KR200326727Y1 - 복동형 다단실린더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 복동형 다단실린더에 관한 것으로, 내부구조를 간단하게 하여 2단및 3단이상으로도 쉽게 구성할 수 있으며, 오일시일링(oil seal ring)의 수가 적고 구조가 간단하여 공압용으로도 사용가능하도록 한 복동형 다단실린더에 관한 것이다.

본 고안의 구성은 두개의 포트가 형성되고, 가장 직경이 큰 실린더하우징과; 상기 실린더하우징 내에 내삽되고, 외벽 내에 유로가 형성된 1단실린더로드와 1단실린더로드에 내삽되는 2단실린더로드로 구성된다. 상기 1단실린더와 같은 형태로 2단실린더를 구성하고, 3단실린더로드를 내삽하면 3단으로 형성된 복동형 다단실린더로 구성되어진다.

상기와 같이 본 고안은 구성이 간단하여 3단이상으로도 쉽게 구성할 수 있으며, 공압용으로도 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

복동형 다단실린더{TELESCOPIC CYLINDER}

본 고안은 복동형 다단실린더에 관한 것으로, 내부구조를 간단하게 하여 2단및 3단이상으로도 쉽게 구성할 수 있으며, 오일시일링(oil seal ring)의 수가 적고 구조가 간단하여 공압용으로도 사용가능하도록 한 복동형 다단실린더에 관한 것이다.

일반적으로 어떤 물건을 들어 올리거나 원거리 위치로 이동 및 힘을 지지하는 수단으로 실린더가 널리 이용되고 있다.

이러한 상기 실린더는 유압이나 공압을 이용하여 신축동작할 수 있도록 되어 있으며 지게차, 각종 건설장비, 승강대, 오물수거장치 등에 이용될 뿐만 아니라 간판이나 신호등 설치, 건물의 외벽청소 및 무거운 중량물을 높은 위치로 들어올려주는 작업 현장에 사용되고 있다.

이러한 실린더에는 유압유나 공압공기가 출입할 수 있는 입구포트(port)가 한개인 단동형과 두개인 복동형이 있는데, 단동형은 하나의 입구포트로 유압이나공압이 전달되어지므로, 신장이나 혹은 압축중 하나의 과정에서 유압이나 공압을 전달할 수 있다. 그러나, 복동형은 두개의 입구포트로 공압이나 유압을 전달할 수 있어서 실린더가 신장할때나 압축할 때 모두 유압이나 공압을 전달할 수 있다.

또, 이러한 실린더는 대부분 실린더하우징과 실린더로드로 구성되어 지는데 실린더하우징의 길이는 실린더로드의 길이보다 항상 길어야하기 때문에 만약 실린더로드의 길이가 매우 길어진다면 실린더하우징의 크기도 그만큼 커져야 한다. 따라서 공간상 제약을 받는 곳에서는 사용하기가 힘들다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 다단실린더(telescopic cylinder)가 개발되었는데 실린더하우징 내에 실린더로드가 다단으로 안테나처럼 내삽되어 있어서, 유압이나 공압이 전달될때 실린더로드가 다단으로 신장 또는 압축하여 원하는 작업을 수행할 수 있도록 한다.

종래의 다단실린더는 구조상 주로 단동형으로 구성되며 지게차, 각종 건설장비 등에 많이 사용되고 있다.

도 1을 참조하여 단동형 다단실린더를 설명하면,

가장 큰 외경을 가진 실린더하우징(112) 내부에서 슬라이딩하여 신축동작이 가능하도록 1단실린더로드(113)가 내삽되고, 상기 1단실린더로드(113)의 내부에서 슬라이딩하여 신축동작이 가능하도록 2단실린더로드(114)가 내삽되어 있다.

또, 상기 실린더하우징(112)의 바닥면에는 유압유가 출입하는 입구포트(111)가 형성되고, 각각의 1,2단실린더에는 상부턱(201,202)이 형성된다.

이중에서, 1단실린더로드(113)의 상부턱(201)의 중앙내부는 천공되어 유압유가 흐를수 있도록 구성되고, 신장시 1,2단실린더(113,114)의 이탈을 방지하기 위해 각 1,2단실린더로드(112,113)의 상부에는 걸림턱(215,216)이 형성된다.

그러므로, 입구포트(111)를 통해 유압유가 공급되면 이 유압유는 1,2단실린더로드(113,114)의 상부턱(201,202)을 밀어올려 신장이 가능하게 되고, 신장을 계속하다가 각각의 상부턱(201,202)이 걸림턱(215,216)에 걸려 더 이상의 신장이 일어나는 것이 방지된다.

이러한 단동형 다단실린더는 신장이나 압축중 한과정에서만 유압이나 공압을 전달할 수 있으므로 신축의 제어가 용이하지 못하다. 따라서 신축의 제어가 원활해야 하는 곳에는 복동형 실린더가 사용되는데 종래에는 상기 복동형 실린더를 2단으로하여 복동형 다단실린더가 개발되었다.

종래의 복동형 다단실린더는 도 2에서 보는 바와 같이 포트B(500)에서 유입되는 유압유가 2단실린더로드(530)를 밀어올리수 있도록 1단실린더로드(520)의 중앙부에 유입관(523)이 형성되어 있다.

그러나, 상기한 복동형 다단실린더는 1단실린더로드(520)의 중앙부에 유입관(523)이 형성된 것과 같이 그 구성이 복잡하여 2단이상으로 형성하기 힘들고, 공압을 사용할 경우 공압공기가 쉽게 새기 때문에 공압에서는 사용할 수 없는 단점이 있었다.

상기한 문제점들을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 구조를 간단히하여 3단이상으로도 쉽게 형성가능하도록 한 복동형 다단실린더를 제공함에 있고,

본 고안의 다른 목적은 실린더를 다단으로 구성할 때 오일시일링의 수를 최소화하여 유압이나 공압에 모두 사용할 수 있는 복동형 다단실린더를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 일반적인 단동형 다단실린더의 내부 구조도

도 2는 종래의 일반적인 복동형 다단실린더의 내부 구조도

도 3은 본 고안의 일 실시예로 구성된 복동형 다단실린더의 압축시의 내부 구조도

도 4는 본 고안의 일 실시예로 구성된 복동형 다단실린더의 신장시의 내부 구조도

도 5는 본 고안의 일 실시예로 구성된 복동형 다단실린더가 신장될 때 유압유나 공압공기의 흐름도

도 6는 본 고안의 일 실시예로 구성된 복동형 다단실린더가 압축될 때 유압유나 공압공기의 흐름도

도 7은 본 고안의 다른 실시예로 3단으로 구성된 복동형 다단실린더의 내부구조도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 실린더하우징 11: A포트

12: B포트 14: 1단격벽사이

16: 걸림턱 20: 1단실린더로드

22: 유로 24: 2단격벽사이

25: 트로틀밸브 26: 1단걸림턱

27: 홀 28: 1단내부턱

30: 2단실린더로드 33: 오일시일링

38: 2단내부턱

상기의 목적을 달성하기 위해서 본 고안은 유압 또는 공압에 의해 신장 및 축소가 가능하도록 복동형 다단실린더를 구성하되, 가장 큰 외경을 가진 실린더하우징의 내부에서 슬라이딩하여 신축동작이 가능하도록 한 1단실린더로드와, 상기 1단실린더로드의 내부에서 슬라이딩하여 신축동작이 가능하도록 한 2단실린더로드로 이루어지며, 상기 실린더하우징의 하측 입구포트(port)로 유압 또는 공압이 전달되면 다단실린더로드로 유압 또는 공압이 전달되어 1,2단 실린더로드가 신장되고, 상기 실린더하우징의 상측 입구포트를 통해 유압 또는 공압이 전달되면 1단실린더의 격벽사이와 1단실린더로드의 외벽 내에 형성된 유로를 통하여 1,2단실린더가 축소되는 것을 특징으로 구성된다.

이하, 본 고안을 바람직한 실시예와 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도4에서 도시된 바와 같이 본 고안은 가장 큰 외경을 가진 실린더하우징(10)의 내부에서 슬라이딩하여 신축동작이 가능하도록 1단실린더로드(20)와, 상기 1단실린더로드(20)의 내부에서 슬라이딩하여 신축동작이 가능하도록 한 2단실린더로드(30)가 설치된 것이다.

상기 실린더하우징(10)은 하부일측에 유압 혹은 공압 압축기(compressor)에의해 유압유나 공압공기가 입출되는 A포트(11)와 상부일측에 B포트(12)가 형성되고, 상부에는 실린더하우징(10)의 외경보다 작은 직경을 갖는 걸림턱(16)이 형성된다.

상기 걸림턱(16)의 직경과 동일한 1단실린더로드(20)가 실린더하우징(10)에 내삽되고, 1단실린더로드(20)의 하단부에는 상기 실린더하우징(10)의 내벽의 직경과 동일하고, 중앙에 홀(24)이 형성된 1단내부턱(28)이 부착되어 진다. 또한 상부에는 1단실린더로드(20)의 외경보다 작은 직경을 갖는 1단걸림턱(26)이 형성되고, 1단실린더로드(20)의 외벽 내에는 원주방향으로 수개의 유로(22)가 형성되고, 유로(22)의 상단 끝단부에는 유량을 제어하는 트로틀밸브(throttle valve)(25)가 설치된다.

상기 유로(22)는 1단실린더로드(20)의 외벽 내에 상하로 구멍을 뚫고, 그 구멍의 하단부는 수직하게 1단격벽사이(14)와 통하도록 뚫으며, 그 구멍의 상단부는 수직하게 2단격벽사이(24)와 통하도록 뚫어서, 유압이나 공압이 B포트(12)로부터 전달될 때 2단실린더로드(30)가 신축될 수 있도록 한다. 이때 상기 2단격벽사이(24)와 연결된 구멍에는 트로틀밸브(25)가 설치되어, 유압유나 공압공기의 유량을 제어한다. 상기 유로는 1단실린더로드(20)의 내벽에 2~4개 정도로 하는 것이 적당하다.

또한, 상기 1단실린더로드(20)에는 상기 1단실린더로드(20)의 1단걸림턱(26)의 직경과 동일하고, 1단실린더로드(20)에 내삽되며, 하단부에는 상기 1단실린더로드(20)의 내벽의 직경과 동일한 2단내부턱(38)이 부착된 2단실린더(30)가 형성된다.

상기 복동형 다단실린더에는 실린더하우징(10)과 1단실린더로드(20), 1단내부턱(18)과 실린더하우징(10), 1단실린더로드(20)와 2단실린더로드(30), 2단내부턱(38)과 1단실린더로드(20)의 사이에 각각 하나씩의 오일시일링(33)이 설치되어진다.

이하 본 고안의 실시예로 구성된 복동형 다단실린더의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 상기 복동형 다단실린더의 신장과정을 나타내었다. A포트(11)에서 유압유나 공압공기가 실린더하우징(10) 내로 유입되면 1단실린더로드(20)의 1단내부턱(28)의 바닥면에 유압이나 공압을 전달하게되고 1단내부턱(28)의 중앙에 형성된 홀(24)을 통해서 2단실린더로드(30)의 2단내부턱(38) 하단부에 유압이나 공압을 전달하게 되어 1단 및 2단 실린더로드가 신장된다. 이 때 1단격벽사이(14)에 있던 유압유나 공압공기는 B포트(12)를 통해 빠져나가고 2단격벽사이(24)에 있던 유압유나 공압공기는 트로틀밸브(25)를 통과하여 유로(22)를 따라 1단격벽사이(14)를 통해서 B포트(12)로 빠져나간다.

도 6은 상기 복동형 다단실린더의 압축과정을 나타내었다. B포트(12)에서 유입된 유압유나 공압공기가 1단격벽사이(14)를 통해서 1단내부턱(28)에 압력을 가하고, 일부는 유로(22)를 따라 트로틀밸브(25)를 통과하여 22단격벽사이(24)로 유입되어 2단내부턱(28)의 상부에 압력을 가하여 압축이 진행된다. 이 때 실린더하우징(10) 내에 있던 유압유나 공압공기는 A포트(11)를 통해 빠져나가고 역시 2단실린더로드(20) 내에 있던 유압유나 공압공기도 홀(27)을 통해 A포트(11)로 빠져 나간다.

도 7은 본 고안의 또 다른 실시예로써, 상기 2단으로 구성된 복동형 다단실린더를 3단으로 하여 구성한 것이다. 상기한 실시예에서 1단실린더로드(20)와 같은 형태로 2단실린더로드(300)의 내부에는 3단격벽사이(304)가 형성되고, 2단실린더로드(300)의 외벽내에는 원주방향으로 수개의 유로(302)가 형성되며, 상기 유로의 끝단부에는 유량을 제어하는 트로틀밸브(throttle valve)(305)가 설치된다. 또한 2단실린더로드(300)의 끝단부에는 1단실린더(200)의 내벽의 직경과 동일하고, 중앙부에 홀(307)이 형성된 3단내부턱(308)이 형성된 것이다. 상기 2단실린더로드(300)에 내삽되는 3단실린더로드(400)가 설치된다.

도 7에서 보는 바와 같이 본 고안의 복동형 다단실린더는 2단 뿐만아니라, 3단이상으로도 쉽게 구성할 수 있다.

상기한 것과 같이 상기 복동형 다단실린더의 압축과 신장이 간단한 구성으로 이루어 질 수 있으므로, 종래의 복동형 다단실린더가 3단이상으로 구성하기 힘들고, 또 오일시일링의 수가 많아지고 구조가 복잡하여 공압공기가 쉽게 새어나오므로 공압에서는 사용하기 힘들었던 단점을 보완하여 3단이상의 복동형 다단실린더를 쉽게 구성할 수 있으며, 공압에서도 사용할 수 있는 복동형 다단실린더를 구성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유압이나 공압을 사용하여 일을 할 수 있도록 형성된 복동형 다단실린더가 가장 큰 직경을 갖고 하단부 일측과 상단부 일측에 압축기가 연결되는 A포트와 B포트가 형성된 실린더하우징과; 상기 실린더하우징의 직경보다 작으며 실린더하우징에 내삽되고, 중앙부에 홀이 형성된 내부걸림턱이 하단부에 설치된 1단실린더로드와; 상기 1단실린더로드에 내삽되고, 내부걸림턱이 하단부에 설치된 2단실린더로드가 형성된 복동형 다단실린더에 있어서,

   상기 1단실린더로드의 외벽 내에 유압유나 공압공기가 출입할 수 있도록 형성된 유로와; 상기 유로의 끝단부에 장착된 트로틀밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 복동형 다단실린더.
2. 제 1항에 있어서, 상기 1단실린더로드의 외벽 내의 유로는 상하로 구멍을 뚫고, 상기 구멍의 하단부는 수직하게 1단격벽사이와 통하도록 형성되고, 상기 구멍의 상단부는 수직하게 2단격벽사이와 통하도록 형성된 복동형 다단실린더.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유로는 1단실린더로드의 외벽 내에 2~4개가 형성된 것을 특징으로 하는 복동형 다단실린더.