KR101325854B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

가변용량형 사판식 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR101325854B1
KR101325854B1 KR1020070130185A KR20070130185A KR101325854B1 KR 101325854 B1 KR101325854 B1 KR 101325854B1 KR 1020070130185 A KR1020070130185 A KR 1020070130185A KR 20070130185 A KR20070130185 A KR 20070130185A KR 101325854 B1 KR101325854 B1 KR 101325854B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piston
swash plate
corner
drive shaft
curvature
Prior art date
Application number
KR1020070130185A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090062753A (ko
Inventor
윤영섭
이상민
Original Assignee
한라비스테온공조 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라비스테온공조 주식회사 filed Critical 한라비스테온공조 주식회사
Priority to KR1020070130185A priority Critical patent/KR101325854B1/ko
Publication of KR20090062753A publication Critical patent/KR20090062753A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101325854B1 publication Critical patent/KR101325854B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054—Actuating elements
    • F04B27/1063—Actuating-element bearing means or driving-axis bearing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0878—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1009—Distribution members
    • F04B27/1018—Cylindrical distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1045—Cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036—Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1081—Casings, housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
    • F04B27/16—Control of pumps with stationary cylinders
    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • F04B27/1804—Controlled by crankcase pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 냉매의 압축이 이루어지는 실린더보어(113)에는 피스톤(115)이 직선왕복운동가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(115)의 내부에는 상기 피스톤(115)의 중량을 줄이기 위한 중공부(115')가 형성된다. 상기 중공부(115')의 코너(A)는 응력집중을 감소시키기 위하여 소정의 곡률을 갖도록 형성된다. 상기 코너(A)의 곡률반경 R은 3.5㎜~5.5㎜사이로 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 중공부(115')의 코너(A)의 곡률반경 R이 3.5㎜~5.5㎜ 사이로 형성되는데, 실험에 의하면 응력비 및 중량비의 수치가 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 3.5㎜~5.5㎜ 사이일 때, 적게 나타나므로, 상기 피스톤(115)이 냉매를 압축시킬 때, 상기 중공부(115')의 코너(A)에 집중되는 응력이 줄어들게 되어 상기 피스톤(115)의 내구성이 좋아지는 이점이 있다.
피스톤, 곡률반경, 응력비, 내구성

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}
본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사판의 경사각을 변화시켜 압축기의 용량을 제어할 수 있는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.
도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 내부 구성이 부분단면도로 도시되어 있다. 이에 따르면, 실린더블럭(10)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성된다. 상기 센터보어(11)를 방사상으로 둘러서는 상기 실린더블럭(10)을 관통하게 다수개의 실린더보어(13)가 형성된다.
상기 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 이동가능하게 설치된다. 상기 피스톤(15)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(13)는 이에 대응되는 원통형상이다. 상기 피스톤(15)의 일단부, 즉 상기 실린더보어(13)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(17)가 형성된다. 상기 피스톤(15)은 상기 실린더보어(13) 내에서 냉매를 압축하게 된다. 도 1에서 보듯이, 상기 피스톤(15)은 무게를 줄이기 위해 그 중앙에 중공부(15')가 형성된다.
상기 실린더블럭(10)의 일단에는 프론트헤드(20)가 설치된다. 상기 프론트헤드(20)는 상기 실린더블럭(10)과 협력하여 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다. 상기 프론트헤드(20)를 전후로 관통하여서는 축공(23)이 형성된다.
상기 실린더블럭(10)의 타단, 즉 상기 프론트헤드(20)가 설치된 반대쪽에는 리어헤드(30)가 설치된다. 상기 리어헤드(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 흡입실(31)이 형성된다. 상기 흡입실(31)은 상기 리어헤드(30) 중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 가장자리에 인접한 위치에 형성된다. 상기 흡입실(31)은 상기 실린더보어(13)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다.
상기 리어헤드(30)에는 토출실(33)이 형성된다. 상기 토출실(33) 역시 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통된다. 상기 토출실(33)은 상기 리어헤드(30) 중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 토출실(33)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다. 상기 리어헤드(30)의 일측에는 제어밸브(35)가 구비된다. 상기 제어밸브(35)는 아래에서 설명될 사판(48)의 각도 조절을 위한 구성이다.
상기 실린더블럭(10)의 센터보어(11)와 프론트헤드(20)의 축공(23)을 관통하여 회전가능하게 구동축(40)이 설치된다. 상기 구동축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 구동축(40)은 상기 실린더블럭(10)과 프론트헤드(20)에 회전가능하게 설치된다.
상기 구동축(40)이 중앙을 관통하고, 구동축(40)과 일체로 회전되게 로 터(44)가 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 상기 로터(44)는 대략 원판상으로 상기 구동축(40)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(44)의 일면에는 힌지아암(46)이 돌출되어 형성된다.
상기 구동축(40)에는 사판(48)이 상기 로터(44)와 힌지결합되어 함께 회전되도록 설치된다. 상기 사판(48)은 압축기의 토출용량에 따라 상기 구동축(40)에 각도가 가변되게 설치된다. 즉, 상기 구동축(40)의 길이방향에 직교하거나 구동축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태 사이에 있도록 된다. 상기 사판(48)은 그 가장자리가 상기 피스톤(15)들과 슈(50)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(15)의 연결부(17)에 상기 사판(48)의 가장자리가 슈(50)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13)에서 직선왕복운동하도록 한다.
상기 사판(48)에는 상기 로터(44)의 힌지아암(46)과 연결되는 연결아암(52)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(52)의 선단에는 연결아암(52)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(54)이 설치되는데, 상기 힌지핀(54)은 상기 로터(44)의 힌지아암(46)의 선단에 형성된 슬롯(도시되지 않음)에 이동가능하게 걸어진다.
상기 로터(44)와 상기 사판(48)의 사이에서 탄성력을 발휘하도록 반경사스프링(56)이 설치된다. 상기 반경사스프링(56)은 상기 구동축(40)의 외면을 둘러 설치되는 것으로, 상기 사판(48)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘한다.
상기 구동축(40)의 일단에는 축스토퍼(60)가 구비된다. 상기 축스토퍼(60)는 상기 구동축(40)의 외면을 둘러 설치되어, 상기 사판(48)이 상기 구동축(40)의 길이방향에 직교하는 방향으로 세워질 때, 그 설치 위치를 규제하는 역할을 한다.
상기 실린더블럭(10)과 리어헤드(30)의 사이에는 흡입실(31) 및 토출실(33)과 실린더보어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(70)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(70)는 흡입실(31)에서 실린더보어(13)로, 그리고 실린더보어(13)에서 토출실(33)로의 냉매 유동을 제어한다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
상기 사판(48)의 가변시 상기 피스톤(15)에 의해 상기 사판(48)에 걸어지는 하중을 줄이기 위해 상기 피스톤(15)에는 그 중량을 감소시키기 위한 중공부(15')가 형성된다.
이와 같이 상기 중공부(15')를 통해 상기 피스톤(15)의 무게를 줄이는 것은 가능했지만, 이에 따른 상기 피스톤(15)의 내구성 또한 문제가 된다. 상기 중공부(15')가 형성되면, 상기 중공부(15')의 내부 코너(A) 부분에는 응력집중이 발생한다. 따라서, 코너(A) 부분의 강도를 높여주기 위해 도 1과 같이 소정의 곡률을 갖도록 코너(A)를 형성하는 것이 시도되었다.
하지만, 곡률반경 R이 증가하면 상기 코너(A)에 두께가 두꺼워 지게 되어 상기 피스톤(115)의 중량이 증가하게 되고, 상기 곡률반경 R이 감소하면 상기 코너(A)의 두께가 얇아지게 되어 상기 피스톤(115)의 중량은 감소하지만, 상기 코너(A)에 응력이 집중되어 상기 피스톤(115)의 내구성이 안 좋아지게 되어, 이를 조화롭게 해결하기 위한 해결책이 필요한 문제점이 있다.
본 발명은 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피스톤의 중공부 코너의 곡률반경 R이 3.5㎜~5.5㎜ 사이로 형성되는 피스톤을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하는 센터보어의 주변에 냉매가 압축되는 복수의 실린더보어가 방사상으로 형성되는 실린더블럭; 상기 실린더보어에서 직선왕복운동하며 냉매를 압축시키고, 내부에 중량을 감소시키기 위한 중공부가 형성되는 피스톤; 상기 실린더블럭의 양단에 각각 장착되는 프론트 및 리어헤드; 상기 프론트헤드와 실린더블럭을 관통하여 설치되어 구동력을 전달받아 회전하는 구동축; 상기 프론트헤드와 실린더블럭에 의해 형성되는 크랭크실에 위치하고, 상기 구동축에 결합되어 구동축과 일체로 회전되는 로터; 그리고 상기 구동축에 설치되어 상기 로터와 함께 회전되고, 토출용량에 따라 상기 구동축에 설치된 각도가 가변되는 사판;이 구비되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 중공부 내부 코너의 곡률반경 R은 3.5㎜~5.5㎜ 사이이다.
상기 코너의 곡률반경 R은 4㎜ 이다.
본 발명에 의하면, 피스톤의 중공부의 코너부분의 곡률반경 R이 3.5㎜~5.5㎜ 로 형성되면, 실험에 의할 때, 피스톤의 응력비 및 중량비의 합이 적게 되므로, 피스톤이 냉매를 압축시키는 과정에서 중공부의 코너에 응력이 집중되는 것이 감소되어 피스톤의 내구성이 좋아져 제품의 수명이 길어지는 효과가 있다.
이하 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 피스톤의 중공부의 코너 곡률반경변화에 따른 응력비 및 중량비의 변화를 보인 그래프가 도시되어 있다.
이 도면에 따르면, 가변용량형 사판식 압축기(100)에는 실린더블럭(110)이 구비된다. 상기 실린더블럭(110)은 압축기(100)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(110)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(111)가 형성된다. 상기 센터보어(111)는 아래에서 설명될 구동축(140)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.
상기 센터보어(111)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(110)을 관통하게 다수개의 실린더보어(113)가 형성된다. 상기 실린더보어(113)는 유입된 냉매의 압축이 이루어지는 공간이다.
상기 실린더보어(113)의 내부에는 피스톤(115)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(115)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(113)는 이에 대응되는 원통형상이다. 상기 피스톤(115)의 내부에는 중공부(115')가 형성된다. 상기 중 공부(115')는 상기 피스톤(115)을 속이 빈 두 개의 별개물로 만든 후 서로 용접하여 생산하거나, 그 중앙에 중자를 삽입한 상태로 피스톤을 생산하고, 그 후에 중자를 녹여 배출하는 방식으로 생산될 수도 있다.
상기 중공부(115')는 상기 피스톤(115)의 중량을 감소하기 위해 형성되는 것이다. 상기 피스톤(115)은 후술할 사판(148)의 각도변화시 상기 피스톤(115)의 무게에 의해 사판(148)에 전해지는 부하를 감소시키기 위해 그 중량을 감소하는 것이다. 상기 피스톤(115)의 중공부(115')의 코너(A)는 소정의 곡률을 갖도록 형성된다. 상기 중공부(115')의 코너(A)가 곡률을 갖도록 형성되는 것은 상기 중공부(115')의 코너(A)부분에 상기 피스톤(115)의 압축행정시 발생하는 응력이 집중되기 때문에 코너(A)의 강도를 보완하여 상기 피스톤(115)의 내구성을 좋게 하기 위함이다.
상기 중공부(115')의 코너(A)의 곡률반경 R은 3.5㎜~5.5㎜ 사이로 설정되는 것이 바람직하다. 도 3의 그래프에서 보면, 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 증가함에 따라 일정구간에서 응력비 및 중량비의 합이 감소하다가 다시 증가함을 알 수 있다. 참고로 응력비 및 중량비는 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 3㎜일 때를 기준으로 한 것이다.
응력비 및 중량비의 합을 기준으로 해석하는 것은 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 증가하면 그만큼 상기 코너(A)를 형성하기 위한 재료가 더 필요하여, 상기 피스톤(115)의 중량이 증가하고, 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 감소하면 상기 코너(A)에 응력이 집중되기 때문에 응력비와 중량비의 합을 기준으로 하는 것이다.
상기 그래프를 해석을 해보면 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 4㎜일 때, 가장 적절한 응력비 및 중량비의 합을 보이고, 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 4㎜이상이 되면, 응력비 및 중량비의 합이 다시 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 곡률반경 R이 4㎜일 때, 상기 피스톤(115)의 내구성이 가장 좋음을 알 수 있다.
응력비 및 중량비의 합의 허용범위를 ±0.05로 산정하였을 때, 상기 코너(A)의 곡률반경 R이 3.5㎜에서 5.5㎜로 설정되었을 때, 가장 효과적인 것으로 해석할 수 있다. 따라서, 상기 중공부(115')의 코너(A)의 곡률반경 R은 3.5㎜~5.5㎜ 사이로 설정될 때, 가장 좋은 응력비 및 중량비의 조합을 얻을 수 있고, 상기 피스톤(115)의 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 피스톤(115)의 일단부, 즉 상기 실린더보어(113)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(117)가 형성된다. 상기 피스톤(115)은 상기 실린더보어(113) 내를 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.
상기 실린더블럭(110)의 일단에는 프론트헤드(120)가 설치된다. 상기 프론트헤드(120)는 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블럭(110)과 협력하여 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 외부와 기밀이 유지된다.
상기 프론트헤드(120) 중 상기 실린더블럭(110) 반대쪽에는 풀리(도시되지 않음)가 회전가능하게 설치되는 풀리축부(122)가 돌출되어 형성된다. 상기 풀리축부(122)의 중앙을 관통하여 상기 크랭크실(121)까지 상기 프론트헤드(120)를 전후로 관통하여서는 축공(123)이 형성된다. 상기 축공(123)에는 구동축(140)의 일단부 가 회전가능하게 지지된다.
상기 실린더블럭(110)의 타단, 즉 상기 프론트헤드(120)가 설치된 반대쪽에는 리어헤드(130)가 설치된다. 상기 리어헤드(130)에는 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통되게 흡입실(131)이 형성된다. 상기 흡입실(131)은 상기 리어헤드(130) 중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 상기 흡입실(131)은 상기 실린더보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다.
상기 리어헤드(130)에는 토출실(133)이 형성된다. 상기 토출실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 토출실(133)은 상기 리어헤드(130) 중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 토출실(133)은 상기 실린더보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다. 상기 리어헤드(130)의 일측에는 제어밸브(135)가 구비된다. 상기 제어밸브(135)는 아래에서 설명될 사판(148)의 각도 조절을 위한 구성이다.
상기 실린더블럭(110), 프론트헤드(120) 및 리어헤드(130)를 서로 체결하도록 볼트(137)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(137)는 다수개가 상기 실린더블럭(110), 프론트헤드(120) 및 리어헤드(130)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.
상기 실린더블럭(110)의 센터보어(111)와 프론트헤드(120)의 축공(123)을 관통하여 회전가능하게 구동축(140)이 설치된다. 상기 구동축(140)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 구동축(140)은 상기 실린더블럭(110)과 프론트 헤드(120)에 베어링(142)에 의해 회전가능하게 설치된다.
도면부호 144는 로터이다. 상기 로터(144)는 상기 구동축(140)이 중앙을 관통하고, 구동축(140)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(121)에 설치된다. 상기 로터(144)는 대략 원판상으로 상기 구동축(140)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(144)의 일면에는 힌지아암(146)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(146)에는 후술할 사판(148)이 힌지결합 된다.
상기 구동축(140)에는 사판(148)이 상기 로터(144)와 힌지결합되어 함께 회전되도록 설치된다. 상기 사판(148)은 상기 구동축(140)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 구동축(140)의 길이방향에 대해 직교하거나 상기 구동축(140)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.
상기 사판(148)에서 상기 로터(144)를 향하는 면에는 사판스토퍼(148')가 돌출되게 형성된다. 상시 사판스토퍼(148')는 상기 사판(148)이 최대 경사각을 이루었을 때, 상기 로터(144)와 접하여 상기 사판(148)을 지지하여 주는 역할을 한다.
상기 사판(148)은 그 가장자리가 상기 피스톤(115)들과 슈(150)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(115)의 연결부(117)에 상기 사판(148)의 가장자리가 슈(150)를 통해 연결되어 사판(148)의 회전에 의해 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113)내에서 직선왕복운동하도록 한다.
상기 사판(148)에는 상기 로터(144)의 힌지아암(146)과 연결되는 연결아암(152)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(152)의 선단에는 연결아암(152)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(154)이 설치되어 상기 힌지아암(146)과 상기 연결아암(152)이 힌지결합된다.
상기 로터(144)와 상기 사판(148)의 사이에서 탄성력을 발휘하도록 반경사스프링(156)이 설치된다. 상기 반경사스프링(156)은 상기 구동축(140)의 외면을 둘러 감싸도록 설치되어, 상기 사판(148)의 경사각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하는 역할을 한다.
상기 구동축(140)의 일단에는 축스토퍼(160)가 구비된다. 상기 축스토퍼(160)는 상기 구동축(140)의 외면을 둘러 설치되어, 상기 사판(148)이 상기 구동축(140)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 세워질 때, 그 설치 위치를 규제하는 역할을 한다.
상기 실린더블럭(110)과 리어헤드(130)의 사이에는 흡입실(131) 및 토출실(133)과 실린더보어(113)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(170)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(170)는 흡입실(131)에서 실린더보어(113)로, 그리고 실린더보어(113)에서 토출실(133)로의 냉매 유동을 제어한다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 작동과정을 상세하게 설명한다.
본 발명에서 압축기(100)는 엔진에서 전달되는 구동력을 전달받아 회전되는데, 상기 구동축(140)이 회전되면, 상기 로터(144)가 함께 회전한다. 상기 로터(144)의 회전은 상기 힌지아암(146)과 연결아암(152)으로 연결된 사판(148)의 회전을 만들어낸다.
상기 사판(148)이 회전하면, 사판(148)의 가장자리에 슈(150)를 개재한 상태 로 연결부(117)가 연결된 피스톤(115)이 상기 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동한다. 상기 피스톤(115)의 직선왕복운동에 의해 상기 실린더보어(113) 내에서는 냉매가 압축된다. 상기 실린더보어(113) 내부로는 상기 흡입실(131)에 있는 냉매가 밸브어셈블리(170)의 제어에 의해 흡입된다. 상기 실린더보어(113) 내부에서 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(170)의 제어에 의해 상기 토출실(133)로 토출되어 압축기(100)의 외부로 전달된다.
한편, 상기 사판(148)의 각도는 상기 제어밸브(135)에 의해 제어된다. 상기 제어밸브(135)를 통해 상기 토출실(133)에 있는 냉매가 상기 크랭크실(121)로 전달되면, 상기 크랭크실(121) 내의 압력에 의해 상기 피스톤(115)이 힘을 받아 상기 사판(148)의 각도로 조절된다. 즉, 상기 사판(148)이 구동축(140)에 대해 직교하게 세워지면서 피스톤(115)의 이동행정이 짧아지게 되어 토출용량이 줄어들게 된다.
그리고, 상기 크랭크실(121)의 압력이 상기 제어밸브(135)에 의해 상대적으로 낮아지면, 상기 사판(148)이 상기 구동축(140)에 대해 소정의 각도를 가지도록 기울어지면서, 상기 피스톤(115)의 이동행정이 길어지게 되어 토출용량이 늘어나게 된다.
상기 피스톤(115) 내부의 중공부(115')의 코너(A)의 곡률반경 R은 3.5㎜~5.5㎜ 사이로 설정되는데, 이는 실험에 의하였을 때, 상기 코너(A)에 집중되는 응력비 및 중량비의 합이 낮은 수치를 나타내는 구간으로 해석되어, 이와 같이 설계되었을 때, 상기 피스톤(115)의 코너(A)에 응력이 집중되는 것이 줄어들어 상기 피스톤(115)의 내구성이 좋아지게 된다.
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.
도 1은 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성을 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 피스톤의 중공부의 코너 곡률반경변화에 따른 응력비 및 중량비의 변화를 보인 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 압축기 110 : 실린더블럭
111 : 센터보어 113 : 실린더보어
115 : 피스톤 115': 중공부
117 : 연결부 120 : 프론트헤드
121 : 크랭크실 122 : 풀리축부
123 : 축공 130 : 리어헤드
131 : 흡입실 133 : 토출실
135 : 제어밸브 137 : 볼트
140 : 구동축 142 : 베어링
144 : 로터 146 : 힌지아암
148 : 사판 148': 사판스토퍼
150 : 슈 152 : 연결아암
154 : 힌지핀 156 : 반경사스프링
160 : 축스토퍼 A : 코너
R : 곡률반경

Claims (2)

  1. 중앙을 관통하는 센터보어(111)의 주변에 냉매가 압축되는 복수의 실린더보어(113)가 방사상으로 형성되는 실린더블럭(110);
    상기 실린더보어(113)에서 직선왕복운동하며 냉매를 압축시키고, 내부에 중량을 감소시키기 위한 중공부(115')가 형성되는 피스톤(115);
    상기 실린더블럭(110)의 양단에 각각 장착되는 프론트 및 리어헤드(120,130);
    상기 프론트헤드(120)와 실린더블럭(110)을 관통하여 설치되어 구동력을 전달받아 회전하는 구동축(140);
    상기 프론트헤드(120)와 실린더블럭(110)에 의해 형성되는 크랭크실(121)에 위치하고, 상기 구동축(140)에 결합되어 구동축(140)과 일체로 회전되는 로터(150); 그리고,
    상기 구동축(140)에 설치되어 상기 로터(150)와 함께 회전되고, 토출용량에 따라 상기 구동축(140)에 설치된 각도가 가변되는 사판(160)이 구비되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서;
    상기 피스톤(115)의 중공부(115') 내부 코너(A)의 곡률반경 R은 3.5㎜~5.5㎜ 사이임을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서 상기 코너(A)의 곡률반경 R은 4㎜ 임을 특징으로 하는 가 변용량형 사판식 압축기.
KR1020070130185A 2007-12-13 2007-12-13 가변용량형 사판식 압축기 KR101325854B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070130185A KR101325854B1 (ko) 2007-12-13 2007-12-13 가변용량형 사판식 압축기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070130185A KR101325854B1 (ko) 2007-12-13 2007-12-13 가변용량형 사판식 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090062753A KR20090062753A (ko) 2009-06-17
KR101325854B1 true KR101325854B1 (ko) 2013-11-05

Family

ID=40991943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070130185A KR101325854B1 (ko) 2007-12-13 2007-12-13 가변용량형 사판식 압축기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101325854B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294320A (ja) * 1998-04-15 1999-10-26 Sanden Corp 往復動式圧縮機
KR20000060867A (ko) * 1999-03-20 2000-10-16 신영주 응력을 최소화하기 위한 피스톤
JP2004036484A (ja) 2002-07-03 2004-02-05 Sanden Corp 圧縮機のピストン

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11294320A (ja) * 1998-04-15 1999-10-26 Sanden Corp 往復動式圧縮機
KR20000060867A (ko) * 1999-03-20 2000-10-16 신영주 응력을 최소화하기 위한 피스톤
JP2004036484A (ja) 2002-07-03 2004-02-05 Sanden Corp 圧縮機のピストン

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090062753A (ko) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2924621B2 (ja) 揺動斜板式圧縮機におけるピストン
KR101325854B1 (ko) 가변용량형 사판식 압축기
KR101379610B1 (ko) 가변용량형 사판식 압축기
KR101463262B1 (ko) 사판식 압축기
KR101283239B1 (ko) 가변용량형 사판식 압축기의 최대경사각지지구조
KR101348838B1 (ko) 가변용량형 사판식 압축기
US6912948B2 (en) Swash plate compressor
KR970004387B1 (ko) 요동 사판식 가변 용량 압축기
KR101501776B1 (ko) 사판식 압축기
KR101379641B1 (ko) 가변용량형 사판식 압축기
KR101757343B1 (ko) 용량가변형 압축기의 용량제어밸브
KR101456714B1 (ko) 가변용량형 사판식 압축기
JP3080265B2 (ja) 斜板式圧縮機
KR100515285B1 (ko) 이중 가이드를 가지는 용량 가변형 사판식 압축기
JPH0455266Y2 (ko)
JPWO2007029366A1 (ja) 往復動式圧縮機
KR101453101B1 (ko) 압축기용 피스톤 및 그 제조방법
KR101379562B1 (ko) 압축기의 피스톤
KR101197922B1 (ko) 압축기
JP3102175B2 (ja) 往復動型圧縮機
JP3111698B2 (ja) 往復動型圧縮機
KR101721513B1 (ko) 사판식 압축기
JPH0447427Y2 (ko)
KR100572879B1 (ko) 다중 압축기
KR20070081343A (ko) 가변 왕복동식 압축기의 컨트롤밸브

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190909

Year of fee payment: 7