KR100903034B1 - 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기에 관한 것으로,
전방하우징 및 후방하우징과, 상기 전방하우징과 후방하우징 사이에 배치되며 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 링크식 힌지기구에 의해 상기 구동축과 연결되어 그 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판과의 회전에 따라 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 실린더 블럭과 후방하우징 사이에 설치된 흡입/토출 밸브장치와, 상기 흡입/토출 밸브장치와 후방하우징 사이에 형성된 흡입실과 배출실을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서, 상기 링크식 힌지기구는 구동축의 양측면과, 사판을 사이에 두고 전후방에 각각 하나씩 총 4개의 연결링크 및, 상기 연결링크와 사판, 연결링크와 구동축을 각각 연결하는 힌지핀으로 구성되되, 상기 연결링크는 판상으로 형성되어 있으며, 상기 전방 또는 후방의 연결링크쌍 중 1쌍 이상은 2장 이상 중첩되게 설치된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 압축기 작동시 링크식 힌지기구에 집중적으로 작용하는 압축하중을 분산시켜서 내마모성을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있으며, 압축하중에 의한 변형을 줄임으로써 사판의 경사각의 변동을 원활하게 수행할 수 있다.
사판, 압축기, 링크, 힌지, 마모, 구동축

Description

링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기{SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR HAVING LINK HINGE MECHANISM}
본 발명은 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기에 관한 것으로서, 특히 힌지기구의 내구성이 우수하고 사판의 경사이동이 원활한 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기에 관한 것이다.
차량등에서 사용되는 에어컨의 동작량을 변화시키기 위해서는 냉매의 압축량을 변화시킬 필요가 있다. 냉매의 압축량을 변화시키기 위해서 냉매를 압축하는 콤프레서의 회전량을 변화시키는 방법이 사용되었으나, 콤프레서의 회전량 변화를 위한 기구가 복잡해지는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 콤프레서의 구동축에 대하여 경사질 수 있도록 설치되어 있는 사판을 이용하여 냉매가 압축되도록 하는 사판식 압축기가 개시되었다.
자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 일반적인 사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 일정한 경사각을 가진 디스크 형상의 사판이 고정되게 설치되어 구동축에 의해 회전하고, 상기 사판의 회전에 의하여 사판의 둘 레를 따라 슈(shoe)를 개재하여 설치한 다수의 피스톤들이 실린더 블럭에 형성된 다수의 실린더 보어 내부에서 직선 왕복 운동함으로써 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출하도록 구성된다.
특히, 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 사판식 압축기가 제안되고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 사판식 압축기의 일례를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이, 종래 기술의 실시예에 따른 압축기(1000)는, 전방하우징(120)과 후방하우징(130)으로 구성된 하우징(100)과, 상기 전방하우징(120) 및 후방하우징(130) 사이에 배치되며 복수개의 실린더 보어(110a)를 가지고 있는 실린더 블럭(110)과, 상기 실린더 블럭(110)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)에 연결되어 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판(150)과, 상기 사판(150)과의 회전에 따라 상기 실린더 보어(110a)에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(200)과, 상기 실린더 블럭(110)과 후방하우징(130) 사이에 설치된 흡입/토출 밸브장치(300)와, 상기 흡입/토출 밸브장치(300)를 개재하여 상기 하우징(100)에 형성된 흡입실(131)과 배출실(132)을 포함하여 구성된다.
상기 후방하우징(130)에는 흡입실(131)과 배출실(132)이 각각 형성되어 있으며, 밸브 플레이트(330)에는 실린더 보어(110a)와 흡입실(131)을 연통시키는 흡입구(331), 및 실린더 보어(110a)와 배출실(132)을 연통시키는 배출구(332)가 각각 형성되어 있다.
또한, 상기 밸브 플레이트(330)에 형성된 흡입구(331) 및 배출구(332)에는, 상기 피스톤(200)의 왕복운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(331)와 배출구(332)를 개폐시키기 위한 흡입밸브와 배출밸브가 각각 구비된다.
상기 실린더 블럭(110)은 8개의 실린더 보어(110a)가 형성되어 있으며, 그 실린더 보어(110a)를 통해 왕복 운동하는 피스톤(200)에 의해 상기 흡입실(131)로부터 유입된 냉매가 연속적으로 압축된다. 물론, 실린더 보어(110a)의 갯수는 변동이 가능하다.
상기 구동축(140)은 베어링(400)를 개재하여 상기 전방하우징(120)과 실린더 블럭(110)에 회전이 자유롭게 지지된다.
그리고, 상기 사판(150)은 슈(201)를 개재하여 상기 피스톤(200)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합된다.
사판(150)의 전후에는 각각 연결 돌출부(155)가 형성되어 있고, 연결 돌출부(155)와 구동축(140) 사이에는 연결링크(600)가 개재되어 있으며, 서로는 힌지핀(610)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 연결링크(600)와 연결 돌출부(155), 연결링크(600)와 구동축(140)은 서로에 대하여 힌지 운동이 가능하도록 구성된다.
따라서, 사판(150)의 경사각 변화에 의해 사판(150)에 연결된 피스톤의 행정거리가 변화되도록 하여 압축기의 냉매 토출 용량이 변화된다.
이와 같이, 사판식 압축기의 압축량을 변화시키기 위해 동작하는 사판은, 사판과 구동축을 연결하는 연결링크의 회전 동작에 의해 경사도가 변화하도록 구성되 어 있다.
그런데, 이와 같은 종래의 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기에 따르면, 냉매 압축시 압축하중이 연결링크와 힌지핀에 집중되는 경향이 있다.
특히, 피스톤에 인접한 연결링크와 힌지핀에 압축하중이 집중되어 마모와 크랙이 자주 발생하였다.
또한, 냉매 압축시 압축하중에 의해 축을 중심으로 사판의 굽힘 현상이 발생한다.
이에 따라, 종래에는 구동축으로부터 멀리 떨어진 힌지 부분이 먼저 파손되고, 발생한 파손이 연속적으로 전달되는 현상이 발생하였다.
또한, 상기 연결링크와 힌지핀의 내구성을 높이기 위해 그 자체를 고강도 및 고강성 재료로 구성할 수도 있겠으나, 이 경우에는 구입단가가 커지고 가공이 어려운 단점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 압축하중에 대하여 내구성 및 강성이 큰 힌지식 링크기구를 가지는 사판식 압축기를 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 링크식 힌지기구를 가지는 사 판식 압축기는,
복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 링크식 힌지기구에 의해 상기 구동축과 연결되어 그 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판과의 회전에 따라 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,
상기 링크식 힌지기구는 구동축의 양측면과, 사판을 사이에 두고 전방과 후방에 각각 한 쌍씩 4개로 이루어진 연결링크 및, 상기 연결링크와 사판, 연결링크와 구동축을 각각 연결하는 힌지핀으로 구성되되, 상기 연결링크는 판상으로 형성되어 있으며, 상기 전방 또는 후방의 연결링크 쌍 중 1쌍 이상은 2장 이상 중첩되게 설치된 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 2장 이상 중첩된 연결링크들 사이에는 중간링크가 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 힌지핀이 삽입되는 연결링크의 힌지구멍 내면에는 중공원통형의 보강슬리브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사판의 앞뒤에는 연결 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 힌지핀과 연결링크는 상기 연결 돌출부에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기는, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 링크식 힌지기구에 의해 상기 구동축과 연결되어 그 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판과의 회전에 따라 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,
상기 링크식 힌지기구는 구동축의 양측면과, 사판을 사이에 두고 전후방에 각각 하나씩 총 4개의 연결링크 및, 상기 연결링크와 사판, 연결링크와 구동축을 각각 연결하는 힌지핀으로 구성되되, 상기 연결링크는 판상으로 형성되어 있으며, 상기 힌지핀이 삽입되는 연결링크의 힌지구멍 내면에는 중공원통형의 보강슬리브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 보강슬리브의 경도가 연결링크의 경도보다 큰 것이 바람직하다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 1개의 힌지핀에 다중의 연결링크가 설치되어 있어, 압축기 작동시 집중적으로 작용하는 압축하중을 분산시켜서 내마모성을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다중의 연결링크가 설치되어 있어 압축하중에 의한 변형을 줄임으로써 사판의 경사각의 변동을 원활하게 수행할 수 있다.
또한, 2장 이상 중첩된 연결링크들 사이에 중간링크가 개재되어 있어 연결링크의 접촉이동에 따른 마모를 방지할 수 있다.
또한, 힌지핀이 삽입되는 연결링크의 힌지구멍 내면에 중공원통형의 보강슬리브가 설치되어 있어 힌지구멍 주위의 마모를 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기의 전체적인 구조는 도 1과 동일하므로 동일한 구성에 대하여 동일한 구성부호를 부여하도록 한다.
먼저, 본 실시예에 따른 압축기(1000)는, 전방하우징(120)과 후방하우징(130)으로 구성된 하우징(100)과, 상기 전방하우징(120) 및 후방하우징(130) 사이에 배치되며 복수개의 실린더 보어(110a)를 가지고 있는 실린더 블럭(110)과, 상기 실린더 블럭(110)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 링크식 힌지기구에 의해 상기 구동축(140)과 연결되어 그 경사각이 변할 수 있게 설치된 사판(150)과, 상기 사판(150)과의 회전에 따라 상기 실린더 보어(110a)에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(200)과, 상기 실린더 블럭(110)과 후방하우징(130) 사이에 설치된 흡입/토출 밸브장치(300)와, 상기 흡입/토출 밸브장치(300)를 개재하여 상기 하우징(100)에 형성된 흡입실(131)과 배출실(132)을 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 링크식 힌지기구는 구동축(150)의 양측면과, 사판(150)을 사이에 두고 전후방에 각각 하나씩 총 4개의 연결링크(600) 및 힌지핀(610)에 의해 구성되어 있으며, 상기 연결링크(610)는 판상(板狀)으로 형성되어 있다.
특히, 상기 사판(150)의 전방과 후방에는 각각 연결 돌출부(155)가 형성되어 있고, 연결 돌출부(155)와 구동축(140) 사이에는 연결링크(600)가 개재되어 있으며, 서로는 힌지핀(610)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 연결링크(600)와 연결 돌출부(155), 연결링크(600)와 구동축(140)은 힌지핀(610)에 의해 서로에 대하여 힌지 운동이 가능하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 전방 또는 후방의 연결링크(600)쌍 중 1쌍 이상은 2장 이상(도면에서는 2장) 중첩되게 설치되어 있다.
만일, 2장 이상 중첩된 연결링크(600)를 전방 또는 후방 중 어느 한 쪽에만 설치할 경우, 압축하중이 보다 크게 걸리는 피스톤 쪽에 설치하는 것이 좋다.
즉, 전방 또는 후방의 연결링크(600)가 2개 이상의 복수장으로 구성될 수도 있고, 전후방 모든 연결링크(600)가 복수장으로 구성될 수도 있다.
이와 같이 구성하면, 압축기 작동시 집중적으로 작용하는 압축하중을 분산시켜서 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한, 압축하중에 의한 변형을 줄여서 경사각의 변동이 원활하지 않게 되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 연결링크(600)의 마모현상이 줄어들기 때문에 국부적으로 크랙이 발생하는 것도 방지할 수 있다.
또한, 상기 2장 이상 중첩된 연결링크(600)들 사이에는 중간링크(650)를 개재시켜서 연결링크(600)끼리 서로 접촉함으로써 측면에서 마모되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 힌지핀(610)이 삽입되는 연결링크(600)의 힌지구멍(640) 내면에는 중공원통형의 보강슬리브(630)를 설치하여 압축하중에 의한 마모와 변형을 방지하는 것이 좋다.
즉, 연결링크(600)와 힌지핀(610)은 종래와 마찬가지로 통상의 금속을 채택하고 보강슬리브(630)는 내마모성과 경도가 한층 우수한 재질을 사용한다.
상기 보강슬리브(630)는 억지끼워맞춤 방식으로 연결링크(600)의 힌지구멍(640)에 끼워질 수 있다.
결국, 보강슬리브(630)를 연결링크(600)의 힌지구멍(640)에 끼워서 제조하면 가공이 용이하고 원재료비가 줄어들어 단가가 낮아지는 효과가 있다.
도 1은 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기의 일 예를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1에서 종래기술의 의한 힌지기구의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 링크식 힌지기구를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 링크식 힌지기구를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연결링크의 구조를 나타내는 측면도이다.
<주요 구성부호의 설명>
100 : 하우징 110 : 실린더 블럭
120 : 전방하우징 130 : 후방하우징
140 : 구동축 150 : 사판
200 : 피스톤 300 : 흡입/토출 밸브장치
330 : 밸브 플레이트 600 : 연결 링크
610 : 힌지핀 630 : 보강슬리브
640 : 힌지구멍 650 : 중간링크

Claims (6)

  1. 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 링크식 힌지기구에 의해 상기 구동축과 연결되어 그 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판과의 회전에 따라 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,
    상기 링크식 힌지기구는 구동축의 양측면과, 사판을 사이에 두고 전방과 후방에 각각 한 쌍씩 4개로 이루어진 연결링크 및, 상기 연결링크와 사판, 연결링크와 구동축을 각각 연결하는 힌지핀으로 구성되되, 상기 연결링크는 판상으로 형성되어 있으며, 상기 전방 또는 후방의 연결링크 쌍 중 1쌍 이상은 2장 이상 중첩되게 설치된 것을 특징으로 하는 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2장 이상 중첩된 연결링크들 사이에는 중간링크가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 힌지핀이 삽입되는 연결링크의 힌지구멍 내면에는 중공원통형의 보강슬리브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사판의 앞뒤에는 연결 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 힌지핀과 연결링크는 상기 연결 돌출부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기.
  5. 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 링크식 힌지기구에 의해 상기 구동축과 연결되어 그 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판과의 회전에 따라 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,
    상기 링크식 힌지기구는 구동축의 양측면과, 사판을 사이에 두고 전후방에 각각 하나씩 총 4개의 연결링크 및, 상기 연결링크와 사판, 연결링크와 구동축을 각각 연결하는 힌지핀으로 구성되되, 상기 연결링크는 판상으로 형성되어 있으며, 상기 힌지핀이 삽입되는 연결링크의 힌지구멍 내면에는 중공원통형의 보강슬리브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보강슬리브의 경도가 연결링크의 경도보다 큰 것을 특징으로 하는 링크식 힌지기구를 가지는 사판식 압축기.
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JP2004308621A (ja) 2003-04-10 2004-11-04 Kyowa Metal Work Co Ltd 容量可変型斜板式圧縮機
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