KR20180136710A - 대시포트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순한 구조로 이루어지고 댐핑동작시 반발력이 발생하지 않는 대시포트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트는 실린더; 상기 실린더의 내부에 구비되는 피스톤; 상기 실린더의 내부공간이 상기 피스톤에 의해 구획되어 형성되고 유체가 저장된 제1 챔버 및 제2 챔버; 상기 실린더의 일측을 관통하고 상기 피스톤의 일측에 결합되어 상기 제1 챔버에 배치되고, 감속대상물에 연결되는 피스톤로드; 상기 피스톤에 형성되어 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 간의 유체 유동경로를 구성하는 오리피스; 및 상기 피스톤의 타측에 결합되어 상기 제2 챔버에 배치되며, 상기 피스톤의 이동에 따른 상기 제1 챔버의 체적변화량의 절댓값과 상기 제2 챔버의 체적변화량의 절댓값이 서로 동일하도록 상기 제1 챔버에서 상기 피스톤로드가 차지하는 부피의 변화량을 상기 제2 챔버에서 보상하는 체적보상부;를 포함한다.

Description

대시포트{DASH POT}

본 발명은 대시포트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 점성력을 이용하여 기계장치의 속도를 감속시키는 대시포트에 관한 것이다.

도 1에는 종래의 기술에 의한 대시포트가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 대시포트는 실린더(10) 내부의 챔버(40)에 저장된 유체가 피스톤의 이동에 따라 피스톤에 형성된 오리피스(30)를 통과할 때, 오리피스(30)를 통과하는 유체의 점성을 이용하여 기계장치를 감속시키거나 완충하는 역할을 하는 장치이다.

이러한 대시포트는 점성력을 얻기 위한 유체로 주로 오일을 사용하며, 오일은 특성상 거의 압축되지 않는다.

그러나, 도 1에 도시된 대시포트에서 피스톤이 오른쪽으로 이동함에 따라 피스톤로드(20)가 챔버로 인입되어 챔버(40) 내부에서 차지하는 부피가 증가하게 된다. 즉, 피스톤로드(20)가 챔버(40) 내부에서 차지하는 부피가 증가하게 되므로, 피스톤의 좌측 챔버와 우측 챔버의 체적변화량(오일이 차지하는 부피의 변화량)이 서로 달라지게 된다. 이로 인해, 도 1에 도시된 종래의 대시포트는 댐핑동작 초기에 피스톤로드(20)에 높은 반발력이 발생하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래의 기술에 의한 대시포트는 챔버 내부에 어큐뮬레이터 역할을 하는 압축공기 챔버를 별도로 구비하는 타입이 있고, 챔버 내부를 오일로 가득 채우지 않는 타입이 있다.

그러나, 어큐뮬레이터를 만드는 방식은 구조가 복잡하여 제작이 어렵고 제작 비용이 높다는 단점이 있다.

그리고, 챔버 내부를 오일로 가득 채우지 않는 방식은 오일과 공기의 비율에 따라 댐핑 특성이 변하기 때문에 성능 예측이 어렵고 기포형성으로 인해 예측하지 못한 댐핑 성능이 발생할 수 있다는 단점이 있다.

한편, 종래의 기술에 의한 오일 대시포트는 공개특허공보 제10-1991-0010574호에 개시되어 있다.

KR 10-1991-0010574 A

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 단순한 구조로 이루어지고 댐핑동작시 반발력이 발생하지 않는 대시포트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 실린더; 상기 실린더의 내부에 구비되는 피스톤; 상기 실린더의 내부공간이 상기 피스톤에 의해 구획되어 형성되고 유체가 저장된 제1 챔버 및 제2 챔버; 상기 실린더의 일측을 관통하고 상기 피스톤의 일측에 결합되어 상기 제1 챔버에 배치되고, 감속대상물에 연결되는 피스톤로드; 상기 피스톤에 형성되어 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 간의 유체 유동경로를 구성하는 오리피스; 및 상기 피스톤의 타측에 결합되어 상기 제2 챔버에 배치되며, 상기 피스톤의 이동에 따른 상기 제1 챔버의 체적변화량의 절댓값과 상기 제2 챔버의 체적변화량의 절댓값이 서로 동일하도록 상기 제1 챔버에서 상기 피스톤로드가 차지하는 부피의 변화량을 상기 제2 챔버에서 보상하는 체적보상부;를 포함하는 대시포트를 제공한다.

일 실시예에서, 상기 체적보상부는 상기 실린더의 타측을 관통하고 상기 피스톤의 타측에 결합되며 상기 피스톤로드의 단면적과 동일한 단면적을 가지는 바 형태로 구성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 간단한 구조를 통해 댐핑동작시 반발력이 발생하지 않으므로 안정적인 댐핑성능이 확보된다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 실린더 내부의 챔버에 유체를 가득 채울 수 있으므로, 장치의 댐핑성능 예측이 용이하다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 대시포트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 대시포트의 피스톤로드가 실린더 내부로 인입된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트와 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 대시포트의 댐핑동작을 비교하는 표이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)에 대하여 설명한다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)는 실린더(110), 피스톤(120), 피스톤로드(140), 오리피스(130) 및 체적보상부(150)를 포함할 수 있다.

상기 실린더(110)는 내부에 피스톤(120)이 삽입되는 공간을 구비하며, 실린더(110)의 내부공간에는 점성력을 가지는 유체가 충진될 수 있다. 일 예로, 실린더(110)의 내부에 충진되는 유체로는 오일이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 일 실시예에서, 실린더(110)의 내부공간은 피스톤(120)에 의해 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)로 구획될 수 있다. 여기서, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)에는 유체가 충진될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 실린더(110)에는 실린더(110) 내부에 유체를 주입하기 위한 제1 주입구(113) 및 제2 주입구(114)가 구비될 수 있다. 제1 주입구(113) 및 제2 주입구(114)는 실린더(110)의 외부에서 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)로 유체를 주입하기 위한 경로를 구성하도록 실린더(110)의 몸체를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 제1 주입구(113)는 제1 챔버(111)에 연결되며, 제2 주입구(114)는 제2 챔버(112)에 연결되도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 각각에 일대일로 대응하는 주입구를 구비한 구조는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)를 빈 공간 없이 유체로 가득 채울 수 있다는 장점이 있다.

이와 달리, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 중 어느 하나에만 주입구가 형성된 경우, 유체가 유입되는 챔버의 반대측 챔버에는 공기가 차있는 상태이고 직경이 작은 오리피스(130)가 주입되는 유체에 의해 막히기 때문에 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 모두에 유체를 완전히 채우기가 어렵다.

특히, 피스톤(120)의 피스톤로드(140) 측 면 또는 실린더(110)의 내벽에는 피스톤(120)의 스트로크(즉, 댐핑 스트로크)를 조절하기 위한 돌출구조물이 구비되고 피스톤(120)의 체적보상부(150)측에는 실린더(110) 내부에 스프링이 삽입되는 홀이 형성되므로, 피스톤(120)을 한 쪽으로 완전히 이동시킨 경우에도 필연적으로 피스톤(120)의 양측에 공간이 형성된다. 따라서, 실린더(110)에 하나의 주입구만 형성된 경우에는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)에 유체를 완전히 채우기 어려우며, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)에 유체가 완전히 채워졌는지 육안으로 식별하기 어렵다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)는 실린더(110)에 제1 챔버(111)에 연결된 제1 주입구(113) 및 제2 챔버(112)에 연결된 제2 주입구(114)를 구비함으로써, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 각각에 유체를 완전히 채울 수 있으며, 유체의 완충을 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 상기 제1 주입구(113) 및 제2 주입구(114)는 마개부재(160)에 의해 개폐될 수 있다.

상기 피스톤(120)은 실린더(110)의 내부공간에 실린더(110)의 길이방향으로 왕복 이동 가능하게 배치될 수 있다.

상기 피스톤로드(140)는 피스톤(120)의 일측에 결합되며 실린더(110)의 일측을 향해 연장되어 실린더(110)의 일측을 관통하여 배치될 수 있다. 이러한 피스톤로드(140)는 제1 챔버(111)에 배치된다.

일 실시예에서, 피스톤로드(140)는 제1 챔버(111)에 배치되는 부분이 길이방향을 따라 단면적이 일정한 환봉 또는 각봉으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 피스톤로드(140)는 실린더(110)의 외측으로 돌출된 단부가 감속대상물에 연결되어, 감속대상물의 이동에 의한 하중을 피스톤(120)에 전달하고 동시에, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)에 충진된 유체동압에 의해 발생하는 저항력을 감속대상물에 전달한다.

또한, 일 실시예에서, 피스톤로드(140)는 접지개폐기 또는 단로기의 가동접촉자에 연결될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)는 피스톤로드(140)에 연결되는 감속대상물이 접지개폐기 또는 단로기의 가동접촉자로 설정되어, 접지개폐기 또는 단로기의 개폐동작시 가동접촉자의 속력을 감속하고 충격을 완화하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 오리피스(130)는 피스톤(120)을 길이방향으로 관통하는 형태로 형성되어 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 간의 유체 유동경로를 구성할 수 있다.

도시하지는 않았지만, 대시포트(100)의 댐핑성능을 조절하기 위해, 오리피스(130)에 밸브가 설치되어 오리피스(130)의 개도율이 조절될 수도 있다.

상기 체적보상부(150)는 피스톤(120)의 타측에 결합되어 제2 챔버(112)에 배치되는 부재로서, 피스톤(120)의 이동에 따른 제1 챔버(111)의 체적변화량의 절댓값과 제2 챔버(112)의 체적변화량의 절댓값이 서로 동일하도록 제1 챔버(111)에서 피스톤로드(140)가 차지하는 부피의 변화량을 제2 챔버(112)에서 보상할 수 있다. 여기서, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)의 체적은 유체가 차지하는 부피를 의미한다.

이러한 체적보상부(150)는 피스톤(120)이 일측 방향으로 이동할 때 제1 챔버(111)에서 피스톤로드(140)가 빠져나가는 부피만큼 제2 챔버(112)에서 차지하는 부피를 증가시킬 수 있고, 반대로 피스톤(120)이 타측 방향으로 이동할 때 제1 챔버(111)에 피스톤로드(140)가 인입되는 부피만큼 제2 챔버(112)에서 빠져나갈 수 있다.

이러한 체적보상부(150)는 대시포트(100)의 댐핑동작 초기에 제1 챔버(111)에 피스톤로드(140)가 인입되어 제1 챔버(111)의 체적이 증가하는 양이 제2 챔버(112)의 체적이 감소하는 양보다 작아서 발생하는 반발력을 방지할 수 있다.

이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 체적보상부(150)는 피스톤(120)의 타측에 결합되며 실린더(110)의 타측을 향해 연장되어 실린더(110)의 타측을 관통하여 배치되는 바 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 체적보상부(150)는 제2 챔버(112)에 배치된다.

또한, 체적보상부(150)는 제2 챔버(112)에 배치되는 부분이 길이방향을 따라 단면적이 일정한 환봉 또는 각봉 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 내부에 공간을 구비하는 관 형태로 구성될 수도 있다. 여기서, 체적보상부(150)는 제1 챔버(111)에 배치되는 부분의 단면적이 피스톤로드(140)의 단면적과 동일할 수 있다.

또한, 체적보상부(150)는 제2 챔버(112)에 배치되는 부분이 피스톤로드(140)의 제1 챔버(111)에 배치되는 부분의 외형과 동일한 외형을 가지도록 구성될 수 있다. 따라서, 체적보상부(150)와 피스톤로드(140)는 피스톤(120)의 양측에 서로 대칭형태로 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 체적보상부(150)는 피스톤(120)의 변위에 따라 실린더(110)의 내부에서 차지하는 부피만 피스톤로드(140)와 동일하다면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하다.

또한, 일 실시예에서, 체적보상부(150)는 피스톤로드(140)와 동일한 재질로 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 피스톤로드(140)와 다른 재질로 구성될 수도 있다.

또한, 일 실시예에서, 체적보상부(150)는 실린더(110)의 타측으로 돌출된 단부에 감속대상물이 연결 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)는 피스톤로드(140)의 단부에 감속대상물이 연결될 수도 있고 반대방향에 있는 체적보상부(150)의 단부에 감속대상물이 연결될 수도 있으므로, 방향성이 배제되어 설치자유도가 향상된다는 장점을 가진다.

또한, 도시하지는 않았지만, 일 실시예에서, 체적보상부(150)는 피스톤(120)에 결합 및 분리 가능하도록 구성될 수도 있다. 여기서, 체적보상부(150)와 피스톤(120)의 결합방식에는 나사결합 및 억지끼움결합 등이 적용될 수 있다.

이와 같이 체적보상부(150)가 피스톤(120)에서 분리 가능한 구조는, 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)가 필요에 따라 체적보상부(150)를 제거하고 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 기술에 의한 대시포트 형태로 사용될 수도 있게 하므로, 대시포트(100)의 기능이 다양해 진다는 장점이 있다.

체적보상부(150)가 피스톤(120)에 조립되는 구조는 제작시 피스톤(120)에 오리피스(130)를 가공하기 용이하다는 장점을 가진다. 이와 달리, 피스톤(120)의 양측에 피스톤로드(140)와 체적보상부(150)가 일체로 형성된 구조는 피스톤 로드(140) 및 체적보상부(150)의 간섭으로 인해 오리피스(130) 가공이 용이하지 않을 수도 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 체적보상부(150)는 피스톤(120)과 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)는, 피스톤(120)의 양측에 동일한 부피변화량을 가지도록 구비된 피스톤로드(140)와 체적보상부(150)를 통해 양방향으로 댐핑성능을 발휘할 수 있다는 장점을 가진다. 즉, 피스톤로드(140)가 전진할 때와 후퇴할 때 모두 댐핑성능을 발휘할 수 있다.

한편, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 대시포트(100)와 도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 대시포트의 댐핑동작을 비교한 표가 도시되어 있다.

도 4를 보면, 종래기술의 대시포트와 본 발명의 대시포트(100)는 스트로크가 대략 0.8인 지점에서 댐핑이 시작되었다. 그러나, 댐핑시작 지점(D)으로부터 몇 초가 지난 댐핑동작 초기에 종래기술의 대시포트와 본 발명의 대시포트(100)의 댐핑동작이 서로 차이가 있음을 알 수 있다.

즉, 종래기술의 대시포트는 댐핑동작 초기에 피스톤이 역방향으로 반발하여 스트로크가 감소하는 구간이 발생한다. 이는 피스톤로드가 챔버 내부에서 차지하는 부피가 증가하게 되므로, 피스톤(120)의 좌측 챔버와 우측 챔버의 체적변화량이 서로 달라지게 되어 댐핑동작 초기에 피스톤로드에 높은 반발력이 발생했기 때문이다.

이와 달리, 본 발명의 대시포트(100)는 댐핑시작 지점(D) 이후 반발력이 발생하는 구간이 없다는 것을 알 수 있다. 이는 본 발명의 대피소트의 경우 체적보상부(150)를 통해 제1 챔버(111)의 체적변화량의 절댓값과 제2 챔버(112)의 체적변화량의 절댓값이 서로 동일하기 때문이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 대시포트 110: 실린더
111: 제1 챔버 112: 제2 챔버
113: 제1 주입구 114: 제2 주입구
120: 피스톤 130: 오리피스
140: 피스톤로드 150: 체적보상부
160: 마개부재

Claims (7)

1. 실린더;
   상기 실린더의 내부에 구비되는 피스톤;
   상기 실린더의 내부공간이 상기 피스톤에 의해 구획되어 형성되고 유체가 저장된 제1 챔버 및 제2 챔버;
   상기 실린더의 일측을 관통하고 상기 피스톤의 일측에 결합되어 상기 제1 챔버에 배치되고, 감속대상물에 연결되는 피스톤로드;
   상기 피스톤에 형성되어 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 간의 유체 유동경로를 구성하는 오리피스; 및
   상기 피스톤의 타측에 결합되어 상기 제2 챔버에 배치되며, 상기 피스톤의 이동에 따른 상기 제1 챔버의 체적변화량의 절댓값과 상기 제2 챔버의 체적변화량의 절댓값이 서로 동일하도록 상기 제1 챔버에서 상기 피스톤로드가 차지하는 부피의 변화량을 상기 제2 챔버에서 보상하는 체적보상부;
   를 포함하는 대시포트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 체적보상부는 상기 실린더의 타측을 관통하고 상기 피스톤의 타측에 결합되며 상기 피스톤로드의 단면적과 동일한 단면적을 가지는 바 형태로 구성된 대시포트.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 체적보상부는 상기 피스톤로드의 외형과 동일한 외형을 가지는 대시포트.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 체적보상부는 상기 피스톤로드와 동일한 재질 및 동일한 형태로 구성되며, 상기 실린더의 외부에 돌출되는 단부에 감속대상물이 연결 가능하도록 구성된 대시포트.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 체적보상부는 상기 피스톤로드에 결합 및 분리 가능하도록 구성된 대시포트.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 실린더에는 상기 제1 챔버에 연결된 제1 주입구 및 상기 제2 챔버에 연결된 제2 주입구가 형성된 대시포트.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤로드는 접지개폐기 또는 단로기의 가동접촉자에 연결되는 대시포트.

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