KR20050040740A - 유압 실린더를 이용하는 유압 회로 - Google Patents

Abstract

실린더 피스톤?로드의 동작 정지시의 충격 흡수 기능의 실행 및 조정과 그 기능 해제를 임의로 행할 수 있는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로를 제공하기 때문에, 본 발명에 관한 유압 실린더를 이용하는 유압 회로는 어큐뮬레이터 포트(22)가 외부와 접속되는 것을 차단함과 동시에, 제1 실린더실(3)과 제2 실린더실(4)에 대하여 작동유의 공급과 배출 또는 작동유의 배출과 공급을 행하는 제1 전환 위치(v11)와, 적어도 어큐뮬레이터 포트(22)와 제2 실린더실(4)을 접속시키는 제2 전환 위치(v12)와, 적어도 어큐뮬레이터 포트(22)와 제1 실린더실(3)을 접속시키는 제3 전환 위치(v13)를 갖는 감쇠 제어 밸브(v1)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유압 실린더를 이용하는 유압 회로{HYDRAULIC CIRCUIT FOR HYDRAULIC CYLINDER}

본 발명은 파워셔블 등의 토목 건설 기계, 혹은 유압에 의해 구동되는 기기에 사용되는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로에 관한 것으로서, 특히 실린더 피스톤?로드의 동작 정지시의 충격 흡수 기능을 갖는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로의 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 두 개로 구획된 실린더실 중 한 쪽 실린더실에 작동유를 압송함으로써 실린더 로드를, 예컨대 신장하는 방향으로 직선 이동시키며, 또한 다른 쪽 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 연통시키도록 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 양측면은 대응하는 한 쪽과 다른 쪽 실린더실에 유로를 매개로 항상 연통시키는 구조이기 때문에, 전술한 유압 실린더에는 충격 흡수 기능이 항상 작용한다.

이 때문에 전술한 유압 실린더에서는, 작업기를 소정 위치에 신속히 위치결정 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 상기 실상을 감안하여, 실린더 피스톤?로드의 동작 정지시의 충격 흡수 기능의 실행 및 조정과 그 기능 해제를 임의로 행할 수 있는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은, 수축 동작시에 작동유가 공급되는 제1 실린더실과, 신장 동작시에 작동유가 공급되는 제2 실린더실과, 실린더 로드 내에 삽입되어 상기 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤 및 상기 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체를 갖는 어큐뮬레이터와, 상기 어큐뮬레이터의 제1 실린더 로드실로의 작동유의 공급 배출을 행하기 위한 어큐뮬레이터 포트를 구비하는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로로서, 상기 어큐뮬레이터 포트가 외부와 접속되는 것을 차단함과 동시에, 상기 제1 실린더실과 상기 제2 실린더실에 대하여 작동유의 공급과 배출 또는 작동유의 배출과 공급을 행하는 제1 전환 위치와, 적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제2 실린더실을 접속시키는 제2 전환 위치와, 적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제1 실린더실을 접속시키는 제3 전환 위치를 갖는 감쇠 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 유압 실린더를 이용하는 유압 회로에 있어서, 상기 감쇠 제어 밸브를 상기 유압 실린더와 일체로 혹은 근접하게 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 유압 실린더를 이용하는 유압 회로에 있어서, 상기 제1 실린더실에 대한 작동유의 공급 및 상기 제2 실린더실로부터의 작동유의 배출을 행하는 제1 전환 위치와, 상기 제1 실린더실 및 상기 제2 실린더실에 대한 작동유의 공급 배출을 정지시키는 제2 전환 위치와, 상기 제2 실린더실에 대한 작동유의 공급 및 상기 제1 실린더실로부터의 작동유의 배출을 행하는 제3 전환 위치를 갖는 방향 전환 밸브를 상기 감쇠 제어 밸브와 일체로 혹은 근접하게 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 유압 실린더를 이용하는 유압 회로에 있어서, 상기 감쇠 제어 밸브는 작동유의 공급 배출을 행하는 제1 공급배출 배관 및 제2 공급배출 배관을 통해 상기 방향 전환 밸브에 접속되며, 또한, 상기 감쇠 제어 밸브의 제2 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제2 실린더실은 제1 스로틀 수단을 매개로 상기 제1 공급배출 배관에 접속되며, 상기 감쇠 제어 밸브의 제3 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제1 실린더실은 제2 스로틀 수단을 매개로 상기 제2 공급배출 배관에 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 수축 동작시에 작동유가 공급되는 제1 실린더실과, 신장 동작시에 작동유가 공급되는 제2 실린더실과, 실린더 로드 내에 삽입되어 이 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤 및 상기 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체를 갖는 어큐뮬레이터와, 상기 어큐뮬레이터의 제1 실린더 로드실로의 작동유의 공급 배출을 행하기 위한 어큐뮬레이터 포트를 구비하는 유압 실린더를 구동 제어하는 감쇠 제어 밸브로서, 상기 어큐뮬레이터 포트가 외부와 접속되는 것을 차단함과 동시에, 상기 제1 실린더실과 상기 제2 실린더실에 대하여 작동유의 공급과 배출 또는 작동유의 배출과 공급을 행하는 제1 전환 위치와, 적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제2 실린더실을 접속시키는 제2 전환 위치와, 적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제1 실린더실을 접속시키는 제3 전환 위치를 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 감쇠 제어 밸브에 있어서, 상기 감쇠 제어 밸브에 작동유의 공급 배출을 행하는 제1 공급배출 배관 및 제2 공급배출 배관이 접속되며, 또한, 상기 감쇠 제어 밸브의 제2 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제2 실린더실은 제1 스로틀 수단을 매개로 상기 제1 공급배출 배관에 접속되며, 상기 감쇠 제어 밸브의 제3 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제1 실린더실은 제2 스로틀 수단을 매개로 상기 제2 공급배출 배관에 접속되는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 유압 실린더를 이용하는 유압 회로에 어큐뮬레이터 포트가 외부와 접속되는 것을 차단함과 동시에, 제1 실린더실과 제2 실린더실과 대하여 작동유의 공급과 배출 또는 작동유의 배출과 공급을 행하는 제1 전환 위치와, 적어도 어큐뮬레이터 포트와 제2 실린더실을 접속시키는 제2 전환 위치와, 적어도 어큐뮬레이터 포트와 제1 실린더실을 접속시키는 제3 전환 위치를 갖는 감쇠 제어 밸브를 구비하기 때문에, 감쇠 제어 밸브를 제1 전환 위치로 전환시킴으로써 유압 실린더의 수축과 신장을 행할 수 있다.

또한, 감쇠 제어 밸브를 제2 전환 위치로 전환시킴으로써 유압 실린더의 수축 동작의 정지시에 있어서, 감쇠 효과를 얻을 수 있어 정지시의 충격의 발생을 방지할 수 있으며, 마찬가지로, 감쇠 제어 밸브를 제3 전환 위치로 전환시킴으로써 유압 실린더의 신장 동작의 정지시에 있어서, 감쇠 효과를 얻을 수 있어 정지시의 충격의 발생을 방지할 수 있다.

동시에, 동작의 정지시에 있어서, 어큐뮬레이터에 있어서의 제2 실린더 로드실 내의 가스체가 압축되어 위치 에너지의 축압 효과를 얻을 수 있으므로, 유압 실린더의 다음 번 시동시에 보조력을 발휘할 수 있다.

따라서, 어큐뮬레이터에 있어서의 축압과 그 에너지를 해제시키는 과정에 의해 에너지의 회수와 재이용을 행할 수 있어 에너지 절약을 꾀할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 유압 실린더와 감쇠 제어 밸브 사이의 배관이 불필요하여, 감쇠 제어 밸브에 의한 유압 실린더의 구동 제어의 응답성이 양호하다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 방향 전환 밸브를 감쇠 제어 밸브와 일체로 혹은 근접하게 설치했기 때문에, 방향 전환 밸브에 접속되는 작동유의 공급 배출용의 배관을 고압 배관과 저압 배관으로 분별할 수 있음과 동시에, 배관 내의 작동유의 유동 방향을 일정하게 할 수 있어 배관 설계의 최적화를 꾀할 수 있다.

또한, 방향 전환 밸브와 감쇠 제어 밸브 사이의 배관이 단축되기 때문에, 상기 배관 내의 작동유의 잔량이 적어, 방향 전환 밸브에 의한 유압 실린더의 전환 제어의 응답성이 향상된다.

청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 감쇠 제어 밸브의 제2 전환 위치에 있어서, 어큐뮬레이터 포트 및 제2 실린더실은 제1 스로틀 수단을 매개로 제1 공급배출 배관에 접속되기 때문에, 제1 스로틀 수단을 조정함으로써, 수축 동작의 정지시에 있어서 감쇠의 조정 및 축압의 조정을 행할 수 있으며, 또한, 감쇠 제어 밸브의 제3 전환 위치에 있어서, 어큐뮬레이터 포트 및 제1 실린더실은 제2 스로틀 수단을 매개로 제2 공급배출 배관에 접속되기 때문에, 제2 스로틀 수단을 조정함으로써, 신장 동작의 정지시에 있어서 감쇠의 조정 및 축압의 조정을 행할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 감쇠 제어 밸브를 제1 전환 위치로 전환시킴으로써 유압 실린더의 수축과 신장을 행할 수 있다.

또한, 제2 전환 위치로 전환시킴으로써 유압 실린더의 수축 동작의 정지시에 있어서, 감쇠 효과를 얻을 수 있어 정지시의 충격 발생을 방지할 수 있으며, 마찬가지로, 제3 전환 위치로 전환시킴으로써 유압 실린더의 신장 동작의 정지시에 있어서, 감쇠 효과를 얻을 수 있어 정지시의 충격 발생을 방지할 수 있다.

동시에, 동작의 정지시에 있어서, 어큐뮬레이터에 있어서의 제2 실린더 로드실 내의 가스체가 압축되어 위치 에너지의 축압 효과를 얻을 수 있어 유압 실린더의 다음 번 시동시에 있어서 보조력을 발휘할 수 있다.

따라서, 어큐뮬레이터에 있어서의 축압과 그 에너지를 해제하는 과정에 의해 에너지의 회수와 재이용을 행할 수 있어 에너지 절약을 꾀할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에 따르면, 감쇠 제어 밸브의 제2 전환 위치에 있어서의 제1 스로틀 수단을 조정함으로써, 수축 동작의 정지시에 있어서 감쇠의 조정 및 축압의 조정을 행할 수 있으며, 또한, 제3 전환 위치에 있어서의 제2 스로틀 수단을 조정함으로써, 신장 동작의 정지시에 있어서 감쇠의 조정 및 축압의 조정을 행할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 유압 실린더를 이용하는 유압 회로의 실시예에 대하여 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 연통되어 있고, 좌측단은 로드 헤드(7)에 형성된 헤드측 포트(20)와 연통되어 있다.

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

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

이 어큐뮬레이터(30)는 제3 안내관(12) 내에 삽입되어 이 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 연통되는 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 2에서 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 경우는, 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 경우는, 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 위치에 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 경우는, 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 실린더 로드(6)가 급정지하여 임의의 위치에 정확히 위치결정되어 정지된다. 단, 이 경우도 종래와 마찬가지로 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 작업시에, 실린더 로드에 연결된 블레이드, 혹은 버킷 등의 작업기를 지면에 대하여 신속하면서 정확하게 위치 결정시키고 싶은 경우 등을 들수 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 연통시켜, 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 연통시켜, 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 충전되어, 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 설명에서는, 실린더(2) 내에서의 실린더 피스톤(5)의 헤드측, 혹은 바닥측에서 상기 실린더 피스톤(5)을 정지시킨 경우에 작용하는 어큐뮬레이터(30)의 충격 흡수 기능을 상세히 설명하였지만, 물론 본 발명의 유압실린더(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 연통시켜, 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, 어큐뮬레이터(30)를 유압 실린더(1)의 충격 흡수 기능에만 사용하도록 하였지만, 유압 회로에 있어서의 단독적인 어큐뮬레이터로서 사용할 수 있음은 물론이며, 본래의 기능인 유압 회로 속에서 유압의 맥동을 저지하는 단독적인 어큐뮬레이터로서 사용하여, 유압 회로의 소형화, 컴팩트화를 꾀할 수도 있다.

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

즉, 휠로더 등의 건설 기계에 있어서, 유압 실린더에 의해 버킷을 구동하여, 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)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)를 유지하고 있을 때에, 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)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)에 의하면, 실린더 로드(6)를 자중 혹은, 부하에 의해서 유압 실린더(1)가 수축되는 쪽으로 자연 낙하시킬 때에, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 헤드측 포트(20)와 어큐뮬레이터 포트(22)를 연통시켜, 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, 다음 번에 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)를 사용한 경우에 그 효과가 크다.

[실시예 1]

이어서, 전술한 어큐뮬레이터(30)가 내장된 유압 실린더(1)를 구동 제어하는 유압 회로의 제1 실시예에 대하여 설명한다.

유압 실린더(1)는 도 10(a)에 도시하는 유압 기호에 의해 나타내며, 어큐뮬레이터(30)는 도 10(b)에 도시하는 유압 기호에 의해 나타낸다.

따라서, 어큐뮬레이터(30)가 내부에 설치된 유압 실린더(1)는 도 10(c)에 도시하는 유압 기호에 의해 나타내며, 헤드측 포트(20), 바닥측 포트(21), 및 어큐뮬레이터 포트(22) 등은 각각 도 10(c)와 같이 나타낸다.

도 11에 어큐뮬레이터(30)가 내장된 유압 실린더(1)를 구동 제어하기 위한 유압 회로를 도시한다.

작업기(A)측에는, 유압 실린더(1)와, 유압 실린더(1)를 제어하는 밸브로서 3위치 전환 밸브인 감쇠 제어 밸브(v1)가 설치되어 있고, 감쇠 제어 밸브(v1)는 유압 실린더(1)와 일체로 또는 근접하게 설치되어 있다.

차체(B)측에는, 작동유가 저류되는 탱크(t)와, 탱크(t) 내의 작동유를 작업기(A)에 공급하기 위한 유압 모터(p)와, 역지 밸브(g)와, 회로 압력을 규제하는 릴리프 밸브(rv)와, 유압 실린더(1)를 신장, 수축, 및 유지 동작으로 전환시키는 방향 전환 밸브(kv)를 구비하고 있다.

상기 감쇠 제어 밸브(v1)는 도 13(a)에 도시하는 바와 같이, 5포트 3위치 전환 밸브이며, 유압 실린더(1)측에, 어큐뮬레이터(30)에 접속되는 어큐뮬레이터 포트(ap1, ap2, ap3)와, 제2 실린더실(4)에 접속되는 제1 신축 포트(sp1, sp2, sp3)와, 제1 실린더실(3)에 접속되는 제2 신축 포트(cp1, cp2, cp3)를 구비하여, 또한 유압 모터(p), 탱크(t)측에, 작동유의 공급 또는 작동유의 배출에 이용되는 제1 공급배출 포트(ka1, ka2, ka3)와 제2 공급배출 포트(kb1, kb2, kb3)를 구비하고 있다.

그리고, 도 13(a)에 도시하는 제1 전환 위치(v11)에 있어서는, 어큐뮬레이터(30)에 대한 접속은 차단되고, 제1 신축 포트(sp1)가 제1 공급배출 배관(kh1)에 접속되며, 제2 신축 포트(cp1)가 제2 공급배출 배관(kh2)에 접속되고, 제1 실린더실(3)과 제2 실린더실(4)에 작동유의 공급 배출이 행하여짐으로써 유압 실린더(1)의 신장 또는 수축이 행하여진다.

또한, 도 13(b)에 도시하는 제2 전환 위치(v12)는 유압 실린더(1)의 제1 실린더실(3)에 작동유가 공급됨과 동시에 제2 실린더실(4) 내의 작동유를 배출하여 유압 실린더(1)를 수축시킨 후, 수축 동작의 정지시에 전환되는 위치이다.

또한, 도 13(c)에 도시하는 제3 전환 위치(v13)는 유압 실린더(1)의 제2 실린더실(4)에 작동유가 공급됨과 동시에 제1 실린더실(3) 내의 작동유를 배출하여 유압 실린더(1)를 신장시킨 후, 신장 동작의 정지시에 전환되는 위치이다.

계속해서, 상기 유압 회로에 있어서의 유압 실린더(1)의 동작에 대하여 설명한다.

유압 실린더(1)를 수축시키는 경우에는, 도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv)가 제1 전환 위치(kv1)로 전환되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1)가 제1 전환 위치(v11)로 전환된다.

이 경우, 작동유가 유압 실린더(1)의 제1 실린더실(3)에 공급됨과 동시에 제2 실린더실(4) 내의 작동유가 배출되어 유압 실린더(1)가 수축된다. 이 경우, 어큐뮬레이터(30)에 대한 접속이 차단되어 있고 작동유의 공급 배출이 행해지지 않기 때문에, 어큐뮬레이터(30)는 동작하지 않는다.

그 후, 유압 실린더(1)가 소정 위치까지 수축하여 정지 위치에 도달하면, 도 12(a)에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv)가 제2 전환 위치(kv2)로 전환되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1)가 제2 전환 위치(v12)로 전환된다.

이 때, 방향 전환 밸브(kv)에 의해 제2 공급배출 배관(kh2)의 유압 모터(p)에 대한 접속이 차단되어 제1 실린더실(3)에 대한 작동유의 공급이 정지됨과 동시에, 제1 공급배출 배관(kh1)의 탱크에 대한 접속이 차단되어 제2 실린더실(4) 내로부터의 작동유의 배출이 정지된다.

또한, 감쇠 제어 밸브(v1)는 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 제2 전환 위치(v12)에 있어서 어큐뮬레이터 포트(ap2)와 제1 신축 포트(sp2)가 접속되어 있고, 제2 실린더실(4) 내의 작동유가 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도된다.

이 때, 전술한 바와 같이, 제2 실린더실(4)로부터 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도된 작동유의 압력과 어큐뮬레이터(30)의 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 가스체(34)의 압력이 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 경계로 상호 평형을 이룰 동안까지 감쇠 운동이 행하여져 댐퍼 기능을 발휘할 수 있으므로, 실린더 로드(6)의 수축 동작 후, 정지시킨 경우에 발생하는 수축 정지의 충격을 흡수하여 충격 발생을 방지할 수 있다.

동시에, 유압 실린더(1)의 수축 동작의 위치 에너지를 어큐뮬레이터(30)의 제2 실린더 로드실(32) 내의 가스체(34)의 압력으로서 축압할 수 있다.

여기서, 도 13에 도시하는 감쇠 제어 밸브(v1)를, 도 14에 도시하는 바와 같이 스로틀 조정할 수 있는 가변 스로틀제1 스로틀 수단(ks1), 제2 스로틀 수단(ks2)을 내장하는 감쇠 제어 밸브(v2)로 할 수도 있다.

감쇠 제어 밸브(v2)는 작동유의 공급 배출을 행하는 제1 공급배출 배관(kh1) 및 제2 공급배출 배관(kh2)을 통해 방향 전환 밸브(kv)에 접속되어 있다.

또한, 도 14(a)에 도시하는 바와 같이, 감쇠 제어 밸브(v2)의 제2 전환 위치(v22)에 있어서, 어큐뮬레이터 포트(ap2') 및 제2 실린더실(4)은 가변 스로틀(ks1)를 매개로 제1 공급배출 배관(kh1)에 접속되고, 도 14(b)에 도시하는 바와 같이, 감쇠 제어 밸브(v2)의 제3 전환 위치(v23')에 있어서, 어큐뮬레이터 포트(ap3') 및 제1 실린더실(3)은 가변 스로틀(ks2)을 매개로 제2 공급배출 배관(kh2)에 접속되어 있다.

또, 감쇠 제어 밸브(v2)는 감쇠 제어 밸브(v1)에 가변 스로틀(ks1, ks2)을 내장한 이외의 구성은 감쇠 제어 밸브(v1)와 동일하므로 감쇠 제어 밸브(v1)의 구성 요소의 도면 번호에 '를 부가하여 나타내며 상세한 설명은 생략한다.

이 감쇠 제어 밸브(v2)를 채용한 경우에는, 도 14(a)에 도시하는 바와 같이, 제2 전환 위치(v22)에 있어서, 제1 실린더실(3)에 대한 작동유의 공급이 정지됨과 동시에, 제2 실린더실(4) 내로부터의 작동유의 배출이 정지되며, 동시에 제2 실린더실(4) 내의 작동유가 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도된다.

이 때, 제2 실린더실(4)로부터 배출되는 작동유의 일부가 가변 스로틀(ks1)을 매개로 제1 공급배출 배관(kh1)으로 흐르기 때문에, 가변 스로틀(ks1)을 조정함으로써, 유압 실린더(1)의 수축 동작의 감쇠 조정과 수축 동작에 의한 위치 에너지의 축압 조정을 행할 수 있다.

한편, 유압 실린더(1)를 신장시키는 경우에는, 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv)가 제3 전환 위치(kv3)로 전환되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1)가 제1 전환 위치(v11)로 전환된다.

이 경우, 작동유가 유압 실린더(1)의 제2 실린더실(4)에 공급됨과 동시에 제1 실린더실(3) 내의 작동유가 배출되어 유압 실린더(1)가 신장된다. 이 경우, 어큐뮬레이터(30)에 대한 접속이 차단되어 있고 작동유의 공급 배출이 행해지지 않기 때문에, 어큐뮬레이터(30)는 동작하지 않는다.

그 후, 유압 실린더(1)가 소정 위치까지 신장하여 정지 위치에 도달하면, 도 12(b)에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv)가 제2 전환 위치(kv2)로 전환되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1)가 제3 전환 위치(v13)로 전환된다.

이 때, 방향 전환 밸브(kv)에 의해 제1 공급배출 배관(kh1)의 유압 모터(p)에 대한 접속이 차단되어 제2 실린더실(4)에 대한 작동유의 공급이 정지됨과 동시에, 제2 공급배출 배관(kh2)의 탱크에 대한 접속이 차단되어 제1 실린더실(3) 내로부터의 작동유의 배출이 정지된다.

또한, 감쇠 제어 밸브(v1)는 도 13(c)에 도시하는 바와 같이, 제3 전환 위치(v13)에 있어서 어큐뮬레이터 포트(ap3)와 제2 신축 포트(cp3)가 접속되어 있어 제1 실린더실(3) 내의 작동유가 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도된다.

이 때, 전술한 바와 같이, 제1 실린더실(3)로부터 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도된 작동유의 압력과 어큐뮬레이터(30)의 제2 실린더 로드실(32)에 밀봉 충전된 가스체(34)의 압력이 어큐뮬레이터 피스톤(33)을 경계로 상호 평형을 이룰 동안까지 감쇠 운동이 행하여져 댐퍼 기능을 발휘할 수 있으므로, 실린더 로드(6)의 신장 동작 후, 정지시킨 경우에 발생하는 신장 정지의 충격을 흡수하여 충격 발생을 방지할 수 있다.

동시에, 유압 실린더(1)의 신장 동작의 위치 에너지를 어큐뮬레이터(30)의 제2 실린더 로드실(32) 내의 가스체(34)의 압력으로서 축압할 수 있다.

또한, 도 13에 도시하는 감쇠 제어 밸브(v1)를, 도 14에 도시하는 바와 같이 스로틀 조정이 가능한 가변 스로틀(ks1, ks2)을 내장하는 감쇠 제어밸브(v2)로 할 수도 있다.

이 감쇠 제어 밸브(v2)를 채용한 경우에는, 도 14(b)에 도시하는 바와 같이, 제3 전환 위치(v23)에 있어서, 제2 실린더실(4)에 대한 작동유의 공급이 정지됨과 동시에, 제1 실린더실(3) 내로부터의 작동유의 배출이 정지되며, 동시에 제1 실린더실(3) 내의 작동유가 어큐뮬레이터(30)의 제1 실린더 로드실(31) 내로 유도된다.

이 때, 제1 실린더실(3)로부터 배출되는 작동유의 일부가 가변 스로틀(ks2)을 통하여 제2 공급배출 배관(kh2)으로 흐르기 때문에, 가변 스로틀(ks2)을 조정함으로써, 유압 실린더(1)의 신장 동작의 감쇠 조정과 신장 동작에 의한 위치 에너지의 축압 조정을 행할 수 있다.

이와 같이, 감쇠 제어 밸브(v2)를 이용함으로써, 가변 스로틀(ks1, ks2)의 밸브를 이용하여 감쇠 조정과 축압 조정을 행할 수 있다.

또, 전술한 설명에 있어서는, 유압 실린더(1)를 크레인, 불도저의 블레이드 등에 이용하여, 그 동작의 정지시에 감쇠를 가하는 경우를 예시했지만, 버킷의 흙 뒤집기 등과 같이 유압 실린더(1)의 정지시에 감쇠를 가하지 않고 고정(rigid)되게 조작하고 싶은 경우에는, 도 12에 있어서, 방향 전환 밸브(kv)를 제2 전환 위치(kv2)로 전환함과 동시에, 감쇠 제어 밸브(v1)를 제1 전환 위치(v11)로 전환하면 된다.

전술한 구성에 따르면, 어큐뮬레이터(30)를 내장하는 유압 실린더(1)를 구동 제어하기 위한 제어 밸브와 유압 회로를 얻을 수 있고, 유압 실린더(1)의 동작 정지시에 댐퍼 기능을 발휘할 수 있으므로, 동작 후에 정지시킨 경우에 발생하는 정지 충격을 흡수할 수 있어 충격 발생을 방지할 수 있다.

동시에, 유압 실린더(1)의 동작 위치 에너지를 어큐뮬레이터(30)의 제2 실린더 로드실(32) 내의 가스체(34)의 압력으로서 축압할 수 있어, 유압 실린더(1)의 다음 번 시동시에 보조력으로서 발휘할 수 있다.

즉, 어큐뮬레이터(30)에 있어서의 축압과 그 에너지를 해제하는 과정에 의해 에너지의 회수와 재이용을 행할 수 있어 에너지 절약을 꾀할 수 있다.

또한, 감쇠 제어 밸브(v1)에 대체하여 스로틀 조정이 가능한 가변 스로틀(ks1, ks2)을 내장하는 감쇠 제어 밸브(v2)를 이용하면, 가변 스로틀(ks1, ks2)을 조정함으로써, 유압 실린더(1)의 수축 동작의 정지 시간 및 신장 동작의 정지시에 감쇠 작용의 조정과 축압 효과의 조정을 행할 수 있다.

그런데, 도 11, 도 12에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv)는 차체(B)측에 설치되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1, v2)는 작업기(A)측에 설치된다.

그 때문에, 방향 전환 밸브(kv)와 감쇠 제어 밸브(v1, v2) 사이의 제1 공급배출 배관(kh1) 및 제2 공급배출 배관(kh2)의 배관 길이가 길게 되어 있다.

전술한 바와 같이, 유압 실린더(1)의 수축시에는, 도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 제1 실린더실(3)에 작동유를 공급하기 위해서, 제2 공급배출 배관(kh2)에 고압의 작동유를 흘려보내고, 또한 제2 실린더실(4)로부터 작동유를 배출하기 위해서, 제1 공급배출 배관(kh1)에 저압의 작동유를 흘려보내게 된다.

반대로, 유압 실린더(1)의 신장시에는, 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 제2 실린더실(4)에 작동유를 공급하기 위해서, 제1 공급배출 배관(kh1)에 고압의 작동유를 흘려보내고, 또한 제1 실린더실(3)로부터 작동유를 배출하기 위해서, 제2 공급배출 배관(kh2)에 저압의 작동유를 흘려보내게 된다.

이와 같이, 유압 실린더(1)의 동작에 의해서 제1 공급배출 배관(kh1)과 제2 공급배출 배관(kh2)에 흐르는 작동유의 압력이 저압과 고압으로 교체되기 때문에, 제1 공급배출 배관(kh1), 제2 공급배출 배관(kh2)이 긴 경우에는, 신장 동작, 수축 동작간의 전환시에 타임 러그가 발생하여 전환 응답을 신속히 행할 수 없는 경우가 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 제1 공급배출 배관(kh1), 제2 공급배출 배관(kh2)에는 각각 고압의 작동유와 저압의 작동유가 반대 방향으로 흐른다.

그 때문에, 제1 공급배출 배관(kh1), 제2 공급배출 배관(kh2) 모두 고압에 견딜수 있는 강한 배관을 필요로 하며, 더구나 길게 배관해야 하기 때문에 비용 상승을 초래하고, 특히, 큰 차(車)인 경우에는 비용적으로 불리하다.

[실시예 2]

이 문제를 해결한 제2 실시예를 도 15, 도 16에 도시한다.

제2 실시예는 제1 실시예에 있어서의 방향 전환 밸브(kv')를 감쇠 제어 밸브(v1')에 일체화 또는 근접하게 설치한 것이다.

그 때문에, 감쇠 제어 밸브(v1')와 방향 전환 밸브(kv')는 유압 실린더(1)와 일체로 또는 근접하여 작업기(A)측에 설치된다.

이 구성에 있어서는, 작업기(A)측의 방향 전환 밸브(kv')와 차체(B)측의 유압 모터(p) 등의 유압 기기를 접속시키는 배관(ks1, ks2)이 길게 배관되게 된다.

상기 이외의 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 동일한 구성요 소에는 동일한 부호를 붙여 나타내며 상세한 설명은 생략한다.

유압 실린더(1)의 수축시에는, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv')가 제1 전환 위치(kv1')로 전환되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1')는 제1 전환 위치(v11')로 전환되어 있다.

그 때문에, 배관(ks1)을 통과하여 고압의 작동유가 제1 실린더실(3)에 공급됨과 동시에, 제2 실린더실(4) 내의 작동유가 저압으로 배관(ks2)을 통과하여 배출된다.

도 16(a)에는 수축 동작의 정지시에, 제2 실린더실(4) 내의 작동유를 어큐뮬레이터(30)에 흘려보내어 감쇠 작용을 행하게 한 경우를 도시하고 있다.

유압 실린더(1)의 신장시에는, 도 15(b)에 도시하는 바와 같이, 방향 전환 밸브(kv')가 제3 전환 위치(kv3')로 전환되고, 또한 감쇠 제어 밸브(v1')는 제1 전환 위치(v11')로 전환되어 있다.

그리고, 배관(ks1)을 통과하여 고압의 작동유가 제2 실린더실(4)에 공급됨과 동시에, 제1 실린더실(3) 내의 작동유가 저압으로 배관(ks2)을 통과하여 배출된다.

도 16(b)에는 신장 동작의 정지시에, 제1 실린더실(3) 내의 작동유를 어큐뮬레이터(30)에 흘려보내어 감쇠 작용을 행하게 한 경우를 도시하고 있다.

상기 구성에 따르면, 방향 전환 밸브(kv')와 감쇠 제어 밸브(v1')를 일체화 또는 근접하게 설치하고 있기 때문에, 방향 전환 밸브(kv')와 감쇠 제어 밸브(v1')사이의 거리가 짧아 배관을 가급적 짧게 할 수 게 되어, 해당배관의 작동유의 공급 배출에 있어서의 고압으로부터 저압으로의 전환, 및 저압으로부터 고압으로의 전환을 원활히 행할 수 있다.

그 때문에, 유압 실린더(1)의 신장 동작에서 수축 동작으로의 전환, 및 수축 동작에서 신장 동작으로의 전환을 원활하면서 신속하게 행할 수 있어 유압 실린더(1)의 동작 전환 응답성이 향상된다.

또한, 전술한 바와 같이, 유압 실린더(1)의 도 15(a)에 도시하는 수축 동작시 및 도 15(b)에 도시하는 신장 동작시에 있어서, 항상 배관(ks1)에는 화살표 방향의 고압의 작동유가 흐르며, 또한 배관(ks2)에는 화살표 방향의 저압의 작동유가 흐른다.

그 때문에, 작업기(A)측의 유압기기와 차체(B)측의 유압기기를 접속시키는 배관(ks1, ks2)에 대해서, 배관(ks1)은 고압 배관으로, 배관(ks2)은 저압 배관으로 분별할 수 있으며, 또한 작동유의 유동 방향도 일정한 방향으로 할 수 있어, 배관(ks1, ks2)의 설계 최적화를 꾀할 수 있다.

또, 감쇠 제어 밸브(v1')를 전술한 스로틀 조정이 가능한 가변 스로틀ks1, ks2)을 내장하는 감쇠 제어 밸브(v2)(도 14 참조)로 대체할 수 있음은 물론이다.

이 경우, 가변 스로틀(ks1, ks2)을 내장하는 감쇠 제어 밸브(v2)를 이용하면, 가변 스로틀(ks1, ks2)을 조정함으로써, 유압 실린더(1)의 수축 동작의 정지시 및 신장 동작의 정지시에 있어서, 감쇠 작용의 조정과 축압 효과의 조정을 행할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에 있어서는, 방향 전환 밸브(kv, kv'), 감쇠 제어 밸브(v1, v1', v2)는 전자 밸브의 경우를 예시하고 있지만, 파일럿압 등의 유압식 밸브 등의 그 밖의 방식의 밸브이어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 실린더 로드 내에 설치된 어큐뮬레이터에 의한 충격 흡수 기능의 실행과 그 정지를 임의로 행할 수 있도록 한 유압 실린더의 최적 회로를 제공하는 것이기 때문에, 유압 실린더를 이용하는 기계라면, 크레인, 불도저 등의 건설 기계, 프레스 등의 공작 기계 등, 각종 기계에 본원 발명을 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실린더 로드 내에 설치된 어큐뮬레이터에 의한 충격 흡수 기능의 실행과 그 정지를 임의로 행할 수 있도록 한 유압 실린더의 최적 회로를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 유압 실린더의 개념단면도.

도 2는 본 발명에 관한 유압 실린더의 통상의 사용상태를 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 10(a), (b), 및 (c)는 각각 본 발명에 관한 실시예의 유압 회로에 있어서의 유압 실린더의 유압 기호를 도시하는 도면, 어큐뮬레이터의 유압 기호를 도시하는 도면, 및 어큐뮬레이터에 내장된 유압 실린더의 유압 기호를 도시하는 도면.

도 11(a) 및 (b)는 본 발명에 관한 제1 실시예의 어큐뮬레이터가 내장된 유압 실린더를 구동시키기 위한 유압 회로에 있어서의 유압 실린더의 수축시를 도시하는 도면, 및 신장시를 도시하는 도면.

도 12(a) 및 (b)는 본 발명에 관한 제1 실시예의 어큐뮬레이터에 내장된 유압 실린더를 구동시키기 위한 유압 회로에 있어서의 유압 실린더의 수축 동작의 정지시를 도시하는 도면, 및 신장 동작의 정지시를 도시하는 도면.

도 13(a), (b), 및 (c)는 도 11, 도 12에 도시하는 유압 회로에 있어서의 유압 실린더 및 감쇠 제어 밸브의 유압 실린더의 신장?수축시의 접속 상태를 도시하는 도면, 수축 동작의 정지시의 접속 상태를 도시하는 도면, 및 신장 동작의 정지시의 접속 상태를 도시하는 도면.

도 14(a) 및 (b)는 도 13에 도시하는 유압 회로에 있어서 감쇠 제어 밸브에 대신에 가변 스로틀을 내장한 감쇠 제어 밸브를 적용한 경우의 유압 실린더의 수축 동작의 정지시의 접속 상태를 도시하는 도면, 및 신장 동작의 정지시의 접속 상태를 도시하는 도면.

도 15(a) 및 (b)는 본 발명에 관한 제2 실시예의 어큐뮬레이터가 내장된 유압 실린더를 구동시키기 위한 유압 회로에 있어서의 유압 실린더의 수축시를 도시하는 도면, 및 신장시를 도시하는 도면.

도 16(a) 및 (b)는 본 발명에 관한 제2 실시예의 어큐뮬레이터가 내장된 유압 실린더를 구동시키기 위한 유압 회로에 있어서의 유압 실린더의 수축 동작의 정지시를 도시하는 도면, 및 신장 동작의 정지시를 도시하는 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 유압 실린더

2: 실린더

3: 제1 실린더실

4: 제2 실린더실

5: 실린더 피스톤

6: 실린더 로드

7: 로드 헤드

8: 실린더 헤드

10, 11, 12: 안내관

20: 헤드측 포트

30: 어큐뮬레이터

Claims (6)

1. 수축 동작시에 작동유가 공급되는 제1 실린더실과, 신장 동작시에 작동유가 공급되는 제2 실린더실과, 실린더 로드 내에 삽입되어 이 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤 및 상기 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체를 갖는 어큐뮬레이터와, 상기 어큐뮬레이터의 제1 실린더 로드실로의 작동유의 공급 배출을 행하기 위한 어큐뮬레이터 포트를 구비하는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로로서,

   상기 어큐뮬레이터 포트가 외부와 접속되는 것을 차단함과 동시에, 상기 제1 실린더실과 상기 제2 실린더실에 대하여 작동유의 공급과 배출 또는 작동유의 배출과 공급을 행하는 제1 전환 위치와,

   적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제2 실린더실을 접속시키는 제2 전환 위치와,

   적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제1 실린더실을 접속시키는 제3 전환 위치를 갖는 감쇠 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압실린더를 이용하는 유압 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 감쇠 제어 밸브를 상기 유압 실린더와 일체로 혹은 근접하게 설치한 것을 특징으로 하는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 실린더실로의 작동유의 공급 및 상기 제2 실린더실로부터의 작동유의 배출을 행하는 제1 전환 위치와, 상기 제1 실린더실 및 상기 제2 실린더실로의 작동유의 공급 배출을 정지시키는 제2 전환 위치와, 상기 제2 실린더실에 대한 작동유의 공급 및 상기 제1 실린더실로부터의 작동유의 배출을 행하는 제3 전환 위치를 갖는 방향 전환 밸브를 상기 감쇠 제어 밸브와 일체로 혹은 근접하게 설치한 것을 특징으로 하는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감쇠 제어 밸브는 작동유의 공급 배출을 행하는 제1 공급배출 배관 및 제2 공급배출 배관을 매개로 상기 방향 전환 밸브에 접속되고, 또한

   상기 감쇠 제어 밸브의 제2 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제2 실린더실은 제1 스로틀 수단을 매개로 상기 제1 공급배출 배관에 접속되며,

   상기 감쇠 제어 밸브의 제3 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제1 실린더실은 제2 스로틀 수단을 매개로 상기 제2 공급배출 배관에 접속되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더를 이용하는 유압 회로.
5. 수축 동작시에 작동유가 공급되는 제1 실린더실과, 신장 동작시에 작동유가 공급되는 제2 실린더실과, 실린더 로드 내에 삽입되어 이 실린더 로드 내를 제1과 제2의 두개의 실린더 로드실로 구획하는 어큐뮬레이터 피스톤 및 상기 제2 실린더 로드실에 밀봉 충전된 가스체를 갖는 어큐뮬레이터와, 상기 어큐뮬레이터의 제1 실린더 로드실로의 작동유의 공급 배출을 행하기 위한 어큐뮬레이터 포트를 구비하는 유압 실린더를 구동 제어하는 감쇠 제어 밸브로서,

   상기 어큐뮬레이터 포트가 외부와 접속되는 것을 차단함과 동시에, 상기 제1 실린더실과 상기 제2 실린더실에 대하여 작동유의 공급과 배출 또는 작동유의 배출과 공급을 행하는 제1 전환 위치와,

   적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제2 실린더실을 접속시키는 제2 전환 위치와,

   적어도 상기 어큐뮬레이터 포트와 상기 제1 실린더실을 접속시키는 제3 전환 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 감쇠 제어 밸브.
6. 제5항에 있어서, 상기 감쇠 제어 밸브에 작동유의 공급 배출을 행하는 제1 공급배출 배관 및 제2 공급배출 배관이 접속되고, 또한

   상기 감쇠 제어 밸브의 제2 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제2 실린더실은 제1 스로틀 수단을 매개로 상기 제1 공급배출 배관에 접속되며,

   상기 감쇠 제어 밸브의 제3 전환 위치에 있어서, 상기 어큐뮬레이터 포트 및 상기 제1 실린더실은 제2 스로틀 수단을 매개로 상기 제2 공급배출 배관에 접속되는 것을 특징으로 하는 감쇠 제어 밸브.