KR101927488B1 - 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터에 관한 것으로 실린더 본체의 일 측에 전, 후 이동 가능한 피스톤 로드부재를 회전 모터의 회전력으로 전, 후 이동시키는 리니어 액추에이터에서 작동 나사부재와 스크류부재의 고착에 의한 피스톤 로드부재가 정지되는 재밍(Jamming) 현상 발생 시 피스톤 로드부재를 하중이 작용되는 방향으로 자유 낙하 시켜 피스톤 로드부재의 최대 신장 길이를 확보함으로써 비상 시에 안전성을 확보할 수 있다.

Description

자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터{LINEAR ACTUATOR HAVING FREE FALL OPERATION}
본 발명은 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터에 관한 것으로 더 상세하게는 스크류 구조의 리니어 액추에이터에서 스크류부재와 작동 나사부재 사이의 고착에 의한 재밍(Jamming) 현상이 발생되는 경우 하중이 작용되는 방향으로 피스톤 로드를 자유 낙하시키는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터에 관한 발명이다.
일반적으로 리니어 액추에이터는 직선 왕복 이동을 구현하는 액추에이터를 말하며, 메카트로닉스 기계나 산업용 로봇의 직동(直動)운동 또는 반도체, LCD, HDD 등 첨단 정밀제품의 생산을 위한 이동이나 절삭작업을 수행하는 가공기계 및 초정밀 측정장비 등 다양한 산업분야에서 적용되고 있다.
리니어 액추에이터는 모터에 의해 회전하는 스크류를 이용하는 구조 또는 렉과 피니언 기어를 이용한 구조 등이 있다.
스크류를 이용한 리니어 액추에이터는 모터에 의해 회전되는 스크류가 전, 후 이동 가능한 이동체를 관통하여 나사 결합되고, 스크류의 회전에 의해 이동체가 전, 후 이동하는 구조를 가진다.
도 1은 종래 리니어 액추에이터를 도시한 단면도이고, 도 1을 참고하면 리니어 액추에이터는 실린더(1)의 일 측에 모터(1a)의 회전에 의해 전진 및 후진하는 피스톤 로드(2)가 구비된 구조를 가진다.
실린더(1)의 내부에는 길이방향으로 모터(1a)의 회전력을 전달받아 회전하여 피스톤 로드(2)를 직선 왕복이동시키는 스크류(3)가 구비되고, 피스톤 로드(2)에는 스크류(3)가 관통되어 나사결합되는 이동나사(4)가 구비된다.
즉, 피스톤 로드(2)에는 스크류(3)가 관통되어 나사결합되는 이동나사(4)가 구비되며, 피스톤 로드(2)는 스크류(3)의 회전방향에 따라 실린더 본체(1)의 일 측에서 직선 방향으로 전, 후 이동하게 된다.
그러나, 종래의 리니어 액추에이터는 스크류(3)와 이동나사(4)의 나사 결합부분에서 스크류(3)와 이동나사(4)가 고착되는 재밍(Jamming) 현상이 발생되는 경우 이동 나사(4)가 스크류(3)의 회전을방해하게 되어 피스톤 로드(2)가 인장되는 전진방향, 피스톤 로드(3)가 압축되는 후진방향으로의 이동이 불가능해지는 문제점이 있었다.
스크류(3)와 이동 나사(4)가 고착되는 재밍(Jamming)에 의해 피스톤 로드(2)가 이동하지 못하는 경우 리니어 액추에이터가 적용되는 메카트로닉스 기계나 산업용 로봇의 직동(直動)운동 또는 반도체, LCD, HDD 등 첨단 정밀제품의 생산을 위한 이동이나 절삭작업을 수행하는 가공기계 및 초정밀 측정장비의 작동도 멈추게 된다.
리니어 액추에이터는 항공기의 착륙 바퀴를 인출시키거나 삽입시키는 용도로 사용될 수 있고, 항공기의 착륙 바퀴를 인출시키거나 삽입시키는 용도로 사용되는 경우 스크류(3)와 이동 나사(4)가 고착되는 재밍(Jamming) 현상으로 피스톤 로드(2)의 이동이 불가능해지는 경우 대형 사고를 유발할 수 있는 위험이 있다.
본 발명의 목적은 재밍(Jamming) 현상에 의해 피스톤 로드부재의 작동이 정지될 때 리니어 액추에이터의 피스톤 로드부재를 하중이 작용되는 방향으로 자유 낙하시켜 이동시킴으로써 비상 시 안전성을 확보할 수 있도록 한 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예는 내부에 실린더실이 구비된 실린더 본체, 실린더 본체의 내부에 회전 가능하게 구비되는 스크류부재, 상기 스크류부재가 관통되어 나사 결합되고 상기 스크류부재의 회전에 의해 전, 후 이동되는 작동 나사부재, 상기 실린더실 내에서 상기 작동 나사부재와 분리 가능하게 결합되어 상기 실린더 본체의 일측으로 돌출되고 상기 작동 나사부재와 일체로 전, 후 이동되는 피스톤 로드부재, 상기 실린더 본체에 장착되고 상기 스크류부재를 회전시키는 회전 모터를 포함하며, 상기 피스톤 로드부재는 상기 작동 나사부재와 상기 스크류부재가 서로 고착되어 일체로 회전될 때 상기 작동 나사부재와의 결합 상태가 해제되어 하중이 작용되는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 피스톤 로드부재는 상기 실린더실의 내벽에 접촉되어 직선 이동하는 피스톤부, 상기 피스톤부의 직경보다 작은 직경을 가지며 상기 실린더 본체의 일측으로 돌출되는 로드부를 포함하고, 상기 피스톤부의 내부에는 상기 작동 나사부재가 분리 가능하게 결합되는 나사 삽입부가 구비되고, 상기 로드부의 내부에는 상기 나사 삽입부와 연통되고 상기 스크류부재의 일측 단부가 삽입될 수 있는 스크류 삽입부가 구비되며, 상기 피스톤부의 내부에는 상기 작동 나사부재의 외주면에 돌출되어 상기 나사 삽입부의 내주면에 걸리도록 위치되는 키부재가 구비되고, 상기 키부재는 작동 나사부재와 스크류부재가 서로 고착되어 일체로 회전될 때 걸림 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비할 수 있다.
본 발명에서 상기 나사 삽입부의 내주면에는 상기 키부재의 일단부가 삽입되는 제1키삽입홈부가 구비되고, 상기 키부재는 일단부가 상기 제1키삽입홈부에 삽입되고 타단부가 상기 작동 나사부재의 외주면을 지지하도록 위치되며, 상기 작동 나사부재의 외주면에는 상기 작동 나사부재가 회전 시 상기 키부재의 타단부가 삽입될 수 있는 상기 제2키삽입홈부가 구비되고, 상기 키부재는 상기 작동 나사부재가 상기 스크류부재와 일체로 회전되어 타단부가 상기 제2키삽입홈부에 위치될 때 일단부 측이 상기 제1키삽입홈부에서 밀려 이탈되면서 타단부가 제2키삽입홈부에 삽입될 수 있다.
본 발명에서 상기 작동 나사부재에는 키부재를 타측으로 밀어 탄성적으로 지지하는 키탄성 지지체가 구비되고, 상기 키탄성 지지체는 상기 작동 나사부재의 외주면에 구비되고, 타측 방향으로 개방된 스프링 삽입부에 삽입되는 스프링부재 및 상기 스프링부재에 의해 탄성 지지되고, 키부재의 일측면에 밀착되는 키지지용 와셔부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 키부재는 타측면에 제1경사면이 형성되고, 상기 제1키삽입홈부에는 상기 제1경사면과 마주보는 면에 제1경사면에 대응되는 제2경사면이 형성되어 상기 피스톤 로드부재 또는 상기 작동 나사부재에 전진 방향 또는 후진 방향의 힘이 발생되는 경우 상기 키부재가 상기 제2경사면을 따라 밀려 이동될 수 있다.
본 발명에서 상기 작동 나사부재는 상기 나사 삽입부 내에서 피스톤부와 이격되게 위치되며, 상기 작동 나사부재와 상기 나사 삽입부 사이에는 상기 작동 나사부재의 외주면과 상기 나사 삽입부의 내주면에 각각 나사 결합되며 회전 가능하게 구비되는 회전 롤러부재가 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 회전 롤러부재의 외주면에는 제1나사부가 구비되고, 상기 나사 삽입부의 내주면에는 상기 제1나사부와 나사결합되는 제2나사부가 구비되고, 상기 작동 나사부재의 외주면에는 상기 제1나사부와 나사결합되는 제3나사부가 구비되며, 상기 회전 롤러부재는 상기 작동 나사부재의 회전 방향과 반대방향으로 회전되도록 상기 작동 나사부재의 외주면과 상기 나사 삽입부의 내주면에 각각 나사 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예는 상기 피스톤 로드부재가 자유 낙하되어 하중이 작용되는 방향으로 전진 이동된 상태에서 상기 피스톤 로드부재의 위치를 고정시키는 로드 록킹 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 로드 록킹 수단은 상기 피스톤 로드부재가 자유 낙하되어 상기 피스톤부가 상기 실린더 본체의 일단부 측에 접촉되어 상기 로드부가 최대 길이로 인장될 때 상기 피스톤 로드부재를 걸어 고정시키도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 로드 록킹 수단은 상기 실린더 본체의 일단부 측에 상기 로드부가 관통되는 로드관통구멍의 내주면으로 돌출될 수 있게 스프링에 의해 탄성 지지된 로드 록킹용 걸림부재를 포함하고, 상기 로드부에는 상기 로드 록킹용 걸림부재가 삽입되어 걸리는 로드 록킹용 걸림홈부가 구비될 수 있다.
본 발명은 작동 나사부재와 스크류부재의 고착에 의한 스크류부재가 정지되는 재밍(Jamming) 현상 발생 시 피스톤 로드부재를 하중이 작용되는 방향으로 자유 낙하 시켜 피스톤 로드부재의 최대 신장 길이를 확보함으로써 비상 시에 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 항공기의 착륙 바퀴를 인출, 삽입시키는 리니어 액추에이터에 적용되어 재밍(Jamming) 현상 발생 시 피스톤 로드부재의 최대 신장 길이를 확보함으로써 착륙 바퀴가 인출된 상태로 유지할 수 있어 항공기의 이착륙 시 착륙 바퀴의 오작동에 의한 대형 사고 발생을 방지하고, 항공기의 안전성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래 리니어 액추에이터의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 A부에 대한 요부 확대 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예를 도시한 요부확대 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재가 인장될 때 일 실시 예를 도시한 요부확대 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재가 압축될 때 일 실시 예를 도시한 요부확대 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재가 인장되거나 압축될 때 키부재의 작동 예를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재가 인장되거나 압축될 때 자유낙하된 예를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 피스톤 로드부재가 정상적으로 인장될 때 의도하지 않게 발생되는 상황에 대한 작동 예를 도시한 요부확대 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 피스톤 로드부재가 정상적으로 압축될 때 의도하지 않게 발생되는 상황에 대한 작동 예를 도시한 요부확대 단면도.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 A부에 대한 요부 확대 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상 발생 시 피스톤 로드부재를 자유낙하시키는 부분을 확대도시한 요부확대 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예를 하기에서 더 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터는 실린더 본체(100)의 일 측에 전, 후 이동 가능한 피스톤 로드부재(400)를 회전 모터(500)의 회전력으로 전, 후 이동시키는 리니어 액추에이터에서 회전 모터(500)의 회전 중에 상기 피스톤 로드부재(400)가 정지되는 경우 상기 피스톤 로드부재(400)를 하중이 작용되는 방향으로 자유 낙하시키는 것을 특징으로 한다.
더 상세하게 실린더 본체(100)는 내부에 직선 이동을 안내하는 실린더실(100a)이 구비된다.
실린더실(100a)은 실린더 본체(100)의 일측으로 개방된 형상을 가지며, 실린더실(100a) 내에는 개방된 일 측으로 돌출되는 피스톤 로드부재(400)가 직선 이동 가능하게 위치된다.
실린더 본체(100)의 일측으로 돌출된 피스톤 로드부재(400)의 단부에는 본 발명에 따른 리니어 액추에이터에 의해 작동되는 작동체와 연결되기 위한 연결부(400a)가 구비된다.
연결부(400a)는 피스톤 로드부재(400)의 직선 이동을 전달받아 작동되는 작동체와 연결되는 공지의 다양한 구조로 변형 실시될 수 있으며, 피스톤 로드부재(400)는 일 측으로 작동체가 연결되어 하중이 작용하게 되며 작동체의 하중에 의해 자유 낙하하게 될 수 있다.
한편, 실린더 본체(100)의 내부 즉, 실린실에는 길이 방향으로 스크류부재(200)가 회전 가능하게 구비된다.
그리고, 실린더 본체(100)의 타측에는 스크류부재(200)를 회전시키기 위한 회전 모터(500)가 구비된다. 회전 모터(500)의 회전력은 복수의 기어를 포함하는 기어구조체(600)에 의해 스크류부재(200)로 전달된다.
기어구조체(600)는 회전 모터(500)의 샤프트가 배치되는 방향과 감속비 등을 고려하여 공지의 기어 구조를 이용하여 다양하게 변형될 수 있음을 밝혀둔다.
스크류부재(200)는 작동 나사부재(300)를 관통하여 작동 나사부재(300)와 나사 결합되고, 고정된 위치에서 회전되어 작동 나사부재(300)를 전, 후 이동시킨다.
작동 나사부재(300)는 스크류부재(200)가 관통되어 스크류부재(200)와 나사 결합되며 스크류부재(200)의 정회전 시 실린더 본체(100)의 일측 방향으로 전진하고, 스크류부재(200)의 역회전 시 실린더 본체(100)의 타측 방향으로 후진한다.
본 발명에서 전진은 피스톤 로드부재(400)가 실린더 본체(100)의 일측으로 돌출되어 인장되는 것을 의미하며, 후진은 피스톤 로드부재(400)가 실린더 본체(100) 내로 삽입되면서 압축되는 것을 의미함을 밝혀둔다.
스크류부재(200)는 작동 나사부재(300)와의 사이에 볼체(200a)가 구비되는 볼스크류 구조를 가지는 것을 일 예로 한다.
볼스크류는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 데 사용되고, 수나사부와 암나사부의 사이에 볼체(200a)가 구비되는 공지의 구성으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
피스톤 로드부재(400)는 실린더실(100a)의 내벽에 접촉되어 직선 이동하는 피스톤부(410), 피스톤부(410)의 직경보다 작은 직경을 가지며 실린더 본체(100)의 일측으로 돌출되는 로드부(420)를 포함한다.
피스톤 로드부재(400)의 외주면 즉, 피스톤부(410)의 외주면에는 직선 이동을 안내하는 피스톤 키부재(450)가 돌출되고, 실린더실(100a)의 내벽에는 길이 방향으로 피스톤 키부재(450)가 삽입되는 직선의 피스톤 안내홈부(451)가 구비된다.
피스톤 키부재(450)는 피스톤 안내홈부(451)에 삽입되어 실린더 본체(100)의 길이 방향으로 이동되어 피스톤 로드부재(400)의 직선 왕복 이동 즉, 전진 또는 후진 이동을 안내한다.
그리고, 피스톤부(410)의 내부에는 작동 나사부재(300)가 분리 가능하게 결합되는 나사 삽입부(411)가 구비되고, 로드부(420)의 내부에는 나사 삽입부(411)와 연통되고 스크류부재(200)의 일측 단부가 삽입될 수 있는 스크류 삽입부(421)가 구비된다.
나사 삽입부(411)는 스크류 삽입부(421)보다 큰 내경을 가지는 공간으로 형성되며, 나사 삽입부(411)와 스크류 삽입부(421)의 경계에는 작동 나사부재(300)가 걸리는 단턱부가 구비된다.
그리고, 로드부(420)의 내부에는 스크류부재(200)의 일단부 측을 지지하며 로드 삽입부의 내주면에 접촉되어 피스톤 로드부재(400)의 이동을 안내하는 스크류 지지피스톤부(440)가 구비된다.
스크류부재(200)의 일단부 측은 나사 삽입부(411) 내에 삽입된 작동 나사부재(300)를 관통하여 스크류 삽입부(421) 내에서 스크류 지지피스톤부(440)에 연결되어 지지되고, 스크류부재(200)의 타단부 측은 실린더 본체(100)의 타단부 측에서 볼 베어링에 의해 지지되어 회전 가능하게 위치되고, 기어 구조체를 통해 회전 모터(500)와 연결된다.
작동 나사부재(300)는 나사 삽입부(411) 내에 삽입되어 피스톤 로드부재(400)와 분리 가능하게 결합된다.
피스톤 로드부재(400)는 작동 나사부재(300)와 나사 결합되어 작동 나사부재(300)와 일체로 직선 이동한다.
즉, 피스톤부(410)는 회전 모터(500)의 회전에 의해 작동 나사부재(300)가 전진 또는 후진할 때 작동 나사부재(300)와 일체로 전진 또는 후진하게 된다.
작동 나사부재(300)는 키부재(700)와 회전 롤러부재(900)를 포함하는 자유낙하 구조체에 의해 피스톤 로드부재(400)와 분리 가능하게 결합되며, 자유낙하 구조체는 작동 나사부재(300)와 스크류부재(200)가 서로 고착되어 일체로 회전되는 재밍(Jamming) 현상이 발생될 때 피스톤 로드부재(400)를 하중이 작용되는 방향으로 이동시켜 실린더 본체(100)의 일 측으로 최대한 인장될 수 있도록 한다.
피스톤 로드부재(400)는 재밍(Jamming) 현상이 발생될 때 위치에 따라 작동체에 의한 하중이 작용되는 방향으로 이동되면서 작동 나사부재(300)와 분리될 수 있다.
피스톤 로드부재(400)는 재밍(Jamming) 현상이 발생될 때 작동체의 하중이 작용되는 방향 즉, 작동체와 연결되는 연결부(400a)가 구비된 일 측으로 이동하여 실린더 본체(100)의 일 측에서 최대 길이로 인장될 수 있다.
즉, 피스톤 로드부재(400)는 작동 나사부재(300)와 스크류부재(200)가 서로 고착되어 일체로 회전될 때 작동 나사부재(300)와의 결합 상태가 해제되어 작동체의 하중에 의해 하중이 작용되는 방향으로 이동한다.
더 상세하게, 작동 나사부재(300)의 외주면에는 나사 삽입부(411)의 내주면에 걸리도록 위치되는 키부재(700)가 돌출되게 구비되고, 키부재(700)는 작동 나사부재(300)와 스크류부재(200)가 서로 고착되어 일체로 회전될 때 걸림 상태가 해제될 수 있다.
그리고, 키부재(700)가 걸려 있는 상태에서 피스톤 로드부재(400)는 작동 나사부재(300)와 결합된 상태로 작동 나사부재(300)와 일체로 전, 후 이동하게 되고, 작동 나사부재(300)와 스크류부재(200)가 서로 고착되어 일체로 회전됨으로써 키부재(700)의 걸림 상태가 해제되면 피스톤 로드부재(400)는 작동 나사부재(300)와의 결합상태가 해제되고 일측 단부에 연결된 작동체의 하중에 의해 하중이 작용되는 방향으로 이동하게 된다.
나사 삽입부(411)의 내주면에는 키부재(700)의 일단부가 삽입되는 제1키삽입홈부(411a)가 구비된다. 그리고, 키부재(700)는 일단부가 제1키삽입홈부(411a)에 삽입되고 타단부가 작동 나사부재(300)의 외주면을 지지하도록 위치된다.
작동 나사부재(300)의 외주면에는 작동 나사부재(300)가 회전 시 키부재(700)의 타단부가 삽입될 수 있는 제2키삽입홈부(310)가 구비되고, 키부재(700)는 작동 나사부재(300)가 스크류부재(200)와 일체로 회전되어 타단부가 제2키삽입홈부(310)에 위치될 때 일단부 측이 제1키삽입홈부(411a)에서 밀려 이탈되면서 타단부가 제2키삽입홈부(310)에 삽입되게 된다.
피스톤부(410)는 로드부(420)와 일체로 형성된 피스톤 몸체(410a)와 피스톤 몸체부(410a)의 단부 측에서 피스톤 몸체(410a)에 볼트 체결로 결합되며 내주면에 제1키삽입홈부(411a)가 구비되는 링형상의 피스톤 링체(410b)를 포함할 수 있다.
작동 나사부재(300)에는 키부재(700)를 타측으로 밀어 탄성적으로 지지하는 키탄성 지지체(800)가 구비되고, 키탄성 지지체(800)는 작동 나사부재(300)의 외주면에 구비되고, 타측 방향으로 개방된 스프링 삽입부(800a)에 삽입되는 스프링부재(810), 키부재(700)의 일측면에 밀착되며, 스프링부재(810)에 의해 탄성 지지되는 키지지용 와셔부재(820)를 포함할 수 있다.
키지지용 와셔부재(820)와 스프링 삽입부(800a)는 이격되고, 스프링 삽입부(800a)는 스프링부재(810)가 압축될 때 키지지용 와셔부재(820)를 지지하여 키부재(700)의 이동을 제한하는 스토퍼 역할을 할 수 있다.
키부재(700)는 타측면에 제1경사면(710)이 형성되고, 제1키삽입홈부(411a)에는 제1경사면(710)과 마주보는 면에 제1경사면(710)에 대응되는 제2경사면(411b)이 형성되어 피스톤 로드부재(400) 또는 작동 나사부재(300)에 전진 방향 또는 후진 방향의 힘이 발생되는 경우 키부재(700)가 제2경사면(411b)을 따라 밀려 이동될 수 있도록 한다.
한편, 작동 나사부재(300)는 나사 삽입부(411) 내에서 피스톤부(410)와 이격되게 위치되며, 작동 나사부재(300)와 나사 삽입부(411) 사이에는 작동 나사부재(300)의 외주면과 나사 삽입부(411)의 내주면에 각각 나사 결합되며 회전 가능하게 구비되는 회전 롤러부재(900)가 위치될 수 있다.
회전 롤러부재(900)는 작동 나사부재(300)의 외측 둘레로 이격되게 복수로 구비되고, 양 단부가 각각 피스톤부(410)에 회전 가능하게 지지되는 것을 일 예로 한다. 즉, 나사 삽입부(411)의 내주면에는 회전 롤러부재(900)의 양단부가 각각 회전 가능하게 연결되는 한쌍의 롤러 지지부가 이격되게 구비될 수 있다.
회전 롤러부재(900)는 양단부가 각각 작동 나사부재(300)의 외주면에 회전 가능하게 지지될 수 있음을 밝혀둔다.
더 상세하게 회전 롤러부재(900)의 외주면에는 제1나사부(910)가 구비되고, 나사 삽입부(411)의 내주면에는 제1나사부(910)와 나사결합되는 제2나사부(411c)가 구비되고, 작동 나사부재(300)의 외주면에는 제1나사부(910)와 나사결합되는 제3나사부(320)가 구비된다.
회전 롤러부재(900)는 작동 나사부재(300)의 회전 방향과 반대방향으로 회전되도록 작동 나사부재(300)의 외주면과 나사 삽입부(411)의 내주면에 각각 나사 결합된다.
재밍(Jamming) 현상 발생 시 회전 롤러부재(900)는 키부재(700)가 원활하게 밀려 이동하여 제1키삽입홈부(411a)에서 이탈되면서 제2키삽입홈부(310)로 삽입될 수 있도록 한다.
또한, 재밍(Jamming) 현상이 발생되지 않은 상태에서 작동 나사부재(300)의 회전에 필요한 토크가 작동 나사부재(300)의 직선 운동에 필요한 최소 토크보다 작은 경우 작동 나사부재(300)가 회전되면서 키부재(700)에 가해지는 힘으로 인해 작동 나사부재(300)의 회전에 필요한 토크가 증가함에 따라 작동 나사부재(300)는 직선운동하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터는 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 하중이 작용되는 방향으로 전진 이동된 상태에서 피스톤 로드부재(400)의 위치를 고정시키는 로드 록킹 수단(1000)을 더 포함할 수 있다.
로드 록킹 수단(1000)은 피스톤 로드부재(400)가 정상적으로 전진할 때 피스톤 로드부재(400)의 위치를 록킹시키지 않고, 재밍(Jamming) 현상이 발생되고, 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 최대 상사점 즉, 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부 측에 접촉될 때 피스톤 로드부재(400)의 위치를 고정시켜 피스톤 로드부재(400)가 인장된 상태로 유지될 수 있도록 한다.
회전 모터(500)는 액추에이터 작동 제어부로부터 작동이 제어되고, 액추에이터 작동 제어부는 기설정된 범위 내에서 피스톤 로드부재(400)가 전, 후 이동되도록 회전 모터(500)의 회전을 제어한다.
그리고, 피스톤 로드부재(400)의 이동 범위는 피스톤 로드부재(400)의 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 양 단부 측에 충돌되지 않지 않는 범위 즉, 실린더 본체(100)의 양단부와 각각 이격된 범위로 설정된다. 이는 피스톤 로드부재(400)가 실린더 본체(100)의 양단부와 충돌되는 경우 충돌 시 발생되는 충격에 의해 오작동 또는 파손이 발생될 수 있기 때문이다.
로드 록킹 수단(1000)은 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 최대 상사점 즉, 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부 측에 접촉되어 로드부(420)가 최대 길이로 인장될 때 피스톤 로드부재(400)를 걸어 고정시키도록 구성되는 것을 일 예로 한다.
일 예로, 로드 록킹 수단(1000)은 실린더 본체(100)의 일단부 측에 로드부(420)가 관통되는 로드관통구멍의 내주면으로 돌출될 수 있게 스프링에 의해 탄성 지지된 로드 록킹용 걸림부재(1100)를 포함하고, 로드부(420)에는 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부에 접촉할 때 로드 록킹용 걸림부재(1100)가 삽입되어 걸리는 로드 록킹용 걸림홈부(422)가 구비될 수 있다.
즉, 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부와 충돌하면 로드 록킹용 걸림부재(1100)가 로드 록킹용 걸림홈부(422) 내에 삽입되어 인장된 피스톤 로드부재(400)의 위치를 고정시킨다.
로드 록킹 수단(1000)은 도시하지는 않았지만 재밍(Jamming)현상이 발생되는 것을 감지하거나, 재밍(Jamming) 현상에 의해 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 최대 상사점 즉, 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부 측에 접촉되는 것을 감지하여 인장된 피스톤 로드부재(400)의 위치를 고정하는 공지의 다른 록킹 구조를 이용하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
도 5는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재(400)가 인장될 때 일 실시 예를 도시한 요부확대 단면도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재(400)가 인장되거나 압축될 때 키부재(700)의 작동 예를 도시한 사시도이다.
도 5, 도 7 및 도 8을 참고하여 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)가 서로 고착되는 재밍(Jamming) 현상이 발생된 상태에서 스크류부재(200)가 피스톤 로드부재(400)를 인장시키는 방향으로 회전될 때 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 작동 예를 하기에서 상세히 설명한다.
하기의 실시 예에서 회전 모터(500)의 회전력을 전달받아 스크류부재(200)가 시계방향으로 회전될 때 피스톤 로드부재(400)가 전진되어 인장되게 하고, 스크류부재(200)가 반시계방향으로 회전될 때 피스톤 로드부재(400)가 후진되어 압축되는 것을 일 예로 하여 설명함을 밝혀둔다.
스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)가 서로 고착되는 재밍(Jamming) 현상(Jamming)이 발생된 상태에서 피스톤 로드부재(400)를 인장시키기 위해 스크류부재(200)가 시계방향으로 회전될 때 작동 나사부재(300)는 스크류부재(200)와 함께 시계방향으로 회전하게 된다.
서로 고착된 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)가 시계방향으로 회전함에 따라 회전 롤러부재(900)는 반시계방향으로 자전하고, 제2나사부(411c)를 따라 작동 나사부재(300)와 함께 시계방향으로 공전하게 된다.
그리고, 제2나사부(411c)와 맞물린 회전 롤러부재(900)의 자전 및 공전에 의해 피스톤 로드부재(400)는 인장되는 방향으로 이동되고, 피스톤 로드부재(400)가 인장되는 방향으로 이동함에 따라 키부재(700)의 제1경사면(710)에 수직방향으로 힘(F)가 작용된다.
힘(F)는 피스톤 로드가 인장되는 방향의 X축 힘(Fx)와 스크류부재(200)의 축방향인 Y축 힘(Fy)로 분해되며, X축 힘(Fx)에 의해 키부재(700)가 +X 축 방향으로 이동된다.
인장 방향으로 이동되는 키부재(700)에 의해 X축 힘(Fx)이 키지지용 와셔부재(820)로 가해져 스프링부재(810)를 압축하고, 압축되는 스프링부재(810)로 인해 키부재(700)의 이동을 방해하는 X축방향의 반력(Fs)이 발생된다. 이와 동시에 재밍(Jamming)된 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)가 시계방향으로 회전됨에 따라 제2키삽입홈부(310)가 키부재(700)에 일치되게 위치되고, 키부재(700)가 제2키삽입홈부(310)에 일치되게 위치되면 스크류부재(200)의 축방향인 Y축 힘(Fy)에 의해 키부재(700)가 제1키삽입홈부(411a)에서 이탈되면서 제2키삽입홈부(310)로 삽입된다.
키부재(700)가 제2키삽입홈부(310)에 삽입됨에 따라 피스톤 로드부재(400)는 작동 나사부재(300)와 분리되면서 인장방향 즉, 전진 방향으로 자유 이동이 가능하게 된다.
피스톤 로드부재(400)는 단부 측의 연결부(400a)를 통해 작동체와 연결되고 있어 작동체의 하중에 의해 인장방향 즉, 전진 방향으로 힘을 받고 있기 때문에 역구동이 가능한 회전 롤러부재(900)가 회전되면서 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부 측에 부딪치는 상사점까지 이동하게 된다.
그리고, 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부와 충돌하면 로드 록킹용 걸림부재(1100)가 로드 록킹용 걸림홈부(422) 내에 삽입되어 인장된 피스톤 로드부재(400)의 위치를 고정시킨다.
이 때 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)는 회전 모터(500)의 회전 유무에 따라 기존의 위치에서 회전되거나 정지된다.
도 6은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재(400)가 압축될 때 일 실시 예를 도시한 요부확대 단면도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재(400)가 인장되거나 압축될 때 키부재(700)의 작동 예를 도시한 사시도이다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참고하여 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)가 서로 고착되는 재밍(Jamming) 현상이 발생된 상태에서 스크류부재(200)가 피스톤 로드부재(400)를 압축시키는 방향으로 회전될 때 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 작동 예를 하기에서 상세히 설명한다.
스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)가 서로 고착되는 재밍(Jamming) 현상(Jamming)이 발생된 상태에서 피스톤 로드부재(400)를 압축시키기 위해 스크류부재(200)가 반시계방향으로 회전될 때 작동 나사부재(300)는 스크류부재(200)와 함께 반시계방향으로 회전하게 된다.
그리고, 제2나사부(411c)와 맞물린 회전 롤러부재(900)의 자전 및 공전에 의해 피스톤 로드부재(400)는 압축되는 방향으로 이동되고, 피스톤 로드부재(400)가 압축되는 방향으로 이동함에 따라 피스톤부(410)와 로드부(420)의 경계인 단턱부에 작동 나사부재(300)가 접촉되면서 피스톤 로드부재(400)는 정지하게 된다.
피스톤 로드부재(400)는 정지되었지만 작동 나사부재(300)는 작동나사부재(300)와 회전 롤러부재(900) 사이의 클리어런스를 리드(Lead)로 나눈 값에 비례한 회전각만큼 회전하려고 하기 때문에 피스톤 로드부재(400)와 작동 나사부재(300) 사이의 회전 롤러부재(900)는 회전하게 된다.
그러나 회전하려는 회전 롤러부재(900)와 정지된 피스톤 로드부재(400)의 사이에 발생되는 큰 마찰력에 의해 회전 롤러부재(900)는 곧 정지하게 된다.
그리고, 정지된 회전 롤러부재(900)와 회전 운동을 하는 작동 나사부재(300) 사이에서는 볼스크류인 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300) 간에 발생되는 마찰력에 비해 큰 마찰력이 발생되어 작동 나사부재(300)는 정지하게 된다.
피스톤 로드부재(400)가 작동 나사부재(300)와 접촉함에도 키지지용 와셔부재(820)에 발생되는 X축방향의 반력(Fs)에 의해 키부재(700)는 피스톤 로드부재(400)와 작동 나사부재(300)의 접촉을 유지한다.
그리고, 작동 나사부재(300)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 제2키삽입홈부(310)가 키부재(700)에 일치되게 위치되고, 키부재(700)가 제2키삽입홈부(310)에 일치되게 위치되면 X축방향의 반력(Fs)에 의해 키부재(700)는 제2경사면(411b)을 따라 이동하여 제1키삽입홈부(411a)에서 이탈되면서 제2키삽입홈부(310)로 삽입된다.
키부재(700)가 제2키삽입홈부(310)에 삽입됨에 따라 피스톤 로드부재(400)는 작동 나사부재(300)와 분리되면서 인장 방향 즉, 전진 방향으로 자유 이동이 가능하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 재밍(Jamming) 현상이 발생된 후 피스톤 로드부재가 인장되거나 압축될 때 자유낙하된 예를 도시한 단면도이다.
도 9를 참고하면 피스톤 로드부재(400)는 단부 측의 연결부(400a)를 통해 작동체와 연결되고 있어 작동체의 하중에 의해 인장방향 즉, 전진 방향으로 힘을 받고 있기 때문에 역구동이 가능한 회전 롤러부재(900)가 회전되면서 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부 측에 부딪치는 상사점까지 이동하게 된다.
그리고, 피스톤 로드부재(400)가 자유 낙하되어 피스톤부(410)가 실린더 본체(100)의 일단부와 충돌하면 로드 록킹용 걸림부재(1100)가 로드 록킹용 걸림홈부(422) 내에 삽입되어 인장된 피스톤 로드부재(400)의 위치를 고정시킨다.
이 때 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300)는 회전 모터(500)의 회전 유무에 따라 기존의 위치에서 회전되거나 정지된다.
도 10은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서, 피스톤 로드부재(400)가 정상적으로 인장될 때 의도하지 않게 발생되는 상황에 대한 작동 예를 도시한 요부확대 단면도이다.
도 10을 참고하여 작동 나사부재(300)가 시계방향으로 회전하여 피스톤 로드부재(400)를 인장 방향으로 직선 이동시킬 때 스크류부재(200)의 회전에 필요한 토크가 작동 나사부재(300)의 직선운동의 최소 필요토크보다 작게 발생되는 경우에 인장방향의 작동 예를 하기에서 상세하게 설명한다.
회전 모터(500)에 의해 발생된 토크는 기어 구조체를 통해 증폭되어 스크류부재(200)를 회전시킨다. 작동 나사부재(300)가 시계방향으로 회전하여 피스톤 로드부재(400)를 인장 방향으로 직선 이동시킬 때 스크류부재(200)의 회전에 필요한 토크가 작동 나사부재(300)의 직선운동의 최소 필요토크보다 작으면 작동 나사부재(300)가 회전될 수 있다.
작동 나사부재(300)가 회전되는 경우 작동 나사부재(300)의 회전에 의해 회전 롤러부재(900)가 회전하게 되며 피스톤 로드부재(400)가 인장 방향으로 직선 이동하게 된다.
피스톤 로드부재(400)가 인장 방향으로 직선 이동함에 따라 키부재(700)의 제1경사면(710)에 수직방향으로 힘(F)가 작용된다.
힘(F)는 피스톤 로드가 인장되는 방향의 X축 힘(Fx)와 스크류부재(200)의 축방향인 Y축 힘(Fy)로 분해되며, X축 힘(Fx)에 의해 키부재(700)가 +X 축 방향으로 이동된다.
인장 방향으로 이동되는 키부재(700)에 의해 X축 힘(Fx)이 키지지용 와셔부재(820)로 가해져 스프링부재(810)를 압축하고, 압축되는 스프링부재(810)로 인해 X축방향의 반력(Fs)이 발생된다. X축방향의 반력(Fs)은 피스톤 로드부재(400)가 인장 방향으로 이동하는 것을 방해한다.
또한, 키부재(700)의 제1경사면(710)에 작용하는 힘(F)의 수직성분의 힘 즉, Y축 힘(Fy)은 키부재(700)와 작동 나사부재(300) 간의 마찰력을 증가시켜 작동 나사부재(300)의 회전을 방해한다.
작동 나사부재(300)의 직선운동을 위한 최소 필요 토크는 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300) 간 마찰력에 의해 결정되며, 이 최소 필요 토크는 작동 나사부재(300) 내 볼체(200a)의 구름접촉으로 인해 작동 나사부재(300)의 회전에 필요한 토크에 비해 매우 작으므로 스크류부재(200)가 회전 시 작동 나사부재(300)는 회전 하지 않고 직선운동을 하게 된다.
따라서 스크류부재(200)가 시계방향으로 회전함에 따라 피스톤 로드부재(400)는 인장방향으로 직선운동 한다.
도 11은 본 발명에 따른 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터의 일 실시 예에서 피스톤 로드부재(400)가 정상적으로 압축될 때 의도하지 않게 발생되는 상황에 대한 작동 예를 도시한 요부확대 단면도이다.
도 11을 참고하면, 작동 나사부재(300)가 반시계방향으로 회전하여 피스톤 로드부재(400)를 압축 방향으로 직선 이동시킬 때 스크류부재(200)의 회전에 필요한 토크가 작동 나사부재(300)의 직선운동의 최소 필요토크보다 작게 발생되는 경우에 압축 방향의 작동 예를 하기에서 상세하게 설명한다.
회전 모터(500)에 의해 발생된 토크는 기어 구조체를 통해 증폭되어 스크류부재(200)를 회전시킨다. 작동 나사부재(300)가 반시계방향으로 회전하여 피스톤 로드부재(400)를 압축 방향으로 직선 이동시킬 때 스크류부재(200)의 회전에 필요한 토크가 작동 나사부재(300)의 직선운동의 최소 필요토크보다 작으면 작동 나사부재(300)가 회전될 수 있다.
작동 나사부재(300)가 회전되는 경우 작동 나사부재(300)의 회전에 의해 회전 롤러부재(900)가 회전하게 되며 피스톤 로드부재(400)가 압축 방향으로 직선 이동하게 된다.
피스톤 로드부재(400)가 압축되는 방향으로 이동함에 따라 피스톤부(410)와 로드부(420)의 경계인 단턱부에 작동 나사부재(300)가 접촉되면서 피스톤 로드부재(400)는 정지하게 된다.
피스톤 로드부재(400)가 정지되었지만 작동 나사부재(300)는 작동나사부재(300)와 회전 롤러부재(900) 사이의 클리어런스를 리드(Lead)로 나눈 값에 비례한 회전각만큼회전하려고 하기 때문에 피스톤 로드부재(400)와 작동 나사부재(300) 사이의 회전 롤러부재(900)는 회전하게 된다.
그러나, 회전하려는 회전 롤러부재(900)와 정지된 피스톤 로드부재(400) 사이에 큰 마찰력이 발생되어 회전 롤러부재(900)가 정지하게 된다.
정지된 회전 롤러부재(900)와 회전하려는 작동 나사부재(300) 사이의 마찰력이 스크류부재(200)와 작동 나사부재(300) 간 발생되는 마찰력에 비해 매우 크므로 스크류부재(200)가 회전 시 작동 나사부재(300)는 회전하지 않고 직선운동을 하게 된다.
피스톤 로드부재(400)가 작동 나사부재(300)와 접촉함에 따라 두 부품 간 상대위치는 변경되나, 키지지용 와셔부재(820)의 스프링 반력(Fs)에 의해 키부재(700)는 피스톤부(410)의 제2경사면(411b)과 접촉을 유지하게 된다.
스크류부재(200)가 회전 시 작동 나사부재(300)는 회전하지 않고 직선운동을 하게 된다.
따라서 스크류부재(200)가 반시계방향으로 회전함에 따라 피스톤 로드부재(400)는 압축 방향으로 직선운동 한다.
본 발명은 작동 나사부재(300)와 스크류부재(200)의 고착에 의한 피스톤 로드부재(400)가 정지되는 재밍(Jamming) 현상 발생 시 피스톤 로드부재(400)를 하중이 작용되는 방향으로 자유 낙하 시켜 피스톤 로드부재(400)의 최대 신장 길이를 확보함으로써 비상 시에 안전성을 확보할 수 있다.
특히, 본 발명은 항공기의 착륙 바퀴를 인출, 삽입시키는 리니어 액추에이터에 적용되어 재밍(Jamming) 현상 발생 시 피스톤 로드부재(400)의 최대 신장 길이를 확보함으로써 착륙 바퀴가 인출된 상태로 유지할 수 있어 항공기의 이착륙 시 착륙 바퀴의 오작동에 의한 대형 사고 발생을 방지하고, 항공기의 안전성을 크게 향상시킨다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
1 : 실린더 2 : 피스톤 로드
3 : 스크류 4 : 이동나사
100 : 실린더 본체 100a : 실린더실
200 : 스크류부재 200a : 볼체
300 : 작동 나사부재 310 : 제2키삽입홈부
320 : 제3나사부 400 : 피스톤 로드부재
400a : 연결부 410 : 피스톤부
411 : 나사 삽입부 411a : 제1키삽입홈부
411b : 제2경사면 411c : 제2나사부
420 : 로드부 421 : 스크류 삽입부
422 : 로드 록킹용 걸림홈부 430 : 단턱부
440 : 스크류 지지피스톤부 450 : 피스톤 키부재
451 : 피스톤 안내홈부 500 : 회전 모터
600 : 기어구조체 700 : 키부재
710 : 제1경사면 800 : 키탄성 지지체
800a : 스프링 삽입부 810 : 스프링부재
820 : 키지지용 와셔부재 900 : 회전 롤러부재
910 : 제1나사부 1000 : 로드 록킹 수단
1100 : 로드 록킹용 걸림부재

Claims (10)

  1. 내부에 실린더실이 구비된 실린더 본체, 실린더 본체의 내부에 회전 가능하게 구비되는 스크류부재;
    상기 스크류부재가 관통되어 나사 결합되고 상기 스크류부재의 회전에 의해 전, 후 이동되는 작동 나사부재;
    상기 실린더실 내에서 상기 작동 나사부재와 분리 가능하게 결합되어 상기 실린더 본체의 일측으로 돌출되고 상기 작동 나사부재와 일체로 전, 후 이동되는 피스톤 로드부재; 및
    상기 실린더 본체에 장착되고 상기 스크류부재를 회전시키는 회전 모터를 포함하며,
    상기 피스톤 로드부재는 상기 작동 나사부재와 상기 스크류가 서로 고착되어 일체로 회전될 때 상기 작동 나사부재와의 결합 상태가 해제되어 하중이 작용되는 방향으로 전진 이동되며,
    상기 피스톤 로드부재는 상기 실린더실의 내벽에 접촉되어 직선 이동하는 피스톤부, 상기 피스톤부의 직경보다 작은 직경을 가지며 상기 실린더 본체의 일측으로 돌출되는 로드부를 포함하고,
    상기 피스톤부의 내부에는 상기 작동 나사부재가 분리 가능하게 결합되는 나사 삽입부가 구비되고, 상기 로드부의 내부에는 상기 나사 삽입부와 연통되고 상기 스크류부재의 일측 단부가 삽입될 수 있는 스크류 삽입부가 구비되며,
    상기 작동 나사부재의 외주면에는 상기 나사 삽입부의 내주면에 걸리도록 위치되는 키부재가 구비되고, 상기 키부재는 작동 나사부재와 스크류부재가 서로 고착되어 일체로 회전될 때 걸림 상태가 해제되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 나사 삽입부의 내주면에는 상기 키부재의 일단부가 삽입되는 제1키삽입홈부가 구비되고, 상기 키부재는 일단부가 상기 제1키삽입홈부에 삽입되고 타단부가 상기 작동 나사부재의 외주면을 지지하도록 위치되며,
    상기 작동 나사부재의 외주면에는 상기 작동 나사부재가 회전 시 상기 키부재의 타단부가 삽입될 수 있는 제2키삽입홈부가 구비되고,
    상기 키부재는 상기 작동 나사부재가 상기 스크류부재와 일체로 회전되어 타단부가 상기 제2키삽입홈부에 위치될 때 일단부 측이 상기 제1키삽입홈부에서 밀려 이탈되면서 타단부가 상기 제2키삽입홈부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 작동 나사부재에는 키부재를 타측으로 밀어 탄성적으로 지지하는 키탄성 지지체가 구비되고, 상기 키탄성 지지체는 상기 작동 나사부재의 외주면에 구비되고, 타측 방향으로 개방된 스프링 삽입부에 삽입되는 스프링부재 및 상기 스프링부재에 의해 탄성 지지되고, 키부재의 일측면에 밀착되는 키지지용 와셔부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 키부재는 타측면에 제1경사면이 형성되고, 상기 제1키삽입홈부에는 상기 제1경사면과 마주보는 면에 제1경사면에 대응되는 제2경사면이 형성되어 상기 피스톤 로드부재 또는 상기 작동 나사부재에 전진 방향 또는 후진 방향의 힘이 발생되는 경우 상기 키부재가 상기 제2경사면을 따라 밀려 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 작동 나사부재는 상기 나사 삽입부 내에서 피스톤부와 이격되게 위치되며, 상기 작동 나사부재와 상기 나사 삽입부 사이에는 상기 작동 나사부재의 외주면과 상기 나사 삽입부의 내주면에 각각 나사 결합되며 회전 가능하게 구비되는 회전 롤러부재가 위치되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전 롤러부재의 외주면에는 제1나사부가 구비되고, 상기 나사 삽입부의 내주면에는 상기 제1나사부와 나사결합되는 제2나사부가 구비되고, 상기 작동 나사부재의 외주면에는 상기 제1나사부와 나사결합되는 제3나사부가 구비되며,
    상기 회전 롤러부재는 상기 작동 나사부재의 회전 방향과 반대방향으로 회전되도록 상기 작동 나사부재의 외주면과 상기 나사 삽입부의 내주면에 각각 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤 로드부재가 자유 낙하되어 하중이 작용되는 방향으로 전진 이동된 상태에서 상기 피스톤 로드부재의 위치를 고정시키는 로드 록킹 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 로드 록킹 수단은 상기 피스톤 로드부재가 자유 낙하되어 상기 피스톤부가 상기 실린더 본체의 일단부 측에 접촉되어 상기 로드부가 최대 길이로 인장될 때 상기 피스톤 로드부재를 걸어 고정시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 로드 록킹 수단은 상기 실린더 본체의 일단부 측에 상기 로드부가 관통되는 로드관통구멍의 내주면으로 돌출될 수 있게 스프링에 의해 탄성 지지된 로드 록킹용 걸림부재를 포함하고, 상기 로드부에는 상기 로드 록킹용 걸림부재가 삽입되어 걸리는 로드 록킹용 걸림홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자유낙하 기능을 구비한 리니어 액추에이터.
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