KR101892068B1 - 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치에 관한 것으로서, 내부에 작동공간이 형성되고, 양측단부 중 적어도 하나의 단부 내면 일측에 회전방지홈이 형성된 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 작동공간을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하고, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간에 교대로 작동유체가 유입되는 경우 상기 작동공간 내에서 왕복이동되는 피스톤과, 상기 피스톤의 일측으로부터 상기 본체의 단부방향으로 연장형성되어 연장된 일단부가 외부로 노출되는 로드부 및 상기 피스톤의 일측 중 상기 회전방지홈과 대향되는 일측에 형성되고, 상기 피스톤이 왕복이동하는 경우 상기 회전방지홈에 반복적으로 삽입,이탈되는 회전방지돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 로드의 회전을 방지하기 위한 별도의 가이드 부재를 구비하지 않더라도 피스톤 및 로드부의 위치를 반복적으로 보정하여 피스톤 및 로드부의 회전을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치{Cylinder device having a function of preventing rotation of a rod}

본 발명은 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤 왕복이동 과정에서 피스톤에 형성된 회전방지돌기가 본체의 단부 내면에 형성된 회전방지홈에 반복적으로 삽입,이탈되도록 함으로써 로드의 회전을 방지하기 위한 별도의 가이드 부재를 구비하지 않더라도 피스톤 및 로드부의 위치를 반복적으로 보정하여 피스톤 및 로드부의 회전을 미연에 방지할 수 있는 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치에 관한 것이다.

실린더 장치는 작동유체의 에너지를 기계적인 왕복 직선 운동으로 변환시키는 기계 장치로서, 작동유체의 유출입에 다라 내부의 로드가 왕복운동을 함으로써 물리적인 에너지를 기계적으로 변환시킨다.

여기서, 실린더 장치는 작동유체의 종류에 따라 크게 유체를 사용하는 유압 실린더와, 에어를 사용하는 공압 실린더로 구분될 수 있는데, 통상적으로 산업용 장비등과 같이 큰 힘이 요구되는 분야에서는 주로 유압실린더가 사용되고 있다.

도1은 종래의 실린더 장치 단면도이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 실린더 장치(100)는 원통형의 본체(110)와, 본체(110) 내부에 왕복이동가능하게 설치되어 본체(110)의 내부공간(111)을 제1 공간(111a)과 제2 공간(111b)으로 구획하는 피스톤(120)과, 피스톤(120)의 중앙으로부터 본체(110)의 외측방향으로 연장형성되어 연장된 단부와 외부로 노출되는 로드부(130)로 구성된다.

이러한 종래의 실린더 장치(100)는 피스톤(120)에 의해 구획된 제1 공간(111a) 및 제2 공간(111b)에 작동유체가 교대로 유출입됨에 따라 피스톤(120)이 본체(110)의 내부공간(111)에서 왕복이동하게 되고, 피스톤(120)이 왕복이동하면서 발생되는 에너지를 로드부(130)에 연결된 작동대상물에 전달함으로써 작동대상물이 동작되도록 한다.

그러나, 종래의 실린더 장치(100)는 본체(110)의 원통형상으로 형성되고, 피스톤(120)이 원형의 플레이트 형상으로 형성된 상태에서 본체(110)의 내부를 왕복이동함에 따라 본체(110) 내면과 피스톤(120) 외측면간 마찰력 또는 슬립현상에 의해 피스톤(120)이 임의로 회전되고, 이에 연결된 피스톤(120) 로드 또한 동반 회전되는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 실린더 장치(100)는 피스톤(120)이 왕복이동하는 과정에서 피스톤(120) 로드가 임의로 회전함에 따라 정교한 작업을 요하는 장치에는 적용이 어려운 문제점이 있었다.

이에 피스톤(120) 로드의 일측을 지지하는 별도의 가이드부재를 부착한 실린더 장치(100)가 개발된 있으나, 이러한 가이드부재는 실린더의 크기에 비례하여 그 크기가 증대됨에 따라 전체적으로 실린더 장치(100)가 대형화될 뿐 아니라 그에 따라 상당한 면적의 설치면적이 확보되어야 하는 문제점이 있었다.

한편, 실린더 로드의 회전을 방지하기 위한 다른 예로, 피스톤 또는 실린더로드를 타원형상으로 형성하는 방법이 개발된 바 있으나, 피스톤 또는 실린더 로드를 타원형상으로 형성하는 경우에는 이를 가공하기가 쉽지 않을 뿐 아니라 피스톤 또는 실린더 로드의 가공공정이 추가되면서 작업시간이 증대됨과 아울러 이에 따른 비용이 크게 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 실린더로드를 피스톤에 편심지게 형성하여 실린더 로드의 회전을 방지하고자 하는 방법 또한 개발된 바 있으나, 이 또한 별도의 가공공정이 추가되면서 작업시간이 증대되고, 가공비용이 크게 증대되는 문제을 안고 있었을 뿐 아니라 실린더로드가 피스톤의 중심으로부터 편심지게 형성됨에 따라 피스톤으로부터 실린더로드에 제공되는 동력의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제2004-0036025호 "피스톤 로드의 회전이 방지되는 실린더 어셈블리"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피스톤 왕복이동 과정에서 피스톤에 형성된 회전방지돌기가 본체의 단부 내면에 형성된 회전방지홈에 반복적으로 삽입,이탈되도록 함으로써 로드의 회전을 방지하기 위한 별도의 가이드 부재를 구비하지 않더라도 피스톤 및 로드부의 위치를 반복적으로 보정하여 피스톤 및 로드부의 회전을 미연에 방지할 수 있는 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 작동공간이 형성되고, 양측단부 중 적어도 하나의 단부 내면 일측에 회전방지홈이 형성된 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 작동공간을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하고, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간에 교대로 작동유체가 유입되는 경우 상기 작동공간 내에서 왕복이동되는 피스톤과, 상기 피스톤의 일측으로부터 상기 본체의 단부방향으로 연장형성되어 연장된 일단부가 외부로 노출되는 로드부 및 상기 피스톤의 일측 중 상기 회전방지홈과 대향되는 일측에 형성되고, 상기 피스톤이 왕복이동하는 경우 상기 회전방지홈에 반복적으로 삽입,이탈되는 회전방지돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치를 제공한다.

그리고, 상기 본체는 상기 회전방지홈이 외측방향으로 내향경사지게 형성되고, 상기 회전방지돌기는 상기 회전방지홈과 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체는 양측단부의 내면 일측에 각각 상기 회전방지홈이 형성되고, 상기 회전방지돌기는 상기 피스톤 양측면에 각각 형성되되, 상기 본체의 양측단부 내면에 각각 형성된 상기 회전방지홈과 대향되는 위치에 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 로드의 회전을 방지하기 위한 별도의 가이드 부재를 구비하지 않더라도 피스톤 및 로드부의 위치를 반복적으로 보정하여 피스톤 및 로드부의 회전을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 실린더 장치 단면도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치의 단면 사시도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치의 단면도,
도4a 및 도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지돌기가 회전방지홈에 삽입되는 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치를 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치의 단면 사시도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치의 단면도이다.

도2 및 도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치(1)는 본체(10)와, 피스톤(20)과, 로드부(30) 및 회전방지돌기(40)를 포함하여 구성된다.

본체(10)는 대략 원통형상으로 형성되고, 내부에 작동공간(11)이 형성되며, 양측단부 내면에 각각 회전방지홈(12)이 형성되는데, 여기서 회전방지홈(12)은 외측방향으로 내향경사지게 형성된다.

이러한, 본체(10)는 후술하는 피스톤(20) 및 로드부(30)의 설치영역을 제공하고, 외부로부터 작동유체가 인입, 인출되는 경우 피스톤(20)이 작동될 수 있는 작동영역을 제공하는 역할을 한다.

그리고, 본체(10)는 앞서 설명한 바와 같이 양측단부 내면 일측에 각각 회전방지홈(12)이 형성됨에 따라 피스톤(20)이 왕복이동하면서 후술하는 회전방지돌기(40)가 회전방지홈(12)에 반복적으로 삽입, 이탈되도록 함으로써 피스톤(20) 및 로드부(30)의 위치를 보정함과 동시에 피스톤(20) 및 로드부(30)의 회전을 방지하는 역할을 한다.

피스톤(20)은 대략 원형의 플레이트 형상으로 형성되고, 본체(10)의 작동공간(11) 내에 설치되어 작동공간(11)을 제1 공간(11a)과 제2 공간(11b)으로 구획하며, 제1 공간(11a)과 제2 공간(11b)에 작동유체가 교대로 유입되는 경우 작동공간(11) 내에서 왕복이동되면서 기계적 에너지를 발생하고, 이를 후술하는 로드부(30)를 통해 로드부(30)에 연결된 작동대상물에 제공하는 역할을 한다.

로드부(30)는 대략 막대형상으로 형성되고, 피스톤(20)의 일면 중 중앙영역으로부터 본체(10)의 일단부 방향으로 연장형성되어 외부로 노출되며, 외부로 노출된 단부 일측이 작동대상물에 연결되어 피스톤(20)으로부터 제공되는 기계적 에너지를 작동대상물에 전달하는 역할을 한다.

회전방지돌기(40)는 피스톤(20)의 양면 일측 중 본체(10)의 양측단부 내면에 각각 형성된 회전방지홈(12)과 대향되는 위치에 돌출형성되고, 회전방지홈(12)과 같이 외측방향으로 내향경사진 형상으로 형성되는데, 이러한 회전방지돌기(40)는 회전방지홈(12)에 삽입되면서 피스톤(20) 및 로드부(30)의 위치를 보정함과 아울러 피스톤(20) 및 로드부(30)의 회전을 방지하는 역할을 한다.

도4a 및 도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지돌기가 회전방지홈에 삽입되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치(1)의 동작을 첨부된 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 피스톤(20)에 의해 구획된 제1 공간(11a) 및 제2 공간(11b)에 작동유체가 교대로 공급됨에 따라 피스톤(20)이 본체(10)의 작동공간(11) 내에서 왕복이동된다.

그리고, 도4a 및 도4b에서 보는 바와 같이 피스톤(20)이 작동공간(11) 내에서 왕복이동하면서 본체(10)의 단부 내면에 근접 또는 밀착되는 경우 본체(10)의 단부 내면과 대향되는 피스톤(20) 일면에 형성된 회전방지돌기(40)가 회전방지홈(12)에 삽입된다.

이때, 피스톤(20)이 왕복이동하는 과정에서 미세하게 회전 움직임이 발생되는 경우 회전방지돌기(40)의 외면에 형성된 경사면이 회전방지홈(12)이 형성된 본체(10)의 내면 일측에 지지되면서 회전방지홈(12)에 삽입됨에 따라 피스톤(20)의 위치가 보정되며, 이에 로드부(30)의 위치가 동반하여 보정된다.

또한, 피스톤(20)이 왕복이동하면서 본체(10)의 양측단부 내면에 각각 형성된 회전방지홈(12)에 피스톤(20)에 형성된 회전방지돌기(40)가 반복적으로 삽입, 이탈되어 피스톤(20) 및 로드부(30)의 위치가 지속적으로 보정됨에 따라 피스톤(20) 및 로드부(30)의 회전이 방지된다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치를 도시한 도면이다.

도5 실시예의 기본적인 구성은 도2 내지 도4의 실시예와 동일하나, 피스톤(20) 및 로드부(30)의 위치보정 및 회전방지 동작이 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 구조로 형성된 것이다.

도5에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 전 실시예와 달리 회전방지돌기(40)가 피스톤(20)의 중앙부분에 돌출형성됨과 아울러 전 실시예의 회전방지돌기(40)보다 큰 직경을 갖도록 형성되고, 본체(10)에 형성된 회전방지홈(12) 또한 본체(10)의 양측단부 내면 중 회전방지돌기(40)와 대응되는 중앙부분에 형성됨과 아울러 회전방지돌기(40)와 대응되는 직경을 갖도록 형성된다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치(1)는 피스톤(20)의 중앙부분에 형성된 회전방지돌기(40)가 회전방지홈(12)에 삽입되는 것, 즉 피스톤(20)의 중심을 기준으로 피스톤(20) 및 로드부(30)의 위치 보정이 이루어질 뿐 아니라 넓은 영역의 회전방지돌기(40) 일측이 회전방지홈(12)이 형성된 본체(10)의 내면 일측에 지지되면서 회전방지홈(12)에 삽입됨에 따라 피스톤(20) 및 로드부(30)의 위치보정이 보다 정확하게 이루어질 수 있을 뿐 아니라 피스톤(20) 및 로드부(30)의 회전방지 동작이 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 특징을 갖는다.

그 외의 구조는 전술한 기본 실시예와 동일하므로 나머지 설명은 생략하기로 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 본체 11 : 작동공간
11a : 제1 공간 11b : 제2 공간
12 : 회전방지홈 20 : 피스톤
30 : 로드부 40 : 회전방지돌기

Claims (3)

1. 내부에 작동공간이 형성되고, 양측단부 중 적어도 하나의 단부 내면 일측에 회전방지홈이 형성된 본체와;
   상기 본체의 내부에 설치되어 상기 작동공간을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하고, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간에 교대로 작동유체가 유입되는 경우 상기 작동공간 내에서 왕복이동되는 피스톤과;
   상기 피스톤의 일측으로부터 상기 본체의 단부방향으로 연장형성되어 연장된 일단부가 외부로 노출되는 로드부; 및
   상기 피스톤의 일측 중 상기 회전방지홈과 대향되는 일측에 형성되고, 상기 피스톤이 왕복이동하는 경우 상기 회전방지홈에 반복적으로 삽입,이탈되는 회전방지돌기를 포함하되,
   상기 본체는 양측단부의 내면 일측에 각각 상기 회전방지홈이 형성되고,
   상기 회전방지돌기는 상기 피스톤 양측면에 각각 형성되되, 상기 본체의 양측단부 내면에 각각 형성된 상기 회전방지홈과 대향되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체는 상기 회전방지홈이 외측방향으로 내향경사지게 형성되고,
   상기 회전방지돌기는 상기 회전방지홈과 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로드의 회전방지기능을 갖는 실린더 장치.
   
3. 삭제

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