KR20090129788A - 진동발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다. 본 발명은 내부에 실린더보어(12)가 관통되게 형성되고 외면에는 상기 실린더보어(12)와 각각 연통되도록 유입공(13)과 토출공(18)이 서로 이격되어 형성되는 제1실린더블록(10)과, 상기 제1실린더블록(10)과 결합되어 상기 실린더보어(12)의 일측을 차폐하고 유체챔버(22)가 내부에 형성되는 제2실린더블록(20)을 포함한다. 그리고, 상기 실린더보어(12) 내부에는 피스톤(30)이 적어도 그 선단 일부가 상기 실린더보어(12)의 개구된 일측을 통해 외부로 돌출된 상태로 이동가능하게 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 실린더보어(12)와 상기 유체챔버(22)를 선택적으로 연통시켜 작동유체가 상기 유입공(13)을 통해 유체챔버(22)에 유입된 후에 상기 토출공(18)을 통해 토출됨에 따라 직선왕복운동하면서 진동을 발생시키게 된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 진동발생장치에 별도의 하우징이나 브라켓이 구비되지 않고, 제1 및 제2실린더블록(10,20)이 결합되어 일종의 하우징을 형성하게 되므로 부품수가 줄어들고, 그에 따라 조립작업공수가 줄어드는 이점이 있다.

진동, 바이브레이터, 피스톤

Description

진동발생장치{Vibrator}

본 발명은 진동발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축유체를 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.

상기 진동기는 모터와 이에 연결되는 편심플레이트로 구성된다. 보다 정확하게는 전기를 이용하여 작동되는 모터의 회전력을 이용하여 편심플레이트를 회전시키고, 이러한 편심플레이트는 편심된 상태로 회전하면서 진동을 발생시키게 되는 것이다.

최근에는, 압축공기를 이용한 진동기가 사용되기도 하는데, 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 상기한 바와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 모터를 이용한 진동기의 경우에는 모터를 사용하게 되므로 진동기의 크기가 적어도 모터 크기 이상 커져야 하므로 진동기를 협소한 공간에서 사용하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 편심플레이트의 회전 과정에서 발생되는 진동은 모터를 비롯한 모터를 고정하기 위한 브라켓과 같은 구조물에까지 전달되므로 사용자가 원하는 한정된 위치에만 진동을 발생시키는 것이 어려운 문제점도 있다.

그리고, 상기 압축공기를 이용하는 진동기의 경우에는, 적어도 실린더 및 피스톤과, 이들을 감싸기 위한 전·후 하우징, 그리고 이들을 조립하기 위한 볼트와 너트에 해당하는 부품이 필요하게 되므로 부품수가 많아지고, 이에 따라 조립작업공수도 늘어나는 문제점이 있다.

또한, 상기한 바와 같이 상기 주입구를 통해 주입된 압축공기와 배출구를 통해 배출되는 압축공기는 모두 상기 피스톤의 공기유동통로를 따라 각각 반대방향으로 이동하게 된다. 따라서, 공기유동통로 내부에서는 주입되는 압축공기와 배출되는 압축공기 사이에 어느 정도 간섭이 발생하게 되고, 이는 진동기의 진동발생효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

그리고, 상기 압축공기를 이용한 진동기에서는 피스톤이 매우 빠른 속도로 직선왕복운동을 하게 되고, 그 과정에서 피스톤과 실린더 사이의 마찰이나 피스톤의 일단이 실린더 내부를 타격함으로써 큰 소음이 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 하우징 없이 두 개의 실린더블록이 결합하여 진동발생장치의 외관을 형성하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피스톤 내부에 주입되는 압축공기와 이로부터 배출되는 압축공기가 각각 별도의 유동통로를 통해 유동되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소음저감부가 구비되어 소음이 줄어드는 진동발생장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 실린더보어가 관통되게 형성되고 외면에는 상기 실린더보어와 각각 연통되도록 유입공과 토출공이 서로 이격되어 형성되는 제1실린더블록과, 상기 제1실린더블록과 결합되어 상기 실린더보어의 일측을 차폐하고 유체챔버가 내부에 형성되는 제2실린더블록과, 적어도 선단 일부가 상기 실린더보어의 개구된 일측을 통해 외부로 돌출된 상태로 상기 실린더보어 내부에 이동가능하게 설치되고, 상기 실린더보어와 상기 유체챔버를 선택적으로 연통시켜 작동유체가 상기 유입공을 통해 유체챔버에 유입된 후에 상기 토출공을 통해 토출됨에 따라 직선왕복운동하면서 진동을 발생시키는 피스톤을 포함하여 구성된다.

상기 피스톤에는 그 양단이 상기 유입공 및 상기 유체챔버에 각각 연통되어 상기 유입공을 통해 유입된 작동유체를 유체챔버로 전달하는 유입채널이 형성되고, 상기 유입채널과 나란한 방향으로 연장되고 일단은 상기 유체챔버와 연통되고 타단은 상기 피스톤이 상기 유체챔버로부터 멀어지는 방향으로 이동되면 상기 토출공에 선택적으로 연통되어 상기 유체챔버 내부의 작동유체를 토출공을 향해 토출시키는 토출채널이 형성된다.

상기 피스톤은 원통형상으로 되고 그 내부에는 상기 토출채널이 요입되어 형성되는 피스톤몸체부와, 상기 유체챔버를 향하는 피스톤몸체의 일단에 그 횡단면의 직경이 상기 피스톤몸체의 횡단면의 직경보다 커지도록 돌출되어 형성되고 상기 유입채널이 관통되어 형성되는 단차부를 포함하여 구성된다.

상기 토출채널의 직경은 상기 유입채널의 직경보다 크게 형성된다.

상기 유입채널의 일단에는 상기 유체챔버와 연통되도록 유입채널의 길이방향과 직교한 방향으로 연장되는 연결공이 형성된다.

상기 실린더보어의 내부에는 상기 피스톤의 단차부와 대응되는 스토퍼부가 돌출되게 형성되어 상기 피스톤의 이동행정을 제한한다.

상기 제1실린더블록과 상기 제2실린더블록은에는 서로 대응되는 체결공이 형성되고 상기 체결공에는 체결구가 삽입되어 상기 제1 및 제2실린더블록이 결합된다.

상기 제1 및 제2실린더블록 사이에는 오링이 구비된다.

상기 실린더보어의 내부에는 그 일단이 상기 토출공과 연통되도록 소음저감부가 구비된다.

상기 소음저감부는 상기 실린더보어의 내면에 다수개의 돌출리브가 실린더보어의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 돌출되게 구비되어 형성된다.

상기 실린더보어의 개구된 일측을 통해 선택적으로 돌출되는 상기 피스톤의 일단에는 구동바가 결합된다.

상기 구동바의 선단에는 우레탄재질의 진동블록이 결합된다.

본 발명에 의한 진동발생장치에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 진동발생장치에 별도의 하우징이나 브라켓이 구비되지 않고, 제1 및 제2실린더블록이 결합되어 일종의 하우징을 형성하게 되므로 부품수가 줄어들고, 그에 따라 조립작업공수가 줄어드는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 작동유체가 유입되는 유입채널과 토출되는 토출채널이 서로 분리되어 별개로 형성되므로, 작동유체 사이의 간섭이나 와류발생이 방지되고 자연스럽게 연속된 흐름이 발생될 수 있어 진동발생장치의 효율이 향상되는 효과도 있다.

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

이하 본 발명에 의한 진동발생장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 진동발생장치의 바람직한 실시예의 구성이 사시도 로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예의 구성이 분해사시도로 도시되어 있으며, 도 3에는 도 2를 본 발명 실시예를 구성하는 제1 및 제2실린더블록의 결합방향을 따라 절개하여 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예에 의한 진동발생장치 내부에서 유동하는 작동유체의 흐름이 단면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 진동발생장치의 외관 및 골격은 실린더블록에 의해 형성된다. 상기 실린더블록은 대략 원통형상으로 되고 그 내부에는 실린더보어(12)가 형성된다.

상기 실린더블록은 제1실린더블록(10)과 제2실린더블록(20)으로 구성된다. 상기 제1 및 제2실린더블록(10,20)은 서로 결합되어 그 내부에 소정의 공간을 형성하고, 그 내부에는 아래에서 설명될 피스톤(30)이 이동가능하도록 설치된다.

상기 제1실린더블록(10)의 외관은 제1몸체(11)가 형성한다. 상기 제1몸체(11)의 외면에는 결합공(11')이 형성되는데, 상기 결합공(11')에는 도시되지는 않았으나 별도의 체결구가 체결되어 진동발생장치를 일정한 설치장소에 고정시키게 된다.

도 3에서 보듯이, 상기 제1몸체(11)의 내부에는 실린더보어(12)가 형성된다. 상기 실린더보어(12)는 상기 제1몸체(11)의 길이방향을 따라 제1몸체(11)의 내부가 관통되어 형성되는 것으로, 피스톤(30)이 실질적으로 안착되어 직선왕복운동하게 되는 부분이다. 도면부호 12' 및 12''는 설명의 편의를 위해 부여한 도면부호로, 12'는 아래에서 설명될 스토퍼부(14)에 의해 실린더보어(12)의 직경이 줄어드는 부분이고, 12''는 실린더보어(12)를 통해 피스톤(30)의 선단이 입출되는 출입구에 해 당한다.

상기 제1몸체(11)에는 유입공(13)이 형성된다. 상기 유입공(13)은 상기 실린더보어(12)의 길이방향과 직교한 방향으로 상기 제1몸체(11)가 관통되어 형성되는 것으로, 도시된 바와 같이 외부와 연통되게 형성된다. 상기 유입공(13)을 통해서는 작동유체가 유입되는데, 본 실시예에서 상기 작동유체는 압축공기이다.

상기 유입공(13)의 일단에는 유입공출구(13')가 형성된다. 상기 유입공출구(13')는 상기 실린더보어(12)를 향하는 상기 유입공(13)의 일단에 형성되는 것으로, 상기 유입공(13)의 내경에 비해 그 내경이 작아지게 형성된다. 상기 유입공출구(13')를 통해서 상기 작동유체가 실린더보어(12)로 공급된다.

상기 실린더보어(12)의 내면에는 스토퍼부(14)가 구비된다. 상기 스토퍼부(14)는 상기 제1몸체(11)의 내부, 보다 정확하게는 상기 실린더보어(12)의 내면으로부터 돌출되어 그 횡단면의 직경이 작아지도록 형성되는 부분이다. 상기 스토퍼부(14)는 아래에서 설명될 피스톤(30)의 단차부(32)에 대응되어 피스톤(30)의 이동행정을 제한하는 역할을 한다. 즉, 피스톤(30)의 단차부(32)가 상기 스토퍼부(14)의 외면에 걸어져 피스톤(30)이 실린더보어(12)의 출입구(12'')를 통해 돌출되는 정도가 제한되는 것이다.

이와 함께 상기 스토퍼부(14)는 피스톤(30)로부터 작동유체가 실린더보어(12)를 향해 토출되는 것을 선택적으로 방지하는 역할을 한다. 보다 정확하게는 상기 스토퍼부(14)의 돌출된 내면에 아래에서 설명될 토출채널(35)의 출구(37)가 접하도록 되어, 작동유체가 스토퍼부(14)의 내면에 막혀 토출되지 못하도록 하는 것이다.(도 6참조)

보다 정확하게는, 상기 스토퍼부(14)의 내면에 피스톤(30)의 외면이 접하여 상기 스토퍼부(14)를 중심으로 상기 실린더보어(12)가 두 부분으로 구획되고, 상기 구획된 양측 실린더보어(12)에는 각각 유입공(13)과 토출공(18)이 연통된다.

상기 스토퍼부(14)의 선단에는 걸림턱(14')이 돌출되어 형성된다. 상기 걸림턱(14')은 상기 스토퍼부(14)의 일단으로부터 제2실린더블록(20)을 향해 돌출되어 형성되는 것으로, 실질적으로 피스톤(30)의 단차부(32)가 걸어져 이동행정이 제한되는 부분이다. 물론, 본 실시예에서는 상기 작동유체의 완충작용으로 인해, 진동발생장치가 작동하는 동안에는 피스톤(30)의 단차부(32)가 상기 걸림턱(14')에 충돌하지는 않는다.

상기 제1몸체(11)의 내부에는 소음저감부가 구비된다. 상기 소음저감부는 상기 실린더보어(12)의 내부에 돌출되어 구비되는 다수개의 돌출리브(15)에 의해 형성되는 것으로, 그 일단이 후술할 토출공(18)과 연통되어 형성된다.

상기 돌출리브(15)는 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 실린더보어(12)의 내면에 다수개가 실린더보어(12)의 길이방향을 따라 소정의 간격을 가지면서 돌출되어 구비된다. 이때, 상기 돌출리브(15)의 선단은 피스톤(30)의 외면과 미세한 간격을 두고 접하게 된다.

이러한 소음저감부는 아래에서 설명될 피스톤(30)의 토출채널(35)을 통해 배출된 작동유체가 발생시키는 소음을 줄이는 역할을 한다. 보다 정확하게는 상기 소음저감부는 일종의 팽창식 소음기관의 역할을 하는 것이다. 즉, 토출채널(35)을 통 해 실린더보어(12)로 배출되는 작동유체 중 일부가 상기 돌출리브(15)의 선단과 피스톤(30)의 외면 사이의 작은 틈으로 인해 작동유체의 밀도가 매우 높은 공간을 통해 이동하다가, 상대적으로 큰 부피로 인해 작동유체의 밀도가 매우 낮은 서로 인접한 돌출리브(15) 사이의 공간으로 유입되는 순간 확산되면서 작동유체의 운동에너지가 작아지게 되고, 이에 따라 실린더보어(12)에 내부에서 발생되는 소음이 줄어드는 것이다.

상기 제1몸체(11)의 내부에는 토출공(18)이 형성된다. 상기 토출공(18)은 상기 유입공(13)과 마찬가지로 상기 실린더보어(12)와 외부를 연통시키는 것으로, 상기 실린더보어(12)의 길이방향과 직교한 방향으로 상기 제1몸체(11)가 관통되어 형성된다. 상기 토출공(18)을 통해서는 상기 작동유체가 외부로 배출된다.

상기 토출공(18)의 일단에는 토출공입구(18')가 형성된다. 상기 토출공입구(18')는 상기 실린더보어(12)를 향하는 상기 토출공(18)의 일단에 형성되는 것으로, 상기 토출공(18)의 내경에 비해 그 내경이 작아지게 형성된다. 상기 토출공(18)을 통해서 상기 작동유체가 실린더보어(12)로부터 외부로 토출된다.

도 4에서 보듯이, 상기 제1몸체(11)에는 제1체결공(19)이 형성된다. 상기 제1체결공(19)은 제2실린더블록(20)을 향하는 상기 제1몸체(11)의 외면에 요입되어 형성되는 것으로, 아래에서 설명될 제2실린더블록(20)의 제2체결공(29)과 대응되도록 형성된다.

상기 제1실린더블록(10)에는 제2실린더블록(20)이 결합된다. 상기 제2실린더블록(20)은 원통형상의 제2몸체(21)가 그 외관 및 골격을 형성하고, 상기 제1몸 체(11)와 결합하여 연속된 외면을 이루게 된다.

상기 제2몸체(21)의 내부에는 유체챔버(22)가 형성된다. 상기 유체챔버(22)는 외부로부터 유입된 작동유체가 그 내부에 유입되어 머무는 일종의 빈 공간이다. 상기 유체챔버(22)는 상기 제1실린더블록(10)의 실린더보어(12)와 아래에서 설명될 피스톤(30)의 유입채널(33) 및 토출채널(35)을 통해 연통된다.

상기 제2몸체(21)에는 제2체결공(29)이 형성된다 상기 제2체결공(29)은 상기 제1몸체(11)의 제1체결공(19)에 대응되는 것으로, 제2몸체(21)를 관통하여 형성된다. 상기 제2체결공(29)에는 도 2에서 보듯이 체결구(B)가 조립되고, 동시에 상기 체결구(B)의 선단 일부는 상기 제1체결공(19)에 조립되어 상기 제1 및 제2실린더블록(10,20)이 서로 결합된다. 그리고, 상기 제1 및 제2실린더블록(10,20) 사이에는 오링(R)이 삽입된다.

상기 제1 및 제2실린더블록(10,20)에는 피스톤(30)이 구비된다. 상기 피스톤(30)은 상기 제1 및 제2실린더블록(10,20)의 내부를 따라 직선왕복운동하면서 진동을 발생시키는 역할을 한다. 도 2에서 보듯이, 상기 피스톤(30)은 완통형상의 피스톤몸체(31)가 그 골격을 형성하고, 상기 피스톤몸체(31)의 일측에는 단차부(32)가 형성된다.

상기 단차부(32)는 상기 유체챔버(22)를 향하는 피스톤몸체(31)의 일단에 그 횡단면의 직경이 상기 피스톤몸체(31)의 횡단면의 직경보다 커지도록 돌출되어 형성되는 것으로, 상기 피스톤(30)의 왕복운동 중에 상기 스토퍼부(14)의 걸림턱(14')에 실질적으로 접하게 되는 부분이다.

상기 단차부(32)에는 그 길이방향을 따라서 유입채널(33)이 관통되게 형성된다. 상기 유입채널(33)은 그 일단은 상기 유입공(13)과 연통되고 타단은 상기 유체챔버(22)에 연통되어 상기 유입공(13)과 유체챔버(22)를 연결하는 역할을 한다. 이에 따라, 상기 유입공(13)을 통해 유입되는 작동유체는 상기 유입채널(33)을 통해 상기 유체챔버(22)에 유입될 수 있는 것이다.

이때, 도 3에서 보듯이, 상기 유입채널(33)의 일단에는 상기 유입채널(33)의 길이방향과 직교한 방향으로 연장되는 연결공(33')이 형성된다. 상기 연결공(33')은 상기 유입채널(33)의 일부라고 볼 수도 있는데, 상기 유입채널(33)이 직선경로를 따라 형성되지 않고 그 경로가 꺾이도록 하여 작동유체가 유체챔버(22) 내부에 좀 더 자연스럽게 유입되도록 한다.

상기 피스톤몸체(31) 내부에는 토출채널(35)이 형성된다. 상기 토출채널(35)은 상기 피스톤몸체(31)의 내부가 요입되어 형성되는 것으로, 상기 유체챔버(22)를 향해 개구되어 형성된다. 상기 토출채널(35)은 상기 유체챔버(22) 내부에 유입된 작동유체가 상기 소음저감부가 구비된 상기 제1실린더블록(10)의 실린더보어(12) 내부에 토출될 수 있도록 유체챔버(22)와 실린더보어(12)를 연통시키는 역할을 한다. 그리고, 상기 실린더보어(12)는 상기 토출공(18)과 연통되므로, 결과적으로 상기 토출채널(35)은 상기 유체챔버(22)와 상기 토출공(18)을 연통시키게 되는 것이다. 도면부호 37은 상기 토출채널(35)의 출구이다.

이때, 상기 토출채널(35)은 상기 피스톤(30)이 상기 유체챔버(22)로부터 멀어지는 방향으로 이동된 상태에서만 상기 실린더보어(12)와 상기 유체챔버(22) 사 이를 연통시키게 된다. 즉, 상기 피스톤(30)이 상기 유체챔버(22) 방향으로 완전히 이동된 상태에서는 상기 토출채널(35)의 출구가 상기 스토퍼부(14) 내면에 막혀 토출채널(35) 내부의 작동유체가 실린더보어(12) 내부로 배출되지 않게 되는 것이다.(도 6참조)

반면, 상기 피스톤(30)이 상기 유체챔버(22)로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 피스톤(30)의 선단이 상기 실린더보어(12)의 개구된 입구(12'')로부터 돌출된 상태에서는 토출채널(35)의 출구가 실린더보어(12) 내부와 연통된다.(도 5참조)

도시된 바와 같이, 상기 토출채널(35)의 직경은 상기 유입채널(33)의 직경보다 크게 형성된다. 도면부호 36은 아래에서 설명될 구동바(40)가 나사체결되는 나사산부이다.

상기 피스톤(30)의 선단에는 구동바(40)가 결합된다. 상기 구동바(40)는 상기 실린더보어(12)의 개구된 입구(12'')를 통해 돌출되는 피스톤(30)의 선단에 결합되어 실질적으로 진동을 외부로 전달시키는 역할을 한다.

상기 구동바(40)의 골격은 구동몸체(41)가 형성하고 상기 구동몸체(41)의 외면에는 나사산부가 형성되어 상기 피스톤(30)의 나사산부(36)에 나사체결된다.

상기 구동몸체(41)에는 헤드부(42)가 구비되고, 상기 헤드부(42)에는 진동블록(45)의 삽입된다. 상기 진동블록(45)은 우레탄과 같은 금속에 비해 비교적 부드러운 재질로 만들어져, 상기 구동바(40)가 진동을 전달하는 과정에서 발생되는 충격을 어느 정도 흡수하는 역할을 한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 진동발생장치의 작용을 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6에는 본 발명 실시예에 의한 진동발생장칙의 작동과정을 순차적으로 도시한 동작상태도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여 설명하기로한다.

먼저, 작동유체가 진동발생장치 내부로 유입되는 과정부터 설명하면, 작동유체는 상기 제1실린더블록(10)의 유입공(13)에 연결된 별도의 튜브를 통해 유입된다.(도 4의 ①) 그리고, 상기 작동유체는 상기 유입공(13)의 선단에 형성된 출구(13')를 통해 실린더보어(12) 내부로 유입된다.(도 4의 ②)

상기 실린더보어(12) 내부에 유입된 작동유체는 실린더보어(12)를 따라 이동하게 된다. 보다 정확하게는 상기 작동유체는 피스톤(30)의 외면과 실린더보어(12) 내면 사이의 공간을 따라 도 5를 기준으로 보았을 때 좌측으로 이동되는 것이다.(도 4의 ③)

이와 같이 피스톤(30)의 외면과 실린더보어(12) 내면 사이의 공간을 따라 이동하던 작동유체는 상기 피스톤(30)의 단차부(32) 외면에 도달하게 되고, 높은 압력으로 유입되는 작동유체는 단차부(32)의 외면을 가압하게 된다. 이에 따라 상기 피스톤(30)은 도 5를 기준으로 좌측으로, 즉 상기 제2실린더블록(20)의 유체챔버(22) 방향으로 밀리게 된다. 이와 같은 모습이 도 6에 도시되어 있다.

이와 동시에, 일부 작동유체는 상기 단차부(32)에 관통된 유입채널(33)을 통해 이동하게 되고, 결국 상기 유입채널(33)과 연통된 유체챔버(22) 내부로 유입된 다.(도 4의 ④) 즉, 작동유체의 일부는 상기 단차부(32)를 가압하게 되고 일부는 유입채널(33)을 통해 유체챔버(22) 내부로 유입되는 것이다.

상기 작동유체가 상기 유체챔버(22) 내부로 유입되는 양이 점점 증가하게 되면 상기 유체챔버(22) 내부의 압력이 높아지게 되고, 작동유체는 상기 피스톤(30)의 외면을 가압하여 상기 피스톤(30)이 다시 도 6을 기준으로 우측으로, 즉 상기 유체챔버(22)의 체적이 커지는 방향으로 이동하도록 한다. 이와 같이 되면, 상기 토출채널(35)의 선단에 형성된 출구는 상기 실린더보어(12)와 연통된다.

이와 동시에, 상기 작동유체는 상기 높은 압력의 유체챔버(22) 내부에서 압력이 상대적으로 낮은 외부로 나가려는 성질을 갖게 되고, 따라서 상기 작동유체는 상기 피스톤(30)에 형성된 토출채널(35) 내부로 이동하게 된다.(도 4의 ⑤)

상기 토출채널(35)을 따라 이동된 유체챔버(22)는 토출채널(35)의 출구를 통해 상기 실린더보어(12), 보다 정확하게는 상기 소음저감부가 구비된 실린더보어(12) 내부로 토출된다.(도 4의 ⑥) 이와 같이 본 발명에서는 작동유체가 유입되는 채널과 배출되는 채널이 분리되므로, 작동유체의 역류나 간섭이 방지되고 자연스러운 흐름이 계속 이어질 수 있게 된다.

상기 실린더보어(12) 내부로 토출된 작동유체는 피스톤(30)의 외면과 실린더보어(12)의 내면을 따라 이동하다가, 소음저감부에 구비된 돌출리브(15)의 위치까지 이르게 된다. 그리고, 상기 돌출리브(15)의 선단과 피스톤(30)의 외면 사이의 좁은 틈을 통해 이동하고, 상기 인접한 돌출리브(15) 사이의 비교적 넓은 공간으로 이동된다. 이와 같이 상기 돌출리브(15)의 선단과 피스톤(30)의 외면 사이의 좁은 틈과 돌출리브(15) 사이의 넓은 공간을 반복적으로 이동하는 과정에서 작동유체의 소음이 저감된다.(도 4의 ⑦)

마지막으로 상기 소음저감부를 통과한 작동유체는 토출공(18)의 입구(18')에 이르게 되고, 토출공(18)을 통해 외부로 토출된다.(도 4의 ⑧)

이렇게 되면, 상기 유체챔버(22)의 내부 압력은 다시 낮아지게 되고, 상기 유입공(13)을 통해 보다 많은 양의 작동유체가 유입되어 피스톤(30)이 다시 유체챔버(22)의 체적을 줄이는 방향으로 밀리게 된다.

이와 같은 과정이 반복되면서 상기 진동발생장치가 진동을 발생시키게 된다. 즉 상기 피스톤(30)의 직선왕복운동에 따라 피스톤(30) 선단에 결합된 구동바(40)가 직선왕복운동을 하게 되고 그 과정에서 진동블록(45)이 외부의 장치를 주기적으로 타격하면서 진동을 발생시키게 되는 것이다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

상기한 실시예에서는 압축공기를 작동유체의 일례로 들어 설명하였으나, 상기 작동유체의 종류는 반드시 이에 한정되지는 않으며, 채널을 따라 흐를 수 있는 것이면 된다.

그리고, 본 발명에서 상기 구동바(40)는 상기 피스톤(30)에 일체로 될 수도 있고, 경우에 따라 생략될 수도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 진동발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.

도 2는 본 발명 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

도 3은 도 2를 본 발명 실시예를 구성하는 제1 및 제2실린더블록의 결합방향을 따라 절개하여 도시한 단면도.

도 4는 본 발명 실시예에 의한 진동발생장치 내부에서 유동하는 작동유체의 흐름을 나타낸 단면도.

도 5 및 도 6은 본 발명 실시예에 의한 진동발생장칙의 작동과정을 순차적으로 도시한 동작상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 제1실린더블록 12: 실린더보어

13: 유입공 18: 토출공

20: 제2실린더블록 22: 유체챔버

30: 피스톤 33: 유입채널

35: 토출채널 40: 구동바

Claims (12)

1. 내부에 실린더보어가 관통되게 형성되고 외면에는 상기 실린더보어와 각각 연통되도록 유입공과 토출공이 서로 이격되어 형성되는 제1실린더블록과,

   상기 제1실린더블록과 결합되어 상기 실린더보어의 일측을 차폐하고 유체챔버가 내부에 형성되는 제2실린더블록과,

   적어도 선단 일부가 상기 실린더보어의 개구된 일측을 통해 외부로 돌출된 상태로 상기 실린더보어 내부에 이동가능하게 설치되고, 상기 실린더보어와 상기 유체챔버를 선택적으로 연통시켜 작동유체가 상기 유입공을 통해 유체챔버에 유입된 후에 상기 토출공을 통해 토출됨에 따라 상기 실린더보어 내부를 직선왕복운동하면서 진동을 발생시키는 피스톤을 포함하여 구성되는 진동발생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤에는

   그 양단이 상기 유입공 및 상기 유체챔버에 각각 연통되어 상기 유입공을 통해 유입된 작동유체를 유체챔버로 전달하는 유입채널이 형성되고,

   상기 유입채널과 나란한 방향으로 연장되고 일단은 상기 유체챔버와 연통되고 타단은 상기 피스톤이 상기 유체챔버로부터 멀어지는 방향으로 이동되면 상기 토출공과 연통된 상기 실린더보어에 선택적으로 연통되어 상기 유체챔버 내부의 작동유체를 실린더보어를 향해 토출시키는 토출채널이 형성됨을 특징으로 하는 진동 발생장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤은

   원통형상으로 되고 그 내부에는 상기 토출채널이 요입되어 형성되는 피스톤몸체와,

   상기 유체챔버를 향하는 피스톤몸체의 일단에 그 횡단면의 직경이 상기 피스톤몸체의 횡단면의 직경보다 커지도록 돌출되어 형성되고 상기 유입채널이 관통되어 형성되는 단차부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 토출채널의 직경은 상기 유입채널의 직경보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 유입채널의 일단에는 상기 유체챔버와 연통되도록 유입채널의 길이방향과 직교한 방향으로 연장되는 연결공이 형성됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 실린더보어의 내부에는 상기 피스톤의 단차부와 대응되는 스토퍼부가 돌출되게 형성되어 상기 피스톤의 이동행정을 제한하고, 상기 스토퍼부의 내면에 상기 피스톤의 외면이 접하여 상기 스토퍼부를 중심으로 상기 실린더보어가 두 부분으로 구획되며, 상기 구획된 양측 실린더보어에는 각각 유입공과 토출공이 연통됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제1실린더블록과 상기 제2실린더블록은에는 서로 대응되는 체결공이 형성되고 상기 체결공에는 체결구가 삽입되어 상기 제1 및 제2실린더블록이 결합됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 및 제2실린더블록 사이에는 오링이 구비됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더보어의 내부에는 그 일단이 상기 토출공과 연통되도록 소음저감부가 구비됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 소음저감부는 상기 실린더보어의 내면에 다수개의 돌출리브가 실린더보어의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 돌출되게 구비되어 형성됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 실린더보어의 개구된 일측을 통해 선택적으로 돌출되는 상기 피스톤의 일단에는 구동바가 결합됨을 특징으로 하는 진동발생장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 구동바의 선단에는 우레탄재질의 진동블록이 결합됨을 특징으로 하는 진동발생장치.

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