KR100534735B1 - 유압 실린더 - Google Patents

Abstract

복수의 실린더 하우징을 이용하여 고부하 구간에서의 출력향상과, 저부하 구간에서의 작동속도를 동시에 개선하여 그 작동 효율을 높일 수 있도록;

원통형의 실린더 케이스; 상기 실린더 케이스 일단부에 끼워지며, 내부에 제1유압실을 형성하며, 일측에는 상기 제1유압실을 연결하는 제1유압포트가 형성되는 제1실린더 하우징; 상기 실린더 케이스의 타단부에 끼워져 상기 제1실린더 하우징과 볼트로 체결되며, 일측에는 제2유압포트가 형성되는 리어커버; 상기 제1실린더 하우징의 외측단에 설치되는 로드커버; 상기 제1실린더 하우징의 제1유압실 내부에 구성되며, 그 유압 작용면에는 작동유 유입구가 형성되는 제1피스톤; 상기 실린더 케이스의 내부에서, 원통형상으로 구성되어 그 일단부가 상기 제1유압실 내부의 제1피스톤과 연결 고정된 상태로 상기 제1피스톤의 작동 스트로크만큼 상기 실린더 케이스의 내부면에 접촉된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 배치되고, 그 내부에는 상기 제2유압포트와 연결되는 제2유압실을 형성하는 제2실린더 하우징; 상기 제2실린더 하우징의 제2유압실 내부에 구성되며, 상기 제1피스톤의 유압 작용면보다 작게 형성되는 제2피스톤; 상기 제2실린더 하우징의 제2유압실 내부에 배치되어 일단이 상기 제2피스톤과 연결되고, 타단은 상기 제1피스톤의 작동유 유입구와 상기 로드커버를 관통하여 외부로 돌출되는 작동로드를 포함하는 유압 실린더를 제공한다.

Description

유압 실린더 {Oil Pressure Cylinder}

본 발명은 유압 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 실린더 하우징을 이용하여 고부하 구간에서의 출력향상과, 비압력 구간에서의 작동속도를 빠르게 하여 작동 효율을 높이는 유압 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 다이케스팅 금형의 슬라이더에 사용되는 2단 속도조절이 가능한 유압 실린더는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 실린더 하우징(101)이 구비된다.

상기 실린더 하우징(101)의 양단부에는 로드 헤드(103)와 실린더 커버(105)가 각각 구성되고, 상기 실린더 하우징(101)의 내부에서, 작동로드(107)의 일단부에 피스톤(109)이 결합되어 상기 실린더 하우징(101)의 내부를 왕복하도록 구성된다.

상기 실린더 하우징(101)의 양단부에 구성되는 로드 헤드(103)와 실린더 커버(105) 상에는 각각 유압을 공급 및 배출하기 위한 제1, 제2유압포트(111,113)가 각각 형성되며, 상기 작동로드(107) 상에는 슬리브(115)가 설치되고, 상기 슬리브(115)와 피스톤(109) 사이에는 스프링(117)을 개재하여 연결한다.

상기 로드 헤드 상의 일측에는 상기 제1유압포트(111)측으로 연결되도록 유로(119)를 형성하되 이 유로(119)상에는 조절 스크류(121)가 설치된다.

따라서 이러한 구성을 갖는 유압 실린더의 작동은, 먼저, 도 2에서와 같이, 제2유압포트(113)을 통하여 작동유가 유입되면, 상기 피스톤(109)과 슬리브(115)가 전진이동을 시작하여 도 3에서와 같이, 고속으로 제1유압포트(111)측으로 이동하면서 작동유를 시이트부(123)와 유로(119)를 통해 배출시키게 된다.

이와 같이, 전진 이동하던 피스톤(109)과 슬리브(115)는 슬리브(115)가 먼저, 상기 시이트부(123)에 닿는 시점부터 시이트부(123)의 유로는 차단되고, 슬리브(115)와 피스톤(109) 내측면 사이의 공간에 충진되어 있던 작동유가 유로(119)를 통해서만 배출되면서 작동유의 병목현상에 의해 피스톤(109)의 속도가 감속된다.

이 때, 스프링(117)에 지지되어 전진 이동하던 슬리브(115)는 시이트부(123)에 닿는 시점부터 이동이 정지되고, 도 4에서와 같이, 스프링(117)이 압축되면서 피스톤(109)이 전진하여 정속구간을 이동하여 상기 스프링(117)을 완전 밀착시키면서, 상기 유로(119)를 완전 차단시킨 후, 정지하게 된다.

이와 같이, 정지된 피스톤(109)과 슬리브(115)가 다시 후진시에는, 도 5에서와 같이, 제1유압포트(111)로 작동유가 유입되어 유로(119)와 시이트부(123)를 통해 피스톤(109)을 밀어 후진을 시작하고, 작동유가 계속 유입됨으로써, 피스톤(109)은 빠른 속도로 후진된다.

이 때, 상기 유로(119) 상에 설치된 조절 스크류(121)에 의해 유로(119)를 통과하는 작동유의 양을 조절함으로써, 슬리브(115)가 상기 시이트부(123)에 닿는 시점부터 정속구간의 속도를 조절할 수 있게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 유압 실린더는 그 작동시 조절 스크류(121)로 속도는 조절이 가능하나, 작동로드(107)의 힘은 피스톤(109)의 단면적에 비례하므로 전후진 출력이 항상 동일한데, 이러한 유압 실린더가 적용되는 다이케스팅 장비 내에서, 금형 동작상 합형시에는 부하가 적고 속도가 필요하며, 주조후 이형시에는 이형 초기에 최대의 힘이 필요한 특징에는 부적합하다는 단점이 있다.

또한, 그 속도 조절이 별도의 기구에 의하여 조절되므로 구조가 복잡하고, 부피가 커서 고장의 요인이 되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수의 실린더 하우징을 이용하여 고부하 구간에서의 출력향상과, 저부하 구간에서의 작동속도를 동시에 개선하여 그 작동 효율을 높일 수 있도록 하는 유압 실린더를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원통형의 실린더 케이스; 상기 실린더 케이스 일단부에 끼워지며, 내부에 제1유압실을 형성하며, 일측에는 상기 제1유압실을 연결하는 제1유압포트가 형성되는 제1실린더 하우징; 상기 실린더 케이스의 타단부에 끼워져 상기 제1실린더 하우징과 볼트로 체결되며, 일측에는 제2유압포트가 형성되는 리어커버; 상기 제1실린더 하우징의 외측단에 설치되는 로드커버; 상기 제1실린더 하우징의 제1유압실 내부에 구성되며, 그 유압 작용면에는 작동유 유입구가 형성되는 제1피스톤; 상기 실린더 케이스의 내부에서, 원통형상으로 구성되어 그 일단부가 상기 제1유압실 내부의 제1피스톤과 연결 고정된 상태로 상기 제1피스톤의 작동 스트로크만큼 상기 실린더 케이스의 내부면에 접촉된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 배치되고, 그 내부에는 상기 제2유압포트와 연결되는 제2유압실을 형성하는 제2실린더 하우징; 상기 제2실린더 하우징의 제2유압실 내부에 구성되며, 상기 제1피스톤의 유압 작용면보다 작게 형성되는 제2피스톤; 상기 제2실린더 하우징의 제2유압실 내부에 배치되어 일단이 상기 제2피스톤과 연결되고, 타단은 상기 제1피스톤의 작동유 유입구와 상기 로드커버를 관통하여 외부로 돌출되는 작동로드를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 첨부한 도면을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유압 실린더의 구성 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 유압 실린더의 구성은 원통형상의 실린더 케이스(1)가 구비된다.

상기 실린더 케이스(1) 일단부에는 제1실린더 하우징(3)이 끼워지며, 이 제1실린더 하우징(3)의 내부에는 제1유압실(5)이 형성되고, 일측에는 상기 제1유압실(5)을 연결하는 제1유압포트(7)가 형성된다.

여기서, 상기 제1실린더 하우징(3)은 그 일측 내주면에 상기 실린더 케이스(1)의 일단부가 끼워지며, 상기 제1실린더 하우징(3)의 일측 내주면과 상기 실린더 케이스(1)의 일단부 외주면 사이에는 시일링(9)이 개재된다.

상기 실린더 케이스(1)의 타단부에는 리어커버(11)가 끼워져 상기 제1실린더 하우징(3)과 볼트(13)로 체결되며, 리어커버(11)의 일측에는 제2유압포트(15)가 형성되어 이루어진다.

여기서, 상기 리어커버(11)는 그 일단면에 돌출부(17)를 형성하여 상기 실린더 케이스(1)에 끼워지는데, 상기 돌출부(17)의 외주면과 상기 실린더 케이스(1) 내주면 사이에는 시일링(19)이 개재된다.

그리고 상기 제1실린더 하우징(3)의 외측단에는 로드커버(21)가 설치되는데, 상기 로드커버(21)에는 그 중앙에 상기 제1유압실(5)과 연결되는 관통홀(23)이 형성되고, 상기 관통홀(23) 내부에는 슬리브(25)가 설치된다.

또한, 상기 로드커버(21)와 제1실린더 하우징(3)의 체결은 상기 로드커버(21)의 일단면에 돌출부(27)를 형성하여 상기 제1실린더 하우징(3)에 끼워지며, 상기 돌출부(27)의 외주면과 상기 제1실린더 하우징(3)의 내주면 사이에는 시일링(29)이 개재된다.

상기 제1실린더 하우징(3)의 제1유압실(5) 내부에는 제1피스톤(31)이 구성되는데, 제1피스톤(31)의 유압 작용면 상에는 작동유 유입구(33)가 형성된다.

그리고 상기 실린더 케이스(1) 내측에는 제2실린더 하우징(35)이 원통형상으로 구성되어 실린더 케이스(1) 내주면에 접촉된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 배치되고, 상기 제2실린더 하우징(35)의 일단부는 상기 제1피스톤(31)에 끼워져 고정된다. 즉, 상기 제2실린더 하우징(35)과 상기 제1피스톤(31)은 상호 연결된 상태로 각각 실린더 케이스(1)와 제1실린더 하우징(3)의 제1유압실(5) 내부에서 상기 제1피스톤(31)의 작동 스트로크만큼 전후진방향으로 슬라이드 이동하게 구성된다.

또한, 상기 제2실린더 하우징(35)의 내부에는 상기 제2유압포트(15)와 연결되는 제2유압실(37)을 형성한다.

상기 제2실린더 하우징(35)의 제2유압실(37) 내부에는 제2피스톤(39)이 왕복 작동하도록 구성되는데, 이 때, 상기 제2피스톤(39)의 유압 작용면은 상기 제1피스톤(31)의 유압 작용면의 단면적보다 작게 형성된다.

그리고 상기 제2실린더 하우징(35)의 제2유압실(37) 내부에는 작동로드(41)가 배치되어 그 일단이 상기 제2피스톤(39)과 연결되고, 그 타단은 상기 제1피스톤(31)의 작동유 유입구(33)와 상기 로드커버(21)를 관통하여 외부로 돌출되어 배치된다.

이 때, 상기 작동로드(41)는 상기 로드커버(21)의 관통홀(23) 내부에 구성되는 슬리브(25)를 통하여 전후진 작동 가능하게 설치되고, 그 직경은 상기 제1피스톤(31)의 작동유 유입구(33)의 직경보다 작게 형성하여 제1유압실(5)과 제2유압실(37) 내부의 작동유가 상호간에 유입 및 유출 가능하도록 일정 간격을 유지한다.

따라서 이러한 구성을 갖는 유압 실린더의 작동은, 먼저, 도 7에서와 같이, 제2유압포트(15)을 통하여 작동유가 유입되면, 도 8에서와 같이, 상기 제2피스톤(39)이 먼저 전진이동을 시작하여 작동로드(41)를 고속으로 전진시키게 된다.

이 때, 상기 제2유압실(37) 내부에서, 제2피스톤(39)의 반대측 작동유는 작동유 유입구(33)를 통하여 제1유압실(5)을 거쳐 제1유압포트(7)측으로 배출되며, 계속해서, 상기 제2유압포트(15)을 통하여 작동유가 유입되면, 도 9에서와 같이, 제2피스톤(39)은 계속해서 전진방향으로 이동하여 상기 실린더 케이스(1)에 대하여 슬라이드 이동 가능한 제2실린더 하우징(35)에 연결된 제1피스톤(31)을 제1실린더 하우징(3)의 제1유압실(5) 내부에서 전방으로 밀게 되며, 이에 따라 작동로드(41)의 전진작동을 완료하게 된다. 물론, 이때, 상기 제2실린더 하우징(35)은 상기 제1피스톤(31)의 전진방향 작동 스트로크만큼 상기 실린더 케이스(1)에 대하여 전진방향으로 슬라이드 이동하게 된다.

반면, 상기한 작동로드(41)의 후진작동은, 도 10에서와 같이, 제1유압포트(7)로 작동유가 유입되면, 도 11에서와 같이, 유압 작용면적이 넓은 제1피스톤(31)에 유압이 먼저 작용한다.그러면, 제1피스톤(31)은 제1실린더 하우징(3)의 제1유압실(5) 내에서, 전진 작동시보다 더 큰 힘으로 상기 제2실린더 하우징(35)과 제2피스톤(39)을 후방으로 밀게 된다.

이 후, 계속해서 상기 제1유압포트(7)로 작동유가 공급되면, 도 12에서와 같이, 유압은 작동유 유입구(33)를 통하여 제1유압실(5)에서 제2유압실(37)로 작용하여 제2피스톤(39)을 후방으로 밀어 작동로드(41)를 빠른 속도로 후진 작동시키게 된다.

즉, 상기와 같은 유압 실린더의 후진작동 중에서, 유압이 제1피스톤(31)에 작용하여 가장 큰 힘으로 후진구동하는 구간은 다이케스팅 금형을 제품으로부터 분리하기 위하여 큰 힘이 필요한 구간에 적용될 수 있으며, 이 후, 유압이 제2피스톤(39)에 작용하여 빠른 속도로 후진구동하는 구간은 상기 금형의 이동을 위한 슬라이딩 힘만을 필요로 하는 구간에 적용하여 사이클 타임을 줄일 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 유압 실린더는 2개의 실린더 하우징 내에 각각 다른 유압 작용면적을 갖는 피스톤을 구성하여 고부하 구간에서의 출력향상과, 저부하 구간에서의 작동속도를 동시에 개선하여 그 작동 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 그 속도 조절이 별도의 기구 없이도 자체 유압 작용단면적의 차이로 조절되어 구조가 간단하고, 고장의 요인을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 유압 실린더의 구성 단면도,

도 2내지 도 5는 종래 유압 실린더의 단계별 작동 상태도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유압 실린더의 구성 단면도, 및

도 7내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 유압 실린더의 단계별 작동 상태도이다.

Claims (5)

1. 원통형의 실린더 케이스;

   상기 실린더 케이스 일단부에 끼워지며, 내부에 제1유압실을 형성하며, 일측에는 상기 제1유압실을 연결하는 제1유압포트가 형성되는 제1실린더 하우징;

   상기 실린더 케이스의 타단부에 끼워져 상기 제1실린더 하우징과 볼트로 체결되며, 일측에는 제2유압포트가 형성되는 리어커버;

   상기 제1실린더 하우징의 외측단에 설치되는 로드커버;

   상기 제1실린더 하우징의 제1유압실 내부에 구성되며, 그 유압 작용면에는 작동유 유입구가 형성되는 제1피스톤;

   상기 실린더 케이스의 내부에서, 원통형상으로 구성되어 그 일단부가 상기 제1유압실 내부의 제1피스톤과 연결 고정된 상태로 상기 제1피스톤의 작동 스트로크만큼 상기 실린더 케이스의 내부면에 접촉된 상태로 슬라이드 이동 가능하게 배치되고, 그 내부에는 상기 제2유압포트와 연결되는 제2유압실을 형성하는 제2실린더 하우징;

   상기 제2실린더 하우징의 제2유압실 내부에 구성되며, 상기 제1피스톤의 유압 작용면보다 작게 형성되는 제2피스톤;

   상기 제2실린더 하우징의 제2유압실 내부에 배치되어 일단이 상기 제2피스톤과 연결되고, 타단은 상기 제1피스톤의 작동유 유입구와 상기 로드커버를 관통하여 외부로 돌출되는 작동로드;를 포함하는 유압 실린더.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1실린더 하우징은

   그 일측 내주면에 상기 실린더 케이스의 일단부가 끼워지며, 상기 일측 내주면과 상기 실린더 케이스의 일단부 외주면 사이에는 시일링이 개재되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 리어커버는

   그 일단면에 돌출부를 형성하여 상기 실린더 케이스에 끼워지며, 상기 돌출부의 외주면과 상기 실린더 케이스 내주면 사이에는 시일링이 개재되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 로드커버에는

   그 중앙에 상기 제1유압실과 연결되는 관통홀을 형성하고, 상기 작동로드와의 사이에 슬리브가 개재되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 로드커버는

   그 일단면에 돌출부를 형성하여 상기 제1실린더 하우징에 끼워지며, 상기 돌출부의 외주면과 상기 제1실린더 하우징의 내주면 사이에는 시일링이 개재되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.