KR101993302B1 - 자동차 충돌시험용 엑추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 실제 충돌없이 자동차의 충돌시험의 재현을 위하여 사용하는 자동차 충돌시험용 엑추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하면 실제 자동차 충돌시에 발생하는 여러 방향으로의 충격과 충격에 의한 자동차의 움직임을 시험하기 위한 충격을 발생시키는 장치에 관한 것이다.

Description

자동차 충돌시험용 엑추에이터{Actuator for automobile impact test}
본 발명은 자동차의 실제 충돌없이 자동차의 충돌시험의 재현을 위하여 사용하는 자동차 충돌시험용 엑추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하면 실제 자동차 충돌시에 발생하는 여러 방향으로의 충격과 충격에 의한 자동차의 움직임을 시험하기 위한 충격을 발생시키는 장치에 관한 분야이다.
자동차 메이커에서 최초로 신차 개발시에는 개발된 자동차의 안전도를 체크하기 위하여 다양한 안전성 시험을 하게 되는데, 이는 일정한 기준을 마련하고 이 기준에 합당한지여부에 따라 완성도를 체크하게 된다.
자동차에 있어서의 안전성은 특히, 인간의 생명과 관련되는 바, 자동차의 완성도에 가장 많은 영향을 미치는 요소라 할 수 있으며, 세계 여러 나라에서도 이와 같은 자동차의 안전도에 가장 엄격한 기준을 적용시키고 있는 실정이다.
일반적으로, 자동차의 서스펜션 장치는 차축과 차체를 연결하고, 주행중 노면에서 받는 충격을 완화하는 새시 스프링, 스프링의 자유 진동을 흡수하는 쇽업소버, 자동차가 좌ㆍ우로 흔들리는 것을 방지하는 스테이빌라이저 등으로 구성된다.
이러한 서스펜션 장치가 필요한 이유는 자동차의 주행중에 발생하는 피칭, 롤링 등의 현상에 대응하기 위해서인데, 피칭(pitching) 현상이라 함은 돌기를 타고 넘었을 때, 급정거시 또는 자동차의 충돌시에 자동차 앞뒤의 상하 운동이다. 또한 이러한 피칭현상을 최소화하기 위해서는 축거를 최대로 확보하는 것이 바람직하다.
또한, 롤링(rolling) 현상은 주행중 자동차가 선회하거나 횡풍을 받을시, 중심을 통과하는 차체의 전후 방향축 둘레의 회전운동을 말한다. 이러한 롤링 현상을 최소화하기 위해서는 윤거를 최대로 확보해야 한다.
따라서, 이러한 피칭, 롤링 현상에 대응할 수 있도록 시험 장치가 필요한데, 종래의 시험 자동차는 슬레드 위에 고정되어있어 피칭 시험을 할 수 없고, 이로 인해 실제 자동차 충돌 재현이 불가능하며, 재현도 저하로 인한 과다한 시험시간 및 비용 상승의 결과로 이어지는 문제점이 있다.
다음은 자동차용 피칭 시뮬레이터에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0033539호는 피칭 롤링 기능이 구비된 자동차 모의 충돌시험장치에 관한 것으로서, 시험실의 바닥면에 고정되는 레일블럭과, 상기 레일블럭 상에 전후방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 슬레드와, 다양한 종류의 시험을 위한 구성부품이 내장되어 상기 슬레드의 상면에 설치되는 시험 차체와, 상기 슬레드의 전방에서 주 제어기의 제어신호에 따라 고압의 압축공기에 의해 작동하여 상기 슬레드를 가격함으로서 실제 자동차 충돌시의 차체 펄스를 재현하는 충격시험장비로 이루어지는 자동차용 슬레드 테스트 장치에 있어서, 상기 슬레드가 상하 슬레드로 이분되어져 있고, 그 상부 슬레드에 그 상단이 볼트 고정되어져 있으며, 상기 하부 슬레드에 그 하단이 돌기결합되어 선택적으로 일정각도의 회전 충돌각을 재현할 수 있는 회전각 결정체와; 상기 시험차체와 상부 슬레드의 전단부를 각각 연결시켜 일정 유압 지지력이 시험차체에 발생되게 한 유동수단과; 상기 시험차체와 상부 슬레드의 후단부를 각각 연결시키고, 차체 충돌시 차체 후단부가 상승하는 높이만큼 충돌 궤적이 변경될 수 있게 일정한 유압 지지력을 시험차체의 후단부에 제공하기 위한 피칭수단을 제시하였다.
또한 상기 종래기술은 자동차의 무게중심, 자동차의 종류 및 자동차의 적재중량에 따라 각기 상이하게 발생하는 피칭현상을 재현할 수 있도록 실제 자동차의 현가장치에 해당하는 가변 스프링-댐퍼를 구성하고, 슬레드가 일정각도 회전 고정될 수 있게 구성함으로써 다양한 피칭현상 및 롤링 현상 발생을 재현할 수 있도록 하여 실제 충돌을 재현할 수 있는 효과가 있었다.
하지만 상기 종래기술은 롤링 현상 유도를 위한 힘과 피칭현상을 유도하기 위한 수직방향에 해당하는 힘(Pitching moment)을 임의로 발생시키기 위한 엑추에이터의 개발이 다소 부족한 실정이어서, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0033539호(2006.04.19) 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0017666호(2004.02.27) 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0035132호(2003.05.09) 대한민국 등록특허공보 제10-1711515호(2017.02.23.)
본 발명은 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 엑추에이터는 공압 또는 유압과 같은 압력에 의하여 순간적으로 전진이동되는 로드를 전진이동이 완료되어야 하는 지점에서 원활하게 감속되지 못하여, 로드의 외부를 감싸는 엑추에이터의 실린더 일부가 깨질 수 있는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
엑추에이터의 길이방향으로 길이가 형성되고, 후방에 헤드를 구비하는 로드; 후방에 공압이 작용되는 가압배관이 연결되고, 내부에 엑추에이터의 길이방향으로 형성된 중공의 실린더실에 상기 로드를 후방부부터 내입시키는 가압하우징; 상기 가압하우징의 전방에 연결되고, 가압하우징의 실린더실과 연통되는 중공의 실린더실에 상기 로드의 중간부를 내입시키며, 상기 실린더실의 후방에는 유입구가 형성되고 전방에는 배출구가 형성되는 제1유동로가 형성되며, 상기 실린더실과 외부를 연통시키는 상시 배출로가 형성된 감속하우징 및; 상기 감속하우징의 전방에 연결되고, 감속하우징의 실린더실과 연통되는 중공의 실린더실에 상기 로드의 전방부를 내입시키며, 상기 로드의 외부면과 마찰가능한 브레이크 패드를 구비하는 브레이킹부재를 구비하는 브레이킹 하우징;을 포함하여 구성되는 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터는 공압 또는 유압에 의하여 가압하우징의 실린더실에서 순간적으로 전진이동하는 로드가 로드에 구비된 헤드가 브레이킹 하우징에 다다르기 이전에, 가압하우징과 브레이킹 하우징의 사이에 구성된 감속하우징에서 감속될 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
그 결과, 로드의 전진이동이 제한되는 브레이킹 하우징 이전의 감속하우징 또는 브레이킹 하우징에 대한 헤드의 충돌을 방지하여, 로드에 구비된 헤드에 의한 감속하우징 또는 브레이킹 하우징과 같은 실린더의 깨짐을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 나타내는 평면 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 나타내는 A-A부분 측면 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 나타내는 B-B부분 측면 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터를 나타내는 C-C부분 측면 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 로드가 전진이동되기 이전의 상태를 나타내는 평면 단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 헤드 후단이 제1유동로의 유입구까지 전진이동된 상태를 나타내는 평면 단면도.
도 9a, 9b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 로드가 1차 감속된 경우를 나타내는 평면 단면도.
도 10a, 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 로드가 2차 감속된 경우를 나타내는 평면 단면도.
도 11a, 11b는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 로드가 3차 감속된 경우를 나타내는 평면 단면도.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 실린더실의 잔류압이 배출되는 상태를 나타내는 평면 단면도.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 로드가 가압하우징의 실린더실로 복귀되는 상태를 나타내는 평면 단면도.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 감속 구간별 각 실린더실의 압력을 나타내는 그래프.
본 발명은 자동차의 실제 충돌없이 자동차의 충돌시험의 재현을 위하여 사용하는 자동차 충돌시험용 엑추에이터에 관한 것으로서, 엑추에이터의 길이방향으로 길이가 형성되고, 후방에 헤드(11)를 구비하는 로드(10); 후방에 압력이 작용되는 가압배관(22)이 연결되고, 내부에 엑추에이터의 길이방향으로 형성된 중공의 실린더실(21)에 상기 로드(10)를 후방부부터 내입시키는 가압하우징(20); 상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되고, 가압하우징(20)의 실린더실(21)과 연통되는 중공의 실린더실(31a, 31b)에 상기 로드(10)의 중간부를 내입시키며, 상기 실린더실(31a, 31b)의 후방에는 유입구(32a)가 형성되고 전방에는 배출구(32b)가 형성되는 제1유동로(32)가 형성되며, 상기 실린더실(31a, 31b)과 외부를 연통시키는 상시 배출로(33)가 형성된 감속하우징(30) 및; 상기 감속하우징(30)의 전방에 연결되고, 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)과 연통되는 중공의 실린더실(41)에 상기 로드(10)의 전방부를 내입시키며, 상기 로드(10)의 외부면과 마찰가능한 브레이크 패드(42)를 구비하는 브레이킹부재(44)를 구비하는 브레이킹 하우징(40);을 포함하여 구성되는 자동차 충돌시험용 엑추에이터에 관한 것이다.
우선, 본 발명에 의한 엑추에이터는 자동차의 충돌시험 시에 필요한 충돌력을 임의로 생성시키기 위한 장치로 사용되면, 다양한 종류의 자동차 충돌시험장치에 장착되어 사용될 수 있고, 이하에서는 본 발명자가 선발명한 대한민국 등록특허 제10-1711515호에 기재된 자동차용 피칭 시뮬레이터에 본 발명에 의한 엑추에이터가 장착된 경우를 바람직한 실시예로 설명하겠다.
즉, 본 발명에 의한 엑추에이터는 자동차의 충돌시에 발생하는 자동차의 순간적인 기울기 변화를 위한 작용력(충돌력)을 생성시키는 장치로 사용될 수 있다.
구체적으로, 충돌시의 충돌물인 자동차를 기준하였을 때, 실제 충돌시의 자동차는 여러 방향으로 충격과 움직임이 발생하고, 상기의 충격과 움직임은 일반적인 공학적 표현으로 X축, Y축 및 Z축의 방향에 해당하는 삼차원적으로 이루어진다.
이때, 상기와 같은 자동차의 충격과 움직임을 유발시키는 힘은, X축은 롤링 모멘트(Rolling moment), Y축은 피칭 모멘트(Pitching moment) 및 Z축은 요잉 모멘트(Yawing moment)로 구분될 수 있고, 본 발명에 의한 엑추에이터는 대한민국 등록특허 제10-1711515호에 기재된 자동차용 피칭 시뮬레이터에서 제시한 피칭 모멘트(Pitching moment)를 인위적으로 재현시키기 위한 엑추에이터로 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 14를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터는 거시적으로 로드(10), 가압하우징(20), 감속하우징(30) 및 브레이킹 하우징(40)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 로드(10)는 엑추에이터의 길이방향으로 길이가 형성되고, 후방에 헤드(11)를 구비하는 구성으로서, 압력에 의하여 순간적인 가압력을 받아 전방으로 전진이동하는 구성이다.
이때, 상기 엑추에이터의 길이방향이라함은 본 발명에 의한 엑추에이터에 포함되는 하기의 가압하우징(20), 감속하우징(30) 및 브레이킹 하우징(40)의 연결방향과 동일한 방향을 의미하고, 상기 로드(10)의 전진이동 방향과도 동일한 방향을 의미한다.
상기와 연관하여, 이하 본 발명의 구체적인 설명에서는 도 2를 기준하여, 상기 로드(10)는 우측에서 좌측으로 전진이동하고, 도면의 우측을 후방, 도면의 좌측을 전방으로 표현하겠다.
구체적으로, 상기 로드(10)는 도 3과 같이 일정의 길이를 가지고, 후방에는 헤드(11)를 구비하는 구성으로서, 상기 헤드(11)는 하기 가압하우징(20)의 실린더실(21), 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 및 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41) 모두의 내부면과 기밀되어 헤드(11)의 후방에서 가해지는 압력이 헤드(11)의 전방으로 임으로 유동되지 않도록 한다.
또한 상기 헤드(11)의 전방에서 길이 연장되는 로드(10)는 헤드(11)보다 작은 외경을 가져 상기 모든 실린더실의 내부면과 간섭없이 수평이동 가능하고, 로드(10)의 외부면은 하기 브레이킹 하우징(40)에 구비된 브레이크 패드(42)와 마찰될 수 있다.
아울러 상기 헤드(11)와의 연결부와 반대쪽에 위치되는 로드(10)의 전방은 하기 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41) 전방으로 돌출되어 공지의 자동차용 피칭 시뮬레이터의 링크가이드와 연결되거나 중량체가 연결되는 구성을 할 수 있다.
더불어 상기 실린더 로드(10)는 하기 브레이킹부재(44)의 브레이크 패드(42)와의 마찰력이 적절하게 형성될 수 있으면 원형 또는 다각형 등 다양한 형태의 수직단면을 가질 수 있고, 로드(10)의 외부면에는 길이방향에 대하여 수직한 방향 또는 일정의 경사각이 형성된 방향으로 홈과 돌기가 형성된 요철이 형성되어 하기 브레이크 패드(42)와의 마찰력을 증대시킬 수 있다.
또한 상기 가압하우징(20)은 후방에 압력이 작용되는 가압배관(22)이 연결되고, 내부에 엑추에이터의 길이방향으로 형성된 중공의 실린더실(21)에 상기 로드(10)를 후방부부터 내입시키는 구성으로서, 실린더실(21)에 가해지는 압력으로 상기 로드(10)를 순간적으로 전진시키기 위한 구성이다.
이때, 상기 가압배관(22)은 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 내부에 압력을 제공하는 구성으로서, 공압 또는 유압을 생성시키는 일반적인 압력발생장치 또는 압력탱크로부터 압력(이하, 공압을 바람직한 실시예로 설명함.)을 공급받을 수 있고, 가압하우징(20)의 실린더실(21) 후방에 연결된 가압배관(22)을 통하여 실린더실(21)에 가해진 압력은 로드(10)의 후방에 구비된 헤드(11)의 후방을 가압하여 헤드(11)와 로드(10)가 전진할 수 있도록 하며, 전진되는 로드(10)의 전진력은 상기 공지의 자동차용 피칭 시뮬레이터의 링크가이드와 연결되거나 중량체의 작용력으로서 작용한다.
더불어 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)에 내입되는 상기 로드(10)는 헤드(11)가 구비된 로드(10)의 후방부가 실린더실(21)의 후방(도면의 우측)에 내입되고, 로드(10)의 전방부가 하기 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41)에 내입되도록 구성된다.
아울러 상기 감속하우징(30)은 상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되고, 가압하우징(20)의 실린더실(21)과 연통되는 중공의 실린더실(31a, 31b)에 상기 로드(10)의 중간부를 내입시키며, 상기 실린더실(31a, 31b)의 후방에는 유입구(32a)가 형성되고 전방에는 배출구(32b)가 형성되는 제1유동로(32)가 형성되며, 상기 실린더실(31a, 31b)과 외부를 연통시키는 상시 배출로(33)가 형성되는 구성으로서, 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)과 일체로 연통되는 실린더실(31a, 31b)이 로드(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 길이를 이루며 형성되고, 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 가해지는 압력의 일부를 상기 헤드(11)의 전방쪽으로 유동시킬 수 있는 제1유동로(32)가 형성되는 구성이다.
즉, 상기 감속하우징(30)은 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 전진이동한 로드(10)의 전진이동을 감속시키기 위하여 로드(10)의 후방에 구비된 헤드(11)의 후방측에 내재된 압력의 일부를 헤드(11)의 전방으로 유동시켜, 헤드(11)의 후방측에 내재된 고압의 압력(헤드(11)의 전방측의 압력과 비교하여 고압의 상태를 가지고, 로드(10)에 의한 충격력의 강도에 따라 달라질 수 있음.)으로써 로드(10)를 감속시키는 구성이다.
또한 상기 감속하우징(30)에 형성된 실린더실(31a, 31b)의 후방은 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 전방과 연통되고, 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 전방은 상기 로드(10)가 관통되는 관통홀 이외의 부분은 밀폐된 상태를 유지한다(단, 하기 상시 배출로(33)는 형성되어 있음.).
이때, 상기 감속하우징(30)은 내부에 형성된 실린더실(31a, 31b)이 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)와 일체의 내주를 형성하며 상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되는 구성을 하고, 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)은 상기 로드(10)에 구비된 헤드(11)가 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 후방에 내입된 상태에서 상기 로드(10)의 중간부를 내입시키며, 당업자의 판단에 따라 상기 가압하우징(20)과 일체의 것으로 만들어질 수 있다.
다만, 상기 감속하우징(30)에는 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 가해지는 고압의 압력에 의하여 전진방향으로 이동되는 헤드(11)가 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)로 내입되면, 상기 헤드(11)의 후방측의 실린더실(21)에 내재된 고압의 압력 일부가 헤드(11)의 전방으로 바이패스(Bypass) 형태로 유동될 수 있도록 하는 제1유동로(32)가 형성되는 구성을 한다.
즉, 도 3, 4와 같이, 상기 제1유동로(32)는 상기 감속하우징(30)의 길이방향으로 길이를 형성하며 감속하우징(30)에 형성되는 구성을 하고, 상기 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 보다는 작은 크기의 내경을 가지도록 구성된다.
이때, 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 후방쪽에 형성되도록 구성되고, 상기 제1유동로(32)의 배출구(32b)는 상기 유입구(32a)보다 더 실린더실(31a, 31b)의 전방쪽에 형성되는 구성을 한다.
더불어 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)와 배출구(32b) 간의 간격은 헤드(11)의 두께(헤드(11)의 전단에서 후단 사이의 길이)보다는 더 큰 간격을 가져 헤드(11)의 후단이 상기 유입구(32a)를 통과하는 지점에서의 헤드(11)의 전단이 상기 배출구(32b)에 도달하지 않은 상태를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 제1유동로(32)는 도 4와 같이 복수 개로 형성되되, 상기 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)을 중심으로 방사형으로 각각이 형성되는 구성을 하여, 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)에 내재된 고압의 압력 일부를 균일하게 헤드(11)의 전방으로 유동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)에 고압의 압력이 공급되면, 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 내부의 압력이 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 내부의 압력보다 크기 때문에 상기 로드(10) 및 헤드(11)는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 쪽으로 전진이동한다. 이때, 상기 전진이동하는 로드(10)의 헤드(11)가 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통과하면, 가압하우징(20)의 실린더실(21)에 내재된 고압의 압력 일부가 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통하여 제1유동로(32)로 유입된 이후 제1유동로(32)의 배출구(32b)로 배출된다.
또한 상기와 같은 제1유동로(32)를 통하여 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)로 유입된 압력 일부는 상기 헤드(11)의 전방에 해당하는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)을 일정의 압력(가압하우징(20)의 실린더실(21)의 압력보다는 낮은 상태임.)으로 채우는 효과를 발휘하여, 헤드(11)의 전진이동에 대한 제동력(완충력)을 가하고, 그 결과 로드(10)의 전진이동 속도를 감속시키고, 헤드(11)의 전단이 감속하우징(30)의 전방 측벽(또는 하기 브레이킹 하우징(40)의 후방 측벽)에 충돌되는 것을 방지시키는 효과를 발휘한다.
아울러 상기 로드(10)가 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)에서 계속 전진이동하여 헤드(11)의 전단이 상기 제1유동로(32)의 배출구(32b)를 막으면, 상기 제1유동로(32)를 통하여 헤드(11)의 전방으로 유동되는 압력의 유동이 중단되고, 상기 제1유동로(32)는 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)와 일체로 연통되는 구성을 한다. 이때, 상기 헤드(11)의 전진이동에 대한 제동력은 헤드(11)의 전단이 제1유동로(32)의 배출구(32b)를 막기 이전에 헤드(11)의 전방쪽의 감속하우징(30) 실린더실(31a, 31b)에 채워진 공기에 의하여 계속적으로 형성된다.
더불어 상기 감속하우징(30)에 형성된 상시 배출로(33)는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)과 외부를 연통시키는 구성으로서, 상기 실린더실(31a, 31b)보다는 작은 내경을 가지도록 구성되고, 헤드(11)가 구비된 로드(10)의 전진이동시에 헤드(11)의 전방에 위치되는 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 및 상기 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)에 내재된 공기를 외부로 배출시키는 구성을 한다.
즉, 상시 배출로(33)는 도 6과 같이 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)과 외부를 항상 연통시키는 구성을 하고, 상기 헤드(11)가 상기 상시 배출로(33)의 후방에 해당하는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)의 일정 부분에 위치된 상태에서는 상기 헤드(11) 전방의 실린더실(21, 31a, 31b)에 내재된 공기를 외부로 배출시킬 수 있고, 상기 헤드(11)가 상기 상시 배출로(33)의 전방에 해당하는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)의 다른 일정 부분에 위치된 상태에서는 상기 헤드(11) 후방의 실린더실(21, 31a, 31b)에 내재된 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.
보다 상세하면, 상기 헤드(11)가 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)로 전진이동할 때, 상기 가압하우징(20) 및 감속하우징(30)의 실린더실(21, 31a, 31b)에 내재된 공기는 상기 배출로를 통하여 배출되어, 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 전진이동하는 헤드(11)에 대한 저항력을 줄여줌으로써 헤드(11) 및 로드(10)가 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 최대한 빠르게 전진이동할 수 있도록 한다.
물론, 상기 제1유동로(32)를 통하여 헤드(11)의 전방에 해당하는 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)로 유동된 압력의 일부도 상기 상시 배출로(33)를 통하여 외부로 배출될 수 있지만, 상기 헤드(11)의 전진이동에 의하여 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)이 계속적으로 좁아짐에 의하여 형성된 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 압력 증가속도는 상기 상시 배출로(33)를 통하여 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)에서 외부로 배출되는 공기에 의한 압력 감소속도보다 크기 때문에, 상기 제1유동로(32)에 의한 헤드(11)의 전진이동에 대한 제동력(완충력)은 유지될 수 있다.
아울러 본 발명은 상기의 구성으로서 헤드(11)가 구비된 로드(10)가 가압하우징(20)의 실린더실(21)에서 전진이동하는 동안에는 로드(10)의 전진이동 속도가 최대한 빠르게 유지될 수 있도록 하고, 상기 헤드(11)가 감속하우징(30)에 형성된 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통과한 이후부터는 로드(10)에 제동력이 형성될 수 있도록 구성되면 상기 감속하우징(30)은 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 상기 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 내에서 전진이동하는 로드(10)의 감속력을 더욱 증가시키고 헤드(11)의 전단이 감속하우징(30)의 전방 측벽(또는 하기 브레이킹 하우징(40)의 후방 측벽)에 충돌되는 것을 더욱 효과적으로 방지시키기 위하여, 상기 감속하우징(30)에는 제2유동로(34)가 더 형성되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 감속하우징(30)은 상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되고, 상기 실린더실(31a, 31b)의 후방 일부분에 해당하는 실린더실(31a)이 형성되며, 상기 제1유동로(32)가 형성된 제1감속하우징(30a)과; 상기 제1감속하우징(30a)과 상기 브레이킹 하우징(40)의 사이에 연결되고, 상기 실린더실(31a, 31b)의 전방 일부분에 해당하는 실린더실(31b)이 형성되며, 상기 실린더실(31b)의 후방에는 유입구(34a)가 형성되고 전방에는 배출구(34b)가 형성되는 제2유동로(34)가 형성된 제2감속하우징(30b);을 포함하여 구성되고, 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)와 배출구(34b) 사이에는 유입구(34a)에서 배출구(34b) 방향으로만 압력을 유동시키는 체크밸브(35)가 구비되는 구성을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 구성의 감속하우징(30)은 도 3과 같이 제1감속하우징(30a)과 제2감속하우징(30b)이 상기 가압하우징(20)의 전방에 연속되어 연결되는 구성을 하고, 상기 제1감속하우징(30a)에는 상기 제1유동로(32)가 형성되며, 상기 제2감속하우징(30b)에는 제2유동로(34)가 형성되는 구성을 한다.
이때, 상기 제1감속하우징(30a)은 상기 감속하우징(30)에 관한 구체적인 설명에서 설명한 바와 같이 상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되고, 상기 실린더실(31a, 31b)의 후방 일부분에 해당하는 실린더실(31a)이 형성되며, 상기 제1유동로(32)가 형성되는 구성을 하고, 상기 제1유동로(32)에 대한 구체적인 설명은 상기의 설명으로 대신하겠다.
또한 상기 제1감속하우징(30a)에 형성된 실린더실(31a)은 상기에서 설명한 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)의 후방 일부분에 해당된다.
아울러 상기 제2감속하우징(30b)은 상기 제1감속하우징(30a)과 상기 브레이킹 하우징(40)의 사이에 연결되고, 상기 실린더실(31a, 31b)의 전방 일부분에 해당하는 실린더실(31b)이 형성되며, 상기 실린더실(31b)의 후방에는 유입구(34a)가 형성되고 전방에는 배출구(34b)가 형성되는 제2유동로(34)가 형성되는 구성을 하는데, 이때, 상기 제2감속하우징(30b)은 상기 제1감속하우징(30a)의 전방쪽에 연결된다.
즉, 상기 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)은 상기 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 전방 일부분에 형성되는 구성으로서, 제2유동로(34)가 형성되어 상기 제1유동로(32)와 동일한 원리에 의하여 상기 로드(10)를 감속시키는 감속력을 증대시키고 상기 헤드(11)의 전단이 감속하우징(30)의 전방 측벽에 부딪히지 않도록 하는 효과를 실현시킨다.
보다 상세하면, 상기 제2유동로(34)는 도 3과 같이 유입구(34a)가 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 후방쪽에 형성되고, 상기 유입구(34a)와 연통된 배출구(34b)가 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방쪽에 형성되는 구성을 한다. 이때, 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)와 배출구(34b) 사이에는 유입구(34a)에서 배출구(34b) 방향으로만 압력을 유동시키는 체크밸브(35)가 구비되어, 상기 제2유동로(34)에서 유동되는 공기는 항상 유입구(34a)에서 배출구(34b) 방향쪽으로만 유동될 수 있도록 하여, 상기 헤드(11)가 제2유동로(34)의 유입구(34a)를 막는 위치까지 전진이동된 시점부터는 상기 체크밸브(35)와 제2유동로(34)의 배출구(34b)에 내재된 공기 및 헤드(11)의 전방에 해당하는 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 내재된 공기가 밀폐된 상태를 유지하여, 헤드(11)의 전단이 감속하우징(30)의 전방 측벽에 부딪히지 않도록 하는 압력을 유지할 수 있도록 구성된다.
즉, 로드(10)가 전진이동하여 상기 로드(10)에 구비된 헤드(11)가 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 및 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)을 순차적으로 통과한 이후, 상기 헤드(11)가 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 위치된 상태에서는 상기 전진이동하는 헤드(11)의 전방의 실린더실(31b)에 내재된 공기는 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)와 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방쪽으로 계속 압축된다.
이때, 상기 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방쪽에서 압축된 공기는 상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)로 유입되어 제2유동로(34)로 유동될 수 있는데, 상기 체크밸브(35)는 제2유동로(34)의 배출구(34b)에서 유입구(34a) 방향으로 역류하는 공기를 차단하여, 체크밸브(35)와 헤드(11)의 전방에 형성된 제2유동로(34)의 일부분 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 내재된 공기가 더욱 높은 압력으로 압축되어, 로드(10)에 감속력을 가하고, 헤드(11)와 제2감속하우징(30b)의 전방 측벽 간의 충돌을 방지시킨다.
또한 상기 헤드(11)가 계속적으로 전진하여 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 형성된 제2유동로(34)의 유입구(34a)를 막거나 유입구(34a)의 전방쪽으로 지나친 상태에서는, 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)는 상기 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)의 내재된 압력의 영향을 받고(이때, 상기 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)은 가압하우징(20)의 실린더실(21)과 동일한 압력을 가진 상태임.), ⅰ) 상기 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)의 내재된 압력이 상기 체크밸브(35)와 제2유동로(34)의 배출구(34b) 사이에 형성된 압력보다 더 큰 경우에는, 상기 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)의 내재된 공기가 체크밸브(35)를 통하여 제2유동로(34)의 배출구(34b) 쪽으로 유동되어, 체크밸브(35)와 헤드(11)의 전방에 형성된 제2유동로(34)의 일부분 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 압력을 증가시키며, ⅱ) 상기 체크밸브(35)와 제2유동로(34)의 배출구(34b) 사이에 형성된 압력이 상기 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)의 내재된 압력보다 더 큰 경우에는, 제2유동로(34)의 배출구(34b)에서 유입구(34a) 방향으로 역류하는 공기를 체크밸브(35)가 차단하여, 상기 체크밸브(35)와 헤드(11)의 전방에 형성된 제2유동로(34)의 일부분 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 압력이 손실되지 않도록 하는 효과를 실현시킨다.
더불어 상기 제2유동로(34)는 도 5와 같이 복수 개로 형성되되, 상기 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)을 중심으로 방사형으로 각각이 형성되는 구성을 하여, 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 내재된 압력이 균일하게 헤드(11)의 전방으로 유동될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 복수 개의 제2유동로(34)의 배출구(34b) 역시 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)을 중심으로 방사형으로 각각이 형성되어, 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 전방쪽으로 전진이동하는 헤드(11)의 전방에 균일한 압력이 형성될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기와 같이 감속하우징(30)이 제1감속하우징(30a)과 제2감속하우징(30b)을 포함하여 구성되는 경우, 상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)는 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)보다 전방쪽의 실린더실(31b)에 형성되는 구성을 하지만, 보다 바람직하게는 상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)는 상기 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 전방 말단의 측부면에 형성되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 구성의 제2유동로(34)의 배출구(34b)는 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방의 말단의 측부면에 형성되는 구성을 하기 때문에, 로드(10)에 구비된 헤드(11)의 전단이 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방의 말단 인접부분까지 전진이동하더라도 제2유동로(34)에 형성된 압력을 계속적으로 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 가할 수 있는 효과를 실현시킬 수 있다.
또한 상기와 같이 감속하우징(30)이 제1감속하우징(30a)과 제2감속하우징(30b)을 포함하여 구성되는 경우, 상기 상시 배출로(33)는 상기 제1유동로(32)의 배출구(32b)의 전방에 해당하는 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a) 또는 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 일정 부분에 형성되는 구성을 할 수 있고, 바람직하게는 상기 제2감속하우징(30b)에 형성된 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)과 배출구(34b) 사이에 형성되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 구성의 상시 배출로(33)는 상기 헤드(11)가 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)를 지나쳐 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 일정부분에 위치된 상태에서 상기 체크밸브(35)와 제2유동로(34) 배출구(34b)의 사이 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)과 헤드(11) 전방의 사이에 내재된 공기가 상기 상시 배출로(33)로 배출되지 않도록 할 수 있는 효과를 실현시킬 수 있다.
이때, 상기 상태에서는 로드(10)에 구비된 헤드(11)가 상기 상시 배출로(33)를 막거나 지나친 상태로 헤드(11)의 전단이 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방의 말단 인접부분까지 전진이동하더라도 상기 체크밸브(35)와 제2유동로(34) 배출구(34b)의 사이 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)과 헤드(11) 전방의 사이에 내재된 공기가 계속적으로 압축될 수 있도록 하여, 헤드(11)가 구비된 로드(10)의 감속력을 증대시키고, 헤드(11)와 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방 간의 충돌을 방지시킬 수 있는 효과를 실현시킬 수 있다.
아울러 상기와 같이 감속하우징(30)이 제1감속하우징(30a)과 제2감속하우징(30b)을 포함하여 구성되는 경우, 상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)와 상기 체크밸브(35)의 사이에는 외부에서 압력이 공급될 수 있는 저압력 가압배관(36)이 연결되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 구성의 저압력 가압배관(36)은 외부에서 제2유동로(34)로 일정의 압력을 가지는 공기를 공급하여, 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방으로 전진이동 완료된 헤드(11)를 후방으로 후진이동시켜 전진이동된 로드(10)를 다시 원래의 위치로 복귀시킬 수 있는 구성이다.
이때, 상기 저압력 가압배관(36)과 제2유동로(34)의 사이에는 저압력 가압배관(36)에서 제2유동로(34) 방향으로만 공기를 유동될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 본 발명은 상기 저압력 가압배관(36)과 제2유동로(34)의 사이에 체크밸브(35)(미도시)가 더 구비되고, 상기 체크밸브(35)(2)는 제2유동로(34)에서 저압력 가압배관(36)으로는 압력이 유출되지 않고 저압력 가압배관(36)에서 제2유동로(34)로만 공기가 유동될 수 있도록 구성될 수도 있다.
아울러 상기 저압력 가압배관(36)을 통하여 제2유동로(34)로 공급되는 공기의 압력은 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)로 공급되는 압력보다는 더 작고, 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 내재된 헤드(11)가 로드(10)와 함께 후진이동하여 가압하우징(20)의 실린더실(21)의 후방으로 복귀할 수 있을 정도의 압력을 가지면, 당업자의 판단에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
또한 상기 브레이킹 하우징(40)은 상기 감속하우징(30)의 전방에 연결되고, 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)과 연통되는 중공의 실린더실(41)에 상기 로드(10)의 전방부를 내입시키며, 상기 로드(10)의 외부면과 마찰가능한 브레이크 패드(42)를 구비하는 브레이킹부재(44)를 구비하는 구성으로서, 가압하우징(20)의 실린더실(21) 내부의 압력이 로드(10)를 순간적으로 전진시킬 수 있을 정도로 형성될 동안 로드(10)를 파지하거나, 순간적으로 전진하는 로드(10)가 일정 거리 전진한 후 멈출 수 있도록 하는 정지마찰력을 제공하는 구성이다.
즉, 상기 브레이킹 하우징(40)은 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41)이 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21) 및 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)과 길이방향으로 일직선을 형성하며 연통될 수 있도록 하며 감속하우징(30)의 전방에 연결된다. 이때, 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41)의 내경은 상기 로드(10)의 외경보다는 크도록 구성되어 전진이동하는 로드(10)가 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41)에 간섭되지 않도록 구성된다.
아울러 상기 로드(10)는 가압하우징(20)의 실린더실(21), 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b) 및 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41)의 길이를 더한 것보다 길게 형성되어, 로드(10)의 전방부 말단 일부분이 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41) 전방으로 인출되어 공지의 자동차용 피칭 시뮬레이터의 링크가이드와 연결되거나 중량체와 체결될 수 있도록 구성됨은 자명할 것이다.
또한 브레이킹 하우징(40)에 구비되는 브레이킹부재(44)는 구비된 브레이크 패드(42)가 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41) 내부 또는 브레이킹 하우징(40)의 외부에 위치되되, 필요시에 로드(10)의 외부면과 브레이크 패드(42)가 서로 간섭되어 마찰되거나 마찰 해제될 수 있도록 하는 구성이다.
즉, 상기 브레이킹 하우징(40)은 다양한 형태로 구성되어 실린더실(41)로 로드(10)를 전후진 이동시킬 수 있고, 구비된 브레이킹부재(44)로서 로드(10)를 파지하거나 전진하는 로드(10)를 정지시킬 수 있으나, 엑추에이터 길이방향의 중앙에 중공의 실린더실(41)이 형성되는 바디; 상기 실린더실(41)의 내부면 하부에 고정 상태로 구비되는 하나 이상의 하부 브레이크 패드(42); 상기 실린더실(41)의 내부면 상부 또는 측부에 구비되되, 로드(10)의 외부면과 수직한 방향으로 승강이동 가능하여 로드(10)의 외부면과 마찰 또는 마찰해제 가능하도록 구성되는 상부 브레이크 패드(42) 및; 상기 바디에 일측이 체결되고, 상기 상부 브레이크 패드(42)가 실린더실(41) 방향으로 승강이동하는 승강로드(43)의 말단에 체결되는 브레이킹부재(44);를 포함하는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 바디는 브레이킹 하우징(40)의 형태를 이루고 엑추에이터 길이방향의 중앙에 중공의 실린더실(41)이 형성되는 구성으로서, 브레이킹 하우징(40)을 상기 감속하우징(30)의 전방에 연결시키는 구성이다.
또한 상기 하부 브레이크 패드(42)는 상기 실린더실(41)의 내부면 하부에 고정 상태로 구비되는 구성으로서, 실린더실(41)에 내입되는 로드(10)의 하부에 마찰력을 제공하는 구성이다.
이때, 평상시의 하부 브레이크 패드(42)는 로드(10)의 자중에 의하여 형성된 로드(10)와 하부 브레이크 패드(42) 간의 간섭에 의한 마찰력만이 작용되나, 하기 상부 브레이크 패드(42)가 작동하여 로드(10)의 상부에 마찰을 위한 가압력이 작용하면 하부 브레이크 패드(42)와 로드(10)의 하부 간에도 상기 가압력의 일부가 작용하여 간섭에 의한 마찰력이 증가하게 된다.
아울러 상기 하부 브레이크 패드(42)의 마찰면은 실린더실(41) 내부면의 하부보다 실린더실(41)의 중심방향으로 돌출되도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 로드(10)가 사각형의 외주를 가지고 어느 하나의 꼭지점이 하부로 위치되어, 로드(10)가 실린더실(41)에 마름모꼴의 형태로 내입되는 경우에는, 하부 브레이크 패드(42)는 한 쌍으로 구성되되 로드(10)의 하부 양쪽면에 대응될 수 있도록 마름모꼴 실린더실(41)의 하부 양쪽면에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
더불어 상기 상부 브레이크 패드(42)는 상기 실린더실(41)의 내부면 상부 또는 측부에 구비되되, 로드(10)의 외부면과 수직한 방향으로 승강이동 가능하여 로드(10)의 외부면과 마찰 또는 마찰해제 가능한 구성으로서, 상기 하부 브레이크 패드(42)와 동일한 구성을 하나, 실린더실(41)의 내부면 상부 또는 측부에 승강이동 가능하도록 구비되는 차이가 있다.
즉, 상기 상부 브레이크 패드(42)는 로드(10)의 상부 또는 측부에 해당하는 위치의 실린더실(41) 내부에 구비되어 필요시 로드(10) 방향으로 이동되어 로드(10)를 가압함으로써 로드(10)에 대한 마찰력을 형성시킨다.
구체적으로, 상부 브레이크 패드(42)는 로드(10)가 전진되기 이전에 로드(10)를 파지하거나, 전진되는 로드(10)를 정지시키기 위할 때 로드(10)의 상부 또는 측부를 가압하여 마찰력을 형성시킨다.
이때, 브레이킹부재(44)는 상기 바디에 일측이 체결되고, 상기 상부 브레이크 패드(42)가 실린더실(41) 방향으로 승강이동하는 승강로드(43)의 말단에 체결되어 상부 브레이크 패드(42)에 대한 승강력을 제공하는 구성이다.
즉, 브레이킹부재(44)는 로드(10)의 정지를 위한 가압력을 제공하는 구성으로서, 바디에 일측이 체결되고, 유압 또는 압력에 의하여 승강로드(43)를 승강이동시켜, 승강로드(43)의 일측에 체결된 상부 브레이크 패드(42)를 실린더실(41) 내부에서 승강이동시키는 구성이다.
또한 상기 브레이킹부재(44)와 상부 브레이크 패드(42)는 당업자의 판단에 따라 다양한 갯수로 구성가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동차 충돌시험용 엑추에이터의 작동과정을 도 7 내지 15를 참고하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 로드(10)의 전진이동 중의, 가압하우징(20)의 실린더실(21), 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a) 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 압력변화를 확인하기 위하여, 도 7과 같이 가압하우징(20)의 실린더실(21)의 "D부분(50)", 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)과 연통된 제1유동로(32)의 "E부분(51)", 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)과 연통된 제2유동로(34)의 "F부분(52)" 각각에 압력센서를 장착하여, 도 14와 같은 로드(10)의 전진이동(시간)에 따른 D, E, F의 압력변화값을 얻었다.
이때, 상기 D부분(50)의 압력은 가압하우징(20) 실린더실(21)의 압력상태를 나타내고, 상기 E부분(51)의 압력은 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a)과 제1유동로(32)의 압력상태를 나타내며, 상기 F부분(52)의 압력은 상기 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)과 제2유동로(34)(제2유동로(34)의 배출구(34b)와 체크밸브(35)의 사이)의 압력상태를 나타낸다.
우선, 도 7과 같이 브레이킹 하우징(40)의 실린더실(41) 상부에 위치된 상부 브레이크 패드(42)는 브레이킹부재(44)의 승강로드(43)의 하강에 의하여 로드(10)의 전방쪽 외부면을 가압하여 로드(10)가 움직이지 않도록 하부 브레이크 패드(42)와의 사이에 파지시킨다. 또한 가압배관(22)과 연결된 압력탱크에는 일정의 압력(이하, 고압의 압력)이 채워진 상태를 유지한다.
이후, 도 8과 같이 상기 브레이킹부재(44)의 승강로드(43)가 승강되면, 상기 압력탱크에 수용된 고압의 압력은 상기 가압배관(22)을 통하여 가압하우징(20)의 실린더실(21)로 공급되고, 상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)의 후방에 내입된 로드(10)의 헤드(11)는 고압의 압력에 의하여 순간적으로 가압하우징(20)의 실린더실(21) 전방쪽으로 이동하고, 그 결과 헤드(11)에 연결된 로드(10) 역시 전방으로 전진이동된다.
이때, 제2감속하우징(30b)의 제2유동로(34)의 유입구(34a)와 배출구(34b) 사이에 형성된 상시 배출로(33)를 통해서는 헤드(11)의 전방쪽에 수용되어 있던 공기가 외부로 배출되어, 로드(10)의 전진이동이 헤드(11)의 전방쪽에 수용되어 있던 공기의 압력에 의하여 저해되지 않도록 한다.
또한 도 9a와 같이 상기 헤드(11)의 후단이 제1감속하우징(30a)의 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통과하면, 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통하여 헤드(11)의 후방쪽을 가압하는 고압의 압력 일부분이 유입된 후 제1유동로(32)의 배출구(32b)를 통하여 헤드(11)의 전방쪽으로 유입되고, 상기 헤드(11)의 전방쪽으로 유입된 고압의 압력 일부분은 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a), 제2유동로(34)의 유입구(34a), 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 및 제2유동로(34)의 배출구(34b)로 유입되어, 헤드(11)의 전방쪽에서 헤드(11)에 1차적인 감속을 가하게 된다.
이때, 상기 상시 배출로(33)를 통해서는 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 고압의 압력 일부가 외부로 계속적으로 배출되나, 헤드(11)의 전진이동에 의하여 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a), 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 및 제2유동로(34)의 내부에서 압축되는 공기의 양보다는 상시 배출로(33)를 통하여 외부로 배출되는 공기의 양은 적기 때문에, 헤드(11)의 전방쪽에서 가해지는 헤드(11)에 대한 1차 감속은 유지될 수 있다.
상기와 같은 제1유동로(32)를 통한 고압의 압력의 헤드(11) 전방쪽으로의 유동은 도 9b와 같이 헤드(11)의 전단이 전진이동하여 제1유동로(32)의 배출구(32b)를 막을 때까지 이루어진다.
아울러 도 14의 G구간(53)과 같이, 헤드(11)에 대한 1차 감속이 형성되면, E부분(51) 및 F부분(52)의 압력이 증가되는 것을 확인할 수 있고, E부분(51) 및 F부분(52)의 압력 증가는 헤드(11)의 감속으로 인한 로드(10)의 감속을 의미한다.
또한 도 10a와 같이 가압하우징(20)의 실린더실(21)의 고압의 압력에 의하여 헤드(11)가 계속적으로 전진이동하여 헤드(11)의 전단이 제1감속하우징(30a) 제1유동로(32)의 배출구(32b)를 막으면서부터는 가압하우징(20) 실린더실(21)의 고압의 압력은 상기 제1유동로(32)의 배출구(32b)로 배출되지 않고, 헤드(11) 전방쪽의 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a), 제2유동로(34) 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 내재된 압력은 계속적으로 압축된다.
이때, 도 10b와 같이 헤드(11)의 전단이 상시 배출로(33)까지 전진이동되어 상시 배출로(33)를 막게 되면, 헤드(11) 전방쪽의 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a), 제2유동로(34) 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 내재된 압력은 더욱 강하게 압축되어 헤드(11)의 전방쪽에서 헤드(11)에 2차적인 감속을 가하게 된다.
아울러 도 14의 H구간(54)과 같이, 헤드(11)에 대한 2차 감속이 형성되면, E부분(51) 및 F부분(52)의 압력이 증가되는 것을 확인할 수 있고, 특히 F부분(52)의 압력은 급격히 증가하여 F부분(52)에 내재된 압력에 의하여 헤드(11)의 완충(감속) 기능이 최대치가 됨을 확인할 수 있다.
더불어 도 10b의 상태에서 헤드(11)가 계속적으로 전진이동한 후 F부분(52)의 압력이 헤드(11)의 전진이동력과 동일하게 되면, 도 14의 H구간(54)의 F부분(52)의 최대 압력값(꼭지점)을 나타내고 헤드(11)의 전진이동은 멈추게 된다.
이후, F부분(52)의 최대 압력값은 헤드(11)의 전진이동력과 D부분(50)의 고압의 압력을 합한 값보다 큰 상태를 가지기 때문에, 도 11a와 같이 헤드(11)는 F부분(52)의 압력에 의하여 후진이동하게 되고, 이때, 헤드(11)의 전단은 상시 배출로(33)가 열린 상태를 가지도록 후진이동한다. 이때, F부분(52)의 압력은 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)에 형성된 상기 상시 배출로(33)를 통하여 외부로 일정량 배출되고, 도 11a와 같이 상기 상시 배출로(33)로 배출된 압력에 의하여 F부분(52)의 압력이 감소되어 도 14의 I구간(55)과 같이 D부분(50)의 압력보다 F부분(52)의 압력이 작아지게 되면, 도 11b와 같이 헤드(11)는 다시 전진이동하게 된다.
즉, 상기 도 11b와 같은 상태의 F부분(52)의 압력은 다시 증가되어 헤드(11)에 대한 완충력을 가하게 되어 도 14의 J구간(56)과 같이 헤드(11)에 대한 3차 감속을 유지시킨다. 이때, F부분(52)의 압력은 2차 감속이후에 상시 배출로(33)를 통하여 압력의 일부가 감소된 상태이기 때문에 도 12와 같이 헤드(11)는 3차 감속 때보다 더 제2감속하우징(30b) 실린더실(31b)의 전방쪽으로 전진이동될 수 있고, 그 결과 헤드(11)의 후단은 상시 배출로(33)보다 더 전진된 위치까지 전진이동되어 상시 배출로(33)가 열린 수 있도록 한다.
이때, 상기 상시 배출로(33)는 가압하우징(20)의 실린더실(21), 제1감속하우징(30a)의 실린더실(31a) 및 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 후방쪽에 내재된 압력(잔류압)을 외부로 배출시켜 헤드(11)의 후방쪽에서 가해지는 압력의 대부분을 해제시킬 수 있다.
상기와 연관하여, 상기 1차 감속, 2차 감속 및 3차 감속이 이루어지는 동안에 상기 브레이킹 하우징(40)의 브레이크 패드(42)는 브레이킹부재(44)의 승강실린더의 하강에 의하여 로드(10)의 외부면과 마찰됨으로써 로드(10)에 대한 감속 및 정지를 형성시킬 수도 있고, 사익 브레이크 패드(42)에 의한 로드(10)의 감속없이 상기 1차 감속, 2차 감속 및 3차 감속을 통하여 로드(10)의 감속 및 정지가 실현될 수도 있다.
또한 상기와 같은 로드(10)의 정지가 완료되면, 도 12와 같이 상기 로드(10)에 구비된 헤드(11)는 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b) 전방쪽에 위치된 상태를 가지고, 당업자는 상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)와 상기 체크밸브(35)의 사이에 연결된 저압력 가압배관(36)에 압력을 가하여 헤드(11)가 장착된 로드(10)를 가압하우징(20)의 실린더실(21) 후방쪽으로 복귀시킬 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 로드 11 : 헤드
20 : 가압하우징 21 : 실린더실
22 : 가압배관 30 : 감속하우징
30a : 제1감속하우징 30b : 제2감속하우징
31a, 31b : 실린더실 32 : 제1유동로
32a : 유입구 32b : 배출구
33 : 상시 배출로 34 : 제2유동로
34a : 유입구 34b : 배출구
35 : 체크밸브 36 : 저압력 가압배관
40 : 브레이킹 하우징 41 : 실린더실
42 : 브레이크 패드 43 : 승강로드
44 : 브레이킹부재 50 : D부분
51 : E부분 52 : F부분
53 : G구간 54 : H구간
55 : I구간 56 : J구간

Claims (5)

  1. 엑추에이터의 길이방향으로 길이가 형성되고, 후방에 헤드(11)를 구비하는 로드(10);
    후방에 압력이 작용되는 가압배관(22)이 연결되고, 내부에 엑추에이터의 길이방향으로 형성된 중공의 실린더실(21)에 상기 로드(10)를 후방부부터 내입시키는 가압하우징(20);
    상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되고, 가압하우징(20)의 실린더실(21)과 연통되는 중공의 실린더실(31a, 31b)에 상기 로드(10)의 중간부를 내입시키며, 상기 실린더실(31a, 31b)의 후방에는 유입구(32a)가 형성되고 전방에는 배출구(32b)가 형성되는 제1유동로(32)가 형성되며, 상기 실린더실(31a, 31b)과 외부를 연통시키는 상시 배출로(33)가 형성된 감속하우징(30) 및;
    상기 감속하우징(30)의 전방에 연결되고, 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)과 연통되는 중공의 실린더실(41)에 상기 로드(10)의 전방부를 내입시키며, 상기 로드(10)의 외부면과 마찰가능한 브레이크 패드(42)를 구비하는 브레이킹부재(44)를 구비하는 브레이킹 하우징(40);을 포함하여 구성되고,
    상기 감속하우징(30)은,
    상기 가압하우징(20)의 전방에 연결되고, 상기 실린더실(31a, 31b)의 후방 일부분에 해당하는 실린더실(31a)이 형성되며, 상기 제1유동로(32)가 형성된 제1감속하우징(30a)과;
    상기 제1감속하우징(30a)과 상기 브레이킹 하우징(40)의 사이에 연결되고, 상기 실린더실(31a, 31b)의 전방 일부분에 해당하는 실린더실(31b)이 형성되며, 상기 실린더실(31b)의 후방에는 유입구(34a)가 형성되고 전방에는 배출구(34b)가 형성되는 제2유동로(34)가 형성된 제2감속하우징(30b);을 포함하여 구성되고,
    상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)와 배출구(34b) 사이에는 유입구(34a)에서 배출구(34b) 방향으로만 압력을 유동시키는 체크밸브(35)가 구비되며,
    상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)는,
    상기 제2감속하우징(30b)의 실린더실(31b)의 전방 말단의 측부면에 형성되도록 구성되며,
    상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)와 배출구(32b) 간의 간격은 헤드(11)의 두께(헤드(11)의 전단에서 후단 사이의 길이)보다는 더 큰 간격을 가져 헤드(11)의 후단이 상기 유입구(32a)를 통과하는 지점에서의 헤드(11)의 전단이 상기 배출구(32b)에 도달하지 않은 상태를 가지도록 구성되며,
    상기 가압하우징(20)의 실린더실(21)에 고압의 압력이 공급되어 상기 로드(10)의 헤드(11)가 전진이동하여 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통과하면, 가압하우징(20)의 실린더실(21)에 내재된 고압의 압력 일부가 상기 제1유동로(32)의 유입구(32a)를 통하여 제1유동로(32)로 유입된 이후 제1유동로(32)의 배출구(32b)로 배출되고; 상기 로드(10)가 감속하우징(30)의 실린더실(31a, 31b)에서 계속 전진이동하여 헤드(11)의 전단이 상기 제1유동로(32)의 배출구(32b)를 막으면, 제1유동로(32)를 통하여 헤드(11)의 전방으로 유동되는 압력의 유동이 중단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌시험용 엑추에이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상시 배출로(33)는,
    상기 제2감속하우징(30b)에 형성된 상기 제2유동로(34)의 유입구(34a)과 배출구(34b) 사이에 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌시험용 엑추에이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2유동로(34)의 배출구(34b)와 상기 체크밸브(35)의 사이에는,
    외부에서 압력이 공급될 수 있는 저압력 가압배관(36)이 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌시험용 엑추에이터.
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