KR100861961B1 - Air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 에어 컴프레서를 예시한 정단면도,1 is a front sectional view illustrating a conventional air compressor;
도 2는 본 발명에 따른 에어 컴프레서를 도시한 정단면도,2 is a front sectional view showing an air compressor according to the present invention;
도 3은 본 발명의 분해 사시도,3 is an exploded perspective view of the present invention,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 작동 과정을 도시한 작동 상태도.4 to 7 is an operating state diagram showing the operation of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 케이싱10: casing
20 : 크랭크 샤프트20: crankshaft
30 : 캠 블록30: cam block
40, 41, 42, 43 : 실린더40, 41, 42, 43: cylinder
44, 45, 46 : 피스톤44, 45, 46: piston
50 : 커넥팅 로드50: connecting rod
51 : 고정 블록51: fixed block
60 : 보조 피스톤60: auxiliary piston
70 : 리턴 스프링70: return spring
본 발명은 에어 컴프레서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크랭크 샤프트의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 구조의 간단한 개선에 의해 사이즈 축소에 따른 소형화와 경량화를 이루고, 진동과 소음을 저감시킬 수 있도록 하는 소형의 에어 컴프레서에 관한 것이다.The present invention relates to an air compressor, and more particularly, to a compact and lightweight according to the size reduction by a simple improvement of a structure for converting the rotational motion of the crankshaft into a linear motion, and to reduce vibration and noise. Relates to an air compressor.
일반적으로 왕복동식 에어 컴프레서는 크랭크 샤프트와 커넥팅 로드를 이용하여 회전 운동을 직선 운동으로 변환하면서 피스톤의 직선 왕복 운동에 의해 필요로 하는 압력으로 에어를 압축시키도록 하는 방식이다.In general, a reciprocating air compressor uses a crank shaft and a connecting rod to convert the rotational motion into a linear motion while compressing the air to the pressure required by the linear reciprocating motion of the piston.
이러한 에어 컴프레서는 대용량의 에어를 필요로 하는 산업용인 경우에는 대형화가 불가피하나 개인적으로 또는 서바이벌 게임이나 총포용 등의 특정한 용도로서만 사용하는 경우에는 사이즈가 작으면 작을수록 유리하다.Such an air compressor is inevitably enlarged in the case of an industry requiring a large amount of air. However, when the air compressor is used only for a specific purpose such as a survival game or a gun gun, a smaller size is advantageous.
에어 컴프레서 중 보통 1~1.5마력을 갖는 에어 컴프레서는 소형으로 분류되어 다양하게 적용되고 있으나 여전히 사이즈가 크고 중량이 무거워 운반이나 이동이 용이치 못하므로 이를 보다 소형화 내지는 경량화할려는 것이 이 분야에서의 기술 개발 추세이다.Among the air compressors, air compressors having 1 to 1.5 hp are classified as small and applied in various ways. However, since they are still large and heavy, they are not easy to transport or move. Development trend.
도 1은 종래의 에어 컴프레서를 예시한 정단면도를 도시한 것이다.1 is a front sectional view illustrating a conventional air compressor.
에어 컴프레서는 크랭크 샤프트(1)를 주축으로 하여 모터 구동력에 의해 회전하도록 하고, 크랭크 샤프트(1)에서 서로 다른 편심 각도를 갖는 위치에 각각 커 넥팅 로드(2)의 일단이 베어링(미도시)을 개제하여 회전 가능하게 축지지되도록 하고 있다.The air compressor causes the crankshaft (1) to rotate by a motor driving force, and the one end of the connecting rod (2) at each position having a different eccentric angle from the crankshaft (1) is used for bearing (not shown). It is made to support the shaft rotatably.
크랭크 샤프트(1)에 축지지되는 커넥팅 로드(2)는 실린더(3)의 내부를 직선 왕복하도록 구비되는 피스톤(4)에 타단이 축지지된다.The other end of the connecting
이때 각 실린더(3)에 구비되는 피스톤(4)은 단면적에 따라서 각각 압축력이 다르며, 이를 순차적으로 구동시켜 에어의 압축이 이루어지도록 하고 있다.At this time, the piston (4) provided in each cylinder (3) has a different compression force according to the cross-sectional area, respectively, to drive the sequential to compress the air.
특히 에어 컴프레서에서는 통상 1단과 2단과 3단으로 압축이 단계적으로 이루어지도록 하고 있으며, 이를 위해서 내경이 각기 다른 실린더(3)와 이 실린더(3) 내에 삽입되는 각기 다른 외경의 피스톤(4)이 구비되도록 하고 있다.In particular, in the air compressor, compression is generally performed in
실린더(3)와 피스톤(4)은 피스톤(4)의 외경에 따라서 다르게 되는데 가장 큰 외경을 갖는 1단 피스톤(4a)을 제외하고 보다 작은 외경으로 형성되는 2단 피스톤(4b)과 3단 피스톤(4c)은 1~1.5마력의 소형의 에어 컴프레서에서는 커넥팅 로드(2)에 직접 축고정이 어려우므로 우선 커넥팅 로드(2)에 축연결이 가능한 사이즈의 보조 피스톤(5)과 보조 실린더(6)가 구비되도록 하고 있다.The
이때 보조 피스톤(5)은 헤드 단면에 보다 작은 외경으로 이루어지는 2단 피스톤(4b)과 3단 피스톤(4c)이 일체로 연결되도록 하고, 2단 피스톤(4b)과 3단 피스톤(4c)은 각각의 보조 실린더(6)에 삽입되어 슬라이드 이동하도록 하고 있다.At this time, the
한편 각 실린더(3)는 통상 케이싱(7) 내부의 크랭크 샤프트(1)의 회전 중심축을 기준으로 방사상으로 압축 강도에 따라 1단, 2단, 3단 등으로 나누어 구비되도록 하고 있다.On the other hand, each
하지만 종래 소형의 에어 컴프레서는 복수의 커넥팅 로드(2)가 크랭크 샤프트(1)의 서로 다른 위치에서 축지지되도록 하고 있을 뿐만 아니라 케이싱(7)에 고정되는 실린더(3)들 또한 서로 다른 수직선상에 위치시켜야만 하므로 전체적인 외형 사이즈를 소형화시키는데는 한계가 있어 취급과 이동 및 운반이 용이치 않은 폐단이 있다.However, the conventional compact air compressor not only allows the plurality of connecting
또한 2축의 연결로 이루어지는 커넥팅 로드(2)는 회전 마찰에 의해 소음과 진동이 심하게 발생되는 문제가 있다.In addition, the connecting
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 초소형으로 제작이 가능토록 하여 운반 및 취급이 용이한 에어 컴프레서를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-described problems of the prior art, and a main object of the present invention is to provide an air compressor that is easy to transport and handle by being able to be manufactured in a very small size.
또한 본 발명은 소음과 진동을 최소화할 수 있도록 하는 에어 컴프레서를 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an air compressor that can minimize noise and vibration.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 케이싱을 수평 관통하여 내부에서 회전 가능하게 지지되도록 한 크랭크 샤프트와; 상기 크랭크 샤프트에 편심 축지지되면서 회전 가능하게 구비되는 캠 블록과; 상기 크랭크 샤프트를 중심으로 상기 캠 블록의 상부면과 측면에 수직으로 교차하도록 상기 케이싱에 각각 구비되 고, 내부에는 외경이 다른 1단 피스톤과 2단 피스톤과 3단 피스톤이 각각 슬라이드 이동 가능하게 삽입되도록 한 복수의 실린더와; 상기 실린더들 중 상기 캠 블록의 상부의 실린더에 삽입되는 상기 1단 피스톤에 상단부가 회전 가능하게 축지지되고, 하단부는 상기 캠 블록의 상부면에 고정시킨 고정 블록에 회전 가능하게 축지지되는 커넥팅 로드의 결합으로 이루어지는 구성이다.In order to achieve the above object, the present invention includes a crank shaft through which the casing is horizontally rotatably supported therein; A cam block rotatably provided while being eccentrically supported by the crankshaft; The casing is provided on the casing so as to vertically intersect the upper surface and the side surface of the cam block about the crankshaft, respectively, and the first stage piston, the second stage piston, and the third stage piston having different outer diameters are slidably inserted therein, respectively. A plurality of cylinders as possible; A connecting rod having an upper end rotatably supported by the first stage piston inserted into a cylinder above the cam block, and a lower end rotatably supported by a fixed block fixed to an upper surface of the cam block. It is composed of the combination of.
상기의 구성에서 상기 캠 블록은 정육면체의 형상으로 이루어지도록 하는 것이 보다 바람직하다. In the above configuration, the cam block is more preferably formed in the shape of a cube.
상기의 구성에서 상기 2단 피스톤과 3단 피스톤은 일단이 상기 캠 블록의 양측면에 각각 미끄럼 접촉되면서 상기 캠 블록의 작동에 의해서 서로 동일한 방향과 길이로 이동하도록 하는 것이 가장 바람직하다.In the above configuration, it is most preferable that the two-stage piston and the three-stage piston move in the same direction and length to each other by the operation of the cam block while one end is in sliding contact with both sides of the cam block.
상기의 구성에서 상기 커넥팅 로드는 하단부에 베어링이 고정 결합되도록 하고, 상기 베어링은 상기 고정 블록에 베어링 결합되면서 상기 캠 블록으로부터 회전 가능하게 축지지되도록 하는 것이 가장 바람직하다.In the above configuration, the connecting rod is most preferably such that the bearing is fixedly coupled to the lower end, and the bearing is rotatably axially supported from the cam block while being bearingly coupled to the fixed block.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 에어 컴프레서를 도시한 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 분해 사시도를 도시한 것이다.Figure 2 is a front sectional view showing an air compressor according to the present invention, Figure 3 shows an exploded perspective view of the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명은 크게 케이싱(10)과 크랭크 샤프트(20)와 캠 블록(30)과 복수의 실린더(40)와 커넥팅 로드(50)의 결합 구조로 이루어진다.As shown in the drawing, the present invention includes a
케이싱(10)은 내부가 빈 외부 커버 부재이다.The
이런 케이싱(10)의 내부에는 일측으로부터 타측으로 크랭크 샤프트(20)가 회전 가능하게 축지지된다.Inside the
크랭크 샤프트(20)는 케이싱(10)에 지지되는 양단부의 사이에 회전 중심에 대해서 일정 거리를 편심 회전하는 부위가 형성되도록 하는 구성이다.The
캠 블록(30)은 크랭크 샤프트(20)의 편심되게 형성한 부위에 베어링(31)에 의해 회전이 가능하게 축지지되는 구성으로서, 양측면은 서로 평행한 수직면을 이루도록 하는 것이 가장 바람직하다.The
이러한 캠 블록(30)은 도시한 바와 같이 육면체의 형상으로 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.It is most preferable that such a
본 발명의 캠 블록(30)에서 상부면과 양측면으로부터 수직의 방향으로 케이싱(10)에는 견고하게 실린더(40)가 결합되도록 한다.In the
실린더(40)는 캠 블록(30)의 상부에 위치되는 1단 실린더(41)와 양측으로 2단 실린더(42) 및 3단 실린더(43)가 위치되는 구성이며, 이들 각 실린더(40)는 내경이 각각 다르게 형성되도록 한다.The
실린더(40)의 내부에는 슬라이드 이동이 가능하도록 피스톤이 삽입되도록 하며, 각 피스톤은 실린더(40)의 내경에 적합한 외경을 갖는 1단 피스톤(44)과 2단 피스톤(45)과 3단 피스톤(46)으로 구비하되 다만 각 피스톤(44,45,46)의 이동 스트로크는 동일하도록 한다.The
각 실린더(40)에 삽입되는 피스톤(44,45,46) 중 케이싱(10)의 상부의 가장 큰 직경을 갖는 1단 실린더(41)에는 1단 피스톤(44)이 삽입되고, 양측의 2단 실린 더(42)와 3단 실린더(43)에는 각각 2단 피스톤(45)과 3단 피스톤(46)이 삽입되도록 하되 2단 피스톤(45)은 1단 피스톤(44)보다는 외경이 작고, 3단 피스톤(46)은 2단 피스톤(45)보다는 외경이 작게 형성되도록 한다.The
한편 피스톤들 중 외경이 지나치게 작은 경우에는 도면 중 3단 실린더(43)에서와 같이 실린더(43) 내부에는 슬리브(43a)를 삽입하여 이 슬리브(43a)를 따라 3단 피스톤(46)이 슬라이드 이동하게 할 수도 있다.On the other hand, if the outer diameter of the pistons is too small, as shown in the three-
복수의 피스톤들 중 외경이 가장 큰 1단 피스톤(44)은 커넥팅 로드(50)를 통해서 캠 블록(30)에 연결된다.The
커넥팅 로드(50)는 일단이 1단 피스톤(44)에 축회전이 가능하게 연결되고, 타단은 캠 블록(30)의 상단부에 결합된 고정 블록(51)에 축회전이 가능하게 연결되도록 한다.One end of the connecting
고정 블록(51)은 캠 블록(30)의 상부면에 견고히 결합되는 구성이며, 이 고정 블록(51)에는 커넥팅 로드(50)의 하단부가 축결합되도록 하되 커넥팅 로드(50)와는 베어링 결합에 의해서 회전 가능하게 연결되도록 한다.The
이때의 베어링은 커넥팅 로드(50)의 하단부가 적어도 양측 방향으로 일정 각도 이상 회전할 수 있도록 하는 것이 가장 바람직하다.At this time, the bearing is most preferably such that the lower end of the connecting
베어링(52)은 커넥팅 로드(50)의 하단부에 연결되게 하면서 고정 블록(51)에는 회전 가능하게 연결되도록 함으로써 결국 1단 피스톤(44)과 고정 블록(51)에 커넥팅 로드(50)가 모두 회전 가능하도록 한다.The
결국 커넥팅 로드(50)는 캠 블록(30)과 회전 가능하게 연결되므로 크랭크 샤 프트(20)의 회전에 의해 캠 블록(30)은 크랭크 샤프트(20)로부터 편심된 반경으로 회전하면서 이동을 하게 된다.Eventually, since the connecting
따라서 캠 블록(30)의 이동에 의해서 커넥팅 로드(50)는 캠 블록(30)에 연동하여 하단부가 승강과 양측으로 일정 거리를 이동하면서 1단 피스톤(44)을 일정한 스트로크만큼 승강시키게 된다.Therefore, the connecting
한편 캠 블록(30)의 양측에는 피스톤(45)(46)의 각 일단이 직접 미끄럼 접촉되게 할 수도 있고, 캠 블록(30)과 피스톤(45)(46)의 사이에 보조 피스톤(60)이 구비되게 할 수도 있다.On the other hand, both ends of the
이때 각 피스톤(45)(46) 또는 보조 피스톤(60)은 리턴 스프링(70)에 의해서 캠 블록(30)과 항상 밀착되게 할 수가 있다.At this time, each of the
한편 보조 피스톤(60)은 2단 피스톤(45)과 3단 피스톤(46)의 단부를 일부 수용할 수 있도록 하기 위하여 수용되는 각 피스톤 단부의 외경보다는 미세하게 큰 내경을 갖는 수용홈(61)이 일측으로 형성되도록 하고, 2단 피스톤(45)과 3단 피스톤(46)의 각 일단은 보조 피스톤(60)의 수용홈(61)에 삽입되어 미끄럼 접촉되는 상태가 유지되도록 한다.On the other hand, the
한편 케이싱(10)의 일측에는 모터(미도시)가 직접 결합되도록 하여 모터의 구동력이 크랭크 샤프트(20)에 직접적으로 전달되도록 함으로써 구조를 더욱 간소화시킬 수 있도록 하는 것이 가장 바람직하다.On the other hand, one side of the
또한 상기 각 실린더에는 에어가 유도되는 실린더 헤드측으로 흡기 밸브와 배기 밸브가 구비되도록 하고, 흡기 밸브와 배기 밸브는 일정 압력의 흡기압과 배 기압에 의해서 선택적으로 개방되게 할 수도 있다.In addition, each of the cylinders may be provided with an intake valve and an exhaust valve toward the cylinder head side through which air is guided, and the intake valve and the exhaust valve may be selectively opened by the intake pressure and the exhaust pressure of a predetermined pressure.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 컴프레서의 구동과 그에 따른 작용에 대해서 살펴보기로 한다.The driving of the compressor and its operation according to the present invention configured as described above will be described.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 작동 과정을 도시한 작동 상태도이다.4 to 7 are operating state diagrams showing the operating process of the present invention.
구동력이 크랭크 샤프트(20)에 전달되면 크랭크 샤프트(20)의 회전에 의해서 크랭크 샤프트(20)의 편심 위치에 결합된 캠 블록(30)이 일정 반경을 따라 회전하게 된다.When the driving force is transmitted to the
이때 캠 블록(30)에 베어링 결합된 커넥팅 로드(50)도 캠 블록(30)과 함께 연동하면서 도 4에서와 같이 1단 피스톤(44)을 수직 상승시키게 되어 일차적으로 외부로부터 1단 실린더(41)의 헤드측으로 유도된 에어를 압축시킨다.At this time, the connecting
1단 피스톤(44)에 의해 압축되는 에어는 일정 압력 이상이 되면 2단 실린더(42)의 헤드측으로 이동하게 되는데 이렇게 2단 실린더(42)로 유도되는 에어는 도 5와 같이 1단 피스톤(44)이 하강하면서 2단 피스톤(45)을 서서히 전진시키게 되므로 2단 실린더(42)측으로 유입된 에어가 재차 압축된다.When the air compressed by the
이때 3단 피스톤(46)은 2단 피스톤(45)의 전진량 만큼 후진하면서 2단 피스톤(45)에 의해 압축되는 에어를 3단 실린더(43)의 헤드측으로 유도되도록 한다.At this time, the
2단 피스톤(45)이 최대한 밀려나면서 에어를 압축시키게 되면 이때 1단 피스톤(44)은 1단 실린더(41)의 중간 높이에 위치되고, 계속해서 크랭크 샤프트(20)의 회전에 의해 2단 피스톤(45)과 함께 1단 피스톤(44)이 하강하면서 도 6과 같이 캠 블록(30)이 가장 낮은 높이에 위치하게 될 때 2단 피스톤(45)과 3단 피스톤(46)이 2단 실린더(42)와 3단 실린더(43)에서 중간 길이만큼 후진한 상태가 되므로 1단 피스톤(44)은 최하단까지 하강한 상태가 된다.When the
다시 도 7과 같이 크랭크 샤프트(20)가 회전하여 1단 피스톤(44)이 재차 상승하기 시작하면 2단 피스톤(45)은 후진하면서 3단 피스톤(46)은 2단 피스톤(45)과 대응되는 방향으로 전진하게 되므로 2단 실린더(42)로부터 압축되어 3단 실린더(43)로 유입된 에어를 재차 압축시키도록 한다.When the
3단 피스톤(46)에 의해 에어를 최대한 압축시키게 되면 이렇게 압축된 에어는 별도의 용기에 공급되어 필요로 하는 용도로 사용된다.When the air is compressed as much as possible by the three-
따라서 본 발명의 에어 컴프레서는 크랭크 샤프트(20)의 회전에 의해 이 크랭크 샤프트(20)에 편심 축지지되게 한 캠 블록(30)이 일정 반경의 궤도를 선회하면서 동일 수직선상에서 캠 블록(30)의 상부면과 양측면에 결합 및 밀착되도록 한 커넥팅 로드(50) 또는 보조 피스톤(60)을 통해 피스톤들을 순차적으로 연동시켜 에어의 압축 압력을 점차 높이면서 압축 에어를 생성하도록 하는 것이다.Therefore, the air compressor of the present invention is the
이렇게 본 발명은 크랭크 샤프트(20)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 구성들의 작동 궤적을 최소화하는 동시에 동일 수직선상에 위치되게 함으로써 종전의 커넥팅 로드를 사용하는 구성에 반해 동일마력의 조건에서 전체적인 에어 컴프레서의 사이즈 축소와 경량화가 가능해지도록 한다.Thus, the present invention minimizes the operation trajectory of the components for converting the rotational movement of the
또한 본 발명은 전체 피스톤들을 커넥팅 로드에 의해 이동시키던 구성에 비해 피스톤의 이동 거리인 스트로크를 보다 짧게 형성할 수가 있으므로 진동과 함께 소음의 저감이 가능합니다. In addition, the present invention can form a shorter stroke, which is the movement distance of the piston, compared to the configuration in which all the pistons are moved by the connecting rod, it is possible to reduce noise with vibration.
상술한 바와 같이 본 발명은 전체적인 외형의 축소에 따른 소형화와 경량화를 가능토록 함으로써 휴대가 간편하고 이동이 용이토록 하여 휴대용으로 편리하고 전천후 사용이 가능토록 하며, 소음 및 진동의 저감과 함께 압축 효율의 상승으로 보다 높은 성능에 대한 신뢰성을 제공하게 되는 이점이 있다. As described above, the present invention enables miniaturization and light weight according to the reduction of the overall appearance, so that it is easy to carry and easy to move, so that it is convenient to carry and can be used in all weather, and the compression efficiency is reduced with the reduction of noise and vibration. This has the advantage of providing increased reliability for higher performance.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020070051338A KR100861961B1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Air compressor |
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ID=40152823
Family Applications (1)
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KR1020070051338A KR100861961B1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Air compressor |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0557378U (en) * | 1991-12-27 | 1993-07-30 | マックス株式会社 | air compressor |
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KR20020083271A (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-02 | 성성제 | 3 step high pressure air compressure having 4 step pressuring structure and compressing method thereof |
-
2007
- 2007-05-28 KR KR1020070051338A patent/KR100861961B1/en not_active IP Right Cessation
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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USP4625683 |
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