KR100476171B1

KR100476171B1 - 실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치

Info

Publication number: KR100476171B1
Application number: KR10-2001-0061133A
Authority: KR
Inventors: 안도에츠오
Original assignee: 가부시키가이샤 안도세이사쿠죠
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2005-03-10
Also published as: JP4342747B2; US20020040636A1; EP1195529B1; ATE302348T1; US6786129B2; DE60112685T2; DE60112685D1; JP2002181013A; EP1195529A1; KR20020027230A

Abstract

본 발명은 실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치에 관한 것으로, 실린더로부터 이격시켜서 접속이 가능하고 오작동이 발생하기 어려우며 실린더의 크기 등에 의한 조정이나 유체량 조절도 필요 없도록 하기 위해, 피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 내부에 갖는 메인 실린더에 접속되어 피스톤의 동작 상태를 검지하는 실린더 제어용 센서가, 상기 2개의 공간부 중 한쪽에 접속 관로를 통해서 접속되고 상기 한쪽의 공간부에서 밀려나가는 유체에 의해 내부가 가압되는 어큐뮬레이터와, 상기 한쪽의 공간부에서의 가압이 정지된 순간에 생기는 상기 어큐뮬레이터와 상기 접속 관로의 차압에 의해서 상기 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호를 발신하는 정지신호 발신기구를 구비하고 있다.

Description

실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치{Sensor for cylinder control, and cylinder device incorporating the same}

본 발명은 실린더의 피스톤 동작 상태, 예를 들어 피스톤이 스트로크 엔드에 도달한 것을 검지할 수 있는 실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 부품의 주조 금형이나 플라스틱 금형 등에는 많은 유압 실린더가 사용되고 있다. 종래, 주조 기계 등 산업 기계에 이용되는 왕복동 실린더는 전진 또는 후진 위치를 정확하게 제어함과 동시에 기계 작동과 조합된 시퀀스 회로에 의해서 자동화되어 있다.

예를 들어, 종래의 실린더 제어 기술로서는, 도 12에 도시된 바와 같이 실린더 본체(1)에 부착된 아날로그 스위치나 근접 스위치 등을 이용한 리밋 스위치 장치(2)에 의해서 전후진 위치를 검지하고 신호를 제어반에 보내 절환 밸브(솔레노이드 밸브)를 통해서 실린더를 정지시키는 제어 기술이 있다. 또는, 실린더 속에 센서를 내장시켜 전후진 위치를 검지하고 스트로크 조정을 펄스 신호로 바꾸며 검출기로서 데이터화해서 재차 신호를 제어반에 내보내고 절환 밸브를 통해서 실린더를 정지시키는 제어 기술이 있다. 또한 일본 특허공보 평7-42965호에는 메인 실린더에 동기하는 서브 실린더를 마련하고 그 서브 실린더로 흘러가는 유체량을 조정하여 전후진 위치를 검지하며 제어하는 기술이 제안되어 있다.

그렇지만 종래 실린더 제어 기술에서는 다음과 같은 과제가 남아 있다. 즉, 종래 리밋 스위치 장치에 의한 경우는 고온, 다량의 이형제, 슬러지 등으로 인하여 리밋 스위치 장치가 손상을 입기 쉽고, 이에 기인하는 금형 문제가 생산 면에 있어서 큰 장해가 될 경우가 있다. 또한 작업 현장의 선단부에 부착되어 있기 때문에 물, 유류, 버(burr) 등을 항상 받으므로 방수성 스위치를 사용해도 누전을 일으키기 쉬우며 리밋 스위치 장치의 코드 절단도 발생할 우려도 있었다. 또한 실린더 본체에 리밋 스위치 장치를 부착할 공간을 확보하지 못할 경우가 있음과 동시에 실린더의 크기(스트로크)에 의해서 리밋 스위치 장치에 대한 정밀도 높은 조정이 필요하다. 게다가 복수 개 실린더가 있을 경우에는 각 실린더에 각각 리밋 스위치 장치를 부착할 필요가 있어서 부품수 및 비용의 증대를 초래함과 동시에, 하나의 회로로 실시하려면 제어가 복잡해지며 어려워지는 불편한 점이 있었다.

또한 센서를 내장하는 경우는 펄스 신호를 사용하기 때문에 실린더 내부의 구동부를 스트로크에 맞춰서 가공하고 검출기와 접속해야만 함과 더불어 자기 발생에는 약해서 오작동의 원인이 될 우려가 있었다.

또, 서브 실린더로 유입되는 유체량에 의해서 제어할 경우는, 메인 실린더에 차단 부재가 필요함과 동시에 유입되는 유체량을 조절할 필요가 있어, 더 간편한 구성을 가지며 또한 유체량 조절이 불필요한 기술이 요망되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 실린더로부터 이격시켜서 접속이 가능하고 오동작이 발생하기 어려우며 실린더의 크기 등에 의한 조정이나 유체량 조절도 필요로 하지 않는 실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 다음 구성을 채용했다. 즉, 본 발명의 실린더 제어용 센서는 피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 내부에 갖는 메인 실린더에 접속되고 피스톤의 동작 상태를 검지하는 실린더 제어용 센서로서, 상기 2개의 공간부 중 한쪽에 접속 관로를 통해서 접속되며 상기 한쪽의 공간부에서 밀려나가는 유체로 내부가 가압되는 어큐뮬레이터; 상기 한쪽의 공간부로부터의 가압이 정지된 순간에 생기는 상기 어큐뮬레이터와 상기 접속 관로의 차압에 의하여 상기 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호를 발신하는 정지 신호 발신기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 실린더 제어용 센서에서는 상기 2개의 공간부 중 한쪽에 접속 관로를 통해서 접속되고 한쪽의 공간부에서 밀려나가는 유체로 내부가 가압되는 어큐뮬레이터를 구비하고 있기 때문에, 피스톤의 이동에 의해서 메인 실린더의 공간부(한쪽의 공간부)에서 밀려나가는 유체가 접속 관로를 통해서 어큐뮬레이터에 흘러 들어가 어큐뮬레이터 내의 압력을 상승시킨다. 그리고 피스톤이, 예를 들어 스트로크 엔드에 이르기 직전에 높은 서지압이 발생하며 어큐뮬레이터 내의 압력도 급격히 높아진다. 또한 피스톤이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 실내의 유체의 압력이 급격히 저하되고 접속 관로에서 어큐뮬레이터로 가해지는 압력도 급격히 저하된다. 이때 고압 상태의 어큐뮬레이터와 급격히 압력이 저하된 접속 관로에는 차압이 생긴다.

본 발명에서는 한쪽의 공간부로부터의 가압이 정지된 순간에 생기는 어큐뮬레이터와 접속 관로의 차압에 의하여 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호를 발신하는 정지신호 발신기구를 구비하고 있으므로 피스톤이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 생긴 차압으로 인하여 정지 신호가 발신되어 메인 실린더의 구동을 정지시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서는 피스톤이 스트로크 엔드에 이르기 직후에 메인 실린더를 확실하게 또한 고속으로 정지시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실린더 제어용 센서는 상기 정지신호 발신기구가 상기 접속 관로에 마련되어 상기 한쪽의 공간부로의 유체의 흐름을 억제하는 체크 밸브; 상기 접속 관로에 있어서의 상기 어큐뮬레이터와 상기 체크 밸브 사이에 일단이 접속된 제1 분기 관로; 상기 접속 관로에 있어서의 상기 한쪽의 공간부와 상기 체크 밸브 사이에 일단이 접속된 제2 분기 관로; 상기 제1 분기 관로의 타단과 상기 제2 분기 관로와 타단에 접속되며 제1 분기 관로 내의 압력이 제2 분기 관로 내의 압력보다 높아질 때에 상기 신호를 발신하는 스위치 기구를 구비하는 기술이 채용된다.

이 실린더 제어용 센서에서는, 예를 들어 피스톤이 스트로크 엔드에 이른 순간에 생긴 차압에 의해서 어큐뮬레이터에서 접속 관로 및 제1 분기 관로로 유체가 밀려나가려고 하지만, 체크 밸브가 있기 때문에 제1 분기 관로 쪽으로 유체가 밀려나간다. 또, 동시에 급격히 압력이 저하된 한쪽의 공간부에서 체크 밸브까지의 접속 관로에 접속되어 있는 제2 분기 관로 내도 압력이 낮으므로 제1 분기 관로 내의 압력이 제2 분기 관로 내의 압력보다 높아진다. 따라서 이때 스위치 기구에 의하여 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호가 발신된다. 이와 같이 본 발명에서는 접속 관로에 마련된 체크 밸브에 의해서 제1 분기 관로 내와 제2 분기 관로 내에 차압을 발생시키므로 용이하게 정지 신호를 발신시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실린더 제어용 센서는 상기 스위치 기구가 피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 갖는 센서 실린더; 그 센서 실린더의 피스톤 이동에 의한 기계적 또는 압력 센서에 의하여 전기적으로 상기 신호를 발신하는 스위치부를 구비하고, 상기 센서 실린더의 한쪽의 공간부와 상기 제1 분기 관로 내부가 접속됨과 동시에 센서 실린더의 다른 쪽 공간부와 상기 제2 분기 관로 내부가 접속되어 있는 것이 바람직하다.

이 실린더 제어용 센서에서는 센서 실린더의 한쪽의 공간부와 제1 분기 관로 내부가 접속되어 있음과 동시에 센서 실린더의 다른 쪽 공간부와 제2 분기 관로 내부가 접속되어 있으므로 제1 분기 관로 내의 압력이 제2 분기 관로 내의 압력보다 높아졌을 때에 센서 실린더의 피스톤이 이동하여 기계적으로 또는 압력 센서에 의하여 전기적으로 스위치부를 작동시켜 정지 신호를 발신할 수 있어서 간단하게 또한 저렴한 구성으로 확실하게 동작시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실린더 제어용 센서는 상기 정지신호 발신기구가 상기 접속 관로에 마련되고 상기 한쪽의 공간부로의 유체 흐름을 억제하는 체크 밸브; 상기 접속 관로에 있어서의 상기 어큐뮬레이터와 상기 체크 밸브 사이에 일단이 접속된 제1 분기 관로; 상기 제1 분기 관로의 타단에 접속되어 그 제1 분기 관로에서 유입되는 유체에 의해 이동 가능한 피스톤을 갖는 센서 실린더; 그 센서 실린더의 피스톤 이동에 의한 기계적 또는 압력 센서에 의해 전기적으로 상기 신호를 발신하는 스위치부; 상기 제1 분기 관로 내의 압력이 상기 차압발생시의 제1 분기 관로 내의 압력보다 낮을 경우, 그 제1 분기 관로 내의 압력에 대항하여 상기 센서 실린더의 피스톤 이동을 억제하는 이동 억제 기구를 구비하는 기술을 채용해도 좋다.

이 실린더 제어용 센서에서는 상기 제1 분기 관로 내의 압력이 상기 차압발생시의 제1 분기 관로 내의 압력보다 낮을 경우, 그 제1 분기 관로 내의 압력에 대항하여 센서 실린더의 피스톤의 이동을 억제하는 이동 억제 기구를 갖추고 있으므로, 메인 실린더의 피스톤이 이동하고 있는 동안은, 제1 분기 관로 내의 압력이 상기 차압이 발생했을 때의 압력보다 낮은 압력이 되어 있기 때문에, 이동 억제 기구에 의해서 센서 실린더의 피스톤이 이동하지 않는다. 그리고 메인 실린더의 피스톤이 스트로크 엔드에 도달했을 때, 상기 차압이 발생함과 동시에 체크 밸브보다 상류 쪽 접속 관로로의 흐름이 억제되어 있으므로, 제1 분기 관로 내의 압력이 급격히 상승해서 이동 억제 기구로 억제가 가능한 압력을 넘어서 센서 실린더의 피스톤이 이동해서 스위치부에 의해서 상기 신호가 발신된다.

또 본 발명의 실린더 제어용 센서는 상기 어큐뮬레이터가 상기 접속 관로로부터 유입되는 유체에 의해 이동 가능한 피스톤을 갖는 동조(同調) 실린더로서, 상기 접속 관로로부터 유체가 흘러갈 때에 이동하는 상기 동조 실린더의 피스톤에 부하를 가하는 부하 기구가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

이 실린더 제어용 센서에서는 접속 관로로부터 유체가 유입될 때 이동하는 동조 실린더의 피스톤에 부하를 가하는 부하 기구가 마련되어 있으므로 접속 관로로부터 동조 실린더 내로 유체가 유입되면 동조 실린더의 피스톤이 이동하는데, 이때 부하 기구에 의해서 부하가 가해져 동조 실린더 내부가 가압됨과 동시에 실내 용적이 증대된다. 또한 메인 실린더 피스톤이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 접속 관로의 압력이 급격히 저하되면 동조 실린더 내부와 접속 관로 내부에 차압이 생겨 동조 실린더로부터 접속 관로 쪽으로 유체가 밀려나가서 메인 실린더 구동의 정지 신호가 발신된다. 즉, 정지 신호를 발신시키기 위해서 충분한 차압 및 유체량을 확보할 수 있다.

또, 본 발명의 실린더 제어용 센서는 상기 어큐뮬레이터가 산기 접속 관로보다 내경이 크게 설정된 대직경 관로인 것이 바람직하다.

이 실린더 제어용 센서에서는 어큐뮬레이터가 접속 관로보다 내경이 크게 설정된 대직경 관로이므로 대직경 관로 내부가 접속 관로로부터 유입되는 유체에 의해서 가압되고 내경이 큰 만큼 압력 에너지를 많이 축적할 수 있어서 매우 간단한 구성으로 어큐뮬레이터 효과를 얻을 수 있다.

또 본 발명의 실린더 제어용 센서는 상기 정지신호 발신기구가 미리 상기 메인 실린더 피스톤이 정상작동시에 스트로크 엔드에 도달해서 상기 정지 신호가 발신될 때까지의 시간을 정상작동시간으로 설정하고 그 정상작동시간보다 짧은 시간에 상기 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호가 발신되었을 때에 오작동을 알리는 신호를 발신하는 오작동 검지장치를 구비하는 것이 바람직하다.

이 실린더 제어용 센서에서는 정상작동시간보다 짧은 시간에 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호가 발신되었을 때에 오작동을 알리는 신호를 발신하는 오작동 검지장치를 갖추고 있으므로, 예를 들어 금형 성형 등에 있어서 버 등에 의해서 피스톤이 중간 정지되었을 경우, 정상작동과 마찬가지로 차압이 생겨 정지 신호가 발신되지만, 이 경우 정상작동시간보다 빨리 정지 신호가 발신되기 때문에 오작동 검지장치에 의해서 오작동을 검지할 수 있다.

본 발명의 실린더 장치는 피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 내부에 갖는 메인 실린더를 갖춘 실린더 장치로서, 상기 2개의 공간부 중 적어도 한쪽에 접속된 상기 본 발명의 실린더 제어용 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 실린더 장치에서는 상기 2개의 공간부 중 적어도 한쪽에 접속된 상기 본 발명의 실린더 제어용 센서를 구비하고 있기 때문에 메인 실린더의 피스톤이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 실린더 제어용 센서가 정지 신호를 발신하므로 메인 실린더의 구동을 확실하게 또한 고속으로 정지시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실린더 장치는, 상기 메인 실린더의 2개의 공간부에 일단이 접속되고 유체를 공급·배출하는 한 쌍의 공급·배출 관로와 상기 한 쌍의 공급·배출 관로의 타단에 접속된 절환 밸브를 구비하며, 상기 실린더 제어용 센서는 상기 한 쌍의 공급·배출 관로 중 적어도 한쪽에 상기 접속 관로를 접속시켜 마련되는 것이 바람직하다.

이 실린더 장치에서는 실린더 제어용 센서가 한 쌍의 공급·배출 관로 중 적어도 한쪽에 접속 관로를 접속시켜 마련되므로 메인 실린더를 구동하는 유체를 공급·배출하는 한 쌍의 공급·배출 관로를 통해서 접속 관로에 유입되는 유체에 의해 실린더 제어용 센서를 작동시킬 수 있으므로 메인 실린더에 직접 접속 관로를 접속하지 않아도 되어 배관을 단순하게 구성할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 실린더 장치는, 상기 메인 실린더는 복수개 마련되고, 상기 실린더 제어용 센서의 접속관로는 상기 복수의 메인 실린더 각각에 대응하여 접속되도록 복수로 분기되어 있는 것이 바람직하다.

이 실린더 장치에서는, 실린더 제어용 센서의 접속 관로가 복수의 메인 실린더 각각에 대응하여 접속되도록 복수로 분기되어 있으므로, 예를 들어, 출력이 각각 다른 복수의 메인 실린더가 구비되더라도 하나의 실린더 제어용 센서로 제어할 수 있다.

또, 본 발명의 실린더 장치는 상기 실린더 제어용 센서가 상기 절환 밸브에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 이 실린더 장치에서는 실린더 제어용 센서가 절환 밸브에 설치되기 때문에, 절환 밸브와의 복합화·일체화를 꾀할 수 있으며 전체를 컴팩트하게 만들 수 있음과 동시에 비용을 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치의 제1 실시예를 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

그리고 이들 도면 중 부호 11은 메인 실린더, 13A는 제1 실린더 제어용 센서, 13B는 제2 실린더 제어용 센서를 나타내고 있다.

본 실시예의 실린더 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤(10)에 의해서 2개의 공간부(헤드측 공간부(12a), 로드측 공간부(12b))로 나뉜 실린더실(12)을 내부에 갖는 주조 금형용 코어 실린더나 보어 실린더 등의 대형 메인 실린더(11)를 구비하며, 이 메인 실린더(11)의 2개의 공간부에 접속된 제1 실린더 제어용 센서(13A) 및 제2 실린더 제어용 센서(13B)를 구비하고 있다.

상기 메인 실린더(11)에는 실린더실(12) 내에 피스톤(10)이 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 그 피스톤(10)은 실린더실(12)을 2개의 공간부, 즉 헤드측 공간부(12a)와 로드측 공간부(12b)로 나누는 대직경의 피스톤부(10a)와, 그 피스톤부(10a)에 일단이 고정되고 타단이 실린더실(12) 밖으로 돌출된 로드부(10b)로 구성되어 있다.

또, 메인 실린더(11)의 헤드측 공간부(12a) 및 로드측 공간부(12b)에는 이들에 오일과 같은 유체를 공급·배출하는, 즉 이들 유체를 공급하는 또는 이들로부터 유체를 배출시키는 한 쌍의 공급·배출 관로(14A, 14B)의 일단이 접속되어 있다.

이들 공급·배출 관로(14A, 14B)의 타단은 절환 밸브(SV)에 접속되고 그 절환 밸브(SV)에는 압력 유체를 토출하는 펌프(P)와 절환 밸브(SV)로부터 유출되는 유체를 저장하는 탱크(T)가 접속되어 있다.

즉, 절환 밸브(SV)는 한 쌍의 공급·배출 관로(14A, 14B)에 대한 펌프(P)와 탱크(T)의 접속을 절환시키는 솔레노이드 밸브이며, 이 절환에 따라서 공급·배출 관로(14A, 14B) 중 어느 한쪽이 펌프(P) 쪽에 접속되어 고압측이 됨과 동시에 다른 쪽이 탱크(T) 쪽에 접속되어 저압측이 되며, 로드측 공간부(12b) 또는 헤드측 공간부(12a) 중 어느 한쪽에 펌프(P)로부터 고압 유체가 공급되고 다른 쪽으로부터 되돌아온 유체가 탱크(T)로 배출된다.

상기 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)는 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 조작반 등의 메인 실린더(11)로부터 멀리 이격된 위치에 설치되고, 공급·배출 관로(14A, 14B)에 제1 접속 관로(접속 관로)(15A, 15B)를 통해서 접속되어 있다. 그리고 본 실시예의 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)는 절환 밸브(SV) 쪽에 설치되어 집적 밸브로서 부착되어 있다.

또, 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)는 공급·배출 관로(14A, 14B)에 제1 접속 관로(15A, 15B)를 통해서 접속되고 헤드측 공간부(12a) 또는 로드측 공간부(12b)에서 밀려나오는 유체에 의해 내부가 가압되는 동조 실린더(어큐뮬레이터)(16A, 16B)와 헤드측 공간부(12a) 또는 로드측 공간부(12b)로부터의 가압이 정지된 순간에 생기는 동조 실린더(16A, 16B)와 제1 접속 관로(15A, 15B)의 차압에 의해서 메인 실린더(11)의 구동을 정지시킬 신호를 발신하는 정지신호 발신기구(17A, 17B)를 갖추고 있다.

그리고, 제1 실린더 제어용 센서(13A)의 동조 실린더(16A)는 메인 실린더(11)의 헤드측 공간부(12a)에 접속된 공급·배출 관로(14A)에 접속되며, 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 동조 실린더(16B)는 메인 실린더(11)의 로드측 공간부(12b)에 접속된 공급·배출 관로(14B)에 접속되어 있다.

상기 동조 실린더(16A, 16B)는 실린더실(18) 내에 피스톤(19)이 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 그 피스톤(19)은 실린더실(18)을 2개의 공간부, 즉 헤드측 공간부(18a)와 로드측 공간부(18b)로 나누는 대직경 피스톤부(19a)와 그 피스톤부(19a)에 일단이 고정되고 타단이 실린더실(18) 밖으로 돌출된 로드부(19b)로 구성되어 있다.

제1 실린더 제어용 센서(13A)에서는 메인 실린더(11)의 헤드측 공간부(12a)와 동조 실린더(16A)의 헤드측 공간부(18a)가 공급·배출 관로(14A) 및 제1 접속 관로(15A)를 통해서 접속되고, 제2 실린더 제어용 센서(13B)에서는 메인 실린더(11)의 로드측 공간부(12b)와 동조 실린더(16B)의 헤드측 공간부(18a)가 공급·배출 관로(14B) 및 제1 접속 관로(15B)를 통해서 접속되어 있다.

또한, 동조 실린더(16A, 16B)의 로드측 공간부(18b)에는 그 로드측 공간부(18b) 쪽으로 동조 실린더(16A, 16B)의 피스톤(19)이 이동할 때에 부하를 가하는 기구(20A, 20B)가 마련되어 있다. 그 부하 기구(20A, 20B)는 플로우 컨트롤러로서 기능하는 것으로서, 동조 실린더(16A, 16B)의 로드측 공간부(18b)와 메인 실린더(11)를 접속하는 제2 접속 관로(21A, 21B)와, 그 제2 접속 관로(21A, 21B)에 설치된 제 1 스로틀 밸브(22A, 22B)(일반적인 체크 밸브나 오리피스(고정 스로틀 밸브) 등의 유량 제어 밸브)와, 제2 접속 관로(21A, 21B)에 있어서의 제1 스로틀 밸브(22A, 22B)의 양쪽에 접속된 제1 우회 관로(23A, 23B)와, 그 제1 우회 관로(23A, 23B)에 마련되어 메인 실린더(11)로부터 동조 실린더(16A, 16B)로의 유체 흐름을 막는 제1 체크 밸브(24A, 24B)로 구성되어 있다.

그리고, 제1 실린더 제어용 센서(13A)의 제2 접속 관로(21A)는 동조 실린더(16A)의 로드측 공간부(18b)와 메인 실린더(11)의 헤드측 공간부(12a)를 접속하며, 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 제2 접속 관로(21B)는 동조 실린더(16B)의 로드측 공간부(18b)와 메인 실린더(11)의 로드측 공간부(12b)를 접속하고 있다.

상기 정지신호 발신기구(17A, 17B)는 제1 접속 관로(15A, 15B)에 마련되어 메인 실린더(11)로의 유체 흐름을 막는 제2 체크 밸브(25A, 25B)와, 제1 접속 관로(15A, 15B)에 있어서의 동조 실린더(16A, 16B)와 제2 체크 밸브(25A, 25B) 사이에 일단이 접속된 제1 분기 관로(26A, 26B)와, 절환 밸브(SV)와 제1 접속 관로(15A, 15B)의 접속부 사이의 공급·배출 관로(14A, 14B)에 일단이 접속되고 그 공급·배출 관로(14A, 14B)를 통해서 제1 접속 관로(15A, 15B)에 접속된 제2 분기 관로(27A, 27B)와, 제1 분기 관로(26A, 26B)의 타단과 제2 분기 관로(27A, 27B)의 타단에 접속되며 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력이 제2 분기 관로(27A, 27B) 내의 압력보다 높아졌을 때에 정지 신호를 발신하는 스위치 기구(28A, 28B)를 갖추고 있다.

상기 스위치 기구(28A, 28B)는 피스톤(29)에 의해서 2개의 공간부, 즉 헤드측 공간부(30a) 및 로드측 공간부(30b)로 나뉜 실린더실(30)을 갖는 센서 실린더(31A, 31B)와 그 센서 실린더(31A, 31B)의 피스톤(29)의 이동에 따른 기계적으로 정지 신호를 발신하는 스위치부(32A, 32B)를 갖추고 있다.

상기 센서 실린더(31A, 31B)는 동조 실린더(16A, 16B)보다 약간 작은 서브 실린더로서, 실린더실(30) 내에 피스톤(29)이 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 그 피스톤(29)은 실린더실(30)을 2개의 공간부, 즉 헤드측 공간부(30a)와 로드측 공간부(30b)로 나누는 대직경의 피스톤부(29a)와 그 피스톤부(29a)에 기단이 고정되고 타단이 실린더실(30) 밖에 돌출된 로드부(29b)로 구성되어 있다.

또 센서 실린더(31A, 31B)의 로드측 공간부(30b)와 제1 분기 관로(26A, 26B)의 타단이 접속되어 있음과 동시에 센서 실린더(31A, 31B)의 헤드측 공간부(30a)와 제2 분기 관로(27A, 27B)의 타단이 접속되어 있다.

상기 스위치부(32A, 32B)는 센서 실린더(31A, 31B)의 로드부(29b) 측면에 설치된 마이크로 스위치이며, 로드부(29b)가 실린더실(30) 내에 들어갔을 때 로드부(29b) 선단에 고정된 걸림부(29c)가 결합됨으로써 마이크로 스위치가 오프에서 온으로 절환되며, 이것이 제어반(38)에 마련된 표시기에 표시되고 절환 밸브(SV)를 흐름 위치로부터 중립 위치로 절환하는 것이다.

상기 제2 분기 관로(27A, 27B)는 제2 스로틀 밸브(33A, 33B)(일반적인 스로틀 밸브 또는 오리피스(고정 스로틀 밸브) 등의 유량 제어 밸브)와 제2 분기 관로(27A, 27B)에 있어서의 제2 스로틀 밸브(33A, 33B) 양쪽에 접속된 제2 우회 관로(34A, 34B)와 그 제2 우회 관로(34A, 34B)에 마련되고 공급·배출 관로(14A, 14B)로부터 센서 실린더(31A, 31B)로의 유체 흐름을 막는 제3 체크 밸브(35A, 35B)로 구성되어 있다.

제1 분기 관로(26A, 26B)에는 제3 분기 관로(36A, 36B)의 일단이 접속되고, 그 제3 분기 관로(36A, 36B)의 타단은 제2 분기 관로(27A, 27B)에 있어서의 제2 우회 관로(34A, 34B)의 접속부와 공급·배출 관로(14A, 14B)의 접속부 사이에 접속되어 있다.

상기 제3 분기 관로(36A, 36B)의 도중에는 릴리프 밸브(37A, 37B)가 마련되어 있다. 그 릴리프 밸브(37A, 37B)는 제1 분기 관로(26A, 26B) 내부가 릴리프압까지 상승했을 때, 그 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 유체를 제3 분기 관로(36A, 36B)로 릴리프시키는 것이다. 그리고 릴리프 밸브(37A, 37B)는 압력 조정 밸브라면 다른 것이라도 좋고 또한 압력을 유지할 수 있는 밸브라면 체크 밸브라도 좋다.

또 상기 정지신호 발신기구(17A, 17B)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 미리 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 정상적으로 작동 시에 스트로크 엔드에 도달해서 구동 정지 신호가 발신될 때까지의 시간을 정상작동시간으로 설정하고, 그 정상작동시간보다 짧은 시간에 메인 실린더(11)의 구동을 정지시키는 신호가 발신되었을 때에 오작동을 알리는 신호를 발신하는 타이머(오작동 검지 기구)(38a)를 구비하고 있다.

상기 타이머(38a)는 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)를 수납하는 케이스(39)가 부착된 제어반(38)에 설치되며 스위치부(32A, 32B)와 전기적으로 접속되어 있다. 이 타이머(38a)는 제1 실린더 제어용 센서(13A)의 스위치부(32A)가 오프 상태로 된 시점(도 7의 A)에서 타이머 카운트를 시작하여 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 스위치부(32B)가 온 상태로 되는 시점(도 7의 B 또는 C)까지 타이머 카운트하고 이 사이 작동 시간이 상기 정상 작동 시간보다 짧을 때에 오작동으로 하여, 예를 들어 에러임을 알리는 부저를 울리거나 램프를 점등시키거나 하는 것 등 조치가 자동적으로 실시된다. 그리고 상기 정상작동시간은 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 정상적으로 스트로크 엔드에 도달할 때까지의 작동 시간에 시간지연분을 보정하여 타이머(38a)에 입력 설정된다.

다음에 본 실시예의 실린더 장치에 있어서의 메인 실린더(11)의 제어 방법에 대해서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

<피스톤 전진 개시>

우선, 펌프(P)로부터 압력 유체를, 도 1에 도시된 바와 같이, 절환 밸브(SV)의 포트(A)로부터 메인 실린더(11)의 헤드측 공간부(12a) 내에 공급·배출 관로(14A)를 통해서 공급한다. 이때 고압 유체는 헤드측 공간부(12a) 내로 들어가 메인 실린더(11)의 피스톤(10)을 전진시킨다.

또, 제1 실린더 제어용 센서(13A)의 제1 접속 관로(15A)에는 유체의 일부가 유입된다. 그리고 제2 접속 관로(21A)에는 제1 스로틀 밸브(22A) 및 제1 체크 밸브(24A)가 있기 때문에, 유체는 제1 접속 관로(15A) 쪽으로 우선적으로 유입된다. 그리고 제1 접속 관로(15A)에 유입된 압력 유체는 동조 실린더(16A)의 헤드측 공간부(18a)로 들어가 피스톤(19)을 전진시킨다.

또, 제2 분기 관로(27A)에도 압력 유체의 일부가 유입된다. 이때, 제3 분기 관로(36A)에 릴리프 밸브(37A)가 있으므로, 유체는 제3 분기 관로(36A)에 접속된 제1 분기 관로(26A)로는 흐르지 않고 제2 우회 관로(34A)를 통해서 센서 실린더(31A)의 헤드측 공간부(30a) 내로 들어간다. 그리고 센서 실린더(31A)로 유입된 압력 유체는 센서 실린더(31A)의 피스톤(29)을 전진시키며, 동시에 스위치부(32A)부터 선단의 걸림부(29c)가 이격되어 마이크로 스위치를 오프 상태로 한다.

한편, 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 전진함으로써 로드측 공간부(10b) 내의 유체가 로드측 공간부(10b)에 접속된 공급·배출 관로(14B)로 밀려나가고 대부분이 절환 밸브(SV)의 포트(B)로부터 탱크(T)로 복귀된다. 또한 밀려나간 유체 일부는 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 제1 접속 관로(15B)로 유입된다. 그리고 제2 접속 관로(21B)에는 제1 스로틀 밸브(22B) 및 제1 체크 밸브(24B)가 있기 때문에 유체는 제1 접속 관로(15B) 쪽에 우선적으로 유입된다. 그리고 제1 접속 관로(15B)에 유입된 압력 유체는 동조 실린더(16B)의 헤드측 공간부(18a)로 들어가 피스톤(19)을 전진시킨다.

이때 부하 기구(20B)인 제1 스로틀 밸브(22B) 및 제1 체크 밸브(24B)에 의해서 동조 실린더(16B)의 피스톤(19) 이동에 부하가 가해지며 동조 실린더(16B)가 압력 에너지를 축적하는 어큐뮬레이터로서 기능하고 제1 접속 관로(15B)로부터의 유체의 유입에 의하여 헤드측 공간부(18a) 내의 압력이 상승됨과 동시에 실내 용적이 증대된다.

또, 제2 분기 관로(27B)에도 압력 유체의 일부가 유입된다. 이때 제3 분기 관로(36B)에 릴리프 밸브(37B)가 있기 때문에 유체는 제3 분기 관로(36B)에 접속된 제1 분기 관로(26B)에는 흐르지 않고 제2 우회 관로(34B)를 통해서 센서 실린더(31B)의 헤드측 공간부(30a) 내로 들어간다. 그리고 센서 실린더(31B)에 유입된 압력 유체는 센서 실린더(31B)의 피스톤(30)을 전진시키며 동시에 스위치부(32B)로부터 선단의 걸림부(29c)가 이격되어 마이크로 스위치를 오프 상태로 한다.

그리고 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 스트로크 엔드에 도달하기 직전에 높은 서지압이 발생하여 동조 실린더(16B) 내의 압력도 급격히 높아진다.

<피스톤 전진 완료>

또한 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤(10)이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 메인 실린더(11)의 로드측 공간부(12b) 내의 유체의 압력이 급격히 저하됨과 동시에 공급·배출 관로(14B)를 통해서 제1 접속 관로(15B)에서 동조 실린더(16B)에 가해지는 압력도 급격히 저하되며 유체 유입도 정지된다. 이 때, 고압 상태의 동조 실린더(16B)와 급격히 압력이 저하된 제1 접속 관로(15B)(제2 체크 밸브(25B)와 공급·배출 관로(15B) 사이)에는 차압이 생긴다. 이 차압에 의하여 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 정지신호 발신기구(17B)가 작동하여 메인 실린더(11)의 구동을 정지시킨다.

즉, 제1 접속 관로(15B)는 제2 체크 밸브(25B)가 있기 때문에 동조 실린더(16B)와 제2 체크 밸브(25B) 사이가 고압 상태가 된다. 한편, 이 부분에 접속된 제1 분기 관로(26B) 내의 압력은 급격히 압력이 저하된 공급·배출 관로(14B)에 접속된 제2 분기 관로(27B) 내부 보다 높아진다.

이 때문에 고압 쪽 동조 실린더(16B)로부터 제1 분기 관로(26B)를 통해서 센서 실린더(31B)의 로드측 공간부(30b) 내로 한번에 유체가 유입되게 된다. 이 때, 센서 실린더(31B)의 피스톤(29)은 로드측 공간부(30b) 내에 흘러 들어가는 유체에 의하여 후퇴함과 동시에 선단의 걸림부(29c)가 스위치부(32B)에 맞닿아 마이크로 스위치가 온 상태가 된다.

스위치부(32B)가 온이 되면 스위치부(32B)에서 제어반(38)으로 메인 실린더(11)의 구동 정지 신호가 송신되고 제어반(38)에 마련된 표시기에 이것이 표시됨과 동시에 절환 밸브(SV)를 흐름 위치에서 중립 위치로 절환한다. 따라서 절환 밸브(SV)의 포트(A)로부터의 압력 유체의 공급이 정지되며 메인 실린더(11)의 구동이 정지된다.

<피스톤 복귀>

한편, 메인 실린더(11)의 피스톤(10)을 되돌릴 경우는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤(10)을 전진시킬 경우에 대해서, 제1 실린더 제어용 센서(13A)와 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 작동 상태가 반대가 되는 것부터, 다음에 간략하게 설명한다.

즉, 피스톤(10)을 되돌릴 경우에는, 우선 절환 밸브(SV)에 의해서 포트(B)와 펌프(P)를 접속함과 동시에 포트(B)와 탱크(T)를 접속하게끔 접속의 절환을 실시하여 펌프(P)로부터 압력 유체를 메인 실린더(11)의 로드측 공간부(12b)에 공급·배출 관로(14B)를 통해서 공급한다.

이 때, 상술한 피스톤 전진 시의 제1 실린더 제어용 센서(13A) 및 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 동작이 서로 반대가 되고, 피스톤 복귀 개시 시에 제 2 실린더 제어용 센서(13B)의 센서 실린더(31B)에 의하여 스위치부(32B)가 오프가 되며 피스톤 복귀가 완료되었을 때에 제1 실린더 제어용 센서(13A)의 정지신호 발신기구(17A)에 의해서 스위치부(32A)가 온이 되어 메인 실린더(11)의 구동이 정지되게 되어 있다.

이처럼 본 실시예에서는, 메인 실린더(11)의 헤드측 공간부(12a) 또는 로드측 공간부(12b)로부터의 가압이 정지된 순간에 생기는 동조 실린더(16A, 16B)와 제1 접속 관로(15A, 15B)의 차압에 따라 메인 실린더(11)의 구동을 정지시키는 신호를 발신하는 정지신호 발신기구(17A, 17B)를 갖추고 있으므로 피스톤(10)이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 생긴 차압에 의하여 정지 신호가 발신되어 메인 실린더(11)의 구동을 확실하게 그리고 고속으로 정지시킬 수 있다.

또 센서 실린더(31A, 31B)의 로드측 공간부(30b)와 제1 분기 관로(26A, 26B) 내부가 접속됨과 동시에 센서 실린더(31A, 31B)의 헤드측 공간부(30a)와 제2 분기 관로(27A, 27B) 내부가 접속되어 있으므로, 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력이 제2 분기 관로(27A, 27B) 내의 압력보다 높아졌을 때에 기계적으로 스위치부(32A, 32B)가 작동하여 정지 신호를 발신할 수 있으며 간단하고 또한 저렴한 구성으로 확실하게 동작시킬 수 있다.

또한, 부하 기구(20A, 20B)를 이용해서 실내 용적이 증대 가능한 동조 실린더(16A, 16B)를 어큐뮬레이터로서 기능하도록 하고 있어서 정지 신호를 발신시키기 위하여 충분한 차압 및 유체량을 확보할 수 있다.

또한 본 실시예의 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)는 절환 밸브(SV) 쪽에 설치되어 집적 밸브로서 부착되어 있으므로 전체적으로 컴팩트하게 만들 수 있음과 동시에 저비용화를 꾀할 수 있다.

다음에 본 실시예의 실린더 장치가, 소위 버(burr) 물림에 의하여 중간 정지된 때의 오동작 검지 방법에 대해서 설명한다.

본 실시예에서는, 정상적으로 작동한 경우 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 메인 실린더(11)의 피스톤(10) 선단에 부착된 슬라이딩 금형(40)이 금형 본체(41)에 닿은 곳에서(도면 중 A 상태), 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 스위치부(32B)가 온 상태가 되어 메인 실린더(11)의 구동이 정지되지만, 버 물림에 의하여 중간에서 정지되어 버렸을 경우에도(도면 중 B 상태), 제2 실린더 제어용 센서(13B)의 스위치부(32B)가 온 상태가 되어 메인 실린더(11)의 구동 정지 신호가 송신되게 되어 있다. 이 때문에 중간 정지된 경우에 문제가 발생하게 되므로, 본 실시예의 실린더 장치에서는 중간 정지 상태가 되었을 경우에 타이머(38a)에 의해서 오작동을 검지하여 에러를 알리는 신호를 발신하게 되어 있다.

즉, 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 완전히 복귀한 상태일 때(도면 중 C 상태), 제1 실린더 제어용 센서(13A)에 있어서의 센서 실린더(31A)의 피스톤(29)은 스위치부(32A)에 맞닿아 온 상태가 되고 정지신호에 의해 메인 실린더(11)의 구동이 정지되어 있다. 이 상태에서 유체를 공급하여 메인 실린더(11)를 구동하면 상기 피스톤(29)이 스위치부(32A)로부터 이격되어 오프 상태가 되며 이 시점부터 타이머(38a)가 작동하여 타이머 카운트를 시작한다.

그리고 중간 정지된 경우, 제2 실린더 제어용 센서(13B)에 있어서의 센서 실린더(31B)의 피스톤(29)이 스위치부(32B)에 맞닿아 온 상태로 되고 타이머(38a)의 카운트가 정지됨과 동시에, 이 사이의 작동 시간이 미리 설정되어 있는 정상작동시간보다 짧을 경우, 예를 들어 정상작동시간이 30초일 경우에 실제 작동 시간이 28초일 때에, 타이머(38a)는 오작동으로 판단하여 신호를 발신하며 에러를 알리는 버저 또는 램프를 작동시킨다. 이에 의하여 중간 정지를 검지할 수 없어서 생기는 문제를 막을 수 있다.

다음에 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 이를 갖춘 실린더 장치의 제2 실시예를 도 8을 참조하면서 설명한다.

제2 실시예와 제1 실시예의 차이점은 제1 실시예에서는 제2 접속 관로(21A), 21B) 및 부하 기구(20A, 20B)를 구비함과 동시에 제2 분기 관로(27A, 27B)에 제2 우회 관로(34A, 34B)를 갖추고 있음에 대해서, 제2 실시예의 제1, 제2 실린더 제어용 센서(113A, 113B)에서는, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 접속 관로 및 부하 기구가 없음과 더불어서 제2 분기 관로(127A, 127B)에 제2 우회 관로가 없는 점이다. 또한, 제2 실시예에서는 동조 실린더(116A, 116B)의 로드측 공간부(18b)에 스프링(100)이 들어 있는 점에서 제1 실시예와 다르다.

즉, 본 실시예에서는 제1 실시예와 같은 부하 기구 대신에 동조 실린더(116A, 116B)에 스프링(100)을 내장시키고 있기 때문에 부하가 가해졌을 때에 스프링(100)의 가압력으로 차압을 발생시킬 수 있다. 또한 본 실시예에서는 역류 방지용 제2 우회 관로를 삭제하여 관로를 간소화하고 있다.

그리고 동조 실린더(116A, 116B)를 스프링(100)을 넣은 단동 실린더로 했지만 복동 실린더로 해도 상관없다.

다음에 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 이를 구비한 실린더 장치의 제3 실시예를 도 9를 참조하면서 설명한다.

제3 실시예와 제2 실시예의 차이점은 제2 실시예에서는 공급·배출 관로(14A, 14B) 한 쌍에 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)를 각각 설치해 둔 데 대하여 제3 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 공급·배출 관로(14A)에만 제1 실린더 제어용 센서(113A)를 마련한 점이다. 또, 제2 실시예에서는 제1 실린더 제어용 센서(113A)의 관로를 인라인 방식과 달리 별도 배치로 하고 있는 점이다.

즉, 본 실시예는 제1 실린더 제어용 센서(113A)에서 한쪽 제어를 실시하는 것으로서, 제1 접속 관로(15A), 제3 분기 관로(36A) 및 제2 분기 관로(127A)가 하나로 묶여서 공급·배출 관로(14A)에 접속되어 있기 때문에, 제1 실린더 제어용 센서(113A)의 착탈이 용이해지는 이점이 있다.

다음에 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 이를 갖춘 실린더 장치의 제4 실시예를 도 10을 참조하면서 설명한다.

제4 실시예에서는 일본 공개특허 평6-50304호 공보에 기재된 기술과 조합된 구성을 갖고 있다. 즉, 본 실시예에서는 도 10에 도시된 바와 같이 메인 실린더(511)의 실린더실(512)(헤드측 공간부(512a) 단부, 로드측 공간부(512b) 단부)에 삽입 구멍(512c, 512d)를 마련함과 동시에 그 삽입 구멍(512c, 512d)에 삽입 가능한 삽입부(510c, 510d)를 피스톤(510)에 마련하여 삽입 구멍(512c, 512d) 바깥의 실린더실에 공급·배출 관로(14A, 14B)를 접속함과 더불어서 삽입 구멍(512c, 512d)에 실린더 제어용 센서(513A, 513B)의 제1 접속 관로(515A, 515B)를 각각 접속하고 있다.

이에 따라 삽입부(510c, 510d)가 삽입 구멍(512c, 512d)의 공간부와 공급·배출 관로(14A, 14B)를 차단했을 때에 제1 접속 관로(515A, 515B)에 유체를 유출시키기 때문에, 물림이나 버 등에 의하여 메인 실린더(511)의 피스톤(510)이 도중에서 멈춰도 실린더 제어용 센서(513A, 513B)가 오작동하지 않고, 삽입부(510c, 510d)가 삽입 구멍(512c, 512d)에 들어간 스트로크 엔드 상태에서만 확실하게 실린더 제어용 센서(513A, 513B)를 작동시킬 수 있다.

그리고, 제4 실시예에서는 릴리프 밸브(37A, 37B) 대신에 체크 밸브(437A, 437B)를 채용하고 있는 점에서 제1 실시예와 상이하다.

그리고 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변경을 더할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 실시예에서는 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)를 메인 실린더(11)로부터 이격된 위치에, 구체적으로는 상기 절환 밸브에, 설치했지만, 도 11에 도시된 바와 같이 메인 실린더(11)에 직접 설치해도 좋다. 이와 같이 본 발명의 실린더 제어용 센서는 컴팩트하기 때문에 설치 장소를 자유로이 설정할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 스위치부(32A, 32B)는 센서 실린더(31A, 31B)의 피스톤(29) 이동에 따라 기계적으로 정지 신호를 발신하는 스위치부를 채용했지만, 예를 들어 센서 실린더(31A, 31B)의 피스톤(29) 이동에 의하여 생기는 압력으로 작동하는 압력 센서에 의해서 전기적으로 정지 신호를 발신하는 스위치부로 해도 상관이 없다.

또, 부하 기구(20A, 20B)로서 제1 스로틀 밸브(22A, 22B)를 마련했지만, 다른 기구에 의해서 동조 실린더(16A, 16B)에 부하를 가해도 좋다. 예를 들어, 제2 실시예처럼 동조 실린더 내에 내장시키는 스프링이나 봉입 가스에 의하여, 부하를 더하면 확실하게 차압을 얻을 수 있으며 또한, 스프링이나 봉입 가스를 넣은 실린더라면 제1 스로틀 밸브(22A, 22B)를 생략해도 상관없다. 또, 동조 실린더 대신에 증압을 발생시키는 실린더(부스터 실린더 등)를 채용해도 상관없다.

또 동조 실린더(16A, 16B)를 사용하지 않고 어큐뮬레이터 효과를 갖는 다른 구조를 채용해도 상관없다. 예를 들어, 동조 실린더(16A, 16B)가 아니라, 제1 접속 관로(15A, 15B)보다 내경이 크게 설정된 대직경 관로를 설치해도 마찬가지로 어큐뮬레이터로서 기능을 시킬 수 있다.

또, 제2 체크 밸브(25A, 25B)는 유체를 한 방향으로만 보충하는 밸브이기 때문에 메인 실린더(11) 쪽으로의 유입을 억제하는 밸브라면, 비례 밸브, 파일럿 체크 밸브, 스로틀 밸브 등을 사용해도 좋다. 또, 릴리프 밸브(37A, 37B)는 시퀀스 밸브, 카운터 밸런스 밸브 등의 압력 밸브이어도 좋고, 이들에 감압 밸브(언로드 밸브) 등에 체크 밸브를 합체시키면 제1 접속 관로(15A, 15B)와 제3 분기 관로(36A, 36B)를 하나의 관로로 할 수 있다. 그리고, 압력 밸브 등 대신에 오리피스를 사용해도 압력을 얻을 수 있다.

또한 동조 실린더(16A, 16B)와 센서 실린더(31A, 31B)를 복합화시키면(이들 실린더는 양 로드형, 한쪽 복합형, 스풀(로드리스)형 등으로 해도 좋다), 관로의 집약이 가능하며 더 컴팩트화를 꾀할 수 있다.

또 센서 실린더(31A, 31B)를 스풀(로드리스) 형태로 하여 센서 실린더 내에 스위치부의 기능을 내장시켜도 상관없다. 또한 센서 실린더로서 램 실린더 등을 채용하고, 상기 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력이 상기 차압발생시의 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력보다 낮을 경우 그 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력에 대항하여 센서 실린더의 피스톤 이동을 억제하는 이동 억제 기구로서 스프링이나 가스를 봉입해도 좋다. 이 경우, 상기 실시예의 제2 분기 관로(27A, 27B)와 플로 컨트롤러인 제2 스로틀 밸브(33A, 33B) 및 제3 체크 밸브(35A, 35B)가 필요 없게 된다.

이처럼, 상기 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력이 상기 차압발생시의 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력보다 낮을 경우, 그 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력에 대항하여 센서 실린더의 피스톤 이동을 억제하는 스프링이나 가스와 같은 이동 억제 기구를 갖춤으로써, 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 이동하고 있는 동안에는 제1 분기 관로(26A, 26B) 내의 압력이 상기 차압이 발생했을 때의 압력보다 낮은 압력이 되어 있으므로 이동 억제 기구에 의해서 센서 실린더의 피스톤이 이동하지 않는다.

그리고 메인 실린더(11)의 피스톤(10)이 스트로크 엔드에 도달했을 때, 상기 차압이 발생됨과 동시에 제2 체크 밸브(25A, 25B)보다 상류 쪽인 제1 접속 관로(15B)로의 흐름이 억제되어 있기 때문에, 제1 분기 관로(26A, 26b) 내의 압력이 급격히 상승해서 이동 억제 기구로서 억제 가능한 압력을 넘어 센서 실린더의 피스톤이 이동하여 스위치부(32A, 32B)에 의해서 상기 신호가 발신된다.

또 상기 실시예에서는 하나의 메인 실린더(11)가 마련되어 그 하나의 메인 실린더(11)만을 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)로 제어했지만, 메인 실린더가 복수 마련되고 실린더 제어용 센서의 제1 접속 관로가 상기 복수의 메인 실린더 각각에 대응하여 접속되도록 분기되어 있으면, 예를 들어, 출력이 각각 다른 복수의 메인 실린더들도 하나의 실린더 제어용 센서에 의해 제어할 수 있게 된다.

또, 타이머(38a)는 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)를 수납하는 케이스(39)가 부착된 제어반(38)에 마련되어 있지만, 실린더 제어용 센서나 제어반으로부터 이격시켜서 설치해도 상관이 없다.

또, 제1, 제2 실린더 제어용 센서(13A, 13B)를 제어반(38)으로부터 이격시켜서 설치해도 좋다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치에 따르면 메인 실린더의 2개의 공간부 중 한쪽에 접속 관로를 통해서 접속되어 한쪽의 공간부에서 밀려나가는 유체에 의해 내부가 가압되는 어큐뮬레이터와, 한쪽의 공간부에서의 가압이 정지된 순간에 생기는 어큐뮬레이터와 접속 관로의 차압에 의해서 메인 실린더 구동을 정지시키는 신호를 발신하는 정지신호 발신기구롤 갖추고 있으므로, 피스톤이 스트로크 엔드에 도달한 순간에 생긴 차압으로 인하여 정지 신호가 발신되어 메인 실린더의 구동을 확실하게 그리고 고속으로 정지시킬 수 있다.

따라서 본 발명에서는 실린더 제어용 센서가 접속 관로에 의하여 메인 실린더, 즉 작업 현장으로부터 이격시켜서 접속이 가능하며, 오작동이 일어나기 어려운 것과 더불어서 가격이 비싼 스위치류를 부착시킬 필요나 스위치 교환 등의 유지보수를 실시할 필요가 없다.

또, 어큐뮬레이터 효과에 따라서 생기는 차압을 이용하므로, 범용 실린더라면 실린더의 크기 등에 의한 조정이나 유체량 조절도 거의 필요가 없으며, 제어반 등에 직접 접속하는 것이나 복수의 출력이 다른 실린더를 제어하는 것도 가능하게 된다.

이처럼, 본 발명에 따르면 제품 품질의 안정화, 생산성 및 안전성의 향상 또한 비용의 저감을 꾀할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예를 도시한 피스톤 전진 개시 시의 회로도이다.

도 2는 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 세1 실시예를 도시한 피스톤 전진 완료 시의 회로도이다.

도 3은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예를 도시한 피스톤 복귀 개시 시의 회로도이다.

도 4는 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예를 도시한 피스톤 복귀 완료 시의 회로도이다.

도 5는 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예를 도시한 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예를 도시한 중간 정지를 설명하기 위한 측면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예에 있어서의 정상 작동 시, 중간정지시 및 작동 전에 제어반 중 스위치부의 상태를 도시한 설명도이다.

도 8은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제2 실시예를 도시한 회로도이다.

도 9는 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제3 실시예를 도시한 회로도이다.

도 10은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제4 실시예를 도시한 회로도이다.

도 11은 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 제1 실시예에 있어서의 실린더 제어용 센서의 다른 설치예를 도시한 사시도이다.

도 12는 본 발명에 따른 실린더 제어용 센서 및 실린더 장치의 종래예를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 510 메인 실린더의 피스톤

11, 511 메인 실린더

12a 메인 실린더의 헤드측 공간부

12b 메인 실린더의 로드측 공간부

13A, 113A, 513A 제1 실린더 제어용 센서

13B, 113B, 513B 제2 실린더 제어용 센서

14A, 14B 공급·배출관로

15A, 15B, 515A, 515B 제1 접속 관로(접속 관로)

16A, 116A, 16B, 116B 동조 실린더(어큐뮬레이터)

17A, 17B 정지신호 발신기구

20A, 20B 부하 기구

22A, 22B 제1 스로틀 밸브

25A, 25B 제2 체크 밸브

26A, 26B 제1 분기 관료

27A, 127A, 27B, 127B 제2 분기 관로

28A, 28B 스위치 기구

30a 센서 실린더의 헤드측 공간부

30b 센서 실린더의 로드측 공간부

31A, 31B 센서 실린더

32A, 32b 스위치부

38a 타이머(오동작 검지 기구)

100 스프링

SV 절환 밸브

Claims

피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 내부에 갖는 메인 실린더에 접속되어 피스톤의 동작 상태를 검지하는 실린더 제어용 센서로서,

상기 2개의 공간부 한쪽에 접속 관로를 통해서 접속되어 상기 한쪽의 공간부로부터 밀려나가는 유체에 의해 내부가 가압되는 어큐뮬레이터; 및

상기 한쪽의 공간부로부터의 가압이 정지된 순간에 생기는 상기 어큐뮬레이터와 상기 접속 관로의 차압에 의하여 상기 메인 실린더의 구동을 정지시키는 신호를 발신하는 정지신호 발신기구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
제1 항에 있어서, 상기 정지신호 발신기구는:

상기 접속 관로에 마련되어 상기 한쪽의 공간부로 흐르는 유체를 막는 체크 밸브;

상기 접속 관로에 있어서의 상기 어큐뮬레이터와 상기 체크 밸브 사이에 일단이 접속된 제1 분기 관로;

상기 접속 관로에 있어서의 상기 한쪽의 공간부와 상기 체크 밸브 사이에 일단이 접속된 제2 분기 관로; 및

상기 제1 분기 관로의 타단과 상기 제2 분기 관로의 타단에 접속되며 제1 분기 관로 내의 압력이 제2 분기 관로 내의 압력보다 높아질 때에 상기 신호를 발신하는 스위치 기구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
제2 항에 있어서, 상기 스위치 기구는:

피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 갖는 센서 실린더; 및

상기 센서 실린더의 피스톤의 이동에 따른 기계적 또는 압력 센서에 의하여 전기적으로 상기 신호를 발신하는 스위치부를 구비하고,

상기 센서 실린더의 한쪽의 공간부와 상기 제1 분기 관로 내부가 접속되어 있음과 동시에 센서 실린더의 다른 쪽 공간부와 상기 제2 분기 관로 내부가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
제1 항에 있어서, 상기 정지신호 발신기구는:

상기 접속 관로에 마련되어 상기 한쪽의 공간부로의 유체의 흐름을 억제하는 체크 밸브;

상기 접속 관로에 있어서의 상기 어큐뮬레이터와 상기 체크 밸브 사이에 일단이 접속된 제1 분기 관로;

상기 제1 분기 관로의 타단에 접속되어 그 제1 분기 관로로부터 흘러 들어가는 유체에 의해 이동 가능한 피스톤을 갖는 센서 실린더;

상기 센서 실린더의 피스톤 이동에 의한 기계적 또는 압력 센서에 의해 전기적으로 상기 신호를 발신하는 스위치부; 및

상기 제1 분기 관로 내의 압력이 상기 차압발생시의 제1 분기 관로 내의 압력보다 낮을 경우, 그 제1 분기 관로 내의 압력에 대항하여 상기 센서 실린더의 피스톤의 이동을 억제하는 이동 억제 기구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
제1 항에 있어서,

상기 어큐뮬레이터는 상기 접속 관로로부터 유입되는 유체에 의해 이동 가능한 피스톤을 갖는 동조 실린더이며,

상기 접속 관로로부터 유체가 유입될 때에 이동하는 상기 동조 실린더 피스톤에 부하를 가하는 부하 기구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
제1 항에 있어서,

상기 어큐뮬레이터는 상기 접속 관로보다 내경이 크게 설정된 대직경 관로인 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
제1 항에 있어서,

상기 정지신호 발신기구는, 상기 메인 실린더 피스톤이 정상작동시에 스트로크 엔드에 도달해서 상기 정지신호가 발신될 때까지의 시간을 정상작동시간으로 미리 설정하고, 상기 정상작동시간보다 짧은 시간에 상기 메인 실린더 구동을 정지시키는 신호가 발신되었을 때에 오작동을 알리는 신호를 발신하는 오작동 검지기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 실린더 제어용 센서.
피스톤에 의해서 2개의 공간부로 나뉜 실린더실을 내부에 갖는 메인 실린더를 갖춘 실린더 장치로서,

상기 2개의 공간부 중 적어도 한쪽에 접속된, 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 기재된 구성의 실린더 제어용 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 실린더 장치.
제8 항에 있어서,

상기 메인 실린더의 2개의 공간부에 일단이 접속되어 유체를 공급·배출하는 한 쌍의 공급·배출 관로와, 상기 한 쌍의 공급·배출 관로의 타단에 접속된 절환 밸브를 구비하며,

상기 실린더 제어용 센서는 상기 한 쌍의 공급·배출 관로 중 적어도 한쪽에 상기 접속 관로를 접속시켜 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 장치.
제8 항에 있어서,

상기 메인 실린더는 복수개 마련되고,

상기 실린더 제어용 센서의 접속관로는, 상기 복수의 메인 실린더 각각에 대응하여 접속되도록, 복수로 분기되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 장치.
제9 항에 있어서,

상기 실린더 제어용 센서는 상기 절환 밸브에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 장치.