KR200302936Y1 - Apparatus for transforming rotary motion into linear motion - Google Patents

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KR200302936Y1 KR20-2002-0031498U KR20020031498U KR200302936Y1 KR 200302936 Y1 KR200302936 Y1 KR 200302936Y1 KR 20020031498 U KR20020031498 U KR 20020031498U KR 200302936 Y1 KR200302936 Y1 KR 200302936Y1
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Abstract

개시된 본 고안에 의한 동력절환장치는, 모터에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 회전축을 회전 가능하게 수용하는 수용홈부를 갖추어 실린더 내에서 슬라이드 이동하는 피스톤; 및 상기 회전축의 회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 변환시키는 것으로써, 상기 피스톤의 수용홈부 내주면에 소정각도로 경사지도록 형성된 경사그루브와, 상기 회전축의 외주면에 상기 경사그루브에 삽입되도록 돌출된 적어도 하나의 볼을 구비하는 동력변환수단;을 포함한다. 이에 의하면, 모터의 회전축과 피스톤의 이동축이 동축적으로 위치하고 동심원 형태의 회전축을 채용하기 때문에, 진동 및 소음의 발생을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 동력전달 효율을 높일 수 있고, 또한 피스톤 및 실린더 내벽면 등의 편마모 현상을 방지할 수 있다.Power switching device according to the present invention, the rotating shaft coupled to the motor rotates; A piston which slides in the cylinder with a receiving groove rotatably accommodating the rotating shaft; And an inclined groove formed to be inclined at a predetermined angle to the inner circumferential surface of the receiving groove of the piston by converting the rotational movement of the rotary shaft into a linear reciprocating motion of the piston, and at least protruding to be inserted into the inclined groove on the outer circumferential surface of the rotary shaft. It includes; power conversion means having a ball. According to this, since the rotating shaft of the motor and the moving shaft of the piston are coaxially positioned and adopts the concentric rotating shaft, not only can the vibration and noise be minimized, but also the power transmission efficiency can be increased, and the piston and the cylinder Uneven wear on walls can be prevented.

Description

동력절환장치{APPARATUS FOR TRANSFORMING ROTARY MOTION INTO LINEAR MOTION}Power switching device {APPARATUS FOR TRANSFORMING ROTARY MOTION INTO LINEAR MOTION}

본 고안은 회전운동을 직선왕복운동으로, 또는 직선왕복운동을 회전운동으로 절환시키는 동력절환장치에 관한 것으로, 특히 왕복동식 압축기에서 모터의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 절환시키는 동력절환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power switching device for converting a rotational movement into a linear reciprocating motion or a linear reciprocating motion into a rotational motion, and more particularly, to a power switching device for switching the rotational motion of a motor into a linear reciprocating motion of a piston in a reciprocating compressor. It is about.

왕복동식 압축기에서 모터의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 절환시키는 동력절환장치의 한 예가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.An example of a power switching device for converting a rotational movement of a motor into a linear reciprocating motion of a piston in a reciprocating compressor is shown in FIG. 1.

도면에서 참조부호 1은 크랭크축, 2는 피스톤, 3은 커넥팅로드, 4는 상기 크랭크 축의 회전 구동원인 예를 들면 모터, 그리고, 부호 5는 실린더이다.In the drawings, reference numeral 1 is a crankshaft, 2 is a piston, 3 is a connecting rod, 4 is a motor, for example, a rotational drive source of the crankshaft, and 5 is a cylinder.

도시된 바와 같이, 상기 크랭크축(1)은 상기 모터(4)에 결합되어 모터(4)와 함께 회전하도록 되어 있다. 이 크랭크축(1)의 하단부 일측에는 편심부(1a)가 구비되어 있다.As shown, the crankshaft 1 is coupled to the motor 4 so as to rotate with the motor 4. One side of the lower end of the crankshaft 1 is provided with an eccentric portion 1a.

상기 피스톤(2)은 상기 실린더(5)의 내부에서 슬라이드 이동하도록 설치되어 있다.The piston 2 is provided to slide in the cylinder 5.

상기 커넥팅로드(3)는 그 일단이 상기 크랭크축(1)의 편심부(1a)에, 그리고, 그 타단은 상기 피스톤(2)에 각각 핀(3a)(3b)으로 연결되어 있다.One end of the connecting rod 3 is connected to the eccentric portion 1a of the crankshaft 1 and the other end thereof to the piston 2 by pins 3a and 3b, respectively.

상기와 같이된 종래의 동력절환장치는 크랭크축(1)의 회전운동이 상기 커넥팅로드(3)에 의해 피스톤(2)의 직선왕복운동으로 변환되어 전달되며, 이에 의해, 예컨대, 왕복동식 압축기에서 상기 피스톤(2)이 실린더(5)의 내부를 왕복이동하면서 냉매를 흡입, 압축 및 토출하게 된다.In the conventional power change device as described above, the rotational motion of the crankshaft 1 is converted into the linear reciprocating motion of the piston 2 by the connecting rod 3, and is transmitted, thereby, for example, in a reciprocating compressor. The piston 2 reciprocates the inside of the cylinder 5 to suck, compress, and discharge the refrigerant.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 동력절환장치는, 편심부(1a)를 갖는 크랭크축(1)의 회전운동을 커넥팅로드(3)를 이용하여 피스톤(2)의 직선왕복운동으로 변환 전달하는 구조로써, 상기한 크랭크축(1)의 회전시 편심부(1a)에 의한 힘의 불평형으로 비교적 큰 진동과 소음이 발생된다고 하는 문제가 있다.However, the general power switching device as described above has a structure in which the rotational movement of the crankshaft 1 having the eccentric portion 1a is transferred to the linear reciprocating motion of the piston 2 using the connecting rod 3. There is a problem that relatively large vibration and noise are generated due to unbalance of the force caused by the eccentric portion 1a when the crankshaft 1 rotates.

또한, 상기와 같은 일반적인 동력절환장치는, 모터(4)의 회전축과 피스톤(2)의 이동축이 다르기 때문에, 동력손실이 많아 효율이 좋지 않을 뿐만 아니라 상기 피스톤에 편중된 힘이 작용함으로써 피스톤(2)의 해당하는 부분과 실린더(5)의 내벽면에 편마모가 발생된다고 하는 문제도 있다.In addition, since the rotating shaft of the motor 4 and the moving shaft of the piston 2 are different from each other, the above-described general power switching device has a large power loss, which is not very efficient, and the piston biased force acts on the piston. There is also a problem that uneven wear occurs in the corresponding part of 2) and the inner wall surface of the cylinder 5.

본 고안은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 모터의 회전축과 피스톤의 이동축이 동축적으로 위치됨으로써 진동 및 소음이 발생하지 않을 뿐만 아니라 동력손실이 거의 없고 또한 피스톤 및 실린더 내벽면의 편마모 현상을 방지할 수 있는, 예컨대 왕복동식 압축기의 동력절환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above problems, and since the rotating shaft of the motor and the moving shaft of the piston are coaxially positioned, vibration and noise are not generated, and there is almost no power loss and uneven wear of the piston and cylinder inner wall surfaces. It is an object of the present invention to provide a power switching device of, for example, a reciprocating compressor, which can prevent the phenomenon.

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기에 적용된 동력절환장치를 개략적으로 나타낸 도면,1 is a view schematically showing a power switching device applied to a general reciprocating compressor;

도 2a 및 2b는 본 고안의 일 실시예에 의한 동력절환장치의 구조 및 작용을 나타낸 단면도,Figure 2a and 2b is a cross-sectional view showing the structure and operation of the power switching device according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 고안의 샤프트를 나탄낸 도면, 그리고,3 is a view showing the shaft of the present invention, and

도 4는 본 고안의 피스톤을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a piston of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10;회전축 20;피스톤10; rotating shaft 20; piston

21;수용홈부 30;동력변환수단21; accommodation groove 30; power conversion means

31;경사그루브 32;볼31; inclined groove 32; ball

40;실린더 50;피스톤 고정수단40; cylinder 50; piston fixing means

51;슬라이드홈 52;고정부재51; slide groove 52; fixing member

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 동력절환장치는, 모터에 결합되어 회전하는 회전축; 상기 회전축을 회전 가능하게 수용하는 수용홈부를 갖추어 실린더 내에서 슬라이드 이동하는 피스톤; 및 상기 회전축의 회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 변환시키는 것으로써, 상기 피스톤의 수용홈부 내주면에 소정각도로 경사지도록 형성된 경사그루브와, 상기 회전축의 외주면에 상기 경사그루브에 삽입되도록 돌출된 적어도 하나의 볼을 구비하는 동력변환수단;을 포함한다.Power switching device according to the present invention for achieving the above object is a rotating shaft coupled to the motor rotates; A piston which slides in the cylinder with a receiving groove rotatably accommodating the rotating shaft; And an inclined groove formed to be inclined at a predetermined angle to the inner circumferential surface of the receiving groove of the piston by converting the rotational movement of the rotary shaft into a linear reciprocating motion of the piston, and at least protruding to be inserted into the inclined groove on the outer circumferential surface of the rotary shaft. It includes; power conversion means having a ball.

이에 의하면, 모터의 회전축과 피스톤의 이동축이 동축적으로 위치하고 동심원 형태의 회전축을 채용하기 때문에, 진동 및 소음의 발생을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 동력전달 효율을 높일 수 있고, 또한 피스톤 및 실린더 내벽면 등의 편마모 현상을 방지할 수 있다.According to this, since the rotating shaft of the motor and the moving shaft of the piston are coaxially positioned and adopts the concentric rotating shaft, not only can the vibration and noise be minimized, but also the power transmission efficiency can be increased, and the piston and the cylinder Uneven wear on walls can be prevented.

본 고안의 바람직한 실시예에 의하면, 동력절환장치는, 상기 회전축이 회전할 때, 상기 피스톤이 회전하지 않도록 상기 피스톤을 고정하여 주는 피스톤 고정수단을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the power switching device includes a piston fixing means for fixing the piston so that the piston does not rotate when the rotary shaft rotates.

상기 피스톤 고정수단은, 상기 피스톤의 단부에서 그 내측으로 소정깊이로 형성된 적어도 한 쌍의 슬라이드홈; 및 일단은 상기 슬라이드홈에 수용되고 그 타단은 외부에 고정된 고정부재;를 포함한다.The piston fixing means, at least a pair of slide grooves formed in a predetermined depth from the end of the piston to the inside; And a fixing member, one end of which is received in the slide groove and the other end of which is fixed to the outside.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 2a 및 2b는 본 고안의 일 실시예에 의한 동력절환장치의 구조 및 작용을 나타낸 단면도, 도 3은 본 고안의 샤프트를 나탄낸 도면, 그리고, 도 4는 본 고안의 피스톤을 나타낸 단면도이다.2a and 2b is a cross-sectional view showing the structure and operation of the power switching device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing the shaft of the present invention, and Figure 4 is a cross-sectional view showing a piston of the present invention to be.

도 2a 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 동력절환장치는, 회전축(10), 피스톤(20) 및 상기 회전축(10)의 회전운동을 상기 피스톤(20)의 직선왕복운동으로 변환시키는 동력변환수단(30)을 구비한다.As shown in Figure 2a to 4, the power switching device according to the present invention, converts the rotational movement of the rotary shaft 10, the piston 20 and the rotary shaft 10 to a linear reciprocating motion of the piston 20 A power conversion means 30 is provided.

상기 회전축(10)은, 예컨대, 압축기를 구성하는 경우에, 모터(도시되지 않음)에 결합되어 모터 구동시 모터와 함께 회전 구동된다. 한편, 상기 회전축(10)은 본 고안의 특징에 따라 종래와는 달리 편심부를 구비하지 않으며, 동심원 형태의 축으로 구성된다.The rotary shaft 10, for example, when configuring a compressor, is coupled to a motor (not shown) and driven to rotate together with the motor when the motor is driven. On the other hand, according to the features of the present invention, the rotating shaft 10 does not have an eccentric portion, and is composed of a concentric shaft.

상기 피스톤(20)은, 압축기를 구성하는 경우에, 실린더(40)의 내부에서 슬라이드 이동하도록 구비된다. 이 피스톤(20)은 본 고안의 특징에 따라 상기 회전축(10)과 동축적으로 위치되며, 또한, 내부에는 상기 회전축(10)이 회전 가능하게 수용되는 수용홈부(21)가 구비된다.When the piston 20 constitutes a compressor, the piston 20 is provided to slide in the cylinder 40. The piston 20 is located coaxially with the rotary shaft 10 in accordance with a feature of the present invention, the inside is provided with an accommodating groove 21 in which the rotary shaft 10 is rotatably received.

상기 동력변환수단(30)은 상기 피스톤(20)의 수용홈부(21) 내주면에 소정 각도로 경사지도록 형성된 경사그루브(31)와, 상기 수용홈부(21)에 수용된 회전축(10)의 외주면에 상기 경사그루브(31)와 대응되도록 돌설된 적어도 하나의 볼(32)을 구비한다. 바람직하게는 상기 볼(32)은 회전축(10)의 외주면에 돌설된다. 여기서, 상기 경사그루브(31)와 볼(32)은 서로 대응되도록 형성되어 최소한의 마찰손실을 갖도록 함이 좋다. 그리고, 이들의 형상은 원형, 각형 등 구애받지 않고 형성될 수 있으나, 도시예와 같은 반구 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 충분한 윤활로 마찰 등에 의한 동력 전달 손실을 최소화 하도록 구성하는 것이 좋다.The power conversion means 30 is inclined groove 31 formed to be inclined at an angle to the inner peripheral surface of the receiving groove 21 of the piston 20 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 accommodated in the receiving groove 21 At least one ball 32 protruding to correspond to the inclined groove 31 is provided. Preferably, the ball 32 protrudes on the outer circumferential surface of the rotation shaft 10. Here, the inclined groove 31 and the ball 32 may be formed to correspond to each other to have a minimum friction loss. And, these shapes may be formed without regard to a circle, a square, etc., but preferably has a hemispherical shape as shown in the example. In addition, it is good to configure so as to minimize the power transmission loss due to friction with sufficient lubrication.

한편, 본 고안에 의한 다른 실시예에 의하면, 상기 볼(32)은 2개가 서로 대향된 방향으로 돌설될 수 있다. 이 경우에는 서로 반대의 경사를 갖도록 설치된 각각의 경사그루브(31)(도시되지 않음)를 따라 움직여, 상기 볼(32)에 작용되는 집중하중이 분산될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the ball 32 may be two in the direction facing each other. In this case, the concentrated load acting on the ball 32 may be distributed by moving along each of the inclined grooves 31 (not shown) installed to have opposite inclinations.

이와 같이된 본 고안에 의한 동력절환장치는, 모터의 구동에 의해 상기 회전축(10)이 회전하게 되면, 이 회전축(10)의 볼(32)이 상기 피스톤(20)의 수용홈부(21) 내주면에 형성된 경사그루브(31)를 따라 움직이게 되는 바, 이에 의해 상기 피스톤(20)은 실린더(40) 내에서 전후진을 반복하게 된다. 여기서, 상기피스톤(20)의 스트로크는 상기 경사그루브(31)의 경사각도에 대응되는 거리(B)이다.In the power switching device according to the present invention as described above, when the rotary shaft 10 is rotated by the driving of the motor, the ball 32 of the rotary shaft 10 is the inner peripheral surface of the receiving groove 21 of the piston 20 It moves along the inclined groove 31 formed in the bar, whereby the piston 20 is to repeat back and forth in the cylinder (40). Here, the stroke of the piston 20 is a distance B corresponding to the inclination angle of the inclined groove 31.

따라서, 압축기에 적용하는 경우, 상기 피스톤(20)이 실린더(40) 내에서 직선왕복운동하는 것에 의해 종래의 경우와 같이 냉매의 흡입, 압축 및 토출이 가능하게 된다. 이 때, 본 고안에 의한 동력절환장치는 회전축(10)과 피스톤(20)이 동축적으로 위치됨에 따라 회전시 진동이나 소음이 발생되지 않으며, 동력 손실을 줄일 수 있어 동력전달 효율을 높일 수 있다.Accordingly, when applied to a compressor, the piston 20 is linearly reciprocated in the cylinder 40, thereby allowing the suction, compression and discharge of the refrigerant as in the conventional case. At this time, the power switching device according to the present invention does not generate vibration or noise during rotation as the rotary shaft 10 and the piston 20 are coaxially positioned, can reduce the power loss can increase the power transmission efficiency. .

한편, 상기와 같은 동력절환장치는 회전축(10)이 피스톤(20)의 수용홈부(21)에 수용된 상태로 구동하게 되므로, 상기 피스톤(20)이 회전축(10)에 의해 회전될 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 고안은, 피스톤(20)의 회전을 잡아주기 위한 피스톤 고정수단(50)을 구비한다.On the other hand, the power switching device as described above is driven in a state in which the rotary shaft 10 is accommodated in the receiving groove 21 of the piston 20, the piston 20 can be rotated by the rotary shaft 10. In order to prevent this, the present invention includes a piston fixing means 50 for catching the rotation of the piston 20.

상기 피스톤 고정수단(50)은 상기 피스톤(20)의 단부에서 그 내측으로 소정깊이로 형성된 적어도 한 쌍의 슬라이드홈(51)과, 일단은 상기 슬라이드홈(51)에 수용되고 그 타단은 외부, 예컨대, 압축기를 구성하는 경우에 압축기 프레임에 고정된 고정부재(52)를 구비한다. 여기서, 상기 슬라이드홈(51)의 깊이는 피스톤(20)의 스트로크 이상이어야 한다.The piston fixing means 50 is at least a pair of slide grooves 51 formed in a predetermined depth from the end of the piston 20, one end is accommodated in the slide groove 51 and the other end is external, For example, in the case of configuring the compressor, the fixing member 52 is fixed to the compressor frame. Here, the depth of the slide groove 51 should be more than the stroke of the piston (20).

이와 같은 피스톤 고정수단(50)에 의해 구동시 피스톤(20)이 회전하지 않고 직선왕복운동만을 할 수 있다.When the piston 20 is driven by the piston fixing means 50, only the linear reciprocating motion can be performed without the piston 20 rotating.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안에 의하면, 모터의 회전축과 피스톤의 이동축이 동축적으로 위치하고 동심원 형태의 회전축을 채용하기 때문에, 진동 및 소음의 발생을 최소화시킬 수 있으며, 또한, 동력전달 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 피스톤 및 실린더 내벽면 등의 편마모 현상을 방지할 수 있다.According to the present invention as described above, since the rotating shaft of the motor and the moving shaft of the piston are coaxially positioned and adopts the concentric rotating shaft, it is possible to minimize the generation of vibration and noise, and also to increase the power transmission efficiency. In addition, it is possible to prevent uneven wear of the piston and the inner wall of the cylinder.

또한, 종래와 같은 별도의 커넥팅로드를 사용하지 않고 경사그루브와 볼을 이용하여 회전축의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 변환시키므로, 예컨대 압축기에 적용하는 경우, 구성 부품수의 감소를 통한 원가 절감 및 소형화가 가능하다고 하는 효과가 있다.In addition, since the rotational movement of the rotating shaft is converted to the linear reciprocating motion of the piston by using the inclined groove and the ball without using a separate connecting rod as in the prior art, for example, when applied to a compressor, cost reduction through the reduction of the number of components And miniaturization is possible.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 고안 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 고안이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 실용신안등록청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 다수의 변경 및 수정이 가능할 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.In the above has been shown and described with respect to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such. That is, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs may make a number of changes and modifications without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable changes, modifications, and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

Claims (3)

모터에 결합되어 회전하는 회전축;A rotating shaft coupled to the motor to rotate; 상기 회전축을 회전 가능하게 수용하는 수용홈부를 갖추어 실린더 내에서 슬라이드 이동하는 피스톤; 및A piston which slides in the cylinder with a receiving groove rotatably accommodating the rotating shaft; And 상기 회전축의 회전운동을 상기 피스톤의 직선왕복운동으로 변환시키는 것으로써, 상기 피스톤의 수용홈부 내주면에 소정각도로 경사지도록 형성된 경사그루브와, 상기 회전축의 외주면에 상기 경사그루브에 삽입되도록 돌출된 적어도 하나의 볼을 구비하는 동력변환수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.By converting the rotational movement of the rotary shaft to a linear reciprocating motion of the piston, the inclined groove formed to be inclined at a predetermined angle to the inner peripheral surface of the receiving groove of the piston, and at least one protruding to be inserted into the inclined groove on the outer peripheral surface of the rotary shaft Power conversion device comprising a; power conversion means having a ball. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회전축이 회전할 때, 상기 피스톤이 회전하지 않도록 상기 피스톤을 고정하여 주는 피스톤 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.And a piston fixing means for fixing the piston so that the piston does not rotate when the rotary shaft rotates. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 피스톤 고정수단은, 상기 피스톤의 단부에서 그 내측으로 소정깊이로 형성된 적어도 한 쌍의 슬라이드홈; 및 일단은 상기 슬라이드홈에 수용되고 그 타단은 외부에 고정된 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.The piston fixing means, at least a pair of slide grooves formed in a predetermined depth from the end of the piston to the inside; And a fixing member, one end of which is received in the slide groove and the other end of which is fixed to the outside.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101332783B1 (en) * 2012-01-31 2013-11-25 전일호 Equipment for food disposal

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