KR20030007359A - 에어를 이용한 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크조절용 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어를 이용한 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크 조절용 실린더에 관한 것으로, 본체 내부에 수용된 인너 스핀들은 핸들과 연결된 스윙 스핀들의 조절에 의해 피스톤 로드의 스트로크를 소정거리 간격만큼 조정함과 아울러 실린더 내부로 유입되는 에어로 인해 피스톤이 본체 내부에 급속하게 충돌되는 압력이 발생하여도 요부홈에 형성된 고정볼이 탄성부재를 밀게 되면서 쿠션작용을 함으로 인하여, 실린더의 내부 압력은 노즐구를 통하여 배출됨과 함께 피스톤이 본체 내부에 발생시키는 충격을 감소시킬 수 있고 왕복하는 실린더를 안전하면서 간단하게 완충시킬 수 있어 보다 많은 산업 현장에서 요구되는 중요한 부품으로 대량적인 생산이 가능한 특징과 함께 유지보수에 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있는 특징이 있다.

Description

에어를 이용한 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크 조절용 실린더{CYLINDER FOR STROKE ADJUSTMENT TO HAVE AIR CUSHION FUNCTION}

본 발명은 에어를 이용한 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크 조절용 실린더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본체 내부에 수용된 인너 스핀들은 핸들과 연결된 스윙 스핀들의 조절에 의해 피스톤 로드의 스토로크를 소정거리 간격만큼 조정함과 아울러 실린더 내부로 유입되는 에어로 인해 피스톤이 본체 내부에 급속하게 충돌하여도 요부홈에 형성된 고정볼이 스프링을 자연적으로 밀게되면서 실린더의 내부압력을 배출시킬 수 있어 그 충격을 점차적으로 완충시킬 수 있는 급속 완충장치 기능을 갖는 실린더에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 실린더는 통상 전진끝과 후퇴끝의 두 위치에서 작동하는 것으로서 그 스트로크는 변하지 않는 것이 대부분의 경우이다.

이러한 이유로 인해 어떠한 사정에 의해 스트로크를 변경해야 할 필요가 발생하더라도 이것은 불가능한 것이 된다.

또한, 일부에서는 스트로크의 변경이 가능한 실린더가 있기는 하지만 스트로크 변경부의 구조가 복잡하여 미세한 스트로크의 변경에는 바로 대응할 수가 없다.

한편, 위와 같이 사용되는 실린더의 경우에 피스톤의 관성력은 피스톤이 그 행정 끝단쪽 위치로 이동될 때, 피스톤 및 실린더 커버 사이에 충격을 발생시키게 된다.

이때, 피스톤의 관성력 및 그로 인한 충격을 빠르게 흡수할 필요가 발생하게 되는 것이다.

따라서, 종래의 에어 실린더는 실린더 몸체 및 몸체의 각 끝단을 밀봉하는실린더 커버를 갖는다.

그리고 로드에 연결된 금속 피스톤은 실린더 몸체 내에 활주 가능하게 내재 되어 있다.

또한, 피스톤은 실린더 내에서 압력쳄버를 분할하도록 구성되어 있으며, 상기 완충재는 각 실린더 커버의 내측면 및 피스톤 간에 배치되어 있다.

그리고, 별도의 완충재인 패킹부재에 의해 피스톤은 일시적인 충격을 어느 정도 흡수할 수 있게 된다.

그러나 이러한 종래의 에어 실린더는 충격을 1차적으로 몸체부에서 흡수시키고 2차적으로 고정체에 고정된 완충재인 패킹부재가 그 충격을 흡수시키게 되므로, 이로 이한 설치의 구조가 복잡해지는 단점과 함께 상기 완충재인 패킹부재는 시간 경과에 따른 피로응력의 누적으로 수명이 단축되고 그로 인한 일정시간 경과후에는 다시 완충재인 패킹부재를 주기적으로 교환시켜야 하는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 보다 안전하면서 간단하게 실린더 내부에서 발생되는 급충격 압력을 쿠션부재와 탄성부재가 점차적으로 배출시켜 부드럽게 정지함과 함께 피스톤 로드의 스토로크를 소정의 간격만큼 임의대로 조절시키는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본체 내부에 수용된 인너 스핀들은 핸들과 연결된 스윙 스핀들의 조절에 의해 피스톤 로드의 스트로크를 소정거리 간격만큼 조정함과 아울러 실린더 내부로 유입되는 에어로 인해 피스톤이 본체 내부에 급속하게 충돌되는 압력이 발생하여도 요부홈에 형성된 고정볼이 탄성부재를 밀게 되면서 쿠션작용을 함으로 인하여, 실린더의 내부 압력은 노즐구를 통하여 배출됨과 함께 피스톤이 본체 내부에 발생시키는 충격을 감소시킬 수 있는 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크 조절용 실린더를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 단면도

도 2는 본 발명의 요부를 발췌하여 확대한 상태의 단면도

도 3의 (a)(b)(c)는 본 발명의 사용상태를 나타낸 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 실린더 커버 11. 본체

12. 스윙 스핀들 13. 핸들

14. 인너 스핀들 15. 로드 부싱

16. 스핀들 시트 17. 셋 스크루

18. 고정부재 19. 고정 볼

20. 탄성부재 21. 요부홈

22. 에어라인 23. 피스톤

24. 피스톤 로드 25. 나사부

26. 노즐구

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 요부를 발췌하여 확대한 상태의 단면도이고, 도 3의 (a)(b)(c)는 본 발명의 사용 상태를 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 1과 같이 실린더 커버(10)와 일체로 형성된 본체(11) 일측에는 핸들(13)이 결착되어 있다.

그리고, 실린더 커버(27) 내부에는 피스톤(23)이 피스톤 로드(24)와 일체로 결합되는 것은 일반적인 실린더와 동일내지 유사하다.

상기 본체(11)의 내부에 형성된 공간에는 인너 스핀들(14)이 삽입됨과 함께 상기 인너 스핀들(14) 내부에는 별도의 스윙 스핀들(12)이 수용되도록 구성된다.

이때, 상기 스윙 스핀들(12) 일측에는 핸들(13)이 결합되어 있어 스윙 스핀들(12)을 회동시키게 된다.

한편, 스윙 스핀들(12)에 형성된 나사부(25)와 인너 스핀들(14) 내부에 형성되어진 나사부(25)는 서로 맞물리게 되는 구조이다.

따라서, 본체(11) 일측에 형성된 핸들(13)을 회동시키게 되면 스윙 스핀들(12)은 동시에 회전하면서 인너 스핀들(14)을 실린더 커버(10) 내부에서 전진 내지 후퇴시키게 된다.

그리고, 인너 스핀들(14) 일측 상하부에는 각각의 요부홈(21)이 형성되며, 상기 요부홈(21)에는 탄성부재(20)와 고정 볼(19)이 삽입됨과 함께 고정부재(18)에 의하여 조립되게 구성된다.

또한, 에어의 유입과 유출을 위한 별도의 노즐구(26)를 상기 고정부재(18)에 형성하여 에어의 공급과 배출을 가능하도록 한다.

이와 같은 상황에서 피스톤 로드(24)는 유입되는 에어로 인하여 피스톤(23)을 일측방향으로 급속하게 진행시키게 되며, 실린더 내부에 충전된 에어는 에어라인(22)과 인너 스핀들(14) 하측에 형성된 고정부재(18)의 노즐구(26)를 통하여 서서히 배출되게 구성된다.

이때, 상기 고정부재(18)는 요부홈(21) 끝단부에 결합되어진 상태가 되며, 상기 요부홈(21)의 내부에는 고정 볼(19)과 탄성부재(20)가 일렬로 수용되는 구조이다.

그리고, 상기 고정 볼(19)은 고정부재(18)에 형성된 노즐구(26)에 긴밀히 밀착된 상태에서 피스톤(23)의 이동에 의해 발생된 에어 압력의 영향에 따라 틈새가 발생됨과 아울러 탄성부재(20)는 발생되는 압력만큼 후퇴하게 되는 것이다.

따라서, 이동중인 피스톤(23)이 급속하게 정지하는 상황이 발생되면, 실린더 내부의 충전된 에어는 압력이 발생됨으로 인하여 노즐구(26)에 밀착된 고정 볼(19)은 탄성부재(20) 측으로 순간 밀리게 되면서 쿠션 에어가 반복적으로 발생되는 것이다.

이와 같이 상황에서 상기 피스톤이 이동중에 발생된 압력은 일부 에어라인(22)을 통하여 동시에 배출된다.

한편, 외부의 에어가 실린더 내부로 유입되는 상황은 인너 스핀들(14) 상측에 형성된 요부홈(21)을 통하여 유입되게 구성된다.

또한, 상기 요부홈(21) 내부에는 유입되는 에어의 압력에 의해 작동하는 고정볼(19)과 탄성부재(20)가 삽입되는데, 이는 에어를 배출시키는 방법과 그 배열을 반대로 하게 된다.

즉, 에어 라인(22)을 통하여 외부의 공기가 실린더 내부로 충전하게 되는 상황은 인너 스핀들(14) 상측에 형성된 요부홈(21)의 노즐구(26)를 통해 이루어진다.

이때, 노즐구(26)에 근접된 고정 볼(19)은 유입되는 에어 압력에 의해 틈새가 발생되면서 순간적으로 실린더 내부를 진공상태로 만들게 됨과 동시에 피스톤(23)을 후방으로 후퇴시키게 된다.

이와 같이 스윙 스핀들(12)의 회동에 의해 인너 스핀들(14)이 작동하여 피스톤의 스트로크를 임의대로 조정할 수 있을 뿐 아니라, 급속하게 작용하는 피스톤에 에어쿠션을 발생시키게 되어 실린더 본체와 산업용 장치에 그 충격을 전달하지 않게 되면서 부드러운 동작으로 정지시킬 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용과 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 요부가 적용된 실린더는 종래의 실린더와 작용 형태가 거의 유사하거나 동일하게 이루어지게 된다.

그리고, 실린더를 이용한 완충 기능은 최초 피스톤(23)이 에어 압력에 의해 일측방향으로 진행하게 되며, 상기 이동하는 피스톤(23)은 도 3의 (a)(b)와 같이 인너 스핀들(14)에 급속하게 접근하게 된다.

이때, 실린더 내부에 충전된 에어 압력은 인너 스핀들(14) 하측에 형성된 요부홈(21)을 통하여 외부로 배출되는 것이다.

상기의 상황에서 요부홈(21)에 수용된 고정 볼(19)은 에어의 압력 영향에 의해 탄성부재(20)를 순간적으로 압축하게 되면서 고정 볼(19)은 노즐구(26)에서 이격되므로 실린더 내부에 충전된 에어를 효과적으로 배출시키게 된다.

즉, 실린더 내부에서 에어의 압력에 의해 이동하는 피스톤(23)은 부드럽게 그 동작을 정지하게 되는 것이다.

한편, 반대로 실린더 내부의 에어 유입방법은 먼저, 에어 배출이 종료됨과 함께 인너 스핀들(14) 상측에 형성된 요부홈(21)과 연결된 노즐구(26)와 에어 라인(22)을 통하여 외부의 공기는 일정한 압력에 의해 유입된다.

다음, 상기 요부홈(21)에 수용된 고정 볼(19)은 유입되는 에어 압력에 의해 후방으로 밀리게 되므로 상기 노즐구(26)를 통하여 실린더 내부에 일정량의 에어를 공급하게 되고 에어 압력에 의해 피스톤(23)은 후방으로 후퇴하게 되는 것이다.

그리고, 도 3의 (c)와 같이 핸들(13)을 회전시키게 되면 스윙 스핀들(12)의 나사부(25)와 맞물린 인너 스핀들(14)이 회전하면서 전진하게 된다.

따라서, 상기 인너 스핀들(14)은 실린더 내부에서 일정 거리만큼 돌출되는 상황이 발생하게 되는 것이다.

결과적으로 외부의 에어를 공급받은 피스톤(23)은 일측방향으로 전진하게 되면서 스토르크가 조절된 상기 인너 스핀들(14)에 접근하게 되면서 실린더 내부에 충전된 에어를 압축하게 된다.

이때, 발생된 내부 압력은 요부홈(21)의 노즐구(26)를 통하여 고정 볼(19)을 후퇴시키면서 탄성부재(20) 전체에 영향을 주게 된다.

이와 같이 발생된 압력은 상기 노즐구(26)와 에어라인(22)을 통하여 반복적으로 배출되며, 피스톤(23)은 정해진 스트로크만큼 진행을 하게 됨과 아울러 부드럽게 정지하게 되는 것이다.

따라서, 요부홈(21)에 삽입된 고정 볼(19)과 탄성부재(20)는 급속하게 전진하는 피스톤에 쿠션 에어와 같은 작용을 발생시키게 됨으로 인하여 반복되는 피스톤의 충격을 어떠한 조건에서도 충분히 완충시키므로 인하여 그 동작을 부드럽게 정지시킬 수 있는 구조로 이루어져 있어 여러 산업 현장에서 널리 사용 사용할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 왕복하는 실린더의 피스톤을 안전하면서 간단하게 완충 내지 정지시킬 수 있어 보다 많은 산업 현장에서 요구되는 중요한 부품으로 대량적인 생산이 가능한 특징과 함께 내구성 증대되므로 인하여 유지보수에 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있는 특징이 있다.

그리고 실린더의 완충 기능과 스트로크 조절의 기능을 종래의 실린더와 비교하였을 때 그 효율성은 크게 향상되었으며, 또한 그 수명은 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 충격 에너지를 점진적으로 흡수할 수 있는 충격 방지용 실린더를 구성함에 있어서,

   상기 실린더 본체 내부에 수용된 인너 스핀들은 핸들과 연결된 스윙 스핀들의 조절에 의해 피스톤 로드의 스트로크를 소정거리 만큼 조정함과 아울러 실린더 내부로 유입되는 에어로 인해 피스톤이 본체 내부에 급속하게 충돌하는 압력이 발생하여도 요부홈에 형성된 고정볼이 탄성부재에 영향을 주면서 에어 쿠션작용을 하여 충격을 감소시키며, 상기 실린더의 내부 에어 압력은 노즐구를 통하여 배출시킴으로 본체를 적용시킨 장치의 동작을 부드럽게 정지시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 에어를 이용한 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크 조절용 실린더
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스윙 스핀들에 형성된 나사부에 인너 스핀들 내부에 형성되어진 나사부가 상호 맞물림으로 인하여 상기 인너 스핀들은 실린더 내부에서 이동할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 에어를 이용한 급속 완충장치 기능을 갖는 스트로크 조절용 실린더