KR20100078707A - 가스 스프링의 가스충전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비활성 가스가 저장된 가스용기에 연결되어 비활성 가스가 흡입되는 흡입밸브와, 흡입된 상기 비활성 가스가 압축되어 배출되는 배출밸브가 구비되고, 상기 흡입밸브를 통해 유입된 상기 비활성 가스가 압축되는 압축공간이 내부에 형성된 실린더와; 상기 압축공간에서 왕복슬라이딩되어 상기 흡입밸브를 통해 상기 비활성 가스가 상기 압축공간으로 흡입되게 하고, 흡입된 상기 비활성 가스를 가압하여 상기 배출밸브를 통해 배출되게 하는 가압로드와; 상기 가압로드를 슬라이딩 구동시키는 액츄에이터와; 상기 배출밸브에 연결되고, 상기 배출밸브를 통해 배출되는 가압된 상기 비활성 가스를 가스 스프링에 공급하기 위해 상기 가스 스프링의 충전밸브에 결합되는 충전잭을 포함하고 있다.
본 발명은 공장에서 통상적으로 사용하는 저압의 에어를 이용하여 공압액츄에이터를 구동시키고, 공압액츄에이터의 구동에 의해 질소가스를 압축하여 고압의 질소가스를 가스 스프링에 충진할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 공압액츄에이터의 피스톤의 행정거리를 상/하부 리미트스위치에 의해 제어함으로써, 피스톤의 구동이 반복적으로 이루어지므로 질소가스를 지속적으로 압축하여 배출할 수 있는 장점이 있다.
가스 스프링, 충진, 질소 가스, 공압액츄에이터

Description

가스 스프링의 가스충전장치{GAS FILLING APPARATUS FOR GAS SPRING}
본 발명은 가스충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 스프링에 비활성 가스를 고압으로 충전하기 위한 가스 스프링의 가스충전장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스 스프링은 유압완충장치의 하나로서 공기나 질소와 같은 가스의 압축성을 이용한 것으로 충전밸브를 통하여 가스가 소정압력으로 충전되는 가스챔버를 갖는 실린더와, 가스챔버에 수용되는 헤드와, 이와 연결된 로드로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 가스 스프링은 외부에서 로드에 가해지는 힘이 헤드에 가해지는 가스챔버내의 가스 반발력보다 클 때 가스가 압축되면서 로드가 유연하게 이동되고 로드에 가해지는 힘이 완충된다.
가스 스프링은 판금부품을 형성하기 위한 프레스 금형을 지지하고 프레스 금형에 가해지는 가압력을 완충시켜 판금 부품의 성형을 원활하게 한다.
가스 스프링의 가스 챔버에는 최대 250 Kgf/㎠압력으로 가스가 채워지게 되는데, 이러한 고압의 가스를 가스 챔버에 채우기 위해 종래에는 가스를 고압으로 압축할 수 있는 용량이 큰 가스부스터나, 에어압축펌프를 이용하였고, 용량이 큰 가스부스터나, 에어압축펌프를 구동하기 위한 충분한 공간과, 별도의 전원이 필요하였다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 공장에서 통상적으로 사용하고 있는 저압의 에어를 이용하여 가스 스프링의 가스 챔버에 요구하는 고압으로 가스를 충전할 수 있는 가스 스프링의 가스충전장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비활성 가스가 저장된 가스용기에 연결되어 비활성 가스가 흡입되는 흡입밸브와, 흡입된 상기 비활성 가스가 압축되어 배출되는 배출밸브가 구비되고, 상기 흡입밸브를 통해 유입된 상기 비활성 가스가 압축되는 압축공간이 내부에 형성된 실린더와; 상기 압축공간에서 왕복슬라이딩되어 상기 흡입밸브를 통해 상기 비활성 가스가 상기 압축공간으로 흡입되게 하고, 흡입된 상기 비활성 가스를 가압하여 상기 배출밸브를 통해 배출되게 하는 가압로드와; 상기 가압로드를 슬라이딩 구동시키는 액츄에이터와; 상기 배출밸브에 연결되고, 상기 배출밸브를 통해 배출되는 가압된 상기 비활성 가스를 가스 스프링에 공급하기 위해 상기 가스 스프링의 충전밸브에 결합되는 충전잭을 포함하고 있다.
또한, 상기 배출밸브와 상기 충전잭의 사이에 위치되어 상기 배출밸브로부터 배출되는 가압된 상기 비활성 가스가 저장되고, 저장된 상기 비활성 가스가 상기 충전잭으로 배출되게 하는 저장탱크와; 상기 저장탱크에 저장된 상기 비활성 가스의 압력을 측정하여 표시하는 압력계와; 상기 저장탱크에 설치되고, 상기 저장탱크 에 저장된 상기 비활성 가스의 상기 충전잭으로의 배출을 제어하는 제어밸브와; 상기 액츄에이터에 설치되고, 상기 가압로드를 슬라이딩 구동하는 상기 액츄에이터의 피스톤의 슬라이딩 거리를 감지하여, 상기 피스톤이 설정된 거리를 슬라이딩했을 때 상기 액츄에이터를 제어하여 상기 피스톤이 역방향으로 슬라이딩되게 하는 행정거리 제어수단이 더 구비된다.
본 발명은 공장에서 통상적으로 사용하는 저압의 에어를 이용하여 공압액츄에이터를 구동시키고, 공압액츄에이터의 구동에 의해 질소가스를 압축하여 고압의 질소가스를 가스 스프링에 충진할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 공압액츄에이터의 피스톤의 행정거리를 상/하부 리미트스위치에 의해 제어함으로써, 피스톤의 구동이 반복적으로 이루어지므로 질소가스를 지속적으로 압축하여 배출할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 가스 스프링의 가스충전장치의 실시 예를 첨부한 도 1에 나타내 보였다.
도 1를 참조하면, 본 실시 예는 비활성 가스가 흡입/배출되는 흡입밸브(20)와 배출밸브(30)가 구비되고 내부에는 흡입된 비활성 가스가 압축되는 압축공간(11)이 형성된 실린더(10)와, 압축공간에서 왕복 슬라이딩하고 비활성 가스를 흡입/압축하여 배출하는 가압로드(40)와, 가압로드를 슬라이딩 구동하는 액츄에이 터(50)로 이루어져 있다.
비활성 가스는 질소가스가 이용되고, 가스용기(60)에 소정 압력으로 저장된다. 가스용기(60)와 흡입밸브(20)는 공급호스(70)에 의해 연결된다. 배출밸브(30)에는 배출호스(80)가 연결되며, 배출호스(80)의 일단에는 가스 스프링(90)의 충전밸브(91)에 결합되는 충전잭(81)이 구비되어 있다.
흡입밸브(20)와 배출밸브(30)는 체크밸브가 적용되며, 질소가스의 압력이 설정된 압력 이상일 경우에 온(ON)되어 질소가스가 흐르게 된다.
도 2를 참조하면, 이러한 흡입밸브(20) 및 배출밸브(30)는 내부에 질소가스가 이송되는 이송관로(21,31)가 형성되어 있고, 이송관로를 개폐하는 개폐부재(22,32)가 탄성부재(23,33)에 의해 지지되어 있다. 이송관로(21,31)상에는 일부분이 내경이 축소된 미세관로(24,34)를 구비하고 있다.
개폐부재(22,32)는 이송관로(21,31)상에 질소가스가 이송되는 방향으로 슬라이딩가능하게 설치된다. 개폐부재(22,32)는 전면 중앙에 돌출된 개폐돌기(25,35)가 형성되어 있다. 개폐돌기(25,35)는 개폐부재(22,32)의 슬라이딩시 미세관로(24,34)에 인입 또는 인출되어 미세관로를 개폐하게 된다.
따라서, 이송관로(21,31)로 이송되는 질소가스의 압력이 개폐부재(22,32)를 지지하는 탄성부재(23,33)의 탄성력보다 클 때에 개폐부재(22,32)가 이송관로(21,31)를 개구하고, 질소가스가 이송되게 된다.
한편, 가압로드(40)는 일부는 실린더(10)의 압축공간(11)에 인입되고, 일부는 실린더(10)의 외부로 노출되어 있다. 실린더(10)의 압축공간(11)에 인입된 가압 로드(40)의 외면에는 압축공간(11)의 내면에 밀착되는 씰부재(41)가 구비되어 있다. 이에, 압축공간(11)은 밀폐된다.
액츄에이터(50)는 압축공기에 구동되는 공압액츄에이터가 사용된다. 공압액츄에이터의 피스톤(51)이 실린더(10)의 외부로 노출된 가압로드(40)에 연결된다.
이하에서는, 이와 같이 구성된 본 실시 예의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
배출호스(80)의 충전잭(81)을 가스 스프링(90)의 충전밸브(91)에 결합하고, 압축공기를 이용하여 공압액츄에이터를 구동시킨다. 공압액츄에이터의 구동으로 피스톤이(51) 왕복운동을 하게 되면, 가압로드(40)는 연동되어 실린더(10)의 압축공간(11)에서 왕복 슬라이딩하게 된다.
이때, 압축공간(11)으로 질소가스가 유입되어 압축되고, 고압상태로 배출되어 가스 스프링(90)에 공급된다. 즉, 가압로드(40)가 실린더(10)의 외부로 인출되는 방향으로 슬라이딩되면, 압축공간(11)내의 압력이 낮아지게 되고, 이에 흡입밸브(20)에 연결된 가스용기(60)내에 저장된 질소가스의 압력이 상대적으로 크게 되어 흡입밸브(20)를 통해 질소가스가 압축공간(11)으로 인입된다.
압축공간(11)에 질소가스가 유입되면, 가압로드(40)가 공압액츄에이터의 구동으로 역방향으로 슬라이딩된다. 이때, 압축공간(11)으로 유입된 질소가스가 압축되면서, 상대적으로 가스용기(60)에 저장된 질소가스의 압력이 낮아져 흡입밸브(20)는 오프(OFF)되고, 압축공간(11)으로의 질소가스 유입이 중지된다.
흡입밸브(20)가 오프(OFF)된 상태에서 가압로드(40)가 역방향으로 슬라이딩되면, 압축공간(11)에 유입된 질소가스는 압축된다. 질소가스의 압축으로 압력이 상승되는데, 상승된 질소가스의 압력이 배출밸브(30)의 설정된 압력값보다 상대적으로 크게 될 때. 배출밸브(30)가 온(ON)되어 압축된 질소가스가 배출된다.
배출된 질소가스는 배출호스(80)를 통해 가스스프링(90)에 공급된다.
이와 같이, 공장에서 통상적으로 사용하는 고압의 에어를 이용하여 고압의 질소가스를 가스스프링에 충전할 수가 있게 된다.
한편, 도 3, 도 4를 참조하면, 본 실시 예는 배출밸브(30)로부터 배출되는 고압의 질소가스가 저장되는 저장탱크(100)와, 저장탱크에 저장된 질소가스의 압력을 측정하여 표시하는 압력계(110)가 더 구비된다. 도 3은 저장탱크가 배출밸브에 직접 연결된 예이고, 도 4는 저장탱크가 배출호스상에 설치된 예이다.
저장탱크(100)로부터 고압의 질소가스가 배출되어 이송되는 배출호스(80)의 선단에는 가스스프링(90)의 충전밸브(91)에 연결될 충전잭(81)이 구비되어 있다.
그리고, 저장탱크(100) 또는 배출호스(80)에 설치되어, 저장탱크(100)에 저장된 질소가스의 배출을 제어하는 제어밸브(120)가 더 구비된다.
즉, 저장탱크(100)에 가스 스프링(90)에 요구되는 압력이상의 질소가스를 저장함으로써, 공압액츄에이터의 구동없이 저장탱크(100)로부터 가스 스프링(90)에 요구되는 압력의 질소가스를 가스 스프링(90)에 충전할 수가 있다.
한편, 본 발명은 가압로드(40)를 슬라이딩 구동하는 공압액츄에이터의 피스톤의 행정거리를 제어하는 행정거리 제어수단(130)이 더 구비된다.
도 1을 참조하면, 행정거리 제어수단(130)은 공압액츄에이터의 상면으로부터 피스톤(51)의 슬라이딩방향으로 연장되어 형성된 프레임(131)과, 프레임에 설치되 되 피스톤의 상사점과 하사점에 해당되는 프레임의 위치에 설치되며 피스톤에 간섭되어 피스톤의 위치를 감지하는 상/하부 리미트스위치(132,133)와, 상/하부 리미트스위치로부터 간섭신호를 수신받아 공압액츄에이터로의 압축공기 공급을 제어하여 피스톤의 슬라이딩방향이 전환되게 하는 압축공기 공급전환부(134)를 포함하여 이루어진다.
피스톤의 위치를 감지하는 것으로 상기 실시 예에서 언급한 상/하부 리미트스위치에 한정하지 않고, 피스톤을 감지하여 그 위치를 확인할 수 있는 것이면 족하므로, 적외선센서, 초음파센서등이 사용될 수도 있다.
압축공기 공급전환부(134)의 압축공기 공급제어는 공압액츄에이터로서 사용되는 복동실린더 또는 단동실린더에 따라 다르다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 공압액츄에이터를 복동실린더로 사용하게 될 경우에는 피스톤에 의해 하부 리미트스위치가 간섭되면 압축공기가 복동실린더의 하부로 공급되게 하여 피스톤이 상승되게 하고, 피스톤에 의해 상부 리미트스위치가 간섭되면 압축공기가 복동실린더의 상부로 공급되게 하여 피스톤이 하강되게 한다.
미설명된 부호 134a는 상/하부 리미트스위치(132,133)의 간섭신호에 의해 압축공기의 공급방향을 밸브에 의해 전환하는 공급전환기(134a)이다.
반면에, 공압액츄에이터를 단동실린더로 사용하게 될 경우에는 피스톤에 의해 하부 리미트스위치가 간섭되면 압축공기가 단동실린더에 공급되게 하여 피스톤이 상승되게 하고, 피스톤에 의해 상부 리미트스위치가 간섭되면 단동실린더로의 압축공기의 공급를 중지하여 압축공간으로 유입되는 가스용기의 질소가스 압력에 의해 피스톤이 하강되게 한다.
앞에서 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 스프링의 가스충전장치의 실시 예를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 실시 예인 가스 스프링의 가스충전장치에서 흡입밸브 및 배출밸브의 구조를 도시한 도면,
도 3, 도 4는 도 1의 실시 예인 가스 스프링의 가스충전장치에서 저장탱크가 구비된 예를 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 실린더 11 : 압축공간
20 : 흡입밸브 30 : 배출밸브
40 : 가압로드 50 : 액츄에이터
60 : 가스용기 70 : 공급호스
80 : 배출호스 90 : 가스스프링
100 : 저장탱크 110 : 압력계
120 : 제어밸브

Claims (4)

  1. 비활성 가스가 저장된 가스용기에 연결되어 비활성 가스가 흡입되는 흡입밸브와, 흡입된 상기 비활성 가스가 압축되어 배출되는 배출밸브가 구비되고, 상기 흡입밸브를 통해 유입된 상기 비활성 가스가 압축되는 압축공간이 내부에 형성된 실린더와;
    상기 압축공간에서 왕복슬라이딩되어 상기 흡입밸브를 통해 상기 비활성 가스가 상기 압축공간으로 흡입되게 하고, 흡입된 상기 비활성 가스를 가압하여 상기 배출밸브를 통해 배출되게 하는 가압로드와;
    상기 가압로드를 슬라이딩 구동시키는 액츄에이터와;
    상기 배출밸브에 연결되고, 상기 배출밸브를 통해 배출되는 가압된 상기 비활성 가스를 가스 스프링에 공급하기 위해 상기 가스 스프링의 충전밸브에 결합되는 충전잭을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 가스충전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출밸브와 상기 충전잭의 사이에 위치되어 상기 배출밸브로부터 배출되는 가압된 상기 비활성 가스가 저장되고, 저장된 상기 비활성 가스가 상기 충전잭으로 배출되게 하는 저장탱크와;
    상기 저장탱크에 저장된 상기 비활성 가스의 압력을 측정하여 표시하는 압력 계가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 가스충전장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 저장탱크에 설치되고, 상기 저장탱크에 저장된 상기 비활성 가스의 상기 충전잭으로의 배출을 제어하는 제어밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 가스충전장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 액츄에이터에 설치되고, 상기 가압로드를 슬라이딩 구동하는 상기 액츄에이터의 피스톤의 슬라이딩 거리를 감지하여, 상기 피스톤이 설정된 거리를 슬라이딩했을 때 상기 액츄에이터를 제어하여 상기 피스톤이 역방향으로 슬라이딩되게 하는 행정거리 제어수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링의 가스충전장치.
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