KR20010087090A - 사판식 압축기를 위한 사판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 사판식 압축기 샤프트(shaft;16)에 부착되는 사판(斜板;18)은 샤프트의 압입(壓入)을 허용하는 개구(42)를 갖고있는 보스부재(boss部材;32)와 개구(44)를 갖고 있는 원판부재(34)인 보스부재가 개구(44)에 압입되는 원판부재를 포함한다. 원판부재(34)는 개구(42)에 샤프트(16)가 압입되는 경우 샤프트에 대하여 비스듬히 교차한다. 사판(18)은 원판부재(34)를 가열하고 보스부재(32)를 원판부재의 개구에 압입하여 제조한다. 원판부재의 개구(44)에 보스부재를 압입하기 전에 샤프트를 보스부재의 개구(42)에 압입 할 수도 있다.

Description

사판식 압축기를 위한 사판 {SWASH PLATE FOR SWASH-PLATE COMPRESSOR}

본 발명은 자동차용 공조 시스템에 사용되는 사판식(斜板式) 압축기의 샤프트에 부착되는 사판에 관한 것이다.

자동차용 공조 시스템에 포함되어, 차량에 탑재된 엔진의 회전 동력을 받아 냉매(가스)의 압축 작업을 하는 압축기중 하나가 사판식 압축기이다(일본국 특허 공개공보 제96-105-381호 및 제98-9134호 참조).

사판식 압축기에 있어서, 하우징(housing) 내에 설치된 복수의 실린더 내의 복수의 피스톤 왕복 운동에 의해, 상기 하우징 외부로부터 각 실린더의 내부에 냉매(저압 가스)가 흡입되고, 이어서 압축되며, 그 후 압축된 냉매(고압 가스)가 상기 하우징의 외부로 토출 된다.

각 피스톤의 왕복 운동은 상기 하우징에서 회전 가능하도록 지지되는 샤프트, 및 각 샤프트에 부착되는 사판을 통해 실행된다. 상기 샤프트는 차량에 탑재된 엔진의 회전 동력을 받아 회전하고, 상기 사판은 상기 샤프트의 회전 운동을 상기 피스톤의 왕복 운동으로 변환한다.

따라서, 상기 사판은 상기 샤프트에 고정된 보스부와 각 보스부를 둘러싸고, 상기 샤프트에 대하여 비스듬히 교차하는 원판부로서 상기 피스톤에 대하여 직접 작용하며 이것에 왕복 운동을 발생시키는 원판부를 갖는다.

여기서, 상기 사판은 구리 또는 알루미늄과 같은 금속 재료로 만들어진 주조품 또는 단조품을 기계 가공함으로써 제조된다.

그러나, 서로 이어지는 상기 보스부 및 상기 원판부의 2부분은 복잡한 기계가공이 필요하며, 상기 사판의 제조에 많은 노력, 시간, 및 비용이 필요하다.

또한 사판식 압축기는 형상, 용량의 크기 등 여러 유형이 있어, 상기 유형에 따라 사판 원판부의 직경, 상기 샤프트에 대한 경사각도(사판각) 등이 정해진다. 따라서 사판의 제조에는 다종 소량 생산이 요구된다. 그러나 사판 상호간에 부품의 공유를 도모 할 수 없는 점에 있어 사판의 제조에 많은 비용이 필요하다.

본 발명의 목적은 제조가 용이한 사판식 압축기용 사판을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 사판의 제조에 필요한 비용을 절감시키는 것이다.

본 발명은, 사판식 압축기의 샤프트에 부착되는 사판이 상기 샤프트의 압입을 허용하는 개구를 갖는 보스부재와, 개구를 갖는 원판부재로 상기 보스부재가 상기 개구에 압입되는 원판부재를 포함하며, 상기 샤프트가 상기 보스부재의 개구에압입되었을 때 상기 원판부재는 상기 샤프트에 대하여 비스듬하게 교차한다.

본 발명은, 또한 사판의 제조 방법에 있어서, 상기 샤프트의 압입을 허용하는 개구를 갖는 보스부재와 상기 보스부재의 압입을 허용하는 개구를 갖는 원판부재를 제조하고, 다음에 상기 원판부재를 가열하여 상기 보스부재를 상기 원판부재의 개구에 압입하는 것을 포함한다. 상기 원판부재의 개구에 상기 보스부재를 압입하기 전에 상기 샤프트를 상기 보스부재의 개구에 압입 할 수도 있다. 바람직한 것은, 상기 보스부재 및 상기 원판부재가 각각 알루미늄 재료로 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 사판이 적용된 사판식 압축기의 부분 종단면도.

도 2는 샤프트에 부착된 사판의 종단면도.

도 3은 샤프트에 부착된 사판의 사시도.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 있어 하기 사판이 적용되는 사판식 압축기 전체가 참조 부호(10)로 도시된다.

사판식 압축기(10)는 하우징(12)과 각 하우징 내에 설치되는 복수(예를 들어 5개)의 실린더(14)와 하우징(12)에서 회전 가능하도록 지지되는 각 하우징의 축 선상으로 연장되는 샤프트(16)와 각 샤프트에 부착되는 사판(18)과, 복수의 실린더(14) 내에 각각 왕복 운동 가능하도록 배치되는 복수의 피스톤(20)을 구비한다.

도시 예에서, 복수의 실린더(14)를 규정하는 실린더 블록(21)은 하우징(12) 내에 수용되고, 하우징(12)의 축선 방향으로 연장된다. 복수의 실린더(14)는 샤프트(16) 주변에 상호 간격을 갖고 배치되며, 각각 실린더 블록(21)의 양 단면에서 개방된다.

하우징(12)은 실린더 블록(21)을 수용하는 원통형의 본체(22)와, 본체(22)의개방된 일단에 고정되어 이를 폐쇄하는 캡(cap;24)으로 이루어진다. 본체(22)는 상기 개방된 타단을 규정하는 관상부분(管狀部分;25)을 갖는다.

샤프트(16)는 실린더 블록(21)을 통해 하우징(12)에 지지된다. 구체적으로, 샤프트(16)는 스플라인(spline)이 설치된 선단부를 갖고, 각 선단부가 하우징(12)의 관상부분(25)을 경유하여 연장되며, 또한 다른 남은 부분이 실린더 블록(21)을 관통한다. 샤프트(16)는 한 쌍의 레이디얼 베어링(radial bearing;26)을 통해 실린더 블록(21)에서 회전 가능하도록 지지한다.

샤프트(16)는 차량에 탑재된 엔진(도시 되지 않음)의 회전동력을 받아 회전한다. 샤프트(16)의 회전운동은 사판(18)을 통해 각 피스톤(20)의 왕복 운동으로 변환된다.

각 피스톤(20)의 왕복 운동에 의해 하우징(12)의 외부로부터 각 실린더(14) 내에 냉매(저압 가스)가 흡입되고, 또한 실린더(14) 내에 도입되는 상기 냉매는 압축되어 고압으로 된다. 고압으로 된 각 실린더(14) 내의 냉매(고압 가스)는 하우징(12)에 설치된 출구 개구(27)를 통하여 하우징(12)의 외부로 토출된다.

각 피스톤(20)에 왕복운동을 발생시키는 사판(18)은 실린더 블록(21)에 설치된 공동(空洞;28) 및 각 공동과 연통(連通)되는 피스톤(20)의 오목한 부분(30)에 배치된다.

본 발명에 있어서, 사판(18)은 보스부재(32)와 원판부재(32)를 포함한다. 보스부재(32)는 샤프트(16)에 연결되어 고정된다. 또한, 원판부재(34)는 보스부재(34)의 주위에 배치되어 고정된다. 보스부재(32) 및 원판부제(34)는 구리, 알루미늄 등의 금속 재료로 이루어진다.

보스부재(32)는 상기 양 단면과 각각 접촉하고 한 쌍의 스러스트 베어링(thrust bearing;36)을 통해 실린더 블록(21)과 접촉한다. 양 스러스트 베어링(36)는 각각 샤프트(16)에 부착된다.

또한, 원판부재(34)는 상기 양면에 있어 한 쌍의 원판부재 상의 슈(shoe;38) 및 한 쌍의 볼(ball;40)을 통해 각 피스톤(20)과 접촉한다. 양 슈(38)는 피스톤의 오목한 부분(30)에 배치되어 원판부재(34)의 각 면과 접촉한다. 또한 각 볼(40)은 각 슈(38)와 각 피스톤(20)에서 회전 가능하도록 유지된다.

원판부재(34)는 샤프트(16)에 대하여 경사져 있다. 즉, 원판부재(34)는 샤프트(16)에 대하여 90도 이외의 교차 각도를 갖는다.

상기와 같이, 사판(18)이 샤프트(16)와 동시에 회전하는 경우 원판부재(34)의 원주 방향에 관한 임의 부분의 위치가 샤프트(16)의 축선 방향에 대하여 변화한다.

상기의 결과, 사판의 원판부재(34)와 접하는 각 피스톤(20)은 각 원판부재에 의해 각 피스톤의 축선 방향으로 강제적 변위(變位)되여 왕복운동을 한다.

원판부재(34)의 샤프트(16)에 대한 경사각도(사판각)의 크기는 사판식 압축기(10)의 형태나 용량의 크기에 따라 정해지는 피스톤(20)의 행정(stroke)의 크기를 고려하여 정해진다. 또한, 원판부재(34)의 직경은 피스톤(20)의 직경 샤프트(16)로부터 각 피스톤(20)까지의 거리등을 고려하여 정한다.

사판(18)의 보스부재(32)는 샤프트(16)의 압입을 허용하는 개구(42)를 갖는다. 또한, 원판부재(34)는 샤프트(16)에 대하여 비스듬히 교차하도록 보스부재(32)의 압입을 허용하는 개구(44)를 갖는다. 개구(44)는 원판부재(34)의 축선에 대하여 교차하는 축선을 갖는다. 양 축선의 교차 각도는 사판식 압축기(10)의 형태 또는 용량에 따라 달라지며 예를 들어, 대략 12~25°범위 내의 값으로 설정된다.

보스부재의 개구(42)와 원판부재의 개구(44)는 각각 샤프트(16)의 직경(구체적으로, 보스부재(32)의 고정부분의 직경) 보다 약간 작은 직경 및 보스부재(32)의 외경보다 조금 작은 직경을 갖는다. 상기의 직경 또한 사판식 압축기의 형태 또는 용량의 크기에 의해 정해지는 샤프트(16)의 굵기를 고려하여 정해진다.

상기와 같은 직경을 갖는 개구(42, 44)로 샤프트(16) 및 보스부재(32)의 압입은 각각 수축 끼워 맞춤(shrinkage fit)의해 실행된다. 즉, 보스부재(32)를 가열하여 열팽창 시키고 이렇게 하여 약간 확장된 개구(42)에 샤프트(16)를 압입한 후, 이를 상온에서 냉각시킨다.

원판부재(34)도 같은 방법으로, 이것을 가열하여 열 팽창시켜 확장된 개구(44)에 보스부재(32)를 삽입하고 상온에서 냉각시킨다. 원판부재(34)에 대한 보스부재(32)의 압입은 보스부재(32)에 있는 샤프트(16)의 압입 후에 하는 것이 바람직하다. 그러나, 보스부재(32)에 샤프트(16)를 압입하기 전에 하는 것도 무방하다.

상기와 같이, 보스부재(32)가 샤프트(16)의 축선 방향과 관련하여 소정의 부분이 고정되고, 또한, 원판부재(34)는 보스부재(32)의 주위에 고정되며, 상기 결과, 사판(18)이 제조되며, 또한 사판(18)이 샤프트(16)에 부착된다.

보스부재(32)와 원판부재(34)의 결합으로 이루어지는 사판(18)은 여러 가지 유형의 사판식 압축기(10)에 적용될 수 있다.

예를 들어, 보스부재(32)를 공용(共用) 부품으로 하는 각 공용 부품과, 상기 사판 각도 또는 직경이 상이한 원판부재(34)로 이루어지는 사판(18)을 제공 할 수 있다. 상기에서, 동일한 굵기의 샤프트(16)를 갖는 사판식 압축기(10)의 사판(18) 제조에 필요한 비용의 절감을 꾀할 수 있다.

또한, 보스부재(32) 및 원판부재(34)는 각각 상기 금속재료, 바람직하게는 알루미늄 재료로 이루어진 주조품 또는 단조품, 혹은 일반 봉재 또는 판재를 기계 가공함으로써 형성 될 수 있다. 보스부재(32) 및 원판부재(34)를 각각 제조하는 작업은 상기 주조품 또는 단조품을 기계 가공하여 사판을 제조하는 경우와 비교하여 용이하며 이를 위해 필요한 노력, 시간, 및 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 상기 알루미늄 재료를 사용하는 경우에는 보스부재(32) 및 원판부재(34)의 경량화 실현이 가능하며, 또한 상기 봉재 또는 판재를 사용하는 경우에는 상기 주조품 또는 단조품을 사용하는 경우와 비교하여 사판의 제조 비용을 더욱 절감시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 사판이 2개의 주요부품 즉, 보스부재 및 원판부재로 되어있으므로, 상기 각각을 제조하기 위해 실행되는 강 재료 혹은 알루미늄 재료로된 주조품 및 단조품의 기계 가공은 상기 종래의 기계 가공과 비교하여 단순하다. 또한, 상기 보수부재 및 상기 원판부재는 강 재료 및 알루미늄 재료로 되어진 일반봉재(棒材) 혹은 판재 등을 기계 가공하여 제조하는 것이 상기에 비하여 그 제조 비용의 절감을 꾀할 수 있다. 더욱이, 상기 보스부재 및 원판부재는 각각 샤프트의 압입을 허용하는 개구을 갖고 있으며, 상기 보스부재의 압입을 허용하는 동시에 압입할때 상기 샤프트에 대하여 경사 상태로 되는 개구을 갖고 있으므로, 사판은 상기 원판부재의 개구에 상기 보스부재가 압입됨으로 용이하게 조립 할 수 있다. 따라서, 사판을 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 한 종류의 보스부재를 공용 부품으로 하여 상기 공용 부품과, 직경, 상기 샤프트에 대한 경사각도 등이 다른 복수 종류의 원판부재와 결합되어 이루어진 복수 종류의 사판식 압축기에 적합한 사판을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 부품의 공유에 의해, 사판의 제조에 있어 비용의 절감, 특히 사판의 다종 소량 생산에 있어 비용의 대폭 절감을 꾀할 수 있다.

상기 원판부재의 개구에 대하여 상기 보스부재의 압입은 상기 원판부재를 가열하여 열팽창 시킴으로써 용이하게 실행 될 수 있다. 또한 상기 보스부재의 개구에 대한 상기 샤프트 압입은 사판의 조립 전에 하는 것이 조립 후에 하는 것보다 용이하다.

Claims (5)

1. 사판식 압축기의 샤프트에 부착되는 사판(斜板)에 있어서,

   상기 샤프트의 압입(壓入)을 허용하는 개구를 갖는 보스부재 및 개구를 갖는 원판부재에서 상기 보스부재가 상기 개구에 압입되는 원판부재를 포함하고,

   상기 샤프트가 상기 보스부재의 개구에 압입되는 경우 상기 원판부재는 상기 샤프트에 대하여 비스듬히 교차하는

   사판.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보스부재 및 상기 원판부재는 각각 알루미늄 재료로 이루어지는 사판.
3. 사판식 압축기 샤프트에 부착되는 사판의 제조방법에 있어서,

   상기 샤프트의 압입을 허용하는 개구를 갖는 보스부재, 및 상기 보스부재의 압입을 허용하는 개구를 갖는 원판부재를 제조하는 단계,

   그 다음에, 상기 원판부재를 가열하여 상기 보스부재를 상기 원판부재의 개구에 압입 하는 단계를 포함하는 사판의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 원판부재의 개구에 상기 보스부재를 압입하기 전에, 상기 샤프트를 상기 보스부재의 개구에 압입하는 단계를 포함하는 사판의 제조방법.
5. 제 3항 또는 4항에 있어서,

   상기 보스부재 및 상기 원판부재가 각각 알루미늄 재료로 이루어지는 사판의 제조방법.