KR100251416B1 - 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래 구성의 압축기는 압축효율이 낮거나, 밀봉성이 낮거나, 밀봉성이 낮으며 저속에서의 압축성이 불량한 등의 문제점을 가지고 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

프론트하우징(100)에 삽입되는 샤프트(1)와 일체로 가공되는 편심체의 피스톤드라이버(1')가 실린더(2)의 내벽면(2')과 접속하면서 회전하는 피스톤(10)을 편심회전시키고, 상기 실린더(2)의 체적공간을 흡입부(C1)와 토출부(C2)로 분리하는 베인판을 더 가지고, 작동유체는 흡입포트(3)로부터 인입되어 흡입통로(5)를 통하여 상기 실린더(2)로 급송되며, 압축된 유체는 배출밸브플레이트(11), 배출통로(12)를 경유하여 배출포트(13)로 방출되는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에 모듈하우징 및 밀봉증대구성의 가이드키플레이트(33)를 더 구비하게 한다.

4. 발명의 중요한 용도

전체 하우징의 설계변경없이 샤프트 및 모듈하우징만의 추가 및 수정으로서 용량을 가변할 수 있으며 작동성 및 밀봉성이 대폭 증대된다.

Description

자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기

본 발명은 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 압축기의 구성을 개선하여 밀봉성 및 압축성을 증대하는 구성에 관한 것이다.

자동차의 공조장치의 냉매를 급송, 압축하기 위한 구동수단인 압축기는 다양한 종류의 것이 있고, 통상적으로는 사판식압축기 또는 토출용량을 부하에 따라서 가변하는 가변용량압축기, 고정랩과 회전랩의 한쌍의 랩을 구비하여 구동하는 스크롤랩타입압축기, 베이식압축기, 롤링피스톤방식(슬리이드피스톤방식)등이 널리 사용된다.

상기의 다양한 종류의 압축기중, 일반적으로는 그 작동의 내구성으로 인하여 사판식압축기가 널리 사용되고 있으나 압축효율이 낮은 단점이 있고, 스크롤랩방식이나 베인식압축기는 압축효율은 높으나 밀봉성이 낮고 저속에서 압축성이 낮은 등의 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기의 종래의 다양한 종류의 자동차압축기의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 압축기중 롤링피스톤방식의 것을 개선하여 밀봉성 및 내구성, 내마모성을 증대하고 토출용량 또한 증대한 구성의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 구성을 도시하는 종단면도.

제2도는 제1도의 A-A선을 따라 취한 단면도.

제3도는 제2도의 B부 확대도.

제4도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 고정용량방식을 적용하는 경우의 구성을 도시하는 단면도.

제5도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 모듈형식의 실린더블럭을 도시하는 단면도.

제6도는 제1도의 베어링부의 분력도.

제7도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에서의 모듈하우징의 증대시에 적용하는 오차흡수와 셔링의 사용을 도시하는 일부조립 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 프론트하우징 200 : 모듈하우징

300 : 리어하우징 2 : 실린더

10 : 피스톤

이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구성과 작용 및 효과에 대하여 설명을 하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 구성을 도시하는 종단면도, 제2도는 제1도의 A-A 선을 따라 취한 단면도, 제3도는 제2도의 B 부확대도, 제4도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 고정용량방식을 적용하는 경우의 구성을 도시하는 단면도, 제5도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 모듈형식의 실린더블록을 도시하는 단면도, 제6도는 제1도의 베어링부의 분력도, 제7도는 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에서의 모듈하우징의 증대시에 적용하는 오차흡수와셔링의 사용을 도시하는 일부조립 사시도이다

제1도에 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기가 도시되며 구성적인 특징을 순차적으로 설명한다.

도시하지 아니하는 마그네트클러치 등을 개재하여 풀리로부터의 동력을 전달받은 샤프트(1)가 하우징어셈블리(H)를 가로질러서 설치되고, 하우징어셈블리(H)는 수개의 하우징유니트가 결합되어 구성된다.

도면에서는 프론트하우징(100)과, 중앙부의 모듈하우징(200) 및, 후방의 리어하우징(300)을 구비하여 상호 결합된 형상으로 도시되고 있으나, 상기의 프론트하우징(100)과 후방의 리어하우징(300) 사이에는 모듈하우징(200)을 수개 더 연장하여 구비할 수 있고 그러한 효과는 후술한다.

전방의 프론트하우징(100)에는 슬라이드피스톤-실린더어셈블리가 구성되어 압축을 수행하게 되며, 이러한 슬라이드피스톤-실린더어셈블리에 의한 압축구성은 종래의 구성과 유사한 하기의 방식으로 이루어 진다.

프론트하우징(100)에 삽입되는 샤프트(1)와 프론트하우징(100)의 샤프트지지관체(101) 사이에는 도시하는 바와 같이, 샤프트(1)의 축방향에 대하여서 경사져서 배설되는 "테이퍼드(Taperd)롤러베어링(50)"을 설치함으로서 축방향으로의 추력에 대한 강성을 부여하고 축방향의 요동을 방지하는 효과를 가지게 한다.

이러한 효과가 제6도에 분력상태를 도시하는 도면에 개시되고 축방향 추력 (Fa)에 대하여 분산된 반력(Frv, Frh)이 발생함을 보여준다.

샤프트(1)와 일체로 가공되는 편심체의 피스톤드라이버(1')는 실린더(2)의 내벽면(2')과 접속하면서 회전하는 피스톤(10)을 편심회전시킴으로서 실린더(2)의 체적공간을 흡입부(C1)와 토출부(C2)를 구성하면서 작동한다.

흡입부(C1)와 토출부(C2)는 하기하는 가이드키플레이트(33)에 의하여 구획된다.

작동유체는 흡입포트(3)로부터 인입되어 리어하우징(300)의 흡입부(4)로 집결되어 일차적으로 흡입에 따른 맥동성을 저감시켜 흡입통로(5)를 통하여 실린더(2)로 급송되고, 상술하는 구성의 피스톤(10)과 실린더(2)의 협동으로 압축된 유체는 배출밸브플레이트(11), 배출통로(12)를 경유하여 배출포트(13)로 방출된다.

상기에서 매니폴드(50)에 인접하여 설치되는 콘트롤밸브(CV)를 구비하여 압축부하에 따른 가변용량의 토출구성은 통상적인 것이고, 본 발명의 구성부에 속하지 아니하므로 여기에서 상술하지 아니한다.

또한, 가변용량압축이 불요한 차종에 적용하는 경우에는 상기의 매니폴드(50) 및 콘트롤밸브(CV)를 제거하여 고정용량식으로도 용이하게 전환할 수 있으며 이러한 구성이 제7도에 도시된다.

본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기의 윤활방식을 설명한다.

제1도 내지 제7도에 더욱 상세하게 개시되어 있는 바와 같이, 흡입된 냉매중에 혼합되어 있는 윤활유는 모듈하우징(200)의 측벽(200')의 개구(201)를 통하여 샤프트(1)의 중앙부를 관통하여 천공되어 있는 윤할관공(40)을 따라서 피스톤(10)의 내방부로 공급되고, 이 윤활유는 다시 피스톤(10)의 내방으로부터 각각의 피스톤드라이버(1')의 나선상의 윤활그루우브(41)를 따라서 공급됨으로서 전체 작동부로의 공급이 가능하게 되는 것이다.

본 발명에서는 1 개의 모듈하우징(200)을 더 부가한 상태를 도시하고 있으나, 상기의 모듈하우징(200)은 1 개이상의 것이 병설될 수 있으며 프론트하우징(100)과 모듈하우징(200)에는 구획플레이트(20)를 부가하여 구성함으로서 임의로 전체 하우징의 설계변경없이 용량을 증대할 수 있다.

1 개이상의 모듈하우징(200 . . .)이 증대하는 경우, 전체적으로 샤프트 및 피스톤의 오차로 인하여 조립이 일치하지 않을 경우가 발생할 수 있으므로 제7도에 도시하는 바와 같이, 모듈하우징(200)과 리어하우징(300)이 접속하는 벽부에 상술하는 테이퍼드롤러베어링(50)을 설치함에 있어서, 다단치수로서 그 두께(T)가 기히 설정된 오차흡수와셔링(60)을 더부가하여 설치한다

상기의 오차흡수와셔링(60)은 제7도에 도시하는바와 같은 링형상의 와셔로서, 다수의 모듈하우징(200. . .)이 접속되는 경우에 발생할 수 있는 조립오차를 극복하기 위하여 기히 설정된 다단계의 두께(T)를 가지는 와셔로서 구성된다.

종래에는 상기의 피스톤(10)의 중앙부에 가이드홈을 가지고 직진이동함으로서 흡입실과 토출실을 구획하는 베인판을 설치하여 구성하였으나, 그러한 구성의 경우에는 피스톤(10)의 직진운동만을 가이드하므로 작동성이 불량하였다.

본 발명에서는 제2도 내지 제3도에 도시하는 바와 같이, 하우징의 내측벽(P)을 따라서 축방향으로 형성된 원형상의 채널(30)에 끼움되는 피봇회동부(31) 및 이 피봇회동부(31)와 일체의 베인판(32)을 가지는 가이드키플레이트(33)를 구성하며, 가이드키플레이트(33)의 연장된 베인판(32)을 수용하는 플레이트접속가이드부(34)를 일부 개방된 절단관체로 가지는 피스톤(10)을 구성함으로서 상기의 종래 구성의 문제점을 해결한다.

또한, 상기하는 피스톤(10)의 플레이트접속가이드부(34)는 라운드가공(R)하여 피스톤(10)과 가이드키플레이트(33)는 좌우 소정각도로서 회동접속하면서 밀봉을 수행하게 한다.

실험적으로는 상기의 피스톤(10)의 플레이트접속가이드부(34)와 가이드키플레이트(33)가 구성하는 좌우각도는 약 7 도 정도인 것이 바람직하다.

상기의 접속구성으로서 피스톤(10)의 실린더(2) 내방에서의 접속회동시에 운동성 및 밀봉성이 대폭 증대되는 것으로 밝혀졌다.

더욱 바람직하게는, 상기의 피스톤(10)의 플레이트접속가이드부(34)와 가이드키플레이트(33)는 그 표면에 테프론 또는 주석도금을 시행함으로서 접속에 따른 내마모성을 부여하고 윤활성을 보장할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명의 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기는 요구되는 토출용량에 따라서 전체 하우징의 설계변경없이 샤프트 및 모듈하우징만의 추가 및 수정으로서 용량을 가변할 수 있으며 종래의 베인을 가지는 슬라이드피스톤 방식의 압축기에 비하여 작동성 및 밀봉성이 대폭 증대되는 등의 효과를 가진다.

Claims (8)

1. 프론트하우징(100)과 리어하우징(300)으로 분리구성되고, 상기 프론트하우징(100)에 삽입되는 샤프트(1)와 일체로 가공되는 편심체의 피스톤드라이버(1')가 실린더(2)의 내벽면(2')과 접속하면서 회전하는 피스톤(10)을 편심회전시키고, 상기 실린더(2)의 체적공간을 흡입부(C1)와 토출부(C2)로 분리하는 베인판을 더 가지며, 작동유체는 흡입포트(3)로부터 인입되어 흡입통로(5)를 통하여 상기 실린더(2)로 급송되며, 압축된 유체는 배출밸브플레이트(11), 배출통로(12)를 경유하여 배출코트(13)로 방출되는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에 있어서; 상기 프론트하우징(100)과 리어하우징(300) 상간에 상기 샤프트(1)와 일체로 가공되는 편심체의 피스톤드라이버(1') 및 실린더(2)의 내벽면(2')과 접속하면서 회전하는 피스톤(10)의 실린더-피스톤어셈블리를 구성하는 모듈하우징(200)을 1 개이상 구획플레이트(20)를 개재하여 더 가지는 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
2. 프론트하우징(100)과 리어하우징(300)으로 분리구성되고, 상기 프론트하우징(100)에 삽입되는 샤프트(1)와 일체로 가공되는 편심체의 피스톤드라이버(1')가 실린더(2)의 내벽면(2')과 접속하면서 회전하는 피스톤(10)을 편심회전시키고, 상기 실린더(2)의 체적공간을 흡입부(C1)와 토출부(C2)로 분리하는 베인판을 더 가지고, 작동유체는 흡입포트(3)로부터 인입되어 집결되어 흡입통로(5)를 통하여 상기 실린더(2)로 급송되며, 압축된 유체는 배출밸브플레이트(11), 배출통로(12)를 경유하여 배출포트(13)로 방출되는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기에 있어서; 상기 흡입부(C1)와 토출부(C2)를 구획하는 베인판구성은, 상기 구성하우징의 내측벽(P)을 따라서 축방향으로 형성된 원형상의 채널(30)에 끼움되는 피봇회동부(31), 상기 피봇회동부(31)와 일체의 베인판(32)을 가지는 가이드키플레이트(33)의 상기 연장된 베인판(32)을 수용하는 플레이트접속가이드부(34)를 일부 개방된 절단관체로 피스톤(10)에 절개 구성하여 삽입조립한 것인 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 피스톤(10)의 플레이트접속가이드부(34)는 라운드가공(R)되는 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
4. 제2항에 있어서, 상기 피스톤(10)의 플레이트접속가이드부(34)와 가이드키플레이트(33)가 회동하는 좌우각도는 약 7 도 내외인 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
5. 제2항에 있어서, 상기 피스톤(10)의 플레이트접속가이드부(34)와 가이드키플레이트(33)는 그 표면에 테프론 및 주석도금을 행하여, 내마모성 및 윤활성을 증대하는 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
6. 제1항 내지 2항에 있어서, 상기 프론트하우징(100) 및 리어하우징(300)에 축삽입되는 샤프트(1)는 하우징의 샤프트지지 관체상에, 상기 샤프트(1)의 축방향에 대하여서 경사져서 배설되는 "테이퍼드(Taperd)롤러베어링(50)에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
7. 제1항 내지 2항에 있어서, 상기 모듈하우징(200. . .)과 리어하우징(300)이 접속하는 벽부에 상기 테이퍼드롤러베어링(50)을 설치함에 있어서, 다단계의 두께(T)를 가지는 오차흡수와셔링(60)중 어느 하나를 선택적으로 더 개재하여 조립하는 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.
8. 제1항에 있어서, 상기 작동유체는 흡입포트(3)로부터 인입되어 흡입통로(5)를 연통하기 이전에 확대직경의 흡입부(4)를 경유하게 함으로서 흡입유체의 맥동성을 저감하는 것을 특징으로 하는 자동차용 용량가변형 슬라이드피스톤압축기.

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