KR19980072899A - 자동차용 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양두 피스톤의 양측 피스톤 헤드를 피스톤 몸체의 양측으로부터 조립 설치할 수 있도록 하고, 그 양측 피스톤 헤드에 결합홈 측으로 슈가 지지되는 볼 포켓을 형성함으로서, 볼 포켓의 가공 및 볼 포켓의 동심 맞추기가 용이해지도록 하는 사판식 압축기에 관한 것이다.

Description

자동차용 사판식 압축기

본 발명은 자동차 공기조화장치의 냉매유체를 압축하는 사판식 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양두 피스톤의 양측 피스톤 헤드를 피스톤 몸체의 양측으로부터 중심부의 결합홈까지 삽입하여 조립할 수 있도록 하고, 그 양측 피스톤 헤드에 결합홈 측으로 슈가 지지되는 볼 포켓을 형성함으로서, 볼 포켓의 가공 및 볼 포켓의 동심 맞추기가 용이해지도록 하는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 여름철 실내 쾌적한 환경을 위해 냉각된 공기를 실내에 공급하여 냉방을 이룰 수 있도록 하는 공기조화장치(air conditioner system)가 구비되어 있다.

이러한 공기조화장치는 도 1에 도시되는 바와 같이, 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 냉매 가스를 콘덴서(101)로 액화시키고, 팽창 밸브(102)로 팽창시키는 것에 의해 저온, 저압의 안개 모양으로 하고, 그리고 증발기(103)로 인한 잠열에 의해 주위의 공기를 냉각시킨 후, 공기조화장치내에 적정량의 냉매 유지 및 수분제거 기능을 하는 어큐물레이터(104)를 거쳐 다시 압축기(100)로 흡입시키는 순환 사이클을 보이고 있다. (도면중, 화살표는 냉매가스의 흐름상태를 나타낸 것이다)

여기서 용량 고정 사판식 압축기의 전형적인 한 예를 도 2에 도시하였는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

도시되는 바와 같이, 용량 고정 사판식 압축기는 전후 1쌍의 블록(110a,110b)을 서로 접하여 구성한 실린더 블록(110)의 복수개의 보어(111) 내에 양두 피스톤(120)이 수용되어 있고, 그 실린더 블록(110)의 중심부에 크랭크 실(112)이 형성되면서 이의 양측에 중심축공(113)이 형성되어 보어(111)와 평행한 축선상으로 구동축(130)이 구동축 베어링(132)을 통해 설치되어 있으며, 그 구동축(130)에는 사판(131)이 경사지게 고착되어 상기 양두 피스톤(120)의 중심부에 요입되게 형성된 결합홈(121)에 맞물려 구동축(130)과 동기 회전하면서 양두 피스톤(120)을 보어(111)내에서 전후방으로 왕복시키도록 되어 있다.

상기 사판(131)의 양측면과 실린더 블록(110)의 사판실(112)의 양 내벽 사이에는 양두 피스톤(120)을 왕복동시킴에 따라 사판(131)과 구동축(130)이 전후 유동되는 것을 방지하도록 하는 트러스트 베어링(127)이 설치되어 있다.

상기 실린더 블록(110)의 전후방에는 흡입실(141) 및 토출실(142)을 갖는 전후방 헤드(140,150)가 밸브판(160)에 구획되어 설치되어 있으며, 그 밸브판(160)에는 양두 피스톤(120)이 보어(111)내에서 압축작용시 냉매 가스가 토출되는 토출공(162)이 토출실(142)과 연통되어 있고, 흡입작용시 냉매 가스가 흡입되는 흡입공(161)이 흡입실(141)과 연통되어 있다.

또한, 상기 토출공(162)의 외측에는 흡입작용시 토출실(142)에서 냉매 가스가 흡입되는 것을 차단하는 흡입 차단막(162a)이 취부되어 있고, 상기 흡입공(161)의 내측에는 흡입작용시 흡입실(141)로 냉매가 토출되는 것을 차단하는 토출 차단막이 취부되어 있으나, 이는 도시하지 않았다.

그리고, 상기 구동축(130)에 고착된 사판(131)과 양두 피스톤(120)의 결합홈(121)이 맞물린 부위에는 이들의 원활한 크랭크운동을 위한 반구형상의 슈(shoe; 125)가 설치되어 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 사판식 압축기는 전자 클러치(170)의 전자석 코일에 전원이 인가되면 기관으로부터의 회전동력이 전자 클러치(170)를 통해 구동축(130)에 전달된다. 이렇게 구동축(130)이 회전하게 되면, 사판(131)이 구동축(130)과 동기 상태로 회전하면서 양두 피스톤(120)을 실린더 블록(110)의 보어(111)내에서 왕복운동시키게 되어 압축실(115)을 형성하게 된다. 이때, 양두 피스톤(120)이 흡입행정을 이루는 압축실(115)에서는 흡입실(141)의 냉매 가스가 밸브판(160)의 흡입공(161)을 통해 흡입하고, 압축행정을 이루는 압축실(115)에서는 상기 흡입된 냉매 가스를 압축시켜 밸브판(160)의 토출공(162)을 통해 토출실(142)로 토출하게 된다. 이렇게 압축 토출된 냉매 가스는 콘덴서(101) 및 팽창밸브(102)를 거쳐 증발기(103)로 압송되게 된다.

한편, 사판식 압축기로 유입되는 냉매 가스에는 윤활유 섞어 있어, 양두 피스톤(120)의 고속 왕복운동과 구동축(130)의 고속 회전운동시 발생되는 이들간의 마찰면에 윤활유로서 유막을 형성함으로서, 원활한 슬라이딩 구동을 유도하게 되었다.

그러나, 종래 사판식 압축기는 그 유용성에도 불구하고, 슈(125)가 양두 피스톤(120)의 결합홈(121)에 안착 지지되도록 형성되는 볼 포켓(ball pocket; 122)에 있어 문제점을 가지게 되었다. 즉, 슈(125)를 지지하면서 슈(121)와 슬라이딩을 이루는 양두 피스톤(120)의 볼 포켓(122)은, 도 3a 및 도 3b에 도시되는 바와 같이, 결합홈(121)의 양측 벽면에 반구형상으로 요입 형성되어 있어, 가공이 난해한 측면가공을 해야 했다. 이에 따라, 상기 볼 포켓(122)의 측면가공은 정밀히 가공할 수 없게 됨으로서, 슈(125)의 구면과 불 균일한 접촉 및 슈(125)와 중심이 편중되는 가공의 불량을 초래하게 되었다.

또한, 상기와 같이 가공된 볼 포켓(122)은, 슈(125)와 불량 접촉을 이루게 됨으로서, 오일의 유입이 원활하지 못하게 되었다. 이러한 오일의 유입 불량은 양두 피스톤(120)의 볼 포켓(122)과 슈(125)의 슬라이딩 부위의 마찰을 증대시켜, 마찰에 따른 소음을 가중시킴은 물론 내구성을 저하시켰다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 볼 포켓의 가공 및 볼 포켓의 동심 맞추기가 용이해지도록 함으로서, 사판과 피스톤 및 슈간의 슬라이딩 부위에서 유발되는 마찰을 최소화하여 소음 발생을 줄이고, 슬라이딩 부위의 내구성을 증대시키는 사판식 압축기의 피스톤을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전후 1쌍의 블록을 서로 접해서 양측단에 복수개의 보어를 갖는 실린더 블록, 상기 보어내에 수용된 양두 피스톤, 상기 실린더 블록의 중심축공에 구동축 베어링을 통해 설치된 구동축, 그 구동축에는 경사지게 고착되어 상기 양두 피스톤의 결합홈에 슈를 통해 양두 피스톤을 보어 내에서 전후방으로 왕복시키는 사판으로 구성된 사판식 압축기에 있어서, 상기 양두 피스톤은 양측단으로부터 중단부의 결합홈으로 관통된 체결공을 갖는 피스톤 몸체와, 상기 보어와 접촉하는 외경부 및 상기 피스톤 몸체의 양측단으로부터 체결공에 결합되는 체결축을 가지며 그 체결축의 양내측에 상기 슈가 지지되는 볼 포켓이 형성된 피스톤 헤드로 이루어지는 사판식 압축기를 제공한다.

도 1은 일반적인 자동차용 공기조화장치의 구성을 개략적으로 보인 블록도

도 2는 종래 사판식 압축기의 내부를 보인 단면도

도 3a는 종래 사판식 압축기의 피스톤을 보인 평면도

도 3b는 종래 사판식 압축기의 피스톤을 보인 부분 절개 정면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기를 보인 단면도

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기의 피스톤을 보인 평면도

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기의 피스톤을 보인 부분 절개 정면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 양두 피스톤 21 : 피스톤 몸체

21a : 결합홈 21b : 체결공

22 : 피스톤 헤드 22a : 체결축

22b : 볼 포켓 22c : 외경부

25 : 슈 31 : 사판

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차용 사판식 압축기는 도 4와 도 5a 및 도 5b에 도시되는 바와 같이, 도 2에 도시된 종래 사판식 압축기에서의 양두 피스톤의 형상을 변경하는 것으로서, 종래의 것과 대동소이하다. 즉, 본 발명의 사판식 압축기 역시, 전후 1쌍의 블록(10a,10b)을 서로 접해서 구성된 실린더 블록(10)의 복수개의 보어(11)내에 양두 피스톤(20)이 수용되고, 그 실린더 블록(10)의 중심부에 크랭크 실(12)이 형성되며, 상기 실린더 블록(10)의 중심축공(13)에 구동축 베어링(32)을 통해 구동축(30)이 설치된다.

상기 구동축(30)에는 사판(31)이 경사지게 고착되어 상기 양두 피스톤(20)의 결합홈(21a)에 맞물려 구동축(30)과 동기 회전하면서 양두 피스톤(20)을 보어(11) 내에서 전후방으로 왕복시키게 된다. 상기 실린더 블록(10)의 전후방에 밸브판(60)으로 구획된 전후방 헤드(40,50)가 설치된다. 상기 전후방 헤드(40,50)에는 상기 밸브판(60)의 흡입공(61)을 통해 실린더 블록(10)의 보어(11)와 연통되는 흡입실(41)이 설치되고, 토출공(62)을 통해 실린더 블록(10)의 보어(11)와 연통된 토출실(42)이 형성된다.

상기 양두 피스톤(20)은 양측단으로부터 중단부의 결합홈(21a)으로 관통된 체결공(21b)을 갖는 피스톤 몸체(21)와, 상기 보어(11)와 접촉하는 외경부(22c) 및 상기 피스톤 몸체(21)의 양측단으로부터 체결공(21b)에 결합되는 체결축(22a)을 가지며 그 체결축(22a)의 양내측에 상기 슈(25)가 지지되는 볼 포켓(22b)이 요입 형성된 피스톤 헤드(22)로 이루어진다. 즉, 피스톤 헤드(22)의 체결축(22a)에 형성된 볼 포켓(22b)은 결합홈(21a)의 양측벽면으로 대향되게 형성되어 슈(25)를 지지하게 된다.

도면중 미설명 부호 15는 압축실이고, 27은 스러스트 베어링이며, 62a는 흡입 차단막이며, 70은 기관의 회전 동력을 단속하는 전자 클러치이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

구동축(30)이 회전하게 됨에 따라, 사판(31)이 구동축(30)과 동기 회전하는 과정에서, 양두 피스톤(20)의 결합홈(21a)의 양측벽면 측으로 설치된 볼 포켓(22b)과 그 볼 포켓(22b)에 지지된 슈(25)는 상기 사판(31)과 양두 피스톤(20) 간의 슬라이딩 접촉을 원활하도록 하면서 사판(31)의 회전운동을 통해 양두 피스톤(20)을 실린더 블록(10)의 보어(11)내에서 왕복운동시키게 된다.

한편, 본 발명은 피스톤(20)의 피스톤 몸체(21)와 피스톤 헤드(22)가 분리 조립형으로 이루어지고, 그 헤드(22)의 일단에, 결합홈(21a)의 양측벽면으로 설치되는 볼 포켓(22b)이 형성되는 구조임으로서, 먼저 피스톤 헤드(22)에 볼 포켓(22b)을 가공한 다음 피스톤(20)의 피스톤 몸체(21)에 헤드(22)를 결합하게 된다.

이에 따라, 본 발명은 분리된 헤드(22)에 볼 포켓(22b)을 가공하게 됨으로서, 종래 일체로된 양두 피스톤의 결합홈 양측벽면에 측면가공을 하는 것에 비해 가공이 더욱 용이하게 된다. 이렇게 볼 포켓(22b)의 가공이 용이해짐에 따라 정밀가공 및 동심 맞추기가 또한 용이하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 볼 포켓의 가공 및 볼 포켓의 동심 맞추기가 용이해짐으로서, 슈와 피스톤 볼 포켓간의 슬라이딩 접촉이 원활해져 피스톤과 슈간의 슬라이딩 부위에서 유발되는 마찰을 최소화할 수 있다. 또한, 마찰을 최소화게 됨으로 소음 발생을 줄일 수 있고, 슬라이딩 부위의 내구성을 증대시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 전후 1쌍의 블록(10a,10b)을 서로 접해서 양측단에 복수개의 보어(11)를 갖는 실린더 블록(10), 상기 보어(11)내에 수용된 양두 피스톤(20), 상기 실린더 블록(10)의 중심축공(13)에 구동축 베어링(32)을 통해 설치된 구동축(30), 그 구동축(30)에 경사지게 고착되어 상기 양두 피스톤(20)의 결합홈(21a)에 슈(25)를 통해 맞물려 상기 양두 피스톤(20)을 보어(11) 내에서 전후방으로 왕복시키는 사판(31)으로 구성된 사판식 압축기에 있어서, 상기 양두 피스톤(20)은 양측단으로부터 중단부의 결합홈(21a)으로 관통된 체결공(21b)을 갖는 피스톤 몸체(21)와, 상기 보어(11)와 접촉하는 외경부(22c) 및 상기 피스톤 몸체(21)의 양측단으로부터 체결공(21b)에 결합되는 체결축(22a)을 가지며 그 체결축(22a)의 양내측에 상기 슈(25)가 지지되는 볼 포켓(22b)이 형성된 피스톤 헤드(22)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.