KR100254301B1 - 직선작동기 - Google Patents

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노자끼 도따로
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Abstract

본 발명의 직선작동기는 실린더 배럴을 구비한 로드리스 파워 실린더유닛을 가진다. 외부 캐리지는 실린더 배럴상에 위치되고 상기 실린더 배럴의 축을 따라서 이동할 수 있다. 가이드 레일이 설치된 베이스가 제공된다. 슬라이드데이블은 로드리스 파워 실린더유닛의 외부 캐리지에 의해 구동되고 가이드 레일에 의해 안내된다. 본 발명에 따르면, 외부 캐리지는 가이드 레일과 면하는 실린더 배럴의 측면의 위치된다. 상기 구조에 의해 외부 캐리지와 슬라이드테이블은 실린더 배럴의 높이 내에 수용될 수 있다. 따라서, 직선작동기의 전체 높이는 실린더 배럴의 높이와 거의 같은 높이로 줄어들 수 있다.

Description

직선작동기
본 발명은 로드리스 파워 실린더유닛을 이용하는 직선작동기에 관한 것이다.
슬라이드테이블과 상기 슬라이드테이블을 구동하는 로드리스 파워 실린더유닛을 가지는 직선작동기는 많은 공보상에 개시되어 있다.
예를 들면, (A)일본 실용신안 공개공보 제 63-152003호에는 로드리스 파워 실린더유닛과 가이드 레일이 베이스에 고정된 직선작동기를 개시한다. 그러나, 상기 공개공보의 직선작동기에서, 로드리스 파워 실린더유닛은 실린더 배럴의 슬릿이 위로(즉, 베이스에 반대 방향으로) 향하는 방식으로 베이스상에 고정되고 캐리지와 상기 캐리지에 연결된 슬라이드테이블은 실린더 배럴 위쪽 위치에서 고정된다.
(B)일본 특허 공개공보 제 7-248006호는 자기 방식의 로드리스 파워 실린더유닛이 사용되는 직선작동기를 개시한다. 상기 공개공보의 직선작동기에서, 가이드 레일은 로드리스 파워 실린더유닛과 평행하게 배치된다. 그러나, 베이스는 제공되지 않고, 가이드 레일 및 로드리스 파워 실린더유닛의 실린더 배럴은 가이드 레일의 단부와 한 쌍의 단부 플레이트 사이의 실린더 배럴 모두를 클램핑 함으로써 유지시킨다. 또한, 쇽업소버는 스트로크의 단부를 한정하는 슬라이드테이블을 결합하도록 단부 플레이트 상에 고정된다.
(C)일본 실용신안 공개공보 제 62-93405호는 베이스가 로드리스 파워 실린더유닛의 실린더 배럴과 일체화된 부분으로서 형성되는 직선작동기를 개시한다. 상기 실시예에서, 실린더 배럴의 단면과 베이스가 L형태이고 상기 L의 수평부가 베이스를 형성하는 방식으로 배열된다. 가이드 레일은 상기 베이스에 고정되고, 로드리스 파워 실린더유닛의 캐리지는 실린더 배럴의 상위 표면에 배치된다. 또한, 캐리지에 의해 구동되고 가이드 레일에 의해 안내되는 슬라이드테이블은 가이드 레일과 실린더 배럴 상에 위치된다.
(D)일본 실용신안 공개공보 제 62-6508호는 가이드 레일과 로드리스 파워 실린더유닛이 U형태의 베이스 내부에 설치되는 직선작동기를 개시한다. 슬라이드테이블은 로드리스 파워 실린더의 캐리지에 의해 구동되고, 가이드 레일에 의해 안내된다. 슬라이드테이블의 스트로크를 한정하는 스토퍼부재는 가이드 레일과 평행하게 연장되는 T형태의 단면 홈을 이용하여 베이스에 고정된다.
상기 공개공보 (A)에 개시된 직선작동기에서, 캐리지와 슬라이드테이블은 로드리스 파워 실린더유닛의 실린더 배럴 위에 설치되기 때문에, 직선작동기의 총 높이, 즉, 베이스의 바닥으로부터 슬라이드테이블의 상위 표면까지의 높이는 실린더 배럴의 단면의 높이보다 훨씬 더 크다.
상기 공개공보 (B)에 개시된 직선작동기에서, 가이드 레일은 단부 플레이트에 의해 로드리스 파워 실린더의 실린더 배럴과 직접 결합되기 때문에, 상기 장치의 강성은 비교적 낮다. 따라서, 상기 공개공보의 직선작동기를 설치할 때, 가이드 레일을 전체 길이에 대하여 예를 들면, 가이드 레일의 전체 길이를 따라서 배치된 복수의 고정 볼트에 의해 고정 구조에 고정할 필요가 있다. 따라서, 상기 공개공보의 직선 운동기구의 응용은 상기 장치의 고정 방법에 의해 제한된다.
상기 공개공보 (A)의 장치와 유사하게, 상기 공개공보 (C)에 개시된 직선작동기에서, 로드리스 파워 실린더유닛의 캐리지와 슬라이드테이블은 로드리스 파워 실린더유닛의 실린더 배럴 위쪽에 위치되기 때문에, 직선작동기의 총 높이는 커지게 된다.
또한, 상기 공개공보(D)에 개시된 직선작동기에서, 스토퍼부재의 위치는 T형 단면 홈을 따라서 쉽게 조정될 수 있지만, T형 홈에 대한 스토퍼부재의 고정 장치 (fixture)는 슬라이드테이블이 스트로크 단부에서 스토퍼부재에 연동할 때 발생된 충격 때문에 헐거워지는 경향이 있다.
전술한 관련 기술에서의 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 모든 장치의 강성을 낮추지 않고 직선작동기의 전체 높이를 줄이기 위한 수단을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전체적으로 낮은 높이를 가지는 직선작동기에서 그 위치를 용이하게 조정하면서, 스토퍼부재를 강성으로 고정하기 위한 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 관점에 따르면, 직선작동기가 제공되고, 상기 직선작동기는 실린더 배럴을 포함하는 로드리스 파워 실린더유닛과, 실린더 배럴에 강성으로 결합되고, 로드리스 파워 실린더유닛의 상기 실린더 배럴의 축선에 직각 방향의 너비를 가지는 길이방향 베이스와, 상기 베이스의 상위 표면에 설치되어 실린더 배럴의 축선과 평행하게 연장되며 수직 및 수평 하중 모두를 지탱하는 가이드 레일과, 실린더 배럴에 위치되어 실린더 배럴의 축선을 따라서 움직일 수 있는 캐리지와, 상기 베이스와 평행하게 위치된 상위 표면과 하위 표면을 가지고 상기 캐리지와 결합되어 상기 캐리지에 의해 구동되고 상기 가이드 레일을 따라 움직일 수 있는 슬라이드테이블을 포함하고, 상기 캐리지와 상기 슬라이드테이블은 상기 가이드 레일과 면하는 실린더 배럴의 측면에 위치하며, 슬라이드테이블의 실린더측의 끝이 슬라이드테이블의 상면에 수직인 방향에서 보아 실린더의 중심축선보다 가이드레일측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 관점에 따르면, 가이드 레일과 로드리스 파워 실린더는 베이스에 대해 강성으로 결합되기 때문에, 전체적으로 상기 장치의 강성이 증가된다. 또한, 로드리스 파워 실린더의 캐리지와 상기 캐리지에 의해 구동된 슬라이드테이블은 모두 가이드 레일과 면하는 실린더 배럴의 측면에 위치되기 때문에, 베이스로부터의 상위 표면의 높이는 최소화 될 수 있다. 또한, 만약 슬라이드테이블의 하위 표면의 높이가 실린더 배럴의 최대 높이보다 더 낮아지면, 상기 장치의 총 높이는 실린더 배럴의 최대 높이와 거의 같도록 감소된다. 따라서, 직선작동기의 높이는 장치 전체의 강성을 감소시키지 않고 최소화될 수 있다. 슬라이드테이블과 실린더 배럴은 서로 부분적으로 겹쳐지거나, 상위 및 하위 표면에 직각인 방향에서 볼 때 겹쳐진 부분을 갖지 않을 수도 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 직선작동기는 슬라이드테이블의 스트로크의 단부를 한정하는 스토퍼 수단을 또한 포함하며, 상기 스토퍼 수단은 가이드 레일을 따라서 상기 스토퍼부재의 위치 조정을 촉진하도록 가이드 레일을 결합하는 홈을 가지는 스토퍼부재 홀더와, 스토퍼부재 홀더를 베이스에 고정하기 위한 고정수단과, 가이드 레일로부터 실린더 배럴 방향으로 오프셋 위치에서 스토퍼부재 홀더에 고정되고, 스트로크의 단부에서 슬라이드테이블과 결합하여 슬라이드테이블의 스트로크의 단부를 한정하는 스토퍼부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 관점에서, 스토퍼부재는 가이드 레일로부터 실린더 배럴 방향으로 오프셋 위치에서 스토퍼부재 홀더에 고정된다. 따라서, 스토퍼부재 홀더의 높이를 가이드 레일과 스토퍼부재 사이에 간섭을 야기하지 않고 낮출 수 있다. 또한, 스토퍼 수단은 홈에 의해 가이드 레일과 결합하고, 슬라이드테이블과의 결합에 의해 발생된 충격은 가이드 레일에 의해 수용될 수 있다. 따라서, 스토퍼 수단의 고정 장치는 상기 장치의 연장된 동작 동안에도 충돌에 의해 발생된 충격에 의해 헐거워지지 않는다.
제1도는 본 발명에 따른 직선작동기의 일실시예의 사시도.
제2도는 제1도의 직선작동기의 부분 평면도.
제3도는 제2도의 III-III선을 따라 절취된 단면도.
제4도는 제2도의 IV-IV선을 따라 절취된 단면도.
제5도는 제4도의 V-V선을 따라 절취된 직선작동기를 도시한 단면도.
제6도는 내부 및 외부 밀봉체 밴드 단부의 고정장치(fixture)를 설명하는 제1도의 로드리스 파워 실린더의 확대 단면도.
제7도는 자기 방식의 로드리스 파워 실린더유닛을 이용하는 본 발명에 따른 직선작동기의 다른 실시예의 사시도.
제8도는 쇽업소버를 고정하기 위한 방법의 일실시예를 나타내는 직선작동기의 평면도.
제9도는 본 발명에 따른 직선작동기의 다른 실시예를 나타내는 제3도와 유사한 단면도.
제10도는 본 발명에 따른 직선작동기의 다른 실시예를 나타내는 제9도와 유사한 단면도.
제11a도와 제11b도는 본 발명의 실시예로 슬라이드테이블과 실린더 배럴의 서로 겹침을 개략적으로 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 베이스 2 : 홈
10 : 가이드 레일 12 : 볼트
18 : 슬라이드테이블 20, 21 : 단부 플레이트
22 : 고정 볼트 30 : 실린더유닛
31 : 실린더 배럴 40 : 피스톤
51 : 외부 밀봉체 밴드(outer seal band) 53 : 끼워맞춤 플레이트
80 : 쇽업소버
도 1 내지 3은 본 발명에 따른 로드리스 파워 실린더를 가진 직선작동기의 실시예를 도시한다. 도 1 내지 3에서, 참조 부호 1은 직선작동기의 베이스를 나타낸다. 베이스(1)는 바닥(1a)과 상기 바닥(1a)의 측면에 직각으로 배치된 측벽(1b)을 가지는 L 모양의 단면을 가진다. 얕은 홈(2)은 바닥(1a)의 전체 길이를 따라서 상위 표면에 제공된다. 상기 홈(2)은 가이드 레일(10)을 상기 베이스(1)에 탑재하는데 이용된다. 도 3에 도시된 바와 같이, T형 홈(3)(T형 단면을 가진 홈)은 홈(2)의 전체 길이를 따라서 상기 홈(2)의 바닥 표면상에 제공된다. 또한, 정지 장치 부재 홀더(75)를 탑재하는 다른 T형 홈(4)은 측벽(1b)의 반대 홈(2)의 측면상에서 베이스(1)의 상위 표면상에 있는 상기 홈(2)에 평행하게 동작한다. 상기 T형 홈(4)은 또한 상기 베이스(1)의 전체 길이에 대하여 제공된다.
리지(5)는 측벽(1b) 반대쪽의 측면(1c)에서 베이스(1)의 상위 표면상에 형성된다. 상기 리지(5)는 전체 길이를 따라서 베이스(1)상에 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 리지(5)는 유체가 흐르는 통로(6)를 수용한다. 바닥(1a)의 하위 표면상에, 한 쌍의 T형 홈(7)이 바닥(1a)의 전체 길이를 따라서 제공된다. 홈(7)은 직선작동기를 다른 기계에 고정하는데 이용된다. 상기 실시예의 베이스(1)는 알루미늄 합금으로 만들어지고 압출 공정에 의해 제조된다.
베이스(1)의 길이보다 다소 작은 길이를 가지는 가이드 레일(10)은 상기 베이스(1)의 홈(2)에 배치된다. 가이드 레일(10)은 레일(10)의 길이를 따라 배치된 나사 볼트 구멍(11)을 가진다. 상기 가이드 레일(10)은 볼트(12)가 T형 홈(3)에 배치된 너트(13)와 결합하도록 볼트구멍(11) 내부로 고정볼트(12)를 나사 체결함으로서 베이스(1)상에 고정된다. 가이드 레일(10)은 상기 가이드 레일(10)의 전체 길이를 초과하여 연장되는 상기 레일의 각 측면상에 가이드 홈(14)이 제공된다. 상기 실시예에서 가이드 홈(14)은 반원 단면을 갖지만, 상기 가이드 홈(14)은 V형 단면을 가질 수 있다.
도 2와 도 3에서 부호 15는 가이드 레일(10)에 의해 가이드되는 직선작동기의 가이드 부재를 나타낸다. 본 실시예에서, 두 개의 가이드 부재(15)가 제공된다. 각각의 가이드 부재(15)는 가이드 레일(10)상에서 걸쳐지며 슬라이드되고, 상기 가이드 레일(10)의 각각의 가이드 홈(14)과 면하는 부분에 볼 홈(16)을 구비한다. 상기 볼 홈(16)과 가이드 홈(14)은 가이드 레일(10)상의 가이드 부재(15)를 지지하는 볼 베어링으로 동작하는 볼(17)의 통로를 형성한다. 가이드 부재(15)는 슬라이드테이블(18)의 하위 표면에 연결된다. 두 개의 가이드 부재(15)가 상기 실시예로 제공되지만, 상기 가이드 부재의 수는 본 발명에서 두 개로 한정되지 않는다.
부호 20과 21은 고정 볼트(22)에 의해 두 단부에서 베이스(1)에 고정되는 직각 단부 플레이트이다. 각각의 단부 플레이트(20, 21)는 단부 플레이트(20과 21)의 단부가 베이스(1)의 측부(1c)(측벽(1b)에 대해 대향되는 측부)상에서 초과 연장되는 방식으로 각각 베이스(1)의 길이방향 축선에 직각으로 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단부 플레이트(20과 21)의 높이는 상기 로드리스 파워 실린더유닛(30)을 수용하기 위한 공간(C)이 단부 플레이트(20과 21)사이에 형성되도록, 로드리스 파워 실린더유닛(30)의 실린더 배럴(31)의 높이(H)(상기 슬릿(32)에 직각 방향으로 측정된 높이)와 거의 같도록 만들어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 로드리스 파워 실린더유닛(30)은 가이드 레일(10)에 평행으로 단부 플레이트(20) 사이에 배치된다.
로드리스 파워 실린더유닛(30)의 실린더 배럴(31)은 거의 직각 모양의 단면을 가진다. 슬릿(32)은 실린더 배럴(31)의 전체 길이를 따라서 그 측벽에 제공된다. 실린더 배럴(31)의 각각의 단부는 플러그 부재(33)에 의해 막힌다. 도 6은 실린더 배럴(31)(도 2의 우측 단부)의 한 단부를 상세히 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(33)는 플러그부(33a)와 얇은 플랜지부(33b)와, 단부 플레이트(20과 21)의 리세스(60)에 끼워맞춤된 부분(33c)를 포함한다. 실린더 배럴(31)의 보어(34)에서, 실린더 배럴(31)의 길이방향축선을 따라서 이동할 수 있는 피스톤(40)이 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 배럴(31)의 양 단부상에 있는 플러그 부재(33)와 피스톤(40)은 실린더 배럴(31)내의 두개의 실린더 챔버(S1 및 S2)를 한정한다. 또한, 피스톤(40)의 양 측상의 대응 실린더 챔버(S1 및 S2)에 대해 개방되는 연결 통로(33d)는 각각의 플러그 부재(33)내에 제공된다. 플러그 부재(33)는 단지 플러그부(33a)를 실린더 배럴(31)의 보어(34)에 삽입함으로써, 실린더 배럴(31)의 단부에 고정되며, 고정볼트와 같은 다른 고정 수단은 플러그 부재(33)를 실린더 배럴(31)에 고정하는데 이용되지 않는다. 0 링 밀봉체와 같은 환형 밀봉체 부재(25)는 플러그부(33a)와 보어(34)의 벽 사이의 간극을 밀봉하기 위하여 상기 플러그부(33a)의 단부 주위에 고정된다.
도 4는 도 2의 IV-IV선 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(33)의 플러그 부분(33a)과 플랜지부(33b)의 일부는 상기 플러그 부재(33)의 측부상에 평평한 부분(33e)을 형성하도록 기계 가공된다. 후술되는 바와 같이, 상기 평평한 부분(33e)은 실린더 배럴(31)의 길이방향축선을 따라서 슬라이드 운동과 보어(34)의 벽과 플러그 부재(33) 사이의 내부 밀봉체 밴드의 삽입을 촉진하는데 사용된다. 플러그 부재(33)의 평평한 부분(33e)상에서, 두 개의 나사산으로된 스크류 구멍(35)은 상기 평평한 부분(33e)의 너비의 중심에 배치되고 플러그 부재(33)의 길이 방향으로 정렬된다. 또한, 홈(38)은 도 6에 가장 잘 도시되며, 평평한 부분(33e)에 제공된다. 홈(38)은 플러그부(33c)의 팁과 나사 구멍(35) 사이 부분상에 있는 평평한 부분(33e)의 너비의 중심에 위치된다. 본 실시예에서, 와셔(36)는 리벳(37)에 의해 내부 밀봉체 밴드(50)의 각 단부에 부착된다. 홈(38)은 리벳(37)의 머리를 수용하기 위해 제공된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 와셔(6)는 슬릿(32)의 너비와 일치하고 내부 밀봉체 밴드(50)가 슬릿(32)에 직각 방향으로 편향되지 않도록 한다. 그런, 만약 적절한 형태의 밀봉체 밴드, 예를 들면 밀봉체 밴드의 편향을 막기 위해 슬릿(32)에 꼭맞는 립 부분을 가진 탄성 밀봉체 밴드가 사용되면, 상기 와셔(36)는 필요치 않다.
피스톤(40)은 보어(34)에 배치되고 실린더 배럴(31)의 축선 방향으로 이동할 수 있다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 피스톤 패킹(41)은 피스톤(40)의 각측부에 제공된다. 따라서, 두 개의 실린더 챔버(S1 및 S2)는 피스톤(40)에 의해 실린더 배럴(31)의 보어(34)내에 한정된다. 본 실시예에서, 피스톤(40)의 일부는 슬릿(32)을 통하여 실린더 배럴(31)의 외부로 돌출된 요크(42)를 형성한다. 마운트(43)는 요크(42)상에 위치된 복수의 구멍(42a)과 상기 구멍(42a)내부로 끼워맞춤 되는 핀(42b)에 의해 요크(42)에 결합된다. 에지 플레이트(45)는 마운트(43)의 각각의 축선 단부에 부착된다. 본 실시예의 마운트(43)와 에지 플레이트(45)는 외부 캐리지(44)를 형성하고, 요크(42)는 상기 캐리지(44)를 피스톤(40)에 연결하는 연결 부재를 형성한다. 스크레이퍼(46)는 각각의 에지 플레이트(45)에 부착된다. 상기 스크레이퍼는 캐리지(44) 주위를 둘러싸는 0 링(47)에 의해 적소에서 유지된다. 실린더 배럴(31) 내부에 위치되고 슬릿(32)의 내부 입구를 닫는 내부 밀봉체 밴드(50)와 실린더 배럴(31) 외부에 위치되고 슬릿(32)의 외부 입구를 닫는 외부 밀봉체 밴드(51)가 제공된다. 내부 밀봉체 밴드(50)와 외부 밀봉체 밴드(51)는 요크(42)의 가이드 표면에 의해 안내되고 캐리지(44)를 통하여 진행한다.
본 실시예에서, 내부 밀봉체 밴드(50)와 외부 밀봉체 밴드(51)는 예를 들면, 스테인레스 크롬강과 같은 자기 재료로 제조된 얇은 가요성 밴드로 형성된다. 본 실시예에서, 자기 스트립(52, magnetic strip)은 슬릿(32)의 양측상의 실린더 배럴(31)의 외측면에 끼워진다. 따라서, 내부 밀봉체 밴드(50)와 외부 밀봉체 밴드(51)는 자기 스트립(52)으로 끌어당겨지고 슬릿(32)의 내부 및 외부 개구를 확고하게 밀봉한다. 자기 재료로 제조된 밀봉체 밴드가 본 실시예에 사용되었지만, 다른 형태의 가요성 밀봉체 밴드가 사용될 수도 있다. 예를 들면, 밀봉체 밴드는 우레탄 고무 또는 나일론, 또는 크롬강과 고무의 결합물로 제공될 수 있다. 또한, 자기 스트립(52)을 이용하는 대신에, 밀봉체 밴드는 내부 밀봉체 밴드와 외부 밀봉체 밴드가 서로 가요성으로 결합하거나, 밀봉체 밴드가 슬릿을 밀봉하도록 슬릿(32)과 가요성으로 결합하는 방식으로 설계될 수 있다.
도 5는 플러그 부재(33)에 대한 내부 및 외부 밀봉체 밴드의 고정장치인 일실시예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 외부 밀봉체 밴드(51)의 단부는 끼워맞춤 플레이트(53)와 실린더 배럴(31)의 외벽 표면 사이에 외부 밀봉체 밴드(51)의 단부를 클램핑함으로써 실린더 배럴(31)의 외면에 고정된다. 본 실시예에서, 끼워맞춤 플레이트는 두 개의 고정 볼트(54)에 의해 실린더 배럴의 외면에 고정함으로써 실린더 배럴(31)에 고정된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 고정 볼트(54)는 끼워맞춤 플레이트(53)에 제공된 구멍을 통하여 플러그 부재(33)의 플러그부(33a)에 있는 나사산으로된 구멍(35)에 나사 체결되고, 그 다음에 슬릿(32)을 통과하여, 외부 밀봉체 밴드의 단부는 실린더 배럴(31)과 후술될 고정 나사(55) 내부의 끼워맞춤 플레이트(53) 사이에 고정된다. 반면에, 내부 밀봉체 밴드(50)의 리벳(37)이 플러그 부재(33)의 플러그부(33a)에 배치된 홈(38)에 수용되는 방식으로 내부 밀봉체 밴드(50)의 단부를 플러그 부재(33)의 표면과 고정 나사(55) 사이에서 클램핑함으로서 플러그 부재(33)에 고정된다. 상기 상태에서, 와셔(36)는 슬릿(32) 내부로 끼워맞춤되고, 따라서 슬릿(32)에 직각 방향으로의 내부 밀봉체 밴드(51)의 이동은 제한된다. 고정나사(55)는 선단 팁(55a)이 슬릿(32)을 통해 진행하여 내부 밀봉체 밴드(50)의 표면을 물 때까지 끼워맞춤 플레이트(53)에 제공된 나사산으로된 나사 구멍에 나사 체결된다. 따라서, 내부 밀봉체 밴드(50)는 볼트(55)에 의해 플러그부(33a)에 단단히 고정된다.
다음에, 단부 플레이트(20과 21) 사이에 실린더 배럴(31)을 고정하기 위한 장치의 일실시예가 도 6을 참조하여 설명된다. 설명이전에, 플러그 부재(33)는 어떠한 고정 볼트도 이용하지 않고 단지 실린더 배럴(31)과 단부 플레이트(20 및 21) 사이에 클램프된다. 단부 플레이트(20과 21)(도 6의 L2) 사이의 거리는 플러그 부재(33)가 실린더 배럴(31)(도 6의 L1)에 삽입될 때 플랜지(33b)의 외측면(33f) 사이의 거리보다 약간 더 크도록 만들어진다. 이것은 실린더 배럴(31)과 단부 플레이트(20과 21)의 조립을 용이하게 하는데 요구된다. 조립 상태에서, 0 링 밀봉체(61)를 구비한 플러그 부재(33)의 부분(33c)은 각각의 단부 플레이트(20과 21)에 위치된 리세스(60)에 끼워맞춤 된다. 본 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 한 개의 단부 플레이트(본 실시예에서, 우측 단부 플레이트(21))는 플러그 부재(33)의 플랜지부(33b)와 면하는 부분에서 클램핑 나사(62)를 구비한다. 단부 플레이트(20, 21)는 단부 플레이트(21)상의 클램핑 나사(62)에 의해 플러그 부재(33)의 플랜지부(33b)를 다른 단부 플레이트(20) 쪽으로 고정한 후 고정 볼트(63)(도 1 참조)에 의해 실린더 배럴(31)의 단부 면에 부착된다. 상기 상태에서, 플랜지부(33b)의 표면(33f)과 단부 플레이트(21) 사이에 작은 간극(t)이 남아있다.
다른 단부 플레이트(20)에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 작동 유체를 위한 입구 포트(23a)는 베이스(1)의 작동 유체 통로(6)의 좌측 단부와 면하는 부분에 위치되고, 작동 유체를 위한 출구 포트(23b)는 플러그 부재(33) 내의 연결 통로(33d)의 단부와 면하는 부분에 배치된다. 또한, 유체 통로(6)를 도 2의 우측면의 플러그부재(33)의 연결 통로(33d)에 연결하는 연결 통로(33d)는 단부 플레이트(21)에 제공된다. 따라서, 작동 유체의 입구 및 출구 파이프는 단부 플레이트(본 실시예에서 단부 플레이트(20)) 중 단지 한 플레이트에 연결될 수 있다. 선택적으로, 입구 포트와 출구 포트는 각각의 단부 플레이트에 개별적으로 제공될 수 있다.
도 2에서, 슬라이드테이블(18)은 측벽(1b) 근방 측부에서 가이드 부재(15)에 연결된다. 상기 슬라이드테이블(18)은 가이드 부재(15)에 연결되는 부분으로부터 외부 캐리지(44)의 상위부로 연장된다. 즉, 상기 슬라이드테이블(18)은 위에서 봤을 때 실린더 배럴(31)과 겹쳐지지 않는다. 슬라이드테이블(18)의 바닥상에서, 한쌍의 다리(70)가 외부 캐리지(44)에 걸친 부분에 제공된다. 외부 캐리지(44)는 에지 플레이트(45)와 다리(70) 사이에 배치된 탄성 댐퍼(71)를 통하여 슬라이드테이블의 다리 사이에 고정되어 슬라이드테이블(18)은 피스톤(40)에 의해 구동된다.
도 2에서, 부호 72는 슬라이드테이블(18)의 길이보다 더 짧은 길이를 가진 스토퍼를 나타낸다. 스토퍼(72)는 단부 표면(73)이 슬라이드테이블(18) 축선의 단부(18a) 내부에 위치되는 방식으로 슬라이드테이블의 바닥에 위치된다. 도 2와 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 스토퍼부재 홀더(75)는 단부 플레이트(20과 21)에 평행하게 배치된다. 스토퍼부재 홀더(75)는 가이드 레일(10)에 끼워맞춤 홈(76)을 가진다. 또한, 스토퍼부재 홀더(75)는 베이스(1)의 T형 홈(4)의 너트부재(78)와 결합하는 볼트(79)에 의해 베이스(1)에 고정된다. 따라서, 실린더 배럴(31)의 축선 방향으로 스토퍼부재 홀더(75)의 위치는 너트부재(78)를 홈(4)내에 배치시켜 임의로 조정될 수 있다. 홈(76)의 수직 면은 가이드 레일(10)의 수직 면(10a와 10b)과 단단히 접촉하고, 가이드 홈(14)의 표면과 접촉하지 않는다. 또한 본 실시예의 너트부재(78)는 도 2에 도시된 바와 같이, T형 홈(4)에서 연장되는 연장부(78b)를 가진다. 스토퍼부재 홀더(75)는 쇽업소버(80)의 외측면상에 제공되는 나사산을 상기 구멍의 내부 나사산으로 나사 체결시키기 위해 쇽업소버(80)를 수용하기 위한 나사로된 구멍(81)이 제공된다. 노치와 고정 나사(82)는 상기 구멍(81)의 쇽업소버(80)를 고정하기 위하여 스토퍼부재 홀더(75)의 팁(77)에 제공된다. 쇽업소버(80)가 구멍(81)에서 고정될 때, 쇽업소버(80)는 홀더(75)로부터 단부 플레이트의 내부로, 즉 슬라이드테이블(18)의 스토퍼(72) 쪽으로 돌출된다. 직선작동기의 어떤적용에서는, 쇽업소버(80)는 사용될 필요가 없다. 도 2에서 부호 85는 직선작동기를 다른 구조에 고정하기 위하여 단부 플레이트(20과 21)를 관통하는 관통 구멍이고, 도 4의 부호 86은 스위치와 같은 직선작동기의 보조 장치를 고정하기 위한 홈이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 직선작동기에서, 가이드 레일(10)은 베이스(1)에 고정되기 때문에, 로드리스 파워 실린더유닛은 베이스(1)에 또한 고정된 단부 플레이트(20과 21) 사이에 고정된다. 따라서, 직선작동기가 단부 플레이트상의 구멍(85)에 의해 다른 구조에 설치된다 해도, 가이드 레일(10)은 (단부 플레이트(20과 21)에 강체로 연결되는) 베이스(1)에 의해 강체로 지지된다. 따라서, 본 실시예의 직선작동기에 따라서, 슬라이드테이블(18)의 부드러운 운동은 항상 유지된다. 또한 피스톤(40)과 캐리지(44)를 연결하는 연결부재(요크)(42)는 슬릿(32)으로부터 슬라이드테이블에 평행한 방향으로 돌출되고(즉, 본 실시예의 도 3과 도 4에서 수평으로), 직선작동기의 총 높이는 실린더 배럴(31)의 높이(도 3의 높이(H)와 같은 높이로 감소될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면 아주 컴팩트하고 강성의 직선작동기가 제공된다.
슬라이드테이블과 실린더 배럴은 슬라이드테이블의 상위 표면에 대하여 직각 방향(즉, 도 3의 높이(H)를 따른 방향)에서 볼 때 겹쳐진 부분을 갖지 않기 때문에, 실린더 배럴의 일부는 높이(H)를 따르는 방향에서 볼 때 슬라이드테이블과 겹쳐질 수 있다. 도 11A와 11B는 슬라이드테이블(18)과 실린더 배럴(31)이 서로 부분적으로 겹치는 본 발명에 따른 직선작동기의 일실시예를 개략적으로 도시한다. 도 11A는 슬라이드테이블(18)의 하위 표면(18k)의 높이(H1)가 실린더 배럴(31)의 높이(H) 보다 더 큰 경우를 도시한다. 캐리지(44)는 실린더 배럴(31)의 상부 표면과 본 발명에 따른 슬라이드테이블(18) 사이에 위치되지 않기 때문에, 상기 장치의 총 높이는 슬라이드테이블(18)과 실린더 배럴(31)이 서로 겹쳐져도 관련된 기술의 장치에 비교하면 크게 줄어들 수 있다. 또한, 만약 실린더 배럴(31)의 상부 표면이 도 11B에 도시된 것처럼 평평하지 않으면, 상기 장치의 총 높이는 슬라이드테이블(18)의 하위 표면(18k)의 높이(H1)를 만드는 것에 의해 최소화될 수 있다. 도 11B에서, 실린더 배럴(31)은 원형 단면을 가지기 때문에, 실린더 배럴(31)의 상부 표면(31K)은 평평하지 않다. 이 경우, 도 11B에 도시된 바와 같이, 실린더 배럴(31)의 최대 높이(Hmax) 보다 더 작은 슬라이드테이블(18)의 하위 표면의 높이(H1)를 정해서, 상기 장치의 총 높이는 실린더 배럴(31)의 최대 높이(Hmax)와 거의 같게 감소될 수 있다.
압축 공기와 같은 작동유체가 공급될 때, 실린더 배럴(31)이 피스톤(40)은 실린더 배럴의 축선을 따라 이동함으로서, 슬라이드테이블(18)은 가이드 레일(10) 상의 캐리지(44)에 의해 구동된다. 상기 슬라이드테이블이 그의 스트로크 단부에 도달할 때, 스토퍼(72)의 단부면(73)은 쇽업소버(80)를 때린다. 그러므로, 슬라이드테이블(18)은 스토퍼 부재(즉, 쇽업소버)와 스토퍼의 결합이 충격이 쇽업소버(80)에 의해 감소되기 때문에, 슬라이드테이블(18)은 스트로크 단부에서 부드럽게 정지한다. 스토퍼(72)가 쇽업소버(80)와 연동할 때, 토오크가 스토퍼부재 홀더(75)에 가해진다. 예를 들면, 시계방향의 토오크가 도 1의 우측 면의 홀더(75)에 가해진다. 그러나, 상기 홀더(75)는 홈(76)에 의해 가이드 레일(10)에 고정되기 때문에, 상기 토오크는 가이드 레일(10)을 통하여 베이스(1)에 의해 수용된다. 따라서, 스토퍼부재 홀더(75)는 긴 작동 시간 이후에도 적절한 위치를 유지한다. 또한, 상기 토오크는 홀더(75)가 베이스(1)로부터 상승하는 방향으로 스토퍼와 쇽업소버가 연동함으로써 가해진다. 그러나 본 실시예의 너트부재(78)는 연장부(78b)를 구비하기 때문에, 상기 모멘트는 베이스(1)로 전달되고 상기 베이스에 의해 수용된다. 따라서, 고정 볼트(79)의 헐거워짐이 방지된다. 가이드 레일(10)은 수직 표면(10a, 10b)에 의해 홀더(75)와 접촉하고, 가이드 홈(14)은 홀더(75)와 접촉하지 않는다. 따라서, 가이드 부재(15)의 이동은 스토퍼와 쇽업소버의 결합에 의해 영향을 받지 않는다. 또한, 본 실시예에 따라서, 스토퍼(72)가 슬라이드테이블의 측면 내부 위치에 배치되기 때문에, 직선작동기의 길이를 작게 유지하면서, 슬라이드테이블의 스트로크를 길게 유지할 수 있다.
직선작동기가 동작하는 동안, 실린더 배럴(31)의 양 단부의 플러그 부재(33)는 실린더 챔버(S1 및 S2) 내에 작동 유체 압력을 수용한다. 또한, 쇽업소버(80)가 사용되지 않는 직선작동기에서, 피스톤(40)은 스트로크의 단부로 이동하고 플러그 부재(33)를 때린다. 피스톤(40)이 플러그 부재(33)를 때리면, 상기 플러그 부재(33)는 피스톤(40)으로부터 힘을 받아 단부 플레이트 쪽으로 밀게된다. 전술한 바와 같이, 단부 플레이트(20, 21) 사이의 거리는 플랜지 면(33f) 사이의 거리보다 약간 더 크게 제조된다. 또한, 플러그 부재(33)는 실린더 배럴(31)에 고정되지 않는다. 따라서, 플러그 부재(33)가 피스톤과 작동 유체로부터 힘을 받으면, 플러그 부재(33)는 단부 플레이트로 이동하는 경향이 있다. 만약 플러그 부재가 단부 플레이트쪽으로 이동하면(특히, 단부 플레이트(21)로 쪽으로,) 플랜지 면(33f)과 단부 플레이트(21) 사이에 간극(t)이 존재하기 때문에,) 내부 밀봉체 밴드(50)와 외부 밀봉체 밴드(51)는 플러그 부재(33)에 의해 끌어당겨지게 된다. 이것은 내부 및 외부 밀봉체 밴드의 과다한 장력을 발생시키고, 상기 밀봉체 밴드의 유효수명을 단축시킬 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 클램핑 나사(62)가 단부 플레이트(21)에 제공되어 항상 플랜지부(33b)를 반대쪽 단부 플레이트(20)로 항상 가압한다. 따라서, 플러그 부재(33)에 가해진 힘은 클램핑 나사를 통하여 단부 플레이트에 의해 수용되고, 상기 플러그 부재는 그 자리에 유지된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 밀봉체 밴드에 과도한 장력이 가해지지 않는다.
도 7은 본 발명의 직선작동기의 다른 실시예를 도시한다. 전술한 실시예의 직선작동기에서, 로드리스 파워 실린더의 캐리지는 실린더 배럴의 프랭크에 위치된 슬릿을 통하여 피스톤으로부터 돌출된 요크에 의해 피스톤에 대해 결합된다. 그러나, 도 7의 실시예에서, 자기 방식의 로드리스 파워 실린더유닛(95)이 사용된다. 자기 방식의 로드리스 파워 실린더유닛(95)은 상기 장치상에 슬릿이 없는 실린더 배럴(90)을 가지고, 실린더 배럴(90) 내에 피스톤(도시되지 않음)을 가진다. 외부 캐리지(91)와 피스톤은 캐리지 또는 피스톤에 위치된 자기 장치에 의해 발생된 자기력에 의해 결합된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 자기 방식의 로드리스 파워 실린더유닛을 이용하여 직선작동기에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 직선작동기의 높이는 도 1 및 도 7의 스토퍼부재 홀더(75)를 생략함으로서 더 축소될 수 있다. 도 8은 쇽업소버(80)가 스토퍼부재 홀더를 사용하지 않고 단부 플레이트(20과 21)에 직접 고정되는 본 발명의 직선작동기의 실시예가 도시된다. 도 8에 도시된 구조에 의해, 직선작동기의 높이는 더 축소된다.
도 9는 본 발명에 따른 직선작동기의 다른 실시예를 도시한다. 도 9에서, 도 1 내지 7의 부호와 같은 참조 번호는 동일한 부품을 나타낸다.
상기 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 베이스(1E)는 로드리스 파워 실린더유닛(30E)의 실린더 배럴(31E)의 일체화 부분으로 형성된다. 즉, 본 실시예에서 실린더 배럴(31E)의 바닥 벽(31a)은 도 8에서 수평으로 연장되고 일체화 베이스(1E)를 형성한다. 또한, 측벽(1b)은 베이스(1E)의 단부으로부터 위로 연장된다. 실린더 배럴(31E), 베이스(1E)와 측벽(1b)은 직선작동기의 U형 본체(K)를 형성한다. 모든 가이드 레일(10), 가이드 부재(15), 슬라이드테이블(18)과 외부 캐리지(44)는 실린더 배럴(31E), 베이스(1E)와 측벽(1E)에 의해 한정되는 공간(C)내에 수용된다. 본 실시예에서 상기 본체(K)는 예를 들면, 압출 공정을 이용하여 알루미늄 합금으로 제조된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 10에서, 도 1 내지 도 7의 번호와 같은 참조 번호는 동일한 부품을 나타낸다.
본 실시예의 직선작동기는 원이 아닌 단면의 구멍을 구비한 실린더 배럴을 가지는 평평한 형태의 로드리스 파워 실린더를 이용한다.
상기 평평한 형태의 로드리스 파워 실린더유닛(30F)의 실린더 배럴(31F)은 큰 반경(도 10의 X 방향의 반경)과 작은 반경(도 10의 Y 방향의 반경)을 가지는 타원형 보어를 가진다. 실린더 배럴(31F)의 단면은 보어(34F)의 형상과 매칭되는 직사각 형태 이다. 슬릿(32)은 직사각 실린더 배럴(31F)의 보다 더 짧은 측부(31AF)상에 형성된다. 측부(31AF)의 벽 두께는 상기 측부(31AF)의 반대쪽 측부(31BF)의 벽 두께보다 더 작도록 만들어진다. 즉, 보어(34F)의 중심은 측부(31AF)에 대한 오프셋 된다. 본 실시예에서, 베이스(1), 가이드 레일(10)과 슬라이드테이블(18)은 도 1 내지 도 4의 실시예와 유사하게 실린더 배럴(31F)의 측부(31AF)와 면하는 측면에 위치되고, 피스톤(40)과 로드리스 파워 실린더유닛의 외부 캐리지를 연결하는 요크는 베이스(1)의 바닥(1a) 및 슬라이드테이블(18)과 평행한 방향으로 돌출된다. 본 실시예에서, 평평한 형태의 로드리스 파워 실린더유닛(30F)의 높이(H)는 아주 작기 때문에, 직선작동기의 높이는 전술한 실시예의 높이보다 더 작을 수 있다.

Claims (14)

  1. 직선작동기에 있어서, 실린더 배럴을 포함하는 로드리스 파워 실린더유닛과, 실린더 배럴에 강성으로 결합되고, 로드리스 파워 실린더유닛의 상기 실린더 배럴의 축선에 직각 방향의 너비를 가지는 길이 방향 베이스와, 상기 베이스의 상위 표면에 설치되어 실린더 배럴의 축선과 평행하게 연장되며 수직 및 수평 하중 모두를 지탱하는 가이드 레일과, 실린더 배럴에 위치되어 실린더 배럴의 축선을 따라서 움직일 수 있는 캐리지와, 상기 베이스와 평행하게 위치된 상위 표면과 하위 표면을 가지고, 상기 캐리지와 결합되어 상기 캐리지에 의해 구동되고 상기 가이드 레일을 따라 움직일 수 있는 슬라이드테이블을 포함하고, 상기 캐리지와 상기 슬라이드테이블은 상기 가이드 레일과 면하는 실린더 배럴의 측면에 위치하며, 슬라이드테이블의 실린더측의 끝이 슬라이드테이블의 상면에 수직인 방향에서 보아 실린더의 중심축선보다 가이드 레일측에 위치하는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  2. 제1항에 있어서,상기 베이스는 바닥을 가지며, 상기 실린더 배럴은 상부를 가지며, 베이스의 바닥으로부터 측정된 슬라이드테이블의 상기 하위 표면의 높이는 상기 하위 표면의 상기 높이로 측정된 것과 같은 방향으로 베이스의 바닥으로부터 측정된 실린더 배럴의 높이보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상위 표면에 대하여 직각 방향에서 볼 때, 상기 실린더 배럴의 일부는 상기 슬라이드테이블과 겹치는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상위 표면에 대하여 직각 방향에서 볼 때, 상기 슬라이드테이블과 상기 실린더 배럴은 겹쳐진 부분을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스는 바닥을 가지며, 상기 실린더 배럴은 상부를 가지며, 상기 베이스의 바닥으로부터 측정된 상기 슬라이드테이블의 상위 표면의 높이는 상기 상위표면의 상기 높이의 측정된 것과 같은 방향으로 베이스의 바닥으로부터 측정된 실린더 배럴의 상부의 높이보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  6. 제1항에 있어서, 로드리스 파워 실린더유닛의 상기 실린더 배럴은, 평행하게 배치되어 실린더 배럴의 두 개의 단부를 베이스에 견고하게 결합하는 한 쌍의 단부 플레이트에 의해 베이스에 부착(mount)되는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  7. 제1항에 있어서, 로드리스 파워 실린더유닛의 상기 실린더 배럴은 실린더 배럴과 베이스가 일체로 형성하는 방식으로 베이스에 삽입(embed)되는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 단부 플레이트는 실린더 배럴과 베이스를 견고하게 클램핑함으로써 실린더 배럴을 베이스에 연결하는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 로드리스 파워 실린더유닛은 실린더 배럴의 보어 내에서 이동할 수 있는 피스톤을 가지고, 상기 캐리지는 가이드 레일에 대하여 면하는 측면의 실린더 배럴에 위치된 슬릿을 통하여 상기 피스톤에 결합되어 상기 피스톤에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 로드리스 파워 실린더유닛은 실린더 배럴의 보어 내에서 이동할 수 있는 피스톤을 가지고, 상기 캐리지는 상기 피스톤에 자기적으로 결합되어 상기 피스톤에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 실린더 배럴은 원이 아닌 단면 모양을 갖는 보어를 가지는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  12. 제11항에 있어서, 실린더 배럴의 상기 보어는 대반경과 소반경을 가지는 타원형인 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  13. 제1항에 있어서, 슬라이드테이블의 스트로크의 단부를 한정하는 스토퍼 수단을 또한 포함하며, 상기 스토퍼 수단은, 가이드 레일을 따라서 상기 스토퍼부재의 위치 조정을 촉진하도록 가이드 레일을 결합하는 홈을 가지는 스토퍼부재 홀더와, 스토퍼부재 홀더를 베이스에 고정하기 위한 고정 수단과, 가이드 레일로부터 실린더 배럴 방향으로 오프셋 위치에서 스토퍼부재 홀더에 고정되고, 스트로크의 단부에서 슬라이드테이블과 결합하여 슬라이드테이블의 스트로크의 단부를 한정하는 스토퍼부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 고정 수단은 상위 표면에 위치되어 가이드 레일과 평행하게 연장되는 T형 단면 홈과, 상기 T형 단면 홈에 수용된 너트부재와, 상기 스토퍼부재 홀더를 베이스에 결합하기 위하여 상기 T형 단면 홈 내의 너트부재에 나사 결합되는 고정볼트를 포함하고, 상기 너트부재는 너트부재가 슬라이드테이블의 방향으로 고정볼트와 결합하는 부분으로부터 연장되는 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 직선작동기.
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