KR101800688B1

KR101800688B1 - 이송 나사 기구

Info

Publication number: KR101800688B1
Application number: KR1020110004816A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 후카노; 토루 수기야마; 마사키 이마무라
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2017-11-23
Also published as: CN102146993A; TW201139890A; TWI522552B; JP5397236B2; US8973453B2; DE102011008879A1; KR20110084845A; DE102011008879B4; CN102146993B; US20110174100A1; JP2011144911A

Abstract

이송 나사 기구(22)는 구동원(18)과 연결되고 외주에 제 1 나사산(48)이 형성된 이송 나사 축(50)과, 상기 이송 나사 축(50)에 대해 복수의 볼(52)을 통해 나사 결합되는 변위 너트(54)를 포함하여 구성된다. 상기 변위 너트(54)는 전동 액츄에이터(10)를 구성하는 슬라이더(20)에 대해 한 쌍의 핀(46a,46b)으로 지지된다. 상기 핀(46a,46b)은 상기 슬라이더(20)에 형성된 제 1 핀 구멍(44a,44b)에 삽입 고정되고, 상기 핀(46a,46b)의 단부는 각각 상기 변위 너트(54)에 형성된 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 삽입된다.

Description

이송 나사 기구{FEED SCREW MECHANISM}

본 발명은 이송 나사 축에 나사-결합하는 변위체를 회전 구동원의 구동작용하에 축선방향을 따라 변위시키는 이송 나사 기구에 관한 것이다.

종래, 외주면에 나사산이 형성된 나사 축과, 그 나사 축의 외주측에 구비된 원통형의 너트부재와, 상기 나사산을 통해 상기 나사 축과 너트부재 사이에 구비된 볼을 구비한 이송 나사 기구가 알려져 있다.

이와 같은 이송 나사 기구는, 예를 들어, 특허문헌 2008-248938에 개시된 바와 같이, 액츄에이터에 적용되어, 그 액츄에이터를 구성하는 슬라이더에 변위 너트가 볼을 통해 고정된다. 또한, 구동 모터의 구동작용하에 상기 나사 축이 회전하는 것에 의해, 변위 너트는 상기 나사 축을 따라 직선으로 변위되고, 그것과 함께, 상기 변위 너트에 고정된 슬라이더도, 직선으로 변위된다.

: 일본특허공개 2008-248938호 공보

그러나, 상술한 종래기술에서는, 예를 들어, 이송 나사 기구를 구성하는 나사 축에 휨, 뒤틀림 등이 발생하거나, 또는 나사 축과 변위 너트에 제품 오차나 조립 오차에 따른 변동이 발생하면, 그 변동에 따른 변위 너트의 작동불량이 발생되는 문제가 있다. 그 때문에, 작동불량을 해소하고 위해서는, 나사 축과 변위 너트의 조립시, 조정작업이 요구되기에, 상기 이송 나사 기구의 조립작업이 복잡해지는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 단순한 구조로 변위체가 원활히 변위됨과 아울러, 그것의 조립성도 향상되는 이송 나사 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 바디의 축방향을 따라 변위 가능한 슬라이더를 가지는 액츄에이터에 이용되는 이송 나사 기구에 있어서, 외주에 나사산이 형성된 이송 나사 축과, 상기 나사산에 나사 결합되고, 상기 이송 나사 축의 외주측에 구비되는 변위체와, 상기 슬라이더에 대해 상기 변위체를 상대 변위 가능토록 지지하는 지지 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 이송 나사 기구를 구성하는 변위체는 그 이송 나사 기구가 이용되는 액츄에이터의 슬라이더에 대해 지지 기구에 의하여 지지되고, 상기 슬라이더에 대해 각각 변위되는 것이 가능하다. 따라서, 조립 오차, 예를 들어, 이송 나사 축의 휨 등이 발생되는 경우에도, 변위체는, 지지 기구를 통해 슬라이더에 대해 상대 변위되기에, 이송 나사 축의 휨 등에 따른 어떤 변동에도 적합하게 흡수될 수 있다. 그 결과, 이송 나사 기구에 제품 오차나 조립 오차가 발생되는 경우에도, 슬라이더에 대해 이러한 오차에 의한 편하중이 부여되는 것이 방지되고, 상기 슬라이더의 변위저항이 증가되는 것이 회피될 수 있어서, 상기 슬라이더를 바디를 따라 원활하게 변위시킬 수 있다.

또한, 슬라이더의 변위시 저항이 감소되기 때문에, 이송 나사 기구의 구동시 발생되는 소음 또한 감소될 수 있다.

더욱이, 이송 나사 기구가 액츄에이터에 대해 조립될 때, 이송 나사 축의 휨, 뒤틀림 등의 제품 오차나 조립 오차에 따른 조정작업을 행하는 것이 불필요하여 조립작업이 간편하게 수행될 수 있어서, 상기 액츄에이터의 조립성이 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송 나사 기구가 적용된 전동 액츄에이터가 도시된 전체적인 평면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 전동 액츄에이터의 부분단면측면도이고,
도 3은 도 1의 슬라이더와 변위 너트 부근이 나타난 확대평면도이고,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 부분 단면도이고,
도 5는 도 2의 이송 나사 축과 상기 변위 너트가 핀을 지지점으로 하여 슬라이더에 대해 기울어져 작동되는 상태가 도시된 확대측면도이고,
도 6은 도 4의 이송 나사 축과 변위 너트가 핀을 따라 수평 방향에서 변위되는 상태가 도시된 확대단면도이고,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이송 나사 기구가 적용된 전동 액츄에이터가 도시된 전체적인 평면도이고,
도 8은 도 7에 도시된 전동 액츄에이터의 부분단면측면도이고,
도 9는 도 7의 슬라이더와 변위 너트 근방을 나타내는 확대평면도이고,
도 10은 도 7의 이송 나사 축과 변위 너트가 핀을 따라 수평방향에서 변위되는 상태가 도시된 확대횡단면도이고,
도 11은 도 7의 이송 나사 축과 변위 너트가 핀을 지지점으로 수평면상의 모멘트 방향으로 기울어져 작동되는 상태가 도시된 확대단면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송 나사 기구를 더욱 상세히 설명한다.

도 1에 있어서, 도면부호(10)은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이송 나사 기구가 적용된 전동 액츄에이터를 나타낸다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전동 액츄에이터(10)는 프레임(바디)(12)과, 프레임(12)의 일단부에 연결된 엔드 플레이트(14)와, 상기 프레임(12)의 타단부에 하우징(16)을 통해 연결되어 회전 구동되는 구동원(구동유닛)(18)과, 상기 프레임(12)을 따라 변위 가능하게 설치되는 슬라이더(20)와, 상기 프레임(12)의 내부에 설치되어 상기 구동원(18)의 구동력을 상기 슬라이더(20)에 전달하는 이송 나사 기구(22)를 포함한다.

프레임(12)은 길이방향(화살표 A1,A2 방향)을 따라 소정 길이를 보유하는 플레이트 형상의 베이스부(24)와, 상기 베이스부(24)의 양측부에 세워서 설치되는 한 쌍의 가이드부(26a,26b)를 보유한다. 이 가이드부(26a,26b)는 베이스부(24)에 대해 직교하여 상방을 향해 소정 높이로 각각 형성된다. 즉, 프레임(12)은 베이스부(24)와 가이드부(26a,26b)에 의해 단면이 U자 형상으로 일체 형성된다(도 4 참조).

가이드부(26a,26b)의 내벽면에는, 그 가이드부(26a,26b)의 축선방향(화살표 A1,A2 방향)을 따라 슬라이더(20)가 안내되게 제 1 가이드 홈(28)이 각각 형성된다(도 4 참조). 이 제 1 가이드 홈(28)은, 예를 들어, 가이드부(26a,26b)의 내벽면에 대해 단면이 반원형상으로 움푹 패여 형성되고, 축선방향을 따라 연장된다.

엔드 플레이트(14)는 베이스부(24)와 가이드부(26a,26b)의 타단부에 대해 복수의 볼트(30)로 연결되고, 상기 프레임(12)의 연장방향(화살표 A1,A2 방향)과 직교하도록 설치된다.

또한, 엔드 플레이트(14)의 대략 중앙부에는, 후술하는 구동원(18)의 구동축(32)과 동일 축 위에 있도록 지지구멍(36)이 형성된다. 그리고, 엔드 플레이트(14)의 측면에는, 하우징(16) 측을 향하도록 한 쌍의 댐퍼(34a)가 형성된다. 상기 댐퍼(34a)는 슬라이더(20)가 엔드 플레이트(14) 측으로 변위될 때(화살표 A1 방향), 상기 엔드 플레이트(14)와의 접촉 및 충격의 발생을 방지한다.

구동원(18)은, 스테핑 모터 등과 같은 회전 구동원으로 이루어진다. 구동원(18)은 도시되지 않은 제어부로부터의 제어신호에 기초하여, 소정의 회전수나 회전각도로 회전구동된다.

또한, 구동원(18)은, 내부에 커플링 등(도시되지는 않음)이 구비된 하우징(16)을 통해 프레임(12)에 연결되고, 상기 구동원(18)의 구동축(32)은 상기 커플링 등을 통해 이송 나사 축(50)의 일단부에 연결된다.

하우징(16)의 내부에는, 이송 나사 축(50)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(31)이 설치된다. 이 베어링(31)은 그 단부에 장착되는 압박 플레이트(37)에 의해 보전 유지된다. 이 압박 플레이트(37)는 엔드 플레이트(14) 측을 향하도록 배치되고, 그 압박 플레이트(37)의 측면에는 한 쌍의 댐퍼(34b)가 설치된다. 또한, 상기 댐퍼(34b)는 슬라이더(20)가 하우징(16) 측으로 변위될 때(화살표 A2 방향), 하우징(16)과의 접촉 및 충격의 발생을 방지한다.

슬라이더(20)는, 프레임(12) 내부에서 베이스부(24)와 한 쌍의 가이드부(26a,26b)에 의해 둘러싸여진 공간 내에 배치된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이더(20)가 프레임(12)에 대해 배치될 때, 슬라이더(20)의 각각의 측면에 구비된 제 2 가이드 홈(38)은 프레임(12)의 상기 제 1 가이드 홈(28)을 향하도록 배치되고, 복수의 가이드체(40)가 상기 제 2 가이드 홈(38)과 상기 제 1 가이드 홈(28) 사이에 설치된다. 이것에 의해, 슬라이더(20)는 구 형상의 복수의 가이드체(40)를 통해 프레임(12)을 따라 축선방향(화살표 A1,A2 방향)으로 안내된다.

또, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이더(20)는 상방을 향해 개구된 오목부(42)를 보유하는 U자형상 단면으로 형성되며, 상기 오목부(42)는 상기 슬라이더(20)의 폭방향의 중앙부에 형성되고, 축선방향(화살표 A1,A2 방향)을 따라 관통된다.

더욱이, 슬라이더(20)에는, 오목부(42)의 연장방향(화살표 A1,A2 방향)과 직교하도록 한 쌍의 제 1 핀 구멍(44a,44b)이 형성된다. 제 1 핀 구멍(44a,44b)은 슬라이더(20)의 길이 치수에 있어서 대략 중앙부에 형성되고, 그 슬라이더(20)의 양측면으로부터 오목부(42)로 관통되도록 형성됨과 아울러, 한 쪽의 제 1 핀 구멍(44a)과 다른 쪽의 상기 제 1 핀 구멍(44b)은 수평방향에서 일직선상으로 형성된다. 또한, 후술하는 지지 기구(56)를 구성하는 핀(46a,46b)은 제 1 핀 구멍(44a,44b)에 각각 삽입된다.

이송 나사 기구(22)는 구동원(18)의 구동축(32)에 연결되고 외주면에 제 1 나사산(48)이 형성된 이송 나사 축(50)과, 이송 나사 축(50)과 복수의 볼(52)을 통해 나사 결합되는 변위 너트(변위체)(54)와, 상기 변위 너트(54)와 슬라이더(20) 사이에 설치되고, 그 슬라이더(20)에 대해 변위 너트(54)를 상대 변위 가능하게 유지하는 지지 기구(56)를 포함한다.

이송 나사 축(50)는. 일단부가 구동축(32)에 연결되고, 타단부가 엔드 플레이트(14)에 설치된 지지구멍(36)을 통해 삽입되는 것에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이송 나사 축(50)은 상술한 구동축(32)과 동축상에 설치된다. 또한, 상기 구동원(18)의 회전 구동에 의해, 이송 나사 축(50)은 구동축(32)과 함께 회전된다.

변위 너트(54)는 원통형상으로 형성되어 슬라이더(20)의 오목부(42)에 수용된다. 이 때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 변위 너트(54)가 오목부(42)에 수용될 때, 변위 너트(54)의 외주면과 오목부(42)의 내주면 사이에는, 상기 변위 너트(54)의 반경방향으로 소정 간격의 간극이 설치되어 있다.

이 변위 너트(54)의 내부에는, 이송 나사 축(50)에 대향해 복수의 볼(52)이 삽입되는 제 2 나사산(58)이 축선방향(화설표 A1,A2 방향)을 따라 형성된다. 나선형으로 새겨진 제 2 나사산(58)과 이송 나사 축(50)의 제 1 나사산(48) 사이에 각각 삽입되는 상기 볼(52)에 의해, 상기 이송 나사 축(50)과 변위 너트(54)는 상기 볼(52)을 통해 서로 나사 결합된다.

또한, 변위 너트(54)에는, 그 변위 너트(54)의 축선방향(화살표 A1,A2 방향)에 있어서 대략 중앙부에 형성되고, 제 2 나사산(58)과 직교하는 한 쌍의 제 2 핀 구멍(60a,60b)이 형성된다. 제 2 핀 구멍(60a,60b)은, 변위 너트(54)의 외주면으로부터 상기 제 2 나사산(58) 측을 향해 연장되고, 상기 제 2 나사산(58)과 관통되지 않는 소정 깊이로 형성된다. 상기 제 2 핀 구멍(60a,60b)은 서로 일직선상으로 되도록 배치된다.

이 제 2 핀 구멍(60a,60b)의 직경은 제 1 핀 구멍(44a,44b)의 직경보다 같거나 약간 크게 설정된다. 상기 변위 너트(54)의 외주측과 인접한 상기 슬라이더(20)의 제 1 핀 구멍(44a,44b)을 통해 삽입되는 핀(46a,46b)의 선단부는 각각 변위 너트(54)의 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 삽입된다.

또한, 제 2 핀 구멍(60a,60b)의 깊이는, 변위 너트(54)가 슬라이더(20)의 오목부(42)에 설치되어, 간극이 상기 변위 너트(54)의 외주면을 따라 대략 균등하게 되도록 배치될 때, 핀(46a,46b)의 선단부가 상기 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 삽입되는 깊이보다 약간 깊도록 각각 설정된다(도 4 참조).

핀(46a,46b)은 일정 직경으로 그것의 축선방향을 따라 소정 깊이로 형성되고, 제 1 핀 구멍(44a,44b)의 내주직경과 대략 같거나 약간 큰 직경으로 형성된다. 그리고, 핀(46a,46b)은 상기 슬라이더(20)의 각각의 측방으로부터 제 1 핀 구멍(44a,44b)에 경압입되어 감합되고, 그 일단부가 슬라이더(20)의 끝면으로부터 돌출되지 않도록 고정됨과 아울러 타단부가 상기 제 1 핀 구멍(44a,44b)으로부터 오목부(42) 측으로 소정 길이만큼 돌출되게 배치되고, 핀(46a,46b)의 직경보다 적어도 큰 직경으로 형성된 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 대해 변위 가능하게 삽입된다. 다시말해, 본 발명의 제 1 실시예는 이송 나사 축(50)을 사이에 두고 서로 일직선 상이 되도록 슬라이더(20)에 형성된 한쌍의 제 1 핀 구멍(44a,44b)과, 제 1 핀 구멍(44a,44b)과 동일선상에 위치하도록 변위체(54)에 형성된 한쌍의 제 2 핀 구멍(60a,60b)을 구비할 수 있으며, 지지 기구(56)는, 슬라이더(20)의 변위방향과 직교하여, 슬라이더(20)를 제 1 핀 구멍(44a,44b)을 통해 관통하고, 선단부가 변위체(54)와 소정의 간극을 가지면서 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 삽입되도록 설치되는 한쌍의 핀(46a,46b)으로 이루어질 수 있다.

즉, 한 쌍의 핀(46a,46b)은, 제 1 핀 구멍(44a,44b)을 상기 슬라이더(20)에 고정되고, 제 2 핀 구멍(60a,60b)을 통해 변위 너트(54)를 그 변위 너트(54)의 변위방향(화살표 A1,A2 방향)과 직교하는 수평방향(화살표 B1,B2 방향)으로 변위 가능하게 지지함과 아울러, 제 2 핀 구멍(60a,60b)을 중심하여 하여 상기 변위 너트(54)를 회전 자재하게 지지 가능한 지지 기구(56)로서 기능한다.

본 발명의 상기 제 1 실시예에 따른 이송 나사 기구(22)가 적용된 전동 액츄에이터(10)는, 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음으로, 이송 나사 기구(22)를 전동 액츄에이터(10)에 대해 조립하는 경우에 대해 설명한다.

먼저, 이송 나사 축(50)에 대해 변위 너트(54)가 나사 결합된 상태에서, 이송 나사 기구(22)를 프레임(12)의 공간 내로 이동시키고, 슬라이더(20)의 오목부(42)에 변위 너트(54)를 배치시킨다. 그리고, 한 쌍의 핀(46a,46b)은 각각 슬라이더(20)의 양측면으로부터 제 1 핀 구멍(44a,44b)으로 삽입되고, 핀(46a,46b)의 선단부는 변위 너트(54)의 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 삽입된다.

그 결과, 변위 너트(54)는, 프레임(12) 내부에 미리 장착된 슬라이더(20)에 대해 상기 슬라이더(20)의 폭방향(도 4의 화살표 B1,B2 방향)에서 변위 가능하고, 핀(46a,46b)을 중심으로 한 회전방향(도 2의 화살표 C)으로 회전 가능하게 지지된 상태로 된다.

이어서, 이송 나사 축(50)의 타단부는 엔드 플레이트(14)의 지지구멍(36)을 통해 삽입된 후, 이송 나사 축(50)의 일단부는 구동원(18)의 구동축(32)에 대해 연결된다. 이 때, 예를 들어, 이송 나사 축(50)에 휨, 뒤틀림 등이 생겨 그 이송 나사 축(50)에 나사 결합된 변위 너트(54)에 조립 오차가 발생되는 경우에도, 이러한 오차는 슬라이더(20)에 대해 변위 너트(54)의 수평방향 및/또는 회전방향으로 상대 변위하는 것에 의해 흡수된다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 변위 너트(54)가 슬라이더(20)의 축선 L에 대해 일방의 핀(46a)측(화살표 B2 방향)으로 변위되는 것에 의해, 상기 변위 너트(54)를 포함하는 이송 나사 기구(22)에 발생된 제품 오차 등이 적절히 흡수된다.

그 결과, 이송 나사 축(50)을 포함하는 이송 나사 기구(22)를, 전동 액츄에이터(10)를 구성하는 프레임(12)과 슬라이더(20)에 대해 조립할 때, 변위 너트(54)가 슬라이더(20)에 대해 상대 변위 가능하게 설치되기 때문에, 제품 오차나 조립 오차 등의 오차의 영향을 받는 일이 없고, 상기 이송 나사 축(50)의 일단부 및 타단부를, 전동 액츄에이터(10)를 구성하는 구동원(18)과 엔드 플레이트(14)에 대해 확실하고 적절히 장착시킬 수 있어, 변위 너트(54)를 이송 나사 축(50)을 따라 확실하고 원활하게 변위시킬 수 있다.

또한, 변위 너트(54)를 원활히 변위시킬 수 있기 때문에, 전동 액츄에이터(10)의 작동시에 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.

더욱이, 이송 나사 기구(22)에 있어서, 상술한 오차가 확실하게 흡수되기 때문에, 변위 너트(54)가 이송 나사 축(50)을 따라 원활하게 작동하도록 조정하는 복잡한 조정작업이 불필요하게 되어, 조립성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 상술한 방식으로 조립된 이송 나사 기구(22)를 포함하는 전동 액츄에이터(10)의 동작 및 작용효과에 대해 설명한다.

먼저, 구동원(18)이 도시되지 않은 제어부로부터의 제어신호에 기초하여 구동되고, 이송 나사 축(50)이 구동축(32)을 통해 회전되는 것에 의해, 상기 이송 나사 축(50)의 회전 구동력이 볼(52)을 통해 이송 나사 축(50)에 나사 결합된 변위 너트(54)로 전달된다. 이것에 의해, 변위 너트(54)는, 구동원(18)으로부터 이간하는 방향(화살표 A1 방향)으로 축선방향을 따라 직선 변위된다. 또, 변위 너트(54)는 한 쌍의 핀(46a,46b)에 의해 슬라이더(20)에 지지되어 회전방향으로의 변위가 규제되기 때문에, 이송 나사 축(50)과 함께 회전되는 것이 방지된다.

다시 말해서, 지지 기구(56)를 구성하는 핀(46a,46b)은, 이송 나사 축(50)을 중심으로 한 변위 너트(54)의 회전변위를 규제하는 회전 스토퍼로서의 역활도 하게 된다. 따라서, 변위 너트(54)는 회전되지 않고 단지 축선방향(화살표 A1 방향)을 따라 변위된다.

상기 변위 너트(54)는 한 쌍의 핀(46a,46b)을 통해 슬라이더(20)에 지지되기 때문에, 그 변위 너트(54)와 함께 상기 슬라이더(20)는 프레임(12)의 축선방향을 따라 엔드 플레이트(14)측(화살표 A1 방향) 쪽으로 변위된다. 그리고, 슬라이더(20)가 엔드 플레이트(14)의 댐퍼(34a)에 맞닿는 것에 의해 변위 종단 위치로 된다.

한편, 도시되지 않은 제어부로부터 구동원(18)으로 공급되는 제어신호의 특성을 상술한 바와는 역전시키는 것에 의해, 상기 이송 나사 축(50)이 반대방향으로 회전되고, 상기 이송 나사 축(50)의 회전 구동력이 볼(52)을 통해 이송 나사 축(50)에 나사 결합된 변위 너트(54)로 전달된다. 그리고, 변위 너트(54)는 이송 나사 축(50)의 축선방향(화살표 A2 방향)을 따라서 구동원(18) 측으로 접근되도록 직선 변위된다.

상술한 바와 같이, 제 1 실시예에서는, 슬라이더(20)는 프레임(12)의 축선방향을 따라 변위 가능하게 배치되고, 구동원(18)의 구동작용하에 회전변위되는 이송 나사 축(50)에 나사 결합되고 슬라이더(20)의 오목부(42)에 설치되는 변위 너트(54)는 반경방향으로 간극을 가지고 오목부(42) 내에 배치된다. 또한, 슬라이더(20)와 변위 너트(54) 사이에는, 슬라이더(20)의 변위방향(화살표 A1,A2 방향)과 직교하도록 한 쌍의 핀(46a,46b)이 설치되고, 한 쌍의 핀(46a,46b)은 상기 변위 너트(54)가 슬라이더(20)에 대해 슬라이더(20)의 폭방향(화살표 B1,B2 방향)으로 변위 가능토록 지지함과 아울러 상기 핀(46a,46b)을 지지점으로 하는 회전방향(화살표 C 방향)에 변위 가능토록 지지하게 된다.

바꾸어 말하면, 변위 너트(54)는 슬라이더(20)의 축선과 직교하는 핀(46a,46b)의 축선(베이스 라인)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.

이것에 의해서, 예를 들어, 이송 나사 축(50)의 휨 등이 발생되는 경우라도, 변위 너트(54)가, 한 쌍의 핀(46a,46b)을 통해 슬라이더(20)에 대해 폭방향(수평방향) 및 회전방향의 2방향으로 상대 변위되는 것에 의해, 이송 나사 축(50)의 휨 등에 따른 어떤 오차라도 확실하게 흡수되는 것이 가능하게 된다.

그 결과, 이송 나사 기구(22)를 구성하는 이송 나사 축(50), 변위 너트(54) 등에서 오차가 발생될 때 우려되는 슬라이더(20)에 대해서 편하중이 부여되는 것이 방지되고, 이러한 편하중에 의해 야기되는 슬라이더(20)의 변위저항이 확실히 억제될 수 있다. 따라서, 슬라이더(20)는 프레임(12)을 따라 원활히 변위될 수 있다.

또, 이송 나사 기구(22)가 전동 액츄에이터(10)에 대해 조립될 때, 이송 나사 축(50)의 휨, 뒤틀림 등과 같은 제품 오차나 조립 오차에 응한 조정작업을 수행하는 것이 불필요하기 때문에, 조립작업이 간편히 수행되어서, 상기 전동 액츄에이터(10)의 조립성이 개선된다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이송 나사 기구(100)가 적용된 전동 액츄에이터(102)는 도 7 내지 도 11에 도시되어 있다. 상술한 제 1 실시예에 따른 이송 나사 기구(22)가 적용된 전동 액츄에이터(10)와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 붙이고, 그에 대한 설명은 생략한다.

도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이송 나사 기구(100)가 적용된 전동 액츄에이터(102)는, 변위 너트(변위체)(104)가 핀(106)을 통해 슬라이더(108)의 폭방향(화살표 B1,B2 방향), 핀(106)에 대한 회전방향(도 8에 도시된 화살표 C 방향) 및 모멘트 방향(도 7에 도시된 화살표 D 방향)으로 이동 가능하게 지지되는 점에서, 상술한 제 1 실시예에 따른 이송 나사 기구(22)가 적용된 전동 액츄에이터(10)와 상이하다.

이 이송 나사 기구(100)는, 슬라이더(108)의 일방의 측부에 제 1 핀 구멍(110)이 형성되고, 변위 너트(104)에도 동일하게 제 2 핀 구멍(112)이 형성된다. 즉, 제 1 및 제 2 핀 구멍(110,112)은 슬라이더(108)와 변위 너트(104)의 축선방향으로 직교하는 방향에 각자 하나씩 형성되고, 또한, 제 1 및 제 2 핀 구멍(110,112)에는 선단부(106a)가 구 형상으로 형성된 핀(106)이 삽입된다.

핀(106)은, 슬라이더(108)의 측방으로부터 제 1 핀 구멍(110)에 경압입되어 감합되고, 그것의 일단부가 상기 슬라이더(108)의 끝면으로부터 돌출되지 않도록 고정됨과 아울러 선단부(106a)가 상기 제 1 핀 구멍(110)으로부터 변위 너트(104) 측에 소정 길이로 돌출되게 배치되고 상기 핀(106)의 직경보다 적어도 크게 형성된 제 2 핀 구멍(112)에 대해 변위 가능하게 삽입된다.

즉, 핀(106)은, 제 1 핀 구멍(110)을 통해 슬라이더(108)에 고정되고, 제 2 핀 구멍(112)을 통해 변위 너트(104)를 상기 변위 너트(104)의 변위방향(화살표 A1,A2 방향)과 직교하는 수평방향(화살표 B1,B2 방향)에 변위 가능하게 지지하고, 제 2 핀 구멍(112)에 대한 회전방향(화살표 C 방향)에 변위 가능하게 지지함과 아울러, 상기 제 2 핀 구멍(112)에 삽입되는 선단부(106a)를 지지점으로 하여 수평면상의 모멘트방향(화살표 D 방향)에 변위 가능하게 지지 가능한 지지 기구(114)로서의 기능을 가진다.

상술한 방식과 같은 제 2 실시예에서, 변위 너트(104)는, 하나의 핀(106)을 통해 슬라이더(108)의 폭방향, 상기 핀을 중심으로 한 회전방향 및 상기 핀(106)의 선단부(106a)를 지지점으로 하는 수평면상의 모멘트방향을 포함하는 3방향으로 변위 가능하게 지지되므로, 예를 들어, 이송 나사 축(50)의 휨이 발생되는 경우에도, 하나의 핀(106)을 통해 슬라이더(108)의 폭방향(수평방향), 상기 핀(106)을 중심으로 한 회전방향 및 상기 핀(106)의 선단부(106a)를 지지점으로 하는 수평면상의 모멘트방향(도 11에 도시됨)으로의 변위 너트(104)의 상대 변위에 의해, 상기 이송 나사 축(50)의 이러한 휨 등에 따른 어떤 오차도 확실하게 흡수되는 것이 가능하게 된다.

그 결과, 이송 나사 기구(22)를 구성하는 이송 나사 축(50), 변위 너트(104) 등에 오차가 발생될 때 우려되는 슬라이더(108)에 대한 편하중이 부여되는 것이 방지되고, 이러한 편하중에 의해 야기되는 슬라이더(108)의 변위저항이 확실히 억제될 수 있다.

결과적으로, 이송 나사 기구(100)를 포함하는 전동 액츄에이터(102)는 제품 오차나 조립 오차 등에 따른 작업불량의 발생이 회피되어, 슬라이더(108)가 보다 한층 원활하게 축선방향을 따라 직선 변위될 수 있다.

또, 상술한 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 이송 나사 기구(22,100)는, 상술한 바와 같이, 이송 나사 축(50)과 변위 너트(104) 사이에 복수의 볼(52)이 배치되고, 그 볼(52)을 통해 상기 이송 나사 축(50)의 회전력이 상기 변위 너트(104)로 전달되는 볼 나사 구조가 이용되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 이송 나사 축의 외주면에 수나사산이 형성하고, 변위 너트의 내주면에 암나사산을 형성하여 이를 직접 나사 결합하는 구조가 이용되어도 좋다.

본 발명에 따른 이송 나사 기구는, 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 추가나 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

바디(12)의 축방향을 따라 변위 가능한 슬라이더(20)를 보유하는 액츄에이터(10)에 이용되는 이송 나사 기구(22)에 있어서,
외주에 나사산(48)이 형성된 이송 나사 축(50)과,
상기 나사산(48)에 나사 결합되고, 상기 이송 나사 축(50)의 외주측에 설치되는 변위체(54)와,
상기 슬라이더(20)에 대해 상기 변위체(54)를 상대 변위 가능토록 지지하는 지지 기구(56)와
상기 이송 나사 축(50)을 사이에 두고 서로 일직선 상이 되도록 상기 슬라이더(20)에 형성된 한쌍의 제 1 핀 구멍(44a,44b)과,
상기 제 1 핀 구멍(44a,44b)과 동일선상에 위치하도록 상기 변위체(54)에 형성된 한쌍의 제 2 핀 구멍(60a,60b)을 구비하며,
상기 지지 기구(56)는, 상기 슬라이더(20)의 변위방향과 직교하여, 상기 슬라이더(20)를 상기 제 1 핀 구멍(44a,44b)을 통해 관통하고, 선단부가 상기 변위체(54)와 소정의 간극을 가지면서 상기 제 2 핀 구멍(60a,60b)에 삽입되도록 설치되는 한쌍의 핀(46a,46b)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이송 나사 기구.
제1항에 있어서,
상기 지지 기구(56)는, 상기 슬라이더(20)의 변위방향으로 상기 슬라이더(20)에 대한 상기 변위체(54)의 상대 변위를 규제하고, 상기 변위체(54)를 상기 변위방향과 직교방향으로 변위 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 이송 나사 기구.
제2항에 있어서,
상기 지지 기구(56)는, 상기 이송 나사 축(50)에 대한 회전 방향으로 상기 변위체(54)의 상대 변위를 규제하고, 상기 변위체(54)를 상기 슬라이더(20)의 축선과 직교하는 베이스 라인을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 이송 나사 기구.
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제1항에 있어서,
상기 액츄에이터(10)는, 상기 바디(12)에 설치되고, 상기 이송 나사 축(50)에 연결됨과 동시에 통전 작용하에 회전 구동되는 구동유닛(18)을 보유하는 것을 특징으로 하는 이송 나사 기구.
제1항에 있어서,
상기 변위체(54)는 상기 슬라이더(20)의 오목부(42)에 수용되고, 상기 변위체(54)와 상기 오목부(42) 사이에 간극이 형성된 것을 특징으로 하는 이송 나사 기구.
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