KR100311377B1 - 밸브조립체의가스댐핑구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 조립체의 가스댐핑 구조에 관한 것으로, 본 발명은 가스가 흡입 압축되도록 압축공간을 갖는 실린더와, 상기 실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더의 압축공간을 개폐하는 밸브부재와, 상기 실린더의 선단면 또는 이에 대응되는 밸브부재의 개폐면에 토출가스의 일부를 잔류시켜 그 잔류된 가스의 반발력으로 밸브부재의 닫힘시 실린더와의 충격이 완화되도록 하는 완충수단으로 구성함으로써, 상기 토출밸브의 닫힘시 잔류가스가 완충역할을 하면서 토출밸브가 실린더의 선단면으로 복귀할 때에 그 토출밸브와 실린더가 부딪히면서 발생되는 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

Description

밸브 조립체의 가스댐핑 구조{GAS DAMPING STRUCTURE FOR DISCHARGE-VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 밸브 조립체의 댐핑구조에 관한 것으로, 특히 실린더의 선단면에 토출밸브가 안착될 때에 발생되는 충격량을 감소시켜 소음 및 진동을 저감시킬 수 있는 밸브 조립체의 가스댐핑 구조에 관한 것이다.

일반적인 밸브 조립체 중에서 축방향 밸브 조립체는 모터의 가동자에 일체되는 피스톤이 실린더내에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입하여 그 피스톤의 운동방향으로 압축 토출시키는 것으로, 도 1은 이러한 축방향 토출밸브 조립체(이하, 토출밸브 조립체로 약칭함)의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 토출밸브 조립체는 모터의 가동자(미도시)에 일체된 피스톤(1)이 삽입되어 직선 왕복운동을 하는 실린더(2)의 선단면에 소정의 토출공간(S2)이 구비되어 고정 설치되는 토출커버(11)와, 상기 피스톤(1)의 왕복운동시 실린더(1)의 선단면에 착탈되면서 그 실린더(2)를 개폐하여 압축가스의 토출을 제한하도록 토출커버(11)의 내부에 설치되는 플라스틱 재질의 토출밸브(12)와, 상기 토출커버(11)의 내주면에 양단부가 지지됨과 아울러 중앙부는 토출밸브(12)를 지지하여 상기한 피스톤(1)의 왕복운동에 의한 토출밸브(12)의 왕복운동을 탄력적으로 지지하는 판상의 밸브스프링(13)으로 이루어져 있다.

상기 토출커버(11)는 그 일측에 루프파이프(미도시)와 연통되는 토출파이프(14)가 장착되고, 그 내주면에는 피스톤(1)의 압축행정시 밸브스프링(13)이 얹혀져 고정되는 지지단부(11a)가 형성되어 있다.

상기 토출밸브(12)는 그 직경이 실린더(2)의 내경보다는 크고 토출커버(11)의 내경보다는 작게 형성되고, 상기 피스톤(1)에 대향되는 내측면은 편평한 반면 토출커버(11)에 대향되는 외측면은 밸브스프링(13)이 토출커버(11)의 지지단부(11a)에 밀착될 수 있도록 돔형상으로 볼록하게 형성되어 있다.

상기 밸브스프링(13)은 장방형의 판스프링으로서, 그 외측면 양단부는 토출커버(11)의 내주면에 형성된 지지단부(11a)에 밀착되는 반면 내측면 중앙부는 토출밸브(12)의 외측면 중앙부에 밀착되어 결국 토출커버(11)와 토출밸브(12)의 사이에서 지지되어 있다.

도면중 미설명 부호인 1a는 냉매유로, 3은 흡입밸브, 4는 코킹핀, S1은 압축공간이다.

상기와 같은 종래의 토출밸브 조립체는 다음과 같이 동작된다.

상기 리니어 모터(미도시)의 가동자(미도시)에 일체된 피스톤(1)이 실린더(2)내에서 직선 왕복운동하게 되면, 그 피스톤(1)의 내부에 형성된 냉매유로(1a)를 통해 냉매가스가 실린더(2)의 압축공간(S1)내로 흡입되어 압축되었다가 다시 토출커버(11)의 토출공간(S2)을 거쳐 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.

즉, 상기 피스톤(1)이 후진운동을 하게 되면, 새로운 냉매가스가 피스톤(1)의 냉매유로(1a)를 따라 분입되어 그 피스톤(1)의 선단면에 장착된 흡입밸브(3)를 열면서 상기한 압축공간(S1)으로 유입된다.

이렇게 압축공간(S1)으로 유입된 냉매가스는 피스톤(1)의 전진운동시 그 피스톤(1)에 밀려 압축되었다가 어느 시점에서는 상기한 토출밸브(12)를 밀어내게 되는데, 이때 상기 토출공간(S2)에 충진되어 있던 압축가스는 토출밸브(12)에 밀려 토출파이프(14)를 통해 외부로 토출됨과 동시에, 상기 압축공간(S1)에서 압축되던 냉매가스는 토출밸브(12)가 실린더(2)의 선단면으로부터 이격될 때 상기 토출밸브(12)와 토출커버(11) 사이의 틈새를 통해 빈 토출공간(S2)으로 유입된다.

이후, 상기 피스톤(1)의 후진운동시 압축공간(S1)이 토출공간에 비해 상대적으로 저압이 되어 상기 토출밸브(12)가 밸브스프링(13)의 복원력에 의해 실린더(2)의 선단면으로 복귀되면서 안착되어 상기한 압축공간(S1)과 토출공간(S2)을 구분시키게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 토출밸브 조립체에서는, 상기 토출밸브(12)가 소정의 토출행정을 마치고 밸브스프링(13)의 복원력에 의해 실린더(2)의 선단면에 안착될 때에 발생되는 충격이 세트 전체에 전달되어 소음 및 진동이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 토출밸브 조립체가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 토출공간으로 토출되는 가스를 이용하여 토출밸브가 실린더의 선단면으로 복귀할 때에 발생되는 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 밸브 조립체의 가스댐핑 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 토출밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 가스댐핑 구조의 일례가 구비된 토출밸브 조립체를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 토출밸브를 보인 사시도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 가스댐핑 구조가 구비된 토출밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도.

도 6은 본 발명 가스댐핑 구조의 변형예가 구비된 토출밸브 조립체를 보인 종단면도.

도 7 및 도 8은 본 발명 가스댐핑 구조의 다른 실시예가 구비된 토출밸브 조립체를 보인 종단면도 및 토출밸브를 보인 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2,20 : 실린더 21,121 : 가스잔류홈

110,210,310 : 토출커버 120,220,320 : 토출밸브

122,222,322 : 고정돌기 130,230,330 : 밸브스프링

321 : 안내돌부 321a : 요홈부

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가스가 흡입 압축되도록 압축공간을갖는 실린더와, 상기 실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더의 압축공간을 개폐하는 밸브부재와, 상기 실린더의 선단면 또는 이에 대응되는 밸브부재의 개폐면에 토출가스의 일부를 잔류시켜 그 잔류된 가스의 반발력으로 밸브부재의 닫힘시 실린더와의 충격이 완화되도록 하는 완충수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 조립체의 가스 댐핑 구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 밸브 조립체의 가스댐핑 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 가스댐핑 구조의 일례가 구비된 토출밸브 조립체를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 토출밸브를 보인 사시도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명 가스댐핑 구조가 구비된 토출밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도이고, 도 6은 본 발명 가스댐핑 구조의 변형예가 구비된 토출밸브 조립체를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 가스댐핑 구조가 구비된 토출밸브 조립체는 통상 피스톤(1)이 삽입되어 직선 왕복운동을 하는 실린더(2)의 선단면측에 설치되는 것으로, 상기 실린더(2)의 선단면에 일정한 체적을 갖는 토출공간(S2)이 구비되어 고정 설치되는 토출커버(110)와, 그 토출커버(110)의 내측에 설치되어 상기 실린더(2)의 선단면에 착탈되면서 그 실린더(2)를 개폐하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(120)와, 그 토출밸브(120)가 토출커버(110)의 토출공간(S2)에서 왕복운동하면서 실린더(2)의 선단면을 개폐하도록 토출밸브(120)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(130)과, 상기 실린더(2)의 선단면과 이에 대응되는 토출밸브(120)의 개폐면 사이에 구비되어 그 토출밸브(120)의 닫힘시 가스의 반발력을 이용하여 충격을 완화시키는 완충수단(미부호)을 포함하여 구성된다.

상기 토출커버(110)는 그 일단에 실린더(3)와 함께 프레임(미도시) 등에 고정되는 프랜지부(미부호)가 형성되고, 일측에는 루프파이프(미도시)와 연통되는 토출파이프(140)가 장착되며, 내주면에는 피스톤(1)의 압축행정시 상기 밸브스프링(130)이 얹혀져 고정되는 지지단부(111)가 형성된다.

상기 토출밸브(120)는 그 직경이 실린더(2)의 내경보다는 크고 토출커버(110)의 내경보다는 작게 형성되고, 상기 피스톤(1)에 대향되는 개폐면은 편평한 반면 토출커버(110)에 대향되는 후면은 밸브스프링(130)이 토출커버(110)의 지지단부(111)에 밀착될 수 있도록 돔형상으로 볼록하게 형성된다.

상기 밸브스프링(130)은 장방형의 판스프링으로서, 그 외측면 양단부는 토출커버(110)의 내주면에 형성된 지지단부(111)에 밀착되는 반면 내측면 중앙부는 토출밸브(120)의 외측면 중앙부에 밀착되어 결국 토출커버(110)와 토출밸브(120)의 사이에서 지지된다.

상기 완충수단은 실린더(2)의 선단면 또는 이에 대응되는 토출밸브(120)의 개폐면에 형성되어 압축가스의 토출시 그 토출가스의 일부를 정체시켰다가 토출밸브(120)의 복귀시 실린더(2)의 선단면에 부딪히면서 발생되는 충격을 완화시키는 가스잔류홈(121)으로 이루어진다.

상기 가스잔류홈(121)은 도 3 내지 도 5b에서와 같이 실린더(2)의 선단면에 대응되는 토출밸브(120)의 개폐면에 환형으로 형성될 수도 있거니와, 도 6에서와 같이 상기 가스토출홈(21)이 토출밸브(220)의 개폐면에 대응되는 실린더(20)의 선단면에 역시 환형으로 형성될 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 1a는 냉매유로, 122 및 222는 고정돌기, 123은 코킹핀 삽입홈, 210은 토출커버, 230은 밸브스프링, 240은 토출파이프, S1은 압축공간이다.

상기와 같은 본 발명의 가스댐핑 구조가 구비된 토출밸브 조립체의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 리니어 모터(미도시)의 가동자에 일체된 피스톤(1)이 실린더(2,20)내에서 직선 왕복운동하게 되면, 그 피스톤(1)의 내부에 형성된 냉매유로(1a)를 통해 냉매가스가 실린더(2,20)의 압축공간(S1)내로 흡입되어 압축되었다가 다시 토출커버(110,210)의 토출공간(S2)을 거쳐 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 피스톤(1)이 후진운동을 하게 되면, 새로운 냉매가스가 피스톤(1)의 냉매유로(1a)를 따라 분입되어 그 피스톤(1)의 선단면에 장착된 흡입밸브(3)를 열면서 상기한 압축공간(S1)으로 유입되고, 상기 피스톤(1)의 전진운동시 그 피스톤(1)에 밀려 압축되었다가 어느 시점에서는 상기한 토출밸브(120,220)를 밀어내면서 토출커버(110,210)의 토출공간(S2)으로 유입된다.

다음, 상기 피스톤(1)의 후진운동시 압축공간(S1)이 토출공간(S2)에 비해 상대적으로 저압이 되어 상기 토출밸브(120,220)가 밸브스프링(130,230)의 복원력에 의해 실린더(2,20)의 선단면으로 복귀되면서 상기한 압축공간(S1)과 토출공간(S2)을 구분시키게 된다.

이때, 상기 실린더(2,20)로부터 토출커버(110,210)의 토출공간(S2)으로 유입되는 가스의 일부가 상기한 토출밸브(120)의 가스잔류홈(121) 또는 실린더(20)의 가스잔류홈(21)으로 흘러들어 정체되고, 그 정체되었던 가스는 상기 토출밸브(120,220)의 복귀시 실린더(2,20)의 선단면 사이에서 스프링 또는 스폰지와 같은 역할을 하면서 실린더(2,20)와 토출밸브(120,220)의 충돌로 인한 충격을 완충시키게 된다.

본 발명에 의한 다른 실시예가 있는 경우는 도 7 및 도 8과 같다.

전술한 실시예에서는 상기 토출밸브(120,220)가 원형으로 형성되어 그 외측면 중앙에 밸브스프링(130,230)과 일체되는 고정돌기(122,222)가 구비되는 경우이나, 본 실시예에서는 상기한 고정돌기(122,222)가 제거되는 대신 상기 토출커버(310)의 내주면에 미끄럼 접촉되는 안내돌부(321)가 토출밸브(320)의 테두리에 적어도 3개 이상 구비되는 것으로, 상기 실린더(2)에 대향되는 각 안내돌부(321)의 저면에는 적어도 하나 이상의 요홈부(321a)가 각각 형성되어 토출밸브(320)의 토출행정후 복귀시 실린더(2)와 유로저항을 발생시키도록 한다.

도면중 미설명 부호인 330은 밸브스프링이다.

상기와 같은 토출밸브 조립체의 가스댐핑 구조가 가지는 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이하다.

다만 전술한 실시예에서는 상기 가스잔류홈(121,21)에 남은 가스가 토출밸브(120,220)의 복귀시 실린더(2,20)의 선단면에 완충력을 발생시키는 것이나, 본 실시예에서는 상기 실린더(2)로부터 토출되었던 가스가 토출밸브(320)의 요홈부(321a)로 스며들어 유로저항을 발생시키면서 토출밸브(320)의 복귀시 그 토출밸브(320)와 실린더(2) 사이의 충격을 완화시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 밸브 조립체의 가스댐핑 구조는, 상기 실린더와 토출밸브가 접촉되는 실링면에 가스잔류홈을 오목하게 형성하거나 또는 안내돌부에 요홈부를 형성하여 그 토출밸브의 토출행정시 일부 가스가 상기한 가스잔류홈 또는 요홈부에 정체되었다가 토출밸브의 흡입행정시 완충역할을 하도록 함으로써, 상기 토출공간으로 토출되는 가스를 이용하여 토출밸브가 실린더의 선단면으로 복귀할 때에 그 토출밸브와 실린더가 부딪히면서 발생되는 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

Claims (3)

1. 가스가 흡입 압축되도록 압축공간을 갖는 실린더와, 상기 실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더의 압축공간을 개폐하는 밸브부재와, 상기 실린더의 선단면 또는 이에 대응되는 밸브부재의 개폐면에 토출가스의 일부를 잔류시켜 그 잔류된 가스의 반발력으로 밸브부재의 닫힘시 실린더와의 충격이 완화되도록 하는 완충수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 조립체의 가스 댐핑 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 완충수단은 실린더의 선단면 또는 이에 대응되는 밸브부재의 개폐면에 토출가스의 일부를 잔류시시키는 가스잔류홈이 밸브의 닫힘시 밀봉되도록 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체의 가스 댐핑 구조.
3. 실린더의 선단면에 토출공간이 구비되어 고정 설치되는 커버부재와, 상기 커버부재의 내주면에 미끄러지게 접촉되는 안내돌부가 외주면에 연장 형성되어 상기한 실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더를 압축공간을 개폐하는 밸브부재와, 상기 밸브부재의 안내돌부 또는 이에 대응되는 실린더의 선단면에 토출가스의 일부를 잔류시켜 그 잔류된 가스의 반발력으로 밸브부재의 닫힘시 실린더와의 충격이 완화되도록 가스잔류홈으로 된 완충수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 조립체의 가스 댐핑 구조.