KR100424439B1 - 피스톤패킹의 장착구조 - Google Patents

Abstract

피스톤패킹(52)의 장착면(54)과 시일면(56)을 각각 설치하고, 시일면(56) 및 장착면(54)을 각각 피스톤(50)의 헤드부(58) 및 환상홈부(60)에 접합한다.

Description

피스톤패킹의 장착구조{Mounting Structure for Piston Packing}

본 발명은 시일기능을 하는 피스톤패킹에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한쌍의 엔드플레이트에 의해 양단의 개구부를 폐쇄하는 실린더관의 내부를 왕복동작하는 피스톤 및 상기 피스톤에 조립되는 피스톤패킹의 조립관계를 개량한 피스톤패킹의 장착구조에 관한 것이다.

종래부터 예를 들어 피가공물의 반송수단으로서 로드리스실린더 등의 액추에이터가 사용되고 있다.

이 로드리스실린더는 실린더관의 긴쪽방향을 따라 양단면에 연결되는 한쌍의 엔드플레이트를 가지며, 실린더관의 양단 개구부를 폐쇄함으로써 상기 실린더관의 내부에 실린더챔버가 형성된다. 상기 실린더관의 내부에는 상기 실린더챔버를 따라 왕복동작하는 피스톤이 장착되고 상기 피스톤의 상부측에는 상기 피스톤과 일체로 왕복자재하게 재치된 슬라이더가 취부되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 실린더관(1)의 실린더챔버(2)를 따라 움직이는 피스톤(3)에는 외주면에 깎여 있는 환상의 홈(4)을 따라 링상의 피스톤패킹(5)이 장착된다. 이 경우 상기 환상의 홈(4)의 저면(6)과 피스톤패킹(5)의 시일면(7)을 밀착시켜 피스톤패킹(5) 전체가 환상의 홈(4) 안에 수납됨과 동시에 피스톤패킹(5)의 립부(8)가 실린더관(1)의 내면에 접촉되도록 설치되어 있다.

또한 피스톤(3)의 일단부에는 피스톤패킹(5)을 체결하기 위한 벽으로서의 기능을 하는 환상의 돌기부(9)가 형성되어 있다.

피스톤(3)과 피스톤패킹(5)과의 결합관계는 로드리스실린더에 한정되는 것은 아니며, 미도시된 여러가지 액추에이터 등에서도 보편적으로 사용되고 있는 구조이다.

그러나, 종래기술에 관한 로드리스실린더에서는 피스톤패킹(5)의 시일기능을 원활하게 하기 위해서 환상의 홈(4)의 폭과 깊이를 일정한 크기로 확보할 필요가 있다.

더구나 상기 환상의 홈(4)의 저면(6)은 피스톤패킹(5)의 장착면과 상기 피스톤패킹의 시일면으로서의 기능을 하고, 시일기능을 유지하기 위해 마무리가공 등으로 상기 환상의 홈의 벽면을 매끄럽게 형성할 필요가 있다.

또 대량생산을 함에 따라 피스톤(3) 및 피스톤패킹(5)의 제조단가를 줄이려는 요청이 있다.

본 발명은 상기의 요청을 감안하여 된 것으로, 시일성능을 유지하면서 대량생산으로 제조단가를 줄일 수 있는 피스톤패킹의 장착구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 피스톤패킹의 장착구조가 적용된 로드리스실린더의 사시도,

도 2는 상기 로드리스실린더의 긴쪽방향에 따른 일부 종단면도,

도 3은 실린더관의 부분 생략 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 피스톤패킹의 장착구조를 나타낸 부분 종단면도,

도 5는 도 4의 화살표 B방향에서 본 구조도,

도 6은 종래기술에 의한 피스톤패킹의 장착구조를 나타낸 일부 종단면도.

본 발명에 의한 피스톤패킹의 장착구조에 대해 적절한 실시예를 들어 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 의한 피스톤패킹의 장착구조가 적용된 로드리스실린더를 도 1에 나타낸다.

로드리스실린더(10)는 길게 형성된 실린더관(12), 상기 실린더관(12)에 취부되고 긴쪽방향을 따라 왕복자재한 슬라이드테이블(14), 실린더관(12)의 긴쪽방향을 따라 양단부에 각각 취부되고 유체압출입포트(16a, 16b)가 형성된 한쌍의 엔드플레이트(18, 19)가 구비되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실린더관(12)의 내부에는 긴쪽방향을 따라 연재되는 보어부(20)가 형성되고, 상기 보어부(20)는 실린더관(12)의 상면부에 형성된 슬리트(21)에 연통하도록 설치되어 있다. 상기 슬리트(21)는 실린더관(12)의긴쪽방향을 따라 연재되고 한쌍의 엔드플레이트(18, 19)에 의해 체결된 제1 시일부재(22a) 및 제2 시일부재(22b)에 의해 각각 기밀하게 시일된다.

이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 보어부(20)는 실질적으로 마름모형상의 단면을 갖도록 형성된다.

실린더관(12)의 양측면부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 긴쪽방향을 따라 센서취부용 긴 홈(24a, 24b)이 형성되어 있다. 이 센서취부용 긴 홈(24a, 24b)에는 후술하는 피스톤(50)의 위치를 검출하기 위한 미도시된 센서 등이 취부되어 있고, 상기 센서취부용 긴 홈(24a, 24b)을 미도시된 스토퍼부재의 고정용 홈으로 사용할 수도 있다.

또한 실린더관(12)의 단면에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더관(12)의 긴쪽방향으로 집중배관용 유체바이패스통로(25a, 25b)가 형성되어 있다. 또 엔드플레이트(18, 19)를 부착하기 위한 다수개의 나사홀부(27a∼27c)가 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(50)에는 그 상부측에 돌출되어 있는 피스톤요크(26)가 장착되어 있으며, 피스톤요크(26)의 상부측 양단부에는 한쌍의 벨트세퍼레이트(28a, 28b)가 취부되어 있다. 그리고 피스톤(50)에는 이들 피스톤요크(26) 및 벨트세퍼레이트(28a, 28b)를 덮도록 슬라이드테이블(14)이 연결되어 있다. 이 경우, 슬라이드테이블(14)은 미도시된 가이드기구를 통해 예를 들어 실린더관(12)의 상면부와 접촉되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 내면 형상이 마름모형상과 비슷한 실린더관(12)의 보어부(20)에 연결된 일방의 엔드플레이트(18)의 중앙부에는 압력유체출입홀(36)을갖는 작은 돌기부(38)가 형성되고, 상기 작은 돌기부(38)의 외주면은 마름모형상과 비슷한 단면을 갖는 시일부재(40)가 결합되어 있다.

상기 시일부재(40)는 작은 돌기부(38)의 외주에 환상의 철부에 의해 형성된 제1 시일부재(42), 실린더관(12)의 내벽면 외주에 환상의 철부에 의해 형성된 제2 시일부재(44), 및 상기 제2 시일부(44)의 대향면에 구비되고 엔드플레이트(18)의 요면(46)에 결합되는 취부면(48)을 갖는다.

또한 상기 피스톤(50)은 도 5에 도시된 바와 같이, 단면이 마름모 형상이고, 상기 피스톤(50)에는 후술하는 피스톤패킹(52)의 시일면(56)과 결합되는 헤드부(58)에 환상의 홈부(60)가 설치되며, 상기 환상의 홈부(60)에는 피스톤패킹(52)의 장착면(54)이 결합된다.

상기 장착면(54)은 피스톤패킹(52)의 내주에 설치되고 반경의 안쪽으로 소정의 길이 만큼 돌출되는 환상의 철부에 의해 형성된다. 또 피스톤(50)의 환상 홈부(60)의 형상은 피스톤패킹(52)의 장착면(54)에 대응하여 형성된다.

상기 피스톤패킹(52)은 도 5에 도시된 바와 같이 보어부(12)의 마름모형 단면과 유사한 형상이고, 내주면에 환상의 철부를 형성하여 상기 피스톤패킹(52)의 장착면(54)을 구성함에 따라 상기 환상의 철부의 내주면에 시일면(56)이 형성된다. 또 상기 장착면(54)과 상기 시일면(56) 사이(장착면(54)과 시일면(56) 의 경계)에는 계단을 갖는 계단면(59)이 형성되어 있기 때문에 피스톤패킹(52)은 내주면에 장착면(54) 및 시일면(56)이 각각 분리형성되어 있다.

또 상기 피스톤패킹(52)의 측면부에는 내주측 립부(62) 및 외주측 립부(64)가 각각 형성되어 있다.

상기 피스톤(50)을 금형주조로 형성하는 경우 헤드부(58)에 피스톤패킹(52)의 장착면(54)과 시일면(56)을 각각 설치하고, 장착면(54)과 시일면(56)사이에 형성된 계단면(59)을 금형의 개구면으로 이용함에 따라 상기 금형의 개구면이 시일면(56)의 범위내에 형성되기 때문에 금형의 개구면에서 발생되는 파팅라인(parting line)을 기계가공할 필요가 없다.

금형의 개구면과 계단면(59)을 조립시키기 때문에 금형의 개구면에서 발생되는 파팅라인이 시일면(56)과 다른 면에서 형성되고 상기 파팅라인을 제거하는 후처리공정이 필요없게 되어 제고공정이 단순화된다.

본 실시예에서는 피스톤(50) 및 피스톤패킹(52)의 형상을 단면이 마름모 형상으로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 원형, 사다리형 및 타원형도 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 피스톤패킹의 장착구조(30)가 적용된 로드리스실린더(10)는 기본적으로 이상과 같이 구성되어 있으며, 이하에 그 동작 및 작용효과에 대해 설명한다.

압력유체출입홀(36)로부터 압력유체, 예를 들어 압축공기가 유입되는 피스톤(50)은 도 4의 화살표 A방향으로 이동하기 시작한다. 이 피스톤(50)의 이동시에 피스톤패킹(52)은 장착면(54)과 시일면(56)을 각각 피스톤(50)의 환상 홈부(60)와 헤드부(58)에 결합시키고, 내외의 립부(62, 64)는 공기압하에 실린더관(12)의 내주면 및 피스톤(50)의 헤드부(58)의 외주면에 각각 밀착되어 피스톤(50)에 작용하는 압축공기가 누수되는 것을 방지하기 때문에 시일기능을 확보할 수 있다.

본 실시예에서는 종래 기술과 동일한 시일성능을 유지하면서 피스톤패킹(52)을 지지하는 장착면(54)과 시일기능을 담당하는 시일면(56)을 분리구성하고, 파팅라인을 상기 장착면(54)와 시일면(56)과의 사이의 계단면(59)에 형성하기 때문에 후처리가공이 불필요함에 따라 금형 등에 의해 피스톤(50)을 대량으로 생산할 수 있고 제조단가를 줄일 수 있다.

또 본 실시예에서는 피스톤패킹(52)을 체결하기 위한 벽으로서 기능을 하는 환상 돌기부(9)을 제거함으로써 상기 환상 돌기부(9)의 두께만큼 피스톤(50)의 긴방향쪽의 길이를 단축할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에 의하면, 피스톤패킹을 체결하는 벽을 배제함으로써 상기 벽의 두께만큼 긴쪽방향의 크기를 단축할 수 있으며, 피스톤을 금형주조로 성형하는 경우에 금형분할면이 피스톤패킹의 시일립부에 접촉하지 않는 금형구조를 구성할 수 있어 파팅라인을 가공할 필요가 없고 피스톤을 대량생산할 수 있기 때문에 제조단가를 줄일 수 있다.

Claims (7)

1. 실린더관(12);

   상기 실린더관(12)의 양단면 개구부를 봉지하는 엔드플레이트(18, 19);

   상기 실린더관(12)의 보어부(20)를 따라 왕복동작을 하고, 환상 홈부(60)와 헤드부(58)를 가지며, 상기 환상 홈부(60)와 헤드부(58) 사이에 계단면(59)를 가지는 피스톤(50);

   상기 피스톤(50)에 결합되고 상기 실린더관(12)의 내주면에 접촉되는 피스톤패킹(52)을 갖는 액추에이터에 있어서,

   상기 피스톤패킹(52)은 보어부(20)의 일방과 타방과의 연통을 차단하는 시일기능을 하는 시일면(56), 및 상기 피스톤(50)에 체결되어 상기 피스톤패킹(52)을 지지하는 장착면(54)이 계단면(59)에 의해 서로 분리되어 설치되고, 상기 장착면(54)은 상기의 환상 홈부(60)에 설치되며, 시일면(56)의 전체가 상기 헤드부(58)에 접촉하여 설치되는 것을 특징으로 하는 피스톤패킹의 장착구조.
2. 삭제
3. 제2항에 있어서, 상기 장착면(54)은 피스톤패킹(52)의 내주면에 설치되고 반경 안쪽으로 돌출되는 환상의 철부의 내벽면에 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤패킹장착구조.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 피스톤(50)의 계단면(59)은 분할 금형의 개구면에서 형성되고, 상기 계단면(59)은 상기 피스톤 패킹(52)이 피스톤(50)에 설치될 때 상기 시일면(56)을 제외한 다른 면에 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤패킹의 장착구조.
6. 삭제
7. 삭제