KR101063018B1 - 공기 가압식 윤활유 자동공급장치 - Google Patents

Abstract

공기 가압식 윤활유 자동공급장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 공기 가압식 윤활유 자동공급장치는 윤활유를 저장하고, 내부에 승강되는 가압 피스톤이 구비되며, 상부에 공기가 주입되는 주입구와 하부에 윤활유가 배출되는 배출구가 형성된 윤활유 저장수단; 상기 배출구와 연통되어 윤활유가 유입되고, 일측에 유입된 윤활유가 토출될 수 있는 토출구가 형성되며, 내부에 왕복 운동하면서 윤활유를 상기 토출구로 토출시키는 공급 피스톤이 구비된 윤활유 공급수단; 상기 주입구와 연결되고, 내부에 왕복 운동하면서 상기 윤활유 저장수단에 압축공기를 주입하는 에어 피스톤이 구비된 에어 펌프; 및 모터의 의해 회전하고, 상기 공급 피스톤 및 에어 피스톤의 로드 각 단부가 일측에 힌지 결합되는 캠;을 포함하여 이루어져, 상기 공급 피스톤이 후진하면 상기 에어 피스톤은 전진하면서 상기 주입구로 공기가 주입되어 상기 가압 피스톤을 하강시킴으로써 윤활유가 상기 윤활유 공급수단으로 유입될 수 있다.

Description

공기 가압식 윤활유 자동공급장치{Lubrication oil supplying apparatus of air pressing type}

본 발명은 윤활유 자동공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베어링과 같이 기계에 윤활이 필요한 곳에 부착하여 일정 주기마다 자동적으로 윤활유를 주입하는 장치로 압축공기를 주입하여 윤활유의 토출을 원활하게 한 공기 가압식 윤활유 자동공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 윤활유 공급장치는 산업기계장치의 모든 회전체에 근접 설치되어 일률적으로 회전되고 있는 회전체를 윤활시키기 위한 목적에서 그리스와 같은 윤활유를 주입하여 기계의 원활한 회전 및 부품의 회전에 따른 마모를 방지할 수 있도록 한 것이다.

모터의 경우 고정 원인 중 약 70%, 펌프나 컴프레서의 경우 30 ~ 35%가 베어링의 파손에 기인한다.

이러한 베어링의 파손은 그 자체의 비용보다도 더 많은 손실이 수반되는데, 그 이유는 베어링의 파손은 당연히 기계의 가동지연으로 이어지고 생산성의 저하를 초래하기 때문이다.

따라서, 이와 같은 문제 때문에 베어링의 고장을 예방하고 수명을 연장하기 위해 윤활유 공급장치가 중요한 역할을 한다.

초기에 작업자가 직접 그리스건(Grease Gun)을 사용하여 주입하는 방법이 있었으나 주입해야할 베어링의 개수가 너무 많거나 작업자의 접근이 용이하지 못한 경우에는 현실적으로 어려움이 많았다.

그래서 종래 자동으로 윤활유를 베어링에 주입해주는 장치가 다양하게 개발되었는데 그 한 예가 도 1에 도시된 것과 같다.

도 1은 종래 윤활유 자동공급장치의 개략적인 구조를 나타내는 구성도이다.

원통형의 윤활유 저장실(1) 내 상부에 스프링(2)이 설치되고, 스프링(2)의 하측에 스프링(2)의 탄성력을 받는 피스톤(3)이 구비된다.

그리고 윤활유 저장실(1) 하부면에는 윤활유가 배출될 수 있는 배출구(1a)가 형성되고 하강하는 피스톤(3)에 의해 윤활유가 밀려 배출된다.

또 윤활유 저장실(1) 하부에 별도의 실린더(4) 및 피스톤(5)이 구비되어 배출된 윤활유가 실린더 내부로 유입되며 실린더(4) 일측에는 토출구(4a)가 형성되어 있어서 피스톤(5)의 왕복운동을 통해 실린더 내의 윤활유가 토출구(4a)를 통해 토출되어 주입하고자 하는 위치에 윤활유를 공급하게 된다.

이때 피스톤(5)의 왕복운동은 피스톤(5)에 연결된 캠(8)에 의해 이루어지고 캠(8)은 모터(7)와 같은 구동장치에 의해 회전한다. 물론, 컨트롤러에 의해 모터(7)의 회전속도, 가동 또는 중지가 제어되기 때문에 주기적으로 윤활유가 적절하게 공급된다.

그러나 종래의 윤활유 자동공급장치는 스프링에 의해 피스톤이 윤활유를 계속 가압하고 있는 상태이기 때문에 시간이 지날수록 윤활유, 특히 그리스에 과도한 유분리 현상이 발생한다. 따라서, 분리된 오일이 중력에 의해 빠져버리고 고형의 증주제만 남아 배출구가 막히는 현상이 발생한다.

만일 스프링의 탄성력을 줄이면 상대적으로 윤활유의 배출이 원활하지 못하게 된다.

또한 피스톤 구동방식이라서 실린더 내부의 윤활유 토출에는 별문제가 없으나 윤활유가 배출구로 잘 배출되지 않고 피스톤의 공회전하게 되어 제품의 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 된다.

본 발명의 실시 예들은 압축공기로 가압 피스톤을 작동시켜 윤활유가 원활하게 배출되게 하되, 한대의 모터와 캠을 사용하여 윤활유 토출을 위한 공급 피스톤과 공기 공급을 위한 에어 피스톤이 상호 교번적으로 작동할 수 있는 공기 가압식 윤활유 자동공급장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 윤활유를 저장하고, 내부에 승강되는 가압 피스톤이 구비되며, 상부에 공기가 주입되는 주입구와 하부에 윤활유가 배출되는 배출구가 형성된 윤활유 저장수단; 상기 배출구와 연통되어 윤활유가 유입되고, 일측에 유입된 윤활유가 토출될 수 있는 토출구가 형성되며, 내부에 왕복 운동하면서 윤활유를 상기 토출구로 토출시키는 공급 피스톤이 구비된 윤활유 공급수단; 상기 주입구와 연결되고, 내부에 왕복 운동하면서 상기 윤활유 저장수단에 압축공기를 주입하는 에어 피스톤이 구비된 에어 펌프; 및 모터의 의해 회전하고, 상기 공급 피스톤 및 에어 피스톤의 로드 각 단부가 일측에 힌지 결합되는 캠;을 포함하여 이루어져, 상기 공급 피스톤이 후진하면 상기 에어 피스톤은 전진하면서 상기 주입구로 공기가 주입되어 상기 가압 피스톤을 하강시킴으로써 윤활유가 상기 윤활유 공급수단으로 유입될 수이 제공될 수 있는 공기 가압식 윤활유 자동공급장치를 제공하는 것이다.

이때, 상기 윤활유 저장수단은 상측에 공기가 주입되는 주입구가 형성되며 하측에 윤활유가 배출되는 배출구가 형성된 챔버와, 윤활유를 저장하고 상기 챔버 내부에 수용되며 부피의 신축이 가능한 파우치와, 상기 파우치 상부에 배치되어 상기 파우치를 가압하는 가압 피스톤으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 에어 펌프는 압축공기를 수용하는 에어 실린더와, 상기 에어 실린더 내부에서 왕복 운동하고 일측이 상기 캠에 힌지 결합되는 에어 피스톤과, 상기 에어 실린더와 주입구를 연결하는 에어 호스로 구성될 수 있다.

또 상기 주입구에는 상기 에어 실린더에서 주입되는 공기의 압력을 제어할 수 있는 레귤레이터가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 모터에 의해 회전하는 캠에 의해 구동되는 에어 펌프에 의해 윤활유 저장수단에 지속적으로 공기를 공급함으로써 압축공기에 의해 윤활유를 일정하고 확실하게 토출, 급유할 수 있다.

또한, 한대의 모터와 캠으로 윤활유 피스톤과 에어 피스톤을 동시에 구동할 수 있어서 구조가 간단하면서도 확실한 급유가 가능하다.

도 1은 종래 윤활유 자동공급장치의 개략적인 구조를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 공기 가압식 윤활유 자동공급장치의 구조를 나타내는 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 작동상태를 나타내는 상태도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 공기 가압식 윤활유 자동공급장치의 구조를 나타내는 구성도이다.

도시된 바를 참조하면, 본 발명은 윤활유 저장수단(10), 윤활유 공급수단(20), 에어 펌프(30) 및 캠(40)으로 구성될 수 있다.

먼저, 윤활유 저장수단(10)에 대해 설명한다.

상기 윤활유 저장수단(10)은 윤활유가 수용, 저장되는 수단으로서 챔버(12), 파우치(14), 가압 피스톤(16)으로 구성될 수 있다.

상기 챔버(12)는 내부에 수용공간이 형성된 용기 형상으로 이루어지고 내부에 상기 파우치(14)와 가압 피스톤(16)을 포함한다.

도시된 바와 같이 상기 챔버(12)는 대략 원통 형상으로 이루어질 수 있는데, 바람직한 것은 내부가 보이도록 투명한 재질로 이루어지는 것이 좋다. 왜냐하면, 내부에 저장된 윤활유의 양이나 상태를 육안으로 확인할 수 있기 때문이다.

그리고 상기 챔버(12)의 상부에는 공기가 주입될 수 있는 주입구(12a)가 형성되고, 하부에는 윤활유가 배출될 수 있는 배출구(12b)가 형성된다.

상기 챔버(12)의 내부에는 신축이 가능한 파우치(14)가 구비된다. 상기 파우치(14)는 도시된 바를 참조하면 내부에 윤활유가 저장될 수 있도록 용기 형상을 가지되, 주름진 형상으로 이루어져 부피의 신축이 가능한 구조를 가진다.

또 상기 챔버(12)의 내부에는 가압 피스톤(16)이 구비되는데, 상기 가압 피스톤(16)은 상기 파우치(14)의 상부에 배치되고 승강 가능하여 상기 파우치(14)를 가압한다.

참고로 상기 가압 피스톤(16)의 외측에는 오링(16a)이 더 구비되어 상기 가압 피스톤(16)을 기준으로 상,하부가 서로 밀폐된 상태를 유지하게 한다.

다음으로 윤활유 공급수단(20)에 대해 설명한다.

상기 윤활유 공급수단(20)은 상기 윤활유 저장수단(10)으로부터 윤활유를 유입 받아 베어링과 같이 윤활유가 필요한 곳에 윤활유를 직접 공급해주는 수단이다.

도시된 바와 같이 상기 윤활유 공급수단(20)은 윤활유 실린더(22)와, 상기 윤활유 실린더(22) 내부에 삽입되어 왕복운동 가능한 윤활유 피스톤(24)으로 구성될 수 있다.

이때, 상기 윤활유 실린더(22)는 상기 윤활유 저장수단(10)과 연통되는데, 상기 배출구(12b)와 연결되며 상기 윤활유 실린더(22)의 일측에는 유입된 윤활유가 토출되는 토출구(22a)가 형성된다.

그리고 상기 윤활유 피스톤(24)은 상기 토출구(22a) 측으로 윤활유를 펌핑하여 토출시키도록 상기 윤활유 실린더(22)의 타측에 삽입되어 왕복운동 하도록 구동된다. 다시 말해, 상기 윤활유 피스톤(24)의 로드(Rod)가 후술하는 캠(40)에 결합되어 구동된다.

참고로 상기 토출구(22a)는 윤활유가 공급되는 곳에 직접 결합된다. 물론, 결합 또는 분리가 용하도록 나사결합 방식일 수 있다.

다음으로 에어 펌프(30)에 대해 설명한다.

상기 에어 펌프(30)는 상기 윤활유 저장수단(10)과 연결되어 상기 윤활유 저장수단(10)에 압축공기를 주입한다.

상기 에어 펌프(30)는 에어 실린더(32), 에어 피스톤(34) 및 에어 호스(36)로 구성될 수 있는데, 상기 에어 실린더(32)는 압축공기를 수용하고 일측에 상기 에어 호스(36)가 연결된다. 그리고 상기 에어 호스(36)는 상기 주입구(12a)에 연결된다.

또한, 상기 에어 실린더(32)에는 에어 피스톤(34)이 삽입되어 왕복운동 하도록 구동된다. 역시, 상기 에어 피스톤(34)의 로드도 후술하는 캠(40)에 결합되어 구동된다.

따라서, 상기 에어 실린더(32)에 생성된 압축공기를 상기 에어 피스톤(34)이 펌핑하여 상기 에어 호스(36)를 통해 상기 주입구(12a)로 주입하게 되고, 주입된 공기의 압력에 의해 상기 가압 피스톤(16)은 밀려 하강하게 되며, 이로 인해 상기 파우치(14)는 압축되면서 내부에 있던 윤활유가 상기 배출구(12b)를 통해 배출되어 상기 윤활유 실린더(22) 내부로 유입된다.

다음으로 상기 캠(40)에 대해 설명한다.

상기 캠(40)은 모터(42)에 의해 회전하는 회전체의 일종이며, 대략 원판 형상일 수 있으나 이에 한정되지 않고 다른 기하학적 형상을 가질 수 있다.

상기 캠(40)에는 상기 윤활유 피스톤(24)과 에어 피스톤(34)의 로드 단부가 각각 힌지 결합된다. 다시 말해, 상기 윤활유 피스톤(24)과 에어 피스톤(34)의 로드 각 단부는 상기 캠(40)의 중심을 벗어나 가장자리에 회전 가능하게 힌지 결합된다.

그리고 상기 도시된 바와 같이 상기 윤활유 피스톤(24)과 에어 피스톤(34)은 상호 반대 방향으로 향하도록 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 구조를 가지기 때문에 상기 캠(40)이 회전하면 상기 윤활유 피스톤(24)과 에어 피스톤(34)이 서로 반대 방향으로 구동된다.

예를 들어, 상기 윤활유 피스톤(24)이 전진(도 2에서 좌측으로)하면 상기 에어 피스톤(34)은 후진하게 된다.

본 발명의 다른 실시 예로 상기 주입구(12a)에 레귤레이터(50)가 더 구비될 수 있다.

상기 레귤레이터(50)는 상기 에어 펌프(30)로부터 공급되는 공기의 압력을 일정하게 제어할 수 있는 구성이다. 여기서, 상기 레귤레이터(regulator)라 함은 조절 나사에 의해 스프링의 탄성력을 적절히 조절토록 하여 밸브 개도를 조절할 수 있는 공지의 압력조절기이다.

좀더 설명하자면, 여름철이나 고온의 환경에서 작동하는 기계에 설치할 경우 윤활유의 점도가 낮아져 유동성이 좋으므로 낮은 압력으로 가압 되도록 상기 레귤레이터(50)가 공기압을 적절하게 제어한다.

반대로 겨울이나 저온의 환경일 경우 상기 레귤레이터(50)는 공기압을 증가시켜 보다 큰 힘으로 상기 파우치(14)를 가압하게 제어하는 것이다.

이하에서는 도 3을 함께 참조하여 본 발명의 작동상태를 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 작동상태를 나타내는 상태도이다.

먼저, 도 2를 참조하여 윤활유가 토출되어 공급되는 과정을 설명하면, 상기 모터(42)에 의해 회전하는 캠이 좌측으로 이동하면 상기 윤활유 피스톤(24)은 전진하면서 상기 윤활유 실린더(22) 내에 있던 윤활유를 밀어 상기 토출구(22a)로 토출시킨다.

동시에 상기 캠(40)에 의해 상기 에어 피스톤(34)은 후진하게 되고 상기 에어 실린더(32) 내부에 공기가 채워진다.

다음으로, 도 3을 참조하여 에어가 공급되는 과정을 설명하면, 상기 캠(40)이 회전하여 우측으로 이동하면 상기 윤활유 피스톤(24)은 후진하게 되고 동시에 상기 에어 피스톤(34)이 전진하면서 상기 에어 실린더(32) 내부에 채워진 압축공기를 밀어 상기 에어 호스(36)를 통해 상기 주입구(12a)로 주입한다.

상기 주입구(12a)로 주입된 압축공기는 상기 가압 피스톤(16)을 하강시키고 하강하는 상기 가압 피스톤(16)에 의해 상기 파우치(14)는 압축되면서 부피가 감소하고, 동시에 내부에 있던 윤활유가 상기 배출구(12b)를 통해 배출되며, 배출된 윤활유는 상기 윤활유 실린더(22) 내부로 유입된다.

이러한 과정이 반복되면 압축공기가 지속적으로 공급되고, 일정한 압력으로 상기 가압 피스톤(16)을 하강시켜, 윤활유의 잔여량에 상관없이 윤활유가 일정한 압력으로 확실하게 배출된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 윤활유 저장수단 12 : 챔버
12a : 주입구 12b : 배출구
14 : 파우치 16 : 가압 피스톤
16a : 오링
20 : 윤활유 공급수단 22 : 윤활유 실린더
22a : 토출구 24 : 윤활유 피스톤
30 : 에어 펌프 32 : 에어 실린더
34 : 에어 피스톤 36 : 에어 호스
40 : 캠 42 : 모터
50 : 레귤레이터

Claims (4)

1. 윤활유를 저장하고, 내부에 승강되는 가압 피스톤(16)이 구비되며, 상부에 공기가 주입되는 주입구(12a)와 하부에 윤활유가 배출되는 배출구(12b)가 형성된 윤활유 저장수단(10);
   상기 배출구(12b)와 연통되어 윤활유가 유입되고, 일측에 유입된 윤활유가 토출될 수 있는 토출구(22a)가 형성되며, 내부에 왕복 운동하면서 윤활유를 상기 토출구(22a)로 토출시키는 윤활유 피스톤(24)이 구비된 윤활유 공급수단(20);
   상기 주입구(12a)와 연결되고, 내부에 왕복 운동하면서 상기 윤활유 저장수단(10)에 압축공기를 주입하는 에어 피스톤(34)이 구비된 에어 펌프(30); 및
   모터(42)의 의해 회전하고, 일측에 상기 윤활유 피스톤(24) 및 에어 피스톤(34)의 로드 각 단부가 힌지 결합되는 캠(40);을 포함하여 이루어져,
   상기 공급 피스톤(24)이 후진하면 상기 에어 피스톤(34)은 전진하면서 상기 주입구(12a)로 공기가 주입되어 상기 가압 피스톤(16)을 하강시킴으로써 윤활유가 상기 윤활유 공급수단(20)으로 유입되는 것을 특징으로 하는 공기 가압식 윤활유 자동공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 윤활유 저장수단(10)은,
   상부에 공기가 주입되는 주입구(12a)가 형성되며 하부에 윤활유가 배출되는 배출구(12b)가 형성된 챔버(12)와, 윤활유를 저장하고 상기 챔버(12) 내부에 수용되며 부피의 신축이 가능한 파우치(14)와, 상기 파우치(14) 상부에 배치되어 상기 파우치(14)를 가압하는 가압 피스톤(16)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 가압식 윤활유 자동공급장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어 펌프(30)는,
   압축공기를 수용하는 에어 실린더(32)와, 상기 에어 실린더(32) 내부에서 왕복 운동하고 일측이 상기 캠(40)에 힌지 결합되는 에어 피스톤(34)과, 상기 에어 실린더(32)와 주입구(12a)를 연결하는 에어 호스(36)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 가압식 윤활유 자동공급장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주입구(12a)에는 상기 에어 실린더(32)에서 주입되는 공기의 압력을 제어할 수 있는 레귤레이터(50)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 가압식 윤활유 자동공급장치.

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