KR101231758B1 - 유압 또는 공압을 이용한 구동기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면 유압 또는 공압에 의해 피스톤이 구비된 작동로드를 이동시키며 작업을 하는 구동기에 있어서, 작은 구동 동력으로도 공작물로의 접근 및 복귀는 고속으로 이루어지도록 하고, 작업구간에서는 작업에 필요한 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 관한 것이다.
본 발명은 작업실린더와, 일측 단부에 피스톤이 구비된 작업로드를 포함하여 구성되는 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 있어서, 상기 작업로드의 내측에 형성되는 삽입홈과, 길이방향으로 제1유로구멍이 형성되고, 그 일측 단부가 삽입홈의 내측으로 삽입 결합되는 로드와, 상기 제1유로구멍과 연통되도록 하여 삽입홈과 로드의 사이에 형성되는 보조 압력실을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

유압 또는 공압을 이용한 구동기 {Actuator using oil pressure or pneumatic pressure}
본 발명은 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면 유압 또는 공압에 의해 피스톤이 구비된 작동로드를 이동시키며 작업을 하는 구동기에 있어서, 작은 구동 동력으로도 공작물로의 접근 및 복귀는 고속으로 이루어지도록 하고, 작업구간에서는 작업에 필요한 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 관한 것이다.
일반적으로, 공압을 이용한 구동기와 유압을 이용한 구동기는 대부분 가압용으로 사용되고 있으며, 그 중에서도 주로 클램프기구, 압축기구, 콕킹기구 등에 사용되는데, 이와 같은 클램프 기구나 압축기구는 작동 개시 시에는 그다지 작동력을 필요로 하지 않으나, 작동의 종단부근에서는 큰 작동력을 필요로 하는 경우가 많다.
상기와 같은 필요성 때문에 구동기의 크기를 결정할 때에는 압축 종단부근에서 필요한 작동력을 얻기 위해 큰 직경과 중량의 작업 실린더를 사용할 수밖에 없었다. 그러나 이러한 큰 직경과 중량의 실린더를 사용할 경우, 상대적으로 동작이 느려 작업능률이 떨어지게 되고 또 많은 양의 공압 또는 유압유를 필요로 하므로 에너지 손실은 물론 제조 및 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실린더로 유압 혹은 공압을 공급하는 관로에 부스터 장치를 접속하여 로드의 압출 종단위치 부근에서 보다 높은 압력을 인가하도록 함으로써 로드의 종단위치 부근에서 작동력이 증대되도록 구성된 증압 실린더가 개시되고 있다.
하지만 이러한 증압 실린더는 로드의 압출 종단 위치에서 높은 압력이 작용되어 피스톤로드가 부스터 장치 등에 의하여 고속으로 작동시에는 물체와 접촉하는 과정에서 큰 충격이 발생하여, 물체를 파손시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-0369591호에는 다이캐스팅머신의 사출실린더장치가 개시되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 원통형 공간부(11)(11′)가 내부에 형성된 몸통을 가지고 그 몸통의 일측 및 타측에 제1 및 제2 유압공급포트(12)(13)와 유압통로(14)를 형성구비하며 상기 제2 유압공급포트(13)가 감속속도조정밸브(43)에 상기 유압통로(14)는 고속속도조정밸브(42)에 각각 연결설치되는 주실린더(10)와, 피스톤로드(21)를 가진 그 몸통이 상기 공간부(11)(11′)를 따라 왕복이동될 수 있도록 주실린더(10)에 결합설치되고 그 외주면이 상기 공간부(11) (11′)의 내주면과 밀착 접촉하며 내부 중심에는 그 일측단부가 유압작용면(25)으로 막혀 있고 타측적소는 구멍(26)들을 통해 상기 주실린더(10)의 공간부(11′)와 연통되는 유압통로(24)가 형성되어 있는 피스톤(20)과, 그 일측단부가 구멍(32)들을 통해 상기 피스톤(20) 및 피스톤로드(21) 내부의 유압통로(24)와 연통되고 타측단부는 구멍(33)들을 통해 상기 주실린더(10)의 유압통로(14)에 연한 공간으로 연통되는 유압통로(31)를 몸통내부에 형성하고 이와 같이 유압통로(31)가 형성된 몸통부분이 상기 피스톤(20) 및 피스톤로드(21)의 유압통로(24)내에 적정 간격을 가지고 위치하도록 주실린더(10)에 결합설치되는 보조실린더(30)를 포함하여 구성되고, 상기 주실린더(10)의 일측에 지지부(15)를 마련하여, 이 지지부(15)에 상기 보조실린더(30)의 주실린더(10)에 대한 위치를 좌우로 이동조정할 수 있는 감속위치 조정핸들(40)을 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성은 유압을 이용하여 피스톤(20)의 구동 속도를 제어할 수 있도록 한 것에 특징이 있으나, 피스톤(20)의 구동에 공간부(11) (11′)로 주입되는 유체만을 사용하게 되므로 고속 구동이 어렵고, 구동시와 작업시 피스톤(20)에서는 동일한 압력을 받게 되거나 오히려 작업시의 피스톤(20)에 가해지는 압력이 감소되므로 큰 힘을 요하는 작업에서는 사용이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 작은 구동 동력으로도 고속 구동을 실현시킬 수 있도록 함과 동시에 작업시에는 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 고정키를 포함하는 밀폐수단을 이용하여 보조압력실을 완벽히 밀폐시킬 수 있도록 함으로써 작업로드의 구동에 사용되는 유체 또는 공기가 외부로 유출되는 것을 방지함과 동시에 로드의 고속 구동에 의해 밀폐수단이 이탈되는 것을 방지할 수 있는 유압 또는 공압을 이용한 구동기를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
작업실린더와, 일측 단부에 피스톤이 구비된 작업로드를 포함하여 구성되는 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 있어서, 상기 작업로드의 내측에 형성되는 삽입홈과, 길이방향으로 제1유로구멍이 형성되고, 그 일측 단부가 삽입홈의 내측으로 삽입 결합되는 로드와, 상기 제1유로구멍과 연통되도록 하여 삽입홈과 로드의 사이에 형성되는 보조 압력실을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 삽입홈과 로드의 외주면 사이에는 보조 압력실을 밀폐시키기 위한 제1밀폐수단이 끼움 결합된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1밀폐수단은 로드의 외주면에 끼움 결합되는 로드커버와, 상기 로드커버의 상부에 설치되는 제1고정커버와, 상기 제1고정커버의 외주면에 끼움 결합되는 고정키를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1밀폐수단은 제1고정커버를 삽입홈의 내측에 고정시킬 수 있도록 하는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 고정수단은 제1고정커버의 상부에 위치하도록 하여 삽입홈의 내측으로 삽입 결합되는 제1고정링으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1고정커버의 외주면에는 키홈이 형성되고, 상기 고정키는 다수 개로 분할 형성되어 키홈에 끼움 결합되며, 상기 다수 개의 고정키 사이에는 쏠림방지구가 삽입 결합된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 작업실린더는 작업로드를 고정시키기 위한 제1커버부재와, 로드를 고정시키기 위한 제2커버부재를 포함하여 구성되고, 상기 로드와 제2커버부재의 사이에는 제2밀폐수단이 끼움 결합된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2밀폐수단은 로드의 외주면에 끼움 결합되어 제2커버부재에 결합되는 제2고정커버와, 상기 제2고정커버의 하부에 위치하도록 하여 로드의 외주면에 끼움 결합되는 제2고정링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 로드의 전단부에는 보조 피스톤이 형성되어 상기 보조압력실을 제1 및 제2보조압력실로 구획 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 로드에는 제2보조압력실로 유압 또는 공압을 공급하는 제2유로구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 작업로드의 내측에는 삽입홈의 하단부와 연통되는 관통홀이 형성되고, 상기 보조 피스톤에는 관통홀에 끼움 결합되는 보조 로드가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 삽입홈의 하단부와 보조 로드의 외주면 사이에는 제3밀폐수단이 끼움 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 의하면, 작업로드의 이동시에 사용되는 유압 또는 공압과, 작업시에 사용되는 유압 또는 공압을 별도로 공급함과 동시에 작업로드의 이동시와 작업시에 공급되는 유압 또는 공압에 의한 작용면적을 달리함으로써 작은 구동 동력으로도 공작물로의 접근 및 복귀는 고속으로 이루어지도록 하고, 작업구간에서는 작업에 필요한 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 고정키를 포함하는 밀폐수단을 이용하여 보조압력실을 완벽히 밀폐시킬 수 있도록 함으로써 작업로드의 구동에 사용되는 유체 또는 공기가 외부로 유출되는 것을 방지함과 동시에 로드의 고속 구동에 의해 밀폐수단이 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 종래의 다이캐스팅머신의 사출실린더장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기를 나타낸 단면도.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명 중 작업로드와 로드 사이의 결합부를 세부적으로 나타낸 분리 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 사용 실시예를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 본 발명 중 작업로드와 로드 사이의 결합부를 세부적으로 나타낸 분리 사시도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 2에 나타낸 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기의 사용 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 작은 구동 동력으로도 공작물로의 접근 및 복귀는 고속으로 이루어지도록 하고, 작업구간에서는 작업에 필요한 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)는 동일한 구성으로 유압 또는 공압을 선택적으로 사용할 수 있도록 구성되어 있으므로 이하에서는 유압을 사용하여 구동기(100)를 작동시키는 실시예에 대해서만 설명하기로 하겠다.
본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 작업실린더(110), 작업로드(120) 및 로드(130)를 포함하여 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 작업실린더(110)는 중공의 원통 형상으로 이루어져 그 내측으로 일측 단부에 피스톤(122)이 구비된 작업로드(120)가 삽입 설치되고, 상기 작업 로드(120)에 유압을 가할 수 있도록 하는 제1 및 제2압력실(170)(180)이 피스톤(122)의 상부와 하부에 각각 형성되어 있다.
이때, 상기 작업실린더(110)의 하단부와 상단부에는 각각 제1커버부재(112)와 제2커버부재(114)가 결합되는데, 상기 제1커버부재(112)는 작업실린더(110)의 하단부에 결합되어 작업로드(120)가 작업실린더(110)에 지지되도록 함과 동시에 피스톤(122)의 전방 구동범위를 제한하는 역할을 하는 것이고, 상기 제2커버부재(114)는 작업실린더(110)의 상단부에 결합되어 로드(130)가 작업실린더(110)에 지지되도록 함과 동시에 피스톤(122)의 후방 구동범위를 제한하는 역할을 하는 것이다.
후술하겠지만, 상기 제1커버부재(112) 및 제2커버부재(114)에는 각각 작동유체가 유입 및 배출되는 제2포트(118) 및 제1포트(116)가 형성된다.
또한, 상기 제1커버부재(112)의 하부에는 작업시 공작물(50)의 파편으로부터 작업실린더(110)를 보호하고 본 발명에 따른 구동기(100)를 안정적으로 설치할 수 있도록 하는 플랜지(113)가 설치되고, 상기 제1커버부재(112) 및 플랜지(113)와 작업로드(120)의 사이에는 밀페부재(115)가 삽입 설치되어 제2압력실(180) 내의 유체가 제1커버부재(112) 및 플랜지(113)와 작업로드(120) 사이의 공간부를 통해 외부로 유출되지 않도록 구성되어 있다.
다음, 상기 작업로드(120)는 유압에 의해 전,후방으로 이동하면서 공작물(50) 가공 등의 작업을 하게 되는 것으로, 그 일측 단부에는 작업실린더(110)의 내측으로 삽입 설치되는 피스톤(122)이 형성되어 있고, 타측 단부는 작업실린더(110)의 외측으로 돌출되어 공작물(50) 가공 등의 작업에 사용된다.
이때, 상기 피스톤(122)은 작업실린더(110)의 내측면에 밀착되도록 구성되어 작업실린더(110)의 내측 공간을 제1압력실(170)과 제2압력실(180)로 구획하게 되는데, 상기 제1압력실(170)은 피스톤(122)의 상부에 형성되어 제2커버부재(114)에 형성되는 제1포트(116)와 연통되도록 구성되고, 상기 제2압력실(180)은 피스톤(122)의 하부에 형성되어 제1커버부재(112)에 형성되는 제2포트(118)와 연통되도록 구성되어 있다.
즉, 상기 제1포트(116)를 통해 제1압력실(170)로 유입되는 작동유체의 압력이 피스톤(122)의 상면에 작용하게 되면 작업로드(120)는 전방으로 구동하게 되고, 상기 제2포트(118)를 통해 제2압력실(180)로 유입되는 작동유체의 압력이 피스톤(122)의 하면에 작용하게 되면 작업로드(120)는 후방으로 구동하게 되는 것이다.
이때, 상기 작업로드(120)가 전방으로 구동하게 되는 경우 제2압력실(180) 내에 수용되어 있던 작동유체는 제2포트(118)를 통해 외부로 빠져나가게 되고, 작업로드(120)가 후방으로 구동하게 되는 경우 제1압력실(170) 내에 수용되어 있던 작동유체는 제1포트(116)를 통해 외부로 빠져나가게 됨은 물론이다.
한편, 상기 작업로드(120)의 상부 내측에는 길이방향으로 삽입홈(124)이 형성되는데, 상기 삽입홈(124)의 내측으로는 로드(130)가 삽입 설치되어 로드(130)와 삽입홈(124) 사이의 공간부에 보조 압력실(190)을 형성시키게 된다.
이때, 상기 로드(130)의 내측으로는 후술할 제3포트(156)와 연통되도록 하여 길이방향으로 관통되는 제1유로구멍(132)이 형성되는데, 상기 제1유로구멍(132)을 통해 보조 압력실(190)로 유입되는 작동유체는 작업로드(120)를 공작물(50)까지 고속으로 이동시키는데 사용된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1유로구멍(132)을 통해 삽입홈(124)과 로드(130)의 사이에 형성되는 보조 압력실(190)로 유입되는 작동유체가 삽입홈(124)의 하부면을 가압하여 작업로드(120)를 전방으로 이동시키게 되는데, 이때 제1유로구멍(132)의 직경이 작으므로 보조 압력실(190)로 유입되는 작동유체는 제1유로구멍(132)으로부터 고속으로 분사되고, 유압이 작용되는 면적, 즉 삽입홈(124)의 하부면의 면적 또한 크지 않아 보조 압력실(190)의 부피가 적으므로 작동유체가 보조 압력실(190)에 채워지는 시간이 적게 걸리게 되어, 제1포트(116)를 통해 작동유체를 유입시켜 피스톤(122)의 상부면을 가압함으로써 작업로드(120)를 전방으로 이동시키는 것보다 훨씬 빠른 속도로 작업로드(120)를 이동시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 삽입홈(124)과 로드(130)의 외주면 사이에는 제1밀폐수단(140)이 끼움 결합되는데, 상기 제1밀폐수단(140)은 보조 압력실(190)을 밀폐시킴으로써 제1유로구멍(132)을 통해 보조 압력실(190) 내로 유입되는 작동유체가 삽입홈(124)과 로드(130)의 외주면 사이에 형성되는 공간부를 통해 외부로 빠져나가지 않도록 하는 역할을 하는 것이다.
즉, 상기 보조 압력실(190)로 유입되는 작동유체가 외부로 새어나가게 되면 작업로드(120)에 작용하는 유압이 그만큼 약해지게 되어 공작물(50)에 접근하는 작업로드(120)의 이동속도가 느려지게 되므로 보조 압력실(190)을 완벽히 밀폐시킴으로써 작업로드(120)의 성능이 저하되지 않도록 하는 것이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1밀폐수단(140)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 로드커버(142), 제1고정커버(144), 고정키(146)을 포함하여 구성되는데, 먼저 상기 로드커버(142)는 작업로드(120)에 형성된 삽입홈(124)에 삽입되도록 하여 로드(130)의 외주면에 끼움 결합되어, 삽입홈(124)과 로드(130)의 외주면 사이의 공간부, 즉 보조 압력실(190)을 밀폐시킬 수 있도록 하는 것으로, 상기 삽입홈(124)에는 걸림턱(124a)이 형성되고, 상기 로드커버(142)의 외주면에는 걸림턱(124a)에 걸림 결합되는 단턱부(142a)가 형성되어 있다.
즉, 상기 단턱부(142a)가 삽입홈(124)에 형성된 걸림턱(124a)에 걸림 결합되도록 함으로써 작업로드(120)의 전,후방 구동에 의해 아래쪽(전방)으로 이동하지 않도록 구성된 것이다.
다음, 상기 제1고정커버(144)는 로드커버(142)와 마찬가지로 작업로드(120)의 삽입홈(124)에 삽입되도록 하여 로드(130)의 외주면에 끼움 결합되는 것으로, 로드커버(142)의 상부에 위치하도록 설치되어 고정키(146)의 이탈을 방지하고 고정시키는 역할을 하게 된다.
다음, 상기 고정키(146)는 제1고정커버(144)의 외주면에 끼움 결합되어 작업로드(120)의 전,후방 구동에 의해 로드커버(142)가 이탈되지 않도록 고정시키는 역할을 하는 것으로, 환형의 고리 형상을 조립이 용이하도록 다수 개로 분할한 형태로 이루어져 있다.
즉, 상기 삽입홈(124)의 내측면에는 제1결합홈(124b)이 형성되고, 상기 제1결합홈(124b)과 대응되는 위치에 결합되는 제1고정커버(144)의 하부 외주면에는 키홈(144a)이 형성되어 상기 고정키(146)가 제1결합홈(124b)과 키홈(144a)의 사이에 끼움 결합되도록 구성함으로써 고정키(146)의 하부면은 로드커버(142)의 상부면에 밀착되어 로드커버(142)의 흔들림이나 위치이탈을 방지하고, 고정키(146)의 내측면은 키홈(144a)이 형성된 제1고정커버(144)의 외주면에 밀착 결합되어 로드커버(142)와 제1고정커버(144)의 흔들림이나 위치이탈을 방지하게 되는 것이다.
이때, 상기 고정키(146)를 제1 및 제2고정키(146a)(146b)로 분할 형성함으로써 제1결합홈(124b) 및 키홈(144a)의 사이에 끼움 결합되는 고정키(146)의 결합을 보다 용이하게 할 수 있는데, 상기 제1 및 제2고정키(146a)(146b)의 사이에는 강구 등의 형태로 이루어진 쏠림방지구(146c)를 삽입 설치하여 작업로드(120)의 고속 구동에 의한 고정키(146)의 위치이탈이나 쏠림현상을 방지할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 상기 고정키(146)를 세 개 또는 네 개로 분할할 수도 있음은 물론이다.
다음, 상기 제1밀폐수단(140)은 제1고정커버(144)를 삽입홈(124)의 내측에 고정시킴으로써 제1고정커버(144)의 위치 이탈을 방지하기 위한 고정수단(148)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 고정수단(148)으로는 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1고정링(148a)이 사용될 수 있다.
즉, 상기 제1고정링(148a)은 제1고정커버(144)의 상부에 위치하도록 하여 삽입홈(124)의 내측에 형성된 제2결합홈(124c)에 끼움 결합될 수 있도록 통상의 스냅링의 형상으로 이루어진 것으로, 제2결합홈(124c)에 의해 위치가 고정되어 제1고정커버(144)의 상부에 밀착됨으로써 작업로드(120)의 고속 구동에 의한 제1고정커버(144)의 흔들림이나 위치 이탈을 방지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도시하지는 않았지만 상기 제1고정커버(144)의 위치 이탈을 방지하기 위한 고정수단(148)으로 스냅링의 형상으로 이루어진 제1고정링(148a)을 사용하는 대신에 제1고정커버(144)를 직접 삽입홈(124)의 내측에 고정시킬 수 있도록 하는 볼트 등의 체결수단을 사용할 수도 있음은 물론이다.
한편, 상기 로드(130)는 그 일측 단부가 작업로드(120)의 삽입홈(124) 내측으로 삽입 결합되고, 타측 단부는 제2커버부재(114)를 통해 작업실린더(110)의 외측으로 돌출되도록 구성되는데, 상기 제2커버부재(114)와 로드(130)의 사이에는 제2밀폐수단(150)이 끼움 결합되어 제1압력실(170) 내의 유체가 제2커버부재(114)와 로드(130) 사이의 공간부를 통해 외부로 빠져나가지 않도록 함과 동시에 로드(130)가 제2커버부재(114)에 고정 설치되도록 구성되어 있다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제2밀폐수단(150)은 제2고정커버(152)와 제2고정링(154)을 포함하여 구성되는데, 상기 제2고정커버(152)는 로드(130)의 외주면에 끼움 결합되어 제2커버부재(114)에 결합됨으로써 제2커버부재(114)와 로드(130)를 고정시키는 역할을 하는 것으로, 제2고정커버(152)의 상부는 제2커버부재(114)의 외측으로 돌출되도록 하여, 일측면으로 제1유로구멍(132)을 통해 작동유체를 유입 및 배출시킬 수 있도록 하는 제3포트(156)가 형성되도록 구성할 수 있다.
이때, 도시하지는 않았지만 상기 제2고정커버(152)의 상부에 별도의 체결수단을 이용하여, 제1유로구멍(132)과 연통되는 제3포트(156)가 형성되고 로드(130)의 외주면을 감싸도록 구성되는 포트부재(미도시)를 체결 고정시킬 수도 있음은 물론이다.
다음, 상기 제2고정링(154)은 제2고정커버(152)의 하부에 위치하도록 하여 로드(130)의 외주면에 끼움 결합됨으로써 제2고정커버(152)의 위치 이탈을 방지하여 로드(130)가 움직이지 않도록 하는 고정력을 강화시키는 역할을 하는 것이다.
즉, 도시하지는 않았지만, 전술한 제1밀폐수단(140)의 고정키(146)의 경우와 마찬가지로, 제2커버부재(114)에 결합홈을 형성하고, 로드(130)의 외주면에 단턱부을 형성하여 상기 제2고정링(154)이 단턱부 상에 안치된 상태로 결합홈에 끼움 결합되도록 함으로써 제2고정커버(152)의 이탈을 방지하고, 로드(130)의 움직임을 방지하는 것이다.
한편, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)의 다른 실시예에 따르면, 작업로드(120)의 삽입홈(124)에 삽입 설치된 로드(130)의 전단부에 삽입홈(124)의 내주면에 밀착되도록 하는 보조 피스톤(136)이 형성되도록 구성할 수도 있는데, 상기 보조 피스톤(136)은 삽입홈(124)과 로드(130)의 사이에 형성되는 보조 압력실(190)을 보조 피스톤(136)의 상,하부에 각각 형성되는 제1 및 제2보조 압력실(192)(194)로 구획함으로써 작업시 작업로드(120)드가 보다 빠른 속도로 공작물(50)에 접근하거나 공작물(50)로부터 복귀할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 보조 피스톤(136)에는 로드(130)를 관통하도록 하여 길이방향으로 형성되는 제1유로구멍(132)이 관통 형성되고, 상기 제1유로구멍(132)에는 제2고정커버(152) 또는 별도의 포트부재(미도시)에 형성되는 제3포트(156)가 연통되는데, 상기 제3포트(156)는 작업로드(120)를 공작물(50)로 접근시키기 위해 전진 구동시키는 경우에 사용된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제3포트(156)를 통해 작동유체를 유입시키게 되면, 제1유로구멍(132)을 통해 제1보조 압력실(192)로 유입되는 작동유체의 압력에 의해 작업로드(120)가 전방으로 이동하게 되는데, 이때, 전술한 실시예와 마찬가지로 제1유로구멍(132)의 직경이 작으므로 제1보조 압력실(192)로 유입되는 작동유체는 제1유로구멍(132)으로부터 고속으로 분사되고, 제1보조 압력실(192)의 부피가 적으므로 작동유체가 제1보조 압력실(192)에 채워지는 시간이 적게 걸리게 되어, 제1포트(116)를 통해 작동유체를 유입시켜 피스톤(122)의 상부면을 가압함으로써 작업로드(120)를 전방으로 이동시키는 것보다 훨씬 빠른 속도로 작업로드(120)를 이동시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 로드(130)에는 제2보조 압력실(194)로 작동유체를 공급할 수 있도록 하는 제2유로구멍(134)이 관통 형성되고, 상기 제2유로구멍(134)에는 제2고정커버(152) 또는 별도의 포트부재(미도시)에 형성되는 제4포트(158)가 연통되는데, 상기 제4포트(158) 및 제2유로구멍(134)을 통해 제2보조 압력실(194)로 유입되는 작동유체는 전방으로 이동된 작업로드(120)를 다시 후방으로 복귀시키는 역할을 하게 된다.
즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 작업로드(120)가 전방으로 돌출된 상태에서 상기 제4포트(158)를 통해 작동유체를 유입시키게 되면, 로드(130)는 전술한 바와 같이 고정되어 있는 것이므로 제2유로구멍(134)을 통해 제2보조 압력실(194)로 유입되는 작동유체의 압력에 의해 작업로드(120)가 후방으로 이동하게 되는 것이다.
이때, 상기 제2보조 압력실(194)의 부피가 전술한 실시예에서의 작업로드(120)의 복귀에 사용되는 제2압력실(180)의 부피보다 훨씬 작으므로 작동유체를 제2보조 압력실(194)에 훨씬 빠른 속도로 채울 수 있게 되고, 따라서, 작업로드(120)의 복귀 속도 또한 전술한 실시예보다 빨라지게 되는 것이다.
한편, 도 6에 나타낸 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)의 또 다른 실시예에 의하면, 작업로드(120)의 내측으로 상기 삽입홈(124)과 연통되도록 하는 관통홀(126)을 형성시키고, 상기 로드(130)의 전단부에 형성되는 보조 피스톤(136)에는 상기 관통홀(126)에 끼움 결합되는 보조 로드(138)가 돌출 형성될 수도 있는데, 상기 보조 로드(138)는 작업로드(120)의 이동속도를 향상시시키는 역할을 하는 것이다.
보다 상세히 설명하면, 전술한 도 4 및 도 5에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 작업로드(120)를 공작물(50)에 근접시키는 경우 제3포트(156) 및 제1유로구멍(132)을 통해 제1보조 압력실(192)로 채워지는 작동유체의 압력에 의해 작업로드(120)를 전방으로 구동시키게 되는데, 이때, 보조 피스톤(136)의 전방으로 돌출 형성된 보조 로드(138)에 의해 제1보조 압력실(192)의 부피가 더 작아지게 되어 작업로드(120)를 보다 빠른 속도로 공작물(50)에 근접시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 전방으로 돌출된 작업로드(120)를 후방으로 복귀시키기 위한 과정은 제4포트(158) 및 제2유로구멍(134)을 통해 제2보조 압력실(194)로 유입되는 작동유체의 압력에 의해 이루어지는 것으로 전술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 관통홀(126)과 연통되는 삽입홈(124)의 하단부와 보조 로드(138)의 외주면 사이에는 보조 로드(138)와 관통홀(126)의 사이에 형성되는 공간부를 통해 제1보조 압력실(192)에 위치하는 작동유체가 새어나가는 것을 방지하기 위한 제3밀폐수단(160)이 끼움 결합되는데, 상기 제3밀폐수단(160)의 세부적인 구성은 전술한 제1밀폐수단(140)과 제2밀폐수단(150)의 구성을 이용하여 다양하게 변형하여 사용할 수 있는 것이므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도 7을 참고로 하여 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)를 이용한 작업 중 공작물(50)을 가공하는 일실시예에 대해 간략히 설명하기로 한다.
먼저, 작업로드(120)를 공작물(50)에 근접시키기 위해서는 압력장치(80)를 이용하여 유압을 발생시켜 방향전환밸브(82)를 거쳐 제3유로(96)를 통해 제3포트(156)로 작동유체를 공급하게 되면, 제1유로구멍(132)을 통해 보조 압력실(190)로 작동유체가 유입되어 삽입홈(124)의 하단부를 가압하게 되므로 단부에 상금형(60)이 결합된 작업로드(120)가 공작물(50)에 닿을 때까지 고속으로 접근하게 된다.
이때, 작업로드(120)의 전방 구동에 의해 형성되는 제1압력실(170)의 공간부는 저장조(88)에 저장되어 있던 작동유체가 프리필링밸브(86)와 제1유로(92)를 통해 제1포트(116)로 유입되어 채워지게 되고, 제2압력실(180)에 수용되어 있던 작동유체는 피스톤(122)의 전방 구동에 의해 제2포트(118)로 배출되어 제2유로(94)와 방향전환밸브(82)를 통해 저장조(88)로 들어오게 된다.
전술한 바와 같이, 보조 압력실(190)로 유입되는 작동유체의 압력에 의해 작업로드(120)를 구동시키는 경우, 피스톤(122)에 비해 압력을 받는 면적이 좁을 뿐만 아니라, 작동유체가 채워지는 부피가 훨씬 작으므로 작업로드(120)는 매우 빠른 속도로 공작물(50)에 접근하게 된다.
다음, 작업로드(120)가 공작물(50)에 닿게 되면, 압력장치(80)로부터 발생되는 유압, 즉 작동유체를 가압밸브(84), 가압유로(98) 및 제1유로(92)를 통해 제1포트(116)로 공급하여 피스톤(122)의 상면을 가압함으로써 작업로드(120)를 전방으로 구동시켜 공작물(50)을 성형 또는 가공하게 되는데, 이때 피스톤(122)의 넓은 수압면적으로 인해 작업로드(120)에 강한 압력을 가할 수 있게 된다.
상기와 같이, 공작물(50)의 성형 또는 가공 작업이 끝나면 방향전환밸브(82)를 전환하여 제2유로(94)를 통해 제2포트(118)로 작동유체를 공급함으로써 피스톤(122)의 하면을 가압하게 되면, 작업로드(120)가 후진 구동하면서 원상태로 복귀하게 된다.
이때, 피스톤(122)의 후진 구동에 의해 제1압력실(170)에 수용되어 있던 유체는 제1포트(116)를 통해 빠져나가 프리필링밸브(86)를 통과하여 저장조(88)에 저장된다.
또한, 보조 압력실(190)에 수용되어 있던 유체 또한 작업로드(120)의 후진 구동에 의해 제1유로구멍(132) 및 제3포트(156)를 통해 배출되어 방향전환밸브(86)를 통해 저장조(88)에 저장된다.
이와 같이, 작업로드(120)가 복귀하는 경우에도 피스톤(122)의 하부면과 상부면 사이의 수압 면적의 차가 크므로 작업로드(120)는 급속하게 복귀하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 유압 또는 공압을 이용한 구동기(100)에 의하면, 작업로드(120)의 이동시에 사용되는 유압 또는 공압과, 작업시에 사용되는 유압 또는 공압을 별도로 공급함과 동시에 작업로드(120)의 이동시와 작업시에 공급되는 유압 또는 공압에 의한 작용면적을 달리함으로써 작은 구동 동력으로도 공작물(50)로의 접근 및 복귀는 고속으로 이루어지도록 하고, 작업구간에서는 작업에 필요한 큰 힘을 발휘할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 고정키(146)를 포함하는 제1밀폐수단(140)을 이용하여 보조압력실(190)을 완벽히 밀폐시킬 수 있도록 함으로써 작업로드(120)의 구동에 사용되는 유체 또는 공기가 외부로 유출되는 것을 방지함과 동시에 로드(130)의 고속 구동에 의해 밀폐수단이 이탈되는 것을 방지할 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 동일한 구성을 갖는 구동기(100)를 유압 또는 공압을 선택적으로 이용하여 사용할 수 있는 등 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면 유압 또는 공압에 의해 피스톤이 구비된 작동로드를 이동시키며 작업을 하는 구동기에 있어서, 작은 구동 동력으로도 공작물로의 접근 및 복귀는 고속으로 이루어지도록 하고, 작업구간에서는 작업에 필요한 큰 힘을 발휘할 수 있도록 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 관한 것이다.
50 : 공작물 60 : 상금형
70 : 하금형 80 : 압력장치
82 : 방향전환밸브 84 : 가압밸브
86 : 프리필링밸브 88 : 저장조
92 : 제1유로 94 : 제2유로
96 : 제3유로 98 : 가압유로
100 : 구동기 110 : 작업실린더
112 : 제1커버부재 113 : 플랜지
114 : 제2커버부재 115 : 밀폐부재
116 : 제1포트 118 : 제2포트
120 : 작업로드 112 : 피스톤
124 : 삽입홈 124b: 제1결합홈
124c : 제2결합홈 126 : 관통홀
130 : 로드 132 : 제1유로구멍
134 : 제2유로구멍 136 : 보조피스톤
138 : 보조로드 140 : 제1밀폐수단
142 : 로드커버 144 : 제1고정커버
144a : 키홈 146 : 고정키
146a : 제1고정키 146b : 제2고정키
146c : 쏠림방지구 148 : 고정수단
148a : 제1고정링 150 : 제2밀폐수단
152 : 제2고정커버 154 : 제2고정링
156 : 제3포트 158 : 제4포트
160 : 제3밀폐수단 170 : 제1압력실
180 : 제2압력실 190 : 보조압력실
192 : 제1보조압력실 194 : 제2보조압력실

Claims (12)

  1. 작업실린더와, 작업로드를 포함하여 구성되는 유압 또는 공압을 이용한 구동기에 있어서,
    상기 작업로드의 내측에 형성되는 삽입홈과,
    보조압력실의 내측으로 작업로드의 구동을 위한 작동유체를 유입 또는 배출시킬 수 있도록 하는 제1유로구멍이 길이방향으로 형성되고, 그 일측 단부가 삽입홈의 내측으로 삽입 결합되는 로드와,
    상기 제1유로구멍과 연통되도록 하여 삽입홈과 로드의 사이에 형성되는 보조 압력실과,
    상기 삽입홈과 로드의 외주면 사이에 끼움 결합되어 보조 압력실을 밀폐시키기 위한 제1밀폐수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1밀폐수단은 로드의 외주면에 끼움 결합되는 로드커버와, 상기 로드커버의 상부에 설치되는 제1고정커버와, 상기 제1고정커버의 외주면에 끼움 결합되는 고정키를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1밀폐수단은 제1고정커버를 삽입홈의 내측에 고정시킬 수 있도록 하는 고정수단을 더 포함하여 구성되되,
    상기 고정수단은 제1고정커버의 상부에 위치하도록 하여 삽입홈의 내측으로 삽입 결합되는 제1고정링으로 구성된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1고정커버의 외주면에는 키홈이 형성되고, 상기 고정키는 다수 개로 분할 형성되어 키홈에 끼움 결합되며, 상기 다수 개의 고정키 사이에는 쏠림방지구가 삽입 결합된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 작업실린더는 작업로드를 고정시키기 위한 제1커버부재와, 로드를 고정시키기 위한 제2커버부재를 포함하여 구성되고, 상기 로드와 제2커버부재의 사이에는 제2밀폐수단이 끼움 결합된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2밀폐수단은 로드의 외주면에 끼움 결합되어 제2커버부재에 결합되는 제2고정커버와, 상기 제2고정커버의 하부에 위치하도록 하여 로드의 외주면에 끼움 결합되는 제2고정링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 로드의 전단부에는 보조 피스톤이 형성되어 상기 보조압력실을 제1 및 제2보조압력실로 구획 형성하는 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 로드에는 제2보조압력실로 유압 또는 공압을 공급하는 제2유로구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 작업로드의 내측에는 삽입홈의 하단부와 연통되는 관통홀이 형성되고, 상기 보조 피스톤에는 관통홀에 끼움 결합되는 보조 로드가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 삽입홈의 하단부와 보조 로드의 외주면 사이에는 제3밀폐수단이 끼움 결합된 것을 특징으로 하는 유압 또는 공압을 이용한 구동기.

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