KR20170003574U - 자연흡기 피스톤 및 실린더 - Google Patents

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양 켄
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동관 리치테크 일렉트로닉스 코., 엘티디.
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Abstract

본 고안은 공압기 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤 로드를 포함하여 구성되고, 상기 피스톤 로드의 일측 단부에는 구동축구멍이 설치되어 있고, 상기 피스톤 로드의 다른 일측 단부에는 피스톤 헤드가 설치되어 있고, 상기 피스톤 헤드는 환상홈을 구비하고, 상기 환상홈에는 그릇 형상의 피소톤 밀봉 유니트가 연결되어 있고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 상기 피스톤 로드의 중심축은 경사지게 설치되고, 상기 피스톤 헤드에는 흡기구멍이 개설되어 있고, 상기 피스톤 헤드의 상부에는 상기 흡기구멍를 열고 닫기 위한 일방향 밸브 디스크가 설치되어 있으며, 피스톤이 뒤로 당겨질 때 피스폰이 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 실린더 동체 중의 한 쪽이 이탈에 의해 열릴 때까지 인출되면 공기가 이탈에 의해 열린 곳으로부터 실리던 동체 내부로 들어갈 수 있고 또 공기는 흡기구멍을 통해 들어갈 수 있는데, 이러한 두 가지 공기 진입 방식을 통해 실린더 동체 내부의 안정된 공기 진입량을 확보하여 안정된 공기 충전 속도를 얻는 자연흡기 피스톤을 개시한다. 그리고 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤이 적용되는 실린더는 실린더 동체의 안정된 공기 진입량을 확보하여 자연흡기 실리더가 안정된 공기 충전 속도를 얻는 것을 보증한다.

Description

자연흡기 피스톤 및 실린더{SELF-AIR-INTAKE PISTON AND CYLINDER}
본 고안은 공압기 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자연흡기 피스톤 및 실린더에 관한 것이다.
종래 기술에 따른 휴대 가능한 공압기는 작업 휴율을 높이기 위해 자연흡기식 피스톤을 사용하는 방식으로 설계되어 있으나, 자연흡기식 피스톤의 자연흡기량이 불안정하여 종종 공압기의 공기 충전 속도에 대한 보증을 받을 수 었기 때문에 소비자의 사용체험에 매우 큰 영향을 미친다. 아래 표는 종래 기술에 따른 네 가지 종류의 휴대 가능한 공압기가 12V 전압 조건하에서 타이어 모델 번호 205/60R16에 0~250kPa 압력으로 공기를 충전한 시험 자료표[표 1]이다.

순번
동작 전압
시동 전류
（A）
최대 전류
(<10A)
250kPa 전류
（A）		 타이어 모델 번호205/60R16에 대한 0~250kPa 압력 인가에 따른 공기 충전 시간
(min)
1# 12 4.1 8.3 7.9 7'11''
2# 12 4.9 8.3 8.2 6'57''
3# 12 4.7 8.3 8.1 6'52''
4# 12 4.9 8.1 8 7'06''
여기서, 최대 동작 전류는 8.1~8.3A이고, 가장 빠른 타이어 충전 시간은 6분 52초, 그리고 가장 느린 시간은 7분 11초이다. 이를 통해 알 수 있듯이, 종래의 휴대 가능한 공압기의 타이어 공기 충전 시간이 상대적으로 길고 동작 에너지 소비가 비교적 크다. 그러므로, 종래의 휴대 가능한 공압기에 대한 개선이 필요하다.
본 고안은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 종래 기술의 부족함에 대하여 공기 충전 속도가 안정적인 자연흡기 피스톤을 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 하나의 목적은 종래 기술의 부족함에 대하여 공기 충전 속도가 안정적인 자연흡기 실린더를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤은 피스톤 로드를 포함하여 구성되는데, 상기 피스톤 로드의 일측 단부에는 구동축구멍이 설치되어 있고, 상기 피스톤 로드의 다른 일측 단부에는 피스톤 헤드가 설치되어 있으며, 상기 피스톤 헤드에는 환상홈이 개설되어 있고, 상기 환상홈은 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트가 연결되어 있고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니느와 상기 피스톤 로드의 중심축은 경사지게 설치되고, 상기 피스톤 헤드에는 흡기구멍이 개설되어 있으며, 상기 피스톤 헤드의 상부에는 상기 흡기구멍을 열고 닫기 위한 일방향 밸브 디스크가 설치되어 있다.
우선적으로, 상기 환상홈에는 피스톤 스냅 링이 끼움에 의해 연결되어 있고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트는 상기 피스톤 스냅 링을 통해 상기 환상홈에 고정된다.
우선적으로, 상기 피스톤 헤드의 상부에는 연결기둥이 설치되어 있고, 상기 일방향 밸브 디스크는 상기 연결기둥을 통해 상기 피스톤 헤드의 상부에 고정된다.
우선적으로, 상기 흡기구멍이 위치한 상기 피스톤 헤드의 밑단에는 환상돌출대가 설치되어 있고, 상기 환상돌출대는 상기 일방향 밸브 디스크과 부착에 의해 결합된다.
우선적으로, 상기 구동축구멍 내부에는 베어링이 고정되어 있다.
우선적으로, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트는 내고온성을 가진 테플론 실로 구성된다.
한편, 자연흡기 실린더는 실린더 동체를 포함하여 구성되고, 상기 실린더 동체 내부에는 자연흡기 피스톤이 설치되어 있고, 상기 자연흡기 피스톤을 상기 실린더 동체 내부에서 왕복운동을 진행하고, 상기 자연흡기 피스톤과 상기 실린더 동체는 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트를 통해 긴밀하게 협조하고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트의 축 방향과 상기 피스톤의 운동 방향 사이에는 앵글을 가지고 있고, 상기 실린더 동체에는 기체출구가 설치되어 있으며, 상기 기체출구에는 일방향 밸브가 설치되어 있다.
우선적으로, 상기 기체출구에는 실린더 마개가 연결되어 있고, 상기 일방향 밸브는 상기 실린더 마개와 상기 기체출구의 사이에 설치되고, 상기 실린더 마개에는 압력측정구가 설치되어 있고, 상기 압력측정구는 압력측정설비와 서로 연통된다.
본 고안의 장점과 효과를 살표보면, 본 고안에 의한 자연흡기 피스톤은 피스톤 로드를 포함하여 구성되고, 상기 피스톤 로드의 일측 단부에는 구동축구멍이 설치되어 있고, 상기 피스톤 로드의 다른 일측 단부에는 피스톤 헤드가 설치되어 있고, 상기 피스톤 헤드에는 환상홈이 개설되어 있고, 상기 환상홈에는 그릇 형상의 피소톤 밀봉 유니트가 연결되어 있고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 상기 피스톤 로드의 중심축은 경사지게 설치되고, 상기 피스톤 헤드에는 흡기구멍이 개설되어 있고, 상기 피스톤 헤드의 상부에는 상기 흡기구멍를 열고 닫기 위한 일방향 밸브 디스크가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 피스톤이 뒤로 당겨질 때 피스폰이 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 실린더 동체 중의 한 쪽이 이탈에 의해 열릴 때까지 인출되면 공기가 이탈에 의해 열린 곳으로부터 실리던 동체 내부로 들어갈 수 있고, 한편, 공기는 또한 흡기구멍을 통해 들어갈 수 있는데, 이러한 두 가지 공기 진입 방식을 통해 실린더 동체 내부의 안정된 공기 진입량을 확보하여 안정된 공기 충전 속도를 얻게 되므로, 공기 충전 속도를 높이고 동작 전류를 낮추게 된다.
그리고, 본 고안에 의한 자연흡기 실린더는 실린더 동체를 포함하여 구성되고, 상기 실린더 동체 내부에는 자연흡기 피스톤이 설치되어 있고, 상기 자연흡기 피스톤을 상기 실린더 동체 내부에서 왕복운동을 진행하고, 상기 자연흡기 피스톤과 상기 실린더 동체는 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트를 통해 긴밀하게 협조하고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트의 축 방향과 상기 피스톤의 운동 방향 사이에는 앵글을 가지고 있고, 상기 실린더 동체에는 기체출구가 설치되어 있으며, 상기 기체출구에는 일방향 밸브가 설치되어 있다.
본 고안에 의하면, 상기 실과 상기 실린더 동체는 상대적으로 경사지게 설치되므로, 피스톤이 외부로 인출될 때 일방향 밸브는 닫히고 피스톤이 인출될 때 실린더 내부의 압력이 감소되어 대기압력에 비해 낮아지며, 피스톤이 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 실린더 동체 중의 한 쪽이 이탈에 의해 열릴 때까지 인출될 때 대기압력에 의한 작용하에 공기가 이탈에 의해 연릴 곳으로부터 실린더 동체 내부로 쉽게 들어가고 또 공기는 흡기구멍을 통해 들어갈 수 있는 바, 이러한 두 가장 공기 진입 방식을 통해 실린더 동체의 안정된 공기진입량을 확보하여 자연흡기 실린더가 안정된 공기 충전 속도를 얻는 것을 보장한다.
도1은 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤의 숨겨진 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트의 구조를 도시한 사시도이다.
도2는 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤의 숨겨진 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트의 다른 구조를 도시한 사시도이다.
도3은 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤의 분해 구조를 도시한 사시도이다.
도4는 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤의 주요 구조를 도시한 사시도이다.
도5는 본 고안에 따른 자연흡기 실린더의 해부도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자연흡기 피스톤은 피스톤 로드(1)를 포함하여 구성되는데, 상기 피스톤 로드(1)의 일측 단부에는 구동축구멍(2)이 설치되어 있고, 상기 피스톤 로드(1)의 다른 일측 단부에는 피스톤 헤드(3)가 설치되어 있다. 그리고 상기 피스톤 헤드(3)에는 환상홈(31)이 개설되어 있고, 상기 환상홈(31)에는 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)가 연결되어 있으며, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)와 상기 피스톤 로드(1)의 중심축은 경사지게 설치된다. 그리고 상기 피스톤 헤드(3)에는 흡기구멍(33)이 개설되어 있고, 싱기 피스톤 헤드(3)의 상부에는 상기 흡기구멍(33)을 열고 닫기 위한 일방향 밸브 디스크(34)가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 피스톤이 뒤로 당겨질 때 피스톤이 그릇 형상의 밀봉 유니트(32)와 실린더 동체(4) 중의 한 쪽이 이탈에 의해 열릴 때까지 인출되면 공기가 전술한 이탈에 의해 열린 곳으로부터 실린더 동체(4) 내부로 들어갈 수 있고, 한편, 공기는 또한 흡기구멍(33)을 통해 들어갈 수 있으므로, 이러한 두 가지 공기 진입 방식을 통해 실린더 동체(4) 내부의 안정된 공기 진입량을 확보하여 안정된 공기 충전 속도를 얻어 공기 충전 속도를 높이고 동작 전류를 낮추게 된다.
본 실시예에 따른 상기 환상홈(31)에는 피스톤 스냅 링이 끼움에 의해 연결되어 있는데, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)는 피스톤 스냅 링을 통해 상기 환상홈(31)에 고정되고, 피스톤 스냅 링을 설치한 설계를 통해 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)에 대한 인공적 장착 고정이 편리하며, 아울러 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)는 해체 연결이 가능하기 때문에 차후의 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)에 대한 교체에 매우 편리하다.
본 실시예에 따른 상기 피스톤 헤드(3)의 저부에는 연결기둥(35)이 설치되어 있는데, 상기 일방향 밸브 디스크(34)는 상기 연결기둥(35)을 통해 상기 피스톤 헤드(3)의 저부에 고정된다. 그리고 상기 일방향 밸브 디스크(34)에는 대응하는 장착구멍이 설치되는데, 초음파열압력을 이용하여 상기 연결기둥(35)을 변형시켜 상기 일방향 밸브 디스크(34)가 상기 피스톤 헤드(3)의 저부에 고정되도록 한다.
본 실시예에 따른 상기 흡기구멍(33)이 위치한 상기 피스톤 헤드(3)의 밑단에는 환상돌출대(36)가 설치되어 있는데, 상기 환상돌출대(36)는 상기 일방향 밸브 디스크(34)와 부착에 의해 결합된다. 그리고 상기 환상돌출대(36)는 상기 피스톤 헤드(3)와 상기 일방향 밸브 디스크(34)의 접촉면적을 가급적 감소시켜 상기 일방향 밸브 디스크(34)가 상기 흡기구멍(33)와 효과적으로 밀봉되도록 한다.
본 실시예에 따른 상기 구동축구멍(2) 내부에는 베어링이 고정되어 있는데, 상기 베어링은 구동축과 회전에 의해 연결되어 마모를 감소시킨다.
우선적으로, 본 실시예에 따른 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)는 내고온성을 가진 테플론 실로 구성되며, 내고온성을 가진 테플론 실은 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)의 사용수명을 연장시킨다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자연흡기 실린더는 실린더 동체(4)를 포함하여 구성되는데, 상기 실린더 동체(4) 내부에는 자연흡기 피스톤이 설치되어 있고, 상기 자연흡기 피스톤은 상기 실린더 동체(4) 내부에서 왕복운동을 진행하며, 상기 자연흡기 피스톤과 상기 실린더 동체(4)는 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)를 통해 긴밀하게 협조한다. 그리고 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32)의 축 방향과 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트(32) 사이에는 앵글을 가지고 있다. 그리고 상기 실린더 동체(4)에는 기체출구(41)가 설치되어 있고, 상기 기체출구(41)에는 일방향 밸브(5)가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 피스톤이 인출될 때 실린더 내부의 압력이 감소되어 대기압력에 비해 낮아지며, 피스톤이 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 실린더 동체 중의 한 쪽이 이탈에 의해 열릴 때까지 인출될 때 대기압력에 의한 작용하에 공기가 이탈에 의해 연릴 곳으로부터 실린더 동체(4) 내부로 쉽게 들어가고 또 공기는 흡기구멍(33)을 통해 들어갈 수 있는 바, 이러한 두 가장 공기 진입 방식을 통해 실린더 동체(4) 내부의 안정된 공기진입량을 확보하여 자연흡기 실린더가 안정된 공기 충전 속도를 얻는 것을 보장한다.
아래 표는 본 고안에 따른 자연흡기 실린더를 사용한 네 가지 종류의 휴대 가능한 공압기로, 12V 전압에 따른 조건하에서 타이어 모델 번호 205/60R16에 0~150kPa 압력으로 공기를 충전한 시험 자료표[표 2]이다.

순번
동작 전압
시동 전류
（A）
최대 전류
(<10A)
250kPa 전류
（A）		 타이어 모델 번호205/60R16에 대한 0~250kPa 압력 인가에 따른 공기 충전 시간
(min)
1# 12 4.2 6.8 6.6 6'10"
2# 12 4.2 6.6 6.5 6'23"
3# 12 4.1 6.7 6.4 5'57"
4# 12 4.3 6.9 6.7 6'17"
위의 표에서 알 수 있듯이, 여기서 네 가자 셈플의 최대 동작 전류는 6.6~6.9A이고, 가장 빠른 타이어 공기 충전 시간은 5분 57초, 그리고 가장 느린 시간은 6분 23초이다. 이를 통해 알 수 있듯이, 최대 동작 전류가 비교적 낮고 타이어 공기 전충 시간이 비교적 짧아 공압기의 작동 에너지 소모가 비교적 적다. 본 고안에 따른 구조적인 개선을 바탕으로 저압축비 실리더 설계를 이용하면 반대로 전류가 낮고 공기 충전 시간이 빠라지는 기술적 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 기체출구(4)에는 실린더 마개(6)가 연결되어 있는데, 상기 일방향 밸브(5)는 상기 실린더 마개(6)와 상기 기체출구(41)의 사이에 설치된다. 그리고 상기 실린더 마개(6)에는 압력측정구(61)가 설치되어 있고, 상기 압력측정구(61)는 압력측정성비와 서로 연통된다. 그리고 상기 실리던 마개(6)는 외부 압력측정설비(압력측정기)와 쉽게 연결되도록 설치된다.
이상에서와 같이 본 고안은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1 : 피스톤 로드 2 : 구동축구멍
3 : 피스톤 헤드 31 : 환상홈
32 : 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트 33 : 흡기구멍
34 : 일방향 밸브 디스크 35 : 연결기둥
36 : 환상돌출대 4 : 실린더 동체
41 : 기체출구 5 : 일방향 밸브
6 : 실린더 마개 61 : 압력측정구

Claims (8)

  1. 피스톤 로드를 포함하여 구성된 것으로,
    상기 피스톤의 일측 단부에는 구동축구멍이 설치되어 있고, 상기 피스톤 로드의 다른 일측 단부에는 피스톤 헤드가 설치되어 있고, 상기 피스톤 헤드에는 환상홈이 개설되어 있고, 상기 환상홈에는 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트가 연결되어 있고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트와 상기 피스톤 로드의 중심축은 경사지게 설치되고, 상기 피스톤 헤드에는 흡기구멍이 개설되어 있으며, 상기 피스톤 헤드의 상부에는 상기 흡기구멍을 열고 닫기 위한 일방향 밸브 디스크가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자연흡기 피스톤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환상홈에는 피스톤 스냅 링이 끼움에 의해 연결되어 있고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트는 상기 피스톤 스냅 링을 통해 상기 환상홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 자연흡기 피스톤.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 헤드의 상부에는 연결기둥이 설치되어 있고, 상기 일방향 밸브 디스크는 상기 연결기둥을 통해 상기 피스톤 헤드의 상부에 고정되는 것을 특징으로 하는 자연흡기 피스톤.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡기구멍이 위치한 상기 피스톤 헤드의 밑단에는 환상돌출대가 설치되어 있고, 상기 환상돌출대는 상기 일방향 밸브 디스크와 부착에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 자연흡기 피스톤.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동축구멍의 내부에는 베어링이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 자연흡기 피스톤.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트는 내고온성을 가진 테플론 실로 구성되는 것을 특징으로 하는 자연흡기 피스톤.
  7. 실린더 동체를 포함하여 구성된 것으로,
    상기 실린더 동체의 내부에는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 자연흡기 피스톤이 설치되어 있고, 상기 자연흡기 피스톤은 상기 실리던 내부에서 왕복운동을 진행하고, 상기 자연흡기 피스톤은 상기 실린더 동체와 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트를 통해 긴밀하게 협조하고, 상기 그릇 형상의 피스톤 밀봉 유니트의 축 방향과 상기 자연흡기 피스톤의 운동 방향의 사이에는 앵글을 가지며, 상기 실린더 동체에는 기체출가가 설치되어 있고, 상기 기체출구에는 일방향 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자연흡기 실린더.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기체출구에는 실린더 마개가 설치되어 있고, 상기 일방향 밸브는 상기 실린더 마개와 상기 기체출구의 사이에 설치되고, 상기 실린더 마개에는 압력측정구가 설치되어 있으며, 상기 압력측정구는 압력측정설비와 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 자연흡기 실린더.
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