KR101599550B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서는 실린더블록(110)의 센터보어(111)와 상기 실린더블록(110)의 전방에 결합된 전방하우징(120)의 축공(123)을 관통하는 회전축(138)이 상기 실린더블록(110)의 타측에 장착된 후방하우징(130)을 향해 이동되는 것을 방지하기 위해 축스프링(140)에 의해 지지된다. 상기 축스프링(140)은 웨이브를 가지는 링 형상의 판스프링이다. 상기 축스프링(140)의 전면은 상기 후방하우징(130)과 마주보는 상기 회전축(138)의 유로(139')의 입구 가장자리에 설치된 와셔(W)에 지지되고, 후면은 상기 센터보어(111)의 후단에 구비된 스프링지지부(112)에 지지된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 실린더블록(110)의 스프링지지부(112)는 판 형상의 축스프링(140)의 전후면 사이의 폭(t)에 대응되는 길이만큼만 연장되어 형성되므로, 흡입실(133) 내에 차지하는 공간을 상대적으로 줄일 수 있고, 냉매가 스프링지지부(112)에 의해 간섭되지 않고 유로(139')로 원활하게 유입될 수 있는 이점이 있다.

가변용량, 사판식 압축기, 회전축, 지지, 판스프링

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축에 구비된 회전밸브를 통해 냉매가 실린더보어 내부로 전달되어 압축되는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

차량의 공조시스템을 간단히 살펴보면, 먼저 고온 저압 기체상태의 냉매는 압축기에 의해 고온 고압 기체 상태로 된다. 상기 고온 고압 기체상태의 냉매는 응축기를 거쳐 상기 응축기의 응축작용에 의해 고온고압 액체 상태로 되고, 상기 고온 고압 액체상태의 냉매는 팽창밸브를 거쳐 상기 팽창밸브의 교축작용에 의해 저온 저압 액체 상태로 된다. 상기 저온 저압 액체상태의 냉매는 증발기를 거쳐 상기 증발기에서 이루어지는 열교환을 통해 고온 저압의 기체 상태로 되돌아가며 상기 고온 저압의 기체는 다시 상기 압축기에 의해 압축되어 고온 고압 기체상태로 된다. 이와 같은 과정을 반복 수행함에 의해 차량의 공조시스템이 동작되는 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(1)는, 다수개의 실린더보어(13)를 구비하는 실린더블록(10)과, 상기 실린더블록(10)의 전방에 결합되어 크랭크실(21)을 형성하기 위한 전방하우징(20), 그리고 실린더블록(10)의 후방에 결합되어 토출실(31) 및 흡입실(33)을 형성하기 위한 후방하우징(30)을 포함하고 있다.

압축기(1)에는 실린더블록(10)이 구비된다. 상기 실린더블록(10)은 압축기(1)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블록(10)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성된다. 상기 센터보어(11)는 아래에서 설명될 회전축(40)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(11)의 가장자리에는 후방하우징(30)을 향해 돌출되게 스프링지지부(12)가 형성된다. 상기 스프링지지부(12)는 아래에서 설명될 후방하우징(30)의 흡입실(33)의 내부에 위치된다. 상기 스프링지지부(12)의 내부에는 아래에서 설명될 축스프링(40') 및 와셔(W)가 설치된다. 상기 스프링지지부(12)는 축스프링(40')의 일측을 지지하는 역할을 한다.

상기 센터보어(11)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블록(10)을 관통하게 다수개의 실린더보어(13)가 형성된다. 상기 실린더보어(13)와 상기 센터보어(11)가 연통되게 연통로(14)가 형성된다. 상기 연통로(14)는 상기 실린더보어(13)로 냉매를 전달하는 통로 역할을 한다.

상기 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(15)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(13)는 이에 대응되는 원통형상이다. 상기 피스톤(15)의 일단부, 즉, 상기 실린더보어(13)의 외부로 돌출 되는 부분에는 연결부(17)가 형성된다. 상기 피스톤(15)은 상기 실린더보어(13) 내를 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블록(10)의 일측면, 즉, 전방에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우징(20)은 상기 실린더블록(10)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블록(10)과 함께 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(20)의 전방에는 풀리(60)가 회전가능하게 설치되는 풀리축부(22)가 돌출되어 형성된다. 상기 풀리축부(22)의 중앙을 관통하여 상기 크랭크실(21)까지 상기 전방하우징(20)을 전후로 관통하여서는 축공(23)이 형성된다. 상기 축공(23)은 상기 센터보어(11)와 중심이 일치하게 형성된다. 상기 축공(23)에는 회전축(40)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 실린더블록(10)의 타측면, 즉, 후방에는 후방하우징(30)이 설치된다. 상기 후방하우징(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 토출실(31)이 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블록(10)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(30)에는 흡입실(33)이 형성된다. 상기 흡입실(33) 역시 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(33)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블록(10)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(33)은 상기 실린더보어(13)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(33)은 아래에서 설명될 회전축(40)의 내부에 형성되는 유로(41)를 통해 상기 연통로(14)로 냉매를 전달한다. 상기 후방하우징(30)에는 흡입포트(미도시)가 형성된다. 상기 흡입포트는 상기 압축기(10)의 외부에서 상기 흡입실(33)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.

상기 실린더블록(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)을 서로 체결하도록 볼트(B)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(B)는 다수개가 상기 실린더블록(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.

상기 실린더블록(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전축(40)이 회전가능하게 설치된다. 상기 회전축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(40)은 상기 전방하우징(20)과 실린더블록(10)에 회전가능하게 설치된다.

상기 후방하우징(30)과 마주보는 상기 회전축(40)의 일단과 상기 스프링지지부(12) 사이에는 와셔(W) 및 축스프링(40')이 설치된다. 상기 축스프링(40')의 일단은 상기 와셔(W)에 지지되고 타단은 상기 스프링지지부(12)에 지지된다. 상기 축스프링(40')은 상기 와셔(W)와 스프링지지부(12) 사이에서 탄성력을 발휘하여 상기 회전축(40)이 상기 후방하우징(30) 방향으로 밀리는 것을 방지한다. 상기 축스프링(40')은 원통 코일 스프링 또는 원뿔(cone) 스프링이다.

상기 회전축(40)의 일단부에는 회전밸브(41)가 구비된다. 상기 회전밸브(41)의 내부에는 상기 흡입실(33)과 연통되게 유로(42)가 형성된다. 상기 유로(42)는 상기 회전밸브(41)의 일단부로부터 열려있다. 상기 유로(42)와 상기 연통로(14)를 선택적으로 연통시키기 위해 상기 회전밸브(41)의 외면으로 유로출구(42')가 형성된다.

상기 회전축(40)에는 로터(46)가 설치된다. 상기 로터(46)는 상기 회전축(40)이 중앙을 관통하고, 회전축(40)과 일체로 회전되도록 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 상기 로터(46)는 대략 원판 형상으로 상기 회전축(40)에 고정된다. 상기 로터(46)의 일면에는 힌지아암(47)이 돌출되게 형성된다. 상기 힌지아암(47)에는 힌지슬롯(47')이 형성된다.

상기 회전축(40)에는 사판(48)이 설치된다. 상기 사판(48)에는 상기 로터(46)의 힌지아암(47)과 연결되는 연결아암(49)이 돌출되게 형성된다. 상기 연결아암(49)의 선단에는 연결아암(49)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(49')이 설치되는데, 상기 힌지핀(49')은 상기 로터(46)의 힌지아암(47)의 선단에 형성된 힌지슬롯(47')에 이동가능하게 걸어진다.

상기 사판(48)는 상기 로터(46)와 힌지결합되어 함께 회전된다. 상기 사판(48)은 상기 회전축(40)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(40)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(40)에는 코일스프링인 반경사스프링(50)이 상기 회전축(40)을 감싸도록 설치된다. 상기 반경사스프링(50)은 상기 로터(46)와 사판(48)의 사이에서 탄성력을 발휘한다. 상기 반경사스프링(50)은 상기 사판(48)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 압축기(1)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사 판(48)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 사판(48)은 그 가장자리가 상기 피스톤(15)들과 슈(52)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(15)의 연결부(17)에 상기 사판(48)의 가장자리가 슈(52)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13)내에서 직선왕복운동하도록 한다.

상기 실린더블록(10)과 후방하우징(30)의 사이에는 토출실(31)과 실린더보어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(53)가 구비된다. 상기 밸브어셈블리(53)는 토출공(54')이 형성된 밸브플레이트(54)와 토출리드(56)에 의해 구성되어, 실린더보어(13)에서 토출실(31)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 전방하우징(20)의 풀리축부(22)에는 풀리(60)가 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(60)는 상기 회전축(40)과 클러치(62)를 통해 선택적으로 연결되어 엔진의 구동력을 풀리(60), 클러치(62)를 거쳐 회전축(40)으로 전달한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 사판식 압축기의 동작을 설명한다.

상기 압축기(1)의 회전축(40)이 회전되면, 상기 로터(46)가 함께 회전하고, 상기 로터(46)에 의해 사판(48)이 함께 회전한다. 상기 사판(48)의 회전은 상기 슈(52)를 통해 상기 피스톤(15)으로 전달된다.

따라서, 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(15)의 행정거리는 상기 사판(48)의 각도에 따라 결정된다. 상기 사판(48)의 각도는 상기 크랭크실(21) 내부로 전달되는 냉매의 압 력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(13) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(33)로는 상기 흡입포트를 통해 외부로 부터 냉매가 흡입되고, 상기 흡입실(33)로 전달된 냉매는 상기 회전축(40)의 유로(42)로 전달된다. 상기 유로(42)로 전달되는 냉매는 상기 회전축(40)의 회전에 따라 상기 유로출구(42')가 각각의 실린더보어(13)와 각각의 연통로(14)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(13)로 전달된다.

그리고, 상기 실린더보어(13)로 전달되어 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(53)에 의해 상기 토출실(31)로 전달되고 압축기(10)의 외부로 전달된다. 즉, 냉매가 압축되어 상기 실린더보어(13) 내부의 압력이 커지면, 그 압력에 의해 상기 토출리드(56)의 선단이 밀리면서, 상기 토출공(54')을 개방하여 실린더보어(13) 내부에서 냉매를 토출실(31)로 배출하는 것이다.

참고로, 상기 실린더보어(13)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(15)이 하사점으로 이동하면서 실린더보어(13) 내부의 압력이 떨어지고, 상기 연통로(14)를 통해 상기 회전축(40) 내의 유로(41)와 실린더보어(13)가 서로 연통되기 때문이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 축스프링(40')이 원통 코일 스프링 또는 콘 코일 스프링이므로, 상기 회전축(40)을 탄성지지하기 위해서는, 상기 회전축(40)의 축 방향으로 충분히 길어야 한다. 이때, 상기 실린더블록(10)의 스프링지지부(12)는 상기 축스프링(40')의 길이만큼 돌출되게 형성되어야 하므로, 상기 흡입실(33)의 공간을 차지하게 되므 로, 상기 흡입실(33)의 공간이 부족하게 되는 문제점이 있다.

그리고 상기 축스프링(40')이 원뿔 형상일 경우, 상기 축스프링(40')은 상기 유로(42)의 입구를 향할수록 그 내경이 작게 형성된다. 따라서, 상기 스프링지지부(12)의 내경보다 상기 유로(42)의 내경 입구가 작으므로, 상기 흡입실(33)을 통과한 냉매가 상기 유로(42)의 내부로 흡입될 때 원활하게 흡입되지 못하는 문제가 발생할 수도 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 후방하우징의 흡입실의 공간을 최대화 하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회전축의 유로로 냉매가 원활하게 유동되도록 하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 다수개의 실린더보어가 구비되고, 중앙을 관통하여 센터보어가 형성되는 실린더블록과; 상기 실린더블록의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징; 상기 실린더블록의 후방에 결합되고, 내부에 토출실과 흡입실이 형성되는 후방하우징; 상기 전방하우징과 센터보어를 관통하여 설치되어 회전되고, 상기 크랭크실 내에 경사가 가변되게 위치된 사판과 결합하여 함께 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 일단부에 구비되어 회전축과 일체로 회전되고, 상기 흡입실과 연통되는 유로가 형성되며, 상기 실린더보어로 냉매를 전달하는 회전밸브와; 상기 회전축을 상기 전방하우징을 향해 상기 회전축의 축방향으로 지지하는 축스프링을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 축스프링은 상기 회전축과 실린더블록 사이에 설치되어 탄성력을 발휘하는 웨이브를 가지는 링 형상의 판스프링이다.

상기 축스프링은 상기 후방하우징과 마주보는 회전축의 일단과 상기 센터보 어의 후단에 구비되는 스프링지지부 사이에 지지되는 것이 바람직하다.

상기 스프링지지부는 상기 실린더블록에 일체로 형성되고, 상기 축스프링의 후면을 지지하도록 상기 스프링지지부의 내주면 가장자리에 돌출되게 형성되는 내측플랜지를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 축스프링의 후면은 상기 스프링지지부의 내주면 가장자리에 설치되는 리테이너 또는 상기 스프링지지부의 내주면 가장자리에 코킹되어 형성된 코킹부에 의해 지지되는 것이 바람직하다.

상기 축스프링은 상기 센터보어의 내주면과 회전축의 외주면 사이에 지지되는 것이 바람직하다.

상기 회전축의 외주면에는 리테이너가 설치되고, 상기 센터보어의 내주면에 형성된 장착부에는 제1 및 제2와셔가 설치되어 상기 축스프링의 전면 및 후면이 각각 지지되는 것이 바람직하다.

상기 축스프링은 다수개의 산부분 및 골부분이 연속적으로 연결되는 웨이브 형상으로 형성되고, 상기 산부분과 골부분은 등간격으로 형성되며, 상기 산부분과 골부분은 유선형으로 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 회전축을 지지하는 축스프링은 웨이브 형상의 판 스프링이고, 상기 축스프링이 내부에 구비되는 실린더블록의 스프링지지부는 상기 축 스프링의 전후면 사이의 폭과 대응되는 길이만큼만 연장되어 형성되므로, 상기 스프링지지부가 차지하는 후방실린더블록의 흡입실의 공간은 상대적으로 줄어들게 된다. 따라 서, 따라서 상기 흡입실의 내로 유입되는 냉매가 회전축 내의 유로에 유입될 때 상기 스프링지지부에 의해 간섭되지 않고 원활하게 유입될 수 있으므로, 상대적으로 압축기의 효율이 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명에서 회전축을 지지하는 축스프링은 다수개의 산부분 및 골부분이 연속적으로 연결되는 웨이브 형상으로, 유로의 내경과 상기 축스프링의 내경을 대응되게 형성할 수 있다. 따라서, 상기 유로의 입구를 간섭하는 구성이 없으므로 냉매가 상기 유로로 원활하게 유입될 수 있어 압축기의 효율이 더욱 향상되는 효과도 있다.

이하 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 축스프링의 구성이 사시도로 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 압축기(100)는, 다수개의 실린더보어(113)가 구비되는 실린더블록(110)과, 상기 실린더블록(110)의 전방에 결합되어 크랭크실(121)을 형성하기 위한 전방하우징(120), 그리고 상기 실린더블록(110)의 후방에 결합되어 흡입실(133) 및 토출실(131)을 형성하기 위한 후방하우징(130)을 포함한다.

상기 실린더블록(110)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(111)가 형성된다. 상 기 센터보어(111)는 아래에서 설명될 회전축(138)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(111)의 후단에는 스프링지지부(112)가 구비된다. 상기 스프링지지부(112)는 상기 실린더블록(110)과 일체로 형성된다. 상기 스프링지지부(112)는 후방하우징(130)을 향해 돌출되게 형성된다. 상기 스프링지지부(112)의 내부에는 축스프링(140)이 설치된다. 상기 스프링지지부(112)는 아래에서 설명될 흡입실(133)의 내에 위치된다. 상기 스프링지지부(112)는 상기 센터보어(111)의 가장자리로부터 축스프링(140)의 전후면 사이의 폭(t)에 대응되는 길이만큼 연장되어 형성된다. 즉, 스프링지지부(112)는 축스프링(140)의 전후면 사이의 폭(t)과 대응되는 길이만큼만 연장되어 형성되면 되므로, 상기 스프링지지부(112)가 차지하는 흡입실(133)의 공간이 상대적으로 줄어든다.

상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리에는 내측플랜지(112')가 형성된다. 상기 내측플랜지(112')는 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리로부터 돌출되게 형성된다. 상기 내측플랜지(112')는 축스프링(140)의 후면을 지지하는 역할을 한다.

본 발명에서, 상기 내측플랜지(112')는 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리를 둘러 형성되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 내측플랜지(112')는 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리를 따라 등간격으로 돌출성형되도록 할 수도 있다.

상기 센터보어(111)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블록(110)을 관통하 게 다수개의 실린더보어(113)가 형성된다. 상기 실린더보어(113)와 상기 센터보어(111)가 연통되게 연통로(114)가 형성된다. 상기 연통로(114)는 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하는 통로가 된다.

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 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블록(110)의 전방에는 전방하우징(120)이 설치된다. 상기 전방하우징(120)은 상기 실린더블록(110)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블록(110)과 협력하여 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 압축기 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(120)중 상기 실린더블록(110) 반대쪽에는 풀리(160)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)은 상기 센터보어(111)와 중심이 일치하게 형성된다. 상기 축공(123)에는 회전축(138)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 실린더블록(110)의 후방, 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 실린더블록(110)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 실린더보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(130)에서 상기 실린더블록(110)과 마주보는 면의 중앙에는 흡입실(133)이 형성된다. 상기 흡입실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(133)은 상기 실린더보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(133)은 회전축(138)의 일단부에 형성된 회전밸브(141)를 통해 상기 연통로(114)로 냉매를 전달한다.

상기 흡입실(133)의 내부에는 흡입포트(미도시)가 형성된다. 상기 흡입포트는 상기 압축기(100)의 외부에서 상기 흡입실(133)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.

그리고 상술한 실린더블록(110), 전방하우징(120), 그리고 후방하우징(130)은 볼트(B)에 의하여 체결된다. 즉, 다수개의 볼트(B)가 실린더블록(110)과 전방하우징(120)을 관통하여 후방하우징(130)에 체결되는 것에 의하여, 전체적인 압축기의 조립이 완성되는 것이다.

상기 실린더블록(110)의 센터보어(111)와 전방하우징(120)의 축공(123)을 관통하여 회전가능하게 회전축(138)이 설치된다. 상기 회전축(138)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(138)은 상기 전방하우징(120)과 실린더블록(110)에 회전가능하게 설치된다.

상기 회전축(138)의 일단부에는 회전밸브(139)가 구비된다. 상기 회전밸 브(139)는 본 실시예에서 회전축(128)과 일체로 형성되어 있으나, 반드시 그러할 필요는 없고, 회전축(138)과 별개로 만들어진 후 결합될 수 있다.

상기 회전밸브(139)의 내부에는 상기 흡입실(133)과 연통되게 유로(139')가 형성된다. 상기 유로(139')는 상기 회전밸브(139)의 일단부로부터 열려있다. 상기 유로(139')와 상기 연통로(114)를 선택적으로 연통시키기 위해 상기 회전밸브(139)의 외면으로부터 유로출구(139")가 형성된다.

상기 후방하우징(130)과 마주보는 회전축(138)의 일단과 상기 스프링지지부(112)의 사이에는 와셔(W) 및 축스프링(140)이 설치된다. 상기 축스프링(140)의 전면은 상기 와셔(W)에 지지되고 후면은 상기 스프링지지부(112)에 지지된다.

상기 축스프링(140)은 상기 와셔(W)와 스프링지지부(112) 사이에서, 상기 회전축(138)을 상기 전방하우징(120) 방향으로 밀어주는 탄성력을 발휘하여, 상기 회전축(138)이 상기 후방하우징(130) 방향으로 밀리는 것을 방지함과 동시에 회전축(138)을 지지한다. 본 발명에서, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상기 축스프링(140)은 양면에 다수개의 산부분(141) 및 골부분(142)이 연속적으로 연결되는 웨이브를 가지는 링 형상의 판 스프링(Plate spring)이다. 상기 축스프링(140)의 산부분(141) 및 골부분(142)은 등간격으로 형성된다. 본 발명에서 상기 축스프링(140)의 산부분(141) 및 골부분(142)은 유선형으로 연결된다.

상기 축스프링(140)은 상기 후방하우징(130)과 마주보는 상기 회전축(138)의 일단과 상기 스프링지지부(112) 사이에 위치된다. 상기 축스프링(140)의 전면은 상기 회전축(138)의 유로(139')의 입구와 인접한 가장자리에 설치된 와셔(W)에 지지 되고, 상기 축스프링(140)의 후면은 상기 스프링지지부(112)의 내측플랜지(112')에 지지된다. 상기 축스프링(140)의 내경은 상기 유로(139')의 내경과 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 축스프링(140)은 금속재질의 얇은 판으로 성형되므로, 재질과 형상의 특성상 탄성변형이 가능하다.

상기 회전축(138)에는 로터(146)가 설치된다. 상기 로터(146)는 상기 회전축(138)이 중앙을 관통하고, 회전축(138)과 일체로 회전되도록 상기 크랭크실(121)에 설치된다. 상기 로터(146)는 대략 원판상으로 상기 회전축(138)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(146)의 일면에는 힌지아암(147)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(147)에는 힌지슬롯(147')이 형성된다.

상기 회전축(138)에는 사판(148)이 설치된다. 상기 사판(148)에는 상기 로터(146)의 힌지아암(147)과 연결되는 연결아암(149)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(149)의 선단에는 연결아암(149)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(149')이 설치되는데, 상기 힌지핀(149')은 상기 로터(146)의 힌지아암(147)의 선단에 형성된 힌지슬롯(147')에 이동가능하게 걸어진다.

상기 사판(148)은 상기 로터(146)와 힌지결합되어 함께 회전된다. 상기 사판(148)은 상기 회전축(138)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(138)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(138)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(138)에는 코일스프링인 반경사스프링(150)이 상기 회전축(138)을 감싸도록 설치된다. 상기 반경사스프링(150)은 상기 로터(146)와 사판(148)의 사이에서 탄성력을 발휘한다. 상기 반경사스프링(150)은 상기 사판(148)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 압축기(100)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사판(148)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 사판(148)은 그 가장자리가 상기 피스톤(115)들과 슈(152)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(115)의 연결부(117)에 상기 사판(148)의 가장자리가 슈(152)를 통해 연결되어 사판(148)의 회전에 의해 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113)내에서 직선왕복운동하도록 한다.

상기 실린더블록(110)과 후방하우징(130)의 사이에는 토출실(131)과 실린더보어(113)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(153)가 구비된다. 상기 밸브어셈블리(153)는 토출공(154')이 형성된 밸브플레이트(154)와 토출리드(156)에 의해 구성되어, 실린더보어(113)에서 토출실(131)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 전방하우징(120)의 선단에 형성된 풀리축부(122)에는 풀리(160)가 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(160)는 상기 회전축(138)과 클러치(162)를 통해 선택적으로 연결되어 엔진의 구동력을 풀리(160), 클러치(162)를 거쳐 회전축(138)으로 전달한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 축스프링(140)의 전면은 상기 회전축(138)의 유로(139')의 입구와 인접한 가장자리에 지지되고, 상기 축스프링(140)의 후면은 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리에 설치되는 리테이너(170)에 의해 지지될 수 있다. 상기 리테이너(170)는 상기 스프링지지부(112)에 압입 또는 나사체결되어 상기 스프링지지부(112)에 고정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 축스프링(140)의 후면은 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리에 코킹(caulking)되어 형성된 코킹부(112")에 의해 지지될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더블록(110)의 센터보어(111)의 내주면과 회전축(138)의 외주면 사이에 축스프링(180)이 설치될 수 있다. 상기 축스프링(180)은 회전축(138)을 전방하우징(120)을 향해 회전축(138)의 축방향으로 지지하는 역할을 한다. 이때, 상기 축스프링(180)은 웨이브를 가지는 링 형상의 판스프링이다.

상기 축스프링(180)의 전면은 상기 회전축(138)의 외주면에 설치되는 리테이너(L)에 의해 지지되고, 후면은 상기 센터보어(111)의 내주면에 단차지게 형성되는 장착부(111')에 설치되는 제1와셔(W')에 지지된다. 이때, 상기 리테이너(L)는 상기 회전축(138)의 외주면에 압입 또는 나사체결될 수 있다.

상기 축스프링(180)이 상기 회전축(138)과 함께 회전하는 과정에서 마모되는 것이 방지되도록 상기 축스프링(180)의 후면과 상기 제1와셔(W') 사이에는 제2와셔(W")가 설치된다. 이때, 상기 제1와셔(W')는 상기 장착부(111')에 고정되고, 상기 제2와셔(W")는 상기 축스프링(180)과 함께 회전된다.

이와 같이, 상기 축스프링(180)은 상기 회전축(138)의 외주면과 센터보어(111)의 내주면 사이에 설치되므로, 상기 축스프링(180)을 설치하기 위한 구성을 후방하우징(130)의 흡입실(133) 내에 구비하지 않아도 된다. 따라서, 상기 흡입실(133)의 공간 활용도가 높아지게 된다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 작용을 설명한다.

압축기(100)의 회전축(138)이 회전되면, 상기 로터(146)와 함께 회전하고, 상기 로터(146)에 의해 사판(148)이 회전한다. 상기 사판(148)의 회전은 상기 슈(152)를 통해 상기 피스톤(115)으로 전달된다.

따라서, 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(115)의 행정거리는 상기 사판(148)의 각도에 따라 결정된다. 상기 사판(148)의 각도는 상기 크랭크실(121) 내부로 전달되는 냉매의 압력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(113) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(133)로 외부로 부터 전달된 냉매는 상기 회전축(138)의 회전밸브(141)에 구비된 유로(139')로 전달된다. 상기 유로(139')로 전달된 냉매는 상기 회전축(138)의 회전에 따라 상기 유로출구(139")가 각각의 실린더보어(113)와 각각의 연통로(114)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(113)로 전달된다.

한편, 상기 실린더보어(113)로 전달되어 상기 피스톤(115)에 의해 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(153)에 의해 상기 토출실(131)로 전달되고 압축기(100)의 외부로 전달된다. 즉, 냉매가 압축되어 상기 실린더보어(113) 내부의 압력이 커지면, 그 압력에 의해 상기 토출리드(156)의 선단이 밀리면서, 상기 토출공(154')을 개방하여 실린더보어(113) 내부에서 냉매를 토출실(131)로 배출하는 것이다.

이와 같이 상기 회전축(138)이 회전하면서 동작하는 중에 상기 회전축(138) 에는 상기 축스프링(140)이 압축되는 방향으로 힘이 작용할 수 있는데, 이는 상기 축스프링(140)이 상기 회전축(138)의 유로(139')의 가장자리와 상기 스프링지지부(112)의 내측플랜지(112')에 지지된 상태로 탄성력을 발휘하므로 흡수된다.

여기서, 상기 스프링지지부(112)는 상기 축스프링(140)의 전후면 사이의 폭(t)과 대응되는 길이만큼만 상기 실린더블록(110)으로부터 돌출되게 형성되면 되므로, 상기 흡입실(133)의 공간을 상대적으로 작게 차지한다. 따라서 상기 흡입포트를 통해 유입된 냉매가 상기 스프링지지부(112)에 의해 간섭되지 않으므로, 상기 유로(139')를 향해 원활하게 유동될 수 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 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 축스프링의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 다른 실시예의 요부 구성을 보인 단면도.

도 5는 본 발명 또 다른 실시예의 요부 구성을 보인 단면도.

도 6은 본 발명 또 다른 실시예의 구성을 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 압축기 110: 실린더블록

111: 센터보어 112: 스프링지지부

112': 내측플랜지 113: 실린더보어

114: 연통로 115: 피스톤

120: 전방하우징 121: 크랭크실

122: 풀리축부 123: 축공

130: 후방하우징 131: 토출실

133: 흡입실 138: 회전축

139: 유로 140: 축스프링

146: 로터 148: 사판

153: 밸브어셈블리 160: 풀리

Claims (9)

1. 다수개의 실린더보어(113)가 구비되고, 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되는 실린더블록(110)과;

   상기 실린더블록(110)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120);

   상기 실린더블록(110)의 후방에 결합되고, 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130);

   상기 전방하우징(120)과 센터보어(111)를 관통하여 설치되어 회전되고, 상기 크랭크실(121) 내에 경사가 가변되게 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(138)과;

   상기 회전축(138)의 일단부에 구비되어 회전축(138)과 일체로 회전되고, 상기 흡입실(133)과 연통되는 유로(139')가 형성되며, 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하는 회전밸브(141)와;

   상기 회전축(138)을 상기 전방하우징(120)을 향해 상기 회전축(138)의 축방향으로 지지하는 축스프링(180)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 축스프링(180)은 상기 회전축(138)과 실린더블록(110) 사이에 설치되어 탄성력을 발휘하는 웨이브를 가지는 링 형상의 판스프링으로, 상기 축스프링(180)은 상기 센터보어(111)의 내주면과 회전축(138)의 외주면 사이에 지지됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 회전축(138)의 외주면에는 리테이너(L)가 설치되고, 상기 센터보어(111)의 내주면에 형성된 장착부(111')에는 제1 및 제2와셔(W',W")가 설치되어 상기 축스프링(180)의 전면 및 후면이 각각 지지됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
7. 제 1항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 축스프링(180)은 다수개의 산부분 및 골부분이 연속적으로 연결되는 웨이브 형상으로 형성되고, 상기 산부분과 골부분은 등간격으로 형성되며, 상기 산부분과 골부분은 유선형으로 연결됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
8. 다수개의 실린더보어(113)가 구비되고, 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되는 실린더블록(110)과;

   상기 실린더블록(110)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120);

   상기 실린더블록(110)의 후방에 결합되고, 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130);

   상기 전방하우징(120)과 센터보어(111)를 관통하여 설치되어 회전되고, 상기 크랭크실(121) 내에 경사가 가변되게 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(138)과;

   상기 회전축(138)의 일단부에 구비되어 회전축(138)과 일체로 회전되고, 상기 흡입실(133)과 연통되는 유로(139')가 형성되며, 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하는 회전밸브(141)와;

   상기 회전축(138)을 상기 전방하우징(120)을 향해 상기 회전축(138)의 축방향으로 지지하는 축스프링(140)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 축스프링(140)은 상기 회전축(138)과 실린더블록(110) 사이에 설치되어 탄성력을 발휘하는 웨이브를 가지는 링 형상의 판스프링으로, 상기 후방하우징(130)과 마주보는 회전축(138)의 일단과 상기 센터보어(111)의 후단에 상기 축스프링(140)의 전후면 사이의 폭과 대응되는 길이를 갖도록 상기 후방하우징(130)을 향해 흡입실(133) 내로 돌출되는 스프링지지부(112) 사이에 지지되고,

   상기 스프링지지부(112)는 상기 실린더블록(110)에 일체로 형성되고, 상기 축스프링(140)의 후면을 지지하도록 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리에 돌출되게 형성되는 내측플랜지(112')를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
9. 다수개의 실린더보어(113)가 구비되고, 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되는 실린더블록(110)과;

   상기 실린더블록(110)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120);

   상기 실린더블록(110)의 후방에 결합되고, 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130);

   상기 전방하우징(120)과 센터보어(111)를 관통하여 설치되어 회전되고, 상기 크랭크실(121) 내에 경사가 가변되게 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(138)과;

   상기 회전축(138)의 일단부에 구비되어 회전축(138)과 일체로 회전되고, 상기 흡입실(133)과 연통되는 유로(139')가 형성되며, 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하는 회전밸브(141)와;

   상기 회전축(138)을 상기 전방하우징(120)을 향해 상기 회전축(138)의 축방향으로 지지하는 축스프링(140)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 축스프링(140)은 상기 회전축(138)과 실린더블록(110) 사이에 설치되어 탄성력을 발휘하는 웨이브를 가지는 링 형상의 판스프링으로, 상기 후방하우징(130)과 마주보는 회전축(138)의 일단과 상기 센터보어(111)의 상기 축스프링(140)의 전후면 사이의 폭과 대응되는 길이를 갖도록 상기 후방하우징(130)을 향해 흡입실(133) 내로 돌출되는 스프링지지부(112) 사이에 지지되고,

   상기 축스프링(140)의 후면은 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리에 설치되는 리테이너(170) 또는 상기 스프링지지부(112)의 내주면 가장자리에 코킹되어 형성된 코킹부(112")에 의해 지지됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

Images