KR100412913B1 - 로드리스실린더의 시일구조 - Google Patents

Abstract

엔드커버(144)의 작은 돌기부(48)의 외주면에 내접하는 제1 시일부(52)를 형성함과 동시에 이측면에는 실린더관(142)의 내면에 외접하는 제2 시일부(54)를 설치하고, 타측면에는 제2 시일부(54)에 연속하는 확대부(58)를 형성한다.

Description

로드리스실린더의 시일구조{Seal Structure for Rodless Cylinder}

본 발명은 로드리스실린더에 관한 것으로, 실린더관의 개구부를 엔드커버로봉지하는 로드리스실린더의 시일구조에 관한 것이다.

종래기술에 관한 로드리스실린더의 시일구조의 개략 구조를 도 7에 도시한다.

도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 로드리스실린더(10)의 실린더관(12)의 내부에는 왕복동작하는 피스톤(14)이 장착되고, 상기 실린더관(12)의 양단 개구부(도 7에서는 일측만 표시함)는 압력유체출입구(18)에 연통하는 큐션링(20)을 구비한 엔드커버(22)에 의해 폐쇄된다. 상기 피스톤(14)에는 상기 피스톤(14)에 작용하는 압력유체가 누수되는 것을 봉지하는 피스톤패킹(16)이 실린더관(12)의 내주면, 및 엔드커버(22)에 양단이 고착된 시일벨트(24)에 밀착되어 있다.

한편, 실린더관(12)의 개구부를 엔드커버(22)로 봉지하는 시일구조는 엔드커버(22)에 실린더관(12)의 내주형상과 비슷한 형상의 보스부(22a)가 돌출되고, 이 보스부(22a)의 외주면 중앙에는 선반등의 기계가공으로 형성된 외주홈(26)에 시일부재(28)가 결합되도록 구성되어 있다.

그러나 상기 종래기술에 관한 로드리스실린더(10)의 시일구조에서는 로드리스실린더의 전체 크기를 줄이기 위해서는 긴쪽방향의 크기를 단축할 필요가 있었다. 더구나, 보스부(22a)에 외주홈(26)을 형성하는 작업은 제조단가를 줄이기 위해 제조공정을 단순화하는 것을 방해하였다.

본 발명은 상기의 단점을 극복하기 위한 것으로, 실린더관을 폐쇄하는 엔드커버의 보스부를 단축함과 동시에 보스부에 형성된 외주홈을 없애고 시일부재를 결합함에 따라 로드리스실린더를 컴팩트화하고, 제조단가를 줄일 수 있는 로드리스실린더의 시일구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 로드리스실린더의 시일구조가 적용된 로드리스실린더의 사시도,

도 2는 상기 로드리스실린더의 긴방향쪽의 부분 종단면도,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 로드리스실린더의 시일구조를 나타낸 일부 종단면 구성도,

도 4는 도 3의 화살표 Z방향에서 본 시일부재의 외형도,

도 5는 도 4의 시일부재를 나타낸 A-A선 단면도,

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 로드리스실린더의 시일구조를 나타낸 개략구성도,

도 7은 종래기술의 로드리스실린더의 시일구조를 나타낸 개략 구성단면도.

이하에, 본 발명의 의한 로드리스실린더의 시일구조에 대해 적절한 실시예를 들어 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 관한 로드리스실린더의 시일구조가 적용된 로드리스실린더를 도 1에 도시한다.

로드리스실린더(110)는 길게 형성된 실린더관(142), 상기 실린더관(142)에 취부되고 긴쪽방향을 따라 왕복자재한 슬라이드테이블(114), 실린더관(142)의 긴쪽방향으로 양단부에 각각 취부되고 유체압출입포트(116a, 116b)가 형성된 한쌍의 엔드커버(144, 145)를 구비하고 있다.

상기 실린더관(142)의 내부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 긴쪽방향을 따라 연재되는 보어부(120)가 형성되고, 상기 보어부(120)는 실린더관(142)의 상면부에 형성된 미도시된 슬리트에 연통되도록 설치되어 있다. 상기 슬리트는 실린더관(14 2)의 긴쪽방향을 따라 연재되고 한쌍의 엔드커버(144, 145)에 의해 체결된 먼지 시일벨트(122) 및 시일벨트(168)에 의해 각각 기밀하게 시일된다.

실린더관(142)의 양측면부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 긴쪽방향을 따라 센서취부용 긴 홈(124)이 형성되어 있다. 긴 홈(124)에는 후술하는 피스톤(64)의 위치를 검출하기 위한 미도시된 센서 등이 취부된다. 또한 상기 긴 홈(124)은 미도시된 스토퍼부재를 고정하기 위한 홈으로서 사용할 수 있도록 설치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(64)에는 그 상부측으로 돌출되는 피스톤요크(126)가 장착되어 있고, 이 피스톤요크(126)의 상부측의 양단부에는 한쌍의 벨트세퍼레이트(128a, 128b)가 간격을 두고 취부되어 있다. 그리고 피스톤(64)에는 이들 피스톤요크(126) 및 벨트세퍼레이트(128a, 128b)를 덮도록 슬라이드테이블(114)이 연결되어 있다. 이 경우, 슬라이드테이블(114)은 미도시된 가이드기구를 통해 예를 들어 실린더관(142)의 상면부와 접촉되어 있다.

본 실시예에 관한 로드리스실린더의 시일구조(40)의 구성을 도 3에 도시한다. 도 3에서, 실린더관(142)의 개구부와 결합하는 엔드커버(144)의 중앙부에는 압력유체출입구(46)를 천설한 작은 돌기부(48)가 설치되어 있고, 이 작은 돌기부(48)의 외주에는 고무재 등의 탄성체에 의해 일체로 형성된 시일부재(50)가 결합되어 있다.

시일부재(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 실린더관(142)의 보어부(120)의 마름모형상과 비슷하고, 엔드커버(144)의 작은 돌기부(48)의 외주면에 내접하는 환상의 제1 시일부(52) 및 실린더관(142)의 내벽면에 외접하는 실질적으로 환상인 제2 시일부(54)를 설치하며, 상기 제2 시일부(54)에 연속하여 엔드커버(144)의 요면(56 )에 결합하는 확대부(58: 도 5 참조)를 설치한다. 상기 확대부(58)의 형상을 엔드커버(144)의 요면(56) 및 실린더관(142)의 개구 테이퍼부(opening chamfered portion: 60)에 비슷하게 함으로써 실린더관(142)과 엔드커버(144)와의 접합시에 시일부재(50)에 형성되는 확대부(58)와 실린더관(142)의 개구 테이퍼부(60)와의 접합면에 형성되는 테이퍼포켓부(66)에 대해 결합관계를 확보할 수 있다.

시일부재(50)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 시일부(52)의 양측에 반구형의 단면을 갖는 돌기부(62)를 설치함으로써 피스톤(64)의 충격을 완화하는 댐퍼기능을 확보한다. 또한 돌기부(62)의 단면은 반구형에 한정되지 않으며 봉형, 원추형도 가능하다. 시일벨트(168)는 그 양단이 미도시된 볼트에 의해 엔드커버(144, 145)에 체결된다.

본 발명의 실시예에 관한 로드리스실린더(110)의 시일구조(40)는 기본적으로 이상과 같은 구조로 되어 있고, 이하 그 동작 및 작용효과에 대해 설명한다.

압력유체출입구(46)로부터 압력유체, 예를 들어 압축공기가 유입되면 피스톤 (64)은 도 3의 오른쪽으로 이동하기 시작한다. 이 피스톤(64)의 이동시에 실린더관 (142)과 엔드커버(144)와의 접합면은 시일부재(50)의 확대부(58), 실린더관(142)의 개구 테이퍼부(60)에 의해 형성된 테이퍼포켓부(66), 엔드커버(144)의 작은 돌기부 (48)의 외주면에 내접하는 제1 시일부(52), 및 실린더관(142)의 내벽면에 외접하는 제2 시일부(54)에 의해 기밀하게 유지된다.

또 피스톤(64)이 도 3에서 왼쪽으로 이동하여 스트로크단으로 이동할 때 상기 피스톤(64)의 헤드부(69)는 돌기부(62)에 당접하고 상기 피스톤(64)의 충격을 흡수할 수 있다. 상기 시일부재(50)는 시일기능 특성, 두께방향(피스톤이동방향)의 요철형상, 충격흡수 등에 적합한 특성을 갖는 재질을 선정함에 따라 2개의 기능, 즉 시일기능 및 댐퍼기능을 갖을 수 있다.

본 실시예에서의 시일부재(50)의 형상은 마름모 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 원형, 타원형 등으로도 설치할 수 있다.

이어서, 제2 실시예에 대해 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이 내면이 원형상을 갖는 실린더관(72)의 개구부를 엔드커버(74)로 봉지하는시일구조는 상기 실린더관(72)의 내면 형상과 비슷한 형상의 보스부(76)의 양면에 계단부(78)를 설치하고, 이 계단부(78)의 외주면에 시일부재(80)를 장착함으로써 보스부(76)의 돌출길이를 단축할 수 있다.

제2 실시예에서는 시일부재(80)를 삽입할 외주 홈(26)을 형성하는 견부(shou lder portion: 82)를 제거함으로써 엔드커버(74)의 긴쪽방향의 크기를 단축할 수 있다.

엔드커버(74)를 다이케스트, 로스트왁스 등의 금형 주조로 성형할 때 시일부재(80)를 삽입할 홈의 형상을 종래의 외주 홈(26)의 형상 대신에 계단부(78)의 형상으로 변경함으로써 금형 분할면없는 금형구조로 할 수 있고, 계단부(78)의 형상을 갖는 엔드커버(74)를 양산할 수 있다. 또한 상기 시일부재(80)를 결합하는 계단부(78)의 형상은 원형에 한정되지 않으며 타원형상, 사다리형상 등으로 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면 실린더관의 개구부에 접합하는 엔드커버의 보스부를 제거함에 따라 시일부재가 점유하는 긴쪽방향의 크기를 단축하고 댐퍼 기능을 갖을 수 있어 시일부재의 기능을 다양화할 수 있으며, 로드리스실린더의 구성부품을 줄일 수 있기 때문에 로드리스실린더를 컴팩트화하고 제조단가를 줄일 수 있다.

또 본 발명에 의하면 시일부재를 삽입할 홈 형상을 지지하는 견부가 필요없기 때문에 보스부의 돌출길이를 단축할 수 있고, 그 결과 엔드커버의 긴쪽방향의 크기를 단축할 수 있으며, 홈 형상 대신에 계단형상으로 함으로써 금형분할면이 없는 금형구조를 제공할 수 있어 가스킷의 시일에 적합한 내접면을 갖는 엔드커버를 양산할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 시일부재를 홈 형상에 사용하는 가스킷과 함께 사용할 수 있고 홈형상에서 계단형상으로 용이하게 변경할 수 있다.

Claims (6)

1. 압력유체출입구(46)가 천설된 엔드커버(144, 145),

   상기 압력유체출입구(46)로부터 공급된 압력유체에 의해 피스톤(64)을 보어부(120)를 따라 왕복동작시키는 실린더관(142),

   상기 실린더관(142)의 개구부와 상기 엔드커버(144, 145)를 봉지하는 시일부재를 갖는 로드리스실린더에 있어서,

   상기 엔드커버(144, 145)에 상기 압력유체출입구(46)에서 돌기된 작은 돌기부(48)를 설치하고,

   상기 시일부재(50)는 상기 작은 돌기부(48)의 외주부에 내접하는 제1 시일부(52)와 상기 실린더관(142)의 내면에 외접하는 제2 시일부(54)가 각각 형성된 평판상 탄성체로 된 것을 특징으로 하는 로드리스실린더의 시일구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 시일부재(50)는 일측면에 상기 실린더관(142)의 내면에 외접하는 제2 시일부(54)를 설치하고, 타측면에 상기 제2 시일부(54)에 연속하는 확대부(58)를 설치하며, 상기 확대부(58)를 상기 실린더관(142)의 개구 테이퍼부(60)와 비슷한 형상으로 형성함으로써 상기 엔드커버(144, 145)와 상기 실린더관 (142)의 개구부와의 접합면에 테이퍼포켓부(66)를 설치하는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더의 시일구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 시일부재(50)는 충격을 흡수하는 돌기부(62)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더의 시일구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 시일부재(50)는 실린더관(142)의 보어부(120)의 단면형상에 따라 마름모 형상을 가지며, 상기 제1 시일부(52)와 상기 제2 시일부(54)를 포함하도록 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 로드리스실린더의 시일구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 시일부(52)는 시일부재(50)의 중앙부에 설치되고, 상기 제2 시일부(54)는 단면이 마름모형상인 외주부를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로드리스실린더의 시일구조.
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