KR970000598Y1 - 하이드로 체커형 로드리스 실린더 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

하이드로 체커형 로드리스 실린더

제1도는 본 고안의 사시도.

제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선 발췌단면도.

제3도는 본 고안을 구성하는 피스톤의 발췌분해사시도.

제4도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 발췌단면도.

제5도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선 발췌단면도.

제6도는 본 고안을 구성하는 슬라이드블록의 분해사시도.

제7도 및 제8도는 본 고안의 작동상태도.

제9도는 본 고안의 일례사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 실린더 튜브 12A, 12B : 실린더실

13 : 피스톤 21 : 첵크밸브

28 : 로드홀더 31 : 메인블록

38 : 메인드라이빙 샤프트 41 : 서브블록

48 : 서브드라이빙 샤프트 51 : 슬라이드블록

56 : 체인브라켓 58 : 텐션스토퍼

본 고안은 각종산업용 기계장치등에 사용되는 로드리스 실린더(Rodless Cylinder)에 관한 것으로, 특히 체인과 스프로켓을 조합응용하여 회전운동을 직선운동으로 변환시킴에 있어 공기압과 오일의 특성을 이용하여 속도제어의 정속화가 가능하고 간단한 구조로서 소형화 및 장행정의 제작, 사용중에 체인의 텐션조정을 외부에서 용이하게 조정할 수 있어 사용의 편의성 및 신뢰성이 최대화 될 수 있는 하이드로 체커형 로드리스 실린더(Hydraulic Check unit Rodless Cylinder)에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 직교 좌표형 로보트, 운반기계 및 리프트장치, 자동이송 및 공장자동화(Factory Automation)조립/반송라인, 포장, 용접, 도장기계등의 산업용 직선운동장치, 드릴, 보링등의 공작기계의 이송장치등에는 로드리스 실린더(Rodless Cylinder)가 사용되어 오고 있는바, 이러한 로드리스 실린더는 벤드시일타입(Band Seal Type), 마그네틱 타입(Magnetic Type), 케이블타입(Cable Type), 조합응용타입이 주지되고 있다.

상기 벤드시일타입(Band Seal Type)은 실린더 튜브내의 피스톤과 외부슬라이드 블록을 일체화한 구조로서, 운동부위에 우레탄소재 또는 스테인리스로 시일링 처리한 것으로 장기간 사용시에 상기 슬라이드블록의 반복적인 운동에 따른 직선시일의 이완으로 공기의 누설이 발생되고, 허용모우멘트에 따른 별도의 가이드기구를 부착사용해야 하는 단점과 공압에 의한 작동으로서 정밀제어이송이 용이하지 못한 단점이 있다.

상기 마그네틱타입(Magnetic Type)은 실린더 튜브내의 내륜마그네틱과 외륜마그네틱의 자력을 이용한 것으로서, 외부충격발생시 탈착현상이 발생되는 문제점이 있었고, 이 방식 역시 별도의 가이드기구의 부착과, 분진, 이물질에 의한 실린더튜브의 습동부 손상으로 인한 이상발생 및 정확한 속도제어가 제공되지 못하는 단점이 있다.

상기 케이블타입(Cable Type)은 피스톤 로드대신에 케이블(와이어 로우프)을 사용한 것으로써 시일링의 문제점과 동력전달시에 케이블과 풀리의 미끄럼현상으로 동력전달의 불확실성에 의한 정밀제어 이송이 제공되지 못하는 단점과 별도의 가이드기구를 부착사용해야 하는 구조적 단점이 있었다.

상기 조합응용타입은 일반 범용실린더에 체인 또는 피스톤과 래크를 조합응용한 것으로써 장행정제작시나 과부하 발생시에는 피스톤로드의 좌굴하중(Buckl ing load)에 따른 파손문제나 분진, 이물질에 의한 피스톤로드면에 손상으로 인한 시일링문제, 별도의 행정확대기구사용으로 인한 실린더 출력의 감소화가 발생되는 단점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 여러타입의 로드리스 실린더에서 지적된 단점을 극복하기 위해서 창출된 것으로, 본 고안의 주목적은 별도의 가이드기구의 부착사용이 필요없이 공기와 오일의 특성을 이용한 하이트로 체커원리(이송원 : 오일, 구동원 : 공기)에 동력전달기구인 체인과 스프로켓을 조합응용한 독특한 구조이면서 간단한 구조로 회전운동을 직선운동으로 변환시킴에도 공기의 스틱슬립(Stick Slip)현상을 오일에 의해서 방지토록한 속도제어의 정속화가 극대히 되는 하이드로 체커형 로드리스 실린더를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 실린더 튜브내의 보호구조에 의한 견고한 구조를 체택하여 장행정 제작이 가능하고, 피스톤의 이송끝단부에 에어쿠숀을 형성하도록 하여 피스톤의 좌우왕복 고속운전시에도 피스톤의 끝단에서 충격흡수효과를 기대할 수 있어 피스톤의 파손방지가 제공되며, 장기간 사용에 의한 체인의 이와, 인장시에 외부에서 적정도의 체인텐션을 조정할 수 있는 사용수명의 극대화가 제공되는 하이드로 체커형 로드리스 실린더를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 오일이 방출시에는 공압에 의한 고속운전(150-1000mm/sec)이 가능하고 슬라이딩블록을 분리하고 별도의 요동기기를 장착하여 사용할 수 있어 사용용도의 다양화가 제공되는 하이드로 체커형 로드리스 실린더를 제공하는데 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 구성을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

즉, 본 고안은 첨부된 도면 제1도 내지 제6도에 도시된 바와 같이, 메인블록(31)과 서브블록(41)사이에 실린더튜브(11)가 결합되어 있고, 상기 메인블록(31)과 서브블록(41)의 상부에는 로드홀더(28, 28)가 각각 설치되어서 2개의 가이드로드(29, 29)가 횡설되되, 상기 가이드로드(29, 29)에는 슬라이드블록(51)이 직선이동가능케 결합되어 있다.

상기 실린더튜브(11)는 관통된 상태로 2개의 실린더실(12A, 12B)이 구획되어 병설되어, 이들의 내부에는 피스톤(13, 13)이 이동가능케 내설되었으며, 일측에는 피스톤(13, 13)을 구성하는 본체(14, 14)의 외경보다 약간 큰 크기의 관통공(15a, 15a)을 형성한 실린더 헤드커버(15, 15)가 일부가 돌출된 상태로 결합되었다.

상기 피스톤(13, 13)은 제3도에 도시된 바와 같이 중앙으로 관통공(14a)이 형성된 본체(14)의 중앙외주부에 피스톤헤드(14b)가 일체로 형성되어서 누설을 방지토록 하는 다수의 패킹링(17a)과 마그네틱링(17b)가 끼워져 구성되되, 상기 본체(14)의 관통공(14a)은 나사공(16a)과 벨브설치공(16b)을 형성하여 연통되되, 상기 각 나사공(16a)에는 오일통로(18)가 천공됨과 동시에 양면이 면취되고 일측에 연결공(19a)을 갖는 텐션볼트(19)가 나합되고, 상기 텐션볼트(19)에는 이의 풀림을 방지토록 하는 로크너트(20)가 나합되어지며, 상기 벨브설치공(15b)에는 첵크밸브(21, 21)가 끼워져 구성되었다.

이때, 상기 피스톤헤드(16b)엥 결합된 마그네틱링(17b)은 상기 실린더 튜브(11)의 외부에 설치되는 감지센서(미도시됨)에 의해서 피스톤(13, 13)을 일장거리에서의 정지작동 또는 작동거리의 제한을 제공할 수 있고, 상기 첵크밸브(21, 21)는 통상적인 구조로써 중앙내부에 플런저공(22)이 관통되어서 이를 차단하는 밀폐컵(24)을 결합한 플런저(23)가 코일스프링(25)에 의하여 탄력적으로 설치되되, 상기 플런저공(22)에는 오리피스(23a)가 형성되어 있다.

상기 메인블록(31)은 내부로 상호 연통되어서 일측에 2개의 연결공(32A, 32B)이 형성되어 이곳을 통하여 상기 실린더 헤드커버(15, 15)의 돌출된 일측과 상호 결합되고, 상기 연결공(32A, 32B)의 대향측에는 오일공급/베출공(33, 33)이 관통연결되어 오일플러그(34, 34)가 나합되되, 수직선상으로 상, 하에 대향된 플랜지형상을 갖는 플랜지공(35)이 관통되어서 상기 연결공(32A, 32B)가 상호연통되었으며 이곳을 통하여 상, 하부플랜지(36, 37)가 중앙수직선상으로 메인드라이밍 샤프트(38)를 축착한 상태로 상하부에서 각각의 체결볼트(39)로 나착결합된다.

이때, 상기 메인드라이빙 샤프트(38)는 중앙부에 일체형성되는 구동스프로켓(38a)이 상기 상, 하부플랜지(36, 37)에 결합된 베어링(40, 40)사이에 위치되어서 결합되고 그 상부는 상기 상부플랜지(36)의 상부에 돌출되어서 연동스프로켓(38b)이 결합되었다.

상기 메인드리이빙 샤프트(38)의 구동스프로켓(38a)에는 체인(26)이 권회되어서 그 양단이 상기 각 피스톤(13, 13)의 각 텐션볼트(19, 19)의 연결공(19a, 19a)에 연결된다.

상기 서브블록(41)은 상기 실린더튜브(11)의 각 실린더실(12A, 12B)과 일치되는 공기공급/배출공(42A, 42B)이 형성되되, 상기 실린더튜브(11)의 결합측에 각각의 쿠숀패킹(43, 43)이 결합되어서 상기 피스톤(13, 13)의 본체(14)가 삽입될 수 있는 크기의 확장홈(44)을 형성하여 관통형성되었고, 상기 공기공급/배출공(42A, 42B)의 확장홈(44)에는 상기 실린더실(12A, 12B)에 연결되는 오리피스(44a)을 각각 형성하여 결합되었으며, 중앙부의 수직선상으로 축공(45)이 관통되어서 그 상, 하방에 베어링(46, 47)을 결합하여 서브드라이빙 샤프트(48)가 축착되고, 상기 서브드라이빙 샤프트(48)는 그 상단이 돌출되어서 종동스프로켓(38c)이 결합고정된다.

상기 각각의 로드홀더(28, 28)는 상기 메인블록(31)과 서브블록(41)의 상부양단에 체결볼트(30)로 결합되고 중앙의 횡으로 스토퍼볼트(49, 49)가 각각 나사결합되며 내측의 양방에서 상기 가이드로드(29, 29)를 체결볼트(30)로 횡착하였다.

이때, 상기 가이드로드(29, 29)에 슬라이드블록(51)이 직선이동가능케 결합되어지는 바, 이는 제6도에 도시된 바와 같이 블록본체(52)의 양단에 길이방향을 슬라이드공(53A, 53B)을 관통하고 이의 양단이 베어링(54)을 각각 끼워 결합되되, 중앙부 저면에는형상의 결합요홈(55)이 장설되어서 상호대향되어 중앙부에서 외측으로 향하여 일측에 체인연결편(57, 57)을 갖는 체인브라켓(56, 56)과 텐션스토퍼(58, 58)가 끼워져서, 상기 양단의 텐션스토퍼(58, 58)는 상기 블록본체(52)에 수직형성된 각 결합공(59)을 통하여 끼워지는 체결볼트(30)에 의하여 상부의 나공(58a, 58a)으로 나착되되, 상기 각각의 체인브라켓(56, 56)과 텐션스토퍼(58, 58)는 측방으로 관통된 각 로드공(56a)(58b)에 가이드로드(60)가 끼워져 상기 텐션스토퍼(58, 58)의 외측에서 고정나사(61, 61)로 결합된다.

이때, 상기 각 텐션스토퍼(58)의 로드공(58b)의 하측중앙에는 나사공(58c)이 관통되어서 텐션조정스크류(62)가 각각 나합되어지고 상기 각 체인브라켓(56)의 연결편(57)에는 상기 메인블록(31)의 연동스프로켓(38b)과 서브블록(41)의 종동스프로켓(38c)에 권회되어 상기 결합요홈(55)의 양측내부를 통하여 체인(27)의 양단이 연결된다.

이때, 상기 체인(27)의 텐션은 상기 슬라이드 블록(51)의 양측저면에 고정된 텐션스토퍼(58, 58)의 각 텐션조정스크류(62)를 나사회동시켜서 상기 체인브라켓(56, 56)을 가이드로드(29, 29)를 따라 내측가압이동시키면서 적절히 조정할 수 있도록 되어있다.

도면중 미설명 부호 63은 기밀유지를 위한 0-링을, 64는 기구설치 스크류공을 도시한 것이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 고안은 슬라이드블럭(51)의 기구설치스크류공(64)을 통하여 제9도에 도시된 바와 같은 산업용기구(100)을 장착하여 사용되는 바, 실린더 튜브(11)의 서브블록(41)측에는 공기공급/배출공(12A, 12B)을 통하여 별도로 장착연결되는 공기공급가압수단과 연결되어지고 메인블록(31)측에는 오일공급/배출공(33, 33)을 통하여 비압축성 오일이 상기 실린더튜브(11)의 실린더실(12A, 12B)와 상기 메인블록(31)의 각 연결공(32A, 32B)이 형성하는 공간부에 공급되어서 오일플러그(34, 34)엥 의하여 밀폐된다.

이러한 상태에서 상기 슬라이드 블록(51)을 가이드로드(29, 29)를 따라서 수평이동 및 연속적인 왕복작동은 별도의 공기공급가압수단(미도시됨)의 조정에 의한 실린더 튜브(11)내의 피스톤(13, 13)의 연계작동에 의해서 제공되는바, 첨부된 도면 제7도 및 제8도를 참조하여 이를 좀더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

즉, 서브블록(41)의 공기공급/배출공(42A)을 통하여 이에 연결된 통상의 공기공급가압수단으로 부터 압축공기가 제공되어지고 공급되는 압축공기는 실린더튜브(11)의 실린더실(12A)내에 내설된 피스톤(13)을 직접적으로 가압하게 되고 동시에 상기 피스톤본체(14)의 밸브설치공(16b)내에 설치된 첵크밸브(21)을 통하여 가압하여 밀게되어서 타측에 유입되어 밀폐된 비압축성오일에 의한 상기 실린더 튜브(11)의 실린더실(12B)에 내설되어 있는 피스톤(13)을 이송시키게 된다.

이때, 상기 각 피스톤(13, 13)은 텐션볼트(19)에 의하여 체인(26)으로 상호연결되되, 상기 메인블록(31)의 각연결공(32A, 32B)을 통하여 메인드라이빙 샤프트(38)의 구동스프로켓(38a)에 권회연결되어지는바, 상기 실린더실(12B)의 피스톤(13)이 이동에 의해서 상기 메인트라이빙 샤프트(38)를 회전시키게 된다.

따라서, 상기 메인드라이빙 샤프트(38)의 상단에 결합된 연동스프로켓(38b)이 동시에 회동되면서 상기 대향측 서브블록(41)에 축착된 서브드라이빙 샤프트(48)의 종동스프로켓(38c)의 지지를 받으면서 체인(27)이 이송시키게되어 그 양단에 체인브라켓(56, 56)으로 연결되어진 상기 슬라이드 블록(51)을 가이드로드(29, 29)를 따라 직선이동시키게 된다.

이러한 작동과정에서 상기 비압축성 오일의 미세한 누설에 의한 형성되는 공간은 상기한 첵크밸브(21)에 의해서 가압되는 공기에 의하여 전혀 지장없는 작동이 제공되고, 상기 피스톤(13, 13)은 이송작동시에 공기공급/배출공(42A, 42B)을 형성하는 확장홈(44)에 결합된 각 쿠숀패킹(43)에 피스톤본체(14)의 끝단부가 이르게 되면서 오리피스(44a)에 의한 공기의 감소배출로서 속도감소에 의한 충격력을 흡수시켜서 끝단부의 파손이 방지되게 된다.

상기 슬라이드블록(51)의 직선왕복운동은 상기 서브블록(41)의 공기공급/배출공(42A, 42B)에 연결된 공기공급가압수단에 의한 공기공급의 교번작동에 의해서 가능할 것이다.

이러한 비압축성오일을 충진하여 사용시에는 그 속도영역이 10mm/sec-200mm/sec로서 다소 속도가 떨어지나 정밀제어 이송이 가능하고, 상기 비압축성오일의 방출시에는 순수한 공압에 의한 작동으로서 이루어지는바 이때의 속도영역은 150-100mm/sec가 가능하여 고속운전이 가능하며, 이러한 고속운동에서도 전술한 바와 같이 각 피스톤(13, 13)의 끝단부에서 속도가 감속되면서 충격을 흡수하도록 되어서 수명의 극대화가 제공된다.

한편, 이러한 본 고안에 있어 장기간 사용에 의한 체인(27)의 텐션정도를 상기 슬라이드블록(51)을 구성하는 텐션스토퍼(58)의 텐션조정스크류(62)을 나사회동시켜서 간편하게 조정할 수 잇고, 또한 실린더튜브(11)내부의 체인(26)역시, 일측의 서브블록(41)만 별도로 해체하고 각 피스톤(13)의 텐션볼트(19)을 조정하고 로크너트(20)에 의한 견고한 체결을 유지할 수 있어 사용능률의 극대화를 항상 유지할 수 있다.

이상에서 상세히 살펴본 바와같이, 본 고안은 오일과 공기의 원리를 이용한 하이드로 체커형의 독특한 구조를 체택하여 산업용 기계장치에 있어 정밀제어 이송영역의 최대화가 제공되고 고속운전이 필요한 장치에서는 오일을 방출하고 전환이 가능하여 사용능률의 최대화가 제공되며, 간단한 구조로써 장행정이 제작 및 수리의 용이성이 제공되는 것이다.

Claims (8)

1. 메인블록(31)과 서브블록(41)사이에 실린더튜브(11)가 결합되고 상기 메인블록(31)과 서브블록(41)의 상부에는 로드홀더(28, 28)가 고정되어 2개의 카이드로드(29, 29)가 횡설되되, 상기 가이드로드(29, 29)에는 슬라이드블록(51)이 구성되어 이루어지되; 상기 실린더튜브(11)는 2개의 구획된 실린더실(12A, 12B)에 피스톤(13, 13)이 내설되고 일단에 관통공(15a)을 형성한 실린더커버(15, 15)를 결합하여 이루고, 상기 메인블록(31)은 상호연동된 2개의 연결공(32A, 32B)이 형성되어 이에 상기 실린더헤드커버(15, 15)을 결합하여 상기 실린더실(12A, 12B)와 연통결합되되, 수직선상으로 플랜지공(35)이 관통되어서 상, 하부플랜지(36, 37)가 메인드라이빙 샤프트(38)을 축착하여 결합고정되고 이의 상부에는 연동스프로켓(38b)을 고정하고 중앙에 일체 형성되는 구동스프로켓(38a)에 체인(26)이 권회되어서 그 양단이 상기 각 피스톤(13, 13)과 연결되어서 이루어지며, 상기 서브블록(41)은 2개의 공기공급/배출공(42A, 42B)을 형성하고 상기 실린더 튜브(11)의 일측에 결합되어 실린더실(12A, 12B)와 연통되어지되, 수직선상으로 축공(45)이 관통되어서 이에 상단으로 종동스프로켓(38c)를 결합한 서브드라이빙 샤프트(48)가 축착되어서 이루어지고, 상기 슬라이드블록(51)은 상기 메인드라이빙 샤프트(38)의 연동스프로켓(38b)와 상기 서브드라이빙 샤프트(48)의 종동스프로켓(38c)에 권회연결된 체인(27)의 양단으로 연결되어서 이루어지며, 상기 메인블록(31)의 연결공(32A, 32B)과 상기 양측 피스톤(13, 13)사이에서 폐쇄형성된 공간부에 비압축성오일이 내장밀폐되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.
2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤(13, 13)은 중앙으로 오일통로(18)을 갖는 나사공(16a)과 밸브설치공(16b)을 형성하여 관통공(14a)을 구성한 본체(14)가 외주중앙부에 피스톤헤드(14b)을 일체형성하여서 통상의 패킹링(17a)과 마그네틱링(17b)이 결합되되, 상기 나사공(16a)에는 텐션볼트(19)가 나합되고 상기 텐션볼트(19)에는 로크너트(20)가 나사결합되며 상기 밸브설치공(16b)에[는 통상의 첵크볼트(21)가 끼워져서 구성되어 상기 텐션볼트(19)의 연결공(19a)에 의한 상기 체인(26)의 양단을 연결하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 체인(26)의 텐션은 상기 텐션볼트(19)에 의해서 조정가능케 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.
4. 제1항에 있어서, 상기 메인블록(31)의 연결공(32A, 32B)에는 오일공급/배출공(33, 33)이 연통되어서 오일플러그(34, 34)이 나사결합되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.
5. 제1항에 있어서, 상기 서브블록(41)은 각 공기공급/배출공(42A, 42B)의 각각에 확장홈(44)이 형성되어 그 선단에 쿠숀패킹(43)이 결합되어지되 상기 확장홈(44)에는 오리피스(44a)가 관통되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형로드리스 실린더.
6. 제1항에 있어서, 상기 슬라이드블록(51)은 블록본체(52)의 측면양방에 슬라이공(53A, 53B)이 관통되어서 각 양단에 베어링(54)을 개재하여 상기 가이드로드(29, 29)에 결합되고, 중앙부 저면에는 결합요홈(55)이 장설되어서 이에 대향으로 상기 체인(27)을 연결하는 체인브라켓(56, 56)과 텐션스토퍼(58, 58)이 끼워져서, 상기 텐션스토퍼(58, 58)은 상기 블록본체(52)와 수직방향으로 체결볼트(30)에 의하여 각각 고정되되, 상기 각각 체인브라켓(56, 56)과 텐션스토퍼(58, 58)는 측방으로 형성된 로드공(56, 58a)에 가이드로드(60)가 끼워져 상기 텐션스토퍼(58, 58)의 외측에서 고정나사(61, 61)로 결합되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.
7. 제6항에 있어서, 상기 텐션스토퍼(58, 58)에는 나사공(58c)이 각각 관통되어서 텐션조정스크류(62)가 각각 나사결합되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.
8. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 체인(27)의 텐션조정은 상기 텐션스토퍼(58, 58)에 나합된 텐션조정스크류(62)의 조정에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 체커형 로드리스 실린더.