KR100503288B1 - 선형액츄에이터 - Google Patents

Abstract

간편한 구성에 의해 저렴하게 제조할 수가 있으며, 조립작업성의 향상을 도모한다.

액츄에이터본체(12)의 내부에 설치되어 압력유체의 작용하에 변위하는 피스톤(46)과, 상기 피스톤(46)과 일체적으로 연결되어 직선상으로 변위하는 슬라이드테이블(20)과, 상기 슬라이드테이블(20)에 나사결합되며, 피스톤(46)의 결합홀(52)에 축부(62)가 삽입되는 로드(58)와, 상기 액츄에이터본체(12)의 단부에 연결된 엔드브록(16a, 16b)과, 상기 엔드블록(16a, 16b)의 단면에 설치되어 슬라이드테이블(20)의 변위량을 조정하는 스토퍼(70a, 70b)를 구비한다.

Description

선형액츄에이터{Linear Actuator}

본 발명은 유체출입포트로부터 압력유체를 도입하는 것에 의하여, 액츄에이터본체의 축방향을 따라서 슬라이더를 왕복으로 동작시키는 선형액츄에이터에 관한 것이다.

종래부터 피가공물 등의 반송수단으로서 선형액츄에이터가 사용되고 있다.

예를 들면, 일본국 실용신안등록 제2607486호 공보에는 이런 종류의 종래기술에 있어서의 선형액츄에이터가 개시되어 있다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 이 선형액츄에이터(1)에는 실린더본체(2)의 내부에 한 쌍의 실린더챔버(3a, 3b)가 형성되며, 상기 실린더챔버(3a, 3b)에 연통하는 긴 홀(4)이 실린더본체(2)의 상면으로부터 하면에 걸쳐서 관통하여 형성되어 있다. 상기 실린더챔버(3a, 3b)의 내부에는 각각 별개로 독립한 한 쌍의 피스톤(5a, 5b)이 각각 미끄럼운동이 자유롭게 삽입되며, 상기 한 쌍의 피스톤(5a, 5b)의 사이에는 실린더본체(2)의 하방측으로부터 연직방향을 따라서 삽입되는 로드(6)가 삽입되어 있다.

상기 로드(6)는 실린더본체(2)의 상면에 축방향으로 변위가 자유롭게 배설되는 테이블(7)과 일체적으로 연결되고 있다. 또, 실린더본체(2)의 단부 반대측에는 실린더챔버(3a, 3b)를 폐쇄하는 엔드커버(8a, 8b)가 각각 장착되어 있다.

그러나, 상기 종래기술에 있어서의 선형액츄에이터(1)에서는 비용의 삭감 및 조립작업성의 향상을 도모하기 위하여 부품수의 삭감이 요망되고 있다.

또, 실린더본체(2)의 하면까지 긴 홀(4)이 관통하여 개구하고 있기 때문에, 상기 긴 홀(4)을 통해 먼지 등이 실린더챔버(3a, 4b)의 내부에 진입하며, 실린더챔버(3a, 3b)의 내부에서 발생한 먼지 등이 긴 홀(4)을 통하여 외부로 배출되는 문제가 있다.

또한, 실린더챔버(3a, 3b)의 내주면에는 미끄럼운동하는 피스톤(5a, 5b)의 외주면의 미끄럼운동저항을 줄이기 위하여 별도의 마무리가공을 실시하고 있으나, 가공작업이 번잡하고, 가공비용이 높다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 요망에 따라 이루어진 것으로서, 간단한 구성에 의해 저렴하게 제조할 수가 있으며, 동시에 조립작업성을 향상시킬 수가 있는 선형액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유체출입포트로부터 압력유체를 도입하는 것에 의하여, 본체의 축방향을 따라서 슬라이더를 왕복으로 동작시키는 선형액츄에이터에 있어서,

축방향을 따라서 관통하는 관통홀을 가지며, 상기 관통홀과 연이어 통하는 개구부가 상기 슬라이더측의 측면에 형성되는 본체와,

상기 관통홀의 내부에 축방향을 따라서 변위가 자유롭게 설치되는 단일 피스톤과,

상기 슬라이더의 동작방향에 대하여 대략 직교하는 방향으로 연결되며, 또한 상기 피스톤의 축방향에 대하여 대략 직교하는 방향으로 형성되는 결합홀에 상기 개구부를 통해서 삽입되는 로드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 유체출입포트로부터 압력유체를 도입하는 것에 의하여 상기 압력유체의 작용하에 단일 피스톤을 변위시키고, 상기 피스톤과 일체적으로 장착된 로드에 의하여 슬라이더를 본체의 축방향을 따라서 왕복으로 동작시키고 있다.

그리고, 슬라이더와 대략 직교하여 일체적으로 연결된 로드를 개구부를 통하여 단일 피스톤의 결합홀에 삽입하는 것에 의하여, 상기 슬라이더와 피스톤을 일체적으로 조립한다. 따라서, 간편하게 상기 슬라이더와 피스톤을 일체적으로 조립할 수가 있기 때문에, 조립작업성의 향상을 도모할 수가 있다.

또, 상기 결합홀을, 삽입되는 상기 로드의 직경 보다 큰 직경으로 형성하는 것에 의하여, 로드를 삽입할 때, 한 층 용이하게 삽입할 수가 있다. 또, 피스톤과 슬라이더가 동일한 축선상에서 변위하지 않는 경우에 있어서도, 상기 피스톤과 슬라이더와의 변위의 오차를 흡수하여, 슬라이더를 원활하게 변위시킬 수가 있다.

또한, 상기 결합홀의 직경을 상기 피스톤의 축방향의 치수보다 축방향과 직교하는 방향의 치수를 크게 형성하는 것에 의하여, 슬라이더와 피스톤과의 변위의 오차를 한층 적정하게 흡수할 수가 있다.

또한, 상기 관통홀의 내부에 원통부재를 삽입하고, 상기 원통부재의 내벽을 따라서 상기 피스톤을 미끄럼운동이 자유롭게 설치하는 것에 의하여, 피스톤이 미끄럼운동하는 관통홀의 내주면의 가공이 불필요해지기 때문에, 제조공정을 간략화하여 제조시간의 단축을 도모할 수가 있다.

또한, 상기 본체의 슬라이더측과 반대의 측면에 상기 본체의 축선과 동일축선상에 2개소 이상의 위치결정용홀을 형성하는 것에 의하여, 홀부가 동일축선상에 형성되기 때문에, 본체의 위치결정이 한층 용이해진다.

또한, 상기 피스톤을 수지제 재료에 의해 일체적으로 형성함으로써, 간편하게 조립할 수가 있으며, 부품수를 삭감할 수가 있기 때문에, 비용삭감을 도모할 수가 있다.

(실시예)

이하, 본 발명에 있어서의 선형액츄에이터에 대한 적합한 실시예를 첨부도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에 있어서, 참조부호 10은 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터를 나타낸다.

상기 선형액츄에이터(10)는 기본적으로, 직방체 형상의 액츄에이터본체(본체; 12)와, 나사(14)에 의해 상기 액츄에이터본체(12)의 축방향을 따른 양단부에 연결되는 한 쌍의 엔드블록(16a, 16b)과, 상기 액츄에이터본체(12)의 상면부에 팽출하여 일체적으로 형성된 가이드부(18)를 따라서 직선형상으로 왕복동작하는 슬라이드테이블(슬라이더; 20)로 구성된다.

액츄에이터본체(12)의 상면부에는 대략 반타원 형상의 절결부(notcht; 22)가 4개소에 형성되며, 상기 절결부(22)에는 액츄에이터본체(12)의 상면부로부터 저면부까지 관통하는 장착용홀부(24)가 형성되어 있다(도 5 및 도 8 참조). 또, 액츄에이터본체(12)의 상면에는 후술하는 로드(58)가 자유롭게 변위하기 위한 대략 타원형 형상의 개구부(26)가 형성되어 있다(도 2 및 도 10 참조).

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 액츄에이터본체(12)의 내부에는 축방향을 따라서, 그리고, 상기 타원형 개구부(26)에 연이어 통하는 단면이 대략 원형형상의 관통홀(28)이 형성된다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 액츄에이터본체(12)의 저면부에는 대략 타원형 형상의 위치결정홀(30a)과, 대략 원형형상의 위치결정홀(30b)이 액츄에이터본체(12)의 축선과 동일 축선상에 형성되어 있다. 상기 위치결정홀(30a, 30b)을 형성하는 것에 의하여, 선형액츄에이터(10)를 도시하지 않는 평면상에 설치할 때, 상기 평면상에 설치된 도시하지 않는 위치결정핀 등에 의해 확실하게 선형액츄에이터(10)의 위치결정을 실시할 수가 있다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 액츄에이터본체(12)의 측면부에는 축방향을 따라서 대략 평행으로 연재하는 2줄의 센서장착용홈(32a, 32b)을 갖는 레일부재(34)가 액츄에이터본체(12)의 나사홀(35; 도 10참조)에 결합되는 나사(36)에 의해 장착된다.

센서장착용홈(32a, 32b)이 형성된 레일부재(34)의 반대측 측면에는 축방향을 따라서 단면이 삼각형상인 오목부(38)가 형성되어 있다(도 3 및 도 4 참조).

상기 엔드블록(16a, 16b)에는 도 2에 도시하는 바와 같이, 액츄에이터본체(12)의 축방향을 따라서 나사홀(40a, 40b)이 형성되며, 상기 나사홀(40a, 40b)에 나사부를 갖는 플러그부재(42a, 42b)가 나사결합되는 것에 의하여 폐쇄되어 있다.

또한, 상기 나사홀(40a, 40b)은 후술하는 유체출입포트(66a, 66b)에 연이어 통함과 동시에, 상기 나사홀(40a, 40b)은 압력챔버(77a, 77b)를 향하는 엔드블록(16a, 16b)에 형성된 오리피스(44a, 44b)에 의해 관통홀(28)과 연통하고 있다. 상기 오리피스(44a, 44b)의 직경은 상기 나사홀(40a, 40b)의 직경보다 작으며, 상기 나사홀(40a, 40b)의 축방향으로 형성된다.

상기 액츄에이터본체(12)의 관통홀(28)에는 타원형 개구부(26)로부터 엔드블록(16a, 16b)측으로 각각 한 쌍의 원통부재(45a, 45b)가 내삽(內揷)되어 있다. 상기 원통부재(45a, 45b)는 엔드블록(16a, 16b)의 내부에도 소정길이로 돌출하여 내삽되어 있다.

또한, 상기 원통부재(45a, 45b)에 의해 액츄에이터본체(12)의 위치결정홀(30a, 30b)이 패쇄되기 때문에, 외부로부터 먼지 등이 관통홀(28)의 내부에 진입하여 단일피스톤(46)의 미끄럼운동의 저항이 되는 것을 방지함과 동시에, 관통홀(28)의 내부에서 발생한 먼지 등이 외부로 배출되는 일도 없게 한다.

이어서, 도 8에는 본 발명의 실시예의 선형액츄에이터(10)의 종단면도를 도시하며, 도 9에는 도 8의 비교예로서 선형액츄에이터(10)의 종단면도를 도시한다. 도 9에 도시하는 비교예의 선형액츄에이터의 구성요소에는 본 발명의 실시예의 선형액츄에이터와 동일한 참조부호를 붙인다.

또, 도 9에 도시하는 바와 같이, 일반적으로 액츄에이터본체(12)와 관통홀(28)과의 두께 A는, 액츄에이터본체(12)의 다른 부분의 두께와 비교하여 얇게 형성되기 때문에, 위치결정홀(30a, 30b)을 액츄에이터본체(12)의 축선상을 따라서 저면에 형성하면, 위치결정홀(30a, 30b)과 관통홀(28)이 관통해버린다. 그 결과, 관통홀(28)의 내부에 공급된 압력유체가 위치결정홀(30a, 30b)을 통해서 선형액츄에이터(10)의 외부로 누출될 수가 있다.

따라서, 도 9에 도시하는 비교예의 선형액츄에이터에 있어서는 상기 두께 A보다 두께가 두꺼운 액츄에이터본체(12)의 축선으로부터 소정의 간격으로 격리된 위치에 위치결정홀(30a, 30b)을 형성하고 있다.

그러나, 위치결정홀(30a, 30b)이 액츄에이터본체(12)의 축선과 동일축선상이 아니기 때문에, 선형액츄에이터(10)를 장착할 때에 장착의 방향성이 발생하고, 액츄에이터본체(12)가 위치하는 평면상에 설치되는 도시하지 않는 위치결정 핀 등의 위치설정이 번잡하다.

이와는 반대로, 도 8에 도시하는 바와 같이 본 실시예에서는, 액츄에이터본체(12)와 동일축선상에 위치결정홀(30a, 30b)을 형성하였을 때, 관통홀(28)의 내부에 설치된 원통부재(45a, 45b)에 의해 위치결정홀(30a, 30b)이 폐쇄되기 때문에, 관통홀(28)의 내부의 기밀이 확실하게 유지된다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 액츄에이터본체(12)의 대략 중앙인 동일축선상에 위치결정홀(30a, 30b)을 형성하는 것에 의하여, 액츄에이터본체(12)를 축선에 대하여 좌우대칭으로 할 수가 있다. 그 결과, 평면상의 도시하지 않는 위치결정 핀 등에 대하여 액츄에이터본체(12)를 장착할 때의 장착 방향성을 고려할 필요가 없으며, 간편하게 위치결정을 할 수가 있다.

상기 원통부재(45a, 45b)의 내부에는, 후술한는 압력챔버(77a, 77b)에 공급된 압력유체의 작용하에 축방향을 따라서(도 2의 화살표 X 방향 또는 화살표 Y방향) 진퇴가 자유롭게 대략 원통형상의 단일피스톤(46)이 배설되어있다.

또, 종래, 관통홀(28)의 내주면에 대하여 단일피스톤(46)의 미끄럼운동 저항을 제어하기 위하여 마무리가공을 실시하고 있었으나, 금속제 판제 등으로 이루어지는 원통부재(45a, 45b)를 관통홀(28)에 내삽하는 것에 의하여 관통홀(28)의 내주면에 대한 가공이 불필요해진다. 그 결과, 번잡하고 비용이 드는 가공공정이 불필요하기 때문에, 제조시간의 단축을 도모할 수가 있다.

도 2 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 단일피스톤(46)의 양단부에는 상기 원통부재(45a, 45b)의 내주직경과 대략 동등하게 확경한 플랜지부(48a, 48b)가 형성되며, 상기 플랜지부(48a, 48b)가 원통부재(45a, 45b)의 내주면을 따라 미끄럼운동한다. 또, 상기 플랜지부(48a, 48b)의 외주면에 형성된 환상의 홈에 의해 시일부재(50)가 장착되며, 상기 시일부재(50)의 외주면과 원통부재(45a, 45b)의 내주면에 맞접하여 압력챔버(77a, 77b)의 기밀이 유지된다.

단일피스톤(46)의 양단면(53a, 53b)의 대략 중앙부에는 대략 육각형상의 조정용홀(51a, 51b)이 각각 형성된다. 단일피스톤(46)을 원통부재(45a, 45b)의 내부에 삽입하였을 때, 도시하지 않는 공구를 상기 조정용홀(51a, 51b)에 삽입하여 회전시키는 것에 의하여, 단일피스톤(46)이 원통부재(45a, 45b)의 내주면을 따라서 회전한다. 그 결과, 슬라이드테이블(20)과 일체적으로 연결된 로드(58)를 후술하는 결합홀(52)에 삽입할 때, 상기 결합홀(52)의 위치와 로드(58)의 위치를 확실하게 조정할 수가 있기 때문에, 조립시에 있어서 결합홀(52)에 대하여 로드(58)의 후술하는 축부(62)를 용이하게 삽입할 수가 있다.

단일피스톤(46)의 대략 중앙부에는 단일피스톤(46)의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 결합홀(52)이 관통하여 형성된다. 상기 결합홀(52)의 축방향으로 결합홀(52)의 양단부에는 각각 소정길이만큼 확경한 가이드 홀(54)이 형성된다. 상기 가이드홀(54)은 결합홀(52)의 축방향으로 양측에 한 쌍이 형성된다. 그 결과, 로드(58)를 가이드홀(54)에 삽입할 때, 용이하게 삽입할 수가 있다.

또, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 결합홀(52)은 단면이 대략 타원형 형상으로 형성되며, 단일피스톤(46)의 축방향을 따른 치수 B보다 축방향으로 대략 직교하는 치수 C가 약간 크게 형성된다(B<C).

예를 들면, 단일피스톤(46)과 슬라이드테이블(20)이 변위 할 때, 단일피스톤(46)과 슬라이드테이블(20)이 서로 이탈되거나 또는 서로 일치하지 않는다. 이와 같은 경우 도 13에 도시하는 바와 같이, 종래의 피스톤(5a, 5b)에 대하여 일체적으로 로드(6)를 연결하고 있는 테이블(7)이, 상기 테이블(7)의 도시하지 않는 궤도홈, 도시하지 않는 가이드부의 궤도홈 및 볼베어링사이에 발생하는 미끄럼운동저항에 의해 원활하게 변위할 수 없다.

본 발명의 실시예에서는 결합홀(52)을 대략 타원형 형상으로 하여 로드(58)의 축부(62)와 결합홀(52)사이에 간극을 형성함으로써, 슬라이드테이블(20)과 단일피스톤(46)이 동일축선상에 변위하지 않을 때에 있어서도, 슬라이드테이블(20)과 단일피스톤(46)과의 변위의 오차를 상기 간극에서 흡수하여, 슬라이드테이블(20)을 원활하게 변위시킬 수가 있다.

더 상세하게는, 슬라이드테이블(20)과 단일피스톤(46)과의 변위의 오차는 단일피스톤(46)의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 크게 발생하기 때문에, 결합홀(52)을 단일피스톤(46)의 축방향을 따른 치수 B보다 축선에 대하여 대략 직교하는 치수 C쪽을 약간 크게 형성하고 있다(B<C).

또한, 단일피스톤(46)의 축방향을 따른 치수 B와 축선에 대하여 대략 직교하는 치수 C를 동일치수로 하여 형성할 수도 있다(B=C).

또한, 수지제 재료로 이루어지는 단일피스톤(46)은 수지성형에 의해 일체적으로 형성되며, 외주면에서 소정의 길이로 돌출하고, 또한 소정의 각도로 격리된 리브(56)가 형성된다(도 3 및 도 11 참조). 외주면에 리브(56)를 형성하는 것에 의하여, 단일피스톤(46)을 수지형성할 때에 발생하는 변형을 방지할 수가 있다.

본 발명의 실시예에서는 원통부재(45a, 45b)의 내주면이 단일피스톤(46)의 외주면 전체에 맞접하는 것과는 달리, 원통부재(45a, 45b)의 내주면은 단지 리브(56)와 맞접한다. 따라서, 단일피스톤(46)의 외주단면의 경량화를 도모할 수가 있다.

또, 상기 리브(56)가 미끄럼운동을 하기 위하여 원통부재(45a, 45b)의 내주면에 맞접함으로써, 단일피스톤(46)이 변위할 때의 미끄럼운동저항을 억제할 수가 있다. 또한, 단일피스톤(46)은 수지제 재료로만 한정되는 것은 아니며, 금속제 재료를 사용하여 금속사출형성이나 주조 등에 의해 형성할 수도 있다. 즉, 단일피스톤(46)의 결합홀(52)을 절삭가공에 의해 형성하게 되면 가공이 번잡하기 때문에, 금형을 사용한 제조방법에 의해 형성함으로써, 저렴하면서도 간편하게 제조할 수가 있다.

또한, 상기 단일피스톤(46)은 원주형상으로 한정되는 것은 아니며, 기둥형상의 부재라면 여러가지 형상으로 형성할 수도 있다.

금속제 재료로 이루어지는 로드(58)의 일단부에는 도 11에 도시하는 바와 같이, 대략 원반형상의 두부(60)가 형성되며, 타단부에는 상기 두부(60)보다 축경한 축부(62)가 형성된다. 상기 두부(60)와 축부(62)와의 사이에는 나사부(64)가 형성되며, 슬라이드테이블(20)의 후술하는 로드장착홀(86)에 나사결합된다. 그 결과, 슬라이드테이블(20)과 로드(58)가 일체적으로 연결된다.

또, 상기 축부(62)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 가이드부(18)의 개구부(26)에 의해 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입된다. 즉, 로드(58)는 단일피스톤(46)에 대하여 상기 단일피스톤(46)의 축방향으로 고정된 상태가 된다. 또한, 로드(58)의 축부(62)의 직경을 결합홀(52)의 직경보다 약간 작게 형성한 간극을 형성하는 것에 의하여, 조립시에 있어서 로드(58)를 가이드홀(54)에 의해 결합홀(52)에 삽입하는 것이 용이해진다.

액츄에이터본체(12)에 연결되는 엔드블록(16a, 16b)의 측면부에는 유체출입포트(66a, 66b)가 형성되며(도 10 참조), 상기 유체출입포트(66a, 66b)는 연통로(68a, 68b)에 의해 나사홀(40a, 40b)의 내부에 연이어 통하고 있다(도 2 참조).

또, 도 2에 도시하는 바와 같이, 엔드블록(16a, 16b)의 일단면에는 슬라이드테이블(20)의 변위량을 조정하기 위한 스토퍼(70a, 70b)가 나사결합되며, 상기 스토퍼(70a, 70b)의 나사돌림의 양을 증감시키는 것에 의하여 슬라이드테이블(20)의 변위량이 조정된다. 또, 스토퍼(70a, 70b)에 나사결합되는 록너트(72a, 72b)의 나사작용하에 스토퍼(70a, 70b)의 변위가 규제된다.

또한, 상기 스토퍼(70a, 70b)와 대향하는 후술하는 엔드커버(82a, 82b)의 단면에 장착되는 완충부재(74; 도 10 참조)에 의해 슬라이드테이블(20)이 맞접할 때에 상기 슬라이드테이블(20)에 부여되는 충격이 완화된다.

슬라이드테이블(20)과 가이드부(18)와의 미끄럼운동부위에는 상기 슬라이드테이블(20)을 원활하게 왕복동작시키기 위한 복수의 볼베어링(76)이 삽입장착되며, 상기 볼베어링(76)은 가이드부(18) 및 슬라이드테이블(20)의 내벽면에 각각 대향하여 형성된 궤도홈(78a, 78b)을 따라서 회전하면서 후술하는 순환홀(93a, 93b)을 통해서 순환한다(도 3 및 도 12 참조).

도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 단일피스톤(46)의 각 단면(53a, 53b)과 엔드블록(16a, 16b)에 의해, 상기 단일피스톤(46)의 직경에 대응하는 압력챔버(77a, 77b)가 각각 구획형성되며, 상기 압력챔버(77a, 77b)는 엔드블록(16a, 16b)의 오리피스(44a, 44b)에 각각 연이어 통하고 있다. 상기 압력챔버(77a, 77b)에 오리피스(44a, 44b)를 통하여 압력유체가 도입되는 것에 의해, 상기 압력유체는 단일피스톤(46)의 각 단면(53a, 53b)을 압박한다. 따라서, 단일피스톤(46)은 액츄에이터본체(12)의 원통부재(45a, 45b)의 내주면을 따라서 미끄럼운동변위한다. 상기 단일피스톤(46)이 원통부재(45a, 45b)의 내주면을 따라서 진퇴자재하게 변위하는 것에 의해, 상기 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입된 로드(58)에 의해 슬라이드테이블(20)이 액츄에이터본체(12)의 축방향(도 2의 화살표 X 또는 Y방향)으로 왕복동작한다.

슬라이드테이블(20)은 도 12에 도시하는 바와 같이, 단면이 대략 'U'자형상으로 형성된 테이블블록(79)과, 상기 테이블블록(79)의 변위방향을 따른 양단부에 나사부재(80)에 의해 장착되는 한 쌍의 엔드커버(82a, 82b) 및 스크레이퍼(84a, 84b)를 갖는다.

또, 상기 테이블블록(79)의 상면의 대략 중앙부에는 로드장착홀(86)이 형성되어 있다. 로드장착홀(86)은 그 상면에 로드(58)의 두부(60)와 대략 동일직경으로 형성되는 확경부(88)와, 상기 확경부(88)보다 축경하여, 로드(58)와 나사결합되는 나사부(90)로 이루어진다. 또한, 확경부(88)의 깊이는 로드(58)의 두부(60)가 격납되었을 때에 슬라이드테이블(20)의 상면으로부터 외부로 돌출할 수가 없도록 설정된다.

또, 테이블블록(79)의 상면에는 축방향을 따라서 일직선상에 위치결정홀(91a, 91b)이 로드장착홀(86)로부터 소정 간격 격리되어 형성되어 있다. 또, 상기 위치결정홀(91a, 91b)로부터 소정 간격 격리된 양측에는 피가공물 장착홀(92)이 4개소에 형성되며, 도시하지 않는 피가공물의 볼트 등에 의해 연결할 때, 피가공물과 테이블블록(79)의 위치결정홀(91a, 91b)을 도시하지 않는 위치결정 핀으로 위치결정하는 것에 의하여, 피가공물의 위치결정을 용이하게 할 수가 있다.

또한, 상기 테이블블록(79)에는 변위방향을 따라서 관통하는 한 쌍의 순환홀(93a, 93b)이 형성되며, 볼베어링(76)은 궤도홈(78a, 78b)을 따라서 회전함과 동시에 순환홀(93a, 93b)을 통하여 순환한다. 상기 테이블블록(79)의 단면(71)에는 상기 볼베어링(76)이 회전할 때에, 상기 궤도홈(78a, 78b)과 순환홀(93a, 93b)을 매개하는 한 쌍의 리턴가이드(94a, 94b)가 설치되어 있다.

한편, 테이블블록(79)의 측면부에는 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 단면이 'U'자 형상의 장착용고정구(96)에 의해 유지된 자석(98)이 레일부재(34)의 오목부(38)를 향하도록 설치되어 있다. 상기 장착용고정구(96)는 나사부재(100)를 테이블블록(79)의 나사홀(102)에 나사결합하는 것에 의하여 고정되어 있다.

그 결과, 테이블블록(79)과 일체적으로 변위하는 자석(98)의 자계를 센서장착용홈(32a, 32b)에 장착된 도시하지 않는 센서에 의해 검지하는 것에 의하여 슬라이드테이블(20)의 위치를 검출할 수가 있다.

본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터(10)는 기본적으로 이상과 같이 구성된 것이며, 다음에 그 동작 및 작용효과에 대하여 설명한다.

먼저, 슬라이드테이블(20)과 단일피스톤(46)과 로드(58)의 조립방법에 대하여 설명한다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 슬라이드테이블(20)의 대략 중앙부의 로드장착홀(86)에 상방으로부터 로드(58)를 삽입하여 나사체결하는 것에 의하여, 로드(58)와 슬라이드테이블(20)을 일체적으로 연결한다. 그 때, 로드(58)의 두부(60)는 로드장착홀(86)의 확경부(88)에 격납되기 때문에, 슬라이드테이블(20)의 상면으로부터 외부로 돌출하지 않는다(도 2 및 도 3 참조).

이어서, 슬라이드테이블(20)과 일체적으로 연결된 로드(58)를 액츄에이터본체(12)의 대략 타원형의 개구부(26)에 의해 상기 슬라이드테이블(20)이 상방이 되도록 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입한다(도 10참조). 또한, 결합홀(52)은 외주측이 확경되어 있는 가이드홀(54)을 갖기 때문에 축부(62)의 삽입이 한 층 용이해진다.

마지막으로, 로드(58)의 축부(62)가 결합홀(52)에 삽입된 상태에서, 슬라이드테이블(20)을 액츄에이터본체(12)의 가이드부(18)의 상면에 위치하게 한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 슬라이드테이블(20)과 일체적으로 연결된 로드(58)의 축부(62)를 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입하는 것에 의하여, 간편하게 단일피스톤(46)에 로드(58)를 삽입시킬 수 있기 때문에, 조립의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또, 결합홀(52)과 로드(58)의 축부(62)와의 사이에 약간의 간극을 형성해 두는 것에 의하여, 상기 로드(58)를 결합홀(52)에 삽입할 때, 한 층 용이하게 삽입할 수가 있다. 또, 단일피스톤(46)과 슬라이드테이블(20)이 동일축선상에서 변위하지 않는 경우에 있어서도 상기 간극에 의해 상기 단일피스톤(46)과 슬라이드테이블(20)의 변위 오차를 흡수하여 슬라이드테이블(20)을 원활하게 변위시킬 수가 있다.

또한, 로드(58)는 대략 타원형의 개구부(26)에 의해 단일피스톤(46)에 삽입되어 있고, 타원형의 개구부(26)가 로드(58)의 가이드로서 기능하기 때문에, 슬라이드테이블(20)을 보다 확실하게 직선상으로 왕복동작시킬 수가 있다.

이와 같이 조립된 선형액츄에이터(10)에 있어서는 도시하지 않는 유체공급원으로부터 압력유체(예를 들면, 압축공기)를 일방의 유체출입포트(66a)에 도입한다. 이 경우, 타방의 유체출입포트(66b)는 도시하지 않는 전환밸브의 조작으로 대기개방상태로 해 둔다.

상기 압력유체는 상기 유체출입포트(66a)에 연이어 통하는 연통로(68a)에 의해 나사홀(40a)내로 공급된다(도 2 참조). 또한, 압력유체는 상기 나사홀(40a)에 연이어 통하는 오리피스(44a)를 통해서 단일피스톤(46)에 의해 폐쇄된 압력챔버(77a)에 도입되어, 상기 단일피스톤(46)의 단면(53a)을 압박한다. 따라서, 압력유체에 압박되는 단일피스톤(46)은 시일부재(50)에 의해 압력챔버(77a)가 기밀로 유지된 상태를 유지하면서 엔드블록(16a)으로부터 격리되는 방향(도 2의 화살표 Y방향)으로 미끄럼운동 변위한다. 그 결과, 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입된 로드(58)에 의해 슬라이드테이블(20)이 화살표 Y방향으로 변위한다. 또한, 이 경우, 단일피스톤(46)에 의해 폐쇄된 압력챔버(77b)는 대기에 개방된 상태에 있다.

상기 화살표 Y방향을 향해서 변위하는 슬라이드테이블(20)은 스토퍼(70b)에 완충부재(74)가 맞접하는 것에 의하여 변위의 종단위치가 규제되며, 또한, 센서장착용홈(32a, 32b)에 장착된 도시하지 않는 센서가 자석(98)의 자계를 검지하는 것에 의하여, 슬라이드테이블(20)의 위치가 검출된다.

상기와는 역방향(화살표 X 방향)으로 슬라이드테이블(20)을 변위시키는 경우에는, 도시하지 않는 유체공급원으로부터 타방의 유체출입포트(66b)에 압력유체를 공급한다. 상기 공급된 압력유체는 나사홀(40b) 및 오리피스(44b)에 의해 압력챔버(77b)에 도입되며, 단일피스톤(46)의 단면을 압박하는 것에 의하여, 상기 단일피스톤(46)을 화살표 X방향으로 변위시킨다. 그 결과, 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입된 로드(58)에 의해 슬라이드테이블(20)이 화살표 X방향으로 변위한다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 슬라이드테이블(20)의 대략 중앙부에 일체적으로 연결된 로드(58)의 축부(62)를 단일피스톤(46)의 결합홀(52)에 삽입하는 간편한 작업만으로 슬라이드테이블(20)과 단일피스톤(46)을 축방향으로 고정할 수 있다. 그 결과, 슬라이드테이블(20)과 단일피스톤(46)과의 조립작업성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 관통홀(28)의 내부에 장착되는 단일피스톤(46)을 일체형상으로 하는 것에 의하여 부품수를 감소시켜서 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 로드(58)가 삽입되는 결합홀(52)의 직경을 상기 로드(58)의 축부(62)의 직경보다 크고, 또한 타원형 형상으로 형성하는 것에 의하여, 축부(62)의 삽입이 보다 용이하게 되며, 결합홀(52)이 대략 타원형의 단면으로 형성되기 때문에, 로드(58)의 축심이 벗어난 경우에 있어서도 상기 축심의 편심을 흡수할 수가 있다.

또한, 액츄에이터본체(12)의 관통홀(28)에 원통부재(45a, 45b)를 내삽하는 것에 의하여, 액츄에이터본체(12)의 위치결정홀(30a, 30b)이 폐쇄되기 때문에, 외부로부터 먼지 등이 관통홀(28)의 내부에 진입하여 단일피스톤(46)의 미끄럼운동의 저항이 되는 것을 방지하며, 관통홀(28)의 내부에서 발생한 먼지 등이 외부로 배출되는 일도 없다.

한편, 액츄에이터본체(12)의 관통홀(28)에 원통부재(45a, 45b)를 내삽하는 것에 의하여, 관통홀(28)의 내주면에 대한 가공이 불필요하기 때문에, 제조시간의 단축을 도모할 수가 있다.

또한, 액츄에이터본체(12)의 저면에 위치결정홀(30a, 30b)을 동일축선상에 형성하는 것에 의하여, 액츄에이터본체(12)를 축선에 대하여 좌우대칭으로 할 수가 있기 때문에, 평면상의 도시하지 않는 위치결정 핀 등에 대하여 액츄에이터본체(12)를 장착할 때의 장착의 방향성을 고려할 필요없이, 간편하게 위치결정을 할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 슬라이더와 대략 직교하여 일체적으로 연결된 로드를 피스톤의 결합홀에 삽입하는 것에 의하여, 상기 슬라이더와 피스톤을 로드에 의해 간편하게 조립할 수가 있기 때문에, 조립작업성의 향상을 도모할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터의 사시도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 종단면도.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 종단면도.

도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 종단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터의 슬라이드테이블을 제거한 상태의 평면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터의 결합홀에 축부가 삽입된 상태의 확대도.

도 7은 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터의 저면도.

도 8은 도 2의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 종단면도.

도 9는 도 8의 비교예인 종단면도.

도 10은 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터로부터 슬라이드테이블을 제거한 상태의 분해사시도.

도 11은 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터의 로드와 피스톤의 분해사시도.

도 12는 본 발명의 실시예에 있어서의 선형액츄에이터를 구성하는 슬라이드테이블의 분해사시도.

도 13은 종래기술에 있어서의 선형액츄에이터의 종단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10; 선형액츄에이터 12; 선형액츄에이터본체

16a, 16b; 엔드블록 18; 가이드부 20; 슬라이드테이블

26; 타원형 개구부 28; 관통홀

32a, 32b; 센서장착용홈 42a, 42b; 플러그부재

45a, 45b; 원통부재 46; 피스톤

48a, 48b; 플랜지부 52; 결합홀

66a, 66b; 유체출입포트 68a, 68b; 연통로

70a, 70b; 스토퍼 74; 완충부재 76; 볼베어링

77a, 77b; 압력챔버 78a, 78b; 궤도홈 79; 테이블블록

82a, 82b; 엔드커버 84a, 84b; 스크레이퍼 86; 로드장착홀

94a, 94b; 리턴가이드 96; 장착용고정구 98; 자석

Claims (11)

1. 유체출입포트(66a, 66b)로부터 압력유체를 도입함으로써 본체(12)의 축방향을 따라 슬라이더(20)를 왕복동작시키는 선형액츄에이터에 있어서,

   축방향을 따라 관통하는 관통홀(28)을 가지며, 상기 관통홀(28)과 연통하는 개구부(26)가 상기 슬라이더(20)의 측면에 형성되는 본체(12)와,

   상기 관통홀(28)의 내부에 축방향을 따라서 변위가 자유롭게 설치되는 단일 피스톤(46)과,

   상기 축방향에 대하여 직교하는 방향으로 연결되며, 상기 축방향에 대하여 직교하는 방향으로 형성되는 결합홀(52)에 상기 개구부(24)를 통해서 삽입되는 로드(58)를 구비하는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 결합홀(52)의 직경은 상기 결합홀(52)에 삽입되는 상기 로드(58)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 결합홀(52)의 직경은 상기 축방향의 치수 B보다 축방향에 직교하는 방향의 치수 C가 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
4. 제1항에 있어서, 상기 피스톤(46)은 수지제 재료에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
5. 제1항에 있어서, 상기 관통홀(28)의 내부에는 원통부재(45a, 45b)가 삽입되며, 상기 원통부재(45a, 45b)의 내벽을 따라 상기 피스톤(46)이 미끄럼운동이 자유롭게 설치되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
6. 제1항에 있어서, 상기 본체(12)의 상기 슬라이더(20)에 반대되는 측면에는 상기 본체(12)의 축과 동일축선상에 2이상의 위치결정홀(30a, 30b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
7. 제5항에 있어서, 상기 피스톤(46)은 상기 피스톤(46)으로부터 외부로 방사상으로 돌출하는 리브(56)가 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
8. 제7항에 있어서, 상기 다수의 리브(56)는 상기 피스톤(46)의 원주방향으로 소정의 각도로 격리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
9. 제7항에 있어서, 상기 피스톤(46)은 상기 원통부재(45a, 45b)의 내벽면에 접하는 상기 리브(56)에 의해 미끄럼 운동이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
10. 제6항에 있어서, 상기 위치결정홀(30a, 30b)은 소정의 간격으로 서로 격리되어 있고, 상기 관통홀(28)에 삽입되는 한 쌍의 원통부재(45a, 45b)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.
11. 제1항에 있어서, 상기 조정홀(51a, 51b)은 상기 피스톤(46)의 단부에 형성된 단면이 비원형 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 선형액츄에이터.