KR100606641B1

KR100606641B1 - 용량가변형 압축기의 오일분리구조

Info

Publication number: KR100606641B1
Application number: KR1020050013687A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 이태진; 김민준; 한영창
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-01

Abstract

본 발명은 용량가변형 압축기의 오일분리구조에 관한 것으로서,

복수개의 실린더보어가 형성되어 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭의 앞쪽에 배치되어 사판실을 형성하는 전방 하우징과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 상기 전방 하우징의 사판실 내에서 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트와, 상기 실린더 블럭의 뒤쪽에 배치되어 상기 실린더보어와 연통되는 토출실과 흡입실이 형성되어 있는 후방 하우징과, 상기 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판에 연결되어 상기 실린더보어를 따라 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 사판실과 배출실을 연통하는 급기통로와, 상기 사판실과 흡입실을 연통하는 부가배기통로와, 상기 급기통로의 도중에 설치된 제어밸브를 포함하여 구성되는 용량가변형 압축기의 오일분리구조에 있어서, 상기 구동축(140)의 내부에는, 사판실(120a)과 흡입실(132)을 연통하는 연통구멍(142)이 형성되어 있고, 상기 러그 플레이트(180)에는 제1분리공(185a)이 관통 형성되어 있고, 상기 러그 플레이트(180)의 내부에는 제1분리공(185a)과 상기 연통구멍(142)을 연통하는 제2분리공(185b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 별도의 오일분리기 없이 러그 플레이트 내부에 형성된 분리공만으로 오일과 냉매가 자연스럽게 분리되므로 내부 조립구성이 매우 간단해진다는 이점이 있다.

Description

용량가변형 압축기의 오일분리구조{A OIL SEPARATING STRUCTURE OF VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

도 1은, 종래의 용량가변형 압축기의 예를 나타내는 종단면도이다.

도 2는, 도 1에서 오일분리구조를 나타내는 상세 단면도이다.

도 3은, 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 오일분리구조를 나타내는 종단면도이다.

도 4는, 도 3에서 냉매 및 오일의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

도 5는, 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 오일분리구조를 나타내는 부분 단면 사시도 및 요부 상세도이다.

도 6은, 도 3에서 러그 플레이트의 구조를 나타내는 도면으로, (a)는 분해 사시도이고, (b)는 전방 사시도이고, (c)는 후방 사시도이다.

※ 주요 도면부호의 설명

110 : 실린더 블럭

110a: 실린더 보어

120 : 전방 하우징

120a : 사판실

130 : 후방 하우징

140 : 구동축

142 : 구동축 연통구멍

150 : 사판

170 : 스프링

180 : 동력전달용 러그 플레이트

185a : 제1분리공

185b : 제2분리공

본 발명은 용량가변형 압축기의 오일분리구조에 관한 것으로서, 특히 별도의 부품을 채용하지 않고도 사판실의 오일을 적절히 분리할 수 있는 용량가변형 압축기의 오일분리구조에 관한 것이다.

자동차의 공조장치 등에 사용되는 압축기로서 용량 가변형 압축기에 대한 연구가 최근 많이 이루어지고 있다. 이는, 열부하의 변동에 따라 제어밸브에 의해 사판의 경사각을 변화시키고 피스톤의 이송량을 제어함으로써 정밀한 온도제어를 달성하는 동시에, 경사각이 연속적으로 변화함으로써 압축기에 의한 엔진의 급격한 토크 변동을 적게 하여 차량의 승차감을 향상시킬 수 있는 장치이다.

이와 같은 종래의 용량 가변형 압축기의 일 예가 한국공개특허공보 제2002-0038464호에 개시되어 있으며, 그 구조를 도 1에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 종래의 용량 가변형 압축기는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(12a)를 가지는 실린더 블럭(12)과, 상기 실린더 블럭(12)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(11)과, 상기 실린더 블럭(12)의 후방에 밸브 플레이트(14a)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(13)으로 구성된다.

상기 전방 하우징(11)의 안쪽에는 사판실(15)이 마련되며, 전방 하우징(11)의 중심 부근에는 구동축(16)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(16)의 타단은 상기 사판실(15)을 통과하여 실린더 블럭(12)에 설치된 베어링(17)을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 구동축(16)에는 러그 플레이트(23)와 사판(25)이 설치되어 있으며, 러그 플레이트(23)와 사판(25) 사이에는 사판(25)을 탄력 지지하기 위한 스프링이 개재되어 있다.

상기 러그 플레이트(23)에는, 중앙부에 가이드홀이 각각 직선 천공된 한쌍의 동력전달용 지지 암이 일면에 일체로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 사판(25)의 일면에는 볼(26)이 형성되어 있어, 상기 러그 플레이트(23)가 회전함에 따라 상기 사판(25)의 볼(26)이 러그 플레이트(23)의 가이드홀 내에서 슬라이딩 이동하면서 사판(25)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

또한, 상기 사판(25)의 외주면은 슈(27)를 개재하여 각 피스톤(21)에 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(25)이 경사된 상태에서 회전함에 따라, 그 외주면에 슈(27)를 개재하여 끼워진 피스톤(21)들은 상기 실린더 블럭(12)의 각 실린더 보어 (12a) 내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방 하우징(13)에는 흡입실(31)과 배출실(32)이 각각 형성되어 있고, 후방 하우징(13)과 실린더 블럭(12) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(14a)에는 각 실린더 보어(12a)에 대응하는 곳에 흡입구(33)과 배출구(35)가 각각 형성되어 있다. 상기 흡입실(31)과 배출실(32)은 도시되지 않은 외부냉매회로를 통해 압축기의 외부에 접속되어 있다.

한편, 구동축(16)의 후단부 쪽에는 오일세퍼레이터(39)가 설치되어 있고, 이는 오일실(40)에 의해 둘러싸여 있다. 그리고, 구동축(16) 내부에는 사판실(15)과 오일세퍼레이터(39) 사이를 연결하는 연통구멍(42)이 형성되어 있다. 상기 오일세퍼레이터(39)는 원통형 캡의 형상으로 되어 있고, 원주방향으로 홈통부(39b)가 형성되어 있다.

실제 압축기의 작동시에는, 제어밸브(38)의 조작에 따라 사판실(15)의 압력이 변화(예컨대, 저압에서 고압)함으로써, 사판실(15)에 잔류했던 냉매가 부가배기통로(45)를 통해 흡기실(31) 쪽으로 배출된다.

이와 같이, 부가배기통로(45)를 따라 사판실(15)로부터 흡입실(31) 쪽으로 이동하는 냉매가스는 오일세퍼레이터(39)의 내부를 경유하게 된다. 그리고, 상기 오일세퍼레이터(39) 내부를 통과하는 냉매가스 중, 오일세퍼레이터(39)의 내주면 근방의 것은 오일세퍼레이터(39)와 함께 회전하게 된다. 상기 회전에 의해 냉매가스 중에 혼재하는 미스트상의 오일이 냉매가스로부터 원심분리된다.

이와 같이 오일세퍼레이터(39)로부터 분리된 오일은 오일세퍼레이터(39)의 내주면을 부착하여 후단측으로 미끄럼 이동하게 되며, 이 오일은 오일세퍼레이터(39)의 회전에 의한 원심력 등의 작용에 의해 오일세퍼레이터(39)의 선단과 밸브ㆍ포트 형성체(14) 사이의 틈이나 홈통부(39b)를 통해 오일세퍼레이터(39)의 외부로 배출되어 오일실(40) 내에 체류된다.

또한, 상기 오일은 연속적으로 연통로(40a)를 통해 급기통로(37)로 도입되고 냉매가스류 등에 의해 사판실(15)로 복귀된다. 이에 따라, 사판실(15) 내의 오일양이 풍부하게 되어 윤활상태가 양호해진다.

한편, 오일세퍼레이터(39)에서 오일이 분리된 후의 냉매가스 일부는 통로(41)를 통해 흡입실(31)로 도입되고, 연속적으로 압축실(22)과 배출실(32)을 경유하여 외부 냉매회로로 배출된다.

상기 공보에는 이와 같은 오일세퍼레이터(39)의 구성이 다양하게 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 용량가변형 압축기는 오일세퍼레이터와 같은 별도의 오일분리기가 필요하고, 이를 위한 별도의 공간이 필요했기 때문에 설계 및 조립에 있어서 커다란 제약이 되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 별도의 오일분리기가 없어도 오일분리의 기능을 충분히 발휘할 수 있어 구조가 간단하고 조립구성이 용이한 용량가변형 압축기의 오일분리구조를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 오일분리구조는,

복수개의 실린더보어가 형성되어 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭의 앞쪽에 배치되어 사판실을 형성하는 전방 하우징과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 상기 전방 하우징의 사판실 내에서 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트와, 상기 실린더 블럭의 뒤쪽에 배치되어 상기 실린더보어와 연통되는 토출실과 흡입실이 형성되어 있는 후방 하우징과, 상기 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판에 연결되어 상기 실린더보어를 따라 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 사판실과 배출실을 연통하는 급기통로와, 상기 사판실과 흡입실을 연통하는 부가배기통로와, 상기 급기통로의 도중에 설치된 제어밸브를 포함하여 구성되는 용량가변형 압축기의 오일분리구조에 있어서,

상기 구동축의 내부에는, 사판실과 흡입실을 연통하는 연통구멍이 형성되어 있고,

상기 러그 플레이트에는 제1분리공이 관통 형성되어 있고, 상기 러그 플레이트의 내부에는 제1분리공과 상기 연통구멍을 연통하는 제2분리공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동축의 후단부에는 드러스트 베어링이 설치되어 있고,

상기 드러스트 베어링의 뒤쪽에는 상기 실린더 블럭와 구동축 사이를 밀봉하 는 밀봉부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 밀봉부재는 로크너트인 것이 바람직하다.

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

도 3 내지 도 6에, 본 실시예에 따른 경사이동이 원활한 용량 가변형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 용량 가변형 사판식 압축기(1000)는, 내주면에 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더 보어(110a)를 가지고 있고 압축기의 외부를 구성하는 실린더 블럭(110)과, 상기 실린더 블럭(110)의 앞쪽 단부에 배치되어 사판실(120a)을 형성하는 전방 하우징(120)과, 상기 실린더 블럭(110)과 전방 하우징(120)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 전방 하우징(120)의 사판실(120a) 내에서 상기 구동축(140)에 고정 설치된 러그 플레이트(180)와, 내부에 흡입실(132)과 배출실(133)이 형성되어 있고 상기 실린더 블럭(110)의 뒤쪽 단부에 배치되어 있는 후방 하우징(130)과, 상기 러그 플레이트(180)에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있으며 원형의 판상으로 형성된 사판(150)과, 상기 러그 플레이트(180)와 사판(150) 사이에 지지된 스프링(170)과, 상기 사판(150)에 연결되어 실린더 보어(110a) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(200)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 피스톤(200)은 슈(201)를 개재하여 상기 사판(150)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합되어 있으나, 슈(201) 대신 기다란 연결봉 및 연결봉의 일단에 형성된 안내홈에 의해 연결된 구성도 무방하다.

상기 후방 하우징(130)에는 흡입실(132)과 배출실(133)이 각각 형성되어 있으며, 밸브 플레이트(131)에는 실린더 보어(110a)와 흡입실(132)을 연통시키는 흡입구(131a), 및 실린더 보어(110a)와 배출실(133)을 연통시키는 배출구(미도시)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브 플레이트(131)에 형성된 흡입구(131a) 및 배출구에는, 상기 피스톤(180)의 왕복운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(131a)와 배출구를 개폐시키기 위한 흡입밸브와 배출밸브가 각각 구비된다.

그리고, 상기 사판실(120a)과 배출실(133)을 연통하는 급기통로(137)와, 상기 사판실(120a)과 흡입실(132)을 연통하는 부가배기통로(145)와, 상기 급기통로(137)의 도중에 설치된 제어밸브(138)가 설치되어 있다.

한편, 상기 구동축(140)의 내부에는, 부가배기통로(145)의 일부로서 사판실(120a)과 흡입실(132)를 연통하는 연통구멍(142)이 길이방향으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 러그 플레이트(180)의 앞뒤로는 제1분리공(185a)이 관통 형성되어 있어 사판실(120a)과 연통되어 있다. 그리고, 상기 러그 플레이트(180)의 내부에는 제1분리공(185a)과 상기 연통구멍(142)을 연통하는 제2분리공(185b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 제2분리공(185b)과 연통구멍(142)은 구동축(140)의 연결구멍 (147)에 의해 연통되어 있다.

한편, 상기 구동축(140)과 실린더 블럭(110) 사이에는 레이디얼 베어링(300)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 레이디얼 베어링(300)의 뒤쪽인 구동축(140)의 후단부에는 드러스트 베어링(400)이 설치되어 있다. 이는, 구동축(140)이 축방향으로 이상(異常) 이동하는 것을 방지하기 위함이다. 상기 드러스트 베어링(400)은 니들 베어링 등이 사용될 수 있다.

그런데, 상기 레이디얼 베어링(300)과 드러스트 베어링(400)을 통해 사판실(120a) 내의 냉매가 그대로 흡입실(132)로 빠져 새어나갈 수 있다. 이 냉매는 오일이 분리되지 않은 상태이므로 흡입실(132) 및 외부 냉매회로에 유입되어 압축기에 악영향을 미칠 수 있다.

이를 방지하기 위해, 상기 드러스트 베어링(400)의 뒤쪽에는 로크너트(500)가 설치되어 있으며, 상기 로크너트(500)가 상기 실린더 블럭(110)와 구동축(140) 사이를 밀봉하면서 설치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 베어링(300)(400)을 통해 냉매가 누출되는 것을 방지하면서도, 구동축(140)을 보다 견고하게 축방향 지지할 수 있게 된다.

물론, 상기 드러스트 베어링(400)은 실린더 블럭(110)에 의해 지지되도록 하고, 상기 드러스트 베어링(400) 뒤쪽의 실린더 블럭(110)과 구동축(140) 사이에 지지기능이 없는 밀봉부재가 별도로 설치되어 있어도 된다.

이하, 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 오일분리구조의 작용을 설명한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어밸브(138)의 작용에 따라 배출실(133)의 고압 냉매가 사판실(120a) 내에 공급되면, 사판실(120a) 내의 압력이 변화하면서 사판실 내에 있던 냉매가 부가배기통로(145)를 통해 흡입실(132)로 유입된다. 이 때, 상기 냉매에는 미스트형의 오일이 포함되어 있다.

상기 냉매는 부가배기통로(145)의 일부로서 러그 플레이트(180)에 형성된 제1분리공(185a)과 제2분리공(185b)을 먼저 지나게 된다. 이 경우, 러그 플레이트(180)의 회전에 의한 원심력의 작용으로 오일과 냉매는 분리되는데, 오일은 제1분리공(185a)에 부착되어 사판실(120a)로 미끄러지면서 공급되고 냉매는 제2분리공(185b)을 통해 저압의 흡입실(132)로 배출된다. 이에 따라, 사판실(120a) 내에 오일이 풍부해져서 원활한 윤활이 가능해지게 된다.

이와 같이, 별도의 오일분리기가 없이, 러그 플레이트 내부에 형성된 분리공에 의해 오일의 자연스러운 분리가 이루어지게 된다.

상기한 바와 같은 구성이 본 발명에 따르면, 별도의 오일분리기 없이 러그 플레이트 내부에 형성된 분리공만으로 오일과 냉매가 자연스럽게 분리되므로, 압축기의 내부 조립구성이 매우 간단해진다는 이점이 있다.

Claims

복수개의 실린더보어가 형성되어 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭의 앞쪽에 배치되어 사판실을 형성하는 전방 하우징과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 상기 전방 하우징의 사판실 내에서 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트와, 상기 실린더 블럭의 뒤쪽에 배치되어 상기 실린더보어와 연통되는 토출실과 흡입실이 형성되어 있는 후방 하우징과, 상기 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판에 연결되어 상기 실린더보어를 따라 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 사판실과 배출실을 연통하는 급기통로와, 상기 사판실과 흡입실을 연통하는 부가배기통로와, 상기 급기통로의 도중에 설치된 제어밸브를 포함하여 구성되는 용량가변형 압축기의 오일분리구조에 있어서,

상기 구동축(140)의 내부에는, 사판실(120a)과 흡입실(132)을 연통하는 연통구멍(142)이 형성되어 있고,

상기 러그 플레이트(180)에는 제1분리공(185a)이 관통 형성되어 있고, 상기 러그 플레이트(180)의 내부에는 제1분리공(185a)과 상기 연통구멍(142)을 연통하는 제2분리공(185b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 오일분리구조.
제1항에 있어서,

상기 구동축(140)의 후단부, 실린더 블럭(110)에는 드러스트 베어링(400)이 설치되어 있고,

상기 드러스트 베어링(400)의 뒤쪽에는 상기 실린더 블럭(110)와 구동축(140) 사이를 밀봉하는 밀봉부(500)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 오일분리구조.
제2항에 있어서,

상기 밀봉부(500)는 로크너트인 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 오일분리구조.