KR101252328B1 - 서보모터부착 직선 작동기 - Google Patents

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츠바키 에머슨 컴퍼니
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Abstract

출력 용량과 사이즈가 다른 서보모터에 대해서, 직선 작동기를 구성하는 부품 점수를 증가시키는 일 없이 대응 가능하게 한 서보모터부착 직선 작동기를 제공한다.
복수의 서보모터군으로부터 선택된 1개의 서보모터(190)의 회전축(110)과 끼워 붙이는 커플링(132)을 덮는 커플링 케이스(130)와, 커플링 케이스와 서보모터의 부착면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지(120)와, 커플링을 사이에 두고 회전축에 연결되는 나사축(170)을 축으로 지지하는 베어링(160)이 내장된 베어 하우징(150)과, 베어 하우징과 커플링과의 사이에서 나사축에 나사식 맞춤하는 멈춤너트(140)를 갖고, 모터 플랜지가, 서보모터군중의 각 서보모터의 출력 용량과 사이즈에 대응한 취합부와 플랜지 두께를 갖는 미리 준비된 복수의 것 중에서 선택되는 것에 의해서, 상기의 과제를 해결한다.

Description

서보모터부착 직선 작동기{LINEAR MOTION MACHINE WITH SERVO MOTOR}
본 발명은, 반송장치에 사용되는 분류기구의 구동원이나 정밀기계의 액츄에이터 등으로서 사용되는 전동모터의 회전에 의해 로드를 신축시키고 직선운동을 실시하는 직선 작동기에 관한 것으로, 특히, 고속이며 큰 추진력, 높은 정지 정밀도, 고빈도 정역운전 대응이 요구되는 분야에서 사용되는 서보모터부착 직선 작동기에 관한 것이다.
종래, 모터로 구동되는 직선 작동기로서는, 회전구동되는 나사축과, 나사축에 나사식 맞춤하여 나사축이 회전 구동되었을 때 축방향으로 직선이동하는 너트와, 너트에 연결되어 너트와 함께 축방향으로 직선이동하는 로드(내통)와, 로드의 이동범위를 규제하는 스토퍼와, 로드와 스토퍼를 안쪽 끼우기하는 프레임(외통)을 갖는 직선 작동기가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허공개 2001-221313호 공보(특히, 제3 페이지, 도 1 참조)
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 직선 작동기는, 구동원으로서 범용 모터를 이용하고 있고, 고속이며 큰 추진력, 높은 정지 정밀도, 고빈도 정역운전 대응이 요구되는 분야에서의 사용에는, 적합하지 않았다. 또한, 구동원으로서 서보모터를 이용하여, 나사축에 볼 나사를 이용하여 고속이며 큰 추진력, 높은 정지 정밀도, 고빈도 정역운전 대응이라고 하는 고도의 고객 요구에 대응하는 것도 행하여지고 있지만, 서보모터는, 출력 용량의 차이, 메이커의 차이 등에 의해, 회전축의 길이나 부착구멍 피치 등이 각각 다르기 때문에, 사용되는 서보모터에 대응시켜 직선 작동기를 구성하는 액츄에이터의 전용 부품을 준비할 필요가 있어, 재고로서 보유하는 부품 점수가 증가하여 비용상승의 원인이 된다고 하는 과제가 있었다.
또한, 상술한 바와 같은 서보모터부착 직선 작동기는, 로드의 진퇴방향을 수직방향 혹은 경사방향으로 한다고 하는 요구가 있지만, 종래의 서보모터부착 직선 작동기는, 로드의 진퇴방향을 수직방향 혹은 경사방향으로 하는 것에 대해서 배려가 이루어지지 않기 때문에, 로드의 진퇴방향을 수직방향 혹은 경사방향으로서 사용한 경우, 볼 나사부의 그리스가 서보모터측으로 기울어져, 서보모터 내부에 침입하여, 서보모터에 내장되어 있는 엔코더에 부착하여 서보모터의 회전이 정지하거나 정상적인 제어를 할 수 없게 된다고 하는 과제가 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 각 메이커나 출력 용량이나 사이즈가 다른 복수의 서보모터에 대해서, 직선 작동기를 구성하는 액츄에이터의 전용 부품을 증가시키는 일 없이 대응 가능하게 하는 것과 함께, 게다가, 직선 작동기의 로드의 진퇴방향을 수직방향 혹은 경사방향으로 하여 사용한 경우이더라도, 그리스가 서보모터 내부에 침입하는 것을 방지한 서보모터부착 직선 작동기를 제공하는 것에 있다.
우선, 본 청구항 1에 관한 발명은, 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군(群)으로부터 선택된 1개의 서보모터와, 상기 서보모터의 회전축과 끼워 붙이는 커플링과, 상기 커플링을 덮는 커플링 케이스와, 상기 커플링 케이스와 상기 서보모터의 회전축을 갖는 면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지와, 상기 커플링을 사이에 두고 상기 회전축에 연결되는 나사축과, 상기 나사축을 축으로 지지하는 베어링이 내장된 베어 하우징과, 상기 베어 하우징과 상기 커플링과의 사이에서 상기 나사축에 나사식 맞춤하는 멈춤너트를 갖는 서보모터부착 직선 작동기로서, 상기 커플링 케이스가, 상기 서보모터군에 포함되는 최소 사이즈의 서보모터에 맞춰진 형상을 갖고, 상기 커플링이, 상기 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 맞춰지고, 또한, 상기 커플링의 허브 허용 최대 축 구멍지름이, 상기 서보모터군에 포함되는 서보모터의 최대 축 지름보다 크고, 상기 모터 플랜지가, 상기 서보모터군에 포함되는 각각의 서보모터의 출력 용량과 사이즈에 대응한 취합부(取合部)와 플랜지 두께를 갖는 미리 준비된 복수의 것 중에서 선택되는 것에 의해, 상기 과제를 해결한 것이다.
여기서, 커플링이, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 '적합하다'라 함은, 커플링이 허용 가능한 전달 토오크가, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터의 토오크보다 크고, 또한, 커플링의 강도를 결정하는 허브 바깥지름 이, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터의 토오크에 견딜 수 있는 크기 이상인 것을 의미하고 있다.
한편, '출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군'이라 함은, 각 메이커나 형 번호가 다른 다양한 서보모터의 집합을 의미하고 있지만, 실제로는, 시판되고 있는 모든 서보모터의 집합을 의미하고 있는 것은 아니고, 모터 플랜지의 취합부와 플랜지 두께를 조정하는 것에 의해서, 직선 작동기에 결합 가능하게 되는 서보모터의 집합을 의미하고 있다.
그리고, 본 청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 있어서, 나사축 및 베어링의 사이즈가, 서보모터군에게 포함되는 최대 용량의 서보모터에 맞춰짐에 의해, 상기 과제를 더 해결한 것이다.
여기서, 나사축 및 베어링의 사이즈가, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 '적합하다'라 함은, 나사축의 강도를 결정하는 사이즈와 그 나사축을 축으로 지지하는 베어링의 사이즈가, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터의 토오크에 견딜 수 있는 크기 이상인 것을 의미하고 있다.
또한, 본 청구항 3에 관한 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 있어서, 상기 멈춤너트가, 상기 베어 하우징측에 고리형상 볼록부를 갖고, 상기 고리형상 볼록부의 바깥둘레에 오일 시일이 장착되어 있는 것과 함께, 상기 오일 시일을 내장하여 지지하는 시일커버가 상기 베어 하우징에 고정 설치되어 있는 것에 의해, 상기 과제를 더 해결한 것이다.
본 발명의 서보모터부착 직선 작동기는, 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군으로부터 선택된 1개의 서보모터와, 상기 서보모터의 회전축과 끼워 붙이는 커플링과, 상기 커플링을 덮는 커플링 케이스와, 상기 커플링 케이스와 상기 서보모터의 회전축을 갖는 면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지와, 상기 커플링을 사이에 두고 상기 회전축에 연결되는 나사축과, 상기 나사축을 축으로 지지하는 베어링이 내장된 베어 하우징과, 상기 베어 하우징과 상기 커플링과의 사이에서 상기 나사축에 나사식 맞춤하는 멈춤너트를 갖는 것에 의해, 상기 나사축과 상기 커플링의 조합에 의해 키 체결과 같은 덜컹거림이 생기는 일 없이 서보모터의 성능이 최대한으로 발휘되므로, 고속이며 큰 추진력, 높은 정지 정밀도, 고빈도 정역운전 대응을 실현할 수 있고, 덧붙여, 이하와 같은 특유의 구성에 대응한 각별한 효과를 이룰 수 있다.
본 청구항 1에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 의하면, 커플링 케이스가, 서보모터군에 포함되는 최소 사이즈의 서보모터에 적합한 형상을 갖고, 커플링이, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 적합하고, 또한, 커플링의 허브 허용 최대 축 구멍지름이, 서보모터군에 포함되는 서보모터의 최대 축 지름보다 크고, 모터 플랜지가, 서보모터군에 포함되는 각각의 서보모터의 출력 용량과 사이즈에 대응한 취합부와 플랜지 두께를 갖는 미리 준비된 복수의 것 중에서 선택되는 것에 의해, 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군의 각각에 대해서, 모터 플랜지를 변경하는 것만으로 대응할 수 있어, 직선 작동기를 구성하는 다른 부품을 공통화 할 수 있으므로, 사용하는 서보모터에 대응시켜 직선 작동기를 구성하는 액 츄에이터의 전용 부품을 준비할 필요가 없어, 재고로서 보유하는 부품 점수를 삭감할 수 있고. 비용저감을 도모할 수 있다.
즉, 커플링 케이스가, 서보모터군에 포함되는 최소 사이즈(돌출하고 있는 회전축의 길이가 최소)의 서보모터에 적합한 형상을 갖는 것에 의해서, 큰 사이즈의 서보모터를 부착할 때에는 모터 플랜지의 두께를 변경함으로써 모터 회전축과 나사축의 축 면간 거리를 일치시킬 수 있다. 그 때문에, 커플링 케이스는, 서보모터군에 포함되는 서보모터마다 변경할 필요가 없이 공통화할 수 있다.
또한, 커플링을, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 적합시키고, 또한, 커플링의 허브 허용 최대 축 구멍지름을, 서보모터군에 포함되는 서보모터의 최대 축 지름보다 크게 한 것에 의해, 커플링이, 서보모터군에 포함되는 다른 저용량으로 축 지름이 가는 서보모터에 대해서, 전달 토오크나 강도, 축 지름의 점에서 여유를 갖는다. 게다가, 커플링의 허브의 축 구멍지름은 볼트를 조이는 것에 의해서 체결할 수 있다. 그 때문에, 키 홈이 없는 서보모터라도 부착하는 것이 가능해진다.
그리고, 본 청구항 2에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 의하면, 청구항 1에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 있어서, 나사축 및 베어링의 사이즈가 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 적합한 것에 의해, 출력측의 나사축 및 베어링의 허용 강도가 입력측에 접속되는 모든 서보모터의 토오크보다 커진다. 그 때문에, 나사축 및 베어링은, 서보모터군에 포함되는 서보모터마다 변경할 필요가 없어 공통화할 수 있다.
또한, 본 청구항 3에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 의하면, 청구항 1 내지 청구항 2 중의 어느 하나에 관한 서보모터부착 직선 작동기에 있어서, 멈춤너트가, 베어 하우징측에 고리형상 볼록부를 갖고, 이 고리형상 볼록부의 바깥둘레에 오일 시일이 장착되어 있는 것과 함께, 오일 시일을 내장하여 지지하는 시일 커버가 베어 하우징에 고정 설치되어 있는 것에 의해, 볼 나사에 급유된 그리스가 서보모터측에 침입하는 것을 오일 시일이 확실히 차단하기 위해, 직선 작동기를 수직방향 또는 경사방향으로 설치한 경우이더라도, 서보모터 내부에 그리스가 침입하는 것이 방지되어, 안정된 운전을 실현될 수 있다.
본 발명의 서보모터부착 직선 작동기는, 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군으로부터 선택된 1개의 서보모터와, 이 서보모터의 회전축과 끼워 붙이는 커플링과, 이 커플링을 덮는 커플링 케이스와, 이 커플링 케이스와 서보모터의 회전축을 갖는 면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지와, 커플링을 사이에 두고 서보모터의 회전축에 연결되는 나사축과, 이 나사축을 축으로 지지하는 베어링이 내장된 베어 하우징과, 이 베어 하우징과 커플링과의 사이에서 나사축에 나사식 맞춤하는 멈춤너트를 갖는 것과 함께, 커플링 케이스가, 서보모터군에 포함되는 최소 사이즈의 서보모터에 적합한 형상을 갖고, 커플링이, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 적합하고, 또한, 커플링의 허브 최대 축 구멍지름이, 서보모터군에 포함되는 서보모터의 최대 축 지름보다 크고, 모터 플랜지가, 서보모터군에 포함되는 각각의 서보모터의 출력 용량과 사이즈에 대응한 취합부와 플랜지 두께를 갖는 미리 준비된 복수의 것 중에서 선택되는 것에 의해서, 고속이며 큰 추진력, 높은 정지 정밀도, 고빈도 정역운전 대응을 실현하여, 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터에 대해서, 직선 작동기를 구성하는 액츄에이터의 전용 부품을 증가시키는 일 없이 대응 가능하게 하는 것이면, 그 구체적인 실시의 형태는, 어떠한 것이라도 아무런 상관없다.
예를 들면, 본 발명의 서보모터부착 직선 작동기는, 로드를 수평방향으로 진퇴 시키도록 마루면에 설치하거나, 로드를 수직방향으로 진퇴시키도록 벽면에 설치하는 경우이더라도 아무런 지장은 없다.
이하, 본 발명의 하나의 실시예를 도 1 내지 도 10에 기초하여 설명한다.
여기서, 도 1은, 본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기의 주요 부분인 서보모터와 직선 작동기의 액츄에이터 부분과의 연결부의 구조를 알 수 있도록 연결부분만을 절단면으로서 전체를 나타낸 측면도이며, 도 2는, 도 1의 Ⅱ부분을 확대하여 나타낸 단면도이며, 도 3(a) 내지 도 3(c)은, 출력 용량과 사이즈가 다른 3개의 서보모터를 부착했을 때의 각각의 서보모터부착 직선 작동기의 외관을 나타낸 측면도이며, 도 4는, 본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기의 구성요소인 멈춤너트의 단면도이며, 도 5는, 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 있어서의 정면도이며, 도 6은, 본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기의 구성요소인 다른 형상의 멈춤너트의 단면도이며, 도 7은, 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선에 있어서의 정면도이며, 도 8은, 본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기의 구성요소인 또 다른 형상의 멈춤너트의 단면도이며, 도 9는, 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선에 있어서의 정면도이며, 도 10은, 본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기 의 구성요소인 모터 플랜지의 다른 형상을 나타내는 측면도이다.
본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기(100)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군으로부터 선택된 1개의 서보모터(190)와, 이 서보모터(190)의 회전축(110)과 끼워 붙이는 커플링(132)과, 이 커플링(132)을 덮는 커플링 케이스(130)와, 이 커플링 케이스(130)과 서보모터 (190)의 회전축(110)을 갖는 면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지(120)와, 커플링 (132)을 사이에 두고 회전축(110)에 연결되는 나사축(170)과, 이 나사축(170)을 축으로 지지하는 베어링(160)이 내장된 베어 하우징(150)과, 이 베어 하우징(150)과 커플링(132)과의 사이에서 나사축(170)에 나사식 맞춤하는 멈춤너트(140)를 가지고 있다.
본 실시예에 있어서는, 베어링(160)으로서 롤러 베어링의 일종인 원추형 롤러 베어링, 소위 테이퍼 베어링을 2개 이간하여 배치하고 있다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해서, 나사축(170)으로부터 받는 하중을 볼 베어링과 같이 점으로 받는 것이 아니라, 선으로 받으므로 높은 하중에 견딜 수 있다. 게다가, 테이퍼 베어링을 2개 이간하여 배치한 것에 의해, 나사축(170)의 기울어짐이 억제되어, 안정된 정역회전을 실현할 수 있다.
또한, 나사축(170)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 너트(172)가 나사식 맞춤하고, 볼 나사를 구성하고 있다. 볼 나사는, 나사축(170)과 너트(172)의 사이에 강철 볼이 구름운동을 하기 때문에, 마찰계수는 0.005 이하로 매우 작다. 이 때문에, 전동효율은 90% 이상, 시동 토오크도 미끄럼 나사에 비해 1/3 이하로 작기 때 문에 고빈도 정역운전이 요구되는 분야에서의 사용에 특히 적합하다.
그리고, 너트(172)에 연결되는 것과 함께, 나사축(170)을 안쪽에 끼우고, 나사축(170)의 정역회전에 대응하여, 너트(172)와 함께 축방향으로 진퇴 이동하는 로드(174)를 갖고 있고, 이 로드(174)를 안에 끼우도록 프레임(180)이 설치되어 있다. 이 프레임(180)의 일끝단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 베어 하우징(150)의 마운트부(150a)에 바깥에서 끼우고 있다. 또한, 로드(174)의 앞끝단에는, 부하에 접속되는 앞끝단 꼭지쇠(178)가 설치되어 있다. 또한, 베어 하우징(150)의 프레임 (180)측의 개구부 안둘레면은 나사홈으로 파서 설치되어 있고, 너트(172)가 베어링 (160) 측에 충돌했을 때의 맞물려 들어감을 방지하는 스토퍼 플레이트(156)가 나사식 끼움되어 있다.
커플링 케이스(130)는, 서보모터군에 포함되는 모터 플랜지면으로부터 모터축 끝단까지의 길이가 최소인 서보모터에 적합한 형상을 가지고 있다. 이와 같이 하는 것에 의해서, 서보모터군에 포함되는 어느 서보모터(190)를 이용했다고 해도, 후술하는 모터 플랜지(120)를 사이에 두고 연결하는 서보모터(190)의 회전축(110)이 커플링(132)에 이르지 않는 일이 없게 된다.
또한, 커플링(132)은, 높은 비틀림 강성(剛性) 또한 소형 경량으로 서보모터 (190)에 대한 추종성이 뛰어나, 정밀한 제어에 적합한 디스크 커플링을 사용하고 있다. 그리고, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터(190)에 적합한 것과 함께, 커플링(132)의 허브 허용 최대 축 구멍이, 서보모터군에 포함되는 서보모터 (190)의 최대 축 지름보다 커지도록 설정하는 것에 의해서, 서보모터군에 포함되는 모든 서보모터(190)에 대해서 커플링(132)의 사이즈를 변경하는 일 없이, 회전축 (110)과 나사축(170)과의 연결을 실현하고 있다.
또한, 커플링 케이스(130)와, 이 커플링 케이스(130)와 서보모터(190)의 회전축(110)을 갖는 면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지(120)는, 서보모터군에 포함되는 각 메이커마다나 형 번호에 대응한 취합부와 플랜지 두께를 가진 복수의 모터 플랜지(120)가 미리 준비되어 있고, 도 3에 나타내는 바와 같이 직선 작동기에 연결되는 서보모터(190)에 대응하여 선택적으로 사용된다.
즉, 도 3은, 메이커나 형 번호가 다른 서보모터에 대응한 사례를 설명한 측면도이다.
본 실시예에 있어서는, 서보모터군에 포함되는 다른 각 서보모터(192,194, 196)의 부착치수에 맞춘 모터 플랜지(122,124,126)를 가지고 있고, 각 서보모터 (192,194,196)의 회전축의 길이가 다르다. 따라서, 모터 플랜지(122,124,126)의 플랜지 두께(T1,T2,T3)를 각 서보모터의 회전축의 길이에 대응시키는 것에 의해서, 회전축(110)과 나사축(170)과의 축 면간 거리(G)(도 2 참조)를 서보모터군에 포함되는 모든 서보모터(190,192,194,196)에 대해서 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 상술한 바와 같이 서보모터군에 포함되는 각 서보모터와 모터 플랜지와의 취합부의 형상이 일치하고 있지만, 채용하는 서보모터에 따라 모터 플랜지의 취합부의 형상, 즉 부착구멍 피치 치수 및 취합각 치수를 바꾸는 것에 의해서, 보다 많은 종류의 서보모터에 대응시킬 수 있다.
예를 들면, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이 서보모터(290)의 취합각 치수 (L1)가, 커플링 케이스(130)의 개구부 치수(C1)와 거의 같은 경우, 즉, L1≒C1의 경우, 모터 플랜지(220)는, 커플링 케이스(130)와 걸어맞춤하는 면에 걸어맞춤단부 (220a)를 갖는 것과 함께, 중심에 회전축(170)을 끼워 통하는 축 구멍(220b)을 갖고, 또한 서보모터(290)의 날밑부(290a)에 구멍이 뚫린 부착구멍에 끼워 통한 볼트 (290b)와 나사식 맞춤하는 위치에 나사구멍(220c)을 가진 대략 사각기둥형상을 가지고 있다.
한편, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이 서보모터(390)의 취합각 치수(L2)가, 커플링 케이스(130)의 개구부 치수(C2)보다 큰 경우, 즉, L2>C2의 경우, 모터 플랜지(320)는, 커플링 케이스(130)와 걸어맞춤하는 면에 걸어맞춤단부(320a)를 갖는 것과 함께, 중심에 회전축(170)을 끼워 통하는 축 구멍(320b)을 갖고, 또한 서보모터(390)의 날밑부(390a)에 구멍이 뚫린 부착구멍에 끼워 통한 볼트(390b)와 나사식 맞춤하는 위치에 나사구멍(320c)을 가진 대략 사각뿔 형상을 가지고 있다.
또한, 나사축(170)의 강도를 결정하는 사이즈와 그 나사축(170)을 축으로 지지하는 베어링(160)의 사이즈가, 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터 (190)의 토오크에 견딜 수 있는 크기 이상으로 설정되어 있다. 이와 같이 하는 것에 의해서 출력측의 나사축(170) 및 베어링(160)의 허용 강도가 입력측에 접속되는 서보모터군에 포함되는 각 서보모터(190)의 토오크보다 크게 할 수 있어, 나사축 (170) 및 베어링(160)을 서보모터군에 포함되는 서보모터마다 변경할 필요가 없고, 각 서보모터에 대해서 공통하여 이용할 수 있다.
또한, 나사축(170)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 너트(172)와 나사식 맞춤 하여 볼 나사를 구성하고 있는 나사부(170d)와, 이 나사부(170d)로부터 연장하여 설치된 일끝단에 위치하여 나사축(170)에서 최소지름으로 나사홈이 파여 설치되어 있지 않고 커플링(132)에 체결되는 체결부(170a)와, 이 체결부(170a)보다 굵게 나사식 설치되어 있지 않고 2개의 베어링(160)에 의해서 축으로 지지되는 베어링부 (170c)와, 이 베어링부(170c)와 나사부(170d)와의 사이에 설치되어 나사부(170d)보다 굵게 나사흠으로 파여있지 않아 나사축(170)이 모터방향으로 빠지는 것을 방지하는 컬러부(170e)와, 체결부(170a)와 베어링부(170c)의 사이에 설치되어 나사흠으로 파여져 있는 지지부(170b)를 가지고 있다. 그리고, 나사축(170)이 다른 끝단 방향, 즉 로드(174)(도 1 참조) 방향으로 빠지는 것을 방지하기 위해서, 지지부 (170b)에 멈춤너트(140)가 나사식 맞춤하고 있다. 즉, 베어링(160)에 대해서, 멈춤너트(140)와 컬러부(170e)에서 예압을 주고 있다.
이 멈춤너트(140)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 베어 하우징(150)측에 고리형상 볼록부(140a)를 갖는 것과 함께, 커플링(132)측이 육각 너트(140b)형상이 되고 있다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 고리형상 볼록부(140a)의 바깥둘레에 오일 시일(152)이 장착되어 있는 것과 함께, 이 오일 시일(152)을 내장하여 지지하는 시일 커버(154)가 베어 하우징(150)에 고정 설치되어 있다.
이 오일 시일(152)은, 금속고리와 고무로 이루어지는 단면 ⊃자형상을 하고 있고, 이 ⊃자형상의 하변을 형성하는 립부라 불리는 부분이 멈춤너트(140)의 고리형상 볼록부(140a)의 바깥둘레에 내리 눌러지는 것에 의해, 나사축(170)의 나사부 (170d)에 급유한 그리스 및 베어링(160)의 그리스가, 서보모터측에 침입하는 것을 막고 있다.
한편, 멈춤너트는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같은 형상에 한정되는 일 없이, 예를 들면, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 베어 하우징(150)측에 고리형상 볼록부(142a)를 갖는 것과 함께, 커플링(132)측이 2면이 커트(142b)된 형상의 멈춤너트(142)를 이용할 수도 있고, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 베어 하우징 (150)측에 고리형상 볼록부(144a)를 갖는 것과 함께, 커플링(132)측이 D커트(144b)된 형상의 멈춤너트(144)를 이용할 수도 있다. 또한, 도시는 되어 있지 않지만, 커플링(132)측의 형상이, 육각형 이외의 다각형인 멈춤너트를 이용할 수도 있다.
본 발명의 서보모터부착 직선 작동기는, 다양한 출력 용량과 사이즈를 갖는 복수의 서보모터에 대해서, 모터 플랜지를 바꾸는 것만으로 직선 작동기의 다른 구성부재를 변경하는 일 없이 대응할 수 있으므로, 재고로서 보유하는 부품 점수를 삭감할 수 있는 것과 함께, 로드의 진퇴방향을 수직방향이나 경사방향으로 한 경우이더라도 그리스가 서보모터측에 늘어져 오는 것이 방지되는 등, 그 효과는 심대하다.
도 1은 본 실시예의 서보모터부착 직선 작동기의 전체를 나타낸 측면도.
도 2는 도 1에 나타낸 서보모터부착 직선 작동기의 주요부의 단면도.
도 3은 본 실시예의 직선 작동기에 3 종류의 서보모터를 부착했을 때의 외관을 나타낸 측면도.
도 4는 본 실시예의 직선 작동기에 조립해 넣어지는 멈춤너트의 단면도.
도 5는 도 4에 나타낸 멈춤너트를 Ⅴ-Ⅴ선방향에서 보았을 때의 정면도.
도 6은 본 실시예의 직선 작동기에 조립해 넣어지는 다른 형상의 멈춤너트의 단면도.
도 7은 도 6에 나타낸 멈춤너트를 Ⅶ-Ⅶ선방향에서 보았을 때의 정면도.
도 8은 본 실시예의 직선 작동기에 조립해 넣어지는 멈춤너트의 단면도.
도 9는 도 8에 나타낸 멈춤너트를 Ⅸ-Ⅸ선방향에서 보았을 때의 정면도.
도 10은 본 발명의 서보모터부착 직선 작동기에 이용되는 모터 플랜지의 측면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 서보모터부착 직선 작동기
110 : 회전축
120,122,124,126,220,320 : 모터 플랜지
130 : 커플링 케이스
132 : 커플링
140,142,144 : 멈춤너트
150 : 베어 하우징
150a : (베어 하우징의) 마운트부
152 : 오일 시일
154 : 시일 커버
156 : 스토퍼 플레이트
160 : 베어링
170 : 나사축
170a : (나사축의) 체결부
170b : (나사축의) 지지부
170c : (나사축의) 베어링부
170d : (나사축의) 나사부
170e : (나사축의) 컬러부
172 : 너트
174 : 로드
178 : 앞끝단 꼭지쇠
180 : 프레임
190,192,194,196,290,390 : 서보모터
L1,L2 : 서보모터의 취합각 치수
C1,C2 : 커플링 케이스의 개구부 치수

Claims (3)

  1. 출력 용량과 사이즈가 다른 복수의 서보모터군으로부터 선택된 1개의 서보모터와, 상기 서보모터의 회전축과 끼워 붙이는 커플링과, 상기 커플링을 덮는 커플링 케이스와, 상기 커플링 케이스와 상기 서보모터의 회전축을 갖는 면과의 사이에 장착되는 모터 플랜지와, 상기 커플링을 사이에 두고 상기 회전축에 연결되는 나사축과, 상기 나사축을 축으로 지지하는 베어링이 내장된 베어 하우징과, 상기 베어 하우징과 상기 커플링과의 사이에서 상기 나사축에 나사식 맞춤하는 멈춤너트를 갖는 서보모터부착 직선 작동기로서,
    상기 커플링 케이스가, 상기 서보모터군에 포함되는 최소 사이즈의 서보모터에 맞춰진 형상을 갖고,
    상기 커플링이, 상기 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보모터에 맞춰지고, 또한, 상기 커플링의 허브 허용 최대 축 구멍지름이, 상기 서보모터군에 포함되는 서보모터의 최대 축 지름보다 크고,
    상기 모터 플랜지가, 상기 서보모터군에 포함되는 각각의 서보모터의 출력 용량과 사이즈에 대응하는 취합부와 플랜지 두께를 갖는 미리 준비된 복수의 것 중에서 선택되며,
    상기 나사축 및 상기 베어링의 사이즈가, 상기 서보모터군에 포함되는 최대 용량의 서보 모터에 맞춰지고,
    상기 멈춤너트가, 상기 베어 하우징측에 고리형상 볼록부를 갖고, 상기 고리형상 볼록부의 바깥둘레에 오일 시일이 장착되어 있는 것과 함께, 상기 오일 시일을 내장하여 지지하는 시일 커버가 상기 베어 하우징에 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 서보모터부착 직선 작동기.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003120778A (ja) * 2001-10-17 2003-04-23 Tsubakimoto Chain Co 直線作動機
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003120778A (ja) * 2001-10-17 2003-04-23 Tsubakimoto Chain Co 直線作動機
JP2007276022A (ja) 2006-04-04 2007-10-25 Nsk Ltd 回転軸支持装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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