KR200362019Y1 - 실린더의 완충구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실린더 완충구조에 관한 것으로서 보다 상세하게는 피스톤이 지나는 통체의 내면에 통공을 형성하지 않음으로서 피스톤의 실링수단들을 보호하도록 하고 피스톤에 의해 작동하는 밸브부를 행정 끝에 장착하여 피스톤의 작동시 충격을 흡수 완충하도록 함과 피스톤의 초기 및 리턴 작동시 피스톤을 작동시키는 힘이 극대화 되도록 한 실린더 완충구조에 관한 것인 바, 본 고안은 실린더 통체의 양쪽 개구부를 폐쇄하는 마개캡부와 앤드캡부를 가공하여 통공을 형성시켜 이 통공에 드레인관을 설치하고 상기 드레인관의 소정부에 밸브부를 설치하여 구성하되 피스톤로드의 중심축과 수평이동 되게 형성된 통체의 개구부를 폐쇄하는 앤드캡에 밸브부를 설치하여 피스톤의 접촉으로 밸브부가 작동되도록 한 것에 특징이 있다.

Description

실린더의 완충구조{Buffer of cylinder}

본 고안은 실린더 완충구조에 관한 것으로서 보다 상세하게는 피스톤이 지나는 통체의 외주면에 통공을 형성하지 않음으로서 피스톤의 실링수단들을 보호하도록 하고 피스톤에 의해 작동하는 밸브를 양쪽 행정 끝에 장착하여 피스톤의 작동시 충격을 흡수 완충하도록 함과 피스톤의 초기 및 리턴 작동시 피스톤을 작동시키는 힘이 극대화 되도록 한 실린더 완충구조에 관한 것이다.

유압 실린더는 유압에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 선형운동을 하는 유압요소로서 압력과 유량을 제어하여 추력과 속도를 조절할 수 있도록 되어 있으며 유압 실린더는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 통체(cylinder barrel), 피스톤과 피스톤 로드, 앤드켑(end cap), 유압유 포트(port) 및 실(seals)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구조로 실린더의 종류는 크게 단동실린더와 복동실린더로 나누어 볼 수 있다.

단동 실린더의 동작원리는 유압유가 피스톤측으로 흘러 들어가면 부하로 인하여 압력이 상승하게 되고 이 압력으로 인한 힘이 부하를 이기고 피스톤을 전진 운동시키게 된다. 후진 운동시에는 피스톤 측이 방향제어 밸브를 통하여 탱크와 연결된다. 후진행정은 스프링이나 외력 또는 작은 지름의 보조 실린더에 의하여 이루어진다. 물론 이러한 힘들은 실린더, 배관, 밸브 등의 마찰력 합보다 커야만 한다.복동 실린더(double acting cylinder)의 경우에는 피스톤 양측에 압력이 걸릴 수 있다. 그러므로 양쪽 방향으로 일을 할 수 있게 되며, 유압유가 피스톤측 면적으로 흘러 들어가서 피스톤에 압력을 가하게 되고 압력과 면적의 곱인 추력이 형성된다. 이 힘이 외력 및 마찰력을 극복하게 되면 피스톤 로드가 전진운동을 하게 된다. 유압 에너지가 기계적 에너지로 변경되고 그 결과가 최종 부하에 작용하며, 후진작업의 경우도 마찬가지로 작동된다.

피스톤이 전진운동을 할 경우에는 피스톤 로드측의 유압유가 탱크로 귀환되고, 후진운동할 경우에는 피스톤측의 유압유가 탱크로 귀환된다.

상기와 같은 구조를 갖는 종래 실린더 작동을 첨부도면 도 1을 참고하여 상세히 설명하면 공급관(110)을 통해 유압유가 공간A(130)로 인입되면 유압유의 압력에 의해 피스톤(200)이 공간B(140) 방향으로 밀려 이동하면서 공간B(140)의 체적을 감소시키면서 공급관(120)을 통해 공간B(140)에 충입되어 있던 유압유를 탱크로 이동시킨다.

이때, 상기 피스톤(200)이 전진방향에 설치된 후진드레인관(160)을 통과하게 되면 공간A(130)에 충입되던 유압유는 후진드레인관(160)을 통해 드레인된다.

상기 후진드레인관(160)을 통해 유압유가 드레인되면 공간A(130)으로 충입되던 압력이 저하됨으로 속도가 줄어들게 됨으로 인해 피스톤의 충격을 완화시키는 것이다.

그리고, 유압유의 공급방향을 전환시켜 공급관(120)으로 유압유가 공급되도록 하여 피스톤(200)이 공간A(130) 방향으로 밀리게 한다.

상기 공간A(130)에 충진되어 있던 유압유는 공급관(110)을 통해 탱크로 배출되고 피스톤(200)이 전진드레인관(150)을 통과하게 되면 공간B에 충입되던 유압유가 전진드레인관(150)을 통해 드레인시키면 피스톤(200)에 작용되던 유압유의 압력이 현저히 떨어져 피스톤의 충격완화를 시키는 것이다.

그러나 상기한 종래 구조의 완충구조는 전진드레인관과 후진드레인관을 형성시키고자 할 때 실린더 통체에 통공을 천공하여 각 드레인관을 연결하기 때문에 피스톤의 작동 중 천공된 통공의 엣지부에 걸려 피스톤 실링수단이 파손되고 이로 인해 피스톤의 수명이 짧아지게 되고 또한 피스톤 실링수단의 파손으로 작동 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서 본 고안은 상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이의 목적은 실린더 통체에 형성된 통공에 의한 피스톤 실링수단의 파손을 방지하여 피스톤의 수명을 연장하고 이로 인해 실린더의 효율을 증대시키며 보다 정확하고 빠른 작동을 할 수 있도록 한 실린더 완충구조를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 실린더의 구조를 보여주는 예시도.

도 2는 본 고안의 기술이 적용된 실린더의 구조를 보여주는 예시도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 실린더의 통체 12 : 마개캡부(12)

14 : 앤드캡부 16 : 드레인관

18 : 피스톤로드 19 : 스토퍼

24 : 스위치로드 26a : 걸림부재

30a : 공간A 30b : 공간B

40a : 공급관A 40b : 공급관B

그러므로, 본 고안에 의하면 복동 실린더의 실린더 완충구조에 있어서, 실린더 통체 전 후방의 개구부를 폐쇄하는 로드캡부와 앤드캡부를 가공하여 통공을 형성시켜 이 통공에 드레인관을 설치하고 상기 드레인관의 소정부에 밸브를 설치하여구성되며, 상기 밸브는 피스톤로드의 중심축과 수평이 되게 형성되어 개구부를 폐쇄하는 앤드캡부에 설치되어 피스톤 또는 작동로드에 접촉으로 밸브가 작동되도록 한 것을 특징으로 하는 실린더 완충구조가 제공된다.

이하 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 고안의 기술이 적용된 실린더의 구조를 보여주는 예시도로써, 이에 따르면 본 고안은 실린더의 통체(10) 전·후방의 개구부를 페쇄하는 마개캡부(12) 및 앤드캡부(14)를 가공하여 통공을 형성시키고 이 통공에 드레인관(16)을 설치하고 상기 드레인관의 소정부에 밸브부(20)를 설치하여 구성되며, 상기 밸브부(20)는 실린더 통체(10)의 측면에 피스톤로드(18)의 중심축과 수평이 되게 형성되어 통체의 개구부를 폐쇄하는 앤드캡부(14)에 설치하여 구성되며, 상기 실린더 통체(10)의 공간A 및 B(30a, 30b)의 일측에 유체의 공급관A 및 B(40a, 40b)가 설치된 구조로 되어 있다.

여기서 상기 밸브부(20)의 구조는 앤드캡부(14)를 관통하여 공간B(30b)의 외측에는 몸체가 고정 설치되고 내부에는 스위치로드(24)가 삽입 설치되되 상기 스위치로드(24)의 끝단에는 피스톤로드(18)의 스토퍼(19)에 걸리게 되는 걸림부재(26a)를 형성하여 이루어진 구조이다.

상기와 같은 구조로 된 본 고안의 실린더 완충구조는 피스톤(50) 또는 작동로드(18)와 밸브부(20)의 접촉시 피스톤(50)에 압력을 가하는 유압유가 피스톤(50)의 진행 방향의 반대편에서 드레인관(16)을 통해 순간적으로 유출되어 피스톤(50)에 작용하는 압력을 저하시켜 이동속도를 저하시킨다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 실린더 통체(10) 내부에는 피스톤로드(18)와 이에 일체로 형성된 피스톤(50)이 설치되어 상기 피스톤(50)에 의해 공간A(30a)와 공간B(30b)로 구획되고, 상기 실린더 통체(10)의 공간A·B(30a, 30b)는 실린더 양쪽 개구부를 폐쇄하는 로드캡부(12)과 앤드캡부(14)에 설치된 드레인관(16)의해 연결되어지며, 상기 드레인관(16)의 소정부에 밸브부(20)가 설치되게 되고, 상기 밸브부(20)는 상기 앤드캡부(14)에 설치되어 있는 구조로 되어 있다. 상기 밸브부(20)는 상기 앤드캡부(14)의 상·하 어느 한 끝단에 피스톤로드(18)와 수평되게 설치되고, 상기 드레인관(16)은 실린더의 양쪽 개구부를 폐쇄하는 마개캡부(12)와 앤드캡부(14)에 피스톤로드(18)와 수평되게 관통되어 설치되어 있는 구조로 되어있으며, 실린더 통체(10)의 공간A 및 B(30a, 30b)에는 유압유의 공급관A 및 B(40a, 40b)가 연결 설치되어 있다. 이때 상기 공간A 및 B(30a, 30b)와 드레인관(16)에는 유압유가 충진되어 있다.

상기와 같은 구조로 된 본 고안의 실린더 완충구조의 작동을 설명하면 공간A(30a)로 공급관A(40a)를 통해 유압유가 공급되면 공급되는 유압유의 압력에 의해 피스톤(50)이 공간B(30b) 방향으로 이동하게 되고, 이때 공간B(30b)에 충입되어 있는 유압유를 압축하게 되며, 동시에 드레인관(16)에 충입되어 있는 유압유 또한 강한 압력을 받게 된다. 이때 압력을 받는 드레인관(16)의 유압유는 소정부에 설치된 밸브부(20)에 의해 차단되어 있게 되고, 공간A(30a)로 유입된 유압유에 의해 이동하는 피스톤(50)이 밸브부(20)의 스위치로드(24)에 접지하게 되면 밸브부(20)는 피스톤의 힘에 의해 외부로 이동하게 되고 이때 밸브부(20)가 열려있는 상태가 되어 압력을 받고 있는 드레인관(16)의 유압유가 공간B(30b)로 유입되게 되므로써 피스톤(50)의 이동속도를 저하시키게 되고, 유입된 유압유는 공급관B(40b)를 통해 배출되게 된다.

실린더의 유량공급이 반대로 되어 공급관B(40b)를 통해 유입되면 피스톤(50)은 좌측으로 움직이며, 공간A(30a)의 유압유는 유로(40a)를 통해 배출된다. 한편, 피스톤(50)이 끝단 가까이 까지 움직이면 걸림부재(19b)와 걸림부재(26b)가 접촉하게 되고 로드(18)가 좌측으로 움직인다.

이로써 스토퍼(19)에 의해 걸림부재(26a)가 움직여 밸브부(20)은 유로가 열린상태가 되어 공간A(30b)의 유압유가 드레인관(16)을 통해 공간A(30a)로 흘러 들어 공간A(30b)의 압력이 낮아지게 되며 피스톤(50)의 이동속도를 저하시킴으로써 완충역할을 하게 된다.

상기 피스톤(50)의 전후진작동은 교호로 반복되게 작동되는 것으로 피스톤이 지나는 실린더 튜브 내면에 천공을 하지 않고 피스톤과 스위치로드에 의해 작동되는 밸브부를 앤드캡부에 장착하여 완충기능을 가지는 것으로서 피스톤의 실링장치의 손실을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

이와 같은 구조로 이루어져 작동되는 본 고안의 실린더 완충구조는 피스톤이 지나는 통체의 내면에 통공을 형성하지 않음으로서 피스톤의 실링수단들을 보호하도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 복동 실린더의 실린더 완충구조에 있어서, 실린더 통체 전 후방의 개구부를 폐쇄하는 로드캡부와 앤드캡부를 가공하여 통공을 형성시켜 이 통공에 드레인관을 설치하고 상기 드레인관의 소정부에 밸브를 설치하여 구성되며, 상기 밸브는 피스톤로드의 중심축과 수평이 되게 형성되어 개구부를 폐쇄하는 앤드캡부에 설치되어 피스톤의 접촉으로 밸브부가 작동되도록 한 것을 특징으로 하는 실린더 완충구조.
2. 제 1 항에 있어서, 피스톤과 밸브부의 접촉시 피스톤에 압력을 가하던 유압유가 피스톤 양측의 압력차를 감소시켜 이동속도를 감쇄시켜 정지시키는 것을 특징으로 하는 실린더 완충구조.
3. 제 1 항에 있어서, 피스톤 방향 전환시 공급관을 통해 공급되는 유압유와 피스톤과 접촉중인 밸브가 설치된 드레인관에서 순간적인 유체가 유입되어 피스톤을 작동시키는 것을 특징으로 하는 실린더 완충구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브부는 드레인관을 통해 이동하는 유압유의 차단및 공급을 조절하는 1개의 밸브와 피스톤과 접촉하는 걸림부재를 가지는 스위치로드로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 실린더 완충구조.