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KR101887491B1 - 유압식 이송속도 제어 장치 - Google Patents

유압식 이송속도 제어 장치 Download PDF

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KR101887491B1
KR101887491B1 KR1020120073917A KR20120073917A KR101887491B1 KR 101887491 B1 KR101887491 B1 KR 101887491B1 KR 1020120073917 A KR1020120073917 A KR 1020120073917A KR 20120073917 A KR20120073917 A KR 20120073917A KR 101887491 B1 KR101887491 B1 KR 101887491B1
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KR
South Korea
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throttle valve
main piston
piston
cylinder
feed rate
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KR1020120073917A
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타카히로 무라이
히데키 우치우조
미노루 이하라
Original Assignee
가부시키가이샤 스기노 마신
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Abstract

유압 이송속도 제어 장치는 메인 피스톤에 의해 이송속도 조절 메커니즘 및 흐름 통로를 거쳐 리저버 챔버로 유체를 밀어내고 왕복하는 바디의 이송 속도를 조절한다. 조절 메커니즘은 실린더의 전단부들에 배열되고 흐름 통로 내로 흐르는 유체의 흐름 속도를 조절하는 제 1 및 제 2 스로틀 밸브를 포함한다. 메인 피스톤은 통합하여 이동하고 제 2 스로틀 밸브를 열고 닫는 보조 피스톤을 포함한다. 보조 피스톤은 제 2 스로틀 밸브 내에 맞춰지고 닫히는 외부 주변부, 외부 주변부의 전방 부 및 후방 부 사이에 형성되는 오목부, 보조 피스톤의 내부 주변부 내에 형성되는 순환 홀, 후방 부 및 순환 홀을 연결하는 후방 부 탈출 홀, 및 오목부를 순환 홀과 연결하기 위한 오목부 탈출 홀을 포함한다.

Description

유압식 이송속도 제어 장치{HYDRAULIC FEED-RATE CONTROL APPARATUS}
본 발명은 유압식 이송속도 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 크리핑 속도(creeping speed)에서 빠른 속도까지 이송 속도를 변경시키고, 그 후에 빠른 속도를 다시 크리핑 속도로 변경시키기 위한 장치에 관한 것이다.
드릴, 탭(tap), 리머(reamer), 및 밀(mill)과 같은 회전 공구를 회전시키고 왕복시키기 위하여, 그리고 가공물(workpiece)을 기계 가공하기 위하여 드릴 유닛 등의 이송 속도를 제어하기 위한 유압식 이송속도 제어 장치와 관련하여, 빠른 속도 및 크리핑 속도의 두 단계 조절을 할 수 있는 제어 장치가 존재한다. 유압식 이송속도 제어 장치는 회전 공구에 의해 가공물을 드릴링하는데 있어서 빠른 속도에서 회전 공구를 공급하며 공구가 가공물을 관통하기 바로 전에 빠른 속도를 크리핑 속도로 변경시킨다(예를 들면, 일본특허공개공보 제2011-666 및 일본실용신안공개공보 제 S61-7860).
그러나, 종래 장치는 드릴이 가공물을 드릴링할 때, 빠른 속도에서 드릴을 공급하고 그것의 드릴링 시간을 단축한다. 장치는 드릴이 가공물을 관통하기 바로 전에 빠른 속도를 느린 속도로 바꾼다, 드릴이 가공물과 접촉하고 드릴링을 시작할 때에도 가공물을 드릴링하는데 있어서와 같은 빠른 속도에서 장치는 드릴을 공급한다. 따라서, 드릴링의 개시에 드릴이 가공물을 물 때 버(burr) 및 드릴 홀 변위(drilled-hole displacement)가 발생하기 쉽다.
게다가, 흐름 속도(flow rate) 조절과 관련하여, 세심한 흐름 속도 조절이 필요하기 때문에, 특히 유압 압력을 사용하는 이송속도 제어 장치에 있어서, 겔(gel)로 만들어진 유압 오일은 밸브와 홈(groove)에서 막히고 오일이 장기간 동안 사용될 때 세심한 속도 제어에 영향을 미친다는 단점이 존재한다.
위에서 설명된 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 크리핑 속도에서 빠른 속도까지 이송 속도를 정확하게 변경시키고, 그 후에 빠른 속도를 다시 크리핑 속도로 변경시킬 수 있는 유압식 이송속도 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 첫 번째 양상의 유압식 이송속도 제어 장치는: 실린더형 바디; 바디 내부에 제공되는 실린더; 메인 피스톤(main piston)에 결합되며 전방 및 후방 방향으로 이동가능하게 배열되는 메인 피스톤 로드; 메인 피스톤 앞에 제공되며 유체가 비축되는 유체 압력 챔버(fluid pressure chamber); 메인 피스톤의 뒤에 제공되며 유체가 비축되는 리저버 챔버(reservoir chamner); 리저버 챔버와 연결하도록 구성되며 바디 및 실린더 사이에 제공되는 흐름 통로들(flow passages); 유압 챔버로부터 흐름 통로 내로 흐르는 유체의 흐름 속도를 제어하고 메인 피스톤의 이동 속도를 조절하기 위하여, 실린더의 전단부(front end)에 제공되도록 구성되는 이송속도 조절 메커니즘; 및 리저버 챔버 뒤에 배열되도록 구성되고 바디와 메인 피스톤 로드의 내부 주변 면(inner peripheral face)과 미끄러져 접촉하며 전방과 후방 방향으로 이동가능하게 제공되는 차동 피스톤(differential piston);을 포함한다.
이송속도 조절 메커니즘은 실린더의 전단부에 제공되며 각각 유압 챔버로부터 흐름 통로 내로의 유체 흐름의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는 제 1 스로틀 밸브(first throttle valve) 및 제 2 스로틀 밸브를 포함한다.
메인 피스톤은, 통합하여 이동하며 제 2 스토틀 밸브를 열고 닫는, 보조 피스톤을 포함한다.
보조 피스톤은: 제 2 스로틀 밸브 내에 설치되고 닫히도록 구성되는 외부 주변부(outer peripheral portion); 외부 주변부의 전방 부(front portion) 및 후방 부 사이에 형성되는 오목부(concave portion); 보조 피스톤의 내부 주변부에 형성되는 순환 홀(circulation hole); 외부 주변부의 후방 부를 순환 홀과 연결하도록 구성되는 후방 부 탈출 홀(escape hole); 및 오목부를 순환 홀과 연결하도록 구성되는 오목부 탈출 홀;을 포함한다.
따라서 설명된 구성에 따라, 첫 번째 양상의 유압식 이송속도 제어 장치는 각각 챔버의 유체 압력 챔버로부터 흐름 통로 내로 흐르는 유체의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는 제 1 스로틀 밸브 및 제 2 스로틀 밸브를 포함하며, 그렇게 함으로써 유체 압력 챔버 외부로 밀려난 유체가 메인 피스톤에 의해 제 1 및 제 2 스로틀 밸브를 통과할 때, 각각 제 1 및 제 2 스로틀 밸브에 의해 유체의 흐름 속도를 조절할 수 있으며, 따라서, 메인 피스톤의 이동 속도를 적절하게 조절하는 것이 가능하다.
게다가, 보조 피스톤은 제 2 스로틀 밸브 내에 설치되고 닫히는, 외부 주변부의 전방 부 및 후방 부 사이에 형성되는 오목부를 포함하는데, 보조 피스톤의 전방 부가 제 2 스로틀 밸브를 닫고 그것이 닫힌 상태에서, 단지 제 1 스로틀 밸브만을 열고 메인 피스톤의 이동 속도를 느리게(크리핑 속도) 설정하는 것이 가능하다.
그리고 나서, 제 2 스로틀 밸브가 닫힌 상태에서 보조 피스톤이 메인 피스톤 로드에 의해 밀려지고; 더 이동되며; 유체 압력 챔버로부터 후방 부 탈출 홀, 순환 홀, 및 오목부 탈출 홀을 통과하며; 외부 주변부보다 더 큰 직경으로 수축하며; 제 2 스로틀 밸브로 챔버가 전달되는; 상태에서, 제 2 스로틀 밸브를 여는 것이 가능하다.
따라서, 또한 제 1 스로틀 밸브에 더하여 제 2 스로틀 밸브가 열리는 상태에서, 메인 피스톤의 이동 속도를 빠르게(증가된 속도) 설정하는 것이 가능한데 그 이유는 유체의 흐름 속도가 증가하기 때문이다.
메인 피스톤에 의해 보조 피스톤이 밀려지고 그 상태로부터 더 이동되고; 보조 피스톤의 후방 부가 제 2 스로틀 밸브를 닫고 그것이 닫히는; 상태에서, 메인 피스톤의 이동 속도를 느리게(크리핑 속도) 설정하는 것이 가능한 데 그 이유는 단지 제 1 스로틀 밸브만이 열리기 때문이다.
따라서, 예를 들면, 본 발명이 첫 번째 양상의 유압식 이송속도 제어 장치가 가공물을 드릴링하기 위한 드릴 유닛에 적용될 때,장치는 드릴이 드릴링의 개시에서 시작할 때 가공물을 접촉하고 물 때 메인 피스톤의 이송속도를 느리게(가공물을 물 대의 크리핑 속도) 설정하고; 가공물의 드릴링 동안에 이동 속도를 빠르게(가공물을 드릴링함에 있어서의 드릴링 속도) 변경하며; 드릴이 가공물에 관통하기 바로 전에 이동 속도를 다시 느리게(가공물에 관통하기 바로 전의 크리핑 속도) 변경함으로써 드릴링 상태와 부합하는 이송 속도를 세심하게 설정하는 것이 가능하다.
본 발명의 두 번째 양상의 유압식 이송속도 제어 장치는 첫 번째 양상에 따른 유압식 이송속도 제어 장치인데, 제 1 스로틀 밸브 및 제 2 스로틀 밸브의 적어도 하나는 실린더 내에서 자유롭게 돌릴 수 있게 배열되도록 구성되고, 돌려지도록 구성되고 유체 압력 챔버로부터, 실린더 내에 구멍이 뚫리고 흐름 통로와 연결되는 통신 홀(communication hole) 내로 흐르는 유체의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는 흐름 속도 조절 부를 포함하는 로터리 밸브 바디(rotary valve body); 로터리 밸브 바디를 회전하도록 구성되는 노브(knob); 및 노브의 돌림을 조절하도록 구성되는 회전 스토퍼(rotation stopper);를 포함한다.
따라서 설명된 구성에 따라, 각각의 노브 및 돌려지는 각각의 로터리 밸브 바디를 돌림으로써, 제 1 스로틀 밸브 및 제 2 스로틀 밸브 중의 어느 하나의 개방 정도가 조절될 때, 유체 압력 챔버로부터 실린더의 각각의 통신 홀 내로 흐르는 유체의 각각의 흐름 속도를 적절하게 조절하는 것이 가능하다.
게다가, 노브 중의 어느 하나가 돌려지고 노브의 돌림을 조절하기 위한 회전 스토퍼에 의해 흐름 속도가 조절된 후에, 노브의 돌림을 조절하고 그에 의해 부주의한 작동을 방지함으로써 조절된 위치를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
본 발명의 세 번째 양상의 유압식 이송속도 제어 장치는 첫 번째 양상과 두 번째 양상에 따른 유압식 이송속도 제어 장치이며 제 1 스토틀 밸브를 통과하는 유체를 여과하도록 구성되는 적어도 하나의 필터 및 제 2 스토틀 밸브를 통과하는 유체를 여과하도록 구성되는 하나의 필터를 더 포함한다.
따라서 설명된 구성에 따라, 유체를 필터링하기 위한 필터를 포함하고 흐름 속도를 정확하게 조절함으로써 유체가 제 1 및 제 2 스로틀 밸브 내에 막히는 것을 억제할 수 있기 때문에, 드릴 유닛의 크리핑 속도 제어를 적절하게 실행하는 것이 가능하다.
본 발명의 유압식 이송속도 제어 장치는 크리핑 속도에서 빠른 속도까지 이송속도를 변경할 수 있으며 그 후에 빠른 속도를 다시 크리핑 속도로 변경할 수 있다.
따라서, 본 발명의 유압식 이송속도 제어 장치는 특히, 드릴링하기 위한 드릴의 공급 제어에 적합하게 적용될 수 있고 드릴 홀 변위 및 버와 같은 결함을 억제하며 가공물을 드릴링하는 동안에 최적 이송속도를 유지하고 가공물을 물고 관통하기 바로 전에 이송속도를 크리핑 속도로 변경시킴으로써 뛰어난 최종 품질을 달성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련하여 유압식 이송속도 제어 장치가 장착된 드릴 유닛을 도시한 정면도이다.
도 2는 실시 예와 관련하여 유압식 이송속도 제어 장치의 구성을 도시한 도 1의 V-V 단면도이다.
도 3a 및 3b는 실시 예와 관련하여 가공물을 물 때 유압식 이송속도 제어 장치의 크리핑 속도 이송의 작동을 도시한 도면이다. 도 3a는 도 2의 부분 확대 도면이고 도 3b는 가공물을 물 때 장치의 정면도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 실시 예와 관련하여 가공물을 드릴링함에 있어서 유압식 이송속도 제어 장치의 드릴링 이송의 작동을 도시한 도면이다. 도 4a는 도 2의 부분 확대 도면이고 도 4b는 가공물을 드릴링함에 있어서 장치의 정면도를 도시한다.
도 5a 및 5b는 실시 예와 관련하여 가공물을 관통하기 바로 전에 유압식 이송속도 제어 장치의 크리핑 속도 이송의 작동을 도시한 도면이다. 도 5a는 도 2의 부분 확대 도면이고 도 5b는 가공물을 관통하기 바로 전의 장치의 정면도를 도시한다.
도 6a, 6b, 및 6c는 도 2의 제 1 스로틀 밸브의 Y-Y 확대 도면이다. 도 6a는 유압 오일이 최대일 때의 상태를 도시하고, 도 6b는 유압 오일의 조절 범위 내의 흐름 속도의 일 실시 예를 도시하며, 도 6c는 유압 오일이 차단된 때의 상태를 도시한다.
도 7a, 7b, 및 7c는 도 2의 제 2 스로틀 밸브의 Y-Y 확대 도면이다. 도 7a는 유압 오일이 최대일 때의 상태를 도시하고, 도 7b는 유압 오일의 조절 범위 내의 흐름 속도의 일 실시 예를 도시하며, 도 7c는 유압 오일이 차단된 때의 상태를 도시한다.
아래에 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예와 관련하여 유압식 이송속도 제어 장치(B)의 실시 예가 더 상세히 설명될 것이다. 설명의 편의를 위하여, 유압식 이송속도 제어 장치(B)의 상태가 도 1에 도시된 자동 드릴 유닛(A)에 부착되는 것으로 가정하면, 전방 및 후방 방향은 유압식 이송속도 제어 장치(B)의 메인 피스톤 로드(5) 면이 후방 면이고 노브(8, 9) 면이 전방 면이 되도록 정의된다.
실시 예의 유압식 이송속도 제어 장치(B)는 도 1에 도시된 것과 같이, 자동 드릴 유닛(A) 상에 적절하게 장착될 수 있는데, 이는 드릴, 탭, 리머, 및 밀과 같은 회전 공구 중의 하나를 회전하고 왕복하도록 만들고, 가공물(W)을 가공하도록 만든다(도 3b 참조).
게다가, 유압식 이송속도 제어 장치(B)는 유압 압력 및 공기 압력과 같은 유체 압력에 의해 구동되는 장치이며, 아래에 유압 압력에 의해 구동되는 실시 예를 참조하여 장치(B)가 설명된다.
드릴 유닛(A)은 회전 공구의 드릴(T)을 잡도록 구성되는 척(chuck, 310), 척(310)이 부착되는 메인 샤프트(320), 메인 샤프트(320) 전방 및 후방으로 이동하도록 구성되는 램(ram, 330), 메인 샤프트(320)를 회전할 수 있게 구동하기 위한 전기 모터(M), 램(330)을 선형으로 왕복시키도록 구성되는 이송 장치(feed device, 300), 모터(M) 및 이송 장치(300)가 수용되는 하우징(340), 하우징(340)에서 왕복 할 수 있게 제공되는 바(bar, 350), 바(350)에 고정되는 판상 부재(plate member, 360), 판상 부재(360)에 고정되는 접촉 부재(370), 및 드릴 유닛(B) 및 유압식 이송속도 제어 장치(B)를 결합하도록 구성되는 커플링 부재(coupling member, 380)를 포함한다.
유압식 이송속도 제어 장치(B)는 유압 오일의 흐름 속도를 제어함으로써 드릴 유닛(A)의 드릴(T), 램(330) 등을 만드는 이송 장치(300)의 이송 속도를 부드럽게 제어할 수 있는 제어 장치이다.
도 2에 도시된 것과 같이, 유압식 이송속도 제어 장치(B)는 실린더 바디(1) 내부에 제공되는 실린더(2), 실린더(2) 내에 왕복할 수 있게 배열되는 메인 피스톤(4), 피스톤(4)에 결합되며 전방 및 후방 방향으로 이동할 수 있게 배열되는 메인 피스톤 로드(5), 피스톤(4)의 전방에 제공되는 유체 압력 챔버(12), 피스톤(4)의 후방에 제공되는 리저버 챔버(14), 전단부에 제공되는 이송속도 조절 메커니즘(C), 메커니즘(C)과 리저버 챔버(14)를 연결하도록 구성되는 흐름 통로(13), 및 챔버(14)의 후방에 배열되는 차동 피스톤(17)을 포함한다.
유압식 이송속도 제어 장치(B)와 관련하여, 접촉 부재(370)에 의해 밀려지는 메인 피스톤 로드(5)는 앞으로 이동하고, 그렇게 함으로써, 장치(B)는 로드(5)와 통합된 메인 피스톤(4)을 앞으로 이동시키고 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일을 이송속도 조절 메커니즘(C)과 흐름 통로(13)를 거쳐 리저버 챔버(14)로 밀어낸다. 즉, 유압식 이송속도 제어 장치(B)는 제 1 스로틀 밸브(10)와 제 2 스로틀 밸브(11)에 의해 흐름 속도가 피스톤(4)에 의해 보내지는, 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일의 흐름 속도를 조절함으로써, 그리고 피스톤(4)의 진행 속도를 제어함으로써 램(330)의 이송속도를 제어하기 위한 장치이다.
기본적으로 실린더형 부재로 구성되는 메인 피스톤 로드(5)는 리드 부재(lid member, 19), 스프링(15) 및 차동 피스톤(17)을 통하여 삽입되며, 벨로프램(BELLOFRAM
Figure 112012054235804-pat00001
, 18) 및 메인 피스톤(4)은 로드(5)의 전단부에 고정된다.
바디(1)는 유압식 이송속도 제어 장치(B)의 외부 케이스이며 기본적으로 드릴 유닛(A)의 외부 주변부에 고정되는 실린더형 바디로 구성된다. 바디(1)의 전면(front side) 상에 제 1 노브(8) 및 제 2 노브(9)가 위치하고, 후면 상에 메인 피스톤 로드(5)가 위치한다. 후면으로부터 전면으로 바디(1)의 내부 주변 면(1a) 내에 순서대로 스토퍼 링(21), 리드 부재(19), 스프링(15), 차동 피스톤(17), 벨로프램(18), 스페이서(spacer, 20), 실린더(2), 흐름 통로(13), 제 2 로터리 밸브 바디(7), 및 스토퍼 링(22)이 배열된다.
리드 부재(19)는 전방 및 후방으로 자유롭게 이동하고 바디(1) 후면 개구부 단부를 닫기 위하여 메인 피스톤 로드(5)를 지탱하도록 구성되는 부재이다. 리드 부재(19)는 실 부재(seal member, 23)를 통하여 바디(1) 내부에 맞춰지며 스토퍼 링(21)에 의해 바디(1)에 고정된다.
스프링(15)은 바디(1) 내의 리드 부재(19) 및 차동 피스톤(17) 사이에 압축 상태로 존재하는 압축 코일 스프링이며 스프링(15)의 스프링력에 의해 차동 피스톤(17) 및 벨로프램(18)을 전방 방향으로 밀어낸다.
차동 피스톤(17)은 기본적으로 실린더형 부재가 그것과 함께 미끄러져 접촉함에 따라, 전방 및 후방 방향으로 이동할 수 있게 거의 바디(1)의 내부 주변 면(1a) 및 메인 피스톤 로드(5)의 외부 주변 면에 부착되는 실린더형 부재이다. 차동 피스톤(17)은 벨로프램(18)이 리저버 챔버(14)의 후방 위치에 삽입되고, 스프링(15)의 스프링력에 저항하여 챔버(14) 내의 유압 오일의 유압 압력에 의해 이동하도록 구성된다.
벨로프램(18)은 리저버 챔버(14) 및 차동 피스톤(17)을 분리하기 위한 실린더형 탄성 부제이며, 챔버(14) 내의 유압 오일이 차동 피스톤(17) 면으로 새는 것을 방지하고 피스톤(17)이 챔버(14) 내의 흐른 유압 오일의 흐름 속도에 따른 유압 압력에 의해 전방 및 후방으로 이동하도록 하는데, 실린더형 탄성 부재는 다이어프램(diaphragm) 같은 얇은 고무 부재이다.
리저버 챔버(14)는 벨로프램(18) 및 차동 피스톤(17)을, 메인 피스톤 로드(5)가 밀려질 때(도 2와 결합하여 도 3a 참조) 흐름 통로(13)로부터 이송속도 조절 메커니즘(C) 중의 하나를 통하여 리저버 챔버(14) 내로 밀려지고 흐르는, 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일에 기인한 유입 오일의 유체 압력에 의해 후방으로 이동시키기 위한 영역이다.
게다가, 리저버 챔버(14)는 접촉 부재(370)가 후방으로 이동되고, 전방 방향에서 메인 프스톤 로드(5)를 향하여 미는 힘이 해제되며, 차동 피스톤(17)이 스프링(17)의 스프링력에 의해 전방으로 이동될 때, 리저버 챔버(14) 내의 유압 오일이 그것들의 밸브 스프링(16b)에 대항하여 체크 밸브(16)의 밸브 바디(16a)를 열고 밸브(16)를 통하여 유체 압력 챔버(12) 내로 흐르도록 구성된다. 리저버 챔버(14)는 메인 피스톤(4)의 외부 주변 면, 스페이서(20)의 내부 주변 면, 및 벨로프램(18)으로 형성된다.
스페이서(20) 내에 메인 피스톤(4)이 그것들의 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 삽입되며, 스페이서(20)는 기본적으로 거의 바디(1)의 내부 주변 면(1a)에 고정되는 실린더형 부재로 구성된다. 스페이서(20)는 또한 피스톤(4)의 스토퍼 기능을 실행한다.
실린더(2)는 유체 압력 챔버(12)의 내부 면 벽을 형성하는 실린더형 부재이며 흐름 통로(13)를 통하여 바디(1)의 내부 주변 면(1a) 내부에 맞춰진다. 실린더(2)의 후면 근처에 메인 피스톤(4)이 자유롭게 왕복하도록 맞춰지고, 실린더(2)의 전면 근처에, 제 1 로터리 밸브 바디(6) 및 제 2 로터리 밸브 바디(7)가 돌릴 수 있게 그 안에 맞춰진다. 실린더(2)의 전면 근처에 제 1 스로틀 밸브(10)의 제 1 흐름 속도 조절 부(10a)와 부합되는 위치에 구멍이 뚫린 제 1 통신 홀(2a), 및 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)와 부합되는 위치에 구멍이 뚫린 제 2 통신 홀(2b)이 제공된다.
메인 피스톤(4)은 메인 피스톤 로드(5)가 접촉 부재(370)로 밀려질 때, 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일을 밀어내고 이송속도 조절 메커니즘(C)을 통하여 흐름 통로(13) 면들로의 오일 흐름을 만들기 위하여, 메인 피스톤 로드(5)와 통합하여 왕복하도록 구성되는 부재이다,
메인 피스톤(4)은 그것들의 축 방향으로 중심부(center portion)에 구멍이 뚫린 리턴 흐름 통로(return flow passage, 4a), 유체 압력 챔버(12) 면들 상에 거의 실린더형으로 형성되는 피스톤 흐름 통로(4b), 및 리저버 챔버(14) 면 상에 거의 원주형으로 형성되는 바-유사 부(bar-like portion, 4c)를 포함한다. 메인 피스톤(4)은 실(25)을 통하여 실린더(2) 내로 자유롭게 왕복하도록 삽입된다.
리턴 흐름 통로(4a)는 리저버 챔버(14), 흐름 통로(13), 및 피스톤 흐름 통로(4b)와 연결된다. 피스톤 흐름 통로(4b) 내에 보조 피스톤(3)을 통하여 체크 밸브(16), 및 스토퍼 링(28)이 제공된다.
체크 밸브(16)는 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일이 보조 피스톤(3), 피스톤 흐름 통로(4b), 및 리턴 흐름 통로(4a)의 내부를 통하여 흐름 통로(13) 면으로 흐르는 것을 방지하기 위한 밸브이다. 체크 밸브(16)는 피스톤 흐름 통로(4b)의 내부 바닥(inner bottom)에서 형성되는 밸브 시트(valve seat), 시트를 닫기 위한 밸브 바디(16a), 및 바디(16a)를 밀기 위한 밸브 스프링(16b)과 함께 구성된다.
밸브 바디(16a)는 강구(steel ball)로 형성된다. 밸브 스프링(16b)은 기본적으로 전단부가 보조 피스톤(3)을 전방으로 밀고 후단부가 밸브 바디(16a)를 후방으로 미는 압축 코일 스프링으로 구성된다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 기본적으로 거의 실린더형 부재로 구성되는 보조 피스톤(3)은 메인 피스톤(4)의 전단부에 배열되고, 통합하여 왕복하며, 보조 실린더 챔버(6a) 내부에 맞춰지는 외부 주변부(31); 피스톤(31)의 전방 부(31a) 및 후방 부(31b) 사이의 외부 주변부(31)보다 더 큰 직경으로 수축하도록 구성되는 오목부(32); 피스톤(3)의 내부 주변부 도처에 형성되는 순환 홀(33); 후방 부(31b)를 홀(33)과 연결하기 위한 후방 부 탈출 홀(34); 및 오목부(32)를 홀과 연결하기 위한 오목부 탈출 홀(35);을 포함한다.
따라서 설명된 구성에 따라, 보조 실린더 챔버(6a) 내부에 맞춰지는 보조 피스톤(3)의 전방 부(31a) 상태에서, 제 2 스로틀 밸브(11)가 닫힌다.
게다가, 밸브(11)는 제 2 스로틀 밸브(11)가 닫힌 상태로부터 보조 피스톤(3)이 메인 피스톤 로드(5)에 의해 밀려지고; 더 이동되며; 유체 압력 챔버(12)로부터 후방 부 탈출 홀(34), 순환 홀(33) 및 오목부 탈출 홀(35)을 통과하며; 외부 주변부(31)보다 더 큰 직경으로 수축하며; 제 2 스로틀 밸브(11)로의 챔버(12)가 연결되는; 상태에서 열린다.
게다가, 보조 피스톤(3)이 메인 피스톤 로드(5)에 의해 밀려지고(도 2 참조) 보조 피스톤(3)의 후방 부(31b)가 닫힐 때까지 이동될 때, 제 2 스로틀 밸브(11)를 닫는 것이 가능하다.
유체 압력 챔버(12)는 유압 오일의 유체 압력 챔버인, 실린더 챔버이며, 실린더(2), 메인 피스톤(4), 보조 피스톤, 제 1 로터리 밸브 바디(6) 등으로 형성된다.
흐름 통로(13)는 바디(1)의 내부 벽 및 실린더(2)의 외부 벽 사이에 형성되며 뒤에서 설명되는 제 1 스로틀 밸브(10) 및 제 2 스로틀 밸브(11)를 통과한 유압 오일이 리저버 챔버(14) 내로 흐르도록 구성된다.
이송속도 조절 메커니즘(C)은 유체 압력 챔버(12)로부터 흐름 통로(13) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 제어함으로써 메인 피스톤(4)의 이동 속도를 제어하도록 구성되는 밸브 장치이며 실린더(2)의 전단부에 복수로 배열된다. 이송속도 조절 메커니즘(C)은 주로 각각 유체 압력 챔버(12)로부터 흐름 통로(13) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하기 위한 제 1(10) 및 제 2 스로틀 밸브(11)로 구성된다.
제 1 스로틀 밸브(10)는 주로 유체 압력 챔버(12)로부터, 적절한 흐름 통로(13)와 연결하는 제 1 통신 홀(2a) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하기 위한 제 1 흐름 속도 조절 부(10a)를 포함하는 제 1 로터리 밸브(6); 밸브 바디(6)를 돌릴 수 있는 제 1 노브(8); 및 보조 피스톤(3);을 포함한다.
제 1 로터리 밸브 바디(6)는 조절 부재로서 유체 압력 챔버(12)로부터 흐름 통로(13) 내로 흐른 유압 오일의 흐름 속도, 및 메인 피스톤(4)의 이동 속도를 조절하는 기능을 실행하기 위한 부재이며, 밸브 바디(6)는 실린더(2)와 제 2 로터리 밸브 바디(7) 내부에 돌릴 수 있게 배열된다.
제 1 로터리 밸브 바디(6)는 보조 피스톤(3) 내에 형성되는 순환 홀(33)과 연결되도록 구성되는 보조 실린더 챔버(6a); 외부로 제 2 로터리 밸브 바디(7)가 돌릴 수 있게 맞춰지는 실린더형 부(cylindrical portion, 6b); 유체 압력 챔버(12)를 열도록 형성되는 제 1 유입 포트(first inflow port, 6c); 포트(6c)에 부착되는 필터(F1); 실린더형 부에 형성되는 제 2 유입 포트(6d); 포트(6c)와 연결되도록 구성되는 제 1 이송속도 조절 홈(6e, 도 6a 내지 6c 참조); 칼라(collar) 같이 형성되는 디스크 부(6f); 보조 실린더 챔버(6a)를 닫도록 구성되는 스토퍼(29); 및 포트(6c)의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는 제 1 노브(8);를 포함한다.
보조 실린더 챔버(6a)는 기본적으로 제 1 로터리 밸브 바디(6) 내부에 형성되는 유압 오일의 충전 챔버(filling chamber)로 구성되며 보조 피스톤(3) 내에 형성되는 순환 홀(33)을 통하여 유체 압력 챔버(12)와 연결된다.
제 1 유입 포트(6c)는 유체 압력 챔버(12)로부터 제 1 흐름 속도 조절 부(10a)로 연결하고 크리핑 속도 이송을 위한 흐름 통로의 기능을 제공하기 위하여(도 3a 참조) 디스크 부(6f, 도 6a 참조)에 형성되는 흐름 통로이다.
필터(F1)는 유입 포트(6c) 내로 흐르는 유압 오일을 여과하는 기능을 가지며, 그것에 의해 유압 오일이 제 1 스로틀 밸브(10)의 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e) 내에 막히는 것을 억제하고 유압 오일의 작은 흐름 속도를 정확하게 조절한다.
제 2 유입 포트(6d)는 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일을 실린더 부(6b) 외부에 존재하는 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)로 보내기 위한 흐름 통로이며, 가공물(W)을 드릴링하는데 있어서 주요한 흐름 통로이다.
구체적으로, 도 4a에 도시된 것과 같이, 보조 피스톤(3)이 직경으로 수축하기 위하여 보조 피스톤(3)의 외부 주변부(31)에 형성되는 포트(6d) 및 오목부(32)가 반대되는 위치에 위치될 때, 제 2 유입 포트(6d)는 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)와 연결되기 때문에, 유체 압력 챔버(12)로부터 후방 부 탈출 홀(34), 순환 홀(33), 및 오목부 탈출 홀(35)을 통과한 유압 오일은 유체 압력 챔버(12)로부터 오목부(32)를 통하여 제 2 스로틀 밸브(11)로 연결되는 상태를 야기한다.
제 1 흐름 속도 조절 홈(6e)은 유체 압력 챔버(12)의 유압 오일이 제 1 유입 포트(6c) 내로 흐르는 상태에서 적절한 흐름 통로(13) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하기 위한 홈이다.
도 2의 제 1 스로틀 밸브(10)를 Z-Z 단면이 확대된 도 6a 내지 6c에 도시된 것과 같이, 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e)은 기본적으로 홈의 깊이가 디스크 부(6f)의 외부 주변 면의 제 1 유입 포트(6c) 부근으로부터 거의 주변부의 반 이상과 동등한 것을 넘어(디스크 부(6f)의 외부 주변부의 약 3/4) 점차로 얕아지도록 형성되는 V 형태의 홈으로 구성되며, 오일 통로는 홈(6e) 및 실린더(2)의 내부 벽에 의해 형성된다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 디스크 부(6f)는 제 1 흐름 속도 조절 부(10a), 제 1 유입 포트(6c), 및 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e)을 형성하는 디스크 같은 영역이며 그것들의 전면 상에 유체 압력 챔버(12) 내부에 맞춰진다.
스토퍼(29)는 보조 실린더 챔버(6a)의 전단부를 단단히 닫힌 상태로 닫기 위하여 실(27)을 통하여 그것들의 상부 단부의 실린더 부(6b) 내부에 맞춰진다.
제 1 노브(8)는 거기에 돌림 작동을 실행하고 제 1 통신 홀(2a)과 관련하여 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e) 및 제 1 유입 포트(6c)의 위치를 조절함으로써 제 1 로터리 밸브 바디(7)를 돌리고, 포트(6c)로부터 흐름 통로(13)로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하기 위한 흐름 속도 제어 노브이다(도 6a 내지 6c 참조).
게다가, 제 1 노브(8)에 돌림을 조절하기 위한 회전 스토퍼의 스토퍼 스크루(81)가 제공된다. 스토퍼 스크루(81)는 제 1 노브(8) 및 제 2 로터리 밸브 바디(7)를 통합하여 고정하고 돌림을 조절하도록 구성된다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 제 2 스로틀 밸브는 실린더(2) 내에 자유롭게 돌릴 수 있게 배열되도록 구성되며 실린더(2) 내에 구멍이 뚫린 제 2 통신 홀(2b) 내로 흐르는 유체 압력 챔버(12)로부터 유압 오일의 흐름 속도를 조절하기 위한 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)를 포함하는 제 2 로터리 밸브 바디(7) 및 밸브 바디(7)를 돌릴 수 있는 제 2 노브(9)를 포함한다.
제 2 로터리 밸브 바디(7)는 제 1 로터리 밸브 바디(6)의 실린더형 부(6b) 외부에 맞춰지고, 실린더(2) 및 바디(1)의 개방부 단부 내에 돌릴 수 있게 삽입되며, 조절 부재로서 유체 압력 챔버(12)로부터 흐름 통로(13) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도 및 메인 피스톤(4)의 이동 속도를 조절하는 기능을 실행한다.
제 2 로터리 밸브 바디(7)는 제 2 유입 포트(6d)에 연결되도록 구성되는 밸브 홀(7a), 실린더(2)의 전단부 내부에 돌릴 수 있게 맞춰지는 실린더형 부(7c), 부(7c)의 주변 면 상에 형성되는 제 2 흐름 속도 조절 홈(7b), 바디(11) 내부에 돌릴 수 있게 맞춰지는 바디 폐쇄 부(body closing portion, 7d), 제 2 노브(9)가 부착되는 노브 부착 부(7e), 및 홈(7b) 내로 흐르는 유압 오일을 여과하기 위한 필터(F2)를 포함한다.
그때, 제 2 노브(9)의 돌림 작동이 실행될 때, 제 2 흐름 속도 조절 홈(7b) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하는 것이 가능하다.
밸브 홀(7a)은 제 1 로터리 밸브 바디(6)의 제 2 유입 포트(6d) 및 적절한 흐름 통로(13) 사이를 흐르는 유압 오일의 흐름 통로의 일부를 형성하기 위한 영역이며, 홀(7a)의 축 중심 면이 포트(6d)와 연결되고 그것들의 외부 주변부 면은 제 2 통신 홀(2)을 통하여 통로(13)와 연결된다.
실린더형 부(7c)는 내부에 부(7c)에 형성되는 밸브 홀(7a) 및 제 2 흐름 속도 조절 홈이 실린더(2)의 내부 주변 면에 의해 닫히고 조절되기 위하여 돌릴 수 있게 맞춰지는 영역이다.
제 2 흐름 속도 조절 홈(7b)은 제 2 유입 포트(6d)로부터 흐름 통로(13) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는, 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e)과 유사한 홈이다. 도 7a 내지 7c에 도시된 것과 같이, 제 2 흐름 속도 조절 홈(7b)은 기본적으로 홈의 깊이가 실린더 부(7c)의 외부 주변 면의 밸브 홀(7a) 부근으로부터 거의 주변부의 반 이상과 동등한 것을 넘어(디스크 부(6f)의 외부 주변부의 약 3/4) 점차로 얕아지도록 형성되는 V 형태의 홈으로 구성되며, 유압 오일의 흐름 통로는 홈(7b) 및 실린더(2)의 내부 벽에 의해 형성된다.
도 2에 도시된 것과 같이, 바디 폐쇄 부(7d)는 바디(1)의 전면 개구부 단부를 닫기 위한 영역이고, 바디(1) 내부에 실(27)을 통하여 돌릴 수 있게 맞춰지며, 스토퍼 링(22)에 의해 바디(1)에 고정된다.
노브 부착 부(7e)는 외부에 제 2 노브(9)가 맞춰지고 나사로 죄어지며 외부에 실린더형 부(6b)가 자유롭게 돌릴 수 있도록 맞춰지는 영역이며, 부(7e)는 실린더형이 되도록 형성된다.
제 2 노브(9)는 노브(9)로의 돌림 작동을 실행함으로써 제 2 로터리 밸브 바디(7)를 돌리도록 구성되며, 도 7a 내지 7b에 도시된 것과 같이, 제 2 통신 홀(2b)과 관련하여 제 2 흐름 속도 조절 홈(7b) 및 밸브 홀(7a)을 조절하고, 실린더 챔버(6a)의 포트(6d)로부터 흐름 통로(13)로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절하기 위한 흐름 속도 제어 노브이다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 제 2 노브(9)에 돌림을 조절하기 위한 회전 스토퍼의 스토퍼 스크루(91)가 존재한다. 스토퍼 스크루(91)는 제 2 노브(9) 및 바디(1)를 통합하여 고정하도록 구성된다.
다음에 주로 도 3a 내지 5b를 참조하여 본 발명의 실시 예와 관련된 유압식 이송속도 제어 장치(B)의 작용이 상세히 설명될 것이다.
《드릴 유닛의 메인 바디 이송 과정》
드릴 유닛(A)의 메인 바디 이송 과정은 가공물(W)의 기계가공된 표면 근처에 드릴(T)을 이송하기 위한 드릴링 프로세싱을 진행하는 과정이다. 메인 바디 이송 과정에서, 도 1에 도시된 것과 같이, 접촉 부재(370)는 메인 피스톤 로드(5)와 비접촉 상태에 있다. 따라서, 드릴 유닛(A)의 이송 장치(300)가 유압식 이송속도 제어장치(B)에 의해 제동되지 않기 때문에, 장치(300)는 드릴(T)을 빠른 속도로 이송할 수 있다.
《가공물을 물 때 크리핑 속도 이송 과정》
도 3b의 거리(D1)에 의해 도시된 것과 같이, 가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정은 드릴(T)이 가공물(W)의 드릴링을 시작하기 바로 전부터 가공물(W)의 드릴링이 진동 등이 발생하지 않고 안정적으로 진행되는 미리 결정된 이송 위치까지 실행되는 과정이다.
예를 들면, 드릴(T)의 그러한 불량정렬(misalignment) 및 진동에 기인하는 결함이 최첨단의 드릴(T)에 의해 가공물(W)을 드릴링하는데 발생하는 경향이 있기 때문에, 미리 결정된 이송 위치는 단점을 제거할 수 있으며, 작동 공구의 종류, 작동 직경, 및 회전 속도, 그리고 가공물(W)의 재료와 형태에 의해 알맞게 설정되는, 미리 결정된 위치이다.
가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정은 접촉 부재(370)가 메인 피스톤 로드(5)를 접촉하는 위치로부터 시작되며, 제 2 유입 포트(6d)가 보조 피스톤(3)에 의해 닫히는 상태 및 피스톤(3)이 전방으로 이동하고, 포트(6d)를 열고, 제 2 스로틀 밸브(11)를 열도록 만드는 상태 동안에 실행된다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정에 있어서, 보조 피스톤의 전방 부(31a)는 보조 실린더 챔버(6a) 내부에 맞춰지고, 제 2 스로틀 밸브(11)는 닫히며, 제 1 스로틀 밸브(10)만이 열리는 상태이다. 따라서, 메인 피스톤(4)의 이동 속도는 느린 크리핑 속도 이송에서 실행된다.
구체적으로, 가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정에 있어서, 메인 피스톤 로드(5)가 전방으로 이동할 때, 메인 피스톤(4) 및 보조 피스톤(3)은 유압 오일을 유체 압력 챔버(12) 내로 밀고, 오일은 챔버(12)에 대한 제 1 유입 포트(6c) 개구부로부터 제 1 흐름 속도 조절 부(10a), 제 1 통신 홀(2a), 및 흐름 통로(13)를 통하여 리저버 챔버(14) 내로 흐른다. 리저버 챔버(14) 내로 흐르는 유압 오일은 벨로프램(18)과 차동 피스톤(17)을 밀고 빠져나오며 유동화 저항에 의한 제동력을 발생시킨다.
〈가공물을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정에서 이송 속도의 조절〉
크리핑 속도 이송 과정에서 이송 속도가 조절되는 것이 바람직할 때, 조절에 앞서 제 1 노브(8)에 대한 돌림 작동을 실행하고 제 1 스로틀 밸브(10)의 제 1 흐름 속도 조절 부(10a)를 통하여 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절함으로써 이송 속도를 조절하는 것이 가능하다.
구체적으로, 도 6a에 도시된 것과 같이 화살 표시(CD)의 시계 방향으로 가장 오른쪽 위치까지 제 1 노브(8)에 대한 돌림 작동이 실행될 때(도 2 참조), 기본적으로 제 1 유입 포트(6c) 및 제 1 통신 홀(2e) 사이에 배열되는 V 형태의 홈으로 구성되는 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e)의 깊이는 그 위치에서 가장 깊게 되며, 포트(6c)로부터 홈(6e)을 통하여 홀(2a) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도는 최대가 된다.
게다가, 도 6b에 도시된 것과 같이 화살 표시(CCD)의 시계 반대 방향으로 중간 위치까지 제 1 노브(8)에 대한 돌림 작동이 실행될 때(도 2 참조), 제 1 흐름 속도 조절 홈(6e)의 깊이는 감소되며, 또한 제 1 유입 포트(6c)로부터 홈(6e)을 통하여 제 1 통신 홀(2a) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도가 감소된다.
게다가, 도 6c에 도시된 것과 같이 화살 표시(CCD)의 시계 반대 방향으로 가장 왼쪽 위치까지 제 1 노브(8)에 대한 돌림 작동이 실행될 때(도 2 참조), 제 1 통신 홀(2a)은 제 1 로터리 밸브 바디(6)에 의해 닫히고 유압 오일의 흐름 속도는 정지된다.
따라서, 도 6a에 도시된 제 1 노브(8)의 위치로부터 도 6c에 도시된 그것의 위치로 회전 각(turn angle)을 조절하고 제 1 통신 홀(2a) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절함으로써 크리핑 속도 이송 과정에서 이송 속도를 조절하는 것이 가능하다.
《드릴링 이송 과정》
드릴링 이송 과정은 도 4b의 거리에 의해 도시된 것과 같이, 가공물(W)을 물 때 크리핑 속도 이송 과정이 완료되는 위치부터, 드릴(T)이 가공물(W)의 반대 면을 관통하기 바로 전의 위치까지이다.
드릴링 이송 과정에 있어서, 가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정 및 나중에 설명되는 가공물(W)을 관통하는 바로 전의 크리핑 속도 이송 과정과 비교하여 안정적인 드릴링 상태가 획득되기 때문에, 크리핑 속도 이송 과정에서의 속도보다 빠른 속도에서 드릴(T)을 이송하는 것이 가능하다. 드릴링 이송 과정에서의 이송 길이 및 이송 속도는 가공물(W)의 재료, 작동 공구(드릴) 등을 고려하여 적절하게 설정된다.
드릴링 이송 과정에 있어서, 도 4a에 도시된 것과 같이, 메인 피스톤 로드(5)에 의해 보조 피스톤(3)이 밀려지고 전방으로 더 이동되며; 제 2 유입 포트(6d)는 직경으로 수축되며 피스톤(3)의 외부 주변부(31)에서 형성되는, 오목부(32)를 향하도록 하기 위하여 반대되며; 유체 압력 챔버(12)로부터 제 2 스로틀 밸브(11)까지 후방 부 탈출 홀(34), 순환 홀(33), 및 오목부 탈출 홀(25)을 통하여, 그리고 외부 주변부(31)보다 더 큰 직경으로 수축되고 외부 주변부(41)에서 형성되는 오목부(32)를 거쳐 유압 오일의 흐름 경로가 연결되며; 따라서 제 2 스로틀 밸브(11)가 열린다.
드릴링 이송 과정에 있어서, 하나의 오일 흐름 경로에 따라, 유체 압력 챔버(12) 외부로 밀려진 유압 오일은 제 1 유입 포트(6c)로부터 제 1 흐름 속도 조절 부(10a), 제 1 통신 홀(2a), 및 적절한 흐름 통로(13)를 통하여 리저버 챔버(14) 내로 흐르며; 다른 오일 흐름 경로에 따라, 제 2 유입 포트(6d)로부터 제 2 흐름 속도 조절 부(11a), 제 2 통신 홀(2b), 및 적절한 흐름 통로(13)를 통하여 리저버 챔버(14) 내로 흐른다.
따라서, 드릴링 이송 과정에 있어서, 유체 압력 챔버(12) 내의 유압 오일은 두 개의 경로를 거쳐 흐름 통로(13)를 통하여 리저버 챔버(14) 내로 흐르기 때문에, 챔버(14) 내로 흐르는 유압 오일의 흐름 속도는 크고 유동화 저항은 작다. 따라서 메인 피스톤(4) 및 메인 피스톤 로드(5)가 전방으로의 이동 속도에서 빠르고 접촉 부재(370)를 제동하기 위한 속도가 작기 때문에, 이송 속도를 빠르게 설정하는 것이 가능하다.
〈드릴링 이송 과정에서의 이송 속도 조절〉
드릴링 이송 과정에서의 이송 속도가 조절되는 것이 바람직할 때, 이송 속도는 조절에 앞서 제 2 노브(9)에 대한 돌림 작동을 실행하고 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)를 통하여 흐르는 유압 오일의 흐름 속도를 조절함으로써 조절된다.
구체적으로, 도 7a에 도시된 것과 같이 화살 표시(CD)의 시계 방향으로 가장 오른쪽 위치까지 제 2 노브(9)에 대한 돌림 작동이 실행될 때(도 2 참조), 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)를 통하여 흐르는 유압 오일의 흐름 속도는 최대가 되고 이송 속도는 드릴링 이송 과정에서 가장 빠른 상태가 된다.
게다가, 도 7b에 도시된 것과 같이 화살 표시(CCD)의 시계 반대 방향으로 중간 위치까지 제 2 노브(9)에 대한 돌림 작동이 실행될 때(도 2 참조), 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 흐름 속도 조절 부(11a)를 통하여 흐르는 유압 오일의 흐름 속도는 감소되며, 그렇게 함으로써, 드릴링 이송 과정에서의 이송 속도를 중간 속도로 조절하는 것이 가능하다.
게다가, 도 7c에 도시된 것과 같이 화살 표시(CCD)의 시계 반대 방향으로 가장 왼쪽 위치까지 제 2 노브(8)에 대한 돌림 작동이 실행될 때(도 2 참조), 제 2 통신 홀(2b)은 제 2 로터리 밸브 바디(7)에 의해 닫히고 유압 오일의 흐름 속도는 정지된다.
따라서, 도 7a에 도시된 제 2 노브(9)의 위치로부터 도 7c에 도시된 그것의 위치로 회전 각을 조절하고 제 2 스로틀 밸브(11)의 제 2 이송 속도 조절 부(11a)를 통하여 흐르는 유압 오일의 이송 속도를 조절함으로써 드릴링 이송 과정에서의 이송 속도를 조절하는 것이 가능하다.
《가공물을 관통하기 바로 전의 크리핑 속도 이송 과정》
가공물(W)을 관통하기 바로 전의 크리핑 속도 이송 과정은 도 5b의 거리(D3)에 의해 도시된 것과 같이, 드릴(T)이 가공물(W)을 관통하기 위치 바로 전의 위치부터, 이송 속도가 크리핑 속도로 바뀌는 위치, 가공물(W)이 관통되는 위치, 및 가공물(W)의 드릴링이 완료되는 위치까지이다.
드릴(T)이 가공물(W)을 관통하는 위치 바로 전의 미리 결정된 위치와 관련하여, 관통 바로 전에, 예를 들면, 가공물(W)의 반대 면 상에 남은 얇은 껍질이 깨지고 가공물(W)의 관통 홀 주변에 버가 발생하는 경향이 있기 때문에, 미리 결정된 위치는 버가 발생하는 것을 방지하기 위하여 가공물(W)의 반대 면 상에 필요로 하는 두께(WT, 도 5b)를 보장하는 것이 가능하며, 작동 공구의 종류, 작동 직경과 회전 부재 및 가공물(W)의 재료와 형태를 고려하여 적절하게 설정되는, 위치이다.
가공물(W)을 관통하기 바로 전의 크리핑 속도 이송 과정은 보조 피스톤(3)이 메인 피스톤 로드(5)에 의해 밀려지고 피스톤(3)의 후방 부가 제 2 스로틀 밸브(11)를 닫는 위치로부터 시작하며, 메인 피스톤(4)의 이동 속도를 밸브가 닫히는 상태에서 작게 설정하는 것이 가능한데 그 이유는 제 1 스로틀 밸브만이 열리기 때문이다. 게다가, 가공물(W)을 관통하기 바로 전의 크리핑 속도 이송 과정에서의 이동 및 이송 속도의 조절은 가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정의 조절과 유사하기 때문에, 그것의 상세한 설명은 생략된다.
따라서 설명된 것과 같이, 드릴 유닛(A) 상에 장착됨으로써, 가공물(W)을 드릴링하기 시작할 때 드릴(T)이 가공물(W)과 접촉하고 물 때 실시 예의 유압식 이송속도 제어장치(B)는 메인 피스톤의 이동 속도를 느리게(가공물(W)을 물 때의 크리핑 속도 이송 과정) 설정할 수 있으며; 가공물(W)을 드릴링 할 때 메인 피스톤(4)의 이동 속도를 빠르게 변경하며; 드릴(T)이 가공물(W)을 관통하기 바로 전에 이동 속도를 다시 느리게(가공물(W)을 관통하기 바로 전의 크리핑 속도) 변경하며; 이송속도 조절 메커니즘(C)에 의해, 크리핑 속도 이송 및 드릴링 이송에서의 이송 속도를 적절하게 조절하며, 드릴링 상태와 부합하는 이송 속도를 세심하게 설정한다.
따라서, 실시 예의 유압식 이송속도 제어 장치(B)는 작업 공구의 고장 및 진동의 발생과 같은 단점을 효율적으로 억제하고 가공물의 뛰어난 완성 품질을 달성할 수 있다.
따라서, 비록 본 발명이 설명되었으나, 본 발명은 거기에 한정하지 않으며 본 발명이 정신 및 범위 내에서 다양하게 변형되고 변경될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시 예와 같이, 비록 도 1에 도시된 것과 같이 드릴 유닛(A)의 램(330)을 이송하는 경우의 예가 예시되었으나, 실시 예는 거기에 한정하지 않는데, 왕복하는 바디를 갖는 기계가 본 발명에 적용될 수 있고 다른 장치들이 또한 본 발명을 위하여 이용가능하다.
게다가, 본 발명의 실시 예에서, 비록 크리핑 속도에서 빠른 속도로, 그리고 다시 크리핑 속도로의 세 단계 이송 속도에서 유압식 이송속도 제어 장치(B)를 사용하나, 두 개 혹은 그 이상의 장소에 오목부(32, 도 3a 참조)를 제공함으로써 네 가지 혹은 그 이상의 이송 속도에서 장치를 사용하는 것이 또한 가능하다.
게다가, 비록 제 1 스로틀 밸브(10) 및 제 2 스로틀 밸브(11)가 각각 예로서 제공하는 경우를 참조하여 설명되었으나, 본 발명은 여기에 한정하지 않는다. 예를 들면, 만일 제 2 유입 포트(6d)가 축 방향으로 배열되는 위치에서 복수의 위치에 배열되고 보조 피스톤(3)에 의해 닫힌 유입 포트의 위치들이 서로 다르면, 스로틀 밸브를 더 제공하고 그것들의 수를 늘리는 것이 가능할 수 있다. 만일 이렇게 된다면, 이송 속도를 정밀하게 조절하고, 복수의 단계에서, 드릴링이 형성되는 가공물(W)의 재료와 부합되는 이송 속도를 설정하는 것이 가능하게 된다.
A : 드릴 유닛
B : 유압식 이송속도 제어 장치
C : 이송속도 조절 메커니즘
T : 드릴
W : 가공물
1 : 실린더 바디
2 : 실린더
3 : 보조 피스톤
4 : 메인 피스톤
5 : 메인 피스톤 로드
6 : 제 1 로터리 밸브 바디
7 : 제 2 로터리 밸브 바디
8 : 제 1 노브
9 : 제 2 노브
10 : 제 1 스로틀 밸브
11 : 제 2 스로틀 밸브
12 : 유체 압력 챔버
13 : 흐름 통로
14 : 리저버 챔버
15 : 스프링
16 : 체크 밸브
17 : 차동 피스톤
18 : 벨로프램
19 : 리드 부재
20 : 스페이서
22 : 스토퍼 링
23 : 실 부재
29 : 스토퍼
31 : 피스톤
32 : 오목부
33 : 순환 홀
34 : 오목부 탈출 홀
81, 91 : 스토퍼 스크루
300 : 이송 장치
310 : 척
320 : 메인 샤프트
330 : 램
340 : 하우징
350 : 바
360 : 판상 부재
370 : 접촉 부재
380 : 커플링 부재

Claims (4)

  1. 실린더형 바디;
    상기 바디 내부에 제공되는 실린더;
    상기 실린더 내에 왕복할 수 있게 배열되는 메인 피스톤;
    상기 메인 피스톤에 결합되며 전방 및 후방 방향으로 이동할 수 있게 배열되는 메인 피스톤 로드;
    상기 메인 피스톤의 앞에 배열되고 유체가 비축되는 유체 압력 챔버;
    상기 메인 피스톤의 뒤에 배열되고 상기 유체가 비축되는 리저버 챔버;
    상기 리저버 챔버와 연결되고 상기 바디 및 상기 실린더 사이에 제공되도록 구성되는 흐름 통로들;
    상기 유체 압력 챔버로부터 상기 흐름 통로들 내로 흐르는 상기 유체의 흐름 속도를 제어하고 상기 메인 피스톤의 이동 속도를 제어하기 위하여, 상기 실린더의 전단부들에 제공되도록 구성되는 이송속도 조절 메커니즘들; 및
    상기 리저버 챔버의 뒤에 배열되고 상기 바디 및 상기 메인 피스톤 로드의 내부 주변 면을 미끄러져 접촉함에 따라 전방 및 후방 방향으로 이동할 수 있게 제공되도록 구성되는 차동 피스톤;을 포함하는 유압식 이송속도 제어 장치에 있어서,
    상기 이송속도 조절 메커니즘들은 상기 실린더의 전단부들에 제공되고 각각 상기 유체 압력 챔버로부터 상기 흐름 통로 내로 흐르는 상기 유체의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는 제 1 스로틀 밸브 및 제 2 스로틀 밸브를 포함하며,
    상기 메인 피스톤은 통합하여 이동하고, 상기 제 2 스로틀 밸브를 열고 닫는 보조 피스톤을 포함하며,
    상기 보조 피스톤은: 상기 제 2 스로틀 밸브 내에 맞춰지고 닫히도록 구성되는 외부 주변부; 상기 외부 주변부의 전방 부 및 후방 부 사이에 형성되는 오목부; 상기 보조 피스톤의 내부 주변부에 형성되는 순환 홀; 상기 외부 주변부의 상기 후방 부를 상기 순환 홀과 연결하도록 구성되는 후방 부 탈출 홀들; 및 상기 오목부를 상기 순환 홀과 연결하도록 구성되는 오목부 탈출 홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 이송속도 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스로틀 밸브 및 상기 제 2 스로틀 밸브 중 적어도 하나는:
    상기 실린더 내에 자유롭게 돌릴 수 있게 배열되도록 구성되며, 돌려지도록 구성되고 상기 유체 압력 챔버로부터, 상기 실린더 내에 구멍이 뚫리고 상기 흐름 통로와 연결되는 통신 홀 내로 흐르는 상기 유체의 흐름 속도를 조절하도록 구성되는 흐름 속도 조절 부를 포함하는 로터리 밸브 바디;
    상기 로터리 밸브 바디를 회전하도록 구성되는 노브; 및
    상기 노브를 돌리는 것을 조절하도록 구성되는 회전 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 이송속도 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 스로틀 밸브를 통과하는 유체를 여과하도록 구성되는 적어도 하나의 필터 및 상기 제 2 스로틀 밸브를 통과하는 유체를 여과하도록 구성되는 하나의 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 이송속도 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 스로틀 밸브를 통과하는 유체를 여과하도록 구성되는 적어도 하나의 필터 및 상기 제 2 스로틀 밸브를 통과하는 유체를 여과하도록 구성되는 하나의 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 이송속도 제어 장치.
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