KR20110110723A - 유체압 기기에 사용되는 캡 및 그 고정 방법 - Google Patents

유체압 기기에 사용되는 캡 및 그 고정 방법 Download PDF

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Abstract

한 쌍의 관통 구멍(30a, 30b)은 유체압 실린더(10)를 구성하는 실린더 본체(12)의 내부에서 길이 방향을 따라 형성된다. 한 쌍의 관통 구멍(30a, 30b)의 일단은 플레이트 형상으로 형성된 한 쌍의 캡(46)에 의해 폐쇄된다. 캡(46)은, 예를 들면 알루미늄 등의 금속제 재료로 이루어지는 플레이트 체를 프레스 성형함으로써 형성된다. 캡(46)의 외주부는 반경 외측 방향을 향해서 소정 각도로 경사진 절곡부(60)를 포함한다. 또한, 캡(46)은 절곡부(60)에 의해 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면으로 들어가도록 장착된다.

Description

유체압 기기에 사용되는 캡 및 그 고정 방법{CAP FOR USE IN FLUID PRESSURE DEⅥCE AND FIXING METHOD THEREFOR}
본 발명은 압력 유체가 유입되는 챔버를 포함하는 바디가 장착된 유체압 기기에 사용되는 캡과 챔버 내에 캡을 고정하기 위한 고정 방법에 관한 것이다.
종래부터, 워크피스 등의 반송 수단으로서, 예를 들면 유체압 기기의 한 형태를 구성하는 유체압 실린더가 사용되고 있다. 일본 특허 3795968호에 개시된 바와 같이, 에스엠시 가부시키가이샤는 실린더 본체를 따라 슬라이드 테이블을 직선상에 왕복 운동시킴으로써 슬라이드 테이블에 적재된 워크피스를 반송 가능한 유체압 실린더를 제안했다(특허 문헌 1 참조). 상술된 유체압 실린더는 압력 유체가 공급되는 실린더 실을 갖는 실린더 본체를 구비한다. 피스톤이 실린더 실에 압력 유체의 공급에 축선 방향을 따라 변위할 수 있게 수용된다. 또한, 외주면에 폐쇄 링을 갖는 커버 부재가 실린더 실을 밀봉하기 위해 실린더 실의 단부에 장착되어 실린더 실내의 압력 유체가 외부에 누출되지 않는다.
본 발명의 목적은 압력 유체의 누출을 확실히 방지하면서 제조 코스트 및 부품수의 삭감, 조립 스텝 수의 삭감을 할 수 있는 유체압 기기에 사용되는 캡 및 캡의 고정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 압력 유체가 유입되는 챔버를 갖는 바디를 포함하는 유체압 기기에서 챔버의 개구 단부를 폐쇄하기 위한 유체압 기기에 사용되는 캡이다.
캡은 챔버의 단면 형상에 대응한 플레이트 체로 이루어지고, 반경 외측 방향으로 확경가능한 변형부와, 변형부의 외주부에 배치되어 챔버의 내벽면에 대해서 래치될 수 있는 래치부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 캡이 반경 외측 방향으로 확경가능한 변형부와, 변형부의 외주부에 배치되어 챔버의 내벽면에 대해서 래치될 수 있는 래치부를 구비하고 있다. 또한, 변형부는 변형에 의해 확경되어 래치부를 챔버의 내벽면에 대해서 래치시킴으로써 캡은 챔버에 확실히 고정되고 폐쇄될 수 있다.
따라서, 종래 기술에 의한 유체압 기기에서 사용하는 캡을 고정하기 위한 래치 링, 래치 링이 장착되는 홈부, 캡의 외주면에 형성되는 0링 등이 불필요하게 되어 유체압 기기에 요구되는 제조 코스트 및 부품수가 삭감되고, 조립 스텝 수의 삭감을 수반하여 제조 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 특징과 이점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 방법으로 도시된 첨부 도면과 결합하면 이하 명세서로부터 더 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 캡이 사용된 유체압 실린더의 외관 사시도이며;
도 2는 슬라이드 테이블이 도 1의 유체압 실린더로부터 상방으로 이탈된 상태를 도시하는 분해 사시도이며;
도 3은 도 1의 유체압 실린더의 하방측으로부터 바라본 분해 사시도이며;
도 4는 도 1의 유체압 실린더의 전체 종단면도이며;
도 5는 도 4의 V-V선에 따른 단면도이며;
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이며;
도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도이며;
도 8은 도 5에 도시된 캡의 간단 사시도이며;
도 9는 도 5에 도시된 유체압 실린더에서 캡 근처의 확대 단면도이고;
도 10a는 플레이트 체가 관통 구멍에 삽입되고 제 1 및 제 2 펀치 사이에 배치된 상태를 도시하는 확대 단면도이고;
도 10b는 플레이트 체가 제 1 펀치와 제 2 펀치에 의하여 확경되어 캡을 형성한 상태를 도시하는 확대 단면도이며;
도 11a는 제 1 변형에 의한 플레이트 체가 관통 구멍에 삽입되고 제 1 및 제 2 펀치 사이에 배치된 상태를 도시하는 확대 단면도이며;
도 11b는 플레이트 체가 제 1 펀치와 제 2 펀치에 의해 확경되어 캡을 형성한 상태를 도시하는 확대 단면도이며;
도 12a는 제 2 변형에 의한 캡의 외관 사시도이며;
도 12b는 캡의 단면도이며;
도 13a는 제 3 변형에 의한 캡의 외관 사시도이며;
도 13b는 캡의 단면도이고;
도 14는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 캡이 사용되는 유량 조정 밸브의 전체 단면도이다.
도 1에서 참조 부호 10은 본 발명의 실시형태에 의한 캡이 사용되는 유체압 기기인 유체압 실린더를 나타낸다.
도 1 ~ 도 7에 도시한 바와 같이, 유체압 실린더(10)는 실린더 본체(바디)(12)와, 실린더 본체(12)의 상부에 배치되고 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 직선상에 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(14)과, 실린더 본체(12)와 슬라이드 테이블(14) 사이에 개재되어 슬라이드 테이블(14)을 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라서 안내하는 가이드 기구(16)와, 슬라이드 테이블(14)의 변위량을 조정가능한 스토퍼 기구(18)를 포함한다.
실린더 본체(12)는, 예를 들면 알루미늄 등의 금속제 재료로부터 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 소정 길이를 갖는 단면이 직사각형 형상으로 형성된다. 또한, 단면에서 원호 형상으로 들어간 오목부(20)가 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 연장되는 실린더 본체(12)의 상면에 대략 중앙부에 형성된다. 연결 볼트(22)가 실린더 본체(12)와 가이드 기구(16)를 연결하여 삽입되는 한 쌍의 볼트 구멍(24)이 오목부(20)를 통해 관통하고 있다.
또한, 실린더 본체(12)의 일측면에 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 펀치(26, 28)는 압력 유체가 공급되고 배출되는 실린더 본체(12)의 길이 방향과 수직으로 형성되어 후술하는 한 쌍의 관통 구멍(30a, 30b)과 연통한다. 또한, 실린더 본체(12)의 타측면에 2열의 센서 설치 홈(32)이 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 각각 형성되고 도시되지 않은 센서가 장착된다.
실린더 본체의 하면에 한 쌍의 볼트 구멍(24)이 폭 방향으로 중앙부의 축선상에 형성되고 하방으로부터 연결 볼트(22)가 삽입된다. 또한, 연결 볼트(22)의 선단부가 실린더 본체(12)의 상면으로부터 돌출되고, 가이드 기구(16)의 가이드 블록(34)과 나사 결합됨으로써 서로 연결된다.
반면에, 실린더 본체(12)의 내부에 길이 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 관통된 한 쌍의 관통 구멍(30a, 30b)이 단면 원형 형상으로 형성된다. 한쪽 관통 구멍(30a)과 다른 쪽 관통 구멍(30b)은 소정 간격으로 서로 이간해서 대략 평행하게 나란히 설치된다.
관통 구멍(30a, 30b)의 내부에 실린더 기구(44)가 외주면에 설치된 폐쇄 링(36) 및 마그넷(38)을 갖는 피스톤(변위체)(40)과, 피스톤(40)에 연결된 피스톤 로드(42)를 포함하여 제공된다. 실린더 기구(44)는 한 쌍의 피스톤(40) 및 피스톤 로드(42)가 관통 구멍(30a, 30b)에 각각 내장됨으로써 구성된다.
관통 구멍(30a, 30b)의 단부는 플레이트 형상으로 형성된 한 쌍의 캡(46)에 의해 폐쇄되고, 피스톤(40)과 캡(46) 사이에 각각의 실린더 실(챔버)(48)이 형성된다. 또한, 관통 구멍(30a, 30b)의 타단부는 유지 링(50)을 통해서 유지되는 로드 홀더(52)에 의해 기밀하게 폐쇄된다. O링(54)이 로드 홀더(52)의 외주면에 환상 홈을 통해서 장착되어 관통 구멍(30a, 30b) 사이를 통과한 압력 유체의 누설을 방지한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 캡(46)은 알루미늄 등의 금속제 재료로 이루어지는 플레이트 체(56)를 프레스 성형함으로써 형성되는 원반 형상의 본체부(변형부)(58)와, 반경 외 방향을 향해서 소정 각도로 경사진 본체부(58)의 외주부에 형성되는 절곡부(래치부)(60)로 이루어진다. 캡(46)의 절곡부(60)가 최초로 개구된 관통 구멍(30a, 30b)의 일단측(화살표 A 방향)을 마주해서 배치된다.
바꾸어 말하면, 캡(46)의 절곡부(60)는 실린더 본체(12)에 배치되어 실린더 실(48)의 반대측과 마주한다.
또한, 각각의 캡(46)에서 절곡부(60)의 외주 직경은 관통 구멍(30a, 30b)의 내주 직경보다 약간 크게 설정된다. 각각의 캡(46)은, 예를 들면 실린더 본체(12)로서 같은 알루미늄 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 캡(46)의 경도(E1)는 실린더 본체(12)의 경도(E2)보다 크게 설정된다(E1>E2).
보다 구체적으로, 캡(46)이 실린더 본체(12)의 관통 구멍(30a, 30b)에 장착될 때 캡(46)의 절곡부(60)가 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면으로 들어가도록 장착된다. 보다 상세하게, 절곡부(60)를 구성하는 외주측의 경사진 부분이 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면에 소정 깊이로 들어가서 캡(46)이 관통 구멍(30a, 30b)의 내부에 확고히 고정된다.
또한, 예를 들면 알루마이트 처리 등이 캡(46)에 실시된다. 표면 처리에 의해 형성되는 처리층의 두께는, 예를 들면 대략 5~30㎛가 되도록 설정된다. 또한, 캡(46)에 대해서 실시되는 표면 처리는 상술한 알루마이트 처리에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 크로메이트 처리나 도장 등으로 수행될 수 있다.
한쪽 관통 구멍(30a)은 제 1 및 제 2 펀치(26, 28)와 각각 연통되고, 반면에 다른 쪽 관통 구멍(30b)은 한쪽 관통 구멍(30a)과 다른 쪽 관통 구멍(30b) 사이에 형성된 한 쌍의 접속 개구(62)를 통해서 서로 연통한다. 보다 구체적으로, 제 1 및 제 2 펀치(26, 28)에 공급된 압력 유체는 한쪽 관통 구멍(30a)으로 유입된 후 접속 개구(62)를 통해서 유입되고 다른 쪽 관통 구멍(30b)에도 유입된다.
슬라이드 테이블(14)은 테이블 본체(64)와, 테이블 본체(64)의 일단에 연결되는 스토퍼 기구(18)와, 테이블 본체(64)의 타단부에 연결되는 엔드 플레이트(66)를 포함한다. 엔드 플레이트(66)는 테이블 본체(64)에 대해서 수직으로 연결된다.
테이블 본체(64)는 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)으로 연장되는 베이스부(68)와, 베이스부(68)의 반대측으로부터 수직하게 하방으로 연장된 한 쌍의 가이드 벽(70a, 70b)으로 이루어진다. 가이드 벽(70a, 70b)의 내면에 제 1 볼 안내 홈(74)이 후술하는 가이드 기구(16)의 볼(72)이 안내되어 형성된다. 4개의 워크피스 유지 구멍(76)이 베이스부(68)의 일단과 타단 사이에 각각 형성된다.
엔드 플레이트(66)는 테이블 본체(64)의 타단부에 고정되고, 실린더 본체(12)의 단면을 향해 페이싱하도록 설치되고, 그와 함께 한 쌍의 로드 구멍(78a, 78b)을 통해 삽입된 피스톤 로드(42)의 단부가 엔드 플레이트(66)에 각각 고정된다. 이에 따라, 엔드 플레이트(66)를 포함하는 슬라이드 테이블(14)이 피스톤 로드(42)와 함께 실린더 본체(12)의 길이 방향(화살표 A 및 B 방향)으로 설치된다.
또한, 엔드 플레이트(66)에 하나의 로드 구멍(78a)과 다른 로드 구멍(78b) 사이의 위치에 댐퍼 장착 구멍(82)은 댐퍼(80)가 장착되어 개구된다. 예를 들면, 고무 등의 탄성 재료로 형성되는 댐퍼(80)가 실린더 본체(12)측에 엔드 플레이트(66)의 타측면측으로부터 댐퍼 장착 구멍(82)에 장착될 때 댐퍼(80)의 단부가 확경되고 타단면으로부터 돌출한다.
스토퍼 기구(18)는 테이블 본체(64)의 일단의 하면에 설치되는 홀더부(84)와, 홀더부(84)에 대해서 나사 결합되는 스토퍼 볼트(86)와, 스토퍼 볼트(86)의 진퇴 동작을 규제하는 록킹 너트(88)를 포함한다. 스토퍼 기구(18)가 실린더 본체(12)에 설치된 가이드 기구(16)의 단면을 향해 페이싱하도록 설치된다.
홀더부(84)는 블록 형상으로 형성되고, 슬라이드 테이블(14)을 구성하는 테이블 본체(64)의 베이스부(68)에 대해서 볼트(90)에 의해 상방으로부터 고정된다. 홀더부(84)의 대략 중앙부에 스토퍼 볼트(86)가 나사 결합되어 축선 방향을 따라 진퇴가능하다. 스토퍼 볼트(86)는, 예를 들면 외주면에 나사산이 새겨진 축형상의 스터드 볼트로 이루어지고, 록킹 너트(88)가 홀더부(84)의 단면으로부터 돌출한 위치에 나사 결합된다.
게다가, 홀더부(84)에 대해서 스토퍼 볼트(86)의 나사 회전에 의해 스토퍼 볼트(86)가 축선 방향(화살표 A 및 B 방향)을 따라 설치되어 가이드 기구(16)에 접근하고 가이드 기구로부터 이간된다. 예를 들면, 스토퍼 볼트(86)가 회전해서 소정 길이만 가이드 기구(16)측(화살표 B 방향)을 향해 돌출되고, 록킹 너트(88)가 나사 회전하고 이동되어 홀더부(84)의 측면에 대해 접촉된다. 결과적으로, 홀더부(84)에 대해 스토퍼 볼트(86)의 진퇴 동작이 규제된다.
도 3, 도 6, 및 도 7에 도시된 바와 같이, 가이드 기구(16)는 넓고 편평 형상의 가이드 블록(34)과, 볼(72)을 순환시켜서 가이드 블록(34)에 설치되는 한 쌍의 볼 순환 부재(92a, 92b)와, 가이드 블록(34)의 길이 방향에 따라 양쪽 단부에 각각 장착되는 한 쌍의 커버(94)와, 커버(94)의 표면을 각각 커버하는 한 쌍의 커버 플레이트(96)를 포함한다. 또한, 커버(94)가 장착되어 가이드 블록(34)의 마주하는 단면을 커버한다.
가이드 블록(34)의 마주하는 측면에 제 2 볼 안내 홈(98)이 길이 방향을 따라 형성되고, 제 2 볼 안내 홈(98)에 근접하는 위치에 볼 순환 부재(92a, 92b)에 삽입되는 한 쌍의 장착 홈(100a, 100b)이 길이 방향으로 삽입 관통된다. 제 2 볼 안내 홈(98)은 단면 반원 형상으로 형성되어 가이드 기구(16)가 슬라이드 테이블(14)의 상부에 배치되었을 때 제 2 볼 안내 홈(98)은 제 1 볼 안내 홈(74)과 대향하는 위치에 형성된다.
장착 홈(100a, 100b)은 가이드 블록(34)의 하면에 형성되고, 볼 순환 부재(92a, 92b)가 내부에 형성된다. 볼(72)이 순환하는 볼 순환 구멍(102)이 볼 순환 부재(92a, 92b)의 내부를 통해 관통되고, 그와 함께 볼(72)의 순환 방향을 반전시키는 한 쌍의 반전부(104a, 104b)가 볼 순환 구멍(102)의 마주하는 단부에 각각 설치된다. 그 때문에, 볼 순환 통로가 환상 방식으로 연결되고 볼 순환 부재(92a, 92b)의 볼 순환 구멍(102), 볼 홈, 슬라이드 테이블(14)의 제 1 볼 안내 홈(74), 및 가이드 블록(34)의 제 2 볼 안내 홈(98)에 의해 형성된다. 볼 순환 통로를 따라 복수의 볼(72)이 롤링함으로써 슬라이드 테이블(14)이 가이드 기구(16)를 따라 원활한 방식으로 왕복 이동된다.
본 발명의 실시형태에 의한 캡(46)이 사용된 유체압 실린더(10)는 상기 기재된 바와 같이 기본적으로 구성된다. 이어서, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 캡(46)을 실린더 본체(12)에 대해 부착하는 경우가 기재될 것이다.
우선, 피스톤(40) 및 피스톤 로드(42)가 유체압 실린더(10)를 구성하는 실린더 본체(12)의 관통 구멍(30a, 30b)을 통해서 삽입되지 않은 상태에서 준비 상태는 실린더 본체(12)의 일단이 상방이 되도록 배치되어 설치된다.
이 준비 상태에서 제 1 펀치(성형 지그)(106)가 실린더 본체(12)의 타단부(하방)로부터 관통 구멍(30a, 30b)에 대해서 삽입되어 단부가 관통 구멍(30a, 30b)에서 캡(46)의 장착 위치에 배치된다. 제 1 펀치(106)는 단부가 평면 형상인 축 형상체로 이루어지고, 직경이 관통 구멍(30a, 30b)의 내부의 동축 직경보다 약간 작게 설정된다. 이 때, 제 1 펀치(106)와 관통 구멍(30a, 30b)의 동축상에 배치되고, 제 1 펀치의 단면은 관통 구멍(30a, 30b)의 축경과 대략 수직으로 설치된다.
이어서, 캡(46)의 베이스를 형성하는 플레이트 체(56)가 관통 구멍(30a, 30b)의 일단측, 즉 상방측으로부터 삽입된다. 플레이트 체(56)는 대략 일정 두께를 갖는 단면에 절곡된 형상으로 형성된다. 플레이트 체(56)의 외주 직경이 관통 구멍(30a, 30b)의 내주 직경보다 약간 작게 형성된다.
바꾸어 말하면, 플레이트 체(56)의 단면적은 관통 구멍(30a, 30b)의 단면적에 대하여 대략 동등 이하로 설정된다.
게다가, 플레이트 체(56)는 돌출된 중앙부가 하방이 되도록 관통 구멍(30a, 30b)으로 삽입되고, 플레이트 체(56)가 제 1 펀치(106)의 단면에 적재된 상태로 배치된다. 이 때, 플레이트 체(56)는 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면보다 작게 형성되기 때문에 삽입시에 플레이트 체(56)가 내주면을 따라 슬라이딩하면서 이동하지 않아 내주면에 손상이 회피된다.
최후로, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 2 펀치(성형 지그)(108)가 일단측, 즉 관통 구멍(30a, 30b)의 상방측으로부터 삽입되고 소정 압력으로 낮아진다. 제 1 펀치(106)와 유사한 제 2 펀치(108)는 하단면이 평면 형상으로 형성된 축 형상체로 이루어지고, 직경은 제 1 펀치(106)의 직경보다 작게 설정된다.
게다가, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 2 펀치(108)를 낮춤으로써 플레이트 체(56)가 제 2 펀치(108)의 단면과 제 1 펀치(106)의 단면 사이에 그립되어 압박되고, 압박력에 의해 평면 형상의 본체부(58)가 제 1 펀치(106)와 제 2 펀치(108) 사이에 형성되고, 그 외주부에 절곡부(60)가 상방으로 절곡된 상태로 형성된다. 바꾸어 말하면, 플레이트 체(56)는 캡(46)으로 이루어지고, 제 1 펀치(106) 및 제 2 펀치(108)에 의해 그립된 부위가 평면 형상의 본체부(58)가 되고, 본체부(58)의 외주부가 반경 외측 방향으로 확경하면서 상방으로 소성 변형된 절곡부(60)가 된다.
이 때, 절곡된 부위가 평면 형상으로 소성 변형됨으로써 플레이트 체(56)가 반경 외측 방향으로 확경되고, 소성 변형에 의해 형성된 캡(46)의 직경(D2)은 플레이트 체(56)의 직경(D1)보다 커진다(D2>D1). 또한, 제 1 및 제 2 펀치(106, 108)에 의한 프레스 성형에 의해 캡(46)의 외주는 플레이트 체(56)에 대해서 외주부가 반경 외측 방향으로 확경되고, 외주부에 형성된 절곡부(60)가 관통 구멍(30a, 30b)의 내벽면으로 약간 들어감으로써 캡(46)이 관통 구멍(30a, 30b)에 대해서 고정된다.
이상의 방법으로, 제 1 실시형태에서 캡(46)의 베이스를 형성하는 플레이트 체(56)를 관통 구멍(30a, 30b)의 내부에 삽입한 후 캡(46)이 반경 외측 방향으로 확경되어 성형되기 때문에 장착시에 캡(46)이 관통 구멍(30a, 30b)의 내벽면에 슬라이딩 접촉하면서 삽입되지 않는다. 그 때문에, 캡(46)이 관통 구멍(30a, 30b)의 단부측으로부터 삽입되는 종래의 유체압 실린더와 비교해서, 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면에 대해서 축선 방향을 따라 손상(열상, 외상)이 발생하지 않고, 그러한 손상 영역을 통한 압력 유체의 약간의 누설도 바람직하게 회피된다.
또한, 캡(46)은 관통 구멍(30a, 30b)의 축선 방향을 따라 소망하는 위치에 고정되기 때문에, 종래 기술에 의한 유체압 실린더에 사용됨과 같이 캡(46)을 고정하기 위해서 록킹 링, 그러한 록킹 링이 장착되는 홈부, 캡(46)의 외주면에 설치되는 0링을 불필요하고 불필요하게 할 수 있다. 따라서, 유체압 실린더(10)에 사용되는 제조 코스트 및 부품수가 삭감되고 제조 효율도 함께 향상시킬 수 있다.
게다가 또한, 캡(46)의 절곡부(60)가 실린더 실(48)의 반대측을 향해서 페이싱하도록 배치되기 때문에 피스톤(40)으로부터의 압박력이 캡(46)에 대해서 부여되거나 실린더 실(48)에서 압력 유체로부터 압력이 부여되고, 캡(46)이 실린더 실(48)로부터 이간하는 방향으로 압박된 경우에도 압박력 때문에 절곡부(60)가 관통 구멍(30a, 30b)의 내주벽으로 더 들어가기 때문에 캡(46)이 관통 구멍(30a, 30b)으로부터 떨어지는 것이 확실히 방지된다. 보다 구체적으로, 절곡부(60)는 캡(46)의 떨어짐을 방지하기 위해 떨어짐 방지 기능을 제공한다.
게다가 또한, 표면 처리가 캡(46)에 대해서 실행되기 때문에 그러한 표면 처리, 도장 등에 의해 캡(46)이 실린더 본체(12)에서 관통 구멍(30a, 30b)의 내벽면에 밀착해서 배치될 수 있다. 결과적으로, 캡(46)과 실린더 본체(12)의 관통 구멍(30a, 30b) 사이의 미소한 누설도 확실히 방지될 수 있다.
또한, 캡(46)은 실린더 본체(12)와 같은 재질로 형성되기 때문에 선팽창률이 같게 되고 온도 변화에 의한 변형량이 같다. 그 때문에, 유체압 실린더(10)에 온도 변화가 생긴 경우에도 실린더 본체(12)와 캡(46)의 변화율이 같아서 간극이 그 사이에 발생하지 않는다. 결과적으로, 온도 변화에 기인한 누설이 확실히 방지될 수 있다. 또한, 캡(46)과 실린더 본체(12)가 서로 부착될 수 있기 때문에 캡(46)과 실린더 본체(12)의 관통 구멍(30a, 30b) 사이를 통과한 미소한 누설도 확실히 방지될 수 있다.
또한, 실린더 본체(12)의 경도가 캡(46)의 경도보다 작게 형성되기 때문에 캡(46)이 실린더 본체(12)에서 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면으로 들어가도록 장착될 수 있다. 결과적으로, 캡(46)이 실린더 본체(12)에 대해서 보다 확실하고 또한 견고하게 피팅되어 고정된다.
또한, 실린더 본체(12) 및 캡(46)은 양쪽이 알루미늄으로 형성되어 있기 때문에 캡(46)이 실린더 본체(12)에 대해서 장착된 후에 통합된 방법으로 알루마이트 처리 등의 표면 처리를 일체로 행하는 것이 가능해진다. 결과적으로, 처리제는 표면 처리가 실행될 때 캡(46)과 실린더 본체(12) 사이에 침입되어 약간의 간극도 방지하게 되어 미소한 누설이 방지될 수 있고 제조 스텝의 수가 감소될 수 있다.
또한, 캡(46)이 플레이트 형상의 금속 재료로 형성되기 때문에 피스톤(40)이 캡(46)에 의해 접촉되어 정지될 경우에도 캡(46)이 접촉시에 탄성 변형되어 피스톤(40)으로부터 가해지는 충격이 완충될 수 있다.
이어서, 상술한 캡(46)이 조립된 유체압 실린더(10)의 동작이 설명될 것이다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이드 테이블(14)의 엔드 플레이트(66)가 실린더 본체(12)의 단면에 대해 접촉된 상태가 초기 위치로서 설명될 것이다.
우선, 도시되지 않은 압력 유체 공급원으로부터 압력 유체가 제 1 포트(26)로 유입된다. 이 경우, 제 2 유체 입/출 포트가 도시되지 않은 스위칭 밸브의 동작에 의해 대기에 개방되는 상태로 배치된다.
제 1 포트(26)에 공급된 압력 유체는 한쪽 관통 구멍(30a)에 공급됨과 함께 접속 통로(62)를 통해서 압력 유체가 다른 쪽 관통 구멍(30b)으로 공급되고, 피스톤(40)이 로드 홀더(52)측(화살표 B 방향)을 향해 압박된다. 따라서, 피스톤(40)에 연결된 피스톤 로드(42)가 슬라이드 테이블(14)과 함께 실린더 본체(12)로부터 분리되는 방향으로 변위된다.
이 때, 가이드 기구(16)를 구성하는 볼(72)이 슬라이드 테이블(14)의 변위와 함께 볼 회전 통로를 따라서 회전함으로써 슬라이드 테이블(14)이 가이드 기구(16)에 의해 축선 방향으로 안내된다.
게다가, 슬라이드 테이블(14)의 일단에 설치된 스토퍼 볼트(86)의 단부의 근방이 가이드 기구(16)를 구성하는 가이드 블록(34)의 단면에 대해 접촉하여 슬라이드 테이블(14)의 변위가 변위 종단 위치에 정지한다.
스토퍼 기구(18)에서 록킹 너트(88)가 느슨해져서 스토퍼 볼트(86)의 진퇴 동작을 가능하게 한 후, 스토퍼 볼트(86)가 나사 회전되어서 홀더부(84)의 단면으로부터 돌출되는 스토퍼 볼트(86)에 의해 돌출량이 조정됨으로써 슬라이드 테이블(14)의 변위량을 조정할 수 있다.
반면에, 슬라이드 테이블(14)이 상술된 변위 종단 위치로부터 반대 방향으로 변위시킬 경우에 미리 제 1 포트(26)에 공급되는 압력 유체를 제 2 포트(28) 대신에 공급하고, 제 1 포트(26)가 대기에 개방되는 상태로 변위된다. 그 때문에, 피스톤(40)이 로드 홀더(52)로부터 이간하는 방향(화살표 A 방향)으로 압박된다. 따라서, 피스톤(40)이 제 2 포트(28)로부터 한 쌍의 관통 구멍(30a, 30b)으로 공급된 압력 유체에 의해 실린더 본체(12)로부터 이간되는 방향으로 변위되고, 슬라이드 테이블(14)이 피스톤 로드(42)를 통해서 실린더 본체(12)에 접근하는 방향으로 변위된다. 또한, 슬라이드 테이블(14)의 엔드 플레이트(66)에 설치된 댐퍼(80)가 실린더 본체(12)의 단면에 대해 접촉함으로써 초기 위치로 복귀된다(도 4 참조).
또한, 캡(46)을 형성하는 플레이트 체(56)는 상술한 바와 같이, 단면에 절곡된 형상으로 형성되는 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 11a에 도시된 바와 같이, 미리 외주부가 상방을 향해서 절곡된 절곡부(래치부)(120)를 갖는 플레이트 체(122)가 사용될 수 있고, 캡(126)이 플레이트 체(122)의 단면 형상에 대응한 제 2 펀치(124)를 이용하여 성형될 수 있다(도 11b 참조). 이 경우, 절곡부(120)가 플레이트 체(122)에 미리 형성되기 때문에 캡(126)의 절곡부(래치부)(60)가 더 확실하고 또한 고정밀도로 형성될 수 있어 캡(126)이 관통 구멍(30a, 30b)의 내부에 장착되었을 때 절곡부(60)가 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면에 대해서 확실히 들어가고 래치될 수 있다.
또한, 상술한 캡(46, 126) 대신에 캡(130)이 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 타원형 형상을 가질 수 있거나, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이 캡(144)이 절곡된 형상의 본체부(140)와 본체부(140)의 외주부에 형성된 평면부(142)를 갖고 사용될 수 있다. 또한, 도 12a 및 도 12b에 도시된 캡(130)이 사용될 경우에 캡(130)이 장착되는 실린더 본체(12)의 관통 구멍(30a, 30b)의 형상도 타원형 형상이 된다.
또한, 도 13a 및 도 13b에 도시된 캡(144)에서 본체부(140)가 제 1 및 제 2 펀치(106, 108)에 의해 프레스 성형된 결과로서 평면 형상으로 소성 변형되고, 평면부(142)와 함께 반경 외측 방향으로 소성 유동한다. 결과적으로, 캡(144)이 전체적으로 평면 형상으로 형성되고 외주 직경이 확경된다. 이에 따라, 캡(144)의 외주 부위가 관통 구멍(30a, 30b)의 내주면에 대해서 수직으로 래치된다.
이어서, 도 14는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 캡(168)이 사용되는 조정 밸브(150)를 도시한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 유량 조정 밸브(150)는 압력 유체가 공급되는 공급 포트(152)와 압력 유체가 배기되는 제 1 및 제 2 배기 포트(154, 156)를 갖는 밸브체(바디)(158)와, 밸브체(158)의 상부에 설치되고 본네트(160)의 내부에 수용되는 솔레노이드(162)와, 솔레노이드(162)의 여자에 의해 공급 포트(152)와 제 1 또는 제 2 배기 포트(154, 156) 사이의 연통 상태를 스위칭하는 밸브 플러그(변위체)(164)를 포함한다.
밸브체(158)의 일측면에 외부에 개구된 공급 포트(152)가 배치된다. 공급 포트(152)는 배관 등을 통해서 도시되지 않은 압력 유체 공급원에 접속되어 압력 유체가 공급된다. 반면에, 밸브체(158)의 타측면에 제 1 및 제 2 배기 포트(154, 156)가 공급 포트(152)에 의해 공급된 압력 유체가 선택적으로 배기되어 설치된다.
또한, 밸브체(158)의 대략 중앙부에 연통실(챔버)(166)이 공급 포트(152)와 제 1 및 제 2 배기 보트(154, 156)를 각각 연통하여 형성된다. 연통실(166)은 하방을 향해서 개구하도록 형성된다. 연통실(166)의 개구는 대략 일정 직경으로 하방을 향해서 연장되고 캡(168)이 개구 근방에 장착된다. 캡(168)은 그 절곡부(60)가 하방측에 장착되고, 절곡부(60)의 각도가 연통실(166)의 내벽면에 들어가도록 장착된다. 이에 따라, 연통실(166)이 캡(168)에 의해 폐쇄된다. 연통실(166)의 상부에 홀더(170)는 후술되는 밸브 플러그(164)가 변위가능하게 유지되어 설치된다. 또한, 캡(168)의 재질, 형상 등에 대해서는 상술한 제 1 실시형태에 의한 캡(46)과 기본적으로 같기 때문에 그 상세한 설명은 생략된다.
솔레노이드(162)는 코일(172)이 권회되는 보빈(174)과, 본네트(160)에 내장된 케이싱(176)에 대해서 너트(178)에 의해 고정되는 고정 철심(180)과, 보빈(174)의 내부에 축선 방향을 따라 변위되도록 배치되는 밸브 플러그(164)로 이루어진다. 솔레노이드(162)는 고정 철심(180)과 밸브 플러그(164)가 동축 상에 장착된다. 게다가, 본네트(160)의 내부에 설치된 전선(182)에 접속된 접속 플레이트(184)가 보빈(174)에 전기적으로 접속되어, 전선(182)을 통해서 전류가 공급됨으로써 코일(172)이 여자되어 전자력이 발생한다.
밸브 플러그(164)의 하단부에 착석부(188)가 밸브체(158)의 밸브 자리(186)에 착석되어 제공된다. 스프링(190)이 밸브 플러그(164)의 상단부와 고정 철심(180) 사이에 개재된다. 게다가, 밸브 플러그(164)는 스프링(190)의 탄발력에 의해 고정 철심(180)으로부터 이간되는 방향으로 바이어싱되고 솔레노이드(162)가 여자된 때 밸브 플러그(164)가 탄발력 반대측에 고정 철심(180)측으로 흡인된다.
상술한 제 2 실시형태에서 캡(168)이 밸브체(158)에 형성된 연통실(166)의 내부에 설치된다. 캡(168)의 절곡부(60)가 연통실(166)의 내벽면에 들어가도록 장착됨으로써 캡(168)이 간편하고 쉽게 연통실(166)을 밀봉할 수 있다. 결과적으로, 공급 포트(152)로부터 연통실(166)에 유통하는 압력 유체의 외부 누출이 확실히 방지된다.
또한, 제 2 실시형태에서 상술한 제 1 실시형태에 의한 유체압 실린더(10)에 사용된 캡(46)과 같은 효과가 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 유체압 기기에 사용되는 캡 및 그 고정 방법은 상술된 실시형태에 한정되지 않는다. 다양한 변경과 추가적인 구조가 본 발명의 본질과 요지로부터 벗어나지 않고 채용될 수 있는 것은 물론이다.

Claims (11)

  1. 압력 유체가 유입되는 챔버(48, 166)를 갖는 바디(12, 158)를 포함하는 유체압 기기(10, 150)에 있어서 상기 챔버(48, 166)의 개구 단부를 폐쇄하기 위한 유체압 기기에 사용되는 캡(46, 126, 130, 144, 168)으로서:
    상기 챔버(48, 166)의 단면 형상에 대응한 플레이트 체(56, 122)로 이루어지고, 반경 외측 방향으로 확경가능한 변형부(58); 및
    상기 변형부(58)의 외주부에 배치되어 상기 챔버(48, 166)의 내벽면에 대해서 래치될 수 있는 래치부(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 래치부(60)는 상기 챔버(48, 166) 내에 있어서 상기 개구 단부측을 향해서 연장되는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡(46, 126, 130, 144, 168)은 상기 바디(12, 158)와 동일한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡(46, 126, 130, 144, 168)의 재질은 상기 바디(12, 158)의 재질의 경도보다 크게 설정되는 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡(46, 126, 130, 144, 168)은 표면 처리 또는 도장에 의해 피복되는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡(46, 126, 130, 144, 168)은 상기 챔버(48, 166) 내에 장착된 상태에서 상기 바디(12, 158)와 함께 표면 처리 또는 도장에 의해 피복되는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체압 기기는 상기 챔버(48) 내에 변위체(40)가 변위가능하게 배치되고, 상기 압력 유체의 공급 작용 하에 상기 변위체(40)가 변위되는 유체압 실린더(10)인 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체압 기기는 상기 챔버(166) 내에 변위체(164)가 변위가능하게 배치되고, 상기 변위체(164)를 변위시킴으로써 상기 챔버(166) 내에 유입해서 배출되는 압력 유체의 유통 상태를 스위칭가능한 유량 조정 밸브(150)인 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡.
  9. 압력 유체가 유입되는 챔버(48, 166)를 갖는 바디(12, 158)를 포함하는 유체압 기기(10, 150)에 있어서 상기 챔버(48, 166)의 개구 단부를 폐쇄하기 위한 유체압 기기(10, 150)에 사용되는 캡(46, 126, 130, 144, 168)의 고정 방법으로서:
    상기 챔버(48, 166)의 단면적 이하의 단면적을 갖는 플레이트 체(56, 122)를 상기 챔버(48, 166) 내에 삽입하는 공정; 및
    상기 플레이트 체(56, 122)를 상기 챔버(48, 166)의 축선 방향을 따라 그립하면서 상기 플레이트 체(56, 122)를 압박해서 적어도 반경 외측 방향으로 확경시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡의 고정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 플레이트 체(56, 122)를 상기 챔버(48, 166) 내에 삽입한 후에 상기 플레이트 체(56, 122)를 상기 챔버(48, 166) 내의 축선 방향에 따른 소정 위치에 위치 결정하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡의 고정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 플레이트 체(56, 122)를 상기 챔버(48, 166) 내에 있어서 성형 지그(106, 108, 124)에 의해 가압해서 소성 변형하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체압 기기에 사용되는 캡의 고정 방법.
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