KR20020082404A - 압축기의 시일구조 및 그것을 갖는 압축기 - Google Patents

Abstract

압축기의 하우징에 있어서, 냉매가스에 대하여 충분한 밀폐성을 확보할 수 있고, 더구나 구조가 간단한 시일구조를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 실린더블록 (1) 과 리어하우징 (3) 의 접합부에 있어서는, 실린더블록 (1) 측의 접합면 (1b) 의 하우징 내측에 링홈 (42) 이, 또한 링홈 (42) 으로부터 연장하여 외측에 개스킷 가압단면 (43) 이 형성되어 있다. 링홈 (42) 에는 니트릴 (nitrile) 고무제의 O 링 (40) 이, 또한 개스킷 가압단면 (43) 과 리어하우징 (3) 의 접합면 (3b) 과의 사이에는, 니트릴계의 고무판 (41a) 과 금속판 (41b) 으로 이루어지는 개스킷 (41) 이 수납되어 있다. 상기 접합부에서는, O 링 (40) 이 주된 시일을 하며, 어떠한 원인에 의해 O 링 (40) 을 투과한 미소량이면서 저압의 냉매가스에 대하여 개스킷 (41) 가 보조적으로 시일을 행한다.

Description

압축기의 시일구조 및 그것을 갖는 압축기{SEAL STRUCTURE OF COMPRESSOR AND COMPRESSOR HAVING THE SAME}

본 발명은, 공기조절장치의 냉매회로를 구성하는 압축기의 하우징의 시일구조 및 상기 시일구조를 구비한 압축기에 관한 것이다.

압축기의 하우징은, 일반적으로 복수의 부재가 서로 접합한 상태로 복수의 볼트에 의해 고정되어 구성된다. 그리고, 부재사이의 접합부의 접합면에는, 가스누설에 의한 감압을 방지하거나, 윤활유의 누설을 방지하거나 하기 위해서 시일부재가 단독으로, 또는 복수 개장되어 있다.

예를 들면, 압축기의 시일구조로서는 일본 공개특허공보 평9-42156호에 나타내는 바와 같은 구성의 것이 알려져 있다. 이 구성에 있어서는, 도 4 에 나타내듯이, 전동압축기를 구성하는 프론트케이스 (43) 와 모터케이스 (49) 가 프레임 (5) 을 통하여 접합되어 있다. 프론트케이스 (43) 와 프레임 (5) 의 접합면 (43a, 5a) 에서는 하우징의 내측 및 외측에 이중으로 O 링 (72, 74) 이 설치되어 있다. 또한, 모터케이스 (49) 와 프레임 (5) 의 접합면 (49a, 5b) 에 있어서도, 동일하게 하우징의 내측 및 외측에 이중으로 O 링 (78, 76) 이 설치되어 있다.

이에 의해, 이 전동압축기를 고온·다습의 해안지역 등에서 사용한 경우에 링홈의 부식이 발생하여도 외측의 O 링 (74, 76) 에 멈추고, 내측의 O 링 (72, 78) 이 기능함으로써 가스누설이 방지되는 구성으로 되어있다. 즉, 외측의 시일구조가 기능을 상실한 경우에, 동일한 기능을 갖는 내측의 시일구조가 기능하여 가스누설이 방지되게 되어 있다.

이 종래 기술과 같이, O 링의 이중구조에 의해서 시일기능이 온존 (溫存) 되었다고 하여도, 사용하는 냉매에 따라서는 그 기능을 충분히 발휘시킬 수 없었다. 즉, 냉매를 이산화탄소 등의 고압가스로 하는 경우, 이산화탄소는 고무재를 투과하기 쉽다는 성질을 갖는다. 그 때문에, 일반적으로 고무재가 사용되는 O 링에서는, 고무재 중에서도 내투과성이 높은 소재인 부틸 (butyl) 고무 등을 사용하고, 또한 다중구조를 채용한 경우에서도 밀폐성은 반드시 충분하다고는 말할 수 없었다.

본 발명의 목적은, 압축기의 하우징에 있어서, 냉매가스에 대하여 충분한 밀폐성을 확보할 수 있고, 더구나 구조가 간단한 시일구조를 제공하는 것, 및 그 시일구조를 구비한 압축기를 제공하는 것에 있다.

도 1 은 제 1 실시형태의 가변용량 컴프레서의 단면도이다.

도 2 는 제 1 실시형태의 접합부의 확대도이다.

도 3 은 제 2 실시형태의 접합부의 확대도이다.

도 4 는 종래기술의 접합부의 확대도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 하우징을 구성하는 각 부재로서의 실린더블록

2 프론트하우징3 리어하우징

40, 46 시일부재로서의 O 링41, 45 개스킷

50 압축기1b, 3b 접합면

1a 실린더보어

상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1 의 발명에서는, 하우징을 구성하는 각 부재사이의 접합부의 접합면에 시일부재가 개장되어 있는 압축기의 시일구조에 있어서, 상기 접합면중 적어도 한곳에는 상기 시일부재가 복수 설치되고, 상기 복수의 시일부재가 O 링과 개스킷으로 이루어지는 것을 요지로 한다.

상기 발명에 의하면, 가스압에 의한 변형에 의해 부재사이의 빈틈을 막는 성질을 갖는 O 링과, 소재자체가 O 링에 비교하여 고압가스에 대한 높은 내투과성을 갖으며, 또한 시일면적이 넓은 개스킷의 양자의 이점을 구비한 밀폐성이 높은 시일구조를 실현하는 것이 가능해진다.

청구항 2 의 발명에서는, 상기 접합면에서 하우징의 내측에 O 링을, 외측에 개스킷을 구비한 것을 요지로 한다.

상기 발명에 의하면, 내압성이 높은 O 링에 의해 주된 시일이 행하여지며, 또한 높은 내투과성을 갖는 개스킷에 의해 보조적으로 시일된다.

청구항 3 의 발명에서는, 상기 접합면에서 하우징의 내측에 개스킷을, 외측에 O 링을 구비한 것을 요지로 한다.

상기 발명에 의하면, 높은 내투과성을 갖는 개스킷에 의해 주된 시일이 행하여지며, 또한 높은 내압성을 갖는 O 링에 의해 보조적으로 시일된다.

청구항 4 의 발명에서는, 청구항 1 내지 청구항 3 의 어느 것인가 한 항에 기재의 시일구조를 구비한 압축기인 것을 요지로 한다.

상기 발명에 의하면, 접합면의 밀폐성이 높은 시일구조를 구비한 압축기가 실현된다.

실시형태

(제 1 실시형태)

이하, 본 발명을 구체화한 차량용 공기조절장치에 구비되는 압축기의 시일구조를 제 1 실시형태로서 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명한다.

본 압축기는 이산화탄소를 냉매로 하는 가변용량형 압축기이고, 그 기본구조자체는, 종래로부터 알려져 있는 각종구조를 채용할 수 있기 때문에, 종래와 같은 부분에 관해서는 설명을 간략화하며, 본 발명의 특징인 접합부의 시일구조를 중심으로 설명한다.

우선, 도 1 에 나타내는 가변용량형 압축기 (50) 는, 실린더블록 (1) 과 그 전단 (前端) 에 고정된 프론트하우징 (2) 과, 동일하게 실린더블록 (1) 의 후단에 밸브형성체 (16) 를 통하여 접합고정된 리어하우징 (3) 을 구비하고 있다. 상기 실린더블록 (1), 프론트하우징 (2) 및 리어하우징 (3) 은, 예컨대 알루미늄재 등의 금속재로 형성되어 있다.

실린더블록 (1) 과 프론트하우징 (2) 과의 사이에는 크랭크실 (4) 이 구획형성 되어있다. 크랭크실 (4) 내에는 방사형상 축받이 (7, 8) 를 통하여 실린더블록 (1) 과 프론트하우징 (2) 에 구동축 (5) 이 회전가능하게 가설지지 되어있다. 구동축 (5) 이 외부에 돌출하는 부분에는 축봉장치 (6) 가 구비되어 있다. 이후, 구동축 (5) 이 가변용량형 압축기 (50) 밖으로 돌출하여, 도시하지 않은 외부구동원과 연결되는 측을 프론트측으로 칭하여, 그 반대측을 리어측으로 칭한다.

회전지지체 (9) 는, 크랭크실 (4) 내에서 구동축 (5) 에 일체로 회전가능하게 걸림부착 되어 있다. 또한 사판 (11) 이 구동축 (5) 에 대하여 그 축선방향으로 슬라이드 이동가능 및 경사운동 가능하고, 또 구동축 (5) 과 일체로 회전가능하게 되어있다. 힌지기구 (10) 는 회전지지체 (9) 와 사판 (11) 과의 사이에 개재되어 있다.

사판 (11) 은, 힌지기구 (10) 의 안내에 의해 구동축 (5) 의 축선방향으로 슬라이드 이동 및 경사운동가능하며 또한 일체로 회전가능하게 되어있다. 사판 (11) 의 중심부가 구동축 (5) 에 따라 실린더블록 (1) 측으로 이동하면 사판 (11) 의 경사각이 감소되고, 반대로 회전지지체 (9) 측으로 이동하면 사판 (11) 의 경사각이 증대된다.

또한, 실린더블록 (1) 내에는 구동축 (5) 의 축심과 평행하게 복수의 실린더보어 (1a) 가 형성되어 있다. 사판 (11) 의 외주부에는 슈 (12) 를 통하여 피스톤 (13) 이 계류되어 있고, 사판 (11) 의 회전운동에 의해 실린더보어 (1a) 내를 피스톤 (13) 이 왕복운동 된다.

리어하우징 (3) 내의 외주측에 토출실 (14), 내주측에 흡입실 (15) 이 구획형성 되어있다. 이들 토출실 (14) 및 흡입실 (15) 과 각 실린더보어 (1a) 의 사이에는, 흡입밸브, 토출밸브로 구성되는 밸브형성체 (16) 가 개재되어 있다.

흡입실 (15) 의 냉매가스는, 피스톤 (13) 의 복동 (復動) 동작, 즉 도 1 에 있어서 오른쪽으로부터 왼쪽으로의 동작에 의해, 밸브형성체 (16) 에 형성되어 있는 흡입포트 (17) 및 흡입밸브 (18) 를 통하여 실린더보어 (1a) 에 흡입된다. 실린더보어 (1a) 에 흡입된 냉매가스는, 피스톤 (13) 의 왕동 (往動) 동작, 즉 도 1 에 있어서 왼쪽으로부터 오른쪽으로의 동작에 의해 소정의 압력에까지 압축되어, 밸브형성체 (16) 에 형성되어 있는 토출포트 (19) 및 토출밸브 (20) 를 통하여 토출실 (14) 로 토출된다.

또한, 밸브형성체 (16) 의 중앙부에는 흡입실 (15) 과 크랭크실 (4) 을 연결하는 추기통로 (24) 가 형성되어 있다. 실린더블록 (1) 및 리어하우징 (3) 내에는 토출실 (14) 과 크랭크실 (4) 을 접속하는 급기통로 (21) 가 관통되어 있다. 급기통로 (21) 의 도중에는 제어밸브 (30) 가 개재되어 있다. 또한, 리어하우징 (3) 내에는 흡입실 (15) 과 제어밸브 (30) 를 연이어 통하는 연통로 (22) 가 연이어 통하여 있다.

토출실 (14), 및 흡입실 (15) 보다 후측의 리어하우징 (3) 내에는 제어밸브 (30) 를 수납하는 수납구멍 (31) 이 형성되어 있다.

크랭크실 (4) 내의 크랭크압은, 토출실 (14) 로부터 급기통로 (21) 및 제어밸브 (30) 를 거쳐 크랭크실 (4) 로 유입하는 냉매가스의 유입량과, 크랭크실 (4)로부터 추기통로 (24) 를 거쳐 흡입실 (15) 로 유출하는 냉매가스의 유출량에 의해 조절되어 가변으로 되어있다. 상기 크랭크압의 변경에 따라서, 피스톤 (13) 을 통하여 크랭크압과 실린더보어 (1a) 의 내압과의 차가 변경되어, 사판 (11) 의 경사각도가 변경되는 결과 피스톤 (13) 의 스트로크량이 변경되어, 토출용량이 조정된다.

프론트하우징 (2) 과 실린더블록 (1) 과의 사이, 및 실린더블록 (1) 과 리어하우징 (3) 과의 사이의 각 접합면에는 시일부재인 O 링 (40) 과 개스킷 (41) 이 각각 개장되며 도시하지 않은 관통볼트에 의해서 접합고정되어 있다.

O 링 (40) 은 고무재로 이루어지기 때문에 높은 내압성을 가지며, 한편 개스킷 (41) 은 금속재를 사용하기 때문에 내투과성이 높고 또한, 판형상이기 때문에 비교적 넓은 시일면적을 얻을 수 있는 특성을 갖는다.

상세하게는 도 2 에 나타내듯이, 실린더블록 (1) 과 리어하우징 (3) 과의 접합부에 있어서, 실린더블록 (1) 의 단면은 접합면 (1b) 으로 되어있고, 리어하우징 (3) 의 단면은 접합면 (3b) 으로 되어있다. 접합면 (1b) 의 하우징에 있어서의 내측, 즉 실린더보어 (1a) 측에는 링홈 (42) 이 형성되어 있다. 또한, 링홈 (42) 으로부터 연장되어 하우징 외측, 즉 대기측에는 개스킷 가압단면 (43) 이 형성되어 있다. 개스킷 가압단면 (43) 은 대기측으로 개구되어 있다.

링홈 (42) 에는 니트릴고무제의 O 링 (40) 이 수납되어 있다. 또한, 개스킷 가압단면 (43) 과 리어하우징 (3) 의 접합면 (3b) 과의 사이에는 개스킷 (41) 이 수납되어 있다. 개스킷 (41) 은 양측면이 니트릴계의 고무판 (41a) 으로 이루어지고, 그 사이에 금속판 (41b) 이 끼움지지 되어 구성되어 있다.

그리고, 프론트하우징 (2) 과 실린더블록 (1) 의 접합면에 있어서도 상기와 같이 O 링 (40) 과 개스킷 (41) 이 형성되어 있다.

다음으로, 상기 구성에 있어서의 시일구조의 작용에 관해서 설명한다. 실린더블록 (1) 과 리어하우징 (3) 과의 접합부에서는, 접합면의 하우징 내측, 즉 실린더보어 (1a) 측에 설치된 O 링 (40) 에 의해 주된 시일이 행하여진다. O 링 (40) 은 내압성을 가지며, 고압시에도 링홈 (42) 내에서 O 링 (40) 자체의 변형에 의해, O 링 (40) 과 링홈 (42) 표면과의 접촉면압이 높아져 밀봉성이 높게 유지된다.

또한, 하우징 외측, 즉 대기압측에서는 개스킷 (41) 에 의해 냉매가스에 대하여 보조적인 시일이 행하여진다. 즉, 어떠한 원인에 의해서 O 링 (40) 의 시일부분에서의 냉매가스누설이 있었다고 하여도, 개스킷 (41) 에 도달하는 냉매가스는 미소량이고, 더구나 그 가스압은 낮게 되어 있기 때문에, 개스킷 (41) 에 의해 효과적으로 시일 된다. 또한 개스킷 (41) 의 금속재는 내투과성이 높기 때문에, 밀봉성이 높게 유지된다. 이들의 작용이 종합되어 완전한 밀봉상태가 달성된다.

또한, 프론트하우징 (2) 과 실린더블록 (1) 의 접합면에서도 상기와 같이 O 링 (40) 과 개스킷 (41) 이 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서는 이하와 같은 효과가 있다.

① 주된 시일로서의 O 링 (40) 의 내압성과, 보조적인 시일로서의 개스킷 (41) 의 내가스투과성과의 양자의 이점을 구비한 시일구조이기 때문에, O 링의 일중구조 및 O 링의 이중구조에 비교하여 밀폐성이 현저하게 높아진다.

② 상기 구조에 의하면, 개스킷 (41) 이 금속재를 사용하기 때문에 내가스투과성이 높고, 시일재에 의해서는 투과성이 높은 이산화탄소 등의 고압가스를 냉매가스에 사용하여도, 접합면 (1b, 3b) 에 필요한 밀폐성을 확보할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명을 구체화한 별도의 실시형태로서, 접합면에 있어서의 하우징의 내측에 개스킷, 하우징의 외측에 O 링을 설치한 구성에 관해서 설명한다. 접합면의 시일구조 이외는 제 1 실시형태와 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

도 3 에 나타내듯이, 실린더블록 (1) 과 리어하우징 (3) 과의 접합부에 있어서, 실린더블록 (1) 측의 접합면 (1b) 의 하우징 내측에는 개스킷 가압단면 (47) 이 형성되어 있다. 또한, 개스킷 가압단면 (47) 으로부터 연장되어 하우징 외측에 링홈 (48) 이 형성되어 있다. 개스킷 가압단면 (47) 은 실린더보어 (1a) 측에 개구되어 있다.

개스킷 가압단면 (47) 과 리어하우징 (3) 의 접합면 (3b) 과의 사이에는, 개스킷 (45) 이 수납되어 있다. 개스킷 (45) 은 양측면이 니트릴계의 고무재로 이루어지는 판 (45a) 으로 이루어지며, 그 사이에 금속판 (45b) 이 끼움지지 되어 구성되어 있다. 또한 링홈 (48) 에는 니트릴고무제의 O 링 (46) 이 수납되어 있다.

상기 접합부에 있어서는, 접합면의 하우징 내측에 설치된 개스킷 (45) 이 주된 시일을 한다. 개스킷 (45) 의 금속재는 내투과성이 높기 때문에, 밀봉성이 높게 유지된다. 또한, 어떠한 원인에 의해서 개스킷 (45) 의 시일부분에서의 냉매가스누설이 있었다고 하여도 하우징외측에서는 O 링 (46) 에 의해 보조적인 시일이 행하여져, 양자가 어울려서 완전한 밀봉상태가 달성된다.

본 실시형태에 있어서는 이하의 효과가 있다.

① 개스킷 (45) 은 금속재로 구성되어 있기 때문에 녹 등의 부식에 약하지만, 하우징의 외측인 대기측이 아니라 내측의 실린더보어측에 구비됨으로써 부식되기 어렵게 된다는 이점이 있다.

상기 실시형태는, 이하와 같이 변경하여 실시하는 것도 가능하다.

ㆍ 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서는, O 링 (40, 46) 은 니트릴고무제로 되어 있지만, 소재는 이것에 한정되지 않는다.

ㆍ 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서는, 개스킷 (41, 45) 은 금속재와 니트릴계의 고무재로 구성되는 개스킷으로 되어 있지만, 소재는 이것에 한정되지 않는다.

ㆍ 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서는, 차량용 공기조절장치에 구비된 압축기로 되어 있지만, 차량용 이외의 압축기에도 적용가능 하다.

청구항 1 기재의 발명에 의하면, 내압성을 갖는 O 링, 내가스투과성을 갖는 개스킷의 양자가 역할분담 함으로써, O 링의 일중구조 및 O 링의 이중구조에 비교하여 밀폐성이 현저하게 높은 시일구조가 실현된다.

청구항 2 기재의 발명에 의하면, 어떠한 원인에 의해서 O 링의 시일부분에서의 냉매가스누설이 있었다고 하여도, 개스킷에 도달하는 냉매가스는 미소량이며, 더구나 그 가스압이 낮게 되는 시일구조가 실현된다.

청구항 3 기재의 발명에 의하면, 대기와 접촉하면 부식하기 쉬운 금속재로 되는 개스킷이, 대기로부터 분리된 하우징의 내측에 구비되기 때문에, 부식에 강한 시일구조가 실현된다.

청구항 4 기재의 발명에 의하면, 접합면의 밀폐성이 높은 시일구조를 갖는 압축기가 실현된다.

Claims (6)

1. 복수의 부재를 접합함으로써 하우징이 구성되고, 각 부재사이의 접합면에 시일부재가 개장(介裝)되어 있는 압축기의 시일구조에 있어서,

   상기 접합면중 적어도 한곳에는 상기 시일부재가 복수 설치되며, 상기 복수의 시일부재가 O 링과 개스킷으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 시일구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 개스킷은, 금속판의 양측면을 고무판에 의해 끼움지지함으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 시일구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 접합면에서, 하우징의 내측에 O 링을, 외측에 개스킷을 구비한 것을 특징으로 하는 압축기의 시일구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 접합면에서, 하우징의 내측에 개스킷을, 외측에 O 링을 구비한 것을 특징으로 하는 압축기의 시일구조.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된, 시일구조를 구비한 압축기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 압축기는 이산화탄소를 압축하는 것인 압축기.