KR200337978Y1 - 공기펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소형 전동기를 구동원 으로 하고 다수개의 다이어프램을 순차적으로 압축시켜 다이어프램 내부에 흡입된 공기를 압축하여 토출시키는 공기펌프의 구조로서 다이어프램의 구조를 간단히 하면서 공기의 흡입과 압축을 원활히 하고 또한 외부 누설을 방지하여 압축효율을 높이는 한편, 구조가 간단하여 제조원가가 낮고 조립성이 뛰어나므로 소형의료기기 및 안마기 등에 적용될 수 있다.

Description

공기펌프{Air Pump}

본 고안은 소형 의료기기 및 맛사지기, 소형 진공펌프 등에 적용되는 공기펌프로서 공기를 압축시키는 탄성고무 재질의 다이어프램과 다이어프램의 압축력의 원동력을 소형 전동기 하고 있는 것이 보편적이다.

전동기의 회전운동을 직선운동 또는 타원궤적의 운동으로 변환시키는 크랭크 기구 또는 편심 캠 방식이 보편화 되어 있으며 편심 캠 방식의 경우 다수개의 다이어 프램을 연속적으로 타원궤도의 운동을 실현 할수 있으므로 압축효율이 크랭크기구 방식 보다 높고 소음 및 진동이 적다는 잇점이 있다.

본 기술이 적용되는 종래의 기술에는 상기 편심 캠 방식의 다이어프램 구동방식이 다수개 출원 및 등록 되어 있고 실제 양산 적용되고 있다.

편심 캠 구동방식 의 다이어프램 구동 방법 자체는 공지되어 있는 기술로서 상기 한바와 같이 상당한 수의 업자가 해당기술을 응용한 제품을 출시하고 있으며 상기 구동방법을 근간으로 하여 소음 진동의 개선 또는 압축효율의 향상에 주력하고 있는 현실이다.

종래의 기술의 경우 도 1 에 도시 된바와 같이 편심판 (7)이 후진하여 해당되는 다이어프램 (5)이 후진되면, 상기 다이어프램 (5)내부의 압력이 낮아져, 밸브고정판(2)의 하단부에 설치된 흡입밸브 (30)가 열리고, 외부의 공기를 다이어프램 내부로 흡입 한다.

편심판이 계속 회전하여 다이어프램을 전진시키면 다이어프램 내부의 압력 증가하여, 상기 흡입밸부 (30)이 닫히면서 다이어프램 (5)의 중앙부에 수직으로 돌출되어 고정판 (2)의 중앙 통공의 내벽에 접촉되어 있는 배출밸브(35)가 열리면서 배출구 (22)를 따라 흡입된 압축공기가 배출된다.

상기 종래의 기술의 경우 흡입밸브 (30)가 다이어프램의 숫자만큼 낱개의 부품으로 구성되어 상기 고정판 하부에서 상부측 으로 삽입되어 있는 것이 특징이다.

또한 배출밸브의 경우 다이어프램 내부에 소정의 길이로 얇게 돌출되어 상기 배출구 하단의 벽면을 따라 배치되도록 하여 다이어프램 내부의 압력이 외부압력 보다 높을 경우에만 선택적으로 배출밸브가 열리도록 하고 일단 압축되어 배출된 공기가 역방향으로 유동하는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기한 바와 같이 종래의 기술의 경우 배출밸브의 구조가 원통형으로 얇게 돌출 되어 배출구 (22)의 하단부 내벽을 따라 형성되어 있으므로 상기 배출구 하단부 내벽의 접촉 면적이 좁아서, 충분한 기밀을 유지할 수 없으므로 배출된 압축공기가 역방향으로 흘러 다이프램 내부로 유입될 수 가 있다.

또한 상기한바와 같이 흡입밸브 ((30)가 별도의 낱개의 부품으로 고정판 (2)의 하면에 형성된 고정통공에 억지 끼움 으로 삽입 고정 되어 있으므로 부품 조립이 상당히 난해하고 부품수가 다이어프램의 수 만큼 되므로 해당 부품의 관리 또한 어려운 실정이다.

본 고안의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결 하기위한 것으로 공기압축펌프의 압축효율을 향상시키면서 소음 및 진동을 저감시키며 또한 조립효율을 향상시켜 원가절감을 할 수 있는 공기 펌프를 제공하는데 있다.

본 고안은 상기 한 목적을 달성하기 위해 회전력을 공급하는 모터의 회전운동을 타원궤적 운동으로 변환 시키는 편심축과 편심캠을 갖고 있는 공기펌프에 있어서 상기 편심캠의 타원궤적 구동력을 전달 받아 전후진 하는 다수개의 다이어프램을 구비 하고, 상기 다이어프램에 공기가 흡입되는 공간인 다이어프램실의 상부 외주면을 일정 두께로 돌출시켜, 상기 다이어프램실 내부로 흡입된 공기를 차단하는 흡입밸브를 구성하여, 상기 흡입밸브와 다이어프램커버 하단부 에 원통형의 밀봉면에 상대적으로 접촉 하도록 하여, 다이어프램이 전진하여 다이어프램실 내부의 공기가 압축될때 넓은 면적으로 상부커버의 밀봉면과 접촉 하도록 하여 기밀성이 향상된다.

또한 상기 압축된 공기가 다이어프램실 내부로 역류 하는 것을 방지 하기 위하여 배출밸브가 상부커버 상단에 밀착되어 있고 다수개의 배출밸브판이 일체의 부품으로 연결되어 있고 다이어프램커버 위에 올려 놓고 상부커버를 결합하여 스쿠류 체결하는 것으로 조립이 되므로 부품 취급 및 부품조립이 수월하며 상기 배출밸브는 다이어프램커버와 상부커버 사이에 가압 밀봉되므로 압축공기의 외부누설의 우려가 없는 것이 본 고안의 특징이다.

도 1,도 2 은 종래의 공기펌프 작동을 설명한 단면도

도 3,4는 본 고안에 따른 공기펌프의 분해사시도

도 5는 본 고안에 따른 공기펌프의 조립단면도

도 6은 본 고안에 따른 공기펌프의 부분 단면도

도 7 및 8,9는 본 고안에 따른 주요부분에 대한 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21; 토출구 22; 흡입구

25; 배출홈 24; 배출밸브 안착요홈

30; 배출밸브 몸체 31; 배출밸브판

32; 연결리브 33;배출통공

34; 압착리브 40; 다이어프램커버

41; 오리피스공 42; 연통공

43; 연통홈 44; 흡입밸브 설치요홈

50; 다이어프램 51; 고정귀

52; 흡입밸브 54; 다이어프램실

본 고안에 따른 공기펌프의 구성 및 작용을 본 고안에 따른 실시 예를 통하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도면 도3은 본 고안에 따른 실시 예에서 전체 분해 전개된 각 부품을 나타낸 분해 전개도 이며, 도4 는 본 고안에 따른 실시 예에서 각부품의 중요부를 나타낸 분해 전개도 이며,도 5는 본 고안에 따른 실시 예에서 조립품의 단면도이며, 도 6은 본 고안에 따른 실시 예에서 주요 부품의 단면도 이며, 도 7 및 도 8,도 9는 본 고안의 작동을 예시하는 부분 단면도 이다.

먼저 도 3에 도시한바와 같이 회전구동력을 발생시키는 모터 (110)에서 발생한 회전구동력이 축 지지대 (100)으로 전달되어 상기 축지지대 (100)상부에 모터의 축 방향에 대해 일정각도 기울어진 편심축 (90)이 삽입 되어 있다.

상기 편심축 (90)은 그 상단부가 모터의 축 중심부측으로 위치하고 하단부는 모터축 중심과 일정거리 이격되어진 형태로 상기 축지지대 (100)에 삽입 되어 있다.

상기 편심축 에는 편심캠 (70)이 삽입되며, 편심캠 (70)의 상단부는 3방향으로 돌출된 일정두께의 돌기가 형성되며, 상기 돌기의 중앙부에 다이어프램 (50)의 삽입돌기가 끼워지는 삽입공이 형성되어 있다.

상기 편심캠(70)은 그 상단부의 삽입공에 다이어프램의 삽입돌기 (53)이 끼워져 있으므로 편심축을 따라 회전 하지 않지만 편심캠 (70)하단부에 형성된 편심축(90) 삽입돌기 및 축 삽입공이 형성되어 있으므로 편심캠 (70) 하단부가 모터 (110)축과 일정거리를 유지하면서 회전운동 하게된다.

따라서 편심캠 (70)에 형성된 3개의 돌기는 타원궤적의 구동을 하여 상기 편심캠 (780과) 이에 연결된 다이어프램 (50)이 직선에 가까운 전진 후진 구동을 하게 된다. 상기 다이어프램 (50)이 후진 하게 되면 다이어프램실 (54)의 내부의 압력이 대기압보다 낮아지면서 외부의 공기가 상부커버 (20)상단에 형성된 흡입구 (22)를 통하여 흡입통공 (23)을 거쳐 다이어프램 (50)에 형성된 연통공 (42),연통홈 (43)을 각각 거쳐 다이어프램 (50)상단에 돌출된 흡입밸브 (52)를 열고 다이어프램실 (54)로 유입 된다.

편심캠 (70)이 회전을 계속하여 다이어프램 (50)을 전진시키면 상기 다이어프램실 (54) 내부의 공기가 압축되어 내부 공기의 압력이 상승하여 대기압보다 높게되고, 상기 다이어프램실 (54)내부의 공기압이 대기압보다 높게되면 다이어프램상단에 형성된 흡입밸브 (52)가 닫히면서 다이어프램실 내부의 공기는 압축이 되어 공기압이 증가한다.

다이어프램실 (54)내부의 공기압이 토출구 (21)의 압력보다 높아지면 다이어프램커버 (40)상단면에 설치된 배출밸브가 열리면서 다이어프램실 내부의 압축공기가 상부커버(20) 중앙하단에 형성된 배출홈(23)을 통하여 토출구(21) 로 압축된 공기가 토출이 된다.

다이어프램커버(40) 상면은 평면으로 되어 있으므로 상부에 밀착되어 취부되는 배출밸브의 면이 기밀을 유지하기 용이하고 또한 기계공구등을 이용하여 평면 가공이 쉽도록 구성 하였고, 상기 다이어프램커버(40) 하면에는 다이어프램실(54)외벽을 따라 일정두께로 돌출되어 형성된 흡입밸부가 기밀을 유지하며 삽입될수 있도록 원형의 요홈으로 구성된 흡입밸브 설치홈(44)및 밀착면(42)가 3개소 형성되어 있다.

상기 흡입밸브설치홈(44) 상단에는 압축된 공기가 배출되는 오리피스공(41)이 다수개 형성되어 다이어프램커버(40) 상단면으로 관통되며, 상기 오리피스공(41)의 윗면에 배출밸브(30)이 밀착 설치되어, 다이어프램실의 공기압과 토출구의 압력차에 따라 선택적으로 배출밸브가 기밀을 유지하면서 개폐되는 것을 본 고안의 특징으로 한다.

또한 상기 흡입밸브 설치홈(44) 의 내측벽에 형성된 밀착면(42)의 하단부에 다수개의 연통홈(43)이 형성되어 있고 상기 연통홈(43)의 끝단부와 연통되어 상부커버(20)의 흡입통공(23)과 연결되도록 형성된 연통공(42)이 다이어프램커버(40) 상단면으로 관통되어진 것을 본 고안의 특징으로 한다.

다이어프램(50)이 후진하여 다이어프램실(54) 내부의 공기압이 대기압 보다 낮을 경우, 상기 상부커버(20)에 형성된 흡입구(22)와 흡입통공(23) 을 통하여 공기가 유입되어 연통공(42) 및 연통홈(43)을 거쳐 다이어프램실(54)의 내부로 공기가 유입되며, 상기 연통홈(43)의 끝단부가 흡입밸브 설치홈(44)의 내측벽에 형성된 밀착면(42)과 연통되어 있고, 상기 연통홈(43)과 맞 닿은 흡입밸브(52)의 외주 벽면의 일부분이 다이어프램실(54) 의 내부로 인입되는 공기압력에 의해 밀착면(42)에서 이격되어 열림상태로 이행되는 것이 본 고안의 특징이다.

배출밸브(30)은 대략 삼각형 형상의 얇은 고무판에 원판형의 배출밸브판(31)가 등각도로 배열되어 있고, 상기 배출밸브판(31)의 외주면에서 방사 방향으로 돌출되어 배출밸브(30)과 연결되도록 연결리브(32) 되어있으며, 상기 연결리브 사이에 원호 형상의 배출통공(33)이 형성되어 압축공기가 배출홈(23) 측으로 배출될 수 있도록 하고, 상기 배출홈(25) 외곽 상단부에 일정두께로 돌출되어 상부커버의 배출밸브 안착요홈(23)의 상부면과 압착되어 기밀을 유지 할수 있도록 압착리브(34)가 형성되어 있는 것이 본 고안의 특징이다.

또한 다이어프램실(54)의 상단부 외곽을 따라 일정두께로 돌출되어 상기 다이어프램커버(40)과 다이어프램베이스(60)사이에 압착 고정되는 고정귀(51)이 형성되어 있어 다이어프램이 전, 후진 할 때 흡입밸브(52)가 연동되어 움직이지 않도록 구성된 것이 본 고안의 특징이다.

상기 한바와 같이 본 고안에 따른 공기펌프는 다이어프램실 내부로 흡입되어진 공기를 압축시키기 위하여 상기 다이어프램실의 외벽 상단부에 일정두께로 얇게 돌출되어진 흡입밸브가 흡입밸브 설치요홈의 밀착면에 넓은 면적으로 밀착되어 기밀을 유지하므로 압축공기의 외부누설이 적어 압축효율이 높으며 상기 다이어프램실과 흡입밸브가 일체로 되어 있으므로 흡입된 공기를 빠르게 압축 시킬수 있으며, 조립이 용이한 장점이 있다. 또한 배출밸브의 경우 다수개의 배출밸브판을 연결리브로 배출밸브 몸체에 연결하여 한개의 부품으로 형성되어 있으므로 조립성이 우수하며, 다수개로 형성된 배출통공 외주부의 주위로 돌출되어진 압착리브에 의해 상부커버사이의 기밀이 확실히 유지되므로 압축된 공기의 외부설이 없는 것이 본 고안의 장점이다.

Claims (3)

1. 소형모터의 회전구동력을 편심축과 편심캠에 의해 전후진 왕복구동으로 변환하여 다수개의 다이어프램을 순차적으로 왕복구동시켜 공기의 흡입, 압축, 배출 시키는 공기펌프에 있어서,

   상기한 다수개의 다이어프램에 공기가 흡입되는 다이어프램실이 형성되어 있고, 다이어프램실 측벽면의 상단부를 일정 두께로 일정거리 돌출시켜 원통형상으로 이루어진 흡입밸브와,

   상기한 흡입밸브 외측벽면에 밀착되어 기밀을 유지하도록 다이어프램 커버 하단에 설치된 실린더 형상으로 이루어진 흡입밸브 요홈과

   상기한 흡입밸브 설치 요홈의 내주면에 형성된 기밀면에 흡입밸브의 외측벽면이 기밀을 유지한 상태로 흡입된 공기를 압축하는 공정을 갖고,

   상기한 흡입밸브 요홈의 내주면에 형성된 기밀면 하단부에 다수개의 연통홈이 형성되어진 것을 특징으로 하는 공기펌프.
2. 제 1항에 있어서, 흡입밸브 요홈의 상면에 다수개로 형성되어 다이어프램커버 상면으로 관통되는 오리피스공을 갖는 것을 특징으로 하는 공기펌프.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다수개의 원판형상의 배출밸브판이 다수개의 연결리브로 배출밸브 몸체에 연결되어 일체의 부품으로 이루어지고, 연결리브 사이로 배출통공이 원호 형상으로 배열되어 있으며 배출통공의 외곽 부위를 감싸며 일정거리 돌출된 압착리브가 형성된 배출밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 공기펌프.