KR100244081B1

KR100244081B1 - 충격흡수 메커니즘이 제공된 유압실린더

Info

Publication number: KR100244081B1
Application number: KR1019970014135A
Authority: KR
Inventors: 테루마사 타케우찌; 준지 무쯔우라
Original assignee: 아마노 시게루, 간다 소우헤이; 씨케이디 가부시키 가이샤
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: DE69710244T2; EP0802331B1; DE69710244D1; KR19980018084A; EP0802331A1; US5850776A

Abstract

본 발명은 충격흡수 메커니즘이 개재된 유압실린더에 관한 것이다. 종래의 실린더에서는, 립(56b)이 기부(56a)의 일측면으로부터 돌출한 이후 계속 응력이 립(56b)의 기부 끝단상에 집중되는 경향이 있다. 응력집중은 립(56b)의 기부 끝단이 일찍 열화되게 하고 완충재(56)내에 틈이 벌어지게 한다. 따라서, 장기간에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있도록 완충재(56)의 성능을 유지하기란 지극히 어렵게 되는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래의 실린더(51)에서, 완충재(56)는 결합된 압력쳄버들(58,59)내에서 큰 공간을 차지한다. 그러므로, 에어포켓(60)내에서 공기의 압축률을 증가하는 것이 어렵게 되는 문제점이 있었다. 이에, 이러한 문제점을 해결하려는 기술적 과제하에서, 본 발명에 따른 유압실린더는 실린더몸체, 피스톤, 피스톤을 왕복운동시키기 위한 유체공급장치, 피스톤에 연결되고 실린더몸체로부터 연장된 로드, 피스톤의 이동을 제한하는 제1 및 제2범퍼면, 완충재 리테이너과 제1 및 제2범퍼면들간에 배치되는 링형상의 엘라스토머 완충재를 구비하고 있으므로 고 충격흡수 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

Description

충격흡수 메커니즘이 개재된 유압실린더

본 발명은 충격흡수 메커니즘이 개재된 유압실린더에 관한 것이다.

일반적인 유압실린더는 피스톤 및 실린더커버를 포함한다. 실린더의 경우에, 피스톤의 관성력은 피스톤이 그 행정 끝단쪽 위치로 이동될 때, 피스톤 및 실린더커버 사이에서 충격을 발생시킨다. 그리하여, 피스톤의 관성력 및 그로인한 충격을 흡수할 필요가 생겼다. 따라서, 몇몇 충격흡수 메커니즘이 제시되어져 있다.

일본 간행물(Japanese Unexamined Utility Model Publication) 제343139호에는 전형적인 충격흡수 메커니즘이 설명되어 있다. 도34에 도시된 바와같이, 유압실린더(51)는 실린더몸체(52) 및 몸체(52)의 각 끝단을 밀봉하는 실린더커버(53)를 갖는다. 로드(54)에 연결된 금속피스톤(55)은 실린더몸체(52)내에 활주가능하게 내재되어 있다. 피스톤(55)은 실린더(51)내에서 2개의 압력쳄버(58)를 분할하도록 구성된다. 완충재(56)는 각 실린더커버(53)의 내측면 및 피스톤(55)간에 배치되어 있다. 각 완충재(56)는 완충재(56)를 통해 로드(54)쪽으로 연장된 중심구를 포함하는 환형상의 기부(56a), 그리고 기부(56a)의 일측면으로부터 돌출한 립(56b)을 갖는다. 립(56b)을 갖지 않는 기부(56a)의 측면은 피스톤(55)면에 고정된다.

공기는 포트(미도시)를 거쳐 압력쳄버(59)내로 유입되어, 완충재(56)가 실린더커버(53)에 접할 때까지 피스톤(55)을 우측방향으로 이동시킨다. 도35a에 도시된 바와같이, 이러한 결과는 실린더(51)내에 구성된 에어포켓(60)에 의해 이루어진다. 피스톤(55)이 우측방향 및 그 행정 끝단 위치로 더 이동될 때에, 립(56b)은 탄성적으로 변형된다. 이것은 기부(56a)면에 대해 립(56b)을 가압시킨다. 피스톤(55)이 행정 끝단위치에 도달할 때에, 완충재(56)는 피스톤(55)에 의해 완전히 압축된다. 이것은 피스톤(55)의 운동을 정지시킨다.

에어포켓(60)의 체적은 피스톤(55)이 행정끝단 위치에 도달할 때에, 더욱 작아진다. 그리하여, 에어포켓(60)내의 공기는 점차 압축된다. 따라서, 피스톤(55)이 정지될 때에 가해지는 피스톤(55)의 충격은 피스톤(55)에 대해 작용하는 완충재(56)의 탄성력 및 에어포켓(60)내의 공기의 반력에 의해 흡수된다.

하지만, 이러한 종래의 실린더에서는, 립(56b)이 기부(56a)의 일측면으로부터 돌출한 이후 계속 응력이 립(56b)의 기부 끝단상에 집중되는 경향이 있다. 응력집중은 립(56b)의 기부 끝단이 일찍 열화되게 하고 완충재(56)내에 틈이 벌어지게 한다. 따라서, 장기간에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있도록 완충재(56)의 성능을 유지하기란 지극히 어렵게 되는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래의 실린더(51)에서, 완충재(56)는 결합된 압력쳄버들(58,59)내에서 큰 공간을 차지한다. 그러므로, 에어포켓(60)내에서 공기의 압축률을 증가하는 것은 어렵게 되는 문제점이 있었다. 이에, 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 최상의 내구성을 갖는 충격흡수 메터니즘이 개재된 유압실린더를 제공함에 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유압실린더의 부분 횡단면도이다.

도2(a)는 도1의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 평면도이고, 도2(b)는 그 저면도이고, 도2(c)는 그 횡단면도이다.

도3(a) 및 도3(b)는 도2(a)내지 도2(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 확대 횡단면도이다.

도4는 타실시예에 따른 유압실린더의 부분 횡단면도이다.

도5(a)는 도4의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 평면도이고, 도5(b)는 그 저면도이고, 도5(c)는 그 횡단면도이다.

도6(a) 및 도6(b)는 도5(a)내지 도5(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 확대 횡단면도이다.

도7은 또다른 실시예에 따른 유압실린더의 부분 횡단면도이다.

도8(a)는 도7의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 평면도이고, 도8(b)는 그 저면도이고, 도8(c)는 그 횡단면도이다.

도9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유압실린더의 부분 횡단면도이다.

도10(a)는 도9의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 평면도이고, 도10(b)는 그 저면도이고, 도10(c)는 그 횡단면도이다.

도11(a) 및 11(b)는 도10(a)내지 10(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 확대 횡단면도이다.

도12는 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 횡단면도이다.

도13은 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 횡단면도이다.

도14(a)는 도13의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 평면도이고, 도14(b)는 그 저면도이고, 도14(c)는 그 횡단면도이다.

도15(a) 및 도15(b)는 도14(a)내지 도14(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 확대 횡단면도이다.

도16은 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 횡단면도이다.

도17은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 횡단면도이다.

도18(a)는 도17의 실린더에 사용된 완충재를 도시한 평면도이고, 도18(b)는 그 저면도이고, 도18(c)는 그 횡단면도이다.

도19는 도18(a)내지 도18(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 확대 부분 횡단면도이다.

도20은 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 확대 부분 횡단면도이다.

도21은 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 확대 부분 횡단면도이다.

도22는 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 횡단면도이다.

도23은 도22의 실린더의 확대 부분 횡단면도이다.

도24는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유압실린더의 부분 횡단면도이다.

도25(a)는 도24의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 평면도이고, 도25(b)는 그 저면도이고, 도25(c)는 그 횡단면도이다.

도26은 도25(a)내지 도25(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 확대 횡단면도이다.

도27(a),27(b),27(c), 및 27(d)는 도25(a)내지 25(c)의 완충재의 작동예를 보여주는 부분 횡단면도이다.

도28은 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 횡단면도이다.

도29는 도28의 실린더에 사용되는 완충재를 도시한 확대 부분 횡단면도이다.

도30은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 횡단면도이다.

도31(a) 및 31(b)는 도30의 실린더에 사용되는 완충재의 작동예를 보여주는 확대 부분 횡단면도이다.

도32는 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 확대 부분 횡단면도이다.

도33(a)는 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 확대 횡단면도이다.

도33(b)는 또다른 실시예에 따른 유압실린더를 도시한 부분 확대 횡단면도이다.

도34는 종래의 유압실린더를 부분적으로 도시한 부분 횡단면도이다.

도35(a) 및 35(b)는 도34의 실린더에 사용되는 완충재의 작동예를 보여주는 부분 확대 횡단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,31,41,51,131,141,146,201,241,301,401: 유압실린더

2,42,52,402: 실린더몸체2a: 개공

3,403: 제1포트4,404: 제2포트

5,43,405: 헤드커버6,44,406: 로드커버

6a,9a: 리테이너링7: 스냅링

8,54,416: 로드9,55,415: 피스톤

10,11,58,59,417,418: 압력쳄버12: 로드개구

13,419: 베어링14: 로드패킹

14a: 홈15; 피스톤패킹

16: 피스톤링23,24,223,224: 리테이닝홈

25,32,46,56,125,142,143,225,231,242,325,425,431,432: 완충재

25a,25b,32a,32b: 선구획부26,33: 두께부

28: 공간48,49,424: 슬릿

53: 실린더커버56a,426,E1: 기부(저면부)

56b,427: 립60, S1: 에어포켓

132,409: 요홈327a: 활주면

420,421: 패킹410: 통로

412: 안내홈415a: 돌출편

428: 밀착홈428,429: 스톱퍼

E2: 버퍼부B: 범퍼면

P1: 경계점(제1밀봉원)P2:제2밀봉원

G1: 제1격벽G2: 제2격벽

G3: 제3격벽G4: 경사면

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 밀폐된 공간을 갖는 실린더몸체, 밀폐공간을 제1 및 제2압력쳄버들로 분리하도록 실린더몸체(2)내에 활주가능하게 수용된 피스톤, 피스톤이 제1 및 제2압력쳄버들중 한 쳄버내에 유체를 수용함에 의해 제1행정끝단 및 제2행정끝단간에 왕복운동을 하도록 각 쳄버에 유체를 공급하기 위한 공급장치, 및 피스톤에 연결되고 실린더몸체로부터 연장된 로드를 갖고;

둘중 일면은 피스톤에 고정되고 타면은 범퍼면들이 서로 대면하도록 실린더에 고정되고, 피스톤이 제1행정끝단에 도달할 때에 각각에 접근하고 피스톤이 제2행정끝단쪽으로 이동할 때에 각각으로부터 분리되며, 실린더에 고정되어 피스톤의 이동을 제한하고 제1행정끝단의 위치를 결정하도록 구성된 제1 및 제2범퍼면들;

제1범퍼면에 연결된 환형상의 완충재 리테이너; 및

피스톤이 제1행정끝단에 도달할 때에 발생하는 충격을 변형하고 완충하기 위해 제1 및 제2범퍼면들간에 배치되고, 공동형상의 원뿔부분에 전반적으로 대응하는 형상을 갖도록 구성된 링형상의 엘라스토머(천연고무 합성고무 등과 같은) 완충재;

완충재는 기부에 연결된 버퍼부, 제1범퍼면으로부터 이격된 범퍼부, 제2범퍼면과 접촉하기 위한 외측면 및 제1범퍼면과 직면하는 내면을 갖는 범퍼부, 피스톤이 제1행정끝단에 접근할 때에 제2범퍼면과 원형의 밀봉을 형성하는 외측면을 포함하며, 원형 밀봉은 충격을 좀더 완충하도록 작용하는 유체포켓을 형성하고, 완충재는 피스톤이 제1행정끝단에 도달할 때에 버퍼부가 그 탄성력에 대해 제1범퍼면쪽으로 이동하도록 구부려지며, 버퍼부는 피스톤이 제1행정끝단으로부터 제2행정끝단쪽으로 이동될 때에 그 탄성려으로 인해 제1범퍼면으로부터 복원되는 것을 특징으로 하는 유압실린더에 있다.

이하에서, 본 발명의 제1실시예에 따른 충격흡수 메커니즘이 개재된 유압실린더가 도1내지 도3에서 참조번호가 첨부된 상태로 도시되어 있다. 도1에 도시된 바와같이, 실린더(1)는 금속재질로써 원통형상으로 제작된 실린더몸체(2)를 포함한다. 실린더몸체(2)에는 제1포트(3) 및 제2포트(4)가 제공되어 있다. 도1에 도시된 바와같이, 몸체(2)의 우측면에 배치된 실린더몸체(2)의 개공(2a)은 금속 헤드커버(5)에 의해 밀봉되어 있다. 여기서 사용되는 '좌측'과 '우측'이란 용어는 도면에서의 왼쪽방향과 오른쪽방향을 나타낸다.

헤드커버(5)는 커버(5)가 몸체(2)의 내주면을 직접 접하도록 실린더몸체(2)에 장착되어 있다. 로드커버(6)는 스냅링(7)에 의해 실린더몸체(2)의 내측면에 고정된다. 금속피스톤(9)은 실린더몸체(2)의 내부에 수용되고 몸체(2)의 축방향으로 활주가능하게 지지되어 있다. 금속로드(8)는 도1에 도시된 바와같이, 피스톤(9)의 좌측면에 실린더몸체(2)와 동축방향으로 커플링결합되어 있다. 피스톤(9)은 실린더몸체(2)의 내부를 분할하여 2개의 압력쳄버들(10,11)을 구성한다.

피스톤(9)의 헤드면에 배치된 압력쳄버(10)는 헤드커버(5)의 내측면, 실린더몸체(2)의 내측면, 및 피스톤(9)의 우측면사이에 구성되어 있다. 제1포트(3)는 압력쳄버(10)와 연통되어 있다. 피스톤(9)의 로드측면에 배치된 압력쳄버(11)는 로드커버(6)의 내측면, 실린더몸체(5)의 내측면, 피스톤(9)의 좌측면, 및 로드(8)의 외주면사이에 구성되어 있다. 제2포트(4)는 압력쳄버(11)와 연통되어 있다. 로드(8)의 원심 끝단은 로드커버(6)의 중심에 형성된 로드개구(12)를 통해, 실린더몸체(2)로부터 외부방향으로 돌출된다. 베어링(13)은 로드개구(12) 및 로드(8)사이에 발생되는 활주저항을 감소하도록 그들의 격벽사이에 배치된다. 홈(14a)은 로드개구(12)의 격벽내에 베어링(13)보다 로드(8)의 원심 끝단에 더 가깝도록 배치된다. 환형상의 로드패킹(14)은 로드(8)의 원주면과 로드개구(12)의 격벽들간의 공간을 밀봉하도록 홈(14a)에 배치되어 있다. 피스톤(9)의 원주면내에 배치된 피스톤패킹(15) 및 피스톤링(16)은 실린더몸체(2)의 내측면에 접하여 활주이동한다.

도3(a) 및 도3(b)를 참조하면, 환형상의 리테이너링(6a)은 로드커버(6)의 우측끝단의 원주면으로부터 피스톤(9)쪽으로 돌출되어 있다. 리테이너링(6a)의 축방향길이는 D1으로 표시되어 있다. 같은 방식으로, 리테이너링(도1에서 9a)은 피스톤(9)의 우측면의 원주면으로부터 돌출되어 있다. 리테이너링(9a)의 축방향길이 또한 D1으로 리테이너링(6a)의 그것과 같다.

환형상의 리테이닝홈들(23,24)은 리테이너링들(6a,9a) 각각의 내주면을 따라 연장되어 있다. 리테이닝홈들(23,24)은 로드커버(6)의 우측면 및 피스톤(9)의 우측면과 연속되게 배치되어 있다. 환형상의 탄성 완충재(25)는 각 리테이닝 홈들(23,24)내에 장착된다.

이제, 본 실시예에 사용되는 완충재(25)에 대해 설명하기로 한다. 각 완충재(25)는 우레탄 고무로 제작되어 최적의 탄성률을 갖는다. 아크릴오니토릴 부타딘 고무(NBR), 하이드로제네이티드 아크릴오닐토릴 부타딘 고무(HNBR), 및 플루오로 고무와 같은 고무재질은 우레탄고무 대신에 완충재(25)의 재질로 사용될 수 있다. 일반적으로, 완충재(25)는 공동(空洞)형상의 원뿔형태를 갖는다.

도2(a) 및 도2(b)에 도시된 바와같이, 각 완충재(25)는 결합된 리테이닝홈(23,24)내에 장착된 기부(E1), 및 버퍼부(E2), 또는 피스톤(9)의 좌측면 또는 헤드커버(5)의 내측면에 대해 접촉하는 두께부(26)를 포함한다. 기부(E1)는 나이프 칼날과 유사한 횡단면을 갖는다. 버퍼부(E2)는 기부(E1)의 반지름방향 내측면에 구성되어 있다. 버퍼부(E2)의 두께는 기부(E1)의 두께에 대략 2배이다.

도2(a),2(b) 및 3(a)에 도시된 바와같이, 완충재(25)는 립이 제공되어 있지 않다는 점에서 종래의 완충재들과는 다르다. 따라서, 완충재(25)의 횡단면 형상은 종래의 완충재에 비해 간단하다. 완충재(25)의 횡단면은 2개의 선구획부들(도3a에서의 25a,25b) 및 구획부들(25a,25b)을 연결하는 타 선구획부들을 포함한다. 이러한 선구획부들중에, 선구획부(25a)는 피스톤(9)이 행정 끝단위치로 이동될 때에 로드커버(6)의 우측면(또는 피스톤(9)의 우측면)을 접촉할 수 있도록 평면으로 구성되어 있다. 이러한 평면은 내측면으로 명명되어 설명된다. 내측면은 완충재(25)가 변형되지 않은 상태에서는 원뿔형상이다. 같은 방식으로, 선구획부(25b)는 피스톤(9)이 타 행정끝단 위치로 이동될 때에 피스톤(9)을 접할 수 있도록 평면형상으로 구성되어 있다. 이러한 평면형상은 외측면으로 명명되어 설명된다. 외측면은 완충재(25)가 변형되지 않은 상태에서는 원뿔형상이다.

도3(a)에 도시된 바와같이, 우측 압력쳄버(11)에서, 완충재(25)의 기부E1는 완충재(25)가 로드커버(6)의 리테이닝홈(23)내에 수용될 때에, 리테이닝홈(23)의 경사진 내부격벽 및 홈(23)의 내부격벽으로부터 연장된 로드커버(6)의 우측면과 평면접촉을 이룬다. 이러한 상태에서, 버퍼부(E2)는 로드커버(6)의 우측면으로부터 이격되어 피스톤(9)의 좌측면에 대향하게 된다.

도4에 도시된 바와같이, 우측 압력쳄버(10)에서, 완충재(25)의 기부(E1)는 완충재(25)가 피스톤(9)의 리테이닝홈(24)내에 수용될 때에, 리테이닝홈(24)의 경사진 내부격벽 및 홈(24)의 내부격벽으로부터 연장된 피스톤(9)의 우측면과 평면접촉된다. 이러한 상태에서, 버퍼부(E2)는 피스톤(9)의 우측면으로부터 이격되어 헤드커버(5)의 내측면에 대향하게 된다.

여기서, 완충재(25)와 접촉하는 피스톤(9)의 표면들, 헤드커버(5), 및 로드커버(6)는 범퍼면(B)로 명명하여 설명된다.

도3(a)는 행정끝단 위치들 사이에 배치된 피스톤(9)을 보여준다. 그리하여, 완충재(25)도 압축되지 않은 상태에 있다. 이러한 상태에서, 각 완충재(25)의 버퍼부(E2)는 반지름선에 대해 30°의 각도로 경사져 있다.

도3(b)에 도시된 바와같이, 피스톤(9)이 두 행정끝단 위치들 중 어느 하나의 위치에 배치되어 있다면, 범퍼면들(B)는 결합된 완충재(25)에 압력을 가한다. 이것은 반지름방향 내측으로 기부(E1)를 절곡하여 완충재(25) 전체를 구부린다.

두께가 최대가 되는 버퍼부(E2)의 절단면은 그 두께가 리테이너링들(6a,9a)의 길이D1보다는 다소 크도록 구성되어 있다. 따라서, 피스톤(9)이 행정 끝단위치로 이동되어 완충재(25)에 충격을 가하게 될 때에, 피스톤(9)의 관성력은 완충재(25)를 축방향으로 압축한다. 하지만, 완충재(25)의 두께가 리테이너링들(6a,9a)의 길이보다 크므로, 피스톤(9)은 완충재(25)의 변형에도 불구하고 결합된 로드커버(6) 또는 헤드커버(5)와 접촉하지 않고 그 행정 끝단위치에서 정지하게 된다.

지금, 유압실린더(1)의 이동 및 완충재(25)의 작동에 대해 설명될 것이다. 로드측면 완충재(25) 및 헤드측면 완충재(25)간에는 별다른 차이가 없다. 그리하여, 다음에서는 도3(a) 및 3(b)에 도시된 바와같은 로드측면 완충재(25)에 대해서만 집중적으로 설명하기로 한다.

공기는 피스톤(9)이 헤드측면(도1에서의 우측면) 행정 끝단위치에 배치될 때에 제1포트(3)를 거쳐 압력쳄버(10)내로 유입된다. 이것은 쳄버(10)내에 압력을 증가시켜 피스톤(9) 및 로드(8)가 좌측 로드커버(6)쪽으로 이동하게 한다. 피스톤(9)의 이동은 압력쳄버내의 공기가 제2포트(4)를 거쳐 실린더(1)로부터 방출되게 한다.

피스톤(9)이 좌측행정 끝단위치로 접근할 때에, 피스톤(9)의 좌측면은 도3(a)에 도시된 바와같이, 완충재(25)의 버퍼부(E2)에 접한다. 이러한 상태에서, 완충재(25)는 압력쳄버(11)를 2개의 공간들로 분할하는데, 그중 한 공간은 완충재(25)의 반지름방향 내부에 있고, 다른 하나는 완충재(25)의 반지름방향 외부에 있다. 완충재(25)의 외부에 구성된 공간은 제2포트(4)와 연결되어 있다. 완충재(25)의 내측면에 구성된 공간은 제2포트(4)로부터 단락되어 있다. 공기는 완충재(25)의 내측면, 피스톤(9)의 좌측면, 로드커버(6)의 내측면, 및 로드(8)의 원주면간에 구성되어 있는 단락된 공간내에 밀봉되어 있다. 단락된 공간은 에어포켓(S1)을 구성하고 있다.

도3(a)에 도시된 바와같이, 피스톤(9)이 좌측행정 끝단위치로 다소 더 이동됨에 따라, 피스톤(9)의 가압력은 완충재(25)의 탄성변형을 유발시킨다. 이것은 기부(E1)를 구부려 버퍼부(E2)를 로드커버(6)의 우측면쪽으로 이동시킨다. 완충재(25)가 탄성체이므로, 완충재(25)의 복원력은 완충재(25)의 형상을 복원하도록 작용한다. 그리하여, 완충재(25)의 복원력은 피스톤(9)에 작용한다. 따라서, 피스톤(9)의 관성력은 복원력에 의해 감쇄된다. 그리하여, 충격력이 흡수되는 것이다.

완충재(25)가 구부려질 때에, 완충재(25)의 변형은 기부(E1) 및 버퍼부(E2)간에 형성된 경계점(P1)으로부터 발생한다. 완충재(25)가 변형될 때에 완충재(25) 및 로드커버(6)간의 접촉면적이 증가한다. 달리말해, 이것은 완충재(25) 및 로드커버(6)사이에서의 밀봉을 향상시킨다.

완충재(25)의 변형은 피스톤(9)이 행정 끝단위치에 도달할 때까지 증가한다. 피스톤(9)이 행정 끝단위치에 배치될 때에 완충재(25)의 내측면(25a)은 도3(b)에 도시된 바와같이, 로드커버(6)의 내측면에 접한다. 피스톤(9)의 이동증가는 완충재(25)를 압축하게 한다. 완충재(25)의 압축 후에, 압축에 의해 발생된 복원력은 피스톤(9)을 피스톤(9)의 이동방향과 반대방향으로 복원 이동시키도록 작용한다. 이것은 피스톤(9)의 관성력이 완충재(25)의 복원력에 의해 감쇄되는 결과를 낳게 된다. 따라서, 충격력은 흡수되게 된다.

피스톤(9)이 도3(a)에서의 위치에서 도3(b)에서의 위치로 이동할 때에, 에어포켓(S1)의 체적은 피스톤(9)의 이동에 따라 더 작아지게 된다. 에어포켓(S1)내에서의 점차적인 공기의 압축은 피스톤(9)에 대한 공기의 반력을 증가시킨다. 이것은 피스톤(9)에 가해진 충격력의 흡수를 증가시킨다.

피스톤(9)이 도3(b)에 도시된 바와같이 행정 끝단위치에 도달할 때에, 피스톤(9)의 충격력은 충분히 흡수되어 진다. 피스톤(9)은 정지되어 로드커버(6)와 접촉된 상태로 이동되는 것이 방지된다.

이제, 본 실시예의 장점들이 설명될 것이다. 실린더(1)의 각 완충재(25)는 완충재(25) 전체가 충격흡수과정 동안에 구부려질 수 있도록 형성, 배치되어 있다. 완충재의 변형시 발생되는 응력은 완충재(25) 전체에 걸쳐 분포된다. 그리하여, 본 실시예의 완충재(25)는 응력이 특정 위치에 집중되지 않는다는 점에서 종래의 완충재와는 차이가 있다. 더욱이, 응력집중은 완충재(25)의 압축시 발생하지 않는다. 따라서, 응력집중에 의해 유발되는 빠른 열화현상이 잘 방지될 수 있다. 이것은 장기간에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있는 고품질의 실린더(1)의 생산을 가능하게 한다.

본 실시예에서, 에어포켓(S1)은 완충재(25)의 절곡측면 또는 완충재(25)의 내측면에 구성되어 있다. 이것은 공기가 에어포켓(S1)으로부터 누출되는 것을 방지해 준다. 따라서, 공기의 압축이 잘 수행되게 된다. 이것은 충분한 크기의 반력을 제공하고 완충재(25)의 충격흡수 성능을 향상시킨다.

각 완충재(25)의 환형상은 완충재(25)가 리테이닝홈들(23,24)내에 쉽게 장착되게 하고, 에어포켓(S1)이 실린더몸체(2)내에 쉽게 구성될 수 있게 한다. 더욱이, 기부(E1)의 형상은 버퍼부(E2)의 형상과는 차이가 있다. 그리하여, 변형에 의해 완충재(25)내에 발생되는 물결주름은 일정한 형상을 갖는 완충재에 비해 덜 생기게 된다. 즉, 완충재(25)는 상대적으로 일정하게 변형한다.

완충재(25)는 리테이닝홈들(23,24)내에 느슨하게 장착된다. 이러한 구조는 접착제로 접착된 완충재에 비해 응력집중을 더 억제시킨다. 그리하여, 완충재(25)의 내구성이 향상된다. 덧붙여, 완충재(25)의 기부(E1)는 타 부분품에 고정될 필요는 없다. 이것은 완충재(25)의 설치를 용이하게 한다.

도2(c)에 도시된 바와같이, 완충재(25)는 상대적으로 단순한 횡단면을 갖는다. 그리하여, 완충재(25)의 생산이 종래의 완충재들보다 더 간단하다. 예를 들어, 주형이 완충재(25)를 성형하기 위해 사용된다면, 주형의 형상이 간단해지고 주형으로부터의 부분품 제거가 용이하게 된다.

피스톤(9)이 행정 끝단위치에 도달할 때에, 피스톤(9)은 헤드커버(5) 및 로드커버(6)와 직접 접촉되지 않는다. 이것은 종래의 피스톤들에 비해 잡음을 감소시키게 한다.

본 실시예는 아래에 설명된 바와같이 변형될 수도 있다.

오리피스관은 대기에 노출된 상태로 완충재(25)의 내측면에 구성되어 있는 에어포켓(S1)과 연통되도록 로드커버(6)내에 제공되어 있다. 오리피스관은 충격흡수 특성을 최적으로 조정하도록 제한적으로 설정되게 된다.

도4내지 도6은 또다른 실시예의 유압실린더(31)를 도시하고 있다. 실린더(31)는 제1실시예에서 구성된 완충재(25)와 다른 구조를 갖는 완충재(32)를 구성하고 있다. 완충재(32)는 완충재(32)의 반지름방향 외측부에 구성된 두께부(33)를 갖는다. 기부(E1)는 완충재(32)의 반지름방향 내측부에 구성되어 있고, 버퍼부(E2)는 완충재(32)의 반지름방향 외측부에 구성되어 있다.

완충재(32)의 횡단면은 2개의 평행한 선구획부들(32a,32b) 및 구획부들(32a,32b)을 연결하는 타 선구획부들을 포함한다. 이러한 선구획부들중에, 선구획부(32b)는 피스톤(9)이 행정 끝단위치로 이동될 때에 로드커버(6)의 우측면(또는 피스톤(9)의 우측면)과 접촉하도록 평면형상으로 구성되어 있다. 이러한 면은 내측면(32b)으로 명명되어 설명된다.

따라서, 피스톤(9)이 행정 끝단위치로 이동될 때에, 버퍼부(E2) 전체는 구부려지게 된다. 이러한 상태에서, 에어포켓(S1)은 버퍼부(E2)의 내측에 구성되어 있다. 이러한 실린더에서, 리테이닝홈(23)은 도1의 실시예에서의 리테이닝홈들보다 실린더(31)의 축에 더 가깝게 배치되어 있다. 도1의 실시예에서의 장점은 도4의 실시예에서도 또한 얻어질 수 있다.

도7은 또다른 실시예의 유압실린더(41)를 도시하고 있다. 실린더(41)는 실린더몸체(42)의 우측 끝단에 근접배치된 헤드커버(43)를 갖는다. 제1포트(3)는 헤드커버(43)내에 제공되어 있다. 로드커버(44)는 실린더몸체(42)의 좌측끝단에 근접되어 있다. 로드커버(44)에는 제2포트(4)가 제공되어 있다. 본 실시예는 완충재(32)가 커버들(43,44)내에 구성된 지지홈(23)내에 느슨하게 장착되어 있다는 점에서 앞서 설명한 실시예와는 차이가 있다.

본 실시예에서, 제1 및 제2포트들(3,4)은 결합된 압력쳄버들(10,11)을 거쳐 완충재(32)의 내측면과 연통되어 있다. 이것은 에어포켓(S1)이 완충재(32)의 외측면에 구성되는 결과를 낳는다. 본 실시예는 앞서 설명한 실시예들과 동일한 장점들을 갖는다.

도8(a),도8(b) 및 도8(c)는 또다른 실시예의 완충재(46)를 도시하고 있다. 슬릿들(48,49)은 다른면에서 제1실시예의 완충재(25)와 동일한 완충재(46)내에 제공되어 있다. 4개의 내부슬릿(48)은 상호간에 90°의 각도 간격을 갖는 상태로 버퍼부(E2)의 내측면(25a)내에 제공되어 있다. 4개의 외부슬릿(49)은 버퍼부(E2)의 외측면(25b)내에 제공되어 있어 내부슬릿(48)과 반지름방향으로 정렬된 상태로 구성되어 있다. 각 슬릿(48,49)은 완충재(46)의 반지름방향으로 연장되어 있다.

따라서, 완충재(46)가 충격력을 흡수하도록 구부려질 때에, 버퍼부(E2)내에서 근접한 슬릿들간에 발생하는 휘어짐이 슬릿들(48,49)에 의해 이루어진다. 이것은 완충재(46) 내에서의 물결주름 형성을 방지해 준다. 더욱이, 소량의 공기가 슬릿들(48,49)을 통해 에어포켓(S1)으로부터 누출된다. 그리하여, 발생되는 잡음은 완전 밀봉된 에어포켓(S1)을 갖는 실린더내에 제공된 것보다 덜 발생되게 된다. 슬릿들(48,49)은 버퍼부(E2)의 내,외측면들(25a,25b) 양쪽내에 제공될 필요가 없다. 즉, 슬릿은 내측면(25a) 또는 외측면(25b)내에 단독으로 제공되어 있다.

양 리테이닝홈들(23,24)은 피스톤(9)내에 제공되어 있다. 더욱이, 완충재는 고무보다는 합성수지로 제작된다. 실린더내에 사용되는 유체는 질소, 산소, 이산화탄소, 아르곤, 수소, 공기와 같은 가스들, 상기 가스들의 혼합기체, 또는 상기 가스들과 유사한 특성을 갖는 다른 유체를 포함한다.

이제, 본 발명에 따른 또다른 실시예는 도9내지 도11를 참조하여 설명할 것이다. 장황한 설명을 피하기 위해, 제1실시예와 유사하거나 동일한 구성요소들은 대응하는 제1실시예의 참조번호들과 유사하거나 동일하게 제공되어 있다.

도10(a), (b) 및 (c)는 완충재(125)를 도시하고 있다. 각 완충재(125)는 환형상으로 구성되고 일정한 두께를 갖는다. 완충재(125)는 기부(E1) 및 버퍼부(E2)를 포함한다. 기부(E1)은 나이프의 칼날과 유사한 횡단면을 갖는다. 버퍼부(E2)는 원심의 끝단 및 아치형 횡단면을 갖는다. 버퍼부(E2)는 기부(E1)의 반지름방향 내측에 배치되어 있다.

도9에 도시된 바와같이, 완충재(125)중의 한 기부(E1)는 로드커버(6)의 리테이닝홈(23)내에 느슨하게 장착되어 있는 반면, 타 완충재(125)의 기부(E1)은 피스톤(9)의 리테이닝홈(24)내에 느슨하게 장착되어 있다. 두께가 최대로 되는 완충재(125) 부분은 리테이너링들(6a,9a)의 길이D1보다 다소 작게 구성되어 있다.

도9 및 11(a)에 도시된 바와같이, 피스톤(9)이 행정끝단들 사이 중간쯤에 배치되어 있고 압력이 완충재(125)에 가해지지 않은 때에, 각 완충재(125)의 버퍼부(E2)는 로드커버(6) 및 피스톤(9)의 결합면들에 대해 대략 45°의 각도로 경사져 있도록 구성되어 있다. 이러한 상태에서, 버퍼부(E2)는 결합된 리테이너링들(6a,9a)로부터 외측으로 돌출되어 있다.

피스톤(9)이 도11(b)에 도시된 바와같이 우측행정 끝단위치로 이동될 때에, 피스톤(9)은 정지되어 그 우측면이 로드커버(6)의 리테이너링(6a)에 접하게 된다. 접촉 전에, 피스톤(9)은 완충재(125)와 접촉되어 있고 버퍼부(E2)는 내측방향으로 아치형을 이루고 있다. 완충재(125)의 아치형부분은 완충재(125)내에서 에어포켓(S1)을 형성한다.

따라서, 제1실시예에서와 동일한 방식으로, 피스톤(9)의 충격은 완충재(125) 및 에어포켓(S1)에 의해 흡수된다. 충격은 피스톤(9)이 우측행정 끝단위치로 이동될 때에 동일한 방식으로 흡수된다.

더욱이, 좌측행정 끝단위치는 각각이 금속으로 제작된 로드커버(6) 및 피스톤(9)간의 접촉에 의해 결정된다. 동일한 방식으로, 우측행정 끝단위치는 금속헤드커버(5) 및 피스톤(9)간의 접촉에 의해 결정된다. 따라서, 행정 끝단위치에서 피스톤(9)의 위치설정은 종래의 실린더들에 비해 보다 정확히 이루어질 수 있는 것이다.

도12는 또다른 실시예를 도시하고 있다. 이러한 형태는 도7의 실린더(41)와 동일한 실린더(131)를 구성하고 있다. 제2실시예의 완충재(125)는 실린더(131)에 사용되어 있다. 더 상세하게는, 실린더(131)는 커버들(43,44)의 리테이닝홈(23)내에 각각 느슨하게 장착된 일조의 완충재(125)를 갖는다. 리테이닝홈(23)은 커버들(43,44)내에 구성된 요홈들(132)의 내부격벽들 내에 제공되어 있다.

압력이 가해지지 않고 있는 때에, 각 완충재(125)는 커버들(43,44)로부터 실린더(131)의 축방향 중간부분쪽으로 돌출되어 있다. 피스톤(9) 및 커버들(43,44)중 어느 한쪽간의 접촉에 의해 결정되는 행정 끝단위치들중의 어느 한쪽방향으로 피스톤(9)이 이동되는 때에, 완충재(125)는 결합된 요홈(132)에 수용된다. 따라서, 제1실시예의 장점들은 또한 이러한 변형형태를 통해서도 얻어질 수 있다.

도13, 14(a), 14(b), 14(c), 15(a), 15(b)는 또다른 실시예를 도시하고 있다. 이러한 형태는 도4에 도시된 바와같은 완충재(32)와 동일한 완충재(143)를 사용하는 실린더(141)를 구성하고 있다. 완충재(143)는 완충재(143)의 압축이 최대가 될 때에, 피스톤(9)이 행정 끝단위치에서 커버들(5,6)중 어느 하나에 접하도록 배치되어 있다. 따라서, 도10의 실시예에서의 장점들은 또한 이러한 변형형태를 통해서도 얻어질 수 있는 것이다.

도16은 또다른 실시예를 도시하고 있다. 이러한 형태는 실린더(146)를 구성하고 있다. 이러한 실린더(146)에서, 도12의 실린더(131)내에 사용되는 완충재(125)는 도13에서의 두께부를 갖는 완충재(142)에 의해 교체되어 진다. 따라서, 도10의 실시예의 장점들 또한 이러한 변형형태를 통해서도 얻어질 수 있다.

이제, 본 발명에 따른 또다른 실시예는 도17내지 도19를 참조하여 설명할 것이다. 본 실시예에서, 유압실린더(201)는 제1실시예와는 다른 완충재(225) 및 리테이닝홈들(223,224)을 갖는다. 아래에서 다른 부분품이 설명될 것이다.

도17내지 도19에 도시된 바와같이, 리테이닝홈(223)은 로드커버(6)로부터 돌출한 리테이너링(6a)의 내측면을 따라 연장되어 있다. 리테이닝홈(224)은 피스톤(9)으로부터 돌출한 리테이너링(9a)의 내측면을 따라 연장되어 있다. 각 리테이닝홈들(223,224)은 로드커버(6)또는 피스톤(9)의 우측면으로부터 연속적으로 연장된 제1격벽(G1), 제1격벽(G1)에 대향하는 제2격벽(G2), 및 제1격벽(G1)과 제2격벽(G2)를 연결하는 제3격벽(G3)을 포함한다. 제3격벽(G3)은 홈들(223,224)의 저부면에 대응한다.

경사진(원뿔형상의) 면(G4)은 리테이너링(6a)내에 제2격벽(G2)로부터 연속적으로 연장되어 있다. 경사면(G4)은 리테이닝홈(223)의 폭이 피스톤(9)에 더 근접한 위치로 넓혀지도록 경사져 있다. 피스톤(9)의 리테이너링(9a)은 또한 경사면(G4)와 동일하게 구성된 경사면(미도시)을 포함한다.

각 완충재(225)는 리테이닝홈들(223,224)의 어느 한 홈내에 수용된 기부(E1), 및 버퍼부(E2), 또는 기부(E1)보다 더 두꺼운 두께부(26)를 포함한다. 기부(E1)의 두께는 리테이닝홈들(223,224)의 폭의 대략 절반이다. 기부(E1)은 리테이닝홈들(223,224)의 제1격벽(G1)을 따라 활주하는 활주면(227a)을 포함한다.

도19에서 실선으로 보여지는 바와같이, 리테이닝홈(223)의 제1격벽(G1)은 완충재(225)가 로드커버(6)의 리테이닝홈(223)에 부착될 때에, 기부(E1)의 활주면(227a)과 평면접촉된다. 게다가, 공간(28)은 기부(E1)의 이동이 반지름방향 외측으로 향하도록 리테이닝홈(223)내에 구성되게 된다. 더욱이, 버퍼부(E2)는 로드커버(6)의 내측면으로부터 이격되어 피스톤(9)쪽으로 돌출되어 있다.

같은 방식으로, 완충재(225)의 리테이닝홈(224)으로의 부착은 기부(E1)의 이동이 리테이닝홈(224)내로 향하도록 하기 위한 공간(28)을 구성함으로써 이루어진다. 버퍼부(E2)는 헤드커버(5)쪽으로 돌출되어 있다. 더욱이, 공간(28)의 체적크기는 완충재(225)의 변형이 최대로 될 때에, 기부(E1)는 제3격벽(G3)와 접촉되지 않고 반지름방향으로 이동될 수 있도록 구성된다.

공기가 제1포트(3)를 통해 전달될 때에, 압력쳄버(10) 내에서의 압력은 증가한다. 이것은 도17에 도시된 바와같이, 피스톤(9) 및 로드(8)를 이동시키고, 공기를 제2포트(4)를 통해 압력쳄버(11)밖으로 방출시킨다.

제1실시예에서와 같은 방식으로, 피스톤(9)의 우측면은 완충재(225)의 버퍼부(E2)에 접촉되어 있고 피스톤(9)이 좌측행정 끝단위치에 도달하기 전에 완충재(225)를 구부린다. 완충재(225)는 그 이후 점차적으로 압축된다. 완충재(225)의 압축은 피스톤(9)의 관성력을 흡수하고, 그리하여 피스톤(9)에 의해 발생되는 충격을 흡수한다. 이것은 피스톤(9)이 우측행정 끝단위치로 이동될 때에 같은 방식으로 이루어진다. 완충재(225)의 변형시에, 버퍼부(E2)는 압축되고 기부(E1)는 장력이 작용하는 상태로 팽창, 또는 배치된다. 기부(E1)는 완충재(225)의 탄성변형시에 기부(E1)의 공간(28)내에 반지름방향 외측으로 이동된다. 이것은 완충재(225)의 변형에 대한 저항력을 감소시키고 기부(E1) 내에서의 응력집중을 피할 수 있게 한다. 결과적으로, 응력집중에 의해 야기되는 빠른 열화현상이 방지되고 완충재(225)의 내구성이 긍정적으로 향상된다. 더욱이, 완충재(225)의 변형저항에서의 감소는 피스톤(9)이 저압 상태하에서 효율적으로 구동될 수 있도록 해준다.

더욱이, 기부(E1)는 완충재(225)의 탄성변형시에 리테이닝홈들(223,224)의 제3격벽(G3)과 접촉된다. 따라서, 기부(E1)의 이동을 관여하여 제3격벽(G3)와의 접촉에 의해 유발되는 저항력이 방지될 수 있다.

각 리테이닝홈(223,224)은 경사면(G4)에 제공되어 있다. 이것은 완충재(225)의 기부(E1)이 리테이닝홈들(223,224)의 구석부분에 접촉하는 것을 방지한다. 그리하여, 그러한 구석부분에 의해 유발되는 손상이 방지된다. 더욱이, 경사면(G4)는 홈제작기기들의 리테이닝홈들(223,224)내로의 삽입을 용이하게 한다. 따라서, 홈들(223,224)의 제작작업이 상대적으로 간단하게 된다.

이하, 본 실시예의 변형예가 설명될 것이다. 도20은 또다른 실시예를 도시하고 있다. 공간(28)의 체적크기는 완충재(225)의 변형이 최대로 될 때에 기부(E1) 및 제3격벽(G3)간에 접촉이 이루어 지도록 결정된다. 하지만, 기부(E1)가 제3격벽(G3)에 전혀 접촉하지 않은 도17의 실시예 구조는 응력의 집중을 긍정적으로 방지하므로 보다 더 바람직하게 된다. 기부(E1)의 횡단면형상은 예시된 실시예들의 형상에만 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 도21에 도시된 바와같이, 완충재(231)는 도17의 실시예에서의 기부보다 상대적으로 더 작은 기부(E1)를 갖는다. 이러한 기부(E1)의 횡단면은 직사각형부분을 포함하지 않는다. 도17의 실시예에서의 장점들은 본 형태에서도 또한 얻어질 수 있다.

도22 및 도23은 또다른 실시예를 도시하고 있다. 유압실린더(241)는 도4에서 보는 바와같은 완충재(32)와 대체적으로 동일한 구조를 갖는 완충재(242)를 구성하고 있다. 완충재(242)의 기부(E1)는 버퍼부(E2)(두께부 32)의 반지름방향 내측에 제공되어 있다. 타 부분품들은 도17에서의 구조와 동일하다. 따라서, 도17의 실시예에서의 장점들은 본 형태에서도 또한 얻어진다.

이제, 본 발명에 따른 또다른 실시예는 도24, 25(a), 25(b), 25(c), 26, 27(a), 27(b), 27(c) 및 27(d)를 참조하여 설명할 것이다. 본 실시예에서, 실린더(301)는 도17의 실시예에서의 구조와 다른 구조를 갖는다. 아래에서 다른 특징들이 설명될 것이다.

완충재(325)는 리테이닝홈들(223,224)의 어느 하나에 장착되는 기부(E1), 완충재(325)의 중심쪽으로 연장된 버퍼부(E2)를 포함한다. 기부(E1)의 두께는 리테이닝홈들(223,224)의 폭에 대략 3/4이다. 기부(E1)는 리테이닝홈들(223,224)의 어느 하나의 제1격벽(G1)과 평면접촉되는 활주면(327a)을 갖는다.

버퍼부(E2)는 제1, 제2, 및 제3부분들(E21, E22, E23)을 포함한다. 제1부분(E21)은 기부(E1)으로부터 연속적으로 연장되어 있다. 제1부분(E21)의 두께는 완충재(325)의 중심에 가까운 위치일수록 더 증가하도록 구성되어 있다. 제2부분(E2)은 제1부분(E21)으로부터 연속적으로 연장되고, 일정한 두께를 갖는다. 제3부분(E3)은 제2부분(E22)으로부터 연속적으로 연장되고, 완충재(325)의 중심에 가까운 위치일수록 더 감소하도록 구성되어 있다. 완충재(325)와 동심(同心)으로 구성된 제1밀봉원(P1)은 완충재(325)의 내면상에서의 기부(E1) 및 제1부분(E21) 사이에 형성되어 있다. 제1밀봉원(P1)과 동심으로 구성된 제2밀봉원(P2)는 완충재(325)의 내면상에서의 제2부분(E22) 및 제3부분(E23) 사이에 구성되어 있다.

도26에 도시된 바와같이, 기부(E1)의 활주면(327a)은 완충재(325)가 리테이닝홈들(223,224)중 어느 하나에 부착될 때에, 리네이닝홈들(223,224)의 제1격벽(G1)과 평면접촉되게 된다. 공간(28)은 기부(E1)가 반지름방향 외측방향으로 이동되도록 리테이닝홈들(223,224)내에 구성되어 있다. 버퍼부(E2)는 로드커버(6) 또는 피스톤(9)로부터 이격되어 있고, 피스톤(9) 또는 헤드커버(5)쪽으로 돌출되어 있다.

압력쳄버(10)내의 압력은 공기가 제1포트(3)를 통해 유입될 때에 증가한다. 이것은 피스톤(9) 및 로드(8)를 도24에서의 위치로부터 좌측으로 이동시키고 공기를 제2포트(4)를 통해 압력쳄버(11)밖으로 방출시킨다. 피스톤(9)이 도27(d)에서의 좌측행정 끝단위치에 도달할 때까지, 피스톤(9)은 도27(a),(b), 및(c)에서의 위치를 통과하면서 이동된다. 이제, 완충재(325)의 이동시 작동에 대해 설명할 것이다.

도27(a)는 피스톤(9)이 좌측으로 이동할 때에, 피스톤(9)이 완충재(25)의 제3부분(E23)에 접촉하고 있는 모습을 도시하고 있다. 이러한 상태에서, 기부(E1)의 활주면(327a)이 로드커버(6)의 제1격벽(G1)과 평면접촉상태로 수용되어 있다. 따라서, 완충재(325)의 제2부분(E23) 및 피스톤(9)간의 결합, 그리고 완충재(325)의 기부(E1) 및 로드커버(6)간의 결합은 완충재(325)의 외측면이 완충재(325)의 내측면으로부터 밀봉되게 한다.

도27(b)에 도시된 바와같이, 상기 상태로부터 좌측행정 끝단위치로의 또다른 피스톤(9) 이동은 완충재(325)의 탄성변형을 유발한다. 밀봉원(P1) 및 로드커버(6)간의 접촉은 완충재(325)의 외측면이 완충재(325)의 내면으로부터 밀봉되게 한다. 피스톤(9)이 변형하여 완충재(325)를 로드커버(6)쪽으로 구부린다. 완충재(325)의 복원력은 피스톤(9)의 진행방향과 반대방향으로 작용하고 그리하여 피스톤(9)의 관성력을 흡수한다.

도27(c)에 도시된 바와같이, 피스톤(9)의 계속적인 좌측이동은 기부(E1)의 이동이 제3격벽(G3)와의 결합에 의해 제한될 때까지, 완충재(325)의 기부(E1)를 반지름방향 외측방향으로 이동시킨다. 완충재(325)의 밀봉원(P2)은 로드커버(6)와 접촉한다. 이런 점에서, 완충재(325)의 제1 및 제2부분들(E21,E22)은 로드커버(6)와 평면접촉되게 된다. 이것은 완충재(325)의 내,외측면간의 밀봉을 강화시킨다.

도27(d)에 도시된 바와같이, 피스톤(9)이 좌측행정 끝단위치에 도달할 때에, 피스톤(9)의 가압력은 완충재(325)의 제3부분(E23)을 로드커버(6)쪽으로 구부린다. 피스톤(9)은 대략 완충재(325)의 외측면 전체가 평면일 때에 정지한다.

상술한 바와같이, 제1밀봉원(P1)은 완충재(325)의 탄성변형의 관성단계 동안에 기능을 수행하고 제2밀봉원(P2)은 탄성변형의 끝단계 동안에 기능을 수행한다. 따라서, 고 밀봉성능은 단지 하나의 밀봉원을 갖는 완충재들과 비교해 볼 때에 완충재(325)의 탄성변형시 얻어진다. 밀봉원의 갯수는 2개에만 한정되는 것은 아니고 그 이상으로 증가될 수도 있다.

기부(E1)가 제3격벽(G3)에 접촉할 때에, 반지름방향 외측방향으로의 완충재(325)의 또다른 이동은 제한된다. 이것은 제1 및 제2밀봉원들(P1,P2)의 또다른 이동을 제한한다. 따라서, 이것은 완충재의 마모를 억제하고 밀봉성능이 장기간에 걸쳐 유지될 수 있게 한다.

더욱이, 완충재(325)의 탄성변형은 2단계 방식으로 발생한다. 이것은 완충재의 행정범위를 확대하게 하고 그리하여 뛰어난 충격흡수능력을 공고히 하게 한다.

도28 및 도29는 또다른 실시예를 도시하고 있다. 이러한 형태는 버퍼부(E2)가 완충재(342)의 반지름방향 외측면에 배치되어 있을 때에, 기부(E1)가 완충재(342)의 반지름방향 내면에 제공되어 있다는 점에서 도24의 실시예와 다르다. 완충재(342)의 부착위치는 도4에 도시된 형태와 동일하다. 따라서, 이러한 형태는 도24에 도시된 실시예 및 도4에 도시된 실시예의 결합형이다. 그리하여, 이러한 실시예들의 결합 장점들이 얻어 질수 있다.

이제, 본 발명에 따른 또다른 실시예는 도30내지 33을 참조하여 설명할 것이다. 유압실린더(401)는 실린더몸체(402), 헤드커버(405), 로드커버(406), 피스톤(415), 및 로드(416)를 포함한다.

피스톤(415)은 몸체(402)내에 활주가능하게 수용되어 있다. 압력쳄버들(417,418)은 피스톤(415)에 의해 분리되어 있다. 패킹(421)은 압력쳄버들(417,418)을 각각으로부터 밀봉하도록 피스톤(415)의 원주면 주위에 배치되어 있다. 우측 압력쳄버(417)는 헤드커버(405)내에 구성된 요홈(409)과 연결되어 있다.

로드(416)의 일끝단은 피스톤(415)내에 나합되어 있다. 로드(416)의 타끝단은 로드커버(406)를 통하여 실린더(401)로부터 외측방향으로 돌출되어 있다. 베어링(419)은 로드(416) 및 로드커버(406)간에 활주저항을 감소시키도록 로드커버(406)내에 구성되어 있다. 패킹(420)은 로드커버(406) 및 몸체(402)간의 공간을 밀봉하도록 로드커버(406)내에 제공되어 있다.

헤드커버(405)내에 구성된 제1포트(403)는 통로(408)를 경유하여 우측 압력쳄버(417)에 연결되어 있다. 로드커버(406)내에 구성된 제2포트(404)는 통로(410)를 경유하여 좌측 쳄버(418)에 연결되어 있다. 그리하여, 공기가 제1포트(403)를 통해 우측 압력쳄버(417)내로 보낼질 때에, 도30에서 보여지는 바와같이, 피스톤(415) 및 로드(416)는 좌측으로 이동된다. 공기가 제2포트(404)를 통해 좌측 압력쳄버(418)내로 보내질 때에, 도30에서 보여지는 바와같이, 피스톤(415) 및 로드(416)는 우측으로 이동된다.

금속과 같은 강체로 제작된 링형상의 스톱퍼(429)는 몸체(402)내에 제공되어 있다. 이러한 실시예에서, 각 스톱퍼(429)는 알루미늄으로 제작되고 피스톤(415)의 외경과 대략 동일한 외경을 갖는다. 일 스톱퍼(429)는 헤드커버(405)의 내측면에 배치되어 있고 타 스톱퍼(429)는 로드커버(406)의 내측면에 배치되어 있다. 피스톤(415)이 스톱퍼(429)중 하나에 결합될 때에, 피스톤(415)의 이동은 제한된다. 공기안내홈(412)은 각 스톱퍼(429)에 제공되어 있다. 안내홈(412)은 헤드커버(405) 및 로드커버(406)의 내측면에 반지름방향으로 연장되어 있다.

돌출편(415a)은 피스톤(415)의 우측끝단 중심으로부터 돌출되어 있다. 밀착홈(428)은 돌출편(415a)의 원주면 주위에 구성되어 있다. 완충재(425)는 밀착홈(428)내부 및 피스톤(415)의 각 면상의 로드(416)상에 밀착되어 있다. 완충재(425)는 피스톤(415)에 근접하여 배치되어 있다.

각 완충재(425)는 원형의 저면부(426)를 갖는다. 저면부(426)의 반지름ㅇ향 내부 부분품은 피스톤(415)의 좌,우측면과 접촉되어 있다. 저면부(426)의 반지름방향 외측 부분품에서 피스톤(415)과 직면하고 있는 면은 볼록형상이고 피스톤(415)으로부터 이격되어 있다. 슬릿(424)는 립(427)을 형성하도록 각 완충재(425)의 저면부(426)의 반지름방향 외측 부분품내에 제공되어 있다. 립(427)은 헤드커버(405) 및 로드커버(406)내에 제공된 공기안내홈(412)에 대향하도록 배치되어 있다.

공기가 제1포트(403)를 통해 헤드측면 행정위치에 배치된 피스톤(415)으로 공급될 때에, 도30에 보여진 바와같이, 헤드측면 압력쳄버(417)내의 압력은 증가하고 피스톤(415) 및 로드(416)를 좌측으로 이동시킨다. 이것은 로드측면 압력쳄버(418)내의 공기를 제2포트(404)를 통해 외측으로 방출하게 한다.

공기가 제2포트(404)를 통해 공급된다면, 도30에서 보여진 바와같이 압력쳄버(18)내의 압력은 증가하고 피스톤(415) 및 로드(416)를 우측으로 이동시킨다. 이것은 헤드측면 압력쳄버(417)내의 공기를 제1포트(403)를 통해 외측으로 방출시키게 한다.

이제, 피스톤(415)의 이동에 대해 설명할 것이다. 도31(a)에 도시된 바와같이, 피스톤(415)이 행정끝단 위치로부터 복원될 때에, 제1갭a는 완충재(425) 및 피스톤(415)간에 구성되어 있고, 제2갭b는 립(427) 및 저면부(426)간에 구성되어 있다. 갭들a 및 b는 각 완충재(425)의 완충재 행정L내에 구성되어 있다.

공기가 압력쳄버(418)내에 유입되어 피스톤(415)이 우측행정 끝단위치 근처에 도달할 때에, 완충재(425)의 립(427)은 헤드커버(405)의 내측면에 접촉한다. 이러한 상태에서, 완충재(425)는 압력쳄버(427)를 2개의 공간으로 분리한다.

2개의 공간들 중에, 완충재(425)의 외측면 및 헤드커버(405)간에 구성된 공간은 제1포트(403)와 연결되어 있다. 완충재(425)의 외측 실린더면 및 몸체(402)간에 구성된 타 공간은 제1포트(403)로부터 단락되어 있고 그리하여 에어포켓(S1)을 형성한다.

도31(b)에 도시된 바와같이 피스톤(415)이 대략 행정끝단 위치에 도달할 때에, 피스톤(415)의 가압력은 완충재(425)를 탄성적으로 변형시킨다. 이것은 저면부(426)에 립(427)을 접촉시키고 제2갭b를 제거하게 한다. 피스톤(415)이 행정끝단 위치에 도달할 때에, 피스톤(415)은 헤드커버(405)의 내면에 대래 완충재(425) 전체를 가압한다. 이것은 완충재(425) 전체를 압축하고 제1갭a를 제거하게 한다. 피스톤(415)의 이동은 결합 스톱퍼(429)와의 결합에 의해 정지된다.

피스톤(415)의 이동이 정지된 후에, 공기가 압력쳄버(417)내로 공급된다. 피스톤(415)이 대향방향으로 이동을 시작할 때에, 압력쳄버(417)내의 공기는 공기안내홈(412)으로 유입되고 헤드커버(405)로부터 완충재(425)의 분리를 용이하게 한다.

본 실시예에서, 완충재(425)의 탄성변형 및 압축시에, 완충재(425)의 복원력은 피스톤(415)의 진행방향과 반대방향으로 작용한다. 복원력은 피스톤(415)이 스톱퍼(415)와 결합할 때에, 피스톤(415)의 이동에 의해 제공되는 관성력을 상쇄시키고 제공되는 충격을 흡수한다.

에어포켓(S1)의 체적은 피스톤(415)이 행정끝단 위치에 도달함에 따라 더 작아지게 된다. 이것은 에어포켓(S1)내의 공기를 압축한다.

도35(a)는 종래의 완충재(56)를 도시하고 있다. 도31(a)의 실시예에서와 같은 동일한 완충재 행정L을 얻기 위해, 종래의 완충재(56)가 본 실시예의 갭들a,b의 거리합과 동일한 립(56b) 및 저면부(56a)간의 갭이 제공되게 하여야 한다. 이러한 경우에, 립(56b) 및 저면부(56a)간의 갭이 본 실시예의 립(427) 및 저면부(426)간의 갭보다 더 넓으므로, 응력은 완충재(56b)의 저면끝단에 집중되는 경향이 있게 된다. 이것은 완충재의 빠른 열화현상을 유발시킨다.

하지만, 도31(a)의 실시예는 종래 완충재의 갭보다 더 좁게 구성된 립(426) 및 저면부(426)간의 갭을 갖는다. 이것은 완충재의 내구성을 향상시킨다.

실린더(401)내에 장착된 스톱퍼(429)는 금속과 같은 강체로 제작되어 있다. 그리하여, 스톱퍼(429)는 스톱퍼(429)가 충격이 가해짐에도 불구하고 변형되지 않는다는 점에서 탄성물질로 제작된 스톱퍼들과는 차이가 있다. 이것은 행정 끝단위치에 정확히 정지될 수 있도록 하는 피스톤(415)의 성능을 향상시킨다.

스톱퍼(429)는 헤드커버(405) 및 로드커버(406)에 고정되어 있다. 이것은 스톱퍼(429)가 피스톤(415)상에 제공된 경우에 비해, 이동체인 피스톤(415)의 중량을 감소시킨다. 따라서, 스톱퍼(429)는 피스톤(415)의 이동을 방해하지 않는다.

도30의 실시예는 아래에 설명된 형태로 변형될 수 있다. 도32에 도시된 바와같이, 2개의 립(427)은 저면부(426)의 원주부에 제공되어 있다. 이러한 상태에서, 립들간에 구성된 갭들a,b, 및c에 따라 결정되는 완충재 행정La는 제5실시예의 완충재 행정L보다 더 크도록 구성된다. 이러한 구조는 립들의 저면끝단들에서의 응력을 균등 분포시킨다. 완충재에 단일 립(427)이 제공된다면, 응력은 립(427)상에 집중된다. 그리하여, 완충재(431)의 열화현상은 2개의 립(427)을 제공함에 의해 더 상쇄되어진다. 더욱이, 완충재(431)는 3개 또는 그 이상의 립(427)으로 제공될 수 있다.

도33(a)에 도시된 바와같이, 저면부(426)의 외경은 립(427)의 외경보다 더 작도록 구성되어 있다. 도33(b)에 도시된 바와같이, 완충재(446)는 평면형상인 피스톤에 직면하고 있는 면을 갖는다.

스톱퍼(429)의 재질은 알루미늄에만 국한되지 않는다. 금속들 또는 세라믹의 타 형태들도 스톱퍼(429)의 재질로써 사용될 수 있다. 스톱퍼(429)의 형상은 환상형일 필요는 없다. 스톱퍼(428)는 또한 실린더몸체(402) 내면상 또는 피스톤(415)의 끝단면들 상의 어느 위치에 배치되어 있다. 피스톤(415)이 행정끝단 위치에 정확히 정지하거나 스톱퍼(429)가 실린더(401)의 구조로부터 제외될 필요는 없다.

스톱퍼(429)는 헤드커버(405) 및 로드커버(406)의 내부 끝단면상에 전체적으로 형성될 수 있다. 이것은 스톱퍼(429)가 별개의 부분품으로 구성될 때와 비교하여, 실린더의 결합을 용이하게 한다.

슬릿은 립들을 형성하는 완충재(425)의 내부 원주면내에 제공될 수 있다. 두 개의 완충재중 어느 하나는 헤드 및 로드커버들상에 제공될 수 있다. 완충재(425)는 고무이외에 수지물로 제작될 수 있다.

여기서, 비록 본 발명이 그에 따른 바람직한 다수의 실시예로서 도시되어 설명되고는 있지만, 그러한 기술에 경험을 갖고 있는 경험자라면 그 기술의 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여타 변형 형태로 달리 실시될 수 있음을 명백히 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 도시된 특정 실시예로만 한정하여 이해되지 않고, 첨부된 청구항들내에 청구된 특징을 포함하고 그와 동일한 범위내에 적용할 수 있는 모든 가능한 실시예들로 변형될 수 있다.

본 발명에 따른 유압실린더는 실린더몸체, 피스톤, 피스톤을 왕복운동시키기 위한 유체공급장치, 피스톤에 연결되고 실린더몸체로부터 연장된 로드, 피스톤의 이동을 제한하는 제1 및 제2범퍼면, 완충재 리테이너과 제1 및 제2범퍼면들간에 배치되는 링형상의 엘라스토머 완충재를 구비하고 있으므로 고 충격흡수 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

Claims

내부에 중공형상의 폐쇄공간을 구비한 실린더몸체(2)와, 상기 실린더몸체(2)내에 활주가능하게 수용되며 폐쇄공간을 두 개로 분리하여 제1 및 제2압력쳄버들(10, 11)을 형성하는 피스톤(9)과, 상기 제1 및 제2압력쳄버들중 한 쳄버내에 유체를 수용함에 의해 제1행정끝단 및 제2행정끝단 사이에서 왕복 운동하도록 상기 각 쳄버에 유체를 공급하는 수단과, 상기 피스톤(9)에 연결되어 실린더몸체(2)의 바깥쪽으로 돌출되는 로드(8)를 구비한 유압실린더에 있어서, 서로 대면하도록 그 일면은 피스톤(9)에 고정되고 타면은 실린더에 고정되며, 상기 피스톤(9)이 상기 제1행정끝단에 도달할 때에 서로에 대해 접근하고 피스톤(9)이 상기 제2행정끝단쪽으로 이동할 때에 서로로부터 멀어지며, 상기 실린더에 고정되어 상기 피스톤(9)의 이동을 제한하고 상기 제1행정끝단의 위치를 결정하는 제1 및 제2범퍼면들(B); 상기 제1범퍼면에 연결된 환형상의 완충재 리테이너(23, 24); 및 상기 제1 및 제2범퍼면들간에 위치되어 상기 피스톤(9)이 상기 제1행정끝단에 도달할 때에 발생하는 충격을 변형 및 완충하고, 일반적으로 공동원뿔절편(section)에 해당하는 형상을 갖는 링형상의 엘라스토머 완충재(25)를 포함하고, 상기 완충재는, 완충재(25)가 제 1범퍼면의 바로 가까이에 유지되도록 완충재리테이너(23, 24)에 의해 유지되는 기부(E1); 및 제 1범퍼면으로부터 이격된 상기 기부(E1)에 연결되고, 제 1범퍼면과 접촉하기 위한 것으로서 피스톤(9)이 상기 제1행정끝단에 접근할 때에 상기 제2범퍼면과 원형밀봉을 형성하는 외측면 및 제 1범퍼면과 대면하는 내측면을 갖는 버퍼부(E2)를 구비하고, 상기 원형밀봉은 충격을 더 완충하도록 작용하는 유체포켓(S1)을 만들며, 상기 완충재(25)는 피스톤(9)이 상기 제1행정끝단에 접근할 때에 버퍼부(E2)가 그 탄성력에 반대하여 상기 제1범퍼면쪽으로 이동하도록 구부려지며, 상기 버퍼부(E2)는 피스톤(9)이 상기 제1행정끝단으로부터 상기 제2행정끝단쪽으로 이동될 때에 그 탄성력으로 인해 상기 제1범퍼면으로부터 멀어지고, 상기 리테이너(23, 24)는 완충재(25)가 변형될 때에 상기 범퍼면에 대한 상기 기부(E1)의 이동을 허용하는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 기부(E1)는 상기 완충재(25)에서의 링내측원주에 배치되고 상기 버퍼부(E2)는 상기 기부(E1)의 반지름방향 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 기부(E1)는 상기 완충재(25)에서의 링외측원주에 배치되고, 상기 버퍼부(E2)는 상기 기부(E1)의 반지름방향 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 버퍼부(E2)의 두께는 상기 기부(E1)의 두께와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 완충재 리테이너(23, 24)는 환형상인 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제5항에 있어서, 상기 환형상의 리테이너(23, 24)는 상기 제1범퍼면과 이어지게 연장된 내측 격벽을 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제5항에 있어서, 상기 환형상의 리테이너(23, 24)는 상기 실린더와 동축상으로 구성된 원뿔형상 면을 포함하고, 상기 완충재(25)는 상기 완충재가 변형되지 않은 때에 상기 원뿔형상 면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제5항에 있어서, 상기 환형상의 리테이너(23, 24)는 반지름방향 외측으로 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제5항에 있어서, 상기 환형상의 리테이너(23, 24)는 반지름방향 내측으로 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 완충재(25)는 완충재가 탄성적으로 변형될 때에 잔주름이 상기 완충재상에 형성되지 않도록 방지하기 위한 다수의 슬릿을 갖는 것을 특징으로 하는 유압 실린더.
제1항에 있어서, 상기 완충재 리테이너(23, 24)는, 상기 피스톤(9)이 상기 제1행정끝단에 도달하고 상기 완충재의 버퍼부(E2)가 소정 양 만큼 변형된 후, 상기 제2범퍼면에 붙이어지는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 리테이너(23, 24)는 상기 완충재(25)가 상기 범퍼면(B)에 의해 압착될때에 상기 기부(E1)가 반지름방향으로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 버퍼부(E2)는 상기 기부(E1)에 연결되고, 상기 각 완충재의 중심쪽으로 증가하는 두께를 갖는 제1부분(E21); 상기 제1부분(E21)에 연결되고, 균일한 두께를 갖는 제2부분(E22); 및 상기 제2부분(E22)에 연결되고, 상기 각 완충재의 중심쪽으로 감소하는 두께를 갖는 제3부분(E23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제13항에 있어서, 상기 각 완충재는 각 완충재의 탄성변형의 초기단계에서 밀봉을 형성하도록 상기 기부(E1) 및 제1부분(E21)간에 배치된 제1밀봉선(P1); 및 각 완충재의 탄성변형의 최종단계에서 밀봉을 강화하도록 상기 제1부분(E21) 및 제2부분(E22)간에 배치된 제2밀봉선(P2)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 완충재는 그로부터 연장된 립을 갖는 것을 특징으로 하는 유압실린더.
제1항에 있어서, 상기 기부(E1)는 상기 리테이너(23, 24)에 의해 느슨하게 유지되는 것을 특징으로 하는 유압실린더.