KR100325577B1

KR100325577B1 - 그리스 토출장치

Info

Publication number: KR100325577B1
Application number: KR1019990031640A
Authority: KR
Inventors: 임종혁; 하태광
Original assignee: 양재신; 대우종합기계 주식회사
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2002-03-06
Also published as: KR20010016646A

Abstract

본 발명은 별도의 가압장치의 필요없이 하나의 유압라인으로 고압 및 저압을 반복적으로 형성함으로써 용기내의 그리스를 흡입하여 일정량씩 토출할 수 있는 유압식 자동 그리스 토출장치를 제공한다.

이 토출장치는 작동압유가 출입되는 출입구(22), 그리스 흡입구(24) 및 그리스 토출구(26)를 구비한 본체(20); 상기 본체(20)의 압유 출입구(22)와 연통하는 유실(28)을 갖는 챔버(30); 상기 본체(20)의 그리스 흡입구(24)와 선택적으로 연통하며 그리스를 수용하는 수용실(36)을 갖는 슬리브(32); 상기 챔버(30)의 유실에 유입되는 유압에 의해 상기 슬리브(32)의 수용실(36)을 가/감압할 수 있도록 왕복동가능한 피스톤 조립체(38); 상기 피스톤 조립체(38)를 탄성지지하도록 상기 챔버(30)에 왕복동가능하게 지지되는 홀더(48); 상기 슬리브(32)의 수용실(36)에 압축실(61)을 형성하도록 설치되며, 상기 압축실(61)에 연통하고 상기 피스톤 조립체(38)에 의해 압축되는 토출실(62)을 갖는 외측스토퍼(64); 및 상기 본체(20)의 그리스 토출구(26)와 상기 외측 스토퍼(64)의 토출실(62)과의 연통을 제어하는 내측스토퍼(66)로 구성된다.

Description

그리스 토출장치{Apparatus for injecting grease}

본 발명은 그리스 토출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 가압장치의 필요없이 하나의 유압라인으로 고압 및 저압을 반복적으로 형성함으로써 용기내의 그리스를 흡입하여 일정량씩 토출할 수 있는 유압식 자동 그리스 토출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 다양한 건설기계나 산업기계의 저속, 고압 윤활부에는 윤활유로서 그리스가 사용된다. 그리스는 급유와 밀봉이 간편하고 반고체상의 형태이며 점성이 커서 윤활효과가 장시간 지속되는 장점이 있다. 대체로 그리스는 연속적으로 급유하지 않고 일정시간 마다 정해진 양을 주입하게 되며, 이 같은 주입시 사용되는 것이 '그리스 건'이라 칭하는 수동식 그리스 토출장치이다. 이 그리스 건을 이용한 수동식 그리스 주입방법은 그리스를 용기에 담아 넣고, 주입하고자 하는 윤활부에 연결된 그리스 니플에 그리스 토출구를 접속시켜 손으로 핸들을 반복 회전시켜 용기 내의 그리스를 윤활부에 이송하는 식으로 주입하게 된다. 1회 주입시 충분한 양의 그리스를 주입하게 되는데 윤활부의 밀봉상태가 불량하면 윤활면 외부로 그리스가 누출될 수 있다. 또한, 핀조인트와 같은 밀봉장치가 없는 윤활부의 경우에는 그리스가 충진될 수 있는 틈새공간이 충분히 크지 않으므로 주입된 그리스의 대부분은 그리스 이송로에 남아 있거나 윤활면 틈새를 벗어나 외부로 누출될 수 있다. 따라서 그리스 주입 후 일정기간동안은 효과적인 윤활이 이루어지지만 시간이경과함에 따라 윤활면에서 그리스가 밀려남에 따라 윤활성능이 저하되어 작동부품의 동작이 원활치 않게 됨은 물론 마모가 발생될 수 있다.

이 같은 종래의 수동식 그리스 토출장치의 구조 및 작동을 도 1을 참조하여 설명하면, 토출장치의 몸체(1)에는 토출실(2)이 형성되어 있다. 그 몸체(1)에는 토출실(2)의 그리스를 가압시킬수 있도록 왕복동가능한 플런져(3)가 설치되어 있다. 몸체(1)의 일측단에는 토출실(2)내의 그리스가 압축되어 토출실 외부로 이송될 때만 개방되는 볼(4)과 스프링(5)이 설치되어 있어 첵크밸브 역할을 하고 있다. 또한, 플런져(3)의 단부에는 그것을 용이하게 작동시키기 위해 핸들(7)이 힌지연결되어 있으며, 그 핸들의 단부는 링크(8)에 의해 몸체(1)에 힌지결합되어 있다. 이같은 구성에 따라, 작업자가 핸들(7)을 가압하면 플런져(3)가 A방향으로 이동되어 토출실(2)내의 그리스가 압축되며, 그 압력이 볼(4)에 가해짐에 따라 스프링(5)이 압축된다. 이와 같이 볼(4)이 이동하여 접촉면(6)이 개방됨에 따라 그리스가 볼(4) 주위의 틈새를 통해 그리스 토출구(9)로 이송되는 것이다. 역으로, 그리스의 토출행정 후 플런저(3)가 반대방향으로 이동하여 토출실(2)의 체적이 증가하게 되면 그 토출실(2)내의 압력이 대기압 이하로 떨어짐에 따라 스프링(5)이 팽창된다. 스프링(5)이 팽창됨에 따라, 볼(4)이 이동되어 접측면(6)에 밀착되면, 토출구(9)에 남아 있는 그리스는 토출실(2)로 역행하지 못하며, 이때 토출실(2)은 진공상태로 된다.

이후, 플런저(3)가 계속해서 상방으로 이동하면 그리스 흡입구(10)가 개방됨과 동시에 용기(11)내의 그리스가 토출실(2)로 공급된다. 토출실(2)에 그리스가 유입됨에 따라 그 내부의 진공도가 저하됨으로써, 즉, 토출실(2)내의 압력이 상승되어 그 내부에 그리스가 충분히 층진되지 못하게 될 수 있다. 이와 같이 토출실(2)내에 그리스가 완전히 층진되지 않으면, 후속되는 토출행정시 토출되는 그리스의 양이 부족하게 될 수 있다. 이 같은 현상은 또한 그리스의 점도가 높을수록 심해진다. 이 같은 문제를 해결하기 위해, 용기(11)에 손잡이(12)가 달린 피스톤(13) 및 스프링(14)이 설치되어 있다. 이에 따라, 용기(11)내의 그리스는 스프링(14)에 의해 또는 완력에 의해 그리스가 강제적으로 토출실(2)로 공급될 수 있는 것이다.

또한, 토출장치에 그리스를 재충전할 때는 용기(11)를 몸체(1)에서 해제한 후, 핸들(12)을 잡아당겨 피스톤(13)을 후퇴시켜 주사기식으로 용기(11)내에 그리스를 흡입충전하는 것이다.

그러나, 이와 같은 재충전 작업은 매우 번거롭고 불편하며, 그리스를 주입하고자 하는 부분이 여러곳인 경우에는 이 같은 작업을 여러번 반복해야 하므로 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 전술된 수동식 토출장치의 단점을 보완한 자동식 토출장치가 개발되거나 일부 사용되고 있다. 이 같은 자동식 그리스 토출장치는 대부분 타이머를 내장한 전기식 구동장치 또는 유압장치에 의해 구동되며 일정시간마다 필요한 양의 그리스만 소량으로 토출하여 윤활부에 공급함으로써 그리스의 낭비를 막고 연속적인 윤활을 하여 윤활부의 마모와 이상작동을 방지하고 수동 그리스 토출장치의 번거로움을 줄일 수 있도록 구성되어 있다.

그러나 이같은 자동 토출장치는 구동을 위한 별도의 전기 또는 유압회로가요구되어 구성이 복잡함은 물론 제조비의 상승을 초래하는 문제점이 있으며, 더욱이 전기식인 경우에는 별도의 전원이 필수적으로 요구되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점 및 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기계장치의 해당 윤활부에 필요량의 그리스를 자동적으로 토출시켜 주입할 수 있는 그리스 토출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 그리스가 자동적으로 흡입되어 충전되는 그리스 토출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 그리스를 충전하기 위한 별도의 가압장치를 필요치 않는 그리스 용기를 사용할 수 있는 그리스 토출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 작동원으로 기계장치의 하나의 유압라인 만을 사용하며 그리스 토출량을 가변적으로 조절할 수 있는 그리스 토출장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 수동식 그리스 토출장치를 보여주는 부분 절취 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 그리스 토출장치의 전체적인 구성을 보여주는 도면으로서, 초기상태를 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 그리스 토출장치의 그리스 압축상태를 보여주는 부분 절취 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 그리스 토출장치의 그리스 토출상태를 보여주는 부분 절취 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 그리스 토출장치의 그리스 토출 종료상태를 보여주는 부분 절취 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

20: 본체 22: 압유 출입구

24: 그리스 흡입구 26: 그리스 토출구

30: 챔버 38: 피스톤 조립체

40: 외측피스톤 42: 내측피스톤

48: 홀더 64: 외측 스토퍼

66: 내측 스토퍼 82: 용기;

이 같은 목적들은 작동압유가 출입되는 출입구, 그리스 흡입구 및 그리스 토출구를 구비한 본체; 상기 본체의 압유 출입구와 연통하는 유실을 갖는 챔버; 상기 본체의 그리스 흡입구와 선택적으로 연통하며 그리스를 수용하는 수용실을 갖는 슬리브; 상기 챔버의 유실에 유입되는 유압에 의해 상기 슬리브의 수용실을 가,감압할 수 있도록 왕복동가능한 피스톤 조립체; 상기 피스톤 조립체를 탄성지지하도록 상기 챔버에 왕복동가능하게 지지되는 홀더; 상기 슬리브의 수용실에 압축실을 형성하도록 설치되며, 상기 압축실에 연통하고 상기 피스톤 조립체에 의해 압축되는 토출실을 갖는 외측스토퍼; 및 상기 본체의 그리스 토출구와 상기 외측 스토퍼의 토출실과의 연통을 제어하는 내측스토퍼;를 포함하는 그리스 토출장치에 의해 달성될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 그리스 토출장치의 기본적 구성을 설명하면, 그리스 토출장치는 구동장치 또는 작동장치에 연결되고, 그것들의 윤활부에 그리스를 공급할 수 있으며, 내부에 공간이 형성된 본체(20)를 포함한다. 그 본체(20)에는 상기 장치들의 유압라인에 연결되는 압유 출입구(22)와, 그리스를 예컨대, 그리스 용기로부터 공급받기 위한 그리스 흡입구(24)와, 토출되는 그리스를 상기 장치들의 해당 윤활부로 공급하기 위한 그리스 토출구(26)가 형성되어 있다.

본체(20)의 일측에는, 그 본체의 내부공간을 폐쇄함은 물론 상기 본체(20)의 압유출입구(22)와 연통하는 유실(28)이 형성된 챔버(30)가 설치된다.

또한, 본체(20)의 내측에는 슬리브(32)가 고정핀(34)에 의해 고정설치 된다. 슬리브(32)의 내측에는 본체(20)의 그리스 흡입구(24)와 연통하며 그로부터 유입된 그리스를 수용하기 위한 수용실(36)이 형성된다. 그 수용실(36)은 후술되는 피스톤장치의 압축방향으로 직경이 변하는 소경부(36a), 대경부(36b) 및 중경부(36c)로 형성된다. 한편, 대경부(36b) 와 중경부(36c)의 연접부에는 대경부(36b)로부터 중경부(36c)를 향해 직경이 작게 수렴하는 경계면(37)이 형성된다.

챔버(30)의 유실(28)과 슬리브(32)의 수용실(36)에는 피스톤장치(38)가 왕복동가능하게 삽설된다. 피스톤장치(38)는 상호 상대운동 가능한 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)으로 구성된다. 외측피스톤(40)은 수용실(36)의 범위내에서 왕복동가능하며 그리스 압축방향으로 압축면(44a)을 갖는 헤드(44)가 형성되며, 그 헤드(44)에는 압축실의 그리스가 유동가능한 복귀유로(46)가 형성되고 그 복귀유로(46)의 단부에는 걸림턱(45)이 형성된다. 그리고, 외측피스톤(40)의 단부에는 왕복동가능한 홀더(48)가 고정핀(49)에 의해 고정되어 있다. 그 홀더(48)는 유실(28)에서 왕복동될 수 있으며 중공형으로 형성되는 것이 바람직 하며, 그 것의 제위치에는 유실(28)의 압유가 출일될 수 있는 오리피스(50)가 천공된다. 그 홀더(48)는 슬리브(32)에 대해 외측스프링(52)에 의해 탄성지지된다. 한편, 내측피스톤(42)은 외측피스톤(40)의 헤드(44) 내외로 왕복동가능하며 내측 압축면(54a)을 갖는 헤드부(54)를 구비하며, 그 헤드부(54)에는 헤드(44)의 걸림턱(45)에 의해 후방이동이 한정되는 단턱(55)이 형성된다. 그리고 내측피스톤(42)의 단부에는 칼라(56)가 고정핀(57)에 의해 고정되며, 그 칼라(56)에 의해 내측스프링(58)이 홀더(48)의 내측에 탄성지지 된다.

한편, 슬리브(32)의 일측, 즉, 그리스 토출측에는 그리스를 토출시키기 위한 스토퍼장치(60)가 설치된다. 스토퍼장치(60)는 슬리브(32)의 수용실(36)에 압축실(61)을 형성하며 그 수용실(32) 또는 압축실(61)과 연통하는 토출실(62)이 형성된 외측스토퍼(64)와, 토출실(62)에 일부가 삽입되어 고정되는 내측스토퍼(66)를 포함한다. 내측스토퍼(66)에는 외측스토퍼(64)의 토출실(62)과 본체(20)의 그리스 토출구(26)와 연통하는 그리스 이송로(68)가 형성된다. 그리스 이송로(68)에는 그리스 토출구(26)와 토출실(62)간의 선택적인 연통을 제어하는 볼(70)이 내설되어 있다. 그 볼(70)은 정상상태에서 이송로(68)에 형성된 접촉면(69)에 접촉되며, 이같은 접촉을 위해 그 볼(70)은 볼시트(72) 및 스프링(74)에 의해 탄성지지된다. 또한, 내측스토퍼(66)에는 그것을 본체(20)에 고정시킬 수 있고 토출실(62)의 체적을 조절할 수 있는 조절볼트(76)가 설치되어 있다. 또한 그 조절볼트(76)에는 내측 스토퍼(66)를 고정하기 위한 멈춤링(77)이 설치된다. 그 조절볼트(76)의 단부에는 그 것을 공구를 이용하여 회전시킬 수 있도록 볼트머리(78)가 형성되어 있으며, 상기 조절볼트(76)를 본체(20)에 대해 안정적으로 고정시킬 수 있는 잠금너트(80)가 나사결합된다.

물론, 본체(20)의 그리스 흡입구(24)에는 그리스가 충전된 그리스 용기(82)가 연통고정된다. 그 용기(82)의 목부(83)는 본체(20)의 흡입구(24)에 기밀 또는 액밀적으로 결합되어 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 그 용기(82)의 내측에는 대기압에 의해 작동되는 피스톤(84)이 내설되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 그리스 토출장치의 기본적인 구성에 의하면, 압유 및 스프링(52;58)으로 구동되는 두개의 피스톤(40;42)을 구비하고, 그리스 토출실(62)에 인접하게 그리스 압축실(61)을 구비하여 그리스 토출전에 예비압축 과정을 거치므로써 그리스가 일정량씩 토출되도록 한 것으로서, 그리스 압축수단과 같은 별도의 수단이 설치될 필요가 없는 그리스 용기를 사용할 수 있는 것이다. 특히, 유압을 동력원으로 하는 기계장치에서 일정량의 그리스 주입이 요구되는 환경에 적용될 수 있으며, 기계장치를 구동하는 유압라인에 연결하여 유압라인의 압력이 상승할 때 마다 그리스가 일정량씩 토출되도록 구성한 장치이다.

본 발명에 따른 그리스 토출장치의 구성을 압유, 스프링 또는 그리스를 기준으로하여 보다 상세히 설명하면, 본체(20)내에 원통형 공간이 형성되고 여기에 슬리브(32)가 삽입되어 슬리브 고정핀(34)에 의해 고정된다. 슬리브(32)의 내부에는 각각 직경이 다른 3개의 원통형 공간, 즉, 소경부(36a), 대경부(36b) 및 중경부(36c)가 화살표(B)방향으로, 즉, 그리스의 토출작용 방향으로 형성되며, 이 중에서 소경부(36a)에서는 원통형의 외측피스톤(40)이 원활히 왕복동할 수 있으며, 외측피스톤(40)에는 상기 슬리브(32)의 소경부(36a)와 습동되는 원통부에서부터 화살표(B)방향으로 원추형으로 확장되는 구간을 거쳐 슬리브(32)의 중경부(36c)와 대응되는 원통부가 구비되며, 그 일단부에는 그리스를 압축하는 헤드(44)가 형성된다.

외측피스톤(40)의 내부에는 서로 다른 두 직경으로 관통하는 원통형 공간이 구비되어, 여기에 상기 두 원통형 공간에 각각 대응되는 두 직경을 같는 원통형의 내측피스톤(42)이 원활히 습동될 수 있도록 설치된다. 슬리브(32)의 소경부(36a)와 외측피스톤(42)이 습동면을 이루는 부분을 기준으로 슬리브(32)의 외부공간은 기계장치의 유압라인과 연결되는 압유 출입구(22)를 통해 압유가 유입되어 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)에 각각 유압을 가할 수 있도록 유실(28)이 구비된다. 이 유실(28) 내부에는 홀더(48)가 외측피스톤(40)과 연결되어 홀더 고정핀(49)에 의해 고정되고 홀더(48) 와 슬리브(32)의 외벽사이에 외측스프링(52)이 일정한 길이만큼 예압되어 설치되고 외측피스톤(40)이 화살표(B)방향으로 움직일때 외측 스프링(52)이 압축되도록 구성된다. 또한 홀더(48)와 내측피스톤(42)사이에 형성된 중공부에 내측 스프링(58)이 역시 예압되어 설치되고 이 내측 스프링(58)의 다른 한쪽은 내측피스톤(42)과 칼라 고정핀(57)에 의해 연결 고정되는 칼라(56)에 의해 접촉하게 되어 내측피스톤(42)이 외측피스톤(40)에 대해 화살표(B)방향으로 상대변위로 움직일 때 역시 그 내측 스프링(58)도 압축되도록 구성된다. 유실(28)과 내측 스프링(58)이 설치된 홀더(48)내의 공간을 연결하는 오리피스(50)는 압유가 홀더(48)내로 출입할 수 있도록 하여 내측피스톤(42)이 원활히 이동할 수 있게 한다.

한편 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)사이에 형성되는 원통형의 2개의 습동면이 형성되는 바, 이들 2개의 습동면은 외측피스톤(40)의 걸림턱(45)과 내측피스톤(42)의 단턱(55)에 의해 외측피스톤(40)이 내측피스톤(42)의 이동변위를 구속한다. 또한 슬리브(32)의 중경부(36c)의 원통형 공간의 일부분에 외측 스톱퍼(64)가 설치되어 원통형의 그리스 압축실(61)이 형성되는 것이다. 외측 스톱퍼(64)의 내부에 형성된 원통형 공간의 일부분에는 내측스톱퍼(66)가 설치됨으로써, 그리스 토출실(62)이 형성된다. 이에 따라, 수용실(36)의 일부에 형성되는 그리스 압축실(61)과 토출실(62)은 상호 연통 및 인접하여 눕혀진 철(凸)형의 압축 및 토출공간이 형성되는 것이다.

내측 스토퍼(66)의 내부에는 그리스를 배출시키기 위한 통로(67)가 형성되며, 그 통로(67)의 말단부에는 도면에서 볼 때 그것에 수직한 이송로(68)와, 그 통로와 동일방향으로 연장되며 통로(67)보다 직경이 큰 관통홈(67')이 형성된다. 그리고, 관통홈(67')에는 통로(67) 및 이송로(68)로의 그리스의 토출을 제어하는 볼(70), 그 볼을 탄성적으로 지지하기 위한 시트(72) 및 스프링(74)이 화살표(B)방향으로 순서대로 설치된다. 그 스프링(74)은 예압되어 설치되므로써 그것의 신장력에 의해 볼(70) 이 통로(67)의 모서리에 형성된 접촉면(69)에 접촉된다. 이로써, 볼(70), 시트(72) 및 스프링(74)은 일종의 첵크밸브 역할을 할 수 있는 것이다. 에컨대, 토출실(62)내의 그리스의 압력이 스프링(74)의 예압력을 초과하지 않으면 볼(70)이 접촉면(69)과 여전히 접촉상태를 유지하여 그리스의 토출을 차단하며, 반면에 토출실(62)내의 그리스의 압력이 스프링(74)의 예압력을 초과하면 볼(70)이 접촉면(69)으로부터 이격되어 통로(67)가 열리면서 볼(70) 주위로 그리스가 빠져나와 이송로(68)로 그리스를 토출시킬 수 있는 것이다. 한편, 그리스 토출실(62)내의 압력이 대기압 이하로 떨어지는 흡입 행정시에는 볼(70)이 다시 스프링(74)에 의해 복귀되어 접촉면(69)과 접촉되어 통로(67)가 폐쇄됨으로써, 이송로(68)로 이송된 그리스가 토출실(62)로 역류되는 것이 방지되는 것이다.

또한, 몸체(20)내의 원통형 공간의 끝단에 나사결합된 조정볼트(76)에 내측 스톱퍼(66)가 멈춤링(77)에 의해 구속되며, 조정볼트(76)에 구비된 볼트머리(78)를 돌려 내측 스톱퍼(66)의 위치를 조정하므로써 토출실(62)의 체적을 가변 조정할 수 있다. 조정볼트(76)에는 작동중에 설정된 토출량이 변하는 것을 방지하기 위해 잠금너트(80)가 결합되어 있다.

한편, 본체(20)의 일측, 보다 상세하게는 그리스 흡입구(24)에는 그리스 용기(82)가 연결되며, 그 그리스 용기(82)의 내측은 슬리브(32)의 수용실(36)과 연통한다. 그리스 용기(82)를 흡입구(24)에 견고하게 결합할 수 있도록 그 용기의 목부(83)에는 고정나사(86)가 설치되며, 그리스 용기(82)가 조립설치되면 용기의 목부의 단부의 원추형 모서리에는 용기 밀봉면을 형성하는 원추면이 접촉된다. 또한, 그리스 용기(82)의 내부공간에는 그리스가 누출되지 않을 정도의 작은 틈새의 습동면을 이루며 원활히 움직일 수 있는 원통형의 피스톤(84)이 설치되고 그 피스톤(84)의 외측에는 대기압이 작용하게 된다. 상기와 같이 그리스 용기(82)가 설치되면 그리스 흡입구(24)의 압력이 대기압 이하로 떨어지는 흡입행정시 대기압에 의해 용기 피스톤(84)이 가압되어 용기내의 그리스가 슬리브(32) 내로 밀려 들어가게 되는 것이다.

이하, 본 고안에 따른 그리스 토출장치의 작동을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 그리스 토출장치가 초기상태에 있을 때는 그 토출장치에 연결된 기계장치가 정지하거나 또는 작동을 멈춘상태이며, 유압라인이 저압인 상태를 유지한다. 이때는, 압유 출입구(22)를 통해 외부 유압라인과 연결된 유실(28)의 압력이 저압이 되어 외측 스프링(52)과 내측 스프링(58)에 의해 각각 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)이 모두 화살표(B)의 반대방향으로 밀려나 있다.

이후, 기계장치가 가동되기 시작하면 외부 유압라인으로부터 압유가 압유 출입구(22)를 통해 유실(28)로 공급되어 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)이 모두 화살표(B)방향으로 가압된다. 이때, 외측피스톤(40)의 수압면적은 π(d₂ ²-d₁ ²)/4가 되고, 내측피스톤(42) 의 수압면적은 πd₁ ²/4가 된다. 압력이 상승하면서 외측피스톤(40)의 수압면에 작용하는 유압의 힘이 외측 스프링(52)의 예압력보다 크게 되면 외측 스프링(52)을 압축하면서 외측피스톤(40)이 화살표(B)방향으로 이동하게 된다. 이때 내측피스톤(42)의 수압면에도 상기의 유압이 동시에 작용하지만, 내측 스프링(58)은 내측피스톤(42)에 가해지는 유압력보다 더 큰 예압력을 가지고 있기 때문에 내측피스톤(42)은 외측피스톤(40)에 대해 상대운동 하지 않는다. 또한 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)이 각각의 턱(45;55)에서 접촉하고 있어 외측피스톤(40)이 화살표(B)방향으로 전진할 때 내측피스톤(42)도 함께 이동하게 되므로 내측피스톤(42) 과 외측피스톤(40)은 일체로 이동하게 되며, 이에 따라 토출장치는 도 3에 도시된 그리스 압축상태로 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 그리스 압축상태에서는 외측피스톤(40)의 헤드(44)의 외측 압축면(44a)이 슬리브(32)의 수용실(36)의 경계모서리(37)의 위치까지 움직이면, 그리스 압축실(61)과 토출실(62)로 이루어진 凸형의 공간은 그리스 흡입구(24)와 격리되어 밀봉된다. 이 상태에서 유실(28)의 압력이 더욱 상승하게 되면 상기 凸형의 공간내로 밀려들어온 그리스는 압축되는데, 이때까지는 볼(70)이 접촉면(69)에 접하고 있어 통로(67)가 폐쇄되어 있으므로 토출구(26)로의 경로가 폐쇄되고 스프링(74)의 예압력에 따라 凸형 공간내의 그리스가 일정한 압력에 도달할 때 까지 가압된다.

이에 따라, 전술한 바와 같이 그리스가 완전히 흡입되지 못하여 일부 공간이 빈 공간으로 남아있는 凸형 공간은 일정한 압력에 도달할 때 까지 압축되어 빈 공간이 없는 그리스로만 채워진 상태로 된다. 한편 그리스 압축실(61)은 그리스 토출실(62)보다 큰 직경으로 이루어져 있으므로 압축실(61)의 체적은 토출실(62)보다 매우 크게 되어 있다. 따라서, 그리스 압축실(61)이 밀봉되어 凸형 공간이 형성되는 순간 이 凸형 공간내에 들어있는 그리스만의 체적이 토출실(62)보다 큰 경우 헤드(44)의 압축면(44a)이 외측 스톱퍼(64)와 접하여 정지하기 전에 토출실(62)이 그리스로 완전히 충진된다. 물론 상기 그리스 흡입행정에서 그리스가 매우 조금만 흡입되어 凸형 공간내로 밀려온 그리스의 양이 토출실(62)의 체적보다 작은 경우에는 최종 토출량이 적어지게 되겠지만 그리스의 점도와 용기 피스톤(84)의 대기압 수압면적, 그리스 흡입구(24)의 크기 등 그리스의 흡입효율에 영향을 주는 여러 인자들을 고려하여 압축실(61)의 체적을 토출실(62)보다 적정한 비율 이상으로 크게 형성하게 되면, 항상 凸형의 공간 또는 압축실(61)의 그리스 양을 토출실(62)의 체적보다 크게 유지할 수 있게 된다.

따라서, 도면에 도시된 바와 같이 외측피스톤(40)의 헤드(44)의 압축면(44a)이 외측 스톱퍼(64)에 접촉하기 전에 토출실(62)내의 공간은 그리스로 완전히 채워질 수 있으며, 이 凸형 공간, 즉, 압축실(61)내의 공간을 채우고 있는 그리스는 상기 볼 접촉면(69)이 열릴 수 있는 일정한 압력까지 압축된다. 물론 스프링(74)은 볼(70)에 가해지는 그리스의 수압면적 등을 고려하여 충분히 높게 예압되어 있으므로 그리스가 층분한 압력까지 압축될 수 있는 것이다.

상술된 바와 같은 압축단계 후, 토출장치는 도 4에 도시된 바와 같은 토출상태로 된다. 즉, 凸형 공간 또는 압축실(61)의 그리스의 압력이 높아짐에 따라 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)은 압축실(61)내의 반력에 의해 정지하게 된 상태에서, 유실(28)의 압력이 더욱 상승하게 되면 내측피스톤(42)에 가해지는 유압력이 내측 스프링(58)의 예압력보다 크게되어 내측 스프링(58)을 압축시키며 내측피스톤(42)만이 화살표(B)방향으로 움직이게 된다. 이때 凸형 공간은 내측피스톤(42)이 전진함에 따라 내측 헤드(54)의 압축면(54a)의 이동 공간 만큼 압축되는데 상기 볼(70)에 의해 凸형 공간의 밀봉상태가 계속 유지되므로 전체 그리스 체적이 유지되도록 외측피스톤(40)이 화살표(B)의 반대방향으로 다시 후퇴하게 된다.

내측피스톤(42)이 화살표(B)방향으로 더욱 전진하여 그리스 토출실(62)을 밀봉하게 되는 위치까지 전진되면, 토출실(62)내의 그리스는 내측피스톤(42)에 가해지는 유압력의 상승에 따라 높은 압력으로 가압되어 볼(70)을 밀어낼 수 있는 압력에 도달하게 된다. 볼(70)이 밀려져 볼 접촉면(69)에서 이격되면 토출실(62)이 개방되어 그 토출실(62)내의 그리스는 통로(67) 및 이송로(68)를 통해 토출되어 그리스 토출구(26)에 연결된 해당 윤활부에 공급되는 것이다.

또한, 상술된 바와 같이 내측피스톤(42)이 전진하여 토출상태에 있을 때, 내측피스톤(42)의 헤드(54)가 외측피스톤(40)의 헤드(44)의 외측 압축면(44a) 외부로 빠져나와 있게된다. 이에 따라, 압축실(61)에 남겨진 그리스는 내측피스톤(40)과 외측피스톤(42) 사이의 환형 틈새를 거쳐 그리스 복귀유로(46)를 통해 수용실(36) 또는 그리스 흡입구(24)쪽으로 흘러간다. 또한, 외측피스톤(40)은 유실(28)의 압력에 의해 화살표(B)방향으로 남은 공간만큼 전진하여 외측 스톱퍼(64)와 접촉할 때 까지 이동된다.

이와 같이 외측피스톤(40)이 끝까지 이동되어 외측 스토퍼(64)와 접하며, 내측피스톤(42) 또한 화살표(B)방향으로 전진하여 토출실(62)을 밀봉하고 그리스를 가압토출하는 것이다. 이때, 내측 스프링(58)이 동일방향으로 동시에 전진하게 되므로 그것의 압축량이 적어지게 되어 내측피스톤(42)을 끝까지 전진시키는데 필요한 유압을 더 낮게 할 수가 있게 된다. 즉, 제한된 압력의 유압으로 그리스를 더 높은 압력으로 이송시킬 수 있으므로 그리스 토출구(26)에서부터 윤활부까지 연결된 그리스 이송라인의 길이를 더욱 길게 할 수 있으며, 또한 윤활부의 윤활틈새가 작거나 그리스 확산 홈의 단면적이 작아 그리스가 효과적으로 주입되지 않는 경우라도 그리스 이송 압력을 높임으로써 더욱 넓은 면적에 그리스가 주입되도록 할 수 있는 것이다.

상술된 바와 같은 토출상태가 끝나면 토출장치는 도 5와 같은 토출 종료상태를 유지하게 된다. 이 같은 토출 종료상태에서는 각각의 구성요소들이 작동하지 않게되며, 이후 유실(28)의 압력이 저하되지 않는 한 그 상태를 계속적으로 유지하게 된다.

한편, 이와 같은 토출종료상태에서 작동장치가 정지하거나 동작을 멈추게되면 다시 도 2에 도시된 초기상태로 복귀된다. 즉, 기계장치가 정지함에 따라 유압라인의 압력이 하강되면, 내측피스톤(42) 과 외측피스톤(40)을 가압하고 있던 유실(28)의 압력도 떨어지게 되어 피스톤장치(38)를 형성하는 두 피스톤(40,42)이초기위치로 복귀된다. 이때 내측 스프링(58)의 예압력이 외측 스프링(52)보다 예압력이 크므로 후퇴시 내측피스톤(42)이 화살표(B)의 반대방향으로 먼저 후퇴하고 그것의 단턱(55)과 외측피스톤(40)의 걸림턱(45)이 접촉하게 되면서 두 피스톤(40,42)이 일체로 후퇴하여 초기 위치로 동시에 복귀된다.

이에 따라, 그리스 토출실(62)과 압축실(61)은 차례로 빈 공간을 형성하게 되며 상술된 스프링시트(72) 및 스프링(74)의 첵크밸브작용에 의해 볼(70)이 원상태로 복귀되어 접촉면(69)과 접촉을 이루므로 이송로(68) 및 통로(67)를 통한 그리스의 역류가 차단된다. 동시에 상기 토출실 및 압축실의 공간은 모두 진공상태로 된다. 이와 같이, 토출실(62)과 압축실(61)이 진공상태이면, 피스톤 장치(38)가 후퇴하여 복귀하면서 진공상태의 압축실(61)과 그리스 흡입구(24)가 다시 연통되어 압축실(61)과 토출실(62)이 그리스 수용실(36)을 형성하게 되며, 그리스 용기(82)내의 그리스는 용기 피스톤(84)에 외부의 대기압이 인가되어 이동됨으로써 흡입구(24)를 통해 슬리브(32)내의 수용실(36)로 유입된다. 이후 그리스가 점차 흡입되어 슬리브(32)내의 수용실(36)을 점진적으로 채움에 따라, 슬리브(32)의 수용실(36)의 압력이 높아지게 되어 대기압과의 압력차가 작아지게 되면 그리스를 밀어내는 힘이 약해지게 되어 그리스의 흡입이 중지된다.

한편, 상술된 바와 같이 대기압의 힘만으로는 슬리브(32)내의 공간, 즉, 수용실(36)을 그리스로 완전히 충진시키기는 어렵다. 이에 따라, 흡입행정이 끝나면 흡입구(24)에서 먼 쪽 즉, 토출실(62)의 일부는 빈공간으로 남아 있게 된다. 더욱이, 그리스의 점도가 크거나 용기 피스톤(84)의 직경이 작은 경우에는 그리스의 흡입효율이 더욱 낮아져 토출실(62)내로 그리스가 충분히 공급되지 못할 경우도 발생할 수 있을 것이다. 그러나, 그리스가 충분히 흡입되지 않은 상태라 할 지라도, 압축실(61)의 체적이 토출실(62)보다 상대적으로 현저히 크기 때문에 , 외측피스톤(40)과 내측피스톤(42)이 화살표(B)방향으로 이동하게 됨으로써 충분한 또는 소정의 그리스가 토출실(62)로 밀려들어가게 되는 것이다.

또한, 그리스 흡입행정시 내측피스톤(42)과 외측피스톤(40)이 차례로 후퇴하여 슬리브(32)의 수용실(36)이 진공상태로 되는 과정에 있어서, 외측피스톤(40)이 최대로 전진된 상태, 즉, 외측 스톱퍼(64)에 접촉된 상태에서부터 후퇴하게 하므로써 더 낮은 압력의 진공상태를 만들 수 있게 되므로 그리스의 흡입 능력을 높일 수 있는 것이다.

선택적으로, 조정 볼트(76)의 고정위치를 이동시켜 그리스 토출량을 조절할 수 있다. 또한 기계장치 유압라인의 압력 변화가 빈번하여 그리스가 빈번히 토출되는 경우에는 그리스의 토출량을 줄이도록 조절볼트를 조절하여 그리스의 낭비를 줄일 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 그리스 토출장치는 유압상승시에만 1회 작동하여 필요한 양의 그리스를 토출하고 유압이 고압으로 유지되는 상태에서는 작동이 멈추고 다시 유압이 저압으로 떨어지면 초기상태로 복귀하면서 그리스를 흡입하는 순으로 반복 작동하게 되는 것이다. 이에 따라, 본 고안에 따른 그리스 토출장치는 유압 브레이커나 유압 크러셔와 같은 건설기계의 어태치먼트에 효과적으로 적용할 수 있다. 즉, 사용환경이 매우 열악하며 주기적으로 그리스 윤활이 요구되는 장치에서도 그리스 주입을 위해 매번 작업을 중지시킬 필요가 없이 자동적으로 그리스를 주입할 수 있어 장비의 성능향상과 수명연장을 이룰 수 있을 뿐만 아니라 작업능률도 향상시킬 수 있다. 또한, 별도의 가압장치가 필요없어 그리스 용기를 카트리지식으로 간편히 교환할 수 있도록 설계할 수 있는 것이다.

상술된 바와 같이, 유압에 의해 작동되는 기계장치에 본 발명에 따른 그리스 토출장치를 적용하면, 수동식 그리스 토출장치의 사용상의 번거로움을 해소하고, 수동식 그리스 주입에 따른 시간낭비를 줄여 작업능를을 향상시키며, 그리스를 필요한 양 만큼만 주기적으로 공급함으로써 그리스의 낭비를 줄이고 기계장치의 성능과 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 별도의 가압장치가 필요없는 그리스 용기를 이용하므로써 그리스 용기 교환을 용이하고 신속하게 할 수 있으며, 하나의 유압라인만으로 구동되므로 배관이 간편하고, 윤활부의 조건에 따라 그리스 토출량을 가변 조정할 수 있으므로 제품성 및 편의성이 향상되는 잇점이 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims

작동압유가 출입되는 출입구(22), 그리스 흡입구(24) 및 그리스 토출구(26)를 구비한 본체(20);

상기 본체(20)의 압유 출입구(22)와 연통하는 유실(28)을 갖는 챔버(30);

상기 본체(20)의 그리스 흡입구(24)와 선택적으로 연통하며 그리스를 수용 및 배출하는 수용실(36)을 갖는 슬리브(32);

상기 챔버(30)의 유실에 유입되는 유압에 의해 상기 슬리브(32)의 수용실(36)을 가,감압할 수 있도록 왕복동가능한 피스톤 조립체(38);

상기 피스톤 조립체(38)를 탄성지지하도록 상기 챔버(30)에 왕복동가능하게 지지되는 홀더(48);

상기 슬리브(32)의 수용실(36)에 압축실(61)을 형성하도록 설치되며, 상기 압축실(61)에 연통하고 상기 피스톤 조립체(38)에 의해 압축되는 토출실(62)을 갖는 외측스토퍼(64); 및

상기 본체(20)의 그리스 토출구(26)와 상기 외측스토퍼(64)의 토출실(62)과의 연통을 개폐하는 내측스토퍼(66);를 포함하는 그리스 토출장치.
제 1항에 있어서, 상기 본체(20)의 그리스 흡입구(24)에 연통하고, 상기 피스톤 조립체(38)의 후퇴에 의해 수용실(36) 및 토출실(62)이 진공을 이룰 때 대기압에 의해 그리스가 상기 수용실(36)로 흡입되도록 구성된 그리스 용기(82)를 더포함하는 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.
제 1항에 있어서, 상기 슬리브(32)의 수용실(36)은, 상기 피스톤 조립체(38)에 의한 수용실의 가압방향으로 각각 다른 직경을 갖는 소경부(36a), 대경부(36b) 및 중경부(36c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.
제 1항 또는 3항에 있어서, 상기 피스톤 조립체(38)는

일단에 상기 슬리브(32)의 소경부(36a)와 상기 외측스토퍼(64)에 의해 왕복동이 제한되며 상기 압축실(61)의 그리스를 압축하는 헤드(44)가 형성되며, 타단은 외측스프링(52)의 예압력에 의해 복귀되도록 상기 홀더(48)에 탄성지지되는 외측피스톤(40)과,

상기 외측피스톤(40)에 상대운동가능하게 내설되고, 일단에 상기 외측스토퍼(64)의 헤드(44)로부터 빠져나와 토출실(62)의 그리스를 압축하는 헤드부(54)가 형성되며, 타단은 상기 홀더(48)에 내설된 내측스프링(58)에 의해 복귀되도록 탄성지지되는 내측피스톤(42)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.
제 4항에 있어서, 상기 외측 스프링(52)은 상기 유실(28)의 유압에 의해 상기 내측 스프링(58)이 압축되기 시작하는 압력보다 낮은 압력에서 압축되기 시작할 수 있도록 예압된 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.
제 4항에 있어서, 상기 내측피스톤(42)의 헤드(44)에는, 상기 헤드(44)가 상기 외측 스토퍼(64)의 토출실(62)을 가압할 때 상기 압축실(61)의 그리스를 상기 압축실(61)을 제외한 수용실(36)의 다른부분으로 이송시키기 위한 복귀유로(46)가 형성되는 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.
제 1항에 있어서, 상기 내측스토퍼(66)는 상기 외측 스토퍼(64)의 토출실(62)과 연통하는 통로(67)와, 상기 통로(67) 및 상기 본체(20)의 토출구(26)와 연통하는 이송로(68)와, 상기 내측피스톤(42)의 헤드(54)가 상기 토출실(62)을 압축할 때 상기 통로(67)와 이송로(68)를 연통시키도록 볼시트(72) 및 스프링(74)에 의해 탄성지지되는 볼(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.
제 1항 또는 6항에 있어서, 상기 토출실(62)의 체적을 조절하기 위해 상기 내측 스토퍼(66)를 이동시키기 위한 조절볼트(76)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그리스 토출장치.