KR101493650B1 - 서로 다른 직경의 이중 실린더를 갖는 고속용 유압실린더 - Google Patents

서로 다른 직경의 이중 실린더를 갖는 고속용 유압실린더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정 직경과 일정 유량의 조건을 갖는 범위 내에서 유압에 의해 전후진작동되는 피스톤이 보다 빠르게 고속 작동될 수 있도록 하는 서로 다른 직경의 이중 실린더을 갖는 고속용 유압실린더에 관한 것이다.
본 발명은 일정 직경을 갖는 제1실린더(20), 상기 제1실린더(20)의 양단을 막음하여 밀폐시키면서 기름의 출입통로인 헤드포트(61) 및 로드포트(71)를 각각 구비하는 헤드커버(60) 및 로드커버(70), 상기 로드커버(70)의 외부로 일부분이 노출되어 목적대상물을 가압하는 제1로드(21)를 하부에 구비하면서 상기 제1실린더(20) 내에서 전후진 작동 가능한 제1피스톤(22)을 포함하여 구성되는 유압실린더에 있어서,
상기 제1실린더(20)의 중앙부에는 제1실린더(20)를 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40)로 밀폐 분리시키는 구획커버(80)를 구비한 것과; 상기 헤드측실린더(30) 내부 중앙에는 헤드측실린더(30)의 직경보다 작은 직경으로 구성되는 제2실린더(50)를 구비한 것과; 상기 제2실린더(50) 내에서 전후진 작동 가능하면서 하부에 제2로드(51)를 고정결합하는 제2피스톤(52)을 구비한 다음, 상기 제2로드(51)와 상기 제1피스톤(22)을 고정결합시켜 상기 제1,2피스톤(22,52)이 동시에 전후진 작동되도록 구성한 것과; 상기 구획커버(80)의 중앙 일측에는 상기 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40)의 내부 간에 기름이 넘나들 수 있는 통로인 제1관통공(81)을 하나 이상 구비한 것;이 특징이다.

Description

서로 다른 직경의 이중 실린더를 갖는 고속용 유압실린더{A double cylinder having a different diameter for high speed hydraulic cylinder}
본 발명은 고속용 유압실린더에 관한 것으로, 상세하게는 일정 직경과 일정 유량의 조건을 갖는 범위 내에서 유압에 의해 전후진작동되는 피스톤이 보다 빠르게 고속 작동될 수 있도록 하는 서로 다른 직경의 이중 실린더을 갖는 고속용 유압실린더에 관한 것이다.
물리적으로, 유압실린더는 동일한 유량의 조건에서 피스톤의 속도는 실린더의 단면적에 반비례하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 유압실린더의 물리적인 관계를 응용하여 일정 직경 및 일정 유량의 조건내에서 피스톤이 보다 빠르게 고속 작동이 가능한 새로운 형태의 서로 다른 직경의 실린더를 갖는 고속용 유압실린더를 제안하고자 한다.
본 발명의 배경기술과 관련한 선행기술문헌으로써, 한국공개특허공보 제10-1997-0045664호 '이중실린더를 이용한 차압 발생장치'를 예로 들수 있다.
본 발명은 일정 직경 및 일정 유량을 갖는 조건에서 일정 직경의 실린더 내부에 작은 직경의 실린더가 이중으로 구비되는 이중실린더 구조로 이루어져, 실린더의 단면적에 반비례하는 피스톤의 작동속도가 보다 고속으로 이루어질 수 있도록 실린더의 단면적을 현저하게 감소시켜 구성되는 고속용 유압실린더를 제공함에 그 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 것이다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 일정 직경을 갖는 제1실린더(20), 상기 제1실린더(20)의 양단을 막음하여 밀폐시키면서 기름의 출입통로인 헤드포트(61) 및 로드포트(71)를 각각 구비하는 헤드커버(60) 및 로드커버(70), 상기 로드커버(70)의 외부로 일부분이 노출되어 목적대상물을 가압하는 제1로드(21)를 하부에 구비하면서 상기 제1실린더(20) 내에서 전후진 작동 가능한 제1피스톤(22)을 포함하여 구성되는 유압실린더에 있어서,
상기 제1실린더(20)의 중앙부에는 제1실린더(20)를 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40)로 밀폐 분리시키는 구획커버(80)를 구비한 것과; 상기 헤드측실린더(30) 내부 중앙에는 헤드측실린더(30)의 직경보다 작은 직경으로 구성되는 제2실린더(50)를 구비한 것과; 상기 제2실린더(50) 내에서 전후진 작동 가능하면서 하부에 제2로드(51)를 고정결합하는 제2피스톤(52)을 구비한 다음, 상기 제2로드(51)와 상기 제1피스톤(22)을 고정결합시켜 상기 제1,2피스톤(22,52)이 동시에 전후진 작동되도록 구성한 것과; 상기 구획커버(80)의 중앙 일측에는 상기 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40)의 내부 간에 기름이 넘나들 수 있는 통로인 제1관통공(81)을 하나 이상 구비한 것;이 특징이다.
이상과 같은 해결 수단을 갖는 본 발명은 일정 직경의 실린더 내부에 작은 직경의 실린더를 구비하는 이중실린더구조를 이루면서 피스톤의 작동 속도와 반비례하는 실린더의 단면적을 현저하게 줄일 수 있으므로, 일정 직경 및 일정 유량을 갖는 조건에서 보다 고속으로 작동되는 유압실린더를 제공할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 실로 유익한 발명이다.
도 1은 본 발명에서 제시하는 고속용 유압실린더의 바람직한 실시예를 나타낸 전체사시도.
도 2는 본 발명에서 제시하는 고속용 유압실린더의 바람직한 내부 구조를 나타낸 단면상태 사시도.
도 3은 본 발명에서 제시하는 고속용 유압실린더의 바람직한 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제2연결관(91)의 다른 실시예를 나타낸 파절 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 제2연결관(91)의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제2유압조절밸브를 발췌하여 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 피스톤 어셈블리를 발췌하여 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명 고속용 유압실린더의 작동과정을 나타낸 작동예시도.
도 1에 본 발명에서 제시하는 고속용 유압실린더(10)의 바람직한 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명은 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40)로 이루어진 큰 직경의 제1실린더(20) 내에 작은 직경의 제2실린더(50)를 구비한 다음 서로 다른 직경의 상기 제2실린더(50) 및 제1실린더(20) 내에서 전후진 작동되는 서로 다른 직경의 피스톤이 일체로 구비된 것이 특징인데, 일정 유압이 공급되는 일정 직경의 실린더 내에서 작동되는 피스톤의 단면적을 감소시킴으로써 피스톤의 작동 속도를 증가시킬 수 있는 구조로 제안되는 것이다.
구체적으로는,
일정 직경을 갖는 제1실린더(20), 상기 제1실린더(20)의 양단을 막음하여 밀폐시키면서 기름의 출입통로인 헤드포트(61) 및 로드포트(71)를 각각 구비하는 헤드커버(60) 및 로드커버(70), 상기 로드커버(70)의 외부로 일부분이 노출되어 목적대상물을 가압하는 제1로드(21)를 하부에 구비하면서 상기 제1실린더(20) 내에서 전후진 작동 가능한 제1피스톤(22)을 포함하여 구성되는 유압실린더에 있어서,
상기 제1실린더(20)의 중앙부에는 제1실린더(20)를 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40)로 밀폐 분리시키는 구획커버(80)를 구비한 것과;
상기 헤드측실린더(30) 내부 중앙에는 헤드측실린더(30)의 직경보다 작은 직경으로 구성되는 제2실린더(50)를 구비한 것과;
상기 제2실린더(50) 내에서 전후진 작동 가능하면서 하부에 제2로드(51)를 고정결합하는 제2피스톤(52)을 구비한 다음, 상기 제2로드(51)와 상기 제1피스톤(22)을 고정결합시켜 상기 제1,2피스톤(22,52)이 동시에 전후진 작동되도록 구성한 것과;
상기 구획커버(80)의 중앙 일측에는 상기 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40)의 내부 간에 기름이 넘나들 수 있는 통로인 제1관통공(81)을 하나 이상 구비한 것;이 특징이다.
상기 일정 직경을 갖는 제1실린더(20)는 제2실린더(50)보다 큰 직경을 갖는 것으로 양단부에는 헤드커버(60) 및 로드커버(70)가 결합되어 내부가 밀폐되며, 중앙부에 구비되는 구획커버(80)에 의해 헤드측실린더(30)와 로드측실린더(40)로 나뉘어진다.
상기 헤드커버(60)는 헤드측실린더(30) 및 제2실린더(50)의 상단을 동시에 밀폐시키는 것으로, 중앙에는 기름의 출입 통로인 헤드포트(61)가 형성된다.
상기 로드커버(70)는 로드측실린더(40)의 하단을 밀폐시키는 것으로, 중앙에는 제1로드(21)를 슬라이드 가능하도록 관통결합시키는 제1슬라이드공(72)이 형성되며, 일측에는 기름의 출입 통로인 로드포트(71)가 형성되어 있다.
상기 구획커버(80)는 제1실린더(20)의 중앙부에 설치하여 제1실린더(20)를 헤드측실린더(30)와 로드측실린더(40)로 나뉘는 것으로, 상기 헤드측실린더(30) 및 제2실린더(50)의 하단을 밀폐시키고 동시에 로드측실린더(40)의 상단을 밀폐시킨다.
또한, 상기 구획커버(80)의 중앙에는 제2로드(51)를 슬라이드 가능하도록 관통결합시키는 제2슬라이드공(88)이 형성되고, 상기 제2슬라이드공(88)의 둘레에는 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40)의 내부를 연결하는 제1관통공(81)이 하나 이상 형성된다.
상기 제2실린더(50)는 상기 헤드측실린더(30) 내부 중심에 설치되는 것으로, 헤드측실린더(30)의 직경보다 작은 직경으로 이루어져 일정 직경의 제1실린더(20)보다 단면적이 현저하게 작게 구성된다. 이는 일정 직경의 유압실린더에서 일정한 유량이 공급되는 경우에 실린더의 단면적이 작을수록 피스톤의 속도는 빨라지는 물리적 특성에 기인하여 일정 직경의 실린더 내에서 피스톤을 고속으로 작동시키기 위한 것이다.
위와 같이 본 발명은 제1실린더(20) 내에 현저하게 작은 단면적을 갖는 제2실린더(50)가 구비된 이중실린더 구조로 이루어지는데, 이러한 서로 다른 직경을 갖는 이중실린더 구조내에서 작동하는 피스톤 어셈블리(P)의 구성을 살펴보면 하기와 같다.
제2실린더(50) 내에서 유압에 의해 작동되는 상기 제2피스톤(52)은 제2로드(51)에 지지결합되고, 제2로드(51)는 로드측실린더(40) 내에서 작동되는 제1피스톤(22) 또는 제1로드(21)에 고정결합되며, 제1피스톤(22)은 제1로드(21)에 지지결합된다.
이와 같이 제1,2피스톤(22,52) 및 제1,2로드(21,51)를 연결결합하여 구성되는 피스톤 어셈블리(P)는 서로 다른 직경의 제1,2실린더(20,50) 내에서 동시에 전,후진 작동을 이루게 된다.
전진작동시, 상대적으로 작은 단면적을 갖는 제2피스톤(52)은, 헤드포트(61)로부터 유입되는 일정한 유압의 힘에 의해 고속으로 전진이 가능하게 되며, 제1피스톤(22)은 제2피스톤(52)과 연계결합되어 제2피스톤(52)과 함께 전진되어진다.
후진작동시, 로드포트(71)로부터 유입되는 일정한 유압의 힘에 의해 제1피스톤(22)이 후진하게 되고, 제1피스톤(22)과 연계결합된 제2피스톤(52)은 제1피스톤(22)과 함께 후진되어진다. 이때, 피스톤 어셈블리(P)의 작동속도는 제1피스톤(22)의 단면적에 반비례하게 되는데, 제1피스톤(22)의 단면적은 제1피스톤(22) 전체 단면적에서 제1로드(21)의 단면적을 감한 면적으로 계산된다. 따라서, 제1로드(21)를 제2로드(51) 보다 큰 직경으로 구성하게되면, 후진작동시의 제2피스톤(52) 단면적이 작아지는 결과를 가지게 되므로, 결국 피스톤 어셈블리(P)의 작동속도도 상승할 수 있다.
상기 헤드포트(61) 및 로드포트(71)는 별도의 외부 유압장치와 연계되어 기름이 실린더 내부로 출입하는 출입구 역할을 하는 것으로, 기름이 헤드포트(61)를 통해 제2실린더(50) 내부로 유입되는 경우에는 작은 단면적의 제2피스톤(52)을 밀어내면서 피스톤 어셈블리(P)가 빠른 속도로 전진하여 목적대상물을 가압하게 되고, 로드포트(71)를 통해 로드측실린더(40) 저부로 유입되는 경우에는 제1로드(21)를 제2로드(51) 보다 큰 직경으로 구성함에 따라 작은 단면적을 갖게 되는 제1피스톤(22)을 밀어내면서 피스톤 어셈블리(P)가 빠른 속도로 후진하여 이전 상태로 복귀하게 된다.
위와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 제1,2피스톤(22,52) 및 제1,2로드(21,51)를 연계결합하여 구성되는 피스톤 어셈블리(P)는 전,후진을 반복하게 되는데, 이러한 경우 각 실린더 내부에 발생되는 유압을 적절하게 조절해 주어야 피스톤의 전후진 작동 및 목적대상물 가압이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
이러한 각 실린더 내부 간의 유압 조절을 위하여 본 발명에서는 제1,2유압조절수단이 구비될 수 있는데, 이하 구체적으로 살펴보기로 한다.
- 제1유압조절수단 -
상기 헤드포트(61) 및 상기 헤드커버(60)의 외부와 통하도록 헤드커버(60)에 관통형성되는 제1유압조절통로(63); 및 상기 제1유압조절통로(63) 일측에 설치되어 상기 제2로드(51)의 목적대상물 가압시 상기 제2실린더(50) 내에 발생되는 압력을 제1유압조절통로(63)를 통해 제2실린더(50) 외부로 일부 배출시켜 조절하기 위한 제1유압조절밸브(64);로 구성되는 것이 특징이다.
상기 피스톤 어셈블리(P)의 전진작동이 완료됨과 동시에 이루어지는 제1로드(21)의 목적대상물 가압시에, 제2실린더(50) 내부에 발생되는 과도한 압력을 제1유압조절통로(63)를 통해 로드측실린더(40) 내부로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 목적대상물에 대한 가압이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.
이때, 상기 제1유압조절통로(63)는, 상기 구획커버(80)에 관통형성되되 그 양단부가 로드측실린더(40)의 내부 및 구획커버(80) 외부와 통하도록 구성되는 유압연결통로(82)에, 제1연결관(83)으로써 연결시켜, 상기 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40) 내부 간에 서로 통할 수 있도록 구성함이 바람직한데, 이러한 구성을 통해 상기 로드측실린더(40) 내부로 배출되는 압력이 로드측실린더(40) 내의 제1피스톤(22)을 가압하면서 결국에는 제1피스톤(22)과 결합된 제1로드(21)가 목적대상물을 가압하는 작용이 효과적으로 이루어질 수 있게 되는 것이다.
상기 제1유압조절밸브(64)는, 제2실린더(50) 내의 일부 압력을 제1유압조절통로(63)를 통해 배출시킴에 있어, 이를 허용하거나 차단하기 위한 것인데,
상기 제2실린더(50) 내부의 유압이 일정 압력 이상이면 그 압력에 의해 자동 개방되고, 일정 압력 미만이면 자동 폐쇄되는 압력밸브;로 구성할 수 있으며, 또는
상기 제2실린더(50)의 내부의 유압을 측정하는 압력측정센서를 추가로 더 구비한 다음, 상기 압력측정센서에서 측정되는 신호를 전달받아 제2실린더(50) 내부의 유압이 일정 크기 이상이면 제1유압조절통로(63)를 개방시키고 일정 크기 미만이면 폐쇄시키는 솔레노이드밸브;로 구성하는 것도 가능하다.
상기 압력측정센서는 헤드커버(60) 하부에 구성시키는 것이 바람직하고, 상기 압력밸브 및 솔레노이드밸브는 헤드커버(60)에 설치되어 상기 제1유압조절통로(63)를 개폐가능하도록 구성시킴이 바람직하다.
- 제2유압조절수단 -
상기 구획커버(80)의 일측에 상기 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40) 내부가 서로 통하도록 관통형성되는 제2유압조절통로(85); 및 상기 제2유압조절통로(85) 일측에 설치되어 상기 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40) 내부 간의 유압이 통하거나 막음되도록 하기 위하여 상기 제2유압조절통로(85)를 개폐시키는 제2유압조절밸브(86);로 구성되는 것이 특징이다.
상기 제2유압조절통로(85)는, 상기 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40) 내부가 서로 통하도록 하는 것으로,
상기 헤드포트(61)를 통해 유압이 공급되기 시작하면서 제2피스톤(52)이 하강하는 경우, 헤드측실린더(30) 내의 기름이 제1피스톤(22)의 하강과 함께 로드측실린더(40)로 자연스럽게 이동하게 된다.
그러나, 상기 피스톤 어셈블리(P)의 전진작동이 완료됨과 동시에 이루어지는 제1로드(21)의 목적대상물 가압시에는, 제2유압조절통로(85)가 개방된 상태로 놓여지게 된다면, 로드측실린더(40) 내의 압력이 헤드측실린더(30)로 배출되면서 목적대상물에 대한 가압이 원활하지 못하게 될 수 있으므로, 제2유압조절통로(85)를 폐쇄시키는 것이 목적대상물에 대한 가압을 효과적으로 할 수 있게 된다.
이와 같이 목적대상물 가압시에 제2유압조절통로(85)를 폐쇄시키기 위하여 제2유압조절밸브(86)를 구성함이 바람직하다.
상기 제2유압조절밸브(86)의 바람직한 구성은, 상기 헤드커버(60)의 일측에 상하관통형성되는 밸브지지공(66)에 그 상부가 슬라이드 가능하게 결합되도록 하고, 하부는 상기 구획커버(80)에 형성되는 제2유압조절통로(85)에 슬라이드 가능하게 결합되도록 하여 긴 막대 또는 봉 형태로 이루어진다.
상기 제2유압조절밸브(86)의 상단 머리부(861)는 몸통으로부터 외측으로 돌출되도록 형성하고, 상기 밸브지지공(66)의 하부에는 걸림턱(67)을 형성하여, 상기 머리부(861)가 걸림턱(67)에 걸리는 경우에는 더 이상 하향슬라이드가 되지 않도록 한다.
상기 제2유압조절밸브(86)의 하부에는, 길이방향으로 내부중앙에 하단에서부터 일정 깊이만큼 기름유입통로(864)를 형성하고, 기름유입통로(864)의 상단에는 기름유입공(865)을 하나 이상 구비한다.
상기 제2유압조절밸브(86)의 머리부(861)가 밸브지지공(66)의 상부에 위치하고 있는 경우에는, 상기 기름유입공(865)이 헤드측실린더(30) 내에 위치하여, 상기 기름유입공(865)을 통해 헤드측실린더(30) 내의 기름이 유입되어 기름유입통로(864) 및 제2유압조절통로(85)를 거쳐 하부의 로드측실린더(40)로 이동가능하게 되고,
상기 제2유압조절밸브(86)의 머리부(861)가 하부로 슬라이드되어 밸브지지공(66)의 걸림턱(67)에 걸림되어 있는 경우에는, 상기 기름유입공(865)이 헤드측실린더(30)로부터 벗어나 제2유압조절통로(85) 내에 위치하여, 상기 기름유입공(865)으로 헤드측실린더(30) 내의 기름이 유입되지 못하게 된다.
상기 제2유압조절밸브(86)의 상,하 슬라이드 작동은, 밸브지지공(66)의 상부에 구비되는 솔레노이드밸브에 의해 이루어지게 구성할 수 있는데, 상기 제2유압조절밸브(86)가 솔레노이드밸브에 의해 작동되는 경우, 솔레노이드밸브는 상기 피스톤 어셈블리(P)의 전진완료를 감지하는 전진완료감지센서로부터 신호를 전달받아 제2유압조절밸브(86)를 하향슬라이드시키고, 상기 피스톤 어셈블리(P)의 후진을 감지하는 후진감지센서로부터 신호를 전달받아 제2유압조절밸브(86)를 상향슬라이드시키도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제2유압조절밸브(86)의 상,하 슬라이드 작동은, 상기 밸브지지공(66)의 상단부에 유압관(90)을 결합시켜 유압이 제공되지 않는 경우에는 머리부(861)가 밸브지지공(66)의 상부에 위치하고 유압관(90)을 통해 유압이 제공되는 경우에는 하향슬라이드가 이루어지도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 유압관(90)은 별도의 유압펌프(또는 유압모터)와 연결하여 구성하는 것도 가능하고, 또는 상기 제1유압조절통로(63)와 제2연결관(91)으로써 연결하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 유압관(90)을 별도의 유압펌프(또는 유압모터)와 연결하여 구성하는 경우에, 상기 유압관(90) 및 유압펌프(또는 유압모터)는 공압을 제공하는 에어관 및 에어공급장치로 치환하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 유압관(90)을 제1유압조절통로(63)와 연결 구성하는 경우, 피스톤 어셈블리(P)의 전진작동완료와 동시에 목적대상물에 대한 가압이 이루어지게 되는데, 이때 제2실린더(50) 내부에 발생되는 과도한 압력이 제1유압조절통로(63) 및 제2연결관(91), 유압관(90)을 거쳐 밸브지지공(66)으로 유입되면서 제2유압조절밸브(86)를 하향슬라이드 시키게된다.
상기 밸브지지공(66)의 직경은 상기 제2유압조절통로(85) 보다 크게 형성함으로써 밸브지지공(86)의 상부에서 제2유압조절밸브(86)를 누르는 힘이 제2유압조절통로(85) 하부에서 제2유압조절밸브(86)를 밀어올리는 힘보다 크도록 하여, 상기 제2유압조절밸브(86)가 제2유압조절통로(85)를 폐쇄하는 상태가 사용자의 의도에 반하여 해제될 가능성을 미연에 방지함이 바람직하다.
또한, 상기 헤드측실린더(30) 내부의 영역이 상기 로드측실린더(40) 내부의 영역보다 크도록 구성하여, 피스톤 어셈블리(P)의 후진작동시에 로드측실린더(40) 내부 영역의 기름이 상기 밸브지지공(66)으로 역류될 가능성을 미연에 방지함이 바람직하다.
이상과 같이 이루어지는 본 발명 고속용 유압실린더(10)의 작동 및 작용을 설명하자면 하기와 같다.
먼저, 제2실린더(50)와 로드측실린더(40)의 내부는 제1관통공(81)에 의해 항상 서로 통하는 상태로 유지된다.
이러한 상태에서 헤드포트(61)를 통해 기름이 유입되어 제2피스톤(52) 및 제1피스톤(22)이 전진하는 경우, 제2피스톤(52) 하방에 있는 제2실린더(50) 내의 기름은 제1관통공(81)을 통해 로드측실린더(40) 내부로 유입되는데, 이때 제2유압조절밸브(86)는 제2유압조절통로(85)를 개방시키게 되고 헤드측실린더(30)와 로드측실린더(40)의 내부는 개방된 제2유압조절통로(85)에 의해 서로 통하게 되어 헤드측실린더(30) 내부의 기름도 자연스럽게 로드측실린더(40)로 이동 가능하게 되며, 제1피스톤(22) 하방에 있는 로드측실린더(40) 내부의 기름은 로드포트(71)를 통해 별도의 유압장치로 나가게 된다.
피스톤의 하강이 완료되어 제1로드(21)가 목적대상물을 가압하는 경우, 제2실린더(50) 내부에는 압력이 발생되는데, 발생된 압력은 제1유압조절밸브(64)를 작동시켜 제1유압조절통로(63)를 개방시키면서 연결관 및 유압연결통로(82)를 따라 로드측실린더(40) 내부로 유입된다.
로드측실린더(40) 내부로 유입된 압력은 제1피스톤(22)을 전진방향으로 가압하면서 제1로드(21)의 목적대상물에 대한 가압이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.
이때, 제2유압조절밸브(86)는 제2유압조절통로(85)를 차단하여 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40)의 내부를 서로 차단시킴으로써 로드측실린더(40) 내부의 압력이 헤드측실린더(30)로 역류되는 것을 방지한다.
목적대상물의 가압이 완료된 후 로드포트(71)를 통해 기름이 유입되면서 피스톤이 후진하는 경우에는 전술한 전진하는 경우의 역작동이 이루어지게 되는데, 제1피스톤(22) 상방에 있는 로드측실린더(40) 내부의 기름은 제1관통공(81)을 통해 제2실린더(50) 내부로 유입된다. 이때, 제2유압조절밸브(86)는 제2유압조절통로(85)를 다시 개방시켜 헤드측실린더(30)와 로드측실린더(40) 내부가 서로 통하도록 하면서 로드측실린더(40) 내부의 기름이 헤드측실린더(30)로 이동가능하게 되고, 제1유압조절밸브(64)는 제1유압조절통로(63)를 차단시켜 제2피스톤(52) 상방에 있는 제2실린더(50) 내부의 기름은 헤드포트(61)를 통해 유압장치로 나가게 된다.
위와 같은 작동 및 작용관계를 갖는 본 발명은 서로 다른 직경의 실린더가 이중구조를 이루면서 피스톤의 작동 속도와 반비례하는 실린더의 단면적을 현저하게 줄일 수 있으므로, 일정 직경 및 일정 유압을 갖는 조건에서 보다 고속으로 작동되는 유압실린더를 제공할 수 있는 잇점이 있다.
10 : 고속용 유압실린더 20 : 제1실린더
21 : 제1로드 22 : 제1피스톤
30 : 헤드측실린더 40 : 로드측실린더
50 : 제2실린더 51 : 제2로드
52 : 제2피스톤 60 : 헤드커버
61 : 헤드포트 63 : 제1유압조절통로
64 : 제1유압조절밸브 66 : 밸브지지공
67 : 걸림턱 70 : 로드커버
71 : 로드포트 72 : 제1슬라이드공
80 : 구획커버 81 : 제1관통공
82 : 유압연결통로 83 : 제1연결관
85 : 제2유압조절통로 86 : 제2유압조절밸브
88 : 제2슬라이드공 90 : 유압관
91 : 제2연결관 861 : 머리부
862 : 몸통부 863 : 개폐부
864 : 기름유입통로 865 : 기름유입공
P : 피스톤 어셈블리

Claims (8)

  1. 일정 직경을 갖는 제1실린더(20), 상기 제1실린더(20)의 양단을 막음하여 밀폐시키면서 기름의 출입통로인 헤드포트(61) 및 로드포트(71)를 각각 구비하는 헤드커버(60) 및 로드커버(70), 상기 로드커버(70)의 외부로 일부분이 노출되어 목적대상물을 가압하는 제1로드(21)를 하부에 구비하면서 상기 제1실린더(20) 내에서 전후진 작동 가능한 제1피스톤(22)을 포함하여 구성되는 유압실린더에 있어서,

    상기 제1실린더(20)의 중앙부에는 제1실린더(20)를 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40)로 밀폐 분리시키는 구획커버(80)를 구비한 것과;
    상기 헤드측실린더(30) 내부 중앙에는 헤드측실린더(30)의 직경보다 작은 직경으로 구성되는 제2실린더(50)를 구비한 것과;
    상기 제2실린더(50) 내에서 전후진 작동 가능하면서 하부에 제2로드(51)를 고정결합하는 제2피스톤(52)을 구비한 다음, 상기 제2로드(51)와 상기 제1피스톤(22)을 고정결합시켜 상기 제1,2피스톤(22,52)이 동시에 전후진 작동되도록 구성한 것과;
    상기 구획커버(80)의 중앙 일측에는 상기 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40)의 내부 간에 기름이 넘나들 수 있는 통로인 제1관통공(81)을 하나 이상 구비한 것;을 특징으로 하되,

    상기 헤드커버(60)에 상기 헤드포트(61) 및 상기 헤드커버(60)의 외부와 통하도록 관통형성되는 제1유압조절통로(63); 및
    상기 제1유압조절통로(63) 일측에 설치되어, 상기 제2로드(51)의 목적대상물 가압시 상기 제2실린더(50) 내에 발생되는 압력을 제1유압조절통로(63)를 통해 제2실린더(50) 외부로 일부 배출시켜 조절하기 위한 제1유압조절밸브(64);로 구성되는 제1유압조절수단이 추가로 더 구비된 것과;

    상기 구획커버(80)의 일측에 상기 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40) 내부가 서로 통하도록 관통형성되는 제2유압조절통로(85); 및
    상기 제2유압조절통로(85) 일측에 설치되어, 상기 헤드측실린더(30) 및 로드측실린더(40) 내부 간의 유압이 통하거나 막음되도록 하기 위하여 상기 제2유압조절통로(85)를 개폐시키는 제2유압조절밸브(86);로 구성되는 제2유압조절수단이 추가로 더 형성된 것;을 특징으로 하는 고속용 유압실린더.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1유압조절통로(63)는,
    상기 구획커버(80)에 관통형성되되 그 양단부가 로드측실린더(40)의 내부 및 구획커버(80) 외부와 통하는 유압연결통로(82)에 제1연결관(83)으로써 연결되어, 상기 제2실린더(50) 및 로드측실린더(40) 내부 간에 서로 통할 수 있도록 이루어지는 것임을 특징으로 하는 고속용 유압실린더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1유압조절밸브(64)는,
    상기 제2실린더(50) 내부의 유압이 일정 압력 이상이면 그 압력에 의해 자동 개방되고, 일정 압력 미만이면 자동 폐쇄되는 압력밸브;로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 고속용 유압실린더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1유압조절밸브(64)는,
    상기 제2실린더(50)의 내부의 유압을 측정하는 압력측정센서를 추가로 더 구비한 다음, 상기 압력측정센서에서 측정되는 신호를 전달받아 제2실린더(50) 내부의 유압이 일정 크기 이상이면 제1유압조절통로(63)를 개방시키고 일정 크기 미만이면 폐쇄시키는 솔레노이드밸브;로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 고속용 유압실린더.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2유압조절밸브(86)는,
    상부의 머리부(861)는 상기 헤드커버(60)의 일측에 상하관통형성되는 밸브지지공(66)에 슬라이드 가능하게 결합시키고, 하부의 개폐부(863)는 상기 구획커버(80)에 형성되는 제2유압조절통로(85)에 슬라이드 가능하게 결합시키되,
    상기 머리부(861)는 중앙의 몸통부(862)보다 외측으로 돌출되도록 형성하고 상기 밸브지지공(66)의 하부에는 걸림턱(67)을 형성하여 하향슬라이드시에 상기 머리부(861)가 걸림턱(67)에 걸리도록 구성한 것과;

    상기 개폐부(863)는 내부중앙에 하단에서부터 일정 깊이만큼 길이방향으로 기름유입통로(864)를 형성하고 기름유입통로(864)의 상단에는 기름유입공(865)을 하나 이상 구비하되,
    상기 머리부(861)가 밸브지지공(66)의 상부에 위치하고 있는 경우에는 상기 기름유입공(865)이 헤드측실린더(30) 내에 위치하도록 구성하여, 상기 기름유입공(865)을 통해 헤드측실린더(30) 내의 기름이 기름유입통로(864) 및 제2유압조절통로(85)를 거쳐 하부의 로드측실린더(40)로 이동가능하도록 한 것과;
    상기 머리부(861)가 하부로 슬라이드되어 밸브지지공(66)의 걸림턱(67)에 걸림되어 있는 경우에는 상기 기름유입공(865)이 헤드측실린더(30)로부터 벗어나 제2유압조절통로(85) 내에 위치하도록 구성하여, 상기 헤드측실린더(30) 내의 기름에 대한 기름유입공(865)으로의 유입을 차단시키도록 이루어지는 것;을 특징으로 하는 고속용 유압실린더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밸브지지공(66)은 상기 제1유압조절통로(63)와 제2연결관(91)으로써 서로 통하도록 연결되는 것;임을 특징으로 하는 고속용 유압실린더.
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