KR20150102955A

KR20150102955A - 실린더 장치

Info

Publication number: KR20150102955A
Application number: KR1020157013228A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 요코타; 케이타로 요네자와
Original assignee: 가부시키가이샤 코스멕
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-09-09
Also published as: EP2940316A1; CN104903597A; CN104903597B; JP6076735B2; KR102082539B1; US20150308423A1; JP2014129864A; EP2940316A4; WO2014104123A1; US10018191B2

Abstract

하우징(1) 내에 피스톤(10)을 승강 가능하게 삽입하고, 그 피스톤(10)의 상측에 배치된 구동실(11)에 압유를 공급 및 배출 가능하게 구성한다. 상기 하우징(1)의 상벽(2)에 삽입되는 출력로드(15)를 피스톤(10)으로부터 위로 향해 돌출시킨다. 그 출력로드(15)의 외주측에서 상기 상벽(2)에, 하강 검출용의 제1검출밸브(31) 및 상승 검출용의 제2검출밸브(32)를 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치한다. 이들 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)는, 각각, 상기 피스톤(10)에 상측으로부터 대면되는 피조작부(49)(79)를 가진다. 상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각 입구(31a)(32a)에 제1공급로(B1) 및 제2공급로(B2)를 통해 검출용의 가압 에어를 공급 가능하게 구성한다.

Description

실린더 장치{CYLINDER DEVICE}

본 발명은, 피스톤의 이동 위치를 검출하는 기능을 부설한 실린더 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하면, 워크용의 클램프에 이용하기에 적합한 실린더 장치에 관한 것이다.

이 종류의 검출 기능이 있는 실린더 장치에는, 종래에 있어서는, 특허문헌 1(일본국·특개 소60-129410호 공보)에 기재된 것이 있다.

그 종래 공보의 제5도에는, 하우징에 피스톤을 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입하고, 그 피스톤의 좌우 이동 위치를 확인하는 검출밸브를 상기 하우징의 좌우 단벽(端壁)에 각각 배치하며, 각 검출밸브의 검출로드를 상기 피스톤에 의해 조작하는 구조가 기재되어 있다.

특허문헌 1: 특개 소60-129410호 공보

상기 종래 기술에서는, 하우징의 좌우 단벽에 각각 검출밸브를 배치했기 때문에, 왼쪽 단벽을 테이블 등의 고정대에 장착한 경우에는, 그 왼쪽 검출밸브에 액세스하는 것이 곤란해져, 그 왼쪽 검출밸브의 메인터넌스가 번거로웠다.

본 발명의 목적은, 검출밸브의 메인터넌스가 용이한 실린더 장치를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 예를 들면, 도 1A 내지 도 5B에 나타내는 바와 같이, 실린더 장치를 다음과 같이 구성했다.

하우징(1) 내에 피스톤(10)을 승강 가능하게 삽입하고, 그 피스톤(10)의 상측에 배치된 구동실(11)에 구동용의 가압 유체를 공급 및 배출 가능하게 구성한다. 상기 하우징(1)의 상벽(2)에 삽입된 출력로드(15)를 상기 피스톤(10)에 연결한다. 그 출력로드(15)의 외주측에서 상기 상벽(2)에, 하강 검출용의 제1검출밸브(31) 및 상승 검출용의 제2검출밸브(32)를 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치한다. 이들 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)는, 각각, 상기 피스톤(10)에 상측으로부터 대면되는 피조작부(49)(79)를 가진다. 상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각 입구(31a)(32a)에 제1공급로(B1) 및 제2공급로(B2)를 통해 검출용의 가압 에어를 공급 가능하게 구성한다.

본 발명은, 다음의 작용효과를 나타낸다.

하우징의 상벽에 삽입된 출력로드의 외주측에서, 해당 상벽에, 하강 검출용의 제1검출밸브와 상승 검출용의 제2검출밸브인 2개의 검출밸브를 배치했기 때문에, 그 하우징의 하벽을 테이블 등의 고정대에 장착하거나, 해당 하우징의 하반부(下半部)를 고정대의 장착구멍에 삽입한 경우 등이라도, 상기 2개의 검출밸브에 상측으로부터 액세스하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 검출밸브의 메인터넌스가 번거롭지 않다.

게다가, 상기 2개의 검출밸브는, 상벽 내에 설치될 때, 그 상벽의 잉여 공간을 설치 스페이스로서 이용 가능하기 때문에, 실린더 장치를 콤팩트한 상태로 유지할 수 있다.

따라서, 검출밸브의 메인터넌스가 용이하고 콤팩트한 실린더 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각 축심을, 아래쪽으로 향함에 따라 상기 피스톤(10)의 축심에 근접하도록 경사지게 하며, 그 경사각도를 5도 내지 15도의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다.

상기 발명에 따르면, 출력로드의 외주측에서 상벽에 장착된 밀봉부재나 스크레이퍼 등에 2개의 검출밸브가 간섭하는 것을 방지하는 것과, 하우징의 반경방향의 치수를 작게 하는 것을 양립할 수 있기 때문에, 실린더 장치를 콤팩트하게 만들 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 상벽(2)을 평면으로 보았을 때 장방형 형상 또는 정방형 형상으로 형성하고, 그 상벽(2)의 둘레방향의 4 변에 대응하는 4개의 벽 부분 중 어느 벽 부분에, 상기 구동실(11)에 연통되는 급배로(21)를 형성하며, 상기 4개의 벽 부분 중 상기 급배로(21)를 형성한 벽 부분을 뺀 벽 부분 중 어느 것에, 상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 실린더 장치를 더 콤팩트하게 만들 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 상벽(2)은 장착용의 플랜지(7)를 가지며, 그 플랜지(7)의 외주부의 하면에 형성한 설치면(7a)에, 상기 급배로(21)에 연통되는 급배포트(P1)를 개구시키는 것이 바람직하다.

상기 각 발명에서는, 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 하강 검출용의 상기 제1검출밸브(31)는, 상기 피스톤(10)이 하한 위치로부터 상한 위치로 이동하던 도중에서 해당 피스톤(10)에 의해 밸브개방됨과 아울러, 그 피스톤(10)이 상기 상한 위치로부터 소정의 제1스트로크(S1)만큼 하강했을 때 밸브폐쇄되도록 구성하고, 상승 검출용의 상기 제2검출밸브(32)는, 상기 피스톤(10)이 상기 하한 위치로부터 상기 상한 위치 또는 그 근방 위치로 이동했을 때 해당 피스톤(10)에 의해 밸브폐쇄됨과 아울러, 그 피스톤(10)이 상기 상한 위치로부터 소정의 제2스트로크(S2)만큼 하강했을 때 밸브개방되도록 구성하고, 그 제2스트로크(S2)의 길이를 상기 제1스트로크(S1)의 길이보다도 작은 값으로 설정한다.

상기 구성에 따르면, 하강 위치와 상승 위치를 확실히 구분하여 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1검출밸브(31)는, 예를 들면 도 4A 및 도 4B에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 하강 검출용의 상기 제1검출밸브(31)는, 상기 구동실(11)에 상측으로부터 대면하도록 상기 상벽(2)에 형성된 제1장착구멍(M1)과, 그 제1장착구멍(M1)에 장착되는 제1케이싱(C1)과, 그 제1케이싱(C1)에 삽입된 제1검출로드(41)로서, 하부압력받이부(45)와 해당 하부압력받이부(45)보다 압력받이 면적이 큰 상부압력받이부(47)와 상기 피조작부(49)를 가진 제1검출로드(41)와, 상기 상부압력받이부(47)의 상측에 형성된 압력실(51)과, 그 압력실(51)을 상기 구동실(11)에 연통시키도록 상기 제1검출로드(41)에 형성한 관통구멍(52)과, 상기 상부압력받이부(47)의 하부에 형성한 포핏형의 밸브면(55)과, 상기 제1검출로드(41)가 하강했을 때 상기 밸브면(55)에 의해 폐쇄되도록 상기 제1케이싱(C1)에 형성된 밸브시트(54)를 구비한다.

상기 구성에 따르면, 하강 검출용의 제1검출밸브는, 간소한 구성으로 확실하게 밸브폐쇄를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2검출밸브(32)는, 예를 들면 도 5A 및 도 5B에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 상승 검출용의 상기 제2검출밸브(32)는, 상기 구동실(11)에 상측으로부터 대면하도록 상기 상벽(2)에 형성된 제2장착구멍(M2)과, 그 제2장착구멍(M2)에 장착되는 제2케이싱(C2)과, 그 제2케이싱(C2)에 삽입된 제2검출로드(42)로서, 하부압력받이부(75)와 해당 하부압력받이부(75)보다도 압력받이 면적이 큰 상부압력받이부(77)와 상기 피조작부(79)를 가진 제2검출로드(42)와, 상기 상부압력받이부(77)의 상측에 형성된 압력실(81)과, 그 압력실(81)을 상기 구동실(11)에 연통시키도록 상기 제2검출로드(42)에 형성한 관통구멍(82)과, 그 제2검출로드(42)의 외주면에 형성한 스풀형의 밸브면(85)과, 상기 제2검출로드(42)가 상승했을 때 상기 밸브면(85)에 의해 폐쇄되도록 상기 제2케이싱(C2)에 형성한 밸브구멍(84)을 구비한다.

상기 구성에 따르면, 상승 검출용의 제2검출밸브는, 간소한 구성으로 확실하게 밸브폐쇄를 할 수 있다.

[도 1] 도 1A는, 본 발명의 실린더 장치를 이용한 워크용 클램프를 나타내며, 그 클램프의 언클램핑 상태의 입면도(立面圖)로서, 도 2A 중의 1A-1A선의 단면도에 상당한 도면이다. 도 1B는, 상기 도 2A 중의 1B-1B선의 단면도에 상당한 도면으로서, 상기 도 1A에 유사한 도면이다.
[도 2] 도 2A는, 상기 도 1A의 평면도이다. 도 2B는, 도 2A의 우측면에 상당한 도면이다.
[도 3] 도 3A는, 상기 클램프의 클램핑 상태를 나타내며, 상기 도 1A에 유사한 도면이다. 도 3B도, 해당 클램프의 클램핑 상태를 나타내며, 상기 도 1B에 유사한 도면이다.
[도 4] 도 4A는, 상기 도 1A의 부분 확대도로서, 상기 언클램핑 상태에서의 하강 검출용의 제1검출밸브를 나타내고 있다. 도 4B는, 상기 도 3A의 부분 확대도로서, 상기 클램핑 상태에서의 제1검출밸브를 나타내고 있다.
[도 5] 도 5A는, 상기 도 1B의 부분 확대도로서, 상기 언클램핑 상태에서의 상승 검출용의 제2검출밸브를 나타내고 있다. 도 5B는, 상기 도 3B의 부분 확대도로서, 상기 클램핑 상태에서의 제2검출밸브를 나타내고 있다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도 1A 내지 도 5B에 따라 설명한다.

이 실시형태에서는, 실린더 장치를 워크 고정용의 선회식 클램프에 적용한 경우를 예시하고 있다. 우선, 도 1A 내지 도 2B에 기초하여 상기 선회식 클램프의 전체 구조를 설명한다.

고정대로서의 테이블(T)에 하우징(1)이 장착된다. 그 하우징(1)은, 일단벽으로서의 상벽(2)과, 타단벽으로서의 하벽(3)과, 상하방향으로 뻗은 몸통벽(4)과, 그 몸통벽(4)의 내측에 형성된 실린더구멍(5)을 구비한다. 상벽(2)은, 그 외주부(外周部)에 장착용 플랜지(7)를 가지며, 평면으로 볼 때 장방형 형상으로 형성된다. 상기 플랜지(7)의 4 모서리 부분에 볼트구멍(8)이 상하방향으로 관통된다. 각 볼트구멍(8)에 삽입한 체결볼트(도시하지 않음)에 의해, 상기 플랜지(7)의 하면에 형성한 설치면(7a)이 테이블(T)의 상면에 고정된다.

실린더구멍(5)에 피스톤(10)이 승강 가능하게 밀봉된 상태(保密狀)로 삽입된다. 그 피스톤(10)의 상측과 하측에는, 클램핑(clamping)용 제1구동실(11)과 언클램핑(unclamping)용 제2구동실(12)이 배치된다.

또한, 상벽(2)의 둘레방향의 4 변에 대응하는 4개의 벽 부분 중 평면으로 보았을 때 좌측의 벽 부분에, 제1구동실(11)에 연통되는 제1급배로(給排路)(21)가 형성됨과 아울러, 제2구동실(12)에 연통되는 제2급배로(22)가 형성된다.

또한, 상벽(2)의 상기 좌측 벽 부분에서, 플랜지(7)의 상기 설치면(7a)에, 제1급배로(21)에 연통되는 제1급배포트(P1)가 개구됨과 아울러, 제2급배로(22)에 연통되는 제2급배포트(P2)가 개구된다. 상기 제1구동실(11) 및 제2구동실(12)에는, 각각, 제1급배포트(P1) 및 제2급배포트(P2)와, 제1급배로(21) 및 제2급배로(22)를 통해, 압유(壓油)(구동용의 가압 유체)가 공급 및 배출된다.

상벽(2)의 중앙부에 형성한 관통구멍(14)에 출력로드(15)가 상하방향으로 이동 가능하게 밀봉된 상태로 삽입된다. 이 실시형태에서는, 상기 출력로드(15)는 피스톤(10)과 일체로 형성되어 있다. 그 출력로드(15)의 상부에 클램프암(16)이 너트(17)로 고정된다. 상기 출력로드(15)의 외주측에서 상기 상벽(2)에는, 밀봉부재(18)와 스크레이퍼(19)가 장착되어 있다.

또한, 상기 피스톤(10)으로부터 하부로드(24)가 아래쪽으로 일체로 돌출되며, 그 하부로드(24)가 상기 하벽(3)의 지지구멍(25)에 이동 가능하게 삽입된다. 하부로드(24)의 외주면에 3개의 가이드홈(26)이 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 형성된다. 각(各) 가이드홈(26)은, 주지의 구조로서, 상하로 이어져 형성된 스트레이트한 직진홈(26a) 및 나선상의 선회홈(26b)을 구비한다. 지지구멍(25)의 둘레벽의 상부에는 3개의 횡구멍(27)이 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 형성되며, 각 횡구멍(27)에 삽입된 볼(28)이 가이드홈(26)에 끼워져 있다. 상기 복수의 볼(28)의 외주에 링(29)이 회전 가능하게 바깥에 끼워진다.

상기 상벽(2)에서, 상기 4개의 벽 부분 중 평면으로 보았을 때 우측의 벽 부분에서 출력로드(15)의 외주측에, 하강 검출용의 제1검출밸브(31)와 상승 검출용의 제2검출밸브(32)가 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 형성된다. 이들 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각(各) 축심은, 아래쪽으로 향함에 따라 피스톤(10)의 축심에 근접하도록 경사져 있다. 이 때문에, 출력로드(15)의 외주측에서 상벽(2)에 장착된 상기 밀봉부재(18)나 상기 스크레이퍼(19)에 2개의 검출밸브(31, 32)가 간섭하는 것을 방지하는 것과, 하우징(1)의 반경방향의 치수를 작게 하는 것을 양립할 수 있으므로, 실린더 장치를 콤팩트하게 만들 수 있다. 또한, 상기 경사각도는, 5도 내지 15도의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 우측 벽 부분에서, 플랜지(7)의 하면에 형성한 설치면(7a)에는, 검출용의 가압 에어를 공급하도록, 제1공급포트(A1)와 제2공급포트(A2)가 개구된다. 제1공급포트(A1) 및 제2공급포트(A2)는, 각각, 제1공급로(B1) 및 제2공급로(B2)를 통해, 상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각 입구(31a, 32a)에 연통된다.

이하, 상기 제1검출밸브(31)와 제2검출밸브(32)에 대해 상세히 설명하다.

우선, 하강 검출용 제1검출밸브(31)에 대해, 주로 도 4A 및 도 4B에 기초하여 설명한다. 도 4A는, 상기 도 1A의 부분 확대도이다. 도 4B는, 상기 도 3A의 부분 확대도이다.

제1검출밸브(31)는, 상기 피스톤(10)이 도 4B의 하한 위치로부터 도 4A의 상한 위치로 이동하는 도중에 해당 피스톤(10)에 의해 밸브개방된다(도 4A는, 제1검출밸브(31)가 이미 완전 개방된 상태를 나타내고 있다). 또한, 그 제1검출밸브(31)는, 피스톤(10)이 도 4A의 상한 위치로부터 소정의 제1스트로크(S1)만큼 하강했을 때 밸브폐쇄된다(도 4B는, 제1검출밸브(31)가 이미 완전 폐쇄된 상태를 나타내고 있다). 보다 구체적으로 말하면, 제1검출밸브(31)는, 도 4A 및 도 4B에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 상벽(2)에 계단 모양의 제1장착구멍(M1)이 비스듬하게 아래로 향해 관통된다. 그 제1장착구멍(M1)은, 아래로 향해 순서대로 연통된 암나사구멍(34)과 큰지름구멍(35)과 중간지름구멍(36)과 작은지름구멍(37)을 구비하며, 그 작은지름구멍(37)이 제1구동실(11)에 상측으로부터 대면(對面)된다.

제1장착구멍(M1)에 장착되는 제1케이싱(C1)은, 큰지름구멍(35)의 하부에 장착된 밸트통(38)과, 암나사구멍(34)에 나사결합된 누름통(押筒)(39)을 구비한다. 그 누름통(39)이 밸브통(38)을 큰지름구멍(35)의 저부(底部)로 밀어붙이고 있다.

상기 제1케이싱(C1)에 제1검출로드(41)가 삽입된다. 그 제1검출로드(41)는, 중간지름구멍(36)에 하부밀봉부재(44)를 통해 밀봉된 상태로 삽입된 작은지름의 하부압력받이부(45)와, 누름통(39)의 통구멍에 상부밀봉부재(46)를 통해 밀봉된 상태로 삽입된 큰지름의 상부압력받이부(47)와, 이들 하부압력받이부(45)와 상부압력받이부(47) 사이에 마련한 연결로드(48)를 구비한다. 상부압력받이부(47)의 압력받이(受壓) 면적은, 하부압력받이부(45)의 압력받이 면적보다도 큰 값으로 설정되어 있다.

하부압력받이부(45)의 하단부에는, 상기 피스톤(10)에 접촉 가능한 피조작부(49)가 형성된다. 상부압력받이부(47)의 상측에 압력실(51)이 형성된다. 그 압력실(51)은, 상기 제1검출로드(41)의 축심을 따라 형성한 관통구멍(52)을 통해, 상기 제1구동실(11)에 연통된다.

상기 밸브통(38)의 통구멍의 상부 개구 주위에 환상(環狀)의 밸브시트(54)가 형성됨과 아울러, 상기 상부압력받이부(47)의 하부에 포핏형의 밸브면(55)이 형성된다. 도 4B에 나타내는 바와 같이, 상기 제1검출로드(41)가 하강했을 때 상기 밸브면(55)이 밸브시트(54)에 접촉 가능하게 구성된다. 또한, 밸브통(38)의 통구멍과 연결로드(48)의 외주면 사이에 환상의 입구로(56)가 형성된다. 또한, 밸브통(38)의 둘레벽에 횡구멍(57)이 관통되며, 그 횡구멍(57)의 내단부(內端部)에 의해 상기 제1검출밸브(31)의 입구(31a)가 구성된다. 그 입구(31a)는, 상기 제1공급로(B1)를 통해 제1공급포트(A1)에 연통된다. 또한, 참조 숫자 58은 플러깅용의 볼이다.

상기 누름통(39)의 하단면에는, 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 복수의 방사(放射) 홈(59)이 형성된다. 또한, 그 누름통(39)의 외주면의 하부와 상기 큰지름구멍(35)의 내주면 사이에 환상(環狀) 유로(60)가 형성되며, 그 환상 유로(60)의 도중(途中) 높이부에 의해 상기 제1검출밸브(31)의 출구(31b)가 구성된다. 그 출구(31b)가, 배출로(61)에 설치한 체크밸브(62)를 통해 외기(外氣)측에 연통된다. 그 체크밸브(62)는, 밸브시트(62a)와, 그 밸브시트(62a)에 볼(62b)을 부세(付勢)하는 스프링(62c)을 구비한다.

상승 검출용의 상기 제2검출밸브(32)는, 상기 피스톤(10)이 도 5B의 하한 위치로부터 도 5A의 상한 위치 또는 그 근방 위치로 이동했을 때 해당 피스톤(10)에 의해 밸브폐쇄된다(도 5A는, 제2검출밸브(32)가 이미 완전 폐쇄된 상태를 나타내고 있다). 또한, 제2검출밸브(32)는, 상기 피스톤(10)이 도 5A의 상한 위치로부터 소정의 제2스트로크(S2)만큼 하강했을 때 밸브개방된다(도 5B는, 제2검출밸브(32)가 이미 완전 개방된 상태를 나타내고 있다). 그 제2스트로크(S2)의 길이는, 상기 제1스트로크(S1)의 길이보다도 작은 값으로 설정되어 있다.

상기 제2검출밸브(32)는, 도 5A 및 도 5B에 나타내는 바와 같이, 상기 제1검출밸브(31)와 거의 동일하게 다음과 같이 구성되어 있다.

상기 상벽(2)에 계단 모양의 제2장착구멍(M2)이 비스듬하게 아래로 향해 관통된다. 그 제2장착구멍(M2)은, 아래로 향해 순서대로 연통된 암나사구멍(64)과 큰지름구멍(65)과 중간지름구멍(66)과 작은지름구멍(67)을 구비하며, 그 작은지름구멍(67)이 제1구동실(11)에 상측으로부터 대면된다.

제2장착구멍(M2)에 장착되는 제2케이싱(C2)은, 큰지름구멍(65)의 하부에 장착된 밸브통(68)과, 암나사구멍(64)에 나사결합된 누름통(69)을 구비한다. 그 누름통(69)이 밸브통(68)을 큰지름구멍(65)의 저부로 밀어붙이고 있다.

상기 제2케이싱(C2)에 제2검출로드(42)가 삽입된다. 그 제2검출로드(42)는, 중간지름구멍(66)에 하부밀봉부재(74)를 통해 밀봉된 상태로 삽입된 작은지름의 하부압력받이부(75)와, 누름통(69)의 통구멍에 상부밀봉부재(76)를 통해 밀봉된 상태로 삽입된 큰지름의 상부압력받이부(77)와, 이들 하부압력받이부(75)와 상부압력받이부(77) 사이에 마련한 연결로드(78)를 구비한다. 상부압력받이부(77)의 압력받이 면적은, 하부압력받이부(75)의 압력받이 면적보다도 큰 값으로 설정되어 있다.

하부압력받이부(75)의 하단부에는, 상기 피스톤(10)에 접촉 가능한 피조작부(79)가 형성된다. 상부압력받이부(77)의 상측에 압력실(81)이 형성된다. 그 압력실(81)은, 상기 제2검출로드(42)의 축심을 따라 형성된 관통구멍(82)을 통해, 상기 제1구동실(11)에 연통된다.

상기 밸브통(68)의 둘레벽에 밸브구멍(84)이 관통됨과 아울러, 연결로드(78)의 외주면에 스풀형의 밸브면(85)과 환상의 출구홈(86)이 아래로부터 순서대로 형성된다. 도 5A에 나타내는 바와 같이, 상기 제2검출로드(42)가 상승했을 때 상기 밸브면(85)이 밸브구멍(84)을 폐쇄하도록 구성된다.

상기 밸브구멍(84)의 내단부에 의해 제2검출밸브(32)의 입구(32a)가 구성된다. 그 입구(32a)는, 상기 제2공급로(B2)를 통해 제2공급포트(A2)에 연통된다. 또한, 참조 숫자 88은 플러깅용의 볼이다.

상기 밸브통(68)의 상단면에, 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 복수의 방사홈(87)이 형성된다. 또한, 상기 누름통(69)의 하단면에, 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 복수의 방사홈(89)이 형성된다. 그 누름통(69)의 외주면의 하부와 상기 큰지름구멍(65)의 내주면 사이에 환상 유로(90)가 형성되며, 그 환상 유로(90)의 도중 높이부에 의해 상기 제2검출밸브(32)의 출구(32b)가 구성된다. 그 출구(32b)가, 출구구멍(91)과 상기 배출로(61)와 상기 체크밸브(62)(도 4A를 참조)를 통해 외기측에 연통된다.

상기 구성의 선회식 클램프는 다음과 같이 동작한다.

도 1A 및 도 1B의 언클램핑 상태에서는, 상측의 제1구동실(11)의 압유가 제1급배포트(P1)로부터 배출됨과 아울러, 제2급배포트(P2)의 압유가 하측의 제2구동실(12)에 공급된다. 이에 의해, 피스톤(10)이 상한 위치로 상승하고, 그 피스톤(10)이 출력로드(15) 및 클램프암(16)을 상승시키고 있다.

상기 언클램핑 상태에서는, 도 1A에 나타내는 하강 검출용의 제1검출밸브(31)가 밸브개방되어 있다. 보다 상세하게 말하면, 도 4A에 나타내는 바와 같이, 피스톤(10)이 피조작부(49)를 통해 제1검출로드(41)를 밀어올려, 상부압력받이부(47)의 밸브면(55)이 밸브시트(54)로부터 분리되어 있다. 이 때문에. 제1공급포트(A1)에 공급된 가압 에어는, 제1공급로(B1)와 입구(31a)와 환상의 입구로(56)와 방사홈(59)과 출구(31b)를 통해 배출로(61)로 흐르고, 그 배출로(61)의 가압 에어가 체크밸브(62)의 볼(62b)을 밀어서 개방하여 외기측으로 배출된다.

또한, 상기 언클램핑 상태에서는, 도 1B에 나타내는 상승 검출용의 제2검출밸브(32)가 밸브폐쇄되어 있다. 보다 상세하게 말하면, 도 5A에 나타내는 바와 같이, 피스톤(10)이 피조작부(79)를 통해 제2검출로드(42)를 밀어 올려, 연결로드(78)의 밸브면(85)이 밸브구멍(84)을 폐쇄하고 있다. 이 때문에, 제2공급포트(A2)의 압력이 설정치로 상승하고, 그 압력 상승을 센서로 검출함으로써, 클램프가 언클램핑 상태인 것을 확인할 수 있다.

상기 언클램핑 상태로부터 도 3A 및 도 3B의 클램핑 상태로 전환할 때에는, 도 1A 및 도 1B의 언클램핑 상태에서, 하측의 제2구동실(12)의 압유를 제2급배포트(P2)로부터 배출함과 아울러, 제1급배포트(P1)의 압유를 상측의 제1구동실(11)에 공급하여, 피스톤(10)을 하강시켜 간다. 그리하면, 우선, 상기 하부로드(24)(및 피스톤(10)과 출력로드(15)와 클램프암(16))가 상기 선회홈(26b)을 따라 선회하면서 하강하고, 계속해서, 그 하부로드(24)가 직진홈(26a)을 따라 일직선으로 하강해 간다. 이에 의해, 도 3A에 나타내는 바와 같이, 클램프암(16)이 워크피스를 고정대의 상면(어느 것도 도시하지 않음)에 압압한다.

상기 피스톤(10)의 하강시에는, 하강 검출용의 제1검출밸브(31)와 상승 검출용의 제2검출밸브(32)가 다음과 같이 동작한다.

제1구동실(11)에 공급된 압유가 피스톤(10)을 도 5A의 상한 위치로부터 하강시켜 가면, 그 제1구동실(11)의 압유가 제2검출로드(42)의 관통구멍(82)을 통해 압력실(81)에 공급되고, 그 압력실(81)의 압유가 제2검출로드(42)를 도 5A의 상한 위치로부터 하강시켜 간다.

계속해서, 도 5B의 이점 쇄선도로 나타내는 바와 같이, 피스톤(10)이 제2스트로크(S2)만큼 하강했을 때, 연결로드(78)의 환상의 출구홈(86)이 밸브구멍(84)에 대면하여, 제2검출밸브(32)가 완전 개방된다. 이 때문에, 제2공급포트(A2)로 공급된 가압 에어는, 제2공급로(B2)와 밸브구멍(84)과 출구홈(86)과 2개의 방사홈(87, 89)과 환상 유로(90)와 출구구멍(91)을 통해 상기 배출로(61)(도 4A를 참조)로 흐른다. 그 배출로(61)의 가압 에어가 체크밸브(62)의 볼(62b)을 밀어서 개방하여 외기로 배출된다(도 4A를 참조).

그 후, 상기 피스톤(10)은, 도 5B의 실선도(및 도 3B)로 나타내는 하한 위치로 하강해 간다.

또한, 상기 피스톤(10)의 하강시에는, 제1구동실(11)로부터 압력실(51)로 공급된 압유가 제1검출로드(41)를 도 4A의 상한 위치로부터 하강시켜 간다. 계속해서, 도 4B의 이점 쇄선도로 나타내는 바와 같이, 상기 피스톤(10)이 제1스트로크(S1)만큼 하강했을 때, 상부압력받이부(47)의 밸브면(55)이 밸브시트(54)에 접촉하여, 제1검출밸브(31)가 완전 폐쇄된다. 이 때문에, 제1공급포트(A1)의 가압 에어의 압력이 설정치로 상승하고, 그 압력 상승을 센서로 검출함으로써, 클램프가 클램핑 상태인 것을 확인할 수 있다.

그 후, 상기 피스톤(10)은, 도 4B의 실선도(및 도 3A)로 나타내는 하한 위치로 하강해 간다.

또한, 상기 클램핑 상태에서는, 도 5B의 제2검출로드(42)가 제1구동실(11) 내로 돌출하는 길이는, 도 4B의 제1검출로드(41)가 제1구동실(11) 내로 돌출하는 길이보다도 작게 되어 있다.

상기 클램핑 상태로부터 도 1A 및 도 1B의 언클램핑 상태로 전환할 때에는, 도 3A 및 도 3B의 클램핑 상태에서, 상측의 제1구동실(11)의 압유를 배출시킴과 아울러 하측의 제2구동실(12)에 압유를 공급하여, 피스톤(10)을 상승시켜 간다. 그리하면, 우선, 상기 하부로드(24)(및 피스톤(10)과 출력로드(15)와 클램프암(16))가 상기 직진홈(26a)을 따라 일직선으로 상승하고, 계속해서, 그 하부로드(24)가 선회홈(26b)을 따라 선회하면서 상승해 간다. 이에 의해, 도 1A에 나타내는 바와 같이, 클램프암(16)이 퇴피(退避) 위치로 전환된다.

상기 피스톤(10)의 상승시에는, 하강 검출용의 제1검출밸브(31)와 상승 검출용의 제2검출밸브(32)가 다음과 같이 동작한다.

제2구동실(12)에 공급된 압유가 피스톤(10)을 도 4B의 하한 위치로부터 상승시켜 가면, 우선, 그 피스톤(10)이, 도 4B의 이점 쇄선도로 나타내는 바와 같이 제1검출밸브(31)의 피조작부(49)에 접촉하고, 계속해서, 제1검출로드(41)를 밀어 올려, 밸브면(55)을 밸브시트(54)로부터 이간시킨다. 이 때문에, 제1검출밸브(31)가 완전 개방되어, 제1공급포트(A1)의 가압 에어가 외기측으로 배출되므로, 그 제1공급포트(A1)의 압력이 저하한다. 그 후, 도 4A에 나타내는 바와 같이, 상기 피스톤(10)이, 상한 위치로 상승하여, 제1검출로드(41)를 상한 위치로 밀어 올린다.

또한, 상기 피스톤(10)의 상승시에는, 그 피스톤(10)이, 도 5B의 이점 쇄선도로 나타내는 바와 같이 제2검출밸브(32)의 피조작부(79)에 접촉한다. 계속해서, 도 5A에 나타내는 바와 같이, 상기 피스톤(10)이 상한 위치로 상승했을 때, 그 피스톤(10)이 제2검출로드(42)를 상한 위치로 밀어 올려, 그 제2검출로드(42)의 밸브면(85)이 밸브구멍(84)에 대면한다. 이 때문에, 제2검출밸브(32)가 완전 폐쇄된다. 이 때문에, 제2공급포트(A2)의 가압 에어의 압력이 설정치로 상승하고, 그 압력 상승을 센서로 검출함으로써, 클램프가 클램핑 상태인 것을 확인할 수 있다.

상기 실시형태는 다음과 같이 변경 가능하다.

하강 검출용의 상기 제1검출밸브(31)는, 상기 피스톤(10)이 하한 위치로부터 상한 위치로 이동하는 도중에서 해당 피스톤(10)에 의해 밸브개방됨과 아울러, 그 피스톤(10)이 상기 상한 위치로부터 소정의 제1스트로크(S1)만큼 하강했을 때 밸브폐쇄되도록 구성하면 된다. 따라서, 그 제1검출밸브(31)는, 피스톤(10)이 상한 위치로부터 클램프 스트로크 영역(상기 직진홈(26a)의 스트로크 영역에 상당한 영역)으로 하강했을 때 완전폐쇄되는 경우와, 해당 피스톤(10)이 상한 위치로부터 상기 클램프 스트로크 영역의 근방으로 하강했을 때 완전폐쇄되는 경우 등을 고려할 수 있다.

또한, 상승 검출용의 상기 제2검출밸브(32)는, 상기 피스톤(10)이 하한 위치로부터 상한 위치 또는 그 근방 위치로 이동했을 때 해당 피스톤(10)에 의해 밸브폐쇄됨과 아울러, 그 피스톤(10)이 상기 상한 위치로부터 소정의 제2스트로크(S2)만큼 하강했을 때 밸브개방되도록 구성하면 된다. 따라서, 그 제2검출밸브(32)는, 상한 위치에서 완전폐쇄되는 대신에, 상한 위치의 근방으로 상승했을 때 완전폐쇄되도록 구성해도 된다.

제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)는, 피스톤(10)의 축심에 대해 비스듬하게 배치하는 대신에, 그 피스톤(10)의 축심과 평행하게 배치해도 된다.

또한, 상기 2개의 검출밸브(31, 32)의 설치 개소(箇所)는, 하우징(1)의 상벽(2)의 4 변에 대응하는 4개의 벽 부분 중 평면으로 보았을 때 우측의 벽 부분에 배치한다고 했지만, 이 대신에, 평면으로 보았을 때 상측의 벽 부분이나 하측의 벽 부분에 배치해도 된다. 그 상벽(2)은, 평면으로 보았을 때 장방형 형상으로 형성하는 대신에 정방형(正方形) 형상으로 형성해도 된다.

상기 각 검출밸브(31, 32)의 밸브 구조는, 포핏형과 스풀형 중 어느 구조를 임의로 선택 가능하다.

출력로드(15)는, 피스톤(10)에 동행(同行) 구동 가능하게 연결되어 있으면 되고, 그 피스톤(10)과 일체로 형성하는 대신에, 해당 피스톤(10)과는 별개로 형성해도 된다.

실린더 장치는, 예시된 복동식(複動式) 대신에, 단동(單動) 스프링 복귀식으로 구성해도 되고, 나아가, 스프링 로킹식으로 유압 릴리스식으로 구성하는 것도 가능하다. 그 실린더 장치에 사용되는 구동용의 가압 유체는, 예시한 압유 대신에 압축 공기 등의 가스체이어도 된다.

또한, 본 발명의 실린더 장치는, 클램프 기술 분야와는 다른 기술 분야에 이용하는 것도 가능하다.

그 밖에, 당업자가 상정할 수 있는 범위에서 여러 가지 변경을 행할 수 있는 것은 물론이다.

1:하우징, 2:상벽, 7:플랜지, 7a:설치면, 10:피스톤, 11:구동실(제1구동실), 15:출력로드, 21:급배로(제1급배로), 31:제1검출밸브, 31a:입구, 32:제2검출밸브, 32a:입구, 41:제1검출로드, 42:제2검출로드, 45:하부압력받이부, 47:상부압력받이부, 49:피조작부, 51:압력실, 52:관통구멍, 54:밸브시트, 55:밸브면, 75:하부압력받이부, 77:상부압력받이부, 79:피조작부, 81:압력실, 82:관통구멍, 84:밸브구멍, 85:밸브면, B1:제1공급로, B2:제2공급로, C1:제1케이싱, C2:제2케이싱, M1:제1장착구멍, M2:제2장착구멍, P1:급배포트(제1급배포트), S1:제1스트로크, S2:제2스트로크.

Claims

하우징(1) 내에 승강 가능하게 삽입된 피스톤(10)과,
그 피스톤(10)의 상측에 배치됨과 아울러 구동용의 가압 유체가 공급 및 배출되는 구동실(11)과,
상기 피스톤(10)에 연결됨과 아울러 상기 하우징(1)의 상벽(2)에 삽입된 출력로드(15)와,
그 출력로드(15)의 외주측에서 상기 상벽(2)에 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치된 하강 검출용의 제1검출밸브(31) 및 상승 검출용의 제2검출밸브(32)로서, 상기 피스톤(10)에 상측으로부터 대면(對面)되는 피조작부(49)(79)를 가지는 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)와,
상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각 입구(31a)(32a)에 검출용의 가압 에어를 공급하는 제1공급로(B1) 및 제2공급로(B2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 실린더 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)의 각(各) 축심을, 아래쪽으로 향함에 따라 상기 피스톤(10)의 축심에 근접하도록 경사지게 하고, 그 경사각도를 5도 내지 15도의 범위 내에서 설정한 실린더 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상벽(2)을 평면으로 보았을 때 장방형(長方形) 형상 또는 정방형(正方形) 형상으로 형성하고, 그 상벽(2)의 둘레방향의 4 변에 대응하는 4개의 벽 부분 중 어느 벽 부분에, 상기 구동실(11)에 연통되는 급배로(給排路)(21)를 형성하며,
상기 4개의 벽 부분 중 상기 급배로(21)를 형성한 벽 부분을 뺀 벽 부분 중 어느 것에, 상기 제1검출밸브(31) 및 제2검출밸브(32)를 설치한 실린더 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 상벽(2)은 장착용의 플랜지(7)를 가지며, 그 플랜지(7)의 외주부의 하면에 형성한 설치면(7a)에, 상기 급배로(21)에 연통되는 급배포트(P1)를 개구(開口)시킨 실린더 장치.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
하강 검출용의 상기 제1검출밸브(31)는, 상기 피스톤(10)이 하한 위치로부터 상한 위치로 이동하는 도중에서 해당 피스톤(10)에 의해 밸브개방됨과 아울러, 그 피스톤(10)이 상기 상한 위치로부터 소정의 제1스트로크(S1)만큼 하강했을 때 밸브폐쇄되도록 구성하고,
상승 검출용의 상기 제2검출밸브(32)는, 상기 피스톤(10)이 상기 하한 위치로부터 상기 상한 위치 또는 그 근방 위치로 이동했을 때 해당 피스톤(10)에 의해 밸브폐쇄됨과 아울러, 그 피스톤(10)이 상기 상한 위치로부터 소정의 제2스트로크(S2)만큼 하강했을 때 밸브개방되도록 구성하며, 그 제2스트로크(S2)의 길이를 상기 제1스트로크(S1)의 길이보다도 작은 값으로 설정한 실린더 장치.
청구항 5에 있어서,
하강 검출용의 상기 제1검출밸브(31)는, 상기 구동실(11)에 상측으로부터 대면하도록 상기 상벽(2)에 형성된 제1장착구멍(M1)과, 그 제1장착구멍(M1)에 장착되는 제1케이싱(C1)과, 그 제1케이싱(C1)에 삽입된 제1검출로드(41)로서, 하부압력받이부(45)와 해당 하부압력받이부(45)보다도 압력받이(受壓) 면적이 큰 상부압력받이부(47)와 상기 피조작부(49)를 가진 제1검출로드(41)와, 상기 상부압력받이부(47)의 상측에 형성된 압력실(51)과, 그 압력실(51)을 상기 구동실(11)에 연통시키도록 상기 제1검출로드(41)에 형성한 관통구멍(52)과, 상기 상부압력받이부(47)의 하부에 형성한 포핏형의 밸브면(55)과, 상기 제1검출로드(41)가 하강했을 때 상기 밸브면(55)에 의해 폐쇄되도록 상기 제1케이싱(C1)에 형성된 밸브시트(54)를 구비하는 실린더 장치.
청구항 5에 있어서,
상승 검출용의 상기 제2검출밸브(32)는, 상기 구동실(11)에 상측으로부터 대면하도록 상기 상벽(2)에 형성된 제2장착구멍(M2)과, 그 제2장착구멍(M2)에 장착되는 제2케이싱(C2)과, 그 제2케이싱(C2)에 삽입된 제2검출로드(42)로서, 하부압력받이부(75)와 해당 하부압력받이부(75)보다도 압력받이 면적이 큰 상부압력받이부(77)와 상기 피조작부(79)를 가진 제2검출로드(42)와, 상기 상부압력받이부(77)의 상측에 형성된 압력실(81)과, 그 압력실(81)을 상기 구동실(11)에 연통시키도록 상기 제2검출로드(42)에 형성한 관통구멍(82)과, 그 제2검출로드(42)의 외주면에 형성한 스풀형의 밸브면(85)과, 상기 제2검출로드(42)가 상승했을 때 상기 밸브면(85)에 의해 폐쇄되도록 상기 제2케이싱(C2)에 형성한 밸브구멍(84)을 구비하는 실린더 장치.