KR20100118505A - 플런저 - Google Patents

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KR20100118505A
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고이치로 다카이
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가부시키가이샤 타카이코포레이션
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    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(과제)
상대적으로 동작하는 부재 사이에 이용되는 플런저에 있어서 부재 상호간을 충분히 원활하게 동작시킬 수 있도록 한다.
(해결수단)
외주면에 볼트(11)가 형성된 원통 모양의 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내부에 수용된 압축스프링(20)과, 상기 본체(10)의 내부 선단측으로 진퇴 가능하고 탈락 불가능하게 조립되며 상기 압축스프링(20)에 의하여 전진방향으로 가압된 진퇴체(30)와, 상기 진퇴체(30)의 선단측에 형성된 오목부(31)와, 상기 오목부(31)의 밑바닥에 설치된 복수의 소구(40)와, 상기 소구(40)에 의하여 전동하도록 지지됨과 아울러, 일부가 상기 진퇴체(30)의 선단으로부터 돌출되도록 상기 오목부(31)에 탈락 불가능하게 조립된 볼(50)을 구비한다.

Description

플런저{PLUNGER}
본 발명은 플런저(plunger)에 관한 것이다.
기계요소로서의 플런저는 공지(公知)된 것으로서, 일반적인 플런저는, 외주면에 볼트(bolt)가 형성된 통 모양의 본체(本體)와, 본체에 내장된 압축스프링(壓縮 spring)과, 본체에 진퇴(進退)하도록 조립됨과 아울러 압축스프링에 의하여 전진방향으로 가압(加壓)된 핀(pin)으로 구성되어 있다. 그리고 이러한 플런저는, 플런저의 부착대상이 되는 부재에 너트(nut)를 형성하고, 이 너트에 본체의 볼트를 나사결합시킴으로써 부착대상의 부재에 간편하게 부착할 수 있는 것이다.
또한 플런저는 여러 가지 분야에서 사용할 수 있는 것으로서, 상대적으로 동작하는 부재 사이에 사용하는 경우에는, 일방(一方)의 부재에 플런저를 부착하여 타방(他方)의 부재의 움직임을 제한하거나, 타방의 부재를 가압하거나, 일방의 부재에 대한 타방의 부재의 움직임이나 형상의 변화를 핀의 진퇴에 의하여 흡수하거나 할 수 있는 것이다. 여기에서 플런저의 대표적인 사용법으로서, 일방의 부재에 플런저를 부착하고, 타방의 부재에 구멍이나 홈을 형성하고, 일방의 부재에 부착된 플런저의 핀을 타방의 부재에 형성된 구멍이나 홈에 결합시킴으로써, 평면 상이나 회전축 주위 등에서 상대적으로 동작하는 부재 사이의 위치결정이나 회전각도의 산출을 하는 것을 예시할 수 있다.
또 이하에서는, 플런저를 상대적으로 동작하는 부재 사이에 사용하는 경우에 있어서 플런저가 부착되는 측의 부재를 「부착측 부재(附着側 部材)」라고 부르고, 플런저의 핀이 접촉되는 측의 부재를 「접촉측 부재(接觸側 部材)」라고 부르는 것으로 한다.
상대적으로 동작하는 부재 사이에 플런저를 사용하는 경우에는, 접촉측 부재에 의하여 플런저의 핀이 가압되어 후퇴한 상태에서 핀의 선단이 접촉측 부재에 슬라이딩(sliding) 한다. 여기에서 핀과 접촉측 부재의 접촉저항(接觸低抗)이 크면, 부착측 부재에 대한 접촉측 부재의 원활한 동작을 저해한다.
그런데 플런저 중에는, 상기한 핀을 대신하여 본체에 볼을 전동(轉動)하도록 조립한 것이 있다. 소위 「볼 플런저(ball plunger)」이다. 볼 플런저에 의하면, 접촉측 부재에 접촉된 볼이 전동하기 때문에 부착측 부재에 대한 접촉측 부재의 원활한 동작을 저해하기 어렵게 할 수 있다.
그러나 종전의 볼 플런저는, 본체에 내장된 압축스프링(壓縮 spring)에 의하여 전진방향으로 직접 가압(加壓)된 것이기 때문에, 볼의 전동성(轉動性)이 충분히 양호하다고는 말할 수 없어, 부착측 부재에 대한 접촉측 부재의 원활한 동작을 역시 저해하는 경우가 있었다. 특히 고하중용(高荷重用)의 볼 플런저에서는, 압축스프링에 의한 강한 압력이 볼에 가해지고 있기 때문에 볼이 전동하기 어렵게 되어, 부착측 부재에 대한 접촉측 부재의 원활한 동작을 저해한다는 문제가 현저하게 발생하고 있었다.
본 발명은 상기 실정을 고려하여 이루어진 것으로서, 상대적으로 동작하는 부재 사이에 이용되는 플런저에 있어서 부재 상호간을 충분히 원활하게 동작시킬 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 채용한 주요한 수단은,
「외주면에 볼트(bolt)가 형성된 원통 모양의 본체(本體)와,
상기 본체의 내부에 수용된 압축스프링(壓縮 spring)과,
상기 본체의 내부 선단측으로 진퇴 가능하고 탈락 불가능하도록 조립되고, 상기 압축스프링에 의하여 전진방향으로 가압(加壓)된 진퇴체(進退體)와,
상기 진퇴체의 선단측에 형성된 오목부(凹部)와,
상기 오목부의 밑바닥에 설치된 복수의 소구(小球)와,
상기 소구에 의하여 전동(轉動)하도록 지지됨과 아울러, 일부가 상기 진퇴체의 선단으로부터 돌출되도록 상기 오목부에 탈락 불가능하게 조립된 볼(ball)을
구비하는 것을 특징으로 하는 플런저(plunger)」이다.
상기 구성의 플런저에서는, 진퇴체가 종전의 일반적인 플런저의 핀으로서 기능을 하는 것이지만, 이 진퇴체의 선단에는 진퇴체의 오목부에 조립된 볼이 설치되어 있고, 이 볼이 접촉측 부재에 접촉된다. 그리고 볼은, 진퇴체에 있어서 오목부의 밑바닥에 설치된 복수의 소구에 의하여 전동하도록 지지되어 있어 양호하게 전동된다.
따라서 상기 구성의 플런저에서는, 접촉측 부재에 접촉되는 진퇴체의 볼이 양호하게 전동하기 때문에, 상대적으로 동작하는 부재 사이에 사용하더라도 부재 상호간을 충분히 원활하게 동작시킬 수 있다.
상기한 수단에 있어서,
「상기 진퇴체는, 선단부분에 외면이 선단으로 갈수록 작은 직경이 되는 테이퍼(taper) 모양의 볼 결합부(ball 結合部)를 구비하고, 상기 볼 결합부에 의하여 상기 볼을 탈락 불가능하도록 하는 것이고,
상기 본체는, 선단부분에 상기 볼 결합부의 외면에 접촉하는 진퇴체 결합부(進退體 結合部)를 구비하고, 상기 진퇴체 결합부에 의하여 상기 진퇴체를 탈락 불가능하도록 하는 것을
특징으로 하는 플런저」로 하는 것이 적합하다.
본체로부터 진퇴체를 탈락 불가능하게 하기 위해서는, 진퇴체에 돌출부 등의 대경부분(大徑部分)을 형성하고, 이 대경부분을 결합하는 결합부를 본체에 형성하는 것을 단순하게 상정할 수 있다. 그러나 이러한 태양에서는 진퇴체에 대경부분을 형성하는 것만으로, 플런저 전체에 있어서 직경 방향의 대형화가 될 수밖에 없다.
이에 비하여 상기 구성의 플런저에서는, 진퇴체의 선단부분에 볼을 탈락 불가능하게 하는 볼 결합부를 형성하고, 이 볼 결합부의 외면을 선단으로 갈수록 작은 직경 소위 「끝이 가는」 것이 되는 테이퍼(taper) 모양으로 하고 있다. 그리고 끝이 가는 테이퍼 모양으로 된 볼 결합부의 외면에 접촉되는 진퇴체 결합부에 의하여 본체로부터 진퇴체가 빠지는 것을 방지하고 있다.
따라서 상기 구성의 플런저에서는, 진퇴체에 돌출부 등의 대경부분을 형성하지 않고 본체로부터 진퇴체가 빠지는 것을 방지할 수 있어, 플런저 전체에 있어서 직경 방향의 소형화를 도모할 수 있다.
또 진퇴체 또는 본체를 금속으로 형성하는 경우에는, 진퇴체에 볼을 삽입한 후 또는 본체에 진퇴체를 삽입한 후에, 볼 결합부나 진퇴체 결합부를 금속소재의 가압변형(加壓變形) 소위 「코킹(caulking)」에 의하여 형성함으로써, 진퇴체에 대한 볼의 조립 또는 본체에 대한 진퇴체의 조립을 간편하게 할 수 있다.
또한 진퇴체로부터 볼이 빠지는 것을 방지하기 위한 볼 결합부 또는 본체로부터 진퇴체가 빠지는 것을 방지하기 위한 진퇴체 결합부를, 진퇴체에 볼을 삽입한 후 또는 본체에 진퇴체를 삽입한 후에 소재의 변형가공(變形加工)에 의하여 형성하는 것에 한정되지 않고, 볼을 조립하는 진퇴체에 있어서 오목부의 내면 또는 진퇴체를 조립하는 원통 모양의 본체의 내면을 입구측이 작은 직경이 되도록 미리 성형(成形)하여도 좋다.
볼 결합부 또는 진퇴체 결합부를 미리 형성하는 경우에는, 진퇴체의 후단 또는 본체의 후단을 개구(開口)시키고, 진퇴체의 후단측으로부터 볼을 삽입하거나 본체의 후단측으로부터 진퇴체를 삽입하여도 좋다. 이러한 태양에서는, 진퇴체에 볼을 삽입한 후 또는 본체에 진퇴체를 삽입한 후에, 진퇴체의 후단 개구나 본체의 후단 개구를 별도의 부재로 막으면 좋다.
또한 진퇴체 또는 본체를 수지로 형성하는 경우에는, 미리 형성된 볼 결합부 또는 진퇴체 결합부의 측으로부터 진퇴체의 오목부에 볼을 압입(壓入)하거나, 본체의 내부에 진퇴체를 압입하는 등 볼 결합부나 진퇴체 결합부를 탄성변형(彈性變形)시킴으로써 진퇴체에 볼을 탈락 불가능하게 조립할 수 있도록 하거나, 본체에 진퇴체를 탈락 불가능하게 조립할 수 있도록 하여도 좋다.
상기한 수단에 있어서,
「상기 진퇴체는, 후단부분에 직경 방향으로 돌출되는 돌출부(突出部)를 구비하는 것이고,
상기 본체는, 선단부분에 상기 돌출부에 접촉되는 진퇴체 결합부를 구비하고, 상기 진퇴체 결합부에 의하여 상기 진퇴체를 탈락 불가능하도록 하는 것을
특징으로 하는 플런저」로 하는 것이 적합하다.
본체에 볼을 직접 조립한 볼 플런저에서는, 본체로부터 볼이 돌출되는 양을 볼의 반경 미만으로 하여야 하므로 진퇴되는 부재의 진퇴 스트로크(進退 stroke)(볼 플런저에서는, 볼의 진퇴 스트로크) 즉 플런저로서의 진퇴 스트로크를 크게 설정할 수 없다.
이에 비하여 상기 구성의 플런저에서는, 볼이 진퇴체를 사이에 두고 본체에 조립되어 있다. 또한 진퇴체의 후단부분에 돌출부를 형성하고, 이 돌출부를 본체의 진퇴체 결합부에 의하여 결합시킴으로써 본체로부터 진퇴체가 빠지는 것을 방지하고 있다. 이 때문에 진퇴체의 전체 길이를 길게 함으로써 플런저의 스트로크를 길게 할 수 있다.
따라서 상기 구성의 플런저에서는, 플런저로서의 진퇴 스트로크를 볼의 반경 이상으로 자유롭게 설정할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상대적으로 동작하는 부재 사이에 플런저를 사용하여도 부재 상호간을 충분히 원활하게 동작시킬 수 있다.
도1은 본 발명에 관한 플런저의 일례를 나타내는 중앙 종단면도이다.
도2는 본 발명에 관한 플런저의 다른 예를 나타내는 중앙 종단면도이다.
이하에서는, 본 발명에 관한 플런저의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
(실시예1)
도1에 플런저(100)의 일례를 나타내었다.
플런저(plunger)(100)의 본체(本體)(10)는, 금속이나 수지 등의 적절한 소재에 의하여 후단측(後端側)에 밑바닥을 구비하는 통(筒) 모양으로 형성되어 있다. 그리고 본체(10)의 외주면에는 전체 길이에 걸쳐 볼트(bolt)(11)가 형성되어 있고, 이 볼트(11)를 플런저(100)의 부착대상 부재에 형성된 너트(nut)에 나사결합시킴으로써 부착대상 부재에 플런저(100)를 간편하게 부착할 수 있도록 되어 있다. 또한 본체(10)의 후단측에는, 육각렌치용 육각구멍 등의 공구걸이(13)가 형성되어 있다.
본체(10)의 내부는 수용부(收容部)(12)로 되어 있고, 수용부(12)에는 압축스프링(壓縮 spring)(20)이 수용되어 있다. 또한 수용부(12)의 선단측(先端側)에는, 진퇴체(進退體)(30)가 본체(10)의 축방향으로 진퇴하도록 수용되어 있고, 이 진퇴체(30)는 압축스프링(20)에 의하여 전진방향으로 가압(加壓)되어 있다.
진퇴체(30)는 선단측으로 개구(開口)되는 오목부(31)를 구비하는 컵 모양으로 형성되어 있고, 오목부(31)의 밑바닥에는 복수의 소구(小球)(40)가 설치되어 있다. 또한 오목부(31)에는 소구(40)보다 선단측에 볼(ball)(50)이 수용되어 있고, 오목부(31)에 있어서 입구 부분의 내면이 작은 직경으로 이루어진 볼 결합부(ball 結合部)(32)에 의하여 오목부(31)로부터 볼(50)이 빠지는 것을 방지하도록 되어 있다. 여기에서 진퇴체(30)를 금속으로 형성하는 경우에는, 오목부(31)에 볼(50)을 삽입한 후에 오목부(31)의 입구 부분을 코킹가공(caulking 加工)함으로써 볼 결합부(32)를 간편하게 형성할 수 있다.
또한 볼 결합부(32)는, 외면이 선단으로 갈수록 작은 직경이 되는 테이퍼(taper) 모양으로 형성되어 있고, 이 볼 결합부(32)의 외면에 접촉되는 본체(10)의 진퇴체 결합부(進退體 結合部)(14)에 의하여 본체(10)로부터 진퇴체(30)가 빠지는 것이 방지되도록 되어 있다. 여기에서 본체(10)를 금속으로 형성하는 경우에는, 수용부(12)에 진퇴체(30)를 삽입한 후에 수용부(12)의 입구 부분을 코킹가공함으로써 진퇴체 결합부(14)를 간편하게 형성할 수 있다.
이와 같이 본 예의 플런저(100)에서는, 외면이 테이퍼 모양으로 이루어진 볼 결합부(32)를 이용하여 본체(10)로부터 진퇴체(30)가 빠지는 것을 방지하는 구조이기 때문에, 본체(10)로부터 빠지는 것을 방지하기 위한 대경부(大徑部)를 진퇴체(30)에 형성할 필요가 없다. 따라서 플런저(100) 전체에 있어서 직경 방향의 소형화를 도모할 수 있다. 또한 플런저(100)의 축방향에 있어서 볼 결합부(32)와 진퇴체 결합부(14)가 중복되는 구조로 되기 때문에, 플런저(100) 전체에 있어서 축방향의 단축화를 도모할 수도 있다.
그런데 진퇴체(30)에 있어서 오목부(31)의 밑바닥에 설치된 복수의 소구(40)는 볼(50)을 원활하게 전동(轉動)시키도록 지지하는 것이지만, 오목부(31)의 밑바닥 전체 둘레에 걸쳐서 다수의 소구(40)를 설치하면 고하중(高荷重)에 견딜 수 있는 플런저(100)로 할 수 있다. 또한 볼(50)을 전동하도록 지지하기 위해서는, 볼(50)을 3점에서 지지하면 되기 때문에 소구(40)를 3개로 하여도 좋고, 이렇게 함으로써 플런저(100) 전체의 구조를 간략화 할 수 있다.
또한 본 예의 플런저(100)에서는, 진퇴체(30)에 있어서 오목부(31)의 밑바닥에, 본체(10)의 수용부(12)와 통하는 관통구멍(33)이 형성되어 있다. 이 관통구멍(33)은 소위 「공기 배기 구멍」으로서, 진퇴체(30)에 있어서 오목부(31)의 밑바닥에 관통구멍(33)을 형성함으로써 본체(10)의 수용부(12)를, 본체(10)와 진퇴체(30)의 간극뿐만 아니라 진퇴체(30)와 볼(50)의 간극을 통해서도 외계(外界)와 연결시킬 수 있다. 따라서 본체(10)로부터 진퇴체(30)가 후퇴할 때에 있어서 수용부(12) 내의 공기를 외계로 양호하게 배출시킬 수 있다. 또한 진퇴체(30)의 오목부(31)에 관통구멍(33)을 형성함으로써, 오목부(31)의 내면에 볼(50)이 밀착하여 접촉되는 것과 같은 태양이더라도 오목부(31)에 볼(50)을 원활하게 삽입할 수 있다.
또 오목부(31)에 있어서 관통구멍(33)의 크기는 적절하게 설정할 수 있지만, 오목부(31)의 밑바닥에 배치하는 소구(40)보다 작은 직경으로 하는 것이 바람직하다. 관통구멍(33)을 소구(40)보다 작은 직경으로 함으로써 오목부(31) 내에 소구(40)를 조립할 때에 관통구멍(33)으로부터 소구(40)가 낙하될 우려가 없어, 진퇴체(30)에 소구(40) 및 볼(50)을 조립할 때의 작업을 간편화 할 수 있도록 하기 위함이다.
(실시예2)
도2에 플런저(100)의 다른 예를 나타내었다.
이 플런저(100)는, 이하에서 설명하는 본체(10)에 대한 진퇴체(30)의 빠짐을 방지하는 구조의 것 이외에는 실시예1에서 예시한 플런저(100)와 동일하다.
이 플런저(100)에서는, 진퇴체(30)의 후단부분에, 직경 방향으로 돌출되는 돌출부(突出部)(34)가 형성되어 있고, 이 돌출부(34)를 본체(10)의 선단부분에 형성된 진퇴체 결합부(14)에 의하여 결합시킴으로써 본체(10)로부터 진퇴체(30)가 빠지는 것이 방지되도록 되어 있다.
이러한 구조의 플런저(100)에서는, 진퇴체(30)의 선단측을 본체(10)로부터 많이 돌출시켜서 진퇴체(30)의 진퇴 스트로크(進退 stroke)를 크게 설정할 수 있다. 따라서 볼(50)에 있어서 반경 이상의 진퇴 스트로크가 된 플런저(100)를 자유롭게 설정할 수 있다.
또한 본체(10)로부터 돌출되는 진퇴체(30)의 외주면을 즉 연마가공(硏磨加工)이 실시된 고정밀도의 직경 치수의 외주면으로 함으로써, 서로 이동하는 부재 사이에 있어서 고정밀도의 위치결정을 실현할 수도 있다. 볼(50)이 접촉되는 측의 부재에 고정밀도의 직경 치수의 구멍을 형성하고, 이 구멍에 진퇴체(30)를 결합시킴으로써 고정밀도의 위치결정을 할 수 있도록 하기 위함이다.
10 : 본체
11 : 볼트
12 : 수용부 13 : 공구걸이
14 : 진퇴체 결합부 20 : 압축스프링
30 : 진퇴체 31 : 오목부
32 : 볼 결합부 33 :관통구멍
40 : 소구 50 : 볼
100 : 플런저

Claims (3)

  1. 외주면에 볼트(bolt)가 형성된 원통 모양의 본체(本體)와,
    상기 본체의 내부에 수용된 압축스프링(壓縮 spring)과,
    상기 본체의 내부 선단측으로 진퇴 가능하고 탈락 불가능하도록 조립되고, 상기 압축스프링에 의하여 전진방향으로 가압(加壓)된 진퇴체(進退體)와,
    상기 진퇴체의 선단측에 형성된 오목부(凹部)와,
    상기 오목부의 밑바닥에 설치된 복수의 소구(小球)와,
    상기 소구에 의하여 전동(轉動)하도록 지지됨과 아울러, 일부가 상기 진퇴체의 선단으로부터 돌출되도록 상기 오목부에 탈락 불가능하게 조립된 볼(ball)을
    구비하는 것을 특징으로 하는 플런저(plunger).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진퇴체는, 선단부분에 외면이 선단으로 갈수록 작은 직경이 되는 테이퍼(taper) 모양의 볼 결합부(ball 結合部)를 구비하고, 상기 볼 결합부에 의하여 상기 볼을 탈락 불가능하도록 하는 것이고,
    상기 본체는, 선단부분에 상기 볼 결합부의 외면에 접촉하는 진퇴체 결합부(進退體 結合部)를 구비하고, 상기 진퇴체 결합부에 의하여 상기 진퇴체를 탈락 불가능하도록 하는 것을
    특징으로 하는 플런저.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진퇴체는, 후단부분에 직경 방향으로 돌출되는 돌출부(突出部)를 구비하는 것이고,
    상기 본체는, 선단부분에 상기 돌출부에 접촉되는 진퇴체 결합부를 구비하고, 상기 진퇴체 결합부에 의하여 상기 진퇴체를 탈락 불가능하도록 하는 것을
    특징으로 하는 플런저.
KR1020100023657A 2009-04-28 2010-03-17 플런저 KR20100118505A (ko)

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