KR101379562B1 - 압축기의 피스톤 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기의 피스톤에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 피스톤(115)은 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동하여 냉매를 압축시킨다. 상기 피스톤(115)의 외면에는 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)이 형성된다. 상기 피스톤(115)의 외면은 직선왕복운동시 상기 실린더보어(113)의 외부로 노출되는 노출영역(A)과 항상 상기 실린더보어(113)의 내부에 위치하는 비노출영역(B)으로 구분할 수 있다. 상기 제 1 코팅층(C1)은 상기 노출영역(A)의 전체에 형성되고, 상기 제 2 코팅층(C2)은 상기 비노출영역(B)의 일부에 형성된다. 상기 피스톤(115)의 외면에는 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)이 소정의 간격을 두고 형성됨에 의해 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)의 사이에는 저유부(115')가 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 제 2 코팅층(C2)이 상기 비노출영역(B)의 일부에 형성되므로 상기 피스톤(115)의 왕복운동시 상기 피스톤(115)과 상기 실린더보어(113) 사이의 마찰이 줄어들고, 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)의 형성함에 의해 상기 저유부(115')가 형성되므로 상기 피스톤(115)의 제조를 위한 작업공수가 줄어드는 이점이 있다.
압축기, 피스톤, 코팅층, 저유부

Description

압축기의 피스톤{Piston for Compressor}
본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 실린더보어 내부를 직선왕복운동하여 냉매를 압축시키는 압축기의 피스톤에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.
이와 같은 압축기에는 실제로 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.
상기 왕복식 압축기에는 피스톤이 사용된다. 피스톤은 실린더보어의 내부에서 직선왕복운동을 하여 냉매를 압축시키는 역할을 한다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크축을 사용하여 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다.
본 발명에서는 사판의 경사각을 변화시켜 압축기의 용량을 제어할 수 있는 가변용량형 사판식 압축기에 사용되는 피스톤을 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1에는 종래 기술에 의한 피스톤이 채용된 압축기의 내부구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 의한 피스톤의 구성이 평면도로 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 대략 원기둥 형상으로 형성되어, 상기 실린더보어(13)를 따라 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(15)의 외면 중간부분에는 저유부(15')가 형성된다. 상기 저유부(15')는 상기 피스톤(15)의 외면과 상기 실린더보어(13)의 내면 사이의 마찰을 줄여주는 윤활유가 저장되는 부분이다.
도 2에서 보듯이, 상기 피스톤(15)의 외면은 테프론(Teflon)과 같은 물질로 코팅되어 코팅층(C)이 형성된다. 상기 코팅층(C)은 상기 피스톤(15)의 외면과 상기 실린더보어(13)의 내면 사이의 마찰을 줄여주는 역할을 한다. 상기 코팅층(C)은 상기 피스톤(15)의 저유부(15')를 제외한 모든 부분에 형성된다.
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.
상기 실린더블럭(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우징(20)은 상기 실린더블럭(10)과 협력하여 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다. 상기 전방하우징(20)을 전후로 관통하여 서는 축공(23)이 형성된다.
상기 실린더블럭(10)의 타단, 즉 상기 전방하우징(20)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(30)이 설치된다. 상기 후방하우징(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 흡입실(31)이 형성된다. 상기 흡입실(31)은 상기 후방하우징(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 후방하우징(30)에는 토출실(33)이 형성된다. 상기 토출실(33) 역시 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통된다. 상기 토출실(33)은 상기 후방하우징(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 후방하우징(30)의 일측에는 제어밸브(35)가 구비된다. 상기 제어밸브(35)는 아래에서 설명될 사판(48)의 각도 조절을 위한 구성이다.
상기 실린더블럭(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)을 서로 체결하도록 볼트(37)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(37)는 다수개가 상기 실린더블럭(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결된다.
상기 실린더블럭(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(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 전방하우징(20)에 베어링(42)에 의해 회전가능하게 설치된다.
상기 구동축(40)이 중앙을 관통하고, 구동축(40)과 일체로 회전되게 로터(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 실린더블럭(10)과 후방하우징(30)의 사이에는 흡입실(31) 및 토출실(33)과 실린더보어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(70)가 구 비된다. 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 피스톤(15)의 코팅층(C)은 상기 피스톤(15)의 저유부(15')를 제외한 외면 전체에 형성된다. 하지만, 상기 피스톤(15)의 코팅재료는 고가이기 때문에, 상기 피스톤(15)의 제작비용이 비싸지는 문제점이 있다.
또한, 상기 피스톤(15)의 저유부(15')를 성형하기 위해 별도의 공정이 필요하게 되어 상기 피스톤(15)을 생산하기 위한 작업공수가 늘어나고, 이에 따른 제품의 생산비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피스톤의 코팅층이 일정구간에만 형성되는 압축기의 피스톤을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 피스톤의 코팅층과 피스톤의 외면에 의해 저유부가 형성되는 압축기의 피스톤을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면 본 발명은, 복수개의 실린더보어가 형성되는 실린더블럭; 상기 실린더보어에 직선왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 피스톤과 연동되는 사판이 구비되고, 회전에 의해 상기 피스톤을 상기 실린더보어에서 직선왕복운동시키며, 상기 실린더블럭의 중앙을 관통하여 회전가능하게 설치되는 구동축을 포함하여 구성되는 압축기에 사용되는 피스톤에 있어서, 상기 피스톤의 외면에서 상기 피스톤의 직선왕복운동 중에 상기 실린더보어의 외부로 노출되는 노출영역에는 제 1 코팅층이 형성되고, 상기 피스톤의 외면 중 상기 실린더보어의 내부에 항상 위치하는 비노출영역의 일부에 제 2 코팅층이 형성되어, 상기 제 1 코팅층과 상기 제 2 코팅층의 사이에 윤활유가 저장되는 저유부가 형성된다.
상기 제 1 코팅층에는 상기 비노출영역까지 더 확장되어 형성되어 윤활유의 누설을 방지하는 오일누설방지코팅층이 더 구비된다.
본 발명에 의하면 피스톤의 외면 중 피스톤이 왕복운동할 때, 실린더보어의 외부로 노출되는 노출영역에 제 1 코팅층이 형성되고, 실린더보어의 내부에 항상 위치하는 비노출영역의 일부에 제 2 코팅층이 형성되어, 일부영역에는 코팅층이 형성되지 않으므로, 코팅층을 형성하기 위한 재료의 양이 줄고 그만큼 피스톤의 제작비용이 감소되는 효과가 있다.
또, 제 1 코팅층과 제 2 코팅층에 의해 저유부가 형성되므로, 별도로 저유부를 성형하지 않아도 되기 때문에, 피스톤의 성형을 위한 작업공수가 줄어 제품의 생산과정이 보다 용이해지는 효과가 있다.
또한, 비노출영역에서 상기 제 2 코팅층이 형성되지 않은 부분은 상기 실린더보어의 내면에 접하지 않게 되어, 상기 피스톤과 상기 실린더보어 사이의 마찰이 줄어들어 압축기의 내구성이 좋아지고, 효율 또한 향상되는 효과가 있다.
이하 본 발명에 의한 압축기의 피스톤의 바람직한 실시예의 구성을 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명에 의한 피스톤의 바람직한 실시예가 채용된 압축기의 내부구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예에 의한 피스톤의 구성이 평면도로 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명 실시예에 의한 피스톤이 실린더보어에서 상사점 및 하사점에 위치한 모습이 일부단면도로 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)의 내부에는 피스톤(115)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다.
상기 피스톤(115)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(113)는 이에 대응되는 원통형상이다. 상기 피스톤(115)은 상기 실린더보어(113)의 내부에서 직선왕복운동하며, 상기 실린더보어(113) 내부의 냉매를 압축시킨다.
도 5에는 피스톤이 실린더보어 내에서 직선왕복운동할 때, 피스톤이 상사점 및 하사점에 위치한 모습이다. 여기서 상사점은 피스톤(115)이 실린더보어(113)의 내부로 가장 깊이 삽입될 때로, 상기 피스톤(115)이 상사점에 위치하는 과정에서 냉매의 압축이 최대로 이루어진다. 하사점은 피스톤(115)이 상기 실린더보어(113)에서 최대로 빠져나왔을 때의 위치로, 이때, 상기 피스톤(115)이 하사점을 향해 이동하는 과정에서 상기 실린더보어(113) 내부로 냉매가 유입된다.
상기 피스톤(115)이 하사점에 위치해 있을 때, 상기 피스톤(115)의 외면 일부가 상기 실린더보어(113)의 외부로 노출되고, 상기 피스톤(115)이 상사점에 위치해 있을 때, 다시 상기 실린더보어(113)의 내부로 들어가 상기 실린더보어(113)의 내면과 접촉하게 된다. 이와 같이 상기 피스톤(115)의 외면에서 상기 피스톤(115)이 하사점에 위치할 때, 상기 실린더보어(113)의 외부로 노출되는 영역을 노출영 역(A)이라 하겠다.
또한, 상기 피스톤(115)의 외면 중 상기 노출영역(A)을 제외한 나머지 부분은 상기 피스톤(115)의 직선왕복운동에 상관없이 항상 상기 실린더보어(113) 내에 위치하게 된다. 이 부분을 비노출영역(B)이라 하겠다.
다시 도 4를 보면, 상기 노출영역(A) 전체와 상기 비노출영역(B)의 일부에는 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)이 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)은 테프론(Teflon)과 같이 화학적 결합이 안정적인 물질을 상기 피스톤(115)의 외면에 코팅하여 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)은 상기 피스톤(115)의 외면과 상기 실린더보어(113)의 내면 사이의 마찰력을 줄여주는 역할을 한다.
상기 제 2 코팅층(C2)은 상기 비노출영역(B)의 일부에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 2 코팅층(C2)이 형성되면, 상기 제 2 코팅층(C2)이 상기 실린더보어(113)의 내면과 접하게 되어 상기 피스톤(115)의 외면은 상기 실린더보어(113)의 내면과 직접 접하지 않는다. 따라서 상기 비노출영역(B) 중 상기 제 2 코팅층(C2)이 형성된 영역을 줄이게 되면 상기 실린더보어(113)와 접하는 면적이 더 작아져 그만큼 상기 피스톤(115)의 직선왕복운동시 마찰력이 감소되기 때문에, 상기 제 2 코팅층(C2)은 상기 비노출영역(B)의 일부에만 형성되는 것이다.
상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)의 사이에는 저유부(115')가 형성된다. 상기 저유부(115')는 상기 피스톤(115) 및 상기 실린더보어(113) 사이의 마찰력을 줄이기 위한 윤활유가 저장되는 공간이다. 상기 저유부(115')는 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)의 사이에 형성되는 공간으로 상기 저유부(115')를 형성하기 위한 별 도의 가공이 필요없다. 즉, 상기 피스톤(115)의 외면에 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)이 돌출되어 형성되므로 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)의 사이에 피스톤의 외면이 노출된 부분이 상기 저유부(115')로 되는 것이다.
도 5에서 보듯이, 상기 제 1 코팅층(C1)은 상기 피스톤(115)의 비노출영역(B)의 일부까지 더 확장되도록 형성된다. 상기 제 1 코팅층(C1)에서 상기 피스톤(115)의 비노출영역(B)에 위치한 부분은 오일누설방지코팅층(C3)이다. 상기 오일누설방지코팅층(C3)은 상기 저유부(115')에 저장된 윤활유가 상기 실린더보어(113)의 외부로 배출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기 제 1 코팅층(C1)이 상기 노출영역(A)에만 형성될 경우, 상기 피스톤(115)의 하사점에서 다시 상사점으로 이동할 때, 상기 제 1 코팅층(C1)의 일단이 상기 실린더보어(113)의 입구에 해당하는 부분의 모서리와 접하게 되어 상기 제 1 코팅층(C1)에 손상이 갈 수 있다. 따라서, 상기 오일누설방지코팅층(C3)을 구비하여 상기 제 1 코팅층(C1)의 일부가 항상 상기 실린더보어(113)의 내면과 접하도록 하여, 이러한 손상 및 오일유출을 방지할 수 있다.
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 전방하우징(120)이 설치된다. 상기 전방하우징(120)은 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블럭(110)과 함께 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 외부와 기밀이 유지된다.
상기 전방하우징(120)을 전후로 관통하여서는 축공(123)이 형성된다. 상기 축공(123)에는 구동축(140)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.
상기 실린더블럭(110)의 타단, 즉 상기 전방하우징(120)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(130)이 설치된다. 상기 후방하우징(130)에는 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통되게 흡입실(131)이 형성된다. 상기 흡입실(131)은 상기 후방하우징(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 후방하우징(130)에는 토출실(133)이 형성된다. 상기 토출실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 토출실(133)은 상기 후방하우징(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 후방하우징(130)의 일측에는 제어밸브(135)가 구비된다. 상기 제어밸브(135)는 아래에서 설명될 사판(148)의 각도 조절을 위한 구성이다.
상기 실린더블럭(110), 전방하우징(120) 및 후방하우징(130)을 서로 체결하도록 볼트(137)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(137)는 다수개가 상기 실린더블럭(110), 전방하우징(120) 및 후방하우징(130)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.
상기 실린더블럭(110)의 센터보어(111)와 전방하우징(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 전방하우징(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 지지부(146')가 형성되는데, 상기 지지부(146')는 상기 힌지아암(146)의 일측 가장자리로 일단부가 개구된다.
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 직교한 상태와 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. 상기 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 실린더보 어(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 설치되는데, 상기 힌지핀(154)은 상기 로터(144)의 힌지아암(146)에 형성된 지지부(146')에 이동가능하게 걸어진다.
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 설치되는 것으로, 상기 반경사스프링(156)은 상기 사판(148)의 경사각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘한다.
상기 실린더블럭(110)과 후방하우징(130)의 사이에는 토출실(133) 및 흡입실(131)과 실린더보어(113)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(170)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(170)는 토출실(133)에서 실린더보어(113)로, 그리고 실린더보어(113)에서 흡입실(131)로의 냉매 유동을 제어한다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 압축기의 피스톤 작용을 상세하게 설명한다.
먼저 피스톤(115)의 저유부(115')의 제작과정을 살펴보면, 피스톤(115)의 외면에 테프론과 같은 코팅물질을 코팅하여 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)을 각각 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)이 형성되면, 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)의 사이에는 별도의 가공없이도 상기 저유부(115')가 형성되므로, 상기 저유부(115')를 성형하기 위한 별도의 가공공정이 필요없다.
이하 압축기의 구동과정에서 본 발명에 의한 압축기의 피스톤의 작용을 살펴보겠다.
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 상태로 연결부(117)가 연결된 피스톤(115)이 상기 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동한다.
상기 피스톤(115)이 상기 실린더보어(113)의 내에서 직선왕복운동을 하면 상기 피스톤(115)과 상기 실린더보어(113)의 사이에 마찰이 발생한다. 좀 더 정확하게는 상기 피스톤(115)의 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)과 상기 실린더보어(113)의 내면 사이에 마찰이 발생하는 것이다.
상기 피스톤(115)의 외면에는 상기 제 1 및 제 2 코팅층(C1,C2)이 형성되므로, 상기 피스톤(115)과 상기 실린더보어(113)의 사이의 마찰이 줄어든다. 한편 상기 제 2 코팅층(C2)은 상기 피스톤(115)의 비노출영역(B)의 일부에만 형성되기 때문에, 상기 제 2 코팅층(C2)과 상기 실린더보어(113) 사이의 접촉면적이 줄어 역시 상기 제 2 코팅층(C2)과 상기 실린더보어(113)의 사이에 마찰이 줄어든다.
상기 제 1 코팅층(C1)에는 그 일부가 상기 비노출영역(B)에 형성된 오일누설방지코팅층(C3)이 구비되므로, 상기 피스톤(115)의 직선왕복운동중에 상기 실린더 보어(113)와 상기 제 1 코팅층(C1) 사이의 마찰에 의해 상기 제 1 코팅층(C1)에 손상되는 것이 방지된다.
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.
본 실시예에서는 압축기 중 가변용량형 사판식 압축기에 사용되는 피스톤을 예를 들어 설명하였지만, 고정사판식 압축기 및 워블 플레이트식 압축기에 사용되는 피스톤에 사용되어도 무방하다.
도 1은 종래 기술에 의한 피스톤이 채용된 압축기의 내부구성을 보인 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 피스톤의 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 피스톤의 바람직한 실시예가 채용된 압축기의 내부구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명 실시예에 의한 피스톤의 구성을 보인 평면도.
도 5는 본 발명 실시예에 의한 피스톤이 실린더보어에서 상사점 및 하사점에 위치한 모습을 보인 일부단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 압축기 110 : 실린더블럭
111 : 센터보어 113 : 실린더보어
115 : 피스톤 115': 저유부
117 : 연결부 120 : 전방하우징
121 : 크랭크실 123 : 축공
130 : 후방하우징 131 : 토출실
133 : 흡입실 135 : 제어밸브
137 : 볼트 140 : 구동축
142 : 베어링 144 : 로터
146 : 힌지아암 146': 힌지슬롯
148 : 사판 148': 사판스토퍼
150 : 슈 152 : 연결아암
154 : 힌지핀 156 : 반경사스프링
160 : 축스토퍼 170 : 밸브어셈블리
C1 : 제 1 코팅층 C2 : 제 2 코팅층
C3 : 오일누설방지코팅층

Claims (2)

  1. 복수개의 실린더보어(113)가 형성되는 실린더블럭(110)이 구비되고, 상기 실린더보어(113)에 직선왕복운동 가능하게 피스톤(115)이 설치되며, 상기 피스톤(115)과 연동되는 사판(148)이 구비되고, 회전에 의해 상기 피스톤(115)을 상기 실린더보어(113)에서 직선왕복운동시키는 구동축(140)이 상기 실린더블럭(110)의 중앙을 관통하여 회전가능하게 설치되는 압축기에 사용되는 피스톤에 있어서,
    상기 피스톤(115)의 외면에서 상기 피스톤(115)의 직선왕복운동 중에 상기 실린더보어(113)의 외부로 노출되는 노출영역(A)에는 제1코팅층(C1)이 형성되고, 상기 피스톤(115)의 외면 중 상기 실린더보어(113)의 내부에 항상 위치하는 비노출영역(B)의 일부에 상기 제1코팅층(C1)으로부터 일정거리 이격 되어 제2코팅층(C2)이 형성되며, 상기 제1코팅층(C1)과 상기 제2코팅층(C2) 사이에 피스톤의 외면과 상기 제1코팅층(C1) 및 상기 제2코팅층(C2)의 두께로 인한 높이 차이에 의해 윤활유가 저장되는 저유부(115′)가 형성됨을 특징으로 하는 압축기의 피스톤.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 코팅층(C1)에는 상기 비노출영역(B)까지 더 확장되어 형성되어 윤활유의 누설을 방지하는 오일누설방지코팅층(C3)이 더 구비됨을 특징으로 하는 압축기의 피스톤.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002206478A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Calsonic Kansei Corp 圧縮機用ピストン及びこれを用いた圧縮機
JP4018419B2 (ja) * 2002-03-29 2007-12-05 本田技研工業株式会社 内燃機関のピストン

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000055641A (ko) * 1999-02-09 2000-09-15 밍 루 쇽업소버의 피스톤 씰링구조
JP2002206478A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Calsonic Kansei Corp 圧縮機用ピストン及びこれを用いた圧縮機
JP4018419B2 (ja) * 2002-03-29 2007-12-05 本田技研工業株式会社 内燃機関のピストン

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