KR101530694B1

KR101530694B1 - Electric cylinder

Info

Publication number: KR101530694B1
Application number: KR1020130095529A
Authority: KR
Inventors: 최종현; 박찬원; 이정범; 정혜원; 한왕희
Original assignee: 제이모션 주식회사
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-06-22
Also published as: KR20150019109A

Abstract

전기로 구동하는 전동 실린더가 개시된다. 본 발명에 따른 전동 실린더는, 커플링을 통해 구동모터의 출력축과 직결되는 스크류, 스크류와 나사 결합하여 스크류를 따라 이동하는 스크류 너트, 스크류 너트가 끼워지게 결합하는 원통형상의 조인트, 일측 단부가 조인트에 연결되며 내부에는 상기 스크류 너트를 관통한 스크류가 위치하는 중공의 실린더 로드, 실린더 로드와 조인트를 감싸며 상기 조인트가 외접하여 스크류의 축방향을 따라 진퇴할 수 있게 원형단면의 중공면을 형성한 실린더 바디, 실린더 바디와 구동모터 사이에서 상기 커플링을 감싸는 커플링 브래킷으로 구성된다.An electric cylinder driven by electricity is disclosed. The electric cylinder according to the present invention includes a screw directly connected to an output shaft of a driving motor through a coupling, a screw nut screwed with the screw and moving along the screw, a cylindrical joint in which the screw nut is engaged, A hollow cylindrical cylinder rod in which a screw threaded through the screw nut is inserted, a cylinder body which surrounds the cylinder rod and the joint and forms a hollow surface having a circular cross section so that the joint can move forward and backward along the axial direction of the screw, And a coupling bracket surrounding the coupling between the cylinder body and the drive motor.

Description

전동 실린더{Electric cylinder}Electric cylinder

본 발명은 전동 실린더에 관한 것으로, 상세하게는 전기에너지를 이용하는 모터가 회전하여 실린더 바디로부터 실린더 로드를 출몰시켜 목적하는 기계적 동작이 구현되도록 하는 전동 실린더에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric cylinder, and more particularly, to an electric cylinder in which a motor using electric energy rotates to project and retract a cylinder rod from a cylinder body to realize a desired mechanical operation.

일반적으로 실린더라 함은, 공기나 오일과 같은 유체를 실린더 본체의 내부로 유입/배출시켜 로드를 신축시키는 작용을 통해 목적하는 동작을 구현할 수 있도록 한 장치로서, 대표적인 예로서 압축공기를 구동에너지로 사용하는 공압 실린더와 압력유체인 오일을 구동에너지로 사용하는 유압 실린더가 있다.Generally, a cylinder is a device that allows a desired operation to be performed through an action of introducing / discharging a fluid such as air or oil into / from a cylinder body to expand and contract a rod. As a representative example, There are pneumatic cylinders in use and hydraulic cylinders that use oil as pressure fluid as driving energy.

주지된 바와 같이 공압 실린더나 유압 실린더는 구동에너지인 압축공기 또는 오일을 실린더로 공급하거나 배출시키기 위해 별도의 유체탱크나 펌프와 같은 주변장치를 필요로 한다. 이에 따라 주변장치 설치를 위한 공간확보가 반드시 요구되며, 장착에 있어 제약이 따르고, 추가되는 주변장치로 인해 비용이 상승하는 문제가 있다.As is well known, pneumatic cylinders or hydraulic cylinders require peripherals such as separate fluid tanks or pumps to supply or discharge compressed air or oil, the drive energy, to the cylinder. Accordingly, it is necessary to secure a space for installing a peripheral device, and there is a problem that mounting is restricted and cost is increased due to an additional peripheral device.

또한, 공압 실린더나 유압 실린더를 적용한 공압 또는 유압시스템은 유지 보수에 시간과 비용이 많이 들고, 실린더 로드의 신축 스트로크, 속도 등의 컨트롤이 어렵다는 단점이 있다. 특히 다점 위치 컨트롤을 구현하기 위해서는 고가의 장비와 부품이 추가되어야 하므로 비용 측면에서의 불리함과 이를 구현함에 있어서의 기술적인 어려움이 있다.In addition, a pneumatic or hydraulic system employing a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder has a disadvantage in that it is time-consuming and costly to maintain, and it is difficult to control the expansion stroke and speed of the cylinder rod. Particularly, in order to implement the multi-point position control, expensive equipment and parts must be added, which is disadvantageous in terms of cost and technical difficulties in implementing the multi-point position control.

이러한 문제의 해소를 위해, 전기에너지를 이용하는 모터의 회전력으로 로드를 이동시켜 목적하는 실린더 동작이 구현될 수 있도록 한 전동 실린더가 제안되었다. 일본 공개특허공보 특개 2003-113917호 및 대한민국 등록특허 제10-1150300호를 통해 개시된 구성을 전동 실린더의 대표적인 예로 볼 수 있다. To solve this problem, an electric cylinder has been proposed in which the rod can be moved by the rotational force of a motor using electric energy so that a desired cylinder operation can be realized. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-113917 and Korean Patent No. 10-1150300 disclose a typical example of an electric cylinder.

선행문헌에 개시된 종래 전동 실린더는, 실린더 본체의 후방에 전기에너지를 동력원으로 정·역 구동하는 전기모터를 직결시킨 구성으로서, 구조가 단순하여 제품 생산이 유리하면서도 염가로 제작이 가능하다는 장점이 있다. 또한 스트로크, 속도, 위치 제어가 가능해 종래 유압 또는 공압 실린더에 비해 정밀한 동작이 가능한 장점이 있다.The conventional electric cylinder disclosed in the prior art has an advantage that an electric motor for directing and reversing electric energy by a power source is directly connected to the rear of the cylinder body and is simple in structure and is advantageous in production of the product at low cost . In addition, stroke, speed, and position control are possible, which makes it possible to operate more precisely than conventional hydraulic or pneumatic cylinders.

그러나 상기 종래의 전동 실린더는, 실린더 바디 내부를 이동하는 피스톤의 슬라이드 키가 실린더 바디 내주연의 슬라이드 키홈과의 마찰로 인하여 그 외면이 불규칙하고 빠르게 마모되는 문제가 있으며, 이 때문에 실린더 로드의 직진성에 미세한 변화가 생겨 시간이 갈수록 구동 정밀도가 저하되는 단점이 있다.However, in the conventional electric cylinder, there is a problem that the slide key of the piston moving inside the cylinder body is irregularly and rapidly worn out due to friction with the slide key groove in the circumference of the cylinder body. Therefore, There is a disadvantage that the driving precision is lowered with time as a minute change occurs.

더욱이, 키와 키홈 사이의 구동 마찰에 따른 소음도 문제가 되고 있으며, 구동 정밀도에 심각한 영향을 줄 정도로 슬라이드 키에 마모가 생겨 이의 교체가 요구되는 경우, 종래에는 피스톤과 슬라이드 키가 하나의 구성품을 이루는 일체형의 구성인 관계로 피스톤 전체를 교체해야만 하는 구조적인 단점을 지니고 있다.Further, when noise is generated due to driving friction between the key and the key groove, and the slide key is worn so that the driving precision is seriously affected, the piston and the slide key are conventionally formed as a single component It is structurally disadvantageous that the entire piston must be replaced.

일본 공개특허공보 제2003-113917호(공개일 2003. 04. 18)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-113917 (published on Apr. 18, 2003)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 실린더 로드 동작 시 키홈과 키 사이의 마찰로 인한 마모와 소음의 최소화를 도모할 수 있는 구성의 전동 실린더를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric cylinder having a structure capable of minimizing wear and noise due to friction between a key groove and a key during a cylinder rod operation.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 조인트 바디와 키를 분리형으로 구성함으로써, 구동 정밀도에 심각한 영향이 있을 정도로 키가 마모된 때 상기 키만을 간단하게 교체할 수 있어 유지관리에 유리한 전동 실린더를 제공하고자 하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an electric cylinder which is advantageous for maintenance because the joint body and the key are separated from each other so that the key can be simply replaced when the key is worn so that the driving precision is seriously affected I would like to.

과제의 해결 수단으로서 본 발명은, 회전력을 출력하는 구동모터, 커플링을 통해 상기 구동모터의 출력축에 직결되는 스크류, 스크류와 나사 결합하여 스크류를 따라 이동하는 스크류 너트, 스크류 너트가 끼워지게 결합하는 원통형상의 조인트, 일측 단부가 상기 조인트에 연결되며 내부에는 상기 스크류 너트를 관통한 스크류가 위치하는 중공의 실린더 로드, 실린더 로드와 조인트를 감싸며 상기 조인트가 외접하여 스크류의 축방향을 따라 진퇴할 수 있게 원형단면의 중공면을 형성한 실린더 바디, 실린더 바디와 구동모터 사이에서 상기 커플링을 감싸는 커플링 브래킷을 포함하며,The present invention, as a means for solving the problems, relates to a drive motor for outputting a rotational force, a screw directly connected to an output shaft of the drive motor through a coupling, a screw nut screwed with the screw to move along the screw, A hollow cylindrical cylinder having one end connected to the joint and a screw through which the screw nut is inserted, a cylinder rod surrounding the cylinder and the joint so that the joint can circumscribe and move along the axial direction of the screw A cylinder body defining a hollow section of a circular cross section, and a coupling bracket surrounding the coupling between the cylinder body and the drive motor,

실린더 바디의 상기 중공면 둘레에는 하나 이상의 키홈이 이 실린더 바디 길이방향으로 연속되게 형성되고, 실린더 바디 중공면에 외접한 채 진퇴하는 상기 조인트 외둘레에는 상기 키홈에 결합하여 슬라이딩되는 키가 하나 이상 형성되며, 실린더 로드의 포지션 센싱을 위한 소형 자성체가 상기 키에 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 전동 실린더를 제공한다.At least one key groove is formed around the hollow surface of the cylinder body so as to be continuous in the longitudinal direction of the cylinder body and at least one key is formed on the outer circumference of the joint, And at least one small magnetic body for position sensing of the cylinder rod is provided in the key.

본 발명에서 상기 키는 조인트의 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 키홈과의 마찰력 저감을 위한 윤활제가 채워지는 보이드(void)가 상기 키에 하나 이상 형성될 수 있다.In the present invention, the key may be formed long in the longitudinal direction of the joint, and one or more voids may be formed in the key to fill the lubricant for reducing frictional force with the key groove.

이때, 상기 보이드(void)는 일정한 간격을 두고 상기 키에 일렬로 형성될 수 있다.At this time, the voids may be formed in a line in the key at regular intervals.

그리고, 상기 보이드(void) 중 어느 하나의 보이드(void)에는 실린더 바디로부터 출몰하는 실린더 로드의 포지션 센싱(position sensing)을 위한 소형 자성체가 조인트 반경방향으로 매립될 수 있다.A small magnetic body for position sensing of the cylinder rod protruding and retracted from the cylinder body may be embedded in the void of one of the voids in the radial direction of the joint.

이와는 다르게, 상기 키의 선단 중앙에 장착 요홈이 마련되고, 이러한 장착 요홈에 실린더 로드의 포지션 센싱(position sensing)을 위한 상기 소형 자성체를 조인트 길이방향으로 매립되게 할 수도 있다.Alternatively, a mounting groove may be provided at the center of the tip of the key, and the small magnetic body for position sensing of the cylinder rod may be embedded in the mounting groove in the longitudinal direction of the joint.

본 발명에서 상기 키와 조인트는 분리형으로 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 조인트에는 키가 결합하게 되는 결합 요홈이 형성될 수 있다. In the present invention, the key and the joint may be separated. To this end, the joint may be provided with a coupling groove for coupling the key.

이때, 상기 조인트의 외주면에는 평면상의 절삭면이 형성되며, 상기 절삭면에 의해 실린더 바디의 중공면과 조인트 사이에는 이 조인트가 직선운동을 하는 때 상대적으로 공기가 조인트 일측에서 타측으로 유동할 수 있는 통로가 되는 틈이 형성될 수 있다.At this time, a planar cut surface is formed on the outer circumferential surface of the joint, and when the joint is linearly moved between the hollow surface of the cylinder body and the joint by the cutting surface, air can flow relatively from one side of the joint to the other side A gap to be a passage can be formed.

본 발명에서 상기 스크류의 일측을 회전 자유롭게 지지하는 베어링을 내설한 베어링 커버가 상기 실린더 바디와 커플링 브래킷 사이에서 이들을 연결하며, 실린더 바디 선단에는 실린더 로드 외연을 감싸며 슬라이딩을 지지하는 로드 커버가 설치될 수 있다.In the present invention, a bearing cover for bearing a bearing for rotatably supporting one side of the screw is connected between the cylinder body and the coupling bracket, and a rod cover for supporting the sliding of the cylinder rod outer periphery is installed at the tip of the cylinder body .

이때, 로드 커버에 의해 지지되는 실린더 로드 내측의 스크류 선단에는 실린더 로드의 슬라이딩을 내측에서 지지하는 부시가 장착되고, 부시와 스크류 사이에는 상기 부시 외연과 실린더 로드 내연 사이의 회전 마찰의 최소화를 위해 베어링이 설치될 수 있다.
At this time, a bush for supporting the sliding of the cylinder rod from the inside is mounted on the tip of the screw on the inside of the cylinder rod supported by the rod cover, and between the bush and the screw, Can be installed.

본 발명의 실시예에 따르면, 조인트와 실린더 바디 사이로 개입되는 키에 윤활제 채움을 위한 보이드가 형성됨으로써, 안정적인 직진성을 확보할 수 있을 정도의 길이로 키를 형성하면서도 실린더 바디의 키홈과 키 사이의 마찰은 최소화할 수 있다. 즉, 기계적인 마모와 소음은 줄고, 안정성과 높은 구동 정밀도를 장시간 유지할 수 있는 전동 실린더를 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a void is formed in the key interposed between the joint and the cylinder body to fill the lubricant, thereby forming a key with a length sufficient to ensure stable straightness, Can be minimized. That is, the mechanical abrasion and noise can be reduced, and an electric cylinder capable of maintaining stability and high driving precision for a long time can be realized.

또한, 실린더 바디 중공면을 따라 움직이는 조인트와 이의 원주방향 회전을 저지하기 위한 키가 분리형으로 구성됨으로써, 구동 정밀도에 심각한 영향이 있을 정도로 키가 마모된 때 상기 키만을 간단하게 교체하면 되므로, 유지 관리(maintenance) 측면에 있어 유리하고, 그 비용 또한 절감시킬 수 있다는 이점이 있다.
In addition, since the joint moving along the hollow surface of the cylinder body and the key for preventing rotation in the circumferential direction are separated from each other, it is possible to simply replace only the key when the key is worn so as to seriously affect the driving accuracy. it is advantageous in terms of maintenance, and the cost can also be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 부분 절개 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 횡 단면도.
도 5는 도 4에 나타난 전동 실린더를 A-A선 방향에서 바라본 단면도.
도 6은 도 5의 A-A선 단면에 나타난 조인트 부분을 확대 도시한 분해 사시도.
도 7은 도 6에 따른 조인트 부분의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 8은 도 4에 나타난 전동 실린더를 B-B선 방향에서 바라본 단면도.
도 9, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 작동 상태를 나타낸 도면.1 is a perspective view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention;
3 is a partially cutaway perspective view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention;
4 is a transverse cross-sectional view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the transmission cylinder shown in Fig.
6 is an exploded perspective view showing an enlarged view of a joint portion shown in a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.
7 is a view showing another embodiment of the joint portion according to Fig.
8 is a cross-sectional view of the electric cylinder shown in Fig.
9 and 10 are diagrams showing an operating state of the electric cylinder according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, a detailed description of known configurations will be omitted, and a detailed description of configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 분해 사시도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 부분 절개 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 횡 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention. And FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of an electric cylinder according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더는, 회전체인 스크류(30)와, 스크류(30) 회전운동에 연동하여 실린더 바디(50) 축선을 따라 움직이면서 실린더 바디(50)를 출입하는 실린더 로드(40)를 구비한다. 그리고 상기 스크류(30) 후방으로 직렬 배치되어 전기에너지를 동력원으로 하여 정·역 회전하는 구동모터(10)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4, an electric cylinder according to an embodiment of the present invention includes a screw 30 as a rotating body, a cylinder body 30, which moves along the axis of the cylinder body 50 in conjunction with the rotation of the screw 30, And a cylinder rod 40 for entering and exiting the cylinder. And a driving motor 10 arranged in series behind the screw 30 and performing forward and reverse rotation using electric energy as a power source.

스크류(30)는 일정 구간에 걸쳐 그 외연에 나사산을 형성한 원형 막대 구조일 수 있으며, 그 후방에 직렬 배치되는 상기 구동모터(10)의 출력축(12)에 커플링(22)을 매개로 직결된다. 따라서 제어부(미도시) 신호에 따라 지시 받은 회전 방향과 회전수로 구동모터(10)가 출력하는 회전력을 제공받아 실린더 바디(50) 내에서 정·역 방향으로 회전한다. The screw 30 may be a circular bar structure having a thread formed on the outer periphery thereof over a predetermined section and connected to the output shaft 12 of the driving motor 10 arranged in series behind the screw bar 30 via a coupling 22 do. Accordingly, in response to the control unit (not shown) signal, the rotational force outputted by the driving motor 10 is given in the designated rotational direction and rotational speed, and is rotated in the forward and reverse directions in the cylinder body 50.

스크류(30) 외연에 형성되는 상기 나사산부에는 스크류 너트(31)가 나사 결합된다. 스크류 너트(31)는 상기 스크류(30) 회전 시 스크류(30)의 축선을 따라 이동하면서 스크류(30)의 회전운동을 상기 실린더 로드(40) 신축을 위한 직선운동으로 전환시키기 위해 기능하며, 이러한 스크류 너트(31)는 그 외측의 원통형 조인트(32)에 끼워지게 결합된다.A screw nut (31) is screwed to the threaded portion formed on the outer edge of the screw (30). The screw nut 31 functions to convert the rotational motion of the screw 30 into a linear motion for expanding and contracting the cylinder rod 40 while moving along the axis of the screw 30 when the screw 30 rotates. The screw nut (31) is fitted to the cylindrical joint (32) outside the screw nut (31).

실린더 바디(50)를 출입하는 상기 실린더 로드(40)는 중공의 파이프 구성으로서 내부에는 상기 스크류 너트(31)를 관통한 스크류(30)가 위치하며 그 일측 단부가 상기 조인트(32)에 연결된다. 따라서 스크류(30) 회전에 의한 스크류(30) 상에서의 스크류 너트(31)의 직선운동에 연동하여 상기 실린더 로드(40)는 실린더 바디(50)를 출입하게 된다. The cylinder rod 40 which receives and exits the cylinder body 50 has a hollow pipe structure in which a screw 30 passing through the screw nut 31 is located and one end of the cylinder rod 40 is connected to the joint 32 . The cylinder rod 40 moves in and out of the cylinder body 50 in conjunction with the linear movement of the screw nut 31 on the screw 30 by the rotation of the screw 30.

실린더 바디(50)는 상기 실린더 로드(40)와 조인트(32)를 감싸면서 장치의 전체적인 외형을 구성한다. 실린더 바디(50)에는 상기 조인트(32)가 외접한 채 스크류(30)의 축방향을 따라 진퇴할 수 있도록 원형단면의 중공면(52)이 그 길이방향으로 길게 형성되어 있으며, 중공면(52) 둘레에는 하나 이상의 키홈(54)이 실린더 바디(50) 길이방향으로 연속되게 형성된다.The cylinder body (50) encloses the cylinder rod (40) and the joint (32) to form the overall shape of the device. The cylinder body 50 is formed with a hollow surface 52 having a circular section so as to extend and retreat along the axial direction of the screw 30 while circumscribing the joint 32. The hollow surface 52 One or more keyways 54 are formed continuously in the longitudinal direction of the cylinder body 50.

도 1 내지 도 4에서 도면부호 20은 실린더 바디(50)와 구동모터(10) 사이로 설치되는 커플링 브래킷으로, 커플링 브래킷(20)에는 스크류(30)와 구동모터(10)의 출력축(12)을 직결시키는 상기 커플링(22)이 내설되며, 스크류(30)의 일측을 회전 자유롭게 지지하는 베어링(62)을 내설한 베어링 커버(60)가 상기 커플링 브래킷(20)과 실린더 바디(50) 사이에서 이들을 연결한다.1 to 4, reference numeral 20 denotes a coupling bracket installed between the cylinder body 50 and the drive motor 10. The coupling bracket 20 is provided with a screw 30 and an output shaft 12 And a bearing cover 60 bearing a bearing 62 for rotatably supporting one side of the screw 30 is mounted on the coupling bracket 20 and the cylinder body 50 ).

도 5는 도 4에 나타난 전동 실린더를 A-A선 방향에서 바라본 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of the electric cylinder shown in Fig. 4 taken along the line A-A.

도 5의 도시와 같이, 키홈(54)은 각형 구조 바람직하게는, 사각형 구조일 수 있으며, 키홈(54)이 형성된 중공면(52)에 외접한 채 진퇴하는 상기 조인트(32)의 외둘레 구체적으로는, 상기 키홈(54) 형성위치에 대응하는 조인트(32) 외둘레에는 키홈(54)과 결합하여 슬라이딩되는 각형(바람직하게는, 사각형) 단면의 키(80)가 적어도 하나 이상 설치된다.5, the keyway 54 may have a rectangular shape, or preferably a rectangular shape, and may be formed in an outer peripheral portion of the joint 32 that moves forward and backward while being circumscribed on the hollow surface 52 formed with the keyway 54 At least one key 80 having a rectangular (preferably square) cross section slidingly engaging with the key groove 54 is provided on the outer periphery of the joint 32 corresponding to the key groove 54 formation position.

키(80)와 키홈(54)의 결합으로 구동모터(10)의 회전동력을 제공받아 스크류(30)가 회전하더라도 상기 조인트(32)는 스크류(30) 회전 방향으로 회전하지 않고 스크류 너트(31)와 스크류(30) 간 나사 결합에 의해 스크류(30)를 따라 전진 또는 후퇴하며, 이로 인해 실린더 로드(40)가 실린더 바디(50)로부터 인출되거나 실린더 바디(50)에 인입되는 방향으로 직선운동을 하게 된다.The joint 32 is not rotated in the rotating direction of the screw 30 even though the screw 30 is rotated by receiving the rotational power of the driving motor 10 by the engagement of the key 80 and the key groove 54, The cylinder rod 40 is moved forward or backward along the screw 30 by the screw connection between the cylinder head 40 and the screw 30 so that the cylinder rod 40 is pulled out of the cylinder body 50 or drawn into the cylinder body 50, .

키(80)와 상기 조인트(32)는 내열, 내마모성이 우수한 비자성체 예컨대, MC 나일론(Mono cast Nylon)으로 구성될 수 있으며, 실린더 주변으로 배치되는 미도시된 센서가 감지하는 소형 자성체(90)가 상기 키(80)에 구비되어, 실린더 로드(40) 움직임에 따른 정확한 포지션과 스트로크가 상기 센서가 소형 자성체(90)를 감지하는 신호로부터 검출된다. The key 80 and the joint 32 may be made of a nonmagnetic material such as MC nylon which is excellent in heat resistance and abrasion resistance and may be made of a small magnetic material 90 sensed by an unillustrated sensor disposed around the cylinder, Is provided on the key (80), so that an accurate position and stroke in accordance with the movement of the cylinder rod (40) is detected from a signal detecting the small magnetic body (90) by the sensor.

도 5의 A-A선 단면에 나타난 조인트(32)를 별도로 도시한 도 6의 사시도에 보이는 바와 같이, 상기 키(80)와 조인트(32)는 상호 분리/결합 가능한 분리형 구성일 수 있다. 그리고 이러한 분리형 구조의 구현을 위해 키(80)의 평면 넓이에 대응되는 넓이로 형성되고 높이는 키(80)의 대략 1/2 높이 정도에 대응되는 결합 요홈(35)이 상기 조인트(32) 외연에 형성될 수 있다. 6, the key 80 and the joint 32 can be separated from each other and can be coupled to each other, as shown in a perspective view of FIG. 6 showing the joint 32 shown in FIG. In order to realize such a detachable structure, a coupling groove 35 corresponding to approximately half the height of the key 80 is formed at a width corresponding to the plane width of the key 80, .

키(80)는 조인트(32)의 길이방향을 따라 길게 형성된 구성일 수 있으며, 상기 키(80)에는 보이드(void, 82)가 하나 이상 형성될 수 있다. 보이드(void, 82)에는 키홈(54)과의 마찰력을 저감을 위한 윤활제 예컨대, 반고형의 그리스(grease)나 분말형 활석((powder type talc), 카본 파이버(carbon fiber) 등이 채워지게 된다. The key 80 may be formed long along the longitudinal direction of the joint 32 and one or more voids 82 may be formed in the key 80. The void 82 is filled with a lubricant such as a semi-solid grease, a powder type talc or a carbon fiber for reducing the frictional force with the key groove 54 .

도 6의 일 실시예와 같이 여러 개의 보이드(void, 82)가 키(80)의 평면부에 일정 간격으로 형성될 수 있으며, 이와 같은 실시예의 경우, 여러 개의 보이드(void, 82) 중 어느 하나의 보이드(void, 82)에 실린더 바디(50)로부터 출몰하는 실린더 로드(40)의 정확한 포지션 센싱(position sensing)을 위한 상기 소형 자성체(90)가 조인트(32)의 반경방향으로 매립될 수 있다.A plurality of voids 82 may be formed at regular intervals on a flat surface of the key 80 as in the embodiment of FIG. 6, and in this embodiment, any one of a plurality of voids 82 The small magnetic body 90 for precise position sensing of the cylinder rod 40 projecting and retracting from the cylinder body 50 to the void 82 of the joint 32 can be buried in the radial direction of the joint 32 .

도시하지는 않았지만 상기 평면부뿐 아니라 키(80) 측면부에도 보이드(void)를 하나 이상 형성하고 윤활제를 채워 마찰 저감을 도모할 수 있으며, 도 7의 다른 실시예와 같이, 키(80)의 선단 중앙에 장착 요홈(84)을 형성하여 여기에 실린더 로드(40)의 포지션 센싱(position sensing)을 위한 상기 소형 자성체(90)가 조인트(32) 길이방향으로 매립되게 할 수도 있다.Although not shown, one or more voids may be formed on the side surface of the key 80 as well as the side surface of the key 80 to reduce the friction by filling the lubricant. Also, as in the embodiment of FIG. 7, And the small magnetic body 90 for position sensing of the cylinder rod 40 may be buried in the longitudinal direction of the joint 32. In this case,

도 5 내지 도 7에서 도면부호 33은 상기 원통형 조인트(32)의 외주면의 일부를 수직으로 절삭하여 형성되는 절삭면으로서, 절삭면(33)의 형성으로 조인트와 중공면 사이에 틈(34, 도 5참조)이 형성되며, 조인트(32) 이동 시 중공면(52)과 실린더 로드(40) 사이의 밀폐된 공간에 존재하는 공기가 상대적으로 조인트 일측에서 타측으로 원활히 유동될 수 있어 작동저항이 줄어들게 된다. 5 to 7, reference numeral 33 denotes a cutting surface formed by vertically cutting a part of the outer circumferential surface of the cylindrical joint 32. The cutting surface 33 forms a gap 34 between the joint and the hollow surface. 5), and air existing in the closed space between the hollow surface 52 and the cylinder rod 40 can be smoothly moved from one side of the joint to the other side when the joint 32 is moved, do.

도 8은 도 4에 나타난 전동 실린더를 B-B선 방향에서 바라본 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the electric cylinder shown in Fig. 4 taken along the line B-B.

앞선 도 4에서 도면부호 70은 실린더 바디(50) 선단에 설치되어 실린더 로드(40) 외연을 감싸며 슬라이딩을 지지하는 로드 커버로서, 로드 커버(70)에 의해 지지되는 실린더 로드(40) 내측의 스크류(30) 선단에는 도 4 및 도 8의 도시와 같이 부시(72)가 장착되며, 이때 부시(72)는 실린더 로드(40) 내측에서 실린더 로드(40)의 안정적인 슬라이딩 즉, 직선운동을 안내한다. 4, reference numeral 70 denotes a rod cover which is provided at the tip of the cylinder body 50 and which supports the outer periphery of the cylinder rod 40 to support the sliding. The rod cover 70 includes a screw 4 and 8, a bush 72 is mounted on the leading end of the cylinder rod 40. At this time, the bush 72 guides a stable sliding or linear movement of the cylinder rod 40 inside the cylinder rod 40 .

실린더 로드(40)와 지속적으로 마찰하는 환경임을 고려해 상기 부시(72)는 내마모성 소재 예컨대, 폴리불화에틸렌계 합성섬유(일명 '테프론')나 세라믹(ceramic)으로 형성함이 바람직하며, 부시(72)와 스크류(30) 사이에는 스크류(30) 회전 시 부시(72)가 함께 회전하는 것을 방지하여 부시(72)와 실린더 로드(40) 중공면 사이의 회전 마찰이 최소화될 수 있도록 베어링(74)이 설치될 수 있다.The bush 72 may be formed of a wear resistant material such as polyfluoroethylene-based synthetic fiber (so-called 'Teflon') or ceramic, considering that the bush 72 is in an environment of continuous friction with the cylinder rod 40, Between the bush 72 and the screw 30 prevents the bush 72 from rotating together when the screw 30 rotates so as to minimize the rotational friction between the bush 72 and the hollow surface of the cylinder rod 40. [ Can be installed.

도면 중 미설명 부호 73은 로드 커버(70)에 설치되며 상기 실린더 로드(40)를 외연을 감싸며 슬라이딩을 지지하는 원통형 부시이다. In the drawings, reference numeral 73 denotes a cylindrical bush installed in the rod cover 70 and surrounding the outer cylinder of the cylinder rod 40 to support the sliding.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 작동에 대해 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation of the electric cylinder according to the embodiment of the present invention will be briefly described.

도 9, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전동 실린더의 작동 상태를 나타낸 도면으로서, 도 9는 구동모터(10)가 일방향으로 회전하여 실린더 로드(40)가 실린더 바디(50)로부터 인출되는 모습을 나타낸 작동 상태도이며, 도 10은 반대로 구동모터(10)가 다른 일방향으로 회전하여 인출된 실린더 로드(40)가 실린더 바디(50)로 다시 인입되는 모습을 나타낸 작동 상태도이다. 9 and 10 show an operation state of the electric cylinder according to the embodiment of the present invention. Fig. 9 shows a state in which the drive motor 10 is rotated in one direction and the cylinder rod 40 is drawn out from the cylinder body 50 10 is an operational state view showing a state in which the cylinder rod 40 drawn out by the rotation of the driving motor 10 in the other direction is retracted into the cylinder body 50 in the opposite direction.

이하 설명의 편의를 위해 실린더 로드(40) 인출을 위한 구동모터(10) 회전방향을 정방향, 그 반대방향을 역방향으로 정의하여 설명하기로 한다. For convenience of explanation, the direction of rotation of the driving motor 10 for drawing out the cylinder rod 40 is defined as a forward direction and the opposite direction is defined as a reverse direction.

구동모터(10)는 제어부(미도시) 신호에 따라 지시 받은 회전 방향과 회전수로 회전동력을 출력하며, 스크류(30)는 상기 구동모터(10)가 출력하는 회전동력을 제공받아 구동모터(10) 출력축(12)과 같은 방향으로 회전한다. 도 9와 같이 구동모터(10) 회전동력 출력 방향이 정방향이고 스크류(30) 회전방향이 정회전이면, 스크류(30) 상에서 스크류 너트(31)와 이와 결합한 조인트(32)는 전진운동을 한다.The driving motor 10 outputs rotational power in the rotational direction and rotational speed instructed by the control unit (not shown), and the screw 30 receives rotational power output from the driving motor 10, 10) in the same direction as the output shaft 12. 9, the screw nut 31 and the joint 32 engaged with the screw nut 30 move forward when the rotational power output direction of the driving motor 10 is the forward direction and the screw 30 is rotated in the normal direction.

스크류 너트(31)는 조인트(32)에 축삽되고 조인트(32)에는 실린더 로드(40) 일측 단부가 연결되어 있다. 따라서 스크류(30)가 정회전하고 스크류 너트(31)와 조인트(32)가 스크류(30)를 따라 전진운동을 하면, 실린더 로드(40) 역시 조인트(32)의 전진운동에 따라 해당방향(도면의 화살표 방향)으로 이동함으로써 결국 도 9와 같이 실린더 바디(50)로부터 인출된다.The screw nut 31 is screwed to the joint 32 and the joint end 32 is connected to one end of the cylinder rod 40. When the screw 30 and the joint 32 advance and move along the screw 30, the cylinder rod 40 is also moved in the corresponding direction The direction of the arrow), and is eventually drawn out of the cylinder body 50 as shown in Fig.

조인트(32)와 실린더 바디(50) 중공면(52)의 키(80)와 키홈(54)의 결합에 의하여 스크류(30)가 회전하더라도 스크류 너트(31)와 상기 조인트(32)는 스크류(30) 회전 방향으로 회전하지 않으며, 스크류 너트(31)와 스크류(30) 간 나사 결합으로 인하여 스크류(30)가 정회전하면 스크류 너트(31)와 조인트(32)는 스크류(30)를 따라 전진운동을 하게 되는 것이다.Even if the screw 30 is rotated by the engagement of the key 32 of the joint 32 and the key 80 of the hollow surface 52 of the cylinder body 50 with the key groove 54, the screw nut 31 and the joint 32 are screwed The screw nut 31 and the joint 32 move forward along the screw 30 when the screw 30 rotates due to the screw connection between the screw nut 31 and the screw 30, I will exercise.

반대로, 도 10과 같이 구동모터(10) 회전동력 출력 방향이 역방향이고 스크류(30) 회전방향이 역회전이면, 스크류(30) 상에서 스크류 너트(31)와 이와 결합한 조인트(32)는 후퇴하게 되며, 조인트(32)와 연결된 실린더 로드(40) 역시 조인트(32)의 후퇴에 연동해 실린더 바디(50)에 인입되는 방향(도면의 화살표 방향)으로 직선운동을 하게 되는 것이다.10, the screw nut 31 and the joint 32 engaged with the screw nut 30 are retracted on the screw 30 when the rotational power output direction of the drive motor 10 is reverse and the screw 30 is rotated in the reverse direction The cylinder rod 40 connected to the joint 32 is also linearly moved in a direction in which the cylinder rod 40 is drawn into the cylinder body 50 in association with the retraction of the joint 32 (in the direction of the arrow in the figure).

본 발명의 실시예에 따르면, 조인트와 실린더 바디 사이로 개입되는 키에 윤활제가 채워지는 보이드가 형성됨으로써, 안정적인 직진성을 확보할 수 있을 정도의 길이로 키를 형성하면서도 실린더 바디의 키홈과 키 사이의 마찰은 최소화할 수 있다. 즉, 기계적인 마모와 소음은 줄고, 안정성과 높은 구동 정밀도를 장시간 유지할 수 있는 전동 실린더를 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the voids filled with the lubricant are formed in the key interposed between the joint and the cylinder body, the friction between the keyway and the key of the cylinder body can be maintained even when the key is formed to a length sufficient to ensure stable straight- Can be minimized. That is, the mechanical abrasion and noise can be reduced, and an electric cylinder capable of maintaining stability and high driving precision for a long time can be realized.

또한, 실린더 바디 중공면을 따라 움직이는 조인트와 이의 원주방향 회전을 저지하기 위한 키가 분리형으로 구성됨으로써, 구동 정밀도에 심각한 영향이 있을 정도로 키가 마모된 때 상기 키만을 간단하게 교체하면 되므로, 유지 관리(maintenance) 측면에 있어 유리하고, 그 비용 또한 절감시킬 수 있다는 이점이 있다.In addition, since the joint moving along the hollow surface of the cylinder body and the key for preventing rotation in the circumferential direction are separated from each other, it is possible to simply replace only the key when the key is worn so as to seriously affect the driving accuracy. it is advantageous in terms of maintenance, and the cost can also be reduced.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

10 : 구동모터 12 : 출력축
20 : 커플링 브래킷 22 : 커플링
30 : 스크류 31 : 스크류 너트
32 : 조인트 40 : 실린더 로드
50 : 실린더 바디 52 : 중공면
54 : 키홈 60 : 베어링 커버
62 : 베어링 70 : 로드 커버
72, 73 : 부시
74 : 베어링
80 : 키
82 : 보이드(void) 84 : 장착 요홈
90 : 자성체10: drive motor 12: output shaft
20: coupling bracket 22: coupling
30: screw 31: screw nut
32: Joint 40: Cylinder rod
50: cylinder body 52: hollow surface
54: keyway 60: bearing cover
62: Bearing 70: Rod cover
72, 73: Bush
74: Bearings
80: Key
82: void 84: mounting groove
90: magnetic substance

Claims

회전력을 출력하는 구동모터, 커플링을 통해 상기 구동모터의 출력축에 직결되는 스크류, 스크류와 나사 결합하여 스크류를 따라 이동하는 스크류 너트, 스크류 너트가 끼워지게 결합하는 원통형상의 조인트, 일측 단부가 상기 조인트에 연결되며 내부에는 상기 스크류 너트를 관통한 스크류가 위치하는 중공의 실린더 로드, 실린더 로드와 조인트를 감싸며 상기 조인트가 외접하여 스크류의 축방향을 따라 진퇴할 수 있게 원형단면의 중공면을 형성한 실린더 바디, 실린더 바디와 구동모터 사이에서 상기 커플링을 감싸는 커플링 브래킷을 포함하며,
실린더 바디의 상기 중공면 둘레에는 하나 이상의 키홈이 이 실린더 바디 길이방향으로 연속되게 형성되고, 실린더 바디 중공면에 외접한 채 직선운동하는 상기 조인트 외둘레에는 상기 키홈에 결합하여 슬라이딩되는 키가 하나 이상 구비되며, 실린더 로드의 포지션 센싱을 위한 소형 자성체가 상기 키에 하나 이상 구비되되,
상기 키는 조인트의 길이방향을 따라 길게 형성되고, 상기 키홈과의 마찰력 저감을 위한 윤활제가 채워지는 보이드(void)가 상기 키에 일정 간격으로 형성되며, 보이드(void) 중 어느 하나에 실린더 로드의 포지션 센싱을 위한 소형 자성체가 매립된 것을 특징으로 하는 전동 실린더.
A screw directly connected to the output shaft of the drive motor through a coupling, a screw nut which is screwed with the screw and moves along the screw, a cylindrical joint in which the screw nut is engaged, A hollow cylindrical cylinder rod in which a screw threaded through the screw nut is disposed, a cylinder rod which surrounds the cylinder rod and the joint and forms a hollow surface having a circular cross section so that the joint can move forward and backward along the axial direction of the screw, A body, a coupling bracket surrounding the coupling between the cylinder body and the drive motor,
Wherein at least one key groove is formed around the hollow surface of the cylinder body so as to be continuous in the longitudinal direction of the cylinder body and a key that slides on the outer circumference of the joint, Wherein at least one small magnetic body for position sensing of the cylinder rod is provided in the key,
The key is formed to be long along the longitudinal direction of the joint and voids filled with a lubricant for reducing frictional force with the key groove are formed at regular intervals in the key, Wherein a small magnetic body for position sensing is embedded.

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회전력을 출력하는 구동모터, 커플링을 통해 상기 구동모터의 출력축에 직결되는 스크류, 스크류와 나사 결합하여 스크류를 따라 이동하는 스크류 너트, 스크류 너트가 끼워지게 결합하는 원통형상의 조인트, 일측 단부가 상기 조인트에 연결되며 내부에는 상기 스크류 너트를 관통한 스크류가 위치하는 중공의 실린더 로드, 실린더 로드와 조인트를 감싸며 상기 조인트가 외접하여 스크류의 축방향을 따라 진퇴할 수 있게 원형단면의 중공면을 형성한 실린더 바디, 실린더 바디와 구동모터 사이에서 상기 커플링을 감싸는 커플링 브래킷을 포함하며,
실린더 바디의 상기 중공면 둘레에는 하나 이상의 키홈이 이 실린더 바디 길이방향으로 연속되게 형성되고, 실린더 바디 중공면에 외접한 채 직선운동하는 상기 조인트 외둘레에는 상기 키홈에 결합하여 슬라이딩되는 키가 하나 이상 구비되며, 실린더 로드의 포지션 센싱을 위한 소형 자성체가 상기 키에 하나 이상 구비되되,
상기 키는 조인트의 길이방향을 따라 길게 형성되고, 상기 키홈과의 마찰력 저감을 위한 윤활제가 채워지는 보이드(void)가 상기 키에 일정 간격으로 형성되며,
상기 키의 선단 중앙에 장착 요홈이 마련되고, 상기 장착 요홈에 실린더 로드의 포지션 센싱을 위한 소형 자성체가 매립된 것을 특징으로 하는 전동 실린더.
A screw directly connected to the output shaft of the drive motor through a coupling, a screw nut which is screwed with the screw and moves along the screw, a cylindrical joint in which the screw nut is engaged, A hollow cylindrical cylinder rod in which a screw threaded through the screw nut is disposed, a cylinder rod which surrounds the cylinder rod and the joint and forms a hollow surface having a circular cross section so that the joint can move forward and backward along the axial direction of the screw, A body, a coupling bracket surrounding the coupling between the cylinder body and the drive motor,
Wherein at least one key groove is formed around the hollow surface of the cylinder body so as to be continuous in the longitudinal direction of the cylinder body and a key that slides on the outer circumference of the joint, Wherein at least one small magnetic body for position sensing of the cylinder rod is provided in the key,
Wherein the key is elongated along the longitudinal direction of the joint and voids filled with a lubricant for reducing frictional force with the key groove are formed at regular intervals in the key,
Wherein a mounting groove is provided at the center of the tip of the key and a small magnetic body for sensing the position of the cylinder rod is embedded in the mounting groove.

제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 키와 조인트가 분리형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동 실린더.
6. The method according to claim 1 or 5,
And the key and the joint are configured to be separated from each other.

제 6 항에 있어서,
상기 조인트에 키가 결합하게 되는 결합 요홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 실린더.
The method according to claim 6,
And a joint groove is formed in the joint so that a key is engaged with the joint.

제 6 항에 있어서,
상기 조인트의 외주면에는 평면상의 절삭면이 형성되며, 상기 절삭면에 의해 실린더 바디의 중공면과 조인트 사이에 틈이 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 실린더.
The method according to claim 6,
Wherein a planar cut surface is formed on an outer circumferential surface of the joint, and a clearance is formed between the hollow surface of the cylinder body and the joint by the cut surface.

회전력을 출력하는 구동모터, 커플링을 통해 상기 구동모터의 출력축에 직결되는 스크류, 스크류와 나사 결합하여 스크류를 따라 이동하는 스크류 너트, 스크류 너트가 끼워지게 결합하는 원통형상의 조인트, 일측 단부가 상기 조인트에 연결되며 내부에는 상기 스크류 너트를 관통한 스크류가 위치하는 중공의 실린더 로드, 실린더 로드와 조인트를 감싸며 상기 조인트가 외접하여 스크류의 축방향을 따라 진퇴할 수 있게 원형단면의 중공면을 형성한 실린더 바디, 실린더 바디와 구동모터 사이에서 상기 커플링을 감싸는 커플링 브래킷을 포함하며,
실린더 바디의 상기 중공면 둘레에는 하나 이상의 키홈이 이 실린더 바디 길이방향으로 연속되게 형성되고, 실린더 바디 중공면에 외접한 채 직선운동하는 상기 조인트 외둘레에는 상기 키홈에 결합하여 슬라이딩되는 키가 하나 이상 구비되며, 실린더 로드의 포지션 센싱을 위한 소형 자성체가 상기 키에 하나 이상 구비되며,
스크류의 일측을 회전 자유롭게 지지하는 베어링을 내설한 베어링 커버가 실린더 바디와 커플링 브래킷 사이에서 이들을 연결하고, 실린더 바디 선단에는 실린더 로드 외연을 감싸며 슬라이딩을 지지하는 로드 커버가 설치되며,
상기 로드 커버에 의해 지지되는 실린더 로드 내측의 스크류 선단에 실린더 로드의 슬라이딩을 내측에서 지지하는 부시가 장착되고, 부시와 스크류 사이에 베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 전동 실린더.A screw directly connected to the output shaft of the drive motor through a coupling, a screw nut which is screwed with the screw and moves along the screw, a cylindrical joint in which the screw nut is engaged, A hollow cylindrical cylinder rod in which a screw threaded through the screw nut is disposed, a cylinder rod which surrounds the cylinder rod and the joint and forms a hollow surface having a circular cross section so that the joint can move forward and backward along the axial direction of the screw, A body, a coupling bracket surrounding the coupling between the cylinder body and the drive motor,
Wherein at least one key groove is formed around the hollow surface of the cylinder body so as to be continuous in the longitudinal direction of the cylinder body and a key that slides on the outer circumference of the joint, And at least one small magnetic body for position sensing of the cylinder rod is provided in the key,
A bearing cover for bearing a bearing for rotatably supporting one side of the screw is connected between the cylinder body and the coupling bracket and a rod cover for supporting the sliding of the cylinder rod outer periphery is provided at the tip of the cylinder body,
Wherein a bush for supporting the sliding of the cylinder rod from the inside is mounted on the tip of the screw inside the cylinder rod supported by the rod cover, and a bearing is provided between the bush and the screw.

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