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KR102571846B1 - 보지밸브 부착 공기압 실린더 장치 - Google Patents

보지밸브 부착 공기압 실린더 장치 Download PDF

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KR102571846B1
KR102571846B1 KR1020217015055A KR20217015055A KR102571846B1 KR 102571846 B1 KR102571846 B1 KR 102571846B1 KR 1020217015055 A KR1020217015055 A KR 1020217015055A KR 20217015055 A KR20217015055 A KR 20217015055A KR 102571846 B1 KR102571846 B1 KR 102571846B1
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KR
South Korea
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valve
supply
operating
hole
chamber
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케이타로 요네자와
Original Assignee
가부시키가이샤 코스멕
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Abstract

하우징(5) 내에 출력부재(7)가 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 출력부재(7)의 우측에 제1 작동실로서 로크실(20)이 형성된다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제1 급배로(24)가, 상기 로크실(20)에 압축 에어를 공급 및 배출시킨다. 상기 제1 급배로(24)의 도중부에 설치되는 제1 보지밸브(30)가, 해당 제1 급배로(24)를 차단 및 개방시킨다.

Description

보지밸브 부착 공기압 실린더 장치
이 발명은, 보지밸브(保持弁, holding valve, 보유지지밸브)를 구비하는 공기압 실린더 장치에 관한 것이다.
이 종류의 보지밸브를 구비하는 유체압 실린더 장치에는, 종래에서는, 특허문헌 1(일본국·실용신안등록 제2524688호 공보)에 기재된 유압 실린더 장치가 있다. 그 종래 기술은, 다음과 같이 구성되어 있다.
하우징 내에 실린더구멍이 형성되며, 그 실린더구멍에 피스톤이 이동 가능하게 삽입된다. 그 피스톤의 우측에 로크실이 형성되며, 그 로크실에 압유(壓油)를 공급 및 배출시키는 급배로(給排路)가 하우징 내에 설치된다. 그 급배로의 도중부(途中部)에 보지밸브가 장착되며, 그 보지밸브에 의해 급배로가 차단 및 개방된다. 상기 유압 실린더 장치의 로크 상태에서, 어떤 원인에 의해, 로크실로의 압유 공급이 정지되었을 때에, 로크실 내의 압유의 압력에 의해 보지밸브가 밸브폐쇄(閉弁)된다.
특허문헌 1: 일본 실용신안등록 제2524688호 공보
상기 종래 기술은 다음의 문제가 있다.
상기 유압 실린더에서, 작동실(로크실)로의 압유의 공급이 정지된 상태에서, 해당 유압 실린더 장치를 장시간 방치하면, 공기의 압축률에 비해 오일의 압축률이 작으므로 작동실 내의 압유가 외부로 미량이라도 누출되면 압력이 저하하여, 클램프력(clamping force)이 저하한다.
본 발명의 목적은, 유체압 실린더 장치의 작동실로의 유체 공급이 정지된 상태에서, 작동 상태를 장시간 유지할 수 있는 유체압 실린더 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제1 발명은, 예를 들면, 도 1a 내지 도 2c, 도 3 및 도 4, 도 5 및 도 6, 도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이, 공기압 실린더 장치를 다음과 같이 구성했다.
하우징(5) 내에 출력부재(7)가 축방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 기단측(基端側)에 제1 작동실(20)이 형성된다. 상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 선단측(先端側)에 제2 작동실(21)이 형성된다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제1 급배로(24)가, 상기 제1 작동실(20)에 압축 에어를 공급 및 배출시킨다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제2 급배로(26)가, 상기 제2 작동실(21)에 압축 에어를 공급 및 배출시킨다. 상기 제1 급배로(24)의 도중부에 설치되는 제1 보지밸브(30)가, 해당 제1 급배로(24)를 차단 및 개방시킨다. 상기 제1 보지밸브(30)는, 다음과 같이 구성된다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제1 장착구멍(31)에, 상기 제1 보지밸브(30)의 제1 케이싱(32)이 장착된다. 상기 제1 케이싱(32) 내에 제1 밸브구멍(33)이 형성된다. 상기 제1 밸브구멍(33)의 내주벽(內周壁)에 제1 밸브시트(弁座)(34)가 형성된다. 상기 제1 밸브구멍(33)에 이동 가능하게 삽입되는 제1 밸브부재(35)가, 상기 제1 밸브시트(34)를 향해 제1 밸브폐쇄(閉弁) 스프링(38)에 의해 부세(付勢)된다. 상기 제1 밸브시트(34)를 사이에 두고 상기 제1 밸브부재(35)와 반대측의 상기 제1 밸브구멍(33)에, 제1 조작부재(39)가 보밀상(保密狀, 밀폐 유지된 형상)으로 이동 가능하게 삽입된다. 그 제1 조작부재(39)가 상기 제1 밸브부재(35)에 당접(當接, 맞닿음) 가능하게 소정의 간극을 두고 대면(對面)된다. 상기 제1 밸브부재(35)에 대면하는 상기 제1 조작부재(39)의 단면(端面)과는 반대의 단면측에 제1 수압실(受壓室)(41)이 형성된다. 상기 제2 작동실(21)과 상기 제1 수압실(41)을 제1 연통로(連通路)(44)가 연통시킨다.
제1 발명은, 다음의 작용효과를 나타낸다.
본 발명의 공기압 실린더 장치에서는, 오일보다 큰 압축률을 가지는 공기(압축 에어)를 구동(驅動) 유체로 이용하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 공기압 실린더 장치에서는, 제1 보지밸브에 의해 제1 작동실에 봉지(封止, sealing)된 압축 에어가, 해당 제1 작동실로부터 외부로 조금씩 누출해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적거나, 또는, 압축 에어가 온도 저하해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적으므로, 종래의 유압 실린더 장치에 비해 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 상기 공기압 실린더 장치의 제1 작동실에 압축 에어가 공급되어 있는 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 제1 작동실로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 제1 작동실 내의 압축 에어의 압력과 제1 밸브폐쇄 스프링의 부세력(付勢力)에 의해 제1 보지밸브가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 제1 작동실 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 제1 작동실의 압축 에어의 압력이 출력부재를 압압(押壓)하여, 압축 에어의 공급이 정지했을 때의 공기압 실린더의 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
제1 발명은, 하기 (1) 및 (2)의 구성을 더하는 것이 바람직하다.
(1) 상기 제1 작동실(20) 내로서 상기 출력부재(7)와 상기 하우징(5)의 기단벽(基端壁)(5a) 사이에 보지 스프링(22)이 장착된다.
이 경우, 공기압 실린더 장치의 제1 작동실에 압축 에어가 공급되어 있는 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 제1 작동실로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 제1 작동실 내의 압축 에어의 압력과 제1 밸브폐쇄 스프링의 부세력에 의해 제1 보지밸브가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 제1 작동실 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 제1 작동실의 압축 에어의 압력 및 보지 스프링의 부세력이 출력부재를 압압하여, 압축 에어의 공급이 정지했을 때의 공기압 실린더의 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
(2) 예를 들면, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 제2 급배로(26)의 도중부에 설치되는 제2 보지밸브(50)가, 해당 제2 급배로(26)를 차단 및 개방시킨다. 그 제2 보지밸브(50)는, 하기와 같이 구성된다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제2 장착구멍(51)에 상기 제2 보지밸브(50)의 제2 케이싱(52)이 장착된다. 상기 제2 케이싱(52) 내에 제2 밸브구멍(53)이 형성된다. 상기 제2 밸브구멍(53)의 내주벽에 제2 밸브시트(54)가 형성된다. 상기 제2 밸브구멍(53)에 이동 가능하게 삽입되는 제2 밸브부재(55)가, 상기 제2 밸브폐쇄 스프링(58)에 의해 상기 제2 밸브시트(54)를 향해 부세된다. 상기 제2 밸브시트(54)를 사이에 두고 상기 제2 밸브부재(55)와 반대측의 상기 제2 밸브구멍(53)에 보밀상으로 이동 가능하게 삽입되는 제2 조작부재(59)가, 상기 제2 밸브부재(55)에 당접 가능하게 소정의 간극을 두고 대면된다. 상기 제2 밸브부재(55)에 대면하는 상기 제2 조작부재(59)의 단면과는 반대의 단면측에 제2 수압실(61)이 형성된다. 상기 제1 작동실(20)과 상기 제2 수압실(61)을 제2 연통로(64)가 연통시킨다.
이 경우, 본 발명의 공기압 실린더 장치에서는, 오일보다 큰 압축률을 가지는 공기(압축 에어)를 구동 유체로 이용하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 공기압 실린더 장치에서는, 제2 보지밸브에 의해 봉지된 압축 에어가, 제2 작동실로부터 외부로 조금씩 누출해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적거나, 또는, 압축 에어가 온도 저하해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적으므로, 종래의 유압 실린더 장치를 구비하는 클램프 장치에 비해 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 공기압 실린더 장치의 제2 작동실에 압축 에어가 공급되어 있는 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 제2 작동실로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 제2 작동실 내의 압축 에어의 압력과 제2 밸브폐쇄 스프링의 부세력에 의해 제2 보지밸브가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 제2 작동실 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 제2 작동실의 압축 에어의 압력이 보지 스프링의 부세력에 대항해서 출력부재를 압압하여, 압축 에어의 공급이 정지했을 때의 공기압 실린더의 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제2 발명은, 공기압 실린더 장치를 다음과 같이 구성했다.
하우징(5) 내에 출력부재(7)가 축방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 기단측에 제1 작동실(20)이 형성된다. 상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 선단측에 제2 작동실(21)이 형성된다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제1 급배로(24)가, 상기 제1 작동실(20)에 압축 에어를 공급 및 배출시킨다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제2 급배로(26)가, 상기 제2 작동실(21)에 압축 에어를 공급 및 배출시킨다. 상기 제2 급배로(26)의 도중부에 설치되는 제2 보지밸브(50)가, 해당 제2 급배로(26)를 차단 및 개방시킨다. 상기 제2 보지밸브(50)는, 다음과 같이 구성된다. 상기 하우징(5)에 형성되는 제2 장착구멍(51)에, 상기 제2 보지밸브(50)의 제2 케이싱(52)이 장착된다. 상기 제2 케이싱(52) 내에 제2 밸브구멍(53)이 형성된다. 상기 제2 밸브구멍(53)의 내주벽에 제2 밸브시트(54)가 형성된다. 상기 제2 밸브구멍(53)에 이동 가능하게 삽입되는 제2 밸브부재(55)가, 상기 제2 밸브시트(54)를 향해 제2 밸브폐쇄 스프링(58)에 의해 부세된다. 상기 제2 밸브시트(54)를 사이에 두고 상기 제2 밸브부재(55)와 반대측의 상기 제2 밸브구멍(53)에, 제2 조작부재(59)가 보밀상으로 이동 가능하게 삽입된다. 그 제2 조작부재(59)가 상기 제2 밸브부재(55)에 당접 가능하게 소정의 간극을 두고 대면된다. 상기 제2 밸브부재(55)에 대면하는 상기 제2 조작부재(59)의 단면과는 반대의 단면측에 제2 수압실(61)이 형성된다. 상기 제1 작동실(20)과 상기 제2 수압실(61)을 제2 연통로(64)가 연통시킨다.
이 경우, 본 발명의 공기압 실린더 장치에서는, 오일보다 큰 압축률을 가지는 공기(압축 에어)를 구동 유체로 이용하고 있다. 이 때문에, 제2 보지밸브에 의해 봉지된 압축 에어가, 제2 작동실로부터 외부로 조금씩 누출해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적거나, 또는, 압축 에어가 온도 저하해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적으므로, 종래의 유압 실린더 장치를 구비하는 클램프 장치에 비해 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 상기 공기압 실린더 장치의 제2 작동실에 압축 에어가 공급되어 있는 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 제2 작동실로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 제2 작동실 내의 압축 에어의 압력과 제2 밸브폐쇄 스프링의 부세력에 의해 제2 보지밸브가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 제2 작동실 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 제2 작동실의 압축 에어의 압력이 출력부재를 압압하여, 압축 에어의 공급이 정지했을 때의 공기압 실린더의 작동 상태를 장시간 유지할 수 있다.
[도 1a] 도 1a는, 본 발명의 제1 실시형태를 나타내며, 클램프 장치의 릴리스(release) 상태에서의 단면시(斷面視)의 모식도(模式圖)이다.
[도 1b] 도 1b는, 상기 클램프 장치의 로크(lock) 상태에서의 단면시의 모식도이다.
[도 2a] 도 2a는, 도 1a 중의 A 부분의 확대도이며, 상기 클램프 장치에 구비되는 제1 보지밸브를 나타내는 도면이다.
[도 2b] 도 2b는, 도 1b 중의 B 부분의 확대도이며, 상기 클램프 장치에 구비되는 제1 보지밸브를 나타내는 도면이다.
[도 2c] 도 2c는, 도 2a에 유사한 도면이며, 상기 클램프 장치에 구비하는 제1 보지밸브가 밸브폐쇄된 상태를 나타내는 도면이다.
[도 3] 도 3은, 본 발명의 제2 실시형태를 나타내며, 도 1a에 유사한 도면이다.
[도 4] 도 4는, 도 3 중의 C 부분의 확대도이며, 상기 클램프 장치에 구비되는 제2 보지밸브를 나타내는 도면이다.
[도 5] 도 5는, 본 발명의 제3 실시형태를 나타내며, 도 1a에 유사한 도면이다.
[도 6] 도 6은, 도 5 중의 D 부분의 확대도이며, 상기 클램프 장치에 구비되는 제1 보지밸브를 나타내는 도면이다.
[도 7a] 도 7a는, 본 발명의 제4 실시형태를 나타내며, 선회식(旋回式) 클램프 장치의 단면시의 모식도이다.
[도 7b] 도 7b는, 도 7a 중에서의 E-E선 단면도이다.
이하, 본 발명의 제1 실시형태를 도 1a 내지 도 2c에 따라 설명한다. 이 실시형태에서는, 본 발명의 공기압 실린더 장치를 클램프 장치에 적용했을 경우를 예시하고 있다.
고정대(1)의 상부에 T홈(2)이 좌우방향으로 형성되며, 그 T홈(2)을 따라 가동(可動)부재(3)가 좌우방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 가동부재(3)가 가지는 T다리(脚)(4)가, T홈(2)에 삽입된다. 그 가동부재(3)에 하우징(5)이 횡방향 자세로 고정된다. 그 하우징(5)의 내부에 실린더구멍(6)이 형성되고, 그 실린더구멍(6) 내에 출력부재(7)가 좌우방향(축방향)으로 이동 가능하게 되도록 삽입된다. 그 출력부재(7)는, 우측에서부터 순서대로 형성되는 피스톤(8)과 출력로드(9)를 가진다. 그 출력로드(9)의 선단부(9a)에 장착되는 쐐기부재(10)가, 가동부재(3)의 상부에 형성되는 안내면(11)을 따라 좌우방향으로 안내된다. 가동부재(3)의 상부로부터 핀(14)이 수평방향으로 돌출된다. 클램프 암(clamp arm)(15)이 핀(14)을 중심으로 요동(搖動) 가능하게 되어 있다. 클램프 암(15)의 우측 하부에 반구(半球) 모양의 오목부(凹部)(16)가 형성된다. 그 오목부(16)에 반구 모양 전달부재(17)의 구 모양(球狀) 부분이 삽입되며, 전달부재(17)의 평면이 쐐기부재(10)의 쐐기면(10a)에 계합(係合, 결합)되어 있다. 또한, 본 실시형태의 전달부재(17)가 반구 모양으로 형성되는 것 대신에, 원기둥(圓柱) 모양 등의 다른 형상의 부재여도 된다.
상기 출력부재(7)의 피스톤(8)이 실린더구멍(6) 내에 보밀상으로 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입되어 있다. 그 실린더구멍(6)의 내부로서 피스톤(8)의 우측에 로크실(제1 작동실)(20)이 형성된다. 또한, 피스톤(8)의 좌측에 릴리스실(제2 작동실)(21)이 형성된다. 로크실(20) 내로서 피스톤(8)과 하우징(5)의 우벽(右壁)(기단벽)(5a) 사이에 보지 스프링(22)이 장착되며, 그 보지 스프링(22)이 하우징(5)에 대해 피스톤(8)을 왼쪽으로 부세하고 있다.
상기 하우징(5)의 우측 하부에 제1 급배(給排)포트(23)가 형성된다. 그 제1 급배포트(23)와 로크실(20) 사이를 연통시키는 제1 급배로(24)가, 하우징(5)의 우벽(기단벽)(5a) 내에 형성된다. 그 제1 급배로(24)에 의해 압축 에어가 로크실(20)에 공급 및 배출된다. 또한, 하우징(5)의 좌측 상부에 제2 급배포트(25)가 형성된다. 그 제2 급배포트(25)와 릴리스실(21) 사이를 연통시키는 제2 급배로(26)가, 하우징(5)의 좌벽(左壁)(선단벽)(5b) 내에 형성된다. 그 제2 급배로(26)에 의해 압축 에어가 릴리스실(21)에 공급 및 배출된다. 제1 급배로(24)의 도중부에 제1 보지밸브(30)가 설치되며, 그 제1 보지밸브(30)에 의해 해당 제1 급배로(24)가 차단 및 개방된다.
상기 제1 보지밸브(30)는, 도 2a 내지 도 2c(및 도 1a, 도 1b)에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 구성된다.
상기 하우징(5)의 우벽(5a)에 제1 장착구멍(31)이 좌우방향으로 형성된다. 그 제1 장착구멍(31)의 암나사부에 제1 보지밸브(30)의 제1 케이싱(32)이 나합(螺合, 나사식 결합)된다. 제1 케이싱(32)은, 통 모양(筒狀)의 케이싱 본체(32a)와 그 케이싱 본체(32a)의 좌단부(左端部)에 고정되는 통 모양의 선단부재(32b)를 가진다. 제1 장착구멍(31)에 제1 보지밸브(30)가 나합되기 전에, 통 모양의 케이싱 본체(32a)의 통공(筒孔)에 선단부재(32b)가 압입(壓入)되며, 선단부재(32b)의 외주벽(外周壁)에 형성된 오목부에 케이싱 본체(32a)의 좌단부가 끼워 넣어져 있다. 이에 의해 선단부재(32b)가 케이싱 본체(32a)에 고정된다. 그 제1 케이싱(32)의 내부에 제1 밸브구멍(33)이 좌우방향으로 형성된다. 그 제1 밸브구멍(33)은, 좌측으로부터 순서대로 형성되는 중경공(中徑孔, 중간 지름 구멍)(33a)과 소경공(小徑孔, 작은 지름 구멍))(33b)과 대경공(大徑孔, 큰 지름 구멍)(33c)을 가진다. 중경공(33a)과 소경공(33b) 사이에 형성되는 단차부(段差部)에 제1 밸브시트(34)가 형성된다. 그 제1 밸브시트(34)는, 오른쪽으로 향함에 따라 끝이 가늘어지도록 테이퍼 모양으로 형성되어 있다. 중경공(33a) 내에 제1 밸브부재(35)가 좌우방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 제1 밸브부재(35)의 외주벽에 홈이 둘레방향으로 형성되고, 그 홈에 봉지부재로서의 O링이 장착된다. 그 O링의 외주부(外周部)에 의해 제1 밸브면(36)이 구성되고, 그 제1 밸브면(36)이 제1 밸브시트(34)에 당접 가능하게 되어 있다. 제1 밸브부재(35)에 형성된 오목부(37)의 저면(底面)과 제1 밸브구멍(33)의 저면 사이에 제1 밸브폐쇄 스프링(38)이 장착되며, 그 제1 밸브폐쇄 스프링(38)이 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)를 향해 부세하고 있다. 그 제1 밸브부재(35)의 외주벽에 연통홈(35a)이 좌우방향으로 형성됨과 아울러, 그 연통홈(35a)과 오목부(37)를 연통시키도록 관통구멍(35b)이 제1 밸브부재(35)에 형성된다. 그 제1 밸브부재(35)의 우단면(右端面)에 개구(開口)되는 압발구멍(壓拔孔, pressure releasing hole)(35c)이, 전술한 제1 밸브부재(35)에 둘레방향으로 형성되는 홈의 둘레벽에 개구된다. 그 압발구멍(35c)의 홈측 개구부는, 봉지부재로서의 O링으로 봉지되어 있다.
상기 대경공(제1 밸브시트(34)를 사이에 두고 제1 밸브부재(35)와 반대측의 제1 밸브구멍(33))(33c) 내에 제1 조작부재(39)가 좌우방향으로 이동 가능하게 보밀상으로 삽입된다. 그 제1 조작부재(39)의 본체(39a)로부터 돌기부(39b)가 제1 밸브부재(35)를 향해 돌설(突設, 돌출설치)된다. 그 돌기부(39b)의 좌단면(左端面)이 제1 밸브부재(35)의 우단면에 당접 가능하게 되도록 소정의 간극을 두고 대면된다. 상기 대경공(33c) 내로서 제1 조작부재(39)의 좌측에 제1 밸브실(40)이 형성되고, 제1 밸브부재(39)의 우측(제1 밸브부재(35)에 대면하는 제1 조작부재(39)의 단면과는 반대의 단면측)에 제1 수압실(41)이 형성된다. 그 제1 수압실(41) 및 릴리스실(21)이, 제1 연통로(44)와, 제1 케이싱(32)의 둘레벽에 형성되는 관통구멍(46)에 의해 연통된다.
제1 케이싱(32)의 둘레벽에 관통구멍(45)이 형성된다. 그 관통구멍(45)에 의해, 제1 조작부재(39)의 좌측의 제1 밸브실(40)과 제1 급배로(24)의 압축 에어원측 유로(流路)(24a)가 연통된다. 또한, 제1 급배로(24)의 로크실측 유로(24b)가, 제1 밸브구멍(33)의 중경공(33a)에 연통되어 있다. 또한, 본 실시형태에서, 관통구멍(45), 제1 밸브구멍(33), 연통홈(35a), 관통구멍(35b), 압발구멍(35c), 오목부(37) 등은, 제1 급배로(24)의 일부를 구성하고 있다.
상기 클램프 장치는, 도 1a 내지 도 2c에 나타내는 바와 같이, 다음과 같이 작동한다.
도 1a의 초기 상태(릴리스 상태)에서는, 압축 에어원으로부터의 압축 에어가, 제2 급배포트(25)와 제2 급배로(26)를 통해 릴리스실(21)에 공급되고 있다. 이때, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 제2 급배로(26)의 압축 에어가 제1 연통로(44)를 통해 제1 보지밸브(30)의 제1 수압실(41)에도 공급된다. 그러면, 제1 수압실(41)의 압축 에어가 제1 조작부재(39)를 왼쪽으로 이동시키고, 그 제1 조작부재(39)가 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)로부터 왼쪽으로 이간(離間)시킨다. 이 때문에, 제1 보지밸브(30)가 밸브개방(開弁)된다. 따라서, 로크실(20)로부터 압축 에어가 제1 급배로(24)를 통해 배출된다. 이에 의해, 릴리스실(21)의 압축 에어가 보지 스프링(22)의 왼쪽으로의 부세력에 대항하여 출력부재(7)를 우측 한계 위치로 이동시키고 있다.
상기 클램프 장치를 도 1a(및 도 2a)의 릴리스 상태로부터 도 1b(및 도 2b)의 로크 상태로 로크 구동시킬 때에, 릴리스실(21)의 압축 에어가 제2 급배로(26)를 통해 제2 급배포트(25)로부터 외부로 배출됨과 아울러, 압축 에어원으로부터의 압축 에어가 제1 급배포트(23)와 제1 급배로(24)를 통해 제1 보지밸브(30)의 제1 밸브실(40)에 공급된다. 그러면, 그 제1 밸브실(40) 내의 압축 에어가 제1 밸브부재(35)를 왼쪽으로 이동시켜 제1 보지밸브(30)를 밸브개방시킨다. 이에 의해, 압축 에어원의 압축 에어가 제1 급배로(24)를 통해 로크실(20)에 공급된다. 그러면, 로크실(20)의 압축 에어 및 보지 스프링(22)이 피스톤(8)을 왼쪽으로 이동시켜 가서, 그 피스톤(8)이 출력로드(9)를 통해 쐐기부재(10)를 왼쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 쐐기부재(10)가 전달부재(17)를 통해 클램프 암(15)을 핀(14) 중심으로 반시계회전 방향으로 회동시켜 간다. 그 클램프 암(15)이 워크(W)를 위쪽에서 압압한다. 이에 의해, 클램프 장치가 릴리스 상태로부터 로크 상태로 전환된다.
상기 클램프 장치를 도 1b(및 도 2b)의 로크 상태로부터 도 1a(및 도 2a)의 릴리스 상태로 릴리스 구동시킬 때에, 압축 에어원으로부터의 압축 에어는, 제2 급배로(26)를 통해 릴리스실(21)에 공급됨과 아울러, 제1 연통로(44)를 통해 제1 보지밸브(30)의 제1 수압실(41)에 공급된다. 그러면, 그 제1 수압실(41) 내의 압축 에어가 제1 조작부재(39)를 왼쪽으로 이동시키고, 그 제1 조작부재(39)가 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)로부터 이간하도록 왼쪽으로 이동시킨다. 이에 의해, 제1 보지밸브(30)가 밸브개방되고, 로크실(20) 내의 압축 에어가 제1 급배로(24)를 통해 외부로 배출된다. 여기서, 제1 조작부재(39)가 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)로부터 이간하도록 왼쪽으로 이동시켜도, 로크실(20)의 압력에 의해 O링이 반경방향의 바깥쪽으로 팽창하여, 제1 밸브부재(35)의 외주면과 제1 밸브구멍(33)의 중경공(33b) 사이에 형성된 간극을 O링이 막아 로크실(20)의 압축 에어가 외부로 배출될 수 없는 경우가 있다. 이 경우에, 로크실(20)의 압축 에어는, 팽창한 O링의 내주벽과 제1 밸브부재(35)의 홈 사이에 형성된 간극과, 압발구멍(35c)을 통해 외부로 배출된다. 그 결과, 그 릴리스실(21) 내의 압축 에어가 피스톤(8)과 출력로드(9)와 쐐기부재(10)를 오른쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 클램프 암(15)이 스프링의 탄성 복원력에 의해 시계회전 방향으로 회동해 간다. 그 클램프 암(15)이 워크(W)로부터 이간되어 간다. 이에 의해, 클램프 장치가 로크 상태로부터 릴리스 상태로 전환된다.
또한, 상기 로크 상태에서, 압축 에어원으로부터 로크실(20)에 공급되는 압축 에어가, 어떤 원인에 의해, 공급 정지되는 경우가 있다. 이 경우, 로크실(20) 내의 고압의 압축 에어가, 해당 로크실(20)보다 저압의 외부로 제1 급배로(24)를 통해 흐르려고 하지만, 로크실측 급배로(24b) 내의 압축 에어와 제1 밸브폐쇄 스프링(38)이 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)를 향해 오른쪽으로 이동시켜, 제1 보지밸브(30)를 밸브폐쇄시킨다. 그 결과, 고압으로 유지된 로크실(20) 내의 압축 에어와 보지 스프링(22)에 의해, 클램프 장치의 로크 상태가 유지된다.
상기 실시형태는 다음의 작용효과를 나타낸다.
상기 클램프 장치의 로크 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 로크실(20)로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 로크실(20) 내의 압축 에어의 압력과 제1 밸브폐쇄 스프링(38)의 부세력에 의해 제1 보지밸브(30)가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 로크실(20) 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 로크실(20)의 압축 에어의 압력 및 보지 스프링(22)의 부세력이 출력부재(7)의 피스톤(8)을 왼쪽으로 압압하여, 클램프 장치의 로크 상태를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 클램프 장치에서는, 오일보다 큰 압축률을 가지는 공기(압축 에어)를 구동 유체로 이용하는 공기압 실린더 장치를 구비하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 클램프 장치에서는, 제1 보지밸브(30)에 의해 로크실(20)에 봉지된 압축 에어가 해당 로크실(20)로부터 외부로 조금씩 누출해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적거나, 또는, 압축 에어가 온도 저하해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적으므로, 종래의 유압 실린더 장치를 구비하는 클램프 장치에 비해 로크 상태를 장시간 유지할 수 있다.
도 3 및 도 4, 도 5 및 도 6, 도 7a 및 도 7b는, 본 발명의 제2 실시형태 내지 제4 실시형태를 나타내며, 상기 제1 실시형태의 구성부재와 같은 부재(또는 유사한 부재)에는 원칙적으로 동일한 참조숫자를 붙여서 설명한다. 도 3 및 도 4에서는, 제2 실시형태의 공기압 실린더 장치를 적용한 클램프 장치를 예시하고 있다.
도 3 및 도 4의 제2 실시형태가 상기 제1 실시형태와 다른 점은 다음과 같다.
제2 급배로(26)의 도중부에 제2 보지밸브(50)가 설치되며, 그 제2 보지밸브(50)에 의해 해당 제2 급배로(26)가 차단 및 개방된다.
상기 제2 보지밸브(50)는, 제1 실시형태의 제1 보지밸브(30)와 같은 구조이며, 도 3, 도 4를 참조하여, 그 구조를 설명한다.
상기 하우징(5)의 좌벽(5b)에 제2 장착구멍(51)이 상하방향으로 형성된다. 그 제2 장착구멍(51)의 암나사부에 제2 보지밸브(50)의 제2 케이싱(52)이 나합된다. 제2 케이싱(52)은, 통 모양의 케이싱 본체(52a)와 그 케이싱 본체(52a)의 상단부에 고정되는 통 모양의 선단부재(52b)를 가진다. 제1 장착구멍(31)에 제1 보지밸브(30)가 나합되기 전에, 통 모양의 케이싱 본체(32a)의 통공에 선단부재(32b)가 압입되며, 선단부재(52b)의 외주벽에 형성된 오목부에 케이싱 본체(52a)의 상단부가 끼워 넣어져 있다. 이에 의해 선단부재(52b)가 케이싱 본체(52a)에 고정된다. 그 제2 케이싱(52)의 내부에 제2 밸브구멍(53)이 상하방향으로 형성된다. 그 제2 밸브구멍(53)은, 상측에서부터 순서대로 형성되는 중경공(53a)과 소경공(53b)과 대경공(53c)을 가진다. 중경공(53a)과 소경공(53b) 사이에 형성되는 단차부에 제2 밸브시트(54)가 형성된다. 그 제2 밸브시트(54)는, 아래쪽으로 향함에 따라 끝이 가늘어지도록 테이퍼 모양으로 형성되어 있다. 중경공(53a) 내에 제2 밸브부재(55)가 상하방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 제2 밸브부재(55)의 외주벽에 홈이 둘레방향으로 형성되고, 그 홈에 봉지부재로서의 O링이 장착된다. 그 O링의 외주부에 의해 제2 밸브면(56)이 구성되고, 그 제2 밸브면(56)이 제2 밸브시트(54)에 당접 가능하게 되어 있다. 제2 밸브부재(55)에 형성된 오목부(57)의 저면과 제2 밸브구멍(53)의 저면 사이에 제2 밸브폐쇄 스프링(58)이 장착되고, 그 제2 밸브폐쇄 스프링(58)이 제2 밸브부재(55)를 제2 밸브시트(54)를 향해 부세하고 있다. 그 제2 밸브부재(55)의 외주벽에 연통홈(55a)이 상하방향으로 형성됨과 아울러, 그 연통홈(55a)과 오목부(57)를 연통시키도록 관통구멍(55b)이 제2 밸브부재(55)에 형성된다. 그 제2 밸브부재(55)의 우단면에 개구되는 압발구멍(55c)이, 전술한 제2 밸브부재(55)에 둘레방향으로 형성되는 홈의 둘레벽에 개구된다. 그 압발구멍(55c)의 홈측의 개구부는, 봉지부재로서의 O링으로 봉지되어 있다.
상기 대경공(53c) 내에 제2 조작부재(59)가 상하방향으로 이동 가능하게 보밀상으로 삽입된다. 그 제2 조작부재(59)의 본체(59a)로부터 돌기부(59b)가 제2 밸브부재(55)를 향해 돌설된다. 그 돌기부(59a)의 상단면이 제2 밸브부재(55)의 하단면에 당접 가능하게 되도록 소정의 간극을 두고 대면된다. 상기 대경공(53c) 내로서 제2 조작부재(59)의 상측(제2 밸브부재(55)에 대면하는 단면측)에 제2 밸브실(60)이 형성되고, 제2 조작부재(59)의 하측(제2 밸브부재(55)에 대면하는 단면과 반대의 단면측)에 제2 수압실(61)이 형성된다. 그 제2 수압실(61) 및 로크실(20)이, 제2 연통로(64)와, 제2 케이싱(52)의 둘레벽에 형성되는 관통구멍(66)에 의해 연통되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 케이싱(52)의 둘레벽에 관통구멍(65)이 형성된다. 그 관통구멍(65)에 의해, 제2 조작부재(59)의 상측의 제2 밸브실(60)과 제2 급배로(26)의 압축 에어원측 급배로(26a)가 연통된다. 또한, 제2 급배로(26)의 릴리스실측 급배로(26b)가 제2 밸브구멍(53)의 중경공(53a)에 연통되어 있다. 또한, 본 실시형태에서, 관통구멍(65), 제2 밸브구멍(53), 연통홈(55a), 관통구멍(55b), 압발구멍(55c), 오목부(57) 등은, 제2 급배로(26)의 일부를 구성하고 있다.
상기 클램프 장치는, 도 3, 도 4(및 도 2a 내지 도 2c)를 참조하여, 다음과 같이 작동한다.
도 3의 초기 상태(릴리스 상태)에서는, 릴리스실(21)에 압축 에어가 제2 급배로(26)를 통해 공급됨과 아울러, 제1 연통로(44)를 통해 제1 보지밸브(30)의 제1 수압실(41)에도 공급된다. 그러면, 제1 수압실(41)의 압축 에어가 제1 조작부재(39)를 왼쪽으로 이동시키고, 그 제1 조작부재(39)가 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)로부터 왼쪽으로 이간시킨다. 이 때문에, 제1 보지밸브(30)가 밸브개방된다. 따라서, 로크실(20)로부터 압축 에어가 제1 급배로(24)를 통해 배출된다. 이에 의해, 릴리스실(21)의 압축 에어가 보지 스프링(22)의 왼쪽으로의 부세력에 대항하여 출력부재(7)의 피스톤(8)을 우측 한계 위치로 이동시키고 있다.
상기 클램프 장치를 도 3(및 도 4)의 릴리스 상태로부터 로크 상태로 로크 구동시킬 때에, 압축 에어가 제1 급배로(24)를 통해 로크실(20)에 공급됨과 아울러, 제2 연통로(64)를 통해 제2 보지밸브(50)의 제2 수압실(61)에도 공급된다. 그러면, 제2 수압실(61)의 압축 에어가 제2 조작부재(59)를 위쪽으로 이동시키고, 그 제2 조작부재(59)가 제2 밸브부재(55)를 제2 밸브시트(54)로부터 위쪽으로 이간시킨다. 이에 의해, 제2 보지밸브(50)가 밸브개방되고, 릴리스실(21)로부터 압축 에어가 제2 급배로(26)를 통해 배출된다. 여기서, 제2 조작부재(59)가 제2 밸브부재(55)를 제2 밸브시트(54)로부터 이간하도록 위쪽으로 이동시켜도, 릴리스실(21)의 압력에 의해 제2 밸브부재(55)의 O링이 반경방향의 바깥쪽으로 팽창하여, 제2 밸브부재(55)의 외주면과 제2 밸브구멍(53)의 중경공(53b) 사이에 형성된 간극을 그 O링이 막아서 릴리스실(21)의 압축 에어가 외부로 배출될 수 없는 경우가 있다. 이 경우에, 릴리스실(20)의 압축 에어는, 팽창한 O링의 내주벽과 제2 밸브부재(55)의 홈 사이에 형성된 간극과, 압발구멍(55c)을 통해 외부로 확실히 배출된다. 그 결과, 로크실(20)의 압축 에어 및 보지 스프링(22)이 피스톤(8)과 출력로드(9)와 쐐기부재(10)를 왼쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 쐐기부재(10)가 전달부재(17)를 통해 클램프 암(15)을 핀(14) 중심으로 반시계회전 방향으로 회전시켜 간다. 그 클램프 암(15)이 워크(W)를 위쪽으로부터 압압한다. 이에 의해, 클램프 장치가 릴리스 상태로부터 로크 상태로 전환된다.
상기 클램프 장치를 로크 상태로부터 도 3(및 도 4)의 릴리스 상태로 릴리스 구동시킬 때에, 압축 에어원으로부터의 압축 에어는, 제2 급배로(26)를 통해 릴리스실(21)에 공급됨과 아울러, 제1 연통로(44)를 통해 제1 보지밸브(30)의 제1 수압실(41)에 공급된다. 그러면, 그 제1 수압실(41) 내의 압축 에어가 제1 조작부재(39)를 왼쪽으로 이동시키고, 그 제1 조작부재(39)가 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)로부터 이간하도록 왼쪽으로 이동시킨다. 이에 의해, 제1 보지밸브(30)가 밸브개방되고, 로크실(20) 내의 압축 에어가 제1 급배로(24)를 통해 외부로 배출된다. 여기서, 제1 조작부재(39)가 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)로부터 이간하도록 왼쪽으로 이동시켜도, 로크실(20)의 압력에 의해 O링이 반경방향의 바깥쪽으로 팽창하여, 제1 밸브부재(35)의 외주면과 제1 밸브구멍(33)의 중경공(33b) 사이에 형성된 간극을 O링이 막아서 로크실(20)의 압축 에어가 외부로 배출될 수 없는 경우가 있다. 이 경우에, 로크실(20)의 압축 에어는, 팽창한 O링의 내주벽과 제1 밸브부재(35)의 홈 사이에 형성된 간극과, 압발구멍(35c)을 통해 외부로 배출된다. 그 결과, 그 릴리스실(21) 내의 압축 에어가 피스톤(8)과 출력로드(9)와 쐐기부재(10)를 오른쪽으로 이동시켜 간다. 이어서, 클램프 암(15)이 스프링의 탄성 복원력에 의해 시계회전 방향으로 회동해 간다. 그 클램프 암(15)이 워크(W)로부터 이간되어 간다. 이에 의해, 클램프 장치가 로크 상태로부터 릴리스 상태로 전환된다.
또한, 상기 로크 상태에서, 압축 에어원으로부터 로크실(20)에 공급되는 압축 에어가, 어떤 원인에 의해, 로크실(20)로의 공급이 정지되는 경우가 있다. 이 경우, 로크실(20) 내의 고압의 압축 에어가, 제1 급배로(24)를 통해, 해당 로크실(20)의 압력보다 저압의 외부로 배출되려고 하지만, 로크실측 급배로(24b) 내의 압축 에어의 압력 및 제1 밸브폐쇄 스프링(38)의 부세력이 제1 밸브부재(35)를 제1 밸브시트(34)를 향해 이동시켜, 제1 보지밸브(30)가 밸브폐쇄된다. 그 결과, 고압으로 유지된 로크실(20) 내의 압축 에어와 보지 스프링(22)에 의해, 클램프 장치의 로크 상태가 유지된다.
또한, 상기 릴리스 상태에서, 압축 에어원으로부터 릴리스실(21)에 공급되는 압축 에어가, 어떤 원인에 의해, 릴리스실(21)로의 공급이 정지되는 경우가 있다. 이 경우, 릴리스실(21) 내의 고압의 압축 에어가, 제2 급배로(26)를 통해, 해당 릴리스실(21)의 압력보다 저압의 외부로 배출되려고 하지만, 릴리스실측 급배로(26b) 내의 압축 에어의 압력 및 제2 밸브폐쇄 스프링(58)의 부세력이 제2 밸브부재(55)를 제2 밸브시트(54)를 향해 이동시켜, 제2 보지밸브(50)가 밸브폐쇄된다. 그 결과, 고압으로 유지된 릴리스실(21) 내의 압축 에어의 압력이, 보지 스프링(22)의 왼쪽으로의 부세력에 대항하여 출력부재(7)를 오른쪽으로 압압하는 것에 의해, 클램프 장치의 릴리스 상태가 유지된다.
상기 실시형태는 다음의 장점을 나타낸다.
상기 클램프 장치의 로크 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 로크실(20)로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 로크실(20) 내의 압축 에어의 압력과 제1 밸브폐쇄 스프링(38)의 부세력에 의해 제1 보지밸브(30)가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 로크실(20) 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 로크실(20)의 압축 에어의 압력 및 보지 스프링(22)의 부세력이 출력부재(7)의 피스톤(8)을 왼쪽으로 압압하여, 클램프 장치의 로크 상태를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 상기 클램프 장치의 릴리스 상태에서, 어떤 원인에 의해, 그 릴리스실(21)로의 압축 에어의 공급이 정지되었을 때에, 릴리스실(21) 내의 압축 에어의 압력과 제2 밸브폐쇄 스프링(58)의 부세력에 의해 제2 보지밸브(50)가 밸브폐쇄된다. 이에 의해, 릴리스실(21) 내의 압축 에어의 압력이 확실히 유지된다. 그 결과, 그 릴리스실의 압축 에어의 압력이 보지 스프링의 왼쪽으로 부세력에 대항하여 출력부재(7)의 피스톤(8)을 오른쪽으로 압압하여, 클램프 장치의 릴리스 상태를 장시간 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 클램프 장치에서는, 오일보다 큰 압축률을 가지는 공기(압축 에어)를 구동 유체로 이용하는 공기압 실린더 장치를 구비하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 클램프 장치에서는, 제1 보지밸브(30)에 의해 로크실(20)에 봉지된 압축 에어가, 해당 로크실(20)로부터 외부로 조금씩 누출해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적거나, 또는, 압축 에어가 온도 저하해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적으므로, 종래의 유압 실린더 장치를 구비하는 클램프 장치에 비해 로크 상태를 장시간 유지할 수 있다. 또한, 제2 보지밸브(50)에 의해 봉지된 압축 에어가, 릴리스실(21)로부터 외부로 조금씩 누출해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적거나, 또는, 압축 에어가 온도 저하해도 오일의 경우에 비해 압력 저하가 적으므로, 종래의 유압 실린더 장치를 구비하는 클램프 장치에 비해 로크 상태를 장시간 유지할 수 있다.
도 5 및 도 6에서는, 제3 실시형태의 클램프 장치를 나타내고 있으며, 상기 제1 실시형태와 다른 점은 다음과 같다.
상기 제1 실시형태의 클램프 장치에서, 하우징(5)의 통 모양 몸통부(胴部) 내에 제1 연통로(44)가 형성되어 있다. 이에 대해, 제3 실시형태의 클램프 장치에서는, 하우징(5)이 거의 사각형(矩形)의 우벽(5a)과 거의 사각형의 좌벽(5b)과 원통 모양의 몸통부(5c)를 가지고 있다. 그 몸통부(5c)의 외주면보다 (실린더구멍(6)의 반경방향) 바깥쪽으로 돌설된 우벽(5a)의 플랜지부와 좌벽(5b)의 플랜지부 사이에, 관부재(管部材)(66)가 보밀상으로 장착되어 있다. 그 통부재(66)의 통공이, 제1 연통로(44)의 일부를 구성하고 있다.
도 6은, 도 5 중의 D를 나타내는 부분 확대도이다. 도 6의 제1 보지밸브(30)는, 제1 케이싱(32)이, 통 모양의 케이싱 본체(32a)와 그 케이싱 본체(32a)의 좌단부에 장착되는 통 모양의 선단부재(32b)를 가진다. 케이싱 본체(32a)의 좌단측 내주벽에 암나사부(67)가 형성되며, 또한, 선단부재(32b)의 우측 외주벽에 수나사부(68)가 형성되어 있다. 그 케이싱 본체(32a)의 암나사부(67)에 선단부재(32b)의 수나사부(68)가 나합되는 것에 의해, 선단부재(32b)가 케이싱 본체(32a)에 연결된다.
또한, 상기 제1 밸브부재(35)의 좌단벽에 형성되는 오목부(37)의 내주벽에, 제1 밸브폐쇄 스프링(38)의 우단 외주부가 압입(壓入) 고정되어 있다. 이 때문에, 하우징(5)의 제1 장착구멍(31)으로부터 제1 보지밸브(30)를 분리할 때에, 제1 밸브폐쇄 스프링(38)을 제1 장착구멍(31) 내에 남겨두지 않고, 제1 보지밸브(30)를 제1 장착구멍(31)으로부터 한 번에 분리할 수 있다. 또한, 분리한 후에, 제1 보지밸브(30)를 구성하는 부재가 누락하는 것을 방지할 수 있다.
도 7a 및 7b는, 제4 실시형태의 클램프 장치를 나타내고 있으며, 상기 제1 실시형태와 다른 점은 다음과 같다.
고정대(1)에 상하방향으로 형성되는 장착구멍에, 클램프 장치의 하우징(5)이 볼트 고정된다. 그 하우징(5)의 내부에 실린더구멍(6)이 형성되고, 그 실린더구멍(6) 내에 출력부재(7)가 상하방향(축방향)으로 이동 가능하게 되도록 삽입된다. 그 출력부재(7)는, 하측으로부터 순서대로 형성되는 하부 로드(70)와 피스톤(8)과 출력로드(9)를 가진다. 그 출력로드(9)의 선단부(9a)에 클램프 암(15)이 장착된다. 하부 로드(70)는, 하우징(5)의 하벽(5a)의 일부를 구성하는 지지통(71)에 접동(摺動, slide) 가능하게 지지된다.
상기 출력부재(7)의 피스톤(8)이 실린더구멍(6) 내에 보밀상으로 상하방향으로 이동 가능하게 삽입된다. 그 실린더구멍(6)의 내부로서 피스톤(8)의 상측에 로크실(제1 작동실)(20)이 형성된다. 또한, 피스톤(8)의 하측에 릴리스실(제2 작동실)(21)이 형성된다.
상기 하우징(5)의 상벽에 제1 급배포트(23)가 형성된다. 그 제1 급배포트(23)와 로크실(20) 사이를 연통시키는 제1 급배로(24)가, 하우징(5) 내에 형성된다. 그 제1 급배로(24)에 의해 압축 에어가 로크실(20)에 공급 및 배출된다. 또한, 하우징(5)의 상벽(5b)에 제2 급배포트(25)가 형성된다. 그 제2 급배포트(25)와 릴리스실(21) 사이를 연통시키는 제2 급배로(26)가, 하우징(5) 내에 형성된다. 그 제2 급배로(26)에 의해 압축 에어가 릴리스실(21)에 공급 및 배출된다. 제1 급배로(24)의 도중부에 제1 보지밸브(30)가 설치되고, 그 제1 보지밸브(30)에 의해 해당 제1 급배로(24)가 차단 및 개방된다.
상기 출력부재(7)의 하부 로드(70)의 외주벽과 지지통(71)의 내주벽에 걸쳐 선회(旋回)기구가 설치된다. 그 선회기구는 다음과 같이 구성되어 있다.
상기 하부 로드(70)의 외주벽에 가이드홈(72)(본 실시형태에서는, 3개)이 둘레방향으로 거의 등간격으로 설치된다. 이들 각 가이드홈(72)은, 단면시(斷面視)에서 활 모양의 홈으로 이루어지며, 아래에서부터 순서대로 나선 모양(spiral)의 선회홈(73)과 직진홈(74)을 가지고 있다. 복수의 선회홈(73)이 서로 평행한 모양으로 배치됨과 아울러, 복수의 직진홈(74)도 서로 평행한 모양으로 배치된다.
상기 각 가이드홈(72)에 계합(係合, engagement)볼(75)이 끼워진다(嵌入). 각 계합볼(75)이, 지지통(71)의 내주벽의 상부에 설치한 3개의 관통구멍(76)에 회전 가능하게 지지된다. 이들 3개의 계합볼(75)에 걸쳐서 슬리브(77)가 축심(軸心) 둘레로 회전 가능하게 바깥으로 끼워진다(外嵌).
상기 제1 보지밸브(30)를 장착하는 제1 장착구멍(31)이, 하우징(5)의 상벽(5b)에 형성된다. 그 제1 장착구멍(31)의 축심에 대해 경사지는 제1 연통로(44) 및 제1 급배로(24)의 압축 에어원측 유로(24a)가, 해당 제1 장착구멍(31)의 내주면에 개구된다. 그 제1 연통로(44) 및 제1 급배로(24)의 압축 에어원측 유로(24a)는, 드릴 등의 칼날 공구(刃具, cutting tool)를 제1 장착구멍(31)에 해당 제1 장착구멍(31)의 축심에 대해 경사지는 방향으로 삽입하여 가공형성된다. 즉, 제1 장착구멍(31)의 내주면으로부터 제1 연통로(44) 및 제1 급배로(24)의 압축 에어원측 유로(24a)를 가공형성해 가기 때문에, 제1 연통로(44) 및 제1 급배로(24)의 압축 에어원측 유로(24a)의 제1 장착구멍(31) 내에서의 개구(開口) 위치 정밀도가 뛰어나다. 이 때문에, 제1 장착구멍(31)에 제1 보지밸브(30)를 장착했을 때에, 제1 보지밸브(30)의 제1 관통구멍(45) 및 제2 관통구멍(46)에 정밀도가 뛰어나게 대면(對面)하므로, 유로 내의 압축 에어가 새는 것을 방지할 수 있다.
상기 각 제1 내지 4 실시형태는 다음과 같이 변경 가능하다.
제1 내지 제3 실시형태의 실린더 장치는, 출력부재(7)를 하우징(5)으로부터 진출(進出)시키는 방향으로 클램프 구동하는 클램프 장치에 적용하는 것 대신에, 제4 실시형태와 같이, 출력부재(7)를 하우징(5) 안으로 후퇴시키는 방향으로 클램프 구동하는 클램프 장치에 적용해도 된다.
상기 보지 스프링(22)을 로크실(20)에 장착하는 것 대신에, 릴리스실(21)에 장착해도 된다.
제1 밸브부재(35) 및 제2 밸브부재(55)의 홈에 장착되는 봉지부재는, O링으로 한정되지 않고, 예를 들면, X링이나 U패킹 등이어도 된다. 그 봉지부재의 재질도, 고무나 수지에 한하지 않고, 금속 등의 다른 소재여도 된다.
상기 제2 실시형태의 클램프 장치에서, 제1 보지밸브(30)를 생략할 수 있다.
그 밖에, 당업자가 상정(想定)할 수 있는 범위에서 여러 가지 변경을 행할 수 있는 것은 물론이다.
5: 하우징, 5a: 기단벽(우벽), 7: 출력부재, 20: 제1 작동실(로크실), 21: 제2 작동실(릴리스실), 22: 보지 스프링, 24: 제1 급배로, 26: 제2 급배로, 30: 제1 보지밸브, 31: 제1 장착구멍, 32: 제1 케이싱, 33: 제1 밸브구멍, 34: 제1 밸브시트, 35: 제1 밸브부재, 38: 제1 밸브폐쇄 스프링, 39: 제1 조작부재, 41: 제1 수압실, 44: 제1 연통로, 50: 제2 보지밸브, 51: 제2 장착구멍, 52: 제2 케이싱, 53: 제2 밸브구멍, 54: 제2 밸브시트, 55: 제2 밸브부재, 58: 제2 밸브폐쇄 스프링, 59: 제2 조작부재, 61: 제2 수압실, 64: 제2 연통로.

Claims (4)

  1. 하우징(5) 내에 축방향으로 이동 가능하게 삽입되는 출력부재(7)와,
    상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 기단측(基端側)에 형성되는 제1 작동실(20)과,
    상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 선단측(先端側)에 형성되는 제2 작동실(21)과,
    상기 하우징(5)에 형성됨과 아울러, 상기 제1 작동실(20)에 압축 에어를 공급 및 배출시키는 제1 급배로(給排路)(24)와,
    상기 하우징(5)에 형성됨과 아울러, 상기 제2 작동실(21)에 압축 에어를 공급 및 배출시키는 제2 급배로(26)와,
    상기 제1 급배로(24)의 도중부(途中部)에 설치되는 제1 보지밸브(保持弁, 보유지지밸브)(30)로서, 해당 제1 급배로(24)를 차단 및 개방시키는 제1 보지밸브(30)를 구비하며,
    상기 제1 보지밸브(30)는,
    상기 하우징(5)에 형성되는 제1 장착구멍(31)에 장착되는 상기 제1 보지밸브(30)의 제1 케이싱(32)과,
    상기 제1 케이싱(32) 내에 형성되는 제1 밸브구멍(33)과,
    상기 제1 밸브구멍(33)의 내주벽(內周壁)에 형성되는 제1 밸브시트(弁座)(34)와,
    상기 제1 밸브구멍(33)에 이동 가능하게 삽입되는 제1 밸브부재(35)로서, 상기 제1 밸브시트(34)를 향해 제1 밸브폐쇄(閉弁) 스프링(38)에 의해 부세(付勢)되는 제1 밸브부재(35)와,
    상기 제1 밸브시트(34)를 사이에 두고 상기 제1 밸브부재(35)와 반대측의 상기 제1 밸브구멍(33)에 보밀상(保密狀)으로 이동 가능하게 삽입되는 제1 조작부재(39)로서, 상기 제1 밸브부재(35)에 당접(當接, 맞닿음) 가능하게 소정의 간극을 두고 대면(對面)되는 제1 조작부재(39)와,
    상기 제1 밸브부재(35)에 대면하는 상기 제1 조작부재(39)의 단면(端面)과는 반대의 단면측에 형성되는 제1 수압실(受壓室)(41)과,
    상기 제2 작동실(21)과 상기 제1 수압실(41)을 연통시키는 제1 연통로(連通路)(44)와,
    상기 제1 밸브부재(35)의 외주벽(外周壁)에 형성된 홈에 장착된 봉지(封止)부재로서, 상기 제1 밸브시트(34)에 당접 가능한 제1 밸브면(36)을 가지는 봉지부재와,
    상기 제1 밸브부재(35)의 상기 제1 조작부재(39)와 대향(對向)하는 면에 개구(開口)함과 아울러 상기 홈의 둘레벽에 개구하는 압발구멍(壓拔孔)(35c)으로서, 상기 제1 밸브부재(35)에 형성된 압발구멍(35c)을 구비하는,
    것을 특징으로 하는 공기압 실린더 장치.
  2. 하우징(5) 내에 축방향으로 이동 가능하게 삽입되는 출력부재(7)와,
    상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 기단측(基端側)에 형성되는 제1 작동실(20)과,
    상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 선단측(先端側)에 형성되는 제2 작동실(21)과,
    상기 하우징(5)에 형성됨과 아울러, 상기 제1 작동실(20)에 압축 에어를 공급 및 배출시키는 제1 급배로(給排路)(24)와,
    상기 하우징(5)에 형성됨과 아울러, 상기 제2 작동실(21)에 압축 에어를 공급 및 배출시키는 제2 급배로(26)와,
    상기 제1 급배로(24)의 도중부(途中部)에 설치되는 제1 보지밸브(保持弁, 보유지지밸브)(30)로서, 해당 제1 급배로(24)를 차단 및 개방시키는 제1 보지밸브(30)를 구비하며,
    상기 제1 보지밸브(30)는,
    상기 하우징(5)에 형성되는 제1 장착구멍(31)에 장착되는 상기 제1 보지밸브(30)의 제1 케이싱(32)과,
    상기 제1 케이싱(32) 내에 형성되는 제1 밸브구멍(33)과,
    상기 제1 밸브구멍(33)의 내주벽(內周壁)에 형성되는 제1 밸브시트(弁座)(34)와,
    상기 제1 밸브구멍(33)에 이동 가능하게 삽입되는 제1 밸브부재(35)로서, 상기 제1 밸브시트(34)를 향해 제1 밸브폐쇄(閉弁) 스프링(38)에 의해 부세(付勢)되는 제1 밸브부재(35)와,
    상기 제1 밸브시트(34)를 사이에 두고 상기 제1 밸브부재(35)와 반대측의 상기 제1 밸브구멍(33)에 보밀상(保密狀)으로 이동 가능하게 삽입되는 제1 조작부재(39)로서, 상기 제1 밸브부재(35)에 당접(當接, 맞닿음) 가능하게 소정의 간극을 두고 대면(對面)되는 제1 조작부재(39)와,
    상기 제1 밸브부재(35)에 대면하는 상기 제1 조작부재(39)의 단면(端面)과는 반대의 단면측에 형성되는 제1 수압실(受壓室)(41)과,
    상기 제2 작동실(21)과 상기 제1 수압실(41)을 연통시키는 제1 연통로(連通路)(44)를 구비하며,
    상기 제1 작동실(20) 내로서 상기 출력부재(7)와 상기 하우징(5)의 기단벽(基端壁)(5a) 사이에 보지 스프링(22)이 장착되는,
    것을 특징으로 하는 공기압 실린더 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 급배로(26)의 도중부에 설치되는 제2 보지밸브(50)로서, 해당 제2 급배로(26)를 차단 및 개방시키는 제2 보지밸브(50)를 구비하며,
    상기 제2 보지밸브(50)는,
    상기 하우징(5)에 형성되는 제2 장착구멍(51)에 장착되는 상기 제2 보지밸브(50)의 제2 케이싱(52)과,
    상기 제2 케이싱(52) 내에 형성되는 제2 밸브구멍(53)과,
    상기 제2 밸브구멍(53)의 내주벽에 형성되는 제2 밸브시트(54)와,
    상기 제2 밸브구멍(53)에 이동 가능하게 삽입되는 제2 밸브부재(55)로서, 상기 제2 밸브시트(54)를 향해 제2 밸브폐쇄 스프링(58)에 의해 부세되는 제2 밸브부재(55)와,
    상기 제2 밸브시트(54)를 사이에 두고 상기 제2 밸브부재(55)와 반대측의 상기 제2 밸브구멍(53)에 보밀상으로 이동 가능하게 삽입되는 제2 조작부재(59)로서, 상기 제2 밸브부재(55)에 당접 가능하게 소정의 간극을 두고 대면되는 제2 조작부재(59)와,
    상기 제2 밸브부재(55)에 대면하는 상기 제2 조작부재(59)의 단면과는 반대의 단면측에 형성되는 제2 수압실(61)과,
    상기 제1 작동실(20)과 상기 제2 수압실(61)을 연통시키는 제2 연통로(64)를 구비하는,
    것을 특징으로 하는 공기압 실린더 장치.
  4. 하우징(5) 내에 축방향으로 이동 가능하게 삽입되는 출력부재(7)와,
    상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 기단측에 형성되는 제1 작동실(20)과,
    상기 출력부재(7)의 상기 축방향의 선단측에 형성되는 제2 작동실(21)과,
    상기 하우징(5)에 형성됨과 아울러, 상기 제1 작동실(20)에 압축 에어를 공급 및 배출시키는 제1 급배로(24)와,
    상기 하우징(5)에 형성됨과 아울러, 상기 제2 작동실(21)에 압축 에어를 공급 및 배출시키는 제2 급배로(26)와,
    상기 제2 급배로(26)의 도중부에 설치되는 제2 보지밸브(50)로서, 해당 제2 급배로(26)를 차단 및 개방시키는 제2 보지밸브(50)를 구비하며,
    상기 제2 보지밸브(50)는,
    상기 하우징(5)에 형성되는 제2 장착구멍(51)에 장착되는 상기 제2 보지밸브(50)의 제2 케이싱(52)과,
    상기 제2 케이싱(52) 내에 형성되는 제2 밸브구멍(53)과,
    상기 제2 밸브구멍(53)의 내주벽에 형성되는 제2 밸브시트(54)와,
    상기 제2 밸브구멍(53)에 이동 가능하게 삽입되는 제2 밸브부재(55)로서, 상기 제2 밸브시트(54)를 향해 제2 밸브폐쇄 스프링(58)에 의해 부세되는 제2 밸브부재(55)와,
    상기 제2 밸브시트(54)를 사이에 두고 상기 제2 밸브부재(55)와 반대측의 상기 제2 밸브구멍(53)에 보밀상으로 이동 가능하게 삽입되는 제2 조작부재(59)로서, 상기 제2 밸브부재(55)에 당접 가능하게 소정의 간극을 두고 대면되는 제2 조작부재(59)와,
    상기 제2 밸브부재(55)에 대면하는 상기 제2 조작부재(59)의 단면과는 반대의 단면측에 형성되는 제2 수압실(61)과,
    상기 제1 작동실(20)과 상기 제2 수압실(61)을 연통시키는 제2 연통로(64)를 구비하는,
    것을 특징으로 하는 공기압 실린더 장치.
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