KR20130025723A - 쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치는, 중공의 실린더 튜브; 일단부가 상기 실린더 튜브 내에 위치하며, 상기 실린더 튜브의 길이방향으로 왕복이동 가능한 로드; 상기 로드의 왕복이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드에 결합된 피스톤; 및 상기 로드가 상기 실린더 튜브 외부로 완전하게 이탈되는 것을 방지하도록 상기 실린더 튜브에 결합되며 상기 로드가 관통하는 관통공이 구비된 로드 커버;를 포함하는 유압 실린더 장치에 있어서, 상기 피스톤에 인접하며 상기 로드 커버와 상기 피스톤 사이에 배치되어 상기 실린더 튜브가 부푸는 것을 방지하도록 상기 로드에 결합된 완충용 피스톤; 및 상기 완충용 피스톤에 인접하게 배치되며 상기 로드에 결합되어 신장 작동시에 상기 로드 커버와 상기 완충용 피스톤의 완충작용을 하는 쿠션 링;을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치{Hydraulic cylinder apparatus provided with structure capable of cushion damping and stroke adjustment}

본 발명은 유압 실린더 장치의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 유압 실린더 장치는 유압펌프에서 발생된 유압의 힘을 이용하여 실린더 내로 유체를 투입하고, 그 투입된 유압의 힘으로 피스톤을 밀어 피스톤이 움직이면, 이러한 피스톤의 움직임을 로드로 전달받아 기계적 왕복운동을 발생시키는 중요한 기계 요소의 일종이다. 등록특허공보 제0868799호(2008.11.07. 공고)에는 유압 실린더의 일반적인 구조가 개시되어 있다.

이와 같은 유압 실린더는 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤(1)이 신장 또는 압축되는 과정에서 그 피스톤(1)과 일체로 연결된 로드(2)의 스트로크 조절과 피스톤(1)과 로드 커버(5)의 완충작용을 수행하기 위해 스페이서(3)가 설치되어 있다. 그런데, 도 1에 도시된 종래의 유압 실린더에서 로드(2)의 스트로크를 조절하기 위해 상기 스페이서(3)의 길이를 길게 할 경우, 실린더 튜브(4) 벽에 높은 쿠션 압력이 작용한다. 이 경우에 실린더 튜브(4)의 강도가 쿠션 압력을 견디지 못하고 실린더 튜브(4)가 부푸는 현상이 발생할 수 있다. 특히 실린더 튜브(4)에 집중적으로 압력이 걸리는 부위가 용접 등에 의해 강도가 취약한 경우에는 부푸는 현상이 더욱 심하게 나타날 수 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 쿠션 압력이 작용하는 실린더 튜브 구간에 완충용 피스톤을 추가적으로 설치하여 그 완충용 피스톤이 쿠션 압력을 지지함으로써 실린더가 부푸는 것이 방지된 유압 실린더를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치는, 중공의 실린더 튜브;

일단부가 상기 실린더 튜브 내에 위치하며, 상기 실린더 튜브의 길이방향으로 왕복이동 가능한 로드;

상기 로드의 왕복이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드에 결합된 피스톤; 및

상기 로드가 상기 실린더 튜브 외부로 완전하게 이탈되는 것을 방지하도록 상기 실린더 튜브에 결합되며 상기 로드가 관통하는 관통공이 구비된 로드 커버;를 포함하는 유압 실린더 장치에 있어서,

상기 피스톤에 인접하며 상기 로드 커버와 상기 피스톤 사이에 배치되어 상기 실린더 튜브가 부푸는 것을 방지하도록 상기 로드에 결합된 완충용 피스톤; 및

상기 완충용 피스톤에 인접하게 배치되며 상기 로드에 결합되어 신장 작동시에 상기 로드 커버와 상기 완충용 피스톤의 완충작용을 하는 쿠션 링;을 포함한 점에 특징이 있다.

상기 완충용 피스톤에 외주에 설치되며 신장 작동시에 상기 완충용 피스톤의 압력이 상기 피스톤 튜브에 직접적으로 전달되는 것을 억제하도록 하는 글라이드 링(glyd ring)을 포함한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 피스톤의 신장 작동시에 유압이 실린더 튜브에 지나치게 높게 작용하는 것을 방지하도록 완충용 피스톤을 추가적으로 설치함으로써 실린더 튜브가 예기치 않게 부푸는 것을 방지하여 내구성이 향상된 유압 실린더 장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유압 실린더 장치의 주요 구조를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더 장치가 최대로 신장된 상태의 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 유압 실린더 장치가 최대로 압축된 상태의 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더 장치가 최대로 신장된 상태의 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 유압 실린더 장치가 최대로 압축된 상태의 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치(10, 이하 "유압 실린더 장치"라 함)는 실린더 튜브(20)와, 로드(30)와, 피스톤(40)과, 로드 커버(50)와, 완충용 피스톤(60)과, 쿠션 링(70)을 포함하고 있다.

상기 실린더 튜브(20)는 일반적으로 내부에 중공부를 가지도록 금속 소재로 주조 방식에 의해 제조될 수 있다. 상기 실린더 튜브(20)의 일단부에는 개구부가 형성되어 있다.

상기 로드(30)는 일단부가 상기 실린더 튜브 내에 위치한다. 상기 로드(30)는 상기 실린더 튜브(20)의 길이방향으로 왕복이동 가능하도록 설치되어 있다. 더 구체적으로 상기 로드(30)는 상기 실린더 튜브(20)의 개구부를 통하여 상기 실린더 튜브(20) 내부에 삽입되어 설치되어 있다.

상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)에 결합 되어 있다. 상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)의 왕복 이동시에 그 로드(30)와 함께 이동한다. 상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)와 예컨대 나사 결합에 의해 결합될 수 있다.

상기 로드 커버(50)는 상기 실린더 튜브(20)의 개구부에 결합되어 있다. 상기 로드 커버(50)는 상기 로드(30)가 상기 실린더 튜브(20) 외부로 완전하게 이탈되는 것을 방지하도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 로드 커버(50)의 중앙부에는 상기 로드(30)가 관통하는 관통공이 구비되어 있다. 상기 로드 커버(50)는 상기 실린더 튜브(20)와 용접, 억지 끼움, 볼트 등의 수단에 의해 결합할 수 있다.

상기 완충용 피스톤(60)은 본원 발명의 핵심적인 구성요소이다. 상기 완충용 피스톤(60)은 상기 피스톤(40)에 인접하도록 배치되어 있다. 상기 완충용 피스톤(60)은 상기 로드 커버(50)와 상기 피스톤(40) 사이에 배치된다. 상기 완충용 피스톤(60)은 상기 로드(30)에 결합되어 그 로드(30)와 일체로 왕복 이동한다. 상기 완충용 피스톤(60)은 상기 실린더 튜브(20)가 유압에 의해 예기치 않게 부푸는 것을 방지하도록 마련된 것이다. 상기 완충용 피스톤(60)의 길이는 상기 피스톤(40)의 길이 보다 작은 것이 바람직하다. 상기 완충용 피스톤(60)에는 글라이드 링(62, glyd ring)이 구비되어 있다. 상기 글라이드 링(62)은 상기 완충용 피스톤(60)의 외주에 설치되어 있다. 상기 글라이드 링(62)은 상기 유압 실린더 장치(10)의 신장 작동시에 상기 완충용 피스톤(60)의 압력이 상기 실린더 튜브(20)에 직접적으로 전달 되는 것을 억제하도록 하기 위해 마련된 것이다.

상기 쿠션 링(70)은 상기 완충용 피스톤(60)에 인접하게 배치되어 있다. 상기 쿠션 링(70)은 상기 로드(30)에 결합된다. 상기 쿠션 링(70)은 유압 실린더 장치(10)의 신장 작동시에 상기 로드 커버(50)와 상기 완충용 피스톤(60) 간의 직접적인 충격을 방지하도록 마련된 일종의 완충 부재이다.

이하에서는 이와 같은 구성요소를 포함하는 유압 실린더 장치(10)의 작용효과를 그 유압 실린더 장치(10)의 신장 작동과 압축 작동을 예로 들어 상세하게 서술한다.

먼저, 상기 유압 실린더 장치(10)의 신장 작동을 설명한다.

도 2는 상기 유압 실린더 장치(10)가 최대로 압축된 상태를 도시하고 있다. 도 2를 참조하면 상기 유압 실린더 장치(10)가 최대로 압축된 상태에서는 상기 피스톤(40)이 상기 로드 커버(50)와 최대로 이격된 위치가 된다. 즉, 상기 로드(30)가 상기 실린더 튜브(20) 내부로 최대한 진입한 상태이다.

도 2로부터 서술을 시작하기로 한다. 헤드 커버(미도시) 측에 유압이 가해지면 상기 피스톤(40)은 상기 로드 커버(50) 측을 향해 유압을 받게 된다. 이 과정에서 상기 로드 커버(50) 측에 마련된 유로는 개방되므로 상기 피스톤(40)과 상기 로드 커버(50) 측 사이에 충전된 작동유는 상기 로드 커버(50)를 통해 외부로 유출된다. 따라서, 상기 피스톤(40)은 상기 로드 커버(50) 측을 향해 이동하게 된다. 그 결과 도 3에 도시된 바와 같은 상태가 된다. 도 3은 상기 유압 실린더 장치(10)가 최대로 신장된 상태를 나타내고 있다. 도 2로부터 도 3에 이르는 과정에서 상기 완충용 피스톤(60)은 상기 로드(30)와 함께 이동하면서 유압이 상기 실린더 튜브(20)의 내측벽에 직접적으로 작용하는 것을 억제하는 역할을 한다. 즉, 상기 로드 커버(50)와 상기 피스톤(40)의 거리가 가까워지면서 상기 쿠션 링(70)이 상기 로드 커버(50)와 중첩되면 상기 피스톤(40)과 상기 로드 커버(50) 사이의 공간의 유압이 급격하게 상승한다. 이 과정에서 상기 완충용 피스톤(60)은 그 유압이 상기 실린더 튜브(20)의 일부분에 집중되는 것을 억제하여 상기 실린더 튜브(20)가 예기치 않게 부푸는 것을 방지하는 작용을 한다. 이 과정에서 상기 완충용 피스톤(60)의 외주에 설치된 상기 글라이드 링(62)은 상기 피스톤(40)이 받는 압력을 완화하여 상기 실린더 튜브(20)에 전달함으로써 상기 실린더 튜브(20)가 받는 유압의 크기를 더욱 감소시키는 작용을 한다. 또한, 상기 완충용 피스톤(60)은 상기 쿠션 링(70)과 협력하여 상기 유압 실린더 장치(10)의 최대 신장시 로드의 이동량을 규제함으로써 스트로크를 조절하는 역할을 한다. 즉, 상기 쿠션 링(70)과 상기 완충용 피스톤(60)의 총 길이에 의해 상기 유압 실린더 장치(10)의 스트로크가 정해진다. 상기 쿠션 링(70)은 도 1에 도시된 종래의 스페이서(3)에 비하여 길이가 상대적으로 짧다.

이제, 상기 유압 실린더 장치(10)의 압축 작동과정을 서술하기로 한다.

상기 유압 실린더 장치(10)의 압축 작동과정은 신장 작동과정의 역으로서 도 3으로부터 도 2의 상태로 이동한다.

도 3으로부터 서술을 시작하기로 한다. 로드 커버(50) 측에 유압이 가해지면 상기 피스톤(40)은 상기 로드 커버(50) 측으로부터 멀어지는 방향으로 유압을 받게 된다. 이 과정에서 헤드 커버(미도시) 측에 마련된 유로는 개방되므로 상기 피스톤(40)과 헤드 커버 측 사이에 충전된 작동유는 헤드 커버(미도시) 측을 통해 외부로 유출된다. 따라서, 상기 피스톤(40)은 상기 로드 커버(50)로부터 멀어지도록 이동하게 된다. 그 결과 도 2에 도시된 바와 같은 상태가 된다. 도 2는 상기 유압 실린더 장치(10)가 최대로 압축된 상태를 나타내고 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 유압 실린더 장치(10)는 종래에 스페이서를 사용하여 스트로크를 규제하던 구조에 비하여 완충용 피스톤과 쿠션링의 협동에 의해 스트로크를 규제함으로써 신장 작동시에 유압이 실린더 튜브의 일부분에 집중적으로 가해지는 억제함으로써 실린더 튜브가 예기치 않게 부푸는 것을 방지하는 효과를 제공한다. 결과적으로 유압 실린더 장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 유압 실린더 장치
20 : 실린더 튜브
30 : 로드
40 : 피스톤
50 : 로드 커버
60 : 완충용 피스톤
62 : 글라이드 링
70 : 쿠션 링

Claims (2)

1. 중공의 실린더 튜브;
   일단부가 상기 실린더 튜브 내에 위치하며, 상기 실린더 튜브의 길이방향으로 왕복이동 가능한 로드;
   상기 로드의 왕복이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드에 결합된 피스톤; 및
   상기 로드가 상기 실린더 튜브 외부로 완전하게 이탈되는 것을 방지하도록 상기 실린더 튜브에 결합되며 상기 로드가 관통하는 관통공이 구비된 로드 커버;를 포함하는 유압 실린더 장치에 있어서,
   상기 피스톤에 인접하며 상기 로드 커버와 상기 피스톤 사이에 배치되어 상기 실린더 튜브가 부푸는 것을 방지하도록 상기 로드에 결합된 완충용 피스톤; 및
   상기 완충용 피스톤에 인접하게 배치되며 상기 로드에 결합되어 신장 작동시에 상기 로드 커버와 상기 완충용 피스톤의 완충작용을 하는 쿠션링;을 포함한 것을 특징으로 하는 쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 완충용 피스톤에 외주에 설치되며 신장 작동시에 상기 완충용 피스톤의 압력이 상기 피스톤 튜브에 직접적으로 전달되는 것을 억제하도록 하는 글라이드 링(glyd ring)을 포함한 것을 특징으로 하는 쿠션 압력과 스트로크 조절이 가능한 유압 실린더 장치.

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