KR100233638B1 - 차량용 공기압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공기압축기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 차량용 공기압축기의 부품수를 감소시킨 차량용 공기압축기를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 차량용 공기압축기에서 하나의 가스킷(110)을 이용하여 밸브플레이트(103)와 실린더(101)사이를 밀봉시키며, 밸브(108)는 밸브플레이트(103)에 직접 고정시킨다.
따라서, 공기압축기의 부품수가 감소되어 원가가 절감됨은 물론, 작업공수가 줄어들게 된다. 그리고, 조립이 용이하고, 밸브(108), 가스킷(110), 밸브플레이트(103)를 실린더헤드(102)에 조립한 후, 실린더(101)에 재조립시키는 과정이 용이하고 이로 인해 생산성이 향상되게 된다. 또한, 공기압축기의 불량품이 감소되고, 실린더(101)를 밀봉시켜 공기가 누설되는 것을 방지하는 이점이 있다.

Description

차량용 공기압축기
본 발명은 차량용 공기압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더를 밀폐하는 가스킷의 구조를 개선한 차량용 공기압축기에 관한 것이다.
일반적으로 소형 자동차에서는 브레이크페달에 가해진 힘을 전달받아 배력장치에서 배력을 생성하여 차량을 제동하여 왔으며, 대형 차량에서는 브레이크 페달력에 의한 배력장치에서 생성된 배력만으로는 차량을 제동하기가 충분하지 않다. 그리하여 압축된 압축공기를 제동력으로 이용하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템(Air Over Hydraulic Brake System)이나 풀 에어 브레이크 시스템(Full Air Brake System)에는 엔진에 의해 구동되어 압축공기를 발생시키는 차량용 공기압축기가 마련된다.
이러한 종래 차량용 공기압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 공기압축기의 본체(10)는 실린더(11)를 구비하며, 실린더(11)의 상부에는 실린더헤드(12)가 마련된다. 이 실린더헤드(12) 내부는 흡입부(12a)와 토출부(12b)로 구획형성되어 있으며, 실린더헤드(12)와 실린더(11) 사이에는 그에 흡입공(13a)과 토출공(13b)이 형성되어 각각 실린더헤드(12)의 흡입부(12a)와 토출부(12b)로 연통된 밸브플레이트(13)가 개재된다. 또한, 실린더(11) 내부에는 왕복운동을 하면서 흡입공(13a)과 토출공(13b)을 통해 공기를 흡입, 압축, 토출시키는 피스톤(14)이 내장되고, 본체(10) 하부에는 피스톤(14)을 실린더(11)내에서 왕복직선운동시키는 크랭크축(15)이 설치된다. 실린더(11)의 단부 외주면에 결합되어 이러한 크랭크축(15)을 수용하는 크랭크케이스(16)가 마련된다. 또한, 그 일단은 피스톤(14)에 결합되고, 타단은 크랭크축(15)에 편심되게 결합된 커넥팅로드(17)가 설치되어 크랭크축(15)의 구동을 피스톤(14)에 전달한다.
한편, 밸브플레이트(13)와 실린더(11)사이에는 피스톤(14)의 왕복에 따라 선택적으로 흡입구(13a)를 개폐하는 흡입용 밸브(18)가 설치되고, 밸브플레이트(13)와 실린더(11)사이에는 실린더(11)를 밀봉하는 가스킷(20)이 개재된다. 이 가스킷의 구조는 도 2를 함께 참조하면서 설명한다.
가스킷(20)은 제 1가스킷(21)과 제 2가스킷(22)으로 구성된다. 우선, 제 1가스킷(21)은 실린더(11)와 연통되는 연통홀(21a)을 형성하는 고정테(21b)를 구비하며, 고정테(21b)의 일측에는 그에 결합홀(21d)이 형성된 밸브안착부(21c)가 마련된다. 또한, 고정테(21b)의 모서리부위에는 나사 등에 의해 본체(10)와 결합될 수 있도록 체결공(21e)이 형성되어 있다. 이가운데 결합홀(21d)은 밸브(18)에 형성된 결합공(18a)과 일치하여 밸브(18)의 위치를 고정시켜주는 봉상의 핀(19)이 삽입되는 구멍이며, 밸브안착부(21c)는 밸브(18)를 하부에서 지지하도록 밸브(18)의 일부와 맞접하는 부분으로, 밸브플레이트(13)와 결합시에 밸브(18)에 의해 하향으로 밀려난다.
제 2가스킷(22)은 밸브(18)로 인해 제 1가스킷(21)과 밸브플레이트(13)사이에 틈이 발생되는 것을 방지하도록 제 1가스킷(21)과 실린더(11)사이에 마련된다. 이러한 제 2가스킷(22)은 외형이 제 1가스킷(21)과 상응하게 형성되며, 그 중심부에 연통홀(22a)을 형성하는 고정테(22b)를 구비한다. 그리고, 고정테(22b)의 일측에는 하향으로 밀려난 밸브안착부(21c)가 삽입되도록 연통홀(22a)에서 연장된 안착홀(22c)이 형성되며, 고정테(22b)의 모서리부위에는 제 1가스킷(21)의 체결공(21a)에 상응한 체결공(22a)들이 형성되어 있다.
그러나, 종래 공기압축기에서 밸브가 설치되고, 실린더와 밸브플레이트사이가 밀봉되기 위해서는 밸브를 지지하는 제 1가스킷과, 밸브에 의해 발생되는 틈을 제거하기 위한 제 2가스킷이 필요하다. 이렇게 2개의 가스킷이 설치되기 때문에 원가가 상승되고, 조립이 번거로우며, 작업공수가 증가되어 생산성이 저하되는 문제가 발생된다.
또한, 제 1가스킷과 제 2가스킷의 형상이 유사하기 때문에 밸브플레이트와 실린더사이에 같은 종류의 가스킷을 설치할 우려가 있다. 또한, 2개의 가스킷을 설치하다보니 조립과정에서 가스킷중 하나가 누락되어 밀폐성이 저하되므로, 공기압축기 작동시 압축공기가 누설될 우려가 있다. 그리고, 2개의 가스킷과 밸브, 밸브플레이트를 실린더헤드에 조립한 뒤에 이들을 다시 실린더에 결합시키는 과정에서 밸브가 이탈되는 문제가 발생한다.
그리고, 밸브를 고정시키기 위해 밸브의 위치를 고정시키는 핀과 밸브를 하향에서 지지하는 밸브안착부가 필요하기 때문에 구조가 복잡하고, 조립과정에서 결합홀과 결합공을 일치시키는 작업이 어려운 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 하나의 가스킷을 이용하여 밸브플레이트와 실린더사이를 밀폐시킴으로써, 차량용 공기압축기의 부품수를 감소시킨 차량용 공기압축기를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 차량용 공기압축기의 내부구조를 보인 종단면도이다.
도 2는 종래 차량용 공기압축기의 상부 일부를 발취하여 보인 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공기압축기의 내부구조를 보인 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공기압축기의 상부 일부를 발취하여 보인 분해사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 본체 101 : 실린더
103 : 밸브플레이트 108 : 밸브
109 : 체결부재 109a : 머리부
110 : 가스킷 111 : 안착홀
112 : 고정테
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그 내부에 압축공간이 형성된 실린더, 실린더의 단부에 설치되는 실린더헤드, 실린더와 실린더헤드사이에 개재되는 밸브플레이트, 밸브플레이트와 실린더사이에 실린더를 밀봉하도록 개재되는 가스킷, 밸브플레이트를 통한 공기의 입출을 선택적으로 제어하는 밸브를 구비하는 차량용 공기압축기에 있어서, 가스킷은 밸브의 외주면을 둘러싸고, 하나로 이루어지며, 밸브를 밸브플레이트에 직접 고정지지하는 체결부재가 마련된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
에어브레이크 시스템 등에 마련되는 본 발명에 따른 공기압축기는 도 3에 도시한 바와 같이, 공기압축기의 본체(100)는 그 내부에 압축공간이 형성된 통상의 실린더(101)를 구비하며, 실린더(101)의 상부에는 흡입부(102a)와 토출부(102b)로 구획된 실린더헤드(102)가 마련된다. 또한, 실린더(101)와 실린더헤드(102)사이에는 흡입공(103a)과 토출공(103b)이 각각 흡입부(102a)와 토출부(102b)에 연통형성된 밸브플레이트(103)가 개재된다. 실린더(101) 내부에는 실린더(101)내에서 왕복운동하여 공기를 흡입, 압축, 토출시키는 피스톤(104)이 삽입되어 있으며, 실린더(101)의 하부에는 피스톤(104)을 왕복운동시키도록 회전하는 크랭크축(105)과, 이를 수용하는 크랭크케이스(106)가 결합된다. 또한, 크랭크축(105)의 회전운동을 피스톤(104)에 전달하여 피스톤(104)을 직선운동시키도록 그 일단은 피스톤(104)에 결합되고, 그 타단은 크랭크축(105)에 결합된 커넥팅로드(107)가 마련된다.
이와 같이 구성된 공기압축기는 엔진에 의해 크랭크축(105)이 회전되면 피스톤(104)이 실린더(101)내에서 왕복운동을 하게된다. 피스톤(104)이 하강할 때는 흡입부(102a)로부터 유입된 공기가 흡입공(103a)을 통해 실린더(101) 내부로 유입되고, 다시 피스톤(104)이 상승되면 실린더(101)내에 유입된 공기가 압축되어 토출공(103b)을 통해 토출된다. 이렇게 토출된 압축공기는 미도시된 에어드라이어와 에어탱크로 공급된다.
한편, 밸브플레이트(103)와 실린더(101)사이에는 공기의 입출을 제어하도록 유압에 의해 개폐되는 흡입용 밸브(108)와 실린더(101)내의 압축된 공기가 유출되는 것을 방지하도록 실린더(101)를 밀폐하는 가스킷(110)이 마련된다. 이러한 밸브(108)와 가스킷(110)은 도 4를 함께 참조하면서 설명한다.
우선, 밸브(108)는 얇은 판상으로, 밸브(108)의 일부가 밸브플레이트(103)에 직접 고정된다. 이 밸브(108)가 밸브플레이트(103)에 고정지지될 수 있도록 별도의 체결부재(109)가 마련되는데, 이 체결부재(109)는 밸브(108)의 결합공(108a)에 삽입되어 밸브플레이트(103)에 위치를 고정시킬 수 있는 봉상이며, 밸브(108)를 지지할 수 있도록 단부에는 머리부(109a)가 형성되어 있다. 이 머리부(109a)는 밸브(108)의 결합공(108a)보다 크게 형성시켜 밸브(108)가 이탈되지 않도록 한다. 따라서, 이 체결부재(109)가 직접 밸브(108)를 밸브플레이트(103)에 위치고정시키고, 지지할 수 있다. 그리고, 밸브플레이트(103)와 실린더(101)사이를 밀봉하도록 마련된 가스킷(110)은 하나로 이루어지며, 밸브(108)의 외주면을 둘러쌀 수 있도록 밸브(108)가 수용되는 안착홀(111)을 형성하는 고정테(112)를 구비한다. 안착홀(111)은 밸브(108)를 수용하기도 하지만, 실린더(101)와 실린더헤드(102)가 연통될 수 있게 형성된다. 그리고, 고정테(112)의 각각의 모서리 부위에는 밸브플레이트(103)에 나사 등으로 고정될 수 있도록 체결공(113)이 형성된다. 또한, 가스킷(110)은 밸브(108)의 두께로 인하여 실린더(101)와 밸브플레이트(103)사이에 틈이 생기는 것을 방지하도록 밸브(108)를 수용하며, 가스킷(110)이 밸브(108)를 완전히 수용할 수 있도록 가스킷(110)의 두께는 밸브(108)의 두께보다 더 두껍게 형성시킨다.
이렇게 구성된 하나의 가스킷(110)은 밸브플레이트(103)에 일측이 직접 고정된 밸브(108)를 수용하면서 밸브플레이트(103)와 실린더(101)사이를 밀봉하게 된다. 이로 인해 실린더(101)의 공기가 누출되는 것을 방지하고, 차량용 공기압축기의 부품수를 감소시킬 수 있다. 그리고, 별도의 체결부재(109)로 인해 가스킷(110)과 관계없이 밸브(108)가 밸브플레이트(103)에 고정지지되므로, 조립도 용이하게 된다. 또한, 공기압축기의 조립시 실린더헤드(102)에 밸브플레이트(103)와 밸브(108), 가스킷(110)을 조립시킨 후에 다시 실린더(101)에 고정시키는데, 이 과정이 부품의 감소로 용이해지게 된다.
이상에서는 하나의 실린더를 갖는 차량용 공기압축기를 일례로 설명하였지만, 이에 국한시키지 않고 2개의 실린더를 갖는 공기압축기 등 다양한 종류의 압축기에 본 발명에 따른 가스킷을 응용하여 적용시킬 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 공기압축기에서 하나의 가스킷을 이용하여 밸브플레이트와 실린더사이를 밀봉시키며, 밸브는 밸브플레이트에 직접 고정시킨다.
따라서, 하나의 가스킷으로 실린더와 밸브플레이트를 밀봉시킬 수 있기 때문에 부품수가 감소되어 원가가 절감됨은 물론, 작업공수가 줄어들게 된다. 그리고, 밸브와 가스킷을 밸브플레이트에 각각 별도로 고정시키기 때문에 조립이 용이하고, 밸브, 가스킷, 밸브플레이트를 실린더헤드에 조립한 후, 실린더에 재조립시키는 과정이 용이하고 이로 인해 생산성이 향상되게 된다.
또한, 하나의 가스킷만을 설치하기 때문에 가스킷이 누락되는 등의 공기압축기의 불량품이 감소되고, 실린더를 밀봉시켜 공기가 누설되는 것을 방지하는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 공기를 압축할 수 있도록 형성된 내부에 왕복운동 가능하도록 피스톤(104)이 설치된 실린더(101), 상기 실린더(101)의 내부와 연통되도록 흡입부(102a)와 토출부(102b)가 내부에 형성되어 상기 실린더(101)의 일측단부에 결합된 실린더헤드(102), 상기 실린더헤드(102)와 상기 실린더(101)의 사이에 설치되며 상기 흡입부(102a)와 연통되는 흡입공(103a)과 상기 토출부(102b)와 연통되는 토출공(103b)이 내부에 형성된 밸브플레이트(140), 상기 밸브플레이트(140)와 상기 실린더(101) 사이에 설치되어 그 사이를 밀봉할 수 있도록 마련된 가스킷(110), 상기 가스킷(110)과 상기 밸브플레이트(140)의 사이에 설치되어 상기 토출공(103b)을 개폐할 수 있도록 마련된 밸브(108), 상기 밸브(108)를 위치고정시킬 수 있도록 상기 밸브(108)와 상기 밸브플레이트(140)를 관통하여 설치된 핀(109)을 구비하는 차량용 공기압축기에 있어서,
    상기 가스킷(110)은 상기 밸브(108)를 수용할 수 있도록 상기 밸브(108)의 두께보다 더 두껍게 형성되어 상기 밸브(108)의 외주면을 둘러싸도록 하나로 마련되고, 상기 핀(109)의 일단에는 상기 밸브(108)의 하부면을 밀착지지하여 상기 밸브(108)를 상기 밸브플레이트(103)에 고정시킬 수 있도록 머리부(109a)가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공기압축기.
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