KR100227523B1 - 유압 액튜에이터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 유압 액튜에이터 장치는, 후단부에 위치한 제1축방향 챔버 내부에서 움직이는 제1피스톤(18)과, 상기 제1축방향 챔버의 전방에 위치하는 제2축방향 챔버(14) 내부에서 움직이는 피스톤(20)과, 상기 제1피스톤(18)과 제2피스톤(20)을 연결하는 중공(中空) 로드(24)가 슬라이딩하게 되는 2개의 축방향 챔버 사이에서 위치하는 분리벽(28)과, 피스톤들과 연결되며 액튜에이터 몸체(10)의 전방에 위치하는 선단부(40)로 구성되는데, 압유 송급수단은 슬라이드 밸브를 포함하며, 분리벽(28)은 밸브의 슬라이드가 수용되는 횡방향 구멍(72)과, 압유 송급수단(66)(68)과 상기 횡방향 구멍(72)을 연결하는 제1덕트(74)(76)와, 횡방향 구멍(72)을 제2축방향 챔버(14)의 후단부로 연결하는 제2덕트(82)와, 상기 횡방향 구멍(72)을 제1축방향 챔버(12)의 선단부로 연결하는 제3덕트(84)로 구성된다.

또한 상기한 제1덕트(74)(76)와 제2덕트(82)는 서로간에는 연결되나 밸브의 슬라이드가 제1위치에 있을 시에는 제3덕트(84)로부터 고립되며, 반면에 제1덕트(74)(76)와 제3덕트(84)는 서로간에는 연결되나 밸브 슬라이드가 제2위치에 있을시에는 제2덕트(82)로부터 고립되도록 구성된다.

Description

유압 액튜에이터 장치

본 발명은 액튜에이터 몸체와 상기 액튜에이터 몸체 내로 압력이 작용하도록 유체를 송급하기 위한 수단들과, 상기 액튜에이터 몸체의 후단부에 위치하는 제1축방향 챔버 내에서 움직이게 되는 제1피스톤과, 상기 제1축방향 챔버의 전방에 위치하는 제2축방향 챔버 내에서 움직이게 되는 적어도 한개 이상의 제2피스톤으로 이루어지는데, 본 발명 장치를 좀더 상세히 설명하면, 상기한 2개의 축방향 챔버를 분할하면서 축방향 구멍을 가지는 분리벽(separation wall)과, 상기 구멍내에서 씰링된 상태로 슬라이딩 되기에 적합하며 상기 피스톤들과 연결되는 링크로드(link rod)로 구성된다.

상기 링크로드는 제1피스톤의 후방에서는 제1축방향 챔버의 내측으로 열려있으며, 제2피스톤의 후방에서는 제2축방향 챔버의 내측으로 열려있는 구멍을 가진다. 또한 상기 피스톤들은 액튜에이터 몸체의 전방에 위치하는 선단부에 연결된다.

전술한 액튜에이터 몸체 내로 압력이 작용하도록 유체를 송급하기 위한 수단들은, 상기 챔버내에 위치한 피스톤의 후방에서 상기 선단부에 전방으로 향하는 힘이 가해지도록 유체가 한개 이상의 축방향 챔버의 내측방향으로 향하게 되는 제1위치와, 상기 챔버내에 위치한 피스톤의 전방에서 상기 선단부에 후방으로 향하는 힘이 가해지도록 유체가 한개 이상의 축방향 챔버의 내축방향으로 향하게 되는 제2위치 사이에서 움직이도록 제어수단에 의해 제어되는 슬라이드 밸브(slide valve)를 포함한다.

이상에서 설명한 장치는 이미 스위스 특허등록번호 제570242호에서 공지된바 있는데, 이에 따른 실시예로서 상기 선단부를 적절한 형태의 고정부재와 함께 사용할 경우 금속부재등을 스탬프 가공하거나 천공하는 용도로 사용할 수 있다.

또한 영국 특허등록번호 제3410180호의 발명 내용에 의하면, 전진시 클램프의 죠오(jaw)와 맞물리게 되어 폐쇄되는 위치가 되고 후진시에는 상기 죠오가 열려지도록 위치하게 되는 쇄기형상의 머리부를 가지는데, 전술한 실시예에서는 액튜에이터 장치가 클램핑 칼러(clamping collar)를 죄는 용도로 사용될 수 있다.

선단부는 유체가 흐를시에 전후 방향으로 힘을 받게 되며, 현재 널리 사용되는 상기한 형태의 액튜에이터 장치는 가능한 적은 비용으로 제작될 수 있어야 하므로, 유압회로(또는 공압회로)는 정교하게 제작된 긴 덕트(duct)를 사용하지 않고 가능한 단순한 구조로 이루어져야 하며, 클램핑 칼러를 죄는 용도로 사용될 것이 요구되는 경우에는 차량의 엔진부와 같이 협소한 공간 내로 설치될 필요가 있다.

스위스 특허등록번호 제570242호에 사용하는 유압회로는 다소 복잡한 구조로 되어 있는데, 액튜에이터 몸체의 후방에서 압축공기를 공급하기 위한 수단과, 전방으로 비교적 큰 길이만큼 신장된 3개의 평행한 채널(channel)과, 원추형상의 밸브 시트(valve sheet)와 함께 상기 구멍에서 움직이게 되는 미끄럼부를 가지는 2개의 밸브와, 축방향 구멍 내에서 움직이게 되는 미끄럼부를 가지는 제3의 밸브로 구성된다.

이와 같이 전술한 유압회로는 구성부품이 많으므로, 구조가 복잡하게 되고 제조원가도 상승하게 되는 것이다.

또한 작업자가 유압 액튜에이터의 몸체를 잡고 제어할 수 있게 위해서는, 제어수단들이 액튜에이터 몸체의 중간부내로 신장되어 있을 필요가 있다.

압축유체송급수단과 액튜에이터 몸체의 후방에 위치한 슬라이드 밸브를 가지고 상기 요구들을 만족시키기 위해서 스위스 특허등록번호 제570242호의 유압 액튜에이터 장치에서는 제어수단이 매우 길고 부피가 큰 레버로 구성되는데, 이러한 구조는 제조원가를 상승시키는 원인이 된다. 따라서 제어수단이 차지하는 공간이 커질수록 시기가 부적절하게 동작하게 될 위험성이 커지는 것이다.

본 발명은 위에서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 상기 형태의 유압 액튜에이터를 개성하는데 그 목적이 있는 것이다.

이러한 목적을 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에서는 분리벽이 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 위치하는 횡방향 구멍과, 상기 횡방향 구멍과 압유 송급수단을 연결하는 제1덕트와, 제2피스톤 후방에서 제2축방향 챔버의 후부와 횡방향 구멍을 연결하는 제2덕트와, 제1피스톤 전방에서 제1축방향 챔버의 선단부와 횡방향 구멍을 연결하는 제3덕트를 가지도록 구성되며, 상기 제1덕트와 제2덕트는 서로 연결되며 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 제1포지션에 있을 경우 제3덕트로부터 분리되도록 이루어지고, 상기 제1덕트와 제3덕트는 서로 연결되며 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 제2포지션에 있을 경우 제2덕트로부터 분리되도록 이루어 진다.

본 발명 장치가 이와 같이 구성됨에 따라 여러가지 덕트가 분리벽 내에서 아주 단순한 방법으로 제작될 수 있으므로 덕트의 길이를 상당히 줄일 수 있는 것이다. 부가적으로 이상에서 설명한 배열방법은 여러가지의 유체용 덕트가 적절하게 격리 되어진 공간내에 개방되어 있는 구멍 내에서 위치하는 단일 슬라이드 밸브를 사용하는 것을 가능케 한다.

슬라이드 밸브의 미끄럼부가 스스로 분리벽 내에서 형성된 구멍내에 위치하게 되므로 상기 미끄럼부를 액튜에이터의 몸체의 중간부에 자동적으로 위치하게 되는 것이다.

따라서 미끄럼부를 제어하기 위한 수단을 중간부로 위치시키는 것이 더욱 용이하여지고 상기 수단의 길이를 축소하는 것이 가능하게 된다.

상기 제어수단은 액튜에이터의 몸체부에 대해 횡방향으로 배열되며, 분리벽 내에서 상기 몸체부에 연결된 제1단부를 가지며, 축방향으로 신장된 회전축에 대한 지지점에 설치되는 제어레버와, 상기 밸브의 미끄럼부를 자유단과 함께 작동되기에 적합한 제2단부로 구성된다.

상기 실시예에서는 레버가 분리벽 내에 위치하므로 레버의 길이(축방향으로 측정된 길이)는 매우 작은 값이 된다.

또한 상기 레버는 횡방향으로 신장되고 액튜에이터 장치의 몸체에 대해 축방향으로 신장된 회전축을 중심으로 선회하기에 적합하도록 구성되어 있으므로, 조작이 용이한 충분한 길이로 구성될 수 있는 것이다.

이와 같이 구성됨에 따라 유압 액튜에이터 장치를 단순한 형태로 제작할 수 있으며 시기 부적절하게 작동됨에 의하여 발생될 수 있는 위험을 경감시킬 수 있는 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 유압 액튜에이터 장치의 측단면도로서, 후미에서 선단부를 바라본 상태를 도시한 측단면도.

제2도는 제1도의 II-II선에서의 횡단면도.

제3도는 제1도의 외형도.

제4도는 제1도의 유사도면으로서, 전방에서 선단부를 바라본 상태를 도시한 측단면도.

제5도는 제1도의 V-V선에서의 부분단면도.

제6도는 제5도의 유사도면으로서, 제4도의 VI-VI선에서의 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 액튜에이터 몸체 12 : 제1축방향 챔버

14 : 제2축방향 챔버 16 : 제3축방향 챔버

18 : 제1피스톤 20 : 피스톤

22 : 피스톤 24 : 링크로드

28 : 분리벽 30 : 축방향 구멍

40 : 선단부 60 : 구멍

66,68 : 압유공급수단 70 : 슬라이드 밸브

72 : 횡방향 구멍 74,76 : 제1덕트

82 : 제2덕트 84 : 제3덕트

102 : 컨트롤레버 104 : 회전축

이하 첨부도면에 의해 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 유압 액튜에이터 장치의 측단면도로서, 후미에서 선단부를 바라본 상태를 도시한 측단면도, 제2도는 제1도의 II-II선에서의 횡단면도, 제3도는 제1도의 외형도, 제4도는 제1도의 유사도면으로서, 전방에서 선단부를 바라본 상태를 도시한 측단면도, 제5도는 제1도의 V-V선에서의 부분단면도, 제6도는 제5도의 유사도면으로서, 제4도의 VI-VI선에서의 부분단면도이다.

제1도 내지 제4도는 액튜에이터 몸체(10)를 구성하는 유압 액튜에이터 장치를 도시하고 있는데, 제1축방향 챔버(12)는 액튜에이터 몸체 내부의 후미에 형성되며, 제2축방향 챔버(14)는 액튜에이터 몸체 내부의 제1챔버의 전방에 형성되고, 제3축방향 챔버(16)는 제2축방향 챔버(14)의 전방에 형성된다.

각각의 부재(18)(20)(22)를 가지는 제1, 제2, 제3의 피스톤들은 제1, 제2, 제3의 축방향 챔버 내에서 움직일 수 있는 상태로 배열되는데, 상기 피스톤들은 로드에 의해 다른 피스톤들에 연결된다.

좀더 상세히 설명하면 상기 로드는 피스톤(18)과 피스톤(20)를 연결하는 제1링크로드(24)와, 피스톤(20)과 피스톤(22)를 연결하는 부가적인 링크로드 즉, 제2링크로드(26)로 구성된다.

축방향 챔버(12)(14)는 제1링크로드(24)가 슬라이드 되는 축방향 구멍(30)을 가지는 분리벽(28)에 의하여 분리되어 진다.

상기한 슬라이드 동작시 씰링이 유지될 수 있도록 씰링 링(32)이 상기한 구멍의 홈부내에 배열되며, 상기 로드(24)의 외주와 인접하도록 위치한다.

또한 부가적인 분리벽(34)이 챔버(14)와 챔버(16)를 분리하도록 구성되는데, 상기 분리벽(34)은 부재(36)를 가지는 축방향 구멍을 가지며, 제2링크로드(26)는 상기 구멍내에서 슬라이드 된다.

슬라이드 동작시 구멍(36)의 홈부 내에 배열된 씰링링(38)에 의해 씰링되며, 상기 피스톤들은 액튜에이터 몸체의 앞쪽에 위치하는 선단부(40)에 연결된다.

좀더 상세히 설명하면 도시된 바와 같이 상기 선단부(40)는 피스톤들을 연결하는 로드의 선단부 즉, 제2링크로드(26)의 선단부(42)에서 고정된다.

이를 위해 본 발명 장치에서는 선단부가 로드(26)의 단부(42)상에 형성된 나사부를 따라 작동되는 태핑부(44)를 가지도록 구성된다. 또한 선단부(40)의 종단부(40a)는 전방으로 향하는 쐐기형상으로 이루어진다.

지지아암(46)은 액튜에이터 몸체의 전방에 배열되며, 상기 아암(46)은 액튜에이터 몸체(10)의 선단에 형성된 나사부를 따라 작동되는 태핑부에 제공되어 지는 고정링(48)에 의하여 액튜에이터 몸체의 선단부에 고정된다.

상기 아암(46)은 서로 일정간격 만큼 이격되도록 설치되는 지지판(50)을 지지하도록 설치되며 상기 지지판들 사이에서 2개의 클램프 아암(52)이 설치된다.

또한 상기 클램프 아암들의 선단부(52a)는 죠오(jaw)를 이루는 형상으로 이루어지며, 후단부는 쐐기형상의 선단부와 연결되기에 적합한 바퀴(52b)를 지지하게 된다.

클램프 아암(52)의 중간부는 회전축(54)를 통해 지지판(50)에 연결되며, 스프링(56)은 회전축(54) 주변의 클램프 아암 사이에 설치된다.

제1도에 도시된 바와 같이 선단부가 후방에 위치할 경우 상기 스프링(56)은 그 선단부가 서로 떨어지려는 방향으로 힘을 받게 된다.

이에 반하여 제4도에 도시된 바와 같이 선단부가 전방에 위치할 경우 아암(52)의 후단부로부터 멀어지는 방향으로 바퀴(52b)와 함께 작용하게 되므로, 선단부(52a)가 상대방쪽으로 움직이게 되고 클램핑 칼러가 조여지도록 하는 것이다.

상기 로드(24)는 후단(60a)를 통해 제1피스톤(18)의 후방에서 제1축방향 챔버(12)의 안쪽으로 개방되고 선단부(60b)의 주변에서는 제2피스톤(20)의 후방에서 제2축방향 챔버(14)의 안쪽으로 개방되어진 축방향 구멍(60)을 가진다.

이러한 목적을 달성하기 위해 상기 구멍(60)은 선단부의 주변에서 피스톤(20)의 후방으로 로드(24)의 외주벽을 통해 개방되어 있는 횡방향 구멍(62)에 연결된다. 상기 로드(24)가 제2로드(26)에 연결되므로 상기 축방향 구멍(60)은 전방자유단(60b)에서 개방되어 있으며, 상기 로드(26)는 후단부가 제1링크로드(24)의 축방향 구멍(60)의 선단부(60b)에 연결된 축방향 구멍(64)를 가진다.

또한 상기 구멍(64)는 제3피스톤(22)의 후방에서 제3축방향 챔버(16)의 내부로 개방되어 있으며, 이를 위해 상기 구멍은 제2피스톤(22)의 후방에서 제2링크로드(26)의 주변을 통해 개방된 횡방향 구멍(66)에 연결된다. 또한 상기 구멍(64)의 선단부(64b)는 폐쇄된다.

액튜에이터 몸체(10)의 후방에는 압유 송급용 파이프의 단부를 수용하면서 통상적으로 압축공기 송급용 호스로 구성되는 커플링(67)이 위치하는데, 상기 커플링(67)은 밸브바디의 측부에 위치하며 분리벽(28)을 향해 축방향으로 신장된 덕트(68)에 의하여 전방으로 신장되어 있다. 또한 상기 덕트의 길이는 제1챔버(12)의 축방향 길이보다 약간 크게 된다.

링크로드 내에 구멍이 있으므로 본 발명 장치내에서 상대적으로 긴것은 덕트이다. 압유 송급수단은 제2도, 제5도 및 제5도에 도시된 바와 같이 슬라이드 밸브를 가지는데 도면을 단순화 하기 위해 제1도와 제4도에서는 완전한 밸브 구조가 도시되어 있지 않다.

밸브의 슬라이드(70)는 제4도 및 제6도에 도시된 바와 같이, 상기 챔버내에 위치한 피스톤의 후방에서 유체가 적어도 한개 이상의 축방향 챔버 내부로 향하므로 선단부(40)가 전방으로 향하도록 힘이 가해지는 제1위치와, 제1도, 제2도 및 제5도에 도시된 바와 같이 상기 챔버내에 위치한 피스톤의 전방에서 유체가 적어도 한개 이상의 축방향 챔버 내부로 향하므로 선단부(40)가 후방으로 향하도록 힘이 가해지는 제2위치 사이에서 움직이게 된다.

상기 슬라이드(70)는 제1축방향 챔버(12)와 제2축방향 챔버(14) 사이의 분리벽(28)내에 위치하는 횡방향 구멍(72) 내에서 이동 가능하게 된다.

제2도에서 좀더 상세히 도시된 바와 같이, 상기 구멍은 액튜에이터 바디의 직경에 평행하게 신장되어 있으며, 분리벽(28)을 통해 중간구멍(30)으로부터 분리된다. 또한 제1도와 제4도에 도시된 바와 같이 구멍(72)은 슬라이드(70)를 가지지 않으며, 분리벽(28) 내에 형성된 여러종류의 유체형 덕트는 다음과 같이 구성된다.

제1도에 도시된 바와 같이 상기 분리벽(28)은 구멍(72)과 압유 송급수단을 연결하는 제1덕트를 가지는데, 좀더 상세히 설명하면 상기 제1덕트(75)는 상기 덕트(68)의 선단부에 연결되고 액튜에이터 바디의 "A"축에 평행한 구멍(72)에 대해 대칭되는 면인 P면쪽으로 신장되는 방사부(radial)인 제1길이부(74)를 가지는데, 제5도와 제6도에 따른 단면도들은 상기 P면상에서의 절단된 단면도이다.

제1덕트(75)는 P면쪽으로 평행하게 신장되고 제1길이부(74)와 구멍(72)을 연결하는 제2길이부(76)를 가진다.

상기 제2길이부(76)는 초기에 분리벽(28)(후단부)의 어느 한 단부 내측으로 개방되며, 플러그(80)에 의해 폐쇄되는 부재(78)를 포함한다.

상기 덕트(76)가 구멍(72) 내부로 개방된 상태는 제2도에 개략적으로 도시되어 있으며, 제5도 및 제5도에서는 분리벽(28)이 횡방향 구멍(72) 과 제2축방향 챔버(14)의 후단부를 연결하는 제2덕트(82)를 가지는 것이 도시되어 있는데, 제2덕트(82)는 한개의 축방향 길이부를 가진다.

제2덕트의 후단부는 횡방향 구멍(72)의 내부로 개방되는데 반해, 그 선단부는 축방향 챔버(14)의 배면을 구성하는 분리벽(28)의 전면(28a) 내부로 개방된다.

따라서 제2피스톤(20)이 상기 챔버(14)의 내부에 위치하더라도 제2덕트(82)는 상기 제2피스톤의 후방으로 개방된다.

또한, 상기 분리벽(28)은 횡방향 구멍(72)과 제1축방향 챔버(12)를 연결하는 제3덕트(82)를 포함하며, 제2덕트와 길이 제3덕트는 한개의 축방향 길이부를 구성한다. 선단부는 횡방향 구멍(72)의 내부로 개방되는데 반해, 후단부는 제1축방향 챔버(12)의 선단부를 구성하는 분리벽(28)의 배면(28b) 내부로 개방된다.

따라서, 제1피스톤(18)이 상기 축방향 챔버(12)의 내부에 위치하더라도, 제3덕트(84)는 상기 피스톤(18)의 전방으로 개방된다. 분리벽(28)은 상기한 여러가지의 덕트들을 내부에 수용하기에 충분한 길이로 구성되는데, 예를 들자면 구멍(72) 직경의 2배 내지 3배의 길이로 구성될 수 있다.

상기 슬라이드(70)는 씰링 링이 제공되며, 서로 일정 간격만큼 이격된 2개의 팽창부(88)(90)를 가지는 원주 형상몸체(86)를 구성한다.

제6도에 도시된 바와 같이, 슬라이드의 제1위치에서는 제1덕트(75) 좀더 상세히 설명하면 그 길이부(76)가 제2덕트(82)와 연결되는데 비해, 제3덕트(84)는 고립된다. 그런데 제5도에 도시된 제2위치에서는 제1덕트(75) 및 제3덕트(84)가 서로 연결되며, 제2덕트(82)는 고립된다.

슬라이드의 자유단이 종단벽(72b)쪽으로 돌출될 수 있는 개구부(72a)로 부터 횡방향 구멍(72)을 따라가면, 제3덕트(84), 제1덕트(75)(76) 및 제2덕트(82)가 순차적으로 횡방향 구멍(72)에 연결되어 있다.

상기 구멍(72) 내부로 열린 상기 덕트 3개의 개구부들은 서로 일정간격만큼 이격되어 있는데, 슬라이드 몸체상에 형성된 2개의 팽창부(88)(90) 사이의 공간은 2개의 덕트 사이의 공간보다 약간 크게 된다.

따라서, 슬라이드가 상기 구멍의 단부쪽으로 전진될 시에 덕트(76)(82)의 개구부가 팽창부들(88)(90) 사이에 위치하므로 상기 덕트(76)(82)는 서로 연결될 수 있는데 비해, 덕트(84)는 팽창부(90)에 의해서 나머지 2개의 덕트로 부터 고립된다.

그런데 슬라이드는 상기 구멍의 단부로 부터 이격될 시에 상기 덕트(84)(76)의 개구부가 상기 팽창부(88)과 팽창부(90) 사이에 위치하게 되므로 서로 연결되는데 반해, 덕트(82)의 개구부는 팽창부(88)에 의해 나머지 2개의 덕트로 부터 고립된다.

이와 같이 구성되는 본 발명 장치는 다음과 같이 작동하게 된다.

슬라이드(70)가 구멍(72)의 단부(72b)쪽으로 밀리게 될 때,(팽창부(88)의 전방에 위치한 공기가 배출공(92)을 통해 배출되므로 이것이 가능하게 된다.)

상기 덕트들(68)(74)(76)을 통과하는 유체는 분리벽(28) 내부에서 제2덕트(82)를 통하여 제2챔버(14)의 후방에 들어가게 되므로, 상기 유체는 제2피스톤(20)을 전방으로 향하도록 한다.

또한, 동시에 상기 유체는 로드(24)의 안에서 구멍(60)내로 구멍(62)을 통해 관통하여 흐르게 되고, 제1축방향 챔버(12)의 후단부로 흐르게 되므로, 유체는 제1피스톤(18)의 배면에 대해 작용하게 된다.

또한, 구멍(62)을 통해 관통하여 흐르는 유체는 부가적인 링크로드(26)의 내부에서 구멍(66)과 구멍(64)을 통하여 제3피스톤(22)의 배면으로 흐르게 되므로, 피스톤(22)의 배면에 대해 작용하게 된다.

즉, 유체는 3개의 피스톤에 대해 동시에 작용하게 되므로 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 피스톤들이 전방으로 완전히 밀렸을 때 작동하게 되는 챔버의 선단부의 내부에 유체제거수단이 제공된다. 제1챔버를 위해서 덕트(84)는 슬라이드(70)의 로드(98)를 안내하는 링(96)과 구멍(94)을 통해서 외부와 연결된다.

또한, 챔버(14)를 위해서는 상기 챔버의 전방에 위치한 유체가 그 선단부에서 상기 챔버의 벽을 통하도록 형성된 구멍(100)을 직접 통하도록 하여 제거되도록 한다.

따라서, 제3챔버(16)의 선단부에 위치한 유체는 어떠한 씰링 시스템도 선단부와 지지 아암(46)과 링(48)의 사이에 제공되지 않으므로, 상기 챔버의 전방으로 부터 자연스럽게 제거될 수 있는 것이다.

또한, 슬라이드(70)가 구멍(72)의 단부(72b)로 부터 멀어지는 방향으로 힘을 받게될때, 링(96)에 대해 인접하게 되는 팽창부(90)에 의해 한정되는 위치는 덕트들(68)(74)(76)을 통해 유입되는 공기가 벽(28) 내부에서 제3덕트(84)를 통하여 제1축방향 챔버(12)의 선단부 내부로 관통하여 흐를 수 있도록 한다.

따라서, 피스톤들과 그들의 링크로드로 구성된 조립체는 제1피스톤(18)의 전면에 대해 작용하는 유체에 의하여 후방으로 힘을 받게 되는데, 이 경우 유체가 다른 피스톤들에 대해 작용됨에 의해서 적용되는 힘을 증가시킬 필요는 없다.

챔버들(12)(14)(16)의 후부가 피스톤 로드들 내부의 구멍을 통하여 다른 것들과 연결되어지는 경우에는, 상기 조립체가 후방으로 힘을 받는 동안 상기 후부로 부터 배출된 공기는 슬라이드가 제2위치에 있을 때 배출공(92)을 통해 대기와 직접 통하게 되는 분리벽(28)의 제2덕트(82)를 통하여 외부로 배출될 수 있도록 하는 제2챔버(14)의 후부내로 이동된다.

슬라이드 밸브를 제어하기 위한 수단은 횡방향으로 배열된 컨트롤레버(102)를 구성하는데, 제2도에서 상세히 도시된 바와 같이 상기 레버(102)는 분리벽(28)내에서 몸체 액튜에이터 몸체(10)와 연결된 제1단부(102a)를 가진다.

또한, 제1단부(102a)는 제1도와 제4도에서 좀더 상세히 도시된 회전축(104)에 관한 지지점에서 설치되는데, 상기 밸브바디의 A축에 대해서 평행하도록 위치하게 된다. 그리고 레버(102)의 제2단부(102b)는 슬라이드(70)의 자유단(99)과 연결된다. 상기 레버는 분리벽(28)과 직접적으로 연결되므로, 액튜에이터 몸체의 중간부내에서만 위치하게 된다.

또한, 상기 장치의 부피를 경감시키기 위해 분리벽은 레버의 제1단부(102a)가 수용되는 횡방향 슬롯(29)을 가진다.

상기 레버의 제2단부(102b)에 힘이 작용하여 슬라이드(70)가 구멍의 단부(72b)쪽으로 밀리게 될때, 레버(102)는 상기 슬롯(29)의 내부에 완전히 수용된다.

도시된 실시예에서는 충분한 길이를 가진 레버 아암을 얻기 위하여 레버의 제1단부와 제2단부가 직각으로 부터 멀리 떨어져 있으므로, 상기 레버는 액튜에이터 몸체에 대한 원주길이의 1/4크기 이상으로 신장되어 있는 것이다.

상기 내용은 레버의 주요부를 수용하는 슬롯(29)에도 적용될 수 있는데, 레버가 곡선형상이므로 슬롯(29)도 곡선형상으로 된다.

또한, 상기 장치는 선단부가 후방으로 힘을 받게 되는 제2위치쪽으로 슬라이드(70)가 자연스럽게 힘을 받도록 하기 위한 탄성수단을 포함하는데, 상기 탄성수단은 클램프 아암(52)이 작동하지 않는 위치가 상기 장치의 원위치가 되도록 한다. 또한 슬라이드(70)에는 완전한 동작이 가해질 것이 요구되는데, 이러한 동작은 레버가 풀리자 마자 멈춰지게 된다.

도시된 실시예에 의하면, 탄성수단은 1차적으로 슬라이드의 확대된 자유단(99)의 내측면에 대해 작용되고, 2차적으로는 구멍(72) 내부에 고정되고 슬라이드의 로드(98)의 미끄러지는 안내 링(96)의 외측면에 대해 작용하게 되는 스프링(106)만에 의하여 구성된다.

예를 들자면, 구멍의 단부(72b)와 팽창부(88)의 상부에 위치한 슬라이드의 내측단부 사이에서 선택적으로 배열되어 지는 스파이럴 스프링과 같이, 다른 종류의 탄성수단을 제공하는 것도 가능하다.

바람직하기로는 상기 장치가 선단부의 변위방향에서 변위 스트로크의 단부쪽으로 향하는 한개 이상의 피스톤의 운동을 감쇠하기 위한 수단을 포함한다.

또한, 상기 피스톤들은 링크로드에 의해 서로 연결되어 있으므로 상기 감쇠수단은 피스톤과 피스톤로드와 선단부로 구성되는 조립체의 변위에서 적용된다.

도시된 실시예에서 보면, 상기 감쇠수단은 고무 또는 그에 유사한 제품과 같은 탄성재질로 이루어진 팽창부(108)로 구성되며, 제1피스톤(18)의 배면에 형성된다. 피스톤들과 그들의 링크로드로 구성되는 조립체가 제1도의 위치로 후방을 향해 힘을 받게 될 때, 팽창부(108)는 제1챔버(12)의 배면과 연결된다.

전방으로 향한 변위를 감쇠시키기 위해 후방 피스톤과 같은 피스톤들 중 어느 한 피스톤의 전면이 같은 종류의 팽창부로 장식되도록 돌출부가 형성될 수 있다.

예를 들면, 피스톤(18)은 금속코어(18a)와, 상대적으로 플렉시블한 재질로 이루어지며 팽창부가 제공되고 상기 금속코어의 주위에 위치하게 되는 외측 링(18b)으로 구성된다. 최전방에 위치하는 선단부(40)에 의해서 제한되는 것과 같이, 조립체의 최전방 위치는 죠오(52a)의 작동위치가 정확히 제한될 수 있도록 정교하게 제한되는 것이 바람직하다.

이를 위해 본 발명 장치는 선단부 근처에서 어느 한개의 축방향 챔버 내에 배열되는 제1인접수단과, 상기 챔버내의 피스톤 상부와 상기 피스톤의 전면 주위에 배열되는 제2인접수단을 포함하고 있다.

따라서, 제1인접수단과 제2인접수단은 피스톤들과 피스톤로드와 선단부로 구성되는 조립체가 전방으로 힘을 받게 될때 서로 협조하게 되므로, 최전방위치를 제한하게 된다.

도시된 실시예에서는, 상기 인접수단들은 제1인접수단이 지지아암(46)의 후단부(46b)에 의하여 제한되는 제3챔버(16)의 전면에 의해서 구성되므로 매우 단순한 형태로 이루어진다.

이에 비해, 제2인접수단은 제3피스톤(22)의 전면(22a)에 의해 구성되므로, 상기 인접수단들은 축방향 챔버들의 타측 챔버 내부에서 위치할 수 있는 것이며, 아암(46)의 정확한 위치는 조립링(48)의 스크류를 조정함에 의하여 결정될 수 있는 것이다. 이와 같이 조정하기 위한 공간을 남겨둠에 의해 제1인접수단의 위치를 결정하는 것이 가능하다.

피스톤들의 교환을 가능토록 하고 소음 발생을 방지하기 위해서 본 발명에 따른 유압 액튜에이터 장치에서는 낮은 마찰계수를 가지는 재질로 이루어지며 분리벽(28)내의 구멍(30) 내부에 배열되어지는 적어도 한개 이상의 고리형상 부싱(110)을 포함하고 있다.

따라서, 상기 부싱은 링크로드(24)의 외주와 연결될 수 있으며, 구멍을 통해서 슬라이딩을 용이하게 한다. 또한 또다른 부싱(112)이 부가적인 분리벽 내부의 구멍(36)내에서 배열될 수 있다.

부싱을 제공한다고 해서 구멍내에 제공되는 씰링 링(32)(38)을 방해하는 것은 아니다. 챔버들의 축방향 벽과 연결되는 여러가지 피스톤들의 주면(main face)에는 피스톤 링(118)(120)(112)이 제공된다. 또한, 링크로드(24)(26)의 선단부 및 후단부는 각각 나사 결합됨에 의해 연결되어진다.

상기 로드상에서 피스톤들의 위치가 고정되도록 하기 위해서, 피스톤(20)(22)의 배면은 세팅와셔(124)에 의해 조절된다.

또한, 링크로드의 후단부는 나사 가공되어 있으며, 제1피스톤(18)의 배면은 로드의 후단부와 나사 결합되는 고정너트(128)를 수용하기에 적합하도록 이루어진 함입부(126)를 가진다.

로드에 대한 피스톤의 위치는 피스톤의 전면상에 위치하며 로드상의 어깨부와 연결되는 세팅와셔(130)에 의해서 정하여 진다. 따라서 액튜에이터 몸체는 튜브들로 구성되는 3개의 주요 부재를 포함하게 되는데, 제1튜브(132)는 제1챔버(12)를 제한하게 되며 후방벽과 측벽은 압유공급 수단과 연결하기 위한 덕트들을 포함한다. 또한 제2튜브(134)의 구멍은 제2축방향 챔버(14)를 형성하며 상기 튜브의 후방벽은 챔버(12)와 챔버(14) 사이에서 분리벽으로 작용하게 된다.

따라서 상기 벽에는 위에서 언급한 바와 같이 구멍(72)과 여러가지의 덕트가 제공되며, 상기 벽은 제1튜브(132)의 선단에 나사결합된다.

또한 후방벽이 챔버(14)와 챔버(16) 사이에서 분리벽(34)으로 작용되는 동안에 제3튜브(136)의 구멍은 제3축방향 챔버(16)를 형성하게 된다.

상기 후방벽은 제2튜브(134)의 선단부 내로 나사결합되며, 챔버의 씰링을 확고히 하기 위하여 씰링링(138)이 여러가지 튜브들 사이의 나사결합부 주위로 배열된다.

이와 같이 본 발명 장치는 분리벽이 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 위치하는 횡방향 구멍과, 상기 횡방향 구멍과 압유 송급수단을 연결하는 제1덕트와, 제2피스톤 후방에서 제2축방향 챔버의 후부와 횡방향 구멍을 연결하는 제2덕트와, 제1피스톤 전방에서 제1축방향 챔버의 선단부와 횡방향 구멍을 연결하는 제3덕트를 가지도록 구성되며, 상기 제1덕트와 제2덕트는 서로 연결되며 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 제1포지션에 있을 경우 제3덕트로 부터 분리되도록 이루어지고, 상기 제1덕트와 제3덕트는 서로 연결되며 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 제2포지션에 있을 경우 제2덕트로 부터 분리되도록 이루어지므로, 여러가지 덕트가 분리벽 내에서 아주 단순한 방법으로 제작될 수 있고 덕트의 길이를 상당히 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 슬라이드 밸브의 미끄럼부가 스스로 분리벽 내에서 형성된 구멍내에 위치하게 되므로 상기 미끄럼부는 액튜에이터의 몸체의 중간부에 자동적으로 위치하게 되며 이에 따라 미끄럼부 제어수단의 길이를 축소할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 액튜에이터 몸체(10)와, 상기 몸체의 내부로 향하는 압력을 받는 유체를 송급하기 위한 수단과, 상기 액튜에이터 몸체의 후단부에 위치한 제1축방향 챔버(12)의 내부에서 이동 가능토록 위치하는 제1피스톤(18)과, 상기 제1축방향 챔버의 전방에 위치한 제2축방향 챔버(14)의 내부에서 이동 가능토록 위치하는 적어도 한개 이상의 피스톤(20)으로 구성되며, 상기 2개의 축방향 챔버를 분리하기 위한 분리벽(28)을 구성하며, 피스톤(18)(20)과 연결되고 상기 구멍내에서 씰링된 상태로 슬라이딩 되기에 적합하도록 구성되는 링크로드(24)와 축방향 구멍(30)을 가지는데, 상기 로드는 1차적으로 제1피스톤(18)의 후방의 제1축방향 챔버(12)의 내측으로 개방되고 2차적으로는 제2피스톤(20)의 후방의 제2축방향 챔버(14)의 내측으로 개방된 구멍(60)을 가지며, 상기 피스톤들은 액튜에이터 몸체(10)의 전방에 위치하는 선단부(40)와 연결되고, 상기 압유 송급수단은 선단부가 전방으로 힘을 받도록 상기 챔버 내에 수용된 피스톤의 후방에서 유체가 적어도 한개 이상의 챔버 내로 향하게 되는 제1위치와, 선단부가 후방으로 힘을 받도록 상기 챔버 내에 수용된 피스톤의 전방에서 유체가 적어도 한개 이상의 챔버내로 향하게 되는 제2위치와의 사이에서 움직이도록 제어수단에 의해 제어되는 슬라이드 밸브(70)를 포함하며, 상기 분리벽(28)은 슬라이드 밸브(70)의 슬라이드가 수용되는 횡방향 구멍(72)과, 압유공급수단(66)(68)을 상기 횡방향 구멍(72)과 연결하는 제1덕트(74)(76)와, 제2피스톤(10)의 후방에서 제2축방향 챔버(14)의 후부와 횡방향 구멍(72)을 연결하는 제2덕트(82)와, 제1피스톤(18)의 전방에서 제1축방향 챔버(12)의 선단부와 횡방향 구멍(72)을 연결하는 제3덕트(84)를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 제1덕트(74)(76)와 제2덕트(82)는 슬라이드 밸브의 슬라이드가 제1위치에 있을 때 서로간에는 연결되나 제3덕트(84)로 부터는 고립되는데 비해, 제1덕트(74)(76)와 제3덕트(84)는 슬라이드가 제2위치에 있을 때 서로간에는 연결되나 제2덕트(82)로 부터는 고립되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 슬라이드 밸브(70)(72)를 제어하기 위한 수단은 횡방향으로 배열된 컨트롤 레버(102)를 구성하며, 상기 레버는 분리벽(28) 내에서 액튜에이터 바디(10)와 연결되며 축방향으로 신장된 회전축(104)에 대한 지지점에서 장착되는 제1단부(102a)와 슬라이드 밸브의 슬라이드(70)의 자유단과 연결되기에 적합하게 되는 제2단부(102b)를 가지는 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 슬라이드 밸브의 슬라이드(70)가 제2위치 쪽으로 향하도록 힘이 작용하게 되는 탄성수단(99)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 횡방향 구멍(72)은 종단벽(72b)와, 상기 종단벽으로 부터 이격되고 슬라이드 밸브의 슬라이드(70)의 자유단이 돌출되기에 적합하도록 이루어지는 개구부(72a)를 가지며, 제3덕트(84) 제1덕트(76) 제2덕트(82)는 각각 개구부(72a)로 부터 상기 구멍(72)의 종단벽(72b)으로 향하는 방향으로 상기 횡방향 구멍(72)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 선단부가 움직이는 변위의 단부에서 적어도 한개 이상의 피스톤의 운동을 댐핑시키기 위한 감쇠수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 선단부 주위에서 축방향 챔버(12)(14)(16)들중 어느 한개의 내부에 배열되는 제1인접수단(46b)과, 피스톤의 전면 주위에서 상기 챔버내에 위치하는 피스톤(22) 상에 배열되는 제2인접수단(22b)을 구비하고 있으며, 상기 제1인접수단과 제2인접수단은 선단부(40)가 전진 이동할 시에 변위의 한계를 제한하기에 적합하게 이루어진 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 분리벽 내의 축방향 구멍(30) 내부에 배열되는 적어도 한개 이상의 부싱(110)을 포함하며, 상기 부싱(110)은 낮은 마찰계수 값을 가지는 재질로 이루어지며 링크로드(24)와 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.
8. 청구항 1 또는 2에 있어서, 제2축방향 챔버의 전방에 위치한 제3축방향 챔버(16) 내에서 움직이는 제3피스톤(22)을 포함하며, 부가적인 분리벽(34)은 제2축방향 챔버(14)와 제3축방향 챔버(16)를 분리하도록 위치하고 축방향 구멍(36)을 가지며, 부가적인 링크로드(26)는 제2피스톤(20)과 제3피스톤(22)을 서로 연결하고 상기 축방향 구멍 내부에서 씰링된 상태로 슬라이딩 하기에 적합하도록 설치되며, 구멍(64)을 가지는 부가적인 링크로드는 제1피스톤(18)과 제2피스톤(20) 사이에서 링크로드(24) 내의 구멍(60)에 연결되며 제3피스톤의 후방에서 제3축방향 챔버(16) 내부로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 액튜에이터 장치.

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