KR101424423B1 - 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터 - Google Patents

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아신하이밸주식회사
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Abstract

본 발명은 유압식 로터리 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가이드 슬롯 홀과 로테이트 슬롯 홀이 천공된 피스톤(piston)의 수직 왕복운동과 연계되어 회전운동으로 변환되는 샤프트(shaft)에 의해 밸브의 구동축이 회전되도록 한 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터(hydraulic rotary actuator)에 있어서, 피스톤(piston)과 샤프트(shaft)가 내장되고 상기 피스톤의 회전 방지를 위한 가이드 핀(guide pin,110)이 체결되는 복수개의 체결 홀(120)이 형성되며 커버부에 의해 고정되는 실린더(cylinder,100)와; 상기 실린더(100)에 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 실린더 내에서 수직 왕복운동을 하되, 샤프트가 관통되도록 형성된 관통 홀(210)과, 상기 실린더의 가이드 핀(110)이 슬라이딩되도록 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀(guide slot hole,220)과, 샤프트가 회전되도록 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)이 각각 형성된 피스톤(piston,200)과; 상기 피스톤의 관통 홀(210)에 관통되도록 환봉 형상을 갖고 상기 피스톤의 수직 왕복운동에 따라 샤프트 축을 중심으로 회전하는 회전각의 범위가 90°이하에서 정방향 또는 역방향의 회전운동으로 변환되도록 상기 로테이트 슬롯 홀(230) 내에서 슬라이딩되는 로테이트 핀(rotate pin,310)이 체결되며 하부에는 걸림부(320)가 형성된 샤프트(shaft,300) 및; 상기 실린더(100)와 피스톤(200) 및 샤프트(300)가 고정되어 보호되도록 상기 실린더의 상부와 하부의 일정 부분을 수용하는 수용 홈(411,421)이 각각 형성된 상부 커버(410)와 하부 커버(420)로 구성되되, 상기 상부 커버(410)는, 상기 하부 커버(420)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 삽입되는 삽입 홀(412)과, 상기 실린더 내의 상부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제1 유압유 포트(413)와, 상기 샤프트의 최상단부가 외부로 돌출되도록 하는 샤프트 돌출 홀(414)이 각각 형성되고, 상기 하부 커버(420)는, 상기 상부 커버(410)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 체결되도록 암나사가 형성되는 체결 홀(422)과, 상기 실린더 내의 하부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제2 유압유 포트(423)와, 상기 샤프트를 하부방향에서 수직으로 삽입하기 위한 샤프트 삽입 홀(424)이 각각 형성되는 커버부(400)가 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터를 제공한다.
따라서 본 발명에 의하면, 커버부에 의해 샤프트의 축 방향으로 실린더와 피스톤이 고정 및 내장된 원통형상으로 제작됨으로써, 종래의 랙 피니언 방식과 스카치 요크 방식에 비해 부피와 구조 및 부품수가 작기 때문에 설치 및 수리를 위한 조립 및 분해가 용이하고 밸브 구동축과 연결 작업 시 배관 및 주위 장치에 간섭이 없어 설치 및 유지보수 상의 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터{Hydraulic rotary actuator for valve}
본 발명은 유압식 로터리 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가이드 슬롯 홀과 로테이트 슬롯 홀이 천공된 피스톤(piston)의 수직 왕복운동과 연계되어 회전운동으로 변환되는 샤프트(shaft)에 의해 밸브의 구동축이 회전되도록 한 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터에 관한 것이다.
유압식 로터리 액츄에이터(hydraulic rotary actuator)는, 유압(hydraulic pressure)을 이용하여 피스톤을 직선 왕복운동시키고 피스톤과 연결된 출력축에 전달하여 회전운동으로 변환함으로써, 이와 연결된 장치의 구동축을 작동시키는 변환 기기이다.
특히, 상기 유압식 로터리 액츄에이터는 출력축을 90° 범위에서 정회전 또는 역회전시켜 밸브 개폐를 통한 유체의 흐름을 제어하는 밸브의 구동축과 연결된 밸브 개폐용 유압식 로터리 엑츄에이터로 적용될 수 있으며, 일반적으로 버터플라이 밸브(butterfly valve) 또는 볼 밸브(ball valve)의 구동축과 연결되어 구동축을 작동시켜 밸브의 개폐를 제어하게 된다.
여기서, 상기 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터는, 출력축의 일정각도 정 역회전을 위하여 랙 피니언 방식(rack and pinion type)과 스카치 요크 방식(scotch yoke type)이 주로 사용되어지고 있다.
상기 랙 피니언 방식(rack and pinion type)은, 좌우 양측에 구비된 복수개의 실린더(1,1’)와 이에 각각 내장되며 랙 기어(rack gear,3)가 형성된 복수개의 피스톤(2,2’) 및 상기 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어(pinion gear,5)가 형성된 출력축(4)으로 구성되며, 상기 스카치 요크 방식(scotch yoke type)은, 좌우 양측에 구비된 복수개의 실린더(6,6’)와 이에 각각 내장되며 스카치 요크(scotch yoke,8)가 형성된 복수개의 피스톤(7,7’) 및 상기 스카치 요크와 체결된 출력축(9)으로 구성되어 피스톤의 직선 왕복운동이 출력축의 회전운동으로 변환되어진다(도 1의 (가), (나) 참조).
그러나, 상기 랙 피니언 방식은 스카치 요크 방식에 비해 내구성이 높고 고압에 유리하나 구성 및 형상의 복잡성으로 제조 원가가 비싸고 부피가 큰 문제점이 있으며, 상기 스카치 요크 방식은 랙 피니언 방식에 비해 제조 원가가 싸지만 내구성이 낮고 고압에 불리하며 부피가 큰 문제점을 갖고 있다.
또한, 상기 랙 피니언 방식과 스카치 요크 방식은 모두 부피가 크고 부품의 개수가 많으며 구조 형상적으로 밸브의 구동축과 연결되는 출력축과 교차되어 좌우 양측으로 돌출된 복수개의 실린더로 인해 설치 및 수리를 위한 조립 및 분해가 어렵고 밸브 구동축과 연결 작업 시 배관 및 주위 장치에 간섭받아 설치 및 유지보수 상의 제약이 따르는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 공개특허공보 특1999-004838호(1999. 01. 25)에는 원통형으로 구비되고 그 내부에 피스톤(30)에 의해 구획되는 두개의 압력실(12)(13)을 갖춘 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 양측단 개구부에 각각 지지보울트(11)로 체결되고 상단 및 전단에 오일회로와 연결되어 실린더(10)내로 오일을 공급 및 배출시키도록 하는 오일유입공(22)(22a) 및 오일배출공(23)(23a)을 각각 갖춘 브라켓트(20)(20a)와; 상기 실린더(10)의 중심부를 가로질러양측단이 브라켓트(20)(20a)에 지지된채로 피스톤(30)의 중심 슬라이드공(31)에 체결되어 피스톤(30)의 진퇴작동에 따라 회전구동되고 외주면이 다각면의 나선(41)을 가지는 트위스트형의 회전축(40)과; 상기 회전축(40)의 일측단에 커플링(51)으로 연결되어 피동작물에 회전동력을 전달토록 하는 출력축(50);으로 구성된 로터리 엑츄에이터가 제안된 바 있다(도 2 참조).
그러나 위 제안된 기술은, 출력축과 동일한 방향으로 실린더 및 피스톤을 내장하여 출력축의 정역회전을 제어하도록 하여 상기 랙 피니언 방식과 스카치 요크 방식의 문제점을 해결하고자 하였으나, 단순히 슬라이드공이 형성된 피스톤과 나선을 가지는 트위스트형 회전축으로 구성된 일종의 볼 스크류 방식(ball screw type)으로 실린더 내부의 오일 공급량에 따라 출력축의 회전방향과 회전각도를 정확히 제어하는 것에는 한계성이 있으므로 출력축을 90° 범위에서 정회전 또는 역회전시켜 밸브 구동축을 제어하는 밸브 개폐용 유압식 로터리 엑츄에이터에 적용하기에는 한계성이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 샤프트의 축 방향으로 실린더와 피스톤이 구비된 원통형상을 갖으며 가이드 슬롯 홀과 로테이트 슬롯 홀이 천공된 독특한 형상을 갖는 피스톤(piston)의 수직 왕복운동과 연계되어 회전운동으로 변환되는 샤프트(shaft)에 의해 밸브의 구동축이 90° 범위에서 정 역회전되도록 한 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면,
밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터(hydraulic rotary actuator)에 있어서, 피스톤(piston)과 샤프트(shaft)가 내장되고 상기 피스톤의 회전 방지를 위한 가이드 핀(guide pin,110)이 체결되는 복수개의 체결 홀(120)이 형성되며 커버부에 의해 고정되는 실린더(cylinder,100)와; 상기 실린더(100)에 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 실린더 내에서 수직 왕복운동을 하되, 샤프트가 관통되도록 형성된 관통 홀(210)과, 상기 실린더의 가이드 핀(110)이 슬라이딩되도록 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀(guide slot hole,220)과, 샤프트가 회전되도록 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)이 각각 형성된 피스톤(piston,200)과; 상기 피스톤의 관통 홀(210)에 관통되도록 환봉 형상을 갖고 상기 피스톤의 수직 왕복운동에 따라 샤프트 축을 중심으로 회전하는 회전각의 범위가 90°이하에서 정방향 또는 역방향의 회전운동으로 변환되도록 상기 로테이트 슬롯 홀(230) 내에서 슬라이딩되는 로테이트 핀(rotate pin,310)이 체결되며 하부에는 걸림부(320)가 형성된 샤프트(shaft,300) 및; 상기 실린더(100)와 피스톤(200) 및 샤프트(300)가 고정되어 보호되도록 상기 실린더의 상부와 하부의 일정 부분을 수용하는 수용 홈(411,421)이 각각 형성된 상부 커버(410)와 하부 커버(420)로 구성되되, 상기 상부 커버(410)는, 상기 하부 커버(420)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 삽입되는 삽입 홀(412)과, 상기 실린더 내의 상부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제1 유압유 포트(413)와, 상기 샤프트의 최상단부가 외부로 돌출되도록 하는 샤프트 돌출 홀(414)이 각각 형성되고, 상기 하부 커버(420)는, 상기 상부 커버(410)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 체결되도록 암나사가 형성되는 체결 홀(422)과, 상기 실린더 내의 하부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제2 유압유 포트(423)와, 상기 샤프트를 하부방향에서 수직으로 삽입하기 위한 샤프트 삽입 홀(424)이 각각 형성되는 커버부(400)가 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터를 제공한다.
바람직하게는, 상기 피스톤의 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)은, 20°내지 60°의 경사각을 갖는 일정 길이의 사선으로 천공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
1) 커버부에 의해 샤프트의 축 방향으로 실린더와 피스톤이 고정 및 내장된 원통형상으로 제작됨으로써, 종래의 랙 피니언 방식과 스카치 요크 방식에 비해 부피와 구조 및 부품수가 작기 때문에 설치 및 수리를 위한 조립 및 분해가 용이하고 밸브 구동축과 연결 작업 시 배관 및 주위 장치에 간섭이 없어 설치 및 유지보수 상의 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
2) 피스톤의 수직 왕복운동에 따라 샤프트 축을 중심으로 회전하는 회전각의 범위가 90°이하에서 정방향 또는 역방향의 회전운동으로 변환되도록 실린더의 가이드 핀이 슬라이딩되는 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀과 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀을 갖는 독특한 형상의 피스톤과 로테이트 핀이 체결된 샤프트가 구성됨으로써, 샤프트가 90° 범위의 정역회전이 요구되는 밸브 구동축과 연결되어 밸브의 개폐 제어가 용이하다.
도 1의 (가)는 종래의 랙 피니언 방식의 유압식 로터리 액츄에이터를 나타낸 도면
도 1의 (나)는 종래의 스카치 요크 방식의 유압식 로터리 액츄에이터를 나타낸 도면
도 2는 종래의 로터리 엑츄에이터를 나타낸 도면
도 3의 (가), (나)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터의 외형도와 내부 구조도를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터의 분해도를 나타낸 도면
도 5의 (가), (나)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피스톤의 상승 또는 하강에 따른 샤프트의 정회전 또는 역회전를 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3과 도 5를 참조하여, 본 발명은 바람직한 실시예에 따른 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터의 핵심 기술적 구성수단은, 실린더(cylinder,100), 피스톤(piston,200), 샤프트(shaft,300), 커버부(400)로 이루어진다.
먼저 도 3과 도 4를 참조하여, 상기 실린더(cylinder,100)는, 상부와 하부가 개방된 원통 형상으로 제작되어 피스톤(piston,200)과 샤프트(shaft,300)가 내장되고 상기 피스톤의 회전 방지를 위한 가이드 핀(guide pin,110)이 체결되는 복수개의 체결 홀(120)이 형성되며 커버부(400)에 의해 고정되는 수단이다.
여기서, 상기 실린더에 형성된 복수개의 체결 홀(120)과 가이드 핀(110)에는 암나사와 수나사를 각각 형성시켜 상기 가이드 핀(guide pin)이 상기 체결 홀에 체결되도록 하며, 상기 체결 홀에는 패킹 수단이 구비되어 실린더 내부로 공급 또는 배출되는 유압유가 상기 체결 홀로 새어나가지 않도록 한다.
또한, 상기 실린더(100)는 후술하는 커버부(400)와 샤프트(300)에 의해 상부와 하부가 밀폐되어 실린더 내부로 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 내장된 피스톤(200)이 실린더 내에서 수직 왕복운동할 수 있도록 한다.
또한, 상기 실린더의 상부와 하부에는, 상기 커버부의 상부 커버(410)와 하부 커버(420)에 형성된 수용 홈(411,421)에 각각 수용되도록 상기 수용 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 수용부(130,140)가 형성된다.
따라서, 본 발명의 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터가 커버부에 의해 샤프트의 축 방향으로 실린더와 피스톤이 고정 및 내장된 원통형상으로 제작됨으로써, 종래의 랙 피니언 방식과 스카치 요크 방식에 비해 부피와 구조 및 부품수가 작기 때문에 설치 및 수리를 위한 조립 및 분해가 용이하고 밸브 구동축과 연결 작업 시 배관 및 주위 장치에 간섭이 없어 설치 및 유지보수 상의 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
다시 도 3과 도 4를 참조하여, 상기 피스톤(piston,200)은, 상기 실린더(100)에 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 실린더 내에서 수직 왕복운동을 하되, 샤프트(300)가 관통되도록 형성된 관통 홀(210)과, 상기 실린더의 가이드 핀(110)이 슬라이딩되도록 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀(guide slot hole,220)과, 샤프트가 회전되도록 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)이 각각 형성된다.
여기서, 상기 피스톤(200)은 상기 관통 홀(210)에 의해 상부와 하부가 개방되고 측면에는 가이드 슬롯 홀(guide slot hole)과 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole)이 각각 천공된 원통 형상으로 제작되며, 외경은 상기 실린더의 내경과 동일하거나 0.1mm 이하로 작게 제작되어 상기 실린더 내로 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 수직 왕복운동이 용이하도록 한다.
다시 말해서, 상기 피스톤(200)은 상기 실린더(100)의 체결 홀(120)에 체결된 가이드 핀(guide pin,110)이 슬라이딩되도록 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀(guide slot hole,220)에 의해 회전되지 않고 실린더 내에서 수직 왕복운동을 하되, 상기 샤프트에 체결된 로테이트 핀(rotate pin,310)이 슬라이딩되도록 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)에 의해 상기 피스톤이 실린더 내에서 수직 상승될 경우에는 상기 로테이트 핀이 상기 로테이트 슬롯 홀의 최하부 지점(A지점)까지 이동되면서 샤프트는 정방향(혹은 시계방향)으로 회전되고, 상기 피스톤이 실린더 내에서 수직 하강될 경우에는 상기 로테이트 핀이 상기 로테이트 슬롯 홀의 최상부 지점(B지점)까지 이동되면서 샤프트는 역방향(혹은 반시계방향)으로 회전되는 것이다(도 5 참조).
또한, 상기 피스톤의 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)은, 20°내지 60°의 경사각을 갖는 일정 길이의 사선으로 천공되어 최하부 지점(A지점)과 최상부 지점(B지점)에 상기 샤프트(300)의 로테이트 핀(310)이 각각 도달 시 샤프트의 회전 반경이 90°로 제한되도록 한다.
다시 말해서, 상기 로테이트 슬롯 홀(230)은, 샤프트의 회전 반경이 90°로 제한되도록 하되, 최하부 지점(A지점)과 최상부 지점(B지점) 간의 사선 각도에 따라 피스톤의 스트로크(stroke)와 밸브의 구동축과 연결된 샤프트의 출력 토크(torque)가 달라지게 되며, 이를 상세히 설명하면 로테이트 슬롯 홀의 사선 각도가 작을수록 피스톤의 스트로크가 짧아지고 샤프트의 출력 토크가 작아진다. 여기서, 스트로크(stroke)란 실린더 내에서 수직 왕복운동하는 피스톤의 편도 거리를 의미하며 스트로크가 길어질수록 샤프트의 출력 토크는 커지게 된다.
따라서, 본 발명의 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터는 요구되는 출력 토크와 실린더의 크기 및 밸브의 사용 용도에 따라 상기 로테이트 슬롯 홀의 사선 각도를 달리하여 제작하도록 한다.
한편, 상기 피스톤(200)의 측면에는 실리콘 또는 고무 소재의 오링(O-ring,250)이 복수개 구비되어 실린더와의 밀착성이 증대되도록 함으로써, 실린더(100) 내로 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 피스톤의 수직 왕복운동이 용이하도록 한다.
도 3과 도 4를 참조하여, 상기 샤프트(shaft,300)는, 상기 피스톤의 관통 홀(210)에 관통되도록 환봉 형상을 갖고 상기 피스톤의 수직 왕복운동에 따라 샤프트 축을 중심으로 회전하는 회전각의 범위가 90°이하에서 정방향 또는 역방향의 회전운동으로 변환되도록 상기 로테이트 슬롯 홀(230) 내에서 슬라이딩되는 로테이트 핀(rotate pin,310)이 체결되며 하부에는 걸림부(320)가 형성된다.
여기서, 상기 샤프트(300)의 외경은 상기 피스톤의 관통 홀(210) 내경과 동일하거나 0.1mm 이하로 작게 제작되어 피스톤의 관통 홀에서 정방향 또는 역방향 회전이 용이하도록 한다.
또한, 상기 샤프트에는, 후술하는 커버부에 구비된 하부 커버(420)와의 마찰 저항을 줄이기 위하여 상기 하부 커버와의 접촉면에 스러스트 베어링(thrust bearing,321)이 구비되어 커버부의 하부 커버와 접촉된 상태로 정방향 또는 역방향 회전이 용이하도록 한다.
또한, 상기 샤프트(300)의 하단면은, 상기 커버부에 구비된 하부 커버(420)의 외부로 돌출되어 밸브의 구동축(미도시)과 연결되도록 하여 상기 샤프트의 정방향 또는 역방향 회전에 의해 밸브가 개폐될 수 있도록 한다.
또한, 상기 샤프트의 상단면은, 상기 커버부에 구비된 상부 커버(410)의 외부로 돌출되며 도색되어진 일자형 홈(330)을 형성시켜 작업자가 상기 샤프트의 회전방향 및 밸브 개폐 여부를 관찰할 수 있도록 한다.
도 3과 도 4를 참조하여, 상기 커버부(400)는, 상기 실린더(100)와 피스톤(200) 및 샤프트(300)가 고정되어 보호되도록 상기 실린더의 상부와 하부의 일정 부분을 수용하는 수용 홈(411,421)이 각각 형성된 상부 커버(410)와 하부 커버(420)로 구성된다.
여기서, 상기 실린더의 상부와 하부의 일정 부분은 상기 수용 홈과 대응되어 형성되어진 상기 수용부(130,140)를 말한다.
또한, 상기 커버부의 상부 커버(410)는, 상기 하부 커버(420)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 삽입되는 삽입 홀(412)과, 상기 실린더 내의 상부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제1 유압유 포트(413)와, 상기 샤프트의 최상단부가 외부로 돌출되도록 하는 샤프트 돌출 홀(414)이 각각 형성되며 샤프트의 회전 방향을 작업자가 용이하게 관찰할 수 있도록 상기 샤프트 돌출 홀(414) 주위로 눈금이 표시된 인디케이터(indicator,415)가 더 형성된다.
또한, 상기 커버부의 하부 커버(420)는, 상기 상부 커버(410)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 체결되도록 암나사가 형성되는 체결 홀(422)과, 상기 실린더 내의 하부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제2 유압유 포트(423)와, 상기 샤프트를 하부방향에서 수직으로 삽입하기 위한 샤프트 삽입 홀(424)이 각각 형성되며, 상기 샤프트 삽입 홀에는 상기 샤프트에 형성된 걸림부에 대응되는 걸림턱(425)이 형성되어 상기 샤프트의 걸림부가 상기 샤프트 삽입 홀의 걸림턱에 걸려 상기 샤프트가 더 이상 위로 이동되지 않도록 한다.
여기서, 상기 스터드 볼트(stud bolt,50)는 볼트 머리가 없는 수나사로만 이루어진 볼트로서 상기 상부 커버의 삽입 홀과 하부 커버의 체결 홀에 스터디 볼트를 삽입 체결하고 상부 커버의 삽입 홀에 돌출된 부분을 너트(51)로 죄어 상부 커버와 하부 커버가 체결되도록 한다.
한편, 상기 샤프트는 상기 하부 커버의 샤프트 삽입 홀에 의해 커버부의 하부 커버로 삽입이 용이함과 더불어 하단면이 외부로 돌출되어 밸브의 구동축과 용이하게 연결될 수 있으며 샤프트 및 하부 커버의 하단면은 밸브 구동축 또는 밸브 프레임(frame)에 지지되도록 한다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터의 동작을 설명하면,
먼저, 샤프트의 정방향(혹은 시계방향) 회전이 밸브의 폐쇄와 연계됨을 가정하여 밸브의 폐쇄(close)가 요구될 경우에는, 상기 커버부의 하부 커버에 구비된 제2 유압유 포트에 유압유를 공급하여 상부 커버의 제1 유압유 포트로는 유압유가 배출되도록 하여 상기 피스톤(200)이 가이드 슬롯 홀에 의해 회전되지 않고 실린더 내에서 상승하되, 상기 샤프트(300)에 체결된 로테이트 핀(310)이 상기 로테이트 슬롯 홀(230)의 최하부 지점(A지점)까지 슬라이딩되어 이동되면서 샤프트 및 이와 연결된 밸브 구동축이 90° 범위에서 정방향으로 회전되어 밸브가 폐쇄 동작된다.
다음으로, 샤프트의 역방향(혹은 반시계방향) 회전이 밸브의 개방과 연계됨을 가정하여 밸브의 개방(open)이 요구될 경우에는, 상기 커버부의 상부 커버에 구비된 제1 유압유 포트에 유압유를 공급하여 하부 커버의 제2 유압유 포트로는 유압유가 배출되도록 하여 상기 피스톤이 가이드 슬롯 홀에 의해 회전되지 않고 실린더 내에서 하강하되, 상기 샤프트에 체결된 로테이트 핀이 상기 로테이트 슬롯 홀의 최상부 지점(B지점)까지 슬라이딩되어 이동되면서 샤프트 및 이와 연결된 밸브 구동축이 90° 범위에서 역방향으로 회전되어 밸브가 개방 동작된다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터는, 커버부에 의해 샤프트의 축 방향으로 실린더와 피스톤이 고정 및 내장된 원통형상으로 제작됨으로써, 종래의 랙 피니언 방식과 스카치 요크 방식에 비해 부피와 구조 및 부품수가 작기 때문에 설치 및 수리를 위한 조립 및 분해가 용이하고 밸브 구동축과 연결 작업 시 배관 및 주위 장치에 간섭이 없어 설치 및 유지보수 상의 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 피스톤의 수직 왕복운동에 따라 샤프트 축을 중심으로 회전하는 회전각의 범위가 90°이하에서 정방향 또는 역방향의 회전운동으로 변환되도록 실린더의 가이드 핀이 슬라이딩되는 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀과 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀을 갖는 독특한 형상의 피스톤과 로테이트 핀이 체결된 샤프트가 구성됨으로써, 샤프트가 90° 범위의 정역회전이 요구되는 밸브 구동축과 연결되어 밸브의 개폐 제어가 용이한 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
50: 스터드 볼트 51: 너트
100: 실린더 110: 가이드 핀
120,422: 체결 홀 130,140: 수용부
200: 피스톤 210: 관통 홀
220: 가이드 슬롯 홀 230: 로테이트 슬롯 홀
250: 오링 300: 샤프트
310: 로테이트 핀 320: 걸림부
400: 커버부 410: 상부 커버
411,421: 수용 홈 412: 삽입 홀
413,423: 제1/제2 유압유 포트 414: 샤프트 돌출 홀
420: 하부 커버 424: 샤프트 삽입 홀

Claims (8)

  1. 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터(hydraulic rotary actuator)에 있어서,
    피스톤(piston)과 샤프트(shaft)가 내장되고 상기 피스톤의 회전 방지를 위한 가이드 핀(guide pin,110)이 체결되는 복수개의 체결 홀(120)이 형성되며 커버부에 의해 고정되는 실린더(cylinder,100)와;
    상기 실린더(100)에 공급 또는 배출되는 유압유에 의해 실린더 내에서 수직 왕복운동을 하되, 샤프트가 관통되도록 형성된 관통 홀(210)과, 상기 실린더의 가이드 핀(110)이 슬라이딩되도록 수직방향으로 천공된 가이드 슬롯 홀(guide slot hole,220)과, 샤프트가 회전되도록 사선으로 천공된 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)이 각각 형성된 피스톤(piston,200)과;
    상기 피스톤의 관통 홀(210)에 관통되도록 환봉 형상을 갖고 상기 피스톤의 수직 왕복운동에 따라 샤프트 축을 중심으로 회전하는 회전각의 범위가 90°이하에서 정방향 또는 역방향의 회전운동으로 변환되도록 상기 로테이트 슬롯 홀(230) 내에서 슬라이딩되는 로테이트 핀(rotate pin,310)이 체결되며 하부에는 걸림부(320)가 형성된 샤프트(shaft,300) 및;
    상기 실린더(100)와 피스톤(200) 및 샤프트(300)가 고정되어 보호되도록 상기 실린더의 상부와 하부의 일정 부분을 수용하는 수용 홈(411,421)이 각각 형성된 상부 커버(410)와 하부 커버(420)로 구성되되, 상기 상부 커버(410)는, 상기 하부 커버(420)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 삽입되는 삽입 홀(412)과, 상기 실린더 내의 상부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제1 유압유 포트(413)와, 상기 샤프트의 최상단부가 외부로 돌출되도록 하는 샤프트 돌출 홀(414)이 각각 형성되고, 상기 하부 커버(420)는, 상기 상부 커버(410)와의 결속을 위한 복수개의 스터드 볼트(stud bolt,50)가 체결되도록 암나사가 형성되는 체결 홀(422)과, 상기 실린더 내의 하부방향으로 유압유를 공급 또는 배출시키기 위한 제2 유압유 포트(423)와, 상기 샤프트를 하부방향에서 수직으로 삽입하기 위한 샤프트 삽입 홀(424)이 각각 형성되는 커버부(400)가 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 피스톤의 로테이트 슬롯 홀(rotate slot hole,230)은, 20°내지 60°의 경사각을 갖는 일정 길이의 사선으로 천공되는 것을 특징으로 하는 밸브 개폐용 유압식 로터리 액츄에이터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101594144B1 (ko) 2015-11-09 2016-02-16 이용준 포핏과 스프링의 기계적 잠금장치를 적용한 유압 액츄에이터
KR101594143B1 (ko) 2015-11-09 2016-02-16 이용준 기계적 잠금장치를 적용한 유압 액츄에이터
WO2017086594A1 (ko) * 2015-11-17 2017-05-26 이용준 리미트 조절 가능한 기계적 잠금장치를 적용한 유압 액츄에이터
KR101761827B1 (ko) * 2016-06-24 2017-07-26 주식회사 플로우버스 회전방지 기능이 추가되어 슬라이딩 방식으로 작동하는 밸브 개폐용 엑추에이터
KR101867954B1 (ko) * 2018-02-21 2018-06-20 주식회사 정아유압 로터리 액츄에이터
KR20200019495A (ko) * 2018-08-14 2020-02-24 ㈜위드유 수직 파이프에 나선형 가이드가 적용된 섬유여과장치
EP4134575A1 (de) * 2021-08-11 2023-02-15 Gemü Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. Kommanditgesellschaft Ventilantrieb, ventilanordnung und verfahren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010098535A (ko) * 2000-04-12 2001-11-08 다까다 요시유끼 3위치정지형 요동액츄에이터
KR100554689B1 (ko) * 2003-01-11 2006-02-22 동양기전 주식회사 로터리 엑츄에이터
KR100578538B1 (ko) * 2004-06-14 2006-05-12 심동복 로타리 엑츄에이터

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010098535A (ko) * 2000-04-12 2001-11-08 다까다 요시유끼 3위치정지형 요동액츄에이터
KR100554689B1 (ko) * 2003-01-11 2006-02-22 동양기전 주식회사 로터리 엑츄에이터
KR100578538B1 (ko) * 2004-06-14 2006-05-12 심동복 로타리 엑츄에이터

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101594144B1 (ko) 2015-11-09 2016-02-16 이용준 포핏과 스프링의 기계적 잠금장치를 적용한 유압 액츄에이터
KR101594143B1 (ko) 2015-11-09 2016-02-16 이용준 기계적 잠금장치를 적용한 유압 액츄에이터
WO2017086594A1 (ko) * 2015-11-17 2017-05-26 이용준 리미트 조절 가능한 기계적 잠금장치를 적용한 유압 액츄에이터
US10480548B2 (en) 2015-11-17 2019-11-19 Yong Jun Lee Hydraulic actuator to which limit-adjustable mechanical lock device is applied
KR101761827B1 (ko) * 2016-06-24 2017-07-26 주식회사 플로우버스 회전방지 기능이 추가되어 슬라이딩 방식으로 작동하는 밸브 개폐용 엑추에이터
KR101867954B1 (ko) * 2018-02-21 2018-06-20 주식회사 정아유압 로터리 액츄에이터
KR20200019495A (ko) * 2018-08-14 2020-02-24 ㈜위드유 수직 파이프에 나선형 가이드가 적용된 섬유여과장치
KR102102043B1 (ko) * 2018-08-14 2020-04-17 ㈜위드유 수직 파이프에 나선형 가이드가 적용된 섬유여과장치
EP4134575A1 (de) * 2021-08-11 2023-02-15 Gemü Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. Kommanditgesellschaft Ventilantrieb, ventilanordnung und verfahren

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