KR100648532B1

KR100648532B1 - 스프링식 자동리턴 유압공구

Info

Publication number: KR100648532B1
Application number: KR1020060078306A
Authority: KR
Inventors: 박용봉
Original assignee: (주) 대진유압기계
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2006-11-29

Abstract

본 발명은, 스프링식 자동리턴 유압공구에 관한 것으로, 공작물이 고정되는 클램프; 상기 클램프에 가이드되도록 설치되어 상기 클램프 상의 공작물을 고정하는 다이스헤드; 일단이 상기 클램프에 고정되고, 내부에 작동공간이 형성되어 이에 상기 다이스헤드의 일단이 삽입되며, 상기 작동공간에 복수의 오일공급통로들 및 오일배출통로들이 연결되도록 형성된 실린더; 상기 실린더의 작동공간 내에 이를 따라 이송되도록 설치되어서 상기 다이스헤드를 이송시키는 피스톤; 상기 실린더의 오일공급통로들 및 오일배출통로들에 연결되어서 저장된 상기 오일을 상기 실린더의 작동공간 측으로 공급하거나 상기 실린더의 작동공간 내의 오일을 회수하여 저장하는 오일탱크; 상기 실린더에 설치되고, 상기 오일공급통로들에 의해 상기 오일탱크 및 작동공간에 연결되며 상기 오일탱크 내의 오일을 상기 실린더의 작동공간 측으로 펌핑하는 펌핑수단; 상기 실린더에 설치되고, 상기 오일배출통로들에 의해 상기 작동공간 및 오일탱크에 연결되며 상기 작동공간 내의 오일을 상기 오일탱크측으로 회수하는 리턴수단; 상기 모터에 연결되고, 상기 클램프 및 다이스헤드에 의한 공작물의 고정압력이 셋팅된 압력에 도달되면 상기 리턴수단을 작동시키는 제어부;로 이루어진다.

그러므로, 온/오프스위치를 온시키면 클램프와 다이스헤드 사이에 공작물이 적절한 압력으로 자동 파지되므로 공작물을 간편하고 확실하게 파지할 수 있고, 오일이 실린더 내부로 계속 펌핑되어서 실린더 내부의 유압이 셋팅된 압력까지 도달 하면 제어부에 의해 모터의 구동이 자동으로 정지되어 실린더 내의 유압이 자동으로 해제되므로 모터, 감속기 및 펌핑수단에 무리한 부하가 걸리지 않게 되어 부품 손상이 방지되며, 공작물의 가공 작업의 종료와 동시에 다이스헤드의 복귀가 자동으로 이루어지므로 공작물을 유압공구로부터 분리시키는 작업을 매우 편리하게 할 수 있다.

제1오일공급통로, 제2오일공급통로, 제1오일배출통로, 제2오일배출통로, 실린더, 피스톤, 오일탱크, 펌핑수단, 오일공급밸브, 흡입밸브, 리턴수단, 제어부

Description

스프링식 자동리턴 유압공구{Spring type automatic return oil pressure tool}

도 1은 본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구를 보인 부분 측단면도

도 2는 도 1의 요부를 발췌하여 보인 부분 평단면도

도 3은 도 1의 요부를 확대한 부분 측단면도

도 4는 도 2의 요부를 확대한 부분 평단면도

도 5는 실린더를 발췌한 측단면도

도 6은 실린더를 발췌한 평단면도

도 7은 펌핑수단 중 동력변환부를 보인 부분 측단면도

도 8은 오일공급밸브를 보인 측단면도

도 9는 흡입밸브를 보인 측단면도

도 10 내지 도 12는 펌핑수단이 작동되어서 피스톤을 압축시키는 상태를 순차적으로 보인 측단면도들

도 13 및 도 14는 모터의 구동이 정지되어서 실린더 내의 오일이 오일탱크로 회수되는 상태를 보인 평단면도 및 그 부분 확대 평단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 공작물 10 :클램프

20 : 다이스헤드 30 : 실린더몸체

31 : 작동공간 32 : 제1설치공간

33 : 제2설치공간 34 : 제3설치공간

35 : 제1오일공급통로 36 : 제2오일공급통로

37 : 제1오일배출통로 38 : 제2오일배출통로

40 : 실린더커버 50 : 실린더

61 : 피스톤 62 : 오일탱크

70 : 구동부 71 : 모터

72 : 감속기 80 : 동력변환부

81 : 캠하우징 82 : 캠커버

83 : 캠축 84 : 회전축

85 : 캠 86 : 지지베어링

87 : 작동베어링 90 : 펌핑부

91 : 플런저 92 : 플런저포스트

93 : 스프링캡 94 : 플런저스프링

100 : 펌핑수단 110 : 오일공급밸브

111 : 멀티베이스 112 : 스프링케이싱

113,123 : 볼푸시 114,124 : 스틸볼

115,125 : 볼스프링 116 : 스트레이너

117 : 마그네트핀 120 : 흡입밸브

121 : 체크바디 122 : 볼케이싱

130 : 피스톤스프링 140 : 릴리프밸브

141 : 릴리프페이스 142 : 밸브포스트

142a : (밸브포스트의) 콕 143 : 릴리프로드 144 : 슬라이더 145 : 릴리프스프링

150 : 리턴수단 160 : 제어부

161 : 회로기판 162 : 베터리

163 : 온/오프스위치

본 발명은 스프링식 자동리턴 유압공구에 관한 것으로, 더 상세하게는 공작물을 파지하는 작업이 매우 간편하고, 공작물이 클램프 및 다이스헤드에 의해 셋팅된 압력까지 파지되면 실린더 내의 유압이 자동으로 해제되며, 실린더 내의 유압이 해제되면 공작물을 파지한 다이스헤드가 자동으로 복귀되는 스프링식 자동리턴 유압공구에 관한 것이다.

유압공구는 일반적으로 공작물을 절단하거나 가공할 시 이를 적절히 파지하는데 주로 사용된다. 이러한 유압공구에는 별도로 구비된 유압펌프에 내압호스를 연결하여서 유압펌프에서 발생된 유압을 이용하는 것이 이미 공지되어 있다.

이러한 종래의 유압공구는 유압펌프에서 발생된 큰 힘의 유압에 의해 공작물을 확실하게 파지할 수 있으며, 내압호스의 길이를 적절히 조절한다면 유압펌프로부터 비교적 멀리 떨어진 장소에서도 유압공구를 사용할 수 있다.

한편, 유압펌프를 내장한 파지형식의 유압공구도 알려진 바 있다. 이 유압펌프 내장형 유압공구는 작업자가 조작레버를 손으로 반복적으로 눌러서 유압펌프를 작동시키는 것이며, 이와 같이 유압펌프를 작동시키는 동안 공구헤드가 이송되면서 공작물을 파지하는 형식이다.

그런데 상술한 종래의 유압공구 중 전자의 것은, 유압공구와 별도로 구비된 유압펌프 사이에 내압호스를 연결하여서 사용하는 것으로써, 길게 연장된 내압호스에 의해 작업자의 이동이 방해되었고, 내압호스로 인해 작업자가 유압공구를 신속하게 이송시키기가 어려웠으며, 작업 장소를 바꿀 때마다 별도로 설치된 중량의 유압펌프를 운반해야 하므로 작업성이 대단히 저하되었다.

후자의 유압공구는 내압호스 및 유압펌프에 의한 상술한 문제는 해결되었으나, 작업자가 조작레버를 손으로 반복적으로 눌러서 유압펌프를 작동시켜야 하므로 그 작업이 매우 번잡하였으며, 작업이 반복될수록 작업자의 피로를 가중시키는 문제가 발생되었다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공작물을 파지하는 작업이 매우 간편하도록 한 스프링식 자동리턴 유압공구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공작물이 클램프 및 다이스헤드에 의해 셋팅된 압력까지 파지되면 실린더 내의 유압이 자동으로 해제되도록 한 스프링식 자동리턴 유압공구를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 실린더의 압력이 해제되면 공작물을 파지한 다이스헤드가 자동으로 복귀되도록 한 스프링식 자동리턴 유압공구를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구는, 공작물이 고정되는 클램프; 상기 클램프에 가이드되도록 설치되어 상기 클램프 상의 공작물을 고정하는 다이스헤드; 일단이 상기 클램프에 고정되고, 내부에 작동공간이 형성되어 이에 상기 다이스헤드의 일단이 삽입되며, 상기 작동공간에 복수의 오일공급통로들 및 오일배출통로들이 연결되도록 형성된 실린더; 상기 실린더의 작동공간 내에 이를 따라 이송되도록 설치되어서 상기 다이스헤드를 이송시키는 피스톤; 상기 실린더의 오일공급통로들 및 오일배출통로들에 연결되어서 저장된 상기 오일을 상기 실린더의 작동공간 측으로 공급하거나 상기 실린더의 작동공간 내의 오일을 회수하여 저장하는 오일탱크; 상기 실린더에 설치되고, 상기 오일공급통로들에 의해 상기 오일탱크 및 작동공간에 연결되며 상기 오일탱크 내의 오일을 상기 실린더의 작동공간 측으로 펌핑하는 펌핑수단; 상기 실린더에 설치되고, 상기 오일배출통로들에 의해 상기 작동공간 및 오일탱크에 연결되며 상기 작동공간 내의 오 일을 상기 오일탱크측으로 회수하는 리턴수단; 상기 모터에 연결되고, 상기 클램프 및 다이스헤드에 의한 공작물의 고정압력이 셋팅된 압력에 도달되면 상기 리턴수단을 작동시키는 제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 다른 특징은, 상기 실린더는, 상기 펌핑수단이 설치되는 제1설치공간과, 상기 작동공간 및 제1설치공간 사이에 형성되며 상기 작동공간에 연결된 제2설치공간과, 상기 제1설치공간 및 오일탱크 사이에 위치되는 제3설치공간과, 상기 제1설치공간 및 오일탱크를 연결하는 제1오일공급통로와, 상기 제1설치공간 및 제2설치공간을 연결하는 제2오일공급통로와, 상기 작동공간 및 제3설치공간을 연결하는 제1오일배출통로와, 상기 제3설치공간 및 오일탱크를 연결하는 제2오일배출통로가 형성된 실린더몸체와; 상기 실린더몸체에 결합되어 상기 작동공간의 일측을 개폐하는 실린더커버로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 실린더의 작동공간 내측에, 상기 작동공간보다 적은 보조공간이 더 형성되어 있고, 상기 보조공간 중앙부분에 유로안내블럭이 결합되어 있으며, 상기 유로안내블럭에 의해 상기 유로안내블럭 둘레와 이에 대응되는 보조공간의 내주면 사이에 상기 제2설치공간 및 작동공간을 연결하는 가압유로가 더 형성된다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 펌핑수단은, 상기 오일탱크 내의 오일을 상기 실린더의 내부로 펌핑하도록 회전동력을 발생시키는 구동부와, 상기 구동부에 연결되어서 상기 구동부의 회전동력을 왕복이송운동으로 변환하는 동력변환부와, 상기 실린더의 제1설치공간 내에 설치되고 상기 동력변 환부에 연결되어서 상기 오일탱크 내의 오일을 상기 실린더의 작동공간 측으로 펌핑하는 펌핑부로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 구동부는, 모터와, 상기 모터에 연결되어서 상기 모터의 고속 회전을 저속으로 감속시키는 감속기로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 동력변환부는, 상기 실린더 둘레에 결합되고 내부에 수납공간이 형성된 캠하우징과, 상기 캠하우징의 개방부위에 결합되는 캠커버와, 상기 감속기에 연결되어 이를 따라 회전되는 회전축 및 상기 회전축 둘레에 구비된 캠으로 이루어진 캠축과, 상기 커버 및 회전축 사이에 설치되어서 상기 회전축을 지지하는 지지베어링과, 상기 캠 둘레에 결합되며 상기 캠의 회전시 이와 함께 회전되면서 그 편심거리만큼 왕복이송되는 작동베어링으로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 펌핑부는, 상기 실린더의 제1설치공간 내에 위치되고 일단이 상기 작동베어링에 접촉되어서 상기 캠축의 회전시 직선왕복운동을 하는 플런저와, 상기 제1설치공간의 입구에 체결되어서 상기 플런저의 이송을 안내하는 플런저포스트와, 상기 플런저의 타단에 결합되고 상기 제1설치공간의 내주면을 따라 슬라이드되도록 설치되어서 상기 플런저의 승강시 이와 함께 승강되는 스프링캡과, 상기 제1설치공간의 내측 및 스프링캡 사이에 설치되어서 상기 플런저를 상기 작동베어링 측으로 탄력적으로 지지하는 플런저스프링으로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 실린더의 제1오일공급통로에, 펌핑되는 오일이 상기 오일탱크에서 상기 실린더의 작동공간 측으로만 공급되며 그 역향향으로 역류되는 것이 방지되도록 하는 오일공급밸브가 더 설치된다.

이 오일공급밸브는, 내부가 관통되고 그 관통된 내부 공간이 순차적으로 유입부, 병목부 및 공급부를 이루며 상기 공급부측 일단이 상기 제1오일공급통로에 결합되고 상기 유입부측 타단이 상기 오일탱크 내에 위치되는 멀티베이스와, 내부가 관통되고 상기 멀티베이스의 공급부 내에 고정되는 스프링케이싱과, 내부가 관통되고 상기 스프링케이싱에 대향되며 상기 멀티베이스의 공급부 내에 이를 따라 슬라이드되도록 설치되는 볼푸시와, 상기 볼푸시 및 멀티베이스의 병목부 사이에 구비되어서 상기 병목부를 개폐하는 스틸볼과, 상기 스프링케이싱 및 볼푸시 사이에 설치되어서 상기 볼푸시 및 스틸볼을 상기 병목부 측으로 탄성적으로 지지하는 볼스프링과, 상기 멀티베이스의 유입부 내에 설치되어서 이를 통과하는 상기 오일 내의 이물질을 여과하는 스트레이너로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 스트레이너 내부에, 오일에 포함된 자성체의 이물질이 여과되도록 마그네트핀이 더 구비된다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 제2설치공간 내에, 펌핑되는 오일이 상기 제2오일공급통로에서 상기 작동공간 측으로만 공급되며 그 역방향으로 역류되는 것이 방지되도록 하는 흡입밸브가 더 설치된다.

이 흡입밸브는, 내부가 관통되고 상기 제2설치공간 내에 결합되는 체크바디 와, 상기 체크바디에 결합되고 내부가 병목부를 갖도록 관통되며 상기 병목부가 상기 실린더의 제2오일공급통로에 연결되는 볼케이싱과, 내부가 관통되고 상기 체크바디 및 볼케이싱 내부에 슬라이드되도록 설치되는 볼푸시와, 상기 볼푸시 및 볼케이싱 사이에 구비되어서 상기 병목부를 개폐하는 스틸볼과, 상기 체크바디 및 볼푸시 사이에 설치되어서 상기 볼푸시 및 스틸볼을 상기 병목부 측으로 탄성적으로 지지하는 볼스프링으로 이루어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 리턴수단은, 상기 실린더의 작동공간 내에 설치되며 상기 펌핑수단의 정지시 유압에 의해 이송된 상기 피스톤을 복원시키는 피스톤스프링과, 상기 실린더의 제3설치공간 내에 설치되고 상기 제1오일배출통로 및 제2오일배출통로들에 연결되며 상기 피스톤스프링이 복원되는 동안 상기 제1오일배출통로 및 제2오일배출통로를 연결시켜서 상기 작동공간 내의 오일이 상기 오일탱크로 회수되도록 하는 릴리프밸브로 이루어진다.

상기 릴리프밸브는, 상기 제3설치공간 내에 설치되고 상기 제1오일배출통로에 연결되도록 관통구멍이 형성된 릴리프페이스와, 상기 제3설치공간 내부를 따라 이송되도록 그 내부에 설치되고 상기 릴리프페이스의 관통구멍을 개폐하도록 이에 대향되는 일단에 콕이 형성되는 밸브포스트와, 상기 제3설치공간에 결합되고 상기 밸브포스트의 이송을 안내하는 릴리프로드와, 상기 릴리프페이스 및 릴리프로드 사이의 제3설치공간 내에 슬라이드되도록 설치되며 상기 밸브포스트의 이송시 이와 함께 이송되는 슬라이더와, 상기 릴리프로드 및 슬라이더 사이에 설치되어서 상기 슬라이더를 상기 릴리프페이스 측으로 탄성적으로 지지하는 릴리프스프링으로 이루 어진다.

본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 또 다른 특징은, 상기 제어부는, 상기 실린더 내부의 유압이 셋팅된 최고 압력에 도달될 시 압축된 상태의 피스톤스프링이 복원되면서 상기 릴리프밸브가 열리도록, 상기 공작물의 고정작업 및 가공작업이 끝나는 시점에서 상기 모터를 정지시키도록 구성된다.

따라서, 온/오프스위치를 온시키면 모터가 구동되고 다이스헤드가 이송되면서 클램프와 다이스헤드 사이에 공작물이 적절한 압력으로 파지되므로 공작물을 간편하고 확실하게 파지할 수 있다.

또한, 모터가 구동되면 펌핑수단의 구동부, 동력변환부, 펌핑부가 작동되어 오일탱크 내의 오일이 오일공급밸브, 제1오일공급통로, 펌핑부, 제2오일공급통로 및 흡입밸브를 통해 실린더의 작동공간으로 펌핑되고, 펌핑수단이 계속 작동됨에 따라 피스톤이 피스톤스프링을 압축하면서 다이스헤드를 이송시키므로 공작물을 파지하게 되며, 오일이 실린더 내부로 계속 펌핑되어서 실린더 내부의 유압이 셋팅된 압력까지 도달하면 제어부에 의해 모터의 구동이 자동으로 정지되어 실린더 내의 유압이 자동으로 해제되므로, 모터, 감속기 및 펌핑수단에 무리한 부하가 걸리지 않게 되어 부품 손상을 방지하게 된다.

그리고, 모터가 정지되어 실린더 내의 유압이 해제되면 피스톤스프링의 복원력에 의해 피스톤이 복귀되고, 이에 따라 작동공간 내의 오일이 제1오일배출통로, 릴리프밸브, 제2오일배출통로를 통해 오일탱크로 자동으로 회수되며, 이 때 다이스헤드는 피스톤과 함께 이송되면서 공작물로부터 분리되므로, 공작물의 가공 작업의 종료와 동시에 다이스헤드의 복귀가 자동으로 이루어지므로 공작물을 유압공구로부터 분리시키는 작업을 매우 편리하게 할 수 있다.

본 발명의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구를 보인 부분 측단면도이고, 도 2는 도 1의 요부를 발췌하여 보인 부분 평단면도이며, 도 3은 도 1의 요부를 확대한 부분 측단면도이고, 도 4는 도 2의 요부를 확대한 부분 평단면도로써, 이는, 공작물(1)을 파지하는 클램프(10) 및 다이스헤드(dies head; 20)와 이 다이스헤드(20)를 작동시키는 실린더(50), 피스톤(61), 오일탱크(62), 펌핑수단(100), 리턴수단(150), 제어부(160)로 크게 나누어진다.

클램프(10)는, 공작물(1)의 일부가 파지되도록 일측에 형성된 고정부(11)와, 후술할 실린더몸체(30)의 수나사부(30a)가 체결되도록 고정부(11)의 반대측에 형성된 체결구멍(13)과, 후술할 다이스헤드(20)의 고정부(21) 하부를 안내하도록 고정부(11) 및 체결구멍(13) 사이에 형성된 가이드(12)가 형성되어 이루어진다.

다이스헤드(20)는, 클램프(10)에 가이드되도록 설치되어 클램프(10) 상의 공작물(1)을 고정한다. 이러한 다이스헤드(20)는 클램프(10)의 고정부(11)에 대향되도록 위치되어서 공작물(1)의 나머지 부분을 파지하는 고정부(21)와, 이 고정 부(21)로부터 연장되고 후술할 실린더(50)의 작동공간(31) 내부에 위치되어서 피스톤(61)과 함께 왕복이송되는 연장부(22)로 이루어진다.

실린더(50)는, 일단이 클램프(10)에 고정되고, 내부에 작동공간(31)이 형성되어 이에 다이스헤드(20)의 일단이 삽입되며, 작동공간(31)에 복수의 오일공급통로들 및 오일배출통로들이 연결되도록 형성된다.

이러한 실린더(50)의 형상에 대해 실린더(50)만을 발췌하여 도시한 도 5 및 도 6을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 5는 실린더를 발췌한 측단면도이고, 도 6은 실린더를 발췌한 평단면도로써, 이는, 실린더몸체(30)와 이 실린더몸체(30)에 결합되어서 작동공간(31)의 일측을 개폐하는 실린더커버(40)로 이루어진다.

실린더몸체(30)는, 일단 둘레에 클램프(10)의 체결구멍(13)에 체결되도록 수나사부(30a)가 형성되어 있고, 일단 내부에 후술할 피스톤(61) 및 피스톤스프링(130)이 설치되도록 작동공간(31)이 형성되어 있다.

실린더몸체(30)의 타측에는 하측으로 개방된 형태의 제1설치공간(32)이 형성되어 있고, 이 제1설치공간(32)의 입구측 둘레에는 후술할 플런저포스트(92)의 수나사부(92a)가 체결되도록 제1암나사부(32a)가 형성되어 있으며, 이 제1설치공간(32) 내에는 후술할 펌핑수단(100) 중 펌핑부(90)가 설치된다.

실린더몸체(30)의 작동공간(31) 및 제1설치공간(32) 사이에는 작동공간에 연결되도록 제2설치공간(33)이 형성되어 있고, 이 제2설치공간(33) 둘레에는 후술할 체크바디(121)의 수나사부(121a)가 체결되도록 제2암나사부(33a)가 형성되어 있으며, 이 제2설치공간(33) 내에는 후술할 흡입밸브(120)가 설치된다.

실린더몸체(30)의 제1설치공간(32) 및 실린더몸체(30)의 타단 사이에는 제3설치공간(34)이 형성되어 있고, 이 제3설치공간(34)의 입구측 둘레에는 후술할 릴리프로드(143)의 수나사부(143a)가 체결되도록 제3암나사부(34a)가 형성되어 있으며, 이러한 제3설치공간(34)에는 릴리프밸브(140)가 설치된다.

실린더몸체(30)의 타단에는 후술할 오일탱크(62)가 결합되며 이 오일탱크(62)와 제1설치공간(32)이 연결되도록 이들 사이의 실린더몸체(30) 내에는 제1오일공급통로(35)가 형성되어 있다. 이 제1오일공급통로(35)의 입구측 둘레에는 후술할 오일공급밸브(110)의 수나사부(111a)가 체결되도록 암나사부(35a)가 형성되어 있다. 제1설치공간(32) 및 제2설치공간(33) 사이에는 이들을 연결하도록 제2오일공급통로(36)가 형성되어 있다.

또한 실린더몸체(30)의 작동공간(31) 및 제3설치공간(34) 사이에는 이들을 연결하도록 제1오일배출통로(37)가 형성되어 있으며, 제3설치공간(34) 및 실린더몸체(30)의 타단 사이에는 제3설치공간(34)과 오일탱크(62)를 연결하도록 제2오일배출통로(38)가 형성되어 있다.

한편 실린더몸체(30)의 작동공간(31) 내측에는 유로안내블럭(42)이 결합되어 있으며, 이 유로안내블럭(42)에 의해 유로안내블럭(42) 둘레와 이에 대응되는 실린더몸체(30)의 내주면 사이에는 비교적 좁은 통로인 가압유로(43)가 형성된다. 이 가압유로(43)는 그 통로의 단면적이 비교적 좁게 형성되기 때문에 오일의 펌핑량이 많지 않아도 펌핑되는 오일이 이 가압유로(43)를 통과할 시 그 펌핑압 및 유속이 증가하게 되며, 이에 따라 피스톤(61)을 큰 힘으로 신속히 가압할 수 있게 된다.

또한 가압유로(43)는 유로안내블럭(42)의 둘레 전체에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에 가압범위가 그만큼 넓어진다. 따라서 펌핑되는 오일이 이 가압유로(43)를 통과하면서 비교적 넓게 퍼지므로 피스톤(61)의 국부만 가압하는 것이 아니라 피스톤(61)의 넓은 면적을 가압하게 되며, 이에 따라 피스톤(61)이 실린더(50)의 작동공간(31) 내에서 원활히 이송되도록 한다.

피스톤(61)은, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 실린더(50)의 작동공간(31) 내에 이를 따라 이송되도록 설치되어서 다이스헤드(20)를 이송시키는 역할을 수행한다. 이러한 피스톤(61)의 일측면에는 고정캡(41)이 고정되어 있으며, 이 고정캡(41)에 상술할 다이스헤드(20)의 연장부(22)가 결합되어 있다. 따라서 피스톤(61)이 실린더(50)의 작동공간(31) 내에서 왕복이송될 시 다이스헤드(20)도 이와 함께 이송된다.

이와 같이 다이스헤드(20)의 연장부(22)와 피스톤(61)은 고정캡(41)에 의해 결합되지만 고정캡(41) 없이도 다이스헤드(20)의 연장부(22)가 피스톤(61)의 일면에 직접 고정되는 구성도 가능할 것이다. 예를 들어 다이스헤드(20)의 연장부(22) 일단에 수나사부를 형성하고 이 수나사부가 체결되도록 이에 대응되는 피스톤(61)의 일면에 암나사부를 형성하여서 이들이 직접 결합되도록 할 수 있으며, 그 반대 로 다이스헤드(20)의 연장부(22)의 일단 내주면에 암나사부를 형성하고 이 암나사부에 체결되도록 이에 대응되는 피스톤(61)의 일면에 돌출된 수나사부를 형성할 수도 있을 것이다.

오일탱크(62)는, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 실린더(50)의 제1오일공급통로(35), 제2오일공급통로(36), 그리고 제1오일배출통로(37), 제2오일배출통로(38)에 연결되어서, 저장된 오일을 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 공급하거나 작동공간(31) 내의 오일을 회수하여 저장하는 역할을 수행한다.

펌핑수단(100)은, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 실린더(50)에 설치되고 제1오일공급통로(35) 및 제2오일공급통로(36)에 의해 오일탱크(62) 및 작동공간(31)에 연결되며 오일탱크(62) 내의 오일을 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 펌핑한다. 이러한 펌핑수단(100)은, 구동부(70)와 동력변환부(80)와 펌핑부(90)로 이루어진다.

구동부(70)는, 펌핑수단(100)에 동력을 전달하고 후술할 제어부(160)에 연결되어서 이에 의해 제어되는 모터(71)와, 모터(71)에 연결되어서 모터(71)의 고속 회전을 저속으로 감속시키는 감속기(72)로 이루어진다.

동력변환부(80)는, 도 3 및 도 7에 명확히 표현된 바와 같이 캠어셈블리(cam assembly)로 이루어지는 바, 이는 제1설치공간(32)의 입구측 실린더(50) 둘레에 결합되고 내부에 수납공간(81a)이 형성된 캠하우징(cam housing; 81)과, 캠하우 징(81)의 개방부위에 결합되는 캠커버(cam cover; 82)와, 감속기(72)에 연결되어 이를 따라 회전되는 회전축(84) 및 회전축(84) 둘레에 구비된 캠(85)으로 이루어진 캠축(83)과, 캠커버(82) 및 회전축(84) 사이에 설치되어서 회전축(84)을 지지하는 지지베어링(86)과, 캠(85) 둘레에 결합되며 캠(85)의 회전시 이와 함께 회전되면서 그 편심거리만큼 왕복이송되는 작동베어링(87)으로 이루어진다.

펌핑부(90)는, 플런저(plunger; 91)와 플런저포스트(plunger post; 92)와 스프링캡(spring cap; 93)과 플런저스프링(plunger spring; 94)으로 이루어진다.

펌핑부(90)의 플런저(91)는, 실린더의 제1설치공간(32) 내에 위치되고 일단이 작동베어링(87)에 접촉되어서 캠축(83)의 회전시 직선왕복운동을 한다. 이러한 플런저(91)는 작동베어링(87)에 접촉되는 기부(91a)와 기부(91a) 상측의 승강부(91b)와 승강부(91b) 상단의 플랜지(91c)와 플랜지(91c) 상부의 플런저어시스터(plunger assister; 91d)로 이루어지며, 승강부(91b) 상단과 플랜지(91c) 사이의 둘레에는 후술할 스프링캡(93)이 결합되도록 결합홈(91e)이 형성되어 있다.

펌핑부(90)의 플런저포스트(92)는, 중앙이 관통되어 있어 플런저(91)의 승강부(91b)가 이에 슬라이드되도록 삽입되어 있으며, 외주면 둘레에는 수나사부(92a)가 형성되어 있어 제1설치공간(32) 입구에 형성된 제1암나사부(32a)에 체결된다.

펌핑부(90)의 스프링캡(93)은, 플런저(91)의 승강시 이와 함께 승강되도록 플런저(91)의 결합홈(91e)에 결합되어 있고, 외주면 둘레가 제1설치공간(32)의 내주면에 접촉된 상태에서 이를 따라 슬라이드되도록 되어 있으며, 저면에는 오일탱크(62)로부터 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 펌핑되는 오일이 통과되도록 오일 구멍(93a)이 형성되어 있다.

펌핑부(90)의 플런저스프링(94)은, 제1설치공간(32)의 내측 및 스프링캡(93) 사이에 설치되어서 플런저(91)의 플랜지(91c)을 동력변환부(80)의 작동베어링(87) 측으로 탄성적으로 지지하며 이에 따라 플런저(91)의 기부(91a)와 작동베어링(87)이 항상 접촉된 상태를 유지시킨다.

한편 실린더에는 체크밸브 역할을 하는 오일공급밸브(110) 및 흡입밸브(120)가 더 설치된다.

오일공급밸브(110)는, 도 1 내지 도 4에서 도시되고 도 8에서 발췌하여 도시된 바와 같이 실린더(50)의 제1오일공급통로(35)에 연결되고, 펌핑되는 오일이 오일탱크(62)에서 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로만 공급되도록 하며, 그 역향향으로 역류되는 것이 방지되도록 한다.

이러한 오일공급밸브(110)는, 멀티베이스(multi base; 111)와 스프링케이싱(spring casing; 112)과 볼푸시(ball push; 113)와 스틸볼(steel ball; 114)과 볼스프링(ball spring; 115)과 스트레이너(streiner; 116)로 이루어진다.

멀티베이스(111)는, 일단 외주면에 수나사부(111a)가 형성되어 있어 제1오일공급통로(35)의 암나사부(35a)에 체결되며, 그 내부가 관통되어 있다. 관통된 내부 공간은 순차적으로 유입부(111b), 병목부(111c) 및 공급부(111d)를 이루며, 공급부(111d)측 일단이 제1오일공급통로(35)에 결합되고, 유입부(111b)측 타단이 오일탱크(62) 내에 위치된다.

스프링케이싱(112)은, 내부가 관통되고 멀티베이스(111)의 공급부(111d) 내에 고정된다.

볼푸시(113)는, 내부가 관통되고 스프링케이싱(112)에 대향되며 멀티베이스(111)의 공급부(111d) 내에서 이를 따라 슬라이드되도록 설치된다.

스틸볼(114)은, 볼푸시(113) 및 멀티베이스(111)의 병목부(111c) 사이에 구비되고, 플런저(91)가 상승될 시 병목부(111c)로부터 떨어지면서 오일탱크(62) 내의 오일이 제1설치공간(32)측으로 공급되도록 하며, 플런저(91)가 하강될 시 병목부(111c)를 밀폐시켜서 제1설치공간(32) 내의 오일이 오일탱크(62) 측으로 역류되지 않도록 한다.

볼스프링(115)은, 스프링케이싱(112) 및 볼푸시(113) 사이에 설치되어서 볼푸시(113) 및 스틸볼(114)을 병목부(111c) 측으로 탄성적으로 지지한다.

스트레이너(116)는, 멀티베이스(111)의 유입부(111b) 내에 설치되어서 이를 통과하는 오일 내의 이물질을 여과한다.

여기서 스트레이너(116)의 내부에는 마그네트핀(117)을 더 설치할 수 있는 바, 이와 같이 하면 오일탱크(62) 내의 오일이 마그네트핀(117)의 둘레를 지나서 오일공급밸브(110)의 공급부(111d) 측으로 펌핑되는 동안 오일에 포함된 자성체의 이물질이 마그네트핀(117)에 달라 붙게 되므로 오일을 더 확실하게 여과시키게 된다.

흡입밸브(120)는, 제2설치공간(33) 내에 설치되고, 펌핑되는 오일이 제2오일 공급통로(36)에서 작동공간(31) 측으로만 공급되도록 하며, 그 역방향으로 역류되는 것이 방지되도록 한다.

이러한 흡입밸브(120)는, 제2설치공간(33)의 제2암나사부(33a)에 체결되도록 둘레에 수나사부(121a)가 형성되고 그 내부가 관통된 체크바디(check body; 121)와, 이 체크바디(121)에 결합되고 내부가 병목부(122a)를 갖도록 관통되며 이 병목부(122a)가 실린더(50)의 제2오일공급통로(36)에 연결되는 볼케이싱(ball casing; 122)과, 내부가 관통되고 체크바디(121) 및 볼케이싱(122) 내부에 슬라이드되도록 설치되는 볼푸시(ball push; 123)와, 볼푸시(123) 및 볼케이싱(122) 사이에 구비되어서 병목부(122a)를 개폐하는 스틸볼(steel ball; 124)과, 체크바디(121) 및 볼푸시(123) 사이에 설치되어서 볼푸시(123) 및 스틸볼(124)을 병목부(122a) 측으로 탄성적으로 지지하는 볼스프링(ball spring; 125)으로 이루어진다.

리턴수단(150)은, 실린더(50)에 설치되고 제1오일배출통로(37) 및 제2오일배출통로(38)에 의해 작동공간(31) 및 오일탱크(62)에 연결되며 작동공간(31) 내의 오일을 오일탱크(62) 측으로 회수하는 역할을 수행한다. 이러한 리턴수단(150)은 피스톤스프링(piston spring; 130)과 릴리프밸브(relief valve; 140)로 나누어진다.

피스톤스프링(130)은, 실린더(50)의 작동공간(31) 내에 설치되며 펌핑수단(100)의 정지시 유압에 의해 이송된 피스톤(61)을 복원시킨다. 이러한 피스톤스프링(130)의 역할을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

펌핑수단(100)이 작동되어서 실린더(50) 내부의 유압이 셋팅된 최고 압력에 도달되면 후술할 제어부(160)에 의해 모터(71)의 구동이 정지되어 실린더(50) 내부의 유압이 해제된다. 이와 같이 실린더(50) 내부의 유압이 해제되면 압축된 상태의 피스톤스프링(130)이 복원되면서 전진된 피스톤(61)을 초기상태로 복귀시키게 되며, 이에 따라 실린더(50)의 작동공간(31) 내의 오일이 가압유로(43), 제1오일배출통로(37), 릴리프밸브(140), 제2오일배출통로(38)를 경유하여 오일탱크(62)로 회수된다.

이와 같이 제어부(160)에 의해 모터(71)의 회전이 정지되면 피스톤스프링(130)의 복원력에 의해 다이스헤드(20)의 후진이 자동적으로 이루어지게 되며, 가공 작업의 종료와 동시에 다이스헤드(20)의 후진 이송작업이 자동으로 이루어지므로, 공작물(1)을 유압공구로부터 분리시키는 작업을 매우 편리하게 할 수 있다.

릴리프밸브(140)는, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 실린더(50)의 제3설치공간(34) 내에 설치되고 제1오일배출통로(37) 및 제2오일배출통로(38)에 연결되며 피스톤스프링(130)이 복원되는 동안 제1오일배출통로(37) 및 제2오일배출통로(38)를 연결시켜서 작동공간(31) 내의 오일이 오일탱크(62)로 회수되도록 한다.

이러한 릴리프밸브(140)는 릴리프페이스(relief face; 141), 밸브포스트(relief post; 142), 릴리프로드(relief load; 143), 슬라이더(slider; 144), 릴리프스프링(relief spring; 145)으로 이루어진다.

릴리프페이스(141)는, 제3설치공간(34)의 하부에 설치되고, 하단에 제1오일배출통로(37)에 연결되도록 유입구멍(141a)이 형성되어 있으며, 이 유입구멍(141a) 과 제3설치공간(34)이 연결되도록 중앙에 관통구멍(141b)이 형성되어 있다. 따라서 실린더몸체(30)의 작동공간(31) 내의 오일은 제1오일배출통로(37), 릴리프페이스(141)의 유입구멍(141a), 관통구멍(141b), 제3설치공간(34), 제2오일배출통로(38)를 순차적으로 지나면서 오일탱크(62)로 회수된다.

밸브포스트(142)는, 제3설치공간(34) 내부에 설치되어 이를 따라 왕복이송되도록 설치되어 있고, 그 일단에는 지지플랜지(142a)가 형성되어 있으며, 지지플랜지(142a) 바닥에 릴리프페이스(141)의 관통구멍(141b)을 개폐하도록 콕(cock; 142b)이 형성되어 있다.

릴리프로드(143)는, 제3설치공간(34)의 제3암나사부(34a)에 체결되도록 외주면 둘레에 수나사부(143a)가 형성되어 있고, 그 중앙 부분은 관통되어 있으며, 이 관통된 공간에 상술한 밸브포스트(142)가 슬라이드되도록 삽입되어 있다.

슬라이더(144)는, 릴리프페이스(141) 및 릴리프로드(143) 사이의 제3설치공간(34) 내에 슬라이드되도록 설치되며, 밸브포스트(142)의 상승시 그 하단의 지지플랜지(142a)에 의해 이와 함께 이송된다.

릴리프스프링(145)은, 릴리프로드(143) 및 슬라이더(144) 사이에 설치되어서 슬라이더(144)를 밸브포스트(142)의 지지플랜지(91c) 측으로 탄성적으로 지지하며, 이에 따라 밸브포스트(142)의 콕(142b)이 릴리프페이스(141)의 관통구멍(141b)에 밀착되도록 한다.

제어부(160)는, 도 1에 도시한 바와 같이 모터(71)에 연결되고 클램프(10) 및 다이스헤드(20)에 의한 공작물(1)의 고정압력이 셋팅된 압력에 도달되면 리턴수단(150)을 작동시키도록 되어 있다. 즉, 실린더(50) 내부의 유압이 셋팅된 최고 압력에 도달되면 압축된 상태의 피스톤스프링(130)이 복원되면서 릴리프밸브(140)가 열리도록 모터(71)를 정지시킨다.

이러한 역할을 수행하기 위한 제어부(160)는, 회로기판(161), 베터리(162), 온/오프스위치(163)로 크게 나누어진다.

회로기판(161)은 모터(71)에 연결되고 이 모터(71)를 제어하기 위한 프로그램이 내장되어 있다. 예를 들어, 실린더(50)의 내부압이 700 bar 까지 도달되면 실린더(50)의 내부압이 해제되면서 클램프(10) 및 다이스헤드(20)에 의해 파지되었던 공작물(1)이 이로부터 해제되도록 할 경우, 펌핑수단(100)에 의해 실린더(50)의 내부압이 점차 증가하여서 700 bar에 도달하면 모터(71)가 정지되도록 프로그램될 수 있다.

실린더(50)의 내부압이 700 bar에 도달하여 회로기판에 입력된 프로그램에 의해 모터(71)가 정지되면 압축된 피스톤스프링(130)의 복원력에 의해 피스톤(61)이 복귀되고, 이에 따라 실린더(50)의 작동공간(31) 내의 오일이 가압유로(43), 제1오일배출통로(37), 유입구멍(141a), 관통구멍(141b), 제3설치공간(34), 제2오일배출통로(38)를 통해 오일탱크(62)로 회수되며, 이와 같이 오일이 회수되는 동안 다이스헤드(20)가 복귀되면서 공작물(1)이 클램프(10) 및 다이스헤드(20)로부터 해제된다.

베터리(162)는 이 회로기판(161) 및 모터(71)에 연결되어서 이들에 전원을 공급한다. 그리고 온/오프스위치(163)는 베터리(162)와 모터(71) 사이에 연결되며, 회로기판(161)에 의해 제어되어서 모터(71)의 구동을 단속한다.

이러한 제어부(160)에 의해 모터(71)의 구동이 제어되면 피스톤스프링(130)의 복원력에 의해 실린더(50) 내부의 유압 해제 및 다이스헤드(20)의 복귀가 자동적으로 이루어지게 된다. 그러므로 가공 작업의 종료와 동시에 다이스헤드(20)의 후진 이송작업이 자동으로 이루어지므로 공작물(1)을 유압공구로부터 분리시키는 작업을 매우 편리하게 할 수 있다.

도 10 내지 도 12는 펌핑수단(100)이 작동되어서 피스톤(61)을 압축시키는 상태를 순차적으로 보인 측단면도들이고, 도 13 및 도 14는 모터(71)의 구동이 정지되어서 실린더(50) 내의 오일이 오일탱크(62)로 회수되는 상태를 보인 평단면도 및 그 부분 확대 평단면도로써, 이를 참조하여 본 발명 스프링식 자동리턴 유압공구의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부(160)에 전원이 인가되고 온/오프스위치(163)가 온(on)되면 펌핑수단(100)의 구동부(70)를 이루는 모터(71) 및 이에 연결된 감속기(72)가 구동되며, 이에 따라 감속기(72)에 연결된 동력변환부(80) 및 이 동력변환부(80)에 연결된 펌핑부(90)가 작동되면서 오일탱크(62) 내의 오일을 실린더(50)의 작동공간(31) 내부로 펌핑하는 바, 이에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

감속기(72)에 연결된 동력변환부(80)의 회전축(84)이 회전되면 그 둘레에 결합된 캠(85) 및 캠(85) 둘레에 결합된 작동베어링(87)이 이와 함께 회전되며, 이때 캠(85)의 편심폭만큼 작동베어링(87)이 상승된다.

도 10은 캠축(83)의 회전에 의해 작동베어링(87)이 최대로 상승한 상태를 보인 확대 단면도이다. 이와 같이 모터(71), 감속기(72), 캠축(83)에 의해 작동베어링(87)이 상승되면 이에 접촉된 상태의 플런저(91)와 이 플런저(91)에 결합된 스프링캡(93)이 이와 함께 상승되며, 이때 플런저스프링(94)은 압축된다.

여기서 플런저(91)의 상승폭만큼 스프링캡(93)과 플런저포스트(92) 사이에는 공간이 확보되며, 확보된 공간에 오일탱크(62)의 오일이 흡입된다. 플런저(91)가 상승되어서 공간이 확보될 시 확보된 공간으로 오일이 흡입되는 원리는 주사기의 원리를 통해서 명확히 이해할 수 있다. 즉, 주사기의 실린더 입구를 액체에 잠기도록 하고 주사기의 피스톤을 당기면 피스톤의 단부와 실린더의 내측면 사이에 공간이 확보되되며, 확보된 공간에는 액체가 흡입된다.

이와 같은 원리에 의해 오일탱크(62)의 오일이 확보된 제1설치공간(32) 내부로 유입되는 과정을 자세히 설명하면 다음과 같다.

제1설치공간(32)은 제1오일공급통로(35) 및 제2오일공급통로(36)에 연결되어 있고, 제1오일공급통로(35)에는 오일공급밸브(110)가 연결되어 있으며, 제2오일공급통로(36)에는 흡입밸브(120)가 연결되어 있다. 여기서 오일공급밸브(110) 및 흡입밸브(120)는 그 구성상 체크밸브 기능을 하는바, 오일이 오일탱크(62)에서 오일공급밸브(110), 제1오일공급통로(35), 제1설치공간(32), 제2오일공급통로(36), 흡입밸브(120), 가압유로(43)를 통해서 실린더(50)의 작동공간(31)으로 공급되도록 펌핑될 경우에는 오일공급밸브(110) 및 흡입밸브(120)가 열리지만 그 반대방향으로 흐르도록 펌핑될 경우에는 닫힌 상태를 유지한다.

플런저(91) 및 스프링캡(93)이 상승하면서 스프링캡(93)과 플런저포스트(92) 사이에 공간이 확보될 때에 제1오일공급통로(35) 및 제2오일공급통로(36)에는 확보된 제1설치공간(32) 측으로 흡입력이 발생된다. 따라서 제1오일공급통로(35)에 작용하는 흡입력에 의해 오일공급밸브(110)의 스틸볼(114)이 볼푸시(113) 및 볼스프링(115)을 압축하면서 제1오일공급통로(35) 측으로 빨려들게 되면서 멀티베이스(111)의 병목부(111c)를 오픈시키게 된다.

따라서 오일탱크(62) 내의 오일은 제1오일공급통로(35)에 작용하는 흡입력에 의해 멀티베이스(111)의 유입부(111b), 병목부(111c), 공급부(111d)를 경유하여 제1오일공급통로(35)로 흡입된다. 여기서 오일탱크(62) 내의 오일이 멀티베이스(111)의 유입부(111b)로 흡입되는 동안 스트레이너(116)를 통과하고 마그네트핀(117) 둘레를 지나면서 오일에 함유된 이물질이 여과되고 특히 자성체의 이물질은 마그네트핀(117)에 부착되므로 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 공급되는 오일을 확실하게 여과시키게 된다.

제1오일공급통로(35)로 유입된 오일은 스프링캡(93)의 오일구멍(93a)을 통과하여 확보된 제1설치공간(32)으로 유입된다.

한편 플런저(91) 및 스프링캡(93)이 상승되면서 스프링캡(93) 및 플런저포스트(92) 사이에 공간이 확보될 시 제2오일공급통로(36)에도 흡입력이 발생하지만 그 흡입력에 의해 흡입밸브(120)의 스틸볼(124)이 볼케이싱(122)의 병목부(122a) 측으로 당겨지게 되므로 흡입밸브(120)는 열리지 않는다.

이와 같이 모터(71) 및 감속기(72)에 의해 연속적으로 회전되는 캠축(83)이 180°회전되면서 캠(85) 및 작동베어링(87)을 상승시키면 플런저(91) 및 스프링캡(93)이 상승되면서 오일탱크(62)의 오일을 확보된 제1설치공간(32) 내로 흡입하게 된다.

캠축(83)이 계속 회전되어서 360°회전되면 압축된 플런저스프링(94)의 복원력에 의해 플런저(91)의 플랜지(91c)가 하측으로 눌리게 되며 이에 따라 플랜지(91c)가 스프링캡(93)의 바닥에 밀착되면서 이와 함께 하강한다. 스프링캡(93)이 하강하면서 제1설치공간(32)으로 유입된 오일은 펌핑압을 받게 되고, 그 펌핑압이 제2오일공급통로(36)에 작용하면서 흡입밸브(120)의 스틸볼(124)를 밀게 되며, 이에 따라 볼푸시(123) 및 볼스프링(125)이 압축되면서 흡입밸브(120)의 병목부(122a)가 열리게 된다. 그러므로 제1설치공간(32) 내의 오일은 제2오일공급통로(36), 흡입밸브(120)를 통해 가압유로(43)로 공급된다.

여기서 가압유로(43)는, 실린더(50)의 보조공간(39) 및 이에 설치된 유로안내블럭(42)에 의해 그 단면적이 비교적 좁게 형성되기 때문에 오일의 펌핑압 및 펌핑량이 크지 않아도 펌핑되는 오일이 좁은 가압유로(43)를 통과할 시 그 펌핑압 및 유속이 증가하게 되며, 이에 따라 피스톤(61)을 큰 힘으로 신속히 가압할 수 있게 된다. 이러한 가압유로(43)는 유로안내블럭(42)의 둘레 전체에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에 가압범위가 그만큼 넓어지며, 이에 따라 피스톤(61)의 넓은 면적을 동시에 가압할 수 있다.

이와 같이 펌핑수단(100)의 구동부(70), 동력변환부(80)에 의해 펌핑부(90) 의 플런저(91)가 반복적으로 승강됨에 따라 오일탱크(62) 내의 오일이 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 계속 펌핑되며, 펌핑되는 동안 다이스헤드(20)가 전진하여서 클램프(10) 및 다이스헤드(20)에 공작물(1)이 파지된다.

공작물(1)이 클램프(10) 및 다이스헤드(20)에 파지되어도 제어부(160)의 회로기판(161)에 입력된 세팅압에 도달할 때까지 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 오일이 계속 펌핑되며, 도 12와 같이 피스톤스프링(130)이 최대로 압축될 때 셋팅된 압력값에 도달하게 되며, 이 때가 공작물의 절단작업 또는 가공작업이 완료된 시점이다.

상술한 바와 같이 오일이 실린더(50) 내부로 계속 펌핑되어서 실린더 내부의 유압이 제어부(160)에 프로그램된 셋팅된 압력값까지 도달하면 제어부(160)에 의해 모터(71)의 구동이 자동으로 정지된다. 모터(71)가 정지되면 오일이 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 더 이상 펌핑되지 않으며, 이와 같이 펌핑압이 해제됨에 따라 피스톤(61)에는 압축된 피스톤스프링(130)의 복원력이 작용한다.

피스톤스프링(130)의 복원력에 의해 도 13과 같이 릴리프밸브(140)가 열리면서 피스톤(61)이 서서히 복귀되는바, 도 13의 확대도인 도 14를 참조하여 피스톤(61)의 자동복귀에 대해 설명하면 다음과 같다.

피스톤스프링(130)의 복원력에 의해 피스톤(61)이 오일탱크(62) 측으로 가압되면 작동공간(31) 내의 오일이 가압유로(43)를 지나 흡입밸브(120) 및 제1오일배출통로(37) 측으로 가압되며 이때 흡입밸브(120)는 상술한 바와 같이 오일이 제2오일공급통로(36)에서 가압유로(43)측으로만 흐르도록 하는 체크밸브이므로 작동공 간(31)에서 가압유로(43) 측으로 가압되는 오일은 제1오일배출통로(37)로만 이송된다.

제1오일배출통로(37) 측으로 가압되는 오일은 릴리프페이스(141)의 유입구멍(141a)을 통해 관통구멍(141b)으로 가압되고, 그 오일압에 의해 콕(142b)을 상측으로 밀어서 밸브포스트(142)을 상승시키게 되며, 릴리프페이스(141) 및 슬라이더(144) 사이의 제3설치공간(34) 측으로 이송된 오일은 제2오일배출통로(38)를 통해 오일탱크(62)로 회수된다.

이와 같이 실린더(50) 내부의 오일이 가압유로(43), 제1오일배출통로(37), 제3설치공간(34), 제2오일배출통로(38)를 통해 오일탱크(62)로 회수되는 동안 밸브포스트(142) 및 슬라이더(144)는 상승된 상태를 유지하여서 릴리프스프링(145)을 압축시킨다. 이러한 조건을 만족시키려면 피스톤스프링(130)의 탄성력이 릴리프스프링(145)의 탄성력보다 더 커야 한다.

여기서 본 발명은 작동공간(31)에서 오일탱크(62) 측으로 회수되는 오일의 회수 시점 및 회수 속도를 조절할 수 있다. 즉, 릴리프로드(143)를 좌우로 회전시켜서 이를 상승시키거나 하강시키면 릴리프스프링(145)의 탄성복원력이 감소되거나 증가되며, 따라서 증감된 탄성복원력만큼 오일의 회수 시점 및 회수 속도를 조절할 수 있다.

피스톤스프링(130)의 복원력에 의해 피스톤(61)이 완전히 복귀되면 가압유로(43), 제1오일배출통로(37)에 작용하던 오일의 가압력이 해제되고, 이때 압축된 릴리프스프링(145)이 복원되면서 슬라이더(144) 및 밸브포스트(142)를 복귀시키며, 밸브포스트(142)의 콕(142b)이 릴리프페이스(141)의 관통구멍(141b)을 밀폐시키게 된다.

이상에서와 같은 본 발명은, 온/오프스위치를 온시키면 모터가 구동되면서 다이스헤드가 이송되면서 클램프와 다이스헤드 사이에 공작물이 적절한 압력으로 파지되므로 공작물을 간편하고 확실하게 파지할 수 있다.

그리고, 모터가 정지되어 실린더 내의 유압이 해제되면 피스톤스프링의 복원력에 의해 피스톤이 복귀되고, 이에 따라 작동공간 내의 오일이 제1오일배출통로, 릴리프밸브, 제2오일배출통로를 통해 오일탱크로 자동으로 회수되며, 이 때 다이스헤드는 피스톤과 함께 이송되면서 공작물로부터 분리되므로, 공작물의 가공 작업의 종료와 동시에 다이스헤드의 복귀가 자동으로 이루어지므로 공작물을 유압공구로부 터 분리시키는 작업을 매우 편리하게 할 수 있다.

Claims

공작물(1)이 고정되는 클램프(10);

상기 클램프(10)에 가이드되도록 설치되어 상기 클램프(10) 상의 공작물(1)을 고정하는 다이스헤드(20);

일단이 상기 클램프(10)에 고정되고, 내부에 작동공간(31)이 형성되어 이에 상기 다이스헤드(20)의 일단이 삽입되며, 상기 작동공간(31)에 복수의 오일공급통로들 및 오일배출통로들이 연결되도록 형성된 실린더(50);

상기 실린더(50)의 작동공간(31) 내에 이를 따라 이송되도록 설치되어서 상기 다이스헤드(20)를 이송시키는 피스톤(61);

상기 실린더(50)의 오일공급통로들 및 오일배출통로들에 연결되어서 저장된 상기 오일을 상기 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 공급하거나 상기 실린더(50)의 작동공간(31) 내의 오일을 회수하여 저장하는 오일탱크(62);

상기 실린더(50)에 설치되고, 상기 오일공급통로들에 의해 상기 오일탱크(62) 및 작동공간(31)에 연결되며 상기 오일탱크(62) 내의 오일을 상기 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 펌핑하는 펌핑수단(100);

상기 실린더(50)에 설치되고, 상기 오일배출통로들에 의해 상기 작동공간(31) 및 오일탱크(62)에 연결되며 상기 작동공간(31) 내의 오일을 상기 오일탱크(62) 측으로 회수하는 리턴수단(150);

상기 모터(71)에 연결되고, 상기 클램프(10) 및 다이스헤드(20)에 의한 공작 물(1)의 고정압력이 셋팅된 압력에 도달되면 상기 리턴수단(150)을 작동시키는 제어부(160);로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제1항에 있어서, 상기 실린더(50)는,

상기 펌핑수단(100)이 설치되는 제1설치공간(32)과, 상기 작동공간(31) 및 제1설치공간(32) 사이에 형성되며 상기 작동공간(31)에 연결된 제2설치공간(33)과, 상기 제1설치공간(32) 및 오일탱크(62) 사이에 위치되는 제3설치공간(34)과, 상기 제1설치공간(32) 및 오일탱크(62)를 연결하는 제1오일공급통로(35)와, 상기 제1설치공간(32) 및 제2설치공간(33)을 연결하는 제2오일공급통로(36)와, 상기 작동공간(31) 및 제3설치공간(34)을 연결하는 제1오일배출통로(37)와, 상기 제3설치공간(34) 및 오일탱크(62)를 연결하는 제2오일배출통로(38)가 형성된 실린더몸체(30)와;

상기 실린더몸체(30)에 결합되어 상기 작동공간(31)의 일측을 개폐하는 실린더커버(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제2항에 있어서, 상기 실린더(50)의 작동공간(31) 내측에,

상기 작동공간(31)보다 적은 보조공간(39)이 더 형성되어 있고, 상기 보조공간 중앙부분에 유로안내블럭(42)어 결합되어 있으며, 상기 유로안내블럭(42)에 의해 상기 유로안내블럭(42) 둘레와 이에 대응되는 보조공간(39)의 내주면 사이에 상기 제2설치공간 및 작동공간(31)을 연결하는 가압유로(43)가 더 형성되는 것을 특 징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펌핑수단(100)은,

상기 오일탱크(62) 내의 오일을 상기 실린더(50)의 내부로 펌핑하도록 회전동력을 발생시키는 구동부(70)와,

상기 구동부(70)에 연결되어서 상기 구동부(70)의 회전동력을 왕복이송운동으로 변환하는 동력변환부(80)와,

상기 실린더(50)의 제1설치공간(32) 내에 설치되고 상기 동력변환부(80)에 연결되어서 상기 오일탱크(62) 내의 오일을 상기 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로 펌핑하는 펌핑부(90)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제4항에 있어서, 상기 구동부(70)는,

모터(71)와,

상기 모터(71)에 연결되어서 상기 모터(71)의 고속 회전을 저속으로 감속시키는 감속기(72)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제4항에 있어서, 상기 동력변환부(80)는,

상기 실린더(50) 둘레에 결합되고 내부에 수납공간(81a)이 형성된 캠하우징(81)과,

상기 캠하우징(81)의 개방부위에 결합되는 캠커버(82)와,

상기 감속기(72)에 연결되어 이를 따라 회전되는 회전축(84) 및 상기 회전축(84) 둘레에 구비된 캠(85)으로 이루어진 캠축(83)과,

상기 캠커버(82) 및 회전축(84) 사이에 설치되어서 상기 회전축(84)을 지지하는 지지베어링(86)과,

상기 캠(85) 둘레에 결합되며 상기 캠(85)의 회전시 이와 함께 회전되면서 그 편심거리만큼 왕복이송되는 작동베어링(87)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 펌핑부(90)는,

상기 실린더(50)의 제1설치공간(32) 내에 위치되고 일단이 상기 작동베어링(87)에 접촉되어서 상기 캠축(83)의 회전시 직선왕복운동을 하는 플런저(91)와,

상기 제1설치공간(32)의 입구에 체결되어서 상기 플런저(91)의 이송을 안내하는 플런저포스트(92)와,

상기 플런저(91)의 타단에 결합되고 상기 제1설치공간(32)의 내주면을 따라 슬라이드되도록 설치되어서 상기 플런저(91)의 승강시 이와 함께 승강되는 스프링캡(93)과,

상기 제1설치공간(32)의 내측 및 스프링캡(93) 사이에 설치되어서 상기 플런저(91)를 상기 작동베어링(87) 측으로 탄력적으로 지지하는 플런저스프링(94)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제2항에 있어서, 상기 실린더(50)의 제1오일공급통로(35)에,

펌핑되는 오일이 상기 오일탱크(62)에서 상기 실린더(50)의 작동공간(31) 측으로만 공급되며 그 역향향으로 역류되는 것이 방지되도록 하는 오일공급밸브(110)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제8항에 있어서, 상기 오일공급밸브(110)는,

내부가 관통되고 그 관통된 내부 공간이 순차적으로 유입부(111b), 병목부(111c) 및 공급부(111d)를 이루며 상기 공급부(111d)측 일단이 상기 제1오일공급통로(35)에 결합되고 상기 유입부(111b)측 타단이 상기 오일탱크(62) 내에 위치되는 멀티베이스(111)와,

내부가 관통되고 상기 멀티베이스(111)의 공급부(111d) 내에 고정되는 스프링케이싱(112)과,

내부가 관통되고 상기 스프링케이싱(112)에 대향되며 상기 멀티베이스(111)의 공급부(111d) 내에 이를 따라 슬라이드되도록 설치되는 볼푸시(113)와,

상기 볼푸시(113) 및 멀티베이스(111)의 병목부(111c) 사이에 구비되어서 상기 병목부(111c)를 개폐하는 스틸볼(114)과,

상기 스프링케이싱(112) 및 볼푸시(113) 사이에 설치되어서 상기 볼푸시(113) 및 스틸볼(114)을 상기 병목부(111c) 측으로 탄성적으로 지지하는 볼스프링(115)과,

상기 멀티베이스(111)의 유입부(111b) 내에 설치되어서 이를 통과하는 상기 오일 내의 이물질을 여과하는 스트레이너(116)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제9항에 있어서, 상기 스트레이너(116) 내부에,

오일에 포함된 자성체의 이물질이 여과되도록 마그네트핀(117)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제2항에 있어서, 상기 제2설치공간(33) 내에,

펌핑되는 오일이 상기 제2오일공급통로(36)에서 상기 작동공간(31) 측으로만 공급되며 그 역방향으로 역류되는 것이 방지되도록 하는 흡입밸브(120)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제11항에 있어서, 상기 흡입밸브(120)는,

내부가 관통되고 상기 제2설치공간(33) 내에 결합되는 체크바디(121)와,

상기 체크바디(121)에 결합되고 내부가 병목부(122a)를 갖도록 관통되며 상기 병목부(122a)가 상기 실린더(50)의 제2오일공급통로(36)에 연결되는 볼케이싱(122)과,

내부가 관통되고 상기 체크바디(121) 및 볼케이싱(122) 내부에 슬라이드되도록 설치되는 볼푸시(123)와,

상기 볼푸시(123) 및 볼케이싱(122) 사이에 구비되어서 상기 병목부(122a)를 개폐하는 스틸볼(124)과,

상기 체크바디(121) 및 볼푸시(123) 사이에 설치되어서 상기 볼푸시(123) 및 스틸볼(124)을 상기 병목부(122a) 측으로 탄성적으로 지지하는 볼스프링(125)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리턴수단(150)은,

상기 실린더(50)의 작동공간(31) 내에 설치되며 상기 펌핑수단(100)의 정지시 유압에 의해 이송된 상기 피스톤(61)을 복원시키는 피스톤스프링(130)과,

상기 실린더(50)의 제3설치공간(34) 내에 설치되고 상기 제1오일배출통로(37) 및 제2오일배출통로(38)에 연결되며 상기 피스톤스프링(130)이 복원되는 동안 상기 제1오일배출통로(37) 및 제2오일배출통로(38)를 연결시켜서 상기 작동공간(31) 내의 오일이 상기 오일탱크(62)로 회수되도록 하는 릴리프밸브(140)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제13항에 있어서, 상기 릴리프밸브(140)는,

상기 제3설치공간(34) 내에 설치되고 상기 제1오일배출통로(37)에 연결되도록 관통구멍(141b)이 형성된 릴리프페이스(141)와,

상기 제3설치공간(34) 내부를 따라 이송되도록 그 내부에 설치되고 상기 릴리프페이스(141)의 관통구멍(141b)을 개폐하도록 이에 대향되는 일단에 콕(142b)이 형성되는 밸브포스트(142)와,

상기 제3설치공간(34)에 결합되고 상기 밸브포스트(142)의 이송을 안내하는 릴리프로드(143)와,

상기 릴리프페이스(141) 및 릴리프로드(143) 사이의 제3설치공간(34) 내에 슬라이드되도록 설치되며 상기 밸브포스트(142)의 이송시 이와 함께 이송되는 슬라이더(144)와,

상기 릴리프로드(143) 및 슬라이더(144) 사이에 설치되어서 상기 슬라이더(144)를 상기 릴리프페이스(141) 측으로 탄성적으로 지지하는 릴리프스프링(145)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.
제1항에 있어서, 상기 제어부(160)는,

상기 실린더(50) 내부의 유압이 셋팅된 최고 압력에 도달될 시 압축된 상태의 피스톤스프링(130)이 복원되면서 상기 릴리프밸브(140)가 열리도록, 상기 공작물(1)의 고정작업 및 가공작업이 끝나는 시점에서 상기 모터(71)를 정지시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 스프링식 자동리턴 유압공구.