KR20110009065U - 피스톤링 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 피스톤링 조립체에 관한 것으로서, 오일이 채워진 실린더본체(C)와, 상기 실린더본체(C) 내부에서 유압에 의하여 슬라이딩되는 피스톤(P)에 의하여 상기 실린더본체(C)에서 출몰되는 피스톤로드(R)로 구성되는 유압실린더에 적용된다. 피스톤링 조립체는, 상기 피스톤(P)의 외주면에 설치되는 가요성메인링(10); 상기 가요성메인링(10)의 외주면 및 상기 실린더본체(C) 내주면에 밀착되는 것으로서, 절개된 일측단에 단차지게 제1단차부(21)가 형성되고, 절개된 타측단에 상기 제1단차부(21)에 치합되는 제2단차부(22)가 형성된 실링(20); 및 상기 가요성메인링(10) 양측에 배치되어 상기 실링(20)이 상기 가요성메인링(10)에서 분리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 각각의 양단에 비스듬하게 절개단(30a)(30a')이 형성된 한쌍의 분리방지링(30)(30');을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤링 조립체{piston ring assembly}

본 고안은 피스톤의 외주면에 결합되어 그 피스톤의 슬라이딩을 원활하게 안내하기 위한 피스톤링 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같은 건설중장비에 사용되는 유압실린더는, 오일이 채워진 실린더본체와, 본체 내부에서 유압에 의하여 슬라이딩되는 피스톤에 의하여 출몰되는 피스톤로드로 구성된다. 이때 피스톤의 외주면에는 그 피스톤의 좌우측에서 인가되는 유압을 차폐하는 기능을 하여 피스톤의 슬라이딩을 원활하게 안내하기 위한 테프론링이 설치된다. 이러한 테프론링은 피스톤의 왕복이송운동에 따라 실린더 본체 내주면과 밀착되므로, 유압실린더를 장시간 사용하면 손상되고, 이에 따라 주기적으로 유압실린더를 분해하여 테프론링을 교체하여야 한다.

그런데 상기한 테프론링은 피스톤의 좌우측으로 인가되는 유압을 차폐시키기 위하여 그 표면을 정밀하게 가공하여야 하는데, 가공과정이 일일이 수작업으로 진행되어 과도한 가공비가 발생하어 결국 고가로 구현될 수 밖에 없었다. 따라서 테프론링을 주기적으로 교체하는 과정에서 많은 유지보수 비용이 발생되었다.

또한 테프론링은 수축률이 매우 작기 때문에, 실린더본체의 내직경과 동일하지 않게 되면, 예를 들면 정밀한 가공이 되지 않아 실린더 본체 내직경보다 약간 크게 가공되면, 테프론링은 실린더본체 내부에서 원활한 슬라이딩이 되지 않아 피스톤의 왕복이송운동을 방해하고, 이에 따라 유압실린더로부터 출몰되는 피스톤로드에 충분한 힘이 인가되지 않게 되었다.

더 나아가 테프론링은 유압실린더에서 분리된 후 재활용이 되지 않기 때문에 폐기처분하여야 하였으며, 이러한 폐기과정에서 환경을 오염시킨다라는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사출을 이용한 대량 생산이 가능하여 저가로 구현할 수 있고, 재활용을 가능하여 환경오염을 최소화할 수 있으며, 범용적인 사용이 가능한 실링 및 분리방지링을 구비한 피스톤링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 피스톤링 조립체는, 오일이 채워진 실린더본체(C)와, 상기 실린더본체(C) 내부에서 유압에 의하여 슬라이딩되는 피스톤(P)에 의하여 상기 실린더본체(C)에서 출몰되는 피스톤로드(R)로 구성되는 유압실린더에 적용되는 것으로서, 상기 피스톤(P)의 외주면에 설치되는 가요성메인링(10); 상기 가요성메인링(10)의 외주면 및 상기 실린더본체(C) 내주면에 밀착되는 것으로서, 절개된 일측단에 단차지게 제1단차부(21)가 형성되고, 절개된 타측단에 상기 제1단차부(21)에 치합되는 제2단차부(22)가 형성된 실링(20); 및 상기 가요성메인링(10) 양측에 배치되어 상기 실링(20)이 상기 가요성메인링(10)에서 분리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 각각의 양단에 비스듬하게 절개단(30a)(30a')이 형성된 한쌍의 분리방지링(30)(30');을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 가요성메인링(10)의 양측에는 한쌍의 환형단턱(11)이 형성되고; 한쌍의 상기 분리방지링(30)(30') 각각은 한쌍의 상기 환형단턱(11)에 끼어진다.

본 고안에 있어서, 상기 실링(20)의 외주면에는 수직선(L)에 대하여 움푹하게 패어진 오목부(20a)가 형성된다.

본 고안에 있어서, 상기 실링(20)은 나일론글라스 100 중량부과 기준으로 하여 몰리브덴이 0.1~2 중량부 혼합되어 구현된다.

본원에 따른 피스톤링 조립체에 따르면, 그를 구성하는 실링이 사출에 의하여 제작되기 때문에 대량생산이 가능하여 제조단가를 줄일 있고, 이에 따라 유압실린더를 분해하여 피스톤링 조립체를 교체하는 과정에서 유지보수비용을 줄일 수 있다.

또한 실링 및 분리방지링의 양단이 절개되어 치합되는 구조이기 때문에, 다양한 내직경의 실린더본체에도 본원의 실링 및 분리방지링을 채용할 수 있다.

더 나아가 실링의 외주면에 약간 움푹하게 패어진 오목부가 형성됨으로써, 실링의 외주면이 실린더본체의 내주면에 밀착될 때 오목부 양측 가장자리가 눌리면서 실린더본체 내주면에 견고하게 밀착되고, 이에 따라 유압의 차폐력이 증가된다.

그리고 실링을 이루는 나일론글라스는 유압실린더 내부에 함유되는 물을 흡수하여 시간이 지나더라도 오일에 의한 유압 전달이 확실히 유지될 수 있도록 한다.

도 1은 본 고안에 따른 피스톤링 조립체가 실린더본체 내부의 피스톤의 외주면에 설치된 상태를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 피스톤링 조립체의 부분 분해사시도,
도 3은 도 2의 피스톤링 조립체의 단면도,
도 4는 도 2의 실링의 단면도.

이하, 본 고안에 따른 피스톤링 조립체를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 피스톤링 조립체가 실린더본체 내부의 피스톤의 외주면에 설치된 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 피스톤링 조립체의 부분 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 피스톤링 조립체의 단면도이고, 도 4는 도 2의 실링의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 다른 피스톤링 조립체는, 오일이 채워진 실린더본체(C)와, 상기 실린더본체 내부에서 유압에 의하여 슬라이딩되는 피스톤(P)에 의하여 상기 실린더본체(C)에서 출몰되는 피스톤로드(R)로 구성되는 유압실린더에 적용된다. 이러한 피스톤링 조립체는, 피스톤(P)의 외주면에 설치되는 가요성메인링(10)과; 가요성메인링(10)의 외주면 및 실린더본체(C) 내주면에 밀착되는 것으로서, 절개된 일측단에 단차지게 제1단차부(21)가 형성되고, 절개된 타측단에 상기 제1단차부(21)에 치합되는 제2단차부(22)가 형성된 실링(20)과; 가요성메인링(10) 양측에 배치되어 실링(20)이 가요성메인링(10)에서 분리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 각각의 양단에 비스듬하게 절개단(30a)(30a')이 형성된 한쌍의 분리방지링(30)(30');을 포함하는 것을 특징으로 한다.

가요성메인링(10)은 합성고무와 같은 가요성재질로 되어 있으며, 그 양측에는 한쌍의 환형단턱(11)이 형성되어 있다. 상기한 환형단턱(11) 각각에는 후술할 분리방지링(30)(30')이 각각 끼어진다.

실링(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 절개된 일측단에 형성된 것으로서 단차지게 형성된 제1단차부(21)와, 절개된 타측단에 형성된 것으로서 제1단차부(21)에 치합되는 제2단차부(22)를 포함하여 제1단차부(21)와 제2단차부(22)가 상호 치합된다.

제1단차부(21)와 제2단차부(22)는 상호 치합되었을 때 다른 부분과 동일한 두께를 형성하도록 측부에서 보았을 때 치합되는 부분이 "ㄱ"형상과 "ㄴ" 형상으로 되어 있다. 따라서 제1단차부(21)와 제2단차부(22) 사이가 약간 벌어진 상태에서도 제1단차부(21)와 제2단차부(22)는 치합된 상태를 유지할 수 있고 이에 따라 피스톤(P) 좌우측에서 인가되는 유압을 차폐할 수 있다.

이는 기술적으로 중요한 의미를 가진다. 즉, 실링(20)의 외주면이 마찰에 의하여 닳아질 경우 제1단차부(21)와 제2단차부(22)는 사이가 벌어지게 되나, 제1,2단차부(21)(22)가 벌어진 상태에서도 제1,2단차부(21)(22)가 치합되어 결합된 상태를 유지하므로, 결국 실링(20)의 전체적인 직경은 일정하게 유지된다. 이렇게 실링(20)의 직경이 일정하게 유지됨으로써, 피스톤(P)에 인가되는 오일의 유압은 항상 일정하여 정밀한 제어가 가능하다.

또한 실링(20)이 치합되는 제1단차부(21)와 제2단차부(22)를 가짐으로써, 실린더본체(C)의 내직경이 실링(20)이 이루는 직경과 동일하지 않더라도, 실링(20)은 실린더본체(C)의 내에서 피스톤(P)의 좌우측으로 인가되는 유압을 차폐할 수 있고, 이에 따라 다양한 내직경의 실린더본체(C)에 본원의 실링(20)을 범용적으로 채용할 수 있는 것이다.

이는 종래의 테프론링은 특정 내직경의 실린더본체에만 적용할 수 있고, 만약 테프론링의 외직경이 실린더본체의 내직보다 약간 크게 가공되면, 테프론링은 피스톤의 왕복이송운동을 방해하는 것과 대별된다.

또한 실링(20)은 금형을 이용한 사출 또는 성형을 통하여 제작된다. 이를 가능하게 하기 위하여 실링(20)은 나일론글라스 100 중량부를 기준으로 하여 몰리브덴이 0.1~2 중량부가 혼합되어 구현된다. 몰리브덴이 0.1 중량부 이하가 혼합되면 실링(20)은 충분한 내구성을 발휘하기가 어렵고, 몰리브덴이 2 중량부 이상이 되면 윤활성이 떨어지게 된다. 본 실시예에서 실링(20)은 나일론글라스 100 중량부를 기준으로 하였을 때 몰리브덴이 0.5 중량부 혼합되어 구현된다. 이와 같이 실링(20)이 사출 또는 성형에 의하여 제작되므로, 그 표면을 정밀하게 가공할 필요성을 제거할 수 있어 제작단가가 획기적으로 낮아진다.

또한 실링(20)의 외주면에는 도 4에 도시된 바와 같이 수직선(L)에 대하여 약간 움푹하게 패어진 오목부(20a)가 형성되어 있다. 오목부(20a)를 형성함으로써, 실링(20)의 외주면이 실린더본체(C)의 내주면에 밀착될 때 오목부(20a) 양측 가장자리가 눌리면서 실린더본체(C) 내주면에 견고하게 밀착되고, 이에 따라 유압의 차폐력이 증가된다.

그리고 실링(20)을 이루는 나일론글라스는 유압실린더 내부에 함유되는 물을 흡수한다. 이에 따라 유압실린더를 오랜시간동안 작동할 경우, 오일에 포함되는 물이 실링(20)에 의하여 제거되고, 결국 오일에 의한 유압 전달이 확실히 유지되도록 한다.

분리방지링(30)(30')은, 가요성메인링(10)의 양측에서 환형단턱(11)에 끼어진 상태에서 인가되는 유압에 의하여 실링(20)이 가요성메인링(10)에서 분리되는 것을 방지한다. 이러한 분리방지링(30)(30')의 양단에는 비스듬하게 형성된 절개단(30a)(30a')이 형성되어 있다.

이는 기술적으로 중요한 의미를 가진다. 즉, 분리방지링(30)(30')의 양단에 비스듬하게 절개단(30a)(30a')이 형성되어 있으므로, 가요성메인링(10)에 형성된 환형단턱(11)의 외직경이 약간 크더라도 분리방지링(30)(30')은 약간 벌어지면서 환형단턱(11)에 끼어질 수 있게 된다. 즉, 환형단턱(11)의 외직경과 분리방지링(30)(30')의 내직경이 정확히 일치하지 않더라도 분리방지링(30)(30')을 환형단턱(11)에 끼울 수 있으므로, 정밀하게 가공되지 않은 분리방지링(30)(30')이나 기성품으로 판매되는 분리방지링을 채용할 수 있어, 결국 피스톤링 조립체의 단가를 낮출 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10 ... 가요성메인링
11 ... 환형단턱
20 ... 실링
20a ... 오목부
21, 22 ... 제1,2단차부
30,30' ... 분리방지링
30a,30a' .. 절개단

Claims (4)

1. 오일이 채워진 실린더본체(C)와, 상기 실린더본체(C) 내부에서 유압에 의하여 슬라이딩되는 피스톤(P)에 의하여 상기 실린더본체(C)에서 출몰되는 피스톤로드(R)로 구성되는 유압실린더에 적용되는 것으로서,
   상기 피스톤(P)의 외주면에 설치되는 가요성메인링(10);
   상기 가요성메인링(10)의 외주면 및 상기 실린더본체(C) 내주면에 밀착되는 것으로서, 절개된 일측단에 단차지게 제1단차부(21)가 형성되고, 절개된 타측단에 상기 제1단차부(21)에 치합되는 제2단차부(22)가 형성된 실링(20); 및
   상기 가요성메인링(10) 양측에 배치되어 상기 실링(20)이 상기 가요성메인링(10)에서 분리되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 각각의 양단에 비스듬하게 절개단(30a)(30a')이 형성된 한쌍의 분리방지링(30)(30');을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가요성메인링(10)의 양측에는 한쌍의 환형단턱(11)이 형성되고;
   한쌍의 상기 분리방지링(30)(30') 각각은 한쌍의 상기 환형단턱(11)에 끼어지는 것;을 특징으로 하는 피스톤링 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 실링(20)의 외주면에는 수직선(L)에 대하여 움푹하게 패어진 오목부(20a)가 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤링 조립체.
4. 제3항에 있어서,
   상기 실링(20)은 나일론글라스 100 중량부과 기준으로 하여 몰리브덴이 0.1~2 중량부 혼합되어 구현된 것을 특징으로 하는 피스톤링 조립체.
   

Images