KR20140086438A - 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치는, 중공의 실린더; 일단부가 상기 실린더 내에 위치하며, 그 일단부의 외주에는 수나사부가 형성되며, 상기 실린더의 길이방향으로 왕복이동 가능한 로드; 상기 로드의 왕복이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드의 수나사부에 체결되는 피스톤; 상기 피스톤이 풀려서 상기 로드로부터 이탈되는 것을 방지하도록 하는 풀림 방지 수단을 구비하는 유압 실린더에 있어서, 상기 풀림 방지 수단은: 상기 로드의 일단부의 외주에 오목하게 형성된 걸림홈; 상기 피스톤의 외주면으로부터 상기 피스톤을 관통하여 상기 걸림홈과 연통 되며 내주면에 암나사부가 형성된 체결공; 및 상기 체결공에 나사결합되며 상기 피스톤을 관통하여 상기 걸림홈에 일단부가 수용되도록 조립된 세트 스크류;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치{Hydraulic cylinder apparatus improving piston structure}

본 발명은 유압 실린더에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 유압실린더의 피스톤의 풀림 방지 구조에 있어서 피스톤 너트를 구비하지 않고 구조가 간단하게 그 목적을 달성할 수 있도록 구조가 개선된 유압 실린더에 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.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 유압 실린더(1)는 중공의 실린더(2)와, 그 실린더(2)의 내부에 설치되는 로드(3)와, 피스톤(4)과, 그 실린더(2)에 결합되는 로드 커버(5)를 포함하고 있다. 이러한 구성요소를 가지는 유압 실린더(1)에 있어서, 상기 피스톤(4)은 유압에 의해 상기 실린더(2)의 내부에서 그 실린더(2)의 길이방향으로 왕복 이동할 수 있도록 배치되어 있다. 상기 피스톤(4)은 상기 로드(3)에 나사결합되어 있다. 즉 상기 로드(3)의 외주면에는 그 일단부에 수나사부가 형성되어 있고, 상기 피스톤(4)의 내주면에는 암나사부가 형성되어 있어서, 상기 피스톤의 암나사부가 상기 로드(3)의 수나사부에 체결됨으로써 서로 고정되어 있다. 그러나 상기 피스톤(4)에는 유압 실린더(1) 작동중에 유체에 의해 고압을 작용 받기 때문에 나사 결합만으로는 상기 피스톤(4)이 상기 로드(3)로부터 풀릴 수 있다. 따라서, 일반적으로 상기 피스톤(4)에 접촉하도록 배치되며, 상기 로드(3)에 나사결합되는 피스톤 너트(6)에 의해 상기 피스톤(4)의 풀림을 방지하도록 하고 있다. 이와 같은 구조의 일 예가 공개특허 제2009-0071888호에 개시되어 있다. 또한, 큰 압력이 상기 피스톤 너트(6)에 반복적으로 가해질 경우 나사 결합부위에서 풀림이 일어날 수 있기 때문에 그러한 풀림 현상을 억제하기 위해 상기 피스톤 너트(6)의 외주면으로부터 내주면에 이르는 암나사공(8)을 형성하고 그 암나사공(8)에 세트 스크류와 같은 풀림 방지용 스토퍼(7)를 체결하는 것이 일반적이다.

그러나, 피스톤 너트(6)에 의해 피스톤(4)의 풀림이 방지되도록 된 구조는 피스톤 너트(60)에 해당하는 길이만큼 피스톤(4)의 스트로크가 짧아짐으로써 유압 실린더의 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 피스톤 너트(6)에 의해 유압 실린더를 구성하는 부품의 수가 증가하고 무게가 증가함으로써 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 피스톤의 구조를 개선함으로써 피스톤의 스트로크를 확보하는 동시에 부품의 수를 감소하여 생산성을 향상시킨 유압 실린더를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치는, 중공의 실린더;

일단부가 상기 실린더 내에 위치하며, 그 일단부의 외주에는 수나사부가 형성되며, 상기 실린더의 길이방향으로 왕복이동 가능한 로드;

상기 로드의 왕복이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드의 수나사부에 체결되는 피스톤;

상기 피스톤이 풀려서 상기 로드로부터 이탈되는 것을 방지하도록 하는 풀림 방지 수단을 구비하는 유압 실린더에 있어서,

상기 풀림 방지 수단은:

상기 로드의 일단부의 외주에 오목하게 형성된 걸림홈;

상기 피스톤의 외주면으로부터 상기 피스톤을 관통하여 상기 걸림홈과 연통 되며 내주면에 암나사부가 형성된 체결공; 및

상기 체결공에 나사결합되며 상기 피스톤을 관통하여 상기 걸림홈에 일단부가 수용 되도록 조립된 세트 스크류;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 걸림홈은 상기 로드의 외주를 따라 원형으로 형성된 것이 바람직하다.

상기 체결공의 연장선은 상기 로드의 중심선과 직교하도록 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 종래의 구조와 달리 피스톤 너트를 사용하지 않고 피스톤의 외주로부터 그 피스톤을 관통하여 로드에 일단부가 수용되도록 결합된 세트 스크류에 의해 피스톤의 풀림 방지 기능이 구현되므로 구조가 간단하여 조립성이 향상된 유압 실린더를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유압 실린더의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ 선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더 장치의 주요 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유압 실린더 장치에서 로드와 피스톤의 분리된 상태를 보여주는 도면이다.

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

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유압 실린더 장치의 주요 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 유압 실린더 장치에서 로드와 피스톤의 분리된 상태를 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치(10, 이하 "유압 실린더 장치"라 함)는 실린더(12)와, 로드(20)와, 피스톤(30)과, 세트 스크류(40)를 포함한다.

상기 실린더(12)는 일반적으로 내부에 중공부를 가지도록 금속 소재로 주조방식에 의해 제조될 수 있다. 상기 실린더(12)의 일단에는 개구부가 형성되어 있다. 상기 실린더(12)의 개구부에는 로드 커버(미도시)가 고정된다. 상기 로드 커버는 상기 실린더(12)에 볼트 등의 고정수단에 의해 고정될 수도 있고, 상기 실린더(12)에 억지 끼워져 고정될 수도 있다. 상기 로드 커버에는 구멍이 형성되어 있어서 후술하는 로드(20)의 일단부가 그 구멍을 통해 상기 실린더(12) 외부로 돌출되거나 그 실린더(12) 내부로 삽입될 수 있다.

상기 로드(20)는 상기 실린더(12)의 개구부를 통하여 상기 실린더(12) 내부에 삽입되어 설치되어 있다. 상기 로드(20)는 상기 실린더(12)에 대해 상기 실린더(12)의 길이방향으로 왕복 이동할 수 있도록 설치되어 있다. 상기 로드(20)의 일단부에는 그 외주면에 수나사부(22)가 형성되어 있다. 상기 로드(20)의 수나사부(22)의 중간 부위에는 걸림홈(24)이 구비된다. 상기 걸림홈(24)은 상기 로드(20)의 외주면으로부터 오목하게 형성된다. 상기 걸림홈(24)은 상기 로드(20)의 외주를 따라 원형으로 형성된다. 상기 걸림홈(24)은 후술하는 세트 스크류(40)의 선단이 수용되는 부위이다. 상기 걸림홈(24)은 후술하는 피스톤(30)이 풀려서 상기 로드(20)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 하는 풀림 방지 수단을 구성하는 요소 중의 하나이다. 상기 걸림홈(24)이 후술하는 피스톤(30)이 결합되는 위치에 형성되어 있다는 점이 본 발명의 주요 특징 중 하나이다.

상기 피스톤(30)은 환형의 고리 형상이다. 상기 피스톤(30)의 외주면은 상기 실린더(12)의 내주면에 슬라이딩 가능하게 접촉되어 있다. 상기 피스톤(30)의 내주면에는 암나사부가 형성되어 있다. 상기 암나사부는 상기 로드(20)의 외주에 형성된 수나사부(22)와 체결된다. 따라서, 상기 피스톤(30)은 상기 로드(20)의 왕복 이동시에 그 로드(20)와 함께 이동된다. 상기 피스톤(30)에는 체결공(32)이 구비된다. 상기 체결공(32)은 상기 피스톤(30)의 외주면으로부터 상기 피스톤(30)을 관통하여 상기 피스톤(30)의 내주면에 이르도록 형성된다. 상기 체결공(32)은 상기 피스톤(30)을 관통하여 상기 걸림홈(24)과 연통 되도록 배치된다. 더 구체적으로 상기 체결공(32)의 연장선은 상기 로드(20)의 중심선과 직교하도록 형성된 것이 바람직하다. 상기 체결공(32)의 내주면에는 암나사부가 형성된다. 상기 체결공(32)에는 후술하는 세트 스크류(40)가 결합된다. 상기 체결공(32)은 상기 피스톤(30)의 풀림 방지 수단을 구성하는 요소 중의 하나이다.

상기 세트 스크류(40)는 상기 체결공(32)에 나사결합된다. 상기 세트 스크류(40)는 상기 피스톤(30)을 관통하여 상기 걸림홈(24)에 일단부가 수용되도록 조립된다. 상기 세트 스크류(40)는 상기 피스톤(30)의 풀림 방지 수단을 구성하는 요소 중의 하나이다.

이하 상기 유압 실린더 장치(10)에서 피스톤(30)의 풀림을 방지하기 위한 풀림 방지 수단의 작용을 상기 유압 실린더 장치(10)의 조립 방법을 예로 들어 구체적으로 서술한다.

상기 로드(20)와 상기 피스톤(30)을 먼저 조립한다. 즉, 상기 로드(20)의 외주에 형성된 수나사부(22)에 상기 피스톤(30)의 암나사부를 체결한다. 그리고 상기 피스톤(30)이 상기 수나사부(22)에 완전히 나사결합된 상태에서 상기 피스톤(30)에 형성된 체결공(32)은 상기 로드(20)에 형성된 걸림홈(24)에 연통 된다. 이제, 상기 세트 스크류(40)를 상기 체결공(32)에 나사결합 한다. 상기 세트 스크류(40)는 상기 피스톤(30)을 관통하여 그 세트 스크류(40)의 선단부가 상기 걸림홈(24)에 수용되어 더 이상 진행할 수 없는 상태까지 조여진다. 이와 같이 조립된 로드(20)와 피스톤(30) 결합체를 상기 실린더(12)의 개구부를 통해 상기 실린더(12)에 조립한다. 상기 피스톤(30)과 상기 로드(20)는 서로 결합된 상태로 상기 실린더(12)의 내부에 수용된다. 이때 상기 피스톤(30)의 외주면에는 밀폐용 씰(seal)이 결합되어 있는 것이 일반적이다. 상기 세트 스크류(40)는 상기 체결공(32)에 나사 결합되며 그 세트 스크류(40)의 선단부가 상기 걸림홈(24)에 수용되어 걸림으로써 상기 피스톤(30)이 예기치 않게 상기 로드(20)로부터 풀리는 것을 방지한다.

상기 피스톤(30)과 상기 로드(20)가 상기 유압 실린더(12)에 수용된 상태에서 로드 커버가 상기 실린더(12)에 고정된다.

이와 같이 상기 피스톤(30)의 풀림을 방지하는 풀림 방지 수단은 종래의 구조와는 달리 상기 체결공(32)과, 상기 걸림홈(24)과, 상기 세트 스크류(40)로 구성된다.

상기 걸림홈(24)은 상기 피스톤(30)이 나사결합되는 상기 로드(20)의 수나사부에 배치된다는 점은 앞서 언급한 바 있다. 이와 같은 구성으로 인하여 본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 종래의 구조와 달리 피스톤의 풀림을 방지하기 위한 구조가 매우 효율적이 단순해지는 효과가 있다. 즉, 종래의 피스톤 너트와 같은 부품이 필요하지 않으므로 부품의 수가 감소하여 생산성이 향상된다. 또한, 본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 피스톤 너트가 조립되는 공간에 해당하는 만큼 피스톤의 스트로크를 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 종래와 동일한 피스톤 스트로크를 상정할 때, 로드의 길이 및 실린더의 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 유압 실린더 전체의 크기가 작아지므로 부피 및 무게가 감소한다.

이와 같이 본 발명에 따른 유압 실린더 장치는 종래의 구조와 달리 피스톤 너트를 사용하지 않고 피스톤의 외주로부터 그 피스톤을 관통하여 로드에 일단부가 수용된 세트 스크류에 의해 피스톤의 풀림 방지 기능이 구현되므로 구조가 간단하여 조립성이 향상된 유압 실린더를 제공하는 효과가 있다.

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

10 : 유압 실린더 장치
12 : 실린더
20 : 로드
22 : 수나사부
24 : 걸림홈
30 : 피스톤
32 : 체결공
40 : 세트 스크류

Claims (3)

1. 중공의 실린더;
   일단부가 상기 실린더 내에 위치하며, 그 일단부의 외주에는 수나사부가 형성되며, 상기 실린더의 길이방향으로 왕복이동 가능한 로드;
   상기 로드의 왕복이동시에 그 로드와 함께 이동되도록 상기 로드의 수나사부에 체결되는 피스톤;
   상기 피스톤이 풀려서 상기 로드로부터 이탈되는 것을 방지하도록 하는 풀림 방지 수단을 구비하는 유압 실린더에 있어서,
   상기 풀림 방지 수단은:
   상기 로드의 일단부의 외주에 오목하게 형성된 걸림홈;
   상기 피스톤의 외주면으로부터 상기 피스톤을 관통하여 상기 걸림홈과 연통되며 내주면에 암나사부가 형성된 체결공; 및
   상기 체결공에 나사결합되며 상기 피스톤을 관통하여 상기 걸림홈에 일단부가 수용 되도록 조립된 세트 스크류;를 포함한 것을 특징으로 하는 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 걸림홈은 상기 로드의 외주를 따라 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 체결공의 연장선은 상기 로드의 중심선과 직교하도록 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤의 구조가 개선된 유압 실린더 장치.
   
   
   

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