KR100594424B1 - 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 - Google Patents

밀폐형 압축기의 커넥팅로드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 커넥팅로드에 관한 것이다. 본 발명은 피스톤(7)에 연결되는 피스톤연결부(20)와, 상기 피스톤연결부(20)에 일단이 연결되는 몸체부(22)와, 상기 몸체부(22)의 타단에 연결되고 슬리브(26)가 개재된 상태로 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 면접촉하며 상기 슬리브(26)와 함께 회전가능하도록 상기 슬리브(26)가 그 내주연에 압입되는 크랭크축연결부(24)를 포함하고, 상기 크랭크축연결부(24)는 압입에 의한 상기 슬리브(26)의 내경변형이 방지되도록 상기 슬리브(26)의 형상 변경을 특정위치로 유도하기 위한 홈부(24a)가 그 내주연에 형성된다. 이러한 본 발명에 의하면, 상기 슬리브(26)가 상기 슬리브(26)에 삽입되는 편심핀(5b)과 고른 면접촉을 함으로써 상기 편심핀(5b)의 마모가 방지되고 크랭크축(5)으로부터 커넥팅로드(9)를 경유하여 피스톤(7)에 이르는 동력전달 경로에 가해지는 입력이 줄어드는 효과가 있다.
커넥팅로드, 크랭크축, 슬리브, 내경, 절단

Description

밀폐형 압축기의 커넥팅로드{A Connectingrod For Hermatic Compressor}
도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 커넥팅로드의 구성을 보인 평면도.
도 3은 종래 기술에 의한 크랭크축연결부에 슬리브가 압입된 상태의 구성을 보인 평면도.
도 4는 도 3의 A지점에 대한 확대도.
도 5는 본 발명에 의한 커넥팅로드의 바람직한 실시예의 개략적인 구성을 보인 평면도.
도 6은 본 발명 실시예에 의한 크랭크축연결부에 슬리브가 압입된 상태의 개략적인 구성을 보인 평면도.
도 7은 도 6의 B지점에 대한 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 커넥팅로드의 제 2 실시예의 구성을 보인 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 커넥팅로드의 제 3 실시예의 구성을 보인 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 피스톤연결부 22 : 몸체부
24 : 크랭크축연결부 24a : 홈부
26 : 슬리브 32 : 몸체부
34 : 크랭크축연결부 34a : 홈부
42 : 몸체부 44 : 크랭크축연결부
44a : 절결부
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압입된 슬리브가 개재된 상태로 크랭크축의 편심핀에 끼워지는 크랭크축연결부를 구비하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2s)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.
그리고, 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 크랭크축(5)과 함께 회전된다.
크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 구비된다. 그리고 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있고, 크랭크축(5)은 프레임(2)에 회전가능하게 지지된다. 또한 편심핀(5b)의 외주연에는 커넥팅로드(9)의 크랭크축연결부(9c)가 슬리브(8)가 압입되어 개재된 상태로 상기 편심핀(5b)의 외주연을 따라 상대회전될 수 있도록 끼워진다.
그리고 크랭크축(5)의 내부에는 오일통로(5a)가 형성된다. 오일통로(5a)를 통해서는 밀폐용기(1)의 저면에 구비되어 있는 오일(L)이 안내되어 프레임(2)의 상부로 전달되어 비산된다. 그리고, 크랭크축(5)의 하단부에는 오일(L)을 펌핑하여 오일통로(5a)로 전달하는 펌핑기구(5d)가 설치되어 있다.
한편, 내부에 압축실이 구비된 실린더(6)가 프레임(2)에 일체로 성형된다. 그리고 압축실에는 커넥팅로드(9)의 피스톤연결부(9a)가 연결된 피스톤(7)이 설치된다. 그리고 실린더(6)의 선단에는 압축실로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(10)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(10) 상에는 헤드커버(11)가 장착되고, 헤드커버(11)에는 흡입머플러(12)가 상기 압축실로 냉매를 전달할 수 있도록 밸브어셈블리(10)와 연결 설치된다.
미설명 도면부호인 7a는 상기 피스톤연결부(9a)를 상기 피스톤(7)에 체결하기 위해 상기 피스톤연결부(9a)의 내주연에 끼워지는 핀이고, 9b는 커넥팅로드(9)의 몸체부이다.
도 2는 종래 기술에 의한 커넥팅로드의 구성을 보인 평면도이고, 도 3은 종래 기술에 의한 크랭크축연결부에 슬리브가 압입된 상태의 구성을 보인 평면도이며, 도 4는 도 3의 A지점에 대한 확대도이다.
이에 도시된 바와 같이, 피스톤연결부(9a)는 피스톤(7)의 내측에 형성된 챔버에서 상기 피스톤(7)과 연결된다. 상기 피스톤연결부(9a)는 상기 피스톤(7)이 실린더(6)의 압축실을 따라 직선왕복운동할 수 있게 상기 피스톤(7)의 챔버에서 소정각의 범위내에서 회동가능하게 구성된다. 이에 따라, 상기 피스톤연결부(9a)는 내부가 소정직경으로 관통되어 상기 피스톤(7)과 핀(7a)에 의해 연결되도록 구성된다.
상기 피스톤연결부(9a)에는 몸체부(9b)의 일단이 연결된다. 이때 상기 몸체부(9b)는 소정의 단면 형상을 가지는 막대 형태로 제작되어 상기 피스톤연결부(9a)와 이하에서 설명될 크랭크축연결부(9c)를 연결한다.
상기 몸체부(9b)의 타단에는 크랭크축연결부(9c)가 구비된다. 상기 크랭크축연결부(9c)는 슬리브(8)가 압입가능한 정도의 내경을 가진다. 이는 상기 슬리브(8)가 상기 크랭크축연결부(9c)에 압입되어 상기 슬리브(8)와 크랭크축연결부(9c)가 일체로 동작되도록 하기 위함이다.
그러나 상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 종래 기술에서는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 슬리브(8)가 상기 크랭크축연결부(9c)에 압입된 때 상기 슬리브(8)는 상기 크랭크축연결부(9c)의 내주연의 한정된 공간에 의해 그 형상이 변경된다. 이때 상기 슬리브(8)의 형상 변형량은 상기 슬리브(8)의 내주연으로 불규칙적으로 돌출되며 내경의 변화를 유발한다.
다시 말하면, 도 4의 각 눈금은 1미크론(micron)이고, 곧은 실선은 압입 전에 상기 슬리브(8)의 'A'지점에 대한 확대된 모습이며, 진폭이 있는 실선은 압입 후에 상기 슬리브(8)의 'A'지점에 대한 확대된 모습이다. 이때 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 곧은 실선에 대해 진폭이 있는 실선이 최대 약 6미크론 정도 이격되어 있음을 알 수 있다. 이는 'A'지점을 포함한 상기 슬리브(8)의 내경 전체에 도 4와 같은 형상이 반복되면서 굴곡져 있음을 의미한다.
따라서 종래 기술에서는 도 3 및 도 4와 같은 상기 슬리브(8)의 내경 형상으로 인해 상기 슬리브(8)가 상기 슬리브(8)에 삽입되는 편심핀(5b)과 선접촉을 하게 됨으로써 상기 편심핀(5b)의 내주연에 표면처리층에 바니쉬(Vanish) 현상이 발생하고, 크랭크축으로부터 커넥팅로드(9)로 가해지는 입력이 상승되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 크랭크축연결부에 압입되는 슬리브의 내경변화가 최소화된 밀폐형 압축기의 커넥팅로드를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 피스톤에 연결되는 피스톤연결부와, 상기 피스톤연결부에 일단이 연결되는 몸체부와, 상기 몸체부의 타단에 연결되고 슬리브가 개재된 상태로 크랭크축의 편심핀에 면접촉하며 상기 슬리브와 함께 회전가능하도록 상기 슬리브가 그 내주연에 압입되는 크랭크축연결부를 포함하고, 상기 크랭크축연결부는 압입에 의한 상기 슬리브의 내경변형이 방지되도록 상기 슬리브의 형상 변경을 특정위치로 유도하기 위한 홈부가 그 내주연에 형성된다.
상기 홈부는 상기 크랭크축연결부의 내주연에 소정 깊이로 함몰되어 상기 크랭크축연결부의 내주연을 따라 일정길이만큼 연장된다.
상기 홈부는 상기 크랭크축연결부와 몸체부의 연결지점에 대응되는 상기 크랭크축연결부의 내주연에 형성된다.
그리고 본 발명의 다른 실시예에서 상기 홈부는 상기 크랭크축연결부와 몸체부의 연결지점으로부터 약 180°위상차를 가지는 지점에 대응되는 상기 크랭크축연결부의 내주연에 형성된다.
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상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 슬리브가 상기 슬리브에 삽입되는 편심핀과 고른 면접촉을 함으로써 상기 편심핀 내주연의 마모가 방지되고 크랭크축으로부터 커넥팅로드를 경유하여 피스톤에 이르는 동력전달 경로에 가해지는 입력이 개선되는 효과가 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 구성요소와 동일한 것은 동일 부호를 원용하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 커넥팅로드의 바람직한 실시예의 개략적인 구성을 보인 평면도이고, 도 6은 본 발명 실시예에 따른 크랭크축연결부에 슬리브가 압입된 상태의 개략적인 구성을 보인 평면도이며, 도 7은 도 6의 B지점에 대한 확대도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 피스톤연결부(20)는 피스톤(7)의 내측에 형성된 챔버에서 상기 피스톤(7)에 연결된다. 상기 피스톤연결부(20)는 상기 피스톤(7)이 실린더(6)의 압축실(6')을 따라 직선왕복운동할 수 있게 상기 피스톤(7)의 챔버에서 소정각의 범위내에서 회동가능하게 구성된다. 이에 따라, 본실시예에서 상기 피스톤연결부(20)는 내부가 소정직경으로 관통되어 상기 피스톤(7)과 핀(7a)에 의해 연결되도록 구성하였다. 그러나 상기 피스톤연결부(20)는 볼 형상으로 구성되는 등 다양한 형상으로 구성되는 것도 가능하다.
상기 피스톤연결부(20)에는 몸체부(22)의 일단이 연결된다. 이때 상기 몸체부(22)는 소정의 단면 형상을 가지는 막대 형태로 제작되어 상기 피스톤연결부(20)와 이하에서 설명될 크랭크축연결부(24)를 연결한다. 이러한 몸체부(22)는 크랭크축(5)의 회전운동을 상기 피스톤(7)의 직선왕복운동으로 변환시켜 주는 역할을 한다.
상기 몸체부(22)의 타단에는 크랭크축연결부(24)가 구비된다. 상기 크랭크축연결부(24)는 슬리브(26)가 압입가능한 정도의 내경을 가진다. 이는 상기 슬리브(26)가 상기 크랭크축연결부(24)에 압입되어 상기 슬리브(26)와 크랭크축연결부(24)가 일체로 동작되도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 슬리브(26)가 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 끼워지면 상기 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전에 따라 원주운동을 하게 되면 상기 슬리브(26)는 상기 편심핀(5b)과 상대회전하면서 상기 크랭크축연결부(24)와 함께 이동된다.
그리고 본 실시예에서는 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 홈부(24a)가 형성된다. 이러한 홈부(24a)는 상기 슬리브(26)가 상기 크랭크축연결부(24)에 압입될 때 발생되는 형상 변형을 도 6에 도시된 바와 같이, 그 홈부(24a)가 형성된 위치로 유도하여 실질적으로 상기 슬리브(26)의 내경변형을 방지하기 위한 구성이다.
그리고 상기 홈부(24a)는 상기 크랭크축연결부(24)와 상기 몸체부(22)가 결합되는 지점에 대응되는 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 형성된다. 이는 상기 슬리브(26)의 형상변형으로 인한 질량의 이동이 상기 커넥팅로드의 힘전달 방향, 즉 상기 몸체부(22)의 길이방향 상에 위치되도록 하기 위함이다. 그러나 의도적으로 편심된 질량을 가지는 슬리브(26)를 적용하는 경우에는 상기 홈부(24a)의 위치를 상기 커넥팅로드의 힘전달 방향에서 벗어난 지점에 형성할 수도 있을 것이다.
이때 상기 홈부(24a)가 함몰되는 깊이 및 연장 형성되는 길이는 상기 슬리브(26)의 변형 정도를 고려하여 설계된다. 그런데 이러한 홈부(24a)의 깊이 및 길이는 크랭크축연결부(24)와 슬리브(26)의 재질 및 두께 등을 포함한 특정 조건에 따라 달라질 것이다. 따라서 상기 홈부(24a)는 상기 크랭크축연결부(24)의 강도가 보장된다면 상기 슬리브(26)의 변형치를 충분히 반영할 수 있는 정도의 깊이를 가지는 것이 바람직할 것이다.
이와 같이 상기 크랭크축연결부(24)에 홈부(24a)를 형성하여 상기 슬리브 (26)를 압입하면, 상기 슬리브(26)의 내경변화는 도 7에 도시된 바와 같이 거의 발생되지 않는다. 보다 상세히 설명하면, 우선 도 7의 각 눈금은 1미크론(micron)이고, 곧은 실선은 압입 전에 상기 슬리브(26)의 'B'지점에 대한 확대된 모습이며, 진폭이 있는 실선은 압입 후에 상기 슬리브(26)의 'B'지점에 대한 확대된 모습이다.
그리고 도 7에 도시된 바에 의하면, 상기 곧은 실선과 진폭이 있는 실선이 거의 겹쳐져 일치하고 있다. 이는 상기 슬리브(26)의 압입 전과 압입 후의 변화가 거의 없음을 의미한다. 즉, 본 실시예에와 같은 홈부(24a)를 상기 크랭크축연결부(24)에 형성하면 슬리브(26)가 압입됨에도 불구하고 그 형상을 그대로 유지함을 알 수 있다. 따라서 상기 슬리브(26)의 내주연에 상기 편심핀(5b)이 삽입되어 원주운동하면 상기 슬리브(26)와 편심핀(5b)은 균일하게 면접촉하며 커넥팅로드에 힘을 전달하게 된다.
다음으로 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 커넥팅로드의 제 2 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 커넥팅로드의 제 2 실시예의 구성을 보인 평면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 크랭크축연결부(34)에 형성된 홈부(34a)가 제 1 실시예의 그것과 그 위치에서 차이가 있음을 알 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 홈부(34a)가 상기 크랭크축연결부(34)와 몸체부(32)의 연결지점으로부터 180°위상차를 가지는 지점에 대응되는 크랭크축연결부(34)의 내주연에 형 성된다.
이러한 홈부(34a)가 형성된 지점은 제 1 실시예와 마찬가지로, 슬리브(26)의 형상변형으로 인한 질량의 이동이 상기 커넥팅로드의 힘전달 방향, 즉 상기 몸체부(32)의 길이방향 상에 위치되도록 하기 위함이다.
이외의 다른 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 커넥팅로드의 제 3 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명에 따른 커넥팅로드의 제 3 실시예의 구성을 보인 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 크랭크축연결부(44)에 홈부가 아닌 절결부(44a)가 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 크랭크축연결부(44)의 소정위치에 절결부(44a)가 형성되어 상기 크랭크축연결부(44)는 상기 위치에서 일정간격을 두고 절단되어 있다. 이러한 절결부(44a)는 슬리브(26)가 압입될 때 상기 슬리브(26)의 형상 변형을 상기 크랭크축연결부(44)가 탄성변형하며 그 변형량을 흡수하기 위한 구성이다. 따라서 상기 슬리브(26)가 상기 크랭크축연결부(44)에 압입되면 상기 절결부(44a)의 간격은 상기 슬리브(26)의 압입 전보다 커지게 된다.
이때 상기 절결부(44a)의 형성위치는 도 9에 도시된 위치와 다른 위치라도 큰 상관은 없다. 다만, 본 실시예에서 예시된 절결부(44a)의 위치는 커넥팅로드가 소결에 의해 제작될 때 다른 위치에 비해 제작상 용이하다. 따라서 특별히 의도된 경우가 아니라면 상기 절결부(44a)는 본 실시예에서 예시된 크랭크축연결부(44)의 해당위치에 형성되는 것이 바람직할 것이다.
이외의 다른 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 슬리브가 커넥팅로드의 크랭크축연결부에 압입될 때 발생되는 형상 변형을 특정위치로 유도하거나 크랭크축연결부를 탄성변형시켜 적어도 그 내경의 변경을 최소화하도록 구성된다. 따라서 본 발명에 의하면, 상기 슬리브가 상기 슬리브에 삽입되는 편심핀과 고른 면접촉을 함으로써 상기 편심핀 내주연의 마모가 방지되고 크랭크축으로부터 커넥팅로드를 경유하여 피스톤에 이르는 동력전달 경로에 가해지는 입력이 개선되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 피스톤에 연결되는 피스톤연결부와,
    상기 피스톤연결부에 일단이 연결되는 몸체부와,
    상기 몸체부의 타단에 연결되고 슬리브가 개재된 상태로 크랭크축의 편심핀에 면접촉하며 상기 슬리브와 함께 회전가능하도록 상기 슬리브가 그 내주연에 압입되는 크랭크축연결부를 포함하고,
    상기 크랭크축연결부는 압입에 의한 상기 슬리브의 내경변형이 방지되도록 상기 슬리브의 형상 변경을 특정위치로 유도하기 위한 홈부가 그 내주연에 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 홈부는 상기 크랭크축연결부의 내주연에 소정 깊이로 함몰되어 상기 크랭크축연결부의 내주연을 따라 일정길이만큼 연장됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 홈부는 상기 크랭크축연결부와 몸체부의 연결지점에 대응되는 상기 크랭크축연결부의 내주연에 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 홈부는 상기 크랭크축연결부와 몸체부의 연결지점으 로부터 약 180°위상차를 가지는 지점에 대응되는 상기 크랭크축연결부의 내주연에 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990057042A (ko) * 1997-12-29 1999-07-15 구자홍 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 조립구조
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KR100398683B1 (ko) 2001-10-18 2003-09-19 삼성광주전자 주식회사 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치

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