KR100277215B1

KR100277215B1 - 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치

Info

Publication number: KR100277215B1
Application number: KR1019980055121A
Authority: KR
Inventors: 채제욱; 이준규
Original assignee: 최동환; 국방과학연구소
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR20000039709A

Abstract

본 발명은 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치에 관한 것이다. 근래 화포가 장포신화(長胞身化)에 따라 포구 청소에 많은 인시(人時)가 소요되어 군 전투력의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었다. 본 발명은 별도의 전원을 사용하지 않고 화포 자체의 공압이나 유압 등의 압력유체를 이용하여 실린더 조립체와 클램프 조립체를 작동시키면서 장포신화된 화포의 포구를 자동적으로 신속, 간편하게 청소할 수 있도록 한 것이다. 또한 압력유체를 제어하는 제어장치에 의하여 전기, 전자 부품을 사용하지 않고서도 포구 청소를 신속하고 원활하게 수행할 수 있도록 함으로써 군 전투력을 상승시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치

본 발명은 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치에 관한 것으로, 특히 장포신화(長砲身化)되는 추세에 맞춰 포구의 청소를 별도의 전원을 사용하지 않고 적은 인력으로도 단시간내에 신속하게 수행할 수 있도록 한 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치에 관한 것이다.

근래 화포가 장포신화됨에 따라 정비 인시(人時)가 증가되어 군 전투력 약화를 초래하게 되는 문제점이 있었다.

또한 종래 화포에 탑재되어 포구의 내부에 낀 이물질을 청소하기 위한 포구청소기는 별도의 외부 전원을 준비하여야 하는 등 청소기 운용을 위한 준비 작업에 시간이 많이 소요되고 사용이 불편하였으며, 전기 전자 부품을 사용함에 따라 고장 및 전기 사용에 따른 위험성이 있었고, 청소기의 브러시가 회전하지 못하도록 한 상태에서 전,후진 작동 시 청소기 몸체가 회전하여 압력유체 호스가 꼬이게 되는 현상이 발생하며, 포구 내부에 형성된 강선의 내측에 낀 이물질을 효율적으로 제거하지 못하였고, 자동복귀가 불가능하게 되어 있어 수동으로 복귀시켜야 하므로 운용성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 장포신화된 화포의 포구를 적은 인력으로도 단시간에 신속하게 자동적으로 청소할 수 있도록 함으로써 군 전투력을 강화할 수 있도록 한 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 전원을 사용하지 않고 화포 자체의 압력유체를 이용하여 포구 청소를 수행할 수 있도록 한 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 포구청소기의 일 실시례에 대한 횡단면도.

도 2는 도 1의 자동 포구청소기의 클램프 조립체의 확대 단면도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4 및 도 5는 전진 작동 시에 브러시 조립체와 실런더 조립체가 전진되기 전의 상태를 각각 도시한 작동 상태 단면도.

도 6 및 도 7은 후진 작동 시에 실런더 조립체와 브러시 조립체가 후진되기 전의 상태를 각각 도시한 작동 상태 단면도.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 자동 포구청소기용 압력유체제어장치의 일 실시례에 대한 유압회로도로서,

도 8 및 도 9은 청소기의 전진 작동 시에 제1,3 라인 및 제2 라인에 압력유체가 공급되는 상태를 보인 것이고,

도 10는 및 도 11은 청소기의 후진 작동 시에 제2,3 라인 및 제1 라인에 압력유체가 공급되는 상태를 보인 것이다.

**도면의주요부분에대한부호의설명**

10 : 실린더 조립체 11 : 실린더 몸체

12 : 실린더 전면밀폐판 20 : 클램프 조립체

21 : 클램프 전면밀폐판 22 : 클램프 실린더

24 : 클램프 피스톤 24a : 경사캠부

25 : 탄성부재 26 : 클램프 블록

27 : 탄성부재 30 : 피스톤 조립체

31 : 로드 32 : 피스톤

33 : 전진용 압력유체유로 34 : 후진용 압력유체유로

35 : 클램핑용 압력유체유로 40 : 브러시 조립체

41 : 브러시 홀더 42 : 브러시

43 : 고정부재 44 : 베어링

60 : 압력유체공급원 61 : 메인압력유체라인

63,64 : 제1, 제2 압력유체라인 65 : 클램핑용 압력유체라인

66 : 메인전환밸브 67,68 : 제1, 제2 급속배출밸브

69,70 : 제1, 제2 파일로트라인 71,72 : 제1, 제2 압력유체타이머

73,74 : 제1, 제2 수동전환밸브

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부에 밀폐공간을 가지는 실린더 조립체와; 상기 실린더 조립체의 후단에 고정 결합되어 포구내의 임의 위치에서 클램핑되어 상기 실린더 조립체를 포구내에서 고정하기 위한 클램프 조립체와; 상기 실린더 조립체를 관통하여 축방향으로 전후진 운동 가능하게 설치되는 로드와 상기 로드에 결합되어 상기 실린더 조립체의 내부에서 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤을 가지는 피스톤 로드 조립체와; 상기 피스톤 로드 조립체의 로드 선단에 결합되어 포구의 내부를 밀착 접촉하면서 청소하는 브러시를 가지는 브러시 조립체 및; 상기 피스톤을 전후진시키기 위한 압력유체와 상기 클램프를 작동시키기 위한 압력유체를 공급하는 압력유체공급수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기가 제공된다.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 실린더 조립체와, 상기 실린더 조립체의 후방에 고정 결합되며 클램프 실린더와 클램프 피스톤에 의해 밀폐공간(S4)이 형성된 클램프 조립체와, 상기 실린더 조립체의 내부에 설치되어 전방측 밀폐공간(S2)과 후방측 밀폐공간(S1)으로 구획하는 피스톤과 이 피스톤에 결합되는 로드를 가지는 피스톤 로드 조립체와, 상기 로드의 선단에 결합되는 브러시 조립체를 가지는 자동 포구청소기에 적용되는 것으로, 압력유체공급원과; 상기 압력유체공급원에 연결되어 상기 후방측 밀폐공간(S1)과 전방측 밀폐공간(S2)에 각각 압력유체를 공급하기 위한 제1 및 제2 압력유체라인과; 양단에 파일로트단을 가지며 상기 제1 및 제2 압력유체공급라인 중 어느 한 쪽을 상기 압력유체공급원에 선택적으로 연결하는 메인전환밸브와; 상기 제1 압력유체공급라인에서 분기되어 클램프의 밀폐공간(S4)에 압력유체를 공급하기 위한 클램핑용 압력유체공급라인과; 상기 제1 및 제2 압력유체공급라인에서 분기되어 상기 메인전환밸브의 파일로트단에 공압 신호를 전달하는 제1 및 제2 파일로트라인과; 상기 제1 및 제2 파일로트라인의 도중에 설치되어 공압 신호를 일정 시간 동안 지연시키는 제1 및 제2 공압타이머;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기용 압력유체제어장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 자동 포구청소기 및 이에 사용되는 압력유체제어장치를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 자동 포구청소기의 실시례를 보인 것이고, 도 8 내지 도 11은 본 발명에 의한 압력유체제어장치를 보인 것이다.

본 발명에서의 압력유체는 압축공기나 압축오일을 사용할 수 있으며, 적용하고자 하는 대상에 따라서 선택적으로 사용할 수 있는 것이다. 특히 화포의 포구 청소에 적용할 경우에는 화포에 설치되어 있는 공압공급원을 사용할 수 있다.

도 1 및 도 2에서 10은 포구(100)의 내부에 삽입될 수 있는 실린더 조립체이고, 20은 상기 실린더 조립체(10)내에서 직선 왕복 운동할 수 있는 피스톤 로드 조립체이며, 30은 상기 실린더 조립체(10)의 후단부에 결합되는 클램프 조립체이고, 40은 상기 피스톤 로드 조립체(20)의 선단에 고정 결합되는 브러시 조립체이다.

상기 실린더 조립체(10)는 원통형 실린더 몸체(11)와, 상기 원통형 실린더 몸체(11)의 선단부를 밀폐하는 실린더 전면밀폐판(12)으로 구성된다.

상기 실린더 몸체(11)의 양단에는 서로 대향하는 U자형 홈(13a,14a)이 형성된 기밀유지부재(13,14)가 끼워진다.

상기 클램프 조립체(20)는 상기 실린더 조립체(10)의 후단부에 결합되는 클램프 전면밀폐판(21)과, 상기 클램프 전면밀폐판(21)의 후면에 결합되는 원통형 클램프 실린더(22)와, 상기 클램프 실린더(22)의 후방에 일정 간격의 클램프 작동공간(S3)을 두고 결합되는 클램프 후면판(23)과, 상기 클램프 실린더(23)의 내부에서 직선 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 클램프 전면밀폐판(21)과의 사이에 밀폐공간(S4)을 형성하며 상기 클램프 작동공간(S3)내에 위치하는 부위에 후방으로 갈수록 직경이 작아지는 경사캠부(24a)를 가지는 클램프 피스톤(24)과, 상기 클램프 피스톤(24)을 전방측으로 탄력지지하는 탄성부재(25)와, 상기 클램프 작동공간(S3)에서 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 경사캠부(24a)에 결합되는 경사캠공(26a)을 가지는 클램프 블록(26)과, 상기 클램프 블록(26)을 상시 축중심으로 오무리는 방향으로 탄력지지하는 탄성부재(27)와, 상기 클램프 블록(26)의 외측단부에 결합되어 포구(100)의 내주면에 밀착되는 클램프 패드(28)로 구성된다.

상기 클램프 실린더(22)의 내부에는 상기 클램프 피스톤(24)이 작동하는 작동공간(S5)이 형성되며, 상기 클램프 전면밀폐판(21)의 후면에는 요홈부(21a)가 형성되고 상기 클램프 피스톤(24)의 전면측에는 상기 요홈부(21a)에 대향하는 요홈부(24b)가 형성되어 클램프 피스톤(24)이 전방으로 완전히 이동되었을 경우에도 클램프 피스톤(24)과 클램프 전면밀폐판(21)사이에 밀폐공간(S4)이 남도록 되어 있다.

상기 클램프 피스톤(24)의 경사캠부(24a)의 후단측에는 걸림턱(24c)이 형성되어 이 걸림턱(24c)과 상기 클램프 후면판(23)과의 사이에 상기 탄성부재(25)가 걸리게 되어 있다.

상기 클램프 피스톤(24)의 후단부에는 상기 클램프 후면판(23)에 천공된 안내공(23a)에 관통 안내되는 안내부(24d)가 연장 형성되어 있다.

상기 클램프 후면판(23)은 강도 유지를 위하여 두 개의 판으로 구성할 수도 있으나 반드시 이로서 국한되는 것은 아니다.

상기 클램프 블록(26)은 복수 개(적어도 2개 이상)의 부채꼴형으로 형성되며, 각각 한 쌍의 원호형 홈(26d)을 형성하고, 상기 탄성부재(27)는 C형으로 형성하여 상기 원호형 홈(26d)에 링형으로 된 탄성부재(27)를 끼우는 것에 의하여 클램프 블록(26)이 상시 축 중심 방향으로 오무라지는 방향으로 탄력지지되도록 되어 있다.

또한 상기 클램프 블록(26)에는 도 3에 도시한 바와 같이 반경 방향으로 안내장공(26b)이 형성되며, 상기 클램프 실린더(22)와 상기 클램프 후면판(23)을 볼트(29a)로 체결하는 과정에서 볼트(29a)가 상기 안내장공(26b)을 통과하도록 함으로써 클램프 블록(26)이 안내장공(26b)과 볼트(29a)에 의하여 반경 방향으로 안내되도록 되어 있다.

또한 상기 볼트(29a)에는 상기 안내장공(26b)의 내주면에 슬라이드 접촉하는 가이드 부싱(29b)이 끼워져 클램프 블록(26)의 반경 방향 작동이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 클램프 패드(28)는 클램프 블록(26)의 외측면에 형성된 패드 삽입홈(26c)에 삽입 고정된다.

상기 피스톤 로드 조립체(30)는 상기 실린더 전면밀폐판(12)과 기밀유지부재(13,14)와 클램프 전면밀폐판(21)과 클램프 피스톤(24)과 클램프 후면판(23)을 관통하는 로드(31)와, 상기 로드(31)의 소정 부위에 고정되며 상기 실린더 몸체(11)의 내주면에 밀착된 상태로 왕복 이동 가능하게 설치되는 피스톤(32)으로 구성된다.

상기 로드(31)와 피스톤(32)은 원형 단면으로 형성된다.

상기 피스톤(32)은 실린더 몸체(11)의 내부 공간을 후방측 밀폐공간(S1)과 전방측 밀폐공간(S2)으로 구획하게 된다.

또한 상기 피스톤(32)의 양측면에는 상기 기밀유지부재(13,14)의 U자형 홈(13a,14a)에 대향하는 U자형 홈(32a,32b)이 형성되어 있어 피스톤(32)이 상사점이나 하사점에 위치한 경우에도 U자형 홈(13a,14a), (32a,32b)에 의하여 공간이 남도록 구성된다.

상기 로드(31)의 내부에는 상기 피스톤(32)을 전,후진시키기 위한 압력유체와 상기 클램프 피스톤(24)을 전,후진시키기 위한 압력유체를 공급하는 압력유체공급수단이 설치된다.

상기 압력유체공급수단은 상기 실린더 몸체(11)의 후방측 밀폐공간(S1)에 압력유체를 공급하기 위한 전진용 압력유체유로(33)와, 전방측 밀폐공간(S2)에 압력유체를 공급하기 위한 후진용 압력유체유로(34)와, 상기 클램프 조립체(20)의 밀폐공간(S4)에 압력유체를 공급하기 위한 클램핑용 압력유체유로(35)가 형성된다.

상기 전진용 압력유체유로(33)와 후진용 압력유체유로(34)의 외측단은 압력유체공급원에 연결하기 위한 포트(33a,34a)가 형성되며, 내측단은 상기 전방측 밀폐공간(S1)과 후방측 밀폐공간(S2)내에서 개구되는 압력유체토출공(33b,34b)이 형성된다.

즉, 상기 압력유체토출공(33b)은 피스톤(32)의 전단면보다 전방에, 압력유체토출공(34b)은 피스톤(32)의 후단면보다 후방에 각각 위치하게 되는 것이다.

상기 클램핑용 압력유체유로(35)의 외측단은 압력유체공급원에 연결하기 위한 포트(35a)가 형성되며, 내측단은 상기 클램프 조립체(20)의 밀폐공간(S4)내에서 개구되는 압력유체토출공(35b)이 형성된다.

상기 포트(33a,34a,35a)들은 압력유체호스(33c,34c,35c)을 통해 압력유체공급원에 연결된다.

상기 브러시 조립체(40)는 상기 로드(10)의 선단에 형성된 브러시 연결부(36)에 회전 가능하게 결합되는 원통형 브러시 홀더(41)와, 상기 브러시 홀더(41)의 외주면에 식재된 브러시(42)로 구성된다.

상기 브러시 홀더(41)는 로드(10)의 선단 브러시 연결부(36)에 직접 회전 가능하게 결합할 수도 있으나 도시례와 같이 로드(10)의 브러시 연결부(36)에 원통형 고정부재(43)를 고정하고 이 고정부재(43)의 외주측에 베어링(44)을 개재하여 결합함으로써 브러시 조립체(40) 전체의 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 브러시 홀더(41)와 원통형 고정부재(43) 및 베어링(44)은 브러시 조립체 하우징(45,46) 사이에 설치되며, 상기 브러시 조립체 하우징(45)과 고정부재(43)는 고정나사(47)에 의하여 체결 고정된다.

도 1 및 도 2에서 미설명 부호 51은 실린더 전면밀폐판(12)와 클램프 전면밀폐판(21)을 체결하기 위한 볼트이고, 52는 상기 클램프 전면밀폐판(21)과 클램프 실린더(22)를 체결하기 위한 볼트이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동 포구청소기는 상기 포트(33a,34a,35a)를 각각 압력유체공급원에 호스 등으로 연결하고, 포구(100)의 내부에 삽입한 상태에서 압력유체유로(33,34,35)에 압력유체를 선택적으로 공급하는 것에 의하여 포구(100)내에서 자동적으로 진퇴 작동하면서 청소를 수행하게 되는 것인 바, 이하에서 청소과정을 단계별로 상세히 설명한다.

최초, 도 3에 도시한 바와 같이 피스톤 로드 조립체(20) 및 브러시 조립체(40)가 후진한 상태에서 브러시 조립체(40), 실린더 조립체(10), 클램프 조립체(20) 전체를 포구(100)에 삽입한 상태에서, 압력유체공급원으로부터 상기 전진용 압력유체유로(33)와 클램핑용 압력유체유로(35)에 압력유체를 공급한다.

클램핑용 압력유체유로(35)에 공급된 압력유체는 압력유체토출공(35b)을 통하여 밀폐공간(S4)내로 토출되면서 클램프 피스톤(24)을 후진 방향으로 밀게 되고 클램프 피스톤(24)은 탄성부재(25)의 탄성을 이기면서 후진하게 된다.

이때, 클램프 피스톤(24)의 안내부(24d)가 클램프 후면판(23)의 안내공(23a)에 의하여 안내되므로 그 후진 작동이 원활하게 이루어지게 된다.

클램프 피스톤(24)이 후진함에 따라 그 경사캠부(24a)와 클램프 블록(26)의 경사캠공(26a)의 캠 작용에 의하여 클램프 블록(26)이 탄성부재(27)의 탄성을 이기면서 외측으로 벌어지게 된다. 이때 클램프 블록(26)은 안내장공(26b)과 볼트(29a)에 의하여 반경 방향으로 안내되고 있으므로 그 작동이 반경 방향으로 정확하게 이루어지게 된다.

이때 상기 볼트(29a)에는 가이드 부싱(29b)이 끼워져 있으므로 안내장공(26b)과의 안내 작용이 더욱 원활하게 이루어지게 된다.

클램프 블록(26)이 외측으로 벌어짐에 따라 클램프 블록(26)에 결합된 클램프 패드(28)가 포구(100)의 내주면에 밀착되면서 클램프 조립체(20) 전체를 포구(100)내의 소정 위치에 고정시키게 된다.

한편, 전진용 압력유체유로(33)에 공급된 압력유체는 상기 실린더 조립체(10)의 실린더 몸체(11)와 피스톤 로드 조립체(30)의 피스톤(32)에 의하여 형성되는 후방측 밀폐공간(S1)에서 토출되면서 피스톤(32)에는 전진 방향 힘을, 클램프 조립체(20)의 클램프 전면밀폐판(21)에는 후진 방향 힘을 가하게 되는데, 이때 클램프 조립체(20)는 포구(100)의 소정 위치에 고정되어 있고, 실린더 조립체(10)는 클램프 조립체(20)에 고정 결합되어 있으므로 도 5에 도시한 바와 같이 클램프 조립체(20)와 실린더 조립체(10)는 고정된 상태에서 피스톤(32)이 전진하게 되고, 이에 결합된 로드(31)가 전진하게 됨과 아울러 로드(31)에 결합되어 있는 브러시 조립체(40)가 전진하게 된다.

다시 전진용 압력유체유로(33)에 공급되던 압력유체를 차단하고, 후진용 압력유체유로(34)에 압력유체를 공급하면, 그 압력유체는 상기 실린더 조립체(10)의 실린더 몸체(11)와 피스톤 로드 조립체(30)의 피스톤(32)에 의하여 형성되는 전방측 밀폐공간(S2)에서 토출되면서 피스톤(32)에는 후진 방향 힘을 실린더 조립체(10)의 실린더 전면밀폐판(12)에는 전진 방향 힘을 가하게 되는데, 이때 클램프 조립체(20)는 포구(100)의 소정 위치에 고정되어 있고 실린더 조립체(10)는 클램프 조립체(20)에 고정 결합되어 있으므로 도 5에 도시한 바와 같이 클램프 조립체(20)와 실린더 조립체(10)는 고정된 상태에서 피스톤(32)이 후진하게 되고, 이에 결합된 로드(31)가 전진하게 됨과 아울러 로드(31)에 결합되어 있는 브러시 조립체(40)가 후진하게 된다.

이와 같이 브러시 조립체(40)가 전,후진함에 따라 브러시(42)가 포구(100)의 내주면에 접촉하면서 청소를 하게 되는 것이다.

이때 브러시 조립체(40)의 브러시 홀더(41)는 로드(31)의 선단 브러시 연결부(36)에 고정부재(43)과 베어링(44)에 의하여 회전 가능하게 설치되어 있으므로 브러시(42)는 포구(100)의 강선을 따라 회전하게 되어 청소 효과가 극대화된다.

로드(31)와 브러시 조립체(40)의 전,후진은 실린더 조립체(10)와 피스톤 로드 조립체(30)에 의한 피스톤(32)의 스트로크만큼 이루어진다.

다음, 청소 부위를 이동시키기 위하여 자동 포구청소기를 전진시키는 경우에는 전진용 압력유체유로(33)와 클램핑용 압력유체유로(35)에 대한 압력유체의 공급이 중지되고, 후진용 압력유체유로(34)에 압력유체가 공급된다.

전진용 압력유체유로(33)와 클램핑용 압력유체유로(35)에 각각 연결되어 있는 후방측 밀폐공간(S1)과 밀폐공간(S4)내의 압력이 제거되면, 클램프 피스톤(24)은 탄성부재(25)의 탄성력에 의하여 전진하게 되고 이에 따라 클램프 피스톤(24)의 경사캠부(24a)와 클램프 블록(26)의 경사캠공(26a)에 의한 캠작용력이 제거되므로 클램프 블록(26)은 탄성부재(27)의 탄성력에 의하여 축중심 방향으로 복귀하게 되어 그 클램프 패드(28)가 포구(100)의 내주면으로부터 이격되어 클램프가 해제되고 클램프 조립체(20)와 실린더 조립체(10)는 포구(100)내에서 이동할 수 있는 상태로 된다.

이 상태에서 후진용 압력유체유로(34)를 통해 전방측 밀폐공간(S2)에 공급되는 압력유체에 의해 피스톤(32)이 후퇴하게 되고, 이에 따라 전진용 압력유체유로(34)와 후방측 밀폐공간(S1)에 있는 공기는 전진용 압력유체유로(34)를 통해 배출된다.

이때, 상기 클램프 조립체(20)와 실린더 조립체(10)는 포구(100)내에서 자유롭게 이동될 수 있는 상태이고, 브러시 조립체(40)는 그 브러시(42)가 포구(100)의 내주면에 압착된 상태에 있어 그 자유도면에서 브러지 조립체(40)에 비하여 클램프 조립체(20)와 실린더 조립체(10)가 쉽게 이동될 수 있는 상태로 된다.

따라서 피스톤(32)이 후진하려고 하지만 피스톤(32)의 로드(31)에 고정 결합된 브러시 조립체(40)가 포구(100)의 내주면에 압착된 상태로 되어 있으므로 상대적으로 실린더 조립체(10)와 클램프 조립체(20)가 브러시 조립체(40)측으로 끌려가서 도 6에 도시한 바와 같이 실린더 조립체(10)의 실린더 전면밀폐판(12)이 브러시 조립체(40)의 후방 브러시 하우징(46)에 밀착된 상태로 된다.

이 상태는 도 4의 최초 상태에서 피스톤(32)의 스트로크만큼 전진한 상태이며, 각 실린더 조립체(10), 클램프 조립체(20), 피스톤 로드 조립체(30) 및 브러시 조립체(40)의 상대 위치는 도 4의 최초 상태와 동일한 상태이다.

이러한 실린더 조립체(10)와 클램프 조립체(20)의 고정 상태에서 피스톤 로드 조립체(30)와 브러시 조립체(40)의 전,후진 작동과, 실린더 조립체(10)와 클램프 조립체(20)의 전진 작동을 반복하면서 포구(100)의 전장(全長)에 걸쳐서 청소를 수행하게 되는 것이다.

다음 청소가 끝난 후 포구를 빠져나오는 과정을 설명한다.

도 6이 포구(100)의 내측단까지 청소를 완료한 상태라고 할 때, 클램프 조립체(20)의 클램핑이 해제된 상태에서 전진용 압력유체유로(33)을 통하여 실린더 조립체(10)의 후방측 밀폐공간(S1)에 압력유체를 공급하면, 피스톤(32)에는 전진 방향 힘이, 실린더 조립체(10)에는 후진 방향 힘이 가해지게 되는데, 피스톤(32)의 로드(31)의 선단에 결합된 브러시 조립체(40)의 브러시(42)가 포구(100)의 내주면에 압착되어 있으므로 그 자유도면에서 브러지 조립체(40)에 비하여 클램프 조립체(20)와 실린더 조립체(10)가 쉽게 이동될 수 있는 상태로 된다.

따라서 피스톤(32)이 전진하려고 하지만 피스톤(32)의 로드(31)에 고정 결합된 브러시 조립체(40)가 포구(100)의 내주면에 압착된 상태로 되어 있으므로 상대적으로 실린더 조립체(10)와 클램프 조립체(20)가 브러시 조립체(40)로부터 밀려나서 도 7에 도시한 바와 같이 실린더 조립체(10)와 클램프 조립체(20)가 피스톤(32)의 스트로크만큼 후진하게 되는 것이다.

다음, 후진용 압력유체유로(34)와 클램핑용 압력유체유로(35)를 통해 전방측 밀폐공간(S2)과 밀폐공간(S4)에 압력유체를 공급하면, 상술한 바와 같이 작용으로 클램프 조립체(20)가 포구(100)내에 고정되고, 이 상태에서 피스톤(32)이 후진하게 되므로 피스톤(32)의 로드(31)의 선단에 고정된 브러시 조립체(40)가 피스톤(32)의 스트로크만큼 후진하게 된다.

이러한 작동을 반복하는 것에 의하여 본 발명에 의한 자동 포구청소기가 포구(100)로부터 빠져나오게 된다.

이하, 본 발명의 자동 포구청소기에 적합한 압력유체제어장치를 도 8 내지 도 11에 도시한 실시례에 따라서 설명한다.

도 8 내지 도 11에서 60은 압력유체공급원이고, 61은 압력유체공급원(60)에서의 압력유체를 공급하기 위한 메인압력유체라인이며, 62는 메인압력유체라인(61)의 도중에 설치되어 자동 포구청소기를 사용할 때만 메인압력유체라인(61)을 개방하고 사용하지 않을 경우에 메인압력유체라인(61)을 폐쇄하기 위한 개폐밸브이다.

상기 압력유체공급원(60)은 화포에 장착되어 있는 공압공급원 등 압력유체공급원을 사용할 수 있다.

상기 개폐밸브(62)는 솔레노이드밸브가 사용된다.

상기 메인압력유체라인(61)에는 상기 전진용 압력유체유로(33)의 포트(33a)에 연결되는 제1 압력유체라인(63)과 상기 후진용 압력유체유로(34)의 포트(34a)에 연결되는 제2 압력유체라인(64)이 직진포트(a)와 교차포트(b)를 가지는 메인전환밸브(66)를 통해 연결되어 있다.

상기 메인전환밸브(66)는 파일로트단(66a,66b)을 가지는 것이다.

또한 상기 제1 압력유체라인(63)과 제2 압력유체라인(64)의 도중에는 각각 제1 및 제2 급속배출밸브(67,68)가 설치되어 있다.

상기 제1 및 제2 급속배출밸브(67,68)는 상기 밀폐공간(S1,S2)에서 포트(33a,34a)를 통해 배출되는 압력유체가 신속하게 대기중으로 배출되도록 함으로써 클램핑용 압력유체라인(65)측으로 역류되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 제1 압력유체라인(63)에는 상기 클램핑용 압력유체유로(35)의 포트(35a)에 연결되는 클램핑용 압력유체라인(65)이 분기 연결되어 있다.

상기 제1 압력유체라인(63)에는 제1 파일로트라인(69)이 분기 연결되어 상기 메인전환밸브(62)의 일측 파일로트단에 연결되고, 상기 제2 압력유체라인(64)에는 제2 파일로트라인(70)이 분기 연결되어 상기 메인전환밸브(62)의 타측 파일로트단에 연결되어 있다.

상기 파일로트라인(69,70)의 도중에는 각각 직진포트(a)와 교차포트(b)를 가지는 제1 및 제2 압력유체타이머(71,72)가 설치되어 있다. 이들 제1 및 압력유체타이머(71,72)는 파일로트단(71a,72a)과 자체 파일로트라인(71b,72b) 및 스프링(71c,72c)을 구비하여 상기 제1 압력유체라인(63) 또는 제2 압력유체라인(64)으로 압력유체가 공급된 시점으로부터 일정 시간이 경과한 후 메인전환밸브(66)의 파일로트단에 압력유체 신호를 인가하는 것이다.

상기 제1, 제2 압력유체라인(63,64)의 상류라인(63a,64a)과 하류라인(63b,64b)의 사이에는 직진포트(a)와 교차포트(b)를 가지는 제1 수동전환밸브(73)가 설치되고, 상기 파일로트라인(69,70)의 상류라인(69a,70a)과 하류라인(69b,70b)의 사이에는 직진포트(a)와 교차포트(b)를 가지는 제2 수동전환밸브(74)가 설치된다.

이하, 본 발명에 의한 압력유체제어장치의 작동을 상술한 자동 포구청소기의 작동과 연관지어 설명한다.

도 8은 클램프 조립체(20)를 클랭핑시킴과 동시에 피스톤 로드 조립체(30)와 브러시 조립체(40)를 전진시키는 단계의 압력유체회로도로서, 이 상태에서는 압력유체공급원(60)에서 개폐밸브(62)를 통해 메인압력유체라인(61)에 공급된 압력유체는 메인전환밸브(66)의 직진포트(a)를 통하여 제1 압력유체라인(63)과 클램핑용 압력유체라인(65)으로 공급된다.

여기서 제1 압력유체라인(63)으로 공급된 압력유체는 제1 수동전환밸브(73)의 직진포트(a)와 제1 급속배출밸브(67) 및 전진용 압력유체유로(33)을 통해 실린더 조립체(10)의 후방측 밀폐공간(S1)으로 공급되고, 클램핑용 압력유체라인(65)으로 공급된 압력유체는 클램핑용 압력유체유로(35)를 통하여 클램프 조립체(20)의 밀폐공간(S4)으로 공급된다.

이에 따라 상술한 클램핑 작동과 동시에 피스톤 로드 조립체(30) 및 브러시 조립체(40)의 전진 작동에 의해 청소가 이루어지게 되는 것이다.

피스톤 로드 조립체(30)가 전진함에 따라 전방측 밀폐공간(S2)에 있던 공기는 포트(34a)를 통해 배출되는데 제2 압력유체라인(64)에는 제1 급속배출밸브(68)가 설치되어 있으므로 급속하게 배출되는 것이다.

피스톤 로드 조립체(30) 및 브러지 조립체(40)의 전진 작동이 완료되어 후방측 밀폐공간(S1)의 압력이 일정 이상 상승하게 되면, 제1 압력유체라인(63)으로 공급되는 압력유체는 제1 압력유체라인(63)에서 분기된 제1 파일로트라인(69)으로 바이패스되어 제2 수동전환밸브(74)의 직진포트(a)를 통해 제1 압력유체타이머(71)의 파일로트라인(71c)을 통해 공급되며, 이에 따라 제1 압력유체타이머(71)가 작동하여 그 직진포트(a)가 제1 파일로트라인(69)에 일치되고, 압력유체는 계속하여 제1 파일로트라인(69)을 통해 메인전환밸브(66)의 파일로트단(66a)에 공급되어 메인전환밸브(66)를 작동시켜 도 9에 도시한 바와 같이 그 직진포트(a)가 제1 압력유체라인(63)에서 벗어나고 교차포트(b)가 제1 압력유체라인(63)과 제2 압력유체라인(64)에 일치되게 된다.

이 상태에서는 도 9에 도시한 바와 같이 메인압력유체라인(61)을 통해 공급되는 압력유체는 메인전환밸브(66)의 교차포트(b)를 통하여 제2 압력유체라인(64)로 공급되며, 제2 급속배출밸브(68)와 포트(34a)를 거쳐 전방측 밀폐공간(S2)으로 공급되고, 이에 따라 피스톤(32)과 로드(31) 및 브러시 조립체(40)가 후진하면서 청소를 수행하게 된다.

피스톤 로드 조립체(30)가 후진함에 따라 후방측 밀폐공간(S1)에 있던 공기는 포트(33a)를 통해 배출되는데 제1 압력유체라인(63)에는 제1 급속배출밸브(67)가 설치되어 있으므로 급속하게 배출되는 것이다.

제2 압력유체라인(64)의 하류라인(64b)을 흐르는 압력유체는 파일로트라인(70)의 상류라인(70a)에서 제2 수동전환밸브(74)의 직진포트(a)를 통해 하류라인(70b)으로 흐르게 되고, 그 압력유체는 제2 압력유체타이머(72)의 파일로트라인(72b)을 통해 파일로트단(72a)에 작용하게 되며, 일정 시간이 지연된 후 그 직진포트(a)가 파일로트라인(70)을 연결하게 되고, 압력유체가 메인전환밸브(66)의 파일로트단(b)에 작용하게 되어 메인전환밸브(66)가 도 8의 상태로 전환된다.

도 10은 클램프 조립체(20)를 클램핑시킴과 동시에 피스톤 로드 조립체(30)와 브러시 조립체(40)를 후진시키는 단계의 압력유체회로도로서, 이 상태에서는 메인압력유체라인(61)으로 공급된 압력유체는 메인전환밸브(66)의 직진포트(a)를 통해 제1 압력유체라인(63)으로 공급됨과 동시에 제1 압력유체라인(63)에서 분기된 클램핑용 압력유체라인(65)으로 분기 공급된다.

여기서 제1 압력유체라인(63)의 상류라인(63a)과 제2 압력유체라인(64)의 하류라인(64b)은 제1 수동전환밸브(73)의 교차포트(b)에 의하여 연결되어 있으므로 제1 압력유체라인(63)으로 공급된 압력유체는 상기 전방측 밀폐공간(S2)으로 공급됨과 동시에 클램핑용 압력유체라인(65)으로 공급된 압력유체는 클램프 조립체(20)의 밀폐공간(S4)으로 공급된다.

따라서 밀폐공간(S4)으로 공급된 압력유체에 의하여 클램프 조립체(20)가 클램핑됨과 동시에 전방측 밀폐공간(S2)에 공급된 압력유체에 의하여 피스톤 로드 조립체(30)와 브러시 조립체(40)의 후진 작동이 이루어지게 된다.

상기 제2 압력유체라인(64)의 상류측을 흐르는 압력유체는 제2 파일로트라인(70)의 상류라인(70a)에서 제2 수동전환밸브(74)의 교차포트(b)를 통해 제1 파일로트라인(69)의 하류라인(69b)으로 흐르게 되고 여기서 제1 압력유체타이머(71)측으로 공급되어 일정 시간이 지연된 후 그 파일로트라인(71b)을 통해 파일로트단(71a)에 작용하게 되고 이에 따라 제1 압력유체타이머(71)의 직진포트(a)가 하류라인(69b)을 연결하게 되어 압력유체가 메인전환밸브(66)의 파일로트단(66a)에 작용하게 되며, 도 11에 도시한 바와 같이 메인전환밸브(66)는 그 교차포트(b)가 제1 및 제2 압력유체라인(63,64)에 일치되는 상태로 전환된다.

도 11의 상태에서는 메인압력유체라인(61)에서 공급되는 압력유체는 메인전환밸브(66)의 교차포트(b)를 통해 제2 압력유체라인(64)로 공급되고, 제2 압력유체라인(64)의 상류라인(64a)에서 제1 수동전환밸브(73)의 교차포트(b)를 통해 제1 압력유체라인(63)의 하류측으로 공급되어 상기 후방측 밀폐공간(S1)에 공급되어 피스톤 로드 조립체(30)와 브러시 조립체(40)가 전진하게 되는 것이다.

이때 상기 전방측 밀폐공간(S2)과 클램프의 밀폐공간(S4)에 있던 공기는 제2 급속배출밸브(68)를 통하여 급속하게 배출된다.

또한 제1 압력유체라인(63)의 하류라인(63a)을 흐르는 압력유체는 제1 파일로트라인(69)의 상류라인(69a)에서 제2 수동전환밸브(74)의 교차포트(b)를 통해 제2 파일로트라인(70)의 하류라인(70b)으로 흐르게 되고, 여기서 제2 압력유체타이머(72)로 공급되며, 여기서 일정 시간 지연된 후 제2 압력유체타이머(72)를 통과한 압력유체가 메인전환밸브(66)의 파일로트단(b)에 작용하게 되고, 이에 따라 메인전환밸브(66)는 그 직진포트(a)가 제1 및 제2 압력유체라인(63,64)에 일치되는 상태로 전환된다.

이와 같은 과정을 거쳐 압력유체제어장치는 최초의 상태로 복귀되어 다음 과정을 대기하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 별도의 전원을 사용하지 않고 화포 자체의 압력유체를 이용하여 장포신화된 화포의 포구를 자동적으로 신속, 간편하게 청소할 수 있는 효과가 있다. 또한 전기, 전자 부품을 사용하지 않음으로써 야전에서의 고장이나 전기 사용에 따른 위험을 배제할 수 있게 되는 효과가 있다. 또 브러시가 포구의 강선을 따라 회전할 수 있으므로 전,후진 시 압력유체 호스의 꼬임이나 작동방향 및 저항요소를 배제할 수 있어 더욱 신뢰성 높은 장치를 제공할 수 있는 것이다. 또 클램프 조립체의 클램핑 작동 시 클램프 패드가 포구의 내면에 밀착되는 것이므로 기름이나 이물질이 묻은 포구에서도 클램핑 및 청소를 원활하게 수행할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명의 실시례에서는 포구의 청소에 적용되는 것을 예시하고 있으나 반드시 이로서 국한되는 것은 아니고, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하게 되는 것이다. 또한 방산분야로서는 각종 구경의 화포류 자동 포구청소기 개발에 응용이 가능하고, 민수분야로는 원자력 발전소 파이프, 내연기관의 실린더, 관형 덕트 등의 청소기 개발에 응용이 가능하다.

Claims

내부에 밀폐공간을 가지는 실린더 조립체와; 상기 실린더 조립체의 후단에 고정 결합되어 포구내의 임의 위치에서 클램핑되어 상기 실린더 조립체를 포구내에서 고정하기 위한 클램프 조립체와; 상기 실린더 조립체를 관통하여 축방향으로 전후진 운동 가능하게 설치되는 로드와 상기 로드에 결합되어 상기 실린더 조립체의 내부에서 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 피스톤을 가지는 피스톤 로드 조립체와; 상기 피스톤 로드 조립체의 로드 선단에 결합되어 포구의 내부를 밀착 접촉하면서 청소하는 브러시를 가지는 브러시 조립체 및; 상기 피스톤을 전후진시키기 위한 압력유체와 상기 클램프를 작동시키기 위한 압력유체를 공급하는 압력유체공급수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제1항에 있어서, 상기 실린더 조립체는 실린더 몸체와, 상기 실린더 몸체의 전면을 밀폐하는 실린더 전면밀폐판으로 구성되며, 상기 피스톤에 의하여 전방측 밀폐공간(S2)과 후방측 밀폐공간(S1)으로 구획되는 것임을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제1항에 있어서, 상기 클램프 조립체는 상기 실린더 조립체의 후방에 결합되는 클램프 전면밀폐판과, 상기 클램프 전면밀폐판의 후면에 결합되는 원통형 클램프 실린더와, 상기 클램프 실린더의 후방에 일정 간격의 클램프 작동공간(S3)을 두고 결합되는 클램프 후면판과, 상기 클램프 실린더의 내부에서 직선 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 클램프 전면밀폐판과의 사이에 밀폐공간(S4)을 형성하는 클램프 피스톤과, 상기 클램프 작동공간(S3)에서 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 클램프 피스톤의 전,후진 작동에 연동하여 작동하는 클램프 블록과, 상기 클램프 블록의 외주면에 결합되어 포구의 내주면에 밀착되는 클램프 패드로 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제3항에 있어서, 상기 클램프 피스톤에는 상기 클램프 작동공간(S3)내에 위치하는 부위에 후방으로 갈수록 직경이 작아지는 경사캠부가 형성되고, 상기 클램프 블록에는 상기 경사캠부에 결합되는 경사캠공이 형성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 클램프 피스톤을 상기 밀폐공간에 작용하는 압력유체 작용 방향과 반대 방향으로 탄력지지하는 탄성부재가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 클램프 블록을 축중심 방향으로 탄력지지하는 적어도 1개의 탄성부재가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 클램프 블록에는 반경방향의 안내장공이 형성되고, 상기 안내장공에는 상기 클램프 전면밀폐판과 클램프 후면판을 결합하는 볼트를 관통시켜 클램프 블록이 반경 방향으로 안내되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제1항에 있어서, 상기 압력유체공급수단은 상기 실린더 몸체의 후방측 밀폐공간(S1)에 압력유체를 공급하기 위한 전진용 압력유체유로와, 전방측 밀폐공간(S2)에 압력유체를 공급하기 위한 후진용 압력유체유로와, 상기 클램프 조립체의 밀폐공간(S4)에 압력유체를 공급하기 위한 클램핑용 압력유체유로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제8항에 있어서, 상기 전진용 압력유체유로와 후진용 압력유체유로 및 클램핑용 압력유체유로는 상기 피스톤의 내부에 형성되며, 각 외측단에는 압력유체공급원에 연결하기 위한 포트가 형성되며, 각 내측단에는 상기 전방측 밀폐공간(S1)과 후방측 밀폐공간(S2) 및 클램프 밀폐공간(S4)내에서 개구되는 압력유체토출공이 형성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제1항에 있어서, 상기 브러시 조립체는 상기 로드의 선단에 결합되는 브러시 홀더와, 상기 브러시 홀더의 외주면에 결합되는 브러시로 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제10항에 있어서, 상기 브러시 홀더는 상기 로드의 선단에 회전 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
제11항에 있어서, 상기 브러시 홀더는 상기 로드의 선단에 고정된 고정부재에 베어링을 개재하여 결합됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기.
실린더 조립체와, 상기 실린더 조립체의 후방에 고정 결합되며 클램프 실린더와 클램프 피스톤에 의해 밀폐공간(S4)이 형성된 클램프 조립체와, 상기 실린더 조립체의 내부에 설치되어 전방측 밀폐공간(S2)과 후방측 밀폐공간(S1)으로 구획하는 피스톤과 이 피스톤에 결합되는 로드를 가지는 피스톤 로드 조립체와, 상기 로드의 선단에 결합되는 브러시 조립체를 가지는 자동 포구청소기에 적용되는 것으로, 압력유체공급원과; 상기 압력유체공급원에 연결되어 상기 후방측 밀폐공간(S1)과 전방측 밀폐공간(S2)에 각각 압력유체를 공급하기 위한 제1 및 제2 압력유체라인과; 양단에 파일로트단을 가지며 상기 제1 및 제2 압력유체공급라인 중 어느 한 쪽을 상기 압력유체공급원에 선택적으로 연결하는 메인전환밸브와; 상기 제1 압력유체공급라인에서 분기되어 클램프의 밀폐공간(S4)에 압력유체를 공급하기 위한 클램핑용 압력유체공급라인과; 상기 제1 및 제2 압력유체공급라인에서 분기되어 상기 메인전환밸브의 파일로트단에 공압 신호를 전달하는 제1 및 제2 파일로트라인과; 상기 제1 및 제2 파일로트라인의 도중에 설치되어 공압 신호를 일정 시간 동안 지연시키는 제1 및 제2 공압타이머;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동 포구청소기용 압력유체제어장치.
제13항에 있어서, 제1 및 제2 압력유체공급라인과 제1 및 제2 파일로트라인에 설치되어 라인의 배열을 상호 전환시키는 제1 및 제2 수동전환밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 포구청소기용 압력유체제어장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 압력유체공급라인에 상기 후방측 밀폐공간(S1) 및 전방측 밀폐공간(S2)에서 배출되는 압력유체를 외부로 배출시키는 제1 및 제2 급속배출밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 포구청소기용 압력유체제어장치.