KR19980069761A - 텔레스코프 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가동 실린더의 일정속도나 일정 능력의 작동을 간단한 구조로 실현한다.

본 발명에 있어, 기본 실린더(2)는 피스톤로드(3)에 슬라이드 가능하게 외장되고, 피스톤로드(3) 후방의 피스톤(8)과 기본 실린더(2) 전방의 중간 피스톤(9)과의 사이에는 제 1유실(16)이 형성된다. 또 기본 실린더(2)에는 중간실린더(17)가 슬라이드가능하게 외장되고, 중간 피스톤(9)과 중간 실린더(17) 전단의 중간 실린더 커버(18)와의 사이에는 제 1유실(6)과 단면적이 동등한 제 2유실(20)이 형성된다. 이 제 2유실(20)은 연통공(21)과 연통부(14)를 거쳐 제 1유실(16)과 연통하고, 제 1유실(16)은 연통공(22)을 거쳐 피스톤로드(3)내의 유로(23)와 연통되어 있고, 작동유는 피스톤로드(3)의 급배구(4)로부터 유로(23)에 공급된다.

Description

텔레스코프 실린더

본 발명은 지름이 다른 복수의 가동실린더를 구비하고, 이들 가동실린더를 유압으로 작동시켜 소정의 스트로크를 얻는 텔레스코프 실린더에 관한 것이다.

상기 텔레스코프 실린더를 적합하게 사용하기 위해서는, 가동실린더의 작동속도를 일정화시키는 것이 바람직하다. 그래서 일본국 특개 평1-303303호 공보에는 기본 실린더내에 피스톤을 각각 기단부측에 있는 복수의 가동실린더를 순차 끼워 설치하고, 각 가동실린더의 왕동(往動)측 유실 및 복동(復動)측 유실을 각각 서로(상호) 연통시킨 텔레스코프 실린더에 있어서, 지름이 작은쪽 가동실린더의 복동측 유실의 유효 단면적을 지름이 큰쪽 가동실린더의 복동측 유실의 유효 단면적보다 약간 크게 하는 한편, 상기 왕동측 유실 및 복동측 유실을 각각 유압원 또는 오일탱크에 선택적으로 접속하는 방향변환밸브에 접속함과 동시에, 그 방향 변환밸브와 복동측 유실과의 사이에, 정역 각 흐름방향의 유량을 각각 별개로 자기 조정가능한 압력보상부 유량제어밸브를 개재시켜, 각 가변실린더의 왕복 작동시의 일정속도를 확보하려고 하는 발명이 개시되어 있다.

그러나, 상기 발명에 있어서는, 실린더들의 지름이 서로 상이하고, 또한 가동실린더별로 형태가 다른 구성이기 때문에, 각 가동실린더마다의 능력이 다를 뿐 아니라, 상기 압력보상부 유량제어밸브를 사용하여 가동실린더의 작동이 전환될 때의 압력변화를 압력보상하지 않으면 가동실린더의 이동속도를 일정하게 유지할 수가 없으며, 유압회로가 복잡하게 된다. 또, 스트로크가 신장됨에 따라 실린더 지름이 크게 변화하기 때문에 압상(밀어올림) 실린더의 경우는 좌굴(Buckling)에 견딜 수 있는 강도가 필요하게 되어, 형상이 커져 버린다.

더욱이 가동실린더의 내외에 유실을 설치하여 슬라이딩시키는 형태이기 때문에, 시일이 어렵고, 또 실린더 내외면을 연삭(硏削)할 필요도 생겨 코스트업에 연계된다.

또한, 상기 발명에서는 기동시에 복동측 유실에 작동유가 들어가 있는 밀폐 실린더가 아니면 작동하지 않는 구조이기 때문에 복동측 유실에 작동유의 보급을 행할 필요도 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다른 유압 기기의 보조나 작동유의 보급공정등이 없어도 실린더측 단독으로 가동실린더의 일정속도작동과 일정 능력이 얻어짐과 동시에 밀어올림 실린더로도 충분한 강도가 얻어지는 텔레스코프 실린더를 가동실린더의 내면만을 시일구조로 하는 간단한 형태로 실현하는 데에 있다.

도 1a도는 작동유 공급전의 텔레스코프 실린더의 설명도,

도 1b도는 작동유 공급후의 텔레스코프 실린더의 설명도,

도 2는 작동유 공급전의 텔레스코프 실린더의 설명도,

도 3은 텔레스코프 실린더의 변경예를 작동유 공급전에 나타낸 설명도,

도 4는 텔레스코프 실린더의 변경예를 작동유 공급전에 나타낸 설명도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 텔레스코프 실린더2 : 기본실린더

3 : 피스톤로드8 : 피스톤

9 : 중간피스톤12 : 중간피스톤로드

13 : 기본실린더 커버14 : 연통부

15 : 기본실린더 스토퍼16 : 제 1유실

17 : 중간실린더19 : 중간실린더 스토퍼

20 : 제 2유실23 : 유로

39 : 외피스톤40 ; 외피스톤로드

41 : 외실린더43 : 제 3유실

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1실시형태에 의하면 기본 피스톤부를 구비한 고정축에, 지름이 점차로 증가되는 복수의 가동실린더를 동축으로 외장하고, 이들 가동실린더의 동일측의 단부에, 상기 고정축에 관통되는 피스톤부를 순차적으로 축방향으로 인접하도록 설치하는 한편, 상기 고정축의 기본 피스톤부와 제일 안쪽의 가동 실린더의 상기 피스톤 부와의 사이와, 축방향으로 인접하는 상기 각 피스톤부의 사이에, 동일한 단면적의 유실을 각각 형성함과 동시에, 인접하는 상기 유실끼리를 연통하는 연통로를 설치하고, 또 상기 유실의 어느 하나에 작동유 공급로를 접속한 것을 특징으로 하는 텔레스코프 실린더가 제공된다.

또, 본 발명의 제 2실시형태에 의하면 상기한 제 1실시형태의 목적에 더하여, 각 가동실린더의 더욱 안정된 동작과, 밀어올림 실린더로 했을 경우 등의 좌굴에 견딜 수 있는 보다 높은 강도를 얻기 위하여, 가장 바깥쪽을 제외한 상기 각 가동실린더의 상기 각 피스톤부에, 상기 고정축에 동축으로 순차 외장됨과 동시에, 다음 단의 지름이 큰 쪽의 가동 실린더의 피스톤부를 관통하고, 적어도 상기 다음단의 피스톤부의 슬라이드 길이를 가지는 통형상의 피스톤 로드를 각각 돌출 설치한 것을 특징으로 하는 텔레스코프 실린더가 제공된다.

(실시예)

이하 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1에 나타낸 텔레스코프 실린더(1)는 유압을 가하면 수축하는 형태의 것으로, 동 도 a는 수축전, 동 도 b는 수축시의 상태를 나타낸다. 2는 가동실린더로서의 기본 실린더이고, 고정축으로서의 중공통의 피스톤로드(3)를 내설하고 있고, 그 피스톤로드(3)의 전단(도 1의 우측)에는 작동유의 급배구(4)를 설치한 급배구코크(5)가 고착되고, 이 급배구코크(5)가 지지너트(6)를 거쳐 상부고정물(33)에 지지되어 있다. 또 피스톤로드(3)의 후단은, 공전(孔栓)으로 폐쇄됨과 동시에, 피스톤(8)이 외감(外嵌)되어 여기서는 기본실린더(2)가 피스톤(8)의 외면에 섭접하여 축방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다.

또, 기본실린더(2)의 전단에는 도 2에도 나타낸 바와 같이, 후반부(10)를 기본실린더(2)에 끼워넣고, 전반부(11)를 기본실린더(2) 보다 대경으로 하여 전방으로 돌출시킨 중간피스톤(9)이 설치되고, 그 중간피스톤(9)의 전반부(11)에는 피스톤로드(3)에 동축으로 외장하는 중공통의 중간피스톤로드(12)가 감착된다. 그리고 그 중간 피스톤로드(12)의 전단에는 피스톤로드(3)의 외면에 섭접하는 통상의 기본실린더 커버(13)가 구비되어 있다. 또한 이 중간 피스톤(9)의 후반부(10)와 중간피스톤로드(12)와의 내경은 피스톤로드(3)보다 약간 대경으로 설정되고, 그 사이에 연통부(14)를 형성하고 있다. 한편 기본실린더(2)의 후단에는 기본실린더 스토퍼(15)가 외감되어 후방을 폐쇄하고 있고, 다시 그 후방에는 하부 고정물(34)이 배치되어 기본실린더 스토퍼(15)가 하부고정물(34)에 당접하는 도 1a 및 도 2에 나타낸 상태에서는 피스톤(8)과 축방향에 인접하는 중간피스톤(9)과의 사이에 제 1유실(16)이 형성되어 있다.

또, 기본실린더(2)에는 중간피스톤(9)의 외면과 섭접하는 가동실린더로서의 중간실린더(17)가 외장되고, 그 전단에는 중간피스톤(9)보다 전방에 있어서, 중간피스톤로드(12)의 외면과 섭접하는 중간실린더 커버(18)가 구비되어 있다. 또한 중간피스톤로드(12)는 중간실린더(17)의 슬라이드에 의한 중간실린더커버(18)의 슬라이드 길이보다 길게 설정되어 있다. 한편 중간실린더(17)의 후단연에는 중간실린더스토퍼(19)가 두루 설치되어 있고, 이것이 기본실린더 스토퍼(15)에 당접하는 도 1a 및 도 2의 상태에서는 중간피스톤(9)과 축방향으로 인접하는 중간실린더커버(18)와의 사이에 제 2유실(20)이 형성된다. 이 제 2유실(20)은 중간피스톤로드(12)에 있어서의 중간피스톤(9)에 형성된 연통공(21, 21, …)에 의하여 연통부(14)를 거쳐 제 1유실(16)과 연통되어 있고, 다시, 제 1유실(16)은 피스톤로드(3)에 잇어서의 피스톤(8)에 형성된 연통공(22, 22, …)에 의하여 피스톤로드(3)내의 유로(23)와 연통하고 있다. 그리고 여기서는 제 1유실(16)의 단면적과 제 2유실(20)의 단면적과는 같게 설정되어 있다.

또한, 24a 및 24b, 25∼31 그리고 32a 및 32b는 각각 패킹부재이다.

이상과 같이 구성된 텔레스코프 실린더(1)를 급배구(4)에 전환밸브를 거쳐 유압펌프나 오일탱크등을 접속하는 주지의 유압회로에 조립하여 사용한다. 먼저 왕동시를 설명하면, 급배구(4)로부터 작동유를 공급하지 않는 도 1a의 상태에서는 앞서 설명한 바와 같이 하부고정물(34)에 기본실린더 스토퍼(15)가 당접함과 동시에, 기본실린더스토퍼(15)에 중간실린더 스토퍼(19)가 당접하는 위치에 있어, 제 1, 제 2유실(16, 20)에는 작동유는 들어가 있지 않다. 여기서 급배구(4)로부터 작동유를 공급하면, 작동유는 피스톤로드(3)의 유로(23)내로부터 연통공(22)을 거쳐 제 1유실(16)로 들어가고, 다시 연통부(14)로부터 연통공(21)을 거쳐 제 2유실(20)에 유입한다. 따라서 제 1유실(16)에의 유압에 의하여 기본실린더(2)와 중간피스톤(9), 중간피스톤로드(12)가 동시에 전진하고, 또 제 2유실(20)에의 유압에 의하여 중간실린더(17)와 중간실린더커버(18)가 전진하여 텔레스코프실린더를 수축시킨다. 이때 각 실린더에 가해지는 슬라이딩저항, 자중, 부하등에 의하여 수축동작을 행하는 순서는 변하게 되는 것으로, 제 1유실(16)과 제 2유실(20)과의 유압의 수압(受壓)면적이 같기 때문에 기본실린더(2), 중간실린더(17)는 동일속도로 동작하여 양 실린더의 작동 전환도 원활하다.

그리고, 도 1b와 같이, 기본실린더 스토퍼(15)가 구멍마개(孔栓)에 당접하면 기본실린더(2)의 전진이 정지하고, 중간실린더 스토퍼(19)가 중간피스톤(9)의 전반부(11)에 당접하면 중간실린더(17)의 전진이 정지하여 텔레스코프 실린더(1)는 수축상태가 된다.

또, 복동시는, 전환밸브의 전환에 의하여 작동유를 유압회로내의 오일탱크로 되돌리면, 제 1, 제 2유실(16, 20)에 들어가 있는 작동유가 자중, 부하등에 의하여 연통공(21, 22)이나 연통부(14)로부터 유로(23)내에 밀려나오게 (압출)되나, 이 때도, 각 유실의 수압면적이 같기 때문에, 배출되는 유량이 같아져, 기본실린더(2), 중간실린더(17)는 각각 일정속도로 신장동작을 행하고, 기본실린더 스토퍼(15)가 하부고정물(34)에, 중간실린더스토퍼(19)가 기본실린더 스토퍼(15)에 각각 당접하는 도 1a의 상태에서, 기본실린더(2), 중간실린더(17)의 작동이 정지한다.

이와 같이 상기 텔레스코프실린더(1)에 의하면 기본실린더(2)에 중간 실린더(17)를 외장하고, 양자를 같은 형태로 유압 작동시키는 구성이 되기 때문에, 이들의 가동실린더를 일정속도, 일정 능력으로 또한 원활한 전환으로 작동시킬 수가 있다. 이 작용효과는 텔레스코프 실린더 단독으로 얻어지기 때문에, 유압회로에 압력보상용의 유량제어밸브등을 설치할 필요가 없고, 개폐의 전환밸브만으로 작동제어할 수 있는 간략한 구성이 된다. 특히 기본실린더(2)에 중간실린더(17)를 외장하여 각각 단부에 유실을 형성한 형태이기 때문에 각 가동실린더의 내면만을 시일 구조로 하면, 족하고, 내면 연삭재만 사용할 수 있음과 동시에, 배압(背壓)도 걸리지 않으므로, 정압(正壓)용 팩킹부재가 사용되어 토탈코스트 다운에 연계된다. 또, 여기서는 밀폐형 실린더가 아니고, 작동유가 실린더내를 출입하는 연통실린더의 구조이기 때문에, 기동시의 작동유의 보급도 불필요하게 된다.

또한, 상기의 형태에서는 작동유의 공급에 의하여 수축하는 것으로 설명햇으나, 예를 들면 피스톤로드(3)의 구멍마개(7)의 부분을 기본실린더 스토퍼(15)에 관통시켜 하부고정물(34)에 고정하여 하부고정물(34)측으로부터 작동유를 공급하면, 소정의 스트로크를 신장하는 밀어올림 실린더로서 사용할 수 있다. 이 경우 중간실린더(17)와 기본실린더(2) 지름의 상위(相違)는 적기 때문에 비교적 소형의 것으로도 좌굴에 강한 밀어올림 실린더가 얻어진다. 특히 중간피스톤로드(12)의 채용에 의하여 한층 더 강도향상이 도모됨과 동시에, 각 가동실린더의 안정된 작동도 얻어진다. 또 작동전은 2개의 실린더가 겹쳐지는 형태이기 때문에, 스트로크에 비해서는 작동전의 전체길이를 짧게할 수 있는 이점도 있다. 예로서, 유압실린더를 자동차 정비용 리프트에 적용하는 경우, 최대 들어올림 하중은 실린더의 능력으로 결정되기 때문에, 텔레스코프 실린더에서 가동실린더의 능력이 변화하면, 리프트의 능력에 최대치와 최소치의 표시가 필요하게 되나, 상기 텔레스코프 실린더(1)에 있어서는 일정한 능력이 얻어지기 때문에 이와 같은 표시가 필요없고, 자동차 정비용 리프트에도 적합하게 사용할 수 있다.

그리고, 도 3은 텔레스코프 실린더의 다른 실시예를 나타낸 것이나, 상기 실시예와 동일 부호는 동일부재를 나타내기 때문에 설명을 생략한다.

여기서, 상기 실시예와 다른 점은, 수축시에 제 1, 제 2유실(16, 20)을 형성하기 위하여 각 가동실린더를 정지시키는 구조이다. 즉 제 1유실(16)은 기본실린더 스토퍼(15)와 하부고정물(34)와의 당접에 의하는 것이 아니라, 중간피스톤(9)의 후반부(10)에 있어서의 후면에 돌출설치된 후단(35)이 피스톤(8)에 당접함으로써 형성되고, 제 2유실(20)도 중간실린더 스토퍼(19)가 생략되고, 중간실린더 커버(18)의 후면에 돌출설치된 단부(段部)(36)가 중간피스톤(9)의 전반부(11)에 당접함으로써 형성된다. 또, 이 기본실린더 커버(13)는 전단부를 중간피스톤로드(12) 보다 대경으로 형성되어 있다. 또 피스톤(3)에 있어서는, 후단에 작동유의 급배구(4a)를 개구한 유로(23a)를 설치하고, 이것을 연통공(22)에 접속하여 제 1유실(16)과 연통시킴과 동시에 후단에는 고정너트(38)를 나사맞춤하고 있다. 또한 이 고정너트(38)의 후방에 위치하는 기본실린더 스토퍼(15)에는 고정너트(38)보다 대경인 투공(透孔)(37)이 천설되어 있다.

따라서 본 실시예에 의하면, 먼저 왕동시는 급배구(4a)로부터 작동유를 공급하면, 상기한 바와 같이 작동유는 유로(23a)로부터 연통구멍(22)을 거쳐 제 1유실(16)로, 또 연통부(14)를 거쳐 제 2유실(20)로 각각 유입하여, 기본실린더(2)와 중간실린더(17)를 수축동작(도 3의 우측으로 이동)시킨다. 그리고 기본실린더 스토퍼(15)가 피스톤(8)에 당접하면, 기본실린더(2)의 작동이 정지하고, 중간실린더 커버(18)가 기본실린더커버(13)의 대경부분에 당접하면, 중간실린더(17)의 작동이 정지한다. 그리고 복동시는 하중이나 부하등에 의하여 작동유가 각 유실(16, 20), 연통부(14), 유로(23a)로부터 유압회로내의 오일탱크로 되돌아가므로, 기본실린더(2), 중간실린더(17)가 신장동작(도 3의 좌측으로의 이동)하고, 중간실린더커버(18)의 단부(段部)(36)가 중간피스톤(9)의 전면에 당접하면 중간실린더(17)의 작동이 정지하고, 기본실린더 스토퍼(15)가 하부고정물(34)에 당접 혹은 중간피스톤(9)의 단부(35)가 피스톤(8)에 당접하면, 기본실린더(2)의 작동이 정지하게 된다.

이와 같이 도 3의 변경예에 있어서도, 각 실린더에 있어서의 일정속도, 일정 능력이고, 또한 원활한 작동 전환이라는 작용을, 유압회로에 압력 보상용 유랑제어밸브등을 설치하지 않고, 텔레스코프 실린더 만으로 실현할 수 있는 효과가 얻어진다. 또 내면 연삭이나 정압용 팩킹부재의 사용에 의한 코스트 다운이나, 기동시의 작동유의 보급공정등이 불필요하다는 효과도 마찬가지로 유지될 수 있다. 물론 기본실린더에 외장되는 중간실린더의 형태는 동일하므로, 피스톤로드(3)의 좌단을 신장시켜 하부고정물(34)에 고정하여 밀어올림 실린더로 했을 경우의 좌굴에 대한 강도도 적절하게 얻어져, 콤팩트화도 용이해진다.

또한, 단부(35)는 피스톤(8)측에 설치하거나 단부(36)를 중간 피스톤(9)측에 설치하거나 해도 좋다.

한편 상기 2개의 실시예 형태에 있어서는 피스톤로드에 2개의 가동실린더를 외장하는 형태로 설명했으나, 이것은 3개 이상이더라도 가능하다. 구체적 예를 나타내면 도 4의 텔레스코프 실린더(1)에 있어서는 중간실린더(17)에 설치한 외피스톤(39)에 중간피스톤로드(12)에 외장되는 외피스톤로드(40)를 돌출 설치함과 동시에, 이 외피스톤로드(40)와 외피스톤(39)에 따라 슬라이드하는 외실린더(41)를 외장하고 있어, 좌단에 두루 설치된 실린더 스토퍼(19a)가 중간 실린더스토퍼(19)에 당접하는 상태에서는 외실린더(41)의 실린더커버(42)와 외피스톤(39)과의 사이에 제 1, 제 2유실(16, 20)과 동일 단면적의 제 3유실(43)이 형성된다. 또, 외피스톤로드(40)는 외실린더(41)의 슬라이드에 의한 실린더커버(42)의 슬라이드 길이보다 길게 설정되어 있다. 그리고 중간 피스톤로드(12)와 외피스톤로드(40)와의 사이에는 제 2유실(20)과 연통하는 연통부(14a)가, 그 연통부(14a)와 제 3유실(43)과의 사이에는 연통구멍(44, 44, …)이 각각 설치되어 있다. 따라서 이 형태에 있어서도 기본실린더(2), 중간실린더(17), 외실린더(41)를 각각 일정속도, 일정 능력으로 앞서의 형태와 마찬가지로 작동시킬 수가 있다. 또한 여기서는 피스톤로드(3)를 텔레스코프 실린더(1)의 양단에 관통시키고 있고, 동 도의 우단을 고정하면 당김실린더에 좌단을 고정하면 올림실린더가 된다. 이 외실린더(41)나 외피스톤로드(40)는 순차 증가(늘려)시켜 외장해도 좋다.

또, 도 1 내지 도 4에서 나타낸 각 구성 부품의 구체적인 구조도 상기의 설명에 한정하는 것이 아니라, 예를 들면 상기 형태에서는 어느 것이나 고정축으로서 피스톤로드를 들고 있으나, 이것을 피스톤과 동일 지름의 램으로 할 수가 있다. 기타 피스톤로드를 피스톤부와 일체로 형성하거나 혹은 고정축에 닿는 피스톤로드(3) 이외의 피스톤로드를 생략하거나 하는등, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 설계 변경하여도 지장없다.

이상 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 복수의 가동실린더가 동일 형태로 유압 작동하는 구성이 되어, 각 가동실린더는 일정속도, 일정 능력이고, 또한 원활한 전환으로 작동한다. 이 작용은 텔레스코프 실린더 단독으로 얻어지기 때문에, 유압회로에 압력보상용 유량제어밸브등을 설치할 필요가 없어져 구성의 간략화가 도모된다. 또, 각 가동실린더는 내면 시일구조가 되어, 내면 연삭재만의 사용이나 정(正)압용의 패킹부재의 사용으로 되기 때문에, 토탈 코스트 다운에도 연계된다. 물론 기동시의 작동유의 공급공정도 불필요하다. 그리고 밀어올림 실린더로 했을 경우는 좌굴에 강한 형태가 되기 때문에, 전체의 콤팩트화도 달성 가능하다.

또, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 각 실린더의 피스톤로드를 돌출 설치함으로써, 각 가동실린더의 안정된 작용이 얻어짐과 동시에, 강도향상도 확보되어 더욱 좌굴에 강한 형태가 된다.

Claims (2)

1. 기본 피스톤부를 구비한 고정축에, 지름이 점차로 증가되는 복수의 가동실린더를 동축으로 외장하고, 이들 가동실린더의 동일측의 단부에, 상기 고정축에 관통되는 피스톤부를 순차적으로 축방향으로 인접하도록 설치하는 한편, 상기 고정축의 기본 피스톤부와 제일 안쪽의 가동 실린더의 상기 피스톤 부와의 사이와, 축방향으로 인접하는 상기 각 피스톤부의 사이에, 동일한 단면적의 유실을 각각 형성함과 동시에, 인접하는 상기 유실끼리를 연통하는 연통로를 설치하고, 또 상기 유실의 어느 하나에 작동유 공급로를 접속한 것을 특징으로 하는 텔레스코프 실린더.
2. 제 1항에 있어서,

   제일 바깥쪽을 제외한 상기 각 가동실린더의 상기 각 피스톤부에, 상기 고정축에 동축으로 순차 외장됨과 동시에, 다음 단의 지름이 큰 쪽의 가동 실린더의 피스톤부를 관통하고, 적어도 상기 다음단의 피스톤부의 슬라이드 길이를 가지는 통형상의 피스톤 로드를 각각 돌출 설치한 것을 특징으로 하는 텔레스코프 실린더.