KR20120001832U - 에어 실린더의 피스톤 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어실린더의 피스톤에 관한 것으로 에어 누설이 없고 작동이 명확한 신뢰성이 높은 피스톤의 구조를 제공하는 것으로, 주요 구성은, 양단에 로드커버(1)와 헤드커버(2)가 형성되고, 그 사이에 실린더 튜브(10)가 설치되고, 실린더 튜브(10) 내부에는 피스톤 로드(3)가 설치되고, 피스톤 로드(3)에는 피스톤(4)이 장착되는 에어 실린더의 피스톤에 있어서, 상기한 피스톤 외주 중앙에는 마그넷(7)을 형성하고, 그 마그넷(7) 외주에는 마모링(8)을 형성하며, 마모링(8) 좌우 양측에는 패킹(5,6)을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 "U" 형상의 오목한 홈(21)을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 마모링(8)을 중심으로 좌우 상호 대칭으로 설치한 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 홈(21) 외주에 외경 방향으로 벌어진 형상으로 돌출 구성되는 외돌출부(23)가 형성되고, 외돌출부(23) 후방으로는 경사진 경사면(22)을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 그 재질이, 폴리우레탄 재질에 고무 재질이 포함된 것임을 특징으로 한다

Description

에어 실린더의 피스톤{AIR CYLINDER PISTON}

본 고안은 에어 실린더에 구성되는 피스톤의 구조에 관한 것으로, 특히 기밀성과 작동성이 우수한 에어 실린더의 피스톤 구조에 관한 것이다

종래의 모든 에어 실린더의 피스톤에는 실린더 내벽과의 마모를 방지하고 기밀성을 유지하기 위한 오링 형상의 패킹이 반드시 설치되는데, 통상의 사용되는 재질은 NBR(nitrile-butadiene rubber) 이며, 그 패킹재질의 사용 온도 범위는 통상 섭씨 0 ~ 60 도 사이이며 이 온도 범위를 넘어서면 변형되어 원활한 작동이 되지 못하는 단점이 있다. 다시 말해, 섭씨 영하 5도 의 온도에서는 패킹이 결빙되어 패킹의 역할을 제대로 하지 못하여 결국 에어 누설이 발생하며, 반대로 지나치게 고온이 되어도, 즉, 섭씨 60도 온도 범위를 넘을 경우에도 패킹이 경화되어 패킹의 기능을 못하여 에어 누설이 발생한다.

비록 패킹이 정상적인 작동을 한다고 하여도 에어압이 매우 강한 관계로 패킹이 쉽게 변형되거나 마모가 되어 에어 누설이 필연적으로 발생하는 단점이 있다.

본 고안은 상기한 점을 해결하기 위하여 고안한 것으로, 에어 누설이 완벽하게 차단되고 작동상 사용에 의한 패킹의 변형이나 온도에 의한 변형을 최대한 방지할 수 있는 피스톤의 구조를 제공한다

본 고안의 주요 구성은, 양단에 로드커버(1)와 헤드커버(2)가 형성되고, 그 사이에 실린더 튜브(10)가 설치되고, 실린더 튜브(10) 내부에는 피스톤 로드(3)가 설치되고, 피스톤 로드(3)에는 피스톤(4)이 장착되는 에어 실린더의 피스톤에 있어서, 상기한 피스톤 외주 중앙에는 마그넷(7)을 형성하고, 그 마그넷(7) 외주에는 마모링(8)을 형성하며, 마모링(8) 좌우 양측에는 패킹(5,6)을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 "U" 형상의 오목한 홈(21)을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 마모링(8)을 중심으로 좌우 상호 대칭으로 설치한 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 홈(21) 외주에 외경 방향으로 벌어진 형상으로 돌출 구성되는 외돌출부(23)가 형성되고, 외돌출부(23) 후방으로는 경사진 경사면(22)을 갖는 것을 특징으로 하며, 상기한 패킹(5,6)은 그 재질이, 폴리우레탄 재질에 고무 재질이 포함된 것임을 특징으로 한다

본 고안에 의하면, 피스톤(4) 중앙에 설치하는 마모링(8) 양단에 패킹(5,6)이 구성되어 피스톤 축에 대한 수직 하중과 뒤틀림을 충분히 잡아 줄 수 있다

즉, 패킹(5,6)이 피스톤(4) 외주 좌우 2 곳에 설치되어 있어 피스톤로드(3)의 길이 방향에 대한 수직방향으로의 하중을 충분히 지지하여 주므로 피스톤(4)의 전후진 작동시 흔들림이나 떨림이 전혀 없이 더욱 정밀한 작동을 유지하여 줄 수 있다

또한 본 고안에 따른 패킹의 구조에 의하면, 에어 압력이 패킹에 가해질 때, 에어 압력이 패킹을 외주 쪽으로 벌려주므로 좌우 양쪽 모든 방향으로의 작동에서 에어의 누설이 거의 없다

또한 본 고안에 의한 패킹(5,6)은 온도 변화 폭에 대하여 유연하여 큰 온도 변화와 온도 차이에 대하여도 패킹의 변형이 적어 실린더의 작동을 더욱 안전하게 보장한다

본 고안의 에어 실린더 피스톤은 프레스기, 반도체 설비, 자동화 설비, 공작기계 등 에어 실린더가 사용되는 모든 기계장치에 적용 가능하다

도 1 은 본 고안에 따른 에어 실리더에 대한, 한 구성 예로서 요부 절개도이다
도 2 는 본 고안에 따른 피스톤(4)의 구조와 이와 비교되는 종래 피스톤의 구조를 설명하기 위한 도면이다

이하, 본 고안을 첨부 도면에 의거 상술한다

도 1 은 본 발명에 따른 장치에 대한 한 요부 절개 사시도이다

도시한 바와 같이, 로드커버(1)와 헤드커버(2) 사이 중앙에는 피스톤 로드(3)가 설치된다. 헤드커버(2) 쪽에 위치하는 피스톤(4)에는 그 외주에 한쌍의 패킹(5,6)이 설치된다.

본 고안에서 사용하는 패킹(5,6) 재질의 주성분은 폴리우레탄 재질에 고무 재질이 포함된 것을 사용한다. 폴리우레탄이 포함되는 본 고안에 따른 패킹은 상온 및 섭씨 100도 이상의 온도에서도 변형이나 변화가 없이 사용 가능하고, 섭씨 -10도에서도 경화경화되지 않고 작동상 큰 문제없이 사용 가능하다. 즉, 재질의 특성상 큰 온도 변화에 대하여도 작동상 문제없이 사용 가능하다

패킹(5,6)의 중앙에는 마그넷(7)이 심어져 있고 마그넷(7) 외주에는 마모방지를 위한 마모링(8)이 설치된다. 피스톤(4) 외주에는 알루미늄 재질의 튜브(10)가 설치된다. 튜브(10)는 피스톤(4)이 왕복 가능한 내부 공간을 형성하는 실린더 기능을 수행한다

상기한 피스톤(4) 외주에 설치되는 마모링(8)은 실린더(4)와 튜브(10) 내벽 사이의 마모를 방지하기 위해 설치하는 것이다

마모링(8)을 마그넷(7) 외주에 설치하는 이유는 다음과 같다

종래의 에어실린더 피스톤에는 하나의 패킹이 설치되는데 본 고안에서는 피스톤(4) 외주 좌우 양쪽에 패킹을 설치하므로 종래 하나만 설치하는 것보다 더 넓은 면적을 차지하게 된다. 따라서 별도의 마모링(8)을 설치할 공간이 없게 된다

이를 보완하기 위해 마모링(8)을 마그넷(7) 상면 외주에 설치하는 것이다. 마그넷(7)은 마모링(8)이 설치되어도 그 자장력이 외부에 미치므로 마그넷의 힘이 방해받지 않눈다

참고로, 마그넷(7)의 역할은 로드커버(1)와 헤드커버(2)의 두 양 단부쪽에 설치하는 마그네트 감지센서(미도시)가 마그넷(7)의 자력을 감지하여 피스톤로드(3)를 밀어내는 작동을 해주기 위한 것이다. 즉, 피스톤(4)이 헤드커버(2)의 소정의 위치에 오면 헤드커버(2)에 위치하여 설치된 센서가 그 마그넷(7)의 자력을 감지하여 피스톤(4)을 좌측으로 밀어내는 작동이 되게 하는 신호를 보낸다. 반대로 피스톤(4)이 로드커버(1) 쪽으로 위치 이동하여 로드커버(1) 쪽에 설치한 센서가 피스톤(4)에 설치된 마그넷(7)의 자력을 감지하면 피스톤(4)을 우측으로 밀어내는 작동을 하게 하는 신호를 보낸다. 이러한 작동은 공지의 것이므로 더욱 구체적인 설명은 생략한다.

단, 본 고안은 마그넷(7)의 설치 위치와 그 상면에 구성시키는 마모링(8)의 구성이 중요한 것이다.

도 2 는 본 고안에 따른 피스톤(4) 부분의 부품에 대하여만 따로 분리하여 본 사시도이다

도시한 바와 같이, 피스톤(4)의 외주 좌우에 패킹(5,6)을 형성하고 그 가운데에는 마모링(8)을 형성하였다. 패킹(6)의 하나를 분리하여 단면으로 살펴 보면, 홈(21)이 형성되되, 외곽으로 벌어진 형상으로 형성된다. 홈(21) 외주는 벌어지듯 돌출하는 외돌출부(23)를 이루며 외돌출부(23) 후방으로는 경사진 경사면(22)을 이룬다

따라서 이 홈(21) 방향으로 압축공기의 에어 압력이 가해지면 에어 압력이 홈(21)에 부딪쳐 홈(21)에 에어 압이 작용하여 외돌출부(23)를 외경 방향으로 더 벌어지게 민다. 그러면 이 돌출부(23)가 외경 방향으로 벌어지므로 이것이 도 1 에 도시한 실린더 튜브(10)의 내벽에 밀착되므로 작용하는 에어압의 기밀이 충분히 유지된다.

이러한 기능과 구조는 피스톤(4)의 좌우에 동일하게 구성 및 작용하므로 피스톤(4)의 전후진 작동 모두에 대하여 기밀이 충분히 유지되고 작동이 원활하여 에어 누설이 없이 정확한 에어 실린더의 작동이 가능하다

아래에 있는 도면은, 종래의 피스톤을 참고로 예시한 것으로, 도시한 바와 같이, 마그넷(17)이 중앙에 설치되고 그 좌우로 패킹(16)과 마모링(18)이 설치된다

종래 실린더의 패킹(16)은 거의 평판의 링형상이다. 따라서 마모가 되면 쉽게 에어 누설이 발생하여 기밀 유지가 어렵다

1. 로드커버 2 헤드커버
3 피스톤로드 4 피스톤
5,6 패킹 7 마그넷
8 마모링 10 실린더 튜브
21 홈 22. 경사면
23 외돌출부

Claims (5)

1. 양단에 로드커버(1)와 헤드커버(2)가 형성되고, 그 사이에 실린더 튜브(10)가 설치되고, 실린더 튜브(10) 내부에는 피스톤 로드(3)가 설치되고, 피스톤 로드(3)에는 피스톤(4)이 장착되는 에어 실린더의 피스톤에 있어서,
   상기한 피스톤 외주 중앙에는 마그넷(7)을 형성하고, 그 마그넷(7) 외주에는 마모링(8)을 형성하며, 마모링(8) 좌우 양측에는 패킹(5,6)을 형성한 것을 특징으로 하는 에어실린더의 피스톤
2. 제 1 항에 있어서,
   상기한 패킹(5,6)은 "U" 형상의 오목한 홈(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 에어실린더의 피스톤
3. 제 1 항에 있어서,
   상기한 패킹(5,6)은 마모링(8)을 중심으로 좌우 상호 대칭으로 설치한 것을 특징으로 하는 에어실린더의 피스톤
4. 제 2 항에 있어서,
   상기한 패킹(5,6)은 홈(21) 외주에 외경 방향으로 벌어진 형상으로 돌출 구성되는 외돌출부(23)가 형성되고, 외돌출부(23) 후방으로는 경사진 경사면(22)을 갖는 것을 특징으로 하는 에어실린더의 피스톤
5. 제 1 항에 있어서,
   상기한 패킹(5,6)은 그 재질이, 폴리우레탄 재질에 고무 재질이 포함된 것임을 특징으로 하는 에어실린더의 피스톤
   

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