KR100502469B1 - 완충기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 산업현장에서 사용되고 있는 완충기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 완충기의 피스톤로드를 급속 귀환시켜 반복적으로 가해지는 잦은 충격에도 충격완화 기능을 충분히 수행할 수 있도록 한 완충기에 관한 것이다.

본 발명은, 완충작용을 하는 오일이 우회통로를 통하여 피스톤의 전방공간과 후방공간을 이동하도록 구성된 완충기에 있어서, 상기 피스톤을 동작시키는 피스톤 로드(51)는 3단의 직경을 갖도록 구성되며, 즉 상기 로드커버(60)의 관통된 중앙을 통과하는 첫 번째 직경부(51a), 피스톤(56)의 중앙 관통공을 통과하는 두 번째 직경부(51b), 그리고 스프링가이드(54)가 설치되는 세 번째 직경부(51c)를 가지며; 상기 피스톤(56)은 원기둥 형상을 갖고 피스톤 로드(51)가 통과하는 중앙의 관통공 내경은 피스톤 로드(51)의 외경보다 크게 하여 그 사이에 일정크기의 틈새(57)가 형성되어 있으며, 피스톤(56)의 길이는 피스톤 로드(51)의 두 번째 직경부(51b)의 길이보다 짧게 하여 피스톤(56)이 피스톤 로드(51)상에서 좌우로 이동하게 되어 있으며; 스프링이 설치되는 스프링가이드(54)의 선단면에는 중앙에서 원주방향으로 뻗는 한쌍의 오일유출홈(55)이 형성되어 있다.

Description

완충기{Shock absorber}

본 발명은 주로 산업현장에서 사용되고 있는 완충기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 완충기에 충격이 가해져 피스톤로드가 후방으로 이동한 후 전방으로 복귀할 때 피스톤로드를 급속 귀환시킴으로써 반복적으로 가해지는 잦은 충격에도 충격완화 기능을 충분히 수행할 수 있도록 한 완충기에 관한 것이다.

일반적으로, 완충기는 어느 물체에 가해지는 충격 및 진동을 완화시켜주는 장치로서, 오일댐퍼라고도 하며 차량 및 생산라인 등에서 충격완화용으로 설치되어 사용된다. 상기 완충기는 내부에 오일과 같은 점성이 큰 유체가 수용되어 피스톤에 가해지는 충격 및 진동을 완화시키도록 구성되며, 스프링의 탄성반발력에 의해 피스톤이 원위치로 이동함으로써, 계속되는 충격에도 완충이 가능하도록 구성된다.

그러나, 상기한 완충기는 외부에서 가해지는 충격에 의해 피스톤이 원위치 하는데 따른 복귀가 신속하게 이루어지지 않게 됨에 따라 빠른 시간내에 충격이 반복적으로 가해지는 장치에는 설치하여 사용할 수 없었던 것이다.

즉, 상기 완충기의 작동은 전술한 바와 같이 외부에서 가해지는 충격이 피스톤을 통해 전달되고 이를 압축스프링이 압축됨과 동시에 피스톤의 후방공간에 있던 오일이 우회통로를 통하여 피스톤 전방공간으로 이동하게 되어 충격을 완화시키게 되며, 충격이 완화된 후에는 압축스프링의 탄성복원력으로 피스톤을 원위치하게 되는 작동을 하게 되는 것이지만 상기 피스톤의 복귀시 피스톤 전방으로 공간으로 이동한 오일이 피스톤이 복귀되는 과정에서 신속하게 원래의 후방공간으로 복귀하지 못하게 됨으로써, 짧은 시간내에 충격이 반복적으로 가해지는 장치에서는 설치가 불가능하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 완충기의 피스톤로드를 급속 귀환시켜 반복적으로 가해지는 잦은 충격의 경우에도 충격완화 기능을 충분히 수행할 수 있도록 한 완충기를 제공하는데 주된 목적이 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 완충작용을 하는 오일이 우회통로를 통하여 피스톤의 전방공간과 후방공간을 이동하도록 구성된 완충기에 있어서, 완충작용을 하는 오일이 우회통로를 통하여 피스톤의 전방공간과 후방공간을 이동하도록 구성된 완충기에 있어서, 상기 피스톤을 동작시키는 피스톤 로드는 3단의 직경을 갖도록 구성되며, 즉 상기 로드커버의 관통된 중앙을 통과하는 첫 번째 직경부, 피스톤의 중앙 관통공을 통과하는 두 번째 직경부, 그리고 스프링가이드가 설치되는 세 번째 직경부를 가지며; 상기 피스톤은 원기둥 형상을 갖고 피스톤 로드가 통과하는 중앙의 관통공 내경은 피스톤 로드의 외경보다 크게 하여 그 사이에 일정크기의 틈새가 형성되어 있으며, 피스톤의 길이는 피스톤 로드의 두 번째 직경부의 길이보다 짧게 하여 피스톤이 피스톤 로드상에서 좌우로 이동하게 되어 있으며; 스프링이 설치되는 스프링가이드의 선단면에는 중앙에서 원주방향으로 뻗는 한쌍의 오일유출홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성요소인 바디의 단면도이고, 도 2a는 본 발명의 구성요소인 로드 커버의 우측면도이며, 도 2b는 도 2a의 로드 커버의 일부 절개 정면도이고, 도 3a는 본 발명의 구성요소인 내장튜브의 우측면도이며, 도 3b는 본 발명의 구성요소인 내장튜브의 절개정면면도이고, 도 4는 본 발명의 구성요소인 피스톤로드의 정면도이며, 도 5a는 본 발명의 구성요소인 스프링 가이드의 좌측면도이고, 도 5b는 도 5a에서 A-A 선으로 절단한 스프링 가이드의 단면도이며, 도 6a는 본 발명에 따른 완충기의 단면도로서 충격을 받아 이동중인 상태를 보인 단면도이고, 도 6b는 본 발명에 따른 완충기의 단면도로서 충격력이 제거된 후 원위치로 복귀중인 상태를 보인 단면도이다.

본 발명의 완충기는 완충작용을 하는 오일이 우회통로를 통하여 피스톤의 전방공간과 후방공간을 이동하도록 구성된 완충기에 있어서, 피스톤 로드(51)를 3단의 직경을 갖도록 형성하고, 상기 피스톤 로드의 두 번째 직경부(51a)에는 피스톤(56)이 이동가능하게 설치되며, 상기 피스톤 로드의 두 번째 직경부(51b)와 피스톤(56) 사이에는 오일이 흐르도록 틈새(57)가 형성되고, 압축스프링(52)에 의하여 탄력을 받는 것으로서 그 전면에 오일 유출홈(55)이 형성된 스프링 가이드(54)가 피스톤 로드의 세 번째 직경부(51c)에 설치되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 바디(10)는 중앙이 길이방향으로 관통되어 있고, 관통된 중앙 내측벽에는 일정길이의 편심부(12)가 형성되어 있으며, 상기 바디(10)의 양측 단부 내벽면에는 일정깊이를 갖는 걸림홈(14)이 형성되어 있다.

상기 바디(10)의 내부에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 로드커버(60)가 설치되어 있다. 상기 로드커버(60)는 외측방에 일정공간을 갖는 환형공간(61)이 형성되어 있고, 중앙은 길이방향으로 관통되어 있으며, 끝단부에는 플랜지부가 형성되고, 플랜지부의 외주연에는 평면커터에 의해 양측이 대칭되게 절삭된 절개부(62)가 형성되어 있다.

또한 상기 로드커버(60)의 환형공간에는 어큐무레이터(ACCUMULATOR)(70)가 설치된다. 상기 어큐무레이터(70)는 특수한 스폰지와 같이 수축과 팽창이 잘 되며, 유체의 흡수가 잘 되지 않는 재질로 구성되어 있다.

상기 로드 커버(60)의 끝단면에는 도 3a 및 도 3b와 같은 내장튜브(20)의 선단부가 밀착되도록 결합된다. 상기 내장튜브(20)는 바디(10)의 내면과 슬라이딩 되면서 결합되어 상기 바디의 편심부(12)와 외측면 사이에는 오일관로(22)가 형성되며, 선단면이 개구되어 있고, 개구되지 않은 반대쪽 끝단면은 오일을 외측에서 주입할 수 있도록 오일주입구(24)가 형성되어 있다. 상기 내장튜브(20)의 외측벽에는 다수개의 오일유출입공(26)이 형성되어 있는데, 상기 오일유출입공(26)은 오일관로(22)와 연통되며, 개방된 외측 단부쪽에는 일정크기를 갖는 관통공(28)이 형성된다. 상기 관통공(28)은 오일유출입공(26)과 동일선상으로 관통될 수 있으며, 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 상기에서 오일유출입공(26)과 오일관로(22)와 관통공(28)과 절개부(62)는 오일이 통과하는 통로로서, 피스톤(56)의 전방공간과 후방공간사이에서 오일이 이동하는 우회통로의 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성된 내장튜브(20)는 바디(10) 내측에서 안정적으로 고정되도록 바디의 걸림홈(14)에 스냅링(30)을 내장튜브(20) 외면과 밀착시키면서 설치하여 가능하게 되며, 이같이 스냅링(30)을 이용하여 내장튜브(20)를 설치하게 되면, 상기 내장튜브(20)를 외측에서 손쉽게 분리하지 못하게 된다.

또한 상기 바디(10) 단부에는 내장튜브(20) 끝단부를 수용하며 회전가능하도록 다이얼캡(40)이 설치될 수 있다. 상기 다이얼캡(40)은 내장튜브(20)와 일체로 회전되도록 고정볼트(42)로 고정되며, 일측에는 상기 바디(10)와 고정될 수 있도록 변각고정볼트(44)가 체결된다. 상기 변각고정볼트(44)는 다이얼캡(40)이 일정각도 회전한 후 회전된 각도를 유지하기 위해 다이얼캡(40) 외측에서 바디(10) 단부에 체결되는 것으로, 상기 고정볼트(42)와 변각고정볼트(44)의 헤드는 외측으로 돌출되어 걸림되지 않는 무두(無頭)볼트가 사용될 수 있다. 이러한 다이얼캡(40)을 회전시키면 오일유출입공(26)과 오일관로(22)의 관계를 조절하여, 충격이 가해질 때 반응하는 완충정도를 조절할 수 있다.

한편, 상기 바디(10)의 전방쪽에는 로드커버(60)의 관통된 중앙을 지나면서 내장튜브(40) 내측에 결합되는 작동부(50)가 설치된다. 상기 작동부(50)는 피스톤로드(51)와 피스톤(56)과 스프링가이드(54)와 압축스프링(52)을 포함하여 구성된다.

상기 피스톤로드(51)는 도 4에 도시된 바와 같이 3단의 직경을 갖도록 구성되고, 첫 번째 직경부(51a)가 로드커버의 관통된 중앙을 지나도록 선단부 외측에서 바디(10) 내측으로 삽입되며, 첫 번째 직경부(51a)의 선단부에는 범퍼헤드(58)가 설치된다.

상기 피스톤로드(51)의 첫 번째 직경부가(51a)가 바디(10) 내측으로 삽입시에는 바디(10) 내측에 먼지와 같은 더스트가 인입되지 않도록 더스트캡(16)이 설치되며, 상기 더스트캡(16)은 스냅링(30)에 의해 바디(10)의 걸림홈(14)에 걸림되어 고정된다.

상기 피스톤로드(51)의 두 번째 직경부(51b)에는 피스톤(56)이 이동가능하게 끼움 결합되고, 피스톤 로드(51)의 세 번째 직경부(51c)에는 도 5a 및 도 5b와 같은 스프링가이드(54)가 설치된다. 상기 피스톤(56)은 원기둥 형상을 갖고 피스톤 로드(51)가 통과하는 중앙의 관통공 내경은 피스톤 로드(51)의 외경보다 크게 하여 그 사이에 일정크기의 틈새(57)가 형성되어 있으며, 피스톤(56)의 폭은 피스톤 로드(51)의 두 번째 직경부(51b)의 길이보다 짧게 하여 피스톤(56)이 피스톤 로드(51)상에서 좌우로 이동하게 되어 있다.

상기 스프링가이드(54)의 선단면에는 중앙에서 외주연으로 뻗는 한쌍의 오일유출홈(55)이 형성되어 있다. 상기 오일유출홈(55)은 피스톤의 틈새(57)와 연통되어, 피스톤(56)의 전방공간에 있는 오일이 틈새(57) 및 오일유출홈(55)을 통해 후방공간으로 들어간다.

그리고 상기 스프링가이드(54)에는 도 6a 및 도 6b와 같이 내장튜브(20) 내측에 설치되어 탄성력을 가하는 압축스프링(52)이 설치된다. 상기 압축스프링(52)의 끝단은 내장튜브의 내부공간 끝단에 밀착되도록 설치되며, 그 선단은 스프링가이드(54)와 밀착되도록 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 완충기는 다음과 같이 작용한다.

상기 범퍼헤드(58)에 충격이 가해지면, 피스톤(56)이 범퍼헤드(58)에 의해 후진하기 시작한다. 상기 피스톤(56)의 후진시에는 내장튜브의 관통공(28)이 개방되면서 오일은 오일유출입공(26)을 통해 오일관로(22)를 지나 관통공(28)으로 이동하며, 관통공(28)을 지나는 오일은 절개부(62)를 통해 어큐무레이터(70)에 함침된다. 이러한 작동과 동시에 스프링가이드(54)는 압축스프링(52)을 가압하면서 내장튜브(20) 후방으로 이동하게 된다.

삭제

삭제

범퍼헤드(58)에 압력이 가해져 피스톤로드(51)가 후진하는 동안에는, 피스톤로드(51)에 끼움 결합된 피스톤(56)이 피스톤로드(51)와 밀착된 상태에서 후진한다. 이때, 피스톤(56)의 선단부는 피스톤로드의 첫 번째 직경부(51a)의 단턱면과 밀착되어 있어 피스톤의 틈새(57) 사이를 통해 피스톤(56)의 후방공간의 오일이 전방공간으로 이동하지 않는다. 단지 후방공간의 오일은 우회통로인 오일유출입공(26), 오일관로(22) 및 관통공(28), 절개부(62)를 통해서 이동한다. 따라서 완충기의 충격완화기능을 수행한다.

삭제

상기 피스톤(56)이 내장튜브(20) 후방측으로 완전히 이동한 후에는 압축스프링(52)의 복원력에 따른 복귀과정을 거치게 되는데, 이 때에는 스프링가이드(54)와 피스톤(56)이 밀착하고, 대신에 피스톤(56)과 피스톤 로드(51)의 첫 번째 직경부(51a)의 단턱면은 이격된다. 따라서 피스톤(56)의 후방공간에 있는 오일은 우회통로인 오일유출입공(26), 오일관로(22) 및 관통공(28), 절개부(62)를 통해서 전방공간으로 이동함과 동시에 스프링 가이드(54)의 오일유출홈(55) 및 틈새(57)를 통하여 전방으로 이동할 수 있다. 따라서 피스톤(56)의 신속한 복귀가 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따른 완충기는 완충기의 피스톤 및 피스톤로드를 급속 귀환시켜 반복적으로 가해지는 잦은 충격에도 충분히 그 기능을 수행할 수 있수 있으며, 보다 다양한 분야에 사용될 수 있는 효과를 발휘한다.

이상에서 본 발명에 실시예에 따른 완충기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 여러가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 구성요소인 바디의 단면도,

도 2a는 본 발명의 구성요소인 로드 커버의 좌측면도,

도 2b는 도 2a의 로드 커버의 일부 절개 정면도,

도 3a는 본 발명의 구성요소인 내장튜브의 우측면도,

도 3b는 본 발명의 구성요소인 내장튜브의 절개정면도,

도 4는 본 발명의 구성요소인 피스톤로드의 정면도,

도 5a는 본 발명의 구성요소인 스프링 가이드의 좌측면도,

도 5b는 도 5a에서 A-A 선으로 절단한 스프링 가이드의 단면도,

도 6a는 본 발명에 따른 완충기의 단면도로서 충격을 받아 이동중인 상태를 보인 단면도,

도 6b는 본 발명에 따른 완충기의 단면도로서 충격력이 제거된 후 원위치로 복귀중인 상태를 보인 단면도이다.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 바디 12: 편심부

14: 걸림홈 16: 더스트캡

20: 내장튜브 22: 오일관로

24: 오일주입구 26: 오일유출입공

28: 관통공 30: 스냅링

40: 다이얼캡 42: 고정볼트

44: 변각고정볼트 50: 작동부

51: 피스톤로드 51a: 첫 번째직경부

51b: 두 번째직경부 51c: 세 번째직경부

54: 스프링가이드 55: 오일유출홈

56: 피스톤 57: 틈새

58: 범퍼헤드 60: 로드커버

61: 환형공간 62: 절개부

70: 어큐무레이터

Claims (1)

1. 완충작용을 하는 오일이 우회통로를 통하여 피스톤의 전방공간과 후방공간을 이동하도록 구성된 완충기에 있어서,

   상기 피스톤을 동작시키는 피스톤 로드(51)는 3단의 직경을 갖도록 구성되며, 즉 상기 로드커버(60)의 관통된 중앙을 통과하는 첫 번째 직경부(51a), 피스톤(56)의 중앙 관통공을 통과하는 두 번째 직경부(51b), 그리고 스프링가이드(54)가 설치되는 세 번째 직경부(51c)를 가지며;

   상기 피스톤(56)은 원기둥 형상을 갖고 피스톤 로드(51)가 통과하는 중앙의 관통공 내경은 피스톤 로드(51)의 외경보다 크게 하여 그 사이에 일정크기의 틈새(57)가 형성되어 있으며, 피스톤(56)의 길이는 피스톤 로드(51)의 두 번째 직경부(51b)의 길이보다 짧게 하여 피스톤(56)이 피스톤 로드(51)상에서 좌우로 이동하게 되어 있으며;

   스프링이 설치되는 스프링가이드(54)의 선단면에는 중앙에서 원주방향으로 뻗는 한쌍의 오일유출홈(55)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.