KR20030032424A - 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치 - Google Patents

밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치 Download PDF

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Abstract

크랭크축의 편심부와 피스톤을 연결하여 회전운동을 왕복 슬라이딩운동으로 변환시키기 위한 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅장치에 있어서, 편심부에 회전가능하게 결합되며, 외주에는 편심부의 축심에 대해 소정 기울기를 가지는 경사면을 가지는 부시와; 일단에는 피스톤에 결합된 피스톤핀이 결합되는 소내경이 형성되며, 타단에는 부시의 경사면을 따라 축심방향으로 부시와 결합되는 결합부를 가지는 커넥팅로드와; 결합부와 부시가 상대적으로 움직임가능하도록 그 결합부와 부시를 체결시키는 체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드장치가 개시된다.

Description

밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치{Connecting-rod apparatus for Hermetic compressor}
본 발명은 밀폐형 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크랭크축과 피스톤을 연결하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 밀폐형 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 스테이터(2)와 그 스테이터(2)의 주변에 회전가능하게 설치되는 로터(4)를 가지는 모터부(1)와, 크랭크축(6)과, 커넥팅로드(8)와, 피스톤(10) 등을 포함하여 구성된다.
상기 크랭크축(6)은 로터(4)에 결합되어 일체로 회전되며, 하부에는 편심부(6a)를 가진다. 상기 편심부(6a)에는 상기 커넥팅로드(8)의 일단에 마련된 대경부(8a)가 연결된다. 상기 커넥팅로드(8)의 타측에 마련된 소경부(8b)는 상기 피스톤(10)이 연결된다. 상기 피스톤(10)은 실린더(12)의 피스톤실(12a) 내에서 직선왕복이동된다. 도 2를 참조하면, 커넥팅로드(8)의 대경부(8a)에는 편심부(6a)가 결합되는 대내경(h1)이 형성되고, 소경부(8b)에는 피스톤핀(11)이 결합되는 소내경(h2)이 형성된다. 상기 대내경(h1)과 소내경(h2)은 오일이송로(8c)에 의해 연통된다.
상기 구성에서, 크랭크축(6)은 로터(4)의 구동에 따라 함께 회전되어 편심부(6a)가 회전되도록 한다. 상기 커넥팅로드(8)는 편심부(6a)의 편심회전을 직선운동으로 변환하여 피스톤(10)을 직선으로 왕복 이동시킨다. 즉, 이러한 밀폐형 왕복동식 압축기는 모터부(1)의 회전운동을 피스톤(10)의 직선 왕복이동으로 전환시키는 구조로 이루어진다.
한편, 상기 구성을 가지는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 크랭크축(6)의 축심은 커넥팅로드(8)와의 교차시 90도 각도를 이루고 있으며, 그 각도는 기구적으로 매우 중요한 설계상의 요소로 알려지고 있다. 따라서, 관련부품에는 형상공차등을 기재하는 것이 일반적이다.
또한, 피스톤(10)은 실린더(12)의 피스톤실(12a) 내에서 적정 클리어런스를 유지하면서 슬라이딩 운동을 하되, 크랭크축(6)의 축심을 기준으로 평행도 및 대칭도가 변하지 않고 일정하게 유지되어야 한다.
또한, 피스톤(10)은 피스톤핀(11)과의 직각도를 이루고, 커넥팅로드(8)의 경우 각 대내경(h1) 및 소내경(h2)간의 대칭도 및 평행도의 정확도 등이 중요한 요소이다.
이상에서 설명한 바와 같이 커넥팅로드(8)를 기준으로 한 다양한 기구적인 결합관계 즉, 크랭크축(6)의 축심에 대한 커넥팅로드(8)의 정렬은 압축기의 구동능력에 있어 큰 영향을 미치는 요소이다. 따라서, 상기와 같은 크랭크축(6)의 축심에대한 커넥팅로드(8)의 정렬이 어긋나거나 불안정할 경우, 각 기구들간의 마찰 및 마모가 심하게 발생하여 정상적으로 구동하지 못하는 문제점이 있다. 특히, 크랭크축(6)과 피스톤(10)과의 기구적인 정렬이 이루어지지 못할 경우, 그 문제점이 심각해질 수 있다.
따라서, 크랭크축(6)의 회전운동을 슬라이딩운동으로 전환시키는 커넥팅로드 장치의 가공오차 등을 보상하여 장치의 신뢰성을 높여줄 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 크랭크축과 피스톤과의 미스 얼라이먼트를 보상할 수 있도록 구조가 개선된 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 밀폐형 왕복동식 압축기를 나타내 보인 개략적인 부분 단면도.
도 2는 도 1의 커넥팅로드를 발췌하여 나타내 보인 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치를 나타내 보인 개략적인 분리 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 커넥팅로드 장치의 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 커넥팅로드 장치의 결합사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기를 설명하기 위한 분리 사시도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
20,120..부시 21..몸체
21b..경사면 23..돌기부
30,130..커넥팅로드 31..결합부
31c..경사부 40,140..체결부재
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드장치는, 크랭크축의 편심부와 피스톤을 연결하여 회전운동을 왕복 슬라이딩운동으로 변환시키기 위한 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅장치에 있어서, 상기 편심부에 회전가능하게 결합되며, 외주에는 상기 편심부의 축심에 대해 소정 기울기를 가지는 경사면을 가지는 부시와; 일단에는 상기 피스톤에 결합된 피스톤핀이 결합되는 소내경이 형성되며, 타단에는 상기 부시의 경사면을 따라 상기 축심방향으로 상기 부시와 결합되는 결합부를 가지는 커넥팅로드와; 상기 결합부와 상기 부시가 상대적으로 움직임 가능하도록 그 결합부와 부시를 체결시키는 체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 부시는, 상기 편심부가 결합되는 대내경을 가지며, 외주에는 상기 경사면을 가지는 원통형의 몸체와; 상기 몸체의 외주에 소정 간격으로 돌출형성된 복수의 돌기부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합부는, 기둥형의 몸체 일단에서 반원통형을 가지도록 분기되는 한 쌍의 지지보와; 상기 각 지지보의 끝단에서 서로 마주하는 내측으로 절곡형성되어 상기 부시의 결합을 가이드하는 절곡부;를 가지는 것이 좋다.
또한, 상기 결합부에는, 상기 부시의 경사면에 대응되는 경사부가 마련되어, 상호 슬라이딩결합시 경사면과 결합부가 밀착되어 결합되는 것이 좋다.
또한, 상기 경사면과 상기 경사부 각각은 상기 편심축의 축심에 대해 3∼5도 각도의 기울기를 갖는 것이 좋다.
또한, 상기 결합부는, 기둥형의 몸체 일단에서 반원통형을 가지도록 분기되는 한 쌍의 지지보와; 상기 부시의 외주에 돌출형성된 돌기부에 대응되게 상기 각 지지보의 내측에 형성된 결합홈;을 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 체결부재는, 상기 결합부와 상기 부시를 함께 묶어서 결합시킬 수 있도록 소정 두께를 가지는 피아노선인 것을 특징으로 하는 것이 좋다.
또한, 상기 피아노선은 적어도 1.5mm 이하의 직경을 갖는 것이 좋다.
또한, 상기 체결부재는, 중간부위에 상기 부시의 돌기부를 클램핑하도록 소정형상으로 절곡된 클램핑부와; 상기 클램핑부에서 대칭되는 형상으로 연장되어 상기 부시의 하측을 감싸서 지지하는 지지부들과; 상기 지지부들로부터 연장절곡되어 상기 결합부를 감싸서 클램핑하는 끝단부;를 가지는 피아노선이며, 상기 부시는 상기 피이노선에 지지되어 상기 결합부에서 하측으로 이탈되는 것이 방지되는 것이 좋다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅 로드 장치는, 부시(20)와, 커넥팅로드(30)와, 체결부재(40)를 구비한다.
상기 부시(20)는 크랭크축(6)의 편심부(6a)에 회전가능하게 결합된다. 상기 부시(20)는 상기 편심부(6a)가 결합되는 대내경(21a)을 가지는 몸체(21)와, 상기 몸체(21)의 외주에 돌출 형성된 복수의 돌기부(23)를 가진다. 상기 각 돌기부(23)는 서로 내내경(21a)의 중심에 대해 등간격으로 대칭되게 형성된다. 상기 몸체(21)는 원통형상을 가진다. 몸체(21)의 대내경(21a)에는 크랭크축(6)의 편심부(6a)가 결합되고, 외측에는 커넥팅로드(30)가 결합된다. 또한, 몸체(21)는 도 4에 도시된 바와 같이, 커넥팅로드(30)와 마주하도록 외주에 소정 각도의 경사면(21b)을 가진다. 상기 경사면(21b)은 편심부(6a)의 축심(C)에 대해 약 3∼5도 각도의 기울기를 가지는 것이 바람직하다. 상기 경사면(21a)은 돌기부(23)에 대칭되는 위치에 형성되며, 상기 몸체(21)의 외주에 돌출되어 형성된다.
상기 커넥팅로드(30)는 일단부에 상기 부시(20)와 결합되는 결합부(31)를 가지며, 타단에는 피스톤핀(11)이 결합되는 소내경(33)이 형성된다. 상기 결합부(31)는 축심(C) 방향으로 부시(21)의 경사면(21b)을 따라 결합된다. 이를 위해 결합부(31)는 기둥형의 몸체(30a) 일단에서 반원형상을 가지도록 분기되는 한 쌍의 지지보(31a)와, 그 지지보(31a)의 내주에 형성된 결합홈(31b)을 가진다.
또한, 상기 결합부(31)의 내측에는 상기 부시(20)의 경사면(21b)에 대응되는 경사부(31c)가 형성된다. 상기 경사부(31c)도 축심(C) 방향에 대해 3∼5도 각도의 기울기를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결함홈(31b)은 부시(20)에 형성된 돌기부(23)에 대응되게 한 쌍이 소정 간격을 두고 형성된다. 상기 구성에서, 부시(20)는 축심(C) 방향으로 결합부(31)와 상으로 슬라이딩에 의해 결합된다. 따라서, 결합초기에는 부시(20)의 경사면(21b)과 결합부(31)의 경사부(31c) 사이에 소정 갭이 발생되다가, 완전히 결합되면 경사면(21b)과 경사부(31c)가 밀착되어 갭이 없어지게 된다. 따라서, 축심(C)에 대한 커넥팅로드(30)의 설치각이 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 커넥팅로드(30)의 몸체부(30a)와 결합부(31)의 연결부위에는 상기 체결부재(40)가 고정되는 한 쌍의 걸림홈(31d)이 형성된다.
한편, 상기 체결부재(40)는, 소정 텐션강도를 가지도록 소정 형상으로 형성된 피아노선인 것이 바람직하다. 이 피아노선은 적어도 1.5mm 이하의 직경을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 체결부재(40)는, 중간부위에 상기 부시(20)의 돌기부(23)를 클램핑하도록 소정형상으로 절곡된 클램핑부(41)와, 상기 클램핑부(41)에서 대칭되는 형상으로 연장되어 상기 부시의 하측을 감싸서 지지하는 지지부들(43)과, 상기 지지부들(43)로부터 연장절곡되어 상기 결합부(31)를 감싸서 클램핑하는 끝단부(45)를 가진다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 체결부재(40)의 클램핑부(41)는 돌기부(23)를 아래에서 위로 지지하면서 클램핑하고, 지지부(43)는 부시(20)의 하측으로 떠받쳐서 지지하고, 끝단부(45)는 결합부(31)를 감싸듯이 클램핑하여 고정된다. 이와 같이, 체결부재(40)가 부시(20)를 하측에서 지지한 상태에서, 끝단부(45)가 결합부(31)에 고정됨으로써, 부시(20)가 결합부(31)의 하측으로 분리되는 것이 방지된다.
상기 구성을 가지는 본발명의 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 커넥팅장치는, 돌기부(23)와 결합홈(31b)을 일치시킨 상태에서, 부시(20)와 결합부(31)를 축심(C)방향으로 상호 슬라이딩에 의해 결합시킨다. 이 때, 부시(20)의 경사면(21b)과 결합부(31)의 경사부(31c)는 결합초기에는 소정 갭이 형성되지만, 부시(20)와 결합부(31)가 더 결합되면 경사면(21b)과 경사부(31c)가 밀착되어 갭이 발생되지 않게 된다.
그리고, 상기 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 체결부재(40)를 이용하여 부시(20)와 결합부(31)를 체결시킨다. 그러면, 부시(20)는 체결부재(40)에 지지되어 하측으로 이탈되지 않게 된다. 물론, 부시(20)는 상기 경사면(21b)이 경사부(31c)에 밀착되어 있으므로, 위쪽으로도 이탈되지 않게 된다. 그리고, 상기 체결부재(40)는 소정의 텐션을 가지는 피아노선이다. 따라서, 예를 들어 크랭크축(6)의 편심부(6a)와 피스톤간의 축심이 서로 미스 얼라이먼트 되더라도, 체결부재(40)가 텐션을 받으면서 틀어진 각을 보상하게 된다.
또한, 경사면(21b)과 경사부(31c)가 밀착되게 결합됨으로써, 크랭크축(6)의 구동에 의해 피스톤의 왕복동 구동시, 커넥팅로드(30)와 부시(20) 간에 충돌이나 마찰을 줄일 수 있다. 따라서, 커넥팅로드(30)와 부시(20)의 마찰로 인한 마모나, 충돌로 인한 고주파대역에서의 소음을 줄일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치의 개략적인 평면도이다. 여기서, 커넥팅로드 장치는, 몸체(131)의 일단에서 반원통형상으로 분기된 결합부(133)를 가지는 커넥팅로드(130)와, 상기 커넥팅로드(130)의 결합부(133)에 결합되는 부시(120) 및 체결수단(140)을 구비한다.
상기 커넥팅로드(130)의 타단부에는 피스톤핀이 결합되는 소내경(135)이 형성된다. 강기 결합부(133)의 양단에는 서로 마주하도록 절곡된 절곡부(133a)가 형성된다. 결합부(133)의 내측에는 경사부(133b)가 돌출형성된다. 이 경사부(133b)는 부시(120)의 축방향(C)에 대해 약 3내지 5도의 기울기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 결합부(133)와 몸체(131)의 경계에는 상기 체결부재(140)의 양단이 결합되어 고정되는 한 쌍의 고정홈(133c)이 형성된다.
상기 부시(120)는 원통형의 몸체(121)와, 그 몸체(121)의 외측에 돌출형성된 복수의 돌기부(123)를 가진다. 상기 돌기부(123)는 몸체(121)이 중심에 대해 서로 대칭되게 형성되며, 그들중 하나는 경사면(123a)을 가진다. 상기 경사면(123a)은 상기 경사부(133b)에 마주하며, 결합시 서로 밀착되어 결합된다. 또한, 나머지 돌기부(123)는 상단에 플랜지(123b)를 가진다. 부시(120)는 결합부(133)에 상측에서 하측으로 슬라이딩 결합되며, 이 때 돌기부(123)는 상기 절곡부(133a)에 가이드되어 지지되며, 플랜지(123b)는 결합부(133)의 상측에 접촉지지된다. 플랜지(123b)가 결합부(133) 상측에 걸리고, 경사면(123a)이 경사부(133a)에 밀착되면, 부시(12)는 결합부(133)의 하측으로 빠지지 않게 된다.
상기 체결부재(140)는 도 5에 도시된 체결부재(40)와 동일한 구성요소로서, 부시(120)와 커넥팅로드(130)를 체결시킨다. 다만, 이 체결부재(140)는 부시(120)가 결합부(133)의 상측으로 빠지는 것을 방지하도록, 부시(120)와 결합부(133)를 상측을 감싸도록 결합된다.
한편, 상기 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥팅로드 장치의결합방법 및 작용효과는 도 3에 도시된 커넥팅로드장치와 동일하므로 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드장치에 따르면, 크랭크축의 편심부에 결합되는 부시와 커넥팅로드의 결합부가 상하 슬라이딩동작에 의해 결합되고, 결합시 각각의 경사면과 경사부가 밀착되게 결합된다. 따라서, 압축기의 구동시 부시와 커넥팅로드 사이의 갭에 의해 마모다 마찰 및 충돌로 인한 고주파소음이 발생되는 것을 억제시킬 수 있다.
또한, 텐션을 가지는 체결부재에 의해 부시와 커넥팅로드가 결합됨으로써 크랭크축과 피스톤의 미스 얼라인먼트가 체결부재의 텐션에 의해 보상가능하게 됨으로서, 기기의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 크랭크축의 편심부와 피스톤을 연결하여 회전운동을 왕복 슬라이딩운동으로 변환시키기 위한 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅장치에 있어서,
    상기 편심부에 회전가능하게 결합되며, 외주에는 상기 편심부의 축심에 대해 소정 기울기를 가지는 경사면을 가지는 부시와;
    일단에는 상기 피스톤에 결합된 피스톤핀이 결합되는 소내경이 형성되며, 타단에는 상기 부시의 경사면을 따라 상기 축심방향으로 상기 부시와 결합되는 결합부를 가지는 커넥팅로드와;
    상기 결합부와 상기 부시가 상대적으로 움직임가능하도록 그 결합부와 부시를 체결시키는 체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부시는,
    상기 편심부가 결합되는 대내경을 가지며, 외주에는 상기 경사면을 가지는 원통형의 몸체와;
    상기 몸체의 외주에 소정 간격으로 돌출형성된 복수의 돌기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결합부는,
    기둥형의 몸체 일단에서 반원통형을 가지도록 분기되는 한 쌍의 지지보와;
    상기 각 지지보의 끝단에서 서로 마주하는 내측으로 절곡형성되어 상기 부시의 결합을 가이드하는 절곡부;를 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결합부에는,
    상기 부시의 경사면에 대응되는 경사부가 마련되어, 상호 슬라이딩결합시 경사면과 결합부가 밀착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경사면과 상기 경사부 각각은 상기 편심축의 축심에 대해 3∼5도 각도의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결합부는,
    기둥형의 몸체 일단에서 반원통형을 가지도록 분기되는 한 쌍의 지지보와;
    상기 부시의 외주에 돌출형성된 돌기부에 대응되게 상기 각 지지보의 내측에 형성된 결합홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재는, 상기 결합부와 상기 부시를 함께 묶어서 결합시킬 수 있도록 소정 두께를 가지는 피아노선인 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피아노선은 적어도 1.5mm 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 체결부재는,
    중간부위에 상기 부시의 돌기부를 클램핑하도록 소정형상으로 절곡된 클램핑부와;
    상기 클램핑부에서 대칭되는 형상으로 연장되어 상기 부시의 하측을 감싸서 지지하는 지지부들과;
    상기 지지부들로부터 연장절곡되어 상기 결합부를 감싸서 클램핑하는 끝단부;를 가지는 피아노선이며,
    상기 부시는 상기 피이노선에 지지되어 상기 결합부에서 하측으로 이탈되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 왕복동식 압축기의 커넥팅로드 장치.
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