KR100514545B1 - 무단 완충식 유압 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복 운동 시점 및 종점에서 유압 피스톤으로 인해 발생하는 충격을 무단 완충방식에 의해 최소화 또는 방지하여 충격에 의한 피해를 최소화 또는 방지하도록 한 무단 완충식 유압 실린더에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 유압 실린더(1)의 입출구측 압력차에 의해 왕복 운동하는 피스톤(3)을 이용하는 유압 또는 공압식 액츄에이터에 있어서, 상기 피스톤(3)이 로드 커버(10) 또는 헤드 커버(12) 바닥면에 각각 함입된 취합홀(14,16)에 삽입됨에 따라 상기 피스톤(3)에 의해 전후진측 포트(20,22)로 이동하는 작동유의 유로(11)가 점차 감소되도록 하는 전후진측 쿠션부(7,9)를 구비하고 있는 무단 완충식 유압 실린더를 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면 종전의 쿠션 컨트롤 밸브 및 쿠션용 홀 대신에 무단 감속의 쿠션부(7,9)를 채용함으로써 단가 절감이 가능하고, 1차 감속 및 정지시의 충격치를 최소화할 수 있으므로 유압 실린더를 채용한 어떤 목적물의 이송도 원활히 할 수 있다.

Description

무단 완충식 유압 실린더{stepless cushion type hydraulic cylinder}

본 발명은 유압 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 유압 실린더를 전진단 또는 후진단에서 정지시킬 경우 유압 피스톤으로 인해 쿠션 시점 및 종점에서 발생하는 충격을 무단 완충방식에 의해 최소화 또는 방지하여 충격으로 인한 제반 문제를 예방하도록 한 무단 완충식 유압 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 어떤 목적물의 단거리 이송이나 큰 힘이 필요한 이송 등에 중간 피스톤을 매개로 하여 피스톤 좌우측의 차압에 의해 높은 압력측에서 낮은 압력측으로 피스톤이 움직이게 함으로써 피스톤 로드 끝단에 연결되어 있는 목적물을 이송하는 액츄에이터로서 유압 실린더가 널리 사용되어져 왔다.

이와 같이 어떤 목적물의 이송에 이용되는 유압 실린더는 유압이 출입하는 전,후진측 포트의 유압차를 이송력으로 전환하는 피스톤, 이송 목적물에 힘을 전달하는 피스톤 로드, 이들을 지지하고 작동을 원활하게 하는 몸체 및, 커버 등으로 구성됨과 동시에, 큰 힘의 작용으로 목적물을 고속으로 이송하다가 갑자기 정지할 경우 발생하는 충격을 완화하기 위하여 쿠션장치가 설치되어 있다.

이와 같이 유압 실린더가 어떤 목적물을 고속으로 이송하다가 갑자기 정지할 경우 발생하는 충격을 줄이기 위한 종래의 전형적인 쿠션장치를 구비한 유압 실린더가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서 부재번호 101은 튜브, 102는 로드, 103은 피스톤, 104는 로드 커버, 105는 헤드 커버, 106은 쿠션링, 107은 쿠션 컨트롤밸브, 108은 로커, 109는 쿠션 유로를 각각 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 유압 실린더는 전진측 또는 후진측으로 유입된 압력유가 피스톤(103)을 밀면 피스톤이 반대측으로 밀려가다가 쿠션링(106)에 의해 출구 유로를 막게 되고, 이때부터 작동유는 쿠션 밸브가 설치되어 있는 소직경의 쿠션 유로(109)를 통해 흐르게 되므로 원래의 출구유로의 면적과 쿠션밸브(107)가 설치되어 있는 소직경의 쿠션유로(109)의 면적과의 차이에 비례하여 피스톤(103)은 저속으로 이동하게 되고, 이동속도의 차이만큼 충격이 발생한다. 이때 쿠션밸브(107)에 의해 쿠션 유로(109)의 직경을 조절함으로써 완충력을 조정할 수 있다.

그러나 위와 같은 쿠션 장치를 구비한 종래의 유압 실린더는 급속 이송하던 피스톤이 끝까지 가지 않고 어느 지점부터 속도를 한차례 즉, 1단 줄이도록 함으로써 어느 정도의 충격 완화효과는 기대할 수 있으나 급속이송과 1단 쿠션과의 속도차가 크고, 1단 쿠션 후에도 쿠션 밸브에 의해 조정된 일정한 속도로 이송되기 때문에 충격이 둘로 나누어질 뿐 끝단부에는 여전히 어느 정도의 큰 충격이 가해진다.

뿐만 아니라 마지막 정지 스토퍼의 충격을 줄이기 위해 쿠션 밸브를 최저치(또는 상당한 저속)로 조정하면 정지시 스토퍼에 가해지는 충격은 줄어들지만 오히려 1단 쿠션 충격치는 커지고 또 피스톤의 저속이송으로 인해 정지시까지 많은 시간이 소요된다.

따라서 이러한 일차 1단 쿠션충격으로 인해 기계장치가 움직여 기계의 레벨이 틀어짐으로써 기계의 정도가 흐트러지고 따라서 가공 불량이 생기거나 기계장치에 영구변형이 발생하기도 한다. 또한 체결볼트등의 풀림으로 인해 여러 가지 사고가 유발될 수도 있다. 아울러 이차적으로 스토퍼에 가해지는 충격으로 인해 스토퍼가 파손됨으로써 기계가 파손되거나 안전사고가 유발될 수 있으며, 이에 따른 수리 및 보완시간 손실 등의 문제가 발생할 수 있다.

아울러 정지시 충격치를 줄이기 위해 쿠션 밸브를 최저치(또는 상당한 저속)로 조정하게 되면 그만큼 일차 1단 쿠션의 충격치가 커지게 되는 결과를 가져오므로 오히려 일차 1단 쿠션으로 인한 문제점이 더욱 커지고 뿐만 아니라 동일한 일 또는 작업을 수행함에 있어 더 많은 시간이 소요되므로 원가가 상승하는 문제점도 있었다.

지금까지 수많은 기계 또는 장치에 위와 같은 1단 쿠션방식의 유압 실린더가 사용되어 왔으나 실무적으로는 단기적으로 문제점이 드러나지 않게 급속 이송속도를 줄이거나 완충력을 조정하여 사용했으므로 눈에 보이지 않는 경제적 손실이 많았다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유압 실린더가 작동함에 있어 급속이송 후 양 끝단에서 정지할 경우 발생하는 쿠션 시작시점과 정지시점 두차례의 충격을 최소화 또는 제로화 하여 이 충격으로 인한 전후진단 스토퍼의 파손 및 기계 레벨의 흐트러짐 등의 문제를 제거함으로써 가공부품의 정도불량, 기계의 영구변형, 안전사고 발생 등을 획기적으로 감소시킬수 있도록 한 무단 쿠션장치를 구비한 유압 실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 유압 실린더의 입출구측 압력차에 의해 왕복 운동하는 피스톤을 이용하는 유압 또는 공압식 액츄에이터에 있어서, 피스톤이 로드 커버 또는 헤드 커버 바닥면에 각각 함입된 취합홀에 삽입됨에 따라 피스톤에 의해 전후진측 포트로 이동하는 작동유의 유로가 점차 감소되도록 하는 전후진측 쿠션부를 구비하고 있는 무단 완충식 유압 실린더를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 무단 완충식 유압 실린더는 도 2에 도면번호 1로 도시된 바와 같이, 기본적으로 일반적인 유공압식 액츄에이터에 널리 사용되는 유압 실린더와 마찬가지로 크게 몸체를 이루는 튜브(2), 이 튜브(2)의 전후진측 개방면에 삽입 장착된 로드 커버(10) 및 헤드 커버(12), 양 커버(10,12)의 사이에서 왕복 운동하는 유압 피스톤(3) 및, 이 피스톤(3)에 결합된 피스톤 로드(5)로 구성되어 있다.

튜브(2) 내부에는 로드 커버(10)의 전진측 포트(20)를 통해서 유입 또는 배출되거나, 헤드 커버(12)의 후진포트(22)를 통해 유입 또는 배출되는 작동유가 충진되어 있으며, 유압 작동유는 외부의 유압 펌프 등에 의하여 유입 또는 배출된다. 또한 피스톤(3)의 양측면에는 전후진측 보스부(13,15)가 설치되어 있으며, 헤드커버(12)와 로드커버(10)의 저면 즉, 내측면에는 피스톤(3)의 보스부(13,15)에 형성되는 쿠션부(7,9)가 왕복운동의 시점 또는 종점에서 삽입되는 취합홀(14,16)이 각각 함입 형성되어 있다.

이때 튜브(2)는 일반강으로 제작되며, 양단의 커버(10,12)를 지지함과 동시에 피스톤(3)의 가이드 역할을 한다. 또한 피스톤(3)은 전후진측으로부터 유입되는 작동유의 유입측과 배출측의 압력차에 비례하는 힘 및 유입 또는 배출되는 유량에 비례하는 속도로 배출 또는 유입측 방향으로 튜브(2)의 내주면을 따라 이동한다. 이는 피스톤 로드(2)에 연결된 어떤 목적물이 위와 동일한 힘과 속도로 이동함을 뜻한다.

이와 같이 피스톤 전후진측에 작용하는 힘에 의해 일정속도로 이동하는 피스톤(3)은 피스톤(3)에 형성되는 쿠션부(7,9)가 전후진시 로드 커버(10) 및 헤드 커버(12)의 저면에 피스톤(3)의 외경과 동일한 직경으로 정밀 가공되어 있는 취합홀(14,16)에 삽입되는 순간부터 무단으로 즉, 일정한 감속비로 감속되는데, 이를 위해 쿠션부(7,9)는 피스톤(3)에서 멀어질수록 횡단면적이 점차 감소하는 형태를 취하고 있으며, 쿠션부(7,9)의 재질로는 피스톤(3) 및 로드커버(10), 헤드커버(12)와 같은 재질이면 가장 무난하고 그렇지 않으면 열 팽창계수가 유사한 재질을 적용함이 바람직하다. 또한 쿠션부(7,9)의 가공은 선삭, 엔드밀, 와이어커팅, 연삭 등에 의해 가능하다.

각각의 쿠션부(7,9)는 다음 2가지 형태로 구성되는데, 도 3 및 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 피스톤 양측면의 전후진측 보스부(13,15)에 쿠션부쉬(17,19)가 착탈 가능하게 장착되어 형성되거나 도 10 내지 12에 도시된 바와 같이 전후진측 보스부(13,15) 외주면에 쿠션부쉬가 일체로 형성될 수 있다.

여기에서 도 3 및 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 피스톤(3)의 전후진측 보스부(13,15)에 쿠션부쉬(17,19)가 착탈식으로 끼워져 결합됨으로써 쿠션부(7,9)를 형성하는 실시예의 경우, 도시된 바와 같이 다음 6가지 타입으로 구분할 수 있는데, 먼저 도 2 및 도 3에 도시된 쿠션부(7,9)는 각 쿠션부쉬(17,19)의 외주면에 피스톤(3)에서 멀어질수록 반경방향의 길이 즉, 깊이가 깊어지도록 내경면이 테이퍼진 사각 횡단면을 갖는 경사슬롯 형태의 쿠션유로(11)가 한 개 이상 방사상으로 형성되어 있다. 따라서 쿠션부(7,9)가 전후진측의 취합홀(14,16)에 삽입되기 시작하면서 각각의 경사슬롯은 취합홀(14,16)의 입구 에지부분과 함께 형성하는 사각단면의 쿠션유로(11)를 점차 감소키도록 되어 있다.

이와 마찬가지로 도 5에 도시된 쿠션부(7,9)는 쿠션부쉬(17,19)의 외주면 자체가 피스톤(3)에서 멀어짐에 따라 반경이 작아지도록 원뿔대 형태로 테이퍼져 있으며, 이 경우에도 쿠션부(7,9)가 전후진측의 취합홀(14,16)에 삽입됨에 따라 쿠션부쉬(17,19)의 외주면과 취합홀(14,16)의 내주면 사이에 형성되는 환형의 쿠션유로(11)를 점차 감소시키도록 되어 있다.

또한 쿠션부쉬(17,19)는 도 6에 도시된 바와 같이 도 3과 도 5의 쿠션유로(11)를 혼용하여 피스톤(3)에서 멀어지는 방향으로 깊이가 깊어지도록 테이퍼진 경사슬롯 형태의 쿠션유로(11)를 방사상으로 형성하되 쿠션부쉬(17,19) 외주면의 끝단부를 모따기한 형태로 일부만 테이퍼지도록 하여 취합홀(14,16)에 삽입될 때 안쪽으로 돌출부가 다수개 뻗어 있는 고리 형태의 쿠션유로(11)를 형성할 수도 있다.

또 다른 형태로서 도 7에 도시된 쿠션부(7,9)는 피스톤(3)에서 멀어질수록 측벽면이 벌어져 폭은 점점 넓어지면서 반경방향으로의 깊이는 그대로 유지하는 평면 삼각형 형태의 슬롯에 의해 형성되는 쿠션유로(11)가 방사상으로 하나 이상 가공된 쿠션부쉬(17,19)로 구성된다.

끝으로 도 8 및 도 9에 도시된 쿠션부(7,9)는 전후진측 보스부(13,15)에 장착되는 쿠션부쉬(17,19)에 반경방향으로 복수개의 관통홀(35)을 관통시켜 형성한 쿠션유로(11)를 방사상으로 하나 이상 가공한 것으로, 도 8의 경우에는 도시된 것처럼 피스톤(3)과의 거리에 관계 없이 관통홀(35)의 배열폭은 일정하게 유지하되 피스톤(3)에서 멀어질수록 관통홀(35)의 직경이 커지도록 한 것이고, 도 9의 경우에는 관통홀(35)의 직경을 동일하게 유지하되 피스톤(3)에서 멀어질수록 개수가 많아지면서 배열폭이 점차 넓어지도록 한 것이며, 각 경우의 관통홀(35)들은 하단에 길이방향으로 관통된 유통공(39)에 의해 전후진측 취합홀(14,16) 쪽으로 연결되어 있다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 실린더의 쿠션부(7,9)는 앞서의 실시예와는 달리 전후진측 보스부(13,15) 자체를 도 3 이하에 도시된 쿠션부쉬(17,19)의 형태로 가공하여 형성한 것으로, 도 10의 경우에는 각 보스부(13,15)의 외주면에 도 3에 도시된 경사슬롯 형태의 쿠션유로(11)가 직접 가공되며, 도 11의 쿠션부(7,9)는 보스부(13,15)의 외주면을 도 5의 형태로 경사지도록 테이퍼 가공하여 형성되고, 도 12의 쿠션부(7,9)는 도 10 및 도 11의 쿠션부(7,9)를 적절히 조합한 형태로 형성된다. 또한 도시되어 있지 않지만 도 7 내지 도 9에 도시된 형태의 쿠션유로를 직접 보스부(13,15)에 형성할 수도 있다.

또 다른 형태의 변형으로서 본 발명에 따른 유압 실린더(1)는 도 13 내지 도 16에 도시된 것처럼, 피스톤(3)을 피스톤 로드(5)와 별체로 구성할 수 있다. 따라서 전진측 쿠션부(7)가 도 13 및 도 14와 같이 착탈식 쿠션부쉬(17)에 의해 형성되든 또는 도 15 및 도 16과 같이 보스부(13) 자체에 형성되든 관계 없이, 피스톤(3)과 후진측 쿠션부쉬(19)는 전진측 보스부(13)로부터 뻗어 있는 후진측 보스부(15) 외주면에 앞뒤로 각각 착탈 가능하게 결합되는데, 도 13 및 도 15에 도시된 후진측 쿠션부(9)는 후진측 보스부(15)로부터 연장된 나사부(21)에 체결되는 더블 너트(23)에 의해, 도 14 및 도 16에 도시된 후진측 쿠션부(9)는 보스부(15)의 중심에 가공된 탭홀(25)에 삽입 체결되는 볼트(27)와 와셔(28)에 의해 후진측 보스부(15) 외주면에 끼워진 피스톤(3)과 후진측 쿠션부쉬(19)를 각각 고정하도록 되어 있다.

본 발명에 따른 유압 실린더의 다른 실시예가 도 17에 도면번호 201로 도시되어 있다.

도 17에 도시된 바와 같이 유압 실린더(201)는 전체적인 구성이 유압 실린더(1)와 유사하나, 왕복운동의 시점 또는 종점에서 피스톤(203)을 감속시키는 쿠션부(207,209)가 실린더의 로드 커버(210)와 헤드 커버(212)의 저면에 가공된 전후진측 취합홀(214,216)의 내주면에 형성되는 차이점을 가지고 있다.

여기에서 쿠션부(207,209)는 도 17과 같이 별도의 쿠션부쉬(217,219)를 취합홀(214,216) 내주면에 착탈식으로 장착할 수 있으며, 도시되어 있지 않으나 취합홀(214,216)의 내주면에 일체식으로 직접 가공할 수도 있다.

이때, 쿠션부(207,209)는 도 17에 도시된 것처럼 쿠션부쉬(217,219)의 내주면에 또는 취합홀(214,216) 내주면에 도 3에 도시된 바와 같이, 전후진측 포트(220,222) 쪽으로 갈수록 반경방향 깊이가 얕아지도록 테이퍼진 경사슬롯을 방사상으로 하나 이상 가공함으로써 쿠션유로(211)를 형성할 수 있다. 또한, 도시되어 있지 않으나 도 5에 도시된 쿠션부(7,9)와 같이 전후진측 포트(220,222) 쪽으로 갈수록 반경이 짧아지도록 내주면이 테이퍼져 있는 고깔 형태로 쿠션유로를 형성하거나, 도 6에 도시된 쿠션부(7,9)와 같이 전후진측 포트(220,222) 쪽으로 갈수록 반경방향 깊이가 얕아지도록 테이퍼진 경사슬롯 형태의 쿠션유로와 내주면 입구 에지 부분을 모따기한 고깔 형태의 쿠션유로를 혼합한 형태의 쿠션유로를 형성할 수도 있다.

그리고, 위와 같이 다양한 구조로 이루어진 쿠션부(207,209)에 삽입되도록 도 17에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(205)와 후진측 보스부(215)의 외주면에는 각각의 쿠션유로가 형성된 취합홀(214,216)이나 쿠션부쉬(217,219)의 내경과 일치하는 외경을 갖는 전후진측 쿠션링(206,208)이 각각 착탈 가능하게 장착되어 있는데, 이때 각 쿠션링(206,208)은 피스톤 로드(205)와 후진측 보스부(215)의 외주면에 일체로 형성할 수도 있다.

본 발명에 따른 유압 실린더의 또 다른 실시예가 도 18에 도면번호 301로 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 유압 실린더(301)는 위에서 언급한 모든 형태의 쿠션부(7,9,207,209)를 구비한 유압 실린더(1,201)에 적용 가능한 것으로, 도 18에 도시된 바와 같이 유압 실린더(1)와 마찬가지로 기본적으로는 몸체를 이루는 튜브(302), 이 튜브(302)의 전후진측 개방면에 삽입 장착되는 로드 커버(310) 및 헤드 커버(312), 튜브(302) 내부를 왕복동하는 유압 피스톤(303)과 유압 피스톤 로드(305)로 구성되어 있다.

또한, 피스톤(303) 전후진측의 쿠션부(307,309)가 취합홀(314,316)로 삽입되어 들어감에 따라 취합홀(314,316)의 입구 에지부분과의 사이에 형성하는 쿠션유로(311)를 점차 감소시키는 구조로 되어 있으며, 로드커버(310)와 헤드커버(312)에 완충력 조절용 쿠션 컨트롤밸브(330,331)가 장착되어 각 취합홀(314,316)의 저면에 관통 형성된 쿠션유로(333,335)와 전후진측 포트(320,322)로 연결된 쿠션유로(337,339)를 통해 작동유의 쿠션유량을 조절하도록 되어 있다.

여기에서, 도 18에 도시된 것처럼 피스톤 로드(305)와 후진측 보스부(315) 외주면에 착탈식으로 또는 일체로 결합되어 쿠션부(307,309)를 구성하는 쿠션부쉬(317,319)는 그 외주면에 전후진측 취합홀(314,316)의 내경보다 약간 작은 반경으로 피스톤(303)에서 소정거리(d) 만큼 일정한 횡단면적을 유지하다가 소정거리(d) 이상 멀어지면서 반경방향 깊이가 깊어지도록 외경면이 테이퍼진 사각 횡단면을 갖는 경사슬롯 형태의 쿠션유로(311)를 방사상으로 한 개 이상 가공하는 한편, 후진측 보스부(315)의 끝면에 후진포트(322)로 삽입되는 돌출부(329)를 형성함으로써 각 쿠션 컨트롤밸브(330,331)의 기능을 보다 효과적으로 활용하도록 되어 있다. 이때, 도시되어 있지 않으나 피스톤(303)에서 소정거리(d) 만큼 일정한 횡단면적을 유지하다가 소정거리(d) 이상 멀어진 위치에서부터 피스톤(303)에서 멀어질수록 반경이 짧아지도록 외주면이 테이퍼져 있는 모따기된 형태로 쿠션유로(311)를 가공한 쿠션부쉬(317,319) 등 다양한 형태의 쿠션부(307,309)를 적용할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 유압 실린더(1)에 의하면, 쿠션부(7,9)가 취합홀(14,16)에 삽입되는 순간부터 피스톤(3)은 쿠션 유로(11)의 테이퍼 각도 또는 경사슬롯의 갯수 즉, 단면적에 비례하는 속도로 무단감속을 시작한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤(3)은 쿠션부(7,9)가 로드커버(10) 및 헤드커버(12)에 가공되어 있는 취합홀(14,16)에 끼워지기 전까지는 기존의 실린더와 유사하게 전진포트(20) 또는 후진포트(22)로 유압 작동유를 유입 또는 배출하게 된다. 계속해서 쿠션부(9)가 예컨대 도 2에 일점쇄선으로 도시된 지점에서 실선으로 도시된 지점까지 취합홀(16) 안으로 삽입되어 들어감에 따라, 도 4에 빗금친 상태로 도시된 쿠션유로(11)는 유로의 폭과 깊이의 곱으로 표현되는 유로 단면적이 좌에서 우로 점차 작아져 후진포트(22)로의 작동유 유출량을 줄이게 된다.

따라서 피스톤(3)은 쿠션부(7,9)가 취합홀(14,16)에 삽입되는 순간부터 단면적이 작아지는 쿠션 유로(11)를 통해 작동유를 배출하게 되므로 쿠션 유로(11)의 형상 및 단면적에 비례하여 점차적으로 감속되다가 외부의 스토퍼나 로드커버(10) 또는 헤드커버(12)에 닿으면서 정지한다.

이때 도 3에 도시된 쿠션부(7,9)의 경우 뿐만 아니라 나머지 쿠션유로(11) 부분도 취합홀(14,16)에 삽입된 초기에는 그 면적이 넓다가 취합홀(14,16)로 깊이 들어갈수록 점차 면적이 적어져 최종에는 0에 이른다. 또한 이 면적에 비례하여 유압 작동유를 배출하며, 이 배출되는 유압 작동유의 양에 비례한 속도로 피스톤(3)이 움직이게 되므로 피스톤 로드에 연결된 목적물도 피스톤(3)이 움직이는 속도 대로 움직이므로 최종 정지시 속도가 0에 가깝게 되므로 정지시의 충격도 거의 0이 된다.

여기에서 빗금친 부분의 단면적은 폭이 2mm 정도가 되는 것이 실용성이나 가공성 등을 감안할 때 가장 바람직하며 깊이는 초기깊이가 깊을수록 통과유량이 급속이송 시 즉, 피스톤 쿠션부(7,9)가 취합홀(14,16)에 삽입되기전과 비슷해져 1차 감속충격을 극소화시키는 중요한 요소로서 1차 감속충격을 적게 하기 위해서는 가능한한 최대한의 범위까지 깊게 하는 것이 바람직하다.

또한 쿠션 유로(11)는 도 5에서 처럼 쿠션부(7,9) 전체를 테이퍼지도록 하거나 도 7과 같이 쿠션유로(11)의 평면 형태를 삼각형으로 한 것처럼 유압 실린더의 크기, 형상 및 사용목적에 따라 다양한 형태 또는 갯수로 설정할 수 있으며, 유압 실린더(1)의 사용상태에 따라 쿠션부(7,9)에서 쿠션부쉬(17,19)를 떼어내 쿠션 유로(11)의 경사도나 갯수 또는 형상이 다른 쿠션부쉬를 교체하여 사용할 수도 있다.

특히, 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼 쿠션유로(11)를 복수개의 관통홀(35)로 형성하는 경우에는 쿠션부(7,9)가 취합홀(14,16)로 삽입되어 들어감에 따라 관통홀(35)로 유입되어 유통공(39)으로 배출되는 작동유의 양이 점차 줄어들게 됨으로써 위와 같은 피스톤(3) 감속효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 도 17에 도시된 실시예의 경우에 위에서 설명한 실시예와 달리 쿠션부(207,209)가 취합홀(214,216)의 내주면에 형성되어 있으나, 마찬가지로 피스톤(203)의 전후진측 쿠션링(206,208)이 전후진측 취합홀(214,216)로 삽입되기 시작하면서 비로소 감속이 일어난다. 즉, 피스톤 로드(205)나 후진측 보스부(215) 외주면에 설치된 쿠션링(206,208)이 취합홀(214,216)에 삽입되기 시작하면서 쿠션링(206,208)의 외주면과 취합홀(214,216) 내주면의 입구 에지부분에 의해 형성되는 쿠션유로(211)의 단면적이 점차 감소하게 되므로, 위의 실시예와 같이 전후진측 포트(220,222)로의 작동유 유출량이 줄어들게 되고 이에 따라 피스톤(205)도 점진적으로 감속되다가 로드커버(210)나 헤드커버(212)에서 정지하게 된다.

그리고, 제1 실시예로는 피스톤 장착타입 쿠션부(7,9)가, 제2 실시예로는 커버 장착타입 쿠션부(207,209)가 개별적으로 설명 예시되어 있으나, 예컨대 전진측에는 피스톤 로드에 쿠션부(207)를 형성하고 후진측에는 헤드 커버의 취합홀에 쿠션부(209)를 형성함으로써 유압 실린더의 사용상태나 동작조건에 따라 제1 및 제2 실시예에 설명된 타입의 쿠션부를 적절히 혼용할 수 있다.

아울러, 도 18에 도시된 실시예의 경우에는 쿠션부(307,309)가 취합홀(314,316)에 삽입되는 순간 쿠션 유로(311) 단면적을 가장 큰 상태로 유지하다가 점차 전후진함에 따라 쿠션 유로(311)의 단면적이 작아지게 되는데, 이에 따라 피스톤(303)은 제1 실시예와 동일한 방식으로 소정 시간동안 무단감속을 하게 된다. 이어서, 쿠션 유로(311)는 단면적이 0이 되기 직전에 소정 거리(d) 만큼 일정한 단면적을 유지하게 되며, 쿠션 유로(311)의 단면적이 일정해지기 시작하는 시점에 돌출부(329)가 후진포트(322)에 삽입되므로 후진측 취합홀(316) 내에서는 순간적으로 종래의 유압 실린더(101)에 의한 1단 감속 시와 유사한 감속작용이 발생되어 결과적으로 피스톤(303)을 이중으로 감속시키는 효과를 얻을 수 있고, 마찬가지로 쿠션 컨트롤 밸브(331)에 의해 쿠션 유로(335)의 직경을 조절함으로써 사용상태에 따라 즉각적이면서 능동적으로 완충력을 조정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 무단 완충식 유압 실린더는 종전의 쿠션 컨트롤 밸브 및 쿠션 컨트롤 유로 대신에 무단 감속의 쿠션부를 채용함으로써 쿠션 컨트롤 밸브가 필요 없어지고 컨트롤 밸브용 유로의 가공등이 필요 없어져 실린더의 제조원가가 저렴해지고 더욱이 1차 감속 충격치를 최소화하고 실린더 양끝단의 정지 충격치를 거의 0으로 유지할 수 있으므로 유압 실린더를 응용한 어떤 목적물의 이송 등의 경우 1차 감속및 정지시 충격에 의한 제반 문제점을 배제할 수 있어 충격에 의한 정도 불량, 스토퍼 파손, 관련부품의 수명단축등을 방지할 수 있음은 물론 유압 실린더를 이용한 제품 생산의 효율성을 향상시킬수 있다.

도 1은 종래 일반적인 유압 실린더의 종단면도.

도 2는 본 발명에 따른 유압 실린더의 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 유압 실린더의 슬롯형 착탈식 쿠션부의 종단면도 및 좌우측면도.

도 4는 도 3에 도시된 쿠션부의 동작상태를 도 2의 AA'선을 따라 보인 일부 측면도.

도 5 내지 도 16은 각각 본 발명에 따른 유압 실린더 쿠션부의 다른 실시예를 나타낸 종단면도 및 좌우측면도로서,

도 5는 테이퍼형 착탈식, 도 6은 혼합형 착탈식, 도 7은 삼각형 착탈식, 도 8 및 도 9는 관통홀형 착탈식, 도 10은 슬롯형 일체식, 도 11은 테이퍼형 일체식, 도 12는 혼합형 일체식, 도 13 내지 도 16은 피스톤 착탈식 쿠션부를 각각 도시한 도면.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 실린더 쿠션부가 적용된 유압 실린더의 종단면도.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유압 실린더 쿠션부가 적용된 유압식 실린더의 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,201,301 : 유압 실린더 2 : 튜브

3 : 피스톤 5 : 피스톤 로드

7,9 : 전후진측 쿠션부 10 : 로드 커버

11 : 쿠션 유로 12 : 헤드 커버

13,15 : 전후진측 보스부 14,16 : 전후진측 취합홀

17,19 : 전후진측 쿠션부쉬 20,22 : 전후진측 포트

21 : 나사부 23 : 더블 너트

25 : 탭홀 27 : 볼트

329 : 돌출부 330,331 : 쿠션 컨트롤 밸브

Claims (18)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 유통공(39)를 통해 전후진측 취합홀(14,16) 쪽으로 쿠션유로(11)를 형성하는 복수의 관통홀(35)이 피스톤(3) 전후단의 전후진측 쿠션부쉬(17,19)에 반경방향으로 관통되도록 방사상으로 형성되어 있는 무단 완충식 유압 실린더에 있어서,

   상기 관통홀(35)의 직경을 피스톤(3)에서 축방향으로 멀어질수록 점차적으로 커지도록 구성한 것을 특징으로 하는 무단 완충식 유압 실린더.
8. 제7 항에 있어서, 상기 관통홀(35)은 피스톤(3)에서 축방향으로 멀어질수록 개수가 많아지도록 구성한 것을 특징으로 하는 무단 완충식 유압 실린더.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 취합홀(314,316)에 일치하는 전후진측 쿠션부(307,309)의 끝단 모서리부분이 테이퍼형태로 형성된 무단 완충식 유압 실린더에 있어서,

    상기 후진측 쿠션부(309)의 단부에 후진포트(322)로 삽입되는 돌출부(329)를 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 무단 완충식 유압 실린더.