JP2019502866A - 小型空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

本発明による小型空気圧縮機のシリンダー結合構造は、クランク軸が軸支持されたブロックにシリンダーが一体と結合される小型空気圧縮機のシリンダー結合構造において、前記ブロックには前記シリンダーが押圧支持される支持段が形成され、前記シリンダーの外側面には係止段が形成され、前記シリンダーの係止段が支持段にかかって支持された状態で前記バルブカバーが前記シリンダーの先端を押圧するように押圧ボルトが前記ブロックとバルブカバーに締結されることを特徴とする。

Description

本発明は、小型空気圧縮機に関する。より具体的に、本発明は、空気や冷媒ガスのような流体を吸入して圧縮する往復運動ピストン型圧縮機のシリンダーをブロックと別途製作してブロックに結合することにより、圧縮機の重さ及び大きさを減らせるようにした小型空気圧縮機のシリンダー結合構造に関する。

圧縮空気の製造や、冷媒ガスのような流体の圧縮のために圧縮機が利用され、圧縮機はシリンダー内でピストンを往復運動させて空気を圧縮する往復動ピストン型（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｐｉｓｔｏｎ ｔｙｐｅ）とシリンダー内で回転子を回転させて空気を圧縮するロータリベーン型（ｒｏｔａｒｙ ｖａｎｅ ｔｙｐｅ）が主流をなしている。ロータリベーン型空気圧縮機は、騷音が少ないという長所があるが、小型製品の生産が困難であるため、主に２０ＨＰ以上の大型圧縮機のみに適用される実情であり、往復運動ピストン型圧縮機は、主に２０ＨＰ以下の様々な大きさの製品に適用される。

韓国登録実用新案第２０−０３８７１４１号には、空気を圧縮させるための往復運動ピストン型圧縮機が開示され、韓国登録特許第１０−１０７３７６３号、韓国登録実用新案第２０−０１２２６８４号及び韓国公開特許第１０−２０１０−００８１８０７号には冷凍機器の冷媒を圧縮させるための小型往復運動ピストン式、すなわち往復動式圧縮機が開示されている。

図１ａは、韓国公開特許第１０−２０１０−００８１８０７号に開示されている小型往復動式圧縮機を図示したものであって、図１ａを参照すれば、従来に冷媒ガスを圧縮するための一般的な小型往復動式圧縮機は、ケース１の内部で回転動力を発生させる動力部Ｐと、該動力部Ｐの回転運動を往復運動に切り換えて冷媒ガスを圧縮する圧縮部Ｃで構成される。前記動力部Ｐは、ばね２ａで弾性支持される固定子２と、前記固定子２の内側で回転できるように設けられた回転子３からなる。

前記圧縮部Ｃは、圧縮空間を成すようにシリンダー部４ａを一体と有しながら前記固定子２と結合されたブロック４と、前記ブロック４の軸支持孔に挿入されて半径方向と軸方向に支持され、前記動力部Ｐの回転子３に結合されて回転力を伝達するクランク軸５と、前記クランク軸５のカム部に回転できるように結合されて回転運動を直線運動に切り換えるコネクティングロッド６と、前記コネクティングロッド６に回転できるように結合されて前記シリンダー４ａで直線に往復運動しながら冷媒を圧縮するピストン７と、前記シリンダー４ａの先端に結合されて吸入弁と吐出弁が備えられるバルブ組立体８と、前記バルブ組立体８の吸入側に結合される吸入マフラー９ａと、前記バルブ組立体８の吐出側を収容するように結合される吐出カバー９ｂと、前記吐出カバー９ｂに連通して吐出される冷媒の吐出騷音を減殺する吐出マフラー９ｃからなる。

前記のような小型往復動式圧縮機は、前記動力部Ｐの電源が印加されれば、前記固定子２と回転子３の相互作用力によって前記回転子３がクランク軸５と一緒に回転し、前記クランク軸５のカム部に結合された前記コネクティングロッド６が旋回運動をし、前記コネクティングロッド６に結合された前記ピストン７がシリンダー４ａで直線往復運動しながら前記吸入マフラー９ａを通じて前記シリンダー４ａ内部に吸入された冷媒を圧縮して前記バルブカバー９ｂに吐出し、このバルブカバー９ｂに吐出される冷媒は吐出マフラー９ｃを介して排出される。

しかし、図１ａに図示されたような従来の小型往復動式圧縮機は、シリンダー４ａがブロック４と一体と形成されてそのサイズが大きくなってブロック４を製造するための鋳物やダイカスト材料が多く必要であり、重さが重くなってそれによる運送料などの物流に相当費用がかかる短所を有する。

このような従来の往復運動ピストン型圧縮機が有する問題点を克服するために、図１ｂに図示されたように、管体形状のシリンダー４ａ'をブロック４'と別途製作し、シリンダー４ａ'の一端をブロック４'に突き合わせ、バルブ組立体８'がシリンダー４ａ'の他端に結合された状態で、前記シリンダー４ａ'の他端をバルブカバー９ｂ'が押圧するようにバルブカバー９ｂ'とブロック４'を押圧ボルト９ｂ'−１で結合させる構造の小型往復動式圧縮機が開示されている。

しかし、図１ｂに図示された小型往復動式圧縮機の場合、管体形状のシリンダー４ａ'の長さが比較的に長く、その長いシリンダー４ａ'の両端のそれぞれがブロック４'とバルブカバー９ｂ'で支持されて押圧ボルト９ｂ'−１の締結によって押圧されるので、シリンダー４ａ'の変形が比較的に容易に発生する。さらに、シリンダー４ａ'を固定するための押圧ボルト９ｂ'−１の長さも長いため、締結過程や作動中比較的に変形が発生し易いので、シリンダー４ａ'がブロック４'に正確に結合されず、よれる問題が発生する。前記のようなシリンダー４ａ'の変形やシリンダー４ａ'の不均衡な結合は、その内部を往復運動するピストンの摩擦を増加させ、それによって騷音の発生が大きくなり、耐久性も格段に落ちる問題を引き起こす。

一方、図１ａに図示された小型往復動式圧縮機の場合、ピストン７の往復運動で圧縮される空気や、冷媒ガスの脈動によって発生する騷音を減らすための吸入マフラー９ａ及び吐出マフラー９ｂがブロック４と別途製作され、前記バルブカバー４に管で繋がる構造を有する。これは圧縮機の構造を複雑にさせて製作コストを上昇させる要因となる。

また、図１ａに図示された小型往復動式圧縮機の場合、クランク軸５がブロック４の軸支持孔に挿入されて、両側端部が軸受５ｂによって軸方向及び半径方向に軸支持される。しかし、前記クランク軸５には震動が多く発生され、その震動によって通常使われるボールベアリングの場合に破損が容易に進められ、震動の減少と耐久性向上のために必ず給油が必要となる。これによって、図１に図示された従来の小型往復動式圧縮機の場合、オイルフィーダー５ａによってケース１の貯油部にあるオイルをポンピングし、前記クランク軸５に形成されたオイル流路５ｃを通じて前記軸受５ｂに供給する構造を採用している。前記のように供給されるオイルは、一部は前記ピストン７とシリンダー４ａの間の摩擦を減らすように前記シリンダー４ａに供給される。

一方、図１ｃは、もう一つの従来の小型往復動式圧縮機のピストン構造を図示したものであるが、従来にはコネックティングロッド６"が回転できるように繋がったピストン７"の上端部に外周を一周するリング挿入溝７ａ"が形成されるし、そのリング挿入溝７ａ"にはピストン７"とシリンダー内面の間の隙間を密封するためにゴム素材のＯ−リング７ｂ"が挿入された構造を有する。しかし、従来のピストン７"の場合、上端部のみに設けられたＯ−リング７ｂ"がシリンダーの内面に密着される構造であるため、ピストン７"の往復運動時にピストン７"の左右震動が発生する問題がある。しかも、前記Ｏ−リング７ｂ"はゴム素材なので、シリンダー内面との接触時に摩擦が大きくて耐久性が落ちる短所がある。

本発明は、前記のような問題点を認識して案出されたもので、本発明の目的は、シリンダーの側部に支持段を形成し、該支持段がブロックに支持されるようにすることでシリンダーの変形を減少させることができるだけでなく、結果的にバルブカバーとブロックを結合する押圧ボルトの長さを縮めることで、締結時及び作動時にシリンダーとブロックが正確に結合して維持できる小型空気圧縮機を提供するためである。

本発明の別の目的は、吸入マフラー及び吐出マフラーをブロックと一体で形成することによって、構造が簡単で組み立てが容易な小型空気圧縮機を提供するためである。

本発明のまた別の目的は、ブロックの軸支持孔の内部にブッシングを挿入し、その両端にジャーナル軸受を設け、そのジャーナル軸受によってクランク軸が支持されるようにすることで、クランク軸の震動を減らし、軸受の耐久性を向上させられるだけでなく、結果的に無給油が可能な小型空気圧縮機を提供するためである。

本発明のまた別の目的は、ピストンの上下両端に密封リングを設けてピストンの震動を減らせる小型空気圧縮機を提供するためである。

前記のような目的を達成するための本発明による小型空気圧縮機は、ブロックと、前記ブロックに結合される管体形状のシリンダーと、吸入弁と吐出弁が備えられて前記シリンダーの先端を防ぐバルブ組立体と、前記バルブ組立体の上部に吸入空間と吐出空間を形成するように前記バルブ組立体をカバーするバルブカバーと、前記バルブカバーと前記ブロックの間で前記シリンダーが押圧されるように前記バルブカバーと前記ブロックを結合させる少なくとも一つ以上の押圧ボルトと、前記シリンダーの内部で往復運動されるピストンと、前記ブロックに結合された固定子と、前記固定子に対して相対的に回転されるように位置した回転子と、前記回転子と一体で回転されるように前記回転子と結合されて前記ブロックに回転できるように軸支持されたクランク軸と、前記クランク軸の回転運動を前記ピストンの直線往復運動に切り換えるように両端それぞれが前記クランク軸とピストンのそれぞれに繋がったコネクティングロッドが含まれた小型空気圧縮機において、前記ブロックには、前記シリンダーが押圧支持される支持段が形成され、前記シリンダーの外側面には係止段が形成され、前記シリンダーの係止段が支持段にかかって支持された状態で前記バルブカバーが前記シリンダーの先端を押圧するように前記押圧ボルトが前記ブロックとバルブカバーに締結されることを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記ブロックには前記シリンダーの一端部が挿入されるシリンダー挿入孔が貫通して形成され、前記支持段は前記シリンダー挿入孔の内壁に形成された段差によって形成され、前記シリンダーは前記シリンダー挿入孔に挿入されて係止段が前記支持段にかかって支持されることを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、相互接触する前記シリンダー挿入孔の内面と前記シリンダーの外面のいずれか一つにはガイド突起が形成され、前記シリンダー挿入孔の内面と前記シリンダーの外面の別の一つには、前記シリンダーが前記シリンダー挿入孔に挿入される過程で前記ガイド突起が挿入されるガイド溝が形成されたことを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記ブロックにはそれぞれ入口と出口を有する吸入マフラー部及び吐出マフラー部が一体と形成され、前記吸入マフラー部の出口には吸入連結管が繋がって前記吸入マフラー部は前記バルブカバーの吸入空間に繋がるし、前記吐出マフラー部の入口には吐出連結管が繋がって、前記吐出マフラー部は前記バルブカバーの吐出空間に繋がったことを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記吸入連結管には補助吸入マフラー部が形成されたことを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記吐出連結管は、前記バルブカバーが前記シリンダーを押圧する方向に突出されたピトー管と、前記バルブカバーが前記シリンダーを押圧する方向に進めながら、前記ピトー管が挿入されて繋がるように、前記吐出マフラー部の入口に前記ピトー管方向に突出されて繋がったピトーを含んで構成されたことを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記ピストンは、先端部に切り取られたリング挿入端が形成され、前記リング挿入端にＯ−リングが挿入されるし、その外側から前記リング挿入端に固定リングが挿入されて前記ピストンと結合されることを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記Ｏ−リングが内径から外径方向へと傾いた円錐台形状を持つようにテフロン（登録商標）材質で形成され、外径が前記ピストンの先端方向に向かうように前記リング挿入端に挿入されることを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記固定リングが前記リング挿入端に挿入された状態で、ピストンと連接された部分がコーキングされて前記ピストンに結合されることを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記ピストンは、先端部及び後端部にＯ−リングが備えられたことを特徴とする。

また、本発明による小型空気圧縮機は、前記ブロックには前記クランク軸が挿入されて軸支持されるための軸支持孔が形成され、前記軸支持孔には管状のジャーナルが挿入されるし、前記クランク軸は前記ジャーナルの内部に挿入され、前記ジャーナルの両側の入口それぞれには樹脂材質のブッシングが挿入されることを特徴とする。

前記のような構成による本発明による小型空気圧縮機は、シリンダーの側部に支持段を形成し、その支持段がブロックに支持されるようにすることでシリンダーの変形を減少させることができるだけでなく、結果的にバルブカバーとブロックを結合する押圧ボルトの長さを縮めることで、締結時及び作動時にシリンダーとブロックの結合を正確に維持させることができる長所を有する。

また、本発明による小型空気圧縮機は、吸入マフラー及び吐出マフラーをブロックと一体で形成することで、構造が簡単で組み立てが容易な長所を有する。

また、本発明による小型空気圧縮機は、ブロックの軸支持孔の内部にブッシングを挿入し、その両端にジャーナル軸受を設け、そのジャーナル軸受によってクランク軸が支持されるようにすることで、クランク軸の震動を減らし、軸受の耐久性を向上させるだけでなく、結果的に無給油が可能となる長所を有する。

また、本発明による小型空気圧縮機は、ピストンの上下両端に密封リングを設けてピストンの震動を減らせるだけでなく、密封リングをテフロン材質で形成することによって耐摩耗性を向上させることができるので、結果的に無給油が可能となる長所を有する。

ａはブロックにシリンダーが一体と形成された従来の小型往復動式圧縮機の構造を図示した図面である。ｂは別途製作されたシリンダーがブロックに結合された構造を有する従来の小型往復動式圧縮機において、ブロックとシリンダーの結合構造を図示した図面である。ｃは従来の小型往復動式圧縮機のピストン構造を図示した断面図である。 ａは本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した斜視図である。ｂは本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した斜視図である。ｃは本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した平面図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロックとシリンダーの結合を図示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロック、シリンダー、バルブ組立体及びバルブカバーの結合を図示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のクランク軸、コネクティングロッド及びピストンが結合された状態を図示した斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のバルブ組立体を図示した斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のバルブ組立体を図示した分解斜視図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した断面図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロックとシリンダーの結合を詳細に図示した断面図である。 本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロックとクランク軸の結合に対する他の実施例を図示した断面図である。 ａは本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のピストンの構造を図示した斜視図である。ｂは本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のピストンの構造を図示した分解斜視図である。ｃは本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のピストンの構造を図示した断面図である。 以下、添付の図面を参照にして、本発明について詳しく説明する。

図２ａないし図２ｃは、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した斜視図で、図３は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した平面図で、図４及び図５は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した分解斜視図で、図６は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロックとシリンダーの結合を図示した分解斜視図で、図７は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロック、シリンダー、バルブ組立体及びバルブカバーの結合を図示した分解斜視図で、図８は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のクランク軸、コネクティングロッド及びピストンが結合された状態を図示した斜視図で、図９は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のバルブ組立体を図示した斜視図で、図１０は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のバルブ組立体を図示した分解斜視図で、図１１は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機を図示した断面図で、図１２は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロックとシリンダーの結合を詳細に図示した断面図で、図１３は、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のブロックとクランク軸の結合に対する他の実施例を図示した断面図で、図１４ａないし図１４ｃは、それぞれ本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機のピストン構造を図示した斜視図、分解斜視図及び断面図である。

図面を参照すれば、本発明の一実施例によるシリンダー結合構造が適用された小型空気圧縮機は、ハウジング１１、１２、１３、固定子２１、回転子２５、クランク軸３０、コネクティングロッド３４、ブロック４０、シリンダー５０、ピストン６０、バルブ組立体７０、バルブカバー８０、押圧ボルト９０を含んで構成される。

前記ハウジング１１、１２、１３は、固定子２１とブロック４０などが組み立てられた組立体が保護されるよう、その組立体を収容するためのケースであって、底部１１と、その底部１１の外側の縁で上方に延長されて上下が開口された管状で形成された側壁部１２、及び前記側壁部１２の上部開口をカバーするためのカバー部１３で構成される。前記底部１１と側壁部１２のそれぞれが前記カバー部１３の上下開口を防ぐよう、上下に順次置かれた状態で前記底部１１、側壁部１２及びカバー部１３は一体と結合される。前記ハウジング１１、１２、１３は、ポンピング作動の際に発生する騷音を抑え、潤滑油などのようなオイルが外部へ流出されないように密閉されることが好ましい。

前記固定子２１は、電気が印加されると前記回転子２５を回転させるための磁気力を発生させるための構成であって、前記ハウジング１１、１２、１３の底部１１に固定される。前記固定子２１を固定するために、前記固定子２１は固定プレート２２に立てられた状態で結合されるし、前記固定子２１が結合された固定プレート２２は、その下部に４つの防塵スプリング２３によって支持され、前記ハウジング１１、１２、１３の底部１１に結合ボルト２４によって固定される。前記防塵スプリング２３は、ポンピング作動時に発生する震動を吸収し、その震動が前記ハウジング１１、１２、１３に伝わることを防止するためのもので、防塵のために防塵パッドのような前記防塵スプリング２３とは違う部材が代替されたり追加されることがある。

前記固定子２１は、下記のように前記ブロック４０の軸支持部４１で下方に突出された固定子結合柱４６に当接して前記ブロック４０と一体と結合される。

前記回転子２５は、前記固定子２１の内部に位置して固定子２１に対して相対的に回転される構成である。前記クランク軸３０は、前記回転子２５に結合されて前記回転子２５と一体と回転される。

前記クランク軸３０は、前記回転子２５と一体と回転されるように、前記回転子２５と結合されて前記ブロック４０に回転できるように軸支持された構成である。図面を参照すれば、前記クランク軸３０は軸部３１の上部に前記コネクティングロッド３４が繋がるクランク部３２が一体と形成され、前記軸部３１の下部に前記ハウジング１１、１２、１３の底部１１に入った潤滑油をクランク軸３０に移動させるためのオイルフィーダー３３が結合される。前記オイルフィーダー３３によってポンピングされた潤滑油は、前記クランク軸３０に形成された溝や孔のようなオイル流路３１１に沿って前記クランク軸３０の表面に供給される。

前記クランク軸３０の軸部３１は、前記ブロック４０の軸支持部４１に軸支持されるが、前記ブロック４０の軸支持部４１には上下に貫通された軸孔４７が形成され、その軸孔４７に挿入されたジャーナル３５に前記軸部３１が回転できるように挿入されて軸支持される。

前記クランク軸３０のクランク部３２は、前記コネクティングロッド３４と共に前記クランク軸３０の回転を前記ピストン６０の往復運動に切り換えるためのカム器具に関する構成である。

前記コネクティングロッド３４は、前記クランク軸３０の回転運動を前記ピストン６０の直線往復運動に切り換えるよう、両端それぞれが前記クランク軸３０とピストン６０のそれぞれに繋がった構成である。図面を参照すれば、前記コネックティングロッド３４は、コネックティングピン６６で前記ピストン６０に繋がるロッド部３４１と、前記クランク軸３０のクランク部３２に繋がるジャーナル部３４２に分割形成された構造を有する。分割された前記ロッド部３４１と前記ジャーナル部３４２は、連結ピン３４３によって繋がる。特に、前記連結ピン３４３は、その軸方向が前記クランク軸３０の軸方向と直角でよじれた位置を有して、前記連結ピン３４３によって繋がった状態で前記ロッド部３４１と前記ジャーナル部３４２は連結ピン３４３の軸を中心にして相対的に回転可能であり、クランク軸３０の軸方向の変位によって前記コネクティングロッド３４に加えられる曲げ力を吸収することができるようになる。

前記ブロック４０は、前記クランク軸３０を軸支持し、前記シリンダー５０が結合されるための構成である。

本発明は、前記ブロック３０にシリンダー５０が一体と形成されず、前記シリンダー５０が別途形成されて前記ブロック４０のシリンダー結合部４２に結合された構造を有することを特徴とする。図面を参照すれば、前記ブロック４０は、前記クランク軸３０が軸支持される水平方向の板状で形成された軸支持部４１と、前記軸支持部４１とは鉛直になるように立てられた板状で形成されたシリンダー結合部４２を有するように形成される。

前記ブロック３０の軸支持部４１には軸支持孔４７が形成され、その軸支持孔４７には管状のジャーナル３５が挿入固定される。前記ジャーナル３５には、前記クランク軸３０が挿入されて軸支持される。

前記ジャーナル３５は、前記クランク軸３４の回転を円滑に支持し、耐摩耗性を有する青銅のような材質で形成され、前記クランク軸３４が前記ジャーナル３５に直接スライディング接触によって支持されるように構成されるが、図１０と図１２は、これを図示した断面である。

一方、本発明は、前記ジャーナル３５にクランク軸３４が直接支持されず、前記ジャーナル３５の両側入口のそれぞれに結合された樹脂材質のブッシング３５１、３５２によって支持される構造で形成されてもよい。図１３は、耐熱及び耐摩耗性に優れたＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）のような樹脂材質で形成されたブッシング３５１、３５２が前記ジャーナル３５の両側入口にそれぞれ挿入され、そのブッシング３５１、３５２にクランク軸３４の軸部３４１が挿入されて支持された実施例を図示したものである。図１３に図示されたように、樹脂材質のブッシング３５１、３５２によって前記クランク軸３４が支持される場合は、オイル給油を減らすか、給油自体が必要ない無給油の軸支持構造を有するようになる。無給油軸支持となる場合、本発明は上述したオイルフィーダー３３やオイル流路３１１に関する構成を削除することができるし、それによって重量減少及び小型化が容易になる。

本発明は、前記シリンダー５０が前記ブロック４０とは別途製作されて前記ブロック４０のシリンダー結合部４２に結合される構造を有するが、前記シリンダー結合部４２には、前記軸支持孔４７とは鉛直に配置されたシリンダー挿入孔４５が形成される。前記シリンダー挿入孔４５は、前記シリンダー結合部４２に前記シリンダー５０の一端部が挿入されるように貫通して形成されるが、そのシリンダー挿入孔４５は、クランク軸３０が位置された側の内径が小さくて、前記クランク軸３０が位置された反対側は、直径が大きい部分に分けられるように段差が形成され、前記段差によって前記シリンダー５０の係止段５３が支持されるための支持段４５１が形成される。前記シリンダー５０は、前記シリンダー挿入孔４５に挿入され、その係止段５３が、前記シリンダー挿入孔４５の内壁に形成された段差によって形成される支持段４５１にかかって支持される。

前記シリンダー挿入孔４５には、前記シリンダー５０の挿入をガイドするために前記シルリングド５０の外壁に形成されたガイド溝５４に対応されるガイド突起４５２が、直径が大きい部分から前記シリンダー挿入孔４５の内壁にその長手方向に長く形成される。前記シリンダー５０は前記シリンダー挿入孔４５に挿入される過程において、シリンダー５０の外面に形成されたガイド溝５４に前記ガイド突起４５２が挿入され、前記シリンダー５０はその長手方向のみに移動されながら前記シリンダー挿入孔４５に挿入される。

一方、本発明は、ポンピング動作時に発生する流体の脈動による騷音を減らすための吸入マフラー４３及び吐出マフラー４４が前記ブロック４０と一体で形成された構造を有する。図面を参照すれば、前記吸入マフラー４３と前記吐出マフラー４４は、軸が支持される軸支持部４１の両側それぞれに形成される。特に、前記吸入マフラー４３と吐出マフラー４４の間に前記シリンダー結合部４２が位置し、前記吸入マフラー４３と吐出マフラー４４それぞれの端部が前記軸支持部４１の両側それぞれに繋がって、前記吸入マフラー４３、前記シリンダー結合部４２及び前記吐出マフラー４４の順に「コ」の字型で配置された構造で相互繋がって、ブロック４０の剛性が補強される構造を形成する。前記吸入マフラー４３には流体が流入される入口４３１と流出される出口４３２が形成され、前記吸入マフラー４３の入口４３１には、吸入される空気や冷媒に含まれた異物を取り除くための吸入フィルター４３ａが結合され、前記吸入マフラー４３の出口４３２には吸入連結管９３が繋がって、前記吸入マフラー４３は前記バルブカバー８０の吸入空間８１ａへと繋がる。また、前記吐出マフラー４４には流体が流入される入口４４１と吐出される出口４４２が形成されるし、前記吐出マフラー４４の入口４４１には吐出連結管９４が繋がって前記吐出マフラー４４は前記バルブカバー８０の吐出空間８１ｂに繋がるし、前記吐出マフラー４４の出口４４２には管連結口４４ａが結合される。

前記シリンダー５０は、前記ピストン６０の往復運動によって空気や冷媒のような流体が圧縮される空間を形成するよう、円形の管体形状で形成された構成である。本発明は、前記シリンダー５０がブロック４０と別途形成されて前記ブロック４０に結合されることを特徴とするが、特に、前記シリンダー５０には側部に係止段５３が形成され、その係止段５３が前記ブロック４０のシリンダー挿入孔４５の内部に形成された支持段４５１にかかって支持される構造を有する。図面を参照すれば、前記シリンダー５０は、前記ブロック４０のシリンダー挿入孔４５に挿入される側に外径の小さい小径部５１が形成され、前記バルブ組立体７０及びバルブカバー８０が結合される側に外径が前記小径部５１より大きい大径部５２が形成されて、前記小径部５１と大径部５２によって形成された段差が係止段５３となる。前記小径部５１は、前記シリンダー挿入孔５４の内径が小さい部分へ挿入され、前記大径部５２は前記シリンダー挿入孔５４の内径が大きい部分へ挿入されて、前記係止段５３が前記シリンダー挿入孔５４の支持段４５１にかかって支持される。すなわち、前記シリンダー５０の係止段５３が支持段４５１にかかって支持された状態で、前記バルブカバー８０が前記シリンダー５０の先端を押圧するように、前記押圧ボルト９０が前記ブロック４０とバルブカバー８０を相互締結することで、前記シリンダー５０は前記ブロック４０に結合される。上述したように、前記シリンダー５０が前記シリンダー挿入孔４５に挿入される過程でガイドされ、シリンダー５０がシリンダー挿入孔４５に挿入されてブロック４０に結合された状態で回転されないように、前記シリンダー挿入孔４５の内面に形成されたガイド突起４５２が挿入されるためのガイド溝５４が前記シリンダー５０の外面に形成される。図面を参照すれば、前記ガイド突起４５２は、前記シリンダー５０の係止段５３から始めて、シリンダー５０の長手方向に前記大径部５２を一定深さで切り取って形成される。

一方、図面には前記ガイド突起４５２がシリンダー挿入孔４５の内面に形成され、前記ガイド溝５４がシリンダー５０の外面に形成された実施例が図示されているが、これは反対の位置に形成されてもよい。すなわち、図面に図示されたものとは逆に、ガイド突起が前記シリンダー５０の外面に形成され、ガイド溝がシリンダー挿入孔４５の内面に形成されてもよい。

前記ピストン６０は、前記シリンダー５０の内部に吸入された空気や冷媒のような流体を圧縮して排出するよう、前記シリンダー５０の内部で往復運動する構成である。前記ピストン６０は、前記クランク軸３０の回転運動を直線運動に切り換えるためのコネクティングロッド３４にコネックティングピン６６を連結して前記直線往復運動する。

一方、本発明は、ピストン６０の組立性及び圧縮密閉性を向上することができる構造を有し、図１４ａないし図１４ｃは、このようなピストン６０構造を詳細に図示したものである。図１４ａないし図１４ｃを参照すれば、前記ピストン６０は先端が塞がって後端が開放された管体形状の本体６１の前端及び後端それぞれにＯ−リング６３、６５が設けられた構造を有する。前記のように前端及び後端のそれぞれにＯ−リング６３、６５が設けられて前記ピストン６０のシリンダー５０内面に前端及び後端が密着支持されるため、密閉性を向上させることができるし、ピストン６０がシリンダー５０の内部で震動することを抑えることができる。本発明は、前記Ｏ−リング６３、６５をゴム材質ではなくテフロン材質で形成することによって、密閉性を確保しつつ耐摩耗性などの機械的性質を確保することができるので、結果的にシリンダー５０の内壁に給油を減らしたり無くして、無給油を具現することができる。特に、前記のように、テフロン材質のＯ−リング６３、６５を採用することで、これをピストン５０に容易に結合させられるように、本発明は前記シリンダー６０本体６１の前端部及び後端部のそれぞれにリング挿入端６１１、６１２を切り取って形成し、前記切り取られた挿入端６１１、６１２のそれぞれに順次Ｏ−リング６３、６５が挿入された後、その外側に固定リング６２、６４が挿入されてピストン６０に固定されることにより、前記Ｏ−リング６３、６５が前記ピストン６０に結合される構造を有する。前記固定リング６２、６４は、前記リング挿入端６１１、６１２に圧入されて前記ピストン６０と結合されるし、圧入結合と同時に、または圧入結合とは別に、前記固定リング６２、６２は前記リング挿入端６１１、６１２に挿入された状態でピストン６０本体６１と連接された部分がコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）されて前記ピストン６０本体６１に結合されてもよい。

一方、前記Ｏ−リング６３、６５のうち、ピストン本体６１の前端部に結合されたＯ−リング６３がシリンダー５０とピストン６０の間を密閉するに主に作用するが、本発明は、前記のように本体６１の前端部に結合されたＯ−リング６３をテフロン材質で形成し、圧縮圧力に耐えるように、前記本体６１の前端部に結合されたＯ−リング６３の内径から外径方向に傾いた円錐台形状を有するようにテフロン材質で形成され、外径が前記ピストン６０の先端方向に向かう構造を有する。図１４ｃは、前記本体６１の前端部に結合されたＯ−リング６３が、外側の縁が前記ピストン６０の先端部に向かって傾くように変形され、ドーナツ形状の板（実線部分）が円錐台形状（破線部分）になった状態を概念的に図示したものである。

前記バルブ組立体７０は、吸入弁と吐出弁が備えられて前記シリンダーの先端を防ぐ構成である。図９ａ及び図９ｂは、バルブ組立体７０を詳しく図示した斜視図及び分解斜視図であって、これを参照すれば、前記バルブ組立体７０は、前記シリンダー６０の先端開口を防ぐバルブプレート７１が備えられる。前記バルブプレート７１には、前記バルブカバー８０によって形成された吸入空間８１ａと、シリンダー５０の内部に形成された圧縮空間を連結する吸入口７１１が形成され、また、前記バルブプレート７１には、前記バルブカバー８０によって形成された吐出空間８１ｂとシリンダー５０の内部に形成された圧縮空間を連結する吐出口７１２が形成される。流体が前記吸入空間８１ａにおいて、シリンダー５０の圧縮空間に吸入される方向にだけ前記吸入口７１１が開放されるよう、前記バルブプレート７１の内側には弾性材質の吸入弁フリップ７３が結合され、また、流体が前記シリンダー５０の圧縮空間において、前記吐出空間８１ｂに吐出される方向にだけ前記吐出口７１２が開放されるよう、前記バルブプレート７１の外側には弾性材質の吐出弁フリップ７４が結合される。

一方、前記吐出弁フリップ７４が過度に開かれることを防止するために、前記バルブプレート７１の外側には前記吐出弁フリップ７３の上部に位置するようにバルブストッパー７５が結合される。前記バルブストッパー７５は、前記吐出弁フリップ７３に対応される形状を有し、前記バルブプレート７１に形成されたリベット締結口７１４に締結されるリベット７６によって前記吐出弁フリップ７３と同時に前記バルブプレート７１の外側に結合される。

一方、前記バルブプレート７１には前記バルブカバー８０の吐出空間８１ｂへ吐出された圧縮された流体が前記吐出マフラー４４に排出されるよう、前記吐出空間８１ｂと吐出マフラー４４を連結する吐出連結管９４が繋がる排出口７１３が形成される。

前記のように結合されたバルブ組立体７０は、前記シリンダー５０の先端開口を防ぐように置かれ、前記バルブカバー８０と共に前記押圧ボルト９０の締結によって前記シリンダー５０に結合される。前記シリンダー５０と接触される部分を密閉するために、前記シリンダー５０の先端開口の端にはシリンダーガスケット９１が備えられ、前記バルブプレート７１の内側面にはプレートガスケット７２が備えられる。前記プレートガスケット７２には前記吸入弁フリップ７３が安着されるためのフリップ安着孔７２１が形成され、前記バルブプレート７１の吐出口７１２を防がないように吐出孔７２２が形成される。

前記バルブカバー８０は前記バルブ組立体７０の上部をカバーし、そのバルブ組立体７０の上部に吸入空間８１ａと吐出空間８１ｂを形成するための前記バルブ組立体をカバーする構成である。前記バルブカバー８０の内側には、前記吸入空間８１ａと吐出空間８１ｂを分割するための隔膜８１が形成され、密閉するためにカバーガスケット９２が介在された状態で前記バルブプレート７１の上部をカバーするように前記バルブプレート７１の上部に結合される。本発明は、押圧ボルト９０によって前記バルブカバー８０が前記ブロック４０に結合されることで、前記バルブカバー８０がバルブプレート７１を押して順次シリンダー５０がブロック４０に押圧されて結合される構造を有する。

前記押圧ボルト９０は、上述したように、前記ブロック４０にシリンダー５０、バルブ組立体７０及びバルブカバー８０を前記ブロック４０に一体と結合させるための構成である。図面を参照すれば、前記押圧ボルト９０は、前記バルブカバー８０と前記ブロック４０の間で順に前記シリンダー５０及びバルブ組立体７０が置かれた状態でボルトヘッドが前記バルブカバー８０にかかって、ボルト先端が前記ブロック４０にねじ締結されることで、前記シリンダー５０の係止段５３が前記シリンダー挿入孔４５の支持段４５１にかかってシリンダー５０がブロック４０に押圧されるように結合させる。

前記吸入連結管９３は、前記吸入マフラー４３と前記バルブカバー８０の吸入空間８１ａを連結するための管体である。図面を参照すれば、前記吸入連結管９３は、一端が前記吸入マフラー４３の出口４３２に繋がるし、他端が前記バルブカバー８０の吸入空間８１ａに形成された流入口に繋がる。一方、本発明は、前記吸入マフラー４３と共に流体の吸入脈動による騷音を減らすよう、前記吸入連結管９３に補助吸入マフラー部９３１が形成されたことを特徴とする。前記補助吸入マフラー部９３１は、拡張された空間によって達成される。

前記吐出連結管９４は、前記吐出マフラー４４と前記バルブカバー８０の吐出空間８１ｂを連結するための管体である。図面を参照すれば、前記吐出連結管９４は、一端が前記吐出マフラー４４の入口４４１に繋がるし、他端が前記バルブカバー８０の吐出空間８１ｂに形成された排出口７１３に繋がる。

一方、本発明は、前記シリンダー５０、バルブ組立体７０及び前記バルブカバー８０が前記ブロック４０に押圧ボルト９０によって結合される過程で、前記吐出連結管９４が容易に組み立てられるようにピトー管９４２とピトー９４１に分離されて結合される構造を有する。図面を参照すれば、前記ピトー管９４２は、前記バルブカバー８０が前記シリンダーを押圧する進行方向に突出されるように、前記バルブプレート７１の排出口７１３に結合される。また、前記ピトー９４１は、前記バルブカバー８０が前記シリンダー５０を押圧する方向に進行されつつ、前記ピトー管９４２が挿入されて繋がるように、前記ピトー管９４２に向かう方向へ突出され、前記吐出マフラー部４４の入口４４１に繋がる。

図面には、前記ピトー９４１にピトー管９４２が挿入されて結合された状態で図示されているが、これは便宜上図示したものであって、前記ピトー管９４２は前記バルブプレート７１に予め結合されていて、前記バルブカバー８０の組み立ての際に、前記ピトー管９４２の末端が前記吐出マフラー部４４に繋がったピトー９４１の入口に挿入され、ピトー管９４２とピトー９４１が相互結合される。

先に説明され、図面に図示された小型空気圧縮機のシリンダー結合構造は、本発明を実施するための一実施例に過ぎないし、本発明の技術的思想を限定するものとして解釈されてはならない。本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲に記載された事項のみによって定められ、本発明の要旨を脱することなく、改良及び変更された実施例は本発明の保護範囲に属するものとして解釈されなければならない。

Claims (11)

1. ブロックと、前記ブロックに結合される管体形状のシリンダーと、吸入弁と吐出弁が備えられて前記シリンダーの先端を防ぐバルブ組立体と、前記バルブ組立体の上部に吸入空間と吐出空間を形成するように前記バルブ組立体をカバーするバルブカバーと、前記バルブカバーと前記ブロックの間で前記シリンダーが押圧されるように前記バルブカバーと前記ブロックを結合させる少なくとも一つ以上の押圧ボルトと、前記シリンダーの内部で往復運動されるピストンと、前記ブロックに結合された固定子と、前記固定子に対して相対的に回転されるように位置した回転子と、前記回転子と一体で回転されるように前記回転子と結合されて前記ブロックに回転できるように軸支持されたクランク軸と、前記クランク軸の回転運動を前記ピストンの直線往復運動に切り換えるように両端それぞれが前記クランク軸とピストンのそれぞれに繋がったコネクティングロッドが含まれた小型空気圧縮機において、前記ブロックには、前記シリンダーが押圧支持される支持段が形成され、前記シリンダーの外側面には係止段が形成され、前記シリンダーの係止段が支持段にかかって支持された状態で前記バルブカバーが前記シリンダーの先端を押圧するように前記押圧ボルトが前記ブロックとバルブカバーに締結されることを特徴とする小型空気圧縮機。
2. 前記ブロックには、前記シリンダーの一端部が挿入されるシリンダー挿入孔が貫通して形成され、
   前記支持段は、前記シリンダー挿入孔の内壁に形成された段差によって形成され、
   前記シリンダーは、前記シリンダー挿入孔に挿入されて係止段が前記支持段にかかって支持されることを特徴とする請求項１に記載の小型空気圧縮機。
3. 相互接触する前記シリンダー挿入孔の内面と前記シリンダーの外面のいずれか一つにはガイド突起が形成され、
   前記シリンダー挿入孔の内面と前記シリンダーの外面の別の一つには、前記シリンダーが前記シリンダー挿入孔に挿入される過程で前記ガイド突起が挿入されるガイド溝が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の小型空気圧縮機。
4. 前記ブロックには、それぞれ入口と出口を有する吸入マフラー部及び吐出マフラー部が一体と形成され、
   前記吸入マフラー部の出口には吸入連結管が繋がって前記吸入マフラー部は前記バルブカバーの吸入空間に繋がるし、
   前記吐出マフラー部の入口には吐出連結管が繋がって、前記吐出マフラー部は前記バルブカバーの吐出空間に繋がったことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の小型空気圧縮機。
5. 前記吸入連結管には補助吸入マフラー部が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の小型空気圧縮機。
6. 前記吐出連結管は、前記バルブカバーが前記シリンダーを押圧する方向に突出されたピトー管と、
   前記バルブカバーが前記シリンダーを押圧する方向に進めながら、前記ピトー管が挿入されて繋がるように、前記吐出マフラー部の入口に前記ピトー管方向に突出されて繋がったピトーを含んで構成されたことを特徴とする請求項４に記載の小型空気圧縮機。
7. 前記ピストンは、先端部に切り取られたリング挿入端が形成され、
   前記リング挿入端にＯ−リングが挿入され、その外側から前記リング挿入端に固定リングが挿入されて前記ピストンと結合されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の小型空気圧縮機。
8. 前記Ｏ−リングが内径から外径方向へと傾いた円錐台形状を持つようにテフロン材質で形成され、外径が前記ピストンの先端方向に向かうように前記リング挿入端に挿入されることを特徴とする請求項７に記載の小型空気圧縮機。
9. 前記固定リングが前記リング挿入端に挿入された状態で、ピストンと連接された部分がコーキングされて前記ピストンに結合されることを特徴とする請求項７に記載の小型空気圧縮機。
10. 前記ピストンは、先端部及び後端部にＯ−リングが備えられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の小型空気圧縮機。
11. 前記ブロックには、前記クランク軸が挿入されて軸支持されるための軸支持孔が形成され、
    前記軸支持孔には管状のジャーナルが挿入されるし、
    前記クランク軸は前記ジャーナルの内部に挿入され、
    前記ジャーナルの両側の入口それぞれには樹脂材質のブッシングが挿入されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の小型空気圧縮機。