KR20170050869A - 직류모터를 이용한 전동액추에이터 - Google Patents

Abstract

직류모터를 이용한 전동액추에이터가 개시된다. 본 발명은 류 DC 모터를 포함하는 동력입력부와, 상기 동력입력부에서 구동력을 전달받아 토크를 증강시키는 유성기어를 포함하고 출력축이 구비된 유성감속부와, 상기 유성감속부에서 구동력을 전달받고, 높아진 토크에 비례하여 낮아진 회전수를 증속하고, 일측이 개방되는 탈착가능한 커버가 구비된 증속부 및 상기 증속부에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 나사산이 각설된 나사축과, 상기 나사축에 회전식으로 나사결합되어 나사축의 회전에 의한 진퇴운동을 하는 변위너트가 구비된 실린더부를 포함하여, 정지마찰력이 큰 구조물에서 사용될 수 있고, 소형으로 제작이 가능하며, 이러한 소형으로 제작되는 AC모터보다 더 높은 토크를 발생할 수 있으며, 설치와 유지보수관리가 용이하고, 에너지 효율이 높은 직류모터를 이용한 전동액추에이터를 제공한다.

Description

직류모터를 이용한 전동액추에이터{ELECTRIC MOTOR ACTUATOR WITH DC MOTOR}

본 발명은 전동액추에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직류 DC모터를 사용하되, 소형으로 제작이 가능하며, 1차적으로 유성감속을 통해 토크를 높인 후 2차적으로 필요한 회전수로 증속하도록 증속부가 구비되어 축선방향으로 변위시키는 직류모터를 이용한 전동액추에이터에 관한 것이다.

종래부터, 자재 등을 반송하는 수단으로서, 모터 등과 같은 회전구동원의 회전구동력에 의해 이송나사를 회전구동해서, 상기 자재를 반송하는 슬라이더를 변위시키는 전동 액추에이터가 널리 알려져 있다

또한 전동 액추에이터는 온수, 냉수, 수증기 등의 유체의 유량을 제어하는 전동밸브나 댐퍼 등에 이용되고 있으며, 특히 각종 유체의 유량을 제어하는 밸브나 댐퍼의 개방도를 조정하는 전동식의 액추에이터는, 제어부로부터의 구동신호에 의해 구동하는 구동 모터와, 이 구동 모터의 회전을 감속하여 제어 대상인 밸브나 댐퍼 등의 회전축에 전달하는 감속 기어기구와, 상기 회전축의 현재의 동작각(또는 동작 범위)을 검출하는 동작각 검출기구를 구비하고 있다.

또한 전동 액추에이터에 구비되는 감속 기어기구로서는, 보통 다수의 평기어를 다단으로 적층하여 구성한 것이나, 태양 기어, 유성 기어 및 내부 기어로 이루어지는 유성 기어기구를 사용한 것이 알려져 있다.

또한 구동 모터의 회전을 감속 기어기구에 의해 감속하여 밸브의 샤프트(회전축)에 전달하도록 구성하고 있지만, 이 밸브의 샤프트는, 유성 기어기구의 최종단의 기어 베이스에 연결되고 있으며, 이 샤프트의 회전을 전달 기어를 통해 다시 로드에 전달하도록 하고 있다.

일반적으로 유성기어 감속기는 선기어, 링기어, 유성기어들이 동심선상에 배치된 상태의 기어열을 말하는 것으로, 동일 변속비의 경우 다른 원리의 감속기에 배치되는 기어열에 비해 그 체적이 작고 입출력이 동심이며 동력 전달효율이 높기 때문에 소형 및 경량화가 요구되는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 아울러 유성기어 감속기는 그 공지된 구조로 인한 대량생산으로 인해 저렴한 가격에 시중에서 손쉽게 구할 수 있다.

한편, 전술한 유성기어 감속기를 포함하는 전동식 엑추에이터의 일반적인 구조는 회전력을 발생시키는 모터와 모터의 회전축과 연결되어 모터로부터 발생된 회전력을 증가시키는 유성기어 감속기와, 상기 유성기어 감속기와 밸브 사이를 연결하며 감속기의 출력축으로부터 회전력을 전달받아 직선왕복운동으로 변환하는 링크구조를 포함하여 구성되고 있다.

자세하게는 유성기어 감속기의 장점으로 모터의 높은 회전수를 입력받아, 선기어를 입력축으로 하여 유성기어 감속기 내의 유성기어와 링기어의 기어잇수비에 의해 회전수는 감속되어지는 반면에 토크는 유성기어 감속비에 따라 크게 증가하게 된다. 그러나 이러한 높은 토크는 활용은 될 수 있으나 회전수가 너무 낮아 산업기계에 적용될 수 없었다.

이하 아래에 유성기어 감속기의 장점과 단점을 나열해 보았다.

우선 유성기어 감속기의 장점으로는 첫째, 소형경량으로 유성기어는 단위 체적당 동력 전달비율이 매우커서 같은 크기의 일반기어 감속기 대비 수배의 동력을 얻을 수 있다. 둘째, 각 기어가 담당하는 전달하중과 속도가 줄어드는 관계로 마찰손실이 적어 효율이 증대된다. 셋째, 입력축과 출력축이 동축으로 가능하다. 넷째, 유성기어를 2계통 이상으로 조합이 가능하다. 다섯째, 소모전력이 낮아 태양광 발전 기준으로 자가 발전으로 충전하여 이익을 창출할 수 있다.

그러나 유성기어 감속기의 단점으로는, 공전운동에 따른 원심력 때문에 고속으로 사용 시에는 주의가 필요하다. 또한 전달 동력이 너무 작으면 보통의 변속기에 비해 비용이 더 많이 들어간다.

따라서 실제 높은 속도를 요구하는 산업기계 등에서는 사용이 불가능하지만, 감속기와 모터의 연결구조를 어떻게 설정할 것인가, 감속기의 기어배치를 어떻게 할 것인가 및 기어의 기어수를 어떻게 할 것인가 등에 따라서 전기식 엑추에이터의 효율적인 회전력 증대를 가져올 수 있어, 꼭 불가능한 것만은 아님을 알 수 있다.

이러한 기어들의 배치 문제가 중요하게 부각되고 있는데, 모터의 회전축과 유성기어열을 연결하는 구조 및 다단의 유성기어열을 적절하게 배치 결합된 구조를 어떻게 설정할 것인가에 따라서 효율적인 회전력 증대를 가져올 수 있으므로 기어들의 배치 문제는 전기식 엑추에이터에 있어서 매우 중요하다.

따라서 본 발명에서는 유성기어 감속기에서 생산되는 높은 토크를 어떻게 하면 떨어뜨리지 않고 전달하는가, 또한 전달받은 토크를 그대로 유지하면서 이송속도를 증속시킬 수 있는가에 대한 해결책을 제시하고자 한다.

한편, AC모터를 사용하여 입력되는 유성기어 감속기는 전체적인 크기가 커지게 되어 설치공간에 제약을 받게 됨은 물론, 감속비를 최적의 상태로 유지할 수 없어 그 사용이 한계성을 가지며, 고효율의 제작을 위한 회전 정밀도가 떨어져 제작 공차나 조립 공차에 의한 불량률이 발생되는 문제가 있었다.

아울러 큰 토크를 얻어야하는 산업기계의 전동 엑츄에이터의 경우, 마력이 높아야 하므로, 주로 AC전원을 사용한 엑츄에이터가 구비되는데, 이는 사용 시 크기나 외형이 커지게 된다. 큰 동력이 필요 시 유압 액츄에이터가 구비되는데, 이 또한 장소를 많이 차지하고, 특히 AC전원(POWER SUPPLY)이 있어야 유압작동이 되는 등 별도의 전원공급장비를 구비해야하는 불편함이 있었다.

한국등록특허 제10-1058404호

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 직류 DC 모터를 포함하는 동력입력부와, 상기 동력입력부에서 구동력을 전달받아 토크를 증강시키는 유성기어를 포함하고 출력축이 구비된 유성감속부와, 상기 유성감속부에서 구동력을 전달받고, 높아진 토크에 비례하여 낮아진 회전수를 증속하고, 일측이 개방되는 탈착가능한 커버가 구비된 증속부 및 상기 증속부에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 나사산이 각설된 나사축과, 상기 나사축에 회전식으로 나사결합되어 나사축의 회전에 의한 진퇴운동을 하는 변위너트가 구비된 실린더부를 포함하여, 정지마찰력이 큰 구조물에서 사용될 수 있고, 소형으로 제작이 가능하며, 이러한 소형의 동일 크기로 제작되는 AC모터보다 더 높은 초기 토크를 발생할 수 있으며, 2차적으로 증속부를 거쳐 적정한 회전수와 토크를 얻으며, 또한 설치와 유지보수관리가 용이하고, 에너지 효율이 높은 직류모터를 이용한 전동액추에이터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 직류 DC 모터를 포함하는 동력입력부와, 상기 동력입력부에서 구동력을 전달받아 토크를 증강시키는 유성기어를 포함하고 출력축이 구비된 유성감속부와, 상기 유성감속부에서 구동력을 전달받고, 높아진 토크에 비례하여 낮아진 회전수를 증속하고, 일측이 개방되는 탈착가능한 커버가 구비된 증속부 및 상기 증속부에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 나사산이 각설된 나사축과, 상기 나사축에 회전식으로 나사결합되어 나사축의 회전에 의한 진퇴운동을 하는 변위너트가 구비된 실린더부를 포함하고, 상기 증속부는, 유성감속부의 출력축과 결합되는 구동풀리와, 실린더부의 나사축과 결합되는 종동풀리 및 상기 구동풀리와 종동풀리와의 사이에 현가되는 타이밍 벨트를 포함하고, 상기 구동풀리는 종동풀리보다 직경이 크고, 상기 구동풀리와, 종동풀리는 커버의 개폐 후 탈착이 가능한 직류모터를 이용한 전동액추에이터를 제공한다.

또한 상기 구동풀리 및 종동풀리는 외주면에 복수의 기어치가 설치되고, 상기 타이밍 벨트는 내주면에 기어치가 형성되어, 상기 구동풀리 및 상기 종동풀리의 기어치와 맞물리고, 상기 유성감속부의 출력축의 회전구동력이 상기 구동풀리로 전달되고, 상기 타이밍 벨트에 의해 상기 종동풀리로 전달되어 나사축를 회전시키고, 상기 나사축에 나사 결합된 상기 변위너트를 축선방향으로 변위시킬 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 직류모터를 이용한 전동액추에이터에 의하면, 직류 DC모터를 사용하여 소형으로 제작이 가능하고, 동일 크기에서 초기 AC모터보다 더 높은 토크를 발생할 수 있어, 정지마찰력이 큰 구조물에서 사용될 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 또한 높은 토크를 얻어야하는 산업기계의 전동 엑츄에이터의 경우 주로 AC전원을 사용한 엑츄에이터가 구비되지만, DC모터에 비하여 제어가 힘들어 별도의 인버터 장치를 구비하여야 하므로, 이에 따라 크기나 외형이 커지게 되는 문제점을 해결할 수 있다. 따라서 유압, 공압시스템에 비하여 설치와 유지보수관리가 용이하고, 에너지 효율이 높은 효과가 있다.

또한 AC모터보다 낮은 토크를 내는 직류 DC모터를 사용하되, 유성감속부에서 높은 토크를 얻은 후, 떨어진 회전수를 증속부를 통하여 높이고, 실린더부에서 원하는 회전수 및 토크로 조정하는 구성으로, 대용량의 유압 액추에이터를 저용량 직류형 파워 액츄에이터로 대체할 수 있는 효과가 있다. 이에 수반하여 별도의 AC전원이 필요없이 배터리만으로도 동력을 전달 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 증속부는 착탈가능한 커버가 외측에 구비되어 필요한 토크에 맞추어 회전수를 전달할 수 있도록 구동풀리와 종동풀리를 손쉽게 교체하여 필요한 회전수를 정교하게 설정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전동액추에이터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 전동액추에이터가 분해된 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 C-C 단면도로, 너클조인트가 초기위치에 배치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 C-C 단면도로, 너클조인트가 외부로 돌출된 모습을 도시한 사시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 의한 직류모터를 이용한 전동액추에이터를 도시한 사시도이다. 우선 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 전동액추에이터는 모터를 포함하는 동력입력부(100)와, 동력입력부(100)에서 회전력을 전달받아 토크를 증강시키는 유성기어를 포함한 유성감속부(200)와, 유성감속부(200)에서 높아진 토크에 비례하여 낮아진 회전수를 필요한 만큼의 증속으로 조절되도록 다수의 톱니가 구비된 증속부(300)와, 증속부(300)에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 실린더부(400)를 포함한다. 또한 상기 증속부(300)는 실린더부(400)의 직선운동의 속도 및 토크의 조절을 위해 증속부(300)의 톱니가 교체 가능하도록 일측이 개방되는 탈착가능한 커버(310)가 구비될 수 있다.

상기 동력입력부(100)와 유성감속부(200)는, 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 연재하는 길이방향으로 결합되고, 증속부(300)는 유성감속부(200)와, 상기 동력입력부(100) 및 유성감속부(200)에 대략 평행으로 설치되는 실린더부(400)의 일단부에 각각 결합된다.

상기 동력입력부(100)와 유성감속부(200)는 상호 나사 결합되므로, 부품의 교체 및 공용화를 도모할 수 있고, 축맞춤이 용이하며, 연결부가 불필요하기 때문에 본 발명에 의한 전동액추에이터의 소형화 및 손쉬운 유지관리가 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더부(400)는 단면이 원형상으로 개구된 실린더몸체(411)가 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 관통 형성되고, 실린더몸체(411)의 내부에 수용되고 외주면에 나사산이 형성된 나사축(412)과, 상기 나사축(412)에 나사로 회전결합되어 상하로 변위되는 변위너트(410)와, 상기 변위너트(410)에 결합되는 변위기구(420)와, 상기 변위기구(420)의 일단에 결합되는 너클조인트(440)를 포함한다.

상기 나사축(412)은 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라 세로로 길게 형성되고, 그 외주면에는 나사산이 각설된다. 상기 나사축(412)의 일단(A 방향)은 실린더부(400)에 장착된 제1 베어링(415)에 지지되고, 타단(B 방향)은 증속부(300)에 장착된 제2 베어링(414)에 지지되어, 실린더몸체(411)내에서 안정적인 회전이 가능하다.

또한 상기 변위너트(410)는 나사축(412)에 회전식으로 나사결합되어 나사축(412)의 회전에 의한 축선방향(A-B) 진퇴운동을 하며, 일측에는 실린더몸체(411)의 내부직경과 대응되는 직경을 가진 가이드링(413)이 결합되어 실린더몸체(411) 내에서 미끄럼 접촉되어 진동 또는 이탈이 방지된다. 이에 따라 상기 나사축(412)의 회전으로 말미암아 상기 변위너트(410)에 결합된 변위기구(420)의 축선방향 진퇴운동이 가능하게 된다.

상기 실린더부(400)는 실린더몸체(411)의 상측 개구면을 덮는 프론트커버(430)가 구비되고, 상기 프론트커버(430)는 내측에 변위기구(420)와 동일한 직경으로 관통되어 변위기구(420)의 상측이 끼워진다. 또한 프론트커버(430)는 하면에 걸림턱(431)이 구비되어 상기 변위너트(410)의 진퇴운동 시 가이드링(413)의 축선방향을 따른 변위를 규제할 수 있는 스토퍼로서 기능을 갖는다.

상기 동력입력부(100)는 일 실시예로 직류 DC모터가 구비될 수 있다. 자세하게는 도시하지 않은 전원으로부터 공급되는 전류에 의해 회전구동하는 DC모터는 종래의 AC모터보다 소형으로 제작이 가능하고, 동일 크기에서 초기 AC모터보다 더 높은 토크를 발생할 수 있어, 정지마찰력이 큰 구조물에서 사용될 수 있다. 이에 따라 별도의 AC전원이 필요없이 배터리만으로도 동력을 전달 할 수 있는 효과가 발생한다.

또한 높은 토크를 얻어야하는 산업기계의 전동 엑츄에이터의 경우 주로 AC전원을 사용한 엑츄에이터가 구비되지만, DC모터에 비하여 제어가 힘들어 별도의 인버터 장치를 구비하여야 하므로, 이에 따라 크기나 외형이 커지게 되는 문제점을 해결할 수 있다.

따라서 전기신호에 의해 회전구동하는 동력입력부(100)에서 전달되는 동력은 유성감속부(200)에 전달되고, 유성감속부(200)에서 토크를 높인 후 증속부(300)에서 부족해진 회전수를 필요한 만큼 증가시킬 수 있게 된다. 이 후 상기 실린더부(400)에서는 상기 증속부(300)로부터의 구동력에 의해 주어진 스트로크 하에서 변위가 가능한 변위너트(410)가 구비되어 상기 증속부(300)로부터의 구동력을 상기 변위기구(420)의 진퇴운동력으로 변위하게 되는 것이다.

상기 유성감속부(200)는 출력축(210)을 통하여 고토크의 회전력을 상기 증속부(300)에 전달하게 되는데, 이 경우 상기 유성감속부(200)의 작동원리는 당업자에게 자명하게 알려진 바, 자세한 구현과정은 생략하기로 한다.

상기 유성감속부(200)의 하단에는 증속부(300)가 나사결합되고, 상기 증속부(300)는 개폐가능한 커버(310)가 나사결합된다.

자세하게는 상기 증속부(300)는 유성감속부(200)의 출력축(210)과 결합되는 구동풀리(320)와, 실린더부(400)의 나사축(412)과 결합되는 종동풀리(330) 및 상기 구동풀리(320)와 종동풀리(330)와의 사이에 현가(懸架)되는 타이밍 벨트(340)를 포함한다.

상기 구동풀리(320) 및 종동풀리(330)는 외주면에 복수의 기어치가 설치되고, 상기 타이밍 벨트(340)의 내주면에 형성된 기어치는 상기 구동풀리(320) 및 상기 종동풀리(330)의 기어치와 맞물린다. 이에 의해, 상기 유성감속부(200)의 출력축(210)의 회전구동력이, 상기 구동풀리(320)로부터 타이밍 벨트(340)에 의해 상기 종동풀리(330)로 전달되어 나사축(412)를 회전시켜, 상기 나사축(412)에 나사결합된 상기 변위너트(410)를 축선방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 변위시킬 수 있다.

이 경우 본 발명에 특징으로서 상기 구동풀리(320)은 종동풀리(330)에 비하여 직경이 크게 설정되어, 유성감속부(200)에서 전달되는 높은 토크 대비 낮아진 회전속도를 보충할 수 있게 되는데, 본 발명에서는 상기 증속부(300)에 커버(310)가 착탈식으로 분리될 수 있어 요구되는 회전속도에 맞추어 구동풀리(320와 종동풀리(330)를 손쉽게 교체하여 필요한 회전수에 맞출 수 있게 된다.

(실시예)

본 발명의 실시예에 있어서의 직류모터를 이용한 전동액추에이터는 기본적으로는 상술한 바와 같이 구성된다. 이어서, 그 동작 및 작용효과에 대하여 설명한다. 또한, 도 2에서 도시된 상기 변위너트(410)가 실린더몸체(411)의 내부에 수용된 상태를 초기위치로 하여 설명한다. 상기 변위너트(410)의 초기위치에서, 도시하지 않는 전원으로부터 동력입력부(100)에 대하여 전류가 공급되고, 상기 동력입력부(100)의 출력샤프트(110)와 맞물린 유성감속부(200)에서 높은 토크로 변환된 후 출력축(210)과 맞물린 증속부(300)의 구동풀리(320)가 회전구동하고, 그 회전구동력이 타이밍 벨트(340)에 의해 종동풀리(330)에 전달된다.

이 후 상기 종동풀리(330)에 연결된 나사축(412)이 회전되는 것에 의해, 상기 변위기구(420)와 함께 변위너트(410)가 실린더부(400)의 타단부 측을 향해서 화살표 B방향으로 변위하게 된다.

이때, 상기 나사축(412)은 하단에 제2 베어링(414)에 의해 지지되고, 상단은 제1 베어링(415)에 의해 지지되어 있기에 나사축(412)은 원활하고 고정밀도로 회전구동하여 상기 변위너트(410)를 축선방향을 따라 변위시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 실린더부(400)의 상단에 장착된 프론트커버(430)의 걸림턱(431)에 의해 상기 가이드링(413)이 걸려 변위너트(410)의 상하 변위가 규제되고, 상기 프론트커버(430)의 내측공에 끼워지는 변위기구(420)와 실린더몸체(411)의 내부에 끼워지는 가이드링(413)에 의해 회전변위가 규제되어 상기 변위너트(410)은 축선방향을 따라서만 변위될 수 있는 것이다.

그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 변위너트(410)과 변위기구(420)가 상측으로 변위되어 너클조인트(440)가 실린더부(400)의 외부로 노출하도록 점차 돌출된다.

또한 상기 프론트커버(430)가 실린더부(400)의 타단부까지 변위된 위치에서 일단부측으로(화살표 A 방향으로) 변위시키는 경우, 상기 동력입력부(100)의 DC모터를 반대방향으로 회전시키면, 같은 구현과정으로 유성감속부(200) 및 증속부(300)의 구동풀리(320)와 종동풀리(330)은 반대방향으로 회전되고, 상기 나사축(412)의 회전작용하에 상기 변위너트(410)이 실린더부(400)의 일단부측(A방향)으로 변위하고, 이에 따라 변위기구(420)가 서서히 내부방향으로 수용되어 간다. 따라서 상기 너클조인트(440)는 초기위치로 복귀하게 된다.

따라서 본 발명에 의한 직류모터를 이용한 전동액추에이터는 유성감속부(200)의 사용으로 토크를 최대한 높인 뒤 증속부(300)에서 필요한 만큼의 증속으로 맞추는 구성으로, 유성감속부(200)를 별도로 설계할 필요가 없이 시중에서 구입하여 간편하게 조립할 수 있고, 또한 동력입력부(100)는 DC모터를 사용하여 초기 정지마찰력이 큰 구조를 움직일 때 AC모터에 비하여 효율적으로 사용될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 직류모터를 이용한 전동액추에이터의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 동력입력부
110 : 출력샤프트
200 : 유성감속부
210 : 출력축
300 : 증속부
310 : 커버
320 : 구동풀리
330 : 종동풀리
340 : 타이밍 벨트
400 : 실린더부
410 : 변위너트
411 : 실린더몸체
412 : 나사축
413 : 가이드링
414 : 제2 베어링
415 : 제1 베어링
420 : 변위기구
430 : 프론트커버
431 : 걸림턱
440 : 너클조인트

Claims (5)

1. 직류 DC 모터를 포함하는 동력입력부(100);
   상기 동력입력부(100)에서 구동력을 전달받아 토크를 증강시키는 유성기어를 포함하고 출력축(210)이 구비된 유성감속부(200);
   상기 유성감속부(200)에서 구동력을 전달받고, 높아진 토크에 비례하여 낮아진 회전수를 증속하고, 일측이 개방되는 탈착가능한 커버(310)가 구비된 증속부(300); 및
   상기 증속부(300)에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 나사산이 각설된 나사축(412)과, 상기 나사축(412)에 회전식으로 나사결합되어 나사축(412)의 회전에 의한 진퇴운동을 하는 변위너트(410)가 구비된 실린더부(400);를 포함하고,
   상기 증속부(300)는,
   유성감속부(200)의 출력축(210)과 결합되는 구동풀리(320)와, 실린더부(400)의 나사축(412)과 결합되는 종동풀리(330) 및 상기 구동풀리(320)와 종동풀리(330)와의 사이에 현가되는 타이밍 벨트(340)를 포함하고,
   상기 구동풀리(320)는 종동풀리(330)보다 직경이 크고, 상기 구동풀리(320)와, 종동풀리(330)는 커버(310)의 개폐 후 탈착이 가능한 직류모터를 이용한 전동액추에이터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력입력부(100)와 유성감속부(200)는 축선방향을 따라서 연재하는 길이방향으로 결합되고,
   상기 실린더부(400)는, 상기 동력입력부(100)와 유성감속부(200)와 평행으로 설치되며,
   상기 증속부(300)는 일측은 유성감속부(200)와, 타측은 상기 실린더부(400)의 일단부에 결합되는 직류모터를 이용한 전동액추에이터.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동풀리(320) 및 종동풀리(330)는 외주면에 복수의 기어치가 설치되고,
   상기 타이밍 벨트(340)는 내주면에 기어치가 형성되어, 상기 구동풀리(320) 및 상기 종동풀리(330)의 기어치와 맞물리고,
   상기 유성감속부(200)의 출력축(210)의 회전구동력이 상기 구동풀리(320)로 전달되고, 상기 타이밍 벨트(340)에 의해 상기 종동풀리(330)로 전달되어 나사축(412)를 회전시키고, 상기 나사축(412)에 나사 결합된 상기 변위너트(410)를 축선방향으로 변위시키는 직류모터를 이용한 전동액추에이터.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더부(400)는,
   단면이 원형상으로 개구된 실린더몸체(411)가 축선방향을 따라서 관통되고,
   상기 변위너트(410)는, 상기 실린더몸체(411)의 내부에 수용되며, 일측에 실린더몸체(411)의 내부 직경과 대응되는 직경을 가진 가이드링(413)이 구비되고,
   상기 나사축(412)은 상기 실린더몸체(411) 내에서 안정적인 회전이 가능하도록 일단은 상기 변위너트(410)에 장착된 제1 베어링(415)과 지지되고, 타단은 상기 증속부(300)에 장착된 제2 베어링(414)에 지지되는 직류모터를 이용한 전동액추에이터.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 실린더부(400)는, 상기 실린더몸체(411)의 상측 개구면을 덮는 프론트커버(430)가 구비되고,
   상기 프론트커버(430)는, 상기 변위기구(420)의 상측이 끼워지도록 내측에 변위기구(420)와 동일한 직경으로 관통되며, 하면에 상기 변위너트(410)의 진퇴운동 시 가이드링(413)의 축선방향에 따른 변위를 규제하는 걸림턱(431)이 구비된 직류모터를 이용한 전동액추에이터.

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