KR101331527B1 - 다단 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다단 실린더 장치는, 복수의 실린더가 상호 결합되어 구성되며 그 실린더 간 유로가 연결되어 순차적으로 작동하는 다단 실린더 장치에 있어서, 상기 복수의 실린더 중 어느 하나의 실린더에 고정되며 그 실린더와 이웃하는 다른 실린더 간을 연결하는 제1유로가 구비된 칼라; 상기 다른 실린더의 일단부에 고정되며 상기 칼라에 형성된 제1유로와 연통되는 제2유로가 구비된 로드 엔드; 상기 칼라와 상기 로드 엔드 사이에 배치되어 밀봉 기능을 수행하는 실링재; 및 상기 칼라를 관통하여 상기 로드 엔드에 나사결합된 볼트;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

다단 실린더 장치{Multi stage cylinder apparatus}

본 발명은 복수의 실린더를 결합하여 구성된 다단 실린더 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압 실린더는 유압펌프에서 발생된 유압의 힘을 이용하여 실린더 내로 유체를 투입하고, 그 투입된 유압의 힘으로 피스톤을 밀어 피스톤이 움직이면, 이러한 피스톤의 움직임을 로드로 전달받아 기계적 왕복운동을 발생시키는 중요한 기계 요소의 일종이다. 등록특허공보 제0868799호(2008.11.07. 공고)에는 유압 실린더의 일반적인 구조가 개시되어 있다.

이러한 유압 실린더를 응용한 장치로서 스트로크 양의 변화가 하나의 실린더 장치로서 커버할 수 없는 경우에는 복수의 실린더를 결합하여 구성된 다단 실린더 장치가 사용된다. 이와 같은 원리로 구성된 다단 실린더 장치의 일 예가 공개특허 제2004-0074518호에 개시되어 있다.

다단식 실린더 장치를 구성함에 있어서, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 실린더를 나란하게 배치한 후에 그 실린더를 기계적으로 결합하고 복수의 실린더 간에 오일이 연동하여 유동할 수 있도록 실린더 사이를 연결하는 호스 또는 배관(1)을 조립하였다. 상기 배관(1)의 연결부는 일반적으로 어댑터(2, adapter)를 매개로 조립되고 스틸 실링(steal sealing)이 적용된다. 그런데, 도 1에 도시된 구조로 된 종래의 다단 실린더 장치는 호스나 배관(1)이 필요하고 어댑터(2)가 필요한 구조로서 구성 부품의 수가 많아 조립성이 나쁘며 호스나 배관(1)의 연결부에서 오일이 유출될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 다단 실린더 장치의 체결구조를 개선하여 조립성이 향상되고 연결부위에서 오일이 누출될 수 있는 문제점을 혁신적으로 감소시킨 다단 실린더 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 다단 실린더 장치는, 복수의 실린더가 상호 결합되어 구성되며 그 실린더 간 유로가 연결되어 순차적으로 작동하는 다단 실린더 장치에 있어서,

상기 복수의 실린더 중 어느 하나의 실린더에 고정되며 그 실린더와 이웃하는 다른 실린더 간을 연결하는 제1유로가 구비된 칼라;

상기 다른 실린더의 일단부에 고정되며 상기 칼라에 형성된 제1유로와 연통되는 제2유로가 구비된 로드 엔드;

상기 칼라와 상기 로드 엔드 사이에 배치되어 밀봉 기능을 수행하는 실링재; 및

상기 칼라를 관통하여 상기 로드 엔드에 나사결합된 볼트;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 복수의 실린더는 평행하게 배치되며 순차적으로 작동하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다단 실린더 장치는, 복수의 실린더 간 유압이 연동되도록 연결된 유로의 연결을 그 실린더들을 기계적으로 결합하는 칼라를 이용하여 구현함으로써 조립성이 향상되고 오일이 누출되지 않는 다단 유압 실린더를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 다단 실린더 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다단 실린더 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다단 실린더 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 다단 실린더 장치(10)는 복수의 실린더가 상호 결합되어 구성된다. 상기 실린더 간은 유로가 연결되어 순차적으로 작동한다. 상기 다단 실린더 장치(10)는 제1실린더(21)와, 제2실린더(22)와, 제3실린더(23)와, 유압 포트(27)와, 제1로드(31)와, 제2로드(32)와, 제3로드(33)와, 칼라(40)와, 로드 엔드(50)와, 실링재(55)와, 볼트(60)를 포함하고

상기 제1실린더(21)는 일반적으로 내부에 중공부를 가지도록 금속 소재로 주조 방식에 의해 제조될 수 있다. 상기 제1실린더(21)에는 개구부가 형성되어 있다. 상기 제2실린더(22) 및 상기 제3실린더(23)는 상기 제1실린더(21)와 동일한 구조로 형성될 수 있다. 상기 복수의 실린더 즉, 상기 제1실린더(21)와, 상기 제2실린더(22)와 상기 제3실린더(23)는 평행하게 배치된다.

상기 제1로드(31)는 일단부가 상기 제1실린더(21) 내에 위치한다. 상기 제1로드(31)는 상기 제1실린더(21)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 더 구체적으로 상기 제1로드(31)는 상기 제1실린더(21)의 개구부를 통하여 상기 제1실린더(21) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 제1로드(31)에는 피스톤이 결합될 수 있다. 상기 제2로드(32)는 상기 제2실린더(22)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 상기 제2로드(32)와 상기 제2실린더(22)의 결합구조는 상기 제1로드(31)와 상기 제1실린더(21)의 결합구조와 동일하다. 상기 제3로드(33)는 상기 제3실린더(23)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 상기 제3로드(33)와 상기 제3실린더(23)의 결합구조는 상기 제1로드(31)와 상기 제1실린더(21)의 결합구조와 동일하다.

상기 유압 포트(27)는 상기 제1실린더(21)의 일단부에 결합된다. 상기 유압 포트(27)는 외부에서 상기 제1실린더(21) 내부로 유압을 가하기 위한 오일의 통로가 구비된다.

상기 칼라(40, collar)는 상기 제1실린더(21)에 용접 등의 방식에 의해 고정된다. 상기 칼라(40)는 제1유로(42)가 구비된다. 상기 칼라(40)에 구비된 제1유로(42)는 상기 제1실린더(21)와 이웃하는 제2실린더(22) 간을 연결한다. 또한, 상기 제2실린더(22)에도 칼라(40)가 구비된다. 제1실린더(21)에 구비된 칼라(40)와 제2실린더(22)에 구비된 칼라(40)는 동일한 구조를 가진다. 이와 같이 상기 칼라(40)는 이웃하는 실린더 간을 연결하는 제1유로(42)를 구비한다.

상기 로드 엔드(50)는 상기 제2실린더(22)의 일단부에 고정된다. 상기 로드 엔드(50)에는 상기 제2실린더(22)와 상기 제1실린더(21) 간 유로를 상호 연결하기 위한 제2유로(52)가 구비된다. 즉, 상기 제2유로(52)는 상기 칼라(40)에 형성된 제1유로(42)와 연통된다. 상기 제3실린더(23)의 일단부에도 로드 엔드(50)가 상기 제2실린더(22)의 일단부에 결합된 구조와 동일한 구조로 결합된다.

상기 실링재(55)는 상기 칼라(40)와 상기 로드 엔드(50) 사이에 배치되어 밀봉 기능을 수행한다. 상기 실링재(55)는 예컨대 고무, 합성수지 등의 소재로 제조될 수 있다.

상기 볼트(60)는 상기 칼라(40)와 상기 로드 엔드(50)를 결합하기 위한 연결 수단이다. 상기 볼트(60)는 복수 구비된다. 상기 볼트(60)는 상기 칼라(40)를 관통하여 상기 로드 엔드(50)에 나사결합된다.

이하에서는, 이와 같은 구성요소를 포함한 다단 실린더 장치의 작용을 상세하게 서술하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상기 유압 포트(27)에 오일이 유입되는 경우를 예로 든다. 외부에서 상기 유압 포트(27)에 오일이 유입되면 그 오일은 상기 제1실린더(21) 내부로 유동한다. 상기 제1실린더(21) 내부로 유입된 오일은 상기 제1로드(31)를 신장시키는 작용을 한다. 상기 제1로드(31)가 최대로 신장된 후에도 계속하여 상기 유압 포트(27)에 오일이 유입되는 경우에는 상기 제1실린더(21) 내의 오일이 상기 칼라(40)에 마련된 제1유로(42)와 상기 로드 엔드(50)에 마련된 제2유로(52)를 순차적으로 통과하여 제2실린더(22) 내로 유입된다. 상기 제2실린더(22)로 유입된 오일은 상기 제2로드(32)을 신장시키는 작용을 한다. 또한 상기 제2로드(32)가 최대로 신장된 후에 상기 제2실린더(22) 내부에 유입된 오일은 상기 제3실린더(23)로 유입된다. 상기 제3실린더(23)로 유입된 오일은 상기 제3로드(33)를 신장시킨다. 이와 같은 방식으로 상기 제1로드(31), 제2로드(32), 제3로드(33)가 순차적으로 신장하게 된다. 오일의 유동방향이 반대로 되는 경우에는 신장시의 역순으로 제3로드(33)가 먼저 압축되고, 그 다음에 제2로드(32)가 압축되며, 그 다음에 제1로드(31)가 압축된다. 이와 같이 다단 실린더 장치(10)는 복수의 실린더(21,22,23)가 하나의 유압 포트(27)를 통해 유입된 오일에 의해 순차적으로 연동된다.

본 발명에 따른 다단 실린더 장치는 종래의 구조에 비하여 각 실린더를 연결하는 호스나 배관이 필요하지 않으므로 구성 부품의 수가 적다. 또한, 이웃하는 실린더 간을 연결하는 유로는 칼라와 로드 엔드에 구비되도록 함으로서 유로의 연결부위를 최소화하여 연결부위에서 오일이 누출되는 문제점을 해소하였다. 또한, 상기 칼라와 로드 엔드를 볼트로 결합함으로써 각 실린더를 기계적으로 연결함으로써 유로와 기계적인 연결부품을 일체화하여 실린더 축 방향으로의 지지력을 향상시켰다.

이와 같은 본 발명에 따른 다단 실린더 장치는, 복수의 실린더 간 유압이 연동되도록 연결된 유로의 연결을 그 실린더들을 기계적으로 결합하는 칼라를 이용하여 구현함으로써 조립성이 향상되고 오일이 누출되지 않는 다단 유압 실린더를 제공하는 효과가 있다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 다단 실린더 장치 21 : 제1실린더
22 : 제2실린더 23 : 제3실린더
27 : 유압 포트 31 : 제1로드
32 : 제2로드 33 : 제3로드
40 : 칼라 42 : 제1유로
50 : 로드 엔드 52 : 제2유로
55 : 실링재 60 : 볼트

Claims (2)

1. 복수의 실린더가 상호 결합되어 구성되며 그 실린더 간 유로가 연결되어 순차적으로 작동하는 다단 실린더 장치에 있어서,
   상기 복수의 실린더 중 어느 하나의 실린더에 고정되며 그 실린더와 이웃하는 다른 실린더 간을 연결하는 제1유로가 구비된 칼라;
   상기 다른 실린더의 일단부에 고정되며 상기 칼라에 형성된 제1유로와 연통되는 제2유로가 구비된 로드 엔드;
   상기 칼라와 상기 로드 엔드 사이에 배치되어 밀봉 기능을 수행하는 실링재; 및
   상기 칼라를 관통하여 상기 로드 엔드에 나사결합된 볼트;를 포함한 것을 특징으로 하는 다단 실린더 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 실린더는 평행하게 배치되며 순차적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 다단 실린더 장치.

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