KR20130108852A - 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치 - Google Patents

로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치는, 중공의 실린더; 일단부가 상기 실린더 내에 위치하며, 상기 실린더의 길이 방향으로 왕복이동 가능한 로드; 상기 로드의 왕복 이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드에 체결되는 피스톤; 상기 실린더의 일단부에 고정되며, 상기 로드가 슬라이딩 가능하게 관통하도록 설치된 로드 커버; 상기 실린더의 타단부에 고정되며, 상기 피스톤에 유압을 가하여 그 피스톤을 상기 로드 커버 측으로 이동하도록 설치된 헤드 커버; 및 상기 헤드 커버 및 상기 로드 커버에 연결되며 외부로부터 상기 헤드 커버 또는 상기 로드 커버 측에 유압 매체를 전달하는 통로인 파이프;를 포함하는 유압 실린더 장치에 있어서, 상기 파이프에 설치되며 상기 로드 커버 또는 상기 헤드 커버 쪽으로 흐르는 유압 매체의 양을 누적적으로 측정하는 적산 유량계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치{Hydraulic cyliner apparatus possible to measure cumulative operating distance of rod}
본 발명은 유압 실린더 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유압 실린더는 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.
이와 같은 유압 실린더 장치는 지상으로부터 높은 곳에서 작업을 하기 위한 용도로 사용되는 고소 작업차를 비롯하여, 지게차, 굴삭기 등에 널리 사용된다. 이러한 유압 실린더 장치는 반복하여 사용됨으로써 로드가 일정거리 이상 작동할 경우 성능이 열화 되므로 주기적으로 사용량을 측정하여 유지 보수할 필요성이 있다. 이와 같은 목적을 위하여 종래의 유압 실린더 장치는 일반적으로 일정한 사용시간이 경과 한 후에 유압 실린더 장치를 수리 보수하는 방식으로 유압 실린더 장치의 성능을 일정한 수준 이상으로 유지하였다. 그런데, 사용시간을 기준으로 유지 보수를 시행하는 경우에는 유압 실린더의 정확한 작동 거리와 편차가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 더욱 정확한 유압 실린더의 작동 거리를 측정하기 위하여 로드의 작동거리를 측정하기 위한 장치가 고안되었다. 이러한 로드의 위치 검출 장치의 일 예는 공개특허 제2009-0017848호에 개시되어 있다.
이와 같은 종래의 로드 위치 측정 장치의 구조는 예컨대 롤링 마그넷(rolling magnet)을 로드에 롤러 가이드와 마그넷이 일체화된 센서 하우징을 별도로 설치하여 유압 실린더 장치가 작동함에 따라 로드가 신장할 때, 센서 하우징에 설치된 롤러의 회전에 의해 로드의 작동 거리를 측정하도록 하는 원리가 적용된다. 그런데, 이러한 구조는 센서 하우징 뿐만 아니라 센서에서 출력되는 신호를 변환하는 장비가 필요하므로 제조 비용이 현저하게 상승하는 원인이 된다. 또한, 유압 실린더 장치는 실제 작동 중에 진동이 많이 발생하기 때문에 롤링 마그넷 방식은 로드의 작동 거리 측정에 오차가 크게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 롤링 마그넷 방식은 구조가 복잡하여 유압 실린더 장치에 설치하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 제조비용이 저렴하고 구조가 간단하며 로드의 작동거리를 용이하게 측정할 수 있도록 구조가 개선된 유압 실린더 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치는, 중공의 실린더;
일단부가 상기 실린더 내에 위치하며, 상기 실린더의 길이 방향으로 왕복이동 가능한 로드;
상기 로드의 왕복 이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드에 체결되는 피스톤;
상기 실린더의 일단부에 고정되며, 상기 로드가 슬라이딩 가능하게 관통하도록 설치된 로드 커버;
상기 실린더의 타단부에 고정되며, 상기 피스톤에 유압을 가하여 그 피스톤을 상기 로드 커버 측으로 이동하도록 설치된 헤드 커버; 및
상기 헤드 커버 및 상기 로드 커버에 연결되며 외부로부터 상기 헤드 커버 또는 상기 로드 커버 측에 유압 매체를 전달하는 통로인 파이프;를 포함하는 유압 실린더 장치에 있어서,
상기 파이프에 설치되며 상기 로드 커버 또는 상기 헤드 커버 쪽으로 흐르는 유압 매체의 양을 누적적으로 측정하는 적산 유량계;를 포함한 점에 특징이 있다.
상기 적산 유랑계는 니플 부재를 매개로 상기 파이프에 결합된 것이 바람직하다.
상기 적산 유량계는 상기 유압 실린더의 최고 사용 압력보다 높은 사용 압력을 가진 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 유압 실린더 작동을 위한 유압을 피스톤에 가하기 위해 유압 매체를 전달하는 파이프에 적산 유량계를 설치함으로써 그 적산 유량계에서 측정된 유량에 의해 피스톤의 작동 거리를 측정하도록 하여, 구조가 간단하고 비용이 저렴한 누적 작동 거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더 장치의 개략적은 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더 장치의 개략적은 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치(10, 이하 "유압 실린더 장치"라 함)는 실린더(20)와, 로드(30)와, 피스톤(40)과, 로드 커버(50)와, 헤드 커버(60)와, 파이프(70)와, 적산 유량계(80)를 포함한다.
상기 실린더(20)는 일반적으로 내부에 중공부를 가지도록 금속 소재로 주조 방식에 의해 제조될 수 있다. 상기 실린더(20)의 양단에는 개구부가 형성되어 있다.
상기 로드(30)는 상기 실린더(20)의 내부와 외부에 걸쳐 상기 실린더(20)에 대해 이동 가능하도록 설치된다. 상기 로드(30)는 막대 형상의 부재이다. 일반적으로 상기 로드(30)의 단면은 원형이다. 상기 로드(30)의 일단부는 상기 실린더(20) 내에 위치한다. 상기 로드(30)의 타단부는 상기 실린더(20) 외부로 노출된다. 상기 로드(30)는 상기 실린더(20)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하도록 설치된다.
상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)의 일단부에 고정된다. 상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)와 나사결합 및 예컨대 피스톤 너트와 같은 보조적인 결합 수단에 의해 견고하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 피스톤(40)은 상기 로드(30)의 왕복 이동시에 상기 로드(30)와 함께 이동된다. 상기 피스톤(40)의 외주면과 상기 실린더(20) 내주면 사이에는 피스톤 링(미도시)에 의해 슬라이딩 접촉될 수 있다.
상기 로드 커버(50)는 상기 실린더(20)의 일단부에 고정된다. 더 구체적으로 상기 로드 커버(50)는 상기 로드(30)가 상기 실린더(20) 외부로 노출되는 부위에 설치된다. 상기 로드 커버(50)는 관통공을 구비하여 상기 로드(30)가 슬라이딩 가능하게 관통하도록 한다. 상기 로드 커버(50)에는 상기 피스톤(40)에 유압을 가하는 유압 매체가 출입할 수 있는 유로가 구비된다. 상기 로드 커버(50)는 상기 실린더(20)와 볼트와 같은 체결수단이나, 용접 등에 의해 고정될 수 있다. 상기 로드 커버(50)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브가 구비될 수 있다.
상기 헤드 커버(60)는 상기 실린더(20)의 타단부에 고정된다. 상기 헤드 커버(60)는 상기 피스톤(40)에 유압을 가하여 그 피스톤(40)을 상기 로드 커버(50) 측으로 이동하도록 설치된다. 상기 헤드 커버(60)는 상기 로드 커버(50)에 구비된 것과 유사한 형태의 유로를 구비한다. 상기 로드 커버(60)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브가 구비될 수 있다.
상기 파이프(70)는 상기 헤드 커버(60) 및 상기 로드 커버(50) 연결된다. 더 구체적으로 상기 파이프(70)는 상기 헤드 커버(60) 및 상기 로드 커버(50)에 마련된 유로에 연결된다. 상기 파이프(70)는 상기 유압 실린더 장치(10) 외부에 설치된 유압 펌프(미도시)에 연결된다. 상기 유압 펌프에 의해 발생된 유압에 의해 상기 헤드 커버(60) 쪽에 유압 매체(오일)가 공급된 경우에 상기 피스톤(40)이 상기 로드 커버(50) 쪽으로 이동되어 상기 로드(30)가 신장된다. 한편, 상기 유압 펌프에 의해 발생된 유압에 의해 상기 로드 커버(50) 쪽에 유압 매체(오일)가 공급된 경우에는 상기 피스톤(40)이 상기 헤드 커버(60) 쪽으로 이동되어 상기 로드(30)가 압축된다. 즉, 상기 파이프(70)는 외부로부터 상기 헤드 커버(60) 또는 상기 로드 커버(50) 측에 유압 매체를 전달하는 통로가 된다. 상기 파이프(70)에 흐르는 유압 매체의 유량에 의해 상기 로드(30)의 이동거리가 계산될 수 있다.
상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)에 설치된다. 상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)에 흐르는 유압 매체의 흐름을 방해하지 않도록 예컨대 공지된 니플 부재를 매개로 상기 파이프(70)에 결합될 수 있다. 상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)를 흐르는 유량을 누적으로 측정하는 역할을 한다. 즉, 상기 적산 유량계(80)는 상기 로드 커버(50) 또는 상기 헤드 커버(60) 쪽으로 흐르는 유압 매체의 양을 누적적으로 측정한다. 결과적으로 상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)에 흐르는 유압 매체의 양을 측정함으로써 상기 로드(30)의 누적적인 이동거리를 측정할 수 있다. 상기 적산 유량계(80)는 상기 유압 실린더(20)의 최고 사용 압력보다 높은 사용 압력을 가진 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 적산 유량계(80)가 상기 파이프(70)를 흐르는 유압 매체의 압력에 의해 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가진 유압 실린더 장치(10)의 작용 효과에 대해 상세하게 서술한다.
먼저, 상기 로드(30)가 팽창하는 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 유압 실린더 장치(10)의 헤드 커버(60) 쪽으로 유압 매체가 공급된다. 이 경우에 상기 파이프(70)에 유압 매체가 흐르게 된다. 상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)에 흐르는 유량을 측정한다. 상기 헤드 커버(60)에 형성된 실린더(20) 내부 압력이 높아진다. 높아진 압력에 의해 상기 피스톤(40)이 상기 로드 커버(50) 쪽으로 이동한다.
한편, 상기 로드(30)가 수축하는 경우를 설명한다. 상기 유압 실린더 장치(10)의 로드 커버(50) 쪽으로 유압 매체가 공급된다. 이 경우에 상기 파이프(70)에 유압 매체가 흐른다. 상기 적산 유량계(80)는 반대 방향으로 흐르는 유량을 측정한다. 즉, 상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)에 흐르는 유압 매체의 유동 방향에 상관없이 유동하는 유압 매체의 양을 측정한다. 또한, 상기 적산 유량계(80)는 초기화된 상태로부터 누적적으로 상기 파이프(70)에 흐르는 유량을 측정한다. 상기 로드 커버(50)에 형성된 실린더(20) 내부 압력이 높아진다. 높아진 압력에 의해 상기 피스톤(40)이 상기 헤드 커버(60) 쪽으로 이동한다.
이와 같이 상기 적산 유량계(80)는 상기 로드(30)가 신장 또는 수축됨에 따라 상기 헤드 커버(60) 또는 상기 로드 커버(50) 쪽에 공급되는 유량을 측정함으로써 상기 로드(30)의 이동 거리를 누적적으로 측정하게 된다.
이와 같이 상기 적산 유량계(80)에 의해 측정된 유압 매체의 양을 바탕으로 유압 실린더 장치의 보수 또는 유지를 위한 점검 작업이 매우 용이하게 이루어질 수 있다. 상기 적산 유량계(80)는 상기 파이프(70)에 쉽게 설치가 가능하며, 유압 실린더 장치에 진동이 가해지는 경우에도 정상적으로 작동하므로 상기 로드의 신장 또는 수축에 따른 유압 매체의 유량을 양호하게 측정할 수 있다. 또한, 상기 적산 유량계를 상기 파이프에 설치하는 구조는 종래의 롤링 마그넷 구조에 비하여 구조가 간단하고 설치 비용이 저렴하므로 상기 로드의 적산 이동 거리를 측정하기 위한 장치의 제조 비용이 현저하게 절감되는 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
30 : 로드
40 : 피스톤
50 : 파이프
60 : 적산 유량계
70 : 로드 커버
80 : 헤드 커버

Claims (3)

  1. 중공의 실린더;
    일단부가 상기 실린더 내에 위치하며, 상기 실린더의 길이 방향으로 왕복이동 가능한 로드;
    상기 로드의 왕복 이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드에 체결되는 피스톤;
    상기 실린더의 일단부에 고정되며, 상기 로드가 슬라이딩 가능하게 관통하도록 설치된 로드 커버;
    상기 실린더의 타단부에 고정되며, 상기 피스톤에 유압을 가하여 그 피스톤을 상기 로드 커버 측으로 이동하도록 설치된 헤드 커버; 및
    상기 헤드 커버 및 상기 로드 커버에 연결되며 외부로부터 상기 헤드 커버 또는 상기 로드 커버 측에 유압 매체를 전달하는 통로인 파이프;를 포함하는 유압 실린더 장치에 있어서,
    상기 파이프에 설치되며 상기 로드 커버 또는 상기 헤드 커버 쪽으로 흐르는 유압 매체의 양을 누적적으로 측정하는 적산 유량계;를 포함한 것을 특징으로 하는 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적산 유랑계는 니플 부재를 매개로 상기 파이프에 결합된 것을 특징으로 하는 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적산 유량계는 상기 유압 실린더의 최고 사용 압력보다 높은 사용 압력을 가진 것을 특징으로 하는 로드의 누적 작동거리 측정이 가능한 유압 실린더 장치.
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