KR200184059Y1 - 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치 - Google Patents

Abstract

피스톤을 가진 왕복동 공기압축기에서, 피스톤 왕복운동시 피동기어가 구동기어보다 빠르게 회전하지 않도록하여 뒷침현상을 없애서 이음을 방지하도록 한 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치에 관한 것으로, 동력원을 구동기어 (22)와 피동기어(21)에 전달하여 크랭크축(20)을 회전시키고, 크랭크축(20)에 연결된 커넥팅로드(19)와 피스톤 핀(12)을 매개로 연결된 피스톤(11)을 왕복운동시켜 공기를 압축시키는 왕복동 공기압축기에 있어서, 상기 피스톤 핀(12)에 일정각도 이내에서 피봇운동할 수 있도록 결합된 피봇 캠(13)과; 상기 피스톤(11)내에 장착되어 피스톤(11)이 상사점 접근시 피봇캠(13)의 정점을 향해 접하고 피스톤(11)이 상사점에서 하사점으로 이동시 피봇캠(13)을 회동시키면서 피봇캠(13)의 정점에서 하점으로 급락하는 피스톤 롤러(14)를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치{Gear Part Noise Preventing Device of Air Compressor}

본 고안은 피스톤을 가진 왕복동 공기압축기에서, 피스톤 왕복운동시 피동기어가 구동기어보다 빠르게 회전하지 않도록하여 뒷침현상을 없애서 이음을 방지하도록 한 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치에 관한 것이다.

종래의 기술에서는 도 5a와 같이 피스톤(11)의 상사점을 향해 이동시 정상적인 기어부의 이맞물림으로 구동기어(22)의 앞치면의 피동기어(21)의 뒷치면을 밀어주고 있게 된다.

이후 도 5b와 같이 피스톤(11)의 상사점상태를 벗어나 피스톤(10)이 5c에서와 같이 상사점을 지나 하강운동을 시작할 때 피스톤 상면의 압력에 의해 하강속도가 배가되어 일정시간 피동기어(21)가 구동기어(22)보다도 더 빠르게 회전하는 구간이 발생하게 되어 있다.

이러한 현상은 피동기어(21)의 앞치면과 구동기어(22)의 뒷치면이 충돌하게 하여 이상음(이하, '이음'이라 함)을 발생시키는데, 이를 기어의 뒷침현상이라 한다.

본 고안은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 공기압축기의 피스톤 왕복운동시 피동기어가 구동기어보다 빠르게 회전하지 않도록하여 뒷침현상을 없애서 이음을 방지하도록 한 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은,

동력원을 구동기어(22)와 피동기어(21)에 전달하여 크랭크축(20)을 회전시키고, 크랭크축(20)에 연결된 커넥팅로드(19)와 피스톤 핀(12)을 매개로 연결된 피스톤(11)을 왕복운동시켜 공기를 압축시키는 왕복동 공기압축기에 있어서,

상기 피스톤 핀(12)에 일정각도 이내에서 피봇운동할 수 있도록 결합된 피봇 캠(13)과;

상기 피스톤(11)내에 장착되어 피스톤(11)이 상사점 접근시 피봇캠(13)의 정점을 향해 접하고 피스톤(11)이 상사점에서 하사점으로 이동시 피봇캠(13)을 회동시키면서 피봇캠(13)의 정점에서 하점으로 급락하는 피스톤 롤러(14)를 포함한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 피스톤 공기압축기의 압축상태에서의 조립단면도이고,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도이고,

도 3은 도 1의 우측에서본 부분측면도이고,

도 4a내지 4c는 피스톤의 위치에 따른 본 고안의 개략적인 작동상태도이고,

도 5a내지 도 5c는 종래 크랭크축의 회전시 피스톤의 위치에 따른 구동기어와 피동기어의 이물림상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 피스톤 12 : 피스톤 핀

13 : 피봇 캠 13a,13b : 돌출편

14 : 피스톤 롤러 17A,17B : 스프링

18 : 리턴스프링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 부호로 표기하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 피스톤 공기압축기의 압축상태에서의 조립단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 3은 도 1의 우측에서본 부분측면도이다.

도 1내지 도 3에서와 같이 동력원을 구동기어(22)와 피동기어(21)에 전달하여 크랭크축(20)을 회전시키고, 크랭크축(20)에 연결된 커넥팅로드(19)와 피스톤 핀(12)을 매개로 연결된 피스톤(11)을 왕복운동시켜 공기를 압축시키는 공기압축기의 피스톤 왕복장치에 있어서, 상기 피스톤 핀(12)에 일정각도 이내에서 피봇운동할 수 있도록 피봇 캠(13)이 조립되어 있다.

즉, 상기 피봇 캠(13)은 피스톤 핀(12)을 중심으로 시계 및 반시계방향으로 회동가능하고, 이때 피봇 캠(13)의 회동범위는 피봇캠(13)에 일체된 2개의 돌출편 (13a,13b)과 스톱퍼(27)에 의해 결정되게 되어 있다.

상기 피스톤(11)내에는 인서트 부시(15)가 매설되어 있고, 이 인서트 부시 (15)에는 피스톤 롤러(14)가 회전가능하게 삽입되어 있다.

상기 피스톤 롤러(14)는 도 4a에서와 같이 피스톤(11)이 상사점 접근시 피봇캠(13) 정점을 향해 접하여 구름운동하고 피스톤(11)이 상사점에서 하사점으로 이동시 피봇캠(13)을 시계방향으로 회동시키면서 도 4c와 같이 피봇캠(13)의 정점에서 최하점(기초원면)으로 피스톤(11)과 일체로 급락하게 되어 있다.

또한 상기 피스톤 롤러(14)의 급락시 회전된 피봇 캠(13)을 원위치로 회동 복귀시키도록 하기 위해 커넥팅로드(8)측 스톱퍼(17)에 리턴스프링(18)이 설치되어 있다.

도 2에서와 같이 리턴스프링(18)은 반시계방향으로 피봇캠(13)에 회전력을 가하고 있다.

한편, 상기 피스톤 롤러(14)의 급락시 피스톤 롤러(14)와 피봇캠(13)과의 접촉충격을 완화시키도록 하기 위해 상기 피스톤 핀(12)이 도 3과 같이 피스톤(11)의 장공(11a)측에 상하로 소정구간 이동가능하게 설치되고, 또 피스톤 핀(12)의 양단은 스프링(17A,17B)으로 탄성 지지되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작동상태를 설명한다.

도 1의 구동기어(22)와 피동기어(21)를 통해 크랭크축(20)이 도 4a와 같이 반시계방향으로 회전하고 피스톤(11)이 상사점으로 상승 운동을 하게 되면, 피스톤 롤러(14)가 피봇 캠(13)의 캠면에 접하는 상태에서 캠정점을 향해 구름운동한다.

피스톤(11)이 상사점에 도달하면 도 4b와 같이 피봇 캠(13)의 최정점에 도달하게 된다.

피스톤(11)이 상사점을 지나 하강운동을 시작하게 되면, 피스톤(11)상면에 가해지는 공기압력에 의해 피스톤(11)은 하방으로 가속되어 어느 순간 크랭크축 (20)은 구동기어(22)의 회전속도보다 더 빠르게 회전하려고 한다.

이때, 피스톤(11)과 커넥팅로드(19)의 위상각에 의해 피스톤 롤러(14)가 피봇캠(13)의 정점을 지나게 되고 순간적으로 피봇 캠(13)의 돌출펀(13b)이 스톱퍼 (27)에 닿을 때까지 도 4c와 같이 시계방향으로 회전하고, 피스톤(11)은 피스톤 롤러(14)가 피봇캠(13)의 정점에서 피봇캠(13)의 최하점(기초원면)까지 이동하는 만큼 하강을 하게 된다.

이때 피스톤 핀(12)양단을 지지하는 스프링(17A,17B)은 피스톤 롤러(14)와 피봇 캠(13)의 충격을 감소시킨다.

피스톤(11)이 피봇캠(13)의 정점에서 피봇캠(13)의 하점까지 하강하는 동안 피스톤(11)상면의 체적이 증가하여 공기압력은 급감하게 되고, 크랭크축(20)의 회전속도는 가속이 둔화되어 결국 구동기어(22)의 앞치면이 피동기어(21)의 뒷치면에 접한상태로 맞물린다.

따라서 본 고안에 의하면, 종래와 같이 피동기어(21)의 앞치면과 구동기어 (22)의 뒷치면이 충돌하게 되는 뒷침현상이 없어져 이음발생은 생기지 않는다.

피스톤(11)이 계속 하강하여 하사점 근방에 도달하면 피스톤 롤러(14)는 다시 피봇 캠(13)의 캠면위로 올라와 접하게 되고 다시 상승운동을 하게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 피스톤 공기압축기에서 피스톤 상사점에서 하강시 커넥팅 로드의 위상과 상관없이 피스톤을 하강시켜 피스톤 상면의 공기압력이 크랭크 회전속도에 영향을 미치지 못하도록 함으로써 구동기어와 피동기어의 맞물림부에 이음발생은 생기지 않는다.

Claims (3)

1. 동력원을 구동기어(22)와 피동기어(21)에 전달하여 크랭크축(20)을 회전시키고, 크랭크축(20)에 연결된 커넥팅로드(19)와 피스톤 핀(12)을 매개로 연결된 피스톤(11)을 왕복운동시켜 공기를 압축시키는 왕복동 공기압축기에 있어서,

   상기 피스톤 핀(12)에 일정각도 이내에서 피봇운동할 수 있도록 결합된 피봇 캠(13)과;

   상기 피스톤(11)내에 장착되어 피스톤(11)이 상사점 접근시 피봇캠(13)의 정점을 향해 접하고 피스톤(11)이 상사점에서 하사점으로 이동시 피봇캠(13)을 회동시키면서 피봇캠(13)의 정점에서 하점으로 급락하는 피스톤 롤러(14)를 포함한 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 핀(12)을 상하로 소정구간 이동가능하게 설치함과 동시에 피스톤 핀(12)의 양단을 스프링(17A,17B)으로 탄성 지지하여, 상기 피스톤 롤러(14)의 급락시 피스톤 롤러(14)와 피봇캠(13)과의 접촉충격을 완화시키도록 한 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤 롤러(14)의 급락시 회전된 피봇 캠(13)을 원위치로 회동 복귀시키도록 커넥팅로드(8)측에 리턴스프링(18)이 설치된 것을 특징으로 하는 왕복동 공기압축기의 기어부 이음발생 방지장치.