KR20110112778A - 리니어 액츄에이터 - Google Patents

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KR20110112778A
KR20110112778A KR1020110029356A KR20110029356A KR20110112778A KR 20110112778 A KR20110112778 A KR 20110112778A KR 1020110029356 A KR1020110029356 A KR 1020110029356A KR 20110029356 A KR20110029356 A KR 20110029356A KR 20110112778 A KR20110112778 A KR 20110112778A
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KR
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linear actuator
cylinder
cylinder body
piston
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KR1020110029356A
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코이치로 이시바시
세이지 타카나시
모토히로 사토
지로 만도코로
코지 하라
토시오 사토
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 리니어 액츄에이터(10)에 관한 것이다. 리니어 액츄에이터(10)의 슬라이드 테이블(14)은 테이블 본체(56), 및 테이블 본체(56)의 타단부에 연결되는 엔드 플레이트(58)를 포함한다. 테이블 본체(56)의 베이스부(60)에는 4개의 워크피스 유지 구멍(68a~68d)이 형성되고, 워크피스 유지 구멍(68a~68d) 주위에 그 반경 외측에 피팅 시트(70a~70d)가 각각 배치된다. 피팅 시트(70a~70d)는 테이블 본체(56)가 프레스 성형에 의해 형성되는 것과 동시에 형성된다.

Description

리니어 액츄에이터{LINEAR ACTUATOR}
본 발명은 유체 입출입 포트로부터 압력 유체를 도입함으로써 실린더 본체의 축선 방향을 따라 슬라이드 테이블을 왕복 동작시키는 리니어 액츄에이터에 관한 것이다.
본 출원인은, 일본 특허 공개 제10-061611호 공보에 개시된 바와 같이, 압력 유체가 공급되는 실린더 챔버를 구비한 실린더 본체, 실린더 챔버를 따라 변위가능하게 배치되는 피스톤, 및 피스톤에 연결되어 실린더 본체를 따라 변위될 수 있는 슬라이드 테이블을 포함하는 리니어 액츄에이터를 제안하고 있다. 이러한 유형의 리니어 액츄에이터에서는 예를 들면, 슬라이드 테이블의 상부에 반송물을 구성하는 워크피스가 적재되고, 실린더 챔버에 공급된 압력 유체를 통하여 피스톤을 가압함으로써 워크피스가 피스톤에 연결된 슬라이드 테이블과 함께 실린더 본체를 따라 변위될 수 있다.
본 발명의 일반적인 목적은 슬라이드 테이블을 고정밀도로 용이하게 형성할 수 있고, 반송물을 안정적으로 반송할 수 있고, 리니어 액츄에이터의 제조 비용을 저감할 수 있는 리니어 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명은 유체 입출입 포트로부터 압력 유체를 도입함으로써 실린더 본체의 축선 방향을 따라 슬라이드 테이블을 왕복 동작시키는 리니어 액츄에이터로서:
상기 입출입 포트와 연통하고, 상기 압력 유체가 도입되는 실린더 챔버를 갖는 실린더 본체,
상기 실린더 본체와 실질적으로 평행하게 배치되는 베이스부와, 상기 베이스부에 대하여 돌출되어 반송물을 적재하는 적재부를 갖고, 상기 실린더 본체의 축선 방향을 따라 왕복 동작하는 슬라이드 테이블, 및
상기 실린더 챔버를 따라 슬라이딩 동작가능하게 배치되는 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 변위에 따라 상기 슬라이드 테이블을 왕복 동작시키는 실린더 기구를 구비하고;
상기 슬라이드 테이블은 프레스 성형에 의해 형성된다.
본 발명에 의하면, 슬라이드 테이블은 프레스 성형에 의해 용이하게 형성될 수 있고, 프레스 성형에 의해 형성될 때 실린더 본체와 실질적으로 평행하는 베이스부에 대하여 돌출된 적재부가 슬라이드 테이블과 동시에 형성될 수 있다. 그 결과, 슬라이드 테이블을 포함하는 리니어 액츄에이터가 제조될 때 제조 비용이 저감될 수 있고, 그것과 함께 베이스부에 대하여 돌출된 적재부를 슬라이드 테이블에 제공함으로써 그러한 적재부가 제공되지 않는 베이스부 전체에 걸쳐 반송물을 적재하는 경우와 비교하여 반송물은 단단하게 유지될 뿐만 아니라 안정적이고 고정밀도로 반송될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점이 본 발명의 바람직한 실시형태가 설명적인 예로서 나타내어지는 첨부 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 리니어 액츄에이터의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 리니어 액츄에이터로부터 슬라이드 테이블이 상방으로 분리되는 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 슬라이드 테이블로부터 엔드 플레이트가 분리된 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 슬라이드 테이블의 상방으로부터 본 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 1의 리니어 액츄에이터를 그 하방측으로부터 본 분해 사시도이다.
도 7은 도 1의 리니어 액츄에이터의 전체적인 수직 단면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 7의 IX-IX선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 도 7의 X-X선을 따라 취한 단면도이다.
도 11은 변형예에 의한 슬라이드 테이블로부터 엔드 플레이트가 분리된 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1에서 참조 부호 10은 본 발명의 실시형태에 의한 리니어 액츄에이터를 나타낸다.
도 1 ~ 도 10에 나타낸 바와 같이, 리니어 액츄에이터(10)는 실린더 본체(12), 실린더 본체(12)의 상부에 배치되어 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 직선으로 왕복 동작되는 슬라이드 테이블(14), 실린더 본체(12)와 슬라이드 테이블(14) 사이에 있도록 배치되어 슬라이드 테이블(14)을 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)으로 안내하는 가이드 기구(16), 및 슬라이드 테이블(14)의 변위량을 조정할 수 있는 스토퍼 기구(18)를 포함한다.
실린더 본체(12)는 예를 들면, 알루미늄 등의 금속 재료로부터 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 소정 길이를 갖는 직사각형 형상의 단면으로 형성된다. 실린더 본체(12)의 상면의 대략 중앙에 움푹 들어간 원호 형상의 단면을 가진 오목부(20)가 형성되어 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 연장되어 있다. 오목부(20)에는 실린더 본체(12)와 가이드 기구(16)를 서로 연결하는 연결 볼트(22)가 삽입되는 한쌍의 관통 볼트 구멍(24)이 제공된다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(12)의 일측면에는 압력 유체를 공급 및 배출하는 제 1 및 제 2 포트(입출입 포트)(26, 28)가 실린더 본체(12)의 길이 방향과 직교하여 형성되어 후술하는 한쌍의 관통 구멍(30a, 30b)과 연통된다. 게다가, 실린더 본체(12)의 타측면에는 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 2개의 센서 부착 홈(32)(도 10 참조)이 각각 형성되어 센서(도시 생략)가 장착될 수 있다.
실린더 본체(12)의 저면에는 축선 상의 폭 방향에서 중앙에 한쌍의 볼트 구멍(24)이 형성되어 하방으로부터 볼트 구멍(24)을 통하여 연결 볼트(22)가 삽입된다. 추가적으로, 연결 볼트(22)의 단부는 실린더 본체(12)의 상면으로부터 돌출되어 가이드 기구(16)의 가이드 블록(34)과의 스레드 결합에 의해 서로 연결된다.
한편, 실린더 본체(12)의 내부에는 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 관통하는 원 형상의 단면을 갖는 2개의 관통 구멍(30a, 30b)이 형성되며, 한쪽의 관통 구멍(30a)과 다른 쪽의 관통 구멍(30b)은 실질적으로 평행하게 배치되어 소정 간격만큼 이간된다.
관통 구멍(30a, 30b)의 내부에는 밀봉 링(36) 및 마그네트(38)가 그 외주면에 각각 설치된 각각의 피스톤(40), 및 피스톤(40)에 연결된 피스톤 로드(42)를 포함하는 실린더 기구(44)가 제공된다. 실린더 기구(44)는 한쌍의 관통 구멍(30a, 30b)에 각각 설치되는 한쌍의 피스톤(40) 및 피스톤 로드(42)에 의해 구성된다.
관통 구멍(30a, 30b)은 그 일단부에서 플레이트 형상의 캡(46)에 의해 폐쇄및 밀봉되고, 피스톤(40)과 캡(46) 사이에 각각 실린더 챔버(48)가 형성된다. 또한, 관통 구멍(30a, 30b)의 타단부는 록킹 링(50)을 통하여 유지되는 로드 홀더(52)에 의해 기밀하게 밀봉된다. 로드 홀더(52)의 외주에는 환상의 홈을 통하여 o-링(54)이 장착됨으로써 관통 구멍(30a, 30b)과 로드 홀더(52) 사이의 간극을 통한 압력 유체의 누설을 방지한다.
캡(46)은 예를 들면, 금속 재료로 이루어진 플레이트 형상의 바디를 프레스 성형함으로써 형성된다. 캡(46)의 구부러진 부위가 외부로 개구된 관통 구멍(30a, 30b)의 일단부측을 향하도록(화살표 B 방향으로) 배열된다.
또한, 한쪽의 관통 구멍(30a)은 제 1 및 제 2 포트(26, 28)와 각각 연통하고, 다른 쪽의 관통 구멍(30b)도 한쪽의 관통 구멍(30a)과 다른 쪽의 관통 구멍(30b) 사이에 형성된 한쌍의 연결 통로(55)를 통하여 서로 연통된다. 보다 상세하게는, 제 1 및 제 2 포트(26, 28)에 공급된 압력 유체가 한쪽의 관통 구멍(30a)으로 도입된 후, 압력 유체는 연결 통로(55)를 통하여 다른 쪽의 관통 구멍(30b)으로도 도입된다.
도 2 ~ 도 4에 나타낸 바와 같이, 슬라이드 테이블(14)은 테이블 본체(56), 테이블 본체(56)의 일단부에 연결되는 스토퍼 기구(18), 및 테이블 본체(56)의 타단부에 연결되는 엔드 플레이트(58)를 구비한다. 엔드 플레이트(58)는 테이블 본체(56)에 대하여 직교하여 연결된다.
테이블 본체(56)는 예를 들면, 금속 재료로 이루어진 플레이트 재료를 프레스 성형함으로써 형성된다. 보다 상세하게는, 테이블 본체(56)는 0.55%~0.65%의 탄소 함유율을 갖는 마텐자이트계 스테인리스 스틸로 형성된다. 프레스 성형이 수행되어 소망의 형상으로 테이블 본체(56)를 성형된다. 게다가, 프레스 성형된 테이블 본체(56)는 소정 온도로 테이블 본체(56)를 가열한 후 질소 가스로의 노출에 의해 테이블 본체(56)를 냉각함으로써 담금질된다. 그것에 의해, 테이블 본체(56)의 로크웰 C 스케일 경도값(HRC)이 58~62의 범위 내가 되고, 테이블 본체(56)의 변형이 억제된다.
테이블 본체(56)의 재료를 형성하는 마텐자이트계 스테인리스 스틸로서 냉간 압연에 의해 제조되는 재료가 사용된다. 보다 상세하게는, 열간 압연에 의해 제조되는 재료와 비교하여 테이블 본체(56)의 두께 치수에서의 변동이 작게 유지되고, 테이블 본체(56)가 형성될 때 그 치수 특성이 고정밀도로 제어될 수 있다.
테이블 본체(56)는 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 연장되는 베이스부(60), 및 베이스부(60)의 양측부로부터 직교하여 하방으로 연장되는 한쌍의 가이드 벽(62a, 62b)으로 이루어진다. 가이드 벽(62a, 62b)의 내면에는 후술하는 가이드 기구(16)의 볼(64)을 안내하는 제 1 볼 가이드 홈(제 2 순환 통로)(66)이 형성된다. 제 1 볼 가이드 홈(66)은 실질적으로 반원 형상의 단면으로 형성되어 테이블 본체(56)가 프레스 성형에 의해 형성되는 것과 동시에 형성된다. 또한, 제 1 볼 가이드 홈(66)이 프레스 성형에 의해 가장 용이하게 형성될 수 있도록 제 1 볼 가이드 홈(66)의 단면 형상은 반원 형상과 같이 원호 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 베이스부(60)에는 그 일단부와 타단부 사이에 4개의 워크피스 유지 구멍(68a~68d)이 형성된다. 그것과 함께, 워크피스 유지 구멍(68a~68d) 주위에 그 반경 외측에 피팅 시트(fitting seat)(적재부)(70a~70d)가 각각 형성된다. 바꾸어 말하면, 피팅 시트(70a~70d)는 워크피스 유지 구멍(68a~68d)에 대하여 중심에 환상으로 형성된다.
테이블 본체(56)가 프레스 성형에 의해 형성될 때, 피팅 시트(70a~70d)는 베이스부(60)의 상면에 대하여 소정 높이로 돌출되도록 형성된다. 피팅 시트(70a~70d)의 상부에 워크피스(반송물)(W)가 적재된다(도 7 및 도 10 참조). 추가적으로, 예를 들면 테이블 본체(56)의 담금질이 완료된 후에 피팅 시트(70a~70d)의 상면이 연삭 가공 등에 의해 베이스부(60)에 평행한 평편한 형상으로 형성되어 복수의 피팅 시트 사이에서 높은 평탄도가 확보될 수 있다.
바꾸어 말하면, 프레스 성형에 의해 형성된 복수의 피팅 시트(70a~70d)가 연삭 가공 등에 의해 대략 동일한 평탄도를 갖도록 가공됨으로써 피팅 시트(70a~70d)에 적재되는 워크피스(W)가 안정된 방식으로 반송될 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스부(60)의 폭 방향으로 소정 간격만큼 이간된 워크피스 유지 구멍(68c 및 68d) 사이에서뿐만 아나라, 워크피스 유지 구멍(68a 및 68b) 사이에서 제 1 및 제 2 핀 구멍(위치결정 구멍)(72, 74)이 각각 형성된다. 테이블 본체(56)가 프레스 성형에 의해 형성되는 것과 동시에 2개의 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)이 형성되어 베이스부(60)의 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)으로 소정 간격만큼 이간되도록 배치된다. 2개의 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)은 베이스부(60)를 두께 방향으로 관통하도록 형성된다. 추가적으로, 엔드 플레이트(58)측에 배치된 제 1 핀 구멍(72)은 원 형상의 단면으로 형성되고, 스토퍼 기구(18)측에 배치된 제 2 핀 구멍은 베이스부(60)의 길이 방향을 향하여 길어진 긴 구멍 형상의 단면으로 형성된다.
제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)에는 베이스부(60)의 하측면을 향하는 내주면에 반경 내측 방향으로 돌출된 한쌍의 돌출부(76)(도 10 참조)가 각각 배치된다. 그러한 돌출부(76)는 예를 들면 베이스부(60)의 폭 방향을 따라 직면하는 관계로 배치되고, 반경 내측 방향으로 점차 테이퍼지는 삼각형 형상의 단면으로 형성된다.
게다가, 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)에는 슬라이드 테이블(14)의 상면에 적재된 워크피스(W)의 위치결정을 행하기 위한 위치결정 핀(P1, P2)(도 7 및 도 10 참조)이 각각 삽입된다. 그때, 슬라이드 테이블(14)의 상면측으로부터 삽입된 위치결정 핀(P1, P2)은 돌출부(76)에 의한 맞물림으로 정지되어 위치결정 핀(P1, P2)의 탈락(즉, 하방으로 낙하)이 방지된다.
다르게 말하면, 돌출부(76)는 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)에서 위치결정 핀(P1, P2)의 탈락을 방지할 수 있는 탈락 방지 수단으로서 기능한다.
테이블 본체(56)를 구성하는 베이스부(60)의 일단부에는 후술하는 스토퍼 기구(18)의 홀더부(98)를 고정하기 위한 볼트(체결 부재)(78a)가 삽입되는 한쌍의 제 1 볼트 구멍(80)이 형성된다. 베이스부(60)의 타단부에는 엔드 플레이트(58)을 고정하기 위한 볼트(체결 부재)(78b)가 삽입되는 한쌍의 제 2 볼트 구멍(구멍부)(82)이 형성된다.
제 1 및 제 2 볼트 구멍(80, 82)은 테이블 본체(56) 연장의 길이 방향과 직교하는 두께 방향으로 관통하고, 테이블 본체(56)의 상면측으로부터 하면측을 향하여 직경이 점차적으로 감소되는 테이퍼 형상의 단면을 갖는 원뿔부(84), 및 원뿔부(84)의 하부에 형성된 고정 직경의 구멍(86)으로 이루어진다. 제 1 및 제 2 볼트 구멍(80, 82)은 테이블 본체(56)가 프레스 성형에 의해 형성되는 것과 동시에 형성된다(도 5 참조).
한편, 볼트(78a, 78b)는 원뿔 형상으로 형성된 헤드부(88), 및 헤드부(88)의 단부로부터 연장되는 로드 형상의 스레드부(90)를 각각 갖은 플랫헤드 볼트를 포함한다. 볼트(78a, 78b)가 제 1 및 제 2 볼트 구멍(80, 82)을 통하여 삽입될 때, 그 헤드부(88)는 원뿔부(84)에 수용되고, 스레드부(90)는 구멍(86)으로 삽입되어 그것으로부터 하방으로 돌출된다. 게다가, 후술하는 바와 같이, 엔드 플레이트(58) 및 스토퍼 기구(18) 상의 홀더부(98)의 나사 구멍(91)으로 스레드부(90)가 각각 나사 결합됨으로써 테이블 본체(56)에 대하여 엔드 플레이트(58) 및 홀더부(98)가 각각 연결된다.
엔드 플레이트(58)는 테이블 본체(56)의 타단부에 고정되어 실린더 본체(12)의 단부면을 향하여 직면하도록 배치된다. 또한, 엔드 플레이트(58)는 한쌍의 로드 구멍(92a, 92b)을 통하여 삽입된 피스톤 로드(42)의 단부에 고정된다. 그것에 의해, 엔드 플레이트(58)를 포함하는 슬라이드 테이블(14)은 피스톤 로드(42)와 함께 실린더 본체(12)의 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 변위가능하다.
또한, 엔드 플레이트(58)에는 한쪽의 로드 구멍(92a)과 다른 쪽의 로드 구멍(92b) 사이의 위치에 댐퍼(94)가 장착되는 댐퍼 설치 구멍(96)이 개구하고 있다. 고무 등의 탄성 재료로 이루어진 댐퍼(94)가 실린더 본체(12)측의 엔드 플레이트(58)의 타측면으로부터 댐퍼 설치 구멍(96)에 장착될 때, 그 단부는 직경이 확장되고 타측면으로부터 외측 방향으로 돌출된다.
스토퍼 기구(18)는 테이블 본체(56)의 일단부의 하면에 배치되는 홀더부(98), 홀더부(98)에 대하여 나사결합되는 스토퍼 볼트(100), 및 스토퍼 볼트(100)의 진퇴 운동을 규제하는 록 너트(102)를 포함한다. 스토퍼 기구(18)는 실린더 본체(12)에 배치되는 가이드 기구(16)의 단부면을 향하여 직면하도록 배치된다.
홀더부(98)는 블록 형상으로 형성되고, 슬라이드 테이블(14)의 테이블 본체(56)의 베이스부(60)에 대하여 볼트(78b)에 의해 상방으로부터 고정된다. 홀더부(98)의 대략 중앙에는 스토퍼 볼트(100)가 축선 방향을 따라 진퇴 가능하게 나사결합되어 있다. 스토퍼 볼트(100)는 예를 들면, 그 외주면에 새겨진 스레드를 갖는 로드 형상의 스터드 볼트를 포함한다. 홀더부(98)의 단부면으로부터 돌출된 부위에 스토퍼 볼트(100)와 함께 록 너트(102)가 나사 결합된다.
추가적으로, 홀더부(98)에 대하여 스토퍼 볼트(100)을 스레드 회전함으로써 스토퍼 볼트(100)는 가이드 기구(16)으로부터 접근 및 이간되도록 축선 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 변위된다. 예를 들면, 스토퍼 볼트(100)가 가이드 기구(16)측을 향하여(화살표 A 방향으로) 소정 길이 돌출되도록 회전된 후, 록 너트(102)를 스레드 회전함으로써 이동되어 홀더부(98)의 측면에 대하여 접합됨으로써 스토퍼 볼트(100)의 진퇴 운동이 규제된다.
도 6 및 도 7 ~ 도 10에 나타낸 바와 같이, 가이드 기구(16)는 넓고 평편한 가이드 블록(34), 가이드 블록(34)에 배치되어 볼(64)이 순환되는 한쌍의 볼 순환 부재(104a, 104b), 가이드 블록(34)의 길이 방향을 따라 양단부에 각각 설치되는 한쌍의 커버(106), 및 커버(106)의 표면을 각각 덮는 한쌍의 커버 플레이트(108)를 포함한다. 커버(106)는 가이드 블록(34)의 양단부면을 덮도록 설치된다.
가이드 블록(34)의 양측면에는 길이 방향을 따라 제 2 볼 가이드 홈(제 1 순환 통로)(110)이 형성된다. 제 2 볼 가이드 홈(110)에 근접하는 영역에서 볼 순환 부재(104a, 104b)가 삽입되는 한쌍의 설치 홈(112a, 112b)이 길이 방향을 따라 관통한다. 제 2 볼 가이드 홈(110)은 반원 형상의 단면으로 형성되어 가이드 기구(16)의 상부에 슬라이드 테이블(14)이 배열되었을 때 제 2 볼 가이드 홈(110)은 제 1 볼 가이드 홈(66)과 직면하는 관계로 위치결정된다.
설치 홈(112a, 112b)은 가이드 블록(34)의 하면에 형성되고, 그 내부에 볼 순환 부재(104a, 104b)가 배치된다. 볼 순환 부재(104a, 104b)의 내부를 통하여 볼(64)이 순환하는 볼 순환 구멍(114)이 관통한다. 그 양단부에는 볼(64)이 순환하는 방향을 반전시키는 롤링 반전부(116a, 116b)가 각각 배치된다. 그것에 의해, 볼 순환 부재(104a, 104b)의 볼 순환 구멍(114), 슬라이드 테이블(14)의 제 1 볼 가이드 홈(66), 및 가이드 블록(34)의 제 2 볼 가이드 홈(110)에 의해 환상으로 연속하는 볼 순환 통로가 형성된다. 복수의 볼(64)이 볼 순환 통로를 따라 롤링함으로써 슬라이드 테이블(14)이 가이드 기구(16)를 따라 원활하게 왕복 동작될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 리니어 액츄에이터(10)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음에, 리니어 액츄에이터(10)의 동작 및 효과가 설명될 것이다.
우선, 도시되지 않은 압력 유체 공급원으로부터의 압력 유체가 제 1 포트(26)로 도입된다. 이 경우, 제 2 포트(28)는 도시되지 않은 스위칭 밸브의 조작하에 대기로 개방된 상태에 놓인다.
제 1 포트(26)에 공급된 압력 유체는 한쪽의 관통 구멍(30a)에 공급되어 연결 통로(55)를 통하여 다른 쪽의 관통 구멍(30b)에도 공급됨으로써 피스톤(40)이 로드 홀더(52)측을 향하여(화살표 A 방향으로) 가압된다. 따라서, 슬라이드 테이블(14)은 피스톤(40)에 연결된 피스톤 로드(42)와 함께 실린더 본체(12)로부터 이간되는 방향으로 변위된다.
이때, 가이드 기구(16)를 구성하는 볼(64)이 슬라이드 테이블(14)의 변위에 수반하여 볼 순환 통로를 따라 롤링함으로써 슬라이드 테이블(14)은 가이드 기구(16)에 의해 축선 방향으로 안내된다.
추가적으로, 슬라이드 테이블(14)의 일단부에 제공된 스토퍼 볼트(100)의 단부가 가이드 기구(16)를 구성하는 가이드 블록(34)의 단부면에 대하여 접합됨으로써 슬라이드 테이블(14)의 변위는 정지되고, 그 결과 슬라이드 테이블(14)은 그 변위 종단 위치에 도달한다.
스토퍼 기구(18)에는 록 너트(102)를 느슨하게 하여 스토퍼 볼트(100)의 진퇴 운동을 가능하게 한 후, 스토퍼 볼트(100)의 나사 회전에 의해 홀더부(98)의 단부면으로부터의 스토퍼 볼트(100)의 돌출량이 조정가능하게 됨으로써 슬라이드 테이블(14)의 변위량도 조정될 수 있다.
한편, 슬라이드 테이블(14)이 상기 언급된 변위 종단 위치로부터 반대 방향으로 변위되는 경우, 제 1 포트(26)에 공급되었던 압력 유체는 제 2 포트(28)에 대하여 공급되고, 제 1 포트(26)는 대기로 개방된 상태에 놓인다. 그 결과, 제 2 포트(28)로부터 한쌍의 관통 구멍(30a, 30b)으로 공급되는 압력 유체에 의해 피스톤(40)은 로드 홀더(52)로부터 이간되는 방향(화살표 B 방향)으로 변위되고, 피스톤(40)과 함께 피스톤 로드(42)를 통하여 슬라이드 테이블(14)이 실린더 본체(12)에 접근하는 방향으로 변위된다. 추가적으로, 슬라이드 테이블(14)의 엔드 플레이트(58)에 배치된 댐퍼(94)를 실린더 본체(12)의 단부면에 대하여 접합함으로써 리니어 액추에이터(10)의 초기 위치가 복원된다.
상기 방식으로, 본 발명에 관하여 리니어 액츄에이터(10)에 있어서, 슬라이드 테이블(14)을 구성하는 테이블 본체(56)가 예를 들면, 금속 재료로 이루어진 플레이트 재료를 프레스 성형함으로써 형성될 때, 워크피스(W)가 적재될 수 있는 복수의 피팅 시트(70a~70d)가 테이블 본체(56)로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 그 결과, 테이블 본체(56)가 형성될 때, 복수의 피팅 시트(70a~70d)가 동시에 형성될 수 있고, 슬라이드 테이블(14)을 포함하는 리니어 액츄에이터(10)가 저감된 비용으로 제조될 수 있다.
또한, 테이블 본체(56)의 베이스부(60)에 대하여 돌출된 피팅 시트(70a~70d)를 제공하고, 그 상면에 가공을 행함으로써 피팅 시트(70a~70d)의 평탄도를 확보함으로써 베이스부(60)의 전체에 걸쳐 가공을 행하여 그 평탄도를 확보하면서 그러한 피팅 시트(70a~70d)가 제공되지 않는 경우와 비교하여 평탄도는 고정밀도로 유지될 수 있다. 그 결과, 이러한 방식으로 형성된 복수의 피팅 시트(70a~70d)에 대하여 연삭 가공을 실시함으로써 확실하고 용이하게 그 평탄도가 확보될 수 있으므로, 그것에 따라 슬라이드 테이블(14)의 상면에 워크피스(W)가 안정적으로 적재되어 안정적으로 반송될 수 있다.
또한, 테이블 본체(56)는 0.55%~0.65%의 탄소 함유율을 갖는 마텐자이트계 스테인리스 스틸로 형성되고, 프레스 성형에 이어서, 프레스 성형된 테이블 본체(56)는 가열한 후 질소 가스로의 노출에 의해 냉각됨으로써 담금질된다. 따라서, 테이블 본체(56)의 로크웰 C 스케일 경도값(HRC)은 58~62의 범위 내가 되도록 할 수 있고, 그것과 함께 테이블 본체(56)의 고강성이 유지될 수 있다. 그 결과, 테이블 본체(56)를 포함하는 슬라이드 테이블(14)의 강도가 향상될 수 있고, 변형이 억제될 수 있다.
보다 상세하게는, 마텐자이트계 스테인리스 스틸을 사용함으로써 담금질시에 질소 가스로의 노출에 의해 냉각이 가능해지고, 그러한 담금질을 행하였을 때 발생할 수 있는 변형이 억제될 수 있다. 또한, 상기 언급된 마텐자이트계 스테인리스 스틸의 탄소 함유율이 0.55% 이하인 경우에는 담금질시에 달성되는 경도가 부족하게 되고, 한편 탄소 함유율이 0.65% 이상인 경우에는 프레스 성형을 행하는 동안의 구부림 가공이 제 기능을 못하게 되고 어렵게 된다. 또한, 테이블 본체(56)의 로크웰 C 스케일 경도값이 58 이하(HRC≤58)인 경우에는 볼(64)이 롤링되는 제 1 볼 가이드 홈(66)의 감손 및 마모가 커지고, 테이블 본체(56)의 내구성이 저하될 것이라는 우려가 있다. 보다 상세하게는, 본 실시형태에 있어서 테이블 본체(56)의 경도는 볼(64)이 롤링되는 제 1 볼 가이드 홈(66)에 필요로 되는 강도에 의거하여 설정된다.
또한, 테이블 본체(56)의 재료를 형성하는 마텐자이트계 스테인리스 스틸이 냉간 압연에 의해 제조된다. 열간 압정에 의해 제조된 재료와 비교하여 두께 치수의 변동이 작게 유지되고, 테이블 본체(56)가 성형될 때 치수 특성이 고정밀도로 제어될 수 있다.
또한, 슬라이드 테이블(14)을 구성하는 테이블 본체(56)와 엔드 플레이트(58)를 연결하기 위해서 플랫헤드 볼트를 사용함으로써 플랫헤드 볼트의 헤드부(88)가 수용되는 볼트 구멍은 테이블 본체(56)에 대하여 프레스 성형에 의해 용이하게 형성될 수 있다. 그 때문에, 유익하게는 박판 형상으로 형성되어 스폿 페이싱 가공을 행하기 어려운 테이블 본체(56)에 대하여 용이하게 볼트 구멍이 형성될 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)의 내주면에 돌출부(76)가 형성되므로 슬라이드 테이블(14)에 적재되는 워크피스(W)를 위치결정하기 위한 위치결정 핀(P1, P2)이 상방으로부터 삽입될 때, 위치결정 핀(P1, P2)이 돌출부(76)와 맞물려 정지되어 위치결정 핀(P1, P2)의 탈락(하방으로 낙하)이 방지된다. 그 때문에, 워크피스(W)가 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74)을 통하여 슬라이드 테이블(14)에 확실하게 고정밀도로 위치결정될 수 있다.
또한, 테이블 본체(56)가 프레스 성형될 때, 피팅 시트(70a~70d), 제 1 및 제 2 볼트 구멍(80, 82), 제 1 및 제 2 핀 구멍(72, 74), 및 제 1 볼 가이드 홈(66)이 그것과 동시에 형성될 수 있으므로, 그러한 특징부 각각을 각각의 가공에 의해 개별적으로 형성되는 경우와 비교하여 테이블 본체(56)를 포함하는 슬라이드 테이블(14)의 제조 단계가 단축될 수 있다. 이러한 경우, 바람직하게는 제 1 볼 가이드 홈(66)의 단면 형상을 예를 들면, 반원으로 함으로써 제 1 볼 가이드 홈(66)이 프레스 성형에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
상술한 실시형태에 의한 리니어 액츄에이터(10)의 슬라이드 테이블(14)에 관하여 워크피스 유지 구멍(68a~68d) 주위에 서로 소정 간격으로 4개의 피팅 시트(70a~70d)가 배치된 구성에 대하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이러한 특징부에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 11에 나타낸 바와 같이, 슬라이드 테이블(120)의 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 워크피스 유지 구멍(68a 및 68c, 68b 및 68d)을 걸쳐 길어지는 2개의 피팅 시트(적재부)가 제공될 수 있다. 이러한 경우, 2개의 피팅 시트(122a, 122b)는 슬라이드 테이블(120)의 길이 방향을 따라 평행하게 배치된다.
상술된 구성에 따라, 슬라이드 테이블(120) 상의 피팅 시트(122a, 122b)의 표면적은 확실하게 크기가 확장될 수 있고, 그것에 따라 워크피스와 피팅 시트(122a, 122b) 사이의 접촉 면적이 커질 수 있다. 그 결과, 피팅 시트(122a, 122b)에 적재되는 워크피스는 보다 안정된 방식으로 반송될 수 있다.
보다 구체적으로는, 피팅 시트(70a~70d, 122a, 122b)는 슬라이드 테이블(14, 120)이 프레스 성형되는 것과 동시에 형성될 수 있으므로 피팅 시트는 반송되는 워크피스의 형상, 크기 및 중량 등에 대응하여 어떠한 소망의 형상 및 수량 등으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 언급된 실시형태에 의한 리니어 액츄에이터(10)에서는 슬라이드 테이블(14, 120)의 제 1 볼 가이드 홈(66), 가이드 기구(16)를 구성하는 가이드 블록(34)의 제 2 볼 가이드 홈(110), 및 볼 순환 부재(104a, 104b)를 통하여 볼(64)이 무한 순환되면서 슬라이드 테이블(14, 120)이 변위되는 무한 순환 타입의 리니어 액츄에이터가 설명되었다. 그러나, 본 발명은 그러한 특징부에 한정되지 않는다. 예를 들면, 슬라이드 테이블(14, 120)을 구비하는 리니어 액츄에이터는 볼(64)이 슬라이드 테이블(14, 120)과 가이드 블록(34) 사이에 형성된 홈을 따라 직선 방식으로 배열된 유한 타입을 포함할 수 있다. 그러한 리니어 액츄에이터의 경우, 볼(64)이 홈을 따라 직선으로만 롤링되고 무한 순환되지 않는 구성이 제공된다.
본 발명에 의한 리니어 액츄에이터는 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 첨부되는 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 본질 및 범위를 벗어나지 않고 여러가지 대안적인 또는 추가적인 특징 및 구성이 채택될 수 있다.

Claims (10)

  1. 유체 입출입 포트(26, 28)로부터 압력 유체를 도입함으로써 실린더 본체(12)의 축선 방향을 따라 슬라이드 테이블(14)을 왕복 동작시키는 리니어 액츄에이터(10)에 있어서:
    상기 유체 입출입 포트(26, 28)와 연통하고, 상기 압력 유체가 도입되는 실린더 챔버(48)를 갖는 실린더 본체(12),
    상기 실린더 본체(12)와 실질적으로 평행하게 배치되는 베이스부(60)와, 상기 베이스부(60)에 대하여 돌출되어 반송물(W)을 적재하는 적재부(70a~70d)를 갖고, 상기 실린더 본체(12)의 축선 방향을 따라 왕복 동작하는 슬라이드 테이블(14), 및
    상기 실린더 챔버(48)를 따라 슬라이딩 동작가능하게 배치되는 피스톤(40)을 갖고, 상기 피스톤(40)의 변위에 따라 상기 슬라이드 테이블(14)을 왕복 동작시키는 실린더 기구(44)를 구비하고;
    상기 슬라이드 테이블(14)은 프레스 성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이드 테이블(14)은 0.55%~0.65%의 탄소 함유량을 갖는 마텐자이트계 스테인리스 스틸로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이드 테이블(14)은 58~62의 범위 내에서 로크웰 C 스케일 경도값(HRC)을 갖고 담금질되어 경화된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이드 테이블(14)은 반송물(W)에 설치되는 위치결정 부재(P1, P2)가 삽입되는 위치결정 구멍(72, 74)을 포함하고, 상기 위치결정 구멍(72, 74)에는 상기 위치결정 부재(P1, P2)의 탈락을 방지하기 위한 탈락 방지 수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탈락 방지 수단은 상기 위치결정 구멍(72, 74)의 내주면에 있어서 반경 내측 방향으로 돌출된 돌출부(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    피스톤 로드(42)를 통하여 상기 실린더 챔버(48)에 변위 가능하게 배치된 피스톤(40)에 연결되는 엔드 플레이트(58)를 더 포함하고, 상기 엔드 플레이트(58)는 상기 슬라이드 테이블(14)에 대하여 체결 부재(78a, 78b)에 의해 연결되고, 상기 슬라이드 테이블(14)에는 상기 체결 부재(78a, 78b)가 삽입되어 수용되는 구멍(82)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더 본체(12)에 복수의 볼(64)이 롤링에 의해 순환되는 제 1 순환 통로(110)가 형성된 가이드 부재(16)가 부착되고, 상기 슬라이드 테이블(14)에는 상기 가이드 기구(16)에 직면하는 측면에 볼(64)이 롤링하는 제 2 순환 통로(66)가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 순환 통로(66)는 오목한 원호 형상의 단면으로 형성되고, 상기 제 2 순환 통로(66)에 대하여 상기 볼(64)이 접합으로 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적재부(70a~70d)는 복수의 적재부(70a~70d)를 포함하고, 상기 적재부(70a~70d)는 상기 복수의 적재부(70a~70d)의 평탄도가 확보되도록 상기 베이스부(60)에 평행하는 평편한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 구멍(82)은 상기 엔드 플레이트(58)측을 향하여 직경이 점차적으로 감소되는 테이퍼 형상의 단면을 갖는 원뿔부(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
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