KR102019339B1 - 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치는, 중공의 튜브; 상기 튜브 내에 설치되어 상기 튜브의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드; 상기 튜브의 일단부에 고정되며 상기 로드가 출몰할 수 있도록 관통공이 구비된 로드 커버;를 포함한 유압 실린더 장치에 있어서, 상기 튜브의 내주면에 오목하게 형성된 스톱링 조립홈부; 상기 스톱링 조립홈부의 외측으로 일부가 노출되도록 상기 스톱링 조립홈부에 결합 되며 절단된 링 형태로 이루어진 스톱링; 및 상기 스톱링의 노출된 부위를 수용하며 상기 스톱링이 상기 튜브의 입구측으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 로드 커버의 외주면에 형성된 걸림턱;을 구비하며, 상기 로드 커버의 외주면 단부에는 수나사부가 구비되며, 상기 수나사부에 나사결합되며 상기 튜브의 일단부에 가압 및 접촉되도록 조립됨으로써 상기 스톱링 조립홈부와 상기 걸림턱이 상기 스톱링에 서로 반대 방향으로 압력을 가하도록 하는 브라켓을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치{Hydraulic cylinder apparatus with fix structure by stop ring between rod cover and tube}

본 발명은 유압 실린더 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 유압 실린더의 로드 커버와 튜브의 고정 구조에 관한 것이다.

일반적으로 유압 실린더 장치는 유압펌프에서 발생 된 유압의 힘을 이용하여 튜브(실린더) 내로 유체를 투입하고, 그 투입된 유압의 힘으로 피스톤을 밀어 피스톤이 움직이면, 이러한 피스톤의 움직임을 로드로 전달받아 기계적 왕복운동을 발생시키는 중요한 기계장치이다.

유압 실린더 장치는 중공의 실린더와, 그 실린더의 내부에 설치되는 로드와, 피스톤과, 그 실린더에 고정결합 되는 로드 커버를 포함하고 있다. 이러한 구성요소를 가지는 유압 실린더 장치에 있어서, 상기 피스톤은 유압에 의해 상기 튜브의 내부에서 그 튜브의 길이방향으로 왕복 이동할 수 있도록 배치되어 있다. 상기 피스톤은 상기 로드에 고정되어 상기 로드와 일체로 움직인다. 상기 로드 커버는 상기 로드가 출입하는 통로를 제공하며 상기 튜브 내에 장입된 유체가 상기 튜브 외부로 누출되는 것을 방지하는 일종의 마개 역할을 하는 부재이다.

상기 로드 커버와 상기 튜브는 통상적으로 대한민국 등록특허 제0800582호에 개시된 바와 같이 나사결합 구조로 결합 된다. 즉, 상기 튜브의 내주면에 암나사부를 가공하고, 상기 로드 커버의 외주면에 수나사부를 가공하여 서로 나사결합 하는 구조로 고정된다. 한편, 상기 로드 커버와 상기 튜브는 대한민국 등록특허 제0744073호에 개시된 바와 같이 볼트에 의해 상호 결합 되기도 한다. 즉, 상기 로드와 상기 튜브에 플랜지를 형성하고 그 플랜지가 상호 마주한 상태로 볼트에 의해 로드 커버와 튜브가 고정된다.

그런데 로드 커버와 튜브가 나사결합 되는 구조는 나사조립 되는 과정에서 지나친 토크가 작용할 경우 나사 부분이 소착되는 문제가 발생할 수 있는 문제점이 있다. 한편, 로드 커버와 튜브가 볼트로 결합되는 구조는 튜브에 볼트 결합을 위한 탭 가공을 하는 것이 어려워 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 유압 실린더의 로드 커버와 튜브의 결합 구조를 개선함으로써 나사 결합이나 볼트에 의하지 않고 로드 커버와 튜브를 효과적으로 결합 및 고정할 수 있는 유압 실린더 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치는, 중공의 튜브;

상기 튜브 내에 설치되어 상기 튜브의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드;

상기 튜브의 일단부에 고정되며 상기 로드가 출몰할 수 있도록 관통공이 구비된 로드 커버;를 포함한 유압 실린더 장치에 있어서,

상기 튜브의 내주면에 오목하게 형성된 스톱링 조립홈부;

상기 스톱링 조립홈부의 외측으로 일부가 노출되도록 상기 스톱링 조립홈부에 결합 되며 절단된 링 형태로 이루어진 스톱링; 및

상기 스톱링의 노출된 부위를 수용하며 상기 스톱링이 상기 튜브의 입구측으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 로드 커버의 외주면에 형성된 걸림턱;을 구비하며,

상기 로드 커버의 외주면 단부에는 수나사부가 구비되며,

상기 수나사부에 나사결합되며 상기 튜브의 일단부에 가압 및 접촉되도록 조립됨으로써 상기 스톱링 조립홈부와 상기 걸림턱이 상기 스톱링에 서로 반대 방향으로 압력을 가하도록 하는 브라켓을 포함한 점에 특징이 있다.

상기 스톱링 조립홈부는 상기 튜브의 입구에서 멀어지는 방향으로 완만한 경사를 이루도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 로드 커버는 상기 걸림턱으로부터 상기 로드 커버의 외측단까지 상기 튜브와 이격되도록 형성된 것이 바람직하다.

종단면 상에서 상기 스톱링의 상반구는 상기 스톱링 조립홈부가 지지하고 상기 스톱링의 하반구는 상기 걸림턱이 지지하도록 배치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유압 실린더 장치는, 스톱링에 의해 로드 커버와 튜브가 기계적으로 고정되므로 튜브의 내주면이나 플랜지에 나사 가공이 필요하지 않아 종래의 나사부 소착문제가 발생하지 않으며 플랜지 탭과 같이 가공이 어려운 공정이 불필요하므로 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더의 입체적인 형태를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 주요 구성요소의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유압 실린더 장치의 로드 커버 부위의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스톱링의 입체적인 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 브라켓의 입체적인 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 스톱링이 조립되기 직전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 스톱링이 조립된 후 그 스톱링이 가압되는 상태를 보여주는 도면이다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더의 입체적인 형태를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 주요 구성요소의 분리 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 유압 실린더 장치의 로드 커버 부위의 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 스톱링의 입체적인 모습을 보여주는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 브라켓의 입체적인 모습을 보여주는 도면이다. 도 6은 도 3에 도시된 스톱링이 조립되기 직전의 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 3에 도시된 스톱링이 조립된 후 그 스톱링이 가압되는 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치(10, 이하 "유압 실린더 장치"라 함)는, 튜브(20)와, 로드(30)와, 로드 커버(40)와, 스톱링(50)과, 브라켓(60)을 포함한다.

상기 튜브(20)는 일반적으로 내부에 중공을 가지도록 금속 소재로 주조 방식으로 제조되거나, 판재를 말아서 관상으로 가공한 후 양단부를 서로 용접함으로써 제조될 수 있다. 상기 중공은 상기 튜브(20)의 길이방향으로 형성된다. 상기 중공은 상기 튜브(20)를 관통하도록 형성된다. 상기 튜브(20)의 양단에는 개구부가 형성되어 있다. 상기 튜브(20)는 예컨대, 탄소강이나 스테인리스강으로 제조될 수 있다.

상기 튜브(20)의 내주면에는 스톱링 조립홈부(22)가 구비된다. 상기 스톱링 조립홈부(22)는 상기 튜브(20)의 내주면을 따라 오목하게 형성된다. 상기 스톱링 조립홈부(22)는 상기 튜브(20)의 내주면을 따라 링 형태로 형성된다. 상기 스톱링 조립홈부(22)는 종단면 상에서 상기 튜브(20)의 입구에서 멀어지는 방향으로 완만하게 경사진 구조를 가지도록 형성된다. 상기 스톱링 조립홈부(22)의 일측 방향이 완만하게 경사진 구조를 가지도록 하면 그 방향으로는 스톱링(50)이 좁은 범위에서 유동할 수 있어서 스톱링(50)에 응력이 집중되는 것을 방지하는 효과가 있다. 상기 스톱링 조립홈부(22) 중 상기 튜브(20)의 입구쪽에 가까운 부분은 종단면 상에서 원호 형상으로 구성된다.

상기 로드(30)는 막대 형상의 부재이다. 상기 로드(30)는 상기 튜브(20) 내에 설치된다. 상기 로드(30)는 상기 튜브(20)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 로드(30)는 피스톤(35)과 일체로 움직인다. 상기 로드(30)의 일단부는 후술하는 로드 커버(40)를 관통하여 상기 튜브(20) 외부로 출몰 가능하게 설치된다.

상기 로드 커버(40)는 상기 튜브(20)의 일단부에 고정된다. 상기 로드 커버(40)는 상기 로드(30)가 출몰할 수 있도록 관통공(41)이 구비된다. 상기 로드 커버(40)는 수나사부(46)와 걸림턱(42)과 목부(44)를 구비한다.

상기 수나사부(46)는 상기 로드 커버(40)의 외주면 단부에 형성된다. 상기 수나사부(46)는 상기 로드 커버(40)의 외주면에 형성된 나사부이다. 상기 수나사부(46)에는 후술하는 브라켓(60)이 나사결합 된다.

상기 걸림턱(42)은 상기 스톱링 조립홈부(22)와 마주하는 위치에 형성된다. 상기 걸림턱(42)은 상기 로드 커버(40)의 외주면이 계단 형태로 외경이 바뀌는 구조의 경계에 형성된다. 상기 걸림턱(42)은 상기 튜브(20)에 형성된 스톱링 조립홈부(22)에 수용된 스톱링(50)의 노출된 부위를 수용한다. 상기 걸림턱(42)은 상기 스톱링(50)이 상기 튜브(20)의 입구측으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 한다. 또한, 상기 걸림턱(42)이 상기 스톱링(50)에 걸림으로써 상기 로드 커버(40)는 상기 튜브(20)로부터 외측으로 이탈되지 않는다. 상기 걸림턱(42)은 종단면 상에서 원호 형상을 이루는 것이 바람직하다. 상기 걸림턱(42)은 후술하는 스톱링(50)이 걸리는 부위다.

상기 목부(44)는 상기 걸림턱(42)을 기준으로 상기 로드 커버(40)의 외측단부쪽으로 형성된다. 상기 목부(44)는 상기 튜브(20)의 내경보다 더 작은 외경을 가지도록 형성된다. 상기 목부(44)는 상기 로드 커버(40)의 외주면에 형성되며 상기 걸림턱(42)을 기준으로 상기 튜브(20)의 내주면과 이격되도록 간격을 가진다. 상기 목부(44)는 상기 튜브(20)의 내주면으로부터 후술하는 스톱링(50)의 두께의 1/2 정도 이격되도록 형성된다.

상기 스톱링(50)은 절단된 링 형태의 구조물이다. 상기 스톱링(50)의 종단면은 원형의 단면을 가지는 것이 바람직하다. 상기 스톱링(50)은 종단면상에서 상기 스톱링 조립홈부(22)의 외측으로 일부가 노출되도록 조립된다. 상기 스톱링(50)은 탄성 변형을 하여 외경이 줄어들면서 상기 스톱링 조립홈부(22)에 결합된다. 상기 스톱링(50)의 일측면은 상기 스톱링 조립홈부(22)에 의해 가압 된다. 또한, 상기 스톱링(50)의 타측면은 상기 걸림턱(42)에 의해 가압된다. 상기 스톱링 조립홈부(22)와 상기 걸림턱(42)에 의해 상기 스톱링(50)에 가해지는 힘의 방향은 서로 반대로 작용한다. 따라서 상기 스톱링(50)은 상시 튜브(20)와 상기 로드 커버(40)에 의해 샌드위치 형태로 힘을 받는다.

상기 브라켓(60)은 너트 형상의 부재이다. 상기 브라켓(60)은 상기 수나사부(46)에 나사결합 된다. 상기 브라켓(60)은 상기 튜브(20)의 일단부에 가압 및 접촉되도록 조립된다. 상기 브라켓(60)은 상기 스톱링 조립홈부(22)와 상기 걸림턱(42)이 상기 스톱링(50)에 서로 반대 방향으로 압력을 가하도록 하는 부재이다. 상기 브라켓(60)의 외주면에는 상기 브라켓(60)에 토크를 가하기 위한 공구 결합부가 구비된 것이 바람직하다.

종단면 상에서 상기 스톱링(50)의 상반구는 상기 스톱링 조립홈부(22)가 지지하고 상기 스톱링의 하반구는 상기 걸림턱(42)이 지지하도록 배치된 것이 바람직하다. 즉, 상기 스톱링(50)에는 상기 브라켓(60)에 의해 상기 로드 커버(40)를 상기 튜브(20)의 외측으로 이탈시키려는 힘이 작용한다. 동시에 상기 스톱링(50)은 상기 스톱링 조립홈부(22)에 수용됨으로써 상기 튜브(20)로부터 이탈되는 것이 방지된다. 이에 따라 상기 로드 커버(40)는 상기 스톱링(50)에 의해 상기 튜브(20)로부터 분리되는 것이 방지된다. 결과적으로 상기 스톱링(50)은 상기 로드 커버(40)를 상기 튜브(20)에 기계적으로 고정시키는 역할을 수행한다. 이 과정에서 상기 브라켓(60)은 상기 튜브(20)와 상기 로드 커버(40)가 서로 분리되려는 방향으로 외력을 가하고 있다. 상기 브라켓(60)에 의해 가해지는 외력은 상기 스톱링(50)에 서로 반대 방향으로 작용하여 상기 로드 커버(40)와 상기 튜브(20)는 서로 분리되지 않고 견고하게 고정된 상태를 유지한다.

상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 유압 실린더 장치(10)의 작용 효과를 상기 로드 커버(40)와 상기 튜브(20) 및 상기 스톱링(50)을 조립하는 과정을 예로 들어 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 상기 튜브(20)에 로드(30)와 피스톤(35)을 슬라이딩 가능하게 결합한다. 그리고 상기 로드(30)의 일단부가 상기 로드 커버(40)의 관통공(41)을 관통하도록 결합한다. 그리고 상기 로드 커버(40)를 상기 튜브(20)의 내부에 삽입되도록 조립한다. 상기 로드 커버(40)는 상기 튜브(20)에 조립되는 위치보다 더 깊숙히 상기 튜브(20) 내부로 임시로 가조립된다. 그 상태에서 상기 스톱링(50)을 상기 튜브(20)의 일단부를 통해 상기 스톱링 조립홈부(22)에 삽입한다. 외력에 의해 상기 스톱링(50)은 탄성 변형되면서 상기 튜브(20)의 내주면을 따라 이동된 후 상기 스톱링 조립홈부(22)에 도달하면 상기 스톱링(50)이 탄성복원 되면서 상기 스톱링 조립홈부(22)에 수용된다. 이제 상기 로드 커버(40)를 상기 튜브(20) 외측으로 잡아 당긴다. 상기 로드 커버(40)가 상기 튜브(20) 외측으로 이동하는 과정에서 상기 걸림턱(42)이 상기 스톱링(50)에 걸린다. 상기 스톱링(50)은 상기 스톱링 조립홈부(22)에 의해 상기 튜브(20) 외측으로 이탈되지 않는다. 따라서 상기 로드 커버(40)도 상기 걸림턱(42)이 상기 스톱링(50)에 걸려서 상기 튜브(20) 외측으로 더 이상 이동하지 못한다. 이제 상기 브라켓(60)을 상기 수나사부(46)에 결합한다. 상기 브라켓(60)을 조임으로써 상기 브라켓(60)이 상기 튜브(20)의 외측단부에 가압 및 접촉되도록 한다. 상기 브라켓(60)은 상기 튜브(20)를 밀어서 상기 스톱링(50)이 상기 브라켓(60)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하려는 힘을 발생시킨다. 이와 동시에 상기 브라켓(60)은 상기 로드 커버(40)를 상기 브라켓(60)과 가까워지는 방향으로 당기는 힘을 발생시킨다. 그 결과 상기 스톱링(50)에는 서로 반대 방향으로 작용하는 힘이 가해진다. 상기 스톱링(50)은 상기 스톱링 조립홈부(22) 및 상기 걸림턱(42)에 의해 이동이 불가능하다. 따라서 상기 스톱링(50)을 중심으로 상기 로드 커버(40)와 상기 튜브(20)가 서로 반대 방향으로 이동하려는 힘이 작용한다. 이에 따라 상기 로드 커버(40)는 상기 튜브(20)에 견고하게 고정되는 효과가 발생한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유입 실린더 장치는, 스톱링에 의해 로드 커버와 튜브가 기계적으로 고정되므로 튜브의 내주면이나 플랜지에 나사 가공이 필요하지 않아 종래의 나사부 소착문제가 발생하지 않으며 플랜지 탭과 같이 가공이 어려운 공정이 불필요하므로 생산성이 향상되는 효과가 있다.

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 실린더 장치
20 : 튜브
22 : 스톱링 조립홈부
30 : 로드
35 : 피스톤
40 : 로드 커버
41 : 관통공
42 : 걸림턱
44 : 목부(neck)
46 : 수나사부
50 : 스톱링
60 : 브라켓

Claims (4)

1. 중공의 튜브;
   상기 튜브 내에 설치되어 상기 튜브의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드;
   상기 튜브의 일단부에 고정되며 상기 로드가 출몰할 수 있도록 관통공이 구비된 로드 커버;를 포함한 유압 실린더 장치에 있어서,
   상기 튜브의 내주면에 오목하게 형성된 스톱링 조립홈부;
   상기 스톱링 조립홈부의 외측으로 일부가 노출되도록 상기 스톱링 조립홈부에 결합 되며 절단된 링 형태로 이루어진 스톱링; 및
   상기 스톱링의 노출된 부위를 수용하며 상기 스톱링이 상기 튜브의 입구측으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 상기 로드 커버의 외주면에 형성된 걸림턱;을 구비하며,
   상기 로드 커버의 외주면 단부에는 수나사부가 구비되며,
   상기 수나사부에 나사결합되며 상기 튜브의 일단부에 가압 및 접촉되도록 조립됨으로써 상기 스톱링 조립홈부와 상기 걸림턱이 상기 스톱링에 서로 반대 방향으로 압력을 가하도록 하는 브라켓을 포함하며,
   상기 브라켓은 너트 형상의 부재이며, 상기 브라켓의 외주면에는 상기 브라켓에 토크를 가하기 위한 공구 결합부가 구비되며,
   상기 로드 커버는 상기 수나사부와 상기 걸림턱과 목부를 구비하며,
   상기 수나사부는 상기 로드 커버의 외주면에 형성된 나사부이며,
   상기 목부는 상기 걸림턱을 기준으로 상기 로드 커버의 외측단부쪽으로 형성되며,
   상기 목부는 상기 튜브의 내경보다 더 작은 외경을 가지도록 형성되며,
   상기 목부는 상기 로드 커버의 외주면에 형성되며, 상기 걸림턱을 기준으로 상기 튜브의 내주면과 이격되도록 간격을 가지도록 형성되며,
   상기 목부는 상기 튜브의 내주면으로부터 상기 스톱링의 두께의 1/2 만큼 이격되도록 형성되며,
   상기 스톱링은 탄성 변형을 하여 외경이 줄어들면서 상기 스톱링 조립홈부에 결합되며,
   상기 스톱링의 일측면은 상기 스톱링 조립홈부에 의해 가압 되며,
   상기 스톱링의 타측면은 상기 걸림턱에 의해 가압되며,
   상기 스톱링에는 상기 브라켓에 의해 상기 로드 커버를 상기 튜브의 외측으로 이탈시키려는 힘이 작용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스톱링 조립홈부는 상기 튜브의 입구에서 멀어지는 방향으로 완만한 경사를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 로드 커버는 상기 걸림턱으로부터 상기 로드 커버의 외측단까지 상기 튜브와 이격되도록 형성된 것을 특징으로 하는 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치.
4. 제1항에 있어서,
   종단면 상에서 상기 스톱링의 상반구는 상기 스톱링 조립홈부가 지지하고 상기 스톱링의 하반구는 상기 걸림턱이 지지하도록 배치된 것을 특징으로 하는 로드 커버와 튜브가 스톱링으로 고정된 유압 실린더 장치.

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