KR101382188B1 - 마이크로 전동실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로 전동실린더에 관한 것으로, 구성에 특징으로 살펴보면, 실린더하우징(1) 내부에서 구동원(2)에 의해 회전되는 스크류(3)와 나사결합되어 신축되도록 구비되는 시저암부(10); 상기 시저암부(10)의 신축력에 의해 실린더하우징(1)상에서 인출 및 인입되어 작동력을 전달하도록 구비되는 로드부(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 본 발명은 시저암부의 신축력에 의해 로드가 작동됨에 따라 컴팩트한 사이즈로 제작가능하면서 시저암의 개수에 따라 로드부의 스트로크 조절이 간편하고, 시저암의 개수에 비례하게 로드부 속도가 증가되어 구동부를 교체하지 않고도 고속운전이 가능하게 되는 효과가 있다.

Description

마이크로 전동실린더{Micro electric cylinder}

본 발명은 마이크로 전동실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 협소한 공간에서 작동력이 전달되도록 컴팩트한 사이즈로 형성되어 실린더의 스트로크 조절이 간편하면서 고속운전이 가능하도록 하는 마이크로 전동실린더에 관한 것이다.

일반적으로 실린더는 공기나 오일과 같은 유체를 실린더 본체의 내부로 유입 배출시켜 로드를 신축시키는 작용을 하는 장치를 말하는 것으로, 대표적으로 공기를 사용하는 공압실린더와 오일을 사용하는 유압실린더가 있다.

그런데, 이러한 공압, 유압실린더는 공기 또는 오일을 실린더 본체로 공급하거나 배출시키는 별도의 유체탱크와 펌프 등의 주변장치를 필요로 하므로 장착부피가 커짐에 따라 설치공간이 충분한 대형장비에 탑재되어야 하므로 로봇을 포함하는 설치공간이 협소한 장비에는 적용이 곤란하고, 또 동작의 기능면에서도 한곳의 정해진 거리의 위치까지만 작동되므로 정밀제어에 어려움이 따랐다.

이에 특허등록번호 제10-1252602호에서 본 발명의 전동 실린더는, 중공형상의 실린더 바디와; 상기 실린더 바디의 일단에 장착되는 모터와; 상기 실린더바디의 내부에 삽입 배치되고, 일단이 상기 모터에 장착되어 회전하는 스크류 샤프트와; 상기 스크류 샤프트의 외주면에 결합되어 상기 스크류 샤프트의 회전에 의해 상기 스크류 샤프트를 따라 직선 이동하는 너트부와; 일단이 상기 너트부에 장착되어 상기 너트부의 직선 이동에 의해 상기 실린더 바디에서 인출 또는 인입되는 로드부와; 상기 실린더 바디의 내측 타단에 장착되어 상기 스크류 샤프트의 타단을 지지하는 브라켓과; 상기 스크류 샤프트와 브라켓 사이에 배치되어 상기 스크류 샤프트를 상기 브라켓에 회전가능하게 결합시키는 브라켓 베어링; 을 포함하여 이루어지되, 상기 너트부는 상기 모터와 브라켓 사이에서 직선 이동하는 구성으로, 전기모터로 볼스크류를 작동시켜 실린더를 신장 또는 수축시키는 기술이다.

그러나, 상기 종래기술은 스크류샤프트와 너트부의 나사결합에 의해 로드부가 신장 또는 수축되는 구조이므로, 로드부의 신축길이가 스크류샤프트의 길이에 제한됨에 따라 전체사이즈 축소에 한계가 있어 설치공간이 협소한 로봇을 포함하는 장비에는 적용이 어렵고, 특히 로드부의 신축길이를 확장 또는 축소하기 위해서는 스크류샤프트, 로드부, 실린더바디 구성을 모두 교체해야 하는 문제점이 따랐다.

또, 스크류샤프트의 회전속도에 따라 로드부의 이송속도가 결정됨에 따라 고속운전하기 위해서는 회전출력이 높은 모터를 적용하거나 증속기를 별도로 장착해야 하므로 사실상 고속운전이 불가능한 폐단이 따랐다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 협소한 공간에서 작동력이 전달되도록 컴팩트한 사이즈로 형성되어 실린더로드의 스트로크 조절이 간편하면서 고속운전이 가능하도록 하는 마이크로 전동실린더를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 실린더하우징(1) 내부에서 구동원(2)에 의해 회전되는 스크류(3)와 나사결합되어 신축되도록 구비되는 시저암부(10); 상기 시저암부(10)의 신축력에 의해 실린더하우징(1)상에서 인출 및 인입되어 작동력을 전달하도록 구비되는 로드부(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 시저암부(10)는 한 쌍의 주암(12)이 작동축(12a)을 중심으로 교차되도록 연결되고, 주암(12) 양단에는 보조암(14)이 실린더하우징(1) 및 로드부(20)에 각각 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크류(3)는 주암(12)의 작동축(12a)상에 나사결합되어 구동원(2)의 회전운동이 직선운동으로 전환되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주암(12)은 연결축(12b)을 이용하여 복수개를 서로 연결가능하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동원(2)은 로드부(20) 내측에 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 시저암부의 신축력에 의해 로드가 작동됨에 따라 컴팩트한 사이즈로 제작가능하면서 시저암의 개수에 따라 로드부의 스트로크 조절이 간편하고, 시저암의 개수에 비례하게 로드부 속도가 증가되어 구동부를 교체하지 않고도 고속운전이 가능하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 전동실린더를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 전동실린더의 내부구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 전동실린더의 시저암부 확장구조를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 마이크로 전동실린더의 내부구성을 나타내는 구성도.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명은 마이크로 전동실린더에 관련되며, 이때 마이크로 전동실린더는 협소한 공간에서 작동력이 전달되도록 컴팩트한 사이즈로 형성되어 실린더의 스트로크 조절이 간편하면서 고속운전이 가능하도록 하기 위해 시저암부(10), 로드부(20)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

본 발명에 따른 시저암부(10)는 실린더하우징(1) 내부에서 구동원(2)에 의해 회전되는 스크류(3)와 나사결합되어 신축되도록 구비된다. 실린더하우징(1)은 일측에 축홀이 형성되어 구동력을 필요로 하는 장비에 힌지로 결합되고, 다른 일측에는 후술하는 로드부(20)가 삽입되어 미끄럼운동되도록 이송홀이 형성된다.

그리고, 상기 실린더하우징(1)은 로두부(20)와 대응되는 내부에 시저암부(10)가 설치되고, 시저암부(10)은 스크류(3)와 나사결합되되, 여기서 스크류(3)는 후술하는 주암(12)의 작동축(12a)상에 나사결합되어 구동원(2)의 회전운동을 직선운동으로 전환하도록 구비된다.

또, 상기 시저암부(10)는 한 쌍의 주암(12)이 작동축(12a)을 중심으로 교차되도록 연결되고, 주암(12) 양단에는 보조암(14)이 실린더하우징(1) 및 로드부(20)에 각각 연결되도록 구비된다. 시저암부(10)는 지렛대의 원리에 바탕을 둔 것으로 작동축(12a)이 받침점이 되고, 양단이 힘점 및 작용점이 되어, 받침점이 되는 작동축(12a)이 스크류(3)에 의해 위치이동되면, 한 쌍의 주암(12)이 작동축(12a)을 중심으로 상호 역방향으로 선회되면서 선회반경만큼의 신축력이 보조암(14)을 통하여 직선방향으로 전달된다.

한편, 상기 보조암(14)은 한쌍이 1조로 시저암부(10) 양단에 각각 구비되어, 일단이 주암(12)의 단부에 힌지결합되고, 다른 일단은 실린더하우징(1) 및 로드부(20)에 각각 연결된다. 이에 스크류(3)의 회전력에 의해 작동축(12a)이 직선이송되면 어느 일측 보조암(14)이 실리더하우징(1)상에 고정된 상태로 다른 일측 보조암(14)이 시저암부(10)의 신축작동에 의해 직선이송되어 로드부(20)를 인출 및 인입작동하게 된다.

또, 상기 주암(12)은 연결축(12b)을 이용하여 복수개를 서로 연결가능하도록 구비된다. 도 1내지 2에서는 주암(12)이 1단으로 연결된 상태를 도시하고, 도 3는 주암(12)을 2단으로 연결한 상태를 도시하는바, 주암(12)을 2단으로 연결할 경우 추가된 시저암부(10)의 신축범위만큼 로드부(20)의 스트로크가 확장됨은 물론 2단의 주암(12)이 동시에 신축작동되므로 로드부(20)의 이송속도가 증가된다. 이때 스크류(3)는 어느 일측에 하나의 연결축(12a)에 나사결합되도록 구비된다.

따라서, 상기 주암(12)의 연결 개수에 따라 로드부(20)의 스트로크 조절이 간편하게 이루어지고, 시저암부(10)의 개수에 비례하게 로드부의 이송 속도가 증가되어 구동원(2)를 교체하지 않고도 고속운전이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 로드부(20)는 시저암부(10)의 신축력에 의해 실린더하우징(1)상에서 인출 및 인입되어 작동력을 전달하도록 구비된다. 로드부(20)는 실린더하우징(1)의 이송홀에 미끄럼운동되도록 삽입되어, 일단이 외부로 노출된 상태로 축홀이 형성되어 구동력을 필요로 하는 장비에 힌지로 결합되고, 다른 일단은 시점암부에 연결된다.

한편, 상기 시저암부(10)를 다단으로 연결할 경우에는 신축작동되는 중에 시저암부(10)의 유동 및 떨림이 방지되도록 주암(12)의 작동축(12a)과 대응하는 실린더하우징(1) 내측벽에 가이드홈(도시생략)을 형성하여 작동축(12a)의 단부가 가이드홈을 타고 슬라이딩되도록 구비되는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 변형예에 따른 마이크로 전동실린더의 내부구성을 나타내는 구성도이다.

도 4에서, 상기 구동원(2)은 로드부(20) 내측에 구비된다. 즉 구동원(2)이 로드부(20) 내부에 일체로 형성되어 스크류(3)가 회전되면, 시저암(10)의 신축작동에 의해 구동원(2)과 로드부(20)가 함께 이송되며 작동력이 전달된다.

이에 실린더하우징(1) 내부에 구동원(2)을 설치하기 위한 별도의 공간이 생략되므로 구동원(2)의 사이즈만큼 실린더하우징(1)의 사이즈를 축소제작가능하고, 이로 인해 전동실린더의 전체사이즈가 컴팩트하게 축소되는 이점이 있다.

10: 시저암부 10: 주암
14: 보조암 20: 로드부

Claims (5)

1. 실린더하우징(1) 내부에서 구동원(2)에 의해 회전되는 스크류(3)와 나사결합되어 신축되도록 구비되는 시저암부(10);
   상기 시저암부(10)의 신축력에 의해 실린더하우징(1)상에서 인출 및 인입되어 작동력을 전달하도록 구비되는 로드부(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 전동실린더.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시저암부(10)는 한 쌍의 주암(12)이 작동축(12a)을 중심으로 교차되도록 연결되고, 주암(12) 양단에는 보조암(14)이 실린더하우징(1) 및 로드부(20)에 각각 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 전동실린더.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스크류(3)는 주암(12)의 작동축(12a)상에 나사결합되어 구동원(2)의 회전운동이 직선운동으로 전환되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 전동실린더.
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주암(12)은 연결축(12b)을 이용하여 복수개를 서로 연결가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 전동실린더.
5. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동원(2)은 로드부(20) 내측에 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 전동실린더.

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