KR200155876Y1 - 충격 흡수장치가 내장된 실린더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유체등을 받아들이기 위한 통로인 포트를 형성한 몸체로 양단이 밀폐된 몸체를 갖추며, 상기 몸체 내부에서 이동가능한 피스톤과 피스톤 로드를 갖추고, 상기 몸체는 로드의 후방측 단부 돌출봉이 끼워지는 홈을 형성한 실린더에 있어서, 상기 홈은 방사상으로 된 하나의 유로와 연결되고, 상기 유로는 몸체와 피스톤에 의하여 형성된 공간으로부터 형성된 또다른 유로와 연결되며, 상기 유로를 연결하는 부위에는 공간을 형성하고, 상기 공간에는 그 내부에 서로가 관통된 +형의 유로가 형성된 포펫이 이동가능하도록 수용되며, 상기 유로는 몸체에 체결되어 길이방향으로 이동가능한 조절나사의 내측단부에 형성된 환봉에 끼워져 미끄럼 가능하고, 상기 유로는 그 일측이 유로측으로 연결되거나 상기 포펫이 후진시에는 공간을 이루는 벽의 내부 표면에 의해 폐쇄되도록 이루어지며, 상기 포펫은 그 포펫의 일측 외부면과 나사의 내측 단부면과의 사이에 일정한 정도로 압축되어 있는 스프링에 의해 유로측으로 탄성력을 받도록 설치됨을 특징으로 하여, 피스톤의 이동시 그 충격을 흡수하기 위한 유로의 제어가 용이하고 또한 스프링의 수축 및 팽창거리가 작게 설정됨이 가능하여 그 파손을 방지함으로서 실린더의 수명이 향상되어 설비의 안정된 작동을 보장할 수 있는 충격흡수장치가 내장된 실린더를 제공한다.

Description

충격 흡수장치가 내장된 실린더

제1도는 일반적인 실린더를 개략적으로 도시한 단면도.

제2도의 (a) 내지 (d)도는 종래의 충격흡수장치를 도시한 개략도.

제3도는 본 고안에 따른 충격흡수장치를 가지는 실린더의 요부 상세단면도로서,

(a)도는 유체이동속도를 늦추어 피스톤의 이동속도를 낮추는 상태도.

(b)도는 유체의 유동을 역류시켜 피스톤의 이동을 정지시키는 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 포펫 12,14 : +자형 유로

50 : 몸체 56,62 : 유로

70 : 나사 80 : 스프링

110 : 몸체 120 : 피스톤

본 고안은 부하 하중에 따른 충격을 완화하기 위한 충격 흡수밸브의 체크밸브를 내장한 실린더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤의 전,후방측에 그 피스톤의 이동에 의한 충격을 흡수하기 위한 유로를 형성하고, 그 유로상에 +자형의 유로를 가지는 포펫을 장착하며, 그 포펫을 스프링에 의하여 적정한 탄성력이 가해지게 함으로로서, 피스톤의 이송시 그 충격을 흡수하기 위한 유로의 제어가 용이하고 또한 스프링의 수축 및 팽창거리가 작게 설정됨이 가능하여 그 파손을 방지함으로서 실린더의 수명이 향상되어 설비의 안정된 작동을 보장하는 충격흡수장치가 내장된 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 산업기계, 제철기계 등에 사용되는 유압실린더 등은 그가 담당하는 하중에 의한 충격을 흡수하기 위하여 여러 가지 수단을 구비하고 있다.

이러한 종래의 유압실린더가 제1도에 보인다.

이는 전,후방측에 압력이 일정정도인 유체 등을 받아들이기 위한 통로인 포트(Port)(112)(114)를 형성하고, 통상 원통형으로 이루어진 몸체(110)를 갖추며, 상기 몸체(110)의 내측으로는 패킹부재(122)를 장착하여 그 몸체(110) 내부에서 이동가능한 피스톤(120)을 갖추고, 상기 피스톤(120)에는 몸체(110)의 외측으로 연장된 피스톤 로드(130)를 고정한다.

즉, 피스톤(120)의 전,후방측으로 형성되는 포트(112)(114)를 통하여 일정 정도로 압력을 형성한 유체 등을 유입시키거나 유출시킴으로서, 상기 피스톤(120)의 전,후방측에 압력차를 형성시켜 그 피스톤(120)이 몸체(110) 내부에서 이동하여 피스톤(120)에 고정된 피스톤 로드(130)를 이동시키고, 상기 피스톤 로드(130)에는 부하가 걸려있는 부재 등을 연결시켜 그 부재의 이동 등을 제어하는 것이다.

그런데, 이러한 실린더는 피스톤 로드(130)가 이동하는 전,후진 완료지점에서 그 이동의 시작과 정지 등에 의하여 충격이 발생하고, 이러한 충격을 흡수하기 위하여 포트(112)(114)측에 충격흡수수단을 갖추며, 또한 유로의 흐름을 제어하기 위한 체크밸브수단을 갖춘다.

종래의 상기 충격흡수수단과 체크밸브수단은 포트(112)(114)가 형성된 단부측 몸체(150)에 각각 갖춰지는바, 상기 몸체(150)는 로드(130)의 후방측 단부 돌출봉(132)이 끼워질 수 있도록 된 홈(152)을 형성하고, 상기 홈(152)은 돌출봉(132)이 끼워지는 경우 그 돌출봉(132)이 위치하지 않는 그러한 위치로 더 연장되어 이러한 여장부에 포트(112)(114)를 형성하며, 또한 홈(152)의 내측 연장부는 방사상으로 복수개의 유로(154)(156)와 연결되고, 상기 유로(154)는 몸체(110)(150)와 피스톤(120)에 의하여 형성된 공간으로부터 형성된 또다른 유로(158)와 연결되며, 상기 유로(154)와 유로(158)의 개도(開度)는 몸체(150)에 나사결합되는 조절나사(160)에 의하여 조절되도록 구성되고, 상기 유로(156)는 몸체(110)(150)와 피스톤(120)에 의하여 형성된 또다른 유로(162)와 연결되며, 상기 유로(156)와 유로(162)를 연결하는 공간(164)에는 스프링(166)과 볼(168)이 수용되고, 상기 볼(168)은 스프링(166)에 의하여 적정한 압력으로 상기 유로(156)를 외측에서 차단하도록 구성한다.

이러한 구성으로 되어 피스톤(12)의 전,후진시 우선, 그 피스톤(120)이 몸체(150)로 부터 멀리 위치하는, 즉 돌출봉(132)이 홈(152)에 끼워지지 않은 경우에는 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 흐름이 홈(152)과 유로(158)(154)를 통하여 포트(112)(114)로 방출됨으로서 정상적인 유로를 형성하고(제2(a)도 참조), 상기 피스톤(120)이 계속적으로 이동하여 제2(b)도에 도시한 바와같이 돌출봉(132)이 몸체(150)의 홈(152)에 끼워지기 시작하는 경우에는 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 흐름이 작은 홈(158)을 통하여 포트(112)(114)로 방출되고 또한 홈(152) 내부에 잔류하는 유체도 포트(112)(114)를 통하여 외부로 방출됨으로서 제2(a)도에 도시한 상태의 유체흐름에 비하여 그 흐름에 의한 유체 방출속도가 감소하므로 피스톤(120)의 이동이 저항을 받게 되는 충격흡수작용이 일어나며, 상기 피스톤(120)이 더 이동하여 제2(c)도에 도시한 바와같이 돌출봉(132)이 몸체(150)의 홈(152)으로 끼워져 계속적으로 이동하는 경우에는 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 흐름 때문에 발생하는 유체의 압력이 홈(156)을 차단하고 있던 스프링(166)에 의한 탄성력보다 더 커져 그 스프링(166)에 의해 유로(156)를 차단하도록 밀착되어 있던 볼(168)이 유체의 압력에 의하여 상기 유로(156)를 개방하고 따라서 유체는 이 유로(156)와 유로(162)를 통하여 피스톤(120)측으로 이동하며 또한 홈(152) 내부에 잔류하는 유체도 포트(112)(114)를 통하여 외부로 방출되기보다는 유로(158)를 통하여 피스톤(120)측으로 이동함으로서 피스톤(120)은 충격이 최대한 흡수된 상태에서 그 전진 또는 후진 동작을 완료할 수 있는 것이다.

그런데, 상기한 종래의 충격흡수수단과 체크밸브수단은 제2(d)도에 도시한 바와같이 그 작용, 특히 체크밸브수단에 의하여 유체의 흐름을 피스톤측으로 이동시키는 작용이, 유로(156)를 차단하는 볼(168)을 탄성 지지하여주는 스프링(166)의 수축과 팽창의 반복적인 작용에 의해서 가능한 것이고, 이러한 스프링(166)의 수축작용은 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 차단이 일시적으로 차단되어 발생되는 고압에 의하여 발생되는 것이기 때문에, 스프링이 손상되고 또한 그 손상에 의한 스프링의 조각이 피스톤과 패킹부재를 손상시켜 실린더의 원할한 작동을 방해하는 치명적인 문제점을 유발하는 것이었다.

본 고안은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 충격흡수기능과 체크밸브기능을 동시에 수행하면서 스프링의 수축 및 팽창거리를 보다 작게 설정할 수 있도록 하여 스프링 파손을 방지함으로써 수명을 향상시키며 설비의 안정된 작동을 보장할 수 있도록 된 충격흡수장치가 내장된 실린더를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 고안은, 유체 유입 및 배출용 포트를 각각 갖춤 몸체에 의해 양단이 폐쇄된 중공의 몸체 내부에 피스톤과 로드가 미끄럼 이동하도록 장착되고, 상기 피스톤의 후방측 중앙부에 길이방향으로 돌출된 돌출봉이 끼워질 수 있는 홈을 상기 몸체에 형성하여 포트까지 연장시키며, 상기 몸체에 대한 피스톤측 단부와 상기 홈의 내측 단부를 연결하도록 서로 수직하게 연결된 유로의 수직 연결부에 포펫이 스프링에 의해 탄성력을 받아 밀착되어 유로를 차단함으로써 홈측 유로의 압력이 피스톤 후방측 압력보다 일정정도 이상인 경우에만 유로를 통해 홈내부의 유체가 피스톤 후방측으로 이동하도록 허용함에 의해 피스톤의 이동에 따른 충격을 흡수하도록 된 실린더에 있어서, 상기 포펫 내부에 그 포펫이 유로측에 밀착된 상태에 있을때 상기 유로의 각각과 연결되면서 서로 교차하는 +자형 유로를 형성하고, 상기 유로중 홈측 유로와 연결되는 유로에 미끄럼 가능하도록 끼워지는 환봉은 몸체에 나사결합으로 체결됨으로써 유로측으로 전후진될 수 있음을 특징으로 하는 충격흡수장치가 내장된 실린더를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.

제3도는 본 고안에 따른 충격흡수장치를 내장한 실린더의 요부를 상세하게 도시한 단면상세도이고, 실린더의 대략의 구성은 제1도 및 제2도에 도시한 일반적인 구성을 따르며, 종래의 충격흡수기능과 체크밸브기능을 후술할 포펫(10)이 모두 담당한다.

즉, 전,후방측에 압력이 일정정도인 유체등을 받아들이기 이한 통로인 포트(112)(114)를 형성하고, 통상 원통형으로 이루어진 몸체(110)를 갖추며, 상기 몸체(110)의 내측으로는 패킹부재(122)를 장착하여 그 몸체(110) 내부에서 이동 가능한 피스톤(120)을 갖추고, 상기 피스톤(120)에는 몸체(110)의 외측으로 연장된 피스톤 로드(130)를 고정함은 물론, 포트(112)(114)를 가지는 단부측 몸체(150)는 로드(130)의 후방측 단부 돌출봉(132)이 끼워질 수 있도록 된 홈(미도시)을 형성하고, 이러한 홈은 돌출봉(132)이 끼워지는 경우 그 돌출봉(132)이 위치하지 않는 그러한 위치로 더 연장되어 이러한 연장부에 포트(미도시)를 형성하며, 또한 상기 홈의 내측 연장부는 방사상으로 된 하나의 유로(56)와 연결되고, 상기 유로(56)는 몸체(110)(50)와 피스톤(120)에 의하여 형성된 공간으로부터 형성된 또다른 유로(62)와 연결된다.

상기 유로(56)와 유로(62)를 연결하는 부위는 제3도에 도시한 바와같이, 몸체(50) 외측으로 연결된 공간(S)을 형성하고, 상기 공간(S)의 내경 크기는 유로(56)의 내경 크기보다 크게 설정되며, 이러한 공간(S)에는 포펫(Poppet)(10)이 그 공간(s)내에서 이동가능하도록 수용되고, 상기 포펫(10)은 그 내부에 서로가 관통된 +:자형의 유로(12)(14)가 형성되며, 상기 유로중 하나의 유로(14)에는 몸체(50)의 외측으로부터 공간(S)측으로 체결된 나사(52)의 중앙부에 나사결합되어 길이방향으로 이동가능한 조절나사(70)의 내측단부에 형성된 환봉(72)에 끼워져 미끄럼 가능하게 이루어지고, 다른 유로(12)는 그 일측이 유로(62)측으로 연결되거나 상기 포펫(10)이 후진시에는 공간(S)을 이루는 벽의 내부 표면에 의해 폐쇄되도록 이루어지며, 상기 포펫(10)은 그 포펫(10)의 일측 외부면과 나사(52)의 내측 단부면과의 사이에 일정한 정도로 압축되어 있는 스프링(80)에 의해 유로(56)측으로 탄성력을 받도록 설치된다.

상기한 구성으로 된 본 고안의 작용효과를 설명한다.

제3도에 도시한 바와같이, 본 고안의 실린더는 초기에는 종래의 실린더와 거의 유사한 동작을 하게 되고, 이는 피스톤(120)의 전,후진시 우선, 그 피스톤(120)이 몸체(50)로부터 멀리 위치하는, 즉 돌출봉(132)이 홈(미도시)으로 끼워지지 않은 경우에는 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 흐름이 홈(152)과 유로(미도시)를 통하여 포트(112)(114)로 방출됨으로서 정상적인 유로를 형성하고, 상기 피스톤(120)이 계속적으로 이동하여 제3(a)도에 도시한 바와같이, 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 흐름이 상기 홈과, 동시에 직경이 작은 유로(62)와 (56)을 통하여 포트(112)(114)로 방출됨으로서 초기상태, 즉 피스톤(120)이 몸체(50)로부터 멀리 위치하는 상태의 유체 흐름에 비하여 그 흐름에 의한 유체 방출속도가 감소하므로 피스톤(120)의 이동이 저항을 받게 되는 충격흡수작용이 일어나며, 상기 피스톤(120)이 더 이동하여 돌출봉(132)이 몸체(50)의 홈으로 끼워진 상태로 계속하여 이동하는 경우에는 피스톤(120)의 이동에 의한 유체의 흐름 때문에 발생하는 유체의 압력이 유로(56)의 외측 단부에 접촉하여 있던, 그리고 스프링(80)에 의하여 일정 정도의 탄성력으로 지지되고 있던 포펫(10)에 가해져 그 포펫(10)이 유로(56)측으로부터 멀어지게 되고, 따라서 유체의 흐름은 제3(b)도에 도시한 바와같이 유로(56), 공간(S) 및 유로(62)를 통하여 그 전진 또는 후진 동작을 완료할 수 있는 것이다. 이때, 상기 포펫(10)이 유로(56)로부터 외측으로 이동할 수 있는 것은, 피스톤이 적정정도까지 이동하는 경우 유로(56)를 통하여 공간(S)측으로 이동할 수 있는 유체의 양이 유로(62)를 통하여 공간(S)측으로 이동할 수 있는 유체의 양에 비하여 많고 특히 그 유체 압력이 유로(56)측에서 더 크기 때문이다.

즉, 피스톤이 이동하는 경우 그 이동에 의해 유체를 포트를 통해 외부로 방출시키는 경로 외에 그 포트와 피스톤 이동의 전방부를 연결하여 주는 유로(62)(56)를 형성하고, 상기 유로(62)(56)를 서로 연결하여 주는 공간(S)에는 스프링(80)에 의해 탄성력을 받도록 된, 내부에 +자형의 유로(12)(14)를 형성한 포펫(10)을 수용함으로서, 유체의 흐름에 저항을 가하여 피스톤의 이동속도를 줄임으로서 1차적으로 충격을 완화하는 때에는 포펫(10)이 유로(56)측에 접촉하여 유체의 흐름이 유로(62),(10),(12) 그리고 (56)을 통하여 포트측으로 이동하도록 형성하고, 피스톤측으로 직접적인 유체의 역방향 흐름을 가하여 그 피스톤의 이동을 정지시킴으로서 최종적으로 충격을 완화하는 때에는 포펫(10)이 유로(56)측으로부터 멀어져 유체의 흐름이 유로(56),(12),(10) 그리고 (62)를 통하여 피스톤측으로 이동하도록 형성하여, 피스톤의 이동에 의한 충격을 효과적으로 완화시킬 수 있으며, 또한 이러한 작동이 가능하게 하는 포펫(10)의 이동은 단지 그 내부에 형성된 유로(12)(14)의 하나인 유로(14)를 공간(S) 내에 위치하도록 하는 짧은 행정, 즉 스프링(80)이 종래에 비하여 더 짧은 이동거리를 이동하여 가능하게 함으로서 그 스프링(80)의 수축 및 팽창에 따른 파손을 방지할 수 있는 것이다.

상술한 바와같이 본 고안에 따른 충격흡수장치가 내장된 실린더에 의하면, 피스톤의 전,후방측에 그 피스톤의 이동에 의한 충격을 흡수하기 위한 유로를 형성하고, 그 유로상에 +자형의 유로를 가지는 포펫을 장착하며, 그 포펫을 스프링에 의하여 적정한 탄성력이 가해지게 함으로서, 피스톤의 이동시 그 충격을 흡수하기 위한 유로의 제어가 용이하고 또한 스프링의 수축 및 팽창거리가 작게 설정됨이 가능하여 그 파손을 방지함으로서 실린더의 수명이 향상되어 설비의 안정된 작동을 보장하는 실용상의 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 유체 유입 및 배출용 포트(112)(114)를 각각 갖춘 몸체(50)에 의해 양단이 폐쇄된 중공의 몸체(110) 내부에 피스톤(120)과 로드(130)가 미끄럼 이동하도록 장착되고, 상기 피스톤(120)의 후방측 중앙부에 길이방향으로 돌출된 돌출봉(132)이 끼워질 수 있는 홈(152)을 상기 몸체(50)에 형성하여 포트(114)까지 연장시키며, 상기 몸체(50)에 대한 피스톤(120)측 단부와 상기 홈(152)의 내측 단부를 연결하도록 서로 수직하게 연결된 유로(62)(56)의 수직 연결부에 포펫이 스프링에 의해 탄성력을 받아 밀착되어 유로를 차단함으로써 홈(152)측 유로(56)의 압력이 피스톤(120) 후방측 압력보다 일정정도 이상인 경우에만 유로(56)(62)를 통해 홈(152) 내부의 유체가 피스톤(120) 후방측으로 이동하도록 허용함에 의해 피스톤(120)의 이동에 따른 충격을 흡수하도록 된 실린더에 있어서, 상기 포펫(10) 내부에 그 포펫(10)이 유로(56)측에 밀착된 상태에 있을때 상기 유로(56)(62)의 각각과 연결되면서 서로 교차하는 +자형 유로(12)(14)를 형성하고, 상기 유로중 홈(152)측 유로(56)와 연결되는 유로(14)에 미끄럼 가능하도록 끼워지는 환봉(72)은 몸체(50)에 나사결합으로 체결됨으로써 유로(52)측으로 전후진될 수 있음을 특징으로 하는 충격흡수장치가 내장된 실린더.