KR910007285B1 - 서어보 기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

서어보 기구

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도.

제2도는 제1도에 있어서의 II-II선 단면도.

제3도는 제1도에 있어서의 III-III선 단면도.

제4도는 변형실시예를 도시한 도면.

제5도는 제4도의 V-V선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 토오크링

13 : 공간 14 : 출력부재(핀틀)

51 : 스테핑 모우터 52 : 서어보 기구

53 : 작동기 54 : 입력부재

55, 56 : 스푸울 58 : 아이들 기어

59 : 유체압 회로 82 : 스프링

본 발명은 입력부재에 가해지는 변위압력을 증력(증폭)하여, 그 변위입력에 비례한 변위량의 배력(倍力)출력을 얻을 경우에 사용되는 서어브 기구에 관한 것이다.

이러한 종류의 서어보 기구로서는 출력부재를 유압 작동기 등에 의해서 작동시키도록 함과 동시에, 이 유압 작동기의 구동회로에 착설된 전환(절환)밸브를 입력부재에 가해지는 변위입력에 의해서 전환 조작할 수 있도록 하고, 또 상기 출력부재의 변위출력을 상기 전환밸브에 피이드백시켜서 이 전환밸브의 위치를 수정 할 수 있도록 구성함으로서 상술한 배력비례출력을 얻을 수 있도록 한 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 서어보 기구는 상기 출력부재의 출력변위를 링크등을 개재해서 상기 전환밸브에 피이드백하고 있다. 그 때문에, 부품수가 많아 구조가 복잡해지지 않을 수 없고, 조립이 어려워 소형·경량화가 곤란하다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 사정을 착안해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 부품점수가 많아 조립도 어렵다고 하는 문제점을 해소할 수 있고, 소형·경량화되어 조립이 용이하고, 신뢰성이 높은 서어보 기구를 제공하는 데 있다.

또, 본 발명의 제2의 목적은 상술한 소형·경량화되어 조립도 용이하고 신뢰성이 높다고 하는 특징외에 작동의 고정밀도화를 용이하게 도모할 수 있는 서어보 기구를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 일정한 방향으로 왕복운동 가능한 출력부재와, 유체압을 이용해서 이 출력부재를 왕복동작시키는 작동기와, 상기 출력부재에 대향해서 배치되어 조작입력을 받아서 상기 출력부재와 평행한 방향으로 왕복 동작하는 입력부재와, 이 입력부재 및 상기 출력부재가 상호 대향하는 부위에 각각 착설된 막대기어(랙기어)와, 이들 양 막대기어 사이에 배설되어 상기 입·출력부재와 평행한 방향으로 왕복운동 가능한 스푸울과, 이 스푸울의 축에 착설되어 상기 양 막대기어에 맞물리는 아이들 기어와, 상기 스푸울이 중립 위치에 있을 경우에는 상기 작동기를 고정해 놓고 상기 입력부재의 이동에 의해 상기 스푸울이 비중립 위치로 이동하였을 때에 상기 작동기를 이 스푸울이 중립위치로 되돌아가는 방향으로 작동시킬 수 있도록 전환하는 유체압 회로를 구비해서 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명은 상술한 제2의 목적을 달성하기 위하여 상기 구성요소외에 상기 스푸울을 일정한 방향으로 탄성변위하는 스프링을 착설한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 구성에 의하면, 스푸울이 중립위치에 유지되어 작동기가 고정되어 있는 상태에서 입력부재가 작동하면, 이에 따라서 아이들 기어가 출력부재 쪽의 막대기어를 발판으로 해서 전동(轉動)하게 되고, 이에 수반해서 스푸울이 상기 입력부재의 이동거리에 비례하여 일정한 거리만큼 이 입력부재와 동일한 방향으로 이동할려고 한다. 그 결과, 액압회로(유체압 회로)가 전환되어서 상기 작동기가 동작하고, 출력부재가 상기 스푸울을 본래의 중립위치로 되돌아가게 하는 방향으로 이동하므로 결과적으로는 스푸울은 거의 정지한다. 그 때문에 이 출력부재는 항상 상기 입력부재와 반대방향으로 이 입력부재의 이동거리에 비례한 거리만큼 이동하게 된다.

이하, 본 발명을 회전형 유체에너지 변환기에 있어서의 핀틀의 위치 조정용으로 사용하였을 경우의 일실시예에 대해 도면을 참조해서 설명한다.

하우징(1)의 내부둘레에 복수개의 제1정압베어링(3)을 개재해서 토오크링(2)이 회전가능하게 끼워져 있다. 하우징(1)은 일단부에 개구부를 가진 밑면이 있는 원추체 형상으로서 그 내주면에 상기 토오크링(2)이 끼워지는 부위에는, 상기 개구부 방향으로 점차적으로 직경이 작아지는 테이퍼면(4)이 형성되어 있다. 또, 토오크링(2)은 상기 테이퍼면(4)과 동일한 원추각의 둘레벽(2a)을 가진 컵형상으로서, 그 한쪽 축심부에는 회전축(6)이 일체적으로 돌설되어 있고, 이 회전축(6)의 선단은 상기 개구부, 즉 내주면(1a)을 통해서 하우징(1) 밖으로 향하게 하고 있다. 또, 제1의 정압베어링(3)은 상기 토오크링(2)의 외부둘레 소요개소에 상기하우징(1)의 테이퍼면(4)에 접촉하는 슈우(shoe)(5)를 고착함과 동시에, 이 슈우(5)에 3개의 압력포켓(7a)(7b)(7c)을 축방향으로 인접시켜서 형성하고, 이들 각 압력포켓(7a)(7b)(7c)내에 유체압이 도입되도록 한 것이다.

그리고 홀수개의 제1의 정압베어링(3)…이 원둘레 방향으로 등각간격을 두고 배치되어 있다. 또, 상기 토오크링(2)내주면의 상기 각 제1의 정압베어링(3)…에 대응하는 부위에 내평면(內平面)(2c)을 형성하고 있다. 그리고, 이 토오크링(2)내주면의 상기 각 내평면(2c)…에 대응하는 부위에 각각 피스톤(8)…을 배설하고, 이들 각 피스톤(8)의 선단면(8a)…을 제2의 정압베어링(9)…을 개재해서 대응하는 내평면(2c)에 접촉시키고 있다. 제2의 정압베어링(9)은 상기 피스톤(8)의 선단면(8a)을 상기 내평면(2c)…에 밀착하도록 평면형상으로 형성함과 동시에, 이 선단면(8a)에 압력포켓(11)을 형성하고, 이 압력포켓(11)내에 유체압을 도입하도록 한 것이다. 또, 상기 각 피스톤(8)의 베이스부를 피스톤 지지구체(12)로 지지하고, 이 피스톤 지지구체(12)와 상기 각 피스톤(8)…과의 사이에 유체를 도입하기 위한 공간(13)…을 형성하고 있다. 즉, 피스톤 지지구체(12)는 상기 하우징(1) 및 토오크링(2)의 축심, 다시말하면, 회전축심(m)과 평행한 축심(n)을 가지고 그 슬라이딩부(14a)를 상기 하우징(1)에 지지시킨 핀틀(14)과, 이 핀틀(14)의 외주둘레에 회전가능하게 끼워진 링 형상의 실린더 동체(15)로 이루어지며, 이 실린더동체(15)에는 상기 핀틀(14)의 외주면과 대체로 직교하는 축심을 가진 복수개의 바와 같이…가 원둘레 방향으로 등각 간격을 두고 방사형상으로 착설되어 있다.

그리고 이들 각 실린더(16)…에 상기 각 피스톤(8)…이 자유롭게 슬라이딩 가능하도록 끼워져 있으며, 이들 각 피스톤(8)…의 베이스면(8b)과 상기 각 실린더(16)…의 내주면에 의해서 상기 공간(13)…이 형성되어 있다. 또한, 상기 실린더동체(15)는 오울덤즈 커플링(20)등을 개재해서 상기 토오크링(2)에 접속되고, 이 토오크링(2)과 동일한 각 속도로 회전하도록 되어 있다. 또, 상기 핀틀(14)은 그 외주면을 상기 토오크링(2)의 둘레벽(2a)의 원추각과 대체로 같은 원추면으로 이루어진 절두(truncation)형상의 원추형이며, 상기 각 피스톤(8)…은 상기 토오크링(2)의 둘레벽(2a)과 직교하는 방향으로 진퇴할 수 있도록 지지되어 있다. 그리고, 이 핀틀(14)의 슬라이딩부(14a)는 횡단면이 사디리형인 세로 길이가 긴 블록형상으로 성형되어 있고, 상기 하우징(1)의 내부에 형성된 사다리형상의 홈(19)(제3도 참조)내에 슬라이딩 가능하게 끼워져 있다. 즉, 이 핀틀(14)은 상기 회전축심(m)과 직교하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되어 있으므로, 이 핀틀(14)의 축심(n)과 상기 축심(m)과의 이간거리(D)를 0을 포함하는 소망의 값으로 조절할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 상기 하우징(1)내를 상기 핀틀 (14)의 슬라이딩방향과 일치하는 가상(假想)의 분할선(P)을 경계로 해서 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 2분할하여, 상기 제1영역(A)내를 통과중인 상기 공간(13)을 제1의 유체유통로(21)에 연통(Communication)시킴과 동시에, 제2영역(B)내를 통과중인 상기 공간(13)을 제2의 유체유통로(22)에 연통(관통)시키고 있다. 제1의 유체유통로(21)는 상기 각 공간(13)…을 실린더 동체(15)의 내주면에 개구시킨 유체유로(23)…와, 일단부를 핀틀(14)외주면의 제1영역(A)쪽의 부위에 개구시키고, 타단부를 핀틀(14)의 슬라이딩부(14a)에 있어서의 제2영역(B)쪽의 경사면(14b)(제3도 참조)에 개구시킨 핀틀 관통포오트(24)와, 이 핀틀 관통포오트(24)의 타단부에 대응시켜서 상기 하우징(1)에 형성된 유체유출입구(25)를 구비해서 이루어진다. 그리고, 상기 핀틀 관통포오트(24)의 일단부에 상기 핀틀(14)의 외주면과 상기 실린더동체(15)의 내주면과의 사이에 제3의 정압베어링(26)을 형성하기 위한 압력포켓(27)을 형성함과 동시에, 타단부에 상기 핀틀(14)의 경사면(14b)과 상기 하우징(1)의 내주면과의 사이에 제4의 정압베어링(28)을 형성하기 위한 압력 포켓(29)을 형성하고 있다. 상기 압력포켓(27)은 원둘레 방향으로 가늘고 긴 것으로써, 제1영역(A)에 존재하는 모든 공간(13)…을 상기 핀틀 관통포오트(24)에 연통시키는 역할을 담당하고 있다.

또, 상기 압력포켓(29)은 상기 핀틀(14)의 슬라이딩방향으로 뻗은 가늘고 긴 것으로써, 이 핀틀(14)을 슬라이딩시켰을 경우에 상기 핀틀 관통포오트(24)와 상기 유체유출입구(25)와의 연통이 단절되는 것을 방지하는 역할을 담당하고 있다. 한편, 제2의 유체유통계로(22)는 상기 유체통로(23)…와, 일단부를 핀틀(14)의 외주면의 제2영역 (B)쪽의 부위에 개구시키고 타단부를 핀틀(14)의 접동부(14a)에 있어서의 제1영역 (A)쪽의 경사면(14c)에 개구시킨 핀틀 관통포오트(34)와, 이 핀틀 관통포오트(34)의 타단부에 대응시켜서 상기 하우징(1)에 형성된 유체유출입구(35)를 구비해서 이루어진다. 그리고, 상기 핀틀 관통포오트(34)의 일단부에 상기 핀틀(14)과 상기 실린더동체 (15)와의 사이에 제3의 정압베어링(36)을 형성하기 위한 압력포켓(37)을 형성함과 동시에 타단부에 상기 핀틀(14)의 경사면(14c)과 상기 하우징(1)의 내주면과의 사이에 제4의 정압베어링(38)을 형성하기 위한 압력포켓(39)을 형성하고 있다. 또한, 이들 압력포켓(38)(39)은 상기 압력포켓(27)(29)과 같은 구성의 것이다.

또, 이와 같은 것에 있어서, 상기 각 피스톤(8)에 대응하는 공간(13)내의 유체압을 이 피스톤(8)의 축심부에 형성된 압력도입로(41)를 개재해서 대응하는 제2의 정압베어링(9)의 압력포켓(11)내로 도입함과 동시에, 이 압력포켓(11)내의 유체압을 상기 토오크링(2)에 형성한 유체통로(42a)(42b)(42c)를 개재해서 대응하는 제1의 정압베어링(3)의 압력포켓(7a)(7b)(7c)에 도입하도록 하고 있다. 그리고, 이들 유체통로 (42a)(42b)(42c)와 상기 압력포켓(11)에 의해서 슬라이드밸브(50)를 구성하고 있다. 즉, 이 슬라이브밸브(50)는 상기 피스톤(8)과 상기 토오크링(2)과의 축방향의 상대변위 동작을 이용해서 상기 각 압력포켓(7a)(7b)(7c)에 유체의 공급을 선택적으로 단속시키기 위한 것으로서, 상기 제1의 정압베어링(3)의 위치적 중심과 상기 피스톤(8)의 중심과의 축방향의 어긋남이 일정한 범위내일 경우에는 상기 압력포켓(11)이 모든 유체통로(42a)(42b)(42c)에 연통하고 있으나, 상기 위치적 중심과 상기 피스톤(8)중심과의 축방향의 위치 어긋남이 일정한 한계 이상이 되었을 경우에는 상기 피스톤(8)으로 부터 먼쪽의 유체통로(42c)(또는 42a)와 상기 압력포켓(11)과의 연통이 단절되도록 하고 있다. 또한, 상기 유체통로(42a)(42b)(42c)의 도중에는 각각 드로틀(40a) (40b)(40c)이 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2의 정압베어링(3)(9)의 방향 및 면적은 제1의 정압베어링(9)에 도입된 유체의 정압에 의해서 상기 토오크링(2)에 작용하는 힘과, 제2의 정압베어링(9)에 도입된 유체의 정압에 의해서 상기 토오크링 (2)에 작용하는 힘이, 크기가 같고 방향이 반대가 되도록 하는 값으로 설정되어 있다.

또, 상기 제2의 정압베어링(9)의 면적은 이정압베어링(9)에 도입된 유체의 정압에 의해서 상기 피스톤(8)에 작용하는 힘과 상기 공간(13)내의 유체의 정압에 의해서 상기 피스톤(8)에 작용하는 힘이 서로 상쇄하도록 하는 값으로 설정되어 있다. 또, 상기 제3의 정압베어링(26)(또는 36)의 면적은 이 정압베어링(26)(또는 36)에 도입된 정압에 의해서 상기 실린더 동체(15)에 작용하는 힘과, 대응하는 영역(A)(또는 B)에 존재하는 공간(13)내의 유체의 정압에 의해서 상기 실린더 동체(15)에 작용하는 힘이 서로 상쇄하도록 하는 값으로 설정되어 있다. 또, 상기 제4의 정압베어링(28)(또는 38) 및 이 정압베어링(28)(또는 38)이 형성되어 있는 경사면(14b)(또는 14c)의 경사각도는 제4의 정압베어링(28)(또는 38)에 도입된 유체의 정압에 의해서 상기 핀틀(14)에 작용하는 힘과, 상기 경사면(14b)(또는 14c)과 대향하는 영역(A)(또는 B)에 존재하는 제3의 베어링(26)(또는 36)에 도입된 유체의 정압에 의해서 상기 핀틀(14)에 작용하는 힘이 서로 상쇄되도록 하는 값으로 설정되어 있다.

또한, 도면에서 (43)은 시일부재, (44)는 상기 회전축을 보조적으로 지지하는 베어링이다.

그리고, 이와 바와 같은용량의 유체 에너지 변환기에 있어서, 입력되는 전기적인 디지털 신호를 기계적인 변위량으로 변환하는 스테핑 모우터(51)와, 이 스테핑 모우터(51)의 출력변위량에 비례시켜서 핀틀(14)을 왕복 동작시키는 서어보 기구 (52)를 착설하고 있다.

상기 서어보 기구(52)는 일정한 방향으로 왕복운동 가능한 출력부재인 상기 핀틀(14)과, 이 핀틀(14)을 유체압을 이용해서 왕복동작시키는 작동기(53)와, 상기 핀틀(14)에 대향해서 배치되어 조작압력을 받아서 상기 핀틀(14)과 평행방향으로 왕복동작하는 입력부재(54)와, 이 입력부재(54) 및 상기 핀틀(14)이 서로 대향하는 부위에 각각 착설된 막대기어(랙기어)(55)(56)와, 이들 양 막대기어(55)(56) 사이에 배설되어 상기 입력부재(54)와 평행한 방향으로 왕복운동 가능한 스푸울(57)과, 이 스푸울(57)에 착설되어 상기 양 막대기어(55)(56)에 맞물리는 아이들 기어(58)와, 상기 스푸울(57)이 중립 위치에 있을 경우에는 상기 작동기(53)를 고정해 놓고 상기 입력부재(54)의 이동에 의해 상기 스푸울(5)이 비중립위치로 이동하였을 때에 상기 작동기(53)를 이 스푸울(57)이 중립위치로 되돌아가는 방향으로 작동시킬 수 있도록 전환하는 유체압 회로(59)를 구비해서 이루어진다. 좀더 상세히 설명하면, 상기 작동기(53)는 상기 핀틀(14)의 슬라이딩부(14a)의 길이방향 양단부에 착설된 쌍을 이루는 유체압 실린더(61)(62)를 주체로 해서 구성되어 있다. 유체압 실린더(61)(62)는 상기 핀틀(14)의 슬라이딩부(14a)의 각 단부(14d)(14e)에 개구시켜서 형성된 실린더구멍(61a)(62a)에 원통체 형상의 피스톤(61b)(62b)을 슬라이드 가능하게 끼운 것으로써, 이들 각 피스톤(61b)(62b)을 상기 실린더구멍(61a)(62a)내에 수용한 스프링 (61c)(62c)에 의해 바깥쪽으로 밀어서 그 바깥쪽 단부를, 대향하는 상기 하우징(1)의 내주면(1a)(1b)에 시일부재(61d)(62d)를 개재해서 항상 접촉시키도록 하고 있다. 그리고, 상기 하우징(1)의 내주면(1a)(1b)에 상기 각 실린더구멍(61a)(62a)내로 연통하는 유출입구가 형성되어 있다.

또, 상기 입력부재(54)는 단면이 ㄷ자 형상의 커버(63)내에 슬라이드 가능하게 수용된 각주(角柱) 형상의 것으로써, 그 축심부에 나사구멍(54a)을 가지고 있다. 그리고, 이 입력부재(54)를 상기 스테핑 모우터(51)의 출력축(64)에 형성된 나사부(64a)에 나사결합시키고 있다. 또, 상기 스푸울(57)은 양단부 근처에 각각 랜드(65)(66)를 가지고 있으며, 그 양단부분을 상기 하우징(1)과 상기 커버(63) 사이에 개재해서 착설된 포오트블록(67)내에 슬라이드 가능하게 끼운다. 그리고, 이 포오트블록(67)과 상기 스푸울(57)에 의해서 상기 랜드(65)(66)의 내부쪽으로 고압용통로(68)(69)를 형성함과 동시에, 외부쪽으로 귀환포오트(71)(72)를 개재해서 케이스 드레인과 연통하는 저압용통로(73)(74)를 형성하고 있다. 또, 상기 포오트블록(67)의 내부둘레에는 상기 고압용통로(68)(69)와 항상 연통하는 고압포오트(75)(76)의 상기 각 유체압 실린더(61)(62)의 유출입구(61e)(62e)와 연통하는 유출입포오트(77)(78)가 개구되어 있다. 그리고, 상기 스푸울(57)을 중립 위치에 지지하고 있을 경우에는 상기 랜드(65)(66)가 상기 유출입포오트(77)(78)를 폐색하도록 설정하고 있다. 또, 이 스푸울(57)의 중앙부에는 평탄부가 형성되어 있고, 이 평탄부의 양쪽에 쌍을 이루는 아이들러기어(58)가 핀축(81)을 개재해서 자유롭게 회전할 수 있도록 착설되어 있다. 또, 이 스푸울(57)의 하단부와 상기 포오트블록(67)의 내주면과의 사이에는 이 스푸울 (57)을 항상 위쪽으로 탄성편의하는 스프링(82)이 개재되어 있다.

그리고, 상기 유체압 회로(59)는 상기 고압포오트(75)(76). 상기 고압용통로 (68)(69), 상기 유출입 포오트(77)(78), 상기 저압용통로(73)(74) 및 상기 귀환포오트(71)(72)로 구성되어 있다. 또한 상기 고압포오트(75)(76)는 고압쪽의 유체유통로, 즉 본 실시예에서는 제1의 유체유통로(21)에 연통되어 있다.

다음에, 도시한 실시예의 동작을 설명한다.

본체 부분의 기본적인 동작은 고압의 유체를 제1의 유체유통로(21)를 통해서 제1의영역(A)에 존재하는 공간(13)…내에 공급하면 토오크링(2)을 화살표 S방향으로 회전시킬려고 하는 우력(짝힘)이 발생하여 전동기로서의 기능이 발휘된다. 또, 상기 토오크링(2)을 외부힘에 의해서 화살표 R방향으로 회전시키면, 고압의 유체가 상기 제1의 유체유통로(21)로부터 토출하게 되어, 펌프로서의 기능을 한다. 그리고, 상기 핀틀(14)을 사다리형상의 홈(19)을 따라서 왕복동작시켜서, 그 축심(n)을 하우징(1)의 축심(m)에 대한 편심량을 변경함으로서 그 용량을 조절할 수 있는 것이다.

다음에, 그 용량을 가변제어하는 부분의 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 스테핑 모우터(51)가 정지되어 있고, 스푸울(57)이 제1도에 도시한 바와 같은 중립 위치에 지지되어 있을 경우에는, 이 스푸울(57)의 랜드(65)(66)에 의해서 유출입포오트 (77)(78)가 폐색되어 있기 때문에 작동기(53)의 양 유체압실린더(61)(62)는 고정되고, 팬틀(14)은 일정한 위치에 지지된다. 이 상태에서 도시하지 않은 컴퓨터등으로부터의 지령에 의해서 스테핑 모우터(51)가 작동해서, 그 출력축(64)이 소요각도 만큼 회전하면, 이 출력축(64)의 나사부(64a)에 나사결합시킨 서어보 기구(52)의 입력부재 (54)가 상기 핀틀(14)의 동작방향과 평행방향으로 전퇴동작하게 된다. 지금, 상기 입력부재(54)가 제1도에 도시한 상태로부터 위쪽으로 이동하였다고 하면, 이 입력부재 (54)의 막대기어(55)에 맞물려 있는 아이들 기어(58)가 정지하고 있는 핀틀(14)의 막대기어(56)를 발판으로 해서 위쪽으로 전동하게 된다. 그 결과, 이 아이들 기어(58)의 중심부에 핀축(81)를 개재해서 연결되어 있는 스푸울(57)이 상기 입력부재(54)의 작동 거리의 반분의 거리만큼 위쪽으로 이동할려고 한다. 그것에 의해, 한쪽의 고압포오트(75)와 한쪽의 유출입포오트(77)가 고압용통로(68)를 개재해서 연통하게 된다. 그 결과, 제1의 유체유통로(21)내의 고압유체의 일부가 상기 각 포오트 (75) (77)를 통해서 한쪽 유체압 실린더(61)의 유출입구(61e)에 공급되게 되며, 그 압력유체가 실린더구멍내(61a)내로 도입된다. 이때, 다른쪽의 유출입포오트(78)는 다른족의 저압용통로(74)를 개재해서 귀환포오트 (72)에 연통하게 된다. 그 때문에, 상기 한쪽의 유체압실린더(61)에 공급된 고압유체의 압력에 의해서, 상기 핀틀(14)이 아래쪽으로 이동하게 된다. 핀틀(14)이 아래쪽으로 이동하면, 상기 아이들 기어(58)가 상기 입력부재(54)의 막대기어(55)를 발판으로해서 아래쪽으로 이동하게 되며, 그에 따라 상기 스푸울(57)을 아래쪽으로 이동시킨다.

그리고, 이 스푸울(57)이 상술한 중립위치까지 복귀한 단계에서 상기 양 유출입포오트(77)(78)가 다시 상기 랜드(65)(66)에 의해서 폐색되게 되어 상기 양 유체압실린더(61)(62)가 본래와 같이 고정된다. 따라서, 상기 핀틀(14)은 상기 입력부재(54)와 동일한 거리만큼 반대방향으로 이동해서 정지하게 된다. 다음에, 상기 입력부재(54)가 아래쪽으로 이동하였을 경우에는 상기 설명과는 상하가 반대가 되어, 상기 핀틀(14)이 상기 입력부재(54)의 이동거리와 동일한 거리만큼 위쪽으로 이동하게 된다.

따라서, 스테핑 모우터(51)의 정·역회전량에 대응하는 거리만큼 핀틀(14)을 대응하는 방향으로 왕복동작 시킬 수 있어, 상기 스테핑 모우터(51)에 공급되는 디지털 신호에 대응 시켜서 그 용량을 적절하게 변화시킬 수 있다.

그리고, 이 서어보 기구(52)는 입력부재(54)와 출력부재인 핀틀(14)사이에 아이들 기어(58)를 개재시키고, 이 아이들 기어(58)의 전동작용에 의해서 상기 입력부재 (54)로부터 상기 스푸울(57)에 입력변위의 전달 및 상기 핀틀(14)로부터 상기 스푸울(57)에 귀환변위(피이드백변위)의 전달을 행하도록 하고 있기 때문에 링크등을 사용해서 귀환을 행하는 것에 비해서 부품점수가 훨씬 적고, 구조가 간단한 것이 된다. 그 때문에, 대폭적인 소형화 및 경량화를 도모할 수 있는 것이다. 또, 상기 스푸울(57)을 스프링(82)에 의해서 일정한 방향으로 항상 탄성적으로 편의시켜 놓으면, 상기 아이들 기어(58)의 톱니가 상기 양막대기어(55)(56)에 항상 탄성적으로 접촉되기 때문에, 이 아이들 기어(58)와 상기 막대기어(55)(56)와의 덜컹거림을 없앨수 있다. 즉, 백래쉬의 영향을 없애는 일이 가능해진다. 그 때문에, 미세한 조정이 가능하고, 정밀도가 높은 목표위치 제어를 행할 수 있는 것이다.

또 실시예에서는 출력부재의 이동량이 입력부재의 변위량과 같을 경우에 대해서 설명하였으나, 예를들면 제4도, 제5도에 도시한 바와 같이 반경비가 다른 아이들 기어를 쌍으로 해서 사용하면, 입력부재에 비례한 양을(확대, 축소 어느 것이나 각각의 막대기와 기어의 방식으로 가능)이동시킬 수 있도록 여러 가지 변형이 가능하다. 즉, 아이들 기어(58b)는 막대기어(56)에 맞물리고, 소형의 아이들 기어(58a)가 막대기어(55)에 맞물리는 형으로 되어 있다.

또, 본 발명에 있어서는 스테핑 모우터(51)의 정·역회전량에 대응하는 거리만큼 핀틀(14)을 대응하는 방향으로 왕복동작시킬 수 있기 때문에, 상기 스테핑 모우터 (51)에 공급되는 디지털 신호에 대응시켜서 그 용량을 적절하게 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 이 스테핑 모우터(51)를 콤퓨터등의 디지털식 제어장치로부터의 신호에 의거해서 동작시키도록 하면, 상술한 바와 같이 일정한 압력제어나, 일정한 마력제어 혹은 2압력제어등을 간단하고 정확하게 행할 수 있으며, 또 제어형태의 전환등에도 용이하게 대응할 수 있게 된다. 또한 상기 스테핑 모우터는 콤퓨터등으로부터의 디지털 신호를 직접 이용해서 작동하는 것이기 때문에, D/A변환회로가 불필요하며 또 불규칙적인 온도 변화등의 영향을 받지 않으므로 각종 보상회로등도 불필요하다. 따라서, 간단한 구성으로 정밀도가 높은 가변용량 제어를 행할 수 있는 것이다. 본 발명은 이러한 점을 청구하는 것이다.

또, 본 발명은 상기 스테핑 모우터(51)에 공급되는 디지털 신호에 대응시켜서 그 용량을 적절하게 변위시킬 수 있다. 그리고, 그 변화량을 인코우더(86)에 의해서 디지털 신호로 변환함과 동시에 표시장치(87)에 의해서 직접 외부에 표시할 수 있다.

또한, 검지출력을 얻는데 있어서, 작동기(53)의 유체압실린더(61)내에 배설한 너트(83)에 나사봉(84)을 결합하여 이 나사봉(84)을 인코우터(86)등에 연결하도록 하고 있으므로, 상기 핀틀(14)의 작동위치를 상기 인코우더(86)등에 전달하기 위한 기구가 커짐이 없이 구조가 간단한 것이 된다. 그 외에 상기 너트(83)는 상기 작동기(53)내의 스프링(61C)에 의해서 항상 핀틀(14)에 접촉되도록 하고 있으므로, 특별한 고정기구를 사용해서 핀틀(14)에 고착하지 않아도 이 너트(83)를 상기 핀틀(14)의 작동에 정확하게 추종시킬 수 있다. 따라서, 가공이나 조립에 있어서의 곤란이나 구조의 복잡화를 초래하는 일이 없이 상기 핀틀(14)의 작동위치를 정밀하게 검출할 수 있다. 너트의 가압수단으로서는 액압을 이용하는 방법으로 하는 것도 가능하다. 그 경우 너트(83)의 아래쪽을 밀폐하여 그 안쪽을 드레인에 연통시킬 필요가 있다. 이점도 본 발명의 큰 특징이며 이점을 청구하는 것이다.

또, 본 발명은 핀틀의 위치제어에 한정되는 것은 아니며, 다른 여러 분야에 적용 가능하다.

본 발명은 이상과 같은 구조이기 때문에, 부품점수가 많아서 구조의 복잡화를 초래한다고 하는 문제점을 해소할 수 있어, 소형·경량화가 용이하고 신뢰성이 높은 서어보 기구를 제공할 수 있는 것이다.

또, 특허청구의 범위 제2항 기재의 발명에 의하면, 상기한 효과외에 더욱 정밀하게 제어를 행할 수 있다는 효과도 얻을 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 일정한 방향으로 왕복운동가능한 출력부재(14)와, 이 출력부재(14)를 유체압을 이용해서 왕복동작시키는 작동기(53)와, 상기 출력부재(14)에 대향배치되어 조작입력을 받아서 상기 출력부재(14)와 평행한 방향으로 왕복 동작하는 입력부재(54)와, 이 입력부재(54) 및 상기 출력부재(14)가 서로 대향하는 부위에 각각 착설된 막대기어 (55)(56)와, 이들 양 막대기어(55)(56) 사이에 배설되어 상기 입·출력 부재(54) (14)와 평행한 방향으로 왕복운동 가능한 스푸울(57)과, 이 스푸울(57)에 착설되어 상기 양 막대기어(55)(56)에 맞물리는 아이들 기어(58)와, 상기 입력부재 (54)의 이동에 의해 상기 스푸울(57)이 비중립위치로 이동하였을 때에 상기 작동기(53)를 이 스푸울(57)이 중립위치로 되돌아가는 방향으로 작동시킬 수 있도록 전환하는 유체압회로 (59)를 구비해서 이루어진 것을 특징으로 하는 서어보 기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 입력부재(54)에의 조잡입력은 입력되는 전기적인 디지털 신호를 기기계적인 변위량으로 변환하는 스테핑 모우터(51)와, 이 스테핑 모우터(51)의 출력 변위량에 비례해서 가동하는 작동기에 의해 행해지도록 한 것을 특징으로 하는 서어보 기구.
3. 제1항에 있어서, 상기 출력부재(14)의 변화량은 액압식 작동기(53)로 왕복동작되는 출력부재(14)에 항상 가압되어 접촉되는 너트(83)와, 이 너트(83)에 나사결합되고 이 너트(83)의 상기 출력부재(14)에 대한 추종동작을 회전왕복 동작으로 변환하는 나사봉(84)과, 이 나사봉(84)에 연결되어 이 나사봉(84)의 회전 변위량을 검지출력으로 변환하는 변환수단(86)을 구비해서 이 검지출력에 의해 알 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 서어보 기구.

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