KR20160142353A - 변형된 단부를 갖는 연결 로드 - Google Patents

Abstract

연결 로드(24)는, 이 연결 로드가 인장 및 압축 상태 양쪽에 놓여 있을 때에 충분한 두께의 윤활제 막이 그의 단부 베어링 내에 존재하는 것을 보장하기에 적합한 변형된 단부를 갖는다. 상기 연결 로드는 세장형 본체부 또는 샤프트(40), 본체부(40)의 제1 길이방향 단부에서 제1 결합 구멍(44)을 정의하는 대단부(42), 및 본체부(40)의 제2 길이방향 단부에서 제2 결합 구멍(48)을 정의하는 소단부(46)를 포함한다. 소단부(46) 및 대단부(42)는 각각 샤프트(40)에 가장 가까운 근위측(50, 52) 및 샤프트(40)로부터 가장 먼 원위측(54, 56)을 갖는다. 개구부(100)는 근위측(52)의 강성을 조절하기 위해서 근위측(52)에 인접하여 샤프트(40) 내에 형성된다.

Description

변형된 단부를 갖는 연결 로드{CONNECTING ROD WITH MODIFIED END}

본 개시는 일반적으로 왕복 구동 기구의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이러한 기구에서 사용하기 위한 개선된 연결 로드 설계에 관한 것이다.

종래의 왕복 구동 기구는 일반적으로 각각의 피스톤 로드를 구동하기 위해 크랭크샤프트의 회전 운동을 선형의 왕복 운동으로 변환시키는 하나 이상의 연결 로드를 포함하고 있다. 일반적인 연결 로드는 세장형 샤프트(elongated shaft)를 포함하고, 상기 세장형 샤프트는 제1 길이방향 단부에서, 크랭크샤프트에 결합하는 것을 용이하게 하기 위해 그것을 통해 형성된 비교적 큰 가로방향 구멍(transverse bore)을 갖는 소위 "대단부(big end)"에서 종단한다. 상기 샤프트는 제2 길이방향 단부에서, 피스톤 또는 피스톤 로드에 결합하는 것을 용이하게 하기 위해서 그것을 통해 형성된 비교적 작은 가로방향 구멍을 갖는 소위 "소단부(small end)"에서 종료한다. 따라서, 상기 대단부 및 소단부는 연결 로드의 샤프트의 대향하는 길이방향 단부들에서 각각의 대략 환형 부재를 정의하고, 각 환형 부재는 샤프트에 직접 연결되는 근위측 및 샤프트로부터 멀리 이격되어 샤프트에 직접 연결되지 않는 원위측을 갖는다.

환형 저널 베어링(annular journal bearing)은 일반적으로 원통형 크로스헤드 핀과 회전가능하게 체결하기 위해 연결 로드의 소단부 구멍 내부에서 수축 끼워맞춤(shrink-fit)되고, 상기 원통형 크로스헤드 핀은 상기 소단부 구멍을 통해 연장되어 있다. 윤활제의 막이 크로스헤드 핀과 저널 베어링 사이의 작은 환형 간극 내에 제공되어 부품들의 원활한 회전을 보장하고 마모를 최소화할 수 있다. 저널 베어링의 방향(orientation)가 연결 로드의 소단부에 대하여 고정되기 때문에, 저널 베어링은 소단부의 근위측 및 원위측에 각각 대응하는 근위측 및 원위측을 갖는다.

연결 로드가 작동 중에 왕복 운동함에 따라, 상기 로드의 소단부 및 그의 각 저널 베어링은 이들을 통해 가로방향으로 연장되는 크로스헤드 핀에 대하여 회전하고 크로스헤드 핀을 교대로 밀고 당긴다. 이러한 왕복 운동 중에, 소단부 및 저널 베어링은 비대칭으로 변형될 수 있는 것으로 관찰되었다. 특히, 소단부 및 저널 베어링이 크로스헤드 핀을 당길 때(즉, 연결 로드가 인장 상태에 있을 때), 소단부 및 저널 베어링의 원위측은 크로스헤드 핀으로부터 그리고 크로스헤드 핀과 저널 베어링의 원위측 사이에 위치한 윤활제의 막으로부터의 저항으로 인해 크로스헤드로부터 멀리 편향되거나 변형될 수 있다. 그에 반해서, 소단부 및 저널 베어링이 크로스헤드 핀을 밀 때 (즉, 연결 로드가 압축 상태에 있을 때), 연결 로드의 강성 샤프트에 직접 연결되고 강성 샤프트에 의해 지지되는 소단부의 근위측은 변형에 저항한다. 따라서, 소단부의 근위측에 의해 지지되는 저널 베어링의 근위측도 변형에 저항한다. 따라서, 크로스헤드 핀으로부터 변형하거나 멀리 편향하는 대신에, 소단부 및 저널 베어링의 근위측은 저널 베어링의 근위측과 크로스헤드 핀 사이의 간극이 압축되게 하는 윤활제 막의 저항을 극복한다. 이에 따라, 간극 내의 윤활제의 일부 또는 전부가 외부로 배출되고 이에 따라 간극 내의 윤활제의 막이 얇아지거나 완전히 소개된다. 윤활제 막의 이와 같은 박층화는 저널 베어링 및 크로스헤드 핀 상에 과도한 및/또는 불균일한 마모를 초래할 수 있어, 전체로서 왕복 압축기 상에 유해한 영향을 미칠 수 있다.

전술한 윤활제 박층화를 완화시키기 위해 실시되었던 하나의 시도된 해결책은 압축에 대하여 보다 큰 저항을 제공하는 고점도 윤활제의 사용이다. 그러나, 이러한 고점도 윤활제의 사용은 마찰 증가 및 관련된 전력 손실을 초래한다. 다른 시도된 해결책은 더 큰 직경의 베어링을 사용하는 것이었지만, 아직까지 유효한 해결책이 달성되지 못하고 있다.

상기를 감안하여, 상당한 전력 손실을 발생시키지 않으면서 연결 로드가 인장 및 압축 상태 양쪽에 놓여 있을 때에 그의 소단부 저널 베어링에서 충분한 두께의 윤활제 막을 유지하기에 적합한 연결 로드를 갖는 압축기를 제공하는 것이 유리할 것이다.

본 개시에 따른 예시적인 연결 로드는, 세장형 샤프트, 상기 샤프트의 제1 길이방향 단부에서 제1 가로방향 결합 구멍을 정의하는 대단부, 및 상기 샤프트의 제2 길이방향 단부에서 제2 가로방향 결합 구멍을 정의하는 소단부를 포함할 수 있다. 상기 대단부는 샤프트에 가장 가까운 근위측 및 상기 샤프트로부터 가장 먼 원위측을 가질 수 있다. 상기 소단부도 또한 샤프트에 가장 가까운 근위측 및 상기 샤프트로부터 가장 먼 원위측을 가질 수 있다. 개구부는 이러한 근위측의 강성도를 감소시키기 위해서 대단부의 근위측 및 소단부의 근위측 중 하나에 인접하여 샤프트 내에 형성될 수 있다.

본 개시에 따른 예시적인 압축기는 실린더 내부에서 유체를 압축하기 위한 피스톤, 및 제1 길이방향 단부에서 피스톤에 연결되고 제2 길이방향 단부에서 크로스헤드 어셈블리에 연결되는 구동 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 압축기는, 세장형 샤프트, 상기 샤프트의 제1 길이방향 단부에서 제1 가로방향 결합 구멍을 정의하고 상기 샤프트에 가장 가까운 근위측 및 상기 샤프트로부터 가장 먼 원위측을 갖는 대단부, 및 상기 샤프트의 제2 길이방향 단부에서 제2 가로방향 결합 구멍을 정의하고 상기 샤프트에 가장 가까운 근위측 및 상기 샤프트로부터 가장 먼 원위측을 갖는 소단부를 갖는 연결 로드를 더 포함할 수 있다. 상기 대단부는 크랭크샤프트에 결합될 수 있고, 상기 소단부는 제2 결합 구멍 및 크로스헤드 어셈블리를 통해 연장되는 크로스헤드 핀에 의해 크로스헤드 어셈블리에 결합될 수 있다. 개구부는 이러한 근위측의 강성도를 감소시키기 위해 대단부의 근위측 및 소단부의 근위측 중 하나에 인접하여 샤프트 내에 형성될 수 있다.

도 1은 본 개시에 따른 예시적인 압축기를 도시하는 측단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 예시적인 압축기의 크로스헤드 어셈블리 및 연결 로드의 소단부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 예시적인 압축기의 크로스헤드 어셈블리 및 연결 로드의 소단부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 본 개시의 연결 로드의 예시적인 대체 실시형태를 도시하는 측도이다.

이하, 본 개시에 따른 장치는 상기 장치의 바람직한 실시형태들이 도시되어 있는 첨부된 도면을 참조하면 더욱 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 이 장치는 많은 다른 형태로 구현될 수 있고, 본 명세서에 제시되는 실시형태들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이들 실시형태는 본 개시가 철저하고 완전하게 되며, 당업자들에게 장치의 범주를 완전히 전달할 수 있도록 제공된다. 도면에서, 전반에 걸쳐서 동일한 번호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 왕복 압축기(10)(이하, "압축기(10)"라 함)의 예시적인 실시형태가 도시되어 있다. 편의상 및 명확화를 위해서, "최상부", "최하부", "반경방향", "축방향", "상부", "하부", "수직", "수평", "우", "좌", "측방향", 및 "길이방향"과 같은 용어는, 본 명세서에서, 도 1에서 보여지는 바와 같이 각각 압축기(10)의 기하학적 구조 및 방향에 대하여, 압축기(10) 및 그의 다양한 구성요소의 상대적인 배치 및 방향을 설명하는 데에 사용될 것이다. 상기 용어는 구체적으로 언급하는 단어, 그의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함할 것이다.

압축기 (10)는 프레임(12), 실린더(14), 및 가이드 하우징(15)을 포함할 수 있다. 실린더(14)는, 이하에서 더욱 설명되는 바와 같이 실린더(14) 내부에서 그의 길이방향 축을 따라 왕복 운동할 수 있는 피스톤(16)을 포함할 수 있다. 피스톤 로드(17)는 제1 단부에서 피스톤(16)에 연결될 수 있고, 제2 단부에서 가이드 하우징(15) 내부에 이동 가능하게 배치되는 크로스헤드 어셈블리(18)에 연결될 수 있다. 크로스헤드 어셈블리(18)는 가이드 하우징(15) 내부에서 선형 경로를 따라 크로스헤드 어셈블리(18)의 왕복 운동을 용이하게 하기 위해서 가이드 하우징(15)의 내부 표면과 부합해서 슬라이딩 가능하게 체결되는 크로스헤드 슈(crosshead shoe)(20, 22)를 포함할 수 있다.

크로스헤드 어셈블리(18)는, 제1 단부에서 크로스헤드 핀(25)(이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이)에 의해 크로스헤드 어셈블리(18)에 축회전 가능하게 결합되고 제2 단부에서 회전 구동형 크랭크샤프트(27)에 회전 가능하게 결합될 수 있는 연결 로드(24)에 의해 왕복으로 구동될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 연결 로드(24)는 크랭크샤프트(27)의 회전 운동을 크로스헤드 어셈블리(18) 및 연결된 피스톤 로드(17) 및 피스톤(16)에 부여되는 왕복 직선운동으로 변환시킨다.

압축기(10)는 실린더(14) 내부의 피스톤(16)의 양측에 위치한 압축실(26, 28)을 갖는 복동식(double-acting type)일 수 있다. 각각의 압축실(26, 28)은, 흡입 밸브(30, 32) 및 배출 밸브(34, 36)를 각각 구비할 수 있다. 크랭크 기구의 방향으로(즉, 도 1에서 좌측으로) 피스톤(16)의 이동 시, 흡인압력으로 유체(예컨대, 임의의 압축가능 물질)가 흡입 밸브(30)를 통해 압축실(26) 내로 유입될 수 있다. 동시에, 압축실(28) 내에 존재하는 유체는 배출 밸브(36)를 통해 방출 압력으로 압축되고 방출될 수 있다. 마찬가지로, 크랭크 기구로부터 멀리(즉, 도 1에서 우측으로) 피스톤(16)의 이동 시, 흡인압력으로 유체는 흡입 밸브(32)를 통해 압축실(28) 내로 유입될 수 있다. 동시에, 압축실(26) 내에 존재하는 유체는 배출 밸브(34)를 통해 방출 압력으로 압축되고 방출될 수 있다. 이에 따라, 유체는 실린더(14) 안과 밖으로 연속적으로 이동된다. 도시하지 않았지만, 유체의 공급원은 압축실(26, 28)의 흡입 밸브(30, 32)에 결합될 수 있고, 배출 밸브(34, 36)는 적절한 방출 도관에 결합될 수 있다.

압축기(10)의 연결 로드(24)는 소위 "대단부"(42)에 종료하는 본체부(40)를 포함할 수 있다. 대단부(42)는 크랭크샤프트(27)를 수용하기 위해서 그것을 통해 형성된 비교적 큰 가로방향 결합 구멍(44)을 가질 수 있다. 그의 대향 단부에서, 본체부(40)는 소위 "소단부"(46)에 종료할 수 있다. 소단부(46)는 그것을 통해 형성된 비교적 작은 가로방향 결합 구멍(48)을 가질 수 있다. 더 작은 가로방향 결합 구멍(48)은 크로스헤드 핀(25)를 수용하여, 이하에서 더욱 설명되는 바와 같이, 연결 로드(24)를 크로스헤드 어셈블리(18)에 결합할 수 있다. 따라서, 연결 로드(24)의 대단부(42) 및 소단부(46)는 본체부(40)의 대향하는 길이방향 단부 상에 각각의 대략 환형 요소를 정의할 수 있다. 따라서, 대단부(42) 및 소단부(46)는 본체부(40)에 바로 인접하게 배치된 각각의 근위측(50, 52), 및 본체부로부터 멀리 길이방향으로 이격되는 각각의 원위측(54, 56)을 각각 가질 수 있다.

도 2 및 도 3은 크로스헤드 어셈블리(18) 및 연결 로드(24)의 소단부(46)를 도시하고 있다. 연결 로드(24)의 본체부(40)는 I-프로파일을 갖는 것으로 나타내지만, 이것은 중요하지 않으며, 본체부(40)는, 본 개시로부터 이탈하지 않고, 다양한 다른 적절한 프로파일 중 어느 하나를 가질 수 있다는 것이 인정될 것이다.

크로스헤드 어셈블리(18)는 가이드 하우징(15)(도 1에 나타냄) 내부의 대응하는 직진형 가이드(도시하지 않음)를 따라 슬라이딩하도록 배열되는 2개의 곡선형 크로스헤드 슈(20, 22)가 설치되어 있는 크로스헤드 본체(60)를 포함할 수 있다. 도 3에 가장 잘 도시한 바와 같이, 연결 로드(24)는, 크로스헤드 본체(60)의 측벽 내에 설치된 대향하는 아일렛(eyelet)(68, 70)을 통해, 그리고 예를 들어 수축 끼워맞춤, 기계식 파스너, 또는 접착제에 의해 연결 로드(24)의 소단부(46)의 구멍(48) 내부에 고정될 수 있는 환형 슬리브 베어링(74)를 통해 연장되는 원통형 크로스헤드 핀(25)에 의해 크로스헤드 본체에 축회전 가능하게 결합될 수 있다. 슬리브 베어링(74)은, 연결 로드(24)의 각각의 근위 및 원위측(52 및 56)에 대응하고 이들에 인접하여 위치하는 근위측(76) 및 원위측(78)을 가질 수 있다. 재차 도 1을 참조하면, 윤활제의 막(이하, "윤활제 막(73)"이라 칭함)은 크로스헤드 핀(25) 및 슬리브 베어링(74) 중간에 반경방향으로 위치한 환형 간극 내에 제공할 수 있다. 따라서, 연결 로드(24)의 소단부(46) 및 슬리브 베어링(74)은 크로스헤드 본체(60) 내부에서 크로스헤드 핀(25)에 대하여 자유롭고 원활하게 축회전할 수 있다.

크로스헤드 어셈블리(18)는 또한 압축기의 피스톤 로드(17)에도 결합될 수 있다. 따라서, 피스톤 로드(17)는, 크로스헤드 어셈블리(18)의 장착 플랜지(82), 및 선택적인 인접한 스페이서 플레이트(optional abutting spacer plate)(84)를 통해 연장될 수 있고, 장착 플랜지(82) 및 스페이서 플레이트(84)의 대향측 내로 연장될 수 있는 나사형 너트(86)에 의해 견고한 체결로 유지될 수 있고, 피스톤 로드(17)의 나사형 단부(88)에 고정될 수 있다. 장착 플랜지(82) 및 스페이서 플레이트(84)는 크로스헤드 본체(18)와 평평한 인접 상태로 배치될 수 있고 또한 나사형 스터드(90)에 의해 크로스헤드 핀(25)에 직접 연결될 수 있으며, 상기 나사형 스터드(90)는 너트(91)에 의해 일 단부에 고정되고, 장착 플랜지(82), 스페이서 플레이트(84), 및 크로스헤드 본체(60) 내에 각각 형성된 대응하는 구멍(92, 94, 96)을 통해 연장되어, 크로스헤드 핀(25) 내에 형성되는 나사형 구멍(97)과 체결된다. 이에 따라, 피스톤 로드(17)는 크로스헤드 핀(25)에 견고히 고정될 수 있음과 동시에, 크로스헤드 핀(25)이 압축기(10)의 작동 중에 슬리브 베어링(74) 및 연결 로드(24)의 소단부(46)에 대하여 그의 축 둘레에 자유롭게 회전할 수 있게 한다.

도 2에 잘 도시된 바와 같이, 개구부(100)는 소단부(46)의 근위측(52)에 바로 인접한 위치에서 그리고 본체부(40)를 근위측(52)에 연결하는 한 쌍의 다리(102, 104) 중간에 수직으로 연결 로드(24)의 본체부(40) 내에 형성될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 개구부(100)는 연결 다리(102, 104) 사이에서 연장되는 근위측(52)의 측벽(106)에 의해 부분적으로 정의되는 실질적으로 신장 모양의 개구(kidney-shaped aperture)이다. 측벽(106)은 소단부(46) 내의 구멍(48)의 곡률과 실질적으로 유사한 곡률을 가질 수 있고, 소단부(46)의 원위측(56)의 반경방향 두께와 실질적으로 동일한 반경방향 두께를 가질 수 있지만, 이것은 중요하지 않다. 개구부(100)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 다양한 다른 형상 및 구성 중 어느 하나를 가질 수 있다는 것이 고려된다. 또한, 개구부(100)가 본체부(40)를 통해 완전히 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 대안적으로 개구부는 본체부를 통해 부분적으로만 연장될 수 있다는 것이 고려된다.

상기 내용으로부터 알 수 있는 바와 같이, 개구부(100)는 샤프트(40)와 소단부(46)의 근위측(52)의 연접부에서 연결 로드(24)의 강성을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 개구부(100)의 부재 시에(즉, 연결 로드가 종래의 연결 로드에서와 같이 샤프트(40)와 근위측(52)의 연접부에서 완전히 고체인 경우에) 제공되는 것보다도 큰 가요성(즉, 낮은 강성도)을 갖는 근위측(52)을 제공할 수 있다. 예를 들면, 소단부(46)의 근위측(52)은 소단부(46)의 원위측(56)의 강성도와 실질적으로 유사한 강성도를 가질 수 있다. 개구부(100)가 소단부(46)에 인접하여 위치해 있지만, 추가적으로 또는 대안적으로 연결 로드(24)는 전술한 바와 실질적으로 유사한 방식으로 그의 강성을 변형시키기 위해서 대단부(42)에 인접하여 위치하는 유사한 개구부를 구비할 수 있다는 것이 고려된다.

압축기(10)의 작동 중에, 크랭크샤프트(27)는 회전해서 연결 로드(24)를 왕복으로 구동시켜서, 결국에는 전술한 바와 같이 크로스헤드 어셈블리(18), 피스톤 로드(17), 및 피스톤(16)을 왕복으로 구동시킨다. 연결 로드(24)가 길이방향으로 왕복운동함에 따라, 연결 로드(24)의 소단부(46) 및 슬리브 베어링(74)은 이들을 통해 가로방향으로 연장되는 크로스헤드 핀(25)에 대하여 축회전하고 크로스헤드 핀(25)을 교대로 밀고 당긴다. 연결 로드(24)가 압축 상태에 놓여 있을 때(즉, 연결 로드(24)가 도 1에서 우측으로 이동할 때), 소단부(46)의 근위측(52)에 의해 지지되는 슬리브 베어링(74)의 근위측(76)은 크로스헤드 핀(25)을 우측으로 강제시킨다. 반대로, 연결 로드(24)가 인장 상태에 놓여 있을 때(즉, 연결 로드(24)가 도 1에서 좌측으로 이동할 때), 소단부(46)의 원위측(56)에 의해 지지되는 슬리브 베어링(74)의 원위측(78)은 크로스헤드 핀(25)을 좌측으로 강제시킨다.

크로스헤드 핀(25)이 전술한 방식으로 연결 로드(24)에 의해 교대로 밀고 당겨짐에 따라, 윤활제 막(73)은 크로스헤드 핀(25)과 슬리브 베어링(74) 사이에서 압축될 수 있다. 특히, 연결 로드(24)가 인장 상태에 놓여 있을 때, 윤활제 막(73)은 연결 로드(24)와 슬리브 베어링(74)의 근위측(76) 사이에서 압축될 수 있고, 연결 로드(24)가 압축 상태에 놓여 있을 때, 윤활제 막(73)은 연결 로드(24)와 슬리브 베어링(74)의 원위측(78) 사이에서 압축될 수 있다. 따라서, 슬리브 베어링(74) 및 소단부(46)의 근위측(52, 78) 및 원위측(56, 76)은 윤활제 막(73) 및 하측 크로스헤드 핀(25)으로부터 교대로 저항을 받게 된다.

일부 실시형태에서, 소단부(46)의 근위측(52)에 인접하여 연결 로드(24)의 본체부(40) 내에 형성된 개구부(100)는 소단부의 원위측(56)의 강성도와 실질적으로 동일한 근위측(52)의 강성도를 가질 수 있다. 따라서, 연결 로드(24)가 압축 상태에 있을 때, 윤활제 막(73)은 압축될 수 있고, 슬리브 베어링(74) 및 소단부(46)의 근위측(52, 76)은, 연결 로드(24)가 압축 상태에 있을 때에 윤활제 막(73)이 압축될 수 있고 슬리브 베어링(74) 및 소단부(46)의 원위측(56, 78)이 크로스헤드 핀(25)으로부터 멀리 강제로 변형될 수 있는 것과 실질적으로 동일한 양만큼 크로스헤드 핀(25)으로부터 멀리 강제로 변형될 수 있다. 따라서, 연결 로드가 압축 상태에 있을 때의 크로스헤드 핀(25)과 슬리브 베어링(74)의 근위측(76) 사이의 윤활제 막(73)의 두께는, 연결 로드(24)가 인장 상태에 있을 때의 크로스헤드 핀(25)과 슬리브 베어링(74)의 원위측(78) 사이의 윤활제 막(73)의 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.

이것은, 종래의 연결 로드의 소단부의 근위측이 원위측의 강성도보다 실질적으로 더 높은 강성도를 갖도록, 개구부(100)와 같은 개구부를 포함하지 않는 종래의 연결 로드(24)와 대조적인 것이다. 따라서, 이러한 종래의 구성은, 크로스헤드 핀과 슬리브 베어링 사이의 윤활제 막이 인장 스트로크에 비해서 압축 스트로크 중에 상당히 얇아지거나 완전히 소개되어, 크로스헤드 핀 및 슬리브 베어링 상에 과도 및/또는 불균일한 마모를 초래하는 비대칭 변형에 민감하다. 본 개시의 연결 로드(24)의 구성 및 특히 개구부(100)의 제공은 이러한 비대칭 변형 및 이와 관련된 과도 및/또는 불균일한 마모를 방지하거나, 또는 적어도 완화시킨다.

도 4(a) 내지 도 4(b)는 본 개시에 따른 연결 로드의 여러가지의 실시형태를 도시하고 있다. 이들 실시형태는 예시로서만 제시된 것이고, 이러한 실시형태의 많은 변형예가 고려되며 본 개시를 이탈하지 않고 연결 로드의 소단부의 근위측의 강성도를 감소시키기 위해서 유사한 특징부들로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다.

도 4(a)를 참조하면, 연결 로드(200)는 소단부(208)의 근위측(206)에 인접하게 그리고 한 쌍의 연결 다리(210, 212) 중간에 측방향으로 위치한 신장 모양의 개구부(204)를 갖는 I-프로파일 본체부(202)를 포함하는 점에서, 전술한 연결 로드(24)와 실질적으로 유사할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 연결 로드(200)는 연결 다리(210, 212) 내에 각각 형성된 한 쌍의 릴리프 딤플(214, 216)(예컨대, 부분 구멍)을 또한 구비하고 있다. 또한, 한 쌍의 실질적으로 동일한 릴리프 딤플(도시되지 않음)이 연결 다리(210, 212)의 대향측 내에 형성될 수도 있다. 릴리프 딤플(214, 216)은 원하는 방식으로 소단부(208)의 근위측(206)의 강성도를 더욱 조절하기 위해서(즉, 릴리프 구멍(204)에 추가로) 제공될 수 있다.

도 4(b)를 참조하면, 연결 로드(300)는 소단부(308)의 근위측(306)에 인접하게 그리고 한 쌍의 연결 다리(310, 312) 중간에 측방향으로 형성된 개구부(304)를 갖는 I-프로파일 본체부(302)를 갖는다는 점에서, 전술한 연결 로드(24)와 실질적으로 유사할 수 있다. 이 실시형태의 개구부(304)는 전술한 릴리프 구멍(100)보다도 깊은 것으로 도시되어 있고, 이에 따라 연결 로드(24)의 소단부(46)의 근위측(52)과는 다른 강성도 프로파일을 갖는 소단부(308)의 근위측(306)을 제공한다.

도 4(c)를 참조하면, 도시된 연결 로드(400)는 실질적으로 막대 형상인 본체부(402)뿐만 아니라, 이를 통해 소단부(408)의 근위측(406)에 인접하여 형성된 작은 원형 개구부(404)를 구비할 수 있다. 이 실시형태의 연결 로드(400)는 소단부(408)의 근위측(406) 내에 형성된 복수의 반경방향 및 원주방향으로 이격된 더 작은 개구부(410)를 또한 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 더 작은 개구부(410)는 본체부(402)에 인접하여 위치하는 큰 개구부 및 소단부(408)의 근위측(406)에 인접하여 위치하는 작은 개구부를 갖는 복수의 상이한 크기를 포함하고 있다. 원형 개구부(404) 및 복수의 반경방향 및 원주방향으로 이격된 더 작은 개구부(410)의 조합은 원하는 강성도 프로파일을 갖는 근위측(406)을 제공하는 데에 사용될 수 있다.

도 4(d)는 막대 형상의 본체부(502) 및 소단부(508)의 근위측(506)에 인접하여 형성된 실질적으로 삼각형의 개구부(504)를 포함하는 개시된 연결 로드(500)의 또 다른 실시형태를 나타내고 있다. 이전의 실시형태들과 같이, 개시된 개구부(504)는 원하는 강성도 프로파일을 갖는 근위측(506)을 제공할 수 있다.

예를 들면 다양한 다른 크기, 형상, 및 구성을 가질 수 있는 하나 이상의 릴리프 구멍 및/또는 다른 릴리프 특징부(예컨대, 딤플)가 원하는 방식으로 연결 로드의 소단부의 강성도를 조절하기 위해서 연결 로드 내에 형성될 수 있음이 전술한 개시로부터 분명해질 것이다. 개시된 배열은 당 기술분야에 알려진 다양한 유형의 압축기 중 어느 하나에서 왕복 구동 기구로서 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수형으로 언급되고 단수형(원문에서 "a" 또는 "an")으로 기재되는 요소 또는 단계는, 명시적으로 언급되지 않는 한, 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시형태"에 대한 언급은 또한 기재된 특징을 포함하는 추가적인 실시형태의 존재를 배제하는 것으로 해석되는 것을 의도하는 것은 아니다.

본 개시의 특정의 실시형태가 본 명세서에 설명되어 있지만, 본 개시가 당 기술분야가 허용하는 범위가 넓은 것이고 명세서도 마찬가지로 읽혀져야 하는 것으로 의도되기 때문에, 본 개시는 이에 한정되는 것으로 의도하지 않는다. 따라서 상기 설명은 한정하는 것으로 해석되는 것이 아니라, 단지 특정 실시형태의 예시로서 해석되어야 한다. 당업자들은 본 명세서에 첨부된 청구범위의 범주 및 사상 내에서 다른 변형을 구상할 것이다.

Claims (20)

1. 본체부;
   상기 본체부의 제1 단부에 위치한 제1 결합 구멍을 정의하며, 상기 본체부에 인접한 근위측 및 상기 본체부로부터 멀리 이격된 원위측을 포함하는 대단부(big end);
   상기 본체부의 제2 단부에 위치한 제2 결합 구멍을 정의하며, 상기 본체부에 인접한 근위측 및 상기 본체부로부터 멀리 이격된 원위측을 포함하는 소단부(small end); 및
   상기 소단부의 근위측 및 상기 대단부의 근위측 중 하나에 인접하여 상기 본체부 내에 형성된 제1 개구부
   를 포함하는, 연결 로드.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 본체부를 통해 완전히 연장되는, 연결 로드.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 본체부를 상기 제1 개구부에 인접하여 위치하는 상기 근위측에 연결하는 2개의 연결 다리 중간에 위치하는, 연결 로드.
4. 제3항에 있어서, 상기 연결 다리들 중 적어도 하나 내에 형성된 추가 개구부를 더 포함하며, 상기 추가 개구부는 상기 관련된 연결 다리의 일부만을 통해 연장되는, 연결 로드.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 본체부의 일부만을 통해 연장되는, 연결 로드.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 개구부에 대하여 상기 샤프트의 대향측 내에 형성된 추가 개구부를 더 포함하며, 상기 추가 개구부는 상기 본체부의 적어도 일부만을 통해 연장되는, 연결 로드.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 제1 결합 구멍 및 상기 제2 결합 구멍 중 하나의 곡률에 부합하는 곡선 형상을 갖는, 연결 로드.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 원형인, 연결 로드.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부에 인접하여 상기 본체부 내에 형성된 릴리프 딤플(relief dimple)을 더 포함하는, 연결 로드.
10. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 복수의 개구부를 포함하며, 상기 복수의 개구부 중 적어도 하나는 상기 복수의 개구부 중 적어도 하나의 다른 개구부의 크기와는 다른 크기를 갖는, 연결 로드.
11. 실린더 내부의 유체를 압축하기 위한 피스톤;
    제1 길이방향 단부에서 상기 피스톤에 연결되고 제2 길이방향 단부에서 크로스헤드 어셈블리에 연결되는 피스톤 로드 샤프트; 및
    연결 로드를 포함하며,
    상기 연결 로드는,
    세장형(elongated) 본체부;
    상기 본체부의 제1 단부에 위치한 제1 결합 구멍을 정의하며, 상기 본체부에 인접한 근위측 및 상기 본체부로부터 멀리 이격된 원위측을 포함하는 대단부;
    상기 본체부의 제2 단부에 위치한 제2 결합 구멍을 정의하며, 상기 본체부에 인접한 근위측 및 상기 본체부로부터 멀리 이격된 원위측을 포함하는 소단부; 및
    상기 대단부의 근위측 및 상기 소단부의 근위측 중 하나에 인접하여 상기 본체부 내에 형성된 제1 개구부
    를 포함하는, 압축기.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 본체부를 통해 완전히 연장되는, 압축기.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 본체부를 상기 제1 개구부에 인접하여 위치하는 근위측에 연결하는 2개의 연결 다리 중간에 위치하는, 압축기.
14. 제13항에 있어서, 상기 연결 다리들 중 적어도 하나 내에 형성된 추가 개구부를 더 포함하며, 상기 추가 개구부는 상기 관련된 연결 다리의 일부만을 통해 연장되는, 압축기.
15. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 본체부의 일부만을 통해 연장되는, 압축기.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 개구부에 대하여 상기 샤프트의 대향측 내에 형성된 추가 개구부를 더 포함하며, 상기 추가 개구부는 상기 본체부의 적어도 일부만을 통해 연장되는, 압축기.
17. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부는 상기 제1 결합 구멍 및 상기 제2 결합 구멍 중 하나의 곡률에 부합하는 곡선 형상을 갖는, 압축기.
18. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부는 원형인, 압축기.
19. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부에 인접하여 상기 본체부 내에 형성된 릴리프 딤플을 더 포함하는, 압축기.
20. 제11항에 있어서, 상기 제1 개구부는 복수의 개구부를 포함하며, 상기 복수의 개구부 중 적어도 하나는 상기 복수의 개구부 중 적어도 하나의 다른 개구부의 크기와는 다른 크기를 갖는, 압축기.

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