KR101193399B1

KR101193399B1 - 용량가변형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR101193399B1
Application number: KR1020120067081A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 이태진; 이승원; 이기천; 김현재
Original assignee: 주식회사 두원전자; 학교법인 두원학원
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2012-10-26
Also published as: US20130343920A1; CN103511220B; US9328721B2; DE102013004772B4; DE102013004772A1; CN103511220A

Abstract

본 발명은 용량가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 구동축(300)에 고정 설치된 러그플레이트(400) 및 상기 러그플레이트(400)와 결합되어 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판(500)으로 구성되는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,
상기 러그플레이트(400)는 사판(500)을 향하여 돌출되는 돌출부(410)를 포함하되, 상기 돌출부(410)의 선단부에는 상기 사판(500)을 관통하여 상기 사판을 회전시키는 동력을 전달하는 회전동력 돌기부(413)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 사판 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작동과, 상기 사판을 회전시키기 위한 회전력 전달 작용을 각각 다른 위치에 형성하여 그에 따른 사판의 경사 가변과 회전력 전달 능력을 동시에 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

용량가변형 사판식 압축기{Variable Displacement Swash Plate Type Compressor}

본 발명은 용량가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 특히 러그플레이트와 사판의 연결구조를 개선하여 사판의 경사각 가변 동작과 러그플레이트의 회전 동작능력을 동시에 향상시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 공조장치는 냉매를 이용하여 차 실내의 온도를 외부의 온도보다 낮게 유지하는 장치로서, 냉매의 순환 사이클을 구성하기 위하여 압축기, 응축기 및 증발기를 구비하고 있다.

이러한 상기 압축기는 냉매를 압축 및 압송하는 장치로서 엔진의 동력이나 모터에 의해 구동된다.

한편, 사판식 압축기는 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 디스크 형상의 사판이 구동축의 회전에 대응되어 경사각을 가변시키는 용량가변형 사판식 압축기 또는 고정된 상태로 설치되는 고정형 사판식 압축기로 구분된다.

상기 용량가변형 사판식 압축기는 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 장점이 있다.

이하, 도 1a와 도 1b를 참조하여 종래기술에 따른 용량가변형 사판식 압축기의 구성에 대하여 설명한다.

도시한 바와 같이 종래기술에 따른 사판식 압축기는 실린더블럭(20)을 내측으로 수용하는 전방 하우징(10a)과, 후방 하우징(10b)으로 구성된다.

그리고, 상기 실린더블럭(20)은 내부에 복수의 실린더보어(21)가 형성되며, 상기 실린더보어(21)에는 직선왕복운동 하는 피스톤(30)이 결합되며, 상기 피스톤(30)은 구동축(40)에 경사지게 결합된 사판(50)의 외주에 결합된 슈(55)에 의해 연결된다.

또한, 상기 구동축(40)에는 사판(50)을 회전시키기 위한 러그플레이트(60)가 고정설치된다.

따라서, 상기 구동축(40)과 함께 회전하는 러그플레이트(60)가 사판(50)을 회전시키며, 상기 사판(50)의 경사각이 가변되는 과정에서 피스톤(50)이 왕복이동 하여 냉매를 압축시킨다.

그런데, 도 1b에 도시한 바와 같이 종래기술에 따른 용량가변형 사판식 압축기의 러그플레이트(60)와 사판(50)의 연결구조를 살펴보면, 상기 러그플레이트(60)에는 외측으로 돌출되고 안내경사면(61)을 형성한 돌기부(62)가 형성되고, 상기 사판(50)에는 상기 안내경사면(61)에 대하여 구름 이동하는 이동롤러(51)를 구비한 암(52)이 형성된 것으로, 상기 러그플레이트(60)와 사판(50)은 돌기부(62)와 암(52)이 상호 간의 면접촉을 통해 연결된다. 이때, 상기 사판(50)이 최대 경사각과 최소 경사각으로 왕복하여 가변되는 경사이동과, 상기 러그플레이트의 회전력을 상기 사판(50)의 암(52)으로 전달하기 위한 회전력 전달이 상기 돌기부(62)의 일측과 타측의 양면에서 동시에 이루어짐에 따라, 경사이동 능력 및 회전 능력이 원활하게 이루어지지 못하였을 뿐만 아니라, 상기 돌기부(62)에 집중되는 부하로 인해 내구성 약화에 따른 균열에 의한 파손이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 러그플레이트와 사판의 연결구조를 개선하여 사판의 경사각 가변 동작과 러그플레이트의 회전 동작능력을 동시에 향상시킬 수 있는 용량가변형 사판식 압축기를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 용량가변형 사판식 압축기는,

구동축에 고정 설치된 러그플레이트 및 상기 러그플레이트와 결합되어 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판으로 구성되는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

상기 러그플레이트는 사판을 향하여 돌출되는 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부의 선단부에는 상기 사판을 관통하여 상기 사판을 회전시키는 동력을 전달하는 회전동력 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 사판에는 상기 러그플레이트의 회전동력 돌기부가 관통하는 관통공이 형성되며,

상기 회전동력 돌기부의 양측면과 대향하는 상기 사판의 관통공의 양측면에는 면접촉부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 면접촉부 또는 회전동력 돌기부의 양측면에는 마찰 저항을 줄이기 위한 테프론 코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 사판에는 상기 러그플레이트의 돌출부에 인접한 위치에서 상기 러그플레이트를 향해 돌출되는 암이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 사판에는 상기 러그플레이트의 돌출부를 사이에 두고 상기 러그플레이트를 향해 돌출되는 한 쌍의 암이 형성되되,

상기 러그플레이트에는 상기 사판의 한 쌍의 암과 면접촉한 상태로 경사 이동을 안내하는 가이드홈과 경사면이 형성되며,

상기 한 쌍의 암에는 상기 가이드홈에 결합되어 슬라이드 이동하는 힌지핀이 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가이드홈은 상기 돌출부의 안쪽을 향하여 일정 깊이 함몰된 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 힌지핀은 상기 한 쌍의 암 사이를 연결하는 연결축의 형태로 이루어지며,

상기 돌출부에는 상기 힌지핀이 승하강 이동할 수 있도록 가이드홈이 관통형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 러그플레이트에는 상기 사판의 한 쌍의 암과 면접촉한 상태로 경사 이동을 안내하는 가이드부재와 경사면이 형성되며,

상기 한 쌍의 암에는 상기 가이드부재에 형성되는 결합구멍을 따라 슬라이드 이동하는 힌지핀이 형성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 러그플레이트에는 사판을 향하여 돌출되는 돌출부와, 상기 사판에는 상기 러그플레이트의 돌출부를 사이에 두고 돌출되는 한 쌍의 암이 상호 상보적으로 결합을 이루어진 상태에서 상기 사판 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작동과, 상기 사판을 회전시키기 위한 회전력 전달 작용을 각각 다른 위치에 형성하여 그에 따른 사판의 경사 가변과 회전력 전달 능력을 동시에 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 종래기술에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 1b는 도 1의 사판과 러그플레이트의 연결구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용량가변형 사판식 압축기의 구성을 타나낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 사판과 러그플레이트의 연결구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해사시도이다.
도 5는 도 3의 평면도이다.
도 6은 도 3의 가변작용을 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 용량가변형 사판식 압축기의 사판과 러그플레이트의 다른 연결구조를 나타낸 사시도이다.

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

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변형 사판식 압축기는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내에 설치되며 복수의 실린더보어(210)를 형성한 실린더블럭(200)과, 상기 실린더블럭(200)에 회전 가능하게 지지되는 구동축(300)과, 상기 구동축(300)에 고정 설치된 러그플레이트(400)와, 상기 러그플레이트(400)에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판(500)과, 상기 사판(500)의 회전에 의해서 상기 실린더보어(210) 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(600)을 포함하여 구성된다.

상기 하우징(100), 실린더블럭(200), 구동축(300), 피스톤(600)의 구성은 앞서 설명한 도 1a의 종래기술 또는 통상의 용량가변형 사판식 압축기에 적용되는 구성요소와 동일 내지 유사하므로, 중복되는 구성의 설명은 생략하고 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.

도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같이 상기 러그플레이트(400)는 사판(500)을 향하여 돌출되는 돌출부(410)를 포함하고, 상기 사판(500)은 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)를 사이에 두고 상기 러그플레이트(400)를 향해 돌출되는 한 쌍의 암(510a,510b)으로 이루어진 구성이다.

이러한 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)와 상기 사판(500)에 형성된 한 쌍의 암(510a,510b)은 상호 상보적으로 결합이 이루어지는 구조이다.

상기 러그플레이트(400)의 상기 돌출부(410)의 선단부는 상기 사판(500)의 한 쌍의 암(510a,510b) 사이를 관통하도록 연장되어 상기 사판(500)을 회전시키는 동력을 전달하는 회전동력 돌기부(413)가 형성된다.

또한, 상기 러그플레이트(400)에는 상기 사판(500)의 한 쌍의 암(510a,510b) 선단부와 면접촉한 상태로 경사 이동을 안내하는 가이드홈(411a)과 경사면(411)이 형성된다.

상기 러그플레이트(400)의 가이드홈(411a)과 경사면(411)은 상기 사판(500)의 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작동만 수행할 수 있도록 전담한다.

여기서, 상기 가이드홈(411a)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 돌출부(410)의 안쪽을 향하여 일정 깊이 함몰된 구조로 형성하는 것이 바람직하나, 반드시 가이드홈(411a)에 한정하지 않으며, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 경사면(411)의 외측면 일단으로부터 사판(500)을 향하여 돌출되는 가이드부재(412)를 형성하고, 상기 가이드부재(412)의 길이방향에는 상기 한 쌍의 암(510a,510b)에 형성되는 힌지핀(511)이 결합되는 결합구멍(412a)을 형성하는 구조로 제작할 수 있다.

그리고, 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410) 선단에 형성되는 회전동력 돌기부(413)는 사판(500)의 표면을 관통하여 그 내면과 접한 상태로 회전 동력을 전달하는 역할을 수행한다.

이러한 상기 러그플레이트(400)는 상기 사판(500)의 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작동을 위한 구성과, 상기 사판(500)을 회전시키기 위한 회전력 전달 구성을 각각 다른 위치에 형성하여 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)의 일지점에 집중되는 부하를 줄임으로써 상기 사판(500)의 가변 작동과 회전 작동의 능력을 한층 높일 수 있을 뿐만 아니라, 각 작용을 위한 힘을 두 곳으로 분산시킴으로써 상기 돌출부(410)의 내구성도 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 사판(500)은 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)를 사이에 두고 돌출되는 한 쌍의 암(510a,510b)으로 이루어진다.

그리고, 상기 한 쌍의 암(510a,510b)의 선단부 일측 또는 타측에는 상기 가이드홈(411a)에 결합되어 사판(500)의 경사 이동에 따라 승하강 이동하는 힌지핀(511)이 설치되고, 상기 한 쌍의 암(510a,510b)의 선단 둘레에는 상기 사판(500)의 경사 이동에 따라 상기 러그플레이트(400)의 경사면(411)에 접하여 미끄럼 이동하는 원호면(512) 형상으로 이루어진다.

즉, 상기 힌지핀(511)이 가이드홈(411a)의 길이방향을 따라 일정한 각도로 승하강 이동하는 작용으로부터 상기 원호면(512)도 러그플레이트(400)의 경사면(411)에 접하는 상태로 함께 이동함으로써, 상기 사판(500)의 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작용을 안정적으로 수행한다.

여기서, 상기 힌지핀(511)은 한 쌍의 암(510a,510b)으로부터 각각 돌출되는 구조로 형성하였으나, 반드시 이에 한정하지 않으며 상기 힌지핀(511)은 경사 안내를 위해 다양한 구성 및 구조로 이루어질 수 있다.

예컨대, 상기 힌지핀(511)은 한 쌍의 암(510a,510b) 사이를 연결하는 연결축의 형태로 제작할 수 있다. 이때, 상기 돌출부(410)에는 상기 한 쌍의 암(510a,510b) 사이를 연결하는 힌지핀(511)이 승하강 이동할 수 있도록 가이드홈(411a)을 관통형성 하는 것은 당연하다.

특히, 상기 사판(500)의 한 쌍의 암(510a,510b) 사이의 표면은 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)의 회전동력 돌기부(413)를 수용하기 위한 관통공(520)이 형성된다.

회전시, 상기 관통공(520)은 러그플레이트(400)의 회전동력 돌기부(413)의 일측면과 면밀하게 밀착되어 상기 러그플레이트(400)의 회전력을 사판(500)으로 직접 전달할 수 있어 그에 따른 회전전달 능력을 한층 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 사판(500)의 한 쌍의 암(510a,510b)은 러그플레이트(400)의 돌출부(410)에 연결되어 사판(500)의 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작동을 위한 역할을 수행하며, 상기 사판(500)의 표면을 관통하는 관통공(520)은 상기 러그플레이트(400)의 회전동력 돌기부(413)와 직접 연결되어 사판(500)을 회전시키기 위한 회전능력을 한층 높이는 역할을 수행한다.

또한, 상기 회전동력 돌기부(413)의 양측면과 대향하는 상기 사판(500)의 관통공(520)의 양측면에는 상기 회전동력 돌기부(413)의 양측면이 접촉할 수 있도록 면접촉부(521)를 형성하는 것이 좋다.

아울러, 상기 회전동력 돌기부(413)와 관통공(520)이 상호 면접하는 부분에는 마찰 저항을 줄일 수 있도록 테프론 코팅(teflon coating)하는 것이 좋다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 러그플레이트(400)에는 사판(500)을 향하여 돌출되는 돌출부(410)와, 상기 사판(500)에는 상기 러그플레이트(400)의 돌출부를 사이에 두고 돌출되는 한 쌍의 암(510a,510b)이 상호 상보적으로 결합을 이루어진 상태에서 상기 사판(500) 최대 경사각과 최소 경사각의 가변 작동과, 상기 사판(500)을 회전시키기 위한 회전력 전달 작용을 각각 다른 위치에 형성하여 그에 따른 사판(500)의 경사 가변과 회전력 전달 능력을 동시에 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 전술한 실시예에서는, 상기 사판(500)에 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)를 사이에 두고 상기 러그플레이트(400)를 향해 돌출되는 한 쌍의 암(510a,510b)이 형성되는 구성이 개시되어 있으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성에 한정되지는 않으며, 상기 사판(500)에 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)에 인접한 위치에서 상기 러그플레이트(400)를 향해 돌출되는 하나의 암이 형성되도록 하여도 무방하다.

100 : 하우징
200 : 실린더블럭
300 : 구동축
400 : 러그플레이트
410 : 돌출부
411 : 경사면
411a : 가이드홈
413 : 회전동력 돌기부
500 : 사판
510a, 510b : 암
511 : 힌지핀
512 : 원호면
520 : 관통공

Claims

구동축(300)에 고정 설치된 러그플레이트(400) 및 상기 러그플레이트(400)와 결합되어 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판(500)으로 구성되는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,
상기 러그플레이트(400)는 사판(500)을 향하여 돌출되는 돌출부(410)를 포함하되, 상기 돌출부(410)의 선단부에는 상기 사판(500)을 관통하여 상기 사판을 회전시키는 동력을 전달하는 회전동력 돌기부(413)가 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 사판(500)에는 상기 러그플레이트(400)의 회전동력 돌기부(413)가 관통하는 관통공(520)이 형성되며,
상기 회전동력 돌기부(413)의 양측면과 대향하는 상기 사판(500)의 관통공(520)의 양측면에는 면접촉부(521)가 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제2항에 있어서,
상기 면접촉부(521) 또는 회전동력 돌기부(413)의 양측면에는 마찰 저항을 줄이기 위한 테프론 코팅이 이루어진 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사판(500)에는 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)에 인접한 위치에서 상기 러그플레이트(400)를 향해 돌출되는 암이 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제4항에 있어서,
상기 사판(500)에는 상기 러그플레이트(400)의 돌출부(410)를 사이에 두고 상기 러그플레이트(400)를 향해 돌출되는 한 쌍의 암(510a,510b)이 형성되되,
상기 러그플레이트(400)에는 상기 사판(500)의 한 쌍의 암(510a,510b)과 면접촉한 상태로 경사 이동을 안내하는 가이드홈(411a)과 경사면(411)이 형성되며,
상기 한 쌍의 암(510a,510b)에는 상기 가이드홈(411a)에 결합되어 슬라이드 이동하는 힌지핀(511)이 형성된 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 가이드홈(411a)은 상기 돌출부(410)의 안쪽을 향하여 일정 깊이 함몰된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 힌지핀(511)은 상기 한 쌍의 암(510a,510b) 사이를 연결하는 연결축의 형태로 이루어지며,
상기 돌출부(410)에는 상기 힌지핀(511)이 승하강 이동할 수 있도록 가이드홈(411a)이 관통형성된 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 러그플레이트(400)에는 상기 사판(500)의 한 쌍의 암(510a,510b)과 면접촉한 상태로 경사 이동을 안내하는 가이드부재(412)와 경사면(411)이 형성되며,
상기 한 쌍의 암(510a,510b)에는 상기 가이드부재(412)에 형성되는 결합구멍(412a)을 따라 슬라이드 이동하는 힌지핀(511)이 형성된 것을 특징으로 하는 용량가변형 사판식 압축기.