KR20220096901A - Precision displacement motion actuator for ulatra-high vacuum - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 초고진공의 환경에서 정밀한 변위구동을 위한 액추에이터에 관한 것이다.The present disclosure relates to an actuator for precise displacement driving in an ultra-high vacuum environment.
초고진공용 액추에이터는 초고진공 환경 내에서 장치를 제어를 통해 움직일 수 있도록 사용되는 장치로서, 일반적으로 기계적인 운동 방식인 직선운동이나 회전운동을 하게 된다.An actuator for ultra-high vacuum is a device used to control and move a device in an ultra-high vacuum environment, and generally performs a linear or rotational motion, which is a mechanical motion method.
종래에는 진공환경에서 사용 가능한 고가의 특별한 모터를 이용하거나 또는 대기 환경에서 발생시킨 직선 또는 회전운동을 진공환경 내부에 전달하기 위한 피드쓰루를 통하여 진공내부 장치를 구동하였다.Conventionally, an expensive special motor usable in a vacuum environment is used, or a vacuum internal device is driven through a feed-through for transmitting linear or rotational motion generated in an atmospheric environment to the inside of a vacuum environment.
다만, 초고진공 환경에서 적용 가능한 정밀한 직선운동을 위한 기존의 액추에이터에 있어서 모터, 볼스크류 등의 적용 가능한 주요 부품의 선정이 매우 제한적이며 이들 부품들은 또한 고가이다. 또한 초고진공 환경 내에서 사용 가능한 모터와 볼스크류 등 주요 부품의 경우 사용 가능한 윤활제나 재료의 제한으로 인해 종류가 다양하지 않아 초고진공용 정밀소형 구동장치를 구성하는 데에는 상당한 제약이 따를 수 밖에 없었다. However, in the existing actuator for precise linear motion applicable in an ultra-high vacuum environment, the selection of applicable main parts such as motors and ball screws is very limited, and these parts are also expensive. In addition, in the case of major parts such as motors and ball screws that can be used in an ultra-high vacuum environment, there were no diversified types due to restrictions on lubricants or materials that could be used, so there was no choice but to limit the construction of a precision miniature actuator for ultra-high vacuum.
또한 대기와 진공 챔버 사이에 연결된 피드쓰루를 통해 장치를 구동하는 경우, 외부 환경 변화나 진동에 취약하여 정밀하고 안정된 운동에 어려움이 있으며 진공 외부와 연결된 링크들로 인해 유지보수에 어려움이 있었다.In addition, when the device is driven through a feed-through connected between the atmosphere and the vacuum chamber, it is vulnerable to external environmental changes or vibration, so it is difficult to perform precise and stable motion, and there is a difficulty in maintenance due to the links connected to the outside of the vacuum.
따라서, 대기 환경에서 사용 가능한 정밀하고 다양한 부품들을 이용하여 초고진공 환경에서 사용가능하며 정밀한 변위구동을 할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a technology that can be used in an ultra-high vacuum environment using precise and various parts that can be used in an atmospheric environment and can perform precise displacement driving.
실시예의 일 측면은 일반 대기 환경에서 사용 가능한 부품들을 그대로 적용하면서도 초고진공 환경 내에서 정밀한 변위 구동이 가능한 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 제공하고자 한다.One aspect of the embodiment is to provide a precision displacement actuator for ultra-high vacuum capable of precise displacement driving in an ultra-high vacuum environment while applying components usable in a general atmospheric environment as it is.
또한 실시예의 다른 일 측면은 크기가 소형이면서 정밀하고, 분리 및 재조립이 용이하도록 모듈타입으로 제작되어 직선 운동 및 각 운동을 위한 다양한 기구에 적용 가능하면서 유지보수에 편리한 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 제공하고자 한다.In addition, another aspect of the embodiment is a precision displacement actuator for ultra-high vacuum, which is small in size and precise, and is manufactured as a module type for easy separation and reassembly, so that it can be applied to various instruments for linear and angular movements and is convenient for maintenance. would like to provide
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above problems and may be variously expanded within the scope of the technical idea included in the present invention.
일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터는, 구동 모터를 포함하는 구동부, 볼스크류 및 상기 볼스크류를 상기 구동 모터의 회전 샤프트에 연결하는 커플링을 포함하는 연결부, 상기 볼스크류에 나사결합되어 상기 볼스크류 상에서 직선 구동 가능한 볼스크류 너트 및 상기 볼스크류 너트에 고정된 외부 결합단을 포함하는 가변부, 및 상기 구동 모터를 수용하는 모터 하우징, 상기 모터 하우징에 일단이 고정되고 상기 커플링을 수용하는 연결 하우징, 및 상기 연결 하우징의 다른 일단과 상기 외부 결합단의 사이에 결합되며 상기 외부 결합단이 직선 이동함에 따라 신축 가능하고 상기 볼스크류의 적어도 일부 및 볼스크류 너트를 수용하는 벨로우즈 하우징을 포함하는 하우징부를 포함하고, 상기 하우징부는 진공인 외부로부터 밀폐되도록 구성될 수 있다.A precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment includes a driving unit including a driving motor, a ball screw, and a coupling unit including a coupling connecting the ball screw to a rotating shaft of the driving motor, screwed to the ball screw A variable part including a ball screw nut capable of being linearly driven on the ball screw and an external coupling end fixed to the ball screw nut, and a motor housing accommodating the drive motor, one end fixed to the motor housing and the coupling a connection housing for accommodating it, and a bellows housing coupled between the other end of the connection housing and the external coupling end, the bellows housing being flexible as the external coupling end moves linearly and accommodating at least a portion of the ball screw and the ball screw nut; It may include a housing including a housing part, and the housing part may be configured to be sealed from the outside in a vacuum.
상기 벨로우즈 하우징은 상기 연결 하우징 및 상기 외부 결합단과 용접으로 결합될 수 있다.The bellows housing may be coupled to the connection housing and the external coupling end by welding.
상기 모터 하우징의 측면에 내부가 서로 연통하도록 연결되고, 상기 구동 모터에 연결되는 전원 또는 신호 케이블이 수용되는 피드쓰루(feed through)를 더 포함할 수 있다.The motor housing may further include a feed through which is connected to a side surface of the motor housing so that the inside communicates with each other, and through which a power or signal cable connected to the driving motor is accommodated.
상기 모터 하우징의 측면으로부터 분기관이 연장되고, 상기 피드쓰루는 상기 분기관에 금속 개스킷을 개재하여 연결될 수 있다.A branch pipe may extend from a side surface of the motor housing, and the feed-through may be connected to the branch pipe via a metal gasket.
상기 모터 하우징은 상기 구동 모터의 상단부를 수용하는 상부 케이싱과 상기 구동 모터의 하단부를 수용하는 하부 케이싱을 포함하고, 상기 상부 케이싱과 상기 하부 케이싱은 용접으로 서로 결합하여 외부로부터 밀폐되도록 구성될 수 있다.The motor housing may include an upper casing accommodating an upper end of the drive motor and a lower casing accommodating a lower end of the drive motor, wherein the upper casing and the lower casing are coupled to each other by welding to be sealed from the outside. .
상기 상부 케이싱은 외주면의 적어도 일부에 평탄면으로 이루어진 장치 결합부를 포함할 수 있다.The upper casing may include a device coupling portion formed of a flat surface on at least a portion of an outer circumferential surface.
상기 상부 케이싱은 상기 연결 하우징의 내부에 삽입될 수 있는 돌출벽이 상단부에서 돌출되고, 상기 돌출벽은 상부 케이싱의 외주면과 단차지게 형성될 수 있다.In the upper casing, a protrusion wall that can be inserted into the connection housing protrudes from an upper end, and the protrusion wall may be formed to have a step difference from an outer circumferential surface of the upper casing.
상기 구동 모터의 회전 샤프트와 결합된 상기 커플링의 외측에 장착되어 상기 커플링을 지지하는 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링을 더 포함할 수 있다.It may further include a cross roller bearing or an angular contact bearing mounted on the outside of the coupling coupled to the rotation shaft of the drive motor to support the coupling.
상기 커플링의 상기 볼스크류 쪽 외주에 나사결합 되어 상기 커플링과의 사이에서 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜을 고정하는 커플링 너트를 더 포함할 수 있다.The coupling nut may further include a coupling nut screwed to the outer periphery of the ball screw side of the coupling to fix the inner ring of the crossed roller bearing or the angular contact bearing between the coupling and the coupling.
상기 모터 하우징은 상단부에서 상기 모터 하우징의 외주면과 단차지게 내측으로 들어가 돌출되는 돌출벽을 포함하고, 상기 돌출벽은 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링을 둘러싸 감싸도록 조립되며, 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링의 상단면 모서리와 상기 돌출벽의 외측면을 함께 덮도록 결합되어 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링의 외륜을 고정하는 베어링 너트를 더 포함할 수 있다.The motor housing includes a protruding wall protruding inside and stepping into the outer circumferential surface of the motor housing at an upper end portion, wherein the protruding wall is assembled to surround and surround the crossed roller bearing or the angular contact bearing, the crossed roller bearing or the angular contact bearing It may further include a bearing nut coupled to cover the upper edge of the contact bearing and the outer surface of the protruding wall to fix the outer ring of the crossed roller bearing or the angular contact bearing.
상기 돌출벽의 외주면과 상기 베어링 너트의 내주면은 서로 나사결합 되어 체결될 수 있다.An outer circumferential surface of the protruding wall and an inner circumferential surface of the bearing nut may be screwed to each other to be fastened.
상기 볼스크류의 단부에는 상기 볼스크류의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 볼스크류 스토퍼를 포함할 수 있다.An end of the ball screw may include a ball screw stopper having a larger diameter than that of the ball screw.
상기 외부 결합단은 원통형으로 연장되어 상기 벨로우즈 하우징 내부로 삽입되는 원통부와 상기 원통부의 외측으로 방사상으로 확장되어 상기 벨로우즈 하우징의 상단에 고정되는 플랜지부를 포함할 수 있다.The external coupling end may include a cylindrical portion extending in a cylindrical shape to be inserted into the bellows housing, and a flange portion extending radially to the outside of the cylindrical portion and fixed to the upper end of the bellows housing.
상기 볼스크류 너트는 내부에 나사산이 형성되어 상기 볼스크류에 나사결합되는 원통 형상의 결합부와 상기 결합부의 반경 방향으로 더 크게 확장된 지지부를 포함하고, 상기 외부 결합단의 원통부는 상기 볼스크류 너트의 지지부에 안착되어 결합 및 고정될 수 있다.The ball screw nut includes a cylindrical coupling part having a thread formed therein and screwed to the ball screw, and a support part larger in a radial direction of the coupling part, and the cylindrical part of the external coupling end is the ball screw nut. It can be seated on the support of the coupling and fixed.
상기 외부 결합단의 원통부는 내부로 상기 볼스크류가 인입되도록 축방향으로 깊게 연장된 공간을 포함할 수 있다.The cylindrical portion of the external coupling end may include a space extending deeply in the axial direction so that the ball screw is introduced into the interior.
상기 외부 결합단은 외부 장치와 결합하기 위하여 상기 볼스크류의 축방향으로 돌출되어 단차를 형성한 돌출부를 더 포함할 수 있다.The external coupling end may further include a protrusion which protrudes in the axial direction of the ball screw to form a step in order to couple with an external device.
상기 모터 하우징의 내부에는 온도 센서가 설치되고, 상기 온도 센서는 상기 피드쓰루를 통해 연결된 케이블을 통해 외부로 온도 측정값을 전달할 수 있다.A temperature sensor is installed inside the motor housing, and the temperature sensor may transmit a temperature measurement value to the outside through a cable connected through the feed-through.
실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터에 의하면, 일반 대기 환경에서 사용 가능한 부품들을 그대로 적용하면서도 초고진공 환경 내에서 정밀한 변위 구동이 가능하다.According to the precise displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to the embodiment, it is possible to precisely drive the displacement in the ultra-high vacuum environment while applying the parts usable in the general atmospheric environment as they are.
또한 크기가 소형이면서 정밀하고, 분리 및 재조립이 용이하도록 모듈타입으로 제작되어 유지보수에 편리하기 때문에, 초고진공 환경에서 다수의 축으로 구성된 복잡한 장치에도 장착될 수 있다.In addition, it is compact and precise, and it is manufactured in a modular type for easy separation and reassembly, so it is convenient for maintenance.
또한 실시예에 따른 액추에이터의 내부는 공기가 있는 대기환경으로 조립된 상태에서 사용 환경이 진공 환경에 설치되어 구동되면, 내부 대기압에 의한 축방향으로 팽창하려는 힘으로 인해 백래쉬 감쇄 효과가 발생한다.In addition, when the interior of the actuator according to the embodiment is installed and driven in a vacuum environment while assembled in an atmospheric environment with air, a backlash attenuation effect occurs due to the force to expand in the axial direction by the internal atmospheric pressure.
도 1은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 II-II선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 III-III선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 구동 모터와 모터 하우징을 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 커플링과 베어링을 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 볼스크류와 볼스크류 너트를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 벨로우즈 하우징과 외부 결합단을 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 모터전력 전달과 신호선 인출을 위한 피드쓰루를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터가 장착된 리니어 스테이지를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum shown in FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of the precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum shown in FIG. 1 .
4 is an exploded perspective view illustrating a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment.
5 is an exploded perspective view illustrating a driving motor and a motor housing of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
6 is an exploded perspective view illustrating a coupling and a bearing of a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment.
7 is an exploded perspective view illustrating a ball screw and a ball screw nut of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
8 is an exploded perspective view illustrating a bellows housing and an external coupling end of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
9 is an exploded perspective view illustrating a feed-through for transmitting motor power and withdrawing a signal line of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
10 is a perspective view illustrating a linear stage equipped with a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an exemplary embodiment.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Further, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. In addition, to be "on" or "on" the reference part is located above or below the reference part, and does not necessarily mean to be located "on" or "on" the opposite direction of gravity. .
명세서 전체에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Therefore, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to "planar", it means when the target part is viewed from above, and "cross-sectional" means when viewed from the side when a cross-section of the target part is vertically cut.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.In addition, throughout the specification, when "connected", this does not mean that two or more components are directly connected, but two or more components are indirectly connected through other components, physically connected As well as being electrically connected, or being referred to by different names depending on location or function, it may mean one thing.
도 1은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 1의 III-III선을 따라 취한 단면도이다. 그리고 도 4는 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터를 도시한 분해 사시도이다.1 is a perspective view showing a precision displacement actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a view taken along the line III-III of FIG. It is a cross section. And Figure 4 is an exploded perspective view showing a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터(10, 이하, '액추에이터'라고도 함)는 구동 모터(120)를 포함하는 구동부, 볼스크류(145)와 이를 구동 모터(120)에 연결하는 커플링(132)을 포함하는 연결부, 볼스크류 너트(146)와 이에 고정된 외부 결합단(150)을 포함하는 가변부, 및 구동 모터(120), 볼스크류(145), 커플링(132), 볼스크류 너트(146)를 수용하는 하우징부를 포함한다. 여기서 하우징부는 액추에이터(10)가 진공 환경 내에 위치할 때 진공인 외부로부터 밀폐되고 액추에이터(10)의 내부는 대기 상태를 유지하도록 구성될 수 있다.1 to 4, the precision
구동 모터(120)는 회전 샤프트(123)를 포함하고 볼스크류(145)는 회전 샤프트(123)에 일단이 고정되어 구동 모터(120)가 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 볼스크류 너트(146)는 볼스크류(145)에 나사결합 되어 볼스크류(145)가 회전함에 따라 볼스크류(145) 상에서 직선 구동될 수 있다. 볼스크류 너트(146)에는 외부 결합단(150)이 고정되고, 외부 결합단(150)은 볼스크류 너트(146)가 구동됨에 따라 함께 직선 이동될 수 있다. 외부 결합단(150)은 액추에이터(10)를 이용하여 직선 구동시키고자 하는 장치 또는 부품이 외측에 결합되도록 마련된 구성이다.The
구동 모터(120)의 회전 샤프트(123)에는 커플링(132)이 그 외곽에서 반경방향으로 연장되어 형성된 측면 볼트탭에 볼트를 고정시켜 결합될 수 있다. 결합 시 커플링(132)의 홀(hole)은 구동 모터(120)의 회전 샤프트(123)와의 사이에 공차가 적용될 수 있다. 이 때 구동 모터(120)의 회전 샤프트(123)와 커플링(132)의 홀의 동심도 공차는 정밀급으로 일치하므로 구동 모터(120)의 회전 구동에 대하여 커플링(132)의 와블(wobble) 운동이 효과적으로 억제될 수 있다. 또한 구동 모터(120)의 회전 샤프트(123)와 커플링(132)의 홀을 조립함에 있어서, 홀의 깊이가 회전 샤프트(123)의 길이보다 짧게 형성되어 고정됨으로써 구동 모터(120)의 회전 구동 시 커플링(132)과 구동 모터(120) 사이의 간섭을 방지할 수 있다.A
볼스크류(145)는 커플링(132)에 결합될 때, 구동 모터(120)의 회전 샤프트(123)의 단부와 접촉할 때까지 삽입되어 조립될 수 있으며, 따라서 정확한 위치에서의 조립이 가능하다. 볼스크류(145)는 커플링(132)과 결합된 후 커플링(132)의 단부에 인접하도록 너트(139)가 추가적으로 결합되어 풀림 방지 기능을 수행할 수 있다. 이와 같이 구동 모터(120)와 볼스크류(145)를 일체화하여 협소한 초고진공 환경 내부공간을 효율적으로 사용하도록 할 수 있다.When the
하우징부는 구동 모터(120)를 수용하는 모터 하우징(121), 모터 하우징(121)에 일단이 고정된 연결 하우징(131), 및 연결 하우징(131)의 다른 일단에 고정된 벨로우즈 하우징(141)을 포함할 수 있다. 여기서, 벨로우즈 하우징(141)은 연결 하우징(131)의 다른 일단과 외부 결합단(150)의 사이에 고정될 수 있으며, 액추에이터(10)의 변위 구동에 의하여 외부 결합단(150)이 직선 이동함에 따라 회전 샤프트(123)의 축방향으로 신장되거나 수축되어 길이 변화가 발생될 수 있다.The housing includes a
벨로우즈 하우징(141)은 금속 소재로 이루어질 수 있으며, 초고진공 환경에 적용하기 위하여, 일례로 스테인레스 스틸로 제작될 수 있다. 벨로우즈 하우징(141)은 연결 하우징(131) 및 외부 결합단(150) 각각과 일례로 용접으로 결합되어 고정될 수 있다. 여기서 외부 결합단(150)은 액추에이터(10)의 변위 구동에 의하여 변위차가 발생할 수 있으며, 연결 하우징(131)은 모터 하우징(121)에 고정되어 있기 때문에 액추에이터(10)의 변위 구동에 의하여 변위차가 발생하지 않는다.The bellows
본 실시예에서 벨로우즈 하우징(141)은 단일의 주름관으로 이루어질 수 있으며, 이러한 단일의 주름관 내에 가변부를 구성하는 볼스크류(145)의 일부, 외부 결합단(150)의 일부 및 볼스크류 너트(146)가 수용될 수 있다. 이와 같이 벨로우즈 하우징(141)을 단일의 주름관으로 구성함으로써 액추에이터(10)의 소형화를 더욱 용이하게 구현할 수 있다.In this embodiment, the bellows housing 141 may be made of a single corrugated pipe, and a part of the
모터 하우징(121)의 측면에는 내부가 서로 연통하도록 피드쓰루(113)가 연결될 수 있다. 모터 하우징(121)의 측면으로부터 분기관(118)이 연장되고, 이 분기관(118)에 피드쓰루(113)가 연결될 수 있다. 피드쓰루(113)에는 구동 모터(120)에 연결되어 전원을 공급하거나 구동 신호를 전달하는 전원 또는 신호 케이블(미도시)이 수용될 수 있다.A feed-through 113 may be connected to the side of the
도 5는 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 구동 모터와 모터 하우징을 도시한 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view illustrating a driving motor and a motor housing of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 모터 하우징(121)은 상부 케이싱(121a)과 하부 케이싱(121b)으로 분리되어 구성될 수 있다. 구동 모터(120)는 상부 케이싱(121a)에 볼트를 이용하여 결합 및 고정될 수 있으며, 하부 케이싱(121b)은 상부 케이싱(121a)과 결합되면서 구동 모터(120)를 외부로부터 밀폐되도록 수용할 수 있다. 상부 케이싱(121a)은 구동 모터(120)가 동작할 때 반작용으로 작용하는 회전력을 억제시킬 수 있다. 구동 모터(120)는 액추에이터(10)의 구동 기능을 수행할 수 있으며, 일례로 2상 스텝모터와 5상 스텝모터, DC모터, BLDC모터, AC모터 등 다양한 모터를 적용할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
상부 케이싱(121a)은 액추에이터(10) 외부의 장치와 결합이 용이하도록 옆면을 가공하여 형성된 장치 결합부(125)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치 결합부(125)는 각각 평탄면을 갖는 복수의 부분이 상부 케이싱(121a)의 외주를 따라 이격되어 배치될 수 있으며, 일례로 4개의 평탄면이 대략 90도 간격으로 형성될 수 있다. 장치 결합부(125)를 통하여 결합되면 액추에이터(10)는 장치에 고정된 상태에서 가변부를 구동하여 외부 장치의 움직임을 제어할 수 있다.The
따라서 본 실시예에 따른 액추에이터(10)를 외부 장치에 고정할 때, 일례로, 장치 결합부(125) 한 곳을 통해서 고정시킬 수 있다. 즉, 액추에이터(10)는 모터 하우징(121) 부분이 고정되고, 이 상태에서 외부 결합단(150)을 가동시키고자 하는 장치에 결합함으로써 구동력을 제공할 수 있다.Therefore, when the
상부 케이싱(121a)은 연결 하우징(131)의 내부에 삽입될 수 있는 돌출벽(121c)이 상단부에서 돌출되고, 돌출벽(121c)은 상부 케이싱(121a)의 외주면과 단차지게 형성될 수 있다. 이러한 돌출벽(121c)은 일례로 4개로 분할되어 구성될 수 있으며, 분할된 돌출벽(121c)의 사이에는 볼트탭이 형성되어 구동 모터(120)와의 결합 시 공구를 이용하여 볼트의 조립이 용이하도록 구성될 수 있다. The
상부 케이싱(121a)은 돌출벽(121c)과 외주면 사이에 단차면(121d)을 포함하고, 이러한 단차면(121d)은 연결 하우징(131)의 하단이 안정적으로 안착되도록 할 수 있다. 따라서 연결 하우징(131)은 단차면(121d)을 통하여 상부 케이싱(121a)에 일례로 용접으로 결합되어 고정될 수 있다.The
또한 상부 케이싱(121a)은 하단부에서 하부 케이싱(121b)의 상단부와 서로 마주하여 만나도록 동일한 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 동일한 직경을 갖는 상부 케이싱(121a)과 하부 케이싱(121b)은 대향면에서 용접되어 초고진공 환경에서도 액추에이터(10) 외부의 진공으로부터 실링되도록 결합될 수 있다.In addition, the upper casing (121a) may be formed to have the same diameter at the lower end to face and meet the upper end of the lower casing (121b). The
도 6은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 커플링과 베어링을 도시한 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view illustrating a coupling and a bearing of a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 구동 모터(120)의 회전 샤프트(123)와 결합된 커플링(132)의 외측으로는 크로스롤러베어링(Crossed roller bearing)(134)이 장착되어 지지할 수 있다. 커플링(132)은 구동 모터(120)를 향하는 쪽에 반경 방향으로 확장된 플랜지를 포함할 수 있으며, 크로스롤러베어링(134)은 결합 시 이러한 커플링(132)의 플랜지에 안착될 수 있다.Referring to FIG. 6 , a crossed
커플링(132)은 크로스롤러베어링(134)과 결합되어 정밀한 회전운동을 할 수 있다. 크로스롤러베어링(134)은 내륜과 외륜이 따로 체결되어 다른 종류의 베어링과 달리 베어링 내부에 작용하는 마찰력을 최소화 할 수 있다. 또한 크로스롤러베어링(134)은 내부에 롤러가 교차로 배열되어 있기 때문에 축방향 하중에 대한 유격을 최소화 하여 정밀한 구동을 할 수 있다. 여기서 크로스롤러베어링(134)은 공지의 구조를 갖는 크로스롤러베어링일 수 있다.The
커플링(132)은 볼스크류(145)가 결합되는 쪽의 단부의 내면에 나사산이 형성된 볼트탭을 포함하고 외곽에는 외주를 따라 나사산이 형성될 수 있다. 커플링(132)의 볼스크류(145) 쪽 내면에 형성된 볼트탭에는 볼스크류(145)의 일단이 삽입되어 나사결합 될 수 있다. 커플링(132)의 볼스크류(145) 쪽 외주에 형성된 나사산에는 커플링 너트(136)가 체결될 수 있다. 이러한 커플링 너트(136)는 커플링(132)과의 사이에서 크로스롤러베어링(134)의 내륜을 고정시킬 수 있다.The
커플링(132)과 커플링 너트(136) 사이에 장착된 크로스롤러베어링(134)은 구동 모터(120)의 회전 운동을 볼스크류(145)에 전달하면서 동심도를 일치시켜 와블 운동을 억제시키고 볼스크류(145)의 축방향 운동 부하에 따른 백래시(backlash)를 감소시킬 수 있다. 크로스롤러베어링(134)은 액추에이터(10)에 전달되는 축방향 하중에 대하여 축방향 유격을 줄일 수 있고, 또한 베어링에 의한 백래쉬를 최소화 하기 위해 앵귤러콘택트 베어링으로 교체 조립할 수도 있다. 여기서 앵귤러콘택트 베어링은 공지의 구조를 갖는 앵귤러콘택트 베어링일 수 있다.The crossed
상부 케이싱(121a)은 돌출된 돌출벽(121c)이 크로스롤러베어링(134)을 둘러싸 감싸도록 조립될 수 있으며, 크로스롤러베어링(134)의 상단면 모서리와 돌출벽(121c)의 외측면을 함께 덮도록 베어링 너트(138)가 배치될 수 있다. 이 때 돌출벽(121c)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있고 베어링 너트(138)의 내주면에도 나사산이 형성되어 있으므로, 돌출벽(121c)의 외주면과 베어링 너트(138)의 내주면은 서로 나사 결합되어 체결될 수 있다. 이로써 베어링 너트(138)는 크로스롤러베어링(134)의 외륜을 고정시킬 수 있다.The upper casing (121a) may be assembled so that the protruding protruding wall (121c) surrounds and surrounds the crossed roller bearing (134), and the upper edge of the crossed roller bearing (134) and the outer surface of the protruding wall (121c) are assembled together. A bearing
커플링 너트(136)가 커플링(132)의 단부에 결합될 때 커플링 너트(136)와 크로스롤러베어링(134) 사이에 베어링 와셔(133)가 개재될 수 있다. 이러한 베어링 와셔(133)는 베어링 너트(138)가 상부 케이싱(121a)의 돌출벽(121c)과 결합될 때에도 크로스롤러베어링(134)의 윗면과 베어링 너트(138)의 안쪽면 사이에 개재되어 체결 시 발생하는 회전 마찰력이 베어링에 전달되는 것을 방지할 수 있다.When the
이와 같이 커플링(132)의 외측에 크로스롤러베어링(134)을 위치시키고 커플링 너트(136)를 이용하여 고정함으로써, 본 실시예에 따른 액추에이터(10)는 변위 구동을 위해 구동 모터(120), 커플링(132) 및 크로스롤러베어링(134)의 3단계 구조를 가질 수 있으며, 따라서 장치의 소형화 구현에 유리하다.In this way, by positioning the
도 7은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 볼스크류와 볼스크류 너트를 도시한 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view illustrating a ball screw and a ball screw nut of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 볼스크류 너트(146)는 볼스크류(145)에 나사결합되어 볼스크류(145)가 회전함에 따라 볼스크류(145)를 따라 축방향으로 직선 구동될 수 있다. 볼스크류 너트(146)는 내부에 나사산이 형성되어 볼스크류(145)에 나사결합되는 원통 형상의 결합부(146a)와 이 결합부(146a)의 반경 방향으로 더 크게 확장된 지지부(146b)를 포함한다. 볼스크류 너트(146)의 지지부(146b)에는 외부 결합단(150)이 안착되어 고정될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
볼스크류(145)의 단부에는 볼스크류 스토퍼(148)가 고정될 수 있으며, 일례로 볼트 체결 또는 용접으로 결합될 수 있다. 볼스크류 스토퍼(148)는 볼스크류 너트(146)가 볼스크류(145)에서 벗어나는 것을 방지하도록 볼스크류(145)의 직경보다 더 큰 직경을 가질 수 있으며, 따라서 액추에이터(10)의 물리적 리미트로 작용할 수 있다.A
도 8은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 벨로우즈 하우징과 외부 결합단을 도시한 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view illustrating a bellows housing and an external coupling end of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
도 8을 참조하면, 벨로우즈 하우징(141)은 액추에이터(10)의 구동 변위차에 의하여 축방향으로 신장 또는 수축될 수 있다. 벨로우즈 하우징(141)의 상단에는 외부 결합단(150)이 고정될 수 있으며, 일례로 용접으로 결합될 수 있다. 벨로우즈 하우징(141)은 그 하부에서 연결 하우징(131)에 고정될 수 있으며, 일례로 용접으로 결합될 수 있다. 벨로우즈 하우징(141)은 구동 모터(120)와 커플링(132)을 볼트로 고정할 때 크기를 수축함으로써 공구를 사용할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the bellows housing 141 may be extended or contracted in the axial direction by a difference in driving displacement of the
외부 결합단(150)은 원통형으로 연장된 원통부(153)와 이 원통부(153)의 외측으로 방사상으로 확장된 플랜지부(151)를 포함할 수 있다. 벨로우즈 하우징(141)과 결합 시 원통부(153)는 벨로우즈 하우징(141)의 내부로 삽입되고, 플랜지부(151)는 벨로우즈 하우징(141)의 상단에 고정될 수 있으며, 일례로 용접으로 결합될 수 있다.The
외부 결합단(150)은 원통부(153)가 볼스크류 너트(146)에 고정될 수 있으며, 일례로 볼트를 이용하여 서로 체결될 수 있다. 즉, 외부 결합단(150)의 원통부(153)는 볼스크류 너트(146)의 지지부(146b)에 안착되어 일례로 볼트를 이용하여 결합 및 고정될 수 있다. 또한 외부 결합단(150)의 원통부(153)는 그 내부로 볼스크류(145)가 인입되도록 축방향으로 깊게 연장된 공간을 포함하고 있다. 따라서 볼스크류(145)의 회전 구동에 따른 볼스크류 너트(146)의 직선 이동 시 간섭을 최소화 할 수 있다.The
외부 결합단(150)은 외부 장치와 결합하기 위하여 축방향으로 돌출되어 단차를 형성한 돌출부(156)를 포함하고, 플랜지부(151)의 외측에는 축방향으로 연장된 볼트탭을 포함할 수 있다.The
외부 결합단(150)은 볼스크류 너트(146)의 움직임에 따라 직선 이동함으로써 대기 환경에서 진공 환경으로 동력 전달을 할 수 있다.The
연결 하우징(131)은 벨로우즈 하우징(141)의 움직임에 대해 고정단 역할을 할 수 있다. 즉, 벨로우즈 하우징(141)은 연결 하우징(131)에 일단이 고정된 상태로 볼스크류 너트(146)의 이동에 따라 외부 결합단(150)이 직선 이동하면서 축방향으로 신장 또는 축소될 수 있다. 벨로우즈 하우징(141)은 자체 탄성 변화로 신축되기 때문에 길이 변화에 따른 유격이 발생하지 않아서 정밀 구동이 가능하다.The
도 9는 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터의 모터전력 전달과 신호선 인출을 위한 피드쓰루를 도시한 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view illustrating a feed-through for transmitting motor power and withdrawing a signal line of an ultra-high vacuum precision displacement driving actuator according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 모터 하우징(121)의 하부 케이싱(121b)은 그 측면에 내부가 서로 연통하도록 분기관(118)이 고정될 수 있으며, 일례로 용접을 통해 결합될 수 있다. 분기관(118)은 끝단에 플랜지(116)를 포함하고 피드쓰루(113)도 이에 대응하는 플랜지(115)를 포함할 수 있다. 결합 시 피드쓰루(113)의 플랜지(115)가 분기관(118)의 플랜지(116)에 일례로 볼트 체결로 고정될 수 있다. 따라서 피드쓰루(113)는 분기관(118)을 통해서 모터 하우징(121)의 내부와 연통될 수 있다.Referring to FIG. 9 , a
분기관(118)의 플랜지(116)와 피드쓰루(113)의 플랜지(115)의 사이에는 동(bronze) 개스킷이 개재되어 초고진공 환경에서도 사용할 수 있도록 실링될 수 있다. 피드쓰루(113)는 대기와 진공 환경 사이에서 구동 모터(120)에 전력을 공급하거나 구동 신호를 전달할 수 있는 케이블이 지나도록 수용될 수 있다. 이와 같이 피드쓰루(113)를 통해서 액추에이터(10) 내부로 연결되는 케이블을 수용함으로써 초고진공 내 설치를 위한 위치적인 제약을 최소화할 수 있다.A bronze gasket may be interposed between the
또한 액추에이터(10)의 내부, 일례로 모터 하우징(121) 내부에는 온도 센서가 설치될 수 있으며, 온도 센서는 피드쓰루(113)를 통해 연결된 케이블을 통해 외부로 온도 측정값을 전달할 수 있어 모터의 이상 과열 발생 시 이를 감지할 수 있다.In addition, a temperature sensor may be installed inside the
초고진공 환경을 만들기 위해서는 섭씨 100도 정도로 수일간 전체적인 환경 내부를 가열하는 과정이 필요하다. 따라서 액추에이터(10)도 섭씨 100도 정도의 고온환경에 노출되므로 온도에 대한 안전성이 필요하여 액추에이터(10) 내부에 온도센서를 설치할 수 있다.In order to create an ultra-high vacuum environment, it is necessary to heat the entire interior of the environment to about 100 degrees Celsius for several days. Therefore, since the
커넥터(112)는 피드쓰루(113)와 일례로 볼트 체결이 가능하다. 이러한 커넥터(112)는 초고진공 환경에서 사용 가능한 소재로 제작될 수 있다.The
도 10은 일 실시예에 따른 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터가 장착된 리니어 스테이지를 도시한 사시도이다.10 is a perspective view illustrating a linear stage equipped with a precision displacement driving actuator for ultra-high vacuum according to an exemplary embodiment.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 액추에이터(10)는 리니어 스테이지(50)에 장착되어 장치의 직선 운동에 대한 구동력을 제공할 수 있다. 리니어 스테이지(50)는 액추에이터(10)가 그 위에 장착되는 스테이지(30)를 포함하고, 스테이지(30)의 일측 면에는 가이드 레일(35)이 형성되어 있다. 가이드 레일(35) 상에는 이송 블록(53)이 직선 이동 가능하도록 안착될 수 있으며, 이송 블록(53)은 액추에이터(10)의 외부 결합단(150)에 결합되는 구동 부재(51)에 연결되어 구동력을 제공받을 수 있다. 즉, 액추에이터(10)가 작동하면 구동 부재(51)를 움직이게 되고, 다시 이에 연결된 이송 블록(53)을 움직이게 됨에 따라 이송 블록(53) 상에 고정된 장치(미도시)를 직선 운동 시킬 수 있다.Referring to FIG. 10 , the
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims, the description of the invention, and the accompanying drawings, and this also It is natural to fall within the scope.
10: 액추에이터
120: 구동 모터
121: 모터 하우징
121a: 상부 케이싱
121b: 하부 케이싱
123: 회전 샤프트
132: 커플링
134: 크로스롤러베어링
136: 커플링 너트
138: 베어링 너트
131: 연결 하우징
141: 벨로우즈 하우징
145: 볼스크류
146: 볼스크류 너트
148: 볼스크류 스토퍼
150: 외부 결합단10: actuator
120: drive motor
121: motor housing
121a: upper casing
121b: lower casing
123: rotation shaft
132: coupling
134: crossed roller bearing
136: coupling nut
138: bearing nut
131: connection housing
141: bellows housing
145: ball screw
146: ball screw nut
148: ball screw stopper
150: external coupling end
Claims (17)
볼스크류 및 상기 볼스크류를 상기 구동 모터의 회전 샤프트에 연결하는 커플링을 포함하는 연결부;
상기 볼스크류에 나사결합되어 상기 볼스크류 상에서 직선 구동 가능한 볼스크류 너트 및 상기 볼스크류 너트에 고정된 외부 결합단을 포함하는 가변부; 및
상기 구동 모터를 수용하는 모터 하우징, 상기 모터 하우징에 일단이 고정되고 상기 커플링을 수용하는 연결 하우징, 및 상기 연결 하우징의 다른 일단과 상기 외부 결합단의 사이에 결합되며 상기 외부 결합단이 직선 이동함에 따라 신축 가능하고 상기 볼스크류의 적어도 일부 및 볼스크류 너트를 수용하는 벨로우즈 하우징을 포함하는 하우징부
를 포함하고,
상기 하우징부는 진공인 외부로부터 밀폐되도록 구성된, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.a driving unit including a driving motor;
a connecting portion including a ball screw and a coupling connecting the ball screw to a rotation shaft of the driving motor;
a variable part comprising a ball screw nut screwed to the ball screw and capable of linear driving on the ball screw and an external coupling end fixed to the ball screw nut; and
A motor housing accommodating the driving motor, a connection housing having one end fixed to the motor housing and accommodating the coupling, and the other end of the connection housing and the external coupling end coupled between the external coupling end moves in a straight line The housing part is flexible and includes a bellows housing for accommodating at least a portion of the ball screw and the ball screw nut.
including,
The housing portion is configured to be sealed from the outside in a vacuum, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 벨로우즈 하우징은 상기 연결 하우징 및 상기 외부 결합단과 용접으로 결합된, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
The bellows housing is coupled to the connection housing and the external coupling end by welding, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 모터 하우징의 측면에 내부가 서로 연통하도록 연결되고, 상기 구동 모터에 연결되는 전원 또는 신호 케이블이 수용되는 피드쓰루(feed through)를 더 포함하는 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
A precision displacement actuator for ultra-high vacuum connected to the side of the motor housing so that the inside communicates with each other, and further comprising a feed through in which a power or signal cable connected to the driving motor is accommodated.
상기 모터 하우징의 측면으로부터 분기관이 연장되고,
상기 피드쓰루는 상기 분기관에 금속 개스킷을 개재하여 연결되는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.4. The method of claim 3,
A branch pipe extends from the side of the motor housing,
The feed-through is connected to the branch pipe via a metal gasket, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 모터 하우징은 상기 구동 모터의 상단부를 수용하는 상부 케이싱과 상기 구동 모터의 하단부를 수용하는 하부 케이싱을 포함하고,
상기 상부 케이싱과 상기 하부 케이싱은 용접으로 서로 결합하여 외부로부터 밀폐되도록 구성된, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
The motor housing includes an upper casing accommodating an upper end of the driving motor and a lower casing accommodating a lower end of the driving motor,
The upper casing and the lower casing are coupled to each other by welding and configured to be sealed from the outside, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 상부 케이싱은 외주면의 적어도 일부에 평탄면으로 이루어진 장치 결합부를 포함하는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.6. The method of claim 5,
The upper casing includes a device coupling portion made of a flat surface on at least a portion of the outer peripheral surface, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 상부 케이싱은 상기 연결 하우징의 내부에 삽입될 수 있는 돌출벽이 상단부에서 돌출되고, 상기 돌출벽은 상부 케이싱의 외주면과 단차지게 형성된, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.6. The method of claim 5,
In the upper casing, a protruding wall that can be inserted into the connection housing protrudes from the upper end, and the protruding wall is formed to have a step difference from the outer circumferential surface of the upper casing, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 구동 모터의 회전 샤프트와 결합된 상기 커플링의 외측에 장착되어 상기 커플링을 지지하는 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링을 더 포함하는 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
The precision displacement actuator for ultra-high vacuum further comprising a cross roller bearing or an angular contact bearing mounted on the outside of the coupling coupled to the rotation shaft of the drive motor to support the coupling.
상기 커플링의 상기 볼스크류 쪽 외주에 나사결합 되어 상기 커플링과의 사이에서 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링의 내륜을 고정하는 커플링 너트를 더 포함하는 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.9. The method of claim 8,
Ultra-high vacuum precision displacement actuator further comprising a coupling nut screwed to the outer periphery of the ball screw side of the coupling to fix the inner ring of the crossed roller bearing or the angular contact bearing between the coupling and the coupling nut.
상기 모터 하우징은 상단부에서 상기 모터 하우징의 외주면과 단차지게 내측으로 들어가 돌출되는 돌출벽을 포함하고, 상기 돌출벽은 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링을 둘러싸 감싸도록 조립되며,
상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링의 상단면 모서리와 상기 돌출벽의 외측면을 함께 덮도록 결합되어 상기 크로스롤러베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링의 외륜을 고정하는 베어링 너트를 더 포함하는 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.9. The method of claim 8,
The motor housing includes a protruding wall protruding inside and protruding stepwise from the outer circumferential surface of the motor housing at the upper end, and the protruding wall is assembled to surround and surround the crossed roller bearing or the angular contact bearing,
Precision displacement drive for ultra-high vacuum further comprising a bearing nut coupled to cover the edge of the upper end surface of the crossed roller bearing or the angular contact bearing and the outer surface of the protruding wall to fix the outer ring of the crossed roller bearing or angular contact bearing actuator.
상기 돌출벽의 외주면과 상기 베어링 너트의 내주면은 서로 나사결합 되어 체결된, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.11. The method of claim 10,
The outer peripheral surface of the protruding wall and the inner peripheral surface of the bearing nut are screwed to each other and fastened, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 볼스크류의 단부에는 상기 볼스크류의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 볼스크류 스토퍼를 포함하는 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
A precision displacement actuator for ultra-high vacuum comprising a ball screw stopper having a larger diameter than the diameter of the ball screw at the end of the ball screw.
상기 외부 결합단은 원통형으로 연장되어 상기 벨로우즈 하우징 내부로 삽입되는 원통부와 상기 원통부의 외측으로 방사상으로 확장되어 상기 벨로우즈 하우징의 상단에 고정되는 플랜지부를 포함하는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
The external coupling end includes a cylindrical portion extending in a cylindrical shape to be inserted into the bellows housing and a flange portion extending radially to the outside of the cylindrical portion and fixed to the upper end of the bellows housing, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 볼스크류 너트는 내부에 나사산이 형성되어 상기 볼스크류에 나사결합되는 원통 형상의 결합부와 상기 결합부의 반경 방향으로 더 크게 확장된 지지부를 포함하고,
상기 외부 결합단의 원통부는 상기 볼스크류 너트의 지지부에 안착되어 결합 및 고정되는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.14. The method of claim 13,
The ball screw nut includes a cylindrical coupling part having a screw thread formed therein and screwed to the ball screw, and a support part larger in the radial direction of the coupling part,
The cylindrical portion of the external coupling end is seated on the support portion of the ball screw nut, coupled and fixed, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 외부 결합단의 원통부는 내부로 상기 볼스크류가 인입되도록 축방향으로 깊게 연장된 공간을 포함하는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.14. The method of claim 13,
The cylindrical portion of the external coupling end includes a space extending deeply in the axial direction so that the ball screw is introduced into the inside, a precision displacement actuator for ultra-high vacuum.
상기 외부 결합단은 외부 장치와 결합하기 위하여 상기 볼스크류의 축방향으로 돌출되어 단차를 형성한 돌출부를 더 포함하는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.14. The method of claim 13,
The external coupling end further comprises a protrusion that protrudes in the axial direction of the ball screw to form a step in order to engage with an external device, an ultra-high vacuum precision displacement actuator.
상기 모터 하우징의 내부에는 온도 센서가 설치되고,
상기 온도 센서는 상기 피드쓰루를 통해 연결된 케이블을 통해 외부로 온도 측정값을 전달할 수 있는, 초고진공용 정밀 변위구동 액추에이터.The method of claim 1,
A temperature sensor is installed inside the motor housing,
The temperature sensor is a precision displacement actuator for ultra-high vacuum that can transmit a temperature measurement to the outside through a cable connected through the feed-through.
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2020
- 2020-12-31 KR KR1020200189748A patent/KR102491163B1/en active IP Right Grant
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