KR101814541B1 - 유체압 기기 - Google Patents

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마사히로 오쿠마
야스나가 스즈키
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

유체압 기기(10)는 피스톤(13) 및 피스톤(13)의 외주에 제공된 패킹(26)을 포함한다. 패킹(26)은 저마찰 재료로 이루어지는 지지 링(44) 및 지지 링(44)에 장착되는 링 형상 시일 부재(42)를 포함한다. 피스톤(13)에 소정량 이상의 횡하중이 작용할 때 지지 링(44)의 외주면이 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접함으로써 피스톤(13)이 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지한다.

Description

유체압 기기{FLUID PRESSURE APPARATUS}
본 발명은 유체압 실린더나 유체 전환 밸브 등의 유체압 기기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 향상된 패킹이 하우징에 형성된 슬라이드 구멍의 내부에서 이동하는 피스톤이나 스풀 등을 포함하는 분할 부재에 설치되는 유체압 기기에 관한 것이다.
유체압 실린더는 일반적으로 하우징에 형성된 슬라이드 구멍의 내부를 따라 축 방향으로 이동하는 피스톤을 포함한다. 탄성 고무 재료로 이루어진 패킹(O링)은 피스톤의 외주에 설치되고 패킹을 통해 시일링이 슬라이드 구멍의 내주와 피스톤의 외주 사이에서 영향을 받았다(예를 들면, 일본 특허 공개 09-072310호 공보 및 일본 특허 공개 2003-120602호 공보 참조).
또한, 상기 종래 기술에 있어서, 패킹과 함께 웨어링은 피스톤에 제공되고, 상기 웨어링은 패킹의 경도보다 큰 경도를 갖고 슬라이드성에 대해 우수한 재료(예를 들면, 합성 수지)로 이루어진다. 횡하중이 슬라이드 구멍의 축과 피스톤의 축 사이의 부정합되기 쉬운 방향으로 피스톤에 작용하는 경우에(예를 들면, 피스톤 축에 수직한 방향으로) 피스톤 축의 부정합은 웨어링에 의해 억압되고, 패킹에 대한 슬라이드 구멍의 내면의 가압 때문에 패킹의 과도한 변형이 방지된다. 또한, 피스톤의 외주가 웨어링에 의해 슬라이드 구멍의 내주와 접촉하는 것을 방지한다.
그러나, 상기 종래 기술에 있어서, 패킹과 웨어링 양쪽이 피스톤에 설치되기 때문에 파트의 수가 커서 시일부는 구조가 복잡하다. 또한, 패킹과 웨어링이 간격을 두고 피스톤의 축 방향으로 배치되기 때문에 축 방향의 피스톤의 크기가 크다.
본 발명은 상기 문제의 관점으로 이루어졌고, 본 발명의 목적은 피스톤 등의 분할 부재를 슬라이드 구멍의 내주와 접촉하는 것을 방지하는 기능을 갖고 시일부의 구조를 간략화하고 축방향으로 피스톤의 크기의 증가를 억제할 수 있는 패킹을 포함하는 유체압 기기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 목적은 슬라이드 구멍이 형성된 하우징, 슬라이드 구멍의 내부를 따라 축 방향으로 이동하는 분할 부재, 및 분할 부재의 외주에 설치되는 패킹을 포함하는 유체압 기기로서, 저마찰 재료로 이루어지고 외주측에 환상 시일 설치 홈을 갖는 링 형상 지지 링, 및 패킹은 탄성 재료로 이루어지고 시일 설치 홈에 설치되며, 외주가 지지 링으로부터 외부로 돌출되어 슬라이드 구멍의 내주면과 접촉하는 링 형상 시일 부재를 포함하고, 지지 링은 시일 부재의 양측을 지지하는 측벽과 양측 측벽의 내측단부를 연결하는 바닥벽을 일체로 결합함으로써 형성되고, 분할 부재에 횡하중이 작용하지 않을 때 지지링의 외주면은 슬라이드 구멍의 내주면과 접촉하지 않고, 분할 부재에 소정량 이상의 횡하중이 작용할 때 지지 링의 외주면이 슬라이드 구멍의 내주면에 접촉으로써 분할 부재가 슬라이드 구멍의 내주면과 접촉하는 것을 방지되는 유체압 기기를 특징으로 한다.
상기 구성에 의해, 횡하중이 피스톤에 작용할 때 지지 링의 외주는 슬라이드 구멍의 내주면과 접촉함으로써 피스톤의 횡방향 이동이 조절된다. 결과적으로, 시일 부재가 과도하게 변형되는 것으로부터 방지되고, 피스톤이 슬라이드 구멍의 내주면과 접촉하는 것을 방지한다. 따라서, 지지 링이 통상적인 웨어링과 적어도 동등한 기능을 갖기 때문에 피스톤의 축방향으로 간격을 두고 패킹과 함께 분리된 웨어링을 배치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명은 구조가 간단하고 축 방향으로 피스톤의 크기의 증가가 억제될 수 있다. 또한, 지지 링이 2개의 측벽과 바닥벽을 일체로 결합함으로써 형성되기 때문에 파트의 수가 작아서 구조가 간단해질 수 있다. 또한, 지지 링이 통합된 구조로서 형성되기 때문에 횡하중에 대한 강도가 증대될 수 있다.
본 발명의 유체압 기기에서 분할 부재는 외주에 형성된 환상 패킹 설치 홈을 포함할 수 있고, 지지 링은 패킹 설치 홈에 설치될 수 있다. 이 경우에, 지지 링의 내주면과 패킹 설치 홈 사이에 링 형상 제 2 시일 부재가 개재될 수 있다. 이러한 구조로, 패킹의 내주와 패킹 설치 홈의 홈 하부 사이의 인터페이스가 시일링되어 유체의 흐름이 블록킹된다. 따라서, 유체압 기기의 효율의 감소가 효과적으로 방지된다.
본 발명의 유체압 기기에서 지지 링은 패킹 설치 홈에 경동가능한 상태로 설치될 수 있고, 분할 부재에 작용하는 횡하중이 소정량 이하일 때 분할 부재의 축은 슬라이드 구멍의 축에 대하여 경사지지만, 지지 링의 축은 슬라이드 구멍의 축과 평행하게 유지될 수 있다. 따라서, 작은 횡하중이 피스톤에 작용할 때에도 지지 링의 외주면이 슬라이드 구멍의 내주면과 접촉하는 면이다. 그러므로, 그 사이의 슬라이딩 저항이 과도하게 증가하는 것으로부터 방지될 수 있다.
본 발명의 유체압 기기에서 지지 링은 몰딩 성형에 의해 분할 부재의 외주에 형성될 수 있다. 이 구조로 지지 링이 몰딩 성형되기 때문에 피스톤의 외주와 슬라이드 구멍의 내주 사이의 시일링 실행이 향상되기 때문에 유체압 기기의 효율의 감소가 더 효과적으로 방지된다.
그러므로, 본 발명에 의한 유체압 기기는 유체압 기기가 분할 부재를 슬라이드 구멍의 내주와 접촉하는 것을 방지하는 기능을 갖는 이점의 효과를 갖고, 시일부의 구조를 간단히 할 수 있고 축방향으로 피스톤의 크기의 증가를 억제할 수 있는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적은 특성 및 이점은 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시적인 실시예의 방법으로 도시된 첨부 도면과 결합되면 다음의 명세서로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 유체압 기기의 부분 단면 측면도이며;
도 2A는 패킹이 환상 홈에 설치되지만 피스톤이 슬라이드 구멍에 삽입되지 않을 때 피스톤과 패킹의 부분 단면도이며;
도 2B는 횡하중이 피스톤에 작용하지 않을 때 패킹과 근사한 위치의 부분 단면도이며;
도 3은 횡하중이 피스톤에 작용할 때 패킹과 근사한 위치의 부분 단면도이며;
도 4A는 패킹이 환상 홈에 설치되지만 피스톤이 슬라이드 구멍에 삽입되지 않을 때 피스톤과 패킹을 도시하는 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이며;
도 4B는 횡하중이 피스톤에 작용하지 않을 때 피스톤과 패킹을 도시하는 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이며;
도 5A는 작은 횡하중이 피스톤에 작용할 때 피스톤과 패킹을 도시하는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이며;
도 5B는 큰 횡하중이 피스톤에 작용할 때 피스톤과 패킹을 도시하는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이며;
도 6A는 패킹이 환상 홈에 설치되지만 피스톤이 슬라이드 구멍에 삽입되지 않을 때 피스톤과 패킹을 도시하는 제 3 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이며;
도 6B는 횡하중이 피스톤에 작용하지 않을 때 피스톤과 패킹을 도시하는 제 3 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이고;
도 7은 횡하중이 피스톤에 작용할 때 제 3 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤과 패킹의 부분 단면도이다.
본 발명에 의한 유체압 기기의 바람직한 실시형태가 첨부 도면을 참조하여 아래에 상세하게 표현되고 기재될 것이다.
도 1은 제 1 실시형태에 의한 유체압 기기(10)의 부분 단면도이다. 본 실시형태에서, 유체압 기기(10)는 피스톤(13)이 하우징(12)에서 왕복하는 유체압 실린더(10A)로서 구성된다. 유체압 실린더(10A)는 한 쌍의 포트(14, 16)와, 한 쌍의 포트(14, 16) 사이에 연결되는 슬라이드 구멍(18)이 갖춰진 알루미늄 합금 등의 금속 재료로 이루어지는 하우징(12)을 포함한다. 슬라이드 구멍(18)의 내부에서 금속 재료로 이루어진 피스톤이 제공된다.
도 1에서, 참조 문자(L1)는 피스톤(13)의 축을 표시하고, 참조 문자(L2)는 슬라이드 구멍(18)의 축을 표시한다. 도 1에 도시된 상태에서, 피스톤(13)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 일치한다. 피스톤(13)은 하우징(12)에 수용된다. 피스톤(13)은 2개의 압력 챔버, 즉 포트(14)측의 압력 챔버(20)와 포트(16)측의 압력 챔버(22)에 슬라이드 구멍(18)의 내부를 분할하는 반면에 슬라이드 구멍(18)(도 1에서 화살표 X로 지시됨)의 축(L2) 방향에 배치될 수 있는 변위 바디이다. 달리 말하면, 본 발명에 의한 피스톤(13)은 슬라이드 구멍(18)에 축(L2) 방향에 배치된 분할 부재를 형성한다.
패킹 설치 홈(24)은 패킹 설치 홈(24, 52)에 설치되는 탄성 고무 재료로 이루어지는 링 형상이나 환상 패킹(26)과 함께 피스톤(13)의 외주에 형성된다. 패킹(26)에 의해, 피스톤(13)의 외주면과 슬라이드 구멍(18)의 내주면 사이의 인터페이스가 시일링된다. 또한, 피스톤 로드(28)의 기단부는 피스톤(13)에 연결되는 반면에 피스톤 로드(18)의 선단부는 슬라이드 구멍(18)의 일단을 블록킹하고 슬라이드 구멍(18)의 외부로 연장되는 로드 커버(30)를 통해 관통한다.
로드 커버(30)의 내주면과 피스톤 로드(28)의 외주면 사이의 시일을 형성하는 시일 부재(34)는 로드 커버(30)의 내주면에 형성된 환상 홈(32)에 설치된다. 또한, 로드 커버(30)의 외주면과 슬라이드 구멍(18)의 내주면 사이의 시일을 형성하는 다른 시일 부재(38)는 로드 커버(30)의 외주면에 형성된 환상 홈(36)에 설치된다.
또한, 2개의 포트(14, 16)를 통해 2개의 압력 챔버(20, 22)의 내부와 교대로 압축 에어 등의 압력 유체를 공급하고 방출함으로써 피스톤(13)이 피스톤 로드(28)를 전진과 후진시키기 위해 슬라이드 구멍(18)의 축(L2) 방향으로 왕복 이동을 하게 된다. 일부 경우에, 피스톤(13)이 횡하중을 받기 쉽다. 횡하중은 피스톤 로드(28)의 말단에 연결되는 작업 부재로부터 피스톤 로드(28)를 통해 피스톤(13)에 작용하는 마찰력(도 1에서 화살표 A로 지시되는 방향으로의 힘)으로서 규정되고, 힘이 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)으로부터 멀어지는 피스톤(13)의 축(L1)을 이동시키거나 경사지게 하는 경향이 있다.
도 2A 및 도 2B는 패킹(26)과 적절한 위치를 도시하는 부분 단면도이다. 도 2A는 패킹(26)이 환상 홈에 설치되지만 피스톤(13)이 슬라이드 구멍(18)에 삽입되지 않은 상태에서 피스톤(13)과 패킹(26)을 도시한다. 도 2B는 어떤 횡하중도 피스톤(13)에 작용하지 않을 때 피스톤(13)과 패킹(26)을 도시한다.
패킹 설치 홈(24)은 좌우 측벽(29a)과 홈 하부(29b)의 3면에 둘러싸인 홈이다. 좌우 측벽(29a)은 각각 피스톤(13)의 축(L1)에 수직인 편평한 면으로 이루어지고 서로 평행하게 배치된다. 홈 하부(29b)는 피스톤(13)의 축(L1) 방향에 평행하게 배치되는 면으로 이루어진다. 따라서, 전체의 패킹 설치 홈(24)은 균일 홈 폭과 균일 깊이를 갖는다.
패킹(26)은 링 형상 지지 링(44)과 링 형상 시일 부재(42)를 포함한다. 지지 링(44)은 피스톤(13)과 동심으로 피스톤(13)의 패킹 설치 홈(24)에 설치된다. 지지 링(44)은 시일 부재(42)의 양측을 지지하는 측벽(42a)과 측벽(42a)의 양쪽의 내측 단부를 연결하는 저벽(42b)을 일체로 측벽(42a)과 저벽(42b)을 결합함으로써 형성된다.
지지 링(44)에서 축 주위에 지지 링(44)의 전체 외주에 걸쳐 외주를 연장하는 환상 시일 설치 홈(46)이 제공되어 변형의 방향으로 외부로 개방한다. 각 벽(42a)의 외주면이 지지면(47)을 형성한다. 지지면(47)은 지지 링(44)의 최외주면이고 피스톤(13)의 축(L)에 평행하다. 지지면(47)의 외경은 피스톤(13)의 최외주면보다 크다. 따라서, 지지 링(44)은 측벽에 대응하는 위치에 피스톤(13)의 외주면으로부터 돌출된다.
지지 링(44)은 저마찰 재료로 이루어진다. 따라서, 지지 링(44)[보다 구체적으로, 지지면(47)]과 슬라이드 구멍(18)의 내주면 사이의 마찰 계수는 시일 부재(42)와 슬라이드 구멍(18)의 내주면 사이보다 작다. 그러한 저마찰 재료는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이나 금속 재료 등의 저마찰과 마모 저항성을 갖는 합성 수지 재료를 포함한다.
시일 부재(42)는 탄성 재료(예를 들면, 고무 재료)로 이루어지고 축 주위의 전체 외주에 걸쳐 외주를 연장하는 환상 부재를 포함한다. 시일 부재(42)는 지지 링(44)의 시일 설치 홈(46)에 설치된다. 시일 부재(42)의 외주는 지지 링(44)으로부터 반경 외부로 돌출한다. 따라서, 도 2B에 도시된 바와 같이 설치된 패킹(26)과 함께 피스톤(13)이 슬라이드 구멍(18)에 삽입되는 때 시일 부재(42)가 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 시일 설치 홈(46)의 하부 사이에 샌드위칭된다. 결과적으로, 시일 부재(42)는 탄성적으로 압축되고 변형되어서 외주 방향으로 전체 외주에 걸쳐 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 가깝게 접촉하게 된다. 도 2A에 도시된 바와 같이, 시일 부재(42)의 최외주는 실질적으로 자연 상태의 단면으로 원형 아크 형상을 갖는다[즉, 어떤 압축 하중도 시일 부재(42)에 작용하지 않는 상태, 따라서 시일 부재(42)는 변형되지 않음].
본 실시형태에 의한 용액 압축 상태(10)는 상기와 같이 기본적으로 구성되어 동작과 효과가 후술될 것이다.
도 2B에 도시된 바와 같이, 횡하중이 피스톤(13)에 작용하지 않은 상태에서, 피스톤(13)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 실질적으로 일치한다. 이 경우에, 시일 부재(42)는 외주 방향으로 전체 외주를 통해 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉한 후 탄성적으로 압축되고 변형된다. 반면에, 지지 링(44)의 외경은 슬라이드 구멍(18)의 내경보다 작고, 피스톤(13)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 실질적으로 일치하기 때문에 지지 링(44)의 외주면인 지지면(47)은 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하고 있지 않다. 도 2B에 도시된 상태로, 피스톤(13)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2) 방향을 따라 왕복하고, 따라서 시일 부재(42)의 외주면이 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 대해 접촉하여 이동한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 소정량 이상의 횡하중이 피스톤(13)에 화살표 A로 지시되는 방향으로 작용하는 경우에 시일 부재(42)가 탄성적으로 변형할 수 있기 때문에 지지 링(44)이 화살표 A로 지시되는 방향으로 배치되고, 지지면(47)이 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉하게 된다. 이 경우에, 지지 링(44)의 지지면(47)이 피스톤(13)의 최외주의 외부에 방사상으로 위치되고, 피스톤(13)의 외주면은 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하고 있지 않다. 따라서, 지지 링(44)은 피스톤(13)이 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지한다.
상기 기재된 바와 같이, 본 실시형태에서 유체압 기기(10)에 의하면 횡하중이 피스톤(13)에 작용할 때 지지 링(44)의 외주면이 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉함으로써 피스톤(13)의 횡방향 이동이 조절된다. 따라서, 시일 부재(42)가 과도하게 변형되는 것으로부터 방지되고, 피스톤(13)이 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지한다. 따라서, 지지 링(44)이 통상적인 웨어링과 적어도 동등한 기능을 갖기 때문에 피스톤(13)의 축(L1) 방향으로 간격을 두고 피스톤(13)의 패킹과 함께 분리된 웨어링을 배치할 필요가 없다. 그러므로, 본 발명은 구조가 간단하고 축(L1) 방향으로 피스톤(13)의 사이즈 증가가 억제될 수 있다. 또한, 지지 링(44)이 일체로 2개의 측벽(42a)과 바닥벽(42b)을 조합함으로써 형성되기 때문에 파트의 수가 작아서 지지 링(44)은 구조가 간단하다. 또한, 지지 링(44)은 통합된 구조로 형성되기 때문에 횡하중에 대한 강도가 증가한다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기가 기재될 것이다. 제 1 실시형태에 의한 유체압 기기(10)와 동일하거나 유사한 기능이나 효과를 갖는 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기의 구성 요소가 동일 참조 부호로 지시되고, 그러한 요소의 기재는 생략된다.
도 4A 및 도 4B는 제 2 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤(50)과 패킹(26)의 부분 단면도이다. 도 4A는 패킹(26)이 환상 홈에 설치되지만 피스톤(50)이 슬라이드 구멍(18)에 삽입되지 않은 상태의 피스톤(50)과 패킹(26)을 도시한다. 도 4B는 어떤 횡하중도 피스톤(50)에 작용하지 않는 상태의 피스톤(50)과 패킹(26)을 도시한다.
제 2 실시형태에 의한 패킹(26)은 제 1 실시형태에 의한 패킹(26)으로서 동일 구조를 갖는다. 피스톤(50)의 외주에 축 주위의 전체 외주에 걸쳐 외주로 연장하는 환상 패킹 설치 홈(52)이 형성된다. 도 4B에 도시된 바와 같이, 링 형상 제 2 시일 부재(54)는 패킹 설치 홈(52)의 하부와 패킹(26)의 내주 사이에 개재된다. 제 2 시일 부재(54)는 축 방향으로 패킹 설치 홈(52) 하부의 실질적으로 중앙부에 형성된 환상 홈(56)에 설치된다. 제 2 시일 부재(54)는, 예를 들면 O링일 수 있다.
축 방향으로 패킹 설치 홈(52)의 폭(W1)은 축 방향으로 지지 링(44)의 폭(W2)보다 약간 크다. 따라서, 지지 링(44)은 내주측의 제 2 시일 부재(54)에 의해 지지되고 패킹 설치 홈(52)에 경동가능한 상태로 설치된다.
도 4B에 도시된 바와 같이, 어떤 횡하중도 피스톤(50)에 작용하지 않은 상태에서, 피스톤의 축(L1)이 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 실질적으로 일치한다. 이 경우에, 시일 부재(42)가 외주 방향으로 전체 외주에 걸쳐 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉한 후 탄성적으로 압축되고 변형된다. 반면에, 지지 링(44)의 외경이 슬라이드 구멍(18)의 내경보다 작고, 피스톤(50)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 실질적으로 일치하기 때문에 지지 링(44)의 외주면인 지지면(47)은 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하고 있지 않다. 도 4B에 도시된 상태에서, 피스톤(50)이 슬라이드 구멍(18)의 축(L)의 방향을 따라 왕복하고, 따라서 시일 부재(42)의 외주면이 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 대해 접촉해서 이동한다.
도 5A에 도시된 바와 같이, 작은 횡하중이 피스톤(50)에 화살표 A로 지시되는 방향으로 작용하는 경우에 시일 부재(42)가 탄성적으로 변형될 수 있기 때문에 지지 링(44)은 화살표 A로 지시되는 방향으로 배치되고, 지지면(47)이 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉하게 된다. 이 경우에, 지지 링(44)의 지지면(47)이 피스톤(50)의 최외주의 외부에 방사상으로 배치되기 때문에 피스톤(50)의 외주가 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하고 있지 않다. 따라서, 지지 링(44)은 피스톤(50)을 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지한다.
또한, 이 경우에, 피스톤(50)의 축(L1)은 각도(Ø)로 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)에 경사지지만 지지 링(44)의 축은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)에 평행하게 유지된다. 따라서, 작은 횡하중이 피스톤(50)에 작용할 때에도 지지 링(44)의 외주면이 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 면이기 때문에 그 사이의 슬라이딩 저항이 과도하게 증가하는 것으로부터 방지되므로 피스톤(50)이 부드럽고 안정되게 동작을 지속한다.
또한, 제 2 시일 부재(54)가 탄성적으로 변형할 수 있기 때문에 큰 횡하중이 피스톤(50)에 화살표 A로 지시되는 방향으로 작용하는 경우에도 지지 링(44)이 화살표 A의 방향으로 배치된 후 도 5B에 도시된 상태로 된다. 보다 구체적으로, 패킹 설치 홈(52)의 하부와 지지 링(44)의 내주는 외주 방향으로 서로 부분적으로 접촉하고, 피스톤(50)의 축(L1)은 지지 링(44)의 축에 평행하다. 이 상태에서, 지지면(47)은 피스톤(50)의 최외주의 외부에 방사상으로 배치되기 때문에 피스톤(50)의 외주는 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉하고 있지 않다. 즉, 큰 횡하중이 피스톤(50)에 작용하지 않는 때에도 지지 링(44)이 피스톤(50)을 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것으로부터 효과적으로 방지한다.
상기 기재된 바와 같이 제 2 실시형태에 의하면, 링 형상 제 2 시일 부재(44)가 지지 링(44)의 내주면과 패킹 설치 홈(52) 사이에 개재되기 때문에 패킹(26)의 내주와 패킹 설치 홈(52)의 홈 하부 사이의 인터페이스는 시일링됨으로써 유체의 흐름이 블록킹된다. 따라서, 유체압 기기의 효율의 감소는 효과적으로 방지된다.
또한, 작은 횡하중이 피스톤(50)에 작용하는 경우에 피스톤(50)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)에 경사지지만 지지 링(44)의 축은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)에 평행하게 유지된다. 따라서, 지지 링(44)의 외주면은 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 면이다. 따라서, 슬라이드 저항성이 과도하게 증가되는 것으로부터 방지되므로 피스톤(50)이 부드럽고 안정되게 동작을 지속한다.
제 2 실시형태에서, 제 1 실시형태에 동일한 구성 요소가 제 1 실시형태의 대응하는 구성 요소로서 동일 또는 유사한 액션과 효과를 갖는 것은 당연한 일이다.
이어서, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 유체압 기기가 기재될 것이다. 제 1 실시형태에 의한 유체압 기기(10)와 동일하거나 유사한 기능이나 효과를 갖는 제 3 실시형태에 의한 유체압 기기의 구성 요소는 동일 참조 부호로 지시되고, 그러한 요소의 기재는 생략된다.
도 6A 및 도 6B는 제 3 실시형태에 의한 유체압 기기의 피스톤(60)과 패킹(62)의 부분 단면도이다. 도 6A는 피스톤(60)이 슬라이드 구멍(18)에 삽입되지 않은 상태에서 피스톤(60)과 패킹(62)을 도시한다. 도 6B는 횡하중이 피스톤(60)에 작용하지 않을 때 피스톤(60)과 패킹(62)을 도시한다.
패킹(62)은 지지 링(64)과 시일 부재(42)로 이루어진다. 제 3 실시형태에 의한 시일 부재(42)는 제 1 실시형태에 의한 시일 부재(42)로서 구조가 동일하다. 지지 링(64)은 제 1 실시형태의 지지 링(64)과 유사한 저마찰 재료로 이루어진다. 지지 링(64)은 시일 부재(42)의 양측을 지지하는 측벽(64a), 측벽(64a)의 양쪽의 내측 단부에 접속하는 바닥벽(64b)을 일체로 측벽(64a)과 바닥벽(64b)의 조합으로 형성된다. 지지 링(64)은 몰드 성형에 의해 피스톤(60)과 동심으로 피스톤(60)의 외주에 형성된다.
지지 링(64)에서, 축 주위로 지지 링(64)의 전체 외주에 걸쳐 외주로 연장되는 환상 시일 설치 홈(66)이 제공되고 변형의 방향으로 외부로 개방된다. 각 측벽(64a)의 외주면은 지지면(68)을 형성한다. 지지면(68)은 지지 링(64)의 최외주면이고 피스톤(60)의 축(L1)에 평행하다.
시일 부재(42)의 외주는 지지 링(64)으로부터 외부로 방사상으로 돌출된다. 따라서, 도 6B에 도시된 바와 같이, 설치된 패킹(63)과 함께 피스톤(60)은 슬라이드 구멍(18)에 삽입되고, 시일 부재(42)가 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 시일 설치 홈(66)의 하부 사이에 샌드위칭된다. 결과적으로, 패킹(62)은 탄성적으로 압축되고 변형되어서 외주 방향으로 전체 외주에 걸쳐 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 가깝게 접촉하게 된다.
도 6B에 도시된 바와 같이, 횡하중이 피스톤(60)에 작용하지 않는 경우에 피스톤(60)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 실질적으로 일치한다. 이 경우에, 시일 부재(42)는 외주 방향으로 전체 외주에 걸쳐 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉한 후 탄성적으로 압축되고 변형된다. 반면에, 지지 링(64)의 외경이 슬라이드 구멍(18)의 내경보다 작기 때문에 피스톤(60)의 축(L1)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2)과 실질적으로 일치하고, 지지 링(64)의 외주면인 지지면(68)은 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하고 있지 않다. 도 6B에 도시된 상태에서, 피스톤(60)은 슬라이드 구멍(18)의 축(L2) 방향을 따라 왕복해서 시일 부재(42)의 외주면은 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 대해 접촉해서 이동한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 소정량 이상의 횡하중이 화살표 A로 지시되는 방향으로 피스톤(60)에 작용하는 경우에 시일 부재(42)가 탄성적으로 변형할 수 있기 때문에 지지 링(64)이 화살표 A로 지시되는 방향으로 배치되고, 지지면(68)은 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉하게 된다. 이 경우에, 지지 링(64)의 지지면(68)이 피스톤(60)의 최외주의 외측에 방사상으로 배치되기 때문에 피스톤(60)의 외주가 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하지 않게 된다. 따라서, 지지 링(64)은 피스톤(60)을 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지한다.
제 3 실시형태에 의한 상기 구성된 유체압 기기에서 지지 링(64)은 몰딩 성형된다. 따라서, 피스톤(60)의 외주와 지지 링(64)의 내주 사이의 시일링 실행이 증가되고 유체압 기기의 효율의 감소가 더 효과적으로 방지된다.
제 3 실시형태에서, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소는 제 1 실시형태의 대응하는 구성 요소로서 동일 또는 유사한 액션과 효율을 갖는 것은 당연한 일이다.
이전의 제 1 실시형태에서, 유체압 실린더(10A)가 유체압 기기(10)의 일실시예로서 도시되었다. 그러나, 유체압 기기(10)는 유로가 하우징에 형성된 슬라이드 구멍(18)의 내부를 따라 슬라이딩하는 스풀에 의해 스위칭되는 유체 변경 밸브를 포함할 수도 있다. 이 경우에 스풀은 분할 부재를 형성한다. 유사하게, 제 2 및 제 3 실시형태에서, 유체압 기기는 유체 변경 밸브를 포함할 수도 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시형태가 상세하게 도시되고 기재되었지만 본 발명은 상기 기재된 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변경 및 변화가 첨부된 청구 범위의 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있는 것이 이해될 것이다.

Claims (5)

  1. 슬라이드 구멍(18)이 형성된 하우징(12);
    상기 슬라이드 구멍(18)의 내부를 따라 축 방향으로 이동하는 분할 부재(13, 50); 및
    상기 분할 부재(13, 50)의 외주에 설치되는 패킹(26)을 포함하는 유체압 기기(10)로서:
    상기 패킹(26)은,
    저마찰 재료로 이루어지고 외주측에 환상 시일 설치 홈(46)을 갖는 링 형상 지지 링(44), 및
    탄성 재료로 이루어지고 상기 시일 설치 홈(46)에 설치되며, 외주가 상기 지지 링(44)으로부터 외부로 돌출되어 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 링 형상 시일 부재(42)를 포함하고;
    상기 지지 링(44)은 상기 시일 부재(42)의 양측을 지지하는 측벽(42a)과 양측 측벽(42a)의 내측단부를 연결하는 바닥벽(42b)을 일체로 결합함으로써 형성되고;
    상기 분할 부재(13, 50)는 외주에 형성된 환상 패킹 설치 홈(24, 52)을 포함하고;
    상기 지지 링(44)은 상기 패킹 설치 홈(24, 52)에 설치되고,
    상기 패킹 설치 홈(24, 52)은 상기 지지 링(44)의 외주면이 상기 분할 부재(13,50)의 외주면 보다 외부로 돌출되도록 상기 지지 링(44)을 지지하고,
    상기 분할 부재(13, 50)에 횡하중이 작용하지 않을 때 상기 지지 링(44)의 외주면은 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하지 않고,
    상기 분할 부재(13, 50)에 소정량 이상의 횡하중이 작용할 때 상기 분할 부재(13, 50)의 외주면보다 외부로 돌출된 상기 지지 링(44)의 외주면이 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉으로써 상기 분할 부재(13, 50)가 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유체압 기기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 링(44)의 내주면과 상기 패킹 설치 홈(24, 52) 사이에 링 형상 제 2 시일 부재(54)가 개재되는 것을 특징으로 하는 유체압 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 링(44)은 상기 패킹 설치 홈(52)에 경동가능한 상태로 설치되고;
    상기 분할 부재(50)에 작용하는 횡하중이 소정량 이하일 때 상기 분할 부재(50)의 축은 상기 슬라이드 구멍(18)의 축에 대하여 경사지지만 상기 지지 링(44)의 축은 상기 슬라이드 구멍(18)의 축과 평행하게 유지되는 것을 특징으로 하는 유체압 기기.
  5. 슬라이드 구멍(18)이 형성된 하우징(12);
    상기 슬라이드 구멍(18)의 내부를 따라 축 방향으로 이동하는 분할 부재( 60); 및
    상기 분할 부재(60)의 외주에 설치되는 패킹(62)을 포함하는 유체압 기기(10)로서:
    상기 패킹(62)은,
    저마찰 재료로 이루어지고 외주측에 환상 시일 설치 홈(66)을 갖는 링 형상 지지 링(64), 및
    탄성 재료로 이루어지고 상기 시일 설치 홈(66)에 설치되며, 외주가 상기 지지 링(64)으로부터 외부로 돌출되어 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 링 형상 시일 부재(42)를 포함하고;
    상기 지지 링(64)은 상기 시일 부재(42)의 양측을 지지하는 측벽(64a)과 양측 측벽(64a)의 내측단부를 연결하는 바닥벽(64b)을 일체로 결합함으로써 형성되고;
    상기 분할 부재(60)에 횡하중이 작용하지 않을 때 상기 지지 링(64)의 외주면은 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하지 않고,
    상기 분할 부재(60)에 소정량 이상의 횡하중이 작용할 때 상기 지지 링(64)의 외주면이 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면에 접촉으로써 상기 분할 부재(60)가 상기 슬라이드 구멍(18)의 내주면과 접촉하는 것을 방지하고,
    상기 지지 링(64)은 몰딩 성형에 의해 상기 분할 부재(60)의 외주에 형성된 것을 특징으로 하는 유체압 기기.
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