WO2021100961A1 - 완충 실린더 장치 및 이를 다수 구비한 경작기 - Google Patents

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WO2021100961A1
WO2021100961A1 PCT/KR2019/017426 KR2019017426W WO2021100961A1 WO 2021100961 A1 WO2021100961 A1 WO 2021100961A1 KR 2019017426 W KR2019017426 W KR 2019017426W WO 2021100961 A1 WO2021100961 A1 WO 2021100961A1
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WO
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section
cylinder device
cylinder
shock absorber
inner diameter
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PCT/KR2019/017426
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English (en)
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Inventor
박기혁
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박기혁
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01B15/00—Elements, tools, or details of ploughs
    • A01B15/14—Frames
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
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    • A01B15/20—Special adjusting means for tools of ploughs drawn by, or mounted on tractors working on hillsides or slopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01B3/00—Ploughs with fixed plough-shares
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/16—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
    • F16F9/18—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein
    • F16F9/19—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein with a single cylinder and of single-tube type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details

Definitions

  • the present invention relates to a buffer cylinder device for a cultivator, and in particular, a cultivator such as a tractor plow, a lift plow, a ridge plow, a clay pot, a subsoil crusher, etc.
  • a buffer cylinder device capable of maintaining and preventing damage to a cultivator by mitigating an impact upon collision with an obstacle such as a rock buried in the soil, and a cultivator having a plurality of the same.
  • plows are used to cultivate crops by digging up the soil using livestock such as horses or machinery, etc., and turning them over to make plows.
  • Conventional cultivators for tractors consist of multiple cultivators having a plurality of plows according to the size or horsepower of the tractor.
  • a tractor cultivator is provided with a number of plows up to 3 to 8 plows, and each plow is installed in a zigzag with respect to the main frame or in a main frame diagonally with respect to the traction direction.
  • a buffer cylinder device using hydraulic pressure was installed between the plow part and the main frame in order to buffer the collision occurring in the plow part.
  • the conventional buffer cylinder device of a conventional tillage machine has a problem in that its structure is complicated as a number of parts are installed therein, and does not play its role as a buffer cylinder device due to aging of internal parts when used for a long period of time.
  • the plow part must be kept inserted into the soil at a certain depth during cultivation, but the buffer cylinder device could not pressurize the plow part with a constant pressure even when the plow part did not collide with the rock due to aging of internal parts. .
  • smooth cultivation could not be achieved because the plow was inserted into a shallower depth than the required depth.
  • the buffer cylinder device of the cultivation machine prevents damage to the cultivation machine by mitigating the impact applied to the cultivation machine by an obstacle during cultivation, and reduces the inner diameter of the cylinder part. It is an object of the present invention to provide a buffer cylinder device for a cultivator capable of fundamentally blocking all problems caused by product aging by forming differently for each section and minimizing the configuration disposed inside the cylinder unit.
  • the present invention provides a buffer cylinder device of a cultivator having both ends connected to a main frame connected to a plow part and a tractor, wherein one end is a piston part hingedly connected to the plow part; Includes; a cylinder portion in which oil is charged inside, and a part of the piston portion is slidably inserted therein, wherein the inside of the cylinder portion has a first section having a first inner diameter and an inner diameter larger than the first inner diameter.
  • a shock absorbing cylinder device comprising a second section, wherein the piston unit includes a piston head having an outer diameter smaller than the first inner diameter.
  • a piston rod cover having an extension portion inserted into the cylinder portion through the opening of the cylinder portion; And a fixed cover for coupling the piston rod cover to the cylinder portion, wherein an inner diameter of the extension portion may be an inner diameter of the first section.
  • a flow path may be formed between the outer circumferential surface of the piston head and the inner circumferential surface of the extension part.
  • the width of the flow path may be 0.1mm to 1mm.
  • the length of the first section may be shorter than the length of the second section.
  • the piston head may be located in the first section in order to maintain the plowing position in the cultivation position.
  • An inclined surface connecting the first section and the second section may be formed at a boundary portion between the first section and the second section.
  • the length of the inclined surface may be shorter than the length of the first section.
  • the inclined surface may be formed at the tip of the extension part.
  • the piston head may have an inclined surface formed along an edge of a surface corresponding to the opening of the cylinder part.
  • the main frame connected to the tractor; And a plurality of plows connected to the main frame and each having the plurality of buffer cylinder devices. And a hydraulic line for connecting the plurality of buffer cylinder devices to each other to share hydraulic pressure.
  • the cultivator may include a connection line of the tractor for setting initial pressures of the plurality of buffer cylinder devices; A hydraulic pressure gauge capable of indicating the degree of hydraulic pressure supplied from the connection line; And a hydraulic valve for shutting off the hydraulic pressure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a buffer cylinder device for a cultivator according to a first embodiment of the present invention is installed in a cultivator.
  • FIG. 2 is a side view showing the buffer cylinder device of the cultivator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing the inside of the buffer cylinder device of the cultivator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is a view showing an operating state of the buffer cylinder device of the tiller according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view showing a portion E shown in FIG. 4.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating an example in which the buffer cylinder device of the tiller according to the first embodiment of the present invention is configured as an interlocking type, but configured as a single-acting type and a double-acting type, respectively.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the inside of a buffer cylinder device of a cultivator according to a second embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a buffer cylinder device for a cultivator is installed in a cultivator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view showing a buffer cylinder device for a cultivator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the inside of the buffer cylinder device of the cultivator according to an embodiment of the present invention.
  • the buffer cylinder device 100 of a tiller may have one end hingedly connected to the main frame 20 and the other end hingedly connected to the plow part 30.
  • one end of the shock absorbing cylinder device 100 may be hingedly connected to the first bracket 51 formed on the main frame 20 through the first hinge pin 52.
  • the other end of the buffer cylinder device 100 may be hingedly connected to the second bracket 53 formed on the plow part 30 through the second hinge pin 54.
  • One end of the plow part 30 may be hingedly connected to one end of the main frame 20 through a third hinge pin 31. Accordingly, the plow part 30 may rotate in the vertical direction around the third hinge pin 31.
  • the plow part 30 is provided with crests, moisturizing 41 and crests 43 at the other end.
  • a plurality of plow portions 30 may be provided, and in this case, the plurality of main frames 20 to which each plow portion 30 is hinged may be connected to the other end of each connection frame 15 through welding.
  • a plurality of main frames 20 may be fixed to the connection frame 15 through one of various known fastening structures other than welding.
  • the main frame 20 is a skeleton that is coupled to and supported by various components, and the material may be made of a steel material so as to have a predetermined rigidity.
  • connection frame 15 may be connected to a tractor connection part 11 connected to and towed by a tractor (not shown).
  • the tractor connection part 11 may be detachably connected to the rear of the tractor through a plurality of connection brackets 13a and 13b.
  • the plurality of plows 30 can be cultivated while being towed by the tractor connecting portion 11, the connecting frame 15, and the main frame 20.
  • the plurality of plows 30 can alleviate the impact when colliding with an obstacle (rock, etc.) during cultivation by a corresponding buffer cylinder device 100, respectively.
  • Each of the plurality of shock absorber cylinder devices 100 forms an independent hydraulic circuit and thus operates separately.
  • each of the shock absorbing cylinder devices 100 are all made of the same structure, only one shock absorbing cylinder device 100 will be described below.
  • the shock absorbing cylinder device 100 of the tiller includes a cylinder part 110 and a piston part that is partially slidably inserted into the cylinder part 110.
  • a piston rod cover 112 having an extension part 113 inserted into the cylinder part while supporting a part of the piston part to be slidable, and a fixed cover for fastening the Liston rod cover to the cylinder part ( 120).
  • One end of the cylinder unit 110 may be hingedly connected to the first bracket 51 by a first hinge pin 52.
  • One end of the piston part 130 may be hingedly connected to the second bracket 53 by a second hinge pin 54.
  • the cylinder unit 110 is loaded with oil 150 so that a certain hydraulic pressure can be applied therein.
  • the cylinder unit 110 may be defined by dividing the inside into a plurality of sections.
  • the inside of the cylinder unit 110 is predetermined from the opening 110a through which the piston head 133 of the piston unit 130 enters, along the longitudinal direction of the cylinder unit 110, to the inside of the cylinder unit 110
  • a first section A1 extending up to the length and from the first section A1 to the closed surface 110b of the other end of the cylinder unit 110 may be defined as a second section A2.
  • the length of the first section A1 is the depth required for the plow part 30 to be cultivated, and the position inserted into the soil (hereinafter, referred to as ⁇ cultivation position'') can be maintained, and obstacles (rock, etc.) during cultivation work.
  • ⁇ cultivation position'' the position inserted into the soil
  • obstacles rocks, etc.
  • the initial pressure for maintaining the cultivation position of the plow unit 30 is released and rotates upward so that it can be moved to a position where obstacles can be avoided (hereinafter referred to as'evasion position'). It is preferably made.
  • the first section A1 may correspond to a length of the extension part 113 of the piston rod cover 112 excluding the length of the inclined surface 115.
  • the length of the second section A2 is longer than the length of the first section A1.
  • the inside of the cylinder unit 110 may be divided into a first variable region and a second variable region based on the piston head 133.
  • the first variable region may be defined from the opening 110a of the cylinder part to the rear surface 133b of the piston head
  • the second variable region may be defined from the front surface 133a of the piston head to the closed surface 110b of the cylinder part. I can.
  • the size of the region occupied by each of the first and second variable regions may vary.
  • the first variable region and the second variable region of the cylinder unit 110 may be communicated with each other by a flow path 117 formed between the inner circumferential surface 113a of the first section A1 and the outer circumferential surface 133c of the piston head 133.
  • the flow path 177 may be provided as the outer diameter D3 of the piston head 133 is slightly smaller than the inner diameter D1 of the first section A1.
  • the inner diameter D1 of the first section A1 is the same as the inner diameter of the extension 113 of the piston rod cover 112.
  • the flow path 177 formed between the extension part 113 of the piston rod cover 112 and the piston head 133 may have a substantially ring shape. It is preferable to consider the width of the flow path 117 to be in a position (cultivation position) that maintains the depth at which smooth cultivation work is possible without colliding with obstacles (rocks, etc.) in the ground during cultivation. That is, the width of the flow path 117 is set so that the piston head 133 can be positioned within the first section A1 without leaving the first section A1 under the pressure that the plow section 30 receives at the cultivation position. 2 The degree to which the pressure in the variable region is maintained is desirable.
  • the flow rate transferred from the second section A2 to the first section A1 through the flow path 177 is the piston head 133 to enable smooth tillage work if the plow part 30 does not collide with an obstacle. ) May be insignificant enough to stay in the first section A1.
  • the width of the flow path 177 is preferably formed to be narrow, about 0.1mm to 1mm.
  • the inner diameter D1 of the first section A1 is preferably formed to be smaller than the inner diameter D2 of the second section A2.
  • the inner diameter D2 of the second section A2 is the same as the inner diameter of the cylinder unit 110.
  • the second section (A2) is considered to be able to move from the cultivation position to the avoidance position when the plow unit 30 collides with an obstacle.
  • first section A1 and the second section A2 for example, a portion corresponding to the inclined surface 115 of the extension part 112, the first section A1 and the second section A2 A third section A3 connecting) may be provided.
  • the inclined surface 115 may be formed by the difference in inner diameters D2-D1 between the first and second sections A1 and A2.
  • the length of the inclined surface 115 may be formed shorter than the length of the first section A1.
  • the inclined surface 115 is the difference in the inner diameter of the first and second sections A1 and A2. It is a structure that can be smoothly inserted without being interfered with by a stepped jaw (not shown) that can be formed by.
  • the inclined surface 133d is formed by chamfering the edge of the rear surface 133b of the piston head 133 so that the piston head 133 can be smoothly inserted from the second section A2 to the first section A1. Can be formed.
  • the inclined surfaces 115a and 133d are formed on the extension part 113 and the piston head 133, respectively, but are not limited thereto, and the inclined surface is formed only on one of the extension part 113 and the piston head 133 Of course it is also possible.
  • the opening 110a of the cylinder part 110 may be closed by the piston rod cover 112.
  • the piston rod 131 may slidably penetrate the piston rod cover 112.
  • a plurality of sealing rings 121a and 121b are disposed between the portion of the piston rod cover 112 through which the piston rod 131 passes, that is, between the piston rod cover 112 and the piston rod 131 so that oil leakage does not occur.
  • the extension part 113 is inserted into the cylinder part 110 through the opening 110a of the cylinder part.
  • the O-ring 122a and the packing 122b may be coupled to prevent leakage between the cylinder unit 110 and the extension unit 113.
  • the packing 122b may use a V-shaped packing.
  • the fixing cover 120 covers a part of the piston rod cover 112 that is not inserted into the cylinder unit 110 and at the same time, the piston rod cover 112 is fixed to the cylinder unit 110. It can be fastened to the outside in a screw manner.
  • shock absorber cylinder device 100 of the cultivator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a view showing an operating state of the buffer cylinder device of the cultivator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged view showing part E shown in FIG. 4.
  • the plow unit 30 when cultivating the cultivated land while the cultivator is connected to the tractor, the plow unit 30 can select the cultivated land while maintaining the cultivation position in the soil.
  • the hydraulic pressure of the first variable region and the second variable region of the cylinder unit 110 are maintained equal to each other, but the pressure acting on the rear surface 133b of the piston head 133 is as much as the thickness of the piston rod 131. Since the area to which the pressure is applied is reduced, the front surface 133a of the piston head 133 receives a greater pressure than the rear surface 133b.
  • the piston head 133 is moved from the first section A1 to the second section A2. ), but stays in the first section A1, so that the plow part 30 is inserted into the soil while maintaining a depth sufficient to perform the cultivation work, so that smooth cultivation work can be achieved.
  • the pressure according to the collision is transferred to the piston part 130 through the plow part 30.
  • the pressure applied to the rear surface 133b of the piston head 133 increases rapidly, and the rear surface 133b of the piston head 133 When) passes through the tip 115a of the inclined surface 115, the pressure applied to the rear surface 133b of the piston head 133 rapidly decreases as the flow path through which the oil passes is expanded.
  • the expanded flow path means a gap between the outer circumferential surface 133c of the piston head and the inner circumferential surface of the second section A2.
  • the piston head 133 smoothly moves from the first section A2 to the second section A2, and the force acting on the plow section 30 by the hydraulic pressure of the buffer cylinder device 100 is
  • the plow portion 30 is significantly lowered so that the plow portion 30 rotates upward by a predetermined angle around the third hinge pin 31 (see FIG. 2) to be in the avoiding position.
  • the piston head 133 since the second variable region inside the cylinder unit 110 gradually becomes narrower than the first variable region, the pressure in the second variable region gradually increases.
  • the plow part 30 rotates downward around the third hinge pin 31 by its own weight. At this time, the piston head 133 moves from the second section A2 to the first section A2, and the oil existing in the first variable region moves to the second variable region.
  • the plow part 30 acts on the front surface 133a of the piston head 133 during normal cultivation work that does not get caught in the obstacle. Since the pressure is greater than the pressure acting on the rear surface 133b, the plow portion 30 is not easily lifted, so that a cultivator can be smoothly selected.
  • the shock absorber cylinder device 100 of a tiller according to an embodiment of the present disclosure, only the piston rod 131 and the piston head 133 are disposed inside the cylinder unit 110, and the first and second inside the cylinder unit Since it can be made of a simple structure in which the inner diameters D1 and D2 of the sections A1 and A2 are formed differently, problems due to aging of the packing member coupled to the conventional piston head can be fundamentally solved.
  • shock absorbing cylinder device 100 is implemented independently, and each of the plurality of shock absorbing cylinder devices shown in FIG. 1 operates independently of hydraulic pressure. However, it is of course possible to implement a plurality of shock absorber cylinder devices in an interlocking manner capable of interlocking hydraulic pressure acting in each cylinder.
  • the interlocking type is a single-acting type (see Fig. 6A) provided with one connecting line 300 to only supply oil from the tractor to the cylinder device, and the connecting lines 300 and 301 to circulate oil in the tractor and the cylinder device. It can be divided into two types of double-acting type (see Fig. 6B).
  • a separate reservoir for example, a tank filled with nitrogen
  • the buffer cylinder device formed in an interlocking manner according to the prior art must distribute the flow rate.
  • the reservoir required in the prior art can be omitted, so that the overall configuration is simplified, making it easy to manufacture and lower the manufacturing cost.
  • 6A is a view showing an example in which the buffer cylinder device of the cultivator according to the first embodiment of the present invention is configured in an interlocking manner, but in a single-acting manner.
  • a plurality of shock absorber cylinder devices 100-1, 100-2, ..., 100-n are connected to each other through a hydraulic line 200 in which the cylinder units 110 are adjacent to each other.
  • only one connection line 300 is provided, and oil can be supplied to each of the buffer cylinder devices 100-1, 100-2, ..., 100-n through the connection line 300.
  • the initial pressure is formed by itself, but the shock absorbing cylinder devices made of an interlocking type are formed by the initial pressure being influenced by the outside. That is, among the interlocking types, the single acting type may set the initial pressure of each cylinder unit 110 through the connection line 300 of the tractor 500. In this case, the connection line 300 may be connected to any one hydraulic line among the plurality of hydraulic lines 200.
  • the cultivator of the present invention may be provided with a mechanical or electronic hydraulic pressure gauge 410 to check the initial pressure formed in each cylinder unit 110 when supplying oil to each cylinder unit 110.
  • the hydraulic gauge 410 may be connected to one of a number of shock absorber cylinder devices.
  • the hydraulic pressure gauge 410 may be connected to one of a plurality of buffer cylinder devices using a separate line, and may be disposed in a driver's seat or the like so that the driver can easily grasp the initial pressure.
  • the cultivator of the present invention may install a hydraulic valve 430 on the connection line 300 in order to adjust the supply amount of oil supplied from the tractor 500 to each buffer cylinder jangchil through the connection line 300.
  • the hydraulic valve 430 may use an electronic check valve in which an opening/closing operation can be controlled by an operator (or driver).
  • a switch (not shown) for operating the hydraulic valve 430 may be disposed in the driver's seat.
  • a locking socket 470 may be installed in one cylinder portion 110 of a plurality of buffer cylinder devices.
  • the locking socket 470 may be released to discharge air in the cylinder unit 110.
  • oil is supplied from the tractor 500 to the plurality of buffer cylinder devices through the connection line 300 after opening the hydraulic valve 430 and the locking socket 470.
  • air inside each cylinder portion of the plurality of buffer cylinder devices is discharged to the outside through the hole to which the lock socket 470 is fastened.
  • the lock socket 470 is locked and the hydraulic valve 430 is continuously opened, and oil is supplied from the tractor 500 to the plurality of buffer cylinder devices, thereby The initial pressure of the shock absorber cylinder device can be formed. In this case, the pressure in each cylinder portion of the plurality of buffer cylinder devices can be grasped through the hydraulic gauge 410.
  • 6B is a view showing an example in which the buffer cylinder device of the tiller according to the first embodiment of the present invention is configured in an interlocking manner, but in a double-acting manner.
  • a plurality of shock absorber cylinder devices 100-1,100-2,...,100-n have cylinder parts 110 adjacent to each other in communication with each other through a hydraulic line 200a.
  • a second connection line 302 for supplying oil from the tractor 500 to each buffer cylinder device 100-1,100-2,...,100-n through the first connection line 301 is provided. Oil can be discharged to the tractor 500 from each of the shock absorber cylinder devices 100-1,100-2,...,100-n.
  • the hydraulic gauge 410 may be installed on the first connection line 301.
  • the hydraulic pressure gauge 410 may be connected to one of a plurality of buffer cylinder devices using a separate line, and may be disposed in a driver's seat or the like so that the driver can easily grasp the initial pressure.
  • a hydraulic valve 430 may be installed in the first connection line 301, and a lock valve 450 may be installed in the second connection line 302.
  • the hydraulic valve 430 and the locking valve 450 may use an electronic check valve.
  • the lock valve 450 is closed and the hydraulic valve 430 is continuously opened, and oil is supplied from the tractor 500 to the plurality of buffer cylinder devices, thereby The initial pressure of the buffer cylinder device can be established. In this case, the pressure in each cylinder portion of the plurality of buffer cylinder devices can be grasped through the hydraulic gauge 410.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the inside of a buffer cylinder device of a cultivator according to a second embodiment of the present invention.
  • the buffer cylinder device 100a of the cultivator according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as the buffer cylinder device 100 of the cultivator according to the first embodiment of the present invention described above, and is partially different. Can be formed. Therefore, in describing each configuration of the safety device 100a shown in FIG. 7, the same member number as each configuration of the safety device 100 is assigned to the same configuration as the above-described safety device 100, and detailed description Is omitted, and a different configuration from the above-described safety device 100 will be described.
  • the cylinder part 110 has an inner circumferential surface 113a corresponding to the first section A1 of the cylinder part 110. It can protrude with the same thickness toward the central axis.
  • the cylinder unit 110 has an extension portion ( 113) can be formed.
  • the extension part 113 may be integrally formed with the cylinder part 110.
  • the safety device 100a of the tiller omits the piston rod cover 112 (see FIG. 3)
  • the opening 110a of the cylinder unit 110 is fixed to the cover 120 ') can be closed.
  • the piston rod 131 may slidably penetrate the fixing cover 120 ′.
  • a plurality of sealing rings 121a and 121b may be disposed in a portion of the fixing cover 120 ′ through which the piston rod 131 passes so that oil leakage does not occur.
  • a sealing member is disposed between the cylinder unit 110 and the fixed cover 120 ′ to prevent oil leakage.
  • the safety device 100a of the cultivator according to the second embodiment of the present invention has been described as being configured as an independent type, but is not limited thereto, and as with the aforementioned safety device 100a, a plurality of safety devices are provided through a plurality of hydraulic lines.
  • a plurality of safety devices are provided through a plurality of hydraulic lines.
  • the present invention relates to a shock absorber cylinder device for a cultivator used by being connected to a tractor.

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Abstract

쟁기부와 트랙터에 연결되는 메인 프레임에 양단이 각각 연결된 경작기의 완충 실린더 장치가 개시된다. 개시된 완충 실린더 장치는 일단이 상기 쟁기부에 힌지 연결된 피스톤부; 및 내측에 오일이 장입되고, 상기 피스톤부의 일부가 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 실린더부;를 포함하며, 상기 실린더부의 내부는 제1 내경을 가지는 제1 구간과 상기 제1 내경보다 더 큰 내경을 가지는 제2 구간을 포함하고, 상기 피스톤부는 상기 제1 내경 보다 작은 외경을 가지는 피스톤 헤드를 구비한다.

Description

완충 실린더 장치 및 이를 다수 구비한 경작기
본 발명은 경작기의 완충 실린더 장치에 관한 것으로, 특히 트랙터용 쟁기, 양련쟁기, 이랑쟁기, 배토기, 심토파쇄기 등의 경작기가 트랙터에 장착되어 경작지를 경작할 때 흙에 일정한 깊이로 삽입된 상태를 유지할 수 있고, 흙 속에 매립된 암석 등의 장애물에 충돌 시 충격을 완화시켜 경작기의 파손을 방지할 수 있는 완충 실린더 장치 및 이를 다수 구비한 경작기에 관한 것이다.
일반적으로 쟁기는 작물을 재배할 목적으로 우마 등의 가축이나 기계 등을 이용하여 흙을 파서 일구고 뒤집어 두둑을 만드는 데 사용하는 것이다.
종래의 트랙터용 경작기는 트랙터의 크기나 마력에 따라 다수의 쟁기부를 구비한 다련 경작기로 이루어진다. 보통 트랙터용 경작기는 쟁기부가 3 내지 8개까지 다수로 구비되어 있으며, 각각의 쟁기부가 메인 프레임에 대하여 지그재그로 설치되거나 견인 방향에 대하여 사선으로 메인 프레임에 설치되기도 한다.
이러한 종래의 트랙터용 경작기를 이용하여 경작 작업을 진행할 때, 흙 속에 파묻힌 암석에 쟁기부가 충돌하는 돌발 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 쟁기부가 단순히 메인 프레임에 고정 설치되어 있는 경우에는 암석으로 인한 충격력을 그대로 전달 받아 쟁기부가 파손되거나 형상이 변형되어 이랑의 형태를 무너뜨리거나 장치 전체의 고장을 발생시키는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 쟁기부에서 발생하는 충돌을 완충하기 위해 쟁기부와 메인 프레임 사이에 유압을 이용한 완충 실린더 장치를 설치하였다.
그런데 종래의 경작기의 완충 실린더 장치는 내부에 다수의 부품이 설치됨에 따라 그 구조가 복잡하게 이루어지고, 장기간 사용 시 내부의 부품 노후화로 인해 완충 실린더 장치의 제 역할을 수행하지 못하는 문제가 있었다. 즉, 경작 작업을 진행하는 동안 쟁기부가 흙 속에 일정한 깊이로 삽입된 상태를 유지해야 하지만, 내부의 부품 노후화로 인해 쟁기부가 암석에 충돌하지 않는 경우에도 완충 실린더 장치가 일정한 압력으로 쟁기부를 가압하지 못했다. 이런 이유로 쟁기부가 필요한 깊이보다 얕은 깊이로 에 삽입된 상태가 되므로 원활한 경작 작업이 이루어지지 못하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치는 경작 작업 시 장애물에 의해 경작기에 가해지는 충격을 완화하여 경작기의 파손을 방지하며, 실린더부의 내부의 내경을 각 구간별로 상이하게 형성함과 동시에 실린더부 내측에 배치되는 구성을 최소화함으로써 제품 노후화에 따른 제반 문제를 근본적으로 차단할 수 있는 경작기의 완충 실린더 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 쟁기부와 트랙터에 연결되는 메인 프레임에 양단이 각각 연결된 경작기의 완충 실린더 장치에 있어서, 일단이 상기 쟁기부에 힌지 연결된 피스톤부; 내측에 오일이 장입되고, 상기 피스톤부의 일부가 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 실린더부;를 포함하며, 상기 실린더부의 내부는 제1 내경을 가지는 제1 구간과 상기 제1 내경보다 더 큰 내경을 가지는 제2 구간을 포함하고, 상기 피스톤부는 상기 제1 내경 보다 작은 외경을 가지는 피스톤 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치를 제공한다.
상기 실린더부의 개구를 통해 상기 실린더부 내측으로 삽입된 연장부를 구비한 피스톤 로드 커버; 및 상기 피스톤 로드 커버를 상기 실린더부에 결합시키기 위한 고정 커버;를 더 포함하며, 상기 연장부의 내경은 상기 제1 구간의 내경일 수 있다.
상기 피스톤 헤드의 외주면과 상기 연장부의 내주면 사이에 유로가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 유로의 폭은 0.1mm~1mm일 수 있다.
상기 제1 구간의 길이는 상기 제2 구간의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
상기 피스톤 헤드는 상기 쟁기부가 경작 위치를 유지하기 위해 상기 제1 구간에 위치할 수 있다.
상기 제1 구간과 상기 제2 구간의 경계 부분에는 상기 제1 구간과 상기 제2 구간을 이어주는 경사면이 형성될 수 있다. 상기 경사면의 길이는 상기 제1 구간의 길이보다 짧을 수 있다. 상기 경사면은 상기 연장부의 선단에 형성될 수 있다.
상기 피스톤 헤드는 상기 실린더부의 개구에 대응하는 면의 모서리를 따라 경사면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 전술한 완충 실린더 장치를 다수 구비한 경작기에 있어서, 트랙터에 연결된 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임에 연결되며 상기 다수의 완충 실린더 장치를 각각 구비하는 다수의 쟁기부; 및상기 다수의 완충 실린더 장치를 서로 연결하여 유압을 공유하는 유압 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 경작기를 제공한다.
상기 경작기는 상기 상기 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력을 설정하기 위한 상기 트랙터의 연결 라인; 상기 연결 라인으로부터 공급받는 유압의 정도를 표기할 수 있는 유압 게이지; 및 유압을 차단시키는 유압 밸브;를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치가 경작기에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 내부를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 표시된 E 부분을 나타낸 확대도이다.
도 6a 및 도 6b는은 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치를 연동식으로 구성하되, 단동식 과 복동식으로 각각 구성한 예를 나타낸 도면들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 내부를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치가 경작기에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치를 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 내부를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치(100)는 일단이 메인 프레임(20)에 힌지 연결되고, 타단이 쟁기부(30)에 힌지 연결될 수 있다.
구체적으로, 완충 실린더 장치(100)의 일단은 메인 프레임(20)에 형성된 제1 브라켓(51)에 제1 힌지핀(52)을 통해 힌지 연결될 수 있다. 또한, 완충 실린더 장치(100)의 타단은 쟁기부(30)에 형성된 제2 브라켓(53)에 제2 힌지핀(54)을 통해 힌지 연결될 수 있다.
쟁기부(30)는 일단이 제3 힌지핀(31)을 통해 메인 프레임(20)의 일단에 힌지 연결될 수 있다. 이에 따라, 쟁기부(30)는 제3 힌지핀(31)을 중심으로 상하 방향으로 회전할 수 있다. 쟁기부(30)는 타단부에 볏과 보습(41)과 볏(43)이 마련된다.
쟁기부(30)는 다수로 구비될 수 있으며, 이 경우 각 쟁기부(30)가 힌지 연결된 다수의 메인 프레임(20)은 타단이 각각 연결 프레임(15)에 용접을 통해 연결될 수 있다. 하지만, 다수의 메인 프레임(20)은 용접 이외에 공지된 다양한 체결구조중 하나를 통해 연결 프레임(15)에 고정될 수 있다.
메인 프레임(20)은 각종 구성요소와 결합되어 지지하는 뼈대로서, 재질은 소정의 강성을 가질 수 있도록 강철 재질로 제작될 수 있다.
연결 프레임(15)은 트랙터(미도시)와 연결되어 견인되는 트랙터 연결부(11)에 연결될 수 있다. 트랙터 연결부(11)에는 다수의 연결 브라켓(13a,13b)을 통해 트랙터의 후방과 분리 가능하게 연결될 수 있다.
이에 따라, 트랙터가 전방으로 이동하면, 다수의 쟁기부(30)는 트랙터 연결부(11), 연결 프레임(15) 및 메인 프레임(20)에 의해 견인되면서 밭을 경작할 수 있다.
다수의 쟁기부(30)는 각각 대응하는 완충 실린더 장치(100)에 의해 경작 작업 시 장애물(암석 등)에 충돌할 때 충격을 완화할 수 있다. 다수의 완충 실린더 장치(100)는 각각 단독 유압회로를 형성하고 있어 별도로 작동하게 된다. 또한, 각 완충 실린더 장치(100모두 동일한 구조로 이루어지므로 이하에서는, 하나의 완충 실린더 장치(100)에 대해서만 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치(100)는 실린더부(110)와, 실린더부(110) 내측으로 일부분이 슬라이딩 가능하게 삽입된 피스톤부(130)와, 피스톤부의 일부를 슬라이딩 가능하게 지지하며 실린더부 내측으로 삽입된 연장부(113)를 구비한 피스톤 로드 커버(112)와, 리스톤 로드 커버를 실린더부에 체결하기 위한 고정 커버(120)를 포함할 수 있다.
실린더부(110)는 일단이 제1 힌지핀(52)에 의해 제1 브라켓(51)에 힌지 연결될 수 있다. 피스톤부(130)는 일단이 제2 힌지핀(54)에 의해 제2 브라켓(53)에 힌지 연결될 수 있다.
실린더부(110)는 내부에 일정한 유압이 작용할 수 있도록 오일(150)이 장입되어 있다.
실린더부(110)는 내부를 다수의 구간으로 나누어 정의할 수 있다. 예를 들면, 실린더부(110)의 내부는 피스톤부(130)의 피스톤 헤드(133)가 인입되는 개구(110a)로부터 실린더부(110)의 길이 방향을 따라 실린더부(110)의 내측으로 소정 길이까지 이어지는 제1 구간(A1)과, 제1 구간(A1)으로부터 실린더부(110)의 타단의 폐쇄면(110b)까지를 제2 구간(A2)으로 정의할 수 있다.
제1 구간(A1)의 길이는 쟁기부(30)가 경작 작업 시 요구되는 깊이로 흙 속에 삽입된 위치(이하, '경작 위치'라 함)를 유지할 수 있고, 경작 작업 중 장애물(암석 등)에 충돌 시 쟁기부(30)가 경작 위치를 유지하기 위한 초기 압력이 해제되어 상방향으로 회전함으로써 장애물을 회피할 수 있는 위치(이하, '회피 위치'라 함)로 이동할 수 있는 정도의 길이로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 구간(A1)은 피스톤 로드 커버(112)의 연장부(113)의 길이에서 경사면(115)의 길이를 제외한 길이에 대응할 수 있다.
제2 구간(A2)의 길이는 제1 구간(A1)의 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.
실린더부(110)는 내부가 피스톤 헤드(133)를 기준으로 제1 가변영역과 제2 가변영역으로 구획될 수 있다. 제1 가변영역은 실린더부의 개구(110a)부터 피스톤 헤드의 후면(133b)까지로 정의될 수 있고, 제2 가변영역은 피스톤 헤드의 전면(133a)부터 실린더부의 폐쇄면(110b)까지로 정의될 수 있다. 제1 및 제2 가변영역은 피스톤 헤드(133)가 전진 또는 후진하는 경우, 각각이 차지하고 있는 영역의 크기가 가변될 수 있다.
실린더부(110)의 제1 가변영역과 제2 가변영역은 제1 구간(A1)의 내주면(113a)과 피스톤 헤드(133)의 외주면(133c) 사이에 형성된 유로(117) 의해 상호 연통될 수 있다. 이와 같은 유로(177)는 피스톤 헤드(133)의 외경(D3)이 제1 구간(A1)의 내경(D1)보다 다소 작게 형성됨에 따라 마련될 수 있다. 제1 구간(A1)의 내경(D1)은 피스톤 로드 커버(112)의 연장부(113)의 내경과 동일하다.
피스톤 로드 커버(112)의 연장부(113)와 피스톤 헤드(133) 사이에 형성되는 유로(177)는 대략 링 형상으로 이루어질 수 있다. 유로(117)의 폭은 경작 작업 시 쟁기부(30)가 땅 속에서 장애물(암석 등)에 충돌하지 않고 원활한 경작 작업이 가능한 깊이를 유지하는 위치(경작 위치)에 있도록 고려하는 것이 바람직하다. 즉, 유로(117)의 폭은 쟁기부(30)가 경작 위치에서 받는 압력 하에서, 피스톤 헤드(133)가 제1 구간(A1)을 벗어 나지 않고 제1 구간(A1) 내에 위치할 수 있도록 제2 가변영역의 압력이 유지되는 정도가 바람직하다.
경작 작업 시 유로(177)를 통해 제2 구간(A2)에서 제1 구간(A1)으로 이송되는 유량은 쟁기부(30)가 장애물에 충돌하지 않는 경우라면 원활한 경작 작업이 가능하도록 피스톤 헤드(133)가 제1 구간(A1)에 머무를 수 있을 정도로 미미한 양일 수 있다. 이를 고려하여 유로(177)의 폭은 0.1mm~1mm 정도로 협소하게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 구간(A1)의 내경(D1)은 제2 구간(A2)의 내경(D2)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 제2 구간(A2)의 내경(D2)은 실린더부(110)의 내경과 동일하다.
이와 같이 제1 및 제2 구간(A1,A2)의 내경(D1,D2)을 상이하게 형성하는 것은 제1 구간(A1)이 쟁기부(30)를 경작 위치에 유지할 수 있는 초기 압력을 고려한 것이며, 제2 구간(A2)은 쟁기부(30)가 장애물에 충돌 시 경작 위치에서 회피 위치로 이동할 수 있도록 고려한 것이다.
한편, 제1 구간(A1)과 제2 구간(A2)의 경계 부분 예를 들면, 연장부(112)의 경사면(115)에 대응하는 부분에는 제1 구간(A1)과 상기 제2 구간(A2)을 이어주는 제3 구간(A3)이 마련될 수 있다.
제3 구간(A3)은 제1 및 제2 구간(A1,A2)의 내경 차(D2-D1)에 의해 경사면(115)이 형성될 수 있다. 경사면(115)의 길이는 제1 구간(A1)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
이와 같은 경사면(115)은 피스톤 헤드(133)가 제2 구간(A2)에서 제1 구간(A1)으로 이동할 때, 피스톤 헤드(133)가 제1 및 제2 구간(A1,A2)의 내경 차에 의해 형성될 수 있는 단턱(미도시)에 의해 간섭되지 않고 원활하게 인입될 수 있도록하는 구조이다. 또한, 피스톤 헤드(133)가 제2 구간(A2)에서 제1 구간(A1)으로 원활하게 인입할 수 있도록, 피스톤 헤드(133)의 후면(133b) 측 모서리를 챔퍼 가공하여 경사면(133d)을 형성하 수 있다.
본 실시에에서는 연장부(113)와 피스톤 헤드(133)에 각각 경사면(115a,133d)을 형성하였으나, 이에 제한되지 않고, 연장부(113)와 피스톤 헤드(133) 중 어느 하나에만 경사면을 형성하는 것도 물론 가능하다.
실린더부(110)의 개구(110a)는 피스톤 로드 커버(112)에 의해 폐쇄될 수 있다. 피스톤 로드(131)는 피스톤 로드 커버(112)를 슬라이딩 가능하게 관통할 수 있다. 이때, 피스톤 로드 커버(112)의 피스톤 로드(131)가 관통하는 부분 즉, 피스톤 로드 커버(112)와 피스톤 로드(131) 사이에는 누유가 발생하지 않도록 다수의 씨일링(121a,121b)이 배치될 수 있다.피스톤 로드 커버(112)는 연장부(113)가 실린더부의 개구(110a)를 통해 실린더부(110) 내로 삽입된다. 이 경우, 실린더부(110)와 연장부(113) 사이로 누유되는 것을 방지할 수 있도록 O-링(122a) 및 패킹(122b)이 결합될 수 있다. 패킹(122b)은 V자형 패킹을 사용할 수 있다.
고정 커버(120)는 실린더부(110)에 삽입되지 않은 피스톤 로드 커버(112)의 일부를 덮는 동시에, 피스톤 로드 커버(112)가 실린더부(110)에 고정될 수 있도록 실린더부(110)의 외측에 나사 방식으로 체결될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치(100)의 작동을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 표시된 E 부분을 나타낸 확대도이다.
도 4를 참고하면, 경작기가 트랙터에 연결된 상태로 경작지를 경작하는 경우, 쟁기부(30)는 흙 속에 경작 위치를 유지하면서 경작지를 고를 수 있다.
이 경우, 실린더부(110)의 제1 가변영역과 제2 가변영역의 유압은 서로 동일하게 유지되지만, 피스톤 헤드(133)의 후면(133b)에 작용하는 압력은 피스톤 로드(131)의 굵기만큼 압력이 가해지는 면적이 줄어들게 되므로, 피스톤 헤드(133)의 전면(133a)이 후면(133b)보다 더 큰 압력을 받게 된다.
이에 따라, 쟁기부(30)가 장애물에 충돌함에 따라 발생하는 힘에 대응하는 압력이 피스톤부(130)에 전가되지 않는다면, 피스톤 헤드(133)가 제1 구간(A1)에서 제2 구간(A2)으로 이동하지 않고 제1 구간(A1)에 머무르게 되므로 쟁기부(30)는 경작 작업을 수행할 수 있는 정도의 깊이를 유지한 상태로 흙 속에 삽입되므로 원활한 경작 작업이 이루어질 수 있다.
만약, 경작 작업 중에 쟁기부(30)가 장애물(암석 등)에 의해 충돌하게 되면, 충돌에 따른 압력이 쟁기부(30)를 통해 피스톤부(130)에 전가된다.
이때, 피스톤 로드(131)에 가해지는 압력이 피스톤 헤드(133)의 전면(133a)에서 받는 압력을 초과하게 되면, 피스톤 헤드(133)는 제1 구간(A1)에서 제2 구간(A2)으로 이동하게 된다.
피스톤 헤드(133)의 이동에 의해, 도 5와 같이 제2 가변영역에 존재하는 오일은 유로(117)를 통해 제1 가변영역으로 소정 속도로 이동하게 된다.
피스톤 헤드(133)가 지속적으로 이동하여 제3 구간(A3)에 인접할 때 피스톤 헤드(133)의 후면(133b)에 가해지는 압력은 급격하게 상승하게 되고, 피스톤 헤드(133)의 후면(133b)이 경사면(115)의 선단(115a)을 통과하는 순간 오일이 통과하는 유로가 확장됨에 따라 피스톤 헤드(133)의 후면(133b)에 가해지는 압력은 급속하게 하강하게 된다. 여기서, 확장된 유로는 피스톤 헤드의 외주면(133c)과 제2 구간(A2)의 내주면 사이의 간극을 의미한다.
이에 따라, 피스톤 헤드(133)는 제1 구간(A2)에서 제2 구간(A2)으로의 이동이 원활하게 되고, 완충 실린더 장치(100)의 유압에 의해 쟁기부(30)에 작용하는 힘이 현저히 낮아져 쟁기부(30)는 제3 힌지핀(31, 도 2 참조)를 중심으로 소정 각도만큼 상방향으로 회전하여 회피 위치에 있게 된다. 이 경우, 피스톤 헤드(133)에 의해, 실린더부(110) 내부의 제2 가변영역이 점차 제1 가변영역보다 좁아지게 되므로 제2 가변영역의 압력은 점차 상승하게 된다.
한편, 쟁기부(30)가 장애물을 회피한 후에는, 쟁기부(30)는 자중에 의해 제3 힌지핀(31)을 중심으로 하방향으로 회전하게 된다. 이때, 피스톤 헤드(133)는 제2 구간(A2)에서 제1 구간(A2)으로 이동하게 되고, 제1 가변영역에 존재하는 오일은 제2 가변영역으로 이동하게 된다.
이와 같이 피스톤 헤드(133)가 원위치인 제1 구간(A1)으로 복귀하게 되면, 쟁기부(30)가 장애물에 걸리지 않는 평상시의 경작 작업시에는 피스톤 헤드(133)의 전면(133a)에 작용하는 압력이 후면(133b)에 작용하는 압력보다 크게 되어 쟁기부(30)는 쉽게 들어올려지지 않게 되므로 경작기를 원활하게 고를 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치(100)는 실린더부(110)의 내부에는 피스톤 로드(131) 및 피스톤 헤드(133)만이 배치되며, 실린더부 내측의 제1 및 제2 구간(A1,A2)의 내경(D1,D2)을 상이하게 형성한 심플한 구조로 이루어질 수있으므로, 종래의 피스톤 헤드에 결합된 패킹부재 등의 노후화에 따른 문제를 원천적으로 해결할 수 있다.
전술한 완충 실린더 장치(100)는 독립식으로 구현된 것으로, 도 1에 도시된 다수의 완충 실린더 장치는 각각 유압이 독립적으로 작용한다. 하지만 다수의 완충 실린더 장치가 각 실린더 내에 작용하는 유압을 연동할 수 있는 연동식으로 구현하는 것도 물론 가능하다.
이와 같이 경작기의 다수의 완충 실린더 장치를 연동식으로 구현하는 경우, 경작 작업 시 다수의 쟁기부 중 어느 하나에 장애물(암석 등)로 인한 과부하 발생시 유압을 해당 완충 실린더 장치의 실린더부로부터 나머지 실린더부로 압력을 분산시킴으로써 장애물과 충돌한 쟁기부의 파손을 방지할 수 있다.
여기서, 연동식은 트랙터에서 실린더 장치로 오일을 공급만 가능하도록 연결 라인(300)이 1개 구비된 단동식(도 6a 참조)과, 트랙터와 실린더 장치에서 오일을 순환시킬 수 있도록 연결 라인(300,301)이 2개 구비된 복동식(도 6b 참조)으로 나눌 수 있다.
이와 같이 유압을 분산할 수 있는 단동식의 경우, 종래기술에 따른 연동식으로 형성된 완충 실린더 장치는 유량을 분배해야 하므로 별도의 리저버(예를 들면, 질소가 장입된 탱크)가 필요하지만, 본 실시예의 경우 유압을 분산하는 방식이므로 종래기술에서 필요한 리저버를 생략할 수 있으므로, 전체적인 구성이 간단해지므로 제작이 용이한 것은 물론 제조 단가를 낮출 수 있다.
도 6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치를 연동식으로 구성하되, 단동식으로 구성한 예를 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 단동식으로 구성된 경작기는 다수의 완충 실린더 장치(100-1,100-2,…,100-n)가 서로 인접한 실린더부(110)가 각각 유압 라인(200)을 통해 내부가 연통될 수 있다. 단동식의 경우, 연결 라인(300)이 하나만 구비되며, 연결 라인(300)을 통해 각 완충 실린더 장치(100-1,100-2,…,100-n)로 오일을 공급할 수 있다.
독립식으로 이루어진 전술한 완충 실린더 장치는 초기 압력이 자체적으로 형성되지만, 연동식으로 이루어진 완충 실린더 장치들은 초기 압력이 외부에 의해 영향을 받아 형성된다. 즉, 연동식 가운데 단동식은 트랙터(500)의 연결 라인(300)을 통해 각 실린더부(110)의 초기 압력을 설정할 수 있다. 이 경우, 연결 라인(300)은 다수의 유압 라인(200) 가운데 어느 하나의 유압 라인에 연결될 수 있다.
본 발명의 경작기는 각 실린더부(110)로 오일을 공급할 때 각 실린더부(110)에 형성되는 초기 압력을 확인하기 위해 기계식 또는 전자식 유압 게이지(410)를 구비할 수 있다. 유압 게이지(410)는 다수의 완충 실린더 장치들 중 하나에 연결될 수 있다. 바람직하게는, 유압 게이지(410)는 별도의 라인을 이용하여 다수의 완충 실린더 장치들 중 하나에 연결하여 운전자가 초기 압력을 쉽게 파악할 수 있도록 운전석 등에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 경작기는 트랙터(500)로부터 연결 라인(300)을 통해 각 완충 실린더 장칠로 공급하는 오일의 공급량을 조절하기 위해, 연결 라인(300)에 유압 밸브(430)를 설치할 수 있다. 유압 밸브(430)는 작업자(또는 운전자)에 의해 개폐 동작이 제어될 수 있는 전자식 체크 밸브를 사용할 수 있다. 이를 위해, 운전석에는 유압 밸브(430)를 조작하기 위한 스위치(미도시)가 배치될 수 있다.
이와 같은 단동식의 경우, 다수의 완충 실린더 장치 중 하나의 실린더부(110)에 잠금 소켓(470)을 설치할 수 있다. 잠금 소켓(470)은 실린더부(110) 내의 에어를 배출하기 위해 릴리즈 시킬 수 있다.
단동식에서 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력을 설정하는 경우, 유압 밸브(430)와 잠금 소켓(470)을 개방한 후 연결 라인(300)을 통해 트랙터(500)로부터 다수의 완충 실린더 장치로 오일을 공급하여 다수의 완충 실린더 장치의 각 실린더부 내측의 에어를 잠금 소켓(470)이 체결된 구멍을 통해 외부로 배출한다.
각 실린더부(110) 내의 에어를 배출한 후, 잠금 소켓(470)을 잠금 처리하고 유압 밸브(430)는 계속 개방한 상태에서 트랙터(500)로부터 다수의 완충 실린더 장치로 오일을 공급함으로써, 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력이 형성될 수 있다. 이 경우, 유압 게이지(410)를 통해 다수의 완충 실린더 장치의 각 실린더부 내의 압력을 파악할 수 있다.
이와 같이 원하는 초기 압력이 설정되면 유압 밸브(430)를 폐쇄함으로써, 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력 설정을 완료할 수 있다.
도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치를 연동식으로 구성하되, 복동식으로 구성한 예를 나타낸 도면이다.
도 6b를 참조하면, 복동식으로 구성된 경작기는 다수의 완충 실린더 장치(100-1,100-2,…,100-n)가 서로 인접한 실린더부(110)가 유압 라인(200a)을 통해 내부가 서로 연통될 수 있다. 복동식의 경우, 제1 연결 라인(301)을 통해 트랙터(500)로부터 각 완충 실린더 장치(100-1,100-2,…,100-n)로 오일을 공급하는, 제2 연결 라인(302)을 통해 각 완충 실린더 장치(100-1,100-2,…,100-n)로부터 트랙터(500)로 오일을 배출할 수 있다.
유압 게이지(410)는 제1 연결 라인(301)에 설치될 수 있다. 바람직하게는, 유압 게이지(410)는 별도의 라인을 이용하여 다수의 완충 실린더 장치들 중 하나에 연결하여 운전자가 초기 압력을 쉽게 파악할 수 있도록 운전석 등에 배치될 수 있다.
복동식의 경우, 제1 연결 라인(301)에는 유압 밸브(430)가 설치될 수 있으며, 제2 연결 라인(302)에는 잠금 밸브(450)가 설치될 수 있다. 여기서, 유압 밸브(430) 및 잠금 밸브(450)는 전자식 체크 밸브를 사용할 수 있다.
복동식에서 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력을 설정하는 경우, 유압 밸브(430) 및 잠금 밸브(450)를 개방한 후, 제1 연결 라인(301)을 통해 트랙터(500)로부터 다수의 완충 실린더 장치로 오일을 공급하여 다수의 완충 실린더 장치의 각 실린더부 내측의 에어를 제2 연결 라인(302)을 통해 트랙터(500)로 배출한다.
각 실린더부(110) 내의 에어를 배출한 후, 잠금 밸브(450)를 폐쇄하고 유압 밸브(430)는 계속 개방한 상태에서 트랙터(500)로부터 다수의 완충 실린더 장치로 오일을 공급함으로써, 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력이 형성될 수 있다. 이 경우, 유압 게이지(410)를 통해 다수의 완충 실린더 장치의 각 실린더부 내의 압력을 파악할 수 있다.
이와 같이 원하는 초기 압력이 설정되면 유압 밸브(430)를 폐쇄함으로써, 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력 설정을 완료할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치의 내부를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치(100a)는 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 경작기의 완충 실린더 장치(100)와 대부분의 구성이 동일하며, 일부 상이하게 형성될 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 안전장치(100a)의 각 구성을 설명함에 있어 전술한 안전장치(100)와 동일한 구성에 대해서는 전술한 안전장치(100)의 각 구성과 동일한 부재번호를 부여하였으며 구체적인 설명은 생략하고, 전술한 안전장치(100)와 상이한 구성에 대해서 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 경작기의 안전장치(100a)는 실린더부(110)는 제1 구간(A1)에 대응하는 내주면(113a)이 실린더부(110)의 중심축을 향해 동일한 두께로 돌출될 수 있다. 이 경우 실린더부(110)는 제1 구간에 대응하는 부분이 제2 구간에 대응하는 부분보다 일정 두께(즉, 제1 및 제2 구간의 내경 차(D2-D1))로 돌출된 연장부(113)가 형성될 수 있다. 이때, 연장부(113)는 실린더부(110)와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 경작기의 안전장치(100a)는 피스톤 로드 커버(112, 도 3 참조)를 생략함에 따라, 실린더부(110)의 개구(110a)는 고정 커버(120')에 의해 폐쇄될 수 있다.
이 경우, 피스톤 로드(131)는 고정 커버(120')를 슬라이딩 가능하게 관통할 수 있다. 이때, 고정 커버(120')의 피스톤 로드(131)가 관통한 부분에는 누유가 발생하지 않도록 다수의 씨일링(121a,121b)이 배치될 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 실린더부(110)와 고정 커버(120') 사이에도 누유를 방지하기 위한 씰링부재가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 경작기의 안전장치(100a)는 독립식으로 구성된 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 전술한 안전장치(100a)와 마찬가지로 다수의 안전장치를 다수의 유압 라인을 통해 상호 연결하여 상기 실린더부 내에 작용하는 유압을 분산하는 연동식(단동식 및 복동식)으로 제작하는 것도 물론 가능하다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
본 발명은 트랙터에 연결되어 사용되는 경작기의 완충 실린더 장치에 관한 것이다.

Claims (12)

  1. 쟁기부와 트랙터에 연결되는 메인 프레임에 양단이 각각 연결된 경작기의 완충 실린더 장치에 있어서,
    일단이 상기 쟁기부에 힌지 연결된 피스톤부; 및
    내측에 오일이 장입되고, 상기 피스톤부의 일부가 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 실린더부;를 포함하며,
    상기 실린더부의 내부는 제1 내경을 가지는 제1 구간과 상기 제1 내경보다 더 큰 내경을 가지는 제2 구간을 포함하고,
    상기 피스톤부는 상기 제1 내경 보다 작은 외경을 가지는 피스톤 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실린더부의 개구를 통해 상기 실린더부 내측으로 삽입된 연장부를 구비한 피스톤 로드 커버; 및
    상기 피스톤 로드 커버를 상기 실린더부에 결합시키기 위한 고정 커버;를 더 포함하며,
    상기 연장부의 내경은 상기 제1 구간의 내경인 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드의 외주면과 상기 연장부의 내주면 사이에 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유로의 폭은 0.1mm~1mm인 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구간의 길이는 상기 제2 구간의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드는 상기 쟁기부가 경작 위치를 유지하기 위해 상기 제1 구간에 위치하는 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 구간과 상기 제2 구간의 경계 부분에는 상기 제1 구간과 상기 제2 구간을 이어주는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경사면의 길이는 상기 제1 구간의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 연장부의 선단에 형성된 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드는 상기 실린더부의 개구에 대응하는 면의 모서리를 따라 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 완충 실린더 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 적어도 하나의 항에 개시된 완충 실린더 장치를 다수 구비한 경작기에 있어서,
    트랙터에 연결된 메인 프레임; 및
    상기 메인 프레임에 연결되며 상기 다수의 완충 실린더 장치를 각각 구비하는 다수의 쟁기부; 및
    상기 다수의 완충 실린더 장치를 서로 연결하여 유압을 공유하는 유압 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 경작기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 완충 실린더 장치의 초기 압력을 설정하기 위하여 상기 트랙터와 연결되는 연결 라인;
    상기 연결 라인으로부터 공급받는 유압의 정도를 표기할 수 있는 유압 게이지; 및
    유압을 차단시키는 유압 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경작기.
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