KR100382345B1 - 로드리스실린더 - Google Patents

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KR100382345B1
KR100382345B1 KR10-2000-0058569A KR20000058569A KR100382345B1 KR 100382345 B1 KR100382345 B1 KR 100382345B1 KR 20000058569 A KR20000058569 A KR 20000058569A KR 100382345 B1 KR100382345 B1 KR 100382345B1
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piston
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가네코준야
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에스엠씨 가부시키 가이샤
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Abstract

로드리스실린더(10)를 구성하는 실린더튜브(12)에는 단면이 마름모형상인 보어부(20)가 형성되어 있다. 보어부(20) 단면의 마름모형상은 두께(T)가 폭(W)보다 작게 형성되어 있다. 또 실린더튜브(12)에서의 보어부(20)의 양측부 하측부근에는 집중배관용 유체바이패스용 통로(24a, 24b)가 형성되어 있다. 실린더튜브(12)의 상면부 및 하면부에서의 보어부(20)의 양측부 근방에는 모서리제거부(32a, 32b, 34a, 34b)가 형성되어 있다.

Description

로드리스실린더{Rodless Cylinder}
본 발명은 로드리스실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보어부의 형상에 특징을 갖는 로드리스실린더에 관한 것이다.
종래부터 공장내에서 피가공물의 운송장치로서 로드리스실린더가 채용되고있다. 이 로드리스실린더는 로드를 갖는 실린더에 비해 그 변위길이를 단축할 수 있기 때문에 점유면적이 작고 취급이 간단하며 고도의 위치결정 동작을 행할 수 있다.
로드리스실린더는 주로 보어(bore)부가 형성된 실린더튜브, 상기 보어부에 배치된 피스톤, 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤이동에 따라 상기 실린더튜브를 따라 왕복하는 슬라이드테이블로 구성되어 있다. 이경우 보어부는 단면이 실질적으로 원형으로 형성되어 있었다.
그런데 최근에 로드리스실린더의 박형화가 촉망되고 있다. 그러나 실린더튜브에는 보어부를 형성하기 위한 스페이스를 확보하지 않으면 아니되기 때문에 보어부가 원형의 단면으로 형성된 로드리스실린더에서는 박형화하기 곤란하였다.
보어부의 단면을 실질적으로 원형 또는 타원형으로 함으로써 박형화된 로드리스실린더의 개발 및 실현화가 진행되고 있다.
그러나 보어부의 단면을 계란형 또는 타원형으로 형성한 실린더튜브에서는 실린더튜브의 두께와 단면형상의 타원율이 적절하지 않으면 그 강성이 저하된다는 문제점이 발생한다. 더구나 보어부의 단면을 계란형 또는 타원형으로 형성한 실린더튜브에서는 실린더튜브에 모서리제거부가 형성된 경우 실린더를 통해 집중배관을 구비하기 어렵다.
본 발명은 상기의 단점을 해결하기 위한 것으로, 높은 강성을 유지하면서 박형화한 로드리스실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 유체바이패스 통로를 형성하기 위한 스페이스를 확보하면서 박형화한 로드리스실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로드리스실린더의 개략적인 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 로드리스실린더를 구성하는 실린더튜브의 사시도,
도 3은 도 2의 실린더튜브의 단부측 측면도,
도 4는 도 1의 로드리스실린더의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도 5는 도 1의 로드리스실린더의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도,
도 6은 도 5의 로드리스실린더의 슬리트 부근을 확대한 일부확대 단면도,
도 7은 도 2의 실린더튜브에 스토퍼부재가 취부된 상태를 나타낸 단면도.
이하, 본 발명에 의한 로드리스실린더에 대해 적절한 실시예를 들어 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1은 본 실시예에 의한 로드리스실린더(10)의 개략적인 구성을 나타낸 사시도이다.
로드리스실린더(10)는 실린더튜브(12), 상기 실린더튜브(12)에 취부되어 긴방향을 따라 왕복자재한 슬라이드테이블(14), 실린더튜브(12)의 양단부에 취부된 엔드플레이트(16a, 16b)가 구비된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더튜브(12)의 내부에는 긴방향쪽으로 보어부(20)가 형성되어 있다. 또 실린더튜브(12)의 상면부에는 긴방향쪽을 따라 슬리트(22)가 형성되어 있고, 이 슬리트(22)에 의해 보어부(20)가 외부와 연통되어 있다. 실린더튜브(12)의 내부에서의 보어부(20)의 양측부 아래쪽 부근에는 보어부(20)를 따라 집중배관용 유체바이패스용 통로(24a, 24b)가 형성되어 있다.
실린더튜브(12)의 양측면부에는 긴쪽방향을 따라 센서취부용 홈(26a, 26b)이 형성되어 있다. 이 센서취부용 홈(26a, 26b)에는 후술하는 피스톤(50)의 위치를 검출하기 위한 센서(미도시) 등이 취부되어 있다. 또 센서취부용 홈(26a, 26b)은 후술하는 스토퍼부재(90)를 취부하기 위한 홈으로도 사용될 수 있다(도 7 참조).
실린더튜브(12)의 상면부에서의 슬리트(22) 양면에는 후술하는 상부 벨트(64)를 장착하기 위한 벨트장착홈(28a, 28b)이 형성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 보어부(20)는 단면형상이 실질적으로 마름모형상이 되도록 형성되어 있다. 즉, 보어부(20)에서는 양측부의 두께(높이)가 중앙부에 비해 작게 되어 있다. 또 보어부(20) 단면의 마름모형상은 두께 T가 폭 W보다 작게 되도록 형성되어 있다.
이 경우, 두께 T와 폭 W는 실린더튜브(12)에서 축에 실질적으로 직교하는 폭에 대한 두께의 비율을 약 50% 이하로 할 수 있는 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
단면이 실질적으로 마름모 형상인 보어부(20)의 각 모서리부(20a∼20c)는 실질적으로 원호상이 되도록 형성되어 있다. 이 경우, 모서리부(20c)의 곡률반경은 다른 모서리부(20a, 20b) 보다 크게 설정되어 있다. 또 보어부(20)와 슬리트(22)와의 경계부분에는 테이퍼부(30a, 30b)가 형성되어 있다. 테이퍼부(30a, 30b) 사이의 간격은 외측으로 점점 줄어든다.
실린더튜브(12) 상면부에서의 보어부(20)의 양측부에, 실린더튜브(12)를 둘러싸는 직사각형(도 3의 2점쇄선)에서 제거된 형상의 모서리제거부(32a, 32b)가 형성되어 있다. 마찬가지로 실린더튜브(12)의 하면부에서의 보어부(20)의 양측부에, 실린더튜브(12)의 직사각형에서 요홈상으로 제거된 형상의 모서리제거부(34a, 34b)가 형성되어 있다.
또 실린더튜브(12)의 양단면에는 엔드플레이트(16a, 16b)를 취부하기 위한 나사홀(36a∼36c)이 형성되어 있다.
이경우, 실린더튜브(12)는 나사홀(36a∼36c)이 형성된 위치를 제외하고, 실질적으로 좌우대칭형상으로 형성되어 있다.
또한 이 실린더튜브(12)는 예를 들어 알루미늄, 알루미늄합금 등의 금속재를 압출가공함에 따라 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실린더튜브(12)의 보어부(20)에는 상기 보어부(2 0)에 대응한 단면형상을 갖는 피스톤(50)이 왕복자재하게 삽입되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(50)의 긴방향을 따른 양단면에는 돌부(52a, 52b)가 각각 형성되어 있고, 이들 돌부(52a, 52b)에는 시일부재(54a, 54b)가 취부되어 있다. 이경우 돌부(52a, 52b)의 선단면은 수압면(56a, 56b)으로서 기능을 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 시일부재(54a, 54b)의 외주형상은 보어부(20)의 단면형상에 대응하여 모서리부가 원호상의 실질적으로 마름모형상으로 형성되어 있다. 이 때문에 시일부재(54a, 54b)에 의해 피스톤(50)과 보어부(20)의 내벽면과의 사이가 시일된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(50)에는 그 상부측에 돌출하는 피스톤요크 (60)가 장착되어 있고, 이 피스톤요크(60)의 상부측 양단면에는 한쌍의 벨트세퍼레이터(62a, 62b)가 소정 간격을 두고 취부되어 있다. 피스톤(50)에는 피스톤요크(6 0) 및 벨트세퍼레이터(62a, 62b)를 덮도록 슬라이드테이블(14)이 연결되어 있다.이 경우 슬라이드테이블(14)은 예를 들어 미도시된 가이드기구에 의해 실린더튜브( 12)의 상면부와 접촉된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더튜브(12)의 슬리트(22)에는 상기 슬리트(22)를 상하방향으로 폐쇄하도록 시일용 상부벨트(64) 및 하부벨트(66)가 취부되어 있다. 예를 들어 하부벨트(66)는 수지재료로 되어 있다.
도 6은 도 5에서의 슬리트(22) 근방을 확대하여 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상부벨트(64)는 스테인리스강으로 형성된 평판이다. 상부벨트(64)는 자성재료되 형성된 다리(68a,68b)에 자기적으로 부착된다. 다리(68a,68b)는 실린더튜브(12)의 벨트장착홈(28a, 28b)에 각각 끼워져 벨트에 장착된다.
하부벨트(66)의 상면부의 양측부에는 실린더튜브(12)의 테이퍼부(30a, 30b)에 대응하여 형성된 테이퍼부(70a, 70b)가 설치되어 있다. 하부벨트(66)는 테이퍼부(70a, 70b)와 테이퍼부(30a, 30b)가 밀착되도록 실린더튜브(12)에 장착되어 있다.
또 하부벨트(66)의 하면부(72)는 시일부재(54a, 54b)의 상단부(상측 모서리부)의 원호상에 대응한 원호상으로 형성되어 있다. 이때문에 하부벨트(66)와 시일부재(54a, 54b)의 사이가 시일된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상부벨트(64) 및 하부벨트(66)의 양단부(도 4에, 좌측단부만을 도시되어 있다)는 엔드플레이트(16a, 16b)에 각각 고정된다.
벨트세퍼레이터(62a, 62b)는 상하로 떨어진 상부벨트(64) 및 하부벨트(66)의 사이에 끼워진다. 이경우 상부벨트(64)는 벨트세퍼레이터(62a, 62b)와 슬라이드테이블(14)의 사이에 형성된 공간을 통과하고, 하부벨트(66)는 벨트세퍼레이터(62a, 62b)와 피스톤(50)의 사이에 형성된 공간을 통과한다.
또 슬라이드테이블(14)의 양단부에는 압압부재(74a, 74b)가 설치되어 있고, 이 압압부재(74a, 74b)에 의해 상부벨트(64)가 실린더튜브(12)쪽으로 압압된다.
즉, 후술하는 바와 같이, 슬라이드테이블(14)이 이동할 때 벨트세퍼레이터(6 2a, 62b)는 상부벨트(64)와 하부벨트(66)를 개방하도록 작용하고, 압압부재(74a, 74b)는 상부벨트(64)와 하부벨트(66)를 폐쇄시키도록 작용한다.
또 슬라이드테이블(14)의 양단부에는 상부벨트(64)와 접하도록 스크랩퍼(76 a, 76b)가 설치되어 있고, 이 스크랩퍼(76a, 76b)에 의해 슬라이드테이블(14)과 상부벨트(64)의 사이에 먼지 등이 들어가는 것을 저지하게 된다.
엔드플레이트(16a, 16b)는 보어부(20)의 개구부를 폐쇄하도록 실린더튜브(1 2)의 양단부에 취부되어 있다. 이경우, 엔드플레이트(16a, 16b)는 도 2에 도시된 나사구멍(36a∼36c)에 도 1에 도시된 나사부재(80a∼80c)를 장착함에 따라 실린더튜브(12)에 조립된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 엔드플레이트(16a, 16b)와 보어부(20)의 사이는 고무재료 등으로 형성된 가스킷(82)에 의해 기밀하게 폐쇄되어 있다(도 4에서는 엔드플레이트(16a)쪽 만을 나타낸다). 이 때문에 보어부(20)에서의 엔드플레이트(1 6a: 가스킷(82))와 피스톤(50: 수압면(56a)) 사이, 엔드플레이트(16b: 미도시된 가스킷)와 피스톤(50: 수압면(56b)) 사이에는 각각 챔버(84a, 84b)가 형성된다.
또 가스킷(82)에서의 보어부(20)에 면하는 부분에는 돌부(86)가 설치되어 있다. 이경우 이 돌부(86)는 피스톤(50)의 단부(수압면(56a, 56b))와 당접가능하다. 즉, 돌부(86)는 피스톤(50)이 왕복하여 보어부(20)의 단부에 도달하고, 엔드플레이트(16a, 16b)와 접촉할 때 이 접촉에 의한 충격을 완충하는 기능을 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실린더튜브(12)에 스토퍼부재(90)를 취부하고, 스토퍼부재(90)에 설치된 조절볼트(92)로 슬라이드테이블(14)의 이동범위를 규제하며, 스토퍼부재(90)에 설치된 쇽업소버(94)에 의해 슬라이드테이블(14)이 조절볼트 (92)와 접촉할 때의 충격을 완충하도록 할 수도 있다.
이 경우, 조절볼트(92) 및 쇽업소버(94)는 각각 모서리제거부(32a, 32b)를 따라 배치된다.
또한 스토퍼부재(90)는 실린더튜브(12)에 형성된 센서취부용 긴 홈(26a, 26b)에 취부된다.
도 1에 도시된 바와 같이 엔드플레이트(16a, 16b)에는 포트(100a, 100b)가 각각 형성되어 있다. 이들 포트(100a, 100b)에는 예를 들어 미도시된 절환밸브를 통해 압축공기공급원이 접속되어 있다.
또 도 4에 도시된 바와 같이, 포트(100a, 100b)는 엔드플레이트(16a, 16b) 내의 미도시된 통로를 통해 실린더튜브(12)의 챔버(84a, 84b)와 각각 연통상태에 있다. 또한 엔드플레이트(16a, 16b)에 형성된 다른 포트(예를 들어, 도 1에 도시된 포트(102, 104))는 봉지나사(106)로 폐쇄되어 있다.
이어서, 이상과 같이 구성된 로드리스실린더(10)의 동작을 설명한다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일방 포트(100a)에 압축공기가 공급되면 이 압축공기는 미도시된 통로를 따라 실린더튜브(12) 내의 챔버(84a)로 공급된다. 그리고 이 압축공기에 의해 피스톤(50)이 도 4에서 오른쪽으로 압압되면 이 피스톤(50)과 함께 슬라이드테이블(14)이 오른쪽으로 이동한다.
이때 압압부재(74b)에 의해 폐쇄된 슬라이드테이블(14)의 오른쪽 상부벨트(6 4)와 하부벨트(66)는 슬라이드테이블(14)의 이동과 함께 벨트세퍼레이터(62b)에 의해 개방된다.
또 벨트세퍼레이터(62a, 62b)에 의해 개방된 슬라이드테이블(14)의 중앙부근의 상부벨트(64)와 하부벨트(66)는 슬라이드테이블(14)의 이동과 함께 압압부재(7 4a)에 의해 폐쇄된다.
즉, 슬라이드테이블(14)은 슬리트(22)를 시일하고 보어부(20)의 기밀을 유지한채, 상부벨트(64) 및 하부벨트(66)에 의해 실린더튜브(12)를 따라 이동한다.
이어서, 압축공기를 공급하는 포트(100a, 100b)를 절환하면, 즉 타방 포트(100b)로부터 압축공기를 공급하면, 이 압축공기는 미도시된 통로를 통해 실린더튜브(12) 내의 챔버(84b)에 도입된다. 그리고 이 압축공기에 의해 피스톤(50)이 도 4의 좌측방향으로 압압하면 피스톤(50)과 함께 슬라이드테이블(14)이 좌측방향으로 이동한다.
이때 슬라이드테이블(14)이 우측방향으로 이동하는 경우와 반대로 압압부재( 74a)에 의해 폐쇄되어 있는 상부벨트(64)와 하부벨트(66)는 벨트세퍼레이터(62a)에의해 개방되고, 벨트세퍼레이터(62a, 62b)에 의해 개방된 상부벨트(64)와 하부벨트 (66)는 압압부재(74b)에 의해 폐쇄된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 로드리스실린더(10)에서는 실린더튜브(12)의 보어부(20)의 단면이 실질적으로 마름모형상으로 형성되어 있다. 이 때문에 보어부의 단면을 계란형 또는 타원형으로 형성한 경우와 같이 실린더튜브의 강성이 저하되지 않는다.
또 보어부(20) 단면의 마름모형상은 두께 T가 폭 W보다 작게 형성되어 있다. 이 때문에 실린더튜브(12)의 높은 강성을 유지한채 로드리스실린더(10)를 박형화할 수 있다.
이 경우, 보어부(20)의 단면형상을 마름모형상으로 함에 따라 보어부(20)의 중앙부에 예를 들어 에어큐션시일을 장착하기 위한 스페이스를 확보할 수 있다.
또 집중배관용 유체바이패스용 통로(24a, 24b)는 보어부(20)의 양측부의 하측부근에 형성되어 있다. 이 때문에 실린더튜브(12)를 박형화할 수 있고, 유체바이패스용 통로(24a, 24b)를 형성할 스페이스를 확보할 수 있다.
또 보어부(20)의 단면형상을 실질적으로 마름모형상으로 함에 따라 실린더튜브(12)의 상면부 및 하면부에서의 보어부(20)의 양측부 근방에 모서리제거부(32a, 32b) 및 (34a, 34b)를 각각 형성할 수 있다. 이 때문에 실린더튜브(12)를 경량화할 수 있다.
이 경우, 조절볼트(92) 및 쇽업소버(94)를 모서리제거부(32a, 32b)를 따라 배치함으로써 로드리스실린더(10)의 박형화를 도모할 수 있고, 조절볼트(92) 및 쇽업소버(94)의 설치 스페이스를 확보할 수 있다.
또 보어부(20) 단면의 마름모형상에서의 각 다리부(20a∼20c)를 원호상으로 형성함에 따라 예를 들어 단면이 원형인 보어부를 설치한 로드리스실린더에 사용되었던 슬리트시일용 벨트(특히, 하부벨트)를 본 실시예에 의한 로드리스실린더(10)에도 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 로드리스실린더에서 실린더튜브의 보어부의 단면이 실질적으로 마름모형상으로 형성되어 있다. 이 때문에 실린더튜브의 높은 강성을 유지하면서 로드리스실린더를 박형화할 수 있으며, 유체바이패스용 통로를 형성할 스페이스, 조절볼트 및 쇽업소버를 장착할 스페이스, 에어큐션을 장착할 스페이스 등의 확보나 경량화를 동시에 도모할 수 있다.

Claims (9)

  1. 보어부(20)가 형성된 실린더튜브(12),
    상기 보어부(20)에 배설된 피스톤(50),
    상기 피스톤(50)에 연결되어 상기 피스톤(50)의 이동에 의해 상기 실린더튜브(12)를 따라 왕복하는 슬라이드테이블(14)를 갖는 로드리스실린더에 있어서,
    상기 보어부(20)는 단면이 마름모형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보어부(20) 단면의 마름모형상은 두께(T)가 폭(W)보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보어부(20) 단면의 마름모형상에서의 각 다리부(20a ∼20c)는 원호상이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실린더튜브(12)에서의 상기 보어부(20)의 좌우측부에는 집중배관용 유체바이패스용 통로(24a, 24b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실린더튜브(12)의 외면에서의 상기 보어부(20) 좌우측부에는 모서리제거부(32a, 32b, 34a, 34b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  6. 제5항에 있어서, 상기 로드리스실린더는 상기 슬라이드테이블(14)의 이동범위를 규제하기 위한 조절볼트(92)가 구비되고, 상기 조절볼트(92)는 상기 모서리제거부(32b)를 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  7. 제6항에 있어서, 상기 로드리스실린더는 상기 슬라이드테이블(14)이 상기 조절볼트(92)와 접촉할 때의 충격을 완충하는 쇽업소버(94)가 구비되고, 상기 쇽업소버(94)는 상기 모서리제거부(32a)를 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  8. 제7항에 있어서, 상기 로드리스실린더는 상기 조절볼트(92) 및 상기 쇽업소버(94)를 취부하기 위한 스토퍼부재(90)가 또한 구비되고, 상기 실린더튜브(12)의 외면에는 상기 스토퍼부재(90) 및 상기 피스톤(50)의 위치검출용 센서를 취부하기 위한 긴 홈(26a, 26b)이 상기 보어부(20)를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
  9. 제7항에 있어서, 상기 로드리스실린더는 상기 조절볼트(92) 및 상기 쇽업소버(94)를 취부하기 위한 스토퍼부재(90)가 또한 구비되고, 상기 실린더튜브(12)의외면에는 상기 스토퍼부재(90) 또는 상기 피스톤(50)의 위치검출용 센서를 취부하기 위한 긴 홈(26a, 26b)이 상기 보어부(20)를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더.
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