KR101181108B1 - 가변 용량형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 용량형 압축기에 관한 것으로서, 다수의 실린더 보어가 형성된 실린더 블록; 크랭크실과 흡입실 및 토출실이 그 내부에 형성된 전후방 하우징; 상기 크랭크실의 압력을 조절하기 위한 압력조절 수단; 상기 전후방 하우징 및 상기 실린더 블록에 의해 회전가능하게 지지되는 구동축; 상기 실린더 보어들 각각의 내부에 삽입되어 왕복운동 하는 복수개의 피스톤; 상기 구동축에 장착되며 또한 상기 구동축에 회전가능하게 고정되어 상기 크랭크실내에서 상기 구동축과 함께 회전되는 로터; 상기 로터에 동작가능하게 연결되고 상기 구동축에 미끄럼 가능하게 장착되어 상기 압력조절수단에 의해 경사각이 변화되는 사판을 구비한 가변용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 로터 또는 상기 사판중 어느 일측에는, 소정 간격으로 이격되며 힌지핀이 삽입되는 핀홀이 형성된 한 쌍의 지지아암이 구비되고, 타측에는, 상기 한 쌍의 지지아암 사이에 개재되는 단일개의 힌지아암이 구비되고, 상기 힌지아암에는 상부가 개방된 안내지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가변 용량형 압축기에 의하면, 지지아암과 접촉하지 않도록 지지아암과 접촉하지 않도록 상부가 개방된 안내지지부를 채용함으로써, 구동축이 회전할 때 축방향으로 작동하는 사판의 작동 경사각 변화에 따라 사판 허브로부터 전해지는 작동력에 의한 전단력이 상기 안내지지부로 전달되는 것을 감소시킴과 동시에, 지지아암과 힌지아암의 상호 간섭 및 접촉을 줄일 수 있어 힌지아암의 파손을 방지하여 압축기 내부의 내구성을 향상시킬 수 있는데 효과가 있다.

로터, 힌지아암, 사판, 허브, 지지아암, 측면단차부, 안내지지부.

Description

가변 용량형 압축기{Variable Capacity Compressor}

도 1은 종래기술에 따른 가변 용량형 압축기를 나타낸 단면도이다.

도 2는 종래기술에 따른 사판 구동장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판 구동장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사판 구동장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 5는 도 4에 따른 사판 구동장치의 결합된 상태를 나타낸 횡단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

21: 크랭크실, 50: 구동축,

60: 로터, 61: 힌지아암,

62: 안내지지부, 62a: 측면단차부,

70: 사판, 71: 사판 허브,

71a: 지지아암, 72: 사판 플레이트,

73: 힌지핀.

본 발명은 가변 용량형 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 지지아암과 접촉하지 않도록 상부가 개방된 안내지지부를 채용함으로써, 구동축이 회전할 때 축방향으로 작동하는 사판의 작동 경사각 변화에 따라 사판 허브로부터 전해지는 작동력에 의한 전단력이 상기 안내지지부로 전달되는 것을 감소시킴과 동시에, 지지아암과 힌지아암의 상호 간섭 및 접촉을 줄일 수 있어 힌지아암의 파손을 방지하여 압축기 내부의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 가변 용량형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화 장치에 사용되는 압축기는 증발기 내에서 기화된 열교환 매체를 흡입하는 작용과, 흡입된 열교환 매체를 압축하는 작용과, 압축된 열교환 매체를 펌핑하는 작용을 하여 연속적으로 냉매가 순환될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 압축기에는 경사진 사판의 회전으로 피스톤이 왕복운동하는 사판식 압축기, 2개의 스크롤 회전운동에 의해 압축하는 스크롤식 압축기, 회전 배인(Vane)에 의해 압축하는 배인 로터리식 압축기 등 다양한 종류가 있다. 이 중 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식 압축기에는 상기 사판식 압축기 외에도 크랭크식과 워블 플레이트식 등이 있으며, 상기 사판식 압축기의 경우 용도에 따라 고정 용량형 사판식 압축기와 가변 용량형 사판식 압축기 등이 있다.

종래기술에 따른 가변 용량형 압축기는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 동심원상을 따라 길이방향으로 다수의 실린더보어(111)가 형성되고, 중앙에 센터보 어(112)가 형성된 실린더블록(110)과; 상기 실린더블록(110)의 전방에 설치되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방 하우징(120)과; 상기 실린더블록(110)의 후방에 설치되어 내부에 냉매 흡입실(131) 및 냉매 토출실(132)을 형성하는 후방 하우징(130)과; 상기 실린더블록(110)의 각 실린더보어(111)에 왕복이 가능하게 삽입되고, 일측에 브릿지부(141)가 형성된 다수의 피스톤(140)과; 상기 전방 하우징(120)과 실린더블록(110)의 중앙에 삽입되고, 회전가능하게 지지되어 내부에 유로(151)가 형성된 중공의 구동축(150)과; 상기 크랭크실(121) 내부 전방의 구동축(150) 둘레에 배치되어 구동축(150)의 회전에 의해 회전되고, 상부 일측면에 힌지아암(161)이 돌출 형성된 로터(160)와; 상기 크랭크실(121) 내부에 수용되어 구동축(150)의 중앙 둘레를 따라 경사 조절이 가능하게 설치되고, 지지아암(171a)을 갖는 사판 허브(171) 및 상기 사판 허브(171)와 결합되어 일측이 브릿지부(141)의 삽입공간에 삽입되는 사판 플레이트(172)를 포함하는 사판(170)과; 상기 실린더블록(110)과 후방 하우징(130) 사이에 개재되어 냉매 흡입실(131)로부터 실린더보어(111)로 냉매를 흡입하고, 실린더보어(111)로부터 냉매 토출실(132)로 냉매를 토출하기 위한 밸브유니트(180)와; 상기 냉매 토출실(132)과 크랭크실(121)을 작동적으로 연통시킴으로써 실린더보어(111)내의 냉매 흡입압과 크랭크실(121)내의 가스압과의 차압을 가변시켜 사판(170)의 경사각을 조절하도록 후방 하우징(130) 내부에 설치되는 컨트롤밸브(190) 등을 포함하여 이루어져 있다.

상기 실린더블록(110)은 중앙에 형성된 센터보어(112)와, 이 센터보어(112)의 주변에 방사상으로 등간격이 되도록 관통 형성된 다수의 실린더보어(111)가 구 비되어 있고, 상기 피스톤(140)은 각각의 실린더보어(111)내에 미끄럼 가능하게 배치되는 것으로 몸통(142)과 브릿지부(141)를 갖도록 형성된다.

그리고, 상기 전방 하우징(120)과 후방 하우징(130)은 실린더블록(110)의 전후방 단부에 각각 배치되어 장볼트(122)에 의해 하나로 결합된다.

상기 구동축(150)은 전방 하우징(120)의 중앙을 회동 가능하도록 관통되고, 전방 하우징(120)의 내부에 형성되는 크랭크실(121)을 거쳐 실린더블록(110) 중앙에 후단부가 회동 가능하게 지지되도록 설치된다.

또한, 상기 밸브유니트(180)는 실린더블록(110)과 후방 하우징(130) 사이에 설치되어 냉매의 흡입 및 토출을 제어하게 된다. 상기 밸브유니트(180)는 실린더블록(110)과 후방 하우징(130) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(181)와, 이 밸브 플레이트(181)와 실린더블록(110) 사이에 개재되는 흡입 리드 밸브(182)와, 밸브 플레이트(181)와 후방 하우징(130)과의 사이에 개재되는 토출 리드 밸브(183)를 포함하여 이루어진다. 상기 토출 리드 밸브(183)와 후방 하우징(130) 사이에는 토출 리드 밸브(183) 작동부의 작동 영역을 제한함과 아울러, 작동부의 손상을 방지하기 위하여 외측 단부가 후방으로 굴곡된 밸브 리테이너(184)가 설치되며, 이 밸브 리테이터(184)는 중앙부가 밸브유니트(180)와 함께 리벳(185) 또는 결합볼트 등에 의해 결합된다.

한편, 상기 실린더블록(110)과 전방 하우징(120)에 의해 형성되는 내부 공간은 기밀 상태의 공간으로서 크랭크실(121)로 사용되는데, 이 크랭크실(121) 내부의 구동축(150) 둘레에는 로터(160) 및 사판(170) 등을 포함하는 사판 구동장치가 설 치된다.

상기 로터(160)는 상부 일측면에 힌지결합이 가능하도록 안내홈(161a)을 갖는 힌지아암(161)이 돌출 형성된다. 상기 힌지아암(161)은 힌지핀(173)이 이탈되지 않도록 힌지아암(161)의 안내홈(161a)을 따라 상부가 개방되어 굴곡 연장된다.

또한, 상기 사판(170)은 소정간격으로 이격 형성된 한 쌍의 지지아암(171a)이 상측면에 돌출 형성된 사판 허브(171)와, 상기 사판 허브(171)의 둘레에 설치되는 사판 플레이트(172)를 포함하고 있다.

상기 사판 허브(171)의 지지아암(171a)은 그 사이에 로터(160)의 힌지아암(161)이 삽입되고, 상기 지지아암(171a)에 형성된 구멍과 힌지아암(161)의 안내홈(161a)을 통해 힌지핀(173)이 연결되어 힌지 결합된다. 또한, 상기 사판 플레이트(172)의 외주 일부는 피스톤(140)의 브릿지부(141)에 회전가능하게 삽입된다.

상기 사판(170)은 구동축(150)에 의해 회전되는 로터(160)와 함께 회전함과 아울러, 크랭크실(121) 내부의 압력에 따라 힌지핀(173)을 중심으로 전후 회전함으로써 경사 조절이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 가변 용량형 압축기는, 상기 구동축(150)의 회전에 따라 함께 회전하면서 전후방향으로 경사운동하는 사판(170)에 의해 피스톤(140)이 왕복운동함으로써 냉매 압축이 이루어지고, 크랭크실(121)내의 압력과 실린더보어(111)내의 냉매 흡입압력과의 차압에 대응하여 사판(170)의 경사각이 조절되어 압축기 토출용량이 가변된다.

그러나, 구동축이 회전할 때 작동하는 사판의 작동경사각 변화시, 힌지아 암(161)은 사판 허브(171)로부터 전해지는 작동력에 대한 전단력을 견디지 못하고, 지지아암(171a)과 힌지아암(161)의 간섭 및 접촉이 증대됨에 따라 작동중 파손되어 압축기 내부의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지지아암과 접촉하지 않도록 상부가 개방된 안내지지부를 채용함으로써, 구동축이 회전할 때 축방향으로 작동하는 사판의 작동 경사각 변화에 따라 사판 허브로부터 전해지는 작동력에 의한 전단력이 상기 안내지지부로 전달되는 것을 감소시킴과 동시에, 지지아암과 힌지아암의 상호 간섭 및 접촉을 줄일 수 있어 힌지아암의 파손을 방지하여 압축기 내부의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 안내지지부의 폭을 상기 힌지아암보다 좁게 형성함으로써, 상기 힌지아암으로 전달되는 전단력을 감소시켜 지지아암의 파손을 방지하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 가변 용량형 압축기에 의하면, 다수의 실린더 보어가 형성된 실린더 블록; 크랭크실과 흡입실 및 토출실이 그 내부에 형성된 전후방 하우징; 상기 크랭크실의 압력을 조절하기 위한 압력조절 수단; 상기 전후방 하우징 및 상기 실린더 블록에 의해 회전가능 하게 지지되는 구동축; 상기 실린더 보어들 각각의 내부에 삽입되어 왕복운동 하는 복수개의 피스톤; 상기 구동축에 장착되며 또한 상기 구동축에 회전가능하게 고정되어 상기 크랭크실내에서 상기 구동축과 함께 회전되는 로터; 상기 로터에 동작가능하게 연결되고 상기 구동축에 미끄럼 가능하게 장착되어 상기 압력조절수단에 의해 경사각이 변화되는 사판을 구비한 가변용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 로터 또는 상기 사판중 어느 일측에는, 소정 간격으로 이격되며 힌지핀이 삽입되는 핀홀이 형성된 한 쌍의 지지아암이 구비되고, 타측에는, 상기 한 쌍의 지지아암 사이에 개재되는 단일개의 힌지아암이 구비되고, 상기 힌지아암에는 상부가 개방된 안내지지부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 안내지지부의 폭은, 상기 힌지아암의 폭보다 좁은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안내지지부의 상부는, 상기 지지아암과 접촉되지 않도록 측면단차부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안내지지부는, 대략‘U'자형의 핀 안내면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판 구동장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사판 구동장치를 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 도 4에 따른 사판 구동장치의 결합된 상태를 나타낸 횡단면도이다.

본 발명에 따른 가변 용량형 압축기는, 다수의 실린더 보어가 형성된 실린더 블록; 크랭크실과 흡입실 및 토출실이 그 내부에 형성된 전후방 하우징; 상기 크랭크실의 압력을 조절하기 위한 압력조절 수단; 상기 전후방 하우징 및 상기 실린더 블록에 의해 회전가능하게 지지되는 구동축(50); 상기 실린더 보어들 각각의 내부에 삽입되어 왕복운동 하는 복수개의 피스톤; 상기 구동축(50)에 장착되며 또한 상기 구동축에 회전가능하게 고정되어 상기 크랭크실내에서 상기 구동축(50)과 함께 회전되는 로터(60); 상기 로터(60)에 동작가능하게 연결되고 상기 구동축에 미끄럼 가능하게 장착되어 상기 압력조절수단에 의해 경사각이 변화되는 사판(70)을 구비한 가변용량형 사판식 압축기 등은 종래기술과 동일하므로, 이하에서는 상기한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 가변 용량형 압축기는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로터(60) 또는 상기 사판(70)중 어느 일측에는, 소정 간격으로 이격되며 힌지핀(73)이 삽입되는 핀홀이 형성된 한 쌍의 지지아암(71a)이 구비되고, 타측에는 상기 한 쌍의 지지아암(71a) 사이에 개재되는 단일개의 힌지아암(61)이 구비되고, 상기 힌지아암(61)에는 상부가 개방된 안내지지부(62)를 더 구비하고 있다.

상기 로터(60)는 크랭크실 내부 전방의 구동축(50) 둘레에 설치되어 구동축(50)의 회전에 따라 회전되는 것으로서, 상기 로터(60)의 상부 일측면에 힌지아암(61)이 돌출 형성된다.

상기 힌지아암(61)에는 힌지핀(73)을 통해 힌지결합이 가능하도록 안내지지부(62)가 구비된다. 이 안내지지부(62)는 상부가 개방되어 굴곡지게 형성되는 것으 로, 대략 ‘U'자형의 핀 안내면을 형성하게 된다.

여기서, 상기 힌지아암(61)에 구비된 안내지지부(62)의 상부는, 상기 지지아암(71a)과 접촉되지 않도록 측면단차부(62a)가 형성된다. 즉, 상기 안내지지부(62)가 지지아암(71a) 사이에 개재되고, 상기 힌지핀(73)이 지지아암(71a) 및 안내지지부(62) 사이를 연결하여 힌지 결합된 상태에서 사판(70) 구동시, 상기 지지아암(71a)의 내측면과 접촉되지 않도록 안내지지부(62)의 상부가 개방되도록 형성함으로써, 상기 지지아암(71a)과 안내지지부(61)가 상호 접촉 또는 간섭이 일어나지 않게 된다.

또한, 상기 안내지지부의 폭(W1)은, 상기 힌지아암의 폭(W2)보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 안내지지부(62)의 상부가 개방되도록 형성함으로써, 구동축(50)이 회전할 때 구동하는 사판(70)의 작동 경사각이 변화시 사판(71)으로부터 전해지는 작동력에 의한 전단력을 상기 안내지지지부(62)로의 전달을 감소시킴과 동시에, 상기 지지아암(71a)과 힌지아암(61)의 간섭 및 접촉을 줄일 수 있어 사판 구동시의 힌지아암(61) 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 안내지지부(62)의 상부에 측면단차부(62a)를 형성함으로써, 상기 지지아암(71a)과 간섭 및 접촉을 줄일 수 있어 사판 경사각 변화를 용이하게 하고, 상기 안내지지부(62)의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 안내지지부(62)가 대략 U'자형의 핀 안내면을 형성함으로서, 상기 사판 경사각 변화를 용이하게 안내할 수 있게 된다.

한편, 상기 사판(70)은 사판 허브(71) 및 사판 플레이트(72)를 포함하고 있다.

상기 사판 허브(71)는 그 일측면에 소정간격으로 이격된 한 쌍의 지지아암(71a)이 돌출 형성된다. 이와 같이 형성된 지지아암(71a) 사이에 힌지아암(61)의 안내지지부(62)가 개재되고, 상기 지지아암(71a)에 형성된 구멍과 안내지지부(62)를 통해 힌지핀(73)이 연결되어 힌지 결합이 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가변 용량형 압축기에 의하면, 지지아암과 접촉하지 않도록 상부가 개방된 안내지지부를 채용함으로써, 지지아암과 접촉하지 않도록 상부가 개방된 안내지지부를 채용함으로써, 구동축이 회전할 때 축방향으로 작동하는 사판의 작동 경사각 변화에 따라 사판 허브로부터 전해지는 작동력에 의한 전단력이 상기 안내지지부로 전달되는 것을 감소시킴과 동시에, 지지아암과 힌지아암의 상호 간섭 및 접촉을 줄일 수 있어 힌지아암의 파손을 방지하여 압축기 내부의 내구성을 향상시킬 수 있는데 효과가 있다.

또한, 상기 안내지지부의 폭을 상기 힌지아암보다 좁게 형성함으로써, 상기 힌지아암으로 전달되는 전단력을 감소시켜 지지아암의 파손을 방지할 수 있는 효과 가 있다.

Claims (4)

1. 다수의 실린더 보어가 형성된 실린더 블록; 크랭크실과 흡입실 및 토출실이 그 내부에 형성된 전후방 하우징; 상기 크랭크실의 압력을 조절하기 위한 압력조절 수단; 상기 전후방 하우징 및 상기 실린더 블록에 의해 회전가능하게 지지되는 구동축(50); 상기 실린더 보어들 각각의 내부에 삽입되어 왕복운동 하는 복수개의 피스톤; 상기 구동축(50)에 장착되며 또한 상기 구동축에 회전가능하게 고정되어 상기 크랭크실내에서 상기 구동축(50)과 함께 회전되는 로터(60); 상기 로터(60)에 동작가능하게 연결되고 상기 구동축에 미끄럼 가능하게 장착되어 상기 압력조절수단에 의해 경사각이 변화되는 사판(70)을 구비한 가변용량형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 로터(60) 또는 상기 사판(70)중 어느 일측에는, 소정 간격으로 이격되며 힌지핀(73)이 삽입되는 핀홀이 형성된 한 쌍의 지지아암(71a)이 구비되고, 타측에는, 상기 한 쌍의 지지아암(71a) 사이에 개재되는 단일개의 힌지아암(61)이 구비되고, 상기 힌지아암(61)에는 상부가 개방된 안내지지부(62)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안내지지부의 폭(W1)은, 상기 힌지아암의 폭(W2)보다 좁은 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 안내지지부(62)의 상부는, 상기 지지아암(71a)과 접촉되지 않도록 측면단차부(62a)가 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 안내지지부(62)는, U자형의 핀 안내면을 형성하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

Images