KR102108431B1 - 회전 기능을 갖는 실린더 구조 - Google Patents

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KR102108431B1
KR102108431B1 KR1020190001117A KR20190001117A KR102108431B1 KR 102108431 B1 KR102108431 B1 KR 102108431B1 KR 1020190001117 A KR1020190001117 A KR 1020190001117A KR 20190001117 A KR20190001117 A KR 20190001117A KR 102108431 B1 KR102108431 B1 KR 102108431B1
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Abstract

본 개시 내용은 실린더 구조를 제시하며, 상기 실린더 구조는 튜브 어셈블리 내측으로 삽입되는 로드 어셈블리; 상기 로드 어셈블리의 내측에 고정 연결되며, 샤프트 홈을 따라 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 수행하는 샤프트; 및 상기 로드 어셈블리의 상단에 결합되어 상기 로드 어셈블리와 일체로 상기 전진 및 회전 동작과 상기 후진 및 회전 동작을 수행하는 암을 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 실린더 구조는 타 장치 또는 구조물을 클램핑하기 위해 적용될 수 있으며, 중장비 링크 부분의 안전핀 기능을 수행하도록 적용되어 운전자 조작에 의한 편리한 잠금/풀림 기능을 구현할 수 있다.

Description

회전 기능을 갖는 실린더 구조{CYLINDER STRUCTURE HAVING A ROTATION FUNCTION}
본 발명은 실린더 구조에 관한 것이며, 보다 상세하게는 회전 기능을 갖는 실린더 구조에 관한 것이다.
유압 또는 공압 실린더는 압력 펌프에서 발생한 유압(또는 공압)의 힘을 이용하여 실린더에 유체(기체)를 주입함으로써 유체(기체)에 의한 압력으로 피스톤을 움직하게 할 수 있다. 피스톤과 연결된 로드(rod)는 유압(공압)에 의해 전진 동작을 수행할 수 있으며, 또한 반대 방향의 유압(공압)에 의해 후진 동작을 수행할 수 있다.
또한, 전술한 유압 또는 공압 실린더는 다른 장치 또는 구조물을 클램핑(clamping)하기 위한 장치에 이용될 수 있다. 종래의 경우, 실린더의 동작과 결속하기 위한 클램프는 별도의 공정(예를 들어, 실린더를 전진 또는 후진 상태로 두고 실린더의 로드 말단에 클림핑용 지그(jig)를 일정 방향으로 가설한 후 로드를 전진 또는 후진시켜 대상 장치에 클램핑시키는 공정)을 수반해야 한다. 이러한 별도의 공정은 볼트 및 너트를 이용하여 클램프를 고정시키고 높이 조절 지그를 이용하여 높이를 조정하게 된다. 따라서, 별개의 클랭핑 공정이 필요하기 때문에, 반복적인 동일 작업으로 인한 작업자의 피로도 증가, 수작업으로 인한 안전사고 가능성 증가 등의 문제점을 가지고 있다.
그러므로, 전술한 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 클램핑 또는 착탈용으로 다양한 범위에 적용될 수 있는 실린더 구조를 제시할 필요성이 있다.
특허문헌 1: 등록실용신안공보 제20-0419789호(2006.06.27)
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 회전 기능을 갖는 실린더 구조 및 이를 이용한 클램핑 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 구조가 제시된다. 상기 실린더 구조는, 튜브 어셈블리 내측으로 삽입되는 로드 어셈블리; 상기 로드 어셈블리의 내측에 고정 연결되며, 샤프트 홈을 따라 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 수행하는 샤프트; 및 상기 로드 어셈블리의 상단에 결합되어 상기 로드 어셈블리와 일체로 상기 전진 및 회전 동작과 상기 후진 및 회전 동작을 수행하는 암(arm)을 포함할 수 있다.
상기 샤프트 홈은 상기 로드 어셈블리를 직진시키는 제 1 구간, 상기 로드 어셈블리를 회전시키는 제 2 구간 및 상기 로드 어셈블리를 직진시키는 제 3 구간을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 제 2 구간은 상기 로드 어셈블리가 0~360도 회전하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 실린더 구조는 상기 로드 어셈블리의 상기 전진 및 회전 동작 및 상기 후진 및 회전 동작을 위해 상기 샤프트 홈을 따라 이동하는 볼 베어링을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 실린더 구조는, 상기 튜브 어셈블리를 수용하는 헤드 커버에 형성되며, 상기 전진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 1 포트 및 상기 후진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 2 포트를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로의 압력 인가는 전자 제어 장치에 의해 제어가능하다.
또한, 상기 실린더 구조의 암은 상기 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태 및 상기 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태 중 하나에서 상기 암과 접촉된 장치 또는 구조물을 클램핑(clamping)하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실린더 구조; 및 잠김 상태로 동작하는 상기 실린더 구조의 암과 안전턱에서 접촉되어 상기 암에 의해 클램핑되는 걸림쇠(hitch)을 포함하는, 클램핑 구조가 제시된다. 상기 실린더 구조는, 튜브 어셈블리 내측으로 삽입되는 로드 어셈블리; 상기 로드 어셈블리의 내측에 고정 연결되며, 샤프트 홈을 따라 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 수행하는 샤프트; 및 상기 로드 어셈블리의 상단에 결합되어 상기 로드 어셈블리와 일체로 상기 전진 및 회전 동작과 상기 후진 및 회전 동작을 수행하는 암을 포함할 수 있다. 상기 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태 및 상기 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태 중 하나는 상기 잠김 상태이며 다른 하나는 풀림 상태일 수 있다.
또한, 상기 클램핑 구조는 중장비(Heavy Equipment) 링크 부분에 적용될 수 있다. 상기 실린더 구조의 헤드 커버에 형성되는 상기 전진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 1 포트 및 상기 후진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 2 포트로의 압력 인가는 상기 중장비의 전자 제어 장치에 의해 제어가능하다.
본 발명의 다른 양상들, 장점들 및 특징들은 다음의 섹션들: 도면의 간단한 설명, 상세한 설명 및 청구범위를 포함하는 전체 출원 명세서에 기재된 내용에 기초하여 보다 명백해질 것이다.
본 개시 내용에 따르면, 실린더의 로드 어셈블리가 설계된 각도만큼(예컨대, 0~360도만큼) 회전운동을 함으로써 전후진 동작뿐만 아니라 회전 동작까지 동시에 수행될 수 있는 실린더 구조를 제시함으로써, 종래의 실린더 동작으로 구현하지 못했던 다양한 동작을 구현가능하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 개시 내용에 따르면, 클램핑 또는 착탈용으로 실린더를 사용하는 경우에 클램핑용 지그를 가설하는 등의 별도의 공정을 수행해야할 필요없이 제시된 실린더 구조만으로 클램핑 또는 착탈용 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 개시 내용에 따르면, 굴착기, 트랙터와 같은 중장비를 운용시에 버켓과 같은 구성요소를 링크/링크 해제하는데 있어 사람의 수작업이 동반되어야 하기 때문에 안전상 위험성이 있었으나, 제시된 실린더 구조를 중장비 링크 부분에 적용함으로써 안전핀 역할을 수행하게 할 수 있고, 운전석에서 락(lock)/언락(unlock) 조작을 간편하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 실린더 구조의 분리 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 상태에 있는 피스톤을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 상태에 있는 실린더 및 금형물을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠김 상태에 있는 피스톤을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형물 및 금형물을 고정시키는 잠김 상태에 있는 실린더를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더의 샤프트 홈을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠김 상태로 안전핀 기능을 수행하는 실린더 및 그에 연결된 걸림쇠를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠김 상태에서 풀림 상태로 전환하는 실린더 및 걸림쇠를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 상태에 도달한 실린더 및 걸림쇠를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 구조가 적용될 수 있는 굴착기 부분을 나타낸 예시적인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.
본 개시 내용의 실린더 구조는 유체 또는 기체의 압력에 의해 동작하는 유압 또는 공압 실린더일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 아래에서는 설명의 편의를 위해 유압에 의해 동작하는 실린더로서 관련 내용을 기술할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 실린더 구조의 분리 사시도이다.
도 1의 실린더 구조(100)는 적어도 헤드 커버(130), 튜브 어셈블리(140), 샤프트(170), 피스톤(200), 로드 어셈블리(190), 암(arm)(200) 및 로드 커버(240)를 포함할 수 있다. 헤드 커버(130)는 튜브 어셈블리(140)를 수용하도록 형성될 수 있으며, 도 1에서는 사각형 형상으로 예시되어 있으나 구현예에 따라 다른 형상(원형, 타원형 등)으로 형성될 수 있다. 헤드 커버(130)는 전진 및 회전 동작을 위한 유압을 입력받는 A-포트(110) 및 후진 및 회전 동작을 위한 유압을 입력받는 B-포트(120)를 포함할 수 있다. 도 1의 실린더 구조(100)는 클램핑 또는 착탈 동작을 위해 중장비(Heavy Equipment)와 같은 장치에 적용될 수 있으며, 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 제어하기 위해 A-포트(110) 및 B-포트(120)로의 유압 인가는 상기 장치에 설치된 전자 제어 장치에 의해 제어가능하도록 구현될 수 있다. 또한, 헤드 커버(130)는 별도의 도면부호로 표시하지는 않았으나 샤프트(170)의 전후진/회전 동작을 위해 사용되는 베어링(예를 들어, 볼 베어링(160))이 장착되는 리어 커버(rear cover)를 포함할 수 있다.
튜브 어셈블리(140)는 하단이 헤드 커버(130)에 수용되며, 내측에 로드 어셈블리(190)가 삽입될 수 있는 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 후술할 바와 같이, 샤프트(170), 피스톤(200), 로드 어셈블리(190), 암(220) 및 로드 커버(240)가 일체로 조립된 피스톤(200)은 튜브 어셈블리(140) 내측에서 이동하면서 전후진/회전 동작을 수행할 수 있다. 튜브 어셈블리(140)는 내측에 나사산(thread) 형상을 포함할 수 있으며, 실린더 구조(100)의 고정 지지대 역할을 할 수 있다. 튜브 어셈블리(140)의 상단 내측에는 더스트 씰(dust seal)(150)이 삽입될 수 있으며, 더스트 씰(150)은 먼지와 같은 이물질이 튜브 어셈블리(140) 내측으로 들어가지 않도록 방지하는 기능을 수행할 수 있으며, 피스톤(200)과 접촉될 수 있다.
샤프트(170)는 로드 어셈블리(190)의 내측에 고정 연결되며, 하단에 형성된 샤프트 홈(180)을 따라 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 볼 베어링(160)이 적용되어 인가된 유압에 의해 샤프트 홈(180)을 따라 이동함으로써 샤프트(170)의 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 가능하게 할 수 있다. 샤프트 홈(180)은 A-포트(110)로의 유압 인가시에 전진 및 회전 동시 동작이 가능하도록 그리고 B-포트(120)로의 유압 인가시에 반대 동작으로서 후진 및 회전 동시 동작이 가능하도록 형성될 수 있으며, 이에 대하여는 보다 상세하게 후술될 것이다. 도 1에서는 2개의 볼 베어링(160)이 예시되어 있으며, 각 볼 베어링(160)이 동일한 이동경로를 따를 수 있도록, 도 1에서는 하나의 샤프트 홈(180)만 도시되어 있지만, 샤프트(170) 하단에 대칭되게 2개의 샤프트 홈들이 형성될 수 있다. 또한, 구현예에 따라 2개보다 많은 볼 베어링들 및 2개보다 많은 샤프트 홈들을 가지도록 실린더 구조(100)가 형성될 수 있다.
피스톤(200)은 로드 어셈블리(190)의 하단에 일체로 결합되어 전술한 전진 및 회전 동작 및 후진 및 회전 동작을 수행할 수 있다. 로드 어셈블리(190)는 샤프트(170)가 내측에 고정 연결될 수 있도록, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트 고정 핀(230)을 내측에 포함할 수 있으며, 샤프트(170)는 샤프트 고정 핀(230)에 결합되도록 대응하는 형상의 구멍을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 도 1은 고정 핀으로 샤프트(170)와 로드 어셈블리(190)를 고정 연결시키는 구성을 예시하고 있으나, 샤프트(170) 및 로드 어셈블리(190)의 조립은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 적용될 수 있는 다른 방식으로 구현될 수도 있다.
암(220)은 로드 어셈블리(190)의 상단에 결합될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 로드 어셈블리(190)의 상단부 형상에 대응되는 구멍을 가지도록 형성되어 로드 어셈블리(190)과 일체로 결합될 수 있다. 또한, 암(220)이 로드 어셈블리(190)와 일체로 동작할 수 있도록, 암(220)을 고정시키기 위한 로드 커버(240)가 암(220)의 구멍을 통과한 로드 어셈블리(190)의 상단부와 결합될 수 있다. 암(220)은 로드 어셈블리(190)와 일체로 전진 및 회전 동시 동작과 후진 및 회전 동시 동작을 수행할 수 있다. 후술할 바와 같이, 암(220)은 전술한 동작들을 통해 다른 장치 또는 구조물에 대하여 클램핑 또는 착탈(lock/unlock) 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 암(220)은 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태 및 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태 중 하나에서 상기 암과 접촉된 장치 또는 구조물을 클램핑하도록 구성될 수 있다.
전술한 전진 및 회전 동작은 후진 및 회전 동작이 완료된 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 상태로 이동하기 위해 수행될 수 있다. 상기 제 2 상태에서 볼 베어링(160)은 샤프트 홈의 최상단(도 3a 참조)에 위치할 수 있다. 예시적으로, A-포트(110)로 유압이 인가되면, 리어 커버에 조립된 닛블(nipple)을 통해서 유압이 전달되어 피스톤(200)이 전진할 수 있다. 볼 베어링(160)은 유압에 의해 샤프트 홈(180)의 최상단에서 최하단으로 이동하며, 이에 의해 피스톤(200)은 전진하면서 전진 및 회전 동시 동작을 수행하고, 암(220)은 샤프트 홈(180)에 의해 설계된 각도만큼 회전을 하게 된다.
전술한 후진 및 회전 동작은 전진 및 회전 동작이 완료된 상기 제 1 상태에서 상기 제 2 상태로 이동하기 위해 수행될 수 있다. 상기 제 1 상태에서 볼 베어링(160)은 샤프트 홈의 최하단(도 2a 참조)에 위치할 수 있다. 예시적으로, B-포트(120)로 유압이 인가되면, 리어 커버에 조립된 닛블을 통해서 유압이 전달되어 피스톤(200)이 후진할 수 있다. 볼 베어링(160)은 유압에 의해 샤프트 홈(180)의 최하단에서 최상단으로 이동하며, 이에 의해 피스톤(200)은 후진하면서 후진 및 회전 동시 동작을 수행하고, 암(200)은 샤프트 홈(180)에 의해 설계된 각도만큼 (전진 및 회전 동작과는 반대 방향으로) 회전을 하게 된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 상태에 있는 피스톤을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 2a에 도시된 일체로 결합된 피스톤(200)은 전진 및 회전 동작이 완료된 상기 제 1 상태에 대응할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 상기 제 1 상태는 풀림 상태에 대응할 수 있으며, 샤프트 홈(180)은 암(200)이 90도 회전할 수 있도록 설계될 수 있다. 피스톤(200)의 전진 및 회전 동작에 의해 볼 베어링(160)은 샤프트 홈(180)의 최상단에서 최하단으로 이동되었으며, 도 2a에 예시된 샤프트 홈(180)의 경로에 따라 암(220)은 시계 방향으로 90도 회전되어 풀림 상태(즉, 제 1 상태)에 위치할 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 상태에 있는 실린더 및 금형물을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 실린더 구조(100)는 전진 및 회전 동작이 완료된 상태이므로 로드 어셈블리(190)가 튜브 어셈블리(140)로부터 상승한 상태에 있다. 이러한 풀림 상태에서 볼 베어링(160)은 샤프트 홈(180)의 최하단에 위치할 수 있으며, 유압이 주입되지 않은 상태이다. 이러한 풀림 상태에서 암(220)은 상승되어 있기 때문에 금형물(210)과 접촉하지 않는다.
후술할 바와 같이, 실린더 구조(100)가 풀림 상태에서 잠김 상태로 전환하면 암(200)은 금형물(210)을 클램핑하도록 동작할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠김 상태에 있는 피스톤을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 3a에 도시된 일체로 결합된 피스톤(200)은 후진 및 회전 동작이 완료된 상기 제 2 상태에 대응할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 상기 제 2 상태는 잠김 상태에 대응할 수 있으며, 샤프트 홈(180)은 암(220)이 90도 회전할 수 있도록 설계될 수 있다. 피스톤(200)의 후진 및 회전 동작에 의해 볼 베어링(160)은 샤프트 홈(180)의 최하단에서 최상단으로 이동되었으며, 도 3a에 예시된 샤프트 홈(180)의 경로에 따라 암(220)은 반시계 방향으로 90도 회전되어 잠김 상태(즉, 제 2 상태)에 위치할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형물 및 금형물을 고정시키는 잠김 상태에 있는 실린더를 나타낸 예시적인 도면이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 실린더 구조(100)는 후진 및 회전 동작이 완료된 상태이므로 로드 어셈블리(190)가 튜브 어셈블리(140)로부터 하강한 상태에 있다. 이러한 잠김 상태에서 볼 베어링(160)은 샤프트 홈(180)의 최상단에 위치할 수 있으며, 암(200)은 하강되어 금형물(210)과 접촉하고 금형물(210)을 클램핑시킬 수 있다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더의 샤프트 홈을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 3c는 도 3a의 샤프트 홈(180)이 형성된 샤프트 하단부(300)를 상세하게 도시하고 있다. 샤프트 홈(180)은 로드 어셈블리(140)를 직진시키는 A구간, 로드 어셈블리(140)를 회전시키는 B구간 및 로드 어셈블리(140)를 직진시키는 C구간을 포함하도록 형성될 수 있다. 또한, B구간은 로드 어셈블리(140)가 90도 회전할 수 있도록 형성될 수 있다. 예시적으로, A구간은 1.65cm, B구간은 1.85cm, C구간은 0.6cm가 되도록 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실린더 구조(100)가 적용되는 대상 및 회전각도에 따라 각 구간의 길이는 상이하게 제조될 수 있다. 또한, 샤프트 홈(180)의 B구간은 구현예에 따라 90도가 아닌 다른 각도(예컨대, 45도, 135도, 180도 등의 0~360도 사이의 각도)만큼 암(220)이 회전할 수 있도록 피치 및/또는 길이가 조정될 수 있다.
실린더 구조(100)는 도 2b에 도시된 풀림 상태에서 도 3b에 도시된 잠김 상태로 전환될 수 있으며, 이를 위해 전술한 바와 같이 피스톤(200)은 후진 및 회전 동작을 수행하게 된다. 이러한 후진 및 회전 동작에서 볼 베어링(160)은 C구간에서 직진 운동을 시작하고, B구간을 이동하면서 암(220)이 반시계 방향으로 90도 회전하게 하며, A구간에서 다시 직진하면서 암(220)이 금형물(210)을 고정시키기 위한 정압이 피스톤(200)에 가해지도록 할 수 있다.
또한, 실린더 구조(100)는 도 3b에 도시된 잠김 상태에서 도 2b에 도시된 풀림 상태로 전환될 수 있으며, 이를 위해 전술한 바와 같이 피스톤(200)은 전진 및 회전 동작을 수행하게 된다. 이러한 전진 및 회전 동작에서 볼 베어링(160)은 A구간에서 C구간으로 이동하면서 암(220)이 반대의 동작(즉, 시계 방향으로 90도 회전)을 하게 할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠김 상태로 안전핀 기능을 수행하는 실린더 및 그에 연결된 걸림쇠를 나타낸 예시적인 도면이다.
본 발명의 실린더 구조(100)는 굴착기, 트랙터와 같은 중장비의 링크 부분에 적용되어 착탈 기능을 수행하도록 구현될 수 있다. 이러한 구현예에서, 실린더 구조(100)는 도 2 및 3에서의 실시예와 상이하게 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태를 잠김 상태로서 동작시킬 수 있으며 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태를 풀림 상태로서 동작시킬 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 실린더 구조(100) 및 걸림쇠(hitch)(400) 구조는 클램핑 구조로서 구현될 수 있다. 잠김 상태로 동작하기 위해 실린더 구조(100)는 상기 제 2 상태에서 전진 및 회전 동작을 통해 상기 제 1 상태로 이동할 수 있다. A-포트(110)로 유압이 가해지면, 암(220)은 전진하면서 반시계방향으로 90도 회전하여 걸림쇠(400)의 안전턱(410)에 접촉되어 걸림쇠(400)를 클램핑시킬 수 있다. 예컨대 고정핀과 같은 연결수단을 통해 걸림쇠(400)에 버컷(bucket), 브레이커(breaker)와 같은 장치가 연결된 경우에, 잠김 상태에서 암(220)은 고정핀이 빠지지 않도록 안전턱(410)에 걸리게 된다. 따라서, 암(220)은 걸림쇠(400)에 연결된 장치가 걸림쇠에서 빠지거나 밀리지 않도록 걸림쇠(400)를 추가로 고정시키는 2차 클램핑 기능을 수행할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠김 상태에서 풀림 상태로 전환하는 실린더 및 걸림쇠를 나타낸 예시적인 도면이다.
실린더 구조(100)의 암(220)이 안전턱(410)에 클램핑되어 있는 잠김 상태에서, B-포트(120)로 유압이 가해지면, 암(220)은 후진하면서 시계방향으로 회전하기 시작하고 안전턱(410)과 떨어지게 된다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림 상태에 도달한 실린더 및 걸림쇠를 나타낸 예시적인 도면이다.
암(220)은 후진 및 회전 동작을 계속함으로써 후진하면서 시계방향으로 90도 회전하여 풀림 상태에 도달할 수 있다. 이에 따라, 2차 클램핑 기능을 수행하던 암(200)이 걸림쇠(400)의 안전턱(410)에서 제거됨으로써, 걸림쇠(400)는 고정핀으로 연결된 다른 장치가 연결 해제되기 용이한 상태가 될 수 있다.
한편, 도 4에서는 예시적으로 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태를 잠김 상태로 하고 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태를 풀림 상태로 하여 클램핑 구조의 동작을 설명하였으나, 구현예에 따라 제 1 상태를 풀림 상태로 하고 제 2 상태를 잠김 상태로 하도록 클램핑 구조를 설계할 수도 있다.
또한, 도 4에서 설명된 클램핑 구조는 중장비(Heavy Equipment) 링크 부분에 적용될 수 있다. 이러한 구현예에서, A-포트(110) 및/또는 B-포트(120)로의 유압 인가는 중장비의 전자 제어 장치에 의해 제어가능하게 설계될 수 있다. 이러한 구현을 통해, 중장비의 운전석에서의 간편한 락(lock)/언락(unlock) 조작을 가능하게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 구조가 적용될 수 있는 굴착기 부분을 나타낸 예시적인 도면이다.
도 4에서 설명된 실린더 구조(100) 및 걸림쇠(400)를 포함하는 클램핑 구조는 도 5에 도시된 굴착기의 링크 부분에 적용될 수 있다. 굴착기의 버켓 상단부에 있는 고정핀(500)이 굴착기 본체의 끝단에 있는 링크 부분의 걸림쇠(400)에 연결될 수 있으며, 본 발명의 실린더 구조(100)는 걸림쇠(400)와 함께 클랭핑 구조로서 구현되어 굴착기에서의 버켓 연결/분리를 용이하게 할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
100: 실린더 구조
110: A-포트
120: B-포트
130: 헤드 커버
140: 튜브 어셈블리
150: 더스트 씰
160: 볼 베어링
170: 샤프트
180: 샤프트 홈
190: 로드 어셈블리
200: 피스톤
210: 금형물
220: 암
230: 샤프트 고정 핀
240: 로드 커버
300: 샤프트 하단부
400: 걸림쇠
410: 안전턱
500: 고정핀

Claims (12)

  1. 실린더 구조로서,
    튜브 어셈블리;
    상기 튜브 어셈블리 내측으로 삽입되는 로드 어셈블리;
    상기 로드 어셈블리의 내측에 고정 연결되며, 샤프트 홈을 따라 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 수행하는 샤프트;
    상기 로드 어셈블리의 상단에 결합되어 상기 로드 어셈블리와 일체로 상기 전진 및 회전 동작과 상기 후진 및 회전 동작을 수행하는 암(arm);
    상기 튜브 어셈블리의 하단을 수용하도록 형성되는 헤드커버; 및
    상기 로드 어셈블리의 상기 전진 및 회전 동작 및 상기 후진 및 회전 동작을 위해 상기 샤프트 홈을 따라 이동하는 볼 베어링
    을 포함하며,
    상기 암은 상기 로드 어셈블리의 상단부 형상에 대응되는 구멍을 가지며, 상기 실린더 구조는 상기 암의 구멍을 통과한 상기 로드 어셈블리의 상단부와 결합하도록 형성되는 로드커버를 포함하고,
    상기 헤드커버는,
    상기 전진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 1 포트 및 상기 후진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 2 포트, 및
    상기 헤드커버의 하단으로 돌출되어 내측에 상기 샤프트 홈이 형성된 상기 샤프트의 단부를 수용하도록 형성되며, 상기 볼 베어링이 장착되는 리어커버를 포함하는,
    실린더 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 홈은 상기 로드 어셈블리를 직진시키는 제 1 구간, 상기 로드 어셈블리를 회전시키는 제 2 구간 및 상기 로드 어셈블리를 직진시키는 제 3 구간을 포함하도록 형성되는,
    실린더 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 구간은 상기 로드 어셈블리가 90도 회전하도록 형성되는,
    실린더 구조.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로의 압력 인가는 전자 제어 장치에 의해 제어가능한,
    실린더 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 암은 상기 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태 및 상기 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태 중 하나에서 상기 암과 접촉된 장치 또는 구조물을 클램핑(clamping)하도록 구성되는,
    실린더 구조.
  8. 클램핑 구조로서,
    실린더 구조; 및
    잠김 상태로 동작하는 상기 실린더 구조의 암과 안전턱에서 접촉되어 상기 암에 의해 클램핑되는 걸림쇠(hitch)를 포함하며,
    상기 실린더 구조는,
    튜브 어셈블리;
    상기 튜브 어셈블리 내측으로 삽입되는 로드 어셈블리;
    상기 로드 어셈블리의 내측에 고정 연결되며, 샤프트 홈을 따라 전진 및 회전 동작과 후진 및 회전 동작을 수행하는 샤프트;
    상기 로드 어셈블리의 상단에 결합되어 상기 로드 어셈블리와 일체로 상기 전진 및 회전 동작과 상기 후진 및 회전 동작을 수행하는 암;
    상기 튜브 어셈블리의 하단을 수용하도록 형성되는 헤드커버; 및
    상기 로드 어셈블리의 상기 전진 및 회전 동작 및 상기 후진 및 회전 동작을 위해 상기 샤프트 홈을 따라 이동하는 볼 베어링
    을 포함하며,
    상기 암은 상기 로드 어셈블리의 상단부 형상에 대응되는 구멍을 가지며, 상기 실린더 구조는 상기 암의 구멍을 통과한 상기 로드 어셈블리의 상단부와 결합하도록 형성되는 로드커버를 포함하고,
    상기 헤드커버는,
    상기 전진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 1 포트 및 상기 후진 및 회전 동작을 위한 압력을 입력받는 제 2 포트, 및
    상기 헤드커버의 하단으로 돌출되어 내측에 상기 샤프트 홈이 형성된 상기 샤프트의 단부를 수용하도록 형성되며, 상기 볼 베어링이 장착되는 리어커버를 포함하고,
    상기 전진 및 회전 동작이 완료된 제 1 상태 및 상기 후진 및 회전 동작이 완료된 제 2 상태 중 하나는 상기 잠김 상태이며 다른 하나는 풀림 상태인,
    클램핑 구조.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 샤프트 홈은 상기 로드 어셈블리를 직진시키는 제 1 구간, 상기 로드 어셈블리를 회전시키는 제 2 구간 및 상기 로드 어셈블리를 직진시키는 제 3 구간을 포함하도록 형성되는,
    클램핑 구조.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 클램핑 구조는 중장비(Heavy Equipment) 링크 부분에 적용되며,
    상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로의 압력 인가는 상기 중장비의 전자 제어 장치에 의해 제어가능한,
    클램핑 구조.
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KR100488442B1 (ko) * 1996-04-16 2005-08-04 가부시키가이샤 코스멕 유체압 실린더 장치
KR200419789Y1 (ko) 2006-04-05 2006-06-27 이홍균 마스터 기능을 구비한 실린더식 잠금장치
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