KR101237994B1 - 내구성이 향상된 로터리 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버터플라이 밸브를 유압력 또는 공압력에 의해 개폐시키는 액츄에이터에 있어서, 실린더 내부에서 왕복운동하는 피스톤의 구조를 개선함으로써 고출력 토오크를 위한 강성 증대와 함께, 소형화 및 경량화를 이룰 수 있는 로터리 액츄에이터에 관한 것이다.
본 발명에 의한 피스톤아암에는 직사각형의 중공부(42)를 복수 개 형성하여 살빼기 기능과 단면강성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 피스톤슬롯에 의해 나뉘어진 두 피스톤아암을 일체로 연결하는 연결보강부를 커넥팅요크가 간섭받지 않는 위치에 추가로 더 구비하여, 피스톤아암의 변형방지와 강성을 확보할 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 연결핀의 이탈을 방지하기 위해, 마찰부재의 부착돌기를 끼움구멍을 관통시켜 연결핀 외주면에까지 연장되도록 구성하여, 이 부착돌기가 연결핀의 오목홈에 끼워지게 하여 연결핀이 부착돌기에 의해 이탈이 방지되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

내구성이 향상된 로터리 액츄에이터 {ROTARY ACTUATOR}

본 발명은 버터플라이 밸브를 유압력 또는 공압력에 의해 개폐시키는 액츄에이터에 관한 것으로서, 특히 실린더 내부에서 왕복운동하는 피스톤의 구조를 개선함으로써 고출력 토오크를 위한 강성 증대와 함께, 소형화 및 경량화를 이룰 수 있는 로터리 액츄에이터에 관한 것이다.

실린더 내부에 삽입되어 왕복 운동하는 한 쌍의 피스톤의 직선 운동을, 구동축(출력축)의 회전운동으로 변환하는 피스톤로드 없는 로터리 액츄에이터가 널리 쓰이고 있다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 소63-266287호(이하 '종래기술1'이라 함)에 개시된 로터리 액츄에이터는, 원통형 실린더 본체의 중앙부에, 실린더 축심에 직교하는 방향으로 출력축을 베어링 지지되게 구비하고, 이 출력축을 중심으로 대칭되게 피스톤아암을 가지는 2개의 피스톤을, 두 피스톤의 안쪽 및 외측에 형성된 실린더실에 교대로 압력 공기를 도입함으로써, 각각 외측 또는 안쪽에 이동하도록 구비하여, 상기 두 피스톤의 왕복운동에 의해, 두 피스톤의 사이에 위치하여 상기 두 피스톤의 피스톤아암의 슬롯에 삽입되는 커넥팅 요크를 회전시키고, 이 요크에 결합된 출력축을 회전시켜 밸브 본체를 개폐시키도록 하는 구성이다.

또 다른 종래기술로서, 한국 등록특허 833143호(2008.05.22.등록)(이하 '종래기술2'라 함)에 개시된 로터리 액츄에이터는, 실린더 내면에 미끄럼 접촉하는 피스톤몸체와 상기 피스톤몸체로부터 축방향으로 연장되어 나오는 피스톤아암의 선단부에 실린더 내면에 미끄럼 접촉하는 마찰부재를 부착하여 피스톤의 왕복운동을 안정적으로 지지하는 동시에, 상기 마찰부재로써 피스톤과 커넥팅요크를 연결하는 연결핀의 단부 중 적어도 일부를 덮어 연결핀의 이탈을 저지하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술들의 로터리 액츄에이터는 피스톤아암의 강성이 특히 취약해, 큰 토오크를 요구하는 액츄에이터로서 사용하는 경우에는 잦은 고장의 원인이 되고 있다. 이러한 이유에서 큰 토오크가 요구되는 경우에는 대형 로터리 액츄에이터를 적용할 수밖에 없는데, 설치공간이 협소하여 크기의 제약을 받는 곳에는 대형 액츄에이터를 장착할 수가 없어 실무 현장에서는 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다.

더 나아가, 액츄에이터의 설치현장의 여건은 50~80℃의 높은 온도 또는 영하 20~40℃의 낮은 온도에서 설치되어 사용되는 경우가 적지 않고, 경우에 따라서는 온도 편차가 극심한 환경에 설치되는 경우도 적지 않기 때문에, 유압의 직선왕복 운동을 출력축의 회전력으로 전환하는 과정에서, 피스톤아암에 인가되는 큰 하중에 의해 피스톤아암에 변형이 발생되거나 균열이 발생되는 경우가 적지 않다.

또한, 종래기술2에서도 지적하고 있듯이, 피스톤아암에 압입되어 부착된 연결핀을 요크슬롯 속으로 이동시켜, 커넥팅요크를 회동시키는 구조로 되어 있는데, 피스탄아암의 끝단에 압입된 연결핀이 느슨해져 이탈되는 우려가 상존하고 있다.

이러한 트러니언 핀의 이탈을 저지하기 위해, 일본 공개특허 평6-207605호에서 개시된 액츄에이터에서는 핀의 양단에 이탈 방지 링을 장착시켜 연결핀의 이탈을 방지하고 있으며, 일본 공개특허 평2-72206호에서는 핀의 양단에 핀 누름 부재를 배치시켜 이러한 문제를 해결하고자 시도되고 있으며, 종래기술2에서는 피스톤아암의 선단부에 부착되는 마찰부재로써 연결핀의 일측 단부를 덮어 연결핀의 이탈을 저지하도록 한 기술이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술들의 구조로도 핀의 이탈을 충분하게 방지할 수 없는 동시에, 구조가 복잡하고 비용이 들며, 또한 수리가 어려운 문제점이 상존하고 있다.

더 나아가, 설치공간의 제약으로 인해 액츄에이터의 크기를 소형화하기 위한 지속적인 노력이 진행되어 왔으며, 이러한 노력의 결과로서 소형화 성과가 있음에도 불구하고, 소형화를 위한 요구는 줄어들지 않고 있다. 특히, 출력축의 회전각도를 그대로 유지하면서도 두 피스톤의 왕복운동의 행정거리를 더욱 줄여 액츄에이터의 크기를 줄이고자 하는 요구가 계속되고 있다.

1.일본공개특허공보소63-266287호 2.한국등록특허833143호 3.일본공개특허평6-207605호 4.일본공개특허평2-72206호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

액츄에이터의 크기를 소형화하면서도, 유압의 직선왕복 운동을 출력축의 회전력으로 전환하는 과정에서 피스톤아암에 인가되는 큰 하중을 견딜 수 있는 내구성을 향상시킨 로터리 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 실린더 내면에 미끄럼 접촉하는 피스톤의 왕복운동을 안정적으로 지지하는 동시에, 간편한 조립공정만으로도 연결핀의 이탈을 효과적으로 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 로터리 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터는 출력축의 회전각도를 그대로 유지하면서도 2개의 피스톤의 왕복운동의 행정거리를 더욱 줄여, 소형화를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터는,

양 단에 캡이 구비되는 원통형의 실린더 본체(10)와; 상기 실린더 본체의 축심 중앙부에 직교하도록 상기 실린더에 지지되는 출력축(20)과; 상기 출력축을 중심으로 좌우 대칭되게 상기 실린더 본체의 내면에 접하여 이동되는 2개의 피스톤 (30A)(30B)과; 상기 각 피스톤의 안쪽면에서 서로 마주보는 방향으로 연장되어 형성된 피스톤아암(40)과; 상기 피스톤아암의 끝단에 구비된 연결핀(50)과; 상기 출력축의 중앙에 고정되며, 상기 연결핀이 끼워지는 한 쌍의 요크슬롯이 구비된 커넥팅 요크(60)로 구성되어; 상기 2개의 피스톤(30A)(30B)의 양쪽 외측에 형성된 공간 또는 상기 2개의 피스톤의 안쪽에 형성된 공간 중의 어느 한 곳에 압력 유체를 공급하여 상기 2개의 피스톤을 대칭되게 왕복 운동시킴에 의해, 상기 피스톤의 왕복 운동이 상기 커넥팅 요크에 의해 출력축의 회전운동으로 전환되도록 하여, 상기 출력축에 연결된 밸브 로드를 구동하는 로터리 액츄에이터에 있어서,

상기 피스톤아암은 상기 실린더 본체의 축심에서 편심된 위치에서 상기 축심에 평행하게 상기 피스톤 안쪽면에 형성되고, 상기 피스톤아암에는 상기 커넥팅 요크(60)가 자유롭게 움직일 수 있도록 반경방향으로 개방된 축방향의 피스톤슬롯(35)이 형성됨에 의해 상기 피스톤아암은 2개의 개별아암(40a)(40b)으로 나뉘어 이루어지되;

상기 각 개별아암에는 길이의 직각 방향으로 움푹 패인 직사각형상 중공부(42)가 그 길이방향으로 복수 개 나열되어 형성되며, 인접한 중공부 사이에는 연결부(43)가 형성되어 단면 강성을 증대시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 피스톤슬롯에 의해 나뉘어진 2개의 개별아암의 변형방지와 강성확보를 위해, 상기 2개의 개별아암을 연결하는 연결보강부를 커넥팅요크가 간섭받지 않는 위치에 추가로 더 구비한 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터는 피스톤아암과 커넥팅요크를 연결하는 연결핀이, 피스톤아암으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해, 마찰부재의 부착돌기가 끼워지는 피스톤아암의 끼움구멍을 연결핀 삽입공에까지 연장시키고, 상기 마찰부재의 부착돌기를 상기 끼움구멍을 통해 연결핀 외주면에까지 연장시켜, 상기 마찰부재의 부착돌기가 연결핀 외주면에 형성된 오목홈에 끼워지게 하여 연결핀이 부착돌기에 의해 이탈이 방지되도록 한 것을 특징으로 한다.

이 외에도, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단들이 하기 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서 상세히 제시될 것이다.

이러한 구성상의 특징을 갖는 본 발명에 의한 로터리 액츄이에터는, 동일 출력을 기준으로 할 때 그 크기를 소형화할 수 있으며, 피스톤아암의 강성이 증대될 수 있어 유압의 직선왕복 운동을 출력축의 회전력으로 전환하는 과정에서 피스톤아암에 인가되는 큰 하중을 견딜 수 있으므로 내구성이 증대되어, 동일한 크기를 기준으로 할 때 훨씬 더 큰 토오크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 실린더 내면에 미끄럼 접촉하는 피스톤의 왕복운동을 안정적으로 지지하는 동시에, 간편한 조립공정만으로도 연결핀의 이탈을 효과적으로 방지하여 고장의 문제를 해결할 수 있고, 액츄에이터의 사용수명을 연장하고 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터의 외형과 내부의 일부를 나타낸 부분 절개 사시도이며, 도 2는 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터의 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터의 피스톤과 커넥팅요크의 결합관계 및 작동과정을 도시한 설명도
도 6은 본 발명의 2개의 피스톤이 최대로 인접한 상태에서 피스톤의 안쪽면과 피스톤아암 상호간의 결합관계를 설명하는 단면도
도 7은 본 발명에 의한 피스톤아암의 구조를 설명하기 위한 사시도 및 부분 단면도
도 8은 본 발명에 의한 피스톤아암과 연결핀 및 마찰부재의 상관관계를 설명하기 위한 부분 사시도 및 단면도

이하에서는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부도면을 기준으로 하여, 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터의 외형을 도시한 사시도로서, 본체의 일부를 부분 절개하여 실린더 내부의 구조를 개략적으로 도시하였으며, 도 2는 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터의 분해 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 로터리 액추에이터는 종래기술에서 알려진 바와 같이, 원통형의 실린더 본체(10) 양단에는 패킹이 삽입되고 캡(11)에 의해 양 단이 밀폐된다. 그리고, 상기 실린더 본체(10)의 중앙 상부에는 실린더 중심축에 직교하는 축 삽입공(21)이 형성되고, 이 축 삽입공(21)에 기밀하게 회전 가능하도록 지지되는 출력축(20)이 구비되는데, 이 출력축에는 후술하게 될 커넥팅 요크(60)가 결합된다.

상기 실린더 본체 내부에는 한 쌍의 피스톤(30A)(30B)이 실린더 내부에 끼워져, 실린더 외부에서 유입되는 유체압력에 의해 상기 출력축(20)을 기준으로 좌우 대칭되게 왕복운동하게 된다. 이렇게 왕복운동하는 2개의 피스톤(30A)(30B)의 안쪽면(서로 마주보는 면) 가장자리에는 서로 대칭되는 위치에 피스톤아암(40)이 실린더 중심축 방향으로 연장되어 형성되며, 이 피스톤아암의 끝단에는 출력축과 평행한 방향으로 연결핀(50)이 형성된다. 즉, 상기 피스톤아암은 상기 실린더 본체의 축심에서 편심된 위치에서 상기 축심에 평행하게 상기 피스톤 안쪽면에 형성된다. 또한, 상기 피스톤아암에는 상기 커넥팅 요크(60)가 자유롭게 움직일 수 있도록 축방향으로 개방된 피스톤슬롯(35)이 형성되는데, 이 피스톤슬롯에 의해 상기 피스톤아암은 2개의 개별아암(40a)(40b)으로 나뉘어지게 된다. 아울러, 상기 피스톤슬롯(35)은 피스톤의 반경방향으로도 개방되도록 형성하면 커넥팅요크의 직경을 극대화할 수 있다.

상기 출력축의 중앙에 고정되는 커넥팅 요크(60)에는 서로 대칭되는 위치에 한 쌍의 요크슬롯(61)이 구비되는데, 이 요크슬롯(61)에는 상기 연결핀(50)이 상기 요크슬롯(61) 속에서 길이방향으로 자유롭게 움직일 수 있게 삽입된다.

이렇게 구성되는 로터리 액츄에이터는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 2개의 피스톤이 최대로 이격된 상태에서 상기 2개의 피스톤(30A)(30B)의 양쪽 외측에 형성된 공간, 즉 캡(11)과 피스톤 바깥쪽면 사이의 공간으로 압력 유체를 공급하면, 상기 2개의 피스톤(30A)(30B)은 서로 마주보는 쪽으로 출력축을 향해 왕복운동하게 된다. 이 때, 상기 2개의 피스톤의 안쪽면에 형성된 피스톤아암과 커넥팅요크는 연결핀(50)과 요크슬롯(61)에 의해 연결되어 있으므로, 2개의 피스톤이 서로 가까워지는 쪽으로 움직이게 되면, 상기 연결핀(50)도 함께 움직이게 되는데, 상기 연결핀(50)에는, 커넥팅요크(60)의 슬롯(61)을 따라 커넥팅요크의 중심을 향하는 힘(평행 분력)과, 슬롯(61)의 길이에 직각방향으로 작용하여 커넥팅요크의 중심을 기준으로 커넥팅요크(60)를 회전시키는 힘(회전 분력)의 합성력이 작용하게 된다.

상기 회전분력에 의해 상기 커넥팅요크(60)가 도 3b의 기준에서 시계방향으로 회전되며, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 상태를 거쳐, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 위치로 피스톤이 왕복 운동하게 됨에 의해, 상기 커넥팅요크(60) 및 이 커넥팅요크에 결합된 출력축(20)이 최대로 회전하게 되고, 결국 상기 출력축(20)에 연결된 밸브 로드(미도시)를 구동하게 된다.

이와 반대로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 2개의 피스톤이 최대로 근접된 상태에서, 상기 2개의 피스톤(30A)(30B)의 안쪽에 형성된 공간, 즉 2개의 피스톤의 안쪽면과 실린더 내벽에 의해 형성된 공간으로 압력 유체를 공급하면, 상기 2개의 피스톤(30A)(30B)은 서로 멀어지는 쪽을 향해 왕복운동하게 된다. 앞서 설명했듯이, 피스톤아암과 커넥팅요크는 연결핀(50)과 요크슬롯(61)에 의해 연결되어 있으므로, 2개의 피스톤이 멀어지는 쪽으로 움직이게 되면, 상기 연결핀(50)의 이동에 의해, 커넥팅요크(60)의 슬롯(61)을 따라 커넥팅요크의 중심에서 멀어지는 방향의 힘(평행 분력)과, 슬롯(61)의 길이에 직각방향으로 작용하여 커넥팅요크의 중심을 기준으로 커넥팅요크(60)를 회전시키는 힘(회전 분력)이 작용하게 된다.

상기 회전분력에 의해 상기 커넥팅요크(60)가 도 5b의 기준에서 반시계방향으로 회전되므로, 이 커넥팅요크에 결합된 출력축(20)이 반대로 회전하게 되고, 결국 상기 출력축(20)에 연결된 밸브 로드(미도시)를 구동하게 된다.

이러한 동작을 수행하는 과정 중에서 특히, 도 3에 도시된 바와 같이 2개의 피스톤이 최대로 이격된 상태에서 가까워지는 쪽으로 이동하게 될 때에 상기 피스톤아암(40)에는 압축응력이 발생하게 되는데, 큰 회전 토오크가 요구되는 경우에도 상기 피스톤아암이 상기 압축응력을 충분히 견뎌낼 수 있도록 하기 위해,

도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤아암의 개별아암(40a)(40b)에는 그 길이방향에 직각 방향으로 움푹 패인 직사각형상 중공부(42)를, 피스톤아암의 길이방향으로 형성하고, 인접한 중공부 사이에는 연결부(43)를 형성함으로써, 피스톤아암의 개별아암이 각각 H빔 형상이 되게 구성하여, 중공부에 의한 원자재 절감효과는 물론 피스톤의 중량을 10% 이상 경량화시켜 소형화를 구현하고, 단면 2차모멘트가 증대되어 강성을 높일 수 있다.

본 발명에서 상기 피스톤아암에 형성되는 중공부(42)는 2개 이상의 복수 개로 구성하고, 두 중공부는 일정한 간격을 띄워서 형성되도록 하여, 두 중공부의 사이에 연결부(43)가 형성되도록 하는 것이 강성 증대를 극대화할 수 있으며, 또한 각 개별아암의 단면은 상하 및 좌우로 대칭단면이 되도록 구성하는 것이 휨변형 방지와 좌굴 방지 등에 특히 유리하다.

도 7에서 미설명된 도면부호 55는 연결핀(50)에 끼워지는 롤러로서, 연결핀(50)이 커넥팅요크의 요크슬롯(61) 내면에서 마찰없이 구름운동할 수 있도록 하는 역할을 갖는다. 또한, 도면부호 52는 연결핀의 이탈방지를 부수적으로 보조하는 스냅링을 나타낸 것이며, 도면부호 31은 피스톤의 외주면에 삽입되어 실린더 내면과의 밀폐력을 증대시키기 위한 피스톤링을 나타낸 것이다.

또한, 본 발명에 의한 액츄에이터는 50~80℃의 고온의 사용환경에 적용되는 경우에 특히 많이 발생될 수 있는 피스톤아암의 변형 문제를 최소화하기 위해,

상기 피스톤슬롯(35)에 의해 나뉘어진 2개의 개별아암을 일체가 되게 서로 이어주는 연결보강부(36)를 더 구비한다. 상기 연결보강부(36)는 2개의 개별아암(40a)(40b)이 시작되는 피스톤 안쪽면에서부터 일정거리 연장되어 형성되는데, 개별아암의 외주면이 서로 연결되도록 구성하는 반면 개별아암의 내측(실린더의 중심쪽)으로는 상기 피스톤슬롯(35)이 연장되도록 구성하여, 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 피스톤이 최대로 인접한 상태가 되었을 때에 커넥팅요크(60)의 몸체가 상기 보강연결부(36)와 간섭을 일으키지 않도록 하는 것이 필요하다.

더 나아가, 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터는 피스톤아암과 실린더 내벽 사이의 마찰을 최소화하기 위해, 실린더 내벽에 맞닿게 되는 피스톤아암의 끝단부 쪽 외주면에, 몰리브덴을 함유한 마찰부재(45)가 부착된다.

상기 마찰부재(45)는 접착재에 의해 피스톤아암의 끝단부 쪽 외주면에 안착될 수도 있으나, 작업공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 고온의 사용환경에 노출되는 경우에는 접착력이 저하되어 이탈되는 문제가 발생될 수 있으므로, 상기 마찰부재의 이면에 부착돌기(46)를 형성하고, 이에 대응되는 피스톤아암의 외주면 안착부위에는 상기 부착돌기에 대응하는 끼움구멍(47)을 형성하여, 이 끼움구멍(47)에 상기 부착돌기(46)가 끼워지게 하여 상기 마찰부재를 피스톤아암 외주면에 결합하는 것이 필요하다.

이에 따라, 본 발명은 상기 마찰부재의 부착돌기(46)를 안착부위의 끼움구멍(47) 속에 끼워넣어 마찰부재를 고정하여, 피스톤아암의 끝단부가 실린더 내에서 왕복운동하면서 실린더 내벽과의 마찰을 최소화시키도록 구성된다.

특히, 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 끼움구멍(46)을 피스톤아암의 측면 가장자리에서 시작되어 연결핀 삽입공에까지 관통되도록 구성하고, 상기 끼움구멍의 단부와 접하는 연결핀(50)의 외주연에는 오목홈(51)을 형성하고, 상기 끼움구멍(47)을 관통하여 상기 연결핀의 오목홈에까지 연장되도록 상기 마찰부재(45)의 부착돌기(46) 길이를 크게 연장시켜 구성하여,

상기 마찰부재의 부착돌기(46)가 연결핀(50)의 오목홈(51)에 끼워지게 함으로써, 이 부착돌기(46)의 끝단이 연결핀의 이탈을 제한시켜 상기 연결핀(50)이 정위치에 유지될 수 있도록 구성한다.

본 발명의 로터리 액츄에이터에 있어서, 연결핀 삽입공에까지 관통된 끼움구멍(47)과 마찰부재의 부착돌기(46)는 마찰부재의 고정 기능과 동시에 연결핀의 이탈방지 기능을 동시에 확보하게 된다. 상기 연결핀(50)은 마찰부재의 부착돌기(46)와 스냅링(52)에 의해 더욱 견고하게 정위치를 유지하게 된다.

또한, 본 발명의 로터리 액츄에이터는, 출력축의 회전각도를 그대로 유지하면서도 2개의 피스톤의 왕복운동의 행정거리를 더욱 줄일 수 있도록 하기 위해,

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 어느 한 쪽의 피스톤 안쪽면에 반대편 피스톤의 피스톤아암 끝단부(44)가 수용될 수 있는 수용공간(38)을 형성하여, 2개의 피스톤(30A)(30B)이 최대로 인접한 위치에 이르렀을 때 상기 2개의 피스톤의 각 끝단이 반대편 피스톤의 상기 수용공간에 수용되도록 구성하여, 2개의 피스톤의 양 면 사이의 간격이 최소화될 수 있도록 구성한다.

이 때, 특히 상기 피스톤 아암의 끝단부(44)에는 실린더 축심을 향해 경사지고, 실린더 진 경사면(44a)이 외측면에 형성되고, 상기 수용공간(38)의 내벽면(38a)을 상기 경사면(44a)에 대응하여 경사지게 형성되어 이루어지며,

상기 끝단부(44)의 끝단에는 단면(44b)이 형성되고, 상기 경사면(44a)이 시작되는 피스톤아암 경계부위에는 단턱(44c)이 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 피스톤아암의 경사면(44a)과 반대편 피스톤의 수용공간(38)은, 실린더의 길이를 최소화하면서도 피스톤의 정위치 조정을 가능하게 하는 새로운 작용효과를 얻을 수 있다.

지금까지는 본 발명의 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있다.

10: 실린더 본체 11: 캡
20: 출력축 21: 축삽입공
30A,30B: 피스톤 31: 피스톤링
35: 피스톤슬롯 36: 연결보강부
40: 피스톤아암 40a,40b: 개별아암
42: 중공부 43: 연결부
45: 마찰부재 46: 부착돌기
47: 끼움구멍
50: 연결핀 51: 오목홈
52: 스냅링 55: 롤러
60: 커넥팅요크 61: 요크슬롯

Claims (4)

1. 양 단에 캡(11)이 구비되는 원통형의 실린더 본체(10)와;
   상기 실린더 본체의 축심 중앙부에 직교하도록 상기 실린더에 지지되는 출력축(20)과;
   상기 출력축을 중심으로 좌우 대칭되게 상기 실린더 본체의 내면에 접하여 이동되는 2개의 피스톤 (30A)(30B)과;
   상기 각 피스톤의 안쪽면에서 서로 마주보는 방향으로 연장되어 형성된 피스톤아암(40)과;
   상기 피스톤아암의 끝단에 구비된 연결핀(50)과;
   상기 출력축의 중앙에 고정되며, 상기 연결핀이 끼워지는 한 쌍의 요크슬롯(61)이 구비된 커넥팅 요크(60)로 구성되어;
   상기 2개의 피스톤(30A)(30B)의 양쪽 외측에 형성된 공간 또는 상기 2개의 피스톤의 안쪽에 형성된 공간 중의 어느 한 곳에 압력 유체를 공급하여 상기 2개의 피스톤을 대칭되게 왕복 운동시킴에 의해, 상기 피스톤의 왕복 운동이 상기 커넥팅 요크에 의해 출력축의 회전운동으로 전환되도록 하여, 상기 출력축에 연결된 밸브 로드를 구동하는 로터리 액츄에이터에 있어서,
   상기 피스톤아암은 상기 실린더 본체의 축심에서 편심된 위치에서 상기 축심에 평행하게 상기 피스톤 안쪽면에 형성되고,
   상기 피스톤아암에는 상기 커넥팅 요크(60)가 자유롭게 움직일 수 있도록 반경방향으로 개방된 축방향의 피스톤슬롯(35)이 형성됨에 의해 상기 피스톤아암은 2개의 개별아암(40a)(40b)으로 나뉘어 이루어지되,
   상기 각 개별아암에는 그 길이방향에 직각 방향으로 움푹 패인 직사각형상 중공부(42)가 그 길이방향으로 복수 개 나열되어 형성되며, 인접한 중공부 사이에는 연결부(43)가 형성되어 이루어지고,
   상기 피스톤슬롯(35)에 의해 나뉘어진 2개의 개별아암(40a)(40b)에는 상기 개별아암이 시작되는 피스톤 안쪽면에서부터 일정거리 연장되어서 상기 2개의 개별아암을 서로 일체로 연결하는 연결보강부(36)가 더 구비되어 이루어지며,
   상기 피스톤아암에는 실린더 내벽에 맞닿는 피스톤아암의 끝단부 쪽 외주면에, 끼움구멍(47)이 형성되고, 상기 끝단부 쪽 외주면에 안착되는 마찰부재(45)의 안착면에는 상기 끼움구멍(47)에 대응되는 부착돌기(46)가 구비되어, 상기 마찰부재의 부착돌기가 피스톤아암의 끼움구멍에 끼워짐에 의해 상기 안착면에 고정되어 피스톤이 실린더 내에서 왕복운동하면서 실린더 내벽과의 마찰을 최소화시키도록 하되,
   상기 끼움구멍(47)은 피스톤아암의 외주면에서 시작되어 연결핀 삽입공에까지 연통되고, 상기 연결핀(50)에는 상기 끼움구멍이 형성된 위치에 대응하는 외주연에 오목홈(51)이 형성되고, 상기 마찰부재의 안착면에 형성된 부착돌기(46)는 그 끝단이 상기 끼움구멍(47)을 통하여 상기 연결핀의 오목홈(51)에까지 연장되도록 구성함으로써,
   상기 마찰부재의 부착돌기가 연결핀 외주면에 형성된 오목홈에 끼워지게 하여 연결핀의 이탈을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로터리 액츄에이터.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤의 안쪽면에는 반대편의 피스톤 아암 끝단부(44)가 수용될 수 있는 수용공간(38)이 구비되어, 상기 2개의 피스톤이 최대로 인접한 상태에서 피스톤 아암의 끝단부(44)가 반대편 피스톤의 상기 수용공간에 수용되도록 구성하되,
   상기 피스톤 아암의 끝단부에는 실린더 축심을 향해 경사진 경사면(44a)이 외측면에 형성되고, 상기 수용공간(38)도 상기 경사면에 대응하여 그 내벽(38a)이 경사지게 형성되어 이루어지며,
   상기 피스톤아암의 경사면(44a)이 시작되는 부위에는 단턱(44c)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 액츄에이터.

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