KR20150117158A - 가스압력식 윤활유 자동 주유장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 관한 것으로, 본 발명은 상부에 덮개(11)가 나사 결합되고 하부에 주유구(12)가 관통되며 내부에는 윤활유(13)가 충진되어 있는 중공형 하우징(10)과, 이 중공형 하우징(10)에 내입된 피스톤(15)과, 하우징(10)의 덮개(11)와 피스톤(15) 사이에 내입된 프레임(16) 상에 설치되어 피스톤(15)의 상부 공간에 위치하는 가스팽창실(17)과, 상기 가스팽창실(17)에 연계되게 프레임(16)상에 설치되어 전기분해를 통해 가스를 발생시키는 가스발생부(18)와, 상기 가스발생부(18)에 필요한 전원을 공급하기 위해 설치된 전원공급부(19)를 포함하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 있어서, 상기 윤활유(13) 토출에 따른 피스톤(15)의 이동거리를 감지 측정하여 제어부(14)에 제공하는 거리측정수단(30)과, 상기 거리측정수단(30)으로부터 감지된 피스톤(15)의 이동거리에 따라 가스발생부(18)로 공급되는 전원공급량을 제어하여 가스발생량을 조절함과 아울러 운전조건을 셋팅하여 제어할 수 있는 마이크로컨트롤유닛(MCU)으로 이루어진 제어부(14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스압력식 윤활유 자동 주유장치{Gas pressure type the lubrication oil automatic refueling apparatus}

본 발명은 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활유 주유에 따른 피스톤 이동거리를 감지 측정하고, 이 측정된 값을 제어부에서 계산하여 기 설정된 제어 로직에 의해 전원공급량(혹은, 전압 출력량)을 조절하여 가스발생량을 가변 제어함으로써, 정해진 기간 동안 정확한 윤활유 주유가 구현될 수 있도록 한 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 관한 것이다.

일반적으로 윤활유 자동 주유장치에는, 크게 스프링의 탄성을 이용하여 피스톤을 가압하여 주유하는 스프링식과, 가스발생을 통한 가스압력을 이용하여 피스톤을 연속적으로 가압하여 주유하는 가스압력식과, 그리고, 스프링식 및 가스압력식의 단점을 보완하여 기계적으로 정확한 토출량과 토출주기를 갖도록 구성된 기계식으로 구분할 수 있다.

이와 같이 구분되는 윤활유 자동 주유장치는 윤활유 주유 방식에 따른 각각의 제품별 장단점을 보유하고 있는 관계로, 윤활유를 주유하고자 하는 대상에 맞춰 적절하게 선택 사용하고 있다.

특히, 상기 스프링식은 단순히 스프링의 탄성과 베어링의 회전에 따른 흡입력에 그 기본원리를 두고 있기 때문에 작동 중 주유량에 변동이 있으며, 특히 고속회전시 기계의 진동에 따라 오차가 심할뿐만 아니라, 원격 설치할 경우 주유가 되지 않는 상태가 빈번함에도 불구하고 이를 알지 못하는 단점이 있다.

또한, 기계식은 정확한 토출량과 토출주기를 갖으며 소모되는 부품을 제외한 부분은 반영구적 사용이 가능하다는 특징이 있으나, 토출기간이 길도록 예를 들어, 1년으로 설정해 놓으면, 1일 1∼2회 간헐적으로 윤활유를 주입하게 되므로, 윤활유를 연속적으로 주입하는 가스압력식에 비해 윤활상태가 고르지 못하게 되는 단점이 있었다.

이에 최근에 많이 채용되고 있는 가스압력식이나 기계식 윤활유 자동 주유장치에 대한 단점을 개선하기 위한 노력이 지속적으로 이루어지면서 다양한 기술이 연구 개발되고 있는 실정이다.

예를 들어, 가스압력식 윤활유 공급장치에 대해 기출원된 내용으로 미국특허 US4023648호(1977) 및 미국특허 US5404966호(″LUBRICATION APPARATUS″, 1995)에 개시되어 있다.

또한, 대한민국 실용신안공고번호 제1997-0005993(1997.6.18. 공고), 대한민국 등록실용신안공보 제0154998호(1999.08.16. 공고), 대한민국 등록특허공보 제0278773호(2001.4.2. 공고), 대한민국 등록특허공보 제0281447호(2001.04.02. 공고) 등에도 가스압력식 윤활유 자동 주유장치와 관련된 기술이 개시되어 있다.

한편, 도 1 및 도 2에는 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 구조 및 제어 회로도가 도시되어 있다.

즉, 도 1은 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 제어장치를 나타낸 회로도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치는, 상부에 덮개(101)가 나사 결합되고 하부에 주유구(102)가 관통되며 내부에는 윤활유(103)가 충진되어 있는 중공형 하우징(104)과, 이 중공형 하우징(104)에 내입된 피스톤(105)과, 하우징(104)과 덮개(101) 간에 내입된 격벽(106)에 설치되어 피스톤(105)의 상부공간에 위치한 가스팽창실(107)과, 전해질(109)이 충진된 전해조(108)로 구획하는 전극(110,111)과, 이 전극(110,111)의 동작전원을 제어하며 가스팽창실(107)의 압력이 소정치 이상으로 상승할 때 경고 신호를 출력하도록 되어 있는 제어장치로 구성되어 있다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어장치는 배터리(Vcc)의 전원을 제어장치로 공급하기 위한 작동스위치(SW21)와, 배터리(Vcc)의 전원을 공급받아 윤활유 자동 주유장치 전해조(108)의 전극(110)(111)에 전원을 조절하여 공급하기 위한 전원공급부(210)와, 윤활유 자동 주유장치의 작동상태를 표시하기 위한 표시부(20)와, 윤활유 자동 주유장치의 가스팽창실(107) 압력값에 따라 전원공급부(210)로 공급되는 전류량을 변경시키고 표시부(220)의 표시상태를 경고상태와 정상동작상태로 절환하는 압력감지스위치(SW22)로 이루어진다.

여기서, 상기 전원공급부(210)는 배터리(Vcc)에서 공급되는 전류의 세기를 조절하기 위한 조절스위치(212)로 제5저항(R25)인 가변저항을 포함하여 이루어진다.

따라서, 상기 제5저항(R25)의 저항값과 제1저항(R21)의 저항값에 의해 전해조(108)로 공급되는 전류량을 변화시켜 가스발생량을 조절하게 된다.

그리고, 상기 표시부(220)는 가스팽창실(107)의 압력값의 변화에 따라 작동되는 압력감지스위치(SW22)에 의해 경고상태를 나타내는 경고표시등(224)과, 정상동작상태를 나타내는 작동표시등(222)과, 압력감지스위치(SW22)의 절환에 따라 경고표시등(224)과 작동표시등(222)의 점멸주기가 달라지도록 하기 위한 발진부(225)로 이루어진다.

또한, 상기 발진부(225)는 압력감지스위치(SW22)의 절환에 따라 정상상태에서는 제2저항(R22)의 저항값과 제1커패시터(C21)와의 시정수에 의해 발진되나, 가스팽창실(107)의 압력이 상승하여 경고상태일 경우에는 제3저항(R23)의 저항값과 제1커패시터(C21)와의 시정수에 의해 발진된다.

따라서, 가스팽창실(107)의 압력이 일정값 이하로 정상적으로 작동될 경우에는 압력감지스위치(SW22)는 전원공급부(10)의 제1저항(R21)과 제5저항(R25)을 통해 전해조(108)로 전원을 공급하여 가스를 발생시키도록 함과 아울러 표시부(220)의 작동표시등(222)이 점멸되도록 한다.

그러면, 발진부(225)의 제2저항(R22)과 제1커패시터(C21)의 시정수값에 의해 발진된 주파수에 의해 작동표시등(222)이 점멸된다.

그러나, 윤활유가 정상적으로 주유되지 않아 가스팽창실(107)의 압력이 일정값 이상으로 올라갈 경우에는 배터리(Vcc) 전원이 압력감지스위치(SW22)에 의해 제 3저항(R23)을 경유하여 제2저항(R22)과 제1저항(R21)과 제5저항(R25)을 통해 전해조(108)로 공급되지만 제2저항(R22)값이 매우 큰값이기 때문에 전해조(108)로 공급되는 전류는 차단된다.

그리고, 상기 표시부(220)의 경고표시등(224)이 점멸되도록 절환한다.

그런데, 상기와 같이 가스팽창을 통해서 윤활유를 자동 주유하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치는 다음과 같은 문제점이 상존하고 있다.

종래 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 제어장치는 다수개의 스위치에 의한 선택으로 다수개의 저항값의 변화로 전극에 공급되는 배터리의 전압을 분압시켜 전극에 걸리는 전압을 달리함으로써 전해조에 충진된 전해질의 전기분해 속도를 조절함으로서 가스발생량을 조절할 수 있도록 하고 있다.

그런데, 배터리는 사용함에 따라 전압이 점차 떨어지게 되어 일정한 전압값을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 배터리의 종류에 따라서도 기전력의 차이가 발생하게 된다. 따라서 가스발생량에도 심한 변화가 일어나게 되고, 가스발생량에 심한 변화가 일어남에 따라 윤활유의 주유량에도 심한 변화가 일어나게 된다는 문제점이 있다.

한편, 미리 설정된 저항값을 선택하는 다수개의 스위치로 전극에 걸리는 전압을 설정하기 때문에 가스발생량을 미세하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

특히, 가스는 외부 온도에 따른 직접적인 영향을 받아 동일한 가스발생량에서도 가스증폭속도가 달라지기 때문에, 동절기 및 하절기에 서로 동일한 운전조건을 셋팅하더라도 총 주유량이 달라지는 문제점이 노출되어 온도 변화에 관계없이 정밀한 주유를 구현하는 데 어려움이 있었다.

대한민국 실용신안공고번호 제1997-0005993(1997.6.18. 공고, 명칭: 자동 윤활장치) 대한민국 등록실용신안공보 제0154998호(1999.08.16. 공고, 명칭: 윤활유 자동 주유장치) 대한민국 등록특허공보 제0278773호(2001.04.02. 공고, 명칭: 윤활유 자동 주유장치의 제어장치) 대한민국 등록특허공보 제0281447호(2001.04.02. 공고, 명칭: 윤활유 자동 주유장치)

이에 본 발명은 종래 가스압력시 윤활유 자동 주유장치의 문제점을 보완하여 설정된 윤활유 주유 기간동안 안정적이고 정확하게 윤활유를 주유할 수 있는 윤활유 자동 주유장치를 제공하고자 연구 개발된 것으로써, 본 발명의 목적은 윤활유 주유에 따른 피스톤 이동거리를 감지 측정하고, 이 측정된 값을 제어부에서 계산하여 기 설정된 제어로직에 의해 전원공급량(전압 출력량)을 조절하여 전기 분해되는 속도 조절을 통해 가스발생량을 가변 제어함으로써, 정해진 기간 동안 총 사용주기 및 총 주유량을 정확하게 조절할 수 있어 안정적이고 정확한 윤활유 주유가 구현될 수 있도록 한 가스압력식 윤활유 자동 주유장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부에 덮개가 나사 결합되고 하부에 주유구가 관통되며 내부에는 윤활유가 충진되어 있는 중공형 하우징과, 이 중공형 하우징에 내입된 피스톤과, 하우징의 덮개와 피스톤 사이에 내입된 프레임 상에 설치되어 피스톤의 상부 공간에 위치하는 가스팽창실과, 상기 가스팽창실에 연계되게 프레임상에 설치되어 전기분해를 통해 가스를 발생시키는 가스발생부와, 상기 가스발생부에 필요한 전원을 공급하기 위해 설치된 전원공급부를 포함하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 있어서, 상기 윤활유 토출에 따른 피스톤의 이동거리를 감지 측정하여 제어부에 제공하는 거리측정수단과, 상기 거리측정수단으로부터 감지된 피스톤의 이동거리에 따라 가스발생부로 공급되는 전원공급량을 제어하여 가스발생량을 조절함과 아울러 운전조건을 셋팅하여 제어할 수 있는 마이크로컨트롤유닛(MCU)으로 이루어진 제어부를 포함하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치를 제공하는데 그 특징을 갖는다.

여기서, 상기 거리측정수단은 가스팽창실의 저면에 배치 고정되는 센서부와, 상기 센서부에 대향되게 피스톤의 상면에 배치되는 반사판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 센서부는 초음파센서, 레이저센서 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어부의 전원공급량 제어는 PWM(펄스폭 변조) 제어를 통해 이루어지거나 가변저항회로를 갖는 IC칩을 이용한 전압전류 제어를 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 윤활유 주유에 따른 피스톤 이동거리를 감지 측정하고, 이 측정된 값을 제어부에서 계산하여 기 설정된 제어 로직에 의해 전원공급량(혹은, 전압 출력량)을 조절하여 가스발생량을 가변 제어함으로써, 외부의 온도변화와 같은 주변 환경의 영향을 최소화 시키면서 정해진 기간 동안 총 주유시기 및 총 주유량에 맞춰 정확한 윤활유 주유가 구현될 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 전원공급부의 전원공급량을 PWM 제어를 통해 조절함으로써, 전원 사용에 따른 효율을 향상시킬 수 있다는 장점을 갖고 있다.

또, 본 발명에 따르면, 종래 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에서 가스 증폭에 따른 압력변화를 감지하여 비정상 상태를 감지하던 별도의 압력감지수단을 갖추던 것을 탈피하여 거리측정수단을 통해 피스톤의 이동거리를 감지하여 주유 상태의 이상 유무를 판별할 수 있고, 기존의 압력감지수단을 조립 장착할 때 보다 거리측정수단인 초음파센서와 같이 송수신 모듈이 일체형으로 이루어진 하나의 소자를 이용하여 조립할 수 있는 관계로, 장치 조립시 불필요한 공정을 개선하여 생산 조립시간과 원가를 절감할 수 있는 이점을 갖고 있다.

도 1은 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 일반적인 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 제어장치를 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 가스압력식 윤활유 자동 주유장치의 윤활유 자동 주유 제어 과정을 보여주는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 부착된 거리측정수단인 초음파센서의 거리 측정을 위한 송수신 회로도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 대해서 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 생략될 수 있으며, 도면에 병기된 도면부호에 따라 부여되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스압력식 윤활유 자동 주유장치는, 통상의 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에서 찾아 볼 수 있는 구성과 마찬가지로, 상부에 덮개(11)가 나사 결합되고 하부에 주유구(12)가 관통되며 내부에는 윤활유(13)가 충진되어 있는 중공형 하우징(10)과, 이 중공형 하우징(10)에 내입된 피스톤(15)과, 하우징(10)의 덮개(11)와 피스톤(15) 사이에 내입된 프레임(16) 상에 설치되어 피스톤(15)의 상부 공간에 위치하는 가스팽창실(17)과, 상기 가스팽창실(17)에 연계되게 프레임(16)상에 설치되어 전기분해를 통해 가스를 발생시키는 가스발생부(18)와, 상기 가스발생부(18)에 필요한 전원을 공급하기 위해 설치된 전원공급부(19)와, 상기 가스발생부(18)로 공급되는 전원공급량을 제어함과 아울러 운전조건을 셋팅하여 제어할 수 있는 마이크로컨트롤유닛(MCU)으로 이루어진 제어부(14)와, 상기 윤활유(13) 토출에 따른 피스톤(15)의 이동거리를 측정하여 제어부(14)에 제공하는 거리측정수단(30)을 포함하는 구성을 갖고 있다.

여기서, 상기 하우징(10)은 내부에 충진된 윤활유의 양을 파악하기 용이하도록 투명 또는 반투명한 재질로 형성할 수도 있다.

또한, 상기 하우징(10)의 상단 내주면에는 프레임(16)과의 조립을 위해 나사부를 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 하우징(10)의 상단 내주면에 프레임(16)이 나사 결합되고, 상기 프레임(16)의 상단면을 덮어주는 덮개(11)가 나사 결합되는 조립 구조를 갖는다.

물론, 상기 하우징(10)와 프레임(16)의 결합 구조 및 프레임(16)과 덮개(11)의 결합구조는 반드시 나사 결합을 통해서만 이루어지는 것은 아니며, 두 부재간의 맞물림 결합을 통해 서로 견고하게 잡아 줄 수 있는 주지 관용의 기술이 적용될 수 있음은 당연하다.

상기 하우징(10)의 하단에 형성된 주유구(12)는 하우징(10) 내에 충진된 윤활유(13)를 배출하는 통로로써, 평상시에는 윤활유(13)가 주유구(12)를 통해 빠져나가지 못하도록 캡(24)으로 막아주는 것이 바람직하나, 베어링 축과 같은 부품에 장착되어 윤활유(13) 주유가 필요한 경우에는 항상 개방되어 있으며, 이와 같이 개방된 상태에서 피스톤(15)의 하향으로 윤활유(13)에 압력이 가해지면, 가해진 압력에 비례하여 소정의 윤활유(13)가 주유구(12)를 통해 빠져나가 주유하도록 설계되어 있다.

상기 피스톤(15)은 하우징(10)내에서 가스 팽창에 따른 압력을 받아 하향할 때 하우징(10)과 피스톤(15)사이의 간극을 통해 윤활유(13)가 빠져나가 상승하는 것을 방지하기 위하여 오(O)링(25)을 삽입하여 밀폐성을 높이고 있다.

실질적으로, 피스톤(15)의 하향 이동량은 윤활유 자동 주유장치를 통해 하루에 주유되는 윤활유의 양이 매우 적기 때문에 그에 비례하여 육안으로 식별하기가 어려울 정도로 미소한 높이 만큼 이동하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 가스압력식 윤활유 자동 주유장치는 가스 팽창에 의한 피스톤(15)을 가압하여 피스톤(15)을 하향 이동시킬 수 있도록 되어 있는 바, 가스를 발생시키기 위한 가스발생부(18)가 구비되어 있다.

상기 가스발생부(18)는 전기분해를 통한 화학반응을 일으키는 전해질이 충진된 전해조로 이루어진다.

이때, 상기 가스발생부(17)의 전해조에는 전원공급부(19)로부터 전원을 공급받아 전기분해를 일으킬 수 있는 전극(20,21)이 대향 배치되어 있다.

여기서, 상기 전해질이 충진된 전해조의 양 전극(20,21)에 전원을 공급하면, 전기분해에 의한 화학반응이 일어나 가스가 발생되게 되고, 이렇게 발생된 가스가 가스팽창실(17)에서 팽창을 일으켜 피스톤(15)을 가압함에 따라 피스톤을 하방으로 밀어내게 되며, 이에 따라 윤활유(13)가 주유구(12)를 통해 토출되게 되는 것이다.

이때, 상기 가스발생부(18)의 가스발생량 및 가스증폭 속도는 양 전극(20,21)에 공급되는 전원공급량을 조절하여 전기분해 속도를 제어함으로써 가능하다.

따라서, 본 발명에서는 가스발생부(18)의 가스발생량 및 가스 증폭 속도를 조절하는 변수로 전원공급량을 조절하는 방식을 채택하고 있고, 특히, 상기 전원공급량을 조절하기 위한 조건으로 피스톤(15)의 이동거리를 감지하여 그 감지된 측정값에 의해 제어부(14)에서 전원공급량을 제어할 수 있도록 하는데 그 기술적 사상을 가지고 있다.

상기 제어부(14)는 마이크로컨트롤유닛(MCU)으로 이루어짐으로써, 메모리로부터 프로그램의 각 명령을 판독해 그 것을 해석하고 어느 데이터에 어떤 처리를 해야하는 가를 판단해서 그것을 실행하고, 다음에 실행해야 할 명령을 결정하게 된다.

특히, 본 발명의 제어부(14)에서는 후술하는 거리측정수단(30)으로부터 감지된 피스톤(15)의 이동거리에 따른 측정 데이터값을 판독하여 그에 따라 가스발생부(18)로 공급되는 전원공급량을 제어함으로써, 가스발생량을 조절함과 아울러 사용자 혹은 제조자가 운전조건을 셋팅하여 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 제어부(14)에서는 1개월, 2개월, 3개월, 6개월, 혹은 12개월 등 주기별로 주유량을 감안하여 다양한 시간 설정을 할 수 있을 뿐만 아니라 반복적이고 일정하게 주유를 수행하기 위하여 전원공급부(19)의 전원공급량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

이때, 상기 제어부(14)에서의 전원공급량을 제어하는 방식은 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조)제어를 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 주지하는 바와 같이 PWM 제어는 일정한 주기 내에서 듀티(Duty)비를 변화시켜서 평균전압을 제어하는 방법으로, 전원공급량을 효율적으로 제어할 수 있는 것이다.

이러한 PWM 제어 기술은 매우 보편화된 기술인 관계로, 그 구체적인 회로 구성 등에 대한 상세한 설명을 생략하더라도 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 상기 제어부(14)에서의 전원공급량을 제어하는 방식으로는 PWM제어 외에도 가변저항회로를 갖는 IC칩을 이용한 전압전류 제어를 통해 이루어질 수도 있다.

즉, 상기 가변저항회로를 갖는 IC칩을 이용한 전압전류 제어는 가변 저항에 의해서 베이스 전류를 가감하여 콜렉터전류를 가감할 수 있어서 전원공급량을 조절할 수 있는 것으로서, 통상 가변저항을 사용하는 트랜지스터 스위칭 회로로 간단하게 구현할 수 있는바, 이러한 기술 역시 매우 보편화된 기술인 관계로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 제어부(14)에서 전원공급량을 조절하는 기본적인 조건은 피스톤(15)의 이동거리를 감지하여 그 측정값(데이터값)을 이용하고 있다.

즉, 도 3 및 도 4에 도시되고 전술한 바와 같이, 가스압력식 윤활유 자동 주유장치는 가스발생부(18)에서의 가스 발생에 의한 가압을 통해 피스톤(15)이 하향 이동하면서 윤활유(13)를 자동 주유하게 되는바, 윤활유(13)의 주유량은 피스톤(15)의 이동거리와 비례하게 된다.

따라서, 상기 피스톤(15)의 이동거리를 정확하게 측정하여 이를 판독할 수 있다면, 정확한 윤활유(13)의 주유량을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 데이터화 할 수 있고, 이는 정해진 기간 동안 일정한 주유가 이루어질 수 있도록 하는 데 있어서 매우 중요한 자료로 활용할 수 있는 것이다.

다시 말해, 정해진 기간 동안 정해진 주유 총량을 일정하게 반복 주유하고자 하면, 피스톤(15)의 이동거리가 일정하게 반복적으로 이루어지도록 제어하면 된다.

특히, 상기 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에서의 피스톤(15)의 이동거리는 가스 발생을 통한 가스증폭속도와 밀접하게 연관되어 있고, 상기 가스발생량(혹은 가스증폭속도)을 조절하게 되면, 피스톤(15)의 이동거리를 조절할 수 있게 되는 것이다.

이처럼, 정해진 주유 기간 동안 일정한 주유를 반복적으로 실시하여 총 주유량을 정확하게 도달하도록 하는 데 있어서, 피스톤(15)의 이동거리를 반복적으로 측정하여 그 데이터값에 의해 주유 상태를 감지하는 방식은 매우 유용한 방식이라 할 수 있다.

특히, 상기 가스증폭속도는 가스발생량과 온도 조건에 따라 가변되지만, 상기 피스톤(15)의 이동거리를 조절하는 변수로는 가스증폭속도만을 제어하면 되기 때문에 일정기간 동안(예를 들어, 1일 동안) 피스톤(15)의 이동거리를 설정해 놓고, 분 단위별 혹은 시간 단위별로 피스톤(15)의 이동거리를 감지하게 되면, 외부의 온도조건 및 가스발생량에 따른 복합적인 가스증폭속도를 분 단위별 혹은 시간 단위별로 파악할 수 있어 이를 바탕으로 제어부(15)에서 가스발생량을 적절하게 조절하여 피스톤(15)의 이동거리를 제어할 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명에 따르면, 상기 피스톤(15)의 이동거리는 거리측정수단(30)을 통해 측정 감지된다.

즉, 상기 거리측정수단(30)은 가스팽창실(17)의 저면에 배치 고정되는 센서부(31)와, 상기 센서부(31)에 대향되게 피스톤(15)의 상면에 배치되는 반사판(32)으로 이루어진다.

상기 센서부(31)는 전원공급부(19)와 연결되어 전원 공급이 이루어지고, 제어부(14)와 연결되어 감지신호를 판독하게 된다.

이때, 상기 센서부(31)로는 초음파센서, 레이저센서 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 매우 근접한 거리를 측정하는 센서로써, 초음파센서 및 레이저센서는 매우 유용하게 사용되는 센서류이다.

예를 들어, 상기 초음파센서는 송수신 모듈이 하나로 이루어진 일체형 구조로 접속이 간단하고, 감지분야에서 매우 보편적으로 사용되는 소자인 것이다.

특히, 도 5에는 초음파센서를 사용하여 피스톤의 이동거리를 감지하는 회로도가 도시되어 있는바, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 초음파센서를 이용하여 피스톤의 이동거리를 정확하게 감지 측정할 수 있다.

이를 간략하게 살펴보면, 발진부(H1)에서 초음파 영역의 기본 발진주파수를 발진시킴과 동시에 변조부(H2)에서 변조용 변조주파수를 발생시켜 이 두 주파수를 합성(H3)한다.

그리고, 이렇게 합성된 주파수를 반전(H4) 및 증폭(H5)을 통해 센서부(31)에서 출력하면, 반사판(32)에서 반사된 입력신호는 AC성분만 필터링(F)되어 1단 증폭회로(W1) 및 2단 증폭회로(W2)를 거치면서 증폭된다.

이렇게 증폭된 신호는 C6에서 유효성분만 통과시켜 D3, C5적분회로에서 DC로 변환하여 제어부(MCU, 14)의 AD PIN에서 값을 읽어서 제어부(MCU, 14)에서 전원공급량을 조절하는 작동을 하게 되는 것이다.

이때, 상기 제어부(14)에서의 감지된 데이터 값에 의한 전원공급량 조절은 기 설정된 프로그램에 따라 전술한 바와 같이 PWM 제어를 통해 이루어지게 된다.

한편, 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에서의 전원공급부(19)는 배터리(혹은, 건전지)를 이용하는 것이 보통이다.

예를 들어, 상기 건전지를 사용하는 경우에는 하나에 1.5V로 2~4개를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(14)의 상부 쪽에는 디스털 계기판으로 이루어진 표시부(22)를 마련하고 있고, 덮개창(23)을 통해서 표시부(22)를 볼 수 있도록 되어 있다.

상기 표시부(22)에는 사용자에 의해 셋팅된 운전 조건을 표시할 수 있을 뿐만 아니라 엘이디(LED)와 같은 경고표시등을 구비하여 운전 상태에 문제가 발생했을 때 경고할 수 있도록 구성할 수도 있다.

예를 들어, 상기 주유구(12) 쪽에서 배압(Back Pressure)이 발생하여 피스톤(15) 하향 방향으로 과부하가 발생하면, 피스톤(15)의 이동거리에 변화가 일어나지 않게 되고, 이때 거리측정수단(30)에서 이러한 작동 상태를 감지하여 제어부(14)에 보내면, 제어부(14)에서 경고신호를 보내게 되는 것이다.

그리고, 상기와 같이 정상적인 동작이 이루어지지 않을 경우, 상기 엘이디(LED)에 그 상태가 표시됨과 동시에 경고음을 발생할 수 있는 부저를 연결 설치할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 주유 상태의 이상 유무를 거리측정수단(30)을 통해 감지할 수 있는 관계로, 종래 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에서 가스 증폭에 따른 압력변화를 감지하여 비정상 상태를 감지하던 별도의 압력감지수단을 갖출 필요가 없다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 윤활유 자동 주유장치의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 전원공급부(19)에서 전원을 가스발생부(18)의 양 전극(20,21)에 지속적으로 공급하게 되면, 가스발생부(18)의 전해조 내 전해질에서 전기분해에 의한 화학반응이 일어나 가스가 발생하게 되고, 이렇게 발생된 가스가 가스팽창실(17)에 팽창 증폭되어 피스톤(15)을 가압함에 따라 피스톤(15)이 하향하면서 윤활유(13)가 주유구(12)를 통해 토출되면서 주유가 시작되게 된다.

이렇게 주유가 시작되어 일정시간이 지나면, 분 단위 혹은 시간 단위별로 설정된 시간에 맞춰 거리측정수단(30)이 피스톤(15)의 이동거리를 반복적으로 측정하게 된다.

그리고, 상기 거리측정수단(30)을 통해 측정된 피스톤(15)의 이동거리는 제어부(14)에서 판독하여 프로그램화된 기 셋팅된 데이터값과의 비교를 통해 제어부(14)에서 피스톤(15)의 이동거리에 따른 정상적인 작동 여부을 판별한다.

이때, 상기 피스톤(15)의 이동거리에 이상이 있는 것으로 판별되면, 제어부(14)에서 그에 따른 전원공급부(19)의 전원공급량을 PWM 제어(33)를 통해서 제어하여 가스발생량을 조절하게 되는 것이다.

예를 들어, 피스톤(15)의 이동거리가 설정된 거리보다 부족하면 전원공급량을 늘려 가스발생량을 높여 줌으로써, 가스증폭속도를 증가시켜 피스톤(15)의 이동거리를 보상할 수 있도록 하고, 피스톤(15)의 이동거리가 설정된 거리보다 과다하면 전원공급량을 줄여 가스발생량을 줄여 줌으로써, 가스증폭속도를 감속시켜 피스톤(15)의 이동을 늦추게 되는 것이다.

이와 같은 과정을 정해진 기간동안 반복적으로 수행함으로써, 총 사용주기 및 주유량을 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

이때, 만약 주유구(12)가 이물질에 의해 막히거나 기타의 이유로 주유구(12) 쪽에서 배압이 발생하게 되면, 피스톤(15)이 하향하지 못하게 되고, 과부하가 발생하면서 피스톤(15)의 이동이 멈추면서 주유가 일어나지 않게 된다.

이와 같은 상태가 되면, 상기 거리측정수단(30)이 이를 감지하여 제어부(14)에 보냄으로써, 제어부(14)에서 엘이디(LED)에 신호를 보내어 비정상적으로 작동하고 있음을 표시하게 된다.

물론, 경고음을 발생하는 부저가 설치되는 경우에는 경고음도 함께 울리게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10 : 하우징 11 : 덮개
12 : 주유구 13 : 윤할유
14 : 제어부(MCU) 15 : 피스톤
16 : 프레임 17 : 가스팽창실
18 : 가스발생부 19 : 전원공급부
20,21 : 전극부 22 : 표시부
23 : 덮개창 24 : 캡
25 : 오링 30 : 거리측정수단
31 : 센서부 32 : 반사판
33 : PWM제어

Claims (5)

1. 상부에 덮개(11)가 나사 결합되고 하부에 주유구(12)가 관통되며 내부에는 윤활유(13)가 충진되어 있는 중공형 하우징(10)과, 이 중공형 하우징(10)에 내입된 피스톤(15)과, 하우징(10)의 덮개(11)와 피스톤(15) 사이에 내입된 프레임(16) 상에 설치되어 피스톤(15)의 상부 공간에 위치하는 가스팽창실(17)과, 상기 가스팽창실(17)에 연계되게 프레임(16)상에 설치되어 전기분해를 통해 가스를 발생시키는 가스발생부(18)와, 상기 가스발생부(18)에 필요한 전원을 공급하기 위해 설치된 전원공급부(19)를 포함하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치에 있어서,
   상기 윤활유(13) 토출에 따른 피스톤(15)의 이동거리를 감지 측정하여 제어부(14)에 제공하는 거리측정수단(30)과, 상기 거리측정수단(30)으로부터 감지된 피스톤(15)의 이동거리에 따라 가스발생부(18)로 공급되는 전원공급량을 제어하여 가스발생량을 조절함과 아울러 운전조건을 셋팅하여 제어할 수 있는 마이크로컨트롤유닛(MCU)으로 이루어진 제어부(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 거리측정수단(30)은 가스팽창실(17)의 저면에 배치 고정되는 센서부(31)와, 상기 센서부(31)에 대향되게 피스톤(15)의 상면에 배치되는 반사판(32)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 센서부(31)는 초음파센서, 레이저센서 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부(14)의 전원공급량 제어는 PWM(펄스폭 변조) 제어를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부(14)의 전원공급량 제어는 가변저항회로를 갖는 IC칩을 이용한 전압전류 제어를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스압력식 윤활유 자동 주유장치.
   

Images