KR102201982B1

KR102201982B1 - 유체 실린더

Info

Publication number: KR102201982B1
Application number: KR1020207021426A
Authority: KR
Inventors: 오사무 가나자와; 겐조 미야모리; 게이타 기쿠치; 유키 유아사
Original assignee: 후지쿠라 컴퍼지트 가부시키가이샤
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2021-01-11
Also published as: JP6456565B1; JPWO2019146040A1; US10927864B2; KR20200095570A; WO2019146040A1; CN111699324A; US20200400167A1

Abstract

특히, 전력 소비의 저감 및 콤팩트화를 도모하는 동시에, 정밀도 높게 회전시키면서 스트로크가 가능한 유체 실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 유체 실린더(1)는 실린더 본체(2)와, 상기 실린더 본체 내에 지지된 축 부재(3)를 가진 유체 실린더에 있어서, 유체의 작용에 의해 상기 축 부재를 회전 시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 한 것을 특징으로 한다. 상기 유체에 의한 회전 압력에 기초하여 상기 축 부재를 회전시키는 회전 구동부(10)와, 상기 유체에 의한 실린더 제어 압력에 기초하여 상기 축 부재를 스트로크 시키는 스트로크 구동부(11)가 상기 실린더 본체 내에 구획하여 마련되어 있다.

Description

유체 실린더

본 발명은 에어 베어링식 실린더 등의 유체 실린더에 관한 것이다.

하기 특허문헌에는 에어 베어링식 실린더에 관한 발명이 기재되어 있다. 에어 베어링식 실린더는, 실린더 본체와, 실린더 본체 내에 수용된 축 부재와, 축 부재의 외주면에 마련되는 에어 베어링을 가지고 구성된다.

에어 베어링에서 에어가 분출되는 것으로, 축 부재는 실린더 본체 내에서 떠 있는 상태를 유지한다. 또한, 실린더 본체와 축 부재의 사이에는 실린더 실(室)이 마련되어 있어, 실린더 실로의 에어의 급배기에 기초하여 축 부재를 축 방향으로 스트로크 시키는 것을 가능하게 하고 있다.

종래의 에어 실린더에서는, 예를 들면, 특허문헌 1과 같이 회전 구동 모터를 이용하여 축 부재를 회전시키고 있었다. 또한, 특허문헌 2에는 축 부재의 회전기구에 대하여 개시되어 있지 않다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허 제2011-69384호 공보 특허문헌 2 : 일본 공개특허 제2012-57718호 공보

그러나, 종래와 같이, 축 부재를 모터로 회전시키는 구성에서는, 소비 전력의 증대나, 콤팩트화를 적절하게 도모하는 것이 가능하지 않다는 문제가 있었다. 즉, 모터를 사용하는 것으로, 열 발생에 의해 소비 전력이 증가하기 쉽다. 또한, 기계적으로 축 부재를 회전시키기 때문에, 회전기구가 복잡해지고 콤팩트화를 적절하게 도모하는 것이 가능하지 않았다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 특히, 전력 소비의 저감 및 콤팩트화를 도모하는 동시에, 정밀도 높게 회전시키면서 스트로크가 가능한 유체 실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 실린더 본체와, 상기 실린더 본체 내에 지지된 축 부재를 가진 유체 실린더에 있어서, 유체의 작용에 의해 상기 축 부재를 회전시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 하고, 상기 축 부재에는 회전 날개가 장착되어 있고, 상기 회전 날개에 대한 상기 유체의 작용에 의해, 상기 회전 날개를 구비한 상기 축 부재를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 상기 축 부재는 상기 실린더 본체 내에서 떠 있는 상태로 지지되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 축 부재에는 회전 날개가 장착되어 있고, 상기 회전 날개에 대한 상기 유체의 작용에 의해, 상기 회전 날개를 구비한 상기 축 부재의 전체를 회전시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 한 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 실린더 본체에는 상기 회전 날개를 배치한 회전 구동실이 마련되어 있고, 상기 회전 구동실은 상기 회전 날개의 축 방향으로의 스트로크를 허용하는 공간을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 회전 구동실은 상기 회전 구동실 내에 상기 유체를 공급하는 포트와, 상기 유체를 외부로 배출하는 배출구를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 축 부재는 상기 실린더 본체로부터 전방으로 돌출하는 스트로크가 허용되고, 상기 축 부재의 후단에 상기 회전 날개가 장착되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은, 실린더 본체와, 상기 실린더 본체 내에 지지된 축 부재를 가진 유체 실린더에 있어서, 유체의 작용에 의해 상기 축 부재를 회전시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 하고, 상기 축 부재는 회전 구동체를 구비하며, 상기 축 부재의 축 방향으로의 위치를 측정 가능한 위치 센서가 상기 축 부재에 비접촉으로 배치되어 있고, 상기 축 부재는 상기 실린더 본체로부터 전방으로 돌출하는 스트로크가 허용되어 있고, 상기 축 부재에는 축 중심을 따라서 후단 면에 개구하는 구멍이 형성되어 있고, 상기 구멍 내에 상기 회전 구동체와 비접촉의 상기 위치 센서가 배치되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에서는, 상기 축 부재는 에어 베어링을 구비하고 있으며, 상기 실린더 본체에는 상기 에어 베어링에 에어를 분출하는 에어 공급구가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 유체 실린더에 따르면, 전력 소비의 저감 및 콤팩트화를 도모하는 동시에 정밀도 높게 회전시키면서 스트로크를 가능하게 한다.

도 1은 본 실시 형태의 유체 실린더의 외관도이다.
도 2는 본 실시 형태의 유체 실린더의 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태의 유체 실린더의 전방으로의 스트로크 상태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태(이하 "실시 형태"라 약기한다)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 유체 실린더(1)는, 실린더 본체(2)와, 실린더 본체 내에 지지된 축 부재(3)를 가지고 구성된다.

본 실시 형태의 유체 실린더(1)는, 유체의 작용에 의해 축 부재(3)를 회전시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 한다. "회전"이란 축 부재(3)의 축 중심 O(도 2 참조)를 회전 중심으로 하여 회전하는 것을 가리킨다. "스트로크"란 축 부재(3)가 도 2에 나타낸 X1-X2 방향으로 이동하는 것을 가리킨다. 또한, X1 방향은 유체 실린더(1)의 전방 측이며, X2 방향은 유체 실린더(1)의 후방 측이다. 도 3의 스트로크 상태는, 축 부재(3)가 도 2의 상태로부터 전방으로 이동한 상태를 나타내고 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 유체의 작용으로 축 부재(3)의 회전과 축 부재(3)의 스트로크의 쌍방을 가능하게 하는 점에 특징이 있다. 즉, 종래에는, 축 부재(3)의 회전과 축 부재(3)의 스트로크의 쌍방을 유체의 작용으로 제어하고 있는 유체 실린더는 존재하지 않았다. 본 실시 형태에서는, 유체의 작용으로 축 부재(3)를 회전시키면서 스트로크 시키는 것이 가능하기 때문에, 예를 들면, 종래와 같이, 축 부재의 회전을 모터 구동으로 제어하는 구성에 비해, 소비 전력의 저감과 콤팩트화를 도모하면서, 정밀도 높게 회전 스트로크를 행하는 것이 가능하다.

이하, 본 실시 형태의 유체 실린더(1)의 구체적 구성에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, "유체"는 공기(에어)에 한정되지 않고, 액체이어도 좋고, 또한, 축 부재(3)의 회전과, 축 부재(3)의 스트로크를 다른 종류의 유체의 작용으로 제어하는 것도 가능하지만, 이하의 실시 형태에서는, 에어의 작용으로 축 부재(3)를 회전시키면서 스트로크를 가능하게 하는 에어 베어링식 실린더에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 축 부재(3)는, 소정의 직경으로 형성되는 동시에, X1-X2 방향으로 소정의 길이 치수 L1(도 2 참조)으로 형성된 피스톤(4)과, 피스톤(4)의 전단 면에 마련되며 피스톤(4) 보다도 직경이 작은 제1피스톤로드(5)와, 피스톤(4)의 후단 면에 마련되며 피스톤(4) 보다도 직경이 작은 제2피스톤로드(6)를 가지고 구성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤(4), 제1피스톤로드(5) 및 제2피스톤로드(6)는 일체화 되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤(4), 제1피스톤로드(5) 및 제2피스톤로드(6)의 축 중심은 일직선 상에 위치하고 있다. 이 실시 형태에서는 제1피스톤로드(5)의 직경과 제2피스톤로드(6)의 직경이 같은 크기이지만, 다르다 하여도 좋다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 축 부재(3)의 제2피스톤로드(6)의 후단 측에는 회전 구동체(7)가 장착되어 있다. 회전 구동체(7)의 구조를 한정하는 것은 아니지만, 도 2에는, 회전 구동체(7)는 예를 들면, 복수의 날개(7a)가 등각도로 배치된 회전 날개(터빈)로 형성되어 있다. 또한, 회전 구동체(7)는 유체의 작용으로 회전 가능한 구성이라면, 회전 날개 이외이어도 좋다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 회전 구동체(7)의 축 중심으로부터 제2피스톤로드(6)의 후단 내부에 걸쳐서 구멍(8)이 형성되어 있다.

도 2에 나타낸 실린더 본체(2) 내에는, 에어의 회전 압력에 기초하여 축 부재(3)를 회전시키는 회전 구동부(10)와, 에어 실린더 제어 압력에 기초하여 축 부재(3)를 스트로크 시키는 스트로크 구동부(11)가 구획하여 마련되어 있다. 스트로크 구동부(11)는 실린더 본체(2)의 전방 측(X1)에, 회전 구동부(10)는 실린더 본체(2)의 후방 측(X2)에 각각 마련되어 있다. 이와 같이, 회전 구동부(10)와 스트로크 구동부(11)를 구획하여 마련하는 것으로, 회전 구동부(10)와 스트로크 구동부(11)에 동시에 에어를 작용 시켜도 서로에 섞이지 않고, 정밀도 높게 축 부재(3)를 회전시키면서 스트로크 시키는 것이 가능하다.

스트로크 구동부(11)는, 실린더 본체(2) 내에 위치하고, 축 부재(3)의 피스톤(4)을 삽입 관통 가능한 실린더 실(11a)과, 실린더 본체(2)의 외주면에서 실린더 실(11a)까지 통하는 에어 포트(16, 17)를 가지고 구성된다.

회전 구동부(10)는, 실린더 본체(2) 내에 위치하는 회전 구동실(10a)과, 실린더 본체(2)의 후단 면(2b)으로부터 회전 구동실(10a) 내로 통하는 에어 포트(30, 31)를 가지고 구성된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2) 내에는 상기한 실린더 실(11a)로부터 실린더 본체(2)의 전단 면(2a)까지 관통하며 제1피스톤로드(5)를 삽입 관통 가능한 제1연통부(28), 및 실린더 실(11a)로부터 후단 측(X2)을 향하여 연장되어 제2피스톤로드(6)를 삽입 관통 가능한 제2연통부(29)가 실린더 실(11a)과 연속된 공간으로서 형성되어 있다.

실린더 실(11a)은 피스톤(4)의 직경 보다도 약간 큰 직경을 가진 대략 원통 공간으로, X1-X2 방향으로의 길이 치수 L2를 구비한다. 이 길이 치수 L2는, 피스톤(4)의 길이 치수 L1 보다도 길다. 실린더 실(11a)에는 X1-X2 방향으로의 길이 치수 L2의 중앙에 보다 큰 직경의 중앙 에어 베어링 공간(13)이 마련되어 있다. 이 중앙 에어 베어링 공간(13)은 피스톤(4)이 실린더 실(11a) 내를 X1-X2 방향으로의 한계에까지 이동하여도, 피스톤(4)으로부터 벗어나지 않는 위치에 마련되어 있다. 즉, 피스톤(4)의 일부는 항상 중앙 에어 베어링 공간(13) 내에 배치되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)에는 실린더 실(11a)의 전방 측 (X1)에서 실린더 본체(2)의 외주면에서 실린더 실(11a)로 통하는 에어 포트(16)가 마련되어 있다. 또한, 실린더 본체(2)에는 실린더 실(11a)의 후방 측 (X2)에서 실린더 본체(2)의 외주면에서 실린더 실(11a)로 통하는 에어 포트(17)가 마련되어 있다. 에어 포트(16, 17)의 중심 간격은 피스톤(4)의 길이 치수 L1 보다도 길게 형성되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)에는 에어 포트(16)와 에어 포트(17)의 사이에 있으며, 실린더 본체(2)의 외주면에서 중앙 에어 베어링 공간(13)으로 통하는 에어 베어링 가압 포트(18)가 마련되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1연통부(28)에는 실린더 실(11a) 보다도 전방(X1)으로 이격된 위치에 전방 에어 베어링 공간(14)이 마련되어 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2연통부(29)에는 실린더 실(11a) 보다도 후방(X2)으로 이격된 위치에 후방 에어 베어링 공간(15)이 마련되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)의 외주면에서 전방 에어 베어링 공간(14)으로 통하는 에어 베어링 가압 포트(19)가 마련되어 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)의 외주면에서 후방 에어 베어링 공간(15)으로 통하는 에어 베어링 가압 포트(20)가 마련되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 에어 베어링(21)이 중앙 에어 베어링 공간(13) 내에 있어서 피스톤(4)의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 에어 베어링(22)이 전방 에어 베어링 공간(14) 내에 있어서 제1피스톤로드(5)의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 에어 베어링(23)이 후방 에어 베어링 공간(15) 내에 있어서 제2피스톤로드(6)의 외주를 둘러싸도록 배치되어 있다.

각 에어 베어링(21~23)은 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 소결 금속이나 탄소를 이용한 다공질 재료를 링 형상으로 형성한 것, 혹은 오리피스 조리개 타입의 것 등을 사용 가능하다.

압축 에어를 각 에어 베어링 가압 포트(18~20)에 공급하는 것으로, 압축 에어가 각 에어 베어링(21~23)을 통해 피스톤(4), 제1피스톤로드(5) 및 제2피스톤로드(6)의 표면에 균일하게 분출된다. 이에 따라, 피스톤(4), 제1피스톤로드(5) 및 제2피스톤로드(6)가 각각 실린더 실(11a) 내, 제1삽통부(11b) 내, 및 제2삽통부(11c) 내에서 떠 있는 상태로 지지된다. 이러한 상태에서, 실린더 실(11a)에 통하는 에어 포트(16) 및 에어 포트(17)로의 에어의 공급 및 배출을 이용하여, 실린더 실(11a) 내에 차압을 발생시켜서 실린더 제어 압력을 조절하고, 이에 따라, 피스톤(4)을 축 방향으로 스트로크 시키는 것이 가능하다. 도시하지 않았지만, 에어 포트(16, 17)에 통하는 서보 밸브로 실린더 제어 압력을 적절하게 압력 조절하는 것이 가능하다. 도 2에는 피스톤(4)이 실린더 실(11a) 내에서 가장 후퇴한 위치(가장 X2 측의 위치)에 있다. 이 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 피스톤(4)의 전방에 실린더 실(11a) 공간의 일부가 비어 있다. 도 2의 상태로부터, 실린더 실(11a) 내부의 에어를 서보 밸브로 에어 포트(16)를 통하여 흡입하는 한편, 서보 밸브로 에어 포트(17)를 통하여 압축 에어를 실린더 실(11a) 내부에 공급하는 것으로, 실린더 실(11a) 내에서 차압이 발생하고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 피스톤(4)을 전방(X1)으로 이동시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 제1피스톤로드(5)를 실린더 본체(2)의 전단 면(2a)으로부터 전방으로 돌출시키는 것이 가능하다. 또한, 도 3의 스트로크 상태로부터 서보 밸브로 에어 포트(17)를 통하여 실린더 실(11a) 내의 에어를 흡입하는 한편, 서보 밸브로 에어 포트(16)를 통하여 실린더 실(11a) 내에 압축 에어를 공급하는 것으로, 피스톤(4)을 후방(X2)으로 이동시키는 것이 가능하다.

이 때, 축 부재(3)는 실린더 본체(2) 내에서 떠 있는 상태를 유지하여 스트로크 하기 때문에, 스트로크 시 미끄럼 저항 제로를 실현하는 것이 가능하고, 정밀도 높은 스트로크가 가능하게 된다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)의 실린더 실(11a)과 제1삽통부(11b)의 사이에는 전방벽(25)이 마련되어 있다. 전방벽(25)은 피스톤(4)의 전방(X1)으로의 이동을 규제하는 규제면이며, 피스톤(4)은 전방벽(25) 보다도 전방으로 이동하는 것은 가능하지 않다. 또한, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)의 실린더 실(11a)과 제2삽통부(11c)의 사이에는 후방벽(26)이 마련되어 있다. 후방벽(26)은 피스톤(4)의 후방(X2)으로의 이동을 규제하는 규제면이며, 피스톤(4)은 후방벽(26) 보다도 후방으로 이동하는 것은 가능하지 않다. 후방벽(26)은 스트로크 구동부(11)와 회전 구동부(10)를 구획한다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전방벽(25)에는 탄성링(27)이 마련되어 있어, 탄성링(27)은 피스톤(4)이 전방벽(25)에 접촉할 때의 완충재로서 작용한다. 또한, 탄성링은 후방벽(26)에도 동일하게 마련되는 것이 가능하다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 실린더 본체(2)의 후방 측(X2)에 마련된 회전 구동부(10)는 제2피스톤로드(6)의 후단부에 장착된 회전 구동체(7)를 배치 가능한 회전 구동실(10a)을 구비한다. 제2피스톤로드(6)의 후단부는 회전 구동실(10a)까지 연장되어 있고, 회전 구동실(10a) 내에는 제2피스톤로드(6)의 후단부와 회전 구동체(7)가 배치되어 있다. 또한, 회전 구동부(10)에는 실린더 본체(2)의 후단 면(2b)으로부터 회전 구동실(10a) 내에 압축 에어를 공급하는 에어 포트(30, 31)를 구비한다. 에어 포트(30, 31)로부터 압축 에어를 회전 구동실(10a) 내에 공급하여 회전 구동체(7)에 회전 압력을 부여하는 것으로, 회전 구동체(7)를 회전시키는 것이 가능하다. 이 결과, 회전 구동체(7)를 구비한 축 부재(3) 전체를 축 회전시키는 것이 가능하다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전 구동실(10a)의 외주면에는 에어 배출구(32)가 마련되어 있다.

도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 회전 구동체(7)의 축 중심으로부터 제2피스톤로드(6)의 후단 내부에 걸쳐서 형성된 구멍(8) 내에는 위치 센서(스트로크 센서)(40)가 회전 구동체(7) 및 제2피스톤로드(6)에 비접촉으로 마련되어 있다. 도 2, 도 3에 나타낸 실시 형태에서는, 피스톤(4)의 위치 측정을 구멍(8) 내에 배치 된 위치 센서(40)에서 회전 구동체(7)의 위치 혹은, 구멍(8) 내에서 제2피스톤로드(6)의 후단 위치를 측정하는 것으로, 간접적으로 측정하는 것이 가능하다. 위치 센서(40)로는 기존의 센서를 적용하는 것이 가능하며, 예를 들면, 자기식 센서나 과전류식 센서, 광학식 센서 등을 이용하는 것이 가능하다.

피스톤(4)의 X1-X2 방향으로의 이동 범위 내에서, 위치 측정이 가능하도록 구멍(8)의 깊이나 위치 센서(40)의 배치가 결정된다. 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 위치 센서(40)에서 측정된 위치 정보는 케이블(41)을 통하여 도시하지 않은 제어부로 송신된다.

위치 센서(40)에서 측정된 위치 정보에 기초하여, 실린더 실(11a) 내의 실린더 제어 압력을 조절하고, 제1피스톤로드(5)의 돌출량을 제어하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 상기한 실시 형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 대해서는 이들에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 그 외, 본 발명의 목적의 범위를 벗어나지 않는 한도에 있어서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

예를 들면, 본 실시 형태의 축 부재(3)는 피스톤(4)과, 피스톤(4)의 전방에 일체로 형성된 제1피스톤로드(5)와, 피스톤(4)의 후방에 일체로 형성된 제2피스톤로드(6)를 가지고 구성되지만, 축 부재(3)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.

다만, 피스톤(4)의 양단에 피스톤로드(5, 6)를 배치한 구성으로 하는 것으로, 피스톤(4)에 대한 위치 제어로서 스트로크 량을 적절하게 조절하는 것이 가능한 동시에, 제1피스톤로드(5)를 실린더 본체(2)의 전단 면(2a)으로부터 전진 후퇴 가능하게 지지된 샤프트 부분으로서 이용하는 것이 가능하고, 또한, 제2피스톤로드(6) 측에 회전 구동체(7)를 장착하는 것이 가능하다.

무엇보다도 본 실시 형태에서는, 회전 구동체(7)를 제2피스톤로드(6)에 장착하는 것으로 한정되는 것은 아니지만, 회전 구동체(7)를 제2피스톤로드(6)의 후단 측에 장착하는 것으로, 콤팩트화를 촉진 가능한 동시에, 정밀도 높은 회전 스트로크를 실현하는 것이 가능하다.

또한, 위치 센서(40)의 위치도 도 2, 도 3의 배치로 한정되는 것은 아니며, 위치 센서(40)를 제1피스톤로드(5)나 피스톤(4)의 위치를 직접 측정 가능하도록 배치하여도 좋다. 또한, 위치 센서(40)를 회전 구동체(7)의 축 중심으로부터 제2피스톤로드(6)의 후단 내부에 걸쳐서 형성된 구멍(8) 내에 배치하지 않고, 회전 구동실(10a) 내에서 제2피스톤로드(6)나 회전 구동체(7)의 위치를 측정 가능하도록 배치하여도 좋다.

다만, 도 2, 도 3과 같이, 위치 센서(40)를 회전 구동체(7)의 축 중심으로부터 제2피스톤로드(6)의 후단 내부에 걸쳐서 형성된 구멍(8) 내에 배치하는 것으로, 위치 센서(40)를 무리 없이 배치 가능한 동시에 콤팩트화를 촉진 가능하고, 또한 위치 측정의 정확도를 향상시키는 것이 가능하다.

실린더 본체(2)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수로 분할한 것을 조립하여 형성하여도 좋고, 일체화 한 것이어도 좋다.

또한, 실린더 본체(2)나 축 부재(3)는, 예를 들면, 알루미늄 합금 등으로 형성되지만, 재질을 한정하는 것은 아니며, 사용 용도나 설치 장소 등으로 다양하게 변경 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 유체 실린더(1)로서 에어 베어링식 실린더 뿐만 아니라, 에어 이외의 유체의 작용에 의해 구동시키는 것도 가능하며, 예를 들면, 유압 실린더를 예시하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 유체의 작용에 의해 회전시키면서 스트로크가 가능한 유체 실린더를 실현하는 것이 가능하다. 본 발명에 따르면, 종래의 볼 베어링 보다 덜컹거림을 작게 할 수 있고, 정밀도 높은 회전 스트로크를 실현 가능한 동시에, 모두 유체의 작용으로 구동시키기 때문에, 소비 전력이 작고, 게다가 콤팩트화를 실현 가능하다. 따라서, 회전 스트로크의 높은 정밀도가 요구되는 용도 등에 본 발명의 유체 실린더를 적용하는 것으로, 높은 정밀도와 함께 소비 전력의 저감에 더하여 콤팩트화를 촉진하는 것이 가능하다.

1 : 유체 실린더
2 : 실린더 실
3 : 축 부재
4 : 피스톤
5 : 제1피스톤로드
6 : 제2피스톤로드
7 : 회전 구동체
8 : 구멍
10 : 회전 구동부
10a : 회전 구동실
11 : 스트로크 구동부
11a : 실린더 실
11b : 제1삽통부
11c : 제2삽통부
13 : 중앙 에어 베어링 공간
14 : 전방 에어 베어링 공간
15 : 후방 에어 베어링 공간
16, 17, 30, 31 : 에어 포트
18~20 : 에어 베어링 가압 포트
21~23 : 에어 베어링
28 : 제1연통부
29 : 제2연통부
40 : 위치 센서
O : 축 중심

Claims

실린더 본체와, 상기 실린더 본체 내에 지지된 축 부재를 가진 유체 실린더에 있어서,
유체의 작용에 의해 상기 축 부재를 회전시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 하고,
상기 축 부재에는 회전 날개가 장착되어 있고, 상기 회전 날개에 대한 상기 유체의 작용에 의해, 상기 회전 날개를 구비한 상기 축 부재를 회전시키며,
상기 축 부재가 축 방향으로 스트로크 할 때 상기 축 부재에 장착된 상기 회전 날개도 축 방향으로 스트로크 하는 것을 특징으로 하는 유체 실린더.
제1항에 있어서,
상기 축 부재는 상기 실린더 본체 내에서 떠 있는 상태로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 실린더.
제1항에 있어서,
상기 실린더 본체에는 상기 회전 날개를 배치한 회전 구동실이 마련되어 있고, 상기 회전 구동실은 상기 회전 날개의 축 방향으로의 스트로크를 허용하는 공간을 구비한 것을 특징으로 하는 유체 실린더.
제3항에 있어서,
상기 회전 구동실은 상기 회전 구동실 내에 상기 유체를 공급하는 포트와, 상기 유체를 외부로 배출하는 배출구를 가지는 것을 특징으로 하는 유체 실린더.
제1항에 있어서,
상기 축 부재는 상기 실린더 본체로부터 전방으로 돌출하는 스트로크가 허용되고, 상기 축 부재의 후단에 상기 회전 날개가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 실린더.
실린더 본체와, 상기 실린더 본체 내에 지지된 축 부재를 가진 유체 실린더에 있어서,
유체의 작용에 의해 상기 축 부재를 회전시키면서 축 방향으로의 스트로크를 가능하게 하고,
상기 축 부재는 회전 구동체를 구비하며,
상기 축 부재가 축 방향으로 스트로크 할 때 상기 축 부재에 장착된 회전 날개도 축 방향으로 스트로크 하며,
상기 축 부재의 축 방향으로의 위치를 측정 가능한 위치 센서가 상기 축 부재에 비접촉으로 배치되어 있고,
상기 축 부재는 상기 실린더 본체로부터 전방으로 돌출하는 스트로크가 허용되어 있고, 상기 축 부재에는 축 중심을 따라서 후단 면에 개구하는 구멍이 형성되어 있고, 상기 구멍 내에 상기 회전 구동체와 비접촉의 상기 위치 센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 실린더.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축 부재는 에어 베어링을 구비하고 있으며, 상기 실린더 본체에는 상기 에어 베어링에 에어를 분출하는 에어 공급구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 실린더.