KR20110066860A

KR20110066860A - 리니어 액추에이터

Info

Publication number: KR20110066860A
Application number: KR1020100124215A
Authority: KR
Inventors: 시게노리 미야이리; 코지 나카타케
Original assignee: 산요 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-06-17
Also published as: EP2333379A2; EP2333379A3; JP2011141027A; CN102097888A; JP5463273B2; CN102097888B; US20110138947A1; EP2333379B1; US8770052B2

Abstract

높은 조립 정밀도를 필요로 하지 않는 리니어 액추에이터를 제공한다.
회전축(3), 회전자(5) 및 고정자(7)를 갖는 모터부(1)와, 회전축(3)의 일단(3A)을 지지하는 제 1 베어링부와, 회전축(3)의 일단(3A) 상에 나사 결합되는 로크 너트(13)와, 로크 너트(13)에 나사 고정된 볼나사 너트(15) 및 볼나사 너트에 나사 결합되는 볼나사(17)로 이루어지는 볼나사 기구(19)를 설치한다. 회전축(3)에 형성된 수나사부(21)와 로크 너트(13)에 형성된 암나사부(23)가 나사 결합된 상태로 수나사부(21)와 암나사부(23)를 제외하고 회전축(3)의 외주부(3E)와 로크 너트(13)의 내주부(13A)가 대향하는 부분(33A 및 33B)에 형성되는 간극의 치수(GD1 및 GD2)가 소정의 치수로 정해져 있다.

Description

리니어 액추에이터{LINEAR ACTUATOR}

본 발명은 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 리니어 액추에이터에 관한 것이다.

일본 특허 공개 2002-372118호 공보(특허문헌 1) 및 일본 특허 제 4251789호 공보(특허문헌 2)에는 모터의 회전 운동에 의해 회전하는 중공상의 회전축(103 및 203)과, 회전축(103 및 203)에 고정된 볼나사 너트(115 및 215)와, 이 볼나사 너트(115 및 215)에 나사 결합되는 볼나사(117 및 217)를 구비하고, 회전축(103 및 203)의 회전 운동에 의해 볼나사(117 및 217)를 출력축으로 하여 회전축(103 및 203)의 축선 방향으로 직선 운동하는 종래의 리니어 액추에이터가 개시되어 있다. 이들 리니어 액추에이터에서는 회전축(103 및 203)의 외주부에 형성된 나사부(121 및 221)에 나사 결합되는 로크 너트(113 및 213)에 볼나사 너트(115 및 215)를 나사 고정함으로써 볼나사 너트(115 및 215)가 회전축(103 및 203)에 대하여 고정되어 있다(도 3 및 도 4 참조. 또한, 도 3 및 도 4에서는 도시를 용이하게 하기 위해서 해칭을 생략하고 있다). 특히, 도 4에 나타내는 일본 특허 제 4251789호(특허문헌 2)에 개시된 리니어 액추에이터에서는 회전축(203)의 단부(203A)가 볼나사 너트(215)에 접촉하도록 볼나사 너트(215)의 플랜지부(215B)와 로크 너트(213) 사이에 간극(244)을 형성하고, 볼나사 너트(215)와 로크 너트(213)를 나사 고정할 때의 체결력에 의해 볼나사 너트(215)와 로크 너트(213)의 고정을 강화하는 구성이 채용되어 있다.

일본 특허 공개 2002-372118호 공보 일본 특허 제 4251789호 공보

그러나, 종래의 리니어 액추에이터는 볼나사 너트를 회전축에 고정하는 로크 너트가 회전축의 외주부에 나사 결합되어 고정되어 있기 때문에 회전축의 외주부와 로크 너트의 내주부 사이에 백래시 또는 중심 어긋남(2개의 부재의 회전 중심의 어긋남)이 생기기 쉽다. 그 때문에 종래의 리니어 액추에이터에서는 조립 정밀도를 높이지 않을 때에는 회전축의 회전 중심과 볼나사의 회전 중심 사이에 중심 어긋남이 발생하여 볼나사의 회전 중심이 회전축의 축선에 대하여 기울어진 상태가 된다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 리니어 액추에이터에서는 회전축의 단부가 볼나사 너트에 접촉하도록 볼나사 너트가 로크 너트에 복수의 나사를 사용하여 고정되어 있다. 그 때문에 볼나사 너트를 로크 너트에 복수의 나사를 사용하여 고정할 때에 나사의 체결력이 지나치게 커지면 회전축의 단부가 변형 또는 파손될 우려가 있다.

본 발명의 목적은 높은 조립 정밀도를 필요로 하지 않는 리니어 액추에이터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전축의 단부의 변형 또는 파손을 방지할 수 있는 리니어 액추에이터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 리니어 액추에이터는 모터부, 제 1 및 제 2 베어링부, 로크 너트, 볼나사 기구를 구비하고 있다. 모터부는 축선 방향의 적어도 일단에 개구부를 갖는 통상의 회전축, 회전축에 고정된 회전자 및 회전자의 외측에 배치된 고정자를 갖는다. 모터부에는 스테핑 모터, 서보 모터 등의 공지의 모터를 사용할 수 있다.

제 1 베어링부는 회전축의 일단을 회전 가능하게 지지하도록 구성되고, 제 2 베어링부는 회전축의 타단을 회전 가능하게 지지하도록 구성되어 있다.

로크 너트는 제 1 베어링부의 내륜과 접촉하여 제 1 베어링부의 내륜의 축선 방향으로의 이동을 저지하도록 회전축의 일단 상에 나사 결합되어 있다.

볼나사 기구는 볼나사 너트 및 볼나사로 구성되어 있다. 볼나사 너트는 회전축의 개구부 내에 감합되는 너트 본체 및 너트 본체와 일체로 형성되어 개구부의 외측에 위치하는 플랜지부를 구비하고 있고, 플랜지부가 로크 너트에 접촉한 상태로 복수의 나사 부재를 사용해서 로크 너트에 나사 고정되어 있다. 볼나사는 일부가 회전축 내에 연장되도록 볼나사 너트와 나사 결합되어 있다.

본 발명의 리니어 액추에이터에서는 회전축의 일단의 외주부에 로크 너트와 나사 결합되는 수나사부가 형성되어 있다. 또한, 로크 너트의 내주부에는 회전축의 수나사부와 나사 결합되는 암나사부가 형성되어 있다. 그리고 수나사부와 암나사부를 제외한 회전축의 외주부와 로크 너트의 내주부가 대향하는 부분에 형성되는 간극의 치수가 수나사부와 암나사부가 나사 결합된 상태로 복수의 나사 부재에 의해 로크 너트에 볼나사 너트가 고정되었을 때에 회전축의 회전 중심과, 로크 너트의 회전 중심과, 볼나사 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있다. 이렇게 하면 로크 너트를 회전축에 나사 결합시키는 작업 과정에 있어서 수나사부와 암나사부를 제외한 회전축의 외주부와 로크 너트의 내주부가 대향하는 부분이 가이드(guide)로 되어[인로우(inlaw)로 되어] 회전축의 회전 중심과 로크 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 방지한다. 그래서 볼나사 너트의 플랜지부가 로크 너트에 접촉한 상태로 복수의 나사 부재를 사용하여 로크 너트에 볼나사 너트의 플랜지부가 고정되기 때문에 로크 너트의 회전 중심과 볼나사 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 특히 높은 조립 정밀도를 필요로 하지 않고, 볼나사의 회전 중심이 회전축의 축선에 대하여 기울어진 상태가 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 리니어 액추에이터는 당연히 케이싱 구조체를 갖고 있다. 예를 들면 케이싱 구조체는, 제 1 엔드 브래킷과 제 2 엔드 브래킷을 구비하고, 모터부 및 상기 볼나사 기구를 위한 케이싱의 일부를 구성하는 구조로 하는 것이 바람직하다. 제 1 엔드 브래킷은 제 1 베어링부를 고정하고, 회전축의 축선 방향의 일방측에 위치해서 볼나사가 축선 방향으로 이동하는 것을 허용하도록 구성할 수 있다. 제 2 엔드 브래킷은 제 2 베어링부를 고정하고, 축선 방향의 타방측에 위치해서 회전축의 타단이 회전 가능하게 돌출되는 것을 허용하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 리니어 액추에이터에서는 회전축의 일단의 외주부에 상기 수나사부와 제 1 원통상 외주면부와 제 2 원통상 외주면부를 형성하는 것이 바람직하다. 수나사부는 로크 너트의 암나사부와 나사 결합되는 구조로 되어 있다. 제 1 원통상 외주면부는 수나사부보다 제 2 베어링부 부근의 위치에 존재한다. 제 2 원통상 외주면부는 제 1 원통상 외주면부보다 소경의 치수를 갖고, 수나사부를 사이에 두고 제 1 원통상 외주면부와 반대의 위치에 존재한다. 한편, 로크 너트의 내주부에는 암나사부와 제 1 원통상 내주면부와 제 2 원통상 내주면부를 형성하는 것이 바람직하다. 암나사부는 회전축의 수나사부와 나사 결합되는 구조로 되어 있다. 제 1 원통상 내주면부는 수나사부와 암나사부가 나사 결합된 상태로 제 1 원통상 외주면부와 대향하고 있다. 또한, 제 2 원통상 내주면부는 제 1 원통상 내주면부보다 소경의 치수를 갖고, 수나사부와 암나사부가 나사 결합된 상태로 제 2 원통상 외주면부와 대향하고 있다. 그리고, 제 1 원통상 외주면부와 제 1 원통상 내주면부 사이의 간극의 치수 및 제 2 원통상 외주면부와 제 2 원통상 내주면부 사이의 간극의 치수는 복수의 나사 부재에 의해 로크 너트에 볼나사 너트가 고정되었을 때에 회전축의 회전 중심과, 로크 너트의 회전 중심과, 볼나사 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있다.

이렇게 회전축의 외주면과 로크 너트의 내주면 사이에 구성되고, 수나사부와 암나사부가 나사 결합되는 부분을 축선 방향을 사이에 두고 배열되는 2개의 간극 각각의 간극의 치수를 회전축, 로크 너트 및 볼나사의 각 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정하면 회전축의 축선과 볼나사의 회전 중심을 옮기지 않고 볼나사를 확실히 직선 이동시킬 수 있다.

본 발명의 리니어 액추에이터에서는 볼나사 너트의 플랜지부가 로크 너트에 접촉한 상태로 로크 너트에 고정되어 있기 때문에 회전축의 일단과 볼나사 너트의 플랜지부 사이에 간극을 형성할 수 있다. 이러한 간극을 형성하면 볼나사 너트를 로크 너트에 나사 고정할 때에 볼나사 너트가 회전축의 일단에 접촉하지 않기 때문에 볼나사 너트의 체결에 의해 회전축의 일단이 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 회전축의 축선과 볼나사의 회전 중심이 어긋나지 않고 볼나사가 확실히 직선 이동하는 리니어 액추에이터를 용이하게 조립할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 리니어 액추에이터의 일례의 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부(회전축의 일단에 볼나사 기구가 부착된 부분)를 확대한 도면이다.
도 3은 종래의 리니어 액추에이터의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 리니어 액추에이터의 다른 구조를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 리니어 액추에이터의 실시 형태의 일례의 단면도이다. 또한, 도 1에서는 회전축, 회전자부, 로크 너트, 볼나사 너트 등은 반부 단면도에서 나타내어져 있다. 도 1에 있어서 부호 1은 스테핑 모터로 이루어지는 모터부를 나타내고 있다. 모터부(1)는 회전축(3)과 회전자(5)와 고정자(7)를 구비한다. 회전축(3)은 양단(일단(3A) 및 타단(3B))이 개구하는 개구부(3C 및 3D)를 구비하는 통형상을 갖는다. 회전축(3)은 후술하는 볼나사(17)가 축선을 따라 내부를 왕복 이동할 수 있는 내경 치수를 갖고 있다. 또한, 회전축(3)의 외주부(3E)에는 회전자(5)를 고정하기 위한 소경부(3F)와, 소경부(3F)의 지름 치수보다 큰 지름 치수를 갖고, 또한 후술의 볼나사 너트(15)의 너트 본체(15A)가 감합되는 대경부(3G)를 구비하고 있다. 회전축(3)의 외주부(3E)에는 2개의 회전자(5)가 고정되어 있다. 그리고, 회전자(5)의 지름 방향 외측에는 고정자(7)가 배치되어 있다. 본 예에서는 모터부(1)로서 공지의 하이브리드형 스테핑 모터가 사용되고 있다. 하이브리드형 스테핑 모터는 외주에 소정 각도의 피치로 복수의 작은 톱니(50 및 52)가 형성된 2개의 회전자 스택(5A 및 5B)과, 2개의 회전자 스택(5A 및 5B) 사이에 배치되는 영구 자석(6)으로 구성된다. 영구 자석(6)은 복수의 작은 톱니(50 및 52)에 다른 극성의 자극이 나타나도록 두께 방향으로 착자되어 있다. 그리고 고정자(7)는 요크(8A)의 내주에 등간격으로 배치된 복수의 자극부(8B)를 갖는 고정자 코어(8)의 각 자극부(8B)에 권선부(W)를 구비한 보빈(B)이 실장된 구조를 갖고 있다. 복수의 자극부(8B)의 자극면에는 도시되지 않는 복수의 작은 톱니가 형성되어 있다.

회전축(3)의 대경부(3G)의 일단(3A)의 외주부에는 제 1 베어링부로서 환상의 스러스터 베어링(9)의 내륜(9A)이 고정되어 있다. 이 스러스터 베어링(9)의 외륜(9B)은 후술의 케이싱(27)의 일부를 구성하는 제 1 엔드 브래킷(29)에 감합되어 있다. 그리고, 나사(10)에 의해 제 1 엔드 브래킷(29)에 고정된 링 부재(12)에 의해 스러스터 베어링(9)의 빠짐 방지가 꾀해지고 있다. 스러스터 베어링(9)은 회전축(3)이 축선 방향(스러스트 방향)으로 이동하지 않도록 회전축(3)의 일단(3A)을 회전 가능하게 지지한다.

회전축(3)의 소경부(3F)의 타단(3B)의 외주부(3E)에는 제 2 베어링부로서 볼베어링(11)이 설치되어 있다. 이 볼베어링(11)의 외륜(11A)은 제 2 엔드 브래킷(31)에 감합되어 있고, 내륜(11B)은 회전축(3)의 타단(3B)에 감합되어 있다. 회전축(3)의 타단(3B)에는 베어링 위치 결정용의 단부(段部)(3H)가 형성되어 있다.

스러스터 베어링(9)으로부터 축선 방향으로 연장되는 회전축(3)의 일단(3A)의 연장 부분 상에는 로크 나사(13)가 나사 결합되어 있다. 구체적으로는, 회전축(3)의 대경부(3G)의 일단(3A)의 외주부에는 수나사부(21)가 형성되어 있다. 또한, 로크 너트(13)의 내주부(13A)에는 암나사부(23)가 형성되어 있다. 그리고 회전축(3)의 수나사부(21)와 로크 너트(13)의 암나사부(23)가 나사 결합됨으로써 로크 너트(13)가 회전축(3)에 나사 결합된다. 또한, 로크 너트(13)는 회전축(3)에 나사 결합된 상태로 로크 너트(13)에 형성된 도시되지 않는 관통 구멍에 감합되고 또한 회전축(3)의 대경부(3G)의 외주부에 형성된 도시되지 않는 나사 구멍에 나사 결합되는 2개의 나사에 의해 회전축(3)에 대하여 고정되어 있다. 로크 너트(13)의 내주부(13A)에는 도시되는 않는 2개의 나사의 두부에 대응하는 위치에 두부가 장해가 되지 않도록 하기 위한 환상의 홈(22)이 2개 형성되어 있다. 로크 너트(13)는 스러스터 베어링(9)(제 1 베어링부)의 내륜(9A)과 접촉해서 스러스터 베어링(9)의 내륜(9A)이 축선 방향으로 이동하는 것을 저지하고 있다. 또한, 회전축(3)과 로크 너트(13)의 나사 결합 구조에 대해서는 뒤에 자세하게 설명한다.

회전축(3)의 일단(3A)에는 볼나사 너트(15)가 고정되어 있다. 볼나사 너트(15)는 회전축(3)의 개구부(3C) 내에 감합되는 너트 본체(15A) 및 너트 본체(15A)와 일체로 형성되어 개구부(3C)의 외측에 위치하는 플랜지부(15B)를 구비하고 있다. 볼나사 너트(15)는 플랜지부(15B)가 로크 너트(13)에 접촉한 상태로 둘레 방향으로 간극을 두고 배치된 4개의 나사(25)(나사 부재)를 사용해서 로크 너트(13)에 나사 고정되어 있다. 4개의 나사(25)는 볼나사 너트(15)의 플랜지부(15B)에 등간격으로 형성된 관통 구멍(15C) 및 관통 구멍(15C)에 대응하여 로크 너트(13)에 등간격으로 형성된 나사 구멍(13B)에 나사 결합되고, 볼나사 너트(15)를 로크 너트(13)에 고정하고 있다. 볼나사 너트(15)에는 일부가 회전축(3) 내에 연장되도록 볼나사(17)가 나사 결합되어 있다. 이들 볼나사 너트(15)와 볼나사(17)에 의해 볼나사 기구(19)가 구성되어 있다. 제 1 엔드 브래킷(29)에는 로크 너트(13), 볼나사 너트(15) 및 볼나사(17)의 일부를 덮는 엔드 커버(28)가 고정되어 있다. 엔드 커버(28)는 볼나사 기구(19)를 둘러싸도록 회전축(3)의 축선 방향의 일방측(회전축(3)의 일단(3A)측)에 위치하고, 볼나사(17)가 축선 방향으로 이동하는 것을 허용하는 관통 구멍(28A)을 구비한다. 그리고, 엔드 커버(28)는 제 1 엔드 브래킷(29)의 네 모서리에 4개의 나사(30)를 사용하여 고정되어 있다. 본 예의 리니어 액추에이터에서는 모터부(1) 및 볼나사 기구(19)가 케이싱 구조체(케이싱(27))에 수납되어 있다. 이 케이싱 구조체는 엔드 커버(28), 제 1 엔드 브래킷(29), 제 2 엔드 브래킷(31), 링 부재(12) 및 고정자(7)의 고정자 코어(8)에 의해 구성되어 있다.

또한, 제 2 엔드 브래킷(31)에는 제 2 베어링부를 구성하는 볼베어링(11)이 감합되어 있다. 구체적으로는, 제 2 엔드 브래킷(31)의 내벽부(31A)에 일체로 형성된 원통부(31B) 내에 볼베어링(11)이 감합되어 있다. 또한, 제 2 엔드 브래킷(31)의 측벽부(31D)에는 모터부(1)에 접속해서 모터부(1)에 전력을 공급하는 리드 선(1A)을 외부로 인출할 수 있는 도시되지 않는 관통 구멍이 형성되어 있다.

도 2에 확대해서 나타내는 바와 같이, 본 예의 리니어 액추에이터에서는 수나사부(21)와 암나사부(23)가 나사 결합된 상태로 수나사부(21)와 암나사부(23)를 제외하고 회전축(3)의 대경부(3G)의 외주부와 로크 너트(13)의 내주부(13A)가 대향하는 부분(33A 및 33B)에 형성되는 간극의 치수(GD1 및 GD2)가 4개의 나사 부재(25)에 의해 로크 너트(13)에 볼나사 너트(15)가 고정되었을 때에 회전축(3)의 회전 중심(RC)과, 로크 너트(13)의 회전 중심과, 볼나사 너트(15)의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있다. 즉, 회전축(3)의 회전 중심(RC)에 대하여 로크 너트(13) 및 볼나사 너트(15)의 각 회전 중심이 겹치도록 부분(33A 및 33B)에 형성되는 간극의 치수(GD1 및 GD2)가 정해져 있다.

구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전축(3)의 대경부(3G)의 일단(3A)의 외주부에 로크 너트(13)와 나사 결합되는 수나사부(21)와, 수나사부(21)보다 스러스트 베어링(9) 부근의 위치에 있는 제 1 원통상 외주면부(35)와, 수나사부(21)를 사이에 두고 제 1 원통상 외주면부(35)와는 반대의 위치에 있어서 제 1 원통상 외주면부(35)보다 소경의 제 2 원통상 외주면부(37)가 각각 형성되어 있다. 또한, 로크 너트(13)의 내주부(13A)에는 회전축(3)의 수나사부(21)와 나사 결합되는 암나사부(23)와, 수나사부(21)와 암나사부(23)가 나사 결합된 상태로 제 1 원통상 외주면부(35)와 대향하는 제 1 원통상 내주면부(39)와, 제 1 원통상 내주면부(39)보다 소경이며 또한 수나사부(21)와 암나사부(23)가 나사 결합된 상태로 제 2 원통상 외주면부(37)와 대향하는 제 2 원통상 내주면부(41)가 형성되어 있다.

즉, 회전축(3)에 형성된 제 1 원통상 외주면부(35)와 로크 너트(13)에 형성된 제 1 원통상 내주면부(39)에 의해 상기 부분(33A)이 구성되어 있다. 또한, 회전축(3)에 형성된 제 2 원통상 외주면부(37)와 로크 너트(13)에 형성된 제 2 원통상 내주면부(41)에 의해 상기 부분(33B)이 구성되어 있다.

본 예에서는 제 1 원통상 외주면부(35)와 제 1 원통상 내주면부(39) 사이의 부분(33A)의 간극의 치수(GD1) 및 제 2 원통상 외주면부(37)와 제 2 원통상 내주면부(41) 사이의 부분(33B)의 간극의 치수(GD2)가 복수의 나사 부재(25)에 의해 로크 너트(13)에 볼나사 너트(15)가 고정되었을 때에 회전축(3)의 회전 중심(RC)과, 로크 너트(13)의 회전 중심과, 볼나사 너트(15)의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있다. 즉, 회전축(3)의 회전 중심(RC)에 대하여 로크 너트(13) 및 볼나사 너트(15)의 각 회전 중심이 겹치도록 간극의 치수(GD1 및 GD2)가 정해져 있다.

간극의 치수(GD1 및 GD2)를 이러한 치수에 정하면 로크 너트(13)를 회전축(3)에 나사 결합시키는 작업 과정에 있어서 수나사부(21)와 암나사부(23)를 제외한 회전축(3)의 외주부와 로크 너트(13)의 내주부(13A)가 대향하는 부분(33A 및 33B)이 가이드로 되어(인로우로 되어) 회전축(3)의 회전 중심(RC)과 로크 너트(13)의 회전 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그래서 볼나사 너트(15)의 플랜지부(15B)가 로크 너트(13)에 접촉한 상태로 복수의 나사 부재(25)를 사용해서 로크 너트(13)에 볼나사 너트(15)의 플랜지부(15B)가 고정되기 때문에 로크 너트(13)의 회전 중심과 볼나사 너트(15)의 회전 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 예의 리니어 액추에이터를 사용하면, 특히 높은 조립 정밀도를 필요로 하지 않고, 볼나사(17)의 회전 중심이 회전축(3)의 축선에 대하여 기울어진 상태가 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 회전축(3)의 축선과 볼나사(17)의 회전 중심이 어긋나지 않고, 볼나사(17)를 확실히 직선 이동시킬 수 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 예의 리니어 액추에이터에서는 회전축(3)의 일단(3A)과 볼나사 너트(15)의 플랜지부(15B) 사이에 간극(43)이 형성되어 있다. 즉, 회전축(3)의 일단(3A)이 볼나사 너트(15)의 플랜지부(15B)에 접촉하지 않도록 플랜지부(15B)가 로크 너트(13)에 나사 고정되어 있다. 이러한 간극(43)에 의해 플랜지부(15B)가 로크 너트(13)에 나사 고정될 때에 볼나사 너트(15)의 체결에 의해 회전축(3)의 일단(3A)이 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면 수나사부와 암나사부를 제외한 회전축의 외주부와 로크 너트의 내주부가 대향하는 부분에 형성되는 간극의 치수가 수나사부와 암나사부가 나사 결합된 상태로 복수의 나사 부재에 의해 로크 너트에 볼나사 너트가 고정되었을 때에 회전축의 회전 중심과, 로크 너트의 회전 중심과, 볼나사 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있기 때문에 로크 너트를 회전축에 나사 결합시키는 작업 과정에 있어서 수나사부와 암나사부를 제외한 회전축의 외주부와 로크 너트의 내주부가 대향하는 부분이 가이드로 되어(인로우로 되어) 회전축의 회전 중심과 로크 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에 높은 조립 정밀도를 필요로 하지 않고, 또한 볼나사의 회전 중심이 회전축의 축선에 대하여 기울어진 상태가 되기 어려운 리니어 액추에이터를 제공할 수 있다.

1: 모터부 3: 회전축
3A: 일단 3B: 타단
3C,3D: 개구부 3E: 외주부
5: 회전자 7: 고정자
9: 스러스터 베어링(제 1 베어링부) 9A: 내륜
11: 볼베어링(제 2 베어링부) 13: 로크 너트
13A: 내주부 15: 볼나사 너트
15A: 나사 본체 15B: 플랜지부
17: 볼나사 19: 볼나사 기구
21: 수나사부 23: 암나사부
25: 나사(나사 부재) 27: 케이싱(케이싱 구조체)
28: 엔드 커버 29: 제 1 엔드 브래킷
31: 제 2 엔드 브래킷 35: 제 1 원통상 외주면부
37: 제 2 원통상 외주면부 39: 제 1 원통상 내주면부
41: 제 2 원통상 내주면부 43: 간극

Claims

축선 방향의 적어도 일단에 개구부를 갖는 통상의 회전축, 상기 회전축에 고정된 회전자 및 상기 회전자의 외측에 배치된 고정자를 갖는 모터부;
상기 회전축의 상기 일단을 회전 가능하게 지지하는 제 1 베어링부;
상기 회전축의 타단을 회전 가능하게 지지하는 제 2 베어링부;
상기 회전축의 상기 일단 상에 나사 결합되어서 상기 제 1 베어링부의 내륜과 접촉해서 상기 제 1 베어링부의 상기 내륜의 상기 축선 방향으로의 이동을 저지하는 로크 너트; 및
상기 회전축의 상기 개구부 내에 감합되는 너트 본체 및 상기 너트 본체와 일체로 형성되어 상기 개구부의 외측에 위치하는 플랜지부를 구비하고, 상기 플랜지부가 상기 로크 너트에 접촉한 상태로 복수의 나사 부재를 사용해서 상기 로크 너트에 나사 고정되어 이루어지는 볼나사 너트 및 상기 볼나사 너트와 나사 결합해서 일부가 상기 회전축 내에서 연장되는 볼나사로 이루어지는 볼나사 기구를 구비하고:
상기 회전축의 상기 일단의 외주부에는 상기 로크 너트와 나사 결합되는 수나사부가 형성되어 있고,
상기 로크 너트의 내주부에는 상기 회전축의 상기 수나사부와 나사 결합되는 암나사부가 형성되어 있고,
상기 수나사부와 상기 암나사부가 나사 결합된 상태로 상기 수나사부와 상기 암나사부를 제외하고 상기 회전축의 상기 외주부와 상기 로크 너트의 상기 내주부가 대향하는 부분에 형성되는 간극의 치수는 상기 복수의 나사 부재에 의해 상기 로크 너트에 상기 볼나사 너트가 고정되었을 때에 상기 회전축의 회전 중심과, 상기 로크 너트의 회전 중심과, 상기 볼나사 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액추에이터.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축의 축선 방향의 일방측에 위치하고 상기 제 1 베어링부가 고정되고 또한 상기 볼나사가 상기 축선 방향으로 이동하는 것을 허용하도록 구성된 제 1 엔드 브래킷과, 상기 축선 방향의 타방측에 위치하고 상기 제 2 베어링부가 고정되고 또한 상기 회전축의 타단이 회전 가능하게 돌출되는 것을 허용하도록 구성된 제 2 엔드 브래킷을 구비하고; 상기 모터부 및 상기 볼나사 기구를 위한 케이싱의 적어도 일부를 구성하는 케이싱 구조체를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액추에이터.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축의 상기 일단의 상기 외주부에는 상기 로크 너트와 나사 결합되는 상기 수나사부와, 상기 수나사부보다 상기 제 2 베어링부 부근의 위치에 있는 제 1 원통상 외주면부와, 상기 수나사부를 사이에 두고 상기 제 1 원통상 외주면부와는 반대의 위치에 있어서 상기 제 1 원통상 외주면부보다 소경의 제 2 원통상 외주면부가 각각 형성되어 있고;
상기 로크 너트의 상기 내주부에는 상기 회전축의 수나사부와 나사 결합되는 상기 암나사부와, 상기 수나사부와 상기 암나사부가 나사 결합된 상태로 상기 제 1 원통상 외주면부와 대향하는 제 1 원통상 내주면부와, 상기 제 1 원통상 내주면부보다 소경이며 또한 상기 수나사부와 상기 암나사부가 나사 결합된 상태로 상기 제 2 원통상 외주면부와 대향하는 제 2 원통상 내주면부가 형성되어 있고;
상기 제 1 원통상 외주면부와 상기 제 1 원통상 내주면부 사이의 간극의 치수 및 상기 제 2 원통상 외주면부와 상기 제 2 원통상 내주면부 사이의 간극의 치수는 상기 복수의 나사 부재에 의해 상기 로크 너트에 상기 볼나사 너트가 고정되었을 때에 상기 회전축의 회전 중심과, 상기 로크 너트의 회전 중심과, 상기 볼나사 너트의 회전 중심이 어긋나는 것을 저지하도록 정해져 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액추에이터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축의 상기 일단과 상기 볼나사 너트의 상기 플랜지부 사이에 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 액추에이터.