WO2024096327A1 - 로터리 액츄에이터 - Google Patents

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WO2024096327A1
WO2024096327A1 PCT/KR2023/014761 KR2023014761W WO2024096327A1 WO 2024096327 A1 WO2024096327 A1 WO 2024096327A1 KR 2023014761 W KR2023014761 W KR 2023014761W WO 2024096327 A1 WO2024096327 A1 WO 2024096327A1
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WO
WIPO (PCT)
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rod
flange
spiral
tube
rotary actuator
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/014761
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박창수
김영민
정원재
Original Assignee
(주)에스에이치팩
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit

Definitions

  • the present invention relates to rotary actuators.
  • a rotary actuator is a device that converts linear motion into rotational motion to obtain forward or reverse rotational force at a limited number of rotations.
  • the rotary actuator is a device that allows stable and accurate rotational force to be obtained by operating the shaft in forward or reverse rotation through the action of a piston operated by hydraulic or pneumatic pressure.
  • Patent No. 10-0487981 proposes a fluid-powered rotary actuator in which the axial movement of the piston rotates between the body and the output shaft.
  • Figure 5 shows the rotary actuator disclosed in the conventional registered patent No. 10-0487981.
  • the shaft 120 is mounted inside the body 110, and the shaft nut 130 is screwed to the other end. do.
  • the piston sleeve 140 is mounted between the body 110 and the shaft 120, and the thrust bearing ring 150 is connected to both ends of the body 110, one end 124 of the shaft 120, and the shaft nut 130. It is located between one end 132 of.
  • the outer helical splines 144 of the piston sleeve 140 are aligned with the inner helical splines 144 of the body 110 to rotate the piston sleeve 140.
  • the outer helical splines of the shaft 120 engage with the splines 116, and the linear and rotational movements of the piston sleeve 140 engage the inner helical splines 142 of the piston sleeve 140 to rotate the shaft 120. It is delivered to (122).
  • the piston sleeve 140 When fluid flows into the first port 112 or the second port 114, the piston sleeve 140 reciprocates in the axial direction while moving linearly and rotationally by hydraulic pressure, and the shaft 120 rotates accordingly. .
  • Such a rotary actuator rotates a platform on which a person rides in an aerial vehicle, or is used in other heavy equipment to rotate a structure on which a specific object is installed. It has a shorter length than recently and can effectively move large heavy structures. Various structural improvements are being made to support rotation.
  • the present invention was conceived from this perspective, and according to the rotary actuator according to the present invention, it is possible to provide a rotary actuator that has excellent product assemblage and at the same time minimizes the amount of material discarded during processing.
  • a rotary actuator includes a tube provided with a first entrance and a second entrance located at a predetermined distance from the first entrance; an inner ring having a predetermined length and being fixedly coupled to the inner surface of the tube, the inner ring having an inner ring spiral portion on the inner surface; a rod portion in which first and second spiral portions are formed at one end and the other end and a rod spiral portion of a certain length is formed on an outer surface; a first flange portion screwed to the first spiral portion and closing one side of the tube; It is inserted into the rod part and is movable by fluid flowing into the first and second entrances, respectively.
  • An outer spiral part screwed to the inner ring spiral part is formed on the outer surface so that it can rotate during movement, and an outer spiral part is formed on the inner surface.
  • a piston having an inner spiral portion screwed to the rod spiral portion; a second flange portion screwed to the second spiral portion and closing the other side of the tube; and a restraining member provided between the rod portion and the first flange portion and between the rod portion and the second flange portion, wherein the rod portion and the first flange portion are screwed together by the restraining member. It is characterized in that the rotational force of the rod part can be firmly transmitted to the first flange part.
  • the restraining member provided between the rod portion and the first flange portion is characterized as a set screw.
  • the restraining member provided between the rod portion and the second flange portion includes a rod rotation restraint groove formed on the outer peripheral surface of the rod portion and a flange rotation restraint groove formed on the inner peripheral surface of the second flange portion and opposing the rod rotation restraint groove. It is characterized in that it includes a groove, and a block provided between the rod rotation constraint groove and the flange rotation constraint groove.
  • the rod part and the flange part are formed separately, only the flange part can be replaced depending on the state of connection with the object to be rotated or working conditions, so it is possible to secure workability according to use in the field.
  • FIG 1 and 2 are cross-sectional views showing before and after operation of the rotary actuator according to the present invention.
  • 3 and 4 are views showing the left and right sides of the rotary actuator according to the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing a conventional rotary actuator.
  • Figures 1 and 2 are cross-sectional views showing before and after operation of the rotary actuator according to the present invention
  • Figures 3 and 4 are diagrams showing the left and right sides of the rotary actuator according to the present invention.
  • the present invention largely includes a tube 10, an inner ring 20, a rod portion 30, a first flange portion 40, and a piston ( 50), a second flange portion 60, and restraining members 70 and 80.
  • the tube 10 is a part of the body of the rotary actuator, is fixedly coupled to an external structure (not shown), has both ends open, and is spaced apart from the first entrance 12 by a certain distance.
  • Each second entrance 14 is provided so that pneumatic or hydraulic pressure selectively flows in or out.
  • the inner ring 20 has a certain length and is fixedly coupled to the inner surface of the tube 10, and has an inner ring thread portion 22 on the inner surface.
  • the inner ring spiral portion 22 is preferably formed as a helical spline, and the outer diameter of the inner ring 20 is manufactured to a size equivalent to the inner diameter of the tube 10, and then the inner ring 20 is formed of a helical spline. It is inserted inside and fixedly coupled.
  • the inner ring 20 is preferably fixed to the tube 10 using a fastening means such as separate welding or fitting after cooling and shrinking using liquid nitrogen.
  • the inner ring 20 is manufactured as a separate part from the tube 10 as described above and is fixedly coupled to the tube 10. Therefore, the complex process of machining a helical spline on the inside of the conventional tube 10 is complicated. There is an advantage of not having to go through a process.
  • the rod portion 30 is formed with first and second spiral portions 32 and 34 at one end and the other end, and a rod spiral portion 36 of a certain length is formed on the outer surface of the tube 10. It is located longitudinally on the inside, where the rod spiral portion 36 is also preferably formed as a helical spline.
  • a first flange 40 screwed to the first spiral portion 32 is provided to close the opening formed between one end of the rod portion 30 and the tube 10 during assembly.
  • one side of the tube 10 is closed by the first flange portion 40, and the first flange portion 40 is coupled with a separate rotating object (not shown) to form the rod portion 30.
  • the rotation object also becomes capable of rotation.
  • the rod part 30 and the first flange part 40 are formed in a separate structure so that they can be screwed together, so that the first flange is connected according to the state of connection with the object to be rotated or working conditions. Since only (40) can be replaced, it is possible to secure workability for use in the field.
  • the piston 50 is inserted into the rod part 30 and is movable by fluid flowing in or out of the first entrance 12 and the second entrance 14, respectively, so that it can rotate when moved.
  • An outer spiral part 56 is formed on the side and screwed with the inner ring spiral part 22, and an inner spiral part 58 is screwed with the rod spiral part 36 on the inner side.
  • outer spiral portion 56 and the inner spiral portion 58 which are respectively screwed together with the inner ring spiral portion 22 and the rod spiral portion 36 formed of helical splines, are also formed of helical splines. am.
  • a separate inner ring 20 having a certain length is manufactured as described above, and then it is inserted into the inner surface of the tube 10 and fixedly coupled, so that due to the nature of the rotary actuator, the area where wear is relatively high, i.e. Since only the inner ring (20), which is a separate part, needs to be simply replaced rather than the entire tube (10), there is an advantage in ensuring the durability of the product.
  • a second flange portion 60 screwed to the second spiral portion 34 is provided to close the opening formed between the other end of the rod portion 30 and the tube 10.
  • the other side of the tube 10 is closed by the second flange portion 60, and the second flange portion 60 is also rotatable by rotation of the rod portion 30.
  • At least one sealing material (S) is provided on the outer peripheral surfaces of the first and second flange parts (40, 60), and the sealing material (S) enables sealing between the tubes (10).
  • the first and second flange portions 40 and 60 are structured to enable sealing through the inner diameter of the tube 10 and the sealing material (S), but the first and second flanges are separated by frictional force during rotation.
  • the restraining member 70 provided between the rod portion 30 and the first flange portion 40 is preferably a set screw, as shown in FIG. 3, and is used when the rod portion 30 rotates. It is possible to solve the problem of the space between the first flange portion 40 and the rod portion 30 being loosened due to friction with the tube 10, and at the same time, the first flange portion 40 and the rod portion 30 are screwed together. In this state, there is an advantage that the rotational force of the rod part 30 can be firmly transmitted to the first flange part 40 by the restraining member 70.
  • the restraining member 80 provided between the rod portion 30 and the second flange portion 60 is a rod rotation restraining groove 36 formed on the outer peripheral surface of the rod portion 30, as shown in FIG. , a flange rotation constraint groove 46 formed on the inner peripheral surface of the second flange portion and facing the rod rotation constraint groove, and a block 76 provided between the rod rotation constraint groove and the flange rotation constraint groove. It will happen.
  • a retainer ring 90 may be further provided to more firmly support the block 76, and the retainer ring 90 is located on the outer peripheral surface of the rod portion 30 or the second flange portion. It is inserted into a groove of a certain depth formed on the inner peripheral surface of (60) and serves to prevent the block (76) from falling out.
  • the second flange portion 60 is a part in which the so-called 'rod assembly' mentioned above is fastened to one end of the tube 10 and then fastened to the other end of the tube 10, so it is required for post-processing.
  • the level of difficulty increases, assembly becomes difficult, so to improve this, the form of a block/restriction groove/retainer ring without screw fastening was adopted.
  • the outer spiral portion 56 of the piston 50 is connected to the inside of the inner ring 10 to rotate the piston 50. It is coupled to the inner ring spiral portion 22 formed in the rod coupled to the inner spiral portion 58 formed inside the piston 50 to rotate the rod portion 30. It is transmitted to the rod spiral portion 36 formed on the outside of the portion 30.
  • the main components such as the rod part, the first and second flange parts, the tube, the inner ring, and the restraining member can be provided in the form of separate parts, thereby improving the assemblyability and durability of the rotary actuator. It can be seen that there are many advantages, such as being able to transmit a solid rotational force even in a pre-fastened state in which the rod portion and the first and second flange portions are screwed together by a separately provided restraining member.
  • the basic technical idea of the present invention is to enable assembly by putting the main components in the form of parts, allowing only the relevant parts to be replaced when necessary, and also to provide a structure capable of transmitting a strong rotational force through a restraining member.
  • many other modifications are possible for those skilled in the art.

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Abstract

본 발명은 주요 구성을 부품 형태로 하여 조립이 가능하도록 하면서 필요시 해당 부품만 교체가 가능하도록 하고, 또한 구속부재를 통해 견고한 회전력 전달이 가능한 구조를 제공하기 위한 로터리 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

로터리 액츄에이터
본 발명은 로터리 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 로터리 엑츄에이터(Rotary Actuator)는 직선운동을 회전운동으로 바꾸어 줌으로써 한정된 회전수의 정회전력 또는 역회전력을 얻도록 하는 장치이다.
즉, 로터리 엑츄에이터는 유압 또는 공압에 의해 작동되는 피스톤의 작용으로 샤프트를 정 또는 역회전 작동시킴으로써 안정되고도 정확한 회전력을 얻을 수 있도록 하는 장치이다.
이러한 로터리 액츄에이터의 종래기술로 등록특허 제10-0487981호는 피스톤의 축상 운동이 몸체와 출력 샤프트 사이에서 회전 운동되는 유체 동력식 로터리 액츄에이터에 관하여 제시하고 있다.
*도 5는 상기 종래 등록특허 제10-0487981호에 개시된 로터리 액츄에이터를 도시한 것으로, 도 5의 경우 샤프트(120)는 몸체(110) 내부에 장착되고, 타단에 샤프트 너트(130)가 나사결합된다.
피스톤 슬리브(140)는 몸체(110)와 샤프트(120) 사이에 장착되고, 트러스트 베어링 링(150)은 몸체(110)의 양단부와 샤프트(120)의 일단부(124) 및 샤프트 너트(130)의 일단부(132) 사이에 위치한다.
피스톤 슬리브(140)가 몸체(110) 내에서 축방향에서 직선 왕복 운동을 할 때 피스톤 슬리브(140)의 외부 헬리컬 스플라인(144)은 피스톤 슬리브(140)를 회전시키기 위해 몸체(110)의 내부 헬리컬 스플라인(116)과 결합하고, 피스톤 슬리브(140)의 직선 및 회전 운동은 샤프트(120)를 회전시키기 위해 피스톤 슬리브(140)의 내부 헬리컬 스플라인(142)과 결합된 샤프트(120)의 외부 헬리컬 스플라인(122)으로 전달된다.
제1포트(112) 또는 제2포트(114)로 유체가 유입되면 피스톤 슬리브(140)는 유압에 의해 직선 및 회전 운동하면서 축방향에서 왕복운동을 하고 이에 따라서 샤프트(120)가 회전운동을 한다.
이러한, 로터리 엑츄에이터는 고소차량에 있어서 사람이 탑승하는 플랫폼을 회전시키거나, 그 밖의 중장비에 채용되어 소정의 특정물이 설치된 구조물을 회전시키는 역할을 하는 것으로, 최근 보다 짧은 길이를 가지며 큰 중량 구조물을 효과적으로 회전시키면서 지탱하기 위한 다양한 구조 개선이 이루어지고 있다.
이와 함께, 로터리 액츄에이터 특성상 마모가 큰 부위에 대한 교체가 용이하도록 하면서 제품의 전체 조립성이 뛰어나고, 아울러 가공시 폐기되는 소재량도 최대한 줄이고자 하는 방향으로의 제품 개발이 매우 절실하다.
본 발명은 이와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 발명에 의한 로터리 액츄에이터에 의하면 제품 조립성이 매우 뛰어남과 동시에 가공시 폐기되는 소재량을 최소화할 수 있도록 하는 로터리 액츄에이터 제공이 가능하다.
이를 위하여 본 발명의 바람직한 실시예 따른 로터리 액츄에이터는, 제1 출입구와, 상기 제1 출입구와 일정 간격 이격하여 위치하는 제2 출입구가 구비되는 튜브; 일정 길이를 가지고 상기 튜브 내측면에 끼워져 고정결합되는 것으로, 내측면에 이너링나선부를 구비하는 이너링; 일단 및 타단부에 제1 및 제2 나선부가 형성되고 외측면에 일정 길이의 로드나선부가 형성되는 로드부; 상기 제1 나선부와 나사결합되고 상기 튜브의 일측부를 폐쇄하는 제1 플랜지부; 상기 로드부에 끼워져 상기 제1 출입구 및 제2 출입구로 각각 유입되는 유체에 의해 이동가능한 것으로, 이동시 회전할 수 있도록 외측면에 상기 이너링나선부와 나사결합되는 외측나선부가 형성되고, 내측면에 상기 로드나선부와 나사결합되는 내측나선부가 형성되는 피스톤; 상기 제2 나선부와 나사결합되고 상기 튜브의 타측부를 폐쇄하는 제2 플랜지부; 및 상기 로드부와 제1 플랜지부 사이와 상기 로드부와 제2 플랜지부 사이에 각각 구비되는 구속부재를 포함하여 구성되어, 상기 로드부와 제1 플랜지부는 나사결합된 상태에서 상기 구속부재에 의해 상기 로드부의 회전력을 제1 플랜지부에 견고하게 전달이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 바람직할 실시예에 따르면, 상기 로드부와 제1 플랜지부 사이에 구비되는 구속부재는, 세트 스크류인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로드부와 제2 플랜지부 사이에 구비되는 구속부재는, 상기 로드부 외주면에 형성된 로드회전구속홈, 상기 제2 플랜지부 내주면에 형성되는 것으로 상기 로드회전구속홈에 대향되는 플랜지회전구속홈, 및 상기 로드회전구속홈과 플랜지회전구속홈 사이에 구비되는 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 효과는 다음과 같다.
먼저, 로드부와 플랜지부를 하나의 부품으로 가공하지 아니하더라도 별도의 구속부재를 마련하도록 함으로써 로드부 회전시 마찰력에 의하여 플랜지부가 풀리는 문제점을 해결가능하며, 아울러 하나의 부품으로 일체로 가공시 폐기되는 소재량도 최소화할 수가 있게 된다.
또한, 로드부와 플랜지부가 분리형성되어 있으므로 회전시키고자 하는 대상물과의 결합상태 또는 작업조건 등에 따라서 플랜지부만 교체가 가능하므로 현장에서 사용에 따른 작업성 확보가 가능하다.
아울러, 일정 길이를 가지는 별도의 이너링을 제작한 다음, 상기 튜브 내측면에 끼워져 고정결합이 가능하므로 로터리 액츄에이터 특성상 마모가 상대적으로 큰 부위에 대한 교체가 매우 용이하여 제품의 내구성 확보도 가능하다.
이와 함께, 로드부와 플랜지부, 그리고 튜브와 이너링 등 중요 부품이 각각 분리가능한 어셈블리 형태로 구비가능하게 됨으로써 제품의 전체 조립성이 뛰어나게 되는 등 많은 효과가 기대된다.
이와 함께 본 발명의 다른 효과는 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 로터리 액츄에이터의 작동전후를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 로터리 액츄에이터의 좌,우측면을 나타내는 도면이다.
도 5는 종래 로터리 액츄에이터를 나타내는 단면도이다
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 기초하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 로터리 액츄에이터의 작동전후를 나타내는 단면도이고, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 로터리 액츄에이터의 좌,우측면을 나타내는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 크게, 튜브(10), 이너링(20), 로드부(30), 제1 플랜지부(40), 피스톤(50), 제2 플랜지부(60) 및 구속부재(70, 80)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 튜브(10)는 로터리 액츄에이터의 몸체를 이루는 부분으로서 외부구조물(미도시)에 고정결합되며 양단부가 개방된 형태의 것으로, 제1 출입구(12)와, 상기 제1 출입구와 일정 간격 이격하여 위치하는 제2 출입구(14)가 각각 구비되어 공압 또는 유압이 선택적으로 유입 또는 유출된다.
다음으로, 상기 이너링(20)은 일정 길이를 가지고 상기 튜브(10) 내측면에 끼워져 고정결합되는 것으로, 내측면에 이너링나선부(22)를 구비한다.
여기서, 상기 이너링나선부(22)는, 바람직하게는 헬리컬 스플라인으로 형성되며, 상기 이너링(20)의 외경은 상기 튜브(10)의 내경에 상당한 크기로 제작된 다음, 튜브(10)의 내측으로 끼워져 고정결합되게 되는데, 이를 위하여 상기 이너링(20)은 별도 용접이나 액체질소를 이용하여 냉각 수축 후 끼워맞춤 등과 같은 체결수단을 사용하여 튜브(10)에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 경우, 상기 이너링(20)은 상술한 바와 같이 튜브(10)와 별도 부품 형태로 제작되어 상기 튜브(10)와 고정결합되므로, 종래 튜브(10) 내측에 헬리컬 스플라인을 가공하는 복잡한 공정을 거치지 않아도 되는 이점이 있다.
즉, 종래 두꺼운 튜브(10) 소재를 이너링(20) 두께만큼 남기기 위한 1차 공정이 필요하며, 남기진 부분에 헬리컬 스플라인을 가공해야하는 등과 같은 복잡한 공정을 거치지 않아도 되며, 아울러 소재의 폐기량도 절감되는 이점이 있게 된다.
다음으로, 상기 로드부(30)는 일단 및 타단부에 제1 및 제2 나선부(32, 34)가 형성되고 외측면에 일정 길이의 로드나선부(36)가 형성되어 상기 튜브(10) 내측에 길이방향으로 위치하게 되며, 여기서 상기 로드나선부(36) 역시, 바람직하게는 헬리컬 스플라인으로 형성된다.
이때, 조립시 상기 로드부(30)의 일단부와 상기 튜브(10)와의 사이에 형성되는 개방부를 폐쇄하기 위하여 상기 제1 나선부(32)와 나사결합되는 제1 플랜지(40)가 구비된다.
즉, 상기 제1 플랜지부(40)에 의해 상기 튜브(10)의 일측부가 폐쇄되고, 아울러 상기 제1 플랜지부(40)에는 별도의 회전대상물(미도시)과 결합되어 상기 로드부(30)의 회전에 의해 상기 회전대상물도 회전가능하게 된다.
본 발명의 경우, 상기 로드부(30)와 제1 플랜지부(40)는 나사결합이 가능하도록 분리구조로 형성되어 있어 회전시키고자 하는 회전대상물과의 결합상태 또는 작업조건 등에 따라서 상기 제1 플랜지(40)만 교체하여 사용 가능하므로 현장에서 사용에 따른 작업성 확보가 가능하게 된다.
다음으로, 상기 피스톤(50)은 상기 로드부(30)에 끼워져 상기 제1 출입구(12) 및 제2 출입구(14)로 각각 유입 또는 유출되는 유체에 의해 이동가능한 것으로, 이동시 회전할 수 있도록 외측면에 상기 이너링나선부(22)와 나사결합되는 외측나선부(56)가 형성되고, 내측면에 상기 로드나선부(36)와 나사결합되는 내측나선부(58)가 형성된다.
여기서, 헬리컬 스플라인으로 형성되어 있는 상기 이너링나선부(22) 및 로드나선부(36)와 각각 나사결합되는 외측나선부(56) 및 내측나선부(58) 역시 헬리컬 스플라인으로 형성되어 있음은 물론이다.
본 발명의 경우, 상술한 바와 같이 일정 길이를 가지는 별도의 이너링(20)을 제작한 다음, 상기 튜브(10) 내측면에 끼워져 고정결합이 가능하므로 로터리 액츄에이터 특성상 마모가 상대적으로 큰 부위, 즉 튜브(10) 전체가 아닌 별도 부품인 이너링(20)만 간단히 교체하면 되므로 제품의 내구성 확보도 가능한 이점이 있게된다.
한편, 상기 로드부(30)의 타단부와 상기 튜브(10)와의 사이에 형성되는 개방부를 폐쇄하기 위하여 상기 제2 나선부(34)와 나사결합되는 제2 플랜지부(60)가 구비된다.
즉, 상기 제2 플랜지부(60)에 의해 상기 튜브(10)의 타측부가 폐쇄되고, 아울러 상기 로드부(30)의 회전에 의해 상기 제2 플랜지부(60)도 회전가능하게 된다.
여기서, 상기 제1, 2 플랜지부(40, 60)의 외주면에는 적어도 하나 이상의 씰링재(S)가 구비되며, 상기 씰링재(S)에 의해 튜브(10)사이 밀봉이 가능하게 된다.
본 발명의 경우, 제1 및 2 플랜지부(40, 60)는 튜브(10) 내경과 씰링재(S)틀 통해 밀봉이 가능하도록 하는 구조로 되어 있으나, 회전시 마찰력에 의해 상기 제1 및 2 플랜지부가 풀리는 문제를 해결하고, 아울러 상기 로드부(30)의 회전력을 제1 및 제2 플랜지부(40, 60)에 견고하게 전달이 가능하도록 하기 위하여, 상기 로드부(30)와 제1 플랜지부(40) 사이, 그리고 로드부(30)와 제2 플랜지부(60) 사이 구속부재(70, 80)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 로드부(30)와 제1 플랜지부(40) 사이에 구비되는 구속부재(70)는, 도 3에 도시된 바와 같이 바람직하게는 세트 스크류의 것으로, 로드부(30)의 회전시 상기 튜브(10)와의 마찰력에 의해 상기 제1 플랜지부(40)와 로드부(30) 사이가 풀리는 문제점을 해결할 수가 있으며, 동시에 상기 제1 플랜지부(40)와 로드부(30)는 나사결합된 상태에서 상기 구속부재(70)에 의해 상기 로드부(30)의 회전력을 제1 플랜지부(40)에 견고하게 전달이 가능한 이점이 있게 된다.
아울러, 로드부(30)와 제1 플랜지부(40)를 각각 가공한 다음, 나사체결과 같이 가체결된 상태에서 구속부재(70)로 체결된, 소위 '로드 어셈블리' 형태로 할 경우, 종래 '로드 어셈블리'를 하나의 부품으로 일체로 가공할 때보다 폐기되는 소재량을 최소화할 수 있는 이점도 있게 된다.
한편, 상기 로드부(30)와 제2 플랜지부(60) 사이에 구비되는 구속부재(80)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로드부(30) 외주면에 형성된 로드회전구속홈(36), 상기 제2 플랜지부 내주면에 형성되는 것으로 상기 로드회전구속홈에 대향되는 플랜지회전구속홈(46), 및 상기 로드회전구속홈과 플랜지회전구속홈 사이에 구비되는 블록(76)을 포함하여 구성되게 된다.
이에 더하여, 상기 블록(76)을 보다 더 견고하게 지지하기 위한 리테이너 링(90)이 더 구비될 수도 있는데, 상기 리테이너 링(90)은 상기 로드부(30)의 외주면, 또는 상기 제2 플랜지부(60)의 내주면에 형성된 일정 깊이의 홈에 끼워져 상기 블록(76)이 빠지지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제2 플랜지부(60)는 앞서 언급한 소위 '로드 어셈블리'가 튜브(10)의 일단부에 체결된 다음, 튜브(10)의 타단부에 체결되는 부품이므로 후가공의 난이도가 올라갈 경우 조립에 어려움이 있으므로 이를 개선하기 위하여 나사체결이 없는 블록/구속홈/리테이너 링의 형태를 취한 것이다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 로터리 액츄에이터의 작동과정을 설명하면, 도 1에 도시된 상태에서, 제1 출입구(12)를 통해 유체가 유입되면 피스톤(50)은 유체압에 의해 도 2에 도시된 상태와 같이 우측으로 이동하고, 반대로 제2 출입구(14)를 통해 유체가 유입되면 피스톤(50)은 도 1에 도시된 상태로 복귀하게 된다.
이때, 상기 피스톤(50)이 튜브(10) 내에서 축방향으로 직선 왕복 운동을 할 때 피스톤(50)의 외측나선부(56)는 피스톤(50)을 회전시키기 위해 이너링(10)의 내부에 형성된 이너링나선부(22)과 결합하고, 피스톤(50)의 직선 및 회전 운동은 로드부(30)를 회전시키기 위해 피스톤(50)의 내부에 형성된 내측나선부(58)과 결합된 로드부(30)의 외부에 형성된 로드나선부(36)으로 전달된다.
따라서, 제1 출입구(12) 또는 제2 출입구(14)로 유체가 유입되면 피스톤(50)는 유체압에 의해 직선 및 회전 운동하면서 축방향에서 왕복운동을 하게 되고 이에 따라서 로드부(30)가 회전운동을 하며, 그 결과 상기 로드부(30)에 결합된 제1, 2 플랜지부(40, 60)도 회전하게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로드부와 제1, 2 플랜지부, 튜브와 이너링, 구속부재 등 주요 구성이 각각 분리가능한 부품 형태로 구비가 가능하게 됨으로써 로터리 액츄에이터의 조립성 및 내구성이 뛰어난 이점이 있으며, 아울러 별도로 마련된 구속부재에 의해 로드부와 제1, 2 플랜지부가 나사체결된 가체결 상태에서도 견고한 회전력 전달이 가능하게 되는 등의 많은 이점이 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 이루어진 본원 발명은 주요 구성을 부품형태로 하여 조립이 가능하도록 하면서 필요시 해당 부품만 교체가 가능하도록 하고, 또한 구속부재를 통해 견고한 회전력 전달이 가능한 구조를 제공하도록 하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있으며, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (3)

  1. 제1 출입구와, 상기 제1 출입구와 일정 간격 이격하여 위치하는 제2 출입구가 구비되는 튜브;
    일정 길이를 가지고 상기 튜브 내측면에 끼워져 고정결합되는 것으로, 내측면에 이너링나선부를 구비하는 이너링;
    일단 및 타단부에 제1 및 제2 나선부가 형성되고 외측면에 일정 길이의 로드나선부가 형성되는 로드부;
    상기 제1 나선부와 나사결합되고 상기 튜브의 일측부를 폐쇄하는 제1 플랜지부;
    상기 로드부에 끼워져 상기 제1 출입구 및 제2 출입구로 각각 유입되는 유체에 의해 이동가능한 것으로, 이동시 회전할 수 있도록 외측면에 상기 이너링나선부와 나사결합되는 외측나선부가 형성되고, 내측면에 상기 로드나선부와 나사결합되는 내측나선부가 형성되는 피스톤;
    상기 제2 나선부와 나사결합되고 상기 튜브의 타측부를 폐쇄하는 제2 플랜지부; 및
    상기 로드부와 제1 플랜지부 사이와 상기 로드부와 제2 플랜지부 사이에 각각 구비되는 구속부재를 포함하여 구성되어,
    상기 로드부와 제1, 2 플랜지부는 나사결합된 상태에서 상기 구속부재에 의해 상기 로드부의 회전력을 제1, 2 플랜지부에 견고하게 전달이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 로터리 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드부와 제1 플랜지부 사이에 구비되는 구속부재는,
    세트 스크류인 것을 특징으로 하는 로터리 액츄에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로드부와 제2 플랜지부 사이에 구비되는 구속부재는,
    상기 로드부 외주면에 형성된 로드회전구속홈, 상기 제2 플랜지부 내주면에 형성되는 것으로 상기 로드회전구속홈에 대향되는 플랜지회전구속홈, 및 상기 로드회전구속홈과 플랜지회전구속홈 사이에 구비되는 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 액츄에이터.
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