KR101455807B1 - 압축기용 피스톤의 그루브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 피스톤에 관한 것으로서, 구동축(20)과 연동되는 사판(40)이 회전됨에 따라 실린더블록(30)(30a)의 실린더보어(31) 내부에서 왕복운동하는 압축기(1)의 피스톤(50)에 있어서, 상기 피스톤(50) 양단부의 스커트부(200)에는 그루브(100)가 형성되되, 상기 그루브(100)는, 외측 스커트부(200b)와 근접한 부분이 단차진 수직면(110)으로 형성되고, 상기 수직면(110)의 내측 단부에서 내측 스커트부(200a)의 원주면으로 연결되는 경사면(120)으로 형성된 것을 특징으로 하여, 실링성능을 향상시킬 수 있고 오일의 누설이 최대한 방지할 수 있게 된다.

압축기, 피스톤, 그루브, 오일

Description

압축기용 피스톤의 그루브 구조{groove structure of piston for compressor}

본 발명은 압축기용 피스톤에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤의 양 스커트부에 형성되는 그루브의 구조를 개선한 압축기용 피스톤의 그루브 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 공기조화장치용 압축기는 엔진의 동력으로 구동하면서 증발기로부터 증발이 완료되어 토출된 냉매를 흡입하여 액화되기 쉬운 고온고압 상태의 냉매로 변환시켜 응축기로 토출시키는 장치이다.

이와 같은 일반적인 차량의 공기조화장치용 사판식 압축기를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 사판식 압축기(1)는 전방 실린더블록(30)이 내장되는 전방 하우징(10)과, 상기 전방 하우징(10)과 결합되며 후방 실린더블록(30a) 이 내장되는 후방 하우징(10a)으로 구성된다.

그리고, 상기 전,후방 실린더블록(30)(30a)은 내부에 다수의 실린더보어(31)가 형성되고, 상기 전,후방 실린더블록(30)(30a)의 서로 대응하는 실린더보어(31)에는 피스톤(50)들이 직선 왕복운동하도록 삽입됨과 아울러 상기 피스톤(50)들은 구동축(20)에 경사지게 결합된 사판(40)의 외주에 슈(41)를 개재한 상태로 결합된다.

따라서, 상기 구동축(20)과 함께 회전하는 사판(40)에 연동하여 상기 피스톤(50)들은 전,후방 실린더블록(30)(30a)의 실린더보어(31) 내부를 직선 왕복운동하면서 실린더보어(31) 내에서 냉매를 흡입하고 압축시키게 된다.

한편, 상기 피스톤(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 그 양단부에 실린더보어(31)의 내경에 대응한 직경으로 형성되어 실린더보어(31)의 내경에 접하는 스커트부(51)가 마련되고, 상기 스커트부(51)에는 오일을 함유하도록 된 그루브(52)가 스커트부(51)의 외주연을 따라 형성되어, 실린더보어(31) 내에서 피스톤(50)의 왕복운동 시 피스톤(50)과 실린더보어(31) 사이의 접촉부를 오일로서 윤활시키게 된다.

한편, 종래의 그루브(52)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 개구부의 양단부가 스커트부(51)의 원주면으로부터 큰 반경으로 만곡된 라운드부(52a)로 형성되는 한편 바닥면(52b)은 개구부보다 작은 폭을 갖도록 형성되어, 오일이 그루브(52) 내부에 함유됨과 아울러 피스톤(50)의 왕복운동 시 그루브(52)에 저장된 오일이 실린더보어(31)의 내측면에 도포되어 피스톤(50)과 실린더보어(31)를 윤활시키게 된다.

하지만, 종래의 그루브(52)는, 내측 스커트부(51a)와 근접한 외측 스커트부(51b)의 일측에 형성되어 있음에도 불구하고 큰 반경으로 만곡된 라운드부(52a)로 인해 실린더보어(31)의 내측면과 접하는 외측 스커트부(51b)의 실링면적이 상대적으로 작아지게 되고, 이로 인해 피스톤(50)의 왕복운동 시 실링을 위해 그루브(52)에서 배출된 대부분의 오일이 실린더보어(31) 측으로 누설되는 문제점이 있었다.

한편, 실린더보어(31)와 접하는 외측 스커트부(51b)의 면적을 넓히기 위해, 스커트부(51)의 면적을 넓게 형성하는 경우는, 피스톤(50)의 행정에 따른 냉매의 흡입량 및 압축량 등을 고려할 때 압축기(1)의 크기가 더 커져야 하는 단점이 있고, 그루브(52)를 내측 스커트부(51a)에 형성하는 경우는 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 내측 스커트부(51a)와 실린더보어(31) 간의 접촉관계를 고려할 때 구조적인 한계가 있다.

그리고, 피스톤(50)의 제조 시 실린더보어(31)의 내측면과 접하는 스커트 부(51)에는 테프론 코팅이 이루어지는데, 이때 협소한 폭을 갖는 그루브(52)의 내부로 유입된 공기가 그루브(52)에서 빠져나가지 못하고 그루브(52) 내에 잔류되어 있다가 코팅층에 기포로서 존재하게 되므로 코팅의 불량률이 증가되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피스톤의 양 스커트부에 형성되는 그루브의 구조를 개선하여 스커트부의 실링면적을 극대화하여 피스톤의 실링성능을 향상시킴과 아울러 공기의 배출이 원활하게 이루어져 코팅된 피스톤의 불량률을 최소화하도록 한 압축기용 피스톤의 그루브 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 구동축과 연동되는 사판이 회전됨에 따라 실린더블록의 실린더보어 내부에서 왕복운동하는 압축기의 피스톤에 있어서, 상기 피스톤 양단부의 스커트부에는 그루브가 형성되되, 상기 그루브는, 외측 스커트부와 근접한 부분이 단차진 수직면으로 형성되고, 상기 수직면의 내측 단부에서 내측 스커트부의 원주면으로 연결되는 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤의 그루브 구조에 의해 달성된다.

또한, 상기 그루브의 수직면과 외측 스커트부의 원주면 사이에는 수직면과 원주면을 연결하는 라운드부가 형성됨이 바람직하다.

본 발명의 압축기용 피스톤의 그루브 구조에 따르면, 그루브의 일단이 수직면으로 형성되어 실린더보어의 내측면과 접하는 외측 스커트부의 실링면적이 극대화됨으로써 실링성능이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 상기 그루브 내로 유입된 공기는 그루브의 내부공간이 개구부에 대응한 폭으로 넓게 확장되어 있으므로 공기의 소통이 원활하게 이루어져 코팅 시 그루브 내에 공기가 잔존하지 않게 되므로 코팅된 피스톤의 불량률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 피스톤 및 그루브를 확대 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 그루브에 의해 스커트부의 실링면적이 확대된 모습을 종래의 그루브와 비교 도시한 도면이다.

본 발명의 피스톤(50)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 양단부에 실린더보어(31)의 내경에 대응한 직경으로 형성되어 실린더보어(31)에 내접하는 스커트부(200)가 형성되고, 상기 스커트부(200)에는 오일이 함유되어 저장되는 그루 브(100)가 스커트부(200)의 외주연을 따라 형성된다.

상기 그루브(100)는, 피스톤(50)의 단부 즉 외측 스커트부(200b)와 근접한 부분이 외측 스커트부(200b)의 원주면에서 피스톤(50)의 수평 중심축 방향으로 수직하게 단차진 수직면(110)으로 형성되고, 상기 수직면(110)의 내측 단부(도 3 및 도 4에서 하측부분)에서 내측 스커트부(200a) 측으로 도 3에서와 같이 상향 경사지게 연결된 경사면(120)이 형성된다.

그리고, 상기 수직면(110)과 외측 스커트부(200b)의 원주면 사이에는 수직면(110)의 상단부와 원주면을 연결하는 라운드부(130)가 형성된다. 이때, 상기 라운드부(130)는 종래의 라운드부(52a)보다 작은 반경으로 형성된다.

상기와 같이 형성되는 라운드부(130)는 실린더보어(31) 내부에서 피스톤(50)의 왕복운동 시, 그루브(52)에 의한 실린더보어(31) 내측면의 손상을 방지하기 위한 최소한의 반경을 갖도록 형성됨이 바람직하다.

따라서, 상기 외측 스커트부(200b)의 실링면적(실린더보어(31)의 내측면과 접촉되는 면적)을 도 4에서와 같이 극대화할 수 있어, 윤활을 위해 실린더보어(31)의 내측면에 도포된 오일이 상기 실린더보어(31)의 내측면과 외측 스커트부(200b) 사이에서 견고한 유막을 형성하게 되므로, 오일이 실린더보어(31) 측으로 누설되는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.

특히, 도 4에서는 발명의 스커트부(200)와 종래의 스커트부(51)의 실링면적을 명확하게 대비할 수 있도록 종래의 그루브(52)는 점선으로 도시하였고, 본 발명 의 그루브(100)는 실선으로 도시하였다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 그루브(100)는 외측 스커트부(200b)와 인접한 부분이 종래의 그루브(52)보다 피스톤(50)의 내측으로 더 진입된 위치에서 수직면(110)으로 형성됨으로써, 외측 스커트부(200b)의 실링면적이 종래보다 더 확대됨을 알 수 있다.

한편, 상기와 같이 형성된 수직면(110)의 깊이는 종래 그루브(52)의 깊이보다 낮게(도 4 기준) 형성하여, 본 발명의 그루브(100) 면적을 종래 그루브(52)의 면적과 동일하게 형성한다. 이는, 본 발명의 그루브(100) 면적이 종래의 그루브(52) 면적보다 클 경우에는 그루브(100) 내로 더 많은 오일이 유입되지만, 또한 그 만큼 불필요하게 많은 오일이 그루브(100)로부터 배출되기 때문에, 오일이 실린더보어(31) 측으로 누설될 수 있는 위험 또한 커지기 때문이다.

또한, 상기 그루브(100)는 바닥면인 경사면(120)이 그루브(100)의 개구부에 대응한 폭으로 넓게 확장 형성됨으로써 그루브(100) 내로 공기가 유입되어도 공기의 소통이 원활하게 이루어지기 때문에, 그루브(100) 내에 공기가 잔존하지 않게 되어 코팅 시 피스톤(50)의 불량률을 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 상기 경사면(120)과 수직면(110)이 연결된 각진 연결부(140)에는 항상 일정량의 오일이 잔류되어 저장된다.

따라서, 상기와 같은 그루브(100)가 형성된 피스톤(50)은, 외측 스커트 부(200b)의 넓은 실링면적으로 인해 스커트부(200)와 실린더보어(31) 사이에 오일에 의한 견고한 유막이 형성되어 실링성능이 향상되므로, 오일의 누설을 최대한 방지할 수 있고, 피스톤(50)에 의한 냉매의 압축효율 역시도 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 피스톤(50)의 왕복운동에도 불구하고 그루브(100)의 수직면(110)과 경사면(120)을 연결하는 연결부(140) 측에는 항상 일정량의 오일이 잔류되어 저장됨으로써 피스톤(50)과 실린더보어(31) 사이를 지속적으로 윤활시킬 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 압축기를 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1의 압축기에 구성된 종래의 피스톤을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 피스톤 및 그루브를 확대 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 그루브에 의해 스커트부의 실링면적이 확대된 모습을 종래의 그루브와 비교 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 압축기 10,10a : 하우징

20 : 구동축 30,30a : 실린더블록

31 : 실린더보어 40 : 사판

41 : 슈 50 : 피스톤

51 : 스커트부 51a : 내측 스커트부

51b : 외측 스커트부 52 : 그루브(groove)

52a : 라운드부(round) 52b : 바닥면

100 : 그루브 110 : 수직면

120 : 경사면 130 : 라운드부

140 : 연결부 200 : 스커트부

200a : 내측 스커트부 200b : 외측 스커트부

Claims (2)

1. 구동축(20)과 연동되는 사판(40)이 회전됨에 따라 실린더블록(30)(30a)의 실린더보어(31) 내부에서 왕복운동하는 압축기(1)의 피스톤(50)에 있어서,

   상기 피스톤(50) 양단부의 스커트부(200)에는 그루브(100)가 형성되되, 상기 그루브(100)는, 외측 스커트부(200b)와 근접한 부분이 단차진 수직면(110)으로 형성되고, 상기 수직면(110)의 내측 단부에서 내측 스커트부(200a)의 원주면으로 연결되는 경사면(120)으로 형성되며,

   상기 그루브(100)의 수직면(110)과 외측 스커트부(200b)의 원주면 사이에는 수직면(110)과 원주면을 연결하는 라운드부(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤의 그루브 구조.
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