KR950005294Y1 - 공압실린더용 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공압실린더용 제어장치

제 1 도 및 제 2 도는 본 고안의 일레를 보여주는 단면도로서, 제 1 도는 압축시, 제 2 도는 인장시 상태를 각각 보여주는 상태도.

제 3 도는 제 1 도의 A-A선 단면도.

제 4 도 내지 제 6 도는 제 1 도의 B-B선 단면도로서 본 고안에 설치되는 조정로드의 작동상태를 순차적으로 보여주는 확대도.

제 7 도는 본 고안의 변형례를 보여주는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더튜브 2 : 피스톤

3 : 피스톤로드 4 : 조정로드

5, 17 : 스프링 6 : 왕복시이트

6' : 기밀유지링 7, 8 : 마감부재

9 : 조정블록 10, 15 : 중심공

11, 12 : 수직유로 13 : 피스톤링

14 : 유로 16 : 밸브시트

18, 20 : 스냅링 19 : 유로조절홈

21 : 조정레버 22 : 공기유통공

25 : 로드공 26 : 결합공

27 : 작동홈

본 고안은 공압실린더와 병설하여 사용하기 위한 제어장치에 관한 것으로, 특히, 압축 또는 인장작동시 그중 일측방향에 있어서 병설되어 있는 공압실린더의 작동속도의 제어 및 제동이 가능하도록 한 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압실린더의 경우엔 작동속도를 제어하기 위하여 작동유압이나 유량을 조절하는 방식을 채택하여 정확한 속도의 제어나 제동위치의 확보가 가능한 장점이 있기 때문에, 자동화 설비에 광범위하게 채택하여 사용하고 있으나, 동력원으로서 유압을 이용한 기기 또는 설비가 아닌 경우, 또는 고속의 작동을 요하는 경우엔 유압 실린더에서 동작매체로 사용하고 있는 오일이 갖는 고유특성으로 인하여 유압실린더의 적용이 불가능한 문제점이 있다. 또한 작동매체로서 오일을 사용하게 되므로, 실린더본체의 내부로부터 외부로 오일을 배출시키거나 아니면 외부로부터 실린더본체의 내부로 오일을 공급하거나 하게 되는데 이때 실린더본체와 외부사이에 상호 결합연결되는 부위가 취약하여 누유현상에 의한 주위환경의 오염문제가 야기되게 되고 청결성을 요하는 기기에는 사용이 어려우며, 적용하고자 하는 기기나 설비의 설계에 있어서 단순화를 요하는 경우에는 유압관련작동 및 제어에 따른 부대설비가 복잡하여 채택이 어려운 문제가 있다.

유압실린더의 경우 상기한 문제점이 있는 관계로 공압실린더의 사용이 불가피한 실정임에도 불구하고, 공압실린더의 경우엔 작동매체인 압축공기가 갖는 물리적인 특성상 가해지는 압력에 따라 실린더 내부에 위치한 내부공기의 밀도차가 현저하게 달라지는 현상 때문에 내부피스톤의 속도제어나 제동이 어려운 기술상의 난점이 있으며, 이로 인하여 단순한 왕복등이 아닌 고도의 자동화설비나 기타관련기기엔 적용이 어려운 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 종래의 문제점을 해소하고자 연구개발한 것으로서, 실린더뷰트의 외부로부터 작동매체를 공급받거나 또는 내부로부터 외부로 작동매체를 배출시키지 않고 실린더튜브의 내측에 작동매체의 유로가 형된 피스톤을 내장시키고 피스톤의 일측엔 밸브시트가 설치된 중공의 피스톤로드를 결합하며, 피스톤과 피스톤로드의 내측엔 조정로드를 내장하는 동시에, 실린더튜브 내측의 타탄에 실린더튜브 내용적을 자동으로 조절하기 위한 가변시이트를 내장하여, 실린더튜브와 피스톤로드의 상호 압축 또는 인장목적에 따라 속도의 제어 및 제동이 가능하도록 그중 한 목적에 적합한 구조를 채택할 수 있고, 이때 실린더튜브의 내측에 위치한 내부피스톤, 조정로드, 밸브시트 및 왕복시이트의 상호 연관작동에 의하여, 기존의 공압실린더와 병설하여 사용하는 경우는 물론, 다른 별도의 구동원이 있는 곳이나 독립적으로 부하를 필요로 하는 기기의 부품으로서 활용하는 경우에도 제어장치 내부의 피스톤에 있어서 부하의 조정 및 작동속도를 제어하거나 제동이 가능하도록 한 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 내, 외부구성을 갖는 부품의 구조와 결합된 전체구조를 간략화하고 구성부품의 수효를 적게하여 제작이 용이하게 하고 제조원가를 절감할 수 있으며 내구성도 향상시킬수 있는 공압실린더용 제어장치를 제공하는데 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 고안에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.

제 1 도 내지 제 7 도는 본 고안의 일례를 도시한 것으로서, 본 고안은 내, 외측사이에 작동매체의 공급 또는 배출이 이루어지지 않는 실린더튜브(1)의 내측에 피스톤(2)이 내접하여 운동가능하게 내장되고 피스톤(2)의 일측중심엔 피스톤로드(3)가 결합되며, 피스톤(2) 및 피스톤로드(3)의 내측엔 조정로드(4)가 회전가능하게 끼워지는 동시에, 실린더튜브(1)의 내측으로서, 피스톤(3)의 대향측엔 스프링(5)에 탄지되고 기밀유지용량(6')이 외주연에 결합되는 왕복시이트(6)가 끼워설치되고, 실린더튜브(1)의 양단은 마감부재(7, 8)가 결합고정되며, 피스톤로드(3)의 끝단엔 조정블록(9)이 설치되어 이루어진다.

피스톤(2)은 중심에 조정로드(4)가 끼워 질 수 있게 중심공(10)이 뚫려지고 양측엔 상기 중심공(10)과 연통되도록 수직의 유로(11, 12)가 양측에 각각 형성되며 상기 유로(11, 12)사이 외주연엔 기밀유지용 피스톤링(13)이 설치되고 길이방향으로는 다수의 유로(14)가 뚫려지며 일측중심엔 피스톤로드(3)가 결합고정될 수 있게 이루어진다.

피스톤로드(3)는 일측이 피스톤(2)에 고정되고 타측은 조정블록(9)에 고정되도록 이루어지되, 중심엔 중심공(15)의 뚫려져 조정로드(4)가 끼워질 수 있도록 하고, 외주연 일측엔 밸브시트(16)가 스프링(17)에 탄지되도록 스냅링(18)과 함께 설치되어 밸브시트(16)는 피스톤(2)의 유로(14)를 개폐할 수 있도록 이루어진다.

조정로드(4)는 피스톤(2)의 중심공(10), 피스톤로드(3)의 중심공(15)에 끼워지도록 이루어지되, 피스톤(2)의 수직유로(11, 12)가 위치하는 곳에 유로조절홈(19)이 형성되고 전단은 스냅링(20)에 의하여 고정되며 후단은 조정레버(21)가 수직으로 설치되어 조정레버(21)의 조정에 따라 조정로드(4)가 회전하면서 수직유로(11, 12)사이의 유로조절홈(19)의 위치를 조정하여 작동시 작동매체의 유량을 조절할 수 있게 이루어진다.

마감부재(7, 8)는 실린더튜브(1)의 양측에 고정결합될 수 있게 이루어지되, 마감부재(7)는 일측에 공기유통공(22)이 뚫려지고 내측엔 왕복시이트(6)가 스프링(5)에 탄지될 수 있게 이루어지고, 마감부재(8)는 내측에 기밀유지용 시일링(23, 24)이 끼워진 로드공(25)이 뚫려져 피스톤로드(3)가 끼워진 상태로 왕복운동이 가능하게 이루어진다.

조정블록(9)은 전단에 피스톤로드(3)가 결합고정되고, 결합공(26)엔 조정로드(4)가 끼우지며, 중앙엔 작동홈(27)이 결합공(26)과 연통되게 형성되어 조정로드(4)의 후단에 설치되는 조정체버(21)가 내장되어 이루어진다.

미설명부호로서 28, 29는 기밀유지용 시일링을 각각 나타낸다.

다음은 전술한 실시예의 작용 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다.

전술한 실시예는 인장시에만 속도 및 제동의 제어가 가능하도록 한 것으로서 이는 제 1 도와 같이 압축된 상태에서 제 2 도에 도시한 바와같이 인장시키는 경우 실린터튜브(1)에 내측에 있던 작동유체, 예를들면 오일은 피스톤(2)과 실린더튜브(1)사이 간극, 유로(12), 조정로드(4)의 유로조절홈(19) 및 유로(11)를 거쳐 피스톤(2)의 우측으로 빠져나가게 되는데, 이때 조정레버(21)를 조정하는 경우 제 4 도 내지 제 6 도에 도시한 바와같이 피스톤(2)의 중심공(30)과 유로(11, 12)사이에 형성된 유로조절홈(19)의 위치를 조정하여 유로조절홈(19)를 통과하는 유량을 조절하면서 피스톤(2)의 이동속도나 제동작동을 조절할 수 있게 된다. 이때 피스톤(2)을 중심으로 우측엔 실린더 튜브 내측공간에 차있던 작동유체의 용적은 피스톤로드(3)가 차지하고 있던 만큼 적게 차지하고 있었던 관계로 피스톤(2)의 좌측, 실린더튜브 내측공간에 차게되는 작동유체의 내용적과는 단위체적을 달리하게 되는데, 이를 스프링(5)에 탄지된 왕복시이트(6)가 전진하면서 일정상태를 유지시키게 된다.

반대로 제 2 도의 인장상태에서 제 1 도의 압축상태로 압축시키는 경우에는 피스톤(2)의 우측에 차있던 작동유체는 피스톤(2)의 유로(14)를 타고 전진하면서 밸브시트(16)를 후퇴시키고 막바로 피스톤(2)의 우측공간으로 전진하므로 대부분의 작동유체는 별다른 저항없이 상기 유로(14)를 거쳐 피스톤(2)의 우측공간으로 이동하여 제 1 도의 상태로 복귀되게 되며 왕복시이트(6)역시 후진하여 원상태로 복귀되게 된다.

즉, 전술한 바와같이 신장시에만 전용으로 인장부하의 조정, 피스톤이송 속도의 제어와 함께 제동이 가능하게 되는 것이다.

제 7 도는 본 고안의 변형례를 도시한 것으로서, 전술한 신장전용의 제어장치가 아니라 이는 압축전용의 제어장치라 할 수 있겠다.

이는 전술한 실시예와 같이, 실린더튜브(1), 피스톤(2), 마감부재(8) 및 조정블록(9)은 동일한 구성을 가지나 피스톤로드(3)(3')와 마감부재(8')의 일부구성만을 달리하는 정도이다.

즉, 피스톤로드(3)는 단순히 중심에 중심공(15)만이 형성되어 조종로드(4)가 끼워질 수 있도록 하고 피스톤(2)의 대향측에 상기 피스톤로드(3)와 동일지름의 피스톤로드(3')의 외주연으로서, 피스톤(2)과 인접한 곳에 스프링(17')에 탄지되는 밸브시트(16')가 스냅링(18')과 함께 설치되어 밸브시트(16')가 피슨톤(2)의 유로(14)를 개폐할 수 있게 되어 있는 동시에 마감부재(8')는 내측에 기밀유지용 시일링(23 2, 24')이 끼워진 로드공(25')이 형성되어 실린더튜브(11)의 일측에 고정설치되어지되 상기 피스톤로드(3')가 마감부재(8')의 로드공(25')에 끼워져 왕복작동이 가능하도록 한 정도만 상이하다.

전술한 변형례는 압축전용의 제어장치로서, 압축시엔 실린더튜브(1)의 내측에 있어서 피스톤(2)의 좌측공간에 차있던 작동유체는 피스톤(2)과 실린더튜브(1)사이 간극, 유로(11), 조정로드(4)의 유로조절홈(19) 및 유로(12)를 거쳐 피스톤(2)의 우측으로 빠져 나가게 되며 반대로 인장시엔 피스톤(2)의 우측공간에 차 있던 작동 유체는 피스톤(2)의 유로(14)를 통하여 이동하여 밸브시트(16')를 후퇴시키면서 부하를 거의 받지 않은 상태로 피스톤(2)의 좌측공간으로 이동하여 원상태로 복귀하게 된다.

물론 상기와 같은 압축 및 인장시에 양측피스톤로드(3, 3')의 지름이 동일하여 실린더튜브(1)에 작동유체가 차지하고 있는 작동유체는 단위체적이 동일하므로 피스톤(2)의 왕복이 가능하고 조정레버(21)에 의한 조정로드(4)의 조정에 따라 유로조절홈(19)의 위치를 조정하여 피스톤(2)의 이송속도 및 제동제어가 압축전용시에 가능하게 되는 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안은 공압실린더용 제어장치는 공압실린더와 병설하거나 독자적으로 부하를 필요로 하는 기기의 부품으로서 사용하는 경우, 압축전용 또는 인장전용 목적에 따라 적절한 구조를 채택하여 적용할수 있는데, 실린더튜브(1)의 내측에 위치한 내부피스톤(2), 조정로드(4), 밸브시트(16, 16')또는 왕복시이트(6)의 상호 연관구성과 조종로드(4)와 조정레버(21)의 상호 연관구성에 의하여 내부피스톤(2)과 연동되는 피스톤로드(3)(3') 및 조정블록(9)의 이송속도 및 그 작용압력을 조정제어 할 수 있고 제종제어도 적절하게 행할 수 있으며 구성부품의 구조가 간단하여 생산원가를 절감할 수 있는 등의 우수한 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 실린더튜브(1)의 내측에 피스톤(2)이 내접하여 운동가능하게 내장되고, 피스톤(2)의 일측과 조정블록(9)엔 피스톤로드(3)가 결합되며 피스톤(2) 및 피스톤로드(3)의 내측엔 조정로드(4)가 회전가능하게 끼워지며, 피스톤(2)의 대향측엔 스프링(5)에 탄지되고 기밀유지용링(6')이 외주연에 결합되는 왕복시이트(6)가 끼워 설치되는 동시에, 실린더튜브(1)의 양단에 마감부재(7, 8)가 결합되어 이루어지되, 피스톤(2)은 중심공(10)이 뚫려지고 중심공(10)과 연통되는 수직유로(11, 12)가 양측에 형성되며 외주연엔 피스톤링(13)이 설치되고 길이방향으로 다수의유로(14)가 뚫려지며 일측중심엔 피스톤로드(3)가 결합고정될 수 있게 이루어지고, 피스톤로드(3)는 중심에 중심공(15)가 뚫려지고 외주연 일측엔 스프링(17)에 탄지되는 밸브시트(16)와 함께 스냅링(18)이 설치되어 피스톤(2)의 유로(14)를 개폐할 수 있게 이루어지며, 조정로드(4)는 피스톤(2)의 수직유로(11, 12)가 위치하는 곳에 유로조절홈(19)을 형성하고 전단은 스냅링(20)에 의하여 고정되며 후단은 조정레버(21)가 수직으로 설치되어 이루어지는 동시에, 마감부재(7)는 일측에 공기유통공(22)이 뚫려지고 마감부재(8)엔 피스톤로드(3)는 끼워 결합하기 위한 로드공(25)이 뚫려져 이루어지는 한편, 조정블록(9)은 결합공(26)에 조정로드(4)가 끼워지고 중앙엔 작동홈(27)이 결합공(26)과 연통되게 형성되어 조종로드 (4)의 후단에 설치되는 조정레버(21)가 내장되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압실린더용 제어장치.
2. 실린더튜브(1)의 내측에 피스톤(2)이 접동가능하게 내장되고 피스톤(2)의 일측과 조정블록(9)엔 피스톤로드(3)가 결합되며 피스톤(2)의 대향측엔 피스톤로드(3')가 결합되고, 피스톤(2) 및 피스톤로드(3)의 내측엔 조정로드(4)가 회전가능하게 끼워지며 실린더튜브(1)의 양단엔 마감부재(8, 8')가 결합되어 이루어지되, 피스톤(2)은 중심공(10)이 뚫려지고 중심공(10)과 연통되는 수직유로(11, 12)가 양측에 형성되며 외주연엔 피스톤링(13)이 설치되고 길이방향으로 다수의 유로(14)가 뚫혀지며 일측중심엔 피스톤로드(3)가 결합고정될 수 있게 이루어지고, 피스톤로드(3)는 중심에 중심공(15)이 뚫려지고 피스톤로드(3')는 외주연 일측엔 스프링(17')에 탄지되는 밸브시트(16')를 스냅링(18')과 함께 설치하여 피스톤(2)의 유로(14)를 개폐할 수 있게 이루어지며, 조정로드(4)는 피스톤(2)의 수직유로(11, 12)가 위치하는 곳에 유로조절홈(19)을 형성하고 후단은 조정레버(21)가 수직으로 설치되어 이루어지는 동시에, 마감부재(8)(8')는 피스톤로드(3)(3')를 끼워 결합하기 위한 로드공(25)(25')이 뚫려져 이루어지는 한편, 조정블록(9)은 결합공(26)에 조정로드(4)가 끼워지고 중앙엔 작동홈(27)이 결합공(26)과 연통되게 형성되어 조종로드(4)의 후단에 설치되는 조정레버(21)가 내장되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압실린더용 제어장치.