KR100405261B1

KR100405261B1 - 전동액추에이터

Info

Publication number: KR100405261B1
Application number: KR10-2001-0036653A
Authority: KR
Inventors: 사토토시오; 미야자키쇼코; 타다노아키라
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-11-12
Also published as: DE10131306A1; CN1335458A; TW558619B; JP2002046039A; DE10131306B4; KR20020011326A; CN1215270C; US20020017017A1; US6807877B2

Abstract

스테핑모터를 구동원으로 하는 전동액추에이터에 있어서, 공작물 반송단에서의 상기 스테핑모터의 탈조를 방지함과 아울러 정지상태에서 공작물에 추력을 작용시킬 수 있도록 한다.

스테핑모터(28)로 이송나사(4)를 회전시킴으로써 전후진하는 너트부재(5)와 공작물(W)을 반송하기 위한 반송테이블(7)을, 공작물의 반송시에 스프링수단(24)으로 탄력적으로 결합함으로써 상기 반송테이블(7)이 공작물의 반송단에 도달한 후에, 상기 스프링수단(24)의 휨에 의해서 너트부재(5)의 오버런을 가능하게 하여 상기 스테핑모터(28)를 완충적으로 오버회전시킴과 아울러, 공작물을 대상물에 억누르기 위한 추력을 얻는다.

Description

전동액추에이터{ELECTRIC ACTUATOR}

본 발명은 전동모터로 구동되는 반송테이블에 의해서 공작물을 작업위치까지 반송하는 전동액추에이터에 관한 것이고, 더욱 상세히는 펄스로 구동되는 스테핑모터를 구동원으로 하는 전동액추에이터에 관한 것이다.

각종 공작물을 가공이나 조립 등을 위하여 반송하는 이 종류의 전동액추에이터에는, 구동원으로서, 펄스로 구동되는 스테핑모터가 사용되는 경우가 있다. 이 스테핑모터는 구동펄스의 펄스수에 따라서 회전량을 단계적으로 제어할 수 있기 때문에, 공작물의 반송스트로크를 정확히 설정하거나, 공작물을 정위치에 정밀도 좋게 정지시키는 것과 같은 사용법으로 하는 경우에는 우수한 기능을 발휘한다.

그러나 상기 스테핑모터에는 오버로드(overload)로 되면, 구동펄스와의 사이의 동기가 유지되지 않게 되어 이른바 탈조(step out)현상을 발생하기 쉽다. 이 때문에 공작물을 대상물에 일정한 압력으로 누르거나, 구멍 내에 일정한 힘으로 압입하는 것과 같은 정지상태에서 일정한 추력을 필요로 하는 사용법에는 적합하지 않다.

스테핑모터의 회전량이나 공작물의 반송위치 등을 검출하여 상기 스테핑모터를 오버로드로 되기 직전에 정지시키도록 제어함으로써 탈조를 방지할 수 있음과 동시에, 정지상태에서 공작물에 추력을 작용시키는 것도 가능하기는 하지만, 매우 복잡하고 고가인 제어회로를 필요로 한다.

본 발명의 과제는 스테핑모터를 구동원으로 하여 공작물을 반송하는 전동액추에이터를, 스프링수단을 부설함으로써 상기 스테핑모터의 탈조를 방지함과 아울러 정지상태에서 공작물에 추력을 작용시킬 수 있도록 구성하는 것에 있다.

도 1은 본 발명에 관한 전동액추에이터의 제1실시예의 정면도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3은 도 2의 A-A선에서의 단면도,

도 4는 도 3의 B-B에서의 단면도,

도 5는 도 3의 C-C선에서의 단면도,

도 6은 도 3에서의 요부를 분해하여 나타낸 부분파단 정면도,

도 7은 도 6의 각 부재를 단면으로 하여 나타낸 우측면도,

도 8은 도 2에서의 요부를 파단하여 나타낸 평면도,

도 9는 본 발명에 관한 전동액추에이터의 제2실시예의 정면도,

도 10은 도 9에서의 D-D선에서의 단면도,

도 11은 본 발명에 관한 전동액추에이터의 제3실시예의 단면도,

도 12는 도 11에서의 요부를 분해하여 나타낸 부분파단 정면도,

도 13은 제3실시예의 동작을 설명하는 초기상태의 요부단면도,

도 14는 제3실시예의 동작을 설명하는 전진측의 공작물 반송단에서의 단면도,

도 15는 제3실시예의 동작을 설명하는 후퇴측의 공작물 반송단에서의 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

W : 공작물 1A, 1B, 1C : 전동액추에이터

2 : 베이스 2a : 홈벽

3a, 3b : 베어링부재 4 : 이송나사

5 : 너트부재 7 : 반송테이블

7a : 측벽 8 : 연결부재

10 : 리니어가이드기구 13 : 볼

22, 22a, 22b : 스프링받이 23, 23a, 23b : 스프링시트

24, 24a, 24b : 스프링수단 28 : 스테핑모터

29 : 전동기구 35 : 측정수단

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전동액추에이터는, 베이스상의 베어링부재에 회전가능하게 지지된 직봉상의 이송나사와,상기 이송나사에 나사결합되어 상기 이송나사의 정역회전에 의해 그 축선방향으로 왕복이동하는 너트부재와, 상기 너트부재에 이송나사의 축선방향으로의 자유도를 가지고 결합되고, 상기 너트부재에 추종하여 변이함으로써 공작물을 반송하는 반송테이블과, 구동펄스의 펄스수에 따라서 회전량이 제어되는 스테핑모터와, 상기 스테핑모터의 회전력을 상기 이송나사에 전달하는 전동기구(傳動機構)와, 상기 너트부재와 반송테이블의 사이에 끼워 설치되고, 상기 반송테이블에 의한 공작물의 반송시에 이들 반송테이블과 너트부재를 탄력적으로 결합함으로써, 상기 반송테이블이 공작물의 반송단에 도달한 후에 상기 너트부재의 오버런을 가능하게 하여 상기 스테핑모터를 완충적으로 오버회전시킴과 아울러, 상기 반송테이블에 필요한 추력을 작용시키는 스프링수단을 구비하고 있다.

상기 구성을 보유하는 전동액추에이터는, 반송테이블이 공작물의 반송단에 도달한 후, 너트부재가 스프링수단을 휘게 하여 오버런함으로써 스테핑모터도 완충적으로 오버회전하게 된다. 그래서, 상기 스테핑모터를 구동하는 펄스수를 상기 오버회전의 범위 내로 설정하여 둠으로써, 상기 스테핑모터와 구동펄스 사이의 탈조에 의한 동기불량을 방지할 수 있다. 또, 상기 스프링수단의 휨에 의해서 반송테이블에 반송단에 있어서 필요한 추력을 작용시킬 수 있다.

본 발명의 하나의 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 베이스가 상면개방의 홈형 단면을 보유하고 있고, 상기 홈의 중앙부를 상기 이송나사가 축선방향으로 뻗어 있고, 또, 상기 너트부재가 직사각 기둥형상을 하고 있고, 상기 베이스의 홈 내를 이동하도록 이송나사에 결합되고, 또한 상기 반송테이블이 홈형 단면을 보유하고 있고, 상기 베이스의 상면에 너트부재를 덮음과 아울러 상기 베이스를 가이드로 하여 이동가능하게 되도록 배치되고, 상기 반송테이블과 상기 너트부재의 사이에양자를 결합하는 연결부재가, 반송테이블 및 너트부재의 어느 한쪽에는 이송나사의 축선방향으로의 자유도를 가지고 결합함과 아울러, 다른쪽에는 이송나사의 축선과 직교하는 방향으로의 자유도를 가지고 결합하도록 끼워 설치되어 있다.

본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 반송테이블의 양 측벽과 베이스의 양 홈벽과의 사이에 복수의 전동(轉動)가능한 볼로 이루어지는 리니어가이드기구가 끼워 설치되어 있는 것이다.

본 발명의 다른 구체적인 실시형태에 의하면, 상기 반송테이블이 축선방향의 적어도 일단측에 이송나사가 관통하는 스프링받이를 보유하고, 이 스프링받이와 상기 너트부재의 사이에 상기 스프링수단이 끼워 설치되어 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 반송테이블에, 공작물 반송단에서의 상기 반송테이블과 너트부재의 상대적 변이를 측정하기 위한 측정수단을 부설할 수 있다. 이것에 의해 예를 들면, 스프링수단의 탄발력이 스테핑모터가 탈조되는 추력보다 약하게 설정되어 있는 바와 같은 경우에, 탈조되기 직전에 센서로부터의 신호에 의해서 상기 스테핑모터를 정지시키는 제어를 행할 수 있다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 관한 전동액추에이터의 제1실시예를 나타내는 것으로, 이 전동액추에이터(1A)는 상면이 개구하는 단면 홈형의 베이스(2)를 보유하고 있다. 이 베이스(2)는 홈방향으로 가늘고 길게 형성되어 있고, 그 축선방향의 양단부에 각각 베어링부재(3a, 3b)가 부착되고, 이들 베어링부재(3a, 3b)에 홈의 중앙부를 베이스(2)의 축선방향으로 연장되는 직선봉형의 이송나사(4)의 양단부가 각각 회전가능하게 지지되어 있다. 이 이송나사(4)는 볼나사나 슬라이드나사 등으로 되는 것이다.

상기 이송나사(4)에는 대략 원주형을 한 너트부재(5)가 나사결합되어 있고, 이 너트부재(5)가 상기 이송나사(4)의 정역회전에 의해서 상기 이송나사(4)의 축선방향으로 왕복이동하도록 되어 있다. 또, 이 너트부재(5)에는 공작물(W)을 유지하여 반송하기 위한 반송테이블(7)이, 그들 사이에 개재하는 연결부재(8)에 의해서 이송나사(4)의 축선에 따른 방향과 상기 축선에 직교하는 상하방향의 2방향으로 각각 자유도를 가진 상태로 결합되어 있다. 이 점의 구성에 대하여 이하에 상세히 설명한다.

상기 반송테이블(7)은, 하면이 개방되는 홈형 단면형상을 보유하고 있고, 상기 베이스(2)의 상면에 상기 너트부재(5)를 위에서 덮음과 아울러, 그 좌우 양 측벽(7a, 7a)을 베이스(2)의 좌우 양 홈벽(2a, 2a)의 외측에 끼워맞춘 상태로 배치되고, 이들의 홈벽(2a, 2a)을 따라서 리니어아이드기구(10)의 안내에 의해 이동가능하게 되어 있다. 이 리니어가이드기구(10)는 도 4 및 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 반송테이블(7)의 양 측벽(7a, 7b)의 내부에 형성된 볼구멍(11)과, 반송테이블(7)의 양 측벽(7a, 7a)의 외면과 베이스(2)의 양 홈벽(2a, 2a)의 외면과의 사이에 형성된 볼홈(12)에, 다수의 볼(13)을 무단열 형상으로 전동가능하게 되도록 수용한 것으로, 반송테이블(7)의 이동시에 이들 볼(13)이 전동되면서 상기 볼구멍(11)과 볼홈(12)의 사이를 순환하도록 되어 있다. 이 반송테이블(7)의 좌우 양 측벽(7a, 7a)에는 또한, 이송나사(4)의 축선방향으로 긴 장구멍(14)이 각각 2개씩 형성되어 있다.

한편, 상기 연결부재(8)는 도 6 및 도 7에서 알수 있는 바와 같이, 너트부재(5)에 연결하기 위한 하향으로 뻗은 좌우 한쌍의 연결벽(17, 17)과, 반송테이블(7)에 연결하기 위한 연결용 나사구멍(18, 18)을 보유하고 있고, 이 연결용 나사구멍(18)은 연결부재(8)의 좌우 양측면에 각각 2개씩 형성되어 있다. 그리고, 상기 한쌍의 연결벽(17, 17)의 사이에 너트부재(5)를 끼워넣고, 각 연결벽(17, 17)의 내측면에 형성한 돌출부(17a)를 너트부재(5)의 양 외측면에 형성된 평면형상의 절결부(5a)에, 상하방향으로는 상대적으로 변이가능하지만 축선방향으로는 상호 걸어 맞추도록 끼워맞춤으로써, 이들의 연결부재(8)와 너트부재(5)가 상하방향의 자유도를 가지고 연결되어 있다. 또 반송테이블(7)에 대해서는 상기 반송테이블(7)의 장구멍(14)을 통하여 상기 나사구멍(18, 18)에 각각 스터드(19, 19)를 나사결합함으로써 이들 스터드(19, 19)를 통하여 이들의 반송테이블97)과 연결부재(8)가, 상기 장구멍(14, 14) 길이의 범위 내에서 이송나사(4)의 축선방향으로 변이가능하게 되도록 연결되어 있다.

상기 반송테이블(7)의 전단부에는, 이송나사(4)가 관통하는 스프링받이(22)가 나사(27)로 연결되고, 이것에 대하여 상기 너트부재(5)의 전단부에는 원고리형상을 한 스프링시트(23)가 접촉되고, 이들 스프링받이(22)와 스프링시트(23)의 사이에 스프링수단(24)이 끼워 설치되어 있다. 이 스프링수단(24)으로서 코일스프링이 표시되어 있지만, 판스프링이어도, 스폰지체와 같은 탄성체이어도, 기체의 압축성을 이용하는 것이어도 좋다.

도면중 25a, 25b는 상기 반송테이블(7)의 전진단을 규정하기 위해서 상기 반송테이블(7)의 전단면과 전방의 베어링부재(3a)에 부착한 스토퍼, 26a, 26b는, 상기 반송테이블(7)의 후진단을 규정하기 위하여 상기 반송테이블(7)의 후단면과 후방의 베어링부재(3b)에 부착한 스토퍼이다.

상기 베이스(2)의 후단부에는 상기 이송나사(4)를 구동회전하기 위한 구동원으로서, 구동펄스에 의해 회전량을 제거할 수 있는 스테핑모터(28)가 설치되고, 이 스테핑모터(28)와 상기 이송나사(4)가 전동기구(29)를 통하여 상호로 접속되어 있다. 이 전동기구(29)는 상기 스테핑모터(28)의 출력축(28a)과 이송나사(4)의 단부에 각각 설치된 풀리(30a, 30b)를 타이밍벨트(31)로 상호로 연결하는 것이다.

상기 구성을 갖는 전동액추에이터(1A)에 있어서, 반송테이블(7)이 도 1 내지 도 3의 경우와는 반대측의 후퇴단이나 또는 중간부에 설정된 초기위치로 이동하여 있는 상태에서, 그 위에 공작물(W)이 놓이면 스테핑모터(28)가 정회전하고, 이송나사(4)의 정회전에 의해 너트부재(5)가 전진함과 아울러, 이 너트부재(5)에 스프링수단(24)을 통하여 결합되는 상기 반송테이블(7)도 전진하여 공작물(W)이 반송된다. 그리고, 상기 반송테이블(7)이 공작물 반송단까지 전진하면, 상기 공작물(W)이 대상물에 접촉하기 때문에 상기 반송테이블(7)은 그 위치에 정지하지만, 너트부재(5)는 스프링수단(24)을 휘게 하면서 오버런하고, 그것에 따라서 스테핑모터(28)도 완충적으로 오버회전하여 정지한다. 그래서 이때, 구동펄스의 펄스수를 스테핑모터(28)가 오버회전할 수 있는 범위 내로 설정하여 둠과 아울러, 그 범위 내에서 상기 스프링수단(24)이 휘더라도 스테핑모터(28)가 오버로드로 되지 않도록 상기 스프링수단(24)의 탄발력을 설정하여 둠으로써, 상기 스테핑모터(28)와 구동펄스 사이의 탈조에 의한 동기불량을 방지할 수 있다. 또, 상기 스프링수단(24)의 휨에 의해 축적되는 탄발력에 의해서 반송테이블(7)에, 반송단에 있어서 공작물(W)을 대상물에 억누르는데 필요한 추력을 작용시킬 수 있다.

공작물(W)의 조립이나 가공 등의 처리가 종료되어 상기 공작물(W)이 반송테이블(7)로부터 제거되면, 스테핑모터(28)의 역회전에 의해 이송나사(4)가 역회전하고, 너트부재(5) 및 반송테이블(7)이 초기위치까지 후퇴한다. 이 때 이들 너트부재(5)와 반송테이블(7)은 연결부재(8)와 스터드(19) 및 장구멍(14)을 통하여 직접 결합된다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 것으로, 이 제2실시예의 전동액추에이터(1B)는 공작물 반송단에 있어서의 반송테이블(7)과 너트부재(5)의 상대적인 변이를 측정수단(35)으로 측정함으로써 스프링수단(24)의 휨량을 측정하고, 그 측정신호로부터 스프링수단(24)의 휨량이 한계치를 초과하기 직전, 바꾸어 말하면 스테핑모터(28)가 오버로드에 의해 탈조하기 직전에, 이 스테핑모터(28)를 정지시킬 수 있도록 하고 있는 점에서 상기 제1실시예와 상위하다.

즉, 이 전동액추에이터(1B)에는 반송테이블(7)의 한쪽의 측면에 센서부착용 부재(36)가 부착되고, 이 부재(36)에 형성되어 있는 부착홈(37) 내에 오토스위치 등의 자기센서(38)가 끼워붙여져 있다. 이것에 대하여 너트부재(5)측에는 2개의 스터드(19, 19)에 영구자석(39)이 부착되고, 이 영구자석(39)과 상기 자기센서(38)가 서로 접근하는 위치에 배치되어 이들의 영구자석(39)과 자기센서(38)에 의해서 상기 측정수단(35)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 스터드(19, 19)는 연결부재(8)에 고정되어 있고, 이 연결부재(8)가 이송나사(4)의 축선방향으로는 너트부재(5)와 고정적인 관계에 있지만 반송테이블(7)과는 상대적으로 이동가능한 관계에 있기 때문에, 상기와 같은 반송테이블(7)과 스터드(19, 19)의 상대적인 변이를 검출함으로써 반송테이블(7)과 너트부재(5)의 상대적인 위치변이, 즉 스프링수단(24)의 휨량을 측정할 수 있다.

이와 같은 측정수단(35)을 사용하는 경우에, 상기 스프링수단(24)의 탄발력을 스테핑모터(28)가 탈조하는 추력보다 약하게 설정할 수도 있다.

이 제2실시예의 상기 이외의 구성 및 작용에 대해서는 실질적으로 제1실시예와 동일하므로, 중복된 설명을 피하기 위하여 그들의 주요한 동일 구성부분에 동일 부호를 붙여서 설명은 생략한다.

또한, 상기 측정수단(35)은 상술한 바와 같은 영구자석(39)과 자기센서(38)로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 자성부와 비자성부를 일정간격으로 병렬하여 배치한 자기스케일과, 이 자기스케일의 눈금을 판독하는 자기센서로 이루어지는 것이어도 된다. 이 경우, 자기스케일 및 자기센서의 어느 것을 반송테이블(7)측 또는 너트부재(5)측에 부착하는지는 임의이다.

도 11 내지 도 15는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 것으로, 이 제3실시예의 전동액추에이터(1C)가 상기 제1실시예와 다른 점은, 제1실시예에서는 너트부재(5)의 전단부와 반송테이블(7)의 전단부 사이에 1개의 스프링수단(24)을 설치함으로써, 이들 너트부재(5)와 반송테이블(7)을 전진스트로크시에만 상기 스프링수단(24)으로 탄력적으로 연결시키도록 구성하고 있는 것에 대하여, 이 제3실시예에서는, 너트부재(5)와 반송테이블(7)의 전단부 사이 및 후단부 사이에 각각 스프링수단(24a, 24b)을 설치함으로써 이들 너트부재(5)와 반송테이블(7)을, 전후진 양쪽의 스트로크시에 각각 스프링수단(24a, 24b)으로 탄력적으로 연결되도록 구성하고 있는 것이다.

즉, 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 반송테이블(7)의 전후 양단부에 각각 이송나사(4)가 관통하는 스프링받이(22a, 22b)가 연결됨과 아울러, 너트부재(5)의 전후 양단부에 원고리 형상을 한 스프링시트(23a, 23b)가 상기 너트부재(5)에 접촉이간 가능하도록 배치되고, 이들의 각 스프링받이(22a, 22b)와 스프링시트(23a, 23b)의 사이에 각각 상기 스프링수단(24a, 24b)이 끼워 설치되어 있다. 이 중 앞측의 스프링시트(23a)에는 상기 스프링시트(23a)와 스프링받이(22a) 사이의 이간거리(따라서 스프링수단(24a)의 신장길이)를 규제하기 위한 슬리브(41)의 기단부가 나사부착에 의해 고정되고, 이 슬리브(41)의 선단은 스프링받이(22a) 내부의 나사삽입구멍(42) 내에 슬라이딩가능하게 끼워넣고, 그 선단에 플랜지형상의 걸림부(41a)가 형성됨과 아울러, 나사삽입구멍(42)의 단부에 이 걸림부(41a)가 걸리는 소경부(42a)가 설치되어 있다. 그리고, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 스프링시트(23a)가 스프링받이(22a)로부터 최대거리 이간하였을 때에, 상기 슬리브(41) 선단의 걸림부(41a)가 나사삽입구멍(42)의 소경부(42a)에 걸려서 그 이상의 거리가 규제되도록 되어 있다. 또, 상기 2개의 스프링수단(24a, 24b)은 앞측의 스프링수단(24a)이 뒷측의 스프링수단(24b)보다 큰 탄발력을 보유하도록 관계지어져 있다.

또한, 이 제3실시예에 있어서의 상기 이외의 구성에 대해서는 실질적으로 제1실시예와 동일하므로, 그들의 주요한 동일 구성부분에 동일부호를 붙여서 설명은 생략한다.

상기 구성을 보유하는 제3실시예의 전동액추에이터(1C)에 있어서, 비동작상태에서 반송테이블(7)은 도 13에 나타내는 중간의 초기위치에 있다. 이 때, 슬리브(41)의 선단의 걸림부(41a)가 나사삽입구멍(42)의 소경부(42a)에 걸림으로써 앞측의 스프링시트(23a)와 스프링받이(22a)는 최대거리 이간한 상태에 있다. 한편, 뒷측의 스프링수단(24b)은 약간 압축된 상태에 있다.

이 상태에서 상기 반송테이블(7)상에 공작물(W)이 탑재되고 스테핑모터(28)가 정회전하면, 이송나사(4)가 정회전함으로써 너트부재(5)가 전진함과 아울러, 이 너트부재(5)에 앞측의 스프링수단(24a)을 통하여 결함함으로써 상기 반송테이블(7)도 전진하여 공작물(W)이 반송된다. 그리고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 반송테이블(7)이 공작물(W)의 반송단까지 전진하면 상기 공작물(W)이 대상물에 접촉하기 때문에 상기 반송테이블(7)은 그 위치에 정지하지만, 너트부재(5)는 앞측의 스프링수단(24a)을 휘게 하면서 오버런하고, 그것에 따라서 스테핑모터(28)도 완충적으로 오버회전하여 정지한다. 그래서, 상기 제1실시예의 경우와 마찬가지로, 구동펄스의 펄스수를 스테핑모터(28)가 오버회전할 수 있는 범위 내로 설정하여 둠과 아울러, 그 범위 내에서 상기 스프링수단(24a)이 휘더라도 스테핑모터(28)가 오버로드로 되지 않도록 상기 스프링수단(24a)의 탄발력을 설정하여 둠으로써, 상기 스테핑모터(28)와 구동펄스 사이의 탈조에 의한 동기불량을 방지할 수 있다. 또, 상기 스프링수단(24a)의 휨에 의해 축적되는 탄발력에 의해서 반송테이블(7)에, 공작물(W)의 반송단에 있어서 상기 공작물(W)을 대상물에 억누르는 것에 필요한 추력을 작용시킬 수 있다.

공작물(W)의 조립이나 가공 등의 처리가 종료되어 상기 공작물(W)이 반송테이블(7)에서 제거되면, 스테핑모터(28)의 역회전에 의해 이송나사(4)가 역회전하고, 너트부재(5) 및 반송테이블(7)이 초기위치까지 후퇴한다.

또, 상기 초기위치에 있는 반송테이블(7)상에 공작물(W)이 탑재된 후 스테핑모터(28)가 역회전하면, 이송나사(4)가 역회전함으로써 너트부재(5)가 후퇴함과 아울러, 상기 반송테이블(7)도 이 너트부재(5)에 뒷측의 스프링수단(24b)을 통하여 결합함으로써 후퇴하고, 공작물(W)이 역방향으로 반송된다. 그리고, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 반송테이블(7)이 후퇴방향의 반송단까지 이동하면, 상기 공작물(W)이 대상물에 접촉하기 때문에 상기 반송테이블(7)은 그 위치에 정지하지만, 너트부재(5)는 뒷측의 스프링수단(24b)을 휘게 하면서 오버런하고, 그것에 따라서 스테핑모터(28)도 완충적으로 오버회전하여 정지한다. 이 때, 앞측의 스프링수단(24a)은 슬리브(41)에 의해서 스프링시트(23a)의 이동이 규제되기 때문에 초기상태 이상으로 신장하지는 않고, 따라서 후진스트로크시에 앞측의 스프링수단(24a)이 영향을 미치지 않는다. 이렇게 하여 후퇴스트로크단에 있어서도 상기 전진스트로크단의 경우와 마찬가지로 하여 스테핑모터(28)의 탈조에 의한 동기불량을 방지할 수 있음과 아울러, 스프링수단(24b)의 휨에 의해서 공작물(W)을 대상물에 억누르는데 필요한 추력을 얻을 수 있다.

또한, 상기 제3실시예에 있어서도, 적어도 전후 어느 한쪽의 반송스트로크단에 있어서, 상기 제2실시예와 마찬가지로 반송테이블(7)과 너트부재(5)의 상대적 변이를 측정수단으로 측정함으로써 스테핑모터(28)가 오버로드에 의해 탈조하기 직전에 이 스테핑모터(28)를 정지시키도록 구성할 수 있다.

또, 상기 각 실시예에서는 반송테이블(7)과 너트부재(5)를 결합하는 연결부재(8)가 반송테이블(7)에 대하여 이송나사(4)의 축선방향으로의 자유도를 가지고 결합하고, 또한 너트부재(5)에 대해서는 이송나사(4)의 축선과 직행하는 방향으로의 자유도를 가지고 결합하고 있지만, 그 역으로 너트부재(5)에 대해서는 이송나사(4)의 축선방향으로의 자유도를 가지고 결합하고, 반송테이블(7)에 대해서는 이송나사(4)의 축선과 직행하는 방향으로의 자유도를 가지고 결합하고 있어도 좋다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 스테핑모터를 구동원으로 하여 공작물을 반송하는 전동액추에이터를, 스프링수단을 부설함으로써 상기 스테핑모터의 탈조를 방지함과 아울러 정지상태에서 공작물(W)에 추력을 작용시킬 수 있다.

Claims

베이스상의 베어링부재에 회전가능하게 지지된 직선봉형상의 이송나사와,

상기 이송나사에 나사결합되어 상기 이송나사의 정역회전에 의해 그 축선방향으로 왕복이동하는 너트부재와,

상기 너트부재에 이송나사의 축선방향으로의 자유도를 가지고 결합되고, 상기 너트부재에 추종하여 변이함으로써 공작물을 반송하는 반송테이블과,

구동펄스의 펄스수에 따라서 회전량을 제어할 수 있는 스테핑모터와,

상기 스테핑모터의 회전력을 상기 이송나사에 전달하는 전동기구와,

상기 너트부재와 반송테이블의 사이에 끼워 설치되고, 상기 반송테이블에 의한 공작물의 반송시에 이들 반송테이블과 너트부재를 탄력적으로 결합함으로써, 상기 반송테이블이 공작물의 반송단에 도달한 후에 상기 너트부재의 오버런을 가능하게 하여 상기 스테핑모터를 완충적으로 오버회전시킴과 아울러, 상기 반송테이블에 필요한 추력을 작용시키는 스프링수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전동액추에이터.
제1항에 있어서, 상기 베이스는 상면 개방의 홈형 단면을 보유하고 있고, 상기 홈의 중앙부를 상기 이송나사가 축선방향으로 뻗어 있고, 또, 상기 너트부재가 직사각 기둥형상을 하고 있으며, 상기 베이스의 홈 내를 이동하도록 이송나사에 결합되고, 또한 상기 반송테이블이 홈형 단면을 보유하고 있고, 상기 베이스의 상면에 너트부재를 덮음과 아울러 상기 베이스를 가이드로 하여 이동가능하게 되도록 배치되고, 상기 반송테이블과 상기 너트부재의 사이에 양자를 결합하는 연결부재가, 반송테이블 및 너트부재의 어느 한쪽에는 이송나사의 축선방향으로의 자유도를 가지고 결합함과 아울러, 다른쪽에는 이송나사의 축선과 직교하는 방향으로의 자유도를 가지고 결합하도록 끼워 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액추에이터.
제2항에 있어서, 상기 반송테이블의 양 측벽과 베이스의 양 홈벽의 사이에 복수의 전동가능한 볼로 이루어지는 리니어가이드기구가 끼워 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액추에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송테이블은 축선방향의 적어도 일단측에 이송나사가 관통하는 스프링받이를 보유하고, 이 스프링받이와 상기 너트부재의 사이에 상기 스프링수단이 끼워 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액추에이터.
제1항에 있어서, 상기 반송테이블에, 공작물 반송단에서의 상기 반송테이블과 너트부재의 상대적 변이를 측정하기 위한 측정수단이 부설되어 있는 것을 특징으로 하는 전동액추에이터.