KR102257341B1 - 축 연결 구조 및 유체압 장치 - Google Patents

Abstract

축 연결 구조(45A)는, 피스톤 로드(22)에 대해서 상대 회전 가능하게 부착됨과 함께 복수의 걸어맞춤 돌기(49)를 갖는 스토퍼 부재(48)와, 복수의 슬롯 홈(50)을 포함한다. 복수의 걸어맞춤 돌기(49)는 슬롯 홈(50) 내에 각각 삽입된다. 복수의 슬롯 홈(50)은, 복수의 입구 홈(56)과 원주방향에 대해서 경사진 방향으로 연장되는 복수의 경사 걸어맞춤 홈(60)을 포함한다. 피스톤 로드(22) 및 피스톤 부재(20)는, 스토퍼 부재(48)를 통하여 상대적인 축방향 이동이 불가능하게 연결되어 있다.

Description

축 연결 구조 및 유체압 장치

본 발명은, 축부재(shaft member)와 상대부재(counterpart member)를 연결하는 축 연결 구조 및 유체압 장치에 관한 것이다.

축부재와, 이 축부재와의 조합에 이용되는 상대부재를 연결하는 축 연결 구조를 갖는 장치로서는, 예를 들어, 피스톤을 갖는 유체압 장치를 들 수 있다. 유체압 장치에는 여러 가지의 형태가 있다. 예를 들어, 워크피스 등의 반송 수단(액추에이터)으로서, 압력유체의 공급작용 하에 변위하는 피스톤을 가지는 유체압 실린더가 공지되어 있다. 일반적으로 유체압 실린더는, 실린더 튜브와, 이 실린더 튜브 내에 축방향으로 이동 가능하게 배치되는 피스톤과, 이 피스톤에 연결되는 피스톤 로드를 갖는다(예를 들어, 일본 특허공개공보 특개2014-114874호 참조). 이 경우, 피스톤 로드가 "축부재"에 해당하고, 피스톤이 "상대부재"에 해당한다.

종래의 축 연결 구조의 예로서는, (1) 나사 또는 볼트에 의한 체결, (2) 부재를 소성 변형시키는 크림핑(crimping)에 의한(압력을 작용함에 의한) 체결, (3) 용접에 의한 연결, 및 (4) T 슬롯을 이용한 연결이 있다.

체결이 나사 또는 볼트를 이용하여 수행되는 상기 (1)의 축 연결 구조의 경우, 나사 또는 볼트를 조이기 위한 공구와 체결 작업을 수행하기 위한 작업 공간이 필요하다. 체결이 부재를 소성 변형시키는 크림핑에 의해 수행되는 상기 (2)의 축 연결 구조의 경우, 부재를 크림핑시키기 위한 설비 및 지그가 필요하다. 부재가 용접에 의해 함께 연결되는 상기 (3)의 축 연결 구조의 경우, 용접 설비가 필요하다. 부재가 T 슬롯을 이용하여 함께 연결되는 상기 (4)의 축 연결 구조의 경우, 축부재를 측면 방향으로 이동시킬 필요가 있기 때문에, 횡방향으로 공간이 필요하다.

본 발명은 이러한 유형의 문제를 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 축부재와 상대부재를 공구나 설비를 이용하지 않고 수작업으로 함께 연결하는 것을 가능하게 함으로써 제조비용이나 조립공수의 절감을 도모할 수 있는 동시에, 조립 작업에 필요한 공간의 절감을 도모할 수 있는 축 연결 구조 및 유체압 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 축부재와, 상기 축부재와의 조합에 이용되는 상대부재를 연결하는 축 연결 구조를 제공한다. 상기 축 연결 구조는, 상기 축부재에 대해서 상대 회전 가능하게 장착됨과 함께, 외측으로 돌출하는 복수의 걸어맞춤 돌기가 원주방향으로 간격을 두고 설치되는 스토퍼 부재와, 상기 상대부재에 있어서 원주 상에 설치되는 복수의 슬롯 홈을 포함한다. 상기 복수의 걸어맞춤 돌기는 각각 상기 복수의 슬롯 홈에 삽입된다. 상기 복수의 슬롯 홈은, 상기 상대부재의 끝면에서 개구됨과 함께 축방향으로 깊이를 가지는 복수의 입구 홈과, 상기 복수의 입구 홈으로부터 이어지고, 원주방향에 대해서 경사지는 방향으로 연장되고, 상기 복수의 걸어맞춤 돌기와 걸어맞춰지는 복수의 경사 걸어맞춤 홈을 포함한다. 상기 축부재와 상기 상대부재는, 상기 스토퍼 부재를 통하여 상대적인 축방향 이동이 불가능하게 연결되어 있다.

상기의 구성을 갖는 축 연결 구조에 있어서, 축부재와 상대부재를 함께 연결할 때에, 축부재에 장착된 스토퍼 부재를, 상대부재에 대해서 축방향으로 이동시킴으로써, 상대부재에 형성된 슬롯 홈의 입구 홈에 스토퍼 부재의 걸어맞춤 돌기를 삽입한다. 걸어맞춤 돌기를 입구 홈 내로 더욱 밀어넣음으로써, 스토퍼 부재는 경사 걸어맞춤 홈의 가이드 작용에 의해 상대부재 내에서 회전한다. 그러므로, 전용 공구를 이용하지 않고, 조립 시에 스토퍼 부재를 상대부재에 대해서 회전시킴으로써, 축부재와 상대부재를 용이하게 함께 연결시킬 수 있다. 즉, 그 조립은 어떤 공구도 이용하지 않고 수행될 수 있다. 또, 단지 하나의 방향으로의 변위만으로 축부재와 상대부재를 연결할 수 있기 때문에, 작업 공간은 컴팩트한 공간 내에서 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 축 연결 구조를 채택함으로써 조립 작업은 간소화될 수 있다.

바람직하게, 상기 축부재의 외주부에는 환 형상의 스토퍼 장착 홈이 설치되고, 상기 스토퍼 부재는, 원주방향으로 분할된 복수의 스토퍼 부분(pieces)으로 이루어지며, 상기 스토퍼 장착 홈에 장착된다.

이 구성에 의해, 조립시, 축부재의 외주부에 스토퍼 부재를 용이하게 장착시킬 수 있다.

바람직하게, 상기 축 연결 구조는, 상기 상대부재에 대해서 상대 회전 불가능하게 상기 복수의 슬롯 홈에 삽입되는 회전 멈춤부재를 더 포함하며, 상기 회전 멈춤부재는 상기 입구 홈으로의 상기 복수의 걸어맞춤 돌기의 이동을 방지한다.

이 구성에 의해, 조립 후에 스토퍼 부재가 회전하여 축부재가 상대부재로부터 분리되는 것이 방지된다. 그러므로, 조립 후의 축부재와 상대부재와의 연결을 유지할 수 있다.

바람직하게, 상기 회전 멈춤부재는, 상기 복수의 입구 홈에 삽입되는 복수의 볼록부를 가지며, 상기 복수의 볼록부는, 상기 복수의 걸어맞춤 돌기와 원주방향으로 대향된다.

이 구성에 의해, 상대부재에 대해서 스토퍼 부재가 회전될 때, 볼록부에 의해 걸어맞춤 돌기가 잠금되기 때문에, 조립 후의 축부재와 상대부재와의 접속 상태를 확실하게 유지할 수 있다.

바람직하게, 상기 회전 멈춤부재는, 상기 축부재를 둘러싸는 환 형상으로 형성되는 환 형상 베이스부를 가지며, 상기 복수의 볼록부는, 상기 환 형상 베이스부로부터 축방향으로 돌출된다.

이 구성에 의해, 회전 멈춤부재는, 환 형상 베이스부와 복수의 볼록부를 가지는 단일의 부재이기 때문에, 단일의 장착 작업으로 상대부재에 용이하게 장착될 수 있다.

바람직하게, 상기 복수의 걸어맞춤 돌기는, 상기 복수의 경사 걸어맞춤 홈을 따라 경사져 있다.

이 구성에 의해, 걸어맞춤 돌기와 경사 걸어맞춤 홈과의 사이의 축방향의 백래쉬(backlash)를 감소시킬 수 있다.

바람직하게, 각각의 상기 걸어맞춤 돌기는, 상기 축부재가 상기 상대부재에 삽입되는 방향으로 향하는 제1 면과, 상기 제1 면과는 반대 방향으로 향하는 제2 면을 가지며, 각각의 상기 경사 걸어맞춤 홈은, 상기 제1 면과 비-평행 방식으로 대향되고 원주방향에 대해서 경사지는 경사 가이드 면을 포함한다.

이 구성에 있어서, 걸어맞춤 돌기가 가압되는 경사 가이드 면과 걸어맞춤 돌기의 제1 면과의 사이에는 각도 차이가 있다. 그러므로, 걸어맞춤 돌기와 경사 가이드 면 사이에 마찰 저항이 감소하여, 걸어맞춤 돌기가 걸어맞춤 홈에 매끄럽게 삽입될 수 있다. 그러므로, 상대부재에 대해서 스토퍼 부재가 용이하게 회전될 수 있기 때문에, 상대부재에 축부재를 밀어 넣기 위한 힘을 감소시킬 수 있어, 조립 작업은 더욱 용이하게 수행될 수 있다.

바람직하게, 각각의 상기 걸어맞춤 돌기는, 상기 축부재가 상기 상대부재에 삽입되는 방향으로 향하는 제1 면과, 상기 제1 면과는 반대 방향으로 향하는 제2 면을 가지며, 각각의 상기 경사 걸어맞춤 홈은, 상기 제2 면과 평행 방식으로 대향되고 원주방향에 대해서 경사지는 경사 가이드 면을 포함한다.

이 구성에 의해, 분리 방향으로의 축부재와 상대부재와의 접촉면에 있어서, 걸어맞춤 돌기와 경사 걸어맞춤 홈과의 접촉 면적이 커지기 때문에, 걸어맞춤 돌기가 경사 걸어맞춤 홈으로부터 분리되는 방향으로의 마찰 저항이 높아진다. 따라서, 분리 방향으로의 힘이 작용했을 때의 스토퍼 부재의 회전운동을 적절하게 억제하는 것이 가능해진다.

바람직하게, 상기 상대부재는, 슬라이딩 구멍 내에서 축방향으로 변위 가능한 피스톤 본체이며, 상기 축부재는, 상기 피스톤 본체로부터 축방향으로 돌출하는 피스톤 로드이다.

이 구성에 의해, 피스톤 본체와 피스톤 로드에 의해 구성되는 피스톤 조립체의 조립 작업을 간소화시킬 수 있다.

바람직하게, 상기 축부재와 상기 상대부재는, 상기 스토퍼 부재를 통하여 상대 회전 가능하게 연결된다.

이 구성에 의해, 피스톤 본체의 외형 형상에 관계없이, 피스톤 조립체를 갖는 유체압 장치의 설치시, 피스톤 로드를 용이하게 회전시킬 수 있어, 설치가 편리하다.

바람직하게, 상기 축부재는, 유체압 실린더의 몸체로부터 축방향으로 돌출하는 피스톤 로드이며, 상기 몸체에는 상기 피스톤 로드의 축을 따라 가이드 로드가 슬라이딩 가능하게 지지되고, 상기 상대부재는 상기 몸체의 외측에서 상기 피스톤 로드에 연결되고 상기 가이드 로드에 연결되는 출력부재이다.

이 구성에 의해, 조립공정에 있어서, 출력부재와 피스톤 로드를 전용 공구나 설비를 이용하지 않고 연결할 수 있다. 또, 볼트로 연결하는 경우와는 달리, 출력부재와 피스톤 로드가 피스톤 로드의 반경 방향으로 작은 백래쉬를 갖는 상태(반경 방향으로의 플로팅 상태)로 연결되어 있기 때문에, 출력부재와 피스톤 로드는 자동적으로 서로 중심이 맞춰진다. 그러므로, 중심을 맞추는 작업을 위한 지그가 불필요하고, 조립공수의 절감이 성취된다. 따라서, 피스톤 로드와 출력부재를 갖는 가이드-장착식 실린더의 조립 작업을 간소화시킬 수 있다.

또, 본 발명은, 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드에 연결되는 상대부재를 포함하는 유체압 장치를 제공한다. 또, 상기 유체압 장치는, 상기 피스톤 로드에 대해서 상대 회전 가능하게 장착됨과 함께, 외측으로 돌출되는 복수의 걸어맞춤 돌기가 원주방향으로 간격을 두고 설치되는 스토퍼 부재와, 상기 상대부재에 있어서 원주 상에 설치되는 복수의 슬롯 홈을 포함한다. 상기 복수의 걸어맞춤 돌기는 슬롯 홈에 각각 삽입된다. 상기 복수의 슬롯 홈은, 상기 상대부재의 끝면에서 개구되고 축방향으로 깊이를 가지는 복수의 입구 홈과, 상기 복수의 입구 홈으로부터 이어져, 원주방향에 대해서 경사지는 방향으로 연장되고, 상기 복수의 걸어맞춤 돌기와 걸어맞춰지는 복수의 경사 걸어맞춤 홈을 포함한다. 상기 피스톤 로드와 상기 상대부재는, 상기 스토퍼 부재를 통하여 상대적인 축방향 이동이 불가능하게 연결되고 있다.

바람직하게, 상기 유체압 장치는, 유체압 실린더, 밸브 장치, 길이 측정 실린더, 슬라이드 테이블, 또는 척 장치로서 구성된다.

본 발명의 축 연결 구조 및 유체압 장치에 의하면, 축부재와 상대부재를 공구나 설비를 이용하지 않고 수작업으로 연결하는 것을 가능하게 함으로써 제조 비용이나 조립공수의 절감을 가능하게 하는 동시에, 조립 작업을 위하여 요구되는 공간의 절감을 성취할 수 있다.

본 발명의 전술한 그리고 또 다른 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 예로서 도시된 첨부 도면과 관련하여 취해질 때 다음의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 축 연결 구조를 갖는 유체압 실린더의 단면도이다.
도 2는, 피스톤 조립체의 사시도이다.
도 3은,피스톤 조립체의 분해 사시도이다.
도 4는, 슬롯 홈과 걸어맞춤 돌기가 서로 맞물리는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 피스톤 조립체의 조립 방법의 제1 설명도이다.
도 6은, 피스톤 조립체의 조립 방법의 제2 설명도이다.
도 7은, 피스톤 조립체의 조립 방법의 제3 설명도이다.
도 8은, 피스톤 조립체의 조립 방법의 제4 설명도이다.
도 9는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 축 연결 구조를 갖는 유체압 실린더의 단면도이다.
도 10은, 도 9에 나타내는 유체압 실린더의 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 축 연결 구조 및 유체압 장치에 대해 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.

유체압 장치의 일례로서 도 1에 나타내는 유체압 실린더(10A)는, 중공의 실린더 튜브(12)(몸체)와, 실린더 튜브(12)의 일단부에 배치되는 헤드 커버(14)와, 실린더 튜브(12)의 타단부에 배치되는 로드 커버(16)와, 실린더 튜브(12)의 축 방향을 따라 앞뒤로 이동(왕복 이동) 가능하게 배치되는 피스톤 조립체(17)를 포함한다.

피스톤 조립체(17)는, 실린더 튜브(12) 내에 축방향(화살표 X 방향)으로 이동 가능하게 배치된 피스톤 부재(20)와, 피스톤 부재(20)에 연결된 피스톤 로드(22)를 포함한다. 이 유체압 실린더(10A)는, 예를 들어 워크피스의 반송 등을 위한 액추에이터로서 이용된다.

실린더 튜브(12)는, 예를 들어, 알루미늄 합금 등의 금속재료에 의해 구성되어 축 방향을 따라 연장되는 관 부재로 이루어진다. 본 발명의 실시형태에서는, 실린더 튜브(12)는, 중공 원통형상으로 형성되어 있다. 실린더 튜브(12)는, 화살표 X2로 표시되는 축방향으로 일단부에 설치되는 제1 포트(12a)와, 화살표 X1로 표시되는 축방향으로 타단부에 설치되는 제2 포트(12b)와, 제1 포트(12a) 및 제2 포트(12b)에 연통하는 슬라이딩 구멍(13)(실린더실)을 포함한다.

헤드 커버(14)는, 예를 들어, 실린더 튜브(12)와 같은 금속재료에 의해 구성되는 플레이트 형상 부재이다. 헤드 커버(14)는, 실린더 튜브(12)의 일단부(화살표 X2 방향측 단부)를 폐쇄한다. 헤드 커버(14)에 의해 실린더 튜브(12)의 일단부는 기밀 방식으로 폐쇄된다.

로드 커버(16)는, 예를 들어, 실린더 튜브(12)와 같은 금속재료에 의해 구성되는 원형의 링 부재이다. 로드 커버(16)는, 실린더 튜브(12)의 타단부(화살표 X1 방향측 단부)를 폐쇄한다. 로드 커버(16)의 외주부에는 외측 씰 부재(24)가 장착되어 있다. 외측 씰 부재(24)는, 탄성 재료로 이루어지며, 로드 커버(16)의 외주면과 슬라이딩 구멍(13)의 내주면 사이의 밀봉을 제공한다.

로드 커버(16)의 내주부에는 내측 씰 부재(26)가 장착된다. 내측 씰 부재(26)는 탄성 재료로 이루어지며, 로드 커버(16)의 내주면과 피스톤 로드(22)의 외주면 사이의 밀봉을 제공한다. 로드 커버(16)는, 실린더 튜브(12)의 타단부측 내주부에 고정되는 스토퍼(28)에 의해 잠금 되어 있다.

피스톤 부재(20)는, 실린더 튜브(12) 내(슬라이딩 구멍(13))에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다. 피스톤 부재(20)는, 슬라이딩 구멍(13) 내를 제1 포트(12a) 측의 제1 압력실(13a)과 제2 포트(12b) 측의 제2 압력실(13b)로 구획하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 피스톤 부재(20)는, 피스톤 로드(22)의 베이스부(proximal end)(22a)에 연결되어 있다.

피스톤 부재(20)는, 피스톤 로드(22)의 베이스부(22a)로부터 반경방향 외측으로 돌출하는 환 형상 부재이다. 피스톤 부재(20)의 외경은, 피스톤 로드(22)의 외경보다 크다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤 부재(20)의 중심부에는, 축방향으로 관통하는 관통구멍(20a)이 연장되어 있다. 피스톤 부재(20)의 외주부에는, 환 형상의 패킹 장착 홈(20b) 및 환 형상의 마그넷 장착 홈(20c)이 축방향으로 간격을 두고 설치되어 있다.

피스톤 부재(20)는, 경질 수지에 의해 구성되어 있다. 예를 들어, 사출 성형에 의해, 수지제의 피스톤 부재(20)를 제작할 수 있다. 피스톤 부재(20)는, 수지제로 한정되지 않는다. 예를 들어, 피스톤 부재(20)는, 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등의 금속재료에 의해 구성될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 패킹 장착 홈(20b)에는 패킹(30)이 장착되어 있다. 패킹(30)은, 탄성체의 환 형상 씰 부재(예컨대, O-링)이다. 패킹(30)의 구성 재료로서는, 고무 재료나 엘라스토머 재료 등의 탄성 재료를 들 수 있다. 패킹(30)은, 전체 원주에 걸쳐, 슬라이딩 구멍(13)의 내주면 및 패킹 장착 홈(20b)과 기밀 또는 액밀 방식으로 밀착되어 있다. 패킹(30)은, 피스톤 부재(20)의 외주면과 슬라이딩 구멍(13)의 내주면 사이의 밀봉을 제공하여, 슬라이딩 구멍(13)의 내부를 제1 압력실(13a)과 제2 압력실(13b)로 기밀 또는 액밀 방식으로 분할하고 있다.

마그넷 장착 홈(20c)에는, 원형의 링 형상 마그넷(38)이 장착되어 있다. 마그넷(38)은, 탄성변형 가능하게 구성된 플라스틱 마그넷이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원주방향으로 마그넷(38)의 일부에 슬릿(38a)(절결부)이 형성되어 있다. 이 구조에 의해, 마그넷(38)이 탄성변형 가능하기 때문에, 마그넷(38)은 마그넷 장착 홈(20c)에 용이하게 장착될 수 있다.

도 1에 나타내는 실린더 튜브(12)의 외부면에는, 피스톤 부재(20)의 양쪽 스트로크 엔드에 상당하는 위치에 자기 센서(도시생략)가 장착되어 있다. 마그넷(38)에 의해 발생되는 자기를 감지함으로써, 피스톤 부재(20)의 동작 위치가 검출된다.

피스톤 로드(22)는, 슬라이딩 구멍(13)의 축 방향을 따라 연장되는 기둥 형상(원통 형상)의 부재이다. 피스톤 로드(22)는 로드 커버(16)를 관통하고 있다. 피스톤 로드(22)의 말단부(22b)는, 슬라이딩 구멍(13)의 외부에 노출되어 있다. 피스톤 로드(22)의 구성 재료로서는, 예를 들어, 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등의 금속재료나, 경질 수지 등을 들 수 있다.

피스톤 부재(20)의 내주부에는 단부측 댐퍼(40)가 배치되어 있다. 단부측 댐퍼(40)는, 예를 들어, 고무 재료나 엘라스토머 재료 등의 탄성 재료(우레탄 고무 등)에 의해 구성된다. 단부측 댐퍼(40)는, 헤드 커버(14) 측의 스트로크 엔드 도달시의 충격을 흡수한다. 단부측 댐퍼(40)는, 피스톤 부재(20)와 피스톤 로드(22) 사이에 유지된다. 단부측 댐퍼(40)는, 피스톤 부재(20)의 중심부에 설치된 원형의 관통구멍(20a)으로부터 헤드 커버(14) 측(화살표 X2 방향 측)으로 돌출되어 있다.

단부측 댐퍼(40)는, 원통 형상(또는 원반 형상)을 갖는다. 피스톤 로드(22)에 인접한 단부측 댐퍼(40)의 단부에는, 반경방향 외측으로 돌출하는 환 형상의 플랜지부(40a)가 설치되어 있다. 단부측 댐퍼(40)는, 피스톤 부재(20)의 내주부 및 피스톤 로드(22)의 끝면(22c)과 밀착되어 있어, 이것에 의해 피스톤 부재(20)와 피스톤 로드(22) 사이에서 기밀 또는 액밀적인 밀봉을 제공한다.

피스톤 조립체(17)는, 축부재인 피스톤 로드(22)와 상대부재인 피스톤 부재(20)를 연결하는 축 연결 구조(45A)를 포함한다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 축 연결 구조(45A)는, 피스톤 로드(22)에 대해서 상대 회전 가능하게 장착되는 스토퍼 부재(48)와, 피스톤 부재(20)에 형성되는 복수(도시된 예에서는 4개)의 슬롯 홈(50)과, 이 슬롯 홈(50)에 삽입되는 회전 멈춤부재(54)를 포함한다.

피스톤 로드(22)의 외주부에는 스토퍼 장착 홈(23)이 설치되어 있다. 스토퍼 장착 홈(23)은 원주방향으로 환 형상으로 연장된다. 스토퍼 장착 홈(23)에는 스토퍼 부재(48)가 장착되어 있다. 스토퍼 부재(48)는, 원주방향으로 간격을 두고 반경방향 외측으로 돌출하는 복수의 걸어맞춤 돌기(49)를 포함한다. 걸어맞춤 돌기(49)는 서로 등간격으로 이격되어 있다.

스토퍼 부재(48)는, 원주방향으로 분할된 복수(도 3에서는 2개)의 스토퍼 부분(48a)에 의해 구성된다. 스토퍼 부재(48)는, 복수의 스토퍼 부분(48a)을 조합함으로써 형성되는 환 형상을 갖는다. 슬롯 홈(50)에 스토퍼 부재(48)가 삽입되어, 스토퍼 장착 홈(23)으로부터의 스토퍼 부재(48)의 분리가 방지되고 있다.

구체적으로, 각각의 스토퍼 부분(48a)은, 반원 형상을 갖는 원호 형상 베이스부(48b)를 포함한다. 원호 형상 베이스부(48b)는 스토퍼 장착 홈(23)에 삽입된다. 복수의 걸어맞춤 돌기(49)는 각각의 원호 형상 베이스부(48b)와 일체로 형성된다. 각각의 원호 형상 베이스부(48b)에는 걸어맞춤 돌기(49)가 1개만 설치될 수도 있다.

걸어맞춤 돌기(49)는, 원주방향에 대해서 경사져 있다. 구체적으로는, 걸어맞춤 돌기(49)는, 후술하는 경사 걸어맞춤 홈(60)을 따라 경사져 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 걸어맞춤 돌기(49)는, 피스톤 부재(20)에 대해 피스톤 로드(22)가 삽입되는 방향을 향하는 제1 면(49a)과, 이 제1 면(49a)의 반대방향을 향하는 제2 면(49b)과, 원주방향으로 걸어맞춤 돌기(49)의 양쪽 끝면을 형성하는 2개의 측면(49c)을 갖는다. 제1 면(49a) 및 제2 면(49b)은, 원주방향에 대해서 경사져 있다. 2개의 측면(49c)은, 스토퍼 부재(48)의 축과 평행하다.

피스톤 로드(22)와 피스톤 부재(20)는, 스토퍼 부재(48)를 통하여 축방향 이동이 불가능하게 연결되어 있다. 스토퍼 부재(48)는, 경질 재료, 예를 들어, 전술한 피스톤 로드(22)와 같은 재료에 의해 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 슬롯 홈(50)은, 환 형상의 피스톤 부재(20)의 내주부에, 피스톤 부재(20)의 축을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 슬롯 홈(50)에, 복수의 걸어맞춤 돌기(49)가 각각 삽입되어 있다. 이러한 슬롯 홈(50)은, 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. 각각의 슬롯 홈(50)은, 피스톤 부재(20)의 끝면(20d)에서 개구되고 축방향으로 깊이를 가지는 입구 홈(56)을 포함하며, 이 입구 홈(56)에 연결되는 경사 걸어맞춤 홈(60)을 더 포함한다.

입구 홈(56)은, 스토퍼 부재(48)의 걸어맞춤 돌기(49)를 수용할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경사 걸어맞춤 홈(60)에는, 스토퍼 부재(48)의 걸어맞춤 돌기(49)가 삽입된다. 따라서, 걸어맞춤 돌기(49)는 경사 걸어맞춤 홈(60)에 맞물린다. 경사 걸어맞춤 홈(60)은, 원주방향에 대해서 경사진 방향으로 연장된다. 다시 말해서, 경사 걸어맞춤 홈(60)은, 피스톤 부재(20)의 축을 중심으로 나선형으로 연장되고 있다. 경사 걸어맞춤 홈(60)은, 원주방향에 대해서 경사진 경사 가이드 면(60a)과, 원주방향에 대해서 경사진 경사면(60b)을 포함한다.

경사 가이드 면(60a)은, 걸어맞춤 돌기(49)의 제1 면(49a)과 비-평행 방식으로 대향된다. 경사 가이드 면(60a)은 입구 홈(56)의 가장 깊은 부분에 형성되는 내벽면(56a)에 인접하고 있다. 이 내벽면(56a)은, 경사 가이드 면(60a)과 내벽면(56a)이 서로 동일평면으로 이어지도록 원주방향에 대해서 경사져 있다. 경사 가이드 면(60a)과 제1 면(49a) 사이에는, 입구 홈(56)을 향하여 축방향 치수가 커지는 간극이 형성되어 있다. 경사면(60b)은, 걸어맞춤 돌기(49)의 제2 면(49b)과 대향된다. 경사면(60b)은 걸어맞춤 돌기(49)의 제2 면(49b)과 평행하다.

회전 멈춤부재(54)는, 피스톤 부재(20)에 대해서 회전 불가능하게 복수의 슬롯 홈(50)에 삽입되어 있다. 회전 멈춤부재(54)는, 입구 홈(56)을 향하는 걸어맞춤 돌기(49)의 이동을 방지한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 멈춤부재(54)는, 피스톤 로드(22) 주위에 환 형상으로 형성되는 환 형상 베이스부(54a)와, 이 환 형상 베이스부(54a)로부터 피스톤 부재(20)를 향하여 축방향으로 돌출하는 복수(도시된 실시형태에서는 4개)의 볼록부(54b)를 포함한다. 볼록부(54b)는 입구 홈(56)에 삽입된다. 환 형상 베이스부(54a)와 볼록부(54b)는 일체로 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 원주방향에 있어서, 볼록부(54b)는 걸어맞춤 돌기(49)에 대향된다. 구체적으로, 볼록부(54b)의 측면(54b1)은, 회전 멈춤부재(54)의 축과 평행하며, 걸어맞춤 돌기(49)의 측면(49c)에 대향된다. 볼록부(54b)의 측면(54b1)은 걸어맞춤 돌기(49)의 측면(49c)과 평행하다.

피스톤 조립체(17)의 조립 상태에 있어서, 스토퍼 부재(48)는 피스톤 로드(22)의 스토퍼 장착 홈(23)에 장착되며, 스토퍼 부재(48)의 걸어맞춤 돌기(49)는 피스톤 부재(20)의 경사 걸어맞춤 홈(60)에 맞물린다. 따라서, 피스톤 부재(20)와 피스톤 로드(22)는 축방향으로의 상대 이동이 저지된 상태로 연결된다. 따라서, 유체압 하에서 발생되는 피스톤 부재(20)의 추력은, 피스톤 로드(22)에 적절하게 전달된다.

피스톤 조립체(17)의 조립 상태에 있어서, 스토퍼 부재(48)는 피스톤 부재(20)의 슬롯 홈(50)에 맞물리며, 스토퍼 부재(48)는 피스톤 로드(22)에 대해서 회전 가능하다. 그러므로, 피스톤 부재(20)와 피스톤 로드(22)는, 피스톤 부재(20)의 축을 중심으로, 스토퍼 부재(48)를 통하여 상대 회전 가능한 방식으로 함께 연결되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 회전 멈춤부재(54)가 피스톤 부재(20)에 장착된 상태에서, 회전 멈춤부재(54)는, 피스톤 부재(20)로부터 로드 커버(16)를 향하여 돌출된다. 회전 멈춤부재(54)는, 예를 들어, 고무 재료나 엘라스토머 재료 등의 탄성 재료(우레탄 고무 등)에 의해 구성되어 있어, 피스톤 부재(20)가 로드 커버(16) 측의 스트로크 엔드 도달시의 충격을 흡수하기 위한 외주측 댐퍼(55)로서 또한 기능한다.

유체압 실린더(10A)에 있어서, 스토퍼 부재(48)와는 별개의 부품으로서 구성된 외주측 댐퍼(55)가 설치될 수 있다. 유체압 실린더(10A)에 있어서, 단부측 댐퍼(40)는 제거될 수 있다.

다음에, 상기와 같이 구성되는 피스톤 조립체(17)의 조립 방법의 일례를 설명한다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 단부측 댐퍼(40)를 피스톤 부재(20)의 관통구멍(20a)에 장착함과 함께, 스토퍼 부재(48)(복수의 스토퍼 부분(48a))를 피스톤 로드(22)의 스토퍼 장착 홈(23)에 장착한다. 다음에, 도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(22)를 피스톤 부재(20) 쪽으로 이동시켜, 스토퍼 부재(48)의 걸어맞춤 돌기(49)를 각각 피스톤 부재(20)의 슬롯 홈(50)(입구 홈(56))에 맞추어 삽입한다. 이 삽입에 의해, 걸어맞춤 돌기(49)는 입구 홈(56)의 가장 깊은 부분에서 내벽면(56a)(도 4 참조)에 접촉한다.

그리고, 피스톤 로드(22)를 피스톤 부재(20)에 대해서 축방향으로 더욱 밀어 넣으면, 도 7에 도시된 바와 같이, 스토퍼 부재(48)의 걸어맞춤 돌기(49)가 경사 걸어맞춤 홈(60)에 의해 가이드 된다. 따라서, 스토퍼 부재(48)는 피스톤 부재(20)에 대해서 회전한다. 그 때, 걸어맞춤 돌기(49)는, 입구 홈(56)의 내벽면(56a) 및 경사 걸어맞춤 홈(60)의 경사 가이드 면(60a)(도 4 참조)에 의해 안내되어, 경사 걸어맞춤 홈(60) 내를 이동한다. 걸어맞춤 돌기(49)가 경사 걸어맞춤 홈(60)의 가장 깊은 위치에 도달할 때, 스토퍼 부재(48)의 회전이 정지한다.

다음에, 도 8에 도시된 바와 같이, 회전 멈춤부재(54)를 피스톤 로드(22)를 따라 축방향으로 이동시켜, 피스톤 부재(20)의 슬롯 홈(50)에 회전 멈춤부재(54)를 장착한다. 구체적으로는, 회전 멈춤부재(54)의 복수의 볼록부(54b)를, 복수의 슬롯 홈(50)의 입구 홈(56)에 삽입한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 볼록부(54b)가 입구 홈(56)에 각각 끼워맞춰지고, 볼록부(54b)는 걸어맞춤 돌기(49)에 대해서 원주방향으로 인접한 상태가 된다.

다음에, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤 부재(20)에 패킹(30) 및 마그넷(38)을 장착한다. 패킹(30) 및 마그넷(38)은, 피스톤 부재(20)와 피스톤 로드(22)를 함께 연결하기 전에, 피스톤 부재(20)에 대해 장착될 수도 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 나타낸 상태의 피스톤 조립체(17)를 얻을 수 있다.

다음에, 상기와 같이 구성된 도 1에 나타내는 유체압 실린더(10A)의 작용을 설명한다.

유체압 실린더(10A)에 있어서, 제1 포트(12a) 또는 제2 포트(12b)를 통하여 공급되는 압력유체(예를 들어, 압축공기)의 작용에 의해, 피스톤 부재(20)는 슬라이딩 구멍(13) 내에서 축방향으로 이동된다. 따라서, 피스톤 부재(20)에 연결된 피스톤 로드(22)가 앞뒤로 이동한다.

구체적으로, 피스톤 부재(20)를 로드 커버(16) 측으로 변위(피스톤 부재(20)를 전진)시키기 위해서, 제2 포트(12b)를 대기 개방 상태로 하고, 압력유체 공급원(도시생략)으로부터 제1 포트(12a)를 통하여 압력유체를 제1 압력실(13a)로 공급한다. 따라서, 피스톤 부재(20)는 압력유체에 의해 로드 커버(16) 측으로 밀린다. 결과적으로, 피스톤 부재(20)는 피스톤 로드(22)와 함께 로드 커버(16) 측으로 변위(전진)한다.

외주측 댐퍼(55)가 로드 커버(16)의 끝면에 맞닿음으로써, 피스톤 부재(20)의 전진 동작이 정지한다. 이 경우, 탄성 재료로 구성된 외주측 댐퍼(55)에 의해, 피스톤 부재(20)와 로드 커버(16) 사이의 직접적인 접촉이 방지될 수 있다. 따라서, 피스톤 부재(20)가 전진 위치(로드 커버(16) 측의 스트로크 엔드)에 도달할 때 발생되는 충격 및 충격음의 발생을 효과적으로 방지 또는 억제할 수 있다.

한편, 피스톤 부재(20)를 헤드 커버(14) 측으로 변위(피스톤 부재(20)를 후퇴)시키기 위해서, 제1 포트(12a)를 대기 개방 상태로 하고, 압력유체 공급원(도시생략)으로부터 제2 포트(12b)를 통하여 압력유체를 제2 압력실(13b)로 공급한다. 결과적으로, 압력유체에 의해 피스톤 부재(20)는 헤드 커버(14) 측으로 밀린다. 따라서, 피스톤 부재(20)는 헤드 커버(14) 측으로 변위한다.

그리고, 단부측 댐퍼(40)가 헤드 커버(14)에 맞닿음으로써, 피스톤 부재(20)의 후퇴 동작이 정지한다. 이 경우, 탄성 재료로 구성된 단부측 댐퍼(40)에 의해, 피스톤 부재(20)와 헤드 커버(14) 사이의 직접적인 접촉이 방지될 수 있다. 따라서, 피스톤 부재(20)가 후퇴 위치(헤드 커버(14) 측의 스트로크 엔드)에 도달할 때 발생되는 충격 및 충격음의 발생을 효과적으로 방지 또는 억제할 수 있다.

이 경우, 제1 실시형태에 따른 축 연결 구조(45A) 및 유체압 장치(유체압 실린더(10A))는, 이하의 효과를 거둔다.

상기의 구성을 갖는 축 연결 구조(45A)에 의하면, 조립공정에 있어서, 피스톤 로드(22)에 장착된 스토퍼 부재(48)를 피스톤 부재(20)에 대해서 일방향으로 이동시키는 것만으로, 축부재인 피스톤 로드(22)와 상대부재인 피스톤 부재(20)를 연결할 수 있다. 즉, 피스톤 로드(22)에 장착된 스토퍼 부재(48)를 피스톤 부재(20)에 대해서 축방향으로 이동시킴으로써, 피스톤 부재(20)에 형성된 슬롯 홈(50)의 입구 홈(56)에 스토퍼 부재(48)의 걸어맞춤 돌기(49)가 삽입된다. 입구 홈(56) 내로 걸어맞춤 돌기(49)를 더욱 밀어 넣으면, 경사 걸어맞춤 홈(60)의 가이드 작용에 의해, 스토퍼 부재(48)는 피스톤 부재(20) 내에서 회전한다. 그러므로, 전용 공구나 설비를 이용하지 않고, 조립 시에 스토퍼 부재(48)를 피스톤 부재(20)에 대해서 회전시킴으로써, 피스톤 부재(20)와 피스톤 로드(22)를 용이하게 함께 접속시킬 수 있다. 즉, 조립 작업은 어떤 공구도 이용하지 않고 수행될 수 있다. 따라서, 축 연결 구조(45A)를 채택함으로써, 조립 작업은 간소화될 수 있다.

피스톤 로드(22)의 외주부에는, 환 형상의 스토퍼 장착 홈(23)이 형성된다. 스토퍼 부재(48)는, 원주방향으로 분할된 복수의 스토퍼 부분(48a)을 포함한다. 스토퍼 부재(48)는, 스토퍼 장착 홈(23)에 장착된다. 이 구성에 의해, 조립시, 피스톤 로드(22)의 외주부에 스토퍼 부재(48)를 용이하게 장착할 수 있다.

회전 멈춤부재(54)는, 피스톤 부재(20)에 대해서 회전 불가능한 방식으로 복수의 슬롯 홈(50)에 삽입된다. 회전 멈춤부재(54)는, 입구 홈(56)을 향하는 걸어맞춤 돌기(49)의 이동을 방지한다. 이 구성에 의해, 조립 후에 스토퍼 부재(48)가 회전하여 피스톤 로드(22)가 피스톤 부재(20)로부터 분리되는 것이 방지된다. 그러므로, 조립 후의 피스톤 로드(22)와 피스톤 부재(20)의 연결 상태를 확실하게 유지할 수 있다.

회전 멈춤부재(54)는, 복수의 입구 홈(56)에 삽입되는 복수의 볼록부(54b)를 포함한다. 복수의 볼록부(54b)는, 복수의 걸어맞춤 돌기(49)와 원주방향으로 대향하고 있다. 이 구성에 의해, 피스톤 부재(20)에 대해서 스토퍼 부재(48)가 회전하려고 할 때, 볼록부(54b)에 의해 걸어맞춤 돌기(49)가 확실하게 잠금 되기 때문에, 조립 후의 피스톤 로드(22)와 피스톤 부재(20) 사이의 접속 상태를 확실하게 유지할 수 있다.

회전 멈춤부재(54)는, 피스톤 로드(22)를 둘러싸는 환 형상으로 형성되는 환 형상 베이스부(54a)를 포함한다. 복수의 볼록부(54b)는, 환 형상 베이스부(54a)로부터 축방향으로 돌출되어 있다. 이 구성에 의해, 회전 멈춤부재(54)는, 환 형상 베이스부(54a)와 복수의 볼록부(54b)를 가지는 단일의 부재이기 때문에, 단지 1회의 장착 작업으로 피스톤 부재(20)에 회전 멈춤부재(54)를 용이하게 장착시킬 수 있다.

걸어맞춤 돌기(49)는, 경사 걸어맞춤 홈(60)을 따라 경사져 있다. 이 구성에 의해, 걸어맞춤 돌기(49)와 경사 걸어맞춤 홈(60) 사이에서의 축방향의 덜컹거림 또는 백래쉬를 감소시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 걸어맞춤 돌기(49)는, 피스톤 부재(20)에 대한 피스톤 로드(22)의 삽입 방향을 향하는 제1 면(49a)과, 이 제1 면(49a)과는 반대쪽을 향하는 제2 면(49b)을 포함한다. 그리고, 경사 걸어맞춤 홈(60)은 경사 가이드 면(60a)을 포함한다. 경사 가이드 면(60a)은 제1 면(49a)과 대향된다. 경사 가이드 면(60a)은, 제1 면(49a)과 평행하지 않으며, 원주방향에 대해서 경사진다. 이 구성에 의해, 걸어맞춤 돌기(49)가 가압되는 경사 가이드 면(60a)과 걸어맞춤 돌기(49)의 제1 면(49a)과의 사이에는 각도 차이가 존재한다. 그러므로, 걸어맞춤 돌기(49)와 경사 가이드 면(60a) 사이의 접촉 면적이 감소된다. 결과적으로, 마찰 저항이 감소하여, 걸어맞춤 돌기(49)는 경사 걸어맞춤 홈(60)에 매끄럽게 삽입될 수 있다. 그러므로, 피스톤 부재(20)에 대해서 스토퍼 부재(48)가 용이하게 회전될 수 있기 때문에, 피스톤 부재(20)에 피스톤 로드(22)를 밀어 넣기 위한 힘을 감소시킬 수 있고, 조립 작업은 더욱 용이하게 수행될 수 있다.

경사 걸어맞춤 홈(60)의 경사면(60b)과 걸어맞춤 돌기(49)의 제2 면(49b)과는 서로 평행하다. 이 구성에 의해, 분리 방향의 피스톤 로드(22)와 피스톤 부재(20)와의 접촉면에 있어서, 걸어맞춤 돌기(49)와 경사 걸어맞춤 홈(60)과의 접촉 면적이 커지기 때문에, 걸어맞춤 돌기(49)가 경사 걸어맞춤 홈(60)으로부터 분리되는 방향으로의 마찰 저항이 커진다. 따라서, 분리 방향으로의 힘이 작용할 때의 스토퍼 부재(48)의 회전 운동을 적절하게 억제할 수 있다.

피스톤 로드(22)와 피스톤 부재(20)는, 스토퍼 부재(48)를 통하여 상대적인 회전 가능하게 함께 연결되어 있다. 이 구성에 의해, 피스톤 부재(20)의 외형 형상에 관계없이, 피스톤 조립체(17)를 갖는 유체압 장치의 설비에의 설치 시에, 피스톤 로드(22)를 용이하게 회전시킬 수 있어 편리하다.

본 발명은, 전술한 원형의 피스톤 부재(20)에 한정하지 않는다. 본 발명은 또한, 다각형의 피스톤 부재에도 적용 가능하다. 그러므로, 유체압 실린더(10A)에서는, 원형의 피스톤 부재(20)를 갖는 피스톤 조립체(17)를 대신하여, 다각형의 피스톤 부재를 갖는 피스톤 조립체가 채용될 수 있다.

피스톤 조립체(17)에서는, 중실 구조의 피스톤 로드(22)가 채용되어 있다. 대안적으로, 중공 구조의 피스톤 로드가 채용될 수 있다.

전술한 피스톤 조립체(17)에서는, 피스톤 부재(20)의 일측으로만 돌출하는 피스톤 로드(22)가 채용된되어 있다. 대안적으로, 피스톤 부재(20)의 양측으로 돌출하는 피스톤 로드가 채용될 수 있다.

피스톤 조립체(17)에서는, 외주측 댐퍼(55)와 단부측 댐퍼(40) 양쪽 모두가 설치되어 있다. 대안적으로, 댐퍼 기구로서는, 외주측 댐퍼(55)만이 설치될 수 있다. 회전 멈춤부재(54)는, 외주측 댐퍼(55)를 겸하지 않을 수 있다. 유체압 실린더(10A)에서는, 피스톤 부재(20)의 일측 스트로크 엔드 및 타측 스트로크 엔드에 있어서의 충격을 흡수하기 위한 에어쿠션 기구가 설치될 수 있다.

마그넷(38)은 생략될 수 있다. 피스톤 부재(20)의 외주부에, 저마찰 재료로 이루어지는 웨어 링(wear ring)이 장착될 수 있다.

유체압 실린더(10A)는, 피스톤의 축방향 이동(전진 및 후퇴 이동) 중 일측 방향의 이동만을 유체압에 의해 실시하고, 타측 방향의 이동을 스프링의 탄성력에 의해 실시하는, 소위 단동형 실린더로서 구성될 수 있다. 이 경우, 스프링을 포함하는 제1 형태에 있어서는, 피스톤 부재(20)와 로드 커버(16) 사이에 스프링이 배치되고, 제2 포트(12b)는 대기 개방된다. 스프링을 포함하는 제2 형태에 있어서는, 피스톤 부재(20)와 헤드 커버(14) 사이에 스프링이 배치되고, 제1 포트(12a)는 대기 개방된다.

도 9 및 도 10에 나타내는 유체압 실린더(10B)는, 소위 가이드-장착식 실린더로서 구성되어 있다. 유체압 실린더(10B)는, 슬라이딩 구멍(68a) 및 복수(도시된 예에서는 2개)의 가이드 구멍(68b)을 갖는 실린더 튜브(68)(몸체)와, 슬라이딩 구멍(68a)에 슬라이딩 가능하게 배치되는 피스톤 부재(70)와, 이 피스톤 부재(70)에 연결됨과 함께 실린더 튜브(68)로부터 축방향으로 돌출하는 피스톤 로드(72)(축부재)를 포함한다. 또, 유체압 실린더(10B)는, 실린더 튜브(68)의 외측에서 피스톤 로드(72)에 연결되는 출력부재(74)(상대부재)와, 복수의 가이드 구멍(68b)에 슬라이딩 가능하게 삽입됨과 함께 출력부재(74)에 연결되는 복수(도시된 예에서는 2개)의 가이드 로드(76)를 포함한다.

피스톤 로드(72)의 베이스부(72a)에 있어서, 피스톤 부재(70)와 피스톤 로드(72)는 크림핑 또는 코킹에 의해 함께 연결되어 있다. 슬라이딩 구멍(68a)에는 로드 커버(69)가 배치되어 있다. 가이드 구멍(68b)은 슬라이딩 구멍(68a)과 평행하게 연장되고 있다. 가이드 로드(76)는 피스톤 로드(72)와 평행하다. 가이드 로드(76)는 볼트(77)에 의해 출력부재(74)에 체결된다.

유체압 실린더(10B)는, 축부재인 피스톤 로드(72)와 상대부재인 출력부재(74)를 연결하는 축 연결 구조(45B)를 갖는다. 이러한 축 연결 구조(45B)는, 축 연결 구조(45B)가 적용되는 부위가 다른 것 이외에는, 도 1 등에 나타낸 축 연결 구조(45A)와 동일한 구성을 갖는다. 그러므로, 축 연결 구조(45A)와 동일한 축 연결 구조(45B)의 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여한다.

구체적으로, 축 연결 구조(45B)에서는, 스토퍼 부재(48)는, 피스톤 로드(72)의 말단부의 외주부(72b)에 형성되는 환 형상의 스토퍼 장착 홈(73)에 장착되어 있다. 복수의 슬롯 홈(50)은 출력부재(74)에 설치되어 있다. 출력부재(74)의 실린더 튜브(68)와 대향하는 쪽에는, 연결 오목부(74a)가 설치되어 있다. 연결 오목부(74a)의 내주부에는, 복수의 슬롯 홈(50)이 형성되어 있다. 출력부재(74)에 설치된 슬롯 홈(50)에는, 회전 멈춤부재(54)가 장착되어 있다.

조립공정에 있어서, 피스톤 로드(72)와 출력부재(74)는, 예를 들어 이하의 순서대로 연결된다.

피스톤 로드(72)와 출력부재(74)를 함께 연결하기 전에, 피스톤 로드(72)와 피스톤 부재(70)를 함께 연결하어 실린더 튜브(68)의 슬라이딩 구멍(68a) 내에 삽입시켜 둔다. 그리고, 회전 멈춤부재(54)를 피스톤 로드(72)의 외주부에 임시로 배치함과 함께, 스토퍼 부재(48)을 스토퍼 장착 홈(73)에 장착한다. 다음에, 출력부재(74)에 연결된 2개의 가이드 로드(76)를 2개의 가이드 구멍(68b)에 각각 삽입한다. 그리고, 스토퍼 부재(48)가 장착된 피스톤 로드(72)를 출력부재(74)의 연결 오목부(74a)에 밀어 넣는다. 결과적으로, 스토퍼 부재(48)가 회전되어, 걸어맞춤 돌기(49)가 경사 걸어맞춤 홈(60)에 맞물린다. 다음에, 회전 멈춤부재(54)를 축방향으로 이동시켜, 슬롯 홈(50)에 장착한다. 전술한 방식으로, 피스톤 로드(72)와 출력부재(74)가 함께 연결된다.

축 연결 구조(45B)에 의하면, 피스톤 로드(72)와 출력부재(74)를 갖는 가이드-장착식 실린더의 조립 작업을 간소화시킬 수 있다. 즉, 조립공정에 있어서, 출력부재(74)와 피스톤 로드(72)를 전용 공구나 설비를 이용하지 않고 함께 연결할 수 있다. 또, 단지 하나의 방향으로의 변위만으로 피스톤 로드(72)와 출력부재(74)를 연결할 수 있기 때문에, 조립 작업은 컴팩트한 공간 내에서 수행될 수 있다.

또, 볼트를 이용하여 연결하는 경우와 달리, 출력부재(74)와 피스톤 로드(72)는, 피스톤 로드(72)의 반경방향으로 약간 덜컹거릴 수 있는 상태(즉, 출력부재(74)와 피스톤 로드(72)가 피스톤 로드(72)의 반경방향으로 작은 백래쉬를 가지는 상태)(반경방향으로 플로팅 상태)로 함께 연결되어 있기 때문에, 피스톤 로드(72)는 2개의 가이드 로드(76) 사이의 중심 위치에 자동적으로 중심이 맞춰진다. 그러므로, 중심맞춤 작업을 위한 지그가 불필요하고, 조립공수의 절감이 성취된다. 이에 비해서, 피스톤 로드와 출력부재를 볼트로 연결하는 구조의 경우, 2개의 가이드 로드(76) 사이의 중심 위치에 피스톤 로드를 고정시킬 필요가 있기 때문에, 중심맞춤 작업을 위한 지그가 필요하다.

T 슬롯을 이용하여 2개의 구성요소를 연결하는 구조와 달리, 축 연결 구조(45B)에 의하면, 가이드 로드(76)에 의해 축에 대해 횡방향으로의 변위가 구속되는 2개의 구성요소(출력부재(74)와 피스톤 로드(72))를 어려움 없이 연결할 수 있다.

피스톤 로드(72)와 피스톤 부재(70)는, 도 1 등에 나타낸 축 연결 구조(45A)에 의해 함께 연결될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 축 연결 구조는 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 다양한 변형이 본 발명의 요지를 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명은, 피스톤 부재 및 실린더 튜브의 단면 형상이 비원형(사각형, 계란형, 타원형 등)인 유체압 실린더에도 적용 가능하다. 또, 본 발명은, 복수의 피스톤 및 복수의 피스톤 로드를 갖춘 멀티-로드형(듀얼 로드형 등)의 유체압 실린더에도 적용 가능하다.

본 발명의 축 연결 구조는, 상술한 실시형태에 더해, 피스톤 로드의 말단부에 장착되는 말단부재와 피스톤 로드와의 연결이나, 플로팅 조인트의 연결부에도 적용 가능하다.

본 발명은, 액추에이터로서 이용되는 유체압 실린더에 한정되지 않는다. 본 발명은, 피스톤을 가지는 다른 형태의 유체압 장치에도 적용 가능하다. 본 발명을 적용할 수 있는 피스톤을 가지는 다른 형태의 유체압 장치로서는, 예를 들어, 피스톤을 이용하여 밸브 본체를 이동시켜 유로를 변경시킬 수 있는 밸브 장치, 입력 축으로서 기능하는 피스톤 로드에 연결된 피스톤을 변위시켜 길이를 측정할 수 있는 길이 측정 실린더(스트로크 판독 실린더), 피스톤을 변위시킴으로써 피스톤 로드를 통하여 피스톤과 연결된 테이블을 변위시키는 슬라이드 테이블, 및 피스톤을 변위시키고 이 피스톤의 변위를 변환함으로써 개폐 동작을 수행하는 파지부에 의해 워크피스를 파지하는 척 장치 등을 들 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 다양한 변형이 본 발명의 요지를 일탈하지 않고 채택될 수 있다.

Claims (13)

1. 축부재(22, 72)와, 상기 축부재(22, 72)와의 조합에 이용되는 상대부재(20, 74)를 연결하도록 구성되는 축 연결 구조(45A, 45B)로서, 상기 축 연결 구조(45A, 45B)는,
   상기 축부재(22, 72)에 대해서 회전 가능하게 상기 축부재의 외주부에 장착되고, 외측으로 돌출하는 복수의 걸어맞춤 돌기(49)가 원주방향으로 간격을 두고 설치되는 스토퍼 부재(48)와;
   상기 상대부재(20, 74)의 내주부에 있어서 원주 상에 설치되고, 복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)가 각각 삽입되는 복수의 슬롯 홈(50); 을 포함하며,
   복수의 상기 슬롯 홈(50)은,
   상기 상대부재(20, 74)의 끝면에서 개구되고, 축방향으로 깊이를 가지는 복수의 입구 홈(56)과;
   복수의 상기 입구 홈(56)으로부터 이어지고 원주방향에 대해서 경사지는 방향으로 연장되며, 복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)와 맞물리는 복수의 경사 걸어맞춤 홈(60); 을 포함하며,
   상기 축부재(22, 72)와 상기 상대부재(20, 74)는, 상기 스토퍼 부재(48)를 통하여 상대적인 축방향 이동이 불가능하게 함께 연결되는,
   축 연결 구조
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 축부재(22, 72)의 외주부에는 환 형상의 스토퍼 장착 홈(23, 73)이 설치되며;
   상기 스토퍼 부재(48)는, 원주방향으로 분할된 복수의 스토퍼 부분(48a)을 포함하고, 상기 스토퍼 장착 홈(23, 73)에 장착되는,
   축 연결 구조
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 상대부재(20, 74)에 대해서 상대 회전 불가능하게 복수의 상기 슬롯 홈(50)에 삽입되는 회전 멈춤부재(54)를 더 포함하며,
   상기 회전 멈춤부재(54)는 상기 입구 홈(56)으로의 복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)의 이동을 방지하는,
   축 연결 구조
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전 멈춤부재(54)는, 복수의 상기 입구 홈(56)에 삽입되는 복수의 볼록부(54b)를 가지며;
   복수의 상기 볼록부(54b)는, 복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)와 원주방향으로 대향되는,
   축 연결 구조
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 회전 멈춤부재(54)는, 상기 축부재(22, 72)를 둘러싸는 환 형상으로 형성되는 환 형상 베이스부(54a)를 포함하며;
   복수의 상기 볼록부(54b)는, 상기 환 형상 베이스부(54a)로부터 축방향으로 돌출되는,
   축 연결 구조
6. 청구항 1에 있어서,
   복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)는, 복수의 상기 경사 걸어맞춤 홈(60)을 따라 경사져 있는,
   축 연결 구조
7. 청구항 6에 있어서,
   복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49) 각각은, 상기 축부재(22, 72)가 상기 상대부재(20, 74)에 삽입되는 방향으로 향하는 제1 면(49a)과, 상기 제1 면(49a)과는 반대 방향으로 향하는 제2 면(49b)을 포함하며;
   복수의 상기 경사 걸어맞춤 홈(60) 각각은, 상기 제1 면(49a)과 비-평행 방식으로 대향되고, 원주방향에 대해서 경사지는 경사 가이드 면(60a)을 포함하는,
   축 연결 구조
8. 청구항 6에 있어서,
   복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49) 각각은, 상기 축부재(22, 72)가 상기 상대부재(20, 74)에 삽입되는 방향으로 향하는 제1 면(49a)과, 상기 제1 면(49a)과는 반대 방향으로 향하는 제2 면(49b)을 가지며;
   복수의 상기 경사 걸어맞춤 홈(60) 각각은, 상기 제2 면(49b)과 평행 방식으로 대향되고, 원주방향에 대해서 경사지는 경사 가이드 면(60b)을 포함하는,
   축 연결 구조
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 상대부재(20)는, 슬라이딩 구멍 내에서 축방향으로 변위 가능한 피스톤 본체이며;
   상기 축부재(22)는, 상기 피스톤 본체로부터 축방향으로 돌출하는 피스톤 로드인,
   축 연결 구조
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 축부재(22)와 상기 상대부재(20)는, 상기 스토퍼 부재(48)를 통하여 상대 회전 가능하게 함께 연결되는,
    축 연결 구조
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 축부재(72)는, 유체압 실린더(10B)의 몸체로부터 축방향으로 돌출하는 피스톤 로드이며;
    상기 몸체에는 상기 피스톤 로드의 축을 따라 가이드 로드(76)가 슬라이딩 가능하게 지지되며;
    상기 상대부재(74)는, 상기 몸체의 외측에서 상기 피스톤 로드에 연결되고, 상기 가이드 로드(76)에 연결되는 출력부재(74)인,
    축 연결 구조
12. 유체압 장치로서,
    피스톤 로드와;
    상기 피스톤 로드에 연결되는 상대부재(20, 74)와;
    상기 피스톤 로드에 대해서 상대 회전 가능하게 상기 피스톤 로드의 외주부에 장착되고, 외측으로 돌출되는 복수의 걸어맞춤 돌기(49)가 원주방향으로 간격을 두고 설치되는 스토퍼 부재(48)와;
    상기 상대부재(20, 74)의 내주부에 있어서 원주 상에 설치되고, 복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)가 각각 삽입되는 복수의 슬롯 홈(50); 을 포함하며,
    복수의 상기 슬롯 홈(50)은,
    상기 상대부재(20, 74)의 끝면에서 개구되고, 축방향으로 깊이를 가지는 복수의 입구 홈(56)과;
    복수의 상기 입구 홈(56)으로부터 이어지고 원주방향에 대해서 경사지는 방향으로 연장되며, 복수의 상기 걸어맞춤 돌기(49)와 맞물리는 복수의 경사 걸어맞춤 홈(60); 을 포함하며,
    상기 피스톤 로드와 상기 상대부재(20, 74)는, 상기 스토퍼 부재(48)를 통하여 상대적인 축방향 이동이 불가능하게 함께 연결되는,
    유체압 장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 유체압 장치는, 유체압 실린더(10A, 10B), 밸브 장치, 길이 측정 실린더, 슬라이드 테이블, 또는 척 장치의 형태를 가지는,
    유체압 장치.

Images