KR100963936B1 - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동축에 결합되는 사판의 구동을 가변 용량식 또는 고정 용량식의 이중구조로 변경할 수 있는 사판식 압축기에 관한 것으로, 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트와, 상기 러그플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되도록 구동축에 설치되는 사판과, 상기 사판 내에 위치하고 상기 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 구동축에는 고정수단이 설치되되, 상기 고정수단은 슬리브의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링과, 상기 사판을 고정링쪽으로 가압하는 가압부재로 구성된 것을 특징으로 하므로 필요에 따라 고정식으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 고정식 사판의 경사각은 최소 경사각에서부터 최대 경사각 사이에서 다양한 각도로 규제할 수 있는 효과가 있다.

왕복동식, 사판식 압축기, 가변 용량식, 고정 용량식, 고정수단

Description

사판식 압축기{Swash Plate Type Compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 특히 구동축에 결합되는 사판의 구동을 가변 용량식 또는 고정 용량식의 이중구조로 변경할 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 사판식 압축기는 회전하는 구동축에 의해 피스톤이 왕복운동 하면서 냉매를 흡입하여 압축하고 압축된 냉매는 토출시키는 역할을 수행한다.

이러한 사판식 압축기는 사판의 구동 방식에 따라 가변 용량식(이하, '가변식' 이라 함)과 고정 용량식(이하, '고정식'이라 함)으로 구분된다.

상기 고정식은 구동축의 정해진 회전수에 대하여 압축용량이 항상 동일하게 설정된 것으로, 엔진 또는 모터에 의해 구동되는 자동차용 공기조화장치에 사용될 경우에는 냉방 부하에 따라 압축기의 펌핑 용량을 가변시킬 수 없으므로 압축기의 구동에 따른 부하가 크게 발생하게 된다.

현재에는 자동차용 공기조화장치의 냉방 부하에 따른 압축기의 토출 용량을 가변시킬 수 있는 가변식 압축기가 개발되었다.

이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 가변식 압축기의 구성을 설명한다.

종래기술에 따른 가변식 압축기는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더보어(2a)를 가지는 실린더블록(2)과, 상기 실린더블록(2)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(1)과, 상기 실린더블록(2)의 후방에 밸브 플레이트(8)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(3)으로 구성된다.

상기 전방 하우징(1)의 안쪽에는 사판실(26)이 마련되며, 이 사판실(26)을 관통하여 구동축(4)이 배치된다. 이를 위해, 구동축(4)의 일단은 전방 하우징(1)의 중심에 베어링(11)을 개재하여 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(4)의 타단은 실린더블록(2)의 중심축공에 베어링(12,14)을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 구동축(4)에는, 평판부(32)를 따라 이동하면서 경사각이 가변되는 사판(5)이 설치되며, 상기 실린더블록(2)과 사판(5) 사이의 구동축(4)에는 사판(5)을 탄력 지지하기 위한 스프링(18)이 개재되어 있다.

상기 사판(5)의 전면에는 구동축(4)의 중심선과 평행하게 2장의 판부가 설치되어 있고, 각 판부에는 각각 원형 구멍이 형성되어 있다. 또한, 상기 원형 구멍에는 핀(31)이 조립되어 있다.

그리고, 상기 평판부(32)의 외측면은 사판(5)을 향해 직선모양으로 하강하도록 기울어진 가이드면(33)이 형성되어 있다. 실제 구동시, 사판(5)이 경사짐에 따라 상기 핀(31)이 가이드면(33)을 따라 이동하게 된다.

또한, 상기 각 판부 사이에는 평판부(32)가 개재되므로, 구동축(4)이 회전함에 따라 사판(5)이 함께 회전하게 되어 있다.

이에 따라서, 상기 사판(5)이 경사진 상태에서 회전하면, 그 외주면에 슈(7)를 개재하여 끼워진 피스톤(6)들이 상기 실린더블록(2)의 각 실린더보어(2a) 내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방 하우징(3)에는 흡입실(23)과 배출실(22)이 각각 형성되어 있으며, 후방 하우징(3)과 실린더블록(2) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(8)에는 각 실린더보어(2a)에 대응하는 곳에 흡입구(25)와 배출구(24)가 각각 형성되어 있다.

상기 밸브 플레이트(8)에 형성된 각각의 흡입구(23) 및 배출구(24)에는 상기 피스톤(6)의 왕복 운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(23)와 배출구(24)를 개폐시키기 위한 흡입리드(16)가 구비된다.

이와 같이 이루어진 종래의 가변식 압축기는 사판실(26) 내의 압력과 실린더보어(2a) 내의 흡입압과의 차압에 대응하여 사판(5)의 경사각이 조절됨으로써 상기 사판(5)의 경사각 변화에 의해 상기 사판(5)에 연결된 피스톤(6)의 행정거리가 변화하여 압축기의 토출용량이 변화될 수 있게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 사판식 압축기는 사용목적에 따라 구동축에 설치되는 사판을 고정식 또는 가변식으로 각각 나누어 생산하는 것으로, 그에 따른 제품생산 비용이 크게 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 필요에 따라 가변식 사판 압축기의 생산라인을 고정식으로 활용할 수 있고, 고정식으로 사용할 경우에는 사판의 경사각을 최소 경사각에서부터 최대 경사각 사이에서 다양한 각도로 규제할 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 고정식과 가변식의 부품공동화를 통해 제품생산 비용을 크게 절감시킬 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 사판식 압축기는 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트와, 상기 러그플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되도록 구동축에 설치되는 사판과, 상기 사판 내에 위치하고 상기 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 구동축에는 고정수단이 설치되되, 상기 고정수단은 슬리브의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링과, 상기 사판을 고 정링쪽으로 가압하는 가압부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 고정링은 다양한 길이로 마련되고, 그 길이에 따라 사판을 최소 경사각에서 최대 경사각 사이의 범위에서 고정될 수 있도록 선별조립되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 가압부재는 사판과 접하는 가압편과, 상기 가압편과 구동축에 형성되는 스토퍼 사이에 개재되는 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가압편은 사판의 경사각에 대응하여 접촉하는 수평면과 경사면으로 이루진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가압부재는 슬리브의 타단과 직접 접하는 가압편과, 상기 가압편과 구동축에 형성되는 스토퍼 사이에 개재되는 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압부재는 사판의 일면에 밀착 상태로 접하는 가압편과, 상기 가압편과 구동축에 형성되는 스토퍼 사이에 개재되는 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 가압편은 사판의 경사각에 따라 다양하게 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가압편에 형성된 경사면에는 슬리브와 접촉하는 접촉부가 형성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 가변식 사판 압축기에 고정수단을 설치함으로써, 필요에 따라 고정식으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 고정식 사판의 경사각은 최소 경사각에서부터 최대 경사각 사이에서 다양한 각도로 규제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 고정식과 가변식의 부품공동화에 따른 제품생산 비용을 크게 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사판식 압축기는 다수개의 실린더보어(110)를 갖는 실린더블록(100)과, 상기 실린더블록(100)의 실린더보어(110)에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(200)과, 상기 실린더블록(100)의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방하우징(310,320)과, 상기 전방하우징(310)과 실린더블록(100)에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축(400)과, 상기 구동축(400)에 각각 설치되는 러그플레이트(170) 및 사판(180)과, 상기 사판(180) 내에 위치하여 경사각을 변화시키는 슬리브(190)와, 상기 슬리브(190)의 미끄럼 이동을 저지하는 고정수단(500)으로 구성된다.

그 밖의 구성은 앞서 설명한 도 1의 종래기술과 동일하므로, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하고, 이하 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 슬리브(190)는 구동축(400)에 대한 미끄럼 이동을 통해 사판(180)의 경사각을 변화시키는 것으로, 내부에는 상기 구동축(400)과 결합하는 관통구가 형성되어 있어 구동축(400)에 대하여 전후방향으로 상대 이동가능하게 된다.

상기 슬리브(190)의 양 측면에는 사판(180)과 일체로 결합되는 안내용 돌출부(191)가 형성된다. 따라서, 상기 슬리브(190)는 구동축(400)을 따라 이동하는 과정에서 사판(180)을 최소 경사각에서 최대 경사각으로 변화시키게 한다.

한편, 상기 구동축(400)에는 슬리브(190)의 축방향 이동량을 규제하는 스토퍼(192)가 설치된다.

이하, 본 발명의 특징적인 구성요소인 고정수단(500)에 대하여 상세히 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 고정수단(500)은 가변되는 사판(180)의 경사각을 필요에 따라 고정시킬 수 있도록 상기 슬리브(190)를 사이에 두고 양측 단부에 설치되는 것으로, 상기 슬리브(190)의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링(510)과, 상기 사판(180)을 고정링(510)쪽으로 가압하는 가압부재(540)로 구성된다.

여기서, 상기 고정링(510)은 구동축(400)에 끼워지는 상태로 결합하는 원통형의 형상으로 되어있으나, 반드시 이에 한정하지 않으며 그 외형이 다각형의 형태로 적용될 수 있다.

이러한 상기 고정링(510)의 일단은 상기 러그플레이트(170)와 접하고 타단은 상기 슬리브(190)의 일단과 접하게 된다.

그러나, 상기 고정링(510)의 일단은 반드시 러그플레이트(170)에 접하지 않고, 구동축(400)에 별도의 접촉돌기(미도시)를 형성하여 접하게 할 수도 있다.

특히, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 고정링(510)은 다양한 길이로 제작되고, 그 길이에 따라 사판(180)을 최소 경사각에서 최대 경사각 사이의 범위에서 고정시킬 수 있도록 선별조립되는 바람직하다.

예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 고정링(510)의 길이를 짧게 하면, 그와 접촉하는 슬리브(190)가 고정링(510)쪽으로 이동하는 거리가 길어짐에 따라 상기 러그플레이트(170)에 힌지결합된 사판(180)은 최대 경사각을 향하여 기울어지게 된다. 반대로, 상기 고정링(510)의 길이가 길어지게 되면 상기 사판(180)은 최소 경사각을 향하여 기울어지게 된다.

따라서, 상기 고정링(510)은 다양한 길이를 통해 사판(180)의 경사각을 다양하게 조절할 수 있다.

한편, 상기 가압부재(540)는 사판(180)의 일면을 가압하는 것으로, 상기 사판(180)의 일면과 접하는 가압편(520)과, 상기 가압편(520)과 구동축(400)의 스토퍼(192) 사이에 개재되어 탄성가압 작용하는 가압스프링(530)으로 구성된다.

여기서, 상기 가압편(520)은 사판(180)이 가압스프링(530)의 가압력을 보다 용이하게 전달받을 수 있도록 보조수단의 역할을 수행한다.

구체적으로, 상기 가압편은 외형이 사각형의 형태로 이루어지며, 상기 사판(180)과 접촉하는 면은 사판(180)의 최소 경사각과 최대 경사각에 용이하게 접할 수 있도록 수평면(521)과 경사면(522)을 형성한다(도 3참조).

즉, 상기 가압편(520)은 사판(180)이 최대 경사각일 일 때 경사면(522)에 접하고, 최소 경사각일 경우에는 수평면(521)에 접한 상태에서 가압하게 된다.

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 가압편(520')은 슬리브(190)와 직접 접촉하는 형태로도 적용시킬 수 있다.

이 경우, 상기 가압편(520')은 가압스프링(530)과 접촉하는 면을 넓게 형성한다.

또한, 도 7은 가압편(520'')의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 경우 상기 가압편(520'')의 일면은 그 사판(180)의 일면에 밀착하여 접하도록 한다.

즉, 상기 가압편(520'')의 일면은 사판(180)의 경사각에 대응하도록 경사면(521'')을 형성한다.

마찬가지로, 상기 가압편(520'')의 경사면(521'')은 전술한 고정링(510)의 길이에 따른 사판(180)의 경사각 값에 대응하여 선별조립될 수 있도록 다수개로 제작한다.

이와 같이, 상기 가압편(520'')은 사판(180)의 일면 전체와 접하는 형태로 형성됨으로써, 사판(180)의 경사각을 보다 안정적으로 받쳐주게 되어 상기 가압스프링(530)의 가압력을 충분히 전달할 수 있게 된다.

아울러, 상기 가압편(520'')의 경사면(521'')에는 슬리브(190)와의 접촉을 용이하도록 접촉부(523)를 마련하는 것이 좋다.

상기 접촉부(523)는 경사면(521'')으로부터 함몰되는 홈 형태로 형성하면 된 다.

한편, 사판(180)이 고정된 압축기를 다시 가변형으로 변경하고자 할 경우에는 전술한 고정링(510)과 가압부재(540)를 제거하고, 그 대응하는 위치에 완충스프링(미도시)을 설치하면 된다.

또한, 본 발명의 사판식 압축기는 고정식으로 사용할 경우에는 제어밸브(미도시)를 설치하지 않아도 되므로 제조원가를 크게 절감시키는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 사판식 압축기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2의 고정수단을 구체적으로 나타낸 분해 사시도이다.

도 4는 도 3의 고정링에 대한 다양한 크기를 나타낸 정면도이다.

도 5는 도 3의 고정수단의 작용을 나타낸 단면도이다.

도 6은 도 3에 도시한 가압편의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 7은 도 3에 도시한 가압편의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

170 : 러그플레이트 180 : 사판

190 : 슬리브 400 : 구동축

500 : 고정수단 510 : 고정링

520,520',520'' : 가압편 530 : 가압스프링

540 : 가압부재

Claims (8)

1. 삭제
2. 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트와, 상기 러그플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되도록 구동축에 설치되는 사판과, 상기 사판 내에 위치하고 상기 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축에는 고정수단이 설치되되, 상기 고정수단은 슬리브의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링과, 상기 사판을 고정링쪽으로 가압하는 가압부재로 구성되며,

   상기 고정링은 다양한 길이로 마련되고, 그 길이에 따라 사판을 최소 경사각에서 최대 경사각 사이의 범위에서 고정될 수 있도록 선별조립되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트와, 상기 러그플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되도록 구동축에 설치되는 사판과, 상기 사판 내에 위치하고 상기 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축에는 고정수단이 설치되되, 상기 고정수단은 슬리브의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링과, 상기 사판을 고정링쪽으로 가압하는 가압부재로 구성되며,

   상기 가압부재는 사판과 접하는 가압편과, 상기 가압편과 구동축에 형성되는 스토퍼 사이에 개재되는 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 가압편은 사판의 경사각에 대응하여 접촉하는 수평면과 경사면으로 이루진 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
5. 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트와, 상기 러그플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되도록 구동축에 설치되는 사판과, 상기 사판 내에 위치하고 상기 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축에는 고정수단이 설치되되, 상기 고정수단은 슬리브의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링과, 상기 사판을 고정링쪽으로 가압하는 가압부재로 구성되며,

   상기 가압부재는 슬리브의 타단과 직접 접하는 가압편과, 상기 가압편과 구동축에 형성되는 스토퍼 사이에 개재되는 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
6. 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트와, 상기 러그플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되도록 구동축에 설치되는 사판과, 상기 사판 내에 위치하고 상기 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축에는 고정수단이 설치되되, 상기 고정수단은 슬리브의 일단과 접촉하여 그 이동을 저지하는 고정링과, 상기 사판을 고정링쪽으로 가압하는 가압부재로 구성되며,

   상기 가압부재는 사판의 일면에 밀착 상태로 접하는 가압편과, 상기 가압편과 구동축에 형성되는 스토퍼 사이에 개재되는 가압스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 가압편은 사판의 경사각에 따라 다양하게 마련되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 가압편에 형성된 경사면에는 슬리브와 접촉하는 접촉부가 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.

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