KR101658358B1

KR101658358B1 - 공압 모터

Info

Publication number: KR101658358B1
Application number: KR1020150160107A
Authority: KR
Inventors: 박근조; 김재룡; 박광수
Original assignee: (주)대신테크
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-09-30
Anticipated expiration: 2035-11-16

Abstract

본 발명은 공압 모터에 관한 것으로서, 보다 상세히는 원형통 베이스에 오목한 캐비티(cavity)를 구비하여 하부밸브를 쉽게 분리할 수 있고, 피스톤 로드를 가이드하는 라이너에 오일저장부를 구비하여 오일공급과 슬리브와 체결할 수 있는 것을 특징으로 하는 공압 모터에 관한 것이다.
본 발명은, 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 하부에 체결되어 밀폐된 공간을 형성하는 베이스(20)와, 상기 실린더(10) 및 베이스(20) 일측면부에 체결되며 실린더에 공급되는 압축공기를 피스톤 상부와 피스톤 하부로 압축공기를 교대로 공급하기 위한 피스톤 밸브(45)와, 상기 피스톤 밸브(45)를 가이드 하는 밸브하우징(40)과, 상기 피스톤 밸브(45)의 위치전환을 위한 상부밸브(60)와 하부밸브(61), 상기 실린더 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤(50)과, 상기 베이스를 관통하며 피스톤(50)과 체결된 피스톤 로드(51)를 구비한 공압 모터에 있어서, 상기 실린더(10)는, 외형부에 방사형태의 립(17);을 구비하고, 상기 베이스(20)는, 외형 일측부에 오목한 캐비티(27)와; 상기 오목한 캐비티(27) 상단부에 체결되는 외장형 하부밸브(61);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공압 모터{Air pressure motors}

본 발명은 공압 모터에 관한 것으로서, 보다 상세히는 원형통 베이스에 오목한 캐비티(cavity)를 구비하여 하부밸브를 쉽게 분리할 수 있고, 피스톤 로드를 가이드 하는 라이너에 오일저장부를 구비하여 오일공급과 슬리브와 체결할 수 있는 것을 특징으로 하는 공압 모터에 관한 것이다.

본 발명의 공압 모터는 왕복 피스톤 타입으로, 압축공기를 공급받아 피스톤을 상하로 왕복하면서, 하부에 연결된 고압펌프를 구동하는 동력원으로 사용된다.

공압 모터의 피스톤은, 상부밸브 및 하부밸브에 있는 포펫 밸브와 접촉되면서 상기 밸브가 개방되고, 흡기 관로가 상하로 전환되면서, 피스톤이 상향 행정 또는 하향 행정으로 구동된다.

공압 모터는 실린더에 압축공기를 흡배기 하여 피스톤을 구동함에 따라, 압축공기가 순간적으로 배출되면서 배기 관로를 중심으로 공기 중의 수분이 얼음으로 변환된다. 공압 모터의 연속구동으로 상기 얼음이 배기 관로에 부착되고, 다른 얼음이 추가적으로 부착되어 성장하면서 배기 관로를 막음으로써 공압 모터의 작동이 멈추게 된다. 상기 원인으로 인하여, 공압 모터의 연속구동시간은 2~3시간을 초과하지 못하는 것이 일반적이다.

공압 모터의 밸브는 피스톤과 접촉식으로, 피스톤에 의하여 포펫 밸브가 손상되는 경우가 간혹 발생하며, 배기 관로 및 밸브에 냉결로 인한 밸브의 손상이 발생할 수도 있다.

공압 모터의 상부밸브는 외장형이며 개방된 실린더 상부에 위치하므로, 쉽게 교체 가능하지만, 공압 모터의 하부밸브는 베이스 상단부에 위치하므로 하부밸브를 교체하기 위해서는 실린더 및 공압 모터 전체를 분해해야만 되는 번거로움이 있다.

따라서, 실린더 및 공압 모터를 분해하지 않고도 쉽게 하부밸브를 교체 및 교환할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

또한, 공압 모터의 베이스는 중심부를 관통하는 피스톤 로드를 가이드 한다. 그러나 장시간 구동된 공압 모터는 피스톤 로드와 베이스의 마찰로 베이스 내지 공압 모터를 교체해야만 되는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 피스톤 로드와 베이스의 내구성 향상과 부품교환만으로 베이스를 재활용할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

1. KR 10-1310083, '왕복공기모터', 등록일자: 2013.09.12. 2. KR 10-0878643, '러버 슬리브 원형유지 장치', 등록일자: 2009.01.07. 3. KR 10-2013-0133758 A, '슬리브/라이너 어셈블리와 이를 사용하는 유압해머', 공개일자: 2013.12.09.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 창안한 것으로서,

공압 모터의 실린더 경량화에 따른 강성을 보완하기 위하여 실린더 외형부에 립을 추가하고, 공압 모터의 분해작업 없이 하부밸브를 교체할 수 있도록 베이스에 오목한 캐비티 및 상기 캐비티 상단부에 체결되는 하부밸브를 구비한 공압 모터를 개시하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 왕복으로 상하운동을 하는 피스톤 로드와 상기 피스톤 로드를 가이드하는 베이스의 마찰저항을 저감시키고, 손상된 라이너를 쉽게 재활용할 수 있도록 오일저장부를 구비한 라이너를 구비한 공압 모터를 개시하고자 하는 것이 본 발명의 또 다른 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 하부에 체결되어 밀폐된 공간을 형성하는 베이스(20)와, 상기 실린더(10) 및 베이스(20) 일측면부에 체결되며 실린더에 공급되는 압축공기를 피스톤 상부와 피스톤 하부로 압축공기를 교대로 공급하기 위한 피스톤 밸브(45)와, 상기 피스톤 밸브(45)를 가이드 하는 밸브 하우징(40)과, 상기 피스톤 밸브(45)의 위치전환을 위한 상부밸브(60)와 하부밸브(61), 상기 실린더 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤(50)과, 상기 베이스를 관통하며 피스톤(50)과 체결된 피스톤 로드(51)를 구비한 공압 모터에 있어서, 상기 실린더(10)는, 외형부에 방사형태의 립(17);을 구비하고, 상기 베이스(20)는, 외형 일측부에 오목한 캐비티(27)와; 상기 오목한 캐비티(27) 상단부에 체결되는 외장형 하부밸브(61);를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 모터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 상부밸브(60)와 하부밸브(61)는, 피스톤(50)과 접촉하면서 수직 이동하는 포펫밸브(65); 상기 포펫밸브(65)와 밸브 캡(62)사이에 결합하며 포펫밸브(65)를 원위치를 복귀시키는 스프링(64); 상기 스프링을 수용하면서 흡기관(I)과 배기관(E)에 연결되는 하우징(63b)과; 상기 스프링(64)과 하우징(63a)을 고정하는 밸브 캡(62a)을; 포함하되, 상기 하우징(63a)은, 흡기관(I)과 배기관(E)을 연결하는 2개의 관로를 구비하는 것을 특징으로 하는 공압 모터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 밸브 하우징(40)과 상단밸브(61) 내지 하단밸브(61)을 연결하는 관로는, 흡기관(I)과 배출관(E)으로만 구성되며, 상기 배출관(E)과 연결되는 실린더(10) 일측부 또는 밸브 하우징(40) 일측부 중에서 어느 곳에 홀을 구비하여, 배출관과 밀폐공간에 잔류하는 압축공기를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 공압 모터를 제공하고자 한다.

또한, 공압 모터의 피스톤 로드와 베이스 간의 마찰감소를 위하여, 공압 모터의 베이스(20)는, 피스톤 로드(51)를 가이드 하는 원형의 라이너(28)와; 상기 라이너(28) 내부 일측부에 한 개 이상의 오일 저장부(29);를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공압 모터를 제공하고자 한다.

또한, 장시간 사용한 라이너를 재활용하기 위하여, 라이너의 오일 저장부(29)는, 추가 삽입되는 슬리브 길이와 두께를 수용할 수 있는 구조를 형성되는 것을 특징으로 하는 공압 모터를 제공하고자 한다.

상기 해결수단으로 인하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 실린더 경량화로 종래에 비하여 약 30% 정도를 중량을 저감 시킬 수 있으며, 립이 추가된 실린더로 인하여 내구성은 동일한 효과를 가진다.

둘째, 베이스의 오목한 캐비티(27)과 상기 캐비티(27)에 체결되는 하부밸브(25)의 구성으로 하부밸브(25)의 교체할 경우, 공압 모터를 분해하지 않고도 교체할 수 있으므로 교체 작업시간을 큰 폭으로 단축 시킬 수 있다.

셋째, 오일저장부를 구비한 라이터를 구비한 공압 모터는, 베이스와 피스톤 로드의 마찰저항이 감소하며, 장시간 사용이후 쉽게 슬리브를 추가하여 재사용할 수 있을 뿐만 아니라 교체 작업도 현장에서 바로 할 수 있는 이점을 가진다.

도 1은 본 발명의 공압 모터와 고압펌프의 연결 상태도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예의 사시도.
도 3은 공압 모터의 구성도.
도 4는 공압 모터의 베이스(20)와 하부밸브(25)의 사시도.
도 5는 본 발명(A)과 종래기술(B)의 공압 모터 단면도.
도 6은 본 발명(A)과 종래기술(B)의 상부밸브(60) 단면도.
도 7은 상하부 밸브(60, 61) 닫힘(A)과 열림(B)의 작동 상태도.
도 8은 본 발명(A)과 종래기술(B)의 흡기관과 배기관 비교도.
도 9는 본 발명(A)과 종래기술(B)의 베이스(20) 사시도와 저면도.
도 10은 베이스(20)의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 구체적 내용은 기술하면 하기와 같다.

본 발명은 공압 모터에 관한 것으로서, 보다 상세히는 원형통 베이스에 오목한 캐비티(cavity)를 구비하여 하부밸브를 쉽게 분리할 수 있고, 피스톤 로드를 가이드하는 라이너에 오일저장부를 구비하여 오일공급과 슬리브와 체결할 수 있는 것을 특징으로 하는 공압 모터에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 공압 모터와 고압펌프의 연결 상태도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예의 사시도이며, 도 3은 공압 모터의 구성도이다.

본 발명은, 실린더(10)와, 상기 실린더(10) 하부에 체결되어 밀폐된 공간을 형성하는 베이스(20)와, 상기 실린더(10) 및 베이스(20) 일측면부에 체결되며 실린더에 공급되는 압축공기를 피스톤 상부와 피스톤 하부로 압축공기를 교대로 공급하기 위한 피스톤 밸브(45)와, 상기 피스톤 밸브(45)를 가이드 하는 밸브하우징(40)과, 상기 피스톤 밸브(45)의 위치전환을 위한 상부밸브(60)와 하부밸브(61), 상기 실린더 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤(50)과, 상기 베이스를 관통하며 피스톤(50)과 체결된 피스톤 로드(51)를 구비한 공압 모터에 있어서, 상기 실린더(10)는, 외형부에 방사형태의 립(17);을 구비하고, 상기 베이스(20)는, 외형 일측부에 오목한 캐비티(27)와; 상기 오목한 캐비티(27) 상단부에 체결되는 외장형 하부밸브(61);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 고압펌프(30)과 연결된 공압 모터를 나타낸 것이나, 본 발명의 공압 모터는 다양한 형태의 부속기기와 체결되어 다양하게 응용 가능하다.

상기 고압펌프(30)는 커넥터를 통하여 피스톤 로드와 체결되며, 흡입구(32)로 이송용 도료 및 액상 물질을 흡입하여, 고압으로 토출구(33)로 토출한다.

공압 모터는 압축공기를 공급하는 배관과 밸브 하우징(40)의 흡입구(41)와 연결된다. 상기 밸브 하우징(40)은 밀폐된 실린더 구조를 가지며, 피스톤 밸브(45)의 왕복운동을 가이드 한다. 상기 피스톤 밸브(45)의 상하 전환으로, 압축공기는 메인 공기관로(46)를 거쳐 실린더(10)로 공급된다. 상기 공급되는 압축공기는 피스톤을 상하로 이동시키게 되며, 피스톤 로드(51)에 연결된 고압펌프(30)를 구동시킨다.

상기 피스톤(50)의 이동으로 내부 공간의 수축으로, 피스톤(50) 맞은 편에 있는 공기는 메인 공기관로(46)을 거쳐 배출구(16)로 배출된다.

상기 베이스(20)는 상단부에 다수개의 체결홈(23)을 구비하여, 베이스 체결볼트(15)에 의하여 실린더(10) 하단부와 체결된다.

또한, 상기 베이스(20)는 상단부에 체결되는 실린더(10)와 함께 밀폐된 공간을 형성하며, 중심부는 피스톤 로드(51)가 관통할 수 있는 구조를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상단부는 포펫 밸브(65)가 관통하는 삽입 홈(24)을 구비하고, 상기 삽입홈(24)은 하부밸브(61)를 수용할 수 있는 수용부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 삽입 홈(24)은 흡기관(I)과 배출관(E)을 통하여 실린더 측면에 부착되는 밸브 하우징(40)과 연결된다.

상부밸브(60)와 하부밸브(61)는 밸브 하우징(40)내에 있는 피스톤 밸브(45)를 전환시키는 밸브이다. 즉, 밸브 하우징(40)내에 형성된 밀폐공간(47)에 압축공기를 공급하여 피스톤 밸브(45)를 상하로 전환시키도록 한다.

상기 상부밸브(60)와 하부밸브(61)는 포펫 밸브(65)를 구비하여 피스톤과 접촉하면서 개폐되는 구조이며, 피스톤(50)이 상사점 내지 하사점에 도달하기 전에 상기 포펫밸브(65)와 접촉하면서 포펫밸브(65)를 개방한다.

상기 포펫밸브(65)가 개방되면, 흡기관(I)으로 유입되는 압축공기는 포펫밸브(65)를 거쳐 밸브 하우징(40) 내에 형성된 밀폐공간(47)으로 공급된다.

상기 밀폐공간(47)으로 공급된 압축공기는 피스톤 밸브(45)를 반대방향으로 이동시키게 된다.

상기 피스톤 밸브(45)가 이동하게 되면 메인 공기관로(46)가 변경되어 피스톤(50)의 이동방향이 전환된다.

상기 이후, 밸브 하우징(40)내에 형성된 밀폐공간의 잔류공기는 잔류공기 배출관으로 통해 외부로 배출되어 대기압 상태로 복귀한다.

상기 상부밸브의 구동 메카니즘의 보다 상세한 내용은 본 출원인이 선 출원하여 등록된 KR 10-1310083호(등록일자: 2013.09.12, '왕복형 공기모터')의 구성을 참조하시길 바랍니다.

본 발명은 본 출원인이 선 출원하여 등록된 KR 10-1310083호(등록일자: 2013.09.12, '왕복형 공기모터')에 공지기술에서 개선된 기술을 개시하고자 한다.

본 발명은 크게 3가지 목적을 가진다.

첫째, 실린더의 중량을 50% 경량화하기 위하여, 실린더 두께를 기존에 비하여 70% 이상 얇게 제작하고자 한다.

둘째, 실린더 및 베이스 분해 작업 없이 하부밸브(61)를 교체할 수 있도록 베이스 형상 및 구조를 변경하고자 한다.

셋째, 베이스에서 피스톤 로드를 가이드하는 베이스의 수명 연장과 마찰저항을 줄이는 방법을 개시하고자 한다.

넷째, 상부밸브와 하부밸브의 부품을 단순화하여, 공압 모터를 간단하게 조립 또는 분해할 수 있는 방법을 개시하고자한다.

본 발명은 상기 첫 번째 목적을 충족시키기 위하여, 본 발명은 먼저 실린더 두께를 기존에 비하여 70% 이상 얇게 제작하였다. 다만, 실린더 외형부에 일정폭을 가지며, 실린더 외경보다는 약 1mm 이상 더 두꺼운 립(17)을 중심을 기준으로 방사 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

공압 모터는 3 내지 7bar의 압축공기를 공급받아, 실린더 내경과 피스톤 로드의 외경 면적비 만큼의 높은 힘을 발생하게 된다. 상기 공압 모터의 높은 힘으로 고압펌프(30)를 구동하여, 도료 및 액상 물질을 이송하게 된다.

따라서, 실린더(10)에 가해지는 압력은 최대 10bar 이내이며, 공압 모터의 지지대 기능과 안전계수를 고려하여도 두께는 2mm 이내면 충분하다. 다만, 중력주조로 제조됨에 따라 구배 각도 및 주조재질의 형성을 고려한다면 두께는 다소 늘어날 수도 있다.

아울러 상기 방사형태의 립(17)은 원형의 실린더를 적합하며, 편심된 립 형태에 비하여 안정적이며, 얇아진 실린더 외벽을 보강하는 보강재 기능을 가진다.

도 4는 공압 모터의 베이스(20)와 하부밸브(25)의 사시도이며, 도 5는 본 발명(A)과 종래기술(B)의 공압 모터 단면도이며, 도 9는 본 발명(A)과 종래기술(B)의 베이스(20) 사시도와 저면도이다.

본 발명의 두번째 목적을 달성하기 위하여, 베이스(20) 외형부 일측부에 오목한 캐비티(27)를 구비한 것을 특징으로 한다.

도 9B를 참조하면, 종래기술의 공압 모터 베이스(20)는 외형부가 원통 형태로 구성되어 있고, 상단부에 하부밸브(61)의 수용부를 구비하고 있다.

종래기술의 상부밸브(60)는, 도 6B에서와 같이, 피스톤(50)과 접촉하면서 수직 왕복 이동하는 포펫밸브(65), 상기 포펫밸브(65)를 원위치를 복귀시키는 스프링(64), 상기 스프링을 수용하면서 흡기관(I)과 배기관(E)에 연결되는 하우징(63b), 상기 스프링(64)과 하우징(63b)을 고정하는 밸브 캡(62b)를 포함한다.

종래기술의 상부밸브(60)가 외장형이라면, 하부밸브(61)는 내장형으로 상기 베이스 상단부에 형성된 공간에 삽입되므로, 상기 상부밸브(60)의 구성요소에서 밸브캡(62b)이 존재하지 않는다. 베이스(20)가 밸브캡(62b) 기능을 대신하기 때문이다.

따라서, 도 3 내지 도 5B에서 나타낸 것과 같이, 종래기술의 공압 모터에서 하부밸브(61)를 교환하기 위해서는, 먼저 하우징 체결볼트(13)을 제거하여 밸브하우징(40)을 제거한다. 그 다음으로, 베이스 체결볼트(15)를 제거하여 실린더(10)와 베이스(20)를 분리한 후, 베이스(20) 상부에 체결된 하부밸브(61)를 교환한 후, 역순으로 조립해야만 된다.

즉, 내장형인 상기 하부밸브(61)를 교환하기 위해서는 공압 모터 전체를 분해해야만 되는 번거로움이 존재하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하고자 본 발명에서는, 도 9A에서와 같이, 베이스(20) 외형부 일측부에 오목한 캐비티(27)를 구비하고, 상기 오목한 캐비티(27) 상단부에 외장형 하부밸브(61)를 체결할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부밸브(61)의 포펫밸브(65)는 베이스(20)의 삽입홈(24)을 관통하여 돌출한다. 상기 포펫밸브(65)는 피스톤(50)이 상사점 또는 하사점으로 도달할 때, 피스톤과 접촉하면서 포펫밸브(65)를 수직으로 이동시키면서, 흡기관(I)과 배기관(E)이 통하도록 개방되도록 한다.

본 발명에서는 상기 베이스(20)의 오목한 캐비티(27)는, 종래기술의 원통형태의 베이스(20)의 일측부를 절단하고, 외장형 하부밸브(61)를 수용할 수 있는 수용부를 구비한 베이스로 대체될 수도 있다. 상기 기술은 본 발명의 범주에 포함되는 것이 바람직하다.

도 4는 공압 모터의 베이스(20)와 하부밸브(61)의 사시도이다.

도 4를 참조하여, 상기 베이스(20)의 외측부에 오목한 캐비티(27)와, 외장형 하부밸브(61)의 구성은, 하부밸브(61)를 교환하기 위해서는, 공압 모터를 완전분해 야만 하는 종래기술에 비하여, 외장형 형태로 조립되는 하부밸브(61)만 교환 가능하므로, 교환에 따른 작업시간을 획기적으로 단축 시킬 수 있는 이점을 가진다.

도 5는 본 발명(A)과 종래기술(B)의 공압 모터 단면도이며, 도 6은 본 발명(A)과 종래기술(B)의 상부밸브(60) 단면도이며, 도 7은 상하부 밸브(60, 61) 닫힘(A)과 열림(B)의 작동 상태도이며, 도 8은 본 발명(A)과 종래기술(B)의 흡기관과 배기관 비교도이다.

실린더(10)로 압축공기를 공급하여, 피스톤(50)을 왕복운동 시키기 위하여 피스톤 상부와 피스톤 하부에 순차적으로 압축공기를 공급한다.

상기 피스톤 밸브(45)는 피스톤 상부와 하부에 교대로 압축공기를 공급하기 위한 전환 밸브로서, 메인 공기관로(45)와 배기관(15)을 교대로 연결하는 기능을 가진다.

상기 피스톤 밸브(45)에 의하여, 밸브 하우징(40)의 흡기관(41)으로 공급되는 압축공기는 피스톤 상부와 하부로 연결된 메인 공기관로(46)을 통하여 실린더로 유입된다.

상기 상부 밸브(60)과 하부밸브(61)는 상기 피스톤 밸브(45)를 전환시키기 위한 스위치 밸브에 해당되며, 피스톤(50)이 상사점 또는 하사점 부근에 도달하면 포펫밸브(65)와 접촉하면서 피스톤 밸브(45) 위치변화를 위한 압축공기를 공급하게 한다.

상기 피스톤 밸브(45)의 형상과 상부밸브(60)와 하부밸브(61)에 연결된 흡기관(I)과 배기관(E)이 연결되는 것이 바람직하다.

압축공기가 공급되는 피스톤 상부 또는 하부에는 메인 공기관로(45)와 흡기관(I)에 압축공기가 공급된다. 다만, 메인 공기관로는 개방되어 있는 구조이며, 흡기관(I)는 포펫밸브에 의하여 닫힌 상태로 유지된다.

피스톤이 상사점 내지 하사점에 도달하여, 상기 포펫밸브(65)와 접촉하면서 수직 상승하면서 포펫밸브(65)를 개방하면, 도 7에서와 같이, 포펫밸브에 의하여 닫혀 있던 압축공기는 흡기관(I)에서 배기관(E)으로 유입되고, 상기 배기관(E)은 밸브하우징(40)과 연결되어 있어, 압축공기는 밸브하우징의 밀페공간(47)로 유입되어 피스톤 밸브(45)를 반대편으로 이동시키게 한다.

흡기관(I), 배기관(E) 및 잔류가스 배출관(S)는 밸브 하우징(40)과 상하밸브(60,61)과 연결되지만, 흡기관(I)은 피스톤 밸브(45)의 측면부에 형성된 유입관로와 연결되며, 배기관(E)은 피스톤 밸브 상단부 내지 하단부에 형성된 밀폐공간(47)와 연결되며, 잔류가스 배출관(S)는 밸브 하우징(40) 일측면부에 형성되어 외부로 개방된 관로 연결되는 차이점을 가진다.

상기 피스톤 밸브(45)는 반대편으로 이동하면서, 실린더로 연결되는 메인 공기관로와 배출구의 연결을 피스톤 상부 또는 하부로 전환하게 된다.

상기 압축공기의 공급라인이 피스톤 상부 또는 하부로 전환하게 되면, 피스톤은 반대방향으로 이동하게 되며, 피스톤(50)의 이동에 따라 포펫밸브(65)는 원상태로 복귀하면서 흡기관(I)은 닫히게 된다.

상기 밀폐 공간(47)과 배기관(E)에 잔류하는 압축공기는 다음 행정을 위하여 대기압 상태로 감압해야만 한다.

도 5B 또는 도 8B 에서와 같이, 종래기술에서는 잔류 압축공기를 배출하기 위하여, 별도의 잔류공기 배출관(S)과 배출구를 구비하였다.

따라서, 도 6B에서와 같이, 종래기술에서 포펫밸브(65)가 닫힌 상태에서는 배기관(E)과 잔류공기 배출관(S)가 개방되어 외부로 개방된 배출구를 통하여 잔류 압축공기를 배출하였다.

그러나 본 발명에서는 밸브 하우징(40) 일측부에 아주 작은 직경의 홈을 구비하였다. 즉 밀폐 공간(47)에 홈을 형성하되, 압축공기가 일시적으로 배출되지 않을 정도로 작은 홀을 형성하였다.

상기 배출관(E)로 유입되는 압축공기가 피스톤 밸브(45)의 위치를 전환 시키는데 전혀 무리가 없을 정도의 작은 홀을 구비함으로써, 피스톤 밸브(45)의 전환이 가능하고, 또한, 상기 작은 홀은 이후에 잔류하는 압축공기를 외부로 배출하는 기능을 가진다.

상기 홀은, 밸브 하우징의 일측부에 형성될수도, 배출관(E)과 연결되는 실린더 일측부에 형성될 수도 있으며, 가장 이상적인 위치는 실린더(10)와 밸브 하우징(40)의 체결부에 홀을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 작은 홀로, 종래기술에 사용하던 별도의 잔류공기 배출관(S)과 배출구를 배제시키는 효과를 가진다.

따라서, 본 발명에서는 상기 밸브 하우징(40)과 상단밸브(61) 내지 하단밸브(61)을 연결하는 관로는 흡기관(I)과 배출관(E)으로만 구성되며, 상기 배출관(E)과 연결되는 실린더(10) 일측부 또는 밸브 하우징(40)중 어느 곳에 홀을 구비하여, 배출관과 밀폐공간에 잔류하는 압축공기를 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.

도 5 내지 도 8에서와 같이, 종래기술에서는 상부밸브(60)와 하부밸브(61)에 3개의 연결관이 필요하였으며, 상부밸브(60)와 하부밸브(61)의 하우징(63B)과 밸브 캡의 구조가 복잡한 단점이 있었다.

그러나, 본 발명에서는 2개의 연결관(I,E)과, 상기 2개의 연결관과 연결되는 하우징(63a)를 구비한 상부밸브(60)와 하부밸브(61)를 특징으로 한다.

본 발명의 상하부밸브(60, 61)는, 도 6A에서와 같이, 피스톤(50)과 접촉하면서 수직 이동하는 포펫밸브(65); 상기 포펫밸브(65)와 밸브 캡(62)사이에 결합하며 포펫밸브(65)를 원위치를 복귀시키는 스프링(64); 상기 스프링을 수용하면서 흡기관(I)과 배기관(E)에 연결되는 하우징(63b), 상기 스프링(64)과 하우징(63a)을 고정하는 밸브 캡(62a)을; 포함하되, 상기 하우징(63a)은, 흡기관(I)과 배기관(E)을 연결하는 2개의 관로를 구비하는 하는 것을 특징으로 한다.

도 6B에서 나타낸 것과 같이, 종래기술의 상단 내지 하단밸브(60,61)는 밸브 갭(62b)과 하우징(63b)은 분리되는 구조와, 좁고 깊은 수용부에 위치하여, 부품 교환 작업을 수행할 경우, 작업공정과 시간이 많이 소용되는 단점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하고자, 밸브 캡(62a)을 하우징(63a) 내부와 체결되는 구조로 변경하고, 종래의 하우징(63b)과 밸브 캡(62b) 일부를 일체형으로 변경하였다.

상기 구성으로, 상단 내지 하단밸브(60,61)는 외장형태로 구성되며, 밸브 캡과 하우징이 일체형으로 구성되어, 조립과 교환작업에 편리성을 제공한다.

또한, 종래기술에서는 밸브 캡(62a)에 흡기관(I)이 연결되고, 하우징에서는 배기관(E)과 잔류가스 배출관(S)가 연결되었지만, 본 발명에서는 하우징(63a)에 흡기관(I)과 배기관(E)이 연결되며, 잔류가스 배출관(S)은 없다.

상기 구성으로, 상부밸브(60)와 하부밸브(61)의 부품을 단순화하여, 상기 상단 내지 하단밸브(60,61)의 높이를 낮추는 효과를 가져오며, 컴팩트한 공압 모터를 구현할 수 있다.

도 10은 베이스(20)의 단면도이다.

본 발명은 세번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 베이스(20)는, 피스톤 로드(51)를 가이드 하는 원형의 라이너(28)와; 상기 라이너(28) 내부 일측부에 한 개 이상의 오일 저장부(29);를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

통상 장시간 구동된 공압 모터는 피스톤 로드(51)와 상기 피스톤 로드를 가이드하는 베이스(20) 중심부가 마모되어 피스톤(50)이 흔들리면서 수직 왕복하게 된다. 그로 인하여, 피스톤로드(51)와 체결된 고압펌프(30)도 수명이 단축되어, 공압 모터 및 베이스 전체를 교체했어야만 했다.

베이스(20)는 크게 4가지 기능을 가진다. 첫째는 실린더 하부에 체결되어, 밀폐한 공간을 형성하여 피스톤에 압축력을 배가시킨다. 둘째, 중심부를 관통하는 피스톤 로드의 이동방향을 가이드 한다. 셋째, 로드와 체결된 고압펌프를 지지하는 지지대 역할을 가진다. 넷째, 베이스 일측부에 하부밸브, 공기 흡기 관로 및 공기 배기 관로를 구비한 공기 연결통로 역할을 가진다.

도 10을 참조하여, 본 발명의 3번째 목적은 상기 베이스(20) 기능 중에서 피스톤 로드(51)를 가이드 하는 중심부 기능을 강화하고자 한다.

통상적으로 왕복피스톤 타입에서 마찰 마모가 심한 곳에서는 라이너(28)를 사용한다. 또한, 도장용 공압 모터에서 상기 라이너(28) 중에서 마모가 심한 경우에는 라이너 상단부와 하단부에 슬리브를 삽입할 수 있도록 가공한 후, 상기 삽입부에 슬리브를 추가하여 재사용하는 경우가 간혹 있다.

본 발명은 상기의 방법을 응용하여, 본 발명의 베이스(20)는, 피스톤 로드(51)를 가이드 하는 원형의 라이너(28)와; 상기 라이너(28) 내부 일측부에 한 개 이상의 오일 저장부(29);를 더 구비하며, 상기 오일 저장부(29)는 추가 삽입되는 슬리브 길이와 두께를 수용할 수 있는 구조를 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 오일 저장부(29)는 라이너(28)의 상단과 하단부에 각각 위치하는 것이 바람직하며, 양측 끝단부에서 일정 간격을 유지한 채 형성되는 것이 바람직하다.

상기 슬리브는 원통형태의 실린더를 의미하며, 상기 라이너(28)과 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명으로 인하여, 슬리브가 삽입될 수 있는 오일저장부(29)는 평상시에서는 그리스 등의 윤활유가 충진되어 피스톤 로드(51)와 라이너(28)의 마찰저항을 감소시키는 효과를 가지며, 라이너의 마모가 심하여 상단부와 하단부에 슬리브를 추가할 경우에는 별도의 가공 없이 슬리브만 추가 장착하여 사용할 수 있는 이점을 가진다.

또한, 오일저장부(29)를 구비한 라이너(28)로 인하여 작업현장에서 슬리브만 추가하여 재사용이 가능하므로, 바로 작업현장에서 수리가 가능한 이점을 가진다.

10: 실린더, 12: 밸브하우징 개스킷, 13: 하우징 체결볼트,
14: 실린더 개스킷, 15: 베이스 체결볼트, 16: 배출구,
17: 립(rib), 20: 베이스, 21: 오링,
23: 체결홈, 24: 삽입홈,
27: 오목한 캐비티 부, 28: 라이너, 29: 오일 저장부,
30: 고압펌프, 31: 로드, 32: 흡입구,
33: 토출구, 40: 밸브하우징, 41: 압축공기 흡입구,
45: 피스톤 밸브, 46: 메인 공기관로, 47: 밀폐 공간
50: 피스톤, 51: 피스톤 로드,
60: 상부밸브, 61: 하부밸브, 62: 밸브 캡,
63: 하우징 64: 스프링, 65: 포펫 밸브,
I : 흡기관, E: 배기관, S : 잔류공기

Claims

실린더(10)와, 상기 실린더(10) 하부에 체결되어 밀폐된 공간을 형성하는 베이스(20)와, 상기 실린더(10) 및 베이스(20) 일측면부에 체결되며 실린더에 공급되는 압축공기를 피스톤 상부와 피스톤 하부로 압축공기를 교대로 공급하기 위한 피스톤 밸브(45)와, 상기 피스톤 밸브(45)를 가이드 하는 밸브 하우징(40)과, 상기 피스톤 밸브(45)의 위치전환을 위한 상부밸브(60)와 하부밸브(61), 상기 실린더 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤(50)과, 상기 베이스를 관통하며 피스톤(50)과 체결된 피스톤 로드(51)를 구비한 공압 모터에 있어서,
상기 실린더(10)는,
외형부에 방사형태의 립(17);을 구비하고,
상기 베이스(20)는,
외형 일측부에 오목한 캐비티(27)와;
상기 오목한 캐비티(27) 상단부에 체결되는 외장형 하부밸브(61);를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 모터.
상기 청구항 1에 있어서,
상기 상부밸브(60)와 하부밸브(61)는,
피스톤(50)과 접촉하면서 수직 이동하는 포펫밸브(65);
상기 포펫밸브(65)와 밸브 캡(62)사이에 결합하며 포펫밸브(65)를 원위치를 복귀시키는 스프링(64);
상기 스프링을 수용하면서 흡기관(I)과 배기관(E)에 연결되는 하우징(63b)과;
상기 스프링(64)과 하우징(63a)을 고정하는 밸브 캡(62a)을; 포함하되,
상기 하우징(63a)은, 흡기관(I)과 배기관(E)을 연결하는 2개의 관로를 구비하는 것을 특징으로 하는 공압 모터.
상기 청구항 1에 있어서,
상기 밸브 하우징(40)과 상단밸브(61) 내지 하단밸브(61)을 연결하는 관로는, 흡기관(I)과 배출관(E)으로만 구성되며,
상기 배출관(E)과 연결되는 실린더(10) 일측부 또는 밸브 하우징(40) 일측부 중에서 어느 곳에 홀을 구비하여, 배출관과 밀폐공간에 잔류하는 압축공기를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 공압 모터.
상기 청구항 1에 있어서,
상기 베이스(20)는,
피스톤 로드(51)를 가이드 하는 원형의 라이너(28)와;
상기 라이너(28) 내부 일측부에 한 개 이상의 오일 저장부(29);를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공압 모터.
상기 청구항 4에 있어서,
상기 오일 저장부(29)는,
추가 삽입되는 슬리브 길이와 두께를 수용할 수 있는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 공압 모터.