KR20070016783A - 공압실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압실린더에 관한 것이다. 본 발명은 압축 공기를 수용하기 위한 실린더 본체; 상기 실린더 본체의 내부에 실린더와 평행하게 장착되고, 상기 실린더 본체의 내부를 제1 공기실과 제2 공기실로 구분하는 한편, 상기 실린더 본체 내부에 제공된 상기 압축공기에 의해 왕복 운동하는 피스톤; 공기의 흐름을 조절하는 공기밸브; 및 상기 공기밸브관의 개폐를 제어하는 제어부를 구비하는 공압실린더에 있어서, 상기 제어부는 정전 시 또는 실린더에 문제가 발생한 경우 상기 공기밸브관을 폐쇄하여 상기 실린더 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 공압밸브를 제공한다.

공압실린더, 공기밸브, 피스톤, 제어부

Description

공압실린더{Pneumatic Cylinder}

도 1은 종래의 복동시 공압실린더의 개략적 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 공압실린더 내부를 설명하기 위한 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 공압실린더의 개략적 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10; 헤드커버 14; 피스톤

18; 제1 포트 24; 피스톤 로드

32; 제2 포트 44; 공기밸브

46; 제어부 48; 제1 공기실

49; 제2 공기실

본 발명은 공압실린더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정전 등의 문제 발생 시에도 실린더 내부의 압력을 그대로 유지시켜주는 공압실린더에 관한 것이다.

일반적으로 공기나 유체의 흐름을 조절하여 실린더 내의 압력을 변화시켜서 이를 피스톤의 직선운동으로 바꾸는 장치에는 작동유체의 종류에 따라 크게 액체를 이용한 유압실린더와 기체를 이용한 공압실린더가 있다.

그 중에서 공기를 작동유체로 쓰는 공압실린더는 소형 경량화하기에 간편하고 웨이퍼 오염의 염려가 적어 반도체 공정 설비에서 각종 직선운동의 기계요소로서, 웨이퍼의 이송장치 등에 널리 사용되고 있다.

공압실린더는 실린더 본체, 공기의 압력을 전달받는 피스톤, 피스톤에 연결되어 동력을 전달하는 피스톤 로드, 실린더 몸체내로 공기를 주입하는 공기 입출관 및 공기의 흐름을 조절하는 공기밸브로 구성되어 있다.

공압실린더에는 한 개의 에어라인을 구비하여 단방향의 속도조절만이 가능한 단동식과 두개 이상의 에어라인을 구비하여 양방향의 속도조절이 가능한 복동식이 있다.

이하, 도 1을 참조하여 종래의 복동식 공압실린더에 대하여 설명한다.

도 1은 종래의 복동식 공압실린더의 개략적 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외부 공기와 충분히 밀폐되어 있는 실린더 몸체 (1)는 내부에 피스톤(2)과, 피스톤(2)에 수직으로 연결되어 외부로 동력을 전달하는 피스톤 로드(3)를 포함하고 있으며 실린더 몸체의 상방과 하방에는 각각 공기의 입출입을 위한 공기 입출관(7)이 있다.

일반적으로 피스톤(2)에 의해 격리된 두 공간을 제1 공기실(8)과 제2 공기실(9)이라고 부르고 제1 공기실(8)과 제2 공기실(9)의 공기 압력의 차가 피스톤(2)의 운동을 유발하게 된다.

이러한 두 공기실(8,9)의 압력 차를 위해서 두 공기실(8,9)에 공기를 공급하는 공기 입출관(7)과 두 공기실(8,9)의 공기 유입과 유출을 서로 상대적으로 동작시키는 두개의 공기밸브(5)가 있다.

그러나, 이와 같이 구성되는 종래의 공압실린더는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 전원이 차단되어 정전되거나 실린더 전체를 컨트롤하는 제어부에 이상이 발생한 경우 피스톤의 위치가 그대로 유지되지 않고 압력이 낮은 곳으로 움직이게 되어 기계 조작상의 다른 트러블을 발생시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전원 공급 시에만 공기밸브가 개방되도록 하고, 전원 공급이 차단되거나 실린더 전체를 컨트롤하는 제어부에 이상이 발생한 경우에는 공기밸브를 폐쇄시킴으로써 피스톤 내의 압력을 그대로 유지시킬 수 있도록 하는 공압실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 압축 공기를 수용하기 위한 실린더 본체; 상기 실린더 본체의 내부에 실린더와 평행하게 장착되고, 상기 실린더 본체의 내부를 제1공기실과 제2공기실로 구분하는 한편, 상기 실린더 본체 내부에 제공된 상기 압축공기에 의해 왕복 운동하는 피스톤; 공기의 흐름을 조절하는 공기밸브관 및 상기 공기밸브관의 개폐를 제어하는 제어부를 구비하는 공압실린더 에 있어서, 상기 제어부는 정전 시 또는 실린더에 문제가 발생한 경우 상기 공기밸브관을 폐쇄하여 상기 실린더 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 공압밸브를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 공압실린더 내부를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 공압실린더의 개략적 단면도이다.

도 2를 참조하면, 공압실린더는 크게 헤드 커버(10) 부분, 실린더 튜브(12) 및 피스톤(14) 부분 및 로드 커버(16) 부분으로 나눌 수 있다. 헤드 커버(10)에는 압축 공기의 입출이 있는 제1 포트(18) 및 충격을 완화하는 쿠션 벨브(20)와 쿠션 패킹(22)이 설치된다.

헤드 커버(10)의 일측단부에는 실린더 튜브(12)가 설치되고, 실린더튜브(12)의 내부에 실린더 튜브(12)와 평행하게 피스톤(14)과 피스톤(14)의 일측단부에 피스톤 로드(24)가 설치된다. 피스톤(14)에는 밀봉 역할을 하는 피스톤 패킹(26)이 장착되고, 충격을 완화하는 쿠션 링(28)이 장착된다.

헤드 커버(10)가 설치되지 않는 실린더 튜브(12)의 일측단부에는 로드 커버(16)가 설치되고, 실린더 튜브(12)와 로드 커버(16) 사이에 튜브 개스킷(30)이 설치된다. 로드 커버(16)에는 압축 공기의 입출이 있는 제2 포트(32)와 로드 패킹(34)이 설치되고, 먼지의 유입을 막는 와이퍼링(36)이 설치된다. 또한 헤드 커버(10)와 로드 커버(16)를 연결하는 타이 로드(38)가 설치된다.

도면상에 도시된 화살표의 방향은 상기 공압실린더의 신장시의 압축 공기의 입출과 실린더 로드의 운동 방향을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 의한 공압실린더의 개략적 단면도이다.

도 3에서, 도 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙인다.

도 3을 참조하면, 공압실린더는 헤드 커버(10), 실린더 튜브(12), 피스톤(14), 로드 커버(16), 피스톤 로드(24) 및 상기 부재들에 밀봉 효과를 제공하는 패킹류를 구비한다. 제1 포트(18)와 제2 포트(32)를 통해 압축 공기의 입출이 일어나고, 압축 공기에 의해 너트(40)로 체결된 피스톤(14)과 피스톤 로드(24)에 구동력이 발생된다.

한편, 제1 포트(18) 및 제2 포트(32)는 공기가 유통하는 공기입출관(42)과 연통되어 있다. 그리고, 상기 공기입출관(42)을 통해 입출하는 공기의 양을 조절하기 위한 공기밸브(44)가 구비된다. 이러한 공기밸브(44)의 개폐 및 개방 정도는 제어부(46)에 의해 제어된다.

본 발명에서는, 종래기술과 달리 정전 시 또는 실린더를 컨트롤하는 컨트롤러에 이상이 발생한 경우 제어부(46)에 의해 공기밸브(44)가 폐쇄되도록 되어 있다.

따라서, 제어부(46)는 전원 공급 시에만 공기밸브(44)를 개방하도록 제어하고, 전원이 차단된 경우 등 문제가 발생하면 공기밸브(44)를 폐쇄시켜 실린더 내부의 압력이 그대로 유지되도록 한다.

이와 같이 문제가 발생한 경우에라도 실린더 내부의 압력을 일정하게 유지시 키면 피스톤(14)은 문제 발생 전의 상태를 그대로 유지할 수 있게 되어 기계 조작상의 다른 트러블이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 공압실린더의 작동에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

상기 공압실린더의 신장시에는 압축 공기가 제1 포트(18)로 유입되어 실린더 튜브(12)의 내벽, 헤드 커버(10) 및 피스톤(14)으로 형성되는 제1 공기실(48)에 압력을 가하고, 상기 압력에 의해 피스톤(14)은 공압실린더의 신장 방향으로 구동된다.

상기 압력이 가해지는 피스톤(14)의 반대측에 위치한 제2 공기실(49)의 공기는 로드 커버(16)에 설치된 제2포트(32)를 통해 빠져나가게 된다.

그와 반대로, 상기 공압실린더의 신축시에는 로드 커버(16)에 설치된 제 2포트(32)를 통해 압축 공기가 상기 실린더 본체의 제2 공기실(49)로 유입되어 신장시와 마찬가지로 실린더 튜브(12)의 내벽, 로드 커버(16) 및 피스톤(14)에 압력을 가하고, 상기 압력에 의해 피스톤(14)은 공압실린더의 신축 방향으로 구동된다.

상기와 같은 동작에 의해 발생한 구동력은 피스톤 로드(24)에 의해 외부로 전달된다. 이때, 상기 공압실린더에 공급되는 압축 공기는 공기 압축기에 의해 압축되어 압력 용기에 저장되고, 방향 제어 밸브를 통해 공압실린더 내부로 공급된다.

상기 압축 공기는 공압실린더의 오염 방지를 위해 필터에 의한 여과를 통해 일정한 청정도를 유지하도록 한다.

한편, 정전 시에는 상기 공기밸브(44)가 폐쇄되고, 실린더 내부의 압력이 그 대로 유지된다. 따라서 피스톤(14)은 움직이지 않고 정전 전의 상태를 그대로 유지하게 된다.

이상에서는 도면과 명세서에 최적 실시예를 개시하였다. 여기서는 설명을 위해 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 의하면, 원 공급 시에만 공기밸브가 개방되도록 하고, 전원 공급이 차단되거나 실린더 전체를 컨트롤하는 제어부에 이상이 발생한 경우에는 공기밸브를 폐쇄시킴으로써 피스톤 내의 압력을 그대로 유지시켜 기계 조작상의 다른 트러블이 발생하는 것을 방지한다.

Claims (1)

1. 압축 공기를 수용하기 위한 실린더 본체;

   상기 실린더 본체의 내부에 실린더와 평행하게 장착되고, 상기 실린더 본체의 내부를 제1공기실과 제2공기실로 구분하는 한편, 상기 실린더 본체 내부에 제공된 상기 압축공기에 의해 왕복 운동하는 피스톤;

   공기의 흐름을 조절하는 공기밸브관; 및

   상기 공기밸브관의 개폐 및 개방의 정도를 제어하는 제어부를 구비하는 공압실린더에 있어서,

   상기 제어부는 정전 시 또는 실린더에 문제가 발생한 경우 상기 공기밸브관을 폐쇄하여 상기 실린더 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 공압밸브.

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