KR0172676B1 - 왕복 피스톤식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 왕복피스톤식 압축기에 있어서 하우징, 캠판으로서의 사판 및 슬러스트베어링의 축선방향의 치수공차를 흡수해서 진동 및 소음의 발생을 억제하는 것으로서, 1 쌍의 하우징(11)을 서로 접합한 상태에서 복수의 볼트(16)에 의해 체결고정한다. 최소한 한쪽의 하우징(11)에 형성된 실린더 보어(21)내에는 피스톤(22)을 왕복운동이 가능하게 설치한다. 양 하우징(11)사이에는 피스톤(22)을 왕복운동시키기 위한 사판(24)을 1 쌍의 슬러스트 베어링(26)을 거쳐서 회전이 가능하게 끼워장착 유지한다. 양하우징(11)의 접합부 사이에는 탄성변형이 가능한 삽입장착부재(33)를 설치하고 이 개장부재(33)의 탄성변형에 의해 하우징(11), 사판(24) 및 슬러스트 베어링(26)의 치수공차를 흡수한다.

Description

왕복 피스톤식 압축기

제1도는 제1실시예의 왕복피스톤식 압축기를 도시하는 종단면도.

제2도는 제1도의 일부를 확대해서 도시하는 부분 단면도.

제3도는 삽입장착부재를 도시하는 정면도.

제4도는 실시예와 종래의 압축기에 대해서 소음의 측정 결과를 도시하는 그래프.

제5도는 제2실시예에서의 볼트의 구부러짐과 응력과의 관계를 도시하는 그래프.

제6도는 제3실시예의 압축기의 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 메인 하우징을 구성하는 실린더블록 16 : 관통볼트

17 : 나사구멍 18 : 회전축

21 : 실린더 보어 22 : 피스톤

24 : 캠판으로서의 사판 26 : 슬러스트 베어링

33 : 삽입장착부재 34 : 삽입장착부재의 돌기조

[산업상의 이용분야]

본 발명은 예를 들면 차량용 공조장치에 사용되는 왕복피스톤식 압축기에 관한 것이다.

[종래의 기술]

예를 들면 양두형의 왕복피스톤식 압축기에 있어서는 1 쌍의 메인 하우징으로서의 실린더 블록이 서로 접합한 상태에서 복수의 볼트에 의해 체결고정되어 있다. 양 실린더 블록에는 복수의 실린더 보어가 동일 원주위에서 소정의 간격을 두고 형성되고 그들의 시린더 보어 내에는 양두 피스톤이 왕복운동 가능하게 설치되어 있다. 양 하우징간의 회전축에는 피스톤을 왕복운동시키기 위한 캠판으로서의 사판이 1 쌍의 슬러스트 베어링을 거켜서 회전이 가능하게 끼여장착 유지되어 있다.

그래서 상기 왕복피스톤식 압축기에 있어서 종래의 구성에서는 볼트의 조임에 의해 양 실린더 블록을 조여 고정할때에 각 슬러스트 베어링의 레이스를 구부리도록 되어 있다. 그리고 상기 베어링 레이스의 구부림에 의해 양 실린더 블록, 사판 및 양 슬러스트 베어링의 축선 방향의 치수공차를 흡수하도록 하고 있다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

그러나 슬러스트 베어링의 레이스는 볼이나 롤러의 회전체를 유지하고 있기 때문에 레이스의 구부러짐은 회전체의 원활한 회전 즉 베어링의 원활한 회전을 얻기 위해서는 바람직하지 않다. 레이스가 크게 구부러지면 베어링이 원활하게 회전하지 않게 되어 동력 손실의 증대를 초래한다. 이 때문에 종래에는 치수공차의 흡수를 충분히 할 수가 없고, 양 실린더 불록 사이에 있어서 사판의 지지강성이 약해져서 압축기 가동시에 진동이나 소음이 발생하였다. 그래서 압축기에 진도이나 소음이 발생하고 있으면 압축기를 공조장치용으로서 차량에 탑재한 경우 차량의 각 부분이 공진해서 소음이 증폭된다.

상기 치수공차를 적게하기 위해서 종래에는 실린더 블록, 사판 및 슬러스트 베어링에 대해서 축선방향의 치수가 다른것을 각종 선택해서 조합시켜 짜맞추고 각 부품간에 있어서 치수공차를 상쇄시키도록 하고 있었다. 이 때문에 압축기의 조립에 많은 손이 필요하여 제조가격이 높아지는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 기술에 존재하는 문제점에 착안해서 이루어진 것으로, 그 목적하는 것은, 하우징, 사판 및 슬러스트 베어링의 축선 방향의 치수공차를 확실하게 흡수할 수 있어 진동 및 소음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 그로인한 구조도 간단하여 저가로 제작할 수 있는 왕복 피스톤식 압축기를 제공하는데에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기한 목적을 달성하기 위해 청구항 제1항에 기재된 발명에서는 양 하우징 간에 피스톤을 왕복운동 시키기 위한 캠판을 1 쌍의 슬러스트 베어링을 거쳐서 회전이 가능하게 끼어장착 유지한 왕복피스톤식 압축기에 있어서 양 하우징의 접합 부분 사이에는 자체의 탄선병형에 의해 하우징, 캠판 및 슬러스트 베어링의 축선방향의 치수 공차를 흡수하기 위한 삽입장착부재를 설치한 것이다.

청구항 제2항에 기재된 발명에서는 청구항 제1항에 기재된 왕복피스톤식 압축기에 있어서 삽입장착부재는 거의 원고리형상으로 형성하고 그것의 전체주위에 걸쳐서 돌기조를 형성하는 것이다.

청구항 제3항에 기재된 발명에서는 청구항 제1항 또는 제2항에 기재된 왕복피스톤식 압축기에 있어서 1 쌍의 슬러스트 베어링은 캠판의 양측에 설치되고 양하우징 간의 접합부는 1 쌍의 슬러스트 베어링 사이에 위치하고 있다.

청구항 제4항에 기재된 발명에서는 청구항 제1항 내지 제2항중 어느 1항에 기된 왕복피스톤식 압축기에 있어서 볼트는 하우징에 대한 조이는 힘이 일정 이상으로 되었을 때에 소성 변형한다.

[작용]

청구항 제1항에 기재된 왕복피스톤식 압축기의 설치시에는 양하우징 사이에 슬러스트 베어링에 거쳐서 캠판을 끼어장착한 상태에서 볼트의 조임에 의해 양하우징을 체결고정하면 하우징의 접합부분 사이에 설치된 삽입장착부재가 탄성변형한다. 그래서 상기 삽입장착부재의 탄성 변형에 의해 하우징, 캠판 및 슬러스트 베어링의 측선방향의 치수 공차가 확실히 흡수된다.

청구항 제2항에 기재된 압축기에 있어서는 볼트의 조임시에 삽입장착부재가 돌기조 부분에 있어서효과적으로 탄성변형한다.

청구항 제3항에 기재된 압축기에 있어서는 1 쌍의 슬러스트 베어링의 부분의 공차흡수가 확실히 실행되어진다.

청구항 제4항에 기재된 압축기에 있어서는 볼트에 의해 하우징 등에 일정 이상의 체결력이 작용하면 볼트가 소성 변형하고 그것의 체결력이 흡수된다.

[실시예]

이어서 본 발명의 제1실시예를 제1도~제4도에 의거해서 상세히 설명한다.

제1도에 도시하는 바와 같이 메인하우징을 구성하는 1 쌍의 실린더블록(11)은 마주하는 끝가장자리에 있어서 서로 접합되고 그들의 접합부분 사이에는 밀폐링(12)이 개장되어 있다. 전면 하우징(13)은 실린더 블록(11)의 앞 끝면에 밸브판(14)을 거쳐서 접합이 되어 있다. 후면 하우징(15)은 실린더 블록(11)의 후단면에 밸브판(14)을 거쳐서 접합되어 있다. 복수의 관통 볼트(16)는 전면 하우징(13)에서 양 실린더 블록(11)및 밸브관(14)을 통과해서 후면 하우징(15)의 나사구멍(17)에 나사맞춤되고 이들의 관통 볼트(16)에 의해 전면 하우징(13)및 후면 하우징(15)이 실리던 블록(11)의 양단면에 체결고정되어 있다.

회전축(18)은 실린더 블록(11)및 전면 하우징(13)의 중앙에 1 쌍의 레디얼베어링(19)을 통해서 회전이 가능하게 지지되고 그것의 앞끝 외주와 전면 하우징(13)사이에는 축밀폐장치(20)가 끼여 장착되어 있다. 그래서 상기 회전축(18)은 도시하지 아니한 엔진 등의 구동원에 작동연결되어서 그것의 구동원에 의해 회전구동 된다. 복수의 실린더 보어(21)는 회전축(18)과 평행하게 연장되도록 각 실린더 블록(11)의 양단 부분 사이에 동일 원주위에서 소정의 간격을 두고 관통형성되고 그들의 내부에는 양두형의 피스톤(22)이 왕복운동이 가능하게 끼워져 지지되어 있다.

사판실(23)은 양 실린더블록(11)의 중간 내부에 구획 형성되어 있다. 캠판으로서의 사판(24)은 사판실(23)내에서 회전축(18)에 끼워맞추어 고정되고, 그것의 외주부분이 1 쌍의 반구형상의 슈(25)를 거쳐서 피스톤(22)의 중간 부분에 계류되어 있다. 그래서 회전축(18)의 회전에 의해 사판(24)을 거쳐서 피스톤(22)이 왕복운동 되도록 되어 있다. 1 쌍의 슬러스트 베어링(26)은 사판(24)의 양단면과 각 실린더 블록(11)의 내단면과의 사이에 끼어장착되고 상기 슬러스트 베어링(26)을 거쳐서 사판(24)이 양실린더 블록(11)사이에 끼여장착 유지되어 있다. 양실린더 블록(11)의 접합부분은 이 양 슬러스트 베어링(26)사이에 위치하고 있다.

흡입실(27)은 전면 하우징(13) 및 후면하우징(15)내의 내주위 부분에 고리형상으로 구획형성되고 도시하지 아니한 흡입구를 거쳐서 외부냉매 회로에 접속된다. 토출실(28)은 전면 하우징(13) 및 후면하우징(15)내의 외주위 부분에 고리형상으로 구획형성되고 토출 머프라(muffler)(29)를 거쳐서 외부냉매 회로에 접속된다. 흡입 밸브기구(30)는 각 밸브판(14)에 형성되고 이 흡입밸브기구(30)에 의해 양흡입실(27)로부터 각 실린더 보어(21)의 압축실내에서 압축된 냉매 가스가 양토출실(28)로 토출된다.

복수의 추기통로(32)는 상기한 각 흡입실(27)과 사판실(23)을 연통하도록 양 실린더블록(11) 및 밸브판(14)에 관통형성되어 있다. 그래서 실린더 보어(21)의 압축 실로부터 사판실(23)내에 블로우 바이되는 냉매 가스가 추기통로(32)를 통과해서 흡입실(27)내로 환원되어서 사판실(23)의 압력의 상승이 억제되도록 되어 있다.

제1도~제3도에 도시하는 바와 같이 삽입장착부재(33)는 양실린더 블록(11)의 접합부분 사이에 설치되고 탄성변형이 가능한 금속재료에 의해 형성되고 있다. 또 상기 삽입장착부재(33)는 실린더 블록(11)의 외주위 가장지를 따라 연장되는 원고리 형상의 주체부(33a)와 토출 머플러(29)의 외주위 가장자리를 따라서 연장되는 보조부(33b)를 구비하고 그들의 표면에는 전체주위를 따라서 탄성변형이 가능한 한개의 돌기조(34)가 형성이 되어있다.

그런데 본 실시예의 왕복피스톤식 압축기의 설치시에는 양 실린더 블록(11)사이에 슬러스트 베어링(26)을 거쳐서 사판(24)을 끼어장착한 상태에서 관통 볼트(16)의 조임으로 인해 양 실린더 블록(11)을 체결고정한다. 그러면 양 실린더 블록(11)의 접합부분 사이에 설치된 삽입장착부재(33)가 돌기조(34)의 부분에 있어서 편평한방향으로 탄성변형된다. 그래서 이 삽입장착부재(33)의 탄성변형에 의해 실린더 블록(11), 사판(24) 및 슬러스트 베어링(26)의 축선 방향의 치수공차가 확실하게 흡수된다. 따라서 양 실린더블록(11)사이에 있어서 사판(24)이 틈이 없는 강한 받침강성으로서 끼워지고, 큰 진동이나 소음이 발생할 우려를 방지하는 일이다. 또한, 상기 실시예에 있어서는 삽입장착부재(33)가 1 쌍의 슬러스트 베어링(26)사이에 위치하고 있기 때문에 양베어링(26)부분의 치수공차를 동시에 흡수해서 실린더 블록(11)사이 뿐만이 아니라고 사판(24) 주위의 치수공차 흡수를 한층더 확실하게 할수가 있다.

똑, 치수공차가 삽입장착부재(33)에서 흡수되기 때문에 슬러스트 베어링(26)의 레이스의 변형을 피할수가 있다. 이 때문에 슬러스트 베어링(26)의 회전저항이 증대하는 것을 방지할 수 있음과 함께 그것의 슬러스트 베어링(26)의 내구성도 향상한다.

덧붙여서 말하자면 본 실시예의 압축기와 종래의 압축기에 대해서 운전시의 소음을 비교측정 한바 제4도에 도시하는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 즉 양 압축기를 동일한 조건으로 회전구동해서 그들의 압축기로부터 1미터 떨어진 위치에서 소음을 측정한바 본 실시예의 압축기는 종래의 압축기에 비교해서 소음을 7 데시벨이나 저감되는 것이 판명되었다.

또한 본 실시예에 있어서는 양실린더 블록(11)의 접합부 사이에 삽입장착부재(33)를 끼어장착하는 간단한 구성으로 치수공차를 충분히 흡수할 수가 있다. 그때문에 종래의 압축기와 같이 실린더 블록(11), 사판(24) 및 슬러스트 베어링(26)에 대해서 축선방향의 치수가 다른것을 각종 선택해서 짜맞추고, 각부품 간에 있어서 치수공차를 조금이라고 상쇄시키도록 고려할 필요는 없다. 따라서 압축기의 조립작업시간을 단축할 수가 있어서 제조 가격을 저감시킬 수가 있다.

[별도의 실시예]

다음에 본 발명의 실시예를 제5도 및 제6도에 의거해서 설명한다.

먼저 제5도에 도시하는 제2실시예에 있어서는 복수의 관통 볼트(16)의 외형 치수를 양 실린더 블록(11)이 소정의 체결상태로 되었을 때에 소성변형하는 굵기로 설정하고 있다. 그래서 볼트(16)의 조임에 따라 양실린더블록(11)에 소정의 체결상태로된 후에는 볼트(16)자체의 소성변형에 따라 그 이상의 조임력이 흡수되도록 되어 있다.

즉, 양실린더 블록(11)간에 슬러스트 베어링(26)을 거쳐서 사판(24)을 낀 상태에서 복수의 관통 볼트(16)를 조여 준 경우 제5도의 2점 쇄선의 특성곡선으로 도시하는 바와 같이 조임응력이 소정치에 달할때까지는 볼트(16)가 탄성 변형특성내에 있어서 조임 응력과 구부러짐이 비례관계로 증가한다. 그래서 볼트(16)의 조임응력이 항복점에 달하면 그후는 구부러짐에 대한 응력의 변화가 적어져서 볼트(16)가 소성 변형한다.

그때문에 본 실시예에 있어서는, 볼트(16)의 조임시에 삽입장착부재(33)의 탄성변형에 의해 치수 공차가 흡수된 후 응력의 변화가 편평하게 된 소성 변형영역(P1)에서 그것의 조임을 종료시키도록 하고 있다. 그래서 볼트(16)에 대한 조임을 종료하면 볼트(16)에는 새로운 비틀림 방향의 힘이 작용하지 않기 때문에 볼트(16)의 기계적인 강도는 제5도에 있어서 실선의 특성곡선으로 도시하는 본래의 강도에 따른다. 따라서 볼트(16)는 소성영역 이외의 상태에서 조임강도를 유지하고 압축기로서 강고한 조임 강도를 얻을 수가 있다.

따라서 볼트(16)의 지나친 조임으로 슬러스트 베어링(26)에 대해서 그것의 축선방향으로 큰 압력이 가해져서 소비동력이 증대하거나 슬러스트 베어링(26)의 신뢰성이 저하 하거나 하는 것을 방지할 수가 있다. 또한 볼트(16)의 조임이 부족에 의해 조임 값이 적어서 진동이나 소음을 유발할 염려를 방지할 수도 있다.

다음으로 제6도에 도시하는 제3실시예에 있어서는 삽입장착부재(33)의 표면에 2개의 돌기조(34)가 형성되어 있다. 따라서 본 실시예에 있어서는 볼트(16)의 조임 때에 삽입장착부재(33)가 2개의 돌기조(34)부분에서 효과적으로 탄성변형한다. 따라서 실린더 블록(11), 사판(24)및 슬러스트 베어링(26)의 축선 방향의 치수공차를 한층더 확실하게 흡수할 수가 있다.

또한 본 발명은 다음과 같이 변경해서 구체화 할 수도 있다.

(a) 상기한 제2실시예에 있어서 각 관통 볼트(16)의 일부의 외형치수르르 가늘게해서 그 부부에 있어서 소성변형하도록 구성한다.

(b) 삽입장착부재(33)로서 탄성변형이 가능한 다수의 돌기를 지어 설치한 구성의 것을 사용한다.

(c) 상기한 밀폐링(12)에 대신해서 삽입장착부재(33)를 밀폐기능과 탄성 변형기능을 발휘시키거나 삽입장착부재(33)에 밀폐기능을 갖도록 하여 밀폐링(12)을 생략한다.

(d) 삽입장착부재(33)의 탄성변형이 가능한 다수의 돌기조를 복수개소에 간헐적으로 설치한다.

(e) 본 발명을 편두머리형의 왕복 피스톤식 압축기로 실시한다.

또한 실시예로부터 파악되는 기술적사상에 대해서 다음에 기재한다.

(1) 상기한 돌기조를 복수로 형성한 청구항 제2항에 기재된 왕복피스톤식 압축기. 이와 같이 구성을 하면, 볼트의 조임시에 삽입장착부재에 복수의 돌기조 부분에서 효과적으로 탄성변형하고 실린더 블록, 사판 및 슬러스트 베어링의 축선 방향의 치수공차를 보다 확실하게 흡수할 수가 있다.

(2) 볼트는 그것의 일부에 작은지름이 형성되고 하우징에 대한 조임력이 일정이상으로 되었을 때에 소성변형하는 청구항 제4항에 기재된 왕복피스톤식 압축기. 이 구성에 의하면 하우징간의 체결력을 효과적으로 흡수할 수가 있다.

[발명의 효과]

본 발명은 이상과 같이 구성되어 있기때문에 다음과 같은 효과를 이룬다. 청구항 제1항의 발명에 의하면 하우징, 캠판 및 슬러스트 베어링의 축선방향의 치수공차를 확실하게 흡수할수가 있어서 진동 및 소음의 발생을 억제할 수가 있다. 또한 슬러스트 베어링의 내구성을 향상할 수 있다. 또한 상기 치수공차를 흡수하기 위한 구조도 간단하게 압축기를 염가로 제작할 수가 있다.

청구항 제2의 발명에 의하면 볼트의 조임시에 삽입장착부재가 돌기조 부분에 있어서 효과적으로 탄성 변형하고 하우징, 캠판 및 슬러스트 베어링의 축선 방향의 치수공차를 보다 확실하게 흡수할 수가 있다.

청구항 제3항의 발명에 의하면 1 쌍의 슬러스트 베어링 부분의 공차 흡수가 확실하게 행해지고 진동 및 소음의 억제를 한층더 확실하게 행할수가 있다.

청구항 제4항의 발명에 의하면 볼트에 의해 하우징 등에 일정이상의 체결력이 작용하면 볼트가 소성변형하고 상기 체결력이 흡수되어서 슬러스트 베어링에 대해서 과대한 슬러스트력이 작용하는 것을 방지할 수 있고 압축기의 소비 동력을 억제할 수 있다. 더욱이 볼트는 소성 변형 후 본래의 기계적 강도의 영역으로 되기때문에 압축기의 체결 강도를 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1 쌍의 하우징을 서로 접합한 상태에서 볼트에 의해 체결 고정하고, 최소한 한쪽의 하우징에 형성된 실린더 보어내에는 피스톤을 왕복운동이 가능하게 설치하고, 양하우징 사이에 가설된 회전축에는 피스톤을 왕복 운동시키기 위한 캠판을 지지하고, 상기 캠판을 1 쌍의 슬러스트 베어링을 통해 하우징 사이에 끼워장착 유지한 왕복피스톤식 압축기에 있어서, 상기 양 하우징의 접합부 사이에는 자체의 탄성변형에 의해 하우징, 캠판 및 슬러스트 베어링의 치수 공차를 흡수하기 위한 삽입장착부재를 설치한 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤식 압축기.

제1항에 있어서, 상기 삽입장착부재는 거의 원고리형상으로 형성되며, 전체 주위에 걸쳐서 돌기조를 형성한 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤식 압축기.

제1항 또는 제2항에 있어서, 볼트는 하우징에 대한 조임력이 일정이상으로 되었을때 소성변형하는 것을 특징으로 하는 왕복피스톤식 압축기.

제1항 또는 제2항에 있어서, 1 쌍의 슬러스트 베어링은 캠판의 양측에 설치되고 양하우징 사이의 접합부는 1 쌍의 슬러스트 베어링 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤식 압축기.

제4항에 있어서, 볼트는 하우징에 대한 체결력이 일정 이상으로 되었을때 소성변형하는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤식 압축기.