KR101907851B1 - 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브 - Google Patents

실린더형 공기압축기의 흡배기밸브 Download PDF

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Abstract

실린더 블록의 실린더 헤드에 배치되어 상기 실린더 블록 내의 피스톤을 왕복 구동시킴에 따라 공기를 흡입 및 배출하는 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브가 개시된다. 개시된 흡배기밸브는 실린더 챔버 측으로 배치되는 복수의 흡기공이 구비된 제1 밸브 시트와, 상기 제1 밸브 시트의 상측으로 이격 배치되는 제1 지지구와, 상기 제1 밸브 시트와 상기 제1 지지구 사이에 탄력적으로 유동 가능하게 배치되어 복수의 흡기공을 개폐하는 제1 밸브 플레이트를 구비한 흡기밸브; 및 복수의 배기공이 구비된 제2 밸브 시트와, 실린더 챔버 측으로 배치되도록 상기 제2 밸브 시트의 하측으로 이격 배치되는 제2 지지구와, 상기 제2 밸브 시트와 상기 제2 지지구 사이에 탄력적으로 유동 가능하게 배치되어 복수의 배기공을 개폐하는 제2 밸브 플레이트를 구비한 배기밸브;를 포함하며, 상기 제1 밸브 플레이트는 각각 동심으로 배치되는 제1 및 제2 돌기부를 형성하고, 상기 제2 밸브 플레이트는 각각 동심으로 배치되는 제3 및 제4 돌기부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더형 공기압축기의 흡배기밸브{AN INHALATION AND VENTILATION VALVE OF A CYLINDER TYPE AIR COMPRESSOR}
본 발명은 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브에 관한 것으로, 특히 밸브 플레이트의 내구성, 소음 저감 및 기밀성을 향상시킬 수 있는 위한 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브에 관한 것이다.
일반적으로 왕복동식 공기압축기는 압축공기를 일정한 용량의 저장탱크에 저장했다가 필요 시 이 고압의 저장 공기를 이용하여 여러 가지의 작업을 가능하게 하는 장비이다.
이와 같은 종래의 실린더형 공기압축기는 도 1과 같이 압축공기를 저장할 수 있도록 저장탱크(3)를 구비하고, 이동 가능하도록 저장탱크(3)의 하부에는 브라켓(7)을 통해 연결된 바퀴(5)가 구비된다. 또한, 종래의 실린더형 공기압축기는 저장탱크(3)의 상단부에 전동모터(9)와 이 전동모터 일측에 풀리가 설치된 실린더 블록(10)이 설치되고, 전동모터의 동력을 풀리에 전달되도록 하는 벨트가 설치된다.
또한, 실린더 블록(10)에는 공기를 흡입하기 위한 흡기용 밸브(이하, 흡기밸브)와 압축공기를 배출하기 위한 배기용 밸브(이하, 배기밸브)를 갖는 실린더 헤드(11)가 설치된다. 실린더 블록(10)은 도 2와 같이 내부에 흡기 및 배기를 위한 복수의 피스톤(53a,53b)이 설치되고, 상기 복수의 피스톤은 크랭크축(미도시)과 연결되며, 상기 크랭크축의 일측에는 풀리와 연결되어 전동모터(9)의 동력을 전달받아 회전한다.
상기와 같이 구성된 종래의 공기압축기는 전동모터의 동력을 벨트를 통해 풀리로 전달되고, 상기 풀리는 크랭크축으로 동력을 전달시켜 실린더 블록 내측에 설치되어 있는 피스톤을 상하왕복 운동시킴으로써 흡기밸브(20)를 통해 공기를 흡입하고 이를 압축하여 배기밸브(30)를 통해 배기시킴에 따라 토출 파이프를 통해 압축공기를 저장탱크에 저장시킨다.
이와 같은 종래 흡배기밸브(20,30)는 본체(20)에 다수의 개구(22)가 형성되고, 상기 개구(22)를 막는 밸브 플레이트(24)가 스프링(21a, 21b)에 의해 탄성적으로 설치되어 있다. 흡기 및 배기 동작은 하기와 같이, 흡기밸브(20)는 밸브 플레이트(24)가 개구(22)의 저면을 막고 있고, 동시에 배기밸브(30)는 밸브 플레이트(미도시)가 개구(미도시)의 상면을 막고 있다가 피스톤(53a,53b)의 왕복운동으로 인해 실린더(51,52) 내의 압력 변화에 따라 형성되는 흡입력 또는 팽창력에 의해 개방됨으로써 공기의 흡입과 배기가 이루어진다.
이러한 흡배기밸브(20,30)는 실린더 헤드(4)에 삽입시킨 후 일측벽에 다수의 통공(26a,36a)이 형성된 흡기측 및 배기 측 홀더(26,36)를 개재시켜 실린더 헤드(11)에 고정된다.
그런데 종래 흡배기밸브(20,30)의 밸브 플레이트(24)는 대부분 금속재질(스테인레스)로 제작되므로 공기의 흡입 및 배기 시 개구(22)에 탈착되면서 타격음과 진동이 발생되며 또한, 이렇게 발생된 타격음 및 진동은 상기 통공(26a)을 통해 곧바로 흡기공(42)에 전달되어 외부에 전해짐으로써 소음의 원인이 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 한국 등록실용신안공보 제359639호에는 게재된 소음저감장치는 금속재로 이루어진 밸브 플레이트(24)를 합성수지 재질로 대체하고, 아울러 홀더(26,36)의 구조를 다소 변경하였으나, 이 경우에도 역시 두께가 얇은 원판형상의 밸브 플레이트(24)는 지속적인 흡배기밸브 내측에서 상하로 유동하면서 상측으로는 밸브 본체(21) 하면에 부딪히고 하측으로는 고정체(28)에 부딪히면서 그 얇은 두께로 인하여 여전히 울림현상 및 타격음이 발생함에 따라 소음이 발생하는 요인으로 작용하며, 아울러 밸브 플레이트(24)의 재질을 합성수지로 채택함에 따라 금속제 밸브 플레이트에 비하여 그 내구성이 현저히 저하되는 치명적인 문제가 있었다.
한국 등록실용신안공보 제20-0359639호(등록일: 2004.08.10) 한국 등록실용신안공보 제20-0390071호(등록일: 2005.07.07)
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 밸브 플레이트의 내구성을 향상시키고, 흡배기 시 발생하는 소음을 저감하며, 밸브 시트와 밸브 플레이트 간의 기밀성을 향상할 수 있는 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실린더 블록의 실린더 헤드에 배치되어 상기 실린더 블록 내의 피스톤을 왕복 구동시킴에 따라 공기를 흡입 및 배출하는 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브에 있어서, 실린더 헤드 측으로 배치되는 복수의 흡기공이 구비된 제1 밸브 시트와, 상기 제1 밸브 시트의 하측으로 이격 배치되는 제1 지지 구와, 상기 제1 밸브 시트와 상기 제1 지지구 사이에 탄력적으로 유동 가능하게 배치되어 복수의 흡기공을 개폐 하는 제1 밸브 플레이트를 구비한 흡기밸브; 및 복수의 배기공이 구비된 제2 밸브 시트와, 실린더 헤드 측으로 배치되도록 상기 제2 밸브 시트의 상측으로 이격 배치되는 제2 지지구와, 상기 제2 밸브 시트와 상기 제2 지지 구 사이에 탄력적으로 유동 가능하게 배치되어 복수의 배기공을 개폐하는 제2 밸브 플레이트를 구비한 배기밸브;를 포함하며, 상기 제1 밸브 플레이트는 각각 동심으로 배치되는 제1 및 제2 돌기부를 형성하고, 상기 제2 밸브 플레이트는 각각 동심으로 배치되는 제3 및 제4 돌기부를 형성하는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브를 제공한다.
상기 제1 밸브 시트는 일면에 상기 제1 및 제2 돌기부가 삽입되는 제1 및 제2 환형 결합부가 형성되고, 상기 제2 밸브 시트는 일면에 상기 제3 및 제4 돌기부가 삽입되는 제3 및 제4 환형 결합부가 형성될 수 있다.
상기 제1 지지구는 상기 제1 밸브 시트와 마주하는 일면에 상기 제1 및 제2 돌기부의 뒷측에 삽입되는 제1 및 제2 환형 지지돌기가 형성되고, 상기 제2 지지구는 상기 제2 밸브 시트와 마주하는 일면에 상기 제3 및 제4 돌기부의 뒷측에 삽입되는 제3 및 제4 환형 지지돌기가 형성될 수 있다.
상기 제1 밸브 플레이트가 복수의 흡기공을 폐쇄하도록 상기 제1 밸브 플레이트 및 상기 제1 지지구 사이에 배치되어 상기 제1 밸브 플레이트를 탄력적으로 지지하는 복수의 제1 탄성부재와, 상기 제2 밸브 플레이트가 복수의 배기공을 폐쇄하도록 상기 제2 밸브 플레이트 및 상기 제2 지지구 사이에 배치되어 상기 제2 밸브 플레이트를 탄력적으로 지지하는 복수의 제2 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 밸브 플레이트는 테두리를 따라 제1 다단 절곡부가 형성되고, 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 다단 절곡부가 안착되는 제1 경사면 및 제1 수평면이 형성되며, 상기 제2 밸브 플레이트는 테두리를 따라 제2 다단 절곡부가 형성되고, 상기 제2 밸브 시트는 상기 제2 다단 절곡부가 안착되는 제2 경사면 및 제2 수평면이 형성될 수 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 실린더 블록의 실린더 헤드에 배치되어 상기 실린더 블록 내의 피스톤을 왕복 구동시킴에 따라 공기를 흡입 및 배출하는 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브에 있어서, 복수의 흡기공이 구비되며 일면에 적어도 하나의 제1 환형 결합부가 형성된 제1 밸브 시트와, 상기 제1 밸브 시트와 상하 방향으로 이격 배치되며 상기 제1 밸브 시트와 마주하는 일면에 적어도 하나의 제2 환형 결합부가 형성된 제1 지지구와, 상기 제1 밸브 시트와 상기 제1 지지구 사이에 요동 가능하게 배치되어 복수의 흡기공을 개폐하며 상기 제1 및 제2 환형 결합부에 선택적으로 결합되는 적어도 하나의 제1 환형 돌기부가 형성된 밸브 플레이트를 구비하는 흡기밸브; 및 복수의 배기공이 구비되며 일면에 적어도 하나의 제3 환형 결합부가 형성된 제2 밸브 시트와, 상기 제2 밸브 시트와 상하 방향으로 이격 배치되며 상기 제2 밸브 시트와 마주하는 일면에 적어도 하나의 제4 환형 결합부가 형성된 제2 지지구와, 상기 제2 밸브 시트와 상기 제2 지지구 사이에 유동 가능하게 배치되어 복수의 배기공을 개폐하며 상기 제3 및 제4 환형 결합부에 선택적으로 결합되는 적어도 하나의 제2 환형 돌기부가 형성된 제2 밸브 플레이트를 구비하는 배기밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브를 제공하는 것도 물론 가능하다.
이 경우, 상기 제1 밸브 플레이트는 복수의 제1 탄성부재에 의해 탄력적으로 지지되어 상기 복수의 흡기공을 폐쇄하고, 상기 제2 밸브 플레이트는 복수의 제2 탄성부재에 의해 탄력적으로 지지되어 상기 복수의 배기공을 폐쇄할 수 있다.
상기 본 발명에 있어서는 밸브 플레이트에 원주 방향으로 환형 돌기부를 형성함에 따라, 흡기 및 배기 시 밸브 플레이트가 밸브 시트에 반복적으로 충돌할 때 발생하는 파손을 방지하여 밸브 플레이트의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 밸브 플레이트에 형성된 환형 돌기부와 이에 대응하는 밸브 시트의 대응 돌기부에 의해 충격음 및 파동음을 흡수하여 전체적인 소음을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은 밸브 플레이트의 환형 돌기부와 밸브 시트의 대응 돌기부가 상호 요철 결합되는 구조이므로 기밀성을 유지할 수 있다.
도 1은 종래의 실린더형 공기압축기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 흡배기밸브를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기밸브의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 밸브 플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브를 나타내는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡기밸브의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 또한, 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브의 구성을 상세히 설명하되, 흡기밸브의 구조를 먼저 설명한 후 배기밸브의 구조를 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기밸브의 동작 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 밸브 플레이트를 나타내는 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기밸브(200)는 실린더 헤드(11)에 설치되어 외부로부터 실린더 측으로 유입되는 공기의 흡입을 제어한다.
흡기밸브(200)는 실린더 헤드(11) 내측의 설치공에 고정 설치되는 밸브 시트(220)와, 밸브 시트(220)에 소정 간격으로 이격된 채 밸브 시트(220)에 고정되는 지지구(240)와, 밸브 시트(220)와 지지구 사이에서 유동 가능하게 배치되는 밸브 플레이트(260)와, 밸브 플레이트(260)를 흡기공(221) 측으로 탄력적으로 지지하는 탄성부재(280)를 포함한다.
밸브 시트(220)는 중앙에 볼트(231)가 관통하는 관통구멍(210a)이 형성되고, 관통구멍(210a)을 중심으로 하여 원주 방향으로 복수의 흡기공(221)이 대칭 형성된다. 밸브 시트(220)는 지지구(240)와 마주하는 측으로 밸브 플레이트(260)가 안착되는 안착면(220b)이 형성된다.
밸브 시트(220)는 밸브 플레이트(260)가 안착되는 안착면에는 복수의 경사요부(223a,223b)가 형성된다. 복수의 경사요부(223a,223b)는 대략 환형으로 이루어지며 관통구멍(210a)에 대략 동축 상으로 배치되는 제1 경사요부(223a)와 제2 경사요부(223b)를 포함한다.
제1 경사요부(223a)는 관통구멍(210a)과 복수의 흡기공(221) 사이에 형성된다. 제2 경사요부(223b)는 제1 경사요부(223a)보다 큰 직경을 가지며, 복수의 흡기공(221)을 둘러싸도록 형성된다.
제1 경사요부(223a) 및 제2 경사요부(223b)에는 각각 밸브 플레이트(260)의 제1 돌기부(263) 및 제2 돌기부(265)가 안착될 수 있도록 제1 돌기부(263) 및 제2 돌기부(265)의 일부 경사면에 대응하는 형상으로 이루어진다.
지지구(240)는 중앙에 볼트(231)가 관통하는 관통구멍(240a)이 형성되고, 밸브 시트(220) 측으로 소정 높이(h) 돌출되는 간격유지돌기(242)가 형성된다. 간격유지돌기(242)의 높이(h)는 지지구(240)가 볼트(231) 및 너트(235)를 통해 밸브 시트(220)에 고정될 때, 밸브 플레이트(260)가 유동할 수 있는 공간을 마련할 수 있는 정도이면 족하다. 간격유지돌기(242)는 지지구(240)가 볼트(231) 및 너트(235)에 의해 밸브 시트(220)에 고정될 때 밸브 시트(220)의 안착면에 접한다.
지지구(240)는 관통구멍(240a)을 중심으로 하여 원주 방향으로 복수의 탄성부재 지지홈(241)이 대칭 형성될 수 있다. 복수의 탄성부재 지지홈(241)은 적어도 3개 이상 형성되는 것이 바람직하며 이때, 각 탄성부재 지지홈(241) 간의 배치 각도는 동일하게 이루어진다. 이와 같이 탄성부재 지지홈(241) 간의 배치 각도는 밸브 플레이트(260)가 복수의 탄성부재(280)에 의해 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 밸브 시트(220)의 안착면(220b)에 균일하게 밀착되도록 하기 위함이다.
지지구(240)는 밸브 시트(220)의 안착면을 마주하고 있는 측면(240b)에 동심원으로 배치되는 제1 및 제2 지지돌기(243a,243b)가 형성된다. 제1 지지돌기(243a)는 밸브 플레이트(260)의 제1 및 제2 돌기부(263,265)의 배면에 각각 형성된 제1 및 제2 요입부(264,266)에 삽입 가능하도록 제1 및 제2 요입부(264,266)의 형상에 대응하도록 형성된다. 제1 및 제2 지지돌기(243a,243b)와 제1 및 제2 요입부(264,266)는 각각 환형으로 이루어진다.
지지구(240)는 볼트(231)와 너트(235)에 의해 밸브 시트(220)에 분리 가능하게 체결될 수 있다. 이 경우 볼트(231)는 접시머리 볼트로 이루어질 수 있다. 볼트(231)의 헤드부(233)는 지지구(240)에 함몰된 상태로 체결되며, 실린더 챔버 측으로 흡입되는 공기의 흐름을 방해하지 않도록 헤드부(233)의 단부면(233a)은 지지구(240)의 저면(240b)과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
밸브 플레이트(260)는 전술한 바와 같이 밸브 시트(220)에 마주하는 일면에 환형으로 이루어진 제1 및 제2 돌기부(263,265)가 형성된다. 제1 및 제2 돌기부(263,265)는 도 4와 같이 관통구멍(261)을 중심으로 대략 동심원으로 배치된다. 이 경우, 제1 및 제2 돌기부(263,265) 사이의 영역은 밸브 플레이트(220)의 복수의 흡기공(221)을 폐쇄할 수 있는 영역이다. 또한, 밸브 플레이트(260)는 지름이 대략 지지구(240)의 지름에 대응하는 정도이면 족하다.
한편, 밸브 플레이트(260)에 형성된 제1 및 제2 돌기부(263,265)는 그 방향이 반대로 돌출 형성될 수 있다. 이 경우, 밸브 시트(220)는 제1 및 제2 경사요부(223a,223b)가 있는 위치에 각각 지지돌기를 형성하고 지지구(240)는 제1 및 제2 지지돌기(243a,243b)가 있는 위치에 각각 요홈을 형성하여 밸브 플레이트(260)의 제1 및 제2 돌기부에 각각 대응하도록 형성할 수 있다.
또한, 밸브 플레이트(260)는 제1 및 제2 돌기부(263,265) 중 어느 하나만 형성하는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 기밀성을 고려하여 제2 돌기부(265)만 형성할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기밸브의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
흡기 전에는 밸프 플레이트(260)가 도 3과 같이 복수의 탄성부재(280)에 의해 탄력적으로 지지된 채로 밸브 시트(220)의 복수의 흡기공(221)을 폐쇄한다. 이 경우, 제1 및 제2 돌기부(263,265)는 밸브 시트(220)의 제1 및 제2 경사요부(223a, 223b)에 각각 삽입됨에 따라, 기밀성을 향상시킬 수 있다.
흡기를 위해, 실린더 챔버 내에서 피스톤(미도시)이 하강하게 되면 지지구(240) 측의 압력이 밸브 시트(220) 측의 압력보다 낮아져, 밸브 시트(220) 측에 부압이 형성된다.
이에 따라, 복수의 흡기공(221)으로 공기가 유입되면서 그 압력에 의해 밸브 플레이트(260)가 도 4와 같이 하강하게 된다. 이때 복수의 흡기공(221)으로 유입된 공기는 지지구(260) 주변의 공간부(270)을 통해 실린더 챔버로 이동한다.
이 경우 밸브 플레이트(260)는 지지구(240)의 일면(240c)에 안착되면서 제1 지지구(240)의 제1 및 제2 지지돌기(243a,243b)가 밸브 플레이트(260)의 제1 및 제2 요입부(264,266)에 삽입된다.
다시 실린더 챔버 내에서 피스톤이 상승하게 되면 밸브 플레이트(260)도 복수의 탄성부재(280)의 탄성력에 의해 상승하여 복수의 흡기공(221)을 폐쇄한다.
이와 같이 밸브 플레이트(260)는 피스톤의 승강 반복이동에 따라 복수의 흡기공(221)을 반복적으로 개폐한다. 이때, 밸브 플레이트(260)가 밸브 시트(220)와 지지구(240)에 충돌하면서 충격음 및 파동음이 발행하게 되는데, 종래의 평판 형상으로 이루어진 밸브 플레이트에 비해 굴곡진 부분 즉, 제1 및 제2 돌기부(263,265)를 가짐에 따라 충격음과 파동음의 진동 폭이 짧아지게 되어 종래의 밸브 플레이트의 문제점인 울림현상에 따른 진동 소음을 현저히 감소시킬 수 있다.
아울러, 밸브 플레이트(260)는 제1 및 제2 돌기부(263,265)가 일종의 보강 기능을 가짐으로써 강성을 가지게 된다. 이에 따라, 밸브 플레이트(260)가 밸브 시트(220)와 지지구(240)에 충돌 시 파손되는 비율을 현저히 낮출 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브의 구성을 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기밸브(300)는 전술한 흡기밸브(200)의 구성과 유사하며, 밸브 시트(320)와 지지구(340)의 위치가 흡기밸브(200)와 반대로 배치된다.
배기밸브(300)는 실린더 헤드(11) 내측의 설치공에 고정 설치되는 밸브 시트(320)와, 밸브 시트(320)의 상측에 소정 간격으로 이격되어 밸브 시트(320)에 고정되는 지지구(340)와, 밸브 시트(320)와 지지구 사이에서 유동 가능하게 배치되는 밸브 플레이트(360)와, 밸브 플레이트(360)를 배기공(321) 측으로 탄력적으로 지지하는 탄성부재(380)를 포함한다.
밸브 시트(320)는 중앙에 볼트(331)가 관통하는 관통구멍(310a)이 형성되고, 관통구멍(310a)을 중심으로 하여 원주 방향으로 복수의 배기공(321)이 대칭 형성된다. 밸브 시트(320)는 지지구(340)와 마주하는 측으로 밸브 플레이트(360)가 안착되는 안착면(320b)이 형성된다.
밸브 시트(320)는 안착면(320b)에 복수의 경사요부(323a,323b)가 형성된다. 복수의 경사요부(323a,323b)는 대략 환형으로 이루어지며 관통구멍(310a)에 대략 동축 상으로 배치되는 제1 경사요부(323a)와 제2 경사요부(323b)를 포함한다.
제1 경사요부(323a)는 관통구멍(310a)과 복수의 배기공(321) 사이에 형성된다. 제2 경사요부(323b)는 제1 요홈(323a)보다 큰 직경을 가지며, 복수의 배기공(321)을 둘러싸도록 형성된다. 제1 경사요부(323a) 및 제2 경사요부(323b)에는 각각 밸브 플레이트(360)의 제1 돌기부(363) 및 제2 돌기부(365)가 안착될 수 있도록 제1 돌기부(363) 및 제2 돌기부(365)의 각 경사면에 대응하는 형상으로 이루어진다.
지지구(340)는 중앙에 볼트(335)가 관통하는 관통구멍(340a)이 형성되고, 밸브 시트(320) 측으로 소정 높이 돌출되는 간격유지돌기(342)가 형성된다. 간격유지돌기(342)의 높이는 지지구(340)가 볼트(331) 및 너트(335)를 통해 밸브 시트(320)에 고정될 때, 밸브 플레이트(360)가 유동할 수 있는 공간을 마련할 수 있는 정도이면 족하다. 간격유지돌기(342)는 지지구(340)가 볼트(331) 및 너트(335)에 의해 밸브 시트(320)에 고정될 때 밸브 시트(320)의 안착면에 접한다.
지지구(340)는 관통구멍(340a)을 중심으로 하여 원주 방향으로 복수의 탄성부재 지지홈(341)이 대칭 형성될 수 있다. 복수의 탄성부재 지지홈(341)은 적어도 3개 이상 형성되는 것이 바람직하며 이때, 각 탄성부재 지지홈(341) 간의 배치 각도는 동일하게 이루어진다. 이와 같이 탄성부재 지지홈(341) 간의 배치 각도는 밸브 플레이트(360)가 복수의 탄성부재(380)에 의해 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 밸브 시트(320)의 안착면에 균일하게 밀착되도록 하기 위함이다.
지지구(340)는 밸브 시트(320)의 안착면을 마주하고 있는 측면(340b)에 동심원으로 배치되는 제1 및 제2 지지돌기(343a,343b)가 형성된다. 제1 지지돌기(343a)는 밸브 플레이트(360)의 제1 및 제2 돌기부(363,365)의 배면에 각각 형성된 제1 및 제2 요입부(364,366)에 삽입 가능하도록 제1 및 제2 요입부(364,366)의 형상에 대응하도록 형성된다. 제1 및 제2 지지돌기(343a,343b)와 제1 및 제2 요입부(364,366)는 각각 환형으로 이루어진다.
지지구(340)는 볼트(331)와 너트(335)에 의해 밸브 시트(320)에 분리 가능하게 체결될 수 있다. 이 경우 볼트(331)는 접시머리 볼트로 이루어질 수 있다. 볼트(331)의 헤드부(333)는 밸브 시트(320)에 함몰된 상태로 체결되며, 실린더 챔버 측으로부터 배출되는 공기의 흐름을 방해하지 않도록 헤드부(333)의 단부면(333a)은 밸브 시트(340)의 저면(320c)과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
밸브 플레이트(360)는 전술한 바와 같이 밸브 시트(320)에 마주하는 일면에 환형으로 이루어진 제1 및 제2 돌기부(363,365)가 형성된다. 제1 및 제2 돌기부(363,365)는 관통구멍(361)을 중심으로 대략 동심원으로 배치된다. 이 경우, 제1 및 제2 돌기부(363,365) 사이의 영역은 밸브 플레이트(320)의 복수의 배기공(321)을 폐쇄할 수 있는 영역이다. 또한, 밸브 플레이트(360)는 지름이 대략 지지구(340)의 지름에 대응하는 정도이면 족하다.
한편, 밸브 플레이트(360)에 형성된 제1 및 제2 돌기부(363,365)는 그 방향이 반대로 돌출 형성될 수 있다. 이 경우, 밸브 시트(320)는 제1 및 제2 경사요부(323a,323b)가 있는 위치에 각각 지지돌기를 형성하고 지지구(340)는 제1 및 제2 지지돌기(343a,343b)가 있는 위치에 각각 요홈을 형성하여 밸브 플레이트(360)의 제1 및 제2 돌기부에 각각 대응하도록 형성할 수 있다.
또한, 밸브 플레이트(360)는 제1 및 제2 돌기부(363,365) 중 어느 하나만 형성하는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 기밀성을 고려하여 제2 돌기부(365)만 형성할 수 있다.
이와 같이 구성된 배기밸브(300)는 피스톤의 왕복 운동에 따라 밸브 플레이트(360)가 승강 반복 이동하면서 복수의 배기공(321)을 개폐하여 실린더 챔버로부터 공기를 배출하게 된다.
이 경우, 배기밸브(300)의 밸브 플레이트(360) 역시 흡기밸브(200)의 밸브 플레이트(260)와 마찬가지로 제1 및 제2 돌기부(363,365)에 의해 강성을 가짐으로써 밸브 시트(320)와 지지구(340)에 충돌 시 파손을 현저히 줄일 수 있고, 충격음 및 파동음을 흡수할 수 있으며, 기밀성을 향상시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡기밸브의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 흡기밸브(200')는 전술한 도 3에 도시된 흡기밸브(200)와 대부분의 구성이 동일하며, 밸브 플레이트(260')의 테두리를 따라 절곡부(268')가 형성된 점에 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 흡기밸브(200')의 구성 중 전술한 흡기밸브(200)와 차이가 있는 구성에 대해서만 설명한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 밸브 플레이트(260')는 테두리를 따라 다단 절곡부(268')가 형성된다. 다단 절곡부(268')는 하향 경사지도록 절곡되고 이어서 외측 방향으로 수평 절곡된다. 밸브 시트(220')와 지지구(240')는 다단 절곡부(268')가 안착되는 경사면(228',248') 및 수평면(229',249')을 각각 형성한다.
이에 따라, 밸브 시트(220')는 밸브 시트(220')의 경사면(228') 및 수평면(229',249')에 밀착됨에 따라 기밀성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 밸브 플레이트(260')가 밸브 시트(220')와 지지구(240') 사이에서 왕복하면서 복수의 흡기공(221')을 개폐할 때, 절곡부(268')가 각 경사면(228',248') 및 수평면(229',249')에 접촉됨에 따라 충격음과 파동음도 저감시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허등록청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
200: 흡기밸브 220,320: 밸브 시트
240,340: 지지구 260,360: 밸브 플레이트
263: 제1 돌기부 64: 제1 요입부
265: 제2 돌기부 266: 제2 요입부
280: 탄성부재

Claims (7)

  1. 실린더 블록의 실린더 헤드에 배치되어 상기 실린더 블록 내의 피스톤을 왕복 구동시킴에 따라 공기를 흡입 및 배출하는 실린더형 공기압축기의 흡배기밸브에 있어서,
    실린더 헤드 측으로 배치되는 복수의 흡기공이 구비된 제1 밸브 시트와, 상기 제1 밸브 시트의 하측으로 이격 배치되는 제1 지지구와, 상기 제1 밸브 시트와 상기 제1 지지구 사이에 탄력적으로 유동 가능하게 배치되어 복수의 흡기공을 개폐하는 제1 밸브 플레이트를 구비한 흡기밸브; 및
    복수의 배기공이 구비된 제2 밸브 시트와, 실린더 헤드 측으로 배치되도록 상기 제2 밸브 시트의 상측으로 이격 배치되는 제2 지지구와, 상기 제2 밸브 시트와 상기 제2 지지구 사이에 탄력적으로 유동 가능하게 배치되어 복수의 배기공을 개폐하는 제2 밸브 플레이트를 구비한 배기밸브;를 포함하며,
    상기 제1 밸브 플레이트는 각각 동심으로 배치되는 제1 및 제2 돌기부를 형성하고, 상기 제2 밸브 플레이트는 각각 동심으로 배치되는 제3 및 제4 돌기부를 형성하고,
    상기 제1 밸브 플레이트는 테두리를 따라 제1 다단 절곡부가 형성되고, 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 다단 절곡부가 안착되는 제1 경사면 및 제1 수평면이 형성되며,
    상기 제2 밸브 플레이트는 테두리를 따라 제2 다단 절곡부가 형성되고, 상기 제2 밸브 시트는 상기 제2 다단 절곡부가 안착되는 제2 경사면 및 제2 수평면이 형성되는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브 시트는 일면에 상기 제1 및 제2 돌기부가 삽입되는 제1 및 제 2 환형 결합부가 형성되고,
    상기 제2 밸브 시트는 일면에 상기 제3 및 제4 돌기부가 삽입되는 제3 및 제 4 환형 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 지지구는 상기 제1 밸브 시트와 마주하는 일면에 상기 제1 및 제2 돌기부의 뒷측에 삽입되는 제1 및 제2 환형 지지돌기가 형성되고,
    상기 제2 지지구는 상기 제2 밸브 시트와 마주하는 일면에 상기 제3 및 제4 돌기부의 뒷측에 삽입되는 제3 및 제4 환형 지지돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브 플레이트가 복수의 흡기공을 폐쇄하도록 상기 제1 밸브 플레이트 및 상기 제1 지지구 사이에 배치되어 상기 제1 밸브 플레이트를 탄력적으로 지지하는 복수의 제1 탄성부재와,
    상기 제2 밸브 플레이트가 복수의 배기공을 폐쇄하도록 상기 제2 밸브 플레이트 및 상기 제2 지지구 사이에 배치되어 상기 제2 밸브 플레이트를 탄력적으로 지지하는 복수의 제2 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡배기밸브.
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