KR20140077562A - Servo cylinder - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a servo cylinder which is configured to change a rotary motion of a motor into a linear motion of a piston rod using a TM screw or a ball screw; which constructs a linear bushing to allow infinite linear motions of the piston rod inside a housing; which uses high rigidity bearing steel for the housing and the rod; which installs a ball retainer for guiding a row of balls capable of infinite linear motions inside the housing; which has high durability by applying a rotation prevention guide for controlling torsional angles; and which has the linear bushing capable of driving at high speed and maintaining a predetermined precision.

Description

서보 실린더{Servo cylinder}Servo cylinder {Servo cylinder}

본 발명은 TM 나사 또는 볼나사 너트를 이용하여 모터의 회전운동이 피스톤 로드의 선형운동으로 변환되도록 구성하고, 하우징 내부 로드를 무한직선운동이 가능하도록 리니어 부싱을 조합하여 구성하되, 하우징과 로드를 고강성의 베어링강을 구성하고, 하우징 내부에 무한직선운동이 가능한 볼 열을 안내하는 볼 리테이너가 설치되며, 비틀림에 대한 회전각을 제어하기 위한 회전방지용 가이드를 적용하여 소정의 정도 유지가 가능하고, 높은 내구성을 얻을 수 있으며, 고속주행이 가능한 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더에 관한 것이다.The present invention is configured such that a rotary motion of a motor is converted into a linear motion of a piston rod by using a TM screw or a ball screw nut and a linear bushing is combined with the housing inner rod so as to allow infinite linear motion, A ball retainer for guiding a row of balls capable of infinitely linear movement is provided inside the housing and a predetermined degree of rotation can be maintained by applying a rotation preventing guide for controlling the rotation angle with respect to the twist To a servo cylinder using a linear bushing capable of achieving high durability and capable of high-speed travel.

일반적으로 서보 실린더는 유공압용 실린더 대체품으로 적용하기 위한 전동 엑튜에이터로써 이송시스템용 및 클램프 장치용 엑튜에이터 등 자동차 조립라인의 물류 시스템 및 산업 자동화의 혼류생산 시스템에 적용할 수 있는 위치 제어용 실린더이며 고정도뿐만 아니라 저정도 제품도 필요하다.Servo cylinders are electric actuators to be applied as alternatives to hydraulic cylinders. They are position control cylinders that can be applied to the logistics system of automobile assembly line and mixed production system of industrial automation such as actuator for transfer system and clamp device. In addition, low-quality products are also needed.

현재 서보 실린더의 기술은 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형 운동으로 변환해주는 타입으로 TM나사(스크류)와 볼나사 너트(스크류)가 사용되고 있으며, 일반타입의 경우 직선 운동용 가이드로 미끄럼(Sliding) 타입이 적용되고 있고, 고정도형의 경우 볼 스플라인, 니이들 가이드를 적용한 제품이 있다. Currently, the technology of the servo cylinder is a type that converts the rotational motion of the motor into the linear motion of the piston rod. TM screws and ball screw nuts (screws) are used. In the case of general type, Type, and in the case of high precision, ball spline and needle guide are applied.

기존의 서보 실린더의 경우 회전운동을 선형운동으로 변환하기 위하여 일반적으로 알루미늄 하우징 내부에 내마모성이 강한 디유 부시(Du Bush) 또는 내마모성이 강한 수지를 사용하고 있으나, 외력에 대한 강성이 부족하고, 속도 및 스트로크의 한계, 미끄럼 타입으로 인한 정도 유지가 어려운 문제점이 있다.In the case of conventional servo cylinders, in order to convert the rotational motion into a linear motion, a Du Bush or an abrasion resistant resin having a high abrasion resistance is generally used in the aluminum housing, but the rigidity against the external force is insufficient, There is a problem that it is difficult to maintain the degree of the stroke due to the limit of the stroke and the sliding type.

대한민국 공개특허공보 제특1995-0011049호에는 전기모터와 볼 스크루를 이용하여 서보 실린더의 피스톤을 목표 위치에 정확하게 위치시키는 기술적 구성이 개시되어 있으나, 이는 리니어 부싱을 채용하여 서보 실린더의 내구성과 정도를 향상시키고, 주행속도를 향상시키는 것과는 무관하다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1995-0011049 discloses a technical structure for precisely positioning a piston of a servo cylinder at a target position by using an electric motor and a ball screw. However, the linear bushing is employed to improve the durability and accuracy of the servo cylinder. And to improve the running speed.

본 발명이 해결하려는 과제는 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 변환해주는 기술적 구성을 이용하되, 직선운동용 가이드로 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 조합하여 적용함으로써 최소의 마찰저항으로 구름운동을 하여 경쾌하게 이동할 수 있으며, 구름운동 타입이기 때문에 로드의 외력에 대한 강성을 증가시키고, 고속주행이 가능하고, 내구성이 향상된 서보실린더를 제공하는데 있다. A problem to be solved by the present invention is to use a technical structure for converting a rotational motion of a motor into a linear motion of a piston rod and a linear bushing capable of infinite linear motion as a guide for linear motion, And to provide a servo cylinder capable of increasing the rigidity with respect to an external force of the rod, capable of high-speed travel, and improved in durability because it is a rolling motion type.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 변환해주는 기술적 구성을 이용하여 직선운동용 가이드를 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 조합하여 적용하고, 하우징과 로드를 고강성의 베어링강으로 구성하고, 비틀림에 대한 각을 제어할 수 있는 회전방지용 가이드를 적용하여 소정의 정도 유지 및 비틀림이 제어될 수 있는 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to apply a linear motion guide to a linear bushing capable of infinite linear motion by using a technical structure for converting a rotational motion of a motor into a linear motion of a piston rod, The present invention provides a servo cylinder using a linear bushing which is made of a rigid bearing steel and is capable of maintaining a predetermined degree and being twisted by applying a rotation preventing guide capable of controlling an angle with respect to twist.

본 발명의 과제 해결 수단은 상기 문제를 해결하기 위하여 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 바꾸어주는 형태를 적용하고, 직선운동용 베어링은 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 조합하여 적용함으로써 최소의 마찰저항으로 구름운동을 하여 경쾌하게 이동할 수 있으며, 리니어 부싱의 외통을 강인한 베어링강을 사용함으로써 고강성을 얻고, 외통내부에 볼 열을 안내하는 볼 리테이너가 내장되며, 비틀림에 대한 각을 제어하기 위한 회전방지용 가이드를 적용하고, 직선운동 방식이 구름운동 타입이기 때문에 고속주행이 가능하며, 정도유지 및 내구성과 충분한 강성을 얻을 수 있는 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 구현하는데 있다.In order to solve the above problem, the present invention is applied to a configuration in which the rotational motion of the motor is converted into a linear motion of the piston rod, and the linear motion bearing is combined with a linear bushing capable of infinite linear motion, It is able to move smoothly by rolling motion with friction resistance, and it has high rigidity by using bearing steel which is strong in outer diameter of linear bushing, ball retainer which guides ball column inside of outer cylinder, and control angle of twist And a servo cylinder employing a linear bushing capable of achieving high speed travel and maintaining accuracy, durability and sufficient stiffness because the linear motion system is a rolling motion type.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 회전방지용 가이드를 볼 스크루와 인접한 피스톤 로드 일측에 설치하여 직선왕복운동을 하는 피스톤 로드의 회전을 방지하고, 피스톤 로드가 왕복운동을 하는 하우징내 피스톤 로드의 좌측 가장자리에 외부로부터 먼지가 유입되지 못하도록 더스트 씰이 설치되며, 피스톤 로드의 원활한 슬라이딩을 위하여 더스트 씰과 리니어 부싱사이에 디유 부시가 설치된 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a ball screw for preventing rotation of a piston rod which is reciprocating in a linear direction by providing a rotation preventing guide on one side of a piston rod adjacent to a ball screw, And a linear bushing provided between the dust seal and the linear bushing in order to smoothly slide the piston rod.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 회전방지를 위하여 서보 실린더 외통 내부에 4~6조 다각형 구조로 성형하고, 서보 실린더 외통 내부에 상기 형성된 4~6조 다각형 구조의 형상에 맞추어서 회전방지용 가이드를 제작하여 볼 스크루와 인접한 피스톤 로드 일측에 고정 설치된 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an anti-rotation guide in the shape of a 4- to 6-bar polygonal structure formed inside the outer cylinder of the servo cylinder, And a linear bushing fixed to one side of the piston rod adjacent to the ball screw.

본 발명은 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 변환해주는 기술적 구성을 이용하되, 직선운동용 가이드로 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 조합하여 적용함으로써 최소의 마찰저항으로 구름운동을 하여 경쾌하게 이동할 수 있으며, 구름운동 타입이기 때문에 고속주행이 가능하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 유리한 효과가 있다. The present invention employs a technical structure for converting the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston rod, and by applying a linear bushing capable of infinite linear motion as a guide for linear motion, the rolling motion is performed with minimum frictional resistance, Since it is a rolling motion type, it can be driven at a high speed and has an advantageous effect of improving durability.

본 발명의 또 다른 효과는 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 바꾸어주는 기술적 구성을 이용하여 직선운동용 가이드를 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 조합하여 적용하되, 하우징과 피스톤 로드를 고강성의 베어링강으로 구성하고, 비틀림에 대한 각을 제어할 수 있도록 회전방지용 가이드를 적용하여 소정의 정도유지 및 비틀림을 제어할 수 있도록 하는데 있다. Another advantage of the present invention is that the linear motion guide is applied in combination with a linear bushing capable of performing infinite linear motion by using a technical structure that converts the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston rod, And a rotation preventive guide is applied so as to control the angle with respect to the twist so as to maintain a predetermined degree and to control the twist.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 도시한 것이다(피스톤 로드가 들어간 상태).
도 2는 본 발명에 따른 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 도시한 것이다(피스톤 로드가 나온 상태).
도 3은 본 발명에 설계 제작되어 채용된 리니어 부싱의 하나의 실시 예를 도시한 것이다. Fig. 1 shows a servo cylinder using a linear bushing according to the present invention (a state in which a piston rod is inserted).
2 shows a servo cylinder using a linear bushing according to the present invention (with the piston rod emerging).
Figure 3 illustrates one embodiment of a linear bushing designed and fabricated in accordance with the present invention.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 변환해주는 형태로 직선운동용 가이드를 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 주요 기술적 구성으로 사용함으로써 소정의 정도를 유지하면서 구름운동을 하여 마찰저항을 최소화하여 경쾌한 직선왕복운동을 할 수 있는 서보 실린더이다. The present invention relates to a linear bushing capable of performing an infinite linear movement in a linear motion guide in a manner that converts a rotational motion of a motor into a linear motion of a piston rod, thereby achieving a rolling motion while maintaining a predetermined degree, It is a servo cylinder that can make a light linear reciprocating motion with minimized.

본 발명에 따른 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더는 리니어 부싱의 외통을 강인한 베어링강을 사용함으로써 고강성 및 내구성을 얻을 수 있고, 외통 내부에는 볼 열을 안내하는 볼 리테이너가 삽입 체결되어 있는 구름운동 타입이기 때문에 고속주행(1000mm/sec 이하)이 가능하고, 미끄럼 타입의 서보 실린더보다 높은 정도 유지 및 보다 긴 내구성을 가질 수 있는 작용효과가 있다. 본 발명의 구체적인 실시 예에 대하여 살펴본다.The servo cylinder using the linear bushing according to the present invention is a rolling type in which a high rigidity and durability can be obtained by using a bearing steel which is robust to the outer cylinder of the linear bushing and a ball retainer for guiding the row of balls is inserted into the outer cylinder. Therefore, it is possible to achieve a high-speed travel (1000 mm / sec or less), maintain a higher degree of stability and longer durability than a sliding type servo cylinder. A specific embodiment of the present invention will be described.

<실시 예><Examples>

본 발명의 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 도 1은 본 발명에 따른 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 도시한 것이다.A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 shows a servo cylinder using a linear bushing according to the present invention.

본 발명은 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 변환해주는 형태로 직선운동용 가이드를 무한직선운동이 가능한 리니어 부싱을 주요 기술적 구성으로 사용함으로써 피스톤 로드의 직선왕복운동을 볼의 구름운동으로 이루어지도록 구성하여 마찰저항을 최소화할 수 있어 경쾌하게 직선왕복운동을 할 수 있다.The present invention relates to a linear bushing capable of performing infinite linear motion in a linear motion guide in which a rotational motion of a motor is converted into a linear motion of a piston rod, and a linear reciprocating motion of the piston rod is made by rolling motion of the ball So that the frictional resistance can be minimized, so that a straight reciprocating motion can be performed lightly.

기존의 미끄럼 타입의 서보 실린더의 경우에 회전운동을 선형운동으로 변환하기 위하여 일반적으로 알루미늄 하우징 내부에 디유 부시(DU Bush)를 사용하고, 비틀림 방지를 위하여 내마모성이 강한 수지를 사용하여 제어하고 있으나, 외력에 대한 강성이 부족하고, 속도 및 스트로크의 한계, 미끄럼 타입으로 인한 정도 유지가 어려운 문제점이 있다.In the case of a conventional slide type servo cylinder, in order to convert rotational motion into linear motion, a di Bush is generally used inside the aluminum housing, and a resin having a high abrasion resistance is used for the prevention of twisting, There is a problem that the rigidity against external force is insufficient, the speed and stroke limitations, and the maintenance due to the sliding type are difficult.

도 1을 바탕으로 본 발명의 기술적 구성을 살펴본다. The technical structure of the present invention will be described with reference to Fig.

모터(도1의 22)에 전기에너지를 공급해주므로 모터(22)의 축이 회전하고, 모터(22)의 회전축과 나사축(도1의 18)이 커플링에 의해 체결되어 나사축(18)이 모터(22)의 회전에 의하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 된다. The shaft of the motor 22 is rotated and the rotation shaft of the motor 22 and the screw shaft 18 of FIG. 1 are coupled by coupling to the screw shaft 18, Is rotated in the clockwise or counterclockwise direction by the rotation of the motor (22).

볼나사 너트(도1의 20)의 내측에는 암나사가 형성되어 상기 나사축(18) 외측에 형성된 수나사와 체결되어 있다.A female screw is formed on the inside of the ball screw nut (20 in FIG. 1) and is fastened to a male screw formed outside the screw shaft (18).

볼나사 너트(도1의 20)는 수나사인 나사축과 암나사인 볼나사 너트사이에 강구(볼)를 삽입 체결하여 마찰저항을 최소화하고 고속이동이 가능하며, 정도가 높고, 내구성이 우수한 이점이 있다. The ball screw nut (20 in FIG. 1) has a merit that a steel ball is inserted between a male threaded screw shaft and a female screw threaded ball nut to minimize frictional resistance, enable high-speed movement, have a high degree of durability have.

도 1에서, 모터(22)의 회전에 의하여 모터(22)의 회전축과 연결된 나사축(18)이 회전하게 되고, 나사축(18)의 회전에 의하여 나사축(18)에 체결된 볼나사 너트(20)가 나사축(18)을 따라서 직선왕복운동을 하게 된다.1, the screw shaft 18 connected to the rotation shaft of the motor 22 is rotated by the rotation of the motor 22, and the ball screw nut 18, which is fastened to the screw shaft 18 by the rotation of the screw shaft 18, (20) reciprocates linearly along the screw shaft (18).

볼나사 너트(20)의 이동 원리는 수나사가 형성된 긴 나사축(18)에 너트를 체결하여 나사축을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키면 너트가 나사축을 따라서 직선왕복운동을 하는 것과 동일하다. The principle of movement of the ball screw nut 20 is the same as that when the nut is fastened to the long screw shaft 18 on which the male screw is formed and the screw shaft is rotated clockwise or counterclockwise, the nut reciprocates linearly along the screw shaft.

도 1에서, 볼나사 너트(20)와 피스톤 로드(도1의 11)가 고정 체결되어 모터(22)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 때 피스톤 로드(도1의 11)가 직선왕복운동을 하도록 구성되어 있다.1, when the ball screw nut 20 and the piston rod (11 in Fig. 1) are fixedly engaged to rotate the motor 22 clockwise or counterclockwise, the piston rod (11 in Fig. 1) .

상기 직선왕복운동을 하는 피스톤 로드(11)는 리니어 부싱(도1의 16)의 볼 구름운동으로 소정의 정도를 유지하면서 부드럽게 직선왕복운동을 할 수 있도록 구성되어 있다.The piston rod 11 that performs the linear reciprocating motion is configured to smoothly reciprocate linearly while maintaining a predetermined degree by a ball rolling motion of the linear bushing (16 of FIG. 1).

리니어 부싱이 채용된 서보 실린더의 좌측(도면 상) 내부(외통)에는 볼(도1의 15)을 수용하기 위한 볼 리테이너(도1의 17)가 삽입 체결되어 있다.A ball retainer (17 in Fig. 1) for receiving a ball (15 in Fig. 1) is inserted into the left side (drawing) inside (outer cylinder) of the servo cylinder employing the linear bushing.

즉, 서보 실린더의 좌측은 리니어 부싱(16)으로 구성되어 있다.That is, the left side of the servo cylinder is constituted by the linear bushing 16.

본 발명은 볼을 수용하는 볼 리테이너(17)에 볼을 삽입한 후, 피스톤 로드를 삽입 체결할 경우에 피스톤 로드(11)의 외측 부분이 볼의 구름운동에 의하여 부드럽게 직선왕복운동을 할 수 있도록 구성되어 있다. In the present invention, when a ball is inserted into a ball retainer (17) for receiving a ball, the outer portion of the piston rod (11) is smoothly reciprocated by the rolling motion of the ball Consists of.

볼 리테이너(17)의 외측에는 상기 피스톤 로드(11)가 직선왕복운동을 하도록 안내하는 하우징내에 리니어 부싱이 설치되어 있다.On the outside of the ball retainer 17, a linear bushing is provided in a housing for guiding the piston rod 11 to reciprocate linearly.

도 3은 리니어 부싱의 하나의 실시 예를 도시한 것이며, 이와 같은 구조가 본 발명에 따른 서보 실린더의 하우징 내에 채용된 것이다.Fig. 3 shows one embodiment of a linear bushing, and such a structure is employed in the housing of the servo cylinder according to the present invention.

본 발명의 명세서에서는 서로 다른 도면일 경우에 동일한 구성에 대하여 서로 다른 도면 부호를 부여한다.In the specification of the present invention, different reference numerals are assigned to the same components in different drawings.

리니어 부싱(16)에서의 하우징은 외통(도3의 33)이라 부르며, 외통(도3의 33)을 볼의 구름운동에 오래 견딜 수 있도록 강도와 내구성이 우수한 베어링강으로 구성할 수 있다. The housing in the linear bushing 16 is called an outer cylinder (33 in Fig. 3) and can be made of a bearing steel excellent in strength and durability so that the outer cylinder (33 in Fig. 3) can withstand rolling motion of the ball for a long time.

내구성을 고려하여 외통을 볼이 구름운동을 하는 부분만을 베어링강으로 형성하여 체결 또는 부착하는 구조로 제작하거나 실린더 외부 외통 전체를 베어링강으로 형성할 수도 있다.In consideration of durability, it is also possible to form a structure in which only the portion of the outer cylinder which is rolling motion is formed into a bearing steel and fastened or attached, or the entire cylinder outer cylinder may be formed as a bearing steel.

볼 리테이너의 좌측(도면상의 좌측)에는 리니어 부싱을 고정하기 위한 스톱퍼(도1의 14)가 설치되어 있다. A stopper (14 in Fig. 1) for fixing the linear bushing is provided on the left side (left side in the drawing) of the ball retainer.

스톱퍼(도1의 14) 일측에는 체결용 나사를 형성하고, 형성된 나사를 이용하여 서보 실린더의 외통과 체결할 수 있도록 구성되어 있다. A fastening screw is formed on one side of the stopper (14 in Fig. 1), and is configured to be fastened to the outer cylinder of the servo cylinder using a formed screw.

피스톤 로드(11)가 왕복운동을 하는 하우징 가장자리에는 외부로부터 먼지가 들어가지 못하도록 더스트 씰(도1의 12)이 설치되어 있다.A dust seal (12 in Fig. 1) is provided at the edge of the housing where the piston rod 11 reciprocates so that dust can not enter from the outside.

피스톤 로드(11)의 원활한 슬라이딩을 위하여 더스트 씰(12)과 리니어 부싱(16)사이에 디유 부시(도1의 13)가 고정 설치되어 있다. A diiferous bush (13 in Fig. 1) is fixedly installed between the dust seal 12 and the linear bushing 16 for smooth sliding of the piston rod 11. [

직선왕복운동을 하는 피스톤 로드(11)의 회전을 방지하기 위한 회전방지용 가이드(도1의 19)가 볼나사 너트(20)와 인접하여 실린더 외통 내부에 위치하는 피스톤 로드(11) 일측에 고정 설치되어 있다.A rotation preventing guide (19 in Fig. 1) for preventing the rotation of the piston rod 11 which is reciprocating in a linear direction is fixed to one side of the piston rod 11 located inside the cylinder outer cylinder adjacent to the ball screw nut 20 .

회전방지용 가이드(19)의 외측에는 육각, 날개, 홈, 돌출부 중에서 하나를 선택 형성하고, 그 형상에 맞추어서 서보 실린더 외통 내부에 가이드 형상을 형성하여 회전방지용 가이드(19)가 가이드 형상을 따라서 이동하므로 피스톤 로드(11)가 회전하지 아니하고 직선왕복운동을 하도록 구성되어 있다. One of a hexagon, a wing, a groove and a protrusion is selectively formed on the outer side of the anti-rotation guide 19, and a guide shape is formed in the outer cylinder of the servo cylinder in accordance with the shape thereof so that the rotation preventing guide 19 moves along the guide shape So that the piston rod 11 does not rotate but reciprocates linearly.

보다 구체적으로, 볼나사 너트(20)와 인접하여 위치한 피스톤 로드(11) 일측에 볼트로 회전방지용 가이드(19)가 고정 설치되고, 회전방지용 가이드(19)의 외측에 다각형 형상, 날개 형상, 홈 및 돌출부 중에서 하나를 선택하여 형상을 형성한다.More specifically, the anti-rotation guide 19 is fixed to one side of the piston rod 11 adjacent to the ball screw nut 20 by a bolt, and a polygonal shape, a wing shape, And the protrusions to form a shape.

회전방지용 가이드(18) 외측에 형성된 형상과 맞닿는 서보 실린더 외통 내부에는 회전방지용 가이드(19)의 외측에 형성된 각각의 형상에 맞추어서 가이드 형상을 형성하여 모터의 회전에 의하여 가이드 형상을 따라서 직선왕복운동을 하도록 구성되어 있다. A guide shape is formed in the inside of the outer cylinder of the servo cylinder abutting the shape formed on the outside of the rotation preventing guide 18 so as to match the shape formed on the outer side of the rotation preventing guide 19. A linear reciprocating motion .

피스톤 로드 일측에 고정 설치되는 회전방지용 가이드는 다양한 형상의 돌출부 또는 홈이 형성된 구조물로 구성하고, 회전방지용 가이드의 외부 형상에 맞추어서 실린더 외통 내부에 가이드를 형성하여 서로 체결되어 직선왕복운동을 할 때 피스톤 로드(11)가 회전하지 않는 구조이면 족하다. The rotation preventing guide fixedly installed on one side of the piston rod is constituted by a protrusion or groove formed in various shapes. When a guide is formed inside the cylinder outer tube in accordance with the outer shape of the rotation preventing guide, If the rod 11 does not rotate, it suffices.

바람직하게는 회전방지를 위하여 서보 실린더 외통 내부를 4~6조 다각형 구조로 성형하고, 서보 실린더 외통 내부에 상기 형성된 4~6조 다각형 구조의 형상에 맞추어서 회전방지용 가이드를 형성하여 피스톤 로드 일측에 고정 설치하는 것이다.Preferably, the inner surface of the outer cylinder of the servo cylinder is formed into a polygonal structure of 4 to 6 in order to prevent rotation, and a rotation preventing guide is formed in the inner surface of the outer cylinder of the servo cylinder so as to conform to the shape of the formed 4- to 6- To install.

회전방지용 가이드(19)가 이동하는 범위는 볼나사 너트가 이동하는 거리와 동일하며 리니어 부싱(16)사이에서 이루어진다. The range of movement of the anti-rotation guide 19 is equal to the distance that the ball screw nut moves and is made between the linear bushings 16.

도 1의 우측에 고정 설치된 모터(22)의 상부에는 모터(22)에 전원을 공급하기 위한 전원 연결단자(도1의 23)가 설치되어 있다. 1, a power connection terminal (23 in Fig. 1) for supplying power to the motor 22 is provided at an upper portion of the motor 22 fixed to the right side of Fig.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명은 리니어 부싱에 의하여 볼 구름운동에 의해 피스톤 로드(11)가 직선왕복운동을 하도록 구성되어 미끄럼 타입의 서보 실린더보다 높은 정도를 유지할 수 있고, 고속주행이 가능하며, 최소의 마찰저항으로 구름운동을 하여 경쾌한 운동을 얻을 수 있고, 내구성을 높일 수 있는 작용효과가 있다.As described above, according to the present invention, the piston rod 11 can be linearly reciprocated by the ball rolling motion by the linear bushing to maintain a higher degree than the sliding type servo cylinder, capable of high-speed travel, It is possible to obtain a smooth movement by rolling motion by frictional resistance, and there is an action effect which can increase durability.

본 발명에 따라 설계 제작된 서보 실린더는 소정의 정도를 가진 전동 엑튜에이터로써 이송시스템용 및 클램프 장치용 엑튜에이터 등 자동차 조립라인 등의 물류 시스템 및 산업 자동화의 혼류생산 시스템에 적용할 수 있는 위치 제어용 실린더로써 미끄럼 타입의 서보 실린더보다 높은 정도 및 강성을 가진다.The servo cylinder designed and manufactured in accordance with the present invention is a motorized actuator having a predetermined degree and is used for a position control system applicable to a logistics system such as an automobile assembly line such as a transfer system and an actuator for a clamp device, The cylinder has a higher degree of rigidity than the sliding type servo cylinder.

서보 실린더의 직선왕복운동의 범위는 정도와 흔들림을 고려하여 150㎜ 내지 300㎜ 가 바람직하나, 이를 벗어난 범위로 변형하여 설계 제작하는 것도 가능하다.The range of the linear reciprocating motion of the servo cylinder is preferably 150 mm to 300 mm in consideration of the degree and fluctuation, but it is also possible to design and manufacture by deforming it to a range deviated from it.

회전방지용 가이드에 의하여 유지되는 비틀림(회전)각의 범위(비틀림 각도)는 약 ± 0.2° 이다. The range (twist angle) of the twist (rotation) angle maintained by the anti-rotation guide is about ± 0.2 °.

주행속도는 최대 1,000㎜/sec 까지 가능하다.The travel speed can be up to 1,000 mm / sec.

본 발명은 TM 나사 또는 볼나사 너트를 이용하여 모터의 회전운동을 피스톤 로드의 선형운동으로 변환되도록 구성하고, 하우징내 피스톤 로드를 무한직선운동이 가능하도록 리니어 부싱을 조합하여 구성하되, 하우징 및 로드를 고강성의 베어링강을 구성하고, 하우징내에 무한직선운동이 가능한 볼 열을 안내하는 볼 리테이너가 설치되며, 비틀림에 대한 각을 제어하기 위한 회전방지용 가이드를 적용함으로써 비틀림각 제어가 가능하여 소정의 정도 유지가 가능하고, 높은 내구성을 얻을 수 있으며,고속주행이 가능한 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.The present invention is configured such that a rotary motion of a motor is converted into a linear motion of a piston using a TM screw or a ball screw nut and a linear bushing is combined with the piston rod in the housing so as to allow infinite linear movement, A ball retainer for guiding a row of balls capable of infinitely linear movement is provided in the housing and a twist angle control is possible by applying a rotation preventing guide for controlling an angle with respect to the twist, A servo cylinder using a linear bushing capable of achieving high durability and capable of traveling at a high speed can be provided.

11; 피스톤 로드 12; 더스트 씰(Dust Seal)
13; 디유 부시(DU bush) 14; 스톱퍼
15; 볼 16; 리니어 부싱
17; 볼 리테이너
18; 나사축 19; 회전방지용 가이드
20; 볼나사 너트 21; 커플링
22; 모터 23; 전원연결단자
31; 씰(seal) 32; 볼
33; 외통 34; 볼리테이너
35; 피스톤 로드(LM 샤프트) 11; A piston rod 12; Dust Seal
13; DU bush 14; Stopper
15; Ball 16; Linear Bushing
17; Ball retainer
18; Screw shaft 19; Anti-rotation guide
20; Ball screw nut 21; Coupling
22; A motor 23; Power Connector
31; Seal 32; ball
33; An outer tube 34; Ball retainer
35; Piston rod (LM shaft)

Claims (4)

서보 실린더에 있어서,
나사축을 회전하기 위한 모터;
모터의 회전축과 체결되어 회전하는 나사축;
나사축이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전함에 의하여 직선왕복운동을 하도록 체결된 볼나사 너트;
볼나사 너트와 체결되어 모터의 회전운동에 의하여 직선왕복운동을 하는 피스톤 로드; 및
모터의 회전운동을 커플링과 연결되어 있는 나사축에 회전베어링으로 견고하게 지지함과 동시에 볼나사 너트와 체결되어 있는 피스톤 로드의 직선운동용 가이드를 무한직선운동을 하는 리니어 부싱으로 구성함을 특징으로 하는 서보 실린더.In the servo cylinder,
A motor for rotating the screw shaft;
A screw shaft coupled to the rotation shaft of the motor and rotated;
A ball screw nut fastened in a linear reciprocating motion by rotating the screw shaft clockwise or counterclockwise;
A piston rod which is coupled with a ball screw nut and reciprocates linearly by rotational motion of the motor; And
And a linear bushing for linearly moving the guide of the linear motion of the piston rod fastened to the ball screw nut and firmly supporting the rotary motion of the motor by the rotary bearing on the screw shaft connected to the coupling . 청구항 1에 있어서,
리니어 부싱을 이용한 서보 실린더는 볼나사 너트와 체결되어 있는 직선왕복운동을 할 수 있는 피스톤 로드의 일측에 회전을 방지하기 위한 실린더 외통 내부의 가이드 형상에 맞추어서 제작된 회전방지용 가이드 및 실린더 외통 내부의 가이드 형상을 형성함을 특징으로 하는 서보 실린더.The method according to claim 1,
The servo cylinder using the linear bushing is a cylinder for preventing rotation on one side of a piston rod which is engaged with a ball screw nut and is capable of linear reciprocating motion. A guide for rotation prevention made in accordance with the guide shape inside the outer cylinder, Wherein the first and second chambers form a shape. 청구항 1에 있어서,
상기 서보 실린더는 내구성을 높이기 위하여 상기 리니어 부싱에서 외통을 강도와 내구성이 우수한 베어링강으로 구성함을 특징으로 하는 서보 실린더.The method according to claim 1,
Wherein the servo cylinder is formed of a bearing steel having excellent strength and durability in the linear bushing in order to enhance durability. 청구항 1에 있어서,
상기 서보 실린더는 회전방지를 위하여 서보 실린더 외통 내부를 4 내지 6조 다각형 구조로 성형하고, 서보 실린더 외통 내부에 상기 형성된 4 내지 6조 다각형 구조의 형상에 맞추어서 회전방지용 가이드를 형성하여 피스톤 로드 일측에 고정 설치함을 특징으로 하는 서보 실린더.
The method according to claim 1,
In order to prevent the rotation of the servo cylinder, the inside of the outer cylinder of the servo cylinder is formed into a polygonal structure of 4 to 6 sets, and a rotation preventing guide is formed in the inside of the outer cylinder of the servo cylinder in accordance with the shape of the formed 4- to 6-piece polygonal structure, A fixed servo cylinder.
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