KR20050117245A - Oil hydraulic cylinder - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단순구조로 이루어지며 피스톤의 작동 속도를 빠르게 할 수 있도록 함과 아울러 과다한 유압력이 발생하는 것을 예방할 수 있도록 그 구조가 개량된 유압 실린더에 관한 것으로, 그 구조는 양측으로 전,후진측 유로가 각각 마련되는 실린더와, 그 실린더의 내부에 수용 설치되어 좌,우 슬라이딩이동이 가능하며 전진측 유로에 피스톤 로드가 위치하는 피스톤과, 그 피스톤 로드의 외경과 실린더 내경의 비율 값이 0.7~0.9의 값을 갖도록 하며, 그 피스톤의 내부에 양측이 서로 통하는 유로를 갖는 통공이 형성되고, 그 통공의 내부에 마련되고 실린더 내부 양측의 압력이 일정 압력이상일 때 개방시키는 개폐밸브로 구성된다.The present invention relates to a hydraulic cylinder made of a simple structure and improved in its structure to prevent the occurrence of excessive hydraulic force as well as to speed up the operation speed of the piston, the structure is a forward, reverse side to both sides The cylinders each provided with a flow path, the pistons are accommodated and installed in the cylinder, and the piston rod is located in the forward flow path, and the ratio between the outer diameter of the piston rod and the cylinder inner diameter is 0.7 to It has a value of 0.9, and the inside of the piston is formed with a through-hole having a flow path through which both sides communicate with each other, provided in the inside of the through-hole and opened when the pressure on both sides of the cylinder is above a certain pressure.
이에 따르면, 본 발명은 피스톤 로드의 두께를 기존의 것보다 더 크게 형성시킴과 아울러, 피스톤내에 양측으로 연결 가능한 유로를 형성시켜 유압이 작용하는 실린더내 단면적의 변화로 인한 과압력이 발생되는 것을 예방할 수 있게 되어 제품의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, the thickness of the piston rod is made larger than the conventional one, and in addition, a flow path that can be connected to both sides in the piston can be formed to prevent overpressure due to a change in the cross-sectional area of the cylinder in which hydraulic pressure is applied. It is possible to have the effect of improving the durability and reliability of the product.
Description
본 발명은 유압 실린더에 관한 것으로, 특히 전,후진 양측의 유로를 갖는 실린더의 작동속도를 증가시킬 수 있도록 전진측에 위치한 피스톤 로드의 두께를 증대시킴과 아울러, 그 피스톤 로드의 두께 변화에 따른 과다한 압력을 방지하도록 그 구조가 개량된 유압 실린더에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic cylinder, and in particular, to increase the thickness of the piston rod located on the forward side to increase the operating speed of the cylinder having the flow path on both sides of the forward and reverse, as well as the excessive variation of the thickness of the piston rod A hydraulic cylinder whose structure has been improved to prevent pressure.
일반적으로 유압 실린더는 유압으로 피스톤 로드를 전진 및 후진 작동시키도록 구성되어 있으며, 상기한 유압 실린더는 단일체로 된 실린더 본체에 하나의 피스톤 및 피스톤 로드가 장착되어 있는 한편 실린더 본체의 양단에 장착된 유압 연결구를 통해 유압이 교대로 유입 및 배출됨에 따라 피스톤 로드를 전진 및 후진시키도록 구성되어 있다.In general, the hydraulic cylinder is configured to operate the piston rod forward and backward hydraulically, the hydraulic cylinder is a hydraulic cylinder mounted on both ends of the cylinder body while one piston and the piston rod is mounted on a single cylinder body It is configured to move the piston rod forward and backward as the hydraulic pressure alternately flows in and out through the connector.
종래 기술의 유압실린더는 비압축성 물질인 유압에 의하여 작동하므로 공압실린더에 비하여 강한 힘을 얻을 수 있다는 장점이 있는 반면에 유압의 흐름이 공압에 비하여 훨씬 느리기 때문에 피스톤 로드의 전진 및 후진작동은 공압 실린더에 비하여 훨씬 느리다는 것이 단점으로 지적되고 있다.The hydraulic cylinder of the prior art has the advantage of being able to obtain a stronger force than the pneumatic cylinder because it is operated by the hydraulic pressure, which is an incompressible material, while the forward and backward operation of the piston rod is applied to the pneumatic cylinder because the hydraulic flow is much slower than the pneumatic cylinder. It is pointed out that it is much slower than that.
따라서 상기와 같은 종래 기술의 유압실린더를 이용한 기계장치, 일 예를 들면, 굴삭기에 장착되어 콘크리트 건축물 및 구조물을 철거하는 데 사용되는 유압 크러셔(Crusher), 또는 고철 등을 절단하는 데 사용되는 철제 절단기(shear)에 적용하였을 경우에는 가동절단날의 작동이 느리기 때문에 건물이나 구조물의 철거작업 및 고철의 절단작업이 늦어지게 된다는 것이 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.Therefore, a machine using a hydraulic cylinder of the prior art as described above, for example, a steel cutter used to cut a hydraulic crusher (crusher), or scrap metal, which is mounted on an excavator and used to demolish concrete buildings and structures When applied to (shear), because the operation of the operation cutting blade is slow, the demolition work of the building or structure and the cutting of scrap metal is a problem that has emerged as a problem.
종래에는 상기한 문제점을 극복하기 위한 선행기술로 대한민국 실용신안 등록번호 제 0226081호 "파워 유압실린더"에 개시된 바와 같이, 양단에 유압연결구가 장착되어 있는 실린더 본체와, 실린더 본체의 내부에 장착된 채 유압이 교대로 유입 및 배출됨에 따라 왕복운동을 수행하는 피스톤과, 상기 피스톤에 일단이 결합된 상태에서 실린더 본체의 일측으로 노출된 자유단이 전진 및 후진작동을 하는 피스톤 로드로 구성된 유압실린더에 있어서, 실린더 본체의 외주면 일측에 고정 부착되며, 내부에는 압축 및 팽창작용을 하는 가스가 충진되어 있는 보조실린더와; 보조실린더의 내부에 왕복운동이 가능하도록 장착되어 가스를 압축시키는 작용과 압축된 가스의 팽창작용에 의하여 빠르게 이동하는 보조피스톤과; 그 보조피스톤에 일단이 고정 연결되고 자유단은 보조실린더의 일측으로 노출된 상태에서 피스톤과 같은 방향으로 전진 및 후진작동을 하는 보조피스톤 로드와; 그 피스톤 로드의 자유단과 보조피스톤자유단을 일체화상태로 연결하는 커넥팅 플레이트;를 구성하여서 된 것이다.Conventionally, as disclosed in the Republic of Korea Utility Model Registration No. 0226081 "Power Hydraulic Cylinder" as a prior art for overcoming the above problems, the cylinder body is equipped with hydraulic connectors at both ends, and is mounted inside the cylinder body. In the hydraulic cylinder consisting of a piston for performing a reciprocating movement as the hydraulic pressure is alternately introduced and discharged, and a piston rod for forward and backward operation of the free end exposed to one side of the cylinder body in the state that one end is coupled to the piston in A secondary cylinder fixedly attached to one side of the outer circumferential surface of the cylinder body, and filled with a gas for compressing and expanding; An auxiliary piston mounted inside the auxiliary cylinder to reciprocate to rapidly move by the action of compressing the gas and expanding the compressed gas; An auxiliary piston rod having one end fixedly connected to the auxiliary piston and a free end having an auxiliary piston rod moving forward and backward in the same direction as the piston in the state exposed to one side of the auxiliary cylinder; And a connecting plate connecting the free end of the piston rod and the auxiliary piston free end in an unified state.
그런데, 이러한 보조장치를 두지 않고 피스톤의 작동 속도를 증가시킬 수 있는 방법으로는 전진 유로측에 전용밸브를 두어 후진 유로측으로 유입되는 오일을 다시 전진 유로측에 공급하여 피스톤의 전진 속도를 증가시키는 방식과, 피스톤 로드의 두께를 크게 함으로써, 유압에 대한 반응력을 향상시키는 방식이 있다.By the way, the method of increasing the operating speed of the piston without such an auxiliary device has a dedicated valve on the forward flow path side to supply the oil flowing into the reverse flow path side to the forward flow path side to increase the forward speed of the piston. And by increasing the thickness of the piston rod, there is a system to improve the reaction force to the hydraulic pressure.
전자의 경우에는 고가의 전용밸브를 설치해야 함과 아울러, 복잡한 유압제어회로가 요구되므로, 비용상의 문제점만이 아니라 고장이 잦을 우려가 있었다.In the former case, an expensive dedicated valve must be installed, and a complicated hydraulic control circuit is required, and thus there is a possibility of frequent failure as well as a cost problem.
또, 후자의 경우에도 피스톤 로드의 두께를 기존의 것보다 크게 할 경우, 잔 고장이 없고 효율성이 좋은 장점이 있는 반면에, 전진측과 후진측의 유체 단면적이 큰 차이를 갖게 되므로, 후진측 유로가 닫힌 상태에서 전진측 유로에 큰 힘이 전달될 경우 파스칼의 원리에 따라 후진측 실린더 내에 과다 압력이 발생하게 되면서 부하가 걸려 변형될 우려가 있었다.In addition, in the latter case, when the piston rod is thicker than the conventional one, there is no residual trouble and good efficiency. On the other hand, since the fluid cross-sectional area of the forward side and the reverse side has a large difference, the reverse side flow path When the large force is transmitted to the forward flow path in the closed state, there was a risk that the load would be deformed due to excessive pressure in the reverse cylinder according to Pascal's principle.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 유압실린더에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유압실린더의 피스톤 로드가 실질적으로 일을 수행하는 행정 즉, 전진 또는 후진 작동시 피스톤 로드가 기존의 것보다 빠른 속도로 움직일 수 있도록 하여 피스톤 로드의 왕복 행정시간을 단축시킬 수 있도록 함과 아울러, 실린더 일측 내부에 과압이 발생되는 것을 예방하도록 그 구조가 개량된 유압실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems appearing in the above-described hydraulic cylinder of the prior art, the piston rod of the hydraulic cylinder to perform the work substantially, that is, the piston rod during the forward or reverse operation at a faster speed than conventional It is an object of the present invention to provide a hydraulic cylinder whose structure is improved to be able to move to shorten the reciprocating stroke time of the piston rod, and to prevent the occurrence of overpressure inside one side of the cylinder.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양측에 메인밸브와 선택적으로 연결되는 전,후진측 유로를 갖는 실린더와, 상기 실린더의 내부에 좌,우 슬라이딩 가능하게 수용 설치된 피스톤 및 피스톤 로드를 구비하며,The present invention for achieving the above object is provided with a cylinder having a forward and a reverse side flow path selectively connected to the main valve on both sides, and a piston and a piston rod installed to be slidably left and right inside the cylinder,
상기 피스톤 로드의 외경 지름을 "t"라 하고, The outer diameter of the piston rod is referred to as "t",
상기 실린더의 내경 지름을 "d"이라 할 때,When the inner diameter of the cylinder is "d",
상기 t/d의 비율값이 0.7∼0.9의 값을 가지되,The ratio of t / d has a value of 0.7 to 0.9,
상기 피스톤의 내부에 양측으로 연통되는 유로를 갖도록 통공이 형성되고,A through hole is formed to have a flow passage communicating with both sides inside the piston,
상기 통공 내부에 상기 전진측 유로 내부의 압력이 일정 압력이상일 때 상기 통공 내부의 유로를 개방시키는 개폐밸브가 마련된 것을 특징으로 한다.The opening and closing valve for opening the flow path inside the through hole is provided in the through-hole when the pressure inside the forward-side flow path is a predetermined pressure or more.
본 발명의 다른 특징으로, 상기 개폐밸브는 릴리프 밸브인 것이다.In another feature of the invention, the on-off valve is a relief valve.
본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 개폐밸브는 상기 유로를 갖는 통공 내부에 일방향으로 개폐가능하게 설치된 체크밸브인 것이다.In another feature of the present invention, the on-off valve is a check valve installed to be open and close in one direction inside the through-hole having the flow path.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 유압 실린더는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 그 구조는 양측으로 전,후진측 유로(12)(14)가 각각 마련되는 실린더(10)와, 그 실린더(10)의 내부에 수용 설치되어 좌,우 슬라이딩이동이 가능하며 전진측 유로(12)에 피스톤 로드(16)가 위치하는 피스톤(15)과, 그 피스톤 로드(16)의 외경과 실린더(10) 내경의 비율 값이 0.7~0.9의 값을 갖도록 하며, 그 피스톤(15)의 내부에 서로 통하는 유로를 갖는 통공(15a)이 형성되고, 그 통공(15a)의 내부에 마련되고 실린더(10) 내부 양측의 압력이 일정 압력이상일 때 개방시키는 개폐밸브(30)로 구성된다.The hydraulic cylinder according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4, the structure of which is a cylinder 10 having forward and backward flow paths 12 and 14 respectively provided on both sides thereof, and the cylinder 10. It is accommodated in the interior of the left and right sliding movement is possible and the piston 15 in which the piston rod 16 is located in the forward flow path 12, the outer diameter of the piston rod 16 and the inner diameter of the cylinder 10 The ratio value has a value of 0.7 to 0.9, and a through hole 15a having a flow path communicating with each other is formed in the piston 15, and is provided inside the through hole 15a and on both sides of the cylinder 10. It consists of an on-off valve 30 which opens when the pressure is above a certain pressure.
더 상세히 설명하면, 피스톤 로드(16)의 굵기(즉, 두께)를 기존의 것보다 더 크게 형성하되, 피스톤 로드(16)의 두께가 되는 외경 지름을 "t"라 하고, 실린더(10)의 내경 지름을 "d"이라 할 때, 그 t/d의 비율값이 0.7∼0.9의 값을 갖도록 한 것이다.In more detail, the diameter (ie, thickness) of the piston rod 16 is made larger than the conventional one, and the outer diameter, which becomes the thickness of the piston rod 16, is referred to as "t", and the diameter of the cylinder 10 When the inner diameter is "d", the ratio of t / d is set to have a value of 0.7 to 0.9.
그리고, 그 개폐밸브(30)는 전진측 유로(12)내에 과압 발생을 억제하도록 피스톤(15)을 기준으로 실린더(10) 양측 내부가 서로 연통가능하도록 통공(15a)이 형성되고 그 통공(15a) 내부에 마련되어 통공(15a)의 유로를 선택적으로 개폐시키는 기능을 갖는다.In addition, the opening / closing valve 30 has a through hole 15a formed so that both sides of the cylinder 10 can communicate with each other on the basis of the piston 15 so as to suppress the occurrence of overpressure in the forward-side flow path 12. It is provided inside) to selectively open and close the flow path of the through hole 15a.
그리고, 개폐밸브(30)는 공지의 릴리프밸브(32)를 채용함으로써, 내부 압력이 설정된 압력보다 더 높아지게 될 경우에 개방되어 실린더(10) 전,후진 양측 내부의 압력을 조정하도록 개방압력을 설정할 수 있는 것이 바람직하다.In addition, the on-off valve 30 adopts a well-known relief valve 32 to open when the internal pressure becomes higher than the set pressure, so that the opening pressure can be set to adjust the pressure inside both sides of the cylinder 10 before and after. It is desirable to be able to.
또한, 개폐밸브(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일방향으로 개폐가능한 체크밸브(34)를 채용할 수도 있으며, 그 구조는 외주면이 통공(15a) 내부의 내주면과 체결되는 베이스(34a)와, 그 베이스(34a)의 내부에 내장되고 스프링(34b)에 의해 일방향으로 탄성 지지되는 볼부재(34c)와, 그 볼부재(34c)를 스프링(34b)의 탄성력으로 고정시키도록 접촉되는 스톱퍼(34d)와, 그 스프링(34b)에 접촉되어 그 접촉에 따른 압축력을 조정하여 실제 실린더(10)내의 내부 압력을 조정하기 위한 조정 너트(34e)로 구성된다.In addition, the on-off valve 30 may also employ a check valve 34 that can be opened and closed in one direction, as shown in FIG. 3, the structure of which has a base 34a having an outer circumferential surface engaged with an inner circumferential surface inside the through hole 15a. And a stopper which is built in the base 34a and is contacted to fix the ball member 34c elastically supported in one direction by the spring 34b, and the ball member 34c by the elastic force of the spring 34b. 34d, and an adjustment nut 34e for contacting the spring 34b to adjust the compression force according to the contact to adjust the internal pressure in the actual cylinder 10. As shown in FIG.
또, 체크밸브(34)는 통공(15a)의 유로 내부에 삽입되는 것이 아니라, 도 4에서와 같이, 직접적으로 유로를 갖는 통공(15a) 내에 나사산을 형성시킨 후에, 그 통공(15a) 내부로 외주면에 볼부재(34c)가 스프링(34b)에 의해 일방향 지지시키는 스톱퍼(34d) 및, 그 스프링(34b)의 압축력을 조정하도록 접촉되는 조정 너트(34e)등이 동일하게 구비되며, 앞의 체크밸브와 달리 베이스가 생략된 것을 채용할 수 있다.In addition, the check valve 34 is not inserted into the flow path of the through hole 15a, but after forming a thread in the through hole 15a having the flow path as shown in FIG. 4, the check valve 34 is inserted into the through hole 15a. The stopper 34d which the ball member 34c supports in one direction by the spring 34b, the adjustment nut 34e etc. which are contacted so that the compression force of the spring 34b may be equally provided on the outer peripheral surface, and the previous check Unlike the valve, the base may be omitted.
미 설명 부호 "20"는 실린더(10)의 전,후진 유로에서 공급/배출되는 오일의 출입을 단속하는 메인밸브를 나타낸 것이다.Unexplained reference numeral 20 denotes a main valve for controlling the entry and exit of oil supplied / discharged in the forward and backward flow paths of the cylinder 10.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having such a structure is as follows.
본 발명의 유압 실린더(10)는, 기존의 피스톤 로드(16)보다 두께를 더 크게 형성시킴으로써, 전진측 유로(12) 면적이 줄어듬에 따른 실린더(10) 내부 압력이 변화되어 유압에 대한 반응속도가 빨라지게 된다.Hydraulic cylinder 10 of the present invention, by forming a larger thickness than the conventional piston rod 16, the internal pressure of the cylinder 10 is changed as the area of the forward flow path 12 is reduced, the reaction rate for the hydraulic pressure Will be faster.
이때, 본 발명의 유압 실린더(10)에서는 메인밸브(20)의 후진측 유로(14)가 닫혀진 상태에서 실린더(10)내의 전진측 유로(12)에 과다한 유압이 전달될 경우, 전진측 실린더(10) 내부에 큰 압력이 발생되고, 이로 인해 피스톤(15)의 통공(15a) 내부에 과압력이 전달된다.At this time, in the hydraulic cylinder 10 of the present invention, when excessive hydraulic pressure is transmitted to the forward side flow path 12 in the cylinder 10 in a state in which the reverse side flow path 14 of the main valve 20 is closed, the forward side cylinder ( 10) a large pressure is generated inside, thereby overpressure is transmitted to the inside of the through hole (15a) of the piston (15).
이어서, 피스톤(15)의 통공(15a) 내부에 설치된 개폐밸브(30)는 평상시에는 폐쇄되어 있다가, 전진측 유로(12)측에 전달되는 압력이 기 설정된 설정압보다 높을 경우, 개폐밸브(30)가 온동작되어 피스톤(15)내의 유로를 개방시키게 된다. Subsequently, the opening / closing valve 30 provided inside the through hole 15a of the piston 15 is normally closed, and when the pressure transmitted to the forward flow path 12 is higher than the preset set pressure, the opening / closing valve ( 30 is turned on to open the flow path in the piston 15.
그 개폐밸브(30)가 릴리프밸브(32)일 경우에는 릴리프밸브(32)의 스프링(32a)의 압력을 초과하는 압력이 전달되면 릴리프밸브(32)가 온동작되어 유로를 개방시키게 되며, 한편 체크밸브(34)일 경우에는 실린더(10)의 전진측 유로(12)로부터 전달되는 압력에 의해 스프링(34b)이 압축되면서 볼부재(34c)를 타방향으로 밀어서 통공(15a)의 유로를 개방시키도록 된 것이다.When the on-off valve 30 is the relief valve 32, when a pressure exceeding the pressure of the spring 32a of the relief valve 32 is transmitted, the relief valve 32 is turned on to open the flow path. In the case of the check valve 34, the spring 34b is compressed by the pressure transmitted from the forward side passage 12 of the cylinder 10, and the ball member 34c is pushed in the other direction to open the passage of the through hole 15a. It was supposed to be.
이상과 같이 설명한 바와 같은 본 발명은 단순구조로 이루어지며 피스톤의 작동 속도를 빠르게 할 수 있도록 함과 아울러 과다한 유압력이 발생하는 것을 예방할 수 있도록 그 구조가 개량된 유압 실린더에 관한 것으로, 이에 따르면 본 발명은 피스톤 로드의 두께(외경 지름)를 기존의 것보다 더 크게 형성시킴과 아울러, 피스톤내에 양측으로 연결 가능한 유로를 형성시켜 유압이 작용하는 실린더내 단면적의 변화로 인한 과압력이 발생되는 것을 예방할 수 있게 되어 제품의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention relates to a hydraulic cylinder having a simple structure and improved in structure so as to prevent the occurrence of excessive hydraulic force as well as to speed up the operation speed of the piston. The present invention forms the piston rod thickness (outer diameter) larger than the conventional one, and also prevents the occurrence of overpressure due to a change in the cross-sectional area of the cylinder in which the hydraulic pressure acts by forming a flow path that can be connected to both sides in the piston. It is possible to have the effect of improving the durability and reliability of the product.
또, 단순한 구성으로 이루어져 있으므로, 잔고장이 줄어듬과 아울러, 제조원가를 절감할 수 있다.Moreover, since it consists of a simple structure, it can reduce a balance trouble and can reduce manufacturing cost.
도 1은 본 발명에 따른 유압 실린더의 일 예를 개략적으로 나타낸 유압 회로도.1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing an example of a hydraulic cylinder according to the present invention.
도 2는 본 발명의 유압 실린더의 개폐밸브가 릴리프밸브로 채용된 것을 나타낸 요부 구성도.Fig. 2 is a main structural view showing that an on-off valve of the hydraulic cylinder of the present invention is employed as a relief valve.
도 3은 본 발명 유압 실린더의 개폐밸브가 체크밸브일 경우를 나타낸 요부 구성도.Figure 3 is a main part configuration diagram showing a case where the on-off valve of the hydraulic cylinder of the present invention is a check valve.
도 4는 본 발명 유압 실린더의 체크밸브가 다른 구성을 갖는 것을 나타낸 요부 구성도.Figure 4 is a main part configuration diagram showing that the check valve of the present invention hydraulic cylinder has a different configuration.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 실린더 12, 14 : 전,후진측 유로10: cylinder 12, 14: forward and reverse side flow path
15 : 피스톤 15a : 통공15: piston 15a: through hole
16 : 피스톤 로드 20 : 메인밸브16: piston rod 20: main valve
30 : 개폐밸브 32 : 릴리프밸브30: on-off valve 32: relief valve
34 : 체크밸브34: check valve
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