KR102482596B1 - 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘 - Google Patents

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Abstract

선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘는: 라쳇부; 라쳇부에 이동 가능하게 설치되는 캐리어부; 캐리어부에 결합되는 헤드부; 라쳇부에 구속 및 해제되도록 캐리어부에 이동 가능하게 설치되는 록킹부; 록킹부를 라쳇부에서 해제시키도록 헤드부와 록킹부에 연결되는 구동부; 록킹부가 라쳇부에서 해제된 상태를 유지하도록 헤드부와 록킹부에 연결되는 위치 고정부; 및 록킹부가 라쳇부에서 구속된 상태를 유지하도록 록킹부를 라쳇부 측으로 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘{LOCKING MECHANISM FOR SOFT LINEAR ACTUATOR}
본 발명은 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지속적인 가열이나 전류 인가 없이 변형된 상태나 자세를 유지할 수 있는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에 관한 것이다.
일반적으로 열기반 소프트 열변형 구동기는 가열되었을 때에 길이가 줄어들면서 힘을 발생시키는 기기이다. 열기반 소프트 열변형 구동기는 가볍고 유연하게 구부러지는 특성으로 인해 초경량 의수나 옷감형 구동기 등에 적용될 수 있다.
그러나, 종래에는 열기반 소프트 열변형 구동기가 경량 의수나 핸드(hand)에 적용되는 경우, 특정 조인트 각도를 유지하기 위해 열변형 구동기를 지속적으로 가열하여 열변형 구동기가 줄어든 상태를 계속적으로 유지해야 한다. 또한, 열변형 구동기가 과도하게 가열됨에 따라 열변형 구동기의 파단을 일으킬 수 있다. 또한, 열변형 구동기에 열을 가해주지 않는 경우 줄어든 상태를 유지하지 못하고 외부의 힘에 의해 쉽게 늘어날 수 있다. 또한, 열변형 구동기를 가열하는 동안 외부 힘을 가하면 이력현상(hysteresis)이 발생하여 열변형 구동기의 변형력과 반복성이 감소하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2017-0079831호(2017. 07. 10 공개, 발명의 명칭: 전자 의수)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 지속적인 가열이나 전류 인가 없이 변형된 상태나 자세를 유지할 수 있는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘은: 라쳇부; 상기 라쳇부에 이동 가능하게 설치되는 캐리어부; 상기 캐리어부에 결합되는 헤드부; 상기 라쳇부에 구속 및 해제되도록 상기 캐리어부에 이동 가능하게 설치되는 록킹부; 상기 록킹부를 상기 라쳇부에서 해제시키도록 상기 헤드부와 상기 록킹부에 연결되는 구동부; 상기 록킹부가 상기 라쳇부에서 해제된 상태를 유지하도록 상기 헤드부와 상기 록킹부에 연결되는 위치 고정부; 및 상기 록킹부가 상기 라쳇부에서 구속된 상태를 유지하도록 상기 록킹부를 상기 라쳇부 측으로 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 라쳇부는 상기 캐리어부를 관통하고, 상기 록킹부의 일방향 이동을 제한하는 라쳇 기어부; 및 상기 캐리어부가 이동 가능하게 결합되고, 상기 라쳇 기어부와 나란하게 배치되는 슬라이드부를 포함할 수 있다.
상기 캐리어부는 상기 라쳇 기어부가 통과하도록 캐리어홀부가 형성되고, 상기 슬라이드부가 통과하도록 슬라이드홀부가 형성되며, 상기 록킹부가 이동 가능하게 삽입되도록 록킹홀부가 형성되는 캐리어 바디부; 및 상기 헤드부를 지지하도록 상기 캐리어 바디부에 형성되는 서포트부를 포함할 수 있다.
상기 서포트부는 상기 캐리어 바디부의 둘레부에 형성되는 복수의 서포트 칼럼을 포함할 수 있다.
상기 록킹부는 상기 록킹홀부에 이동 가능하게 삽입되고, 상기 라쳇 기어부에 맞물려 구속되는 록킹 기어부; 및 상기 캐리어 바디부에 걸리도록 상기 록킹 기어부의 외측으로 연장되고, 상기 위치 고정부가 일측이 고정되는 이동 제한부를 포함할 수 있다.
상기 록킹 기어부는 상기 캐리어부의 이동 방향과 수직한 방향으로 이동될 수 있다.
상기 헤드부는 상기 서포트부에 탑재되고 헤드 바디부; 상기 록킹부의 이동시 상기 위치 고정부가 이동 가능하도록 형성되는 트랙부; 상기 록킹부가 상기 라쳇 기어부에서 해제된 상태에서 상기 위치 고정부를 구속하도록 상기 트랙부의 내측에 형성되는 스토퍼부를 포함할 수 있다.
상기 트랙부는 상기 위치 고정부를 상기 스토퍼부의 내측으로 안내하도록 상기 스토퍼부의 상측에 경사지게 형성되는 제1경사부; 및 상기 위치 고정부를 상기 스토퍼부의 외측으로 안내하도록 상기 제1경사부에 연결되는 제2경사부를 포함할 수 있다.
상기 스토퍼부는 상기 록킹부가 상기 구동부에 의해 이동될 때에 상기 위치 고정부를 상기 제1경사부 측으로 안내하도록 상기 스토퍼부의 하측에 형성되는 제1안내부; 상기 록킹부가 상기 라쳇 기어부에서 해제된 상태에서 상기 위치 고정부의 위치를 고정시키도록 상기 제1안내부의 상측에 형성되는 스토퍼홈부; 및 상기 록킹부가 상기 라쳇 기어부에 구속될 때에 상기 위치 고정부를 상기 스토퍼홈부의 하측으로 안내하도록 상기 스토퍼부의 하측에 형성되는 제2안내부를 포함할 수 있다.
상기 위치 고정부는 상기 록킹부와 상기 트랙부 사이에 배치되는 위치 고정 바디부; 상기 록킹부에 고정되도록 상기 위치 고정 바디부의 일측에 형성되는 제1걸림부; 및 상기 트랙부를 따라 이동되도록 상기 위치 고정 바디부에 형성되는 제2걸림부를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 헤드부의 양측과 상기 록킹부의 양측에 연결되고, 전원이 공급됨에 따라 수축되는 한 쌍의 열변형 구동기를 포함할 수 있다.
상기 가압부재는 상기 록킹부를 상기 라쳇부 측으로 탄성 가압하는 코일 스프링일 수 있다.
본 발명에 따르면, 록킹부가 라쳇부에 구속되면 록킹부가 라쳇부에서 이동되는 것이 방지되므로, 록킹부가 라쳇부에 구속된 상태를 계속 유지하기 위해 구동부에 전원을 계속 공급하지 않아도 된다. 나아가, 본 발명에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘이 적용되는 의수나 옷감형 구동기 등이 변형된 상태나 자세를 계속적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘의 전방측을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 라쳇부, 헤드부 및 록킹부를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 헤드부에 형성되는 트랙부와 스토퍼를 도시한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 록킹부가 라쳇부에 구속된 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 록킹부가 라쳇부에서 해제된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 록킹부가 라쳇부에서 해제된 후 캐리어부가 다른 위치로 이동된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 캐리어부가 다른 위치로 이동된 후 록킹부가 라쳇부에 구속된 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 위치 이동부가 트랙부를 따라 회전 이동되면서 스토퍼부에 구속 또는 해제되는 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘이 핑거모듈에 적용되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘이 핑거모듈의 핑거부를 구부리는 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘의 일 실시예를 설명한다. 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘의 전방측을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘을 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 라쳇부, 헤드부 및 록킹부를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘(100)는 라쳇부(110), 캐리어부(120), 헤드부(130), 록킹부(140), 구동부(150), 위치 고정부(160) 및 가압부재(170)를 포함한다.
라쳇부(110)는 경량 의수나 옷감형 구동기에 설치될 수 있다. 캐리어부(120)는 라쳇부(110)에 이동 가능하게 설치된다. 헤드부(130)는 캐리어부(120)에 결합된다. 록킹부(140)는 라쳇부(110)에 구속 및 해제되도록 캐리어부(120)에 이동 가능하게 설치된다. 구동부(150)는 록킹부(140)를 라쳇부(110)에서 해제시키도록 헤드부(130)와 록킹부(140)에 연결된다. 위치 고정부(160)는 록킹부(140)가 라쳇부(110)에서 해제된 상태를 유지하도록 헤드부(130)와 록킹부(140)에 연결된다. 가압부재(170)는 록킹부(140)가 라쳇부(110)에서 구속된 상태를 유지하도록 록킹부(140)를 라쳇부(110) 측으로 가압한다.
구동부(150)가 구동됨에 따라 록킹부(140)가 라쳇부(110)에서 해제되도록 이동되면, 록킹부(140)가 위치 고정부(160)를 이동시킨다. 구동부(150)에 전원 공급이 중단되면, 위치 고정부(160)가 록킹부(140)의 위치를 고정시킴에 따라 록킹부(140)가 라쳇부(110)에서 해제된 상태를 그대로 유지한다. 이어, 캐리어부(120)가 록킹부(140), 헤드부(130), 구동부(150), 위치 고정부(160) 및 가압부재(170)와 함께 특정 위치로 이동된다. 구동부(150)에 전원 공급이 다시 중단되면, 위치 고정부(160)가 원위치로 복귀됨에 따라 록킹부(140)가 라쳇부(110)에 다시 구속된다. 따라서, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되더라도 위치 고정부(160)가 록킹부(140)의 해제 상태를 그대로 유지하고, 록킹부(140)가 라쳇부(110)에 구속되면 록킹부(140)가 라쳇부(110)에서 이동되는 것이 방지되므로, 록킹부(140)가 라쳇부(110)에 구속 및 해제 상태를 계속 유지하기 위해 구동부(150)에 전원을 계속 공급하지 않아도 된다. 나아가, 본 발명에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘(100)가 적용되는 의수나 옷감형 구동기 등이 변형된 상태나 자세를 계속적으로 유지할 수 있다.
라쳇부(110)는 라쳇 기어부(111) 및 슬라이드부(113)를 포함한다. 라쳇 기어부(111)는 캐리어부(120)를 관통하고, 록킹부(140)의 일방향 이동을 제한한다. 슬라이드부(113)는 캐리어부(120)가 이동 가능하게 결합되고, 라쳇 기어부(111)와 나란하게 배치된다. 라쳇 기어부(111)는 전체적으로 직사각판 형태로 형성되고, 라쳇 기어부(111)의 일면에는 라쳇 톱니부(112)가 라쳇 기어부(111)의 길이방향을 따라 형성된다. 라쳇 톱니부(112)는 일측이 수직하고 타측이 경사지게 형성된다. 슬라이드부(113)는 원형봉, 다각봉 형태로 형성된다. 라쳇 기어부(111)와 슬라이드부(113)의 일측은 제1블록(115)에 고정되고, 라쳇 기어부(111)와 슬라이드부(113)의 일측은 제2블록(116)에 고정된다. 록킹부(140)가 라쳇 기어부(111)에 구속될 때에 라쳇 기어부(111)의 일방향으로 이동이 제한되므로, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되더라도 록킹부(140)가 라쳇부(110)에서 이동되는 것을 방지할 수 있다.
캐리어부(120)는 캐리어 바디부(121) 및 서포트부(125)를 포함한다.
캐리어 바디부(121)에는 라쳇 기어부(111)가 통과하도록 캐리어홀부(122)가 형성되고, 슬라이드부(113)가 통과하도록 슬라이드홀부(123)가 형성되며, 록킹부(140)가 이동 가능하게 삽입되도록 록킹홀부(124)가 형성된다. 서포트부(125)는 헤드부(130)를 지지하도록 캐리어 바디부(121)에 형성된다. 캐리어홀부(122)는 캐리어 바디부(121)의 폭방향 중심부에 형성되고, 라쳇 기어부(111)가 이동될 수 있도록 직사각 형태로 형성된다. 슬라이드홀부(123)는 캐리어홀부(122)의 양측에 수평방향으로 형성된다. 록킹홀부(124)는 캐리어홀부(122)와 연통되고 수직방향으로 형성된다.
서포트부(125)는 캐리어 바디부(121)의 둘레부에 형성되는 복수의 서포트 칼럼(125a)을 포함한다. 복수의 서포트 칼럼(125a)은 캐리어 바디부(121)에서 상측으로 연장된다. 복수의 서포트 칼럼(125a)은 록킹홀부(124)의 둘레에 배치된다. 복수의 서포트 칼럼(125a)이 헤드부(130)의 둘레부를 지지하므로, 헤드부(130)가 안정되게 위치 고정될 수 있다.
록킹부(140)는 록킹 기어부(141) 및 이동 제한부(145)를 포함한다.
록킹 기어부(141)는 록킹홀부(124)에 이동 가능하게 삽입되고, 라쳇 기어부(111)에 맞물려 구속된다. 이동 제한부(145)는 캐리어 바디부(121)에 걸리도록 록킹 기어부(141)의 외측으로 연장되고, 위치 고정부(160)가 일측이 고정된다. 록킹 기어부(141)의 하측에는 라쳇 기어부(111)의 라쳇 톱니부(112)에 맞물리도록 록킹 톱니부(142)가 형성된다. 록킹 톱니부(142)는 타측이 수직하고 일측이 경사지게 형성된다. 이동 제한부(145)는 록킹 기어부(141)의 상측에서 외측으로 연장된다. 따라서, 록킹부(140)가 하강될 때에 이동 제한부(145)가 캐리어 바디부(121)의 상측에 걸리면 록킹부(140)의 하강이 정지되므로, 록킹 기어부(141)가 라쳇 기어부(111)에 맞물릴 정도로 록킹부(140)의 하강 범위가 제한된다.
록킹 기어부(141)는 캐리어부(120)의 이동 방향과 수직한 방향으로 이동된다. 따라서, 캐리어부(120)는 라쳇부(110)의 길이방향과 나란하게 이동되고, 록킹 기어부(141)는 라쳇부(110)의 길이방향과 수직하게 이동될 수 있다.
헤드부(130)는 헤드 바디부(131), 트랙부(133) 및 스토퍼부(135)를 포함한다.
헤드 바디부(131)는 서포트부(125)에 탑재된다. 트랙부(133)는 록킹부(140)의 이동시 위치 고정부(160)가 이동 가능하도록 형성된다. 스토퍼부(135)는 록킹부(140)가 라쳇 기어부(111)에서 해제된 상태에서 위치 고정부(160)를 구속하도록 트랙부(133)의 내측에 형성된다. 헤드 바디부(131)는 체결 구조나 접착제에 의해 서포트부(125)의 상측에 고정된다. 트랙부(133)는 헤드 바디부(131)에 스토퍼부(135)를 둘러싸도록 형성된다. 스토퍼부(135)는 위치 고정부(160)가 걸려 구속되도록 트랙부(133)에서 돌출되게 형성된다. 스토퍼부(135)의 하측은 아래로 수렴되게 형성되고, 스토퍼부(135)의 상측은 함몰된 형태로 형성된다. 위치 고정부(160)가 트랙부(133)를 따라 이동되고, 스토퍼부(135)는 록킹부(140)가 라쳇 기어부(111)에서 해제된 상태에서 위치 고정부(160)를 구속하므로, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되더라도 록킹부(140)가 해제된 상태를 그대로 유지할 수 있다.
상기한 트랙부(133)와 스토퍼부(135)에 관해서는 아래에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
위치 고정부(160)는 록킹부(140)와 트랙부(133) 사이에 배치되는 위치 고정 바디부(161)와, 록킹부(140)에 고정되도록 위치 고정 바디부(161)의 일측에 형성되는 제1걸림부(162)와, 트랙부(133)를 따라 이동되도록 위치 고정 바디부(161)에 형성되는 제2걸림부(163)를 포함한다. 위치 고정 바디부(161)는 원형봉 또는 다각봉 형태로 형성되고, 제1걸림부(162)와 제2걸림부(163)는 위치 고정 바디부(161)에 수직하게 절곡된다. 제1걸림부(162)는 캐리어 바디부(121)에 끼워져 고정되고, 제2걸림부(163)는 트랙부(133)를 따라 이동 가능하도록 트랙부(133)에 결합된다.
구동부(150)는 헤드부(130)의 양측과 록킹부(140)의 양측에 연결되고, 전원이 공급됨에 따라 수축되는 한 쌍의 열변형 구동기(153)를 포함한다. 구동부(150)는 전선이 연결되는 스위치부(151)와, 스위치부(151)에 코일 형태로 연결되는 열변형 구동기(153)와, 열변형 구동기(153)를 록킹부(140)에 고정시키는 체결부재(155)를 포함한다. 열변형 구동기(153)는 스위치부(151)에서 전원이 인가됨에 따라 수축되도록 코일 형태로 형성된다. 체결부재(155)는 나사 결합에 의해 록킹부(140)에 체결된다. 열변형 구동기(153)에 전원이 공급되면, 열변형 구동기(153)가 수축되면서 록킹부(140)를 상승시키고, 열변형 구동기(153)에 전원 공급이 중단되면, 열변형 구동기(153)가 신장되면서 록킹부(140)를 하강시킨다. 이러한 구동부(150)는 록킹부(140)를 직선방향을 따라 이동시키는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
가압부재(170)는 록킹부(140)를 라쳇부(110) 측으로 탄성 가압하는 코일 스프링일 수 있다. 따라서, 구동부(150)가 구동됨에 따라 록킹부(140)가 상승되어 라쳇부(110)에서 해제될 때에, 구동부(150)의 구동력에 의해 가압부재(170)가 길이방향으로 수축된다. 또한, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되면, 가압부재(170)가 길이방향으로 신장됨에 따라 록킹부(140)가 하승되어 라쳇부(110)에 구속된다. 이러한 가압부재(170)는 록킹부(140)를 라쳇부(110) 측으로 가압하는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 헤드부에 형성되는 트랙부와 스토퍼를 도시한 확대도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 록킹부가 라쳇부에 구속된 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 록킹부가 라쳇부에서 해제된 상태를 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 록킹부가 라쳇부에서 해제된 후 캐리어부가 다른 위치로 이동된 상태를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 캐리어부가 다른 위치로 이동된 후 록킹부가 라쳇부에 구속된 상태를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘에서 위치 이동부가 트랙부를 따라 회전 이동되면서 스토퍼부에 구속 또는 해제되는 상태를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 트랙부(133)는 위치 고정부(160)를 스토퍼부(135)의 내측으로 안내하도록 스토퍼부(135)의 상측에 경사지게 형성되는 제1경사부(133a)와, 위치 고정부(160)를 스토퍼부(135)의 외측으로 안내하도록 제1경사부(133a)에 경사지게 연결되는 제2경사부(133b)를 포함한다. 제1경사부(133a)는 트랙부(133)의 상측 벽면에서 스토퍼부(135)를 향하여 하향 경사지게 형성되고, 제2경사부(133b)는 트랙부(133)의 상측 벽면에서 스토퍼부(135)를 향하여 하향 경사지게 형성된다. 제1경사부(133a)의 길이는 제2경사부(133b)의 길이보다 짧게 형성된다.
따라서, 위치 고정부(160)가 트랙부(133)의 상측으로 이동된 후 구동부(150)에 전원 공급이 중단되면, 위치 고정부(160)가 약간 하강됨에 따라 스토퍼부(135)에 걸려 구속된다. 이때, 위치 고정부(160)는 트랙부(133)를 대략 180° 회전된 상태가 된다. 또한, 구동부(150)가 다시 구동됨에 따라 위치 고정부(160)가 트랙부(133)의 상측으로 약간 이동되면, 위치 고정부(160)가 제2경사부(133b)를 따라 슬라이딩되면서 스토퍼부(135)의 외측으로 이동되고, 구동부(150)에 전원 공급이 다시 중단되면 위치 고정부(160)가 하강됨에 따라 트랙부(133)의 하측인 홈포지션으로 복귀된다. 이때, 위치 고정부(160)는 트랙부(133)를 대략 360° 회전된 상태가 된다.
스토퍼부(135)는 제1안내부(135a), 스토퍼홈부(135b) 및 제2안내부(135c)를 포함한다.
제1안내부(135a)는 록킹부(140)가 구동부(150)에 의해 이동될 때에 위치 고정부(160)를 제1경사부(133a) 측으로 안내하도록 스토퍼부(135)의 하측에 형성된다. 스토퍼홈부(135b)는 록킹부(140)가 라쳇 기어부(111)에서 해제된 상태에서 위치 고정부(160)의 위치를 고정시키도록 제1안내부(135a)의 상측에 형성된다. 제2안내부(135c)는 록킹부(140)가 라쳇 기어부(111)에 구속될 때에 위치 고정부(160)를 스토퍼홈부(135b)의 하측으로 안내하도록 스토퍼부(135)의 하측에 형성된다. 제1안내부(135a)의 길이는 제2안내부(135c)의 길이보다 길게 형성된다. 제1안내부(135a)와 제2안내부(135c)는 하측으로 수렴되도록 경사지게 형성된다. 또한, 스토퍼홈부(135b)는 중심부가 하측으로 함몰되는 원호 형태로 형성된다. 스토퍼홈부(135b)의 위치 고정부(160) 인입측은 스토퍼홈부(135b)의 위치 고정부(160) 배출측에 비해 높게 형성될 수 있다.
따라서, 록킹부(140)가 구동부(150)에 의해 상승될 때에 위치 고정부(160)가 제1안내부(135a)를 따라 슬라이딩되면서 상측으로 이동된 후 스토퍼홈부(135b)에 걸리고, 록킹부(140)가 구동부(150)에 의해 하강될 때에 위치 고정부(160)가 제2안내부(135c)을 따라 트랙부(133)의 하측으로 이동된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘이 핑거모듈에 설치된 경우를 일 예로 하여 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘의 작동에 관해 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘이 핑거모듈에 적용되는 상태를 도시한 측면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘이 핑거모듈의 핑거부를 구부리는 상태를 도시한 측면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 핑거모듈(200)은 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘(100)의 라쳇부(110)에 연결되는 핑거부(211)와, 핑거부(211)의 롤러부(215)에 연결되는 텐던부(213)와, 텐던부(213)의 일측과 라쳇부(110)의 일측에 연결되는 제1스프링부(217)와, 라쳇부(110)의 일측과 캐리어부(120)에 연결되는 제2스프링부(218)을 포함한다. 제1스프링부(217)는 텐던부(213)를 핑거부(211) 측으로 잡아당기도록 탄성력을 작용하고, 제2스프링부(218)는 캐리어부(120)를 핑거부(211)의 반대측으로 잡아당기도록 탄성력을 작용한다.
핑거부(211)가 펴진 상태에서 구동부(150)가 구동되면, 구동부(150)가 수축되면서 록킹부(140)를 상승시킨다. 록킹부(140)가 위치 고정부(160)를 밀어 올리면, 위치 고정부(160)의 제2걸림부(163)가 스토퍼부(135)의 제1안내부(135a)를 따라 슬라이딩되면서 상측으로 이동된다. 이때, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되면, 구동부(150)의 열변형 구동기(153)가 수축됨에 따라 트랙부(133)의 제1경사부(133a)를 따라 하강된 후 스토퍼부(135)의 스토퍼홈부(135b)에 걸려 구속된다. 따라서, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되더라도 록킹부(140)가 라쳇부(110)에 해제된 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다.
캐리어부(120)가 별도의 동력전달부(미도시)에 의해 핑거부(211)의 반대측으로 이동되면, 제1스프링부(217)는 신장되고 제2스프링부(218)는 수축된다. 구동부(150)에 다시 전원이 공급되면, 구동부(150)가 다시 수축되면서 록킹부(140)를 약간 상승시킨다. 록킹부(140)가 위치 고정부(160)를 밀어 올리면, 위치 고정부(160)의 제2걸림부(163)가 트랙부(133)의 제2경사부(133b)를 따라 슬라이딩되면서 상측으로 이동된 후 트랙부(133)의 상측을 벗어나게 된다. 이때, 구동부(150)에 전원 공급이 다시 중단되면, 가압부재(170)가 탄성력에 의해 록킹부(140)를 하측으로 가압한다. 록킹부(140)가 스토퍼부(135)의 제2안내부(135c)를 따라 하강된 후 랏쳇부에 구속된다. 이때, 라쳇부(110)의 라쳇 기어부(111)는 록킹부(140)가 일방향(핑거부(211) 측)으로 이동되는 것을 방지한다. 따라서, 구동부(150)에 전원 공급이 중단되더라도 록킹부(140)가 라쳇부(110)에 구속된 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘
110: 라쳇부 111: 라쳇 기어부
112: 라쳇 톱니부 113: 슬라이드부
115: 제1블록 116: 제2블록
120: 캐리어부 121: 캐리어 바디부
122: 캐리어홀부 123: 슬라이드홀부
124: 록킹홀부 125: 서포트부
125a: 서포트 칼럼 130: 헤드부
131: 헤드 바디부 133: 트랙부
133a: 제1경사부 133b: 제2경사부
135: 스토퍼부 135a: 제1안내부
135b: 스토퍼홈부 135c: 제2안내부
140: 록킹부 141: 록킹 기어부
142: 록킹 톱니부 145: 이동 제한부
150: 구동부 151: 스위치부
153: 열변형 구동기 155: 체결부재
160: 위치 고정부 161: 위치 고정 바디부
162: 제1걸림부 163: 제2걸림부
170: 가압부재 200: 핑거모듈
211: 핑거부 213: 텐던부
215: 롤러부 217: 제1스프링부
218: 제2스프링부

Claims (12)

  1. 라쳇부;
    상기 라쳇부에 이동 가능하게 설치되는 캐리어부;
    상기 캐리어부에 결합되는 헤드부;
    상기 라쳇부에 구속 및 해제되도록 상기 캐리어부에 이동 가능하게 설치되는 록킹부;
    상기 록킹부를 상기 라쳇부에서 해제시키도록 상기 헤드부와 상기 록킹부에 연결되는 구동부;
    상기 록킹부가 상기 라쳇부에서 해제된 상태를 유지하도록 상기 헤드부와 상기 록킹부에 연결되는 위치 고정부; 및
    상기 록킹부가 상기 라쳇부에서 구속된 상태를 유지하도록 상기 록킹부를 상기 라쳇부 측으로 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라쳇부는,
    상기 캐리어부를 관통하고, 상기 록킹부의 일방향 이동을 제한하는 라쳇 기어부; 및
    상기 캐리어부가 이동 가능하게 결합되고, 상기 라쳇 기어부와 나란하게 배치되는 슬라이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캐리어부는,
    상기 라쳇 기어부가 통과하도록 캐리어홀부가 형성되고, 상기 슬라이드부가 통과하도록 슬라이드홀부가 형성되며, 상기 록킹부가 이동 가능하게 삽입되도록 록킹홀부가 형성되는 캐리어 바디부; 및
    상기 헤드부를 지지하도록 상기 캐리어 바디부에 형성되는 서포트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서포트부는 상기 캐리어 바디부의 둘레부에 형성되는 복수의 서포트 칼럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 록킹부는,
    상기 록킹홀부에 이동 가능하게 삽입되고, 상기 라쳇 기어부에 맞물려 구속되는 록킹 기어부; 및
    상기 캐리어 바디부에 걸리도록 상기 록킹 기어부의 외측으로 연장되고, 상기 위치 고정부가 일측이 고정되는 이동 제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 록킹 기어부는 상기 캐리어부의 이동 방향과 수직한 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    상기 서포트부에 탑재되고 헤드 바디부;
    상기 록킹부의 이동시 상기 위치 고정부가 이동 가능하도록 형성되는 트랙부;
    상기 록킹부가 상기 라쳇 기어부에서 해제된 상태에서 상기 위치 고정부를 구속하도록 상기 트랙부의 내측에 형성되는 스토퍼부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 트랙부는,
    상기 위치 고정부를 상기 스토퍼부의 내측으로 안내하도록 상기 스토퍼부의 상측에 경사지게 형성되는 제1경사부; 및
    상기 위치 고정부를 상기 스토퍼부의 외측으로 안내하도록 상기 제1경사부에 연결되는 제2경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스토퍼부는,
    상기 록킹부가 상기 구동부에 의해 이동될 때에 상기 위치 고정부를 상기 제1경사부 측으로 안내하도록 상기 스토퍼부의 하측에 형성되는 제1안내부;
    상기 록킹부가 상기 라쳇 기어부에서 해제된 상태에서 상기 위치 고정부의 위치를 고정시키도록 상기 제1안내부의 상측에 형성되는 스토퍼홈부; 및
    상기 록킹부가 상기 라쳇 기어부에 구속될 때에 상기 위치 고정부를 상기 스토퍼홈부의 하측으로 안내하도록 상기 스토퍼부의 하측에 형성되는 제2안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 위치 고정부는,
    상기 록킹부와 상기 트랙부 사이에 배치되는 위치 고정 바디부;
    상기 록킹부에 고정되도록 상기 위치 고정 바디부의 일측에 형성되는 제1걸림부; 및
    상기 트랙부를 따라 이동되도록 상기 위치 고정 바디부에 형성되는 제2걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 헤드부의 양측과 상기 록킹부의 양측에 연결되고, 전원이 공급됨에 따라 수축되는 한 쌍의 열변형 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가압부재는 상기 록킹부를 상기 라쳇부 측으로 탄성 가압하는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 선형 액추에이터를 위한 락킹 메커니즘.
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