KR19980042272A

KR19980042272A - 유체압력회로의 압력손실 보상장치 및 이것에 병합된 캠 배열장치

Info

Publication number: KR19980042272A
Application number: KR1019970059189A
Authority: KR
Inventors: 헤이자부로 가또
Original assignee: 오가와 히로우미; 가부시끼가이샤 산꾜 세이사꾸쇼
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1998-08-17
Also published as: DE19749843A1; ITUD970208A1; US5943860A; JPH10141303A; JP3787397B2; KR100477232B1; IT1296713B1

Abstract

본 발명은 유체압력회로에서 구동압력의 압력손실을 자동으로 보상하여 주는 압력손실 보상장치에 관한 것이다. 압력손실 보상장치를 형성하는 실린더 장치는 유체압력회로의 파이핑 중앙부에 설치되어 진다. 실린더 장치는 공기압력을 유도하는 구동압력 유도챔버를 가지고 있고 체크밸브와 함께 설치된 연결파이프를 통해 파이핑에 상호되는 유체압력 발생챔버를 가지고 있다. 피스톤에 리턴스프링이 설치되며 오일팬과 상호되는 유체 유입파이프는 유체압력 발생챔버에 연결되어 진다.

초과압력 유도공은 피스톤이 유체압력 발생챔버 측으로 이동되어질때 배출공과 상호되어 진다. 초과압력 유도공은 릴리프 밸브를 통해 파이핑에 연결되어 진다.

오리피스로 사용하는 간극은 초과압력 유도공과 배출공 사이에 형성되어지며, 여기서 간극은 하방에 위치된 피스톤에 의해 폐쇄되도록 조절되어 진다.

Description

유체압력회로의 압력손실 보상장치 및 이것에 병합된 캠 배열장치

본 발명은 유체압력원에서 발생되어진 유체압력이 유체압력 엑튜에이터로 공급되는 유체압력회로의 압력손실 보상장치와 이 압력손실 보상장치에 병합된 캠 배열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유체압력을 사용하여 액튜에이터를 구동하기 위한 유체압력회로는 많이 있다. 예를들어, 일본 미심사 실용모델공보(Kokai, No. Heisei 4-67941)에 공표된 피킹(pickng)과 플레이싱(placing) 장치는 유체압력으로서 수압을 이용한 수압회로를 이용하고 있다.

이러한 피킹과 플레이싱 장치는 기어들을 수단으로 하는 기계 공구에서 공구의 교환을 필요로 하는 출력축에서 복합적 행동을 야기한다.

수압회로는 입력축의 회전기간 동화상태에서 공구를 취부하거나 해체하기 위하여 사용된다. 이름 그대로, 이러한 수압회로는 수압회로원으로서 펌프장치를 포함하고 있는데, 구체적으로 수압회로원은 입력축의 회전에서 기간동화상태와 액추에이터에서 맥동적인 수압을 발생시키며, 여기서 펌프 장치로부터 발생되는 것이 수압이다. 액튜에이터는 액튜에이터와 연동되는 로드가 상기 엑튜에이터로 유입되는 수압에 의해 돌출되어 공구를 해체하기 위해 공구의 취부장치에 설치되어 진다.

그러나, 상술된 종래의 유체 압력회로가 설치되어 있다 하더라도, 이것은 근본적으로 수압장치 자체에서의 구조적 부분에서 취약을 야기한다. 예를들어 펌프장치, 엑튜에이터 등 수압 장치와 파이핑(piping)의 연결부분에서 장시간 사용으로 취약이 발생되는 것이다. 압력화되는 유체의 이러한 취약은 압력손실을 유도하여 액튜에이터로의 필요압력 공급의 곤란이나, 더욱 악화되면 기계의 작동불능을 유발하게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 균형적인 기초를 제공하고 그러므로써 필요유체압력의 제공을 확실하게 하여 작동유체의 압력손실을 자동으로 보상하게 하는 압력손실 보상장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 유체 압력회로에 압력손실 보상장치와 조합되는 캠 배열 장치를 제공함에도 그 목적이 있다.

예시도면 도 1은 본 발명에 따른 압력손실보상기의 실시예에서 초기상태의 유체압력회로를 나타낸 다이아그램.

예시도면 도 2는 유체압력회로에서 유체압력이 발생되는 조건에서 본 발명의 압력손실 보상장치 실시예와 함께 유체압력회로를 나타낸 유사 다이아그램,

예시도면 도 3은 동작조건에서 본 발명의 압력손실 보상기 실시예와 함께 유체압력회로를 나타낸 유사 다이아그램,

예시도면 도 4는 예시도면 도 1의 A부 확대단면도,

예시도면 도 5는 예시도면 도 3의 B부 확대단면도,

예시도면 도 6은 본 발명에 따른 유체압력회로의 압력보상장치 실시예에서 공구교환기를 나타낸 정단면도,

예시도면 도 7은 유체압력원의 유체압력이 발생되지 않은 상태에서 공구교환기의 주요부분을 나타낸 확대 정단면도,

예시도면 도 8은 공구교환기의 주요부를 나타낸 확대 측단면도,

예시도면 도 9는 유체압력원의 유체압력이 발생되지 않은 동작조건에서 공구교환기의 주요부를 나타낸 확대 측단면도,

예시도면 도 10은 유체압력원의 유체압력이 발생되는 동작조건에서 공구교환기의 주요부를 나타낸 확대 측단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10-압력손실 보상장치12-유체압력회로

14-공구교환기16-수력펌프

18-파이핑20-엑튜에이터

22-입력축24-롤러 기어 캠

26-하우징28-폴로어 터릿

30,44,48,54,56-캠폴로어32-출력축

34-공구 홀딩아암36-1차 그루브캠

38-2차 그루브캠40-1차 피봇레버

42,52-피봇샤프트50-2차 피봇레버

60-스핀들부62-스핀들

64,94-구동로드66-공구

70-실린더 장치72,92-케이싱

74-피스톤76-구동압력 유도챔버

78-연결파이프80-유체압력 발생쳄버

82,90-체크밸브86-오일팬

88-유체 유입파이프96-공기압력원

98-압력조절장치

이러한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 유체압력원으로 발생된 유체압력이 파이핑을 통해 공급되어지는 유체압력 회로의 압력 손실 보상장치인 것이다.

유체 압력회로에서 유체압력 손실을 보상하는 유체압력 보상장치는 파이핑의 중간 구역에 설치된다.

한편, 유체 압력 보상장치는 케이싱에서 섭동가능하게 내설되는 피스톤, 케이싱의 끝단에 설치되고 피스톤을 감압하는 구동압력을 유도하는 구동압력 유도챔버, 케이싱의 다른 끝단에 설치되고 연결파이프를 통해 파이핑으로 상호교환되는 유체압력 발생챔버, 그리고 유체압력 발생챔버에서 파이핑으로 구동유체의 흐름을 전용으로 수행하도록 연결파이프에 설치된 체크밸브를 포함하고 있다.

구동압력 유도챔버로 제공되는 구동압력은 공기압력일 수도 있다.

또한, 구동압력 유도챔버측으로 피스톤이 편향되도록 편향력을 지원하는 리턴스프링이 설치될 수 있으며, 유체저장기와 상호하는 유입 파이프가 유체압력 발생챔버와 연결될 수 있고, 유체가 유체압력 발생챔버 측으로만 흐르게 하는 체크밸브가 유입파이프에 설치될 수 있으며, 초기압력 유도공이 릴리프 파이프를 통해 파이핑에 연결될 수 있다.

여기서, 초과압력 유도공은 오리피스 효과를 부여하는 간극을 통해 배출공과 연결될 수 있으며, 간극은 유체압력 발생챔버를 향하는 피스톤의 이동에 의해 개방된다.

상기 릴리프 파이프는 파이핑의 일부에 연결될 수 있으며, 여기서 공기가 용이하게 축적된다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 유체압력원으로부터 유체압력이 발생되는 유체압력회로의 압력손실 보상장치는 파이핑을 통해 액튜에이터에 공급되며, 그 구성은:유체압력보상기가 유체압력회로 내에서 유체압력의 압력손실을 보상하기 위해 파이핑의 중간부에 설치되며, 상기 유체압력보상기는 실린더 장치로 구조를 이루고 있는데, 실린더 장치는:케이싱 내에서 섭동가능하게 설치된 피스톤:케이싱의 끝단에 설치되고 피스톤을 감압하는 공압을 유도하는 구동압력 유도챔버:케이싱의 다른 끝단에 설치되고 연결파이프를 통해 파이핑과 상호되는 유체압력 발생챔버:유체압력 발생챔버에서 파이핑으로 유체의 흐름을 전용으로 수행하도록 연결파아프 설치된 체크밸브:구동압력 유도챔버측으로 피스톤이 편향되도록 편향력을 지원하는 리턴스프링:유체 저장기와 상호하기 위해 유체압력 발생챔버와 연결되는 유체 유입파이프:유체가 유체압력 발생챔버 측으로만 흐르게 하도록 유체 유입파이프에 설치되는 체크밸브:케이싱에 설치되며 피스톤이 유체압력 발생챔버측으로 이동될때 배출구와 연결되는 초과압력 유도공:그리고, 초과압력 유도공과 파이핑을 연결하게 하는 릴리프 파이프를 포함하고 있다.

여기서, 초과압력 유도공은 오리피스 효과를 부여하는 간극을 통해 배출공과 연결될 수 있으며, 상기 간극은 유체압력 발생챔버측으로의 피스톤 이동에 의해 개방된다.

또한, 릴리프 파이프가 파이핑의 일부에 연결될 수 있으며, 여기서 공기가 용이하게 축적된다.

본 발명의 발전된 견지에서 캠배열장치는:출력축에서 출력모션을 위한 입력축에 의해 회전구동되는 1차 캠과 공동축상에서 입력축의 1차 캠과 평행하게 배열된 2차 캠:스윙레버를 통해 2차 캠에 의해 구동되는 유체압력원:엑튜에터에 유체압력을 공급하기 위해 유체압력원과 연결된 유체압력회로:그리고 유체압력회로에서 유체압력의 압력손실을 보상하기 위해 파이핑의 중앙부에 설치된 유체압력보상기로 구성되어 있다.

이와 더불어, 캠 배열장치는:출력축에서 출력모션을 위한 입력축에 의해 회전구동되는 1차 캠과 공동축상에서 입력축의 1차 캠과 평행하게 배열된 2차 캠:스윙레버를 통해 2차 캠에 의해 구동되는 유체압력원:파이핑을 통해 엑튜에이터에 유체압력을 공급하기 위해 유체압력원과 연결된 유체압력회로:유체압력회로에서 유체압력의 압력손실을 보상하기 위해 파이핑의 중앙부에 설치된 유체압력보상기로 구성되는 한편, 유체압력보상기는 실린더 장치로 이루어지는데, 실린더 장치는:케이싱 내에서 섭동가능하게 설치된 피스톤:케이싱의 끝단에 설치되고 피스톤을 감압하여 공압을 유도하는 구동압력 유도챔버:케이싱의 다른 끝단에 설치되고 연결파이프를 통해 파이핑과 상호되는 유체압력 발생챔버:유체압력 발생챔버에서 파이핑으로 유체의 흐름을 전용으로 수행하도록 연결파이프에 설치된 체크밸브:구동압력 유도챔버측으로 피스톤이 편향되도록 편향력을 지원하는 리턴스프링:유체 저장기와 상호하기 위해 유체압력 발생챔버와 연결되는 유체 유입파이프:유체가 유체압력 발생챔버 측으로만 흐르게 하도록 유체 유입파이프에 설치되는 체크밸브:케이싱에 설치되며 피스톤이 유체압력 발생챔버측으로 이동될때 배출구와 연결되는 초과압력 유도공:그리고, 초과압력 유도공과 파이핑을 연결하게 하는 릴리프 파이프로 구성되어 있다.

상술된 구조에서 본 발명에 따른 유체압력 회로의 압력손실 보상장치 수행을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 유체압력회로의 압력손실보상기에서, 유체압력회로에서 유체압력의 압력손실은 유압원에 의해 발생되는 유압을 공급하는 파이핑의 중간부에 설치된 유체압력보상기에 의해 보상받게 되며, 유체압력회로에서 구동유체압력은 액튜에이터의 정밀한 수행을 확보하기 위해 필요압력은 일정하게 유지하게 된다.

한편, 실린더 장치에서 구동압력 유도챔버로의 구동압력 공급에 의해 구동압력은 타단으로 피스톤을 이동시키도록 감압시키기 위해 피스톤 일단에 작용된다.

이에 의해 유체압력 발생챔버 타단에서의 유체압력은 유체압력 발생챔버에서 유체압력이 연결파이프를 통해 유체압력회로의 파이핑에 공급되도록 상승되어진다.

따라서, 유체압력회로에서 발생된 압력손실은 보상될 수 있다.

그러므로, 유체압력회로에서 유체압력은 엑튜에이터를 정확하게 구동하도록 일정하게 유지될 수 있다.

한편, 연결파이프에 체크밸브가 설치됨에 따라 유체압력회로에 일단 공급된 유체압력이 유체압력 발생챔버로 동요되는 것이 방지된다.

더욱이, 구동압력 유도챔버로 공급된 구동압력이 기압임에 따라, 피스톤은 댐핑효과로 밀려나며, 즉 공기는 압축성 유체로 유체압력 발생챔버에서 급격한 변동을 방지하여 유체압력회로에서 부드럽게 보상되도록 한다.

또한, 구동압력 유도챔버로의 구동압력 공급이 완료되었을때, 리턴스프링에 의해 구동압력 유동챔버측으로 피스톤을 편향시키는 편향력이 공급되며, 피스톤은 리턴스프링에 의해 구동압력 유도챔버로 이동되어 유체압력 발생챔버를 진공상태로 만들게 된다.

이에 의해, 유체 저장기에서 구동유체는 유체 유입파이프를 통해 유체압력유도챔버로 유도될 수 있게 되어서 유체압력을 확실히 유지시켜 다음의 유체압력회로에 공급된다.

한편, 유체압력 발생챔버 측으로만 흐름을 수행하도록 유체 유입파이프에 설치된 체크밸브에 의해, 유체압력 발생챔버에서 발생된 압력은 유체 유입파이프를 통해 유체 저장기로 유입된다.

유체압력 발생챔버에서의 유체압력이 보상을 위해 유체압력회로로 공급될때, 초과압력 유도공에서 배출공까지 유체압력회로에서 발달된 초과압력이 릴리프 파이프를 통해 완화된다.

따라서, 유체압력회로에서의 유체압력은 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 파이핑의 일부에 릴리프 파이프가 연결되고 여기에서 공기가 용이하게 축적됨에 따라, 파이핑에 축적된 공기는 릴리프 파이프를 통해 초과압력이 배출됨과 동시에 배출될 수 있다.

따라서, 유체압력회로에서 유체로 혼합된 공기는 배출되어 미리 결정된 압력을 발달시켜서 엑튜에이터의 정밀한 수행을 확보하게 된다.

한편, 본 발명에 따라 유체압력회로에서 압력손실 보상장치에 캠 배열장치가 마련된 경우, 입력축이 회전될때 1차 캠이 회전된다.

1차 캠이 회전됨에 따라 출력축이 구동된다. 한편, 동일축상으로 1차 캠과 평행하게 배열된 2차 캠은 동화상태로 회전되어 유체압력원을 구동하기 위한 스윙레버의 스윙모션을 야기시킨다.

유체압력원으로부터 생성된 유체압력은 구동을 위한 엑튜에이터에 공급된다. 이때, 엑튜에이터로 유체압력을 공급하는 파이핑 중앙부에 설치된 유체압력보상기에 의해 유체압력회로에서의 압력손실을 보상시키게 된다.

따라서, 구동유체압력은 유체압력회로의 미리 설정된 압력으로 확실히 유지된다.

하우징 내에서 유체압력이 조성됨에 의해 모든 캠 배열장치의 구조가 간결하게 되어진다. 유체압력원을 구동하는 2차 캠이 출력축을 구동하는 1차 캠과 함께 입력축과 동일축상에 배열됨에 의해 동기간으로 회전됨에 따라, 출력축의 모션타이밍과 유체압력원에 의한 엑튜에이터의 구동타이밍은 상호간에 확실히 일치될 수 있다.

따라서, 캠 배열장치의 고속수행이 가능해지고, 특히 엑튜에이트의 구동타이밍의 지연이나 동작의 실패는 유체압력보상기가 엑튜에이터에서 동작 정밀도를 향상시킴에 따라 방지된다.

따라서, 장치의 더한 고속의 동작이 가능해 진다.

이하 본 발명의 적절한 실시예를 설명하며, 그러나 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니고, 이는 단지 본 발명을 설명하고 이해하기 위한 것이다.

예시도면 도 1은 본 발명에 따른 압력손실보상기의 실시예에서 초기상태의 유체압력회로를 나타낸 다이아그램,

예시도면 도 4는 예시도면 도 1의 A부 확대 단면도,

예시도면 도 5는 예시도면 도 3의 B부 확대 단면도,

예시도면 도 7은 유체압력원의 유체압력이 발생되지 않은 상태에서 공구교환기의 주요부를 나타낸 확대 정단면도,

예시도면 8은 공구교환기의 주요부를 나타낸 확대 측단면도,

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 후술에서 본 발명의 전반적인 이해를 증명하기 위해 특정의 상세한 부분이 설명된다. 그러나, 본 발명은 특정의 상세한 부분 없이도 실시될 수 있는 기술임은 명확하다. 다른 한편으로, 공지된 구조물은 본 발명이 불필요하게 애매해지는 것을 피하기 위해 나타나 있지 않다.

예시도면 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 유체압력회로(12)은 실시예에서 압력손실 보상장치(10)를 이용하여 있으며, 여기서, 유체압력회로(12)는 캠 배열장치를 나타낸 도 6에서와 같이 공구교환기(14)에 적용된다. 유체압력회로(12)는 엑튜에이터(20)와 유체압력원으로서 수력펌프(16)를 포함하고 있으며, 여기에 수력펌프(16)에 의해 발생되는 수력의 맥동적인 압력이 파이핑(18)을 통해 공급된다.

수력펌프(16)는 케이싱(16a)에 섭동가능하게 내설된 피스톤(16b)을 갖고 있다. 상기 피스톤(16b)이 실린더 챔버(16c)에서 이동될때, 실린더 챔버(16c)에 수압이 발생된다. 한편, 엑튜에이터(20)에서 실린더(20a)에 미끌어지면서 맞물린 피스톤(20b)은 수압유도챔버(20c)로 유도된 수압에 의해 도시된 하방으로 이동된다. 파이핑(18)은 실린더 챔버(16c)와 수압유도챔버(20c)에 상호교환되고 있다.

수력펌프(16)는 입력축(22)의 회전모션으로부터 공구를 교환하는데 필요한 공구교환기(14)의 복합적 동작을 발생시키기 위해 롤러 기어 캠(24)의 회전에 응답하여 구동된다. 예시도면 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 공구교환기(14)에서 입력축(22)은 하우징(26)내에 설치되고, 롤러 기어 캠(24)은 필요회전을 위해 입력축(22)에 설치된다. 롤러 기어 캠(24)의 외주에 기하학적 곡선이 미리 설정된 테이퍼 리브(24a)가 형성되어 있다. 상기 테이퍼 리브(24a)에 플로어 터릿(28)의 캠플로어(30)가 맞물려 있다.

롤러 기어 캠(24)의 회전는 폴로어 터릿(28)에 의해 회동 스윙모션으로 변환된다. 폴로어 터릿(28)에 의해 발생된 회동 스윙모션은 스플라인 결합된 출력축(32)으로 감속되어 출력축(32)에서 회동 스윙모션을 야기 시킨다. 도 6에 도시된 바와 같이 출력축(32)에 설치된 공구 홀딩아암(34)은 180°이상으로 피봇된다. 또한, 도 6에서 공구교환기(14)는 업-사이드-다운 방식으로 설치된다.

롤러 기어 캠(24)의 일측면에도(도 7의 끝단), 1차 그루브캠(36)이 미리 설정된 기하학적 곡선으로 형성되어 진다. 다른 면에서(도 7의 연결부), 미리 설정된 기하학적 곡선을 갖는 2차 그루브캠(38)이 형성되어 진다. 1차 그루브캠(36)이 형성된 측면위에 1차 피봇레버(40)가 피봇샤프트(42)를 통해 하우징(26)의 베이스 끝단(40a)에 피봇가능하게 설이되어 있다. 1차 피봇레버(40)의 끝단(40b)에 설치된 캠폴로어(44)는 출력축(32)에 형성된 외주홈(46)에 맞물려진다. 1차 피봇레버(40)의 중앙부에 설치된 캠폴로어(48)은 롤러 기어 캠(24)의 회전에 의한 피봇샤프트(42)에 대해 1차 피봇레버(40)의 수직적 스윙모션을 위해 1차 그루브캠(38)에 맞물려 진다. 1차 피봇레버(40)의 스윙모션에 의해 출력축(32)은 축방향으로 상호적으로 이동되어 공구 홀딩아암(34)의 수직적 상호 모션을 야기시킨다.

한편, 2차 그루브캠(38)이 형성된 측면에 2차 피봇레버(50)가 설치되고, 여기서 2차 피봇레버(50)는 피봇샤프트(52)를 통해 하우징(26)의 중앙부(50a)에 피봇가능하게 설치되어 진다. 2차 피봇레버(50)의 일끝단(50b)에 설치된 캠폴로어(54)는 2차 그루브캠(38)에 맞물려 진다. 한편, 2차 피봇레버(50)의 타끝단(50c)에 설치된 캠폴로어(56)는 수력펌프(16)의 피스톤(16b)에 형성된 걸림홈(16d)에 맞물려진다.

롤러 기어 캠(24)에 의해 2차 피봇레버(50)은 2차 피봇레버(50)의 타끝단(50c)에 있는 캠폴로어(56)와 맞물린 피스톤(16)을 이동시키는 2차 그루브캠(38)에 의해 피봇샤프트(52)에 대해 피봇되게 구동되어 진다. 따라서, 실린더챔버(16c)측으로의 피스톤(16b) 이동에 의해 실린더챔버(16c)에서 수압이 생성되어져 엑튜에이터(20)로 수압이 공급된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 엑튜에이터(20)는 기계공구의 스핀들부(60)에 설치된다. 액튜에이터(20)의 피스톤(20b) 하부끝단은 수직운동을 위해 스핀들(62)의 중심부에 배열된 구동로드(64)의 상부끝단과 연결된다. 다음으로, 수압이 엑튜에이터(20)의 수압유도챔버(20c)로 유도되어 피스톤(20b)이 낮추어져서 구동로드(64)를 누름으로써 스핀들(62) 하부끝단에 연결된 공구(66)를 완화시킨다.

유체압력회로(12)에서 수압의 수압손실을 보상하기 위한 유체압력보상기로써 유체압력회로(12)의 파이핑(16) 중앙부에 실린더장치(70)가 설치되어 진다. 실린더장치(70)는 케이싱(72)과 섭동가능하게 맞물린 피스톤(74), 케이싱(72)의 일측단에 설치된 구동압력 유도챔버(76)와 케이싱(72)의 타단에 설치된 유체압력 발생챔버(80)를 포함하며, 연결파이프(78)를 통해 파이핑(18)과 상호되어 있다. 한편, 유체압력 발생챔버(80)에서 파이핑(18)측으로만 흐름을 수행하는 체크밸브(82)가 연결파이프(78)에 설치되어 있다.

이와 더불어, 피스톤(74)에 구동압력 유도챔버(76)측으로 편향력을 부여하는 리턴스프링(84)이 설치되어진다. 또한, 오일팬(86)과 상호되는 유체 유입파이프(88)는 케이싱(72)의 유체압력 발생챔버(80)내에 연결되어 진다. 한편으로, 유체유입파이프(88)에서 체크밸브(90)는 유체압력 발생챔버(80) 측으로만 유체의 흐름을 수행한다. 한편, 배출공(72a)은 케이싱(92)의 내부중앙에 형성되어지고 배출공(72a)과 상호되는 초과압력 유도공(72b)은 유체압력 발생챔버(80)측으로의 피스톤(74) 이동에 공급되어 진다.

초과압력 유도공(72b)은 릴리프 파이프(92)를 통해 파이핑(18)과 연결되어진다. 이때 릴리프 파이프(92)는 굴곡되거나 상부측에서 하부측으로 굴곡된 굴곡부(18a)와 연결되어지며, 여기서 공기가 용이하게 축적되어 진다.

초과압력 유도공(72a)은 케이싱(72)에서 피스톤(74)의 이동행정보다 약간 길어진 길이범위를 갖는다. 따라서, 피스톤(74)에서 형성된 프렌지부(74a)는 초과압력유도공(72b)에 맞물려진다. 한편으로, 피스톤(74)과 케이싱(72) 사이에 오리피스 효과를 수행하는 간극(δ)이 초과압력 유도공(72b)과 배출공(72a) 사이에 형성되어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 프렌지부(74a)는 피스톤(74)이 하방인 상태에서 간극(δ)에서 근접되도록 설계되어진다. 배출공(72a)에서 배출된 구동유체는 오일팬(86)으로 리턴된다. 여기서, 구동압력 유도챔버(76)에서 공기압력원(96)으로부터 공급된 공기압력은 압력조절장치(98)을 통해 유도되어진다.

상술된 구조와 함께 실시예에서 예증된 공구교환기(14)에서, 유체압력회로(12)의 수력펌프(16)에서 발생된 수력은 엑튜에이터(20)로 공급되어져 도 6에 도시되어진 스핀들부(60)의 구동로드(94)를 감압시켜 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 스핀들(62)로부터 공구(66)를 완회시킨다. 공구(66)은 공구 홀딩아암(34)의 양단에 모두 연결되어 있다. 따라서 공구교환기(14)에 의한 180°이상의 피봇팅동작과 수직 이동모션에 의해 스핀들부(60)에 설치된 공구(66)들은 자동으로 교환될 수 있다.

이러한 공구교환기(14)를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 입력축(22)이 회전되게 구동될때, 롤러 기어 캠(24)은 입력축(22)의 회전에 따라 회전된다. 캠폴로어(30)가 롤러 기어 캠(24)의 외주에 형성된 테이퍼 리브(24a)와 맞물려 있음에 따라, 폴러어 터릿(28)은 구동되어져 회동 스윙모션을 유발한다. 따라서, 폴로어 터릿(28)과 스플라인 결합된 출력축(32)이 구동되어져 회동 스윙모션을 유발시킨다. 한편으로, 1차 그루브캠(36)이 롤러 기어 캠(24)의 일측면에 형성됨에 따라, 1차 스윙레버(40)는 수직적 스윙모션을 유발한다. 따라서, 출력축(32)은 1차 스윙레버(40)의 수직적 스윙모션에 의해 구동되어져 폴로어 터릿(28)과 연관되어져서 스플라인부에서의 슬라이딩모션에 따라 수직적 상호모션을 유발한다.

한편, 유체압력호로(12)에서 수력펌프(16)은 공구교환기(14)의 입력축(22)에 설치된 롤러 기어 캠(24)의 회전에 의해서 그루브캠(38)에 맞물린 2차 스윙레버(50)의 스윙모션으로 수압력으로 발생시킨다. 수압력은 공구 홀딩아암(34)의 동작과 동기간상태에서 발생된다. 공구(66)가 스핀들부(60)에 연결되는 취부조건에서, 피스톤(16b)은 실린더부(16c)에서 수납이 발생되지 않기위해 하방에 위치된다. 다른 한편으로, 스핀들부(60)로부터 공구(66)가 완화되는 해제상태에서, 피스톤(16b)은 수압이 실린더챔버(16c)에서 발생되어지기 위해 밀려나게 된다.

따라서, 수력펌프(16)는 공구교환기(14)와 동기간 상태에서 유체압력회로(12)에서 맥동적인 수압을 발생시킬 것이다. 수압이 발생되지 않은 도 1의 조건에서, 엑튜에이터(20)의 피스톤(20b)은 취부조건에서 스핀들부(60)를 유지시키기 위한 리턴스프링(20d)에 의해 상방으로 이동되는 위치에 유지된다. 한편으로, 수압이 발생되는 도 2의 조건에서, 엑튜에이터(20)의 피스톤(20b)은 하방으로 이동되는 위치를 유지하여 해제조건에서 스핀들부(60)에 위치된다.

상술된 작동동안에, 도 7은 공구교환기(14)의 스핀들부(60)에 의해 공구(66)의 취부후 즉각적인 조건을 나타내고 있다. 이때, 공구교환기(34)는 스핀들부(60)의 근접에서 상방으로 위치된다. 한편, 도 9는 공구 홀딩아암(34)이 하방으로 이동되어 스핀들부(60)로부터 멀어지는 것을 나타내고 있으며, 결과적으로 도 7의 조건으로부터이다. 도 10은 공구 홀딩아암(34)이 180°이상의 피봇팅 후에 다시 상방으로 이동되는 것을 나타내고 있으며, 여기서 스핀들부(60)는 해제된 공구(66)를 받게된다. 기계공구에 이용되는 공구(66)을 교환하기 위해 도 7 및 도 9,10에 도시된 것처럼, 공구교환기(14)는 일련의 동작을 수행한다.

여기서, 압력손실 보상장치(10)에 설치된 실린더 장치(70)의 연결에 대해 논의가 있을 것이다. 수압펌프(16)의 피스톤(16b)이 하방으로 밀려나고 유압압력회로(12)에서 수압이 조성될때, 공기압력은 실린더 장치(70)의 구동압력 유도챔버(76)에 공급되지 않는다. 이러한 조건에서, 피스톤(74)은 리턴스프링(84)에 의해 편향됨으로써 하방으로 위치된다. 또한 초과압력 유도공(72b)과 배출공(72a) 사이의 간극(δ)은 도 4에 보여진 것처럼 폐쇄된 위치에 있게 된다. 따라서, 유체압력회로(12)에서 발생된 수압은 연결파이프(78)의 체크밸브(82)에 의해 차단된다. 간극(δ)이 릴리프 파이프(92)에서 프렌지부(74a)에 의해 차단됨에 따라, 유체흐름의 요동이 방지된다. 따라서, 수력펌프(16)의 수압은 엑튜에이터(20)로 공급되어 엑튜에이터(20)가 스핀들부(60)의 해제동작을 확실하게 수행하도록 한다.

완만한 교환에 의한 유체압력회로(12)의 구동압력 취약에 의해 압력손실이 유발될때, 공기압력원(76)에서 실린더 장치(70)의 구동압력 유도챔버(76)로의 공기 압력 공급에 의해 피스톤(74)가 밀려나가 도 3에 나타난 바와 같이 유체 압력 발생챔버(80)에서 보상수압을 발생시킨다. 보상수압은 연결파이프(78)를 통해 파이핑(18)에 공급되어 진다.

이에 따라 유체압력회로(12)는 유체압력회로(12)에서 구동유체압력이 필요압력이나 또는 이것보다 높게 확실하고 일정학 유지되도록 보상수압에 의해 수압이 유체압력회로(12)로 보상되어지는 것이다. 따라서, 엑튜에이터(20)는 정밀하고 일정하게 작동되어질 수 있다.

보상수압을 공급하기 위해 피스톤(74)이 상방으로 이동되는 조건에서, 도 5에 도시된 바와 같이 프렌지부(74a)는 간극(δ)을 통해 초과압력 유도공(72b)과 배출공(72a)을 연결시키기 위해 상승되어 진다. 따라서, 유압압력회로(12)의 수압이 실린더 장치(70)에서의 보상수압 공급에 의해 과도하게 상승되면, 초과압력은 초과압력 유도공(72b)과 간극(δ)에서 릴리프 파이프(92)를 통해 배출공(72a)으로 배출된다. 이때, 간극(δ)이 오리피스 효과를 수행하는 좁은 통로임에 따라, 유체압력회로(12)에서 수압은 급격히 배출되지 않으며 이에 의해 압력의 초과 부분만이 배출될 수 있다.

릴리프 파이프(92)가 파이핑(18)의 굴곡부(18a)에 연결되고, 여기서 공기가 용이하게 축적되며 파이핑(18)에 축적된 공기는 초과 수압이 릴리프 파이프(92)를 통해 배출되어질때 배출될 수 있다. 이에 의해, 유체압력회로(12)의 구동유체에서 공기의 혼합이 방지되어서 미리 설정된 압력규모의 발달을 부여하여 타이밍 지연과 같이 작동에서 케이싱 불량 없이 엑튜에이터(20)를 확실하게 작동시킨다.

유체압력회로(12)내에서 수압의 보상 후에 구동압력 유도챔버(76)으로부터 공기압이 배출됨에 따라, 실린더 장치(70) 내의 피스톤(74)은 도 1에서와 같이 리턴스프링(84)에 의해 하방으로 이동되어 초기조건으로 된다. 이때, 피스톤(74)의 하향모션에 연관되어 유체압력 발생챔버(80)내에 부압이 형성된다. 따라서, 오일팬(86) 내의 구동유체는 유체 유입파이프(88)를 통해 유체압력 발생챔버(80)로 공급되어 진다.

상술된 구조에서, 공기압은 실린더 장치(70)을 구동시키기 위해 구동압력 유도챔버(76)으로 유도되어 진다. 공기가 압축성 유체임에 따라 피스톤(74)은 댐핑 효과로 밀려나 유체압력 발생챔버(80)에서 압력의 급격한 변동을 방지하기 유체압력회로(12)에서 수압의 부드러운 보상을 부여하게 된다.

한편, 공구교환기(14)에서 하우징(25) 내에 수력펌프(16)가 조정됨에 따라, 공구교환기(14)의 축소화가 가능해 진다. 이와 더불어, 수력펌프(16)를 구동하기 위한 2차 그루브캠(38)이 롤러 기어 캠(24)에 설치되고, 여기에 스윙모션과 수직적 상호모션을 위한 테이퍼 리브(24a)와 1차 그루브캠(36)이 형성됨에 따라, 출력축(32)의 구동타이밍과 수력펌프(16)에 의한 구동타이밍은 확실하게 동화될 수 있어 공구교환기(14)의 고속작동을 부여하게 된다. 더욱이, 엑튜에이터(20)의 구동정확성은 엑튜에이터(20)의 구동타이밍 지연방지와 실린더 장치(70)의 응용에 의한 작동실패에 의해 향상되어 더욱 향상된 공구교환기의 동작속도가 기대된다.

또한, 실린더 장치(70)로부터 파이핑(18)에 보상수력이 공급되어지는 타이밍, 즉 공기압력원(96)의 공기압력을 구동압력 유도챔버(76)으로 공급하기 위한 타이밍은 유체압력회로(12) 내의 낮은 수압 발생에 의해 임의로 결정되어 지거나, 선택적으로 공구교환기(14)와 기간 동화상태인 규칙적 타이밍이 될 수 있다. 이와 같이 실시예에서 압력손실 보상장치(10)가 공구교환기(14)의 유체압력회로(12)에 적용됨에 서술됨에 따라, 본 발명이 일정한 것에 한정되는 것이 아니라 일반적인 유체압력회로에 적용될 수 있음을 알 수 있다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따른 유체압력회로의 압력손실 보상기에서, 유체압력원에 의해 발생된 유체압력을 공급하는 파이핑의 중앙에 설치된 유체압력 보상장치에 의해 유체압력회로에서 유체압력의 압력손실이 보상됨에 따라, 유체압력회로에서 구동유체압력은 일정하게 유지되어 엑튜에이터의 정밀한 작동이 확보될 수 있다.

한편, 실린더 장치와 함께 유체압력 보상장치의 조성에 의해 구동압력이 실린더 장치의 구동압력 유도챔버로 공급되어져 유체압력 발생챔버 내에서 유체압력을 발생시킨다. 다음으로, 유체압력 발생챔버의 유체압력이 연결회로를 통해 유체 압력회로의 파이핑에 공급되어진다. 따라서, 유체압력회로에서 유발된 압력손실은 보상되어질 수 있다. 이에 따라, 일정한 유체압력이 유체압력회로에서 발생되어져 엑튜에이터의 정밀한 작동을 확보할 수 있게 되는 것이다.

한편, 연결파이프에 체크밸브가 설치되어짐에 따라, 유체압력회로에 일단 공급된 유체압력이 유체압력 발생챔버에서 요동되는 것이 방지된다.

이와 더불어, 구동압력 유도챔버로 공급된 구동압력이 공기압력임에 따라 피스톤은 압축성 유체인 공기에 의해 댐핑효과와 함께 밀려나게 되어 유체압력 발생챔버의 급격한 변동을 방지시켜서 유체압력회로에서 유체압력을 부드럽게 보상시킨다.

또한, 리턴스프링에 의해 구동압력 유도챔버 측으로 편향되는 힘이 부여되므로, 구동압력 유체챔버에서 구동압력의 공급이 완료될때, 피스톤은 리턴스프링에 의해 구동압력 유도챔버 측으로 이동되어 유체압력 발생챔버에 진공상태를 조성한다. 이에 의해, 유체 저장기내의 구동유체는 유체 유입파이프를 통해 유체압력 유도챔버로 유도되어져 다음의 유체압력회로에 공급되어지는 유체압력을 확실히 유지시킬 수 있게 한다.

한편, 유체압력 발생챔버 측으로만 유체의 흐름을 부여하도록 유체 유입파이프에 체크밸브가 설치됨에 따라, 유체압력 발생챔버에서 발생된 압력은 유체 유입파이프를 통해 유체 저장기로 유입된다.

유체압력 발생챔버에서 유체압력이 보상을 위해 유체압력회로로 공급되어 질때, 유체압력회로에서 발달된 초과압력은 초과압력 유도공에서 배출공까지의 릴리프 파이프를 통해 완화되어 진다. 따라서, 유체압력회로의 유체압력은 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 파이핑의 일부에 릴리프 파이프가 연결되고, 여기에서 공기가 용이하게 축적됨에 따라, 파이핑 내의 축적된 공기는 릴리프 파이프를 통해 초과 유체압력의 배출과 동시에 배출된다. 따라서, 유체압력회로로 유도되어 혼합된 공기는 배출되어 미리 설정된 압력을 발달시켜 엑튜에이터의 정확한 동작을 확보한다.

한편, 본 발명에 따른 유체압력회로에 압력손실 보상장치와 함께 캠 배열장치가 설치된 경우, 하우징에 유체압력원이 조성됨에 따라 모든 캠 배열장치의 구조가 간결해진다.

유체압력원을 구동하는 2차 캠이 동기간의 회전을 위한 출력축을 구동하는 1차 캠과 함께 입력축에 배열됨에 따라, 출력축의 모션 타이밍과 유체압력원에 의한 엑튜에이터의 구동 타이밍은 캠 배열장치의 고속작동을 가능하게 하기 위하여 확실하게 일치될 수 있다.

특히, 엑튜에이터의 구동 타이밍 지연과 작동실폐는 유체 압력보상기에 의해 방지되어져 엑튜에이터에서 작동의 정확성을 향상시킨다. 따라서, 더욱 향상된 장치의 고속 수행이 가능해 진다.

본 발명이 예증된 실시예에 관해서는 도시되고 서술되었다 하더라도, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않은 다양한 다른 변화들도 이해될 수 있다. 따라서, 본 발명은 서술된 특정한 실시예로의 한정으로 이해될 것이 아니라, 첨부된 청구범위에서의 요점에 관련되어 여기에 포함되고 상당하는 견지내에서 구체화되는 모든 가능한 실시예를 포함하고 있는 것이다.

본 발명이 자동 공구교환기에 사용되는 캠 배열장치의 구동을 위한 유체압력 회로에 응용되는 것이 주목될 것이며, 여기서 자동 공구교환기는 일본국 특허공보 No. Heisei 8-298953를 기초로 우선권 주장된 자동 공구교환기로 공동출원된 것에 공개된 것이다. 상기 인정된 공동출원의 명세서는 인용참고로서 본 발명과 조합될 것이다.

Claims

유체압력원에서 발생된 유체압력이 파이핑을 통해 엑튜에이터로 공급되며, 유체압력회로에서의 유체압력 압력손실을 보상하는 유체압력 보상기가 상기 파이핑의 중앙부에 설치되는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
제1항에 있어서, 유체압력 보상기는 케이싱에 섭동가능하게 내설된 피스톤과, 상기 케이싱 일단에 설치되고 상기 피스톤을 감압하는 구동압력을 유도하는 구동압력 유도챔버와, 상기 케이싱 타단에 설치되고 연결파이프를 통해 파이핑과 상호되는 유체압력 발생챔버, 및 상기 유체압력 발생챔버에서 상기 파이핑으로만 구동유체의 흐름을 부여하는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
제2항에 있어서, 구동압력 유동챔버로 공급된 구동압력은 공기압력인 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
제2항에 있어서, 유체압력 보상기는 그 내부에 상기 구동압력 유도챔버 측으로 피스톤을 편향시키기 위한 편향력을 공급하는 리턴스프링이 설치되고, 유체저장기와 상호되는 유체 유입파이프가 유체압력 발생챔버에 연결되며, 유체압력 발생챔버 측으로만 유체흐름을 부여하는 체크밸브가 상기 유체 유입파이프에 설치되는 한편, 피스톤이 유체압력 발생챔버 측으로 이동될때 배출구와 상호하기 위하여 케이싱에 초과압력 유도공이 형성되며, 상기 초과압력 유도공은 릴리프 파이프를 통해 파이핑에 연결된 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
제4항에 있어서, 초과압력 유도공은 오리피스 효과를 제공하는 간극을 통해 배출공과 상호되며, 상기 간극은 유체압력 발생챔버 측으로의 피스톤 이동에 의해 개도되는 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
제4항에 있어서, 릴리프 파이프는 파이핑의 일부에 연결되고 여기에서 공기가 용이하게 축적되는 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
유체압력회로 내에서 유체의 압력손실을 보상하기 위해 파이핑의 중앙부에 설치된 유체압력 보상기는 케이싱에 섭동가능하게 내설된 피스톤과, 상기 케이싱 일단에 설치되고 상기 피스톤을 감압하는 공기압력을 유도하는 구동압력 유도챔버와, 상기 케이싱의 타단에 설치되고 연결파이프를 통해 상기 파이핑과 상호되는 유체압력 발생챔버와, 상기 유체압력 발생챔버에서 상기 파이핑으로만 유체흐름을 부여하도록 상기 연결파이프에 설치된 체크밸브와, 상기 케이싱에 설치되어 상기 구동유체 유도챔버 측으로 편향력을 부여하는 리턴스프링과, 유체 저장기와 상호하기 위해 유체압력 발생챔버와 연결된 유체 유입파이프와, 상기 유체압력 발생챔버 측으로만 유체의 흐름을 부여하기 위해 유체 유입파이프에 설치되는 체크밸브와, 상기 케이싱에 형성되어 상기 유체압력 발생챔버 측으로 피스톤이 이동될때 배출공과 상호하는 초과압력 유도공, 및 초과압력 유도공과 상기 파이핑 사이를 연결하는 릴리프 파이프를 포함하는 실린더 장치로 이루어진 유체압력원에서 발생된 유체압력이 파이핑을 통해 엑튜에이터로 공급되는 유체압력회로의 압력손실 보상장치.
제7항에 있어서, 초과압력 유도공은 오피피스 효과를 수행하는 간극을 통해 배출공과 상호되며, 상기 간극은 유체압력 발생챔버 측으로의 피스톤 이동에 의해 개도되는 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
제7항에 있어서, 릴리프 파이프는 파이핑의 일부에 연결되며 여기서 공기가 용이하게 축적되는 것을 특징으로 하는 유체압력회로의 유체압력 보상장치.
출력축에서의 모션을 출력시키도록 입력축에 의해 회전되게 구동되는 1차 캠과, 동일축상으로 상기 입력축의 1차 캠과 평행하게 배열된 2차캠과, 스윙레버를 통해 상기 2차 캠에 의해 구동되는 유체압력원과, 파이핑을 통해 엑튜에이터에 유체압력을 공급하기 위해 상기 유체압력원과 연결된 유체압력회로, 및 상기 유체압력회로에서 유체압력의 압력손실을 보상하기 위해 상기 파이핑의 중앙부에 설치되는 유체압력 보상기로 이루어진 캠 배열장치.
출력축에서의 모션을 출력시키도록 입력축에 의해 회전되게 구동되는 1차 캠과, 동일축상으로 상기 입력축의 1차 캠과 평행하게 배열된 2차 캠과, 스윙레버를 통해 상기 2차 캠에 의해 구동되는 유체압력원, 및 파이핑을 통해 엑튜에이터에 유체압력을 공급하기 위해 상기 상기 파이핑의 중앙부에 설치되는 유체압력 보상기로 구성되고, 상기 유체압력 보상기는 실린더 장치로 이루어진 캠 배열장치.
제11항에 있어서, 캠 배열장치에는 초과압력 유도공이 오피피스 효과를 제공하는 간극을 통해 배출공과 상호되고, 상기 간극은 유체압력 발생챔버 측으로의 피스톤 이동에 의해 개도되는 것을 특징으로 하는 캠 배열장치.
제11항에 있어서, 캠 배열장치에는 릴리프 파이프가 파이핑의 일부에 연결되며 여기서 공기가 용이하게 축적되는 것을 특징으로 하는 캠 배열장치.