KR20120010584A - 전기모터 작동식 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 기계기구에서 제품을 클램핑하거나 이송하는데 사용되어지는 실린더를 유압이나 공압을 사용하지않고 래크와 피니온을 구성하여 기어드모터의 구동력으로 램을 직접 동작시키도록 한 전기모터 작동식 실린더에 관한 것으로, 내면에 적어도 1개 이상의 가이드홈을 길이방향으로 형성한 사각실린더하우징과, 상기 사각실린더하우징의 가이드홈에 가이드돌기가 결합되어 슬라이드 동작하도록 구성되는 피스톤과, 상기 피스톤과 일체로 구성되어 선단에 외부 공작물이 세팅되도록 구성한 램과, 상기 사각실린더하우징의 후방에 결합되는 리어블록과, 상기 사각실린더하우징의 전방에 결합되어 램을 가이드하는 프론트블록과, 상기 피스톤에 일체로 장착되는 적어도 1개 이상의 기어드모터와, 상기 기어드모터에 축착되는 피니온과, 상기 사각실린더하우징에 일체로 고정결합되어 상기 피니온이 치합되어 피스톤의 이송을 유도하는 래크기어로 구성하여 원가가 생산원가가 저렴하고 피스톤의 행정거리를 쉽게 대응하여 사용범위가 확대되는 신규하고 유용한 발명이다.

Description

전기모터 작동식 실린더{Electric motor-operated cylinder}

본 발명은 산업용 기계기구에서 제품을 클램핑하거나 이송하는데 사용되어지는 실린더를 유압이나 공압을 사용하지않고 래크와 피니온을 구성하여 기어드모터의 구동력으로 램을 직접 동작시키도록 한 전기모터 작동식 실린더에 관한 것이다.

산업의 발달로 다양한 작업에 따른 동작을 실현하기 위하여 실린더가 개발되어 사용되고 있는바, 지금까지는 유체를 압송하여 동작시키는 유압실린더나 에어를 압송하여 동작시키는 공압실린더가 개발되어 많은 편리함을 주고 있다.

그러나 유체실린더를 작동하도록 하기 위하여는 오일탱크와 제어밸브 고압의 유체관과 펌프를 필요로 하는 등 그 구성이 복잡한 것은 물론, 제조원가가 비싸서 일반적으로 사용하는데에는 많은 부담을 주었다.

공압실린더 또한 이를 동작시키기 위한 에어콤프레샤를 필수적으로 구비하여야하고 동작을 제어하기 위한 제어밸브를 구성하여야 하는 등 유압실린더와 같이 복잡한 구성과 원가의 상승으로 많은 문제점을 야기하였다.

여기서 발전한 것으로 특허등록 제10-0949453호(2010.03.18)인 서보 모터와 실린더를 조합한 전동 실린더를 사용하여 1X축 및 2X축, Y축 및 Z축의 다양한 위치제어가 가능함으로써, 하나의 유니트로 다차종 대응이 가능한 전동 드라이브를 이용한 다축 위치 제어 장치에 관한 것으로, 차체 용접공정에서 다양한 모델의 각종 차체 채널 로딩시 서보 모터와 실린더를 조합한 전동 실린더에 의해 1X축 및 2X축, Y축 및 Z축의 4축 다(多)위치 제어가 가능한 클램프 수단 및 로케이션 수단을 이용하여 차체패널을 규제 및 클램프할 수 있는 새로운 형태의 다차종 대응 시스템을 구현함으로써, 하나의 유니트로 다차종에 효과적으로 대응할 수 있는 등 다양한 차종에 따른 모델의 변경시에도 전체 유니트를 변경하지 않고 효율적인 대응이 가능하고, 보다 신속하고 효율적으로 작업공정을 수행할 수 있는 전동 드라이브를 이용한 다차종 대응 다축위치 제어 장치에서 사용되는 것과 같이 전동모터를 이용한 전동식 실린더가 개발되어 사용되고 있다.

특허등록 제10-0949453호(2010.03.18)

그러나 상기한 특허등록 제10-0949453호(2010.03.18)에서 사용되는 전동식 실린더는 실린더의 후단에 전동모터를 구성하고 상기 전동모터에 리드스크류를 장착하고 이를 실린더의 램과 일체로 된 피스톤에 나사 결합하여 전동모터의 구동으로 리드스크류가 회동하면서 실린더의 피스톤이 전 후진하도록 구성한 전동드릴식으로 이는 동작속도가 느린 것은 물론 램의 동작거리가 한정되어 큰 동작을 하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 지금까지 개발된 실린더의 문제점을 해결하고자 전동모터로 구동하는 전동식 실린더를 구성함에 있어서,

내면에 적어도 1개 이상의 가이드홈을 길이방향으로 형성한 사각통 형상의 사각실린더하우징과,

상기 사각통 형상의 사각실린더하우징의 가이드홈에 가이드돌기가 결합되어 슬라이드 동작하도록 구성되는 사각피스톤과, 상기 사각피스톤과 일체로 구성되어 선단에 외부 공작물이 세팅되도록 구성한 램과, 상기 사각실린더하우징의 후방에 결합되는 리어블록과, 상기 사각실린더하우징의 전방에 결합되어 램을 가이드하는 프론트블록과, 상기 사각피스톤에 일체로 장착되는 적어도 1개 이상의 기어드모터와, 상기 기어드모터에 축착되는 피니온과, 상기 사각실린더하우징에 일체로 고정결합되어 상기 피니온이 치합되어 피스톤의 이송을 유도하는 래크기어로 구성한다.

상기한 본 발명은, 생산원가가 저렴하고 피스톤의 행정거리를 쉽게 대응하여 사용범위가 확대되는 신규하고 유용한 발명이다.

도1은 본 발명의 구성 상태를 예시한 측 단면도.
도2는 본 발명의 구성상태를 예시한 종단면도.
도3은 본 발명의 다른 실시상태예시도.
도4는 본 발명의 다른 구성상태예시도.

상기한 본 발명의 구성 및 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전동모터로 구동하는 전동식 실린더를 구성함에 있어서,

도1 내지 도2에 예시한 바와 같이 사각실린더하우징(10)을 사각통으로 구성하고 그 내면에 적어도 1개 이상의 가이드홈(11)을 길이방향으로 형성한다.

여기서 사각실린더하우징(10)을 원형으로 구성할 수도 있으나, 본 발명을 실현하기 위한 실린더는 사각으로 하는 것이 훨씬 편리하다.

상기와 같이 사각통으로 형성된 사각실린더하우징(10)의 내부에 결합되어 슬라이더 동작하도록 사각형의 외면에 상기 사각실린더하우징(10)의 가이드홈(11)에 일치하는 가이드돌기(21)를 형성한 사각형의 사각피스톤(20)을 구성하여 가이드돌기(21)가 상기 사각실린더하우징(10)의 내면에 길이방향으로 길게 형성한 가이드홈(11)에 결합하도록 결합하여 사각실린더하우징(10) 내부에서 슬라이드 동작하도록 한다.

상기한 사각피스톤(20)의 전면에 선단에는 공구를 결합하는 결합부(23)를 형성한 램(22)을 일체로 구성한다.

이때의 램(22)은 사각으로 형성하여도 되나 원형으로 형성하는 것이 무방하다.

그리고 상기 사각피스톤(20)에 피니온(45)을 축착한 기어드모터(40)를 적어도 1개 이상 일체로 결합하여 구성한다.

여기서 상기 사각실린더하우징(10)을 길이방향으로 길게 절개하여 사각피스톤(20)의 외면에 별도의 장착돌기(30)를 형성하여 상기 기어드모터(40)를 장착돌기(30)에 일체로 결합하여 장착할 수도 있으나 상기 사각피스톤(20)을 작게 줄여서 기어드모터(40)를 상기 사각실린더하우징(10)의 내부로 수용되도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 사각실린더하우징(10)의 외측에는 상기 사각실린더하우징(10)과 일체로 랙크기어(12)를 길이 방향으로 길게 형성한다.

여기서 또 다른 구성으로 도3에 예시한 바와 같이 상기 기어드모터(40)를 적어도 2개 이상 서로 대향 하도록 구성하여 사각피스톤(20)을 동작시키도록 구성할 수도 있으며, 도4에 예시한 바와같이 상기 기어드모터(40)를 사각실린더하우징(10) 내부에 수납하도록 사각피스톤(20)이나 램(22)에 직접장착하고 래크기어(12)를 사각실린더하우징(10)의 내면에 구성할 수도 있다.

마지막으로 상기 사각실린더하우징(10)의 후단은 리어블록(17)을 결합하여 마무리하고 선단에는 램(22)을 가이드 하도록 가이드공(16)이 형성된 프론트블록(15)으로 마감하여 완성한다.

상기한 구성을 한 본 발명은 별도의 유압라인이나 공압라인을 설치함이 없이 공작물을 클램핑하거나 이송하기 위하여 실린더를 필요로 하는 곳에 장착하여 전원을 인가하여 기어드모터(40)를 구동시키면 기어드모터(40)의 구동으로 사각피스톤(20)이 사각실린더하우징(10) 내부를 왕복하면서 소정의 목적을 달성할 수 있는 것이다.

본 발명은 산업체에서 물건을 클램팽하여 고정하거나 이송하기 위한 수단으로 사용하기 위한 설비에 유압이나 공압실린더를 대신하여 쉽게 장착하여 사용할 수 있는 등 산업상 이용가능성이 높다할 것이다.

10: 사각실린더하우징 11: 가이드홈 12: 래크기어
15: 프론트블록 16: 가이드공 17: 리어블록
20: 사각피스톤 21: 가이드돌기 22: 램
23: 결합부 30: 장착돌기 40: 기어드모터
45: 피니온

Claims (3)

1. 전동모터로 구동하는 전기모터 작동식 실린더를 구성함에 있어서,
   사각통으로 형성된 내면에 적어도 1개 이상의 가이드홈(11)을 길이방향으로 형성한 사각실린더하우징(10)과,
   상기 사각실린더하우징(10)의 가이드홈(11)에 가이드돌기(21)가 결합되어 슬라이드 동작하도록 구성되는 사각피스톤(20)과, 상기 사각피스톤(20)과 일체로 구성되어 선단에 공구를 세팅하도록 결합부(23)를 구성한 램(22)과, 상기 사각실린더하우징(10)의 후방에 결합되는 리어블록(17)과, 상기 사각실린더하우징(10)의 전방에 결합되어 램(22)을 가이드 하는 프론트블록(15)과, 상기 사각피스톤(20)에 일체로 장착되는 적어도 1개 이상의 기어드모터(40)와, 상기 기어드모터(40)에 축착되는 피니온(45)과, 상기 사각실린더하우징(10)에 일체로 고정결합되어 상기 피니온(45)이 치합되어 사각피스톤(20)의 이송을 유도하는 래크기어(12)로 구성함을 특징으로 하는 전기모터 작동식 실린더.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사각실린더하우징(10)에 일체로 고정결합되어 상기 피니온(45)이 치합되어 사각피스톤(20)의 이송을 유도하는 래크기어(12)를 적어도 2곳 이상을 구성하고 상기 래크기어(12)에 치합되는 피니온(45)이 구성된 기어드모터(40)를 래크기어(12)의 숫자에 맞추어 구성함을 특징으로 하는 전기모터 작동식 실린더.
3. 제1항에 있어서,
   상기 기어드모터를 사각실린더하우징(10) 내부에 수납하도록 사각피스톤(20)이나 램(22)에 직접장착하고 래크기어(12)를 사각실린더하우징(10)의 내면에 구성함을 특징으로 하는 전기모터 작동식 실린더.

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