KR20130113359A

KR20130113359A - 스토퍼 실린더

Info

Publication number: KR20130113359A
Application number: KR1020130007901A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 후카노; 쇼이치 마카도; 마사키 미야하라
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-10-15
Also published as: US20130264172A1; DE102013100782B4; CN103359483A; US8708131B2; KR101937754B1; DE102013100782A1; CN103359483B; JP2013216407A; JP5862430B2

Abstract

본 발명은, 스토퍼 실린더에 관한 것이며, 스토퍼 실린더(10)는, 구동부(18)를 가진 바디(12)와, 상기 바디(12)에 연결되는 튜브(14)의 내부를 축 방향을 따라 자유로이 위치 변경하는 피스톤 기구(22)와, 상기 피스톤 기구(22)에 연결되고, 워크피스의 이송을 정지시키는 스토퍼 레버(24)를 구비한다. 그리고, 바디(12)에 설치되며, 통전 작용하에 여자하는 전자기 잠금 기구(28)에 의하여 피스톤 기구(22)의 변위를 규제하고, 워크피스가 접근한 후에 상기 전자기 잠금 기구(28)에 의한 잠금 상태를 해제함으로써 상기 피스톤 기구(22)를 스프링(80)의 탄성 반발력에 의하여 상기 워크피스와 대면하는 위치까지 위치 변경시킨다.

Description

스토퍼 실린더{STOPPER CYLINDER}

본 발명은, 잠금 기구를 통하여 이송되는 워크피스를 정지시켜 소정 위치로 위치 결정할 수 있는 스토퍼 실린더에 관한 것이다.

본 출원인은, 일본공개특허 특개2008-1452호 공보에 개시된 바와 같이, 복수의 롤러 컨베이어 등이 나란히 설치된 이송 라인에 의하여 이송되는 워크피스를 소정 위치에서 정지시키기 위한 스토퍼 실린더를 제안하였다. 이러한 스토퍼 실린더는 직선 형상으로 자유로이 전진, 후퇴 가능한 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 선단부에 결합되는 레버 부재를 가진다. 그리고, 이송 라인에서 인접하는 롤러 컨베이어의 간격으로부터 레버 부재를 이송면보다 상측을 향하여 소정 길이만큼 돌출시키고, 상기 레버 부재에 설치된 가이드 롤러에 이송되는 물건을 맞닿아 접하도록 함으로써, 상기 이송되는 물건을 정지시키는 스토퍼로서 기능한다.

본 발명의 일반적인 목적은, 축 방향의 변위량을 임의로 설정 가능하며, 비 통전(通電)시에 확실하게 워크피스를 정지시킬 수 있는 스토퍼 실린더를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 소정 방향으로 이송되는 워크피스가 롤러에 맞닿아 접하고, 상기 롤러가 축 지지되는 레버를 소정 위치에서 지지함으로써 상기 워크피스를 소정 위치에서 정지시키는 스토퍼 실린더에 있어서,

바디와,

상기 바디의 내부에 설치되고, 상기 바디의 축 방향을 따라 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되는 피스톤 기구와,

상기 피스톤 기구의 단부에 자유로이 회동 가능하게 설치되는 레버와,

상기 피스톤 기구를 상기 축 방향으로 밀어 붙이는 바이어싱(biasing) 수단과,

상기 바디에 설치되고, 통전(通電) 작용하에 상기 피스톤 기구의 상기 축 방향을 따라 위치 변경을 규제하는 잠금 기구를 구비하며,

상기 잠금 기구에 대한 통전이 차단되었을 때, 상기 잠금 기구에 의한 상기 피스톤 기구의 위치 변경 규제 상태가 해제되고, 상기 피스톤 기구는 상기 바이어싱 수단이 밀어 붙이는 작용 하에서 상기 축 방향을 따라 소정 방향으로 위치 변경하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 피스톤 기구의 축방향에 따른 위치 변경을 규제하는 잠금 기구가 비 통전 상태가 된 경우에 상기 피스톤 기구의 위치 변경 규제 상태를 해제하고, 상기 피스톤 기구를 상기 바이어싱 수단의 밀어 붙임 작용 하에서 축 방향을 따라 소정 방향으로 위치 변경시킨다. 그 결과, 예를 들면, 스토퍼 실린더를 이송되는 워크피스의 정지에 이용하는 경우, 정전일 때이더라도 피스톤 기구의 단부에 설치된 레버에 의하여 상기 워크피스의 이송을 확실하게 정지시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 목적과 구성 및 작용 효과는 다음에서 설명하는 상세한 설명과 최선의 실시 형태로 도시되는 도면에 의하여 더욱 명확하게 뒷받침될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 스토퍼 실린더의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 스토퍼 실린더를 나타낸 전체 종단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 스토퍼 실린더에 있어서 스토퍼 레버 근방을 나타낸 확대 측면도이다.
도 6은 도 2의 스토퍼 실린더에 있어서 구동부의 구동 작용하에 회전 너트를 상승시킨 상태를 나타낸 전체 단면도이다.
도 7은 도 6의 스토퍼 실린더에 있어서, 전자기 잠금 기구에 의한 피스톤 기구의 지지 상태를 해제한 상태를 나타낸 전체 단면도이다.
도 8은 도 7의 스토퍼 실린더에 있어서 스토퍼 레버 근방을 나타낸 확대 측단면도이다.
도 9는 도 7의 스토퍼 실린더에 있어서 스토퍼 레버가 워크피스와 맞닿아 접하는 작용 하에서 소정 각도만큼 회동한 상태를 나타낸 전체 단면도이다.
도 10은 도 9의 스토퍼 실린더에 있어서 스토퍼 레버 근방을 나타낸 확대 측면도이다.

이러한 스토퍼 실린더(10)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 바디(12)와 상기 바디(12)의 상부에 연결되는 통 형상의 튜브(12, 바디)와, 상기 튜브(14)의 상단부를 밀폐하는 엔드 커버(16)와, 상기 바디(12)에 연결되는 구동부(18)와, 상기 구동부(18)의 구동력을 전달하는 구동력 전달기구(20)를 가진다. 또한, 스토퍼 실린더(10)는, 상기 튜브(14)의 내부에 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 자유로이 전진, 후퇴 가능하게 설치되는 피스톤 기구(22)와, 상기 피스톤 기구(22)에 연결되고, 워크피스(W)의 이송을 정지시키는 스토퍼 레버(24, 레버)와, 상기 구동력 전달기구(20)를 구성하는 피스톤(26)의 상측(소정 방향, 화살표 B 방향)으로의 이동을 규제하는 전자기 잠금 기구(28, 잠금 기구)를 포함한다.

바디(12)는, 예를 들면 금속제 재료로 형성되는 블럭체로 이루어지며, 그 내부에는 연직 방향(화살표 A, B 방향)으로 관통하는 제1 및 제2 수납홀(30, 32)을 구비한다.

제1 수납홀(30)은, 바디(12)의 하측(화살표 A 방향)을 향하여 개방되고, 그 내부에는 구동력 전달기구(20)를 구성하는 웜 휠(34)이 자유로이 회전 가능하게 설치된다. 한편, 제2 수납홀(32)은 제1 수납홀(30)과 같은 축에서 상측(화살표 B 방향)을 향하여 개방되고, 그 내부에는 후술할 전자기 잠금 기구(28)가 설치된다. 그리고, 제1 및 제2 수납홀(30, 32)은 단면이 대략 원 형상으로 형성된다(도 3 참조).

또한, 바디(12)에는 도 3과 같이 제1 수납홀(30)과 인접하고, 측면에 개방된 제3 수납홀(36)이 형성되며, 상기 제3 수납홀(36)에는 구동력 전달기구(20)를 구성하는 웜 기어(38)가 수납된다. 이러한 제3 수납홀(36)은 제1 수납홀(30)과 연통됨과 동시에 제1 및 제2 수납홀(30, 32)의 축선과 직교되도록 대략 수평 방향으로 연장 형성되고, 그 개구부에는 구동부(18)의 회전 구동원(40)이 연결된다.

튜브(14)는 도 1 및 도 2와 같이 예를 들면, 중공 형상으로 형성되며, 그 내부에는 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 관통된 단면이 원 형상인 관통홀(42)이 형성된다. 그리고, 관통홀(42)에는 구동력 전달기구(20)를 구성하는 피스톤(26), 제1 및 제2 로드(44, 46)가 자유로이 위치 변경 가능하게 설치된다. 이러한 튜브(14)는 그 하단부가 바디(12)의 상부에 대하여 연결되고, 관통홀(42)과 제1 및 제2 수납홀(30, 32)이 같은 축 상에 배치됨과 동시에 상기 튜브(14)의 상단부에는 엔드 커버(16)가 복수의 볼트(48, 도 1참조)를 통하여 연결된다. 따라서, 튜브(14)의 양단부는 바디(12) 및 엔드 커버(16)에 의하여 밀폐된다.

엔드 커버(16)는 상면이 평면 형상으로 형성된 블럭체로 이루어지며, 그 하부에는 튜브(14)의 관통홀(42)에 끼움 결합되는 끼움 결합부(50)가 형성된다. 이러한 엔드 커버(16)는 튜브(14)의 상단부에 있어서 끼움 결합부(50)가 관통홀(42)에 대하여 끼움 결합된 상태에서 해당 엔드 커버(16)의 상면측으로부터 복수의 볼트(48)를 삽입 관통하고, 상기 튜브(14)에 대하여 각각 나사 결합시킴으로써 상기 튜브(14)와 연결된다.

또한, 엔드 커버(16)의 대략 중앙부에는, 관통홀(42)과 연통되는 홀 부(52)가 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 관통된다. 이러한 홀 부(52)에는 구동력 전달기구(20)를 구성하는 제2 로드(46, 후술할 것임)가 자유로이 위치 변경 가능하게 삽입 관통되고, 예를 들면 압입 등에 의하여 일체적으로 연결된다. 이러한 홀 부(52)의 내주면에는 링 형상 홈을 통하여 링 형상의 로드 패킹(54)이 설치되며, 제2 로드(46)의 외주면에 슬라이딩하여 접한다.

그리고, 엔드 커버(16)에는 홀 부(52)로부터 소정 간격으로 이격된 위치에 연직 방향(화살표 A, B 방향)으로 연장 형성된 가이드 핀(56)이 형성된다. 이러한 가이드 핀(56)은 엔드 커버(16)에 대하여 나사 결합되고, 그 상면으로부터 소정 높이로 돌출됨과 동시에 상기 홀 부(52)와 대략 평행하게 형성된다.

구동부(18)는 예를 들면, DC 모터, 스테핑 모터 등의 회전 구동원(40)으로 이루어지며, 제3 수납홀(36)과 대면하는 바디(12)의 측면에 연결되고, 그 구동축(58)이 상기 제3 수납홀(36)의 내부에 삽입된다. 그리고, 회전 구동원(40)으로는 예를 들면 브러시가 구비된 DC 모터가 최적이다.

그리고, 구동부(18)는 도시하지 않은 컨트롤러 등으로부터의 제어 신호에 기초하여 소정 방향 및 소정 회전량(각도)으로 회전 구동한다.

구동력 전달기구(20)는 도 3과 같이 바디(12)의 제3 수납홀(36)에 수납되고, 회전 구동원(40)의 구동축(58)에 연결되는 웜 기어(38)와 상기 바디(12)의 제1 수납홀(30)에 수납되며, 상기 웜 기어(38)에 기어 결합되는 웜 휠(34)과, 상기 웜 휠(34)의 중심에 연결되는 샤프트(60)와, 상기 샤프트(60)에 나사 결합되는 회전 너트(62, 회전체)를 포함한다.

웜 기어(38)는 예를 들면, 나선 형상으로 형성되는 나사홈(64)이 외주면에 형성된 원통 형상으로 이루어지고, 그 중심부에는 회전 구동원(40)의 구동축(58)이 연결된다. 따라서, 회전 구동원(40)의 구동 작용하에 구동축(58)과 함께 웜 기어(38)가 회전한다.

웜 휠(34)은 외주면을 따라 복수의 기어이(66)를 가진 원반 형상으로 형성되며, 상기 기어이(66)가 상기 웜 기어(38)의 나사홈(64)과 기어 결합된다.

샤프트(60)는 도 2와 같이 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 길게 형성되며, 그 외주면에는 나선 형상의 나사가 새겨져 있다. 그리고, 샤프트(60)는 바디(12)의 제1 및 제2 수납홀(30, 32), 튜브(14)의 관통홀(42) 내부에 설치되고, 그 하단부가 제1 수납홀(30)의 내부에 축받이(68)를 통하여 자유로이 회전 가능하게 지지되며, 해당 축받이(68)에 지지되는 부위에 인접하도록 웜 기어(38)가 연결된다.

또한, 샤프트(60)는 제2 수납홀(32)에 설치된 전자기 잠금 기구(28)의 내부를 삽입 관통하도록 설치된다.

한편, 샤프트(60)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 대략 중앙부로부터 상단부는 튜브(14)의 관통홀(42)의 내부에 있어서 피스톤 기구(22)의 제1 로드(44) 내부에 삽입 관통되고, 샤프트(60)의 외주측에는 원통 형상의 회전 너트(62)가 나사로 결합된다. 회전 너트(62)는 도 4와 같이 한 쌍의 평면부(62a, 62b)를 가지는 단면이 타원 형상으로 형성된다.

그리고, 구동부(18)의 구동 작용하에서 구동축(58)이 회전함으로써 해당 구동축(58)과 함께 웜 기어(38)가 회전하고, 해당 웜 기어(38)에 기어 결합된 웜 휠(34)이 회전함으로써 감속되어 샤프트(60)로 전달되어 회전한다. 이에 수반하여 샤프트(60)에 나사 결합된 회전 너트(62)는 해당 샤프트(60)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 전진, 후퇴 동작한다.

피스톤 기구(22)는 튜브(14)의 관통홀(42)에 설치되고, 샤프트(60) 및 회전 너트(62)의 외주측에 설치된 제1 로드(44)와, 상기 제1 로드(44)의 상단부에 연결되는 피스톤(26)과, 상기 피스톤(26)의 상부에 연결되는 제2 로드(46)를 포함한다.

제1 로드(44)는 축 방향을 따라 소정 길이를 가진 원통 형상으로 형성되고, 그 내부에 형성된 로드 홀(70)에는 샤프트(60) 및 회전 너트(62)가 삽입 관통된다. 이러한 로드 홀(70)의 단면 형상은 도 4와 같이 회전 너트(62)의 단면 형상에 대응하는 단면이 타원 형상으로 형성된다. 따라서, 로드 홀(70)에 삽입 관통된 회전 너트(62)는, 그 외주면이 로드 홀(70)에 맞닿아 접한 상태가 되며, 한 쌍의 평면부(62a, 62b)에 의하여 상기 로드 홀(70)에 있어서 회전 변위하는 것이 방지된다.

즉, 로드 홀(70)은 회전 너트(62)의 단면 형상과 동일한 단면 형상으로 형성됨으로써 샤프트(60)의 회전 작용 하에 축 방향을 따라 위치 변경하는 회전 너트(62)의 회전을 규제하는 회전 멈춤 기능을 가진다.

또한, 제1 로드(44)의 하단부에는 도 2와 같이 예를 들면, 금속제 재료로 이루어진 원반 형상으로 형성된 흡착 플레이트(72)가 장착되고, 상기 흡착 플레이트(72)는 바디(12)에 설치된 전자기 잠금 기구(28)와 대면하도록 설치된다. 이러한 흡착 플레이트(72)는 그 중앙부가 제1 로드(44)의 내부에 삽입되어 나사 결합됨으로써 연결됨과 동시에, 해당 제1 로드(44)의 축 방향(화살표 A, B 방향)과 직교하는 반경 외측 방향으로 직경이 확대되도록 형성된다.

피스톤(26)은 바닥을 가진 통 형상으로 형성되며, 그 외주면에는 링 형상 홈을 통하여 피스톤 패킹(74)이 장착됨과 동시에, 중심부에는 제1 로드(44)의 상단부가 나사 결합됨으로써 연결된다. 그리고, 피스톤(26)은 피스톤 패킹(74)을 통하여 튜브(14)의 관통홀(42)에 대하여 슬라이딩하면서 접하는 상태로 축 방향을 따라 위치 변경한다.

또한, 피스톤(26)의 상면에는 링 형상의 완충 부재(76)가 장착되고, 상기 피스톤(26)이 상측(화살표 B 방향)으로 위치 변경하여 엔드 커버(16)에 맞닿아 접했을 때의 충격을 완충한다(도 7 참조).

그리고, 바디(12)의 제2 수납홀(32)에 설치된 시트부(78)와 피스톤(26) 사이에는 스프링(80)이 장착된다. 이러한 스프링(80)은 예를 들면, 코일 스프링으로 이루어지며, 샤프트(60)의 외주측에 설치되며 피스톤(26)을 바디(12)로부터 이격시키는 방향(화살표 B 방향)으로 밀어 붙인다. 바꿔 말하면, 스프링(80)은 피스톤(26)을 포함한 피스톤 기구(22)를 바디(12)로부터 이격하는 방향으로 밀어 붙이는 바이어싱 수단으로서 기능한다.

제2 로드(46)는 피스톤(26)의 상측(화살표 B 방향)에 배치되고, 그 하단부는 피스톤(26)의 중앙 상부에 나사 결합됨으로써 연결된다. 제2 로드(46)는 엔드 커버(16)의 홀 부(52)에 위치 변경 가능하게 삽입 관통되고, 그 상단부에는 스토퍼 레버(24)가 연결된다.

즉, 피스톤 기구(22)를 구성하는 제1 및 제2 로드(44, 46), 피스톤(26)은 튜브(14)의 관통홀(42)에 있어서 축 방향(화살표 A, B 방향)에 일체적으로 자유로이 전진, 후퇴가능하게 설치된다.

전자기 잠금 기구(28)는 바디(12)의 제2 수납홀(32)에 설치되며, 도시하지 않은 컨트롤러로부터의 통전 작용 하에 여자(勵磁)하는 전자기 코일(82)과, 상기 전자기 코일(82)을 지지하는 홀더(84)와, 상기 제2 수납홀(32)의 개방부에 설치되는 흡착체(86)를 포함한다.

전자기 코일(82)은 홀더(84)의 내부에 있어서 링 형상으로 설치되고, 통전 작용 하에 여자함으로써 자력을 발생시킨다.

흡착체(86)는 금속제 재료로 형성되며, 전자기 코일(82)에 인접하여 홀더(84)의 상부에 배치됨으로써 제1 로드(44)의 하단부에 연결되는 흡착 플레이트(72)와 대면하도록 설치된다. 그리고, 전자기 코일(82)이 여자하여 자력이 발생될 때, 흡착체(86)에 자력이 전달되며, 해당 흡착체(86)와 근접하는 위치에 흡착 플레이트(72)가 있는 경우는, 상기 자력에 의하여 상기 흡착 플레이트(72)가 흡착된다. 따라서, 흡착 플레이트(72)가 연결된 제1 로드(44)가 전자기 잠금 기구(28)에 의하여 지지되도록(잠겨지도록) 하기 위하여, 해당 제1 로드(44), 피스톤(26) 및 제2 로드(46)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 위치 변경이 규제된다.

바꿔 말하면, 전자기 잠금 기구(28)는 피스톤(26), 제1 및 제2 로드(44, 46)의 축 방향에 따른 위치 변경을 전기를 이용하여 규제 가능한 잠금 수단으로서 기능하는 것이다.

스토퍼 레버(24)는 제2 로드(46)의 상단부에 연결되는 베이스부(88)와, 상기 베이스부(88)에 대하여 상측으로 돌출된 한 쌍의 지지부(90a, 90b)와, 상기 지지부(90a, 90b)에 대하여 자유로이 회동 가능하게 지지되는 레버(92)를 포함한다.

베이스부(88)는 엔드 커버(16)의 상측(화살표 B 방향)에 설치되고, 해당 엔드 커버(16)와 대략 평행하도록 배치된다. 이러한 베이스부(88)의 단부에는 반원 형상으로 함몰된 가이드 홈(94)이 형성되고, 해당 가이드 홈(94)에는 엔드 커버(16)에 설치된 가이드 핀(56)이 삽입 관통된다. 즉, 베이스부(88)를 포함한 스토퍼 레버(24)는 축 방향(상하 방향)으로 이동할 때, 가이드 홈(94)에 삽입 관통되는 가이드 핀(56)을 따라 안내됨으로써 상기 축 방향을 따라 안정적으로 이동시킬 수 있게 된다.

지지부(90a, 90b)는 베이스부(88)에 대하여 직립하고, 상호 소정 간격으로 이격하여 형성되며, 그 사이에는 레버(92)가 설치된다. 그리고, 일측의 지지부(90a)와 타측의 지지부(90b) 사이에 걸쳐서 지지핀(96)이 설치되고, 상기 지지핀(96)을 통하여 상기 레버(92)가 자유로이 회동 가능하게 설치된다.

레버(92)는 단면이 대략 삼각 형상으로 형성되고, 대략 중앙에 형성된 각부(角部)가 지지부(90a, 90b)에 지지핀(96)을 통하여 지지되며, 해당 각부에 대하여 일단부측에는 한 쌍의 롤러(98)가 자유로이 회동 가능하게 축 지지된다. 레버(92)의 타단부는 베이스부(88)의 상면으로부터 돌출되도록 설치된 댐퍼 핀(100)에 맞닿아 접하며, 해당 댐퍼 핀(100)에 의하여 반시계 방향으로 회전하는 방향(화살표 C 방향)으로 밀어 붙여진다.

또한, 레버(92)는 예를 들면, 워크피스(W)가 맞닿아 접할 때 시계 방향으로 회전하는 방향(화살표 D 방향)으로 밀어 눌려졌을 때, 댐퍼 핀(100)을 밀어 내리면서 지지핀(96)을 중심으로 하여 해당 시계 방향으로 회전하여 소정 각도만큼 회동한다.

즉, 레버(92)는 댐퍼 핀(100)이 밀어 붙이는 작용 하에서 지지핀(96)을 지지점으로 하여 반시계 방향으로 회동한 상태로 지지되고, 예를 들면 워크피스(W) 등에 의하여 일단부측이 밀어 눌려졌을 때 상기 댐퍼 핀(100)이 밀어 붙이는 힘에 저항하여 시계 방향으로 회동한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 스토퍼 실린더(10)는 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 다음에 그 작동 및 작용 효과에 관하여 설명한다. 그리고, 도 5와 같이 이송 라인(120)을 구성하는 복수의 롤러 컨베이어(122) 중 인접한 롤러 컨베이어(122)의 간격(124)에 롤러(98)가 위치되도록 스토퍼 실린더(10)가 배치된 상태를 초기상태라 한다. 이러한 초기 위치에서는 스토퍼 실린더(10)의 스토퍼 레버(24)가 상기 이송 라인(120)에 대하여 하측(화살표 A 방향)에 위치하고, 회전 너트(62)가 바디(12)측(화살표 A 방향), 흡착 플레이트(72)가 바디(12)측(화살표 A 방향)에 배치된 상태이다(도 2 참조).

우선, 이와 같은 초기 상태에서는 도 2와 같이 컨트롤러(미도시)로부터 전자기 잠금 기구(28)의 전자기 코일(82)에 대하여 통전이 이루어지고, 발생된 자력에 의하여 흡착 플레이트(72)가 흡착체(86)에 흡착된다. 즉, 전자기 잠금 기구(28)에 의하여 피스톤 기구(22)를 구성하는 제1 및 제2 로드(44, 46), 피스톤(26)이 튜브(14)의 관통홀(42)에 있어서 하강하는 상태로 지지된다(잠겨진다). 한편, 구동부(18)를 구성하는 회전 구동원(40)에는 도시하지 않은 컨트롤러로부터의 통전이 되지 않은 비 통전상태에 있다.

다음으로, 도시하지 않은 컨트롤러로부터의 제어신호에 기초하여, 구동부(18)의 회전 구동원(40)을 소정 회전량으로 회전시킴으로써 구동축(58) 및 웜 기어(38)가 회전하고, 이에 수반하여 해당 웜 기어(38)에 기어 결합된 웜 휠(34), 샤프트(60)가 회전한다. 따라서, 도 6과 같이 회전 너트(62)가 샤프트(60)의 회전 작용 하에서 제1 로드(44)의 내부를 상측(화살표 B 방향)으로 위치 변경하며, 해당 샤프트(60)의 상단부 근방까지 위치 변경한다. 이때, 회전 너트(62)는 제1 로드(44)의 로드 홀(70)에 대하여 결합되므로, 해당 제1 로드(44)에 대한 상대적인 회전 변위가 규제되고, 축 방향(화살표 B 방향)을 따라서만 위치 변경한다.

또한, 도 6과 같이 회전 너트(62)가 샤프트(60)의 대략 중앙부로부터 상승한 경우에도, 흡착 플레이트(72)가 연결되는 제1 로드(44)가 전자기 코일(82)에 의하여 견고하게 흡착되어 지지된다(잠겨진다). 따라서, 피스톤(26), 제1 및 제2 로드(44, 46)가 스프링(80)의 탄성 반발력에 의하여 상측(화살표 B 방향)으로 위치 변경하는 일이 없다. 즉, 스토퍼 레버(24)가 이송 라인(120)의 롤러 컨베이어(122)에 대하여 상측으로 돌출되는 일은 없다.

다음으로, 도 8과 같이 이송 라인(12)을 따라 이송되며, 정지시키는 대상인 워크피스(W)가, 스토퍼 실린더(10)가 배치된 영역(간격(124)) 근방에 접근하는 것이 감지된 후, 도시하지 않은 컨트롤러로부터 전자기 코일(82)을 향한 통전을 정지하여 비 통전 상태로 한다. 그리고, 전자기 코일(82)에 의한 자력이 없어진 흡착 플레이트(72)에 대한 흡착력(지지력)이 해제된다. 따라서, 도 7과 같이 전자기 잠금 기구(28)에 의한 피스톤 기구(22)의 축 방향에 따른 변위 규제 상태(잠금 상태)가 해제됨으로써 피스톤(26)이 스프링(80)의 탄성 반발력에 의하여 상측(화살표 B 방향)으로 밀어 붙여지고, 해당 피스톤(26), 제1 및 제2 로드(44, 46)가 튜브(14)의 관통홀(42)을 따라 일체적으로 상승한다. 그리고, 이 경우, 구동부(18)에 대한 통전도 정지되며 비 통전 상태가 된다.

그 결과, 도 8과 같이 피스톤 기구(22)와 함께 스토퍼 레버(24)가 상승하고, 인접한 롤러(98)의 간격(124)으로부터 소정 높이만큼 돌출한 대기 상태가 된다.

최후로, 도 10과 같이 이송 라인(120)을 따라 스토퍼 실린더(10)측(화살표 X방향)으로 이동한 워크피스(W)는 레버(92)의 선단에 설치된 롤러(98)와 접촉함으로써 상기 레버(92)가 댐퍼 핀(100)을 튜브(14)측(화살표 A 방향)을 향하여 밀어 누르면서 지지핀(96)을 지지점으로 하여 시계 방향(화살표 D 방향)으로 소정 각도만큼 회동한다. 따라서, 워크피스(W)가 레버(92)에 대하여 접촉했을 때의 충격이 해당 댐퍼 핀(100)에 의하여 적절하게 흡수됨과 동시에 해당 레버(92)는 이송 방향(화살표 X 방향)과 대략 직교하는 상태로 잠겨진다(도 9 참조).

따라서, 이송 라인(120)에 있어서 워크피스(W)가 이송 방향(화살표 X 방향)과 반대 방향으로 밀려 되돌아오는 일이 방지되고, 해당 워크피스(W)를 소정 위치에 대하여 원활하게 정지시킬 수 있다.

한편, 이송 라인(120)에 있어서 워크피스(W)의 정지 상태를 해제하는 경우에는, 도시하지 않은 컨트롤러로부터 제어 신호에 의하여 구동부(18)의 회전 구동원(40)을 위에서 서술한 것과 반대 방향으로 회전시킨다. 따라서, 구동력 전달기구(20)를 구성하는 웜 기어(38), 웜 휠(34) 및 샤프트(60)가 위에서 서술한 것과는 반대 방향으로 회전하고, 이에 수반하여 회전 너트(62)가 상기 샤프트(60)를 따라 하측(화살표 A 방향)으로 이동한다.

그리고, 회전 너트(62)가 하강함으로써 해당 회전 너트(62)의 하단에 맞닿아 접하는 흡착 플레이트(72)가 하측으로 밀어 눌려지고, 제2 로드(46), 피스톤(26) 및 제1 로드(44)가 일체로 하측(화살표 A 방향)으로 인장된다. 따라서, 피스톤(26)은 스프링(80)의 탄성 반발력에 저항하여 해당 스프링(80)을 서서히 압축하면서 하강하고, 흡착 플레이트(72)가 전자기 잠금 기구(28)의 상부에 맞닿아 접할 때 전자기 잠금 기구(28)의 전자기 코일(82)에 대하여 통전을 행함으로써 자력을 발생시키고, 상기 흡착 플레이트(72)를 상기 전자기 코일(82)의 자력에 의하여 흡착하고 지지한다.

따라서, 도 2와 같이 피스톤 기구(22)가 스프링(80)을 압축하여 하강한 상태에서 전자기 잠금 기구(28)에 의하여 지지되고, 회전 너트(62)가 하강한 초기 상태로 복귀한다.

이상과 같이 본 실시 형태에서는 스토퍼 레버(24)가 연결된 피스톤 기구(22)를 튜브(14)의 내부에 자유로이 위치 변경 가능하게 설치하고, 상기 피스톤 기구(22)의 피스톤(26)과 바디(12) 사이에 상측(화살표 B 방향)을 향하여 밀어 붙이는 스프링(80)을 설치한다. 또한, 바디(12)에 설치된 전자기 잠금 기구(28)에 대한 통전 작용 하에서 상기 피스톤 기구(22)를 구성하는 제2 로드(46)의 축 방향(화살표 A, B 방향)을 따라 위치 변경을 규제할 수 있는 구성이 된다.

그 결과, 피스톤 기구(22)가 튜브(14) 내에서 하강하여 전자기 잠금 기구(28)로 지지된(잠겨진) 상태로부터 상기 전자기 잠금 기구(28)에 대한 통전을 정지하여 잠금 상태를 해제함으로써, 스프링(80)의 탄성 반발력에 의하여 상기 피스톤 기구(22) 및 스토퍼 레버(24)를 확실하게 상승시킬 수 있으며, 그 축 방향을 따라 변위량도 상기 피스톤(26)의 길이, 스프링(80)의 탄성 반발력 등을 적절히 설정함으로써 소망하는 변위량으로 할 수 있다.

또한, 스토퍼 레버(24)의 축 방향(화살표 A, B 방향)으로의 변위 규제를 전자기 잠금 기구(28)에 의하여 전기적으로 행할 수 있으므로, 상기 전자기 잠금 기구(28)의 통전, 비 통전 상태를 절환함으로써 확실하고 용이하게 상기 변위의 규제 상태 해제가 가능하게 된다.

그리고, 스토퍼 레버(24)를 축 방향(화살표 A, B 방향)으로 위치 변경시킬 때, 스프링(80)의 탄성 반발력을 이용하여 작동시키므로, 예를 들면 정전 등의 이유로 인하여 상기 전자기 잠금 기구(28)의 잠금 상태가 해제된 경우에, 상기 탄성 반발력에 의하여 확실하게 상기 스토퍼 레버(24)를 상승시켜 워크피스(W)의 이송을 정지시킬 수 있다. 즉, 스토퍼 실린더(10)는 피스톤 기구(22) 및 스토퍼 레버(24)를 스프링(80)의 탄성 반발력만으로 위치 변경시키는 것이 가능한 단동식이며, 복동식의 구조와 비교하여 간소한 구성으로 할 수 있는 것이다.

그리고, 또한 피스톤 기구(22)를 하강시켜 스토퍼 레버(24)를 이송 라인(120)에 대하여 당겨 넣는 초기 상태로 복귀시키는 경우에, 구동부(18)의 구동 작용 하에서 회전 너트(62)로 제2 로드(46)를 하측(화살표 A 방향)으로 인장함으로써 스프링(80)을 압축시키면서 피스톤(26)을 하측으로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 즉, 구동부(18) 및 구동력 전달기구(20)는 스프링(80)의 탄성 반발력에 저항하여 피스톤 기구(22)를 초기 위치로 복귀시키는 목적으로 설치된다.

또한, 회전 너트(62)를 샤프트(60)를 따라 상측 또는 하측으로 이동시키는 도중에 통전이 정지된 경우에는, 도시하지 않은 컨트롤러를 통하여 비상용 전원(예를 들면, 배터리)으로부터 전류가 공급되고, 상기 회전 너트(62)가 상기 샤프트(60)의 상단부까지 이동시키는 제어를 행한다. 따라서, 예를 들면 정전 등의 비통전으로 인하여 회전 너트(62)가 샤프트(60)의 중간부에서 정지해버리는 경우에도 해당 회전 너트(62)를 상기 샤프트(60)의 상단부까지 이동시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 제2 로드(46)를 스프링(80)의 탄성 반발력에 의하여 소정 거리만큼 축 방향으로 이동시키는 것이 가능하며, 스토퍼 레버(24)를 이송 라인(120)에 대하여 소정 높이로 돌출시키고 워크피스(W)를 확실하게 정지시킬 수 있다.

또한, 구동력 전달기구(20)로서 웜 기어(38), 웜 휠(34) 등을 채용함으로써 구동부(18)로부터의 구동력을 감속하여 확실하게 전달하면서 스토퍼 실린더(10)의 축 길이를 소형화할 수 있다.

그리고, 스토퍼 실린더(10)는 전술한 바와 같은 이송 라인(120)에 설치되고, 워크피스(W)의 이동을 정지시키는 경우에 이용되는 경우에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 스토퍼 레버(24)의 레버(92)가 도어나 밸브 등에 접속된 개폐 장치로서 이용되도록 하여도 좋으며, 워크피스를 클램프하여 파지하는 클램프 장치에 이용하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 개폐 장치로서 이용되는 경우에는 정전시에 있어서 도어 또는 밸브를 닫힘 상태로 할 수 있으므로, 상기 도어의 경우에는 방범 및 방재를 행할 수 있고, 상기 밸브의 경우에는 내부 유체의 유출을 방지할 수 있으므로 적합하다.

또한, 클램프 장치에 스토퍼 실린더(10)를 이용하는 경우에는, 정전시에 있어서 레버를 워크피스측으로 밀어 붙여 파지 상태로 함으로써 상기 워크피스의 낙하 방지를 도모할 수 있으므로 적합하다.

그리고, 본 발명에 따른 스토퍼 실린더는 전술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하는 일이 없이 다양한 구성을 채택하여 얻을 수 있음은 물론이다.

10: 스토퍼 실린더
12: 바디
22: 피스톤 기구
28: 잠금 기구

Claims

소정 방향으로 이송되는 워크피스(workpiece)가 롤러(98)에 맞닿아 접하고, 상기 롤러(98)가 축 지지되는 레버(92)를 소정 위치에서 지지함으로써 상기 워크피스를 소정 위치에서 정지시키는 스토퍼 실린더에 있어서,
바디(12, 14, 16)와,
상기 바디(12, 14, 16)의 내부에 설치되고, 상기 바디(12, 14, 16)의 축 방향을 따라 자유로이 위치 변경 가능하게 설치되는 피스톤 기구(22)와,
상기 피스톤 기구(22)의 단부에 자유로이 회동 가능하게 설치되는 레버(92)와,
상기 피스톤 기구(22)를 상기 축 방향으로 밀어 붙이는 바이어싱(biasing) 수단과,
상기 바디(12, 14, 16)에 설치되고, 통전(通電) 작용하에 상기 피스톤 기구(22)의 상기 축 방향을 따라 위치 변경을 규제하는 잠금 기구(28)를 구비하며,
상기 잠금 기구(28)에 대한 통전이 차단되었을 때, 상기 잠금 기구(28)에 의한 상기 피스톤 기구(22)의 위치 변경 규제 상태가 해제되고, 상기 피스톤 기구(22)는 상기 바이어싱 수단이 밀어 붙이는 작용 하에서 상기 축 방향을 따라 소정 방향으로 위치 변경하는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 1에 있어서,
상기 바디(12)에는, 통전 작용 하에 구동하는 회전 구동원(40)을 가진 구동부(18)와,
상기 구동부(18)의 구동 작용하에 회전하는 샤프트(60)와, 상기 샤프트(60)에 대하여 상기 축 방향으로 자유로이 위치 변경 가능하게 나사 결합되는 회전체(62)를 가진 구동력 전달기구(20)를 구비하며,
상기 회전체(62)는 상기 축 방향을 따라 위치 변경함으로써, 상기 바이어싱 수단에 의한 밀어 붙이는 힘에 저항하여 위치 변경 전의 상태로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 1에 있어서,
상기 바이어싱 수단은, 상기 축 방향을 따라 나선 형상으로 감겨진 스프링(80)인 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 1에 있어서,
상기 잠금 기구(28)는, 통전에 의하여 여자(勵磁)되는 코일을 가진 전자기 코일(82, electro magnetic coil)로 이루어지며, 상기 전자기 코일(82)의 여자 작용 하에서 발생하는 자력에 의하여 상기 피스톤 기구(22)를 흡착하고, 상기 축 방향으로의 위치 변경을 규제하는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 2에 있어서,
상기 회전체(62)는, 상기 피스톤 기구(22)를 구성하는 로드(44)의 내부에 삽입 관통되고, 상기 로드(44)에 대하여 회전 변위를 규제하는 회전 규제수단을 가지는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 1에 있어서,
상기 피스톤 기구(22)는, 상기 잠금 기구(28)와 대면하도록 설치되는 제1 로드(44)와,
상기 제1 로드(44)의 단부에 연결되고, 상기 바디(14)를 따라 슬라이딩하여 접하면서 위치 변경하는 피스톤(26)과,
일단부가 상기 피스톤(26)에 연결되고, 타단부에 상기 레버(92)가 형성된 제2 로드(46)를 구비하며,
상기 피스톤(26)과 상기 잠금 기구(28) 사이에 상기 바이어싱 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 4에 있어서,
상기 잠금 기구(28)와 대면하는 상기 피스톤 기구(22)의 단부에는, 상기 자력에 의하여 흡착되고, 금속제 재료로 이루어지는 흡착 플레이트(72)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 1에 있어서,
상기 위치 변경 방향은, 상기 워크피스의 이송 방향과 직교되고, 상기 워크피스측으로 향하는 방향인 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 로드(46)의 단부에는, 상기 레버(92)를 지지하는 베이스 부재(88)가 형성되고, 상기 바디(16)에는, 상기 베이스 부재(88), 상기 제2 로드(46)를 상기 축 방향을 따라 안내하는 가이드부(56)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스토퍼 실린더.