KR19980087478A - 승강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구성에 의해 하한위치일 때의 양호한 완충효과를 얻기 위한 것이다.

본 발명에 있어서, 승강장치(1)에는, 테이블(3)을 승강시키는 유압 실린더(12)가 설치되고, 그 유압 실린더(12)에 있어서의 피스톤 로드(13)의 로드 헤드(14)에는, 완충링(16)이 외장되어 있다. 이 완충링(16)은, 고무나 합성수지 등으로 이루어지며, 피스톤 로드(13)의 신장에 따라 일체로 이동하고, 축 방향의 두께(H₁)는, 테이블(3)이 하한위치에 있는 경우에 가장 실린더 본체(15)쪽으로 후퇴한 로드 헤드(14)와 실린더 헤드(17) 사이의 간격(H₂)보다 약간 크게 설정되어 있다.

Description

승강장치

본 발명은, 유압 실린더를 사용하여 테이블 등의 승강체를 승강시키는 승강장치에 관한 것이다.

유압 실린더를 사용한 승강장치에 있어서는, 일반적으로 확대비(테이블 등의 이동량/실린더의 이동량)는 테이블의 위치가 낮을수록 커진다. 즉 실린더의 동작속도가 일정하면, 테이블이 하한위치에 가까울수록 빨라진다.

따라서 테이블이 최대 속도로 하한에 도달하기 때문에, 이 시점에서 테이블은 지면이나 하한 스토퍼 등에 닿아 충격을 받게 되어, 소음이나 진동을 발생시킨다.

그래서 이와 같은 하한위치에서의 충격을 완화하기 위하여, 예를 들어 도 8에 나타낸 승강장치(30)와 같이, 베이스(31)에 받침축(32)을 스프링(33) 등에 의해 위쪽으로 돌출시킨 충격흡수구(34, 34)를 설치한 것이 알려져 있다. 이것은 테이블(35)의 하한 직전에서 받침축(32)을 테이블(35)의 밑면에 맞닿게 하여, 하강시의 감속을 도모하는 것이다. 또 도 9와 같이, 유압 실린더(36)의 피스톤(37)과 실린더 본체(38)에, 피스톤(37)의 복동(復動)시에 서로 끼워 맞추어 오일의 유량을 제한하는 볼록부(39), 오목부(40)를 각각 설치하거나, 도시생략하였으나, 유압 실린더의 유압회로에 드로틀 밸브를 설치하고, 이것을 테이블의 하강 직전에서 테이블과 간섭하는 레버에 의하여 동작하게 함으로써, 유압 실린더로의 오일의 유량을 제한하여 테이블의 하강속도를 감속시키거나 하는 기술도 채용되고 있다.

상기한 도 8의 충격흡수구(34)로서는, 어느 정도의 감속은 가능하나, 베이스(31)에 복수개 설치하지 않으면 효과를 얻을 수 없기 때문에, 비용상승으로 이어지는 데다가, 설치 공간이 필요하게 되어 승강장치의 소형화에 장애가 된다.

또 도 9와 같이 피스톤(37)의 복동에 따른 볼록부(39), 오목부(40)의 끼워맞춤에 의해 오일의 유량을 제한하는 구조도, 형상이 복잡하고 가공이 어렵기 때문에 비용상승으로 이어지는 데다가, 감속하고 나서 정지하기까지의 피스톤의 이동거리, 즉 테이블의 이동거리가 길게 필요하게 되어 승강시간이 길어진다.

또한 드로틀 밸브를 사용한 것은, 감속효과는 크나, 드로틀 밸브의 추가나 유압회로를 가공할 필요가 있기 때문에, 비용상승은 보다 증대한다. 또 드로틀 밸브 때문에 테이블의 하한위치에 제한을 받는 데다가, 여기에서도 감속거리가 많이 필요하게 되어 승강시간이 길어지게 된다.

그래서 청구범위 제 1 항에 기재된 발명은, 비용상승이나 부가적인 공간을 필요로 하지 않는 간단한 구성에 의해, 단시간에 유효하게 작용하는 완충기능을 구비한 승강장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

도 1은 승강장치의 전체설명도,

도 2는 피스톤 로드 부분의 설명도(테이블 하한 직전),

도 3은 피스톤 로드 부분의 설명도(테이블 하한시),

도 4는 탄성체를 피스톤 바닥면과 실린더 본체 사이에 설치한 상태를 나타낸 설명도,

도 5는 탄성체를 피스톤 상부와 실린더 본체 사이에 설치한 상태를 나타낸 설명도,

도 6은 완충링의 변경예를 나타낸 설명도,

도 7의 (a)는 완충링의 변경예를 나타낸 설명도, (b)는 완충링의 변경예를 나타낸 설명도, (c)는 완충링의 변경예를 나타낸 설명도,

도 8은 종래의 완충기구를 나타낸 설명도,

도 9는 종래의 완충기구를 나타낸 설명도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 승강장치 2 : 베이스

3 : 테이블 4 내지 7 : 링크

12 : 유압 실린더 13 : 피스톤 로드

14 : 로드 헤드 15 : 실린더

16, 16a, 16b, 19, 20 : 완충링 17 : 실린더 헤드

18 : 피스톤

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구범위 제 1 항에 기재된 발명은, 로드의 선단과 실린더 본체 사이, 또는 상기 실린더 본체 내에 있어서의 로드의 바닥면과 실린더실의 바닥면 사이에, 승강체의 하한위치에서, 상기 로드의 선단과 상기 실린더 본체 사이, 또는 상기 실린더 본체 내에 있어서의 상기 로드의 바닥면과 상기 실린더실의 바닥면 사이에 생기는 간격보다 약간 큰 두께를 가지는 탄성체를 개재시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

또 청구범위 제 2 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항의 목적에 부가하여, 승강체의 상한시에도 완충효과를 얻기 위하여, 상기 실린더 본체 내에 있어서의 상기 로드와 상기 실린더실의 윗면 사이에, 상기 승강체의 상한위치에서 상기 로드와 상기 실린더실의 윗면 사이에 생기는 간격보다 약간 큰 두께를 가지는 탄성체를 개재시킨 것이다.

또 청구범위 제 3 항에 기재된 발명은, 청구범위 제 1 항 또는 제 2 항의 목적에 부가하여, 상기 탄성체에 의한 완충기능을 보다 효과적으로 얻기 위하여, 상기 탄성체를, 스프링 정수가 다른 복수의 탄성체를 상기 로드의 신축방향으로 겹쳐서 구성한 것이다.

또한 본 발명에서 말하는 로드는, 유압 실린더에 있어서 실린더 본체 내에서 유압을 받아 신축 동작하는 작동부분의 총칭으로서, 피스톤과 피스톤 로드로 이루어지는 것이나 램 로드 등을 포함하는 것이다.

이하 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 승강장치의 전체설명도로서, 승강장치(1)는, 수평인 베이스(2)와 테이블(3) 사이에, 같은 길이의 링크(4, 5와 6, 7)를 각각 중앙에서 축착한 X형 링크를 상하로 2단 연결하여 팬터그래프 형상으로 한 것을 한 쌍 평행하게 배치하고 테이블(3)을 지지시키는 형태로, 여기에서는 한 쌍 중 한쪽의 팬터그래프만 나타내어 설명한다. 하단의 X형 링크에 있어서, 링크(5)의 하단은 베이스(2)의 한쪽에 회동 가능하게 축착되고, 링크(4)의 하단에는 롤러(8)가 설치되어, 베이스(2) 위를 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 한편 상단의 X형 링크에 있어서, 링크(7)의 상단은 테이블(3)의 한쪽에 회동 가능하게 축착되고, 링크(6)의 상단은 롤러(9)가 설치되어 테이블(3)의 밑면을 슬라이딩 가능하게 되어 있다.

또 상단의 링크(7)에 있어서의 링크(6)와의 축착위치보다 아래쪽에는, 축(10)이 설치되는 한편, 베이스(2)에서의 링크(5)의 축착위치 근방에도 축(11)이 설치되고, 양 축(10, 11) 사이에 유압 실린더(12)가 가설되어 있다. 즉 축(10)에 피스톤 로드(13) 선단의 로드 헤드(14)를 연결함과 동시에, 축(11)에 실린더 본체(15)의 기단을 연결하고 있고, 도시생략한 유압회로에 의하여, 피스톤 로드(13)를 실린더 본체(15)로부터 신축시켜, 팬터그래프를 확장 수축시키고, 테이블(3)을 승강시키는 것이다.

그리고 유압 실린더(12)에 있어서, 피스톤 로드(13)의 로드 헤드(14)끝에는, 도 1에서 A부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 탄성체로서의 완충링(16)이 외장되어 있다. 이 완충링(16)은, 고무나 합성수지(예를 들어 우레탄) 등으로 이루어지며, 피스톤 로드(13)의 신장에 따라 일체로 이동하고, 축 방향의 두께(H₁)는, 도 2, 3과 같이, 테이블(3)이 하한위치에 있는 경우에 가장 실린더 본체(15)쪽으로 후퇴한 로드 헤드(14)와 실린더 헤드(17) 사이의 간격(H₂)보다 약간 크게 설정되어 있다.

따라서 테이블(3)을 하강시킬 때, 유압 실린더(12)의 피스톤 로드(13)의 수축에 따라 링크(4 내지 7)는 접혀지고, 로드 헤드(14)는 실린더 본체(15)로 접근한다. 그리고 테이블(3)의 하한위치 직전에서는, 완충링(16)이 도 2와 같이 실린더 헤드(17)에 맞닿는다. 그러나 상기 로드 헤드(14)의 후퇴위치의 설정에 따라, 로드 헤드(14)는 더욱 후퇴하기 때문에, 하한위치에서 완충링(16)은 도 3과 같이 로드 헤드(14)와 실린더 헤드(17) 사이에서 탄성 변형한다. 이 때 완충링(16)은 탄성변형에 의하여 피스톤 로드(13)로부터의 힘을 흡수하여 그 움직임을 느리게 하기 때문에, 테이블(3)의 움직임은 완충링(16)이 실린더 헤드(17)에 맞닿은 시점부터 감속하게 된다. 또 여기에서는, 피스톤 로드(13)의 수축력과 완충링(16)의 압축반발력이 하한위치에서 동등해지도록 설정하면, 테이블(3)은 하한위치에서 속도가 0이 되어, 확실히 정지한다.

반대로 도 3의 하한위치로부터 테이블(3)을 상승시킬 때, 피스톤 로드(13)의 신장 개시에 따라, 압축되어 있던 완충링(16)의 압축반발력이 로드 헤드(14)에 가해져, 피스톤 로드(13)의 신장을 보조하는 모습이 된다. 따라서 하한으로부터의 상승력의 증가도 기대할 수 있다.

이와 같이 상기 승강장치(1)에 의하면, 하한으로의 테이블(3)의 하강속도를 효과적으로 감속시켜, 충격을 완화하고, 소음이나 진동의 발생을 방지할 수 있다. 또 완충링(16)을 유압 실린더(12)쪽에 설치하는 것뿐인 간단한 구성이기 때문에, 부품의 비용이나 설치의 수고가 최소로 마무리되고, 종래에 비하여 대폭적인 비용절감이 도모된다. 또한 유압 실린더(12)에 설치하여 테이블(3)을 간접적으로 감속시키는 구성이기 때문에, 여분의 스페이스를 취하지 않고, 테이블의 하한위치에 제약을 받는 일도 없다. 물론 기존의 승강장치에도 간단히 설치하는 것이 가능하다.

그리고 완충링(16)이 실린더 헤드(17)에 맞닿을 때까지는 테이블(3)은 통상의 하강속도를 유지할 수 있고, 확대비가 커지는 하한 직전부터 유효하게 완충링(16)을 기능하게 할 수 있기 때문에, 통상의 테이블(3)의 승강속도가 손상되는 거리가 매우 작아도 되고, 단시간에 효과적인 완충이 가능해지고, 사용하기 편리한 형태가 된다.

또한, 완충링(16) 등의 탄성체는, 상기 형태와 같이 피스톤 로드(13)에 외장시키는 구조 외에, 유압 실린더(12) 내에 설치하는 것도 가능하다. 도 4는 그 형태의 유압 실린더(12)를, 위쪽이 상한, 아래쪽이 하한인 상태로 간략화하여 나타낸 것이나, 이와 같이, 실린더실(15a) 내의 피스톤(18)의 바닥면에 완충링(16a)을 장착하여, 하한 직전에서 실린더실(15a)의 바닥면과 맞닿고, 하한시에 탄성 변형시킴으로써 상기와 동일한 완충효과를 얻을 수 있다. 한편 도 5와 같이, 피스톤(18)에 있어서의 로드 헤드(14)쪽 면에 완충링(16b)을 외장하면(여기에서는 위쪽이 하한, 아래쪽이 상한의 상태이다), 상한 직전에서 완충링(16b)이 실린더실(15a)의 윗면과 맞닿고, 상한에서 탄성 변형하여 완충작용을 가지기 때문에, 이 구성을 도 1이나 도 4의 것과 조합하면, 상한, 하한 모두 완충효과를 얻을 수 있어, 보다 바람직한 형태가 된다.

또 상기 합성수지 등의 완충링으로서는, 압축력과 변형량(수축량)의 관계는, 탄성한계 내에서는 비례관계(일정한 스프링 정수)로 된다. 따라서 완충효과를 향상시키기 위하여, 맨 처음에는 스프링 정수를 작게 하고, 그 후 테이블이 정지할 때까지 스프링 정수를 연속적으로 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서 도 6과 같이, 스프링 정수가 다른 재질의 수지나 고무 등에 의하여 각각 형성된 완충링(19, 20)을 복수 조합하면, 그와 같은 대응이 가능하게 되어 효과적이다. 또한 도 7과 같이, 이들 완충링(16, 16a, 16b, 19, 20)의 단면형상을 직사각형 이외의 사다리꼴[동 도면 (a)], 원형[동 도면(b)], 파형[동 도면(c)] 등으로 하여 스프링 정수의 조정을 도모할 수도 있다.

또한 상기 형태에서는, 테이블을 지지하는 팬터그래프에 유압 실린더를 연결한 형태로 설명하였으나, 유압 실린더를 사용하는 것이면 2단의 X형 링크의 지지기구는 한정되는 것이 아니며, 유압 실린더의 방향도, 도 1의 상태에서 피스톤 로드가 아래쪽, 실린더 본체가 위쪽이 되도록 배치하여도 좋다.

또 상기 팬터그래프 등의 지지기구를 사용하지 않고, 테이블 등의 승강체에 직접 유압 실린더의 피스톤 로드의 선단이나 실린더의 후단을 연결하여 승강시키는 매립식의 것이나, 램형 실린더 등에도 본 발명은 채용 가능하다.

청구범위 제 1 항에 기재된 발명에 의하면, 상기 탄성체의 채용에 의하여, 비용상승이나 부가적인 공간을 필요로 하지 않는 간단한 구성에 의해, 소음이나 진동의 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 양호한 완충기능을 구비한 승강장치를 구성 가능하게 된다. 또 하한위치로부터의 상승시에는 탄성체의 압축반발력이 로드의 신장방향으로 가해지기 때문에, 상승력의 보조도 얻어진다. 또한 확대비가 커지는 하한 직전부터 짧은 감속거리로 완충기능이 작용하기 때문에, 승강시간의 용장화도 없고, 사용에 영향을 주지 않는다.

또 청구범위 제 2 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항의 효과에 부가하여, 승강체의 상한시에도 완충효과를 얻을 수 있어, 보다 사용하기 편리한 승강장치를 구성 가능하게 된다.

또 청구범위 제 3 항에 기재된 발명에 의하면, 청구범위 제 1 항 또는 제 2 항의 효과에 부가하여, 상기 탄성체를 스프링 정수가 다른 복수의 탄성체로 구성함으로써, 상기 탄성체에 의한 완충기능을 보다 효과적으로 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 실린더 본체와, 그 실린더 본체로부터 신축 동작하는 로드로 이루어지는 유압 실린더를 사용하여 승강체를 승강시키는 승강장치로서, 상기 로드의 선단과 상기 실린더 본체 사이, 또는 상기 실린더 본체 내에 있어서의 상기 로드의 바닥면과 실린더실의 바닥면 사이에, 상기 승강체의 하한위치에서, 상기 로드의 선단과 상기 실린더 본체 사이, 또는 상기 실린더 본체 내에 있어서의 상기 로드의 바닥면과 상기 실린더실의 바닥면 사이에 생기는 간격보다 약간 큰 두께를 가지는 탄성체를 개재시킨 것을 특징으로 하는 승강장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더 본체 내에 있어서의 상기 로드와 상기 실린더실의 윗면 사이에, 상기 승강체의 상한위치에서 상기 로드와 상기 실린더실의 윗면 사이에 생기는 간격보다 약간 큰 두께를 가지는 탄성체를 개재시킨 것을 특징으로 하는 승강장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탄성체가, 스프링 정수가 다른 복수의 탄성체를 상기 로드의 신축방향으로 겹친 것임을 특징으로 하는 승강장치.