KR100382430B1 - 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체 및 리니어액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명에서, 로드레스 실린더(rodless cylinder)는 신장 베이스(elongated base)에 결합된다. 상기 로드레스 실린더를 베이스에 연결하는 구조는 베이스의 하부벽내에 형성되며 베이스의 전장(entire length)을 따라 연장하는 중공 덕트를 포함한다. 상기 덕트의 전장을 따라 연장하는 돌출부는 베이스와 덕트가 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성될 때 덕트의 상부 내벽상에 형성된다. 베이스가 형성된 후에, 돌출부의 종단부는 베이스의 양 종단부로부터 소정 길이만큼 절삭된다. 돌출부가 절삭되는 덕트 부분은 장착 너트가 삽입되는 수용부로서 작용하며, 나머지 돌출부의 단면은 장착 너트를 위치시키도록 삽입된 장착 너트와 접하는 스토퍼로서 작용한다. 상기 수용부 상부의 덕트 상부벽은 절삭되어 베이스의 상부면에 대해 개구되어 있는 슬릿을 형성한다. 상기 슬릿은 로드레스 실린더의 장착 볼트 통로로서 작용한다. 상기 로드레스 실린더는 실린더의 양단부상에 배치된 단부 캡상의 볼트 홀을 통해 장착 볼트를 삽입함으로써 베이스에 연결된다. 상기 볼트는 또한 슬릿을 통과하여 수용부에 배치된 장착 너트와 결합한다. 장착 볼트를 조임으로써, 상기 로드레스 실린더는 베이스에 견고히 연결된다.

Description

베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체 및 리니어 액츄에이터{A coupling construction between an actuator and a base}

본 발명은 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체, 및 그러한 연결 구조체를 갖는 리니어 액츄에이터 장치에 관한 것이다.

실린더 관내에서 축방향으로 이동하는 내부 이동체와 실린더 관의 벽상에 형성된 축방향 연장 슬릿을 통해 상기 내부 이동체에 의해 구동되는 외부 이동체를 갖는 로드레스 실린더(rodless cylinder)는 당분야에서 공지되어 있다. 또한 로드레스 실린더를 사용하는 리니어 액츄에이터도 공지되어 있다. 일반적으로, 리니어 액츄에이터는 로드레스 실린더가 견고하게 연결되는 신장 베이스(elongated base)와, 로드레스 실린더에 의해 구동되고 베이스의 종축을 따라 베이스상에서 전후로 이동하는 슬라이드 바디를 포함한다.

이러한 타입의 리니어 액츄에이터는 다양한 공보에 개시되어 있다.

예를 들면;

(가) 일본 의장 등록 공보 제 798741 호는 로드레스 실린더가 L자형 브레킷을사용하는 베이스에 연결된 리니어 액츄에이터를 개시하고 있다.

특히, 제 798741 호 공보의 리니어 액츄에이터에서는, L자형 브레킷이 로드레스 실린더의 양 단부에 부착된 각각의 단부 캡에 제공된다. 로드레스 실린더는 장착 볼트를 사용하여 L자형 브라켓을 베이스에 고정시킴으로써 상기 베이스에 견고하게 연결된다. 상기 장착 볼트는 베이스의 상부면에 대해 수직방향에서 상기 베이스로 나사결합되어 브라켓을 베이스에 고정시킨다.

(나) 미심사된 일본 특허 공보(코카이) 평8-210311 호는 베이스의 상부면상에 형성된 T자형 홈을 사용하는 로드레스 실린더와 베이스 사이의 연결 구조를 개시한다. 상기 평8-210311 호 공보에서는, T자형 단면을 갖는 홈이 로드레스 실린더가 장착될 부분에서 베이스의 상부면상에 형성된다. 상기 홈은 베이스의 종축을 따르는 방향으로 형성된다. 상기 로드레스 실린더는 장착 너트를 홈에 배치된 볼트에 고착시켜 상향으로 돌출시킴으로써 베이스에 고정된다. 즉, 상기 장착 너트는 베이스의 상부면에 대해 수직방향으로부터 볼트로 나사결합된다.

(다) 일본 특허 제 2502856 호와 미심사된 일본 특허 공보(코카이) 평9-177717 호는 슬라이드체의 위치를 검출하기 위한 위치 센서가 설치된 리니어 액츄에이터를 개시한다. 이들 공보에서는, 베이스의 측벽에 홈이 형성되어 위치 센서를 베이스에 직접 고정한다.

(라) 미심사된 일본 특허 공보(코카이) 소59-227351 호도 또한 위치 센서가 설치된 리니어 액츄에이터를 개시한다. 이 공보에서는, 위치 센서 장착용 센서 레일이 베이스의 측벽에 부착된다. 상기 센서 레일은 베이스의 종방향으로 연장하며 횡방향(즉, 베이스의 폭을 따르는 방향)으로부터 상기 측벽에 나사결합된 볼트를 고정시킴으로써 베이스의 측벽에 부착된다.

그러나, 공보(가)에서는, 장착 볼트가 베이스내로 직접 나사결합되므로, 베이스상에 형성된 볼트 홀의 나사부는 베이스가 알루미늄 합금과 같은 비교적 연성 재료로 제조될 경우에 볼트의 고착력으로 인해 변형 또는 파손되는 수가 있다. 상기 나사부가 변형 또는 파손되는 경우에는, 로드레스 실린더와 베이스 사이의 연결이 견고해지지 못한다.

또한, 이러한 타입의 연결 구조에서는, 장착 볼트용 나사 홀이 거기에 수직인 면의 상부면상에 형성되어야 한다. 이것은 수직방향(즉, 베이스의 상부면에 대해 수직방향)으로부터 드릴링 및 태핑 등의 기계가공을 필요로 한다. 따라서, 예를 들어 베이스의 종방향 양단부에서 단부 플레이트를 장착하기 위한 다른 나사 홀을 형성하기 위하여 수평방향(즉, 베이스의 종방향 또는 횡방향)으로부터 다른 기계가공이 요구된다면, 베이스를 두 개의 다른 방향에서 기계가공해야 한다. 이것은 베이스의 기계가공에 필요한 단계 및 셋업 시간을 증가시킨다.

공보(나)의 연결 구조체에 있어서는, 베이스의 전장을 따라 연장하는 한쌍의 T자형 홈이 로드레스 실린더를 베이스에 연결하는데 필요하다. 이 홈은 베이스의 상부면의 전장을 따라 연장하므로, 베이스의 강도와 강성은 이 홈 근처에서 상당히 저하된다.

공보(다)의 리니어 액츄에이터에서는, 홈 형태의 센서 레일이 베이스의 측벽상에 형성된다. 따라서, 베이스가 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성될 때 홈이 형성되는 부분에서 두께차로 인한 베이스의 뒤틀림이 발생한다. 또한, 센서 레일이 베이스의 일체 부품으로서 형성되므로, 드로잉 또는 압출 공정에 의해 베이스를 형성하는데 큰 크기의 다이가 요구된다.

공보(라)의 리니어 액츄에이터에서는, 센서 레일을 고정하는 나사 홀이 횡방향으로부터 기계가공되어야 한다. 따라서, 나사 홀의 기계가공이 단부 플레이트를 고정시키는데 필요하면, 베이스는 두 개의 다른 방향으로부터(즉, 횡방향과 종방향으로부터) 기계가공되어야 한다. 이것은 또한 베이스의 기계가공에 필요한 단계 및 셋업 시간을 증가시킨다. 또한, 베이스의 길이는 리니어 액츄에이터의 사용 목적에 따라 변화한다. 나사 홀 사이의 종방향 거리는 베이스의 길이에 따라 결정되어야만 하므로, 공보(라)의 센서 레일을 고정하는 나사 홀의 기계가공은 복잡하게 된다.

상술된 관련 기술의 문제점의 측면에서, 본 발명의 목적중 하나는 베이스의 강도와 강성을 저하시키지 않는 액츄에이터와 베이스 사이의 연결 구조체를 제공하는데 있다.본 발명의 다른 목적은 베이스의 기계가공이 매우 간단하게 되는 연결 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 베이스가 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성되더라도 베이스의 뒤틀림이 발생하지 않고, 동시에 드로잉 또는 압출 공정에 사용되는 다이의 크기가 감소될 수 있는 연결 구조체를 제공하는데 있다.

상술된 하나 이상의 목적은, 베이스의 종방향을 따라 안내된 슬라이드체를 구동하기 위한 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체에 있어서, 상기 베이스의 각종방향 단부면에서 베이스내에 형성되고 각 종방향 단부면에 대해 개구되어 있는 중공의 수용부와, 베이스의 종방향 단부면상에서 개구부로부터 각 수용부로 삽입되는 장착 너트와, 상기 장착 너트를 종방향으로 배치하기 위해 삽입된 장착 너트와 접하는 수용부내에 형성된 스토퍼와, 베이스내에 형성되어 수용부와 베이스의 상부면을 연결하는 장착 볼트 통로와, 장착 볼트가 액츄에이터상에 형성된 결합부와 장착 볼트 통로를 통과하고 상기 액츄에이터가 장착 볼트를 조임으로써 상기 결합부를 통해 베이스에 견고히 결합되도록 상기 수용부의 장착 너트내로 나사결합되는 장착 볼트를 구비하는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 베이스와 분리된 장착 너트는 장착 볼트를 조이는데 사용된다. 장착 너트는 베이스의 강도보다 큰 강도를 갖는 재료로 제조될 수 있으므로, 베이스와 액츄에이터 사이에 견고한 연결을 얻기 위해 높은 체결 토크가 장착 볼트에 대해 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 수용부상의 장착 볼트 통로용으로 비교적 작은 개구가 베이스의 상부면상에 형성되므로, 즉 베이스의 전장을 따라 연장하는 홈이 베이스의 상부면상에 형성되지 않으므로, 베이스의 강도와 강성이 매우 증가된다.

도 1은 로드레스 실린더의 부분 종단면을 도시하는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 액츄에이터의 측면도.

도 2는 도 1의 리니어 액츄에이터의 평면도.

도 3은 도 1의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따라 취한 단면도.

도 4는 도 1의 방향 Ⅳ을 따라 취한 리니어 액츄에이터의 단부도.

도 5는 도 2의 선 Ⅴ-Ⅴ을 따라 취한 단면도.

도 6은 도 1의 리니어 액츄에이터의 베이스의 단부도.

도 7은 도 6의 방향 Ⅶ을 따라 취한 도면.

도 8은 도 1의 리니어 액츄에이터의 센서 레일의 단부도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 액츄에이터의 단면도.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1 : 리니어 액츄에이터 2 : 베이스

3 : 로드레스 실린더 5 : 슬라이드체

17 : 실린더 너트 18 : 너트 수용부

19 : 슬릿 20A : 단면

25,26 : 단부 플레이트 27,28 : 유입 및 배출 포트

29 : 공기 통로 30 : 단부 파이프

34 : 단부 캡 41 : 장착 볼트

이하, 도 1 내지 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명할 것이다.

도 1 내지 5는 본 발명에 따른 액츄에이터와 베이스 사이의 연결 구조체가 설치된 리니어 액츄에이터의 실시예를 도시한다.

도 1 내지 5에서, 도면부호 1은 리니어 액츄에이터 전체를 지시한다. 상기 리니어 액츄에이터(1)는 베이스(2)와, 액츄에이터로서 작용하는 로드레스 실린더와, 슬라이드체(5) 및, 베이스(2)의 종방향을 따라 슬라이드체의 이동을 안내하는 리니어 안내부(4)를 포함한다.

상기 베이스(2)는 알루미늄 합금으로 제조되고 도 6에 도시된 바와 같이 대략 U자형 단면을 갖는다. 이 실시예에 있어서, 상기 베이스는 예를 들어 압출 또는 드로잉 공정에 의해 형성된다. 수평 U자형 바아에 대응하는 베이스(2)의 저부(11)상에는 로드레스 실린더가 고정된 장착 리세스(6)가 베이스(2)의 종방향으로 연장한다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 베이스의 전장을 따라 연장하는 T자형 단면을 갖는 T 홈(9)은 부착 홀더(8)를 고정시키기 위해 (U자형 수직 바아에 대응하는)측벽부의 상부면(7a)중 하나에 형성된다(도 2). 리니어 안내부(4;도 2)의 안내 레일(4a)를 고정시키는 T 홈(10)은 베이스(2)의 각 측벽부의 상부면(7a)상에 형성된다. 장착 구조(도시않음)상에 리니어 액츄에이터(1)를 장착하는 T 홈(13)은 저면(11a) 뿐만 아니라, 베이스(2)의 측벽부의 외벽(12a)상에 형성되어 전장을 따라 연장한다. 단부 플레이트(25,26; 도 1 및 2)가 베이스(2)의 양 종단부에 부착되는 경우에, T 홈(13)의 단부 개구는 단부 플레이트에 의해 커버된다.

따라서, 장착 구조상에 리니어 액츄에이터를 장착하는데 사용되는 예정된 수의 장착 너트(47; 도 3 및 5)는 단부 플레이트(25,26)가 베이스(2)의 단부에 부착되기 전에 T 홈(13)으로 삽입된다.

또한, T자형 단면을 갖는 돌출부(14)는 측벽부의 각 외벽(12a)의 상부 상에형성된다. 상기 T자형 돌출부(14)는 베이스(2)에 센서 레일(15)을 고정시키기 위해 사용된다. 상기 T자형 돌출부(14)는 베이스(2)의 일체부로서 그 전장을 따라 연장하게 형성된다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, T자형 돌출부(14)의 양 종단부는 베이스(2)가 형성된 후에 소정 길이만큼 절삭된다. 절삭부의 길이는 고정 스크류(16)가 이후에 설명되는 것처럼 센서 레일(15)의 단부로 나사결합될 때 고정 스크류(16; 도 4)의 단부와 T자형 돌출부(14)의 나머지 부분의 단면(14a)이 서로 간섭하지 않도록 결정된다.

이 실시예에 있어서, 장방형 단면을 갖고 베이스의 전장을 따라 연장하는 덕트(2A)는 베이스(2)의 저부(11)내에 형성된다(도 6 및 7). 또한, 덕트(2A)의 전장을 따라 연장하는 하향 돌출부(20)는 덕트(2A) 내벽의 상부면(2Aa)상에 일체로 형성된다. 상기 돌출부(20)의 높이는 돌출부(20)의 저단부와 덕트(2A) 내벽의 저면(2Ab) 사이의 거리가 실린더 너트(17)의 두께보다 작도록 결정된다. 또한, 돌출부(20)의 양 종단부는 베이스(2)가 형성된 후에 소정 길이만큼 절삭된다. 돌출부(20)가 절삭된 덕트(2A)의 양 종단부는 너트 수용부(18)를 형성한다(도 3 및 5). 상기 돌출부(20)는 수용부(18)로부터 제거되므로, 돌출부(20)와 덕트의 저면(2Ab) 사이의 거리 보다 큰 두께를 갖는 실린더 너트(17)는 덕트(2A)의 양 종단부로부터 수용부(18)내로 삽입될 수 있다. 로드레스 실린더(3)와 베이스(2)를 연결하는데 사용되는 실린더 너트(17)는 장방형 단면을 갖는다. 따라서, 실린더 너트(17)의 종방향 위치는 너트(17)의 측면이 돌출부(20)의 나머지 부분의 단면(20A)과 맞닿을 때까지 덕트(2A)의 단부 개구로부터 수용부(18)내로 삽입됨으로써 결정된다. 다시 말하면, 나머지 돌출부(20)의 종방향 단면(20A)은 베이스(2)상에 실린더 너트(17)를 위치결정하기 위한 스토퍼(stopper)로서 작용한다. 단부 플레이트(25,26)가 베이스(2)의 종단부에 부착될 때, 실린더 너트(17)는 단면(20A)과 단부 플레이트 사이에 유지된다. 이 상태에서, 실린더 너트(17)의 스래드 홀(thread holes)은 로드레스 실린더(3)가 베이스(2)의 장착 리세스(6)내에 결합될 때 로드레스 실린더(3)의 단부 캡(34)내에 형성된 볼트 홀(34a)을 거쳐서 정렬한다(도 1). 또한, 덕트(2A)의 상부벽(11b)은 베이스(2)의 양 종단부에 개구 단부를 갖는 슬릿(19)이 실린더 너트(17)의 스래드 홀 상부에 형성되도록 너트 수용부(18)에서 절삭된다(도 7). 장착 볼트(41)는 볼트 홀(34a)과 슬릿(19)을 통해 실린더 너트(17)의 스래드 홀내로 나사결합되어 로드레스 실린더(3)와 베이스(2)를 연결한다(도 5). 베이스(2)의 양 종단면(2B)상에는 나사 홀(46)이 형성된다(도 6). 단부 플레이트(25,26)는 고정 볼트(45; 도 4)를 나사 홀(46)내로 나사결합시킴으로써 단면(2B)에 부착된다.

상술된 바와 같이, 센서 레일(15)용 T자형 돌출부(14), 덕트(2A)의 돌출부(20), 볼트(41) 장착용 슬릿(19) 및 단부 플레이트 부착용 나사 홀(46)은 모두 본 실시예에서 종방향으로 연장한다. 따라서, T자형 돌출부(14)와 돌출부(20) 단부의 절삭, 슬릿(19)의 기계가공 및 나사 홀(46)의 태핑은 베이스의 종방향으로 배향된 스핀들을 갖는 절삭 공구를 사용하여 종방향으로부터 모두 수행될 수 있다. 또한, 기계가공될 베이스(2)의 부분은 본 실시예에서 베이스(2)의 단부에 모두 배치된다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 각 기계가공 작업에 필요한 셋업 시간이 매우 감소된다.

본 실시예에서, 슬릿(19)은 베이스(2)의 상부벽(11b)에서 절삭된다. 그러나, 상기 슬릿(19)은 베이스(2)의 종방향 단부 근처에만 배치된다, 즉 본 실시예에서 베이스의 전장을 따라 연장하는 개구 또는 홈은 베이스의 상부벽(11b)의 상부면상에 형성되지 않는다. 따라서, 베이스(2)의 강도 및 강성은 예를 들어 공보(나)에 개시된 종래의 연결 구조체에 비해 매우 증가된다.

다음은, 센서 레일 고정 방법이 설명될 것이다. 도 8은 센서 레일(15)이 베이스(2) 측벽부의 외벽(12a)상의 상부면에 고정될 때 센서 레일의 단부도를 도시한다. 상기 센서 레일(15)은 알루미늄 합금으로 제조되며 그 길이는 베이스(2)의 길이와 거의 동일하다. 본 실시예의 센서 레일(15)은 베이스(2)를 형성하는데 사용된 것과 유사한 드로잉 또는 압출 공정에 의해 별개로 형성된다. 그러나, 상기 센서 레일(15)은 기계 가공 또는 프레스 가공 등의 다른 공정에 의해 형성될 수도 있다.

상기 센서 레일(15)은 베이스(2)의 T자형 돌출부(14)와 결합하기 위한 결합 홈(23)과, 센서 홈(22)을 갖는데, 상기 홈들은 모두 레일(15)의 전장을 따라 연장한다. 상기 결합 홈(23)은 T자형 돌출부(14)의 단면과 보완적인 단면 형태를 갖는다. 상기 레일(15)의 전장을 따라 연장하는 스크류 홀(24)은 결합 홈(23)의 단면의 일부상에 형성된다. 상기 센서 홈(22)은 센서가 부착되는 센서 고정부(22a)와 센서의 배선을 유지하는 배선 도관부(22b)로 구성된다. 상기 센서 레일은 종방향에서 베이스(2)의 T자형 돌출부(14)를 결합 홈(23)내로 삽입함으로써 베이스(2)에 고정된다. 센서 레일(15)은 필요에 따라 베이스(2)의 한 측면 또는 양 측면에 부착될 수 있다. 단부 플레이트(25, 26)가 베이스(2)의 양 단부에 부착되는 경우에, 센서 레일(15)은 단부 플레이트(25,26) 사이에 유지된다. 또한, 센서 레일은 단부 플레이트(25,26)의 외측으로부터 고정 스크류(16)를 스크류 홀(24)내로 나사결합시킴으로써 단부 플레이트(25,26)에 견고하게 고정된다.

단부 플레이트[도 1과 2의 단부 플레이트(25)]중 하나에는 단부 플레이트(25)를 관통하는 두 개의 유입 및 배출 포트(27,28)가 제공된다. 단부 플레이트(26)에는, 내면(다른 단부 플레이트와 대향하는 면)상에 유입 및 배출 개구를 갖는 공기 통로(29)가 형성된다. 상기 단부 플레이트(26)위의 공기 통로(29)의 입구/출구 포트의 축은 단부 플레이트(25)의 입구/출구 포트(27)축과 정렬된다. 대외경부와 소외경부를 갖는 단차진(stepped) 직경의 단부 파이프(30)는 단부 파이프(30)의 소외경부가 공기 통로(29)의 유입 및 배출 포트내로 삽입되도록 단부 플레이트(26)의 내면상에 배치된다.

단부 플레이트(25,26)가 베이스(2)에 부착될 때, 상기 공기 통로(29)는 베이스(2)에 형성된 공기 통로(21)를 통해 단부 플레이트(25)의 유입 및 배출 포트(28)와 연통한다(도 6). 또한, 로드레스 실린더(3)가 베이스(2)의 장착 리세스(6)내에 고정된 후에 단부 파이프(30)의 대외경부를 로드레스 실린더(3)의 단부 캡을 향해 가압하는 한 쌍의 조절 볼트(44)는 공기 통로(29)의 유입 및 배출 포트의 양측에 제공된다.

단부 플레이트(25,26)사이의 장착 리세스(6)내에 고정되는 로드레스 실린더(3)는 미심사된 일본특허공보(코카이) 제 10-299714 호에 개시된 로드레스 실린더와 같이 공지된 타입이다. 상기 로드레스 실린더(3)는 베이스에 결합되지 않고 그 자체로 액츄에이터로서 사용될 수 있다.

상기 로드레스 실린더(3)는 실린더 보어(31)를 갖는 실린더 관(32)을 포함한다. 상기 실린더 관(32)의 벽을 관통하고 전장에 걸쳐 관(32)의 축을 따라 연장하는 슬릿(33)은 실린더 관(32)의 벽상에 형성된다. 단부 캡(34)은 보어(31)의 양 단부를 폐쇄하기 위해 실린더 관(32)의 각 단부에 부착된다. 얇은 금속 밴드 형태의 내부 시일 밴드(35)와 외부 시일 밴드(36)는 실린더 관(32)의 내측과 외측으로부터 슬릿(33)의 개구를 커버하도록 슬릿(33)을 따라 각각 배치된다. 상기 내부 및 외부 시일 밴드의 단부는 단부 캡(34)상에 고정된다. 유입 및 배출 포트(37)는 각 단부 캡(34)의 내면상에 형성된다.

피스톤(38)은 실린더 보어(31)내에 배치되고 관(32)의 축을 따르는 방향으로 이동될 수 있다.

피스톤의 상부 부분은 슬릿(33)을 통해 외측으로 연장하며 관(32)의 외측에 피스톤 마운트(39)를 형성한다. 마운트 커버(40)는 피스톤 마운트(39)상에 제공된다. 상기 피스톤 마운트(39)와 마운트 커버(40)는 로드레스 실린더(3)의 외부 이동체를 형성한다.

단부 캡(34)에는, 로드레스 실린더(3)가 단부 플레이트(25,26) 사이의 장착 리세스(6)상에 고정될 때, 유입 및 배출 포트(37)가 단부 플레이트(25)의 유입 및 배출 포트(27)와 단부 플레이트(26)상의 단부 파이프와 각각의 공기 통로(37a)를 통해 연통하도록 공기 통로(37a)가 형성된다. 로드레스 실린더(3)가 베이스(2)의 장착 리세스(6)내로 고정된 후에, 상기 단부 파이프(30)는 이후에 설명되는 바와 같이 조절 볼트(44)에 의해 로드레스 실린더(3)의 단부 캡(34)에 대해 가압된다.

상기 로드레스 실린더(3)는 단부 파이프의 위치가 조절 볼트에 의해 조절된 후에 베이스(2)에 연결된다. 로드레스 실린더(3)를 베이스(2)에 연결하기 위하여, 장착 볼트는 베이스(2)에 수직 방향으로 단부 캡(34)상에 형성된 볼트 홀(34a)내로 삽입된다. 이전에 상술한 바와 같이, 실린더 너트(17)의 스래드 홀은 너트(17)의 스래드 홀이 슬릿(19) 및 볼트 홀(34a)과 정렬하도록 스토퍼인 단면(20A)에 의하여 배치된다. 따라서, 장착 볼트(41)는 베이스(2)에 수직인 방향에서 실린더 너트(17)로 용이하게 나사결합될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 실린더 너트(17)는 베이스(2)보다 고강도를 갖는 강철 등의 재료로 제조된다. 따라서, 장착 볼트(41)가 완전히 조여졌을 때 너트(17)의 스래드의 변형이 발생하지 않는다. 이것은 볼트(41)가 느슨해지는 것을 방지하고 로드레스 실린더(3)와 베이스(2)사이의 견고한 연결을 보장한다. 또한, 상기 실린더 너트(17)는 스토퍼인 단면(20A)에 의하여 배치되므로, 나사 홀 사이의 종방향 거리가 볼트 홀(34a)의 거리와 정확하게 일치하도록 장착 볼트(41)를 수용하는 베이스(2)의 상면상에 나사 홀을 형성할 필요는 없다. 그러므로, 베이스의 기계가공이 매우 간단해진다.

통상적으로, 로드레스 실린더(3)의 길이는 단부 플레이트(25,26) 사이의 거리보다 미소하게 작다. 따라서, 로드레스 실린더(3)가 장착 리세스(6)내로 고정될 때 단부 플레이트(25,26)와 로드레스 실린더의 단부 캡(34) 사이에 작은 간극이 잔류한다. 이것은 단부 플레이트(25,26)내의 공기 통로로부터 실린더 관(32)으로 공급된 가압 유체를 누출시킨다. 본 실시예에서, 조절 볼트(44)는 로드레스 실린더(3)의 단부 캡(34)에 대해 단부 파이프(30)를 가압하도록 조여진다. 그렇게 함으로써, 전체 로드레스 실린더(3)는 로드레스 실린더(3)의 대향측면상의 단부 플레이트[즉, 도 1의 단부 플레이트(25)]로 가압된다. 따라서, 단부 플레이트(25)와 단부 캡(34), 및 단부 파이프(30)와 다른 단부 캡(34)은 서로 밀접하게 접촉하게 된다. 그러므로, 본 실시예에서는 단부 캡(34)과 단부 플레이트(25) 사이의 간극으로부터 유체의 누출이 발생하지 않는다. 또한, 본 실시예에 따르면, 양 유입 및 배출 포트(27,28)는 단부 플레이트중 하나[즉, 도 1의 단부 플레이트(25)]상에 배치되므로, 리니어 액츄에이터(1)에 대한 가압 유체의 연결이 매우 간단해진다.

슬라이드체(5)는 외부 이동체와 함께 이동하기 위해 외부 이동체에 연결된다. 상기 슬라이드체(5)에는 리니어 안내부(4)의 안내 레일(4a)상에서 슬라이드하는 안내 부재(4b)가 설치된다. 상기 안내 레일(4a)은 T 홈(10)에 의해 베이스(2)의 측벽부의 상부면(7a)상에 고정된다.

위치 센서용 자석(42)은 슬라이드체(5)의 하부면상에 부착된다(도 3). 충격 감쇄기(43)를 고정하는 부착 홀더(8)는 각 단부에서 T 홈(9)내에 고정된다. 가압 유체(가압 공기)가 유입 및 배출 포트(27,28)를 통해 실린더 보어(31)로 공급될 때, 슬라이드체(5)는 보어(31)내에서의 피스톤(38)의 이동과 함께 전후로 이동한다. 종방향에서 슬라이드체(5)의 위치는 소정 위치에서 센서 레일에 고정된 위치 센서에 의해 슬라이드체(5) 하부의 자석(42)을 감지함으로써 검출된다.

도 9는 본 발명에 따른 연결 구조체를 갖는 리니어 액츄에이터의 다른 실시예를 도시한다.

도 9에 있어서, 로드레스 실린더(3)의 관(32)은 비원형(타원형) 보어(31)를 갖는다. 본 실시예에서, 로드레스 실린더(3)는 타원형 보어(31)의 주 직경(major diameter)이 베이스(2)와 평행하게 배치되도록 베이스(2)에 고정된다. 본 실시예에서, 슬릿(33)은 보어(31)의 주 직경이 [실린더 관(32)의 측면상의] 관 벽과 교차하는 관벽상에 형성된다. 또한, 로드레스 실린더(3)는 폭의 중앙에서 베이스(2)상에 형성된 장착 리세스(6)내에 결합된다. 안내 레일(4a)을 고정하는 상승부는 장착 리세스(6)의 양 측면상의 베이스(2)상에 형성된다. 안내 레일(4a)상에서 슬라이드하는 리니어 안내부(4)는 슬라이드체(5)의 하부면에 부착되며 안내 레일(4a)을 따라 슬라이드체(5)의 이동을 안내한다.

도면번호 13은 외부 구조체(도시않음)상에 리니어 액츄에이터를 장착하는 T 홈을 나타낸다. 도 9에 도시되지는 않았지만, 이전의 실시예의 단부 플레이트와 유사한 단부 플레이트가 베이스(2)의 양 단부상에 배치된다.

본 실시예에서는, 베이스(2)의 전장을 따라 연장하는 한쌍의 덕트(2A)가 장착 리세스(6)의 하부벽내에 형성된다. 또한, 베이스(2)의 전장을 따라 연장하는 돌출부(20)는 각 덕트(2A)의 상부벽 내면상에 베이스(2)의 일체 부품으로서 형성된다. 돌출부(20)의 양 단부는 베이스(2)가 형성된 후에 소정 길이만큼 절삭된다. 돌출부(20)가 절삭된 덕트(2A)의 부분은 실린더 너트의 수용부(18)로서 작용한다. 상기 로드레스 실린더(3)는 로드레스 실린더(3)의 단부 캡상에 형성된 볼트 홀을 통해 장착 볼트를 삽입하여 상기 수용부(18)내에 배치된 실린더 너트내로 장착 볼트를 나사결합시킴으로써 베이스에 연결된다.

본 실시예에 따르면, 이전 실시예와 동일한 장점이 액츄에이터(1)와 베이스(2)사이의 연결 구조체를 사용함으로써 얻어진다. 또한, 상기 슬릿(33)은 타원형 보어(31)의 주 직경을 포함하는 평면상에 형성되며 피스톤(38)과 슬라이드체(5) 사이의 연결은 관(32)의 횡측면상에 배치된다. 따라서, 슬라이드 테이블의 상부면과 베이스(2)의 하부면 사이의 거리, 즉 리니어 액츄에이터(1)의 높이가 상당히 감소된다.

상술된 실시예에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면 액츄에이터가 장착 볼트와 베이스와 분리된 실린더 너트 사이의 결합에 의해 베이스에 연결되므로, 장착 볼트는 너트의 스래드를 변형시키지 않으면서 실린더 너트에 견고하게 체결될 수 있다. 따라서, 장착 볼트가 느슨해지지 않는다.

또한, 본 발명의 연결 구조체는 베이스의 전장을 따라 연장하는 개구를 갖는 T 홈을 필요로 하지 않으므로, 베이스의 강도와 강성이 매우 증가된다.

또한, 실린더 너트의 수용부와 스토퍼의 기계가공은 기계 공구의 스핀들이 베이스의 종방향으로만 배향되는 조건에서 수행될 수 있다. 따라서, 필요한 기계가공의 단계와 셋업 시간이 매우 감소된다.

또한, 실린더 너트의 수용부와 스토퍼가 베이스의 하부벽내에 형성된 덕트에서 돌출부의 단부를 제거함으로써 형성되므로, 상기 수용부와 스토퍼는 베이스를 형성하는 재료의 최소량을 제거함으로써 용이하게 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 액츄에이터에 대해 가압 유체를 공급 및 배출하는 유입 및 배출 포트는 하나의 단부 플레이트상에 모두 배치되므로, 가압 유체에 대한 파이핑이 간소해질 수 있다. 또한, 액츄에이터에서 가압 유체의 연결이 단부 플레이트와단부 파이프에 대해 견고하게 가압되므로, 가압 유체의 누출이 본 발명에서 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에서는 센서 레일이 베이스이 일체 부품으로서 형성되지 않으므로, 베이스가 형성될 때 벽 두께의 차이로 인한 베이스의 변형이 발생하지 않는다. 마지막으로, 센서 레일과 베이스가 예를 들어 별개의 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성되므로, 베이스를 형성하는데 작은 크기의 다이가 사용될 수 있다.

본 발명에서, 센서 레일은 고정 스크류를 베이스의 종방향에서 조임으로써 베이스상에 견고하게 고정된다. 따라서, 센서 레일의 고정은 베이스의 종방향에서 나사 홀의 기계가공만을 필요로 한다. 고정 스크류를 수용하는 스크류 홀이 단부 플레이트의 단부면상에만 배치되므로, 스크류 홀의 동일 배열이 베이스의 길이와 상관없이 사용될 수 있다.

Claims (20)

1. 베이스의 종방향을 따라 안내된 슬라이드체를 구동하기 위한 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체에 있어서,

   상기 베이스의 각 종방향 단부면에서 베이스내에 형성되고 각 종방향 단부면에 대해 개구되어 있는 중공의 수용부와,

   베이스의 종방향 단부면상에서 개구부로부터 각 수용부로 삽입되는 장착 너트와,

   상기 장착 너트를 종방향으로 배치하기 위해 삽입된 장착 너트와 접하는 수용부내에 형성된 스토퍼와,

   베이스내에 형성되어 수용부와 베이스의 상부면을 연결하는 장착 볼트 통로와,

   장착 볼트가 액츄에이터상에 형성된 결합부와 장착 볼트 통로를 통과하고 상기 액츄에이터가 장착 볼트를 조임으로써 상기 결합부를 통해 베이스에 견고히 결합되도록 상기 수용부의 장착 너트내로 나사결합되는 장착 볼트를 구비하는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 장착 볼트 통로는 종방향을 따라 연장하는 슬릿 형태이며, 베이스의 상부면상의 상부 개구와 수용부의 상부 내벽상의 하부 개구와 베이스의 종방향 단부면상의 슬릿 단부 개구를 갖는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결구조체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 장착 볼트 통로는 베이스의 종방향으로 배향된 스핀들을 갖는 절삭 공구를 사용하여 상기 수용부의 상부 부분으로부터 베이스의 재료를 제거함으로써 형성되는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스는 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성되며, 상기 수용부와 스토퍼는,

   베이스가 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성될 때, 베이스의 전장(entire length)을 따라 연장하는 베이스내의 중공 덕트와, 베이스의 전장을 따라 상기 중공 덕트의 상부 내벽면상에서 연장하는 돌출부를 형성하는 단계와,

   너트가 수용부로 삽입될 때 돌출부가 제거된 덕트의 단부가 장착 너트를 수용하는 수용부로서 작용하고 돌출부의 나머지 부분의 양 단부가 장착 너트와 접하는 스토퍼로서 작용하도록 덕트의 양 종단부에서 예정 길이만큼 돌출부를 제거하는 단계를 포함하는 공정에 의해 형성되는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스는 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성되며, 상기 수용부와 스토퍼는,

   베이스가 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성될 때 베이스의 전장을 따라 연장하는 베이스내의 중공 덕트와 베이스의 전장을 따라 상기 중공 덕트의 상부 내벽면상에서 연장하는 돌출부를 형성하는 단계와,

   너트가 수용부로 삽입될 때 돌출부가 제거된 덕트의 단부가 장착 너트를 수용하는 수용부로서 작용하고 돌출부의 나머지 부분의 양 단부가 장착 너트와 접하는 스토퍼로서 작용하도록 덕트의 양 종단부에서 예정 길이만큼 돌출부를 제거하는 단계를 포함하는 공정에 의해 형성되는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 베이스는 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성되며, 상기 수용부와 스토퍼는,

   베이스가 드로잉 또는 압출 공정에 의해 형성될 때 베이스의 전장을 따라 연장하는 베이스내의 중공 덕트와 베이스의 전장을 따라 상기 중공 덕트의 상부 내벽면상에서 연장하는 돌출부를 형성하는 단계와,

   너트가 수용부로 삽입될 때 돌출부가 제거된 덕트의 단부가 장착 너트를 수용하는 수용부로서 작용하고 돌출부의 나머지 부분의 양 단부가 장착 너트와 접하는 스토퍼로서 작용하도록 덕트의 양 종단부에서 예정 길이만큼 돌출부를 제거하는 단계를 포함하는 공정에 의해 형성되는 베이스와 액츄에이터 사이의 연결 구조체.
7. 제 1 항에서 청구된 연결 구조체를 사용하여 서로 결합되는 베이스와 로드레스 실린더를 구비하는 리니어 액츄에이터에 있어서,

   상기 로드레스 실린더는 베이스의 종방향을 따라 베이스상에 배치되고 각 종방향 단부상에 로드레스 실린더에 대해 공급 및 배출되는 가압 유체용 유입 포트와배출 포트를 갖는 단부 캡이 설치되고 상기 베이스에는 한 종단부상의 제 1 단부 플레이트와 다른 종단부상의 제 2 단부 플레이트가 설치되며, 한 단부 캡상의 유입 포트 및 배출 포트와 연통하는 가압 유체 파이핑 연결부와 다른 단부 캡과 연통하는 가압 유체 파이핑 연결부는 양쪽 다 상기 제 1 단부 플레이트상에 배치되는 리니어 액츄에이터.
8. 제 4 항에서 청구된 연결 구조체를 사용하여 서로 결합되는 베이스와 로드레스 실린더를 구비하는 리니어 액츄에이터에 있어서,

   상기 로드레스 실린더는 베이스의 종방향을 따라 베이스상에 배치되고 각 종방향 단부상에 로드레스 실린더에 대해 공급 및 배출되는 가압 유체용 유입 포트와 배출 포트를 갖는 단부 캡이 설치되고 상기 베이스에는 한 종단부상의 제 1 단부 플레이트와 다른 종단부상의 제 2 단부 플레이트가 설치되며, 한 단부 캡상의 유입 포트 및 배출 포트와 연통하는 가압 유체 파이핑 연결부와 다른 단부 캡과 연통하는 가압 유체 파이핑 연결부는 양쪽 다 상기 제 1 단부 플레이트상에 배치되는 리니어 액츄에이터.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 단부 플레이트에는 인접한 단부 캡의 유입 포트 및 배출 포트와 대향 정렬하는 위치에 가압 유체 포트가 설치되고 상기 가압 유체 포트로 삽입되는 일단부와 다른 단부를 갖는 단부 파이프는 인접한 단부 캡의 유입 포트 및 배출 포트에 대해 가압되며, 상기 가압 유체는 상기 제 1 단부 플레이트상의 가압 유체 연결부를 제 2 단부 플레이트상의 가압 유체 포트에 연결하는 통로와 상기 단부 파이프를 통해 상기 제 1 단부 플레이트상의 가압 유체 연결부중 한 연결부로부터 인접한 단부 캡상의 유입 포트 및 배출 포트로 공급되는 리니어 액츄에이터.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 단부 플레이트에는 인접한 단부 캡의 유입 포트 및 배출 포트와 대향 정렬하는 위치에 가압 유체 포트가 설치되고 상기 가압 유체 포트로 삽입되는 일단부와 다른 단부를 갖는 단부 파이프는 인접한 단부 캡의 유입 포트 및 배출 포트에 대해 가압되며, 상기 가압 유체는 상기 제 1 단부 플레이트상의 가압 유체 연결부를 제 2 단부 플레이트상의 가압 유체 포트에 연결하는 통로와 상기 단부 파이프를 통해 상기 제 1 단부 플레이트상의 가압 유체 연결부중 한 연결부로부터 인접한 단부 캡상의 유입 포트 및 배출 포트로 공급되는 리니어 액츄에이터.
11. 제 1 항에서 청구된 연결 구조체를 사용하여 서로 결합되는 베이스와 로드레스 실린더를 구비하는 리니어 액츄에이터에 있어서,

    센서용 센서 레일과 결합하는 결합부는 베이스의 일체 부품으로서 형성되며 상기 센서 레일은 상기 결합부에 고정되는 베이스와 개별 부품으로서 형성되는 리니어 액츄에이터.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 센서 레일은 베이스의 길이와 동일한 길이를 가지며 베이스의 종단부에 부착된 단부 플레이트 사이에서 유지되고 베이스의 종방향에서 단부 플레이트를 통해 연장하는 고정 스크류를 조임으로써 제 위치에 고정되는 리니어 액츄에이터.
13. 제 7 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더에는 실린더의 상부와 하부 사이의 측면부에서 로드레스 실린더의 종방향과 평행하게 연장하는 슬릿이 실린더벽상에 설치되고, 슬라이드체와 로드레스 실린더의 피스톤은 베이스로부터 슬릿의 높이와 동일한 베이스로부터의 높이에서 슬릿을 통해 서로 연결되는 리니어 액츄에이터.
14. 제 8 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더에는 실린더의 상부와 하부 사이의 측면부에서 로드레스 실린더의 종방향과 평행하게 연장하는 슬릿이 실린더벽상에 설치되고, 슬라이드체와 로드레스 실린더의 피스톤은 베이스로부터 슬릿의 높이와 동일한 베이스로부터의 높이에서 슬릿을 통해 서로 연결되는 리니어 액츄에이터.
15. 제 9 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더에는 실린더의 상부와 하부 사이의 측면부에서 로드레스 실린더의 종방향과 평행하게 연장하는 슬릿이 실린더벽상에 설치되고, 슬라이드체와 로드레스 실린더의 피스톤은 베이스로부터 슬릿의 높이와 동일한 베이스로부터의 높이에서 슬릿을 통해 서로 연결되는 리니어 액츄에이터.
16. 제 10 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더에는 실린더의 상부와 하부 사이의 측면부에서 로드레스 실린더의 종방향과 평행하게 연장하는 슬릿이 실린더벽상에 설치되고, 슬라이드체와 로드레스 실린더의 피스톤은 베이스로부터 슬릿의 높이와 동일한 베이스로부터의 높이에서 슬릿을 통해 서로 연결되는 리니어 액츄에이터.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더는 타원형 단면 보어를 갖는 실린더 관을 구비하며, 상기 로드레스 실린더는 실린더 관의 타원형 단면 보어의 주 직경(major diameter)이 베이스와 평행한 리니어 액츄에이터.
18. 제 14 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더는 타원형 단면 보어를 갖는 실린더 관을 구비하며, 상기 로드레스 실린더는 실린더 관의 타원형 단면 보어의 주 직경이 베이스와 평행한 리니어 액츄에이터.
19. 제 15 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더는 타원형 단면 보어를 갖는 실린더 관을 구비하며, 상기 로드레스 실린더는 실린더 관의 타원형 단면 보어의 주 직경이 베이스와 평행한 리니어 액츄에이터.
20. 제 16 항에 있어서, 상기 로드레스 실린더는 타원형 단면 보어를 갖는 실린더 관을 구비하며, 상기 로드레스 실린더는 실린더 관의 타원형 단면 보어의 주 직경이 베이스와 평행한 리니어 액츄에이터.