KR20050040739A

KR20050040739A - 유압 실린더

Info

Publication number: KR20050040739A
Application number: KR1020040085762A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 도우센; 타츠야 후타미; 켄지 가네마루; 요시아키 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고마츠 세이사꾸쇼; 고마츠제노아 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2005-05-03
Also published as: DE102004052269A1; US7121089B2; GB2407623B; CN100373058C; US20050086934A1; GB2407623A; CN1611799A; JP4115918B2; GB0423958D0; JP2005133761A

Abstract

실린더 로드 내에 설치된 어큐뮬레이터에 의한 충격 흡수 기능의 실행과 그 정지를 임의로 행할 수 있도록 한 유압 실린더를 제공하기 위해서, 본 발명의 유압 실린더의 어큐뮬레이터는 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤과, 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체와, 제1 실린더 로드실과 서로 통하고, 외부로부터 작동유를 제1 실린더 로드실로 유입시키는 어큐뮬레이터 포트를 적어도 구비하고 있다.

Description

유압 실린더{HYDRAULIC CYLINDER}

본 발명은, 파워셔블 등의 토목 건설 기계, 혹은 유압에 의해 구동되는 기기에 사용되는 유압 실린더에 관한 것으로서, 특히 충격 흡수 기능을 갖는 유압 실린더의 개량에 관한 것이다.

종래부터 파워셔블 등의 각종 토목 건설 기계에는 버킷 등의 작업기를 구동하기 위해서 유압 실린더가 사용되고 있다.

이 유압 실린더는 작동유의 유압에 의해 실린더 내에서 직선 왕복 운동하는 실린더 로드를 구비하고 있다.

이 실린더 로드는 일단에 실린더 내에 삽입되는 실린더 피스톤을 구비하고 있고, 이 실린더 피스톤에 의해 실린더 내는 두개의 실린더실로 구획되어 있다.

그리고, 그 두개로 구획된 실린더실 중 한 쪽 실린더실에 작동유를 압송함으로써 실린더 로드를, 예컨대 신장되는 방향으로 직선 이동시키며, 또한 다른쪽 실린더실에 작동유를 압송함으로써 실린더 로드를, 예컨대 수축되는 방향으로 직선 이동시키며, 이에 의해 실린더 로드의 선단에 연결된 버킷 등의 작업기를 구동 조작시킨다.

한편, 유압 실린더에서는, 작업기의 움직임을 제어하기 위해서, 실린더실에 대한 작동유의 압송을 제어 밸브에 의해 정지시키며, 이에 의해 실린더 로드의 직선 운동을 일시 정지시키는 경우가 있다.

그 경우, 실린더실에 대한 작동유의 압송을 급정지시키면, 실린더실 내에 체류하는 작동유가 실린더 피스톤의 관성력에 의해 압축되지만, 작동유의 비압축성에 의해 상기 실린더실 내에 체류하는 작동유가 큰 저항으로 되며, 그 때문에 실린더 로드가 급정지하여 실린더 그자체에 큰 충격이 발생하여, 유압 실린더를 사용하는 기기의 진동이나 소음이 커진다는 난점이 있다.

한편, 종래에는 일본국 특개소49-104075호에서 개시하는 바와 같이, 실린더 로드 내에 어큐뮬레이터 피스톤과 이것을 지지하는 코일 스프링으로 이루어지는 충격 흡수 기능을 갖는 어큐뮬레이터를 설치하며, 또한 이 어큐뮬레이터 피스톤의 양측면을 각각 대응하는 한 쪽과 다른 쪽 실린더실에 각각 항상 서로 통시키도록 한 것이 제안되어 있다.

이러한 일본국 특개소49-104075호에 개시된 유압 실린더에 의하면, 실린더 로드의 운동을 정지시키기 위하여 실린더실에 대한 작동유의 압송을 급정지시키면, 실린더실 내에 체류하는 작동유는 실린더 로드에 연결 설치된 실린더 피스톤의 관성력에 의해 압축되지만, 이 실린더실 내에서 압축되는 작동유의 일부는 어큐뮬레이터 피스톤측으로 달아나며, 더욱이 이 달아난 작동유의 압력에 의해 상기 어큐뮬레이터 피스톤을 매개로 코일 스프링을 눌러 신축시킨다. 그렇게 하면, 달아난 작동유의 유압에 의해 신축되는 코일 스프링의 댐퍼 기능에 의해 실린더실 내의 작동유의 압력이 코일 스프링의 압력과 평형을 이루는 압력까지 점차 흡수되며, 이 때문에 실린더에 발생하는 충격이 가급적 감소된다.

그런데, 일본국 특개소49-104075호에 기재된 실린더 로드 내에 충격 흡수 기능을 갖는 어큐뮬레이터를 설치한 종래의 유압 실린더에서는, 이 어큐뮬레이터가 어큐뮬레이터 피스톤과 이것을 지지하는 코일 스프링으로 이루어지며, 또한 이 어큐뮬레이터 피스톤의 양측면을 대응하는 한 쪽과 다른 쪽 실린더실에 유로를 매개로 항상 서로 통시키는 구조이기 때문에, 전술한 유압 실린더에는 충격 기능이 항상 작용한다.

이 때문에 전술한 유압 실린더에서는, 작업기를 소정 위치에 신속히 위치결정되도록 정지시키기 위하여, 실린더 로드를 급격히 정지시키고자 하는 경우에도 항상 작용하는 어큐뮬레이터의 충격 흡수 기능에 의해 실린더실 내의 유압과 어큐뮬레이터의 스프링의 압력이 평형을 이룰 때까지는 실린더 로드가 진동하여, 급격히 실린더 로드를 정지시켜 버킷 등의 작업기를 소정 위치에 신속히 위치결정되도록 정지시키는 것이 불가능하다는 난점이 있다.

본 발명은 전술한 사정을 감안하여, 실린더 로드 내에 설치된 어큐뮬레이터에 의한 충격 흡수 기능의 실행과 그 정지를 임의로 행할 수 있도록 한 유압 실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 실린더 로드 내에 어큐뮬레이터를 설치한 유압 실린더에 있어서, 상기 어큐뮬레이터는 상기 실린더 로드 내에 삽입되어 상기 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤과, 상기 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체와, 상기 제1 실린더 로드실과 서로 통하며, 상기 유압 실린더의 외부로부터 작동유를 상기 제1 실린더 로드실에 유입시키는 어큐물레이터 포트를 적어도 구비하고 있다.

전술한 유압 실린더에 의하면, 실린더 로드의 운동을 정지시킬 때에, 충격 흡수 기능을 작용시키는 경우는, 실린더 피스톤에 의해 압축되는 작동유를 유압 실린더의 외부로부터 어큐뮬레이터 포트를 통해 어큐뮬레이터의 제1 실린더 로드실로 유도하며, 이에 의해 어큐뮬레이터 피스톤에 가해지는 작동유의 압력과 제2 실린더 로드실 내에 밀봉 충전된 가스체의 압력이 평형을 이룰 동안까지 작동유의 압력을 점차 흡수하여 충격 흡수 기능을 작용시킬 수 있다. 또한, 충격 흡수 기능을 작용시키지 않는 경우는, 실린더 피스톤에 의해 압축되는 작동유를 어큐뮬레이터 포트 내로 유입시키지 않으면 된다.

따라서, 간단한 구조에 의해 유압 실린더의 어큐뮬레이터에 의한 충격 흡수 기능의 온·오프 제어를 행할 수 있으며, 이에 의해 유압 실린더를 사용한 기기의 진동, 소음의 저감을 꾀함과 동시에, 유압 실린더를 포함하는 유압 회로를 구성하는 시일의 파손이나 오일 누출 및 튜브의 변형 등을 방지하여 신뢰성이 높은 유압 실린더를 사용한 기기를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 유압 실린더의 일실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 유압 실린더(1)를 도시하는 개념단면도이다.

이 유압 실린더(1)는 실린더(2) 내에 삽입되어 이 실린더(2)를 제1 실린더실(3)과 제2 실린더실(4)로 구획하는 실린더 피스톤(5)과, 이 실린더 피스톤(5)이 일단에 고정 부착된 실린더 로드(6)로 구성되며, 상기 실린더(2)의 우측단과 실린더 로드(6)의 좌측단에는 각각 작동기 등의 기기에 연결하기 위한 구멍이 형성된 로드 헤드(7)와 실린더 헤드(8)가 고정 부착되어 있다.

한편, 전술한 실린더 로드(6)는 소직경의 제1 안내관(10)과, 이 제1 안내관(10)을 둘러싸는 중직경의 제2 안내관(11)과, 이 제2 안내관(11)을 둘러싸는 대직경의 제3 안내관(12)으로 이루어지는 동심원형의 3중관 구조이다.

이 제1 내지 제3 안내관(10, 11, 12) 중 제1 안내관(10)의 우측단은 제2 실린더실(4)과 서로 통되어 있고, 좌측단은 로드 헤드(7)에 형성된 헤드측 포트(20)와 서로 통되어 있다.

또한, 제2 안내관(11)은 그 우측단이 실린더 피스톤(5)에 형성된 구멍(5a)을 통해 제1 실린더실(3)과 서로 통되어 있고, 좌측단은 로드 헤드(7)에 형성된 바닥측 포트(21)에 서로 통되어 있다.

한편, 가장 대직경인 제3 안내관(12) 내에는 본원 발명의 주요 구성 요소인 충격 흡수 기능을 갖는 어큐뮬레이터(30)가 설치되어 있다.

이 어큐뮬레이터(30)는 제3 안내관(12) 내에 삽입되어 상기 제3 안내관(12) 내를 제1 실린더 로드실(31)과 제2 실린더 로드실(32)로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤(33)과, 상기 제2 실린더 로드실(32)에 충전된 압축성 가스체(34)와, 로드 헤드(7)에 형성되어 상기 제1 실린더 로드실(31)과 서로 통되는 어큐뮬레이터 포트(22)로 구성되어 있다.

또한, 전술한 상기 헤드측 포트(20), 바닥측 포트(21), 및 어큐뮬레이터 포트(22)는 로드 헤드(7)의 상호 인접한 위치에 형성되어 있다.

이어서, 전술한 유압 실린더(1)의 작용을 설명하는 동시에, 구성을 보다 상세히 설명한다.

우선, 통상의 사용으로서 실린더 로드(6)를 신장시키는 경우는, 도시하지 않은 유압 모터 및 제어 밸브 등으로 이루어지는 작동유 공급 수단을 사용하여, 도 2에 도시하는 바와 같이, 헤드측 포트(20)로부터 제1 안내관(10) 내로 작동유(A)를 압송하며, 이에 의해 제2 실린더실(4) 내에 작동유를 충전한다. 그렇게 하면 실린더 피스톤(5)을 매개로 실린더 로드(6)는 화살표 B와 같이 신장한다. 또, 실린더 로드(6)를 신장시키는 경우에는, 제1 실린더실(3)에 충전된 작동유는 구멍(5a)을 통해 제2 안내관(11) 내로 유입되고, 이 제2 안내관(11) 내에 유입된 작동유는 바닥측 포트(21)를 통해 화살표 C와 같이 배출된다.

한편, 통상의 사용으로서, 실린더 로드(6)를 수축시키는 경우에는, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 바닥측 포트(21)로부터 제2 안내관(11) 내로 작동유(A)를 압송하며, 이에 의해 구멍(5a)을 통해 제1 실린더실(3) 내에 작동유를 충전한다. 그렇게 하면 실린더 피스톤(5)을 매개로 실린더 로드(6)를 화살표 B와 같이 수축시키게 된다. 또, 실린더 로드(6)를 수축시키는 경우에는, 제2 실린더실(4)에 충전된 작동유는 제1 안내관(10) 내에 유입되고, 이 제1 안내관(10) 내에 유입된 작동유는 헤드측 포트(20)를 통해 화살표 C와 같이 배출된다.

한편, 통상의 사용으로서, 실린더 로드(6)가 이동하는 임의의 위치에서 상기 실린더 로드(6)의 운동을 정지시키는 경우를, 실린더 로드(6)의 신장시(伸張時)를 예로 들어 설명한다.

이 경우는, 도 2에 도시하는 작동유(A)의 유입 및 작동유(C)의 유출을, 예컨대 제어 밸브를 매개로 정지시킨다.

그렇게 하면, 제1 실린더실(3) 내에 체류하는 작동유가 실린더 피스톤(5)의 관성력에 의해 압축되지만, 그 때, 제1 실린더실(3) 내에 체류하는 작동유의 비압축성에 의해 상기 제1 실린더실(3) 내에 체류하는 작동유가 큰 저항으로 되어 실린더 로드(6)가 급정지하여 임의의 위치에 정확히 위치결정되어 정지된다. 단, 이 경우는 종래와 동일한 유압 실린더 기능으로 이루어지기 때문에, 당연히 실린더 그자체에 큰 충격이 발생할 우려가 있다.

또한, 통상의 사용으로서, 예컨대 실린더 로드(6)의 수축시에 상기 실린더 로드(6)를 임의의 위치에 급격히 정지시키고 싶은 경우에는, 도 3에 도시하는 작동유(A)의 유입 및 작동유(C)의 유출을, 예컨대 제어 밸브를 매개로 정지시킨다.

그렇게 하면, 제2 실린더실(4) 내에 체류하는 작동유가 실린더 피스톤(5)의 관성력에 의해 압축되지만, 그 때, 제2 실린더실(4) 내에 체류하는 작동유의 비압축성에 의해 상기 제2 실린더실(4) 내에 체류하는 작동유가 큰 저항으로 되어 실린더 로드(6)가 급정지하여 임의의 위치에 정확히 위치결정되어 정지된다. 단, 이 경우도 종래와 동일한 유압 실린더 기능으로 이루어지기 때문에, 당연히 실린더 그자체에 큰 충격이 발생할 우려가 있다.

또, 전술한 바와 같이 실린더 로드(6)를 신속히 위치결정하여 정지시킬 필요가 있는 경우로서, 예컨대, 토목 건설 기계에 의한 정지(整地) 작업시에, 실린더 로드에 연결된 블레이드, 혹은 버킷 등의 작업기를 지표에 대하여 신속하면서 정확하게 위치 결정시키고 싶은 경우 등이 있다.

이어서, 전술한 본원 발명에 관한 유압 실린더(1)의 어큐뮬레이터(30)를 사용한 충격 흡수 기능을 설명한다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 실린더 로드(6)의 신장시에 어큐뮬레이터(30)에 의한 충격 흡수 기능을 사용하여 실린더 로드(6)의 움직임을 실린더(2)의 바닥측에서 정지시키는 경우는, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 제어 밸브 등을 사용하여, 헤드측 포트(20)로부터 제1 안내관(10) 내로 압송되는 작동유(A)의 공급을 정지하고, 동시에 바닥측 포트(21)와 어큐뮬레이터 포트(22)를 서로 통시켜, 바닥측 포트(21)로부터 유출되는 제1 실린더실(3)의 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도한다.

이와 같이, 바닥측 포트(21)로부터 유출되는 제1 실린더실(3)의 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 안내하면, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 실린더 피스톤(5)에 의해 압축되는 작동유(C)의 압력에 의해 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 누르지만, 그 압력(F)은 이 압력(F)과 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 압축성 가스체(34)에 의한 압력(G)이 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 경계로 상호 평형을 이룰 동안까지 점차 감쇠한다.

따라서, 어큐뮬레이터(30)를 사용하면, 가스체(34)의 압축성을 이용한 어큐뮬레이터(30)의 댐퍼 기능에 의해 신장시에 급격히 실린더 로드(6)를 정지시킨 경우에 발생하는 충격을 흡수할 수 있다.

마찬가지로, 실린더 로드(6)의 수축시에 어큐뮬레이터(30)에 의한 충격 흡수 기능을 사용하여 실린더 로드(6)의 움직임을 실린더(2)의 헤드측에서 정지시키는 경우는, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 제어 밸브 등을 사용하여, 바닥측 포트(21)로부터 제2 안내관(11) 내로 압송되는 작동유(A)의 공급을 정지하고, 동시에 헤드측 포트(20)와 어큐뮬레이터 포트(22)를 서로 통시켜, 헤드측 포트(20)로부터 유출되는 제2 실린더실(4)의 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도한다.

이와 같이, 제2 실린더실(4)에 충전되고, 헤드측 포트(20)로부터 유출되는 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 안내하면, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 실린더 피스톤(5)에 의해 압축되는 작동유(C)의 압력(F)과 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 가스체(34)의 압력(G)이 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 경계로 상호 평형을 이룰 동안까지 작동유(C)의 압력이 점차 감쇠하며, 이에 의해 가스체(34)의 압축성을 이용한 댐퍼 기능에 의해 수축시에 급격히 실린더 로드(6)를 정지시킨 경우에 발생하는 충격을 흡수할 수도 있다.

또, 상기 실시예에서는, 실린더(2) 내에서의 실린더 피스톤(5)의 헤드측, 혹은 바닥측에서 상기 실린더 피스톤(5)을 정지한 경우에 작용하는 어큐뮬레이터(30)의 충격 흡수 기능을 상세히 설명했지만, 물론 본 발명의 유압 실린더(1)에서는, 실린더(2) 내에서의 실린더 피스톤(5)의 헤드측과 바닥측 사이의 임의의 위치에 상기 실린더 피스톤(5)을 정지시킨 경우에도 어큐뮬레이터(30)의 충격 흡수 기능을 작동시킬 수도 있다.

즉, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 예컨대 실린더 로드(6)의 수축시에 상기 실린더 로드(6)를 임의의 위치에 정지시키고, 그 때에 어큐뮬레이터(30)의 충격 흡수 기능을 작동시키는 경우는, 도 8에서 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 제어 밸브 등을 사용하여 바닥측 포트(21)로부터 제2 안내관(11) 내로 압송되는 작동유(A)의 공급을 정지하고, 동시에 헤드측 포트(20)와 어큐뮬레이터 포트(22)를 서로 통시켜, 헤드측 포트(20)로부터 유출되는 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도한다.

이와 같이, 헤드측 포트(20)로부터 유출되는 제2 실린더실(4)의 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 안내하면, 도 9에서 도시하는 바와 같이, 실린더 피스톤(5)에 의해 압축되는 작동유(C)의 압력에 의해 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 누르지만, 그 압력(F)은 이 압력(F)과 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 압축성 가스체(34)에 의한 압력(G)이 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 경계로 상호 평형을 이룰 동안까지 점차 감쇠한다.

따라서, 어큐뮬레이터(30)를 사용하면, 가스체(34)의 압축성을 이용한 어큐뮬레이터(30)의 댐퍼 기능에 의해 실린더(2) 내에서의 실린더 피스톤(5)의 헤드측과 바닥측 사이의 임의의 위치에 상기 실린더 피스톤(5)을 정지시킨 경우에 발생하는 충격도 마찬가지로 흡수할 수 있게 된다.

또, 상기 실시예에서는, 유압 실린더(1)의 어큐뮬레이터(30)를 구성하는 가스체(34)는 제1 실린더 로드실(32) 내에 밀봉 충전한 후에는 유압 실린더(1) 그자체의 분해 작업을 행하지 않는 한, 가스체(34)의 교환 및 가스체(34)의 가스 차지압 등을 변화시켜 그 댐퍼 기능을 변화시키는 것이 불가능한 구조이다.

그러나, 본원 발명에서는, 제3 안내관(12)을 둘러싸는 더 큰 대직경의 제4 관을 사용하는 간단한 설계 변경에 의해, 제1 실린더 로드실(32) 내에 밀봉 충전한 가스체의 교환 및 가스 차지압 등을 용이하게 변화시킬 수 있다.

도 10은 제1 실린더 로드실(32) 내에 밀봉 충전한 가스체(34)의 교환 및 가스체(34)의 가스 차지압 등을 용이하게 변화시킬 수 있도록 한 본원 발명의 다른 실시예를 도시하는 유압 실린더(40)의 개념단면도로서, 도 1과 동일 부분을 동일 부호로 도시한다.

이 유압 실린더(40)의 실린더 로드(6)는 소직경의 제1 안내관(10)과, 이 제1 안내관(10)을 둘러싸는 중직경의 제2 안내관(11)과, 이 제2 안내관(11)을 둘러싸는 대직경의 제3 안내관(12)과, 이 대직경의 제3 안내관(12)을 둘러싸는 더 큰 대직경의 제4 안내관(41)으로 이루어지는 동심원형의 4중관 구조로 이루어져 있다.

한편, 이 유압 실린더(40)의 실린더 로드(6)에서는, 어큐뮬레이터 피스톤(33)에 의해 구획되고, 압축성 가스체(34)가 충전되는 제2 실린더 로드실(32)은 제3 안내관(12)에 형성된 구멍(42)을 통해 제4 안내관(41) 내와 서로 통되며, 또한 제4 안내관(41) 내는 로드 헤드(7)에 형성된 가스체 공급 포트(44)와 서로 통되어 있다.

따라서, 전술한 동심원형의 4중관 구조로 이루어지는 실린더 로드(6)에 의하면, 가스체 공급 포트(44)는 제4 안내관(41), 구멍(42)을 통해 압축성 가스체(34)가 충전되는 제2 실린더 로드실(32)과 서로 통하게 된다.

이 때문에 전술한 가스체 공급 포트(44)를 통해 가스체(34)를 제2 실린더 로드실(32) 내에 주입하면, 제2 실린더 로드실(32) 내에 주입되는 가스체(34)의 교환, 혹은 가스체(34)의 가스 차지압 등의 변경 작업이 유압 실린더(40)의 외부에서 용이하게 행할 수 있다.

따라서, 제2 실린더 로드실(32) 내에 주입되는 가스체(34)의 가스 차지압을 유압 실린더(40)의 외부에서 용이하게 변화시키며, 이에 의해 어큐뮬레이터(30)에 의한 댐퍼 기능을 요구되는 작업기의 충격 흡수 기능에 따라서 임의로 변화시킬 수 있다.

또한, 전술한 가스체 공급 포트(44)는 가스체(34)의 주입 후에 밀봉됨은 물론이다.

또, 상기 각 실시예에서는, 헤드측 포트(20), 바닥측 포트(21), 및 어큐뮬레이터 포트(22), 및 추가로 가스체 공급 포트(44)를 로드 헤드(7)의 상호 인접한 위치에 각각 집약되게 형성하고 있기 때문에, 작동유의 입출력을 제어하여 각종 제어를 행하는 제어 밸브와 상기 각 포트와의 접속이 매우 용이하게 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 어큐뮬레이터(30)를 유압 실린더(1)의 충격 흡수 기능에만 사용하도록 했지만, 유압 회로에 있어서의 단독적인 어큐뮬레이터로서 사용할 수 있음은 물론이며, 본래의 기능인 유압 회로 속에서의 유압의 맥동을 저지하는 단독적인 어큐뮬레이터로서 사용하여, 유압 회로의 소형화, 컴팩트화를 꾀할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 본원 발명에 관한 유압 실린더(1, 40)에 대해서는 어큐뮬레이터(30)에 의한 충격 흡수 기능을 주로 설명했지만, 본원 발명에 관한 유압 실린더(1, 40)의 어큐뮬레이터(30)는 단순한 충격 흡수 기능만이 아니라, 유압 실린더(1, 40)의 정지시에 있어서의 댐퍼 기능을 동시에 수행하는 것도 물론 가능하다.

즉, 휠로더 등의 건설 기계에 있어서, 유압 실린더에 의해 버킷을 구동하고, 이 버킷 내에 토사를 적재한 후에 유압 실린더의 구동을 정지시켜 그 유압 실린더를 유지 상태에 도달하게 하며, 그 후, 버킷 내에 토사를 적재한 상태로 이동하면, 노면의 단차 등에 의해 차량이 충격을 받아 진동함으로써 버킷 내에서 토사가 낙하할 우려가 있다.

이것을 방지하기 위해서, 종래의 유압 실린더에서는, 이 유압 실린더에 작동유를 공급하는 버킷 실린더 유압 회로에 독립적으로 어큐뮬레이터를 접속하고, 이 어큐뮬레이터 내에 충전된 가스체의 압축성을 이용하여 전술한 차량이 받는 충격을 흡수하면서 감쇠시키도록 하고 있지만, 본원 발명의 유압 실린더(1, 40)의 어큐뮬레이터(30)도 전술한 실린더 유지시에 댐퍼 기능을 작용시킬 수 있음은 당연하다.

즉, 도 9에서 도시하는 바와 같이, 실린더 로드가 정지한 유압 실린더(1)의 유지시에, 이 유압 실린더(1)에 충격이 가해지면, 실린더 로드에 고정 부착된 실린더 피스톤(5)이 이동하려고 작동유(C)에 압력을 가하며, 그 압력에 의해 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 압박하게 되지만, 그 압력(F)은 이 압력(F)과 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 압축성 가스체(34)에 의한 압력(G)이 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 경계로 상호 평형을 이룰 동안까지 점차 감쇠하게 된다.

따라서, 본원 발명의 유압 실린더(1, 40)의 어큐뮬레이터(30)도 전술한 실린더 유지시에 댐퍼 기능을 수행하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 어큐뮬레이터(30)를 실린더 로드(6) 내에 설치했기 때문에, 종래와 마찬가지로 유압 실린더에 작동유를 공급하는 버킷 실린더 유압 회로에 독립적으로 어큐뮬레이터를 접속하는 경우에 비해서 실린더 유지시의 댐퍼 기능을 컴팩트하게 실현 가능하다.

또한, 본원 발명의 유압 실린더(1, 40)에 의하면, 실린더 로드(6)를 자중 혹은, 부하에 의해서 유압 실린더(1, 40)가 수축되는 쪽으로 자연 낙하시킬 때에, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 헤드측 포트(20)와 어큐뮬레이터 포트(22)를 서로 통시켜, 헤드측 포트(20)로부터 유출되는 제2 실린더실(4)의 작동유(C)를 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내에 유도하며, 이에 의해 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 압축성 가스체(34)를 압축하여 어큐뮬레이터(30)에 축압시키면, 다음에 유압 실린더(1)의 실린더 로드(6)를 신장시킬 때는 어큐뮬레이터(30)에 축압된 압력이 작동유(C)를 통해 제2 실린더실(4)에 전달되어 개방되기 때문에, 그 축압 에너지를 이용하여 용이하게 유압 실린더(1)의 실린더 로드(6)를 신장시키고, 이에 의해 어큐뮬레이터(30)에 축압된 에너지의 회수와 재이용을 도모하여 에너지 절약화를 꾀할 수 있다. 또, 이러한 어큐뮬레이터(30)에 축압된 에너지의 회수와 재이용은, 특히 포크리프트나 높은 곳에서 사용하는 고소(高所) 작업차에 본원에 관한 유압 실린더(1, 40)를 사용한 경우에 그 효과가 크다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조에 의해 유압 실린더의 어큐뮬레이터에 의한 충격 흡수 기능의 온·오프 제어를 행할 수 있으며, 이에 의해 유압 실린더를 사용한 기기의 진동, 소음의 저감을 꾀함과 동시에, 유압 실린더를 포함하는 유압 회로를 구성하는 시일의 파손이나 오일 누출 및 튜브의 변형 등을 방지하여 신뢰성이 높은 유압 실린더를 사용한 기기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 유압 실린더의 개념단면도.

도 2는 본 발명에 관한 유압 실린더의 통상의 사용 상태를 도시하는 개념단면도.

도 3은 본 발명에 관한 유압 실린더의 통상의 사용상태를 도시하는 개념단면도.

도 4는 본 발명에 관한 유압 실린더의 충격 흡수 기능을 작용시킨 상태를 도시하는 개념단면도.

도 5는 본 발명에 관한 유압 실린더의 충격 흡수 기능을 작용시킨 상태를 도시하는 개념단면도.

도 6은 본 발명에 관한 유압 실린더의 충격 흡수 기능을 작용시킨 상태를 도시하는 개념단면도.

도 7은 본 발명에 관한 유압 실린더의 충격 흡수 기능을 작용시킨 상태를 도시하는 개념단면도.

도 8은 본 발명에 관한 유압 실린더의 충격 흡수 기능을 작용시킨 상태를 도시하는 개념단면도.

도 9는 본 발명에 관한 유압 실린더의 충격 흡수 기능을 작용시킨 상태를 도시하는 개념단면도.

도 10은 본 발명에 관한 유압 실린더의 다른 실시예를 도시하는 개념단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 유압 실린더

2: 실린더

3: 제1 실린더실

4: 제2실린더 실

5: 실린더 피스톤

6: 실린더 로드

7: 로드 헤드

8: 실린더 헤드

10, 11, 12: 안내관

30: 어큐뮬레이터

Claims

실린더 로드 내에 어큐뮬레이터를 설치한 유압 실린더에 있어서,

상기 어큐뮬레이터는 상기 실린더 로드 내에 삽입되어 이 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤과,

상기 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체와,

상기 제1 실린더 로드실과 서로 통하고, 상기 유압 실린더의 외부로부터 작동유를 상기 제1 실린더 로드실로 유입시키는 어큐뮬레이터 포트,

를 적어도 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
실린더 내에 삽입되어 이 실린더를 제1 실린더실과 제2 실린더실로 구획하는 실린더 피스톤과, 이 실린더 피스톤이 일단에 고정 부착된 실린더 로드와, 상기 실린더 로드의 타단에 고정 부착된 로드 헤드를 적어도 갖는 유압 실린더에 있어서,

상기 실린더 로드는 제1 안내관과, 이 제1 안내관을 둘러싸는 제2 안내관과, 이 제2 안내관을 둘러싸는 제3 안내관으로 이루어지는 동심원형의 3중관 구조를 가지며,

상기 제1 안내관의 일단은 상기 제2 실린더실과 서로 통하고 타단은 상기 로드 헤드에 형성된 헤드측 포트와 서로 통하며, 또한 상기 제2 안내관은 일단이 상기 제1 실린더실과 서로 통하고 타단은 로드 헤드에 형성된 바닥측 포트와 서로 통함과 동시에,

상기 제3 안내관 내에는 이 제3 안내관 내에 삽입되어 이 제3 안내관 내를 제1 실린더 로드실과 제2 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤과, 상기 제2 실린더 로드실에 충전된 압축성 가스체와, 상기 로드 헤드에 형성되고 상기 제1 실린더 로드실과 서로 통하는 어큐뮬레이터 포트로 이루어지는 어큐뮬레이터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
제2항에 있어서, 상기 헤드측 포트, 상기 바닥측 포트, 및 상기 어큐뮬레이터 포트는 상기 로드 헤드의 상호 인접한 위치에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
실린더 내에 삽입되어 이 실린더를 제1 실린더실과 제2 실린더실로 구획하는 실린더 피스톤과, 이 실린더 피스톤이 일단에 고정 부착된 실린더 로드와, 상기 실린더 로드의 타단에 고정 부착된 로드 헤드를 적어도 갖는 유압 실린더에 있어서,

상기 실린더 로드는 제1 안내관과, 이 제1 안내관을 둘러싸는 제2 안내관과, 이 제2 안내관을 둘러싸는 제3 안내관과, 이 제3 안내관을 둘러싸는 제4 안내관으로 이루어지는 동심원형의 4중관 구조를 가지며,

상기 제1 안내관의 일단은 상기 제2 실린더실과 서로 통하고 타단은 상기 로드헤드에 형성된 헤드측 포트와 서로 통하며, 또한 상기 제2 안내관은 일단이 상기 제1 실린더실과 서로 통하고 타단은 로드 헤드에 형성된 바닥측 포트와 서로 통함과 동시에,

상기 제3 안내관 내에는 이 제3 안내관 내에 삽입되어 이 제3 안내관 내를 제1 실린더 로드실과 제2 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤과, 상기 제2 실린더 로드실에 충전된 압축성 가스체와, 상기 로드 헤드에 형성되고 상기 제1 실린더 로드실과 서로 통하는 어큐뮬레이터 포트로 이루어지는 어큐뮬레이터가 설치되며,

상기 가스체가 충전되는 제2 실린더 로드실은 상기 제3 안내관에 형성된 구멍을 통해 상기 제4 안내관 내와 서로 통하고, 또한 제4 안내관은 상기 로드 헤드에 형성된 가스체 공급 포트와 서로 통되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
제4항에 있어서, 상기 헤드측 포트, 상기 바닥측 포트, 및 상기 어큐뮬레이터 포트는 상기 로드 헤드의 상호 인접한 위치에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.