KR101177054B1 - 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치 및 그것을 갖는 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치 및 그것을 갖는 실린더에 관한 것이다.
본 발명의 장치는, 중심부를 기준으로 하여 양쪽 끝단부 방향으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 갖는 양쪽테이퍼부가 형성되어 있으며, 유체유입배출구와 연결된 형태로 형성되어 있는 조절장치설치홀에 위치되어 있되 피스톤이 에어쿠션을 갖도록 형성되어 있는 보조관로 방향이나 피스톤의 이동시 대부분의 유체가 유동되는 주관로 방향으로 상기 양쪽테이퍼부를 이동시킬 수 있도록 되어 있어 양쪽테이퍼부가 주관로 방향으로 이동되면 주관로의 개방 정도는 작아지고 보조관로의 개방 정도는 커지며, 양쪽테이퍼부가 보조관로 방향으로 이동되면 보조관로의 개방 정도는 작아지고 주관로의 개방 정도는 커지도록 하는 제어축을 포함하여 구성된다.
따라서 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤의 전체적인 이동속도가 함께 조절되게 하는 특징이 있다.

Description

실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치 및 그것을 갖는 실린더{SPEED REGULATOR FOR PISTON AND CYLINDER HAVING THE SAME}

본 발명은 각종 기계장치나 시설물에 구비되며, 유압이나 공압에 의해 피스톤이 전, 후진 되는 실린더에서 피스톤의 이동속도를 제어하는 장치에 관한 것이다.

반도체장비, 공작기계, 건설기계 등의 각종 기계장치나 시설물에는 전, 후진 운동과 회전운동이 요구되는 경우가 많으며, 이러한 전후진 운동이나 회전운동 등을 유압이나 공압(압축공기)을 통해 얻을 수 있도록 구현된 대표적인 기계요소가 바로 실린더이다.(압력을 발생시키는 유체에 따라 '유압실린더' 와 '공압실린더'로 구분됨)

일반적으로 실린더는 유압이나 공압을 전달받아 전, 후진 하는 피스톤을 가지며, 피스톤이 슬라이딩 이동되는 하우징을 갖는다.

또, 하우징은 유압이나 공압을 전달받기 위해 형성된 전진포트(뒤쪽에 위치된 유체유입배출구와 후진포트(앞쪽에 위치된 유체유입배출구)를 갖는다.

유압을 사용하는 유압실린더의 경우 피스톤의 전, 후진 속도는 느리지만 매우 강한 힘을 얻을 수 있어 건설기계 등 강한 힘이 요구되는 분야에 사용되고 있다.

반면, 공압을 사용하는 공압실린더는 전, 후진 속도는 빠르지만 상대적으로 힘이 약하여 피스톤의 빠른 전, 후진이 요구되는 분야에 널리 사용되고 있다.

실린더의 크기는 요구되는 출력 및 피스톤의 전, 후진 거리에 따라 다양한 크기로 구현되고 있다.

반도체 장비와 같은 경우에는 매우 소형화된 것들이 주로 사용되고 있다.

이러한 실린더의 움직임, 더욱 정확하게는 유압이나 공압에 의해 움직이는 피스톤의 움직임 속도를 조절할 수 있는 실린더의 구조가 안출되어 있는 실정이다.

한국 특허출원 제 10-1997-002994호 및 한국 실용신안등록 제0392892호 등에는 속도 제어가 가능한 실린더의 구조에 대하여 제시되어 있다.

또, 피스톤이 움직일 때 최대 행정위치(최대 후진위치 또는 최대 전진위치)에 가까워지면 서서히 움직임으로써 충격이 발생되지 않도록 하는 구조도 제시되어 있는데 이러한 쿠션작용이 피스톤의 전, 후진에 관계되는 유체(오일이나 공기)의 배출량에 의해 결정되도록 하는 에어쿠션이 대표적으로 사용되고 있다.

에어쿠션은 피스톤이 최대 행정위치에 이르면 하우징 내에서 배출되는 유체의 양이 줄어들어 피스톤이 서서히 이동되도록 하는 구조이다.

한국 실용신안출원 제20-2002-0038621호 등에는 실린더의 에어쿠션 구조에 대하여 제시되어 있다.

일반적인 에어쿠션의 구조에서 설정된 지점까지는 주관로와 보조관로를 통해 유체가 유동되고, 피스톤이 소정의 지점에 위치되면 주관로는 차단되고 보조관로를 통해서만 유체가 유동되어 유체의 배출량이 적어지도록 되어 있다.

그런데 종래에는 에어쿠션의 정도를 조절할 수 없어 사용 조건에 맞는 에어쿠션의 정도를 갖는 실린더를 얻는데 상당한 어려움이 있었다.

즉, 사용 조건에 맞는 에어쿠션의 정도를 갖기 위해서는 보조관로를 통해 유동되는 유체의 양이 설정된 범위에 있어야 하는데 제조된 실린더를 구매하는 소비자 입장에서는 원하는 조건의 에어쿠션 정도를 충족하는 실린더를 얻기가 어려웠던 것이다.

한국 특허출원 제 10-1997-002994호 한국 실용신안등록 제0392892호 한국 실용신안출원 제20-2002-0038621호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 사용 조건에 맞게 실린더의 에어쿠션 정도를 사용자가 조절할 수 있고, 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤의 전체적인 이동속도가 함께 조절되도록 하는 장치 및 그것을 갖는 실린더를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 중심부를 기준으로 하여 양쪽 끝단부 방향으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 갖는 양쪽테이퍼부가 주관로 방향으로 이동되어 주관로를 경유하는 유체의 유량이 적으지면 보조관로의 개방 정도는 커져 보조관로를 경유하는 유체의 유동량은 많아지고, 양쪽테이퍼부가 보조관로 방향으로 이동되어 보조관로를 경유하는 유체의 유동량이 적어지면 주관로를 경유하는 유체의 유동량은 많아지도록 한다.

이를 통하여 사용 조건에 맞게 실린더의 에어쿠션 정도를 사용자가 조절할 수 있고, 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤의 전체적인 이동속도가 함께 조절되도록 한다.

이러한 본 발명의 장치는, 하우징의 유체유입배출구로 유입되거나 배출되는 유체의 유동력에 의해 하우징 내의 피스톤이 움직이도록 된 실린더에서 피스톤의 이동속도를 조절할 수 있는 것이다.

또, 제어축을 갖는데 이러한 제어축은, 중심부를 기준으로 하여 양쪽 끝단부 방향으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 갖는 양쪽테이퍼부가 형성되어 있다.

또, 유체유입배출구와 연결된 형태로 형성되어 있는 조절장치설치홀에 위치되어 있되 피스톤이 에어쿠션을 갖도록 하기 위해 형성되어 있는 보조관로 방향이나 피스톤의 이동시 대부분의 유체가 유동되는 주관로 방향으로 상기 양쪽테이퍼부를 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

따라서 양쪽테이퍼부가 주관로 방향으로 이동되면 주관로의 개방 정도는 작아지고 보조관로의 개방 정도는 커지며, 양쪽테이퍼부가 보조관로 방향으로 이동되면 보조관로의 개방 정도는 작아지고 주관로의 개방 정도는 커지도록 한다.

본 발명에서는 제어축을 움직여 제어축의 양쪽테이퍼부가 주관로 방향으로 이동되게 하면 주관로의 개방 정도는 작아지고 보조관로의 개방 정도는 커지며, 양쪽테이퍼부가 보조관로 방향으로 이동되게 하면 보조관로의 개방 정도는 작아지고 주관로의 개방 정도는 커지도록 할 수 있으므로 조건에 맞게 실린더의 에어쿠션 정도를 사용자가 조절할 수 있고, 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤의 전체적인 이동속도가 함께 조절되게 하는 특징이 있다.

즉, 보조관로의 개방 정도가 작을수록 유체의 유동량이 적아지므로 에어쿠션의 정도는 강해지고, 반대로 보조관로의 개방 정도가 클수록 유체의 유동량이 많아져 에어쿠션의 정도는 약해지므로 보조관로를 경유하는 유체의 유동량 제어를 통해 에어쿠션의 정도를 조절할 수 있는 것이다.

특히, 피스톤의 이동속도가 빠를 때 에어쿠션이 기능이 강화되고, 피스톤의이동속도가 느릴 때는 에어쿠션의 기능이 상대적으로 약해지므로 피스톤의 이동속도에 적절하게 에어쿠션이 이루어져 제품보호 기능이 강화되는 특징이 있다.

또, 주관로를 경유하는 유체의 유동량은 보조관로를 경유하는 유체의 유동량에 반비례하도록 하는 것이 테이퍼축을 움직임에 의해 이루어지므로 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤의 전체적인 이동속도까지도 조절되는 것이다.

또, 조절장치설치홀의 하부에 주관로가 연결되어 있으며, 조절장치설치홀 하부의 주관로에 연결되면서 제어축이 삽입되어 위치되는 축설치홀이 형성되어 있고, 하단부에서 상부로 이격된 지점의 측면에서 축설치홀로 연결된 유체유동홀이 천공되어 있으며, 하단부와 유체유동홀 사이에 패킹이 위치되어 있되 조절장치설치홀과의 사이에 틈새가 없도록 위치되어 있는 누수방지몸체가 더 구비된 경우 조절장치홀을 홀의 누수를 방지할 수 있다.

이러한 구조에서 패킹은 조절장치설치홀의 하부에서 패킹방향으로 유동된 유체는 조절장치설치홀과 패킹의 사이로 유동되지 못하고, 실린더의 유체유입배출구를 경유하여 조절장치설치홀 하부의 주관로 방향으로 향하는 유체는 조절장치설치홀과 패킹의 사이로 유동가능하게 하는 립을 갖는 형태인 경우 유체가 조절장치설치홀을 경유하여 유체유입배출구 방향으로 유동될 때는 피스톤이 상대적으로 느리게 설정된 속도로 이동되고, 유체유입배출구로 유입된 유체가 조절장치설치홀을 경유하여 유동될 때는 상대적으로 빠르게 유동되는 특징이 있다.

도 1은 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치를 갖는 실린더의 개략도
도 2는 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치를 설명하기 위해 도 1의 A-A 단면 일부를 도시한 개략도
도 3은 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치의 분해도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 하우징의 유체유입배출구로 유입되거나 배출되는 공기나 오일 등의 유체가 유동되는 에너지에 의해 하우징 내의 피스톤이 움직이도록 된 실린더에서 피스톤의 이동속도를 조절하기 위한 장치에 관한 것이다.

실린더가 에어쿠션을 갖도록 하기 위한 종래기술의 구조는 피스톤의 이동을 위한 유체가 유동되는 주관로와는 별도로 보조관로가 형성되어 있다.

본 발명은 에어쿠션의 정도를 조절할 수 있도록 된 것이기에 종래기술과 같이 주관로(14) 및 보조관로(12)를 갖는다.

그런데 본 발명은 사용 조건에 맞게 실린더의 에어쿠션 정도를 조절할 수 있고, 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤(20)의 전체적인 이동속도가 함께 조절되도록 하려는 목적을 갖는다.

이를 위한 본 발명의 장치는, 중심부를 기준으로 하여 양쪽 끝단부 방향으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 갖는 양쪽테이퍼부(61)가 형성된 제어축(60)을 갖는다.

또, 제어축(60)은 유체유입배출구(11)와 연결된 형태로 형성되어 있는 조절장치설치홀(13)에 위치되어 있되 피스톤(20)이 에어쿠션을 갖도록 하기 위해 형성된 보조관로(12) 방향이나 피스톤(20)의 이동시 대부분의 유체가 유동되는 주관로(14) 방향으로 상기 양쪽테이퍼부(61)를 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

따라서 양쪽테이퍼부(61)가 주관로(14) 방향으로 이동되면 주관로(14)의 개방 정도는 작아지고 보조관로(12)의 개방 정도는 커지는 것이다.

또, 양쪽테이퍼부(61)가 보조관로(12) 방향으로 이동되면 보조관로(12)의 개방 정도는 작아지고 주관로(14)의 개방 정도는 커지는 것이다.

보조관로(12)의 개방 정도가 작을수록 유체의 유동량이 적어지므로 에어쿠션의 정도는 강해지고, 반대로 보조관로(12)의 개방 정도가 클수록 유체의 유동량이 많아져 에어쿠션의 정도는 약해지므로 보조관로(12)를 경유하는 유체의 유동량 제어를 통해 에어쿠션의 정도를 조절할 수 있는 것이다.

또, 주관로(14)를 경유하는 유체의 유동량은 보조관로(12)를 경유하는 유체의 유동량에 반비례하도록 하는 것이 양쪽테이퍼부(61)의 움직임에 의해 이루어지므로 에어쿠션의 정도를 조절할 때 피스톤(20)의 전체적인 이동속도까지도 조절되는 것이다.

첨부된 도면에서는 조절장치설치홀(13)의 하부에 주관로(14)가 연결되어 있다.

또, 조절장치설치홀(13) 하부의 주관로(14)에 연결되도록 누수방지몸체(30)에 형성된 축설치홀(33)에는 제어축(60)이 위치(나선결합되어 위치)되어 있다.

또, 누수방지몸체(30)의 하단부에서 상부로 이격된 지점의 측면에서 축설치홀(33)로 연결된 유체유동홀(31)이 천공되어 있다.

또, 누수방지몸체(30)의 하단부와 유체유동홀(31) 사이에 패킹(50)이 위치되어 있되 조절장치설치홀(13)과의 사이에 틈새가 없도록 위치되어 있다.

따라서 주관로(14)를 통해 조절장치설치홀(13)로 유입된 유체는 축설치홀(33)로 유입된다.

상기와 같은 구조는 누수방지몸체(30)와 패킹(50)에 의해 유체(주관로(14)를 경유한 유체)의 누수를 효과를 적으로 방지하면서 구현이 용이한 특징이 있다.

누수방지몸체(30)의 하단부와 유체유동홀(31) 사이에 위치되는 패킹(50)은 오링 등 통상의 패킹 형태로 구현할 수 있다.

또, 조절장치설치홀(13)의 하부에서 패킹(50)방향으로 유동된 유체는 조절장치설치홀(13)과 패킹(50)의 사이로 유동되지 못하고, 실린더의 유체유입배출구(11)를 경유하여 조절장치설치홀(13) 하부의 주관로(14) 방향으로 향하는 유체는 조절장치설치홀(13)과 패킹(50)의 사이로 유동가능하게 하는 립(51)을 갖는 형태(첨부도면의 형태)로 구현할 수도 있다.

이러한 경우 유체가 조절장치설치홀(13)을 경유하여 유체유입배출구(11) 방향으로 유동될 때는 피스톤(20)이 상대적으로 느리게 설정된 속도로 이동되지만 유체유입배출구(11)로 유입된 유체가 조절장치설치홀(13)을 경유하여 유동될 때는 상대적으로 빠르게 유동되는 특징이 있다.

첨부된 도면에서는 누수방지몸체(30)가 상부에 위치되는 것과 하부에 위치되는 것으로 구분된 형태이지만 단일체 형태로 구현될 수도 있다.

본 발명에 있어서, 누수방지몸체(30)의 측면에는 보조관로(12)를 경유한 유체가 축설치홀(33)로 유입되도록 하는 보조관로연결홀(32)이 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구조에서 보조관로연결홀(32)의 상부와 하부에는 보조관로(12)를 경유한 유체가 조절장치설치홀(13)과 누수방지몸체(30)의 사이로 누출되는 것을 방지하는 패킹(40)이 더 구비되어 있도록 할 수 있다.

첨부된 도면에서는 제어축(60)이 누수방지몸체(30)의 축설치홀(33)에 나선결합되어 있어 상, 하로 이동 가능하도록 되어 있다.

또, 제어축(60)의 상부에는 육각렌치홈(62)이 형성되어 있어 육각렌치를 사용해 회전시킴으로써 양쪽테이퍼부(61)가 상, 하로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

또, 누수방지몸체(30)의 상부에 스냅링(80)이 위치되어 누수방지몸체(30)가 상부로 이동되는 것이 방지되도록 되어 있다.

스냅링(80)은 누수방지몸체(30)의 이탈방지수단인 것이다.

육각렌치홈(홀)와 육각렌치를 사용한 방식은 결합력이 우수하여 회전력의 전달이 매우 정확하고, 이로 인해 마모가 발생되지도 않아 고장 발생률이 적다.

또, 산업현장에서는 드라이버가 아닌 육각렌치를 주로 사용하기 때문에 사용이 편리한 특성도 있다.

10. 하우징
11. 유체유입배출구
12. 보조관로
13. 조절장치설치홀
14. 주관로
20. 피스톤
30. 누수방지몸체
31. 유체유동홀
32. 보조관로연결홀
33. 축설치홀
40. 패킹
50. 패킹
60. 제어축
61. 양쪽테이퍼부
62. 육각렌치홈
80. 스냅링

Claims (5)

1. 하우징(10)의 유체유입배출구(11)로 유입되거나 배출되는 유체의 유동력에 의해 하우징(10) 내의 피스톤(20)이 움직이도록 된 실린더에서 피스톤(20)의 이동속도를 조절하기 위한 장치에 있어서,
   중심부를 기준으로 하여 양쪽 끝단부 방향으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 갖는 양쪽테이퍼부(61)가 형성되어 있으며, 상기 유체유입배출구(11)와 연결된 형태로 형성되어 있는 조절장치설치홀(13)에 위치되어 있되 피스톤(20)이 에어쿠션을 갖도록 형성되어 있는 보조관로(12) 방향이나 피스톤(20)의 이동시 대부분의 유체가 유동되는 주관로(14) 방향으로 상기 양쪽테이퍼부(61)를 이동시킬 수 있도록 되어 있어 양쪽테이퍼부(61)가 주관로(14) 방향으로 이동되면 주관로(14)의 개방 정도는 작아지고 보조관로(12)의 개방 정도는 커지며, 양쪽테이퍼부(61)가 보조관로(12) 방향으로 이동되면 보조관로(12)의 개방 정도는 작아지고 주관로(14)의 개방 정도는 커지도록 하는 제어축(60)을 포함하여 구성된, 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 조절장치설치홀(13)의 하부에 주관로(14)가 연결되어 있으며,
   상기 조절장치설치홀(13) 하부의 주관로(14)에 연결되면서 제어축(60)이 삽입되어 위치되는 축설치홀(33)이 형성되어 있고, 하단부에서 상부로 이격된 지점의 측면에서 축설치홀(33)로 연결된 유체유동홀(31)이 천공되어 있으며, 하단부와 유체유동홀(31) 사이에 패킹(50)이 위치되어 있되 조절장치설치홀(13)과의 사이에 틈새가 없도록 위치되어 있는 누수방지몸체(30)가 더 구비된, 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 누수방지몸체(30)의 하단부와 유체유동홀(31) 사이에 위치된 패킹(50)은 조절장치설치홀(13)의 하부에서 패킹(50) 방향으로 유동된 유체는 조절장치설치홀(13)과 패킹의 사이로 유동되지 못하고, 실린더의 유체유입배출구(11)를 경유하여 조절장치설치홀(13) 하부의 주관로(14) 방향으로 향하는 유체는 조절장치설치홀(13)과 패킹(50)의 사이로 유동 가능하게 하는 립(51)을 갖는 형태인 것을 특징으로 하는, 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치.
   
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 누수방지몸체(30)의 측면에는 보조관로(12)를 경유한 유체가 축설치홀(33)로 유입되도록 하는 보조관로연결홀(32)이 형성되어 있고,
   상기 보조관로연결홀(32)의 상부와 하부에는 보조관로(12)를 경유한 유체가 조절장치설치홀(13)과 누수방지몸체(30)의 사이로 누출되는 것을 방지하는 패킹(40)이 더 구비된 것을 특징으로 하는, 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치.
   
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 실린더의 피스톤 이동속도와 에어쿠션 정도를 조절하기 위한 장치를 갖는 실린더.
   

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