KR102125926B1 - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외주 일측에 길이방향을 따라 일정 깊이로 가이드면이 형성된 구동축, 일단부가 구동축과 힌지 연결된 링크부, 구동축에 끼워지는 원판형상의 사판과, 일단부는 사판의 전면으로부터 돌출되게 연장되고 타단부는 가이드면을 따라 슬라이딩 이동하는 전방돌출부와, 일단부는 사판의 후면으로부터 돌출되게 연장되고 타단부는 링크부의 타단부와 힌지 결합되는 후방돌출부를 포함하여, 구동축의 회전에 따라 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판부 및 사판부의 후방 구동축에 결합되어 사판의 최소 경사각을 유지하는 지지부재를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공한다.
따라서 러그플레이트가 없는 상태로 사판이 구동축과 1개의 링크로 연결되는 구조이기 때문에, 구조가 간단하고, 여러 부품을 줄일 수 있기 때문에 부품수 저감은 물론 조립성 및 이에 대한 작업성을 좋게 할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

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

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단한 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 사판식 압축기는 회전하는 구동축에 의해 피스톤이 왕복운동 하면서 냉매를 흡입하여 압축하고 압축된 냉매는 토출시키는 역할을 수행한다. 이러한 사판식 압축기는 사판의 구동 방식에 따라 가변 용량형 사판식 압축기와 고정식 사판식 압축기로 구분된다.

이 중 상기 고정식 사판식 압축기는 구동축의 정해진 회전수에 대하여 압축용량이 항상 동일하게 설정된 것으로, 엔진 또는 모터에 의해 구동되는 자동차용 공기조화장치에 사용될 경우에는 냉방 부하에 따라 압축기의 펌핑 용량을 가변시킬 수 없으므로 압축기의 구동에 따른 부하가 크게 발생하게 된다. 이에, 자동차용 공기조화장치의 냉방 부하에 따른 압축기의 토출 용량을 가변시킬 수 있는 가변식 압축기가 개발되고 있다.

한편, 이러한 기술의 예로 대한민국 등록특허 제0863221호에는 도 1 및 도 2와 같이 실린더 블록 및 하우징에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(10)과, 상기 구동축(10)에 설치되는 사판(20)과, 상기 구동축(10)과 사판(20)을 연결하는 링크(31,32)와, 상기 구동축(10)에 설치되어 상기 사판(20)을 탄성 지지하는 스프링(40)을 포함하는 사판식 압축기(50)가 개시된 바 있다.

그런데, 상기한 종래의 사판식 압축기(50)는, 구동축(10)과 사판(20)이 2개의 링크(31,32)로 연결되는 구조이기 때문에 그 구조가 복잡하고, 이에 따라 부품수도 증가하여 작업성 및 생산성이 낮은 문제점이 있다.

본 발명은, 구동축과 사판을 1개의 링크로 연결하여 구조가 간단하고, 이에 따른 부품수를 감소시킬 수 있어 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 외주 일측에 길이방향을 따라 일정 깊이로 가이드면이 형성된 구동축과, 상기 가이드면과 대응되는 방향으로 상기 구동축에 회전가능하게 관통 연결된 제1힌지핀과, 상기 가이드면의 양측에 각각 배치되고, 각각의 일단부가 상기 제1힌지핀의 노출되는 양단부에 각각 회전가능하게 끼워지는 한 쌍의 연결링크와, 후방돌출부에 회전가능하게 관통 연결되고 노출되는 양단부에 상기 연결링크의 각각의 타단부가 회전가능하게 끼워지는 제2힌지핀을 포함하여, 상기 구동축과 힌지 연결된 링크부와, 상기 구동축에 끼워지는 원판형상의 사판과, 일단부는 상기 사판의 전면으로부터 상기 구동축을 향하여 하향 경사지게 돌출 형성되고 타단부는 상기 가이드면을 따라 슬라이딩 이동하는 전방돌출부와, 일단부는 상기 사판의 후면으로부터 상기 구동축을 향하여 하향 경사지게 돌출 형성되고 타단부는 상기 링크부의 타단부와 힌지 결합되는 후방돌출부를 포함하여, 상기 구동축의 회전에 따라 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판부, 및 상기 구동축의 외주측면을 따라 끼워지는 끼움부와, 상기 끼움부의 양단부로부터 연장되고 상기 사판부의 전방으로 경사지게 형성된 한 쌍의 지지부와, 상기 한 쌍의 지지부를 서로 연결하는 연결부를 포함하여, 상기 사판부의 후방 상기 구동축에 결합되어 상기 사판의 최소 경사각을 유지하는 지지부재를 포함하고, 상기 가이드면은 상기 링크부에 의한 상기 전방돌출부의 슬라이딩 이동 경로에 대응하여 오목한 라운드형상으로 형성되면서, 전방 일단부에 상기 전방돌출부의 슬라이딩이동을 제한하는 스토퍼부가 형성되고, 상기 스토퍼부는 상기 가이드면의 일단부에 연장 형성되며, 상기 전방돌출부의 슬라이딩 이동을 제한하도록 상기 구동축의 반경방향을 따라 경사지게 형성되며, 상기 전방돌출부는, 전방으로 개방된 끼움홈이 형성되고, 상기 구동축은 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움돌출부가 돌출되게 구비되어, 상기 전방돌출부가 상기 끼움돌출부에 끼워진 상태로 슬라이딩 이동하는데, 상기 끼움돌출부는, 상기 끼움홈에 밀착되게 끼워져, 상기 가이드면과 상기 끼움홈에 접촉하면서 슬라이딩 이동하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공한다.

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본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 러그플레이트가 없는 상태로 사판이 구동축과 1개의 링크부로 연결되는 구조이기 때문에, 구조가 간단하다.

둘째, 구조가 간단하여 여러 부품을 줄일 수 있기 때문에 부품수 저감은 물론 조립성 및 이에 대한 작업성을 좋게 할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 사판식 압축기에서 구동축과 사판과 링크가 서로 연결되어 있는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기를 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 용량 가변형 사판식 압축기의 사판의 최소경사각 및 최대경사각 상태를 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 4의 용량 가변형 사판식 압축기의 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기를 나타내는 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 용량 가변형 사판식 압축기의 사판의 최소경사각 및 최대경사각 상태를 나타내는 측면도이며, 도 6은 도 4의 용량 가변형 사판식 압축기의 평면도이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(500; 이하 '사판식 압축기'라 한다)는, 구동축(100)과, 링크부(200)와, 사판부(300)와, 지지부재(400)를 포함한다. 한편, 상기한 구성을 설명함에 있어 도시되지 않았지만, 상기 사판식 압축기(500)는, 흡입실과 토출실이 형성된 하우징과, 복수개의 실린더보어를 가지고 있는 실린더 블록과, 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 흡입/토출밸브를 포함하고 있으며, 이러한 구성은 공지의 사판식 압축기의 구성과 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 이와 대별되는 구성을 중점적으로 하여 살펴보기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 구동축(100)은, 상기 하우징과, 상기 실린더 블록에 회전가능하게 구비되며, 외주 일측에 길이방향을 따라 일정 깊이로 가이드면(110)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 가이드면(110)은 후술되는 전방돌출부(320)의 타단부가 슬라이딩 이동하는 면으로서 상기 전방돌출부(320)의 타단부가 슬라이딩 접촉하는 상면이 평편한 면으로 형성되어 있다.

또한, 상기 가이드면(110)은 상기 링크부(200)의 회전에 따른 상기 전방돌출부(320)의 이동이 용이하도록 정면상으로 일정한 곡률을 갖고 있으며, 상세하게는 상기 링크부(200)에 의한 상기 전방돌출부(320)의 슬라이딩 이동 경로에 대응하여 오목한 라운드형상으로 형성되어 있다.

한편, 상기 가이드면(110)은, 전방 일단부에 상기 전방돌출부(320)의 슬라이딩이동을 제한하여 상기 사판(310)의 최대경사각을 제한하는 스토퍼부(111)가 형성되어 있다.

상기 스토퍼부(111)는, 상기 가이드면(110)의 일단부에 연장 형성되며, 상기 전방돌출부(320)의 슬라이딩 이동을 제한하도록 상기 구동축(100)의 반경방향을 따라 종방향으로 경사지게 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 구동축(100)의 회전속도가 계속적으로 증가하게 되면 상기 연결링크(220)가 회전하면서 상기 전방돌출부(320)가 상기 스토퍼부(111)에 닿게 되면서 그 이동이 제한된다.

상기 링크부(200)는, 상기 사판부(300)와 상기 구동축(100)을 서로 연결하며, 일단부가 상기 구동축(100)과 힌지 연결되어 있다. 상세하게, 상기 링크부(200)는, 제1힌지핀(210)과, 연결링크(220)와, 제2힌지핀(230)을 포함한다.

상기 제1힌지핀(210)은 상기 구동축(100)과 상기 링크부(200)의 일단부를 서로 힌지 결합시키며, 양단부가 노출되도록 상기 구동축(100)에 회전가능하게 관통 연결되어 있다. 여기서, 상기 제1힌지핀(210)은 상기 연결링크(220)의 회전에 따라 상기 전방돌출부(320)가 상기 가이드면(110)을 따라 슬라이딩 이동이 가능하도록 상기 가이드면(110)과 대응되는 상기 구동축(100)의 반경방향으로 관통 연결되어 있다.

상기 연결링크(220)는, 한 쌍으로 상기 가이드면(110)의 양측에 각각 배치되고, 각각의 일단부가 상기 제1힌지핀(210)의 노출되는 양단부에 각각 회전가능하게 끼워진다.

상기 제2힌지핀(230)은, 상기 연결링크(220)의 타단부와 상기 후방돌출부(330)에 회전가능하게 관통 연결되며, 노출되는 양단부에 상기 연결링크(220) 각각의 타단부가 회전가능하게 끼워져, 상기 연결링크(220)의 타단부와 상기 후방돌출부(330)를 서로 힌지 결합시킨다.

상기 사판부(300)는, 사판(310)과, 상기한 전방돌출부(320)와, 후방돌출부(330)를 포함하고 있으며, 상기 구동축(100)의 회전에 따라 상기 연결링크(220)가 회동하면서 경사각이 가변된다.

상기 사판(310)은, 원판형상으로 관통홀(301)을 통하여 상기 구동축(100)에 끼워진다.

상기 전방돌출부(320)는, 일단부는 상기 사판(310)의 전면으로부터 돌출되게 연장되고 타단부는 상기 가이드면(110)을 따라 슬라이딩 이동하며, 상기 구동축(100)을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있다.

상기 후방돌출부(330)는, 일단부는 상기 사판(310)의 후면으로부터 돌출되게 연장되고 타단부는 상기 링크부(200)의 타단부와 힌지 결합되어 있으며, 상기 구동축(100)을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있다. 한편, 상기 전방돌출부(320)와 상기 후방돌출부(330)는, 각각 상기 구동축(100)을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있지만, 이는 바람직한 실시예로 그 경사도 등은 다양하게 변경가능하다.

상기한 바에 따라, 상기 사판식 압축기(500)는, 구동력을 인가받아 상기 구동축(100)이 회전하면, 상기 연결링크(220)가 상기 제1힌지핀(210)을 기준으로 회전하면서 상기 사판(310)의 각도를 변경하고, 이때 상기 구동축(100)의 회전속도에 따라 상기 사판(310)의 각도는 변하게 된다. 여기서, 상기 도 4는 냉매 압축 정도가 낮은 상기 사판(310)의 최소경사각 상태를 나타낸 경우이고, 도 5는 냉매 압축 정도가 높은 상기 사판(310)의 최대경사각 상태를 나타낸 경우이다.

도 6을 참조하면, 상기 전방돌출부(320)는, 전방으로 개방된 끼움홈(321)이 형성되고, 상기 구동축(100)은 상기 끼움홈(321)에 끼워지는 끼움돌출부(120)가 돌출되게 구비되어, 상기 전방돌출부(320)는 상기 끼움돌출부(120)에 끼워진 상태로 상기 가이드면(110)을 따라 슬라이딩 이동한다.

여기서, 상기 끼움돌출부(120)는, 상기 끼움홈(321)에 밀착되게 끼워져, 상기 가이드면(110)과 상기 끼움홈(321)에 접촉하면서 슬라이딩 이동하는 것이 바람직하다.

상기 지지부재(400)는, 상기 사판부(300)의 후방 상기 구동축(100)에 결합되고 상기 사판(310)의 최소 경사각을 유지하는 역할을 하며, 판스프링 같은 형태로 이루어져 상기 사판(310) 또는 상기 연결링크(220)를 탄력적으로 지지하는 역할을 한다.

상세하게 살펴보면 상기 지지부재(400)는, 끼움부(410)와, 지지부(420)와, 연결부(430)를 포함하는 구조로 되어 있다. 상기 끼움부(410)는, 하측이 개방되어 상기 구동축(100)의 상측에서 외주측면을 따라 끼워져 상기 구동축(100)의 상측과 좌우측면을 밀접하게 감싸면서 끼워져 상기 구동축(100)의 회전에도 그 결합을 견고하게 유지할 수 있다.

상기 지지부(420)는, 상기 끼움부(410)의 양단부로부터 연장되고, 상기 사판부(300)의 전방으로 경사지게 절곡 형성되어, 상기 사판식 압축기(500) 작동 시에 상기 사판(310)이 최소 경사각 상태에 도달하게 되면 상기 사판(310) 또는 상기 연결링크(220)가 상기 지지부(420)에 탄력적으로 접촉 지지된다.

상기 연결부(430)는, 상기 한 쌍의 지지부(420)를 서로 연결하여 상기 지지부(420)의 비틀림이나 변형을 방지하는 역할을 한다.

상기한 바와 같이, 상기 사판식 압축기(500)는, 러그플레이트가 없는 상태에서 상기 하나의 링크부(200)에 의하여 상기 사판(310)의 경사도가 변화될 수 있도록 되어 있기 때문에, 그 구조가 간단하고, 힌지(Hinge), 힌지슬리브(Hinge sleeve), 힌지핀(Hinge pin), C-링(C-ring)등의 부품을 줄일 수 있어 부품수 저감은 물론, 조립성 및 이에 대한 작업성을 향상시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 구동축 111... 스토퍼부
110... 가이드면 120... 끼움돌출부
200.... 링크부 210... 제1힌지핀
220... 연결링크 230... 제2힌지핀
300... 사판부 310... 사판
320... 전방돌출부 321... 끼움홈
330... 후방돌출부 400... 지지부재
410... 끼움부 420... 지지부
430... 연결부 500... 용량 가변형 사판식 압축기

Claims (8)

1. 외주 일측에 길이방향을 따라 일정 깊이로 가이드면이 형성된 구동축;
   상기 가이드면과 대응되는 방향으로 상기 구동축에 회전가능하게 관통 연결된 제1힌지핀과, 상기 가이드면의 양측에 각각 배치되고, 각각의 일단부가 상기 제1힌지핀의 노출되는 양단부에 각각 회전가능하게 끼워지는 한 쌍의 연결링크와, 후방돌출부에 회전가능하게 관통 연결되고 노출되는 양단부에 상기 연결링크의 각각의 타단부가 회전가능하게 끼워지는 제2힌지핀을 포함하여, 상기 구동축과 힌지 연결된 링크부;
   상기 구동축에 끼워지는 원판형상의 사판과, 일단부는 상기 사판의 전면으로부터 상기 구동축을 향하여 하향 경사지게 돌출 형성되고 타단부는 상기 가이드면을 따라 슬라이딩 이동하는 전방돌출부와, 일단부는 상기 사판의 후면으로부터 상기 구동축을 향하여 하향 경사지게 돌출 형성되고 타단부는 상기 링크부의 타단부와 힌지 결합되는 후방돌출부를 포함하여, 상기 구동축의 회전에 따라 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판부; 및
   상기 구동축의 외주측면을 따라 끼워지는 끼움부와, 상기 끼움부의 양단부로부터 연장되고 상기 사판부의 전방으로 경사지게 형성된 한 쌍의 지지부와, 상기 한 쌍의 지지부를 서로 연결하는 연결부를 포함하여, 상기 사판부의 후방 상기 구동축에 결합되어 상기 사판의 최소 경사각을 유지하는 지지부재를 포함하고,
   상기 가이드면은 상기 링크부에 의한 상기 전방돌출부의 슬라이딩 이동 경로에 대응하여 오목한 라운드형상으로 형성되면서, 전방 일단부에 상기 전방돌출부의 슬라이딩이동을 제한하는 스토퍼부가 형성되고, 상기 스토퍼부는 상기 가이드면의 일단부에 연장 형성되며, 상기 전방돌출부의 슬라이딩 이동을 제한하도록 상기 구동축의 반경방향을 따라 경사지게 형성되며,
   상기 전방돌출부는, 전방으로 개방된 끼움홈이 형성되고, 상기 구동축은 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움돌출부가 돌출되게 구비되어, 상기 전방돌출부가 상기 끼움돌출부에 끼워진 상태로 슬라이딩 이동하는데, 상기 끼움돌출부는, 상기 끼움홈에 밀착되게 끼워져, 상기 가이드면과 상기 끼움홈에 접촉하면서 슬라이딩 이동하는 용량 가변형 사판식 압축기.
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