KR100312778B1 - 압축기의 사판 지지구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기의 사판 지지구조에 관한 것으로서, 사판으로부터 스러스트 베어링에 축방향 하중과 실린더로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중의 작용선이 서로 일치하도록 함으로써 스러스트 베어링, 사판 및 실린더의 마모 및 변형을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 구동축(3) 둘레에 경사지게 축착된 사판(5)에 회동에 의하여 전후방 실린더(15,25)에 걸쳐 설치되는 피스톤(4)을 전후진함으로써 냉매를 흡입, 압축 및 배출하는 압축기에 있어서의 상기 사판을 지지하는 압축기의 사판 지지구조로서, 상기 사판과 전후방 실린더와의 사이에, 사판과 접촉하는 내측 레이스(71), 실린더와 접촉하는 외측 레이스(72) 및 상기 내외측 레이스와의 사이에 구름가능하게 설치되는 다수의 롤러(73)를 가진 스러스트 베어링(7)이 설치되고, 상기 사판으로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중과 실린더로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중의 작용선이 서로 일치하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. 내측 레이스(71) 및 외측 레이스(72)가 동일하게 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

압축기의 사판 지지구조{STRUCTURE FOR SUPPORTING SWASH PLATE OF COMPRESSOR}
본 발명은 압축기의 사판 지지구조에 관한 것으로서, 특히 사판 및 이 사판의 양쪽을 지지하는 스러스트 베어링의 하중 작용선을 일치시킴으로써 사판 및 스러스트 베어링의 마모 및 변형을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 소음을 감소시킬 수 있는 압축기의 사판 지지구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 냉방시스템을 구성하는 압축기는 자동차의 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 열교환된 냉매를 흡입하여 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 압축하여 응축기로 토출하는 장치이다. 이러한 압축기는 다양한 종류가 있으며, 일반적으로 압축방식 및 구조에 따라 크게 왕복식 및 회전식으로 나뉘고, 왕복식의 경우에는 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식으로, 회전식의 경우에는 베인 로터리식 및 스크롤식으로 또 다시 나뉜다.
이러한 다양한 종류의 압축기 중에서 사판식 압축기가 일반적으로 많이 사용되고 있으며, 그 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 전방 하우징(1)과; 이와 결합되는 후방 하우징(2)과; 상기 전방 하우징(1) 내부에 설치되는 전방 실린더(15)와; 상기 후방 하우징(2)에 설치되는 후방 실린더(25)와; 상기 전방 실린더(15)의 보어(17)들 및 후방 실린더(25)의 보어(27)들에 직선왕복운동가능하게 설치되는 다수의 양두 피스톤(4)들과; 상기 전후방 하우징(1,2) 및 전후방 실린더(15,25)의 중앙을 관통하여 회동가능하게 설치되는 구동축(3)과; 상기 구동축(3)에 경사지게 축착되어 구동축(3)의 회전에 따라 회전함으로써 피스톤(4)들은 전후진 시키는 사판(5)과; 그리고, 상기 전후방 실린더(15,25)와 전후방 하우징(1,2)의 내면과의사이에 설치되는 양쪽 밸브 유니트(61,62)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 엔진의 동력을 전달받아 구동축(3)이 회동하면 이 구동축(3)과 함께 경사진 상태로 회동하는 사판(5)에 의하여 피스톤(4)들이 전후진한다. 이 피스톤(4)의 전후진중 피스톤(4)의 흡입행정시에는 밸브 유니트(61 또는 62)의 흡입 리드 밸브의 리드(reed)가 벌어져 개방되는 반면에 배출 리드 밸브는 폐쇄됨으로써 냉매가 실린더 보어(17 또는 27) 내부로 흡입되고, 피스톤(4)의 배출행정시에는 배출 리드 밸브의 리드가 벌어져 개방되는 반면에 흡입 리드 밸브는 폐쇄됨으로써 냉매가 압축되어 배출된다.
상기한 바와 압축기의 구동중에는 사판(5)이 경사진 상태로 회동하면서 피스톤(4)들을 전후진시키고 있기 때문에 사판(5)은 축방향 하중에 의하여 좌우로 유동되어 사판(5)이 변형되거나 구동축(3)이 변형될 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여 일반적으로 사판(5)의 양단과 전후방 실린더(15,25)와의 사이에 스러스트 베어링(9)을 각각 개재하고 있다. 이 스러스트 베어링(9)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 사판(5)과 접동하는 대경 레이스(race)(81)와, 실린더(15 또는 25)와 접동하는 소경 레이스(92)와, 그리고 상기 대경 레이스(91) 및 소경 레이스(92)와의 사이에 다수개 설치되는 롤러(93)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 상기한 바와 같은 스러스트 베어링(9)이 사용될 경우에는 사판(5)으로부터 대경 레이스(91)에 작용하는 축방향 하중(F3)과 실린더(15 또는 25)로부터 소경 레이스(92)에 작용하는 축방향 하중(F4)의 작용선이 일치하지 않기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 모멘트에 의하여 스러스트 베어링(9)이 변형된다. 즉,사판(5)에 형성된 돌출부(59)가 대경 레이스(91)의 바깥쪽 가장자리부에 접촉하고, 실린더(15 또는 25)에 형성된 돌출부(29)가 소경 레이스(92)의 안쪽 가장자리부에 접촉함으로써 스러스트 베어링(9)의 θ의 각도만큼 변형되는 것이다. 이와 같이 스러스트 베어링(9)이 변형되면 사판(5)의 요동운동시 스러스트 베어링(9)에 균일한 하중이 전달되기 어렵고 이에 따라 스러스트 베어링(9)의 대경 레이스(91) 및 소경 레이스(92)에 의하여 사판 및 실린더가 마모되고, 또한 스러스트 베어링(9) 자체도 심각한 손상을 받게 되어 결과적으로 압축기의 내구수명이 단축될 뿐만 아니라 사판의 요동운동시 큰 소음이 발생한다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사판으로부터 스러스트 베어링에 축방향 하중과 실린더로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중의 작용선이 서로 일치하도록 함으로써 스러스트 베어링의 변형을 방지할 수 있고, 이에 따라 사판 및 실린더의 마모 및 변형을 방지할 수 있음과 아울러 압축기 소음을 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 사판 지지구조가 채용된 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 2은 종래 압축기를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부 확대도이다.
도 4는 도 3의 B부 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 전방 하우징, 2 : 후방 하우징,
3 : 구동축, 4 : 피스톤,
5 : 사판, 7 : 스러스트 베어링,
15 : 전방 실린더, 25 : 후방 실린더,
71 : 내측 레이스, 72 : 외측 레이스,
73 : 롤러
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 구동축 둘레에 경사지게 축착된 사판에 회동에 의하여 전후방 실린더에 걸쳐 설치되는 피스톤을 전후진함으로써 냉매를 흡입, 압축 및 배출하는 압축기에 있어서의 상기 사판을 지지하는 압축기의 사판 지지구조로서, 상기 사판과 전후방 실린더와의 사이에, 사판과 접촉하는 내측 레이스, 실린더와 접촉하는 외측 레이스 및 상기 내외측 레이스와의 사이에 구름가능하게 설치되는 다수의 롤러를 가진 스러스트 베어링이 설치되고, 사판과 내측 레이스가 면접촉함과 아울러 실린더와 외측 레이스도 면접촉함으로써 상기 사판으로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중과 실린더로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중의 작용선이 서로 일치하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내측 레이스 및 외측 레이스가 동일하게 이루어지는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 압축기의 사판 지지구조에 따르면, 사판으로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중, 구체적으로는 스러스트 베어링의 내측 레이스에 작용하는 축방향 하중과, 실린더로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중, 구체적으로는 외측 레이스에 작용하는 축방향 하중의 작용선이 서로 일치함으로써 하중의 지속적인 작용에도 스러스트 베어링의 변형을 억제할 수 있고, 이에 따라 스러스트 베어링과 사판의 접동면 및 스러스트 베어링과 실린더의 접동면의 마모 및 변형을 방지할 수 있음과 아울러 소음도 줄일 수 있다. 또한, 스러스트 베어링의 내측 레이스 및 외측 레이스가 동형으로 이루어짐으로써 이들의 공용화가 가능하여 스러스트 베어링의 사양을 단순화할 수 있고, 물류비용도 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 있어서 종래와 동일한 부분은 도 2의 참조부호를 그대로 붙여 사용하고 종래와 다른 부분만 다른 부호를 붙여 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 참조부호 1은 사판식 압축기의 전방 하우징으로서, 전방의 중앙에는 허브(미도시)와 스플라인 결합되는 압축기 구동축(3)이 인출될 수 있도록 노우즈부(11)가 돌출형성되어 있고, 이 노우즈부(11) 둘레에는 베어링(미도시)을 개재하여 엔진으로부터 동력을 전달받는 풀리(미도시)가 회동가능하게 설치된다. 이 풀리에는 전원인가에 따라 자속을 발생하는 필드 코일 유니트(미도시)가 삽입되어 전방 하우징(1)측에 지지되며, 허브는 디스크(미도시)와 결합된다. 따라서, 필드 코일 유니트에 전원이 인가되면 자속 흡입력에 의하여 디스크가 풀리의 마찰면에 밀착되어 풀리의 회전력이 허브로 전달됨에 따라 구동축(3)이 회동될 수 있다.
전방 하우징(1)의 뒤쪽에는 후방 하우징(2)이 결합됨에 따라 전방 하우징(1)과 후방 하우징(2)의 내부에는 서로 통하는 공간이 형성되며 구동축(3)은 전방 하우징(1)을 관통하여 후방 하우징(2)의 후단에 회동가능하게 지지된다. 또한, 전방 하우징(1)의 내부에는 전방 실린더(15)가, 그리고 후방 하우징(2)의 내부에는 후방 실린더(25)가 각각 설치되며, 전방 실린더(15) 및 후방 실린더(25)의 서로 대응하는 보어(17,27)들에 걸쳐 양두형 피스톤(4)이 차례로 설치된다.
양두형 피스톤(4)의 중단부에는 구동축(3) 쪽을 향하는 브릿지(41)가 형성되며 이 브릿지(41)의 양 벽면에 반구형 슈우 홈(42)이 형성된다. 따라서, 피스톤(4)들의 안쪽에는 브릿지(41)들에 의하여 소정의 공간이 형성되며 이 공간에 사판(5)이 배치되어 구동축(3) 둘레로 경사지게 축착된다. 그리고, 사판(5)의 가장자리부는 각 피스톤(4)의 브릿지(41)에 삽입되고, 이 브릿지(41)에 삽입된 사판(5)의 가장자리부 양면에는 반구형 슈우(43)가 배치되어 슈우 홈(42)에 삽입된다. 따라서, 구동축(3)의 회동에 따라 사판(5)이 회동하면 사판(5)의 가장자리부는 각 피스톤(4)의 브릿지(41)를 차례로 통과하면서 회동함에 따라 피스톤(4)의 위상이 변화되어 피스톤(4)이 전후진하게 된다. 슈우(43)는 사판(5)이 브릿지(41)를 통과하면서 회동할 때 원활하게 접동할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
피스톤(4)의 전후진시 냉매가 실린더 보어로 흡입되어 압축되면서 배출될 수 있도록 후방 하우징(2)에는 증발기로부터 공급되는 냉매를 흡입하기 위한 흡입유로(23) 및 압축된 냉매를 응축기쪽으로 배출하기 위한 배출유로(24)가 형성되고, 전후방 하우징(1,2)의 내부에는 소정의 냉매유로(12,22)가 형성되며, 또한 전후방 실린더(15,25)에도 상기 전후방 하우징(1,2)의 냉매유로(12,22)를 연결하는 소정의 냉매유로(미도시)가 형성된다. 그리고, 전후방 실린더(15,25)의 보어(17,27) 내부로 냉매를 흡입하고 흡입된 냉매를 배출하기 위하여 전후방 하우징(1,2)과 전후방 실린더(15,25)와의 사이에는 밸브 유니트(61,62)가 각각 설치된다. 따라서, 압축기의 흡입행정시에는 증발기로부터 후방 하우징(2)의 내부로 냉매가 유입되면 유입된 냉매의 일부가 전후방 실린더(15,25)의 냉매유로를 통하여 전방 하우징(1)의 냉매유로(12)로 유동하여 피스톤(4)의 전후진에 따라 전후방 실린더(15,25)의 보어(17,27)로 유입된다. 전후방 실린더(15,25)의 보어(17,27)에 유입된 냉매는 압축행정시 피스톤(4)의 전후진에 따라 압축되고, 전방 실린더(15)의 보어(17)에서 압축된 냉매는 전방 밸브 유니트(61)를 거쳐 전방 하우징(1)의 냉매유로(12)로 배출된 다음, 전후방 실린더(15,25)의 냉매유로를 통하여 후방 하우징(2)의 냉매유로(22)로 유동하여 응축기쪽으로 배출된다. 그리고, 후방 실린더(25)의 보어(27)에서 압축된 냉매는 후방 밸브 유니트(62)를 거쳐 후방 하우징(2)의 냉매유로(22)로 배출되어 응축기쪽으로 배출된다.
한편, 구동축(3)의 회동에 따른 사판(5)의 회동시 사판(5)이 경사지게 설치되어 있고 사판(5)의 회동에 따라 피스톤(4)의 전후진함으로써 사판(5) 뿐만 아니라 전후방 실린더(15,25)에도 축방향 하중이 작용하며, 이 축방향 하중에 의하여 사판(5) 및 전후방 실린더(15,25)가 손상될 수 있기 때문에, 전후방 실린더(15,25)와 사판(5)과의 사이에 스러스트 베어링(7)이 각각 설치된다.
스러스트 베어링(7)은 사판(5)과 접동하는 내측 레이스(71), 실린더(15 또는 25)와 접동하는 외측 레이스(72) 및 상기 내외측 레이스(71,72)와의 사이에 구름가능하게 설치되는 다수의 롤러(73)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 사판(5)으로부터 내측 레이스(71)에 축방향 하중(F1)이 작용하고, 실린더(15 또는 25)로부터 외측 레이스(72)에 축방향 하중(F2)이 작용한다.
본 발명에 따르면, 사판(5)으로부터 스러스트 베어링(7)의 내측 레이스(71)에 작용하는 축방향 하중(F1)과 실린더(15 또는 25)로부터 스러스트 베어링(7)의 외측 레이스(72)에 작용하는 축방향 하중(F2)의 작용선이 서로 일치하도록 하기 위하여 사판(5)과 내측 레이스(71)가 면접촉하도록 되어 있고, 또한 실린더(15 또는 25)와 외측 레이스(72)도 면접촉하도록 되어 있다.
그리고, 내측 레이스(71) 및 외측 레이스(72)는 동일한 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 압축기의 사판 지지구조에 따르면, 구동축(3)의 회동에 따른 사판(5)의 회전시 사판(5)으로부터 스러스트 베어링(7)에 작용하는 축방향 하중(F1), 즉 스러스트 베어링(7)의 내측 레이스(71)에 작용하는 축방향 하중(F1)과, 실린더(15 또는 25)로부터 스러스트 베어링(7)에 작용하는 축방향 하중(F2), 구체적으로는 외측 레이스(72)에 작용하는 축방향 하중(F2)의 작용선이 서로 일치하도록 되어 있기 때문에 스러스트 베어링(7)에 축방향 하중(F1,F2)에 따른 모멘트가 발생하지 않으므로 하중(F1,F2)의 지속적인 작용에도 스러스트 베어링(7)의 변형을 억제할 수 있다. 이와 같이 스러스트 베어링(7)의 변형이 억제되면 스러스트 베어링(7)과 사판(5)과의 접동면 및 스러스트 베어링(7)과 실린더(15 또는 25)와의 접동면이 마모되거나 변형되는 것을 방지할 수 있고 구조적으로 소음도 줄일 수 있다. 또한, 스러스트 베어링(7)의 내측 레이스(71) 및 외측 레이스(72)가 동형으로 이루어짐으로써 이들의 공용화에 의하여 스러스트 베어링(7)의 사양을 단순화할 수 있고, 물류비용도 줄일 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 압축기의 사판 지지구조에 있어서는, 사판(5)으로부터 스러스트 베어링(7)에 작용하는 축방향 하중(F1)과, 실린더(15 또는 25)로부터 스러스트 베어링(7)에 작용하는 축방향 하중(F2)의 작용선이 서로 일치하도록 되어 있으므로 스러스트 베어링(7)의 변형을 억제할 수 있고, 이에 따라 사판(5) 및 실린더(15 또는 25)가 마모되거나 변형되는 것을 방지할 수 있으므로 압축기의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 스러스트 베어링(7), 사판(5) 및 실린더(15 또는 25)의 마모 및 변형을 방지할 수 있으므로 구조적으로 소음도 줄일 수 있어 승객에게 불쾌감을 주지 않게 된다.
또한, 스러스트 베어링(7)의 내측 레이스(71) 및 외측 레이스(72)가 동형으로 이루어짐으로써 이들의 공용화에 의하여 스러스트 베어링(7)의 사양을 단순화할 수 있고, 물류비용도 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산성 향상 및 원가절감을 도모할 수 있다.

Claims (2)

  1. 구동축 둘레에 경사지게 축착된 사판에 회동에 의하여 전후방 실린더에 걸쳐 설치되는 피스톤을 전후진함으로써 냉매를 흡입, 압축 및 배출하는 압축기에 있어서의 상기 사판을 지지하는 압축기의 사판 지지구조로서,
    상기 사판과 전후방 실린더와의 사이에, 사판과 접촉하는 내측 레이스, 실린더와 접촉하는 외측 레이스 및 상기 내외측 레이스와의 사이에 구름가능하게 설치되는 다수의 롤러를 가진 스러스트 베어링이 설치되고,
    사판과 내측 레이스가 면접촉함과 아울러 실린더와 외측 레이스도 면접촉함으로써 상기 사판으로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중과 실린더로부터 스러스트 베어링에 작용하는 축방향 하중의 작용선이 서로 일치하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 사판 지지구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 내측 레이스 및 외측 레이스가 동일하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 사판 지지구조.
KR1019990059931A 1999-12-21 1999-12-21 압축기의 사판 지지구조 KR100312778B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101331128B1 (ko) 2007-06-04 2013-11-19 한라비스테온공조 주식회사 사판식 압축기의 베어링 구조

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KR101331128B1 (ko) 2007-06-04 2013-11-19 한라비스테온공조 주식회사 사판식 압축기의 베어링 구조

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