JP6983143B2 - 1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置 - Google Patents

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Description

本発明は1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置に関し、より詳しくはシリンダーに流入するか排出される空気によってピストンが前後に繰り返し移送しながら振動対象物に振動を加えるエア振動発生装置に関する。
一般に、振動発生装置は、コンプレッサー(compressor)で発生した空気圧を受けて一定の区間でピストンが往復運動するようにし、これを用いて対象物に振動又は衝撃を加えるための機械的装置である。
すなわち、外部から供給された圧縮空気などがシリンダーの内部に供給されれば、シリンダーの内部流体の移動経路に沿って前後に繰り返し直線移動するピストンとの衝突によって外部対象物に振動を繰り返し伝達する方式で作動する。
このような振動発生装置に係わる技術が大韓民国特許登録第0357699号に開示されている。
特許文献1の振動発生装置は、シリンダーに流入するか排出される空気によってピストンが前後に繰り返し移送し、前記ピストンに結合された物体が振動することができるように構成された振動発生装置に関するもので、一定の長さを有するロッド部の後端部に相対的に直径の大きな押圧スライド部が連続的に形成され、内部には空気が流入する空気流入孔及び空気が排出される空気排出孔を有する空気案内孔が後端部で開口するように一定の区間に形成され、前記押圧スライド部の端部中央には空気チャンバーが空気案内孔と連通するように形成されたピストンと、内部に前記ピストンの押圧スライド部が挿入されてスライドし、後端部が密閉した押圧スライドガイド孔とロッド部が挿入されてスライドする貫通ロッドガイド孔とが連通するように形成され、前記押圧スライドガイド孔には空気が流入する空気流入孔が外部と連通するように形成され、前記ロッドガイド孔には空気が排出される空気排出孔が外部と連通するように形成され、前記空気排出孔と一致する内周面の周りには空気を空気排出孔に誘導する空気排出誘導孔が形成されたシリンダーとを含んでなることを特徴とする。
しかし、特許文献1の振動発生装置は、後進は1次圧力で、前進は2次圧力で作動する回路構造になって前後進ポートの間で往復運動するようになっている。前進動作を詳細に検討してみれば、2次圧力によって排気ポートまで到逹した後、2次圧力の供給が遮断されるとともに排気され、遮断された2次圧力が急激に低下した後、ポート前進加速度と衝撃物体との追突によって前進加速度移送距離は段々短くなり、動作が復帰して繰り返し動作し、ピストンとの衝突によって往復ストロークが段々短くなってロッドが停止する問題点がある。
大韓民国特許登録第0357699号公報(登録日:2002.10.08)
本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたもので、コンプレッサー(compressor)から供給された高圧によって一定に供給される1次圧力によるピストン前進、密閉した圧縮空気のクッションによるピストン停止及び復帰、ピストン後進の動作によって作動することにより、ピストンの前進衝撃時にピストンが停止する現象を防止することができるエア振動発生装置を提供することにその目的がある。
前記目的を達成するために、本発明は、ヘッド部、前記ヘッド部の両端に連結される第1及び第2ロッド部、前記第1ロッド部に隣接するように前記ヘッド部の一側面に形成された後退加圧面、及び前記ヘッド部の他側面に形成された前進加圧面を含んでなり、前記第1ロッド部が露出された状態で前後進するピストンと、前記ピストンのヘッド部がスライド移動することができるように形成されたガイド孔、前記ガイド孔と連通するように表面に形成さ、前記前進加圧面に隣接するように形成された空気流入孔、前記ガイド孔と連通するように表面に形成された空気排出孔、前記ガイド孔の一側で前記空気流入孔に隣接して形成された空気供給ライン、及び前記ガイド孔の他側で端部が前記空気排出孔と連通するように形成された空気回収ラインを含むシリンダーとを含み、前記空気流入孔を通じてコンプレッサーの高圧で一定に供給された1次圧力の遮断なしに前記前進押圧面を押圧して前記ヘッド部を前進させ、圧縮空気によって復帰するに従って反力及び2次圧力の急低圧現象によって押圧力が減少することによって前記ピストンを後退させることを特徴とする。
また、本発明は、ヘッド部、前記ヘッド部の一端に連結され、露出状態で前後進する第1ロッド、前記ヘッドの他端に連結される第2ロッド部、前記第2ロッド部から前記ヘッド部の内部まで軸方向に形成され、前記ヘッド部側の出口が閉鎖部材によって閉鎖された空気案内ライン、前記空気案内ラインの一端から前記ヘッド部の外周面まで円周方向に貫設された放射状の連結ライン、前記空気案内ラインの他端から円周方向にそれぞれ貫設された放射状の空気流入ライン及び空気排出ライン、前記第1ロッド部に隣接するように前記ヘッド部の一側面に形成された後退押圧面、及び空気流入孔に隣接するように前記ヘッド部の他側面に形成された前進押圧面を含むピストンと、前記ピストンのヘッド部がスライド移動することができるように内部にガイド孔が形成され、表面に前記ガイド孔と連通する空気流入孔及び空気排出孔がそれぞれ形成されたシリンダーとを含み、前記空気流入孔を通じてコンプレッサーの高圧で一定に供給された1次圧力の遮断なしに前記前進押圧面を押圧して前記ヘッド部を前進させ、圧縮空気によって復帰するに従って反力及び2次圧力の急低圧現象によって押圧力が減少することによって前記ピストンを後退させることを特徴とする。
前記空気供給ラインは前記ガイド孔の内周面の上端に形成され、前記空気回収ラインは前記ガイド孔の内周面の下端に形成されることができる。
前記空気供給ラインは前記ガイド孔の内周面の前後に形成されたバイパスラインであり、入口と出口の間隔がピストンのヘッド部の長さより長く形成されることができる。
前記ヘッド部の後退押圧面とこれに隣接した外周面に前記連結ラインと連通するように連結溝が形成されることができる。
本発明によれば、コンプレッサー(compressor)から供給された高圧によって一定に供給される1次圧力によるピストン前進、密閉した圧縮空気のクッションによるピストン停止及び復帰、ピストン後進の動作で作動することにより、ピストンの前進衝撃時にピストンが停止する現象を防止する効果がある。
本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置を示す分解斜視図である。 本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。 本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置の作動状態を示す断面図である。
本発明の前記のような目的、特徴及び他の利点は、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明することによってより明らかになるであろう。以下、添付図面に基づいて本発明の実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置を詳細に説明する。
図1〜図5を参照すると、本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置10は、大別してシリンダー100及びピストン200を含み、シリンダー100の内部に空気を供給し、空圧によってピストン200が往復運動する装置である。
シリンダー100は、胴体110、前方キャップ120及び後方キャップ130を含む。
胴体110は、円筒状に形成された内部に後述するピストン200のヘッド部230がスライドするようにガイド孔112が長手方向に貫設され、外周面の後端に空気流入孔114がガイド孔112と直交する方向に貫設される。
胴体110は、ガイド孔112の内周面の上端に空気供給ライン116が形成され、ガイド孔112の内周面の下端に第1空気回収ライン118が形成される。
空気供給ライン116はガイド孔112の内周面の前後に形成されたバイパスラインであり、空気流入孔114に隣接した垂直方向の入口と胴体110の先端に隣接した垂直方向の出口がそれぞれ形成され、入口及び出口を水平方向に連結した形状に形成される。ここで、空気供給ライン116は入口と出口の間隔がピストン200のヘッド部230の長さより長く形成されることが好ましい。
第1空気回収ライン118は空気供給ライン116の入口及び出口の間であるガイド孔112の内周面後端に入口が形成され、入口から水平方向に胴体110の後壁面まで貫設される。
一方、本実施例において、1次圧力とはコンプレッサー(compressor)から供給された高圧で一定に供給される圧力を言い、2次圧力とは1次圧力と同一であったが、ピストン200の後退過程で1次圧力の遮断と同時に圧力が減少して急に低圧に変わった圧力を言う。
前方キャップ120は、胴体110の前方に後端が挿入配置され、胴体110との結合面に気密を維持するように挿入面にOリング(O−ring)を備えてボルトなどによって締結され、内部に第1ロッドガイド孔122が形成される。
第1ロッドガイド孔122は、ピストン200の第1ロッド部210がスライドするように、前方キャップ120の内部に長手方向に貫設される。
後方キャップ130は、胴体110の後方に先端が挿入配置され、胴体110との結合面に気密を維持するように、挿入面にOリングを備えてボルトなどによって締結され、第2ロッドガイド孔132、空気排出孔134、連結孔136及び第2空気回収ライン138を含む。
第2ロッドガイド孔132は、ピストン200の第2ロッド部220がスライドするように、後方キャップ130の内部に長手方向に貫設される。
空気排出孔134は後方キャップ130の外周面上端に第2ロッドガイド孔132と直交する方向に貫設される。
連結孔136は、胴体110の内周面後端に挿入される後方キャップ130の先端外周面に、胴体110の空気流入孔114と連通するように、横方向に貫設される。
ここで、連結孔136のうち外周面に形成された入口は上下又は上下左右に形成されるが、出口側は内周面の周囲に沿って形成されるので、ピストン200の前進時、ヘッド部230の前進押圧面232aの全体に空気圧が加わる。
一方、連結孔136の出口側はピストン200の第2ロッド部220の外周面と密着する内周面が後方キャップ130の前面まで開口し、開口した空間が互いに連通するようになる。
第2空気回収ライン138は、胴体110に形成された“L”字形の第1空気回収ライン118と先端が連通するように“L”字形に形成され、後端が後方キャップ130に直立するように形成された空気排出孔134と連通するように連結される。
ピストン200は、第1ロッド部210、第2ロッド部220及びヘッド部230からなる。図2を参照すると、本実施例は、第1ロッド部210がヘッド部230の左側に配置され、第2ロッド部220はヘッド部230の右側に配置されるものとして例示する。
ヘッド部230は胴体110のガイド孔112に沿って移動して、第1ロッド部210は前方キャップ120の第1ロッドガイド孔122に沿って移動し、第2ロッド部220は後方キャップ130の第2ロッドガイド孔132に沿って移動するようになる。
第1ロッド部210はシリンダー100の前方キャップ120の第1ロッドガイド孔122を通じて外部に突出して対象物を打撃するようになり、第2ロッド部220及びヘッド部230は胴体110及び後方キャップ130の内部に位置する。
第1ロッド部210の端部には雄ネジ部又は雌ネジ部などが形成されることで、隣接した対象物と締結できる。
ヘッド部230は、第2ロッド部220と連結された後面が前進押圧面232aであり、第1ロッド部210と連結された前面が後退押圧面232bである。
本発明によれば、空気流入孔114から流入した空気と同じ圧力の1次圧力で前進押圧面232aを押圧し、空気の圧力損失なしにヘッド部230を前進させるようになる。
本発明の第1実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置10の作動過程を図2〜図5に基づいて説明すれば次のようである。
まず、ピストン200のヘッド部230がシリンダー100のガイド孔112の後方に位置する状態で空気流入孔114を通じてコンプレッサーから供給された高圧で一定に供給される1次圧力の遮断なしに連結孔136に移動しながらヘッド部230の前進押圧面232aを1次圧力で押すようになる。
続いて、ピストン200が前進すれば、空気供給ライン116の入口を塞げていたヘッド部230が入口を開放することにより、空気が空気供給ライン116を通じて流入してから出口に吐き出されながらヘッド部230の後退押圧面232bを後方に押すようになる。
この場合、第1空気回収ライン118がヘッド部230によって閉鎖した状態なので、シリンダー100の内部空気が外部に排出されることができなく、ピストン200を復帰させるに従って反力及び2次圧力の急低圧現象によって押圧力が減少することによってピストン200を後退させる。
続いて、第1空気回収ライン118を塞げていたヘッド部230が後方に移動して第1空気回収ライン118を開放すれば、内部空気が第1空気回収ライン118及び第2空気回収ライン138を経て空気排出孔134を通じて外部に排出される。
続いて、空気流入孔114を通じて流入した空気の損失なしに連結孔136に移動しながらヘッド部230の前進押圧面232aを1次圧力で押すようになり、その後には前述した過程と同様に移動するようになる。
図6及び図10を参照すると、本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置20は、大別してシリンダー300及びピストン400を含み、シリンダー300の内部に空気を供給し、空圧によってピストン400が往復運動する装置に関するものである。
シリンダー300は、胴体310、前方キャップ320及び後方キャップ330を含む。
胴体310は、円筒状に形成された内部に、後述するピストン400のヘッド部430がスライドするように、ガイド孔312が長手方向に貫設され、外周面の後端に空気流入孔314がガイド孔312と直交する方向に貫設される。
一方、本実施例において、1次圧力とはコンプレッサー(compressor)から供給された高圧で一定に供給される圧力を言い、2次圧力とは1次圧力と同一であったが、ピストン400の後退過程で1次圧力の遮断と同時に圧力が減少して急に低圧に変わった圧力を言う。
前方キャップ320は、胴体310の前方に後端が挿入配置され、胴体310との結合面に気密を維持するように、挿入面にOリングを備えてボルトなどによって締結され、内部に第1ロッドガイド孔322が形成される。
第1ロッドガイド孔322は、前方キャップ320の内部にピストン400の第1ロッド部410がスライドするように、長手方向に貫設される。
後方キャップ330は、胴体310の後方に先端が挿入配置され、胴体310との結合面に気密を維持するように、挿入面にOリングを備えてボルトなどによって締結され、第2ロッドガイド孔332、空気排出孔334及び連結孔336を含む。
第2ロッドガイド孔332は、後方キャップ330の内部にピストン400の第2ロッド部420がスライドするように、長手方向に貫設される。
空気排出孔334は、後方キャップ330の外周面上端に、第2ロッドガイド孔332と直交する方向に貫設される。
連結孔336は、胴体310の内周面後端に挿入される後方キャップ330の先端外周面に胴体310の空気流入孔314と連通するように、横方向に貫設される。
ここで、連結孔336のうち外周面に形成された入口は上下又は上下左右に形成されるが、出口側は内周面の周囲に沿って形成されるので、ピストン400の前進時にヘッド部430の前進押圧面432aの全体に空気圧が加わる。
一方、連結孔336の出口側は、ピストン400の第2ロッド部420の外周面と密着する内周面が後方キャップ330の前面まで開口し、開口した空間が互いに連通するようになる。
ピストン400は、第1ロッド部410、第2ロッド部420及びヘッド部430を含んでなり、内部に空気案内孔412、閉鎖部材412a、空気流入ライン414、空気排出ライン416及び連結ライン418を含む。図6を参照すると、本実施例は、第1ロッド部410がヘッド部430の左側に配置され、第2ロッド部420はヘッド部430の右側に配置されるものとして例示する。
ヘッド部430は胴体310のガイド孔312に沿って移動し、第1ロッド部410は前方キャップ320の第1ロッドガイド孔322に沿って移動し、第2ロッド部420は後方キャップ330の第2ロッドガイド孔332に沿って移動するようになる。
第1ロッド部410はシリンダー300の前方キャップ320に形成された第1ロッドガイド孔322を通じて外部に突出して対象物を打撃するようになり、第2ロッド部420及びヘッド部430は胴体310及び後方キャップ330の内部に位置する。
第1ロッド部410は端部に雄ネジ部又は雌ネジ部などが形成されることで、隣接した対象物と締結できる。
ヘッド部430は、第2ロッド部420と連結された後面が前進押圧面432aであり、第1ロッド部410と連結された前面が後退押圧面432bである。
本発明によれば、コンプレッサーから供給された高圧で一定に供給される1次圧力の遮断なしに空気流入孔314を通じて移動しながらヘッド部230の前進押圧面432aを1次圧力で前進させるようになる。
空気案内孔412は第2ロッド部420の背面からヘッド部430の前面まで軸方向に形成される。
閉鎖部材412aは、空気案内孔412の後端に形成された螺旋溝に締結できるように、外周面に螺旋突起が形成されることにより、空気案内孔412の後端に締結されるとき、流入した空気が連結ライン418に流動するようにする。
空気流入ライン414は第2ロッド部420の中心地点に空気案内孔412と垂直方向に連通するように放射状に形成され、シリンダー300の空気流入孔314と一致すれば空気が流入する通路である。
空気排出ライン416は空気流入ライン414から離隔した後方に空気案内孔412と垂直方向に連通するように放射状に形成され、シリンダー300の空気排出孔334と一致すればガイド孔312の空気が排出される通路である。
ここで、空気流入ライン414と空気排出ライン416は第2ロッド部420の外周面の上下頂点に二つ形成されるものとして例示したが、これに限定されず、個数の増減が可能である。
連結ライン418は閉鎖部材412a側の空気案内孔412の他端からヘッド部430の外周面端部まで連通することで、空気流入ライン414及び空気案内孔412を通じて流入した空気をヘッド部430の後退押圧面432bと前方キャップ320の間に排出させ、連結孔418a及び連結溝418bを含む。
連結孔418aは第1ロッド部410側の空気案内ライン412の一端からヘッド部430の表面まで複数が放射状に貫設され、ヘッド部430の外周面の上下頂点に二つ形成されるものとして例示したが、これに限定されず、個数の増減が可能である。
連結溝418bは連結孔418aの端部からヘッド部430の後退押圧面432bまで延びる。
本発明の第2実施例による1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置20の作動過程を図6〜図10に基づいて説明すれば次のようである。
まず、ピストン400のヘッド部430がシリンダー300のガイド孔312の後方に位置すれば、空気流入孔314、連結孔336及び空気流入ライン414が連通した状態でシリンダー300の空気流入ライン414が連結孔336を介してピストン400の空気流入ライン414と連通し、空気流入ライン414を通じて流入した空気が空気案内ライン412に流動する。
続いて、空気案内ライン412に流動した空気は連結孔336に移動しながらヘッド部430の前進押圧面432aを1次圧力で押すようになる。
続いて、ピストン400が前進すれば、空気流入ライン414の入口を塞げていたヘッド部430が入口を開放し、空気が空気流入ライン414、空気案内ライン412及び連結ライン418を通じて吐き出されるので、ヘッド部430の後退押圧面432bを後方に押すようになる。
この場合、空気排出ライン416が閉鎖している状態なので、シリンダー300の内部空気が外部に排出されることができなくなり、ピストン400を復帰させるに従って反力及び2次圧力の急低圧現象によって押圧力が減少することによってピストン400を後退させる。
続いて、空気排出ライン416を塞げていたヘッド部430が後方に移動して空気排出ライン416が開放すれば、内部空気が連結ライン418、空気案内ライン412及び空気排出ライン416を経て空気排出孔334を通じて外部に排出される。
続いて、空気案内ライン412に流動した空気は連結孔336に移動しながらヘッド部430の前進押圧面432aを1次圧力で押すようになる。その後は前述した過程と同様に移動する。
以上で添付図面に基づいて本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明がその技術的思想又は必須の特徴を変更しなくても他の具体的な形態に実施されることができることを理解することができるであろう。したがって、以上で説明した実施例は全ての面で例示的なもので、限定的なものではないと理解しなければならない。
10、20 空圧振動発生装置
100、300 シリンダー
110、310 胴体
112、312 ガイド孔
114、314 空気流入孔
116、316 空気供給ライン
118 第1空気回収ライン
120、320 前方キャップ
122、322 第1ロッドガイド孔
124、324 空気排出孔
130、330 後方キャップ
132、432 第2ロッドガイド孔
134、334 空気排出孔
136、336 連結孔
138 第2空気回収ライン
200、400 ピストン
210、410 第1ロッド部
220、420 第2ロッド部
230、430 ヘッド部
412 空気案内ライン
412a 閉鎖部材
414 空気流入ライン
416 空気排出ライン
418 連結ライン

Claims (3)

  1. ヘッド部、前記ヘッド部の両端に連結される第1及び第2ロッド部、前記第1ロッド部に隣接するように前記ヘッド部の一側面に形成された後退押圧面、及び前記ヘッド部の他側面に形成された前進押圧面を含んでなり、前記第1ロッド部が露出された状態で前後進するピストンと、
    前記ピストンのヘッド部がスライド移動することができるように形成されたガイド孔、前記ガイド孔と連通するように表面に形成さ、前記前進押圧面に隣接するように形成された空気流入孔、前記ガイド孔と連通するように表面に形成された空気排出孔、前記ガイド孔の一側で前記空気流入孔に隣接して形成された空気供給ライン、及び前記ガイド孔の他側で端部が前記空気排出孔と連通するように形成された空気回収ラインを含むシリンダーとを含み、
    前記空気流入孔を通じてコンプレッサーの高圧で一定に供給された1次圧力の遮断なしに前記前進押圧面を押圧して前記ヘッド部を前進させ、前進の途中からは前記空気供給ラインが解放されかつ前記空気回収ラインが閉塞されることで前記空気供給ラインを通じて前記1次圧力で前記後退押圧面を押圧し、圧縮空気によって後退するに従って反力及び、前記空気供給ラインが閉塞されかつ前記空気回収ラインが閉塞されることで前記後退押圧面を押圧していた前記1次圧力の遮断による2次圧力の急低圧現象によって減少する押圧力によって前記ピストンを後退させ、続いて、前記空気供給ラインが閉塞されかつ前記空気回収ラインが解放されることで前記空気回収ラインを経て内部空気を外部に排出することを特徴とする、1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置。
  2. 前記空気供給ラインは前記ガイド孔の内周面の上端に形成され、前記空気回収ラインは前記ガイド孔の内周面の下端に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置。
  3. 前記空気供給ラインは前記ガイド孔の内周面の前後に形成されたバイパスラインであり、入口と出口の間隔がピストンのヘッド部の長さより長く形成されることを特徴とする、請求項2に記載の1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置。
JP2018224871A 2017-12-01 2018-11-30 1次圧力を用いて打撃するエア振動発生装置 Active JP6983143B2 (ja)

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