KR100509035B1 - 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조에 관한 것이다. 본 발명에서 커넥팅로드(46)는 크랭크축(32)과 피스톤(42) 사이를 연결하는데, 상기 크랭크축(32)의 편심핀(34)과 커넥팅로드(46)는 대단경(47)이 연결된다. 그리고 상기 커넥팅로드(46)의 소단경(48)은 피스톤핀(52)에 의해 피스톤(42)에 연결된다. 상기 커넥팅로드(46)는 피스톤(42)에 구비되는 연결쳄버(43) 내에서 피스톤핀(52)에 의해 피스톤(42)과 연결된다. 여기서 상기 커넥팅로드(46)의 소단경(48)의 높이는 상기 연결쳄버(43)의 높이보다는 상대적으로 낮게 형성되고, 상기 높이차만큼의 공간에는 스톱퍼(54)가 설치되어, 동작중에 커넥팅로드(46)가 승강되는 것을 방지한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 커넥팅로드(46)가 크랭크축(32)이 지지되는 프레임(30)의 상면과 상대적으로 가까운 거리에 있게 되어 크랭크축(32)에 작용하는 모멘트가 작아져 압축기의 성능 및 신뢰성이 좋아지는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조{Connecting rod mounting structure on hermatic compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크축의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 변환하는 커넥팅로드를 설치하는 구조에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 지지되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 상기 크랭크축(5)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 오일(L)을 크랭크축(5)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 빨아 올리기 위한 프로펠러(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다.

여기서 상기 편심핀(5b)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커넥팅로드(8)의 대단경(8a)과 연결되고 피스톤(7)과 커넥팅로드(8)의 소단경(8b)은 피스톤핀(7')에 의해 연결된다. 이때, 상기 대단경(8a)과 상기 편심핀(5b)의 사이에는 슬리이브(SL)가 압입된다. 상기 슬리이브(SL)의 외면은 상기 대단경(8a)의 내면에 압입되어 커넥팅로드(8)와 일체로 동작된다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 도면 부호 10은 헤드커버이고, 11은 흡입머플러이며, 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

이와 같은 구성을 가지는 종래 기술에서 상기 커넥팅로드(8)를 상기 피스톤(7) 및 커넥팅로드(5)와 연결하는 것을, 도 2에서 도 4를 참고하여 설명한다.

먼저, 도 2에서와 같이 각각의 부품이 분리된 상태에서 먼저, 상기 커넥팅로드(8)의 소단경(8b)을 상기 피스톤(7)의 내부에 넣고 피스톤핀(7')을 피스톤(7)과 소단경(8b)을 관통하여 조립한다. 그리고, 상기 피스톤(7)을 실린더(6)의 압축실(6')에 삽입한다. 이때, 상기 피스톤(7)과 커넥팅로드(8)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 대단경(8a)이 수직방향으로 세워진 상태가 되어야 한다.

다음으로, 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)을 적절한 위치에 오도록 하고, 상기 커넥팅로드(8)와 피스톤(7)을 도 3에 화살표로 표시된 바와 같이 회전시켜, 상기 대단경(8a)이 상기 편심핀(5b)에 삽입되게 한다. 그리고, 상기 편심핀(5b)과 상기 대단경(8a) 사이에 슬리이브(SL)를 삽입하여 커넥팅로드(8)의 조립을 완성한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래 기술에서는 상기 커넥팅로드(8)의 소단경(8b)이 피스톤(7)과 연결된 상태에서 피스톤(7)을 중심으로 회전함에 따라, 대단경(8a)이 회전하여 편심핀(5b)에 삽입되어 걸어진다. 하지만, 상기 피스톤(7)이 상기 압축실(6')에 삽입되어 유동되지 않고, 상기 소단경(8b) 또한, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 피스톤핀(7')에 대해 이동되지 않으므로, 상기 대단경(8a)을 회전시켜 상기 편심핀(5b)에 걸어지도록 하기 위해서는 상기 대단경(8a)이 회전하는 궤적을 정확하게 설정하여야 한다.

그리고, 상기 커넥팅로드(8)의 소단경(8b)이 상기 피스톤(7)의 내부에서 상기 피스톤핀(7')을 따라 이동할 수 있는 여지가 없으므로, 상기 크랭크축(5)이 프레임(2)에 지지되는 부분인 프레임(2)의 상면에서 커넥팅로드(8)까지의 거리(H)가 상대적으로 크게 된다.

상기 거리(H)가 크면 상기 피스톤(7)에 작용하는 작동유체의 압력에 의해 커넥팅로드(8)가 상기 크랭크축(5)에 가하는 힘으로 발생하는 모멘트가 커져 압축기의 성능 및 신뢰성이 많은 문제가 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬리이브를 사용하여 커넥팅로드와 크랭크축을 연결하는 압축기에서 커넥팅로드의 조립작업성을 높여주는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 슬리이브를 사용하여 커넥팅로드와 크랭크축을 연결하는 압축기에서 커넥팅로드와 크랭크축이 지지되는 프레임 상면 사이의 거리를 최소화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 프레임에 지지되고 회전중심에서 편심된 위치에 편심핀을 구비하여 회전운동하는 크랭크축과, 상기 크랭크축의 회전운동을 전달받아 압축실 내에서 직선왕복운동하고 그 내부에 상기 편심핀의 방향으로 개구된 연결쳄버를 구비하는 피스톤과, 대단경이 상기 크랭크축의 편심핀에 연결되어 회동되고 타단부가 상기 피스톤의 연결쳄버에서 피스톤핀에 의해 회동되게 연결되고 소단경이 상기 연결쳄버의 높이보다 낮은 높이로 형성되며 피스톤핀에 의해 피스톤에 회동가능하게 연결되는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 크랭크축의 편심핀 사이에 개재되어 커넥팅로드와 크랭크축을 연결하는 슬리이브와, 상기 커넥팅로드가 편심핀 및 피스톤핀의 상하방향으로 유동되는 것을 방지하도록 상기 연결쳄버의 내부에서 상기 피스톤핀의 상단에 고정되는 스톱퍼를 포함하여 구성된다.

삭제

상기 스톱퍼는 일측이 개구된 링형상으로 구성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 프레임에 지지되고 회전중심에서 편심된 위치에 편심핀을 구비하여 회전운동하는 크랭크축과, 상기 크랭크축의 회전운동을 전달받아 압축실 내에서 직선왕복운동하고 그 내부에 상기 편심핀의 방향으로 개구된 연결쳄버를 구비하는 피스톤과, 대단경이 상기 크랭크축의 편심핀에 연결되어 회동되고 타단부가 상기 피스톤의 연결쳄버에서 피스톤핀에 의해 회동되게 연결되고 소단경이 상기 연결쳄버의 높이보다 낮은 높이로 형성되며 피스톤핀에 의해 피스톤에 회동가능하게 연결되는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 크랭크축의 편심핀 사이에 개재되어 커넥팅로드와 크랭크축을 연결하는 슬리이브와, 상기 커넥팅로드가 편심핀 및 피스톤핀의 상하방향으로 유동되는 것을 방지하도록 상기 편심핀에 설치되는 스톱퍼를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조에 의하면 커넥팅로드의 조립작업성이 높아지고 커넥팅로드에 의해 크랭크축에 작용하는 힘에 의한 모멘트가 최소화되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 5에는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조의 바람직한 실시예가 단면도로 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 프레임(30)에는 크랭크축(32)이 회전가능하게 지지된다. 상기 크랭크축(32)은 회전자와 함께 회전하는 것으로, 그 상단부에 편심핀(34)이 구비된다. 상기 편심핀(34)은 상기 크랭크축(32)의 회전중심으로부터 편심된 위치에 형성된다. 상기 편심핀(34)에 의한 크랭크축(32)의 회전불균형을 해소하기 위해 균형추(36)가 크랭크축(32)에 구비된다.

상기 프레임(30)의 일측에는 실린더(38)가 구비된다. 상기 실린더(38)의 내부에는 압축실(40)이 형성되고, 상기 압축실(40)에는 피스톤(42)이 직선왕복운동가능하게 설치된다. 상기 피스톤(42)의 내부에는 연결쳄버(43)가 형성된다. 상기 연결쳄버(43)는 상기 피스톤(42)의 내부에 형성되고 피스톤(42)의 후방으로 개구된다. 상기 피스톤(42)의 상기 연결쳄버(43)를 관통하여서 피스톤핀공(43')이 형성된다.

커넥팅로드(46)는 상기 크랭크축(32)과 피스톤(42)을 연결하여 상기 크랭크축(32)의 회전운동을 피스톤(42)의 직선왕복운동으로 변환하는 것이다. 상기 커넥팅로드(46)의 대단경(47)은 상기 크랭크축(32)의 편심핀(34)과 연결된다. 이때, 상기 대단경(47)과 편심핀(34)의 사이에는 슬리이브(50)가 개재된다. 상기 대단경(47)의 반대쪽에 구비된 소단경(48)은 상기 피스톤(42)과 피스톤핀(52)을 통해 연결된다.

여기서 상기 소단경(48)은 그 높이가 상기 연결쳄버(43)의 높이보다 낮게 형성되는 것으로, 연결쳄버(43)의 높이의 90%이하의 높이를 갖는다. 이는 커넥팅로드(46)를 크랭크축(32) 및 피스톤(42)과 연결한 후, 소단경(48)이 피스톤핀(50)을 따라 하강 되도록 하기 위해서이다.

상기 소단경(48)의 상단에 해당되는 상기 피스톤핀(52)에는 스톱퍼(54)가 설치된다. 상기 스톱퍼(54)는 상기 소단경(48)의 상면과 이와 마주보는 연결쳄버(43)의 천정사이를 채워 상기 소단경(48)이 임의로 승강되지 않도록 하는 역할을 한다. 상기 스톱퍼(54)는 도 6에 그 평면 형상이 잘 도시된 바와 같이, 일측이 개방된 링형상이다. 상기 스톱퍼(54)의 개구된 부분의 폭은 상기 피스톤핀(52)의 직경보다는 작아야 된다.

한편, 도 7에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 압축기의 동작중 상기 커넥팅로드(46)가 상방향, 즉 편심핀(34)의 상방향으로 상승되는 것을 방지하기 위해 스톱퍼(54')를 사용한다. 상기 스톱퍼(54')는 상기 커넥팅로드(46)의 대단경(47) 상면이나 이와 일체인 슬리이브(50)의 상면에 접촉되게 상기 편심핀(34)의 외주면에 횡방향으로 삽입된다. 상기 편심핀(34)에는 스톱퍼(54')의 삽입을 위한 홈이 형성된다. 상기 스톱퍼(54')는 봉형상으로 형성될 수 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조의 작용을 상세하게 설명한다.

상기 커넥팅로드(46)는 상기 크랭크축(32)과 피스톤(42)사이를 연결하는 것으로, 슬리이브(50)를 사용하여 연결하는 경우에는 상기 피스톤(42)과 커넥팅로드(46)를 먼저 연결한다. 즉, 상기 연결쳄버(43)에 상기 커넥팅로드(46)의 소단경(48)을 삽입하고, 상기 피스톤핀공(43')을 통해 피스톤핀(52)을 삽입하여 커넥팅로드(46)의 소단경(48)과 피스톤(42)을 연결한다.

다음으로, 상기 커넥팅로드(46)와 연결된 상기 피스톤(42)을 실린더(38)의 압축실(40)로 삽입한다. 상기 압축실(40)의 내부에서 상기 커넥팅로드(46)와 연결된 피스톤(42)은 상기 커넥팅로드(46)의 대단경(47)이 상기 프레임(30)의 상면에 대해 수직으로 세워진 상태가 되도록 위치된다.

이와 같은 상태에서 상기 크랭크축(32)의 편심핀(34)을 상기 커넥팅로드(46)의 대단경(47)과 인접한 곳에 위치시켜, 대단경(47)이 90도 회전되면 걸어질 수 있게 한다. 그리고는 상기 커넥팅로드(46)의 대단경(47)을 회전시켜 상기 편심핀(34)에 걸어지게 한다.

이때, 상기 커넥팅로드(46)는 상기 소단경(48)의 높이가 상기 피스톤(42)의 연결쳄버(43)의 높이보다 90%이하의 높이를 가지므로, 상기 피스톤핀(52)과 편심핀(34)의 하부로 이동된다. 다시 말해 상기 커넥팅로드(46)가 상대적으로 상기 프레임(30)의 상면과 가깝게 된다.

즉, 상기 크랭크축(32)이 지지되는 프레임(30)의 상면과 상기 커넥팅로드(46)사이의 거리(H)가 상대적으로 작아지게 된다. 이와 같이 상기 프레임(30)의 상면과 커넥팅로드(46)사이의 거리(H)가 작아지게 되면 상기 피스톤(42)에 가해지는 압력이 커넥팅로드(46)를 통해 크랭크축(32)에 작용하면서 크랭크축(32)에 발생하는 모멘트가 상대적으로 작아지게 된다.

다음으로, 상기 커넥팅로드(46)가 동작중에 상기 피스톤핀(52)이나 편심핀(34)을 따라 상하로 승강되는 것을 방지하기 위해 상기 스톱퍼(54)를 상기 피스톤핀(52)에 끼운다. 이때, 상기 스톱퍼(54)는 상기 커넥팅로드(46)의 소단경(48) 상면과 연결쳄버(43)의 천정 사이의 공간에 안착되어 상기 커넥팅로드(46)가 승강되는 것을 방지한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 커넥팅로드(46)의 승강을 방지하기 위해 상기 편심핀(34)에 스톱퍼(54')를 설치하여 커넥팅로드(46)의 대단경(47) 측의 높이를 규제하기도 한다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조에서는 커넥팅로드와 프레임 사이의 거리를 최소화하기 위해 커넥팅로드의 소단경의 높이를 피스톤의 연결쳄버보다 낮게 형성하였고, 동작중 커넥팅로드의 유동을 방지하기 위해 스톱퍼를 사용하였다.

이와 같은 본 발명에서는 크랭크축이 지지되는 프레임의 상면과 커넥팅로드사이의 거리가 최소화되어 크랭크축에 작용하는 모멘트가 최소화되어 성능 및 신뢰성이 좋아지는 효과가 있다.

그리고, 조립중에 커넥팅로드가 피스톤의 연결쳄버에서 이동할 수 있는 여유가 있어 크랭크축의 편심핀에 연결되는 커넥팅로드의 대단경 측의 조립구조의 설계가 보다 용이하게 되는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조의 구성을 보인 분해사시도.

도 3은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조의 구성을 보인 단면도.

도 4는 종래 기술에서 커넥팅로드와 크랭크축의 연결되는 구조를 보인 조립상태도.

도 5는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조의 바람직한 실시예를 보인 단면도.

도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 스톱퍼의 평면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예의 구성을 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 프레임 32: 크랭크축

34: 편심핀 36: 균형추

38: 실린더 40: 압축실

42: 피스톤 43: 연결쳄버

43': 피스톤핀공 46: 커넥팅로드

47: 대단경 48: 소단경

50: 슬리이브 52: 피스톤핀

54,54': 스톱퍼

Claims (4)

1. 프레임에 지지되고 회전중심에서 편심된 위치에 편심핀을 구비하여 회전운동하는 크랭크축과,

   상기 크랭크축의 회전운동을 전달받아 압축실 내에서 직선왕복운동하고 그 내부에 상기 편심핀의 방향으로 개구된 연결쳄버를 구비하는 피스톤과,

   대단경이 상기 크랭크축의 편심핀에 연결되어 회동되고 타단부가 상기 피스톤의 연결쳄버에서 피스톤핀에 의해 회동되게 연결되고 소단경이 상기 연결쳄버의 높이보다 낮은 높이로 형성되며 피스톤핀에 의해 피스톤에 회동가능하게 연결되는 커넥팅로드와,

   상기 커넥팅로드와 크랭크축의 편심핀 사이에 개재되어 커넥팅로드와 크랭크축을 연결하는 슬리이브와,

   상기 커넥팅로드가 편심핀 및 피스톤핀의 상하방향으로 유동되는 것을 방지하도록 상기 연결쳄버의 내부에서 상기 피스톤핀의 상단에 고정되는 스톱퍼를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스톱퍼는 일측이 개구된 링형상으로 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조.
4. 프레임에 지지되고 회전중심에서 편심된 위치에 편심핀을 구비하여 회전운동하는 크랭크축과,

   상기 크랭크축의 회전운동을 전달받아 압축실 내에서 직선왕복운동하고 그 내부에 상기 편심핀의 방향으로 개구된 연결쳄버를 구비하는 피스톤과,

   대단경이 상기 크랭크축의 편심핀에 연결되어 회동되고 타단부가 상기 피스톤의 연결쳄버에서 피스톤핀에 의해 회동되게 연결되고 소단경이 상기 연결쳄버의 높이보다 낮은 높이로 형성되며 피스톤핀에 의해 피스톤에 회동가능하게 연결되는 커넥팅로드와,

   상기 커넥팅로드와 크랭크축의 편심핀 사이에 개재되어 커넥팅로드와 크랭크축을 연결하는 슬리이브와,

   상기 커넥팅로드가 편심핀 및 피스톤핀의 상하방향으로 유동되는 것을 방지하도록 상기 편심핀에 설치되는 스톱퍼를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 장착구조.