KR101061107B1 - 액츄에이터 - Google Patents

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KR101061107B1
KR101061107B1 KR1020100128134A KR20100128134A KR101061107B1 KR 101061107 B1 KR101061107 B1 KR 101061107B1 KR 1020100128134 A KR1020100128134 A KR 1020100128134A KR 20100128134 A KR20100128134 A KR 20100128134A KR 101061107 B1 KR101061107 B1 KR 101061107B1
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damper
spring
coupled
actuator
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KR1020100128134A
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조재환
황만경
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보그워너베루시스템즈코리아 주식회사
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Abstract

본 발명은 액츄에이터에 관한 것으로, 솔레노이드부에서 발생된 동력을 이용해 플런저를 전후진 작동하는 액츄에이터에 있어서, 상기 플런저에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링, 내부에 상기 플런저가 결합되어 전후진 작동하는 공간이 형성된 본체, 상기 플런저와 스프링이 내부에 결합되도록 본체의 외측에 결합되는 캡 및 상기 플런저의 전후진 작동시 진동을 흡수하도록 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되어 상기 플전저의 일측 단부에 결합되는 댐퍼를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 액츄에이터를 이용하는 것에 의해, 본 발명은 댐퍼를 원통 형상으로 형성하고 내부에 그리스를 주입함에 따라 스프링의 이탈 및 그리스의 누설을 방지하여 플런저가 원활하게 전후진 작동하게 하고, 소음 발생을 억제한다.

Description

액츄에이터{ACTUATOR}
본 발명은 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔레노이드에 연동하여 전,후진 작동하는 액츄에이터에 외부로부터의 먼지 유입을 차단하여 내구성이 향상된 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 액츄에이터는 일측에서 전달된 동력에 의해 승강 작동 또는 출몰 작동하면서 타측에 연결된 부속품을 구동시키는 역할을 한다.
도 1은 종래의 액츄에이터를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액츄에이터의 부분확대 단면사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 액츄에이터(1)는 동력을 발생하는 솔레노이드부(2), 솔레노이드부(2)에 결합되어 동력에 의해 전후진 작동되며 일단에 후크(4)가 결합된 플런저(3), 플런저(3)에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링(5), 내부에 플런저(3)가 결합되어 전후진 작동되는 공간이 형성된 본체(6) 및 플런저(3)와 스프링(5)이 내부에 결합되도록 본체(6)의 외측에 결합되는 캡(7)을 포함한다.
솔레노이드부(2)가 전원을 공급받아 동력을 발생하면, 스프링(5)을 압축시키면서 플런저(3)가 본체(6) 내부로 인입됨에 따라 후크(4)에 연결된 다른 부속품이 당겨지게 된다.
반면, 솔레노이드부(2)의 동력이 해제되면, 스프링(5)의 복원력에 의해 플런저(3)가 본체(6) 외부로 인출됨에 따라 후크(4)에 연결된 다른 부속품도 밀려나오게 된다.
한편, 도 2를 참조하여 본체(6) 내부의 구성을 상세하게 살펴보면, 플런저(3)의 선단에는 환홈이 형성되고, 환홈에는 스프링(5)의 단부를 고정하는 이링(e-ring,8)이 설치된다.
그리고 플런저(3)와 후크가 연결되는 부분에는 플런저(3)의 전후진 작동시 캡(7)과의 진동을 흡수하는 댐퍼(9)가 설치된다.
이와 같이 구성되는 종래의 액츄에이터(1)는 플런저(3)의 전진 작동시 탄성 변형되는 스프링(5)의 끝단부가 외측으로 벌어져 이링(8) 위로 올라타게 된다.
이에 따라, 종래의 액츄에이터(1)는 스프링(5)이 플런저(3) 외곽에 도포된 그리스(grease)를 긁어내면서 소음을 발생시키는 문제점이 있었다.
그리고 종래의 액츄에이터(1)는 플런저(3)의 단부에 이링을 설치하는 과정과 댐퍼(9)를 설치하는 과정을 모두 수행해야만 하므로, 작업 공수가 증가하여 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한 종래의 액츄에이터(1)는 플런저(3)의 전진 작동시에는 댐퍼(9)를 이용해 전진 거리를 설정할 수 있지만, 후진 작동시에는 후진 거리를 설정할 수 있는 방법이 없었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 플런저의 전후진 작동시 스프링의 단부를 안정적으로 고정할 수 있는 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플런저의 전후진 작동 거리를 조절하고, 전후진 작동으로 인한 진동을 최소화할 수 있는 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 플런저의 외측에 도포된 그리스가 누설되는 것을 방지할 수 있는 액츄에이터를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 솔레노이드부에서 발생된 동력을 이용해 플런저를 전후진 작동하는 액츄에이터에 있어서, 상기 플런저에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링, 내부에 상기 플런저가 결합되어 전후진 작동하는 공간이 형성된 본체, 상기 플런저와 스프링이 내부에 결합되도록 본체의 외측에 결합되는 캡 및 상기 플런저의 전후진 작동시 진동을 흡수하도록 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되어 상기 플전저의 일측 단부에 결합되는 댐퍼를 포함한다.
상기 플런저의 선단부 외주면에는 환홈이 형성되고, 상기 댐퍼의 폐쇄면 측 내주면에는 상기 환홈에 대응되는 위치에 환턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼의 내부공간에는 그리스가 주입되고, 상기 스프링은 상기 댐퍼 내부공간에 주입된 그리스를 상기 플런저의 외주면에 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼는 상기 플런저의 전후진 작동시 충격을 흡수하도록 탄성을 가진 재질로 미리 설정된 경도 이상을 가지도록 성형되는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼의 개구부에는 벨로우즈 형상의 벨로우즈부가 구비되고, 상기 벨로우즈부의 최소 직경은 스프링의 외경과 동일하거나 약간 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 댐퍼의 개구부에는 내주면 또는 외주면에 일정 간격으로 충격흡수홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 댐퍼를 원통 형상으로 형성하고 내부에 그리스를 주입함에 따라 스프링의 이탈 및 그리스의 누설을 방지하여 플런저가 원활하게 전후진 작동하게 하고, 소음 발생을 억제한다.
그리고 본 발명은 댐퍼를 원통 형상으로 형성함에 따라 종래의 액츄에이터에 적용되는 이링을 제거하여 작업 공수를 감소시켜 작업성을 향상시키고 제작비용을 절감할 수 있다.
또 본 발명은 댐퍼의 길이를 조절하여 플런저의 전후진 작동 거리를 다양하게 변경할 수 있다.
특히, 본 발명은 댐퍼에 벨로우즈부나 충격흡수홈을 형성하여 플런저의 후진동작시 플런저가 본체에 충돌하는 충격을 완화하여 충돌 후의 진동을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 플런저의 전후진 작동시에 신축 동작하는 스프링을 이용하여 댐퍼 내부의 주입된 그리스를 지속적으로 플런저의 외주면에 공급함에 따라 플런저가 원활하게 전후진 작동할 수 있다.
또한 본 발명은 본체, 캡 및 커버를 이용해 플런저를 완전하게 차폐하여 외부로부터의 먼지 등의 이물질이 플런저와 본체 사이에 유입되는 것을 방지하여 액츄에이터의 내구성과 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 액츄에이터를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 액츄에이터의 부분확대 단면사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액츄에이터의 분리사시도.
도 4는 도 3에 도시된 플런저와 댐퍼의 단면도.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 댐퍼의 변형된 형태를 보인 단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액츄에이터를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 액츄에이터의 구성을 도 1에 도시된 종래의 액츄에이터의 구성을 원용하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액츄에이터의 분리사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 플런저와 댐퍼의 단면도이며, 도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 댐퍼의 변형된 형태를 보인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액츄에이터(10)는 솔레노이드부(도면 미도시)에서 발생된 동력에 의해 전후진 작동되는 플런저(11), 플런저(11)에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링(12), 내부에 플런저(11)가 결합되어 전후진 작동하는 공간이 형성된 본체(13), 플런저(11)와 스프링(12)이 내부에 결합되도록 본체(13)의 외측에 결합되는 캡(14) 및 플런저(11)의 전후진 작동시 진동을 흡수하도록 플런저(11)의 일측 단부에 결합되는 제 1댐퍼(15)를 포함한다.
본 실시 예에서는 도 3에서 보았을 때, 좌측을 '전방'이라 하고, 우측을 '후방'이라 하여 설명하기로 한다.
따라서 본 실시 예에서는 플런저(11)가 본체(13)로부터 멀어지는 방향으로 인출되는 것을 '전진 작동'이라 하고, 플런저(11)가 본체(13) 내부로 인입되는 것을 '후진 작동'이라 한다.
플런저(11)의 전단에는 도 4에 도시된 바와 같이, 후크(112)가 결합되는 결합공(111)이 형성되고, 결합공(111)의 내주면 및 후크(112)의 외주면에는 서로 대응되는 위치에 나사산이 형성된다.
후크(112)는 플런저(11)보다 직경이 작은 원봉을 일측 방향으로 절곡시켜 대략 'ㄱ'자 형상으로 형성되고, 일측 외주면에 형성된 나사산을 이용해서 플런저(11)의 결합공(111)에 나사 결합된다.
그리고 플런저(11)의 선단과 일정 간격만큼 이격된 위치의 외주면에는 제 1댐퍼(15)가 결합되도록 환홈(113)이 형성된다.
스프링(12)은 플런저(11)의 외경보다 약간 크게 형성되고, 스프링(11)의 일단은 본체(13)의 선단에 지지되며 스프링(12)의 타단은 제 1댐퍼(15)의 내부공간에 삽입되어 고정된다.
본체(13)는 플런저(11)의 일단부가 삽입되어 끼워지는 슬리브를 갖는 박스 형상이며, 본체(13)의 상부에는 커버(131)가 결합되는데, 커버(131)는 전방으로 더 길게 연장되어 캡(14)의 상부까지 덮을 수 있도록 형성된다.
커버(131)의 상부에는 캡(14)의 고정구(144)에 걸리도록 걸림턱(132)이 상방으로 돌출되어 형성된다.
캡(14)은 상부와 후단이 개구되고 내부에 공간을 갖는 반원기둥 형상의 바디(141)와 바디(141)의 전단부에 형성되고 후크(112)가 삽입되는 통공(143)이 형성된 막음판(142)을 포함한다.
바디(141)의 상부 양측에는 내측으로 절곡된 고정구(144)가 형성되고, 커버(131)에 형성된 걸림턱(132)이 고정구(144)의 후단에 걸림에 따라 바디(141)와 커버(131)가 안정적으로 결합된다.
제 1댐퍼(15)는 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 제 1댐퍼(15)의 폐쇄면(151)에는 후크(112)가 삽입되는 관통공(152)이 형성되고, 폐쇄면(151) 측 내주면에는 플런저(11)의 환홈(113)에 결합되도록 대응되는 위치에 환턱(152)이 형성된다.
제 1댐퍼(15)는 실리콘이나 고무, 합성수지와 같이 탄성을 가진 재질로 형성되어 진동을 흡수하는 역할을 한다.
하지만, 제 1댐퍼(15)의 경도가 지나치게 낮은 경우, 스프링(12)의 탄성력에 의해 제 1댐퍼(15)나 스프링(12)이 정해진 위치에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 제 1댐퍼(15)는 일정 경도를 가지도록 성형되는 것이 바람직하다.
그리고 제 1댐퍼(15)의 길이는 플런저(11)의 전후진 작동 거리에 대응되도록 형성된다.
이에 따라, 제 1댐퍼(15)는 플런저(11)의 전진 작동시 제 1댐퍼(15)의 폐쇄면(151)을 이용해 플런저(11)가 캡(14)에 충돌하는 충격을 흡수하여 충돌 후의 진동을 최소화한다.
반면, 플런저(11)의 후진 작동시 제 1댐퍼(15)는 제 1댐퍼(15)의 개구부(154) 측 선단면이 본체(13)에 접하면서 플런저(11)가 본체(13)로 인입되는 거리를 유지하는 스토퍼(stopper) 역할을 수행한다.
따라서 본 발명은 댐퍼의 길이를 조절하여 플런저의 전후진 작동 거리를 다양하게 변경할 수 있다.
한편, 제 1댐퍼(15)의 내부 공간에는 스프링(12)이 삽입된 상태에서 그리스가 주입된다.
따라서 본 발명은 그리스를 댐퍼 내부 주입함에 따라 그리스가 외부로 누설되는 것을 억제하여 플런저가 원활하게 본체에 인입 및 인출되게 한다.
한편, 본 실시 예에서는 제 1댐퍼(15)가 원통 형상으로 형성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것을 아니다.
예를 들어, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2댐퍼(16)의 개구부(161)에 신축 동작이 가능하도록 벨로우즈(bellows) 형상으로 형성되는 벨로우즈부(162)를 형성하도록 변경될 수 있다.
이때, 벨로우즈부(162)의 최소 직경은 스프링(12)과의 간섭을 방지하기 위해 스프링(12)의 외경과 동일하거나 약간 크게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이, 제 3댐퍼(17)의 개구부(171) 내주면 또는 외주면에 일정 간격으로 다수의 충격흡수홈(172)을 형성하도록 변경될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 플런저의 후진 작동시에 댐퍼의 벨로우즈부 또는 충격흡수홈을 이용해 플런저와 본체 사이의 충력을 흡수하여 충돌 후의 진동을 최소화할 수 있다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액츄에이터의 결합관계를 설명한다.
먼저 솔레노이드부(도면 미도시)와 본체(13)에 플런저(11)를 설치하고, 플런저(11)의 외곽에 스프링(12)을 설치한 후 제 1댐퍼(15)의 환턱(153)을 플런저(11)의 환홈(113)에 결합시킨다.
이때, 제 1댐퍼(15)의 내부공간에는 플런저(11)가 원활하게 전후진 작동할 있도록 그리스가 주입된 상태이다.
이와 같이, 본 발명은 그리스를 댐퍼 내부에 주입함에 따라 그리스가 외부로 누설되는 것을 억제하고, 스프링의 이탈 및 그리스 부족으로 인한 소음 발생을 방지할 수 있다.
이어서 제 1댐퍼(15)의 외측에 캡(14)을 씌우고, 본체(13) 및 캡(14)의 상부에 커버(131)를 결합한다. 이때, 커버(131)의 걸림턱(132)이 캡(14)의 고정구(144) 후단에 걸려 캡(14)과 커버(13가 안정적으로 고정된다.
그리고 캡(14)의 통공(143) 및 제 1댐퍼(15)의 관통공(152)을 통해 후크(112)의 일단을 삽입하여 플런저(11)의 결합공(11)에 나사 결합시켜 조립을 완료한다.
이와 같이, 본 발명은 댐퍼를 원통 형상으로 형성함에 따라 종래의 액츄에이터에 적용되는 이링을 제거하여 작업 공수를 감소시켜 작업성을 향상시킬 수 있다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 액츄에이터의 작동관계를 상세하게 설명한다.
솔레노이드부에 전원이 인가되면 솔레노이드부에서 발생된 동력에 의해 플런저(11)가 후진 작동한다.
즉, 플런저(11)가 스프링(12)을 압축하면서 본체(13)의 내부로 인입되고, 이에 종동되어 후크(112)도 캡(14) 내부로 인입된다.
따라서 후크(112)에 연결된 부속품(도면 미도시)을 당기게 됨으로써 다른 부품(도면 미도시)의 작동을 유발하게 된다.
이때, 플런저(11)에 결합된 제 1댐퍼(15)의 개구부(154) 선단면이 본체(13)에 지지됨에 따라 플런저(11)는 제 1댐퍼(15)의 길이만큼만 후진 작동하게 된다.
만약, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2댐퍼(16)의 개구부(161)에 벨로우즈부(162)가 구비되거나, 또는 도 6에 도시된 바와 같이 제 3댐퍼(17)의 개구부(171) 내주면 또는 외주면에 충격흡수홈(172)이 형성된 경우, 플런저(11)가 후진 작동시 댐퍼(16,17)는 플런저(11)가 본체(13)에 충돌하는 충격을 완화하여 충돌 후의 진동을 최소화한다.
반면, 솔레노이드부에 인가되는 전원이 차단되면, 솔레노이드부에서 동력이 제거됨에 따라 플런저(11)가 스프링(12)의 탄성력에 의해 전진 작동한다.
즉, 플런저(11)가 본체(13)의 외부로 인출되고, 이에 종동되어 후크(112)도 캡(14) 외부로 인출된다.
따라서 후크(112)에 연결된 상기 부속품을 반대로 밀게 됨으로써 상기 다른 부품의 다른 작동을 유발하게 된다.
이때, 플런저(11)에 결합된 제 1댐퍼(15)의 폐쇄면(151)이 캡(14)의 막음판(142)에 지지됨에 따라 제 1댐퍼(15)는 플런저(11)가 캡(14)에 충돌하는 충격을 완화하여 충돌 후의 진동을 최소화한다.
이와 같은 플런저(11)의 전후진 작동시에, 스프링(12)은 신축 동작하면서 제 1댐퍼(15) 내부의 주입된 그리스를 지속적으로 플런저(11)의 외주면에 공급함에 따라 플런저(11)의 원활한 전후진 작동을 돕는 역할을 수행한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 댐퍼를 원통 형상으로 형성하고 내부에 그리스를 주입함에 따라 스프링의 이탈 및 그리스의 누설을 방지하여 플런저가 원활하게 전후진 작동하게 하고, 소음 발생을 억제한다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 액츄에이터 11: 플런저
111: 결합공 112: 후크
113: 환홈 12: 스프링
13: 본체 131: 커버
132: 걸림턱 14: 캡
141: 바디 142: 막음판
143: 통공 144: 고정구
15,16,17: 제 1,2,3댐퍼 151: 폐쇄면
152: 관통공 153: 환턱
154,161,171: 개구부 162: 벨로우즈부
172: 충격흡수홈

Claims (6)

  1. 솔레노이드부에서 발생된 동력을 이용해 플런저를 전후진 작동하는 액츄에이터에 있어서,
    상기 플런저에 결합되어 탄성력을 제공하는 스프링,
    내부에 상기 플런저가 결합되어 전후진 작동하는 공간이 형성된 본체,
    상기 플런저와 스프링이 내부에 결합되도록 본체의 외측에 결합되는 캡 및
    상기 플런저의 전후진 작동시 진동을 흡수하도록 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되어 상기 플전저의 일측 단부에 결합되는 댐퍼를 포함하고,
    상기 댐퍼는 상기 플런저의 전후진 작동시 충격을 흡수하도록 탄성을 가진 재질로 미리 설정된 경도 이상을 가지도록 성형되며, 상기 플런저의 전후진 작동 거리에 대응되는 길이로 형성되며,
    상기 플런저의 선단부 외주면에는 환홈이 형성되고,
    상기 댐퍼의 폐쇄면 측 내주면에는 상기 환홈에 대응되는 위치에 환턱이 형성되며,
    상기 댐퍼의 내부공간에는 그리스가 주입되고,
    상기 스프링은 상기 댐퍼 내부공간에 주입된 그리스를 상기 플런저의 외주면에 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 댐퍼의 개구부에는 벨로우즈 형상의 벨로우즈부가 구비되고,
    상기 벨로우즈부의 최소 직경은 스프링의 외경과 동일하거나 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 댐퍼의 개구부에는 내주면 또는 외주면에 일정 간격으로 충격흡수홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.

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