KR101607707B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서는 회전밸브(141)의 외면과 센터보어(111)의 내면 사이 틈새에서의 냉매 누설을 방지하기 위해 상기 회전밸브(141)의 외주면에는 다수개의 실링부재(144)를 설치하였다. 상기 회전밸브(141)가 회전함에 따라 상기 실링부재(144)가 상기 틈새를 메워 회전밸브(141)의 양단부 방향으로의 냉매 흐름을 차단하고, 냉매를 회전밸브(141)의 가운데 방향으로 모아주게 된다. 이에 따라, 회전밸브(141)와 실린더블럭(110)의 센터보어(111) 사이의 누설이 최소화되어 압축기의 압축성능이 향상된다.

사판, 압축기, 크랭크실, 냉매

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 자동차 공기조화장치에 사용되는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축의 외면과 센터보어의 내면 사이에서 발생하는 작동유체의 누설이 최소화되는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

차량의 공조시스템을 간단히 살펴 보면, 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.

냉매의 압축을 수행하는 압축기에는 실제로 작동유체를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회 전식이 있다.

왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축을 사용하여 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 사판식 압축기(1)에는 실린더블럭(10)이 구비된다. 상기 실린더블럭(10)은 압축기(1)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(10)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성된다. 상기 센터보어(11)는 아래에서 설명될 회전축(40)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(11)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(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 통로가 된다.

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 돌출되는 부분에는 연결부(17)가 형성된다. 상기 피스톤(15)은 상기 실린더보어(13) 내를 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블럭(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우 징(20)은 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 쪽이 오목하게 되어, 상기 실린더블럭(10)과 함께 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(20)중 상기 실린더블럭(10) 반대쪽에는 풀리(도시되지 않음)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 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 토출실(31)이 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블럭(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 실린더블럭(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. 도면부호 33'는 흡입포트로서 압축기(10)의 외부에서 상기 흡입실(33)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.

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 체결작용을 한다.

상기 실린더블럭(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전가능하게 회전축(40)이 설치된다. 상기 회전축(40)은 자동차 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(40)은 상기 전방하우징(20)에 베어링(42)에 의해 회전가능하게 설치된다. 상기 회전축(40)의 내부에는 유로(41)가 형성된다. 상기 유로(41)는 상기 회전축(40)의 후단으로 개구되어 상기 흡입실(33)과 연통된다. 상기 유로(41)에는 상기 연통로(14)와 선택적으로 연통되게 출구(41')가 형성된다. 상기 출구(41')는 상기 회전축(40)의 외주면으로 개구되어 상기 연통로(14)와 선택적으로 연통된다.

상기 회전축(40)에는 로터(44)가 설치된다. 상기 로터(44)는 상기 회전축(40)이 중앙을 관통하고, 회전축(40)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 상기 로터(44)는 대략 원판상으로 상기 회전축(40)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(44)의 일면에는 힌지아암(46)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(46)에는 힌지슬롯(47)이 형성된다.

상기 회전축(40)에는 사판(48)이 설치된다. 상기 사판(48)에는 상기 로 터(44)의 힌지아암(46)과 연결되는 연결아암(49)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(49)의 선단에는 연결아암(49)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(49')이 설치되는데, 상기 힌지핀(49')은 상기 로터(44)의 힌지아암(46)의 선단에 형성된 힌지슬롯(47)에 이동가능하게 걸어진다.

상기 사판(48)은 상기 로터(44)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(44)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 사판(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 실린더블럭(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 구 성되어, 실린더보어(13)에서 토출실(31)로의 냉매 유동을 제어한다.

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

자동차 엔진의 구동력에 의해 상기 회전축(40)이 회전되면, 상기 로터(44)가 함께 회전하고, 상기 로터(44)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 압력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(13) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(33)로는 상기 흡입포트(33')를 통해 외부로 부터 냉매가 흡입되고, 상기 흡입실(33)로 전달된 냉매는 상기 회전축(40)의 유로(41)로 전달된다. 상기 유로(41)로 전달되는 냉매는 상기 회전축(40)의 회전에 따라 상기 출구(41')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) 내 부에서 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 회전축(40) 내부에 형성된 유로(41)를 통해 흡입실(33)의 냉매를 실린더보어(13)로 전달하는 구조에서는, 상기 유로(41)가 형성된 회전축(40)의 외면과 상기 실린더블럭(10)의 센터보어(11) 사이에서 누설이 발생한다. 이와 같은 냉매의 누설은 압축효율의 저하를 가져오는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전축의 외면과 실린더블럭의 센터보어 사이에서의 누설을 최소화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하여 센터보어가 형성되고 상기 센터보어를 중심으로 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 센터보어와 실린더보어가 연통로를 통해 각각 연통되는 실린더블럭과; 상기 실린더블럭의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징과; 상기 실린더블럭의 후단에 설치되고 내부에 토출실과 흡입실이 형성되는 후방하우징과; 상기 센터보어와 크랭크실을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실 내에 경사가 가변되게 위치된 사판과 결합하여 함께 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 일단부에 구비되어 회전축과 일체로 회전되고 상기 실린더보어로 냉매를 전달하는 회전밸브와; 상기 회전축의 회전을 상기 사판을 통해 전달받아 상기 실린더보어 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서: 상기 회전밸브의 외주면에는 상기 유로출구에서의 냉매 누설을 차단하는 다수개의 실링부재가 설치됨을 특징으로 한다.

상기 다수개의 실링부재는 상기 회전밸브 보다 열팽창계수가 큰 재질로 형성되어 상기 회전밸브의 외면에서 미세하게 돌출되며; 상기 다수개의 실링부재는 상기 유로출구를 중심으로 상기 회전밸브의 양단부에 병렬적으로 형성되고; 상기 회전축의 축방향으로 서로 대응되는 한 쌍의 실링부재는 상기 회전축의 회전방향으로 갈수록 서로의 간격이 멀어지도록 경사지게 설치되어 상기 회전밸브의 가운데 쪽으로 냉매를 모아줌을 특징으로 한다.

상기 회전밸브의 외주면에는 상기 실링부재가 안착되는 안착홈이 요입되게 형성되고, 상기 안착홈의 바닥면 중앙에는 상기 실링부재의 길이방향을 따라 소정 폭으로 길게 돌출되는 고정리브가 끼워지도록 고정채널이 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기에서는 회전축의 회전밸브의 양단부 외주면을 둘러 회전밸브 보다 열팽창계수가 큰 다수개의 실링부재를 설치하여, 상기 유로출구로부터 회전밸브의 양단방향으로 흐르는 냉매를 회전밸브의 가운데 방향으로 모아주도록 하였다. 따라서, 상기 회전밸브의 외면과 실린더블럭의 센터보어 내면 사이로 발생하는 냉매 누설이 저감되어 압축기의 압축성능이 향상되는 효과가 있다.

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

도 2는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명 실시예의 요부 구성인 회전축을 보인 부분사시도이며, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 사판식 압축기(100)의 외관과 형상은 실린더블럭(110)과, 상기 실린더블럭(110)을 중심으로 전방에 구비되는 전방하우징(120)과, 후방에 구비되는 후방하우징(130)이 결합됨에 의해 만들어진다.

상기 실린더블럭(110)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(111)가 형성된다. 상기 센터보어(111)는 아래에서 설명될 회전축(140)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(111)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(110)을 관통하게 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 설 치된다. 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 전방하우징(120)은 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 쪽이 오목하게 되어, 상기 실린더블럭(110)과 협력하여 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 압축기 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(120)중 상기 실린더블럭(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(140)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 전방하우징(120)이 설치된 반대쪽에 설치되는 후방하우징(130)에는 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통되게 토출실(131)이 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 후방하우징(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)에서 상기 실린더블럭(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(140)의 일단부에 형성된 회전밸브(141)를 통해 상기 연통로(114)로 냉매를 전달한다.

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 회전축(140)이 설치된다. 상기 회전축(140)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(140)은 상기 전방하우징(120)과 실린더블럭(110)에 회전가능하게 설치된다. 도면부호 140'는 회전축(140)을 길이방향으로 지지하는 축스프링이다.

도 2 내지 도 4를 기초하여 회전축(140)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

상기 회전축(140)의 일단부에는 회전밸브(141)가 구비된다. 상기 회전밸브(141)는 본 실시예에서 회전축(140)과 일체로 형성되어 있으나, 반드시 그러할 필요는 없고, 회전축(140)과 별개로 만들어진 후 결합될 수도 있다.

상기 회전밸브(141)의 내부에는 상기 흡입실(133)과 연통되게 유로(142)가 형성된다. 상기 유로(142)는 상기 회전밸브(141)의 일단부로 개구되게 형성된다. 상기 유로(142)와 상기 연통로(114)를 선택적으로 연통시키기 위해 상기 회전밸브(141)의 외면으로 유로출구(142')가 형성된다.

상기 회전밸브(141)의 양 단부 외주면을 둘러서는 다수의 실링부재(144)가 회전축(140)의 회전방향(B)으로 동일한 간격으로 설치된다. 상기 실링부재(144)는 상기 회전축(140)이 회전할 때 상기 회전밸브(141)의 양 단부 외주면과 센터보어(111) 사이의 틈새를 막아 냉매가 새는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 상기 회전축(140)이 회전하면, 상기 회전밸브(141)의 양단부를 둘러 형성되는 다수개의 실링부재(144)가 센터보어(111)와의 틈새를 채워 냉매가 회전밸브(141)의 양단부 외측으로 누설되는 것을 막을 수 있다.

상기 회전밸브(141)의 회전을 방해하지 않으면서 상기 틈새를 효과적으로 채우기 위해서, 상기 실링부재(144)는 상기 회전밸브(141) 보다 열팽창계수가 큰 재질로 형성되는 것이 좋다. 이와 같은 본 실시예에서는 상기 실링부재(144)가 회전밸브(141) 보다 열팽창계수가 크기 때문에, 압축기의 동작에 따라 온도가 상승하면 상기 실링부재(144)가 도 4의 확대도에서 점선으로 표현된 바와 같이 상기 회전밸브(141) 외면에서 미세하게 돌출되어 상기 틈새를 메우게 된다.

또한, 상기 실링부재(144)는 도 3과 같이 상기 유로출구(142')를 중심으로 상기 회전밸브(141)의 양단부에 병렬적으로 형성되는데, 이때 상기 회전축(140)의 축방향으로 서로 대응되는 한 쌍의 실링부재(144)는 상기 회전축(140)의 회전방향(화살표B)으로 갈수록 서로의 간격이 멀어지도록 경사지게 설치된다. 이는 상기 유로출구(142')를 중심으로 회전밸브(141)의 양단부를 향하여 흐르는 냉매를 회전밸브(141)의 가운데 쪽으로 모아주기 위한 것이다.

즉, 서로 마주하는 실링부재(144)의 반력부(145)는 회전밸브(141)의 양단부 를 향하여 흐르는 냉매의 흐름을 가로막는 부분으로서 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(140)이 화살표 B방향으로 회전할 때 냉매에 반력(벡터F 방향)을 주게 되어 냉매가 가운데 방향(F₂)으로 모이도록 유도한다. 참고로, F₁은 상기 회전축(140)이 회전함에 따라 작용하는 힘의 벡터이다.

이하, 도 4를 기초로 회전밸브(141)와 실링부재(144)의 결합을 설명한다. 본 실시예에서는 상기 실링부재(144)가 상기 회전밸브(141)와 별도로 형성되어 상기 회전밸브(141)와 결합되는 구성이다. 상기 회전밸브(141)의 외주면을 둘러 상기 실링부재(144)가 안착되는 안착홈(143)이 요입되게 형성된다. 상기 안착홈(143)의 바닥면 중앙에는 고정채널(143a)이 상기 실링부재(144)의 길이방향을 따라 길게 요입되어 형성된다. 상기 고정채널(143a)에는 실링부재(144)의 고정리브(144a)가 끼워진다.

상기 실링부재(144)는 대략 상기 안착홈(143)과 대응되는 형상이며, 외면 일측에는 상기 고정채널(143a)에 끼워지는 고정리브(144a)가 돌출되어 형성된다.

상기 고정채널(143a)과 고정리브(144a) 사이에는 접착제가 도포되어 이들 고정을 견고하게 할 수도 있다. 하지만, 상기 실링부재(144)가 원활하게 열팽창될 수 있도록 상기 안착홈(143)에는 접착제가 도포되지 않는 것이 좋다.

한편, 상기 회전축(140)에는 로터(146)가 설치된다. 상기 로터(146)는 상기 회전축(140)이 중앙을 관통하고, 회전축(140)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(121)에 설치된다. 상기 로터(146)는 대략 원판상으로 상기 회전축(140)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(146)의 일면에는 힌지아암(147)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(147)에는 힌지슬롯(147')이 형성된다.

상기 회전축(140)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(140)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(140)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(140)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(140)에는 코일스프링인 반경사스프링(150)이 상기 회전축(140)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 실린더블럭(110)과 후방하우징(130)의 사이에는 토출실(131)과 실린더 보어(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(140)과 클러치(162)를 통해 선택적으로 연결되어 엔진의 구동력을 풀리(160), 클러치(162)를 거쳐 회전축(140)으로 전달한다.

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

엔진의 구동력에 의해 상기 회전축(140)이 회전되면, 상기 로터(146)가 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(140)의 회전밸브(141)에 구비된 유로(142)로 전달된다. 상기 유로(142)로 전달된 냉매는 상기 회전축(140)의 화살표 B방향 회전(도 3 참고)에 따라 상기 유로출구(142')가 각각의 실린더보 어(113)와 각각의 연통로(114)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(113)로 전달된다.

이때, 냉매가 상기 유로출구(142')와 연통로(114)를 통해 상기 실린더보버(113) 내부로 전달되는 과정에서, 일부 냉매가 상기 회전밸브(141)의 외주면 양단 방향으로 세어나갈 수 있다.

그런데 본 실시예에서는 도 3과 같이 상기 회전축(140)이 화살표 B방향으로 회전함에 따라 상기 회전밸브(141)의 외주면에서 미세하게 팽창되어 돌출되는 실링부재(144)가 회전밸브(141)의 양단방향으로 진행하는 냉매의 흐름을 차단하게 되어 냉매의 누설을 방지하게 된다.

또한, 상기 실링부재(144)가 경사지게 설치되었기 때문에, 회전밸브(141)의 양단방향으로 진행하던 냉매가 만나게 되는 반력부(145)가 상기 냉매에 벡터 F방향의 반력을 주게 된다. 벡터 F방향으로 작용하는 반력에 의해 상기 냉매가 회전밸브(141)의 가운데 부분(벡터 F₂참고)으로 모이게 된다. 따라서 냉매의 누설이 최소화된다.

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.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기 재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어 본 실시예에서는 실링부재를 별도로 형성하여 회전밸브의 외주면에 고정하였지만, 실링부재를 별도의 부재로 하지 않고 회전밸브 보다 열팽창계수가 큰 재질의 물질을 회전밸브의 외주면에 형성되는 안착홈에 채워 넣는 것으로도 가능하다.

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 실시예의 요부 구성인 회전축을 보인 부분사시도.

도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 압축기 110: 실린더블럭

111: 센터보어 113: 실린더보어

114: 연통로 115: 피스톤

120: 전방하우징 121: 크랭크실

122: 풀리축부 123: 축공

130: 후방하우징 131: 토출실

133: 흡입실 140: 회전축

141: 회전밸브 142; 유로

142': 유로출구 143: 안착홈

143a: 고정채널 144: 실링부재

144a: 고정리브 145: 반력부

146: 로터 147: 힌지아암

147': 힌지슬롯 148: 사판

149: 연결아암 150: 반경사스프링

153: 밸브어셈블리 154: 밸브플레이트

154': 토출공 156: 토출리드

160: 풀리

Claims (3)

1. 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되고 상기 센터보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더보어(113)가 형성되며 상기 센터보어(111)와 실린더보어(113)가 연통로(114)를 통해 각각 연통되는 실린더블럭(110)과;

   상기 실린더블럭(110)의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120)과;

   상기 실린더블럭(110)의 후단에 설치되고 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130)과;

   상기 센터보어(111)와 크랭크실(121)을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실(121)내에 경사가 가변되게 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(140)과;

   상기 회전축(140)의 일단부에 구비되어 회전축(140)과 일체로 회전되고, 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하도록 내부에 상기 흡입실(133)과 연통되고 일단부에 유로출구(142')를 갖는 유로(142)가 형성되는 회전밸브(141)와;

   상기 회전축(140)의 회전을 상기 사판(148)을 통해 전달받아 상기 실린더보어(113) 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤(115)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서:

   상기 회전밸브(141)의 외주면에는 상기 유로출구(142')에서의 냉매 누설을 차단하는 다수개의 실링부재(144)가 설치되며;

   상기 다수개의 실링부재(144)는 상기 유로출구(142')를 중심으로 상기 회전밸브(141)의 양단부에 병렬적으로 형성되고,

   상기 회전축(140)의 축방향으로 서로 대응되는 한 쌍의 실링부재(144)는 상기 회전축(140)의 회전방향으로 갈수록 서로의 간격이 멀어지도록 경사지게 설치되어 상기 회전밸브(141)의 가운데 쪽으로 냉매를 모아줌을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 삭제
3. 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되고 상기 센터보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더보어(113)가 형성되며 상기 센터보어(111)와 실린더보어(113)가 연통로(114)를 통해 각각 연통되는 실린더블럭(110)과;

   상기 실린더블럭(110)의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120)과;

   상기 실린더블럭(110)의 후단에 설치되고 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130)과;

   상기 센터보어(111)와 크랭크실(121)을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실(121)내에 경사가 가변되게 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(140)과;

   상기 회전축(140)의 일단부에 구비되어 회전축(140)과 일체로 회전되고, 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하도록 내부에 상기 흡입실(133)과 연통되고 일단부에 유로출구(142')를 갖는 유로(142)가 형성되는 회전밸브(141)와;

   상기 회전축(140)의 회전을 상기 사판(148)을 통해 전달받아 상기 실린더보어(113) 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤(115)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서:

   상기 회전밸브(141)의 외주면에는 상기 유로출구(142')에서의 냉매 누설을 차단하는 다수개의 실링부재(144)가 설치되며;

   상기 회전밸브(141)의 외주면에는 상기 실링부재(144)가 안착되는 안착홈(143)이 요입되게 형성되고, 상기 안착홈(143)의 바닥면 중앙에는 상기 실링부재(144)의 길이방향을 따라 소정 폭으로 길게 돌출되는 고정리브(144a)가 끼워지도록 고정채널(143a)이 형성됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

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