KR102268126B1 - 리프트 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

리프팅 작용을 할 수 있게 튜브에 작동 유체를 저장하고 공기를 공급/배출함에 따라 이 작동 유체를 튜브에 공급/회수/차단하여 리프팅 작업이 이루어지게 하는 유체 탱크를 텔레스코픽 실린더에서 분리하여 구성함하고 또한, 유체 탱크에서 튜브에 작동 유체를 공급/회수/차단하는 유체 밸브와 유체 탱크에 공기를 공급/배출하여 작동 유체를 제어하는 공기 밸브에서 스풀 작동을 위해 에어 실린더를 이용함으로써, 저렴하게 제작하면서도 안전하고 사용할 수 있을 뿐만 아니라 쉽고 편리하게 유지 보수할 수 있다. 또한, 공기 밸브에 구성하는 여러 포트가 밸브 보디를 기준으로 서로 교차하게 형성함으로써, 이웃한 포트 사이에 충분한 공간을 확보하여 포트를 용접하지 않고 탭 가공하여 쉽게 조립하여 안전하면서도 편리하게 사용할 수 있다.

Description

리프트 실린더 장치{TELESCOPIC-TYPE LIFT CYLINDER APPARATUS}

본 발명은 리프트 실린더 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리프트 실린더에서 유체 탱크를 분리함으로써, 시공해야 할 부분을 최소화하여 리프트 실린더 장치를 쉽고 편리하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라 시공 후에도 쉽게 유지보수할 수 있게 한 것이다. 또한, 리프트 실린더 제어에 사용하는 공기 밸브와 실질적으로 텔레스코픽 실린더 작동에 사용하는 작동 유체를 제어하는 유체 밸브를 작동하게 하는 액추에이터로 에어 실린더를 이용함으로써, 저렴하면서도 구조가 간단하여 유지 보수가 쉬울 뿐만 아니라 내구성을 높여 오랫동안 안전하게 사용할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 중량물을 들어올리거나 옮길 때는 실린더와 같은 유압장치를 많이 사용한다. 유압장치는 여러 가지 유압요소 기기를 유기적으로 조합한 장치로, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)에는 자동차를 수리하거나 정비할 때 사용하는 자동차용 리프트에 관한 기술이 개시되어 있다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1672170호

실린더 리프트에 관한 것으로, 실린더 작동에 필요한 유체를 흐르게 하거나 차단하는 제어 수단을 기계식으로 구성하여 기존 전기식으로 제어할 때 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있고, 또한 로드가 튜브에 장착한 커버에 미리 정한 간격만큼 떨어지게 설치한 적어도 하나의 라이너를 통해 슬라이딩 지지를 받으면서 길이 방향으로 움직이게 구성하므로 로드가 튜브 내면과 접하는 면적을 최소화하여 저렴하면서도 쉽게 제작하여 사용할 수 있게 한 것이다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1789587호

실린더가 다단으로 신축할 수 있게 구성하여 실린더의 길이를 줄이면서도 작동 거리를 늘릴 수 있게 구성하여 좁은 설치 공간에서도 실린더 리프트를 쉽고 편리하게 설치하여 안전하고 사용할 수 있고, 실린더 작동에 필요한 유체 흐름을 기계식으로 여닫을 수 있게 구성하여 누전과 화재와 같은 안전사고를 미리 방지할 수 있으며, 또한 바(Bar)로 유체 흐름을 제어할 수 있게 구성하여 간단한 구조로 정확하고 신속하게 유체 흐름을 제어할 수 있다. 그리고 다단으로 신축하는 회전 방지수단을 로드가 신축할 때 함께 신축하면서 상판을 고정할 수 있게 구성하므로, 쉽고 편리하게 상판이 회전하지 않게 고정하여 안전하고 편리하게 사용할 수 있다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1794474호

실린더 리프트에 관한 것으로, 실린더 작동에 필요한 유체를 흐르게 하거나 차단하는 제어 수단을 기계식으로 구성하여 기존 전기식으로 제어할 때 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있고, 또한 로드가 튜브에 장착한 커버에 미리 정한 간격만큼 떨어지게 설치한 적어도 하나의 라이너를 통해 슬라이딩 지지를 받으면서 길이 방향으로 움직이게 구성하므로 로드가 튜브 내면과 접하는 면적을 최소화하여 저렴하면서도 쉽게 제작하여 사용할 수 있게 한 것이다. 또한, 가이드 로드를 구성하여 필요할 때 이 가이드 로드를 상판에 고정하거나 분리할 수 있게 구성하므로, 상판을 회전할 필요가 있을 때는 가이드 로드의 고정을 해제하여 편리하고 안전하게 사용할 수 있게 한 것이다.

이러한 기존의 리트프 실린더 장치는 유체 탱크에 실질적으로 튜브를 승·하강하게 하는 작동 유체를 저장하고, 외부에서 유체 탱크에 압축 공기를 공급하여 그 압력으로 작동 유체를 튜브에 공급하거나 튜브에서 회수하여 리프팅 작용이 이루어지게 한다. 이때, 유체 탱크를 튜브에 일체로 구성함에 따라, 기존의 리프트 실린더 장치는 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 유체 탱크를 실린더에 일체로 구성함으로, 실린더의 크기가 커진다.

(2) 이에, 실린더와 함께 유체 탱크를 한 번에 시공해야 하므로, 시공 면적이 커질 뿐만 아니라 중량이 무거워서 한 번에 시공하기 어렵고, 시공한 뒤에 유지 보수가 어렵다.

(3) 특히, 시공하여 사용 중에 부품의 교환이나 수리 또는 점검이 필요할 때는 실린더 자체를 들어내서 이러한 작업을 해야 하므로, 불필요한 작업이 함께 이루어지게 되어 유지 보수가 어려울 뿐만 아니라 그 시간이 유지보수 비용이 많이 든다.

(4) 한편, 기존의 리프트 실린더 장치는 이처럼 튜브를 작동하게 하는 작동 유체를 공급/회수하는 유체 밸브와 작동 유체에 압력을 가해 실질적으로 실린더를 제어하는 공기의 공급/차단할 수 있게 공기 밸브를 사용한다. 이때, 이들 유체 밸브와 공기 밸브는 그 작동에 사용하는 액추에이터로 솔레노이드밸브를 사용함에 따라 다음과 같은 문제가 발생한다.

(5) 일반적으로 솔레노이드밸브는 전자력을 사용하여 자동으로 밸브를 개폐하므로 경량의 중량물을 사용하는 유압 장치에는 적합하나, 무거운 중량물을 제어하는데 사용하는 데는 적합하지 않다.

(6) 또한, 솔레노이드밸브에는 유체압력을 이용하여 서보 피스톤 등을 작동하게 하여 제어하는 방식이 있으나, 이러한 방식의 솔레노이드밸브는 고가로 유압장치를 제작하는 비용이 많이 들어가게 된다.

(7) 특히, 솔레노이드밸브는 사용하려고 하는 곳에서 처리하는 중량물의 중량이 많이 나갈수록 솔레노이드밸브의 가격이 비선형적으로 비싸지게 된다. 게다가, 중량이 많이 나가는 중량물에서는 솔레노이드밸브를 많이 사용하지 않아 소비 수량이 적어 제조 단가가 높아진다.

(8) 게다가 솔레노이드밸브는 고중량물을 충분히 지지하지 못해 누유의 위험이 있고, 이는 지지를 받던 고중량물이 아래로 내려앉을 수 있어 작업자에게 위협을 가할 수 있다.

(9) 이에, 중량이 많이 나가는 중량물에 사용하는 솔레노이드밸브는 그 자체의 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 수리 보수에도 어려움이 있어 중량이 많이 나가는 중량물의 제어에 적합하지 않다.

한국등록특허 제10-1672170호 (등록일: 2016.10.27) 한국등록특허 제10-1789587호 (등록일: 2017.10.18) 한국등록특허 제10-1794474호 (등록일: 2017.10.31)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 실질적으로 리프팅 작용을 할 수 있게 튜브에 작동 유체를 저장하고 공기를 공급/배출함에 따라 이 작동 유체를 튜브에 공급/회수/차단하여 리프팅 작업이 이루어지게 하는 유체 탱크를 텔레스코픽 실린더에서 분리하여 구성함으로써, 텔레스코픽 실린더의 전체 중량을 줄여 쉽고 편리하게 시공할 수 있을 뿐만 아니라 유체 탱크를 외부에 노출하게 시공할 수 있어 언제든지 쉽고 편리하게 유지 보수할 수 있게 한 리프트 실린더 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 이처럼 유체 탱크에서 튜브에 작동 유체를 공급/회수/차단하는 유체 밸브와 유체 탱크에 공기를 공급/배출하여 작동 유체를 제어하는 공기 밸브에서 스풀 작동을 위해 사용하는 액추에이터로 에어 실린더를 이용함으로써, 저렴하게 제작하면서도 안전하고 사용할 수 있을 뿐만 아니라 쉽고 편리하게 유지보수할 수 있게 한 리프트 실린더 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 3방 밸브 타입으로 이루어진 공기 밸브에 구성하는 여러 포트가 밸브 보디를 기준으로 서로 교차하게 형성함으로써, 이웃한 포트 사이에 충분한 공간을 확보하여 밸브 보디에 포트를 용접하지 않고 탭 가공하여 쉽게 조립하여 안전하면서도 편리하게 사용할 수 있게 한 리프트 실린더 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치는, 상판(420)을 들어올리거나 내릴 수 있게 적어도 두 개의 튜브(400', 400")로 이루어진 텔레스코픽 실린더(400); 상기 텔레스코픽 실린더(400)에서 분리하되 압축 공기를 공급받아 작동 유체를 상기 텔레스코픽 실린더(400)에 공급하는 유체 탱크(500); 상기 유체 탱크(500)에 압축 공기를 공급하거나 배출하는 공기 밸브(A); 및 상기 유체 밸브(B)의 공기 공급과 배출에 따라 유체 탱크(500)의 작동 유체를 상기 텔레스코픽 실린더(400)에 공급하거나 회수하게 하는 유체 밸브(B);를 포함하되;, 상기 유체 밸브(B)는, 길이 방향을 따라 길게 형성한 작동 유로(110), 상기 작동 유로(110)와 통하도록 형성하되 유체가 드나들게 하는 제1 포트(120)와 제2 포트(130)를 포함하는 밸브 보디(100); 상기 작동 유로(110)에 장착하여 길이 방향으로 움직이면서 상기 제1 포트(120)를 개폐하는 스풀(200); 및 상기 밸브 보디(100)에 장착하여 상기 스풀(200)을 작동하게 하는 액추에이터(300);를 포함하고;, 상기 공기 밸브(A)는, 길이 방향을 따라 길게 형성한 작동 유로(110), 상기 작동 유로(110)로 유체를 공급하는 공급 포트(120'), 상기 공급 포트(120')와 소정 거리 떨어져서 상기 작동 유로(110) 안의 유체를 배출하게 하는 배출 포트(130'), 및 상기 작동 유로(110)의 한쪽 끝에 형성한 작동 포트(140)를 포함하는 밸브 보디(100); 한쪽이 상기 작동 포트(140)에 통하고 다른 한쪽이 상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나에 연결할 수 있도록 내부 유로(220)를 갖추고, 상기 작동 유로(110) 안에서 길이 방향으로 움직임에 따라 상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나의 포트를 막아주는 스풀(200); 및 상기 밸브 보디(100)에 장착하여 상기 스풀(200)을 작동하게 하는 액추에이터(300);를 포함하며;, 상기 액추에이터(300)는, 에어 실린더인 것을 특징으로 한다.

특히, 제2 포트(130)는 상기 작동 유로(110)의 한쪽 끝에 연장하여 형성하고, 상기 제1 포트(120)는 상기 밸브 보디(100)의 외주에 상기 작동 유로(110)의 길이 방향과 교차하게 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130')는, 각각 상기 작동 유로(110)에 교차하여 유체 흐름이 이루어지도록 형성하되, 상기 작동 유로(110)의 길이 방향을 기준으로 높이 차이를 갖게 형성하여 텝 가공으로 장착할 수 있게 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 텔레스코픽 실린더(400)는, 튜브(400') 끝에 장착하여 안에서 길이가 신축하는 다른 튜브(400")를 지지하는 커버(410)에는, 미리 정한 간격을 두고 설치한 적어도 하나의 라이너(411); 및 유체가 새지 않도록 내면에 미리 정한 간격을 두고 설치한 적어도 하나의 실링(412);을 갖춘 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 스풀(200)에는, 유체의 흐름과 차단을 구획하는 부분에서 유체 누설을 최소화할 수 있도록 O 링(210)을 갖춘 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 리프트 실린더 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 텔레스코픽 실린더에서 작동 유체를 저장하는 유체 탱크를 분리하게 구성함으로, 리프트 실린더 장치를 시공할 때 텔레스코픽 실린더만 시공한 다음 유체탱크를 통해 작동 유체의 공급과 회수가 이루어지도록 리프트 실린더 장치를 시공함으로, 쉽고 편리하게 리프트 실린더 장치를 시공할 수 있다.

(2) 특히, 이처럼 유체 탱크를 텔레스코픽 실린더에서 분리하여 외부에 시공할 수 있으므로, 유체 탱크에서 작동 유체를 텔레스코픽 실린더로 공급/회수/차단하는 유체 밸브나 이 작동 유체에 압력을 가해 실질적인 제어에 사용하는 공기를 공급/배출하는 공기 밸브가 외부에 노출이 되어 있어 언제든지 쉽게 수리하거나 교환 또는 유지보수할 수 있다.

(3) 한편, 이러한 유체 밸브와 공기 밸브는 작동 유체나 공기의 흐름을 제어하는 스풀을 실질적으로 작동하게 하는 액추에이터로 에어 실린더를 이용함으로, 액추에이터를 구성하기 쉬울 뿐만 아니라 저렴하면서도 쉽게 구입하여 편리하게 사용할 수 있다.

(4) 특히, 에어 실린더는 고중량물에도 쉽게 적용하여 사용할 수 있으므로, 리프트 실린더와 같이 고중량물을 운반하거나 들어올릴 때도 안심하고 사용할 수 있다.

(5) 게다가 고중량물에 사용하는 에어 실린더도 쉽게 구입할 수 있으므로, 본 발명에 따른 유체 밸브나 공기 밸브를 쉽게 구성하여 제작할 수 있다.

(6) 구조가 간단하여 쉽게 파손되거나 고장이 나지 않아 내구성을 높일 수 있고 오랫동안 사용할 수 있어 유지 보수 비용을 줄일 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치가 상승한 상태를 보여주는 구성도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치가 하강한 상태를 보여주는 구성도로, (a)는 하강을 위해 작동 유체를 회수하는 상태를, (b)는 작동 유체를 회수하여 상판이 더는 내려가지 않게 위치를 고정한 상태를 각각 보여준다.
[도 3]은 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치에서 사용하는 튜브의 연결 구조를 보여주려고 확대한 단면도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치의 유체 밸브의 결합 상태를 보여주는 단면도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치의 유체 밸브의 구성을 보여주려고 분해한 도면이다.
[도 6]은 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치의 유체 밸브의 작동을 보여주는 단면도로, (a)는 유체의 흐름을 차단한 상태를, (b)는 유체가 유동할 수 있게 개방한 상태를 각각 보여준다.
[도 7]은 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치의 공기 밸브의 결합 상태를 보여주는 도면으로, (a)는 측단면도를, (b)는 평단면도를 각각 보여준다.
[도 8]은 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치의 공기 밸브 구성을 보여주려고 분해한 도면이다.
[도 9]는 본 발명에 따른 스풀에 형성한 내부 유로의 형상을 보여주는 평면도이다.
[도 10]은 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치의 공기 밸브의 작동을 보여주는 도면으로, (a)는 유체를 공급받는 상태의 정단면도를, (b)는 유체를 배출하는 상태의 측단면도를 각각 보여준다.
[도 11]은 본 발명에 따라 두 개의 튜브로 신축하는 텔레스코픽 실린더를 적용한 리프트 실린더 장치를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 리프트 실린더 장치는, [도 1] 내지 [도 10]과 같이, 적어도 2단의 텔레스코픽 실린더(400), 유체 탱크(500), 공기 밸브(A), 그리고 유체 밸브(B)를 포함한다.

특히, 상기 유체 탱크(500)는 텔레스코픽 실린더(400)에서 분리하여 외부에 장착함으로써, 접근성이 좋을 뿐만 아니라 텔레스코픽 실린더(400)의 구성을 단순화하여 쉽고 편리하게 시공하며, 시공한 뒤에도 유지 보수를 쉽고 편리하게 할 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 공기 밸브(A)와 유체 밸브(B)는 각각 밸브 보디(100), 스풀(200), 그리고 액추에이터(300)를 포함하고, 이때 상기 액추에이터(300)로는, 에어 실린더를 사용함으로써, 저렴하면서도 구조가 간단하여 오랫동안 사용할 수 있을 뿐만 아니라 중량물의 전체 중량을 고려하여 고중량물에 맞는 에어 실린더를 쉽게 제작하여 안전하게 사용할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

가. 텔레스코픽 실린더

텔레스코픽 실린더(400)는, [도 1] 내지 [도 3]과 같이, 적어도 두 개의 튜브(400', 400")가 다단으로 끼워져서 길이를 신축할 수 있도록 구성한다. 이때, 안에 작은 튜브(400")를 지지하는 크기가 큰 튜브(400')에는 작은 튜브(400")가 바깥으로 슬라이딩 안내하고 작동 유체가 새지 않도록 커버(410)를 갖추고, 가장 바깥에 있는 튜브에는 상판(420)을 갖춘다. [도 1] 및 [도 2]에서 세 개의 튜브가 텔레스코픽 형태가 되게 다단으로 끼워진 예를 보여주고 있고, [도 11]에서는 두 개의 튜브가 텔레스코픽 형태가 되게 다단으로 끼워진 예를 보여준다.

1. 커버

커버(410)는, [도 1] 내지 [도 3]과 같이, 실린더 형상으로 이루어져서 튜브(400')의 개방한 한쪽을 마감하여 작동 유체가 새지 않게 구성하고, 실린더 형상의 한쪽에는 플랜지를 돌출 형성하여 튜브(400')에 걸쳐지게 하여 다른 튜브(400")를 슬라이딩 지지할 때 커버(410)가 튜브(400') 안으로 강제로 빨려들거나 끼는 것을 방지할 수 있게 구성한다.

특히, 이처럼 튜브(400') 안으로 끼운 부분에는 안쪽 면에 미리 정한 간격을 두고 적어도 하나의 라이너(411)를 장착하여 이 튜브(400')에 끼워져서 슬라이딩 안내를 받는 다른 튜브(400")가 이 라이너(411)의 지지를 받아 길이 방향으로 움직일 수 있게 구성한다. 이는, 지름이 큰 튜브(400') 안에서 길이 방향으로 슬라이딩 하는 다른 튜브(400")가 이 라이너(411) 부분만큼만 접촉한 상태에서 슬라이딩하게 구성함으로써, 다른 튜브(400")가 신축할 때 받는 마찰 저항을 최소화할 수 있게 하기 위함이다. 즉, 기존의 텔레스코픽 실린더는 지름이 작은 튜브가 지름이 큰 튜브 안에서 내면 전체에 밀착하여 신축하게 구성함에 따라 지름이 큰 튜브의 내면과 지름이 작은 튜브의 외면 전체를 정밀하게 가공해야 한다. 하지만, 본 발명은 튜브(400') 내면에 다른 튜브(400")가 직접 닿지 않으므로, 이 튜브(400')의 내면에는 정밀 가공을 하지 않아도 되므로 정밀 가공하는 부분을 최소화하여 저렴하면서도 쉽고 신속하게 제작할 수 있게 한 것이다. 이러한 라이너(411)는 도면에서 두 개를 형성한 예를 보여준다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 라이너(411)는 기밀과 지지 기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 바람직하게는, 테플론 라이너를 이용하는 것이 좋다. 테플론(Teflon)은 듀퐁사의 상품명으로 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성과 낮은 마찰계수 등의 특성을 가진 것으로 알려졌다.

마지막으로, 상기 커버(410)는, [도 3]과 같이, 튜브(400")와 접하는 면에 적어도 하나의 실링(412)을 형성한다. 실링(412)은 이 튜브(400")가 그 길이 방향으로 움직일 때 커버(410)와의 틈새로 유체가 새지 않게 하기 위한 것으로, 본 발명이 속한 기술 분야에서 사용하는 실링을 사용한다. 그리고 상기 실링(412)은 상술한 라이너(411)보다 바깥쪽에 위치하도록 커버(410)에 장착하여 유체가 새지 않게 구성할 수 있음을 해당 업계 종사자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 이러한 실링(412)은 도면에서 두 개를 형성한 예를 보여준다.

2. 상판

상판(420)은, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 텔레스코픽 실린더(400)를 구성하는 여러 개의 튜브(400', 400") 중에서 가장 안쪽에 위치한 튜브 끝에 장착한다. 특히, 상판(420)은 리프트 실린더 장치의 사용 목적에 따라 다양한 형태로 제작한다. 예를 들어서, 자동차를 들어올리는 리프트 실린더 장치일 때 상기 상판(410)은 타이어 부분을 안내하고 타이어를 통해 자동차를 지지하므로, 평면 형상이 "H"자 형태가 되게 제작할 수 있다.

나. 유체 탱크

유체 탱크(500)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 텔레스코픽 실린더(400)의 신축 작용에 필요한 작동 유체를 저장했다가 필요할 때 텔레스코픽 실린더(400)에 공급하거나 공급했던 작동 유체를 다시 회수하여 저장하게 하는 탱크이다. 이때, 작동 유체의 공급과 회수는 외부에서 이 유체 탱크(500) 안으로 압축 공기를 공급하거나 배출하는 제어를 통해 이루어진다.

특히, 상기 유체 탱크(500)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 텔레스코픽 실린더(400)에서 분리하여 구성함으로써, 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치를 시공할 때는 텔레스코픽 실린더(400) 부분만 시공하고 유체 탱크(500)는 외부에 장착하거나 쉽게 정비하고 유지보수할 수 있는 곳에 장착하여 리프트 실린더 장치를 쉽고 편리하게 시공하면서도 안전하게 유지보수할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이처럼 이루어진 유체 탱크(500)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 내부에 미리 정한 용량의 작동 유체를 미리 저장해 놓고 작동 유체 위로 후술할 공기 밸브(A)를 통해 압축 공기를 공급하거나 배출함에 따라 유체 밸브(B)가 함께 개폐 작용하고, 작동이 끝나면 상기 유체 밸브(B)가 닫히면서 텔레스코픽 실린더(400)가 더는 올라가거나 내려가지 않게 그 상태를 유지하게 한다.

다. 유체 밸브

유체 밸브(B)는, [도 1]과 같이 상술한 유체 탱크(500)에 공급받은 작동 유체를 텔레스코픽 실린더(400)에 공급하여 텔레스코픽 실린더(400)의 길이가 늘어나게 하고, 반대로 [도 2(a)]와 같이 텔레스코픽 실린더(400)에 공급했던 작동 유체를 유체 탱크(500)로 회수하여 텔레스코픽 실린더(400)의 길이가 짧아지게 조절한 다음, [도 2(b)]와 같이 작동 유체를 차단한 상태로 작동 유체의 흐름을 제한함으로써 텔레스코픽 실린더(400)에 구성한 상판(420)을 안전하게 지지할 수 있게 구성한다. 이에, 이러한 유체 밸브(B)는 후술할 공기 밸브(A)와 연동하여 함께 동작한다.

이러한 유체 밸브(B)는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 밸브 보디(100), 스풀(200), 그리고 액추에이터(300)를 포함한다.

1. 밸브 보디

밸브 보디(100)는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 작동 유체를 공급하거나 회수할 수 있게 구성하고, 후술할 스풀(200)의 슬라이딩으로 유체의 흐름을 차단하여 상술한 상판(420)이 더는 움직이지 않게 고정할 수 있게 구성한다.

이를 위해, 상기 밸브 보디(100)는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 작동 유로(110), 제1 포트(120), 그리고 제2 포트(130)를 포함한다.

작동 유로

작동 유로(110)는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 후술할 스풀(200)이 길이 방향으로 움직이면서 유체를 흐르게 하거나 차단할 수 있게 구성한다. 이를 위해, 상기 작동 유로(110)는 밸브 보디(100)의 길이 방향을 따라 길게 형성하여 그 길이 방향을 따라 후술할 스풀(200)이 슬라이딩하면서 후술할 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 중 어느 하나의 포트를 개폐할 수 있게 구성한다.

제1 포트 및 제2 포트

제1 포트(120)와 제2 포트(130)는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 상술한 작동 유로(110)와 통하도록 구성한다. 이때, 상기 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 중에서 어느 하나, 도면에서는 제1 포트(120)는 밸브 보디(100)의 측면에서 작동 유로(110)와 통하도록 관통 형성함으로써, 후술할 스풀(200)이 작동 유로(110)를 따라 움직이면 이 제1 포트(120)를 막아서 유압을 차단하거나 반대로 개방할 수 있게 된다. 또한, 이러한 제1 포트(120)는 밸브 보디(100)에 직접 용접하거나 탭 가공하여 장착할 수 있게 구성할 수 있다. 또한, 상기 제2 포트(130)는 작동 유로(110)의 한쪽 끝에 연장하여 구성하는 것이 바람직하다.

2. 스풀

스풀(200)은, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 상술한 작동 유로(110)에 장착하여 그 길이 방향으로 움직임에 따라 상기 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 사이를 개폐하게 한다. 이때, 상기 스풀(200)은 한쪽이 밸브 보디(100) 밖에 장착한 액추에이터(300)가 구동함에 따라 작동 유로(110)의 길이 방향으로 움직이면서 제1 포트(120)를 선택적으로 개폐함에 따라 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 사이에서 유체 흐름이 이루어지거나 차단할 수 있게 한다.

즉, [도 6(a)]와 같이, 상기 스풀(200)이 아래로 내려와서 제1 포트(120)를 막으면 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 사이의 유체 흐름을 차단하게 되고, 이처럼 유체 흐름의 차단은 제2 포트(130) 쪽의 압력을 유지하게 한다. 또한, [도 3(b)]와 같이, 상기 스풀(200)이 위로 올라가서 제1 포트(120)를 개방하면 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 사이의 유체 흐름이 가능한 상태가 되고, 이 상태에서는 제1 포트(120)와 제2 포트(130) 측의 압력의 세기에 따라 제1 포트(120)에서 제2 포트(130)로 유체 공급이 이루어지거나, 그 반대로 유체를 회수할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 스풀(200)에는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 외주에는 상술한 작동 유로(110)와의 사이에서 유체가 새지 않도록 O 링(210)을 갖추는 것이 바람직하다. 이때, O 링(210)은 스풀(200)이 유체의 흐름을 차단했을 때 밸브 보디(100)의 외주에 형성한 제1 포트(120) 구간에서 유체가 새지 않도록 양쪽에 장착한다. 그리고 이때의 O 링(210)은 한쪽에 각각 적어도 하나씩 구성하는 것이 바람직하다.

3. 액추에이터

액추에이터(300)는, [도 4] 내지 [도 6]과 같이, 상술한 밸브 보디(100)에 장착하여 상술한 스풀(200)이 작동 유로(110)의 길이 방향을 따라 움직일 수 있게 구성한다. 이때, 상기 액추에이터(300)로는 에어 실린더를 이용함으로써, 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치로 제어할 수 있는 유체를 제어할 때 필요한 제어력을 쉽게 얻을 수 있게 하는 것이 바람직하다. 또한, 에어 실린더는 저렴하면서도 쉽게 제작하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 원하는 작동력의 세기의 용량을 가진 에어 실린더를 쉽게 제작하여 안전하게 사용할 수 있다.

이처럼 이루어진 본 발명에 따른 유체 밸브(B)는, [도 6(a)]와 같이 후술할 공기 밸브(A)가 작동하지 않을 때는 닫힌 상태를 유지함으로써 텔레스코픽 실린더(400)의 길이가 변하지 않고 그 상태를 유지하게 하고, [도 6(b)]와 같이 후술할 공기 밸브(A)가 작동함에 따라 유체 밸브(B)도 유로를 구성하여 텔레스코픽 실린더(400)의 길이를 신축할 수 있게 한다. 이때의 유체 밸브(B) 작동은, 액추에이터(300)가 어느 한쪽으로 작동하여 스풀(200)이 제1 포트(120)를 막음에 따라 [도 6(a)]와 같이 작동 유체의 흐름이 차단된 상태에서, [도 6(b)]와 같이 액추에이터(300)가 반대로 작동하여 스풀(200)이 제1 포트(120)를 개방함에 따라 유체가 제1 포트(120)와 제2포트(130) 사이로 유체 흐름이 이루어지게 된다. 이러한 유체 흐름은 후술할 공기 밸브(A)를 통해 유체 탱크(500)에 압축 공기를 주입하여 텔레스코픽 실린더(400) 길이를 연장하려고 할 때는 제1 포트(120)에서 제2 포트(130)로 작동 유체가 유동한다. 반대로 공기 밸브(A)를 통해 유체 탱크(500)에 공급했던 압축 공기를 배출하면 텔레스코픽 실린더(400) 길이가 짧아지도록 제2 포트(130)에서 제1 포트(120)로 작동 유체가 유체 탱크(500)로 회수된다.

라. 공기 밸브

공기 밸브(A)는, [도 1]과 같이 상술한 유체 탱크(500)에 압축 공기를 공급함에 따라 그 압력으로 작동 유체를 밀어내어 상술한 유체 밸브(B)를 통해 텔레스코픽 실린더(400)에 공급함으로써 텔레스코픽 실린더(400) 길이를 연장하게 하고, [도 2(a)]와 같이 유체 탱크(500)에 공급했던 압축 공기를 배출함에 따라 텔레스코픽 실린더(400)에 공급했던 작동 유체가 상술한 유체 밸브(B)를 통해 유체 탱크(500)로 회수하게 하여 텔레스코픽 실린더(400)를 짧게 조절할 수 있게 하는 밸브이다.

이러한 공기 밸브(A)는, [도 7] 내지 [도 10]과 같이, 밸브 보디(100), 스풀(200), 그리고 액추에이터(300)를 포함한다.

1. 밸브 보디

밸브 보디(100)는, [도 7]·[도 8] 및 [도 10]과 같이, 외부에서 공급받은 유체를 작동 위치에 공급하고, 반대로 작동 위치에 공급했던 유체를 외부로 배출할 수 있게 구성한다.

이를 위해, 상기 밸브 보디(100)는, [도 7]·[도 8] 및 [도 10]과 같이, 작동 유로(110), 공급 포트(120'), 배출 포트(130'), 그리고 작동 포트(140)를 포함한다.

작동 유로

작동 유로(110)는, [도 7]·[도 8] 및 [도 10]과 같이, 후술할 스풀(200)이 길이 방향으로 움직이면서 유체를 공급하거나 배출할 수 있도록 구성한다. 이를 위해, 상기 작동 유로(110)는 후술할 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나를 막을 수 있도록 밸브 보디(100)의 길이 방향을 따라 길게 형성한다.

공급 포트와 배출 포트

공급 포트(120')와 배출 포트(130')는, [도 7]·[도 8] 및 [도 10]과 같이, 상술한 작동 유로(110)에 통할 수 있게 구성한다. 특히, 이들 공급 포트(120')와 배출 포트(130')는 작동 유로(110)에 길이 방향을 따라 형성함으로써, 후술할 스풀(200)이 작동 유로(110) 안에서 동작함에 따라 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나가 열리고 다른 하나가 닫힐 수 있게 구성한다.

또한, 상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130')는, [도 7]·[도 8] 및 [도 10]과 같이, 이처럼 작동 유로(110)의 길이 방향을 따라 높이차이를 가진 상태에서 서로 교차하게 구성함으로써, 장착 위치가 서로 어긋나게 하여 밸브 보디(100)의 외주에서 작동 유로(110)와 통하도록 탭 가공하고, 이 탭 가공 위치에 공급 포트(120')와 배출 포트(130')를 쉽게 형성할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

작동 포트

작동 포트(140)는, [도 7]·[도 8] 및 [도 10]과 같이, 상술한 공급 포트(120')에서 공급받은 유체를 밸브 보디(100) 밖으로 배출하고, 반대로 작동 포트(140)로 유입한 유체를 배출 포트(130')를 통해 밸브 보디(100) 밖으로 배출하게 하는 포트이다. 이러한 작동 포트(140)는 작동 유로(110)의 한쪽 끝에 연장하여 구성함으로써, 쉽게 구성할 수 있게 제작하는 것이 바람직하다.

2. 스풀

스풀(200)은, [도 7] 내지 [도 10]과 같이, 상술한 작동 유로(110)에 길이 방향으로 끼워져서 슬라이딩할 수 있게 구성한다. 그리고 상기 스풀(200)에는, 내부 유로(220)를 갖춰서 상술한 작동 포트(140)가 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나와 통하게 하여 유체의 공급 또는 배출할 수 있게 구성한다.

이때, 상기 내부 유로(220)는, [도 7] 내지 [도 9]과 같이, 스풀(200)의 한쪽 끝에서 스풀(200)의 길이 방향을 따라 안쪽으로 형성하고, 다른 한쪽이 이 스풀(200)의 측면을 통해 개방되게 형성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 내부 유로(220)는 스풀(200)의 측면에 노출하는 다른 한쪽은 적어도 두 개가 서로 마주하게 형성함으로써 스풀(200)이 내부에서 회전하더라도 안정적으로 유체 흐름을 제어할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. [도 9]에서는, 4개가 십자 형태로 형성한 예를 보여준다.

특히, 상기 내부 유로(220)는, [도 7]과 같이, 한쪽 끝이 항상 작동 포트(140)에 개방한 상태로 있게 되고, 다른 한쪽 끝이 상기 스풀(200)이 길이 방향으로 움직임에 따라 공급 포트(120')에 연결되어 유체가 작동 포트(140)를 통해 유체 공급이 이루어지게 하거나, 배출 포트(130')에 연결되어 작동 포트(140)를 통해 유입한 유체가 배출 포트(130')로 배출할 수 있게 작동한다.

한편, 상기 스풀(200)에는, [도 7] 내지 [도 10]과 같이, 외주에 O 링(210)을 갖춰서 유체가 새는 것을 막을 수 있게 구성한다. 이때, O 링(210)은 상술한 작동 유로(110)에 통하도록 구성한 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 사이에 유체가 새지 않게 구성하는 것이 바람직하다. 이에, 상기 O 링(210)은 스풀(200)을 세 개의 구역으로 나눌 수 있도록 네 곳에 각각 적어도 하나씩 장착하되, [도 10]과 같이 세 개의 구역 중 중간 구간이 상술한 내부 유로(220)가 노출하게 하여 공급 포트(120')나 배출 포트(130')와 유로 흐름이 이루어질 수 있는 위치에 구성한다. 이때, 이 중간 부분의 내부 유로(220)가 공급 포트(120')에 연통하면 세 개의 구역 중 하부 구역이 배출 포트(130')를 막고, 내부 유로(220)가 배출 포트(130')에 연통하면 세 개의 구역 중 상부 구역이 공급 포트(120')를 막게 된다.

3. 액추에이터

액추에이터(300)는, [도 7] 내지 [도 10]과 같이, 상술한 밸브 보디(100)에 장착하여 상술한 스풀(200)이 작동 유로(110)의 길이 방향을 따라 움직일 수 있게 구성한다. 이러한 액추에이터(300)는, 상술한 [실시예 1]과 같은 에어 실린더를 이용함으로써, 본 발명에 따른 리프트 실린더 장치로 제어할 수 있는 유체를 제어할 때 필요한 제어력을 쉽게 얻을 수 있게 하는 것이 바람직하다. 또한, 에어 실린더는 저렴하면서도 쉽게 제작하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 원하는 작동력의 세기의 용량을 가진 에어 실린더를 쉽게 제작하여 안전하게 사용할 수 있다.

이처럼 이루어진 본 발명에 따른 공기 밸브(A)는, [도 10(a)]와 같이, 액추에이터(300)가 어느 한쪽으로 작동하여 스풀(200)이 위로 올라가면 내부 유로(220)가 공급 포트(120')에 연결이 되어 공급 포트(120')에서 공급받은 압축 공기가 작동 포트(140)를 통해 유체 탱크(500)에 공급하여 작동 유체에 압력을 가해 텔레스코픽 실린더(400)의 길이를 연장하게 한다. 한편, [도 10(b)]와 같이, 액추에이터(300)가 반대쪽으로 작동하여 스풀(200)이 아래로 내려가면 내부 유로(220)가 배출 포트(130')에 연결이 되어 유체 탱크(500)에 공급했던 압축 공기가 작동 포트(140)를 통과하여 이 배출 포트(130')를 통해 외부로 배출하여 작동 유체에 가해진 압력이 낮아짐에 따라 텔레스코픽 실린더(400)의 길이가 짧아지게 된다.

이상과 같이 이루어진 본 발명은 유체 탱크를 텔레스코픽 실린더에서 분리하여 구성함으로, 텔레스코픽 실린더의 구성을 간단하게 줄여 쉽게 장착할 수 있을 뿐만 아니라 텔레스코픽 실린더와 유체 탱크를 쉽게 유지 보수할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 이처럼 분리한 유체 탱크에서 텔레스코픽 실린더로 작동 유체를 공급하거나 회수하데 사용하는 유체 밸브와 공기 밸브에서 사용하는 액추에이터로 에어 실린더를 이용함으로써, 높은 고압에도 견딜 수 있는 에어 실린더도 저렴하게 제작할 수 있으며, 구조가 간단하여 유지 보수가 쉬울 뿐만 아니라 내구성이 높아 오랫동안 사용하더라도 안전하게 사용할 수 있게 된다.

100: 밸브 보디
110: 작동 유로
120, 130: 제1, 제2 포트
120': 공급 포트
130': 배출 포트
140: 작동 포트
200: 스풀
210: O 링
220: 내부 유로
300: 액추에이터
400: 텔레스코픽 실린더
400', 400": 튜브
411: 라이너
412: 실링
500: 유체 탱크

Claims (5)

1. 상판(420)을 들어올리거나 내릴 수 있게 적어도 두 개의 튜브(400', 400")로 이루어진 텔레스코픽 실린더(400); 상기 텔레스코픽 실린더(400)에서 분리하되 압축 공기를 공급받아 작동 유체를 상기 텔레스코픽 실린더(400)에 공급하는 유체 탱크(500); 상기 유체 탱크(500)에 압축 공기를 공급하거나 배출하는 공기 밸브(A); 및 상기 공기 밸브(A)의 공기 공급과 배출에 따라 유체 탱크(500)의 작동 유체를 상기 텔레스코픽 실린더(400)에 공급하거나 회수하게 하는 유체 밸브(B);를 포함하되,
   상기 유체 밸브(B)는, 길이 방향을 따라 길게 형성한 작동 유로(110), 상기 작동 유로(110)와 통하도록 형성하되 유체가 드나들게 하는 제1 포트(120)와 제2 포트(130)를 포함하는 밸브 보디(100); 상기 작동 유로(110)에 장착하여 길이 방향으로 움직이면서 상기 제1 포트(120)를 개폐하는 스풀(200); 및 상기 밸브 보디(100)에 장착하여 상기 스풀(200)을 작동하게 하는 액추에이터(300);를 포함하고,
   상기 공기 밸브(A)는, 길이 방향을 따라 길게 형성한 작동 유로(110), 상기 작동 유로(110)로 유체를 공급하는 공급 포트(120'), 상기 공급 포트(120')와 소정 거리 떨어져서 상기 작동 유로(110) 안의 유체를 배출하게 하는 배출 포트(130'), 및 상기 작동 유로(110)의 한쪽 끝에 형성한 작동 포트(140)를 포함하는 밸브 보디(100); 한쪽이 상기 작동 포트(140)에 통하고 다른 한쪽이 상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나에 연결할 수 있도록 내부 유로(220)를 갖추고, 상기 작동 유로(110) 안에서 길이 방향으로 움직임에 따라 상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130') 중 어느 하나의 포트를 막아주는 스풀(200); 및 상기 밸브 보디(100)에 장착하여 상기 스풀(200)을 작동하게 하는 액추에이터(300);를 포함하며,
   상기 액추에이터(300)는, 에어 실린더인 것을 특징으로 하는 리프트 실린더 장치.
   
2. 제1항에서,
   제2 포트(130)는 상기 작동 유로(110)의 한쪽 끝에 연장하여 형성하고,
   상기 제1 포트(120)는 상기 밸브 보디(100)의 외주에 상기 작동 유로(110)의 길이 방향과 교차하게 형성한 것을 특징으로 하는 리프트 실린더 장치.
   
3. 제1항에서,
   상기 공급 포트(120')와 배출 포트(130')는,
   각각 상기 작동 유로(110)에 교차하여 유체 흐름이 이루어지도록 형성하되, 상기 작동 유로(110)의 길이 방향을 기준으로 높이 차이를 갖게 형성하여 텝 가공으로 장착할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 리프트 실린더 장치.
   
4. 제1항에서,
   상기 텔레스코픽 실린더(400)는,
   튜브(400') 끝에 장착하여 안에서 길이가 신축하는 다른 튜브(400")를 지지하는 커버(410)에는,
   미리 정한 간격을 두고 설치한 적어도 하나의 라이너(411); 및 유체가 새지 않도록 내면에 미리 정한 간격을 두고 설치한 적어도 하나의 실링(412);을 갖춘 것을 특징으로 하는 리프트 실린더 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
   상기 스풀(200)에는,
   유체의 흐름과 차단을 구획하는 부분에서 유체 누설을 최소화할 수 있도록 O 링(210)을 갖춘 것을 특징으로 하는 리프트 실린더 장치.

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