KR101947074B1

KR101947074B1 - 피스톤 위치검출 센서가 내장된 유압 실린더의 쿠션 구조

Info

Publication number: KR101947074B1
Application number: KR1020170088667A
Authority: KR
Inventors: 전상민
Original assignee: 디와이파워 주식회사
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-02-12
Also published as: KR20190007337A

Abstract

본 발명에 따른 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조는, 관상의 실린더; 상기 실린더의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드; 상기 로드의 일단부에 고정되어 상기 실린더 내주면에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤; 상기 실린더의 일단부에 고정되며 외부와 상기 피스톤 간 압유가 흐르는 메인 유로가 구비된 헤드 커버; 상기 피스톤에 설치되며 상기 피스톤과 일체로 움직이는 내장형 리니어 센서; 및 상기 헤드 커버에 고정되며 상기 내장형 리니어 센서의 이동에 따른 상기 피스톤의 위치를 검출하는 위치검출 센서를 포함한 유압 실린더의 쿠션 구조로서, 상기 피스톤으로부터 연장 형성되며 상기 로드의 선단부 보다 상기 헤드 커버 쪽으로 돌출된 피스톤 일체형 플런저부; 상기 헤드 커버에 형성되며 상기 로드와 상기 헤드 커버가 접촉된 상태에서 상기 피스톤 일체형 플런저부를 수용하도록 오목하게 형성된 플런저 수용홈; 상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면이 슬라이딩 접촉되도록 상기 플런저 수용홈에 형성된 쿠션 가이드부; 상기 헤드 커버에 형성되며 상기 플런저 수용홈에 수용된 압유를 상기 메인 유로로 바이패스하는 쿠션유로; 및 상기 쿠션유로와 상기 메인 유로의 연결부위에 배치되며 오리피스 유로가 구비된 체크밸브 모듈;을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤 위치검출 센서가 내장된 유압 실린더의 쿠션 구조{Cushion structure of hydraulic cylinder provided with internally installed linear position sensor of piston}

본 발명은 유압 실린더 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 피스톤의 위치를 검출하는 센서가 구비된 유압 실린더의 헤드 커버 쪽 쿠션 구조에 관한 것이다.

일반적으로 유압 실린더 장치는 파스칼의 원리를 이용하여 적은 양의 오일을 사용하여 큰 힘을 발생시키는 기계 장치이다. 유압 실린더 장치는 다양한 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 예컨대, 유압 실린더 장치는 지게차에 널리 사용된다. 지게차는 대표적인 운반 하역 장비로서 고중량의 화물을 들어올리거나 내리거나 또는 이러한 화물을 원하는 위치로 운반하는 데 사용된다.

이러한 유압 실린더 장치는 유압에 의해 움직이는 피스톤에 의해 힘을 발생시킨다. 상기 피스톤과 일체로 움직이는 로드가 출몰하도록 실린더의 일단부에는 로드 커버가 설치되고 상기 실린더의 타단부에는 헤드 커버가 설치된다. 상기 헤드 커버에는 상기 피스톤의 압축시 상기 피스톤이 헤드 커버와 직접 충돌하는 것을 방지하는 쿠션 구조가 구비되는 것이 일반적이다. 상기 쿠션 구조의 전형적인 예로서 상기 로드의 타단부에 유동 가능하게 설치된 쿠션 플런저가 있다.

한편, 유압 실린더의 로드의 스트로크를 더욱 정밀하게 제어할 수 있도록 피스톤의 위치를 실시간으로 감지할 수 있는 피스톤 위치검출센서가 구비된 유압 실린더가 개발되었다. 이러한 유압 실린더의 일 예가 대한민국 공개특허 제2006-0126465호에 개시되어 있다. 상기 공개특허에 개시된 유압 실린더는 헤드 커버의 중앙부에 피스톤의 위치를 검출하는 센서가 고정 설치되고 그 센서와 상호작용하는 마그넷 링이 상기 센서와 연결된 봉 형상의 센서로드를 따라 피스톤과 일체로 움직이도록 설치된다.

그런데 이와 같은 피스톤 위치검출 센서가 구비된 구조의 유압 실린더는 헤드 커버 쪽에 쿠션 구조가 구비되기 어렵다. 따라서 상기 위치검출 센서가 감지하는 피스톤의 위치가 헤드 커버에 가까워질 때 유압의 흐름을 조절함으로써 쿠션 기능을 수행하도록 구성되어 있다. 이러한 구조에서는 자동으로 피스톤의 신축을 제어하는 경우에는 쿠션 기능이 구현되나 수동으로 피스톤을 신축하는 경우에는 쿠션 기능이 구현되지 못하는 문제점이 있다. 헤드 커버 쪽에 쿠션 기능이 제대로 구현되지 못하는 경우에는 피스톤, 로드 또는 헤드 커버의 손상이 발생할 가능성이 높으므로 유압 실린더의 내구성이 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 피스톤의 위치검출 센서가 내장된 유압 실린더 장치의 헤드 커버 쪽에 쿠션 기능이 수행될 수 있도록 새로운 쿠션 구조를 고안함으로써 유압 실린더 장치의 안정적인 쿠션 기능이 수행되도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조는, 관상의 실린더;

상기 실린더의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드;

상기 로드의 일단부에 고정되어 상기 실린더 내주면에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤;

상기 실린더의 일단부에 고정되며 외부와 상기 피스톤 간 압유가 흐르는 메인 유로가 구비된 헤드 커버;

상기 피스톤에 설치되며 상기 피스톤과 일체로 움직이는 내장형 리니어 센서; 및

상기 헤드 커버에 고정되며 상기 내장형 리니어 센서의 이동에 따른 상기 피스톤의 위치를 검출하는 위치검출 센서를 포함한 유압 실린더의 쿠션 구조로서,

상기 피스톤으로부터 연장 형성되며 상기 로드의 선단부 보다 상기 헤드 커버 쪽으로 돌출된 피스톤 일체형 플런저부;

상기 헤드 커버에 형성되며 상기 로드와 상기 헤드 커버가 접촉된 상태에서 상기 피스톤 일체형 플런저부를 수용하도록 오목하게 형성된 플런저 수용홈;

상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면이 슬라이딩 접촉되도록 상기 플런저 수용홈에 형성된 쿠션 가이드부;

상기 헤드 커버에 형성되며 상기 플런저 수용홈에 수용된 압유를 상기 메인 유로로 바이패스하는 쿠션유로; 및

상기 쿠션유로와 상기 메인 유로의 연결부위에 배치되며 오리피스 유로가 구비된 체크밸브 모듈;을 포함한 점에 특징이 있다.

상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면에 오목하게 형성되며 상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면 둘레를 따라 연장된 쿠션링 홈부; 및

상기 쿠션링 홈부에 수용된 쿠션링을 포함한 것이 바람직하다.

상기 체크밸브 모듈은 오리피스 유로가 구비된 밸브 몸체;

상기 밸브 몸체의 하측에 배치된 지지 부재;

일단부가 상기 밸브 몸체에 지지되고 타단부가 상기 지지 부재에 지지되어 상기 밸브 몸체를 상기 지지 부재로부터 멀어지는 방향으로 가압하는 코일 스프링;

상기 지지 부재의 하측에 배치되며 상기 헤드 커버에 고정된 플러그; 및

상기 플러그에 결합 되어 상기 체크밸브 모듈이 설치된 유로의 누유를 방지하는 플러그 오링;을 포함한 것이 바람직하다.

상기 메인 유로는 복수 개 구비된 것이 바람직하다.

상기 내장형 리니어 센서는 마그넷 링이며, 상기 마그넷 링은 상기 로드의 선단 중앙부에 형성된 안착홈에 설치되며,

상기 안착홈으로부터 상기 마그넷 링이 이탈되지 않도록 상기 마그넷 링의 일단부를 지지하며 상기 로드에 결합된 스톱링이 구비된 것이 바람직하다.

상기 위치검출 센서는 상기 로드의 중앙부에 형성된 홈부에 삽입된 센서로드와 연결되며,

상기 마그넷 링은 상기 센서로드의 외주면을 따라 슬라이딩 되도록 구성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조는, 헤드 커버에 피스톤 위치검출 센서가 배치된 유압 실린더에서 그 위치검출 센서와 간섭되지 않도록 헤드 커버에 메인 유로가 구비되고, 피스톤과 일체로 형성되며 로드의 선단부보다 헤드 커버 쪽으로 더 돌출된 피스톤 일체형 플런저부가 헤드 커버에 형성된 플런저 수용홈에 진입되도록 구성되며, 상기 플런저 수용홈에 존재하는 압유가 상기 헤드 커버에 구비된 쿠션유로를 통해 체크밸브 모듈에 형성된 오리피스 유로를 통해 헤드커버 외부로 배출되면서 쿠션작용이 이루어진다. 이에 따라 헤드 커버에 피스톤 위치검출 센서가 구비된 유압 실린더의 헤드커버 쪽 쿠션 기능이 항상 안정적으로 수행되는 효과를 제공한다. 즉, 피스톤의 위치검출 센서가 구비된 유압 실린더는 무인장비로 개발되는 것이 일반적이지만, 그러한 무인장비도 완전 자동이 아닌 수동으로 조작이 필요한 경우가 종종 발생한다. 이 경우에 본 발명에 따른 유압 실린더의 쿠션 구조는 로드와 헤드 커버가 급격하게 충돌하는 것을 방지하여 안정적인 쿠션 작용이 일어날 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쿠션 구조를 구비한 유압 실린더의 사시도이다.
도 2은 도 1에 도시된 유압 실린더의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유압 실린더의 종단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 "A" 부위의 확대도이다.
도 5는 도 4에 도시된 체크밸브 모듈의 절단 분리 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 도면에서 로드의 압축시 압유의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 도면에서 쿠션 작용시 압유의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 도면에서 로드의 신장시 압유의 흐름을 보여주는 도면이다.

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

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조(10, 이하 "유압 실린더의 쿠션 구조"라 함)는 실린더(20)와, 로드(30)와, 피스톤(40)과, 헤드 커버(50)와, 위치검출 센서(100)와, 마그넷 링(120)과, 피스톤 일체형 플런저부(45)와, 플런저 수용홈(60)과, 쿠션 가이드부(65)와, 쿠션유로(56)와, 체크밸브 모듈(80)을 포함한다.

상기 실린더(20)는 중공이 구비된 관상의 부재이다. 상기 실린더(20)는 강판을 관상으로 가공하여 제조할 수도 있으며, 용융된 강을 주조하여 제조할 수도 있다.

상기 로드(30)는 상기 실린더의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 로드(30)는 봉상의 부재이다. 상기 로드(30)의 두께방향 상 중앙부에는 상기 로드(30)의 길이 방향으로 후술하는 센서로드(110)가 수용되는 센서로드 수용홈(34)이 구비된다.

상기 센서로드 수용홈(34)은 후술하는 헤드 커버(50)쪽을 향해 열려 있다. 상기 센서로드 수용홈(34)의 입구에는 마그넷 링(120)을 설치하기 위한 안착홈(32)이 구비된다. 즉 상기 안착홈(32)은 상기 로드(30)의 선단 중앙부에 형성된다. 상기 안착홈(32)은 상기 센서로드 수용홈(34)의 내경보다 큰 내경을 갖도록 형성된다.

상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)의 일단부에 고정된다. 상기 피스톤(40)은 상기 실린더(20) 내주면에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(40)은 세트 스크루에 의해 예기치 않게 상기 로드(30)로부터 풀림이 방지된다. 상기 피스톤(40)의 전방에는 로드 쿠션(41)이 설치된다. 상기 로드 쿠션(41)은 상기 피스톤(40)이 로드 커버(22)와 물리적으로 충돌하는 것을 방지하는 완충 요소이다.

상기 헤드 커버(50)는 상기 실린더(20)의 일단부에 고정된다. 상기 헤드 커버(50)는 예컨대 상기 실린더(20)의 일단부에 용접에 의해 고정될 수 있다. 상기 헤드 커버(50)에는 외부와 상기 피스톤(40) 간 압유가 흐르는 메인 유로(52)가 구비된다. 상기 메인 유로(52)는 복수 개가 구비될 수 있다. 상기 메인 유로(52)는 상기 로드(30)의 선단부와 상기 피스톤(40)에 의해 개방 또는 폐쇄되도록 구성된다. 상기 헤드 커버(50)에는 후술하는 위치검출 센서(100)가 고정되는 센서 고정부(53)가 구비된다. 상기 센서 고정부(53)는 상기 위치검출 센서(100)에 연결된 전선이 외부로 연결되기 위한 센서 와이어 통로(미도시)가 구비된다. 상기 센서 고정부(53)는 상기 헤드 커버(50)의 두께 방향 상 중앙부에 배치된다.

상기 헤드 커버(50)는 플런저 수용홈(60)과 쿠션유로(56)를 구비한다.

상기 플런저 수용홈(60)은 상기 헤드 커버(50)에 형성된다. 상기 플런저 수용홈(60)은 상기 로드(30)와 상기 헤드 커버(50)가 접촉된 상태에서 후술하는 피스톤 일체형 플런저부(45)를 수용하도록 오목하게 형성된다. 상기 플런저 수용홈(60)은 상기 센서 고정부(53)를 환상으로 둘러싸도록 상기 피스톤(40)의 둘레 방향으로 연장된다.

상기 쿠션유로(56)는 상기 헤드 커버(50)에 형성된다. 상기 쿠션유로(56)는 상기 메인 유로(52)와 독립적으로 형성된다. 상기 쿠션유로(56)는 상기 로드(30)의 선단부가 상기 헤드 커버(50)에 접촉된 상태에서도 폐쇄되지 않는 위치에 형성된다. 상기 쿠션유로(56)는 상기 플런저 수용홈(60)에 수용된 압유를 상기 메인 유로(52)로 바이패스(bypass) 하도록 구성된다. 상기 쿠션유로(56)는 상기 플런저 수용홈(60)에 연결된다. 상기 쿠션유로(56)는 상기 메인 유로(52)와 연결된다.

상기 위치검출 센서(100)는 상기 헤드 커버(50)에 고정된다. 더 구체적으로 상기 위치검출 센서(100)는 상기 센서 고정부(53)에 고정된다. 상기 위치검출 센서(100)는 상기 센서로드(110)에 연결된다. 상기 센서로드(110)는 후술하는 마그넷 링(120)의 위치변화에 따라 자기장이 변화되도록 금속 막대나 자석으로 이루어진다. 상기 센서로드(110)는 상기 로드(30)의 반경 방향 상 중앙부에 형성되고 상기 로드(30)의 길이 방향으로 연장된 상기 센서로드 수용홈(34)에 수용된다. 상기 위치검출 센서(100) 및 상기 센서로드(110)는 상기 헤드 커버(50)에 고정되므로 움직이지 않는 구성요소이다.

상기 위치검출 센서(100)는 후술하는 마그넷 링(120)의 이동에 따른 자력 변화를 감지함으로써 상기 피스톤(40)의 위치를 검출하는 센서이다.

상기 마그넷 링(120)은 상기 피스톤(40)에 설치된다. 더 구체적으로 상기 마그넷 링(120)은 상기 안착홈(32)에 설치된다. 상기 마그넷 링(120)은 상기 안착홈(32)의 내측벽에 밀착된다. 상기 마그넷 링(120)의 일단부는 스톱링(125)에 밀착된다. 상기 스톱링(125)은 상기 마그넷 링(120)이 상기 안착홈(32)으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 상기 마그넷 링(120)의 일단부를 지지하는 부재이다. 상기 스톱링(125)은 상기 로드(30)에 탄성 고정된다. 상기 스톱링(125)은 예컨대 "C" 형상의 부재가 채용될 수 있다. 상기 마그넷 링(120)은 상기 피스톤(40)과 일체로 움직인다. 상기 마그넷 링(120)은 상기 센서로드(110)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.

본 실시 예에서 상기 마그넷 링(120)은 상기 위치검출 센서(100)와 협동하여 상기 피스톤(40)의 위치를 검출하는 기능을 수행하는 내장형 리니어 센서 시스템을 구성한다. 상기 내장형 리니어 센서 시스템은 상술한 마그넷 링(120) 이외에도 와이어 센서와 같은 공지된 다른 센서가 채용될 수 있음은 자명하다. 상기 내장형 리니어 센서 시스템은 유압 실린더의 내부에 피스톤(40)의 위치를 검출할 수 있도록 센서를 배치한 것이다.

상기 피스톤 일체형 플런저부(45)는 상기 피스톤(40)의 선단부에서 돌출 연장된다. 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)는 상기 피스톤(40)과 일체로 형성된다. 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)는 상기 로드(30)의 선단부 보다 상기 헤드 커버(50) 쪽으로 더 돌출되도록 구성된다. 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)의 내주면에는 쿠션링 홈부(47)가 구비된다. 상기 쿠션링 홈부(47)는 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)의 내주면에 오목하게 형성된다. 상기 쿠션링 홈부(47)는 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)의 내주면 둘레를 따라 연장된다. 상기 쿠션링 홈부(47)에는 쿠션링(48)이 수용된다. 상기 쿠션링(48)은 후술하는 쿠션 가이드부(65)를 밀봉하여 쿠션 작용시 압유가 상기 플런저 수용홈(60)으로부터 상기 메인 유로(52)로 직접 흐르지 못하도록 한다.

상기 쿠션 가이드부(65)는 상기 플런저 수용홈(60)에 형성된다. 상기 쿠션 가이드부(65)는 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)의 내주면이 슬라이딩 접촉되도록 상기 플런저 수용홈(60)의 내벽에 형성된다. 상기 쿠션링(48)은 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)와 상기 쿠션 가이드부(65) 간 미세 유로가 생성되는 것을 방지한다.

상기 쿠션 가이드부(65)는 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)가 상기 플런저 수용홈(60)에 진입하는 과정에서 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)가 상기 로드(30)의 반경 방향으로 유동이 발생하지 않도록 안내하는 역할을 수행한다. 따라서 상기 쿠션 가이드부(65)는 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)의 내주면과 슬라이딩 접촉되도록 배치된다.

상기 체크밸브 모듈(80)은 상기 쿠션유로(56)와 상기 메인 유로(52)의 연결부위에 배치된다. 상기 체크밸브 모듈(80)에는 오리피스 유로(83)가 구비된다. 상기 체크밸브 모듈(80)은 오리피스 유로(83)를 통해 쿠션 작용을 수행한다. 한편, 상기 체크밸브 모듈(80)은 상기 로드(30)가 신장하는 과정에서는 압유를 상기 피스톤(40)에 공급하는 유로로서의 역할을 수행한다.

상기 체크밸브 모듈(80)은 밸브 몸체(82)와, 지지 부재(84)와, 코일 스프링(86)과, 플러그(87)와, 플러그 오링(89)을 포함한다.

상기 밸브 몸체(82)는 오리피스 유로(83)가 구비된다. 상기 밸브 몸체(82)는 상기 쿠션유로(56) 또는 상기 메인 유로(52)에 대해 일정 범위 내에서 이동 가능하게 배치된다. 상기 밸브 몸체(82)의 상측에는 상기 밸브 몸체(82)의 이동을 제한하는 걸림턱이 구비된다.

상기 지지 부재(84)는 상기 밸브 몸체(82)의 하측에 배치된다. 상기 지지 부재(84)는 판상의 부재가 적용될 수 있다.

상기 코일 스프링(86)은 압축코일 스프링이 채용될 수 있다. 상기 코일 스프링(86)의 일단부는 상기 밸브 몸체(82)에 지지된다. 상기 코일 스프링(86)의 타단부는 상기 지지 부재(84)에 지지 된다. 상기 코일 스프링(86)은 상기 밸브 몸체(82)를 상기 지지 부재(84)로부터 멀어지는 방향으로 가압한다.

상기 플러그(87)는 상기 지지 부재(84)의 하측에 배치된다. 상기 플러그(87)는 예컨대 상기 헤드 커버(50)에 억지끼움 또는 나사결합에 의해 고정될 수 있다. 상기 플러그(87)는 상기 지지 부재(84)의 위치를 고정하는 역할을 한다.

상기 플러그 오링(89)은 상기 플러그(87)에 결합 된다. 상기 플러그 오링(89)은 상기 플러그(87)의 외주면에 결합된다. 상기 플러그 오링(89)은 상기 체크밸브 모듈(80)이 설치된 메인 유로(52)의 누유를 방지하는 역할을 수행한다.

상기 헤드 커버(50)에는 이너링(90)이 구비될 수 있다. 상기 이너링(90)은 링 형상의 부재이다. 상기 이너링(90)은 용접에 의해 상기 헤드 커버(50)의 내주면과 상기 실린더(20)의 내주면에 고정된다. 상기 이너링(90)의 외주면에는 유동 방지 돌출부(92)가 구비될 수 있다. 상기 유동 방지 돌출부(92)는 상기 이너링(90)의 외주면으로부터 외측으로 돌출되도록 형성된다. 상기 유동 방지 돌출부(92)는 상기 이너링(90)의 외주 방향으로 연장된다. 상기 유동 방지 돌출부(92)는 상기 헤드 커버(50) 또는 상기 실린더(20)의 내주면에 형성된 홈부에 수용되도록 배치된다. 상기 유동 방지 돌출부(92)는 상기 이너링(90)이 예기치 않게 상기 실린더(20)의 길이 방향으로 유동하는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 상기 이너링(90)은 상기 실린더(20)와 상기 헤드 커버(50)의 연결부위를 보강하는 역할을 한다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 유압 실린더의 쿠션 구조(10)의 작용 효과를 상기 로드(30)가 신장 된 상태로부터 압축되는 과정을 예로 들어 상세하게 서술한다.

먼저, 도 6에 도시된 상태로부터 서술을 시작한다. 상기 유압 실린더(20)의 로드 커버(22) 쪽에서 압유가 실린더(20) 내부로 공급된다. 상기 로드 커버(22) 쪽에서 공급된 압유에 의해 상기 피스톤(40)이 상기 헤드 커버(50) 쪽으로 이동한다. 상기 로드(30)는 상기 피스톤(40)과 일체로 이동하므로 상기 로드(30)가 상기 피스톤(40)을 따라 상기 헤드 커버(50) 쪽으로 이동한다. 이 과정에서 상기 마그넷 링(120)은 상기 로드(30)와 일체로 움직인다. 상기 마그넷 링(120)은 상기 센서로드(110)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동한다. 상기 마그넷 링(120)이 이동함에 따라 상기 센서로드(110) 주변의 자기장이 변화한다. 상기 센서로드(110)의 자기장 변화는 상기 위치검출 센서(100)에 의해 감지되어 상기 피스톤(40)의 위치가 실시간으로 검출된다. 상기 피스톤(40)이 상기 헤드 커버(50)에 근접한다. 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)가 상기 플런저 수용홈(60)으로 진입하면서 쿠션 작용이 시작된다. 상기 피스톤 일체형 플런저부(45)의 내주면이 상기 쿠션 가이드부(65)를 따라 슬라이딩 접촉되면서 상기 플런저 수용홈(60)에 존재하는 압유는 상기 메인 유로(52)를 통해 외부로 배출되지 못한다. 이에 따라 상기 피스톤(40)의 진행에 반하는 압력이 발생한다. 따라서 상기 피스톤(40)과 상기 로드(30)의 이동 속도가 낮아진다. 상기 플런저 수용홈(60)에 존재하는 압유는 상기 쿠션유로(56)를 통해 상기 체크밸브 모듈(80)에 도달한다. 상기 체크밸브 모듈(80)에 구비된 오리피스 유로(83)를 통해 소량의 압유만이 상기 메인 유로(52)를 거쳐 상기 헤드 커버(50) 외부로 배출된다. 상기 피스톤 일체형 플런저부(45) 내주면과 상기 로드(30)의 선단부 및 상기 센서 고정부(53) 사이에 형성된 공간에 존재하는 압유는 상기 메인 유로(52)를 통해 저항 없이 상기 헤드 커버(50)의 외부로 배출된다.

상기 로드(30)의 선단부가 상기 헤드 커버(50)에 기계적으로 접촉하면 상기 로드(30)의 압축이 완전하게 이루어지고 더이상 압축되지 않는다. 이와 같은 과정을 거쳐 상기 로드(30)는 압축 과정에서 쿠션 작용이 수행된다.

이제 상기 로드(30)가 신장 되는 과정을 설명한다.

상기 헤드 커버(50)에 구비된 메인 유로(52)를 통해 외부로부터 상기 헤드 커버(50)에 압유가 공급된다. 상기 헤드 커버(50)에 공급된 압유는 상기 메인 유로(52)를 통해 상기 로드(30)의 선단부를 가압한다. 또한, 상기 체크밸브 모듈(80)에 압유가 유입되어 상기 밸브 몸체(82)가 상기 코일 스프링(86)의 탄성 복원력을 극복하고 하강하여 상기 체크밸브 모듈(80)이 개방된다. 상기 체크밸브 모듈(80)을 통해 공급된 압유는 상기 쿠션유로(56)를 통해 상기 플런저 수용홈(60)에 유입된다. 압유는 상기 로드(30)의 선단부와 상기 피스톤(40)을 동시에 가압함으로써 큰 신장 압력을 발생시킨다. 상기 로드(30)는 상기 헤드 커버(50)로부터 멀어지면서 신장된다.

이와 같이 본 발명에 따른 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조는, 헤드 커버에 피스톤 위치검출 센서가 배치된 유압 실린더에서 그 위치검출 센서와 간섭되지 않도록 헤드 커버에 메인 유로가 구비되고, 피스톤과 일체로 형성되며 로드의 선단부보다 헤드 커버 쪽으로 더 돌출된 피스톤 일체형 플런저부가 헤드 커버에 형성된 플런저 수용홈에 진입되도록 구성되며, 상기 플런저 수용홈에 존재하는 압유가 상기 헤드 커버에 구비된 쿠션유로를 통해 체크밸브 모듈에 형성된 오리피스 유로를 통해 헤드커버 외부로 배출되면서 쿠션작용이 이루어진다. 이에 따라 헤드 커버에 피스톤 위치검출 센서가 구비된 유압 실린더의 헤드커버 쪽 쿠션 기능이 항상 안정적으로 수행되는 효과를 제공한다. 즉, 피스톤의 위치검출 센서가 구비된 유압 실린더는 무인장비로 개발되는 것이 일반적이지만, 그러한 무인장비도 완전 자동이 아닌 수동으로 조작이 필요한 경우가 종종 발생한다. 이 경우에 본 발명에 따른 유압 실린더의 쿠션 구조는 로드와 헤드 커버가 급격하게 충돌하는 것을 방지하여 안정적인 쿠션 작용이 일어날 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

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 : 유압 실린더의 쿠션 구조
20 : 실린더
22 : 로드 커버
30 : 로드
32 : 안착홈
34 : 센서로드 수용홈
40 : 피스톤
45 : 피스톤 일체형 플런저부
47 : 쿠션링 홈부
48 : 쿠션링
50 : 헤드 커버
52 : 메인 유로
53 : 센서 고정부
56 : 쿠션유로
60 : 플런저 수용홈
65 : 쿠션 가이드부
80 : 체크밸브 모듈
82 : 밸브 몸체
83 : 오리피스 유로
84 : 지지 부재
86 : 코일 스프링
87 : 플러그
89 : 플러그 오링
90 : 이너링
92 : 유동 방지 돌출부
100 : 위치검출 센서
110 : 센서로드
120 : 마그넷 링
125 : 스톱링

Claims

관상의 실린더;
상기 실린더의 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드;
상기 로드의 일단부에 고정되어 상기 실린더 내주면에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤;
상기 실린더의 일단부에 고정되며 외부와 상기 피스톤 간 압유가 흐르는 메인 유로가 구비된 헤드 커버;
상기 피스톤에 설치되며 상기 피스톤과 일체로 움직이는 내장형 리니어 센서; 및
상기 헤드 커버에 고정되며 상기 내장형 리니어 센서의 이동에 따른 상기 피스톤의 위치를 검출하는 위치검출 센서를 포함한 유압 실린더의 쿠션 구조로서,
상기 피스톤으로부터 연장 형성되며 상기 로드의 선단부 보다 상기 헤드 커버 쪽으로 돌출된 피스톤 일체형 플런저부;
상기 헤드 커버에 형성되며 상기 로드와 상기 헤드 커버가 접촉된 상태에서 상기 피스톤 일체형 플런저부를 수용하도록 오목하게 형성된 플런저 수용홈;
상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면이 슬라이딩 접촉되도록 상기 플런저 수용홈에 형성된 쿠션 가이드부;
상기 헤드 커버에 형성되며 상기 플런저 수용홈에 수용된 압유를 상기 메인 유로로 바이패스하는 쿠션유로; 및
상기 쿠션유로와 상기 메인 유로의 연결부위에 배치되며 오리피스 유로가 구비된 체크밸브 모듈;을 포함한 것을 특징으로 하는 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조.
제1항에 있어서,
상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면에 오목하게 형성되며 상기 피스톤 일체형 플런저부의 내주면 둘레를 따라 연장된 쿠션링 홈부; 및
상기 쿠션링 홈부에 수용된 쿠션링을 포함한 것을 특징으로 하는 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조.
제1항에 있어서,
상기 체크밸브 모듈은 오리피스 유로가 구비된 밸브 몸체;
상기 밸브 몸체의 하측에 배치된 지지 부재;
일단부가 상기 밸브 몸체에 지지되고 타단부가 상기 지지 부재에 지지되어 상기 밸브 몸체를 상기 지지 부재로부터 멀어지는 방향으로 가압하는 코일 스프링;
상기 지지 부재의 하측에 배치되며 상기 헤드 커버에 고정된 플러그; 및
상기 플러그에 결합 되어 상기 체크밸브 모듈이 설치된 유로의 누유를 방지하는 플러그 오링;을 포함한 것을 특징으로 하는 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조.
제1항에 있어서,
상기 메인 유로는 복수 개 구비된 것을 특징으로 하는 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조.
제1항에 있어서,
상기 내장형 리니어 센서는 마그넷 링이며, 상기 마그넷 링은 상기 로드의 선단 중앙부에 형성된 안착홈에 설치되며,
상기 안착홈으로부터 상기 마그넷 링이 이탈되지 않도록 상기 마그넷 링의 일단부를 지지하며 상기 로드에 결합된 스톱링이 구비된 것을 특징으로 하는 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조.
제5항에 있어서,
상기 위치검출 센서는 상기 로드의 중앙부에 형성된 홈부에 삽입된 센서로드와 연결되며,
상기 마그넷 링은 상기 센서로드의 외주면을 따라 슬라이딩 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 내장형 리니어 센서가 적용된 유압 실린더의 쿠션 구조.