KR100385144B1 - 에어모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조의 간략화, 가공비용의 저감 및 경량화를 도모할 수 있는 에어모터(AM)를 제공하는 것으로서,

에어모터를 구성하는 본체내에 상하의 경판에 끼워 넣은 원통상의 실린더를 편심시켜서 배치하고, 상기 본체내벽과 상기 실린더의 외벽의 사이에 생긴 스페이스(10)에 스테이터(11)를 배치하며, 스테이터(11)에는 본체에 형성한 도입포트(2)로부터의 에어를 실린더측의 도입구멍에 연통하는 통로(13)를 형성하고, 해당 통로의 출입구주위에는 통로의 기밀성을 유지하는 O링(13a)을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

에어모터{AIR MOTOR}

본 발명은 예를 들면 휴대용의 에어공구 등에 적합한 에어모터에 관한 것이며, 특히 구조의 간략화, 가공비용의 저감 및 경량화를 도모할 수 있는 에어모터에 관한 것이다.

종래에서의 에어모터의 구조를 도 4를 참조하여 더욱 자세하게 설명하면 도 4는 종래 공지의 리버서블(reversible)·에어모터의 단면도이다(미국특허 제271588 9호).

도 4에 있어서 에어모터는 원통상의 모터하우징(51)을 구비하고 있으며, 이 모터하우징(51)내에 스테이터(52)가 배치되어 있다. 스테이터(52)는 도면과 같이 일체의 부재로 구성되며, 이 중심부로부터 편심한 위치에 구멍(53)을 형성하고, 이 구멍(53)과 연통하는 복수의 인렛(inlet)포트(55a, 55b), 배기포트(56)가 형성되어 있다. 스테이터(52)에 형성된 편심한 구멍(53)내에는 밸브슬리브(59)(이하 실린더라 한다)가 배치되고, 이 실린더(59)는 스프링클립(57)과 나사(58)에 의해 스테이터내에서 회전운동 가능하게 눌려져 있다. 실린더(59)내에는 모터하우징(51)의 중심축과 동심에 로터(60)가 배치되고, 로터(60)에는 원심방향에 출몰하는 4장의 블레이드(61)가 등간격으로 배치되어 있다. 그리고 이 로터(60)에는 출력축 등이 부착되어 휴대용의 에어공구의 에어모터에 이용된다.

이 에어모터는 도시상태시에 인렛포트(55a)로부터 에어가 블레이드(61)의 사이에 도입되면 이 에어압에 의하여 로터(60)가 도면 중 반시계방향으로 회전하여 출력축을 구동할 수 있고, 또 모터하우징(51)을 도시위치로부터 스테이터(52)에 대하여 상대적으로 회전하면 다른쪽의 인렛포트(55b)로부터 에어가 블레이드의 사이에 도입되고 상기와는 반대방향으로 로터(60)를 회전할 수 있도록 되어 있다. 또한 이 모터의 작동은 종래의 에어모터의 작동과 똑같으므로 더 상세한 설명은 생략한다.

그러나 일반적인 에어모터와 똑같이 상기의 에어모터에는 상기한 바와 같이 스테이터의 부재내에 실린더끼워붙임용의 편심구멍이 가공되어 있기 때문에, 그 편심구멍의 가공에 시간이 걸린다. 또 스테이터의 외형형상, 편심구멍의 가공작업에도 높은 가공정밀도가 요구되기 때문에 스테이터를 제조하는 비용이 매우 비싸지는 문제점이 있다. 또한 실린더의 원주상을 둘러싸도록 구성하고 있기 때문에 부품의 경량화가 곤란한 등의 문제도 있다.

그래서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 모터하우징내에 원통상 실린더를 편심하여 배치하고, 모터하우징의 내벽면과 실린더의 외벽면의 사이에 생긴 초승달모양의 스페이스에 수지제의 스테이터를 배치함으로써, 상기와 같이 부재내에 편심구멍을 설치한 스테이터를 폐지하여 기계가공이 용이하고, 또한 에어모터의 경량화, 저비용화를 실현할 수 있는 에어모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 원통상의 모터하우징내에 관 등으로 구성된 원통상의 실린더를 편심하여 배치하고, 모터하우징내벽과 편심한 원통상의 실린더의 내벽의 사이에 생긴 스페이스에 수지제의 스테이터를 배치하며, 상기 스테이터에는 모터하우징에 형성한 도입포트로부터의 에어를 실린더측의 도입구멍에 연통하는 통로를 형성하고, 해당 통로의 주위에는 O링을 배치하여 통로의 기밀성을 유지하는 동시에, 상기 O링은 탄성력에 의해 실린더를 모터하우징의 내벽면측으로 밀어 붙여서 실린더의 위치결정의 기능을 하기 때문에, 본 발명의 에어모터에는 높은 가공정밀도가 요구되는 일이 없어져서 에어모터의 비용을 대폭으로 저감하는 것이 가능하게 된다. 또 스테이터를 부분적으로 설치한 구조로 하였으므로 용이하게 수지성형할 수 있기 때문에 제조비용의 저감 및 에어모터의 대폭적인 경량화를 도모할 수 있다.

상기 목적달성을 위해 본 발명이 채용한 기술해결수단은,

에어모터를 구성하는 본체내에 상하의 경판에 끼워 넣은 원통상의 실린더를 편심시켜서 배치하고, 상기 본체내벽과 상기 실린더의 외벽의 사이에 생긴 스페이스에 스테이터를 배치하며, 스테이터에는 본체에 형성한 도입포트로부터의 에어를 실린더측의 도입구멍에 연통하는 통로를 형성하고, 해당 통로의 출입구주위에는 통로의 기밀성을 유지하는 O링을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어모터이다.

도 1은 본 에어모터를 사용한 에어샌더의 평면단면도(도 2 중의 B-B단면도).

도 2는 본 에어모터를 사용한 에어샌더의 정면단면도(도 1 중의 A-A단면도).

도 3은 본 에어모터의 분해사시도.

도 4는 종래의 에어모터의 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 모터하우징(본체) 2: 도입포트

3: 배기포트 4: 흡진용 포트

5, 6: 경판 7: 로터

8: 로터샤프트 9: 실린더

10: 스페이스 11: 스테이터

12: 도입구멍 12a: 배출홈

13: 통로 14: 동력전달기구

15: 연마부재 15a: 패드

15b: 연마페이퍼 16: 출력축

17: 스위치레버 18: 밸브

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 관련되는 에어모터의 구조를 설명하면 도 1은 본 발명에 관련되는 에어모터를 사용한 에어샌더의 평면단면도, 도 2는 정면단면도, 도 3은 에어모터의 분해도이다.

도면에 있어서 1은 에어샌더의 본체(모터하우징)이며, 이 모터하우징(1)의 측면에는 도 1에 나타내는 바와 같이 압축에어의 도입포트(2), 배기포트(3)가 일체로 형성되어 있다.

또 모터하우징(1)내에는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 경판(5)과 제 2 경판(6)이 도면 중 상하로 이간하여 배치되고, 이들의 경판(5, 6)의 사이에 끼워 넣어 모터하우징(1)에 대해 편심시킨 상태로 실린더(9)가 배치되며, 이 실린더(9)내에 모터하우징(1)과 동심상으로 로터(7)가 배치하고 록링에 의하여 고정한다. 이 때 실린더(9)는 양 경판(5, 6)에 형성된 원주단부(5a, 6a)의 일단에 맞닿아서 걸어 고정하여 있다. 이 실린더(9)내에 모터하우징(1)과 동심상으로 로터(7)가 배치되고 로터(7)를 지지하고 있는 로터샤프트(8)가 양 경판(5, 6)에 설치한 베어링(8A, 8B)에 의하여 축지지되어 있다. 실린더(9)는 소정의 직경으로 이루어지는 관 등을 소정의 길이로 절단하고, 소정의 곳에 에어의 도입구멍(12)이 형성되어 있다.

로터(7)에는 5장의 블레이드(7A)가 원주방향에 등간격으로 또한 로터(7)의 원심방향에 대하여 출몰 자유롭게 배치되고, 각 블레이드(7A)의 선단은 실린더(9)내벽면에 기밀상태로 또한 슬라이딩 자유롭게 맞닿아 있다. 또 모터하우징(1)에 대해 편심하여 배치한 실린더(9)와 모터하우징(1)의 사이에 형성되는 스페이스(10)에는 실린더(9)를 모터하우징내에서 편심상태로 지지하는 스테이터(11)가 배치되어 있다.

스테이터(11)에는 도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이 모터하우징(1)에 형성한도입포트(2)로부터의 에어를 로터(7)측에 공급하는 통로(13)가 형성되어 있으며, 모터하우징(1)과 스테이터(11)의 사이 및 스테이터(11)와 실린더(9)의 사이의 통로(13)의 주위에는 O링(13a, 13b)이 배치되고, 이들의 O링(13a, 13b)에 의하여 스테이터(11)에 형성한 통로(13)의 입구측 주위와 출구측 주위를 기밀상태로 유지하고 있다. 또 상기 O링(13a, 13b) 자신은 탄성을 갖고 있기 때문에 이 탄성력에 의해 실린더(9)를 모터하우징(1)내벽면측을 향하여 밀어 붙이는 상태를 하고 있으며, 이들에 의해 모터하우징(1)내에 있어서의 실린더(9)의 위치결정기능을 실현하고 있다. 이 때 스테이터(11)의 상하에 형성된 돌기(13b, 13c)가 경판(5, 6)에 설치된 걸어맞춤구멍(5b, 6b)에 끼워붙여지는 동시에 원주단부(5a, 6a)의 일단에 맞닿게 하여 고정된다.

상기 경판(5, 6)에는 실린더(9)에 설치한 도입구멍(12)을 통하여 실린더(9)내에 도입한 에어를 실런더외로 배출시키는 배출홈(12a)이 형성되고, 또한 실린더 (9)와 모터하우징(1)의 사이에 형성한 스페이스(10)는 배기포트(3)에 연통하여 경판(5, 6)의 배출홈(12a)으로부터 배출된 에어를 배기포트(3)로부터 외부에 배출할 수 있도록 되어 있으며 이들에 의하여 에어모터가 구성되어 있다.

상기 로터(7)를 지지하고 있는 로터샤프트(8)의 단부에는 동력전달기구(14)를 통하여 연마부재(15)가 부착되어 있고, 동력전달기구(14)의 출력축(16)은 로터샤프트(8)에 대하여 일정 치수만큼 편심하여 설치되어 있다. 이 때문에 연마부재 (15)를 로터샤프트(8)주위로 이동시키면서 고속으로 회전할 수 있다. 상기 연마부재(15)는 원판상의 패드(15a)의 하면에 연마페이퍼(15b)를 부착한 구성으로 되어있다.

모터하우징(1)의 도입포트(2)에는 스위치레버(17)에 의하여 눌려지는 로드(도시하지 않음)를 통하여 개폐되는 밸브(18)가 설치되어 있고, 스위치레버(17)를 눌러 내리면 밸브(18)가 열리고 도입포트(2)로부터, 스테이터(11)에 형성한 통로 (13)로부터 실린더(9)에 형성한 도입구멍(12)을 거쳐서 에어모터의 로터(7)에 이르는 통로가 연통되어 압축에어가 에어모터에 공급된다. 또 스위치레버(17)를 개방하면 밸브(18)가 닫혀서 상기 에어통로는 차단되고 압축에어는 에어모터에 공급되지 않아 에어모터는 작동하지 않는다. 배기포트(3)에는 일단에 배기포트(3)에 연통하는 유로(19a)와 타단에 소음부재(19b)를 구비한 머플러(19)가 착탈 자유롭게 설치되어 있다.

상기 구성으로 이루어지는 에어샌더의 작동에 대하여 설명한다.

작업자가 스위치레버(17)를 도 2 중 아래쪽으로 눌러 내리면 로드를 통하여 밸브(18)가 열리고 도입포트(2)로부터 에어모터에 이르는 에어통로가 연통되어 압축에어가 통로(13)를 통과하고 도입구멍(12)으로부터 에어모터에 공급한다. 에어모터가 회전하면 동력전달기구(14)를 통하여 원판상의 패드(15a)도 그 중심을 에어모터의 출력축주위로 이동시키면서 고속으로 회전하고, 패드(15a)의 하면에 부착된 연마페이퍼(15b)에 의해 피연마물을 연마한다. 에어모터로부터의 배기에어는 경판 (5, 6)에 형성한 배기홈(12a)을 통과하고 또 실린더(9)와 모터하우징(1)의 스페이스(10)를 경유하여 머플러(19)로부터 외부로 배출된다.

그런데 상기 에어샌더내의 에어모터는 모터하우징(1)내에 편심시켜서 배치한원통상의 실린더의 사이에 생긴 스페이스에 스테이터를 부분적으로 배치한 구성으로 되어 있기 때문에 에어모터의 구조를 간략화할 수 있고 또 경량화를 도모할 수 있다.

이상 본 발명에 관련되는 에어모터를 에어샌더에 사용한 예에 대하여 설명했는데, 본 에어모터는 여러 가지의 공구에 사용되고 있는 에어모터를 대신하여 사용할 수 있는 것은 당연하고, 또 스페이서는 수지성에 한정되는 일없이 예를 들면 알루미늄재를 사용하여 다이캐스트(diecast)등에 의해서도 구성할 수 있다. 또한 실린더도 관을 절단하는 것으로 용이하게 형성할 수 있다.

또 본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이 다른 여러 가지의 형태로 실시할 수 있고, 또 상기의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않아 한정적으로 해석해서는 안된다.

이상 상세하게 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면 모터하우징내에 원통상의 실린더를 편심하여 배치하고, 모터하우징내벽과 편심한 원통상의 실린더의 외벽의 사이에 생긴 스페이스에 스테이터를 배치하는 구성으로 했기 때문에, 에어모터의 구조를 간략화할 수 있고 또 경량화를 도모할 수 있다. 또한 스테이터에는 모터하우징에 형성한 도입포트로부터의 에어를 실린더측의 도입구멍에 연통하는 통로를 형성하고, 해당 통로의 주위에는 O링을 배치하여 통로의 기밀성을 유지하는 구성으로 하고 있기 때문에, O링 자신의 탄성력에 의해 실린더를 모터하우징의 내벽면측으로 밀어 붙이는 기능을 할 수 있고 이것에 의해 실린더의 위치결정을 실시할 수있다. 이 결과 스테이터에는 종래의 스테이터와 같이 높은 가공정밀도가 요구되는 일이 없어져서 에어모터의 비용을 대폭으로 저감하는 것이 가능하게 된다. 또 스테이터를 수지 등으로 성형할 수 있기 때문에 제조비용의 저감 및 에어모터의 대폭적인 경량화를 도모할 수 있는 등의 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

Claims (2)

1. 에어모터를 구성하는 본체내에 상하의 경판에 끼워 넣은 원통상의 실린더를 편심시켜서 배치하고, 상기 본체내벽과 상기 실린더의 외벽의 사이에 생긴 초승달 모양의 스페이스에 스테이터를 배치하며, 스테이터에는 본체에 형성한 도입포트로부터의 에어를 실린더측의 도입구멍에 연통하는 통로를 형성하고, 해당 통로의 출입구주위에는 통로의 기밀성을 유지하는 O링을 배치하는 동시에 상기 O링의 탄성력에 의해 상기 실린더를 본체내벽면측에 밀어 붙여서 실린더의 위치결정을 실시하도록 한 것을 특징으로 하는 에어모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상하의 경판은 상기 실린더를 걸어 고정하기 위한 원주단부를 설치하는 동시에, 실린더에 설치한 도입구멍을을 통하여 실린더내에 도입한 에어를 실린더외로 배출시키는 배출홈을 형성하고, 또한 상기 스테이터의 상하에 형성한 돌기를 경판에 설치한 걸어맞춤구멍에 삽착시켜서 원주단부의 일단에 고정한 것을 특징으로 하는 에어모터.