KR102285836B1 - 전동 실린더 및 그의 제조 방법 - Google Patents

전동 실린더 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102285836B1
KR102285836B1 KR1020190060474A KR20190060474A KR102285836B1 KR 102285836 B1 KR102285836 B1 KR 102285836B1 KR 1020190060474 A KR1020190060474 A KR 1020190060474A KR 20190060474 A KR20190060474 A KR 20190060474A KR 102285836 B1 KR102285836 B1 KR 102285836B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spline
nut
rod
ball screw
grease
Prior art date
Application number
KR1020190060474A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200134679A (ko
Inventor
김두용
최현구
고몽주
Original Assignee
주식회사 팔복인더스트리
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 팔복인더스트리 filed Critical 주식회사 팔복인더스트리
Priority to PCT/KR2019/006192 priority Critical patent/WO2020235726A1/ko
Priority to KR1020190060474A priority patent/KR102285836B1/ko
Publication of KR20200134679A publication Critical patent/KR20200134679A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102285836B1 publication Critical patent/KR102285836B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/2018—Screw mechanisms with both screw and nut being driven, i.e. screw and nut are both rotating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0497—Screw mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 전동 실린더는 모터, 모터에 동축으로 연결되는 볼 스크류, 볼 스크류의 회전에 의하여 직선 운동을 수행하는 볼 스크류 너트, 볼 스크류를 수용하는 길이 방향의 중공부를 가지며, 볼 스크류 너트와 연결되어 직선 운동을 수행하는 스플라인 로드, 스플라인 로드를 둘러싸며, 스플라인 로드의 회전을 차단하는 스플라인 너트 및 스플라인 로드 및 스플라인 너트를 수용하는 하우징을 포함한다. 본 발명에 따른 전동 실린더에 의하면 로드의 회전을 방지함으로써 부하 손실을 최소화하고, 이물질의 유입을 원천적으로 차단하면서 회전을 방지하는 구조를 갖는 동시에 제조공정의 간소화 및 제조비용의 절감을 도모한다. 특히, 로드나 하우징에 개구를 형성하는 방법을 쓰지 않고, 외부로부터 원천적으로 폐쇄된 구조를 갖기 때문에 먼지나 이물질이 유입될 우려가 없고, 신규한 그리스 유입 구조를 채용함으로써 원활한 동작을 보장하고 부하 손실을 막으며, 스플라인 로드와 스플라인 너트의 결합만으로 이루어지기 때문에 수리가 용이하고, 유지 관리 비용을 절감하게 하는 효과를 도모한다.

Description

전동 실린더 및 그의 제조 방법{ELECTRIC CYLINDER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전동 실린더 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로드의 회전을 방지함으로써 부하 손실을 최소화할 수 있는 구조를 갖는 전동 실린더 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
전동 실린더는 모터(전동기)의 회전운동을 스크류를 통하여 직선 운동으로 변환시키는 장치로 다양한 산업분야에 이용되고 있다. 전기 배선만으로 모터를 구동시켜 사용자가 필요로 하는 추력, 속도, 행정거리 등을 손쉽게 설정할 수 있으며 유지, 보수가 용이하고 경제적이라는 장점이 있다.
전동 실린더는 작동 및 제동이 확실하며 과부하에 대한 안전장치가 내장되어 있기 때문에 실린더를 안전하게 보호할 수 있고, 원격 조작으로 스트로크 제어 및 판넬에 표시가 가능한 기계식 직선 운동기이다. 전동 실린더는 변화하는 시장 상황에 맞추어 다이나믹하게 설비를 변경할 수 있을 뿐만 아니라 업그레이드의 필요시 전환이 용이한 시스템이다.
다만, 고파워를 요구하는 전동실린더에서는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 과정에서 전동 실린더가 회전되는 현상을 보이고 있다.
볼스크류를 이용한 전동 실린더의 회전 현상을 방지하고자, 로드를 수용하는 커버에 홈을 형성하고, 로드로부터 돌출된 돌출부를 홈에 끼운 상태에서 전동 실린더를 동작시키는 종래 기술이 있다. 다만, 전동 실린더에서 가장 중요한 요소가 이물질 유입 방지 구성이라는 점에서 상기 종래 기술은 한계를 보인다. 즉, 로드의 회전을 방지하기 위해 홈을 형성함으로 인하여 이물질이 전동 실린더 내부로 유입될 가능성이 높아지고, 이에 따라 로드의 왕복 운동 제어가 원활하게 이루어지지 않게 된다. 나아가, 상기 종래 기술은 로드에서 돌출된 돌출부를 하우징에 형성된 홈에 끼운 뒤 조립해야 하므로 제조 및 정렬이 쉽지 않고, 이물질이 유입되거나 로드의 손상이 생기는 경우 교체 및 수리가 용이하지 않다는 문제점이 있다.
정밀측정기 시장에서는 회전으로 인한 부하의 변동이 중요한 변수가 되고, 특히, 고파워의 전동 실린더에서 회전으로 인한 부하 손실을 방지하기 위해서 로드의 회전을 방지할 수 있는 기술에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다.
선행문헌1: 미국 등록특허공보 US9548637 (출원일: 2014.04.04.) 선행문헌2: 미국 등록특허공보 US9479026 (출원일: 2014.04.04.) 선행문헌3: 미국 등록특허공보 US9371895 (출원일: 2013.09.19.) 선행문헌4: 일본 등록특허공보 JP4209624 (출원일: 2002.03.26.)
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전에 의하여 직선 왕복운동을 하는 전동 실린더에 있어서 로드의 회전을 방지함으로써 부하 손실을 최소화할 수 있는 전동 실린더 및 그의 제조 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 이물질의 유입을 원천적으로 차단하면서 회전을 방지하는 구조를 갖는 동시에 제조공정의 간소화 및 제조비용의 절감을 도모할 수 있는 전동 실린더 및 그의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동 실린더는 모터; 상기 모터에 동축으로 연결되는 볼 스크류; 상기 볼 스크류의 회전에 의하여 직선 운동을 수행하는 볼 스크류 너트; 상기 볼 스크류를 수용하는 길이 방향의 중공부를 가지며, 상기 볼 스크류 너트와 연결되어 직선 운동을 수행하는 스플라인 로드; 상기 스플라인 로드를 둘러싸며, 상기 스플라인 로드의 회전을 차단하는 스플라인 너트; 및 상기 스플라인 로드 및 스플라인 너트를 수용하는 하우징;을 포함한다.
그리고, 상기 스플라인 로드의 외표면에 상기 스플라인 로드의 길이 방향을 따라 연장되는 홈부 및 상기 스플라인 너트의 내표면에 형성된 돌부가 정렬된 상태에서 상기 스플라인 너트가 상기 스플라인 로드의 외표면을 둘러싸도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 하우징은 상기 홈부에 그리스를 유입시키기 위한 그리스 유입 포트를 구비하고, 상기 그리스 유입 포트를 통해 공급된 그리스는 유입관을 통하여 상기 홈부에 유입될 수 있다.
그리고, 상기 하우징은 표면으로부터 내측으로 이동하는 걸림편을 구비하고, 상기 걸림편은 상기 스플라인 너트의 표면에 구비된 걸림홈으로 진입하여 상기 스플라인 너트를 고정하여 유동을 차단할 수 있다.
또한, 상기 스플라인 너트의 걸림홈은 그리스가 공급되는 인렛이 형성되고, 상기 인렛으로부터 공급된 그리스는 상기 스플라인 너트에 형성된 세로 유입로를 따라 상기 스플라인 로드로 유입되며, 상기 스플라인 로드에 형성된 가로 유입로를 따라 상기 스플라인 로드에 구비된 각 홈부로 유입될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동 실린더 제조 방법은 모터에 볼 스크류를 동축으로 커플링하는 단계; 스플라인 로드에 구비된 중공부에 상기 볼 스크류를 삽입하는 단계; 상기 볼 스크류에 체결된 볼 스크류 너트에 상기 스플라인 로드의 끝단부를 결합시키는 단계; 상기 스플라인 로드의 표면에 형성된 홈부에 스플라인 너트의 표면에 형성된 돌부를 정렬시키는 단계; 상기 스플라인 너트를 상기 스플라인 로드의 외표면에 장착하는 단계; 및 하우징을 체결하여 상기 스플라인 너트의 유동을 방지하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 유동을 방지하는 단계는, 상기 하우징의 표면에 구비된 걸림편을 내측으로 밀어넣어 상기 스플라인 너트의 표면에 구비된 걸림홈에 진입시켜 상기 스플라인 너트를 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 하우징에 구비된 그리스 유입 포트로 공급된 그리스를 유입관을 통하여 상기 홈부에 유입시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 스플라인 너트의 걸림홈에 형성된 인렛을 통하여 공급된 그리스를 상기 스플라인 너트에 형성된 세로 유입로 및 상기 스플라인 로드에 형성된 가로 유입로를 통하여 상기 스플라인 로드에 구비된 복수 개의 홈부로 유입시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전동 실린더에 의하면 로드의 회전을 방지함으로써 부하 손실을 최소화할 수 있고, 이물질의 유입을 원천적으로 차단하면서 회전을 방지하는 구조를 갖는 동시에 제조공정의 간소화 및 제조비용의 절감을 도모할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전동 실린더의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동 실린더의 해부도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동 실린더의 부분 절개도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전동 실린더의 스플라인 로드와 스플라인 너트의 체결 구조를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 전동 실린더의 스플라인 너트 고정 구조를 도시하는 단면도이다.
도 6는 본 발명에 따른 전동 실린더의 그리스 유입 구조를 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전동 실린더의 그리스 유입 구조를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 전동 실린더 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전동 실린더의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전동 실린더의 해부도이다. 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 실린더(100)는 모터(110), 커플링(115), 볼 스크류(120), 볼 스크류 너트(125), 스플라인 로드(130), 스플라인 너트(140) 및 하우징(150)을 포함한다.
모터(110), 커플링(115) 및 볼 스크류(120)는 동축 선상에 정렬되며, 커플링(115)은 모터(110)와 볼 스크류(120)를 체결한다. 모터(110)의 회전력은 커플링(115)을 통해 볼 스크류(120)로 전달되며, 볼 스크류(120)의 회전에 의하여 볼 스크류 너트(125)가 축(R)의 연장 방향을 따라 직선 왕복 운동을 수행한다.
모터(110), 커플링(115), 볼 스크류(120) 및 볼 스크류 너트(125)의 연동에 의한 회전 운동의 직선 운동으로의 변환 메커니즘과 관련해서는 기존의 다양한 구조 및 원리를 적용할 수 있으며, 여기서는 본 발명의 본질을 흐리지 않기 위하여 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동 실린더(100)는 모터(110)를 볼 스크류(120)의 축(R) 방향으로 체결하는 인라인(inline) 방식을 적용하며, 볼 스크류(120)와 모터(110)의 체결은 커플링(115)을 이용하여 동축 연결함으로써 체결의 간소화를 도모하였다. 이때, 커플링(115)과 볼 스크류(120) 사이에 베어링(bearing)(미도시)이 개재될 수 있다.
볼 스크류 너트(125)는 스플라인 로드(130)의 끝단과 결합되며, 볼 스크류 너트(125)의 축(R) 방향 직선 운동에 연동하여 스플라인 로드(130)의 직선 왕복 운동이 이루어진다.
스플라인 로드(130)는 중공(中空)을 갖는 길이 방향의 부재로서, 단면은 원형 혹은 다각형으로 이루어질 수 있다. 다만, 스플라인 로드(130)가 중공을 갖는 길이 방향의 원통형 부재인 것이 더욱 바람직하다.
스플라인 로드(130)에 형성된 중공에는 볼 스크류(120)가 삽입될 수 있다. 즉, 스플라인 로드(130)의 끝단부(볼 스크류 너트(125)와 결합되는 영역)는 오픈되어 있는 반면 스플라인 로드(130)의 선단부(끝단부의 반대편 영역)는 폐쇄된 구조를 갖는다. 볼 스크류 너트(125)는 고파워 형성을 위하여 접촉하는 볼 배열 열수를 많이 할 수 있도록 더블 너트를 채용하는 것이 바람직하나 싱글 너트를 채용해도 무방하다.
스플라인 너트(140)는 스플라인 로드(130)을 외측에서 둘러싸는 방식으로 결합된다. 스플라인 너트(140)는 스플라인 로드(130)의 외주면을 감싸도록 체결될 수 있도록 스플라인 로드(130)에 직경에 대응하는 크기의 개구(opening)가 형성될 수 있다.
스플라인 로드(130)는 볼 스크류(120)의 회전에 의하여 직선 운동을 수행하기 때문에 볼 스크류(120)의 회전력이 직접 혹은 볼 스크류 너트(125)를 통하여 스플라인 로드(130)에 전달될 수 있다. 이러한 회전은 부하 손실을 일으키는 가장 큰 원인이 된다. 이를 방지하기 위하여 본 발명에 따른 전동 실린더(100)는 스플라인 너트(140)를 통하여 스플라인 로드(130)의 회전을 방지하여 스플라인 로드(130)가 축(R) 방향을 따라 직선 운동만을 수행할 수 있게 가이드하는 기능을 한다.
하우징(150)은 스플라인 로드(130)와 스플라인 너트(140)를 수용한다. 또한, 하우징(150)은 스플라인 너트(140)를 고정하여 스플라인 너트(140)의 유동을 방지하고, 스플라인 너트(140)는 완전 고정된 상태에서 스플라인 로드(130)를 일직선상으로 왕복 운동할 수 있도록 가이드한다. 하우징(150)은 압출 성형 후 아노다이징 처리를 진행하여 제조될 수 있으며, 상기 언급한 스플라인 로드(130) 및 스플라인 너트(140) 외에 전동 실린더 작동에 필요한 다양한 구성이 수용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전동 실린더(100)의 부분 절개도이다. 구체적으로, 도 3은 본 발명에 따른 전동 실린더(100)의 선단부를 절단하여 확대한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스플라인 로드(130)는 중공을 갖는 원통형 부재로 이루어져 있고, 상기 중공에 볼 스크류(120)가 삽입된다. 스플라인 너트(140) 역시 개구가 형성되고, 링형 단면을 갖는 원통형 부재로 스플라인 로드(130)의 선단부 외측을 둘러싼다. 거꾸로 말하면, 스플라인 로드(130)의 선단부가 스플라인 너트(140)에 삽입되는 구조를 갖는다.
이때, 스플라인 로드(130)의 외표면에는 길이 방향을 따라 하나 이상의 홈부(130h)가 형성된다. 도 3에서는 곡선형으로 움푹 패인 오목형 홈부(130h)가 도시되어 있으나, 홈부(130h)의 단면이 곡선을 이루지 않아도 무방하다. 홈부(130h)는 스플라인 로드(130)의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치될 수 있다.
스플라인 너트(140)의 내표면에는 소정 형상으로 돌출된 돌부(140p)가 형성된다. 돌부(140p)의 형상은 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)에 대응되는 것이 바람직하다. 즉, 홈부(130h)가 소정 곡률을 갖고 오목하게 형성되었다면, 돌부(140p) 역시 같은 곡률을 갖고 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 홈부(130h)가 직사각형으로 오목하게 들어가게 형성되었다면 돌부(140p)는 홈부(130h)에 정확하게 끼워질 수 있는 부피를 갖는 직사각형으로 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.
스플라인 너트(140)의 돌부(140p)는 스플라인 너트(140)의 길이 방향을 따라 스플라인 너트(140)의 길이만큼 길게 연장될 수 있으나, 일 실시예에서는 전체 길이만큼 연장되지 않고 일부 영역에만 배치될 수 있다. 혹은, 스플라인 너트(140)의 내표면에서 길이 방향을 따라 소정 거리 이격하여 배치될 수 있다. 이때에는 돌부(140p)가 도트(dot) 형상으로 형성될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전동 실린더(100)의 스플라인 로드(130)와 스플라인 너트(140)의 체결 구조를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스플라인 너트(140)의 돌부(140p)는 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)에 대응되도록 정렬된다. 즉, 스플라인 로드(130)의 외표면에 형성된 홈부(130h)와 스플라인 너트(140)의 내표면에 형성된 돌부(140p)가 정렬된 상태에서 스플라인 너트(140)가 스플라인 로드(130)의 외표면을 둘러싸도록 결합된다.
스플라인 너트(140)는 하우징(150)에 고정되도록 결합되기 때문에 움직이지 않고, 스플라인 너트(140)의 돌부(140p)가 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)에 맞물려 있기 때문에 스플라인 로드(130)에 회전력이 가해진다고 해도 길이 방향을 따라 연장된 홈부(130h)가 스플라인 로드(130)의 회전을 방지하여 스플라인 로드(130)는 순수한 직선 운동을 수행할 수 있게 된다.
한편, 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)는 스플라인 로드(130)의 표면에 길이 방향을 따라 연장되며, 하우징(150)에는 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)에 그리스를 유입시키기 위한 그리스 유입 포트(미도시)가 구비될 수 있다.
그리스 유입 포트(미도시)를 통해 공급된 그리스(grease)는 스플라인 로드(130)에 구비된 하나 이상의 홈부(130h)로 이어지는 유입관을 통해 각 홈부(130h)로 유입되어 원활한 직선 운동을 수행하게 한다.
도 5는 본 발명에 따른 전동 실린더의 스플라인 너트 고정 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 하우징(150)에는 스플라인 너트(140)를 고정시키기 위한 걸림편(155)이 구비될 수 있다. 그리고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 걸림편(155)은 하우징(150)의 표면으로부터 내측으로 이동하도록 구비된다. 걸림편(155)은 탄성체와 고정자가 구비되고, 사용자가 걸림편(155)을 손으로 누르면 내측으로 이동한 뒤 고정자에 의하여 걸림편(155)이 고정되고, 다시 걸림편(155)을 손으로 누르면 고정자가 해제되어 외측으로 이동할 수 있다.
한편, 스플라인 너트(140)의 표면(외표면)에는 걸림편(155)을 수용하기 위한 걸림홈(145)을 구비하며, 하우징(150)의 표면으로부터 내측으로 이동된 걸림편(155)이 걸림홈(145)에 진입함으로써 스플라인 너트(140)가 고정되어 유동이 방지된다. 한편, 스플라인 너트(140)의 걸림홈(145)은 스플라인 로드(130)에 그리스를 유입하기 위한 구조를 갖는다.
도 6는 본 발명에 따른 전동 실린더의 그리스 유입 구조를 도시하는 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전동 실린더의 그리스 유입 구조를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 스플라인 너트(140)의 걸림홈(145)에는 그리스가 공급되는 인렛(146)을 포함하고, 인렛(146)으로 공급된 그리스는 세로 유입로(147)를 따라 스플라인 로드(130)로 유입된다. 세로 유입로(147)는 인렛(146)으로부터 연장되는 통로로 스플라인 너트(140)의 단면을 뚫고 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)로 이어진다.
한편, 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)로 진입한 그리스는 스플라인 로드(130)에 형성된 가로 유입로(137)를 통하여 스플라인 로드(130)에 형성된 모든 홈부(130h)로 진입한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 가로 유입로(137)는 스플라인 로드(130)의 길이 방향으로 연장된 홈부(130h)를 가로지르도록 형성되는 오목 구조이며, 가로 유입로(146)의 깊이는 홈부(130h)의 깊이와 동일하거나 홈부(130h)의 깊이보다 낮은 것이 바람직하다. 스플라인 너트(140)의 인렛(146)과 세로 유입로(147)를 통하여 유입된 그리스는 스플라인 로드(130)에 형성된 가로 유입로(137)를 통하여 각 홈부(130h)로 진입함으로써 스플라인 로드(130)의 직선 왕복 운동을 원활하게 한다.
물론, 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)가 하나만 구비되는 경우에는 가로 유입로(137)의 구성이 생략될 수 있을 것이다.
도 6 및 7에 구비된 그리스 유입 구조 및 스플라인 너트(140)의 구성을 통하여 스플라인 로드(130)는 회전에 의한 부하 손실 없이 원활한 직선 운동을 수행할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 전동 실린더 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 모터(110)에 볼 스크류를 커플링시킨다(S200). 이때, 모터(110)는 볼 스크류(120)의 축(R) 방향으로 체결하는 인라인(inline) 방식을 적용하며, 볼 스크류(120)와 모터(110)의 체결은 커플링(115)을 이용하여 동축 연결함으로써 체결의 간소화를 도모한다. 이때, 커플링(115)과 볼 스크류(120) 사이에 베어링(bearing)(미도시)이 개재될 수 있다.
이후, 스플라인 로드(130)에 구비된 중공부에 볼 스크류(120)를 삽입한다(S210). 그리고, 볼 스크류(120)에 체결된 볼 스크류 너트(125)를 스플라인 로드(130)의 끝단부와 연결시킨다(S220).
이와 같은 방식으로 모터(110), 커플링(115) 및 볼 스크류(120)는 동축 선상에 정렬되며, 커플링(115)은 모터(110)와 볼 스크류(120)를 체결한다. 모터(110)의 회전력은 커플링(115)을 통해 볼 스크류(120)로 전달되며, 볼 스크류(120)의 회전에 의하여 볼 스크류 너트(125)가 축(R)의 연장 방향을 따라 직선 왕복 운동을 수행한다.
다음, 스플라인 로드(130)의 외표면에 형성된 홈부(130h)와 스플라인 너트(140)의 내표면에 형성된 돌부(140p)를 정렬시킨다(S230).
스플라인 너트(140)의 내표면에는 소정 형상으로 돌출된 돌부(140p)가 형성된다. 돌부(140p)의 형상은 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)에 대응되는 것이 바람직하다. 즉, 홈부(130h)가 소정 곡률을 갖고 오목하게 형성되었다면, 돌부(140p) 역시 같은 곡률을 갖고 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 홈부(130h)가 직사각형으로 오목하게 들어가게 형성되었다면 돌부(140p)는 홈부(130h)에 정확하게 끼워질 수 있는 부피를 갖는 직사각형으로 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다. 스플라인 너트(140)의 돌부(140p)는 스플라인 너트(140)의 길이 방향을 따라 스플라인 너트(140)의 길이만큼 길게 연장될 수 있으나, 일 실시예에서는 전체 길이만큼 연장되지 않고 일부 영역에만 배치될 수 있다. 혹은, 스플라인 너트(140)의 내표면에서 길이 방향을 따라 소정 거리 이격하여 배치될 수 있다. 이때에는 돌부(140p)가 도트(dot) 형상으로 형성될 수 있을 것이다.
스플라인 로드(130)의 홈부(130h)와 스플라인 너트(140)의 돌부(140p)가 정렬된 상태에서 스플라인 너트(140)를 스플라인 로드(130)의 외표면에 장착시킨다(S240). 다시 말해, 스플라인 로드(130)의 외표면에 형성된 홈부(130h)와 스플라인 너트(140)의 내표면에 형성된 돌부(140p)가 정렬된 상태에서 스플라인 너트(140)가 스플라인 로드(130)의 외표면을 둘러싸도록 결합된다.
스플라인 로드(130)와 스플라인 너트(140)가 연결되면 외측으로 하우징을 체결한다(S250). 이때, 하우징(150)의 걸림편(155)의 위치를 스플라인 너트(140)의 걸림홈(145)에 정렬시켜 하우징을 체결하는 것이 바람직하다.
여기서, 하우징(150)의 걸림편(155)을 내측으로 밀어넣어 스플라인 너트(140)의 걸림홈(145)으로 진입시켜 스플라인 너트(140)의 유동을 방지하도록 고정시킨다(S260).
그 외에 그리스 유입 단계가 더 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 그리스 유입 단계는 하우징(150)에 구비된 그리스 유입 포트(미도시)로 공급된 그리스를 유입관(미도시)을 통하여 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)로 유입시킨다.
다른 실시예에 따른 그리스 유입 단계는 걸림편(155)과 걸림홈(144) 사이에 형성되는 간극(미도시)으로 주입되고 스플라인 너트(140)의 걸림홈(145)에 구비되는 인렛(146)을 통하여 공급된 그리스를 스플라인 너트(145)에 구비된 세로 유입로(147) 및 스플라인 로드(130)에 구비된 가로 유입로(137)를 통하여 스플라인 로드(130)의 각 홈부(130h)로 유입시킨다. 물론, 스플라인 로드(130)의 홈부(130h)가 하나만 구비되는 경우에는 가로 유입로(137)의 구성이 생략될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전동 실린더에 의하면 로드의 회전을 방지함으로써 부하 손실을 최소화할 수 있고, 이물질의 유입을 원천적으로 차단하면서 회전을 방지하는 구조를 갖는 동시에 제조공정의 간소화 및 제조비용의 절감을 도모할 수 있게 된다. 특히, 로드나 하우징에 개구를 형성하는 방법을 쓰지 않고, 외부로부터 원천적으로 폐쇄된 구조를 갖기 때문에 먼지나 이물질이 유입될 우려가 없고, 신규한 그리스 유입 구조를 채용함으로써 원활한 동작을 보장하고 부하 손실을 막는다.
또한, 스플라인 로드와 스플라인 너트의 결합만으로 이루어지기 때문에 수리가 용이하고, 유지 관리 비용을 절감하게 하는 효과를 도모한다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 전동 실린더
110 : 모터
120 : 볼 스크류
125 : 볼 스크류 너트
130 : 스플라인 로드
130h : 홈부
137 : 가로 유입로
140 : 스플라인 너트
140p : 돌부
145 : 걸림홈
146 : 인렛
147 : 세로 유입로
150 : 하우징
155 : 걸림편

Claims (9)

  1. 모터;
    상기 모터에 동축으로 연결되는 볼 스크류;
    상기 볼 스크류의 회전에 의하여 직선 운동을 수행하는 볼 스크류 너트;
    상기 볼 스크류를 수용하는 길이 방향의 중공부를 가지며, 외표면에 길이 방향을 따라 연장되는 하나 이상의 홈부 및 상기 홈부를 가로지르도록 형성되는 가로 유입로를 포함하고, 상기 볼 스크류 너트와 연결되어 직선 운동을 수행하는 스플라인 로드;
    상기 스플라인 로드를 둘러싸며, 외표면에 형성되는 걸림홈, 상기 걸림홈에 형성되어 그리스가 공급되는 인렛 및 상기 인렛에서 연장되어 상기 홈부로 이어지는 세로 유입로를 포함하고, 상기 스플라인 로드의 회전을 차단하는 스플라인 너트; 및
    하우징은 탄성체 및 고정자를 포함하는 걸림편을 구비하고,
    상기 걸림편은 상기 탄성체에 의해 지지되고 상기 하우징의 표면으로부터 내측 또는 외측으로 이동되며 상기 고정자에 의해 고정 또는 고정 해제되고, 상기 스플라인 너트의 표면에 구비된 걸림홈으로 진입하여 상기 스플라인 너트를 고정하여 유동을 차단하며,
    상기 스플라인 너트는 상기 인렛으로부터 공급된 그리스가 상기 세로 유입로를 따라 상기 스플라인 로드로 유입되고, 유입된 그리스가 상기 가로 유입로를 따라 상기 홈부로 유입되는 전동 실린더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스플라인 로드의 상기 홈부 및 상기 스플라인 너트의 내표면에 형성된 돌부가 정렬된 상태에서 상기 스플라인 너트가 상기 스플라인 로드의 외표면을 둘러싸도록 결합되는 전동 실린더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 홈부에 그리스를 유입시키기 위한 그리스 유입 포트를 구비하고, 상기 그리스 유입 포트를 통해 공급된 그리스는 유입관을 통하여 상기 홈부에 유입되는 전동 실린더.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020190060474A 2019-05-23 2019-05-23 전동 실린더 및 그의 제조 방법 KR102285836B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2019/006192 WO2020235726A1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 전동 실린더 및 그의 제조 방법
KR1020190060474A KR102285836B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 전동 실린더 및 그의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190060474A KR102285836B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 전동 실린더 및 그의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200134679A KR20200134679A (ko) 2020-12-02
KR102285836B1 true KR102285836B1 (ko) 2021-08-04

Family

ID=73458984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190060474A KR102285836B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 전동 실린더 및 그의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102285836B1 (ko)
WO (1) WO2020235726A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102626397B1 (ko) * 2021-02-24 2024-01-17 주식회사 팔복인더스트리 다축 자동 정렬 지그
US11867263B2 (en) * 2022-05-04 2024-01-09 Halliburton Energy Services, Inc. Linear actuators, motor assemblies, and methods to actuate a device or load

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101325279B1 (ko) * 2013-08-14 2013-11-08 (주)한산리니어시스템 베어링부를 지지하는 지지링이 형성된 볼스크류축
JP2015001258A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社アイエイアイ アクチュエータ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4209624B2 (ja) 2002-03-26 2009-01-14 ケーエスエス株式会社 直線運動装置
JP5699617B2 (ja) * 2011-01-13 2015-04-15 新東工業株式会社 電動シリンダ及び電動シリンダシステム
JP6091148B2 (ja) * 2012-10-12 2017-03-08 Ntn株式会社 電動リニアアクチュエータ
ITRM20120587A1 (it) 2012-11-22 2014-05-23 Umbra Cuscinetti Spa Attuatore elettromeccanico lineare con antirotazione integrata.
DE102013005731A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Festo Ag & Co. Kg Linearsteller
DE102013005732A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Festo Ag & Co. Kg Linearsteller
KR20150008550A (ko) * 2013-07-15 2015-01-23 현대모비스 주식회사 리어 휠 스티어링 장치의 리드스크류 회전 방지 구조
KR102257873B1 (ko) * 2015-02-26 2021-05-28 주식회사 만도 통합형 브레이크 장치의 펌프

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015001258A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 株式会社アイエイアイ アクチュエータ
KR101325279B1 (ko) * 2013-08-14 2013-11-08 (주)한산리니어시스템 베어링부를 지지하는 지지링이 형성된 볼스크류축

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200134679A (ko) 2020-12-02
WO2020235726A1 (ko) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102285836B1 (ko) 전동 실린더 및 그의 제조 방법
WO2013008539A1 (ja) アクチュエータ
EP2684488B1 (en) Linear actuator and method for producing a linear actuator
US20080110286A1 (en) Ball screw device
KR20110007962A (ko) 전자 확장 밸브
US7520191B2 (en) Actuator
KR102451518B1 (ko) 볼 나사-너트 메커니즘
KR101455952B1 (ko) 전동밸브
KR102157493B1 (ko) 분리 가능한 리니어 가이드 모듈
JP6611900B2 (ja) アクチュエータ
US11448295B2 (en) Linear actuator, housing for a linear actuator, actuation system and assembly method
KR101985875B1 (ko) 기어조립체 일체형 엑츄에이터장치
FI97311B (fi) Liitoselementti tankoa varten
CN209746245U (zh) 一种红外镜头自动调焦装置
JP5845070B2 (ja) アクチュエータ
US9774237B2 (en) Slide-block-type shaft linear motor platform
KR20220008161A (ko) 전동 실린더
CN208479365U (zh) 电动缸的马达模组
CN215779831U (zh) 筋膜枪
JP5869790B2 (ja) ガイド装置及びアクチュエータ
CN218055347U (zh) 一种具有外置式曲面孔道的滚珠丝杠钢球反向器结构
JP2009144855A (ja) 運動装置
KR101023607B1 (ko) 구름 이동 부재 나사 장치
CN210530552U (zh) 一种车辆电动侧滑门钢丝绳张紧机构
JP6254375B2 (ja) シリンダ型アクチュエータのシャフトガイドカバーの固定構造および固定方法

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant