KR100814578B1 - 작동유체의 누설을 방지하는 실린더장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동유체의 압력으로 직선운동시키는 실린더장치에 관한 것으로, 피스톤을 삭제하고 기밀부재로 밀착 밀봉시킨 상태에서 압력을 작용받아 전진 작동케 하고, 자체의 탄성력 또는 스프링의 탄성력에 의해 원위치로 후퇴 이동복귀시키도록 구성하여 근본적으로 압력누설없이 작동이 가능하도록 한 것이다.

작동기, 주름관, 주름막, 실린더, 압력누설

Description

작동유체의 누설을 방지하는 실린더장치{Pressure leakage prevented cylinder equipment}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 작동기의 조립단면도.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 작동기의 조립단면도.

도 3은 종래 작동기의 조립단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

20, 30 : 실린더장치 22a : 제1연통구멍

22b : 제2연통구멍 24 : 기밀부재

26 : 작동로드 36 : 탄성복귀스프링

본 발명은 작동유체의 압력으로 직선운동을 변환시키는 실린더장치에 관한 것으로, 특히 피스톤을 삭제하고 기밀부재를 사용하여 작동유체의 누설을 근본적으로 방지하도록 한 실린더장치에 관한 것이다.

종래의 실린더 장치는 도 3과 같이 작동유체를 수용하는 실린더케이스(32), 상기 실린더케이스(32)의 내주면에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 실린더케이스(32) 에 유입된 작동유체의 압력을 전달받는 피스톤(34)과, 이 피스톤(34)에 연결되어 외부로 힘을 전달하는 작동로드(38)를 포함한다.

이와 같이 구성된 실린더장치(30)는, 공기 또는 유체(냉매) 등의 작동유체가 실린더케이스(32)의 내부로 공급되면 피스톤(34)의 단면에 압력이 작용하여 피스톤 (34)과 작동로드(38)가 직선 운동을 하는 구조이다.

직선운동시에는 피스톤(34)의 외주면과 실린더케이스(32)의 내주면은 통상 미세한 조립공차를 가지고 접촉되는데, 이를 최소화하여도 피스톤(34)과 실린더케이스(32)는 지속적으로 상대 운동으로 움직이는 마찰부분이 된다.

따라서 오랜 작동시간이 경과하게 되면 피스톤(34) 및 실린더케이스(32)의 내벽의 마모로 인해 누설은 더욱 커지게 된다.

이러한 누설 현상은 피스톤(34)에 작용하는 압력의 감소를 가져오고, 결국 작동로드(38)가 이동하는 행정거리가 짧아지므로 정확한 행정을 필요로 하는 작업에서는 작업오차가 발생할 수 밖에 없다.

또한 지속적인 누설을 보상하기 위한 작동유체를 추가로 공급해주어야 하는 장치가 부가되고, 그로 인한 동력손실이 발생한다.

예를 들어, 냉동장치와 같은 분야에서는 냉매가 누출되므로 인해 환경오염이 발생하며, 주기적으로 냉매를 보충해 주어야 하므로 추가 비용발생 및 성능저하를 유발시킬 수밖에 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 피스톤 과 실린더 내벽사이에서 발생하는 누설을 근본적으로 해결하여 작동 오차를 없애고 , 별도의 추가 작동유체의 보충이 필요없는 실린더장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 작동유체의 압력이 제거되었을 때 원위치로 작동행정이 복귀되도록 한 실린더장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 원통형상으로서 양단에 제1, 제2연통구멍(22a, 22b)을 각각 갖추고, 제1연통구멍(22a)이 작동유체 공급원과 연결된 실린더케이스(22)와;

상기 실린더케이스(22)내부에서 제2연통구멍(22b)주위에 밀폐 고정된 원통형상의 기밀부재(24)및;

일단이 상기 기밀부재(24)의 내벽에 고정 지지되고 타측단이 제2연통구멍 (22b)을 통해 연장되어, 상기 작동유체의 압력과 기밀부재(24)의 탄성력의 조합에 의해 왕복이동하도록 된 작동로드(26)를 포함한다.

여기서 상기 기밀부재(24)는 신축가능한 주름관 형태로서 탄성력을 자체적으로 갖을 수 있다.

또한 상기 기밀부재(24)는 내부에 추가 설치된 탄성복귀스프링(36)으로 탄성력을 얻도록 구성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 실린더장치(20)의 정단면도로서 작동상태도이다.

도 1과 같이 상기 실린더장치(20)는, 실린더케이스(22), 기밀부재(24) 그리고 작동로드(26)를 포함한다. 일반적으로 상기 기밀부재(24)는 신축가능한 주름관이 많이 사용된다.

상기 실린더케이스(22)는 원통형으로 일측에 작동유체가 출입하는 제1연통구멍(22a)과 타측에 작동로드(26)가 삽입되는 제2연통구멍(22b)을 구비하고 있다.

상기 실린더케이스(22)의 내부에는 상기 기밀부재(24)가 위치하고 있다. 기밀부재(24)는 자체의 탄성력을 갖는 주름관이 사용되고 실린더케이스(22)에 가까워지는 제2연통구멍(22b)측 내벽면에 밀봉 접합되어 있고, 기밀부재(24)의 내부는 구멍(22c)을 통해 대기압에 열려있다.

이때 기밀부재(24)를 실린더케이스(22)측에 밀봉 접합시키는 수단은 일례로 강력한 접착제가 될 수 있다. 또한 기밀부재(24)는 고무 또는 합성수지가 사용된다.

상기 기밀부재(24)는 외주면이 주름형태를 하고 있고, 기밀부재(24)가 길이방향으로 수축되면 주름부의 탄성력에 의해 원위치로 복귀 가능하게 되어 있다.

따라서 상기 기밀부재(24)는 실린더케이스(22)의 제1연통구멍(22a)으로 작동유체가 공급되어 기밀부재(24)의 단면에 면압이 작용하면 도 1에서 좌측으로 기밀부재(24)의 탄성력을 이기고 길이방향으로 수축한다.

이와 반대로 제1연통구멍(22a)으로의 작동유체의 공급이 중단되어 실린더케 이스(22) 내부의 작동유체 압력이 제1연통구멍(22a)을 통해 빠져나가면서 실린더케이스(22) 내부의 압력이 감소하면 주름관(24)의 자체 탄성력과 실린더케이스(22)내의 감압으로 기밀부재(24)는 다시 신장하게 되어 있다.

따라서 기밀부재(24)는 실린더케이스(22)의 내부와 대기를 실질적으로 차단하여 주름관(24)의 작동횟수에 관계없이 밀봉상태를 그대로 유지할 수 있다.

상기 작동로드(26)는 원형 단면을 가지고 기밀부재(24)에 연결되어 기밀부재 (24)의 수축, 신장시마다 진퇴운동을 하게 되어 있다.

상기 작동로드(26)는 일단이 상기 원통형 실린더케이스(22)의 제2연통구멍 (22b)에 삽통되어 상기 기밀부재(24)내의 내부 단면(24b)측에 고정되어 있다.

이와 같이 제1실시예는 기밀부재(24)의 한쪽 끝단이 실린더케이스(22)의 내측벽면에 완전히 부착 밀봉되어 있어서 실린더케이스(22)내부로 입출입하는 작동유체가 공기 또는 기타 압축성유체도 외부(대기)로 누설되는 현상은 발생되지 않는다.

미설명부호 28은 작동유체의 압력을 작동로드(24)에 충분히 전달하기 위해 기밀부재(24)의 단면(24b)을 보강하는 부분으로서, 기밀부재(24)에 덧부착되는 압력판이 되거나 또는 작동로드(26)의 끝단으로부터 확장된 부분이 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 실린더장치(20)이다. 도 2는 도 1과 동일한 부분에 대하여 동일부호를 사용한다.

도 2에 도시된 실린더장치(20)는 도 1의 기밀부재(24)의 내부에 자체 탄성반발력을 발휘할 수 있는 탄성복귀스프링(36)을 추가하여 작동로드(26)의 행정 복귀 동작을 유도한 것이다. 따라서 제2실시예에 의하면 기밀부재(24)가 자체 탄성력을 가지고 있지 않더라도 작동유체의 압력이 제1연통구멍(22a)을 통해 빠져나가면 탄성복귀스프링(36)에 의존하여 작동로드(26)가 후퇴 동작될 수 있다.

상기 탄성복귀스프링(36)은, 일단이 기밀부재(24)의 내부 일측 단면(24a)에 지지되어 있고 타단이 기밀부재(24)의 내부 타측 단면(24b)에 지지되어 있다.

제 2실시예에 따르면, 작동유체의 압력이 실린더케이스(22)의 내부에 작용하면 실린더케이스(22)내부의 압력이 상승하고, 이 압력은 기밀부재(24)의 단면에 작용하여 기밀부재(24)와 그 내부에 설치된 탄성복귀스프링(36)을 압축시킨다.

탄성복귀스프링(36)의 압축으로 작동로드(26)가 실린더케이스(22)의 외부로 전진 운동한다.

이때 기밀부재(24)의 한쪽 끝단은 실린더케이스(22)의 내면과 부착되어 밀봉되어 있으므로 실린더케이스(22)내부에 작용한 작동유체(공기 또는 유체)는 외부(대기)로 누설되지 않는다.

실린더케이스(22)의 내부에 작용하는 작동유체의 압력이 감소 또는 제거되면 기밀부재(24)는 압축력을 제거받는 탄성복귀스프링(36)의 탄성반발력과 실린더케이스(22)내부의 압력저하로 인해 다시 길이방향으로 신장되고 기밀부재(24)에 고정된 작동로드(26)는 실린더케이스(22)내부로 후퇴 이동한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실린더장치에 따르면, 실린더케이스에 적용되는 피스톤을 삭제하고, 원통형으로 신축가능한 기밀부재를 사용하므로서 공기나 유체 의 누설을 근본적으로 방지할 수 있다.

따라서 작동유체가 냉매일 경우 외기로 누출이 방지되어 환경을 해할 염려가 없고, 주기적으로 냉매를 보충해줘야 하는 비용 문제 및 시스템의 성능저하를 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 원통형상으로서 양단에 제1,제2연통구멍(22a, 22b)을 각각 갖추고, 제1연통구멍(22a)이 작동유체 공급원과 연결된 실린더케이스(22)와;

   상기 실린더케이스(22)내부에서 제2연통구멍(22b)주위에 밀폐 고정된 원통형상의 기밀부재(24) 및;

   일단이 상기 기밀부재(24)의 내벽에 고정 지지되고 타측단이 제2연통구멍 (22b)을 통해 연장되어, 상기 작동유체의 압력과 기밀부재(24)의 탄성력의 조합에 의해 왕복이동하도록 된 작동로드(26)를 포함하여 구성되고,

   상기 기밀부재(24)는 내부에 추가 설치된 탄성복귀스프링(36)으로 탄성력을 얻는 것을 특징으로 하는 작동유체의 누설을 방지하는 실린더 장치.

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