KR100305039B1 - 편두피스톤형 압축기 - Google Patents

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KR100305039B1
KR100305039B1 KR1019990023193A KR19990023193A KR100305039B1 KR 100305039 B1 KR100305039 B1 KR 100305039B1 KR 1019990023193 A KR1019990023193 A KR 1019990023193A KR 19990023193 A KR19990023193 A KR 19990023193A KR 100305039 B1 KR100305039 B1 KR 100305039B1
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니시무라겐타
가토게이이치
오타마사키
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이시카와 타다시
가부시키가이샤 도요다지도숏키 세이사쿠쇼
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Abstract

압축기의 크기를 축방향으로 증가시키지 않고 피스톤을 끼워 결합시키는 길이(피스톤 결합길이)를 가급적 크게 하여, 원활한 피스톤동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 억제한다.
실린더블록(1)의 크랭크실(5)측의 단부가운데 압축기의 외주측의 단부에는 보어(1a)면으로부터 연속하여 크랭크실(5)측에 뻗어 있으며, 피스톤두부(91)의 외주의 측면 및 슈 보유부(92)의 미끄럼운동외면이 미끄럼운동이 가능한 결원(seg ment)형상의 피스톤 가이드면(1c)를 갖는 팽출 보어부(1b)가 형성되어 있다.
편두피스톤(9)는, 회전규제부(93)이 슈 보유부(92)의 전면측에 돌출하도록 슈 보유부(92)의 측단면에 설치되어 있다.
회전규제부(93)이 크랭크실(5)의 전방측으로 어긋나있는 몫 만큼, 팽출 보어부(1b)를 크랭크실(5)측에 여분으로 연장시켜, 피스톤 결합길이를 여분으로 증가시킬 수가 있다.

Description

편두피스톤형 압축기 {ONE-HEAD TYPE PISTON COMPRESSOR}
본 발명은 편두피스톤형 압축기에 관한 것이며, 구체적으로는 구동축과 함께 회전하는 사판에 한쌍의 슈를 끼고 연계된 편두피스톤이 실린더보어내를 직동(直動)하므로써 가스압축을 하도록 한 편두피스톤형 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 구동축과 함께 회전하는 사판에 한쌍의 슈를 끼고 연계된 피스톤을 갖는 형식의 압축기로서, 일방측에만 병설된 실린더보어내를 편두피스톤이 직동하는 소위 편두피스톤형 압축기가 알려져 있다.
이 편두피스톤형 압축기는 일반적으로 복수의 보어를 병설한 실린더블록과, 내부에 크랭크실을 형성하여 실린더블록의 전단을 폐쇄하는 프런트하우징과, 이 실린더블록과 프런트하우징에 지지된 구동축과, 흡입실 및 토출실을 구획설치하여 실린더블록의 후단을 폐쇄하는 리어하우징과, 구동축과 함께 회전하는 사판에 한쌍의 슈를 끼고 연계되어 상기 보어내를 직동하는 편두피스톤을 구비하고 있다.
여기에서, 편두피스톤은 보어내를 미끄럼운동이 가능한 피스톤두부와, 피스톤두부의 기단부에 설치되며 한쌍의 슈가 각각 걸어 결합되는 한쌍의 결합오목부를 대향하는 내면에 갖는 축방향의 단면이 대략 U자형의 슈 보유부를 갖고 있다.
이와 같은 편두피스톤형 압축기에서는 사판의 회전에 의해 왕복직동할 때, 슈를 통해서 사판으로부터 피스톤에 가해지는 힘으로서, 피스톤을 보어내에서 왕복직동시키는 본래에 얻어지는 축방향 분력(分力)외에 피스톤을 자전시키려는 회전력이 존재한다.
이 회전력에 의해서 피스톤이 크게 자전하면, 슈 보유부가 사판의 외주측면에 국부적으로 맞닿게 되므로 피스톤동작에 나쁜 영향을 미치게 한다.
이 때문에, 상기 회전력의 대책으로서, 슈 보유부의 배면을 피스톤두부의 외주측에 부분적으로 돌출하게 하여 회전규제부로 하고, 이 회전규제부의 바깥측면을 크랭크실을 구성하는 내벽면등과 맞접하게 하므로써 피스톤의 자전을 규제하는 기술이 일본국 특개평8-109874호 공보 등에 개시되어 있다.
그런데, 상기 편두피스톤형 압축기에서는 상기 축방향 분력이나 회전력이외에, 압축, 토출행정시에 피스톤두부를 압축기의 지름방향으로 경사운동을 시키려고 하는 측력(side force)이 슈를 통해서 사판으로부터 피스톤으로 가해진다.
이 측력도 피스톤동작에 나쁜 영향을 미치게 하며, 또 피스톤의 경사동작에 의해 보어면과의 사이에서 이상마찰을 일으키는 등의 문제가 발생한다.
이와 같은 측력에 대해서는 피스톤의 길이나 보어의 길이를 증가시켜서 피스톤두부와 보어와의 결합길이를 증대시키므로써 측력에 의해 피스톤에 생기는 경사운동 모먼트를 감소시키는 수단을 생각할 수 있다.
그러나, 피스톤두부의 길이를 길게 하므로써 피스톤의 결합길이를 증대시키려고 하면, 압축기에 필요로 하는 소정의 피스톤행정 용적을 확보하도록 피스톤두부가 길어진 몫만큼 보어의 길이를 리어하우징측으로 연장할 필요가 있으며, 압축기의 체격이 축방향으로 증가한다는 문제가 있다.
한편, 보어를 크랭크실측으로 연장시키므로써 피스톤의 결합길이를 증대시킬 경우, 상기한 피스톤두부보다 외주측에 돌출하는 회전규제부와의 간섭을 회피하지 않으면 안되기 때문에 피스톤이 상사점위치에 있을 때의 회전규제부와의 관계로, 보어를 크랭크실측으로 연장시키는 것은 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 이루워진 것으로서, 회전규제부를 갖는 편두피스톤 형식의 압축기에 있어서, 압축기의 체격을 축방향으로 증가시키지 않고 피스톤 결합길이를 가급적 크게 하여, 원활한 피스톤동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 억제할 수 있는 것을 해결 하여야 할 과제로 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 편두피스톤형 압축기의 전체모양을 나타내는 세로 단면도.
도 2는 상기 압축기에 있어서의 실린더블록의 A-A선 화살표방향 단면도.
도 3은 상기 압축기에 있어서의 편두피스톤의 측면도.
도 4는 상기 압축기에 있어서의 편두피스톤의 배면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 실린더블록
1a 보어
1b 팽출 보어부
1c 피스톤가이드면
2 프런트하우징
3 리어하우징
3a 흡입실
3b 토출실
5 크랭크실
6 구동축
9 편두피스톤
91 피스톤두부
91a 외주측면
92 슈 보유부
92a 미끄럼운동 외면
92b 결합오목부
93 회전규제부
93a 미끄럼접촉 규제면
10 러그 플레이트
12 사판
13 슈(shoe)
(1) 청구항 1에 기재한 편두피스톤형 압축기는 복수의 보어를 병설한 실린더블록과, 내부에 크랭크실을 형성하여 실린더블록의 전단을 폐쇄하는 프런트하우징과, 그 실린더블록과 프런트하우징에 지지된 구동축과, 흡입실 및 토출실을 구획 설치하여 실린더블록의 후단을 폐쇄하는 리어하우징과, 구동축과 함께 회전하는 사판에 한쌍의 슈를 끼고 연계되어 상기 보어내를 직동하는 편두피스톤을 구비한 편두피스톤형 압축기에 있어서,
상기 편두피스톤은 상기 보어내를 미끄럼운동이 가능한 피스톤두부와, 그 피스톤두부의 기단부에 설치되며 한쌍의 상기 슈가 각각 걸어결합되는 한쌍의 결합오목부를 대향하는 내면에 갖는 축방향의 단면형상이 대략 U자형의 슈 보유부와, 그 슈 보유부로부터 그 피스톤두부와는 반대방향으로 돌출형성되며 그 피스톤두부보다외주측에 부분적으로 돌출됨과 동시에 다른 부재와의 접촉에 의해 그 편두피스톤의 자전을 규제하는 규제면을 갖는 회전규제부를 구비하며,
상기 실린더블록의 상기 크랭크실측의 단부가운데 압축기의 외주측의 단부에는 보어면에서 연속하여 그 크랭크실측에 뻗어 있으며, 적어도 상기 피스톤두부의 외주측면이 미끄럼운동이 가능한 결원(缺圓)형상의 피스톤가이드면을 갖는 팽출보어부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 편두피스톤형 압축기에서는 피스톤가이드면을 갖는 팽출보어부가 피스톤두부의 외주측면과 미끄럼운동이 가능하며, 팽출보어부가 피스톤의 측력의 일부를 받아 지지하므로, 실린더보어가 크랭크실측으로 연장된(실질적인 피스톤 결합길이의 증가) 것과 동일하게 되어, 측력에 의한 피스톤의 경사운동 모먼트가 저감된다.
그리고, 피스톤두부보다 외주측에 부분적으로 돌출하여 다른 부재(프런트하우징이나 관통볼트 등)와의 접촉에 의해 피스톤의 자전을 규제하는 회전규제부가, 슈 보유부로부터 피스톤두부와는 반대방향으로 돌출하도록 그 슈 보유부에 설치 되어 있다.
이 때문에, 회전규제부가 슈 보유부의 배면으로부터 크랭크실의 전방측으로 어긋난 몫 만큼, 상기 팽출 보어부를 크랭크실측에 여분으로 연장시켜, 피스톤 결합길이를 여분으로 증가시킬 수가 있다.
따라서, 피스톤 결합길이가 가장 짧게 되는 하사점위치에 피스톤이 있는 경우에도 피스톤에 작용하는 측력을 효과적으로 저감시킬 수가 있으며, 원활한 피스톤 동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 효과적으로 억제할 수가 있다.
또, 팽출 보어부의 연장에 의해 피스톤 결합길이를 증가시킬 수가 있으므로, 팽출 보어부의 연장분에 따라서, 피스톤두부의 축방향길이, 나아가서는 팽출 보어부 이외의 보어의 축방향길이를 단축할 수가 있게 되어 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 공헌하게 된다.
또한, 회전규제부를 슈 보유부의 배면으로부터(크랭크실의) 전방측으로 어긋나게 할 수 있는 공간을 크랭크실내에 갖는 압축기라면, 회전규제부를 슈 보유부의 전방측으로 돌출시키는 것으로, 압축기의 체격이 축방향으로 증가하는 일은 없다.
(2) 청구항 2에 기재한 편두피스톤형 압축기는 청구항 1에 기재한 편두피스톤형 압축기에 있어서, 상기 슈 보유부는 그 배면에 상기 피스톤두부의 외주측면에서 연속하여 뻗어 있는 결원형상의 미끄럼운동외면을 가지며, 그 미끄럼운동외면은 상기 피스톤가이드면에 미끄럼운동이 가능한것을 특징으로 하는 것이다.
이 편두피스톤형 압축기에서는 슈 보유부의 미끄럼운동 외면이 팽출 보어부의 피스톤가이드면과 미끄럼운동을 하므로, 피스톤이 상사점에 있을 때에 팽출 보어부가 피스톤의 측력의 일부를 받아서 지지하여 피스톤에 작용하는 측력을 효과적으로 저감시킨다.
(3) 청구항 3에 기재한 편두피스톤형 압축기는 청구항 1 또는 2에 기재한 편두피스톤형 압축기에 있어서, 상사점위치에 있는 상기 편두피스톤의 회전규제부와 상기 팽출 보어부와의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는것이다.
이 압축기에서는 상사점위치에 있는 편두피스톤의 회전규제부와 팽출 보어부와의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있으며, 팽출 보어부를 크랭크실 측으로 최대한 팽출시켜, 피스톤 결합길이를 최대한으로 증가시키고 있다.
따라서, 피스톤에 작용하는 측력을 보다 효과적으로 저감시켜, 보다 원활한 피스톤 동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 보다 효과적으로 억제할 수가 있다.
또, 피스톤두부의 축방향길이, 나아가서는 팽출 보어부 이외의 보어의 축방향길이를 보다 단축할 수가 있게 되어, 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 크게 공헌한다.
(4) 청구항 4에 기재한 편두피스톤형 압축기는 청구항 1, 2 또는 3에 기재한 편두피스톤형 압축기에 있어서, 힌지 기구를 통해서 전후방향으로의 요동이 가능하게 상기 사판을 연결하는 러그 플레이트가 상기 크랭크실의 전단부에서 상기 구동축에 결합고정되며,
상기 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 상기 편두피스톤의 회전규제부는 상기 러그 플레이트보다 압축기의 외주측에서 그 러그 플레이트와 축방향으로 오버랩하여 그 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 편두피스톤의 회전규제부와 상기 프런트하우징의 전단 내벽면과의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
사판이 최대경사각 상태에 있으며, 또한, 편두피스톤이 하사점위치에 있을 때에는 회전규제부가 크랭크실내에서 가장 전방측에 위치하고 있을 때이다.
이 압축기에 있어서는 이와 같이 회전규제부가 크랭크실내에서 가장 전방측에 위치할 때에, 이 회전규제부는 러그 플레이트의 외주측에서 그 러그 플레이트와 축방향으로 오버랩한다.
이 때문에, 회전규제부를 슈 보유부보다 전면측으로 돌출시킬 수 있는 공간이 크랭크실내의 축방향길이를 증가시키지 않고도 확보된다.
따라서, 회전규제부를 슈 보유부보다 전면측으로 돌출시키는 것으로도 압축기의 체격이 축방향으로 증가하는 일은 없다.
또, 이 압축기에서는 회전규제부가 크랭크실내에서 가장 전방측에 위치할 00때에 이 회전규제부와 프런트하우징의 전단 내벽면, 즉 크랭크실의 전단과의 사이의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있다.
이 때문에, 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에서의 회전규제부와 크랭크실의 전단과의 관계에서, 크랭크실내의 축방향길이를 최대한으로 단축시킬 수가 있으며, 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 공헌한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 구체적인 실시형태를 도면을 따라서 설명한다.
도 1에 있어서, 1은 실린더블록으로서, 그 실린더블록(1)의 전단측은 프런트하우징(2)에 의해서 폐쇄되며, 그 후단측은 밸브판(4)를 끼워서 리어하우징(3)에 의해 폐쇄됨과 동시에, 이들은 도시하지 않은 관통볼트에 의해서 함께 죄어져 있다.
실린더블록(1)과 프런트하우징(2)에 의해서 형성되는 크랭크실(5)내에는 축심방향으로 뻗어 있는 구동축(6)이 수용되며, 레이디얼 베어링(7),(8)에 의해서 회전이 자유롭게 지지되어 있다.
그리고, 그 구동축(6)의 전단은 예를들면 도시하지 않은 전자클러치 및 동력전달기구를 통해서 자동차엔진에 연결되어 있다.
실린더블록(1)에는 그 구동축(6)을 에워싸는 위치에 복수개의 보어(1a)가 뚫려 설치되어 있으며, 각 보어(1a)에는 편두피스톤(9)가 각각 왕복운동이 가능하게 끼워 삽입되어 있다.
상기 실린더블록(1)의 크랭크실(5)측의 단부가운데 압축기의 외주측의 단부에는 도 2에 나타내는 바와 같이 보어면에서 연속하여 크랭크실(5)측에 뻗어 있으며, 다음에 설명할 피스톤두부(91)의 외주측면(91b) 및 슈 보유부(92)의 미끄럼운동외면(92b)가 미끄럼운동이 가능한 결원형상의 피스톤가이드면(1c)를 갖는 팽출 보어부(1b)가 형성되어 있다.
구동축(6)에는 크랭크실(5)의 전단부에 러그 플레이트(10)이 프런트하우징(2)와의 사이에 스러스트 베어링을 끼고 동기회전이 가능하게 끼워져서 결합하여 고정됨과 동시에, 러그 플레이트(10)의 후방위치에 사판(12)가 끼워 결합되어 있다.
그리고 사판(12)는 힌지기구(K)를 통해서 전후방향으로의 요동이 가능하게 러그 플레이트(10)에 연결되며, 또 러그 플레이트(10)과의 사이에 끼워서 장착된 압박스프링(14)에 의해서 후방, 즉 최소경사각 위치를 향해서 항상 가세되고 있다.
사판(12)에는 양단면의 외주측에 평활한 미끄럼운동면(12a)가 형성되며, 미끄럼운동면(12a)에는 반구형(半球形)의 슈(13),(13)이 맞접해 있으며, 이들 슈(13),(13)을 끼고 상기 편두피스톤(9)가 연계되어 있다.
이 편두피스톤(9)는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 보어(1a)내를 미끄럼운동이 가능한 피스톤두부(91)과, 피스톤두부(91)의 기단측 측단면(91a)에 설치되며, 축방향의 단면형상이 대략 U자형의 슈 보유부(92)와, 슈 보유부(92)의 전면측으로 돌출함과 동시에 피스톤두부(91)보다 외주측에 부분적으로 돌출하도록 그 슈 보유부(92)의 측단면(92a)에 설치된 회전규제부(93)으로 구성되어 있다.
슈 보유부(92)는 편두피스톤(9)가 상사점위치에 있을 때에 슈 보유부(92)와 팽출 보어부(1b)가 간섭하는 것을 방지하기 위해, 피스톤두부(91)보다 외주측으로 돌출하는 일이 없도록 형성되어 있다.
또, 압축기의 외주측에 있어서의 슈 보유부(92)의 배면은 피스톤두부(91)의 외주측면(91b)로부터 연속하여 뻗어 있는 결원형의 미끄럼운동외면(92b)로 되어 있다.
또한, 슈 보유부(92)의 대향하는 내면에는 한쌍의 슈(13),(13)의 볼록한 구면이 각각 결합되는 오목한 구면으로 되는 한쌍의 결합 오목부(92c),(92c)가 형성 되어 있다.
압축기의 외주측에 있어서의 회전규제부(93)의 외부측면은 프런트하우징(2)의 내부둘레측면(2a)와의 맞접촉(미끄럼 접촉)에 의하여 편두피스톤(9)의 자전회전을 규제하는 미끄럼접촉 규제면(93a)로 되어 있다.
이 미끄럼접촉 규제면(93a)는 피스톤두부(91)의 외주측면(91b)의 곡률반지름보다 큰 곡률반지름을 가지며, 또 피스톤두부(91)의 외주측면(91b)보다 반지름방향의 외부쪽으로 돌출해 있다.
또, 사판(12)의 미끄럼운동면(12a)보다 내부쪽 영역의 러그 플레이트(10)측에는, 한쌍의 브래킷(12b),(12b)가 그 사판(12)의 상사점위치를 걸쳐서 돌출되고, 각 브래킷(12b),(12b)에는 가이드핀(11b),(11b)의 기단이 고착됨과 동시에, 각 가이드핀(11b),(11b)의 선단에는 구체부(球體部)(11a),(11a)가 형성되어 있다.
이와같이 해서, 본 압축기에서는 브래킷(12b),(12b), 가이드핀(11b),(11b) 및 구체부(11a),(11a)에 의해서 힌지기구(K)의 일부를 구성하고 있다.
사판(12)의 중심부에는 구동축(6)위에서 그 사판(12)의 경사각 변위를 허용하는 굴절형 관통구멍(12c)가 설치되어 있으며, 또, 사판(12)의 하사점영역에 있어서의 러그 플레이트(10)측에는 구동축(6)의 축심에서 지름의 외부방향으로 뻗어 있으며, 또한 러그 플레이트(10)측의 슈(13)을 회피하면서 미끄럼운동면(12a)를 덮는 카운터웨이트(12d)가 리벳등에 의해서 장착되어 있다.
그리고 사판(12)는 카운터웨이트(12d)보다 중심쪽의 전단면(12e)가 러그 플레이트(10)의 후단면(10a)와 접촉하므로써 최대경사각이 규제되는 한편, 후단면의 스폿페이싱 구멍부가 서클립(circlip)(15)와 맞접하게 되므로써 최소경사각이 규제 되고 있다.
또, 러그 플레이트(10)의 상부에는 상기 힌지기구(K)의 잔여부를 구성하는 한쌍의 지지아암(10b),(10b)가 각 가이드핀(11b),(11b)와 정합하도록 축심방향의 후방으로 돌출되고, 각 지지아암(10b),(10b)의 선단부에는 구동축(6)의 축심과 사판(12)의 상사점위치로서 결정되는 면과 평행으로, 또한, 구동축(6)의 축심에 대하여 외부쪽에서 근접하는 방향으로 가이드구멍(10c),(10c)가 관통설치되어 있다.
이들 가이드구멍(10c),(10c)의 방향은 사판(12)의 경사각 변위에도 불구하고 편두피스톤(9)의 상사점위치가 부동으로 유지되도록 설정되어 있으며, 각 가이드구멍(10c),(10c)내에는 각각 가이드핀(11b),(11b)의 구체부(11a),(11a)가 미끄럼운동이 가능하게 삽입되어 있다.
리어하우징(3)내에는 흡입실(3a) 및 토출실(3b)가 구획설치되며, 밸브판(4)에는 보어(1a)에 대응하여 흡입포트 및 토출포트가 개구되어 있으며, 밸브판(4)와 편두피스톤(9)와의 사이에 형성되는 압축실이 흡입포트 및 토출포트를 통해서 흡입실(3a) 및 토출실(3b)에 연통되어 있다.
그리고 밸브판(4)에는 각 흡입포트 및 토출포트를 개폐하는 흡입밸브 및 토출밸브가 장착되어 있다.
또, 리어하우징(3)에는 토출실(3b)로부터 크랭크실(5)에 냉매가스를 공급하는 급기통로의 개폐를 행하므로써 크랭크실(5)의 압력을 조정하는 도시하지 않은 용량제어밸브가 장착되어 있다.
또, 실린더블록(1)에는 크랭크실(5)와 흡입실(3a)를 연통시키는 도시하지 않은 수축용 추기(抽氣)통로가 형성되어 있다.
이 용량제어밸브로 흡입압력에 따라서 크랭크실(5)내의 압력을 조정하여 사판(12)의 경사각을 제어하며, 피스톤행정을 변경하므로서 토출용량을 조정하도록 되어 있다.
이 압축기에서는 상사점위치에 있는 편두피스톤(9)(도 1의 상부측 피스톤)의 회전규제부(93)과 팽출 보어부(1b)와의 축방향의 간격이 가급적 작게 되도록(슈 보유부(92)의 미끄럼운동외면(92b)의 대부분, 실질적으로는 거의 전부가 팽출 보어부(1b)의 피스톤가이드면(1c)와 미끄럼 접촉하도록) 설정되어 있으며, 팽출 보어부(1b)를 크랭크실(5)측으로 최대한 팽출시켜서, 피스톤의 결합길이를 최대한 증가시키고 있다.
이 때문에, 팽출 보어부(1b)의 연장분에 따라서, 피스톤두부(91)의 축방향길이, 나아가서는 팽출 보어부(1b)이외의 보어(1a)의 축방향길이를 단축시킬 수가 있게 되어 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 공헌한다.
또, 사판(12)의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 편두피스톤(9)(도 1에 1점사슬선으로 나타내는 하부측 피스톤)의 회전규제부(93)은 러그 플레이트(10)보다 압축기의 외부둘레측에서 그 러그 플레이트(10)의 전단부분과 축방향으로 오버랩하도록(회전규제부(93)의 앞측단면과 러그 플레이트(10)의 앞단면이 축방향으로 동일한 위치가 되도록) 설정되어 있다.
즉, 회전규제부(93)이 크랭크실(5)내에서 가장 전방측에 위치할 때, 이 회전규제부(93)은 러그 플레이트(10)의 외부둘레측에서 그 러그 플레이트(10)의 전단과 축방향으로 오버랩한다.
이 때문에, 화전규제부(93)을 슈 보유부(92)보다 전면측으로 돌출시킬 수 있는 공간이, 크랭크실(5)내의 축방향길이를 증가시키지 않고도 확보된다.
따라서, 회전규제부(93)을 슈 보유부(92)보다 전면측으로 돌출시키는 것으로도, 압축기의 체격이 축방향으로 증가하지 않는다.
또, 회전규제부(93)이 크랭크실(5)내에서 가장 전방측에 위치할 때, 회전규제부(93)과 프런트하우징(2)의 전단의 내벽면(2b), 즉 크랭크실(5)의 전단과의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있다.
이 때문에, 사판(12)의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에서의 회전규제부(93)과 크랭크실(5)의 전단과의 관계로, 크랭크실(5)내의 축방향길이를 최대한 단축시킬 수 있게 되어, 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 공헌한다.
그리고, 상기와 같이 피스톤결합길이의 증가에 의해서, 압축, 토출행정시에 편두피스톤(9)에 작용하는 측력을 보다 효과적으로 저감시키며, 보다 원활한 피스톤동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부(91) 및 보어(1a)의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 압축기의 압축 및 토출행정시에, 편두피스톤(9)에 작용하는 모먼트하중 및 피스톤결합길이와 측력과의 관계는 다음과 같다.
즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 흡입행정으로부터 토출행정으로의 전환시에 큰 피스톤 관성력이 사판(12)에 가해지며, 그 결과 축선방향 분력(F)이외에, 이에 직교하는 방향의 분력(f)가 사판(12)로부터 슈(13)을 통해서 편두피스톤(9)에 작용한다.
이 때문에, 압축 토출행정시에, 편두피스톤(9)는 보어(1a)내에서 도 3의 화살표(M)로 나타내는 경사운동 모먼트(M)을 받으며, 그 결과, 편두피스톤(9)에는 측력(F1) 및 (F2)가 작용한다.
또한, 이 측력(F1) 및 (F2)로 인한 문제는 피스톤결합길이가 가장 짧게 되었을 때, 즉 사판(12)의 최대경사각 상태에서의 하사점위치에서 가장 현저하게 된다.
그리고, 축선방향으로 직교하는 방향의 분력(f), 보어(1a)의 끝가장자리에서 받는 측력을 (F1), 슈(13)의 중심에서 보어(1a)의 끝가장자리까지의 거리를 (L1), 피스톤두부(91)의 선단가장자리에서 받는 측력을 (F2), 슈(13)의 중심에서 피스톤두부(91)의 선단가장자리까지의 거리를 (L2)로 하면, 다음과 같은 (1), (2)식이 성립한다.
f + F2= F1…(1)
F1· L1= F2· L2…(2)
따라서,
F1= L2· f / (L2- L1) … (3)
F2= L1· f / (L2- L1) … (4)
로 되며, 측력(F1) 및 (F2)를 저감시키기 위해서는 L2- L1의 값, 즉 피스톤결합길이를 크게 하면 된다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 회전규제부를 갖는 편두피스톤 형식의 압축기에 있어서, 압축기의체격을 축방향으로 증가시키지 않고 피스톤결합길이를 가급적 크게 하여, 원활한 피스톤동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 억제할 수 있는 효과를 실현한다.
본 발명의 청구항 1의 편두피스톤형 압축기에 의하면, 피스톤 결합길이가 가장 짧게 되는 하사점위치에 피스톤이 있는 경우에도 피스톤에 작용하는 측력을 효과적으로 저감시킬 수가 있으며, 원활한 피스톤동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 효과적으로 억제할 수가 있다.
또, 팽출 보어부의 연장에 의해 피스톤 결합길이를 증가시킬 수가 있으므로, 팽출 보어부의 연장분에 따라서, 피스톤두부의 축방향길이, 나아가서는 팽출 보어부 이외의 보어의 축방향길이를 단축할 수가 있게 되어 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 공헌하게 된다.
본 발명의 청구항 2의 편두피스톤형 압축기에 의하면, 슈 보유부의 미끄럼운동 외면이 팽출 보어부의 피스톤가이드면과 미끄럼운동을 하므로, 피스톤이 상사점에 있을 때에 팽출 보어부가 피스톤의 측력의 일부를 받아서 지지하여 피스톤에 작용하는 측력을 효과적으로 저감시킨다.
본 발명의 청구항 3의 편두피스톤형 압축기에 의하면, 상사점위치에 있는 편두피스톤의 회전규제부와 팽출 보어부와의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있으며, 팽출 보어부를 크랭크실측으로 최대한 팽출시켜, 피스톤 결합길이를 최대한으로 증가시키고 있다.
따라서, 피스톤에 작용하는 측력을 보다 효과적으로 저감시켜, 보다 원활한피스톤 동작을 달성함과 동시에, 피스톤두부 및 보어의 미끄럼접촉면에 있어서의 마모를 보다 효과적으로 억제할 수가 있다.
본 발명의 청구항 4의 편두피스톤형 압축기에 의하면, 회전규제부가 크랭크실내에서 가장 전방측에 위치할 때, 이 회전규제부와 프런트하우징의 전단 내벽면, 즉 크랭크실의 전단과의 사이의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있다.
이 때문에, 사판의 최대경사각상태에 있어서의 하사점위치에서의 회전규제부와 크랭크실의 전단과의 관계에서, 크랭크실내의 축방향길이를 최대한으로 단축시킬 수가 있으며, 압축기 전체의 축방향길이의 단축에 공헌한다.

Claims (5)

  1. 복수의 보어를 병설한 실린더블록과, 내부에 크랭크실을 형성하여 실린더블록의 전단을 폐쇄하는 프런트하우징과, 그 실린더블록과 프런트하우징에 지지된 구동축과, 흡입실 및 토출실을 구획설치하여 실린더블록의 후단을 폐쇄하는 리어하우징과, 구동축과 함께 회전하는 사판에 한쌍의 슈를 끼고 연계되어 상기 보어내를 직동하는 편두피스톤을 구비한 편두피스톤형 압축기에 있어서,
    상기 편두피스톤은 상기 보어내를 미끄럼운동이 가능한 피스톤두부와, 그 피스톤두부의 기단부에 설치되며 한쌍의 상기 슈가 각각 걸어서 결합되는 한쌍의 결합오목부를 대향하는 내면에 갖는 축방향의 단면형상이 대략 U자형의 슈 보유부와, 그 슈 보유부로부터 그 피스톤두부와는 반대방향으로 돌출형성되며 그 피스톤두부 보다 외주측에 부분적으로 돌출됨과 동시에 다른 부재와의 접촉에 의해 그 편두피스톤의 자전을 규제하는 규제면을 갖는 회전규제부를 구비하며,
    상기 실린더블록의 상기 크랭크실측의 단부 가운데 압축기의 외주측의 단부에는 보어면에서 연속하여 그 크랭크실측에 뻗어 있으며, 적어도 상기 피스톤두부의 외주측면이 미끄럼운동이 가능한 결원(缺圓)형상의 피스톤가이드면을 갖는 팽출 보어부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 편두피스톤형 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슈 보유부는 그 배면에 상기 피스톤두부의 외주측면에서 연속하여 뻗어있는 결원형상의 미끄럼운동 외면을 가지며,그 미끄럼운동 외면은 상기 피스톤가이드면에 미끄럼운동이 가능한 것을 특징으로 하는 편두피스톤형 압축기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상사점위치에 있는 상기 편두피스톤의 회전규제부와 상기 팽출 보어부와의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 편두피스톤형 압축기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 힌지 기구를 통해서 전후방향으로의 요동이 가능하게 상기 사판을 연결하는 러그 플레이트가, 상기 크랭크실의 전단부에서 상기 구동축에 결합고정되며,
    상기 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 상기 편두피스톤의 회전규제부는 상기 러그 플레이트보다 압축기의 외주측에서 그 러그 플레이트와 축방향으로 오버랩하여, 그 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 편두피스톤의 회전규제부와 상기 프런트하우징의 전단 내벽면과의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 편두피스톤형 압축기.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 힌지 기구를 통해서 전후방향으로의 요동이 가능하게 상기 사판을 연결하는 러그 플레이트가, 상기 크랭크실의 전단부에서 상기 구동축에 결합고정되며,상기 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 상기 편두피스톤의 회전규제부는 상기 러그 플레이트보다 압축기의 외주측에서 그 러그 플레이트와 축방향으로 오버랩하여, 그 사판의 최대경사각 상태에 있어서의 하사점위치에 있는 편두피스톤의 회전규제부와 상기 프런트하우징의 전단 내벽면과의 간격이 가급적 작게 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 편두피스톤형 압축기.
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