KR20020092674A - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

가변용량형 사판식 압축기를 개시한다. 본 발명은 전방 및 후방 하우징부와 이 사이에 결합되는 실린더 블록과, 전방 하우징부로부터 내부로 연장되는 회전축과, 회전축을 지지하는 베어링부재와, 회전축에 결합되어 공히 회전가능한 회전체와, 회전체에 슬라이딩 가능하게 결합되는 사판과, 회전축의 외주면상에 결합되어 압력의 누설을 방지하는 밀봉부와, 베어링 부재와 밀봉부측으로 오일을 공급가능하도록 전방 하우징부의 내벽으로부터 베어링 부재와 밀봉부와 대응되는 위치인 전방 하우징부의 전방부까지 형성된 적어도 하나 이상의 홀로 된 제1 오일공급로와, 전방 하우징부의 내측벽을 통하여 오일이 유동가능하도록 형성된 복수개의 제2 오일공급로와, 제1 오일공급로와 제2 오일공급로를 상호 연통시키는 제3 오일공급로를 가지는 오일공급수단을 포함한다.

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축 주위에 설치된 밀봉부나 베어링 부재에 오일을 원할하게 공급가능하도록 구조가 개선된 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

통상적으로 차량용 냉방장치에 널리 사용되는 가변용량형 사판식 압축기는 크게 회전축과 회전체(rotor)로 된 구동부와, 이 구동부가 장착되는 전후방 하우징부와, 하우징부내에 설치되어 냉매량을 제어하는 밸브부를 포함한다.

도 1을 참조하면, 종래의 압축기(10)는 전방 하우징부(11)에 회전축(12)이 장착되고, 상기 회전축(12)은 레이디얼 베어링(13)에 의하여 회전가능하게 지지되어 있다. 상기 회전축(12)에는 밀봉부(14)가 그 외주면에 설치되어 있다.

상기 전방 하우징부(11)의 배면에는 상기 회전축(12)에 고정되어 공히 회전되도록 회전체(15)가 장착된다. 상기 회전체(15)는 상기 전방 하우징부(11)의 내측벽에 설치된 스러스트 베어링(16)에 의하여 지지되어 있다.

종래의 기술에 따르면, 압축기(10)는 상기 밀봉부(14)나, 베어링 부재(13)(16)측으로 오일이 공급가능하게 전방 하우징부(11)에 오일 공급로(17)가 형성되어 있다. 상기 오일 공급로(17)는 상기 전방 하우징부(11)에 홀 형태로 형성되어 있고, 화살표로 도시된 것처럼 오일이 이 홀을 통하여 상기 밀봉부(14)까지 공급이 가능하다.

그런데, 상기 압축기(10)는 전방 하우징부(11)와, 회전체(15) 사이에 개재되는 스러스트 베어링(16)에 의하여 폐쇄된 공간을 형성하게 되어 오일 공급이 원할하게 이루어지지 않는다. 또한, 상기 회전축(12)에 대하여 회전체(15)가 억지끼워맞춤으로 결합되므로 오일이 밀봉부(14)까지 전달되어 전방 하우징부(11) 및 회전축(12)에 대한 밀봉부(14)의 마찰력에 대한 윤활작용을 하는데 한계가 있다.

이러한 오일 공급의 어려움은 다음과 같은 문제점을 초래할 수 있다.

상기 회전축(12)은 레이디얼 베어링(13)과, 스러스트 베어링(16)에 의하여 지지고정되어 회전되는데, 상기 회전축(12)과 복수개의 베어링(13)(16)과는 일정한 유격을 유지하고 있다. 이에 따라, 회전축(12)은 이 유격거리만큼 흔들림이 허용된다.

그러나, 사판의 각도가 일정하게 고정된 고정형 사판식 압축기에 비하여 사판이 냉방 부하에 따라 이동하는 가변용량형 사판식 압축기는 가변시 무게 중심의 급격한 이동으로 인하여 고정형보다 큰 하중이 작용하게 된다. 이처럼, 상기 회전축(12)이 회전시 작용하는 힘에 의한 흔들림으로 상기 전방 하우징부(11)에 대한 밀봉부(14)의 마찰에 의한 마모가 심하게 되면, 압력의 누설현상이 발생하게 되어 압축기(10)는 제 기능을 발휘하지 못하게 된다. 또한, 압축기(10) 내부에 순환하는 오일이 다른 부위로 누출될 가능성도 배제하지 못한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전체와 하우징부에 다수개의 오일 공급로를 형성하여 압축기의 내구성을 향상시킨 가변용량형 사판식 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 압축기 일부를 절제하여 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 압축기를 도시한 개략적인 단면도,

도 3은 도 2의 일부를 절제하여 도시한 사시도,

도 4는 도 3을 도시한 분리 사시도,

도 5는 도 3의 압축기 하우징부를 일부 절제하여 도시한 단면도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기 하우징부를 도시한 정면도.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

10,20...압축기11,21...전방 하우징부

12,27...회전축13,28...레이디얼 베어링

14,29...밀봉부15,200...회전체

16,220...스러스트 베어링17...오일 공급로

22...후방 하우징부23...실린더 블록

26...크랭크실31,61...하우징 오일공급로

31a,62...제1 오일공급로31b,63...제2 오일공급로

31c,64...제3 오일공급로32...회전체 오일공급로

210...사판250...피스톤

260...흡입실270...토출실

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 가변용량형 사판식 압축기는,

전방 및 후방 하우징부와 그 사이에 결합되는 실린더 블록;

상기 전방 하우징부로부터 내부로 연장되는 회전축;

상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 복수개의 베어링부재;

상기 회전축에 결합되어 공히 회전가능한 회전체;

상기 회전체에 슬라이딩 가능하게 결합되어 냉방 부하에 따라 경사각이 변하는 사판;

상기 회전축의 외주면상에 설치되어 상기 하우징부로부터 압력의 누설을 방지하는 밀봉부; 및

상기 베어링 부재와 밀봉부측으로 오일을 공급가능하도록 전방 하우징부의 내벽으로부터 상기 베어링 부재와 밀봉부와 대응되는 위치인 전방 하우징부의 전방부까지 형성된 적어도 하나 이상의 홀로 된 제1 오일공급로와, 상기 전방 하우징부의 내측벽을 통하여 오일이 유동가능하도록 형성된 복수개의 제2 오일공급로와, 상기 제1 오일공급로와 제2 오일공급로를 상호 연통시키는 제3 오일공급로를 가지는 오일공급수단;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 오일공급로는 상기 전방 하우징부의 내측벽에 다수개의 홈이 방사상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 제3 오일공급로는 상기 전방 하우징부의 전방부 내부 끝단에 적어도 하나 이상의 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 제3 오일공급로상에 제1 오일공급로가 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 회전체에는 상기 베어링부재로 오일을 공급가능하도록 그 전면에 다수개의 구멍으로 된 오일공급로가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변용량형 사판식 압축기를 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명에 따른 압축기(20)의 전체적인 구조는 도 2에 도시된 바와 같다.

도면을 참조하면, 가변용량형 사판식 압축기(20)는 전방 하우징부(21)와, 후방 하우징부(22)와, 상기 전방 및 후방 하우징부(21)(22) 사이에 밀봉되도록 결합되는 실린더 블록(23)을 포함한다. 상기 실린더 블록(23)에는 다수개의 실린더 보어(24)가 구비되어 있다.

상기 후방 하우징부(22)와, 실린더 블록(23) 사이에는 밸브 유니트(25)가 개재되어 있다. 상기 전방 하우징부(21)와, 실린더 블록(23)에 의하여 기밀을 유지하는 크랭크실(26)이 형성된다.

회전축(27)은 상기 전방 하우징부(21)를 관통하여 상기 실린더 블록(23)까지 연장되도록 설치되어 있다. 상기 회전축(27)은 레이디얼 베어링(28)에 의하여 회전가능하게 지지되어 있다. 상기 회전축(27)에는 그 외주면에 전방 하우징부(21)의 내면과 접촉가능하게 래버린스형의 밀봉부(29)가 형성되어 있다.

상기 회전축(27)에는 회전체(200)와 공히 회전가능하게 결합되어 있다. 상기 회전체(200)는 상기 전방 하우징부(21)의 내부에 설치된 스러스트 베어링(220)에 의하여 회전가능하게 지지되고 있다.

상기 회전체(200)의 후방에는 회전축(27)에 회전가능하게 사판(210)이 지지되어 있다. 상기 사판(210)은 상기 회전체(200)의 회전에 따라서 회전하면서 상기 회전축(27)의 축방향으로의 슬라이딩에 의하여 경사각이 가변가능하도록 설치되어 있다. 상기 회전체(200)와, 사판(210) 사이에는 상기 회전체(200)의 비회전시 최소 경사각으로 사판(210)을 탄성적으로 지지하는 사판지지용 스프링(230)이 설치되어 있다. 도면에서는 상기 스프링(230)이 최대로 압축된 상태를 나타내고 있다.

상기 사판(210)에는 그 둘레를 따라 반구형 슈(shoes,240)들이 개재하여 결합되어 상기 사판(210)의 회전에 따라 상기 실린더 보어(24) 내에서 왕복 운동을 하는 다수개의 피스톤(250)이 설치되어 있다. 상기 슈들(240)은 사판(210)의 회전운동을 상기 각각의 피스톤(250)의 왕복운동으로 전환시키는 운동변환수단으로 작용하는 역할을 한다.

상기 후방 하우징부(22)에는 냉매 가스의 유입 및 유출을 위한 유입구가 형성된 흡입실(260)과, 배출구가 형성된 토출실(270)가 각각 형성되어 있다.

한편, 상기 압축기(20)에는 상기 크랭크실(26)내의 유체 압력을 조정하여 사판(210)의 경사각을 변화시키는 제어밸브(미도시)가 설치되어 있다.

이러한 구조를 가지는 가변용량형 사판식 압축기(20)의 작용을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

엔진의 구동력에 의하여 상기 회전축(27)이 회전하게 되면, 상기 회전축(27)과 결합된 회전체(200)가 공히 회전하게 된다. 또한, 회전축(27)의 회전으로 상기 회전체(200)의 후방에 설치된 사판(210)이 회전가능하다.

상기 사판(210)이 회전하게 됨에 따라, 상기 피스톤(250)들은 상기 사판(210)의 경사각과 비례하는 거리만큼 왕복운동을 하게 된다. 이에 따라, 냉매 가스는 후방 하우징부(22)의 흡입실(260)로부터 각각의 실린더 보어(24)로 유입되어 상기 피스톤(250)의 왕복 운동에 의하여 압축된다. 압축된 냉매 가스는 상기 실린더 보어(24)로부터 토출실(270)로 토출된다.

이러한 과정에서, 상기 실린더 보어(24)로부터 토출실(270)로 토출되는 냉매 가스의 양은 크랭크실(26)의 압력 수준을 조정하는 제어 밸브에 의하여 조절된다.

여기서, 상기 회전축(27)의 인접한 위치에는 이를 회전가능하게 지지하는 레이디얼 베어링(28)과, 스러스트 베어링(220) 및 밀봉부(29)의 윤할 작용과 압력 누설을 방지하기 위하여 오일공급수단이 형성된다.

도 3은 이러한 오일공급수단이 형성된 압축기의 일부를 절제하여 도시한 것이고, 도 4는 이를 분리하여 도시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상술한 바와 같이 전방 하우징부(21)에는 이를 관통하여 회전축(27)이 설치되어 있다. 상기 회전축(27)에는 이를 지지하는 레이디얼 베어링(28)이 회전가능하게 지지하고 있고,상기 베어링(28)의 전방에는 상기 전방하우징부(21)의 내주면과 접촉가능하게 래버린스형의 밀봉부(29)가 회전축(27)의 외주면상에 설치되어 있다.

상기 하우징부(21)의 내측으로는 상기 회전축(27)에 결합되어 공히 회전가능한 회전체(200)가 설치되고, 상기 하우징부(21)의 내측벽과 회전체(200) 사이에는 스러스트 베어링(220)이 설치되어 폐쇄공간을 형성하면서 회전체(200)를 회전가능하게 지지하고 있다.

이때, 상기 복수개의 베어링(28)(220)이나 밀봉부(29)에는 구동시 상기 회전축(27)의 회전을 원할하게 하거나, 밀봉부(29)의 마모를 방지하기 위하여 적정량의 오일이 공급되는 오일공급수단이 상기 하우징부(21)의 내측으로 형성되어 있다.

보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 전방 하우징부(21)의 내측벽으로는 다수개의 홀형태로 된 하우징부 오일공급로(31)가 형성되고, 상기 회전체(200)에도 복수개의 회전체 오일공급로(32)가 형성되어 있다.

상기 하우징부 오일공급로(31)는 도 5에 잘 도시되어 있는 것처럼 상기 레이디얼 베어링(28)과 밀봉부(29)측으로 오일이 직접적으로 공급이 가능하도록 상기 전방 하우징부(21)의 전방부(21a)의 내주면중 이와 대응되는 위치에 홀형태로 된 제1 오일공급로(31a)가 형성되어 있다.

그리고, 제2 오일공급로(31b)가 상기 하우징부(21)의 내주벽, 예컨대 상기 스러스트 베어링(220)과, 그 후방에서 지지되는 회전체(200)가 설치되는 위치에 해당되는 부분에 형성되어 있다. 상기 제2 오일공급로(31b)는 상기 하우징부(21)의내주벽에 방사상으로 된 직선형태의 홈으로서, 하우징부(21)의 내부에 있는 오일이 상기 하우징부(21)와, 회전체(200)와, 스러스트 베어링(220)으로 형성되는 폐쇄공간에서도 유동이 원할하도록 할 수 있다.

그리고, 상기 제1 오일공급로(31a)와, 제2 오일공급로(31b)를 상호 연통시키도록 상기 하우징부(21)의 전방부(21a) 내부 끝단에는 원형의 홈형태로 된 제3 오일공급로(31c)가 형성되어 있다. 이로 인하여 상기 제1,2,3 오일공급로(31a)(31b)(31c)는 하우징부(21) 내벽으로 모두 연결되어 있어 오일이 이 경로를 통하여 유동될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전체(200)에는 복수개의 홀로 된 회전체 오일공급로(32)가 형성되어 있어서, 이를 통해서도 오일이 상기 스러스트 베어링(220)측으로 공급될 수 있다.

이처럼, 가변용량형 사판식 압축기(20)가 작동하게 되면, 압축기(20)의 내부에 공급되는 오일이 상기 전방 하우징부(21)의 내벽에 방사상으로 형성된 제2 오일공급로(31b)를 통하여 제3 오일공급로(31c)로 유동하였다가, 상기 밀봉부(29)와, 레어디얼 베어링(29)이 설치된 부위에 해당되는 제1 오일공급로(31a)로 공급이 된다. 또한, 상기 회전체(200)에 전면부에도 회전체 오일공급로(32)가 형성되어 있어서 상기 스러스트 베어링(220)측으로 오일의 공급이 가능하게 되어 압축기(20)가 작동하는 동안에 윤활 작용을 원할하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오일공급수단이 형성된 압축기의 내부를 도시한 것이다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 전방하우징부(21)에는 구동시 베어링이나 밀봉부에 적정량의 오일을 공급하기 위한 오일공급수단이 형성되어 있다.

즉, 상기 전방 하우징부(21)의 내측벽으로는 하우징부 오일공급로(61)가 형성되어 있다.

상기 하우징부 오일공급로(61)는 상술한 바 있는 베어링과 밀봉부로 오일이 직접적으로 공급가능하도록 내측벽으로부터 베어링과 밀봉부가 위치하는 전방 하우징부(21)의 전방부(21a)측으로 형성된 제1 오일공급로(62)를 포함한다. 상기 제1 오일공급로(62)는 상기 전방 하우징부(21)의 내측벽으로부터 일정한 각도를 유지하면서, 선형으로 적어도 하나이상의 홀형태로 가공되어 있다.

그리고, 상기 하우징부(21)에는 제2 오일공급로(63)가 형성되어 있다. 상기 제2 오일공급로(63)는 상기 하우징부(21)의 내주벽에 방사상으로 형성된 직선형태의 홈이다.

한편, 상기 제1 오일공급로(62)와 제2 오일공급로(63)를 상호 연통시키도록 상기 하우징부(21)에는 제3 오일공급로(64)가 형성되어 있다. 상기 제3 오일공급로(64)는 전방부(21a)의 내부 끝단과 인접한 위치에서 원형으로 소정간격 이격되게 단속적인 홈이 복수개로 형성되어 있다.

이때, 상기 제3 오일공급로(64)에는 상기 제1 오일공급로(62)가 위치가능하다. 또한, 상기 제2 오일공급로(63)는 그 일단부가 상기 제3 오일공급로(64)와 연결되어 있다. 이러한 제3 오일공급로(64)의 형성으로 인하여 제2 오일공급로(63)로 유동하는 오일을 상기 제1 오일공급로(62)측으로 공급가능할 뿐만 아니라, 구동중에 오일을 일시적으로 저장하는 역할도 하게 된다.

이러한 오일공급수단을 가지는 압축기는 전방 하우징부(21)의 내벽에 방사상으로 형성된 제2 오일공급로(63)를 통하여 크랭크실로부터 유동하는 오일을 제3 오일공급로(64)로부터 일시적으로 저장하였다가, 밀봉부와 베어링부가 설치된 부분까지 형성된 제1 오일공급로(62)를 통하여 공급이 가능함에 따라, 압축기의 작동중에 윤활작용이 원할하게 이루어진다.

이상과 같이 본 발명의 가변용량형 사판식 압축기는 압축기 하우징부의 내벽과, 회전체에 각각의 오일공급로가 형성되어 있어서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링부에 오일의 공급이 원할하게 이루어짐에 따라 윤활 작용이 향상된다.

둘째, 압축기 하우징부와 회전축사이에 설치되는 밀봉부에 오일을 지속적으로 공급이 가능함에 따라 고정형 사판식 압축기에 비하여 하중이 많이 걸려서 발생되는 진동으로 인한 밀봉부의 마모를 줄일 수 있다.

셋째, 상기 압축기 하우징부에 형성되는 오일공급로는 다이캐스팅시 형성되므로 제작이 용이하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 전방 및 후방 하우징부와 그 사이에 결합되는 실린더 블록;

   상기 전방 하우징부로부터 내부로 연장되는 회전축;

   상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 복수개의 베어링부재;

   상기 회전축에 결합되어 공히 회전가능한 회전체;

   상기 회전체에 슬라이딩 가능하게 결합되어 냉방 부하에 따라 경사각이 변하는 사판;

   상기 회전축의 외주면상에 설치되어 상기 하우징부로부터 압력의 누설을 방지하는 밀봉부; 및

   상기 베어링 부재와 밀봉부측으로 오일을 공급가능하도록 전방 하우징부의 내벽으로부터 상기 베어링 부재와 밀봉부와 대응되는 위치인 전방 하우징부의 전방부까지 형성된 적어도 하나 이상의 홀로 된 제1 오일공급로와, 상기 전방 하우징부의 내측벽을 통하여 오일이 유동가능하도록 형성된 복수개의 제2 오일공급로와, 상기 제1 오일공급로와 제2 오일공급로를 상호 연통시키는 제3 오일공급로를 가지는 오일공급수단;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 오일공급로는 상기 전방 하우징부의 내측벽에 다수개의 홈이 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제3 오일공급로는 상기 전방 하우징부의 전방부 내부 끝단에 적어도 하나 이상의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제3 오일공급로는 상기 제2 오일공급로의 일단부와 연통되며, 상기 전방 하우징부의 전방부 내부 끝단의 가장자리를 따라서 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
5. 제3항에 있어서,

   상기 제3 오일공급로는 상기 제2 오일공급로의 일단부와 연통되며, 상기 전방부 내부 끝단과 인접한 위치에 소정간격 이격되게 단속적으로 복수개 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 제3 오일공급로상에 제1 오일공급로가 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 회전체에는 상기 베어링부재로 오일을 공급가능하도록 그 전면에 다수개의 구멍으로 된 오일공급로가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.