KR19990045283A - 무마모 실린더를 구비한 용량-제어 기구를 갖는 압축기 - Google Patents

Abstract

용량-제어 기구 (37b)를 갖는 압축기에서는, 피스톤내에서의 코일 스프링 (41b) 의 미끄럼운동과 회전운동으로 인하여, 상기 피스톤 (34b) 에 설치된 블라인드 구멍의 내주면이 마모된다. 이를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 이러한 용량-제어 기구에 있어서, 상기 코일 스프링을 내마모 재료로 이루어진 커버 (50) 에 의해 덮고, 이 커버에 의해 덮힌 상기 코일 스프링을 상기 블라인드 구멍에 배치하며, 또는 상기 코일 스프링의 헤드를 상기 블라인드 구멍의 내부 표면에 끼워맞춘다.

Description

무마모 실린더를 구비한 용량-제어 기구를 갖는 압축기

본 발명은, 차량 등의 공기 조화 장치에 적합한 압축기에 관한 것이다.

본 출원은 일본 특허출원 제 9-329661 호에 기초한 것으로서, 그 내용은 참고로 여기에 병합된다.

도 3 내지 5 는 종래의 스크롤식 압축기의 예를 도시한 것으로서, 도 3 은 종방향 단면도, 도 4 는 도 3 의 "F-F" 선을 따른 단면도, 도 5 는 도 4 의 "G-G" 선을 따른 단면도이다.

도 3 에 있어, 도면부호 1 은 컵형상의 주몸체부 (2), 이 주몸체부 (2) 에 보울트 (3)를 이용하여 부착된 전방 단부판 (4), 및 이 전방 단부판 (4) 에 보울트 (5)를 이용하여 부착된 원통부재 (6)를 포함하는 폐쇄 하우징을 가리킨다.

상기 원통부재 (6)를 통해서는 주축 (7) 이 설치되며, 베어링 (8,9)을 통해 자유회전이 가능한 형태로 지지된다.

상기 폐쇄 하우징 (1) 내에는, 고정 스크롤 (10) 과 회전 스크롤 (14) 이 설치된다.

상기 고정 스크롤 (10) 은 단부판 (11) 과 이 단부판 (11) 의 표면 (11a) 에 배치된 스파이럴 랩 (12)을 포함하는데, 상기 표면은 후술하는 단부판 (15) 에 대면한다. 상기 단부판 (11) 은 상기 컵형상의 주몸체부 (2) 에 보울트 (13)를 통해 부착된다.

상기 회전 스크롤 (revolving scroll : 14) 은 단부판 (15) 과 이 단부판 (15) 의 표면 (15a) 에 배치된 스파이럴 랩 (16)을 포함하는데, 상기 표면은 상기 단부판 (11) 에 대면한다. 이 스파이럴 랩 (16) 의 형상은 상기 고정 스크롤 (10) 에 포함된 상기 스파이럴 랩 (12) 과 실질적으로 동일하다. 상기 회전 스크롤 (14) 과 고정 스크롤 (10) 의 축은 소정 간격만큼 서로 떨어져 있다. 즉, 양 축은 편심관계를 이루고 있다. 또한, 이들 스크롤의 위상차는 180°이며, 이들은 도 3 에 나타내는 바와 같이 서로 결합되어 있다.

따라서, 스파이럴 랩 (12) 의 각 헤드표면에 설치되어 매립된 팁 시일 (17) 은 단부판 (15) 의 표면 (15a) 과 밀접하게 접촉하며, 반면에 스파이럴 랩 (16) 의 각 헤드표면에 설치되어 매립된 팁 시일 (18) 은 단부판 (11) 의 표면 (11a) 과 밀접하게 접촉한다. 이들 스파이럴 랩 (12,16) 의 측면은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 복수의 위치 (a,b,c,d) 에서 선접점을 가지며, 따라서 스파이럴의 중심에 대한 점대칭의 위치에 실질적으로는 복수의 압축실 (19a,19b) 이 형성된다.

단부판 (15) 의 내부 표면 (15a) 에 대향하는 외부 표면의 중앙영역에 설치된 돌출 디스크형 보스 (20) 의 안쪽에는, 드라이브 부시 (21) 가 회전 베어링 (23)을 통해 자유회전이 가능한 형태로 삽입되어 있다. 상기 드라이브 부시 (21) 내에는 슬라이드공 (24) 이 설치되어 있으며, 이 슬라이드공 (24) 에는 편심 드라이브 핀 (25) 이 자유 미끄럼운동을 수행하도록 삽입되어 있다. 상기 돌출 드라이브 핀 (25) 은 상기 주축 (7) 의 대경부 (7a) 의 단부면에 편심적으로 설치되어 있는데, 상기 대경부 (7a) 는 회전축 (7) 의 측방에 주몸체부 (2) 의 단부에 설치되어 있다.

도면부호 26 은 스러스트 베어링으로서도 기능하는 회전-저지 기구 (rotation-blocking mechanism)를 가리키는데, 이 기구는 상기 단부판 (15) 의 외부 표면의 주변 가장자리와 상기 전방 단부판 (4) 의 내부 표면 사이에 설치되어 있다. 도면부호 27 은 드라이브 부시 (21) 에 부착된 평형추를 가리키고, 도면부호 28 은 흡입실을 가리키고, 도면부호 29 는 고정 스크롤의 단부판 (11) 의 중앙부를 구멍뚫기하여 형성한 배출구를 가리키고, 도면부호 30 은 배출 밸브를 가리키고, 도면부호 31 은 배출 캐비티를 가리키고, 도면부호 32 는 주축 (7) 의 대경부 (7a) 에 부착된 평형추를 가리킨다. 도면부호 35 는 배출 밸브 (30) 의 상승운동을 제한하는 리테이너를 가리키고, 도면부호 36 은 상기 배출 밸브 (30) 와 상기 리테이너 (35)를 상기 단부판 (11) 에 고정시키는 보울트를 가리키고, 도면부호 38 은 제어 밸브를 가리킨다.

상기 구성에 따르면, 주축 (7) 이 회전하는 경우, 편심 드라이브 핀 (25), 드라이브 부시 (21), 회전 베어링 (23), 및 보스 (20)를 통해 회전 스크롤 (14) 이 구동되며, 이 회전 스크롤 (14) 은 회전-저지 기구 (26) 에 의해 그의 회전 (rotation) 이 저지된채로 회전한다.

때문에, 스파이럴 랩 (12,16) 의 측면의 상기 선접촉부 (a-d) 는 점차 "소용돌이 (swirl)" 의 중심으로 옮겨가며, 이에 따라서 압축실 (19a,19b) 도 또한 그의 용적이 점차 감소되면서 소용돌이의 중심쪽으로 이동한다.

따라서, 입구 (도시되지 않음)를 통해 흡입실 (28) 로 흘러들어온 기체는 스파이럴 랩 (12,16) 의 외주 가장자리에 의해 경계지어진 구멍으로부터 압축실 (19a,19b) 로 유입된다. 이 기체는 점차 압축되어 중앙실 (22) 에 이른다. 이 기체는 상기 중앙실로부터 배출구 (29)를 통과하여 배출 밸브 (30)를 압박하여 개방하게 되며, 이로써 상기 기체는 배출 캐비티 (31) 에 배출된다. 이후, 상기 기체는 출구 (도시되지 않음)를 통해 바깥으로 배출된다.

고정 스크롤 (10) 의 단부판 (11) 내에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 한쌍의 실린더 (32a,32b) 가 설치되어 있는데, 각 실린더의 단부는 흡입실 (28) 에 개방되어 있고, 이들 실린더는 배출구 (29) 의 양측에 평행한 형태로 그리고 그들 사이에 특정한 간격을 가지고 설치되어 있다.

더욱이, 단부판 (11) 내에는, 한쌍의 압축실 (19a,19b) 로부터 상기 실린더 (32a,32b) 로의 압축중에 기체를 바이패싱하기 위한 바이패싱공 (33a,33b) 이 설치되어 있으며, 또한 상기 기체를 배출구 (29) 와 실린더 (32a,32b)를 통해 계속적으로 통과시키기 위한 바이패싱 경로 (44a,44b) 가 설치되어 있다.

제어압력실 (37b) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 바이패싱공 (33b) 과 바이패싱 경로 (44b)를 개폐하는 피스톤 (34b)을 실린더 (32b) 안으로 밀접하여 삽입함으로써 상기 실린더 (32b) 내에서 경계지어진다. 여기서, 상기 피스톤 (34b) 은 실린더 (32b) 내에서의 자유 슬라이딩이 가능하다.

상기 피스톤 (34b) 에는, 바이패싱공 (33b)을 개폐하는 공 (46b) 과, 바이패싱 경로 (44b)를 개폐하는 공 (47b) 이 설치되어 있다.

상기 피스톤 (34b) 내에 제공된 블라인드 구멍 (45b) 안에는 코일 스프링 (41b) 이 배치되어 있는데, 이의 일단은 블라인드 구멍 (45b) 의 저부에 배치되어 있고, 타단은 스프링 베어링 (40b) 에 의해 지지되어 있다.

압축기의 전부하 작동시에는, 제어 밸브 (38)를 통해 발생된 제어 고압 기체가 관통공 (39b)을 통해 제어압력실 (37b) 에 유입된다. 따라서, 피스톤 (34b) 이 코일 스프링 (41b) 의 충격-탄성력에 대항하여 전진하게 되어, 상기 피스톤 (34b) 은 도 5 에 나타내는 바와 같은 위치에 있게 되고, 바이패싱공 (33b) 과 바이패싱 경로 (44b) 가 폐쇄된다.

다른 한편으로, 용량이 제어된 (또는 감소된) 작동 모드의 경우에는, 제어 밸브 (38)를 통해 발생된 제어 기체의 압력이 점차 낮아진다. 따라서, 피스톤 (34b) 은 코일 스프링 (41b) 의 충격-탄성력을 받아 후퇴이동한다. 상기 공 (46b) 이 상기 바이패싱공 (33b) 과 정렬되면, 압축하의 기체가 상기 바이패싱공 (33b), 그리고 관통공 (46b), 블라인드 구멍 (45b), 및 실린더 (32b)를 통해 흘러서 흡입실 (28) 에 주입된다.

상기 제어 밸브 (38)를 통해 발생된 제어 기체의 압력이 더 낮아지면, 상기 공 (47b) 과 바이패싱 경로 (44b) 의 위치가 서로 정렬된다. 따라서, 배출구 (29) 로부터의 기체가 바이패싱 경로 (44b), 공 (47b), 블라인드 구멍 (45b), 및 실린더 (32b)를 통해 흡입실 (28) 에 도입되고, 압축기의 용량은 제로가 된다.

실린더 (32a) 의 구성과 작동은 일반적으로 상기 실린더 (32b) 의 그것과 동일하다.

그런데, 전술한 스크롤식 압축기에서는, 피스톤 (34b) 이 실린더 (32b) 내에서 슬라이딩할때에, 코일 스프링 (41b) 은 연장하거나 수축하며, 동시에 회전한다. 이 때문에, 코일 스프링 (41b) 의 외주부가 블라인드 구멍 (45b) 의 내주면과 접촉하게 되어, 그 접촉부위가 마모된다.

본 발명의 목적은, 블라인드 구멍의 내주면이 마모되는 상기 문제점을 해결하는 데에 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타내는 종방향 부분 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타내는 종방향 부분 단면도.

도 3 은 종래의 스크롤식 압축기의 종방향 부분 단면도.

도 4 는 도 3 의 "F-F" 선을 따른 단면도.

도 5 는 도 4 의 "G-G" 선을 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

32b : 실린더 34b : 피스톤

37b : 제어압력실 41b : 코일 스프링

45b : 블라인드 구멍 50 : 커버

51 : 코일 스프링의 헤드 52 : 소공 (small hole)

그러므로, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 제어된 압력을 가지며, 또한 피스톤을 자유 슬라이딩 형태로 실린더에 밀접하여 삽입함으로써 그 경계가 한정되는 제어압력실과; 상기 피스톤을 그 피스톤에 형성된 블라인드 구멍에 배치되어 있는 코일 스프링의 충격-탄성력에 대항하여 이동시킴으로써 바이패싱되는 압축중의 및/또는 압축후의 기체를 포함하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기에 있어서, 상기 코일 스프링이 내마모 재료로 이루어진 커버에 의해 덮히고, 이 커버에 의해 덮힌 상기 코일 스프링이 상기 블라인드 구멍에 배치된 것을 특징으로 하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기를 제공한다.

따라서, 슬라이딩 피스톤의 외주부와 블라인드 구멍의 내주면간의 접촉을 회피할 수 있으므로, 상기 내주면의 마모가 회피된다.

본 발명은 또한, 제어된 압력을 가지며, 또한 피스톤을 자유 슬라이딩 형태로 실린더에 밀접하여 삽입함으로써 그 경계가 한정되는 제어압력실과; 상기 피스톤을 그 피스톤에 형성된 블라인드 구멍에 배치되어 있는 코일 스프링의 충격-탄성력에 대항하여 이동시킴으로써 바이패싱되는 압축중의 및/또는 압축후의 기체를 포함하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기에 있어서, 상기 코일 스프링의 헤드가 상기 블라인드 구멍의 내부 표면에 끼워맞춰진 것을 특징으로 하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기를 제공한다.

이 경우, 코일 스프링이 블라인드 구멍내에서 회전하는 일은 발생되지 않는다. 그러므로, 슬라이딩 피스톤의 외주부와 블라인드 구멍의 내주면간의 접촉을 역시 회피할 수 있으므로, 상기 내주면의 마모가 회피된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 에는, 본 발명에 따른 제 1 실시예의 종방향 부분 단면도가 도시되어 있다. 도 1 을 참조하면, 코일 스프링 (41b) 은 내마모 재료로 이루어진 커버 (50) 에 의해 덮혀 있고, 이 커버에 의해 덮힌 상기 코일 스프링 (41b) 은 블라인드 구멍 (45) 에 배치되어 있다. 다른 부분들은 도 3 내지 5 와 동일하므로 동일한 도면부호를 사용하며, 이에 대한 설명은 여기서는 생략하기로 한다.

본 실시예에서는, 용량이 제어된 (또는 감소된) 작동 모드일 때에, 코일 스프링 (41b) 이 피스톤 (34b) 의 왕복운동으로 인해 연장하고 수축하는 경우에도, 스프링의 외주부가 블라인드 구멍 (45b) 의 내주면과 직접적으로 접촉하지는 않는다. 그러므로, 블라인드 구멍 (45b) 의 내주면의 마모가 회피될 수 있다.

도 2 에는, 본 발명에 따른 제 2 실시예의 종방향 부분 단면도가 도시되어 있다. 도 2 를 참조하면, 코일 스프링 (41b) 의 헤드 (51) 가 구부러져 있고, 이 구부러진 헤드 (51) 는 스프링의 연장 (또는 수축) 방향으로 돌출하여, 블라인드 구멍 (45b) 의 저부에 설치된 소공 (52) 에 끼워맞춰져 있다. 다른 부분들은 도 3 내지 5 와 동일하므로 동일한 도면부호를 사용하며, 이에 대한 설명은 여기서는 생략하기로 한다.

본 실시예에서는, 코일 스프링 (41b) 이 피스톤 (34b) 의 왕복운동으로 인해 연장하고 수축하는 경우에도, 헤드 (51) 가 소공 (52) 에 끼워맞춰져 있으므로, 코일 스프링 (41b) 이 블라인드 구멍 (45b) 내에서 회전하지는 않는다. 따라서, 블라인드 구멍의 내주면과 스프링 코일 양자를 접촉시키면서도, 블라인드 구멍의 내주면에 대한 스프링 코일 (41b) 의 상대회전으로 인한 상기 블라인드 구멍 (45b) 의 내주면의 마모를 회피하는 것이 가능하다.

전술한 용량-제어 기구에서는, 압축중의 또는 압축후의 기체가 바이패싱되지만, 압축중의 기체와 압축후의 기체중의 하나만이 바이패싱되어도 된다.

이상, 한쌍의 용량-제어 기구를 갖는 스크롤식 압축기에 본 발명을 적용하여 구성한 실시예들에 대해 설명하였다. 하지만, 본 발명은, 예컨대 일본 특허출원 1차 공고 제 3-237285 호 및 제 4-179886 호에 개시된 단일의 용량-제어 기구를 갖는 스크롤식 압축기에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 롤링-피스톤식과 같은 어떠한 타입의 압축기에도 적용될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 슬라이딩 피스톤의 외주부와 블라인드 구멍의 내주면간의 접촉을 회피할 수 있으므로, 상기 내주면의 마모를 회피하는 효과가 나타난다.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 코일 스프링이 블라인드 구멍내에서 회전하는 일이 발생되지 않으므로, 슬라이딩 피스톤의 외주부와 블라인드 구멍의 내주면간의 접촉을 역시 회피할 수 있어, 상기 내주면의 마모를 회피하는 효과가 나타난다.

Claims (2)

1. 제어된 압력을 가지며, 또한 피스톤 (34b)을 자유 슬라이딩 형태로 실린더 (32b) 에 밀접하여 삽입함으로써 그 경계가 한정되는 제어압력실 (37b) 과,

   상기 피스톤을 그 피스톤에 형성된 블라인드 구멍에 배치되어 있는 코일 스프링 (41b) 의 충격-탄성력에 대항하여 이동시킴으로써 바이패싱되는 압축중의, 압축후의, 또는 압축중 및 압축후의 기체를 포함하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기에 있어서,

   상기 코일 스프링이 내마모 재료로 이루어진 커버 (50) 에 의해 덮히고, 이 커버에 의해 덮힌 상기 코일 스프링이 상기 블라인드 구멍에 배치된 것을 특징으로 하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기.
2. 제어된 압력을 가지며, 또한 피스톤 (34b)을 자유 슬라이딩 형태로 실린더 (32b) 에 밀접하여 삽입함으로써 그 경계가 한정되는 제어압력실 (37b) 과,

   상기 피스톤을 그 피스톤에 형성된 블라인드 구멍에 배치되어 있는 코일 스프링 (41b) 의 충격-탄성력에 대항하여 이동시킴으로써 바이패싱되는 압축중의, 압축후의, 또는 압축중 및 압축후의 기체를 포함하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기에 있어서,

   상기 코일 스프링의 헤드가 상기 블라인드 구멍의 내부 표면에 끼워맞춰진 것을 특징으로 하는 용량-제어 기구를 갖는 압축기.