KR100726460B1 - 선형액츄에이터 및 그 가공방법 - Google Patents

선형액츄에이터 및 그 가공방법 Download PDF

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Abstract

메인실린더바디(22)를 향해 대략 수직하게 휘어진 굴곡부(76)가 슬라이드 테이블(24)의 일측단부에 형성된다. 또한, 복수의 볼베어링(30)이 구르는 한쌍의 볼롤링홈(90a,90b)이 가이드부(28)에 대치되는 상기 슬라이드 테이블(24)의 측면에 형성된다. 상기 볼롤링홈(90a,90b) 사이의 이간거리(W2)보다 큰 폭을 가지고, 상기 볼롤링홈(90a,90b)이 가공될 때 가공지그(102)의 방향을 변경시킬 수 있는 릴리프홈(92)이 상기 굴곡부(76)의 측부에 위치한 상기 볼롤링홈(90a,90b)의 단부에 형성된다.
선형액츄에이터, 지그, 베어링

Description

선형액츄에이터 및 그 가공방법{LINEAR ACTUATOR AND METHOD FOR PROCESSING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선형액츄에이터의 전체를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선형액츄에이터의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 길이방향 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 선형액츄에이터의 축선방향에서 바라본 부분 생략된 개략의 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 슬라이드 테이블 및 상기 슬라이드 테이블의 볼롤링홈을 가공하기 위한 가공지그의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 슬라이드 테이블의 볼롤링홈이 가공지그를 사용해서 가공되는 상태를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 슬라이드 테이블이 가공되는 상태를 도시한 개략적인 길이방향 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 슬라이드 테이블이 가공되는 상태를 도시한 개략적인 측면도이다.
도 9는 한쌍의 원호형상면을 가지는 릴리프홈(relief groove)을 가지도록 형 성된 제1변형예에 따른 슬라이드 테이블의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 슬라이드 테이블의 굴곡부 측으로부터 바라본 개략적인 평면도이다.
도 11은 굴곡부에 대략 평행하게 관통되는 릴리프홈이 설치되는 제2변형예에 따른 슬라이드 테이블의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 슬라이드 테이블의 굴곡부 측으로부터 바라본 개략적인 평면도이다.
도 13은 슬라이드 테이블로부터 이격되어 형성된 볼롤링홈을 가지는 롤링레일이 설치된 제3변형예에 따른 슬라이드 테이블의 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 슬라이드 테이블의 굴곡부 측으로부터 바라본 개략적인 평면도이다.
본 발명은 유체 입출력 포트로부터 압력유체의 도입으로 메인실린더바디의 축선방향으로 슬라이더가 왕복운동하는 선형액츄에이터와, 상기 슬라이더에 롤링홈을 설치하도록 상기 선형액츄에이터를 가공하는 방법에 관한 것이다.
선형액츄에이터는 자재 등을 운송하는 수단으로써 사용되어 왔다. 이러한 선형액츄에이터는 메인실린더바디를 따라 슬라이딩 테이블이 선형왕복운동을 수행하 는 것에 의해 상기 슬라이더 테이블에 설치된 자재를 운송한다.
본 출원인은, 피스톤이 변위가능하게 내부에 수용되는 메인실린더바디와, 상기 메인실린더바디로부터 외측을 향하여 돌출되고 상기 피스톤에 연결되는 로드와, 상기 로드의 단부에 연결되는 엔드플레이트 및 상기 엔드플레이트에 연결되는 테이블을 포함하는 슬라이드 테이블로 구성되는 선형액츄에이터를 제안하였다(일본국 특개평9-141533 참조). 이러한 선형액츄에이터에서, 상기 슬라이드 테이블은 상기 메인실린더바디의 축선방향으로 변위가능하게 설치된다. 상기 메인실린더바디의 상면에 연장되는 방식으로 한쌍의 가이드블럭이 형성된다.
상기 선형액츄에이터에서, 상기 슬라이드 테이블의 가이드부가 상기 한쌍의 가이드블럭 사이의 공간 내에 삽입된다. 볼이 구르는 볼홈이 상기 가이드부와, 이에 각각 대치되는 가이드블럭의 측면에 형성된다. 상기 메인실린더바디의 포트로 공기가 공급되면, 상기 피스톤이 이동되고, 상기 메인실린더바디의 상면에 부착된 상기 슬라이드테이블이 상기 볼과 상기 가이드블럭의 상호작용하에서 일체로 이동된다.
또, 본 출원인은 복수의 원주형 롤러베어링이 설치되고, 롤러베어링이 구름운동을 하도록 하는 슬라이더의 롤링홈과 가이드 레일이 설치되는 선형액츄에이터를 제안하였다(일본국 특개평7-110011 참조). 각각의 롤링홈은 대략 V자형상의 단면을 가지도록 형성된다. 상기 롤러베어링과 롤링홈은 상술한 일본특개평9-141533의 선형액츄에이터에서의 볼과 볼홈을 대체하여 설치된다. 이러한 선형 액츄에어터에서, 상기 복수의 롤러베어링은 상기 롤링홈을 따라 90°로 교대로 경사진다. 상 기 슬라이드 테이블이 상기 메인실린더바디를 따라 변위하면, 상기 롤러베어링은 상기 롤링홈을 따라 구르게 된다.
일반적으로, 상술한 선형액츄에이터의 경우에, 상기 슬라이드 테이블이 형성될 때, 상기 볼홈과 상기 롤링홈에 추가공정이 적용된다. 따라서, 상기 볼 및 롤러 베어링이 구를 때 발생되는 미끄럼 저항을 감소시켜 상기 볼홈과 상기 롤링홈에 있어 정밀도가 향상된다. 예를 들어, 회전 폴리싱 지그가 상기 볼홈 및 상기 롤링홈과 맞닿은 상태에서 상기 폴리싱 지그가 상기 볼홈과 상기 롤링홈을 따라 이동되는 것에 의해 상기 공정이 수행된다.
상술한 종래기술에 관련하여, 상기 상기 선형액츄에이터의 부품수와 선형액츄에이터를 조립하는 공정 수를 줄이기 위해서는 상기 엔드플레이트와 상기 슬라이드 테이블의 테이블을 일체로 형성하여야 하는 요구가 있다.
본 발명의 일반적인 목적은, 굴곡부를 가지는 슬라이더의 롤링홈이 상기 롤링홈에 롤링부재의 구름에 대해 효과적으로 작용될 수 있는 선형액츄에이터와 그 가공방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시적인 예로 보여주는 첨부되는 도면과 연계된 다음의 설명에 의해 명백해질 것이다.
본 발명은, 유체입출력포트와 연통되는 실린더챔버가 형성된 메인실린더바디; 상기 메인실린더바디의 축선방향으로 왕복운동하고, 상기 축에 대략 평행하게 위치한 평면부와 상기 평면부의 단부에서 굴곡되어 형성된 굴곡부를 가지는 슬라이더; 상기 메인실린더바디의 상기 축선을 따라 형성된 가이드레일과, 상기 가이드레일의 측면과 상기 가이드레일에 대치되는 상기 슬라이더에 형성되는 롤링홈을 따라 구름이동하는 복수의 롤링부재를 가지고, 상기 메인실린더바디의 상기 축선방향으로 상기 슬라이더를 안내하는 가이드기구; 및 상기 가이드레일에 대치되는 상기 평면부에 상기 굴곡부의 측면에 형성되고, 상기 슬라이더의 상기 한쌍의 롤링홈과 연통되며, 상기 슬라이더의 축선에 수직인 폭크기(W1)를 가지고, 상기 폭크기(W1)는 상기 일측의 롤링홈과 상기 다른 롤링홈 사이에 이간거리(W2)보다 큰 오목부를 포함하는 선형액츄에이터이다.
상기 오목부는 회전구동원의 구동작용하에 회전가능하고 상기 롤링홈를 가공하는 가공지그의 가공부의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 롤링홈은 구형(求刑)으로 형성된 상기 롤링부재에 대응하는 대략 반원의 단면형상을 가지도록 형성되고, 상기 가공부의 외주면은 상기 롤링홈의 단면형상에 상응하는 대략 같은 직경을 가지는 대략 원호형상의 단면형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 오목부는 상기 슬라이더의 상기 축선에 수직한 방향으로 오목하게 형성되고 상기 가공부의 형상에 대응하는 한쌍의 원호형상면을 가지고, 상기 가공 부는 상기 원호형상면의 반경과 대략 같은 반경을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 오목부는 상기 평면부의 폭방향으로 관통되는 상기 굴곡부에 대략 평행하게 연장되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 유체입출력포트를 가지는 메인실린더바디; 상기 메인실린더바디의 축선방향으로 왕복운동을 하고 상기 축선에 대략 평행하게 위치하는 평면부와 상기 평면부의 단부에 굴곡되어 형성된 굴곡부를 가지는 슬라이더; 및 상기 슬라이더의 측면에 형성된 한쌍의 롤링홈을 따라 구름이동을 하는 복수의 롤링부재를 포함하고, 상기 슬라이더는 상기 메인실린더바디의 상기 축선을 따라 형성된 가이드레일에 대치되고, 상기 롤링홈은 가공지그에 의해 가공되는 선형액츄에이터의 가공방법에 있어서, 상기 회전하는 가공지그를 상기 일측의 롤링홈과 맞닿게 하여 상기 롤링홈의 일측을 가공하고, 상기 일측의 롤링홈을 따라 상기 슬라이더의 상기 굴곡부를 향해 상기 가공지그를 변위시키는 단계; 상기 일측의 롤링홈의 단부에 변위된 상기 가공지그를 상기 일측의 롤링홈과 연통되고 상기 굴곡부의 측부에 형성된 오목부까지 변위시키고, 상기 일측의 롤링홈의 측부로부터 상기 오목부에서 상기 일측의 롤링홈에 대치되는 타측의 롤링홈의 측부까지 상기 가공지그를 변위시키는 단계; 및 상기 오목부의 내측으로부터 상기 타측의 롤링홈을 향해 상기 가공지그를 변위시켜 상기 타측의 롤링홈을 가공하고, 상기 가공지그가 상기 타측의 롤링홈에 맞닿은 상태에서 상기 타측의 롤링홈을 따라 상기 가공지그를 변위시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터의 가공방법이다.
도 1에 관하여, 참조 번호 20은 본 발명의 실시예에 따른 가공방법을 적용한 선형액츄에이터를 지시한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 선형액츄에이터(20)는 메인실린더바디(22)와, 상기 메인실린더바디(22)의 축선방향으로 왕복운동하는 슬라이드 테이블(슬라이더)(24)과, 상기 메인실린더바디(22)의 일측면에 고정되는 센서부착레일(26)을 포함한다.
상기 메인실린더바디(22)의 축선방향(화살표 A 및 B방향)으로 연장되는 가이드부(28)가 상기 메인실린더바디(22)의 상면부에 전개되도록 형성된다. 복수의 볼베어링(롤링부재)(30)(도 2 참조)이 구르는 볼롤링홈(롤링홈)(32a,32b)가 상기 가이드부(28)의 상호 대치되는 측면에 상기 축선방향으로 형성된다. 상기 볼롤링홈(32a,32b) 각각은 상기 볼베어링(30)의 단면형상에 상응하는 대략 반원의 단면을 가지도록 오목하게 형성된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인실린더바디(22)에서 상기 축선방향으로 관통홀(34)이 형성된다. 상기 관통홀(34)에는 피스톤(40)과 피스톤로드(42)가 수용되고, 상기 피스톤(40)의 외주면에는 피스톤패킹(36)과 댐퍼(38)가 설치되며, 상기 피스톤로드(42)는 상기 피스톤(40)과 연결된다.
상기 관통홀(34)의 일단부는 엔드캡(44)에 의해 폐쇄된다. 상기 엔드캡(44)은 상기 메인실린더바디(22)의 저면으로부터 홀부(46)를 따라 삽입되는 조임편(48)이 상기 엔드캡(44)(도 3 참조)에 형성된 조임홈(44a)(도 2 참조)과 결합된다. 즉, 상기 엔드캡(44)은 상기 조임편(48)에 의해 상기 관통홀(34)의 외측으로 이탈되는 것으로부터 방지된다.
상기 관통홀(34)의 타단부는 상기 피스톤 로드(42)의 외주면에 미끄럼 접촉하고, 상기 관통홀(34)에서 유지되는 로드패킹(50) 및 로드커버(52)에 의해 폐쇄된다.
상기 로드커버(52)는 대략 원통형상을 가지는 수지재료로 형성된다. 상기 로드커버(52)는 상기 메인실린더바디(22)의 단부면에 설치되는 엔드플레이트(55)에 의해 조여진다. 상기 엔드플레이트(55)는 스크류(54)에 의해 상기 메인실린더바디(22)에 고정된다.(도 2 참조)
상기 로드커버(52)는 상기 피스톤로드(42)에 베어링처럼 작용한다. 상기 로드커버(52)는 원주방향으로 형성되는 복수의 홀부(58a~58d)를 가진다. 상기 홀부(58a~58d)는 진공흡입이 후술하는 진공포트(56a(56b))를 통해 수행될 때, 상기 피스톤로드(42)의 베어링부와 상기 로드패킹(50)에 대한 슬라이딩이동부에서 발생되는 먼지 등을 흡입하기 위해 설치된다.
이와 같은 경우, 상기 관통홀(34)을 각각 폐쇄하는 상기 엔드캡(44)과 상기 로드커버(52)에 의해 제1실린더챔버(60)와 제2실린더챔버(62)가 형성된다.(도 3 참조)
상기 메인실린더바디(22)의 상호 대치되는 측면에 한쌍의 제1유체입출력포트(64a,64b)와 한쌍의 제2유체입출력포트(66a,66b)가 설치된다. 상기 제1유체입출력포트(64a,64b)와 제2유체입출력포트(66a,66b)는 상기 메인실린더바디(22)의 축선 을 중심으로 대칭위치에 각각 배치된다(도 4 참조). 상기 제1유체입출력포트(64a,64b)는 상기 제1실린더챔버(60)와 연통되고, 상기 제2유체입출력포트(66a,66b)는 상기 제2실린더챔버(62)와 각각 연통된다.
상기 피스톤로드(42)의 팁엔드에 상기 슬라이드 테이블(24)과 상기 피스톤로드(42) 사이에 변형을 흡수하는 유동기구가 설치된다. 상기 유동기구는 간극(68)을 가지고 상기 슬라이드 테이블(24)이 개재되는 제1부시(70)와 제2부재(72)를 포함한다(도 3 참조).
상기 슬라이드 테이블(24)은 평판형 테이블부(평면부)(74)와 굴곡부(76)을 포함하는 대략 L자형상의 단면을 가지도록 형성된다. 상기 슬라이드 테이블(24)은 금속사출금형에 의해 일체로 형성된다. 상기 슬라이드 테이블(24)은 주조에 의해 일체로 형성될 수도 있다. 이런 경우에, 상기 굴곡부(76)의 홀부 내로 도시되지 않은 완충부재가 삽입된다. 상기 완충부재는 상기 굴곡부(76)가 상기 슬라이드 테이블(24)의 일측의 변위단말점에서 상기 메인실린더바디(22)의 단부면과 맞닿을 때 발생되는 충격을 감소시키는 기능을 한다.
오링(78a,78b)은 상기 굴곡부(76)가 개재되는 제1 및 제2부시(70,72)의 접촉면 상의 환상홈에 각각 고정된다. 상기 오링(78a,78b)은 제1 및 제2부시(70,72)가 유동상태로 될 때 발생되는 먼지가 외부로 유출되는 것을 회피하는 기능을 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 테이블부(74)는 4개의 자재지지홀(80a~80d), 원형구멍과 슬롯구멍의 위치홀(82a,82b), 및 상기 메인실린더바디(22)의 부착홀(84a~84d)에 상응하는 4개의 관통홀(86a~86d)이 형성된다(도 2 참 조). 상기 위치홀(82a,82b)은 상기 테이블부(74)의 축선에 위치하도록 직선으로 배치된다.
이런 경우, 부착볼트(미도시)가 상기 메인실린더바디(22)를 다른 부재에 부착시키기 위하여 상기 테이블부(74)의 상면으로부터 상기 관통홀(86a~86d)을 경유하여 상기 메인실린더바디(22)의 상기 부착홀(84a~84d) 내로 나합될 수 있다. 선택적으로, 상기 부착볼트는 부착을 이루기 위해 상기 메인실린더바디(22)의 저면으로부터 상기 부착홀(84a~84d) 내로 직접 나합될 수 있다. 상술한 바와 같이, 작업자는 상기 선형액츄에이터(20)의 부착방향을 상측방향과 하측방향의 어느 한쪽으로 선택하면서 상기 선형액츄에이터(20)를 부착할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 연장되는 가이드홈(88)이 상기 슬라이드 테이블(24)의 저면부에 형성된다. 서로 대치되는 한쌍의 볼롤링홈(롤링홈)(90a,90b)가 상기 가이드홈(88)에서 길이방향으로 형성된다. 상기 볼롤링홈(90a,90b)은 상기 볼베어링(30)의 단면형상에 상응하는 대략 반원의 단면을 가지도록 오목하게 형성된다.
상기 가이드홈(88)은 상기 메인실리더바디(22)의 상기 가이드부(28)에 상응하게 형성된다. 상기 슬라이드 테이블(24)은 상기 가이드홈(88)에 의해 상기 메인실린더바디(22)의 상부와 결합된다.
대략 직사각형의 형상을 가지도록 오목하게 형성된 릴리프홈(오목부)(92)이 상기 슬라이드 테이블(24)의 저면부에 상기 굴곡부(76)에 근접하게 형성된다. 상기 릴리프홈(92)은 상기 볼롤링홈(90a,90b)과 상기 가이드홈(88)과 연통된다. 즉, 상 기 릴리프홈(92)은 상기 가이드홈(88)과 상기 볼롤링홈(90a,90b)의 단부에 형성된다.
상기 릴리프홈(92)의 깊이는 상기 가이드홈(88)의 깊이와 대략 동일하다(도 7 참조). 또한, 상기 슬라이드 테이블(24)의 축선에 대략 수직한 방향으로 상기 릴리프홈(92)의 폭크기(W1)는 일측의 볼롤링홈(90a)과 타측의 볼롤링홈(90b) 사이의 이간거리(W2)보다 크게 설정된다(도 6에 도시된 바와 같이 W1>W2). 다시 말하면, 상기 릴리프홈(92)의 내벽면은 상기 슬라이드 테이블(24)의 축선에 대략 수직한 방향으로 각각 상기 볼롤링홈(90a,90b)으로부터 상기 내벽면이 이간되도록 형성된다.
즉, 상기 볼롤링홈(90a,90b)은 상기 슬라이드 테이블(24)의 저면부에 상기 굴곡부(76)를 향해(화살표 A방향으로) 소정의 길이로 연장되고, 반면 상기 릴리프홈(92)은 상기 굴곡부(76)의 벽면에 인접하고, 상기 볼롤링홈(90a,90b) 사이의 이간거리(W2)보다 큰 폭크기를 가지도록 형성된다.
상기 가이드홈(88)과 상기 볼롤링홈(90a,90b)을 폐쇄하는 플레이트(94)는 상기 테이블부(74)의 일단부면에 상기 나사(54)에 의해 설치된다. 따라서, 상기 볼롤링홈(90a,90b)을 따라 구르는 상기 볼베어링(30)은 상기 테이블부(74)를 포함하는 상기 슬라이드 테이블(24)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
상기 슬라이드 테이블(24)은 상기 메인실린더바디(22)의 축선방향으로 가이드기구(95)에 의해 안내된다. 상기 가이드기구(95)는 상기 메인실린더바디(22)의 상면부에 전개되어 형성되고 그 양측면에 형성되는 상기 한 쌍의 볼롤링홈(32a,32b)을 가지는 상기 가이드부(28)와, 슬라이드 테이블(24)의 저면부에 형성 되는 가이드홈(88)과, 상기 가이드홈(88)의 양측면에 형성되는 한쌍의 볼롤링홈(90a,90b)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서부착레일(26)은 상기 메인실린더바디(22)의 일측면에 볼트(96)에 의해 착탈가능하게 설치된다. 상기 센서부착레일(26)은 대략 U자단면을 가지도록 형성된다. 상기 센서부착레일(26)의 양단부는 각각 상기 볼트(96)에 의해 고정된다. 원호형상의 단면을 가지는 한줄의 슬롯홀(98)은 상기 센서부착레일(26) 상에 상기 축선방향으로 형성된다. 그 소정의 부분에 센서(미도시)가 선택적으로 설치된다.
상기 양단을 제외하고 소정의 이간거리로 상기 메인실린더바디(22)의 측면으로부터 이간된 갭이 상기 센서부착레일(26)의 타측면에 형성된다. 또한, 부착고정구에 의해 상기 슬라이드 테이블(24)의 측면의 소정의 부분에 자기부재(100)가 고정된다. 상기 자기부재(100)는 상기 센서부착레일(26)과 상기 메인실린더바디(22) 사이의 갭에 배치된다. 그러므로, 상기 슬라이드 테이블(24)과 함께 변위가능한 상기 자기부재(100)의 자기장은 상기 센서부착레일(26)에 설치된 상기 센서(미도시)에 의해 검출된다. 따라서, 상기 슬라이드 테이블(24)의 위치가 검출된다.
상기 진공포트(56a,56b)는 상기 메인실린더바디(22)의 측면에 각각 설치된다. 도시되지 않은 진공펌프와 같은 흡입기구가 상기 제2실린더챔버(62)로부터 누설되는 공기와 상기 피스톤로드(42)와 상기 로드패킹(50)의 미끄럼운동에 의해 발생되는 먼지를 상기 로드커버(52)에 형성된 홀부(58a~58d)를 통해 진공흡입하기 위해 상기 진공포트(56a(56b))에 연결된다. 따라서, 상기 선형액츄에이터(20)는 예를 들어 청정이 요구되는 클린룸과 같은 환경에 적절하게 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 선형액츄에이터(20)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음으로, 가공지그(102)에 의해 상기 슬라이드 테이블(24)의 상기 볼롤링홈(90a,90b)을 가공하고 폴리싱하는 방법에 관해 설명한다. 상기 폴리싱 공정은 예를 들면 금속사출금형에 의해 상기 슬라이드 테이블(24)을 형성한 후, 상기 볼베어링(30)이 구를 때의 미끄럼저항을 감소시키기 위해 상기 가공지그(102)에 의해 상기 볼롤링홈(90a,90b)에 적용된다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 가공지그(102)는 도시되지 않은 회전구동원(예를 들어, 모터)에 연결된 축부(104)와, 상기 축부(104)의 단부에 연결된 디스크형상의 폴리싱부(가공부)(106)(예를 들어, 그라인딩휠)를 포함한다.
상기 폴리싱부(106)의 외주부는 상기 볼롤링홈(90a,90b)의 단면 형상에 상응하는 대략 원호형상의 단면을 가지도록 형성된다(도 7 및 도 8 참조). 상기 회전구동원이 회전하면, 상기 폴리싱부(106)는 상기 축부(104)와 함께 회전된다. 상기 가공지그(102)는 상기 슬라이드 테이블(24)의 축선에 대략 평행하게 수평방향(화살표 A 및 B방향)과, 상기 축선에 대략 직각인 수직방향으로 도시되지 않은 이동유니트에 의해 이동가능하다.
상기 볼롤링홈(90a,90b)이 상기 가공지그(102)를 사용해서 가공되고 폴리싱 될 때, 상기 가공지그(102)는 상기 회전구동원에 의해 발생되는 구동력하에서 회전구동된다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 폴리싱부(106)는 외부와 연통하는 슬라이드 테이블(24)의 일단부로부터 상기 볼롤링홈(90a,90b) 사이의 공간으로 이동된다. 상기 폴리싱부(106)는 상기 굴곡부(76)를 향하여(화살표 A방향으로) 소정의 속력으로 직선 상에서 선형적으로 상기 폴리싱부(106)를 변위시키도록 일측의 볼롤링홈(90a)과 맞닿게 된다. 따라서, 상기 볼롤링홈(90a)은 상기 축선방향(화살표 A방향)으로 상기 폴리싱부(106)에 의해 폴리싱된다.
상기 폴리싱부(106)는 회전하면서 상기 일측의 볼롤링홈(90a)의 단부에 도달해서, 상기 폴리싱 공정은 상기 볼롤링홈(90a)에서 완성된다. 그 후, 상기 폴리싱부(106)는 상기 굴곡부(76)를 향해서(화살표 A방향으로) 더 변위되고, 상기 폴리싱부(106)는 상기 릴리프홈(92)에 들어간다. 상기 가공지그(102)의 상기 도시되지 않은 이동유니트에 의한 대략 수평방향으로의 변위가 멈춰진다. 이런 경우, 상기 릴리프홈(92)이 상기 볼롤링홈(90a)과 비교하여 상기 슬라이드 테이블(24)의 축선으로부터 이간되는 방향으로 넓은 폭을 가지도록 형성되기 때문에, 회전상태의 상기 폴리싱부(106)의 외주면은 상기 슬라이드 테이블(24)과 접촉되지 않게 된다.
그 결과, 상기 슬라이드 테이블(24)과의 접촉은 회피할 수 있어서, 상기 일측의 볼롤링홈(90a)의 폴리싱 공정을 완료한 후에 상기 회전하는 폴리싱부(106)가 상기 릴리프홈(92)에 이동하게 된다. 그러므로, 상기 폴리싱부(106)가 마멸되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 슬라이드 테이블(24)은 상기 폴리싱부(106)에 의해 불필요하고 초과적으로 폴리싱되는 것을 막을 수 있다.
다음으로, 회전상태에서 상기 폴리싱부(106)는 도시되지 않은 이동 유니트에 의해 상기 릴리프홈(92)에서 상기 볼롤링홈(90b)을 향해 이동된다. 즉, 상기 폴리싱부(106)는 상기 슬라이드 테이블(24)의 폭방향으로 이동해서, 상기 폴리싱 부(106)가 타측의 볼롤링홈(90b)에 접근한다. 상기 폴리싱부(106)는 상기 타측의 볼롤링홈(90b)을 향해(화살표 B방향으로) 상기 릴리프홈(92)로부터 상기 슬라이드 테이블(24)의 축선방향으로 이동된다. 이 상태에서, 상기 폴리싱부(106)는 상기 릴리프홈(92)에서 상기 볼롤링홈(90b)과 접촉하지 않는다. 그러므로, 상기 볼롤링홈(90b)은 상기 폴리싱부(106)에 의해 폴리싱되지 않는다.
상기 슬라이드 테이블(24)에 대해서 상기 가공지그(102)의 폭방향 변위량은 상기 폴리싱부(106)의 외주면이 상기 일측의 볼롤링홈(90a) 또는 타측의 볼롤링홈(90b)과 맞닿을 수 있도록 하는 변위량으로 설정된다.
상기 폴리싱부(106)는 상기 볼롤링홈(90b)과 맞접하게 되고, 상기 폴리싱부(106)는 상기 굴곡부(76)로부터 이격되는 방향(화살표 B방향)으로 소정의 속도로 직선 상에서 선형적으로 변위된다. 따라서, 상기 타측의 볼롤링홈(90b)은 상기 폴리싱부(106)에 의해 축선방향(화살표 B방향)으로 폴리싱된다. 상기 폴리싱부(106)가 상기 슬라이드 테이블(24)의 개구한 일단부에 도달하면, 상기 폴리싱 공정은 상기 슬라이드 테이블(24)의 상기 볼롤링홈(90a,90b)에서 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 대략 직사각형의 단면을 가지며 오목하게 형성된 상기 릴리프홈(92)은 상기 슬라이드 테이블(24)의 하면부에 상기 굴곡부(76)에 근접하게 설치된다. 그러므로, 상기 슬라이드 테이블(24)의 상기 한쌍의 볼롤링홈(90a,90b)이 가공될 때, 상기 가공지그(102)로 상기 일측의 볼롤링홈(90a)을 가공한 후에 상기 가공리그(102)를 한번 상기 릴리프홈(92)에 이동시킬 수 있고, 상기 가공지그(102)의 이동방향은 상기 릴리프홈(92)에 의해 전환되어, 상기 타측의 볼롤링홈(90b)을 재차 가공할 수 있다.
따라서, 상기 테이블부(74)에 대해 휘어져 상기 테이블부(74)의 단부에 설치된 상기 굴곡부(76)를 가지고, 상기 굴곡부(76)에 의해 폐쇄되는 상기 볼롤링홈(90a,90b)의 단부를 가지는 상기 슬라이드 테이블(24)의 경우조차, 상기 슬라이드 테이블(24)의 일측단부로부터 삽입되는 상기 가공지그(102)가 일측의 볼롤링홈(90a)을 따라 이동되거나, 상기 타측의 볼롤링홈(90b)을 따라 상기 가공지그(102)를 이동시키도록 상기 릴리프홈(92)에 의해 상기 가공지그(102)가 반전되도록 상기 가공이 수행될 수 있다. 이런 방법에서, 상기 굴곡부(76)를 가지는 상기 슬라이드 테이블(24)에서 상기 가공지그(102)에 의해 상기 한쌍의 볼롤링홈(90a,90b)에 상기 폴리싱 공정이 효과적으로 적용될 수 있다.
상기 가공지그(102)의 상기 폴리싱부(106)는 상기 일측의 볼롤링홈(90a)의 가공과 상기 타측의 볼롤링홈(90b)의 가공 사이의 시간동안 상기 릴리프홈(92)으로 이동된다. 따라서, 상기 폴리싱부(106)는 상기 슬라이드 테이블(24)에 대해 일시적으로 비접촉 상태로 있을 수 있다. 그러므로, 상기 폴리싱부(106)와 상기 슬라이드테이블(24) 사이에 발생되는 열발생을 억제할 수 있다. 상기 가공지그(102)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 상기 가공지그(102)에 의해 상기 슬라이드 테이블(24)의 상기 볼롤링홈(90a,90b)이 가공된 상기 선형액츄에이터(20)의 작동에 관해 설명한다.
먼저, 도시되지 않은 유체압력공급원이 가세되어 상기 제1유체입출력포트(64a)에 압력유체가 공급된다. 이 상태에서, 상기 제2유체입출력포트(66a)가 도 시되지 않은 방향전환밸브의 전환작용하에서 대기에 개방된다.
상기 압력유체는 상기 제1유체입출력포트(64a)와 연통되는 일측에 위치하는 상기 제1실린더챔버(60)에 공급된다. 상기 피스톤(40)은 상기 로드커버(52)를 향해(화살표 A방향으로) 상기 압력유체에 의해 압압된다. 상기 피스톤로드(42)와 결합된 상기 슬라이드 테이블(24)은 상기 피스톤(40)의 압압작동하에서 화살표 A방향으로 변위된다. 상기 슬라이드 테이블(24)은 상기 볼베어링(30)의 구름작용하에서 변위된다.
한편, 상기 슬라이드 테이블(24)이 상기와 반대로 화살표 B방향으로 변위되면, 상기 제1유체입출력포트(64a)에 공급된 상기 압력유체가 상기 도시되지 않은 방향전환밸브의 전환작용에 의해 타측에 위치한 상기 제2유체입출력포트(66a)에 공급된다. 이 상태에서, 상기 제1유체입출력포트(64a)는 대기에 개방된다.
상기 제2유체입출력포트(66a)로부터 공급된 상기 압력유체는 상기 제2실린더챔버(62) 내로 유입된다. 상기 피스톤(40)은 상기 엔드캡(44)을 향해(화살표 B방향으로) 상기 압력유체에 의해 압압된다. 상기 피스톤로드(42)와 결합된 상기 슬라이드 테이블(24)은 상기 피스톤(40)의 압압작용하에서 화살표 B방향으로 변위된다.
상기 가공지그(102)에 의해 일측의 볼롤링홈(90a)으로부터 가공이 수행되는 경우에 관해 상술한 상기 슬라이드 테이블(24)의 가공방법을 설명하였다. 그러나, 여기에 특별한 제한은 없다. 상기 타측의 볼롤링홈(90b)은 상기 가공지그(102)를 사용해 먼저 가공되고, 상기 일측의 볼롤링홈(90a)은 상기 릴리프홈(92)에 의해 가공될 수 있다.
일본국 특개평7-110011에 적용된 원주형 롤러베어링은 상술한 선형액츄에이터(20)에 상기 볼베어링(30)을 대체하여 적용될 수 있다. 또한, 상기 롤러베어링에 상응하여, 상기 슬라이드 테이블(24) 및 상기 가이드부(28)에 형성된 볼롤링홈(32a,32b,90a,90b)의 단면형상은 대략 반원형상에서 대략 V자형상까지 변화될 수 있다.
한편, 상기 슬라이드 테이블(24)의 상기 릴리프홈(92)의 형상은 상술한 바와 같이 상기 굴곡부(76)에 대략 평행한 방향으로 긴형태로 형성된 대략 직사각형 형상으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 제1변형예에 따른 슬라이드 테이블(150)에서와 같이, 한쌍의 원호형상면(154a,154b)이 릴리프홈(152)의 내벽면에 설치되는 형상으로 슬롯홀을 채택할 수 있다.
상기 원호형상면(154a,154b)에 있어서, 상기 자재지지홀(80c,80d)에 근접하게 위치하는 상기 내벽면은 상기 자재지지홀(80c,80d)을 향해 각각 원호형상으로 오목하게 형성된다. 상기 가공지그(102)를 구성하는 상기 폴리싱부(106)의 반경과 대략 동일하게 상기 원호형상면(154a,154b)의 반경을 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 가공지그(102)가 상기 릴리프홈(152)에 이동되면, 상기 가공지그(102)는 상기 원호형상면(154a,154b) 때문에, 상기 릴리프홈(152)과 접촉하지 않는다. 상기 가공지그(102)의 접촉은 적절히 회피된다.
또한, 릴리프홈(202)은 상기 굴곡부(76)에 대략 평행하게 설치되고, 상기 릴리프홈(202)은 도 11 및 도 12에 도시된 제2변형예에 따른 슬라이드 테이블(200)에서와 같이, 소정의 깊이로 상기 테이블부(204)의 폭방향으로 관통하게 될 수 있다. 즉, 상기 굴곡부(76)에 근접하여 설치된 상기 릴리프홈(202)이 상기 슬라이드 테이블(200)의 축선에 대략 수직하게 되도록 연장된다.
따라서, 상술한 선형액츄에이터(20)의 상기 슬라이드 테이블(24)에서와 같이 상기 테이블부(74)에 대략 직사각형의 상기 릴리프홈(92)이 형성된 경우(도6 참조)와 비교하면, 상기 릴리프홈(202)은 쉽게 가공되고, 상기 릴리프홈(202)을 상기 테이블부(204)의 폭방향으로 관통하도록 하는 것에 의해 가공시간이 단축될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 실시예는 상기 한쌍의 볼롤링홈(90a,90b)이 상기 슬라이드 테이블(24)에 직접 형성된 경우에 대해 설명했다. 그러나, 여기에는 제한이 없다. 예를 들어, 상기 볼롤링홈(90a,90b)이 형성되는 한쌍의 롤링레일(252a,252b)이 슬라이드 테이블(250)로부터 이간되어 설치될 수 있으며, 상기 롤링레일(252a,252b)은 도 13 및 도 14에 도시된 제3변형예에 따른 상기 슬라이드 테이블(250)에서와 같이 상기 슬라이드 테이블(250)의 상기 가이드홈(88)에 각각 형성된 한쌍의 설치홈(254a,254b)에 설치될 수 있다. 상기 롤링레일(252a,252b)는 예를 들어 용접, 접착, 크림핑 등에 의해 상기 슬라이드 테이블(250)에 일체로 확고히 고정된다.
상기 슬라이드 테이블(250)이 상기 메인실린더바디(22)에 설치되면, 상기 설치홈(254a,254b)은 상기 가이드부(28)의 상기 볼롤링홈(32a,32b)에 대치되는 상기 가이드홈(88)의 내벽면에 각각 형성된다. 상기 롤링레일(252a,252b)이 상기 설치홈(254a,254b)에 설치되면, 상기 롤링레일(252a,252b)의 상기 볼롤링홈(90a,90b)은 상기 가이드부(28)의 상기 볼롤링홈(32a,32b)에 대치된다.
즉, 상기 볼롤링홈(90a,90b)를 가지는 상기 롤링레일(252a,252b)은 상기 슬라이드 테이블(250)의 재료와 다른 재료로 형성될 수 있다. 그러므로, 상기 슬라이드 테이블(250)과 비교하여 고강도를 가지는 재료로 상기 롤링레일(252a,252b)이 형성되면, 상기 볼베어링(30)의 구름이동에 의해 발생되는 상기 롤링레일(252a,252b)의 마멸을 적절히 감소시킬 수 있다.
상기 슬라이드 테이블(24,150,200,250)은 대략 L자형상의 단면을 가지는 일체형태에 의해 형성되는 경우로 한정되지 않는다. 상기 테이블부(74,204)는 각각 상기 굴곡부(76)로부터 이탈되게 형성될 수 있으며, 상기 테이블부(74,204)는 예를 들어, 용접, 접착, 및 땜납을 포함하는 어떠한 결합방법에 의해서도 일체 결합을 수행하기 위해 상기 굴곡부(76)에 맞닻도록 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 도시되고 설명되었지만, 첨부되는 청구항의 범위를 벗어나지 않는 다양한 변형 및 변경이 가능한 것을 이해하여야 한다.
본 발명을 통해 굴곡부를 가지는 슬라이더의 롤링홈이 상기 롤링홈에 롤링부재의 구름에 대해 효과적으로 작용될 수 있는 선형액츄에이터와 그 가공방법을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 유체입출력포트와 연통되는 실린더챔버가 형성된 메인실린더바디;
    상기 메인실린더바디의 축선방향으로 왕복운동하고, 상기 축에 대략 평행하게 위치한 평면부와 상기 평면부의 단부에서 굴곡되어 형성된 굴곡부를 가지는 슬라이더;
    상기 메인실린더바디의 상기 축선을 따라 형성된 가이드레일과, 상기 가이드레일의 측면과 상기 가이드레일에 대치되는 상기 슬라이더에 형성되는 롤링홈을 따라 구름이동하는 복수의 롤링부재를 가지고, 상기 메인실린더바디의 상기 축선방향으로 상기 슬라이더를 안내하는 가이드기구; 및
    상기 가이드레일에 대치되는 상기 평면부에 상기 굴곡부의 측면에 형성되고, 상기 슬라이더의 상기 한쌍의 롤링홈과 연통되며, 상기 슬라이더의 축선에 수직인 폭크기(W1)를 가지고, 상기 폭크기(W1)는 상기 일측의 롤링홈과 상기 다른 롤링홈 사이에 이간거리(W2)보다 큰 오목부를 포함하는 선형액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오목부는 회전구동원의 구동작용하에 회전가능하고 상기 롤링홈을 가공하는 가공지그의 가공부의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 롤링홈은 구형(求刑)으로 형성된 상기 롤링부재에 대 응하는 대략 반원의 단면형상을 가지도록 형성되고, 상기 가공부의 외주면은 상기 롤링홈의 단면형상에 상응하는 대략 같은 직경을 가지는 대략 원호형상의 단면형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 오목부는 상기 슬라이더의 상기 축선에 수직한 방향으로 오목하게 형성되고 상기 가공부의 형상에 대응하는 한쌍의 원호형상면을 가지고, 상기 가공부는 상기 원호형상면의 반경과 대략 같은 반경을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 오목부는 상기 평면부의 폭방향으로 관통되는 상기 굴곡부에 대략 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
  6. 유체입출력포트를 가지는 메인실린더바디; 상기 메인실린더바디의 축선방향으로 왕복운동을 하고 상기 축선에 대략 평행하게 위치하는 평면부와 상기 평면부의 단부에 굴곡되어 형성된 굴곡부를 가지는 슬라이더; 및 상기 슬라이더의 측면에 형성된 한쌍의 롤링홈을 따라 구름이동을 하는 복수의 롤링부재를 포함하고, 상기 슬라이더는 상기 메인실린더바디의 상기 축선을 따라 형성된 가이드레일에 대치되고, 상기 롤링홈은 가공지그에 의해 가공되는 선형액츄에이터의 가공방법에 있어서,
    상기 회전하는 가공지그를 상기 일측의 롤링홈과 맞닿게 하여 상기 롤링홈의 일측을 가공하고, 상기 일측의 롤링홈을 따라 상기 슬라이더의 상기 굴곡부를 향해 상기 가공지그를 변위시키는 단계;
    상기 일측의 롤링홈의 단부에 변위된 상기 가공지그를 상기 일측의 롤링홈과 연통되고 상기 굴곡부의 측부에 형성된 오목부까지 변위시키고, 상기 일측의 롤링홈의 측부로부터 상기 오목부에서 상기 일측의 롤링홈에 대치되는 타측의 롤링홈의 측부까지 상기 가공지그를 변위시키는 단계; 및
    상기 오목부의 내측으로부터 상기 타측의 롤링홈을 향해 상기 가공지그를 변위시켜 상기 타측의 롤링홈을 가공하고, 상기 가공지그가 상기 타측의 롤링홈에 맞닿은 상태에서 상기 타측의 롤링홈을 따라 상기 가공지그를 변위시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터의 가공방법.
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