KR101043230B1 - 용량가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사판과 러그플레이트의 연결구조를 단순화함과 동시에 경량화시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 복수개의 실린더보어를 가지고 있는 실린더블록, 상기 실린더블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트, 상기 러그플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 러그플레이트의 후면으로부터 사판 방향으로 돌출 형성되되 일측에만 형성되는 돌출부, 상기 러그플레이트의 후면 타측에 형성되는 경사면, 상기 사판에 형성되어 러그 플레이트 방향으로 돌출되는 암 및 상기 암에 회전가능하게 결합된 상태에서 경사면을 따라 구름이동하는 이동롤러를 포함하며, 상기 러그플레이트의 돌출부는 상기 암의 측면과 직접 접촉함으로써 회전동력을 전달하는 것을 특징으로 하므로 제작을 용이하게 하여 압축기의 제조원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 무게 경량화에 따른 자동차의 연비를 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

압축기, 러그플레이트, 사판, 이동롤러, 돌출부

Description

용량가변형 사판식 압축기{Variable Displacement Swash Plate Type Compressor}

본 발명은 용량가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 특히 사판과 러그플레이트의 연결구조를 단순화함과 동시에 경량화시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

공조장치 등 유압을 이용하는 여러 분야에서 사용되는 압축기는 스크롤형, 사판형 등 여러 가지가 있으나, 사판의 경사각을 이용하여 여러 개의 실린더를 활용, 보다 정밀하게 유압제어를 할 수 있는 사판형 압축기가 통상 많이 사용된다.

이 중에서도 열부하의 변동에 따라 사판의 경사각이 연속적으로 변화되어 피스톤의 이송량을 제어함으로써 정밀한 유량제어를 하고, 압축기에 의한 엔진의 급격한 토크 변화를 방지하여 차량의 승차감을 향상시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기가 많이 사용된다.

종래의 용량가변형 사판식 압축기를 보면, 구동축에 고정되어 회전운동하는 러그플레이트의 동력을 사판에 전달하는 동력전달요소와 사판의 경사이동을 담당하 는 요소가 서로 별개로 되어 있어서, 러그플레이트와 사판이 직접 접촉하여 압축기 부재의 마모가 빨리 진행되고 사판의 경사이동이 원활하지 못한 문제점이 있었다.

이에 따라, 회전동력 전달의 구성요소와 사판의 경사이동을 안내하는 구성요소를 단일한 요소가 구비하도록 하는 사판식 압축기가 사용되게 되었는 바, 그 일 예로 사판 전면의 중앙부에 돌출된 걸림돌출부를 관통하는 핀의 양 측단에 슬라이드블록을 구비하여 상기 슬라이드블록이 동력전달과 경사이동안내를 담당하는 용량가변형 사판식 압축기가 개시되었다.

도 1 내지 도 4는 대한민국 특허출원 제10-2006-0120155호에 개시된 종래의 용량가변형 사판식 압축기의 일 예를 나타내고 있으며, 도면을 참조하여 그 개략적인 구성을 기술하면 이하와 같다.

도 1은 종래의 용량가변형 사판식 압축기(10)의 사시도이다. 사판(40)의 전면 중앙부에 형성된 걸림돌출부(41)에 핀을 개재하여 상기 걸림돌출부(41)의 양측에 구비된 슬라이드블록(43)은, 러그플레이트(30)의 동력전달용 홈(31)에 형성된 경사면(34)을 따라 구름이동하면서 사판(40)의 경사이동을 가능하게 한다. 또한 슬라이드블록(43)의 양 측면은 동력전달용 홈의 측벽(35)에 의하여 러그플레이트(30)의 회전운동을 사판(40)으로 전달하게 된다. 즉, 구동축(20) 방향으로는 후면 홈(33)에 의하여, 러그플레이트(30)의 측벽(35) 방향으로는 슬라이드블록(43)에 의하여, 러그플레이트(30)와 사판(40)의 직접 접촉을 방지할 수 있는 것이다.

도 2는 종래의 용량가변형 사판식 압축기의 부품분해도를 나타내고 있다. 압축기(10)의 러그플레이트(30)와 사판(40)이 결합됨에 있어서, 관계되는 부품들을 나타내고 있다. 러그플레이트(30)의 동력전달용 홈(31)의 측벽(35)은 구동축(20)의 회전방향 앞쪽과 회전방향 뒤쪽으로 각각 구비되어 있음을 알 수 있다. 동력전달용 홈(31)은 두 개의 경사면(34)과 상기 경사면(34) 사이에 위치한 후면 홈(33)으로 되어 있다. 경사면(34)으로는 사판(40)의 전면 중앙에 위치한 걸림돌출부(41)의 양 측방에 구비된 슬라이드블록(43)이 구름운동을 함으로써, 사판(40)의 경사각이 변화할 수 있게 한다. 또한, 후면 홈(33)의 존재는 러그플레이트(30)와 사판(40)이 직접 접촉하지 않도록 하여 동력전달 및 경사안내 과정에서 부재들의 마모를 최소할 수 있게 한다. 한편, 동력전달용 홈(31)의 양 측벽(35) 내측에는 측면 홈(32)이 각각 구비되어 사판(40)의 경사이동시, 핀(42)이 홈(32)에 끼워짐으로 인하여 사판(40)의 들림현상을 방지할 수 있게 한다.

도 3은 종래의 용량가변형 사판식 압축기에 있어서, 러그플레이트(30)의 후면을 나타내고 있다. 위에서 도 2에 대한 설명에 더하여, 러그플레이트(30)의 측벽(35) 뒷면과 러그플레이트(30)의 후면을 잇는 보강리브(36)를 구비하여 회전운동에 따른 변형을 방지하도록 한다. 러그플레이트(30)의 측벽(35) 내측면(37)은, 러그플레이트(30)의 회전운동을 슬라이드블록(43)을 통하여 접촉된 사판(40)에 전달하게 된다.

도 4는 종래의 용량가변형 사판식 압축기에 있어서, 사판(40)의 전면을 나타내고 있다. 역시 위에서 도 2에 대한 설명에 더하여, 사판(40)에 삽입공(44)이 구비되어 있는 것을 나타내고 있는데, 상기 삽입공(44)을 통하여 구동축에 끼워진 슬리브가 결합되어 사판(40)이 구동축의 중심을 벗어나지 않도록 한다.

이러한 종래기술에 따르면, 슬라이드블록(43)의 측면은 동력전달을, 슬라이드블록(43)의 둘레면은 경사이동안내를 담당하도록 하여, 러그플레이트(30)와 사판(40) 간의 직접 접촉을 방지하여 부재의 마모를 최소화하고 사판의 경사이동을 보다 용이하게 할 수 있었다.

그러나, 종래의 용량가변형 사판식 압축기의 러그플레이트와 사판의 연결구조를 살며보면, 상기 러그플레이트에는 돌출되는 양 측벽을 형성하고 이 돌출된 측벽 사이에는 사판의 걸림돌출부에 연결되어 구름이동하는 2개의 슬라이드블록이 개재되는 것으로, 상호간의 연결을 위한 구조가 복잡하여 제조공정 및 생산단가를 높이는 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 러그플레이트로부터 돌출되는 양 측벽과 그 사이에 개재되는 슬라이드블록의 무게로 인하여 구동축이 회전시켜야할 중량부담이 클 뿐만 아니라, 러그플레이트의 경사면을 따라 이동하는 2개의 슬라이드블록은 러그플레이트의 경사면을 따라 이동함과 동시에 동력을 전달받는 역할을 동시에 수행함으로써 그에 따른 마찰이 크게 작용하기 때문에 구동축에 걸리는 부하가 커지게 되어 압축기의 압축효율이 낮아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 러그플레이트와 사판간의 연결구조를 단순화하여 경량화시킴으로써 자동차의 연비를 한층 향상시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 따른 목적은 구조를 단순화 하여 제조공정 및 생산단가를 절감시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 용량가변형 사판식 압축기는 복수개의 실린더보어를 가지고 있는 실린더블록, 상기 실린더블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트, 상기 러그플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

상기 러그플레이트의 후면으로부터 사판 방향으로 돌출 형성되되 일측에만 형성되는 돌출부,

상기 러그플레이트의 후면 타측에 형성되는 경사면;

상기 사판에 형성되어 러그 플레이트 방향으로 돌출되는 암, 및

상기 암에 회전가능하게 결합된 상태에서 경사면을 따라 구름이동하는 이동롤러를 포함하며,

상기 러그플레이트의 돌출부는 상기 암의 측면과 직접 접촉함으로써 회전동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 용량가변형 사판식 압축기는 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블록, 상기 실린더 블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트, 상기 러그 플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판 식 압축기에 있어서,

상기 러그플레이트의 후면으로부터 사판 방향으로 돌출 형성되되 일측에만 형성되는 돌출부,

상기 러그플레이트의 후면 타측에 형성되는 경사면;

상기 사판에 형성되어 러그 플레이트 방향으로 돌출되는 암, 및

상기 암에 회전가능하게 결합된 상태에서 경사면을 따라 구름이동하는 이동롤러를 포함하며,

상기 암의 이동롤러 반대쪽에는 돌출부와 직접 접촉하여 회전동력을 전달받을 수 있도록 소정 길이로 연장형성되는 접촉돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 접촉돌출부는 상기 러그플레이트의 돌출부로 연장 형성된 연장부와, 상기 연장부보다 넓은 단면적을 가지며 상기 돌출부와 접촉하는 접촉안내부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 돌출부 또는 상기 돌출부에 접촉하는 접촉돌출부에는 테프론(Teflon) 코팅처리 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부 또는 상기 돌출부에 접촉하는 암의 측면에는 테프론(Teflon) 코팅처리 되어 있는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 돌출부와 이동롤러의 일부를 생략함으로써, 제작을 용이하게 하여 압축기의 제조원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 무게 경량화에 따른 자동차의 연비를 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(1000)는 복수개의 실린더보어(111)를 가지고 있는 실린더블록(176), 상기 실린더블록(176)을 사이에 두고 결합되는 전방하우징(177)과 후방하우징(170), 상기 실린더블럭(176)에 회전 가능하게 지지되는 구동축(120), 상기 구동축(120)에 고정 설치된 러그플레이트(130), 상기 러그플레이트(130)에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판(140), 상기 사판(140)의 회전에 의해서 상기 실린더보어(111) 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(112)을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 용량 가변형 사판식 압축기(1000)는 사판(140)에 피스톤(112)과 연결되는 슈(110)를 개재하므로써 상기 사판(140)의 경사에 따라 각 피스톤(112)이 실린더보어(111) 내에서 횡방향으로 왕복운동하면서 냉매의 흡입 및 토출을 반복하게 된다. 이때, 후방하우징(170)에 구비된 흡입실(172)로부터 냉매를 흡입구(171)를 통하여 실린더보어(111) 안으로 공급받으며, 마찬가지로 상기 후방하우징(170)에 구비된 토출실(173)로 토출구(174)를 통하여 실린더보어(111) 바깥으로 냉매를 배출한다.

그리고, 상기 사판(140)은 러그플레이트(130)의 회전에 따라 함께 회전하면서 피스톤(112)을 전후방향으로 왕복운동하도록 함으로써 냉매를 압축시키고, 사판실(175) 내의 압력과 실린더보어(111) 내의 흡입압과의 차압에 대응하여 경사각이 조절됨으로써 압축기 토출용량을 가변시킨다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 특징적인 구성요소인 러그플레이트(130)와 사판(140)에 대하여 상세히 설명한다.

도 6은 상기 러그플레이트(130)와 사판(140)을 위에서 바라본 평면도이다.

먼저, 상기 러그플레이트(130)는 구동축(120)에 고정 설치되어 함께 회전운동하는 것으로, 그 후면의 일측에는 상기 사판(140)을 향하여 돌출되는 하나의 돌출부(135)가 형성된다.

여기서, 상기 돌출부(135)는 러그플레이트(130)의 회전운동을 후술할 사판(140)의 암(arm,141)으로 전달하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 구동축(120)에 의해 러그플레이트(130)가 회전하면 상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135)가 사판(140)의 암(141)과 접촉하여 회전력을 전달함으로써 사판(140)을 회전시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135)의 내벽면은 동력을 전달하는 부분의 역할을 수행한다.

상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135)는 암(141)을 중심으로 한쪽에만 형성되어 사판(140)에 동력을 전달하기 위한 별도의 구성품을 개재할 필요가 없으므로 제작 및 조립이 용이한 장점이 있다.

더욱이, 후술할 이동롤러(143)는 돌출부(135)에 간섭받지 않고 적정범위 내에서 구름이동을 원할하게 할 수 있도록 다양한 크기로 제작할 수 있게 된다.

계속해서, 상기 러그플레이트(130)의 후면 타측에는 사판(140)의 경사각이 가변됨에 따라 사판(140)의 암(141)에 결합되는 이동롤러(143)의 이동을 안내하는 경사면(134)이 형성된다.

이 경우, 상기 경사면(134)은 기존 돌출부(135)로부터의 간섭을 회피할 수 있어 그 폭을 한층 넓은 상태로 형성할 수 있고, 이에 대응하여 접촉하는 이동롤러(143)의 폭 역시 넓게 할 수 있으므로 안정적인 안내를 제공할 수 있다.

아울러, 상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135)와 경사면(134) 사이에는 내측으로 함몰된 형태의 후면홈(133)이 형성된다. 이 후면홈(133)은 상기 암(141)의 선단부를 수용함으로써 러그플레이트(130)가 순간적으로 역회전할 때, 사판(140)이 반대방향으로 이동하려는 현상을 방지하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 사판(140)의 전면 중앙에는 러그플레이트(130)를 향하여 돌출된 암(141)이 형성되고 상기 암(141)의 측면에 수직방향으로 결합되는 핀(142)에는 이동롤러(143)가 설치된다.

여기서, 상기 핀(142)은 암(141)의 중앙을 관통하는 방식일 수도 있고, 용접과 같은 방식으로 암(141)에 체결될 수도 있다.

그리고, 상기 이동롤러(143)의 단면 형상은 원형에 한정되는 것은 아니고, 구름운동에 의하여 러그플레이트(130)의 경사면(134)에 대한 이동이 효과적으로 이 루어질 수 있다면 다각형 등 다양한 형상이 채택될 수 있다.

특히, 상기 러그플레이트(130) 돌출부(135)의 내벽면 또는 상기 내벽면에 접촉하는 암(141)의 측면에는 상호간의 접촉에 의해 발생되는 마찰열 및 마모되는 현상을 최소화할 수 있도록 테프론(Teflon) 코팅처리 하는 것이 좋다.

한편, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 이동롤러(143)가 설치된 암(141)의 반대쪽에는 상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135)와 직접 접촉하여 회전동력을 전달받을 수 있도록 소정 길이로 연장형성되는 접촉돌출부(144)를 별도로 형성하여도 좋다.

구체적으로, 상기 접촉돌출부(144)는 암(141)에서 상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135)로 연장 형성된 연장부(144a)와, 상기 연장부(144a)보다 넓은 단면적을 가지며 상기 돌출부(135)와 접촉하는 접촉안내부(144b)로 구성된다.

마찬가지로, 상기 러그플레이트(130)의 돌출부(135) 내벽면 또는 상기 내벽면에 접촉하는 접촉돌출부(144)에는 상호간의 접촉에 의해 발생되는 마찰열 및 마모되는 현상을 최소화할 수 있도록 테프론 코팅처리 하는 것이 좋다.

이와 같이, 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(1000)에 따르면, 러그플레이트(130)의 후면 일측으로부터 돌출되는 하나의 돌출부(135)가 암(141)과 직접 접촉하거나 또는 암(141)으로부터 돌출된 접촉돌출부(144)와 접촉함으로써 사판(140)에 대한 회전력을 전달하고, 러그플레이트(130)의 후면 타측에 형성된 경사면(134)을 따라서는 사판(140)의 경사 이동에 따라 하나의 이동롤러(142)가 구름운 동을 하게 된다.

결국, 러그플레이트(130)와 사판(140)의 무게 경량화에 따라 기존 동일한 회전력 대비 구동축(120) 보다 많은 양의 냉매를 공급할 수 있으므로, 압축기의 체적효율을 크게 향상시킬 수 있어 자동차 연비의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 용량가변형 사판식 압축기의 러그플레이트와 사판의 연결구조를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 3은 도 2의 러그플레이트 사시도이다.

도 4는 도 2의 사판에 대한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용량가변형 사판식 압축기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 6은 도 5의 러그플레이트와 사판의 연결구조를 나타낸 평면도이다.

도 7은 도 6의 정면도이다.

도 8은 도 5의 러그플레이트와 사판의 연결구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.

<주요 도면부호의 설명>

130 : 러그플레이트 134 : 경사면

135 : 돌출부 140 : 사판

141 : 암 142 : 핀

143 : 이동롤러 144 : 접촉돌출부

Claims (5)

1. 삭제
2. 복수개의 실린더보어를 가지고 있는 실린더블록, 상기 실린더블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그플레이트, 상기 러그플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 러그플레이트의 후면으로부터 사판 방향으로 돌출 형성되되 일측에만 형성되는 돌출부,

   상기 러그플레이트의 후면 타측에 형성되는 경사면;

   상기 사판에 형성되어 러그플레이트 방향으로 돌출되는 암, 및

   상기 암에 회전가능하게 결합된 상태에서 경사면을 따라 구름이동하는 이동롤러를 포함하며,

   상기 암의 이동롤러 반대쪽에는 돌출부와 직접 접촉하여 회전동력을 전달받을 수 있도록 소정 길이로 연장형성되는 접촉돌출부가 형성되고,

   상기 접촉돌출부는 상기 러그플레이트의 돌출부로 연장 형성된 연장부와, 상기 연장부보다 넓은 단면적을 가지며 상기 돌출부와 접촉하는 접촉안내부로 구성되며,

   상기 러그플레이트의 돌출부와 경사면 사이에는 내측으로 함몰된 형태의 후면홈이 형성되어, 상기 후면홈은 상기 암의 선단부를 수용가능하게 된 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
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