WO2014092255A1 - Servo cylinder - Google Patents

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WO2014092255A1
WO2014092255A1 PCT/KR2013/003293 KR2013003293W WO2014092255A1 WO 2014092255 A1 WO2014092255 A1 WO 2014092255A1 KR 2013003293 W KR2013003293 W KR 2013003293W WO 2014092255 A1 WO2014092255 A1 WO 2014092255A1
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servo cylinder
piston rod
cylinder
motion
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진문영
조충래
조동현
홍민석
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삼익정공 주식회사
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  • the range (torsion angle) of the torsion angle held by the anti-rotation guide is about ⁇ 0.2 °.

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Abstract

The present invention relates to a servo cylinder which converts a rotational motion of a motor into a linear motion of a piston rod by using a TM screw or a ball screw and combines a linear busing to the piston rod inside a housing so as to enable an infinite linear motion, wherein the housing and the rod are made from high-rigidity bearing steel. In addition, a ball retainer is provided for guiding a row of balls capable of infinite linear motion inside the housing, an anti-rotation guide is applied for controlling the angle of torsion to enable obtainment of high durability, high-speed travel is enabled, and the linear busing is capable of maintaining a predetermined precision.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 29.05.2013] 서보 실린더[Revision 29.05.2013 under Rule 26] 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 so that the rotational motion of the motor is converted to the linear motion of the piston rod by using a TM screw or ball screw nut, and a combination of the linear bushing to allow the endless linear movement of the rod inside the housing, the housing and the rod The ball retainer is composed of high-strength bearing steel, guides the ball row to allow infinite linear movement inside the housing, and maintains a certain degree by applying the anti-rotation guide to control the rotation angle against torsion. The present invention relates to a servo cylinder using a linear bushing capable of high durability and high speed driving.
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.In general, the servo cylinder is an electric actuator to be applied as a substitute for pneumatic cylinder, and it is a cylinder for position control that can be applied to logistics systems of automobile assembly lines and mixed production systems of industrial automation, such as actuators for transfer systems and clamping devices. In addition, you need a low-end product.
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 servo cylinder is a type that converts the rotational motion of the motor into the linear motion of the piston rod. TM screw (screw) and ball screw nut (screw) are used, and in the general type, it is sliding with a guide for linear motion. Type is applied, and in case of high precision type, there are products with ball spline and needle guide.
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.Conventional servo cylinders generally use abrasion resistant Du Bush or abrasion resistant resin in the aluminum housing in order to convert rotational motion into linear motion, but they lack rigidity against external forces, speed and Due to the limitations of the stroke and sliding type, it is difficult to maintain accuracy.
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 configuration of accurately positioning a piston of a servo cylinder at a target position using an electric motor and a ball screw, but employing a linear bushing improves the durability and accuracy of the servo cylinder. It is not related to improving the driving 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. The problem to be solved by the present invention is to use a technical configuration that converts the rotational motion of the motor into the linear motion of the piston rod, by applying a combination of linear bushings capable of infinite linear motion as a guide for linear motion rolling motion with minimal frictional resistance It is possible to move lightly, and because of the rolling motion type to increase the rigidity of the external force of the rod, to provide high-speed driving, and to improve the durability of the servo cylinder.
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 problem to be solved by the present invention is to use a combination of linear bushing capable of infinite linear movement of the guide for linear motion using a technical configuration that converts the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston rod, the housing and the rod The present invention provides a servo cylinder using a linear bushing configured of a rigid bearing steel and applying a rotation preventing guide capable of controlling an angle to a torsion, thereby maintaining a predetermined degree and controlling a torsion.
본 발명의 기술적 해결 방법은 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 problems, the technical solution of the present invention applies a form in which the rotational motion of the motor is changed to the linear motion of the piston rod, and the linear motion bearing is applied by combining a linear bushing capable of infinite linear motion. It is able to move lightly by rolling movement with frictional resistance, and obtains high rigidity by using bearing steel which is strong in the outer cylinder of the linear bushing, and has a ball retainer for guiding the ball heat inside the outer cylinder, and controls the angle for torsion The anti-rotation guide is applied, and the linear motion type is a rolling motion type, so it is possible to drive at high speed, and to implement a servo cylinder using a linear bushing to obtain accuracy, durability and sufficient rigidity.
본 발명의 또 다른 기술적 해결 방법은 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 technical solution of the present invention is to install the anti-rotation guide on one side of the piston rod adjacent to the ball screw to prevent the rotation of the piston rod in linear reciprocating movement, the left edge of the piston rod in the housing reciprocating piston rod The dust seal is installed to prevent dust from entering the outside, and to provide a smooth sliding of the piston rod, it provides a servo cylinder using a linear bushing with a die bush installed between the dust seal and the linear bushing.
본 발명의 또 다른 기술적 해결 방법은 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 technical solution of the present invention is to form a 4-6 trillion polygonal structure inside the servo cylinder outer cylinder to prevent rotation, and to produce a rotation prevention guide according to the shape of the 4-6 trillion polygonal structure formed inside the outer cylinder cylinder. The present invention provides a servo cylinder using a linear bushing fixed to one side of a piston rod adjacent to a 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 utilizes a technical configuration for converting the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston rod, by applying a combination of linear bushings capable of infinite linear motion as a guide for linear motion to make the rolling motion with minimum frictional resistance It is movable, and because of the rolling motion type, it is possible to drive at high speed, and there is 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 effect of the present invention is to apply a combination of linear bushing capable of linear motion of the guide for linear motion using a technical configuration that changes the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston rod, the housing and the piston rod high rigidity Consists of a bearing steel, and by applying a rotation preventing guide to control the angle to the torsion to maintain a predetermined degree and torsion.
도 1은 본 발명에 따른 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 도시한 것이다(피스톤 로드가 들어간 상태). 1 shows a servo cylinder using a linear bushing according to the present invention (with a piston rod).
도 2는 본 발명에 따른 리니어 부싱을 이용한 서보 실린더를 도시한 것이다(피스톤 로드가 나온 상태).Figure 2 shows a servo cylinder using a linear bushing according to the present invention (the piston rod comes out).
도 3은 본 발명에 설계 제작되어 채용된 리니어 부싱의 하나의 실시 예를 도시한 것이다. Figure 3 illustrates one embodiment of a linear bushing designed and employed in the present invention.
본 발명의 실시를 위한 최선의 형태는 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.The best form for the practice of the present invention is to apply the form to change the rotational motion of the motor to the linear motion of the piston rod in order to solve the above problems, the linear motion bearing is applied by combining a linear bushing capable of infinite linear motion It can move lightly by rolling motion with minimum frictional resistance. It gains high rigidity by using bearing steel which has strong outer cylinder of linear bushing, and has a ball retainer for guiding ball heat inside the outer cylinder. The anti-rotation guide is applied to control the rotation, and since the linear motion type is the rolling motion type, it is possible to drive at high speed, and to implement the servo cylinder using the linear bushing to obtain the accuracy, durability and sufficient rigidity.
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 uses a linear bushing capable of linear motion in the form of a linear motion of the piston rod in the form of converting the rotational motion of the motor to the piston rod as the main technical configuration to maintain a certain degree of rolling motion to maintain the friction It is a servo cylinder that can minimize the light and straight reciprocating movement.
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. The servo cylinder using the linear bushing according to the present invention can obtain high rigidity and durability by using a bearing steel with a rigid outer cylinder of the linear bushing, and is a rolling motion type in which a ball retainer for guiding ball rows is inserted into the outer cylinder. Therefore, high-speed driving (1000 mm / sec or less) is possible, there is an effect that can maintain a higher degree and longer durability than the sliding type servo cylinder.
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 based on 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 uses a linear bushing capable of infinitely linear movement of the linear motion guide in the form of converting the rotational motion of the motor into a linear motion of the piston rod, and the linear reciprocation motion of the piston rod is achieved by the rolling motion of the ball. It can be configured to make the friction resistance can be minimized, so it can lightly reciprocate linearly.
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 the conventional sliding type servo cylinder, in order to convert the rotational motion into the linear motion, a DU bush is generally used inside the aluminum housing, and a high wear resistance resin is used to control the twisting. There is a lack of rigidity against external forces, and it is difficult to maintain accuracy due to speed and stroke limitations and sliding types.
도 1을 바탕으로 본 발명의 기술적 구성을 살펴본다. Looking at the technical configuration of the present invention based on 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. Since the electric energy is supplied to the motor 22 of FIG. 1, the shaft of the motor 22 rotates, and the rotating shaft of the motor 22 and the screw shaft 18 of FIG. 1 are fastened by a coupling to the screw shaft 18. The motor 22 rotates clockwise or counterclockwise.
볼나사 너트(도1의 20)의 내측에는 암나사가 형성되어 상기 나사축(18) 외측에 형성된 수나사와 체결되어 있다.A female screw is formed inside 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. Ball screw nut (20 in Fig. 1) inserts a steel ball (ball) between the male threaded screw shaft and the female threaded ball screw nut to minimize frictional resistance and allow high-speed movement, high accuracy, and excellent 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.In FIG. 1, the screw shaft 18 connected to the rotating shaft of the motor 22 is rotated by the rotation of the motor 22, and the ball screw nut fastened to the screw shaft 18 by the rotation of the screw shaft 18. 20 is a linear reciprocating motion 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 of the nut performing a linear reciprocating motion along the screw axis when the nut is rotated clockwise or counterclockwise by fastening the nut to the long screw shaft 18 on which the male screw is formed.
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.In Fig. 1, the piston rod (11 in Fig. 1) is linearly reciprocated when the ball screw nut 20 and the piston rod (11 in Fig. 1) are fixedly engaged so that the motor 22 rotates clockwise or counterclockwise. It is configured to
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 for the linear reciprocating motion is configured to allow a smooth reciprocating motion while maintaining a predetermined degree in the ball rolling motion of the linear bushing (16 in 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.The ball retainer (17 in FIG. 1) for accommodating the ball (15 in FIG. 1) is inserted and fastened to the inside (outer cylinder) of the left side (on the drawing) 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 comprised 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. The present invention, after inserting the ball into the ball retainer (17) for accommodating the ball, when the piston rod is inserted and fastened so that the outer portion of the piston rod 11 can be 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.Outside the ball retainer 17, a linear bushing is provided in a housing for guiding the piston rod 11 in a linear reciprocating motion.
도 3은 리니어 부싱의 하나의 실시 예를 도시한 것이며, 이와 같은 구조가 본 발명에 따른 서보 실린더의 하우징 내에 채용된 것이다.Figure 3 shows one embodiment of a linear bushing, such a structure being employed in the housing of a servo cylinder according to the 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 the case of 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 the outer cylinder (33 in Fig. 3), it can be composed of a bearing steel excellent in strength and durability to withstand the rolling motion of the ball long.
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, the outer cylinder may be manufactured in a structure in which only a portion of the ball that performs rolling motion is formed of bearing steel to be fastened or attached, or the entire outer cylinder of the cylinder may be formed of bearing steel.
볼 리테이너의 좌측(도면상의 좌측)에는 리니어 부싱을 고정하기 위한 스톱퍼(도1의 14)가 설치되어 있다. On the left side (left side of the figure) of the ball retainer, a stopper (14 in Fig. 1) for fixing the linear bushing is provided.
스톱퍼(도1의 14) 일측에는 체결용 나사를 형성하고, 형성된 나사를 이용하여 서보 실린더의 외통과 체결할 수 있도록 구성되어 있다. On one side of the stopper (14 in FIG. 1), a fastening screw is formed, and is configured to be fastened with the outer cylinder of the servo cylinder by using the formed screw.
피스톤 로드(11)가 왕복운동을 하는 하우징 가장자리에는 외부로부터 먼지가 들어가지 못하도록 더스트 씰(도1의 12)이 설치되어 있다.The dust seal (12 of FIG. 1) is installed in the housing edge which the piston rod 11 reciprocates so that dust may not enter from the exterior.
피스톤 로드(11)의 원활한 슬라이딩을 위하여 더스트 씰(12)과 리니어 부싱(16)사이에 디유 부시(도1의 13)가 고정 설치되어 있다. The die 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.An anti-rotation guide (19 in FIG. 1) is fixed to one side of the piston rod 11 located in the cylinder outer cylinder adjacent to the ball screw nut 20 to prevent rotation of the piston rod 11 for linear reciprocation. It is.
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. Since the outside of the anti-rotation guide 19 is selected to form one of a hexagon, a wing, a groove, a protrusion, and according to the shape to form a guide shape inside the outer cylinder of the servo cylinder, the anti-rotation guide 19 moves along the guide shape. The piston rod 11 is configured to perform a straight reciprocating motion without rotating.
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 fixedly installed with a bolt on one side of the piston rod 11 adjacent to the ball screw nut 20, and the polygonal shape, the wing shape, the groove on the outside of the anti-rotation guide 19 is provided. And one of 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. Inside the servo cylinder outer cylinder which is in contact with the shape formed on the outside of the anti-rotation guide 18, a guide shape is formed in accordance with each shape formed on the outside of the anti-rotation guide 19 to perform a linear reciprocating motion along the guide shape by rotation of the motor. It is configured to.
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 anti-rotation guide fixedly installed on one side of the piston rod consists of a structure having protrusions or grooves of various shapes, and forms a guide in the cylinder outer cylinder in accordance with the external shape of the anti-rotation guide and is fastened to each other when the piston is reciprocated. It is sufficient if the rod 11 does not rotate.
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 portion of the servo cylinder outer cylinder is molded into a 4 to 6 trillion polygonal structure to prevent rotation, and the anti-rotation guide is formed in the servo cylinder outer cylinder to form the anti-rotation guide to be fixed to one side of the piston rod. To install.
회전방지용 가이드(19)가 이동하는 범위는 볼나사 너트가 이동하는 거리와 동일하며 리니어 부싱(16)사이에서 이루어진다. The range in which the anti-rotation guide 19 moves 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. In the upper part of the motor 22 fixedly installed on the right side of FIG. 1, a power connection terminal (23 of FIG. 1) is provided for supplying power to the motor 22.
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, the present invention is configured to linearly reciprocate the piston rod 11 by the ball rolling motion by the linear bushing can maintain a higher degree than the sliding type servo cylinder, it is possible to drive at high speed, the minimum By rolling resistance with frictional resistance can be obtained a light movement, there is an effect that can increase the 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.Servo cylinder designed and manufactured according to the present invention is an electric actuator having a predetermined degree, for position control that can be applied to a logistics system such as an automobile assembly line, such as an actuator for a transfer system and an actuator for a clamping device, and a mixed flow production system of industrial automation. As a cylinder, it has a higher degree and rigidity than a sliding 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 shaking, but it is also possible to deform it to a range outside the design and manufacture it.
회전방지용 가이드에 의하여 유지되는 비틀림(회전)각의 범위(비틀림 각도)는 약 ± 0.2° 이다. The range (torsion angle) of the torsion angle held by the anti-rotation guide is about ± 0.2 °.
주행속도는 최대 1,000㎜/sec 까지 가능하다.Travel speed can be up to 1,000mm / 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 to convert the rotational motion of the motor to the linear motion of the piston rod by using the TM screw or ball screw nut, and to configure the piston rod in the housing in combination with the linear bushing to enable infinite linear movement, the housing and the rod The ball retainer is constructed to form a bearing steel with high rigidity, and guides the ball row to allow infinite linear movement in the housing.It is possible to control the torsion angle by applying an anti-rotation guide to control the angle to the torsion. It is highly industrially applicable because it is possible to provide a servo cylinder using a linear bushing that can maintain accuracy, obtain high durability, and enable high-speed driving.

Claims (4)

  1. 서보 실린더에 있어서,In the servo cylinder,
    나사축을 회전하기 위한 모터;A motor for rotating the screw shaft;
    모터의 회전축과 체결되어 회전하는 나사축;A screw shaft which is engaged with the rotating shaft of the motor to rotate;
    나사축이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전함에 의하여 직선왕복운동을 하도록 체결된 볼나사 너트;A ball screw nut fastened in a linear reciprocating motion by rotating the screw shaft clockwise or counterclockwise;
    볼나사 너트와 체결되어 모터의 회전운동에 의하여 직선왕복운동을 하는 피스톤 로드; 및A piston rod engaged with the ball screw nut and performing a linear reciprocating motion by a rotational motion of the motor; And
    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.It supports the rotational movement of the motor to the screw shaft connected to the coupling firmly by the rotation bearing and the linear bushing for the linear movement of the piston rod which is connected to the ball screw nut for infinite linear movement. Servo cylinder.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    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 servo cylinder using the linear bushing is a rotation preventing guide and a guide inside the cylinder outer cylinder which are manufactured in accordance with the guide shape inside the cylinder outer cylinder for preventing rotation on one side of the piston rod capable of linear reciprocating motion coupled with a ball screw nut. A servo cylinder characterized by forming a shape.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 서보 실린더는 내구성을 높이기 위하여 상기 리니어 부싱에서 외통을 강도와 내구성이 우수한 베어링강으로 구성함을 특징으로 하는 서보 실린더.The servo cylinder is a servo cylinder, characterized in that the outer cylinder in the linear bushing made of a bearing steel with excellent strength and durability in order to increase durability.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    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 servo cylinder is formed into a 4 to 6 trillion polygonal structure inside the servo cylinder outer cylinder to prevent rotation, and formed in the servo cylinder outer cylinder to form a rotation preventing guide in accordance with the shape of the 4 to 6 trillion polygonal structure on one side of the piston rod Servo cylinder characterized by fixed installation.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10443695B2 (en) 2017-01-19 2019-10-15 Hiwin Mikrosystem Corp. Linear actuator
WO2019214940A1 (en) * 2018-05-07 2019-11-14 Primetals Technologies Germany Gmbh Lifting device for a metallurgical ladle, and treatment device for liquid metal
US20230407952A1 (en) * 2021-02-15 2023-12-21 Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha Electric linear actuator

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI608187B (en) * 2015-02-16 2017-12-11 Ball screw power continuous connection structure
CN105987141A (en) * 2015-02-17 2016-10-05 锕玛科技股份有限公司 Power continuing structure of ball screw
TWI628369B (en) * 2016-10-28 2018-07-01 高志宗 Linear hydraulic retainer
RU2700562C1 (en) * 2018-12-10 2019-09-20 Владимир Ростиславович Борецкий Linear actuator and linear actuating mechanism
CN114270075A (en) * 2019-08-17 2022-04-01 超越工程股份有限公司 Linear actuator
US11867263B2 (en) * 2022-05-04 2024-01-09 Halliburton Energy Services, Inc. Linear actuators, motor assemblies, and methods to actuate a device or load

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000257630A (en) * 1999-03-10 2000-09-19 Thk Co Ltd Linear bush assembly
JP2001187953A (en) * 1999-12-28 2001-07-10 Thk Co Ltd Electric cylinder
KR100665320B1 (en) * 2005-05-20 2007-01-09 이성구 A groove linear bushing shaft of the high-precision
JP2007155036A (en) * 2005-12-06 2007-06-21 Thk Co Ltd Linear bush, and its manufacturing method
KR20120116250A (en) * 2011-04-12 2012-10-22 삼성탈레스 주식회사 Ball screw

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1251885A (en) * 1998-10-21 2000-05-03 杨世祥 Digitalized electric cylinder with inner guide unit
JP2009058069A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Thk Co Ltd Motor-driven cylinder and rod tilt adjusting method of motor-driven cylinder
CN202034847U (en) * 2010-12-17 2011-11-09 张家祯 Motor-driven cylinder mechanism
US8978497B2 (en) * 2011-05-26 2015-03-17 Tolomatic, Inc. Linear actuator with anti-rotation mechanism

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000257630A (en) * 1999-03-10 2000-09-19 Thk Co Ltd Linear bush assembly
JP2001187953A (en) * 1999-12-28 2001-07-10 Thk Co Ltd Electric cylinder
KR100665320B1 (en) * 2005-05-20 2007-01-09 이성구 A groove linear bushing shaft of the high-precision
JP2007155036A (en) * 2005-12-06 2007-06-21 Thk Co Ltd Linear bush, and its manufacturing method
KR20120116250A (en) * 2011-04-12 2012-10-22 삼성탈레스 주식회사 Ball screw

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10443695B2 (en) 2017-01-19 2019-10-15 Hiwin Mikrosystem Corp. Linear actuator
WO2019214940A1 (en) * 2018-05-07 2019-11-14 Primetals Technologies Germany Gmbh Lifting device for a metallurgical ladle, and treatment device for liquid metal
CN112088058A (en) * 2018-05-07 2020-12-15 普锐特冶金技术德国有限公司 Lifting device for metallurgical ladles and treatment device for liquid metal
RU2763529C1 (en) * 2018-05-07 2021-12-30 Прайметалз Текнолоджиз Джермани Гмбх Lifting apparatus for a metallurgical ladle and processing apparatus for liquid metal
US20230407952A1 (en) * 2021-02-15 2023-12-21 Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha Electric linear actuator

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