KR101411574B1 - 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼 - Google Patents

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이문석
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Abstract

본 발명은 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세히 설명하면 하우징부의 일측에 스프링부와 타측에는 실린더부로 이루어진 액추에이터가 밸브를 개폐하기 위해 피스톤 로드의 왕복운동으로 피스톤이 고속으로 작동할 때 발생하는 충격을 실린더부 커버에 부착된 스프링 쿠션 댐퍼에 의해 흡수 완충함은 물론 피스톤 로드의 이동거리(스트로크)를 조절할 수 있으며, 상기 스프링 쿠션 댐퍼는 소형화 및 일체형으로 조립이 간편하여 소형 및 형상이 복잡한 액추에이터에 용이하게 설치할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼{The Actuator spring cushion damper}
본 발명은 하우징부의 일측에 스프링부와 타측에는 실린더부로 이루어진 액추에이터가 밸브를 개폐하기 위해 피스톤 로드의 왕복운동으로 피스톤이 고속으로 작동할 때 발생하는 충격을 실린더부 커버에 부착된 스프링 쿠션 댐퍼에 의해 흡수 완충함은 물론 피스톤 로드의 이동거리(스트로크)를 조절할 수 있으며, 상기 스프링 쿠션 댐퍼는 소형화 및 일체형으로 조립이 간편하여 소형 및 형상이 복잡한 액추에이터에 용이하게 설치할 수 있는 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 액추에이터는 산업현장에서 밸브의 개폐작동을 위해 밸브와 연결되어 사용하는 것으로서, 스프링과 피스톤 로드가 위치한 스프링부와, 상기 피스톤 로드와 요크가 연결되어 회전축을 기준으로 직선운동을 회전운동으로 변경하여 회전하는 하우징부와, 상기 피스톤 로드의 일측 단부와 연결된 피스톤이 삽입된 실린더부 구조로 이루어진다.
따라서 액추에이터는 버터플라이 밸브(butterfly valve), 볼 밸브(ball valve)및 댐퍼(damper) 등의 밸브류를 구동함에 있어서, 공압 및 유압을 사용하여 발생하는 구동력을 밸브의 개폐 작동 축에 전달하며 이를 구현하기 위하여 감속 기어, 리미트 스위치, 토크 스위치, 수동자동 절환 및 수동 구동장치, 전기 제어 장치 등으로 구성된 시스템의 밸브 액추에이터가 널리 사용되고 있다.
또한, 버터플라이 밸브와 볼 밸브 등의 밸브류와 댐퍼 등의 회전기기 등을 개폐하는데 사용하는 액추에이터는 외부로부터 인가되는 공압, 유압 등의 압력 공급에 작동하고, 이 압력 공급은 공압, 유압 발생장치와 제어장비를 통해 전달받으며, 상기의 밸브 및 회전기기를 약 90°의 범위 또는 정해진 각도 내에서 자동 또는 수동으로 회전시켜 개폐하게 된다
한편, 산업용 제품의 액추에이터는 고속, 고하중 등의 작동을 필요로 하는 경우가 많으며, 특히 고속 배기되는 고용량의 제품을 시장에서 요구하고 있는 게 현실이다.
도 1은 종래의 액추에이터를 개략적으로 도시한 도면으로 피스톤의 왕복 운동시 실린더부(3) 내부로 공압(유압)이 배기되면 피스톤(7)이 후진하여 부호 B에 위치한 어져스트(Adjust) 볼트(16)와 충돌하여 정지하면 고 하중 및 고속 반복 작동에 의한 강한 충돌로 심한 진동 및 크랙(Crack)이 발생하여 내구성이 저하됨에 따라 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
액추에이터(1)에서 부호 A부분은 스프링(5)이 삽입된 스프링부(4)가 위치하여 스프링(5)의 탄성력에 의해 어져스트 볼트(16) 충격을 흡수 완충하나 고속 동작에서는 실린더부(3)와 마찬가지로 강한 충돌로 인해 심한 진동 및 크랙(Crack)이 발생하여 내구성이 저하됨에 따라 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
한편, 일반적으로 직선운동하는 산업용 실린더(3)는 충격을 흡수 완충할 수 있도록 기구적인 쿠션(cushion)을 부착하여, 상기 기재된 현상과 같이 심각한 충돌을 방지할 수 있지만 그 경우 피스톤 로드의 이동거리를 표시하는 스트로크(Stroke)를 조절할 수 없다.
그 결과 회전운동을 하는 액추에이터에서는 각도조절을 위하여 새로운 방식의 충격흡수 구조가 필요하다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 출원인에 의해 실용신안등록번호 제463391호 "액추에이터 쿠션 압소버"를 출원하여 등록하였다.
상기 선등록된 "액추에이터 쿠션 압소버"는 액추에이터의 실린더부와 결합하여 피스톤의 고속 작동을 쿠션 압소버의 내부 압력차 및 스프링의 탄성력에 의해 속도를 감속하고 충격을 흡수 완충함으로써 액추에이터의 내구성을 향상시키는 것은 물론 스트로크를 조절할 수 있다.
그러나 상기 선등록된 액추에이터 쿠션 압소버는 대형 액추에이터에는 적합하나, 액추에이터가 소형인 경우거나 형상이 복잡한 경우에는 설치공간 및 방법의 제약으로 유압 및 공압에 의해 작동하는 액추에이터 쿠션 압소버를 부착할 수 없는 문제점이 있다.
한국 실용신안 등록번호제 463391 호 "액추에이터 쿠션 압소버"
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명 액추에이터는 피스톤 로드의 왕복운동으로 피스톤이 후진하여 발생하는 충격을 쿠션력에 의해 흡수 완충하여 진동 및 크랙에 의해 파손되지않도록 내구성을 향상시키고, 피스톤 로드의 이동거리를 조절할 수 있으며 피스톤의 고속작동시 유압 및 공압을 사용하지않고도 충격을 흡수 완충할 수 있어 소형 및 형상이 복잡한 액추에이터에 용이하게 설치할 수 있는 것을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결수단으로 본 발명은 액추에이터에 있어 피스톤 로드의 직선 왕복운동으로 피스톤이 고속 작동할 때 발생하는 충격을 흡수 완충할 수 있도록 실린더부 커버에 부착되는 댐퍼 블록과, 상기 댐퍼 블록의 내부에는 댐퍼 로드가 삽입되어 피스톤과 일측 단부가 접촉되고, 댐퍼 로드의 외주면에는 스프링이 끼움 결합되어 쿠션기능이 부가되고, 상기 댐퍼 로드의 후방에는 어져스트 볼트가 댐퍼 불록의 내부로 조임 결합되어 스트로크도 조절할 수 있는 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼는 실린더부 커버에 부착되어 피스톤의 직선 왕복 운동시 피스톤과 접촉되는 댐퍼 로드와 상기 댐퍼 로드의 외주면으로 끼움 결합된 스프링의 쿠션력에 의해 충격을 흡수 완충함은 물론 어져스트 볼트에 의해 스트로크를 조절할 수 있어 회전축의 회전을 90°또는 정해진 각도 외 추가로 조절할 수 있는 효과가 있다.
따라서 본 발명은 액추에이터의 실린더부 커버에 추가로 스프링 쿠션 댐퍼를 용이하게 설치할 수 있으며, 액추에이터의 사이즈나 힘의 변경에 따라 스프링 쿠션 댐퍼에 내장된 스프링의 숫자나 종류를 변경하여 조절 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼는 댐퍼 블록을 액추에이터의 형상에 따라 변경이 가능하여 액추에이터의 형상에 상관없이 부착 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 스프링 쿠션 댐퍼는 조립 및 분해가 용이하면 내부 부품 이상 발생시 유지보수가 간편한 효과가 있다.
도 1은 종래의 액추에이터를 개략적으로 도시해 보인 정면도.
도 2는 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 도시해 보인 단면도.
도 3은 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 도시해 보인 설치 상태 단면도.
도 4는 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 도시해 보인 작동 상태 단면도.
도 5는 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 액추에이터의 형상에 따라 설치된 상태를 도시해 보인 단면도.
도 6은 본 발명은 액추에이터에 스프링 쿠션 댐퍼가 부착된 상태를 도시해 보인 예시도.
상기와 같은 목적 및 효과를 달성하기 위하여 본 발명은 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 도시해 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 도시해 보인 설치 상태 단면도이다.
본 발명 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 액추에이터(1)의 실린더부 커버(12)에 부착하여 피스톤(7)의 직선 왕복 운동시 피스톤(7)과 접촉되어 충격을 흡수 완충하는 구성이다.
상기 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 댐퍼 블록(DAMPER BLOCK)(14), 댐퍼 로드(DAMPER ROAD)(13), 어져스트 볼트(ADJUST BOLT)(16)가 결합되는 구성이다.
상기 댐퍼 블록(14)은 관형상으로 외주면에 나선부(20)가 형성되어 실린더부 커버(12)에 형성된 조립공(18)으로 삽입되어 조임 결합되고, 상기 실린더부 커버(12)의 조립공(18) 주변으로 밀착될 수 있도록 댐퍼 블록 걸림턱(22)이 형성되며, 상기 댐퍼 블록 걸림턱(22)의 내측으로는 씰(SEAl)(17)이 삽입되어 실린더부 커버(12) 사이를 밀폐한다.
또한, 조립공(18)으로 삽입되는 일측 단부는 밀폐된 상태에서 중앙에는 인출공(24)이 형성되고, 타측 내주면 일부에는 어져스트 볼트(16)의 외주면과 조임 결합되도록 나선부(25)가 형성된다.
상기 댐퍼 블록(14) 내부에는 실린더부 커버(12)에 삽입되지않는 개방된 타측 단부를 통해 댐퍼 로드(13)가 삽입된다.
상기 댐퍼 로드(13)는 봉 형상으로 외주면 중앙에는 스프링 걸림턱(23)이 형성되고, 상기 스프링 걸림턱(23)을 기준으로 일측 단부는 댐퍼 블록(14)에 형성된 인출공(24)으로 삽입되어 인출되고, 상기 스프링 걸림턱(23)을 기준으로 타측 방향에 위치한 외주면에는 스프링(5)이 삽입된다.
상기 스프링(5)은 코일 스프링 또는 판 스프링을 사용하며, 판 스프링 같은 경우에는 판 스프링을 추가하여 쿠션력을 향상시킬 수 있다.
상기 인출공(24)에는 부시(BUSH)(8)가 삽입되고, 부시(8) 내부로 댐퍼 로드(13)의 일측 단부를 삽입 인출한다.
또한, 댐퍼 블록(14) 내부로 삽입되어 댐퍼 로드(13) 및 스프링(5)을 지지하는 어져스트 볼트(16)는 봉형상으로 형성되어 스프링(5)을 가압하도록 일측 단부 중앙에는 내측으로 댐퍼 로드 삽입홈(6)이 형성되고, 상기 댐퍼 로드 삽입홈(6)에는 부시(8)가 삽입되고, 상기 어져스트 블록(16)의 외주면 둘레에는 나선부(25)가 형성된다.
상기 어져스트 볼트(16)는 댐퍼 블록(14) 내부로 삽입한 다음 댐퍼 로드(13)의 일축 단부가 댐퍼 로드 삽입홈(6)으로 끼워진 상태에서 댐퍼 블록(14)의 내주면에 형성된 나선부(25)와 어져스트 볼트(16)의 나선부(25)를 조임 결합하여 스프링(5)을 지지하여 쿠션력을 제공한다.
그러면 어져스트 볼트(16)의 나선부(25)는 댐퍼 블록(14)의 나선부(25)와 일부가 조임 결합되고, 일부는 외부로 노출된 상태를 유지하여 스트로크를 조절한 다음 어져스트 캡(15)을 체결하거나, 상기 어져스트 캡(15)을 분리한 후 스트로크를 조절하기 위함이다.
또한, 어져스트 볼트(16)는 댐퍼 블록(14)의 나선부(25)를 따라 조임 및 해지하여 피스톤 로드(9)의 이동거리를 나타내는 스트로크(STROKE)를 조절함을 물론 스프링(5)을 가압하여 쿠션력도 함께 조절할 수 있다.
상기 어져스트 볼트(16)에서 일부 노출된 나선부(25)에는 일측 단부가 개방되고, 내부에는 나선부(25)가 형성된 어져스트 캡(15)이 조임 체결된다.
본 발명 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 액추에이터(1)의 실린더부 커버(12)에 형성된 조립공(18)으로 댐퍼 블록(14)의 일측 단부를 삽입하여 나선부(25)를 조임 결합하면 댐퍼 블록(14) 내부에 삽입된 댐퍼 로드(13)의 일측 단부는 댐퍼 블록(14)에 형성된 인출공(24)으로 삽입되어 인출된 상태에서 실린더부(3)에 위치한 피스톤(7)과 접촉되고 어져스트 볼트(16)를 조임 및 해지함에 따라 스트로크를 조절하여 피스톤(7) 작동시 충격을 흡수 완충할 수 있다.
도 4는 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 도시해 보인 작동 상태 단면도이다.
본 발명 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 실린더부 커버(12)에 형성된 조립공(18)으로 댐퍼 블록(14)의 일측 단부를 삽입하여 나선부(20)를 따라 조임 결합하면 댐퍼 블록 걸림턱(22)이 실린더부 커버(12)에 밀착되고, 댐퍼 블록(14) 내부에 있는 댐퍼 로드(21)는 인출공(24)을 통해 일측 단부가 인출되어 실린더부(3)의 피스톤(7)과 접촉된 상태에서 어져스트 볼트(16)를 댐퍼 블록(14)의 내주면에 형성된 나선부(20)와 조임 및 해지하여 스트로크를 조절한다.
그러면 피스톤 로드(9)의 직선 왕복시 피스톤(7)에 접촉된 댐퍼 로드(13)가 어져스트 볼트(16)에 형성된 댐퍼 로드 삽입홈(6)으로 일측 단부가 삽입되면서 스프링 걸림턱(23)과 어져스트 볼트(16) 사이에 있는 스프링(5)은 쿠션력을 제공하여 충격을 흡수 완충하고, 피스톤(7)이 원위치로 복귀하면 스프링(5)의 가압이 해지되어 댐퍼 로드(13)로 원위치 되는 방식이다.
또한, 어져스트 볼트(16)에 의해 스트로크(STROKE)를 조절할 수 있어 회전축(10)의 회전을 90°또는 정해진 각도 외 추가로 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명 스프링 쿠션 댐퍼를 액추에이터의 형상에 따라 설치된 상태를 도시해 보인 단면도이다.
본 발명 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 액추에이터(1)의 형상에 따라 댐퍼 블록(14)의 형상을 변경하여 부착이 가능하다.
(a)는 플랫(flat)한 실린더부 커버(12)에 형성된 조립공(18)으로 삽입하여 나선부(20)를 따라 조임 결합하는 댐퍼 블록(14)의 결합부위를 표시한 것이고, (b)는 라운드 형상의 실린더부 커버(12)에 댐퍼 블록(14)의 일측을 원형으로 형성하고, 내주면에는 나선부(20)를 형성하여 실린더부 커버(12)의 외주면으로 조임 결합하는 구조이다.
상기 (a), (b)는 댐퍼 블록(14)의 형상만 달리할 뿐 충격을 흡수 완충하는 내부 구성은 동일하다.
도 6은 본 발명은 액추에이터에 스프링 쿠션 댐퍼가 부착된 상태를 도시해 보인 예시도 이다.
본 발명 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 피스톤(7), 스프링(5)과 피스톤 로드(9)가 위치한 스프링부(4)와, 상기 피스톤 로드(9)와 요크(11)가 연결되어 회전축(10)을 기준으로 직선운동을 회전운동으로 변경하여 회전하는 하우징부(2)와, 상기 피스톤 로드(9)의 일측 단부와 연결된 피스톤(7)이 삽입된 실린더부(3) 구조로 이루어진 액추에이터(1)에서 실린더부(3)의 피스톤(7)에는 스프링 쿠션 댐퍼(100)를 설치할 수도 있고, 또는 실린더부(3)와 스프링부(4) 내부에 위치한 피스톤(7)과 접촉되어 충격을 흡수 완충하도록 실린더부(3), 스프링부(4) 양쪽에 스프링 쿠션 댐퍼(100)를 부착하여 사용할 수 있다.
1: 액추에이터 2: 하우징부
3: 실린더부 4: 스프링부
5: 스프링 6: 댐퍼 로드 삽입홈
7: 피스톤 8: 부시(BUSH)
9: 피스톤 로드(PISTON ROD) 10: 회전축
11: 요크 12: 실린더부 커버(CYLINDER COVER)
13: 댐퍼 로드 (DAMPER ROD) 14: 댐퍼 블록
15: 어져스트 캡(ADJUST CAP) 16: 어져스트 볼트(ADJUST BOLT)
17: 씰(SEAL) 18: 조립공
20: 나선부 22: 댐퍼 블록 걸림턱
23: 스프링 걸림턱 24: 인출공
25: 나선부
100: 스프링 쿠션 댐퍼(SPRING CUSHION DAMPER)

Claims (4)

  1. 하우징부(2) 일측에 스프링부(4)와 타측에는 실린더부(3)로 이루어진 액추에이터(1)가 밸브를 개폐하기 위해 실린더부(3) 내부에 위치한 피스톤의 직선 왕복운동시 피스톤(7)과 밀착되어 충격을 흡수 완충하도록 부착된 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 관형상으로 외주면에 나선부(20)가 형성되어 실린더부(3)의 실린더부 커버(12)에 형성된 조립공(18)으로 삽입하여 조임 결합되는 일측 단부는 밀폐된 상태에서 내측으로 관통되게 인출공(24)이 형성되고, 타측 내주면 일부에는 어져스트 볼트(ADJUST BOLT)(16)와 어져스트 캡(ADJUST CAP)(15)과 조임 결합되도록 나선부(20)가 형성된 댐퍼 블록(DAMPER BLOCK)(14); 과
    상기 댐퍼 블록(14) 내부에는 봉형상으로 형성되어 일측 단부가 인출공(24)으로 인출되어 실린더부(3) 내부에 위치한 피스톤(7)과 밀착되고, 외주면에는 인출공(24)의 둘레에 간섭되도록 스프링 걸림턱(23)이 형성되고, 상기 스프링 걸림턱(23)에 간섭되게 외주면으로는 스프링(5)이 삽입되어 충격을 흡수 완충하는 댐퍼 로드(DAMPER ROAD)(13); 와
    상기 댐퍼 블록(14) 내부로 일부가 삽입된 상태에서 일측 단부는 스프링(5)을 가압하고, 일측 단부 중앙에는 내측으로 댐퍼 로드 삽입홈(6)이 형성되어 댐퍼 로드(13)의 일부가 삽입되고, 외주면에는 나선부(25)가 형성되어 댐퍼 블록(14)의 나선부(20)와 일부가 조임 결합되고, 일부는 외부로 노출되어 스프링(5)을 지지하는 어져스트 볼트(ADJUST BOLT)(16); 와
    상기 어져스트 볼트(16)의 노출된 나선부(25)와 조임 결합되는 어져스트 캡(ADJUST CAP)(15)으로 구성된 것을 특징으로 하는 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 어져스트 볼트(16)는 댐퍼 블록(14)에 형성된 나선부(25)와 조임 및 해지에 의해 피스톤 로드(9)의 이동거리인 스트로크(STROKE)를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스프링(5)은 코일 스프링 또는 판 스프링을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 스프링 쿠션 댐퍼(100)는 스프링부(4)와 실린더부(3) 양쪽에 각각 부착하는 것을 특징으로 하는 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼.
KR1020140039895A 2014-04-03 2014-04-03 액추에이터용 스프링 쿠션 댐퍼 KR101411574B1 (ko)

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