KR20010042721A - 유압식 잠금 장치 - Google Patents

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Abstract

케이스 부재(2) 내에 외주측 유압실(5)에 연결되어 통한 토출부(6)를 가지는 증압기(7)를 설치하는 동시에, 증압기(7)의 입력 유체실(15)에 외부로부터 입력 유압을 공급하는 입력포트(16)를 설치하고, 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에 밀봉 상태로 충전한 오일을 제공하고, 입력 유압에 의해 증압기(7)를 구동하여 토출부(6)와 외주측 유압실(5)에 입력 유압보다도 고압의 유압을 발생시켜, 슬리브(4)의 얇은 통 부분(4a)을 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형시켜 로드를 잠그도록 구성하였다. 이로써, 유압식 잠금 장치의 소형화와 고출력화를 도모하는 것, 유압 공급원의 소형화와 저압화를 도모하는 것이 가능해진다.

Description

유압식 잠금 장치 {HYDRAULIC LOCKING DEVICE}
종래, 공작물의 절삭 가공 시 등에, 공작물을 클램핑하거나 공작물을 임의의 위치에 잠그어 지지하는 유압식 잠금 장치가 실용에 제공되고 있다. 상기 종류의 유압식 잠금 장치로서는 예를 들면 일본국 실개소(實開昭)59-128902호 공보, 일본국 실개평(實開平)6-47710호 공보에 기재된 것이 있다.
일본국 실개소(實開昭)59-128902호 공보에는 대략 원통형의 케이스 부재와 케이스 부재에 슬라이드 가능하게 내부 결합되어 있고 또한 직경이 축소되는 측으로 변형 가능한 중공형의 피스톤 부재와, 상기 피스톤 부재에 슬라이드 가능하게 내부 결합되고 또한 케이스 부재를 관통하는 상태로 설치된 로드를 가지는 유압식 잠금 장치가 기재되어 있다. 상기 유압식 잠금 장치에 의하면, 케이스 부재와 피스톤 부재 사이의 유압실에 오일을 도입함으로써, 피스톤 부재가 탄성 변형되어 로드에 압접되고, 피스톤 부재와 로드가 축 방향으로 상대 이동 불가능하게 잠그어진다.
일본국 실개평(實開平)6-47710호 공보에는 실린더 본체와 그것에 슬라이드 가능하게 내부 결합된 피스톤 부재를 구비한 유압 실린더와, 실린더 본체가 삽입 통과하도록 설치되고 피스톤 부재에 그 축 방향으로 이동 가능하게 삽입 통과된 로드와, 피스톤 부재와 로드 사이에 있어서 로드에 외부 결합되는 동시에 피스톤 부재에 그 축 방향으로 상대 이동 불가능하게 장착된 탄성 변형 가능한 슬리브를 가지는 유압식 잠금 장치가 기재되어 있다. 상기 유압식 잠금 장치에 의하면, 피스톤 부재 내의 슬리브의 외주측에 형성된 유압실에 유압을 도입하여 슬리브를 탄성 변형시킨다. 그리하면, 그 슬리브가 로드의 외주면에 압접되어, 피스톤 부재에 로드가 상대 이동하지 않도록 잠그어진다.
일본국 실개소(實開昭)59-128902호 공보와 실개평(實開平)6-47710호 공보에 기재된 유압식 잠금 장치에 있어서는 피스톤 부재와 일체 또는 별도의 슬리브를 유압으로 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형시켜, 그 슬리브 부재와 로드 사이에 작용하는 정지마찰력에 의해 로드를 잠그는 구조이다. 상기 구조의 경우, 슬리브를 탄성 변형시키는 유압이 저압이면, 잠그는 힘도 작아지고 만다. 그래서, 잠그는 힘을 크게 발생시키기 위해서는 대형 잠금 장치가 필요해져 설비 비용면에서 불리해진다. 또는, 유압 공급원으로부터 고압의 유압을 공급할 필요가 있고, 유압 공급원이 대형화되고, 유압 누출이 생기기 쉬워져, 고가로 된다.
본 발명의 목적은 유압식 잠금 장치의 소형화와 고출력화를 도모하는 것, 유압 공급원의 소형화와 저압화를 도모하는 것 등이다.
본 발명은 탄성 변형 가능한 슬리브를 유압으로 탄성 변형시켜 로드를 잠그는 형식의 유압식 잠금 장치에 관한 것이며, 특히 케이스 부재 내에 설치한 증압기에 의해 고압의 유압을 발생시켜 슬리브를 탄성 변형시키도록 구성한 것에 관한 것이다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 주요 실시 형태에 관한 도면.
도 1은 유압식 잠금 장치를 공작물 지지 장치로서 적용한 경우의 사용예를 나타낸 요부 절결 정면도.
도 2는 유압식 잠금 장치의 종단면도(도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도).
도 3은 유압식 잠금 장치의 평면도.
도 4는 유압식 잠금 장치의 종단면도(도 5의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도).
도 5는 케이스 부재에 있어서의 유로와 공기로의 배치도.
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 제1 변경 형태에 관한 도면.
도 7은 유압식 잠금 장치의 종단면도(도 9의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도).
도 8은 유압식 잠금 장치의 종단면도.
도 9는 케이스 부재에 있어서의 유로와 공기로의 배치도.
도 10은 도 7의 X-X선 단면도.
도 11은 유압식 잠금 장치를 클램프 장치로서 적용한 경우의 사용예를 나타낸 종단면도.
도 12는 제2 변경 형태에 관한 유압식 잠금 장치의 종단면도.
도 13은 제3 변경 형태에 관한 유압식 잠금 장치의 종단면도.
도 14는 제4 변경 형태에 관한 유압식 잠금 장치의 요부 종단면도.
본 발명은 출력 부재로서의 로드와 이 로드에 외부 결합되고 또한 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형 가능한 얇은 통 부분을 구비한 슬리브와 이 슬리브를 지지하는 케이스 부재와 상기 슬리브의 얇은 통 부분의 외주측에 형성된 외주측 유압실을 구비한 유압식 잠금 장치에 있어서, 상기 케이스 부재 내에 외주측 유압실에 연결되어 통하는 토출부를 가지는 증압기를 설치하는 동시에, 상기 증압기의 입력 유체실에 외부로부터 입력 유압을 공급하는 입력포트를 설치하고, 상기 외주측 유압실과 토출부에 밀봉 상태로 충전한 오일을 제공하고, 상기 입력포트로부터 공급하는 입력 유압에 의해 증압기를 구동하여, 토출부와 외주측 유압실에 입력 유압보다도 고압의 유압을 발생시키고, 슬리브의 얇은 통 부분을 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형시켜 로드를 잠그도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.
유압식 잠금 장치에 의해 기계 가공에 제공하는 공작물을 아래쪽으로부터 지지하는 경우를 예로서 설명한다. 상기 유압식 잠금 장치의 위쪽으로부터 공작물을 제공하고, 상기 공작물에 로드를 맞닿게 한 상태에서 로드를 가압하여 밀어내린다. 공작물이 원하는 높이 위치로 되었을 때, 입력 유압을 입력포트로부터 증압기의 입력 유체실에 공급한다. 그리하면, 증압기가 구동되어, 입력 유압보다도 고압의 유압이 슬리브의 외주측의 외주측 유압실과 토출부에 발생한다. 그리하면, 슬리브의 얇은 통 부분이 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형되어 로드를 견고하게 잠근다. 특히, 저압의 입력 유압에 의해 증압기를 구동하여, 외주측 유압실과 토출부에 밀봉 상태로 충전한 오일을 입력 오일보다도 고압으로 증압하기 때문에, 잠금 장치를 대형화하지 않고 고출력화를 도모할 수 있고, 유압 제공원의 소형화와 저압화를 도모할 수 있다.
상기 증압기는 슬리브에 외부 결합된 환형의 피스톤 부재를 가지고, 상기 증압기의 토출부는 슬리브의 얇은 통 부분의 외주측에 형성되는 것이 바람직하다. 케이스 부재를 직경 확대 방향으로 너무 대형화시키지 않고, 슬리브의 외주측의 공간을 유효하게 활용하여 케이스 부재 내에 증압기를 설치할 수 있다.
상기 로드의 축 중심 부근 부분에 일단측 개방형의 스프링 수용공을 형성하고, 상기 스프링 수용공에 부분적으로 상대 이동 가능하게 삽입된 스프링 수용 부재를 설치하여 케이스 부재의 저벽부(底壁部)에 고정하고, 스프링 수용공에 장착되어 스프링 수용 부재에서 수용된 압축 스프링을 설치하고, 상기 압축 스프링으로 로드를 타단측으로 탄성을 편향시키는 것이 바람직하다. 압축 스프링의 탄성을 부편향시키는 힘에 의해 항상 로드를 타단측으로 탄성을 편향시킬 수 있다.
상기 로드의 축 중심 부근 부분에 일단측 개방형의 스프링 수용공을 형성하고, 상기 스프링 수용공에 수용된 스프링 및 스프링의 일단측 단부를 수용하는 스프링 수용 피스톤 부재를 설치하고, 스프링 수용 피스톤 부재에 유압을 작용시키는 유압실로서 외부로부터 유압의 공급을 수용하는 유압실을 설치하는 것이 바람직하다. 저압의 입력 유압을 입력포트로부터 유압실에 공급하면, 스프링 수용 피스톤 부재가 스프링의 탄성력에 저항하여 타단측으로 슬라이드되고, 스프링이 압축된다. 그리하면 로드가 타단측으로 이동하고, 상기 장치의 위쪽에 설치된 공작물에 맞닿는다. 다음에, 증압기가 구동되어 입력 유압보다도 고압의 유압이 외주측 유압실과 토출부에 발생한다. 이로써, 슬리브의 얇은 통 부분이 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형되어 로드를 견고하에 잠근다.
상기 증압기는 케이스 부재의 내벽 내에 슬리브로부터 이격된 위치에 형성된 피스톤 부재 수용공과, 피스톤 부재 수용공에 가동되게 수용되고 또한 수압부와 가압부를 가지는 피스톤 부재를 갖는 것이 바람직하다. 공작물을 로드에 맞닿게 하여 가압하고, 공작물의 원하는 높이 위치에 있어서 입력포트로부터 저압의 입력 유압을 피스톤 부재의 수압부에 수압시킨다. 그리하면, 피스톤 부재가 피스톤 부재 수용공 내에서 슬라이드되고, 가압부에서 토출부의 오일이 가압되어, 입력 유압보다도 고압의 유압이 외주측 유압실과 토출부에 발생한다. 이로써, 슬리브의 얇은 통 부분이 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형되어 로드를 견고하게 잠근다.
상기 로드는 케이스 부재의 일단측으로부터 외부로 돌출된 상태로 설치되는 것이 바람직하다. 상기 유압식 잠금 장치에서는 기계 가공에 제공되는 공작물 등에 로드를 맞닿게 하여 가압하고, 원하는 위치에 있어서 로드를 잠그어 공작물을 클램프하거나 견고하게 지지할 수 있다.
상기 로드는 슬리브 및 케이스 부재를 관통하는 상태에 설치되는 것이 바람직하다. 그러므로, 슬리브 및 케이스 부재를 관통하는 로드의 위치를 임의의 위치로 조절한 후, 입력 유압을 공급하여 로드를 잠글 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태는 공작물 지지 장치에 본 발명을 적용한 경우의 일례이다. 즉, 본 실시 형태의 유압식 잠금 장치(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이 공작물(Wa)의 중앙부를 아래쪽으로부터 지지하여 절삭 가공 시에 있어서의 공작물(Wa)의 진동을 방지하기 위한 공작물 지지 장치이다.
도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 유압식 잠금 장치(1)는 일단측(하단측)으로부터 위쪽 외부로 개방형으로 형성된 대략 원통형의 케이스 부재(2)와 출력 부재로서의 로드(3)와 금속 슬리브(4)와 외주측 유압실(5)과 증압기(7)를 갖는다.
케이스 부재(2)의 상부 약 1/3 부분에는 평면으로 볼 때 직사각형 형상의 플랜지부(2a)가 형성되어 있다. 또한, 케이스 부재(2)에는 로드(3)의 로드 수용공(2b)이 형성되고, 상기 로드 수용공(2b)보다도 대경의 피스톤 수용공(2c)이 케이스 부재(2) 내의 상부 약 1/2 부분에 형성되어 있다. 케이스 부재(2)의 상단부에는 고리형의 덮개부(12)가 피스톤 수용공(2c)에 덮개를 덮도록 분리 가능하게 나사 결합되어 있다.
도 2, 도 4에 나타낸 바와 같이, 슬리브(4)는 상부로부터 하부를 향하여 순차적으로, 고정 링 상부(4b), 중간 통 부분(4d), 얇은 통 부분(4a), 고정 링 하부(4c)로 이루어진다. 이들 중 고정 링 상부(4b)가 케이스 부재(2)의 덮개부(12)에 고정되고, 고정 링 하부(4c)가 케이스 부재(2)의 로드 수용공(2b)에 고정되어 있다. 특히, 얇은 통 부분(4a)은 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형 가능하게 구성되고, 얇은 통 부분(4a)의 외주측에는 환형의 외주측 유압실(5)이 형성되어 있다.
피스톤 수용공(2c)에는 슬리브(4)에 외부 결합된 피스톤 부재(26)가 수용되어 있다. 증압기(7)는 피스톤 부재(8)와 입력 유체실(15)을 가지고, 토출부(6)는 외주측 유압실(5)에 연결되어 통해 있다. 그리고, 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에는 오일이 밀봉 상태로 충전되어 있다.
도 2, 도 4에 나타낸 바와 같이, 케이스 부재(2)의 저벽부에는 스프링 부재(26)가 로드 수용부(2b)의 중심 위치에 볼트(27)로 고정되어 있다. 상기 스프링 수용 부재(26)는 케이스 부재(2)의 저벽부에 있어서의 직경의 약 1/3의 직경 길이인 솔리드 원통형이다. 상기 스프링 수용 부재(26)의 선단부에는 외경 길이보다 약간 큰 결합부(26a)가 형성되어 있다.
로드(3)의 축 중심 부근 부분에는 일단(하단) 개방형의 스프링 수용공(28)이 형성되고, 스프링 수용공(28)의 일단부에는 스프링 수용 부재(26)의 결합부(26a)에 결합 가능한 피결합부(28a)가 형성되어 있다. 스프링 수용 부재(26)는 상기 스프링 수용공(3a)에 부분적으로 상대 이동 가능하게 삽입되어 있다. 로드(3) 내에는 그 상부로부터 대략 전체 길이의 1/3 부분에 걸쳐, 스프링 수용공(28)에 늘어서 있는 나사 구멍(3b)이 형성되고, 이 나사 구멍(3b)에는 조절 나사(29)가 결합되어 있다. 스프링 수용공(28) 내에는 스프링 수용 부재(26)에서 수용된 압축 스프링(30)이 장착되고, 상기 압축 스프링(30)은 조절 나사(29) 즉 로드(3)를 타단측(위쪽)으로 탄성을 편향시키는 기능을 갖는다. 그리고, 압축 스프링(30)의 편향력은 조절 나사(29)의 상하 위치를 조절함으로써 임의의 강도로 변경 가능하게 구성되어 있다.
그런데, 증압기(7)의 피스톤 부재(8)는 그 상부 약 1/2에 형성된 환형의 대경부(8a)와, 하부 1/2에 형성된 환형의 소경부(8b)로 이루어진다. 이들 대경부(8a)와 소경부(8b)는 동일한 축 중심에 형성되고, 대경부(8a)가 피스톤 수용공(2c)에 슬라이드 가능하게 내부 결합되는 동시에 슬리브(4)에 슬라이드 가능하게 외부 결합되고, 소경부(8b)가 로드 수용공(2b)에 슬라이드 가능하게 내부 결합되어 있다. 증압기(7)의 입력 유체실(15)은 덮개부(12)의 하면과 피스톤 수용공(2c)과 피스톤 부재(8)의 대경부(8a)의 상면과 슬리브(4)의 외주면으로 구획되어 있다. 케이스 부재(2) 내 상부에는 상기 입력 유체실(15)에 외부로부터 입력 유압을 공급하는 입력포트(16)와 접속 쇠장식(17)이 수평 방향을 향해 설치되어 있다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 케이스 부재(2)의 하부에는 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에 오일을 충전하기 위한 1쌍의 유로(18)가 도 2에 있어서 좌우대칭이면서 로드(3)의 축 중심과 평행하게 설치되어 있다. 그리고, 유로(18)와 외주측 유압실(5) 및 토출부(6)에 수평 방향으로 삽입 통하는 연결 통과공(19)이 형성되어 있다. 각 유로(18)의 기단부에는 충전 후의 오일을 밀봉하기 위한 볼(20)과 고정용 나사 부재(21)가 분리 가능하게 설치되고, 연결 통과공(19)의 기단부에는 플러그(22)가 설치되어 있다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 케이스 부재(2)에는 필터, 접속 쇠장식(31), 포트(31a), 통기(通氣)공(31b), 통기로(34a, 34b, 36)가 설치되고, 작동실(32, 33)의 통기를 위해 사용된다. 작동실(32)은 피스톤 부재(8)의 대경부(8a)의 하면과 피스톤 수용공(2c)과 소경부(8b)의 외주면으로 구획된 환형 공간이다. 작동실(33)은 로드(3)의 하면과 로드 수용공(2b)과 케이스 부재(2)의 저벽부와 스프링 수용 부재(26)로 구획된 환형 공간이다.
구체적으로는 케이스 부재(2)의 상부에 있어서, 포트(31a) 및 접속 쇠장식(31)이 평면으로 볼 때, 입력포트(16)와 전후 대칭 위치(도 5 참조)에 배치되고, 포트(31a)에 연결되어 통하는 통기로(34)가 연직 방향을 향해 배치되어 있다. 상기 통기로(34)는 수평 방향을 향해 배치된 통기로(35, 36)를 통하여 작동실(32, 33)과 연결되어 통해 있다. 그리고, 참조 부호(9∼11, 13, 14, 23∼25)는 밀봉 부재이다.
다음에, 상기 유압식 잠금 장치(1)의 작용에 대해 설명한다.
압축 스프링(30)의 편향력에 의해 돌출된 상태에 있는 로드(3)에 대하여, 공작물을 로드(3)의 선단부에 맞닿게 하여 압축 스프링(30)의 편향력에 저항하여 로드(3)를 가압하여 밀어 내린다. 공작물이 원하는 높이 위치로 되었을 때, 저압의 입력 유압을 접속 쇠장식(17)으로부터 입력포트(16)를 경유하여 입력 유체실(15)에 공급한다. 그리하면, 증압기(7)의 피스톤 부재(8)가 아래쪽으로 이동하고, 입력 유압보다도 고압의 유압이 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에 발생한다. 이로써, 슬리브(4)의 얇은 통 부분(4a)을 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형시켜 로드(3)에 견고하게 압접시키고, 슬리브(4)와 로드(3) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 상기 로드(3)를 잠글 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면, 피스톤 부재(8)의 대경부(8a)의 상면의 수압 면적과, 소경부(8b)의 하면의 가압 면적의 면적비가 3:1로 설정되어 있는 것으로 한다. 그리하면, 140kg/㎠의 입력 유압을 입력 유체실(15)에 공급하면, 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에 발생하는 유압은 140kg/㎠에 면적비의 3을 곱한 420kg/㎠까지 증압된다. 상기 면적비는 일례이며 3:1로 한정되는 것은 아니며, 입력 유압의 값도 140kg/㎠로 한정되는 것은 아니다.
그러므로, 중량이 큰 공작물이라도 상기 유압식 잠금 장치(1)에 의해 확실하게 공작물 지지할 수 있고, 종래의 유압식 잠금 장치에 비해, 유압식 잠금 장치의 소형화와 고출력화를 도모하고, 유압 공급원의 소형화와 저압화를 도모할 수 있다. 상기 증압기(7)의 토출부(6)는 슬리브(4)의 얇은 통 부분(4a)의 외주측에 형성되었으므로, 슬리브(4)의 외주측의 공간을 유효하게 활용하여, 케이스 부재(2) 내에 증압기(7)를 설치할 수 있다. 그러므로, 유압식 잠금 장치(1)에 증압기(7)를 내장하면서 상기 유압식 잠금 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있고, 제작비의 증가를 억제할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태를 부분적으로 변경한 변형 형태에 대해 설명한다. 단, 상기 실시 형태와 동일하거나 대략 동일한 부재에는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명은 생략한다.
1)유압식 잠금 장치(1A)…(도 7 내지 도 10 참조)]
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 유압식 잠금 장치(1A)는 케이스 부재(2), 로드(40), 금속 슬리브(4), 외주측 유압실(5) 및 증압기(7)를 갖는다. 케이스 부재(2)에는 로드(40)의 로드 수용공(2b)이 형성되고, 상기 로드 수용공(2b)보다도 대경의 피스톤 수용공(2c)이 케이스 부재(2) 내의 상부 약 1/2 부분에 형성되어 있다. 케이스 부재(2)의 상단부에는 고리형의 덮개부(12)가 피스톤 수용공(2c)에 덮개를 덮도록 분리 가능하게 나사 결합되고, 케이스 부재(2)의 하단부에는 저판 부재(41)가 장착되고 폐쇄되어, 바닥이 있는 통형 구조를 이루고 있다.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 로드(40)의 축 중심 부근 부분에는 하단부로부터 로드(40) 전체 길이의 약 1/2 길이의 스프링 수용공(42)이 형성되고, 스프링 수용공(42)에는 원통형의 스프링 수용 부재(58)가 내부 결합되어 있다. 스프링 수용 부재(58)의 일단(하단) 측에는 플랜지부(58)가 형성되어 일단측 개방형으로 형성되고, 스프링 수용 부재(58)의 타단(상단) 측에는 개구부(58b)가 형성되어 있다. 플랜지부(58a)는 저판 부재(41)와 케이스 부재(2)의 하단부 사이에 끼워져 고정되어 있다. 스프링 수용 부재(58)의 내부에는 스프링 수용 피스톤 부재(43)가 소정의 스트로크로 슬라이드 가능하게 설치되고, 2중의 스프링(44, 45)이 수용되어 있다.
이들 스프링(44, 45)의 일단부는 스프링 수용 피스톤 부재(43)에서 수용되어 있다. 외측의 스프링(44)의 타단부(상단부)는 스프링 수용 부재(58)의 상판부(58c)에서 수용되고, 내측의 스프링(45)의 타단부는 개구부(58b)를 통과하고 로드(40) 내의 중단 부근에 설치된 중간 벽부(40a)에서 수용되어 있다. 스프링 피스톤 부재(43)는 대경부(43a)와 소경부(43b)로 이루어진다. 대경부(43a)는 스프링 수용 부재(58)에 슬라이드 가능하게 삽입되고, 소경부(43b)는 저판 부재(41)에 형성된 오일 구멍에 슬라이드 가능하게 삽입되고, 유압실(41a)을 구획하고 있다. 그리고, 참조 부호(46, 47)은 밀봉 부재이다.
스프링 수용 피스톤 부재(43)의 대경부(43a)에는 축 중심 방향을 향해 나사 구멍이 형성되고, 상기 나사 구멍에 결합된 볼트(48)가 2중 스프링(44, 45)의 내부를 관통하고 중간 벽부(40a)를 관통시켜 스프링 수용 피스톤 부재(43)와 일체로 배치되어 있다. 그리고, 로드(40) 내의 중간 벽부(40a)보다 상부에는 볼트(48)의 두부를 삽입할 수 있는 개구가 형성되어 있다.
그런데, 도 7, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 케이스 부재(2)의 두꺼운 벽 내 및 저판 부재(41)에는 유압실(41a)에 유압을 공급하기 위한 유로(49)가 입력포트(16)로부터 유압실(41a)까지 형성되어 있다. 즉, 유로(49)는 유로(49a) 내지 유로(49d)를 갖는다. 유로(49a)는 입력포트(16)로부터 저판 부재(41)까지 배치되고, 유로(49b)는 유로(49a)의 하부로부터 수평 방향으로 배치되어 있다. 유로(49c)는 유로(49b)의 선단부로부터 연직 방향을 향해 저판 부재(41) 내부까지 배치되고, 유로(49d)는 유로(49c)의 선단부로부터 수평 방향으로 유압실(41a)까지 배치되어 있다. 따라서, 유압을 유압실(41a)에 공급함으로써, 스프링 수용 피스톤 부재(43)가 위쪽으로 슬라이드되어 스프링(45)의 편향력을 로드(40)의 중간 벽부(40a)에 전달한다. 그러므로, 로드(40)를 타단측으로 이동시켜, 공작물에 맞닿게 할 수 있다.
그리고, 피스톤 부재(8)의 대경부(8a)의 하면과 피스톤 수용공(2c)과 소경부(8b)의 외주면으로 구획되고 환형 공간이 구획되고, 피스톤 부재(8)를 위한 통기공 또는 통기로는 그 환형 공간으로부터 연직 아래쪽을 향해 저판 부재(41)까지 관통하여 형성되어 있다. 상기 통기공은 유압식 잠금 장치(1A)의 조립 시에 있어서, 핀 등을 삽입하여 피스톤 부재(8)의 스트로크량을 계산하고, 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에 필요량의 오일을 봉입했는지의 여부를 확인하기 위해 이용된다. 그리고, 상기 핀은 조립 완료 후에 제거된다.
다음에, 상기 유압식 잠금 장치(1A)의 작용에 대해 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 로드(40)가 안으로 들어간 상태에 있어서, 저압의 입력 유압을 접속 쇠장식(17)으로부터 입력포트(16), 유로(49a), 유로(49b), 유로(49c), 유로(49d)를 경유하여 유압실(41a)에 공급한다. 그리하면, 스프링 수용 피스톤 부재(43)가 스프링(44, 45)의 탄성 편향력에 저항하여 타단측으로 이동하여 스프링(44, 45)이 압축된다. 그리하면, 로드(40)가 타단측으로 이동하여 공작물에 맞닿는다. 다음에, 증압기(7)의 피스톤 부재(8)가 아래쪽 방향으로 약간 슬라이드 구동하고, 이하 상기 실시 형태와 마찬가지로 입력 유압보다도 고압의 유압이 외주측 유압실(5)과 토출부(6)에 발생한다. 이로써, 슬리브(4)의 얇은 통 부분(4a)을 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형시켜 로드(40)에 견고하게 압접시켜 상기 로드(40)를 잠글 수 있다.
2) 유압식 잠금 장치(1B)…(도 12 참조)
도 12에 나타낸 바와 같이, 유압식 잠금 장치(1B)는 중공형의 로드(60)가 슬리브(4) 및 케이스 부재(61)를 관통하는 상태로 설치되고, 그 외 상기 유압식 잠금 장치(1)와 동일한 구성으로 되어 있다. 상기 유압식 잠금 장치(1B)에 의하면, 장치의 아래쪽에 공작물을 배치하고, 상기 공작물을 로드(60)의 하단부에서 견고하게 클램프할 수 있다. 그리고, 유압식 잠금 장치(1B)는 공작물 지지 장치나 클램프 장치 이외의 장치에도 적용 가능하다. 예를 들면, 기다란 로드(60)에 대하여 1쌍의 유압식 잠금 장치(1B) 및 각 유압식 잠금 장치(1B)를 로드(60)를 따라 이동시키는 유압 실린더를 설치하고, 1쌍의 유압식 잠금 장치(1B)를 협동시켜, 기다란 로드(60)를 상하로 이동 구동하도록 구성할 수도 있다.
3) 유압식 잠금 장치(1C)…(도 13 참조)
도 13에 나타낸 바와 같이, 유압식 잠금 장치(1C)는 일단측(하단측)으로부터 위쪽 외부로 개방형으로 형성된 대략 원통형의 케이스 부재(50)를 구비하고 있다. 케이스 부재(50)는 상하 2분할형의 상부 케이스(51)와 하부 케이스(52)를 접합하여 이루어진다. 상기 유압식 잠금 장치(1B)는 이들 상부 케이스(51), 하부 케이스(52)와 로드(3)와 슬리브(4)와 외주측 유압실(5)과 증압기(53)를 갖는다.
하부 케이스(52)의 두꺼운 벽 내에는 피스톤 부재 수용공(54)이 슬리브(4)로부터 이격된 위치에 형성되어 있다. 증압기(53)는 상기 피스톤 부재 수용공(54)과 피스톤 부재 수용공(54)에 가동되게 수용된 피스톤 부재(55)를 갖는다. 피스톤 부재(55)는 수압부(55a)와 가압부(55b)를 가지고, 이들 수압부(55a)의 수압 면적과 가압부(55b)의 가압 면적의 면적비는 약 3:1로 형성되어 있다.
상부 케이스(51)에는 입력포트(56)와 접속 쇠장식(17)이 설치되어 있다. 하부 케이스(52)에는 1쌍의 유로(18)가 배치되고, 유로(18)와 외주측 유압실(5)을 수평 방향으로 연결하여 통하는 연결 통과공(57)이 형성되어 있다. 피스톤 부재(55)의 수압부(55a)는 입력포트(5b)에 연결되어 통하고, 가압부(55b)는 연결 통과공(57) 및 유로(18)에 연결되어 통해 있다. 각 유로(18)의 기단부에는 볼(20)과 고정용 비스 부재(21)가 설치되고, 오일은 유로(18)로부터 충전되어 있다.
그 외의 볼(20), 고정용 비스 부재(21), 스프링 수용 부재(26), 압축 스프링(30), 조절 나사(29) 등은 유압식 잠금 장치(1)와 동일한 구성으로 되어 있다. 유압식 잠금 장치(1C)에 의하면, 피스톤 부재(55)의 수압부(55a)의 수압 면적이 가압부(55b)의 가압 면적에 대하여 크게 설정되어 있기 때문에, 상기 실시 형태와 동일한 작용·효과를 나타낸다.
4) 유압식 잠금 장치…(도 14 참조)
도 14에 나타낸 바와 같이, 유압식 잠금 장치(1D)는 상기 유압식 잠금 장치(1A)에 있어서, 덮개부(12)의 상단부 부근으로부터 로드(3)에 공기를 분사하여, 로드(3)의 표면에 부착되어 있는 공작물(Wa)의 절단 부스러기 등의 이물을 제거하는 공기 분사 기구(70)를 설치한 것이다. 상기 공기 분사 기구(70)는 케이스 부재(2)에 공기를 공급하기 위한 공기 공급 유닛(도시 생략)과, 케이스 부재(2)와 덮개부(12)에 형성된 공기 통로(71)를 갖는다. 그리고, 상기 공기 통로(71)에 의해, 케이스 부재(2)에 공급된 공기가 고리형의 덮개부(12)의 상단 내 에지부에 도입되어, 그곳으로부터 로드(3)의 표면에 분사된다.
공기 통로(71)는 케이스 부재(2)의 내부에 형성된 공기 통로(72, 73), 케이스 부재(2)와 덮개부(12) 사이의 밀봉 부재(13) 상측에 형성된 환형의 공기 통로(74), 덮개부(12)에 형성된 복수(예를 들면, 4개)의 공기 통로(75)로 이루어진다. 그 중, 공기 통로(75)는 환형 공기 통로(75)로부터 로드(3)의 축 중심을 향해 경사져서 윗쪽으로 연장되고, 그 선단부에 노즐부(76)가 설치되어 있다. 또, 공기 통로(72)의 하단부의 공기 도입 포트(72a)에 공기 공급 유닛으로부터 연장되는 공기 튜브(77)가 접속 플러그(77a)를 통하여 접속되어 있다.
상기 유압식 잠금 장치(1D)에 의하면, 상기 공기 분사 기구(70)를 설치하였으므로, 로드(3)의 표면에 부착되어 있는 공작물(Wa)의 절단 부스러기 등의 이물을 확실하게 제거할 수 있다. 즉, 공작물(Wa)의 절단 부스러기 등의 이물이 진퇴되는 로드(3)의 표면과, 덮개부(12)나 슬리브(4) 사이에 들어가지 않기 때문에, 로드(3)를 원활하게 진퇴시킬 수 있다. 그러므로, 로드(3)와 덮개부(12)나 슬리브(4)의 슬라이드부의 마모를 방지할 수 있다.
다음에, 변형예 등에 대해 보충 설명한다. 슬리브(4)는 금속제, 바람직하게는 강철제의 것이지만, 금속제의 것에 한정되지 않고, 예를 들면 FRP제라도 된다. 본 실시 형태에서는 공작물 지지 장치나 클램프 장치로서의 유압식 잠금 장치에 본 발명을 적용하였으나, 각종 공작 기계나 산업 기계의 유압식 잠금 장치에 대해서도 본 발명을 동일하게 적용할 수 있다. 그 외, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기 각 실시 형태에 다양한 변경을 부가한 형태로 실시하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 유압식 잠금 장치에 의하면, 종래의 유압식 잠금 장치에 비해, 유압식 잠금 장치의 소형화와 고출력화를 도모하고, 유압 공급원의 소형화와 저압화를 도모할 수 있고, 또한, 제작비의 증가를 억제할 수 있는 것, 범용성이 고조되는 것 등의 다양한 효과를 갖는다. 결국, 다양한 공작물을 클램프하거나 잠그는 데에 바람직한 장치가 된다.

Claims (7)

  1. 출력 부재로서의 로드와 상기 로드의 외측에 결합되고 또한 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형 가능한 얇은 통 부분을 구비한 슬리브와 상기 슬리브를 지지하는 케이스 부재와 상기 슬리브의 얇은 통 부분의 외주측에 형성된 외측 유압실을 구비한 유압식 잠금 장치에 있어서,
    상기 케이스 부재 내에 외주측 유압실과 연통한 토출부를 가지는 증압기를 설치하는 동시에, 상기 증압기의 입력 유체실에 외부로부터 입력 유압을 공급하는 입력포트를 설치하고,
    상기 외주측 유압실과 토출부에 밀봉 상태로 충전된 오일을 제공하고,
    상기 입력포트로부터 공급하는 입력 유압에 의해 증압기를 구동하여, 토출부와 외주측 유압실에 입력 유압보다도 고압의 유압을 발생시켜, 슬리브의 얇은 통 부분을 직경이 축소되는 측으로 탄성 변형시켜 로드를 잠그도록 구성한 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증압기는 슬리브의 외측에 결합된 환형의 피스톤 부재를 가지고, 상기 증압기의 토출부는 슬리브의 얇은 통 부분의 외주측에 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로드의 축 중심 부근 부분에 일단측 개방형의 스프링 수용공을 형성하고, 상기 스프링 수용공에 부분적으로 상대 이동 가능하게 삽입된 스프링 수용 부재를 설치하여 케이스 부재의 저벽부에 고정하고, 스프링 수용공에 장착되어 스프링 수용 부재에서 수용된 압축 스프링을 설치하고, 상기 압축 스프링으로 로드를 타단측으로 탄성을 편향시킨 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로드의 축 중심 부근 부분에 일단측 개방형의 스프링 수용공을 형성하고, 상기 스프링 수용공에 수용된 스프링 및 스프링의 일단측 단부를 받는 스프링 수용 피스톤 부재를 설치하고, 스프링 수용 피스톤 부재에 유압을 작용시키는 유압실로서 외부로부터 유압의 공급을 받는 유압실을 설치한 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증압기는 케이스 부재의 두꺼운 벽 내에 슬리브로부터 이격된 위치에 형성된 피스톤 부재 수용공과, 피스톤 부재 수용공에 가동되게 수용되고 또한 수압부와 가압부를 가지는 피스톤 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드는 케이스 부재의 일단측으로부터 외부로 돌출된 상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드는 슬리브 및 케이스 부재를 관통하는 상태로 설치된 것을 특징으로 하는 유압식 잠금 장치.
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