KR200417875Y1

KR200417875Y1 - 다단붐 유압실린더

Info

Publication number: KR200417875Y1
Application number: KR2020060006472U
Authority: KR
Inventors: 오태균
Original assignee: 씨에스기계 주식회사
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2006-06-05

Abstract

본 고안은 다단붐 유압실린더에 관한 것으로, 고정된 로드와, 이 로드에 대해 신축가능하게 설치된 튜브 및, 이 튜브에 외주면이 접촉됨과 아울러 상기 로드의 일측 선단에 접촉설치된 피스톤을 포함하여 구성된 다단붐 유압실린더에 있어서, 상기 피스톤은 상기 로드와 접촉되는 부위에 원주방향으로 일정 간격을 두고 다수의 홈이 형성되어 로드와의 유효단면적을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

따라서, 피스톤 형상을 개선함으로써 유압실린더의 초기 수축력을 증대시켜 유압실린더의 효율을 극대화시킬 수 있고, 유압실린더의 튜브 직경을 키우지 않고 초기 수축력을 높일 수 있기 때문에 비용절감효과를 도모할 수 있으며, 다단붐 유압실린더와 연계된 시스템을 효율적으로 설계할 수 있어 장치의 성능향상에 기여할 수 있다.

다단붐, 유압실린더, 피스톤

Description

다단붐 유압실린더{A hydraulic cylinder of multistage boom}

도 1은 종래의 기술에 따른 다단붐 유압실린더가 완전 수축된 상태를 나타낸 단면도,

도 2는 종래의 기술에 따른 다단붐 유압실린더가 완전 신장된 상태를 나타낸 단면도,

도 3은 종래의 기술에 따른 다단붐 유압실린더의 피스톤 구조를 나타낸 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 다단붐 유압실린더의 피스톤 구조를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 유압실린더 11,11-a,11-b : 튜브

12,12-a,12-b : 로드 13 : 피스톤

13a : 홈 14 : 스페이서

A : 유로

B : 유로용 구멍

X,Y : 챔버

본 고안은 신축식 다단붐의 유압실린더에 관한 것으로, 특히 유압실린더의 초기 수축력을 증대할 수 있도록 피스톤 형상을 개선함으로써 유압실린더의 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 다단붐 유압실린더에 관한 것이다.

일반적으로 다단붐을 구비한 특장차량, 예를 들어 고소작업차 또는 크레인과 같은 경우 하중을 다단붐의 각 단에 신축작동이 서로 연동되도록 하는 것이다.

즉, 상기 다단붐은 다수개의 붐으로 이루어져 직진식으로 인출하거나 인입시키면서 붐 전체의 길이를 신장시키거나 신축시켜 선단의 작업장치로 물체를 들어 올린 후 위치를 이동시키는 것이다.

여기서, 상기 다단붐에 적용되는 유압실린더는 붐구조가 여러개 삽입되는 구조에서 이것들을 신장 또는 수축시키는 역할을 하고 있다. 보통 상기 유압실린더가 1개에서 3개까지 연결되어 사용되고 있으며, 상기 다단붐의 가장 작은 붐 단면 내부에 상기 유압실린더가 설치되기 때문에 매우 컴팩트한 구조로 되어 있다.

상기 다단붐 유압실린더의 일반구조를 도 1과 도 2를 참조로 설명하면, 도 1은 다단붐 유압실린더가 완전 수축된 상태를 나타내고, 도 2은 다단붐 유압실린더가 완전 신장된 상태를 나타낸다.

상기 유압실린더(10)의 구조는 튜브(11-a,11-b)와 로드(12-a,12-b)로 구성되고, 상기 다단붐 유압실린더(10)는 4개의 튜브(11)로 구성되기 때문에 유압실린더(10)의 구조가 매우 복잡하며, 상기 유압실린더(10)의 작용면이 매우 작게 형성된 다.

또한, 상기 유압실린더(10)의 설치에 있어 로드(12)가 고정되고 튜브(11)가 움직이는 구조이기 때문에 로드(12)가 작동되는 일반적인 실린더 구조와는 반대의 구조를 갖는다.

여기서, 상기 유압실린더(10)를 이루는 종래의 피스톤 구조는 도 3에 도시된 것과 같이, 유압유가 유압라인 연결부에서 피스톤(13)의 유로(A)를 통해 튜브측(챔버(X))으로 유입되면 상기 유압실린더(10)가 신장을 하게 되고, 유압유가 유압라인 연결부에서 유로용 구멍(B)을 통해 로드측(챔버(Y))으로 유입되면 상기 유압실린더(10)가 수축을 하게 되는 구조이다.

즉, 상기 피스톤(13)에 있어 튜브(11)측은 접촉면에 유로(A)가 가공되어 있고, 상기 로드(12)측은 원주방향으로 4개의 유로용 구멍(B)이 가공되어 있으며, 상기 다단붐의 완전 신장시 스페이서(14)와 원주상에서 밀착되는 구조이다.

상기 다단붐의 신장 작동시 유로(A)를 통해 유압유가 챔버(X)로 공급되어 신장 작동을 하며, 다단붐의 수축 작동시 유로용 구멍(B)을 통해 유압유가 챔버(Y)로 공급되어 수축 작동을 하고, 이때 상기 챔버(X) 및 챔버(Y)에 진공현상이 발생하지 않도록 상기 유로(A) 및 유로용 구멍(B)을 통해 유압유가 흐를 수 있도록 된 것이다.

상기 로드(12)측의 접촉면은 그 선단부와 스페이서(14)가 밀착됨에 따라 초기 수축력 발생 작용면(유효 단면적)이 작게 형성되어 유압실린더(10)의 초기 수축이 원활하지 못한 현상이 발생됨으로써 장비의 성능에 악영향을 미치고 있다.

즉, 상술한 바와 같이 종래의 다단붐 유압실린더(10)는 매우 복잡한 구조이기 때문에 유압실린더(10)의 작동에 있어 붐구조가 완전 신장된 상태에서 상기 스페이서(14)와 피스톤(13)이 전면접촉하고, 이 상태에서 상기 붐이 수축할 때에 유압실린더(10)의 유효단면적(챔버(Y))이 매우 작게 형성되어 있으므로 초기 수축력이 매우 작아지게 되는 단점이 있었다.

상기 초기 수축력은 압력×챔버(Y)의 단면적(유압이 전달될 수 있는 유압유와 개방된 유효단면적)으로, 상기 유효단면적의 크기는 다단붐 유압실린더(10)의 수축작동에 있어 시스템 효율을 결정하는 인자로 작용한다.

종래에는 상기 다단붐 유압실린더(10)의 유효단면적이 매우 작게 형성되어 있어 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

이에 따라 상기 유압실린더(10)의 초기 수축력을 크게 하기위해서는 상기 챔버(Y)의 초기 유효단면적을 더욱 크게 제작하여야 하며, 상기 유효단면적을 증가시키기 위해서는 상기 유압실린더(10)의 튜브(11) 직경을 더욱 크게 제작하여야 하기 때문에 비용이 증가될 뿐만 아니라 연계된 시스템이 비효율적으로 설계되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 종래의 다단붐 유압실린더가 갖는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 유압실린더의 초기 수축력을 증대할 수 있도록 피스톤 형상을 개선함으로써 유압실린더의 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 다단붐 유압실린더를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 고정된 로드와, 이 로드에 대해 신축가능하게 설치된 튜브 및, 이 튜브에 외주면이 접촉됨과 아울러 상기 로드의 일측 선단에 접촉설치된 피스톤을 포함하여 구성된 다단붐 유압실린더에 있어서, 상기 피스톤은 상기 로드와 접촉되는 부위에 원주방향으로 일정 간격을 두고 다수의 홈이 형성되어 로드와의 유효단면적을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

이하 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

초기 수축력이 증대될 수 있도록 설계된 다단붐 유압실린더를 도 1과 도 2 및 도 4를 참조로 설명하면, 상기 유압실린더(10)는 다수의 튜브(11-a,11-b)와 로드(12-a,12-b)로 구성되는 것으로, 다단붐을 이루기 위하여 상기 튜브(11)는 4개로 이루어져 이 튜브(11)의 신장 또는 수축을 통해 다단붐이 신장되거나 수축됨으로써 작업을 수행한다.

그리고, 상기 유압실린더(10)는 상기 로드(12)가 고정된 상태에서 튜브(11)가 움직이는 구조이다.

또한, 상기 유압실린더(10)에 설치되는 피스톤(13)은 상기 튜브측에 유로(A)가 형성되고, 상기 로드측에 또 다른 유로용 구멍(B)이 다수 형성된다.

특히, 상기 피스톤(13)은 상기 로드(12)와 접촉되는 부위에 원주방향으로 일정 간격을 두고 다수의 홈(13a)이 형성되어 로드(12)와의 유효단면적을 증대시킬 수 있도록 설계된다.

즉, 유압유가 유압라인 연결부에서 피스톤(13)의 유로(A)를 통해 튜브측(챔버(X))으로 유입되면 상기 유압실린더(10)가 신장을 하게 되고, 유압유가 유압라인 연결부에서 유로용 구멍(B)을 통해 로드측(챔버(Y))으로 유입되면 상기 유압실린더(10)가 수축을 하게 되는 구조이다.

상기 피스톤(13)의 튜브측은 그 접촉면에 하나의 유로(A)가 형성되고, 상기 피스톤(13)의 로드측은 원주방향으로 4개의 유로용 구멍(B)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 다단붐의 신장 작동시 유로(A)를 통해 유압유가 챔버(X)로 공급되어 신장 작동을 하며, 다단붐의 수축 작동시 유로용 구멍(B)을 통해 유압유가 챔버(Y)로 공급되어 수축 작동을 하고, 이때 상기 챔버(X) 및 챔버(Y)에 진공현상이 발생하지 않도록 상기 유로(A) 및 유로용 구멍(B)을 통해 유압유가 흐를 수 있도록 된 것이다.

이때, 상기 피스톤(13)은 상기 유압실린더(10)의 초기 수축력을 증대시킬 수 있도록 상기 로드측과 접촉되는 면에 원주방향으로 일정 간격을 두고 4개소에 홈(13a)을 가공함으로써 유압실린더(10)의 유효단면적을 증대시킨다.

상기 피스톤(13)의 홈(13a)은 서로 대응되는 방향에 한 쌍의 홈(13a)이 마주볼 수 있도록 일정 간격을 두고 원주방향을 따라 4개소에 동일한 형상으로 가공함이 바람직하다.

즉, 상기 유압실린더(10)의 초기 수축력은 압력×챔버(Y)의 단면적을 통해 계산되는 것으로, 상기 피스톤(13)에 가공된 홈(13a)을 통해 유압이 전달될 수 있는 유압유와 개방된 유효단면적이 커지게 된다.

그러므로, 상기와 같이 유압실린더(10)의 로드(12)와 접촉되는 상기 피스톤(13)의 접촉면 형상을 개선함으로써 유압실린더(10)의 초기 수축력이 종래의 유압실린더에 비해 약 52% 정도 증대되는 것을 실험을 통해 알 수 있고, 이를 통해 상기 유압실린더(10)의 튜브(11) 직경을 키우지 않고도 다단붐 유압실린더(10)의 작동시 초기 수축력을 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 다단붐 유압실린더에 의하면, 피스톤 형상을 개선함으로써 유압실린더의 초기 수축력을 증대시켜 유압실린더의 효율을 극대화시킬 수 있고, 유압실린더의 튜브 직경을 키우지 않고 초기 수축력을 높일 수 있기 때문에 비용절감효과를 도모할 수 있으며, 다단붐 유압실린더와 연계된 시스템을 효율적으로 설계할 수 있어 장치의 성능향상에 기여할 수 있다.

Claims

고정된 로드(12)와, 이 로드(12)에 대해 신축가능하게 설치된 튜브(11) 및, 이 튜브(11)에 외주면이 접촉됨과 아울러 상기 로드(12)의 일측 선단에 접촉설치된 피스톤(13)을 포함하여 구성된 다단붐 유압실린더에 있어서,

상기 피스톤(13)은 상기 로드(12)와 접촉되는 부위에 원주방향으로 일정 간격을 두고 다수의 홈(13a)이 형성되어 로드(12)와의 유효단면적을 증대시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다단붐 유압실린더.