KR0158089B1 - 로드레스 실린더 - Google Patents

Abstract

실린더 튜브(2)의 외주면을 따라서 이동하는 이동자(6)의 외면에 실질적으로 평탄한 저촉면(20a)을 형성하는 동시에 상기한 실린더 튜브(2)의 양끝부를 덮는 한 쌍의 엔드커버(3a,3b)의 사이에 상기한 접촉면(20a)에 접촉하는 평탄한 가이드면(4a)을 구비한 레일(4)은 부착하고, 이동자(6)의 외측에 위치하는 이 레일(4)에 의해 그 이동자(6)의 회전을 규제한다.

Description

로드레스 실린더

제1도는 본 발명의 한 실시예를 표시하는 종단면도.

제2도는 제1도의 측면도.

제3도는 이동자의 보디의 저면도.

제4도는 상기한 보디의 측면도.

제5도는 미끄럼이동 부재의 측면도.

제6도는 미끄럼이동 부재의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로드레스 실린더 2 : 실린더 튜브

3a,3b : 엔드커버 4 : 레일

4a : 가이드면 5 : 피스톤

6 : 이동자 7a,7b : 마그넷 커플링

28 : 미끄럼 이동부재 31 : 마그넷

32 : 자기 밀봉판 36 : 스위치 부착홈

38 : 위치검출 스위치 41,42 : 급배 포오트

본 발명은, 마그넷 커플링을 사용한 로드레스 실린더에 관한 것이다.

비자성체로 형성된 원통형의 실린더 튜브와, 그 양끝부를 폐쇄하는 한 쌍의 엔드커버와, 상기한 튜브내의 기밀을 유지하는 상태로 이동하는 피스톤과, 실린더 튜브의 외주면을 따라서 이동 가능한 물품 반송용의 이동자와, 상기한 피스톤과 이동자에 설치한 상호연결용 마그넷 커플링을 구비하여, 엔드커버에 설치한 포오트로부터 공급되는 압축공기에 의해서 피스톤을 이동시키므로써, 상기한 마그넷 커플링의 흡인력에 의해서 이동자를 그 피스톤과 동기하여 이동시키도록 한 로드레스 실린더는 종래에 알려진 것이다.

이 종류의 로드레스 실린더는 일반적으로 상기한 이동자가 실린더 튜브의 주위를 회전하기 쉬우므로 그 회전을 방지하기 위한 회전방지 기구를 구비하고 있다. 그 한 예로서 일본국 실개소 62-119508 공보(실공평 4-19214호 공보)에는 실린더 튜브 양끝에 설치된 한 쌍의 엔드커버 사이에 이동자를 관통시키는 복수의 로드를 부착해서 이들 로드에 의해서 이동자의 회전을 방지하도록 한 로드레스 실린더가 명시되어 있다.

그러나, 이와 같이 이동자를 관통하는 복수의 로드를 구비한 종래의 회전방지기구는 상기한 로드의 부착에 의해서 상기한 이동자 및 엔드커버가 대형화되기 때문에 로드레스 실린더 전체가 대형화 되는 결점이 있었다.

그러므로, 상기한 바와 같이 로드를 갖지 않는 소형의 회전방지기구의 출현이 요망되고 있다.

또, 이 종류의 로드레스 실린더에는, 상기한 이동자의 동작위치를 검출하기 위한 검출기구가 설치되는 경우가 많았으며, 이 위치검출기구는 통상적으로 상기한 한 쌍의 엔드커버의 사이에 부착된 레일과, 이 레일에 부착된 자기 감응형 위치 검출 스위치와, 이동자에 부착한 마그넷으로 구성된다.

그런데, 이와 같이 외출검출기구를 로드레스 실린더에 설치한 경우, 회전방지기구를 구성하는 상기한 로드와는 별도로 상기한 스위치부착용 레일까지도 부착해야 하므로 그 로드레스 실린더는 더욱 대형화되는 동시에 부품수가 증가되어서 구조도 복잡하게 된다.

이와 같이 문제는 상기한 회전방지기구에 스위치 부착용 레일의 기능까지도 겸비하게 되면, 해결할 수가 있다고 생각된다. 그 경우, 상기한 마그넷 커플링으로부터 누설되는 자기에 의해, 상기한 위치검출스위치가 오작동을 하지 않도록 할 필요가 있다. 또, 상기한 회전방지기구를 이용해서 압축공기를 피스톤의 한쪽의 압력실측으로 공급 및 배출할 수가 있다면, 한쪽의 엔드플레이트에 집중적으로 배관을 접속할 수가 있으므로 보다 편리하다.

본 발명의 주된 과제는 로드레스 실린더에 있어서의 이동자를 위한 회전방지기구에서 그 이동자를 관통하는 로드를 갖지 않는 구조로 하므로써 그 로드가 차지하는 부분을 없애서 로드레스 실린더를 소형화하는 데에 있다.

본 발명의 다른 과제는, 상기한 회전장치기구에 위치검출 스위치를 부착하기 위한 레일기구까지도 겸비하게 하므로써 로드레스 실린더를 더욱 소형화하는 동시에 부품수를 적게하여 구조를 간단히 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 과제는, 상기한 로드레스 실린더에 있어서 마그넷 커플링으로부터 누설되는 자기에 의해 위치검출 스위치가 오작동 하는 것을 확실하게 방지하는데에 있다.

본 발명의 또 다른 과제는 상기한 회전방지기구에 바이패스유로를 설치하고, 이 유로를 통하여 압축공기를 피스톤의 한쪽의 압력실측으로 공급 및 배출을 가능하게 하므로써, 한쪽의 엔드플레이트로부터 압축공기를 집중적으로 공급 및 배출할 수 있도록 하는데에 있다.

상기한 본 발명의 과제는 실린더 튜브의 외주면을 따라서 이동하는 이동자의 외면에 실질적으로 평탄한 접촉면을 형성하는 동시에 상기한 실린더 튜브의 양끝부를 덮는 한 쌍의 엔트커버의 사이에 상기한 접촉면에 접촉하는 실질적으로 평탄한 가이드면을 구비한 레일을 부착해서 이동자의 외측에 위치하는 이 레일에 의해 이동자의 회전을 규제하므로써 해결할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구성형태는 상기한 이동자의 접촉면에 복수의 미끄럼이동부재가 설치되어서, 이들 미끄럼부재를 통하여 이동자의 레일의 가이드면과 미끄럼 접촉하도록 되는 것이다.

본 발명에 있어서는 상기한 이동자의 접촉면에 마그넷을 부착하기 위한 마그넷 부착홈을 설치하는 동시에 상기한 레일에 위치검출 스위치를 부착하기 위한 스위치부착홈을 설치하므로써, 상기한 회전방지기구에 위치검출기구가 일체적으로 조립되어 있다. 이 경우에 바람직한 것은 상기한 미끄럼 이동 부재에 마그넷홀더로서의 기능을 경비시켜서 이 미끄럼이동 부재에 의해 마그넷을 이동자에 부착하는 데에 있다.

상기한 위치검출 스위치의 오작동을 방지하기 위해 상기한 이동자의 접촉면에는 마그넷 커플링으로부터의 누설자기를 차단하기 위한 자기밀봉판을 부착하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기한 회전방지기구의 레일에 압축공기를 위한 바이패스 유로를 설치하여 한쪽의 엔드커버에 설치한 포오트와, 피스톤의 한쪽의 압력실을 상기한 바이패스 유로를 통하여 연통시키므로써, 상기한 한쪽의 엔드커버를 통하여 압축공기를 집중적으로 공급 및 배출할 수 있도록 되어 있다.

다음에 본 발명의 실시예를 도면에 의하여 상세하게 설명한다.

제1도 및 제2도는, 본 발명의 로드레스 실린더의 한 실시예를 표시하는 것으로서 이 로드레스 실린더(1)는, 알루미늄 등의 비자성부재로 형성된 원통형의 실린더 튜브(2)와 그 실린더 튜브(2)의 축방향 양끝부를 덮는 사각형이 엔드커버(3a,3b)와 상기한 실린더 튜브(2)내의 기밀을 유지하는 상태로 이동하는 피스톤(5)과, 상기한 실린더 튜브(2)의 외주면을 따라서 이동 가능한 이동자(6)를 구비하고, 상기한 피스톤(5)과, 이동자(6)에는 그것들을 자기력에 의해 서로 결합하는 고리형상의 마그넷 커플링(7a),(7b)이 각각 설치되어 있다. 또, 상기한 2개의 엔드커버(3a,3b)의 아래면에는, 상기한 이동자(6)의 아래면의 실질적으로 평탄한 접촉면(20b)에 접촉하는 레일(4)이 고정되어 있다.

상기한 실린더 튜브(2)의 축방향 양끝부에는 외주면에 숫나사를 구비한 어태치먼트링(10,10)이 스냅링(9,9)에 의해 축방향의 이동이 규제된 상태로 회전 가능하게 부착되며, 이들 어태치먼트링(10,10)에 암나사를 절단한 상기한 엔드커버(3a,3b)를 체결하므로써, 이들 엔드커버(3a,3b)가 실린더 튜브에 부착되어 있다. 상기한 엔드커버(3a,3b)의 사이에는 밀봉부재(11,11)에 의해 기밀을 유지하도록 밀봉되어 있다.

상기한 피스톤(5)은, 고리형상을 한 2개의 피스톤부재(13,13)와 피스톤부재(13,13) 사이에 위치하는 상기한 마그넷 커플링(7a)을 피스톤부재(13,13)의 중심을 통과하는 사파트(14)와 너트(15,15)로 일체적으로 결합한 것이다. 또, 상기한 마그넷 커플링(7a)은 원판형을 한 복수의 요오크(16)와, 각 요오크 사이에 위치하는 원판형의 복수의 마그넷(17)에 의해 구성되어 있다.

상기한 이동자(6)의 보디(20)는, 제3도와, 제4도에 의해서도 알 수 있듯이 측면으로 보아서 사가형을 하고 있고, 그 중심부분에 축선 방향으로 관통하는 관통홀(20a)을 구비하며, 이 관통홀(20a)내에 상기한 마그넷 커플링(7b)과, 그 양쪽으로 위치하는 고리형상의 웨어링(22,22)과 또, 그 양쪽에 위치하는 고리형상의 스페이서(21,21)가 순차적으로 삽입되고, 이들 부재는 스냅링(23,23)에 의해 고정되어서 이들 각 부재의 중앙부를 상기한 실린더 튜브(2)가 자유자재로 미끄럼 이동하도록 관통하고 있다.

상기한 이동자(6)의 마그넷 커플링(7b)은, 피스톤(5)의 마그넷 커플링(7a)과 마찬가지로 복수의 요오크 사이에 위치하는 복수의 마그넷(17)에 의해 구성되어 있다. 또, 상기한 웨어링(22,22)과 스페이서(21,21)의 사이에는 실린더 튜브(2)의 외주면에 미끄럼 접촉하는 고리형상의 스크레이퍼(24,24)가 설치되어 있다.

또, 상기한 보디(20)아래면의 접촉면(20b)(레일(4)과의 대향면)에는 그 폭방향의 양끝과 근접한 위치에 짧은 원기둥 형상을 한 위치검출용마그넷(31)을 부착하기 위한 근접한 위치에 짧은 원기둥 형상을 한 위치검출용 마그넷(31)을 부착하기 위한 마그넷 부착홈(26,26)이 형성되어 있고, 이들 마그넷 부착홈(26,26)은 마그넷 부착홈(26,26)의 아래면에 상기한 마그넷(31)이 끼워 맞춰지는 대략 반원형의 단면을 갖는 오목부(26a,26b)를 구비하고 있다. 또, 상기한 보디(20)의 아래면에 있어서의 길이방향 양끝에 가까운 네 모서리에는, 미끄럼 이동부재(28)를 부착하기 위한 부착홀(27)이 각각 형성되어 있다.

상기한 4개의 미끄럼 이동부재(28)는, 레일(4)의 상면에 미끄럼 접촉하므로써, 이동자(6)의 회전을 방지하는 회전방지로서의 기능과, 상기한 마그넷(31)을 유지시키는 마그넷 홀더로서의 기능을 겸비하는 것으로서 폴리에세탈 등의 합성수지에 의해 형성되고, 제5도와 제6도에 표시하듯이 상기한 부착홀(27)에 삽입되는 축부(29)와 마그넷 부착홈(26)에 끼워 맞추어지는 접합부(30)를 구비하고 있다. 상기한 축부(29)에는 그 외주면에 복수의 소돌기(29a)가 형성되어 있으며, 이들 소돌기(29a)에 의해서 부착홀(27)에 기밀을 유지하게 접합되도록 되어 있다. 한편, 상기한 접합부(30)에는 상기한 마그넷(31)을 끼워 넣기 위한 단면이 대략 반원형상을 한 마그넷 보유홀(30a)이 형성되고, 이 마그넷 보유홀(30a)의 길이방향의 한쪽 끝에는 소돌기(30b)가 설치되어서 이 소돌기(30b)에 의해 마그넷(31)을 고정하여 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기한 각 미끄럼 이동부재(28)는, 상기한 축부(29)를 부착홀(27)에 삽입하므로서, 보디(20)에 부착되며, 이때, 마그넷 보유홀(30a)에 장착된 마그넷(31)의 상반부는 보디(20)에 설치된 상기한 마그넷 부착홈(26)의 오목부(26a) 내에 끼워 맞추어 진다.

상기한 마그넷(31)은, 모든 미끄럼 이동부재(28)에 부착되는 것은 아니고, 제3도에 표시하듯이 레일(4)에 부착된 위치검출스위치(38)와, 대응하는 쪽에 있는 어느 한쪽의 미끄럼 이동부재(28)에 부착된다.

또, 상기한 이동자(6)에 부속된 보디(20)의 아래면에는 마그넷 커플링(7b에 부속된 마그넷(17)의 자력선을 밀봉하기 위한 철판 등의 자성재로 된 자기밀봉판(32))이 부착되어 있다.

이 자기밀봉판(32)은, 마그넷 부착홈(26)에 끼워 맞춰지는 볼록부(33)를 보유하고 있으며, 그 볼록부(33)를 마그넷 부착홈(26)에 끼워 맞추므로써, 보디(20)의 아래면의 마그넷(31)이 부착된 쪽에 있는 2개의 미끄럼 이동부재(28,28) 사이의 부분, 즉, 위치검출스위치(38)가 통과하는 부분을 덮도록 배치되어서 마그넷 커플링이 마그넷(17)에 의해 보디(20)에 흡착되게 한다.

이 자기밀봉판(32)의 마그넷 부착홈(26)을 따라 이동하는 작동은, 그 양측의 미끄럼 이동부재(28,28)에 의해 규제되고, 마그넷 부착홈(26)과 직교되는 방향의 작동은 상기한 볼록부(33)와 마그넷 부착홈(26)의 끼워 맞춤에 의해 규제되고 있다.

또, 상기한 레일(4)은, 알루미늄 등의 비자성체를 압출하여 평판형상으로 성형한 것으로서, 제2도에 표시하듯이 이동자(6)의 폭과 대략 동일한 가로폭을 보유하고, 이 레일(4)의 길이방향의 양끝은 부착볼트(34)에 의해 좌우의 엔드커버(3a,3b)의 아래면에 고정되어 있다.

상기한 레일(4)의 상면은 실질적으로 평탄한 가이드면(4a)으로 되어 있고, 이 가이드면(4a)에 이동자(6)의 접촉면(20b)에 있는 4개의 미끄럼 이동부재(28)가 미끄럼 접촉하며 이들 미끄럼 이동부재(28)의 미끄럼 접촉에 의해서 그 이동자(6)의 이동이 가이드되는 동시에 회전이 규제되도록 되어 있다.

또, 상기한 레일(4)의 내부에는 압축공기를 위한 바이패스 유로(35)가 길이방향으로 형성되고, 레일(4)의 아래면에 있어서의 폭방향의 한쪽 끝과 근접한 위치에는 상기한 위치검출스위치(38)를 부착하기 위한 부착홈(36)이 길이방향으로 형성되어 있다.

상기한 바이패스 유로(35)는, 2개의 엔드커버(3a,3b)의 유로(43a,43b)와 각각 연통하고 그 바이패스 유로(35)의 양끝의 포오트는 각각 플러그(37,37)에 의해 폐쇄되어 있다. 또, 상기한 스위치부착홈(36)에는, 이동자(6) 아래면의 마그넷(31)을 검출해서 신호를 출력하는 위치검출센서(38,38)(한쪽만 도면에 표시됨)가 그 스위치부착홈(36)을 따라서 자유자재로 위치 조절하도록 부착되어 있다.

2개의 엔드커버(3a,3b) 중에서 한쪽편(3a)의 끝면에는 압축공기를 공급 및 배출하기 위한 제1급배 포오트(41)와 제2급배 포오트(42)가 설치되어 있고, 제1급배 포오트(41)는 피스톤(5)의 한쪽의 압력실(40a)에 직접 연통하고, 제2급배 포오트(42)는 엔드커버(3a)의 유로(43a), 레일의 유로(35)와 다른 한쪽의 엔드커버(3a)의 유로(43b)를 통하여 다른 한쪽의 압력실(40b)로 연통하고 있다.

따라서 이 로드레스 실린더(1)는, 한쪽의 엔드커버(3a)로부터 2개의 압력실(43a),(43b)에 압축공기를 집중적으로 공급 및 배출할 수 있다.

또, 제1도 중의 부호 44는, 로드레스 실린더(1)를 소정의 부재에 부착하기 위한 부착홀이고, 45는 피스톤(5)을 완충적으로 정지시키기 위한 댐퍼이다.

상기한 구성인 로드레스 실린더(1)에 있어서, 엔드플레이트(3a)의 포오트(41),(42)로부터 압축공기를 공급 및 배출하면, 피스톤(5)이 실린더 튜브(2)내의 기밀을 유지하는 상태로 이동하여 마그넷 커플링(7a,7b) 사이의 흡인력에 의해 이동자(6)가 피스톤(5)과 동기하여 실린더 튜브(2)의 외주면을 따라서 이동한다. 따라서, 상기한 이동자(6)에 부하체를 부착시키므로써, 그 부하체를 반송할 수 있다.

이 경우, 상기한 이동자(6)의 하면의 네 모서리 부착한 미끄럼 이동부재(28)가 레일(4)의 가이드면(4a)에 미끄럼접촉해서 이동을 안내하는 동시에 회전방지로서도 기능을 하기 때문에 상기한 이동자(6)는 원활하게 이동할 수 있고, 또한, 실린더 튜브(2)의 주위를 회전하는 일도 없다.

상기한 이동자(6)의 위치는, 그 이동자(6)의 아래면에 부착한 마그넷(31)와, 레일(4)에 부착한 위치검출스위치(38)에 의해 검출된다. 이 경우, 상기한 이동자(6)의 아래면에는 자기밀봉판(32)이 부착되어 있고, 이 자기밀봉판(32)이 마그넷 커플링으로부터의 자기를 차단하기 때문에 위치검출센서(38)가 그 오작동을 하지는 않는다.

그러므로 본 발명에 있어서는, 이동자(6)의 회전을 규제하는 회전방지기구를 그 이동자(6)에 외측으로부터 접촉하는 레일(4)로 구성하므로써, 종래와 같이 이동자(6)를 관통하는 복수의 로드가 필요 없게 되어 그 로드가 차지하는 공간을 없앨 수 있기 때문에 로드레스 실린더를 소형화 할 수 있다.

또, 상기한 레일(4)을 스위치 부착용 부재로서는 겸용하여 이것에 위치검출스위치(38)를 부착하도록 했으므로 전용의 스위치부착용 부재를 부착할 필요 없고, 그 결과, 부품수가 적게 되어서 로드레스 실린더의 구조가 간략화 되는 동시에 소형화도 한층 더 촉진된다. 뿐만 아니라, 이동자(6)에 마그넷 커플링(7a)으로부터 누설되는 자기를 차단하는 자기밀봉판(32)을 부착하므로써, 상기한 위치검출 스위치(38)가 오작동을 하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 또, 상기한 레일에 바이패스 유로(35)를 설치하고 이 유로(35)를 통하여 압축공기를 피스톤(5)의 한쪽의 압력실(43a)측으로 공급 및 배출할 수 있게 하므로써, 한쪽편의 엔드플레이트(3a)로부터 압축공기를 집중적으로 공급 및 배출할 수 있다.

Claims (7)

1. 비 자성재로 형성한 원통형 실린더 튜브와 그 실린더 튜브의 축방향 양끝부를 덮는 한 쌍의 엔드커버와, 상기한 실린더 튜브 내의 기밀을 유지하는 상태로 이동하는 피스톤과, 상기한 실린더 튜브의 외주면을 다라서 이동 가능한 이동자와 상기한 피스톤과, 이동자를 자기력에 의해 서로 결합하는 마그넷 커플링을 보유하고 엔드커버에 설치한 포오트로부터 압축공기를 공급 및 배출해서 피스톤을 이동시키므로써, 상기한 마그넷 커플링의 흡인력에 의해 이동자를 그 피스톤과 동기하여 이동시키도록 한 로드레스 실린더에 있어서, 상기한 이동자(6)의 외면에 실질적으로 평탄한 접촉면(20a)을 형성하는 동시에 상기한 한쌍의 엔더커버(3a),(3b)의 사이에 상기한 접촉면(20a)에 접촉하는 실질적으로 평탄한 가이드면(4a)을 구비한 레일(4)을 부착하며 이동자(6)이 외측에 위치하는 이 레일(4)에 의해 이동자(6)의 회전을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.
2. 제1항에 있어서, 상기한 이동자(6)가 그 접촉면(20a)에 복수의 미끄럼이동 부재(28)를 구비하고 있고, 이들 미끄럼이동 부재(28)를 통하여 레일(4)의 가이드면(4a)에 미끄럼 접촉하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.
3. 제1항에 있어서, 상기한 이동자(6)의 접촉면(20a)에 마그넷 부착홈(26)을 설치하는 동시에 상기한 레일(4)에 스위치 부착홈(36)을 설치하고 상기한 마그넷 부착홈(26)에 부착한 마그넷(31)을 스위치 부착홈(36)에 부착한 위치검출 스위치(38)로 검출하므로써 상기한 이동자(6)의 위치를 검출 가능하게 한 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.
4. 제2항에 있어서, 상기한 이동자의 접촉면(20a)에 마그넷 부착홈(26)을 형성하는 동시에 상기한 레일(4)에 스위치 부착홈(36)을 형성해서 마그넷 홀더를 겸하는 상기한 미끄럼 이동부재에 의해 마그넷 부착홈(26)에 부착한 마그넷(31)을 스위치 부착홈(36)에 부착한 위치검출 스위치(38)로 검출하므로써 상기한 이동자(6)의 위치를 검출 가능하게 한 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.
5. 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기한 이동자(6)의 접촉면(20a)에 마그넷 커플링(7a),(7b)으로 부터의 누설자기를 차단하기 위한 자기밀봉판(32)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.
6. 제1항, 제2항, 제3항 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기한 레일(4)에 압축공기를 위한 바이패스 유로(35)를 설치해서 한쪽편의 엔드커버(3a)에 설치한 포오트(41)와 피스톤(5)의 한쪽편의 압력실(40a)을 상기한 바이패스 유로(35)를 통하여 연통시키므로써 상기한 한족편의 엔드커버(3a)를 통하여 압축공기를 집중적으로 급배할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.
7. 제5항에 있어서, 상기한 레일(4)에 압축공기를 위한 바이패스 유로(35)를 설치해서 한쪽편의 엔드커버(3a)에 설치한 포오트(41)와, 피스톤(5)의 한쪽편의 압력실(40a)을 상기한 바이패스 유로(35)를 통하여 연통시키므로써, 상기한 한쪽편의 엔드커버(3a)를 통하여 압축공기를 집중적으로 급배할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 로드레스 실린더.