KR101423180B1 - 가변 행정이 가능한 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 로드의 출몰을 다단계로 제어할 수 있도록 한 가변 행정방식의 실린더에 관한 발명이다.
본 발명은 몸체(21) 양측에 소켓(22)이 구비되도록 한 적어도 하나 이상의 제어수단(20)과, 상기 제어수단(20)의 소켓(22)에 결합되는 커넥터(31)를 구비하는 하우징(30)과, 상기 하우징(30) 내부에 슬라이드 가능하게 설치되는 피스톤 블록(33)과, 상기 하우징(20)의 양단을 밀폐하는 밀폐캡(40)과, 상기 피스톤 블록(33)에 결합되어 행정이 이루어지는 실린더 로드(35) 등으로 구성되는 것이다.
본 발명은 실린더 로드의 행정길이에 대한 다양한 제어가 가능하게끔 실린더를 구현할 수 있도록 한 것으로, 하나의 실린더를 산업계의 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 하여 실린더의 사용효율성을 배가시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 소망하는 정확한 위치에서 실린더 로드를 정지시켜 줄 수 있어 정밀을 요하는 분야에서의 활용가치를 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

가변 행정이 가능한 실린더{variable stroke cylinder}

본 발명은 가변 행정이 가능한 실린더에 관한 발명으로, 좀더 상세하게는 실린더 로드의 출몰을 다단계로 제어할 수 있도록 발명한 가변 행정 실린더를 제공하기 위한 것이다.

산업계의 각종 분야에서 다양한 용도로 활용되는 실린더는 공압 또는 유압으로 작동하는 것으로, 원통형 파이프로 이루어진 하우징 내부에 슬라이드 구동하는 피스톤 블록을 설치하고, 하우징의 양단을 밀폐하는 밀폐캡에 공압 또는 유압을 공급하거나 배출시켜 주기 위한 공급관을 연결하여 양단 밀폐캡을 통해 하우징 내부로 공급 또는 배출되는 공압이나 유압에 의해 피스톤 블록이 슬라이드 이동하면서 피스톤 블록에 결합되는 실린더 로드의 행정이 이루어지도록 한 것이다.

한편, 특정한 분야에서는 피스톤 블록에 의해 구동하는 실린더 로드의 행정을 2단 이상으로 제어하거나 실린더 로드를 특정 위치에 정지시킬 수 있도록 한 가변 행정방식의 실린더가 사용되고 있다.

종래에도 가변 행정방식 실린더가 사용되어 왔는데, 종래의 가변 행정방식 실린더 종류로는 ① 실린더 로드에 설치된 브레이킹 패드를 구동시켜 브레이킹 패드에 의해 실린더 로드의 표면에 대한 압착이 이루어져 실린더 로드의 행정이 제어(정지)되도록 구성한 브레이킹 실린더와, ② 두 개 이상의 독립 실린더를 직렬로 연결하여 각 실린더의 개별 구동에 의해 실린더 로드의 전체 행정을 다단계로 제어할 수 있도록 구성한 직렬 연결형 실린더와, ③ 하우징의 양측 밀폐캡을 관통하도록 한 실린더 로드의 어느 일측에 슬라이드 가능하게 결합되는 스톱퍼를 설치하여 스톱퍼가 고정되는 위치에 따라 실린더 로드의 행정길이를 변화시킬 수 있도록 스톱퍼형 실린더 등이 있다.

상기한 가변 행정방식 실린더에 있어서, ① 브레이킹 실린더는 브레이킹 패드를 조작하여 실린더 로드를 압착하는 방식이기 때문에 브레이킹 과정에서 슬립현상이 발생할 수밖에 없어 실린더 로드를 정확한 위치에 정지되지 않아 정밀을 요하는 분야에서 사용할 수 없을 뿐만 아니라 구조가 복잡하고 고가의 부품으로 제조되는 브레이킹 수단을 추가로 장착함에 따른 비용적인 부담이 따른다는 등의 문제점이 지직되고 있고, 또한, 브레이킹 패드의 마모에 따른 부품의 교체작업으로 인해 많은 유지보수 비용이 소요되는 문제점과 실린더 로드의 마모방지를 위해 표면을 특수처리한 실린더 로드를 사용함에 따른 실린더 제조비용의 상승하게 되는 등의 문제점으로 인해 적극적인 활용이 이루어지지 않고 있으며, ② 직렬 연결형 실린더는 독립된 두 개 이상의 실린더를 연결하는 구성이므로 제조비용이 비쌀 뿐만 아니라 실린더의 전장이 지나치게 길어질 수밖에 없어 그 사용이 제한적이라는 등의 문제점이 지적되고 있고, ③ 스톱퍼형 실린더는 비교적 간단하게 구성할 수 있어 비교적 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 것이나 하우징의 스톱퍼가 설치되는 측의 실린더 로드가 반대편 위치한 실린더 로드의 행정길이를 수용하여야 하므로 이또한 실린더 전체의 전장이 지나치게 길어질 수밖에 없어 그 사용이 제한적이라는 등의 문제점이 지적되고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 가변 행정방식의 실린더들이 가지는 제반 문제점을 해소하고자 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 것으로서, 실린더 하우징에 피스톤 블럭의 구동행정을 제한할 수 있는 적어도 하나 이상의 제어수단을 부가함으로써 실린더의 크기에 변화없이 실린더 로드의 행정에 대한 다단계의 제어가 가능하도록 함과 아울러 슬립현상이 없이 사용자가 소망하는 정확한 위치에서 실린더 로드의 정지가 가능하도록 작동하게 하여 실린더 로드의 정밀한 행정제어를 요하는 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 하며, 또한, 그 구성을 간결하게 하여 제조 및 유지보수에 따른 비용을 최소화하면서 이용가치를 극대화할 수 있도록 발명한 가변 행정방식의 실린더를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 몸체 양측에 소켓이 구비되도록 한 적어도 하나 이상의 제어수단과, 상기 제어수단의 소켓에 결합되는 커넥터를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 슬라이드 가능하게 설치하여 제어수단의 작용에 의해 구동행정이 제한되도록 한 피스톤 블록과, 상기 하우징의 양단을 밀폐하는 밀폐캡과, 상기 피스톤 블록에 결합되어 어느 일측의 밀폐캡을 관통하도록 한 실린더 로드 등으로 구성되어짐을 기술적 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 제시하는 실린더는 사용자가 소망하는 한 개소 이상의 특정 위치에서 피스톤 블록의 구동행정을 제한하여 다단계의 구동제어가 이루어질 수 있도록 한 것으로, 실린더 로드의 행정길이에 대한 다양한 제어가 가능하게끔 실린더를 구현할 수 있기 때문에 하나의 실린더를 산업계의 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 하여 실린더의 사용효율성을 배가시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 소망하는 정확한 위치에서 실린더 로드를 정지시켜 줄 수 있어 정밀을 요하는 분야에서의 활용가치를 향상시킬 수 있으며, 또한, 추구하는 목적을 달성하면서 실린더의 구조를 매우 간결하게 하여 실린더의 제조 및 유지보수에 따른 비용의 소요를 최소화할 수 있는 등 본 발명은 그 기대되는 효과가 실로 유익한 발명이라 할 것이다.

도 1은 본 발명에서 제시하는 실린더의 바람직한 실시예를 도시한 참고 사시도.
도 2는 본 발명의 내부 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 제어수단을 발췌한 참고 사시도.
도 4 [A],[B]는 제어수단의 내부 구조를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 스톱퍼를 발췌한 사시도.
도 6은 도 4에 표시된 A부의 확대도.
도 7 [A],[B]는 제어수단에 의해 이루어지는 피스톤 블록의 제어상태를 도시한 참고도.
도 8 [A],[B]는 본 발명에 따른 제어수단의 다른 실시예를 도시한 참고도.
도 9는 도 8에 표시된 B부의 확대도.
도 10 [A],[B]는 본 발명에 따른 제어수단의 다른 실시예에 의해 이루어지는 피스톤 블록의 제어상태를 도시한 참고도.
도 11은 본 발명에 따른 제어수단의 또 다른 실시예를 도시한 참고도.
도 12는 본 발명에서 제시하는 실린더의 다른 실시태양을 도시한 참고 사시도.

<발명의 실시형태>

도 1 내지 도 2에 본 발명에서 제시하는 실린더(10)의 바람직한 실시예가 도시되는데, 도시된 바를 통해 본 발명은 몸체(21) 양측에 소켓(22)이 구비되도록 한 적어도 하나 이상의 제어수단(20)과, 상기 제어수단(20)의 소켓(22)에 결합되는 커넥터(31)를 구비하는 적어도 두 개 이상의 하우징(30)과, 상기 하우징(30) 내부에 슬라이드 가능하게 설치하여 제어수단(20)의 작용에 의해 구동행정이 제한되도록 한 피스톤 블록(33)과, 상기 하우징(20)의 양단을 밀폐하는 밀폐캡(40)과, 상기 피스톤 블록(33)의 어느 일측에 설치되어 그 선단부가 어느 일측의 밀폐캡(40)을 관통하여 외부로 돌출하도록 한 실린더 로드(35) 등으로 구성되는 것임을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명은 적어도 두 개 이상으로 구성되는 하우징(30) 사이에 적어도 하나 이상의 제어수단(20)을 설치하여 피스톤 블록(33)의 구동행정을 다단으로 제어할 수 있도록 하고,(도 12 참조) 가장 바깥쪽에 위치하는 하우징(30)의 양단을 밀폐캡(40)으로 밀폐하여 제어수단(20)에 의해 하우징(30)의 내부를 이동하는 피스톤 블록(33)의 구동행정이 제어될 수 있도록 구성한다.

상기 제어수단(20)의 소켓(22)과 하우징(30)의 커넥터(31)에 암,수나사부를 형성하여 소켓(22)과 커넥터(31)의 나사결합에 의해 제어수단(20)과 하우징(30)의 결합이 이루어지도록 함이 바람직하고 본 발명의 실시도면에도 그와 같이 도시하고 있으나, 소켓(22)과 커넥터(31)를 결합함에 있어서 내부의 진공상태를 유지하도록 소켓(22)과 커넥터(31)를 결합할 수 있는 다양한 수단(용접, 접합 등)이 사용될 수 있는바, 소켓(22)과 커넥터(31)의 결합수단을 치환·변경한다고 하더라도 본 발명에서 향유하고자 하는 기술사상의 범주에서 벗어나는 아니라 할 것이다.

도 3에 본 발명에 따른 제어수단(20)을 발췌한 사시도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 제어수단(20)은 양측 소켓(22)에 하우징(30)이 결합되도록 한 몸체(21)의 상부에 마련되는 평평한 지지부에 제어실린더(23)를 설치하여 체결피스 등의 고정수단으로 고정하고, 몸체(21)에 결합되는 양측 하우징(30)의 사이 영역에 소톱퍼(26)를 설치하여 제어실린더(23)의 작동에 스톱퍼(26)가 작용하여 하우징(30) 내에서 이동하는 피스톤 블록(33)의 구동행정을 제어할 수 있도록 구성한다.

도 4에 본 발명에 따른 스톱퍼(26)를 발췌한 사시도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 스톱퍼(26)는 탄성이 강한 재질로 제조되는 것으로 일부 영역이 개방되는 "○"형 스프링판(28) 상부에 누름대(27)를 일체로 형성하여 고리형태로 구성하며, 제어실린더(23)의 작동에 의해 하강 작동하는 피스톤(24)의 고정홈(25)에 스톱퍼(26)의 누름대(27)를 결합하여 제어실린더(23)의 작동에 의해 스톱퍼(26)의 누름대(27)가 눌려지면서 스프링판(28)의 일부 영역이 내측으로 오므려져 하우징(30) 내에서 이동하는 피스톤 블록(33)의 구동행정을 제어할 수 있도록 구성한다.

도 8에 본 발명에 따른 제어수단(20)의 다른 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 제어수단(20)은 양측 소켓(22)에 하우징(30)이 결합되도록 한 몸체(21)의 상부에 마련되는 지지부에 제어실린더(23)를 설치하고, 제어실린더(23)에 의해 하강하는 피스톤(24)의 저부에 몸체(21)의 제어공(29)에 결합되는 피스톤 로드(24a)를 형성하며, 피스톤(24)과 몸체(21) 간에 탄발스프링(S)을 개재하여 외부에서 공급되는 동력에 의해 구동하는 제어실린더(23)의 하강 작동에 의해 제어공(29)을 통과한 피스톤 로드(24a)의 단부가 하우징(30) 내에서 이동하는 피스톤 블록(33)의 구동행정을 제어할 수 있도록 하고, 동력의 공급이 중단되면 탄발스프링(S)의 탄발력에 의해 피스톤(24)이 원복되도록 구성한다.

상기와 같이 구성할 경우 동력을 공급하기만 하는 단동식 실린더를 제어실린더(23)로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 신속하고 정확하게 피스톤 블록(33)의 구동행정을 정지시킬 수 있다는 장점을 얻을 수 있으나 피스톤 블록(33)과 피스톤 로드(24a)의 충격이 반복적으로 이루어지면서 피스톤 로드(24a)에 피로가 누적되어 파손될 우려가 있으므로, 도 11에 도시된 바와 같이 제어수단(20)의 몸체(21) 외주면에 동일한 구조의 제어실린더(23)를 복수로 설치하여 복수의 피스톤 로드(24a)에 의해 피스톤 블록(33)의 구동행정을 정지시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명에서 제시하는 실린더(10) 구성에 의하면 유압을 동력원으로 하는 실린더(10)를 구현할 수 있음은 물론이며, 유압을 동력원으로 사용하고자 할 경우에는 각 구성부의 결합 또는 접합부위에 대한 기밀유지를 확보하게끔 구성하여 누유를 방지할 수 있도록 하면 된다 할 것인바, 기밀유지를 위한 수단이나 부자재는 용이하게 선택·적용할 수 있는 것으로 그와 같은 구성이나 부자재 등에 대한 설명은 생략하기로 한다.

<발명의 작용관계>

이상의 구성으로 된 본 발명은 양단의 밀폐캡(40)에 제1,2 공급관(P1,P2)을 연결하여 하우징(30) 안으로 동력(공압 또는 유압)을 선택적으로 공급해줄 수 있도록 하고, 제어수단(20)에 제3,4 공급관(P3,P4)을 연결하여 제어실린더(23)에 동력(공압 또는 유압)을 선택적으로 공급해줄 수 있도록 구성하여 사용하는 것으로, 그 작용은 다음과 같이 이루어진다.

밀폐캡(40)에 연결된 제1 공급관(P1)을 통해 하우징(30) 내로 공급된 동력에 의해 피스톤 블록(33)이 이동하는 과정(도 7 [A] 참조)에서 제어수단(20)에 연결된 제3 공급관(P3)을 통해 제어실린더(23) 내부로 동력을 공급하면 피스톤(24)이 하강하여 스톱퍼(26)의 누름대(27)를 눌러주게 되고 탄성 재질로 된 스프링판(28)이 하방으로 눌려지면서 스프링판(28)의 측벽에 피스톤 블록(33)의 모서리가 걸려 피스톤 블록(33)의 구동행정이 정지되면서 실린더 로드(35)의 행정이 중단되며,(도 7 [B] 참조) 제어수단(20)에 연결된 제3 공급관(P3)을 통한 동력의 공급을 중단함과 동시에 제4 공급관(P4)을 통해 제어실린더(23) 내부로 동력을 공급하면 피스톤(24)이 승강함과 동시에 스톱퍼(26)의 스프링판(28)이 자체 탄성에 의해 원복되어 스프링판(28)의 측벽에 의한 피스톤 블록(33)의 걸림상태가 해제되어 피스톤 블록(33)은 하우징(20)의 내부에서 지속적인 구동행정을 진행할 수 있게 된다.(도 7 [C] 참조)

그리고, 본 발명에 의한 제어수단(20)의 제어실린더(23)를 단동식으로 사용하는 구성의 경우에는 양단의 밀폐캡(40)에 제1,2 공급관(P1,P2)을 연결하여 하우징(30) 안으로 동력(공압 또는 유압)을 선택적으로 공급해줄 수 있도록 하고, 제어수단(20)에 제3 공급관(P3)을 연결하여 제어실린더(23)에 동력(공압 또는 유압)을 선택적으로 공급해줄 수 있도록 구성하여 사용하는 것으로, 그 작용은 다음과 같이 이루어진다.

밀폐캡(40)에 연결된 제1 공급관(P1)을 통해 하우징(30) 내로 공급된 동력에 의해 피스톤 블록(33)이 이동하는 과정(도 10 [A] 참조)에서 제어수단(20)에 연결된 제3 공급관(P3)을 통해 제어실린더(23) 내부로 동력을 공급하면 피스톤(24)이 하강하여 피스톤 로드(24a)의 단부가 제어공(29)을 통과하여 하우징(30) 내벽에 돌출한 상태가 되어 피스톤 로드(24a)의 단부에 피스톤 블록(33)의 모서리가 걸려 피스톤 블록(33)의 구동행정이 정지되면서 실린더 로드(35)의 행정이 중단되며,(도 10 [B] 참조) 제어수단(20)에 연결된 제3 공급관(P3)을 통한 동력의 공급을 중단하면 탄발스프링(S)의 탄발력에 의해 피스톤(24)이 원복되고 피스톤 로드(24a)에 의한 피스톤 블록(33)의 걸림상태가 해제되어 피스톤 블록(33)은 지속적인 구동행정을 진행할 수 있게 된다.(도 10 [C] 참조)

이상과 같은 작용관계를 가지는 본 발명은 실린더 로드(35)의 행정을 다단으로 분리하여 점진적인 출몰작동을 하도록 구성할 수 있음은 물론이고 하나의 실린더(10)를 이용해 길이를 달리하는 실린더 로드(35)의 행정이 가능하도록 사용할 수 있어 보다 다양한 분야에서 실린더(10)를 효율적으로 사용할 수 있을 것이다.

10: 실린더 20: 제어수단
21: 몸체 22: 소켓
23: 제어실린더 24: 피스톤
24a: 피스톤 로드 25: 고정홈
26: 스톱퍼 27: 누름대
28: 스프링판 29: 제어공
30: 하우징 31: 커넥터
33: 피스톤 블록 35: 실린더 로드
40: 밀폐캡

Claims (3)

1. 몸체(21) 양측에 소켓(22)을 구비하는 적어도 하나 이상의 제어수단(20)과, 상기 제어수단(20)의 소켓(22)에 결합되는 커넥터(31)를 구비하는 적어도 두 개 이상의 하우징(30)과, 상기 하우징(30) 내부에 슬라이드 가능하게 설치하여 제어수단(20)의 작용에 의해 구동행정이 제한되도록 한 피스톤 블록(33)과, 상기 하우징(20)의 양단을 밀폐하는 밀폐캡(40)과, 상기 피스톤 블록(33)의 어느 일측에 설치되어 그 선단부가 어느 일측의 밀폐캡(40)을 관통하여 외부로 돌출하도록 한 실린더 로드(35)로 구성된 실린더(10)에 있어서;
   상기 제어수단(20)은 양측 소켓(22)에 하우징(30)이 결합되도록 한 몸체(21)의 상부에 마련되는 지지부에 제어실린더(23)를 설치하고, 몸체(21)에 결합되는 양측 하우징(30)의 사이 영역에 일부 영역이 개방되는 "○"형 스프링판(28) 상부에 상방으로 신장하는 누름대(27)를 일체로 형성하여서 된 스톱퍼(26)를 설치하며, 제어실린더(23)의 작동에 의해 하강 작동하는 피스톤(24)의 고정홈(25)에 스톱퍼(26)의 누름대(27)를 결합하여 제어실린더(23)의 작동에 의해 스톱퍼(26)의 누름대(27)가 눌려지면서 스프링판(28)이 오므려져 하우징(30) 내에서 이동하는 피스톤 블록(33)의 구동행정을 제어할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 가변 행정이 가능한 실린더.
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