KR20010061719A - 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 커넥팅로드(20)와 피스톤(30)을 연결하는 피스톤핀(35) 사이의 관계에 있어서 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)에 상기 피스톤핀(35)이 압입되도록 하고 상기 피스톤(30)의 핀공(32)과 상기 피스톤핀(35)은 서로 슬라이딩되게 형성한다. 또한 조립시에 상기 피스톤핀(35)은 냉각시키고 상기 피스톤핀(35)이 삽입되는 상대물은 가열에 의해 팽창시켜 조립시에 압입에 의한 피스톤(35)의 변형을 방지하도록 하고 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면 커넥팅로드(20), 피스톤(30), 피스톤핀(35)의 조립시에 이들 부품에 변형이 발생되지 않아 밀폐형 압축기의 동작효율이 개선되고 제품의 신뢰성이 좋아지는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조 및 방법{mounting structure of a piston pin for hermetic compressor and method the same}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크축의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 변환하는 밀폐형 압축기의 운동변환장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다.

이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 지지되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)와 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 상기 크랭크축(5)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 오일(L)을 크랭크축(5)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 빨아 올리기 위한 프로펠러(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다.

여기서 상기 편심핀(5b)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커넥팅로드(8)의 크랭크축연결부(8a)와 연결되고, 피스톤(7)과 커넥팅로드(8)의 피스톤연결부(8b)는 피스톤핀(7')에 의해 연결된다. 상기 크랭크축연결부(8a)와 상기 편심핀(5b)의 사이에는 슬리이브(SL)가 압입된다. 이때, 상기 슬리이브(SL)의 외면은 상기 크랭크축연결부(8a)의 내면에 압입되어 커넥팅로드(8)와 일체로 동작된다. 상기 피스톤핀(7')은 상기 피스톤(7)에 압입된 상태로 상기 피스톤연결부(8b)와 연결된다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 도면 부호 10은 헤드커버이고, 11은 흡입머플러이며, 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기는 전원이 인가되면 상기 회전자(4)와 고정자(3)의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)가 회전하면서, 상기 회전자(4)와 일체로 상기 크랭크축(5)이 회전하게 된다. 상기 크랭크축(5)이 회전하면 상기 크랭크축(3)에 편심되게 형성되어 있는 편심핀(5b)이 원을 그리면서 회전하게 되고, 상기 편심핀(5b)과 연결되어 있는 커넥팅로드(8)가 상기 편심핀(5b)과 연동되어 상기 피스톤(7)을 직선왕복운동하게 한다. 이와 같이 되면, 상기와 같이 피스톤(7)이 압축실(6') 내에서 직선왕복 운동하면서 냉매를 압축시켜 주게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점을 가진다.

일반적으로 상기 커넥팅로드(8)와 피스톤(7) 및 피스톤핀(7') 사이의 관계는 다음과 같다. 상기 피스톤(7)에 피스톤핀(7')이 압입되고, 상기 커넥팅로드(8)와 피스톤핀(7') 사이는 서로 슬라이딩이 되는 마찰부가 된다. 따라서 상기 피스톤핀(7')은 상기 피스톤(7)과 일체로 되고, 상기 커넥팅로드(8)의 피스톤연결부(8b)와는 상대적인 운동을 하게 되는 것이다.

이와 같은 운동을 만들어 내기 위해서는, 상기 피스톤핀(7')을 상기 피스톤(7)에 압입하여야 한다. 하지만 상기 피스톤(7)에 피스톤핀(7')을 압입함에 의해 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(7)이 상하방향으로 약간 짜부러져 정원이 되지 않게 된다. 이는 상기 피스톤핀(7')을 피스톤(7)에 억지로 압입함에 의해 생기는 현상이다.

상기와 같이 피스톤(7)이 정원이 되지 않고 짜부러지게 되면, 상기 피스톤(7)이 운동되는 상기 압축실(6') 내벽면에 편마모가 생기게 되어 압축실(6')의 내벽면과 피스톤(7)의 사이에서 냉매가 누설되는 현상이 발생하게 되어 압축이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 커넥팅로드와 피스톤의 연결시에 발생할 수 있는 피스톤의 변형을 방지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피스톤의 변형을 방지하여 압축기의 내구성을 높여주는 것이다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 커넥팅로드의 구성을 보인 분해사시도.

도 3은 종래 기술에서 커넥팅로드와 피스톤의 연결시의 문제점을 설명하기 위한 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 1b: 하부용기

1t: 상부용기 2: 프레임

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 5a: 오일유로

5b: 편심핀 5c: 균형추

5d: 프로펠러 6: 실린더

6': 압축실 7: 피스톤

8: 커넥팅로드 9: 밸브어셈블리

10: 실린더헤드 11: 흡입소음기

12: 흡입파이프 13: 토출파이프

20: 커넥팅로드 22: 로드몸체

24: 대경부 26: 소경부

30: 피스톤 32: 핀공

35: 피스톤핀

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 회전하는 크랭크축과 연결되는 커넥팅로드와, 상기 크랭크축의 회전운동을 상기 커넥팅로드를 통해 전달받아 직선왕복되는 피스톤과, 상기 커넥팅로드에 압입되고 상기 피스톤을 상하로 관통하는 핀공의 내면과 슬라이딩되면서 상기 피스톤이 직선왕복운동하게 하는 피스톤핀을 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 피스톤핀을 상온보다 낮은 온도로 냉각하는 단계와, 상기 피스톤핀이 압입되는 통공을 구비한 상대물을 상온보다 높은 온도로 가열하는 단계와, 상기 상온보다 낮은 온도로 냉각되어 상대적으로 수축된 피스톤핀을 상온보다높은 온도로 가열되어 상대적으로 팽창하여 직경이 커진 통공에 삽입하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤핀이 압입되는 상대물은 커넥팅로드와 피스톤중 어느 하나이다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 커넥팅로드와 피스톤을 피스톤핀으로 체결하더라도 피스톤에 변형이 발생하지 않게 되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 종래 기술도면의 부호를 원용하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 커넥팅로드(20)의 로드몸체(22)의 일단부에는 회전되는 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 연결되는 대경부(24)가 형성되고, 타단부에는 피스톤(30)과 연결되는 소경부(26)가 형성되어 있다. 이와 같은 대경부(24)와 소경부(26)는 각각 링형상으로 상기 로드몸체(22)에 일체로 형성된다.

상기 커넥팅로드(20)의 구동력은 실린더(6)의 압축실(6') 내에서 이동되는 피스톤(30)으로 전달되어 피스톤(30)이 직선왕복운동하게 한다. 이때, 상기 피스톤(30)의 후단에는 상하로 관통되고 핀공(32)이 형성되어 있다. 상기 핀공(32)에는 상기 커넥팅로드(20)를 피스톤(30)에 연결하기 위한 피스톤핀(35)이 삽입된다.

한편, 상기 피스톤(30)의 후단에는 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)가 위치되는 삽입쳄버(34)가 형성되어 있다. 상기 삽입쳄버(34)는 상기 피스톤(30)의 후단을 통해 상기 핀공(32)을 지나서 까지 피스톤(30)의 내부로 형성된다.

그리고, 상기 핀공(32)을 관통하고 상기 삽입쳄버(34)에 위치된 소경부(26)를 통해서는 피스톤핀(35)이 설치된다. 이때, 상기 피스톤핀(35)의 외경은 상기 핀공(32)의 내경보다 작게 형성되고, 상기 피스톤핀(35)의 외경보다 상기 소경부(26)의 내경이 크게 형성되어, 상기 피스톤핀(35)은 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)에 압입되고, 상기 핀공(32)과는 상대적으로 슬라이딩될 수 있도록 된다.

이와 같은 구성에서 상기 커넥팅로드(20)를 피스톤(30)에 피스톤핀(35)을 사용하여 체결하는 과정을 설명하기로 한다. 일단, 상기 피스톤핀(35)은 상온보다 낮은 온도에서 냉각시킨다. 그리고 상기 커넥팅로드(20)는 상온보다 높은 온도에서 가열시키게 된다.

이와 같이 되면 상기 피스톤핀(35)은 냉각되어 수축되어 그 외경이 줄어들게 되고, 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)는 팽창되면서 그 내경이 확장된다.

다음으로 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)를 상기 피스톤(30)의 삽입쳄버(34)에 삽입한 상태로 상기 피스톤핀(35)을 상기 핀공(32)으로 삽입하여, 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)에 삽입되게 한다. 이때, 상기 피스톤(30)도 역시 가열하여 상기 핀공(32)의 내부로 상기 피스톤핀(35)이 원활하게 삽입될 수 있도록 한다.

그리고는 상기 커넥팅로드(20)와 피스톤(30)의 결합체를 상온으로 되게 하여 상기 피스톤핀(35)과 상기 커넥팅로드(20)는 소경부(26)가 원래의 상태로 복원되게 하여 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)에 피스톤핀(35)이 압입되게 한다.

따라서 실제로 동력이 전달될 때는 상기 피스톤핀(35)은 커넥팅로드(20)의 소경부(26)에 압입된 상태여서 상기 피스톤(30)의 핀공(32)의 내경면과 상대적으로 슬라이딩된다.

그리고 이와 같이 상기 피스톤핀(35)을 커넥팅로드(20)에 설치하게 되면 상기 커넥팅로드(20)에는 변형이 발생하지 않게 되어 이들 사이의 연결상태가 설계된 데로 형성된다.

한편, 본 발명의 방법은 상기 피스톤(30)의 핀공(32)에 상기 피스톤핀(35)이 압입되는 치수를 가지는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 상기 피스톤핀(35)의 외경보다 상기 핀공(32)의 내경이 작고, 상기 커넥팅로드(20)의 소경부(26)의 내경이 상기 피스톤핀(35)의 외경보다 커서 상기 피스톤핀(35)이 핀공(32)에 압입되는 형태의 것에도 적용될 수 있다.

즉, 상기 피스톤핀(35)을 냉각시켜 수축시키고, 상기 피스톤(30)을 가열하여 상기 핀공(32)의 내경이 커지도록 하여 이와 같은 상태에서 상기 피스톤(30)의 삽입쳄버(34)에 커넥팅로드(20)의 소경부(26)를 삽입하고 상기 핀공(32)에 피스톤핀(35)을 삽입한다.

그리고 나서 상기 커넥팅로드(20), 피스톤(30) 및 피스톤핀(35)이 원래의 상태로 복원될 수 있도록 하면 조립작업이 완성된다. 이와 같은 경우 상기 피스톤(30)의 핀공(32)에 상기 피스톤핀(35)을 설치하더라도 피스톤(30) 자체가 변형되지 않게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조 및 방법은 일단 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤핀이 상기 커넥팅로드에 압입되게 하고 상기 피스톤의 핀공에는 상대적으로 슬라이딩되게 하여 이들사이의 결합을 통해 피스톤의 형상이 변형되는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

특히 조립시에는 피스톤핀은 냉각시켜 수축시키고, 상기 피스톤핀이 삽입되는 상대물은 가열하여 팽창시킨 상태로 작업을 실시하여 조립이 완성되면 원래의 상태로 복원되도록 하여 압입되게 함에 의해 피스톤의 형상이 변경되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 회전하는 크랭크축과 연결되는 커넥팅로드와,

   상기 크랭크축의 회전운동을 상기 커넥팅로드를 통해 전달받아 직선왕복되는 피스톤과,

   상기 커넥팅로드에 압입되고 상기 피스톤을 상하로 관통하는 핀공의 내면과 슬라이딩되면서 상기 피스톤이 직선왕복운동하게 하는 피스톤핀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치구조.
2. 피스톤핀을 상온보다 낮은 온도로 냉각하는 단계와,

   상기 피스톤핀이 압입되는 통공을 구비한 상대물을 상온보다 높은 온도로 가열하는 단계와,

   상기 상온보다 낮은 온도로 냉각되어 상대적으로 수축된 피스톤핀을 상온보다높은 온도로 가열되어 상대적으로 팽창하여 직경이 커진 통공에 삽입하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤핀이 압입되는 상대물은 커넥팅로드와 피스톤중 어느 하나임을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 피스톤핀 설치방법.