KR20220044983A - 선형 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적으로 원통형 하우징의 선형 액추에이터 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 변환하기 위한 볼 스크류 피동 선형 액추에이터에 관한 것이다. 본 개시는 고 성능, 큰 힘 및 빠른 속도를 요구하는 용도에 사용된다. 본 발명은 지면과 해저 모두에서 수행되는 것이다.

Description

선형 액추에이터

오늘날의 산업은 육상, 해상, 해저에서 작업을 수행하는 데 효율성, 환경 및 디지털화에 높은 관심을 갖고 있다. 지난 몇 년간 관심을 받은 것 중 하나는 효율적으로 전력을 사용하여 매우 비효율적인 유압 시스템을 대체하는 과제를 수행한 것이다. 오늘날 많은 작업이 전기 모터에 의해 수행되고 있다. 유압 시스템의 주요 이점 중 하나는 컴팩트 시스템에서 유압 실린더와 액추에이터를 사용하여 큰 힘을 전달할 수 있는 것이다. 많은 시스템이 특허되었고, 유압 액추에이터와 경쟁하기 위해 개발되었지만, 저효율 및 대형 빌딩 크기는 전기 에너지가 바람직한 방법이 될 수 없게 하였다. 본 발명은 회전 토크를 선형 힘으로 전달하는 효율성이 개선된 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명은 베어링 볼이 재순환하는 컴팩트 볼 스크류 선형 액추에이터 시스템으로 구성되며, 업계에서 요구하는 필요한 효율 및 정밀도를 제공한다. 본 발명의 결과로, 많은 유압 시스템이 보다 정확한 테스트, 보다 친환경적이고 효율적인 작동을 수행하고, 더욱 원격적인 조작 및 디지털화된 시스템을 가능하게 하는 전력으로 대체할 수 있었다.

"선형 액추에이터"라는 용어는 기본적으로 선형 이동(linear movement)으로 추력 부재를 신장 및 수축하는 모든 공정을 설명하는 데 널리 사용되는 여러 해석을 할 수 있는 용어이다. 넓은 범위의 "선형 액추에이터" 용어의 의미는 공간, 지상, 해저 및 다운홀(downhole)에서의 시스템을 설명하는 데 사용된다. 선형 액추에이터는 유압, 공압, 전기 및 수작업과 같은 다양하게 알려진 메커니즘으로 작동한다. 또한 "선형 액추에이터" 라는 용어에서 "선형"이라는 단어는 선형 이동을 수행하기 위해 용구에 대한 회전 운동(rotational motion)의 사용을 제한하지 않기 때문에 추가적인 혼란이 발생할 수 있다. 이와 관련하여 "선형"이라는 단어는 회전 운동을 선형 이동으로 변환하여 추력 부재를 신장 및 수축시키는 장치를 포함하며, 때로는 그 단부에 공작물을 고정하여 특정 작업을 수행하는 것이다.

선형 액추에이터는 빠르고, 정확하며, 비교적 사용하기 쉬운 것이다. 본 발명의 주요 목적 중 하나는 해저 장비용으로 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 해결책을 제공하는 것이다. 해저 밸브의 작동을 유압에서 전기로 작동하는 에너지로 변환하는 것은 당 업계에서 수년간 연구 및 개발해 온 사항이다. 본 발명은 전기 모터를 사용하여 선형 볼 스크류 장치를 작동하여서, 특정한 용도에 맞는 적합한 컴팩트한 설계를 제공함으로써, 필요한 효율 및 신뢰성을 제공하는 것이다. 본 발명은 육상, 해상, 얕은 물, 심해 및 초심해 장소 모두에 적합한 것이다.

이 실시예의 또 다른 주요한 목적은 시스템에서 기계적 오버라이드(override) 기능도 제공하는 해저에서 작동하기 위한 전기 액추에이터를 제공하는 것이며, 액추에이터를 작동하기 위한 이러한 보조 수단은 종종 1차 작동 방법이 실패한 상황에서 수반되는 것으로 참조 된다. 이것은 일반적으로 해저 시스템과 유정 제어 시스템에서 중요한 밸브에 필요한 것이다.

이 실시예의 다른 목적은 의도하지 않은 이동을 방지하기 위해 액추에이터를 한 위치에 고정시키는 기계적 시스템을 제공하는 것이다. 일반적으로 이것은 진동이나 기타 외부 힘의 경우에 밸브가 움직이는 것을 방지하기 위한 유정 제어 시스템에 필요한 것이다.

현재 시장에는, 볼 스크류 장치를 통해 회전 이동(rotational movement)을 선형 이동(linear movement)으로 변환할 수 있는 시스템이 많이 나와 있다. 종래의 볼 스크류 및 너트 조립체는, 그 길이를 따라 연속적인 나선형 홈 또는 나사부(부속된 랜드 포함)를 갖는 원형 리드-스크류, 및 리드 스크류의 외부 홈과 협력하여 코스 또는 크기를 형성하기 위해 복수의 볼로 이루어진 단일 파일 열(single-file row)을 구비하는 매칭 연속한 나선형 홈 또는 나사부를 갖는 종동 너트를 포함하는 구조를 갖고, 상기 볼은 하나의 볼이 다른 하나의 볼과 관련하여 회전하여서 리드 스크류 홈 및 종동자 (또는 너트) 홈과 구름(rolling) 접촉하여 작동한다. 일반적으로, 이러한 시스템은 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 변환하기 위한 재순환 볼을 갖는 나사 및 너트 메커니즘을 포함한다.

이런 유형의 볼 스크류 설계는 다른 유형의 스크류 시스템에 비해 마찰 저항이 작고 상대적 회전이 원활하다. 볼 스크류 설계로 실현된 원활한 횡방향 이동은 일반적인 제조 장치 및 로봇 시스템에서 필요한 정확하고 빠른 작동을 용이하게 한다.

볼 스크류와 너트 설계에서, 스크류와 너트의 상대 운동(relative motion)에 의해 레이스 또는 코스를 따라 구름으로써 볼이 재순환하게 된다. 그 결과, 볼을 재순환시키기 위한 바이패스 구조가 필요하다. 기존의 볼 스크류와 너트 설계는 외부 및 내부 재순환 시스템의 사용을 포함하여, 다양한 기술을 사용하게 된다.

본 발명의 목적은 아래의 설명과 특허청구범위에 명시된 특징을 통해 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 목적의 식별

본 발명의 주요 목적은 회전 이동을 선형(횡방향) 이동으로 또는 그 반대로 효율적으로 변환하는 컴팩트 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 원형 리드-스크류가 유압 실린더 내의 유압 피스톤으로 형성되고, 리드-스크류의 피스톤 부분만 나선형 홈을 갖고, 나머지 리드-스크류 부분은 실린더 로드로서 형성되는, 볼 스크류 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 리드-스크류의 피스톤 부분을 사용하여 복수의 볼을 재순환시키고, 너트와의 구름 접촉을 사용하여 하중(load)을 전달하는, 볼 스크류 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피스톤과 로드(rod)로 형성된 리드 스크류가 회전하지 않고 본 발명이 유압 실린더로 작동할 수 있도록 하는, 볼 스크류 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제어 가능한 속도로 매우 정확한 위치설정을 수행할 수 있는 정확하고 정밀한 도구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 변환하기 위해 어떠한 유압 장치도 사용하지 않는 완전한 전기적 선형 액추에이터 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 액추에이터를 작동시키기 위한 2차 수단으로서 원격 작동 차량(Remote Operated Vehicle) 또는 이와 유사한 것에 의한 회전 운동에 대한 기계적 오버라이드를 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 드릴링 또는 개입 작업에서 지면, 해저 및 다운홀 모두에서 작업을 가능하게 하는 것이다.

US 5337627은 공작 기계 또는 성형 기계에서 물체를 전달하고/체결하는 데 사용되는 볼 스크류의 설계를 개시했다. 외부 재순환 시스템이 있는 이런 유형의 설계의 단점은 전체 크기가 크고, 작은 실린더에 맞추기 어려운 경향이 있다.

US 6357100은 자동 고정하는 공정의 일부로서 리벳팅 및 기타 툴링을 작동하기 위해 큰 힘을 전달하기 위한 유성 스크류를 통한 툴링을 작동시키는 장치를 개시했다.

US 2004/0103734는 복수의 볼을 위한 내부 순환 시스템을 갖춘 볼 스크류 및 너트 어셈블리에 의해 회전 이동을 선형 이동으로 변환하는 장치를 개시했다. 그리고 그것은 제조하기가 더 용이한 것일 것이다. 이 설계의 단점은 환경 압력(ambient pressure)이나 먼지가 많은 환경으로 인해, 횡방향 무빙 샤프트를 밀봉해야 하는 경우, 중심 스크류(횡방향 무빙 샤프트)에 대한 나사 시스템의 의존성이 시스템 전체 크기를 크게 만드는 것이다.

US 2009/0064811은 소형화된 너트와 다수의 볼에 대한 단순화된 순환 구조로 이루어진 볼 스크류 설계를 개시하고 있다. 스크류 샤프트와 너트 부재는 볼을 매개로 서로 나사 결합된다. 단점은 횡방향 무빙 스크류에 대한 나사 시스템(thread system)의 의존성이다.

US 2013/0133453 내부 순환 볼 스크류 및 나사산 샤프트를 개시했다. 드로브 스크류. 따라서 설계가 대형으로 되어 크기가 커져서, 컴팩트한 선형 액추에이터에 맞추기가 어렵다. 이 해결책은 또한 리드 스크류를 회전시켜야 한다.

US 2007/0240532는 연속한 볼 트랙을 갖는 볼 스크류용 스핀들 너트를 개시했다.

EP 2916042는 전기 선형 액추에이터의 신뢰성과 제조원가를 향상시키기 위한 간단한 구조로 하우징의 손상 및 마모를 줄이고, 너트의 회전 방지를 수행할 수 있는 전기 선형 액추에이터를 개시했다. 이 설계의 단점은 피스톤 로드의 스트로크와 비례적으로 동일한 길이의 구동 스크류 샤프트를 사용하여 전체 크기를 크게 만드는 경향이 있는 스크류 샤프트에 대한 나선형 홈의 의존성이다.

US 2004200303A1은 볼 스크류 디바이스가 그 내주면에 나사 홈이 있는 너트, 그 외주면에 나사 홈이 있는 스크류 샤프트 및 각 나사 홈 사이에 개재된 복수의 볼을 포함하는 것을 개시했다. 스크류 샤프트에서 나사 홈은 적어도 실질적으로 일 회전 한다. 스크류 샤프트에는 나사 홈의 하류측과 상류측을 연결하기 위한 볼 순환 홈이 설치되어 있어서, 볼이 하류측에서 상류측으로 복귀되어, 순환하게 된다. 이러한 설계의 결점은 볼 순환 홈(33, 34)에 배치된 볼이 반경 방향 하중과 축 방향 하중을 모두 받을 수 없다는 것이다.

발명의 설명

본 발명의 특징 및 이점 그리고 부가적인 특징 및 이점은 본 개시의 예시적인 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 고려하고 첨부 도면을 참조함으로써, 당업자에게 용이하고 명백하게 이해될 것이다. 예시적인 실시예로서 본 명세서의 상세한 설명 및 첨부 도면은 본원의 청구범위의 기재 또는 본 명세서에서 우선권을 주장하는 특허 또는 특허출원의 청구범위의 기재를 제한하는 것이 아님을 이해해야 한다. 오히려 그 의도는 청구범위의 정신과 범위에 포함된 모든 수정, 등가물 및 대안을 포괄하는 것이다. 이러한 정신 및 범위를 벗어나지 않고, 본 명세서에 개시된 실시예 및 세부사항에 많은 변경이 이루어질 수 있다. 본 발명의 목적, 이점 및 특징은 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 더욱 명백해질 것이며, 도면에서 유사한 번호는 유사한 부품을 나타내며, 본 발명의 예시적인 실시예가 도시된 도면을 참조함으로써 더욱 분명하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 케이싱 내부에 패킹된 볼 스크류 선형 액추에이터 디바이스의 일 예의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 볼 스크류 장치 및 구동 유닛의 일 예를 나타낸 볼 스크류 선형 액추에이터 디바이스의 단면도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 볼 스크류 선형 액추에이터 디바이스, 전기 커플러를 갖는 구동 유닛, 볼 스크류 장치, 전방 및 후방 단부 그리고 케이싱을 도시한 직교도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 볼 스크류 선형 액추에이터 디바이스의 분해도이다.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 힘 전달 요소(5), 외부 리드 스크류(3) 및 내부 리드 스크류(4)의 분해도이다.
도 6은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 내부 리드-스크류(4), 외부 리드-스크류(3) 및 복수의 볼이 함께 배치된, 힘 전달 요소(5)를 예시한 도면이다.

본 발명의 예시적인 실시예로서 도 1에 도시된 볼 스크류 선형 액추에이터 디바이스는, 하나의 밀봉된 격실을 형성하는 전방 단부(7) 및 후방 단부(8)를 갖는 케이싱(1)으로 지칭되는 하우징을 포함하며, 상기 격실을 관통하는 유일한 부재는 힘 전달 요소(5)와 전력 및 통신 인터페이스이고, 여기에 예시 예에서는 케이블(14)로 형성된다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예는 케이싱(1) 내부에 볼 스크류 선형 액추에이터 장치의 바람직한 실시예를 도시한다. 볼 스크류 선형 액추에이터 어셈블리는 전달 요소(5), 내부 리드-스크류(4), 외부 리드-스크류(3), 내부 및 외부 리드-스크류(4, 3)를 전달 요소(5)에 고정하기 위한 패스너(12), 외부 리드-스크류(3)와 볼 스크류 너트(2) 사이에 나사식으로 결합하는 다수의 베어링 볼(9)을 포함할 수 있으며, 볼 스크류 너트(2)는 횡 방향(10) 및 반경 방향(11)으로 케이싱(1) 내부에서 지지되며, 볼 스크류 너트(2)는 케이싱 내부에서 회전한다. 또한 본 실시예에는 레이디얼 베어링(11) 사이의 스페이서(6)가 도시되어 있다. 또한 볼 스크류 너트(2)는 구동 유닛(13)에 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명에 포함된 구성요소를 더 명확히 나타내는, 볼 스크류 선형 액추에이터의 바람직한 실시예를 예시한, 분해도이다.

도 2는 볼 스크류 너트(2)의 바람직한 실시예를 예시하며, 볼 순환 홈이 있는 내부 나선형 볼 구름 면을 가진 볼 스크류 너트(2)는 일련의 볼(9)을 통해 피스톤 리드-스크류(3) 상에서 회전하여 힘 전달 요소(5)의 횡방향 이동을 실현하도록 구성되고, 볼 스크류 너트(2)의 회전 이동을 제공하기 위해, 볼 스크류 너트는 구동 유닛(13)에 추가로 연결될 수 있다. 볼 스크류 너트(2)의 회전 운동은 또한 힘 전달 요소(5)에 횡방향 이동을 강제로 가함으로써 제공될 수도 있다.

도 6은 나선형 경로 홈에 삽입된 복수의 베어링 볼(9)과 함께 도시된 본 발명의 외부 리드-스크류(3)를 도시한다. 외부 리드-스크류(3)는 회전하지는 않고, 패스너에 의해, 마찰에 의해, 비원형 인터페이스(여기서는 힘 전달 요소(5)에 대한 타원형 인터페이스로 표시됨)에 의해 또는 그 방법들의 조합으로 힘 전달 요소(5)에 고정되는 것이다. 외부 리드-스크류(3)의 나사산은 볼 스크류 너트(2)의 회전 방향에 따라 베어링 볼 출구와 베어링 볼 입구에서 끝나고, 베어링 볼 출구와 베어링 볼 입구가 바뀔 것이다. 베어링 볼(9) 입구와 출구는 내부 리드-스크류(4)와 접촉하여 홈이 볼 스크류 너트(2)가 회전할 때 베어링 볼(9)이 진입하는 채널, 레이스, 또는 코스를 형성한다.

도 6은 본 발명의 내부 리드 스크류(4)가 외부 리드 스크류(3)와 조립되었을 때 베어링 볼이 통과할 수 있는 채널을 형성하는 외부 결합 나선형 홈이 형성된 내부 리드 스크류(4)를 도시한다. 내부 리드 스크류의 홈에는 볼(9)보다 약간 큰 직경의 홈이 있다. 내부 리드-스크류는 회전하지 않으며, 패스너에 의해, 마찰에 의해, 비원형 인터페이스(여기서는 힘 전달 요소(5)에 대한 타원형 인터페이스로 표시됨)에 의해 또는 방법들의 조합으로 힘 전달 요소(5)에 고정된다. 내부 리드-스크류(4) 홈은 외부 리드 스크류와 다른 홈 피치를 가질 수도 있다. 내부 리드 스크류는 외부 리드 스크류(3) 출구 및 입구 홈을 통해 복수의 베어링 볼을 재순환시키는 데 사용된다. 내부 및 외부 리드 스크류는 본 발명이 조립될 때 베어링 볼이 순환하고 굴러 들어가는 연속한 홈 경로를 형성하며, 베어링 볼의 구름 방향은 볼 스크류 너트(2)의 회전 방향에 의해 결정된다.

내부 및 외부 리드 스크류의 홈 구성의 일 예를 도 5에 도시 했다. 내부 리드 스크류(4)의 홈은 볼보다 약간 큰 직경으로 점진적으로 경사지는 형태이다. 외부 리드 스크류(3)는 베어링 볼이 외부 리드 스크류(3)의 인접한 홈 사이를 방해받지 않고 통과할 수 있기에 충분한 간극을 갖는 베어링 볼 직경의 절반 이하의 깊이의 홈이다.

볼 베어링(9)이 내부 리드 스크류(4)를 통한 재순환 귀환 루트를 따르기 위해서는, 볼 스크류 너트(2), 외부 리드 스크류(3), 및 내부 리드 스크류(4)의 구조 사이의 협력이 본 발명의 동작에는 필수적인 것이다.

상기 힘 전달 요소(5)는, 볼 스크류 너트(2)를 회전시키고, 볼 나사 너트(2)를 우측으로 회전시켜 힘 전달 요소(2)를 상기 밀폐 케이싱(1)의 외측으로 이동하고, 볼 스크류 너트(2)를 좌측으로 회전시켜 힘 전달 요소(5)를 케이싱(1) 내로 후퇴시킴으로써, 이동한다. 그러나, 볼 스크류 너트와 외부 및 내부 홈은, 예를 들어 피치가 반대가 되도록 배치할 수 있고, 볼 스크류 너트(2)를 좌측으로 회전시키면, 힘 전달 요소(5)가 케이싱(1)의 외측으로 연장하고, 그 반대로도 마찬가지 이다.

도 1 및 도 2에 도시된 실시예는 또한 전기 구동 유닛을 사용할 수도 있다. 전력 및 통신은 적절한 전기 제어 라인(14) 또는 제어 라인을 통해 공급될 수 있다. 제어 라인(14)은 해저 또는 지면의 적절한 위치에서 전력 전원에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 제어 라인(14)은 제어 모듈(도시되지 않음)에 결합되고, 원하는 전기 신호, 예를 들어 전력 및 데이터 신호(통신)의 전달을 할 수 있게 한다.

이제 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 힘 전달 요소(5)는 이동가능한 스템 또는 다른 적절한 구동 부재를 포함할 수 있으며, 이러한 부재는 지면 또는 해저의 호스트에서 밸브 또는 다른 피동 부재를 작동시키기 위해 전동기 또는 다른 유형의 동력 부재를 통해 선택적으로 작동 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 해저 전기 볼 스크류 선형 액추에이터는 후면 및 전면을 갖는 액추에이터 본체를 포함한다. 적어도 하나의 전기적 커넥터 및 기계적 인터페이스는 모두 후면을 따라 배치된다.

용도에 따라 볼 스크류 선형 액추에이터는 다양한 유형의 호스트와 함께 사용할 수 있다. 예를 들어, 해저 용도에서는 해저 호스트가 다양한 해저 생산 또는 처리 장치를 포함할 수 있다. 이러한 해저 호스트 구조의 예에는 해저 트리, 매니폴드, 펌프, PLEM(pipeline end manifold), PLET(pipeline end termination) 또는 기타 해저 호스트가 있다.

일부 실시예에서, 선형 볼 스크류 액추에이터는 원추 관입 시험(CPT: Cone Penetration Testing) 장치와 같은 해저 작업에 사용된다. 원추 관입 시험 장치는 토양 조건에 대한 현장 지반 공학 조사에 사용된다. 이러한 용도에서는 볼 스크류 선형 액추에이터가 전력 및 통신을 전달하기 위해 엄빌리컬(umbilical)에 연결되거나 선형 볼 스크류 액추에이터를 작동하기 위한 배터리 패키지를 포함한다.

일부 실시예에서, 액추에이터 기계적 인터페이스는 또한 호스트 기계적 인터페이스의 버킷 리시버에 수용하기 위한 크기 및 구조로 이루어진 버킷 커플링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버킷 커플링 및 대응 버킷 리시버는 각각 ROV 버킷 커플링 및 ROV 버킷의 형태일 수 있다. 회전식 구동 부재의 경우, ROV 버킷 커플링과 버킷 리시버 사이의 ROV 인터페이스는 다양한 협력 구조로, 예를 들어 ISO 13628-8 또는 API 17H에 설명된 표준에 따른 구성으로 이루어질 수 있다.

주어진 해저 작업의 매개변수에 따라, 전기 제어 라인은 해저 제어 모듈과 호스트 전기 커넥터 사이에 연결된 전기 플라잉 리드(EFL: Electric Flying Lead)의 일부일 수 있다. 또한, 액추에이터 전기 커넥터 및 대응 호스트 전기 커넥터는 전기 액추에이터의 단순한 선형 운동에 의해 액체 환경에서의 결합 및 분리를 용이하게 하기 위해 습식 커넥터로 구성될 수 있다. 호스트에 대한 전기 액추에이터의 설치 및 설치제거는 실(live)전기 연결 없이, 즉 호스트에 대한 결합 및 분리 중에 전기 액추에이터에 전력이 공급되지 않고, 수행될 수 있다.

액추에이터 기계적 인터페이스는 링크 또는 기타 적절한 메커니즘을 통해 피동 구성요소 예를 들어, 밸브와 자동적으로 맞물리는 구동 부재를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 링크는 호스트 기계적 인터페이스의 일부로 연장되어 형성된다. 구동 부재는 액추에이터 본체 내에서 동력 부재에 의해 선형으로 이동 가능한 구동 스템의 형태일 수 있다.

예를 들어, 볼 스크류 선형 액추에이터가 해저 작업에 사용되는 경우, 전기적 인터페이스는 후면을 따라 위치된 적어도 하나의 전기 커넥터를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 전기 커넥터는 호스트 전기 인터페이스의 대응 전기 커넥터와의 전기적 결합을 위해 후면을 따라 위치하게 된다. 예를 들어, 전기 커넥터는 각각 암/수 커넥터를 포함할 수 있으며, 그 반대의 경우에도 그러하다.

전기 커넥터(예: 암/수 커넥터)는 원하는 전기 신호, 예를 들어 전력 신호, 제어 신호, 및 데이터 통신 신호를 전송하는 데 사용될 수 있다.

다양한 유형의 전기 커넥터 및/또는 관련 구성요소가 볼 스크류 선형 액추에이터를 작동하는 데 사용될 수 있다. 일 예를 들면 스태브(stab) 플레이트 커넥터가 있다. 일부 용도에서는, 호스트 전기 커넥터가 예를 들어 호스트 구조의 패널 상의 고정된 위치에 설치될 수 있지만, 공차 보상을 위해 미리 정의된 자유 부유 능력을 가지고 있다. 전기 커넥터는 또한 전력 및/또는 데이터 신호를 전송할 수 있는 유도 결합(inductive couplings)의 형태로 구성될 수도 있다.

Claims (16)

1. 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치로서,
   -볼 스크류 너트(2)를 횡방향 및 반경방향(11)으로 지지하는 외부 케이싱(1)
   -힘 전달 요소(5)의 횡방향 이동을 이루기 위해 복수의 볼에 의해 피스톤 리드-스크류 상에서 회전하도록 구성된 적어도 2개의 볼 순환 홈을 가진 내부 나선형 볼 구름 면을 갖는, 구동 유닛을 구비한 볼 스트류 너트(2),
   -내부 리드-스크류(4)와 연통하는 볼 출구 홈과 볼 복귀 홈을 구비하는 적어도 2개의 구름 및 순환 홈을 가진, 외부 볼 구름 면을 갖는 외부 리드-스크류(3),
   -외부 피스톤 리드-스크류와 다른 피치의 볼 순환 홈을 적어도 하나 갖는, 외부 리드-스크류와 연통하는 볼 수용 홈 및 볼 출구 홈을 가진 내부 피스톤 리드-스크류를 포함하는 상기 장치에 있어서,
   - 상기 볼 스크류 너트(2)는 케이싱(1) 내부에서 회전하며, 복수의 볼(9)을 통해 외부 리드-스크류(3)와 나사 결합하고,
   - 외부 리드-스크류(3)와 내부 리드-스크류(4)는 회전하지 않지만, 볼 스크류 너트와 복수의 볼 사이의 힘 전달 요소로서 기능하며, 힘 전달 요소(5)를 제어된 속도로 일 방향으로 또는 양 방향으로 이동하고,
   - 적어도 하나의 전기 커넥터는 전면을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 장치는 힘 전달 요소의 횡방향 이동을 전달하기 위해 내부 및 외부 피스톤 리드 스크류(3, 4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 구름 부재가 너트의 제1 및 제2 홈과 외부 리드-스크류 및 내부 리드-스크류의 순환 채널 사이에서 작동하는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 리드-스크류의 최대 홈 깊이는 볼의 직경보다 약간 더 큰 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 힘 전달 요소(5)는 로드로서 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
6. 제1항, 제2항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 회전하는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 디바이스는 로드를 상기 방향으로 횡 방향으로 이동시키기 위한 스프링 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 볼 스크류 너트를 횡 방향 및 반경 방향으로 지지하고, 토크 형태로 회전 에너지를 제공하는 전기 모터에 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 적어도 하나의 전기 커넥터는 전력 및 데이터를 전송하기 위한 유도 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
10. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 전기 커넥터는 습식 커넥터인 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 커넥터는 복수의 전기 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
12. 제1항, 제10항, 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 볼 스크류 너트를 횡 방향 및 반경 방향으로 지지하고, 기계적 오버라이드에 연결되며, 토크 형태의 회전 에너지는 원격 작동 차량(ROV)에 의해 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스는 ROV로 직접 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱(1)은 오일로 채워져, 주위에 환경 압력에 대해 보호되는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 버킷 커플링 및 구동 샤프트로서 형성된 기계적 인터페이스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
16. 제1항에 있어서, 모터 전류를 감지하고 그리고 스트로크 종료 차단 및 스트로크 중간 추력 차단 기능을 제공하는 전자 리미트 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 이동을 선형 이동으로 또는 그 반대로 제공하는 장치.
    

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