KR200237536Y1

KR200237536Y1 - 리니어 액츄에이터

Info

Publication number: KR200237536Y1
Application number: KR2020010007018U
Authority: KR
Inventors: 정훈택
Original assignee: 순환엔지니어링 주식회사
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2001-10-08

Abstract

본 고안에 의한 리니어 액츄에이터는 베이스부재(20)의 상면 가장자리에 대하여 길이방향을 따라 각각 결합되는 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)과, 상기 제1트랙롤러 가이드블록(30a)의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈(30c)의 내부에 대하여 그 상하면에 길이방향을 따라 수평으로 각각 압입 고정되는 제1 및 제2트랙롤러 원형가이드바(40a,40b)와, 상기 제2트랙롤러 가이드블록(30b)의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈(30d)의 내부에 대하여 그 하면에 길이방향을 따라 수평으로 압입 고정되는 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)와, 상기 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)의 상면과 내측벽에 일정간격을 두고 대향되도록 안착되는 이동부재(50)와, 상기 이동부재(50)의 양외측벽에 대하여 길이방향을 따라 일정거리를 두고 각각 회전자유롭게 설치되어 상기 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)에 각각 구름운동가능케 밀착되는 다수의 제1 및 제2트랙롤러 (60a,60b)와, 상기 이동부재(50)의 하면 중앙과 상기 베이스부재(20)의 상면 중앙에 서로 일정간격을 두고 각각 대향되게 설치되어 자장의 변화에 따라 이동부재(50)를 평면 위에서 직선 이송시키도록 가동부(11a)와 고정부(11b)로 이루어진 리니어 모터(13)로 구성됨을 특징으로 되어 있으므로, 공진현상을 최소화시키고, 최대가속도 및 최대속도를 높일 수 있게 함과 동시에 롱스트로크의 제작이 용이하도록 한 것이다.

Description

리니어 액츄에이터{A LINEAR ACTUATOR}

본 고안은 리니어 액츄에이터에 관한 것이다.

종래에 의한 리니어 액츄에이터는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스부재(1)의 상면 가장자리에 대하여 길이방향을 따라 예를 들어 다수의 볼트등에 의해 각각 결합되는 제1 및 제2트랙(3a,3b)과, 상기 제 1및 제2트랙(3a,3b)의 상부 소정위치에 길이방향을 따라 다수의 볼(5)을 매개로 각각 안착되어 길이방향을 따라 이송되는 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)와, 상기 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)의 상면에 그 하면 양측단이 예를 들어 다수의 볼트등에 의해 결합되어 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)와 함께 동시 이송되는 이동부재(9)와, 상기 이동부재(1)의 하면 중앙과 상기 베이스부재(1)의 상면 중앙에 서로 일정간격을 두고 각각 대향되게 설치되어 자장의 변화에 따라 이동부재(1)를 평면 위에서 직선 이송시키도록 가동부(11a; Armature)와 고정부(11b; Stator)로 이루어진 리니어 모터(13)로 구성되어 있다.

이때, 상기 제1 및 제2트랙(3a,3b)의 상면 내측 및 외측 모서리와 양외측벽 중앙에 대하여 길이방향측에는 상기 다수의 볼(5)이 각각 안착되어 슬라이딩되도록 트랙홈(3c)가 각각 형성되어 있다.

상기 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)는 하면 중앙에 상기 제1 및 제2트랙(3a,3b)의 상면에 요철형상으로 감싸주는 사각형상의 오목홈(7c)이 각각 형성되고, 이 오목홈(7c)의 양내측벽에 대하여 길이방향측에는 상기 트랙홈(3c)과 대향하면서 그 사이에 상기 다수의 볼(6)이 안착되게 함과 동시에 무한궤도식으로 순환되도록 예를 들어 타원형상의 장홈(7d)이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)와 제1 및 제2트랙(3a,3b)과의 사이에 상기 다수의 볼(6)이 개재되어 서로 일정 틈새를 유지하도록 구성되어 있다.

도면중 미설명 부호 15는 상기 이동부재(9)의 상부에 얹혀져 이동되는 피물체이고, 17a,17b는 상기 베이스부재(1)와 제1 및 제2트랙(3a,3b)의 길이측 양단부에 각각 밀착되어 예를 들어 다수의 볼트등에 의해 결합되는 커버부재이다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래에 의한 리니어 액츄에이터는 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)가 제1 및 제2트랙(3a,3b)을 따라 왕복 직선 이송될때 마찰력이 감소되도록 그 사이에 다수의 볼(6)이 매개된 구조로 되어 있기 때문에 다수의 작은 볼(6)이 고속으로 이동할때 선속도의 한계를 극복하지 못하고 유동 및 마모로 인해 공진(共振)이 갈수록 심하게 발생됨에 따라 제1 및 제2가이드부재(7a,7b)의 최대속도가 예를 들어 1-2m/sec정도로 현저히 저하되었고, 또한 롱 스트로크(Long Stroke)로 제작할때 제작비용이 엄청나게 증가된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 공진현상을 최소화시키고, 최대가속도 및 최대속도를 높일 수 있게 함과 동시에 롱스트로크의 제작이 용이하도록 한 리니어 액츄에이터를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 고안에 의한 리니어 액츄에이터는 베이스부재의 상면 가장자리에 대하여 길이방향을 따라 각각 결합되는 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록과, 상기 제1트랙롤러 가이드블록의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈의 내부에 대하여 그 상하면에 길이방향을 따라 수평으로 각각 압입 고정되는 제1 및 제2트랙롤러 원형가이드바와, 상기 제2트랙롤러 가이드블록의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈의 내부에 대하여 그 하면에 길이방향을 따라 수평으로 압입 고정되는 제3트랙롤러 원형가이드바와, 상기 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록의 상면과 내측벽에 일정간격을 두고 대향되도록 안착되는 이동부재와, 상기 이동부재의 양외측벽에 대하여 길이방향을 따라 일정거리를 두고 각각 회전자유롭게 설치되어 상기 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바에 각각 구름운동가능케 밀착되는 다수의 제1 및 제2트랙롤러와, 상기 이동부재의 하면 중앙과 상기 베이스부재의 상면 중앙에 서로 일정간격을 두고 각각 대향되게 설치되어 자장의 변화에 따라 이동부재를 평면 위에서 직선 이송시키도록 가동부와 고정부로 이루어진 리니어 모터로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 의한 리니어 액츄에이터를 도시한 측 단면도,

도 2는 도 1의 A-A선에 대한 단면도,

도 3은 본 고안에 의한 리니어 액츄에이터를 도시한 측 단면도,

도 4는 도 3의 B부분에 대한 요부 측면도,

도 5는 도 3의 C부분에 대한 요부 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11a : 가동부 11b : 고정부

13 : 리니어 모터 20 : 베이스부재

30a,30b : 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록

30c,30d : 오목홈

40a,40b,40c : 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바

50 : 이동부재 52 : 고정축

60a,60b : 제1 및 제2트랙롤러 62 : 앵귤러 콘택트 볼베어링

이하, 본 고안의 일실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 고안에 의한 리니어 액츄에이터는 도 3에 도시한 바와 같이, 베이스부재(20)의 상면 가장자리에 대하여 길이방향을 따라 예를 들어 다수의 볼트등에 의해 각각 결합되는 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)과, 상기 제1트랙롤러 가이드블록(30a)의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈(30c)의 내부에 대하여 그 상하면에 길이방향을 따라 수평으로 각각 압입 고정되는 제1 및 제2트랙롤러 원형가이드바(40a,40b)와, 상기 제2트랙롤러 가이드블록(30b)의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈(30d)의 내부에 대하여 그 하면에 길이방향을 따라 수평으로 압입 고정되는 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)와, 상기 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)의 상면과 내측벽에 일정간격을 두고 대향되도록 안착되는 이동부재(50)와, 상기 이동부재(50)의 양외측벽에 대하여 길이방향을 따라 일정거리를 두고 각각 회전자유롭게 설치되어 상기 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)에 각각 구름운동가능케 밀착되는 다수의 제1 및 제2트랙롤러 (60a,60b)와, 상기 이동부재(50)의 하면 중앙과 상기 베이스부재(20)의 상면 중앙에 서로 일정간격을 두고 각각 대향되게 설치되어 자장의 변화에 따라 이동부재(50)를 평면 위에서 직선 이송시키도록 가동부(11a; Armature)와 고정부(11b; Stator)로 이루어진 리니어 모터(13)로 구성되어 있다.

이때, 상기 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)는 상기 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)의 오목홈(30c,30d)내에 각각 고정될때 그 둘레측 일부분이 상기 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)의 브이(V)자 홈(부호도시안됨)과 긴밀하게 밀착되도록 돌출되어 있다.

상기 다수의 제1트랙롤러(60a)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1트랙롤러 원형가이드바(40a)와 제2트랙롤러 원형가이드바(40b)와의 사이에 길이방향을 따라 일정간격을 두고 각각 위치되면서 서로 교번되게 제1트랙롤러 원형가이드바(40a)의 하면과 제2트랙롤러 원형가이드바(40b)의 상면에 밀착되도록이동부재(50)의 좌측벽에 회전자유롭게 설치되어 있다.

상기 다수의 제2트랙롤러(60b)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 각각 위치되면서 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)의 상면에 밀착되도록 이동부재(50)의 우측벽에 회전자유롭게 설치되어 있다.

그리고, 상기 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)는 상기 이동부재(50)의 양측벽에 돌설된 고정축(52)의 외주에 앵귤러 콘택트 볼베어링(62; Angular Contack Ball Bearing))을 매개로 회전자유롭게 지지되어 있다.

다음은, 이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

리니어 모터(13)의 가동부(11a)에 전원을 인가시키면, 이 평면상태의 가동부(11a)가 고정부(11b)와 일정간극을 두고 상부에 대향되게 설치된 상태에서 고정부(11b)위에 만들어진 자장의 변화에 따라서 부상식(浮上式)으로 평면 위를 직선적으로 움직임으로써 가동부(11a)와 결합된 이동부재(50)를 소정거리로 이동시키게 된다.

이때, 이동부재(50)는 도 3과 같이 그 외측에 설치된 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)가 제1트랙롤러 가이드블록(30a)의 오목홈(30c) 상하면에 각각 고정된 제1 및 제2트랙롤러 원형가이드바(40a,40b)와 제2트랙롤러 가이드블록(30b)의 오목홈(30d) 하면에 고정된 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)에 긴밀하게 밀착됨과 동시에 안내받아 직선적으로 회전함으로써 이동부재(50)의 이동을 원활하게 하여 준다.

즉, 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)는 이동부재(50)의 양외측벽에 수평으로 뻗은 고정축(52)의 외주에 앵귤러 콘택트 볼베어링(62)을 매개로 각각 회전자유롭게 지지되어 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)와 각각 접촉되고, 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)는 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)에 형성된 오목홈(30c,30d)의 3지점에 각각 압입 고정되는 구조로 이므로, 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)는 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)의 안내를 받아 부드럽게 구름운동이 가능케 된다.

따라서, 본 고안은 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)와 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)의 접촉에 의해 구름운동되므로, 종래의 볼방식(Ball Type)에 의해 발생되었던 공진현상을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 최대가속도 및 최대속도를 높일 수 있고, 롱스트로크의 제작이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 리니어 액츄에이터는 앵귤러 콘택트 볼베어링을 이용한 트랙롤러를 채택함으로써 공진현상을 최소화시키고, 최대가속도 및 최대속도를 높일 수 있게 함과 동시에 롱스트로크의 제작이 용이하도록 한 효과를 갖는다.

Claims

리니어 액츄에이터에 있어서,

베이스부재(20)의 상면 가장자리에 대하여 길이방향을 따라 각각 결합되는 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)과,

상기 제1트랙롤러 가이드블록(30a)의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈(30c)의 내부에 대하여 그 상하면에 길이방향을 따라 수평으로 각각 압입 고정되는 제1 및 제2트랙롤러 원형가이드바(40a,40b)와,

상기 제2트랙롤러 가이드블록(30b)의 내측면 중앙에 사각형상으로 형성된 오목홈(30d)의 내부에 대하여 그 하면에 길이방향을 따라 수평으로 압입 고정되는 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)와,

상기 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)의 상면과 내측벽에 일정간격을 두고 대향되도록 안착되는 이동부재(50)와,

상기 이동부재(50)의 양외측벽에 대하여 길이방향을 따라 일정거리를 두고 각각 회전자유롭게 설치되어 상기 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바 (40a,40b,40c)에 각각 구름운동가능케 밀착되는 다수의 제1 및 제2트랙롤러 (60a,60b)와,

상기 이동부재(50)의 하면 중앙과 상기 베이스부재(20)의 상면 중앙에 서로 일정간격을 두고 각각 대향되게 설치되어 자장의 변화에 따라 이동부재(50)를 평면 위에서 직선 이송시키도록 가동부(11a)와 고정부(11b)로 이루어진 리니어 모터(13)로 구성됨을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 제1 내지 제3트랙롤러 원형가이드바(40a,40b,40c)는 상기 제1 및 제2트랙롤러 가이드블록(30a,30b)의 오목홈(30c,30d)내에 각각 고정될때 그 둘레측 일부분이 상기 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)의 브이(V)자 홈과 긴밀하게 밀착되도록 돌출된 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 다수의 제1트랙롤러(60a)는 상기 제1트랙롤러 원형가이드바(40a)와 제2트랙롤러 원형가이드바(40b)와의 사이에 길이방향을 따라 일정간격을 두고 각각 위치되면서 서로 교번되게 제1트랙롤러 원형가이드바(40a)의 하면과 제2트랙롤러 원형가이드바(40b)의 상면에 밀착되도록 이동부재(50)의 좌측벽에 회전자유롭게 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 다수의 제2트랙롤러(60b)는 상기 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 각각 위치되면서 제3트랙롤러 원형가이드바(40c)의 상면에 밀착되도록 이동부재(50)의 우측벽에 회전자유롭게 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 다수의 제1 및 제2트랙롤러(60a,60b)는 상기 이동부재(50)의 양측벽에 돌설된 고정축(52)의 외주에 앵귤러 콘택트 볼베어링(62)을 매개로 회전자유롭게 지지된 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.