KR100872536B1 - 완충기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장에서 주로 사용되는 완충기에 관한 것으로, 가해지는 충격을 연속적으로 부드럽게 완화시키며 또한 충격초기의 완충작용을 보다 양호하게 행하게 하고 피스톤의 복귀행정을 신속하게 하여 제품의 생산성을 향상시키는 완충기에 관한 것이다.

본 발명의 완충기는 내부가 길이방향으로 관통되어 있는 바디(2), 상기 바디(2)의 후단에 설치되어 있는 엔드 커버(3), 선단에 로드커버(10) 및 범퍼헤드(9)가 결합되어 있고 내부에 챔버가 형성되어 있으며 상기 바디(2)내에서 왕복운동을 하는 피스톤로드(7), 상기 피스톤 로드(7)의 내부 챔버에서 왕복운동 가능하도록 설치되어 있으며 전방측에는 질소가스가 충전되고 후방측에는 오일이 충전되는 챔버 피스톤(8), 상기 피스톤로드(7)의 후단에 결합되어 있으며 중앙에 관통공이 형성되어 있는 피스톤(5)을 포함하는 완충기에 있어서, 상기 바디(2) 후단의 엔드커버(3)에 설치되어 있으며 상기 피스톤(5)의 중앙 관통공을 관통하도록 설치되며 그 외부표면에 하나 이상의 나선형 유로(4a)가 형성되어 있는 유로 바(4), 그리고 상기 유로 바(4)의 선단에 고정되어 있는 잠금너트(6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

완충기, 유로바, 나선형 유로, 피스톤, 질소가스, 오일

Description

완충기{Shock absorber}

도 1은 본 발명의 일실시예의 완충기의 일부절개 사시도,

도 2는 도1의 완충기의 피스톤 및 피스톤 로드의 신장상태 단면도,

도 3은 도1의 완충기의 피스톤 및 피스톤 로드의 수축상태 단면도,

도 4는 본 발명의 일 구성요소인 나선형 유로의 일부 확대 종단면도,

도 5는 본 발명의 일 구성요소인 나선형 유로의 확대 횡단면도이다.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 리어 마운트 2: 바디

3: 엔드 커버 4: 유로 바(油路 bar)

4a: 나선형 유로 5: 피스톤

6: 잠금너트 7: 피스톤 로드

8: 챔버피스톤(chamber piston) 9: 범퍼 헤드

10: 로드 커버

본 발명은 산업현장에서 주로 사용되는 완충기에 관한 것으로, 더욱 상세하 게는 가해지는 충격을 연속적으로 부드럽게 완화시키며 또한 충격초기의 완충작용을 보다 양호하게 행하게 하고 피스톤의 복귀행정을 신속하게 하여 제품의 생산성을 향상시키는 완충기에 관한 것이다.

일반적으로, 완충기는 물체에 가해지는 충격 및 진동을 완화시켜주는 장치로서, 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.

본 발명자는 가해지는 충격의 크기에 따라 그 대응력을 선택적으로 조절할 수 있게 하여 다양한 용도로 사용할 수 있는 완충기를 개발하여 등록 제502470호로 특허를 받은 바 있다.

그러나 상기 선등록의 완충기는 완충작용을 행하는 내부 오일의 유동(流動)이 다수의 오리피스(orifice)를 통하여 이루어지도록 되어 있어서, 오리피스를 통한 오일의 유동이 연속적이지 못하여 완충작용이 부드럽게 행해지지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 선등록의 완충기는 오일흡수성능이 뛰어난 어큐무레이터를 이용하여 완충시 피스톤로드가 후진할 때에는 피스톤 전방으로 이동하는 오일을 흡수하고, 피스톤 로드가 전방으로 복귀할 때에는 오일을 방출하도록 되어 있는데 복귀할 때의 오일방출압력이 약하여 피스톤 로드의 전방복귀가 천천히 행해진다는 단점이 있었다. 그에 따라 생산라인의 이동속도도 그만큼 느리게 되고 생산성 저하의 요인이 된다.

또한 완충기가 완충작용을 할 때 일반적으로 완충작용의 초기에 충격량이 크므로 초기에는 완충정도를 크게 하고 점차 완충 정도를 작게 하는 것이 바람직하나, 상기 선등록의 완충기는 완충작용의 시작부터 끝까지 오리피스의 오일이동면적이 동일하게 되어 있어서 완충작용의 초기에 비교적 큰 충격을 효과적으로 완화시킬 수 없다는 문제점도 있었다.

본 발명은 전술한 종래 완충기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 완충작용을 행하는 오일의 유동을 연속적으로 이루어지게 하여 전반적인 완충작용이 부드럽게 행해지게 하고, 완충작용 후 피스톤로드가 신속하게 복귀하도록 하여 다음 완충작용을 신속하게 행할 수 있도록 함으로써 생산라인의 제품 이동속도를 높일 수 있게 하는 완충기를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

본 발명의 완충기의 다른 목적은 완충작용의 초기에 큰 충격을 받은 것을 감안하여 완충작용의 초기에 완충성능을 크게 하고 점차 완충성능의 정도를 작게 하여 완충작용이 보다 부드럽게 행해지는 완충기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 완충기는 내부가 길이방향으로 관통되어 있는 바디, 상기 바디의 후단에 설치되어 있는 엔드 커버, 선단에 로드커버 및 범퍼헤드가 결합되어 있고 내부에 챔버가 형성되어 있으며 상기 바디 내에서 왕복운동을 하는 피스톤로드, 상기 피스톤 로드의 내부 챔버에서 왕복운동 가능하도록 설치되어 있으며 전방측에는 질소가스가 충전되고 후방측에는 오일이 충전되는 챔버 피스톤, 상기 피스톤로드의 후단에 결합되어 있으며 중앙에 관통공이 형성되어 있는 피스톤을 포함하는 완충기에 있어서, 상기 바디 후단의 엔드커버에 설치되어 있으며 상기 피스톤의 중앙 관통공을 관통하도록 설치되며 그 외부표면에 하나 이상의 나선형 유로가 형성되어 있는 유로 바, 그리고 상기 유로 바의 선단에 고정되어 있는 잠금너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 완충기는 또한 상기 유로 바의 나선형 유로가 시작부분이 180° 대칭의 두줄 나선인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 완충기는 또한 상기 유로 바의 나선형 유로가 선단에서 후단으로 갈수록 그 단면적이 적게 형성된 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명의 일실시예의 완충기의 일부절개 사시도이고, 도 2는 도1의 완충기의 피스톤 및 피스톤 로드의 신장상태 단면도이며, 도 3은 도1의 완충기의 피스톤 및 피스톤 로드의 수축상태 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 구성요소인 나선형 유로의 일부 확대 종단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 구성요소인 나선형 유로의 확대 횡단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 완충기는 바디(2), 엔드커버(end cover)(3), 피스톤로드(7), 챔버 피스톤(8), 피스톤(5), 유로바(油路 bar)(4) 및 잠금 너트(6)를 포함하여 구성되어 있다.

바디(2)는 내부가 길이방향으로 관통되어 있는 파이프 형상을 하고 있으며, 상기 바디(2)의 후단에 엔드커버(3)가 나사결합방식으로 설치되어 있다. 엔드커버(3)에는 오일주입을 위한 관통공이 형성되어 있으며 그 관통공에는 스틸볼(steel ball)(3a)과 렌치볼트(3b)가 체결되어 있다. 스틸볼(3a)은 스프링 핀(3c)에 의하여 탄력적으로 고정되어 있다.

상기 바디(2)와 엔드커버(3)는 리어 마운트(1)에 볼트에 의하여 결합된다. 리어마운트(1)는 완충기의 설치장소에 볼트에 의하여 고정된다.

피스톤로드(7)는 선단에 로드커버(10) 및 범퍼헤드(9)가 결합되어 있고 내부에 챔버가 형성되어 있는 파이프 형상으로 하고 있으며 상기 바디(2)내에서 왕복운동을 한다. 바디(2)와 피스톤로드(7)사이에는 더스트 시일(dust seal)(11)과 웨어링(wear ring)(12a)이 삽입되어 있으며 이들에 의하여 오일누설방지 및 마모방지를 실행하고 있다.

챔버피스톤(8)은 상기 피스톤 로드(7)의 내부공간에서 왕복운동가능하도록 설치되어 있으며 챔버 피스톤(8)의 전방 챔버에는 질소가스가 충전되고 후방 챔버에는 오일이 충전된다. 챔버 피스톤(8)과 피스톤로드(7) 사이에도 웨어링(12b)이 삽입되어 접촉부분의 마모를 방지하고 있다.

피스톤(5)은 상기 피스톤로드(7)의 후단에 결합되어 피스톤로드(7)와 함께 왕복운동을 하며, 중앙에 관통공이 형성되어 있다. 피스톤(5)과 바디(2)의 사이에도 웨어링(12c)이 삽입되어 접촉부분의 마모를 방지하고 있다.

유로 바(4)는 상기 바디(2) 후단의 엔드커버(3)에 설치되어 있으며 상기 피 스톤(5)의 중앙 관통공을 관통하도록 설치된다. 유로바(4)의 외부표면에 하나 이상의 나선형 유로(4a)가 형성되어 있다.

상기 유로 바(4)의 나선형 유로(4a)는 도 5에 도시된 바와 같이 시작부분이 180° 대칭인 두줄 나선으로 하는 것이 바람직하다.

나선형 유로(4a)를 두줄 나선으로 하면 보다 많은 양의 오일이 이동할 수 있어서 보다 큰 충격에 효과적으로 대응할 수 있고, 한줄 나선의 경우에 오일이 나선형 유로(4a)를 빠져 나갈 때 편측으로 압력이 가해져서 피스톤(5) 외면과 바디(2)의 내면 사이에 마찰이 증대되는데, 시작부분이 180° 대칭인 두줄 나선으로 하면 이와 같은 마찰 증대의 현상을 방지할 수 있다. 그리고 접촉부분에서 편심력에 의한 불필요한 마찰력 및 마멸을 방지하여 피스톤의 작동을 부드럽게 하고 내구성을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 유로 바(4)의 나선형 유로(4a)는 도4에 도시된 바와 같이 선단에서 후단으로 갈수록 그 단면적이 적게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상의 나선형 유로(4a)는 충격초기에 많은 양의 오일이 이동할 수 있어서 완충효과가 보다 양호하게 된다.

상기 유로 바(4)의 선단에는 잠금너트(6)가 고정되어 있다. 잠금너트(6)는 피스톤(5)이 유로바(4)로부터 이탈되는 것을 방지하며, 피스톤(5) 및 피스톤 로드(7)의 전방이동을 제한하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 완충기는 다음과 같이 작용한다.

도 2에 도시된 바와 같은 상태에서 완충물체가 범퍼헤드(9)에 충돌하면 피스 톤(5) 후방에 있는 오일이 충격을 흡수하며 피스톤(5) 및 피스톤 로드(7)가 함께 후방으로 이동하기 시작한다.

피스톤(5)이 후방으로 이동하면 피스톤 후방에 있는 오일이 유로바(4)의 나선형유로(4a)를 통하여 피스톤(5)의 전방 챔버로 이동하고, 이어서 오일이 챔버피스톤(8)의 전방에 있는 질소가스를 압축하면서 챔버피스톤(8)을 전방으로 이동시킨다.

물체가 범퍼헤드(9)에 충격하는 초기에는 충격량이 가장 크므로 피스톤(5) 및 피스톤 로드(7)의 이동거리도 커야 충격흡수가 부드럽게 되는데 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 선단쪽이 나선형 유로(4a)의 단면이 크게 되어 있어서 충격초기에 많은 양의 오일이 피스톤(5)의 전방 챔버로 이동하므로 그에 따라 초기의 완충효과가 향상된다. 도 3은 피스톤 및 피스톤 로드가 후방으로 이동한 수축상태를 나타내고 있다.

도 3의 상태에서 범퍼헤드(9)에 완충물체가 제거되면 챔버피스톤(8)의 전방에 압축되어 있던 질소가 팽창을 하면서 챔버피스톤(8)을 후방으로 밀고 그에 따라 챔버피스톤(8)의 후방에 있던 오일이 유로바(4)의 나선형 유로(4a)와 피스톤(5)의 관통공(5a)을 통하여 피스톤(5) 후방으로 이동한다. 오일이 피스톤 후방으로 이동함에 따라 피스톤(5) 후방의 오일 압력에 의하여 피스톤(5) 및 피스톤 로드(7)가 전방으로 이동한다. 도 2는 피스톤(5) 및 피스톤 로드(7)가 전방으로 복귀한 신장상태를 나타내고 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 완충기는 유로바(4)의 나선형 유로(4a)가 두줄 나사로 되어 있어서 오일이 피스톤(5)과 유로바(4) 사이의 나선형 유로(4a)를 통과할 때에 편심력이 발생하지 않아 피스톤(5)과 바디(2)사이의 접촉부분에 불필요한 마찰력 및 마멸의 발생이 방지되고 피스톤의 작동이 부드럽게 된다.

그리고 본 발명은 오일의 피스톤(5) 전후방 사이의 이동이 나선형 유로(4a)를 통해 이루어지므로 오일이동이 연속적으로 이루어져 완충작용이 부드럽게 행해진다.

또한 피스톤(5) 및 피스톤 로드(7)의 복귀행정은 질소가스의 팽창력에 의하여 행해지므로 보다 신속하게 복귀가 이루어져 생산라인의 이동속도를 높일 수 있으며, 그에 따라 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명에 실시예에 따른 완충기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 기재된 실시예에 한정하지 아니하며 당업자라면 여러 형태로 변형과 응용이 가능할 것이며, 그 변형예 및 수정예는 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 완충기는 나선유로에 의하여 완충작용을 행하는 오일의 유동을 연속적으로 이루어지게 하고 있으므로 전반적인 완충작용이 부드럽게 행해지게 하고, 질소가스에 의하여 완충작용 후 피스톤로드가 신속하게 복귀하도록 하여 다음 완충작용을 신속하게 행할 수 있도록 하므로 생산라인의 제품 이동속도를 높일 수 있으며, 나선형 유로의 형상으로 인하여 완충작용의 초기에 큰 충격을 받을 수 있으며 나선형 유로의 두줄나사로 인하여 불필요한 마찰 력이 방지하여 피스톤의 부드러운 작동과 내구성 향상을 기하는 효과를 발휘한다.

Claims (3)

1. 내부가 길이방향으로 관통되어 있는 바디(2), 상기 바디(2)의 후단에 설치되어 있는 엔드 커버(3), 선단에 로드커버(10) 및 범퍼헤드(9)가 결합되어 있고 내부에 챔버가 형성되어 있으며 상기 바디(2)내에서 왕복운동을 하는 피스톤로드(7), 상기 피스톤 로드(7)의 내부 챔버에서 왕복운동 가능하도록 설치되어 있으며 전방측에는 질소가스가 충전되고 후방측에는 오일이 충전되는 챔버 피스톤(8), 상기 피스톤로드(7)의 후단에 결합되어 있으며 중앙에 관통공이 형성되어 있는 피스톤(5)을 포함하는 완충기에 있어서,

   상기 바디(2) 후단의 엔드커버(3)에 설치되어 있으며 상기 피스톤(5)의 중앙 관통공을 관통하도록 설치되며 그 외부표면에 하나 이상의 나선형 유로(4a)가 형성되어 있는 유로 바(4), 그리고

   상기 유로 바(4)의 선단에 고정되어 있는 잠금너트(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기.
2. 제1항에 있어서, 상기 유로 바(4)의 나선형 유로(4a)는 시작부분이 180° 대칭의 두줄 나선인 것을 특징으로 하는 완충기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유로 바(4)의 나선형 유로(4a)는 선단에서 후단으로 갈수록 그 단면적이 적게 형성된 것을 특징으로 하는 완충기.

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