KR100525975B1 - 무윤활 압축기 - Google Patents

Abstract

바람직하지 못한 진동을 저감시킬 수 있는 슬라이더 프레임의 가이드구조를 가지는 크로스슬라이더 크랭크기구 구동의 무윤활 압축기를 제공한다.

무윤활 압축기는 크랭크샤프트(10)에 장착한 슬라이더(14)와, 슬라이더(14)를 장착하여 피스톤(2)의 축방향으로 왕복운동 가능하게 지지된 슬라이더 프레임 (16)과, 피스톤(2)과 슬라이더 프레임(16)을 연결하는 피스톤 로드(7)를 가지며, 실린더(1)내부와 크랭크 케이스(9)내부를 오일 시일(28)로 시일한다. 오일 시일 (28)의 아래쪽에 피스톤 로드(7)를 지지하는 가이드부시(26)를 설치한다. 슬라이더 프레임(16)의 양 측부를 한 쌍의 가이드막대(18,19)가 끼워 통하고, 가이드막대 삽입구멍(20,21)의 하단부에 각 1개의 가이드부시(22,23)를 장착한다. 슬라이더 프레임(16)은 피스톤 로드(7)를 지지하는 가이드부시(26)와, 슬라이더 프레임(16)에 설치한 2개의 가이드부시(22,23)로 안내한다.

Description

무윤활 압축기{Oil Free Compressor}

본 발명은, 크로스슬라이더 크랭크기구로 구동되는 무윤활 압축기에 관한 것이다.

실린더내부와 크랭크케이스내부가 오일 시일로 윤활유 시일되고, 크로스슬라이더 크랭크기구에 의해 구동되는 무윤활 압축기가 제안되어 있다(일본국 특개평 8-326658호). 이 무윤활 압축기에 있어서, 피스톤 로드에 의해 피스톤에 연결되어 있는 슬라이더 프레임은, 슬라이더 프레임의 양 측부를 한 쌍의 가이드막대가 끼워 통해져, 각 가이드막대 삽입구멍의 상하 2개소에 장착된 4개의 가이드부시로 안내되도록 구성되어 있다.

상기 구조로 슬라이더 프레임을 안내하고, 슬라이더 프레임에 연결되어 있는 피스톤 로드의 주위에 장착된 오일 시일에 의해 실린더내부와 크랭크케이스내부를 윤활유 시일하면, 가이드부시와 가이드막대에는 틈새가 존재함과 동시에 상하의 가이드부시의 간격이 작아지므로, 가이드부시로부터 윗쪽으로 거리가 있는 오일 시일부에서 피스톤 로드의 진동이 커진다. 또한, 슬라이더프레임에 장착하는 상하의 가이드부시 사이의 거리를 크게 하여도 한 쌍의 가이드막대축과 오일 시일축의 평행도, 거리를 완전히 일치시킬 수 없으므로, 오일 시일에 부하가 가해진다. 또한, 가이드막대축과 오일 시일축의 평행도 거리를 일치시킬 수 있다고 해도 오일 시일부와 가이드부시와의 거리가 길면 피스톤 로드에 발생하는 진동을 억제할 수 없기 때문에, 피스톤 로드의 진동도 커지고, 오일 시일에 바람직하지 못한 진동을 준다. 그 결과, 오일 시일의 기름누출이나 수명저하를 초래한다.

또, 대형의 디젤엔진 등에서 채용하고 있는 크로스헤드기구는, 본 발명과 마찬가지로, 피스톤 로드의 진동을 작게 할 수가 있지만, 크로스헤드부의 길이가 일정량 필요하고, 소형으로 할 수 없다. 이에 대하여, 크로스슬라이더 크랭크기구를 채용하면, 소형화가 가능하다.

본 발명의 목적은, 바람직하지 못한 진동을 저감시킬 수 있는 슬라이더 프레임의 가이드구조를 가지는 크로스슬라이더 크랭크기구 구동의 무윤활 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명은, 크랭크샤프트에 회전 가능하게 장착되어 있는 슬라이더와, 슬라이더를 창문구멍내에 이동 가능하게 장착하여 피스톤의 축방향으로 왕복운동 가능하게 지지되어 있는 슬라이더 프레임과, 피스톤과 슬라이더 프레임을 연결하는 피스톤 로드를 가지는 크로스슬라이더 크랭크기구를 구비하고, 실린더내부와 크랭크케이스내부가 오일 시일로 윤활유 시일되어 있는 무윤활 압축기에 있어서,

상기 슬라이더 프레임이, 피스톤 로드가 끼워 통해져 오일 시일의 아래쪽에 장착되어 있는 1개의 상부 가이드와, 슬라이더 프레임의 양 측부에 설치되는 2개의 하부가이드로 안내되는 것을 특징으로 한다.

상기 2개의 하부 가이드는 슬라이더 프레임의 양측 하부에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 하부 가이드는, 다음의 어느 하나의 구성을 취한다.

① 슬라이더 프레임의 양 측부를 한 쌍의 가이드막대가 끼워 통하고, 각 하부 가이드가, 슬라이더 프레임에 형성되어 있는 가이드막대 삽입구멍에 장착된 1개의 가이드부시로 이루어진다.

② 크랭크 케이스의 양 내측면에 한 쌍의 가이드홈이 형성되어 있으며, 각 하부 가이드가, 슬라이더 프레임의 측면에 형성되어 상기 가이드홈에 안내되는 1개의 돌기로 이루어진다.

③ 크랭크케이스의 양 내측면에 한 쌍의 가이드돌기가 형성되어 있으며, 각 하부 가이드가, 슬라이더 프레임의 측면에 형성되어 상기 가이드돌기에 안내되는 1개의 가이드홈으로 이루어진다.

본 발명은 상기 구성에 의해, 슬라이더 프레임이 1개의 상부 가이드와 2개의 하부 가이드의 3개소로 안내됨으로써, 슬라이더 프레임에 연결되어 있는 피스톤 로드의 오일 시일부에서의 진동을 억제할 수 있고, 오일 시일에 바람직하지 못한 부하가 가해지는 것을 회피할 수 있다. 그 결과, 오일 시일의 기름누출을 방지할 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있다.

(발명의 실시형태)

이하, 본 발명의 일실시형태를 도 1∼도 2에 의해 설명한다.

압축기는, 피스톤(2)이 실린더(1)내를 왕복운동하는 무윤활의 공기압축기이다. 실린더(1)의 윗면에는 헤드부(3)가 고정되어 있으며, 헤드부(3)에는 공기의 흡입구(4a)와 압축공기의 토출구(4b)가 형성된다. 흡입구(4a)와 토출구(4b)는 각각 공기통로에 의해서 실린더(1)내부와 연이어 통하고 있으며, 각 공기통로에 흡기밸브와 배기밸브가 배열 설치되어 있다.

실린더(1)내에는 피스톤(2)이 삽입되어 있으며, 피스톤(2)의 바깥둘레면에 형성되어 있는 1개의 링홈(5)에 조합링(6)이 장착되어, 실린더(1)의 내벽(1a)과의 시일을 행한다. 피스톤(2)의 바닥면의 중앙부에는 피스톤 로드(7)의 일끝단이 고정되어 있으며, 피스톤(2)은 크로스슬라이더 크랭크기구에 의해서 실린더(1)내를 왕복운동하도록 구성되어 있다.

실린더(1)는 크랭크케이스(9)의 윗면에 고정되어 있다.

크랭크케이스(9)내에는 크랭크샤프트(10)가 피스톤(2)의 축방향에 대하여 직각방향으로 배치되어 양 끝단부를 축받이(11,11A)에 의해서 회전자유롭게 지지되어 있다. 크랭크샤프트(10)는 일끝단이 크랭크케이스(9)로부터 바깥쪽으로 돌출하고 있으며, 도시되지 않은 구동원에 의해서 회전구동되도록 구성되어 있다.

크랭크샤프트(10)는 크랭크케이스(9)내에 한 쌍의 크랭크아암(12)을 가지고 있으며, 한 쌍의 크랭크아암(12)의 사이에 연결되어 있는 크랭크핀(13)에 슬라이더 (14)가 회전 가능하게 부착되어 있다. 슬라이더(14)는 크랭크샤프트(10)방향에서 보아 대략 정방형형상의 블록체로, 2분할되어 있으며, 중앙부에 핀 삽입구멍(15)을 가지며, 크랭크핀(13)에 회전자유롭게 부착되어 있다.

슬라이더(14)의 주위에는 슬라이더 프레임(16)이 배치되어 있다. 슬라이더 프레임(16)은, 크랭크샤프트(10)방향에서 보아, 윗면에 연결부를 가지는 가로가 긴 대략 직사각형형상의 틀체이며, 가로가 긴 직사각형의 창문구멍(17)은 높이가 슬라이더(14)의 높이와 거의 같고, 가로폭은 슬라이더(14)의 가로폭보다도 긴 치수를 가지고 있다. 이 슬라이더 프레임(16)의 창문구멍(17)에 크랭크핀(13)에 부착되어 있는 슬라이더(14)가 창문구멍(17)내를 좌우방향(피스톤(2)의 축방향에 대하여 직각방향)으로 이동 가능하게 장착되어 있다.

슬라이더 프레임(16)은 크랭크케이스(9)내를 피스톤(2)의 축방향으로 왕복운동 가능하게 한 쌍의 가이드막대(18,19)에 의해서 지지되어 있다. 한 쌍의 가이드막대(18,19)는 크랭크케이스(9)내에 고정되어 있으며, 슬라이더 프레임(16)의 좌우방향(피스톤(2)의 축방향에 대하여 직각방향)에 있어서의 양 끝단부에 상하방향(피스톤(2)의 축방향)으로 형성되어 있는 가이드막대 삽입구멍(20,21)을 각각 끼워 통하고 있다. 슬라이더 프레임(16)의 각 가이드막대 삽입구멍(20,21)의 하단부에는, 각각 1개의 가이드부시(22,23)가 장착되어 있으며, 각 가이드막대(18,19)를 지지한다.

피스톤(2) 바닥면으로부터 아래쪽으로 이어지는 피스톤 로드(7)는, 실린더 (1)의 하단으로부터 크랭크케이스(9)의 상벽부(8)에 형성되어 있는 관통구멍(24)을 끼워 통하여, 크랭크케이스(9)내의 슬라이더 프레임(16)의 윗면중앙부에 연결되어 고정되어 있다.

크랭크케이스(9)의 상벽부(8)에 형성되어 있는 관통구멍(24)에는, 후술하는 오일 시일(28)의 하부에, 피스톤 로드(7)를 지지하는 가이드부시(26)가 장착되어 있다.

실린더(1)내의 피스톤(2)실은 무윤활유 상태로 되어 있다. 즉, 크랭크케이스 (9)의 상벽부(8)의 윗면에 있어서 관통구멍(24)의 주위에 형성되어 있는 고리형상 오목부(27)에 오일 시일(28)이 장착되어 있으며, 오일 시일(28)의 안둘레가 피스톤 로드(7)의 바깥둘레에 접촉하여 시일되어, 크랭크 케이스(9)내의 윤활유가 실린더 (1)내의 피스톤(2)실에 공급되지 않도록 하고 있다. 따라서, 조합링(6)은 무윤활로 실린더 내벽(1a)과 미끄럼동작한다.

이하, 작용을 설명한다.

크랭크샤프트(10)가 도시되지 않은 구동원에 의해서 회전구동되면, 크랭크핀 (13)에 장착된 슬라이더(14)가 크랭크샤프트(10)의 중심주위에 원궤도를 그리며 이동한다. 이 때, 슬라이더(14)가 원궤도를 이동함으로써, 슬라이더(14)는 슬라이더 프레임(16)의 창문구멍(17)내를 이동하고, 이에 따라 슬라이더 프레임(16)은 상하방향(피스톤(2)의 축방향)으로 정현(正弦)에 의한 직선운동을 행한다.

그 결과, 슬라이더 프레임(16)에 연결고정되어 있는 피스톤 로드(7)에 의해서 피스톤(2)이 실린더(1)내를 왕복운동하고, 피스톤(2)의 하강에 의해 공기가 흡입구(4a)로부터 흡기통로를 통하여 실린더(1)내에 흡입된다.

이어서, 실린더(1)내의 공기는 피스톤(2)의 상승에 의해서 압축되고, 압축된 공기는 토출통로를 통하여 토출구(4b)에서 토출된다.

본 발명은 상기 흡입, 압축행정에서, 슬라이더 프레임(16)이 1개의 상부 가이드(가이드부시(26)) 및 2개의 하부 가이드(가이드부시(22,23))로 안내되기 때문에, 오일 시일(28)부에서의 진동을 억제할 수 있고, 오일 시일(28)에 바람직하지 못한 부하가 가해지지 않는다. 그 결과, 오일 시일(28)의 기름누출을 방지할 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있다.

다음에, 본 발명의 다른 실시형태를 도 3에 의해 설명한다.

본 실시형태는, 슬라이더 프레임(16)의 하부 가이드의 구성이 상기 실시형태와 상이할 뿐, 다른 구성은 상기 실시형태와 동일하다. 도 3에 슬라이더 프레임 (16)의 하부 가이드의 구성을 나타낸다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 가이드홈(29,30)을 가지는 한 쌍의 가이드레일(31,32)이, 크랭크케이스(9)의 양 내측면에 상하방향(피스톤 (2)의 축방향)으로 형성되어 있다. 한편, 크랭크케이스(9)의 가이드홈(29,30)에 지지되는 가이드돌기(33,34)가, 슬라이더 프레임(16)의 좌우방향(피스톤(2)의 축방향에 대하여 직각방향)에 있어서의 양 외측면의 하단부에 각각 1개씩 형성되어 있다.

따라서, 상기 실시형태와 마찬가지로, 슬라이더 프레임(16)이 1개의 상부 가이드(가이드부시(26)) 및 2개의 하부 가이드(가이드돌기(33,34))로 안내되므로, 오일 시일(28)부에서의 진동을 억제할 수 있고, 오일 시일(28)에 바람직하지 못한 부하가 가해지지 않는다. 그 결과, 오일 시일(28)의 기름누출을 방지할 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있다.

또, 상기와는 반대로, 크랭크케이스(9)측에 가이드 돌기를 가지는 가이드레일을 형성하여, 슬라이더 프레임(16)의 양 외측면의 하단부에 크랭크 케이스(9)의 가이드 돌기에 지지되는 가이드홈을 설치하도록 하여도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 무윤활 압축기는, 피스톤 로드의 오일 시일부에서의 진동을 억제할 수 있기 때문에, 오일 시일에 바람직하지 못한 부하가 가해지는 것을 회피할 수 있고, 그 결과, 오일 시일의 기름누출을 방지할 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시형태를 나타내는 압축기의 정면 단면도이다.

도 2는, 압축기의 일부분을 나타내는 측단면도이다.

도 3은, 슬라이더프레임의 다른 가이드구조를 나타내며, (a)는 정면 단면도, (b)는 평면 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실린더 1a : 내벽

2 : 피스톤 3 : 헤드부

4a : 흡입구 4b : 토출구

5 : 링홈 6 : 조합링

7 : 피스톤로드 8 : 상벽부

9 : 크랭크 케이스 10 : 크랭크샤프트

11, 11A : 축받이 12 : 크랭크아암

13 : 크랭크핀 14 : 슬라이더

15 : 핀 삽입구멍 16 : 슬라이더프레임

17 : 창문구멍 18, 19 : 가이드막대

20, 21 : 가이드막대 삽입구멍

22, 23, 26 : 가이드부시 24 : 관통구멍

27 : 고리형상 오목부 28: 오일 시일

29, 30 : 가이드홈 31, 32 : 가이드레일

33, 34 : 가이드돌기

Claims (5)

1. 크랭크샤프트에 회전 가능하게 장착되어 있는 슬라이더와, 슬라이더를 창문구멍내에 이동 가능하게 장착하여 피스톤의 축방향으로 왕복운동가능하게 지지되어 있는 슬라이더 프레임과, 피스톤과 슬라이더 프레임을 연결하는 피스톤 로드를 가지는 크로스슬라이더 크랭크기구를 구비하고, 실린더내부와 크랭크케이스내부가 오일 시일로 윤활유 시일되어 있는 무윤활 압축기에 있어서,

   상기 슬라이더 프레임이, 피스톤 로드가 끼워 통해져 오일 시일의 아래쪽에 장착되어 있는 1개의 상부 가이드와, 슬라이더 프레임의 양 측부에 설치되는 2개의 하부 가이드로 안내되는 것을 특징으로 하는 무윤활 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 2개의 하부 가이드가 슬라이더 프레임의 양측하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 무윤활 압축기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 슬라이더 프레임의 양 측부를 한 쌍의 가이드막대가 끼워 통하고, 상기 각 하부 가이드가, 슬라이더 프레임에 형성되어 있는 가이드막대 삽입구멍에 장착된 1개의 가이드부시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무윤활 압축기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 크랭크케이스의 양 내측면에 한 쌍의 가이드홈이 형성되어 있으며, 상기 각 하부 가이드가, 슬라이더프레임의 측면에 형성되어 상기 가이드홈에 안내되는 1개의 가이드돌기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무윤활 압축기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 크랭크케이스의 양 내측면에 한 쌍의 가이드돌기가 형성되어 있으며, 상기 각 하부 가이드가, 슬라이더 프레임의 측면에 형성되어 상기 가이드돌기에 안내되는 1개의 가이드홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무윤활 압축기.