KR200363268Y1 - 고정도 유압실린더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고정도 유압실린더에 관한 것으로, 상세하게는 성형되는 제품의 형상을 균일하게 하거나 두께가 일정하게 유지되어 성형되도록 유압에 의해 승강운동하는 램의 이송거리를 웜과 웜휠에 의하여 제어할 수 있도록 되어 프레스 및 일반산업기계 등에 효율적으로 사용될 수 있는 고정도 유압실린더에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 상부에는 하강유압포트가 뚫리고, 하부에는 상승유압포트가 뚫린 실린더; 상기 실린더의 상부에 끼워져 고정된 헤드커버; 상기 헤드커버의 가운데에 회전가능하고 기밀되게 수직으로 삽입되고, 하부에 나사산이 형성된 스크류; 상기 스크류의 하단에 나사체결되고, 외주면의 일측에 키가 돌출되게 설치된 너트; 내부 일측면에 상기 키가 삽입되어 회전없이 수직 승강을 안내하는 가이드홈이 형성되고, 상부에 내측면보다 더 내측으로 돌출되게 플랜지가 고정설치되며, 상기 실린더의 내부에서 유압에 의해 승강운동되는 관체의 램; 상기 헤드커버의 상단에 설치되어 상기 스크류를 회전시키는 기어박스;로 구성된 고정도 유압실린더가 제공된다.

Description

고정도 유압실린더{A high precision hydranlic cylinder}

본 고안은 고정도 유압실린더에 관한 것으로, 상세하게는 성형되는 제품의 형상을 균일하게 하거나 두께가 일정하게 유지되어 성형되도록 유압에 의해 승강운동하는 램의 이송거리를 웜과 웜휠에 의하여 제어할 수 있도록 되어 프레스 및 일반산업기계 등에 효율적으로 사용될 수 있는 고정도 유압실린더에 관한 것이다.

높은 정밀도가 요구되는 제품으로는 브라운관의 세도우마스크와 같이 균일한 폼을 가져야 하는 것과, 균일한 두께를 가져야 하는 것 등이 있고, 이는 성형하는 조건이나 성형 재질 및 그 양에 따라 많은 영향을 받게 된다.

이와 같은 형상이나 두께가 설계대로 성형될 수 있도록 종래의 유압실린더는 실린더의 내부에 유압에 의해 승강 운동하는 램(RAM)이 설치되어, 램의 하강시에 소재를 가압하여 제품을 성형한다. 이 때 가압하는 정도는 성형품의 형상 및 두께에 따라 미리 작동유의 압력을 결정하여 항상 동일한 유압이 작용되도록 제어하고 있다.

즉, 일정한 형상 또는 두께의 제품 성형을 위하여 램에 일정한 크기의 유압을 작용시켜 균일한 제품을 성형하는데, 제품을 성형하는 금형을 가압하는 램에 일정한 압력이 작용되면 금형에 있는 제품의 소재는 늘 균일한 힘을 받게 되므로 일정한 형상이나 두께를 유지하게 된다.

그러나 상기와 같은 방법은 정확한 량의 소재를 동일한 압력으로 가압하여성형할 때에만 항상 동일한 형상 및 두께의 성형이 가능한 것인데, 종래의 경우는 소재의 양을 정확하게 동일하게 주입할 수가 없어 제품마다 형상이나 두께 등이 균일하지 못한 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로, 성형 소재의 주입량에 관계없이 동일한 형상이나 두께로 성형할 수 있도록 하기 위하여, 유압에 의해 승강되는 램의 이송거리를 제어하여 제품의 형상이나 두께가 램의 이송거리에 의해 우선적으로 결정되도록 하고, 램에 작용되는 유압의 크기와는 무관하게 함으로써, 성형 소재의 투입량이 다르더라도 항상 동일한 성형품이 제조되도록 하는 고정도 유압실린더를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 램이 하강하기 전의 종단면도

도 2는 본 고안의 램이 하강한 상태의 종단면도

도 3은 도 2의 "A-A"부 단면도

도 4는 본 고안의 기어박스의 상세도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명1 : 헤드커버 2a : 하강유압포트2b : 상승유압포트 3 : 실린더4 : 스크류 5 : 키6 : 너트 7 : 가이드홈8 : 플랜지 9 : 램10 : 기어박스 11 : 모터12 : 웜 13 : 웜휠14 : 엔코더 15a : 플랜지유압홈15b : 램유압홈

100 : 유압실린더

이하 본 고안의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 고정도 유압실린더(100)는 상부에는 하강유압포트(2a)가 뚫리고 하부에는 상승유압포트(2b)가 뚫린 실린더(3); 상기 실린더(3)의 상부에 끼워져 고정된 헤드커버(1); 상기 헤드커버(1)의 가운데에 회전가능하고 기밀되게 수직으로 삽입되고, 하부에 나사산이 형성된 스크류(4); 상기 스크류(4)의 하단에 나사체결되고, 외주면의 일측에 키(5)가 돌출되게 설치된 너트(6); 내부 일측면에 상기 키(5)가 삽입되어 회전없이 수직 승강을 안내하는 가이드홈(7)이 형성되고, 상부에 내측면보다 더 내측으로 돌출되게 플랜지(8)가 고정설치되며, 상기 실린더(3)의 내부에서 유압에 의해 승강운동되는 관체의 램(9); 상기 헤드커버(1)의 상단에 설치되어 상기 스크류(4)를 회전시키는 기어박스(10);를 포함하여 구성된다.

상기 중 기어박스(10)는 모터(11)에 의해 회전되는 웜(12)과, 스크류(4)의 상단에 고정되어 상기 웜(12)과 치합된 웜휠(13)을 포함하여 구성되고, 상기 웜(12)의 축의 단부에 엔코더(14)가 설치되어 웜(12)의 회전량을 계측하는 구조를 가진다.그리고 플랜지(8)는 하강유압포트(2a) 및 상승유압포트(2b)와 같은 높이의 원주면에 실린더(3)의 내측면과 일정 공간을 형성하도록 플랜지유압홈(15a)이 형성되어 있다. 그리고 램(9)의 하부에는 실린더(3)의 내면과 상승유압포트(2b)에 의해 작동실을 형성하는 램유압홈(15b)이 형성되어 있다.이와 같은 구조를 가진 본 고안은 하강유압포트(2a)와 상승유압포트(2b)로 유입되는 작동유의 압력에 의하여 램(9)이 승강운동하게 되고, 상기 램(9)의 하단부에 설치된 각종 성형금형이 작동하여 제품을 성형하는 등의 작업을 행하게 된다.

이와 같은 램(9)의 작동은 종래에는 하강유압포트(2a)로 작용하는 작동유의 압력에 의하여 제품을 성형하는 소재를 가압하는 가압력을 결정하고 이에 의하여 제품의 형상이나 두께가 결정되는 방식이었다.

그러나 상기의 방식 및 구조는 성형 재료의 주입량에 따라 그 형상이나 두께가 변하는 등의 문제점이 있게 되었으나, 본 고안은 상기의 구조에 의하여 항상 균일한 형상 및 두께의 제품을 성형할 수 있게 된다.

즉, 본 고안은 하강유압포트(2a)로 유입되는 작동유의 압력으로 램(9)의 가압력 및 제품 성형의 압력을 제어하지 않고, 램(9)의 승강운동 거리 특히 램(9)의 하강거리를 정확하게 제어함으로써, 필연적으로 균일한 제품의 형상 및 두께를 얻게 된다.

이를 위하여 본 고안은 하강하는 램(9)의 상측 단부에 스토퍼의 역할을 하는 플랜지(8)를 설치하고, 상기 플랜지(8)와 부딪혀 램(9)의 하강을 막는 너트(6)가 스크류(4)에 나사체결되어 있고, 특히 상기의 너트(6)는 제품 성형의 두께를 조절하기 위하여 수시로 스크류(4)를 따라 상하 이송되도록 구성되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 램(9)이 상측에 위치하고 있는 상태에서는 램(9)의 상부에 설치된 플랜지(8)의 원주면에 형성된 플랜지유압홈(15a)이 하강유압포트(2a)와 연결되어져 있다. 그리고 프레스 등의 일반 산업기계들을 작동시키기 위하여 상기의 하강유압포트(2a)로 작동유를 송출하게 되면, 먼저 플랜지유압홈(15a)에 작동유가 충만하게 되어 계속되는 유압에 의해 램(9)이 하강하게 된다.

램(9)은 플랜지(8)가 스크류(4)에 체결된 너트(6)의 상부에 부딪힐 때까지 하강하여 멈추게 된다. 따라서 유압이 계속 작용하더라도 램(9)은 더 이상 하강할 수가 없게 되므로, 너트(6)의 체결위치를 조절하기만 하면 램(9)의 하강 거리를 변경할 수 있어 결국 제품의 균일한 형상이나 두께로 성형할 수가 있게 된다.

그리고 일정한 제어압력에 다다르면, 상측의 하강유압포트(2a)로의 작동유의 유입을 멈추고, 하측의 상승유압포트(2b)로 작동유를 유입시키면, 램(9)의 하측에 형성된 램유압홈(15b)이 작동실이 되어 램(9)을 상부로 이송시키게 된다.

상기와 같은 하나의 행정으로 제품이 성형되는데, 제품의 성형 두께를 변경하고자 하는 경우에는 너트(6)의 체결 위치를 조정하면 된다. 즉 너트(6)는 고정된 스크류(4)에 나사체결되어 있기 때문에 너트(6)의 회전으로 스크류(4)의 상측 또는 하측으로 이송시킬 수 있다.

너트(6)의 이송은 스크류(4)의 회전에 의해 이루어 지는데, 상기 스크류(4)의 회전은 실린더(3)의 상측 헤드커버(1)에 설치된 기어박스(10)에 의한다. 기어박스(10)에는 모터(11)에 의해 회전되는 웜(12)과, 상기 웜(12)에 치합된 웜휠(13)을 포함하여 구성되어 있는데, 상기 웜휠(13)이 스크류(4)와 일체로 형성되어 있어, 웜휠(13)의 회전이 곧 스크류(4)의 회전이 된다.

따라서 기어박스(10)의 작동으로 스크류(4)가 회전하게 되면 스크류(4)에 체결된 너트(6)가 스크류(4)의 나사산을 따라 상측 또는 하측으로 이송된다. 그리고 본 고안은 너트(6)가 상하 수직운동을 할 수 있도록 안내하는 가이드홈(7)이 램(9)의 내측벽에 형성되고, 너트(6)에 상기 가이드홈(7)에 삽입되는 키(5)가 고정되어 있기 때문에, 너트(6)가 회전없이 바로 승강운동만을 할 수 있어 정확한 이송량을 제어할 수 있다.

너트(6)의 승강량은 웜(12)의 회전량에 의해 제어되는데, 상기 웜(12)의 회전량은 도 4에 도시된 바와 같이 웜(12)의 축단부에 설치된 엔코더(14)에 의해 계측된다. 따라서 엔코더(14)로써 웜(12)의 회전량을 계측하여 제어하면 램(9)의 이송량을 제어할 수가 있고 결국 제품의 형상이나 두께를 균일하게 제어할 수가 있게 된다.

따라서 제품의 두께를 정밀하게 제어하기 위하여 너트(6)를 스크류(4)의 상부측으로 이송시킨 경우는 램(9)의 하강 거리가 짧아지게 되어 성형 두께가 커지고, 너트(6)를 스크류(4)의 하부측으로 이송시킨 경우는 램(9)의 하강 거리가 길어져 성형 두께가 작아지게 된다.

이와 같이 본 고안은 램(9)의 하강 거리를 직접 제어하여 제품의 형상이나 두께를 정밀하게 유지시키도록, 웜(12)과 웜휠(13)에 의해 스크류(4)를 회전시키고 이에 체결된 너트(6)가 승강 이송되며, 상기 너트(6)가 하강하는 램(9)의 스토퍼 역할을 하게 함으로써 매우 정밀한 형상과 두께의 성형이 가능하게 된다.

Claims (4)

1. 고정도 유압실린더(100)를 구성함에 있어서, 상부에는 하강유압포트(2a)가 뚫리고, 하부에는 상승유압포트(2b)가 뚫린 실린더(3); 상기 실린더(3)의 상부에 끼워져 고정된 헤드커버(1); 상기 헤드커버(1)의 가운데에 회전가능하고 기밀되게 수직으로 삽입되고, 하부에 나사산이 형성된 스크류(4); 상기 스크류(4)의 하단에 나사체결되고, 외주면의 일측에 키(5)가 돌출되게 설치된 너트(6); 내부 일측면에 상기 키(5)가 삽입되어 회전없이 수직 승강을 안내하는 가이드홈(7)이 형성되고, 상부에 내측면보다 더 내측으로 돌출되게 플랜지(8)가 고정설치되며, 상기 실린더(3)의 내부에서 유압에 의해 승강운동되는 관체의 램(9); 상기 헤드커버(1)의 상단에 설치되어 상기 스크류(4)를 회전시키는 기어박스(10);로 구성됨을 특징으로 하는 고정도 유압실린더.
2. 제 1항에 있어서, 기어박스(10)는 모터(11)에 의해 회전되는 웜(12)과, 스크류(4)의 상단에 고정되어 상기 웜(12)과 치합된 웜휠(13)로 구성된 고정도 유압실린더.
3. 제 2항에 있어서, 웜(12)의 축의 단부에 엔코더(14)가 설치되어 웜(12)의 회전량을 계측하는 고정도 유압실린더.
4. 제 1항에 있어서, 플랜지(8)에는 하강유압포트(2a) 및 상승유압포트(2b)와 같은 높이의 원주면에 실린더(3)의 내측면과 일정 공간을 형성하도록 플랜지유압홈(15a)이 형성되고, 램(9)의 하부에는 실린더(3)의 내면과 상승유압포트(2b)에 의해 작동실을 형성하는 램유압홈(15b)이 형성된 고정도 유압실린더.