KR101113487B1 - 스마트 하이브리드 액츄에이터 - Google Patents

스마트 하이브리드 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부가 중공 형성되고 타측에 로드공(11)이 통공된 덮개부(12)가 구비되며 벽체에 유압유가 유동되는 하나 이상의 유로공간부(15)가 형성된 하우징체(10)와; 상기 하우징체(10)의 일측으로부터 장입되어 모터축(21)이 상기 하우징체(10)의 내로 연장되는 전동모터(20)와; 상기 하우징체(10) 내에 구비되고 피스톤로드(31)가 상기 덮개부(12)의 로드공(11)으로부터 노출되며 상기 하우징체(10)의 길이방향을 따라 운동하도록 구비된 피스톤(30)과; 상기 하우징체(10)의 내에 구비되어 상기 전동모터(20)의 모터축(21)의 하여 구동되어 상기 피스톤(30)이 운동되도록 하는 유압펌프체(40)를 포함하여 구성되는 스마트 하이브리드 액츄에이터에 관한 것으로, 배관을 별도로 구비하지 않아도 되어 설치공간에 따른 공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 유압유의 발열이나 외부온도에 따라 달라지는 팽창이나 수축이 피스톤 스트로크에 주는 영향을 최소화하여 주고, 액츄에이터의 외부에 유압배관이 존재하지 않기 때문에 누수나 충격에 의한 액츄에이터의 기능상실 문제점이 발생하지 않는 효과가 있다.

Description

스마트 하이브리드 액츄에이터{smart type hybrid actuator}
본 발명은 스마트 하이브리드 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압유가 유동되는 별도의 배관을 구비하지 않고 하우징체의 내부에서 유압유가 순환 유동되도록 함에 따라 배관을 구비함에 있어서 야기되는 누설 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있으며, 간단하고 스마트한 구성에 의해 생산단가의 절감은 물론 설치작업이 용이하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 스마트한 외관에 의해 설치공간을 크게 차지하지 않음으로써 설치공간에 대한 공간활용성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 스마트 하이브리드 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 액츄에이터는 여러 가지 동력을 이용하여 작동되는 것으로, 사용하는 동력에 따라 액츄에이터의 구조가 크게 달라지므로 동력에 따라서 크게 전동식 액츄에이터(electric actuator), 공압식 액츄에이터(pneumatic actuator), 유압식 액츄에이터(hydraulic actuator) 등으로 분류하고 있다.
이것은 유압력과 마찰에 의해 발생하는 밸브의 조작부하에 대하여 전력을 사용하여 전동기를 돌려 회전력과 추력을 출력하도록 하는 것을 전동식 액츄에이터라 하고, 압축공기 혹은 압축가스를 사용하여 실린더 또는 베인보터등의 장치를 통하여 구동력을 출력하도록 하는 것을 공압식 액츄에이터, 압축오일의 물리적 에너지를 사용하는 것을 유압식 액츄에이터라고 한다.
이와 같은 액츄에이터는 장단점 및 특징이 있어 사용목적, 용도, 제어성, 안전성 및 원가 등을 고려하여 선정하고 있으며, 동력을 복합적으로 사용하는 전동공압식, 전동유압식 액츄에이터 등이 있다.
다시 말해, 전동식 액츄에이터는 볼 스크류를 이용한 감속과 이동을 병행한 방식으로 가장 많이 분포되어 사용되는 것으로 로봇의 관절을 정밀하게 제어하는 장치로 자리를 잡고 있으나, 속도가 느리며 외부충격에 의한 파손과 마모가 심하고 크기에 비해 높은 힘을 내기가 어려운 단점이 있다.
유압식 액츄에이터는 유압 탱크, 유압 파워팩, 배관, 서보밸브, 유압 실린더 등으로 구성되어 있는데, 장치가 크고 복잡하며 정비가 빈번히 요구되는 단점을 가지고 있다. 또한 정밀한 구동이 불가능하고 유압실린더를 이송하지 않을 때에도 유압펌프를 계속 켜두어야 하기 때문에 에너지를 많이 소모하는 단점을 가지고 있다.
이러한 유압식 액츄에이터는 산업현장에서 대단히 광범위하게 사용되고 있으며, 특히 산업기계, 건설기계, 농기계, 산업설비, 로봇, 조선, 자동차 및 항공기에 이르기까지 다양한 분야에 사용되고 있기 때문에, 좀 더 스마트하게 구성하기 위한 노력이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
종래 하이브리드 액츄에이터 기술로서 공개특허 제10-2004-0046871호인 모터 구동식 주입-스크류 구동 하이브리드 액츄에이터가 출원된 바 있으며, 이는 본체와, 상기 본체에 장착되며 장전부를 본체에 대해서 회전 가능하게 이동시킬 수 있도록 작동 가능하게 배치된 출력축을 구비하는 모터와, 상기 본체에 이동 가능하게 장착되며 본체와 함께 가변 체적의 제1 챔버를 한정하는 피스톤으로서, 장전부를 상기 본체에 대해서 축 방향으로 이동시키도록 작동 가능하게 배치된 피스톤과, 소정의 압력까지 채워진 어큐뮬레이터와, 상기 제1 챔버와 어큐뮬레이터 내의 유압유와, 모터에 의해 구동되며 제1 챔버로부터 나온 유압유를 어큐뮬레이터로 배출시킬 수 있도록 작동 가능하게 배치된 펌프와, 어큐뮬레이터 안의 가압 유압유가 제1 챔버 안으로 선택적으로 유동할 수 있게 해서 피스톤과 장전부가 본체에 대해서 축방향에서 한 방향으로 이동하게 할 수 있도록 작동 가능하게 배치된 밸브로 구성되어 있다.
그러나, 이러한 구성의 종래 기술은 사출성형기에 한정되어 구성될 수밖에 없는 문제점이 있으며, 로봇과 같이 정밀하고 정교한 작동을 요하는 기술분야에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
특히, 모터와 펌프, 어큐뮬레이터가 각각 독립되게 구성되어 있기 때문에 액츄에이터를 좀 더 스마트하게 구성할 수 없어 차지하는 공간이 크게 작용되어 부피가 비대해지는 문제점이 있다.
더욱이, 피스톤을 왕복운동시키기 위한 가압유압유가 흐르는 배관들이 많아 생산단가가 증가되는 문제점이 있고, 배관 등의 설치 및 보수, 관리가 어려우며 유압동력원의 고장시에 전체 시스템이 작동불능이 발생되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 고정밀도의 제어가 불가능한 문제점이 있으며, 특히 외부로 노출되어 설치되는 배관에서의 누설 및 압력손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 액츄에이터가 지닌 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하우징 내부에 유로부를 형성하여 하우징 내부에 구비되는 피스톤의 왕복운동을 위한 유압유가 하우징 내부에 형성된 유로부를 타고 순환 유동되도록 하여 크기와 부피를 스마트하게 구비함으로써 설치공간활용은 물론 기존 유압 시스템의 가장 큰 문제인 유체의 열팽창에 의한 피스톤스트로크의 오차범위가 획기적으로 줄어듬과 유압유의 누설을 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 외부 충격에 의한 하우징 외부 파손시에도 기본동작이 가능하며, 간단한 구성에 의해 생산단가의 절감을 유도하여 설치비용을 최소화할 수 있으며, 배관이 따로 구성되지 않기 때문에 배관의 설치 및 보수작업에 따른 문제점을 해결할 수 있도록 한 스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부가 중공 형성되고 타측에 로드공이 통공된 덮개부가 구비되며 벽체에 유압유가 유동되는 하나 이상의 유로공간부가 형성된 하우징체와; 상기 하우징체의 일측으로부터 장입되어 모터축이 상기 하우징체의 내로 연장되는 전동모터와; 상기 하우징체 내에 구비되고 피스톤로드가 상기 덮개부의 로드공으로부터 노출되며 상기 하우징체의 길이 방향을 따라 운동하도록 구비된 피스톤과; 상기 하우징체의 내에 구비되어 상기 전동모터의 모터축에의하여 구동되어 상기 피스톤이 운동되도록 하는 유압펌프체를 포함하여 구성되는스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유압펌프체는 전동모터와 피스톤 사이에 위치하며, 상기 유로공간부는 일측은 전동모터와 유압펌프체 사이로 개구되며 타측은 유압펌프체의 반대쪽으로 피스톤의 일측으로 개구되는 스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 하우징체는 외부하우징과 상기 외부하우징의 내부에 외부하우징과 이격되도록 구비되는 내부하우징으로 이루어지며, 상기 유로공간부는 외부하우징과 내부하우징 사이에 형성된 유로공간부로 유체가 순환 되도록 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유압펌프체는 상기 전동모터의 모터축에 결합되는 푸싱롤러체와; 상기 하우징체의 내면에 밀착되고 제1유로공이 통공된 제1커버와; 상기 제1커버로부터 길이 방향으로 이격되어 위치하여 상기 하우징체의 내면에 밀착되고 제2유로공이 통공된 제2커버와; 상기 제1커버와 제2커버의 사이에 위치되어 상기 제1커버의 제1유로공과 상기 제2커버의 제2유로공에 일측과 타측이 연결되고 상기 푸싱롤러체의 회전에 의해 내면이 순차적으로 푸싱되는 하나 이상의 유로관이 포함되어 이루어지는 스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유로관은 상기 제1커버의 제1유로공으로부터 제2커버의 제2유로공까지 나선 방향으로 연장되는 스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 푸싱롤러체는 상기 전동모터의 모터축에 결합되는 연동샤프트와, 상기 연동샤프트의 상단과 하단에 각각 연결되는 제1브라켓 및 제2브라켓과, 상기 제1브라켓과 제2브라켓에 상단과 하단이 각각 자전축에 의해 결합되고 상기 유로관의 내면에 밀착되어 상기 전동모터의 구동에 의해 상기 유로관의 내면을 푸싱하여 회전하는 하나 이상의 푸싱롤러가 포함되어 구성되는 스마트 하이브리드 액츄에이터를 제공한다.
본 발명은 하우징체에 내부에 유압유가 유동되는 유로공간부가 형성되어 있기 때문에 유압유가 흐르는 배관을 별도로 구비하지 않아도 되어 설치공간에 따른 공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 하우징체의 내부에서 유압유의 인입과 배수의 순환이 이루어짐으로써 유압유의 발열이나 외부온도에 따라 달라지는 팽창이나 수축이 피스톤 스트로크에 주는 영향을 최소화하여 주고, 유압유의 인입시 유압력과 배출유의 압력을 둘 다 동력으로 사용함으로 동력효율을 크게 증가시켜 주며, 인입되는 유압력과 배수되는 유압력이 동일함으로 양방향 동일한 스트로크가 발생되어 스트로크의 미는 힘과 반대방향의 충격이나 힘이 가해지더라도 동일한 압력을 버틸 수 있는 힘이 발생할 수 있으며, 액츄에이터의 외부에 유압배관이 존재하지 않기 때문에 누수나 충격에 의한 액츄에이터의 기능상실 문제점을 해결할 수 있다. 또한 유량제어를 위한 별도의 벨브가 필요하지 않으며, 동작이 필요시에만 전기동력을 사용함으로 전력효율과 내마모성의 향상이 될수 있다.
도 1은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터를 도시한 사시도이며,
도 2는 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터의 피스톤 로드가 인출되는 상태를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터의 피스톤 로드가 인입되는 상태를 도시한 단면도이며,
도 4는 도 3의 'A'부를 확대 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터에 구비되는 유압펌프체를 도시한 사시도이며,
도 6은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터에 구비되는 유압펌프체의 유로관을 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터에 구비되는 푸싱롤러체의 작동을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이며,
도 8은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터의 구성요부 중 하나인 전동모터가 피스톤과 병렬 연결된 상태의 구성도이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터의 피스톤 로드가 인출되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터의 피스톤 로드가 인입되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 'A'부를 확대 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터에 구비되는 유압펌프체를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터에 구비되는 유압펌프체의 유로관을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터 구비되는 푸싱롤러체의 작동을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이다.
이하의 설명에서, 도 2의 세로 방향을 '길이 방향'이라 한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명인 스마트 하이브리드 액츄에이터는 하우징체(10)와, 전동모터(20)와, 피스톤(30) 및 유압펌프체(40)로 구성된다.
상기 하우징체(10)는 내측으로 피스톤(30)이 운동하는 공간부가 형성된 중공체이며, 벽체에는 유압유가 유동되는 유로공간부(15)가 형성된다. 상기 유로공간부(15)는 피스톤(30)의 운동 방향으로 연장 형성된다. 상기 유로공간부(15)는 복수로 형성되는 것도 가능하다. 상기 하우징체(10)는 일측으로 개구된 중공체이며 타측으로 로드공(11)이 통공된 덮개부(12)가 구비된다. 상기 유로공간부(15)는 길이 방향을 따라 곧장 연장 형성될 수도 있으며, 나선 형태를 이루어 연장되는 것도 가능하다. 상기 덮개부(12)는 하우징체(10)에 일체로 구비될 수도 있고, 별도의 덮개부(12)를 하우징체(10)에 나사나 용접 등의 방법으로 결합할 수도 있다.
상기 하우징체(10)의 단면 형상은 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 다각형으로 형성하는 것도 가능할 것이다.
상기 하우징체(10)는 중공의 외부하우징(13)과 상기 외부하우징(13)의 내부에 외부하우징(13)으로부터 이격되도록 구비되는 중공의 내부하우징(14)으로 이루어질 수 있으며, 상기 외부하우징(13)과 내부하우징(14) 사이에 유로공간부(15)가 형성될 수 있다. 상기 외부하우징(13)과 내부하우징(14)은 반경 방향으로 연장되며 길이 방향으로 길이를 가지는 하나 이상의 격벽체로 서로 연결되어, 격벽체 사이에 상기 유로공간부(15)가 형성될 수 있다.
유압유가 유동되는 유로공간부(15)가 하우징체(10)의 벽체에 형성되어 있음에 따라, 또는 하우징체(10)가 외부하우징(13)과 내부하우징(14)으로 이루어져 있는 경우 외부하우징(13)과 내부하우징(14) 사이에 형성되어 있음에 따라 하우징체(10)의 외부에 유압유가 흐르는 배관을 별도로 설치하지 않아도 되어 설치에 따른 공간활용성을 크게 향상시키고, 별도로 설치되는 배관에서 발생할 수 있는 누수 등의 문제점이 해결된다. 또한 외부하우징(13)이 파손되어 누수가 발생하여도 불완전하지만 기본동작의 수행이 가능하다. 그리고 하우징체(10)의 외부에 돌출 구비됨으로 인해서 발생되는 배관의 손상 등이 발생하지 않게 되며, 이하에서 설명하는 바와 같이 유압펌프체(40)를 하우징체(10) 내부에 위치시키는 것도 가능하게 된다.
상기 하우징체(10)의 타측은 상기 덮개부(12)에 의해 밀폐되어 기밀성이 유지됨으로써 상기 하우징체(10)의 유로공간부(15) 및 하우징체(10)의 벽체 내부를 유동하는 유압유의 누설이 방지된다.
상기 전동모터(20)는 상기 하우징체(10)의 개구된 일측으로 장입되어 모터축(21)이 하우징체(10)의 벽체 내측에 위치되는 것으로, 상기 하우징체(10)의 일측으로 상기 전동모터(20)가 장입되어 고정됨으로써 하우징체(10)의 일측 역시 밀폐되어 기밀성이 유지된다. 상기 하우징체(10)가 외부하우징(13)과 내부하우징(14)으로 이루어지는 경우, 상기 전동모터(20)는 외부하우징(13)의 내측에 위치하게 된다.
상기 피스톤(30)은 하우징체(10) 내에 구비되고 피스톤로드(31)가 상기 덮개부(12)의 로드공(11)을 통하여 외부로 연장되며 하우징체(10)의 내부에서 길이 방향을 따라 왕복운동하는 것으로, 상기 하우징체(10) 내에서 유동하는 유압유의 방향에 따라 하우징체(10) 내에서 왕복 운동을 한다.
상기 하우징체(10)가 외부하우징(13)과 내부하우징(14)으로 이루어지는 경우, 상기 피스톤(30)은 상기 내부하우징(14)의 내부에 위치하여 상기 내부하우징(14) 내부에서 왕복 운동을 한다.
상기 유압펌프체(40)는 하우징체(10) 내에 위치하여 상기 전동모터(20)의 회전에 의해 하우징체(10) 내에서 유압유가 유동되도록 하여 상기 피스톤(30)이 운동하도록 한다. 상기 유압펌프체(40)는 전동모터(20)와 피스톤(30) 사이에 위치하여 전동모터(20)에 의하여 구동된다.
상기 하우징체(10)가 외부하우징(13)과 내부하우징(14)으로 이루어지는 경우, 상기 유압펌프체(40)는 내부하우징(14)의 내부에 구비되고 상기 내부하우징(14) 내에서 유압유가 유동되도록 하여 상기 피스톤(30)이 운동하도록 한다.
길이 방향으로, 상기 유로공간부(15)의 일측은 전동모터(20)와 유압펌프체(40) 사이에서 개구되며, 타측은 유압펌프체(40)의 반대편으로 피스톤(30)의 일측으로 개구된다.
전동모터(20)가 정회전하여 유압펌프체(40)가 작동하면, 전동모터(20)의 회전 방향에 따라 유압유는 도 2에 화살표도 도시한 바와 같이 유로공간부(15)를 따라 유동하여 전동모터(20)와 유압펌프체(40) 사이로 유동되며, 유압펌프체(40)로부터 토출되고 피스톤(30)과 유압펌프체(40) 사이로 공급되어 피스톤(30)을 전진시키도록 작동한다. 전동모터(20)가 반대 방향으로 회전하면, 도 3에 화살표로 도시한 바와 같이 피스톤(30)과 유압펌프체(40) 사이의 유압유는 유압펌프체(40)를 통과하여 전동모터(20)와 유압펌프체(40) 사이로 유동되고 유로공간부(15)를 따라 유동하여 유압펌프체(40)의 반대편으로 피스톤(30)의 일측으로 공급되어 피스톤(30)이 후진되도록 작동한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 상기 전동모터(20)의 구동에 의해 유압펌프체(40)가 동작되면서 유로공간부(15)와 상기 하우징체(10)의 내측으로 유압유가 일방향 또는 타방향으로 유동되는 과정을 통해 상기 피스톤(30)이 하우징체(10)의 내부에서 왕복 운동하고 이에 따라 상기 피스톤로드(31)가 상기 유압펌프체(40) 측으로 당겨지거나 밀려나가면서 산업기계, 건설기계, 농기계, 산업설비, 로봇, 조선, 자동차 및 항공기 등의 기기를 정밀하고 정교하게 제어 동작시킨다.
상기 유압펌프체(40)는 도 3, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이 상기 전동모터(20)의 모터축(21)에 결합되는 푸싱롤러체(41)와, 상기 하우징체(10)의 내면에 밀착되고 제1유로공(42a)이 통공된 제1커버(42)와, 상기 제1커버(42)로부터 길이 방향으로 이격 위치하여 상기 하우징체(10)의 내면에 밀착되고 제2유로공(43a)이 통공된 제2커버(43)와, 상기 제1커버(42)와 제2커버(43)의 사이에 위치되어 상기 제1커버(42)의 제1유로공(42a)과 상기 제2커버(43)의 제2유로공(43a)에 일측과 타측이 연결되고 상기 푸싱롤러체(41)의 회전에 의해 내면이 푸싱(pushing)되는 하나 이상의 유로관(44)이 포함되어 이루어진다.
상기 유압펌프체(40)는 전동모터(20)와 피스톤(30) 사이에서 하우징체(10) 내측으로 고정 설치된다. 상기 제1커버(42)와 제2커버(43)가 하우징체(10) 내에 용접이나 접착재 또는 억지 끼워 맞춤과 같은 방법으로 밀착 고정 설치되도록 하여 하우징체(10) 내측으로 고정 설치될 수 있다. 따라서 유압유는 유압펌프체(40)의 유로관(44)을 통하여 유동된다.
상기 유로관(44)은 튜브로서 상기 푸싱롤러체(41)가 회전되는 것에 의해 압착되어 유로관(44)의 내부를 따라 유압유가 유동되도록 하기 위해 플렉시블(Flexible)한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 유압펌프체(40)는 상기 하우징체(10)의 내부에서 유압유가 배수되어 상기 유로공간부(15)를 지나도록 유압유를 일방향으로 유동시키거나 또는 상기 유로공간부(15) 측으로 유압유가 배수되어 상기 하우징체(10)를 지나도록 유압유를 타방향으로 유동시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 유압펌프체(40)의 푸싱롤러체(41)가 상기 전동모터(20)의 구동에 의해 일방향으로 회전되면 상기 푸싱롤러체(41)와 밀착된 상기 유로관(44)이 회전되는 푸싱롤러체(41)에 의해 푸싱(pushing)되어 유압유가 상기 유압펌프체(40)와 피스톤(30) 사이로 배수되고, 피스톤(30)의 전방에 있는 유압유는 상기 유로공간부(15)를 경유하여 전동모터(20)와 유압펌프체(40) 사이로 유동하고 유압펌프체(40)의 유로관(44)으로 인입된다.
상기 피스톤(30)은 하우징체(10)의 내부측으로 배수되는 유압유에 의해 상기 하우징체(10)의 덮개부(12)측으로 밀리게 되어 피스톤로드(31)가 유압펌프체(40)로부터 멀어진다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 유압펌프체(40)의 푸싱롤러체(41)가 상기 전동모터(20)의 구동에 의해 역방향으로 회전되면 유압유의 유동방향이 반대방향으로 유동되면서 상기 피스톤(30)이 상기 유로공간부(15)로부터 유압펌프체(40)의 반대측인 피스톤(30)의 일측으로 유동되는 유압유에 의해 상기 유압펌프체(40)측으로 당겨진다.
이러한 동작이 가능하도록 하기 위해 상기 전동모터(20)는 정방향 및 역방향의 회전이 가능한 모터로 구비되는 것이 당연하다.
상기 유로관(44)은 상기 제1커버(42)의 제1유동공(42a)으로부터 제2커버(43)의 제2유로공(43a)까지 나선방향으로 연결되는 나선형으로 구비되어 이루어지고, 또한, 상기 유로관(44)의 개수는 1개 이상으로 구비되어 이루어진다. 상기 유로관(44)은 내측에서 푸싱롤러(415)와 접하며 외측은 하우징체(10)의 내면에 접하도록 하여 푸싱롤러(415)와 하우징체(10)의 내면에 의하여 가압되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 유로관(44)의 형상이 나선형으로 구비되어 있어 하나의 푸싱롤러체(41)를 이용하여 여러 개의 유로관(44)을 동시에 순차적으로 푸싱하는 동작이 가능함으로써 좁은 공간 내에서 다량의 유량을 발생시키며, 펌프의 맥동을 억제할 수가 있고 캐비테이션이 일어나지 않는다.
상기 푸싱롤러체(41)는 상기 전동모터(20)의 모터축(21)에 결합되는 연동샤프트(411)와, 상기 연동샤프트(411)의 일측과 타측에 이격되어 각각 연결되는 제1브라켓(412) 및 제2브라켓(413)과, 상기 제1브라켓(412)과 제2브라켓(413)에 상단과 하단이 각각 자전축(414)에 의해 결합되고 상기 유로관(44)의 내면에 밀착되어 상기 전동모터(20)의 구동에 의해 상기 유로관(44)의 내면을 푸싱하여 회전하는 하나 이상의 푸싱롤러(415)가 포함되어 이루어진다. 상기 푸싱롤러(415)는 길이 방향으로 길이를 가지는 봉체로서 일단 및 타단은 제1커버(42)와 제2커버(43) 사이에 위치한다.
상기 푸싱롤러(415)는 봉체로 형성되고 유로관(44)은 나선형으로 연장되므로, 상기 푸싱롤러(415)는 복수의 유로관(44)을 동시에 순차적으로 가압할 수 있으므로 유압펌프체(40)는 푸싱롤러(415)에 의하여 많은 유량을 토출시킬 수 있게 된다. 즉, 유압펌프체(40)의 크기(지름)나 유로관(44)의 지름을 크게 하지 않더라도 피스톤(30)의 행정 거리를 크게 하는 것이 가능하게 된다. 또한 모터축(21)의 회전 각도를 크게 하지 않더라도 충분한 유량이 유동되도록 하여 피스톤(30)의 행정 거리를 크게 하는 것이 가능하게 된다.
이와 같이 구비된 푸싱롤러체(41)는 상기 전동모터(20)의 모터축(21)이 전동모터(20)의 구동에 의해 회전되면 상기 모터축(21)이 결합된 연동샤프트(411)가 회전되고 이 연동샤프트(411)와 제1브라켓(412) 및 제2브라켓(413)에 의해 결합된 상기 푸싱롤러(415)가 회전되면서 상기 유로관(44)의 내면을 푸싱하여 유압유가 유동되도록 한다.
이 때, 상기 푸싱롤러(415)는 상기 제1브라켓(412) 및 제2브라켓(413)과 자전축(414)에 의해 결합되어 있기 때문에, 상기 연동샤프트(411)의 회전력에 의해 공전됨과 동시에 자전동작이 진행되면서 상기 유로관(44)의 내면에 대한 푸싱력이 더욱 향상된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 구성도로서, 도시된 바와 같이 상기 전동모터(20)가 외부하우징(13)의 외측에 구비되어 이루어진 것을 나타낸 것이다.
즉, 상기 전동모터(20)는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 외부하우징(13)의 내부측으로 전동모터(20)의 모터축(21)이 직접 인입되어 상기 유압펌프체(40)와 연결되는 직렬방식으로 구비되거나 또는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 전동모터(20)의 모터축(21)이 상기 모터축(21)과 상기 유압펌프체(40)를 연결하는 연결체(22)에 의해 연결되어 상기 전동모터(20)의 모터축(21)과 상기 유압펌프체(40)와 병렬방식으로 연결 될 수 있다.
이와 같이 모터축(21)이 상기 유압펌프체(40)와 병렬방식으로 연결될 때 상기 외부하우징(13)의 외측에는 보조하우징(23)이 더 구비되고, 이 보조하우징(23)의 내부에 상기 연결체(22)가 구비되어 외관상으로 상기 연결체(22)가 노출되지 않도록 한다.
상기 전동모터(20)의 모터축(21)과 상기 유압펌프체(40)를 연결하는 연결체(22)는, 상기 보조하우징(23)의 내부에 구비되고 상기 모터축(21)에 결합되는 구동기어(22a)와, 상기 구동기어(22a)와 치합되는 연결기어(22b)와 상기 연결기어(22b)와 치합되는 연동기어(22c) 및 상기 연동기어(22c)에 결합되고 상기 유압펌프체(40)의 연동샤프트(411)와 연결되는 회전축(22d)로 구비된다.
따라서, 상기 전동모터(20)가 구동되어 모터축(21)이 회전되면, 이 모터축(21)의 회전력이 상기 구동기어(22a)와 상기 연결기어(22b) 및 상기 연동기어(22c)에 전달되어 상기 연동기어(22c)가 결합된 상기 회전축(22d)이 회전되기 때문에, 상기 유압펌프체(40)의 연동샤프트(411)가 회전되어 유압펌프체(40)에 의한 유압유의 유로가 진행된다.
이와 같이 본 발명은 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
10: 하우징체 11 : 로드공
12: 덮개 13 : 외부하우징
14: 내부하우징 15 : 유로공간부
20: 전동모터 21 : 모터축
30: 피스톤 31 : 피스톤로드
40: 유압펌프체 41 : 푸싱롤러체
42: 제1커버 42a : 제1유로공
43: 제2커버 43a : 제2유로공
44: 유로관 411 : 연동샤프트
412: 제1브라켓 413 : 제2브라켓
414: 자전축 415 : 푸싱롤러

Claims (6)

  1. 내부가 중공 형성되고 타측에 로드공(11)이 통공된 덮개부(12)가 구비되며 벽체에 유압유가 유동되는 하나 이상의 유로공간부(15)가 형성된 하우징체(10)와, 상기 하우징체(10)의 일측으로 위치하여 유압펌프체(40)를 구동하는 전동모터(20)와, 상기 하우징체(10) 내에 구비되고 피스톤로드(31)가 상기 덮개부(12)의 로드공(11)으로부터 노출되며 상기 하우징체(10)의 길이방향을 따라 운동하도록 구비된 피스톤(30)과, 상기 하우징체(10)의 내에 구비되어 상기 전동모터(20)에 의하여 구동되어 상기 피스톤(30)이 운동되도록 하는 유압펌프체(40)를 포함하여 구성되며; 상기 하우징체(10)는 외부하우징(13)과 상기 외부하우징(13)의 내부에 구비되는 내부하우징(14)으로 이루어지며, 상기 유로공간부(15)는 외부하우징(13)과 내부하우징(14) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 유로공간부(15)는 나선 형태를 이루어 연장되는 것을 특징으로 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 유압펌프체(40)는 전동모터(20)와 피스톤(30) 사이에 위치하며, 상기 유로공간부(15)는 일측은 전동모터(20)와 유압펌프체(40) 사이로 개구되며 타측은 유압펌프체(40)의 반대쪽으로 피스톤(30)의 일측으로 개구된 것을 특징으로 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 유압펌프체(40)는 전동모터(20)에 구비되는 모터축(21)에 결합되는 푸싱롤러체(41)와; 상기 하우징체(10)의 내면에 밀착되고 제1유로공(42a)이 통공된 제1커버(42)와; 상기 제1커버(42)로부터 길이 방향으로 이격되어 위치하여 상기 하우징체(10)의 내면에 밀착되고 제2유로공(43a)이 통공된 제2커버(43)와; 상기 제1커버(42)와 제2커버(43)의 사이에 위치되어 상기 제1커버(42)의 제1유로공(42a)과 상기 제2커버(43)의 제2유로공(43a)에 일측과 타측이 연결되고 상기 푸싱롤러체(41)의 회전에 의해 내면이 푸싱(pushing)되는 하나 이상의 유로관(44)이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 유로관(44)은 상기 제1커버(42)의 제1유로공(42a)으로부터 제2커버(43)의 제2유로공(43a)까지 나선 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 푸싱롤러체(41)는 상기 전동모터(20)의 모터축(21)에 결합되는 연동샤프트(411)와, 상기 연동샤프트(411)의 상단과 하단에 각각 연결되는 제1브라켓(412) 및 제2브라켓(413)과, 상기 제1브라켓(412)과 제2브라켓(413)에 상단과 하단이 각각 자전축(414)에 의해 결합되고 상기 유로관(44)의 내면에 밀착되어 상기 전동모터(20)의 구동에 의해 상기 유로관(44)의 내면을 푸싱하여 회전하는 하나 이상의 봉체인 푸싱롤러(415)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 하이브리드 액츄에이터.
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