KR101491693B1 - 유압 실린더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피스톤로드에 작용하는 부하에 의해 피스톤로드의 밀림을 방지할 수 있는 유압 실린더에 관한 것으로, 두 개의 유압 입력포트를 통해 입력된 유압신호에 따라서 피스톤로드(110)를 구동하게 되는 복동형 유압 실린더(100)로서, 상기 피스톤로드(110)에 삽입되어 실린더몸체(120)의 내면과 밀착되어 일정 스트로크 범위 내에서 상하 이동 가능하되, 탄성체(150)가 마련되어 상기 피스톤로드(110)에 대해 탄성 지지되고 일측 선단에 경사면(162)에 형성된 가압블록(160)과; 상기 가압블록(160)의 상방 이동에 따라서 상기 가압블록(160)의 경사면(162)에 의해 가압되어 상기 피스톤로드(110) 외주면의 원주 방향을 따라 형성된 요홈(112)과 계합이 이루어지는 최소한 두 개 이상의 계합부재(140)와; 상기 가압블록(160)으로 유압이 작용하도록 유압 입력포트와 연통되는 유로(131)를 제공하며, 상기 계합부재(140)의 동작 방향을 안내하는 가이드공(132)이 형성되어 상기 실린더몸체(120) 내에 고정되는 고정블록(130);을 포함한다.

Description

유압 실린더{Oil hydraulic cylinder}
본 발명은 유압 실린더에 관한 것으로, 예를 들어 유압코어를 작동시키기 위한 유압 실린더에 있어서 유압코어의 밀림을 방지하여 정밀한 제품 치수를 얻을 수 있는 유압 실린더에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형용 금형은 사출 성형되는 제품의 언더커트(undercut) 부위의 처리를 위하여 통상적으로 전후 및 측방의 3단 분리구조를 가진 금형을 구성하며, 동시에 경사핀 등을 이용하여 제품에 성형된 언더커트 부위를 처리하게 된다. 그러나, 이러한 사출성형용 금형은 그 구성이 복잡하고 금형의 자체규격이 커져서 각 부품의 가공 및 조립 작업에 많은 어려움이 발생하여 생산성 저하와 원가상승의 요인을 갖는다. 또한 작동이 원활하지 못한 경우에는 성형 제품에 파트라인(part line)이 형성되어 제품의 품질 저하의 문제점이 있다.
한편 슬라이드코어를 유압 실린더로 구동하여 슬라이드코어와 상코어의 면접되는 부위의 형합 면접촉을 위한 각도가공을 배제하는 유압 실린더 구동 타입의 슬라이드코어 구조가 제안되어 있다.
예를 들어, 등록실용신안 제20-0165849호(등록일자: 1999.10.21)(이하, "선행기술문헌1"이라 함)에는 사출성형용 금형의 슬라이드코어 록킹장치를 제안하고 있으며, 공개실용신안 실1998-051201호(공개일자: 1998.10.07)에는 몰드금형의 슬라이드 코어 장착구조를 보여주고 있다.
이러한 종래기술에서는 슬라이드코어의 구동에 유압을 사용하고 있으나, 금형 내에 슬라이드코어의 밀림을 방지하도록 스프링을 부설하거나 슬라이드코어를 지지할 수 있는 수단을 링크와 같은 기구적인 구성을 적용하여 슬라이드코어의 밀림을 방지하는 것을 제안하고 있다.
그러나 이와 같은 금형에 기계적 요소를 적용하여 슬라이드코어의 밀림을 방지하는 것은 여전히 금형 설계 시에 설계 자유도를 제한하게 되며, 금형 제작의 제한요소가 된다.
등록실용신안 제20-0165849호(등록일자: 1999.10.21)
공개실용신안 실1998-051201호(공개일자: 1998.10.07)
이에 본 발명은 피스톤로드에 외력이 작용하더라도 밀림이 방지될 수 있는 수단을 갖는 유압 실린더를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압 실린더는, 두 개의 유압 입력포트를 통해 입력된 유압신호에 따라서 피스톤로드를 구동하게 되는 복동형 유압 실린더로서, 상기 피스톤로드에 삽입되어 실린더몸체의 내면과 밀착되어 일정 스트로크 범위 내에서 상하 이동 가능하되, 탄성체가 마련되어 상기 피스톤로드에 대해 탄성 지지되고 일측 선단에 경사면에 형성된 가압블록과; 상기 가압블록의 상방 이동에 따라서 상기 가압블록의 경사면에 의해 가압되어 상기 피스톤로드 외주면의 원주 방향을 따라 형성된 요홈과 계합이 이루어지는 최소한 두 개 이상의 계합부재와; 상기 가압블록으로 유압이 작용하도록 유압 입력포트와 연통되는 유로를 제공하며, 상기 계합부재의 동작 방향을 안내하는 가이드공이 형성되어 상기 실린더몸체 내에 고정되는 고정블록;을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 있어서, 상기 계합부재는 피스톤로드에 대해 회전 대칭되게 배치되며, 보다 바람직하게는, 상기 계합부재는 서로 동일 형상과 사이즈를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 가압블록은 상기 탄성체가 지지되도록 상기 피스톤로드에 형성된 걸림턱과, 상기 피스톤로드에 나사 조립되어 상기 가압블록을 지지하는 너트에 의해 상하 이동이 규제되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유압 실린더는, 유압 실린더 내에 피스톤로드에 큰 부하가 발생되더라도 그 부하에 의해 피스톤로드의 밀림을 방지할 수 있도록 함으로써, 유압코어용 유압 실린더와 같이 사출 시에 발생되는 사출압에 의해 피스톤로드의 밀림을 효과적으로 방지할 수 있다.
특히, 본 발명의 유압 실린더는 유압코어용 유압 실린더로 사용되는 경우에 종래에 코어의 밀림을 방지하기 위하여 금형에 별도로 밀림 방지를 위한 구성을 배제하고 유압 실린더 자체적으로 밀림 방지가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유압 실린더의 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 유압 실린더의 분해된 상태를 보여주는 구성도,
도 3은 도 1의 A-A 선의 단면 구성도,
도 4는 도 3의 B-B 선의 단면 구성도,
도 5는 도 3의 C-C 선의 단면 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 유압 실린더의 작동예를 예시한 도면.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 유압 실린더(100)는 두 개의 유압 입력포트를 통해 입력된 유압신호에 따라서 피스톤로드(110)를 구동하게 되는 복동형 실린더로써, 실린더몸체(120)의 상단과 하단에는 각각 헤드커버(101)(102)가 조립되며, 두 헤드커버(101)(102)는 다수의 고정로드(103)와 너트(104)에 의해 실린더몸체(120)와 고정된다.
상부 헤드커버(101)와 하부 헤드커버(102)에는 각각 유압 입력포트(101a)(102a)가 마련되어 유압신호가 입력될 수가 있다.
한편 코어유압용 유압 실린더에서는 유압코어가 피스톤로드(110) 상단에 고정될 수가 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 유압 실린더의 분해된 상태를 보여주는 구성도이다.
도 2를 참고하면, 실린더몸체(120)와 조립되는 피스톤로드(110)는 로드몸체(111) 외주면의 원주 방향을 따라서 요홈(112)이 형성되며, 이 요홈(112) 하단으로 걸림턱(113)이 마련되고 로드몸체(111)의 하단 선단에는 나사산(114)이 형성된다.
로드몸체(111)의 하방에서 조립되는 제1와셔(113a)는 걸림턱(113)에 걸러서 고정되어 탄성체(150)를 지지한다.
상부 헤드커버(101)는 유압 입력포트(101a)가 형성되며 실린더몸체(120) 상부에 조립되어 실린더 내부의 기밀이 유지되며, 도시되지 않았으나, 조립면에는 주지의 O링과 같은 기밀수단이 마련될 수 있을 것이다.
고정블록(130)은 피스톤로드(110)에 삽입되는 중공부를 갖고 대략 원통 형상으로 형성되어 상부 헤드커버(101)와 함께 실린더몸체(120)의 상부에 삽입되어 실린더몸체(120)에 고정되며, 다수의 유로(131)가 형성되며, 계합부재(140)가 관통하여 위치 가능한 가이드공(132)(도 3 참고)이 형성된다.
가압블록(160)은 피스톤로드(110) 내 삽입되어 상하 이동이 가능하며, 상방으로 개방된 개구부 저면에는 수평하게 착좌면(161)이 형성되어 탄성체(150)가 위치한다.
탄성체(150)는 가압블록(160)을 아래로 탄성지지 가능한 범위 내에서 코일스프링, 접시스프링, 또는 웨이브와셔(wave washer)와 같은 주지의 탄성부재에 의해 제공될 수 있을 것이다.
가압블록(160) 상측 선단에는 역원추 형상으로 경사면(162)이 형성되며, 다시 구체적으로 설명하겠으나, 경사면(162)은 계합부재(140)와 접촉 가능하며, 가압블록(160)의 상방 이동에 의해 계합부재(140)를 가압하여 피스톤로드(110)의 요홈(112) 내에 계합부재(140)를 삽입 고정하게 된다.
피스톤로드(110) 하단에는 제2와셔(171)와 너트(172)는 조립되며, 따라서 탄성체(150)에 의해 탄성 지지되는 가압블록(160)은 상단으로 걸림턱(113)과 하단으로는 너트(172) 사이의 거리에 해당하는 스트로크 범위 내에서 상하 이동이 가능하다.
본 실시예에서 상부 헤드커버(101)와 고정블록(130)은 별도의 구성으로 예시하고 있으나, 상부 헤드커버와 고정블록은 일체로 제작되어 제공될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
다음으로, 도 3은 도 1의 A-A 선의 단면 구성도로써, 계합부재의 배치를 보여주고 있다.
도 3을 참고하면, 네 개의 계합부재(140)가 고정블록(130)의 가이드공(132) 내에 삽입되어 각 계합부재(140)는 피스톤로드(110)의 요홈(112) 내에 삽입된 상태를 보여주고 있으며, 이때 각 계합부재(140)는 가압블록(160)에 의해 상방으로 가압되어 각 계합부재(140)는 피스톤로드(110)의 요홈(112)에 견고히 고정되며, 따라서 피스톤로드(110)는 상하 방향의 이동이 불가한 상태이다.
바람직하게는 각 계합부재(140)는 회전 대칭되게 배치되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 네 개의 계합부재(140)가 90°회전에 대해 회전 대칭되게 배치됨을 보여주고 있다.
또한 본 실시예에서 볼(ball) 형상을 갖는 네 개의 계합부재(140)를 예시하고 있으나, 계합부재(140)는 숫자는 유압 실린더의 구동유압과 크기에 따라서 증감될 수 있으며, 형상에서도 볼이 아닌 원추 형상이나 각뿔(pyramid)일 수 있을 것이다.
도 4는 도 3의 B-B 선의 단면 구성도이며, 도 5는 도 3의 C-C 선의 단면 구성도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 피스톤로드(110)의 하단으로 유압이 작용하는 경우에 탄성체(150)가 압축되면서 피스톤로드(110)와 가압블록(160)은 상방으로 이동하며, 가압블록(160) 선단의 경사면이 계합부재(140)를 가압하게 되고 계합부재(140)는 피스톤로드(110)의 요홈(112) 내에 삽입되어 피스톤로드(110)를 견고히 고정하게 된다.
한편 이러한 상태에서 사출코어에 사출압이 작용하여 피스톤로드(110)에 반대 방향의 외력이 작용하더라도 피스톤로드(110)의 작동 유압과는 무관하게 피스톤로드(110)는 계합부재(140)에 견고히 물려서 움직임이 제한되어 피스톤로드의 밀림을 방지할 수 있다.
이러한 피스톤로드의 잠금 해제는 유압 입력포트(101a)로 유압이 작용하게 되면, 유로(131)를 따라서 유압이 가압블록(160) 상부에 작용하게 되고 가압블록(160)이 아래로 내려가면서 계합부재(140)의 가압력이 해제되어 피스톤로드(110)가 아래로 이동하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 유압 실린더의 작동예를 예시한 도면으로써, 중심선(C)으로 좌측은 피스톤로드가 고정된 상태를 보여주고 있으며, 우측은 피스톤로드의 고정 상태가 해제된 상태를 보여주고 있다. 참고로, 도 6에서는 이해를 돕기 위하여 서로 다른 종단면 상에 배치되는 유로(131)와 계합부재(140)를 같이 도시하였다.
앞서도 설명한 것과 같이, 피스톤로드(110)의 하단으로 유압이 작용하는 경우에 계합부재(140)는 가압블록(160)의 경사면(162)에 의해 가압되어 계합부재(140)는 피스톤로드(110)를 고정하게 되며, 피스톤로드(110)에 반대 방향의 외력이 작용하더라도 피스톤로드(110)의 밀림이 발생하는 것을 방지한다.
한편 유압 입력포트(101a)로 유압이 작용하게 되면, 유로(131)를 따라서 가압블록(160) 상부로 유압이 작용하여 가압블록(160)은 아래로 이동하게 되며, 이에 따라서 계합부재(140)가 피스톤로드(110)의 요홈에서 이탈되면서 유압에 의해 피스톤로드(110) 역시 아래로 이동하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 유압 실린더는 두 개의 유압 입력포트를 통해 입력된 유압신호에 의해 피스톤로드(110)의 구동이 이루어지는 복동형 유압 실린더로써, 피스톤로드(110)에 큰 부하가 발생하더라도 유압 실린더 내에서 계합부재에 의해 피스톤로드를 견고히 고정하여 피스톤로드의 밀림이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 유압코어용 유압 실린더와 같이 사출 시에 발생되는 부하(사출압)에 의해 피스톤로드의 밀림 방지가 요구되는 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100 : 유압 실린더 101 : 상부 헤드커버
102 : 하부 헤드커버 103 : 고정로드
104 : 너트 110 : 피스톤로드
111 : 로드몸체 112 : 요홈
113 : 걸림턱 114 : 나사산
120 : 실린더몸체 130 : 고정블록
131 : 유로 132 : 가이드공
140 : 계합부재 150 : 탄성체
160 : 가압블록 161 : 착좌면
162 : 경사면

Claims (4)

  1. 두 개의 유압 입력포트를 통해 입력된 유압신호에 따라서 피스톤로드를 구동하게 되는 복동형 유압 실린더로서,
    외주면의 원주 방향을 따라서 요홈이 형성된 피스톤로드와;
    상기 피스톤로드에 삽입되어 실린더몸체의 내면과 밀착되어 두 개의 유압 입력포트로 입력되는 유압에 따라서 일정 스트로크 범위 내에서 상하 이동 가능하되, 탄성체가 마련되어 상기 피스톤로드에 대해 탄성 지지되고 일측 선단에 경사면에 형성된 가압블록과;
    상기 가압블록의 상방 이동에 따라서 상기 가압블록의 경사면에 의해 가압되어 상기 피스톤로드의 요홈과 계합이 이루어지는 최소한 두 개 이상의 계합부재와;
    상기 가압블록으로 유압이 작용하도록 유압 입력포트와 연통되는 유로를 제공하며, 상기 계합부재의 동작 방향을 안내하는 가이드공이 형성되어 상기 실린더몸체 내에 고정되는 고정블록;을 포함하는 유압 실린더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계합부재는 피스톤로드에 대해 회전 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 계합부재는 서로 동일 형상과 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가압블록은 상기 탄성체가 지지되도록 상기 피스톤로드에 형성된 걸림턱과, 상기 피스톤로드에 나사 조립되어 상기 가압블록을 지지하는 너트에 의해 상하 이동이 규제되는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
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