KR101644316B1 - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정 용량 방식의 사판식 압축기 또는 가변 용량 방식의 사판식 압축기 모두에 적용가능한 것으로서 레이스와 접촉되는 회전축 표면에 요홈되게 형성하여 윤활용 오일이 담지되도록 하여 상기 레이스와 접촉되는 부분의 마찰 및 발명을 감소시켜 압축기의 수명을 연장시킬 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}

본 발명은 고정 용량 방식의 사판식 압축기 또는 가변 용량 방식의 사판식 압축기 모두에 적용가능한 것으로서 레이스와 접촉되는 회전축 표면에 요홈되게 형성하여 윤활용 오일이 담지되도록 하여 상기 레이스와 접촉되는 부분의 마찰 및 발명을 감소시켜 압축기의 수명을 연장시킬 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공조장치를 구성하는 압축기는 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자 클러치의 작용에 의해 선택적으로 전달받아 냉매를 흡입한 후 압축, 토출하는 장치이다.

이때, 상기 압축기의 한 종류인 사판식 압축기는 널리 알려진 바와 같이 엔진의 동력을 전달받는 샤프트에 경사지게 설치된 디스크 형상의 사판이 샤프트에 의해 회전하고, 상기 사판의 회전에 의해 다수개의 피스톤이 실린더 보어 내부에서 직선 왕복 운동함으로써 냉매를 흡입, 압축하여 토출되는 구성이다.

이러한 사판식 압축기는 압축 용적을 변화시킬 수 있는 가변 용량형 사판식 압축기와 압축 용적이 고정되어 있는 고정 용량형 사판식 압축기가 있다.

이하 도 1과 도 2를 참조하여 상기 가변 용량형 사판식 압축기(101)와 고정 용량형 사판식 압축기(201)에 대해 설명한다.

일반적인 가변 용량형 사판식 압축기(101)는 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 실린더보어(111)가 형성된 실린더블록(110)과, 실린더블록(110)의 전방(도면상 좌측)에 결합되어 실린더블록(110)과 함께 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120)과, 실린더블록(110)의 후방(도면상 우측)에 결합되며 내부에 흡입실(131)과 토출실(133)이 형성되어 있는 후방하우징(130)과, 실린더보어(111)에 각각 왕복이동 가능하게 수용된 복수의 피스톤(140)과, 피스톤(140)의 왕복운동에 따라 실린더보어(111)와 흡입실(131) 및 토출실(133)의 냉매유로를 개폐하는 밸브유닛(145)을 포함한다.

이때, 상기 피스톤(140)을 구동하기 위해 상기 크랭크실(121) 중앙 영역에 회전 가능하게 설치되어 외부 동력원으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 회전축(151)과, 크랭크실(121) 내에서 회전축(151)에 결합되어 회전축(151)과 함께 회전하는 로터(155)와, 회전축(151)에 대해 왕복 슬라이딩 및 회전 가능하게 결합된 슬리브(159)와, 슬리브(159)에 회동 가능하게 결합되며 힌지 결합구조에 의해 로터(155)에 경사각 가변 가능하게 지지된 사판(152)과, 로터(155)에 대해 사판(152)을 원위치로 탄성 가압하는 사판가압스프링(158)을 구비한다.

이러한 가변 용량형 사판식 압축기(101)는 외부 동력원으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전축(151)이 회전하면, 회전축(151)과 함께 로터(155)가 회전한다.

로터(155)가 회전하면 크랭크실(121)의 설정 압력과 사판가압스프링(158)의 탄성 가압 작용 및 경사각 가변 지지구조에 의해 슬리브(159)와 함께 사판(152)이 회전축(151)의 길이방향을 따라 왕복 이동함과 동시에 경사각이 가변되면서 회전한다.

그리고, 사판(152)이 경사각 가변 및 슬라이딩 이동하면서 회전하면서 피스톤(140)들을 왕복 이동시킨다. 이에 의해, 가변 용량형 사판식 압축기(101)의 흡입 및 압축행정이 실행된다.

한편 고정 용량형 사판식 압축기(201)는 도 2에 나타난 바와 같이 상호 결합에 의해 내부에 실린더 수용공간을 형성하며 각각 냉매흡입실(211a,211b) 및 냉매토출실(213a,213b)을 갖는 전후방하우징(210a,210b)과, 전후방하우징(210a,210b)의 실린더 수용공간 내에 상호 대칭되게 수용되어 크랭크실(223)과 원주방향으로 복수의 실린더보어(221)를 형성하는 전후방실린더블록(220a,220b)과, 실린더보어(221)에 각각 왕복 이동 가능하게 수용되는 복수의 양두피스톤(230)과, 양두피스톤(230)의 왕복 운동에 따라 실린더보어(221)와 냉매흡입실(211a,211b) 및 냉매토출실(213a,213b)의 냉매유로를 개폐하는 한 쌍의 밸브유닛(240a,240b)을 포함한다.

이때, 상기 양두피스톤(230)들을 왕복 구동하기 위해 상기 전후방실린더블록(220a,220b)의 중심에 회전 가능하게 설치되어 외부 동력원으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 회전축(250)과, 크랭크실(223) 내에서 회전축(250)과 함께 회전하여 양두피스톤(230)을 왕복 이동시키는 사판(260)을 포함한다.

이러한 고정 용량형 사판식 압축기(201)는 외부 동력원으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전축(250)이 회전하면 회전축(250)과 함께 사판(260)이 회전하고, 사판(260)이 회전하면서 상기 양두피스톤(230)들을 왕복 이동시킨다.

이에 의해, 사판식 압축기(201)의 흡입 및 압축행정이 실행되며, 이때 압축 용적은 상기 가변 용량형 사판식 압축기(101)와 달리 고정되어 있다.

이와 같은 가변 용량형 사판식 압축기(101) 또는 고정 용량형 사판식 압축기(201) 모두 상기 각 회전축(151,260) 일측에 한 쌍의 레이스(R)와 그 사이에 배치되는 트러스트 베어링(BR)을 포함한다.

이는 상기 각 사판(152,260)이 경사진 상태로 회전하면서 피스톤을 구동하기 때문에 상기 사판(152,260)에 축방향 하중이 작용되어 이를 지지하기 위해 상기 트러스트 베어링(BR)을 구비하고 있으며, 상기 회전축(151,260)을 회전을 안정시키기위해 레이스(R)를 구비한다.

이때, 상기 레이스(R)는 한 쌍(R1,R2)을 구비한 후 그 사이에 상기 트러스트 베어링(BR)을 배치함이 일반적이다.

그런데, 이러한 종래의 레이스(R)의 경우 상기 회전축(151,260)과 레이스(R)의 접촉면이 윤활 구조가 없다.

따라서 상기 회전축(151,260)과 레이스(R)가 밀착되는 경우 윤활용 오일이 다른 부분으로 흘러나가 순간적으로 무윤활상태가 될 수 있다.

이에 의해 상기 레이스(R)와 베어링(BR) 또는 회전축(151,260)간의 마찰이 심화되어 상기 부품에 마멸이 발생하며, 상기 마찰에 의해 열 발생이 심화되는 한편 상기 열이 회전축(151,2360)측으로 발산이 용이하지 않아 결국 상기 부품의 내구 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 레이스와 접촉하는 회전축의 표면에 윤활용 오일이 담지될 수 있는 오일 그루를 형성하여 상기 레이스와 베어링 그리고 회전축사이의 마찰을 감소시켜 마멸과 열 발생을 방지하여 부품의 내구 수명을 증가시킬 수 있는 사판식 압축기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전축과, 상기 회전축과 함께 회전하는 로터와, 상기 회전축의 길이방향 일 구간에 왕복 슬라이딩 이동 및 회전 가능하게 결합되는 슬리브와, 상기 회전축에 대해 경사각이 가변되도록 상기 로터에 힌지 결합되고 상기 슬리브에 회동 가능하게 지지되는 사판과, 상기 회전축축에 장치되는 한 쌍의 레이스와 상기 레이스사이에 배치되는 베어링을 포함하는 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 레이스와 접촉하는 회전축 표면에 요홈되어 윤활용 오일을 담지하는 오일 그루브를 포함하는 사판식 압축기에 일 특징이 있다.

또한, 본 발명은 회전축과, 크랭크실내에서 회전축과 함께 회전하여 양두피스톤을 왕복 이동시키는 사판과, 상기 회전축축에 장치되는 한 쌍의 레이스와 상기 레이스사이에 배치되는 베어링을 포함하는 고정 용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 레이스와 접촉하는 회전축 표면에 요홈되어 윤활용 오일을 담지하는 오일 그루브를 포함하는 사판식 압축기에 또 다른 특징이 있다.

이때, 상기 오일 그루브(G)의 폭(W)은 상기 레이스(R)의 두께(T)보다 작도록 형성될 수 있다.

이상 설명한 본 발명에 의해 상기 레이스와 베어링 그리고 회전축사이에 윤활 상태가 형성되도록 하여 마찰과 열 발생을 방지하여 부품의 내구 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 가변 용량형 사판식 압축기를 도시하는 개념도이다.
도 2는 고정 용량형 사판식 압축기를 도시하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 오일 그루브를 도시하는 개념도이다.

이하에서는 첨부된 도면과 실시예를 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하며 종래의 구성과 동일한 구성은 앞서 설명한 동일한 도면 부호를 사용한다..

본 발명은 도 3에 나타난 바와 같이 레이스(R)와 접촉하는 회전축(151,250) 표면에 요홈되어 윤활용 오일(O)을 담지하는 오일 그루브(G)를 포함하는 것이다.

종래의 경우 이미 설명된 바와 같이 상기 회전축(151,260)과 레이스(R)의 접촉면이 윤활 구조가 없다.(도 1 및 도 2참조)

따라서 상기 회전축(151,260)과 레이스(R)가 밀착되는 경우 윤활용 오일이 다른 부분으로 흘러나가 순간적으로 무윤활상태가 될 수 있고 이에 의해 발생하는 마찰로 인해 부품의 내구 수명이 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이를 해결한 것으로서 상기 오일 그루브(G)에 윤활용 오일(O)이 담지되어 상기 회전축(151,260)과 레이스(R)가 밀착되는 경우라도 윤활 상태가 유지되어 마찰 발생 및 이에 따른 열 발생을 방지하게 되고, 이에 의해 부품의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 발생하는 것이다.

한편 상기 오일 그루브(G)의 폭(W)은 상기 레이스(R)의 두께(T)보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.

이는 상기 오일 그루브(G)가 상기 레이스(R)의 두께(T)에 해당하는 범위 이내에 형성되는 것이 상기 윤활용 오일(O)을 담지하는데 유리하기 때문이다.

한편 상기 오일 그루브(G)의 폭(W)은 상술한 바와 같이 레이스(R)의 두께(T)보다 작도록 형성하는 것이 바람직하며, 이때 상기 오일 그루브(G)의 깊이(D)는 상기 윤활용 오일(O)이 상기 레이스(R)측으로 만곡되어 돌출될 수 있도록 결정하는 것이 바람직하다.

널리 알려진 바와 같이 상기 윤활용 오일(O)이 만곡되는 것은 표면장력에 의해 형성된다.

이때, 상기 오일 그루브(G)의 형상에 따라 상기 윤활용 오일(O)이 상기 레이스(R)측으로 만곡되어 돌출되고나 혹은 그 반대로 오목하게 만곡되는 것이 결정된다.

이때, 상기 레이스(R)와의 윤활상태를 유지하기 위해서는 상기 윤활용 오일(O)의 형상이 상술한 바와 같이 만곡되어 돌출되는 형상이 바람직하며, 이를 위해 상기 오일 그루브(G)의 깊이(D)와 폭(W)을 조절하는 것이 바람직하다.

한편 본 실시예에서는 상기 오일 그루브(G)의 형상이 사각형 단면인 경우를 예시하고 있다.

그러나, 상기 오일 그루브(G)는 상술한 바와 같이 윤활용 오일(O)을 담지하는 것을 목적으로 하는 바, 이러한 목적을 달성하는 한 상기 오일 그루브(G)가 다른 형상-예를 들어 원형 단면등-을 가지는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

또한, 본 실시예에서는 레이스(R) 한 쌍(R1,R2)가 베어링(BR)을 사이에 두고 배치되는 한편 상기 오일 그루브(G)는 상기 각 레이스(R1,R2)에 2개씩(G1,G2)가 형성된 것이 예시된다.

그러나 이는 본 발명의 오일 그루브(G)가 형성될 수 있는 일 예를 도시한 것에 불과하며 상기 오일 그루브(G)가 2개가 아닌 1개가 형성되거나 혹은 3개 이상 형성되는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 오일 그루브(G)는 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같은 가변 용량형 사판식 압축기(101) 및 고정 용량형 사판식 압축기(201) 모두 적용가능하다.

즉, 상기 가변 용량형 사판식 압축기(101)는 상술된 바와 같이 회전축(151)과, 상기 회전축(151)과 함께 회전하는 로터(155)와, 상기 회전축(151)의 길이방향 일 구간에 왕복 슬라이딩 이동 및 회전 가능하게 결합되는 슬리브(159)와, 상기 회전축(151)에 대해 경사각이 가변되도록 상기 로터(155)에 힌지 결합되고 상기 슬리브(159)에 회동 가능하게 지지되는 사판(152)과, 상기 회전축(151)축에 장치되는 한 쌍의 레이스(R)와 상기 레이스(R)사이에 배치되는 베어링(BR)을 포함한다.

이때, 상기 레이스(R)와 접촉하는 회전축(151) 표면에 요홈되어 윤활용 오일(O)을 담지하는 본 발명의 오일 그루브(G)를 더 포함하는 것이다.

또한, 상기 고정 용량형 사판식 압축기(201)는 회전축(250)과, 크랭크실(223)내에서 회전축(250)과 함께 회전하여 양두피스톤(230)을 왕복 이동시키는 사판(260)과, 상기 회전축(250)축에 장치되는 한 쌍의 레이스(R)와 상기 레이스(R)사이에 배치되는 베어링(BR)을 포함하는데, 이때 상술한 바와 같은 본 발명의 오일 그루브(G)를 더 포함하는 것이다.

물론 상기 고정 용량형 사판식 압축기(201)의 레이스(R)의 경우 가변 용량형 사판식 압축기(101)의 레이스(R)와 장착위치가 다소 상이하나 이는 사판식 압축기의 종류가 상이함에 따른 것으로서 본 발명의 오일 그루브(G)가 형성되는 점은 동일하다.

101 : 가변 용량형 사판식 압축기 201 : 고정 용량형 사판식 압축기
R : 레이스 G : 오일 그루브

Claims (3)

1. 회전축(151)과, 상기 회전축(151)과 함께 회전하는 로터(155)와, 상기 회전축(151)의 길이방향 일 구간에 왕복 슬라이딩 이동 및 회전 가능하게 결합되는 슬리브(159)와, 상기 회전축(151)에 대해 경사각이 가변되도록 상기 로터(155)에 힌지 결합되고 상기 슬리브(159)에 회동 가능하게 지지되는 사판(152)과, 상기 회전축(151)축에 장치되는 한 쌍의 레이스(R)와 상기 레이스(R)사이에 배치되는 베어링(BR)을 포함하는 가변 용량형 사판식 압축기(101)에 있어서,
   상기 레이스(R)와 접촉하는 회전축(151) 표면에 요홈되어 윤활용 오일(O)을 담지하는 오일 그루브(G)를 더 포함하며,
   상기 오일 그루브(G)의 폭(W)은 상기 레이스(R)의 두께(T)보다 작도록 형성되며,
   상기 오일 그루브(G)의 깊이(D)는 상기 윤활용 오일(O)이 상기 레이스(R)측으로 만곡되어 돌출될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
   
2. 회전축(250)과, 크랭크실(223)내에서 회전축(250)과 함께 회전하여 양두피스톤(230)을 왕복 이동시키는 사판(260)과, 상기 회전축(250)축에 장치되는 한 쌍의 레이스(R)와 상기 레이스(R)사이에 배치되는 베어링(BR)을 포함하는 고정 용량형 사판식 압축기(201)에 있어서,
   상기 레이스(R)와 접촉하는 회전축(151) 표면에 요홈되어 윤활용 오일(O)을 담지하는 오일 그루브(G)를 더 포함하며,
   상기 오일 그루브(G)의 폭(W)은 상기 레이스(R)의 두께(T)보다 작도록 형성되며,
   상기 오일 그루브(G)의 깊이(D)는 상기 윤활용 오일(O)이 상기 레이스(R)측으로 만곡되어 돌출될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 삭제

Images