 검출스위치(72a 내지 72b)는 홈(70a 내지 70d)내의 소정의 위치에 제공된다. 실질적으로 T형상단면을 가진 홈(70a 내지 70d)은 몸체(12)의 한쪽면을 따라 형성된다. 도시되지 않은 부착부재는 홈(74a, 74b)에 부착됨으로써 전동액츄에이터(10)가 생산용장치에 부착되어 사용에 도움이 되게한다.
제1실시예에 따른 전동액츄에이터(10)는 상술된 바와같이 기본적으로 구성된다.
모터(30)가 도시안된 전원을 여자화시킴으로써 구동되면 이송스크류(36)는 커플링부재(34)를 통하여 회전된다. 따라서 모터(30)의 회전운동은 이송스크류(36)와 이송너트(42) 사이에서의 결합에 의해 직선운동으로 전환된다. 따라서 이송너트(42)는 화살표A의 방향으로 변위된다. 그 결과, 슬라이드 테이블(54)은 모터(30)의 회전에 따라 안내부재(60a, 60b)에 따라서 살표A의 방향으로 이동된다. 이 실시예에 있어서, 구멍(14)의 개구끝은 실린더부재(46)에 의해서 폐쇄된다. 더욱이, 이송스크류(36)는 실린더부재(46)에 의해서 둘러싸여 있어서 외부에 노출되지 않는다. 그러므로, 이송스크류(36)에는 먼지등이 부착되는 것이 방지된다. 모터(30)의 회전에 따라 회전하는 방향으로 힘이 가해진다. 하지만, 브래킷(48)의 회전은 레일부재(56)와 안내부재(60a, 60b)에 의해서 저지된다.
화살표A의 방향으로의 실린더부재(46)의 변위과정중에 스토퍼(68)는 댐퍼(66)에 맞닿음하고 그 다음에 브래킷(48)의 변위후의 종단위치는 규제된다. 더욱이, 댐퍼(66)는 스토퍼(68)가 맞닿음될때에 발생하는 충격을 흡수한다. 한편, 모터(30)가 도시안된 전환 수단을 작동시킴으로써 상술된 방향에 반대인 방향으로 회전될 때, 실린더부재(46)는 화살표B의 방향으로 이동된다. 이러한 과정에서 댐퍼(52)는 몸체(12)의 끝에 맞닿음하고 그 다음에 브래킷(48)의 종단위치는 규제된다. 더욱이, 댐퍼(52)는 브래킷(48)이 몸체(12)에 맞닿음할때에 발생하는 충격을 흡수한다.
제1 실시예에 따라, 구동력 전달축은 실린더부재에 의해서 둘러싸여 있어서 구동력 전달축에 먼지등이 부착되지 않는다. 그러므로, 구성요소사이에서 쌓이는 먼지등에 의해서 발생될수 있는 구동력 전달기능의 저하에 대한 염려가 없다. 더욱이, 안내수단은 모터의 회전에 의해서 발생될수 있는 변위부재의 회전을 방지한다. 따라서, 전동액츄에이터는 공작물에 대한 안정된 반송작용을 하는 것이 가능해져 보관관리도 용이해진다. 더욱이 슬라이드 테이블이 변위부재에 연결되어 공작물이 쉽게 반송될 수 있는 효과가 얻어진다.
도 3은 제2 실시예에 따른 전동액츄에이터(80)이다. 이 실시예에 있어서, 제1실시예에 따른 전동액츄에이터(10)의 구성요소 또는 부분과 동일한 구성요소 또는 부품은 동일한 참조번호로 표시하였으며 그 상세한 설명은 생략된다. 제1실시예에 있어서, 모터(30)의 회전축(32)은 커플링부재(34)를 통하여 이송스크류(36)에 연결된다. 하지만, 제2실시예에 있어서, 모터(30)의 회전축(32)과 이송스크류(36)는 하나의 유니트로 일체화된다.
그러므로, 부품의 개수를 감소시켜 제조비를 절감하는 것은 가능하다. 부품의 개수는 브래킷(48)과 슬라이드 테이블(54)을 하나의 유니트로 일체화함으로써 더 감소될수 있다. 실린더부재(46)의 원점위치로 복귀시키기 위한 센서로서 기능하도록 발광부와 수광부를 포함하는 도시안된 광마이크로 스위치는 부착부재(22)에 고착될수 있다. 한편, 도시안된 판형상부재는 이송너트(42)에 고착될수 있다. 이 배열에 있어서, 실린더부재(46)의 원점위치는 판형상 부재를 변위시켜 광마이크로 스위치의 발광부와 수광부사이의 갭내로 삽입시킴으로써 검출될수 있다. 더욱이, 도시안된 전자기 브레이크는 이송스크류(36)의 한쪽 끝에 제공될수 있다. 이 배열에 있어서, 슬라이드 테이블(54)의 이동속도는 필요에 따라 제어될수 있다.
본 발명에 관한 전동액츄에이터에 의하면 이하와 같은 효과 및 이점을 얻을 수 있다.
구동력 전달축이 실린더부재에 의해서 둘러싸여 있고 실린더부재의 한쪽끝이 변위부재에 고착되어 있기 때문에 구동력전달축에는 먼지등이 부착되는 일이 없다. 따라서 먼지등이 채워져 구동력전달기능이 저하될 걱정이 없어지고 또한 안내수단에 의해서 모터의 회전에 따라 변위부재가 회전되는 것을 방지하기 때문에 공작물에 대한 안정된 반송작용을 하는 것이 가능해져 보관관리도 용이해진다. 또한 슬라이드 테이블이 변위부재에 연결되어 공작물이 쉽게 반송될 수 있고 게다가 브래킷과 슬라이드 테이블을 하나의 유니트로 일체화함으로써 부품개수가 감소되어 제조비가 절감된다.

Claims (9)

  1. 모터(30)의 회전운동을 직선운동으로 전환시키기 위한 전동액츄에이터에 있어서,
    직선형상을 하고 있고 수직방향으로 뻗어있는 구동력 전달축(36);
    상기 직선운동의 작용에 따라 상기 수직방향으로 변위가능한 변위부재(48);
    슬라이드 테이블(54)의 한쪽 끝에서 상기 변위부재(48)에 연결된 슬라이드 테이블(54);
    상기 슬라이드 테이블(54)에 부착되고 상기 슬라이드 테이블과 함께 변위가능하고 상기 슬라이드 테이블(54)을 따라 상기 슬라이드 테이블의 한쪽 끝으로부터 다른쪽 끝으로 뻗어있고 상기 구동력 전달축(36)에 평행하게 배치된 레일부재(56);
    구멍(14)이 형성되어 있고 상기 구멍(14)의 내측에 상기 구동력 전달축(36)이 수용되어 있는 액츄에이터 본체(12);
    상기 레일부재(56)가 적어도 하나의 안내부재(60a,60b)를 따라 미끄럼이동가능 하고, 상기 액츄에이터 본체(12)의 한 끝에 고착되는 적어도 하나의 안내부재(60a,60b);
    상기 구동력 전달축(36)의 회전운동을 상기 직선운동으로 전환시키기 위한 전환수단(42);
    상기 구동력 전달축(36)을 둘러싸기 위하여 상기 전환수단(42)상에 제공되고 실린더부재의 한쪽 끝에서 상기 변위부재(48)에 고착되는 실린더 부재(46); 및
    상기 구동력 전달축(36)을 그 축선방향에서 지지하기 위한 베어링(24a,24b)으로 구성되어 있으며,
    상기 안내부재(60a,60b)와 상기 레일부재(56)는 상기 모터(30)의 회전에 의해서 발생될 수 있는 상기 변위부재의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동력 전달축은 이송스크류(36)을 포함하고 있으며, 상기 전환수단은 상기 이송스크류(36)와 결합되는 이송너트(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 변위부재(48)와 상기 슬라이드 테이블(54)은 알루미늄 또는 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 변위부재(48)에는 상기 변위부재(48)와 일체로 된 슬라이드 테이블이 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 변위부재(48)와 상기 슬라이드 테이블(54)은 알루미늄 또는 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 구동력전달축(36)은 상기 모터(30)의 회전축(32)과 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 베어링은 앵귤러컨택트볼베어링(24a, 24b)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더부재(46)은 알루미늄 또는 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터본체(12)는 알루미늄 또는 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액츄에이터.
KR1019970023008A 1996-06-07 1997-06-04 전기액츄에이터 KR100272306B1 (ko)

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JP96-146266 1996-06-07
JP8146266A JPH09331651A (ja) 1996-06-07 1996-06-07 電動アクチュエータ

Publications (2)

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KR980006720A KR980006720A (ko) 1998-03-30
KR100272306B1 true KR100272306B1 (ko) 2000-11-15

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KR1019970023008A KR100272306B1 (ko) 1996-06-07 1997-06-04 전기액츄에이터

Country Status (7)

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US (1) US5796187A (ko)
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