KR100363691B1 - 회전방지장치 및 회전방지 기능을 구비한 전동액추에이터 - Google Patents

회전방지장치 및 회전방지 기능을 구비한 전동액추에이터 Download PDF

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Abstract

2개로 분할된 제1 스플라인축 부재(116)와 제2 스플라인축부재(118)를 회전 중심으로하여 서로 반대방향으로 회전이동 변위시킴으로써, 보스(114)의 내벽면과 스플라인축부(120)의 외벽면의 사이의 둘레방향의 틈새(A)를 조정하는 틈새 조정기구(121)를 설치한다.

Description

회전방지장치 및 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터{Rotation-Prevent ive Device and Electric Actuator Having Rotation-Preventive Function}
예를 들어, 종래부터 축부재가 둘레방향으로 회전하는 것을 방지하는데 스플라인이 이용되고 있다. 도 23에 도시된 바와 같이, 스플라인(1)은 소정 각도로 떨어져 있는 홈부(2a 내지 2h) 사이에, 단면이 실질적으로 사다리꼴인 치부(3a 내지 3h)가 외주면의 둘레방향을 따라 복수개 형성된 스플라인축(4)과; 상기 스플라인축(4)의 축선방향을 따라 상대적으로 활주 가능하게 설치되고, 상기 스플라인축(4)의 축선과 직교하는 방향으로 단면형상에 대응하는 형상의 홀부(5)가 형성된 보스(6)가 구비되어 있다.
이 경우, 둘레방향에 따른 스플라인축(4)의 치부(3a 내지 3h)와 상기 치부(3a 내지 3h)에 대응하는 보스(6)의 홀부(5)의 내벽면 사이에는, 도 24에 도시된 바와 같이, 소정의 틈새(A)가 형성되어 있다. 이 틈새(A)는, 예를 들어 나사전조(thread rolling)에 의해 스플라인축(4)을 형성하고, 예를 들어 인발성형에 의해보스(6)를 형성한 후, 스플라인축(4)의 치부(3a 내지 3h) 및 보스(6)의 홀부(5)의 내벽면에 마무리 가공을 함으로써 형성된다.
그러나, 이러한 종래기술에 관한 스플라인(1)은, 가공정밀도의 오차에 의해 틈새(A)에 편차가 생기며, 스플라인축(4)의 치부(3a 내지 3h)가 보스(6)의 홀부(5)의 내벽면과의 활주마찰에 의하여 마모되고, 틈새(A)가 미리 설정된 소정 값보다 클 경우 스플라인축(4)과 보스(6)가 축선방향을 따라 상대적으로 활주 변위할 때 덜거덕 거림이 발생한다는 문제점이 있다.
종래부터, 공작물을 반송하기 위한 수단으로서 전동 액추에이터(10)가 이용되고 있다. 이 전동 액추에이터(10)는 도 25에 도시된 바와 같이, 전동 액추에이터 (10)의 본체(12)의 일단부에 설치된 모터(14)와, 상기 모터(14)의 회전축에 연결되고 본체(12)의 홀부(16)에 삽입되는 이송나사(18)를 포함한다. 상기 이송나사(18)에는 이송너트(20)가 나사결합되며, 이송너트(20)는 실린더상 부재(22)의 일단부에 고착된다. 실린더상 부재(22)의 타단부는 이동부재(24)에 고착되고, 상기 이동부재 (24)에는 가이드블록(26)이 고착된다. 가이드블록(26)은 가이드레일(28)에 활주 가능하게 체결된다.
상기 전동 액추에이터(10)에 있어서, 모터(14)를 작동시키면 이송나사(18)가 회전하여 이송너트(20)가 이송나사(18)의 축방향으로 이동하고, 실린더상 부재(22)에 고착된 이동부재(24)가 직선으로 변위한다. 상기 전동 액추에이터(10)에서는, 이동부재(24)에 연결된 가이드블록(26)이 본체(12)의 외부에 설치된 가이드레일 (28)을 따라 활주함에 따라 상기 이동부재(24)가 이송나사(18)와 같이 회전하는 것을 저지하는 회전방지 기능이 영위된다.
다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터(30)는 도 26에 도시된 바와 같이, 실린더상 부재(22)의 일단부에 이동부재(32)가 고착되고, 상기 이동부재(32)에는 실린더상 부재(22)와 평행하게 가이드축(34)의 일단부가 고착된다. 한편 본체(12)의 일단부에는 엔드 플레이트(36)가 고착되고, 엔드 플레이트(36)에는 가이드축(34)이 삽입되는 부시(38)가 설치된다.
상기 전동 액추에이터(30)에서는 가이드축(34)이 부시(38)에 의해서 가이드됨으로써, 이동부재(32)가 이송나사(18)와 같이 회전하는 것을 저지하는 회전방지 기능이 영위된다.
그러나, 이들 전동 액추에이터(10, 30)에는, 이동부재(24, 32)의 회전을 저지하는 회전방지 기구가 본체(12)의 외부에 설치되어 있기 때문에, 전동 액추에이터(10, 30)의 전체 형상이 대형화된다는 결점이 있다.
그래서, 소형화하기 위하여, 이동부재의 회전을 저지하는 회전방지 기구를 전동 액추에이터의 본체의 내부에 설치하는 것을 생각하였다. 예를 들면, 도 27에 도시된 바와 같이, 전동 액추에이터(40)의 실린더상 부재(22)의 일단부에는 링상의 가이드부재(42)가 고착되고, 상기 가이드부재(42)에는 실린더상 부재(22)의 축과 평행하도록 홈부(44)가 이루어진다. 한편 본체(12)의 홀부(46)를 구성하는 벽부에는 홈부(44)가 활주 가능하게 체결되는 레일부(48)가 형성되고, 가이드부재(42)의 홈부(44)가 레일부(48)를 따라 활주함으로써, 실린더상 부재(22)가 회전하는 것을 저지하는 회전방지 기능이 영위된다.
또다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터(50)에는, 도 28에 도시된 바와 같이, 실린더상 부재(22)의 일단부에 스플라인(52)이 형성된 가이드부재(54)가 고착되고, 본체(12)에 형성된 홀부(56)의 내벽에는 스플라인(52)이 활주 가능하게 체결되는 스플라인홈(58)이 형성된다. 상기 전동 액추에이터(50)는 스플라인(52)과 스플라인홈(58)이 체결됨으로써 실린더상 부재(22)가 회전하는 것을 저지하는 회전방지 기능이 영위된다.
또한 다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터(60)에서는 도 29에 도시된 바와 같이, 기다란 실린더상 부재(62)의 외주 전체에 걸쳐 스플라인(64)이 형성된다. 본체(12)의 단부에는 엔드 플레이트(66)가 고착되고, 엔드 플레이트(66)에는 스플라인(64)이 활주 가능하게 체결되는 스플라인홈(68)이 형성된다. 상기 전동 액추에이터(60)는 스플라인(64)과 스플라인홈(68)이 체결됨으로써 실린더상 부재(62)가 회전하는 것을 저지하는 회전방지 기능이 영위된다.
그러나, 본체(12)의 내부에 회전방지 기구가 설치된 이들 전동 액추에이터 (40, 50, 60)에서는 실린더상 부재(22, 62)의 회전을 저지하는 회전방지 기구로서 특수 구조로 된 전용 부품, 예를 들어 홈부(44)가 형성된 가이드부재(42), 외주면에 스플라인(52)이 형성된 가이드부재(54), 스플라인(64)이 형성된 실린더상 부재(62) 등이 필요하기 때문에, 전동 액추에이터(40, 50, 60)의 제조비용이 높아진다는 문제가 있다.
본 발명은 스플라인축의 치부와 보스의 홀부의 내벽면 사이의 둘레방향을 따른 틈새를 간편하고 자유롭게 조정할 수 있는 회전방지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 부품을 사용함으로써 전용 부품이 불필요하며, 제조비용을 절감할 수 있는 회전방지 기능을 갖는 전동 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 예를 들어, 보스의 홀부에 대하여 스플라인축이 체결됨으로써, 상기 스플라인축이 둘레방향으로 회전하는 것을 방지할 수 있는 회전방지장치 및 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 회전방지장치의 축방향에 따른 일부 종단면도.
도 2는 도 1의 회전방지장치를 구성하는 제1 스플라인축 부재 및 제2 스플라인축 부재의 일부 절단단면도.
도 3은 도 1에 도시한 화살표 X 방향에서 본 도면.
도 4는 도 1의 회전방지장치를 구성하는 틈새 조정기구의 동작을 도시한 동작설명도.
도 5는 제1 스플라인축 부재 및 제2 스플라인축 부재의 축방향에 따른 종단면도.
도 6은 도 5의 VI-VI선 종단면도.
도 7은 틈새를 조정하는 기본원리를 나타낸 사시도.
도 8은 틈새를 조정하는 기본원리를 나타낸 동작설명도.
도 9는 틈새 조정기구의 동작을 도시한 요부확대측면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 회전방지장치의 일부종단면도.
도 11은 도 10의 회전방지장치를 구성하는 제1 보스부재 및 제2 보스부재를 도시한 종단면도.
도 12는 틈새를 조정하는 기본원리를 나타낸 사시도.
도 13은 틈새를 조정하는 기본원리를 나타낸 사시도.
도 14는 틈새를 조정하는 기본원리를 나타낸 동작설명도.
도 15는 틈새 조정기구의 동작을 도시한 요부확대측면도.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 관한 전동 액추에이터의 사시도.
도 17은 도 16에 도시한 전동 액추에이터의 종단면도.
도 18은 도 16에 도시한 전동 액추에이터의 이송나사 및 실린더상 부재의 분해사시도.
도 19는 도 16에 도시한 전동 액추에이터의 측면도.
도 20은 본 발명의 제 4 실시예에 관한 전동 액추에이터의 종단면도.
도 21은 본 발명의 제 5 실시예에 관한 전동 액추에이터의 종단면도.
도 22는 도 21에 도시한 전동 액추에이터의 실린더상 부재 및 가이드블록의 정면도.
도 23은 종래기술에 있어서의 스플라인의 정면도.
도 24는 도 23에 도시한 스플라인의 부분확대도.
도 25는 종래기술에 관한 전동 액추에이터의 종단면도.
도 26은 다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터의 종단면도.
도 27은 또 다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터의 일부생략사시도.
도 28은 또 다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터의 일부생략사시도.
도 29는 또 다른 종래기술에 관한 전동 액추에이터의 일부생략사시도.
본 발명에 의하면, 2개로 분할된 제1 스플라인축 부재와 제2 스플라인축 부재를 축을 회전중심으로 하여 서로 반대방향으로 회전 이동변위시킴으로써, 보스부의 내벽면과 스플라인축부의 외벽면 사이의 둘레방향의 틈새를 자유롭게 조정할 수 있다.
또한 2개로 분할된 제 l 보스부재와 제2 보스부재를 축을 회전중심으로 하여 서로 반대방향으로 회전 이동변위시킴으로써, 보스부의 내벽면과 스플라인축부의 외벽면 사이의 둘레방향의 틈새를 자유롭게 조정할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 의하면 종래기술에 있어서 가이드수단으로서 이용하였던 가이드레일 및 가이드블록에 회전방지 기능을 갖게함으로써 전동 액추에이터의 변위부재가 회전하는 것을 방지한다.
이 경우, 다수개의 상기 가이드레일 및 상기 가이드블록이 설치되면, 큰 레이디얼 하중이 실린더상 부재에 걸렸을 때 이 하중이 다수개의 가이드레일 및 가이드블록에 의해 지지될 수 있기 때문에, 큰 중량의 공작물을 반송할 수가 있어 바람직하다.
또한 상기 가이드레일에는 긴쪽 방향을 따라 다수개의 가이드블럭이 활주 가능하게 체결되면 변위부재에 걸리는 레이디얼 하중을 다수개의 가이드블록에 의해 안정적으로 지지할 수가 있기 때문에, 공작물을 안정적으로 반송할 수 있어 바람직하다.
도 1에 있어서, 참조부호 100은 본 발명의 제1 실시예에 관한 회전방지장치를 도시한 것이다.
상기 회전방지장치(100)는 단면이 대략 원형이고 축방향을 따라 관통하는 홀부(112)가 형성된 보스부(114)와; 상기 홀부(112)을 따라 활주 가능하게 설치되고, 2개로 분할된 제1 스플라인축 부재(116) 및 제2 스플라인축 부재(118)가 각각 동축에 연결된 스플라인축부(120)와; 상기 보스부(114)의 내벽면과 스플라인축부(120)의 외벽면과의 사이에 형성된 둘레방향의 틈새(A)(도3 참조)를 조정하는 틈새조정기구(121)를 포함한다.
제1 스플라인축 부재(116)는 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 각도로 떨어져 있는 홈부(122)사이에 단면이 대략 사다리꼴형상인 제1 치부(124)가 외주면의 둘레방향을 따라 다수개 형성된 원판부(126)와; 상기 원판부(126)의 일측의 평면의 중심에서 외측으로 돌출되는 축부(128)가 구비되어 있으며, 상기 원판부(126)와 축부(128)는 일체적으로 형성된다. 상기 축부(128)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단면이 테이퍼상인 오목부(130)가 형성되어 있다.
제2 스플라인축 부재(118)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 스플라인축 부재(116)의 축부(128)가 삽입되어 고정되는 홀부(132)가 형성된 실린더부(134)와, 축방향을 따라 상기 실린더부(134)의 일단부에 형성된 플랜지부(136)가 구비되어 있으며, 상기 실린더부(134)와 플랜지부(136)는 일체적으로 형성된다. 상기 플랜지부(136)의 외주면에는, 소정 각도로 떨어져 있는 홈부(138) 사이에 단면이 대략 사다리꼴인 제2 치부(140)가 둘레방향을 따라 다수개 형성되어 있다.
제1 스플라인축 부재(116)와 제2 스플라인축 부재(118)는, 홀부(132)에 삽입되어 고정되는 축부(128)를 개재하여 각각 동축으로 연결되며, 제1 스플라인축 부재(116)의 원판부(126) 지름과 제2 스플라인축 부재(118)의 플랜지부(136) 지름이 실질적으로 동일하게 형성되어 있다.
제1 실시예에서는 제1 스플라인축 부재(116) 및 제2 스플라인축 부재(118)에 각각 형성된 제1 치부(124) 및 제2 치부(140)의 피치가 대략 동일하게 설정되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1 치부(124) 및 제2 치부(140)의 피치가 다를 수 있다.
보스부(114)의 내주면에는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 스플라인축 부재 (116)와 제2 스플라인축 부재(118)의 다수개의 홈부(122, 138), 제1 치부(124) 및 제2 치부(140)에 대응하는 형상으로 이루어지는 제3 치부(142) 및 홈부(144)가 형성되어 있다. 즉, 보스부(114)의 내주면에는 제1 스플라인축 부재(116)의 원판부(1 26) 외주면에 형성된 다수개의 홈부(122)와 제1 치부(124); 제2 스플라인축 부재(1 18)의 플랜지부(136) 외주면에 형성된 홈부(138)와 제2 치부(140)가 각각 맞물리는 제3 치부(142)와 홈부(144)가 형성된다.
틈새 조정기구(121)는 제2 스플라인축 부재(118)의 실린더부(134)에 형성된 나사구멍(146)에 나입됨으로써, 선단부(148)가 제1 스플라인축 부재(116)의 축부( 128)에 형성된 오목부(130)에 당접하는 나사부재(150)가 설치된다(도 3참조).
상기 나사부재(150)의 선단부(148)는 단면이 테이퍼상으로 형성되고, 상기나사부재(150)의 나입량이 증가함에 따라 나사부재(150)의 선단부(148)가 오목부( 130)의 경사면에 따라 화살표 B 방향으로 변위한다(도 4참조). 제1 스플라인축 부재(116)는 제2 스플라인축 부재(118)에 대하여 화살표 C 방향으로 소정 각도로 회전 이동될 수 있다. 그 결과, 제2 스플라인축 부재(118)의 제2 치부(140)에 대하여 제1 스플라인축 부재(116)의 제1 치부(124)가 동일원 둘레방향을 따라 소정 각도로 회전 이동 변위한다.
제1 스플라인축 부재(116)와 제2 스플라인축 부재(118)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 플랜지부(136)에 형성된 대략 타원형의 긴 구멍(152)에 체결되는 볼트(154)에 의해 각각 일체로 고정된다.
본 발명의 제1 실시예에 관한 회전방지 장치(100)는 기본적으로는 이상과 같이 구성된 것으로, 다음에 그 동작 및 작용효과에 관해서 설명한다.
우선, 도 7에 도시된 바와 같이, 고정된 보스부(114)에 대해 스플라인축부( 120)가 축방향(화살표 D 방향)을 따라 활주 가능하게 설정되어 있는 경우에, 스플라인축부(120)의 치부와 보스부(114)의 치부 사이의 틈새(A)를 조정하는 기본원리에 대해 설명한다.
도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 스플라인축부(120)를 2개로 분할하여, 각각 분할된 제1 스플라인축 부재(116) 및 제2 스플라인축 부재(118)를 각각 상반하는 둘레방향(화살표 E 방향 및 화살표 F 방향)으로 각각 소정 각도로 회전 이동 변위시킴으로써, 스플라인축부(120)의 치부와 보스부(114)의 치부 사이의 틈새(A)를 자유롭게 조정할 수 있다.
다음에, 제1 실시예에 근거하여 틈새(A) 조정에 관하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 축부(128)에 의해 제1 스플라인축 부재(116)와 제2 스플라인축 부재(118)가 동축으로 연결된 상태에서, 나사부재(150)의 나입량을 증대시켜 상기 나사부재(150)의 선단부(148)가 오목부(130)의 경사면을 누르게 함으로써, 제1 스플라인축 부재(116)를 제2 스플라인축 부재(118)에 대하여 화살표 C 방향으로 소정 각도로 회전 이동시킬 수 있다.
따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 스플라인축 부재(118)의 제2 치부(14 0)에 대하여 제1 스플라인축 부재(116)의 제1 치부(124)가 동일한 원둘레 방향을 따라 소정 각도로 회전 이동 변위함으로써(2점쇄선 참조), 보스부(114)의 내벽면에 형성된 제3 치부(142)에 대해 둘레방향의 틈새(A)를 자유롭게 조정할 수 있다.
또 스플라인축부(120)의 제1 및 제2 치부(124, 140)와 보스부(114)의 제3 치부(142) 사이의 둘레방향의 틈새(A)는 도 9에 도시된 바와 같이, 정부(+, -) 어느쪽의 둘레방향으로도 조정할 수 있다.
이와 같이, 제1 실시예에서는, 틈새 조정기구(121)를 설치함으로써, 가공정밀도의 오차에 의해서 발생하는 틈새(A)의 편차를 없앨 수 있으며, 스플라인축부(1 20)의 치부(124, 140)와 보스부(114)의 내벽면과의 활주 마찰에 의해 발생하는 덜거덕 거림을 방지할 수 있다.
또한 제1 스플라인축 부재(116), 제2 스플라인축 부재(118) 및 보스부(114)를, 예를 들어 알루미늄재료 등의 금속재료를 이용하여 압출 성형한 경우, 스플라인축부(120)의 외벽면과 보스부(114)의 내벽면과의 활주부위 사이에서 발생하는 틈새(A)를 상기 틈새 조정기구(121)에 의해 자유롭게 조정함으로써, 제조공정을 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 관한 회전방지장치(160)를 도 10에 도시한다. 도 1에 도시된 회전방지장치(100)와 동일 구성요소에는 동일의 참조부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.
제2 실시예에 관한 회전방지장치(160)는 2개로 분할된 제1 보스부재(162) 및 제2 보스부재(164)를 구비하고, 축부(166)에 의해 동축으로 감합되는 보스부(16 8); 스플라인축부(170); 및 틈새 조정기구(121)로서 기능하는 나사 부재(150)를 포함한다.
제1 보스부재(162) 및 제2 보스부재(164)의 내부에는 축방향을 따라 관통하는 제1홀부(172) 및 제2홀부(174)가 형성되어 있으며, 상기 제1홀부(172) 및 제2 홀부(174)에는 다수개의 홈부(122, 138), 제1 치부(124), 제2 치부(140)가 각각 형 성되어 있다(도 11참조).
우선, 도 12에 도시된 바와 같이, 고정된 스플라인축부(170)에 대하여 보스부(168)가 축방향(화살표 G 방향)을 따라 활주 가능하게 설정되어 있는 경우에, 스플라인축부(170)의 치부와 보스부(168)의 치부와의 사이의 틈새(A)를 조정하는 기본원리에 관해서 설명한다.
도 13 및 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 보스부(168)를 2개로 분할하여, 각각 분할된 제1 보스부재(162) 및 제2 보스부재(164)를 각각 상반되는 둘레방향(화살표 H 방향 및 화살표 I 방향)으로 각각 소정 각도로 회전 이동변위시킴으로써, 스플라인축부(170)의 치부와 보스부(168)의 치부와의 사이의 틈새(A)를 자유롭게 조정할 수 있다.
다음에, 제2 실시예에 근거하여 틈새(A) 조정에 관하여 설명한다.
축부(166)에 의해 제1 보스부재(162)와 제2 보스부재(164)가 동축으로 연결된 상태에서, 나사부재(150)의 나입량을 증대시켜 상기 나사부재(150)의 선단부(14 8)가 오목부(130)의 경사면을 누르게 함으로써 제1 보스부재(162)를 제2 보스부재( 164)에 대하여 화살표 C 방향으로 소정 각도로 회전 이동시킬 수 있다.
따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 각각 내벽면에 형성된 제2 보스부재( 164)의 제2 치부(140)에 대하여 제1 보스부재(162)의 제1 치부(124)가 동일한 원둘레 방향을 따라 소정 각도로 회전 이동 변위함으로써, 스플라인축부(170)의 외벽면에 형성된 제3 치부(142)에 대해 둘레방향의 틈새(A)를 자유롭게 조정할 수 있다.
도 1에 도시된 제1 실시예에서는, 스플라인축부(120)의 외벽면에 설치된 제1 치부(124) 또는 제2 치부(140)를 소정 각도로 회전 이동 변위시킴으로써 틈새(A)를 조정하는데 비해, 제2 실시예에서는 보스부(168)의 내벽면에 설치된 제3 치부(142)를 소정 각도로 회전 이동변위 시킴으로써 틈새(A)를 조정하는 점에서 상위하고 있다. 그 밖의 작용효과는 상기 제1 실시예와 거의 동일하기 때문에 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 관한 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터에 관해서 상세히 설명한다.
도 16에서, 참조부호 200은 본 발명의 제3 실시예에 관한 회전방지 기능을구비한 전동 액추에이터(이하, "전동 액추에이터"라 칭한다)를 도시한 것이다. 상기 전동 액추에이터(200)는 기다란 본체(202)를 구비하고, 본체(202)의 내부에는 긴쪽 방향을 따라 홀부(204)(도 17참조)가 형성되어 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본체(202)의 일단부에는 엔드 플레이트(208)가 고착되어 있고, 엔드 플레이트(208)에는 홀부(204)에 연통하는 홀부(206)가 있다. 본체(202), 엔드 플레이트(208)의 외벽에는 위치검출용 자기검출 스위치(미도시)가 장착되는 다수개의 홈부(210)가 본체(202)의 긴쪽 방향을 따라 형성되어 있다. 본체(202)의 타단부에는 모터(212)가 고착된다.
도 17에 도시된 바와 같이, 모터(212)의 회전축(214)에는 커플링부재(216)를 통해 구동력 전달축인 이송나사(218)가 동축적으로 연결되어 있기 때문에, 이송나사(218)는 홀부(204)의 긴쪽 방향을 따라 설치된다. 이송나사(218)에는 이송너트(2 20)가 나사결합한다. 이송너트(220)에는 기다란 실린더상 구조로 된 실린더상 부재 (222)가 고착되어, 실린더상 부재(222)는 이송나사(218)를 둘러싼다. 실린더상 부재(222)의 일단부에는 이송너트(220)에 감합되는 자석(224)이 고착된다. 실린더상 부재(222)의 타단부에는, 미도시된 테이블이 고착되어 공작물의 반송 등에 사용된다.
실린더상 부재(222)의 외벽에는, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 그 긴쪽 방향을 따라 평면부(225)가 형성되고, 평면부(225)에는 가이드레일(226)이 고착된다. 가이드레일(226)은 엔드 블레이드(208)의 홀부(206)를 구성하는 벽부에 고착된 가이드블록(228)에 활주 가능하도록 체결된다.
이 경우, 상기 가이드레일(226) 및 가이드블록(228)은 실린더상 부재(222)를 본체(202)의 긴쪽 방향으로 직선 안내하는 가이드수단으로서 기능을 하며, 실린더상 부재(222)가 둘레방향을 따라 회전하는 것을 저지하는 회전방지장치로도 기능을 한다.
본 발명의 제3 실시예에 관한 전동 액추에이터(200)는 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이고, 이하에 그 동작에 관해서 설명한다.
미도시된 전원을 인가하여 모터(212)를 구동시키면 회전축(214)이 회전하고, 이 회전은 커플링부재(216)를 통해 이송나사(218)로 전달된다. 이 때, 이송너트(22 0)는 이송나사(218)와 같이 회전되려고 하지만, 가이드레일(226)이 가이드블록(22 8)에 체결되어 있기 때문에 실린더상 부재(222)에 의하여 이송너트(220)의 회전이 저지된다. 따라서, 이송나사(218)와 이송너트(220)에 나사 결합됨으로써 모터(212)의 회전운동은 직선운동으로 변환되어 이송너트(220)가 직선으로 변위한다. 그 결과, 실린더상 부재(222)는 모터(212)의 회전에 따라 이동한다. 또 이송나사(218)는 실린더상 부재(222)로 둘러싸여 있어 외부에 노출되지 않는다. 따라서, 이송나사(2 18)에 먼지 등이 부착되는 것을 막을 수 있다.
실린더상 부재(222)의 변위작용하에 이송너트(220)에 설치된 자석(224)이 홈부(210)에 장착된 도시하지 않은 자기검출 스위치에 접근하면 자기검출 스위치가 자기를 감지하여 자기검출 스위치에 접속된 도시하지 않은 컨트롤장치는 이송너트( 220)의 위치를 검출한다. 따라서, 실린더상 부재(222)에 고착된 테이블(미도시) 위치가 반송 중에 검출된다.
도 16에 도시된 전동 액추에이터(200)에는, 종래부터 가이드수단으로 일반적으로 사용되고 있는 가이드레일(226) 및 가이드블록(228)을 사용하여 실린더상 부재(222)가 둘레방향으로 회전하는 것을 방지한다.
또 도 16에 도시한 전동 액추에이터(200)에는, 실린더상 부재(222)에 가이드레일(226)을 설치하고, 엔드 플레이트(208)에는 가이드블록(228)을 설치하고 있지만, 실린더상 부재(222)에 가이드블록을 설치하여 본체(202)의 홀부(204)를 형성하는 벽부에 가이드블록이 체결되도록 가이드레일을 설치하는 것도 바람직하다.
다음에, 본 발명의 제4 실시예에 관한 전동 액추에이터(300)에 관해서 도 20을 참조하여 설명한다. 또 도 16에 도시된 전동 액추에이터(200)와 같은 구성요소에는 동일한 참조부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
제4 실시예에 관한 전동 액추에이터(300)의 실린더상 부재(222)에는 긴쪽 방향에 따라 2개의 가이드레일(302a, 302b)가 고착되고, 본체(202)의 단부에 고착된 엔드 플레이트(304)의 홀부(306)를 구성하는 벽부에는 가이드레일(302a, 302b)에 각각 활주 가능하게 체결되는 2개의 가이드블록(308a, 308b)이 고착된다.
상기 전동 액추에이터(300)의 실린더상 부재(222)에 공작물의 하중이 레이디얼 방향으로 가해진 경우, 이 하중은 2개의 가이드블록(308a, 308b)에 의해서 지지되기 때문에, 상기 전동 액추에이터(300)에 의해서 큰 중량의 공작물을 반송할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제5 실시예에 관한 전동 액추에이터(400)에 관해서 도 21 및 도 22를 참조하여 설명한다.
상기 제5 실시예에 관한 전동 액추에이터(400)에서 본체(202)의 홀부(204)를 형성하는 벽부에, 가이드레일(226)에 활주 가능하게 체결되는 가이드블록(402)이 고착된다. 따라서, 가이드레일(226)에는 2개의 가이드블록(228, 402)이 체결된다.
상기 전동 액추에이터(400)의 실린더상 부재(222)의 단부에 공작물의 하중( F0)이 걸리면, 도 22에 도시된 바와 같이, 엔드 플레이트(208)에는 공작물의 하중( FO)과 동일 방향으로 힘(F1)이 걸린다. 이러한 원리에 의해 본체(202)의 내부에서는 가이드블록(228)을 지지점으로 공작물의 하중(FO)과 반대방향으로 힘(F2)이 실린더상 부재(222)에 걸린다. 따라서, 가이드블록(228)은 힘(F1)을 지지하고, 가이드블록(402)은 힘(F2)을 지지한다. 이와 같이, 실린더상 부재(222)의 단부에 공작물의 하중(FO)을 분산하여 지지함으로써, 전동 액추에이터(400)에 의해서 공작물을 안정적으로 반송할 수 있다.
또한 가이드레일(226)을 다수개 설치하고, 각각의 가이드레일(226)에 다수개의 가이드블록(228, 402)을 활주 가능하게 체결시키면, 큰 중량의 공작물을 안정적으로 반송할 수 있어서 바람직하다.
본 발명에 의하면, 틈새 조정기구를 설치함으로써 가공정밀도의 오차에 의해 발생하는 틈새의 편차를 없앨 수 있으며, 스플라인축부와 보스부와의 활주 마찰에 의해 발생하는 덜거덕 거림을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 가이드레일 및 가이드블록을 사용하여 변위부재가 회전되는 것을 방지하고 있기 때문에, 전용 부품이 불필요해지고 전동 액추에이터의 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
이 경우, 다수개의 가이드레일 및 가이드블록을 사용함으로써 큰 중량의 공작물을 반송할 수 있게 된다. 또한 하나의 가이드레일에 다수개의 가이드블록을 활주 가능하도록 체결하면, 공작물의 하중을 분산 지지할 수 있어 상기 전동 액추에이터에 의해 안정한 반송작용을 영위할 수 있게 된다.

Claims (15)

  1. 홀부(112)가 형성된 보스부(ll4)와, 상기 홀부(112)에 삽입되고 스플라인홈( 122, 138)이 형성된 스플라인축부(120)가 체결됨으로써 회전이 방지되는 회전방지장치에 있어서,
    서로 동축상으로 설치되고, 상기 스플라인축부(120)가 그 축과 실질적으로 직교하는 방향으로 분할되어 형성된 제1 스플라인축 부재(116)와 제2 스플라인축 부재(118), 및
    상기 축을 회전중심으로 하여 상기 제1 스플라인축 부재(116) 및 상기 제2 스플라인축 부재(118)를 서로 반대방향으로 회전이동 변위시킴으로써, 상기 보스부 (114)의 내벽면과 상기 스플라인축부(120)의 외벽면과의 사이의 둘레방향의 틈새( A)를 조정하는 틈새 조정기구(121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 스플라인축 부재(116)는 원판부(126), 및 상기 원판부(126)의 평면으로부터 실질적으로 직교하는 방향으로 돌출되어 있는 축부(128)를 구비하고,
    상기 제2 스플라인축 부재(118)는 상기 축부(128)가 삽입되는 홀부(132)가 형성된 실린더부(134), 및 축방향을 따라 상기 실린더부(134)의 일단부에 형성된 플랜지부(136)를 구비하며,
    상기 원판부(126) 및 플랜지부(136)에는, 지름이 실질적으로 동일하며, 외주면의 둘레방향을 따라 소정 각도로 떨어져 있는 다수개의 치부(124, 140)가 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 틈새 조정기구(121)는 제1 스플라인축 부재(116)의 축부(128)에 형성된 단면이 테이퍼형상인 오목부(130)와, 제2 스플라인축 부재(118)의 실린더부(134)에 형성된 나사구멍(146)에 나입됨으로써 상기 오목부(130)에 당접하는 나사부재(150)를 포함하며, 상기 나사부재(150)의 일단부(148)는 상기 오목부(130)의 경사면에 체결되도록 테이퍼상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 틈새 조정기구(121)는 상기 틈새(A)를 정부 어느쪽의 둘레 방향으로 자유롭게 조절하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 틈새(A)가 조정된 제1 스플라인축 부재(116)와 제2 스플라인축 부재(118)를 일체로 고정하는 고정부재(154)를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  6. 홀부(172, 174)가 형성된 보스부(168)와, 상기 홀부(172, 174)에 삽입되고 스플라인홈이 형성된 스플라인축부(170)가 체결됨으로써 회전을 방지하는 회전방지장치에 있어서,
    서로 동축상으로 설치되고, 상기 보스부(168)가 그 축선과 실질적으로 직교하는 방향으로 분할되어 형성된 제1 보스부재(162)와 제2 보스부재(164), 및
    상기 축을 회전중심으로 하여 상기 제1 보스부재(162) 및 상기 제2 보스부재 (164)를 서로 반대방향으로 회전이동 변위시킴으로써, 상기 보스부(168)의 내벽면과 상기 스플라인축부(170)의 외벽면과의 사이의 둘레방향의 틈새(A)를 조정하는 틈새 조정기구(121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 보스부재(162)는 상기 스플라인축부(170)의 축을 따라 돌출되는 축부(166)를 구비하고 있으며, 상기 제1 보스부재(162) 및 제2 보스부재(164)는 상기 축부(166)와 동축상으로 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 틈새 조정기구(121)는 상기 제1 보스부재(162)의 상기 축부(166)에 형성된 단면이 테이퍼형상인 오목부(130)와, 제2 보스부재(164)에 형성된 나사구멍(146)에 나입됨으로써 상기 오목부(130)에 당접하는 나사부재(150)를 포함하며, 상기 나사부재(150)의 일단부(148)는 상기 오목부(130)의 경사면에 체결되도록 테이퍼상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 틈새 조정기구(121)는 상기 틈새(A)를 정부 어느쪽의 둘레방향으로 자유롭게 조절하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 회전방지장치.
  10. 모터의 회전운동을 구동력전달축에 의해 직선운동으로 변환함으로써 직선 왕복동작을 하는 변위부재가 설치됨으로써 상기 변위부재가 둘레방향으로 회전하는 것을 방지하는 전동 액추에이터에 있어서,
    축방향을 따라 관통하는 홀부(204)가 형성된 액추에이터 본체(202),
    상기 모터(212)의 회전축에 연결된 구동력전달축(218),
    상기 구동력전달축(218)에 연결되어, 상기 액추에이터 본체(202)의 상기 홀부(204)를 따라 직선 변위하게 하는 상기 변위부재(222),
    상기 변위부재(222)에 설치된 가이드레일(226), 및
    상기 가이드레일(226)에 활주 가능하게 체결되도록 상기 액추에이터 본체(202)의 홀부(204)에 설치된 가이드블록(228)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터.
  11. 제10항에 있어서, 다수개의 상기 가이드레일 및 상기 가이드블록(302a, 302b, 308a, 308b)이 설치된 것을 특징으로 하는 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터.
  12. 제10항에 있어서, 상기 가이드레일(226)에는 그 긴쪽 방향을 따라 다수개의 상기 가이드블록(228, 402)이 활주 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터.
  13. 제10항에 있어서, 상기 액추에이터 본체(202)의 홀부(204) 내에 축방향을 따라 설치된 가이드레일, 및
    상기 가이드레일에 활주 가능하게 체결되는 상기 변위부재(222)에 설치된 가이드블록이 또한 구비되는 것을 특징으로 하는 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터.
  14. 제13항에 있어서, 다수개의 상기 가이드레일 및 상기 가이드블록이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터.
  15. 제13항에 있어서, 상기 가이드레일에는 그 긴쪽 방향을 따라 다수개의 상기 가이드블록이 활주 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 회전방지 기능을 구비한 전동 액추에이터.
KR1020007006068A 1997-12-02 1998-11-27 회전방지장치 및 회전방지 기능을 구비한 전동액추에이터 KR100363691B1 (ko)

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