KR100472119B1 - 리니어 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 모터의 회전축의 선단측에 나사축부를 일체로 형성하고, 커플링 및 일방의 지지대를 없게 하여, 부품점수를 적게 해서, 위치 결정 정밀도를 향상시키는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 리니어액츄에이터는, 모터 (1) 의 회전축 (2) 의 선단측에 형성된 나사축부 (4) 와, 이 나사축부 (4) 에 나사식으로 결합된 너트부 (10) 에 의해 이루어지고, 이 나사축부 (4) 와 회전축 (2) 과는 동일재료로 이음매가 없도록 일체로 형성되어 있는 구성이다.

Description

리니어 액츄에이터{linear actuator}

본 발명은, 리니어액츄에이터에 관하며, 특히, 모터의 회전축의 선단측에 나사축부를 일체로 형성하여, 종래 필요로 했던 커플링을 없애는 동시에, 한 쌍의 지지대를 한편에만 행하여, 구조를 종래부터도 대폭 간략화하는 동시에, 직선운동 위치 결정 정밀도의 향상 및 동력전달효율의 향상을 얻기 위한 신규한 개량에 관한 것이다.

종래로부터 사용되고 있었던 이 종류의 리니어 액츄에이터로서는, 일반적으로, 도 3 에 나타내는 구성이 채용되고 있었다.

즉, 도 3 에 있어서 도면부호 1 로 나타내는 것은 스텝모터 등으로 이루어지는 모터이고, 이 모터 (1) 의 회전축 (2) 은 접속수단으로 이루어지는 커플링 (3) 을 통하여 나사축부 (4) 에 접속되어 있다.

상기 나사축부 (4) 는, 그 양단 (4a, 4b) 이 한 쌍의 지지대 (5, 6) 의 각 지지베어링 (5a, 6a) 에 의해서 지지되어 있고, 이 나사축부 (4) 에는 스테이지 또는 테이블측으로서 너트부 (10) 가 나사식으로 결합되어 있다.

따라서, 전술의 구성에 있어서 모터를 작동시켜 나사축부 (4) 를 회전시키면, 너트부 (10) 는 화살표 A 의 방향에 따라서 직선 왕복이동시킬 수 있다.

종래의 리니어액츄에이터는, 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 과제가 존재하고 있었다.

즉, 모터의 회전축은 커플링을 통하여 이 회전축과는 별체에 구성된 나사축부에 접속되기 때문에, 커플링을 반드시 필요로 하여, 부품점수의 증가에 의한 비용상승 이외에, 커플링을 경유하게 함으로써 직선운동 위치 결정 정밀도가 저하되었었다.

또, 나사축부가 모터의 회전축과는 별체이기 때문에, 한 쌍의 지지대에 의해서 회전이 자유롭게 지지하지 않으면 안되며 스페이스를 필요로 함과 동시에, 부품점수의 삭감이 곤란하였다.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 특히, 모터의 회전축의 선단측에 나사축부를 일체로 형성하여, 종래에 필요했던 커플링을 없애는 동시에, 한 쌍의 지지대를 일방에만 행하여, 구조를 종래의 것으로부터 대폭 간략화하는 동시에, 직선운동 위치 결정 정밀도가 향상되도록 한 리니어액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 리니어액츄에이터는, 모터의 회전축의 선단측에 형성된 나사축부와, 상기 나사축부에 나사식으로 결합된 너트부로 이루어지며, 상기 나사축부의 회전에 의해서 상기 너트부가 직선 왕복이동할 수 있는 동시에, 상기 나사축부와 회전축과는 동일재료로 이음매가 없이 일체로 형성되어 있는 구성이고, 또한, 상기 회전축에 형성된 제 1 직경보다도 상기 나사축부의 제 2 직경이 대직경으로 구성되어 있고, 또한, 상기 모터에는, 1 개의 베어링으로 이루어지는 제 1 베어링부와, 2 개의 베어링으로 이루어지는 제 2 베어링부가 설치되고, 상기 회전축은, 상기 제 1 베어링부에 베어링되는 소직경부와, 상기 제 2 베어링부에 베어링되어 상기 소직경부 보다도 큰 직경으로 형성된 대직경부를 갖는 구성이고, 또한, 상기 대직경부는 상기 나사축부의 제 2 직경과 동일 직경인 구성이고, 또한, 상기 모터는 스텝모터로 이루어지는 구성이고, 또한, 상기 소직경부와 대직경부의 경계선에는, 상기 대직경부에 의한 단부가 형성되며, 상기 회전축에 형성된 로터의 전단이 상기 단부에 맞닿아 위치결정되어 있는 구성이고, 또한, 상기 로터는 복수의 마그네트판과 복수의 요크판의 적층으로 이루어지며, 상기 로터는 상기 소직경부에만 위치하여 있는 구성이고, 또한, 상기 나사축부의 선단부에만 1 개만의 지지대로 지지되어 있는 구성이다.

발명의 실시형태

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 리니어 액츄에이터에 대한 적합한 실시형태에 대해서 설명한다. 한편, 종래 예와 동일 또는 동등부분에는 동일부호를 붙여 설명한다.

도 1 에 있어서 도면부호 1 에 나타내는 것은, 스텝모터 (서보 모터이어도 됨) 로 이루어지는 모터이고, 이 모터 (1) 의 회전축 (2) 의 선단측에는 나사축부 (4) 가 형성되어 있는 동시에, 이 회전축 (2) 과 나사축부 (4) 와는 동일재료로 이음매가 없는 일체의 솔리드 (solid) 상태로 형성되어 있다.

상기 나사축부 (4) 의 선단부 (4b) 는 지지대 (6) 에 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 이 나사축부 (4) 에는 스테이지 및 테이블측으로서의 너트부 (10) 가 나사식으로 결합되어 형성되고, 이 너트부 (10) 는 화살표 A 의 방향으로 직선 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 모터(1)는, 구체적으로는 도 2 에 나타내듯이 구성되어 있다. 즉 모터 (1) 의 륜 (輪) 형상스테이터 (20) 에는 스테이터코일 (21) 이 형성되며, 이 륜형상스테이터 (20) 의 앞측에는 한 쌍의 베어링 (22, 23) 으로 이루어지는 제 2 베어링부 (24) 를 갖는 전개 (前蓋:25) 가 형성되어 있다.

상기 륜형상스테이터 (20) 의 후측에는 1개의 베어링 (26) 으로 이루어지는 제 1 베어링부 (27) 를 갖는 후개 (後蓋:28) 가 형성되어 있다.

상기 각 베어링부 (24, 27) 사이에는, 회전축 (2) 이 관통하여 회전이 자유롭게 설치되고, 이 회전축 (2) 에는 복수의 마그네트판 (28) 과 요크판 (29) 이 축방향에 교대로 적층되어 있어, 각 마그네트판 (28) 과 각 요크판 (29) 에 의해 로터 (30) 가 구성되어 있다.

상기 회전축 (2) 은, 도 2 에 나타내듯이, 그 후단 (2a) 으로부터 로터 (30) 의 전단 (30a) 까지는 소직경의 제 1 직경 (D1) 으로 이루어지는 소직경부 (31) 로 구성되며, 이 소직경부 (31) 로부터 선단부 (4b) 측은 상기 소직경부 (31) 보다도 상당히 큰 직경으로 형성된 제 2 직경 (D2) 으로 이루어지는 대경부 (32) 로 구성되어 있다.

상기 제 1 베어링부 (27) 는 상기 소직경부 (31) 를 축지지하며, 상기 제 2 베어링부 (24) 는 상기 대직경부 (32) 를 축지지 하는 동시에, 상기 소직경부 (31) 와 대직경부 (32) 의 경계위치에는 단부 (33) 가 형성되어 있다.

따라서, 상기 소직경부 (31) 에만 형성된 로터 (30) 는, 이 단부 (33) 에 맞닿아 선단이 위치결정되고, 그 후단은 소직경부 (31) 에 형성된 칼라 (collar:34) 에 의해서 위치결정되어 있다.

전술의 로터 (30) 와 회전축 (2) 의 구성에 의해, 로터 (30) 는 소직경부 (31) 에 위치하여 보다 용적이 큰 마그네트판 (28) 과 요크판 (29) 을 사용하여 큰 토크발생을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 2중형의 제 2 베어링부 (24) 에는, 상기 나사축부 (4) 와 같은 대직경으로 형성된 대직경부 (32) 를 축지지함으로써, 이 대직경부 (32) 의 선단측에 형성된 나사축부 (4) 에 걸리는 너트부 (10) 의 대하중을 충분히 축지지 할 수 있고, 너트부 (10) 상의 도시하지 않은 스테이지 또는 테이블 등을 안전하게 직선 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 전술의 모터 (1) 의 구조는, 일례를 나타낸 것으로, 소정의 회전토크 및 강도를 얻을 수 있는 수단이면, 도 2 의 모터 (1) 의 구성에 한정되는 것은 아니며, 로터 (30) 의 축길이를 길게 함으로써, 도 2 의 모터 (1) 의 직경보다도 소형의 직사각형 형상으로 할 수 있다.

또한, 로터 (30) 의 축길이를 길게 한 경우에는, 회전축 (2) 의 소직경부 (31) 와 대직경부 (32) 의 직경의 차는, 도 2 에 나타내는 구성보다도 적게 할 수 있다.

본 발명에 의한 리니어액츄에이터는, 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 회전축의 선단측에 나사축부가 형성되어 있기 때문에, 회전축과 나사축부가 이음매 없이 동일재료로 일체로 구성되어, 종래 사용하고 있는 커플링이 불필요하게 된다.

또한, 종래 한 쌍 사용되고 있었던 지지대가 한편만으로 가능해져, 전술의 이점과 동시에 부품점수의 삭감 및 코스트다운 및 공간 절약화를 달성할 수 있다.

또한, 회전축과 나사축부가 일체이기 때문에, 위치결정 정밀도의 향상 및 모터의 토크전달의 향상을 얻을 수 있다.

도 1 은 본 발명에 의한 리니어액츄에이터를 나타내는 일부 단면구성도이다.

도 2 는 도 1 의 모터를 나타내는 확대단면도이다.

도 3 은 종래의 리니어액츄에이터를 나타내는 일부 단면구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 모터 2 회전축

4 나사축부 6 지지대

4b 선단부 D1 제 1 직경

D2 제 2 직경 10 너트부

20 스테이터 21 스테이터코일

24 제 2 베어링부 27 제 1 베어링부

28 마그네트판 29 요크판

30 로터 31 소직경부(少徑部)

32 대직경부(大徑部) 33 단부(段部)

Claims (8)

1. 모터 (1) 의 회전축 (2) 의 선단측에 형성된 나사축부 (4) 와, 상기 나사축부 (4) 에 나사식으로 결합된 너트부 (10) 로 이루어지고, 상기 나사축부 (4) 의 회전에 의해서 상기 너트부 (10) 가 직선 왕복이동할 수 있는 동시에, 상기 나사축부 (4) 와 회전축 (2) 과는 동일재료로 이음매가 없게 일체로 형성되어 있는 리니어 액츄에이터에 있어서,

   상기 회전축 (2) 에 형성된 제 1 직경 (D1) 보다도 상기 나사축부 (4) 의 제 2 직경 (D2) 쪽이 대직경이며,

   상기 모터에는, 1개의 베어링 (26) 으로 이루어지는 제 1 베어링부 (27) 와, 2개의 베어링 (22, 23) 으로 이루어지는 제 2 베어링부 (24) 가 설치되고, 상기 회전축 (2) 은, 상기 제 1 베어링부 (27) 에 지지되는 소직경부 (21) 와, 상기 제 2 베어링부 (24) 에 지지되어 상기 소직경부 (31) 보다도 대직경으로 형성된 대직경부 (32) 를 가지며,

   상기 소직경부 (31) 와 대직경부 (32) 의 경계선에는, 상기 대직경부 (32) 에 의한 단부 (33) 가 형성되고, 상기 회전축 (2) 에 형성된 로터 (30) 의 전단 (30a) 이 상기 단부 (33) 에 맞닿아 위치결정되어 있으며,

   또한, 상기 로터 (30) 는 복수의 마그네트판 (28) 과 복수의 요크판 (29) 의 적층으로 이루어지고, 상기 로터 (30) 는 상기 소직경부 (31) 에만 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축 (2) 에 형성된 제 1 직경 (D1) 보다도 상기 나사축부 (4) 의 제 2 직경 (D2) 쪽이 대직경인 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 대직경부 (32) 는 상기 나사축부 (4) 의 제 2 직경 (D2) 과 동일직경인 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 모터 (1) 는 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 나사축부 (4) 의 선단부 (4b) 만이 1개의 지지대 (6) 로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.