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KR100229263B1 - 구동 실린더 - Google Patents

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Publication number
KR100229263B1
KR100229263B1 KR1019970004944A KR19970004944A KR100229263B1 KR 100229263 B1 KR100229263 B1 KR 100229263B1 KR 1019970004944 A KR1019970004944 A KR 1019970004944A KR 19970004944 A KR19970004944 A KR 19970004944A KR 100229263 B1 KR100229263 B1 KR 100229263B1
Authority
KR
South Korea
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piston
rod
return
chamber
end cap
Prior art date
Application number
KR1019970004944A
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English (en)
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KR970062730A (ko
Inventor
쿠르트 스톨
Original Assignee
뮐러 로타르
훼스토 코만디트게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 뮐러 로타르, 훼스토 코만디트게젤샤프트 filed Critical 뮐러 로타르
Publication of KR970062730A publication Critical patent/KR970062730A/ko
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Publication of KR100229263B1 publication Critical patent/KR100229263B1/ko

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    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

실린더 배럴(2), 단부 캡(3), 및 가이드 캡(4)을 갖는 촘촘한 구조의 구동 실린더(1)를 형성한다. 상기 실린더 배럴(2)내에, 축방향으로 슬라이딩하는 피스톤(6)을 설치하고, 상기 가이드 캡(4)을 통해 연장되는 피스톤 로드(8)를 장착한다. 상기 피스톤(6)으로써 스러스트 챔버(13)와 리턴 챔버(14a,14b)를 서로 내밀하게 분할하여, 각각 상기 스러스트 챔버(13)를 스러스트 챔버 포트(11,34)와, 그리고 상기 리턴 챔버(14a,14b)를 리턴 챔버 포트(12,35)와 유체가 소통하게끔 접속시킨다. 상기 스러스트 챔버 포트(11,34) 및 리턴 챔버 포트(12,35) 양자는 상기 단부 캡(3)내에 배열한다. 받침부재(51,55)를 가지며 축방향으로 뻗은 받침 로드(5)는 상기 단부 캡(3)을 통해 뻗으며, 그 내측 단부는 피스톤(6)용의 상기 받침부재(51,55)는 상기 리턴 챔버(14a,14b)내에 위치하게끔 상기 피스톤(6)을 통해 상기 리턴 챔버(14a,14b)로 뻗는다. 상기 피스톤(6)은 밀봉적으로 상기 받침 로드(5)에 대해서 스트로크(H)를 따라 축방향으로 슬라이딩하여 안내된다. 상기 받침 로드(5)는 상기 리턴 챔버(14a,14b)와 유체유동용의 상기 리턴 챔버 포트(12,35)를 접속하는 캐비티(53,54)를 갖는다.

Description

구동 실린더 {A DRIVE CYLINDER}
본 발명은 실린더 배럴과, 상기 실린더 배럴의 제 1 단부영역에 부착된 단부 캡과, 상기 실린더 배럴의 제 2 단부영역에 부착된 가이드 캡과, 상기 실린더 배럴내에서 축방향으로 슬라이딩하게끔 되어 있는 피스톤과, 상기 피스톤과 접속되어 있으며 상기 가이드 캡을 통해 연장되어 안내되는 피스톤 로드를 포함하는 구동 실린더로서, 축방향으로 슬라이딩하는 상기 피스톤이 스러스트 챔버와 리턴 챔버를 서로 유체 밀봉 방식으로 분할하고 있고, 각각 상기 스러스트 챔버가 스러스트 챔버 포트와, 그리고 상기 리턴 챔버가 리턴 챔버 포트와 유체를 소통시키게끔 접속되어 있는 구동 실린더에 관한 것이다.
이러한 것으로서는, 독일 특허명세서 제 3,507,167 C2 호에 기재되어 있는 종래의 구동 실린더가 있다. 하지만, 상기 종래의 구동 실린더의 경우에는, 구동유체를 구동 실린더의 스러스트 챔버 및 리턴 챔버에 공급하기 위한 포트가 구동 실린더의 상이한 단부에 배열되어 있는 것이 보통이다. 또한, 스러스트 챔버 포트가, 예컨대 단부 캡상에 위치하고, 리턴 챔버 포트가 구동 실린더의 둘레표면상에 또는 가이드 캡상에 배열되어 있는 것이 보통이어서, 이들로 향하는 포트들과 유체라인들이 구동 실린더의 많은 장치에 간섭을 일으킬 수도 있다. 특히, 실린더의 둘레표면상의 측방포트가 코너 또는 소폭의 채널에서의 동작을 방해한다.
따라서, 본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여, 기능적인 손실이 없는 더 촘촘한 구조를 가지면서도 제조비용이 저렴한 구동 실린더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명의 구동 실린더의 종단면도.
도 2 는 도 1 의 Ⅱ 부분의 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 구동 실린더 5 : 받침 로드
6 : 피스톤 11,34 : 스러스트 챔버 포트
12,35 : 리턴 챔버 포트 51,55 : 받침부재
51 : 받침 숄더 55 : 받침 면
53,54 : 캐비티
상기 목적은, 스러스트 챔버 포트와 리턴 챔버 포트 양자를 단부 캡내에 배열하고; 받침부재를 가지며 축방향으로 뻗은 받침 로드를 축방향 고정식으로 접속시켜 상기 단부 캡을 통해 신장하도록 하고 그 내측 단부를 피스톤용의 상기 받침부재가 리턴 챔버내에 위치하게끔 피스톤을 통해 상기 리턴 챔버로 똑바로 신장하도록 하며, 상기 피스톤을 밀봉유지된채 상기 받침 로드에 대해서 스트로크(H)를 따라 축방향 슬라이딩이 가능하도록 하고; 상기 받침 로드가 상기 리턴 챔버와 유체유동용의 상기 리턴 챔버 포트를 접속하는 캐비티를 갖도록 구성함으로써 달성된다.
구동 실린더의 단부 캡내에 두 개의 유체 포트를 배열하고, 받침 로드를 피스톤용의 받침면으로서 그리고 리턴 챔버를 유도하는 구동 유체 라인의 일부분으로서 이용하였기 때문에, 소수의 구성부품으로써 촘촘한 구조를 이룰 수가 있다. 단부 캡을 제외하고는, 구동 실린더의 모든 주요부분들을 원통형의 대칭을 갖는 독단적인 부분으로 할 수도 있어, 일정하지 않은 길이 부분의 진행길이를 바꾸거나 간단히 절단하여 본 발명의 구동 실린더로서 조립함으로써 쉽게 제조할 수가 있다.
본 발명의 추가의 이점은 종속항에 한정된다.
상기 피스톤용 받침면은, 바람직하게는, 상기 받침 로드의 내측 단부상에 배열되어 그 표면이 상기 리턴 챔버에 대면하여 상기 피스톤의 표면에 대향하는 받침 숄더로 이루어지도록 구성한다. 이렇게 함으로써 받침면에 대한 상기 피스톤의 충돌시에 가해지는 힘이 부위에 걸쳐 분포되고, 추가로 상기 피스톤이 그의 전체 스트로크중 상기 받침 로드에 의해 안내된다.
상기 받침 로드의 캐비티를, 내측 단부에서 리턴 챔버에 개방되는 축방향 받침 로드 채널과, 유체유동을 위해 상기 축방향 받침 로드 채널과 리턴 챔버 포트간을 연결시켜 주는 거의 반경방향인 통로로 구성하면 특히 바람직하다. 따라서, 반경방향 통로를 제외하고는 상기 받침 로드의 원통형 대칭이 고정되며, 더욱이 상기 받침 로드의 구조적인 강도를 실질적으로 감소시키지 않고서도 구동 실린더의 중량을 줄일 수가 있다.
제조를 용이하게 하고 강도를 증가시키기 위해, 바람직하게는 상기 받침 로드의 받침면을, 상기 축방향 받침 로드 채널의 개구 부근에 형성되어 상기 받침 로드의 내측 단부의 플랜지형 확장부의 형태가 되도록 구성한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 받침 로드와 상기 단부 캡간의 축방향 고정 접속체는 거리(h)를 따라 축방향으로 조정이 가능하다. 특히, 상기 단부 캡과 받침 로드간에, 상기 단부 캡으로 부터 돌출하여, 상기 받침 로드의 일부분상에 장착되어, 상기 단부 캡의 외면에 대해 추력을 받는 로크 너트에 의해 적소에 고정되는 나사 조립체를 제공하는 것이 가능하다.
상기 리턴 챔버 포트가, 상기 접속체의 축방향 세팅에 무관하게 상기 받침 로드의 캐비티로 부터의 통로와 소통하는, 상기 단부 캡내의 거의 반경방향인 통로를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 받침 로드의 외부 둘레면에서 상기 통로를 넓혀, 축방향의 크기가 적어도 상기 거리(h)만큼 큰 환형 홈을 형성한다. 이로인해, 스트로크 조정의 전체 거리(h)에 대해서 받침 로드의 캐비티의 통로와 단부 캡의 통로간에 유체의 접속이 이루어진다.
상기 두 통로의 각 측방상의 축방향으로는, 상기 받침 로드의 통로와 상기 단부 캡의 통로간의 트랜지션 영역에 밀봉작용을 제공하기 위해, 바람직하게는 상기 받침 로드에 대해서 둘레방향으로 뻗는 각각의 시일을 형성한다. 이렇게 함으로써, 리턴 챔버가 구동유체에 의해 압력하에 있을 때, 일순간 압력하에 있지 않는 스러스트 챔버로 또는 그 근방의 부품으로 구동유체가 누설되지 않게 된다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 리턴 챔버는 피스톤, 피스톤 로드 및 결합부재에 의해 경계지어 지는 제 1 챔버 부분과, 피스톤, 실린더 배럴 및 가이드 캡에 의해 경계지어 지며 상기 제 1 챔버와 동심으로 배열되는 제 2 챔버 부분을 포함하며, 상기 두 챔버는 상기 피스톤 로드의 통로에 의해 서로 접속된다. 이로써, 구동유체가 리턴 챔버내에서 작용할 때, 스러스트 챔버측의 유효 피스톤 면적과는 그 크기가 동일하지만 피스톤 로드의 단면적보다는 작은 유효 피스톤 면적에 구동유체가 작용하게 된다.
비용이 아주 적게 드는 실시예에 있어서는, 한편으로는 상기 실린더 배럴과의 단부 캡 및 가이드 캡이, 그리고 다른 한편으로는 상기 피스톤 및 결합부재가 파형부(corrugations) 또는 홈에 의해 상기 피스톤 로드와 접속된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은 본 발명의 유체 구동 실린더(1)의 종단면도이다. 피스톤 로드(8)에 의해 결합부재(7)와 접속된 피스톤(6)은 실린더 배럴(2)내에서 축방향으로 이동이 가능하며, 상기 실린더 배럴의 단부는 각각 가이드 캡(4) 및 단부 캡(3)에 의해 덮혀 있다. 상기 결합부재(7)는 이동 구성요소(도시하지 않음)용의 커플링(7a)을 수납하는 기능을 한다. 도면에서는, 피스톤이 후퇴위치에 있는 상태이므로, 스러스트 챔버(13)의 체적은 최소인 반면, 서로 동심인 두 개의 별도의 챔버 부분(14a,14b)을 포함하는 리턴 챔버의 체적은 최대이다. 상기 리턴 챔버의 두 개의 챔버 부분들(14a,14b)간에는, 슬리브형 또는 관형의 피스톤 로드(8)의 통로(82)가 있다. 피스톤 행정(H)은 받침면(55)을 갖는 플랜지형 받침 숄더(51)에 의해 설정된다. 상기 받침면은 상기 리턴 챔버의 챔버 부분(14a)으로 뻗어 있는 받침 로드(5)의 단부에 위치한다. 스러스트 챔버 포트(11) 및 리턴 챔버 포트(12) 양자는 상기 단부 캡(3)내에 배열되며, 또한 각각의 가압 유체 라인(도시하지 않음)의 단부에 나사조립되는 암나사를 그 주요부로서 갖는다. 하지만, 상기 구동 실린더(1)의 단부 캡(3)과의 유체라인 접속용으로서 예컨대 플러그-인 접속체를 쓸 수도 있다.
받침 로드(5)가 단부 캡(3)을 통해 축방향으로 신장하고 그 일부분이 단부 캡을 통해 뻗는 캐비티, 즉 축방향으로 뻗는 받침 로드 채널(53)을 가지며, 상기 채널이 받침 로드(5)의 주요 길이부분을 따라 뻗어 상기 받침 로드(5)의 받침면 단부에서 상기 리턴 챔버의 챔버 부분(14a)에 개방되기 때문에, 그리고 각각, 상기 받침 로드(5)의 반경방향 통로(54,35) 및 단부 캡(3)이 리턴 챔버 포트(12)와 채널(53)간에 유체접속을 이루게 하기 때문에, 단부 캡(3)내의 리턴 챔버 포트(12)를 스러스트 챔버 포트(11)를 따라 배열하는 공간활용의 배치가 가능하다. 이러한 점에서, 통로(54), 통로(35), 또는 통로(54) 및 통로(35)의 인접 단부들이 확 벌어져 있어서, 스트로크의 조정에 의한 받침 로드(5)의 축방향 이동의 경우에도, 두 통로(54,35)를 통한 유체접속이 유지된다. 본 작동예에 있어서는, 단부 캡(3)의 암나사(32)와 받침 로드(5)의 수나사(52)를 이용해 단부 캡(3)내의 받침 로드(5)를 돌려서 로드의 조정을 행하기 때문에, 확장부 또는 외측 플레어식 부분(flared part)은 단부 캡의 통로(35)에 대향하여 상기 받침 로드(5)의 둘레면에 배열되는 환형 홈(54a)의 형태를 갖는다. 이 경우, 상기 환형 홈(54a)의 축방향의 폭은 피스톤 스트로크(H)에 대한 조정 거리(h)와 동일하다. 단부 캡(3)으로 부터 뻗어 있는 단부상의 로크 너트(36)를 이용하여 스트로크 세팅을 계속할 수도 있다.
실린더 배럴(2)의 면 및 가이드 캡(4)의 내주면과 더불어, 상기 받침 로드(5)의 외주면은 피스톤(6) 및 상기 피스톤에 접속된 피스톤 로드(8)를 안내하는 기능을 한다. 이를 위해, 가이드 캡(4)과 피스톤(6)내에는 시일 및/또는 스트립퍼(61,62,63)가 배열되어 있다. 챔버들의 밀봉을 위해, 그리고 실린더 배럴(2) 및 중공의 피스톤 로드(8)의 부착을 위해, 합성 시일링 링(44,45)을 홈 또는 파형부(21,22,23,24)와 조합하여 기용한다. 상기 파형부는 영구 세트와의 이음을 견고하게 하는 기능을 하며, 구동 실린더를 경제적으로 제조함에 있어 유효하다. 리턴 챔버의 두 개의 챔버 부분(14a,14b)은 통로(82)를 통하여 서로 접속된다. 때문에, 가압 유체에 의해 작용하는 피스톤의 리턴 이동을 위해 부위를 넓게 활용할 수가 있다. 두 개의 시일링 링(42,43)에 의해, 받침 로드(5)의 둘레면과 단부 캡(3)의 내주면 사이에 압력하의 유체가 누설되지 않는다.
피스톤의 전진을 위한 구동 실린더(1)의 작동중에는, 스러스트 챔버(13)에 스러스트 챔버 포트(11) 및 통로(34)를 통해 압력하의 유체가 공급되는 반면, 리턴 챔버(14a,14b)내의 유체는 받침 로드 채널(53), 반경방향 통로(54), 통로(35), 및 리턴 챔버 포트(12)를 통해 배출된다. 역으로, 피스톤(6)의 귀환중에는, 리턴 챔버(14a,14b)에 배제를 위해 기용된 것과 동일한 경로를 통해 유체가 공급되고, 스러스트 챔버(13)로 부터 유체가 배출된다. 때문에, 유체 공급관(도시하지 않음)에 유체유동용의 외부 컨트롤러가 필요하다. 가압유체의 사용은 바람직하게는 압축공기에 의해 이루어진다.
도 2 는 도 1 의 Ⅱ 부분의 확대도이다. 통로(35)는 단부 캡을 통해 거의 반경방향으로 그리고 위쪽으로 경사하여 뻗어 받침 로드(5)의 반경방향 통로(54)의 환형 홈(54a)에 개방된다. 상기 환형 홈의 양측의 트랜지션 부분은 환형 시일(42,43)에 의해 가압 유체에 대해 밀봉된다. 상기 환형 홈(54a)의 축방향의 폭은 적어도 거리(h)와 동일하며, 받침 로드(5)를 안쪽과 바깥쪽으로 나사조립함으로써 거리(h)에 걸쳐 스트로크(H)의 세팅이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 종래의 구동 실린더는 구동유체를 구동 실린더의 스러스트 챔버 및 리턴 챔버에 공급하기 위한 포트를 구동 실린더의 상이한 단부에 배열하고 있지만, 본 발명에서는 구동 실린더의 단부 캡내에 두 개의 유체 포트를 배열하고, 받침 로드를 피스톤용의 받침면으로서 그리고 리턴 챔버를 유도하는 구동 유체 라인의 일부분으로서 이용하기 때문에, 소수의 구성부품을 이용하면서도 손실이 없는 촘촘한 구조의 구동 실린더를 저렴하게 제조할 수가 있다.

Claims (11)

  1. 실린더 배럴(2)과, 상기 실린더 배럴(2)의 제 1 단부영역에 부착된 단부 캡(3)과, 상기 실린더 배럴(2)의 제 2 단부영역에 부착된 가이드 캡(4)과, 상기 실린더 배럴(2)내에서 축방향으로 슬라이딩하게끔 되어 있는 피스톤(6)과, 상기 피스톤(6)과 접속되어 있으며 상기 가이드 캡(4)을 통해 연장되어 안내되는 피스톤 로드(8)를 포함하는 구동 실린더로서, 축방향으로 슬라이딩하는 상기 피스톤(6)이 스러스트 챔버(13)와 리턴 챔버(14a,14b)를 서로 유체밀봉 방식으로 분할하고 있고, 각각 상기 스러스트 챔버(13)가 스러스트 챔버 포트(11,34)와, 그리고 상기 리턴 챔버(14a,14b)가 리턴 챔버 포트(12,35)와 유체를 소통시키게끔 접속되어 있는 구동 실린더에 있어서,
    상기 스러스트 챔버 포트(11,34) 및 리턴 챔버 포트(12,35) 양자는 상기 단부 캡(3)내에 배열되고, 받침부재(51,55)를 가지며 축방향으로 뻗은 받침 로드(5)가 축방향 고정 접속체(32,52)에 의해 접속되어 상기 단부 캡(3)을 통해 신장해 있고 그 내측 단부는 피스톤(6)용의 상기 받침부재(51,55)가 상기 리턴 챔버(14a,14b)내에 위치하게끔 상기 피스톤(6)을 통해 상기 리턴 챔버(14a,14b)로 똑바로 신장해 있으며, 상기 피스톤(6)은 밀봉유지하면서 상기 받침 로드(5)에 대해서 스트로크(H)를 따라 축방향 슬라이딩이 가능하며, 상기 받침 로드(5)는 상기 리턴 챔버(14a,14b)와 유체유동용의 상기 리턴 챔버 포트(12,35)를 접속하는 캐비티(53,54)를 갖는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 받침부재(51,55)는 받침면(55)을 가지면서 상기 받침 로드(5)의 내측 단부상에 배열된 받침 숄더(51)를 포함하며, 상기 받침면(55)은 상기 리턴 챔버(14a,14b)에 대면하는 상기 피스톤(6)의 표면(65)에 대향하여 있는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 받침 로드(5)의 캐비티(53,54)는, 상기 받침 로드(5)의 내측 단부에서 상기 리턴 챔버(14a,14b)에 개방되는 축방향 받침 로드 채널(53)과, 유체유동을 상기 축방향 받침 로드 채널(53) 및 리턴 챔버 포트(12,35)간에 접속해주는 거의 반경방향인 통로(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 받침 숄더는, 상기 리턴 챔버(14a)내에 위치하면서 상기 축방향 받침 로드 채널(53)의 개구 부근에 형성된, 상기 받침 로드(5)의 내측 단부의 플랜지형 확장부(51)의 형태인 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 받침 로드(5)와 상기 단부 캡(3)간의 상기 축방향 고정 접속체(32,52)는 거리(h)를 따라 축방향으로 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 축방향 고정 접속체는, 상기 단부 캡(3)으로 부터 돌출하여, 바람직하게는 상기 받침 로드(5)의 일부분상에 장착되어 상기 단부 캡(3)의 외면에 대한 스러스트와 작용하는 로크 너트(36)에 의해 고정되는 나사 접속체(32,52)인 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 리턴 챔버 포트(12,35)는, 상기 단부 캡(3)내의 거의 반경방향인 통로(35)를 포함하며, 상기 통로는 상기 접속체(32,52)의 축방향 세팅에 무관하게 상기 받침 로드(5)의 캐비티(53,54)의 통로(54)와 소통하는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 받침 로드(5)의 외부 둘레면상의 상기 통로(54)는 환형 홈(54a)의 형태로 넓어지며, 상기 환형 홈의 축방향 크기는 적어도 상기 거리(h)와 동등한 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 두 통로(35,54)의 양측상의 축방향으로는, 상기 받침 로드(5)와 상기 단부 캡(3)간을 유체밀봉하기 위해 상기 받침 로드(5)의 둘레방향으로 뻗는 시일(42,43)이 제공되는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 리턴 챔버(14a,14b)는 상기 피스톤(6), 피스톤 로드(8) 및 결합부재(7)에 의해 경계지어 지는 제 1 챔버(14a)와, 상기 피스톤(6), 실린더 배럴(2) 및 가이드 캡(4)에 의해 경계지어 지며 상기 제 1 챔버(14a)와 동심으로 배열되는 챔버(14b)로 이루어지며, 상기 두 챔버(14a,14b)는 상기 피스톤 로드(8)의 통로(82)에 의해 서로 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
  11. 제 1 항에 있어서, 한편으로는 실린더 배럴(2)과의 상기 단부 캡(3) 및 가이드 캡(4)이, 그리고 다른 한편으로는 상기 피스톤(6) 및 결합부재(7)가 파형부(21,22, 및 각각 23,24)에 의해 상기 피스톤 로드(8)와 접속되는 것을 특징으로 하는 구동 실린더.
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