KR102014941B1

KR102014941B1 - 회전이 가능한 직선이송 실린더

Info

Publication number: KR102014941B1
Application number: KR1020190031147A
Authority: KR
Inventors: 김영민; 오준수; 한동훈
Original assignee: 한국에스엠씨 주식회사
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2019-08-28

Abstract

본 발명은 회전이 가능한 직선이송 실린더에 관한 것으로, 직선이송을 수행하는 리니어피스톤과 회전을 수행하는 회전피스톤이 동일 축을 갖도록 배치되는 일체의 실린더로 구성되어, 외부의 불필요한 설치공간이 필요치 않도록 간결하게 구성되며, 직선이동을 수행하는 작동로드의 내부에 회전 구동되는 회전로드가 내장되어 직선이동을 병행하되, 작동로드의 직선이송 중 작동로드의 회전을 방지하여, 더욱 정교한 작동을 수행가능하고, 상기 회전피스톤은 리니어피스톤과 직선이송을 병행하되, 이송된 거리에 상관없이 독립된 회전구동이 가능한 회전이 가능한 직선이송 실린더에 관한 것이다.

Description

회전이 가능한 직선이송 실린더{rotatable linear Cylinder}

본 발명은 회전이 가능한 직선이송 실린더에 관한 것으로, 로드의 회전 및 직선이동이 가능한 일체의 실린더로 이루어지되, 로드의 회전 및 직선이송 구동이 독립적으로 수행 가능한 회전이 가능한 직선이송 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 실린더는 실린더 내부의 피스톤 및 이에 결합된 로드가 왕복 행정거리를 고속으로 작동함으로써, 내부의 로드가 직선으로 왕복운동하는 기구로써, 작동유체로 공압 또는 유압을 이용한다. 이때, 종래의 직선이송 실린더는 작동로드가 실린더에서 축방향으로의 직선 구동만 하기 때문에 작동로드를 회전시킬 수 없어, 직선이동 실린더와는 별도의 회전장치를 구성하여 결합해야 하는 불편함이 발생하였다. 이에 등록실용신안 20-0462549호(상하운동 및 회전운동이 가능한 에어실린더)에서는 상하운동을 수행하는 에어실린더의 로드 축의 회전작동을 위한 작동모터를 결합하여, 상하운동 및 회전운동이 가능한 에어실린더를 개시한 바 있다.

그러나, 종래와 같은 에어실린더는 실린더의 외부에 실린더 또는 로드를 회전시킬 수 있도록 결합된 별도의 회전장치를 구비하여, 실린더 외부로의 불필요한 설치 공간을 필요로 하며, 장치의 무게를 증가시켜, 실사용에 많은 불편함이 야기되고 있다.

등록실용신안 20-0462549호(상하운동 및 회전운동이 가능한 에어실린더)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 일체의 직선이송 실린더 내부에 구비되어 직선이송을 수행하는 로드가 회전이 가능한 직선이송 실린더를 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 로드의 회전 및 직선이동이 가능한 일체의 실린더로 이루어지는 회전이 가능한 직선이송 실린더에 있어서, 상기 실린더의 내부에 구비되되, 내부가 중공되어 후단이 개방된 내부공간이 형성되는 피스톤몸체와, 상기 피스톤몸체의 내부공간에 구비되어 작동유체를 공급받아 회전 구동되는 회전몸체, 및 상기 피스톤몸체의 내부공간을 밀폐하도록 후단에 결합되는 후단결합체,를 포함하는 회전피스톤과 상기 실린더의 내부에 구비되되, 상기 회전피스톤의 회전몸체와 동일 축을 이루도록 상기 회전피스톤의 후단결합체의 후단에 연결되어, 상기 회전피스톤을 축방향으로 직선이송시키도록 작동하는 리니어피스톤 및 상기 회전피스톤의 전방에 결합되어, 상기 회전피스톤의 회전운동을 병행하는 회전로드와, 상기 회전로드가 내부에 삽입되어 상기 회전피스톤의 직선이송을 병행하는 작동로드를 포함하는 로드부를 포함하되, 상기 회전피스톤의 상기 피스톤몸체는 상기 회전몸체의 회전축이 드러나도록 전방면의 일부가 개방되며, 상기 로드부는 상기 작동로드가 상기 피스톤몸체의 전방면에 연결되어, 상기 리니어피스톤에 따른 피스톤몸체의 선형이송을 병행하고, 상기 회전로드가 상기 회전몸체의 회전축과 연결되어, 상기 작동로드에 독립되어 상기 회전몸체의 회전구동을 병행함으로써, 상기 회전로드의 회전구동이 상기 작동로드에 독립되어 작동되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 실린더는 상기 회전피스톤의 회전구동을 위한 작동유체를 유입 및 배출하도록 상기 회전피스톤의 반경방향으로 형성된 회전유체유입공 및 회전유체배출공과, 상기 리니어피스톤의 직선이송을 위한 작동유체를 유입 및 배출 하도록 축 방향에 전후방향으로 형성된 제1유입공 및 제2유입공을 포함하여, 상기 회전피스톤 및 리니어피스톤에 유입 및 배출 되는 작동유체는 각각 개별 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전몸체는 외주면을 따라 방사상으로 요입된 복수의 베인삽입홈과 상기 베인삽입홈에 적어도 일부가 삽입되도록 개재되는 복수의 회전베인을 포함하고, 상기 복수의 회전베인은 반경방향 내측으로 상기 복수의 베인삽입홈에 각기 삽입되는 일면이 일정곡률을 갖으며 외부로 만곡된 만곡면이 형성되되, 상기 회전피스톤은 상기 회전몸체와 상기 후단결합체 사이에 개재되어 상기 피스톤몸체의 개방된 후단을 밀폐하며, 선단의 일부가 요입되어 상기 복수의 베인삽입홈의 반경방향 내측부를 연통하는 가이드홈이 형성된 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 로드부의 작동로드는 외주면이 적어도 하나 이상의 모서리를 갖는 다각형 형상으로 이루어지되, 상기 실린더는 선단부의 내측에 상기 로드부의 작동로드의 외주면을 감싸도록 구비된 선단지지부와, 상기 선단지지부와 상기 작동로드 사이에 개재되어, 상기 작동로드의 외주면을 감싸도록 구비되는 로드패킹을 더 포함하여, 상기 리니어피스톤의 직선이동을 병행하는 상기 작동로드의 회전을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 작동로드는 외경이 상기 선단지지부의 내경보다 작도록 이루져, 상기 선단지지부로부터 서로 소정거리 이격되도록 구비되고, 상기 회전로드는 외경이 상기 작동로드의 내경보다 작도록 이루어져, 상기 작동로드로부터 서로 소정거리 이격되도록 구비되되, 상기 로드부는 상기 선단지지부와 상기 작동로드 사이에 개재되며, 상기 작동로드의 선단부에 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 작동로드를 지지하는 리니어부쉬 및 상기 작동로드와 회전로드 사이에 개재되며, 상기 작동로드의 선단부의 내측으로 상기 회전로드의 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 회전로드가 회전가능하도록 지지하는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따른 본 발명은, 직선이송을 수행하는 리니어피스톤과 회전을 수행하는 회전피스톤이 동일 축을 갖도록 배치되는 일체의 실린더로 구성되어, 외부의 불필요한 설치공간이 필요치 않도록 간결하게 구성되며, 직선이동을 수행하는 작동로드의 내부에 회전 구동되는 회전로드가 내장되어 직선이동을 병행하되, 작동로드의 직선이송 중 작동로드의 회전을 방지하여, 더욱 정교한 작동을 수행가능하고, 상기 회전피스톤은 리니어피스톤과 직선이송을 병행하되, 이송된 거리에 상관없이 독립된 회전구동이 가능한 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더를 도시한 사시도.
도 3은 도 1에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더의 단면도.
도 4는 도 2에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더의 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤을 도시한 분해사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤의 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤의 스페이서를 도시한 정면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더의 정면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 로드부를 도시한 분해사시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더의 단면도이고, 도 4는 도 2에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더의 단면도로서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더(1000, 이하 실린더라 한다)는 내부가 중공되며 선단이 개방되도록 구성되며, 선단에 축방향으로 직선이송 및 회전이 가능한 로드부(300)가 일부 돌출되도록 구비되고, 상기 로드부(300)의 후단에 결합되며 외부로부터 유체를 공급받아 회전구동하는 회전피스톤(110)을 내장하는 전방실린더(100)와, 상기 전방실린더(100)의 후방에 동일 축을 이루도록 배치되되, 상기 회전피스톤(110)을 축방향으로 직선이송시키도록 구동되는 피스톤로드(211) 및 외부로부터 유입되는 유체에 의해 상기 피스톤로드(211)를 전후방향으로 직선 이송시키는 피스톤(212)을 포함하는 리니어피스톤(210)을 포함하는 후방실린더(200)와, 상기 회전피스톤(210)의 회전축에 결합되어, 상기 회전피스톤(210)의 회전운동을 병행하는 회전로드(320)와 상기 회전로드(320)를 내장하며 상기 회전피스톤의 선단에 고정되어 상기 회전피스톤의 직선이송을 병행하는 작동로드(310)를 포함하는 로드부(300), 상기 전방실린더(100)의 개구된 선단부의 내부에 개재되어, 상기 로드부(300)를 지지하는 선단지지부(410)와, 상기 전방실린더(100)의 개구된 후단부 및 상기 후방실린더(200)의 개구된 선단부를 결합하는 중간연결부(420)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실린더(1000)는 제1유입공(240)으로부터 유입된 유체에 의해, 상기 리니어피스톤(210)의 피스톤(212)이 전방으로 이동되며, 상기 피스톤(212)에 연결되어, 축방향으로 직선이송되는 피스톤로드(211)가 전방으로 이동되고, 상기 피스톤로드(211)와 동일 축을 갖도록 연결된 회전피스톤(110) 및 상기 회전피스톤(110)의 선단에 연결된 작동로드(310)가 상기 리니어피스톤(210)의 직선이송에 병행되어 축방향으로의 전방으로 직선이동을 수행하며, 이후 회전유체유입공(120)으로 유입된 유체가 상기 회전피스톤(110)을 회전구동시켜, 상기 회전피스톤(110)의 회전축(112a)에 연결되어 회전을 병행하며, 내부가 중공된 상기 작동로드(310)에 내장되어, 회전 가능하도록 베어링(340)에 지지되는 회전로드(320)가 회전됨으로써, 상기 회전로드(320)의 선단에 결합되는 샤프트(330)를 회전시키도록 작동된다. 여기에서, 상기 피스톤(1000)의 내부로 유입되는 작동유체는 본 발명의 요지에 벗어남 없이 외부에 구비되어 상기 피스톤(1000)의 외부에 구비되는 제1유입공(240), 제2유입공(250) 및 회전유체유입공(120) 및 회전유체배출공(130)에 연결되어 공급 또는 배출되는 유압 또는 공압으로 이루어 질 수 있다.

이때, 상기 실린더(1000)는 상기 작동로드(300)의 직선이송 시에, 상기 작동로드(300)가 회전되는 것을 방지하기 위한 작동로드 회전방지구조를 갖으며, 상기 회전방지구조는 상기 작동로드(310)의 외주면이 적어도 하나 이상의 모서리를 갖는 다각형으로 이루어지되, 상기 전방실린더(100)의 개구된 선단부의 내부에 구비되어, 상기 로드부(300)의 외주면을 감싸도록 지지하는 선단지지부(410)를 포함하여 구성될 수 있다. 더하여, 상기 선단지지부(410)는 내부에 상기 로드부(300)의 작동로드(310)의 외주면을 감싸며 상기 작동로드(310)의 외주면의 형상에 대응되는 내주면을 갖도록 구비되는 회전방지용 리니어부쉬(411) 및 로드패킹(412)을 포함하여 상기 작동로드(310)가 축방향으로 전진 또는 후진할 시에, 반경방향으로의 회전을 방지하여 더욱 정교한 직선이송을 수행할 수 있다. 여기에서, 상기 리니어부쉬(411)는 내부에 볼베어링이 형성되어 상기 작동로드(310)의 직선이송운동을 원활하게하기 위한 구성으로, 상기 작동로드(310)의 외주면의 형상에 대응되는 다각형의 형상으로 형성되어, 상기 작동로드(310)의 회전을 방지하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작동로드(310)와 상기 작동로드(310)의 내부에 구비되는 회전로드(320)는 서로 소정거리 이격되도록 베어링(340)을 통해 지지됨으로써, 상기 회전로드(320)의 회전에 따른 상기 작동로드(310)로의 간섭을 방지하며, 상기 회전로드(320)가 독립된 회전 구동을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

이후, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제2유입공(250)으로 작동유체가 공급되면, 상기 피스톤(212)이 후방으로 후진하여, 상기 피스톤(212)과 연결된 피스톤로드(211) 및 상기 피스톤로드(211)와 동일 축으로 연결된 상기 회전피스톤(110) 및 로드부(300)가 후진운동을 병행하여 후방으로 이송된다. 즉 상기 후방실린더(200)의 중공된 내부공간은 상기 피스톤(212)의 운동에 따라 직선이동공간(230a, 230b)로 구획되며, 상기 제1유입공(240)으로 작동유체가 유입되어 상기 피스톤(212)이 전진할 경우, 형성되는 전진이동공간(230a)과 상기 제2유입공(250)으로 작동유체가 유입되어 상기 피스톤(212)이 후진할 경우, 형성되는 후진이동공간(230b)을 형성하며, 상기 제1유입공(240) 및 제2유입공(250)은 각기 상기 전진이동공간(230a)와 후진이동공간(230b)와 연결되어, 유입 또는 배출되는 작동유체의 제어에 따라 상기 피스톤(212)의 전진 및 후진을 제어할 수 있다.

마찬가지로, 상기 전방실린더(100)또한 중공된 내부공간이 상기 회전피스톤(110)에 의해 전방이동공간(140a, 140b)으로 구획되며, 이때 상기 회전피스톤(110)은 상기 리니어피스톤(210)의 피스톤로드(211)에 의해 직선이동을 병행하며, 이때 구획된 상기 전방이동공간(140a, 140b)는 각기 상기 회전유체유입공(120)과 상기 회전유체배출공(130)과 연결되도록 구획되어, 상기 회전실린더(110)의 내부로 유체가 유입 및 배출되도록 형성됨으로써, 유체의 일방향으로의 이동만 제어함으로써, 상기 회전피스톤(110)의 회전을 제어할 수 있다. 또한, 상기 회전피스톤(110)은 상기 회전유체유입공(120)으로부터 유입된 작동유체가 내부로 유입 및 배출되도록 구획된 각각의 상기 전방이동공간(140a, 140b)와 연결되는 유입공(111b) 및 배출공(111c)이 형성될 수 있다.

더하여, 상기 실린더(100)는 상기 피스톤(212) 및 회전피스톤(210)의 직진 이송시에 전후방의 충격을 완화하며, 충격에 의한 소음을 방지하기 위한 댐핑부재를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 선단지지부(410) 및 중간연결부(420)는 상기 실린더(100) 내부의 작동유체가 외부로 유출되지 않도록 실링부재를 더 포함하여 기밀을 유지하도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤을 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤을 도시한 분해사시도로서, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 회전피스톤(110)은 피스톤몸체(111), 후단결합체(112), 회전몸체(113), 회전베인(114), 스페이서(115) 및 베어링(116)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 피스톤몸체(111)는 내부에 작동유체를 공급받아 회전되는 회전몸체(113)를 내장 가능하도록 내부가 중공되고, 후단의 내부가 개방되도록 형성되며, 외면으로부터 내부공간으로 작동유체가 공급 및 배출되기 위한 유입공(111b) 및 배출공(111c)이 형성되고, 상기 피스톤몸체(111)의 외주면을 따라 상기 전방실린더(100)의 내면과의 기밀을 수행하기 위한 피스톤패킹(117) 및 상기 회전피스톤(110)의 피스톤몸체(111)의 외면과 상기 전방실린더(100)의 내면이 접촉되어 마모되는 것을 방지하고, 간격의 압력을 완충하여, 상기 피스톤패킹(117)에 인가되는 과부하를 방지하는 웨어링(118)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 후단결합체(112)는 상기 피스톤몸체(111)의 후단과 결합되며, 이때 상기 피스톤몸체(111)와 후단결합체(112)는 상기 후단으로부터 전방으로 삽입되여 결속되는 결합핀(P)을 통해 결합되며, 후방으로 돌출된 후단축(112a)가 형성될 수 있다. 상기 후단축(112a)은 상기 리니어피스톤(110)의 피스톤로드(111)의 선단과 동일 축을 이루도록 결합되어, 상기 회전피스톤(110)이 상기 리니어피스톤(110)의 직선이송을 병행하도록 하는 역할을 한다.

또한, 상기 피스톤몸체(111)의 선단축(111a)은 내부가 중공된 관의 형상으로 형성되어, 외주면에는 상기 로드부(300)의 작동로드(310)가 접착되어 직진이송을 병행하되, 내부로는 상기 로드부(300)의 회전로드(320)가 삽입되어, 내부에 구비되는 회전몸체(113)의 회전축(113a)과 결합됨으로써, 상기 회전몸체(113)의 회전을 병행하도록 결합된다. 즉, 상기 로드부(300)의 작동로드(310) 및 회전로드(320)의 후단측은 상기 회전피스톤(110)의 피스톤몸체(111)의 선단축(111a)에 두께에 의해 서로 일정거리 이격되도록 형성되어 진다.

상기 회전몸체(113)는 상기 피스톤몸체(111)의 내부에 구비되어, 내부로 유입되는 작동유체의 유입압력을 이용하여 전방으로 돌출되도록 형성된 회전축(113a)이 회전되도록 형성되며, 상기 회전몸체(113)는 외주면을 따라 방사상으로 형성되어 상기 회전베인(114)이 삽입되도록 요입된 베인삽입홈(115)을 형성하며, 상기 회전베인(114)은 상기 베인삽입홈(115)에 대응되는 형상으로 이루어지되, 상기 베인삽입홈(115)에 축방향의 내측으로 삽입되는 일면이 일정곡률을 갖으며 외부로 만곡된 만곡면(114a)을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 회전몸체(113)는 후방으로, 선단이 일부 요입된 가이드홈(115a)을 갖는 스페이서(115)가 결합되며, 상기 스페이서(115)의 내부는 상기 회전몸체(113)의 후방으로 돌출된 회전축(113a)이 끼워지는 중공부를 형성하고, 상기 회전피스톤(110)은 상기 회전몸체(113)의 회전축(113a)의 전후방에 상기 피스톤몸체(111) 및 후단결합체(112)의 내부로 삽입되되, 상기 회전축(113a)이 회전가능하도록 지지하는 베어링(116a, 116b)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 회전몸체(113)의 후방으로 돌출된 회전축(113a)은 후단결합체(112)의 내측으로 형성되어, 상기 후단결합체(112)가 상기 회전축(113a)을 지지하되, 상기 회전축(113a)이 후방으로 배치되는 리니어피스톤(210)의 피스톤로드(211)와는 회전이 병행되지 않도록 결합되는 것을 차단하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전피스톤의 스페이서를 도시한 정면도로서, 도 7 및 도 8을 참조하여, 상기 회전피스톤(110)의 회전몸체(111)가 회전되는 구동을 더욱 자세하게 설명하기로 한다.

도 7의 (a)는 유입공(111b)을 통해 유입된 작동유체가 상기 스페이서(115)의 가이드홈(115a)을 통해 유입되어 상기 회전베인(114)의 만곡면(114a)을 가압함으로써, 상기 회전베인(114)이 외측으로 들리는 현상을 도시하고 있으며, 도 7의 (b)는 유입된 작동유체가 외측으로 회전몸체(113)를 따라 배출공(111c)으로 이동하여 상기 회전몸체(113)를 회전시키는 현상을 도시한 것으로, 상기 회전피스톤(110)의 피스톤몸체(111)는 내부공간(111d)에 상기 회전몸체(113)를 내장하되, 상기 배출공(111c)방향으로 편심되어, 상기 회전몸체(113)와 동심을 이루지 않도록 형성된다. 이때 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 편심된 상기 피스톤몸체(111)의 내부공간(111d)을 따라 이동하는 작동유체는 상기 회전베인(114)에 의해 그 공간이 구획되고, 유입되는 작동유체의 압력으로 상기 회전베인(114)을 가압하여, 상기 회전몸체(113)를 회전시키게 된다. 이때, 편심된 상기 피스톤몸체(111)의 내부공간(111d)에 의해, 배출공(111c)측으로 편심된 내부공간(111d)은 유입공(111b)측의 내부공간(111d)에 비해 넓은 부피를 형성하게 되고, 이때 발생하는 압력차(PH-PL)에 의해 회전력이 가압되어 더욱 빠른 회전을 수행할 수 있다.

이때, 상기 회전베인(114)은 상기 회전몸체(113)의 회전력에 의해 외측으로 관성력을 인가받아 상기 피스톤몸체(111)의 내면과 밀착되어 상기 내부공간(111d)을 구획하게 되지만, 상기 회전몸체(113)가 정지하고 있는 최초 작동 상태에서는 중력에 의해 하강한 상기 회전베인(114)에 의존하여 회전이 시작되어야 한다. 이때, 상기 실린더(1000)가 배치되는 위치에 따라 최초 회전하는데 걸리는 시간에 편차가 발생하게 되고, 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 회전피스톤(110)은 상기 피스톤몸체(111)의 후단에 결합되되, 상기 피스톤몸체(111)의 내부공간(111d)을 바라보는 면에 상기 회전베인(114)이 삽입되는 베인삽입홈(113d)을 연통하도록 형성된 가이드홈(115a)이 요입되어, 상기 유입공(11b)으로부터 유입된 작동유체가 상기 스페이서(115)의 가이드홈(115a)을 따라 상기 베인삽입홈(113d)으로 유입되어, 상기 회전베인(114)을 외측으로 인양시키게 된다. 이때 상기 회전베인(114)의 일단이 상기 회전베인(114)의 축방향으로 만곡되도록 형성된 만곡면(114a)이 형성되어, 상기 스페이서(115)의 가이드홈(115a)으로부터 유입되는 작동유체가 상기 회전베인(114)의 일단과 상기 베인삽입홈(113d) 사이로 유입될 수 있도록 형성됨으로써, 회전몸체(113)가 최초 회전하는 속도를 더욱 빠르게 하며, 상기 실린더(1000)가 배치되는 방향에 따른 회전 편차를 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회전이 가능한 직선이송 실린더의 정면도이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 로드부를 도시한 분해사시도로서, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 로드부(300)는 외주면이 적어도 하나 이상의 모서리를 갖는 다각형으로 형성된 작동로드(310)와, 상기 작동로드(310)의 내부에 개재되어 회전되도록 작동하는 회전로드(320) 및 상기 회전로드(320)의 선단에 삽입되어 결합되도록 형성되며, 너트, 볼트, 파이프 등의 공구를 죄거나 풀기위한 렌치 또는 회전구동되는 다양한 작업치구형상으로 형성된 선단을 갖는 샤프트(330) 및 상기 샤프트(330)의 외주면에 끼워져 상기 회전로드(320)와 결합되며, 상기 샤프트(330)의 선단의 작업 시에, 상기 샤프트(330)의 안착을 도와주는 링자석(331) 및 상기 회전로드(320)와 상기 작동로드(310) 사이에 개재되어, 상기 회전로드(320)가 회전가능하도록 지지하는 베어링(340)을 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 선단지지부(410)는 선단측에 삽입되어, 상기 선단지지부(410)가 이탈되지 않도록 지지하는 스냅링(413)을 이용하여 체결됨으로써, 상기 선단지지부(410)가 안착되는 위치를 고정하며, 상기 실린더(1000)의 조립을 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 회전이 가능한 직선이송 실린더
100 : 전방실린더
110 : 회전피스톤
111 : 피스톤몸체 111a : 선단축
111b : 유입공 111c : 배출공
111d : 내주면
112 : 후단결합체 112b : 후단축
113 : 회전몸체
113a : 선단축 113b : 후단축
113c : 배출공 113d : 베인삽입홈
114 : 회전베인 114a : 만곡면
115 : 스페이서 115a: 가이드홈
117 : 피스톤패킹 118 : 웨어링
120 : 회전유체유입공 130 : 회전유체배출공
140 : 전방이동공간
200 : 후방실린더 210 : 리니어피스톤
211 : 피스톤로드 212 : 피스톤
230 : 직선이동공간 240 : 제1유입공
250 : 제2유입공
300 : 로드부 310 : 작동로드
320 : 회전로드 330 : 샤프트
321 : 링자석
410 : 선단지지부
411 : 리니어부쉬 412 : 로드패킹
413 : 스냅링
420 : 중간연결부

Claims

로드의 회전 및 직선이동이 가능한 일체의 실린더로 이루어지는 회전이 가능한 직선이송 실린더에 있어서,
상기 실린더의 내부에 구비되되, 내부가 중공되어 후단이 개방된 내부공간이 형성되는 피스톤몸체와, 상기 피스톤몸체의 내부공간에 구비되어 작동유체를 공급받아 회전 구동되는 회전몸체, 및 상기 피스톤몸체의 내부공간을 밀폐하도록 후단에 결합되는 후단결합체,를 포함하는 회전피스톤;
상기 실린더의 내부에 구비되되, 상기 회전피스톤의 회전몸체와 동일 축을 이루도록 상기 회전피스톤의 후단결합체의 후단에 연결되어, 상기 회전피스톤을 축방향으로 직선이송시키도록 작동하는 리니어피스톤; 및
상기 회전피스톤의 전방에 결합되어, 상기 회전피스톤의 회전운동을 병행하는 회전로드와, 상기 회전로드가 내부에 삽입되어 상기 회전피스톤의 직선이송을 병행하는 작동로드를 포함하는 로드부;
를 포함하되,
상기 회전피스톤의 상기 피스톤몸체는 상기 회전몸체의 회전축이 드러나도록 전방면의 일부가 개방되며,
상기 로드부는,
상기 작동로드가 상기 피스톤몸체의 전방면에 연결되어, 상기 리니어피스톤에 따른 피스톤몸체의 선형이송을 병행하고,
상기 회전로드가 상기 회전몸체의 회전축과 연결되어, 상기 작동로드에 독립되어 상기 회전몸체의 회전구동을 병행함으로써,
상기 회전로드의 회전구동이 상기 작동로드에 독립되어 작동되는 것을 특징으로 하는 회전이 가능한 직선이송 실린더.
제1항에 있어서,
상기 실린더는
상기 회전피스톤의 회전구동을 위한 작동유체를 유입 및 배출하도록 상기 회전피스톤의 반경방향으로 형성된 회전유체유입공 및 회전유체배출공과,
상기 리니어피스톤의 직선이송을 위한 작동유체를 유입 및 배출 하도록 축 방향에 전후방향으로 형성된 제1유입공 및 제2유입공을 포함하며,
상기 회전피스톤 및 리니어피스톤에 유입 및 배출 되는 작동유체는 각각 개별 제어되는 것을 특징으로 하는 회전이 가능한 직선이송 실린더.
제1항에 있어서,
상기 회전몸체는 외주면을 따라 방사상으로 요입된 복수의 베인삽입홈과 상기 베인삽입홈에 적어도 일부가 삽입되도록 개재되는 복수의 회전베인을 포함하고,
상기 복수의 회전베인은 반경방향 내측으로 상기 복수의 베인삽입홈에 각기 삽입되는 일면이 일정곡률을 갖으며 외부로 만곡된 만곡면이 형성되되,
상기 회전피스톤은,
상기 회전몸체와 상기 후단결합체 사이에 개재되어 상기 피스톤몸체의 개방된 후단을 밀폐하며, 선단의 일부가 요입되어 상기 복수의 베인삽입홈의 반경방향 내측부를 연통하는 가이드홈이 형성된 스페이서,
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전이 가능한 직선이송 실린더.
제1항에 있어서,
상기 로드부의 작동로드는 외주면이 적어도 하나 이상의 모서리를 갖는 다각형 형상으로 이루어지되,
상기 실린더는,
선단부의 내측에 상기 로드부의 작동로드의 외주면을 감싸도록 구비된 선단지지부 및;
상기 선단지지부와 상기 작동로드 사이에 개재되어, 상기 작동로드의 외주면을 감싸도록 구비되는 로드패킹;
을 더 포함하여,
상기 리니어피스톤의 직선이동을 병행하는 상기 작동로드의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 회전이 가능한 직선이송 실린더.
제4항에 있어서,
상기 작동로드는 외경이 상기 선단지지부의 내경보다 작도록 이루져, 상기 선단지지부로부터 서로 소정거리 이격되도록 구비되고,
상기 회전로드는 외경이 상기 작동로드의 내경보다 작도록 이루어져, 상기 작동로드로부터 서로 소정거리 이격되도록 구비되되,
상기 로드부는,
상기 선단지지부와 상기 작동로드 사이에 개재되며, 상기 작동로드의 선단부에 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 작동로드를 지지하는 리니어부쉬 및,
상기 작동로드와 회전로드 사이에 개재되며, 상기 작동로드의 선단부의 내측으로 상기 회전로드의 외주면을 감싸도록 구비되어, 상기 회전로드가 회전가능하도록 지지하는 베어링,
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전이 가능한 직선이송 실린더.