KR19990028999U - 공기압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공기압축기에 관한 것으로, 그 목적은 흡입밸브의 일단부위가 밸브플레이트의 하면에 견고하게 고정되도록 압착 변형되면서 이를 지지하는 판스프링을 설치하여 흡입밸브 일단부의 들뜸을 방지하며 조립성을 향상시키는 것이다.

본 고안에 따른 공기압축기는 밸브플레이트(400)와 실린더(100) 사이를 밀폐하는 가스켓(330)을 하나로 구성하고, 흡입밸브(400)의 일단부가 밸브플레이트(300)의 하면에 밀착되도록 압착 지지하는 판스프링(340)을 설치하였다.

따라서 이들의 조립이 용이하게 이루어지며, 흡입밸브(400)의 일단부가 작동중에 들뜨는 것이 방지되어 흡입밸브(400)의 내구성과 전체적인 압축기의 성능이 향상되는 이점이 있다.

Description

공기압축기

본 고안은 차량용 에어브레이크 시스템에 사용되는 공기압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입밸브의 설치로 인한 밸브플레이트와 실린더 사이의 틈새를 막는 밸브실링부재에 관한 것이다.

일반적으로 소형 자동차에서는 브레이크패달에 가해진 힘에 의해 배력장치에서 배력이 형성되고, 이 증폭된 힘을 통해 차량을 제동하여 왔다. 그리고 대형 차량 즉 상용차 등에서는 배력장치에서 생성된 배력만으로는 차량의 제동이 충분하지 않기 때문에, 압축된 공기를 제동력으로 이용하는 에어 오버 하이드로릭 브레이크 시스템(Air Over Hydraulic Brake System)이 사용되는데, 여기에는 엔진에 의해 구동되어 공기를 압축하는 공기압축기가 구성된다.

이러한 공기압축기는 원통형상의 압축실(10a)이 형성되어 공기가 흡입 압축되는 실린더(10)의 상부에 공기의 흡입과 토출을 안내하는 실린더헤드(50)가 결합되어 있다. 실린더(10)와 실린더헤드(50) 사이에는 선택적으로 개폐되는 흡입포트(31)와 토출포트(32)가 형성된 밸브플레이트(30)가 개재되며, 여기에는 후술하는 피스톤(20)의 작동에 따라 흡입포트(31)를 개폐하는 흡입밸브(40), 밸브플레이트(30)의 상면에 설치되어 토출포트(32)를 개폐하는 토출밸브(미도시)가 구성되어 있다.

실린더(10) 내부에는 피스톤(20)이 설치되어 직선 왕복운동하는데, 이것은 연결로드(63)를 통해 크랭크샤프트(61)의 편심축(62)과 연결되어 있다. 엔진(미도시)에 의해 회전운동하는 크랭크샤프트(61)는 중심부에 편심회전하는 편심축(62)이 형성되어 있으며 샤프트케이스(60) 내부에서 회전운동 가능하게 지지되어 있다. 한편, 샤프트케이스(60) 내부에는 차량 엔진오일의 일부가 오일분사장치(미도시)에 의해 분사 공급되어 각 구동부를 윤활 및 냉각작용을 한다.

이와 같이 구성된 종래 공기압축기는 엔진(미도시)의 구동에 의해 크랭크샤프트(61)가 회전하게 되면, 이의 회전운동이 편심축(62)과 결합된 연결로드(63)에 의해 피스톤(20)의 직선 왕복운동으로 변환된다. 따라서 피스톤(20)이 실린더(10) 내부를 왕복운동함으로써 압축실(10a)에서 공기의 흡입 및 압축작용이 이루어지며, 동시에 샤프트케이스(60) 내부에 오일이 분사 공급되어 윤활작용이 수행된다. 즉, 피스톤(20)이 하사점으로 작동하여 흡입과정에 있을 때에는 흡입밸브(40)가 개방되어 흡입포트(31)를 통해 저압의 공기가 압축실(10a)로 흡입되고, 피스톤(20)이 상사점으로 작동하여 압축 토출과정에 있을 때에는 흡입밸브(40)는 닫히고 토출밸브(미도시)가 개방되어 고온고압으로 압축된 공기가 토출포트(32)를 통해 외부로 토출된다.

한편, 이러한 종래 공기압축기의 흡입밸브(40)는 흡입포트(31)와 대응하는 타단부위가 들뜨도록 밸브플레이트(30)의 하면에 설치되어 흡입포트(31)를 개폐하는데, 이것은 일단부가 밸브플레이트(30)의 하면에 마련된 핀(35)에 의해 고정되고, 실린더(10)와 밸브플레이트(30) 사이에 틈새 발생을 방지하는 비석면 재질의 가스켓(33,34)이 개재되어 있다. 이의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 가스켓(33,34)은 흡입밸브(40)와 함께 핀(35)에 의해 고정되는 제 1가스켓(33), 흡입밸브(40)와 제 1가스켓(33)의 두께로 인해 발생되는 사이틈을 밀봉하도록 제 1가스켓(33)과 실린더(10) 상면에 마련되는 제 2가스켓(34)으로 구성된다.

이러한 제 1,2가스켓(33,34)은 제 2도에 도시한 바와 같이, 테두리 형상으로 이루어져 실린더(10) 내부와 연통되도록 중심부가 개구되어 있다. 흡입밸브(40)의 일단부위가 안착되는 제 1가스켓(33)의 일단부위에는 관통홀(33b)이 천공된 밸브안착부(33a)가 마련되어 있는데, 관통홀(33b)은 흡입밸브(40)의 일단부에 형성된 결합홀(41)과 대응한 위치에 형성된다.

그리고 제 2가스켓(34)은 제 1가스켓(33)과 거의 상응하게 형성되어 있는데, 밸브안착부(33a)와 상응하는 부위에는 흡입밸브(40)의 결합시 외부에서 가해지는 압력에 따라 밸브안착부(33a)가 삽입되도록 개구부위가 넓게 연장되어 있다. 이에 따라 밸브플레이트(30)의 하면에 마련된 핀(35)에 흡입밸브(40)의 결합홀(41)과 제 1가스켓(33)의 관통홀(33b)을 관통하도록 흡입밸브(40)와 제 1가스켓(33)을 끼우고, 제 2가스켓(34)은 실린더(10)의 상면에 올려 놓는다. 이 상태에서 밸브플레이트(30)와 실린더헤드(50)를 볼트체결하면, 외부에서 가해지는 힘에 의해 밸브안착부(33a)가 눌려지면서 흡입밸브(40)의 일단부가 고정된다.

그러나 이러한 종래 공기압축기에서는 흡입밸브(40)를 설치하기 위해 2개의 가스켓(33,34)이 소요되며, 제 1가스켓(33)과 제 2가스켓(34)의 형상이 서로 유사하기 때문에 같은 종류의 가스켓만을 겹쳐서 설치할 우려가 있다. 또한 조립라인에서 2개의 가스켓(33,34)을 설치해야 함으로써 조립 생산성이 저하되고, 심한 경우에는 가스켓(33,34) 중 하나가 누락되게 조립하는 경우도 발생되어 압축기 작동시에 압축공기가 누설될 염려가 있게 된다. 그리고 이러한 가스켓(33,34)은 압축성질을 가지고 있는 비석면 재질로 마련되어 있어서, 흡입밸브(40)의 일단부위가 동시에 들뜨게 되어 흡입포트(31)의 개폐공간이 적게 이루어짐으로써, 공기의 흡입량 감소로 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 밸브플레이트와 실린더 사이를 밀폐하는 가스켓을 하나로 구성하고, 흡입밸브의 일단부가 밸브플레이트의 하면에 밀착되도록 압착 지지하는 판스프링을 설치함으로써, 이들의 조립을 용이하게 하며 흡입밸브의 일단부가 작동중에 들뜨는 것을 방지하는 공기압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 공기압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.

도 2는 종래 밸브플레이트와 실린더 사이에 설치되는 가스켓의 구조를 보인 분해사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 공기압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 가스켓의 구조를 보인 분해사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100..실린더 200..피스톤 300..밸브플레이트

310..흡입포트 320..토출포트 330..가스켓

340..판스프링 341,,관통홀 342..볼록부

350..핀 400..흡입밸프 410..결합홀

500..실린더헤드 600..샤프트케이스 610,,크랭크샤프트

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 공기를 흡입하여 압축 토출하는 압축실이 마련된 실린더, 실린더의 상부에 결합되어 공기의 유입과 토출을 안내하는 실린더헤드, 실린더와 실린더헤드 사이에 설치되며 흡입포트와 토출포트가 형성된 밸브플레이트, 밸브플레이트와 실린더 사이를 밀폐하도록 소정의 두께로 이루어진 가스켓, 일단부가 실린더와 밸브플레이트 하면에 개재되어 고정되며 타단부위는 흡입포트를 개폐하는 흡입밸브를 갖춘 공기압축기에 있어서,

흡입밸브의 일단부위 하면에는 흡입밸브의 일단부가 밸브플레이트의 하면에 밀착되도록 압착되면서 지지하는 판스프링이 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 고안에 따른 공기압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 가스켓의 구조를 발췌하여 보인 분해사시도이다.

본 고안에 따른 차량용 에어 브레이크 시스템에 사용되는 공기압축기는 이들에 도시한 바와 같이, 압축실(100a)이 마련된 실린더(100) 내부에 왕복운동하는 피스톤(200)이 설치되어 있으며, 실린더(100)의 상부에는 공기의 흡입과 토출을 안내하는 실린더헤드(500)가 볼트결합되어 있다.

실린더(100)의 하부에는 크랭크샤프트(610)가 회전가능하게 설치되는 사프트케이스(600)가 결합된다. 크랭크샤프트(610)는 차량의 엔진(미도시)에 의해 구동되며, 편심 회전운동하는 편심축(620)이 형성되어 있다. 편심축(620)과 피스톤(200)은 연결로드(630)에 의해 연결되어 있어서, 편심 회전운동이 피스톤(200)의 직선왕복운동으로 변환된다. 또한 샤프트케이스(600)에는 1분당 약 5리터 정도의 엔진오일이 오일분사장치(미도시)에 의해 분사됨으로써, 구동부의 윤활 및 냉각작용이 이루어진다.

그리고 실린더헤드(500)와 실린더(100)사이에는 각각 선택적으로 개폐되는 흡입포트(310)와 토출포트(320)가 형성되며 밸브플레이트(300)가 개재되어 있으며, 밸브플레이트(300)의 상하면에 토출밸브(미도시)와 흡입밸브(400)가 각각 마련된다. 이에 따라 흡입행정시 흡입밸브(400)가 개방작동되어 흡입포트(310)를 통해 저압상태의 외부공기가 압축실(100a)로 흡입되며, 피스톤(200)이 상사점으로 작동하여 고온고압으로 압축된 공기는 토출밸브(330)가 개방작동함으로써 토출포트(320)를 통해 외부로 토출된다.

또한, 실린더(100)의 상면과 실린더헤드(500) 사이에는 흡입밸브(400)의 설치로 인한 틈새발생을 방지하기 위한 테두리형상으로 이루어 진 가스켓(330)이 설치되는데, 이것은 소정의 두께로 이루어지며 중심부위가 압축실(100a)과 연통되도록 개구되어 있다. 흡입밸브(400)는 가장자리부위가 이러한 가스켓(330)에 의해 감싸져 있다. 이러한 가스켓(330)과 흡입밸브(400)의 상세한 결합구조는 다음과 같다.

먼저, 밸브플레이트(300)의 하면에는 하부로 돌출된 핀(350)이 마련되어 있으며, 핀(350)의 단부가 관통하도록 흡입밸브(400)의 일단부위에는 결합홀(410)이 천공되어 있다. 그리고 흡입밸브(400)의 일단부위 하면에서 압착 변형되면서 지지하는 스틸재질의 판스프링(340)이 마련된다.

본 고안의 특징적 구성요소인 판스프링(340)은 양측에 핀(350)이 관통하도록 관통홀(341)이 천공되어 있으며, 상측방향으로 돌출된 볼록부(342)가 양단부에 형성되어 있다. 따라서 이의 결합시 볼록부(342)가 압착되면서 흡입밸브(400)의 일단부위를 밸브플레이트(300)의 하면에 밀착 지지한다.

즉, 가스켓(330)을 실린더(100)의 상면에 올려 놓은 후, 결합홀(410)과 관통홀(341)을 이용하여 밸브플레이트(300)에 마련된 핀(350)에 흡입밸브(400)와 판스프링(340)을 순차적으로 끼운다. 그리고 이 상태에서 밸브플레이트(300)와 실린더헤드(500)를 실린더(100)의 상면에 볼트 체결하면, 판스프링(340)은 압착 되면서 흡입밸브(400)의 일단부위를 상측방향으로 밀게 된다. 이에 따라 흡입밸브(400)의 일단부위는 밸브플레이트(300)의 하면에 견고하게 고정되며, 피스톤(200)이 하사점으로 작동시 기압차에 의해 타단부위 만이 들떠서 흡입포트(310)를 개방하게 된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 공기압축기의 작동을 설명한다.

우선, 엔진(미도시)에 의해 크랭크샤프트(610)가 고속으로 회전운동하게 되면, 피스톤(200)이 실린더(100) 내부를 왕복운동하게 된다.

즉, 편심축(620)의 편심회전운동이 연결로드(630)에 의해 피스톤(200)의 직선왕복운동으로 변환된다. 이에 따라 피스톤(200)이 하강할 때는 흡입밸브(400)의 타단부위가 들떠서 흡입포트(310)가 개방되고, 외부공기는 흡입포트(310)을 통해 실린더(100) 내부로 흡입된다.

그리고 피스톤(200)이 상승하게 되면 다시 흡입밸브(400)의 타단부위가 흡입포트(310)를 폐쇄하고 공기는 고온고압으로 압축된다. 계속하여 압력이 상승하게 되면 토출밸브(미도시)가 개방되어 토출포트(320)를 통해 외부로 토출되며, 이러한 압축공기는 미도시된 에어 드라이어를 지나 에어탱크로 공급된다.

한편, 이러한 공기압축기의 작동중에서 흡입밸브(400)는 앞에서 설명한 바와 같이 일단부위가 압착 변형되면서 이를 지지하는 판스프링(340)에 의해 밸브플레이트(300)의 하면에 견고하게 고정되기 때문에, 공기흡입 과정시 타단부위만이 들떠 공기의 흡입이 원활하게 이루어진다. 또한, 흡입밸브(400)의 일단부위를 견고하게 고정하기 위한 부재가 하나의 판스프링(340)으로 이루어짐으로써, 이의 조립 생산성이 향상되며 제조원가가 절감된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 공기압축기는 밸브플레이트와 실린더 사이를 밀폐하는 가스켓을 하나로 구성하고, 흡입밸브의 일단부가 밸브플레이트의 하면에 밀착되도록 압착 지지하는 판스프링을 설치하였다.

따라서 이들의 조립이 용이하게 이루어지며, 흡입밸브의 일단부가 작동중에 들뜨는 것이 방지되어 흡입밸브의 내구성과 전체적인 압축기의 성능이 향상되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 공기를 흡입하여 압축 토출하는 압축실(100a)이 마련된 실린더(100), 상기 실린더(100)의 상부에 결합되어 공기의 유입과 토출을 안내하는 실린더헤드(500), 상기 실린더(100)와 상기 실린더헤드(500) 사이에 설치되며 흡입포트(310)와 토출포트(320)가 형성된 밸브플레이트(300), 상기 밸브플레이트(300)와 상기 실린더(100) 사이를 밀폐하도록 소정의 두께로 이루어진 가스켓(330), 일단부가 상기 실린더(100)와 상기 밸브플레이트(300) 하면에 개재되어 고정되며 타단부위는 상기 흡입포트(310)를 개폐하는 흡입밸브(400)를 갖춘 공기압축기에 있어서,

   상기 흡입밸브(400)의 일단부위 하면에는 상기 흡입밸브(400)의 일단부가 상기 밸브플레이트(300)의 하면에 밀착되도록 압착되면서 지지하는 판스프링(340)이 마련되는 것을 특징으로 하는 공기압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 판스프링(340)은 양단부에 상기 밸프플레이트(300)의 조립시 변형되면서 상기 흡입밸브(400)를 지지하도록 소정 곡률로 돌출된 볼록부(342)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기압축기.