KR102165075B1 - 유체압 장치 및 피스톤 조립체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

유체압 실린더(10A)는, 실린더 튜브(12)와, 피스톤 유닛(18)과, 피스톤 로드(20)를 구비한다. 피스톤 유닛(18)는, 복수의 부재로부터 되어 한편 패킹 장착홈(36)이 설치된 피스톤 본체(38)를 갖는다. 피스톤 본체(38)는, 축방향으로 적층된 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)를 갖는다. 적어도 2개의 부재의 조합에 의해 패킹 장착홈(36)이 형성되어 있다. 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)의 한쪽 또는 양쪽 모두에는, 축방향으로 깊이를 가지는 경감부(46)가 설치되어 있다.

Description

유체압 장치 및 피스톤 조립체의 제조 방법

본 발명은, 피스톤을 구비한 유체압 장치 및 피스톤 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 피스톤을 구비한 유체압 장치로서는 여러 가지의 장치가 알려져 있다. 예를 들어 워크피스 등의 반송 수단(액추에이터)으로서, 압력유체의 공급작용 하에 변위하는 피스톤을 가지는 유체압 실린더는 공지되어 있다. 일반적으로 유체압 실린더는, 실린더 튜브와, 실린더 튜브 내에 축방향으로 이동 가능하게 배치된 피스톤과, 피스톤에 연결된 피스톤 로드를 갖는다(예를 들어, 일본 공개특허 특개2003-120602호 공보 참조). 이러한 유체압 실린더에 있어서, 공기 등의 압력유체가 실린더 튜브 내에 공급되면, 피스톤이 압력유체에 의해 밀림으로써 축방향으로 변위하고, 피스톤에 연결된 피스톤 로드도 축방향으로 변위한다.

그런데, 피스톤의 외주부에는, 패킹을 장착하기 위한 패킹 장착홈이 설치되어 있다. 종래의 유체압 실린더에 있어서, 이 패킹 장착홈은, 홈 가공(절삭 가공)에 의해 형성되고 있다. 그 때문에, 조립 공정에 있어서, 피스톤에 패킹을 장착하려면, 패킹을 직경방향 외측으로 잡아당겨 직경을 확대시킨 상태로 패킹을 피스톤에 장착할 필요가 있다. 이러한 장착 공정은, 로봇에 의한 자동화가 용이하지 않고, 생산성의 향상을 도모하기 어렵다.

본 발명은 이러한 과제를 고려하여 이루어진 것으로서, 생산성의 향상을 쉽게 도모할 수 있는 유체압 장치 및 피스톤 조립체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 유체압 장치는, 내부에 슬라이딩 구멍을 가지는 몸체와, 상기 슬라이딩 구멍 내에서 축방향으로 변위 가능한 피스톤 유닛과, 상기 피스톤 유닛으로부터 축방향으로 돌출되는 피스톤 로드를 구비하며, 상기 피스톤 유닛은, 패킹과, 복수의 부재로 이루어지고 또한 상기 패킹이 장착되는 패킹 장착홈이 설치되는 피스톤 본체를 가지며, 상기 피스톤 본체는, 상기 복수의 부재로서 상기 축방향으로 적층된 제1 피스톤 부재 및 제2 피스톤 부재를 가지며, 상기 복수의 부재 중 적어도 2개의 부재의 조합에 의해, 상기 패킹 장착홈이 형성되고, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재의 한쪽 또는 양쪽 모두에는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 경감부(lightening portion)가 설치되어 있는, 것을 특징으로 한다.

상기의 구성을 채용한 본 발명의 유체압 장치에 의하면, 복수의 부재의 조합에 의해 패킹 장착홈이 형성되고 있다. 이 때문에, 패킹을 장착하기 위한 홈부를 홈 가공(절삭 가공)에 의해 형성하는 경우와 비교하여, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 피스톤 유닛의 조립 공정에 있어서 패킹의 직경을 확대시키지 않고 피스톤 본체에 장착할 수 있다. 따라서, 패킹 장착 공정의 로봇에 의한 자동화가 용이하고, 생산성의 향상을 쉽게 도모할 수 있다. 게다가, 제1 피스톤 부재와 제2 피스톤 부재 중 적어도 한쪽에 경감부가 설치되어 있기 때문에, 제1 피스톤 부재 및 제2 피스톤 부재가 예를 들어 주조나 사출 성형에 의해 성형되는 경우에는, 사용 재료의 대폭적인 삭감이 가능하다. 따라서, 경제적이고 또한 자원 절약을 도모할 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 제1 피스톤 부재 및 상기 제2 피스톤 부재는, 주조품일 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 경감부는, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 어느 하나만을 상기 축방향으로 관통하는 관통구멍을 가지고 있을 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 상기 관통구멍이 설치된 부재는, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 상기 관통구멍이 설치되지 않은 쪽의 부재를 향하여 돌출하는 돌출부를 가지며, 상기 돌출부의 외주부에는, 내측을 향하여 오목하고 또한 상기 관통구멍의 일부를 구성하는 오목부가 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 피스톤 본체는, 상기 복수의 부재로서 마그넷 또는 스페이서를 더 가지며, 상기 돌출부의 상기 외주부에 있어서 상기 오목부와는 다른 원주방향 위치에는, 외측으로 돌출하고 또한 상기 마그넷 또는 상기 스페이서를 지지하는 지지돌기가 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 관통구멍이 설치된 상기 부재에는, 상기 관통구멍을 향하는 외측으로 돌출하는 벽부가 설치되고, 상기 벽부는, 상기 축방향으로, 상기 관통구멍이 설치되지 않은 쪽의 상기 부재와 반대쪽에서 상기 오목부에 인접한 위치에 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 오목부에는, 상기 벽부를 보강하는 리브가 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 경감부는, 상기 제1 피스톤 부재에 형성된 제1 경감부와, 상기 제2 피스톤 부재에 형성된 제2 경감부를 가지며, 상기 제1 경감부와 상기 제2 경감부 중 하나는, 상기 축방향으로 관통하는 관통구멍이며, 상기 제1 경감부와 상기 제2 경감부 중 다른 하나는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 바닥이 있는 홈일 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 관통구멍은, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있고, 상기 홈은, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 상기 복수의 관통구멍이 설치된 부재는, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 상기 복수의 홈이 설치된 쪽의 부재를 향하여 돌출하는 돌출부를 가지며, 상기 돌출부의 외주부에는, 원주방향으로 간격을 두고, 외측으로 돌출하는 복수의 지지돌기가 설치되어 있으며, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 상기 복수의 홈이 설치된 쪽의 상기 부재에는, 원주방향으로 인접하는 상기 홈들 사이에, 상기 복수의 지지돌기 중 적어도 하나의 상기 지지돌기의 끝면에 맞닿는 맞닿음면이 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 복수의 지지돌기는, 상기 맞닿음면과 맞닿는 제1 지지돌기와, 상기 맞닿음면과는 다른 원주방향 위치에 설치된 제2 지지돌기를 가지며, 상기 제2 지지돌기의 원주방향 폭은, 상기 제1 지지돌기의 원주방향 폭보다 작을 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 하나에는, 상기 축방향으로 돌출하는 위치결정 돌기가 설치되고, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 다른 하나에는, 상기 축방향으로 오목한 위치결정 오목부가 설치되며, 상기 위치결정 돌기는 상기 위치결정 오목부에 삽입될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 경감부는, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치될 수 있다.

상기의 유체압 장치에 있어서, 상기 유체압 장치는, 유체압 실린더, 밸브 장치, 길이측정 실린더, 슬라이딩 테이블 또는 척 장치로서 구성될 수 있다.

또, 본 발명은, 패킹 장착홈에 패킹이 장착되는 피스톤 유닛과, 상기 피스톤 유닛으로부터 돌출되는 피스톤 로드를 구비한 피스톤 조립체의 제조 방법으로서, 상기 피스톤 로드에 대해, 상기 패킹과 제1 피스톤 부재 및 제2 피스톤 부재를 포함하는 복수의 부재를 축방향으로 차례로 상대이동시키는 것에 의해, 상기 복수의 부재를 적층하는 공정과, 상기 제1 피스톤 부재 및 상기 제2 피스톤 부재를 상기 피스톤 로드에 고정하는 공정을 포함하며, 상기 복수의 부재에 의해 상기 패킹 장착홈을 구비한 피스톤 본체가 구성되고, 상기 복수의 부재 중 적어도 2개의 부재의 조합에 의해 상기 패킹 장착홈이 형성되고, 상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재의 한쪽 또는 양쪽 모두에는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 경감부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 피스톤 조립체의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 부재를 적층하는 상기 공정은, 상기 피스톤 로드를 직립 자세로 한 상태에서 실시할 수 있다.

본 발명의 유체압 장치 및 피스톤 조립체의 제조 방법에 의하면, 유체압 장치의 생산성 향상을 용이하게 도모하는 것이 가능하다.

첨부한 도면과 협동하는 다음의 바람직한 실시형태 예의 설명으로부터, 상기의 목적, 특징 및 이점이 보다 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유체압 실린더의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 유체압 실린더의 피스톤 조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 피스톤 부재 및 제2 피스톤 부재의 사시도이다.
도 4a는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제1 설명도이고, 도 4b는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제2 설명도이고, 도 4c는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제3 설명도이고, 도 4d는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제4 설명도이고, 도 4e는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제5 설명도이고, 도 4f는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제6 설명도이고, 도 4g는 피스톤 조립체의 제조 방법의 제7 설명도이다.
도 5a는 양쪽으로 돌출하는 피스톤 로드를 구비한 피스톤 조립체의 제1 구성예의 설명도이고, 도 5b는 양쪽으로 돌출하는 피스톤 로드를 구비한 피스톤 조립체의 제2 구성예의 설명도이고, 도 5c는 양쪽으로 돌출하는 피스톤 로드를 구비한 피스톤 조립체의 제3 구성예의 설명도이다.
도 6a는 마그넷 대신에 스페이서를 배치한 피스톤 유닛의 설명도이고, 도 6b는 마그넷 대신에 다른 스페이서를 배치한 피스톤 유닛의 설명도이다.
도 7a는 웨어 링을 생략한 피스톤 유닛의 설명도이고, 도 7b는 마그넷을 생략한 피스톤 유닛의 설명도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 피스톤 조립체보다 작은 직경으로 구성된 피스톤 조립체의 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 유체압 실린더의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 유체압 실린더의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 유체압 실린더의 단면도이다.
도 12a는 본 발명의 제5 실시형태에 따른 유체압 실린더의 단면도이고, 도 12b는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 유체압 실린더의 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 유체압 실린더 및 피스톤 조립체의 제조 방법에 관하여 바람직한 실시형태를 들어 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 유체압 장치의 일례로서 도 1에 나타내는 유체압 실린더(10A)는, 중공의 통 형상의 실린더 튜브(12)(몸체)와, 실린더 튜브(12)의 일단부에 배치된 헤드 커버(14)와, 실린더 튜브(12)의 타단부에 배치된 로드 커버(16)와, 실린더 튜브(12) 내에 축방향(화살표 X 방향)으로 이동 가능하게 배치된 피스톤 유닛(18)과, 피스톤 유닛(18)에 연결된 피스톤 로드(20)를 구비한다. 피스톤 유닛(18)과 피스톤 로드(20)에 의해 피스톤 조립체(74)가 구성되고 있다. 이 유체압 실린더(10A)는, 예를 들어 워크피스의 반송 등을 위한 액추에이터로서 이용된다.

실린더 튜브(12)는, 예를 들어, 알루미늄 합금 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 축방향을 따라 연장되는 통형상 구조로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 실린더 튜브(12)는, 중공의 원통형으로 형성되어 있다. 실린더 튜브(12)는, 축방향의 일단측(화살표 X2 방향측)에 설치된 제1 포트(12a)와, 축방향의 타단측(화살표 X1 방향측)에 설치된 제2 포트(12b)와, 제1 포트(12a) 및 제2 포트(12b)에 연통하는 슬라이딩 구멍(13)(실린더 챔버)을 갖는다.

헤드 커버(14)는, 예를 들어, 실린더 튜브(12)와 동일한 금속 재료에 의해 구성된 판형상 구조로 이루어지며, 실린더 튜브(12)의 일단부(화살표 X2 방향 측의 끝부)를 폐쇄하도록 설치되어 있다. 헤드 커버(14)에 의해, 실린더 튜브(12)의 일단부가 기밀로 폐쇄되어 있다.

헤드 커버(14)의 내벽면(14a)에는, 제1 댐퍼(22)가 설치되어 있다. 제1 댐퍼(22)는, 예를 들어, 고무 재료나 엘라스토머 재료 등의 탄성 재료에 의해 구성되고 있다. 제1 댐퍼(22)의 구성 재료로서는, 예를 들어, 우레탄 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 제1 댐퍼(22)는 중심부에 관통구멍(22a)를 가지는 링 형상으로 형성되어 있다.

제1 댐퍼(22)의 중심부 측에는, 로드 커버(16) 측(피스톤 로드(20) 및 피스톤 유닛(18) 측)을 향하여 부풀어 오른 팽창부(expanding portion)(23)가 설치되어 있다. 제1 댐퍼(22)에 있어서, 팽창부(23)가 설치된 부분의 두께는, 팽창부(23)보다 직경방향 외측의 외주부의 두께보다 두껍다. 피스톤 로드(20) 및 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(14) 측으로 변위하였을 때, 팽창부(23)는, 피스톤 로드(20) 및 피스톤 유닛(18)과 맞닿을 수 있다.

로드 커버(16)는, 예를 들어, 실린더 튜브(12)와 동일한 금속 재료에 의해 구성된 원형 링 형상의 부재로서, 실린더 튜브(12)의 타단부(화살표 X1 방향 측의 끝부)를 폐쇄시키도록 설치되어 있다. 로드 커버(16)의 외주부에는 외측 환형상 홈(24)이 형성되어 있다. 외측 환형상 홈(24)에는, 로드 커버(16)의 외주면과 슬라이딩 구멍(13)의 내주면과의 사이를 밀봉하는 탄성 재료로 이루어지는 외측 밀봉 부재(26)가 장착되어 있다.

로드 커버(16)의 내주부에는 내측 환형상 홈(28)이 형성되어 있다. 내측 환형상 홈(28)에는, 로드 커버(16)의 내주면과 피스톤 로드(20)의 외주면과의 사이를 밀봉하는 탄성 재료로 이루어지는 내측 밀봉 부재(30)가 장착되어 있다. 또한, 로드 커버(16)는, 실린더 튜브(12)의 타단측의 내주부에 고정된 스토퍼(32)에 의해 걸어멈춤 되어 있다.

피스톤 유닛(18)은, 실린더 튜브(12) 내(슬라이딩 구멍(13))에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 수용되고, 슬라이딩 구멍(13) 내를 제1 포트(12a) 측의 제1 압력실(13a)과 제2 포트(12b)측의 제2 압력실(13b)로 나누고 있다. 본 실시형태에 있어서, 피스톤 유닛(18)은, 피스톤 로드(20)의 일단부(20a)(이하, "기단부(20a)"라고 한다)에 연결되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤 유닛(18)은, 패킹(34)과, 패킹 장착홈(36)이 설치된 피스톤 본체(38)를 갖는다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤 본체(38)는, 제1 피스톤 부재(40)와, 제2 피스톤 부재(42)와, 웨어 링(wear ring) (44)(서포트 부재)과, 마그넷(48)을 구비한다.

제1 피스톤 부재(40)는, 그 내측에 로드 삽입구멍(41)을 가지는 링 형상의 부재로서, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)가 삽입되어 있다. 제1 피스톤 부재(40)는, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)가 코킹 가공 등에 의해 변형되어, 피스톤 로드(20)에 고정되고 있다.

제1 피스톤 부재(40)의 외주부에는, 웨어 링(44)을 지지하는 웨어 링 지지부(40a)와, 마그넷(48)을 지지하는 마그넷 지지부(40b)가 형성되어 있다. 웨어 링 지지부(40a)와 마그넷 지지부(40b)는, 축방향으로 인접되어 있다. 웨어 링 지지부(40a)는, 마그넷 지지부(40b)보다 직경방향 외측으로 돌출하고 있다. 웨어 링 지지부(40a)의 외주부는 대직경부(40a1)와 소직경부(40a2)를 갖는다. 소직경부(40a2)의 외경은 마그넷 지지부(40b)의 외경보다 크다. 대직경부(40a1)와 소직경부(40a2)와의 외경차이에 의해, 웨어 링 지지부(40a)의 외주부에는 단차부가 형성되어 있다.

제1 피스톤 부재(40)의 구성 재료로서는, 예를 들어, 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등의 금속 재료나, 경질 수지 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 제1 피스톤 부재(40)는 주조에 의해 성형되고 있다. 또한, 제1 피스톤 부재(40)는 사출 성형에 의해 성형될 수 있다.

제2 피스톤 부재(42)는, 그 내측에 로드 삽입구멍(43)을 가지는 링 형상의 부재로서, 제1 피스톤 부재(40)에 인접되어 배치되고 있다. 즉, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)는 축방향으로 적층되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제2 피스톤 부재(42)는 주조에 의해 성형되고 있다. 또한, 제2 피스톤 부재(42)는 사출 성형에 의해 성형될 수 있다.

제2 피스톤 부재(42)의 외주부에는, 패킹(34)의 내주부를 지지하는 패킹 지지부(42a)와, 패킹 지지부(42a)보다 직경방향 외측으로 돌출되는 플랜지부(42b)를 갖는다. 패킹 지지부(42a)의 외경은, 제1 피스톤 부재(40)의 마그넷 지지부(40b)의 외경보다 크다. 플랜지부(42b)는 원주방향 전체에 걸쳐서 연장되어 있다. 제2 피스톤 부재(42)와 마그넷(48)에 의해, 링 형상의 패킹 장착홈(36)이 형성되고 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)에는, 경감부(lightening portion)(46)가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 경감부(46)는, 제1 피스톤 부재(40)에 설치된 제1 경감부(46a)와, 제2 피스톤 부재(42)에 설치된 제2 경감부(46b)를 갖는다.

제1 경감부(46a)는 축방향으로 관통하는 복수의 관통구멍(47)을 갖는다. 복수의 관통구멍(47)은 원주방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤 부재(40)는, 제2 피스톤 부재(42)(제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42) 중 관통구멍(47)이 설치되지 않은 쪽의 부재)를 향하여 돌출하는 돌출부(50)를 갖는다.

돌출부(50)의 외주부에는, 내측을 향하여 오목하고 또한 관통구멍(47)의 일부를 구성하는 오목부(51)가 설치되어 있다. 돌출부(50)의 외주부에 있어서 오목부(51)와는 다른 원주방향 위치에는, 외측으로 돌출하고 또한 마그넷(48)(또는 후술하는 스페이서(76, 76a))을 지지하는 복수의 지지돌기(52)가 설치되어 있다. 복수의 지지돌기(52)에 의해, 전술한 마그넷 지지부(40b)가 구성되고 있다.

도 2에 있어서, 지지돌기(52)는 60도 간격으로 6개 설치되어 있다. 복수의 지지돌기(52)는, 복수(도 2에서는 3개)의 제1 지지돌기(52a)와, 복수의 제1 지지돌기(52a) 사이에 설치된 복수(도 2에서는 3개)의 제2 지지돌기(52b)를 갖는다. 제2 지지돌기(52b)의 원주방향 폭은, 제1 지지돌기(52a)의 원주방향 폭보다 작다. 제1 지지돌기(52a)는, 제2 피스톤 부재(42)의 후술하는 맞닿음면(55)(도 3 참조)에 맞닿아 있다. 제2 지지돌기(52b)는, 제2 피스톤 부재(42)의 맞닿음면(55)과는 다른 원주방향 위치에 설치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤 부재(40)에는, 관통구멍(47)을 향하는 외측으로 돌출하는 벽부(53)가 설치되어 있다. 벽부(53)는, 축방향으로, 제2 피스톤 부재(42)(관통구멍(47)이 설치되지 않은 쪽의 부재)와는 반대쪽에서 오목부(51)에 인접한 위치에 설치되어 있다. 오목부(51)에는, 벽부(53)를 보강하는 리브(51a)가 설치되어 있다. 각 오목부(51)에 있어서, 리브(51a)는 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 경감부(46b)는, 축방향으로 깊이를 가지는 복수(도 3에서는 3개)의 바닥이 있는 홈(54)을 구비하는 한편, 축방향으로 관통하는 관통구멍을 구비하지 않는다. 복수의 홈(54)은, 원주방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 각 홈(54)은 원주방향을 따라 원호 형상으로 연장되어 있다. 각 홈(54)에는, 보강 리브(54a)가 설치되어 있다. 각 홈(54)에 있어서, 보강 리브(54a)는, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다.

제2 피스톤 부재(42)에 있어서, 원주방향으로 인접하는 홈(54)들 사이에는, 제1 피스톤 부재(40)의 제1 지지돌기(52a)의 끝면에 맞닿는 맞닿음면(55)이 형성되어 있다. 이와 같이, 제2 피스톤 부재(42)에 맞닿음면(55)이 설치되어 있기 때문에, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 코킹 가공하여 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)를 고정할 때에, 맞닿음면(55)으로 제1 피스톤 부재(40)로부터의 하중을 받을 수 있다. 제1 피스톤 부재(40)의 제2 지지돌기(52b)는, 맞닿음면(55)으로부터 원주방향으로 어긋난 위치에 설치되어 있기 때문에, 맞닿음면(55)에 맞닿아 있지 않는다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤 부재(40)에는, 축방향으로 돌출하는 위치결정 돌기(56)가 설치되어 있다. 도 2에 있어서, 위치결정 돌기(56)는 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 피스톤 부재(42)에는, 축방향으로 오목한 위치결정 오목부(57)가 설치되어 있다. 도 3에 있어서, 위치결정 오목부(57)는, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다. 위치결정 돌기(56)는 위치결정 오목부(57)에 삽입되어 있다.

또한, 상기 구성과는 반대로, 위치결정 돌기(56)가 제2 피스톤 부재(42)에 설치되고, 위치결정 오목부(57)가 제1 피스톤 부재(40)에 설치될 수 있다. 위치결정 돌기(56) 및 위치결정 오목부(57)는, 각각 1개씩 설치될 수 있다. 후술하는 피스톤 조립체(74)의 조립 공정에 있어서, 위치결정 돌기(56)와 위치결정 오목부(57)에 의해, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)의 상대 회전이 저지된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 피스톤 부재(40)의 돌출부(50)의 끝면에는, 환형상 볼록부(50a)가 형성되어 있다. 후술하는 피스톤 조립체(74)의 조립 공정에 있어서, 이 환형상 볼록부(50a)는, 대향하는 제2 피스톤 부재(42)의 끝면에 맞닿아 소성변형 됨으로써 강하게 밀착하여, 기밀 또는 액밀 밀봉부를 형성한다. 이것에 의해, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)와의 사이가 기밀 또는 액밀적으로 밀봉되고, 제2 피스톤 부재(42)의 내주면과 피스톤 로드(20)의 외주면과의 사이를 통하여 압력유체가 유동하는 것이 방지된다.

또한, 밀봉용의 환형상 볼록부(50a)는 제2 피스톤 부재(42)에 형성될 수도 있다. 환형상 볼록부(50a)는 위치결정 돌기(56)보다 직경방향 외측이면서 지지돌기(52)보다 내측에 형성될 수도 있다. 제1 피스톤 부재(40) 또는 제2 피스톤 부재(42)에 환형상 볼록부(50a)를 설치하는 대신에, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)와의 사이에 환형상 밀봉 부재가 개재될 수도 있다.

패킹(34)은, 제2 피스톤 부재(42)의 외주부에 장착된 탄성체로 이루어지는 링 형상의 밀봉 부재(예를 들어, O링)이다. 패킹(34)은 패킹 장착홈(36)에 장착되어 있다. 패킹(34)의 구성 재료로서는, 고무 재료나 엘라스토머 재료 등의 탄성 재료를 들 수 있다. 패킹(34)의 외경은, 패킹(34)이 자연 상태(슬라이딩 구멍(13) 내에 배치되지 않고, 직경방향 내측으로 탄성 압축되지 않은 상태) 및 슬라이딩 구멍(13) 내에 배치된 상태에서, 웨어 링(44) 및 마그넷(48)의 외경보다 크다.

패킹(34)의 외주부는, 외주 전체에 걸쳐서 슬라이딩 구멍(13)의 내주면과 기밀 또는 액밀적으로 밀착되어 있다. 패킹(34)의 내주부는, 내주 전체에 걸쳐서 제2 피스톤 부재(42)의 외주면(패킹 지지부(42a)의 외주면)과 기밀 또는 액밀적으로 밀착되어 있다. 패킹(34)은, 슬라이딩 구멍(13)의 내주면과 제2 피스톤 부재(42)의 외주면과의 사이에 끼워져 직경방향으로 탄성적으로 압축된 상태로 되어 있다. 패킹(34)에 의해 피스톤 유닛(18)의 외주면과 슬라이딩 구멍(13)의 내주면과의 사이가 밀봉되고, 슬라이딩 구멍(13) 내의 제1 압력실(13a)과 제2 압력실(13b)이 기밀 또는 액밀적으로 나눠지고 있다.

웨어 링(44)은, 유체압 실린더(10A)의 작동 중에 축방향에 수직인 방향으로 큰 횡하중이 피스톤 유닛(18)에 작용하였을 때에 제1 피스톤 부재(40)의 외주면이 슬라이딩 구멍(13)의 내주면에 접촉하는 것을 방지하기 위한 부재이다. 웨어 링(44)은, 원형 링 형상의 부재로서, 제1 피스톤 부재(40)의 외주부를 둘러싸도록 제1 피스톤 부재(40)의 외주부에 장착되어 있다.

본 실시형태에 있어서 웨어 링(44)은, 직경방향을 따라 연장되는 직경방향부(44a)와, 축방향을 따라 연장되는 축방향부(44b)를 갖는다. 직경방향부(44a)와 축방향부(44b)의 내경차이에 의해, 웨어 링(44)의 내주부에는 단차부가 형성되어 있다. 전술한 제1 피스톤 부재(40)의 외주부의 단차부에, 웨어 링(44)의 단차부가 걸어맞춰지고 있다. 웨어 링(44)은, 제1 피스톤 부재(40)의 대직경부(40a1)와 마그넷(48)과의 사이에 유지되고 있다.

웨어 링(44)은 저마찰 재료로 이루어진다. 웨어 링(44)과 슬라이딩 구멍(13)의 내주면과의 사이의 마찰계수는, 패킹(34)과 슬라이딩 구멍(13)의 내주면과의 사이의 마찰계수보다 작다. 이러한 저마찰 재료로서는, 예를 들어, 4불화에틸렌(PTFE)과 같은 저마찰성과 내마모성을 겸비한 합성수지 재료나, 금속 재료(예를 들어, 베어링강) 등을 들 수 있다.

마그넷(48)은, 원형 링 형상의 부재로서, 제1 피스톤 부재(40)의 외주부를 둘러싸도록 제1 피스톤 부재(40)의 외주부(마그넷 지지부(40b))에 장착되어 있다. 마그넷(48)은, 웨어 링(44)과는 반대쪽(화살표 X1 방향측)에서 패킹(34)에 인접되어 배치되고, 패킹(34)의 타측의 측부와 맞닿아 있다. 마그넷(48)은, 예를 들어, 페라이트 자석, 희토류 자석 등이다.

또한, 실린더 튜브(12)의 외면에는, 피스톤 유닛(18)의 스트로크 양단에 상당하는 위치에 도시하지 않은 자기 센서가 장착되어 있다. 마그넷(48)이 발생시키는 자기를 자기 센서에 의해 감지함으로써, 피스톤 유닛(18)의 동작 위치가 검출된다.

피스톤 유닛(18)의 헤드 커버(14)와는 반대쪽 끝부(화살표 X1 방향 측의 끝부)에는, 탄성 부재로 이루어지는 제2 댐퍼(68)가 장착되어 있다. 제2 댐퍼(68)는, 제1 댐퍼(22)와 동일한 재료에 의해 구성될 수 있다. 제2 댐퍼(68)는, 원형 링 형상으로 형성되어 있고, 피스톤 로드(20)의 외주면에 배치되어 있다. 제2 댐퍼(68)는, 제2 피스톤 부재(42)의 화살표 X1 방향 측에 인접되어 배치된다. 즉, 제2 댐퍼(68)는 제2 피스톤 부재(42)에 축방향으로 적층되어 있다. 또한, 유체압 실린더(10A)의 작동 중(피스톤 유닛(18)의 왕복 동작시), 제2 댐퍼(68)는 제2 피스톤 부재(42)로부터 이격될 수도 있다.

또한, 유체압 실린더(10A)에 있어서, 제1 댐퍼(22) 및 제2 댐퍼(68) 중 어느 하나를 없앨 수도 있고, 혹은, 제1 댐퍼(22) 및 제2 댐퍼(68)의 양쪽 모두를 없앨 수도 있다. 제1 댐퍼(22)는 피스톤 유닛(18)에 장착될 수 있다.

피스톤 로드(20)는 슬라이딩 구멍(13)의 축방향을 따라 연장되는 기둥 형상(원기둥 형상)의 부재이다. 피스톤 로드(20)는, 로드 커버(16)를 관통하는 로드 본체(20c)와, 로드 본체(20c)의 기단부(화살표 X2 방향 측의 끝부)로부터 직경이 축소되어 축방향으로 돌출하는 삽입축부(20d)를 갖는다. 로드 본체(20c)와 삽입축부(20d)와의 외경 차이에 의해 걸림 단차부(20e)가 형성되고 있다. 삽입축부(20d)가 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)에 삽입되어, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)가 축방향으로 적층된 상태로 삽입축부(20d)에 장착 고정되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 삽입축부(20d)의 끝부(로드 본체(20c)와 반대측의 끝부)에는, 직경방향 외측으로 직경이 확대되는 코킹부(66)가 설치되어 있다. 코킹부(66)는, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 소성변형 시키는 것에 의해 형성되고 있다. 이 코킹부(66)가 제1 피스톤 부재(40)의 내주 가장자리에 형성된 테이퍼부(40c)에 걸어맞춰지는 것에 의해, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)가 피스톤 로드(20)에 고정되고 있다.

피스톤 로드(20)는 로드 커버(16)를 관통하고 있다. 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)와 반대측의 끝부인 선단부(20b)는, 슬라이딩 구멍(13)의 외부에 노출되어 있다.

피스톤 로드(20)의 구성 재료로서는, 예를 들어, 제1 피스톤 부재(40)의 구성 재료인 재료(탄소강 등)를 들 수 있다. 피스톤 로드(20)는, 제1 피스톤 부재(40)와 동일한 재료에 의해 구성될 수도 있고, 혹은 제1 피스톤 부재(40)와는 다른 재료에 의해 구성될 수도 있다.

다음에, 상기와 같이 구성되는 피스톤 조립체(74)의 조립 방법을 설명한다.

피스톤 로드(20)에 대해서, 전술한 제2 댐퍼(68), 제2 피스톤 부재(42), 패킹(34), 마그넷(48), 웨어 링(44) 및 제1 피스톤 부재(40)를 축방향으로 이동시켜 조립하는 조립 공정(도 4a ~ 도 4g)을 실시한다. 이것에 의해, 피스톤 조립체(74)를 얻을 수 있다.

구체적으로, 조립 공정에서는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 우선, 피스톤 로드(20)가 제2 댐퍼(68)에 삽입되도록, 제2 댐퍼(68)를 피스톤 로드(20)의 선단부(20b) 측을 향하여 이동시킨다. 이 경우, 예를 들어, 도 4a와 같이, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 위쪽으로 향한 상태로 피스톤 로드(20)를 유지하고, 제2 댐퍼(68)를 하강시켜 제2 댐퍼(68)를 장착한다.

다음에, 도 4b와 같이, 제2 피스톤 부재(42)를 이동(하강)시키는 것에 의해, 피스톤 로드(20)의 삽입축부(20d)를 제2 피스톤 부재(42)의 로드 삽입구멍(43)에 삽입한다. 이 때, 제2 피스톤 부재(42)는, 피스톤 로드(20)의 걸림 단차부에 의해 걸어멈춤 된다.

다음에, 도 4c와 같이, 패킹(34)을 피스톤 로드(20)의 축방향으로 이동(하강)시키는 것에 의해, 제2 피스톤 부재(42)의 패킹 지지부(42a)에 패킹(34)을 장착한다. 이 경우, 절삭 가공에 의해 형성된 패킹 장착홈에 패킹을 장착하는 종래의 조립 방법과는 달리, 직경방향 외측으로 잡아당겨 직경을 확대시키지 않고, 패킹(34)을 제2 피스톤 부재(42)의 외주부에 용이하게 장착할 수 있다.

다음에, 도 4d ~ 도 4f에 도시된 바와 같이, 마그넷(48), 웨어 링(44) 및 제1 피스톤 부재(40)를 피스톤 로드(20)의 축방향으로 차례로 이동(하강)시킨다. 이것에 의해, 마그넷(48) 및 제2 피스톤 부재(42)가 제1 피스톤 부재(40) 상에 적층됨과 함께, 제1 피스톤 부재(40)의 외주부에 마그넷(48) 및 웨어 링(44)이 장착된 상태가 된다.

이 경우, 도 4f와 같이, 제1 피스톤 부재(40)에 설치된 위치결정 돌기(56)가 제2 피스톤 부재(42)에 설치된 위치결정 오목부(57)에 삽입된다. 이것에 의해, 제1 피스톤 부재(40)의 제1 지지돌기(52a)(도 2도 참조)의 끝면이, 제2 피스톤 부재(42)의 맞닿음면(55)(도 3도 참조)에 맞닿는다. 그리고, 이 상태에서는, 위치결정 돌기(56)와 위치결정 오목부(57)와의 걸어맞춤 작용에 의해, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)와의 상대 회전은 저지된다. 이 때문에, 제1 지지돌기(52a)의 끝면과 맞닿음면(55)이 맞닿은 상태가 유지된다.

도 4f와 같이, 제2 피스톤 부재(42)에 마그넷(48)이 적층됨으로써, 제2 피스톤 부재(42)와 마그넷(48)에 의해 패킹 장착홈(36)이 형성됨과 함께, 해당 패킹 장착홈(36)에 패킹(34)이 장착된 상태가 된다.

그런데, 종래의 조립 방법에서는, 갭(gap)을 가지는 변형 가능한 마그넷을 넓혀 전용의 홈에 장착하고, 접착에 의해 이 갭을 잇고 있었다. 이것에 비해, 본 실시형태에 의하면, 마그넷(48)을 환형상인 채로 제2 피스톤 부재(42)에 조립할 수 있다.

도 4f의 상태까지 조립하면, 다음에, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 가압하여 소성변형 시키는 것에 의해 직경을 확대시키고, 이것에 의해 코킹부(66)(도 1 참조)를 형성한다. 이 결과, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)가 축방향으로 강고하게 체결된 상태가 된다.

이 경우, 제1 피스톤 부재(40)의 제1 지지돌기(52a)의 끝면이, 제2 피스톤 부재(42)의 맞닿음면(55)에 맞닿아 있기 때문에, 이 맞닿음면(55)에 있어서, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 코킹 가공할 때(코킹부(66)를 형성할 때)의 하중을 받을 수 있다. 이 때문에, 제2 피스톤 부재(42)에는 제2 경감부(46b)로서 복수의 홈(54)이 설치되어 있지만, 제2 피스톤 부재(42)에 국부적으로 큰 하중이 작용하지 않고, 제2 피스톤 부재(42)의 파손이나, 바람직하지 않은 변형을 방지하는 것이 가능하다.

피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 코킹 가공하여 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)를 축방향으로 체결할 때의 하중에 의해, 제1 피스톤 부재(40)에 형성된 환형상 볼록부(50a)(도 2 참조)는, 대향하는 제2 피스톤 부재(42)의 끝면에 가압된다. 이 때문에, 환형상 볼록부(50a)는 소성변형을 수반하여 축방향으로 붕괴됨과 함께, 환형상 볼록부(50a)와 제2 피스톤 부재(42)의 끝면과의 접촉 개소에 액밀 또는 기밀의 밀봉이 형성된다.

이상에 의해, 피스톤 조립체(74)의 조립이 완료된다.

다음에, 상기와 같이 구성된 도 1에 나타내는 유체압 실린더(10A)의 작용 및 효과를 설명한다. 유체압 실린더(10A)는, 제1 포트(12a) 또는 제2 포트(12b)를 통하여 도입되는 압력유체(예를 들어, 압축공기)의 작용에 의해, 피스톤 유닛(18)을 슬라이딩 구멍(13) 내에서 축방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 해당 피스톤 유닛(18)에 연결된 피스톤 로드(20)가 전진 및 후퇴 이동한다.

구체적으로, 피스톤 유닛(18)을 로드 커버(16) 측으로 변위(전진)시키려면, 제2 포트(12b)를 대기 개방 상태로 하고, 도시하지 않은 압력유체 공급원으로부터 제1 포트(12a)를 통하여 압력유체를 제1 압력실(13a)로 공급한다. 그렇게 하면, 압력유체에 의해 피스톤 유닛(18)이 로드 커버(16) 측으로 밀린다. 이것에 의해, 피스톤 유닛(18)이 피스톤 로드(20)와 함께 로드 커버(16) 측으로 변위(전진)한다.

그리고, 제2 댐퍼(68)가 로드 커버(16)의 끝면에 맞닿음으로써, 피스톤 유닛(18)의 전진 동작이 정지한다. 이 경우, 탄성 재료로 구성된 제2 댐퍼(68)에 의해, 피스톤 유닛(18)과 로드 커버(16)가 직접 맞닿는 것이 회피된다. 이것에 의해, 피스톤 유닛(18)이 전진 위치(로드 커버(16) 측의 스트로크 엔드)에 도달하는 것에 수반하는 충격 및 충격음의 발생을 효과적으로 방지 또는 억제할 수 있다.

한편, 피스톤 유닛(18)을 헤드 커버(14) 측으로 변위(후퇴)시키려면, 제1 포트(12a)를 대기 개방 상태로 하고, 도시하지 않은 압력유체 공급원으로부터 제2 포트(12b)를 통하여 압력유체를 제2 압력실(13b)로 공급한다. 그렇게 하면, 압력유체에 의해 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(14) 측으로 밀린다. 이것에 의해, 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(14) 측으로 변위한다.

그리고, 피스톤 로드(20) 및 제1 피스톤 부재(40)가 제1 댐퍼(22)(팽창부(23))에 맞닿음으로써, 피스톤 유닛(18)의 후퇴 동작이 정지한다. 이 경우, 탄성 재료로 구성된 제1 댐퍼(22)에 의해, 피스톤 유닛(18)과 헤드 커버(14)가 직접 맞닿는 것이 회피된다. 이것에 의해, 피스톤 유닛(18)이 후퇴 위치(헤드 커버(14) 측의 스트로크 엔드)에 도달하는 것에 수반하는 충격 및 충격음의 발생을 효과적으로 방지 또는 억제할 수 있다.

이 경우, 유체압 실린더(10A)에는, 복수의 부재(제2 피스톤 부재(42) 및 마그넷(48))의 조합에 의해 패킹 장착홈(36)이 형성되어 있다. 이 때문에, 패킹(34)을 장착하기 위한 홈부를 홈 가공(절삭 가공)에 의해 형성하는 경우와 비교해서, 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)를 주조나 사출 성형에 의해 성형함으로써, 홈 가공하는 경우보다 사용 재료의 대폭적인 삭감이 가능하기 때문에, 경제적이고 또한 자원 절약을 도모할 수 있다.

홈 가공에 의해 형성된 홈부에 패킹(34)을 장착하려면, 패킹(34)을 탄성변형 시켜 홈부보다 직경이 확대된 상태로 하고 나서 홈부에 끼워넣을 필요가 있다. 이 때문에, 이러한 홈 가공으로 형성된 홈부에 패킹(34)을 장착하는 공정을 자동화(로봇에 의한 자동 조립 공정의 일부로 한다)하는 것은 곤란하다. 이것에 비해, 피스톤 유닛(18)에서는, 복수의 부재의 조합에 의해 패킹 장착홈(36)이 형성되기 때문에, 조립 공정에 있어서 패킹(34)의 직경을 확대시키지 않고 피스톤 본체(38)에 장착할 수 있다. 따라서, 패킹 장착 공정의 로봇에 의한 자동화가 용이하다.

또, 전술한 바와 같이, 패킹(34) 이외의 부재에 대해서도, 제1 피스톤 부재(40)가 설치된 피스톤 로드(20)에 대해서 축방향으로 이동시켜 적층시키는 것에 의해 피스톤 로드(20)에 조립할 수 있다. 따라서, 피스톤 유닛(18)(피스톤 조립체(74))의 조립 공정의 자동화를 용이하게 도모할 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

게다가, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)가 예를 들어 주조에 의해 성형됨과 함께, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)에는 경감부(46)가 설치되고 있다. 이 때문에, 절삭 가공에 의해 패킹 장착홈이 형성되고 또한 경감부가 없는 종래의 피스톤과 비교해서, 사용 재료의 대폭적인 삭감이 가능하다. 따라서, 경제적이고 또한 자원 절약을 도모할 수 있다. 게다가, 경감부(46)가 설치됨으로써 피스톤 유닛(18)의 경량화가 가능하기 때문에, 압력유체의 소비량이 삭감되고, 에너지 절약을 도모할 있다고 하는 이점도 있다.

더욱이, 본 실시형태에서는, 제1 피스톤 부재(40)는, 제1 경감부(46a)로서 축방향으로 관통하는 관통구멍(47)을 가지며, 제2 피스톤 부재(42)는, 제2 경감부(46b)로서 축방향으로 깊이를 가지는 홈(54)을 갖는다. 이 때문에, 경감부(46)의 체적을 늘릴 수 있고, 피스톤 유닛(18)의 경량화가 한층 가능해진다. 특히, 관통구멍(47) 및 홈(54)은, 각각 복수 설치되어 있기 때문에, 피스톤 유닛(18)의 대폭적인 경량화가 가능해진다.

게다가, 본 실시형태에서는, 제1 피스톤 부재(40)는, 제2 피스톤 부재(42)를 향하여 돌출하는 돌출부(50)를 가지며, 해당 돌출부(50)의 외주부에, 내측을 향하여 오목하고 또한 관통구멍(47)의 일부를 구성하는 오목부(51)가 설치되어 있다. 그리고, 돌출부(50)의 외주부에는 오목부(51)와는 다른 원주방향 위치에 마그넷(48)을 지지하는 지지돌기(52)가 설치되어 있다. 이 때문에, 마그넷(48)을 양호하게 지지하면서, 경감부(46)의 체적을 효율적으로 늘릴 수 있다.

본 실시형태에서는, 제1 피스톤 부재(40)에는 관통구멍(47)을 향하는 외측으로 돌출하는 벽부(53)가 설치되어 있다. 그리고, 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(14)측의 스트로크 엔드에 도달할 때에, 제1 댐퍼(22)는 벽부(53)에 맞닿는다. 이 때문에, 제1 댐퍼(22)의 충격 흡수 기능을 양호하게 발휘할 수 있다. 특히, 제1 피스톤 부재(40)의 오목부(51)에는, 벽부(53)를 보강하는 리브(51a)가 설치되어 있기 때문에, 경감부(46)의 체적을 늘리면서 벽부(53)의 강도를 양호하게 확보할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제2 피스톤 부재(42)에 있어서 원주방향으로 인접하는 홈(54)들 사이에 설치된 맞닿음면(55)에, 제1 피스톤 부재(40)에 설치된 제1 지지돌기(52a)의 끝면이 맞닿아 있다. 이 때문에, 피스톤 조립체(74)의 조립 공정에 있어서, 피스톤 로드(20)의 기단부(20a)를 코킹 가공하여 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)를 축방향으로 체결할 때에, 맞닿음면(55)에서 제1 피스톤 부재(40)로부터의 하중의 일부를 받을 수 있다. 특히, 제1 피스톤 부재(40)와 제2 피스톤 부재(42)에는 각각 위치결정 돌기(56)와 위치결정 오목부(57)가 설치되어 있기 때문에, 피스톤 조립체(74)의 조립 공정에 있어서, 제1 지지돌기(52a)의 끝면이 맞닿음면(55)에 간단하고 또한 확실하게 맞닿을 수 있다.

전술한 피스톤 유닛(18)에서는, 경감부(46)로서, 제1 피스톤 부재(40)에 축방향으로 관통하는 관통구멍(47)이 설치되고, 제2 피스톤 부재(42)에 축방향으로 깊이를 가지는 홈(54)이 설치되어 있지만, 관통구멍(47)과 홈(54)의 배치 관계를 반대로 할 수도 있다. 즉, 제1 피스톤 부재(40)에 축방향으로 깊이를 가지는 홈(도시하지 않음)이 설치되고, 제2 피스톤 부재(42)에 축방향으로 관통하는 관통구멍(도시하지 않음)이 설치될 수 있다.

전술한 유체압 실린더(10A)에서는, 피스톤 유닛(18)의 일측으로만 돌출하는 피스톤 로드(20)를 구비한 피스톤 조립체(74)가 채용되어 있지만, 도 5a ~ 도 5c에 도시된 바와 같이, 피스톤 유닛(18a, 18b)의 양측으로 돌출하는 피스톤 로드(71, 72, 75)를 구비한 피스톤 조립체(74a ~ 74c)가 채용될 수 있다.

도 5a에 나타내는 피스톤 조립체(74a)에 있어서, 피스톤 로드(71)는 중실 구조를 가지며, 피스톤 유닛(18a)은, 제1 피스톤 부재(69)와 제2 피스톤 부재(70)가 각각 코킹 가공되어 피스톤 로드(71)에 고정되어 있다. 구체적으로, 제1 피스톤 부재(69)의 내주 측에는 축방향으로 돌출하는 제1 돌출부(69a)를 갖는다. 제2 피스톤 부재(70)의 내주 측에는 축방향으로 돌출하는 제2 돌출부(70a)를 갖는다.

제1 피스톤 부재(69)와 제2 피스톤 부재(70)가 축방향으로 적층된 상태에서, 제1 돌출부(69a)와 제2 돌출부(70a)가 각각 직경방향 내측에 코킹 가공되는 것에 의해, 제1 피스톤 부재(69)와 제2 피스톤 부재(70)가 피스톤 로드(71)에 고정되고 있다. 피스톤 로드(71)에는, 코킹 가공된 제1 돌출부(69a) 및 제2 돌출부(70a)가 각각 걸어맞춰지는 걸어맞춤 홈부(71a, 71b)가 형성되어 있다. 제1 피스톤 부재(69) 및 제2 피스톤 부재(70)와 피스톤 로드(71)와의 사이에는 링 형상의 개스킷(71c)이 개재되어 있다.

도 5b에 나타내는 피스톤 조립체(74b)에 있어서, 피스톤 로드(72)는 중공 구조를 가지며, 피스톤 유닛(18a)은, 제1 피스톤 부재(69)와 제2 피스톤 부재(70)가 각각 코킹 가공되어 피스톤 로드(72)에 고정되고 있다.

도 5c에 나타내는 피스톤 조립체(74c)에 있어서, 피스톤 로드(75)는, 나사결합에 의해 서로 연결된 제1 로드부(75a) 및 제2 로드부(75b)를 갖는다. 제1 로드부(75a)와 제2 로드부(75b)가 연결된 상태에서, 피스톤 로드(75)의 외주부에는 환형상 고정홈(75c)이 형성된다. 피스톤 유닛(18b)은, 제1 피스톤 부재(73)와 제2 피스톤 부재(42)가 축방향으로 적층된 상태로, 환형상 고정홈(75c)에 고정되어 있다. 제1 피스톤 부재(73) 및 제2 피스톤 부재(42)와 제1 로드부(75a)와의 사이에는 링 형상의 개스킷(71c)이 개재되어 있다.

또한, 상세한 것은 도시하지 않았지만, 피스톤 유닛의 양측으로 돌출하는 피스톤 로드를 구비한 피스톤 조립체의 그 외의 구성예로서 피스톤 로드의 축방향의 중간 위치에 피스톤 유닛(18)이 용접, 접착 또는 납땜 등으로 접합된 피스톤 조립체가 채용될 수 있다.

피스톤 유닛(18)은, 전술한 구성에 한정하지 않고, 도 6a ~ 도 7b에 나타내는 피스톤 유닛(18c ~ 18f)과 같은 여러 가지의 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성에 의해서도, 축방향으로 복수의 부품을 적층시킴으로써, 패킹(34)이 장착된 피스톤 유닛(18c ~ 18f)을 조립할 수 있다. 또한, 피스톤 유닛(18a ~ 18f)은, 후술하는 제2 ~ 제6 실시형태에 따른 유체압 실린더(10B ~ 10F)에 있어서도 채용할 수 있다.

도 6a에 나타내는 피스톤 유닛(18c)에서는, 마그넷(48)(도 1 참조)을 대신해서, 패킹(34)에 인접하여 스페이서(76)가 배치되어 있다. 이 때문에, 피스톤 유닛(18c)에서는, 제2 피스톤 부재(42) 및 스페이서(76)에 의해, 패킹 장착홈(36)이 형성되고 있다. 도 6a의 경우, 스페이서(76)는 단면이 4각 형상을 갖는다.

도 6b에 나타내는 피스톤 유닛(18d)에서는, 다른 형상을 가지는 스페이서(76a)가 패킹(34)에 인접해 배치되어 있다. 이 때문에, 피스톤 유닛(18d)에서는, 제2 피스톤 부재(42) 및 스페이서(76a)에 의해, 패킹 장착홈(36)이 형성되고 있다. 도 6b의 스페이서(76a)는 단면이 각진 U자 형상을 갖는다.

도 7a에 나타내는 피스톤 유닛(18e)에서는, 웨어 링(44)(도 1 참조)이 생략되어 있다. 도 7b에 나타내는 피스톤 유닛(18f)에서는, 마그넷(48)(도 1 참조)이 생략되어 있다. 이 경우, 도 7b에 나타내는 제1 피스톤 부재(77)에서는, 전술한 제1 피스톤 부재(40)의 마그넷 지지부(40b)가 생략되고, 그 만큼 제1 피스톤 부재(40)와 비교해서 축방향의 두께가 얇아지고 있다.

본 발명의 유체압 장치의 다른 실시형태에 따른 유체압 실린더에서는, 도 8에 나타내는 피스톤 조립체(74d)가 채용될 수 있다. 이 피스톤 조립체(74d)는, 전술한 피스톤 조립체(74)와 비교해서 피스톤 로드(78) 및 피스톤 유닛(18g)이 소직경으로 구성되어 있다. 피스톤 조립체(74d)에서는, 모두 링 형상인 제1 피스톤 부재(79)와 제2 피스톤 부재(80)와 요크(81)가 축방향으로 적층되어 있고, 피스톤 로드(78)의 기단부에 형성된 코킹부(78a)에 의해, 제1 피스톤 부재(79), 제2 피스톤 부재(80) 및 요크(81)가 축방향으로 체결 고정되어 있다.

상세하게는 도시하지 않았지만, 제1 피스톤 부재(40) 및 제2 피스톤 부재(42)와 마찬가지로, 제1 피스톤 부재(79) 및 제2 피스톤 부재(80)에는 축방향으로 깊이를 가지는 경감부가 설치되어 있다. 경감부는, 제1 피스톤 부재(79)에 설치된 제1 경감부와 제2 피스톤 부재(80)에 설치된 제2 경감부를 갖는다. 제1 경감부(46a)(도 2 참조)와 마찬가지로, 제1 피스톤 부재(79)의 제1 경감부는, 축방향으로 관통하는 관통구멍을 가지며, 해당 관통구멍은 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다. 제2 경감부(46b)(도 3 참조)와 마찬가지로, 제2 피스톤 부재(80)의 제2 경감부는, 축방향으로 깊이를 가지는 바닥이 있는 홈을 가지며, 해당 홈은 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있다. 또한, 상기와는 반대로, 제1 피스톤 부재(79)에 바닥이 있는 홈이 설치되고 제2 피스톤 부재(80)에 관통구멍이 설치될 수 있다.

제2 피스톤 부재(80)의 외주부는, 축방향을 따라 외경이 일정하고, 해당 외주부에 모두 링 형상인 패킹(82) 및 마그넷(83)이 배치되어 있다. 마그넷(83)은, 패킹(82)보다 피스톤 로드(78)의 선단측(화살표 X1 방향측)에서 패킹(82)에 인접해 배치되어 있다. 이 때문에, 패킹(82)은, 웨어 링(84)과 마그넷(83)과의 사이에 배치되어 있다. 제2 피스톤 부재(80), 웨어 링(84) 및 마그넷(83)에 의해 패킹 장착홈(85)이 형성되어 있다. 이 패킹 장착홈(85)에 패킹(82)이 장착되어 있다.

요크(81)는, 압연 강재 등의 자성체로 이루어지는 링 형상 부재이며, 피스톤 로드(78)의 걸림 단차부(78b)에 걸어멈춤 되어 있다. 피스톤 로드(78)의 외주부에는, 요크(81)에 인접하여, 탄성 부재로 이루어지는 제2 댐퍼(86)가 배치되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 피스톤 조립체(74d)를 구비한 유체압 실린더에 있어서, 헤드 커버의 내면에는 탄성 부재로 이루어지는 제1 댐퍼가 장착되어 있다. 이 제1 댐퍼는, 제1 피스톤 부재(79)에 장착될 수 있다.

피스톤 로드(78)의 기단부에 직경이 확대되어 설치된 코킹부(78a)는, 제1 피스톤 부재(79)의 내주 가장자리에 걸어맞춰져 있다. 제2 피스톤 부재(80)의 제1 피스톤 부재(79)측의 내주 단부에는, 테이퍼부(80a)가 설치되어 있다. 해당 테이퍼부(80a)와 제1 피스톤 부재(79)와 피스톤 로드(78)와의 사이에는, 탄성 부재로 이루어지는 링 형상의 개스킷(87)이 개재되어 있다.

이러한 피스톤 조립체(74d)의 구성에 의해서도, 축방향으로 복수의 부품을 적층함으로써, 패킹 장착홈(85)에 패킹(82)이 장착된 피스톤 유닛(18g)을 조립할 수 있다. 따라서, 피스톤 조립체(74)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 제2 ~ 제6 실시형태에 따른 유체압 실린더(10B ~ 10F)에 관하여, 이하에 설명한다.

도 9에 나타내는 제2 실시형태에 따른 유체압 실린더(10B)는, 도 1에 나타낸 유체압 실린더(10A)에 있어서의 제1 댐퍼(22)를 대신하여, 이것과는 다른 구성의 제1 댐퍼(96)를 채용하고 있다. 제1 댐퍼(22)와 마찬가지로, 제1 댐퍼(96)는, 고무재 등의 탄성 재료에 의해 구성되어 있다. 유체압 실린더(10B)에 있어서의 제1 댐퍼(96) 이외의 구성은, 유체압 실린더(10A)와 동일하다.

제1 댐퍼(96)는, 피스톤 유닛(18)이 화살표 X2 방향으로 이동하여 후퇴 위치에 도달할 때에, 피스톤 유닛(18)에 맞닿는 것에 의해, 충격 및 충격음의 발생을 방지 또는 억제한다. 제1 댐퍼(96)는, 링 형상으로 형성되어 있고, 헤드 커버(14)의 내벽면(14a)에 장착되어 있다.

제1 댐퍼(96)의 내경은, 피스톤 로드(20)의 외경보다 크다. 제1 댐퍼(96)의 외경은, 피스톤 유닛(18)의 외경과 대략 동일하다. 이 때문에, 도 1에 나타낸 제1 댐퍼(22)와 비교해서, 제1 댐퍼(96)는, 유효 체적을 늘릴 수 있다. 따라서, 제1 댐퍼(96)는, 피스톤 유닛(18)이 후퇴 위치에 도달할 때에, 충격 및 충격음의 발생을 한층 효과적으로 방지 또는 억제하는 것이 가능하다.

도 10에 나타내는 제3 실시형태에 따른 유체압 실린더(10C)는, 도 1에 나타낸 유체압 실린더(10A)에 있어서의 피스톤 유닛(18)에 설치한 제2 댐퍼(68)를 대신하여, 로드 커버(16)의 피스톤 유닛(18)에 대향하는 측의 면(16a)에 제2 댐퍼(100)를 설치하고 있다. 제2 댐퍼(100)는, 피스톤 유닛(18)이 화살표 X1 방향으로 이동하여 전진 위치에 도달할 때에, 피스톤 유닛(18)에 맞닿는 것에 의해, 충격 및 충격음의 발생을 방지 또는 억제한다. 유체압 실린더(10C)에 있어서의 그 외의 구성은, 유체압 실린더(10A)와 동일하다.

도 11에 나타내는 제4 실시형태에 따른 유체압 실린더(10D)는, 중공 통 형상의 실린더 튜브(102)(몸체)와, 실린더 튜브(102)의 일단부에 배치된 헤드 커버(104)와, 실린더 튜브(102)의 타단부에 배치된 로드 커버(106)를 구비한다. 유체압 실린더(10D)는, 또한, 실린더 튜브(102) 내에 축방향(화살표 X 방향)으로 이동 가능하게 배치된 피스톤 유닛(18)과, 피스톤 유닛(18)에 연결된 피스톤 로드(108)와, 피스톤 유닛(18)의 일측 및 타측의 스트로크 엔드에 있어서의 충격을 완화하는 쿠션 기구(110)를 구비한다.

실린더 튜브(102)는, 원통체로 이루어지며, 그 내부에는 피스톤 유닛(18)이 수용되고 헤드 커버(104) 및 로드 커버(106)에 의해 폐쇄되는 슬라이딩 구멍(103)(실린더 챔버)이 형성되어 있다.

헤드 커버(104)는, 화살표 X1 방향으로 돌출되는 링 형상의 제1 단차부(112)를 가지며, 이 제1 단차부(112)는, 실린더 튜브(102)의 화살표 X2 방향 측의 끝부에 삽입되어 있다. 제1 단차부(112)의 외주부에는, 실린더 튜브(102)와의 사이에 개스킷(114)이 개재되어 있다. 헤드 커버(104)에는, 제1 중앙 공동부(116)와, 이 제1 중앙 공동부(116)와 연통하는 제1 포트(118)가 형성되어 있다. 제1 포트(118)를 통하여 압력유체가 공급 및 배출된다.

로드 커버(106)는, 화살표 X2 방향으로 돌출되는 링 형상의 제2 단차부(120)를 가지며, 이 제2 단차부(120)는, 실린더 튜브(102)의 화살표 X1 방향 측의 끝부에 삽입되어 있다. 제2 단차부(120)의 외주부에는, 실린더 튜브(102)와의 사이에 개스킷(122)이 개재되어 있다. 로드 커버(106)에는, 제2 중앙 공동부(124)와, 이 제2 중앙 공동부(124)와 연통하는 제2 포트(126)이 형성되어 있다. 제2 포트(126)를 통하여 압력유체가 공급 및 배출된다.

로드 커버(106)의 내주부에 있어서, 제2 중앙 공동부(124)의 화살표 X1 방향 측에는 로드구멍(128)이 형성되어 있다. 로드구멍(128)에, 피스톤 로드(108)를 축방향으로 가이드 하는 링 형상의 부시(130)가 배치되어 있다. 또, 로드구멍(128)에는, 부시(130)의 화살표 X1 방향으로 인접하여, 패킹(132)이 배치되어 있다. 패킹(132)은, 피스톤 로드(108)의 외주면에 기밀적으로 밀착되어 있다.

전술한 실린더 튜브(102), 헤드 커버(104) 및 로드 커버(106)는, 복수의 연결 로드(134) 및 너트(136)에 의해, 축방향으로 체결되어 있다. 이 때문에, 실린더 튜브(102)는, 헤드 커버(104) 및 로드 커버(106)의 사이에 끼워진 상태로 고정되어 있다.

피스톤 유닛(18)은, 제1 실시형태에 있어서의 피스톤 유닛(18)과 마찬가지로 구성되어 있다. 피스톤 유닛(18)의 로드 커버(106) 측의 끝부에는 제2 댐퍼(68)가 배치되어 있다. 피스톤 유닛(18)의 헤드 커버(104) 측에는 제1 댐퍼(138)가 배치되어 있다. 또한, 제1 댐퍼(138)의 상세에 관하여는 후술한다.

쿠션 기구(110)는, 가동부(피스톤 로드(108)) 측에 설치된 제1 쿠션 부재(140) 및 제2 쿠션 부재(142)(쿠션 링)와, 고정부(헤드 커버(104) 및 로드 커버(106)) 측에 설치된 탄성 부재로 이루어지는 링 형상의 제1 쿠션 씰(144) 및 제2 쿠션 씰(146)을 갖는다.

제1 쿠션 부재(140)는, 피스톤 로드(108)의 화살표 X2 방향 측의 끝부에 있어서 피스톤 로드(108)와 동축상으로 설치되어 있다. 구체적으로, 제1 쿠션 부재(140)는, 피스톤 로드(108)보다 소직경으로 형성됨과 함께, 피스톤 로드(108)의 끝면으로부터 화살표 X2 방향으로 돌출되어 있다. 제1 쿠션 부재(140)는, 중공 또는 중실의 원통형상으로 형성되어 있다. 또한, 제1 쿠션 부재(140)의 외경은, 피스톤 로드(108)의 외경과 동일할 수도 있고, 혹은, 피스톤 로드(108)의 외경보다 클 수도 있다.

제1 쿠션 부재(140)는, 피스톤 로드(108)와 일체로 성형된 부분일 수도 있고, 혹은, 피스톤 로드(108)와 접합된 별도의 부품일 수도 있다. 제1 쿠션 부재(140)가 피스톤 로드(108)와는 별도의 부품일 경우, 제1 쿠션 부재(140)는, 예를 들어, 용접, 접착, 나사결합 등의 접합 수단에 의해, 피스톤 로드(108)와 접합될 수 있다.

제1 쿠션 부재(140)의 외주부는, 축방향으로 외경이 일정한 스트레이트부(140a)와, 이 스트레이트부(140a)의 피스톤 로드(108)와는 반대측(화살표 X2 방향측)에 인접해 형성됨과 함께 피스톤 로드(108)로부터 이격되는 방향을 향해 서서히 직경이 축소되는 테이퍼부(140b)를 갖는다. 테이퍼부(140b)는 제1 쿠션 부재(140)의 자유단부 측의 외주부이다.

제1 쿠션 부재(140)의 근원부(고정 단부)에는, 스트레이트부(140a)보다 소직경인 축경부(140c)가 형성되어 있다. 축경부(140c)에 의해, 제1 쿠션 부재(140)와 피스톤 로드(108)와의 사이에는 환형상 오목부가 형성되어 있다. 이 환형상 오목부에, 탄성 부재로 이루어지는 링 형상의 제1 댐퍼(138)의 내주부가 걸어맞춰지는 것에 의해, 제1 댐퍼(138)가 유지되어 있다.

제1 쿠션 씰(144)은, 링 형상의 제1 홀더(148)의 내주부에 유지되어 있다. 제1 홀더(148)는, 축방향으로 관통하는 구멍부(148a)를 가지며, 헤드 커버(104)의 제1 단차부(112)의 내주부에 고정되어 있다. 제1 홀더(148)의 구멍부(148a)에 제1 쿠션 부재(140)가 삽입되지 않은 상태에서는, 슬라이딩 구멍(103)과 제1 중앙 공동부(116)는, 구멍부(148a)를 통하여 연통하고 있다.

제1 쿠션 씰(144)은, 제1 홀더(148)의 구멍부(148a)를 형성하는 내주면보다 내측으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 제1 홀더(148)의 구멍부(148a)에 제1 쿠션 부재(140)가 삽입될 때에, 제1 쿠션 씰(144)은, 내주 전체에 걸쳐 제1 쿠션 부재(140)의 외주면과 슬라이딩 접촉한다.

제2 쿠션 부재(142)는, 피스톤 유닛(18)의 로드 커버(106) 측(화살표 X1 방향측)에 인접하여, 피스톤 유닛(18)의 근방에 있어서, 피스톤 로드(108)와 동축상으로 설치되어 있다. 제2 쿠션 부재(142)는, 피스톤 로드(108)보다 대직경이고 또한 피스톤 유닛(18)보다 소직경으로 형성된 링 형상의 부재이며, 피스톤 로드(108)의 외주면에, 예를 들어, 용접, 접착 등에 의해 접합되어 있다. 도 11에 있어서, 제2 쿠션 부재(142)의 외경은, 피스톤 로드(108)의 외경보다 약간 큰 정도이다.

제2 쿠션 부재(142)의 외주부는, 축방향으로 외경이 일정한 스트레이트부(142a)와, 이 스트레이트부(142a)의 화살표 X1 방향 측(로드 커버(106)측)에 인접해 형성됨과 함께 화살표 X1 방향 측을 향하여 직경이 축소하는 테이퍼부(142b)를 갖는다.

제2 쿠션 씰(146)은, 링 형상의 제2 홀더(150)의 내주부에 유지되어 있다. 제2 홀더(150)는, 축방향으로 관통하는 구멍부(150a)를 가지며, 로드 커버(106)의 제2 단차부(120)의 내주부에 고정되어 있다. 제2 홀더(150)의 구멍부(150a)에 제2 쿠션 부재(142)가 삽입되지 않은 상태에서는, 슬라이딩 구멍(103)과 제2 중앙 공동부(124)는, 구멍부(150a)를 통하여 연통하고 있다.

제2 쿠션 씰(146)은, 제2 홀더(150)의 구멍부(150a)를 형성하는 내주면보다 내측으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 제2 홀더(150)의 구멍부(150a)에 제2 쿠션 부재(142)가 삽입될 때에, 제2 쿠션 씰(146)은, 내주 전체에 걸쳐 제2 쿠션 부재(142)의 외주면과 슬라이딩 접촉한다.

다음에, 상기와 같이 구성된 유체압 실린더(10D)의 작용을 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 압력유체로서 에어(압축 에어)를 이용하는 경우를 설명하지만, 에어 이외의 기체를 이용할 수도 있다.

유체압 실린더(10D)는, 제1 포트(118) 또는 제2 포트(126)를 통하여 도입되는 압력유체의 작용에 의해, 피스톤 유닛(18)을 슬라이딩 구멍(103) 내에서 축방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 해당 피스톤 유닛(18)에 연결된 피스톤 로드(108)가 전진 및 후퇴 이동한다.

구체적으로, 피스톤 유닛(18)이 도 11에 나타내는 후퇴 위치에 위치하고 있는 상태에서, 제2 포트(126)를 대기 개방 상태로 하고, 도시하지 않은 압력유체 공급원으로부터 제1 포트(118) 및 제1 중앙 공동부(116) 및 구멍부(148a)를 통하여, 에어를 제1 압력실(103a)로 공급한다. 그렇게 하면, 에어에 의해 피스톤 유닛(18)이 로드 커버(106)측으로 밀린다. 이것에 의해, 피스톤 유닛(18)이 피스톤 로드(108)와 함께 로드 커버(106)측으로 변위(전진)한다. 이 경우, 제2 압력실(103b) 내의 에어는, 제2 홀더(150)의 구멍부(150a) 및 제2 중앙 공동부(124)를 통하여, 제2 포트(126)로부터 배출된다.

그리고, 제2 댐퍼(68)가 제2 홀더(150)에 맞닿음으로써, 피스톤 유닛(18)의 전진 동작이 정지한다. 이 때문에, 제2 댐퍼(68)에 의해, 피스톤 유닛(18)이 전진 위치(로드 커버(106) 측의 스트로크 엔드)에 도달하는 것에 수반하는 충격 및 충격음의 발생이 완화된다. 또한, 제2 댐퍼(68)는, 피스톤 유닛(18)이 전진 위치에 왔을 때에 로드 커버(106)(및 제2 홀더(150))에 맞닿는 크기로 형성될 수 있다.

피스톤 유닛(18)이 전진 위치에 가까워질 때, 제2 쿠션 부재(142)는 제2 홀더(150)의 구멍부(150a)에 삽입된다. 이것에 수반하여, 제2 쿠션 씰(146)의 내주부가 제2 쿠션 부재(142)의 외주면(스트레이트부(142a))에 접촉하고, 이 접촉 부분에 기밀 씰이 형성된다. 이 기밀 씰에 의해, 구멍부(150a)를 통한 제2 압력실(103b) 측으로부터 제2 중앙 공동부(124) 측으로의 에어의 유동이 저지된다.

이 결과, 제2 압력실(103b)에 에어쿠션이 형성된다. 제2 압력실(103b)의 에어쿠션은, 피스톤 유닛(18)이 로드 커버(106) 측으로 변위할 때의 변위 저항이 됨으로써, 로드 커버(106) 측의 스트로크 엔드 부근에서 피스톤 유닛(18)의 변위를 감속시킨다. 따라서, 피스톤 유닛(18)이 스트로크 엔드에 도달했을 때의 충격이 한층 완화된다.

한편, 피스톤 유닛(18)이 전진 위치(로드 커버(106) 측의 스트로크 엔드)에 위치하고 있는 상태에서, 제1 포트(118)를 대기 개방 상태로 하고, 도시하지 않은 압력유체 공급원으로부터 제2 포트(126), 제2 중앙 공동부(124) 및 구멍부(150a)를 통하여, 에어를 제2 압력실(103b)로 공급한다. 그렇게 하면, 에어에 의해 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(104) 측으로 밀린다. 이것에 의해, 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(104) 측으로 변위(후퇴)한다. 이 경우, 제1 압력실(103a) 내의 에어는, 제1 홀더(148)의 구멍부(148a) 및 제1 중앙 공동부(116)를 통하여, 제1 포트(118)로부터 배출된다.

그리고, 제1 댐퍼(138)가 제1 홀더(148)에 맞닿음으로써, 피스톤 유닛(18)의 후퇴 동작이 정지한다. 이 때문에, 제1 댐퍼(138)에 의해, 피스톤 유닛(18)이 후퇴 위치(헤드 커버(104) 측의 스트로크 엔드)에 도달하는 것에 수반하는 충격 및 충격음의 발생이 완화된다.

피스톤 유닛(18)이 후퇴 위치에 가까워질 때, 제1 쿠션 부재(140)는 제1 홀더(148)의 구멍부(148a)에 삽입된다. 이것에 수반하여, 제1 쿠션 씰(144)의 내주부가 제1 쿠션 부재(140)의 외주면(스트레이트부(140a))에 접촉하고, 이 접촉 부분에 기밀 씰이 형성된다. 이 기밀 씰에 의해, 구멍부(148a)를 통한 제1 압력실(103a) 측으로부터 제1 중앙 공동부(116) 측으로의 에어의 유동이 저지된다.

이 결과, 제1 압력실(103a)에 에어쿠션이 형성된다. 제1 압력실(103a)의 에어쿠션은, 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(104) 측으로 변위할 때의 변위 저항이 됨으로써, 헤드 커버(104) 측의 스트로크 엔드 부근에서 피스톤 유닛(18)의 변위를 감속시킨다. 따라서, 피스톤 유닛(18)이 스트로크 엔드에 도달했을 때의 충격이 한층 완화된다.

이 경우, 본 실시형태에서는, 피스톤 로드(108)의 외주면에 링 형상의 제2 쿠션 부재(142)가 접합되어 있다. 이 때문에, 조립 공정(제조 공정)에 있어서, 피스톤 로드(108)에 복수의 부품(제1 피스톤 부재(40) 등) 및 패킹(34)을 축방향으로 적층시킴으로써, 피스톤 유닛(18)과 피스톤 로드(108)로 이루어지는 피스톤 조립체(74e)를 조립한 후, 혹은 피스톤 조립체(74e)를 조립하기 전에, 피스톤 로드(108)의 외주면에 제2 쿠션 부재(142)를 부착시킬 수 있다. 따라서, 축방향으로 부품을 적층시켜 감으로써 조립 가능한 피스톤 유닛(18)의 구조(조립 공정의 자동화가 용이한 구조)를 채용하면서, 쿠션 기구(110)를 용이하게 설치할 수 있다.

도 12a에 나타내는 제5 실시형태에 따른 유체압 실린더(10E)는, 이른바 단동형 실린더로서 구성되어 있다. 구체적으로, 이 유체압 실린더(10E)는, 제1 실시형태에 따른 유체압 실린더(10A)에 비해서 제2 댐퍼(68)를 없애고, 그 대신에 피스톤 유닛(18)과 로드 커버(16)와의 사이에 스프링(154)을 배치한 것이다. 이 경우, 제2 포트(12b)는 대기 개방되어 있다.

유체압 실린더(10E)에 있어서, 제1 포트(12a)를 통하여 제1 압력실(13a)에 압력유체를 공급하면, 압력유체에 의해 피스톤 유닛(18)이 로드 커버(16) 측으로 변위(전진)하여, 전진 위치의 스트로크 엔드에 도달한다. 그리고, 제1 포트(12a)로의 압력유체의 공급을 정지함과 함께, 제1 포트(12a)를 대기 개방하면, 피스톤 유닛(18)은 스프링(154)의 탄성 가압력에 의해 헤드 커버(14) 측으로 변위(후퇴)하여, 후퇴 위치의 스트로크 엔드에 도달한다.

도 12b에 나타내는 제6 실시형태에 따른 유체압 실린더(10F)도, 이른바 단동형 실린더로서 구성되어 있다. 구체적으로, 이 유체압 실린더(10F)는, 제1 실시형태에 따른 유체압 실린더(10A)에 있어서 제1 댐퍼(22)를 없애고, 그 대신에 피스톤 유닛(18)과 헤드 커버(14)와의 사이에 스프링(154)을 배치한 것이다. 이 경우, 제1 포트(12a)는 대기 개방되어 있다.

유체압 실린더(10F)에 있어서, 제2 포트(12b)를 통하여 제2 압력실(13b)에 압력유체를 공급하면, 압력유체에 의해 피스톤 유닛(18)이 헤드 커버(14) 측으로 변위(후퇴)하여, 후퇴 위치의 스트로크 엔드에 도달한다. 그리고, 제2 포트(12b)로의 압력유체의 공급을 정지함과 함께, 제2 포트(12b)를 대기 개방하면, 피스톤 유닛(18)은 스프링(154)의 탄성 가압력에 의해 로드 커버(16) 측으로 변위(전진)하여, 전진 위치의 스트로크 엔드에 도달한다.

본 발명은 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지의 변경이 가능하다. 예를 들어, 본 발명은, 피스톤 유닛 및 실린더 튜브의 단면 형상이 비원형(4각 형상이나, 타원 형상 등의 기다란 원형상 등)의 유체압 실린더에도 적용 가능하다. 또, 본 발명은, 복수의 피스톤 및 피스톤 로드를 구비한 다중-로드(multi-rod)(듀얼 로드 등)형의 유체압 실린더에도 적용 가능하다.

또, 본 발명은, 액추에이터 등으로서 이용되는 유체압 실린더에 한정하지 않고, 피스톤을 가지는 다른 형태의 유체압 장치에도 적용 가능하다. 본 발명을 적용할 수 있는 피스톤을 가지는 다른 형태의 유체압 장치로서는, 예를 들어, 피스톤에 의해 밸브 본체를 이동시켜 유로를 변경하는 밸브 장치, 피스톤 로드를 입력 축으로 하고 이것에 연결된 피스톤을 변위시켜 길이측정을 실시하는 길이측정 실린더, 피스톤을 변위시키는 것에 의해 피스톤 로드를 통하여 피스톤과 연결된 테이블을 변위시키는 슬라이딩 테이블, 피스톤을 변위시키고 이 피스톤 변위를 변환함으로써 개폐 동작하는 파지부에 의해 워크피스를 파지하는 척 장치 등을 들 수 있다.

Claims (17)

1. 내부에 슬라이딩 구멍(13, 103)을 가지는 몸체와,
   상기 슬라이딩 구멍(13, 103) 내에서 축방향으로 변위 가능한 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)과,
   상기 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)으로부터 축방향으로 돌출되는 피스톤 로드(20, 71, 72, 75, 78, 108)를 구비하며,
   상기 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)은, 패킹(34, 82)과, 복수의 부재로 이루어지고 상기 패킹(34, 82)이 장착되는 패킹 장착홈(36, 85)이 설치된 피스톤 본체(38)를 가지며,
   상기 피스톤 본체(38)는, 상기 복수의 부재로서 상기 축방향으로 적층된 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79) 및 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)를 가지며,
   상기 복수의 부재 중 적어도 2개의 부재의 조합에 의해, 상기 패킹 장착홈(36, 85)이 형성되며,
   상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)의 한쪽 또는 양쪽 모두에는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 경감부(lightening portion) (46)가 설치되어 있으며,
   상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재 중 한쪽은, 다른쪽을 향하여 돌출하는 돌출부(50)를 가지며,
   상기 돌출부(50)의 외주부에는, 상기 경감부의 일부로서, 내측을 향하여 오목한 오목부(51)가 설치되어 있는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79) 및 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)는 주조품인,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 경감부(46)는, 상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70) 중 어느 하나만을 상기 축방향으로 관통하는 관통구멍(47)을 가지는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
4. 내부에 슬라이딩 구멍(13, 103)을 가지는 몸체와,
   상기 슬라이딩 구멍(13, 103) 내에서 축방향으로 변위 가능한 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)과,
   상기 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)으로부터 축방향으로 돌출되는 피스톤 로드(20, 71, 72, 75, 78, 108)를 구비하며,
   상기 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)은, 패킹(34, 82)과, 복수의 부재로 이루어지고 상기 패킹(34, 82)이 장착되는 패킹 장착홈(36, 85)이 설치된 피스톤 본체(38)를 가지며,
   상기 피스톤 본체(38)는, 상기 복수의 부재로서 상기 축방향으로 적층된 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79) 및 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)를 가지며,
   상기 복수의 부재 중 적어도 2개의 부재의 조합에 의해, 상기 패킹 장착홈(36, 85)이 형성되며,
   상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)의 한쪽 또는 양쪽 모두에는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 경감부(46)가 설치되어 있으며,
   상기 경감부(46)는, 상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70) 중 어느 하나만을 상기 축방향으로 관통하는 관통구멍(47)을 가지며,
   상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70) 중 상기 관통구멍(47)이 설치된 부재는, 상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70) 중 상기 관통구멍(47)이 설치되지 않은 부재를 향하여 돌출하는 돌출부(50)를 가지며,
   상기 돌출부(50)의 외주부에는, 내측을 향하여 오목하고 상기 관통구멍(47)의 일부를 구성하는 오목부(51)가 설치되어 있는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 피스톤 본체(38)는, 상기 복수의 부재로서 마그넷(48) 또는 스페이서(76, 76a)를 더 가지며,
   상기 돌출부(50)의 상기 외주부에 있어서 상기 오목부(51)와는 다른 원주방향 위치에는, 외측으로 돌출하고 상기 마그넷(48) 또는 상기 스페이서(76, 76a)를 지지하는 지지돌기(52)가 설치되어 있는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 관통구멍(47)이 설치된 상기 부재에는, 상기 관통구멍(47)을 향하는 외측으로 돌출하는 벽부(53)가 설치되며,
   상기 벽부(53)는, 상기 축방향으로, 상기 관통구멍(47)이 설치되지 않은 부재와는 반대쪽에서 상기 오목부(51)에 인접한 위치에 설치되어 있는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 오목부(51)에는, 상기 벽부(53)를 보강하는 리브(51a)가 설치되어 있는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 경감부(46)는, 상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)에 형성된 제1 경감부(46a)와, 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)에 형성된 제2 경감부(46b)를 가지며,
   상기 제1 경감부(46a)와 상기 제2 경감부(46b) 중 하나는, 상기 축방향으로 관통하는 관통구멍(47)이며,
   상기 제1 경감부(46a)와 상기 제2 경감부(46b) 중 다른 하나는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 바닥이 있는 홈(54)인,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 관통구멍(47)은, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있으며,
   상기 홈(54)은, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있는,
   것을 특징으로 하는 유체압 장치.
10. 내부에 슬라이딩 구멍(13, 103)을 가지는 몸체와,
    상기 슬라이딩 구멍(13, 103) 내에서 축방향으로 변위 가능한 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)과,
    상기 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)으로부터 축방향으로 돌출되는 피스톤 로드(20, 71, 72, 75, 78, 108)를 구비하며,
    상기 피스톤 유닛(18, 18a ~ 18g)은, 패킹(34, 82)과, 복수의 부재로 이루어지고 상기 패킹(34, 82)이 장착되는 패킹 장착홈(36, 85)이 설치된 피스톤 본체(38)를 가지며,
    상기 피스톤 본체(38)는, 상기 복수의 부재로서 상기 축방향으로 적층된 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79) 및 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)를 가지며,
    상기 복수의 부재 중 적어도 2개의 부재의 조합에 의해, 상기 패킹 장착홈(36, 85)이 형성되며,
    상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)의 한쪽 또는 양쪽 모두에는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 경감부(46)가 설치되어 있으며,
    상기 경감부(46)는, 상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)에 형성된 제1 경감부(46a)와, 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80)에 형성된 제2 경감부(46b)를 가지며,
    상기 제1 경감부(46a)와 상기 제2 경감부(46b) 중 하나는, 상기 축방향으로 관통하는 관통구멍(47)이며,
    상기 제1 경감부(46a)와 상기 제2 경감부(46b) 중 다른 하나는, 상기 축방향으로 깊이를 가지는 바닥이 있는 홈(54)이며,
    상기 관통구멍(47)은, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있으며,
    상기 홈(54)은, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있으며,
    상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80) 중 상기 복수의 관통구멍(47)이 설치된 부재는, 상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80) 중 상기 복수의 홈(54)이 설치된 부재를 향하여 돌출하는 돌출부(50)를 가지며,
    상기 돌출부(50)의 외주부에는, 원주방향으로 간격을 두고, 외측으로 돌출하는 복수의 지지돌기(52)가 설치되어 있으며,
    상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80) 중 상기 복수의 홈(54)이 설치된 부재에는, 원주방향으로 인접하는 상기 홈(54)들 사이에, 상기 복수의 지지돌기(52) 중 적어도 하나의 상기 지지돌기(52)의 끝면에 맞닿는 맞닿음면(55)이 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 유체압 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 지지돌기(52)는, 상기 맞닿음면(55)과 맞닿는 제1 지지돌기(52a)와, 상기 맞닿음면(55)과는 다른 원주방향 위치에 설치된 제2 지지돌기(52b)를 가지며,
    상기 제2 지지돌기(52b)의 원주방향 폭은, 상기 제1 지지돌기(52a)의 원주방향 폭보다 작은,
    것을 특징으로 하는 유체압 장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80) 중 하나에는, 상기 축방향으로 돌출하는 위치결정 돌기(56)가 설치되며,
    상기 제1 피스톤 부재(40, 69, 73, 77, 79)와 상기 제2 피스톤 부재(42, 70, 80) 중 다른 하나에는, 상기 축방향으로 오목한 위치결정 오목부(57)가 설치되며,
    상기 위치결정 돌기(56)는 상기 위치결정 오목부(57)에 삽입되는,
    것을 특징으로 하는 유체압 장치.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 경감부(46)는, 원주방향으로 간격을 두고 복수 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 유체압 장치.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체압 장치는, 유체압 실린더(10A ~ 10F), 밸브 장치, 길이측정 실린더, 슬라이딩 테이블 또는 척 장치로서 구성되는,
    것을 특징으로 하는 유체압 장치.
15. 삭제
16. 삭제
17. 청구항 1에 있어서,
    상기 경감부(46)는, 상기 피스톤 본체의 원주방향으로 간격을 두고 설치되고, 상기 피스톤 본체의 상기 원주방향을 따라서 원호형상으로 연장되는 복수의 바닥이 있는 홈(54)을 가지는,
    것을 특징으로 하는 유체압 장치.

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