KR20130128962A - 충격완화용 피스톤형 축압기 - Google Patents

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Abstract

본발명은 충격완화용 피스톤형 축압기에 관한 것으로, 충격완화용 피스톤형 축압기에 있어서, 상기 충격완화용 피스톤형 축압기는 하부에 유체출입구멍(11)이 형성되는 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내부 상부에 예비압력을 저장하는 공기실과, 상기 공기실 하부에 설치되어 상하 왕복운동하며 실린더(10) 내부에 유체를 출입시키는 피스톤(30)으로 이루어지되, 상기 피스톤(30)은 몸체(31)와, 상기 몸체(31) 하부에 형성되어 유체출입시의 충격을 완화시키는 돌출부(32)로 이루어지는 것으로, 본발명은 축압기 실린더 내부로 유체가 출입할 시의 충격을 완화할 수 있으며, 축압기 및 유압회로의 손상이 적고, 오래 사용할 수 있으며, 유지보수경비가 절약된다는 현저한 효과가 있다.

Description

충격완화용 피스톤형 축압기{piston type accumulator for shock absorber}
본발명은 축압기 실린더 내부에서 상하운동하며 유압회로내의 압력을 조절하는 축압기 피스톤의 형상을 개선하여 유체가 실린더 내부로 출입할 시 유압회로 및 축압기에 가해지는 충격을 완화하는 충격완화용 피스톤형 축압기에 관한 것이다.
일반적으로 피스톤형 축압기는 축압기 실린더 내부에서 상하운동하며 유압회로내의 압력을 조절하는 축압기 피스톤의 형상을 개선하여 유체가 실린더 내부로 출입할 시 유압회로 및 축압기에 가해지는 충격을 완화하는 것으로, 종래기술로서 공개특허공보 공개번호 특1998-0003067호에는 중공된 원통형상을 이룬 실린더와, 이 실린더내에 밀착되면서 상·하 이동되도록 된 피스톤과, 이 피스톤과 실린더의 일측선단 사이에 탄발·지지되도록 된 스프링 및, 실린더의 상기 스프링취부위치 반대편 타단에서 외부로 관형상을 이루고 돌출되어 오일관등에 연통된 오일통로로 이루어진 자동차용 자동변속기의 축압기에 있어서, 상기 피스톤은 실린더내에 밀착되면서 상·하 이동되도록 일측 선단이 개구된 관형상을 이루면서 상기 개구된 선단의 반대편 타단의 중앙부에 원형의 개구부를 형성한 제2피스톤과, 이 제2피스톤의 내측에 밀착되면서 상·하 이동되도록 원형판 형상을 이룬 제1피스톤으로 이루어지며, 상기 스프링은 상기 제1피스톤와 실린더의 오일통로 반대편 타단사이에 탄발·지지되도록 코일형상을 이룬 제1스프링과 상기 제2피스톤의 선단과 상기 제1스프링이 접합된 실린더의 선단 사이에 탄발·지지되면서 상기 제1스프링의 지름보다 큰 지름을 이루도록 된 제2스프링로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 자동변속기의 축압기가 공개되어 있다.
또한, 등록실용신안공보 등록번호 20-0408928호에는 물이 증압기를 통하여 초고압으로 증압되고 증압된 물이 축압기 내부로 일시 유입 저장되면 상기 축압기에 저장된 물을 분사노즐로 보내어 절단하고자 하는 소재의 절단면에 초고압의 물을 집중 분사시켜 소재를 절단하는 워터젯에 있어서, 상기 축압기를 선택하고 선택된 축압기의 양단부 중 어느 한 단부는 완전 밀폐시키고 다른 한쪽 단부에는 연결구를 나사 결합하되, 이 연결구의 중간에는 고압의 물이 유입되고 배출되게 하는 고압배관이 조인트로 나사 결합되며, 연결구가 나사 결합된 주변에는 3개가 1조를 이루는 밀폐링이 결합되고 축압기에는 1개소의 누수홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 워터젯의 축압기 구조가 공개되어 있다.
그러나 상기 종래기술들은 유체가 실린더 내부에 출입할 시, 실린더 유체출입구멍의 순간적인 단면변화에 의해 충격이 발생하여 유압회로내의 부품 및 축압기를 손상시키게 되며, 따라서 사용수명이 짧아지며 유지보수 경비가 많이 소요되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 축압기 실린더 내부로 유체가 출입할 시의 충격을 완화할 수 있으며, 축압기 및 유압회로의 손상이 적고, 오래 사용할 수 있으며, 유지보수경비가 절약되는 충격완화용 피스톤형 축압기를 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 충격완화용 피스톤형 축압기에 관한 것으로, 충격완화용 피스톤형 축압기에 있어서, 상기 충격완화용 피스톤형 축압기는 하부에 유체출입구멍(11)이 형성되는 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내부 상부에 예비압력을 저장하는 공기실과, 상기 공기실 하부에 설치되어 상하 왕복운동하며 실린더(10) 내부에 유체를 출입시키는 피스톤(30)으로 이루어지되, 상기 피스톤(30)은 몸체(31)와, 상기 몸체(31) 하부에 형성되어 유체출입시의 충격을 완화시키는 돌출부(32)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 축압기 실린더 내부로 유체가 출입할 시의 충격을 완화할 수 있으며, 축압기 및 유압회로의 손상이 적고, 오래사용할 수 있으며, 유지보수경비가 절약된다는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명 축압기의 실린더에 피스톤이 결합된 단면도
도 2는 본발명 축압기의 실린더 단면도
도 3은 본발명 축압기의 피스톤 몸체에 돌출부가 볼트에 의해 조립되는 설명도
도 4는 본발명 축압기의 체크링 평면도
도 5는 본발명 축압기의 측면도
도 6은 본발명 축압기의 오일포트 측면도
도 7은 본발명 축압기의 오일포트 저면도
도 8은 본발명 축압기의 대기상태 동작 설명도
도 9는 본발명 축압기의 오일이 인입되고 피스톤이 되는 상태 동작 설명도
도 10은 본발명 축압기의 피스톤이 더욱 상부로 상승되는 상태 동작 설명도
도 11은 본발명 축압기의 피스톤이 하강하며 오일이 배출되는 상태 동작 설명도
본발명은 충격완화용 피스톤형 축압기에 관한 것으로, 충격완화용 피스톤형 축압기에 있어서, 상기 충격완화용 피스톤형 축압기는 하부에 유체출입구멍(11)이 형성되는 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내부 상부에 예비압력을 저장하는 공기실과, 상기 공기실 하부에 설치되어 상하 왕복운동하며 실린더(10) 내부에 유체를 출입시키는 피스톤(30)으로 이루어지되, 상기 피스톤(30)은 몸체(31)와, 상기 몸체(31) 하부에 형성되어 유체출입시의 충격을 완화시키는 돌출부(32)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤(30)의 하부 돌출부(32)는 지름이 피스톤(30) 몸체(31)보다 작으며, 상기 실린더(10) 유체출입구멍(11) 내부에는 중앙에 유체가 출입하는 구멍(41)이 형성된 오일포트(40)가 설치되되, 상기 오일포트(40)의 구멍(41) 상부 주연부를 따라서 링홈(42)이 형성되며, 상기 링홈(42)에 체크링(50)이 결합되며, 상기 체크링(50)은 가운데 홀(51)이 형성된 플랜지(52)와 상기 플랜지(52) 주위의 수평링(53)과, 상기 수평링(53) 외주연에 형성되는 이빨(54)로 구성되어, 상기 이빨 사이로 유체가 출입이 가능한 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 축압기의 실린더에 피스톤이 결합된 단면도, 도 2는 본발명 축압기의 실린더 단면도, 도 3은 본발명 축압기의 피스톤 몸체에 돌출부가 볼트에 의해 조립되는 설명도, 도 4는 본발명 축압기의 체크링 평면도, 도 5는 본발명 축압기의 측면도, 도 6은 본발명 축압기의 오일포트 측면도, 도 7은 본발명 축압기의 오일포트 저면도, 도 8은 본발명 축압기의 대기상태 동작 설명도, 도 9는 본발명 축압기의 오일이 인입되고 피스톤이 되는 상태 동작 설명도, 도 10은 본발명 축압기의 피스톤이 더욱 상부로 상승되는 상태 동작 설명도, 도 11은 본발명 축압기의 피스톤이 하강하며 오일이 배출되는 상태 동작 설명도이다.
축압기는 유체의 압력이 일정하지 않을 때 사용하는 것으로, 유체의 압력이 일정 이상되면 축압기로 유체가 흘러들어가게 되고 압력이 낮아지면 축압기의 유체가 흘러나오게 된다. 맥동이 심한 유체를 일정하게 공급하기 위한 장치이다.
그리고 본발명의 피스톤식 축압기는 예비압력을 저장하는 장치로 작동유실과 공기실로 되어 있다. 상기 작동유실에는 동력펌프에 의해 가압된 작동유가 인입되며, 작동유가 피스톤을 밀어서 공기실을 압축하게 되며, 또는 압력이 낮아질 경우 공기실이 팽창하여 피스톤이 작동유를 밀어서 작동유를 유압회로내에 유출시키게 된다.
그러므로 작동유가 부족하거나 압력의 변동이 있을 때 압력을 흡수하거나 압축된 공기의 힘으로 작동유실의 작동유를 배출시키게 된다. 상기 작동유실에는 비압축성 작동유를 저장하며, 공기실에는 압축공기 또는 질소를 충전 하게 된다.
보통 상기 예비압력은 유압회로내 압력의 약 1/3 정도로 정하여 압축공기나 질소를 충전시켜둔다.
본발명 충격완화용 피스톤형 축압기는 하부에 유체출입구멍(11)이 형성되는 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내부 상부에 예비압력을 저장하는 공기실과, 상기 공기실 하부에 설치되어 상하 왕복운동하며 실린더(10) 내부에 유체를 출입시키는 피스톤(30)으로 이루어진다.
그러므로 유체의 압력이 설정된 값 이상 되면 피스톤이 상승하며, 유압회로 내부의 유체가 축압기 실린더 내부로 흘러들어오게 되고 압력이 낮아지면 피스톤이 다시 하강하며 실린더 내부의 유체가 다시 유압회로 내부로 흘러나오게 된다.
그리고 본발명의 피스톤(30)의 하부 돌출부(32)는 지름이 피스톤(30) 몸체(31)보다 작으며, 돌출부가 시작되는 돌출부 상부 부분은 지름이 동일하나, 하부로 갈수록 지름이 작아지며 경사가 져 있다. 상기 돌출부 상부 부분은 체크링 내경과 접촉하며 오일이 실린더 내부로 출입하는 것을 단속한다.
그리고 본발명은 상기 실린더(10) 유체출입구멍(11) 내부에는 중앙에 유체가 출입하는 구멍(41)이 형성된 오일포트(40)가 설치된다. 그리고 상기 오일포트(40)의 구멍(41) 상부 주연부를 따라서 링홈(42)이 형성되며, 상기 링홈(42)에 체크링(50)이 결합되되, 상기 체크링(50)은 링홈에 오일의 압력에 따라서 승하강 되게 안치되어 있는 것으로, 중앙에 홀이 형성되고, 홀 주위에 플랜지가 형성되며, 플랜지 하부 주위에 수평링이 형성되되, 상기 플랜지 하부 내벽과 상기 수평링 사이 모서리는 45°각도로 경사가 형성되어 있다. 그리고 수평링 외주연에 다수 개의 이빨이 간헐적으로 형성되어, 상기 이빨 사이로 유체가 실린더 내부로 출입이 가능하게 된다.
그러므로 처음 유압회로내부의 압력이 상승되어 축압기 실린더 내부의 피스톤이 상승되는 경우, 처음에는 오일이 체크링의 이빨 사이의 틈을 통하여 실린더 내부로 유입되다가, 피스톤이 어느 정도 상승되면, 오일이 체크링의 이빨 사이의 틈과, 피스톤 돌출부와 오일포트 구멍 사이의 틈을 통하여 동시에 유입되며, 피스톤이 오일포트 구멍보다 더욱 높이 상승하면서 피스톤 돌출부와 오일포트 구멍 사이의 틈이 상당히 커지게 되고, 오일이 이 사이로 주로 유입되면서 피스톤의 상승속도가 빨라진다.
그리고 피스톤 돌출부의 선단부가 오일포트 구멍에서 완전히 이탈되면 오일이 대부분 상기 오일포트 구멍 상부로 유입되면서 피스톤의 상승속도가 더욱 빨라진다.
한편, 반대로 유압회로내의 압력이 떨어지면 피스톤이 하강하게 되되, 처음에는 빠르게 하강하다가, 피스톤의 돌출부가 구멍 높이에 이르게 되어 구멍속으로 인입되게 되면서, 앞서 상승때와 반대의 원리로 피스톤의 상승속도가 서서히 느려지게 된다.
그러므로 본발명의 축압기는 빨리 열리고 빨리 닫히게 되되, 특히 닫히는 순간 마지막 토출 완료 직전 가장 서서히 닫히게 되어 축압기 및 유압회로에 대한 충격이 완화되게 되는 것이다.
이상을 구체적으로 설명하면, 피스톤 외경이 체크링 홀, 곧 체크링 플랜지 내벽에 밀착되어 있고, 오일중 일부가 피스톤 외경과 오일포트 틈사이로 유입상승된 후, 피스톤 외경과 체크링 플랜지 내벽 하부 모서리 부분의 틈 사이로 유입된 후, 체크링 이빨 틈 사이로 유입되어, 피스톤 하면과 상기 체크링 평면부 사이의 빈공간에 채워져 있다. 그러나 피스톤 돌출부와 체크링 홀부분이 밀착되어 있으므로, 오일이 체크링 홀쪽으로는 유입되지 않는다.
피스톤이 상승하기 시작하며, 피스톤 외경과 오일포트 사이로 유입 상승되는 오일이 체크링을 상부로 밀어올리게 되고, 상기 체크링의 이빨 사이를 통과한 오일이 피스톤을 상승시키고, 피스톤과 오일포트 상면 사이의 빈공간을 채우기 시작한다. 그러나 아직 피스톤 돌출부와 체크링 홀부분이 밀착되어 있으므로, 오일이 체크링 홀쪽으로는 유입되지 않는다.
오일의 상승압력에 의해 피스톤의 돌출부가 대부분 상승하게 되어, 피스톤 돌출부와 체크링 홀이 이탈되며, 틈이 생기며, 그 사이로 오일이 유입되며, 피스톤과 실린더 체크링의 이빨 사이를 통과한 오일이 하부의 오일포트 사이의 빈공간을 채우게 된다.
물론 전단계와 마찬가지로 체크링의 이빨 사이로도 오일이 통과하며, 피스톤과 오일포트 상면 사이의 빈공간을 채우게 되나, 대부분의 오일은 피스톤 돌출부와 체크링 홀이 이탈되며 생기는 틈으로 유입된다.
그리고 반대로 유압회로내의 압력이 낮아져 피스톤이 하강하는 경우도 마찬가지로, 오일의 압력이 낮아지게 되면 피스톤의 돌출부가 하강하게 되어, 피스톤 돌출부와 체크링 홀 틈 사이로 오일이 하부로 유출되며, 물론 체크링의 이빨 사이로도 오일이 통과하며, 오일이 하부로 유출된다. 그러나 대부분의 오일은 피스톤 돌출부와 체크링 홀이 이탈되며 생기는 틈으로 유입되므로, 하강속도가 빠르다.
특히 마지막 토출완료직전상태를 기재하면, 피스톤과 오일포트 상면 사이의 빈공간에 채워졌던 오일이 실린더의 오일포트 구멍을 통해 배출되되, 피스톤이 하강하면, 체크링 역시 하강되어 체크링의 플랜지가 유로를 폐쇄하게 되므로, 상승초기인 오일 인 단계와 달리 더 이상 오일이 체크링 이빨 틈 사이로 유출 되지 못하게 되며, 피스톤 외경과 오일포트 틈사이로만 유출되므로 하강속도가 상승초기인 오일 인단계의 속도보다도 더욱 느려진다. 그리고 마지막으로 피스톤이 더욱 하강되어 피스톤 외경과 체크링 플랜지 내벽이 맞닿으면 피스톤 하강이 정지되는 동시에 오일이 더 이상 유출되지 아니하게 된다.
따라서 본발명은 축압기 실린더 내부로 유체가 출입할 시의 충격을 완화할 수 있으며, 축압기 및 유압회로의 손상이 적고, 오래사용할 수 있으며, 유지보수경비가 절약된다는 현저한 효과가 있다.
10 : 실린더 11 : 유체출입구멍
30 : 피스톤
31 : 몸체 32 : 돌출부
40 : 오일포트 41 : 구멍
42 : 링홈 50 : 체크링
51 : 홀 52 : 플랜지
53 : 수평링 54 : 이빨

Claims (2)

  1. 충격완화용 피스톤형 축압기에 있어서, 상기 충격완화용 피스톤형 축압기는 하부에 유체출입구멍(11)이 형성되는 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 내부 상부에 예비압력을 저장하는 공기실과, 상기 공기실 하부에 설치되어 상하 왕복운동하며 실린더(10) 내부에 유체를 출입시키는 피스톤(30)으로 이루어지되, 상기 피스톤(30)은 몸체(31)와, 상기 몸체(31) 하부에 형성되어 유체출입시의 충격을 완화시키는 돌출부(32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충격완화용 피스톤형 축압기
  2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤(30)의 하부 돌출부(32)는 지름이 피스톤(30) 몸체(31)보다 작으며, 상기 실린더(10) 유체출입구멍(11) 내부에는 중앙에 유체가 출입하는 구멍(41)이 형성된 오일포트(40)가 설치되되, 상기 오일포트(40)의 구멍(41) 상부 주연부를 따라서 링홈(42)이 형성되며, 상기 링홈(42)에 체크링(50)이 결합되며, 상기 체크링(50)은 가운데 홀(51)이 형성된 플랜지(52)와 상기 플랜지(52) 주위의 수평링(53)과, 상기 수평링(53) 외주연에 형성되는 이빨(54)로 구성되어, 상기 이빨 사이로 유체가 출입이 가능한 것을 특징으로 하는 충격완화용 피스톤형 축압기
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