KR100532137B1 - 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 그 목적은 사판의 일단면에 지지용돌기를 형성하고, 전방하우징의 내측면에는 상기 지지용돌기와 지지가능한 지지용 돌출부재를 설치함으로써, 사판의 경사가 변화될 때 발생하는 불가피한 마찰을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 러그 플레이트를 사용하지 않기 때문에 그 구조가 간단하고, 무게감소와 함께 압축기의 길이도 단축시킬 수 있도록 하는 것에 있으며, 이러한 목적은 복수개의 실린더보어를 갖는 실린더블록과; 상기 실린더블록의 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과; 상기 실린더블록의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방하우징과; 상기 전방하우징의 중심에 회전가능하게 지지되는 구동축과; 상기 구동축에 관통되게 설치되며, 상기 피스톤을 실린더보어 내에서 왕복운동시키기 위해 구비되는 사판으로 구성된 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 구동축의 동력전달부를 삽입 관통시키기 위해 대응되는 단면형상의 관통공이 중앙부에 형성됨과 아울러, 일측면에는 적어도 하나 이상의 지지용돌기가 돌출 형성된 사판과; 상기 후방하우징의 내측면에 상기 지지용돌기를 지지하도록 구비되는 원추형상의 지지용 돌출부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것에 의해 달성되어 진다.

Description

가변형 사판식 압축기{Variable Swash Plate Type Compressor}

본 발명은 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 구동력을 전달받아 구동하는 구동축에 설치된 사판의 일단을 전방하우징의 내측면에서 지지토록 하여 압축기의 구조를 간단하게 구성할 수 있도록 한 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 일반적인 사판식 압축기는, 엔진으로부터 동력을 전달받는 구동축에 디스크 형상의 사판이 설치된다.

상기 사판에는 그 둘레를 따라 슈(shoe)를 개재하여 다수의 피스톤들이 실린더블록에 형성된 다수의 실린더보어 내부에서 직선 왕복운동하도록 연결되며, 피스톤의 왕복운동에 의해 냉매가스를 흡인하고 압축하여 배출하도록 구성된다.

이러한, 종래의 압축기는 엔진으로부터 압축기로 동력을 전달하는 클러치를 온/오프시킬 때, 엔진에 순간적인 토크가 증가하여 엔진에 무리가 발생함과 동시에 승차감이 떨어지는 현상이 발생하고, 정밀한 차실내의 온도제어가 불가능하였다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 열부하의 변동에 따라 사판의 경사각이 변화되어 피스톤의 이송량을 제어함으로써 정밀한 온도제어를 달성함과 동시에, 경사각이 연속적으로 변화함으로써 압축기에 의한 엔진의 급격한 토크 변동을 적게 하여 차량의 승차감을 향상시킬 수 있는 가변형 사판식 압축기가 제시되고 있다.

도면 도 1은, 종래의 가변형 사판식 압축기를 도시한 도면이다.

상기 종래의 가변형 사판식 압축기(10)는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더보어(11a)를 가지는 실린더블록(11)과, 상기 실린더블록(11)의 전방에 밀폐 결합된 전방하우징(12)과, 상기 실린더블록(11)의 후방에 밸브 플레이트(13a)를 개재하여 밀폐 결합된 후방하우징(13)으로 구성된다.

상기 전방하우징(12)의 안쪽에는 크랭크실(14)이 마련되며, 전방하우징(12)의 중심에는 구동축(15)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(15)의 타단은 상기 크랭크실(14)을 통과하여 실린더블록(11)의 중심축공(11b)에 베어링(11c)을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 구동축(15)에는 러그 플레이트(16)와 사판(17)이 설치되며, 상기 러그 플레이트(16)와 사판(17) 사이에는 상기 러그 플레이트(16)에 대하여 사판(17)을 탄력 지지하기 위한 스프링(27)이 개재되어 있다.

상기 러그 플레이트(16)에는, 힌지홀(16b)이 각각 직선 천공된 한쌍의 동력전달용 돌기(16a)가 일면 선단부에 일체로 돌출되게 형성되어 구동축(15)과 함께 회전하도록 되어 있으며, 상기 사판(17)은 구동축(15)에 소정 각도로 경사가능하게 끼워진 채로 그 일면에 고정된 힌지핀(18)이 상기 러그 플레이트(16)의 동력전달용 돌기(16a)에 형성된 힌지홀(16b)에 삽입되어, 상기 러그 플레이트(16)와 함께 회전함과 동시에 그 경사각이 가변되도록 되어 있다.

또한, 상기 사판(17)의 외주면은 슈(20)를 개재하여 각 실린더보어(11a)에 설치되어 있는 피스톤(19)에 슬라이드 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(17)이 경사진 상태에서 회전함에 따라 그 외주면에 슈(20)를 개재하여 끼워진 피스톤(19)들은 상기 실린더블록(11)의 각 실린더보어(11a)내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방하우징(13)에는 흡입실(21)과 배출실(22)이 각각 형성되어 있으며, 후방하우징(13)과 실린더블록(11) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(13a)에는 각 실린더보어(11a)에 대응하는 곳에 흡입구(23)과 배출구(24)가 각각 형성되어 있다.

상기 밸브 플레이트(13a)에 형성된 각각의 흡입구(23) 및 배출구(24)에는 상기 피스톤(19)의 왕복 운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(23)와 배출구(24)를 개폐시키기 위한 흡입리드(25)와 배출리드(26)가 구비된다.

또한, 상기 후방하우징(13)에는 상기 실린더보어(11a)내의 냉매 흡입압과 크랭크실(14) 내의 압력과의 차압을 가변시켜 사판(17)의 경사각을 조절하도록 상기 크랭크실(14)과 흡입실(21)을 작동적으로 통하게 하는 제어밸브(28)가 설치된다.

이와 같이 이루어진 종래의 가변형 사판식 압축기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크랭크실(14)내의 압력과 실린더보어(11a)내의 흡입 압과의 차압에 대응하여 사판(17)의 경사각이 조절됨으로써 상기 사판(17)의 경사각 변화에 의해 상기 사판(17)에 연결된 피스톤(19)의 행정거리가 변화하여 압축기의 토출용량이 가변된다.

그러나, 상기한 종래의 가변형 사판식 압축기는 사판이 구동축에서 경사각이 변화할 때에 힌지핀이 러그 플레이트의 동력전달용 돌기에 직선 가공된 힌지홀을 따라 이동하므로 상기 힌지홀의 내주면에서 과도한 마찰이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 러그 플레이트의 설치로 인하여 구조가 복잡해 질뿐만 아니라 압축기의 무게가 증대되고, 길이가 길어지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 사판의 일단면에 지지용돌기를 형성하고, 전방하우징의 내측면에는 상기 지지용돌기와 지지가능한 지지용 돌출부재를 설치함으로써, 사판의 경사가 변화될 때 발생하는 불가피한 마찰을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 러그 플레이트를 사용하지 않기 때문에 그 구조가 간단하고, 무게감소와 함께 압축기의 길이도 단축시킬 수 있도록 한 가변형 사판식 압축기를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수개의 실린더보어를 갖는 실린더블록과; 상기 실린더블록의 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과; 상기 실린더블록의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방하우징과; 상기 전방하우징의 중심에 회전가능하게 지지되는 구동축과; 상기 구동축에 관통되게 설치되며, 상기 피스톤을 실린더보어 내에서 왕복운동시키기 위해 구비되는 사판으로 구성된 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 구동축의 동력전달부를 삽입 관통시키기 위해 대응되는 단면형상의 관통공이 중앙부에 형성됨과 아울러, 일측면에는 적어도 하나 이상의 지지용돌기가 돌출 형성된 사판과; 상기 후방하우징의 내측면에 상기 지지용돌기를 지지하도록 구비되는 원추형상의 지지용 돌출부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지용돌기의 끝단면에는 삽입홈이 각각 형성되고, 상기 삽입홈에는 상기 지지용 돌출부재와 접촉되어 구름운동가능한 볼부재가 더 구비됨을 특징으로 한다,

또한, 상기 구동축의 동력전달부는, 상기 사판이 설치되는 위치의 양측면에 절취된 절취면을 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상기 지지용 돌출부재는, 그 중앙부가 관통된 원추형상의 단면을 갖는 스러스트 베어링(thrust bearing)인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 따른 가변형 사판식 압축기를 도시한 도면으로서, 가변형 사판식 압축기(100)는, 내주면에 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더보어(110a)를 갖는 실린더블록(110)과, 상기 실린더블록(110)의 전방에 크랭크실(130a)을 갖도록 밀폐 결합된 전방하우징(120)과, 상기 실린더블록(110)의 후방에 밸브 플레이트(121)를 개재하여 밀폐 결합된 후방하우징(130)과, 상기 전방하우징(120)의 중심에 회전가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)에 그 각도가 가변가능하게 설치되는 사판(150)과, 상기 전방하우징(120)의 내측면에 설치되며, 상기 사판(150)의 경사각이 가변될 때 상기 사판(150)을 지지하기 위해 설치되는 지지용 돌출부재(160)와, 상기 구동축(140)에 끼워져 상기 사판(150)을 지지용 돌출부재(160)로부터 탄성적으로 지지하는 스프링(170)과, 상기 사판(150)에 원주방향으로 슈(182)를 개재하여 슬라이드 가능하게 연결되어 상기 실린더블록(110)의 각 실린더보어(110a) 내를 왕복운동하는 피스톤(180)으로 이루어진다(도 3 참조).

상기한 후방하우징(130)에는 흡입실(122)과 배출실(123)이 각각 형성되어 있으며, 밸브 플레이트(121)에는 각 실린더보어(110a)에 대응하는 곳에 흡입구(121a)와 배출구(121b)가 각각 형성된다.

또한, 상기한 밸브 플레이트(121)에 형성된 흡입구(121a) 및 배출구(121b)에는 상기 피스톤(180)의 왕복운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(121a)와 배출구(121b)를 개폐시키기 위한 흡입리드(124)와 배출리드(125)가 각각 구비된다.

그 밖의 구성은 대략 앞에서 설명한 종래기술과 동일하므로, 여기서는 중복 설명을 피하기 위하여 그 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 가변형 사판식 압축기의 구동축(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 사판(150)측으로 구동력 즉, 회전력을 전달시키도록 외주면에는 그 양측면이 절취된 절취면(142a)을 갖는 동력전달부(142)가 형성된다.

상기 사판(150)은, 그 중앙부에 상기 구동축(140)의 동력전달부(142)를 삽입 관통시키기 위해 대응되는 단면형상의 관통공(150a)을 형성함과 아울러, 일단면 즉, 상기 전방하우징(120)의 내측면에 대향되는 면에는 상기 사판(150)의 경사각이 가변될 때, 사판(150)이 볼부재(190)를 개재시켜 상기 지지용 돌출부재(160)에 지지될 수 있도록 외향 돌출된 지지용돌기(152)가 적어도 하나 이상 돌출 형성되되, 상기 지지용돌기(152)의 끝단면에는 상기 볼부재(190)를 구름운동 가능하게 삽입시키기 위한 삽입홈이 각각 형성된다.

그리고, 상기 관통공(150a)의 내측면에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 사판(150)을 지지용 돌출부재(160)에 대하여 탄성적으로 지지하는 스프링(170)을 고정하기 위한 단턱부(150b)가 형성되고, 그 내측면 즉, 상기 구동축(140)의 절취면(142a)의 저면에 대응되는 관통공(150a)의 내측면에는 상기 사판(150)이 경사질 때 그 최대경사각을 결정하기 위한 최대경사각 결정면(150c)이 형성된다.

상기 지지용 돌출부재(160)는, 상기 사판(150)이 회전과 함께 경사질 때, 지지용돌기(152)의 삽입홈에 삽입된 볼부재(190)와의 마찰을 최소화하기 위해 설치되는 것으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 그 중앙부가 상기 구동축(140)을 관통시키도록 관통된 원추형상의 단면을 갖는 스러스트 베어링(thrust bearing)으로 구성된다.

한편, 위에서는 지지용 돌출부재(160)로 스러스트 베어링이 사용된 것을 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 지지용 돌출부재(160)를 전방하우징(120)의 내측면에 일체로 형성할 수도 있고, 또 도 5에 도시된 바와 같이, 별도로 형성된 원추형상의 돌출부재(160')를 전방하우징(120)의 내측면에 설치할 수도 있다.

아울러, 상기 볼부재가 배제된 지지용돌기가 스러스트 베어링을 구성되거나 또는 별도로 형성된 원추형상의 돌출부재와 직접 접촉하여 지지되도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 가변형 사판식 압축기(100)의 작동관계에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 구동축(140)이 회전하게 되면, 사판(150)은 관통공(150a)에 삽입된 동력전달부(142)에 의해 회전력을 전달받아 회전운동하게 된다. 여기서, 상기 사판(150)은 지지용돌기(152)에 삽입된 볼부재(190)에 의해 전방하우징(120)의 내측면에 설치된 지지용 돌출부재(160)인 스러스트 베어링의 전단면에 지지되는 한편, 스프링(170)에 의해 그 자세를 유지하면서 회전하게 된다.

다음, 크랭크실(130a)의 압력과 흡입압과의 차압에 의해 사판(150)이 경사지게 되면, 상기 사판(150)은 구동축(140)상에서 회전과 함께 경사각이 가변되게 되는데, 이때에는 상기 사판(150)의 경사각이 커짐에 따라, 상기 사판(150)의 지지용돌기(152)의 끝단면에 구름운동가능하게 삽입된 볼부재(190)가 전방하우징(120)의 내측면에 설치된 스러스트 베어링의 전단면을 따라 그 외측 방향으로 이동하면서 회전하게 된다.

한편, 상기 사판(150)의 경사각이 최대일 때는, 관통공(150a)의 내측면에 형성된 최대경사각 결정면(151c)이 구동축(140)의 동력전달부(142)에 접촉하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가변형 사판식 압축기는, 사판의 일측면에 돌출된 지지용돌기에 구름운동가능하게 삽입되는 볼부재가 전방하우징의 내측면에 설치된 지지용 돌출부재인 스러스트 베어링과 접촉됨으로써, 사판이 회전과 함께 그 경사각이 가변될 때, 상기 볼부재와 스러스트 베어링에 의해 마찰을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래와 같이 사판측으로 동력을 전달시킴과 아울러 사판을 지지하기 위해 구비되는 러그 플레이트를 배제시킴으로써, 압축기의 구조를 간단하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 무게감소와 함께 압축기의 길이도 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 종래의 일반적인 가변형 사판식 압축기를 도시한 단면도.

도 2는, 본 발명의 제1실시예에 따른 가변형 사판식 압축기의 일부를 도시한 분리사시도.

도 3은, 도 2에 도시된 가변형 사판식 압축기를

도시한 결합단면도.

도 4는, 본 발명의 제2실시예에 따른 가변형 사판식 압축기를 도시한 결합단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 사판식 압축기 110 : 실린더보어

120 : 전방하우징 130 : 후방하우징

140 : 구동축 150 : 사판

160 : 지지용 돌출부재 170 : 스프링

180 : 피스톤 190 : 볼부재

Claims (7)

1. 복수개의 실린더보어(110a)를 갖는 실린더블록(110)과; 상기 실린더블록(110)의 실린더보어(110a)에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(180)과; 상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방하우징(120,130)과; 상기 전방하우징(120)의 중심에 회전가능하게 지지되는 구동축(140)과; 상기 구동축(140)에 관통되게 설치되며, 상기 피스톤(180)을 실린더보어(110a) 내에서 왕복운동시키기 위해 구비되는 사판(150)으로 구성된 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축(140)의 동력전달부(142)를 삽입 관통시키기 위해 대응되는 단면형상의 관통공(150a)이 중앙부에 형성됨과 아울러, 일측면에는 적어도 하나 이상의 지지용돌기(152)가 돌출 형성된 사판(150)과;

   상기 후방하우징(130)의 내측면에 상기 지지용돌기(152)를 지지하도록 구비되는 원추형상의 지지용 돌출부재(160)와;를 포함하여 구성되고,

   상기 지지용돌기(152)의 끝단면에는 삽입홈이 각각 형성되며, 상기 삽입홈에는 상기 지지용 돌출부재(160)와 접촉되어 구름운동가능한 볼부재(190)가 더 구비됨을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 구동축(140)의 동력전달부(142)는, 상기 사판(150)이 설치되는 위치의 양측면에 절취된 절취면(142a)을 형성한 것을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 사판(150)에는, 상기 절취면(142a)의 저면에 대응되는 관통공(150a)의 내측면에 최대경사각 결정면(150c)이 형성됨을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 사판(150)과 지지용 돌출부재(160) 사이의 구동축(140)에는 스프링(170)이 설치되는 것을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.
6. 복수개의 실린더보어(110a)를 갖는 실린더블록(110)과; 상기 실린더블록(110)의 실린더보어(110a)에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(180)과; 상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방하우징(120,130)과; 상기 전방하우징(120)의 중심에 회전가능하게 지지되는 구동축(140)과; 상기 구동축(140)에 관통되게 설치되며, 상기 피스톤(180)을 실린더보어(110a) 내에서 왕복운동시키기 위해 구비되는 사판(150)으로 구성된 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축(140)의 동력전달부(142)를 삽입 관통시키기 위해 대응되는 단면형상의 관통공(150a)이 중앙부에 형성됨과 아울러, 일측면에는 적어도 하나 이상의 지지용돌기(152)가 돌출 형성된 사판(150)과;

   상기 후방하우징(130)의 내측면에 상기 지지용돌기(152)를 지지하도록 구비되는 원추형상의 지지용 돌출부재(160)와;를 포함하여 구성되고,

   상기 지지용 돌출부재(160)는, 그 중앙부가 관통된 원추형상의 단면을 갖는 스러스트 베어링(thrust bearing)인 것을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.
7. 제1항 또는 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지용 돌출부재(160)는, 상기 후방하우징(130)에 일체로 형성된 원추형상의 돌출부재인 것을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.