KR100783778B1

KR100783778B1 - 에어콤프레서

Info

Publication number: KR100783778B1
Application number: KR1020060046686A
Authority: KR
Inventors: 강대식
Original assignee: 유성기업 주식회사
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2007-12-10
Also published as: KR20070113013A; WO2007136168A2; DE112007000153B4; DE112007000153T5; WO2007136168A3

Abstract

본 발명은, 각종 공압기기에 제공되는 압축공기를 저장하는 공기탱크내의 압력이 설정치를 넘으면 압축공기의 공급작동은 정지하여도 후방에 부설된 연료펌프나 파워스티어링펌프는 계속 구동되게 하는 에어콤프레서에 관한 것이다.

크랭크케이스의 전방으로 노출되는 선단부에는 엔진의 동력을 전달받는 구동축이 착설된 구동축과, 상기 크랭크케이스에 크랭크실과 직교하게 연결 설치되는 펌프실과, 상기 크랭크케이스의 개방된 후단에 착설하는 커버의 후면에 부착되며 크랭크실내로 도입된 가동축의 선단이 구동축의 후단과 직결되어 작동되는 연료펌프나 파워스티어링펌프와, 상기 구동축의 크랭크실에 수용된 부분 중 후단부를 제외한 부분이 축 결합되며 펌프실에 대응하는 외주면에는 펌프피스톤의 커넥팅로드가 축 결합되는 편심부가 형성된 크랭크축관과, 상기 구동축의 후단부와 크랭크축관의 후단 사이에 설치되어 구동축의 구동력을 크랭크축관에 전달 또는 단절시켜 주는 클러치와, 주입구를 통해 신호압이 유입되면 작동하여 클러치의 구동력연결작동을 정지시켜주는 에어실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한 것이다.

압축기, 연료펌프, 에어콤프레서

Description

에어콤프레서{An air compressor}

도 1은 일반적인 에어콤프레서의 일 예를 개략적으로 보인 구성도

도 2a,b는 종래 선출원 에어콤프레서의 작동상태를 보인 단면도

도 3은 본 발명 실시예에 의한 에어콤프레서의 단면도

도 4a는 도 3에서 클러치가 연결된 상태를 발췌하여 보인 확대 단면도

도 4b는 도 3에서 클러치가 단절된 상태를 발췌하여 보인 확대 단면도

도 5는 본 발명 실시예에 의한 에어콤프레서에서 클러치를 발췌하여 확대한 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 크랭크케이스

11 : 크랭크실 10a : 커버

20 : 펌프실

21 : 펌프피스톤 22 : 커넥팅로드

23 : 축수부

30 : 구동축

31 : 구동기어 32 : 커플링

33 : 스플라인부

40 : 연료펌프나 파워스티어링펌프

41 : 가동축

50 : 크랭크축관

51 : 편심부 52 : 외면스플라인부

60 : 클러치

61 : 클러치휠 62 : 고정클러치판

63 : 클러치하우징 64 : 링판스프링

65 : 가동클러치판 66 : 마찰링판

67 : 스틸링판

70 : 에어실린더

71 : 주입구 72 : 기통

73 : 피스톤 74 : 고정링

75 : 트러스트부시 76 : 코일스프링

77 : 가이드핀 70a : 베어링

본 발명은 각종 공압기기에 제공되는 압축공기를 저장하는 공기탱크내의 압력이 항상 설정된 압력을 유지하도록 압축공기를 공급하는 에어콤프레서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기탱크내의 압력이 설정치를 넘으면 압축공기의 공급작 동은 정지하여도 후방에 부설된 연료펌프나 파워스티어링펌프는 계속하여 구동되게 하는 에어콤프레서에 관한 것이다.

일반적으로 버스나 트럭 또는 트레일러와 같은 대형 차량에는 압축공기의 압력을 이용하여 제동을 하는 에어브레이크 또는 도어를 자동으로 여닫아주는 에어개폐기등과 같은 공압기기가 탑재되어 있으며, 이러한 공압기기에 제공되는 압축공기는 엔진의 동력으로 작동되는 에어콤프레서에 의해 공기탱크로 공급·저장되어 있다가 제공되는 것으로서, 이를 위해서는 공기탱크에 압축공기가 항상 적정한 압력을 유지하게 저장되어 있어야 된다.

도 1은 이러한 작동을 하는 일반적인 에어콤프레서의 일예를 보인 것으로서, 이 에어콤프레서는 엔진의 동력이 타이밍기어(도시하지 않음)와 맞물려된 구동기어(a)를 통해 상기 엔진에 부설된 크랭크케이스(b)내의 크랭크축(c)에 전달되어 이 크랭크축을 회전시켜 주므로 펌프실(d)내의 피스톤이 작동하여 발생하는 압축공기가 토출구(e)를 통해 토출되어 공기탱크(f)로 공급·저장되게 하며, 이러한 작동이 계속되어 상기 공기탱크내의 압력이 설정된 압력보다 높아지면 그 압력의 일부가 가버너(g)를 통해 언로더(h)에 신호압으로 전달되므로 언로더가 작동하여 압축공기가 상기 공기탱크로 공급되는 것을 중단시켜 주기 때문에 에어콤프레서는 공운전하게 되고, 상기 공기탱크내에 저장된 압축공기가 사용됨에 따라 압력이 낮아지면 상기 언로더가 역작동되어 압축공기가 다시 공기탱크로 공급되게 한 것이다.

그러나, 이와 같은 에어콤프레서는 언로더(h)의 작동으로 압축공기가 공기탱크(f)로 공급되지 않을 때에도 에어콤프레서는 공운전이 계속되고 있기 때문에 엔 진의 동력소모가 계속 이루어지고 또한 에어콤프레서의 공운전에 의해서 연료의 손실이 많게 되었으며, 이에 따라 차량의 연비개선에 크게 역행하는 단점이 있었다.

또한, 크랭크축(c)과 피스톤의 왕복운동이 계속됨에 따라 마찰열에 의해 실린더의 내부온도가 상승됨과 동시에 크랭크케이스(b)내로 공급되는 엔진오일의 소모량이 증가하게 됨은 물론 소모량의 증가에 비례하는 다량의 오염물질이 함유된 고온의 토출공기로 인하여 대기 및 주변기기에 오염이 초래되었으며, 소음발생 및 마모율이 높아져 수명이 대폭 단축되는 등 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본원 출원인은 이러한 문제점들을 해소하기 위해, 공기탱크내의 압력이 설정된 압력보다 높아져 그 신호압이 언로더에 전달되면 구동기어만 공회전하고 크랭크축과 피스톤은 작동하지 않게 하여 압축공기의 공급작동이 정지되며, 압력이 낮아지면 상기 크랭크축과 피스톤이 다시 작동하여 압축공기를 공급하는 에어콤프레서를 발명하여 선출원(특허출원 제2004-13641호)을 하였다.

도 2a 및 b는 상기 선출원 발명 에어콤프레서에서 크랭크축이 전진 및 후진한 상태를 보인 단면도로서, 도 2a에서와 같이 링판스프링(5)의 반발력에 의해 크랭크케이스(1)내에 장착되어 있는 크랭크축(2)이 전진 이동되어 클러치하우징(3)과 구동기어(6)의 사이에 개재되어 있는 스틸링판(7a)과 마찰링판(7b)들이 서로 밀착되어 한 몸체와 같은 상태로, 즉, 클러치(7)가 상기 구동기어와 클러치하우징을 접속시켜 주고 있는 상태에서 엔진(1a)이 가동되면 그 동력은 엔진의 타이밍기어(도시하지 않음)와 맞물려 있는 상기 구동기어와 클러치를 거쳐 클러치하우징을 통해 크랭크축에 전달되어 이 크랭크축을 회전시켜 주게 되므로 커넥팅로드(9b)에 의해 펌프실(9)내의 펌프피스톤(9a)이 왕복운동하면서 압축공기를 토출구(9c)를 통해 토출시켜 공기탱크(9d)로 보내 저장되게 하며, 이러한 작동이 계속되어 상기 공기탱크내로 공급되어 저장되는 압축공기의 압력이 설정된 압력보다 높아지면 압축공기의 일부가 신호압으로 가버너(9e)를 거쳐 주입구(8b)를 통해 에어실린더(8)내로 유입되고, 유입되는 신호압이 크랭크축(2)을 전진 이동시켜 주고 있는 링판스프링(5)의 반발력보다 크게 되면 피스톤(8a)을 밀어 후진시켜 주므로 도 2b에서와 같이 크랭크축이 후진되어 링판스프링밀대(4)를 당겨주기 때문에 상기 링판스프링은 압축되고 한 몸체와 같이 밀착되어 있던 스틸링판(7a)과 마찰링판(7b)들의 밀착상태가 이완되어 서로 격리됨에 따라 구동기어(6)와 클러치하우징(3)은 클러치(7)에 의한 접속이 해제됨으로써 상기 구동기어가 엔진의 동력에 의해 계속 회전되어도 그 회전력은 크랭크축(2)에 전달되지 않고 상기 구동기어만 공회전하게 된다.

이렇게 되면, 에어콤프레서가 작동하지 않게 되므로 공기탱크(9d)로의 압축공기의 공급이 중지되어 압력이 불필요하게 상승되는 것은 물론 엔진(1a)의 동력 손실이 방지되며, 또한 연료 및 엔진오일의 소모가 대폭 감소되고 차량의 연비개선에도 크게 기여하게 됨과 동시에 필요시에만 작동되므로 마모율이 저감되어 수명단축이 방지됨과 동시에 내부의 마찰열이 저하되어 토출공기의 온도가 낮아지게 됨은 물론 정지시에는 고온의 공기가 토출되지 않기 때문에 대기 및 주변의 오염이 감소하는 효과를 얻게 되었다.

그러나, 이러한 선출원 발명은 연료 및 엔진오일의 소모를 대폭 감소시켜 줄 수는 있지만 대부분의 대형차량(트럭 및 버스 등)에서는 에어콤프레서의 크랭크축 후단에 연료펌프나 파워스티어링펌프를 장착하여 크랭크축에 의해 함께 작동하게 하고 있기 때문에, 클러치에 의해 동력전달이 단절되어 에어콤프레서가 작동하지 않으면 연료펌프나 파워스티어링펌프도 작동하지 않게 되므로 크랭크축의 후단에 연료펌프나 파워스티어링펌프를 장착할 수 없게 되는 문제가 발생하게 되며, 이에 따라 에어콤프레서가 작동하지 않을 때에도 연료펌프나 파워스티어링펌프가 작동되게 설치하려면 엔진의 부품배열이 매우 복잡하게 됨은 물론 부품 및 조립공수도 많이 증가하게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 선출원 발명의 문제점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 펌프피스톤의 작동은 정지되어도 연료펌프나 파워스티어링펌프는 작동되게 하는 에어콤프레서를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 크랭크축과 커넥팅로드의 가공 및 조립작업이 매우 간편하고도 용이토록 함은 물론 연료 및 엔진오일의 소모량을 최소화시켜 주는 에어콤프레서를 제공함에 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적들은, 공기탱크내의 압력이 설정된 압력보다 높아져 신호압이 전달되면 크랭크축과 피스톤의 작동이 정지되어 압축공기의 공급이 중단된 상태에서도 구동기어의 구동력은 구동축에 의해 연료펌프나 파워스티어링펌프로 전달되게 하는 에어콤프레서를 제공함으로써 달성되는데, 이 에어콤프레서는 소정부위에는 크랭크실과 직교하게 펌프실이 형성된 크랭크케이스와 상기 크랭크케이스의 전면을 관통하여 전방으로 노출되는 선단에는 엔진의 타이밍기어와 맞물려 회전되는 구동기어가 착설되는 구동축과 상기 구동축의 크랭크실내에 위치하는 부분 중 후단부를 제외한 부분이 관통하게 축 결합되며 펌프실에 대응하는 외주면에는 펌프피스톤의 커넥팅로드가 축 결합되는 편심부가 형성된 크랭크축관과 상기 크랭크케이스의 개방된 후단을 덮어주게 착설하는 커버의 외면에 부착하여 설치되는 연료펌프나 파워스티어링펌프의 상기 커버를 관통하여 크랭크실내로 도입된 가동축의 선단을 구동축의 후단과 연결하는 커플링과 상기 구동축의 후단부와 크랭크축관의 후단 사이에 설치되어 구동축의 구동력을 크랭크축관에 전달 또는 단절하는 클러치와 상기 클러치의 직 전방에 위치하게 크랭크실내의 후방측에 설치되며 공기탱크로부터 신호압이 주입구를 통해 유입되면 클러치의 작동을 정지시키고 공기압이 유입되지 않을 때에는 클러치가 작동되게 하는 에어실린더를 포함하여 구성되는 것으로서, 평상시에는 클러치에 의해 상기 구동축과 크랭크축관이 함께 회전되게 연결되므로 펌프피스톤이 작동하여 압축공기가 공기탱크로 공급되며 공기탱크내의 압력이 설정된 압력보다 높아지면 신호압이 에어실린더로 유입되어 클러치의 작동을 정지시켜 주므로 구동력이 크랭크축관으로 전달되는 것이 단절되어 펌프피스톤은 정지되어도 구동축의 후단에 가동축이 커플링으로 연결되어 있는 연료펌프나 파워스티어링펌프는 계속하여 가동되도록 함을 특징으로 한 것이다.

이하, 본 발명 실시 예에 의한 에어콤프레서를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 에어콤프레서의 단면도이고, 도 4a는 도 3에 서 클러치가 연결된 상태를 발췌하여 보인 확대 단면도이며, 도 4b는 도 3에서 클러치가 단절된 상태를 발췌하여 보인 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명 실시예에 의한 에어콤프레서에서 클러치를 발췌하여 확대한 단면도이다.

본 발명 실시예에 의한 에어콤프레서는 전면을 엔진(A)의 해당 위치에 부착하여 설치되며 크랭크실(11)을 구비하는 크랭크케이스(10)와, 상기 크랭크케이스의 소정부위에 크랭크실과 직교하게 설치되는 펌프실(20)과, 상기 크랭크케이스의 전면에 형성된 축공을 관통하여 전방으로 노출된 선단에는 엔진의 타이밍기어(도시하지 않음)와 맞물려 회전되는 구동기어(31)가 착설되는 구동축(30)과, 상기 크랭크케이스의 개방된 후단을 덮어주게 착설하는 커버(10a)의 관통구를 통해 상기 크랭크실내로 도입된 가동축(41)의 선단이 커플링(32)으로 상기 구동축과 연결되어 함께 구동되게 커버의 외면에 부착하여 설치되는 연료펌프나 파워스티어링펌프(40)와, 상기 구동축의 크랭크실내에 수용되는 부분 중 후단부의 외주면에 형성된 스플라인부(33)를 제외한 부분이 관통하게 축 결합되며 상기 펌프실에 대응하는 외주면에는 펌프피스톤(21)의 커넥팅로드(22)가 축 결합되는 편심부(51)가 형성된 크랭크축관(50)과, 상기 구동축의 후단부와 크랭크축관의 후단 사이에 설치되어 구동축의 구동력을 크랭크축관에 전달 또는 단절하는 클러치(60)와, 상기 클러치의 직 전방에 위치하게 크랭크실내의 후방측에 설치되며 주입구(71)를 통해 신호압이 유입되면 클러치의 작동을 정지시키고 유입되지 않으면 클러치가 작동되게 하는 에어실린더(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한 것이다.

크랭크케이스(10)의 전면에 형성된 축공의 내주면과 상기 축공을 관통하는 구동축(30)의 선단부 외주면의 사이 및 상기 구동축이 결합되는 크팽크축관(50)의 선·후단측의 내면에는 각각 부시를 개재시켜 상기 구동축과 크랭크축관이 각기 원활히 회전되도록 한다.

그리고, 구동축(30)의 크랭크실(11)내에 수용되는 부분의 직경은 관통구를 관통하는 선단부 보다 작게 하여 크랭크축관(50)이 전방으로 슬립되지 않도록 하고, 상기 크랭크축관의 후단부측에서 에어실린더(70)의 기통(72)이 결합되는 부분의 외주면의 외경은 그 전방측 보다 작게 함으로써 후방으로도 슬립되지 않도록 한다.

따라서, 크랭크축관(50)은 회전될 때 구동축(30)에 축 결합된 상태에서 전후로 슬립되지 않고 항상 정 위치에서 회전하게 되며, 이에 따라 편심부(51)에 축 결합된 크랭크로드(22)의 축수부(23)도 상기 편심부를 벗어나지 않게 되어 펌프피스톤(21)의 왕복동작이 정상적으로 이루어지게 된다.

연료펌프나 파워스티어링펌프(40)는, 그 가동축(41)의 선단이 커플링(32)으로 구동축(30)의 후단과 직결되어 있기 때문에 상기 구동축의 구동력이 클러치(60)에 의해 크랭크축관(50)에 전달되지 않을 때에도 구동하게 된다.

클러치(60)는, 구동축(30)의 후단부 외주면에 형성된 스플라인부(33)에 결합되어 스냅링으로 전후 슬립되지 않게 착설되며 내주면에는 상기 스플라인부와 맞물리는 내부스플라인(611)이 외주면에는 외부스플라인(612)이 각각 형성된 클러치휠(61)과, 축관부(621)의 내주면에 형성된 내면스플라인(622)이 크랭크축관(50)의 후단부 외주면에 형성된 외면스플라인부(52)의 후측부에 맞물리게 축 결합되어 후단이 상기 외면스플라인부의 후단측에 착설하는 스넵링에 의해 걸어져 후방으로 이동하지 않게 설치되며 외주면의 후단측에는 고정편(623)이 빙둘러 직교되게 연장된 고정클러치판(62)과, 선단의 축공 내주면에 형성된 내측스플라인(631)이 상기 크랭크축관의 외면스플라인부의 전측부에 맞물리게 축 결합되며 후측부의 직경은 상기 고정편의 외경보다 크고 그 내면에는 내주면스플라인(632)이 형성된 원통형의 클러치하우징(63)과, 상기 축관부에 의해 고정클러치판의 고정편과 클러치하우징의 전후면 사이에 형성되는 공간에 개재되게 장착되는 복수의 링판스프링(64)과, 내경은 상기 클러치휠의 직경보다 크고 외경은 클러치하우징의 후단부 내경과 같게 되며 외주면의 후단이 상기 클러치하우징의 후단부 내면에 착설하는 스냅링(651)에 의해 걸어져 후방으로 이탈하지 않게 후단부의 내측에 장착되는 가동클러치링판(65)과, 상기 고정 및 가동클러치링판과 클러치휠 및 클러치하우징의 사이에 형성되는 공간부에 교대로 개재되게 장착되며 직경은 클러치하우징의 내주면스플라인과 격리되는 크기로 되고 각 축공의 내주면에는 클러치휠의 외부스플라인과 맞물리는 연동스플라인(66a)이 형성된 복수의 마찰링판(66) 및 내경은 상기 클러치휠의 외부스플라인과 격리되는 크기로 되고 각 외주면에는 클러치하우징의 내주면스플라인과 맞물리는 전동스플라인(67a)이 형성된 복수의 스틸링판(67)으로 구성된다.

따라서, 클러치(60)는 복수의 링판스프링(64)의 반발력이 작용하여 클러치하우징(63)을 전방으로 밀어 이동시켜 주면 그 후단부내에 장착된 가동클러치링판(65)이 함께 전방으로 이동되기 때문에 그 이동되는 간격만큼 교대로 장착되어 있는 마찰링판(66)과 스틸링판(67)을 전방으로 이동시켜 주는데, 이때 상기 링판스 프링의 반발력은 고정클러치판(62)을 후방으로 밀어주는 힘으로도 작용하므로 상기 고정클러치판은 정지된 상태로 있게 됨에 따라 마찰링판 및 스틸링판들은 서로 틈이 없이 밀착되어 한 몸체와 같이 된다.

이러한 상태에서, 구동축(30)이 구동되면 그 구동력은 클러치휠(61)의 외부스플라인(612)에 맞물려 있는 연동스플라인(66a)에 의해 각 마찰링판(66)에 의해 전달되며, 이렇게 되면 상기 각 마찰링판은 각 스틸링판(67)과 한 몸체와 같이 밀착되어 있기 때문에 전동스플라인(67a)이 맞물려 있는 내주면스플라인(632)에 의해 클러치하우징(63)에 전달되고, 이에 따라 상기 클러치하우징이 구동되므로 그 내측스플라인(631)이 맞물려 있는 외면스플라인부(52)에 전달되어 크랭크축관(50)을 구동시켜 준다.

이렇게 되어, 크랭크축관(50)이 구동되면 축수부(23)가 편심부(51)에 축 결합되어 있는 커넥팅로드(22)에 의해 펌프피스톤(21)이 펌프실(20)내에서 직진으로 왕복동작 하며, 이에 따라 발생되는 압축공기는 토출구(24)를 통해 토출되어 공기탱크(도시하지 않음)로 공급 저장된다.

이러한 작동으로 공기탱크에 공급되는 압축공기의 압력이 설정된 압력보다 높아지면, 그 압력의 일부가 신호압으로 주입구(71)를 통해 주입되면 에어실린더(70)가 작동하여 클러치하우징(63)을 후방으로 밀어 이동시켜 주며, 이때 고정클러치판(62)은 그 후단부가 스냅링에 의해 후방으로 슬립되지 않게 받쳐져 있기 때문에 링판스프링(64)을 압축시키면서 상기 클러치하우징이 후방으로 이동하므로 가동클러치링판(65)도 함께 이동하게 된다.

이렇게 되면, 고정클러치판(62)과 가동클러치링판(65)의 간격이 벌어지게 되므로 마찰링판(66)과 스틸링판(67)의 밀착상태가 해제되며, 이에 따라 상기 마찰링판이 클러치휠(61)과 함께 회전하여도 그 회전력은 상기 스틸링판에 전달되지 않고 슬립되기 때문에 마찰링판이 공회전하므로 구동축(30)의 구동력은 크랭크축관(50)에 전달되지 않아 펌프피스톤(21)의 작동이 정지하여 압축공기가 공기탱크로 공급되는 것이 중단된다.

그러나, 이러한 상태에서도 구동축(30)의 후단에 커플링(32)으로 직결되어 있는 가동축(41)으로는 구동력이 전달되기 때문에 연료펌프나 파워스티어링펌프(40)는 계속하여 작동된다.

에어실린더(70)는 압축공기인 신호압이 주입되는 주입구(71)가 구비된 부분만 펌프실(20)과 커버(10a)의 사이에서 외측으로 노출되게 크랭크실(11)내의 클러치(60)의 직 전방 위치에 설치되는 것으로서, 상기 주입구를 구비하며 크랭크축관(50)의 후측부에 축 결합 고정설치되는 기통(72)과 상기 기통의 후방으로 개구된 내부에 장착되어 소정의 범위에서 전·후로 이동하게 크랭크축관에 축 결합되는 피스톤(73)으로 구성된다.

그리고, 피스톤(73)의 후면과 클러치하우징(63)의 전면 사이에는 베어링(70a)을 개재시켜 줌으로써 이들 사이의 간격이 유지되게 함과 동시에 상기 클러치하우징은 원활히 회전되도록 지지한다.

이와 같이 구성되는 에어실린더(70)는, 공기탱크에 저장되는 압축공기의 압력이 설정된 압력보다 높아져 그 압력이 신호압으로 주입구(71)를 통해 기통(72)의 내부로 주입되면 피스톤(73)이 후방으로 이동되기 때문에 클러치하우징(63)을 밀어 함께 후방으로 이동시켜 주므로 링판스프링(64)은 압축되고 마찰링판(66)과 스틸링판(67)들은 서로 격리됨에 따라 클러치(60)에 의한 구동축(30)의 구동력전달이 단절되어 크랭크축관(50)의 구동은 정지된다

이후, 공기탱크에 저장된 압축공기의 사용으로 그 압력이 저하되어 에어실린더(70)의 내부 압력이 링판스프링(64)들의 반발력보다 약해지면 상기 링판스프링들의 반발력에 의해 클러치하우징(63)이 전방으로 밀려 이동되기 때문에 피스톤(73)도 동시에 전방으로 이동되며, 아울러 가동클러치링판(65)이 서로 격리되어 있던 마찰링판(66)과 스틸링판(67)들을 전방을 밀어 가압하여 서로 밀착시켜 주므로 구동축(30)의 구동력은 클러치(60)에 의해 크랭크축관(50)에 전달되어 펌프피스톤(21)을 구동시켜 주게 함으로써 압축공기의 공급작동이 다시 진행되게 하는 것이다.

이와 같은 작동과정에서, 에어실린더(70)의 피스톤(73)이 전·후 이동되는 간격은 링판스프링(64)의 반발력에 의해 클러치하우징(50)이 전방으로 이동되어 마찰링판(66)과 스틸링판(67)이 한 몸체와 같이 서로 밀착되어 함께 회전하게 되는 정도로 된다.

한편, 클러치(60)를 연결하고 단절하는 과정에서 에어실린더(70)에 가해지는 압력 등을 완충하기 위해 기통(72)의 전단을 받쳐주게 크랭크축관(50)에 결합한 고정링(74)과 상기 전단의 사이에는 스러스트부시(75)를 개재시켜 준다.

또한, 피스톤(73)이 평형을 유지하는 상태로 동작하도록 하기 위해 기통(72)과의 사이에는 복수의 코일스프링(76) 및 회전방지를 위한 가이드핀(77)을 적정간격으로 배열되게 설치하고, 각 마찰부위 등에는 엔진오일(윤활유)을 공급하는 유통로(12) 등을 설치한다.

그리고, 본 발명 실시예를 보인 도 3에는 펌프실(20)이 복수로 설치된 것으로 도시되어 있으나, 압축공기의 소모량이 적어 신속한 압축공기의 공급 및 대용량화가 요구되지 않게 되는 차량에는 원가절감을 위해 펌프실을 단일로 하는 것이 바람직하며, 이에 비례하여 펌프피스톤(21)과 커넥팅로드(22) 및 편심부(51) 등을 단수로 설치하면 된다.

또, 본 발명의 실시예에는 펌프실(20)을 단일로 하는 경우를 보이기 위한 도면은 도시되어 있지 않지만 이는 펌프실을 복수로 하는 것에 의해 간단히 적용 가능한 것이어서 생략한 것이며, 이러한 경우에도 본 발명의 범위에 속하는 것임은 물론이다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 에어콤프레서는 클러치에 의해 구동축의 구동력이 크랭크축관에 전달되면 펌프피스톤이 작동하여 압축공기의 공급작동이 이루어짐과 동시에 연료펌프나 파워스티어링펌프도 작동하게 되며, 공기탱크의 내부 압력이 설정된 압력보다 높아지면 에어실린더가 작동하여 클러치를 단절시켜 주므로 구동축의 구동력이 크랭크축관에 전달되지 않게 됨에 따라 펌프실은 작동하지 않게 되지만, 이러한 상태에서도 구동축의 구동력은 가동축에 계속 전달되기 때문에 연료펌프나 파워스티어링펌프는 정상적으로 구동되게 하는 특징이 있다.

이에 따라, 압축공기의 공급이 중단될 때에는 펌프가 작동하지 않게 되므로 연료의 손실과 소음발생 및 공해물질의 배출 등을 대폭 감소시켜 주는 효과는 물론 선출원 발명에서의 에어콤프레서에 비하여 크랭크축과 커넥팅로드의 구조가 단순화되어 가공 및 조립작업이 매우 간단·용이하게 되는 장점도 있다.

Claims

엔진에 부설되는 크랭크케이스의 크랭크실에 장착되며, 상기 크랭크케이스의 전면에 구비된 축공을 관통하여 전방으로 노출되는 선단부에는 엔진의 동력을 전달받는 구동기어가 축 결합 설치된 구동축과;

상기 크랭크케이스에 크랭크실과 직교하게 연결하여 설치되며, 압축공기의 토출구를 구비하는 펌프실과;

상기 크랭크케이스의 개방된 후단에 착설하는 커버의 후면에 부착하여 설치되며, 선단부가 상기 커버에 형성된 관통구를 통해 크랭크실의 내부로 도입되어 구동축의 후단부에 커플링으로 직결되는 가동축을 구비하는 연료펌프나 파워스티어링펌프와;

상기 구동축의 크랭크실에 수용되는 부분 중 후단부를 제외한 부분이 축 결합되며, 외주면의 상기 펌프실에 대응하는 부위에는 펌프실의 내부에 장착되어 있는 펌프피스톤의 커넥팅로드의 축수부를 축 결합하는 편심부가 형성된 크랭크축관과;

상기 구동축의 후단부와 크랭크축관의 후단부 사이에 위치하게 설치되며, 상기 펌프실로부터 공급되어 공기탱크에 저장되는 압축공기의 압력이 설정치 이상이 되면 구동축의 구동력이 크랭크축관에 전달되지 않게 단절하고 압력이 설정치 이하가 되면 전달되게 연결하는 클러치와;

상기 클러치의 직 전방에 위치하게 크랭크실내에 설치되며, 공기탱크에 공급되어 저장되는 압축공기의 압력이 설정치 이상이 되어 일부의 압력이 신호압으로 주입구를 통해 유입되면 작동하여 클러치의 구동력연결작동을 중단시켜주는 에어실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서
제1항에 있어서,

상기 클러치는,

상기 구동축의 후단부 외주면에 형성된 스플라인부에 결합 설치하며, 내주면에는 상기 스플라인부와 맞물리는 내부스플라인이 외주면에는 외부스플라인이 각각 형성된 클러치휠과;

축수부의 내주면에 형성된 내면스플라인이 상기 크랭크축관의 후단부 외주면에 형성된 외면스플라인부의 후측부에 맞물리게 축 결합 설치되며, 외주면의 후단측에는 고정편이 빙둘러 연장된 고정클러치판과;

선단의 축공 내주면에 형성된 내측스플라인이 상기 외면스플라인부의 전측부에 맞물리게 크랭크축관에 축 결합되며, 후측부의 직경은 상기 고정편의 외경보다 크고 내면에는 내주면스플라인이 형성된 원통형의 클러치하우징과;

상기 축수부의 길이에 비례하여 고정클러치판의 고정편과 클러치하우징의 후면 사이에 형성되는 공간에 개재되게 장착되는 복수의 링판스프링과;

상기 클러치하우징의 후단부 내에 장착되며, 내경은 상기 클러치휠의 직경보다 크고 외경은 클러치하우징의 내경과 같은 크기인 가동클러치링판과;

상기 고정 클러치판 및 가동클러치링판과 클러치휠 및 클러치하우징 사이의 공간부에 교대로 개재되게 장착되며, 직경은 외주면이 클러치하우징의 내주면스플라인과 격리되는 크기로 되고 축공의 내주면에는 클러치휠의 외부스플라인과 맞물리는 연동스플라인이 형성된 복수의 마찰링판 및 내경은 상기 클러치휠의 외부스플라인과 격리되는 크기로 되고 외주면에는 클러치하우징의 내주면스플라인과 맞물리는 전동스플라인이 형성된 복수의 스틸링판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 에어실린더는,

압축공기인 신호압이 주입되는 상기 주입구가 구비된 부분만 펌프실과 커버의 사이에서 외측으로 노출되게 크랭크실내의 클러치의 직 전방 위치에 설치되며, 상기 크랭크축관의 후측부에 축 결합 설치되는 기통과, 상기 기통의 내부에 장착되어 전·후로 이동하게 크랭크축관에 축 결합 설치되는 피스톤으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서.
제3항에 있어서,

상기 에어실린더는, 상기 기통과 피스턴의 사이에 복수의 코일스프링과 간격유지핀을 일정간격으로 배열되게 장착하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서.
제2항에 있어서,

상기 클러치하우징의 전면과 에어실린더의 피스톤의 후면 사이에는 베어링을 장착하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서.
제3항에 있어서,

상기 에어실린더의 기통의 전단과, 상기 전단을 받쳐주게 그 전방측의 크랭크축관에 결합 착설한 고정링과의 사이에는 스러스트부시를 장착하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서.
제1항 또는 제2에 있어서,

상기 펌프실은, 복수로 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어콤프레서.