KR101740880B1 - 파워 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파워 실린더에 관한 것으로, 서보모터와, 상기 서보모터에 장착되는 볼스크류축과, 상기 볼스크류축을 감싸도록 장착되어 상기 서보모터의 정,역 회전함에 따라 볼스크류축를 따라 상,하로 승강작동하는 볼스크류너트와, 상기 볼스크류너트와 함께 상,하로 승강작동하도록 형성되는 피스톤로드와, 상기 피스톤로드의 승강작동을 허용하면서 피스톤로드를 감싼 상태로 고정 설치되는 실린더몸체가 형성되어 있는 구성으로 된 파워 실린더에 있어서,
상기 볼스크류너트의 상단과 상기 피스톤로드의 하단 각각을 감싸주는 상태로 설치된 채 상기 실린더몸체의 내측에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 설치되어 상기 피스톤로드를 출몰작동시키도록 형성되어 있는 하부 가동피스톤헤드와; 상기 실린더몸체의 내면에 기밀하게 접촉하면서 실린더몸체의 내면을 따라 상,하 슬라이드 이동이 가능하도록 상기 하부 가동피스톤헤드를 감싼 상태로 설치되는 하부 웨어링과; 상기 하부 가동피스톤헤드에 일정간격으로 형성되어 상기 실린더몸체 내면과 상기 피스톤로드 외면 사이에 존재하는 공기가 하부 가동피스톤헤드의 상,하측으로 유동할 수 있도록 하부 가동피스톤헤드의 상,하면을 관통하는 상태로 형성되어 있는 복수의 하측 공기유동통로와; 상기 볼스크류축이 회전할 수 있도록 볼스크류축의 상단에는 내링이 감싼 상태로 설치되는 베어링과, 상기 베어링의 외링을 감싸도록 고정 설치된 채 상기 피스톤로드가 상,하 방향의 직진도를 유지하는 상태로 상,하 슬라이드 이동을 안내하도록 설치되어 있는 상부 고정피스톤헤드와; 상기 피스톤로드의 내면에 기밀하게 접촉하면서 피스톤로드가 상,하 직진도를 유지하면서 상,하 슬라이드 이동하도록 상기 상부 고정피스톤헤드를 감싸는 상태로 설치되어 있는 상부 웨어링과; 상기 상부 고정피스톤헤드에 일정간격으로 형성되어 상기 피스톤로드가 상,하 슬라이드 이동함에 따라 상기 볼스크류축과 피스톤로드 내면 사이에 존재하는 공기가 상부 고정피스톤헤드의 상,하측으로 유동할 수 있도록 상기 상부 고정피스톤헤드의 상,하면을 관통하도록 형성되는 복수의 상측 공기유동통로;를 포함하여 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

파워 실린더{Power cylinder}

본 발명은 파워 실린더에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 자동차 생산라인이나 전기 및 전자제품 생산라인 등 각종 산업현장에서 생산 및 조립하고자 하는 각종 중량물이나 운반하고자 하는 중량물을 자동으로 들어올리고 내려주는데 사용되는 파워 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 중량물을 운반하기 위한 장비로는 지게차가 주로 사용되고 있는데, 지게차는 단순히 무거운 중량물을 옮기는 데에는 탁월한 기능을 발휘할 수 있지만, 통상 지게차는 움직이면서 중량물을 옮기게 되므로 지게차가 울직일 수 있는 공간이 있는 곳에서는 중량물을 운반하는데 유용하게 사용할 수 있는 반면에, 지게차가 움직일 수 있는 공간이 확보되지 아니한 협소한 장소에서는 사용하지 못하는 있는 실정이다.

때문에 산업현장에서 지게차를 사용하기 곤란한 장소 예를 들면, 제품을 조립 생산하는 생산라인 등에서는 일정 위치에 설치되어 있는 기계장치를 이용하여 중량물을 들어올리거나 내려줄 수 있도록 구성된 리프트장치를 사용하고 있다.

종래 기술의 리프트장치는 대부분 유압을 동력원으로 사용하는 유압실린더 구동방식으로 구성된 것이 주로 사용되고 있는바, 상기한 유압실린더 구동방식은 무거운 중량물을 들어올리고 내리는 작동은 우수한 장점이 있는 반면에, 유압실린더는 응답시간이 느리다는 것이 단점으로 지적되고 있으며, 또한 유압실린더 구동방식은 유압을 공급 및 회수하기 위한 유압펌프 및 오일탱크 등을 구비하여야 하기 때문에 리프트장치의 설치비가 비싸지게 된다는 문제점으로 지적되고 있다.

또한 상기와 같은 유압실린더 구동방식에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로 실용신안등록 제20-0297464호가 제안된 모터구동방식의 리프트장치가 소개된 바 있다.

상기한 선행기술은 기어드모터를 동력원으로 사용함으로써 유압실린더 구동방식의 리프트장치에 비하여 설치비를 절감할 수 있으며, 응답 작동이 빠르게 나타날 수 있지만, 중량물을 상,하로 들어올리고 내려주는 운반대가 X자형으로 구성된 작동링크에 의하여 상,하로 승강작동하도록 구성되어 있기 때문에 X자형 작동링크가 운반대를 안정적으로 지지하지 못하게 되는 문제가 발생될 수 있다는 것이 문제점으로 지적되고 있다. 왜냐하면, 상기한 X자형 작동링크가 운반대를 상승시키기 전에는 X자형 작동링크의 상,하부가 넓게 벌어진 상태가 되지만 운반대를 상승시켰을 때에는 X자형 작동링크의 상,하부가 좁아진 상태가 되는데, 이때 운반대에 올려놓은 중량물이 일측으로 편중된 상태일 경우에는 운반대 위에 있는 중량물이 X자형 작동링크의 무게 중심을 벗어나는 현상이 나타나 운반대 및 X자형 작동링크가 전도되는 사고가 발생될 수 있다는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.

또한 상기한 선행기술에서 나타날 수 있는 제반 문제를 해결하기 위하여 특허 제10-0894873호로 제안된 리프트장치가 소개된 바 있다.

상기한 선행기술은 모터의 회전동력으로 상,하로 승강작동하는 작동선반을 복수의 선반기둥으로 지지하도록 구성하는 수단으로 상기 작동선반 위에 중량물을 일측으로 편중된 위치에 올려놓게 되더라도 작업선반이 일측으로 기울어지거나 전도되는 현상이 발생되지 않도록 하는 장점은 있지만, 리프트장치의 부피가 크고 작업선반의 면적이 크게 형성되어 있기 때문에 협소한 장소에서 사용하는 데에는 많은 제약이 뒤따르게 된다는 점과, 복수의 선반기둥을 따라 상,하로 승강작동을 하면서 작업선반을 받쳐주기 위한 복수의 구동기어박스 및 연동기어박스를 구비하여야 하므로 제조비용이 비싸지게 된다는 점 등이 문제점으로 나타나고 있다.

등록실용신안 제20-0297464호(2002. 12. 12. 공고) 등록특허 제10--894873호(2009. 04. 24. 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 감안하여 제안된 것으로, 서보모터를 동력원으로 하여 볼스크류축을 정,역 회전시킴에 따라 상부 고정피스톤헤드는 제자리에 고정된 채 피스톤로드가 직진도를 유지한 상태로 출몰작동하도록 안내하는 한편, 하부 가동피스톤헤드는 볼스크류축을 따라 상,하로 승강작동하는 상기 피스톤로드가 직진도를 유지하는 상태로 출몰작동하도록 안내할 수 있도록 하며, 또한 상기 피스톤로드가 실린더몸체에서 출몰작동할 때 상기 피스톤로드 내부에 존재하는 공기는 상부 고정피스톤헤드를 기준하여 상,하측으로 유동하도록 구성하는 한편, 상기 피스톤로드 외면과 상기 실린더몸체 내면 사이에 존재하는 공기는 상기 하부 고정피스톤헤드를 기준하여 상,하측으로 유동하도록 유동하도록 구성하는 수단으로 상기 하부 가동피스톤헤드가 상.하로 승강작동하게 될 때 공기의 저항을 받지 않도록 함으로써 하부 가동피스톤로드가 부드럽게 승강작동할 수 있고 서보모터에는 과부하가 걸리지 않고 소음도 줄어드는 등의 효과를 기대할 수 있으며, 또한 산업현장의 생산라인이나 조립라인 등에서 중량물을 안전하게 들어올리고 내려놓는 리프트장치에 사용되는 서보모터의 사용수명을 현저하게 연장시킬 수 있는 파워 실린더를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

서보모터와, 상기 서보모터에 장착되는 볼스크류축과, 상기 볼스크류축을 감싸도록 장착되어 상기 서보모터의 정,역 회전함에 따라 볼스크류축를 따라 상,하로 승강작동하는 볼스크류너트와, 상기 볼스크류너트와 함께 상,하로 승강작동하도록 형성되는 피스톤로드와, 상기 피스톤로드의 승강작동을 허용하면서 피스톤로드를 감싼 상태로 고정 설치되는 실린더몸체가 형성되어 있는 구성으로 된 파워 실린더에 있어서,

상기 볼스크류너트의 상단과 상기 피스톤로드의 하단 각각을 감싸주는 상태로 설치된 채 상기 실린더몸체의 내측에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 설치되어 상기 피스톤로드를 출몰작동시키도록 형성되어 있는 하부 가동피스톤헤드와;

상기 실린더몸체의 내면에 기밀하게 접촉하면서 실린더몸체의 내면을 따라 상,하 슬라이드 이동이 가능하도록 상기 하부 가동피스톤헤드를 감싼 상태로 설치되는 하부 웨어링과;

상기 하부 가동피스톤헤드에 일정간격으로 형성되어 상기 실린더몸체 내면과 상기 피스톤로드 외면 사이에 존재하는 공기가 하부 가동피스톤헤드의 상,하측으로 유동할 수 있도록 하부 가동피스톤헤드의 상,하면을 관통하는 상태로 형성되어 있는 복수의 하측 공기유동통로와;

상기 볼스크류축이 회전할 수 있도록 볼스크류축의 상단에는 내링이 감싼 상태로 설치되는 베어링과, 상기 베어링의 외링을 감싸도록 고정 설치된 채 상기 피스톤로드가 상,하 방향의 직진도를 유지하는 상태로 상,하 슬라이드 이동을 안내하도록 설치되어 있는 상부 고정피스톤헤드와;

상기 피스톤로드의 내면에 기밀하게 접촉하면서 피스톤로드가 상,하 직진도를 유지하면서 상,하 슬라이드 이동하도록 상기 상부 고정피스톤헤드를 감싸는 상태로 설치되어 있는 상부 웨어링과;

상기 상부 고정피스톤헤드에 일정간격으로 형성되어 상기 피스톤로드가 상,하 슬라이드 이동함에 따라 상기 볼스크류축과 피스톤로드 내면 사이에 존재하는 공기가 상부 고정피스톤헤드의 상,하측으로 유동할 수 있도록 상기 상부 고정피스톤헤드의 상,하면을 관통하도록 형성되는 복수의 상측 공기유동통로;

를 포함하여 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 가동피스톤헤드 및 상기 상부 고정피스톤헤드 각각에 형성되는 복수의 상,하측 공기유동통로는 하부 가동피스톤헤드 및 상부 고정피스톤헤드 각각의 외주에 노출되는 상태로 절개 형성되는 구조로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 가동피스톤헤드 및 상기 상부 고정피스톤헤드 각각에 형성되는 복수의 상,하측 공기유동통로는 하부 가동피스톤헤드 및 상부 고정피스톤헤드 각각의 상,하면을 관통하는 구멍 상태로 형성되는 구조로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 가동피스톤헤드의 외주에는 복수의 하부 웨어링을 설치할 수 있도록 상,하측 설치홈이 형성되어 있으며, 상기 상부 고정피스톤헤드의 외주에는 하나의 웨어링을 설치할 수 있도록 하나의 설치홈이 형성되어 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 산업현장에서 제품의 생산라인이나 조립라인 및 제품의 상,하차 라인 등에서 중량물을 들어올리거나 내려주는 리프트장치의 작업선반을 상,하로 빠르게 승강작동시킬 수 있을 뿐 아니라 작업선반을 상,하로 승강시킬 때 작업선반이 흔들리거나 일측으로 치우치지 않고 상,하 수직방향을 향해 똑바른 직진도를 유지하는 상태로 상,하로 승강작동할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 또한 피스톤로드를 상,하로 승강작동시킬 때 피스톤로드 내부에 존재하는 공기는 상부 고정피스톤헤드에 형성되어 있는 복수의 상측 공기유동통로를 통해 피스톤로드의 내측에서 상,하로 유동하게 되는 한편, 실린더몸체의 내측에 존재하는 공기는 하부 가동피스톤헤드에 형성되어 있는 하측 공기유동통로를 통해 실린더몸체 내측에서 상,하로 유동하게 되므로 상기 하부 가동피스톤헤드 및 피스톤로드 각각은 승강작동시 공기의 저항 없이 부드럽게 승강작동할 수 있도록 하는 효과와 함께 서보모터에는 과부하가 걸리지 않게 되며, 이에 따라 서버모터 작동시 소음의 발생이 줄어들게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 파워 실린더의 전체 구성을 나타낸 정면 구성도
도 2는 본 발명의 파워 실린더의 하강작동상태 단면도
도 3은 본 발명의 파워 실린더의 상승작동상태 단면도
도 4는 본 발명의 파워 실린더의 하부 가동피스톤헤드의 분리 사시도
도 5는 본 발명의 파워 실린더의 하부 가동피스톤헤드의 조립상태 평면도
도 6은 도 5의 A-A선 단면도
도 7은 본 발명의 파워 실린더의 상부 고정피스톤헤드의 분리 사시도
도 8은 본 발명의 파워 실린더의 상부 고정피스톤헤드의 조립상태 단면도
도 9는 본 발명의 하부 가동피스톤헤드의 다른 실시예를 나타내는 조립상태 사시도

본 발명에 의한 파워 실린더에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1은 파워 실린더를 나타내는 것으로, 상기 파워 실린더(1)는 정,역 방향으로 자유롭게 회전하는 서보모터(2)를 동력원으로 사용하는 것이며, 상기 서보모터(2)의 축연결부에는 볼스크류축(3)이 연결되어 있다.

상기 볼스크류축(3)에는 이에 형성되어 있는 스크류를 따라 상,하로 승강이동하는 복수의 볼이 장착되어 있는 볼스크류너트(31)가 나사조립되어 있다.

본 발명의 특징은, 상기 볼스크류너트(31)에는 볼스크류축(3)을 따라 상,하로 승강이동이 가능하도록 하부 가동피스톤헤드(4)를 연결하며, 또한 상기 볼스크류축(3)의 상단(32)에는 상부 고정피스톤헤드(5)를 회전가능하게 장착하는 구성으로 상기 하부 가동피스톤헤드(4)가 볼스크류축(3)을 따라 상,하로 승강이동하게 될 때 파워 실린더(1)의 실린더몸체(10) 내측에 존재하는 공기는 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 상,하측으로 유동하도록 구성하는 한편, 상기 하부 가동피스톤헤드(4)에 연결되어 실린더몸체(10)에서 출몰작동하도록 형성되는 피스톤로드(6)의 내측에 존재하는 상부 고정피스톤헤드(5)의 상,하측으로 유동하도록 구성하는 수단으로, 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 승강작동시 실린더몸체(10)의 내측이나 피스톤로드(6)의 내측에서 공기의 압축 저항이 발생하지 않도록 함으로써 서보모터(2)에는 과부하가 걸리지 않도록 함과 동시에 상기 하부 가동피스톤헤드(4)는 볼스크류축(3)을 따라 부드럽게 승강작동하면서 피스톤로드(6)를 출몰작동시킬 수 있도록 한 것에 있다.

이를 위해, 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 하단은 볼스크류너트(31)의 상단에 나사조립으로 연결되어 있으며, 또한 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 외주에 형성되어 있는 상,하측 설치홈(41)(42)에는 복수의 하부 웨어링(43)(44)이 감싸는 상태로 형성되어 있으며, 상기 하부 가동피스톤헤드(4)에는 복수의 하측 공기유동통로(7a)가 일정간격으로 형성되어 있다.

또한 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 내측에는 볼스크류축(3)이 회전할 수 있도록 상기 볼스크류축(3)의 상단(32)에 고정 설치되는 베어링(51)이 장착되어 있으며, 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 외측에는 피스톤로드(6)의 내면에 기밀하게 접촉하는 상태로 상,하 승강작동을 하는 상부 웨어링(52)이 감싸는 상태로 설치되어 있으며, 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 외주에는 상부 웨어링(52)을 설치하기 위한 하나의 설치홈(부호 생략)이 형성되어 있다. 그리고 상기 상부 고정피스톤헤드(5)에는 복수의 상측 공기유동통로(7b)가 일정간격으로 형성되어 있다.

또한 상기 하부 가동피스톤헤드(4) 및 상부 고정피스톤헤드(5) 각각에 일정간격으로 형성되는 복수의 공기유동통로(7a)(7b)는 하부 가동피스톤헤드(4) 및 상부 고정피스톤헤드(5) 각각의 외부에 절개된 상태로 노출되어 있도록 형성될 수 있으며(도 4∼6 및 도 7,8 참조), 또는 도 9의 도시와 같이 피스톤헤드의 상,하면을 관통하는 구멍 상태로 형성되는 복수의 공기유동통로(7c)로 구성할 수도 있다.

상기 하부 가동피스톤헤드(4)는 볼스크류축(3)이 정,역 방향으로 회전함에 따라 상,하로 승강이동하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 이하에서는 상기 볼스크류축(3)이 정방향(시계방향)으로 회전하게 될 때에는 상향으로 상승작동을 하는 것으로 가정하여 설명하는 한편, 상기 볼스크류축(3)이 역방향(반시계방향)으로 회전하게 될 때에는 하향으로 하강작동을 하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 외주에는 복수의 하부 웨어링(43)(44)이 하부 피스톤헤드(4)를 감싸주는 상태로 설치할 수 있도록 상,하측 설치홈(41)(42)이 형성되어 있으며, 상기 복수의 하부 웨어링(43)(44)은 파워 실린더(1)의 실린더몸체(10)의 내면에 기밀하게 접촉하면서 상,하로의 승강작동이 원활하게 이루어지는 특수재질을 소재로 제조되는 것이 사용되며, 또한 상기 복수의 하부 웨어링(43)(44) 각각은 양단이 절개된 상태로 형성되어 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 외주에 형성되어 있는 상,하측 설치홈(41)(42)을 감싸도록 설치할 때에는 넓게 벌려줄 수 있으며, 상기 복수의 상부 웨어링(43)(44)이 상,하측 설치홈(41)(42)을 감싸도록 설치하게 될 때에는 복수의 하부 웨어링(43)(44)이 상기 상,하측 설치홈(41)(42)을 탄력적으로 밀착되도록 설치되는 것이다.

또한 상기 복수의 하부 웨어링(43)(44) 각각을 하부 가동피스톤헤드(4)의 상,하측 설치홈(41)(42)에 각각 설치될 때에는 양단이 절개된 부분이 서로 반대방향에 위치하도록 설치하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 상,하측 설치홈(41)(42)을 감싸도록 설치되는 복수의 하부 웨어링(43)(44)이 실린더몸체(10)의 내면을 기밀하게 밀폐할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 볼스크류축(3)의 상단(32)에 설치되는 상부 고정피스톤헤드(5)는 베어링(51)에 의하여 볼스크류축(3)이 정,역 방향으로의 회전작동할 수 있도록 하면서 상기 상부 고정피스톤헤드(5) 자체는 회전하지 아니하는 상태에서 피스톤로드(6)의 내면을 따라 기밀력을 유지한 채 상,하로 슬라이드 이동이 가능하도록 구성되어 있는데, 이를 위해 상기한 베어링(51)의 내링(511)은 볼스크류축(3)의 상단(32)을 감싸도록 억지끼움되어 있는 한편, 상기 베어링(51)의 외링(512)은 상부 고정피스톤헤드(5)의 내면에 억지끼움되어 있다.

따라서 상기 상부 고정피스톤헤드(5)는 볼스크류축(3)이 정,역 방향으로 자유롭게 회전작동될 때에는 상기 베어링(51)의 내링(511)은 볼스크류축(3)과 같이 회전하게 되지만 상기 베어링(51)의 외링(512)은 회전하지 아니하는 상태이므로 결국 상기 피스톤로드(6)가 상,하로 승강작동하게 될 때에는 상부 고정피스톤헤드(5)는 회전하지 아니하는 상태에서 상기 피스톤로드(6)의 내면을 기밀하게 밀폐하면서 피스톤로드(6)의 상,하 승강작동을 허용하게 되는 것이다.

한편, 상기 파워 실린더(1)는 피스톤로드(6)의 외주에 먼지 등의 이물질이 부착되지 않도록 하기 위하여 상기 실린더몸체(10)의 상단과 피스톤로드(6)의 상단에 각각 부착되어 상기 피스톤로드(6)의 출몰작동시 탄력적으로 신장되고 축소되는 신축조절이 용이한 후렉시블 주름관(8)을 형성할 수 있으며, 또한 상기 피스톤로드(6)의 상단에는 생산라인의 경우 조립부품을 조립하기 위한 조립제품 등을 상,하로 이동시키기 위한 작업선반(9) 또는 일부의 부분조립품이 조립된 부분조립제품이나 조립이 완료된 조립완성제품 등을 운반하기 위한 작업선반(9) 등이 설치되어 있으며, 또한 상기 파워 실린더(1)는 각 산업현장에서 사용하고 있는 기존의 리프트장치와 같은 용도로 사용할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 파워 실린더(1)의 서보모터(2)가 역 방향(반시계방향)으로 회전작동되어 볼스크류축(3)에 나사조립되어 있는 볼스크류너트(31)가 도 2의 도시와 같이 상기 볼스크류축(3)의 하측으로 완전히 하강작동되었을 때에는 피스톤로드(6)는 실린더몸체(10)의 내측으로 몰입된 상태가 하강작동되는 것이며, 이에 따라 상기 피스톤로드(6)의 상단에 설치되어 있는 작업선반(9)도 하강작동된 상태가 되는 것이다.

상기와 같이 볼스크류너트(31)가 볼스크류축(3)의 하측으로 하강작동하게 될 경우에는 실린더몸체(10)의 내측에 존재하고 있는 공기는 하강작동하는 하부 가동피스톤헤드(4)에 형성되어 있는 복수의 하측 공기유동통로(7a)를 통해 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 상측으로 이동하게 되므로 상기 하부 가동피스톤헤드(4)가 하강작동하게 될 때 하부 가동피스톤헤드(4)는 공기의 저항을 받지 않게 되는 것이며, 이와 동시에 상기 피스톤로드(6)가 볼스크류너트(31)와 같이 하강하게 될 때에는 상부 고정피스톤헤드(5)의 상측에 존재하는 공기는 피스톤로드(6)가 하강함에 따라 상기 상부 고정피스톤헤드(5)에 형성되어 있는 복수의 상측 공기유동통로(7b)를 통해 상부 고정피스톤헤드(5)의 하측으로 유동하게 되므로 상기 피스톤로드(6)가 하강작동하게 될 때에는 공기의 저항을 받지 않게 되는 것이다.

그런데, 만약에 상기 볼스크류축(3)이 역 방향(반시계방향)으로 회전하게 되므로 인해 볼스크류너트(31)가 하강작동하게 될 때 상기 볼스크류너트(31)에 나사결합되어 있는 하부 가동피스톤헤드(4)의 하측에 존재하는 공기가 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 상측으로 이동하지 못하게 될 경우에는 하강작동을 하는 하부 가동피스톤헤드(4)가 그 하측에 존재하는 공기를 압축하는 상태가 되기 때문에 상기 하부 가동피스톤헤드(4)가 압축되는 공기의 저항으로 인해 하강작동이 원활하게 이루어지지 않고 억지로 하강하는 상태가 되며, 또한 상기 피스톤로(6)가 하강작동하게 될 때 상부 고정피스톤헤드(5)의 상측에 존재하는 공기가 상부 고정피스톤헤드(5)의 하측으로 이동하지 못하게 될 경우에도 하강작동을 하는 피스톤로드(6)는 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 상측에 존재하는 공기를 압축하는 상태가 되기 때문에, 결국 상기 볼스크류축(3)의 역 방향(반시계방향)으로 회전하게 됨에 따라 하강작동을 하게 되는 하부 가동피스톤헤드(4)는 그 하측에 존재하는 공기를 압축하면서 하강작동을 하게 될 뿐 아니라 하강작동을 하게 되는 피스톤로드(6) 역시 상부 고정피스톤헤드(5)의 상측에 존재하는 공기를 압축하면서 하강작동을 하게 될 때에는 상기 하부 가동피스톤헤드(4) 및 피스톤로드(6)의 하강작동이 원활하지 못하게 될 뿐 아니라 상기 하부 가동피스톤헤드(4) 및 상기 피스톤로드(6)를 억지로 하강시켜야 하는 서보모터(2)에 과부하가 걸리게 되고 또 소음이 커지는 등의 문제가 발생하게 될 것이다.

그러나, 본 발명의 파워 실린더(1)와 같이 하부 가동피스톤헤드(4) 및 피스톤로드(6)가 하강작동을 할 때 상기 하부 가동피스톤헤드(4)의 하측에 존재하는 공기가 하부 가동피스톤헤드(4)의 상측으로 이동하게 되는 한편, 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 상측에 존재하는 공기가 상부 고정피스톤헤드(5)의 하측으로 이동하게 될 때에는 상기 하부 가동피스톤헤드(4) 및 상기 피스톤로드(6)의 하강작동이 원활하게 이루어질 뿐 아니라 부드럽게 이루어지게 되며, 이에 따라 서보모터(2)에는 과부하가 걸리지 않게 되는 것이다.

즉, 앞에서 설명한 바 있듯이 상기 파워 실린더(1)는 서보모터(2)가 역 방향(반시계방향)으로 회전하게 되므로 볼스크류축(3)에 설치되어 있는 볼스크류너트(31)가 하강하게 될 때에는 하부 가동피스톤헤드(4)의 하측에 존재하는 공기는 상기 하부 가동피스톤로드(4)에 형성되어 있는 복수의 하측 공기유동통로(7a)를 통해 하부 가동피스톤헤드(4)의 상측으로 이동하게 되며, 또한 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 하측에 존재하는 공기는 상부 피스톤헤드(5)의 상측으로 이동하게 되므로 상기 하부 가동피스톤헤드(4) 및 상기 피스톤로드(6) 각각은 공기의 저항 없이 부드럽게 하강하게 되는 것이다.

한편, 상기 파워 실린더(1)는 서보모터(2)가 볼스크류축(3)을 정방향(시계방향)으로 회전시키게 되면 볼스크류너트(31)가 상향으로 이동하게 되는데, 이때 상기 하부 피스톤헤드(4)의 상측에 존재하는 공기는 복수의 공기유동통로(7a)를 통해 하부 가동피스톤헤드(4)의 하측으로 이동하게 되며, 또한 상기 하부 가동피스톤헤드(4)가 상승하게 됨에 따라 피스톤로드(6)도 상승하게 될 때에는 상기 상부 고정피스톤헤드(5)의 상측에 존재하는 공기가 복수의 상측 공기유동통로(7b)를 통해 상부 고정피스톤로드(5)의 하측으로 이동하게 됨으로써 상기 하부 가동피스톤로드(4) 및 상기 피스톤로드(6) 각각은 공기의 저항 없이 원활하고 부드럽게 상승작동을 하게 되는 것이며, 또한 상기 피스톤로드(6)는 볼스크류축(3)의 상단(32)에 고정된 상태로 장착되어 있는 상부 고정피스톤헤드(5)는 피스톤로드(6)의 내면에 기밀하게 지지된 상태에서 상기 피스톤로드(6)의 상,하 승강작동을 안내하게 되므로 피스톤로드(6)는 상,하 수직방향을 향하는 직진상으로 승강작동을 하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기 파워 실린더(1)는 서보모터(2)를 정,역 방향으로 회전작동시킴에 따라 피스톤로드(6)를 실린더몸체(10)에서 부드럽게 출몰작동시킬 수 있으며, 상기 피스톤로드(6)는 상부 고정피스톤헤드(5)에 의하여 직진도를 유지하는 상태로 승강작동하게 되므로 작업선반(8)에 올려놓은 제품을 수직방향을 향해 정밀하게 승강작동시킬 수 있으며, 상기 서보모터(2)는 과부하가 걸리지 않으면거 피스톤로드(6)를 부드럽게 출몰작동시키는 효과가 있으며, 또한 상기 피스톤로드(6)를 승강작동시킬 때 소음이 줄어들게 하는 등의 효과가 있는 유용한 발명이다.

1 : 파워 실린더 10 : 실린더몸체
2 : 서보모터 3 : 볼스크류축
31 : 볼스크류너트 32 : 상단
4 : 하부 가동피스톤헤드 41,42 : 상,하측 설치홈
43,44 : 하부 웨어링 5 : 상부 고정피스톤헤드
51 : 베어링 52 : 상부 웨어링
6 : 피스톤로드 7a,7b,7c : 상,하측 공기유동통로
8 : 후렉시블 주름관 9 : 작업선반

Claims (4)

1. 서보모터와, 상기 서보모터에 장착되는 볼스크류축과, 상기 볼스크류축을 감싸도록 장착되어 상기 서보모터의 정,역 회전함에 따라 볼스크류축를 따라 상,하로 승강작동하는 볼스크류너트와, 상기 볼스크류너트와 함께 상,하로 승강작동하도록 형성되는 피스톤로드와, 상기 피스톤로드의 승강작동을 허용하면서 피스톤로드를 감싼 상태로 고정 설치되는 실린더몸체가 형성되어 있는 구성으로 된 파워 실린더에 있어서,
   상기 볼스크류너트의 상단과 상기 피스톤로드의 하단 각각을 감싸주는 상태로 설치된 채 상기 실린더몸체의 내측에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 설치되어 상기 피스톤로드를 출몰작동시키도록 형성되어 있는 하부 가동피스톤헤드와;
   상기 실린더몸체의 내면에 기밀하게 접촉하면서 실린더몸체의 내면을 따라 상,하 슬라이드 이동이 가능하도록 상기 하부 가동피스톤헤드를 감싼 상태로 설치되는 하부 웨어링과;
   상기 하부 가동피스톤헤드에 일정간격으로 형성되어 상기 실린더몸체 내면과 상기 피스톤로드 외면 사이에 존재하는 공기가 하부 가동피스톤헤드의 상,하측으로 유동할 수 있도록 하부 가동피스톤헤드의 상,하면을 관통하는 상태로 형성되어 있는 복수의 하측 공기유동통로와;
   상기 볼스크류축이 회전할 수 있도록 볼스크류축의 상단에는 내링이 감싼 상태로 설치되는 베어링과, 상기 베어링의 외링을 감싸도록 고정 설치된 채 상기 피스톤로드가 상,하 방향의 직진도를 유지하는 상태로 상,하 슬라이드 이동을 안내하도록 설치되어 있는 상부 고정피스톤헤드와;
   상기 피스톤로드의 내면에 기밀하게 접촉하면서 피스톤로드가 상,하 직진도를 유지하면서 상,하 슬라이드 이동하도록 상기 상부 고정피스톤헤드를 감싸는 상태로 설치되어 있는 상부 웨어링과;
   상기 상부 고정피스톤헤드에 일정간격으로 형성되어 상기 피스톤로드가 상,하 슬라이드 이동함에 따라 상기 볼스크류축과 피스톤로드 내면 사이에 존재하는 공기가 상부 고정피스톤헤드의 상,하측으로 유동할 수 있도록 상기 상부 고정피스톤헤드의 상,하면을 관통하도록 형성되는 복수의 상측 공기유동통로;
   를 포함하여 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 파워 실린더.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 가동피스톤헤드 및 상기 상부 고정피스톤헤드 각각에 형성되는 복수의 상,하측 공기유동통로는 하부 가동피스톤헤드 및 상부 고정피스톤헤드 각각의 외주에 노출되는 상태로 절개 형성되는 구조로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 실린더.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 가동피스톤헤드 및 상기 상부 고정피스톤헤드 각각에 형성되는 복수의 상,하측 공기유동통로는 하부 가동피스톤헤드 및 상부 고정피스톤헤드 각각의 상,하면을 관통하는 구멍 상태의 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 실린더.
4. 재 1 항에 있어서,
   상기 하부 가동피스톤헤드의 외주에는 복수의 하부 웨어링을 설치할 수 있도록 상,하측 설치홈이 형성되어 있으며, 상기 상부 고정피스톤헤드의 외주에는 하나의 웨어링을 설치할 수 있도록 하나의 설치홈이 형성되어 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 실린더.
   

Images