KR20030030828A - Linear actuator - Google Patents

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KR20030030828A
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다마가와 세이끼 가부시키가이샤
케이에스에스 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: To reduce the number of components and improve positioning precision by a method, where a screw shaft is integrally formed on a tip side of a rotary shaft of a motor and a coupling and a support table on one side are eliminated. CONSTITUTION: This linear actuator comprises a screw shaft (4), formed on a tip side of a rotary shaft (2) of a motor (1) and a nut (10) screwed on the screw shaft (4). The screw shaft (4) is made of the same material as that of the rotary shaft (2) and is integrally formed on the rotary shaft (2) without joints.

Description

리니어 액츄에이터{linear actuator}Linear actuator

본 발명은, 리니어액츄에이터에 관하며, 특히, 모터의 회전축의 선단측에 나사축부를 일체로 형성하여, 종래 필요로 했던 커플링을 없애는 동시에, 한 쌍의 지지대를 한편에만 행하여, 구조를 종래부터도 대폭 간략화하는 동시에, 직동 (直動) 위치결정 정밀도의 향상 및 동력전달효율의 향상을 얻기 위한 신규한 개량에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a linear actuator. In particular, the screw shaft portion is integrally formed at the distal end side of the rotating shaft of the motor, eliminating the coupling required in the past, and simultaneously performing a pair of supports, thereby making the structure conventional. The present invention relates to a novel improvement for greatly simplifying the linear positioning accuracy and the power transmission efficiency.

종래로부터 사용되고 있었던 이 종류의 리니어 액츄에이터로서는, 일반적으로, 도 3 에 나타내는 구성이 채용되고 있었다.Generally as this kind of linear actuator used conventionally, the structure shown in FIG. 3 was employ | adopted.

즉, 도 3 에 있어서 도면부호 1 로 나타내는 것은 스텝모터 등으로 이루어지는 모터이고, 이 모터 (1) 의 회전축 (2) 은 접속수단으로 이루어지는 커플링 (3) 을 통하여 나사축부 (4) 에 접속되어 있다.That is, in Fig. 3, the reference numeral 1 denotes a motor made of a step motor or the like, and the rotating shaft 2 of the motor 1 is connected to the screw shaft portion 4 via a coupling 3 made of a connecting means. have.

상기 나사축부 (4) 는, 그 양단 (4a, 4b) 이 한 쌍의 지지대 (5, 6) 의 각 지지베어링 (5a, 6a) 에 의해서 지지되어 있고, 이 나사축부 (4) 에는 스테이지 또는 테이블측으로서 너트부 (10) 가 나사식으로 결합되어 있다.Both ends 4a and 4b of the said screw shaft part 4 are supported by each support bearing 5a and 6a of a pair of support stand 5 and 6, and this screw shaft part 4 has a stage or a table. The nut part 10 is screwed together by the side.

따라서, 전술의 구성에 있어서 모터를 작동시켜 나사축부 (4) 를 회전시키면, 너트부 (10) 는 화살표 A 의 방향에 따라서 직선 왕복이동시킬 수 있다.Therefore, in the above-described configuration, when the screw shaft portion 4 is rotated by operating the motor, the nut portion 10 can be linearly reciprocated along the direction of arrow A. FIG.

종래의 리니어액츄에이터는, 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 과제가 존재하고 있었다.Since the conventional linear actuator is comprised as mentioned above, the following subjects existed.

즉, 모터의 회전축은 커플링을 통하여 이 회전축과는 별체에 구성된 나사축부에 접속되기 때문에, 커플링을 반드시 필요로 하여, 부품점수의 증가에 의한 비용상승 이외에, 커플링을 경유하는 함으로써 직동위치결정 정밀도가 저하되었었다.That is, since the rotational shaft of the motor is connected to the screw shaft portion formed separately from the rotational shaft through the coupling, the coupling is necessary, and in addition to the cost increase due to the increase in the number of parts, the linear shaft is moved through the coupling. The crystal precision had fallen.

또, 나사축부가 모터의 회전축과는 별체이기 때문에, 한 쌍의 지지대에 의해서 회전이 자유롭게 지지하지 않으면 안되며 스페이스를 필요로 함과 동시에, 부품점수의 삭감이 곤란하였다.In addition, since the screw shaft part is separate from the rotating shaft of the motor, the pair of supports must be freely supported for rotation by the pair of supports, which requires space and reduces the number of parts.

본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 특히, 모터의 회전축의 선단측에 나사축부를 일체로 형성하여, 종래에 필요했던 커플링을 없애는 동시에, 한 쌍의 지지대를 일방에만 행하여, 구조를 종래의 것으로부터 대폭 간략화하는 동시에, 직동위치결정 정밀도가 향상되도록 한 리니어액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in order to solve the above subjects, Especially, the screw shaft part is integrally formed in the front-end | tip side of the rotating shaft of a motor, eliminating the coupling required conventionally, and performing a pair of support stand only by one side, It is an object of the present invention to provide a linear actuator which greatly simplifies the structure from the conventional one and improves the linear positioning accuracy.

도 1 은 본 발명에 의한 리니어액츄에이터를 나타내는 일부 단면구성도이다.1 is a partial cross-sectional view showing a linear actuator according to the present invention.

도 2 는 도 1 의 모터를 나타내는 확대단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating the motor of FIG. 1.

도 3 은 종래의 리니어액츄에이터를 나타내는 일부 단면구성도이다.3 is a partial cross-sectional view showing a conventional linear actuator.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 모터2 회전축1 motor 2 rotating shaft

4 나사축부6 지지대4 Screw Shaft 6 Support

4b 선단부D1 제 1 직경4b Tip D1 First Diameter

D2 제 2 직경10 너트부D2 2nd diameter 10 nut part

20 스테이터21 스테이터코일20 Stator 21 Stator coil

24 제 2 베어링부27 제 1 베어링부24 2nd bearing part 27 1st bearing part

28 마그네트판29 요크판28 Magnet Plate 29 York Plate

30 로터31 소직경부(少徑部)30 Rotor 31 Small Diameter Section

32 대직경부(大徑部)33 단부(段部)32 Large diameter part 33 end part

본 발명에 의한 리니어액츄에이터는, 모터의 회전축의 선단측에 형성된 나사축부와, 상기 나사축부에 나사식으로 결합된 너트부로 이루어지며, 상기 나사축부의 회전에 의해서 상기 너트부가 직선 왕복이동할 수 있는 동시에, 상기 나사축부와 회전축과는 동일재료로 이음매가 없이 일체로 형성되어 있는 구성이고, 또한, 상기 회전축에 형성된 제 1 직경보다도 상기 나사축부의 제 2 직경이 대직경으로 구성되어 있고, 또한, 상기 모터에는, 1 개의 베어링으로 이루어지는 제 1 베어링부와, 2 개의 베어링으로 이루어지는 제 2 베어링부가 설치되고, 상기 회전축은, 상기 제 1 베어링부에 베어링되는 소직경부와, 상기 제 2 베어링부에 베어링되어 상기 소직경부 보다도 큰 직경으로 형성된 대직경부를 갖는 구성이고, 또한, 상기 대직경부는 상기 나사축부의 제 2 직경과 동일 직경인 구성이고, 또한, 상기 모터는 스텝모터로 이루어지는 구성이고, 또한, 상기 소직경부와 대직경부의 경계선에는, 상기 대직경부에 의한 단부가 형성되며, 상기 회전축에 형성된 로터의 전단이 상기 단부에 맞닿아 위치결정되어 있는 구성이고, 또한, 상기 로터는 복수의 마그네트판과 복수의 요크판의 적층으로 이루어지며, 상기 로터는 상기 소직경부에만 위치하여 있는 구성이고, 또한, 상기 나사축부의 선단부에만 1 개만의 지지대로 지지되어 있는 구성이다.The linear actuator according to the present invention comprises a screw shaft portion formed on the front end side of a rotating shaft of a motor and a nut portion screwed to the screw shaft portion, and the nut portion can be linearly reciprocated by the rotation of the screw shaft portion. And the screw shaft portion and the rotating shaft are integrally formed of the same material without a seam, and the second diameter of the screw shaft portion has a larger diameter than the first diameter formed on the rotating shaft. The motor is provided with a first bearing part consisting of one bearing and a second bearing part consisting of two bearings, and the rotating shaft is bearing a small diameter part bearing the first bearing part and the second bearing part. It is a structure which has a large diameter part formed in diameter larger than the said small diameter part, and the said large diameter part is the said screw shaft part The motor is configured to have the same diameter as the second diameter, and the motor is configured of a step motor, and an end portion formed by the large diameter portion is formed at the boundary between the small diameter portion and the large diameter portion, The front end is configured to be in contact with the end, and the rotor is formed by lamination of a plurality of magnet plates and a plurality of yoke plates, and the rotor is configured to be located only at the small diameter portion. Only one end of the screw shaft is supported by one support.

발명의 실시형태Embodiment of the invention

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 리니어 액츄에이터에 대한 적합한 실시형태에 대해서 설명한다. 한편, 종래 예와 동일 또는 동등부분에는 동일부호를 붙여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, based on drawing, suitable embodiment with respect to the linear actuator of this invention is described. In addition, it demonstrates attaching | subjecting the same code | symbol to the same or equivalent part as a conventional example.

도 1 에 있어서 도면부호 1 에 나타내는 것은, 스텝모터 (서보 모터이어도 됨) 로 이루어지는 모터이고, 이 모터 (1) 의 회전축 (2) 의 선단측에는 나사축부 (4) 가 형성되어 있는 동시에, 이 회전축 (2) 과 나사축부 (4) 와는 동일재료로 이음매가 없는 일체의 솔리드 (solid) 상태로 형성되어 있다.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a motor comprising a step motor (may be a servo motor), and the screw shaft portion 4 is formed on the tip side of the rotating shaft 2 of the motor 1, and the rotating shaft (2) and the screw shaft portion (4) are formed of the same material in a seamless solid state.

상기 나사축부 (4) 의 선단부 (4b) 는 지지대 (6) 에 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 이 나사축부 (4) 에는 스테이지 및 테이블측으로서의 너트부 (10) 가 나사식으로 결합되어 형성되고, 이 너트부 (10) 는 화살표 A 의 방향으로 직선 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다.The tip portion 4b of the screw shaft portion 4 is rotatably supported by the support 6, and the screw shaft portion 4 is formed by screwing a nut part 10 as a stage and a table side, This nut part 10 is comprised so that linear reciprocation may be performed in the direction of arrow A. FIG.

상기 모터(1)는, 구체적으로는 도 2 에 나타내듯이 구성되어 있다. 즉 모터 (1) 의 륜 (輪) 형상스테이터 (20) 에는 스테이터코일 (21) 이 형성되며, 이 륜형상스테이터 (20) 의 앞측에는 한 쌍의 베어링 (22, 23) 으로 이루어지는 제 2 베어링부 (24) 를 갖는 전개 (前蓋:25) 가 형성되어 있다.Specifically, the motor 1 is configured as shown in FIG. 2. That is, the stator coil 21 is formed in the wheel-shaped stator 20 of the motor 1, and the second bearing part which consists of a pair of bearings 22 and 23 in the front side of this wheel-shaped stator 20 is formed. A development (previous 25) having (24) is formed.

상기 륜형상스테이터 (20) 의 후측에는 1개의 베어링 (26) 으로 이루어지는 제 1 베어링부 (27) 를 갖는 후개 (後蓋:28) 가 형성되어 있다.On the rear side of the wheel-shaped stator 20, a back piece 28 having a first bearing portion 27 composed of one bearing 26 is formed.

상기 각 베어링부 (24, 27) 사이에는, 회전축 (2) 이 관통하여 회전이 자유롭게 설치되고, 이 회전축 (2) 에는 복수의 마그네트판 (28) 과 요크판 (29) 이 축방향에 교대로 적층되어 있어, 각 마그네트판 (28) 과 각 요크판 (29) 에 의해 로터 (30) 가 구성되어 있다.Between each said bearing part 24 and 27, the rotating shaft 2 penetrates and the rotation is provided freely, and the several rotation of the magnet board 28 and the yoke board 29 alternately to an axial direction. The rotor 30 is comprised by each magnet board 28 and each yoke board 29.

상기 회전축 (2) 은, 도 2 에 나타내듯이, 그 후단 (2a) 으로부터 로터 (30) 의 전단 (30a) 까지는 소직경의 제 1 직경 (D1) 으로 이루어지는 소직경부 (31) 로 구성되며, 이 소직경부 (31) 로부터 선단부 (4b) 측은 상기 소직경부 (31) 보다도 상당히 큰 직경으로 형성된 제 2 직경 (D2) 으로 이루어지는 대경부 (32) 로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the said rotating shaft 2 is comprised from the small diameter part 31 which consists of the 1st diameter D1 of the small diameter from the rear end 2a to the front end 30a of the rotor 30, and The tip 4b side from the small diameter part 31 is comprised from the large diameter part 32 which consists of 2nd diameter D2 formed in the diameter considerably larger than the said small diameter part 31. As shown in FIG.

상기 제 1 베어링부 (27) 는 상기 소직경부 (31) 를 축지지하며, 상기 제 2 베어링부 (24) 는 상기 대직경부 (32) 를 축지지 하는 동시에, 상기 소직경부 (31) 와 대직경부 (32) 의 경계위치에는 단부 (33) 가 형성되어 있다.The first bearing portion 27 axially supports the small diameter portion 31, the second bearing portion 24 axially supports the large diameter portion 32, and the small diameter portion 31 and the large diameter portion. An end portion 33 is formed at the boundary position of the 32.

따라서, 상기 소직경부 (31) 에만 형성된 로터 (30) 는, 이 단부 (33) 에 맞닿아 선단이 위치결정되고, 그 후단 소직경부 (31) 에 형성된 칼라 (collar:34) 에 의해서 위치결정되어 있다.Therefore, the rotor 30 formed only in the said small diameter part 31 has a front end positioned in contact with this end 33, and is positioned by the collar 34 formed in the rear end small diameter part 31. have.

전술의 로터 (30) 와 회전축 (2) 의 구성에 의해, 로터 (30) 는 소직경부(31) 에 위치하여 보다 용적이 큰 마그네트판 (28) 과 요크판 (29) 을 사용하여 큰 토크발생을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.By the configuration of the rotor 30 and the rotating shaft 2 described above, the rotor 30 is located in the small diameter portion 31 and generates a large torque by using a magnet plate 28 and a yoke plate 29 having a larger volume. It is configured to get.

또한, 2중형의 제 2 베어링부 (24) 에는, 상기 나사축부 (4) 와 같은 대직경으로 형성된 대직경부 (32) 를 축지지함으로써, 이 대직경부 (32) 의 선단측에 형성된 나사축부 (4) 에 걸리는 너트부 (10) 의 대하중을 충분히 축지지 할 수 있고, 너트부 (10) 상의 도시하지 않은 스테이지 또는 테이블 등을 안전하게 직선 왕복이동할 수 있도록 구성되어 있다.In addition, the screw shaft portion formed on the distal end side of the large diameter portion 32 by axially supporting the large diameter portion 32 formed with the same large diameter as the screw shaft portion 4 in the double-type second bearing portion 24. It is comprised so that the heavy load of the nut part 10 caught by 4) can fully be axially supported, and the linear reciprocating movement of a stage, a table, etc. which are not shown on the nut part 10 etc. can be carried out safely.

또한, 도시하지 않았지만, 전술의 모터 (1) 의 구조는, 일례를 나타낸 것으로, 소정의 회전토크 및 강도를 얻을 수 있는 수단이면, 도 2 의 모터 (1) 의 구성에 한정되는 것은 아니며, 로터 (30) 의 축길이를 길게 함으로써, 도 2 의 모터 (1) 의 직경보다도 소형의 직사각형 형상으로 할 수 있다.In addition, although not shown in figure, the structure of the motor 1 mentioned above showed an example, and if it is a means which can obtain predetermined rotational torque and intensity | strength, it is not limited to the structure of the motor 1 of FIG. By lengthening the shaft length of 30, it can be set as rectangular shape smaller than the diameter of the motor 1 of FIG.

또한, 로터 (30) 의 축길이를 길게 한 경우에는, 회전축 (2) 의 소직경부 (31) 와 대직경부 (32) 의 직경의 차는, 도 2 에 나타내는 구성보다도 적게 할 수 있다.In addition, when the shaft length of the rotor 30 is lengthened, the difference of the diameter of the small diameter part 31 and the large diameter part 32 of the rotating shaft 2 can be made smaller than the structure shown in FIG.

본 발명에 의한 리니어액츄에이터는, 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.Since the linear actuator according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

즉, 회전축의 선단측에 나사축부가 형성되어 있기 때문에, 회전축과 나사축부가 이음매 없이 동일재료로 일체로 구성되어, 종래 사용하고 있는 커플링이 불필요하게 된다.That is, since the screw shaft part is formed in the front end side of a rotating shaft, a rotating shaft and a screw shaft part are comprised integrally from the same material without a seamless, and the coupling used conventionally becomes unnecessary.

또한, 종래 한 쌍 사용되고 있었던 지지대가 한편만으로 가능해져, 전술의 이점과 동시에 부품점수의 삭감 및 코스트다운 및 공간 절약화를 달성할 수 있다.In addition, a pair of supports that have been used conventionally can be made only on the one hand, and at the same time, the number of parts and the cost reduction and the space saving can be achieved.

또한, 회전축과 나사축부가 일체이기 때문에, 위치결정 정밀도의 향상 및 모터의 토크전달의 향상을 얻을 수 있다.In addition, since the rotary shaft and the screw shaft portion are integrated, it is possible to improve the positioning accuracy and the torque transmission of the motor.

Claims (8)

모터 (1) 의 회전축 (2) 의 선단측에 형성된 나사축부 (4) 와, 상기 나사축부 (4) 에 나사식으로 결합된 너트부 (10) 로 이루어지고, 상기 나사축부 (4) 의 회전에 의해서 상기 너트부 (10) 가 직선 왕복이동할 수 있는 동시에, 상기 나사축부 (4) 와 회전축 (2) 과는 동일재료로 이음매가 없게 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.It consists of the screw shaft part 4 formed in the front end side of the rotating shaft 2 of the motor 1, and the nut part 10 screwed to the said screw shaft part 4, and the rotation of the said screw shaft part 4 The linear actuator can be linearly reciprocated by the nut portion, and the screw shaft portion (4) and the rotary shaft (2) are integrally formed of the same material and are seamlessly formed. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축 (2) 에 형성된 제 1 직경 (D1) 보다도 상기 나사축부 (4) 의 제 2 직경 (D2) 쪽이 대직경인 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.The linear actuator as claimed in claim 1, wherein the second diameter (D2) of the screw shaft portion (4) is larger in diameter than the first diameter (D1) formed on the rotary shaft (2). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모터 (1) 에는, 1개의 베어링 (26) 으로 이루어지는 제 1 베어링부 (27) 와, 2개의 베어링 (22,23) 으로 이루어지는 제 2 베어링부 (24) 가 설치되고, 상기 회전축 (2) 은, 상기 제 1 베어링부 (27) 에 베어링되는 소직경부 (31) 와, 상기 제 2 베어링부 (24) 에 베어링되어 상기 소직경부 (31) 보다도 대직경으로 형성된 대직경부 (32) 를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.The said motor 1 is a 1st bearing part 27 which consists of one bearing 26, and the 2nd bearing part 24 which consists of two bearings 22 and 23 in Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. ) Is provided, and the rotating shaft (2) has a larger diameter than that of the small diameter portion (31) and the small diameter portion (31), which are bearing the first bearing portion (27), and the second bearing portion (24). A linear actuator, characterized in that it has a large diameter portion (32) formed. 제 3 항에 있어서, 상기 대직경부 (32) 는 상기 나사축부 (4) 의 제 2 직경(D2) 과 동일직경인 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.4. The linear actuator as claimed in claim 3, wherein the large diameter portion (32) is the same diameter as the second diameter (D2) of the screw shaft portion (4). 제 1 항에 있어서, 상기 모터 (1) 는 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.2. The linear actuator as claimed in claim 1, wherein the motor (1) consists of a step motor. 제 3 항에 있어서, 상기 소직경부 (31) 와 대직경부 (32) 의 경계선에는, 상기 대직경부 (32) 에 의한 단부 (33) 가 형성되고, 상기 회전축 (2) 에 형성된 로터 (30) 의 전단 (30a) 이 상기 단부 (33) 에 맞닿아 위치결정되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.4. An end portion 33 formed by the large diameter portion 32 is formed at a boundary between the small diameter portion 31 and the large diameter portion 32, and the rotor 30 formed on the rotation shaft 2 is formed. A front end (30a) is positioned in contact with the end (33), the linear actuator characterized in that. 제 6 항에 있어서, 상기 로터 (30) 는 복수의 마그네트판 (28) 과 복수의 요크판 (29) 의 적층으로 이루어지고, 상기 로터 (30) 는 상기 소직경부 (31) 에만 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.7. The rotor (30) according to claim 6, wherein the rotor (30) consists of a stack of a plurality of magnet plates (28) and a plurality of yoke plates (29), and the rotor (30) is located only in the small diameter portion (31). Linear actuator. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 나사축부 (4) 의 선단부 (4b) 만이 1개의 지지대 (6) 로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.The linear actuator according to claim 1 or 2, wherein only the tip end portion (4b) of the screw shaft portion (4) is supported by one support (6).
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