KR20200050678A - 새로운 피스톤 구조를 갖는 소형 공기 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 소형 공기 압축기는 블럭(40); 상기 블럭(40)에 결합되는 관체 형상의 실린더(50); 흡입밸브와 토출밸브가 구비되어 상기 실린더의 선단을 막는 밸브 조립체(70); 상기 밸브 조립체(70)의 상부에 흡입 공간(81a)과 토출 공간(81b)을 형성하도록 상기 밸브 조립체를 커버하는 밸브 커버(80); 상기 실린더(50)의 내부에서 직선왕복운동 되는 피스톤(60); 상기 블럭(40)에 결합된 고정자(21); 상기 고정자(21)의 하부에 설치되는 하부 하우징(11); 상기 고정자(21)에 대하여 상대적으로 회전하도록 위치된 회전자(25); 상기 회전자(25)와 일체로 회전하도록 상기 회전자(25)와 결합되어 상기 블럭(40)에 회전가능하게 지지된 회전축(30); 상기 회전축(30)의 회전운동을 상기 피스톤(60)의 직선왕복운동으로 전환하도록 하는 크랭크부(32); 상기 크랭크부(32)에 설치되는 저널 베어링(33)이 삽입되는 끼움 원통부(34A)와, 상기 끼움 원통부(34A)로부터 전방으로 연장된 로드부(34B)로 이루이지는 커넥팅 로드(34); 및 상기 회전축(30)의 상부 및 하부 각각에 설치한 상부 및 하부 볼 베어링(30A, 30B)을 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤(60)은 상기 로드부(34B)의 전방 말단에 결합되는 피스톤 서포터(61)와, 상기 피스톤 서포터(61)에 결합되는 스토퍼(63)와, 상기 피스톤 서포터(61)와 스토퍼(63) 사이에 설치되는 피스톤 링(62)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

새로운 피스톤 구조를 갖는 소형 공기 압축기{Compact Air Compressor with Novel Piston Structure}

본 발명은 소형 공기 압축기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 새로운 피스톤 구조를 통해 피스톤 링이 압축 행정에서 하사점 방향으로 밀려 발생하는 공기 누설을 방지하여 압축 성능을 향상시키고, 압축 공간의 손실을 최소화할 수 있는 소형 공기 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축 공기의 제조나 냉매 가스와 같은 유체의 압축을 위해서 압축기가 사용되고 있다. 이와 같은 압축기는 실린더 내에 피스톤을 왕복운동시켜 공기를 압축하는 왕복 피스톤형(reciprocating piston type)과, 실린더 내에 회전자를 회전시켜 공기를 압축하는 로터리 베인형(rotary vane type)이 주류를 이루고 있다. 로터리 베인형 공기압축기는 소음이 적다는 장점은 있으나, 소형 제품의 생산에 어려움이 발생되어 주로 20 HP 이상의 대형 압축기에만 적용되는 실정이고, 왕복운동 피스톤형 압축기는 주로 20 HP 이하의 다소 작은 크기의 압축기에 적용된다.

상기와 같은 구조의 왕복운동 피스톤형 압축기는 등록특허 제10-1745471호에 제시되고 있다. 상기 선행기술은 크랭크축이 축 지지된 블럭에 실린더가 일체로 결합되기 소형 왕복동식 압축기의 실린더 결합 구조에 있어서, 상기 블럭에는 상기 실린더가 가압 지지되는 지지단이 형성되고, 상기 실린더의 외측면에는 걸림단이 형성되며, 상기 실린더의 걸림단이 지지단에 걸려 지지된 상태에서 상기 밸브 커버가 상기 실린더의 선단을 가압하도록 상기 가압볼트가 상기 블럭과 밸브 커버를 체결하고, 상기 블럭에는 상기 실린더의 일단부가 삽입되는 실린더 삽입홀이 관통 형성되고, 상기 지지단은 상기 실린더 삽입홀의 내벽에 형성된 단차에 의해 형성되고, 상기 실린더는 상기 실린더 삽입홀에 삽입되어 걸림단이 상기 지지단에 걸려 지지 되는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.

특히, 상기 선행기술은 펌핑 작동의 원활성을 유지하기 위하여 윤활유 등과 같은 오일을 크랭크축에 형성한 오일 피더에 의하여 펌핑 하여 크랭크축에 형성한 홈이나 구멍 같은 오일 유로를 따라 크랭크축 표면에 공급하고, 공급된 오일을 크랭크부를 구성하는 저널 및 베어링과 상기 크랭크축의 회전운동을 직선왕복운동으로 전환하는 피스톤 각각에 공급하여 실린더 내에서의 피스톤 작동을 원활하게 유지하고, 마모성을 줄이도록 하고 있다.

또한, 상기 선행기술에서는 피스톤과 커넥팅 로드를 커넥팅 핀으로 결합하고, 상기 커넥팅 로드와 저널을 연결핀으로 연결하는 구성으로 되어 있어 피스톤의 직선왕복의 원활성과 부품의 마모성을 줄이기 위하여 필수적으로 오일 공급을 위한 오일 피더를 갖는 크랭크축을 사용하여야 한다. 이에 따라 선행기술의 왕복운동 피스톤형 압축기는 오일이 외부로 유출되지 않도록 밀폐시키는 구성이 필요하며, 크랭크축 외주면에 저널 및 부싱을 구성하여 크랭크축의 원활한 회전을 돕도록 하고 있는 등 압축기의 구성이 복잡할 뿐 아니라 크랭크축의 정밀가공을 요하게 되고, 부품수의 증가로 인하여 조립공정이 매우 복잡하여 제작비용의 상승을 초래하는 문제점이 있다.

일본 특허공보 제5657055호에서는 커넥팅 로드와 저널을 연결핀으로 연결하는 구성을 배제하여 설계함으로써 상술한 문제점을 해결하고 있다. 나아가, 이 선행기술에서는 피스톤 헤드에 지름 방향으로 구부(溝部)를 형성하고 있는데, 이러한 구부에 의해 피스톤 링이 압축행정 시에 밸브와 접촉하는 것을 방지하고 있다. 그런데, 이러한 단차 형상에 의해 실린더 공간에 죽은 공간(dead space)이 꽤 많이 발생하게 되고, 흡입행정 시에 재팽창 공기를 형성하여 공기의 누설로 인한 압축 성능의 저하가 발생하는 문제점이 있다.

이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 공기 압축기를 제안하고자 한다.

본 발명의 목적은 압축행정 시에 고압에 의한 피스톤 링의 지지력을 향상시켜 압축 성능의 저하를 방지할 수 있는 소형 공기 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압축 공간의 손실을 최소화할 수 있는 피스톤 구조를 갖는 소형 공기 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 피스톤의 작동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 소형 공기 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 소형 공기 압축기는

블럭(40);

상기 블럭(40)에 결합되는 관체 형상의 실린더(50);

흡입밸브와 토출밸브가 구비되어 상기 실린더의 선단을 막는 밸브 조립체(70);

상기 밸브 조립체(70)의 상부에 흡입 공간(81a)과 토출 공간(81b)을 형성하도록 상기 밸브 조립체를 커버하는 밸브 커버(80);

상기 실린더(50)의 내부에서 직선왕복운동 되는 피스톤(60);

상기 블럭(40)에 결합된 고정자(21);

상기 고정자(21)의 하부에 설치되는 하부 하우징(11);

상기 고정자(21)에 대하여 상대적으로 회전하도록 위치된 회전자(25);

상기 회전자(25)와 일체로 회전하도록 상기 회전자(25)와 결합되어 상기 블럭(40)에 회전가능하게 지지된 회전축(30);

상기 회전축(30)의 회전운동을 상기 피스톤(60)의 직선왕복운동으로 전환하도록 하는 크랭크부(32);

상기 크랭크부(32)에 설치되는 저널 베어링(33)이 삽입되는 끼움 원통부(34A)와, 상기 끼움 원통부(34A)로부터 전방으로 연장된 로드부(34B)로 이루이지는 커넥팅 로드(34); 및

상기 회전축(30)의 상부 및 하부 각각에 설치한 상부 및 하부 볼 베어링(30A, 30B);

을 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤(60)은 상기 로드부(34B)의 전방 말단에 결합되는 피스톤 서포터(61)와, 상기 피스톤 서포터(61)에 결합되는 스토퍼(63)와, 상기 피스톤 서포터(61)와 스토퍼(63) 사이에 설치되는 피스톤 링(62)을 포함하여 이루어지되,

상기 피스톤 링(62)은 외주 부분이 전방으로 구부려져 단면이 'U'자 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 피스톤 링의 'U'자 형태에서 후방 쪽의 구부려진 부분은 상기 피스톤 서포터(61)의 외주 부분에서 전방으로 돌출된 형상의 피스톤 링 지지부(61B)가 지지하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 스토퍼(63)의 후방에는 외주 부분에 굴곡진 형상의 스토퍼 굴곡부(63B)가 형성되고, 상기 스토퍼 굴곡부(63B)는 상기 피스톤 링(62)의 전방 쪽의 구부려진 부분을 지지하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 스토퍼(63)의 전방에는 수직 방향으로 절단되어 지름 방향으로 경사진 형상을 갖는 한 쌍의 수직 컷팅부(63C)를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 크랭크부(32)는 본체(32A)와, 상기 본체의 상부로 돌출되어 상기 저널 베어링(33)의 내륜에 압입되어 결합되는 저널(32B)과, 상기 본체(32A)의 하부에 형성되어 상기 회전축(30)의 상단이 결합되는 편심홀(32C)로 이루어지는 것이 좋다.

본 발명은 압축행정 시에 고압에 의한 피스톤 링의 지지력을 향상시켜 압축 성능의 저하를 방지할 수 있고, 압축 공간의 손실을 최소화할 수 있으며, 피스톤의 작동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 소형 공기 압축기를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 소형 공기 압축기의 피스톤과 커넥팅 로드 및 크랭크부를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 소형 공기 압축기의 피스톤과 커넥팅 로드를 나타낸 단면도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 분해하여 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소형 공기 압축기를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 소형 공기 압축기는 하부 하우징(11), 고정자(21), 회전자(25), 회전축(30), 커넥팅 로드(34), 블럭(40), 실린더(50), 피스톤(60), 밸브 조립체(70), 밸브 커버(80) 및 가압 볼트(90)를 포함하여 구성된다.

하부 하우징(11)은 블럭(40)과 조립된 고정자(21)가 보호되도록 그 조립체를 수용하기 위한 케이스로서, 바닥부(11A)와, 그 바닥부(11A)의 외측 가장자리에서 상방으로 연장되어 상부가 개구된 관형상을 갖는 볼 베어링 삽입 원통부(11B)가 중앙에 돌출 형성된다. 상기 하부 하우징(11) 하부에 결합시킨 받침용 고정 플레이트(22)는 펌핑 작동시 발생 되는 진동을 흡수하여 그 진동이 상기 하부 하우징(11)으로 전달되는 것을 방지하기 위한 4개의 방진 스프링(23)에 의해 지지되어 있다.

고정자(21)는 전원이 인가되면 상기 회전자(25)를 회전시키기 위한 전자기력을 발생시키기 위한 구성이다. 고정자(21)를 고정하고 있는 하부 지지프레임(21A)이 하부 하우징(11)과 결합되어 고정된다.

본 발명의 회전자(25)는 상기 고정자(21)의 내부에 위치되어 고정자(21)에 대하여 상대적으로 회전된다. 상기 회전축(30)은 상기 회전자(25)에 결합 되어 상기 회전자(25)와 일체로 회전된다. 회전축(30)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(25)와 일체로 회전되도록 상기 회전자(25)와 결합된다. 또한, 상기 회전축(30)은 블럭(40)에 회전가능하게 지지된다. 즉, 회전축(30)의 상부에 결합된 상부 볼 베어링(30A)이 상기 블럭(40)에 설치되어 회전축(30)의 회전을 지지한다. 상기 회전축(30)의 하부에 끼워진 하부 볼 베어링(30B)은 하부 하우징(11)의 볼 베어링 삽입 원통부(11B)에 설치된다.

이러한 구성을 통해, 본 발명은 회전축(30)을 상부 및 하부 볼 베어링(30A, 30B)에 의하여 회전이 자유롭게 이루어질 수 있어 종전의 크랭크축에 의한 오일 급유가 필요 없고, 오일 급유에 따른 오일 누유 방지 구조가 불필요하게 되며, 종전 크랭크축 외주면에 저널 및 부싱을 구성하여 크랭크축의 원활한 회전을 돕도록 하고 있는 경우보다 압축기의 구성이 간단하고, 조립 부품 수를 줄일 수 있어 조립공정이 수월하여 제작비용의 절감을 도모할 수 있으며, 특히 오일 급유가 필요 없는 볼 베어링 방식의 압축기를 제공하는 것이어서, 회전축(30)의 회전에 따른 상, 하 운동에 대응하여 방진 스프링(23)의 탄력을 강하게 하더라도 피스톤(60)의 직선왕복운동에 방해를 받지 않게 된다. 따라서, 보다 높운 탄성을 가지는 방진 스프링(23)의 사용에 의한 소음 저감 효과를 향상시킬 수 있고, 하부 하우징(11) 하부에 결합시킨 받침용 고정 플레이트(22)의 구조 변경 없이도 방진 스프링(23)의 설치가 가능하게 된다.

회전축(30)의 상부에는 크랭크부(32)가 설치된다. 크랭크부(32)는 본체(32A)와, 본체의 상부로 돌출되어 저널 베어링(33)의 내륜에 압입되어 결합되는 저널(32B)과, 본체(32A)의 하부에 형성되어 회전축(30)의 상단이 결합되는 편심홀(32C)로 이루어진다. 즉, 크랭크부(32)의 저널(32B)에는 저널 베어링(33)의 내륜이 결합되고, 저널 베어링(33)의 외륜이 커넥팅 로드(34)의 끼움 원통부(34A)에 압입된다. 따라서, 회전축(30)이 회전하면 저널 베어링(33)이 편심 회전을 하게 되므로, 커넥팅 로드(34)와 연결된 피스톤(60)은 실질적으로 직선 왕복운동을 하게 된다. 이러한 구조를 통해 피스톤(60)의 안정적인 왕복 운동을 보장하고 있다.

이와 같이, 상기 회전축(30)과 저널 베어링(33)에 결합된 크랭크부(32)는 커넥팅 로드(34)와 함께 상기 회전축(30)의 회전을 상기 피스톤(60)의 직선왕복운동으로 전환하는 역할을 하고 있다.

본 발명의 블럭(40)은 상기 회전축(30)을 지지하고, 상기 실린더(50)가 결합되는 부분이다. 본 발명은 상기 블럭(40)에 실린더(50)가 일체로 형성되지 않고, 상기 실린더(50)가 별도로 형성되어 상기 블럭(40)의 실린더 결합부(42)에 결합된 구조를 가진다. 상기 블럭(40)은 상기 회전축(30)이 지지되는 수평방향의 판형으로 형성된 축지지부(41)와, 상기 축지지부(41)와는 연직이 되도록 세워진 판형으로 형성된 실린더 결합부(42)를 갖도록 형성되며, 상기 실린더(50)는 상기 실린더 삽입홀(45)에 삽입되어 설치된다.

상기 실린더(50)는 상기 실린더 삽입홀(45)에 삽입되는 과정에서 실린더(50)의 외면에 형성된 가이드홈에 상기 가이드돌기가 삽입되면서 상기 실린더(50)는 그 길이방향으로만 이동되면서 상기 실린더 삽입홀(45)에 삽입된다.

한편, 본 발명은 펌핑 동작시 발생되는 유체의 맥동으로 발생되는 소음을 줄이기 위한 흡입 머플러(43) 및 토출 머플러(44)가 상기 블럭(40)과 일체로 형성된 구조를 갖는다. 즉, 상기 흡입 머플러(43)와 상기 토출 머플러(44)는 축이 지지되는 축지지부(41)의 양측 각각에 형성된다. 특히, 상기 흡입 머플러(43)와 토출 머플러(44) 사이에 상기 실린더 결합부(42)가 위치되는데, 상기 흡입 머플러(43)와 토출 머플러(44) 각각의 단부가 상기 축지지부(41)의 양측 각각에 연결되어 상기 흡입 머플러(43), 상기 실린더 결합부(42) 및 상기 토출 머플러(44) 순으로 'ㄷ'자 형상으로 배치된 구조로 상호 연결되어 블럭(40)의 강성이 보강되는 구조를 형성하게 된다. 상기 흡입 머플러(43)에는 유체가 유입되는 입구와 유출되는 출구가 형성되며, 상기 흡입 머플러(43)의 입구에는 흡입되는 공기나 냉매에 포함된 이물질을 여과하기 위한 흡입필터가 결합된다. 상기 흡입 머플러(43)의 출구에는 흡입 연결관(93)이 연결되어 상기 흡입 머플러(43)는 상기 밸브 커버(80)의 흡입 공간(81a)으로 연결된다.

상기 토출 머플러(44)에는 유체가 유입되는 입구와 토출되는 출구가 형성된다. 상기 토출 머플러(44)의 입구에는 토출 연결관(94)이 연결되고, 상기 토출 머플러(44)는 토출 연결관(94)을 통해 상기 밸브 커버(80)의 토출 공간(81b)으로 연결된다. 상기 토출 머플러(44)의 출구에는 관 연결구(44a)가 결합된다.

본 발명의 실린더(50)는 상기 피스톤(60)의 왕복운동으로 공기나 냉매와 같은 유체가 압축되는 공간을 형성하도록 원형의 관체 형상을 갖는다. 피스톤(60)은 상기 실린더(50)의 내부로 흡입된 공기나 냉매와 같은 유체를 압축하여 배출하도록 상기 실린더(50)의 내부에서 왕복운동되는 구성이다. 밸브 조립체(70)는 흡입밸브와 토출밸브가 구비되어 상기 실린더의 선단을 막는 구성으로, 대한민국 등록특허 제10-1745471호에 상세히 기재되어 있어 구체적인 설명은 생략한다.

상기 밸브 커버(80)는 상기 밸브 조립체(70)의 상부를 커버하고 그 밸브 조립체(70)의 상부에 흡입 공간(81a)과 토출 공간(81b)을 형성하도록 상기 밸브 조립체를 커버하는 구성이다. 상기 밸브 커버(80)의 내측에는 상기 흡입 공간(81a)과 토출 공간(81b)를 분할하기 위한 격막(81)이 형성되어 밀폐를 위해 커버 가스켓이 개재된 상태에서 상기 밸브 플레이트의 상부를 커버 하도록 상기 밸브 플레이트의 상부에 결합된다. 본 발명은 가압 볼트(90)에 의해 상기 밸브 커버(80)가 상기 블럭(40)에 결합됨으로써 상기 밸브 커버(80)가 밸브 조립체(70)를 눌러 순차적으로 실린더(50)가 블럭(40)에 가압되어 결합되는 구조를 갖는다.

상기 흡입 연결관(93)은 상기 흡입 머플러(43)와 상기 밸브 커버(80)의 흡입 공간(81a)을 연결하기 위한 관체이다. 도면을 참조하면, 상기 흡입 연결관(93)은 일단이 상기 흡입 머플러(43)의 출구에 연결되고 타단이 상기 밸브 커버(80)의 흡입 공간(81a)에 형성된 유입구로 연결된다. 상기 토출 연결관(94)은 상기 토출 머플러(44)와 상기 밸브 커버(80)의 토출 공간(81b)을 연결하기 위한 관체이다. 도면을 참조하면, 상기 토출 연결관(94)은 일단이 상기 토출 머플러(44)의 입구에 연결되고 타단이 상기 밸브 커버(80)의 토출 공간(81b)에 형성된 배출구로 연결 된다.

한편, 본 발명은 상기 실린더(50), 밸브 조립체(70) 및 상기 밸브 커버(80)가 상기 블럭(40)에 가압 볼트(90)에 의해 결합되는 과정에서 상기 토출 연결관(94)이 용이하게 조립될 수 있도록 피트관과 피트로 분리되어 결합되는 구조를 가지며, 이 부분에 대한 구체적인 설명은 대한민국 등록특허 제10-1745471호에 상세히 기재되어 있어 생략한다.

도 5는 본 발명에 따른 소형 공기 압축기의 피스톤(60)과 커넥팅 로드(34) 및 크랭크부(32)를 함께 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 피스톤(60)과 커넥팅 로드(34)를 나타낸 단면도이다.

커넥팅 로드(34)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 끼움 원통부(34A) 일측에 로드부(34B)를 포함하여 구성하고, 상기 로드부(34B) 일측 내부에 결합홀(34C)이 형성될 수 있다. 실린더(50) 내부에 삽입된 커넥팅 로드(34)의 로드부(34B)에는 피스톤(60)이 결합되되, 결합홀(34C)에 결합 볼트(64)를 체결하는 방식으로 결합되어도 좋다. 도시된 결합 볼트(64)로 결합되는 방식 이외에 주지된 다양한 결합방식을 적용하여도 좋다.

이와 같이, 커넥팅 로드(34)는 끼움 원통부(34A) 일측에 로드부(34B)를 포함하여 구성하고 있으므로 종래기술과 같이 커넥팅 핀에 의한 결합을 회피하게 되므로 피스톤(60) 및 커넥팅 로드(34)의 부품 수를 줄일 수 있고, 더 나아가 커넥팅 핀 등에 오일을 급유하지 않아도 되므로 오일 급유에 따른 구성요소를 배제할 수 있게 된다.

본 발명의 피스톤(60)은 로드부(34B)의 전방 말단에 결합되는 피스톤 서포터(61)와, 상기 피스톤 서포터(61)에 결합되는 스토퍼(63)와, 상기 피스톤 서포터(61)와 스토퍼(63) 사이에 설치되는 피스톤 링(62)을 포함하여 이루어진다. 피스톤 서포터(61)는 중앙에 형성되어 결합 볼트(64)가 관통하는 관통 구멍(61A)과 피스톤 서포터(61)의 외주부분으로부터 전방으로 돌출되어 형성된 피스톤 링 지지부(61B)를 갖는다. 피스톤 링(62)은 링 형상을 가지며, 피스톤 서포터(61)와 스토퍼(63) 사이에 결합되는 경우, 외주 부분이 전방으로 구부려져 피스톤 링(62)의 단면이 도 6에서와 같이 마치 'U'자 형태로 된다. 피스톤 링(62)의 'U'자 형태에서 후방 쪽의 구부려진 부분은 피스톤 링 지지부(61B)가 지지하고 있다.

스토퍼(63)는 원형의 링 형상을 갖되, 중앙에 형성된 관통 구멍(63A)과, 후방의 외주 부분에 굴곡진 형상의 스토퍼 굴곡부(63B)와, 수직 방향으로 절단되어 지름 방향으로 경사진 형상을 갖는 한 쌍의 수직 컷팅부(63C)를 갖는다. 관통 구멍(63A)에는 결합 볼트(64)가 관통되어 결합 볼트(64)가 로드부(34B)의 결합홀(34C)에 결합될 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 소형 공기 압축기를 장시간 사용함에 따라 발생할 수 있는 피스톤(60)의 마모에 대응하여 결합 볼트(64)를 해체하여 피스톤(60)의 교체를 편리하게 수행하도록 할 수 있어 비용절감을 도모할 수 있게 되고, 조립의 편리성 및 압축기의 수명연장을 도모하도록 할 수 있다.

스토퍼 굴곡부(63B)는 피스톤 링(62)이 'U'자 단면 형태를 유지할 수 있도록 피스톤 링(62)의 전방 쪽의 구부려진 부분을 지지하는 부분이다. 이러한 형상을 통해 피스톤 링(62)이 공기를 압축할 때 누설되는 공기가 없도록 하여 압축 성능을 향상시킬 수 있다.

수직 컷팅부(63C)는 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(63)의 전방 양측 부분을 수직 방향으로 컷팅하여 양측 지름 방향으로 경사진 형상을 갖도록 한 것이다. 종래기술에서는 피스톤의 전면의 둘레 부분을 전체적으로 컷팅한 형상을 갖도록 하고 있으나 이러한 형상에 의하면 피스톤 전면의 상부 및 하부의 단차에 의해 압축 공간의 손실이 발생할 수 있다. 본 발명은 수직 컷팅부(63C)의 형상을 통해 압축 공간의 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 아래 첨부된 청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

11: 하부 하우징 11A : 바닥부
11B : 볼 베어링 삽입 원통부 21 : 고정자
25 : 회전자 30 : 회전축
30A : 상부 볼 베어링 30B : 하부 볼 베어링
32 : 크랭크부 32A : 본체
32B : 저널 32C : 편심홀
33 : 저널 베어링 34 : 커넥팅 로드
34A : 끼움 원통부 34B : 로드부
34C : 결합홀 40 : 블럭
41 : 축지지부 42 : 실린더 결합부
43 : 흡입 머플러 44 : 토출 머플러
45 : 실린더 삽입홀 50 : 실린더
60 : 피스톤 61 : 피스톤 서포터
61A, 63A : 결합 구멍 61B : 피스톤 링 지지부
62 : 피스톤 링 63 : 스토퍼
63B : 스토퍼 굴곡부 63C : 수직 컷팅부
64 : 볼트 70 : 밸브 조립체
80 : 밸브 커버 81a: 흡입 공간
81b : 토출 공간 90 : 가압 볼트
93 : 흡입 연결관 94 : 토출 연결관

Claims (5)

1. 블럭(40);
   상기 블럭(40)에 결합되는 관체 형상의 실린더(50);
   흡입밸브와 토출밸브가 구비되어 상기 실린더의 선단을 막는 밸브 조립체(70);
   상기 밸브 조립체(70)의 상부에 흡입 공간(81a)과 토출 공간(81b)을 형성하도록 상기 밸브 조립체를 커버하는 밸브 커버(80);
   상기 실린더(50)의 내부에서 직선왕복운동 되는 피스톤(60);
   상기 블럭(40)에 결합된 고정자(21);
   상기 고정자(21)의 하부에 설치되는 하부 하우징(11);
   상기 고정자(21)에 대하여 상대적으로 회전하도록 위치된 회전자(25);
   상기 회전자(25)와 일체로 회전하도록 상기 회전자(25)와 결합되어 상기 블럭(40)에 회전가능하게 지지된 회전축(30);
   상기 회전축(30)의 회전운동을 상기 피스톤(60)의 직선왕복운동으로 전환하도록 하는 크랭크부(32);
   상기 크랭크부(32)에 설치되는 저널 베어링(33)이 삽입되는 끼움 원통부(34A)와, 상기 끼움 원통부(34A)로부터 전방으로 연장된 로드부(34B)로 이루이지는 커넥팅 로드(34); 및
   상기 회전축(30)의 상부 및 하부 각각에 설치한 상부 및 하부 볼 베어링(30A, 30B);
   을 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤(60)은 상기 로드부(34B)의 전방 말단에 결합되는 피스톤 서포터(61)와, 상기 피스톤 서포터(61)에 결합되는 스토퍼(63)와, 상기 피스톤 서포터(61)와 스토퍼(63) 사이에 설치되는 피스톤 링(62)을 포함하여 이루어지되,
   상기 피스톤 링(62)은 외주 부분이 전방으로 구부려져 단면이 'U'자 형태인 것을 특징으로 하는 소형 공기 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 링의 'U'자 형태에서 후방 쪽의 구부려진 부분은 상기 피스톤 서포터(61)의 외주 부분에서 전방으로 돌출된 형상의 피스톤 링 지지부(61B)가 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 소형 공기 압축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼(63)의 후방에는 외주 부분에 굴곡진 형상의 스토퍼 굴곡부(63B)가 형성되고, 상기 스토퍼 굴곡부(63B)는 상기 피스톤 링(62)의 전방 쪽의 구부려진 부분을 지지하는 것을 특징으로 하는 소형 공기 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼(63)의 전방에는 수직 방향으로 절단되어 지름 방향으로 경사진 형상을 갖는 한 쌍의 수직 컷팅부(63C)를 갖는 것을 특징으로 하는 소형 공기 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 크랭크부(32)는 본체(32A)와, 상기 본체의 상부로 돌출되어 상기 저널 베어링(33)의 내륜에 압입되어 결합되는 저널(32B)과, 상기 본체(32A)의 하부에 형성되어 상기 회전축(30)의 상단이 결합되는 편심홀(32C)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 공기 압축기.

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