KR20160002013A

KR20160002013A - 완충부재가 구비된 유압실린더

Info

Publication number: KR20160002013A
Application number: KR1020140080674A
Authority: KR
Inventors: 이연남
Original assignee: 이연남
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-01-07
Also published as: KR101587722B1

Abstract

본 발명은 완충부재가 구비된 유압실린더에 관한 것으로, 실린더의 몸체 단부에 끼워져 결합되는 헤드커버에 완충부재를 설치하여 왕복운동시 피스톤이 헤드커버에 닿을 때 충격을 최소화하여 충격에 의한 유압실린더의 고장문제와 소음문제를 해결하고 구조가 간단하면서 완충효율을 높인 완충부재가 구비된 유압실린더에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 원통형으로 구비되는 몸체(110)의 양단에 로드커버(130)와 헤드커버(120)가 각각 고정 결합되는 실린더(100)와, 상기 실린더(100) 일측에 고압의 유체가 유출입 되어 순환하도록 한 작동유로(200)와, 상기 실린더(100) 내측에 위치하여 작동유로(200)를 통해 길이방향으로 왕복운동하는 로드(300)와, 상기 로드(300) 끝 부분에 결합되어 실린더(100)의 내벽을 따라 이동하는 피스톤(400)으로 이루어지되, 상기 실린더(100)의 헤드커버(120) 내측 중앙에 설치되며 실린더(100) 길이방향으로 돌출형성되는 완충부재(500)와, 상기 완충부재(500)가 삽입되도록 피스톤(400)의 중앙에 완충작동구멍(410)을 형성하여 완충작용을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

완충부재가 구비된 유압실린더{A HYDRAULIC CYLINDER WITH BUFFER DEVICE}

본 발명은 완충부재가 구비된 유압실린더에 관한 것으로, 실린더의 몸체 단부에 끼워져 결합되는 헤드커버에 완충부재를 설치하여 왕복운동시 피스톤이 헤드커버에 닿을 때 충격을 최소화하여 충격에 의한 유압실린더의 고장문제와 소음문제를 해결하고 구조가 간단하면서 완충효율을 높인 완충부재가 구비된 유압실린더에 관한 것이다.

일반적으로 유압실린더는 실린더몸체 내부에 피스톤과 로드로 구성되어 수용성 기름이나 물과 글리콜의 혼합물과 같은 유체를 펌프를 통해 고압으로 순환시켜 직선왕복운동을 하도록 한 기계장치이다.

이러한 유압실린더는 여러 기계분야에 사용되고 있으며 자동차, 놀이기구, 공작기계, 자동화장치 등에 사용되는데, 특히 사다리차와 같이 사람이 타고 작업해야되는 곳에 사용되는 유압실린더의 충격과 소음에 의해 작업자는 불쾌감과 불안감을 주고 이웃주민들에게 피해가 가는 문제점이 있었다.

이러한 유압실린더의 충격 및 소음문제를 해결하고자 한 기술들을 살펴보면 아래와 같다.

① 등록특허 제 514545호(무단 완충식 유압 실린더)에는 피스톤이 로드 커버 또는 헤드 커버 바닥면에 각각 함입된 취합홀에 삽입됨에 따라 상기 피스톤에 의해 전후진측 포트로 이동하는 작동유의 유로가 점차 감소되도록 하는 전후진측 쿠션부를 형성하고 있다.

② 공개특허 제 2001-19779호(유압실린더의 쿠션장치)에는 피스톤에 쿠션플런져를 형성하고 헤드에 형성된 메인관로를 통해 메인 쿠션작용을 하고 헤드에 릴리프밸브를 설치하여 초과압력을 줄이고자 한 유압실린더의 쿠션장치가 제시되어 있다.

③ 등록특허 제 846218호(유압 실린더)에는 실린더의 끝에 결합된 헤드커버에 홈을 형성하고 피스톤너트에 쿠션링을 돌출결합시켜 상기 쿠션링에 의해 완충작용을 하도록 한 구성이 제시되어 있다.

상술한 선행기술들은 공통적으로 피스톤에 쿠션부재를 돌출시켜 형성하고 피스톤이 닿는 헤드커버에 쿠션부재가 삽입될 수 있도록 완충홈을 형성하여 완충작용을 하는 구성으로 이루어져 있다. 그러나 이러한 구성은 구조상 헤드커버에 형성된 완충홈을 깊게 형성하지 못하기 때문에 완충거리가 짧아질 수밖에 없어 제대로 완충효과를 얻지 못하며, 헤드커버를 실린더 내측으로 연장되게 형성하여 완충거리를 길게 형성하더라도 그만큼 피스톤의 이동거리가 짧아지게 되고 재료비가 상승하는 문제점이 있다. 그리고 상기의 기술들들은 완충구조가 복잡하며 쿠션부재의 고장시 교체가 어려운 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 실린더의 헤드커버에 내측에 돌출형성된 완충부재를 설치하고 피스톤의 중앙에 완충작동구멍을 형성하여 구조가 간단하면서 조립이 간편하고 실린더의 형상을 크게 변형하지 않고 완충효과를 높일 수 있고, 피스톤의 이동거리에 영향을 주지 않으면서 충분한 완충거리를 확보할 수 있고 완충부재의 교체가 용이하여 유지보수 및 사용환경에 따라 완충조절을 자유롭게 변경할 수 있는 완충부재가 구비된 유압실린더를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 원통형으로 구비되는 몸체(110)의 양단에 로드커버(130)와 헤드커버(120)가 각각 고정 결합되는 실린더(100)와, 상기 실린더(100) 일측에 고압의 유체가 유출입 되어 순환하도록 한 작동유로(200)와, 상기 실린더(100) 내측에 위치하여 작동유로(200)를 통해 길이방향으로 왕복운동하는 로드(300)와, 상기 로드(300) 끝 부분에 결합되어 실린더(100)의 내벽을 따라 이동하는 피스톤(400)으로 이루어지되, 상기 실린더(100)의 헤드커버(120) 내측 중앙에 설치되며 실린더(100) 길이방향으로 돌출형성되는 완충부재(500)와, 상기 완충부재(500)가 삽입되도록 피스톤(400)의 중앙에 완충작동구멍(410)을 형성하여 완충작용을 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 작동유로(200)는; 로드(300) 내측에 길이방향으로 중공부가 형성되고 제1실린더실(140)과 연결되도록 제1유로구멍(211)이 형성된 제1작동유로(210)와, 상기 제1작동유로(210) 내측 중앙에 위치하도록 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)에 고정되는 파이프형태의 제2작동유로(220)가 형성되어 제2실린더실(150)과 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충부재(500)는; 헤드커버(120) 내측 중앙에 일체로 설치되는 고정부(510)와, 상기 고정부(510)의 일측에 봉상으로 돌출형성되는 완충작동돌부(520)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충작동돌부(520)는 외경이 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)에 비해 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충작동돌부(520)는 선단에서 내측으로 유체이동관로(521)가 형성되고, 상기 유체이동관로(521)의 내측면 일측에 제2실린더실(150)과 연결되는 연결관로(522)가 수직으로 관통형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 완충작동돌부(520)는 선단으로 갈수록 외경이 점차 좁아지는 경사안내부(525)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 피스톤(400)에 형성된 완충작동구멍(410)의 입구 안쪽에 완충부재(500)를 안내하도록 가이드링(600)이 끼워지고, 상기 가이드링(600)이 빠지지 않도록 한 이탈방지링(700)이 바깥쪽에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 가이드링(600)은 완충부재(500)가 삽입되는 방향의 전면부에 유로홈(610)이 일정간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 실린더의 헤드커버에 내측에 돌출형성된 완충부재를 설치하고 피스톤의 중앙에 완충작동구멍을 형성하여 구조가 간단하면서 조립이 간편한 효과가 있다.

또한 실린더의 형상을 크게 변형하지 않고 완충효과를 높일 수 있으면서 제조비용을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.

또한 종래대비 피스톤의 이동거리에 영향을 주지 않으면서 충분한 완충거리를 확보할 수 있는 이점이 있다.

또한 완충부재의 교체가 용이하여 유지보수 및 사용환경에 따라 완충조절을 자유롭게 변경할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 완충부재가 구비된 유압실린더의 전체 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 완충부재를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 완충부재가 구비된 유압실린더의 작동유로를 나타낸 확대도.
도 4는 본 발명에 의한 완충부재가 구비된 유압실린더의 구성을 나타낸 확대도.
도 5 내지 6은 본 발명의 완충부재가 구비된 유압실린더의 이동방향에 따른 유체의 흐름을 나타낸 확대도.
도 7은 본 발명의 가이드링을 나타낸 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

종래의 유압실린더(100)는 작동유로(200)로 주입 및 배출되는 고압의 유체에 의해 피스톤(400) 후진시 피스톤(400)이 헤드커버(120)에 접촉되면서 발생하는 충격과 소음 등으로 인해 실린더(100)의 내구도가 저하되고 누유발생 및 충격과 소음에 의한 불쾌감과 불안감을 조성하는 등 여러가지의 문제점이 발생하였는바,

본 발명의 완충부재가 구비된 유압실린더는 도 1에 도시한 바와 같이, 원통형으로 구비되는 몸체(110)와 양단에 로드커버(130)와 헤드커버(120)가 각각 고정 결합되는 실린더(100)와, 상기 실린더(100) 일측에 고압의 유체가 유출입 되어 순환하도록 한 작동유로(200)와, 상기 실린더(100) 내측에 위치하여 작동유로(200)를 통해 길이방향으로 왕복운동하는 로드(300)와, 상기 로드(300) 끝 부분에 결합되어 실린더(100)의 내벽을 따라 이동하는 피스톤(400)으로 이루어지되, 상기 실린더(100)의 헤드커버(120) 내측 중앙에 설치되며 실린더(100) 길이방향으로 돌출형성되는 완충부재(500)와, 상기 돌출된 완충부재(500)가 삽입되도록 피스톤(400)의 중앙에 완충작동구멍(410)을 형성하여 이루어져 있다.

본 발명의 작동유로(200)는; 로드(300) 내측에 길이방향으로 중공부가 형성되고 제1실린더실(140)과 연결되도록 제1유로구멍(211)이 형성된 제1작동유로(210)와, 상기 제1작동유로(210) 내측 중앙에 위치하도록 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)에 고정되는 파이프형태의 제2작동유로(220)가 형성되어 제2실린더실(150)과 연결되어 있다. 즉, 작동유로(200)는 제1작동유로(210)와 제2작동유로(220)로 나뉘어 각각 유체를 주입 및 배출하여 유체의 압력으로 피스톤(400)을 밀어 움직이도록 하는 것이다.

본 발명의 완충부재(500)는 실린더(100)의 헤드커버(120) 내측 중앙에 돌출되게 설치되고 피스톤(400)의 선단부에 상기 완충부재(500)와 대응되는 위치에 완충작동구멍(410)를 형성하여 피스톤(400) 왕복운동시 완충부재(500)가 완충작동구멍(410)에 처음 삽입되면서 제2작동유로(220)의 일정 깊이만큼 삽입된다. 이때 삽입부분에 유압이 급격히 상승하면서 피스톤(400)이 헤드커버(120)까지의 움직임이 느려지게 되면서 완충작용을 하게 되는 것이다.

상기 완충부재(500)는 금속재질로 구비되며 도 2에 도시한 바와 같이, 헤드커버(120) 내측 중앙에 일체로 나사결합되어 설치되는 고정부(510)와, 상기 고정부(510)의 일측에 봉상으로 돌출형성되는 완충작동돌부(520)로 이루어져 있다.

상기 고정부(510)는 헤드커버(120) 내측에 여러 형태로 고정될 수 있으며 용접으로 고정되거나 헤드커버(120) 내측에 완충작동돌부(520)만 돌출형성시켜 일체로 형성될 수도 있으나 완충부재(500)의 교체 및 조립등의 용이성에 의해 상술한 바와 같이 나사결합되는 것이 바람직하며 상기 고정부(510)의 외주면 둘레에 끼워지는 오링에 의해 고정부(510)가 헤드커버(120)에 완전히 밀착되게 조립되게 하여 결합부위의 오일누유를 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 완충작동돌부(520)는 봉상으로 형성되며 피스톤(400)에 형성된 완충작동구멍(410)에 비해 작은 크기로 형성되는데, 완충작동돌부(520)의 외경과 완충작동구멍(410)의 내경의 차이를 여유있게 두고, 제2작동유로(220)의 내경보다도 작은 크기로 형성하되 그 차이를 미세하게 두어 삽입과정이 원활하게 이루지면서 완충작용이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 완충작동돌부(520)는 선단에서 내측으로 유체이동관로(521)가 일정깊이로 형성되고, 상기 유체이동관로(521)의 내부 끝부분 일측에 제2실린더실(150)과 관통되게 연결관로(522)가 수직으로 형성되어 있다. 이는 완충작용시 제2작동유로(220)와 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)에 있는 유체가 제2실린더실(140)과 연결되어 원활히 빠져나갈 수 있게 하여 완충작동돌부(520)에 가해지는 과도한 압력에 의한 부하를 줄임으로써 완충부재(500)의 내구성을 높이고, 완충작동이 끝나고 피스톤(400) 전진시 유체이동관로(521)와 연결관로(522)를 통해 빠르게 유체가 이동하면서 전진응답속도를 높일 수 있게 되는 것이다.

상기 완충작동돌부(520)는 선단부로 갈수록 외경이 점차 좁아지는 경사안내부(525)를 형성하여 초기 삽입시 삽입안내를 하고 급격히 완충되는 것을 방지하여 완충충격을 최소화할 수 있도록 한다.

본 발명은 완충부재(500)를 안내할 수 있도록 상기 피스톤(400)에 형성된 완충작동구멍(410)의 입구 안쪽에 가이드링(600)이 끼워져 완충작동구멍(410) 내에서 이동가능하게 설치되되, 상기 가이드링(600)이 빠지지 않도록 한 이탈방지링(700)이 바깥쪽에 고정된다.

상기 가이드링(600)은 도 7에 도시한 바와 같이, 완충부재(500)가 삽입되는 전면부에 유로홈(610)이 일정간격으로 형성되어 있어 상기 유로홈(610)을 통해 유체가 원활히 이동하여 완충작용을 하게 되는 것이다. 즉, 유로홈(610)이 제2실린더실(150) 방향으로 위치하도록 설치되는 것이다.

상기 가이드링(600)은 내경이 완충작동구멍(410)보다 작게 형성되어 완충부재(500)의 이동을 안내하지만 완충부재(500)와 완전히 밀착되지 않고 약간의 공차를 두어 원활한 삽입을 유도하는 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계를 설명한다.

본 발명의 완충부재가 구비된 유압실린더는 도면상에서 로드(300)가 우측으로 이동시 도 5에 도시한 바와 같이 로드(300) 내측에 형성된 제1작동유로(210)로 유체가 주입되면 제1유로구멍(211)을 통해 제1실린더실(140)로 유체가 강한압력으로 들어가면서 피스톤(400)을 우측방향으로 밀게주게 되고 제2실린더실(150)의 유체는 제2작동유로(220)를 통해 배출되게 된다. 그러면서 완충시에는 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)과 제2작동유로(220)로 완충부재(500)의 완충작동돌부(520)가 삽입되면서 삽입공간의 틈새에 유압이 급격히 상승하여 피스톤(400)의 움직임을 느려지게 하면서 완충작용을 한다.

반대로 도 6에 도시한 바와 같이 로드(300)가 도면상에서 좌측으로 이동시 제2작동유로(220)를 통해 고압의 유체가 주입되고 제2실린더실(150)로 유체가 들어가면서 피스톤(400)을 좌측방향으로 밀어주게 되고, 제1실린더실(140)의 유체는 제1유로구멍(211)을 통해 제1작동유로(210)로 배출되면서 작동이 되는 것이다.

아울러 완충시에 제2실린더실(150)에 있는 유체의 이동은 가이드링(600)의 유로홈(610)을 통해서 이동하기도 하고 완충부재(500)의 유체이동관로(521)와 연결관로(522)를 통해 유체가 원활히 이동하게 되는 것이다.

본 발명은 위와 같은 구성들을 통해, 종래의 완충기능을 갖는 유압실린더의 구성보다 복잡하지 않아 제조비용을 줄이면서 완충효과를 높일 수 있고, 완충부재(500)가 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)으로 삽입되는 구조로 이루어지기 때문에 피스톤(400)의 왕복거리를 충분히 확보하면서 완충거리를 길게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 완충부재(500)의 교체가 용이하여 유지보수 및 사용환경에 따라 완충부재(500)를 교체 변경하여 완충조절을 자유롭게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 유압뿐만 아니라 공압실린더(100)에도 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 유압실린더(100)로 예시하여 설명하였지만 이를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

100 : 실린더 110 : 몸체
120 : 헤드커버 130 : 로드커버
140 : 제1실린더실 150 : 제2실린더실
200 : 작동유로 210 : 제1작동유로
211 : 제1유로구멍 220 : 제2작동유로
300 : 로드 400 : 피스톤
410 : 완충작동구멍 500 : 완충부재
510 : 고정부 520 : 완충작동돌부
521 : 유체이동관로 522 : 연결관로
525 : 경사안내부 600 : 가이드링
610 : 유로홈 700 : 이탈방지링

Claims

원통형으로 구비되는 몸체(110)의 양단에 로드커버(130)와 헤드커버(120)가 각각 고정 결합되는 실린더(100)와,
상기 실린더(100) 일측에 고압의 유체가 유출입 되어 순환하도록 한 작동유로(200)와,
상기 실린더(100) 내측에 위치하여 작동유로(200)를 통해 길이방향으로 왕복운동하는 로드(300)와,
상기 로드(300) 끝 부분에 결합되어 실린더(100)의 내벽을 따라 이동하는 피스톤(400)으로 이루어지되,
상기 실린더(100)의 헤드커버(120) 내측 중앙에 설치되며 실린더(100) 길이방향으로 돌출형성되는 완충부재(500)와, 상기 완충부재(500)가 삽입되도록 피스톤(400)의 중앙에 완충작동구멍(410)을 형성하여 완충작용을 하는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 1항에 있어서,
상기 작동유로(200)는; 로드(300) 내측에 길이방향으로 중공부가 형성되고 제1실린더실(140)과 연결되도록 제1유로구멍(211)이 형성된 제1작동유로(210)와, 상기 제1작동유로(210) 내측 중앙에 위치하도록 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)에 고정되는 파이프형태의 제2작동유로(220)가 형성되어 제2실린더실(150)과 연결되는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 1항에 있어서,
상기 완충부재(500)는; 헤드커버(120) 내측 중앙에 일체로 설치되는 고정부(510)와, 상기 고정부(510)의 일측에 봉상으로 돌출형성되는 완충작동돌부(520)로 이루어진 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 3항에 있어서,
상기 완충작동돌부(520)는 외경이 피스톤(400)의 완충작동구멍(410)에 비해 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 3항에 있어서,
상기 완충작동돌부(520)는 선단에서 내측으로 유체이동관로(521)가 형성되고, 상기 유체이동관로(521)의 내측면 일측에 제2실린더실(150)과 연결되는 연결관로(522)가 수직으로 관통형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 3항에 있어서,
상기 완충작동돌부(520)는 선단으로 갈수록 외경이 점차 좁아지는 경사안내부(525)를 형성하는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 1항에 있어서,
상기 피스톤(400)에 형성된 완충작동구멍(410)의 입구 안쪽에 완충부재(500)를 안내하도록 가이드링(600)이 끼워지고, 상기 가이드링(600)이 빠지지 않도록 한 이탈방지링(700)이 바깥쪽에 고정되는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.
제 7항에 있어서,
상기 가이드링(600)은 완충부재(500)가 삽입되는 방향의 전면부에 유로홈(610)이 일정간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충부재가 구비된 유압실린더.