KR20140070962A - Piston and connecting rod assembly with improved durability - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축펌프의 구성품인 피스톤과 커넥팅로드의 연결부위가 쉽게 마모되거나 헐거워짐을 방지하여 압축공기의 생산성을 제고하고, 각 부품들의 내구성을 획기적으로 향상하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for improving the productivity of compressed air and greatly improving the durability of each component by preventing the connecting portion between the piston and the connecting rod, which are components of the compression pump, from being easily worn or loosened.
일반적으로 압축공기를 생산하는 피스톤식 공기압축기용 압축펌프는 크랭크실과 압축실린더로 구분되고, 상기 압축실린더의 상단에는 흡, 배기밸브가 부착되며, 내부에는 커넥팅로드의 상하운동에 따라 피스톤과 피스톤링이 왕복하면서 공기를 압축해 준다.In general, a compression pump for a piston type air compressor which produces compressed air is divided into a crank chamber and a compression cylinder. An intake / exhaust valve is attached to the upper end of the compression cylinder. Inside the piston, It compresses air while it reciprocates.
상기 압축펌프는 모터의 작동에 따라 바로크랭크 또는 크랭크축에 전달되는 회전운동은 크랭크실 내부에서 상기 바로크랭크 또는 크랭크축과 결합된 상태로 연동하는 커넥팅로드의 움직임으로 인해 직선운동으로 바뀌어 피스톤에 전달하게 된다.The compression pump, which is directly transmitted to the crankshaft or crankshaft according to the operation of the motor, is converted into a linear motion by the movement of the connecting rod interlocked with the crankshaft or the crankshaft in the crankcase, .
이와 같은 공기압축기에 사용하는 커넥팅로드 및 피스톤에 관련한 대표적인 선행기술로는 본 발명 출원인의 선등록 발명인 「특허등록 제1205402호, 명칭/ 오일스쿠프를 이용한 공기압축기의 크랭크실 윤활장치」가 제안되고 있다.As a typical prior art related to a connecting rod and a piston used in such an air compressor, a patent registration No. 1205402 entitled " Apparatus for lubricating a crankcase of an air compressor using oil scoop " .
상기한 선출원 발명의 커넥팅로드(1)를 포함하는 종래의 여타 모든 커넥팅로드(1)는 도 6과 같이 소단부(2)의 양 측면(3)이 수직면으로 형성됨으로써 피스톤(4)은 상기 양 측면(3)과 마주하는 피스톤 보스(5)의 내면(6)도 수직면을 이룬다.All the other connecting
그러나 상기 커넥팅로드(1)는 압축행정시 피스톤을 상부로 밀어올리는 과정에서 저장압력과 관성력이 작용함으로 인해 소단부(2)의 하부에 걸리는 면압이 높은 반면, 상기 피스톤(4)은 피스톤 보스(5)의 상부에 걸리는 면압이 높아 이 부위가 집중적으로 마모, 변형 및 파손되면서 정상적인 구동이 불가하여 압축공기를 원활하게 생산할 수 없으며, 이들 부품의 내마모성, 내구성이 현저하게 저하되어 유지보수에 따른 비용발생이 크며, 사후관리에 어려움이 있는 실정이다.However, the connecting
본 발명은 종래의 기술에 따른 피스톤 및 커넥팅로드가 내포하고 있는 제반 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 상기 커넥팅로드는 면압이 높게 걸리는 소단부의 하부 면압부의 접촉면적을 확장함과 동시에 상기 피스톤은 면압이 높게 걸리는 피스톤 보스의 상부 면압부의 접촉면적을 확장하여 매우 취약하던 상기 피스톤 및 커넥팅로드 간의 연결부위 강도 및 내구성을 대폭 강화할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.The present invention proposes to positively solve the problems inherent in the piston and the connecting rod according to the prior art. The connecting rod expands the contact area of the lower surface pressure portion of the small end portion with the high surface pressure, And the contact area of the upper surface pressure portion of the piston boss, which has a high surface pressure, is enlarged to greatly enhance the strength and durability of the connection portion between the piston and the connecting rod.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 커넥팅로드의 소단부 양 측면을 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성하여 상기 소단부의 하부 면압부가 상부 면압부보다 접촉면적이 넓도록 하고, 상기 피스톤은 피스톤 보스의 마주하는 내면을 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성하여 상기 피스톤 보스의 상부 면압부가 하부 면압부보다 접촉면적이 넓도록 하는 기술을 강구한다.In order to solve the above-described problems, the present invention proposes to provide a connecting rod in which both side surfaces of the connecting rod are inclined with the upper center thereof being inclined so that the lower surface pressure portion of the connecting rod is wider than the upper surface pressure portion, So that the contact surface area of the upper surface pressure portion of the piston boss is wider than that of the lower surface pressure portion.
본 발명에 따르면, 면압이 높게 걸리는 피스톤 및 커넥팅로드의 취약 부분의 접촉면적을 다른 부분보다 확장하여 상기 피스톤 및 커넥팅로드의 연결부위 강도와 강성을 보강함으로써 압축펌프를 장기간 사용하더라도 과도한 마모나 변형, 파손을 방지하여 항상 압축펌프를 정상 구동하면서 압축공기를 원활하게 생산하는 효과를 제공한다.According to the present invention, the contact area of the weak portion of the piston and the connecting rod, which have a high surface pressure, is expanded more than the other portions to reinforce the strength and rigidity of the connecting portion of the piston and the connecting rod. It is possible to smoothly produce compressed air while normally driving the compression pump at all times.
또한, 상기 피스톤 및 커넥팅로드의 내마모성 및 내구성이 향상됨으로써 각 부품의 교체주기를 연장하여 이에 따른 유지관리 비용을 대폭 절감하며, 사후관리의 편의성을 증진하는 효과를 제공한다.Further, since the wear resistance and durability of the piston and the connecting rod are improved, it is possible to prolong the replacement cycle of each component, drastically reduce the maintenance cost, and improve the convenience of post management.
도 1은 본 발명이 적용된 압축펌프의 종단면도
도 2는 본 발명 커넥팅로드의 정면도 및 측단면도
도 3은 본 발명의 커넥팅로드 및 피스톤의 결합상태 측단면도
도 4는 본 발명 커넥팅로드의 대단부 및 피스톤의 결합상태 확대단면도
도 5는 본 발명 피스톤의 일부 정단면도 및 측단면도
도 6은 종래의 커넥팅로드 및 피스톤의 분리상태 확대단면도1 is a longitudinal sectional view of a compression pump to which the present invention is applied
2 is a front view and a side sectional view of a connecting rod according to the present invention;
3 is a cross-sectional side view of the connecting rod and piston of the present invention in the engaged state
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the connecting portion of the connecting rod and the coupled state of the piston
Figure 5 is a partial cross-sectional and side cross-sectional view of the piston of the present invention.
6 is an enlarged sectional view of a conventional connecting rod and piston
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Preferred embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 압축펌프(10)의 크랭크실(11) 내부에서 크랭크(3)와 함께 연동하는 커넥팅로드(20)가 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 피스톤(30)에 전달하는 공기압축기에 있어서,The connecting
상기 커넥팅로드(20)의 소단부(21)는 양 측면(22)이 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성되고, 상기 피스톤(30)의 피스톤 보스(31)는 마주하는 내면(32)이 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성됨을 확인할 수 있다.The
이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention having the above-described schematic configuration will be described in more detail for facilitating the implementation.
즉 본 발명은 상기 커넥팅로드(20)를 구성하는 소단부(21)의 양 측면(22) 및 피스톤(30)을 구성하는 피스톤 보스(31)의 마주하는 내면(32)이 동일한 수직면으로 형성됨으로써 면압을 받는 소단부(21) 및 피스톤 보스(31)의 접촉면적이 위치에 관계없이 동일할 수밖에 없던 종래의 획일적인 구성을 탈피하는 신규의 기술이 접목된다.That is, in the present invention, both
이를 위해 상기 커넥팅로드(20)의 일 구성요소인 소단부(21)는 도 2 내지 도 4와 같이 양 측면(22)이 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성됨으로써 전체적으로 산형의 형태를 유지하는 한편, 상기 커넥팅로드(20)와 앗세이를 구성하는 피스톤(30)의 일 구성요소인 피스톤 보스(31)는 도 4 내지 도 5와 같이 마주하는 한 쌍의 내면(32)이 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성됨으로써 전체적으로 산형의 형태를 유지한다.For this, the
이와 같은 본 발명은 상기 커넥팅로드(20)의 경우 소단부(21)가 각기 다른 접촉면적을 갖는 상부 면압부(23) 및 하부 면압부(24)로 구분되고, 특히 상기 하부 면압부(24)는 상부 면압부(23)보다 상대적으로 넓은 접촉면적을 이룬다.In the case of the connecting
아울러 상기 피스톤(30)의 경우에는 피스톤 보스(31)가 각기 다른 접촉면적을 갖는 상부 면압부(33) 및 하부 면압부(34)로 구분되고, 특히 상기 상부 면압부(33)는 하부 면압부(34)보다 상대적으로 넓은 접촉면적을 이룬다.The
따라서, 본 발명은 압축행정시 피스톤(30)을 상부로 밀어올리는 과정에서 저장압력과 관성력이 작용함으로 인해 소단부(21)의 하부에 걸리는 면압이 높은 반면, 상기 피스톤(30)은 피스톤 보스(31)의 상부에 걸리는 면압이 높은 특성을 충분하게 보상함으로써 상기 피스톤(30) 및 커넥팅로드(20)의 연결부위 강도와 강성을 강화하여 과도한 마모나 변형, 파손을 효율적으로 방지하는 특별한 효과를 제공한다.Therefore, the present invention is characterized in that the surface pressure applied to the lower portion of the
또한, 본 발명은 상기 커넥팅로드(20)의 상부 면압부(23) 및 피스톤(30)의 하부 면압부(34)의 접촉면적이 상대적으로 줄어들어 흡입행정시 강도가 저하될 의문이 들 수 있으나 본 발명은 압축펌프(10)의 2단 실린더에 설치됨으로써 흡입행정을 할 때 압축행정을 하는 다른 1단 실린더의 압력에 의해 자연적으로 당겨짐으로써 작동의 매우 원활하여 강도저하의 문제점은 전혀 없음은 자명하다고 할 수 있다. In the present invention, the contact area between the upper
한편, 본 발명은 상기 피스톤 보스(31)의 경우 상부 면압부(33)의 접촉면적이 확장됨으로 인해 압축행정시 상부로 쉽게 휘어짐을 방지할 수 있도록 도 5와 같이 상기 피스톤 보스(31)의 상부 외주면과 피스톤 헤드(30a)의 내면 사이에 보강살(36)이 추가로 일체화 연결됨으로써 상기 상부 면압부(33)의 변형을 효과적으로 방지한다.5, since the contact area of the upper
1, 20: 커넥팅로드 2, 21: 소단부
3, 22: 측면 4, 30: 피스톤
5, 31: 피스톤 보스 6, 32: 내면
10: 압축펌프 23, 33: 상부 면압부
24, 34: 하부 면압부 36: 보강살1, 20: Connecting
3, 22:
5, 31: piston
10:
24, 34: lower surface pressure portion 36: reinforced flesh
Claims (3)
상기 커넥팅로드(20)의 소단부(21)는 양 측면(22)이 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성되고, 상기 피스톤(30)의 피스톤 보스(31)는 마주하는 내면(32)이 상부 중앙으로 가면서 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 피스톤 및 커넥팅로드 앗세이.
A connecting rod (20) interlocked with a crank (3) in a crank chamber (11) of a compression pump (10) converts a rotary motion into a linear motion and transmits the same to a piston (30)
The small end 21 of the connecting rod 20 is formed so that both side surfaces 22 are inclined toward the upper center and the piston boss 31 of the piston 30 has an inner surface 32 facing the upper center Wherein the piston and the connecting rod assembly are formed to be inclined.
소단부(21)의 하부 면압부(24)는 상부 면압부(23)보다 넓은 접촉면적을 이루고, 상기 피스톤 보스(31)의 상부 면압부(33)는 하부 면압부(34)보다 넓은 접촉면적을 이루는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 피스톤 및 커넥팅로드 앗세이.
The method according to claim 1,
The lower surface pressure portion 24 of the small end portion 21 has a contact area that is wider than the upper surface pressure portion 23 and the upper surface pressure portion 33 of the piston boss 31 has a contact surface area larger than the lower surface pressure portion 34 And a connecting rod assembly having improved durability.
피스톤(30)은 상기 피스톤 보스(31)의 상부 외주면과 피스톤 헤드(30a)의 내면 사이에 보강살(36)이 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 피스톤 및 커넥팅로드 앗세이.The method according to claim 1,
Wherein the piston (30) is integrally connected to the reinforcing bar (36) between the upper outer peripheral surface of the piston boss (31) and the inner surface of the piston head (30a).
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