KR20120090279A - 캠 구동형 피스톤 콤프레셔 - Google Patents

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Abstract

본발명은 캠 구동형 피스톤 콤프레셔에 있어서, 모터(20)의 축에 캠축(21)이 결합되고, 상기 캠축(21)에는 다수 개의 캠(21a)이 설치되며, 상기 캠(21a)에는 피스톤 커넥팅로드(23)가 결합되어, 상기 모터(20)의 회전이 캠(21a)의 회전운동으로 전달되며, 상기 캠(21a)의 회전운동은 커넥팅로드(23)에 결합된 피스톤(29)의 직선운동으로 변환되어, 상기 피스톤(29)이 실린더(22) 내에서 왕복운동하여 압축공기를 발생하는 것으로, 본 발명은 캠을 이용하여 모터의 회전력을 커넥팅 로드의 상하직선운동으로 변화시킴으로써 구성품의 내구성이 더욱 견고해 지며, 소음과 진동이 감소되며 출력이 향상되는 현저한 효과가 있다.

Description

캠 구동형 피스톤 콤프레셔{cam operating piston compressor}
본 발명은 캠 구동형 피스톤 콤프레셔에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 모터의 회전력을 캠을 이용하여 직선왕복운동으로 변환하여 압축공기를 얻는 캠 구동형 피스톤 콤프레셔에 관한 것이다.
보통의 피스톤 콤프레셔는 모터의 벨트와 연결된 크랭크 축을 회전시켜 커넥팅 로드에 회전력을 전달, 커넥팅 로드는 회전력을 상하왕복운동으로 변형시켜서 피스톤을 상하로 움직이며 압축공기를 발생시키는 시스템이다. 그러나 모터의 고속회전으로 진동과 소음, 크랭크 축의 과도한 회전으로 인한 관성으로 구성품의 마모율이 높아 고장이 잦았다.
먼저 종래 기술인 압축공기를 발생하는 콤프레셔는 특허공개번호 2003-46164호에 종래기술로 기재된 바와 같이, 모터(1a)등과 같은 동력발생장치(1)와, 상기 동력발생장치(1)를 구성하는 모터(1a)로 부터 벨트(2a)에 의해 동력을 전달받아 작동하면서 압축공기를 발생하는 압축공기발생장치(2)와, 그리고 상기 압축공기발생장치(2)에 의해 발생하는 압축공기를 저장하였다가 사용하는 저장탱크(3a)를 구비한 압축공기저장장치(3)로 이루어진다. 이러한 기본적인 구성을 가지는 종래의 콤프레샤는 동력발생장치(1)와 압축공기발생장치(2)가 따로 떨어진 상태로 동력을 벨트(2a)로 전달받는 간접동력전달방식을 채택하고 있다.
즉, 콤프레샤의 가동시 동력발생장치(1)를 구성하는 모터(1a)의 회전력이 벨트(2a)에 의해 별도로 설치된 압축공기발생장치(2)를 구성하는 크랭크축(2b)을 돌 리고 크랭크축(2b)에 결합된 피스톤(2c)이 상,하작동하면서 압축공기를 발생하게 되는 것이다.
따라서, 전체 부피에 비해 보다 큰 압축력을 발생시키기가 어려웠으며, 보다 큰 압축력을 얻기 위해서는 부피가 대형화되어야만 하였다.
또한, 동력발생장치(1)와 압축공기발생장치(2)가 압축공기저장장치(3)인 저장탱크(3a)상면에 고정설치되어 있어서 콤프레샤의 가동시 소음과 진동이 크게 발생하는 단점이 있었으며, 이로 인해 콤프레샤의 사용수명도 단축되며 크랭크 축의 회전에 따른 에너지 소모가 크게 되는 결과도 초래하는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.
곧, 종래의 콤프레셔는 모터의 고속회전으로 소음과 진동, 크랭크 축의 급격한 회전각에 의한 커넥팅 로드와의 마찰력, 컨넥팅 로드의 넓은 회전반경과 상하왕복운동으로 인하여 구성품의 마모와 소손으로 인해 원가절감의 효과를 이끌지 못하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결되고자 안출된 것으로써, 캠을 이용하여 모터의 회전운동을 상하 직선운동으로 변환함으로써, 부품의 마모를 줄이고, 모터의 회전으로 인한 진동과 소음을 줄이고, 원심력에 의한 관성을 소멸시킴으로써, 고효율의 압축공기를 발생시키는 캠 구동형 피스톤 콤프레셔를 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 캠 구동형 피스톤 콤프레셔에 있어서, 모터(20)의 축에 캠축(21)이 결합되고, 상기 캠축(21)에는 다수 개의 캠(21a)이 설치되며, 상기 캠(21a)에는 피스톤 커넥팅로드(23)가 결합되어, 상기 모터(20)의 회전이 캠(21a)의 회전운동으로 전달되며, 상기 캠(21a)의 회전운동은 커넥팅로드(23)에 결합된 피스톤(29)의 직선운동으로 변환되어, 상기 피스톤(29)이 실린더(22) 내에서 왕복운동하여 압축공기를 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 캠을 이용하여 모터의 회전력을 커넥팅 로드의 상하직선운동으로 변화시킴으로써 구성품의 내구성이 더욱 견고해 지며, 소음과 진동이 감소되며 출력이 향상되는 현저한 효과가 있다.
도 1은 종래의 피스톤 콤프레셔 단면도
도 2는 도 1의 요부 구성 단면도
도 3은 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔 설치 사시도
도 4는 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔 상세도
도 5는 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔의 캠위치에 따른 커넥팅 로드의 상관도
도 6은 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔의 커넥팅 로드에 롤러가 설치된 개략도
본발명은 캠 구동형 피스톤 콤프레셔에 있어서, 모터(20)의 축에 캠축(21)이 결합되고, 상기 캠축(21)에는 다수 개의 캠(21a)이 설치되며, 상기 캠(21a)에는 피스톤 커넥팅로드(23)가 결합되어, 상기 모터(20)의 회전이 캠(21a)의 회전운동으로 전달되며, 상기 캠(21a)의 회전운동은 커넥팅로드(23)에 결합된 피스톤(29)의 직선운동으로 변환되어, 상기 피스톤(29)이 실린더(22) 내에서 왕복운동하여 압축공기를 발생하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터(20)는 양축 구동형 모터인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 모터 축은 동력을 단속하는 커플링에 연결되고, 커플링은 상기 캠축(21)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 피스톤 콤프레셔 단면도, 도 2는 도 1의 요부 구성 단면도, 도 3은 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔 설치 사시도, 도 4는 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔 상세도, 도 5는 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔의 캠위치에 따른 커넥팅 로드의 상관도, 도 6은 본 발명 캠 구동형 피스톤 콤프레셔의 커넥팅 로드에 롤러가 설치된 개략도이다.
본 발명은 동력발생장치인 모터와 압축공기 발생장치인 피스톤과 실린더를 이동 가능한 설치 후레임 하측에 고정 설치하고, 그 상측에는 후렉시블 튜브로 연결된 압축공기 저장장치인 저장탱크로 구성되어 진다.
본 발명은 동력발생장치인 양축형 모터(20)로 부터 동력을 받아 작동하는 피스톤 및 실린더를 양축형 모터(20) 양쪽에 구성할 수 있다.
동력발생장치인 양축형모터(20)에 연계되어 있는 캠축(21)에는 다수의 캠을 결합할 수 있는데, 캠축(21)에 결합된 캠의 수량만큼, 압축공기 발생장치인 피스톤 및 실린더(22)를 설치하여 많은 압축공기를 단시간 내에 발생시킬 수 있다.
본발명에서 먼저 콤프레셔를 작동시키면 상기 동력발생장치인 양축형 모터(20)가 회전하면서 회전축에 연계된 캠축(21)과 캠축에 설치된 캠들이 동시에 회전한다. 캠의 회전은 캠과 수직으로 접촉하고 있는 커넥팅로드를 수직왕복운동하게 한다.
그리고 본발명은 커넥팅로드가 하강할 시 힘을 증가하기 위해 커넥팅 로드상에 인장 코일스프링을 설치할 수 있다.
커넥팅로드(23)와 결합된 인장 코일스프링(23a)의 구성은 커넥텡로드(23)의 중단부에 고정부재를 설치하여 코일스프링(23a)을 고정, 조립한다. 곧 먼저 커넥팅로드에 코일스프링을 삽입하되, 코일스프링의 일단이 피스톤에 접촉고정되며 타단은 커넥팅로드의 중간부위 정도에 설치되는 고정부재에 접촉고정된다. 상기 고정부재는 원판 형태이며 가운데에 커넥팅로드가 통과할 수 있게 구멍이 천공되고, 나머지 부분은 코일스프링의 타단을 지지하게 되어 있는 것으로 원판의 외주연이 콤프레셔 케이스의 내벽면에 결합되어 있다. 그리고 원판의 일부에는 공기가 유동할 수 있는 다수 개의 구멍을 뚫을 수 있다.
한편, 상기 커넥팅 로드가 캠과 닿는 부분에는 롤러를 설치함으로써, 커넥팅 로드가 캠의 외주면을 따라서 승하강함에 있어서, 커넥팅로드에 결합된 롤러가 캠의 외주면에 구름접촉을 하며 구르게 되므로, 커넥팅 로드와 캠간의 마찰저항을 줄여서 동작의 정밀도를 향상하고 부품의 내구성을 증가시킬 수 있다.
또한, 본발명은 캠축에 다수 개의 콤프레셔가 설치될 시에는 캠축에서 모터설치위치와 반대위치인 캠축의 일단부에 캠축 지지대를 설치하여 여러 콤프레셔의 무게를 효과적으로 지지할 수 있다.
그러므로 본 발명의 콤프레셔를 작동하게 되면 동력발생장치인 양축형 모터(20)의 회전력이 캠축(21)에 직접 전달되므로 압축공기 발생장치인 피스톤 및 실린더는 단 시간에 많은 양의 압축공기를 만들 수 있게 되는 것이다. 이와 같이, 발생된 압축공기는 후렉시블 튜브을 통해 압축공기 저장장치(27)인 저장탱크에 저장되어 진다.
한편, 본발명은 동력발생장치인 모터와 압축공기 발생장치인 피스톤 및 실린더가 캠 및 커넥팅 로드에 의해 직접 연결되어 있으므로 소음 및 진동이 현저하게 줄어듬은 물론, 피스톤 콤프레셔 구성품의 간소화와 부품의 내구성이 한층 좋아지는 것이다.
따라서 본 발명은 압축공기의 발생율을 높힘은 물론, 콤프레셔의 구성을 간소화 시켰으며, 소음과 진동을 현저하게 줄이게 된다.
20 : 모터 21 : 캠축
21a : 캠 22 : 실린더
23 : 커넥팅로드 23a : 코일스프링
29 : 피스톤 31 : 고정부재
32 : 커플링 33 : 롤러
28 : 볼트

Claims (3)

  1. 피스톤 콤프레셔에 있어서, 모터(20)의 축에 캠축(21)이 결합되고, 상기 캠축(21)에는 캠(21a)이 설치되며, 상기 캠(21a)에는 피스톤 커넥팅로드(23)가 결합되어, 상기 모터(20)의 회전이 캠(21a)의 회전운동으로 전달되며, 상기 캠(21a)의 회전운동은 커넥팅로드(23)에 결합된 피스톤(29)의 직선운동으로 변환되어, 상기 피스톤(29)이 실린더(22) 내에서 왕복운동하여 압축공기를 발생하는 것을 특징으로 하는 캠 구동형 피스톤 콤프레셔
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터(20)는 양축 구동형 모터이며, 상기 모터(20)의 모터 축은 동력을 단속하는 커플링(32)에 연결되고, 커플링은 상기 캠축(21)에 연결되는 것을 특징으로 하는 캠 구동형 피스톤 콤프레셔
  3. 제1항에 있어서, 상기 커넥팅로드(23) 외주에는 인장 코일스프링(23a)이 설치되되, 상기 커넥팅로드(23) 외주에 설치된 인장 코일스프링(23a) 고정부재(31)와 피스톤(29) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 캠 구동형 피스톤 콤프레셔
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