KR101381883B1

KR101381883B1 - 공기 압축기의 가변 캠 구조

Info

Publication number: KR101381883B1
Application number: KR1020120078852A
Authority: KR
Inventors: 김태진
Original assignee: ㈜성신이엔지
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-04-18
Also published as: KR20140011770A

Abstract

공기 압축기의 캠이 제공된다. 편심 회전 운동하는 오비터와 모터로부터 동력을 전달하는 편심 회전축을 연결시켜주는 캠에 있어서, 상기 캠은 상기 편심 회전축이 삽입되는 삽입홀을 포함하되, 상기 삽입홀은 일측 단부의 길이가 타측 단부의 길이보다 길게 형성되어 상기 일측 단부에 탄성체가 삽입된다.

Description

공기 압축기의 가변 캠 구조{Cam structure of air compressure}

본 발명은 공기 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오비터의 편심 회전을 원활히 수행할 수 있는 공기 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 회전식 공기압축기는 일정한 체적 내에 기체를 밀봉하여, 피스톤이나 로터 등으로 상기 기체가 밀봉된 체적을 감소시켜 높은 공기 압력을 가지도록 압축시키는 장치로서, 특히 소형 경량화를 도모할 수 있다는 점과 진동과 소음이 적게 발생된다는 점에 있어서 차량 정비용, 기계제작용, 건설 현장용, 에어공구 등과 같이 다양한 산업현장에서 널리 사용되고 있는 실정이다.

위와 같은 회전식 공기 압축기의 대표적인 구조로서, 케이싱의 하단의 모터에 의해 회전하는 회전축은 제 1 하우징의 축공에 끼워지고, 상기 회전축의 끝단과 같이 회전하는 요동체의 안쪽에는 링기어가 내주면에 구비된 원형공간을 일체로 형성하고, 상기 제 1 하우징과 결합되는 제 2 하우징에는 상기의 원형공간에 접하는 원형공간의 내주면에 링기어를 형성하고, 상기 요동체 및 제 2 하우징의 원형 공간에서 링기어들에 양측의 선기어들이 치합되도록 회전 억제구를 결합하여 캠운동이 이루어지도록 하고, 상기 제 2 하우징의 원형 압축실에 연결되면서 상기의 링형 작동공에 끼워지는 원형 베인을 일체로 형성하여 공기공급공을 통하여 공기를 공급받도록 한 소형 콤프레샤에 있어서, 상기의 회전축은 일측의 웨이트에 의해 원심력을 받으면서 안정된 회전이 가능하도록 하고, 상기 요동체의 양측에는 링형 작동공을 대칭으로 형성하여 이에 끼워지는 원형 베인에 의해 공기를 압축시키도록 하고, 상기 링형작동공에 의한 압축공간에서 압축된 압축공기를 요동체의 이동구멍을 통해 전달받는 링형작동공에 의한 압축공간으로 이동시켜 원형 베인의 오목부의 우측에 형성된 토출공으로 토출시키도록 하고, 상기의 토출공을 통해 공기 저장실로 이동한 후 압축공기 토출구를 거쳐 케이싱의 내부에 모아지도록 구성하고 있는 타인의 선 등록특허(특허등록 제10- 0323063호)가 제시되어 있다.

그런데 위 선 등록특허(특허등록 제10- 0323063호)의 경우, 요동체 및 링형 작동공이 좌우 대칭에 따른 회전운동을 할 때 원형 베인 및 제2 하우징의 내벽에 연속적으로 부딪치면서 작동하는 구조로 되어 있는 바, 이는 작동소음이 매우 크게 발생되는 문제점이 있었고, 나아가 원형 베인이 제2 하우징과 일체로 구성됨에 따라 금형가공 작업이 복잡해지며, 이에 따른 제작시간 및 경비가 크게 증가되는 등의 경제적인 문제점이 있었던 것이다.

위와 같은 문제점을 개선시킨 다양한 형태의 회전식 공기압축기들 중, 등록특허 “에어 컴프레셔”(특허등록 제10- 1020752)는 공기의 압축공간이 되는 압축챔버에 오비터가 결합될 때 압축챔버를 2개의 제1,2 압축챔버로 구획하고, 오비터가 압축챔버에서 홀더링과 연동되어 안정적으로 편심 회전운동을 하면서 상기 제1,2 압축챔버의 체적을 교차적으로 축소시켜 압축된 공기를 제공한다.

즉 위 “에어 컴프레셔”는 외부 동력원으로부터 회전력이 부가되는 편심 회전축이 회전을 하면서 상기 편심 회전축에 압착되어 있는 오비터가 압축챔버를 따라 편심운동을 할 때, 상기 편심 회전축과 오비터에 동축상으로 축설되어 있는 홀더링이 상기 압축챔버에서 안정적인 편심캠운동으로 유도함으로써 종래의 다양한 형태로 된 회전식 공기압축기들에 비하여 결합형태가 간단한 구조로 되면서 효과적으로 공기를 압축할 수 있게 되어 공기압축기에 대한 제조원가를 현저히 절감할 수 있는 매우 큰 효과가 있었던 것이다.

그런데 상기 “에어 컴프레셔”의 경우에, 오비터의 피스톤 로드부가 편심 회전함에 있어서, 오비터나 실린더 압축챔버의 가공 오차 등으로 인하여, 편심 회전이 이루어지지 않거나 원활하지 않은 경우, 편심 회전축에 연결된 모터 등에 과다 부하가 걸리게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실린더의 피스톤 로드부 및/또는 오비터의 압축챔버에 가공 오차 등이 발생하더라도, 오비터가 편심 회전을 원활히 수행할 수 있는 공기 압축기의 캠 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은, 편심 회전 운동하는 오비터와 모터로부터 동력을 전달하는 편심 회전축을 연결시켜주는 캠에 있어서, 상기 캠은 상기 편심 회전축이 삽입되는 삽입홀을 포함하되, 상기 삽입홀은 일측 단부의 길이가 타측 단부의 길이보다 길게 형성되어 상기 일측 단부에 탄성체가 삽입되는 캠을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 삽입홀은 상기 일측 및 타측 단부가 볼록하게 형성되는 캠을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성체는 곡면의 판스프링인 캠을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성체는 상기 탄성체의 이탈을 방지하기 위해 양단이 휘어져 있는 캠을 제공한다.

또한, 본 발명은, 모터로부터 동력을 전달하는 편심 회전축; 및 상기 편심 회전축이 삽입되는 삽입홀을 구비하는 캠을 포함하되, 상기 삽입홀은 일측 단부의 길이가 타측 단부의 길이보다 길게 형성되어 상기 일측 단부에 탄성체가 삽입되는 캠 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 삽입홀은 상기 일측 및 타측 단부가 볼록하게 형성되는 캠 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성체는 곡면의 판스프링인 캠 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 탄성체의 양단이 휘어져 있는 캠 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은, 모터와 연결되어 회전하는 편심 회전축; 오비터가 편심 회전을 하도록 상기 오비터와 직접 접촉하고 내부에 삽입홀을 포함하는 캠; 및 상기 캠에 삽입되는 상기 편심 회전축을 상기 삽입홀의 하부에 밀착시키기 위한 탄성체를 포함하되, 상기 삽입홀은 제1 내벽, 제2 내벽, 제3 내벽, 제4 내벽 및 돌출부를 구비하며, 상기 제1 내벽은 제1 길이의 원호형이고, 상기 제1 내벽과 만나는 상기 제2 내벽 및 상기 제3 내벽의 단부에는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고, 상기 제 4 내벽은 상기 제2 내벽 및 상기 제3 내벽의 단부와 이격되며 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이의 원호형을 구비하며, 상기 탄성체는 곡면의 판이고 상기 탄성체의 양 끝은 상기 돌출부 내에서 상기 삽입홀의 상부를 향해 휘어져 있는 공기 압축기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 모터로부터 동력을 전달하는 편심 회전축; 및 상기 편심 회전축이 삽입되는 삽입홀을 구비하는캠을 포함하되, 상기 삽입홀은상기 캠의 회전 중심축을 가변시키는 공차 영역을 구비하는, 공기 압축기를 제공한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 오비터의 피스톤 로드부와 실린더의 압축챔버의 가공의 오차 등이 발생하더라도, 편심 회전을 원활히 수행할 수 있는 공기 압축기를 제공할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 일반적인 구조의 회전식 공기압축기의 압축 상태를 도시한 개략적인 예시도이다.
도 1d는 일반적인 구조의 회전식 공기 압축기를 도시한 단면도이다.
도 1e는 일반적인 구조의 캠 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 편심 회전축의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠의 평면도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠 어셈블리의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠의 평면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1c는 일반적인 구조의 회전식 공기압축기의 압축 상태를 도시한 개략적인 예시도이다. 이때, 상기 일반적인 구조의 회전식 공기압축기라함은 출원번호 제10-2009-0013659호의 에어 컴프레셔 또는 출원번호 제10-2010-0034840호의 공기 압축기일 수 있다.

먼저, 도 1a를 참조하면, 일반적인 구조의 회전식 공기압축기에서 실린더를 구성하고 있는 상기 압축챔버(22)에는 오비터를 구성하고 있는 피스톤로드부(50)가 설치된다. 상기 피스톤로드부(50)는 상기 압축챔버에서 편심운동을 하면서, 상기 압축챔버를 두 개의 제1압축 챔버(22a) 및 제2압축챔버(22b)로 구획 형성시키게 된다.

이때, 상기 오비터는 예를 들면, 출원번호 제10-2010-0034840호에서와 같은 편심 회전축(미도시)의 편심 회전 동작에 따라 연동하여 편심 회전 동작하며, 공기흡입구(26)를 통해 제공된 공기를 제1압축챔버(22a) 및 제2압축챔버(22b)를 선택적으로 축소시켜 공기를 압축시킨다.

또한, 제1공기배출구(28a) 및 제2공기배출구(28b)로 압축된 공기를 압축시킨 상태에서 선택적으로 배출시키게 되는 것이다.

보다 구체적으로, 도 1b를 참조하면, 공기흡입구(26)를 통해 압축챔버(22)로 공기가 흡입되는 과정에서 모터에 전원을 인가하여 편심 회전축(미도시)을 회전동작시키게 되면, 상기 오비터는 압축챔버(22)의 내주면(23a)을 따라 편심 회전동작하게 되는데, 이 과정에서 오비터를 구성하고 있는 피스톤로드부(50)는 제1압축챔버(22a)를 축소시켜 상기 제1압축챔버(22a)에 흡입되어 있는 공기를 압축시킨 상태에서 제1공기배출구(28a)로 배출시키게 다음, 상기 제1공기배출구(28a)를 폐쇄시키게 된다.

다음으로, 도 1c를 참조하면, 편심 회전축(미도시)이 모터의 동력으로 계속 회전 동작하게 되면 오비터는 압축챔버(22)의 외주면(23b)을 따라 편심 회전동작하게 되는데, 이 과정에서 오비터를 구성하고 있는 피스톤 로드부(50)는 제2압축챔버(22b)를 축소시켜 상기 제2압축챔버(22b)에 흡입되어 있는 공기를 압축시킨 상태에서 제2공기배출구(28b)로 배출시킨 다음, 상기 제2공기배출구(28b)를 폐쇄시키게 된다.

상술한 바와 같은 방법으로 공기 압축기는 공기를 압축 및 배출시키는데, 오비터의 피스톤 로드부(50) 및/또는 실린더의 압축 챔버(22)를 제작할 때 가공 오차가 발생하여 도 1a 상태에서 피스톤 로드부(50)가 내주면(23a) 또는 외주면(23b)에 닿으면, 상기 피스톤 로드부(50)의 편심 회전 운동은 원활하게 수행될 수 없는 문제점이 있다.

도 1d는 일반적인 구조의 회전식 공기 압축기를 도시한 단면도이다.

도 1d를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 압축기는 프레임(300)과, 상기 프레임(300)의 일면에 체결 고정되는 실린더(100)로 외형을 구성하며, 상기 프레임(300) 및 실린더(100)의 중앙으로는 편심 회전축(400)이 끼워질 수 있다. 상기 편심 회전축(400)은 모터(미도시)의 동력을 전달받아 프레임(300) 및 실린더(100)의 센터상에서 편심 회전 동작을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 프레임(300)은 상기 실린더(100)와 볼트 결합될 수 있도록 제1체결부(310a, 310b)를 포함할 수 있으며, 상기 실린더(100)는 상기 프레임(300)과 볼트 결합될 수 있도록 제2체결부(110a, 110b)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 실린더(100)의 내부에는 함몰 형성된 압축챔버를 포함할 수 있으며, 또한, 상기 압축챔버의 일측을 밀폐 구성하는 밀폐부와, 상기 밀폐부를 사이에 두고 압축챔버의 일측에 관통 형성되며 외부공기를 흡입시키는 공기흡입구 및 상기 밀폐부를 사이에 두고 압축챔버의 타측에 관통 형성되며 압축공기를 배출하는 공기배출구를 포함할 수 있다.

한편, 공기 압축기는 실린더에 복수개의 압축챔버를 포함할 수 있는데, 상기 실린더는 상기 복수개의 압축챔버의 공기배출구와 각각 연통되는 연결통로(120)를 포함하며, 상기 각각의 연결통로(120)와 연결되어, 압축공기를 배출하는 배출통로(130)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 압축챔버는 제1압축챔버 내지 제3압축챔버로 구성될 수 있고, 이경우, 제1압축챔버 내지 제3압축챔버는 각각 제1공기배출구 내지 제3공기배출구를 포함할 수 있고, 상기 제1공기배출구는 제1연결통로(120a)와 연결되고, 상기 제2공기배출구는 제2연결통로(120b)와 연결되며, 상기 제3공기배출구는 제3연결통로(120c)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1연결통로(120a) 내지 제3연결통로(120c)는 배출통로(130)로 연결되어, 제1압축챔버 내지 제3압축챔버를 통해 압축된 공기 상기 배출통로(130)를 통해 최종적으로 외부로 배출될 수 있다.

그러나 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수개가 아닌 하나의 압축챔버가 포함될 수 있고, 그에 따라 연결통로(120)는 한 개만 존재하고 이것이 배출통로(130)와 연결될 수 있다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 실린더는 상기 공기흡입구와 연결되는 공기유입통로를 포함할 수 있으며, 상기 각각의 공기흡입구는 공기유입통로를 통해 외부공기를 유입시킬 수 있다.

계속해서, 도 1d를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 압축기는 상기 실린더의 압축챔버에 삽입되는 피스톤 로드부를 포함하는 오비터(200)를 포함하며, 상기 오비터(200)는 캠(500)의 외면에 연결되며 상기 캠(500)에 삽입되는 편심 회전축(400)으로부터 동력을 전달받는다. 구체적으로, 상기 오비터는 상기 편심 회전축(400)의 구동에 따라 편심 회전 동작하면서 상기 실린더의 압축챔버를 선택적으로 축소시켜 공기흡입구로부터 흡입된 공기를 압축시켜 공기배출기로 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 캠(500)과 상기 캠의 삽입홀에 삽입된 상기 편심 회전축(400)은 캠 어셈블리(600)를 구성한다.

도 1e는 일반적인 구조의 캠 어셈블리의 사시도이다.

도 1e를 참조하면, 캠 어셈블리(600)는 편심 회전축(400)과 캠(500)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 편심 회전축(400)은 모터(미도시)와 연결되고 상기 캠(500)에 삽입되어 동력을 전달한다. 상기 캠(500) 외면에는 오비터가 연결되며 오비터는 편심 회전축(400)으로부터 동력을 전달받아 편심 회전 운동을 한다. 상기 편심 회전축(400)과 오비터는 같이 돌아가야 하므로 상기 캠(500)과 상기 편심 회전축(400)은 맞물려져 있다.

그러나 이러한 형태의 캠 어셈블리(600)는 상술한 바와 같이 오비터의 피스톤 로드부와 실린더의 압축챔버 제작 시에 가공 오차 등이 발생하면, 편심 회전을 원활히 수행할 수 없다. 이 경우, 오비터의 피스톤 로드부가 원활하게 회전하지 않더라도 편심 회전축은 외부로부터 계속적으로 동력을 받아 편심 회전하려고 하며, 결국 모터, 편심 회전축 등에 과부하가 걸리는 문제점이 있다.

이에 따라, 본 출원인은 오비터 및 실린더에 가공 오차가 있더라도 편심 회전을 원활히 수행할 수 있는 캠의 삽입홀 형상을 제안하고자 한다.

한편, 후술할 바와 같이, 본 발명은 캠의 삽입홀 형상에 특징이 있는 것으로, 이를 제외한 나머지 구성, 예를 들면, 오비터 및 실린더 배치 구조, 공기압축기의 실린더의 압축챔버 및 공기압축기의 오비터의 피스톤 로드부, 편심 회전축의 개별구조 및 결합구조, 종동 홀더부의 개별구조 및 결합구조 등은 필요시 출원번호 제10-2009-0013659호의 “에어 컴프레셔” 및 출원번호 제10-2010-0034840호의 회전식 공기압축기를 참조할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명에서는 캠의 삽입홀 형상에 특징이 있으므로, 이를 제외한 나머지 구조에 대해서는 자유로이 변경이 가능하며, 이를 제외한 나머지 구조의 종류에 대해 제한받지 않음을 의미한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 어셈블리의 사시도이고, 도 3은 편심 회전축의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캠의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 캠 어셈블리(601)는 캠(501) 및 편심 회전축(400)을 포함한다. 구체적으로, 상기 편심 회전축(400)은 캠(501)에 삽입되어 편심 회전 운동을 하고, 상기 캠(501)은 편심 회전축(400)과 맞물려 같이 회전한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 회전축 및 캠에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 편심 회전축(400)은 제1 내지 제4 면(410, 420, 430, 440)을 갖는다. 4개의 면 중 2개는 직선, 2개는 원호형의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 면(410) 및 제3 면(430)은 직선형이고 제2 면(420) 및 제4 면(440)은 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 면(410) 및 제3 면(430)의 길이는 서로 같을 수 있고, 상기 제2 면(420) 및 상기 제4 면(440)의 길이는 서로 같을 수 있다. 그러나 상기 편심 회전축(400)의 형상은 이에 한정되지는 않는다. 공기 압축기의 용도, 크기 등에 따라서 편심 회전축(400)의 평면 형상은 바뀔 수 있다. 예를 들어, 상기 편심 회전축(400)은 원형일 수 있으며, 사각형의 형상을 가질 수도 있다.

계속해서 도 3을 참조하면, 상기 편심 회전축(400)의 중심축은 회전축 중심 O1이 아닌 제4 면(440)에 치우친 편심 회전 중심 O1′가 될 수 있다. 편심 회전 중심 O1′를 기준으로 편심 회전축(400)이 회전하기 때문에 상기 편심 회전축(400)은 편심 회전 운동을 할 수 있다.

편심 회전 중심 O1′가 상기 제4 면(440)에 치우칠 수 있다고 상술하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 편심 회전 중심 O1′는 상기 제4 면이 아닌 상기 제2 면(420)에 치우쳐져 있을 수 있다. 또한 편심 회전 중심 O1′가 회전축 중심 O1과 이격된 거리 L1도 공기 압축기의 종류, 형태, 크기, 편심 회전축의 크기 등에 따라 달라질 수 있다.

이하 도 4를 참조해서 캠(501)의 형상에 대해서 설명하기로 한다.

캠(501)은 외벽(510) 및 삽입홀(505)를 포함한다. 상기 외벽(510)에는 오비터가 연결되고(미도시) 상기 삽입홀(505)에는 편심 회전축(미도시)이 삽입된다. 상기 외벽(510)을 원형으로 도시하였지만 이에 한정되지는 않는다.

상기 삽입홀(505)은 제1 내벽 내지 제4 내벽(520, 530, 540, 550) 및 돌출부(560, 570)를 포함할 수 있다. 상기 캠(501)은 상기 편심 회전축(미도시)과 맞물려 회전하기 때문에 상기 삽입홀(505)은 상기 편심 회전축(미도시)의 형상과 같을 수 있다. 예를 들어, 도 3의 편심 회전축(400)이 상기 삽입홀(505)에 삽입되므로 상기 제1 내벽(520)은 제1 면(410)과, 제3 내벽(540)은 제3 면(430)과, 제4 내벽(550)은 제4 면(440)과 길이 및 형상이 같을 수 있다. 구체적으로, 제1 내벽(520) 및 제3 내벽(540)은 직선형이고 제2 내벽(530) 및 제4 내벽(550)은 원호형일 수 있다. 다시 말해서, 상기 삽입홀(505)의 일측 단부(550) 및 타측 단부(530)는 볼록하게 형성될 수 있으며 타측 단부(530)의 제2 길이 d2는 일측 단부(550)의 제1 길이 d1보다 길 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 캠(501)이 상기 편심 회전축(400)과 맞물려 돌아갈 수 있다면 상기 삽입홀(505)은 어떠한 형상이라도 가질 수 있다.

제4 내벽(550)과 만나는 제1 내벽(520) 및 제3 내벽(540)의 단부에는 적어도 하나의 돌출부(560. 570)가 포함될 수 있다. 도 4에는 상기 돌출부(560. 570)가 2개로 도시되어 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 예를 들어, 돌출부는 하나만 존재할 수 있다. 또한, 도 4에는 상기 돌출부(560, 570)가 뾰족한 형상으로 도시되어 있으나 이제 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 돌출부(560, 570)는 갈고리 형상을 가질 수도 있으며, 상기 돌출부(560, 570)은 추후 서술할 탄성체를 고정시키기 위한 것으로 탄성체를 고정시킬 수 있는 형상이면 어느 형상이든 가능하다.

한편, 제2 내벽(530)은 제1 내벽(520) 및 제3 내벽(540)의 단부와 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 내벽(530)은 원호형일 수 있으며, 따라서 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 내벽(530)의 길이 d2는 반대편의 상기 제4 내벽(550)의 길이 d1보다 길 수 있다.

상기 제2 내벽(530)은 상기 제1 내벽(520) 및 상기 제3 내벽(540)의 단부와 이격되어 형성된다. 이격되는 정도는 편심 회전축의 크기 및 형상, 공기 압축기의 용도 및 크기 등에 따라 달라질 수 있다. 이와 같이, 상기 제2 내벽(530)이 상기 제1 내벽(520) 및 상기 제3 내벽(540)의 단부와 이격되어 형성되면, 상기 삽입홀(505)에 편심 회전축(미도시)을 삽입했을 때 공차 영역이 발생할 수 있다.

상기 공차 영역이 필요한 이유는 다음과 같다. 상기 캠(501)은 캠의 중심 O2가 아닌 편심 회전 중심 O2′를 중심으로 회전 운동을 한다. 편심 회전 중심 O2′를 중심으로 회전하기 때문에 편심 회전 운동을 할 수 있다. 그런데 상술한 바와 같이 오비터의 피스톤 로드부와 실린더의 압축챔버의 가공 오차 등이 발생하면, 편심 회전이 수행될 수 없다. 이 때, 상기 캠(501)의 편심 회전 중심 O2′를 변경하면 편심 회전이 원활하게 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 공차 영역은 가공 오차 등으로 오비터의 피스톤 로드부가 원활하게 회전하지 않을 때, 편심 회전축의 이동에 의해 편심 회전 중심 O2′를 변경함으로써 편심 회전이 수월하게 이루어질 수 있게 한다.

한편, 도 4에서 편심 회전 중심 O2′가 상기 제4 내벽(550)에 치우친 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 편심 회전 중심 O2′가 회전축 중심 O2와 이격된 거리 L2도 공기 압축기의 종류, 형태, 크기 및 편심 회전축의 크기 등에 따라 달라질 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하기로 한다.

도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠 어셈블리의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠의 평면도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

상기 캠 어셈블리(602)는 편심 회전축(400), 캠(501) 및 탄성체(700)를 포함한다.

상기 탄성체(700)는 상기 캠(501) 내에 존재하며 상기 편심 회전축(400)을 고정시키고, 가공 오차 등으로 이동한 상기 편심 회전축(400)을 원래의 위치로 복귀시키는 역할을 한다.

도 6을 참조하여, 상기 탄성체(700)를 보다 자세히 설명한다.

상기 탄성체(700)는 캠(501)의 삽입홀(505) 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 탄성체(700)는 공차영역에 존재할 수 있다. 상기 탄성체(700)의 양 단면(701, 702)은 상기 캠(501)의 돌출부(560, 570)에 삽입되어 고정될 수 있다. 즉, 돌출부(560, 570)는 상기 탄성체(700)가 상기 삽입홀(505) 내부에서 움직이는 것을 방지하고, 상기 턴성체(700)가 편심 회전축(미도시)을 좀더 효과적으로 지지하고 고정할 수 있도록 상기 탄성체(700)를 고정하는 역할을 한다.

상기 탄성체(700)는 곡면의 형상을 가질 수 있으며, 판스프링일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 탄성체(700)는 2개의 직선이 둔각을 이루는 단면의 형태를 가진 면일 수 있다. 상기 탄성체(700)의 두께는 상기 탄성체(700)에 요구되는 탄성력, 공차 영역의 넓이 및 편심 회전축의 편심 회전력 등에 따라 달라질 수 있다.

상기 탄성체(700)의 양 단(710, 720) 중 적어도 하나는 휘어져 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 삽입홀(505) 외부로 돌출되어 있는 상기 탄성체(700)의 양 단(710, 720)을 캠(501)의 외벽(510)을 향해서 구부릴 수 있다. 상기 탄성체(700)의 양 단(710, 720)을 구부리면 상기 탄성체(700)가 삽입홀(505)로 완전히 들어가는 경우를 방지하고 편심 회전축(미도시)을 고정하는데 필요한 탄성력을 증가시킬 수 있다.

상기 캠(505)은 편심 회전 중심 O2′를 중심으로 편심 회전 운동을 하며 오비탈의 피스톤 로드부와 실린더의 압축챔버의 가공 오차가 발생한 경우, 삽입된 편심 회전축(미도시)이 이동하여 편심 회전 중심 O2′의 위치가 바뀔 수 있다. 이 때, 상기 탄성체(700)가 존재하는 경우, 편심 회전축(미도시)이 별다른 이유 없이 움직이는 것을 방지할 수 있고, 공기 압축기가 멈추거나 가공 오차 등의 보상이 이루어져 편심 회전축(미도시)이 제자리로 돌아갈 필요가 있을 때, 편심 회전축을 원래의 자리로 복귀시킬 수 있다.

이상에서 도 6을 참조하여 탄성체(700)를 상술하였지만 상기 탄성체(700)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 돌출부(560, 570)가 하나만 존재하면 탄성체(700)의 양 단면(701, 702) 중 하나만이 상기 돌출부(560, 570)에 고정될 수 있으며, 상기 탄성체(700) (710, 720)의 양 단은 휘어져 있지 않을 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 실린더 120: 연결통로
130: 배출통로 200: 오비터
300: 프레임 400: 편심 회전축
500, 501: 캠 505: 삽입홀
600, 601, 602: 캠 어셈블리 700: 탄성체

Claims

편심 회전 운동하는 오비터와 모터로부터 동력을 전달하는 편심 회전축을 연결시켜주는 캠에 있어서,
상기 캠은 상기 편심 회전축이 삽입되는 삽입홀을 포함하되,
상기 삽입홀은 제1 내벽, 제2 내벽, 제3 내벽, 제4 내벽 및 돌출부를 구비하며,
상기 제4 내벽은 제1 길이의 원호형이고,
상기 제1 내벽과 상기 제3 내벽은 직선형이고, 상기 제1 내벽과 제3 내벽은 각각 일단부와 타단부를 구비하고, 상기 제4 내벽의 양단은 각각 상기 제1 내벽과 상기 제3 내벽의 상기 일단부와 만나고, 상기 제1 내벽 및 상기 제3 내벽의 타단부는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 제2 내벽은 상기 제1 내벽 및 상기 제3 내벽의 타단부와 이격되며 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이의 원호형을 구비하고,
상기 돌출부에 탄성체의 양 단면이 삽입되는 캠.
제 1항에 있어서,
상기 삽입홀의 상기 제2 내벽 및 상기 제4 내벽은 볼록하게 형성되는 캠.
제 1항에 있어서,
상기 탄성체는 곡면의 판스프링인 캠.
제 1항에 있어서,
상기 탄성체는, 상기 탄성체의 이탈을 방지하기 위해 양단이 휘어져 있는 캠.
모터로부터 동력을 전달하는 편심 회전축; 및
상기 편심 회전축이 삽입되는 삽입홀을 구비하는 캠을 포함하되,
상기 삽입홀은 제1 내벽, 제2 내벽, 제3 내벽, 제4 내벽 및 돌출부를 구비하며,
상기 제4 내벽은 제1 길이의 원호형이고,
상기 제1 내벽과 상기 제3 내벽은 직선형이고, 상기 제1 내벽과 제3 내벽은 각각 일단부와 타단부를 구비하고, 상기 제4 내벽의 양단은 각각 상기 제1 내벽과 상기 제3 내벽의 상기 일단부와 만나고, 상기 제1 내벽 및 상기 제3 내벽의 타단부는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 제2 내벽은 상기 제1 내벽 및 상기 제3 내벽의 타단부와 이격되며 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이의 원호형을 구비하고,
상기 돌출부에 탄성체의 양 단면이 삽입되는 캠 어셈블리.
제 5항에 있어서,
상기 삽입홀의 상기 제2 내벽 및 상기 제4 내벽은 볼록하게 형성되는 캠 어셈블리.
제 5항에 있어서,
상기 탄성체는 곡면의 판스프링인 캠 어셈블리.
제 5항에 있어서,
상기 탄성체는 상기 탄성체의 이탈을 방지하기 위해 양단이 휘어져 있는 캠 어셈블리.
모터와 연결되어 회전하는 편심 회전축;
오비터가 편심 회전을 하도록 상기 오비터와 직접 접촉하고 내부에 삽입홀을 포함하는 캠; 및
상기 캠에 삽입되는 상기 편심 회전축을 상기 삽입홀의 하부에 밀착시키기 위한 탄성체를 포함하되,
상기 삽입홀은 제1 내벽, 제2 내벽, 제3 내벽, 제4 내벽 및 돌출부를 구비하며,
상기 제4 내벽은 제1 길이의 원호형이고,
상기 제1 내벽과 상기 제3 내벽은 직선형이고, 상기 제1 내벽과 제3 내벽은 각각 일단부와 타단부를 구비하고, 상기 제4 내벽의 양단은 각각 상기 제1 내벽과 상기 제3 내벽의 상기 일단부와 만나고, 상기 제1 내벽 및 상기 제3 내벽의 타단부는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 제2 내벽은 상기 제1 내벽 및 상기 제3 내벽의 타단부와 이격되며 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이의 원호형을 구비하며,
상기 탄성체는 곡면의 판이고 상기 탄성체의 양 끝은 상기 돌출부 내에서 상기 삽입홀의 상부를 향해 휘어져 있는 공기 압축기.
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