KR20020085158A - 공기펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기펌프에 관한 것으로,

본 발명의 목적은 단수개의 모터축이 회전을 통해 복수개의 흡입실에서 상,하 흡배기 운동을 행하도록하되, 모터축과 피스톤체간의 동력연결구조를 간소화하여, 궁극적으로 공기의 용적율을 증가시킬 수 있으므로서 펌핑효율또한 향상할 수 있어 단시간에 펌핑작용을 행할 수 있으며, 특히 동력연결구조의 간소화로 제작원가 및 내구성 향상을 기대할 수 있는 공기펌프를 제공함에 있다.

Description

공기펌프{AIR PUMP}

본 발명은 공기펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단수개의 모터축이 회전을 통해 복수개의 흡입실에서 상,하 흡배기 운동을 행하도록하되, 모터축과 피스톤간의 동력연결구조를 간소화하여, 궁극적으로 공기의 용적율을 증가시킬 수 있으므로서 펌핑효율또한 향상할 수 있어 단시간에 펌핑작용을 행할 수 있으며, 특히 동력연결구조의 간소화로 제작원가 및 내구성 향상을 기대할 수 있는 공기펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 공기펌프에 있어, 소형 공기펌프는 휴대용 혈압측정기 및 피부미용기에도 적용되어 혈압측정을 위해 압박대에 공기를 불어 넣거나, 또는 피부의 피지를 제거하기 위해 공기를 흡입하는데 사용되고 있는바,

이에, 종래의 혈압측정기 등에 적용되는 공기펌프의 구성상태를 도 1로 도시되어 있으며, 이는 대개가 소형 모터를 사용하게 되는데,

이러한, 모터(100)축의 상부에 끼워지며 흡입구(220)와 배기구(210)가 구비되고 중앙에 소정크기의 홀이 형성된 상부프레임(200)와, 상기 모터 회전축에 편심되게 부착되어 편심회전하는 편심축(300)과, 상기 편심축(300)에 수진된 상태로 결합고정되어 편심축의 회전에 따라 상하유동하면서 공기를 흡입, 압축배기하며 밸브가 구비된 피스톤(400)과, 상기 피스톤(400)의 단부를 압박하여 공기가 새는 것을 방지하며 소정의 압축실이 형성되도록 상기 상부프레임(200)와 결합되며 흡입홈(520)과 배기홈(510)이 구비된 하부프레임(500)로 이루어진 것이었다.

따라서, 종래의 공기 펌프는 모터(100)축의 회전에 따라 편심되게 회전하는 편심축(300)에 결합되어진 피스톤(400)이 상,하 운동을 행하게 되며, 피스톤(400)의 상향운동시 상기 피스톤(400)으로 형성된 흡입밸브가 열리면서 상부프레임(200)의 흡입구를 통해 외부공기를 흡입하여 하부프레임(500)의 흡입홈(520)을 경유하며 압축실로 들어오게하고,

피스톤(400)의 하향운동시에는 상기 흡입밸브는 닫히고 배기밸브가 열리면서 압축실에 들어 있는 공기를 배기밸브를 통해 상기 하부프레임(500)의 배기홈(510)을 경유하며 상기 상부프레임(200)의 배기구(210)로 배기시키게 되며, 이러한 흡,배기운동을 되풀이하므로서 일정량의 공기를 계속 흡입,배기하게 된다.

하지만, 상기와 같은 종래 공기펌프는 모터의 축에 편심되게 결합된 편심축자체가 갖는 편심량이 한계가 있어, 편심축(300)으로 결합되는 피스톤(400)이 단수개로 결합됨에 따라 그만큼 공기를 배기하는 양이 제한되므로 단시간에 공기를 유입시키기 어려운 문제점을 갖는 것이었다.

한편, 상기한 공기펌프의 문제점을 해결하기 위해 도 2로 도시된 공기펌프가 개발되었는데,

이는 도시된 바와같이 단수개의 모터(1000)축에 결합구(1100)를 두어 이 결합구(1100)를 통해 편심축(1200)을 편심결합하되, 이러한 편심축(1200)은 경사지게 설치되어지고,

또한, 이러한 편심축(1200)으로는 상,하이동구(1300)를 결합하되, 상,하이동구(1300)의 양 끝단으로 피스톤(1400)을 각각 힌지연결하고 중앙부는 시소작용을 행할 수 있도록 힌지축(1500)을 형성하여, 모터(1000)축의 회전에 따라 각 압축실(1600)에서 2번의 펌핑작용을 이루어지도록 한 것이며,

이와같이 단수개의 모터(1000)축의 회전이 편심축(1200)을 거치면서 상,하이동구(1300)에 의해 수평방향으로 시소작용을 행하도록 하여, 피스톤(1400)을 통한 두번의 펌핑작용을 행할 수 있어, 그만큼 공기의 배기량을 향상시킬 수 있는 것이었다.

하지만, 상기와 같은 공기펌프는 복수개의 피수톤(1400)을 상,하운동시키기 위한 매카니즘이 상당히 복잡한 구성요소의 결합을 통해 이루어짐에 따라 그만큼 제작원가가 상승하는 문제점을 갖는 것이었으며, 복잡한 구성으로 인해 고장이 잦아 내구성이 떨어지는 문제점을 갖는 것이었다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래 공기 펌프가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 단수개의 모터축이 회전을 통해 복수개의 흡입실에서 상,하 흡배기 운동을 행하도록하되, 모터축과 피스톤체간의 동력연결구조를 간소화하여, 궁극적으로 공기의 용적율을 증가시킬 수 있으므로서 펌핑효율또한 향상할 수 있어 단시간에 펌핑작용을 행할 수 있으며, 특히 동력연결구조의 간소화로 제작원가 및 내구성 향상을 기대할 수 있는 공기펌프를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

모터축으로 편심축이 결합되며 이 편심축에 연결된 피스톤이 모터축회전에 따라 상,하 운동을 행하도록 구성되는 공기펌프에 있어서,

일측벽으로 형성된 모터설치구를 통해 상기 모터를 고정하여 모터축과 일체결합된 편심축이 수평상태로 내부로 관통설치되며, 이 편심축으로는 한조의 끼움고정공을 갖는 편심작동체가 수평방향으로 축결합되고, 바닥면으로는 한조의 설치구가 관통형성되는 작동프레임과;

한조의 흡입실이 설치면의 상부로 돌출형성되고, 설치면의 저면 중앙부로는 배기밸브체가 돌출형성되며, 각 흡입실의 상부로는 고정공을 갖는 고정구를 일체 형성하되, 상기 설치구에 각 흡입실을 수용한 상태에서 상기 편심작동체의 끼움고정구를 상기 고정공에 끼움고정하여 편심축의 수직방향으로 동력을 전달받게 되는 피스톤체과;

상기 피스톤체의 설치면이 상부면에 고정된 상태로 작동프레임의 저면에 고정되며, 상기 흡입실과 대응되는 위치로는 흡입밸브체를 갖는 흡입공이 관통형성되고, 중앙부로는 상기 흡입실과 연통된 구조로서 배기밸브체를 갖는 배기공이 형성되는 하부프레임;으로 이루어진 공기 펌프를 구비하여,

상기 편심축의 회전에 따른 편심작동체의 편심운동으로 모터축의 회전력을수직방향으로 전달하여, 각 흡입실이 연동하며 흡,배기작용을 행하게하므로서 달성된다.

도 1은 종래 공기펌프의 실시예도면.

도 2는 종래 공기펌프의 또 다른 실시예도면.

도 3은 본 발명에 따른 공기펌프의 분해사시도

도 4는 본 발명에 따른 공기펌프의 결합단면도

도 5는 본 발명에 따른 공기펌프의 편심작동체 작용상태도

도 6는 본 발명에 따른 공기펌프를 흡,배기 작동상태도

도 7은 본 발명에 따른 공기펌프의 또 다른 실시예를 보인 분해 사시도

도 8은 본 발명의 또 다른실시예의 작용상태도

<도면 주요 부위에 대한 부호의 설명>

1 : 공기펌프 2 : 작동프레임 3,3' : 피스톤체

4 : 하부프레임 21 : 모터설치구 22 : 모터

23 : 편심축 24,24' : 편심작동체 25 : 설치구

26 : 바닥면 31,31' : 흡입실 32 : 설치면

33,33' : 고정구 34 : 배기밸브체 41 : 배기공

42 : 흡입공 43 : 흡입밸브체 44 : 결합홈

45 : 배기구 221 : 모터축 241,241' : 편심축설치공

242 : 끼움고정구 242' : 끼움고정공 311,311' : 주름막

331 : 고정공 331' : 고정볼 341 : 절개홈

342 : 유동편 411 : 연통홈 421 : 흡입밸브체설치공

431 : 밀폐판 432 : 고정턱

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기펌프의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기펌프의 결합단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공기펌프의 편심작동체 작용상태도이고, 도 6는 본 발명에 따른 공기펌프를 흡,배기 작동상태도이며, 도 7은 본 발명에 따른 공기펌프의 또 다른 실시예를 보인 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른실시예의 작용상태도로서, 그 구성상태를 살펴보면,

일측벽으로 형성된 모터설치구(21)를 통해 편심축(23)으로 편심작동체(24)가 고정된 모터(22)가 고정되며 바닥면(26)으로는 한조의 원형 설치구(25)가 관통형성되는 직사각체 작동프레임(2)과,

반구형태 흡입실(31,31')이 설치면(32)의 상부에 한조로서 돌출형성되고 설치면(32)의 저면으로는 배기밸브체(34)가 돌출형성되며 각 흡입실(31,31')의 상부로는 고정공(331)을 갖는 고정구(33)가 돌출형성되는 피스톤체(3)와,

작동프레임(2)의 바닥면(26)과 대응되는 사각판상체를 취하되 중앙부로 배기공(41)이 관통형성되고 이 배기공(41)의 양측으로는 흡입밸브체(43)를 갖는 흡입공(42)이 관통형성되는 하부프레임(4)으로 구성된다.

여기서, 본 발명의 공기펌프(1)는 기존과 같이 축으로 편심축(23)이 일체결합된 소형 모터(22)를 적용하게 되며, 이러한 모터(22)가 고정되는 작동프레임(2)은 도 3에 도시된 바와같이 일측벽으로 돌출되어 모터(22)의 일부를 수용하며 편심축(23)이 수평상태로서 프레임의 내부로 위치되도록 한 모터설치구(21)가 형성되고,

바닥면(26)으로는 관통구조를 취하되 바닥면으로부터 소정의 길이로 돌출되어 원통체를 취하게 되는 설치구(25)를 한조로서 형성하게 되며,

상기 편심축(23)으로는 도 3에 도시된 바와같이 중앙 수평방향으로 편심축설치공(241)이 형성되고, 양 끝단 수평방향으로는 ""와 같은 형상의 끼움고정구(242)가 돌출형성되는 편심작동체(24)가 축결합된다.

또한, 상기 피스톤체(3)는 도 3 내지 도 4에서와 같이 설치면(32)의 상부로 주름막(311,311')을 갖는 흡입실(31,31')이 한조로서 돌출형성되어지되, 이러한 흡입실(31,31')은 전술한 설치구(25)와 대응되는 간격으로 형성하게 되며, 각 흡입실(31,31')의 상부로는 고정볼(331)을 갖는 고정구(33)가 돌출형성되는 것인데,

이와같은 피스톤체(3)의 구성재질로는 탄성을 갖는 고무체를 적용하여 형상변화가 자유롭도록함이 바람직하며, 흡입실(31,31')의 상부로 형성되는 고정구(33)의 고정공(331)은 적어도 상기의 끼움고정구(242)가 끼움된 상태에서 이탈이 방지될 수 있는 직경을 갖도록하여 고정공(331)에 억지끼움으로 고정되게함이 바람직하다.

이때, 피스톤체(3) 설치면(32)의 저면 중앙부로는 도 5 내지 도 6에서와 같이 배기밸브체(34)가 일체로 돌출형성되는 것인데, 이러한, 배기밸브체(34)는 한조의 절개홈(341)이 대칭되는 형태로서 길이방향으로 형성되는 원통형체 유동편(342)과, 이 유동편(342)의 외둘레로 형성되는 밀폐편(343)으로 구성되며, 상기 유동편(342)은 유동공간인 절개홈(341)에 의해 분리된 형태를 취하게 되므로, 흡입실(31,31')의 압력변화에 따라 개방 또는 밀폐위치로 변경되는 것이다.

한편, 상기 하부프레임(4)은 작동프레임(2)의 바닥면(26)과 대응되는 크기의 사각판상체를 취하되, 배기공(41)과 한조의 흡입공(42)이 관통형성되는 것인데,

이러한, 하부프레임(4)의 상부면은 도 3에서와 같이 전술한 피스톤체(3)의 설치면(32)이 끼움되도록 대응되는 형태를 지닌 결합홈(44)이 형성되고,

상기 흡입공(42)은 흡입밸브체설치공(421)의 외둘레에 적어도 3개 이상의 통공을 형성하므로서 구성되어지되, 흡입밸브체(43)는 도 5 내지 도 6에서와 같이 고무체로서 밀폐판(431)의 하부로 전술한 피스톤체(3)의 고정볼(331)과 같은 구조로 고정턱(432)이 형성되어져 있어, 상기 고정턱(432)에 의해 설치공(421)에 끼움된 상태로 상,하 유동하므로서 흡입공(42)을 밀폐 또는 개방하도록 작동되며,

상기 배기공(41)은 하부프레임(4)의 저면 중앙으로 돌출되는 배기구(45)와 연통되는 구조를 취하되, 각 흡입실(31,31')과 연통되도록 연통홈(411)이 형성된다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 공기펌프의 각 구성요소 결합상태와 이에따른 상호 작용상태에 대하여 살펴보면;

본 발명에 따른 공기펌프의 조립관계는 우선, 하부프레임(4)의 흡입밸브체설치공(421)으로 흡입밸브체(43)를 각,각 끼움고정한 후, 결합홈(44)상으로 피스톤체(3)의 설치면(32)을 끼움고정한 상태에서, 작동프레임(2)의 설치구(25)를 통해 편심축(23)에 결합되어져 있는 편심작동체(24)의 끼움고정공(242)으로 각 흡입실(31,31')의 고정볼(331)을 갖는 고정구(33)를 끼움고정하므로서 모터(22)의 동력이 피스톤체(3)로 전달 될 수 있도록 조립된다.

이때, 상기와 같이 피스톤체(3)의 설치면(32)을 하부프레임(4)의 결합홈(44)에 끼움고정할 경우, 설치면(32)의 저면으로 형성된 배기밸브체(34)의 유동편(342)이 배기공(41)으로 수용되어 연통홈을 막는 형태로 접하게 된다.

또한, 상기 배기밸브체(34)의 외둘레로 형성되는 밀폐편(도면에 미도시됨.)은 각 흡입실(31,31')이 연통될 수 있는 미세한 연통로(도면에 미도시됨.)를 형성하게 되는데, 이는 각 흡입실(31,31')내부가 진공상태가 되는 것을 방지하게 되므로 원활한 흡,배기작동을 행할 수 있는 것이다.

한편, 상기 작동프레임(2)과 하부프레임(4)은 별도로 형성된 결합부재에 의해 상호 고정결합되며, 모터설치구(21)를 통해 고정설치되는 모터(22)또한 고정볼트 등으로 유동되지않도록 고정하게 된다.(도면 미설명부호 T는 결합부재임.)

따라서, 상기와 같이 조립이 완성된 본 발명의 공기펌프는 휴대용 혈압측정기 등에 내설되어 배기구(45)를 통해 공기를 주입하는데 사용되는 것인데,

이때, 모터(22)로 전기를 통전시키게 되면 도 5에서와 같이 편심축(23)에 고정된 편심작동체(24)는 편심회전함에 따라 형태변형되는 각 흡입실(31,31')을 상,하로 유동시키며 회전하게 된다.

이때, 상,하로 유동되는 각 흡입실(31,31')은 도 5 내지 도 6에서와 같이 흡입실(31,31')이 하부로 내려갈 경우, 흡입실(31,31')내부에 존재하는 공기는 배기공(41)과 배기구(45)를 경유하며 배출되고, 상부로 올라갈 경우에는 흡입공(42)을 통해 외부공기를 흡입하게 되는 되풀이과정을 거치게 되며,

흡입실(31,31')로 공기를 흡입할 경우에는 흡입압에 의해 열려져 있던 배기밸브체(34)의 유동편(342)이 연통홈(411)을 밀폐하게 됨과 동시에 흡입밸브체(43)는 상부로 이동하게 되므로 밀폐판(431)에 의해 밀폐되었던 흡입공(42)이 개방되고,

흡입실(31,31')이 공기를 배출할 경우에는 배기압에 의해 밀폐판(431)을 밀어주게되므로 밀폐판(431)에 의해 흡입공(42)은 밀폐위치로 변경됨과 동시에 배기밸브체(34)의 유동편(342)이 개방된 상태로 형태변경되므로 공기의 외부배출이 이루어지게 된다.

이에따라, 본 발명의 공기펌프는 한조의 흡입실(31,31')을 갖는 피스톤체(3)가 편심축(23)의 단수번 회전시 각,각 한번씩의 펌핑작용을 행하게 되므로, 단시간에 많은 양의 공기를 주입할 수 있으며,

특히, 한조의 흡입실(31,31')을 상,하 유동시키기 위한 동력전달구조(수평회전운동을 수직운동으로 변환.)또한 간단하게 편심작동체(24)와 고정구(33)의 연결만으로 이루어지게 되므로 연결구조또한 간소화된 것이다.

한편 도 7은 본 발명에 따른 공기펌프에 있어, 편심작동체와 피스톤체의 또다른 실시예를 보인 도면으로서,

편심작동체(24')는 중앙 수평방향으로 편심축설치공(241')이 형성되고, 양 끝단 수직방향으로는 끼움고정공(242')을 관통형성하여, 상기 편심축설치공(241')을 통해 편심축에 축삽되는 것이며,

피스톤체는 흡입실(31,31')이 단턱진 주름막(311,311')을 갖도록 형성하고 흡입실의 상부로 형성되는 고정구(33')로는 고정볼을 형성하되 적어도 상기 끼움고정공(242')의 직경보다 큰 직경을 갖도록하여 상기 편심작동체로 형성되는 끼움고정공(242')에 억지끼움으로 고정된다.

따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 도 8에서와 같이 상기 편심작동체(24')의 끼움고정공으로 각 흡입실(31,31')의 고정볼(331')을 갖는 고정구를 끼움고정하여 모터의 동력이 피스톤체(3')로 전달되는 것이며, 전술한 일실시예와 동일한 작동관계로서 모터축의 수평회전운동을 편심축과 편심작동체를 거쳐 수직운동으로 변환하여 한조의 흡입실(31,31')에서 펌핑작용을 행하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 공기펌프는 단수개의 모터축회전을 통해 복수개의 흡입실에서 상,하 흡배기 운동을 행하도록하되, 편심작동체와 고정구를 통한 연결구조로서 편심축과 피스톤체간의 동력연결구조를 간소화하여, 공기의 용적율을 증가시킬 수 있으며 펌핑효율또한 향상할 수 있어 단시간에 펌핑작용을 행할 수 있는 장점을 갖는 것이며,

특히, 동력연결구조의 간소화에 따른 구성부재의 최소화로 제작원가 및 내구성 향상효과가 제공된다.

Claims (2)

1. 모터축으로 편심축이 결합되며 이 편심축에 연결된 피스톤이 모터축회전에 따라 상,하 운동을 행하도록 구성되는 공기펌프에 있어서,

   일측벽으로 형성된 모터설치구를 통해 상기 모터를 고정하여 모터축과 일체결합된 편심축이 수평상태로 내부로 관통설치되며, 이 편심축으로는 한조의 끼움고정공을 갖는 편심작동체가 수평방향으로 축결합되고, 바닥면으로는 한조의 설치구가 관통형성되는 작동프레임과;

   주름막을 갖는 한조의 흡입실이 설치면의 상부로 돌출형성되고, 설치면의 저면 중앙부로는 배기밸브체가 돌출형성되며, 각 흡입실의 상부로는 고정볼을 갖는 고정구를 일체 형성하되, 상기 설치구에 각 흡입실을 수용한 상태에서 상기 편심작동체의 끼움고정공에 상기 고정볼을 끼움고정하여 편심축의 수직방향으로 동력을 전달받게 되는 피스톤체과;

   상기 피스톤체의 설치면이 상부면에 고정된 상태로 작동프레임의 저면에 고정되며, 상기 흡입실과 대응되는 위치로는 흡입밸브체를 갖는 흡입공이 관통형성되고, 중앙부로는 상기 흡입실과 연통된 구조로서 배기밸브체를 갖는 배기공이 형성되는 하부프레임;으로 이루어짐을 특징으로 하는 공기 펌프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 편심작동체는 한조의 끼움고정공을 수평상태로 형성하고,

   상기 피스톤체는 주름막을 갖는 한조의 흡입실의 상부로 고정볼을 갖는 고정구가 일체형성하여, 상기 고정볼을 상기 끼움고정공에 억지끼움하여 모터의 동력이 피스톤체에 전달되도록 구성됨을 특징으로 하는 공기펌프.