KR930006498B1 - 크랭크 축 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

크랭크 축

제1a도는 주축부재를 도시한 종단면도.

제1b도는 크랭크 부재를 도시한 종단면도.

제2도는 주축부재와 크랭크축 부재를 결합시킨후의 종단면도.

제3도는 압축기구 및 지지 기구부가 있는 왕복형 압축기의 종단면도.

제4도는 지지기구부를 확대해서 도시한 종단면도.

제5도는 일반적인 왕복형 압축기를 도시한 종단면도.

제6도는 종래의 크랭크축의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 주축부재 12 : 주축 플랜지부

13 : 연통구멍 15 : 크랭크축 부재

16 : 크랭크축 플랜지부 20 : 환상돌기

22 : 유체흐름 통로

본 발명은 예를들어 왕복형 압축기등에 사용되는 크랭크 축에 관한 것이다.

일반적으로 제5도에 도시한바와 같은 왕복형 압축기(1)에는 전동요소(2)를 회전시켜 피스톤(3)을 왕복운동시키는 크랭크축(4)이 사용되고 있다.

이 크랭크족은 전동요소(2)에 지지되는 주축부(5)와 이 주축부(5)의 축심에 대해 편십되어진 크랭크축부(6)를 일체로 성형 주조해 이루어지며 내부 및 외부에는 제6도에 도시된 바와같이 윤활유(7)의 흐름도(8)가 설치되어 있다.

그리고 전술한 윤활유(7)는 크랭크축(4)의 회전에 의해 발생되는 원심력을 이용해서 이 흐름 유통로(8)를 통해 상승되어 베어링(90등에 있는 섭동개소의 윤활을 행한다.

그런데, 이와같은 종래의 크랭크축(4)에서는 피스톤(3)이 필요로 하는 매 행정마다 전술한 크랭크축부(6)의 편심량을 설정하고 있었으나 행정이 다른 다수개의 압축기를 생산하는 경우에는 각각의 압축기에 대응된 편심량이 각 크랭크축(4)을 성향해야만 했다.

따라서 종래의 크랭크축(4)은 다품종 소량생산을 할수밖에 없어 생산비용이 높았다.

또한 주조 성형된 크랭크축(4)은 외경의 마무리 가공이나 기름구멍 가공등의 절삭가공 등소위 뒷가공을 할 필요가 있다. 그러나 이러한 뒷가공에는 적지않은 손질이필요했고 또 절삭으로 발생되느 칩은 바로 재료의 손실을 의미하는 것이었다.

또한 칩을 제거하기 위해서는 완성품에 대한 세정을 해야하는 등의 잔손질이 많았다. 전술한 바와같이 종래의 크랭크축은 주조성형된 것이며 또한 용도에 따라 편심량을 설정할 필요가 있었다. 따라서 가공등에 요하는 수고가 많아 대량생산이 어려워 생산 비용이 높았다.

본 발명의 목적은 가공에 요하는 수고를 덜고 또한 대량 생산이 가능하도록 해서 생산비용의 절약을 꾀하고 성형이 용이한 크랭크 축을 제공하는데에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 또한 중앙이 비어있고 각각의 한쪽끝에 축심을 중심으로 하는 프랜지부가 설치되어 있으며 단조 성형에 의한 주축부재 및 크랭크 축 부재로 이루어지고 주축 프랜지부에 그 중심이 축심에 대해 편향함과 아울러 그 내경이 전술한 부재의 내경보다도 작게 주축부재의 내부에 연통하는 연통 구멍을 설치하며 또한 전술한 크랭크 축 프랜지부의 외부표면에 중심을 대략 일치시켜 링 모양의 환상 돌기를 설치해 전술한 주축부재와 크랭크축 부재를 전술한 링 모양의 환상 돌기를 통해 결합시키며 또한 전술한 연통 구멍을 통해 전술한 주축부재의 내부와 크랭크축부재의 내부가 연통해서 유체 흐름 통로를 형성하도록 구성되어 있다.

이렇게 함으로써 본 발명은 부품을 공통화 하고 또한 성형을 용이하게 하여 가공 수고를 덜고 나아가서 생산비용의 절감을 꾀할 수 있다. 이하 본 발명의 한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

제1a, b도 및 제2도는 본 바령의 한실시예를 도시한 것으로서 제1a도에 도시한 것은 주축부재(11)이다. 이 주축 부재(11)는 냉간단조로 성형 가공된, 내부의 중앙이 빈 대롱 모양체이며 한쪽단부에는 도면중 일점 쇄선으로 나타낸 축심(c)를 중심으로 하는 원판형의 주축 플랜지부(12)가 설치되어 있다. 그리고 이 주축 플랜지부(12)는 주축부재(11)의 단부를 막도록 설치되어져 있다.

또한 이 주축 플랜지부(2)에는 두께 방향으로 관통하는 연통구멍(13)이 설치되어 있다. 이 연통 구멍(13)의 내경(d)은 주축 부재(11)의 내경(D)보다 작고 또한 연통 구멍(13)은 주축 플랜지부(12)의 외부표면(14)과 주축 부재(11)의 내부쪽으로 개방되어 있다.

그리고 이 연통 구멍(13)은 전술한 축심(C)에 대해 그 중심선에 도면이 "e"로 표시된 만큼 편심 되어있다. 또한 제1b도에 도시한 것은 전술한 주축 부재(11)와 같이 냉간단조에 의해 성형 가공된 속이빈 대롱 모양체로 이루어진 크랭크축 부재(15)이며 이 크랭크축 부재(15)의 한쪽단부에는 크랭크 축 플랜지부(16)가 부착되어 있다.

이 크랭크축 플랜지부(16)는 크랭크축 부재(15)의 내부와 연통되어 개방되어 있으며 또한 개방부(17)가 설치된 외부표면(18)에는 그 중심선을 전술한 크랭크축 플랜지부(16)의 중심(19)과 일치시켜 링모양의 환상돌기(20)가 설치되어 있다.

여기서 전술한 개방부(17)는 이 링형상의 환상 돌기(20)내에 대략 동심에 설치되어 있다. 그리고 이들 주축 부재(11)와 크랭크축 부재(15)는 제2도에 도시된 바와같이 양 플랜지부(12)(16)의 외부표면(14)(18)을 밀착시킴과 함께 전술한 연통구멍(13)의 외부표면(14)쪽의 개방부(13a)를 크랭크축 부재(15)의 전술한 개방부(17)의 원내에 위치시킨 형태로 전술한 링형상의 환상돌기(20)에 저항 용접되어 있다.

이처럼 주축부재(11)와 크랭크축 부재(15)를 결합해서 크랭크축(21)을 형성한다. 그리고 주축 부재(11)의 내부와 연통구멍(13) 및 크랭크출부재(15)의 내부가 연통되어 크랭크축(21)의 내부를 관통하는 유체 흐름통로(22)가 형성된다. 이 유체 흐름 통로(22)는 크랭크축(21)의 회전시에 주로 윤활유가 상승되어 유통하는 곳이다.

또한 주축 부재(11)의 크랭크축 부재(15)는 전술한 링 형상의 환상돌기(20)가 주축 플랜지부(12)의 외부표면(14)의 전 둘레에 걸쳐 접하는 범위에서 임의로 편심량(f)을 설정할 수 있다.

그리고 이 크랭크축(21)은 예를들면 제3도에 도시된 바와같이 왕복 압축기(31)에 조립부착될 수 있다. 즉 이 왕복 압축기(31)는 압축 기구부와 이 압축 기구부를 케이스 내에서 지지하는 지지기구부(32)를 케이스내에 가지고 있으며 본 실시예에 따른 크랭크 축(21)은 압축 기구부를 구성한 것이다.

그리고 크랭크축(21) 회전자(33)와 고정자(34)로 구성되는 전동요소에 의해 회전된다. 또한 크랭크축(21)의 크랭크 축부재(15)에는 로드를 통해 피스톤(34')이 연결되어 있으며 크랭크축(21)이 회전함에 다라 피스톤(34')이 실린더 (35)내를 섭동한다.

그리고 이들 크랭크축(21), 실린더(35), 전동요소(회전자,고정자)(33)(34)는 프레임(36)에 의해 케이스 내에 조립부착 되어져 있다. 또한 크랭크축(21)은 베어링(37)을 통해 프레임(36)에 부착되어져 있다. 이와 같이 해서 압축 기구부가 구성되어져 있다.

그리고 전술한 베어링(37)등의 섭동 장소는 케이스내의 바닥부의 윤활유(22a)에 의해 윤활된다. 즉 크랭크축(21)의 회전에 의해 전술한 윤활유(22a)가 유체 흐름 통로(22)를 통해 상승되어 베어링(37)등의 섭동장소를 윤활한뒤 크랭크축(21)의 상단으로부터 케이스 내로 분출된다.

또한 전술한 지지기구부(32)는 제4도와 같이 구성되어 있다. 즉 제4도에서 "38"은 고정자(34)를 프레임(36)에 연결하는 볼트이며, 이 볼트(38)의 머리부에는 한쪽단에 플랜지(39)를 가지며 이 플랜지(39)에서 돌출되어 다른쪽 단을 수평으로 자른 형상의 압축 기구부쪽의 스프링서포트(40)가 설치되어 있다.

또한 "41"은 케이스에 돌출되게 설치되어 선단을 수평으로 자른 형상의 케이스측의 스피링서포트이다, 그리고, 양 스프링 서포트(40)(41)는 서로의 절단면(42)(43)이 대향하도록 배치되어 있으며, 양 스프링 서포트(40)(41)는 종단에서 나타낸 코일 스프링(44)의 양단에 삽입되어져 있다.

즉 이 코일스프링(44)은 그 양단을 압축 기구부쪽의 스프링 스포트(40)의 플랜지(39)와 케이스쪽의 스프링 서포트(40)의 플랜지(39)와 케이스쪽의 스프링 서포트(41)의 고정부 주변의 케이스내벽에 부착시켜 전술한 볼트(38) 및 압축 기구부를 케이스쪽의 스프링 서포트(41)로 부터 멀어지는 방향으로 힘을 가하고 있다.

그리고 이 코일 스프링의 안쪽에는 원통형의 완충재(45)가 케이스쪽의 스프링 서포트(41)의 절단면(43)상에 적재된 형태이며 또한 압축기구부쪽의 스프링 서포트(40)의 절단면(42)과의 사이에서 도면중에 "H"로 나타내는 만크므이 간격을 형성하여 배치되어져 있다.

이 완 충재(45)는 프래스틱등이 비금속등으로 이루어진 것이다. 그리고 이같은 압축기(31)에 상하 진동이나 낙하등의 충격이 가해진 경우, 통상은 케이스 내벽에 부착된 스토퍼(6)나 프레임(36a)(36b) 및 전술한 지지기구부(32)에 의해 압축기구부가 케이스 내벽에 간섭되는 것을 방지하고 있다.

즉 전술한 스토퍼(46)는 압축기구부의 상하방향의 변위를 일정량이하로 누르는 것이며 한편 압축기구부의 수평방향으로 변위는 프레임(36a)에 의해 억제되어 지고 있다.

그리고 압축기931)에 가해지는 충격이 커서 전술한 스토퍼(46)가 변형된 경우에는 전술한 지지기구부(32)에 의해 압축기구부의 상하 방향의 번위에 대응하지만 완충제(45)의 존재에 의해 압축기구부(31)의 상하 변위량은 최대량(H)으로 규제된다.

즉 압출기구부쪽의 스프링 서포트(40)의 절단면(42)와 완충재(45)와의 간격(H)분 만큼밖에 압축기구부(31)는 변위되지 않는다.

따라서 이 간격(H)의 설정에 의해 크랭크축(21)을 포함하는 압축기구부가 케이스 내에 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 때문에 크랭크축(21)의 케이스에 간섭해서 파손되는 일은 없다.

그리고 전술한 크랭크축(21)은 일정형상으로 성형가공된 복수개의 축부재(11)(15)를 결합시킴으로써 원하는 만큼의 편심량을 얻게 되는 것이다. 따라서 부품이 공통화 되어 있으므로 미리 각 축부재(11)(15)를 대량 생산해 두는 것이 가능해져 생산비용이 줄어든다.

그리고 주축 플랜지부(12)는 주축의 편심(c)을 중심으로 한 원판형상이며 또 크랭크축 플랜지(16) 및 링모양의 환상돌기(20)는 크랭크 축부재(15)의 축심(19)을 중심으로 한 형상이므로 냉간 단조로 용이하게 성형할 수 있다.

그리고 본 발명은 주축부재(11)와 크랭크 축부재(15)를 따로 가공할 수 있고 또한 편심량(f)은 용접시에 임의로 설정할 수 있으므로 작업성이 좋다. 또 본 실시예에서는 주축부재(11)와 크랭크축 부재(15)의 결합을 저항용접으로 행하기 때문에 범용 용접기구로 용이하게 실시할 수 있다.

그리고 본 발명은 왕복형 압축기에 그 용도를 한정한 것을 아니다.

이상에서 설명했듯이 본 발명은 일정형상으로 단조 성형 가공된 복수개의 부재를 접촉해서 소망하는 편심량을 얻는 것이므로 부품이 공통화됨과 아울러 가공에 필요한 수고가 줄어들어 생산비용이 줄어드는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주축부재(11) 및 크랭크축 부재(15)로 이루어진 크랭크 축에 있어서, 전술한 주축부재(11)는 내부가 빈 것으로서 한쪽끝에 그 축심을 중심으로 하는 주축 플랜지부(12)를 갖고 단조 성형되어 이루어지며 또 그 플랜지부에 중심이 축심에 대해 편심됨과 동시에 그 내경이 주축부의 내경보다 작고 주축부의 내경과 연통하는 연통구멍(13)을 설치해서 이루어지고 전술한 크랭크 축부재(15)는 내부 중앙이 비어 있으며 한쪽단에 그 축심을 중심으로 하는 크랭크축 플랜지부(16)를 갖고 단조 성형되어 이루어지며 또한 그 플랜지부의 외부표면에 중심을 축심에 대략 일치시켜 링형상의 환상 돌기(20)를 설치해 이루어지고, 전술한 환상 돌기를 통해 용접으로 결합하고 전술한 연통구멍을 통해 주축부재 내부와 크랭크축 부재 내부를 연통하는 유체 흐름 통로(22)를 형성한 것을 특징으로 하는 크랭크 축.

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