KR101431743B1 - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭; 상기 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축; 상기 구동축의 둘레에 설치되어 회전하는 러그 플레이트; 상기 구동축의 둘레 및 상기 러그 플레이트에 설치되어 경사각이 가변되는 사판; 및 상기 사판의 외주면에 슈를 통해 끼워지며 실린더 보어 내에서 왕복운동하며 냉매를 압축하는 피스톤;이 포함되되, 상기 피스톤에는 자전방지구가 형성되고, 상기 자전방지구에는 피스톤의 제조공정 중에 지그와의 접촉을 억제하는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 자전방지구에 형성된 돌기에 의해 피스톤의 제조공정 중에 자전방지구에 형성된 코팅 및 도장의 손상을 방지하는 효과가 있다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기{Variable Displacement Swash Plate Type Compressor}

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤의 제조공정 중에 자전방지구에 형성된 코팅의 손상을 방지하는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 냉방 시스템에 포함되는 압축기는 벨트를 통해 엔진에 직접 연결되어 있기 때문에 회전수를 제어할 수 없다.

따라서, 근래에는 엔진의 회전수에 의해 규제되는 경우 없이 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출량을 변화시킬 수 있는 용량 가변형 압축기가 많이 사용되고 있다.

용량 가변형 압축기로는 사판식, 로터리식 및 스크롤식 등 다양한 종류가 개시되어 있다.

이 중 사판식 압축기는, 크랭크실 내에서 경사각이 가변되도록 설치된 사판이 회전축의 회전운동에 따라 회전하고, 상기 사판의 회전운동에 의해 피스톤이 왕복운동하는 방식으로 되어 있다. 이 경우, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 흡입실의 냉매가 실린더 내에 흡입되어 압축된 후 토출실로 배출되는데, 상기 크랭크실 내의 압력과 실린더 내의 압력 차이에 따라 사판의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되게 된다.

특히, 전자 솔레노이드식 용량제어밸브를 채택하여 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하게 되어 있다.

또한, 냉매를 압축하도록 왕복 운동하는 피스톤은 단조, 외경절삭, 코팅, 외경부 연마, 양 끝단 절단 및 중앙부 절단 등의 제조 공정을 통해 완성된다.

이러한 피스톤의 제조공정 중 절단 등은 피스톤을 지그에 고정한 채로 이루어진다.

그리고, 상기 피스톤에는 실린더 내에서 자전을 방지하도록 자전방지구가 형성되며, 상기 자전방지구 및 피스톤에는 윤활 및 내구성 향상 등의 이유로 코팅 및 도장이 이루어진다.

그러나, 종래기술의 피스톤은 제조공정 중에 자전방지구와 지그가 접촉하여 자전방지구의 코팅 및 도장의 손상이 발생하는 문제점이 있었다.

이 경우, 코팅 및 도장의 손상이 발생된 자전방지구와 크랭크실 내벽의 마찰부위는 손상이 발생하게 되어 내구성이 현저하게 낮아지게 된다.

또한, 종래기술의 피스톤은 왕복운동질량 저감을 위해 살빼기홈이 형성되어 있다. 더욱이, 상기 살빼기홈에 의해 피스통의 전체 중량을 저감하여 피스톤의 내구성을 향상시켰다.

그러나, 종래기술의 피스톤은 살빼기홈으로 자중에 의한 오일이 고여 있는 문제점이 있었다.

즉, 피스톤과 실린더 사이에 대한 윤활이 충분히 이루어지지 않아 윤활효과가 저함됨과 아울러 피스톤과 실린더의 마모가 증대되었다.

따라서, 전술한 문제점을 개선한 용량 가변형 사판식 압축기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 피스톤의 제조공정 중에 자전방지구에 형성된 코팅의 손상을 방지하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 자중에 의해 살빼기홈에 고인 오일을 피스톤과 실린더 사이로 전달하여 윤활성능을 향상시키는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭; 상기 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축; 상기 구동축의 둘레에 설치되어 회전하는 러그 플레이트; 상기 구동축의 둘레 및 상기 러그 플레이트에 설치되어 경사각이 가변되는 사판; 및 상기 사판의 외주면에 슈를 통해 끼워지며 실린더 보어 내에서 왕복운동하며 냉매를 압축하는 피스톤;이 포함되되, 상기 피스톤에는 자전방지구가 형성되고, 상기 자전방지구에는 피스톤의 제조공정 중에 지그와의 접촉을 억제하는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기는 2개가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤에는 살빼기홈이 형성되고, 상기 살빼기홈에는 드레인홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드레인홀은 중력방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 살빼기홈은 피스톤의 외주면 둘레를 따라 4개가 형성되며, 상기 드레인홀은 상,하로 대면하는 살빼기홈을 서로 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기에 따르면, 자전방지구에 형성된 돌기에 의해 피스톤의 제조공정 중에 자전방지구에 형성된 코팅 및 도장의 손상을 방지하는 효과가 있다.

또한, 살빼기홈에 드레인홀을 형성하여 자중에 의해 살빼기홈에 고인 오일을 피스톤과 실린더 사이로 전달하여 윤활성능을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3a, 도 3b는 도 1의 피스톤을 도시한 사시도이다.
도 4는 제조공정 중인 피스톤을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3a, 도 3b는 도 1의 피스톤을 도시한 사시도이고, 도 4는 제조공정 중인 피스톤을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 용량가변형 사판식 압축기(C)는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(12)를 가지는 실린더 블럭(10)과, 상기 실린더 블럭(10)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(미도시)과, 상기 실린더 블럭(10)의 후방에 밸브 플레이트(미도시)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(미도시)으로 구성된다.

상기 전방 하우징(미도시)의 안쪽에는 크랭크실(86)이 마련되며, 전방 하우징(미도시)의 중심 부근에는 구동축(44)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(44)의 타단은 상기 크랭크실(86)을 통과하여 실린더 블럭(10)에 설치된 베어링을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 크랭크실(86) 내에는 구동축(44) 둘레에 러그 플레이트(54)와 사판(50)이 설치되어 있다.

상기 사판(50)에는 중앙부에 가이드홀(64)이 형성되고, 상기 러그 플레이트(54)에는 상기 가이드홀(64)에 삽입되는 가이드(66)가 형성된다.

상기 가이드(66)는 러그 플레이트(54)에 돌출되게 형성된 한 쌍의 동력전달용 지지 암(62)에 형성된다.

이에 따라, 상기 러그 플레이트(54)가 구동축(44)에 의해 회전함에 따라 상기 사판(50)의 가이드홀(64)이 러그 플레이트(54)의 가이드(64)를 따라 슬라이딩 이동하면서 사판(50)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

또한, 상기 사판(50)의 외주면은 슈(76)를 개재하여 각 피스톤(14)에 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(50)이 경사된 상태에서 회전함에 따라, 그 외주면에 슈(76)를 개재하여 끼워진 피스톤(14)들은 상기 실린더 블럭(10)의 각 실린더 보어(12) 내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방 하우징에는 흡입실과 토출실이 각각 형성되어 있고, 후방 하우징과 실린더 블럭 사이에 개재되는 밸브 플레이트에는 각 실린더 보어에 대응하는 곳에 흡입구와 토출구가 각각 형성되어 있다.

상기 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 흡입실의 냉매가 실린더 보어(12) 내에 흡입되어 압축된 후 토출실로 배출되는데, 상기 크랭크실(86) 내의 압력과 실린더 보어(12) 내의 압력 차이에 따라 사판(50)의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절된다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서 채택된 용량가변형 압축기는 전자 솔레노이드식 용량제어밸브를 채택하여 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실(86)의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판(50)의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 방식으로 구성된다.

그 밖의 구조는 공지된 종래의 용량 가변형 사판식 압축기의 다양한 구성이 채용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

또한, 냉매를 압축하도록 왕복 운동하는 피스톤(14)은 단조, 외경절삭, 코팅, 외경부 연마, 양 끝단 절단 및 중앙부 절단 등의 제조 공정을 통해 완성된다. 도 4는 절단 공정이 이루어지기 전의 피스톤(14)이다.

이러한 피스톤(14)의 제조공정 중 절단 등은 피스톤을 전용 지그(jig)에 고정한 채로 이루어진다.

그리고, 상기 피스톤(14)에는 실린더 보어(12) 내에서 자전을 방지하도록 자전방지구(15)가 형성되며, 상기 자전방지구(15)는 크랭크실(86)이 형성된 전방 하우징(미도시)의 내주면과 접촉하여 회전이 방지된다.

한편, 상기 자전방지구(15)에는 윤활 및 내구성 향상 등의 이유로 코팅 및 도장이 이루어진다.

그러나, 상기 자전방지구(15)는 피스톤(14)의 제조공정 중에 지그와 접촉하여 코팅 및 도장의 손상이 발생할 수도 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 자전방지구(15)에는 피스톤(14)의 제조공정 중에 지그와의 접촉을 억제하는 돌기(16)가 형성된다. 상기 돌기(16)는 지그와 접촉하는 자전방지구(15)의 대면부위에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌기(16)는 2개가 형성된다.

이에 따라, 상기 자전방지구(15)에 형성된 돌기(16)에 의해 피스톤(14)의 제조공정 중에 지그와 자전방지구의 접촉을 억제하여 자전방지구(15)에 형성된 코팅 및 도장의 손상을 방지하게 된다.

즉, 코팅 및 도장의 손상을 방지함에 따라 자전방지구(15)와 크랭크실(86) 내벽의 마찰부위는 손상이 억제되어 압축기의 내구성이 향상된다.

그리고, 상기 피스톤(14)에는 왕복운동질량 저감을 위해 살빼기홈(17)이 형성되고, 상기 살빼기홈(17)에는 드레인홀(18)이 관통 형성된다.

한편, 상기 드레인홀(18)은 중력방향으로 관통 형성되어 오일이 자중에 의해 흐르게 된다.

마지막으로, 상기 살빼기홈(17)은 피스톤(14)의 외주면 둘레를 따라 4개가 형성되며, 상기 드레인홀(18)은 상,하로 대면하는 살빼기홈(17)을 서로 관통하도록 형성된다.

이에 따라, 상기 살빼기홈(17)에 드레인홀(18)을 형성하여 살빼기홈(17)에 고인 오일이 자중에 의해 피스톤(14)과 실린더 보어(12) 사이로 전달하여 윤활성능이 향상된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

C - 용량 가변형 사판식 압축기
10 - 실린더 블록
12 - 실린더 보어
14 - 피스톤
15 - 자전방지구
16 - 돌기
17 - 살빼기홈
18 - 드레인홀
44 - 구동축
50 - 사판
54 - 러그 플레이트
86 - 크랭크실

Claims (5)

1. 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭;
   상기 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축;
   상기 구동축의 둘레에 설치되어 회전하는 러그 플레이트;
   상기 구동축의 둘레 및 상기 러그 플레이트에 설치되어 경사각이 가변되는 사판; 및
   상기 사판의 외주면에 슈를 통해 끼워지며 실린더 보어 내에서 왕복운동하며 냉매를 압축하는 피스톤;이 포함되되,
   상기 피스톤에는 자전방지구가 형성되고, 상기 자전방지구에는 피스톤의 제조공정 중에 지그와의 접촉을 억제하는 돌기가 형성되고,
   상기 자전방지구는 단부로 돌출되게 한 쌍이 형성되고, 상기 돌기는 한 쌍의 자전방지구의 편평면에 형성되며, 상기 돌기는 2개가 형성되며
   상기 피스톤에는 살빼기홈이 형성되고, 상기 살빼기홈에는 드레인홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 드레인홀은 중력방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 살빼기홈은 피스톤의 외주면 둘레를 따라 4개가 형성되며, 상기 드레인홀은 상,하로 대면하는 살빼기홈을 서로 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
   

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