KR102435250B1 - Hydraulic rotary actuator - Google Patents

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KR102435250B1
KR102435250B1 KR1020210027185A KR20210027185A KR102435250B1 KR 102435250 B1 KR102435250 B1 KR 102435250B1 KR 1020210027185 A KR1020210027185 A KR 1020210027185A KR 20210027185 A KR20210027185 A KR 20210027185A KR 102435250 B1 KR102435250 B1 KR 102435250B1
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South Korea
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rack gear
gear
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hydraulic
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KR1020210027185A
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Korean (ko)
Inventor
이현철
이상희
권순우
김상호
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에스지서보(주)
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Abstract

The present invention relates to a hydraulic rotary actuator, which can perform a high-pressure hydraulic operation while minimizing the backlash between a rack gear and a pinion gear, and can use a spring return method capable of automatically closing a valve in case of oil leakage while minimizing the number of hydraulic lines for the inflow and outflow of hydraulic pressure. The hydraulic rotary actuator, which opens and closes the valve by rotating the valve shaft of the valve according to the operation of hydraulic pressure, comprises: a rotary shaft coupled to the valve shaft to rotate together, and having a pinion gear formed thereon; a pair of first and second cylinder sets installed in parallel to face each other with the rotary shaft interposed therebetween; and a driven gear having more teeth than those of the pinion gear and engaged with the pinion gear to rotate. The first cylinder set includes: a pair of first cylinders; a pair of first pistons; and a first rack gear engaged with the pinion gear to rotate the pinion gear. The second cylinder set includes: a pair of second cylinders; a pair of second pistons; a second rack gear engaged with the driven gear to move in the same direction as that of the first rack gear and to rotate the driven gear; and a return spring for, when there is a leakage of hydraulic pressure to one side of both sides of the second cylinder, returning the second rack gear by spring by being installed on the other side of both sides of the second cylinder.

Description

유압식 로터리 엑추에이터{HYDRAULIC ROTARY ACTUATOR}Hydraulic Rotary Actuator

본 발명은 유압식 로터리 엑추에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 개폐식 밸브의 상방으로 노출된 밸브축과 연결되어 유압의 작동으로 밸브축을 회전시켜 밸브를 개폐하는 유압식 로터리 엑추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic rotary actuator, and more particularly, to a hydraulic rotary actuator connected to a valve shaft exposed upward of a rotary opening/closing valve and rotating the valve shaft by hydraulic operation to open and close the valve.

일반적으로 밸브는 관속을 흐르는 유체의 유량, 유속, 압력 등을 제어하는 장치이다. 밸브는 목적에 따라 여러 종류로 구분될 수 있는데, 그 중 버터플라이밸브(Butterfly Valve) 또는 볼밸브(Ball Valve)와 같은 회전 개폐식 밸브는 여러 산업 분야에서 사용되고 있으며 특히 산업용수나 기름 또는 해수 등의 각종 유체의 흐름을 개방 또는 폐쇄한다. 이러한 회전 개폐식 밸브는 다른 밸브와 비교하여 밸브의 개폐작동이 원활하고, 구조가 간단하며, 공간활용성이 좋은 장점이 있다.In general, a valve is a device that controls the flow rate, flow rate, pressure, etc. of a fluid flowing through a pipe. Valves can be divided into several types according to their purpose. Among them, rotary open/close valves such as butterfly valves or ball valves are used in various industrial fields, and in particular, various types of industrial water, oil or seawater Open or close the flow of fluid. Compared with other valves, the rotary opening/closing type valve has the advantages of smooth opening and closing of the valve, a simple structure, and good space utilization.

상기와 같은 회전 개폐식 밸브(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 유체를 이송시키기 위한 관로(미도시) 상에 설치된 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 내부에 회전 가능하게 설치되어 개폐하는 볼 또는 디스크(미도시)와, 상기 볼 또는 디스크와 결합되어 상기 볼 또는 디스크를 회전시키고, 일단이 상기 밸브몸체의 외부로 노출된 밸브축(미도시)을 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 밸브몸체로부터 노출된 상기 밸브축을 회전시킴으로써 상기 밸브축과 결합된 볼 또는 디스크의 회전으로 개폐작동이 이루어지는 것이다.As shown in FIG. 1 , the rotary opening/closing valve 10 as described above includes a valve body installed on a pipe (not shown) for transferring fluid in general, and a ball rotatably installed inside the valve body to open and close. Or a disk (not shown) and a valve shaft (not shown) coupled to the ball or disk to rotate the ball or disk, and one end of which is exposed to the outside of the valve body. That is, by rotating the valve shaft exposed from the valve body, the opening and closing operation is made by rotation of the ball or disk coupled to the valve shaft.

이러한 밸브축을 회전시키기 위하여 상기 밸브몸체의 상부에 회전구동장치(20)(30)가 설치되고, 다양한 동력원의 제공에 따라 동력전달수단을 통해 상기 밸브축에 회전력을 전달한다. 예컨대, 상기 동력원은 작업자의 수동작동에 의한 손잡이의 회전력이거나, 전기모터의 회전력일 수 있고, 기타 유압 또는 공압 등의 엑추에이터로부터 전달되는 회전력일 수 있다. 이러한 동력원으로부터 제공된 동력은 동력전달수단을 거쳐 상기 밸브축에 회전력으로 전달해야 하며, 이러한 동력전달수단으로는 복수의 기어연결이나 기구학적 링크연결 등 다양한 동력전달수단 등이 구비될 수 있을 것이다.In order to rotate the valve shaft, a rotation driving device 20 or 30 is installed on the upper portion of the valve body, and a rotational force is transmitted to the valve shaft through a power transmission means according to the provision of various power sources. For example, the power source may be a rotational force of a handle by a manual operation of a worker, a rotational force of an electric motor, or a rotational force transmitted from an actuator such as hydraulic or pneumatic. The power provided from such a power source should be transmitted as a rotational force to the valve shaft through a power transmission means, and various power transmission means such as a plurality of gear connections or a kinematic link connection may be provided as the power transmission means.

예컨대, 한국공개특허공보 제10-2002-0003769호의 '고무 버터플라이 밸브'의 경우 동력원은 작업자의 수동작동에 의한 손잡이의 회전력이고, 동력전달수단은 복수의 기어연결임을 알 수 있다. 또한, 한국등록특허공보 제10-0482906호의 '회전식밸브용액츄에이터'의 경우 동력원은 전기모터의 회전력이고, 동력전달수단은 웜휠 기어연결이다. 여기서, 상기 수동작동에 의한 손잡이를 회전시키는 경우는 당연하게도 수동에 한정되는 큰 단점이 있고, 전기모터를 사용하는 경우에는 필요한 동력이 크면 클수록 전기모터의 용량 및 크기도 커지므로 전체적인 장치가 대형화되며, 복잡한 배선 및 기어연결구조가 필요한 단점이 있다.For example, in the case of the 'rubber butterfly valve' of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2002-0003769, it can be seen that the power source is the rotational force of the handle by the manual operation of the operator, and the power transmission means is a plurality of gear connections. In addition, in the case of 'actuator for rotary valve' of Korean Patent Publication No. 10-0482906, the power source is the rotational force of the electric motor, and the power transmission means is a worm wheel gear connection. Here, the case of rotating the handle by the manual operation has a major disadvantage of being limited to manual operation, of course, and in the case of using an electric motor, the greater the power required, the greater the capacity and size of the electric motor, so the overall device becomes larger. , there is a disadvantage that complex wiring and gear connection structure are required.

이러한 문제를 해결하고자 유압과 같이 기계적인 힘으로 응답성이 빠르고, 장치를 소형화하면서도 큰 힘을 낼 수 있는 유압식 로터리 엑추에이터(20)(30)가 사용되고 있다. 즉, 유압식 로터리 엑추에이터(20)(30)는 유압을 이용하여 피스톤을 직선 왕복운동시키고, 피스톤과 연결된 출력축에 직선운동을 전달하여 회전운동으로 변환하는 장치로서, 변환된 회전운동을 상기 밸브(10)의 밸브축에 전달하여 상기 밸브(10)의 볼 또는 디스크를 개폐하는 것이다.In order to solve this problem, hydraulic rotary actuators 20 and 30 are used, which have a fast responsiveness with a mechanical force such as hydraulic pressure, and which can produce a large force while miniaturizing the device. That is, the hydraulic rotary actuators 20 and 30 are a device that linearly reciprocates a piston using hydraulic pressure, transmits a linear motion to an output shaft connected to the piston, and converts it into a rotational motion, and converts the converted rotational motion into the valve 10 ) to open and close the ball or disk of the valve 10 by transferring it to the valve shaft.

상기와 같은 유압식 로터리 엑추에이터는, 유압을 동력원으로 하여 동력전달수단으로 랙피니언타입 및 스카치요크타입이 주로 사용되어 왔다. 즉, 스카치요크타입(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 실린더(21)와, 상기 실린더(21)에 각각 내장되고, 중앙에 돌출된 스카치(22)가 형성된 한 쌍의 피스톤(23)과, 상기 스카치(22)와 결합되어 회전하도록 요크(24)가 형성된 회전축(25)을 포함하여 이루어진다.In the hydraulic rotary actuator as described above, a rack and pinion type and a scotch yoke type have been mainly used as power transmission means using hydraulic pressure as a power source. That is, the scotch yoke type 20 includes a pair of cylinders 21 provided on both left and right sides as shown in FIG. 2 , respectively, and the scotch 22 protruding in the center is formed in the cylinder 21 . A pair of pistons 23 and the yoke 24 is coupled to the scotch 22 to rotate and it comprises a rotating shaft 25 is formed.

또한, 랙피니언타입(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 실린더(31)와, 상기 실린더(31)에 각각 내장되고, 중앙에 랙기어(32)가 형성된 한 쌍의 피스톤(33)과, 상기 랙기어(32)와 치합되어 회전하도록 피니언기어(34)가 형성된 회전축(35)을 포함하여 이루어진다.In addition, as shown in FIG. 3 , the rack and pinion type 30 includes a pair of cylinders 31 provided on both left and right sides, respectively, as long as the cylinders 31 are built in, and the rack gear 32 is formed in the center. A pair of pistons 33 and a rotation shaft 35 on which a pinion gear 34 is formed to rotate while meshing with the rack gear 32 is included.

그러나, 상술한 스카치요크타입(20)은 스카치(22)와 요크(24) 간의 잦은 마찰로 마찰면이 손상되는 등의 문제로 인해 정밀한 개폐작동이 어렵고, 특히 요크(24)의 파손문제로 인해 고압의 유압 작동이 어렵다는 문제가 있다.However, the above-described scotch yoke type 20 is difficult to open and close precisely due to problems such as damage to the friction surface due to frequent friction between the scotch 22 and the yoke 24, and in particular, due to the damage problem of the yoke 24 There is a problem that hydraulic operation of high pressure is difficult.

그에 따라, 정밀한 개폐작동 및 고압의 유압 작동에 보다 유리한 랙피니언타입(30)이 주로 이용되고 있는데, 도 3에 도시된 바와 같이 랙기어(32)와 피니언기어(34) 간의 백래쉬를 최소화하고, 보다 고압의 유압 작동에 적합한 구조를 위해 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 더블랙 구조의 더블액팅 방식을 이용한 랙피니언타입(40)도 사용되고 있다.Accordingly, the rack and pinion type 30, which is more advantageous for precise opening and closing operation and high pressure hydraulic operation, is mainly used. As shown in FIG. 3, the backlash between the rack gear 32 and the pinion gear 34 is minimized, For a structure suitable for hydraulic operation of a higher pressure, a rack and pinion type 40 using a double-acting method of the black structure as shown in FIGS. 4 and 5 is also used.

즉, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 회전축(45)을 기준으로 단일의 피니언기어(44)에 각각 치합되어 서로 마주보도록 설치된 2개의 랙기어(42)가 구비되고, 상기 랙기어(42) 각각의 좌우 양측에 결합된 한 쌍의 피스톤(43)이 각각 수용되는 좌우 한 쌍의 실린더(41)를 포함하는 제1 실린더조(40') 및 제2 실린더조(40'')가 구비된다.That is, as shown in FIGS. 4 and 5 , two rack gears 42 installed to face each other while being meshed with a single pinion gear 44 based on the rotation shaft 45 are provided, and the rack gear 42 . A first cylinder group 40' and a second cylinder group 40'' are provided including a pair of left and right cylinders 41 in which a pair of pistons 43 coupled to each left and right sides are accommodated, respectively. .

그에 따라, 제1 실린더조(40') 및 제2 실린더조(40'') 각각으로의 유압의 유출입에 따라 2개의 랙기어(42)가 상호 반대방향으로 함께 이동하면서 피니언기어(44)를 회전시키고, 피니언기어(44)와 결합된 회전축(45)은 밸브(10)의 밸브축과 연결되어 있어 밸브축을 회전시킴으로써 밸브(10)를 개폐하게 되는 것이다.Accordingly, the two rack gears 42 move together in opposite directions according to the inflow and outflow of hydraulic pressure to and from the first cylinder group 40' and the second cylinder group 40'', respectively, to move the pinion gear 44. The rotation shaft 45 coupled with the pinion gear 44 is connected to the valve shaft of the valve 10, and thus the valve 10 is opened and closed by rotating the valve shaft.

그러나, 상술한 더블랙 구조에서는 장점과 함께 가장 큰 단점으로, 2개의 실린더조(40')(40'')가 구비됨에 따라 유압의 유출입을 위한 유압라인이 각각 2개씩 총 4개의 유압라인이 형성되는 점과 함께, 방산용 수요에 있어서는 외부의 충격이나 파손 등에 의해 유압라인이 누유될 경우에 개방된 밸브(10)를 자동으로 폐쇄할 수 있도록 스프링리턴 방식의 구조를 요구하고 있다는 것이다.However, in the above-mentioned The Black structure, as the biggest disadvantage along with the advantages, as the two cylinder sets 40' and 40'' are provided, there are two hydraulic lines for the inflow and outflow of hydraulic pressure, respectively, a total of four hydraulic lines. In addition to being formed, the demand for dissipation requires a structure of a spring return type so that the open valve 10 can be automatically closed when the hydraulic line leaks due to external shock or damage.

상기와 같은 관점에서 안출된 본 발명의 목적은, 랙기어와 피니언기어 간의 백래쉬를 최소화하면서 고압의 유압작동이 이루어질 수 있고, 유압의 유출입을 위한 유압라인을 최소화하면서도 유압라인의 누유시 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있는 스프링리턴 방식이 적용되는 유압식 로터리 엑추에이터를 제공하는 데 있다.The object of the present invention devised in view of the above is that high pressure hydraulic operation can be made while minimizing backlash between the rack gear and the pinion gear, and while minimizing the hydraulic line for the inflow and outflow of hydraulic pressure, the valve automatically operates when the hydraulic line leaks. An object of the present invention is to provide a hydraulic rotary actuator to which a spring return method that can be closed is applied.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 제1 실시예는, 유압의 작동에 따라 밸브의 밸브축을 회전시켜 상기 밸브를 개폐하는 유압식 로터리 엑추에이터에 있어서, 상기 밸브축과 결합되어 함께 회전하고, 피니언기어가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 사이에 두고 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조 및 제2 실린더조와, 상기 피니언기어 보다 더 많은 잇수를 가지고, 상기 피니언기어에 치합되어 회전하는 종동기어를 포함하고, 상기 제1 실린더조는, 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제1 실린더와, 상기 제1 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제1 피스톤과, 양단이 상기 제1 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 피니언기어와 치합되어 상기 피니언기어를 회전시키는 제1 랙기어를 포함하고, 상기 제2 실린더조는, 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제2 실린더와, 상기 제2 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제2 피스톤과, 양단이 상기 제2 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 랙기어와 서로 같은방향으로 이동하도록 상기 종동기어와 치합되어 상기 종동기어를 회전시키는 제2 랙기어와, 상기 제1 실린더의 좌우 양측 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제2 실린더의 좌우 양측 중 타측에 설치되어 상기 제2 랙기어를 스프링력으로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the first embodiment of the hydraulic rotary actuator according to the present invention is a hydraulic rotary actuator that opens and closes the valve by rotating the valve shaft of the valve according to the operation of hydraulic pressure. A rotation shaft rotating together and having a pinion gear formed therebetween, a pair of first and second cylinder groups installed in parallel to face each other with the rotation shaft interposed therebetween, and having a larger number of teeth than the pinion gear, the pinion gear It includes a driven gear meshed and rotated, and the first cylinder set includes a pair of first cylinders provided on both left and right sides, and a pair of first pistons built in each of the first cylinders to slide and move, and both ends are and a first rack gear coupled with the first piston to slide left and right together, and a first rack gear meshed with the pinion gear to rotate the pinion gear, wherein the second cylinder set includes a pair of first and second cylinders provided on both left and right sides Two cylinders, a pair of second pistons respectively embedded in the second cylinder to slide, both ends are coupled to the second piston, respectively, to slide left and right together, and move in the same direction as the first rack gear A second rack gear meshes with the driven gear to move and rotates the driven gear, and when hydraulic pressure is leaked to either one of the left and right sides of the first cylinder, it is installed on the other side of the left and right sides of the second cylinder. It characterized in that it comprises a return spring for returning the second rack gear to the spring force.

또한, 상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출입이 있는 경우 상기 제2 실린더조의 좌측 제2 실린더에 상기 복귀스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, when there is an inflow and outflow of hydraulic pressure to the first cylinder on the right side of the first cylinder group, the return spring is installed in the second cylinder on the left side of the second cylinder group.

또한, 상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유입이 있는 경우 제1 랙기어가 좌측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 좌측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 압축되는 것을 특징으로 한다.In addition, when hydraulic pressure is introduced into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders, the first rack gear moves to the left and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the left, and the return spring is compressed. do it with

또한, 상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출이 있는 경우 제1 랙기어가 우측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 우측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 인장되는 것을 특징으로 한다.In addition, when hydraulic pressure is leaked into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders, the first rack gear moves to the right and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the right, so that the return spring is tensioned. do it with

또한, 상기 회전축은, 상기 제1 실린더조 및 제2 실린더조의 상부를 관통하여 상방에 노출되고, 상기 회전축의 노출된 상부에 결합되는 회전식 노브와, 상기 밸브의 개방 및 폐쇄 위치까지 상기 회전식 노브의 좌우 회전을 제한하는 리미트스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary shaft is exposed upward through the upper portions of the first and second cylinder groups, and a rotary knob coupled to the exposed upper part of the rotary shaft, and the valve to the open and closed positions of the rotary knob. It characterized in that it further comprises a limit switch for limiting the left and right rotation.

한편, 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 제2 실시예는, 유압의 작동에 따라 밸브의 밸브축을 회전시켜 상기 밸브를 개폐하는 유압식 로터리 엑추에이터에 있어서, 상기 밸브축과 결합되어 함께 회전하고, 제1 피니언기어가 형성된 회전축과, 상기 회전축을 사이에 두고 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조 및 제2 실린더조와, 상기 제1 피니언기어 보다 더 많은 잇수를 가지고, 상기 회전축에 상기 제1 피니언기어와 동축 상에 결합되어 함께 회전하는 제2 피니언기어를 포함하고, 상기 제1 실린더조는, 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제1 실린더와, 상기 제1 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제1 피스톤과, 양단이 상기 제1 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 피니언기어와 치합되어 상기 제1 피니언기어를 회전시키는 제1 랙기어를 포함하고, 상기 제2 실린더조는, 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제2 실린더와, 상기 제2 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제2 피스톤과, 양단이 상기 제2 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 랙기어와 서로 반대방향으로 이동하도록 상기 제2 피니언기어와 치합되어 상기 제2 피니언기어를 회전시키는 제2 랙기어와, 상기 제1 실린더의 좌우 양측 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제2 실린더의 좌우 양측 중 일측에 설치되어 상기 제2 랙기어를 스프링력으로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the second embodiment of the hydraulic rotary actuator according to the present invention, in the hydraulic rotary actuator for opening and closing the valve by rotating the valve shaft of the valve according to the operation of the hydraulic pressure, is coupled to the valve shaft and rotates together, the first A rotation shaft having a pinion gear formed therebetween, a pair of first and second cylinder groups installed in parallel to face each other with the rotation shaft interposed therebetween, and having a greater number of teeth than the first pinion gear, the first and a second pinion gear coupled coaxially with the pinion gear and rotating together, wherein the first set of cylinders includes a pair of first cylinders provided on both left and right sides, and a pair of first cylinders respectively built into the first cylinder to slide and move A pair of first pistons, both ends of which are coupled to the first piston, respectively, to slide left and right together, and a first rack gear meshed with the first pinion gear to rotate the first pinion gear; The two-cylinder group includes a pair of second cylinders provided on both left and right sides, a pair of second pistons that are respectively built into the second cylinder to slide, and both ends are coupled to the second piston and slide left and right together a second rack gear meshing with the second pinion gear to rotate the second pinion gear so as to move and move in the opposite direction to the first rack gear; and a return spring installed on one side of both left and right sides of the second cylinder to restore the second rack gear by spring force when there is an outflow.

또한, 상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출입이 있는 경우 상기 제2 실린더조의 우측 제2 실린더에 상기 복귀스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, when there is an inflow and outflow of hydraulic pressure to the right first cylinder of the first cylinder set, the return spring is installed in the right second cylinder of the second cylinder set.

또한, 상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유입이 있는 경우 상기 제1 랙기어가 좌측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 우측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 압축되는 것을 특징으로 한다.In addition, when hydraulic pressure is introduced into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders, the return spring is compressed as the first rack gear moves to the left and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the right. characterized.

또한, 상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제1 랙기어가 우측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 좌측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 인장되는 것을 특징으로 한다.In addition, when hydraulic pressure is leaked into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders, the first rack gear moves to the right and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the left so that the return spring is tensioned. characterized.

또한, 상기 회전축은, 상기 제1 실린더조 및 제2 실린더조의 상부를 관통하여 상방에 노출되고, 상기 회전축의 노출된 상부에 결합되는 회전식 노브와, 상기 밸브의 개방 및 폐쇄 위치까지 상기 회전식 노브의 좌우 회전을 제한하는 리미트스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary shaft is exposed upward through the upper portions of the first and second cylinder groups, and a rotary knob coupled to the exposed upper part of the rotary shaft, and the valve to the open and closed positions of the rotary knob. It characterized in that it further comprises a limit switch for limiting the left and right rotation.

본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터는, 랙기어와 피니언기어 간의 백래쉬를 최소화하면서 고압의 유압작동이 이루어질 수 있고, 유압의 유출입을 위한 유압라인을 최소화하면서도 유압라인의 누유시 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있는 효과가 있다.The hydraulic rotary actuator according to the present invention can perform high-pressure hydraulic operation while minimizing backlash between the rack gear and the pinion gear, and can automatically close the valve when the hydraulic line leaks while minimizing the hydraulic line for the inflow and outflow of hydraulic pressure. there is an effect

도 1은 종래 기술에 따른 유압식 로터리 엑추에이터가 장착된 회전 개폐식 밸브를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 유압식 로터리 엑추에이터를 스카치요크 타입으로 도시한 측단면도이며,
도 3은 도 1의 실시예 중 유압식 로터리 엑추에이터를 랙피니언 타입으로 도시한 측단면도이고,
도 4는 종래 기술에 따른 더블랙 구조를 가진 유압식 로터리 엑추에이터가 장착된 회전 개폐식 밸브를 도시한 사시도이며,
도 5는 도 4의 실시예 중 더블랙 구조를 가진 유압식 로터리 엑추에이터의 작동과정을 도시한 평단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 제1 실시예가 장착된 회전 개폐식 밸브를 도시한 사시도이며,
도 7은 도 6의 실시예 중 유압식 로터리 엑추에이터의 제1 실시예를 확대 도시한 사시도이고,
도 8 및 9는 도 7의 실시예의 작동과정을 도시한 평단면도이며,
도 10은 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 제2 실시예가 장착된 회전 개폐식 밸브를 도시한 사시도이고,
도 11은 도 10의 실시예 중 유압식 로터리 엑추에이터의 제2 실시예를 확대 도시한 사시도이며,
도 12 및 13은 도 11의 실시예의 작동과정을 도시한 평단면도이다.1 is a perspective view showing a rotary open/close valve equipped with a hydraulic rotary actuator according to the prior art;
Figure 2 is a side cross-sectional view showing the hydraulic rotary actuator of the embodiment of Figure 1 in a scotch yoke type,
3 is a side cross-sectional view showing a hydraulic rotary actuator in a rack and pinion type of the embodiment of FIG. 1;
4 is a perspective view showing a rotary open/close valve equipped with a hydraulic rotary actuator having a black structure according to the prior art;
5 is a plan sectional view showing the operation process of the hydraulic rotary actuator having a black structure in the embodiment of FIG. 4;
6 is a perspective view showing a rotary opening/closing valve equipped with a first embodiment of a hydraulic rotary actuator according to the present invention;
7 is an enlarged perspective view of a first embodiment of a hydraulic rotary actuator among the embodiments of FIG. 6;
8 and 9 are plan sectional views showing the operation process of the embodiment of FIG. 7,
10 is a perspective view showing a rotary open/close valve equipped with a second embodiment of a hydraulic rotary actuator according to the present invention;
11 is an enlarged perspective view of a second embodiment of a hydraulic rotary actuator in the embodiment of FIG. 10;
12 and 13 are plan cross-sectional views illustrating the operation process of the embodiment of FIG. 11 .

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the hydraulic rotary actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은, 도 6 및 10에 도시된 바와 같이 유압의 작동에 따라 밸브(V)의 밸브축(미도시)을 회전시켜 상기 밸브(V)를 개폐하는 유압식 로터리 엑추에이터이고, 랙피니언 타입이되 더블랙 구조를 가진 더블 액팅방식의 유압식 로터리 엑추에이터이다.The present invention is a hydraulic rotary actuator that opens and closes the valve V by rotating the valve shaft (not shown) of the valve V according to the operation of hydraulic pressure, as shown in FIGS. 6 and 10, and is a rack and pinion type. It is a double-acting hydraulic rotary actuator with a black structure.

따라서, 상기 밸브(V)의 밸브축과 결합되어 함께 회전하는 회전축(100)을 사이에 두고 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조(200) 및 제2 실린더조(300)를 포함한다. 그에 따라, 본 발명의 유압식 로터리 엑추에이터는 제1 실린더조(200) 및 제2 실린더조(300) 각각에 구비된 제1 랙기어(230) 및 제2 랙기어(330)와 피니언기어(110)간의 백래쉬를 최소화하면서 고압의 유압작동이 이루어질 수 있고, 유압의 유출입을 위한 유압라인을 최소화하면서도 유압라인의 누유시 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있도록 하고자 한다.Accordingly, it includes a pair of first and second cylinder groups 200 and 300 installed in parallel to face each other with the rotation shaft 100 coupled to the valve shaft of the valve V and rotating together therebetween. do. Accordingly, in the hydraulic rotary actuator of the present invention, the first rack gear 230 and the second rack gear 330 and the pinion gear 110 provided in the first cylinder group 200 and the second cylinder group 300, respectively. High pressure hydraulic operation can be made while minimizing backlash between the liver, and while minimizing the hydraulic line for the inflow and outflow of hydraulic pressure, the valve can be automatically closed when the hydraulic line leaks.

이를 위하여, 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 제1 실시예는 도 6 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 밸브축과 결합되어 함께 회전하고, 피니언기어(110)가 형성된 회전축(100)과, 상기 회전축(100)을 사이에 두고 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조(200) 및 제2 실린더조(300)를 포함하며, 특히 상기 피니언기어(110) 보다 더 많은 잇수를 가지고, 상기 피니언기어(110)에 치합되어 회전하는 종동기어(120)를 포함한다. 또한, 회전식 노브(400) 및 한 쌍의 리미트스위치(500)를 더 포함할 수 있다.To this end, the first embodiment of the hydraulic rotary actuator according to the present invention is coupled to the valve shaft and rotates together, as shown in FIGS. 6 to 9 , the rotation shaft 100 on which the pinion gear 110 is formed, and the rotation shaft It includes a pair of first cylinder group 200 and second cylinder group 300 installed in parallel to face each other with 100 therebetween, and in particular has a larger number of teeth than the pinion gear 110, It includes a driven gear 120 that is meshed with the pinion gear 110 and rotates. In addition, it may further include a rotary knob 400 and a pair of limit switches 500 .

이러한 종동기어(120)는 후술하겠지만 제1 실린더조(200)로부터 유출입되는 유압에 대하여 제2 실린더조(300)의 복귀스프링(340)의 용량을 크게 키우지 않으면서도 충분한 스프링력을 가져오기 위함이다.Although this driven gear 120 will be described later, it is to bring sufficient spring force without significantly increasing the capacity of the return spring 340 of the second cylinder tank 300 with respect to the hydraulic pressure flowing in and out from the first cylinder tank 200. .

먼저, 제1 실린더조(200)는 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제1 실린더(210)와, 상기 제1 실린더(210)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제1 피스톤(220)과, 양단이 상기 제1 피스톤(220)과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 피니언기어(110)와 치합되어 상기 피니언기어(110)를 회전시키는 제1 랙기어(230)를 포함한다.First, as shown in FIGS. 8 and 9 , the first cylinder group 200 includes a pair of first cylinders 210 provided on both left and right sides, respectively, as long as they are built into the first cylinder 210 to slide and move. A pair of first pistons 220, both ends of which are respectively coupled to the first piston 220, slide left and right together, and mesh with the pinion gear 110 to rotate the pinion gear 110 It includes a rack gear 230 .

즉, 한 쌍의 제1 실린더(210)는 좌측 제1 실린더(211) 및 우측 제1 실린더(212)로 구분되고, 한 쌍의 제1 피스톤(220) 중 좌측 제1 피스톤(221)이 좌측 제1 실린더(211)에 내장되며, 우측 제1 피스톤(222)은 우측 제1 실린더(212)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하게 된다. 이때, 좌측 제1 피스톤(221) 및 우측 제1 피스톤(222)과 양단이 각각 결합되어 함께 좌우로 이동하는 제1 랙기어(230)가 상기 피니언기어(110)와 치합된 상태가 된다.That is, the pair of first cylinders 210 are divided into a left first cylinder 211 and a right first cylinder 212 , and the left first piston 221 among the pair of first pistons 220 is on the left side. Built in the first cylinder 211, the right first piston 222 is built in each of the right first cylinder 212 is sliding movement. At this time, the left first piston 221 and the right first piston 222 and both ends are coupled to each other and the first rack gear 230 moving left and right together is meshed with the pinion gear 110 .

따라서, 제1 실린더(210)의 좌측 제1 실린더(211) 또는 우측 제1 실린더(212) 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 제1 랙기어(230)가 슬라이딩 이동하게 되지만, 제1 실린더조(200)에서는 제1 랙기어(230)의 슬라이딩 이동 후 복귀시키는 기능이 없고, 이는 후술하는 제2 실린더조(300)에서 이루어진다.Accordingly, when hydraulic pressure is leaked to either one of the left first cylinder 211 or the right first cylinder 212 of the first cylinder 210 , the first rack gear 230 slides, but the first cylinder The tank 200 does not have a function of returning the first rack gear 230 after sliding movement, and this is done in the second cylinder tank 300 to be described later.

다음으로, 제2 실린더조(300)는 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제2 실린더(310)와, 상기 제2 실린더(310)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제2 피스톤(320)과, 양단이 상기 제2 피스톤(320)과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 랙기어(230)와 서로 같은방향으로 이동하도록 상기 종동기어(120)와 치합되어 상기 종동기어(120)를 회전시키는 제2 랙기어(330)와, 상기 제1 실린더(210)의 좌우 양측 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제2 실린더(310)의 좌우 양측 중 타측에 설치되어 상기 제2 랙기어(330)를 스프링력으로 복귀시키는 복귀스프링(340)을 포함한다.Next, the second cylinder group 300 is a pair of second cylinders 310 provided on both left and right sides, as shown in FIGS. The driven gear ( 120) and the second rack gear 330 for rotating the driven gear 120, and the second cylinder 310 when hydraulic pressure is leaked to any one of the left and right sides of the first cylinder 210 and a return spring 340 installed on the other side of the left and right sides of the to return the second rack gear 330 by spring force.

즉, 한 쌍의 제2 실린더(310)는 좌측 제2 실린더(311) 및 우측 제2 실린더(312)로 구분되고, 한 쌍의 제2 피스톤(320) 중 좌측 제2 피스톤(321)이 좌측 제2 실린더(311)에 내장되며, 우측 제2 피스톤(322)은 우측 제2 실린더(312)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하게 된다. 이때, 좌측 제2 피스톤(321) 및 우측 제2 피스톤(322)과 양단이 각각 결합되어 함께 좌우로 이동하는 제2 랙기어(330)가 상기 종동기어(120)와 치합된 상태가 된다.That is, the pair of second cylinders 310 are divided into a left second cylinder 311 and a right second cylinder 312 , and the left second piston 321 of the pair of second pistons 320 is the left Built in the second cylinder 311, the right second piston 322 is built in each of the right second cylinder 312 is sliding movement. At this time, the left second piston 321 and the right second piston 322 and both ends are coupled to each other and the second rack gear 330 moving left and right together is engaged with the driven gear 120 .

따라서, 한 쌍의 제2 실린더(310)는 모두 유압의 유출입이 없는 상태이고, 제2 랙기어(330)가 종동기어(120)의 회전에 따라 슬라이딩 이동하는 경우 복귀스프링(340)이 압축되거나 인장되는 기능만을 가진다.Accordingly, both of the pair of second cylinders 310 are in a state where there is no hydraulic pressure in and out, and when the second rack gear 330 slides according to the rotation of the driven gear 120 , the return spring 340 is compressed or It has only the function of tensioning.

이때, 제2 랙기어(330)의 경우 제1 랙기어(230)와 서로 같은방향으로 이동하도록 설치되는데, 이는 도 8에 도시된 바와 같이 제1 랙기어(230)의 좌측이동시 피니언기어(110)가 역회전하고, 종동기어(120)가 정회전하게 되어 제2 랙기어(330) 역시 좌측이동하게 되기 때문이다. 그 반대의 경우 역시 도 9에 도시된 바와 같이 제1 랙기어(230)가 우측이동시 제2 랙기어(330)도 우측이동하게 된다.At this time, the second rack gear 330 is installed to move in the same direction as the first rack gear 230 , which is the pinion gear 110 when the first rack gear 230 moves to the left as shown in FIG. 8 . ) is reversed, the driven gear 120 is rotated forward, and the second rack gear 330 also moves to the left. Conversely, as shown in FIG. 9 , when the first rack gear 230 moves to the right, the second rack gear 330 also moves to the right.

그에 따라, 제1 실린더조(200)의 제1 실린더(210), 제1 피스톤(220) 및 제1 랙기어(230)의 설치위치나 이동방향이 설정되는 경우에는 제2 실린더조(300)의 제2 실린더(310), 제2 피스톤(320), 제2 랙기어(330) 및 복귀스프링(340)의 설치위치 및 이동방향이 결정되게 된다.Accordingly, when the installation positions or movement directions of the first cylinder 210 , the first piston 220 and the first rack gear 230 of the first cylinder group 200 are set, the second cylinder group 300 . The installation position and movement direction of the second cylinder 310 , the second piston 320 , the second rack gear 330 , and the return spring 340 are determined.

예컨대, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 상기 제1 실린더조(200)의 우측 제1 실린더(212)로 유압의 유출입이 있는 경우 상기 제2 실린더조(300)의 좌측 제2 실린더(311)에 복귀스프링(340)이 설치된다.For example, as shown in FIGS. 8 and 9 , when hydraulic pressure flows into and out of the first cylinder 212 on the right side of the first cylinder tank 200 , the second cylinder 311 on the left side of the second cylinder tank 300 . The return spring 340 is installed.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1 실린더조(200)의 우측 제1 실린더(212)로 유압의 유입이 있는 경우 제1 랙기어(230)가 좌측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조(300)의 제2 랙기어(330)가 좌측으로 이동하면서 상기 복귀스프링(340)이 압축된다.Accordingly, as shown in FIG. 8 , when hydraulic pressure flows into the first cylinder 212 on the right side of the first cylinder group 200 , the first rack gear 230 moves to the left, and the second cylinder group 200 . As the second rack gear 330 of 300 moves to the left, the return spring 340 is compressed.

반대로, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1 실린더조(200)의 우측 제1 실린더(212)로 유압의 유출이 있는 경우 제1 랙기어(230)가 우측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조(300)의 제2 랙기어(330)가 우측으로 이동하면서 상기 복귀스프링(340)이 인장된다.Conversely, as shown in FIG. 9 , when hydraulic pressure is leaked into the first cylinder 212 on the right side of the first cylinder group 200 , the first rack gear 230 moves to the right, and the second cylinder group 200 . As the second rack gear 330 of 300 moves to the right, the return spring 340 is tensioned.

즉, 제1 실린더조(200)의 좌측 제1 실린더(211) 또는 우측 제1 실린더(212) 중 어느 하나가 단동실린더로만 작동하면서 유압라인을 1개의 유압라인으로 줄이면서도 유압의 누유시 제2 실린더조(300)의 복귀스프링(340)의 스프링력으로 제2 랙기어(330)와 함께 제1 랙기어(230)를 복귀 이동시킬 수 있고, 피니언기어(110)와 함께 회전축(100)에 결합된 밸브(V)의 밸브축을 회전 및 회전복귀시킬 수 있게 되는 것이다.That is, when any one of the first left cylinder 211 or the right first cylinder 212 of the first cylinder group 200 operates only as a single-acting cylinder and reduces the hydraulic line to one hydraulic line, when hydraulic pressure is leaked, the second With the spring force of the return spring 340 of the cylinder set 300, the first rack gear 230 together with the second rack gear 330 may be returned and moved, and the rotation shaft 100 together with the pinion gear 110 may be moved. It will be possible to rotate and return the valve shaft of the combined valve (V).

특히, 제2 랙기어(330)는 종동기어(120)와 치합되는데, 종동기어(120)는 피니언기어(110)와 치합되어 회전하게 되고, 이러한 종동기어(120)는 피니언기어(110)의 잇수보다 많은 잇수를 가짐에 따라 제1 랙기어(230)로 작용하는 유압보다 제2 랙기어(330)로 작용하는 스프링력이 작더라도 상호 동일한 압력을 가질 수 있게 하는 효과가 있다.In particular, the second rack gear 330 meshes with the driven gear 120 , and the driven gear 120 meshes with the pinion gear 110 to rotate, and this driven gear 120 is the pinion gear 110 . As the number of teeth is greater than the number of teeth, even if the spring force acting on the second rack gear 330 is smaller than the hydraulic pressure acting on the first rack gear 230 , the same pressure can be obtained.

이때, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 상기 회전축(100)은 상기 제1 실린더조(200) 및 제2 실린더조(300)의 상부를 관통하여 상방에 노출되고, 이때 상기 회전축(100)의 노출된 상부에 결합되는 회전식 노브(400)와, 상기 밸브(V)의 개방 및 폐쇄 위치까지 상기 회전식 노브(400)의 좌우 회전을 각각 제한하는 한 쌍의 리미트스위치(500)를 더 포함할 수 있다. 이러한 회전식 노브(400) 및 리미트스위치(500)를 통해 유압의 유출입 및 스프링력에 의한 복귀 작동시 밸브의 개방 및 폐쇄위치를 정확히 제어 및 확인할 수 있는 효과가 있다.At this time, as shown in FIGS. 6 and 7 , the rotation shaft 100 penetrates through the upper portions of the first cylinder tank 200 and the second cylinder tank 300 and is exposed upward, at this time the rotation shaft 100 of It may further include a rotary knob 400 coupled to the exposed upper portion, and a pair of limit switches 500 for limiting the left and right rotation of the rotary knob 400 to the open and closed positions of the valve V, respectively. have. There is an effect that can accurately control and confirm the opening and closing positions of the valve during the return operation by the inflow and outflow of hydraulic pressure and the spring force through the rotary knob 400 and the limit switch 500 .

한편, 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터의 제2 실시예는 도 10 내지 13에 도시된 바와 같이 상기 밸브축과 결합되어 함께 회전하고, 제1 피니언기어(111)가 형성된 회전축(100)과, 상기 회전축(100)을 사이에 두고 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조(200) 및 제2 실린더조(300)를 포함하며, 특히 상기 제1 피니언기어(110) 보다 더 많은 잇수를 가지고, 상기 회전축(100)에 상기 제1 피니언기어(111)와 동축 상에 결합되어 함께 회전하는 제2 피니언기어(112)를 포함한다. 또한, 회전식 노브(400) 및 한 쌍의 리미트스위치(500)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the second embodiment of the hydraulic rotary actuator according to the present invention is coupled to the valve shaft and rotates together, as shown in FIGS. 10 to 13, the first pinion gear 111 is formed with the rotation shaft 100, and It includes a pair of first and second cylinder sets 200 and 300 installed in parallel to face each other with the rotational shaft 100 interposed therebetween, and in particular, a greater number of teeth than the first pinion gear 110 . and a second pinion gear 112 coupled to the rotation shaft 100 on the same axis as the first pinion gear 111 and rotating together. In addition, it may further include a rotary knob 400 and a pair of limit switches 500 .

이러한 제2 피니언기어(112)는 후술하겠지만 제1 실린더조(200)로부터 유출입되는 유압에 대하여 제2 실린더조(300)의 복귀스프링(340)의 용량을 크게 키우지 않으면서도 충분한 스프링력을 가져오기 위함이다.Although this second pinion gear 112 will be described later, it brings sufficient spring force without significantly increasing the capacity of the return spring 340 of the second cylinder tank 300 with respect to the hydraulic pressure flowing in and out from the first cylinder tank 200 it is for

먼저, 제1 실린더조(200)는 도 12 및 13에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제1 실린더(210)와, 상기 제1 실린더(210)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제1 피스톤(220)과, 양단이 상기 제1 피스톤(220)과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 피니언기어(111)와 치합되어 상기 제1 피니언기어(111)를 회전시키는 제1 랙기어(230)를 포함한다.First, as shown in FIGS. 12 and 13 , the first cylinder group 200 includes a pair of first cylinders 210 provided on both left and right sides, respectively, as long as they are built into the first cylinder 210 to slide and move. The pair of first pistons 220 and both ends are respectively coupled to the first piston 220 to slide left and right together, and mesh with the first pinion gear 111 to form the first pinion gear 111 It includes a first rack gear 230 for rotating.

즉, 한 쌍의 제1 실린더(210)는 좌측 제1 실린더(211) 및 우측 제1 실린더(212)로 구분되고, 한 쌍의 제1 피스톤(220) 중 좌측 제1 피스톤(221)이 좌측 제1 실린더(211)에 내장되며, 우측 제1 피스톤(222)은 우측 제1 실린더(212)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하게 된다. 이때, 좌측 제1 피스톤(221) 및 우측 제1 피스톤(222)과 양단이 각각 결합되어 함께 좌우로 이동하는 제1 랙기어(230)가 상기 제1 피니언기어(111)와 치합된 상태가 된다.That is, the pair of first cylinders 210 are divided into a left first cylinder 211 and a right first cylinder 212 , and the left first piston 221 among the pair of first pistons 220 is on the left side. Built in the first cylinder 211, the right first piston 222 is built in each of the right first cylinder 212 is sliding movement. At this time, the left first piston 221 and the right first piston 222 and both ends are coupled to each other, and the first rack gear 230 moving left and right together is meshed with the first pinion gear 111 . .

따라서, 제1 실린더(210)의 좌측 제1 실린더(211) 또는 우측 제1 실린더(212) 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 제1 랙기어(230)가 슬라이딩 이동하게 되지만, 제1 실린더조(200)에서는 제1 랙기어(230)의 슬라이딩 이동 후 복귀시키는 기능이 없고, 이는 후술하는 제2 실린더조(300)에서 이루어진다.Accordingly, when hydraulic pressure is leaked to either one of the left first cylinder 211 or the right first cylinder 212 of the first cylinder 210 , the first rack gear 230 slides, but the first cylinder The tank 200 does not have a function of returning the first rack gear 230 after sliding movement, and this is done in the second cylinder tank 300 to be described later.

다음으로, 제2 실린더조(300)는 도 12 및 13에 도시된 바와 같이 좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제2 실린더(310)와, 상기 제2 실린더(310)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제2 피스톤(320)과, 양단이 상기 제2 피스톤(320)과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 랙기어(230)와 서로 반대방향으로 이동하도록 상기 제2 피니언기어(112)와 치합되어 상기 제2 피니언기어(112)를 회전시키는 제2 랙기어(330)와, 상기 제1 실린더(210)의 좌우 양측 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제2 실린더(310)의 좌우 양측 중 일측에 설치되어 상기 제2 랙기어(330)를 스프링력으로 복귀시키는 복귀스프링(340)을 포함한다.Next, as shown in FIGS. 12 and 13 , the second cylinder group 300 includes a pair of second cylinders 310 provided on both left and right sides, and the second cylinders 310 are respectively embedded in the sliding movement. A pair of second pistons 320 , both ends of which are coupled to the second piston 320 , respectively, slide left and right together, and the second pinion moves in opposite directions to the first rack gear 230 . When the second rack gear 330 meshes with the gear 112 to rotate the second pinion gear 112 and hydraulic pressure is leaked to any one of the left and right sides of the first cylinder 210, the second and a return spring 340 installed on one side of both left and right sides of the cylinder 310 to return the second rack gear 330 by a spring force.

즉, 한 쌍의 제2 실린더(310)는 좌측 제2 실린더(311) 및 우측 제2 실린더(312)로 구분되고, 한 쌍의 제2 피스톤(320) 중 좌측 제2 피스톤(321)이 좌측 제2 실린더(311)에 내장되며, 우측 제2 피스톤(322)은 우측 제2 실린더(312)에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하게 된다. 이때, 좌측 제2 피스톤(321) 및 우측 제2 피스톤(322)과 양단이 각각 결합되어 함께 좌우로 이동하는 제2 랙기어(330)가 상기 제2 피니언기어(112)와 치합된 상태가 된다.That is, the pair of second cylinders 310 are divided into a left second cylinder 311 and a right second cylinder 312 , and the left second piston 321 of the pair of second pistons 320 is the left Built in the second cylinder 311, the right second piston 322 is built in each of the right second cylinder 312 is sliding movement. At this time, the left second piston 321 and the right second piston 322 and both ends are coupled to each other, and the second rack gear 330 moving left and right together is in a meshing state with the second pinion gear 112 . .

따라서, 한 쌍의 제2 실린더(310)는 모두 유압의 유출입이 없는 상태이고, 제2 랙기어(330)가 제2 피니언기어(112)의 회전에 따라 슬라이딩 이동하는 경우 복귀스프링(340)이 압축되거나 인장되는 기능만을 가진다.Accordingly, both of the pair of second cylinders 310 are in a state where there is no hydraulic pressure in and out, and when the second rack gear 330 slides according to the rotation of the second pinion gear 112 , the return spring 340 is It has only the function of being compressed or stretched.

이때, 제2 랙기어(330)의 경우 제1 랙기어(230)와 서로 반대방향으로 이동하도록 설치되므로 제1 실린더조(200)의 제1 실린더(210), 제1 피스톤(220) 및 제1 랙기어(230)의 설치위치나 이동방향이 설정되는 경우에는 제2 실린더조(300)의 제2 실린더(310), 제2 피스톤(320), 제2 랙기어(330) 및 복귀스프링(340)의 설치위치 및 이동방향이 결정되게 된다.At this time, since the second rack gear 330 is installed to move in opposite directions to the first rack gear 230 , the first cylinder 210 , the first piston 220 and the first cylinder 200 of the first cylinder group 200 . When the installation position or movement direction of the first rack gear 230 is set, the second cylinder 310, the second piston 320, the second rack gear 330, and the return spring ( 340), the installation position and movement direction are determined.

예컨대, 도 12 및 13에 도시된 바와 같이 상기 제1 실린더조(200)의 우측 제1 실린더(212)로 유압의 유출입이 있는 경우 상기 제2 실린더조(300)의 우측 제2 실린더(312)에 복귀스프링(340)이 설치된다.For example, as shown in FIGS. 12 and 13 , when there is an inflow and outflow of hydraulic pressure into the first cylinder 212 on the right side of the first cylinder tank 200 , the second cylinder 312 on the right side of the second cylinder tank 300 . The return spring 340 is installed.

따라서, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 제1 실린더조(200)의 우측 제1 실린더(212)로 유압의 유입이 있는 경우 제1 랙기어(230)가 좌측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조(300)의 제2 랙기어(330)가 우측으로 이동하면서 상기 복귀스프링(340)이 압축된다.Therefore, as shown in FIG. 12 , when hydraulic pressure is introduced into the first cylinder 212 on the right side of the first cylinder group 200 , the first rack gear 230 moves to the left, and the second cylinder group 200 . As the second rack gear 330 of 300 moves to the right, the return spring 340 is compressed.

반대로, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 제1 실린더조(200)의 우측 제1 실린더(212)로 유압의 유출이 있는 경우 제1 랙기어(230)가 우측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조(300)의 제2 랙기어(330)가 wkh측으로 이동하면서 상기 복귀스프링(340)이 인장된다.Conversely, as shown in FIG. 13 , when hydraulic pressure is leaked into the first cylinder 212 on the right side of the first cylinder group 200 , the first rack gear 230 moves to the right, and the second cylinder group 200 . As the second rack gear 330 of 300 moves to the wkh side, the return spring 340 is tensioned.

즉, 제1 실린더조(200)의 좌측 제1 실린더(211) 또는 우측 제1 실린더(212) 중 어느 하나가 단동실린더로만 작동하면서 유압라인을 1개의 유압라인으로 줄이면서도 유압의 누유시 제2 실린더조(300)의 복귀스프링(340)의 스프링력으로 제2 랙기어(330)와 함께 제1 랙기어(230)를 복귀 이동시킬 수 있고, 피니언기어(110)와 함께 회전축(100)에 결합된 밸브(V)의 밸브축을 회전 및 회전복귀시킬 수 있게 되는 것이다.That is, when any one of the first left cylinder 211 or the right first cylinder 212 of the first cylinder group 200 operates only as a single-acting cylinder and reduces the hydraulic line to one hydraulic line, when hydraulic pressure is leaked, the second With the spring force of the return spring 340 of the cylinder set 300, the first rack gear 230 together with the second rack gear 330 may be returned and moved, and the rotation shaft 100 together with the pinion gear 110 may be moved. It will be possible to rotate and return the valve shaft of the combined valve (V).

특히, 제2 랙기어(330)는 제2 피니언기어(112)와 치합되는데, 제2 피니언기어(112)는 제1 피니언기어(111)와 동축상으로 회전축(100)에 함께 회전하도록 결합되어 있고, 이러한 제2 피니언기어(112)는 제1 피니언기어(111)의 잇수보다 많은 잇수를 가짐에 따라 제1 랙기어(230)로 작용하는 유압보다 제2 랙기어(330)로 작용하는 스프링력이 작더라도 상호 동일한 압력을 가질 수 있게 하는 효과가 있다.In particular, the second rack gear 330 is meshed with the second pinion gear 112 , the second pinion gear 112 is coaxially coupled to the rotation shaft 100 with the first pinion gear 111 to rotate together. As the second pinion gear 112 has more teeth than the number of teeth of the first pinion gear 111 , the spring acting as the second rack gear 330 rather than the hydraulic pressure acting as the first rack gear 230 . Even if the force is small, it has the effect of allowing the mutually equal pressure.

이때, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 상기 회전축(100)은 상기 제1 실린더조(200) 및 제2 실린더조(300)의 상부를 관통하여 상방에 노출되고, 이때 상기 회전축(100)의 노출된 상부에 결합되는 회전식 노브(400)와, 상기 밸브(V)의 개방 및 폐쇄 위치까지 상기 회전식 노브(400)의 좌우 회전을 각각 제한하는 한 쌍의 리미트스위치(500)를 더 포함할 수 있다. 이러한 회전식 노브(400) 및 리미트스위치(500)를 통해 유압의 유출입 및 스프링력에 의한 복귀 작동시 밸브의 개방 및 폐쇄위치를 정확히 제어 및 확인할 수 있는 효과가 있다.At this time, as shown in FIGS. 10 and 11 , the rotation shaft 100 penetrates through the upper portions of the first cylinder tank 200 and the second cylinder tank 300 and is exposed upward, at this time the rotation shaft 100 of It may further include a rotary knob 400 coupled to the exposed upper portion, and a pair of limit switches 500 for limiting the left and right rotation of the rotary knob 400 to the open and closed positions of the valve V, respectively. have. There is an effect that can accurately control and confirm the opening and closing positions of the valve during the return operation by the inflow and outflow of hydraulic pressure and the spring force through the rotary knob 400 and the limit switch 500 .

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유압식 로터리 엑추에이터는, 랙기어(230)(330)와 피니언기어(110)(111)(112) 간의 백래쉬를 최소화하면서 고압의 유압작동이 이루어질 수 있고, 유압의 유출입을 위한 유압라인을 최소화하면서도 유압라인의 누유시 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있는 효과가 있다.As described above, the hydraulic rotary actuator according to the present invention minimizes backlash between the rack gears 230 and 330 and the pinion gears 110, 111 and 112 while performing high-pressure hydraulic operation. It has the effect of automatically closing the valve in case of leakage of the hydraulic line while minimizing the hydraulic line for

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and change the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention as long as it is apparent to those of ordinary skill in the art.

V : 밸브
A : 유압식 로터리 엑추에이터
100 : 회전축 110 : 피니언기어
111 : 제1 피니언기어 112 : 제2 피니언기어
120 : 종동기어
200 : 제1 실린더조
210 : 제1 실린더
211 : 좌측 제1 실린더 212 : 우측 제1 실린더
220 : 제1 피스톤
221 : 좌측 제1 피스톤 222 : 우측 제1 피스톤
230 : 제1 랙기어
300 : 제2 실린더조
310 : 제2 실린더
311 : 좌측 제2 실린더 312 : 우측 제2 실린더
320 : 제2 피스톤
321 : 좌측 제2 피스톤 322 : 우측 제2 피스톤
330 : 제2 랙기어
340 : 복귀스프링
400 : 노브
500 : 리미트스위치V : valve
A: Hydraulic Rotary Actuator
100: rotation shaft 110: pinion gear
111: first pinion gear 112: second pinion gear
120: driven gear
200: first cylinder set
210: first cylinder
211: left first cylinder 212: right first cylinder
220: first piston
221: left first piston 222: right first piston
230: first rack gear
300: second cylinder set
310: second cylinder
311: left second cylinder 312: right second cylinder
320: second piston
321: left second piston 322: right second piston
330: second rack gear
340: return spring
400 : knob
500: limit switch

Claims (10)

유압의 작동에 따라 밸브의 밸브축을 회전시켜 상기 밸브를 개폐하는 유압식 로터리 엑추에이터에 있어서,
상기 밸브축과 결합되어 함께 회전하고, 피니언기어가 형성된 회전축과,
상기 회전축을 사이에 두고 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조 및 제2 실린더조와,
상기 피니언기어 보다 더 많은 잇수를 가지고, 상기 피니언기어에 치합되어 회전하는 종동기어를 포함하고,
상기 제1 실린더조는,
좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제1 실린더와, 상기 제1 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제1 피스톤과, 양단이 상기 제1 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 피니언기어와 치합되어 상기 피니언기어를 회전시키는 제1 랙기어를 포함하고,
상기 제2 실린더조는,
좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제2 실린더와, 상기 제2 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제2 피스톤과, 양단이 상기 제2 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 랙기어와 서로 같은방향으로 이동하도록 상기 종동기어와 치합되어 상기 종동기어를 회전시키는 제2 랙기어와, 상기 제1 실린더의 좌우 양측 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제2 실린더의 좌우 양측 중 타측에 설치되어 상기 제2 랙기어를 스프링력으로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
In the hydraulic rotary actuator for opening and closing the valve by rotating the valve shaft according to the operation of hydraulic pressure,
a rotation shaft coupled to the valve shaft to rotate together, and a pinion gear formed thereon;
A pair of first and second cylinder sets installed in parallel to face each other with the rotation shaft interposed therebetween;
It has a larger number of teeth than the pinion gear, and includes a driven gear which is meshed with the pinion gear and rotates,
The first cylinder group,
A pair of first cylinders provided on both left and right sides, a pair of first pistons respectively embedded in the first cylinder to slide, both ends are coupled to the first piston, respectively, to slide left and right together, and and a first rack gear meshed with the pinion gear to rotate the pinion gear,
The second cylinder group,
A pair of second cylinders provided on both left and right sides, a pair of second pistons respectively embedded in the second cylinder to slide, both ends are coupled to the second piston, respectively, to slide left and right together, and A second rack gear meshes with the driven gear to move in the same direction as the first rack gear and rotates the driven gear, and when hydraulic pressure is leaked to either side of the left and right sides of the first cylinder, the second cylinder A hydraulic rotary actuator, comprising a return spring installed on the other side of the left and right sides of the motor to return the second rack gear by a spring force.
 제1항에 있어서,
상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출입이 있는 경우 상기 제2 실린더조의 좌측 제2 실린더에 상기 복귀스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
According to claim 1,
Hydraulic rotary actuator, characterized in that the return spring is installed in the second cylinder on the left side of the second cylinder set when there is an inflow and outflow of hydraulic pressure into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders.
 제2항에 있어서,
상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유입이 있는 경우 제1 랙기어가 좌측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 좌측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 압축되는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
3. The method of claim 2,
The return spring is compressed as the first rack gear moves to the left and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the left when hydraulic pressure is introduced into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders. Hydraulic rotary actuator.
 제3항에 있어서,
상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출이 있는 경우 제1 랙기어가 우측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 우측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 인장되는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
4. The method of claim 3,
The return spring is tensioned as the first rack gear moves to the right and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the right when hydraulic pressure is leaked into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders. Hydraulic rotary actuator.
 제1항에 있어서,
상기 회전축은,
상기 제1 실린더조 및 제2 실린더조의 상부를 관통하여 상방에 노출되고,
상기 회전축의 노출된 상부에 결합되는 회전식 노브와,
상기 밸브의 개방 및 폐쇄 위치까지 상기 회전식 노브의 좌우 회전을 제한하는 리미트스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
According to claim 1,
The rotating shaft is
It penetrates through the upper part of the first cylinder tank and the second cylinder tank and is exposed to the upper side,
a rotary knob coupled to the exposed upper part of the rotary shaft;
Hydraulic rotary actuator, characterized in that it further comprises a limit switch for limiting the left and right rotation of the rotary knob to the open and closed positions of the valve.
 유압의 작동에 따라 밸브의 밸브축을 회전시켜 상기 밸브를 개폐하는 유압식 로터리 엑추에이터에 있어서,
상기 밸브축과 결합되어 함께 회전하고, 제1 피니언기어가 형성된 회전축과,
상기 회전축을 중심으로 서로 마주보도록 평행하게 설치된 한 쌍의 제1 실린더조 및 제2 실린더조와,
상기 제1 피니언기어 보다 더 많은 잇수를 가지고, 상기 회전축에 상기 제1 피니언기어와 동축 상에 결합되어 함께 회전하는 제2 피니언기어를 포함하고,
상기 제1 실린더조는,
좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제1 실린더와, 상기 제1 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제1 피스톤과, 양단이 상기 제1 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 피니언기어와 치합되어 상기 제1 피니언기어를 회전시키는 제1 랙기어를 포함하고,
상기 제2 실린더조는,
좌우 양측에 구비된 한 쌍의 제2 실린더와, 상기 제2 실린더에 각각 내장되어 슬라이딩 이동하는 한 쌍의 제2 피스톤과, 양단이 상기 제2 피스톤과 각각 결합되어 함께 좌우로 슬라이딩 이동하고, 상기 제1 랙기어와 서로 반대방향으로 이동하도록 상기 제2 피니언기어와 치합되어 상기 제2 피니언기어를 회전시키는 제2 랙기어와, 상기 제1 실린더의 좌우 양측 중 어느 일측으로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제2 실린더의 좌우 양측 중 일측에 설치되어 상기 제2 랙기어를 스프링력으로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
In the hydraulic rotary actuator for opening and closing the valve by rotating the valve shaft according to the operation of hydraulic pressure,
a rotation shaft coupled to the valve shaft to rotate together, and a first pinion gear formed thereon;
A pair of first and second cylinder sets installed in parallel to face each other with respect to the axis of rotation;
and a second pinion gear having a larger number of teeth than the first pinion gear and being coupled on the same axis with the first pinion gear to the rotation shaft and rotating together,
The first cylinder group,
A pair of first cylinders provided on both left and right sides, a pair of first pistons respectively embedded in the first cylinder to slide, both ends are coupled to the first piston, respectively, to slide left and right together, and and a first rack gear meshed with the first pinion gear to rotate the first pinion gear,
The second cylinder group,
A pair of second cylinders provided on both left and right sides, a pair of second pistons respectively embedded in the second cylinder to slide, both ends are coupled to the second piston, respectively, to slide left and right together, and When a second rack gear meshes with the second pinion gear to move in opposite directions from the first rack gear to rotate the second pinion gear, and hydraulic pressure is leaked to either side of the left and right sides of the first cylinder and a return spring installed on one of the left and right sides of the second cylinder to return the second rack gear by spring force.
 제6항에 있어서,
상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출입이 있는 경우 상기 제2 실린더조의 우측 제2 실린더에 상기 복귀스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
7. The method of claim 6,
Hydraulic rotary actuator, characterized in that the return spring is installed in the right second cylinder of the second cylinder set when there is an inflow and outflow of hydraulic pressure to the right first cylinder of the first cylinder set.
 제7항에 있어서,
상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유입이 있는 경우 상기 제1 랙기어가 좌측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 우측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 압축되는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
8. The method of claim 7,
When hydraulic pressure is introduced into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders, the first rack gear moves to the left and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the right, thereby compressing the return spring. hydraulic rotary actuator.
 제8항에 있어서,
상기 제1 실린더조의 우측 제1 실린더로 유압의 유출이 있는 경우 상기 제1 랙기어가 우측으로 이동하고, 상기 제2 실린더조의 제2 랙기어가 좌측으로 이동하면서 상기 복귀스프링이 인장되는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.
9. The method of claim 8,
When hydraulic pressure is leaked into the first cylinder on the right side of the first set of cylinders, the first rack gear moves to the right and the second rack gear of the second set of cylinders moves to the left, so that the return spring is tensioned. hydraulic rotary actuator.
 제6항에 있어서,
상기 회전축은,
상기 제1 실린더조 및 제2 실린더조의 상부를 관통하여 상방에 노출되고,
상기 회전축의 노출된 상부에 결합되는 회전식 노브와,
상기 밸브의 개방 및 폐쇄 위치까지 상기 회전식 노브의 좌우 회전을 제한하는 리미트스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 로터리 엑추에이터.7. The method of claim 6,
The rotating shaft is
It penetrates through the upper part of the first cylinder tank and the second cylinder tank and is exposed to the upper side,
a rotary knob coupled to the exposed upper part of the rotary shaft;
Hydraulic rotary actuator, characterized in that it further comprises a limit switch for limiting the left and right rotation of the rotary knob to the open and closed positions of the valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0671903U (en) * 1993-03-19 1994-10-07 エヌオーケー株式会社 Rotary actuator
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KR102030788B1 (en) * 2018-04-20 2019-10-10 주식회사 대아 엠 Buttryfly valve

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