KR101846944B1

KR101846944B1 - 진동발생장치

Info

Publication number: KR101846944B1
Application number: KR1020160116333A
Authority: KR
Inventors: 김병찬
Original assignee: 김병찬
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-04-10
Also published as: KR20180029137A

Abstract

본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다. 본 발명은 본 발명은 내부에 실린더보어(S)가 형성되고 작동유체가 유입되는 유입공(23) 및 상기 작동유체가 외부로 토출되는 토출공(24)이 각각 형성되는 제1실린더블록(21)과, 상기 실린더보어(S)의 일측을 차폐하고 상기 실린더보어(S)와 연결되는 유체챔버가 내부에 형성되는 제2실린더블록(22)과, 상기 실린더보어(S) 내부에서 상기 실린더보어(S)의 길이방향으로 직선왕복운동 가능하게 설치되고 작동유체에 의해 왕복운동과정에서 상기 유입공(23) 및 유체챔버와 상기 유체챔버 및 상기 실린더보어(S) 사이를 선택적으로 연통시켜 작동유체가 상기 유입공(23)을 통해 상기 유체챔버에 유입된 후에 상기 실린더보어(S)를 거쳐 상기 토출공(24)을 통해 외부로 토출되도록 하는 피스톤(30)을 포함한다. 그리고, 상기 피스톤(30)의 상기 실린더보어(S) 바깥쪽으로 돌출된 부분에는 타격블록(60)이 구비되어 상기 피스톤(30)이 왕복하는 과정에서 상기 제1실린더블록(21)의 외면에 충돌하여 진동을 발생시키고 상기 제1실린더블록(21)의 외면을 향한 부분에는 탄성재질의 완충부재(63)가 구비된다. 이와 같은 본 발명에서는 피스톤(30)의 이동과정에서 타격이 이루어지는 타격블록(60)이 실린더블록의 외부에 형성된다. 따라서, 진동발생장치에 마모나 고장이 발생할 경우 이를 육안으로 확인하기 쉽다.

Description

진동발생장치{Vibrator}

본 발명은 진동발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압의 작동유체를 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 왕복운동시켜 진동을 발생시키는 진동발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 분말의 교반이나, 부품의 일정한 이송, 또는 프레스 금형에서 스크랩의 배출 등을 위해서 진동기(vibrator)가 사용된다. 이러한 진동기는 피스톤의 일정한 왕복운동을 통해 진동을 발생시켜 교반장치나 이송장치 또는 금형의 스크랩배출장치에 진동을 전달해주게 된다.

최근에는, 압축공기를 이용한 진동기가 널리 사용되고 있는데, 이는 실린더 내부에 왕복운동하는 피스톤을 설치하고, 상기 실린더와 피스톤 내부를 흐르도록 압축공기를 주입하여 압력차에 의해 피스톤을 왕복운동시키는 구조로 된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 압축공기를 이용하는 진동기는 압축공기를 주입하기 위한 주입구와, 이를 배출하기 위한 배출구가 상기 실린더에 형성되고, 상기 주입구와 배출구를 연결하는 공기유동통로가 상기 피스톤 내부에 형성된다.

이때, 압축공기는 상기 주입구를 통해 주입되어 상기 공기유동통로를 통해 실린더 내부의 챔버에 이르게 되고, 챔버 내부의 압력이 커지면 상기 압축공기는 피스톤을 이동시키게 된다. 이렇게 되면 상기 피스톤의 공기유동통로의 일단은 상기 배출구와 연통된다. 이와 동시에 상기 챔버 내부에 존재하던 압축공기는 다시 상기 공기유동통로를 따라 주입되었던 방향과 반대방향으로 이동하여 배출구를 통해 배출된다. 그리고, 상기 챔버 내부의 압력이 작아지면 상기 피스톤은 주입되는 압축공기에 의해 원위치로 이동하여 초기상태가 된다.

그러나, 상기 압축공기를 이용한 진동기는 피스톤이 매우 빠른 속도로 직선왕복운동을 하게 되고, 그 과정에서 피스톤의 일단이 실린더 내부를 타격함으로써 큰 소음이 발생하게 되는 문제점이 있다.

그리고, 압축공기를 이용한 진동기는 피스톤의 일단이 실린더를 타격하는 과정에서 큰 충격력의 발생은 가능하나, 과도한 진동 및 소리에너지를 통해 운동에너지가 크게 감소하며, 따라서 피스톤의 왕복운동 속도가 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 진동기는 진동발생을 위한 타격이 실린더 내부에 이루어진다. 따라서 장시간 사용으로 부품이 마모될 경우에 이를 교체하기 위해서 부품을 분해해야 하는 단점이 있고, 타격 부분을 육안으로 확인할 수 없어 미세한 조정이 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0113857호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실린더와 피스톤이 부딪히는 과정에서 완충부재에 의해 충격이 완화되도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 진동발생장치의 타격되는 부분이 외부로 드러나 사용자가 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 실린더보어가 형성되고 작동유체가 유입되는 유입공 및 상기 작동유체가 외부로 토출되는 토출공이 각각 형성되는 제1실린더블록과, 상기 제1실린더블록과 연결되어 상기 실린더보어의 일측을 차폐하고 상기 실린더보어와 연결되는 유체챔버가 내부에 형성되는 제2실린더블록과, 상기 실린더보어 내부에서 상기 실린더보어의 길이방향으로 직선왕복운동 가능하게 설치되고 작동유체에 의해 왕복운동과정에서 상기 유입공 및 유체챔버와 상기 유체챔버 및 상기 실린더보어 사이를 선택적으로 연통시켜 작동유체가 상기 유입공을 통해 상기 유체챔버에 유입된 후에 상기 실린더보어를 거쳐 상기 토출공을 통해 외부로 토출되도록 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 상기 실린더보어 바깥쪽으로 돌출된 부분에 구비되어 상기 피스톤이 왕복하는 과정에서 상기 제1실린더블록의 외면에 충돌하여 진동을 발생시키고 상기 제1실린더블록의 외면을 향한 부분에는 탄성재질의 완충부재가 구비되는 타격블록을 포함하고, 상기 제1실린더블록의 앞부분에는 전방블록이 결합되어 상기 타격블록의 완충부재는 피스톤의 이동과정에서 상기 전방블록을 타격하고, 상기 타격블록이 피스톤에 조립되는 정도를 조절하여 상기 타격블록과 전방블록 사이의 타격거리를 변경할 수 있으며, 상기 타격블록의 완충부재가 상기 제1실린더블록의 외면을 타격한 상태에서 상기 피스톤의 다른 쪽 끝은 상기 유체챔버의 바닥면으로부터 이격된 상태이다.

상기 타격블록은 상기 피스톤에 결합되는 블록몸체와, 상기 블록몸체의 전방에 설치되는 금속재질의 중량부와, 상기 블록몸체에 상기 중량부의 반대편 위치에 구비되어 상기 제1실린더블록의 외면 방향으로 돌출되는 완충부재를 포함한다.

상기 제2실린더블록에는 상기 제2실린더블록 보다 큰 면적을 갖는 평판형태의 설치브라켓이 결합된다

상기 완충부재는 고무, 실리콘 또는 우레탄 중 어느 하나의 재질로 만들어진다.

삭제

상기 제1실린더블록의 실린더보어는 상기 유체챔버와 연통되는 제1보어와, 구획부에 의해 상기 제1보어와 구획되고 내부에 소음저감공간이 형성되며 상기 토출공과 연통되는 제2보어를 포함한다.

삭제

상기 피스톤에서 상기 제1보어 또는 유체챔버 내측에 위치하는 부분에는 상기 제1보어의 내경과 동일한 외경을 갖는 단차부가 구비되고, 상기 단차부에는 유입개폐공이 상기 피스톤의 이동방향과 직교한 방향으로 형성되며, 상기 유체챔버의 내경은 상기 단차부의 외경보다 크게 형성되어, 상기 피스톤의 이동과정에서 상기 유입개폐공이 상기 제1보어에 위치하면 제1보어 내면에 막히고 유입개폐공이 유체챔버에 위치하면 개방된다.

상기 피스톤에는 한쪽 끝이 상기 유입공과 연통되고 상기 피스톤의 이동방향을 따라 상기 단차부에 형성되는 유입채널과, 상기 피스톤의 이동방향과 직교한 방향으로 형성되되 한쪽 끝이 상기 유입채널과 연결되고 다른 쪽 끝은 상기 피스톤의 이동에 따라 상기 유체챔버 또는 제1보어 내주면을 향하면서 선택적으로 개방되는 유입개폐공과, 상기 피스톤의 왕복운동 방향을 따라 상기 피스톤의 중심부에 형성되고 한쪽 끝은 상기 유체챔버와 연통되고 메인채널과, 상기 메인채널의 다른 쪽 끝에 상기 피스톤의 이동방향과 직교한 방향으로 형성되고 상기 피스톤의 이동과정에서 상기 구획부 또는 상기 제2보어에 위치하면서 상기 메인채널과 상기 제2보어 사이를 선택적으로 연통시키는 배출개폐공이 각각 형성된다.

상기 메인채널은 상기 단차부 전체구간과 피스톤몸체의 일부구간에 걸쳐 상기 피스톤의 이동방향을 따라 형성된다.

상기 실린더보어의 제2보어에는 소음저감공간이 형성되고, 상기 소음저감공간은 상기 제2보어의 내주면에 상기 피스톤을 향해 돌출되는 다수개의 소음저감리브 사이사이에 형성된다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 진동발생장치에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에서는 피스톤의 이동과정에서 타격이 이루어지는 타격블록이 실린더블록의 외부에 형성된다. 따라서, 진동발생장치에 마모나 고장이 발생할 경우 이를 육안으로 확인하기 쉽고, 유지보수 또한 용이해지는 효과가 있다.

그리고 본 발명에서는 완충부재가 타격블록에 설치되어 피스톤의 이동과정에서 완충부재가 전방블록과 충돌함으로써, 충격을 완화하여 타격음을 줄여주게 된다. 이에 따라 진동발생장치에 의한 소음이 줄어드는 효과가 있다.

또한, 피스톤에 탄성력을 가진 완충부재가 구비되어 전방블록과 충돌하는 과정에서 발생한 반발력을 통해 피스톤의 이동속도가 더욱 증가됨으로써 동일한 시간에 발생되는 진동수가 증가하고, 따라서 진동발생장치의 작동성능이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 진동발생장치 내부에 소음저감공간이 일체로 구비되어 작동유체에 의해 발생되는 소음이 현저하게 줄어드는 효과도 있다.

또한, 본 발명에서는 타격블록이 피스톤에 조립되는 정도를 조절함으로써 타격블록과 전방블록 사이의 타격거리를 변경할 수 있다. 이를 통해 진동발생장치의 진동수 및 진동세기를 세밀하게 조절할 수 있어, 본 발명을 보다 다양한 환경과 조건에 맞게 사용할 수 있다. 특히, 타격블록이 외부로 노출되어 있으므로, 이러한 조절은 더욱 쉽게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 진동발생장치의 바람직한 실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 도 1에서 피스톤이 삽입되어 타격블록이 제1실린더블록에 접한 상태를 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 진동발생장치의 바람직한 실시례의 구성을 보인 분해사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 진동발생장치가 동작하는 과정을 순차적으로 보인 동작상태도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 진동발생장치는 작동유체에 의해 작동하는 것으로, 작동유체가 유입되었다가 배출되는 과정에서 피스톤(30)이 왕복운동을 하고, 그 과정에서 피스톤(30)에 구비된 타격블록(60)이 진동발생장치의 제1실린더블록(21)을 타격하여 진동을 발생시킨다. 도 1에는 피스톤(30)과 타격블록(60)이 돌출된 상태가 도시되어 있고, 도 2에는 피스톤(30)과 타격블록(60)이 삽입된 상태가 도시되어 있다. 실제로는 도 1에서 도 2의 상태로의 전환이 매우 빠른 속도로 이루어지고, 그 과정에서 타격블록(60)이 제1실린더블록(21)을 강하게 타격하게 된다. 이하에서는 본 발명 실시례를 구성하는 각 구성에 대해 상세하게 살펴보기로 한다.

먼저 본 발명에 의한 진동발생장치는 설치브라켓(10)에 의해 사용장소에 부착될 수 있다. 보다 정확하게는 아래에서 설명될 제2실린더블록(22)에는 제2실린더블록(22) 보다 큰 면적을 갖는 평판형태의 설치브라켓(10)이 결합되고, 상기 설치브라켓(10)이 설치장소에 고정됨으로써 진동발생장치가 설치되는 것이다. 상기 설치브라켓(10)에 형성된 브라켓홀(12)을 제1체결구(B1)가 통과하고 제2실린더블록(22)의 블록조립홀(22')에 조립되어, 설치브라켓(10)과 제2실린더블록(22)이 결합된다. 물론, 상기 설치브라켓(10)이 생략되고 제2실린더블록(22)이 직접 설치장소에 결합되거나, 설치브라켓(10)이 제2실린더블록(22)에 일체로 구비될 수도 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 진동발생장치의 외관 및 골격은 실린더블록(20)에 의해 형성되고, 실린더블록(20)은 제1실린더블록(21)과 제2실린더블록(22)으로 구성된다. 상기 제1실린더블록(21)은 대략 원통형상의 블록몸체(61)로 구성되고 그 내부에는 실린더보어(S)가 형성된다. 상기 실린더보어(S)는 아래에서 다시 자세히 설명하기로 한다.

상기 제1실린더블록(21)에는 유입공(23)과 토출공(24)이 형성된다. 상기 유입공(23)과 토출공(24)은 제1실리더블록의 측면에 형성된 것으로, 이를 통해서 작동유체가 각각 유입되고 배출된다. 도시되지는 않았으나 상기 유입공(23)과 토출공(24)에는 작동유체가 유입되고 배출되는 별도의 연결튜브가 끼워질 수 있다.

상기 제1실린더블록(21)은 그 내부가 전후 방향으로 관통된다. 그리고 관통된 내부공간이 실린더보어(S)이다. 상기 실린더보어(S)는 다시 두 부분으로 나뉘는데, 구획부(28)를 중심으로 제1보어(S1) 및 제2보어(S2)로 구성된다. 상기 구획부(28)는 상기 제1실린더블록(21)의 내부공간을 좁히는 방향으로 돌출된 것으로, 아래에서 설명될 피스톤(30)몸체의 외경에 대응하는 내경을 갖는다. 즉, 상기 구획부(28)는 상기 실린더보어(S)의 중심방향으로 돌출되어, 피스톤(30)의 피스톤몸체(31) 외면과 밀착된다. 이에 따라 상기 구획부(28)와 피스톤(30)의 외면 사이에 틈이 없어, 작동유체는 제1보어(S1) 및 제2보어(S2) 사이를 직접 이동할 수 없고, 아래에서 설명될 피스톤(30)의 메인채널(36)을 통해서만 제1보어(S1)로부터 제2보어(S2)로 이동할 수 있다.

상기 실린더보어(S)는 구획부(28)를 중심으로 제1보어(S1)와 제2보어(S2)로 구분된다. 상기 제1보어(S1)는 아래에서 설명될 유체챔버(C)와 연통되어 유체챔버(C)와 함께 하나의 공간을 형성하며, 제2보어(S2)는 앞서 설명한 배출공과 연결된다.

상기 제1보어(S1)의 내경은 후술할 피스톤(30)의 단차부(31')의 외경과 대응되는 크기로 형성되어, 피스톤(30)의 단차부(31')는 제1보어(S1)의 내면에 밀착된다. 이에 따라 아래에서 설명될 단차부(31')에 형성된 유입개폐공(35)은 피스톤(30)의 이동과정에서 상기 제1보어(S1)에 위치하면 제1보어(S1) 내면에 막힌다(도 4참조).

도 3에서 보듯이, 앞서 설명한 유입공(23)은 상기 제1실린더블록(21)의 측면을 관통하여 형성되어, 외부와 상기 제1실린더블록(21)의 제1보어(S1)를 연통시킨다. 상기 유입공(23)의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있는데, 이는 외부로부터 고압의 작동유체를 유입하기 위한 관(tube)을 연결하기 위한 것이다.

상기 제1실린더블록(21)의 제2보어(S2)에는 소음저감공간이 형성된다. 상기 소음저감공간은 제2보어(S2)의 일부이다. 상기 소음저감공간은 제2보어(S2)의 내주면으로부터 링형상으로 돌출되는 다수개의 소음저감리브(29)의 사이사이에 형성된다. 도 4에서 보듯이 피스톤(30)의 피스톤몸체(31) 외주면과 소음저감리브(29) 사이의 미세한 틈이 형성되고, 이러한 틈을 통하여 작동유체가 유동하게 된다.

보다 정확하게는 상기 소음저감공간은 일종의 팽창식 소음기관의 역할을 하는 것이다. 즉, 작동유체가 후술할 피스톤(30)의 메인채널(36)을 지나 제2보어(S2)로 이동하는 과정에서, 상기 소음저감리브(29)의 선단과 피스톤(30)의 외면 사이의 작은 틈으로 인해 작동유체의 밀도가 매우 높아지고, 이어서 상대적으로 큰 부피로 인해 작동유체의 밀도가 급격히 낮아지는 소음저감공간으로 유입되어 순간 확산되면서 작동유체의 운동에너지가 작아지게 되고, 이에 따라 실린더보어(S)에 내부에서 발생되는 소음이 줄어드는 것이다.

다음으로, 제2실린더블록(22)에 대해 설명하면, 상기 제2실린더블록(22)은 상기 제1실린더블록(21)에 제2체결구(B2)에 의해 조립된다. 상기 제2실린더블록(22)은 내부에 유체챔버(C)가 형성된 원통형상으로 형성되고, 상기 제1실린더블록(21)에 조립됨으로써 상기 제1보어(S1)와 유체챔버(C)가 합쳐져 하나의 공간을 형성하게 된다.

이때, 상기 유체챔버(C)의 내경은 상기 제1보어(S1)의 내경 보다 크게 형성된다. 이에 따라 제1보어(S1)의 내경에 대응하여 제1보어(S1)의 내주면에 밀착되는 후술할 피스톤(30)의 단차부(31')가 유체챔버(C)에 위치하게 되면, 단차부(31')의 외주면과 유체챔버(C)의 내주면 사이에 공간이 형성되고 이에 따라 작동유체가 아래에서 설명될 유입개폐공(35)을 통해 유체챔버(C)로 이동할 수 있다.(도 5참조)

상기 실린더보어(S)에는 피스톤(30)이 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 실린더보어(S)를 직선왕복가능하도록 설치되어, 왕복운동과정에서 (i) 상기 유입공(23) 및 유체챔버(C) 사이와 (ii) 상기 유체챔버(C) 및 상기 제2보어(S2) 사이를 선택적으로 연통시키는 역할을 한다. 이에 따라 작동유체가 상기 유입공(23)을 통해 상기 유체챔버(C)에 유입된 후에 상기 제2보어(S2)를 거쳐 토출공(24)을 통해 외부로 토출될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 도 3에서 보듯이, 상기 피스톤(30)은 피스톤몸체(31)와 상기 피스톤몸체(31) 보다 큰 직경을 갖는 단차부(31')로 구성된다. 상기 피스톤몸체(31)는 상기 피스톤(30)의 직선이동방향을 따라 길게 형성되고, 상기 단차부(31')는 상기 피스톤몸체(31)의 하단에 형성된다.

상기 단차부(31')는 상기 제1보어(S1)의 내주면과 대응되는 외경을 가지며, 상기 단차부(31')에는 상기 단차부(31')를 상기 피스톤(30)의 이동방향으로 관통하여 유입채널(33)이 형성된다. 그리고, 상기 유입채널(33)의 일단에는 상기 제1보어(S1)의 내주면을 향해 유입개폐공(35)이 관통되어 형성된다. 상기 유입개폐공(35)의 출구가 상기 유체챔버(C)에 위치하면, 상기 단차부(31')의 외면과 상기 유체챔버(C)의 내면 사이에 간격이 존재하므로 상기 유입채널(33) 내부의 작동유체는 유체챔버(C)로 배출될 수 있다.(도 5참조)

상기 피스톤몸체(31)의 중심에는 메인채널(36)이 형성된다. 상기 메인채널(36)은 상기 피스톤몸체(31)의 적어도 일부와, 상기 단차부(31') 전체를 걸쳐 형성된다. 즉, 도 4에서 보듯이, 상기 메인채널(36)의 한쪽 끝은 상기 유체챔버(C)를 향해 개방되고, 반대쪽 끝은 배출개폐공(37)을 통해 제2보어(S2)를 향해 개구된다.

상기 배출개폐공(37)은 상기 메인채널(36)의 일단에 상기 제2보어(S2)를 향해 개구되어 형성되는데, 상기 피스톤몸체(31)의 외주면을 향해 방사상으로 다수개가 형성될 수 있다. 상기 피스톤몸체(31)가 상기 구획부(28)에 밀착되므로, 상기 배출개폐공(37)은 그 출구가 상기 구획부(28)를 향했을 때에는 막힌 상태가 되고(도 5참조), 상기 배출개폐공(37)의 출구가 상기 구획부(28)가 아닌 제2보어(S2)를 향했을 때에는 개방된다.(도 4참조)

상기 제1실린더블록(21)의 앞 부분에는 전방블록(40)이 결합된다. 상기 전방블록(40)은 제2실린더블록(22)의 반대편에 해당하는 제1실린더블록(21)의 앞 부분에 결합되고, 상기 전방블록(40)에는 아래에서 설명될 타격블록(60)이 부딪히면서 진동을 발생시킨다. 전방블록(40)은 타격블록(60)과 직접 마주하도록 설치됨으로써, 전방블록(40)의 전면(45)에서 타격이 이루어진다. 만일 오랜 사용으로 상기 전방블록(40)이 마모되거나 손상되면, 사용자는 이를 육안으로 쉽게 인지할 수 있고, 외부로 노출된 부품이므로 쉽게 교체할 수 있다.

상기 피스톤(30)에는 타격블록(60)이 결합된다. 상기 타격블록(60)은 상기 실린더보어(S)의 외측으로 돌출된 상태로 피스톤(30)과 함께 이동하면서 상기 전방블록(40)을 타격한다. 상기 타격블록(60)은 상기 피스톤(30)에 결합되는 블록몸체(61)가 그 골격을 형성하고, 블록몸체(61)의 전방과 후방에는 각각 중량부(65) 및 완충부재(63)가 결합된다. 상기 중량부(65)는 상기 블록몸체(61)의 전방에 설치되고 질량이 큰 재질, 예를 들어 스틸 등 금속재질로 만들어진다. 이는 상기 타격블록(60)에 의한 타격시 보다 큰 충격이 발생되도록 하기 위한 것이다.

상기 중량부(65)의 반대편에 해당하는 블록몸체(61)의 하방에는 완충부재(63)가 결합된다. 상기 완충부재(63)는 상기 전방블록(40)의 전면(45)에 실질적으로 닿는 부분으로, 전방블록(40)을 타격한다. 상기 완충부재(63)는 탄성력있는 재질로 형성됨이 바람직하다.

구체적으로는, 상기 완충부재(63)는 고무, 실리콘 또는 우레탄 중 어느 하나의 재질로 만들어지고, 상기 완충부재(63)는 블록몸체(61) 보다 전방블록(40) 방향으로 상대적으로 더 돌출되어, 상기 블록몸체(61)의 일단이 상기 전방블록(40)을 타격하기에 앞서 상기 전방블록(40)과 부딪힌다. 상기 완충부재(63)의 재질에 의해 타격시 발생하는 타격음을 줄일 수 있고, 탄성력에 의해 반발력은 높임으로써 피스톤(30)의 이동속도가 더욱 증가될 수 있다. 이는 결국 동일한 시간에 발생되는 진동수를 증가시키고, 따라서 진동발생장치의 작동성능이 향상될 수 있다.

도면부호 B3는 타격블록(60)을 피스톤(30)에 체결하기 위한 제3체결구를 나타낸다. 제3체결구(B3)는 타격블록(60)을 통과하여 피스톤(30)에 형성된 피스톤홀(32)에 체결된다. 이때, 본 발명에서 제3체결구(B3)를 조이거나 풀면서 상기 타격블록(60)이 피스톤(30)에 조립되는 정도를 조절할 수 있다. 그리고 타격블록(60)이 피스톤(30)에 조립되는 정도를 조절하면서 타격블록(60)과 전방블록(40) 사이의 타격거리를 변경할 수 있다. 이를 통해 사용자는 본 발명에 의한 진동발생장치의 진동수 및 진동세기를 세밀하게 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명은 보다 다양한 환경과 조건에 맞게 사용할 수 있다. 특히, 본 발명에서 타격블록(60)이 외부로 노출되어 있으므로, 이러한 조절은 더욱 쉽게 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 진동발생장치의 작용을 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4에서 보듯이, 제1실린더블록(21)의 유입공(23)을 통해 고압의 작동유체가 유입되면(화살표①), 작동유체는 피스톤(30)의 단차부(31') 상면을 가압하게 된다.(화살표②) 물론, 상기 작동유체는 상기 피스톤(30)의 단차부(31')에 형성된 유입채널(33) 내부로도 유입되지만, 상기 유입채널(33)의 일단에 형성된 유입개폐공(35)의 출구가 제1보어(S1)의 내주면에 막힌 상태이므로 이를 통과하지 못한다. 이에 따라 상기 작동유체는 피스톤(30)의 단차부(31') 상면을 가압하게 되고, 이에 따라 피스톤(30)은 제2실린더블록(22) 방향으로 후퇴하게 된다(도 4의 화살표③방향). 참고로 도 4에서 점으로 표현된 부분은 작동유체가 존재하는 구간을 나타낸다.

이와 같이, 작동유체에 의해 피스톤(30)의 단차부(31') 상면이 눌려, 피스톤(30)이 제2실린더블록(22) 방향으로 약간 후퇴한 모습이 도 5에 도시되어 있다. 이에 보듯이 상기 유입개폐공(35)의 출구는 아직 제1보어(S1)의 내주면에 막힌 상태이다.

그리고, 피스톤(30)이 제2실린더블록(22) 방향으로 후퇴하는 과정에서 상기 피스톤(30)의 타격블록(60)이 전방블록(40)의 전면(45)을 타격한다. 보다 정확하게는 타격블록(60)의 완충부재(63)가 전방블록(40)을 타격하게 된다. 이 과정에서 진동발생장치는 진동을 발생시키게 되고, 진동을 외부에 전달하여 다양한 방식으로 진동을 활용할 수 있다.

상기 타격블록(60)이 상기 전방블록(40)을 직접 타격하지 않고, 완충부재(63)가 전방블록(40)을 타격함으로써 충격을 완화하여 타격음을 줄여주게 된다. 이에 따라 진동발생장치에 의한 소음이 상대적으로 줄어들 수 있다. 또한, 상기 탄성력을 가진 완충부재(63)가 전방블록(40)을 타격하면 그 반발력으로 피스톤(30)이 다시 어느 정도 전진하게 되고, 이에 따라 피스톤(30)의 이동속도가 증가됨으로써 동일한 시간에 발생되는 진동수가 증가할 수 있다.

이때, 본 발명에서 타격되는 부품, 즉 전방블록(40)과 타격블록(60)은 실린더보어(S) 내부가 아니라 외부에 드러나게 설치된다. 따라서, 만일 오랜 사용으로 상기 전방블록(40) 또는 타격블록(60)이 마모되거나 손상되면, 사용자는 이를 육안으로 쉽게 인지할 수 있고, 외부로 노출된 부품이므로 쉽게 교체할 수 있다.

그리고, 상기 타격블록(60)의 완충부재(63)가 상기 제1실린더블록(21)의 외면을 타격한 상태에서 상기 피스톤(30)의 다른 쪽 끝은 상기 유체챔버의 바닥면으로부터 이격된 상태이므로, 장치 내부에는 충격이 가해지지 않아, 마모나 손상 가능성을 낮출 수 있다.

한편, 상기 피스톤(30)이 후퇴하면, 상기 유입개폐공(35)의 출구는 유체챔버(C)의 내주면를 향하게 되고, 유입개폐공(35)의 출구와 유체챔버(C)의 내주면 사이의 간격을 통해 작동유체가 이동할 수 있지만, 배출개폐공은 구획부(28) 내면에 막힌 상태이다(도 5 참조).

그리고, 상기 피스톤(30)이 후퇴함으로써 상기 유체챔버(C)의 부피가 줄어들고 높은 압력 상태가 된다. 이 상태에서 고압의 작동유체가 계속 유체챔버(C)로 유입되면, 이번에는 작동유체가 상기 피스톤(30)의 저면을 가압하여 피스톤(30)이 전진하도록 가압하게 된다(도5의 화살표④방향). 물론, 앞서 상기 타격블록(60)의 완충부재(63)가 전방블록(40)에 부딪혀 그 반발력으로 피스톤(30)이 어느 정도 전진한 상태이므로, 이와 같은 피스톤(30)의 전진이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.

도 6에서 보듯이, 상기 피스톤(30)이 전진하면, 상기 피스톤(30)의 메인채널(36)의 일단에 구비된 배출개폐공(37)의 출구가 구획부(28)에 막혀 있던 상태를 벗어나서, 제2보어(S2)를 향해 개구된다.

이에 따라 상기 작동유체는 상기 메인채널(36)을 통해 이동한 후에(화살표⑤), 상기 메인채널(36)의 일단에 구비된 배출개폐공(37)을 통해 제2보어(S2)로 배출된다(화살표⑥). 그리고, 상기 작동유체는 상기 제2보어(S2)에 형성된 소음저감공간을 통과하면서 소음을 줄이게 된다(화살표⑦).

보다 구체적으로는 상기 제2보어(S2) 내부로 토출된 작동유체는 피스톤몸체(31)의 외면과 제2보어(S2)의 내면을 따라 이동하다가, 소음저감리브(29)의 위치까지 이르게 된다. 그리고, 상기 소음저감리브(29)의 선단과 피스톤몸체(31)의 외면 사이의 좁은 틈을 통해 이동하고, 상기 인접한 사이의 비교적 넓은 소음저감공간으로 이동된다. 이와 같이 상기 소음저감리브(29)의 선단과 피스톤몸체(31)의 외면 사이의 좁은 틈과 상대적으로 넓은 소음저감공간을 반복적으로 이동하는 과정에서 작동유체의 소음이 저감된다.

마지막으로, 상기 소음저감공간을 통과한 작동유체는 토출공(24)을 통해 외부로 배출된다(화살표⑧).

이렇게 되면, 상기 유체챔버(C)의 내부 압력은 다시 낮아지게 되고, 상기 유입공(23)을 통해 지속적으로 유입되는 고압의 작동유체에 의해 피스톤(30)이 다시 유체챔버(C)의 체적을 줄이는 방향으로 후진하게 된다.

그리고 이와 같은 과정이 반복되면서 상기 진동발생장치가 진동을 발생시키게 된다. 즉 상기 피스톤(30)의 직선왕복운동에 따라 타격블록(60)의 완충부재(63)가 상기 전방블록(40)을 타격하면서 진동을 발생시키게 되는 것이다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 설치브라켓 12: 브라켓홀
20: 실린더블록 21: 제1실린더블록
22: 제2실린더블록 23: 유입공
24: 배출공 28: 구획부
30: 피스톤 31: 피스톤몸체
32': 단차부 33: 유입채널
35: 유입개폐공 36: 메인채널
37: 배출개폐공 40: 전방블록
60: 타격블록 61: 블록몸체
63: 완충부재 65: 중량부
B1: 제1체결구 B2: 제2체결구
B3: 제3체결구

Claims

내부에 실린더보어가 형성되고 작동유체가 유입되는 유입공 및 상기 작동유체가 외부로 토출되는 토출공이 각각 형성되는 제1실린더블록과,
상기 제1실린더블록과 연결되어 상기 실린더보어의 일측을 차폐하고 상기 실린더보어와 연결되는 유체챔버가 내부에 형성되는 제2실린더블록과,
상기 실린더보어 내부에서 상기 실린더보어의 길이방향으로 직선왕복운동 가능하게 설치되고 작동유체에 의해 왕복운동과정에서 상기 유입공 및 유체챔버와 상기 유체챔버 및 상기 실린더보어 사이를 선택적으로 연통시켜 작동유체가 상기 유입공을 통해 상기 유체챔버에 유입된 후에 상기 실린더보어를 거쳐 상기 토출공을 통해 외부로 토출되도록 하는 피스톤과,
상기 피스톤의 상기 실린더보어 바깥쪽으로 돌출된 부분에 구비되어 상기 피스톤이 왕복하는 과정에서 상기 제1실린더블록의 외면에 충돌하여 진동을 발생시키고 상기 제1실린더블록의 외면을 향한 부분에는 탄성재질의 완충부재가 구비되는 타격블록을 포함하고,
상기 제1실린더블록의 앞부분에는 전방블록이 결합되어 상기 타격블록의 완충부재는 피스톤의 이동과정에서 상기 전방블록을 타격하고, 상기 타격블록이 피스톤에 조립되는 정도를 조절하여 상기 타격블록과 전방블록 사이의 타격거리를 변경할 수 있으며,
상기 타격블록의 완충부재가 상기 제1실린더블록의 외면을 타격한 상태에서 상기 피스톤의 다른 쪽 끝은 상기 유체챔버의 바닥면으로부터 이격된 상태인 진동발생장치.
제 1 항에 있어서, 상기 타격블록은
상기 피스톤에 결합되는 블록몸체와,
상기 블록몸체의 전방에 설치되는 금속재질의 중량부와,
상기 블록몸체에 상기 중량부의 반대편 위치에 구비되어 상기 제1실린더블록의 외면 방향으로 돌출되는 완충부재를 포함하는 진동발생장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2실린더블록에는 상기 제2실린더블록 보다 큰 면적을 갖는 평판형태의 설치브라켓이 결합되는 진동발생장치.
제 3 항에 있어서, 상기 완충부재는 고무, 실리콘 또는 우레탄 중 어느 하나의 재질로 만들어지는 진동발생장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 제1실린더블록의 실린더보어는 상기 유체챔버와 연통되는 제1보어와, 구획부에 의해 상기 제1보어와 구획되고 내부에 소음저감공간이 형성되며 상기 토출공과 연통되는 제2보어를 포함하는 진동발생장치.
삭제
제 6 항에 있어서, 상기 피스톤에서 상기 제1보어 또는 유체챔버 내측에 위치하는 부분에는 상기 제1보어의 내경과 동일한 외경을 갖는 단차부가 구비되고, 상기 단차부에는 유입개폐공이 상기 피스톤의 이동방향과 직교한 방향으로 형성되며, 상기 유체챔버의 내경은 상기 단차부의 외경보다 크게 형성되어, 상기 피스톤의 이동과정에서 상기 유입개폐공이 상기 제1보어에 위치하면 제1보어 내면에 막히고 유입개폐공이 유체챔버에 위치하면 개방되는 진동발생장치.
제 8 항에 있어서, 상기 피스톤에는
한쪽 끝이 상기 유입공과 연통되고 상기 피스톤의 이동방향을 따라 상기 단차부에 형성되는 유입채널과,
상기 피스톤의 이동방향과 직교한 방향으로 형성되되 한쪽 끝이 상기 유입채널과 연결되고 다른 쪽 끝은 상기 피스톤의 이동에 따라 상기 유체챔버 또는 제1보어 내주면을 향하면서 선택적으로 개방되는 유입개폐공과,
상기 피스톤의 왕복운동 방향을 따라 상기 피스톤의 중심부에 형성되고 한쪽 끝은 상기 유체챔버와 연통되고 메인채널과,
상기 메인채널의 다른 쪽 끝에 상기 피스톤의 이동방향과 직교한 방향으로 형성되고 상기 피스톤의 이동과정에서 상기 구획부 또는 상기 제2보어에 위치하면서 상기 메인채널과 상기 제2보어 사이를 선택적으로 연통시키는 배출개폐공이 각각 형성되는 진동발생장치.
제 9 항에 있어서, 상기 메인채널은 상기 단차부 전체구간과 피스톤몸체의 일부구간에 걸쳐 상기 피스톤의 이동방향을 따라 형성되는 진동발생장치.
제 10 항에 있어서, 상기 실린더보어의 제2보어에는 소음저감공간이 형성되고, 상기 소음저감공간은 상기 제2보어의 내주면에 상기 피스톤을 향해 돌출되는 다수개의 소음저감리브 사이사이에 형성되는 진동발생장치.