KR101379641B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 실린더(110)의 센터보어(111)와 상기 실린더블럭(110)의 일측에 장착된 전방하우징(120)의 축공(123)을 관통하여 구동축(140)이 회전가능하게 설치된다. 상기 구동축(140)에는 로터(144)와 상기 로터(144)에 힌지결합된 사판(148)이 설치된다. 상기 로터(144)와 사판(148)의 사이에는 반경사스프링(156)이 설치된다. 상기 반경사스프링(156)은 상기 구동축(140)의 스프링지지부(141)에 그 일단이 걸어지고 상기 사판(148)에 그 타단이 걸어지도록 설치된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 압축기의 구동이 멈추어 압축기에 남아있는 잔류냉매의 팽창에 의해 상기 사판(148)이 그 경사각이 커지도록 움직일 때, 상기 반경사스프링(156)이 상기 스프링지지부(141)에 의해 그 길이방향 및 반경방향으로 압축되면서, 그 힘을 흡수하여, 상기 사판(148)과 상기 로터(144)가 접촉할 때 발생하는 타격음이 저감되는 이점이 있다.

가변용량형 사판식 압축기, 잔류냉매, 반경사스프링, 구동축, 스프링지지부

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 압축기의 동작이 정지되었을 때, 사판과 로터의 접촉시 발생하는 타격음을 저감시키는 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.

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 관통하여서는 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 사판(48)의 일면에는 사판스토퍼(58)가 돌출되어 형성된다. 상기 사판 스토퍼(58)는 상기 로터(44)와 마주보는 면에 형성되는 것으로, 상기 구동축(40)을 중심으로 상기 연결아암(52)에 대해 반대쪽에 구비된다. 상기 사판스토퍼(58)는 상기 사판(48)이 상기 구동축(40)에 대해 경사지게 기울어지는 정도를 규제하는 역할을 한다.

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 후방하우징(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)이 그 경사각이 최대인 상태로 움직일 경우, 상기 사판(48)의 사판스토퍼(58)는 상기 로터(44)의 일면과 접하게되고, 상기 사판스토퍼(58)가 상기 로터(44)에 접촉하는 순간 타격음이 발생한다. 물론 상기 사판(48)과 상기 로터(44)의 사이에 위치한 반경사스프링(56)이 그 힘을 흡수하기는 하지만, 상기 사판스토퍼(58)와 상기 로터(44)가 접하며 발생하는 타격음을 방지할 수 있을 정도는 아니다.

또한, 상기 사판(48)과 상기 로터(44)의 사이에 위치한 반경사스프링(56)을 탄성계수가 더 큰 스프링을 사용하는 방법을 생각할 수 있다. 하지만, 상기 사판(48)에 전해지는 힘을 흡수할 수 있는 스프링은 그 두께가 매우 커지기 때문에, 상기 압축기(1)에 사용할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구동축에서 반경사스프링이 위치하는 부분에 스프링지지부를 경사지게 형성하여, 반경사스프링이 압축될 때, 스프링지지부에 의해 반경방향으로 탄성변형 되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하는 센터보어의 주변에 복수의 실린더보어가 방사상으로 형성되는 실린더블럭; 상기 실린더블럭의 양단에 각각 장착되는 전,후방하우징; 상기 전방하우징과 실린더블럭을 관통하여 설치되어 구동력을 전달받아 회전하는 구동축; 상기 전방하우징과 실린더블럭에 의해 형성되는 크랭크실에 위치하면서 상기 구동축과 일체로 회전되는 로터; 상기 로터와 힌지결합되어 함께 회전되게 상기 구동축에 설치되고 토출용량의 변화에 따라 상기 구동축에 설치된 각도가 가변되는 사판; 상기 사판에 연결되어 상기 실린더보어 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하는 피스톤; 그리고, 상기 로터와 사판 사이에 설치되어 상기 로터에 대해 사판이 상기 구동축을 따라 상기 사판의 경사각이 감소하는 방향으로 탄성력을 발휘하는 반경사스프링을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 구동축에는 상기 사판이 최대경사각으로 변경시, 상기 반경사스프링을 상기 반경사스프링의 직경방향으로 변형시켜 타격음을 감소시키는 스프링지지부가 형성된다.

상기 스프링지지부는 상기 로터 방향으로 갈수록 그 직경이 상기 구동축의 직경보다 더 커지도록 형성된다.

상기 사판에는 상기 사판이 최대경사로 기울어 졌을 때, 상기 로터와 접하는 사판스토퍼가 더 구비된다.

본 발명에 의하면, 에어컨의 작동이 중지되었을 때, 실린더보어에 남아 있는 잔류냉매의 압력에 의해 피스톤이 사판을 밀어 사판이 최대경사각 위치로 움직이는 과정에서 반경사스프링이 스프링지지부에 지지되어 길이방향 뿐만 아니라 반경방향으로도 탄성변형되면서 사판에 전달되는 힘을 흡수한다. 이와 같이 사판이 최대경사각 위치로 이동하는 과정에서 사판에 전달되는 힘을 반경사스프링이 흡수하여 그 힘이 많이 감소되어, 사판의 사판스토퍼가 로터와 접하게 될 때 발생하는 타격음이 그만큼 저감되므로, 제품의 정숙성이 향상되는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성을 도면을 참고하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 내부구성이 단면도로 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 센 터보어(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)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)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 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 토출실(131)이 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 후방하 우징(130)중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 실린더보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(130)에는 흡입실(133)이 형성된다. 상기 흡입실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(133)은 상기 후방하우징(130)중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 실린더보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 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.

상기 구동축(140)에서 상기 크랭크실(121)에 위치하는 부분에는 스프링지지부(141)가 형성된다. 상기 스프링지지부(141)는 상기 구동축(140)의 둘레를 따라 돌출되게 형성되고, 상기 전방하우징(120) 방향으로 갈수록 그 직경이 더 커지도록 경사지게 형성된다. 상기 스프링지지부(141)는 후술할 반경사스프링(156)이 압축될때, 지지하여 주는 부분이다.

도 2에서 보듯이, 상기 스프링지지부(141)에서 반경사스프링(156)과 동일한 직경을 갖는 부분은 지지부(141a)로, 상기 지지부(141a)는 상기 반경사스프링(156)이 압축되게 전에 지지되는 부분이다.

상기 스프링지지부(141)에서 상기 지지부(141a)에서 상기 전방하우징(120) 방향으로 연장된 부분은 압축부(141b)이다. 상기 압축부(141b)는 상기 반경사스프링(156)이 압축될 때, 걸어져 지지되는 부분이다. 도 2에서 보듯이, 상기 압축부(141b)의 위치는 특정되지 않고 소정의 구간으로 표시하였는데, 이는 상기 압축부(141b)의 위치는 상기 사판(148)의 각도에 따라 상기 반경사스프링(156)이 반경방향으로 탄성변형되는 양이 달라지기 때문이다.

상기 압축부(141b)에서 후술할 로터(144)와 접하는 부분의 직경은 반경사스프링(156)이 최대로 압축되어, 그 직경이 최대로 커지도록 탄성변형되었을 때보다, 더 크게 형성된다. 이는 반경사스프링(156)이 상기 스프링지지부(141)를 벗어나 상기 구동축(140)에 설치된 로터(144)와 접하지 않도록 하기 위함이다.

좀 더 상세하게 설명하면, 반경사스프링(156)은 상기 구동축(140)을 감싸는 코일스프링으로, 코일스프링의 구조의 특성상 길이방향의 탄성변형에 비해, 반경방향의 탄성변형은 상대적으로 쉽게 되지않는다. 따라서, 상기 반경사스프링(156)의 반경방향 탄성변형이 최대로 되면, 사판(148)에 전달되는 힘을 최대한 흡수할 수 있기 때문에, 상기 반경사스프링(156)이 반경방향 탄성변형이 최대로 되었을 때의 직경보다 상기 압축부(141b)의 직경을 더 크게 형성하여 상기 압축부(141b)에 지지되어 탄성변형 되도록 하는 것이다.

상기 반경사스프링(156)이 반경방향으로 다시 복원될 때, 그 복원력에 의해 상기 반경사스프링(156)이 상기 스프링지지부(141)에 고정되지 않고 완전히 복원될 수 있도록 하기 위해 상기 스프링지지부(141)의 경사각도를 알맞게 설계하여야 한다.

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 힌지슬롯(147)이 형성되는데, 상기 힌지슬롯(147)은 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. 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 연결 된다. 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 설치되는데, 상기 힌지핀(154)은 상기 로터(144)의 힌지아암(146)에 형성된 힌지슬롯(147)에 이동가능하게 걸어진다. 상기 연결아암(152)은 두 개가 나란히 구비되어 상기 힌지핀(154)의 양단이 각각 연결아암(152)에 걸어지도록 된다. 물론, 상기 연결아암(152)이 하나만 구비되고 힌지핀(154)의 양단이 상기 연결아암(152)의 선단 양측으로 각각 돌출되고, 상기 힌지아암(146)이 두개가 나란히 돌출되어 구비될 수도 있다.

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, 정확하게는 상기 구동축(140)에서 상기 스프링지지부(141)에 그 일단이 걸어지고, 후술할 부쉬(158)에 그 타단이 지지되어 설치된다. 상기 반경사스프링(156)은 상기 사판(148)의 경사각도가 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 상기 압축기(100)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사판(148)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 반경사스프링(156)은 상기 사판(148)에 부쉬(158)를 사이에 두고 연결된다. 상기 부쉬(158)는 대략 속이 빈 관형상으로 형성되어, 상기 사판(148)과 접 하여 상기 구동축(140)을 따라 이동하며, 상기 반경사스프링(156)이 정확히 압축될 수 있도록 지지하여 주는 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 후방하우징(130)의 사이에는 토출실(131) 및 흡입실(133)과 실린더보어(113)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(170)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(170)는 토출실(131)에서 실린더보어(113)로, 그리고 실린더보어(113)에서 흡입실(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 상태로 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 토출실(131)에 있는 냉매가 밸브어셈블리(170)의 제어에 의해 흡입된다. 상기 실린더보어(113) 내부에서 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(170)의 제어에 의해 상기 흡입실(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 흡입실(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.

이하 본 발명 실시예에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 작용을 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3에는 본 발명 실시예에 의한 가변용량형 사판식 압축기에서 사판이 최대경사각으로 변형되는 과정을 보인 동작상태도가 도시되어 있다.

압축기(100)가 최대토크 상태로 전환될 경우, 상기 사판(148)의 경사각이 커지도록 이동된다. 이때, 상기 로터(144)와 상기 사판(148)의 사이에 위치한 반경사스프링(156)은 상기 사판(148)의 경사각이 커짐에 따라 압축되게 된다. 좀 더 상세하게는 상기 사판(148)이 상기 부쉬(158)를 밀어내고, 상기 부쉬(158)와 상기 구동 축(140)의 스프링지지부(141)에 의해 상기 반경사스프링(156)의 양단이 지지되어 압축된다.

이 과정이 도 3에 순서대로 도시되어 있다. 도 3의 (a)의 모습은 초기에 상기 반경사스프링(156)이 압축되기 전의 상태를 보여준 것이다. 상기 반경사스프링(156)은 상기 스프링지지부(141)에서 상기 반경사스프링(156)과 동일한 직경으로 형성된 지지부(141a)에 지지되어 있다.

이 상태에서 상기 부쉬(158)가 상기 사판(148)에 의해 밀어져 상기 반경사스프링(156)을 압축시킨다. 상기 반경사스프링(156)은 압축되면서, 상기 스프링지지부(141)에 의해 안내되어, 상기 스프링지지부(141)에서 압축부(141b)로 넘어가게 된다. 상기 압축부(141b)는 상기 지지부(141a)의 직경보다 크므로, 상기 반경사스프링(156)이 길이방향으로 탄성변형되면서, 상기 반경사스프링(156)의 직경이 상기 압축부(141b)를 따라 안내되어 점점 커지도록 탄성변형된다.

상기 반경사스프링(156)은 길이방향의 탄성변형 및 반경방향의 탄성변형이 진행되면서, 상기 사판(148)에 전해지는 힘을 흡수하게 된다. 상기 사판(148)의 사판스토퍼(148)가 상기 로터(144)와 접하면, 상기 반경사스프링(156)의 탄성변형도 멈춘다. 상기 압축부(141b)에서 상기 로터(144)와 접하는 부분의 직경은 상기 반경사스프링(156)의 반경방향 탄성변형이 최대로 되었을 때의 직경보다 크게 형성되어 상기 반경사스프링(156)은 완전히 압축되어도 상기 압축부(141b)에 걸어진 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 상태가 도 3의 (d)에 도시되어 있다.

상기 반경사스프링(156)이 완전히 압축됨과 동시에 상기 사판(148)의 사판스 토퍼(148')는 상기 로터(144)의 일면에 접하게 된다. 상기 사판(148)의 경사각이 커지는 과정에서 상기 반경사스프링(156)이 상기 구동축의 스프링지지부(141)에 걸어지며 길이방향 뿐만 아니라 그 반경방향으로도 탄성변형되어, 상기 사판(148)에 전달되는 힘을 흡수하게 되어, 상기 사판스토퍼(148')와 상기 로터(144)가 접촉할 때, 타격음이 줄어들게 된다.

특히, 에어콘의 동작을 중지되어, 상기 실린더보어(113)의 내부에 남아 있는 잔류냉매의 팽창에 의해, 상기 압축기(100)가 최대토크 상태로 전환되어 상기 사판(148)의 사판스토퍼(148')와 상기 로터(144)가 접하여 타격음이 발생하는 경우에도 그 타격음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

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 종래의 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 내부구성을 보인 단면도.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 가변용량형 사판식 압축기에서 사판이 최대경사각으로 변형되는 과정을 보인 동작상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 압축기 110 : 실린더블럭

111 : 센터보어 112 : 지지단턱부

112': 지지테이퍼부 113 : 실린더보어

115 : 피스톤 117 : 연결부

120 : 전방하우징 121 : 크랭크실

122 : 풀리축부 123 : 축공

130 : 후방하우징 131 : 토출실

133 : 흡입실 135 : 제어밸브

137 : 볼트 140 : 구동축

141 : 스프링지지부 141a: 지지부

141b: 압축부 142 : 베어링

144 : 로터 146 : 힌지아암

147 : 힌지슬롯 148 : 사판

148': 사판스토퍼 150 : 슈

152 : 연결아암 154 : 힌지핀

156 : 반경사스프링 158 : 부쉬

160 : 축스토퍼

Claims (3)

1. 중앙을 관통하는 센터보어(111)의 주변에 복수의 실린더보어(113)가 방사상으로 형성되는 실린더블럭(110);

   상기 실린더블럭(110)의 양단에 각각 장착되는 전,후방하우징(120,130);

   상기 전방하우징(120)과 실린더블럭(110)을 관통하여 설치되어 구동력을 전달받아 회전하는 구동축(140);

   상기 전방하우징(120)과 실린더블럭(110)에 의해 형성되는 크랭크실(121)에 위치하면서 상기 구동축과 같이 회전하는 로터(144);

   상기 로터(144)와 힌지결합되어 함께 회전되게 상기 구동축(140)에 설치되고 토출용량의 변화에 따라 상기 구동축(140)에 설치된 각도가 가변되는 사판(148);

   상기 사판(148)에 연결되어 상기 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하는 피스톤(115); 그리고,

   상기 로터(144)와 사판(148) 사이에 설치되어 상기 로터(144)에 대해 사판(148)이 상기 구동축(140)을 따라 상기 사판(148)의 경사각이 감소하는 방향으로 탄성력을 발휘하는 반경사스프링(156)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 구동축(140)에는 상기 로터(144) 방향으로 갈수록 그 직경이 상기 구동축(140)의 직경보다 더 커지도록 형성되어 상기 사판(148)이 최대경사각으로 변경시, 상기 반경사스프링(156)을 상기 반경사스프링(156)의 직경방향으로 변형시켜 타격음을 감소시키는 스프링지지부(141)가 형성을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 사판(148)에는 상기 사판(148)이 최대경사로 기울어 졌을 때, 상기 로터(144)와 접하는 사판스토퍼(148')가 더 구비됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

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