KR101090636B1 - 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 실린더블록(130)에 형성된 실린더보어(134)내에서 직선왕복운동하는 피스톤(158)을 구동시키기 위해 사판(142)을 구비한 회전축(140)을 사용한다. 그리고, 상기 실린더블록(130)에는 장착홈(132)이 요입되게 형성되고, 상기 장착홈(132)에는 체결블록(150)이 삽입되어 고정된다. 이때, 상기 체결블록(150)과 상기 실린더블록(130)에 형성된 흡입홈(133)에 의해 흡입통로(136)가 형성되어, 상기 실린더보어(134) 및 실린더블록(130)의 중앙에 형성된 축지지공(131) 사이를 연결시킨다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 실린더블록(130)에 흡입통로(136)를 용이하게 형성할 수 있어 작업성이 좋아지고, 흡입통로(136)를 공구등을 이용하여 별도로 가공하는 것에 비해 상대적으로 정밀하게 형성할 수 있어 압축기의 효율이 향상되는 이점이 있다.

압축기, 사판, 실린더블록, 흡입통로

Description

압축기{Compressor}

도 1은 종래 기술에 의한 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 압축기를 구성하는 실린더블록의 구성을 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 실린더블록과 체결블록의 구성을 보인 분해 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 압축기 110: 전방하우징

112: 축통공 114: 토출실

116: 오일실 118: 연통로

120: 후방하우징 122: 토출실

124: 회전축실 130: 전방실린더블록

130': 후방실린더블록 131: 축지지공

132,132': 장착홈 134: 실린더보어

138: 토출통로 140: 회전축

142: 사판 144: 허브

145: 슈 147: 유로

148: 입구 148': 출구

150,150':체결블록 151,151': 몸체부

152: 관통공 153,153': 경사면

154,154': 실링리브 158: 피스톤

160: 밸브유니트 164: 토출공

166: 토출리드 170: 고정볼트

S: 사판실

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축의 내부에 형성된 유로를 통해 작동유체가 실린더보어로 전달되고 회전축에 설치된 사판에 의해 구동되는 피스톤에 의해 작동유체가 실린더보어에서 압축되는 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 작동유체를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.

이와 같은 압축기에는 실제로 작동유체를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크축을 사용하여 전달하는 크랭크식, 사판이 설 치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

도 1 및 도 2에는 일반적인 사판식 압축기의 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하여 사판식 압축기의 개략 구성을 설명한다. 압축기(1)의 골격과 외관을 전방하우징(10), 후방하우징(20), 그리고 전후방실린더블록(30,30')이 형성한다. 상기 전방하우징(10), 전후방실린더블록(30,30')의 중앙을 관통해서는 회전축(40)이 설치되는데 상기 회전축(40)은 외부구동력에 의해 회전된다. 상기 전방하우징(10)과 후방하우징(20)은 상기 전후방실린더블록(30,30')의 외측에 각각 결합된다.

상기 회전축(40)의 회전에 의해 직선왕복운동하는 피스톤(50)이 상기 전후방실린더블록(30,30')의 실린더보어(34)에 설치되고, 상기 실린더보어(34)에서 압축된 작동유체의 토출을 제어하는 밸브유니트(60)가 상기 전방하우징(10)과 전방실린더블록(30)사이 그리고 상기 후방하우징(20)과 후방블록(30')의 사이에 설치된다. 상기 전방하우징(10), 후방하우징(20), 전후방실린더블록(30,30')은 고정볼트(70)에 의해 서로 체결되는데, 상기 고정볼트(70)는 상기 전방하우징(10), 후방하우징(20), 전후방실린더블록(30,30')을 관통한다. 이를 위해 상기 전방하우징(10)과 후방하우징(20)에 형성된 것이 볼트공(10',20')이다.

이제, 위에서 설명된 각각의 구성요소의 상세구성을 설명하기로 한다. 먼저, 상기 전방하우징(10)은 대략 원판형상으로 중앙을 관통하여 상기 회전축(40)이 관통하는 축통공(12)이 형성된다. 상기 축통공(12)은 상기 전방하우징(10)의 일면 중 앙에 돌출되는 보스부(13)의 중앙을 관통한다. 상기 전방하우징(10)의 보스부(13)가 형성된 반대면에는 토출실(14)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(14)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성되는데, 상기 전방실린더블록(30)의 각각의 실린더보어(34)와 상기 밸브유니트(60)를 통해 선택적으로 연통된다.

상기 전방하우징(10)의 내부 일측에는 오일실(16)이 형성된다. 상기 오일실(16)은 윤활과 냉각을 위한 오일이 보관되는 부분이다. 상기 오일실(16)과 상기 축통공(12)은 연통로(18)를 통해 서로 연결된다.

상기 후방하우징(20)은 상기 후방실린더블록(30')의 일면에 장착되는 것이다. 상기 후방하우징(20)중 상기 후방실린더블록(30')과 마주보는 면에는 토출실(22)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(22)은 상기 후방실린더블록(30')에 형성된 실린더보어(34)들과 상기 밸브유니트(60)를 통해 선택적으로 연통되게 형성된다.

상기 전후방실린더블록(30,30')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어, 사판실(31)을 구성한다. 상기 사판실(31)에는 상기 회전축(40)에 설치된 사판(42)이 회전가능하게 위치된다. 상기 전후방실린더블록(30,30')을 관통하여서는 축지지공(32)이 형성된다. 상기 축지지공(32)에는 상기 회전축(40)이 관통한다. 상기 축지지공(32)의 내경은 상기 회전축(40)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.

상기 전후방실린더블록(30,30')에는 상기 축지지공(32)을 중심에 두고 축지지공(32)의 형성방향으로 원통형상의 실린더보어(34)가 다수개 형성된다. 물론, 상기 실린더보어(34)는 상기 전후방실린더블록(30,30')에 각각 대응되는 위치에 형성 된다.

상기 실린더보어(34)와 상기 축지지공(32)은 각각 흡입통로(36)를 통해 서로 연결된다. 상기 흡입통로(36)는 상기 회전축(40)의 내부를 통해 전달된 작동유체가 상기 실린더보어(34)로 각각 전달되게 한다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡입통로(36)는 밀링머신과 같은 공구를 이용하여 상기 전후방실린더블록(30,30')에 형성된다. 보다 정확하게는 상기 흡입통로(36)는 밀링가공을 통해 상기 실린더보어(34)로부터 상기 축지지공(32)을 향해 경사지게 관통되어 형성되는 것이다.

상기 전후방실린더블록(30,30')에는 각각 상기 전후방하우징(10,20)의 토출실(14,22)과 연통되게 토출통로(38)가 형성된다. 상기 토출통로(38)는 실린더보어(34)내에서 압축된 작동유체를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.

상기 회전축(40)은 일단부가 상기 전방하우징(10)을 관통하고 중간부가 상기 전후방실린더블록(30,30')을 관통하게 된다. 상기 회전축(40)에는 대략 원판형상의 사판(42)이 회전축(40)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(42)의 중앙에는 허브(44)가 원통형상으로 구비되는데, 상기 허브(44)를 상기 회전축(40)이 관통한다. 상기 허브(44)를 관통하여서 상기 회전축(40)의 내부와 연통되게 연결공(44')이 천공된다. 그리고, 상기 사판(42)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(45)가 설치된다. 상기 슈(45)는 상기 사판(42)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다.

이때, 상기 사판(42)의 양단과 전후방실린더블록(30,30')와의 사이에는 베어 링(46,46')이 각각 구비된다. 이는 압축기(1)의 구동 중에 상기 사판(42)이 경사진 상태로 회전하면서 피스톤(50)들을 전후진시키기 때문에, 상기 회전축(40)이 전후방실린더블록(30,30')에 대해 회전가능하게 지지될 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 회전축(40)의 내부에는 작동유체가 유동되는 유로(47)가 형성된다. 상기 유로(47)는 상기 회전축(40)의 내부에 회전축(40)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(40)의 외면에는 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 입구(48)와 출구(48')가 형성된다. 상기 입구(48)는 상기 사판실(31)과 유로(47)를 연통시키는 것이고, 상기 출구(48')는 상기 전후방실린더블록(30,30')의 흡입통로(36)와 연통될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(48')의 위치는 각각의 실린더보어(34)에서 진행되는 작동유체의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다.

이때 상기 회전축(40)의 외주면에는 테프론코팅부(T)가 형성된다. 상기 테프론코팅부(T)는 상기 회전축(40)의 외주면, 보다 정확하게는 상기 축지지공(32)의 내경과 접하는 상기 회전축(40)의 외면에 형성되어, 상기 회전축(40)과 상기 축지지공(32)사이의 마모를 방지하고 회전축(40)의 원활한 회전을 가능하게 한다.

도면부호 49는 상기 전방하우징(10)의 축통공(12)의 내면과 회전축(40)의 외면 사이의 틈새를 막아주는 축실링부이다.

피스톤(50)은 상기 실린더보어(34) 내부를 직선왕복운동하는 것이다. 상기 피스톤(50)은 상기 실린더보어(34)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단이 각각 전후방실린더블록(30,30')의 실린더보어(34)에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(50)의 각각의 양단이 실린더보어(34)내에서 작동유체를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(50)은 그 중간부분이 상기 슈(45)와 결합되어 있어, 상기 사판(42)의 회전에 따라 직선왕복운동하게 된다.

상기 실린더보어(34) 내에서 압축된 작동유체가 실린더보어(34)의 외부로 토출되는 것을 제어하기 위해 상기 밸브유니트(60)가 사용된다. 상기 밸브유니트(60)는 상기 전후방실린더블록(30,30')의 일면에 밀착되어 설치되는 밸브플레이트(62)를 구비하고, 상기 밸브플레이트(62)에는 각각의 실린더보어(34)와 대응되는 위치에 토출공(64)이 형성된다. 상기 토출공(64)을 선택적으로 개폐하기 위해 토출리드(66)가 각각 사용된다. 상기 토출리드(66)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(34) 내부의 작동유체의 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(64)을 개폐할 수 있다.

상기 밸브플레이트(62)는 대략 원판형상으로 상기 토출통로(38)와 대응되는 위치에 연통공(67)이 형성된다. 상기 연통공(67)은 각각의 토출실(14,22)을 토출통로(38)와 연통시키는 역할을 한다.

상기 토출통로(38)와 연통되게 상기 전후방실린더블록(30,30')의 외면에는 머플러(68)가 형성된다. 상기 머플러(68)는 작동유체의 맥동과 소음을 줄이는 역할을 한다. 상기 머플러(68)에는 압축기(1)의 외부(응축기)로 작동유체를 토출하는 토출포트(69)가 형성된다. 참고로 압축기(1)의 사판실(31) 내부로 작동유체를 전달하는 흡입구(도시되지 않음)는 상기 전후방실린더블록(30,30')의 어느 일측에 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 일반적인 압축기(1)의 동작을 설명한다. 외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(40)이 회전함에 따라, 상기 사판(42)이 회전축(40)의 회전과 함께 회전된다. 상기 사판(42)의 회전은 상기 피스톤(50)이 상기 실린더보어(34) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

이때, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라, 상기 회전축(40) 내부의 유로(47)가 상기 출구(48')와 흡입통로(36)를 통해 상기 실린더보어(34)와 연통된다. 이와 같은 유로(47)와 실린더보어(34)의 연통은 상기 사판실(31)내로 흡입된 작동유체가 상기 실린더보어(34)로 전달되도록 한다. 참고로, 상기 실린더보어(34)로 작동유체가 흡입되는 것은 상기 피스톤(50)이 해당되는 실린더보어(34)에서 하사점에 위치할 때이다.

상기 실린더보어(34)에 작동유체가 전달되고, 해당되는 실린더보어(34)의 상기 피스톤(50)이 상기 밸브플레이트(62)방향으로 이동하면, 작동유체의 압축이 일어난다. 상기 작동유체가 상기 실린더보어(34) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(34) 내부의 압력은 상대적으로 높아지고, 상기 토출리드(66)의 선단이 밀려 탄성변형되면서 상기 토출공(64)이 개방된다.

이와 같이 되면, 상기 토출공(64)을 통해 압축된 작동유체가 상기 토출실(14,22)로 전달되고, 상기 토출실(14,22)로 전달된 작동유체는 연통공(67)을 통해 토출통로(38)를 거쳐 상기 머플러(68)로 전달되고, 상기 머플러(68)에서 토출포트(69)를 통해 응축기쪽으로 전달된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 압축기에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 흡입통로(36)는 상기 실린더블록(30,30')에 상기한 바와 같이 밀링가공을 통해 형성된다. 즉, 다이캐스팅에 의해 제작된 상기 실린더블록(30,30')에 밀링머신과 같은 공구를 이용하여 상기 흡입통로(36)를 형성하는 것이다.

하지만 이러한 흡입통로(36)를 성형하는 것은 이미 제작된 실린더블록(30,30')에 별도의 공구를 이용하여 이루어지는 것이므로 그 가공과정이 매우 번거롭고, 공정시간이 늘어나는 문제점이 있다.

특히, 상기 흡입통로(36)는 상기 실린더블록(30,30')의 크기에 비해 상대적으로 협소하고, 좁은 실린더보어(34)의 내면에 경사지게 형성되어야 하므로, 이를 정확하게 가공하는 것은 매우 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실린더블록의 실린더보어와 축지지공 사이를 연통하는 흡입통로를 정밀하고 용이하게 형성할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 압축기)의 적어도 양단 외관을 형성하는 전방 및 후방하우징과; 상기 전후하우징의 사이에 위치되고 중앙을 관통하는 축지지공을 중심으로 다수개의 실린더보어가 형성되고, 상기 축지지공과 상기 실린더보어가 각각 흡입통로를 통해 연통되는 실린더블록과; 사판이 회전가능하도록 설치되고, 압축기 내부로 흡입된 작동유체를 상기 실린더보어로 전달하는 유로가 형성되는 회전축과; 그리고 상기 사판의 회전운동에 따라 상기 실린더보어 내를 직선왕복운동하는 다수의 피스톤을 포함하는 압축기에 있어서, 상기 실린더블록에는 장착홈과, 상기 축지지공과 상기 실린더보어를 연결하고 상기 장착홈을 통해 개구되는 흡입홈이 형성되며, 상기 축지지공과 연결되도록 중앙부가 관통되고 상기 장착홈에 삽입되어 상기 장착홈으로 개구된 상기 흡입홈의 일측을 폐쇄함으로써 흡입통로를 형성시키는 체결블록이 구비된다.
상기 체결블록은 상기 실린더블록의 장착홈에 삽입되어 고정되고, 그 중앙을 관통하여 상기 축지지공과 연결되는 관통공이 형성되는 링형상의 몸체부와; 상기 몸체부의 외면에 상기 관통공의 가장자리를 따라 돌출되는 실링리브를 포함하여 구성된다.
상기 체결블록은 상기 실린더블록의 장착홈에 마찰용접 또는 강제압입 방식으로 고정된다.
상기 체결블록의 몸체부의 외주면은 상기 장착홈을 향하는 선단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 압축기에는, 실린더블록에 흡입통로를 용이하게 형성할 수 있어 작업성이 좋아지고, 흡입통로가 정밀하게 형성될 수 있어 압축기의 효율이 향상되는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 실린더블록과 체결블록의 구성을 보인 분해 사시도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(100)의 골격과 외관을 전방하우징(110), 후방하우징(120) 그리고, 전후방실린더블록(130,130')이 형성한다. 물론, 상기 압축기(100)의 골격과 외관은 전방하우징(110)과 후방하우징(120)에 의해 형성되고, 상기 실린더블록(130,130')은 상기 전후방하우징(110,120) 내부공간에 구 비될 수도 있다. 그리고, 상기 전후방실린더블록(130,130')은 두 개로 구성되는 것이 아니라, 하나의 실린더블록(130)만이 구비될 수도 있다.

이들은 상기 전방하우징(110), 전후방실린더블록(130,130') 및 후방하우징(120)의 순서로 배열되어 결합되고, 이들 각각의 중앙을 관통해서는 외부 구동원에 의해 회전되는 회전축(140)이 설치된다.

상기 회전축(140)의 회전에 연동하여 직선왕복운동하는 피스톤(158)이 상기 전후방실린더블록(130,130')의 실린더보어(134)에 설치되고, 상기 실린더보어에서 압축된 작동유체의 토출은 밸브유니트(160)에 의해 이루어진다.

상기 전후방하우징(110,120), 그리고 전후방실린더블록(130,130')은 이들을 관통하는 다수개의 고정볼트(170)에 의해 서로 체결되는데, 이를 위해, 상기 전후방하우징(110,120)에는 볼트공(110',120')이 형성된다.

이하에서는, 상기 압축기(100)를 구성하는 구성요소들에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 상기 전방하우징(110)은 대략 원판형상으로 중앙을 관통하여 상기 회전축(140)이 관통하는 축통공(112)이 형성된다. 상기 축통공(112)은 상기 전방하우징(110)의 일면 중앙에 돌출되는 보스부(113)의 중앙을 관통하여 형성된다. 이때, 상기 축통공(112)은 아래에서 설명될 체결블록(150)의 관통공(152)과 연통된다.

상기 전방하우징(110)에서 상기 보스부(113)가 형성된 반대면에는 토출실(114)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(114)은 상기 전방실린더블록(130)의 각각의 실린더보어(134)와 상기 밸브유니트(160)를 통해 선택적으로 연통될 수 있도 록 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성될 수 있다.

상기 전방하우징(110)의 내부 일측에는 오일실(116)이 형성된다. 상기 오일실(116)은 압축기(100)의 내부에서 윤활과 냉각을 담당하는 오일이 보관되는 부분이다. 상기 오일실(116)과 상기 축통공(112)은 연통로(118)를 통해 서로 연결된다.

상기 후방하우징(120)은 상기 후방실린더블록(130')의 일면, 즉 상기 후방실린더블록(130')에서 상기 전방실린더블록(130)과 밀착된 면의 반대면에 장착되는 것이다. 상기 후방하우징(120)중 상기 후방실린더블록(130')과 마주보는 면에는 토출실(122)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(122)은 대략 링형상의 영역을 가지도록 형성되어 상기 후방실린더블록(130')에 형성된 실린더보어(134)들과 상기 밸브유니트(160)를 통해 선택적으로 연통된다.

상기 후방하우징(120)의 중앙에는 상기 회전축(140)의 일단부에 대응되는 회전축실(124)이 형성된다. 상기 회전축실(124)은 상기 토출실(122)의 중앙에 토출실(122)과 구획되어 형성되는 것이다.

상기 전후방실린더블록(130,130')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 대응되게 형성되어 사판실(S)을 형성한다. 상기 사판실(S)에는 상기 회전축(140)에 설치된 사판(142)이 회전가능하게 위치된다. 상기 전후방실린더블록(130,130')의 외면중 상기 사판실(S)과 대응되는 위치에는 사판실(S)의 내부로 증발기에서 전달된 작동유체를 전달하는 흡입구(도시되지 않음)가 형성된다.

상기 전후방실린더블록(130,130')을 관통하여서는 축지지공(131,131')이 형성된다. 상기 축지지공(131,131')에는 상기 회전축(140)이 관통하여 설치된다. 상 기 축지지공(131,131')의 내경은 상기 회전축(140)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.

상기 실린더블록(130,130')에는 장착홈(132,132')이 형성된다. 상기 장착홈(132,132')은 상기 전후방실린더블록(130,130')중 상기 하우징(110,120)과 마주보는 면에 상기 축지지공(131,131')과 동심으로 요입되게 형성되는 것으로, 아래에서 설명될 체결블록(150,150')이 장착되는 공간이다. 이를 위해, 상기 장착홈(132,132')은 체결블록(150,150')의 몸체부(151,151')와 대응되는 형상으로 형성된다.

이때, 상기 장착홈(132,132')에는 체결블록(150,150')이 강제압입되는 방식으로 체결된다. 즉, 상기 체결블록(150,150')은 상기 전후방실린더블록(130,130')과는 별개물로 제작되어 상기 장착홈(132,132')에 결합되는 것이다. 물론, 상기 장착홈(132,132')과 체결블록(150,150')은 강제압입이 아닌, 마찰용접방식 혹은 나사체결방식으로 서로 결합될 수도 있다. 나사체결방식의 경우에는 상기 장착홈(132,132')의 내주면과 체결블록(150,150')의 몸체부(151)의 외주면에 서로 대응되는 나사산이 형성되어야 한다.

도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 전방실린더블록(130)에는 상기 장착홈(132)을 중심으로 각각의 실린더보어(134)를 향해 흡입홈(133)이 관통되게 형성된다. 상기 흡입홈(133)은 상기 축지지공(131)과 실린더보어(134)를 연통시키는 역할을 하는 것으로, 실린더보어(134)의 개수에 대응되는 개수로 형성된다. 본 실시예에서는 상기 흡입홈(133)은 총5개가 형성된다.

이때, 상기 흡입홈(133)은 체결블록(150)이 삽입되기 전에는 상기 장착홈(132)의 내면으로 개구된 상태이지만, 체결블록(150)이 상기 장착홈(132)에 삽입된 후에는 상기 개구된 부분이 체결블록(150)의 몸체부(151)에 의해 차폐된다. 그리고, 상기 흡입홈(133)의 일측이 차폐되면, 실린더보어(134)와 상기 축지지공(131) 사이를 연통시키는 흡입통로(136)가 일종의 채널형식으로 형성된다. 그리고, 상기와 같은 장착홈(132)과 흡입홈(133)은 상기 후방실린더블록(130')에도 마찬가지로 형성된다.

상기 전후방실린더블록(130,130')에는 상기 축지지공(131,131')을 중심에 두고 축지지공(131,131')의 형성방향으로 원통형상의 실린더보어(134)가 다수개 관통하여 형성된다. 이때, 상기 실린더보어(134)는 상기 전후방실린더블록(130,130')에 각각 대응되는 위치로 형성된다. 상기 실린더보어(134)는 상기 흡입홈(133)과 체결블록(150)에 의해 형성되는 흡입통로(136)를 통해 상기 축지지공(131)과 서로 연결된다.

상기 전후방실린더블록(130,130')에는 각각 상기 전후방하우징(110,120)의 토출실(114,122)과 연통되게 토출통로(138)가 형성된다. 상기 토출통로(138)는 실린더보어(134)내에서 압축된 작동유체를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.

상기 회전축(140)은 일단부가 상기 전방하우징(110)을 관통하고 타단부는 상기 후방하우징(120)의 회전축실(124)과 마주보게 설치된다. 상기 회전축(140)에는 대략 원판형상의 사판(142)이 회전축(140)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(142)의 중앙에는 허브(144)가 원통형상으로 구비되는데, 상기 허브(144) 를 상기 회전축(140)이 관통한다. 상기 허브(144)를 관통하여서 상기 회전축(140)의 내부와 연통되게 연결공(144')이 천공된다. 상기 사판(142)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(145)가 설치된다. 상기 슈(145)는 상기 사판(142)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다.

이때, 상기 사판(142)의 양단과 실린더블록(130,130')의 사이에는 베어링(146,146')이 각각 구비된다. 상기 베어링(146,146')은 압축기(100)의 구동 중에 상기 사판(142)이 경사진 상태로 회전하면서 피스톤(158)들을 전후진시키므로, 상기 회전축(140)이 실린더블록(130,130')에 대해 회전가능하게 지지될 수 있도록 하기 위한 것이다. 도시되지는 않았으나, 본 실시예에서 상기 베어링(146,146')은 실린더블록(130,130')와 접하는 제1레이스, 사판(142)과 접하는 제2레이스 및 상기 제1 및 제2레이스의 사이에 설치되는 니들로러 베어링으로 이루어지는 스러스트베이링이다.

상기 회전축(140)의 내부에는 작동유체가 유동되는 유로(147)가 형성된다. 상기 유로(147)는 상기 회전축(140)의 내부에 회전축(140)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 유로(147)는 상기 회전축(140)의 일단부로 개구되게 형성되고, 상기 개구된 부분은 상기 후방하우징(120)의 회전축실(124)과 마주보는 위치에 있다.

상기 유로(147)와 상기 사판실(S), 그리고 상기 흡입통로(136)와의 연통을 위해, 상기 회전축(140)에는 각각 상기 회전축(140)의 외면으로 개구되게 입구(148)와 출구(148')가 형성된다. 상기 입구(148)와 출구(148')는 각각 다수개가 형성될 수 있다. 도면부호 149는 상기 전방하우징(110)의 축통공(112)의 내면과 회 전축(140)의 외면 사이의 틈새를 막아주는 축실링부이다.

상기 전후방실린더블록(130,130')에는 체결블록(150,150')이 결합된다. 상기 체결블록(150,150')은 각각 상기 전후방실린더블록(130,130')에 형성된 상기 장착홈(132,132')에 삽입되는 것으로, 전후방실린더블록(130,130')과는 별개물로 제작된다.

즉, 상기 체결블록(150,150')은 상기 실린더블록(130,130')과 별개물로 제작된 상태에서, 상기 실린더블록(130,130')의 장착홈(132,132')에 체결되는 것이다. 이에 따라, 상기 실린더블록(130,130')을 다이캐스팅공정으로 제작하는 과정에서 상기 흡입홈(133)이 용이하게 형성될 수 있다. 왜냐하면, 상기 흡입홈(133)은 상기 체결블록(150,150')이 결합되기 전에는 상기 장착홈(132)의 외측으로 개구된 상태이면 되므로, 그 성형이 상대적으로 용이한 것이다. 이는 상기 전후방실린더블록(130,130')에 별도의 밀링머신과 같은 공구를 이용하여 흡입통로(136)를 가공할 필요가 없는 것을 의미한다.

도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 체결블록(150)의 외관 및 골격은 몸체부(151)가 형성한다. 상기 몸체부(151)는 대략 원통형상으로, 실질적으로 상기 장착홈(131)에 삽입되는 부분이다. 상기 몸체부(151)에는 그 중심을 관통하여 상기 축지지공(131)과 연통되도록 관통공(152)이 형성된다. 상기 관통공(152)에는 상기 회전축(140)이 관통하여 설치된다. 상기 관통공(152)의 내경은 상기 회전축(140)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.

이때, 상기 체결블록(150)은 원통형이므로, 상기 몸체부(151)가 상기 장착 홈(131)에 삽입되면, 몸체부(151)의 외주면 중 일부가 상기 실린더보어(134)를 향해 돌출될 수 있는데, 이러한 부분은 결합 후에 절삭가공 등을 통해 제거될 수 있다.

상기 몸체부(151)는 상기 장착홈(132)에 강제압입되어 고정된다. 이를 위해, 상기 몸체부(151)의 직경은 상기 장착홈(132)의 직경보다 작거나 같도록 형성된다. 물론, 상술한 바와 같이, 상기 몸체부(151)의 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 장착홈(132)의 내주면에도 이에 대응되는 나사산이 형성됨으로써 서로 나사체결될 수도 있고, 혹은 마찰용접을 통해 체결될 수도 있다.

도 3에서 보듯이, 상기 몸체부(151)의 외주면의 일부에는 상기 장착홈(132)을 향하는 선단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사면(153)이 형성된다. 이는, 상기 체결블록(150)에 의해 상기 흡입통로(136)가 좁아지는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 상기 흡입통로(136)는 상기 회전축(140)으로부터 상기 실린더보어(134)를 향해 경사지게 형성되므로, 이에 대응하여 상기 몸체부(151)의 외주면에는 경사면(153)이 형성되는 것이다.

보다 정확하게는 상기 몸체부(151)의 외주면은 상기 전방하우징(110)을 향하는 상기 몸체부(151)의 상면으로부터 직교하게 연장되다가 상기 장착홈(132)을 향하는 선단으로 갈수록 폭이 좁아지는 것이다. 여기서 상기 몸체부(151)의 상면으로부터 직교하게 연장되는 부분은 상기 실린더블록(130)의 상기 장착홈(132)에 압입되는 부분이고, 상기 경사면(153)은 상기 흡입통로(136)의 경사면과 대응되는 부분이다.

상기 몸체부(151)에는 실링리브(154)가 형성된다. 상기 실링리브(154)는 상기 몸체부(151)의 관통공(152) 가장자리를 둘러 돌출되게 형성되는 것으로, 아래에서 설명될 밸브플레이트(162)에 삽입된다. 그리고, 상기와 같은 체결블록(150)은 총 두 개가 형성되고, 상기 두 체결블록(150,150')은 각각 상기 실린더블록(130,130')에 구비된다. 즉, 이상에서는 상기 전방실린더블록(130)에 결합되는 체결블록(150)에 대해 설명하였으나, 상기 후방실린더블록(130')에 결합되는 체결블록(150') 역시 동일한 형상으로 된다.

상기 피스톤(158)은 상기 실린더보어(134) 내부를 직선왕복운동하는 것이다. 상기 피스톤(158)은 상기 실린더보어(134)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단이 각각 전후방실린더블록(130,130')의 실린더보어(134)에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(158)의 각각의 양단이 실린더보어(134)내에서 작동유체를 압축하는 역할을 한다. 참고로, 하나의 피스톤(158)의 일단이 위치되는 실린더보어(134)에서 압축이 일어나면 타단이 위치되는 실린더보어(134)에서는 흡입과정이 진행된다. 상기 피스톤(158)은 그 중간부분이 상기 슈(145)와 결합되어 있어, 상기 사판(142)의 회전에 따라 상기 실린더보어(134) 내에서 직선왕복운동하게 된다.

상기 실린더보어(134) 내에서 압축된 작동유체가 실린더보어(134)의 외부로 토출되는 것을 제어하기 위해 상기 밸브유니트(160)가 사용된다. 상기 밸브유니트(160)는 상기 전후방실린더블록(130,130')의 일면에 밀착되어 설치되는 밸브플레이트(162)를 구비하고, 상기 밸브플레이트(162)에는 각각의 실린더보어(134)와 대응되는 위치에 토출공(164)이 형성된다. 상기 토출공(164)을 선택적으로 개폐하기 위해 토출리드(166)가 각각 사용된다. 상기 토출리드(166)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(134) 내부의 작동유체의 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(164)을 개방할 수 있다.

상기 밸브플레이트(162)는 대략 원판형상으로 구성되는데, 상기 토출통로(138)와 대응되는 위치에 연통공(167)이 형성된다. 상기 연통공(167)은 각각의 토출실(114,122)을 토출통로(138)와 연통시키는 역할을 한다.

상기 토출통로(138)와 연통되게 상기 전후방실린더블록(130,130')의 외면에는 머플러(168)가 형성된다. 상기 머플러(168)는 작동유체의 맥동과 소음을 줄이는 역할을 한다. 상기 머플러(168)에는 압축기(100)의 외부(응축기)로 작동유체를 토출하는 토출포트(169)가 형성된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 압축기의 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명의 압축기(100)에서는, 외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(140)이 회전함에 따라, 상기 사판(142)이 회전축(140)과 함께 회전된다. 상기 사판(142)의 회전은 상기 피스톤(158)이 상기 실린더보어(134) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

상기 회전축(140)이 회전함에 따라, 상기 회전축(140) 내부의 유로(147)가 상기 출구(148')와 흡입통로(136)를 통해 상기 실린더보어(134)와 연통된다. 즉, 상기 출구(148')와, 상기 체결블록(150,150')과 상기 실린더블록(130,130')의 흡입홈(133)에 의해 형성된 흡입통로(136)를 통해 상기 실린더보어(134)와 상기 유로(147)가 연통되는 것이다.

이때, 상기 체결블록(150,150')은 상기 실린더블록(130,130')에 결합된 상태이다. 즉, 상기 체결블록(150,150')은 상기 실린더블록(130,130')과는 별개물로 제작된 후에, 상기 실린더블록(130,130')의 장착홈(132,132')에 체결된다. 그리고 이 과정에서, 상기 체결블록(150,150')이 상기 실린더블록(130,130')의 흡입홈(133)의 일측을 차폐함으로써, 상기 흡입통로(136)가 형성되는 것이다. 이때 상기 실린더블록(130,130')은 다이캐스팅공정을 통해 제작되고 그 과정에서 상기 흡입홈(133)이 함께 형성되므로, 별도의 공구를 이용하여 상기 실린더블록(130,130')에 흡입통로(136)를 가공할 필요가 없으며, 이렇게 형성된 흡입통로(136)는 공구를 이용하여 별도로 가공하는 것에 비해 상대적으로 정밀하게 형성된다.

그리고, 이와 같은 유로(147)와 실린더보어(134)의 연통은 압축기(100) 외부에서 전달된 작동유체가 상기 실린더보어(134)로 전달되도록 한다. 참고로, 상기 실린더보어(134)로 작동유체가 흡입되는 것은 상기 피스톤(158)이 해당되는 실린더보어(134)에서 하사점에 위치할 때이다.

상기 실린더보어(134)에 작동유체가 전달되고, 해당되는 실린더보어(134)의 상기 피스톤(158)이 상기 밸브플레이트(162)방향으로 이동하면, 작동유체의 압축이 일어난다. 상기 작동유체가 상기 실린더보어(134) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(134) 내부의 압력은 상대적으로 높아지고, 상기 토출리드(166)의 선단이 밀려 탄성변형되면서 상기 토출공(164)이 개방된다.

이와 같이 되면, 상기 토출공(164)을 통해 압축된 작동유체가 상기 토출실(114,122)로 전달되고, 상기 토출실(114,122)로 전달된 작동유체는 연통공(167) 을 통해 토출통로(138)를 거쳐 상기 머플러(168)로 전달되고, 상기 머플러(168)에서 토출포트(169)를 통해 응축기쪽으로 전달된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어, 상기한 실시예에서는 압축용적이 일정한 일반적인 사판식압축기를 예로 들어 설명하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명은 압축용적을 변화시킬 수 있는, 소위 말하는 가변용량형 압축기에도 적용될 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 압축기에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 실린더블록을 제조하는 과정에서 흡입홈이 형성되고, 실린더블록과는 별개물로 제조되는 체결블록이 실린더블록에 결합하여 흡입홈의 일측을 차폐함으로써 흡입통로가 형성된다. 따라서, 실린더블록을 제조한 후에 별도의 밀링가공을 통해 흡입통로를 가공할 필요가 없게 되어, 흡입통로의 형성이 용이하게 이루어질 수 있고, 작업성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축기(100)의 적어도 양단 외관을 형성하는 전방 및 후방하우징(110,120)과;

   상기 전후하우징(110,120)의 사이에 위치되고 중앙을 관통하는 축지지공(131)을 중심으로 다수개의 실린더보어(134)가 형성되고, 상기 축지지공(131)과 상기 실린더보어(134)가 각각 흡입통로(136)를 통해 연통되는 실린더블록과;

   사판(142)이 회전가능하도록 설치되고, 압축기(100) 내부로 흡입된 작동유체를 상기 실린더보어(134)로 전달하는 유로(147)가 형성되는 회전축(140)과; 그리고

   상기 사판(142)의 회전운동에 따라 상기 실린더보어(134) 내를 직선왕복운동하는 다수의 피스톤(158)을 포함하는 압축기에 있어서,

   상기 실린더블록에는 장착홈(132)과, 상기 축지지공(131)과 상기 실린더보어(134)를 연결하고 상기 장착홈(132)을 통해 개구되는 흡입홈(133)이 형성되며, 상기 축지지공(131)과 연결되도록 중앙부가 관통되고 상기 장착홈(132)에 삽입되어 상기 장착홈(132)으로 개구된 상기 흡입홈(133)의 일측을 폐쇄함으로써 흡입통로(136)를 형성시키는 체결블록(150)이 구비되고,

   상기 체결블록(150)은

   상기 실린더블록의 장착홈(132)에 삽입되어 고정되고, 그 중앙을 관통하여 상기 축지지공(131)과 연결되는 관통공(152)이 형성되는 링형상의 몸체부(151)와;

   상기 몸체부(151)의 외면에 상기 관통공(152)의 가장자리를 따라 돌출되는 실링리브(154)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 압축기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 체결블록(150)은 상기 실린더블록의 장착홈(132)에 마찰용접 또는 강제압입 방식으로 고정됨을 특징으로 하는 압축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 체결블록(150)의 몸체부(151)의 외주면은 상기 장착홈(132)을 향하는 선단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.

Images