KR100597801B1

KR100597801B1 - 공압제어장치

Info

Publication number: KR100597801B1
Application number: KR1020040109162A
Authority: KR
Inventors: 김영주; 양선모
Original assignee: 김영주; 양선모
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-07
Also published as: KR20050004746A

Abstract

본 발명은 공압제어장치에 관한 것으로서, 실린더 내부를 왕복운동하는 피스턴에 체결된 피스턴축으로 마이크로스위치를 온/오프하여 압축공기를 공급 및 차단하기 위한 것에 있어서, 제1 실린더의 일측면에는 압축공기의 유입을 위한 공기유입공이 형성되고, 제1 실린더의 내부에는 바깥둘레면에 밀폐용 고무링이 개재된 피스턴과, 피스턴에 체결되고 제1 실린더 타측의 스프링지지구에 슬라이드가능하게 결합되어 외향돌출된 피스턴축과, 피스턴축에 삽입되어 피스턴과 스프링지지구 사이에 탄력설치된 스프링이 구비되며, 제1 실린더의 타측에 결합되어 일부가 개방되고 안내레일부가 형성된 제2 실린더의 내부에는 전원과 연결되는 마이크로스위치가 고정되고 안내레일홈이 형성된 마이크로스위치 위치조절구가 슬라이드가능하게 삽입설치되며, 일측의 바깥둘레면에 요홈이 형성된 조절나사가 제2 실린더에 나사결합되어 마이크로스위치 위치조절구에 회전가능하게 삽입되고, 조절나사의 요홈으로 마이크로스위치 위치조절구에 나사결합된 요홈걸림나사가 걸려지게 설치되는 것을 특징으로 하여, 종래보다 정밀한 공압의 조절을 가능하게 함과 동시에, 사용자의 필요에 따라 손쉽게 공기압력을 조절할 수 있는 공압제어장치를 제공한다.

공압, 피스턴, 스프링, 실린더, 마이크로스위치

Description

공압제어장치{AIR PRESSURE CONTROL DEVICE}

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 종단면도

도 2는 본 발명에 의한 제2 실린더의 사시도

도 3은 본 발명에 의한 제1 실린더의 결합상태를 보인 요부발췌 종단면도

도 4는 본 발명에 의한 제2 실린더 측의 결합상태를 보인 요부발췌 종단면도

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 사용상태를 나타낸 블럭도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 : 제1 실린더 11 : 공기유입공 12 : 피스턴

13 : 밀폐용 고무링 14 : 피스턴축 15 : 스프링

16 : 스프링지지구 17 : 스프링지지구 조절공 20 : 제2 실린더

21 : 안내레일부 22 : 마이크로스위치 위치조절구 23 : 안내레일홈

24 : 마이크로스위치 25 : 버튼부 26 : 반원부

27 : 조절나사 28 : 요홈걸림나사 29 : 요홈

30 : 고정나사 31 : 너트공

100 : 공압제어장치 110 : 전원 120 : 컴프레서

130 : 에어탱크 140 : 체크벨브 150 : 압력게이지

본 발명은 공압제어를 위한 장치에 관한 것으로서, 종래보다 정밀한 공압의 조절을 가능하게 함과 동시에, 사용자의 필요에 따라 손쉽게 공기압력을 조절할 수 있는 공압제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 컴프레서를 사용하여 공기를 압축하고, 압축된 공기를 압축탱크에 먼저 저장했다가 사용하거나, 컴프레서에서 배출되는 공기를 곧바로 사용하는 방식으로 고압의 공기를 이용하는데, 이러한 고압의 공기는 각종 자동공구 또는 자동화기기 등을 구동시키는 동력으로 사용되며, 응용분야가 매우 넓어 산업전반에 걸쳐 널리 활용되고 있다.

공압은 사용되는 용도에 따라 요구되는 압력의 범위가 다양하게 결정되며, 의료분야나 초정밀 공정 등 높은 정밀성이 요구되는 경우에는 비교적 낮은 압력의 공기를 사용하는 대신 그 압력의 허용오차 또한 매우 작아지게 된다.

종래에는 일반적으로 스프링의 탄성력을 이용하여 공압을 제어하였는데, 스프링의 탄성력은 재질, 길이, 직경, 권선 수 등에 의하여 결정되며, 대량생산에 의하여 스프링을 생산할 경우 상기의 요인들이 모두 일치할 수 없게 되므로 각각의 스프링들이 일정한 오차범위 내에서 탄성력의 차이를 보일 수밖에 없게 되어 정밀한 범위에서의 공압제어가 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 기술에 따라 제작된 공압제어장치의 경우 내부의 스프링을 교 체하지 않는 이상 허용되는 공압의 범위를 변경할 수가 없었기 때문에, 사용자의 요구에 따른 허용공압의 변경이 자유롭지 못하다는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 스프링지지구 및 마이크로스위치 위치조절구를 구비하여 피스턴축과 마이크로스위치의 버튼부 사이의 간격을 미세하게 조정할 수 있도록 하여, 스프링 탄성력의 오차를 보정할 수 있을 뿐만 아니라, 필요시 공압의 범위를 사용자가 간편하게 조정할 수 있도록 하는 공압제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공압제어장치(100)는, 실린더 내부를 왕복운동하는 피스턴(12)에 체결된 피스턴축(14)으로 마이크로스위치(24)를 온/오프하여 압축공기를 공급 및 차단하기 위한 것에 있어서, 제1 실린더(10)의 일측면에는 압축공기의 유입을 위한 공기유입공(11)이 형성되고, 상기 제1 실린더(10)의 내부에는 바깥둘레면에 밀폐용 고무링(13)이 개재된 피스턴(12)과, 상기 피스턴(12)에 체결되고 제1 실린더(10) 타측의 스프링지지구(16)에 슬라이드가능하게 결합되어 외향돌출된 피스턴축(14)과, 상기 피스턴축(14)에 삽입되어 상기 피스턴(12)과 스프링지지구(16) 사이에 탄력설치된 스프링(15)이 구비되며, 상기 제1 실린더(10)의 타측에 결합되어 일부가 개방되고 안내레일부(21)가 형성된 제2 실린더(20)의 내부에는 전원(110)과 연결되는 마이크로스위치(24)가 고정되고 안내레일홈(23)이 형성된 마이크로스위치 위치조절구(22)가 슬라이드가능하게 삽입 설치되며, 일측의 바깥둘레면에 요홈(29)이 형성된 조절나사(27)가 상기 제2 실린더(20)에 나사결합되어 상기 마이크로스위치 위치조절구(22)에 회전가능하게 삽입되고, 상기 조절나사(27)의 요홈(29)으로 상기 마이크로스위치 위치조절구(22)에 나사결합된 요홈걸림나사(28)가 걸려지게 설치되는 것을 특징으로 하여 구성된다.

또한, 상기 스프링지지구(16)가 상기 제1 실린더(10)의 내부에서 좌ㆍ우방향으로 조절가능하게 나사결합되는 것이 바람직하다.

또한, 제1 실린더(10)와 상기 제 2 실린더(20)가 길이방향으로 조절가능하게 나사결합되는 것이 더욱 바람직하다.

도면중 미설명 부호 140은 공기의 역류를 방지하기 위한 체크벨브이다.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명의 구성 및 작용효과를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 종단면도로서, 스프링지지구(16)가 이동가능하게 나사결합된 제1 실린더(10)와 마이크로스위치 위치조절구(22)가 슬라이드가능하게 결합된 제2 실린더(20)가 길이방향으로 조절가능하게 나사결합되어 구성되는 공압제어장치(100)의 일실시예를 보여주고 있다.

상기 제1 실린더(10)와 피스턴(12)이 접하는 면에서 압축공기가 누출되는 것을 방지하기 위하여 상기 피스턴(12)의 바깥둘레면에 밀폐용 고무링(13)이 개재되어 있으며, 상기 피스턴(12)의 우측에는 피스턴축(14)이 나사결합된 모습을 보여주 고 있으나, 피스턴(12)과 피스턴축(14)은 일체로 형성되거나 용접 등의 방법을 통하여 결합될 수도 있다.

상기 스프링(15)은 요구되는 공압에 따라 적정한 탄성계수를 가지도록 할 수 있으며, 상기 스프링지지구(16)에 의해 지지되어 탄성력을 발생시킨다.

상기 스프링지지구(16)는 회전을 통하여 상기 제1 실린더(10) 내부에서 좌ㆍ우방향으로 이동이 가능하도록 나사결합되어 있는데, 스프링지지구(16)의 돌출부의 외주면을 사각 또는 육각으로 형성하여 렌지 등을 이용하여 회전시킬 수도 있으나, 도 3에서 나타낸 바와 같이 다수개의 스프링지지구(16) 조절공을 형성하여 조절공에 핀을 끼워 스프링지지구(16)를 회전시키도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 의한 제2 실린더(20)의 사시도로서, 좌측에는 제1 실린더(10)와의 나사결합을 위한 암나사가 형성되고, 스프링지지구(16)의 우측부와 피스턴축의 돌출부 및 마이크로스위치(24) 등이 노출될 수 있도록 일부가 개방되어 있으며, 우측부로는 마이크로스위치 위치조절구(22)의 슬라이드를 안내하는 안내레일부(21)와, 위치가 결정된 마이크로스위치 위치조절구(22)를 고정나사(30)를 통하여 견고하게 고정할 수 있도록 너트공(31)이 형성되어 있다.

상기 마이크로스위치 위치조절구(22)의 좌측부에는 마이크로스위치(24)가 결합되는데, 결합을 보다 용이하게 하기 위하여 반원부(26)를 추가로 구비할 수도 있다. 또한, 마이크로스위치 위치조절구(22)의 하단에는 상기 제2 실린더(20)의 안내레일부(21)와 대응되게 안내레일홈(23)이 형성되어 마이크로스위치(24)의 좌ㆍ우방향의 이동을 안내한다. 또한, 상기 마이크로스위치(24)의 우측부에는 제2 실린더 (20)를 나사결합으로 관통하는 조절나사(27)가 결합되는데, 상기 조절나사(27)의 좌측부에는 요홈(29)이 형성되고, 상기 요홈(29)은 요홈걸림나사(28)에 의하여 마이크로스위치(24)에 걸려져 조절나사(27)의 회전에 따라 마이크로스위치 위치조절구(22)가 좌ㆍ우방향으로 이동될 수 있도록 구성된다.

상기 마이크로스위치 위치조절구(22)에 결합되는 마이크로스위치(24)는 종래부터 널리 사용되는 것으로서, 좌측에 있는 버튼부(25)에 미세한 압력이 가해져도 전원(110)부에 연결된 회로를 차단시킬 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공압제어장치(100)의 작동원리를 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 사용상태를 나타낸 블럭도로서, 도 1과 도 4를 참조하여 기본적인 공압제어 원리를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

컴프레서(120)에서 압축된 공기는 에어탱크(130)에 저장된 후 사용처로 공급을 하게 되는데, 사용처에 공급되는 압축공기는 공압제어장치(100)의 공기유입공(11)으로도 유입된다. 공압제어장치(100)에서는 특정 압력을 가진 압축공기가 공기유입공(11)으로 유입되면 피스턴(12)에 압력이 가해지게 되고, 피스턴(12)에서 받은 압력에 의하여 스프링(15)이 압축되며 피스턴축(14)이 마이크로스위치(24) 방향으로 이동하게 된다. 이때 공압이 설정된 범위보다 높아지게 되면 피스턴축(14)은 마이크로스위치(24)의 버튼부(25)에 접촉되어 마이크로스위치(24)의 회로가 차단되어 압축공기를 발생시키는 컴프레서의 전원(110)공급을 중단시켜 공압이 더 이상 높아지지 못하도록 하며, 공압이 설정된 범위보다 낮아지게 되면 피스턴축(14)이 마이크로스위치(24)의 버튼부(25)에서 분리되어 컴프레서(120)가 다시 가동되도록 하여 공압을 일정 범위로 제어할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 공압제어장치(100)는 스프링지지구(16)를 회전시켜 피스턴축의(14) 위치를 조절할 수 있으며, 또한, 조절나사(27)를 회전시켜 마이크로스위치 위치조절구(22)를 좌ㆍ우방향으로 이동시킬 수 있고, 따라서 마이크로스위치(24)를 좌ㆍ우방향으로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제1 실린더(10)와 제2 실린더(20)의 간격을 조정할 수 있도록 구성되어 피스턴축(14)과 마이크로스위치 버튼부(25)의 간격을 최대로 조절할 수 있으므로 광범위한 범위에서 공압을 제어할 수 있는 것이다.

상기 세 가지 방법을 통하여 공압의 범위를 최대로 제어할 수 있는데, 필요에 따라서는 세 가지중 어느 한 가지 방법만을 취할 수도 있으며, 둘 이상의 방법을 조합할 수도 있다.

또한, 에어탱크(130)에서 방출되는 에어튜브에 압력게이지(150)를 추가로 설치하면 압력게이지(150)의 수치를 보면서 상기 세 가지 조절수단을 조절하여 필요한 범위의 압력을 가진 압축공기를 공급할 수 있다.

도면과 명세서에 기재된 내용은 본 발명의 예시적인 설명으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 스프링의 탄성력을 이용하는 종래의 공압제어장치에서 스프링의 탄성력이 일정하지 않아 정밀한 범위에서의 공압을 제어할 수 있는 공압제어장치를 구현하기가 어려우며, 또한 한번 만들어진 제어장치의 공압제어범위를 임의대로 조절할 수가 없다는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스프링지지구의 위치조절, 마이크로스위치 위치조절구의 위치조절 및 제1 실린더와 제2 실린더의 간격조절 등 세 가지 방법 중 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성하여 스프링의 탄성력 오차를 보정하고, 필요에 따라 사용자가 임의로 공압범위를 광범위하게 조절할 수 있는 공압제어장치를 제공한다.

Claims

실린더 내부를 왕복운동하는 피스턴(12)에 체결된 피스턴축(14)으로 마이크로스위치(24)를 온/오프하여 압축공기를 공급 및 차단하기 위한 것에 있어서,

제1 실린더(10)의 일측면에는 압축공기의 유입을 위한 공기유입공(11)이 형성되고, 상기 제1 실린더(10)의 내부에는 바깥둘레면에 밀폐용 고무링(13)이 개재된 피스턴(12)과, 상기 피스턴(12)에 체결되고 제1 실린더(10) 타측의 스프링지지구(16)에 슬라이드가능하게 결합되어 외향돌출된 피스턴축(14)과, 상기 피스턴축(14)에 삽입되어 상기 피스턴(12)과 스프링지지구(16) 사이에 탄력설치된 스프링(15)이 구비되며,

상기 제1 실린더(10)의 타측에 결합되어 일부가 개방되고 안내레일부(21)가 형성된 제2 실린더(20)의 내부에는 전원(110)과 연결되는 마이크로스위치(24)가 고정되고 안내레일홈(23)이 형성된 마이크로스위치 위치조절구(22)가 슬라이드가능하게 삽입설치되며, 일측의 바깥둘레면에 요홈(29)이 형성된 조절나사(27)가 상기 제2 실린더(20)에 나사결합되어 상기 마이크로스위치 위치조절구(22)에 회전가능하게 삽입되고, 상기 조절나사(27)의 요홈(29)으로 상기 마이크로스위치 위치조절구(22)에 나사결합된 요홈걸림나사(28)가 걸려지게 설치되는 구성을 특징으로 하는 공압제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스프링지지구(16)가 상기 제1 실린더(10)의 내부에서 좌ㆍ우방향으로 조절가능하게 나사결합된 것을 특징으로 하는 공압제어장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제1 실린더(10)와 상기 제 2 실린더가 길이방향으로 조절가능하게 나사결합된 것을 특징으로 하는 공압제어장치.