KR100621045B1 - 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 연결되어 그 내주연으로 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 끼워지는 슬리브(28)의 외주연과 면접촉하도록 소정 길이만큼 곡면을 형성하며 연장되는 크랭크축연결부(24)와, 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 상기 슬리브(28)가 고정되도록 상기 크랭크축연결부(24)의 양단에 탄성력을 발휘하도록 체결되어 상기 슬리브(28)를 지지하는 클램프(26)를 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명에 의하면, 상기 크랭크축연결부(24)에 고정되는 상기 슬리브(28)에 형상 변형이 없어져 상기 슬리브(28)가 그 내부에 삽입되는 편심핀(5b)과 고르게 면접촉되게 함으로써 상기 슬리브(28) 및 편심핀(5b)의 마모가 현저히 감소되는 효과가 있다.
커넥팅로드, 클램프, 슬리브, 탄성

Description

밀폐형 압축기의 커넥팅로드{A Connectingrod For Hermatic Compressor}
도 1에는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 커넥팅로드에 슬리브가 삽입된 상태의 구성을 보인 사시도.
도 3은 종래 기술에 의한 크랭크축연결부와 슬리브에 대한 구성을 보인 확대 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 커넥팅로드의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 5는 본 발명 실시예에 슬리브가 결합된 상태의 구성을 보인 사시도.
도 6은 본 발명 실시예의 구성을 보인 분해사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 피스톤연결부 22 : 몸체부
24 : 크랭크축연결부 24a : 홈부
26 : 클램프 28 : 슬리브
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 삽입되어 고정된 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 상기 편심핀(5b)의 외주연을 따라 슬라이드될 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 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 프레임(2)에 일체로 성형된다. 그리고 압축실(6')에는 커넥팅로드(9)의 피스톤연결부(9a)가 연결된 피스톤(7)이 설치된다. 그리고 실린더(6)의 선단에는 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(10) 상에는 헤드커버(11)가 장착되고, 헤드커버(11)에는 흡입머플러(12)가 상기 압축실(6')로 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, 8은 상기 크랭크축연결부(9c)에 압입되어 상기 편심핀(5b)에 끼워지는 슬리브이며, 9b는 커넥팅로드(9)의 몸체부이다.
도 2는 종래 기술에 의한 커넥팅로드에 슬리브가 삽입된 상태의 구성을 보인 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 피스톤연결부(9a)는 피스톤(7)의 내측에 형성된 챔버에 연결된다. 상기 피스톤연결부(9a)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, 상기 피스톤연결부(9a)는 내부가 소정직경으로 관통되어 상기 피스톤(7)과 핀(7a)에 의해 연결된다.
상기 피스톤연결부(9a)에는 몸체부(9b)의 일단이 연결된다. 이때 상기 몸체부(9b)는 막대 형상으로 제작되어 상기 피스톤연결부(9a)와 이하에서 설명될 크랭크축연결부(9c)를 연결한다.
상기 몸체부(9b)의 타단에는 크랭크축연결부(9c)가 구비된다. 상기 크랭크축연결부(9c)에도 상기 피스톤연결부(9a)와 유사하게 내부가 소정직경으로 관통되어 슬리브(8)가 압입된다. 여기서, 상기 슬리브(8)는 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 삽입되는 것으로, 압축행정시 상기 크랭크축연결부(9c)와 일체로 되어 상기 편심핀(5b)에 의해 구동된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 종래 기술에서는 상기 크랭크축연결부(9c)에 상기 슬리브(8)를 압입함으로써 상기 슬리브(8)의 형상에 변형이 발생한다. 다시 말해, 상기 슬리브(8)는 압입시에 상기 크랭크축연결부(9c)에 의해 받는 압력에 의해 도 3에 도시된 바와 같이, 내경에 굴곡이 생긴다. 따라서 종래 기술에서는 상기와 같은 슬리브(8)의 굴곡으로 인해 상기 슬리브(8)가 이에 삽입되는 편심핀(5b)과 선접촉됨으로써 상기 슬리브(8) 및 편심핀(5b)에 마모가 발생되는 문제점이 있었다.
특히 이러한 슬리브(8)의 변형은 상기 슬리브(8)가 연질의 물질로 제작될 경우 더욱 심해진다. 따라서 상기 슬리브(8)와 편심핀(5b) 사이의 마찰 손실을 줄여 입력을 개선하기 위해 알루미늄으로 상기 슬리브(8)를 제작하더라도, 알루미늄은 연질이므로 압입과정 중 그 변형정도가 심하여 상기 슬리브(8)가 제기능을 전혀 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 슬리브가 크랭크축연결부에 변형 없이 삽입되어 고정가 능한 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 연결되어 그 내주연으로 크랭크축의 편심핀에 끼워지는 슬리브의 외주연과 면접촉하도록 소정 길이만큼 곡면을 형성하며 연장되는 크랭크축연결부와, 상기 크랭크축연결부의 내주연에 상기 슬리브가 고정되도록 상기 크랭크축연결부의 양단에 탄성력을 발휘하도록 체결되어 상기 슬리브를 지지하는 클램프를 포함하여 구성된다.
상기 크랭크축연결부의 양단에는 상기 클램프의 양단이 삽입되어 고정될 수 있는 홈부가 각각 형성된다.
상기 크랭크축연결부는 평면상 상기 슬리브의 외주연의 절반 이하에 대응되게 연장 형성된다.
상기 피스톤연결부, 몸체부 및 크랭크축연결부는 소결에 의해 일체로 제작되고, 상기 슬리브는 알루미늄으로 제작된다.
상기 클램프는 소정의 탄성을 가진 금속재질로 제작되어 상기 크랭크축연결부에 탄성변형된 상태로 체결된다.
상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 크랭크축연결부에 고정되는 상기 슬리브에 형상 변형이 없어져 상기 슬리브가 그 내부에 삽입되는 편심핀과 고르게 면접촉되게 함으로써 상기 슬리브 및 편심핀의 마모가 현저히 감소 되는 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 4는 본 발명에 의한 커넥팅로드의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 실시예에 슬리브가 결합된 상태의 구성을 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 실시예의 구성을 보인 분해사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 피스톤연결부(20)는 피스톤(7)의 내측에 형성된 챔버에 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, 본 실시예에서 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 막대 형상으로 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 상기 몸체부(22)와의 연결지점으로부터 양방향으로 소정길이만큼 곡 면을 형성하며 연장된다. 이때 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 형성되는 곡면은 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 끼워지는 슬리브(28)의 외주연 곡면에 대응한다. 즉, 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연은 상기 슬리브(28)의 외주연에 면접촉 가능한 곡면으로 구성된다.
그런데 상기 크랭크축연결부(24)는 상기 슬리브(28)의 외주연 전체에 대응되게 원형으로 연장되는 것이 아니라, 상기 슬리브(28)가 상기 크랭크축연결부(24)에 측면으로 진입하여 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 안착가능한 정도까지만 연장된다. 다시 말하면, 상기 크랭크축연결부(24)는 평면상 상기 슬리브(28)의 외주연의 절반 이하에 대응되는 반원 형상으로 연장 형성된다. 이는 상기 슬리브(28)가 상기 크랭크축연결부(24)에 압입됨으로써 발생되는 상기 슬리브(28)의 변형을 최소화하기 위함이다.
이러한 크랭크축연결부(24)에는 클램프(26)가 연결됨으로 해서 상기 슬리브(28)를 고정시키게 된다. 즉, 상기 클램프(26)는 탄성변형이 가능한 금속 재질로 제작되는 것으로, 상기 슬리브(28)가 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 고정된 상태를 유지하도록 상기 슬리브(28)에 탄성력을 가하는 역할을 한다. 따라서 상기 클램프(26)는 일반적인 판스프링과 유사한 역할을 한다고 볼 수 있다.
이와 같이 상기 클램프(26)가 상기 크랭크축연결부(24)에 체결되도록 상기 크랭크축연결부(24)의 양단에는 소정깊이로 함몰되어 높이방향으로 연속된 홈부(24a)가 각각 형성된다. 따라서 상기 클램프(26)는 상기 홈부(24a)에 그 양단이 각각 삽입됨으로써 상기 클램프(26)가 탄성변형되면서 도 5에 화살표로 표시된 바와 같이, 상기 슬리브(28)를 압박하며 지지하게 된다.
상기 피스톤연결부(20), 몸체부(22) 및 크랭크축연결부(24)로 구성된 커넥팅로드는 소결에 의해 일체로 제작되는 것이 바람직하다. 이는 만일 상기 피스톤연결부(20), 몸체부(22) 및 크랭크축연결부(24) 각각이 별개로 제작되어 서로 결합된다면 결합작업으로 인한 추가적인 공정 및 비용이 소요되기 때문이다.
그리고 본 실시예에서는 상기 슬리브(28)를 알루미늄으로 제작하였다. 이는 슬리브(28)가 소결로 제작되었을 때보다 상기 편심핀(5b)과의 마찰이 줄어들게 됨으로써 입력이 개선되기 때문이다.
이하에서는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 커넥팅로드의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 본 발명에 따른 커넥팅로드의 조립과정을 설명한다.
커넥팅로드의 크랭크축연결부(24)에는 슬리브(28)가 접촉된다. 이때 상기 크랭크축연결부(24)는 몸체부(22)와의 연결지점으로부터 평면상 상기 슬리브(28) 외주연의 절반 이하에 대응되게 연장되므로 별도의 힘을 가하지 않고도 상기 슬리브(28)를 상기 크랭크축연결부(24)에 접촉하는 것이 가능하다.
이 후, 클램프(26)의 일단을 상기 크랭크축연결부(24)의 일단에 형성된 홈부(24a)에 끼우고 상기 클램프(26)의 타단을 상기 크랭크축연결부(24)의 타단에 형성된 홈부(24a)에 끼우기 위해 상기 클램프(26)를 탄성변형시킨다. 그러면 상기 클램프(26)는 탄성변형되며 상기 슬리브(28)에 밀착된 상태로 상기 크랭크축연결부(24)의 타단에 형성된 홈부(24a)에 끼워지게 된다. 이때 상기 클램프(26)의 복원력은 상기 슬리브(28)의 측면으로 가해져 상기 슬리브(28)가 상기 크랭크축연결부(24)의 내주연에 보다 밀착되게 한다. 따라서 상기 슬리브(28)는 상기 크랭크축연결부(24)와 상기 클램프(26)에 의해 지지되어 고정상태를 유지하게 된다.
이와 같이 제작된 커넥팅로드를 피스톤(7)과 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 각각 결합한다. 이 후 압축기를 구동하면, 고정자(3)와 회전자(4)의 전자기적 상호작용에 의해 크랭크축(5)이 회전하고 편심핀(5b)이 동시에 크랭크축(5) 상에서 원주운동을 하여 커넥팅로드의 크랭크축연결부(24)가 회동하게 된다.
여기서 편심핀(5b)에는 커넥팅로드의 크랭크축연결부(24)가 상기 슬리브(28)가 개재된 상태로 연결되고, 피스톤(7)에는 피스톤연결부(20)가 연결된다. 그리고 상기 크랭크축연결부(24)와 피스톤연결부(20)는 몸체부(22)를 통하여 연결된다. 따라서 상기 편심핀(5b)의 원주운동에 따라 피스톤(7)은 상기와 같은 커넥팅로드에 의해 직선왕복운동을 하게 된다.
그리고 이때 상기 클램프(26)는 어느 정도 탄성변형이 가능한 금속으로 제작된다. 그러나 상기 클램프(26)가 가지고 있는 탄성계수에 의한 복원력은 상기 커넥팅로드가 피스톤(7)을 직선왕복운동시키는 힘보다 적어도 같거나 크도록 설계된다. 따라서 상기 커넥팅로드가 피스톤(7)을 직선왕복운동시킬 때 상기 슬리브(28)가 상기 크랭크축연결부(24)로부터 이격되는 등의 요동이 거의 발생하지 않게 된다.
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 크랭크축연결부가 평면상 반원 이하의 형태로 연장 형성되고, 상기 크랭크축연결부의 절단된 양단에는 클램프가 체결되어 상기 슬리브가 상기 클램프에 의한 복원력에 지지되어 상기 크랭크축연결부에 고정되도록 구성된다. 따라서 본 발명에 의하면, 상기 크랭크축연결부에 고정되는 상기 슬리브에 형상 변형이 없어져 상기 슬리브가 그 내부에 삽입되는 편심핀과 고르게 면접촉되게 함으로써 상기 슬리브 및 편심핀의 마모가 현저히 감소되는 효과가 있다.
특히, 본 발명에서 슬리브의 재질인 알루미늄은 비교적 외력에 약한 연질임에도 불구하고 상기 슬리브는 내경 진직도의 변화가 거의 없다. 따라서 본 발명에 의하면, 표면처리성이 양호한 알루미늄으로 상기 슬리브를 제작하여 변형없는 상태로 사용할 수 있게 됨으로써 상기 슬리브와 편심핀 사이의 입력이 개선되는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 피스톤에 연결되는 피스톤 연결부와,
    상기 피스톤연결부에 일단이 연결되는 몸체부와,
    상기 몸체부의 타단에 연결되어 그 내주연으로 크랭크축의 편심핀에 끼워지는 슬리브의 외주연과 면접촉하도록 소정 길이만큼 곡면을 형성하며 연장되는 크랭크축연결부와,
    상기 크랭크축연결부의 내주연에 상기 슬리브가 고정되도록 상기 슬리브에 면접촉하고 상기 크랭크축연결부의 양단에 탄성력을 발휘하도록 체결되어 상기 슬리브를 지지하는 클램프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 크랭크축연결부의 양단에는 상기 클램프의 양단이 삽입되어 고정될 수 있는 홈부가 각각 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 크랭크축연결부는 평면상 상기 슬리브의 외주연의 절반 이하에 대응되게 연장 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤연결부, 몸체부 및 크랭크축연결부는 소결에 의해 일체로 제작되고, 상기 슬리브는 알루미늄으로 제작됨을 특징으로 하는 밀폐 형 압축기의 커넥팅로드.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클램프는 소정의 탄성을 가진 금속재질로 제작되어 상기 크랭크축연결부에 탄성변형된 상태로 체결됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 커넥팅로드.
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