KR101475715B1 - 전기실린더 방식의 전동치구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기실린더 방식의 전동치구에 관한 것이다. 보다 상세하게는 볼 부쉬의 일측 단부를 고정시키고 회전자가 회전운동과 직선운동을 수행하도록 함으로써, 전동모터를 이용한 전기실린더 방식의 전동치구를 구현하면서도 기존의 복잡한 구조를 단순화하고 회전자와 척 간의 결합면적을 증가시켜 동력전달시 가해지는 압력과 충격을 골고루 분산시키고 고장을 줄이며 수명을 극대화할 수 있는 전기실린더 방식의 전동치구에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 고정자; 상기 고정자의 내부에 위치하여 회전하며 내부에 제1 나사가 형성된 회전자; 및 일측 단부가 고정된 상태로 상기 회전자의 내부에 삽입되며, 상기 제1 나사와 맞물리는 제2 나사가 형성되어 상기 회전자가 회전하면서 동시에 직선운동을 수행하도록 하는 볼 부쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기실린더 방식의 전동치구를 제공한다.

Description

전기실린더 방식의 전동치구{Electric jig of electric cylinder type}

본 발명은 전기실린더 방식의 전동치구에 관한 것이다. 보다 상세하게는 볼 부쉬의 일측 단부를 고정시키고 회전자가 회전운동과 직선운동을 수행하도록 함으로써, 전동모터를 이용한 전기실린더 방식의 전동치구를 구현하면서도 기존의 복잡한 구조를 단순화하고 회전자와 척 간의 결합면적을 증가시켜 동력전달시 가해지는 압력과 충격을 골고루 분산시키고 고장을 줄이며 수명을 극대화할 수 있는 전기실린더 방식의 전동치구에 관한 것이다.

각종 공작용 기계기구에는 공작물이나 공구를 파지할 수 있도록 척과 죠(jaw)를 구비하는 치구(jig)가 구비되어 있다. 이러한 치구로는 인력을 이용한 수동식과 전기모터 등을 이용하는 전동식이 있다.

전동식 치구 중에는 전기모터의 회전자와 연동하여 직선왕복운동을 수행하는주축을 설치한 것들이 개시되어 있다. 즉, 회전자의 내부에 회전자의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 주축이 삽입되어 있어, 회전자가 회전함에 따라 주축이 직선운동을 수행하게 되고, 이 과정에서 공작물이나 공구를 푸시 또는 파지할 수 있도록 구성되어 있다.

이러한 구조의 전동식 치구는 회전자는 고정되어 있고, 회전자의 내부에 삽입된 주축이 전진하면서 치구 역할을 수행하는 것이다.

그러나, 이러한 일반적인 구조의 전동식 치구에 의하면 주축에 척과 죠를 설치하여 고정시키는 구조가 매우 복잡하고 주축의 부품마모가 심해 고장이 잦고 수명이 짧은 문제점이 있다.
선행기술문헌 : KR공개실용신안공보 제2009-0009668(2009.9.24.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 전동모터를 이용한 전기실린더 방식의 전동치구를 구현하면서도 기존의 복잡한 구조를 단순화하고 동력전달시 가해지는 압력과 충격을 골고루 분산시키고 고장을 줄이며 수명을 극대화할 수 있는 전기실린더 방식의 전동치구를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 전기실린더 방식의 전동치구는 고정자; 상기 고정자의 내부에 위치하여 회전하며 내부에 제1 나사가 형성된 회전자; 및 일측 단부가 고정된 상태로 상기 회전자의 내부에 삽입되며, 상기 제1 나사와 맞물리는 제2 나사가 형성되어 상기 회전자가 회전하면서 동시에 직선운동을 수행하도록 하는 볼 부쉬를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전자의 단부에는 척을 결합하기 위한 결합부재가 구비될 수 있다.

또한, 상기 결합부재의 단부에는 곡면을 갖는 제1 연결부가 구비되고, 상기 척의 단부에는 상기 제1 연결부를 감싸는 제2 연결부가 구비되며, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에는 회전보조수단이 삽입될 수 있다.

본 발명에 의하면 볼 부쉬의 일측 단부를 고정시키고 회전자가 회전운동과 직선운동을 수행하도록 함으로써, 전동모터를 이용한 전기실린더 방식의 전동치구를 구현하면서도 기존의 복잡한 구조를 단순화하고 회전자와 척 간의 결합면적을 증가시켜 동력전달시 가해지는 압력과 충격을 골고루 분산시키고 고장을 줄이며 수명을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기실린더 방식의 전동기구의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기실린더 방식의 전동기구의 단면도이다.

일반적으로 실린더라 함은 일측이 폐쇄되고 타측이 개방된 관 형상의 구조물을 일컫는 것으로, 실린더의 내부에는 피스톤이 삽입되어 직선운동을 수행함으로써 공기압, 수압, 유압 등을 생성한다.

본 발명에서 "전기실린더 방식"이라 함은 일반적인 실린더의 직선운동을 얻는 수단으로 전기모터를 사용하되, 회전자와 볼 부쉬의 상호작용에 의해 직선운동을 수행하게 되는 방식을 일컫는 것으로 사용한다. 즉, 회전자(20)가 실린더 역할을, 볼 부쉬(30)가 피스톤 역할을 수행하되, 본 발명에서는 볼 부쉬(30)의 일측 단부가 고정되어 있어 회전자(20)가 회전하면 볼 부쉬(30)에 대하여 회전자(20)가 상대적으로 직선운동을 수행하게 되는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기실린더 방식의 전동기구는, 도 1을 참조하면, 고정자(10), 회전자(20), 제1 나사(22), 볼 부쉬(30), 제2 나사(32), 결합부재(40), 제1 연결부(42), 척(50), 제2 연결부(52), 및 회전보조수단(60)을 포함하여 이루어진다.

고정자(10)는 하우징(미도시) 내부에 구비된다.

회전자(20)는 고정자(10)의 내부에 위치하여 전원 공급에 따라 회전한다. 회전자(20)의 내부에는 제1 나사(22)가 형성된다. 회전자(20)의 일측 단부에는 어떤 구조물도 결합되어 있지 않고, 타측 단부에는 결합부재(40)가 결합된다. 회전자(20)는 볼 부쉬(30)와 연동되어, 회전운동(자전)을 하면서 동시에 볼 부쉬(30)의 축방향으로 직선운동을 수행하게 된다.

볼 부쉬(30)는 회전자(20)의 내부에 삽입된다. 볼 부쉬(30)의 일측 단부는 고정되어 있으며, 타측 단부에는 어떤 구조물도 결합되어 있지 않다. 볼 부쉬(30)의 외주면 일부에는 제2 나사(32)가 구비되며, 제2 나사(32)는 제1 나사(22)와 맞물리도록 형성된다. 예컨대, 제1 나사(22)가 특정 피치를 갖는 나사산 형상이면 제2 나사(32)는 제1 나사(22)와 동일한 피치를 갖는 나사골 형상으로 형성된다.

볼 부쉬(30)의 일측 단부는 고정되어 있어 볼 부쉬(30)는 회전운동과 직선운동을 비롯한 여타 동작을 수행할 수 없다. 볼 부쉬(30)가 고정되어 운동하지 않는 반면, 회전자(20)의 일측 단부는 고정되어 있지 않아 회전운동과 직선운동을 자유롭게 수행할 수 있다.

결합부재(40)는 회전자(20)의 타측 단부에 결합된다. 결합부재(40)의 일측 단부(도 1에서 좌측 단부)는 회전자(20)의 타측 단부에 결합되고, 결합부재(40)의 타측 단부(도 1에서 우측 단부)는 척(50)에 결합된다. 따라서, 회전자(20)가 회전하면 결합부재(40)도 연동하여 회전하게 된다.

결합부재(40)의 타측 단부에는 척(50)이 결합되는 제1 연결부(42)가 형성된다. 제1 연결부(42)는 곡면을 가지며, 척(50)의 제2 연결부(52)에 삽입된다.

척(50)은 결합부재(40)에 의해 직선운동을 수행하면서 공작물이나 공구 등을 물거나 놓는 역할을 수행한다. 척(50)에는 결합부재(40)의 제1 연결부(42)와의 결합을 위한 제2 연결부(52)가 구비된다.

제2 연결부(52)는 제1 연결부(42)를 감싸는 형상으로 형성되며, 제2 연결부(52)의 내주면과 제1 연결부(42)의 외주면 사이에는 회전보조수단(60)이 삽입될 공간이 구비된다.

회전보조수단(60)은 제1 연결부(42)와 제2 연결부(52) 사이에 삽입되어 회전자(20)와 결합부재(40)의 회전운동과 직선운동을 전달받아 회전운동은 상쇄하고 척(50)으로 직선운동만 전달되도록 한다. 일례로, 회전보조수단(60)으로는 복수개의 베어링이 적용될 수 있으며, 여기서 회전보조수단의 종류를 한정하는 것은 아니다.

이와 같은 회전자(20)와 척(50) 과의 결합구조는 일 예시에 지나지 않으며, 이외에도 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 여기서, 회전자와 척의 결합형태를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기실린더 방식의 전동치구는 다음과 같이 작동된다.

전원이 공급되면 회전자(20)가 회전하게 된다. 이때, 회전자(20)의 내주면에 구비된 제1 나사(22)와 볼 부쉬(30)의 외주면에 구비된 제2 나사(32)가 서로 맞물려 있으므로, 회전자(20)는 회전과 동시에 우측 방향으로 이동하게 된다(볼 부쉬(30)는 고정되어 회전자(20)의 회전축 역할만 수행함).

회전자(20)가 회전하면서 우측 방향으로 이동하면 결합부재(40)도 함께 회전하면서 우측 방향으로 이동하고, 그에 따라 제1 연결부(42)도 함께 회전하면서 우측 방향으로 이동한다.

회전보조수단(60)에 의해 제1 연결부(42)의 회전운동은 소멸하고, 제1 연결부(42)의 직선운동(우측 방향)만 제2 연결부(52)로 전달된다. 제2 연결부(52)로 전달된 우측 방향의 직선운동은 척(50)을 우측 방향으로 직선이동시켜 공작물이나 각종 공구를 물 수 있도록 한다(공작물, 공구 등을 파지하는 죠(jaw) 역할).

물었던 공작물이나 각종 공구를 놓을 때에는 회전자(20)를 반대 방향으로 회전시키면 된다.

이와 같이 함으로써, 전동모터를 이용한 전기실린더 방식의 전동치구를 구현하면서도 기존의 복잡한 구조를 단순화하고 회전자와 척 간의 결합면적을 증가시켜 동력전달시 가해지는 압력과 충격을 골고루 분산함으로써, 고장을 줄이고 수명을 극대화할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 고정자 20 - 회전자
22 - 제1 나사 30 - 볼 부쉬
32 - 제2 나사 40 - 결합부재
42 - 제1 연결부 50 - 척
52 - 제2 연결부 60 - 회전보조수단

Claims (3)

1. 고정자;
   상기 고정자의 내부에 위치하여 회전하며 내부에 제1 나사가 형성된 회전자; 및
   일측 단부가 고정되고 타측 단부는 개방된 상태로 상기 회전자의 내부에 삽입되어 회전운동과 직선운동을 포함한 여타 동작을 수행하지 않으며, 상기 제1 나사와 맞물리는 제2 나사가 형성되어 상기 회전자가 회전하면서 동시에 직선운동을 수행하도록 하는 볼 부쉬
   를 포함하고,
   상기 회전자의 단부에는 척을 결합하기 위한 결합부재가 구비되어 상기 회전자가 회전하면 상기 결합부재도 연동하여 회전하며,
   상기 결합부재의 단부에는 곡면을 갖는 제1 연결부가 구비되고, 상기 척의 단부에는 상기 제1 연결부를 감싸는 제2 연결부가 구비되며, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에는 회전보조수단이 삽입되어 상기 회전자와 상기 결합부재의 회전운동과 직선운동을 전달받아 회전운동은 상쇄하고 상기 척으로 직선운동만 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기실린더 방식의 전동치구.
   
   
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