JP2020517870A - サーボシリンダー - Google Patents

Abstract

サーボシリンダーが開示される。本発明の一実施形態によるサーボシリンダーは、モータと連結される減速機本体と、減速機本体内に設けられるが、モータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させて出力する減速出力部と、を備える減速機；一端部領域が減速機の内部に挿入された状態で減速機の内部で減速出力部と結合され、減速出力部によって回動するボールスクリュー；及びボールスクリューと連結され、ボールスクリューの回転運動を直線運動に変換させて出力する運動変換用出力部；を含む。

Description

本発明は、サーボシリンダーに係り、より詳細には、従来とは異なって、ボールスクリューの一端部が減速機の内部で結合されるボールスクリュー内部結合構造を適用することにより、同じストローク（ｓｔｒｏｋｅ）に比べて、装備の全長を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現することができるサーボシリンダーに関する。

サーボシリンダー（ｓｅｒｖｏ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）は、モータ（ｍｏｔｏｒ）の回転運動を直線運動に変換させる電動アクチュエータの一種である。

エアシリンダー（ａｉｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）も、直線運動が必要な場所に使われる装置であり、多様な産業現場で現在使われているが、エアシリンダーに比べてサーボシリンダーの構造が簡単であり、サーボシリンダーは、エアシリンダーとは異なって、サーボモータあるいは電動モータを使用するために、速度及びトルク（ｔｏｒｑｕｅ）に優れ、なによりも位置制御が容易である。

このような理由によって、サーボシリンダーは、自動車組み立てラインの物流システムまたは産業自動化の生産システムなどのロボットに広く適用される傾向にある。例えば、ロボットアーム（ｒｏｂｏｔ ａｒｍ）が定められた行程距離を往復直線運動する場合、このような位置にサーボシリンダーが適用可能である。

図１は、一般的なサーボシリンダーの部分断面図である。
この図面を参照すれば、従来技術によるサーボシリンダー１は、モータ１２と連結される減速機１０の外部でボールスクリュー２０が連結される構造を有する。

ボールスクリュー２０には、ボールスクリュー２０の回転時に、ボールスクリュー２０の長手方向に沿って前進または後進移動するボールナット４０が結合される。図１には図示されていないが、ボールナット４０には、進退移動するムーバー（ｍｏｖｅｒ）が連結される。

ボールスクリュー２０を、減速機１０の外部に結合させるために、ボールスクリュー２０の周辺には、カップリング３１が設けられる。
そして、カップリング３１の周辺には、ボールスクリュー２０とムーバーの軸方向荷重を支持するスラスト及び半径方向支持軸受３２とが設けられる。

スラスト及び半径方向支持軸受３２の半径方向外側には、スラスト及び半径方向支持軸受３２を固定するための手段としてロッキングブロック３３及び支持ブロック３４などの構造物が配され、これらは、多数のロッキングボルト３５によって当該位置に固定される。

これにより、減速機１０の動作によってボールスクリュー２０が時計回り方向または逆時計回り方向に回転すれば、ボールナット４０がボールスクリュー２０の長手方向に沿って前進または後進移動し、その動作によってムーバーが前進または後進しながら、工程で要求される作業を進めることができる。

一方、図１のような形態のサーボシリンダー１は、ボールスクリュー２０を適用したサーボシリンダー１の最も一般的な形態であるが、このような従来のサーボシリンダー１の場合には、Ｃ領域のようにボールスクリュー２０が減速機１０の外部で結合される、いわゆる、ボールスクリュー２０の外部結合構造を採択しているために、サーボシリンダー１の全長が長くなってしまう問題点がある。

実際に、サーボシリンダー１の全長が長くなる場合、このように長いサーボシリンダー１を自動車組み立てラインの物流システムまたは産業自動化の生産システムなどのロボットに適用しようとする時、周辺構造物との干渉現象によって適用に多くの難点が発生すると報告されている。

また、従来のサーボシリンダー１の場合には、ボールスクリュー２０の外部結合構造を採択しているために、ボールスクリュー２０を、減速機１０の外部に結合させるために、不可避にカップリング３１、スラスト及び半径方向支持軸受３２、ロッキングブロック３３、支持ブロック３４などの多少複雑な構造が適用されるしかないという点で、既存に知られていない新概念のコンパクトなサーボシリンダーに対する必要性が台頭している。

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来とは異なって、ボールスクリューの一端部が減速機の内部で結合されるボールスクリュー内部結合構造を適用することにより、同じストロークに比べて、装備の全長を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現することができるサーボシリンダーを提供するところにある。

本発明の一側面によれば、モータと連結される減速機本体と、前記減速機本体内に設けられるが、前記モータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させて出力する減速出力部と、を備える減速機；一端部領域が、前記減速機の内部に挿入された状態で前記減速機の内部で前記減速出力部と結合され、前記減速出力部によって回動するボールスクリュー；及び前記ボールスクリューと連結され、前記ボールスクリューの回転運動を直線運動に変換させて出力する運動変換用出力部；を含むことを特徴とするサーボシリンダーが提供され得る。

前記減速出力部は、前記ボールスクリューとの接触支持面積の向上のために、前記ボールスクリューの長手方向に沿って多数のパート（ｐａｒｔ）に分割された後、互いに結合されて一体型を形成する分割型減速出力部であり得る。

前記分割型減速出力部は、前記減速機本体内で前記減速機本体内の内蔵部品と結合され、前記ボールスクリューの端部が結合される第１内蔵型減速出力モジュール；及び前記第１内蔵型減速出力モジュールの厚さ方向に沿って前記第１内蔵型減速出力モジュールに結合され、前記第１内蔵型減速出力モジュールと共に前記ボールスクリューの端部領域を支持する第２内蔵型減速出力モジュール；を含み得る。

前記第２内蔵型減速出力モジュールは、円盤状に製作され、前記第１内蔵型減速出力モジュールは、前記第２内蔵型減速出力モジュールよりも厚く、一側に段差片が形成される円柱状を有し、前記第１内蔵型減速出力モジュールに向けた前記第２内蔵型減速出力モジュールの一面には、前記第１内蔵型減速出力モジュールの端部が位置づけられるための位置決め溝が形成され得る。

前記ボールスクリューの端部には、非円形断面形状を有し、前記第１内蔵型減速出力モジュールと前記第２内蔵型減速出力モジュールとに結合される非円形断面結合部が形成され、前記第１内蔵型減速出力モジュールと前記第２内蔵型減速出力モジュールとの中央領域には、前記ボールスクリューの非円形断面結合部が結合される非円形結合ホールがそれぞれ形成され得る。

前記ボールスクリューの端部には、前記ボールスクリューの長手方向に沿って前記減速機本体内に設けられるシャフトに結合されるシャフト結合溝が形成され得る。

前記減速機本体には、前記分割型減速出力部が配される出力部配置溝部が形成され、前記出力部配置溝部内には、前記ボールスクリューが結合される前記分割型減速出力部の軸方向荷重を支持する推力支持用スラスト軸受が結合され得る。

前記減速機本体内で前記推力支持用スラスト軸受の下部領域に結合されるが、前記ボールスクリューの長手方向に沿って互いに離隔配され、前記ボールスクリューの直動運動による半径方向への荷重を支持する一対のボール軸受をさらに含み得る。

前記運動変換用出力部は、前記ボールスクリューと結合され、前記ボールスクリューの回転時に、前記ボールスクリューの長手方向に沿って移動するボールナット；及び前記ボールナットと結合されて一体型を成し、前記ボールナットと共に移動するムービングブロック（ｍｏｖｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）；を含み得る。

前記ボールナットは、前記ムービングブロックの一端部に当接するように結合されるナットプレート；前記ナットプレートの一側から延設され、前記ムービングブロックの中央貫通ホールに挿設される挿入結合部；及び前記ナットプレートの他側から突出し、端部が前記減速出力部に接触支持される突出支持部；を含み得る。

前記運動変換用出力部は、前記ムービングブロックの一端部に当接するように結合される結合フランジと、前記結合フランジと連結され、前記ボールスクリューが内部に挿入されるスクリューキャップと、を備え、前記ムービングブロックと共に移動しながら直線運動するムーバーをさらに含み得る。

前記運動変換用出力部は、前記ムーバーの直線運動をガイドするガイド部をさらに含み得る。
前記ガイド部は、前記ムーバーが通過される通過ホールを備え、前記減速機本体に対して所定距離離隔して配されるガイドブロック；及び一端部は、前記ガイドブロックに結合され、他端部は、前記ムービングブロックのバー通過口を経由して、前記減速機本体に結合されるガイドバー；を含み得る。

前記ガイドバーは、前記ムーバーの周り方向に沿って等間隔で多数個配列される。
前記ガイドバーが経由される前記ムービングブロックのバー通過口には、前記ガイドバーを支持するボールブッシュが内蔵される。
前記ボールブッシュは、前記ムービングブロックのバー通過口に押込まれる。

本発明によれば、従来とは異なって、ボールスクリューの一端部が減速機の内部で結合されるボールスクリュー内部結合構造を適用することにより、同じストロークに比べて、装備の全長を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現することができる。

一般的なサーボシリンダーの部分断面図である。 本発明の一実施形態によるサーボシリンダーの斜視図である。 図２の正面図である。 図２の平面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。 図２の分解斜視図である。 図６の背面斜視図である。 減速機の拡大斜視図である。 図８の背面斜視図である。 図８の分解斜視図である。 図１０の背面斜視図である。 ボールスクリューを含む運動変換用出力部の斜視図である。 図１２の背面斜視図である。 図１２の分解斜視図である。 図１４の背面斜視図である。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。

以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することにより、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を示す。

図２は、本発明の一実施形態によるサーボシリンダーの斜視図であり、図３は、図２の正面図であり、図４は、図２の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ線に沿って見た断面図であり、図６は、図２の分解斜視図であり、図７は、図６の背面斜視図であり、図８は、減速機の拡大斜視図であり、図９は、図８の背面斜視図であり、図１０は、図８の分解斜視図であり、図１１は、図１０の背面斜視図であり、図１２は、ボールスクリューを含む運動変換用出力部の斜視図であり、図１３は、図１２の背面斜視図であり、図１４は、図１２の分解斜視図であり、図１５は、図１４の背面斜視図である。

これら図面を参照すれば、本実施形態によるサーボシリンダー１００は、従来とは異なって、ボールスクリュー１３０の一端部が減速機１１０の内部で結合されるボールスクリュー１３０内部結合構造を適用することにより、同じストロークに比べて、装備の全長（Ｌ、図３参照）を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現可能にしたものであって、減速機１１０と、減速機１１０に連結され、減速機１１０によって回転するボールスクリュー１３０と、ボールスクリュー１３０の回転運動を直線運動に変換させて出力する運動変換用出力部１５０と、を含み得る。

減速機１１０は、図示していないモータと連結される速度低減装置であって、モータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させて出力する役割を果たす。

このような減速機１１０は、スパーギア方式、遊星ギア方式、ベルト駆動方式など多様な方式のものが開発されて使われているが、如何なる方式の減速機が適用されても、本発明の効果を提供するには何らの問題がない。これにより、本実施形態では、便宜上、減速機１１０の細部構造に対しては図示していない。

そして、減速機１１０が連結される図示していないモータは、サーボモータあるいは電動モータであり得る。サーボモータが適用される場合に、精密制御により有利な効果を提供することができる。

減速機１１０は、モータと連結されるが、減速のための多数の内蔵部品１１５（図５参照）が設けられる減速機本体１１１と、減速機本体１１１内に設けられるが、モータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させて出力する減速出力部１２０と、を含む。

減速機本体１１１は、減速機１１０の外観構造を成す。このような減速機本体１１１内にモータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させるための多様な構造の内蔵部品１１５（図５参照）が設けられる。内蔵部品１１５に対して詳しく図示及び説明しないが、内蔵部品１１５は、スパーギア方式、遊星ギア方式、ベルト駆動方式などの構造を通じてモータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させることができる。

減速出力部１２０は、減速機１１０の内蔵部品１１５及びボールスクリュー１３０と連結されて、ボールスクリュー１３０が回転するように回転トルクを提供する。すなわち、減速機本体１１１内の内蔵部品１１５によって発生する回転トルクをボールスクリュー１３０に伝達してボールスクリュー１３０が回転するようにする。

本実施形態において、減速出力部１２０は、ボールスクリュー１３０の長手方向に沿って多数のパートに分割された後、互いに結合されて一体型を形成する分割型減速出力部１２０として適用される。分割型減速出力部１２０は、減速機本体１１１に形成される溝状の出力部配置溝部１１３（図１０参照）内に設けられる。

一方、図１を参照して前述したように、従来、ボールスクリュー２０が減速機１０の外部で結合される、いわゆる、ボールスクリュー２０の外部結合構造を採択した。したがって、サーボシリンダー１の全長が長くなり、また、ボールスクリュー２０の外部結合構造によって複雑な構造が適用されてしまう問題点があった。

しかし、本実施形態では、従来の構造とは異なって、ボールスクリュー１３０の一端部領域が減速機１１０の内部に挿入された状態で減速機１１０の内部で分割型減速出力部１２０と結合される構造を提示している。すなわち、減速機本体１１１には、溝状の出力部配置溝部１１３が形成され、出力部配置溝部１１３内に分割型減速出力部１２０が設けられるが、ボールスクリュー１３０の一端部領域は、出力部配置溝部１１３内で分割型減速出力部１２０に結合される。

本実施形態のように、ボールスクリュー１３０の一端部領域、すなわち、ボールスクリュー１３０の端部を成す非円形断面結合部１３１が減速機１１０の内部で分割型減速出力部１２０と結合させる場合、図１のサーボシリンダー１と同じストロークに比べて、装備の全長（Ｌ、図３参照）を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現することができる。

実際に、本実施形態によるサーボシリンダー１００には、従来のサーボシリンダー１（図１参照）に適用されたカップリング３１、スラスト及び半径方向支持軸受３２、ロッキングブロック３３、支持ブロック３４などの複雑な構造が不要であるために、コンパクトな構造を具現することができる。

一方、本実施形態のように、ボールスクリュー１３０の一端部領域が減速機１１０の内部に挿入された状態で減速機１１０の内部で結合させるには、ボールスクリュー１３０を安定して支持しなければならないが、このために、分割型減速出力部１２０が適用される。

分割型減速出力部１２０は、減速機本体１１１の出力部配置溝部１１３内で減速機本体１１１内の内蔵部品１１５（図５参照）と結合されるが、ボールスクリュー１３０の端部が結合される第１内蔵型減速出力モジュール１２１と、第１内蔵型減速出力モジュール１２１の厚さ方向に沿って第１内蔵型減速出力モジュール１２１に結合されるが、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と共にボールスクリュー１３０の端部領域を支持する第２内蔵型減速出力モジュール１２２と、を含み得る。

このように、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２との二分型に分割型減速出力部１２０を製作した後、分割型減速出力部１２０にボールスクリュー１３０を結合させることにより、ボールスクリュー１３０との接触支持面積を向上させ、これにより、ボールスクリュー１３０を安定して支持することができる。

後述するが、ボールスクリュー１３０は、構造上、吐出出力部位、すなわち、ガイドブロック１９１が位置される部位に支持構造を有することができない。したがって、反対側、すなわち、分割型減速出力部１２０側でボールスクリュー１３０を堅固に支持しなければならない。

これにより、本実施形態では、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２との二分型に分割型減速出力部１２０を製作し、このような分割型減速出力部１２０にボールスクリュー１３０の端部を結合させることにより、可能な限り広い支持面積でボールスクリュー１３０を安定して支持可能にしているものである。

本実施形態において、第２内蔵型減速出力モジュール１２２は、円盤状に製作されるが、一方、第１内蔵型減速出力モジュール１２１は、第２内蔵型減速出力モジュール１２２よりも厚く、一側に段差片１２２ｂが形成される円柱状を有する。

このような構造で第１内蔵型減速出力モジュール１２１に向けた第２内蔵型減速出力モジュール１２２の一面には、第１内蔵型減速出力モジュール１２１の端部が位置づけられるための位置決め溝１２２ｂ（図１１参照）が形成される。位置決め溝１２２ｂに第１内蔵型減速出力モジュール１２１の端部が位置づけられた後、これらは、互いに螺合されることもある。

第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２とが螺合されるために、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２には、多数の通孔１２１ｃ、１２２ｃが形成される。

前述したように、ボールスクリュー１３０の端部は、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２とを含む分割型減速出力部１２０に結合される。この際、分割型減速出力部１２０に対してボールスクリュー１３０が任意に回転してはならない。

このために、ボールスクリュー１３０の端部には、非円形断面形状を有し、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２とに結合される非円形断面結合部１３１が形成される。本実施形態において、非円形断面結合部１３１は、Ｄカット断面構造（図１５参照）を成す。

そして、第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２との中央領域には、ボールスクリュー１３０の非円形断面結合部１３１が結合される非円形結合ホール１２１ａ、１２２ａがそれぞれ形成される。

ボールスクリュー１３０の端部には、ボールスクリュー１３０の長手方向に沿って減速機本体１１１内に設けられるシャフト１１２（図１０参照）に結合されるシャフト結合溝１３２（図１５参照）が形成される。

これにより、ボールスクリュー１３０の端部を成す非円形断面結合部１３１は、第２内蔵型減速出力モジュール１２２の非円形結合ホール１２２ａを経て第１内蔵型減速出力モジュール１２１の非円形結合ホール１２１ａに配された後、シャフト結合溝１３２にシャフト１１２が差し込まれる形態で分割型減速出力部１２０に結合され得る。

したがって、ボールスクリュー１３０が空回り現象を防止できるということはもとより、ボールスクリュー１３０の安定した支持構造を導き出すことができる。すなわち、ボールスクリュー１３０の非円形断面結合部１３１が第１内蔵型減速出力モジュール１２１と第２内蔵型減速出力モジュール１２２とに広い支持面積で配されて結合されるために、ボールスクリュー１３０の安定した支持構造を導き出すことができるようになる。

分割型減速出力部１２０が配される減速機１１０の出力部配置溝部１１３内には、ボールスクリュー１３０が結合される分割型減速出力部１２０の軸方向荷重を支持する推力支持用スラスト軸受１４１が結合される。

このような推力支持用スラスト軸受１４１は、分割型減速出力部１２０の第１内蔵型減速出力モジュール１２１の半径方向外側に結合され、その位置でボールスクリュー１３０を含めた分割型減速出力部１２０の軸方向荷重、すなわち、ボールスクリュー１３０の直動運動による推力を支持する。したがって、ボールスクリュー１３０の安定した支持構造を導き出すことができることはもとより、ボールスクリュー１３０が曲がらず、理想的な回動を進行するのに役に立つ。

一方、推力支持用スラスト軸受１４１の下部領域には、一対のボール軸受１４５が適用される。本実施形態において、一対のボール軸受１４５は、減速機本体１１１内で推力支持用スラスト軸受１４１の下部領域に結合されるが、ボールスクリュー１３０の長手方向に沿って互いに離隔配され、ボールスクリュー１３０の直動運動による半径方向への荷重を支持する役割を果たす。この際、一対のボール軸受１４５の隔離距離が大きいために、さらに多くのモーメント（垂れ）荷重適用が可能となる。

参考までに、ボールブッシュは、減速機本体１１１と吐出出力部位（シリンダーの先端）に両端支持で安定した構造を有するが、ボールスクリュー１３０は、構造上、吐出出力部位に支持構造を有することができない。

このような点を補強するために、本実施形態の場合には、広い隔離距離を有する一対のボール軸受１４５を適用している。すなわち、一対のボール軸受１４５が減速構造の出力軸と入力軸部位に減速機１１０の幅ほど、可能な限り広い支持距離でボールスクリュー１３０の直動運動による半径方向への荷重を支持させることにより、ボールスクリュー１３０の支持力が極大化されるようにする。このような場合、歳差振動を最小化することができる。

分割型減速出力部１２０が配される減速機１１０の出力部配置溝部１１３の入口領域には、潤滑油の漏れを阻止させるオイルシール（ｏｉｌ ｓｅａｌ）１４２が結合される。オイルシール１４２は、取り替え型であり得る。

一方、運動変換用出力部１５０は、ボールスクリュー１３０と連結され、ボールスクリュー１３０の回転運動を直線運動に変換させて出力する役割を果たす。
言い換えれば、減速機１１０の動作でボールスクリュー１３０が回転すれば、ボールスクリュー１３０と連結された運動変換用出力部１５０の作用によって、ムーバー１８０が図３の矢印のように前進（Ｐ１）または後進（Ｐ２）する。

結果的に、運動変換用出力部１５０は、ボールスクリュー１３０の回転運動をムーバー１８０の直線運動に提供する役割を行うものである。

このような運動変換用出力部１５０は、一体型で動くボールナット１６０及びムービングブロック１７０と、実質的な直線運動を進行するムーバー１８０と、ムーバー１８０の直線運動をガイドするガイド部１９０と、を含み得る。

ボールナット１６０は、ボールスクリュー１３０と螺合され、ボールスクリュー１３０の回転時に、ボールスクリュー１３０の長手方向に沿って移動する役割を果たす。

本実施形態において、ボールナット１６０は、ムービングブロック１７０の一端部に当接するように結合されるナットプレート１６１と、ナットプレート１６１の一側から延設され、ムービングブロック１７０の中央貫通ホール１７１（図１４及び図１５参照）に挿設される挿入結合部１６２と、ナットプレート１６１の他側から突出し、端部が減速出力部１２０に接触支持される突出支持部１６３と、を含み得る。

ボールナット１６０の挿入結合部１６２がムービングブロック１７０の中央貫通ホール１７１に挿入された以後には、ボールナット１６０とムービングブロック１７０とが螺合される。このために、ナットプレート１６１の周りには、螺合のための多数の通孔１６１ａ（図１５参照）が形成される。

ムービングブロック１７０は、前述したように、ボールナット１６０と結合されてボールナット１６０と一体型を成す。

ボールスクリュー１３０の回転時に、ボールナット１６０がボールスクリュー１３０の長手方向に沿って移動するが、ムービングブロック１７０がボールナット１６０と一体型を成すために、ボールスクリュー１３０の回転時に、ムービングブロック１７０も、ボールスクリュー１３０の長手方向に沿って移動することができる。

ムーバー１８０は、ムービングブロック１７０と連結され、実質的な直線運動を進行する部分である。直線運動が必要なロボットアームなどがムーバー１８０に連結されるか、ムーバー１８０を含んで具現可能である。

このようなムーバー１８０は、ムービングブロック１７０の一端部に当接するように結合される結合フランジ１８１と、結合フランジ１８１と連結され、ボールスクリュー１３０が内部に挿入されるスクリューキャップ１８２と、を含む。

ムーバー１８０がムービングブロック１７０と連結されるために、すなわち、螺合されるために、ムーバー１８０の結合フランジ１８１には、多数の通孔１８１ａ（図１４及び図１５参照）が形成される。そして、スクリューキャップ１８２の端部には、多数の通孔１８２ａが形成されるが、この通孔１８２ａを通じてロボットアームなどが連結される。

一方、ムーバー１８０が図３の矢印のように直線運動（Ｐ１、Ｐ２）を理想的に行うためには、ムーバー１８０の直線運動をガイドする必要がある。

このために、本実施形態による運動変換用出力部１５０には、ガイド部１９０が設けられる。言い換えれば、ガイド部１９０は、ムーバー１８０の直線運動をガイドする役割を果たす。

このようなガイド部１９０は、減速機本体１１１に対して所定距離離隔して配されるガイドブロック１９１と、ガイドブロック１９１に連結される多数のガイドバー１９２と、を含む。

ガイドブロック１９１は、ムーバー１８０のように移動しない固定構造物であって、減速機本体１１１の一側に配される。ガイドブロック１９１には、ムーバー１８０のスクリューキャップ１８２が通過される通過ホール１９１ａが形成される。したがって、減速機１１０の動作によってボールスクリュー１３０が回転すれば、ムーバー１８０は、ガイドブロック１９１の通過ホール１９１ａを通じて図３のＰ１方向またはＰ２方向のように直線運動することができる。

ガイドバー１９２は、実質的にムーバー１８０の直線運動をガイドする。このようなガイドバー１９２は、その一端部がガイドブロック１９１に結合され、他端部はムービングブロック１７０のバー通過口１７３（図１４参照）を経由して減速機本体１１１のバー結合具１１５（図１０参照）に結合される。ムービングブロック１７０がガイドバー１９２によってガイドされるために、ムービングブロック１７０に連結されるムーバー１８０も、歪まれずに正方向に進退直線運動することができる。

本実施形態の場合、ガイドバー１９２が経由されるムービングブロック１７０のバー通過口１７３には、ガイドバー１９２を支持するボールブッシュ１９３が内蔵される。

ボールブッシュ１９３は、ムービングブロック１７０のバー通過口１７３に押込まれた状態でガイドバー１９２を支持することができる。したがって、ガイドバー１９２に対するムービングブロック１７０の安定したガイド動作を導き出すことができる。

以上、詳しく説明したように、本実施形態によるサーボシリンダー１００は、従来の図１とは異なって、ボールスクリュー１３０の一端部領域が減速機１１０の内部に挿入された状態で減速機１１０の内部で分割型減速出力部１２０と結合される構造を有する。

本実施形態のように、ボールスクリュー１３０の一端部領域、すなわち、ボールスクリュー１３０の端部を成す非円形断面結合部１３１が減速機１１０の内部で分割型減速出力部１２０と結合させる場合、図１のサーボシリンダー１と同じストロークに比べて、装備の全長（Ｌ、図３参照）を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現させ得る。

前述したような構造と作用とを有する本実施形態によれば、従来とは異なって、ボールスクリュー１３０の一端部が減速機１１０の内部で結合されるボールスクリュー１３０内部結合構造を適用することにより、同じストロークに比べて、装備の全長（Ｌ、図３参照）を減少させ、また、構造が簡素化されて、装備をコンパクトに具現させ得る。

このように、本発明は、記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様に修正及び変形できるということは、当業者に自明である。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものと言わなければならない。

本発明は、品物の搬送のための産業装備や各種物流移送設備などに用いられ得る。

Claims (16)

1. モータと連結される減速機本体と、前記減速機本体内に設けられるが、前記モータからの回転速度は減少させ、トルクは増加させて出力する減速出力部と、を備える減速機と、
   一端部領域が、前記減速機の内部に挿入された状態で前記減速機の内部で前記減速出力部と結合され、前記減速出力部によって回動するボールスクリューと、
   前記ボールスクリューと連結され、前記ボールスクリューの回転運動を直線運動に変換させて出力する運動変換用出力部と、
   を含むことを特徴とするサーボシリンダー。
2. 前記減速出力部は、前記ボールスクリューとの接触支持面積の向上のために、前記ボールスクリューの長手方向に沿って多数のパートに分割された後、互いに結合されて一体型を形成する分割型減速出力部であることを特徴とする請求項１に記載のサーボシリンダー。
3. 前記分割型減速出力部は、
   前記減速機本体内で前記減速機本体内の内蔵部品と結合され、前記ボールスクリューの端部が結合される第１内蔵型減速出力モジュールと、
   前記第１内蔵型減速出力モジュールの厚さ方向に沿って前記第１内蔵型減速出力モジュールに結合され、前記第１内蔵型減速出力モジュールと共に前記ボールスクリューの端部領域を支持する第２内蔵型減速出力モジュールと、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のサーボシリンダー。
4. 前記第２内蔵型減速出力モジュールは、円盤状に製作され、
   前記第１内蔵型減速出力モジュールは、前記第２内蔵型減速出力モジュールよりも厚く、一側に段差片が形成される円柱状を有し、
   前記第１内蔵型減速出力モジュールに向けた前記第２内蔵型減速出力モジュールの一面には、前記第１内蔵型減速出力モジュールの端部が位置づけられるための位置決め溝が形成されることを特徴とする請求項３に記載のサーボシリンダー。
5. 前記ボールスクリューの端部には、非円形断面形状を有し、前記第１内蔵型減速出力モジュールと前記第２内蔵型減速出力モジュールとに結合される非円形断面結合部が形成され、
   前記第１内蔵型減速出力モジュールと前記第２内蔵型減速出力モジュールとの中央領域には、前記ボールスクリューの非円形断面結合部が結合される非円形結合ホールがそれぞれ形成されることを特徴とする請求項３に記載のサーボシリンダー。
6. 前記ボールスクリューの端部には、前記ボールスクリューの長手方向に沿って前記減速機本体内に設けられるシャフトに結合されるシャフト結合溝が形成されることを特徴とする請求項３に記載のサーボシリンダー。
7. 前記減速機本体には、前記分割型減速出力部が配される出力部配置溝部が形成され、
   前記出力部配置溝部内には、前記ボールスクリューが結合される前記分割型減速出力部の軸方向荷重を支持する推力支持用スラスト軸受が結合されることを特徴とする請求項２に記載のサーボシリンダー。
8. 前記減速機本体内で前記推力支持用スラスト軸受の下部領域に結合されるが、前記ボールスクリューの長手方向に沿って互いに離隔配され、前記ボールスクリューの直動運動による半径方向への荷重を支持する一対のボール軸受をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のサーボシリンダー。
9. 前記運動変換用出力部は、
   前記ボールスクリューと結合され、前記ボールスクリューの回転時に、前記ボールスクリューの長手方向に沿って移動するボールナットと、
   前記ボールナットと結合されて一体型を成し、前記ボールナットと共に移動するムービングブロックと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のサーボシリンダー。
10. 前記ボールナットは、
    前記ムービングブロックの一端部に当接するように結合されるナットプレートと、
    前記ナットプレートの一側から延設され、前記ムービングブロックの中央貫通ホールに挿設される挿入結合部と、
    前記ナットプレートの他側から突出し、端部が前記減速出力部に接触支持される突出支持部と、
    を含むことを特徴とする請求項９に記載のサーボシリンダー。
11. 前記運動変換用出力部は、
    前記ムービングブロックの一端部に当接するように結合される結合フランジと、前記結合フランジと連結され、前記ボールスクリューが内部に挿入されるスクリューキャップと、を備え、前記ムービングブロックと共に移動しながら直線運動するムーバーをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のサーボシリンダー。
12. 前記運動変換用出力部は、
    前記ムーバーの直線運動をガイドするガイド部をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のサーボシリンダー。
13. 前記ガイド部は、
    前記ムーバーが通過される通過ホールを備え、前記減速機本体に対して所定距離離隔して配されるガイドブロックと、
    一端部は、前記ガイドブロックに結合され、他端部は、前記ムービングブロックのバー通過口を経由して、前記減速機本体に結合されるガイドバーと、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載のサーボシリンダー。
14. 前記ガイドバーは、前記ムーバーの周り方向に沿って等間隔で多数個配列されることを特徴とする請求項１３に記載のサーボシリンダー。
15. 前記ガイドバーが経由される前記ムービングブロックのバー通過口には、前記ガイドバーを支持するボールブッシュが内蔵されることを特徴とする請求項１３に記載のサーボシリンダー。
16. 前記ボールブッシュは、前記ムービングブロックのバー通過口に押込まれることを特徴とする請求項１５に記載のサーボシリンダー。