KR101893080B1

KR101893080B1 - 리니어 액츄에이터

Info

Publication number: KR101893080B1
Application number: KR1020120038451A
Authority: KR
Inventors: 코이치로 이시바시; 모토히로 사토; 토시오 사토
Original assignee: 에스엠시 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2018-08-29
Also published as: DE102012007175B4; CN102734251B; US9010236B2; JP5504539B2; DE102012007175A1; CN102734251A; JP2012219967A; KR20120116886A; US20120260797A1; TW201303170A; TWI596283B

Abstract

본 발명은 리니어 액츄에이터에 관한 것으로서, 리니어 액츄에이터(10)의 실린더 본체(12)에는, 그 일단부에 슬라이드 테이블(14)의 변위를 규제할 수 있는 잠금기구(20)가 설치된다. 잠금기구(20)는 잠금 플레이트(100) 및 서브 피스톤(98)을 구비한다. 잠금 플레이트(100)는, 스프링(132)의 탄성력에 의해서 슬라이드 테이블(14) 쪽을 향하여 회동하고, 삽입홈(76)에 삽입되어 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위를 규제한다. 서브 피스톤(98)은, 공급 포트(110)에 공급되는 압력유체에 의해서 변위하여, 상기 잠금 플레이트(100)에 의한 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태를 해제한다.

Description

리니어 액츄에이터 {LINEAR ACTUATOR}

본 발명은, 유체 출입 포트로부터 압력유체를 도입함으로써, 실린더 본체의 축방향을 따라서 슬라이드 테이블을 왕복 동작시키는 리니어 액츄에이터에 관한 것이다.

종래로부터, 워크(work) 등의 반송 수단으로서, 예를 들면, 유압 실린더 등의 리니어 액츄에이터가 이용되어 있다. 본 출원인은, 일본 특허공개공보 특개평7-110011 호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 실린더 본체에 따라서 슬라이드 테이블을 직선상으로 왕복 운동시킴으로써, 상기 슬라이드 테이블에 적재된 워크를 반송할 수 있는 리니어 액츄에이터를 제안하고 있다.

본 발명의 일반적인 목적은, 대형화를 억제하면서, 슬라이드 테이블의 축방향으로의 변위를 확실히 규제하는 것이 가능한 리니어 액츄에이터를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 유체 출입 포트로부터 압력유체를 도입함으로써, 실린더 본체의 축방향을 따라서 슬라이드 테이블을 왕복 동작시키는 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 유체 출입 포트와 연통하고, 상기 압력유체가 도입되는 실린더 챔버를 갖는 실린더 본체와, 상기 실린더 본체의 축방향을 따라서 왕복 동작하는 슬라이드 테이블과, 상기 실린더 챔버를 따라서 슬라이딩 가능하게 배치되는 피스톤을 가져, 상기 피스톤의 변위 작용하에 상기 슬라이드 테이블을 왕복 동작시키는 실린더 기구와, 상기 슬라이드 테이블의 변위방향과 직교방향으로 변위하고 이 슬라이드 테이블에 걸어맞춰지는 잠금부재 및 상기 잠금부재를 변위시키는 가압수단을 가지며, 상기 실린더 본체의 단부에 설치되어 상기 슬라이드 테이블의 왕복 동작을 규제하는 잠금기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 실린더 본체의 단부에, 슬라이드 테이블의 왕복 동작을 규제할 수 있는 잠금기구를 마련하고, 상기 잠금기구의 잠금부재가 슬라이드 테이블의 변위방향과 직교방향으로 변위하여 슬라이드 테이블에 걸어맞춰지는 것에 의해서 이 슬라이드 테이블의 왕복 동작을 규제할 수 있다. 그 때문에, 리니어 액츄에이터가 변위방향으로 대형화되는 것이 방지된다. 그 결과, 리니어 액츄에이터가 길이방향으로 대형화되는 것을 억제하면서, 잠금기구를 통하여 슬라이드 테이블의 왕복 동작을 확실히 규제하는 것이 가능해진다.

본 발명의 상기된 그리고 또 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적으로 도시되는 첨부 도면들과 함께 이어지는 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 리니어 액츄에이터의 전체 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 리니어 액츄에이터를 잠금기구 쪽에서 본 정면도이다.
도 6a는 잠금기구에 의해서 슬라이드 테이블의 변위가 규제된 변위 규제상태를 나타내는 단면도이며,
도 6b는 도 6a의 VIB-VIB선에 따른 단면도이다.
도 7a는 잠금기구에 의해서 슬라이드 테이블의 변위 규제상태가 해제된 상태를 나타내는 단면도이며,
도 7b는 도 7a의 VIIB-VIIB선에 따른 단면도이다.

도 1에 있어서, 참조부호 10은, 본 발명의 실시형태에 따른 리니어 액츄에이터를 나타낸다.

이 리니어 액츄에이터(10)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더 본체(12)와, 이 실린더 본체(12)의 상부에 설치되어 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 직선상으로 왕복 동작하는 슬라이드 테이블(14)과, 상기 실린더 본체(12)와 슬라이드 테이블(14) 사이에 개재되어 상기 슬라이드 테이블(14)을 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 안내하는 가이드 기구(16)와, 상기 슬라이드 테이블(14)의 축방향으로의 변위량을 조정할 수 있는 스트로크 조정기구(18)와, 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위 동작을 규제하는 잠금기구(20)를 포함한다.

실린더 본체(12)는, 단면이 직사각형상으로 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 소정 길이로 형성되고, 그 일측면에는 압력유체가 공급 및 배출되는 제1 및 제2 포트(유체 출입 포트)(22, 24)가 이 실린더 본체(12)의 길이방향과 직교하도록 형성된다. 또, 실린더 본체(12)의 타측면에는, 상기 압력유체가 공급 및 배출되는 별도의 제3 및 제4 포트(유체 출입 포트)(26, 28)가 형성된다(도 2 참조). 이 제1 내지 제4 포트(22, 24, 26, 28)는, 후술하는 한 쌍의 제1 및 제2 관통구멍(실린더 챔버)(34, 36)와 연통하고 있다.

또한, 이 제1 및 제2 포트(22, 24), 제3 및 제4 포트(26, 28)는, 리니어 액츄에이터(10)의 설치환경에 있어서 사용에 적합한 어느 하나의 조의 포트에 대해서 선택적으로 배관(도시하지 않음)이 접속되어 사용된다. 예를 들면, 제1 및 제2 포트(22, 24)를 사용해 압력유체의 공급 및 배출을 실시하는 경우에는, 제3 및 제4 포트(26, 28)에 대해서 폐쇄 플러그(30)가 각각 장착된다.

더욱이, 실린더 본체(12)의 일측면 및 타측면에는, 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 센서 설치홈(32)이 각각 형성되어 도시하지 않은 검출 센서가 장착된다(도 4 참조).

또, 실린더 본체(12)의 내부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 관통한 한 쌍의 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)이 형성되고, 제1 관통구멍(34)과 제2 관통구멍(36)은, 소정간격 이격되어 대략 평행하게 병렬설치되어 있다. 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)에는, 외주면에 밀봉 링(38)이 장착된 피스톤(40)과, 상기 피스톤(40)에 연결된 피스톤 로드(42)를 포함한 실린더 기구(44)가 수납된다. 또한, 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)은, 실린더 본체(12)의 일단부로부터 타단부까지 일직선상으로 관통하고 있다.

이 실린더 기구(44)는, 한 쌍의 피스톤(40) 및 피스톤 로드(42)가 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)에 각각 내장되는 것에 의해서 구성된다. 또, 피스톤(40)의 외주면에는, 밀봉 링(38)과 인접하여 자석(46)이 장착된다. 그리고, 자석(46)은, 센서 설치홈(32)에 장착되는 검출 센서(도시하지 않음)에 의해서 그 자기가 검출됨으로써 피스톤(40)의 축방향(화살표 A, B 방향)을 따른 변위 위치가 검출된다.

또, 제1 관통구멍(34)의 일단부는 캡(48)에 의해서 폐쇄되고, 제2 관통구멍(36)의 일단부는 후술하는 잠금기구(20)의 커플링(102)에 의해서 폐쇄된다.

한편, 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)의 타단부는, 유지 링(retaining ring)을 통하여 유지되는 로드 홀더(50)에 의해서 기밀로 폐쇄된다. 또한, 로드 홀더(50)의 외주면에는, 환형상 홈을 통하여 O 링(52)이 장착되어, 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)과의 사이를 통한 압력유체의 누출을 방지하고 있다.

제1 관통구멍(34)은 제1 및 제2 포트(22, 24)와 각각 연통하고, 제2 관통구멍(36)은 제3 및 제4 포트(26, 28)와 각각 연통하며, 더욱이 제1 관통구멍(34)과 제2 관통구멍(36)은 그 사이에 형성된 한 조의 접속통로(54a, 54b)를 통하여 서로 연통하고 있다.

슬라이드 테이블(14)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 테이블 본체(56)와, 이 테이블 본체(56)의 일단부에 연결되는 스트로크 조정기구(18)와, 상기 테이블 본체(56)의 타단부에 연결되는 엔드 플레이트(58)를 구비한다. 그리고, 엔드 플레이트(58)는, 테이블 본체(56)에 대해서 직교하도록 연결된다.

테이블 본체(56)는, 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 소정 두께로 연장하는 베이스부(60)와, 이 베이스부(60)의 양측부로부터 직교하도록 하부로 연장한 한 쌍의 가이드벽(62a, 62b)으로 이루어지며, 상기 가이드벽(62a, 62b)의 내면에는 후술하는 가이드 기구(16)의 볼(balls)(63)이 안내되는 제1 볼 안내홈(64)이 형성된다.

또, 테이블 본체(56)의 일단부에는 한 쌍의 볼트(66a)를 통하여 후술하는 스트로크 조정기구(18)의 홀더부(68)가 고정되고, 타단부에는 별도의 볼트(66b)를 통하여 엔드 플레이트(58)가 고정된다(도 3 참조).

이 스트로크 조정기구(18)는, 테이블 본체(56)에 있어서의 일단부의 하면에 설치되는 홀더부(68)와, 상기 홀더부(68)에 대해서 나사결합되는 스토퍼 볼트(70)와, 상기 스토퍼 볼트(70)의 진퇴 동작을 규제하는 잠금 너트(72)를 가지며, 실린더 본체(12)에 설치된 가이드 기구(16)의 단면을 향하도록 설치된다.

홀더부(68)는, 블록 형상으로 형성되고, 그 대략 중앙부에는 스토퍼 볼트(70)가 나사결합되는 나사구멍(74)이 형성된다. 또, 홀더부(68)의 아래쪽 면에는, 소정 깊이만큼 위쪽으로 함몰되어, 후술하는 잠금기구(20)의 잠금 플레이트(잠금부재)(100)가 삽입되는 삽입홈(홈부)(76)과, 소정각도 경사한 경사면(78)이 형성된다(도 5 내지 도 7 참조). 이 삽입홈(76)은, 홀더부(68)의 하면에 있어서, 엔드 플레이트(58) 쪽(화살표 A 방향)인 타단부에 단면이 사각형 모양으로 형성되고, 한편, 경사면(78)은 후술하는 잠금 너트(72) 쪽(화살표 B 방향)인 일단부에 위쪽으로 향하도록 경사하여 형성된다.

스토퍼 볼트(70)는, 예를 들면, 외주면에 나사가 형성된 축 형상의 스터드 볼트로 이루어지며, 홀더부(68)의 나사구멍(74)에 나사결합된 상태에서, 이 나사구멍(74)으로부터 돌출하는 길이로 형성된다. 그리고, 스토퍼 볼트(70)에는 홀더부(68)의 단면으로부터 돌출하는 부위에 잠금 너트(72)가 나사결합된다.

그리고, 스토퍼 볼트(70)를 홀더부(68)에 대해서 회전시킴으로써, 이 스토퍼 볼트(70)가 축방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 변위하여, 가이드 기구(16)에 접근하거나 이격된다. 예를 들면, 스토퍼 볼트(70)를 회전시켜 소정길이만큼 가이드 기구(16) 쪽(화살표 A 방향)으로 돌출시킨 후, 잠금 너트(72)를 회전시킴으로써 이동시켜 상기 홀더부(68)의 측면에 맞닿도록 함으로써, 상기 스토퍼 볼트(70)의 진퇴 동작이 규제된다.

엔드 플레이트(58)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 테이블 본체(56)의 타단부에 고정되고, 실린더 본체(12)의 단면을 향하도록 설치됨과 함께, 한 조의 로드 구멍에 삽입된 피스톤 로드(42)의 단부가 각각 고정된다. 이것에 의해, 엔드 플레이트(58)를 포함한 슬라이드 테이블(14)이, 피스톤 로드(42)와 함께 실린더 본체(12)의 길이방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 변위하게 된다.

또, 엔드 플레이트(58)에는, 한쪽의 로드 구멍과 다른 쪽의 로드 구멍과의 사이가 되는 위치에, 댐퍼 장착구멍을 통하여 탄성재료로 이루어지는 댐퍼(80)가 장착된다. 그리고, 댐퍼(80)는, 실린더 본체(12) 쪽인 엔드 플레이트(58)의 타측면으로부터 돌출하고 때문에, 엔드 플레이트(58)가 슬라이드 테이블(14)과 함께 변위하였을 때, 댐퍼(80)의 단부가 상기 실린더 본체(12)의 단면에 맞닿아, 상기 엔드 플레이트(58)와 상기 실린더 본체(12)가 직접 맞닿을 때에 염려되는 충격이나 충격음의 발생이 회피된다.

가이드 기구(16)는, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 폭이 넓고 편평한 형상의 가이드 블록(82)과, 이 가이드 블록(82)에 설치되어 볼(63)을 순환시키는 한 쌍의 볼 순환부재(84a, 84b)와, 상기 가이드 블록(82)의 길이방향을 따른 양단부에 각각 장착되는 한 조의 커버(86)와, 상기 커버(86)의 표면을 각각 덮는 한 조의 커버 플레이트(88)를 포함한다.

가이드 블록(82)의 양측면에는 길이방향을 따라서 제2 볼 안내홈(90)이 형성되고, 상기 제2 볼 안내홈(90)에 근접하는 부위에는 볼 순환부재(84a, 84b)가 삽입되는 한 쌍의 장착홈이 길이방향을 따라서 관통하고 있다. 제2 볼 안내홈(90)은, 단면이 반원 형상으로 형성되고, 가이드 기구(16)의 상부에 슬라이드 테이블(14)이 배치되었을 때, 제1 볼 안내홈(64)과 대향하는 위치에 형성된다.

볼 순환부재(84a, 84b)는 장착홈에 대응하여 단면이 직사각형 모양으로 형성되고, 그 내부에 볼(63)이 순환하는 볼 순환구멍(92)이 관통함과 함께, 그 양단부에는, 상기 볼(63)의 순환 방향을 반전시키는 반전부(도시하지 않음)가 각각 설치된다.

즉, 볼(63)은, 볼 순환부재(84a, 84b)에 있어서 볼 순환구멍(92)으로부터 반전부를 통하여 이 볼 순환부재(84a, 84b)의 외측에 설치된 제1 및 제2 볼 안내홈(64, 90)으로 180° 방향변환하여 구른다.

그리고, 슬라이드 테이블(14)이 왕복 동작하였을 때, 스트로크 조정기구(18)를 구성하는 스토퍼 볼트(70)가 가이드 블록(82)의 단면에 맞닿는다.

잠금기구(20)는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 실린더 본체(12)의 일단부에 연결되고 이 실린더 본체(12)에 대해서 스페이서(94)를 통하여 연결되는 엔드 블록(96)과, 이 엔드 블록(96)의 내부에서 진퇴 동작하는 서브 피스톤(변위체) (98)과, 상기 엔드 블록(96)의 내부에 회동 가능하게 설치되는 잠금 플레이트(100)와, 이 잠금 플레이트(100)를 가압하는 스프링(가압수단)(132)과, 상기 엔드 블록(96)의 내부와 실린더 본체(12)의 제2 관통구멍(36)을 연통하는 커플링(102)을 포함한다.

스페이서(94)는, 소정 두께를 가진 플레이트 형상으로 형성되고 실린더 본체(12)와 엔드 블록(96) 사이에 끼워짐과 함께, 실린더 본체(12)의 제1 관통구멍(34)을 향하는 제1 구멍(104)과, 상기 실린더 본체(12)의 제2 관통구멍(36)을 향하는 제2 구멍(106)이 형성된다. 또한, 제1 구멍(104)은 제1 관통구멍(34)에 대해서 비-동축상에 형성되고, 제2 구멍(106)은 제2 관통구멍(36)과 동축상에 형성된다(도 2 참조).

엔드 블록(96)은 복수의 볼트(108)를 통하여 스페이서(94)와 함께 실린더 본체(12)의 일단부에 고정되고, 그 양측면에는 압력유체가 공급되는 공급 포트(유체 출입 포트)(110)가 형성된다. 이 공급 포트(110)는 실린더 본체(12)의 길이방향(화살표 A, B 방향)과 대략 직교방향으로 연장하고, 엔드 블록(96)의 양측면에 개구하도록 관통하고 있다.

그리고, 공급 포트(110)는, 엔드 블록(96)의 양측면에 개구한 양단부 중 어느 한쪽을 밀봉 볼트(112)로 폐쇄하고, 개구한 한쪽 단부만을 공급 포트(110)로서 선택적으로 사용한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 공급 포트(110)는, 실린더 본체(12)의 제1 및 제2 포트(22, 24)와 동일한 일측면 쪽을 개구시키고, 제 3 및 제4 포트(26, 28)가 설치된 타측면 쪽을 밀봉 볼트(112)로 폐쇄하여 사용하는 경우에 대해 설명한다(도 2 참조).

또, 엔드 블록(96)의 내부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 스페이서(94)의 제1 구멍(104)을 향하도록 피스톤 챔버(챔버)(114)가 형성되고, 그 내부에는 서브 피스톤(98)이 축방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 변위 가능하게 설치된다. 또, 피스톤 챔버(114)는, 그 일단부가 연통로(118a)를 통하여 공급 포트(110)에 연통 함과 함께, 타단부가 상기 제1 구멍(104)과 연통하고 있다.

서브 피스톤(98)은 원기둥 형상으로 형성되고 그 일단부에는 선단을 향해 서서히 직경이 축소하는 원추부(경사부)(120)를 구비한다. 그리고, 서브 피스톤(98)의 원추부(120)는, 후술하는 잠금 플레이트(100)의 피스톤 구멍(138) 또는 스페이서(94)의 제1 구멍(104)에 삽입 가능하게 설치된다.

또, 엔드 블록(96)의 내부에는 실린더 본체(12)에 있어서의 제2 관통구멍(36)을 향하도록 장착구멍(122)이 형성되고, 이 장착구멍(122)의 일단부는 연통로(118b)를 통하여 공급 포트(110)와 연통하고 있다. 한편, 장착구멍(122)의 타단부는 스페이서(94)의 제2 구멍(106)을 통하여 상기 제2 관통구멍(36)과 연통하도록 형성되어 있다. 그리고, 장착구멍(122)에는 커플링(102)의 일부가 삽입된다.

커플링(102)은 장착구멍(122)에 삽입되는 소직경부(124)와, 이 소직경부(124)에 비해서 직경이 확대된 대직경부(126)를 구비한다. 이 소직경부(124)는 장착구멍(122), 잠금 플레이트(100)의 끼움구멍(136) 및 스페이서(94)의 제2 구멍(106)에 삽입되고, 대직경부(126)는 실린더 본체(12)의 제2 관통구멍(36)에 삽입되어 밀봉한다. 즉, 장착구멍(122), 끼움구멍(136), 제2 구멍(106) 및 제2 관통구멍(36)은 동축상에 형성되어 있다.

또, 커플링(102)의 내부에는, 소직경부(124) 및 대직경부(126)를 축방향(화살표 A, B 방향)을 따라서 관통하도록 연통구멍(128)이 형성되고, 상기 연통구멍(128)의 일단부는 연통로(118b)를 통해서 공급 포트(110)와 연통하고, 타단부는 실린더 본체(12)에 있어서의 제2 관통구멍(36)과 연통하고 있다. 또, 연통구멍(128)의 소직경부(124) 쪽(화살표 B 방향)에는, 이 연통구멍(128)의 다른 부위와 비교해 직경이 축소한 오리피스(교축(throttling) 수단)(130)가 설치되고, 상기 연통구멍(128)을 유통하는 압력유체의 유량이 상기 오리피스(130)에 의해 교축되어 제2 관통구멍(36)으로 공급된다.

즉, 공급 포트(110)에 공급되는 압력유체는, 잠금기구(20)를 구성하는 피스톤 챔버(114)에 공급되는 동시에, 커플링(102)의 연통구멍(128)을 통해서 실린더 본체(12)의 제2 관통구멍(36)으로 공급된다.

더욱이, 커플링(102)에는, 소직경부(124)의 외주 측에, 예를 들면 코일 스프링으로 이루어지는 스프링(132)이 설치되고, 이 스프링(132)은 엔드 블록(96)과 잠금 플레이트(100) 사이에 개재된다.

잠금 플레이트(100)는, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 일정 두께이고 단면이 U자 모양으로 형성된 플레이트체로 이루어지고, 엔드 블록(96)에 대해 스페이서(94) 쪽(화살표 A 방향)인 단면에 형성된 오목부(134)에 장착된다. 이 잠금 플레이트(100)는 오목부(134)에 대해 실린더 본체(12)의 길이방향(화살표 A, B 방향)과 대략 직교하도록 배치된다. 잠금 플레이트(100)의 일단부(100a)에는 커플링(102)이 삽입되는 끼움구멍(136)이 형성되고, 상기 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)에는 서브 피스톤(98)의 일부가 삽입되는 피스톤 구멍(138)이 형성된다. 그리고, 잠금 플레이트(100)는, 오목부(134) 내에 있어서 커플링(102)이 삽입된 끼움구멍(136)을 중심으로 피스톤 구멍(138)을 가진 타단부(100b)측이 소정 각도만큼만 회동 가능하게 설치된다.

끼움구멍(136)에는 커플링(102)의 소직경부(124)가 삽입되고, 피스톤 구멍(138)은 서브 피스톤(98)으로부터 이격되는 방향, 즉, 스페이서(94) 쪽(화살표 A 방향)을 향해 서서히 직경이 축소한 테이퍼면(140)을 가지며, 상기 테이퍼면(140)에 대해서 서브 피스톤(98)의 원추부(120)가 맞닿고 있다(도 6b 및 도 7b참조).

또, 잠금 플레이트(100)에는 스프링(132)의 탄성력이 가압되고, 이 탄성력에 의해서 끼움구멍(136)을 가진 일단부(100a)를 중심으로 하여 타단부(100b)가 위쪽(도 6a 중, 화살표 C 방향)을 향해 소정 각도만큼 회동한다. 그리고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)는 엔드 블록(96)의 상면으로부터 돌출하며, 슬라이드 테이블(14)에 고정된 홀더부(68)의 삽입홈(76)에 삽입됨으로써 상기 슬라이드 테이블(14)의 축방향(화살표 A, B 방향)을 따른 변위 동작이 규제된다. 즉, 슬라이드 테이블(14)의 변위가 규제된 잠금 상태로 할 수 있다.

이때, 잠금 플레이트(100)에 있어서의 피스톤 구멍(138)의 중심(P1)은, 도 6a에 도시된 바와 같이, 서브 피스톤(98)의 중심(P2)에 대해서 위쪽(화살표 C 방향)에 위치한 상태이며, 상기 서브 피스톤(98)의 원추부(120)는 상기 피스톤 구멍(138)의 하부에만 당접한 상태에 있다. 다시 말해서, 피스톤 구멍(138)은, 그 중심(P1)이 서브 피스톤(98)의 중심(P2)에 대해서 소정 거리만큼 위쪽으로 오프셋된 위치에 있다.

더욱이, 잠금 플레이트(100)의 일단부(100a)에는, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 오목부(134)를 통해서 엔드 블록(96)의 측면에 노출되는 가압부(142)가 설치된다. 이 가압부(142)는, 예를 들면, 작업자가 리니어 액츄에이터(10)의 외부로부터 가압 가능하게 설치되고, 이 가압부(142)를 엔드 블록(96)의 내부측(도 6a 중, 화살표 E 방향)을 향해 가압함으로써 상기 잠금 플레이트(100)를 그 타단부(100b)가 하강하는 방향으로 수동으로 회동시키는 것이 가능하다. 이 가압부(142)는, 잠금 플레이트(100)의 일단부(100a)에 있어서, 끼움구멍(136)보다 위쪽(화살표 C방향)이 되는 측면에 설치되어 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 리니어 액츄에이터(10)는, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 다음에 그 동작 및 작용효과에 대해 설명한다. 또한 도 1에 도시된 바와 같이, 슬라이드 테이블(14)을 구성하는 엔드 플레이트(58)가 실린더 본체(12)의 단면에 맞닿고, 또한 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 잠금기구(20)를 구성하는 잠금 플레이트(100)가 홀더부(68)의 삽입홈(76)에 삽입되어 슬라이드 테이블(14)의 변위가 규제된 변위 규제상태(잠금 상태)를 초기 위치로서 설명한다.

먼저, 도시하지 않은 압력유체 공급원에 접속된 배관을, 예를 들면, 전환 밸브(도시하지 않음)를 통하여 공급 포트(110) 및 제2 포트(24)와 접속한 후, 상기 압력유체 공급원으로부터 압력유체를 상기 공급 포트(110)에 도입한다. 이 경우, 제2 포트(24)는 상기 전환 밸브의 조작하에 대기 개방상태로 하고, 제1 포트(22)는 폐쇄 플러그(30)에 의해서 폐쇄시켜 둔다.

이 공급 포트(110)에 공급된 압력유체는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연통로(118a)를 통해서 피스톤 챔버(114)에 공급됨과 함께, 다른 연통로(118b)를 통해서 커플링(102)의 연통구멍(128)으로 유통한 후, 실린더 본체(12)의 제2 관통구멍(36)으로 공급된다. 이때, 연통구멍(128)에는 오리피스(130)가 설치되어 있기 때문에 제2 관통구멍(36)에 공급되는 압력유체의 유량은 피스톤 챔버(114)에 공급되는 압력유체의 유량에 비해서 작아진다.

그 때문에, 먼저, 피스톤 챔버(114)에 공급된 압력유체에 의해서 서브 피스톤(98)이 실린더 본체(12) 쪽(화살표 A 방향)으로 가압되고, 그 원추부(120)가 잠금 플레이트(100)의 피스톤 구멍(138)에 맞닿는 상태로 이동한다. 이것에 의해, 잠금 플레이트(100)는, 피스톤 구멍(138)의 테이퍼면(140)이 서브 피스톤(98)의 원추부(120)에 의해서 스프링(132)의 탄성력에 저항하여 아래쪽(화살표 D 방향)으로 내리눌릴 수 있고, 그것에 수반하여, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)가 홀더부(68)의 삽입홈(76)으로부터 이탈한다.

그 결과, 잠금 플레이트(100)에 의한 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태가 해제되어 이 슬라이드 테이블(14)이 축방향(화살표 A 방향)으로 변위 가능한 상태가 된다.

즉, 서브 피스톤(98)은, 압력유체의 공급 작용하에 변위하여, 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)를 삽입홈(76)으로부터 이격시키는 방향으로 회동시키고, 상기 잠금 플레이트(100)에 의한 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태를 해제할 수 있는 해제기구로서 기능한다.

또한, 잠금기구(20)에 의한 이 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태를 해제시키는 경우, 상술한 바와 같이 공급 포트(110)에 공급된 압력유체에 의해서 서브 피스톤(98)을 변위시켜 잠금 플레이트(100)를 회동시키는 방법 외에, 작업자가 리니어 액츄에이터(10)의 외부로부터 잠금 플레이트(100)의 가압부(142)를 가압함으로써 이 잠금 플레이트(100)을 회동시켜 그 타단부(100b)를 삽입홈(76)으로부터 이탈시키도록 하여 해제하는 것도 가능하다.

그리고, 잠금기구(20)에 의한 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태(잠금 상태)가 해제된 후, 제2 관통구멍(36)에 공급되는 압력유체가 피스톤(40)을 가압할 수 있는 공급량에 도달함으로써, 접속 통로(54b)를 통해서 제1 관통구멍(34)과 동시에 공급된 압력유체와 함께, 한 쌍의 피스톤(40)을 로드 홀더(50) 쪽(화살표 A 방향)을 향해 가압한다. 이것에 의해, 피스톤(40)에 연결된 피스톤 로드(42) 및 엔드 플레이트(58)와 함께, 슬라이드 테이블(14)이 실린더 본체(12)로부터 이격되는 방향으로 변위한다.

이때, 가이드 기구(16)를 구성하는 볼(63)이 슬라이드 테이블(14)의 변위에 수반하여 볼 순환통로를 따라서 구름으로써, 상기 슬라이드 테이블(14)이 상기 가이드 기구(16)에 의해서 축방향을 따라서 안내된다.

그리고, 슬라이드 테이블(14)의 일단부에 설치된 스토퍼 볼트(70)의 단부가 가이드 기구(16)을 구성하는 가이드 블록(82)의 단면에 맞닿음으로써, 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위가 정지되는 변위 종단위치(displacement terminal end position)로 된다. 이때, 잠금기구(20)에는 공급 포트(110)를 통해서 피스톤 챔버(114)에 계속적으로 압력유체가 공급되고 있기 때문에, 서브 피스톤(98)이 실린더 본체(12) 쪽(화살표 A 방향)으로 계속 가압되고 있으며, 그것에 수반하여 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)가 아래쪽(화살표 D 방향)으로 내리눌린 상태, 즉 잠금 해제상태로 유지된다(도 7a 및 도 7b 참조).

한편, 상술한 변위 종단위치로부터 슬라이드 테이블(14)을 상기와는 반대 방향(화살표 B 방향)으로 변위시키는 경우에는, 도시하지 않은 전환 밸브의 전환 작용하에 제2 포트(24)에 대해서 압력유체를 공급하는 동시에, 공급 포트(110)에 대해서도 소정 유량으로 상기 압력유체를 공급한다. 이것에 의해, 제2 포트(24)로부터 한 쌍의 제1 및 제2 관통구멍(34, 36)으로 공급된 압력유체에 의해서 피스톤(40)이 로드 홀더(50)로부터 이격되는 방향(화살표 B 방향)으로 변위하고, 이 피스톤(40)과 함께 피스톤 로드(42) 및 엔드 플레이트(58)를 통하여 슬라이드 테이블(14)이 실린더 본체(12)에 접근하는 방향으로 변위한다.

그리고, 슬라이드 테이블(14)을 구성하는 엔드 플레이트(58)에 설치된 댐퍼(80)는, 실린더 본체(12)의 단면에 맞닿음으로써 초기 위치로 복귀한다.

또, 슬라이드 테이블(14)이 초기 위치를 향해서 변위하고 있는 동안, 공급 포트(110)에 대해서 압력유체가 공급되고 있기 때문에, 서브 피스톤(98)의 변위 작용하에 잠금 플레이트(100)가 내리눌리도록 회동하여, 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태가 해제된 상태로 유지된다(도 7a 및 도 7b 참조).

그리고, 슬라이드 테이블(14)이 초기 위치에 도달함과 대략 동시에, 공급 포트(110)에 대한 압력유체의 공급이 도시하지 않은 전환 수단에 의해서 정지되어, 잠금 플레이트(100)가 스프링(132)의 탄성력에 의해서 회동하고, 그 타단부(100b)가 위쪽으로 개구한 홀더부(68)의 삽입홈(76)에 삽입된다(도 6a 및 도 6b 참조). 이것에 의해, 슬라이드 테이블(14)의 축방향(화살표 A 방향)으로의 변위가 다시 규제된 변위 규제상태(잠금 상태)가 된다.

또, 예를 들면, 공급 포트(110)에 대한 압력유체의 공급 정지 등의 어떠한 원인으로, 슬라이드 테이블(14)이 초기 위치로 복귀하기 이전에, 스프링(132)의 탄성 작용하에 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)가 위쪽(화살표 C 방향)으로 이동하여, 엔드 블록(96)의 상면보다 돌출되어 버리는 경우에도, 상기 슬라이드 테이블(14)의 홀더부(68)에 설치된 경사면(78)이 상기 타단부(100b)에 맞닿고, 이 슬라이드 테이블(14)이 더욱 변위함으로써 잠금 플레이트(100)가 스프링(132)의 탄성력에 저항하여 상기 경사면(78)에 의해서 서서히 아래쪽(화살표 D 방향)으로 내리눌릴 수 있어, 최종적으로는 삽입홈(76)에 삽입된다. 그 때문에, 슬라이드 테이블(14)이 초기 위치로 복귀하기 이전에, 잘못하여 잠금 플레이트(100)의 타단부(100b)가 위쪽(화살표 C방향)으로 돌출한 경우에도, 상기 잠금 플레이트(100)에 홀더부(68)가 접촉함으로써 소망한 위치보다 앞에서 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위가 규제되어 버리는 것이 확실히 회피된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 실린더 본체(12)의 일단부에, 슬라이드 테이블(14)의 축방향(화살표 A, B 방향)으로의 변위를 규제할 수 있는 잠금기구(20)를 설치하고, 이 잠금기구(20)는, 공급 포트(110)에 공급되는 압력유체에 의해서 변위하는 서브 피스톤(98)과, 이 서브 피스톤(98)의 변위 작용하에 회동하고 상기 슬라이드 테이블(14)에 장착된 홀더부(68)의 삽입홈(76)에 삽입되는 잠금 플레이트(100)로 구성하고 있다.

이 잠금기구(20)는, 잠금 플레이트(100)가 플레이트 형상으로 형성됨과 함께 리니어 액츄에이터(10)의 축방향(화살표 A, B 방향)과 대략 직교방향으로 회동 가능하게 설치되어 있기 때문에 상기 리니어 액츄에이터(10)가 축방향으로 대형화하지 않고, 더욱이 서브 피스톤(98)이 실린더 본체(12)의 길이방향(화살표 A, B 방향)으로 변위하는 구성으로 하고 있기 때문에 높이 치수가 대형화하지 않는다. 그 결과, 리니어 액츄에이터(10)가 길이방향(화살표 A, B 방향) 및 높이방향(화살표 C, D 방향)으로 대형화하는 것을 억제하면서, 잠금기구(20)를 통하여 슬라이드 테이블(14)의 축방향으로의 변위를 확실히 규제하는 것이 가능해진다.

또, 잠금기구(20)는 슬라이드 테이블(14)의 하부에 형성된 공간에 배치되어 있기 때문에, 데드 스페이스로 되어 있던 상기 공간을 유효하게 활용할 수 있음과 함께 높이 치수의 증가를 회피할 수 있다.

더욱이 잠금기구(20)의 서브 피스톤(98)은, 실린더 기구(44)의 피스톤(40)을 변위시키기 위해서 공급되는 압력유체의 일부를 이용해 구동시킬 수 있기 때문에, 상기 서브 피스톤(98)을 구동시키기 위한 압력유체를 별도로 공급하는 경우와 비교해 그 배관 레이아웃을 간소화할 수 있어 매우 바람직하다.

게다가, 공급 포트(110)로부터 실린더 본체(12)의 제2 관통구멍(36)으로 공급되는 압력유체는, 커플링(102)의 연통구멍(128)에 오리피스(130)가 설치되어 있기 때문에, 잠금기구(20)의 피스톤 챔버(114)에 공급되는 압력유체의 공급량에 비해서 적게 된다. 그 때문에, 선행하여 소정 유량을 피스톤 챔버(114)에 공급하고 서브 피스톤(98)을 변위시켜 잠금 플레이트(100)에 의한 슬라이드 테이블(14)의 변위 규제상태를 해제한 후에, 실린더 기구(44)의 피스톤(40)을 가압하여 상기 슬라이드 테이블(14)을 변위시키는 것이 가능해진다.

다시 말해서, 오리피스(130)를 설치함으로써, 피스톤 챔버(114)에 공급되는 압력유체의 공급량과 제2 관통구멍(36)에 공급되는 압력유체의 공급량과의 사이에 차이를 주어서, 서브 피스톤(98)과 피스톤(40)이 동작하기 시작하는 시간에 시간차이를 주고 있다. 이것에 의해, 잠금기구(20)에 의한 슬라이드 테이블(14)의 잠금 상태가 해제된 후에, 상기 슬라이드 테이블(14)을 확실히 변위시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 리니어 액츄에이터는 상술의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 여러 가지의 구성을 채택할 수 있는 것은 물론이다.

10 : 리니어 액츄에이터 12 : 실린더 본체
14 : 슬라이드 테이블 16 : 가이드 기구
18 : 스트로크 조정기구 20 : 잠금 기구
34 : 제1 관통구멍 36 : 제2 관통구멍
44 : 실린더 기구 56 : 테이블 본체
58 : 엔드 플레이트 68 : 홀더부
70 : 스토퍼 볼트 76 : 삽입홈
94 : 스페이서 96 : 엔드 블록
98 : 서브 피스톤 100 : 잠금 플레이트
102 : 커플링 110 : 공급 포트
114 : 피스톤 챔버 118a, 118b : 연통로
120 : 원추부 128 : 연통구멍
130 : 오리피스 132 : 스프링
134 : 오목부 136 : 끼움구멍
138 : 피스톤 구멍 140 : 테이퍼면
142 : 가압부

Claims

유체 출입 포트(22, 24, 26, 28, 110)로부터 압력유체를 도입함으로써 실린더 본체(12)의 축방향을 따라서 슬라이드 테이블(14)을 왕복 동작시키는 리니어 액츄에이터(10)에 있어서,
상기 유체 출입 포트(22, 24, 26, 28, 110)와 연통하고, 상기 압력유체가 도입되는 실린더 챔버(34, 36)를 갖는 실린더 본체(12)와;
상기 실린더 본체(12)의 축방향을 따라서 왕복 동작하는 슬라이드 테이블(14)과;
상기 실린더 챔버(34, 36)를 따라서 슬라이딩 가능하게 배치되는 피스톤(40)을 가지며, 상기 피스톤(40)의 변위 작용하에 상기 슬라이드 테이블(14)을 왕복 동작시키는 실린더 기구(44)와;
상기 슬라이드 테이블(14)의 변위방향과 직교방향으로 변위하고 이 슬라이드 테이블(14)에 걸어맞춰지는 잠금부재(100)와, 상기 잠금부재(100)를 변위시키는 가압수단(132)을 가지며, 상기 실린더 본체(12)의 단부에 설치되어 상기 슬라이드 테이블(14)의 왕복 동작을 규제하는 잠금기구(20);
를 구비하며,
상기 잠금부재(100)에 의한 상기 슬라이드 테이블(14)의 왕복 동작의 규제 상태를 해제하는 해제기구를 구비하며,
상기 잠금부재(100)는, 상기 가압수단(132)에 의한 가압 작용하에 회동하여, 상기 슬라이드 테이블(14)의 홈부(76)에 삽입되어 걸어맞춰지며,
상기 잠금부재(100)는, 회동 동작의 중심이 되는 일단부(100a)가 외부에 노출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
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청구항 1에 있어서,
상기 해제기구는, 상기 압력유체의 공급 작용하에 축방향으로 변위하여, 상기 잠금부재(100)를 상기 슬라이드 테이블(14)로부터 이격시키는 방향으로 회동시키는 변위체(98)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 해제기구는, 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위 작용하에 상기 홈부(76)가 상기 잠금부재(100)를 향하는 위치에 도달했을 때, 상기 잠금부재(100)에 의한 왕복 동작의 규제 상태로 복귀되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 4에 있어서,
상기 유체 출입 포트(110)는 상기 변위체(98)가 설치된 챔버(114)와 상기 실린더 챔버(36)에 각각 연통하고, 상기 유체 출입 포트(110)와 상기 실린더 챔버(36)와의 사이에는 상기 실린더 챔버(36)로의 상기 압력유체의 유량을 교축하는 교축수단(130)이 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 가압수단(132)은, 탄성력을 갖는 스프링인 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
삭제
청구항 4에 있어서,
상기 변위체(98)에는 상기 축방향에 대해서 경사한 경사부(120)가 구비되고, 상기 경사부(120)는 상기 잠금부재(100)에 대해서 맞닿는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 잠금부재(100)는, 플레이트 형상으로 형성되고, 일단부(100a)를 지점으로서 상기 잠금부재(100)의 타단부(100b)가 회동하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 4에 있어서,
상기 피스톤(40)의 중심과 상기 변위체(98)의 중심이 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 해제기구는, 상기 슬라이드 테이블(14)에 있어서 상기 잠금기구(20)를 향하는 측면에 설치되고, 상기 잠금부재(100)를 상기 가압수단(132)의 가압력에 저항해 회동시켜, 상기 잠금부재(100)에 의한 왕복 동작 규제상태를 해제하는 경사면(78)을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 12에 있어서,
상기 경사면(78)은, 상기 슬라이드 테이블(14)의 변위방향을 따라서 점진적으로 깊이가 변화하는 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.
청구항 6에 있어서,
상기 교축수단(130)은 오리피스인 것을 특징으로 하는 리니어 액츄에이터.