KR200169479Y1 - 회전실린더 - Google Patents

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KR200169479Y1
KR200169479Y1 KR2019990019110U KR19990019110U KR200169479Y1 KR 200169479 Y1 KR200169479 Y1 KR 200169479Y1 KR 2019990019110 U KR2019990019110 U KR 2019990019110U KR 19990019110 U KR19990019110 U KR 19990019110U KR 200169479 Y1 KR200169479 Y1 KR 200169479Y1
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KR
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pinion shaft
swivel
turntable
gripper
leak
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KR2019990019110U
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강삼태
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주식회사로보테크
강삼태
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
    • F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/065—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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Abstract

본 고안은 산업용 회전구동부위, 인덱서, 6축 로봇(Robot)아암 선단 회전부, 그리퍼(Gripper)교환, NC선반 가공용 갠트리 로봇(Gantry Robot)회전부, 슬라이드 제트(Slide Z)축 부위 회전부 등의 그리퍼(Gripper), 시린더(Cylinder), 모터(Motor)등에 설치하여 각종 작업 수행을 위하여 회전작동하는 회전실린더(Rotary Cylinder)에 관한 것 인바, 그리퍼(Gripper), 시린더(Cylinder), 모터(Motor) 등의 기체에 설치되는 턴 테이블(3), 턴테이블(3)에 결합되는 피니언 샤프트(4), 피니언 샤프트(4)가 상하측에 베어링(10)으로 회전축결합되는 스위블 바디(1), 스위블 바디(1)에 내설되어 피니언 샤프트(4)의 피니언(4a)과 맞물림결합되는 리크 기어(5a)를 가지며 일측에 쇽 업소버(9)가 구비된 피스톤 리크(5), 상기 피스톤 리크(5)가 내설된 스위블 바디(1)를 양측에서 밀폐결합되고 에어포트(11,12)가 각각 형성되어 동력원을 주입하는 스토퍼 엔드 커버(6) 및 엔드 커버(7), 상기 스위블 바디(1)가 회전축결합된 피니언 샤프트(4) 선측에 오링(8)과 패킹(8a)이 개재되어 축결합되는 스위블 테이블(2), 상기 피니언 샤프트(4)와 턴테이블(3), 스위블 테이블(2), 스위블 바디(1)에 동력원의 주입과 배출을 위하여 주입구(13)와 출구(14,14')가 마련된 에어 모듈용 매니폴드와, 상기 피니언 샤프트(4)와 턴테이블(3) 및 스위블 테이블(2)상에 배선, 배관을 위한 관통 형성된 중공축(15)으로 구성된 것이다.

Description

회전 실린더{Swivel Cylinder}
본 고안은 회전 실린더(Rotary Cylinder)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업용 회전구동부위, 인덱서, 6축 로봇(Robot)아암 선단 회전부, 그리퍼(Gripper) 교환, NC선반 가공용 갠트리 로봇(Gantry Robot)회전부, 슬라이드 제트(Slide Z)축 부위 회전부 등의 그리퍼(Gripper), 시린더(Cylinder), 모터(Motor) 등에 설치하여 각종 작업 수행을 위하여 회전작동하는 회전실린더에 관한 것이다.
통상 산업용 회전구동부위, 인덱서, 6축 로봇(Robot)아암 선단 회전부, 그리퍼(Gripper) 교환, NC선반 가공용 갠트리 로봇(Gantry Robot)회전부, 슬라이드 제트(Slide Z)축 부위 회전부 등에 적용되어 각종 작업을 수행하는 회전시린더(즉, 동력원을 받아서 회전운동을 하는 기구)는 크게 3종류로 나눌 수 있다.
즉, 요크 타입(Type), 랙 앤드 피니언(Rack ＆ Pinion) 타입, 베인 타입으로 구분할 수 있는 바, 이들은 실린더 내부 피스톤에 유체압력을 가하여 좌,우로 이동하며 동력을 기구적으로 받아서 연결된 회전축을 통하여 회전운동을 하게 되는 것으로서, 부피는 큰 대신 힘이 작고 작동 불량율이 높아 이를 대신하여 작은 부피로서 큰 힘을 내고 보다 부드럽게 동작할 수 있도록 한 제품(일명 더블 파워 랙 시스템)이 개발된 바 있다.
이하에 이를 살펴보면; 도 1에서 보는 바와 같이 직선구동 실린더100에 동력원(공압, 유압)을 주입시키면 기구 입구와 연결된 유로를 통하여 동력원이 유입되어 하나(우측)의 피스톤101이 우측에서 좌측으로, 또 다른(좌측) 피스톤이 좌측에서 우측으로 이동하면서 이들에 형성된 랙103,104이 회전축106의 피니언105과 접설되어 회전축106을 회전구동시키게 되는 것으로, 이와 같은 랙과 피니언 타입(Double power system)은 토르크를 2배로 낼 수 있으며, 관로의 형성은 복잡한 대신 안정된 구조를 제공할 수 있는 잇점이 있다.
그러나 상기한 랙과 피니언 타입의 회전 시린더는 작동신뢰성이 부족하여 한정된 곳에만 사용할 수밖에 없었고, 에어배관이 외부에서 이루어지며 특히 회전속도가 불완전하며, 사용수명이 단기적이고(대략 6개월에서 1년), 간단한 회전작업에만 이용되는 단점이 있었다.
특히, 기존에는 에어 및 유압을 연결하는 호스(Hose) 또는 전기선 등 회전판이 회전으로 호스, 전기선 등이 함께 회전하게 됨으로서 이들이 서로 꼬이는 문제가 발생하여 이로부터 호스의 꼬부라짐과 전기선의 단락, 액튜에이터(Actuator)에 종단 과부하로 인한 기어파손, 구조적으로 호스 및 전기선이 다른 기계요소와 간섭되는 등의 여러 가지 장비 결합문제를 내포하고 있는 것으로, 이러한 문제는 종합하여 고비용, 기계설계시의 비효율, 기능저하, 장비가동시 잦은 보수작업을 요하는 등의 많은 문제를 갖고 있어 이를 해결할 수 있는 제품의 개발이 시급히 요구되었던 것이다.
이에 본 고안에서는 전술한 기존 회전실린더와 달리 에어 및 유압호스가 필요없는 구조(Manifold Type)로서 배선 및 배관을 일체화하여 꼬임현상방지 및 컴팩트한 제품 외관, 높은 토크(Torque) 고 신뢰성, 고 효율, 긴 수명을 보장하며, 배관작업의 생략이 가능한 등의 여러 잇점과 효과를 제공할 수 있는 새로운 제품(Actuator)을 제공하고자 한다.
도 1은 종래 제품의 구성도
도 2는 본 고안의 일실시예를 보인 단면도
도 3은 본 고안의 작용을 보인 요부 발췌 단면도
도 4는 본 고안중 에어 모듈용 매니폴드의 구성도
도 5는 본 고안의 배선 구성을 보인 단면도
도 6은 본 고안이 적용된 일사용상태의 구성도
☞ 도면의 주요부분에 사용된 부호에 대한 설명 ☜
1;스위블 바디(Swivel Body) 2;스위블 테이블(Swivel Table)
3;턴 테이블(Turn Table) 4;피니언 샤프트(Pinion Shaft)
5;피스톤 리크(Piston Leak) 6;스토퍼 엔드 커버(Stopper end Cover)
7;엔드 커버(End Cover) 8;오링(O-ring)
9;쇽 업소버(Shock Absorver) 10;베어링(Bearing)
11,12;에어 포트 13;주입구
14,14';출구 15;중공축
도 2는 본 고안의 일 실시예를 보인 구성 단면도, 도 3은 본 고안의 작용을 보인 요부 발췌 단면도로서,
본 고안은 산업용 회전구동부위, 인덱서, 6축 로봇(Robot)아암 선단 회전부, 그리퍼(Gripper)교환, NC선반 가공용 갠트리 로봇(Gantry Robot)회전부, 슬라이드 제트(Slide Z)축 부위 회전부 등의 그리퍼(Gripper), 시린더(Cylinder), 모터(Motor) 등의 기체에 설치키 위한 턴 테이블(Turn Table)3과, 상기 턴테이블3에 축결합되는 피니언 샤프트(Pinion Shaft)4와, 상기 피니언 샤프트4에 회전결합되어 회전작동하는 스위블 테이블(Swivel Table)2과, 상기 스위블 테이블2을 회전구동하기 위한 스위블 바디(Swivel Body)1로 대분 구성되는 바, 이하 본 고안의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
기체에 설치되는 턴 테이블3에 피니언 샤프트4를 고정결합하고, 피니언 샤프트4에는 스위블 바디1와 스위블 테이블2을 결합한다.
즉, 기체에 고정결합되는 피니언 샤프트4는 베어링10으로 스위블 바디1에 회전결합하여, 상기 피니언 샤프트4의 피니언4a이 스위블 바디1에 내설된 피스톤 리크(Piston leak)5의 리크 기어5a와 맞물림결합되도록 하고, 리크 기어5a 반대측 피스톤 리크5에는 쇽 업소버(Shock Absorber)9를 설치한다.
그리고, 상기 스위블 바디1의 양측에는 피스톤 리크5가 내설된 내부를 밀폐하기 위하여 스토퍼 엔드 커버(Stopper end cover)6와 엔드 커버(End cover)7를 결합하고 상기 스토퍼 엔드 커버6와 엔드 커버7에는 동력원을 주입할 수 있는 에어포트11,12를 각각 형성한다.
상기와 같이 스위블 바디1를 회전 축결합한 피니언 샤프트4의 상부에는 스위블 테이블2을 축결합하되, 상기 스위블 테이블2이 축결합되는 피니언 샤프트4에는 오링(O-ring)8과 패킹8a을 설치한다.
상기한 턴 테이블3과 피니언 샤프트4, 스위블 테이블2에는 도 5와 같이 동력원(Air ＆ 유압)을 전달할 수 있도록 에어 모듈용 매니폴드를 구성하고(매니폴드의 성형에 대한 등은 기술은 일반적인 것이다.) 상기 턴 테이블3과 피니언 샤프트4, 스위블 테이블2에는 배선, 배관을 위한 중공축15을 관통 형성한다.
상기에서 피니언 샤프트4는 스위블 바디1에 결합된 상하 베어링10을 중심으로 회전하게 되며, 동력원이 주입되는 스위블 테이블2과 피니언 샤프트4간의 연결부측에는 주입구13에서 동력원이 누설되지 않도록 오링8과 패킹8a을 결합하여 누설방지와 함께 구동체(피니언 샤프트4, 스위블 테이블2)가 원활하게 움직일 수 있게 하며, 동력원 주입구13는 도 4, 5에서와 같이 배선, 배관작업 등이 용이하도록 피니언 샤프트4와의 연결부인 스위블 테이블2상에 일방향으로 형성하고, 동력원 출구14,14'는 턴 테이블3상에 양방향으로 형성한다.
도면 중 미설명 부호 16은 그리퍼, 17은 배선, 배관선을 도시한 것이다.
이상과 같은 본 고안은 스위블 바디1의 양측 에어포트11,12를 통하여 내부로 동력원(Air ＆ 유압)이 주입되어 피스톤 리크5를 좌우로 이동시킴으로서 피니언 샤프트4를 시계방향, 반시계방향으로 회전시키게 되는 것으로, 이하 본 고안의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2와 같이 일측 에어포트11로부터 동력원(Air ＆ 유압)이 주입되면 피스톤 리크5가 동력원이 주입된 방향에서 반대방향(좌에서 우로)으로 이동하게 되고, 이에 따라 피스톤 리크5의 리크 기어5a와 피니언4a이 맞물림 결합된 피니언 샤프트4가 스위블 바디1에 축결합된 베어링10을 축으로 일방으로 회전하게 된다.
그리고, 이의 역방향으로 동력원을 주입하게 되면 역시 동력원이 주입된 방향에서 반대방향(우에서 좌로)으로 피스톤 리크5가 이동하게 되어 피스톤 리크5의 리크 기어5a와 맞물림 결합된 피니언 샤프트4가 전술한 반대 방향으로 회전하게 되는 것이다.
이와 같이 스위블 바디1에 동력원이 주입되면 동력원에 의해 피스톤 리크5가 구동하게 되어(이동하게 되어) 이의 작동으로 리크 기어5a와 피니언4a이 서로 맞물림 결합된 피니언 샤프트4가 회전구동하게 되는 것이다.
한편, 상기 피니언 샤프트4와 이의 양방향으로 연결되어 에어포트11,12로 동력원을 주입하는 에어 모듈용 매니폴드의 구성은 도 4와 같이 다양하게 실시할 수 있는 것이며, 본 고안은 이러한 에어 모듈용 매니폴드의 실시에 있어서 스위블 테이블2로부터 스위블 바디1 양측의 에어 포트11,12측으로 동력원을 직접 연결하게 됨으로서 이를 위한 별도의 배선 등이 외부로 노출되지 않는 것이며,
또한, 도 5와 같이 턴테이블3과 피니언 샤프트4, 스위블 테이블2에는 이들을 관통하는 중공축15을 형성하여 여기에서 배선, 배관이 이루어지게 함으로서 이 역시 배선 등이 외부로 노출되지 않는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 에어 및 유압호스가 필요없는 즉, 이들이 내부에 배관되는 비교적 간편한 구조로 되어 이들의 꼬임방지효과와 함께 제품 외관을 콤팩트하게 구성할 수 있는 잇점이 있고, 높은 토크를 발휘할 수 있는 향상된 성능과 작동안정성 등을 보장하는 한편 큰 힘과 안정된 회전작동성으로 회전속도가 완전하여 정밀회전작업에 적용할 수 있는 효과 등을 득하게 되는 것이며, 설치조합의 간편성으로 설치비용 절감, 작업효율 향상, 수명의 장기화 등의 여러 잇점과 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 그리퍼(Gripper), 시린더(Cylinder), 모터(Motor) 등의 기체에 설치되는 턴 테이블3과, 턴테이블3에 고정결합된 피니언 샤프트4와 베어링10으로 축결합되는 스위블 바디1와, 스위블 바디1에 내설되어 피니언 샤프트4의 피니언4a과 맞물림결합되는 리크 기어5a를 가지며 쇽 업소버9가 구비된 피스톤 리크5와, 피스톤 리크5가 내설된 스위블 바디1를 양측에서 밀폐시키며 동력원 주입을 위한 에어포트11,12가 각각 형성된 스토퍼 엔드 커버6 및 엔드 커버7와, 오링8과 패킹8a이 개재된 피니언 샤프트4에 축결합되는 스위블 테이블2과, 피니언 샤프트4와 턴테이블3, 스위블 테이블2, 스위블 바디1에 동력원의 주입과 배출을 위하여 상호 연통되며 주입구13와 출구14,14'가 마련된 에어 모듈용 매니폴드와, 피니언 샤프트4와 턴테이블3 및 스위블 테이블2상에 배선, 배관을 위한 관통 형성되는 중공축15을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 실린더.
KR2019990019110U 1998-12-09 1999-09-08 회전실린더 KR200169479Y1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100378829B1 (ko) * 2000-03-22 2003-04-07 주식회사 로보테크 전선단락 및 에어관로의 꼬임방지용 감속기형 서보 회전장치

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KR100378829B1 (ko) * 2000-03-22 2003-04-07 주식회사 로보테크 전선단락 및 에어관로의 꼬임방지용 감속기형 서보 회전장치

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