KR101190422B1 - Air-compressor for automatic interrupting power - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일정한 압력으로 압축공기가 충전되면 자동을 동력을 차단할 수 있는 공기 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to an air compressor capable of automatically shutting off power when compressed air is charged at a constant pressure.
본 발명에 따른 자동으로 동력차단이 가능한 공기압축기는 내부에서 피스톤(1)이 왕복하는 실린더(2)와, 상기 실린더(2)하부에 형성되는 크랭크 케이스(4)의 내부에 상기 피스톤(1)에 연결되는 크랭크 샤프트(3)와, 상기 크랭크 샤프트(3)와 동축인 구동축(5)상에 구비되고 엔진의 출력축에 치합되는 구동기어(6)를 포함하는 공기 압축기에 있어서, 상기 구동축(5)의 단부에는 마찰판(8)이 체결되고, 상기 구동기어(6)는 헬리컬 기어로 이루어지고, 구동축(5)에 대하여 축방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되고 동시에 구동축(5)에 대하여 상대적으로 회전가능하게 구비되고, 상기 마찰판(8)과 선택적으로 접촉하도록 구비되며, 상기 구동기어(6)를 마찰판(8)측으로 압박하는 스프링(7)이 구비되도록 한다.An air compressor capable of automatically powering off according to the present invention includes a cylinder (2) in which a piston (1) reciprocates from within, and a crankcase (4) formed in a lower portion of the cylinder (2). An air compressor comprising a crank shaft (3) connected to a drive shaft (6) and a drive gear (6) provided on a drive shaft (5) coaxial with the crank shaft (3) and engaged with an output shaft of an engine. The friction plate 8 is fastened to the end of the drive plate, and the drive gear 6 is formed of a helical gear, which is slidably axially with respect to the drive shaft 5, and at the same time relatively rotatable with respect to the drive shaft 5. And a spring 7 for selectively contacting the friction plate 8 and for pressing the driving gear 6 toward the friction plate 8.
따라서, 공기압축기의 손실마력을 방지함으로써 엔진 전체의 출력과 효율을 높일 수 있고 연비도 함께 절감될 수 있다.Thus, by preventing the loss of horsepower of the air compressor can increase the output and efficiency of the entire engine and fuel economy can be reduced together.
동력차단, 공기압축기, 마찰판, 스프링 Power block, air compressor, friction plate, spring
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 차량용 공기압축기를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a vehicle air compressor according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 자동으로 동력 차단이 가능한 공기압축기를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing an air compressor capable of automatically power off according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 자동으로 동력 차단이 가능한 공기압축기의 작동상태를 나타낸 상태도.Figure 3 is a state diagram showing the operating state of the air compressor capable of automatically power off according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 피스톤 2 : 실린더1: piston 2: cylinder
3 : 크랭크 샤프트 4 : 크랭크 케이스3: crankshaft 4: crankcase
5 : 구동축 6 : 구동기어5: drive shaft 6: drive gear
7 : 스프링 8 : 마찰판7: spring 8: friction plate
10 : 공기압축기10: air compressor
본 발명은 차량의 공기압축기에 관한 것으로, 특히 일정한 압력으로 압축공 기가 충전되면 자동으로 동력전달이 차단되게 하여 손실마력 발생을 방지할 수 있도록 된 자동으로 동력 차단이 가능한 공기압축기에 관한 것이다.The present invention relates to an air compressor of a vehicle, and more particularly, to an air compressor capable of automatically shutting off power so that power transmission is automatically cut off when compressed air is charged at a constant pressure to prevent loss of horsepower.
일반적으로 차량에서는 배기브레이크, 에어 현가장치 등을 작동시키시기 위한 에너지원으로 공기압축기에서 생성된 일정한 압력의 압축 공기를 사용한다.In general, a vehicle uses a constant pressure compressed air generated by an air compressor as an energy source for operating an exhaust brake, an air suspension, and the like.
차량에 사용하는 공기압축기는 구동축으로부터 동력을 전달받아 작동하면서 압축된 공기를 에어탱크에 저장하여 정해진 압력까지 충전시키고, 충전이 완료된 이후에는 에어탱크에 장착된 제어밸브를 통하여 초과공급되는 공기를 대기중으로 방출하도록 구성되어 있다.The air compressor used in the vehicle operates by receiving power from the drive shaft and stores the compressed air in the air tank to charge up to a predetermined pressure, and after the filling is completed, the air supplied to the air tank through the control valve mounted on the air tank It is configured to release to the inside.
여기서, 종래기술에 따른 공기압축기의 구조를 도 1을 참조로 하여 설명하면, 피스톤(100)이 내장된 실린더(200)의 하부에 크랭크 샤프트(300)가 내장된 크랭크 케이스(400)를 설치하고, 상기 크랭크 샤프트(300)의 편심부(310)와 연결된 커넥팅 로드(500)를 피스톤(100)과 피스톤 핀(600)으로 연결하며, 상기 크랭크 케이스(400)는 압축공기용 유로가 형성된 기어 케이스(도시되지 않음)의 후면에 부착하고, 상기 크랭크 케이스(400)의 전면에는 크랭크 샤프트(300)와 동축상에 위치하는 구동축(700)을 설치하여 상기 구동축(700)과 구동기어(800)가 함께 회전하도록 구비함으로써 구성한다.Here, if the structure of the air compressor according to the prior art will be described with reference to FIG. 1, the
그러나, 상기의 구조로 이루어진 공기압축기(900)는 구동기어(800)가 엔진의 출력축에 항상 치합되도록 연결되어 있으므로, 엔진이 구동중이라면 공기의 과충전여부와 상관없이 계속 작동하게 되어 결과적으로 엔진출력에 손실을 끼치거나, 불필요한 연료의 소모를 유발한다.However, since the
다시 말하면, 종래기술에 따른 공기압축기에서는 상기 구동기어(800)가 구동축(700)에 고정되어 있기 때문에, 공기압축기(900)는 엔진이 회전하고 있는 동안에는 계속적으로 작동하므로, 에어탱크가 충전이 완료되어 일정한 압력에 도달한 상태라도, 불필요하게 공기압축기(900)가 작동하여 엔진의 출력을 저하시키거나, 추가적인 연료 소모가 발생하는 문제점이 있다.In other words, in the air compressor according to the related art, since the
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 공기압축기가 갖는 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 공기압축기가 일정공기압에 도달하면 자동으로 엔진에서 전달되는 동력이 차단되게 하여 엔진의 손실마력을 줄이고 엔진출력 및 효율을 높이도록 된 자동으로 동력 차단이 가능한 공기압축기를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is invented to solve the problems of the conventional air compressor as described above, when the air compressor reaches a certain air pressure is automatically cut off the power transmitted from the engine to reduce the horsepower loss of the engine and engine output And to provide an air compressor capable of automatically shutting off power to increase the efficiency.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동으로 동력차단이 가능한 공기압축기는 내부에서 피스톤이 왕복하는 실린더와, 상기 실린더 하부에 형성되는 크랭크 케이스의 내부에 상기 피스톤에 연결되는 크랭크 샤프트와, 상기 크랭크 샤프트와 동축인 구동축상에 구비되고 엔진의 출력축에 치합되는 구동기어를 포함하는 공기 압축기에 있어서, 상기 구동축의 단부에는 마찰판이 체결되고, 상기 구동기어는 구동축에 대하여 축방향으로 슬라이딩 가능하고, 상기 마찰판과 선택적으로 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.Automatically shut off the air compressor of the present invention for achieving the above object is a crank shaft connected to the piston in the crank case formed in the lower cylinder and the cylinder reciprocating therein; An air compressor including a drive gear provided on a drive shaft coaxial with the crank shaft and engaged with an output shaft of an engine, wherein a friction plate is fastened to an end of the drive shaft, and the drive gear is axially slidable with respect to the drive shaft. It is characterized in that it is provided to selectively contact with the friction plate.
여기서, 상기 구동기어는 헬리컬기어이고, 상기 구동축에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 한다.Here, the drive gear is a helical gear, characterized in that rotatable about the drive shaft.
상기 구동기어의 일단에는 상기 구동기어를 마찰판측으로 압박하는 스프링이 더 구비되는 것이 바람직하다.One end of the drive gear is preferably provided with a spring for pressing the drive gear toward the friction plate side.
이하 본 발명의 자동으로 동력차단이 가능한 공기압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the air compressor capable of automatically shutting off the present invention will be described in detail.
도 2 및 도 3은 본 발명의 자동으로 동력차단이 가능한 공기압축기의 단면도로서, 도 2는 공기압축기가 작동중인 상태를 도시한 것이고, 도 3은 동력의 전달이 차단된 상태를 도시한 것이다.2 and 3 is a cross-sectional view of the air compressor capable of automatically shutting off the present invention, Figure 2 shows a state in which the air compressor is in operation, Figure 3 shows a state in which power transmission is cut off.
공기압축기(10)는 피스톤(1)이 내장된 실린더(2)와, 상기 실린더(2) 하부에 구비된 크랭크 케이스(4)에 내장되어 상기 피스톤(1)에 연결되는 크랭크 샤프트(3)와, 상기 크랭크 샤프트(3)와 동축상에 구비되는 구동축(5)으로 이루어진다.The
상기 구동축(5)의 단부에는 마찰판(8)이 체결된다. 마찰판(8)은 축방향 단부가 마찰계수가 큰 재질로 형성되어 있어서, 다른 부재와 접촉한 상태에서는 동시에 회전하게 된다.A
상기 구동축(5)에는 구동기어(6)가 슬라이딩 가능하게 구비되되, 체결되지는 않는다. 즉, 구동기어(6)는 구동축(5)상에 구비되지만, 구동축(5)과 체결되지 않으므로, 구동축(5)이 구속된 상태에서 구동기어(6)를 회전시키면, 구동기어(6)가 구 동축(5)에 대하여 상대적으로 회전운동을 하게된다.The
그리고, 구동기어(6)는 구동축에 구비되는 스프링(7)에 의해서 탄력지지되어 외력이 작용하지 않는 상태에서는, 구동기어(6)의 측면을 마찰판(8)으로 압박하여 구동기어(6)의 측면이 상기 마찰판(8)과 접촉하여 접촉 마찰력에 의해 마찰판(8)과 함께 회전할 수 있는 구조가 된다. 구동기어(6)는 엔진의 출력축에 구비된 기어와 치합되어 엔진으로부터 구동력을 전달받고, 구동기어(6)와 마찰판(8)이 접촉하고 있으므로, 엔진-구동기어(6)-마찰판(8)-구동축(5)을 통하여 회전력이 전달된다. 즉, 엔진으로부터 전달된 구동력은 구동기어(6)를 통하여 구동축(5)으로 직접 전달되는 것이 아니라, 마찰판(8)을 통하여 전달된다.In the state where the
여기서, 상기 구동기어(6)는 외주면에 형성된 치형이 경사를 갖는 헬리컬 기어가 되도록 한다. 그 이유는 헬리컬 기어는 회전시, 회전토크에 비례하는 축력(Thrust force)이 발생하게 되는데, 이 축력에 의해서 구동기어(6)를 스프링(7) 측으로 슬라이딩시켜 선택적으로 마찰판(8)과 접촉하도록 하기 위함이다. 평상시에는 헬리컬 기어에 의한 축력이 스프링(7)의 탄성력보다 작아서, 구동기어(6)와 마찰판(8)이 접촉하여 같이 회전하게 된다. 그러나, 에어탱크에 공기가 충전된 상태면 피스톤(1)을 왕복운동시키는데 따른 저항이 커져서, 구동축(5)을 회전시키기 위한 부하가 많이 소요되므로, 구동기어(6)의 축력이 증가하여 마찰판(8)과 이격되면 동력의 전달을 차단시키게 된다.Here, the
즉, 피스톤을 구동시키기 위해 필요한 부하가 일정수준 이하이면 상기 구동기어(6)와 마찰판(8)이 붙어있어 구동기어(6)의 구동에 의해 공기압축기(10)가 작 동한다. 그러나, 피스톤을 구동시키기 위해 필요한 부하가 일정수준 이상이면 공기압축기(10)의 구동력이 구동저항에 의해 높아지게 되므로 상기 구동기어(6)에 걸리는 부하도 증가한다. 구동기어(6)에 걸리는 부하가 증가하면 상기 구동기어(6)의 축력도 증가하므로 상기 구동기어(6)가 상기 스프링(7)을 밀고 구동축(5)상에서 슬라이딩되어 마찰판(8)과 이격된다. 구동기어(6)와 마찰판(8)이 이격된 상태에서는 구동기어(6)는 구동축(5)에 구속된 상태가 아니므로, 구동기어(6)가 회전한다 하더라도 구동축(5)을 회전시키지 못하고, 공기압축기(10)에 대한 동력 전달이 차단되게 된다.That is, when the load required to drive the piston is below a certain level, the
이때, 피스톤을 구동시키기 위해 필요한 부하는 헬리컬 기어로 이루어지는 구동기어(6)의 치형과, 구동기어(6)와 마찰판(8)의 마찰계수 및, 스프링(7)의 탄성계수에 의해서 설정하도록 한다.At this time, the load required to drive the piston is set by the tooth shape of the
상기와 같은 구성을 갖는 자동으로 동력차단이 가능한 공기압축기(10)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the
초기 구동시와 공기압축기(10)가 충전중이어서 에어탱크의 내부가 설정된 압력이하인 경우에는 상기 마찰판(8)과 구동기어(6)가 상기 스프링(7)의 힘에 의해서 밀착되어 있으므로, 엔진의 회전시 회전시 구동기어(6)의 구동력을 마찰판(8)에 전달하여 마찰판(8)에 고정된 상기 구동축(5)에 의해서 공기압축기(10)가 작동하게 되어있다.Since the
반면에, 일정한 공기압으로 충전되어 공기압축기(10)에 부하가 걸리게 되면 이에 상응하여 상기 구동기어(6)에 부하가 함께 증가하게 되고 증가된 구동기어(6)에 전달되는 회전 토오크에 의해 축력이 동반 상승하게 된다. 상기 스프링(7)의 힘을 축력이 초과하는 시점에 상기 구동기어(6)와 마찰판(8)이 분리되게 되어 마찰판(8)에서 분리된 구동기어(6)는 상기 구동축(5) 상에서 공회전하게 됨으로써 공기압축기(10)는 작동을 멈추게 된다.On the other hand, when the
이후에 공기압 충전이 필요하게 되면 공기압축기(10)의 부하가 줄어들게 되므로 스프링(7)의 힘에 의해서 상기 구동기어(6)가 다시 마찰판(8)과 접촉하게 되므로 구동력이 공기압축기(10)에 전달되게 된다.When the air pressure is required afterwards, since the load of the
따라서, 상기와 같이 간단한 장치를 이용하여 공기압축기(10)의 동력을 자동으로 차단하거나 연결할 수 있게 되어 공기압축기(10)의 손실마력을 방지할 수 있다.Therefore, by using a simple device as described above it is possible to automatically cut off or connect the power of the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동으로 동력 차단이 가능한 공기압축기에 의하면, 공기압축기의 손실마력을 방지함으로써 엔진 전체의 출력과 효율을 높일 수 있고 연비도 함께 절감될 수 있으며, 기존의 공기압축기에 간단한 장치를 부가하여 사용할 수 있기 때문에 비용이 많이 들지 않아 경제적이고, 공기압축기의 기능이 향상되어 제품의 가치를 높여줄 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, an air compressor capable of automatically shutting off power according to the present invention can prevent power loss of the air compressor, thereby increasing the power and efficiency of the entire engine, and reducing fuel consumption. Because it can be used by adding a simple device, it is economical because it does not cost much, and the function of the air compressor is improved, thereby increasing the value of the product.
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