KR20040086130A - 피스톤식 압축기 - Google Patents

Abstract

(과제) 피스톤식 압축기에 있어서, 스루 볼트 조임시에 실린더 블럭에 발생하는 굽힘 모멘트에 의해 실린더 블럭이 변형되어 피스톤의 왕복 운동이 원활하게 수행되지 않을 우려가 있다. 또, 냉매 가스의 흡입 구조로서 로터리 밸브를 채택하면, 실린더 블럭의 강성이 낮아지기 때문에 변형이 더 커져 로터리 밸브의 로터리 밸브 수용실이 변형되기 쉬워진다. 이 때문에 로터리 밸브의 회전 운동이 원활하게 수행되지 않을 우려가 있다.

(해결수단) 실린더 블럭과 밸브 플레이트 사이에 개재된 가스킷에 있어서, 이 가스킷 중심부에 가까운 범위에 관통 구멍을 형성함으로써, 상기 실린더 블럭에 작용하는 굽힘 모멘트를 저감시켜 실린더 블럭의 변형을 억제하므로, 피스톤 및 로터리 밸브의 운동을 원활하게 수행시켜 피스톤식 압축기의 내구성을 향상시키는 것이다.

Description

피스톤식 압축기{PISTON TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 차량 공조용 피스톤식 압축기에 관한 것으로, 특히 실린더 블럭의 변형을 억제하는 기술에 관한 것이다.

차량 공조용 피스톤식 압축기에 사용되는 가스킷에 있어서, 종래 기술로서예컨대 일본 공개특허공보 평8-14160호에 나타낸 바와 같은 구성의 것이 알려져 있다.

즉, 도 13에 도시한 바와 같이 이 가스킷(101)에는, 피스톤을 수용하는 실린더 보어(102)의 개구 가장자리와 거의 일치하는 복수개의 투과 구멍(103), 스루 볼트(104)를 삽입 관통하기 위한 복수개의 삽입관통 구멍(105), 구동 샤프트를 삽입 관통하기 위한 중심 구멍(106)이 형성되어 있다. 이 가스킷(101)을 구비한 피스톤식 압축기로는, 도 14의 부분 단면 확대도에 나타낸 바와 같이 실린더 블럭(107)의 프론트측 단면(도면 좌측)에 프론트 하우징(108)이 접합되고 리어측 단면(도면 우측)에는 밸브 플레이트(109)를 통해 리어 하우징(110)이 접합되어, 스루 볼트(104)에 의해 서로 조임 고정된 것이 알려져 있다. 이 피스톤식 압축기에 있어서, 가스킷(101)은 실린더 블럭(107)과 밸브 플레이트(109) 사이에 개재되어 있다. 실린더 블럭(107)에는, 도 15에 나타낸 바와 같이 실린더 보어(102), 냉매 가스 흡입용 로터리 밸브를 수용하는 수용실(111)이 형성되어 있다.

그러나, 상기 특허 문헌 1(일본 공개특허공보 평8-14160호)에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서는, 스루 볼트(104) 조임시에 실린더 블럭(107)이 굽힘 모멘트를 받아 변형된다. 즉, 도 14에 나타낸 바와 같이 스루 볼트(104)를 조인 상태에서는, 실린더 블럭(107)과 프론트 하우징(108)의 접합면에서 실린더 블럭(107)의 프론트측 단면에는 프론트 하우징(108)으로부터 면압 f1이 작용한다. 또, 실린더 블럭(107)과 가스킷(101)의 시일면의 접합면에서 실린더 블럭(107)의 리어측 단면에는 밸브 플레이트(109)로부터 면압 f2가 작용한다.

면압 f1이 가해지는 실린더 블럭(107)의 프론트측 단면에서의 임의의 한 점을 작용점 P1, 면압 f2가 가해지는 실린더 블럭(107)의 리어측 단면에서의 임의의 한 점을 작용점 P2로 하면, P1과 P2를 잇는 직선 H의 중심 P3 주위에 굽힘 모멘트 M이 작용한다. 이 굽힘 모멘트 M에 의해 두 작용점 P1, P2에는 가스킷(101)의 직경 방향으로 힘 f가 가해져 실린더 블럭(107)은 도 15에 나타낸 이점쇄선과 같이 변형된다. 그리고, 이 변형으로 인해 피스톤의 왕복 운동이 원활하게 수행되지 않게 될 우려가 있다.

또, 도 15와 같이 실린더 블럭(107)에 로터리 밸브의 수용실(111)이 형성되어 있는 경우에는, 실린더 블럭(107)의 강성이 낮아지기 때문에 수용실(111)은 변형되기 쉬워진다. 이 때문에 로터리 밸브의 회전 운동이 원활하게 수행되지 않게 된다는 문제가 발생할 우려도 있다.

본 발명의 목적은 실린더 블럭의 리어 하우징측 단면과 밸브 플레이트 사이에 개재된 가스킷에 있어서, 이 가스킷 중심부에 가까운 범위에 관통 구멍을 형성함으로써, 상기 실린더 블럭에 작용하는 굽힘 모멘트를 저감시켜 실린더 블럭의 변형을 억제하므로, 피스톤 및 로터리 밸브의 운동을 원활하게 수행시켜 피스톤식 압축기의 내구성을 향상시키는 것이다.

도 1은 제 1 실시 형태의 피스톤식 압축기의 단면도이다.

도 2는 제 1 실시 형태의 요부 부분 확대 단면도이다.

도 3은 제 1 실시 형태의 가스킷의 정면도이다.

도 4는 제 1 실시 형태의 설명에 사용한 종래의 가스킷의 정면도이다.

도 5는 가스킷에 있어서 기능상 필요로 하는 시일부의 둘레 방향 길이와 가스킷 중심으로부터의 거리의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 6은 가스킷에 있어서 기능상 필요로 하지 않는 시일부의 둘레 방향 길이와 가스킷 중심으로부터의 거리의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 7은 실린더 블럭에 발생하는 굽힘 모멘트의 총 변화량을 나타낸 그래프이다.

도 8은 제 2 실시 형태의 피스톤식 압축기의 단면도이다.

도 9는 제 2 실시 형태의 가스킷의 정면도이다.

도 10은 제 2 실시 형태의 설명에 사용한 종래의 가스킷의 정면도이다.

도 11은 다른 예의 가스킷의 정면도이다.

도 12는 다른 예의 가스킷의 정면도이다.

도 13은 종래 기술의 가스킷의 정면도이다.

도 14는 종래 기술의 피스톤식 압축기의 요부 부분 확대 단면도이다.

도 15는 종래 기술의 피스톤식 압축기의 부분 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

6: 리어 하우징

9, 34, 37, 39: 가스킷

19: 실린더 보어

23: 로터리 밸브 수용실

24: 로터리 밸브

29: 보어 구멍

30: 볼트 구멍

31: 중심 구멍

32: 제 1 관통 구멍

33: 제 2 관통 구멍

38: 관통 구멍

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은 둘레 방향으로 복수개의 실린더 보어가 형성된 실린더 블럭의 일단면에 밸브 플레이트를 통해 리어 하우징을 접합시키고 상기 실린더 블럭의 타단면에 프론트 하우징을 접합시켜, 나아가 상기 실린더 블럭, 상기 리어 하우징 및 상기 프론트 하우징을 스루 볼트로 조임 고정시키고, 구동축의 회전에 의해 상기 각 실린더 보어에 수용된 피스톤을 왕복 운동시켜 냉매 가스의 흡입, 압축 및 토출을 수행하는 피스톤식 압축기로서, 상기 실린더 블럭과 밸브 플레이트 사이에는 중심 구멍 및 상기 실린더 보어의 개구 가장자리와 거의 일치하는 복수개의 보어 구멍을 갖는 가스킷이 개재되어 있는 피스톤식 압축기에 있어서,

상기 가스킷에는, 이 가스킷 중심으로부터 상기 보어 구멍 중심의 거리를 반경으로 하는 원 내에서 상기 스루 볼트 조임시에 상기 실린더에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시키기 위한 제 1 관통 구멍이 보어 구멍 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 실린더 블럭에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시킬 수 있어 실린더 블럭의 변형을 억제할 수 있다. 또, 관통 구멍을 형성하여 시일 면적을 감소시킴으로써, 가스킷의 면압을 높게 하여 가스킷의 시일성을 향상시킬 수 있거나, 또는 스루 볼트의 조임력을 저감시켜도 가스킷의 면압을 유지할 수 있기 때문에, 이 스루 볼트의 조임력 저감에 의해 실린더 블럭의 변형을 더 억제할 수도 있다.

청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1에 있어서, 상기 가스킷에 있어서, fㆍRc=(ΔfㆍR을 가스킷 전체로 적분한 것)에 의해 구해지는 Rc를 반경으로 하고상기 가스킷 중심을 중심으로 하는 원과 상기 가스킷 중심에서 상기 보어 구멍 중심까지의 거리를 반경으로 하는 원 사이에는, 상기 스루 볼트 조임시에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시키기 위한 제 2 관통 구멍이 형성되어 있고, 상기 식에서 f: 면압, Δf: 가스킷 중심으로부터 거리 Rc의 점에 관통 구멍을 형성했을 때의 면압 상승량, R: 가스킷 중심으로부터의 거리, fㆍRc: 가스킷 중심으로부터 거리 Rc의 점에 관통 구멍을 형성했을 때의 굽힘 모멘트 저감량, (ΔfㆍR을 가스킷 전체로 적분한 것): 가스킷 중심으로부터 거리 Rc의 점에 관통 구멍을 형성했을 때의 굽힘 모멘트 증가량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 청구항 1에 기재된 발명에 대하여 실린더 블럭에 발생하는 굽힘 모멘트를 더 저감시킬 수 있어 실린더 블럭의 변형을 억제할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제 1 관통 구멍은 상기 중심 구멍과 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 제 1 관통 구멍과 상기 제 2 관통 구멍이 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3 또는 4에 기재된 발명에 의해 가스킷을 제조하기 위한 형의 성형이 쉬워지고 또한 형의 수명을 연장할 수 있기 때문에, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤식 압축기는 냉매 가스의 흡입 구조로서 로터리 밸브를 사용하고 있는 것을 특징으로 한다.

냉매 가스의 흡입 구조로서 로터리 밸브를 사용하고 있는 피스톤식 압축기에 있어서는, 실린더 블럭의 강성이 낮기 때문에 굽힘 모멘트에 대한 변형이 크다. 그래서, 이와 같은 피스톤식 압축기에 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 발명을 사용함으로써, 실린더 블럭의 변형에 대하여 보다 큰 억제 효과를 얻을 수 있어 이 피스톤식 압축기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

발명의 실시 형태

(제 1 실시 형태)

다음에, 본 발명을 구체화시킨 제 1 실시 형태를 도 1∼도 7에 따라 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시에 관련되는 피스톤식 용량 가변형 압축기(이하, 간단히 압축기라고 함)는 도 1에 나타낸 바와 같이 실린더 블럭(1)의 프론트측 단면에 가스킷(2)을 통해 프론트 하우징(3)이 접합되고, 그 내측에 제어실로서의 크랭크실(4)이 구획 형성되어 있다. 또, 실린더 블럭(1)의 리어측 단면에는 밸브 플레이트(5)를 통해 리어 하우징(6)이 접합되고, 그 내부에는 토출실(7) 및 흡입실(8)이 형성되어 있다. 실린더 블럭(1)과 밸브 플레이트(5) 사이에는 가스킷(9)이 개재되고, 밸브 플레이트(5)와 리어 하우징(6) 사이에는 토출밸브를 일체로 형성한 토출밸브 형성판(10)과 리테이너를 형성하는 리테이너 형성판(11)이 개재되어 있다. 실린더 블럭(1), 프론트 하우징(3) 및 리어 하우징(6)은 도 1에는 스루 볼트(12: 도시 생략)에 의해 조임 고정되어 있다.

상기 실린더 블럭(1)과 프론트 하우징(3)의 중심부에 형성된 축 구멍에는 구동축(13)이 라디얼 베어링(14a, 14b)을 통해 회전할 수 있게 지지되고 있다. 구동축(13)의 프론트 단부측에는 축밀봉장치(15)가 형성되어 있다. 크랭크실(4)에 있어서 구동축(13)에는 래그 플레이트(16)가 일체 회전할 수 있게 고정되어 있고, 캠 플레이트로서의 사판(17)이 이 사판(17)에 형성된 관통 구멍에 구동축(13)이 삽입 통과된 상태로 형성되어 있다. 래그 플레이트(16)와 사판(17) 사이에는 힌지기구(18)가 개재되어 있고, 사판(17)은 힌지기구(18)를 통한 래그 플레이트(16)와의 사이에서 힌지 연결 및 구동축(13)의 지지에 의해 이 래그 플레이트(16) 및 구동축(13)과 동기 회전할 수 있고, 또 구동축(13)의 축선 방향으로의 슬라이드 이동을 수반하면서 구동축(13)에 대하여 경사지게 운동할 수 있게 되어 있다.

상기 실린더 블럭(1) 내부에 둘레 방향으로 형성된 복수개의 실린더 보어(19)에 각각 피스톤(20)이 왕복 운동할 수 있게 수용되어 있다. 각 피스톤(20)과 밸브 플레이트(5) 사이에는, 피스톤(20)의 왕복 운동에 따라 용적 변화되는 압축실(21)이 구획 형성되어 있다. 상기 피스톤(20)은 슈(22)를 통해 사판(17)의 둘레가장자리부에 걸려 있다. 따라서, 구동축(13)의 회전에 수반되는 래그 플레이트(16) 및 힌지기구(18)를 통한 사판(17)의 회전 운동이 슈(22)를 통해 피스톤(20)의 왕복 운동으로 변환된다. 이들 래그 플레이트(16), 사판(17), 힌지기구(18) 및 슈(22)가 구동축(13)의 회전 운동을 압축실(21) 내의 냉매 가스를 압축하기 위한 압축 운동으로 변환시키는 크랭크기구를 구성하고 있다.

실린더 블럭(1)의 내부에는 로터리 밸브 수용실(23)이 형성되고, 이 로터리 밸브 수용실(23)에는 로터리 밸브(24)가 커플링(25)을 통해 구동축(13)과 동기 회전할 수 있게 연결되어 있다. 이 로터리 밸브(24)에는 흡입실(8)과 항시 연통되는 흡입 통로(26)가 형성되고, 이 흡입 통로(26)의 출구(27)는 로터리 밸브(24)의 외부둘레면에 개구되어 있다. 실린더 블럭(1)에는 로터리 밸브(24)의 출구(27)와 압축실(21)을 연통시킬 수 있는 연통 구멍(28)이 형성되어 있다.

엔진의 동력에 의해 상기 압축기의 구동축(13)이 회전하면, 래그 플레이트(16) 및 힌지기구(18)를 통해 사판(17)이 회전되고, 슈(22)를 통해 피스톤(20)이 실린더 보어(19) 내에서 왕복 운동된다. 피스톤(20)의 흡입 공정시에는 로터리 밸브(24)의 출구(27)가 연통 구멍(28)과 연통되고, 흡입실(8) 내의 냉매 가스가 흡입 통로(26)를 거쳐 압축실(21)에 흡입된다. 또한, 피스톤(20)이 압축, 토출 행정으로 이행되면, 로터리 밸브(24)의 외부둘레면에 의해 연통 구멍(28)이 폐쇄되고, 압축실(21) 내의 냉매 가스는 토출밸브를 밀어내어 토출실(7)로 토출된다.

이어서, 본 발명의 요부에 대해서 상세하게 설명한다. 먼저, 본 실시 형태에서 실린더 블럭(1)에 작용하는 힘을 도 2에 나타낸다. 스루 볼트(12)를 조인 상태에서는, 실린더 블럭(1)과 프론트 하우징(3)의 접합면에서 실린더 블럭(1)의 프론트측 단면에는 프론트 하우징(3)으로부터 면압 f1이 작용한다. 또, 실린더 블럭(1)과 가스킷(9)의 시일면의 접합면에서 실린더 블럭(1)의 리어측 단면에는 가스킷(9)으로부터 면압 f2가 작용한다.

면압 f1이 가해지는 실린더 블럭(1)의 프론트측 단면에서의 임의의 한 점을 작용점 P1, 면압 f2가 가해지는 실린더 블럭(1)의 리어측 단면에서의 임의의 한 점을 작용점 P2로 하면, P1과 P2를 잇는 직선 H의 중심 P3 주위에 굽힘 모멘트 M이 작용한다. 이 굽힘 모멘트 M은 가스킷(9)의 직경 방향에서의 두 작용점 P1, P2의 최단 거리를 D1, 스루 볼트(12)의 축 방향에서의 최단 거리를 D2로 하고, 굽힘 모멘트 M에 의해 두 작용점 P1, P2에 발생하는 직경 방향의 힘을 f로 하면, 다음 식에 의해 구해진다.

f=f2ㆍ(D1/D2) ‥‥①

M=fㆍD2=f2ㆍD1 ‥‥②

상기 두 식에서 힘 f 및 굽힘 모멘트 M은 가스킷(9)으로부터 실린더 블럭(1)의 리어측 단면에 작용하는 면압 f2가 클수록, 그리고 작용점 P2가 가스킷(9) 중심에 가까울수록 커짐을 알 수 있다.

본 실시 형태의 가스킷(9)을 도 3에 나타낸다. 가스킷(9)은 철계의 금속판으로 이루어진 강성을 갖는 기판과 이 기판의 양 측면에 코팅된 고무 등의 시일성을 갖는 탄성층으로 구성되어 있다. 또, 가스킷(9)에는, 각 실린더 보어(19)의 개구 가장자리와 거의 일치하는 복수개(본 실시예에서는 6개)의 보어 구멍(29) 및 스루 볼트(12)를 삽입 관통시키기 위한 복수개(본 실시 형태에서는 6개)의 볼트 구멍(30)이 형성되어 있다. 가스킷(9) 중심에서 보어 구멍(29) 중심으로의 거리 Rb를 반경으로 하는 원 내에는, 종래의 가스킷에서의 중심 구멍(31: 도 2의 점선 원 내) 및 제 1 관통 구멍(32)이 연통된 상태에서 관통 구멍이 형성되어 있다.가스킷(9) 중심으로부터 거리 Rb를 반경으로 하는 원과 가스킷(9) 중심으로부터 반경 Rc의 원 사이에는 제 2 관통 구멍(33)이 형성되어 있다. 도 2에서 알 수 있듯이 제 1 관통 구멍(32) 및 제 2 관통 구멍(33)이 형성되어 있는 범위에는, 면압 f2가 실린더 블럭(1)에 작용하지 않아서 굽힘 모멘트가 발생하지 않는다. 가스킷(9) 중심에 가까울수록 굽힘 모멘트가 크다는 점에서 관통 구멍(32 및 33)을 형성함으로써 굽힘 모멘트를 저감시킬 수 있다.

여기서, 도 4∼도 7을 이용하여 반경 Rc의 의미 및 구체적인 산출방법에 대해서 설명한다. 도 4는 보어 구멍(29), 볼트 구멍(30), 중심 구멍(31)이 형성된 종래의 가스킷(34)이다. 이 도 4에서 실선 사선부는 보어 구멍(29), 볼트 구멍(30) 및 압축기 내를 시일하기 위해서 기능상 필요로 하는 시일 부분이다. 즉, 가스킷(34)에 있어서, 상기 실선 사선부, 보어 구멍(29), 볼트 구멍(30) 및 중심 구멍(31)을 제외한 범위(도 4의 점선 사선부)는 가스킷의 기능상 필요로 하지는 않는 부분이다. 그리고, 가스킷(34) 중심 O로부터 임의의 거리 x를 반경으로 하는 원의 원주 상에서의 기능상 필요로 하는 시일부의 길이 및 중심 O로부터 임의의 거리 x를 반경으로 하는 원의 원주 상에서의 기능상 필요로 하지는 않는 시일부의 길이를 그래프에 표시하면, 각각 도 5 및 도 6에 나타낼 수 있다. 또, Rg란 가스킷(34)의 반경이다. 여기서, 「가스킷(34) 중심 O로부터 임의의 거리 x를 반경으로 하는 원의 원주 상에서의 시일부의 길이」에 대해서 보충하면, 예컨대 중심 O로부터 거리 A를 반경으로 하는 원의 원주 상에서의 기능상 필요로 하는 시일부의 길이를 La, 기능상 필요로 하지는 않는 시일부의 길이를 Lb라 하면, 도 4에서알 수 있듯이

La=L1+L3+L5+L7+L9+L11

Lb=L2+L4+L6+L8+L10+L12

로 표시된다.

그리고, 도 5 및 도 6에 의해 가스킷(34)에서의 시일 부분의 면적 S는 다음 수학식 1에 의해 구해진다.

또, 상기 식 ③에서 함수 f(x)는 도 5에 표시된 그래프를 함수로 표시한 것으로, 함수 g(x)는 도 6의 그래프에서 0≤x≤Rb 범위를 함수로 표시한 것, 함수 h(x)는 도 6의 그래프에서 Rb≤x≤Rg 범위를 함수로 표시한 것이다.

또한, 스루 볼트(12) 조임시에 가스킷(34)의 시일면 전체에 가해지는 전체 압력을 F로 하면, 이 시일면의 단위 면적당 면압 f2는

f2=F/S

로 표시할 수 있다. 또, 전체 압력 F는 볼트의 조임력, 실린더 블럭이나 리어 하우징의 형상이나 강성 등에 의존하고, 본 실시 형태에서 전체 압력 F는 종래와 동등한 것으로 본다.

다음으로, 중심 O로부터 임의의 거리 x를 반경으로 하는 원주 상의 상기 기능상 필요로 하지 않는 부분(도 4의 점선 사선부)에서 미소 폭 Δx의 관통 구멍을형성하는 것으로 가정한다. 이 때의 시일 부분의 면적 S(x)는 다음 수학식 2에 의해 구해진다.

미소 폭 Δx의 관통 구멍을 형성했을 때의 면압 증가량을 Δf2로 두면, 상기 식 ④, ⑤를 이용하여 Δf2=F/S(x)-F/S로 표시할 수 있다.

따라서, 굽힘 모멘트의 증가량을 ΔM1로 두면, 상기 식 ① 및 상기 Δf2를 이용하여 다음 수학식 3으로 표시할 수 있다.

또, 이 때의 관통 구멍을 형성하는 것에 의한 굽힘 모멘트의 감소량을 ΔM2로 두면, 상기 식 ②에서

ΔM2=f2*x ‥‥⑦

로 표시된다.

따라서, 중심 O로부터 임의의 거리 x를 반경으로 하는 원주 상의 상기 기능상 필요로 하지 않는 부분에서 관통 구멍을 형성했을 때의 굽힘 모멘트의 총 변화량을 ΔM(=ΔM2-ΔM1)로 두면, 식 ⑥, ⑦ 식에 의해 ΔM은 도 7의 그래프로 표시된다. Rc는 ΔM1=ΔM2(≠0)가 되는 점의 중심 O로부터의 거리로 정의되고, 도 7에서는 ΔM=0이 되는 점(ΔM1=ΔM2=0을 제외함)이 Rc이다.

요컨대, 상기 도 7에서 중심 O로부터 반경 Rc의 원 내에서 관통 구멍을 형성하면, 관통 구멍에 의한 굽힘 모멘트 저감량이 면압 상승에 의한 굽힘 모멘트 증가량보다 크기 때문에, 총 굽힘 모멘트를 저감시킬 수 있음을 의미한다.

또, 본 실시 형태에서 가스킷(9)의 외부둘레부에는 압축기 내외를 시일하기 위한 시일부가 형성되어 있는데, 도 2에서 알 수 있듯이 실린더 블럭(1)과 프론트 하우징(3)의 접합면에 대하여 구동축(13)의 축 방향에서 대향하는 실린더 블럭(1)과 가스킷(9)의 접합면(35)에서는 굽힘 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서, 되도록 면압 Δf2를 저감시키도록 접합면(35) 범위에서 가스킷(9)에는 시일면이 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

본 실시 형태에 의해 실린더 블럭(1)에 작용하는 굽힘 모멘트를 저감시켜 실린더 블럭(1)의 변형을 억제할 수 있다. 그 결과, 실린더 보어(19)의 변형을 억제하여 피스톤(20)의 왕복 운동을 원활하게 수행할 수 있다. 또, 로터리 밸브(24)의 로터리 밸브 수용실(23)의 변형을 억제하여 로터리 밸브(24)의 회전 운동을 원활하게 수행할 수 있다. 또한, 시일면을 감소시킴으로써 가스킷의 면압을 높일 수 있어 가스킷의 시일성을 향상시킬 수 있거나, 또는 종래와 비교하여 볼트 조임력을 저감시켜도 충분한 가스킷의 시일성을 확보할 수 있기 때문에, 볼트 조임력 저감에 의해 실린더 블럭의 변형을 더 억제하여 압축기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

(제 2 실시 형태)

다음으로, 제 2 실시 형태를 도 8∼도 10에 따라 설명한다. 또, 제 2 실시 형태에서는 제 1 실시 형태와의 상이점에 대해서만 설명하고, 동일 부재 또는 상당 부재에는 같은 번호를 붙여 설명을 생략한다.

도 8은 5기통의 압축기이다. 이 압축기에 있어서, 냉매 가스의 흡입 구조로서 로터리 밸브(24) 및 로터리 밸브 수용실(23)이 채택되지 않고, 그 대신에 실린더 블럭(1)과 밸브 플레이트(5) 사이에는 흡입 밸브 형성판(36)이 개재되고, 이 흡입 밸브 형성판(36)과 실린더 블럭(1) 사이에는 가스킷(37)이 개재되어 있다. 피스톤(20)의 흡입 공정시에는 흡입 밸브가 열리고 밸브 플레이트(5)에 형성된 흡입 구멍을 통과하여 냉매 가스가 압축실(21)에 흡입된다. 또한, 피스톤(20)이 압축, 토출 행정으로 이행되면, 흡입 밸브가 닫혀 상기 흡입 구멍이 폐쇄되고, 압축실(21) 내의 냉매 가스는 토출 밸브를 밀어내어 토출실(7)로 토출된다.

도 9에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태에 사용되는 가스킷(37)에는, 중심 구멍(31: 도 9의 점선 원 내), 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍이 연통된 상태에서 하나의 관통 구멍(38)으로 형성되어 있다. 본 실시 형태의 피스톤식 압축기는 상기 제 1 실시 형태와 비교하여 기통 수가 5기통으로 감소되었고, 도 10에 5기통 피스톤식 압축기에 사용되고 있는 종래의 가스킷(39)을 나타낸다. 이 도 10에서 사선부는 보어 구멍(29), 볼트 구멍(30) 및 압축기 내를 시일하기 위해서 기능상 필요로 하는 시일 부분이다. 즉, 도 10에서 알 수 있듯이 가스킷(39)에 있어서 이웃하는 보어 구멍(29) 사이에도 기능상 필요로 하지 않는 시일부가 존재한다. 따라서, 본 실시 형태의 가스킷(39)과 같이 중심 구멍(31), 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍을 연통시켜 일체로 관통 구멍(38)을 형성할 수 있고, 이로써 굽힘 모멘트를 저감시켜 그 결과 실린더 블럭(1)의 변형을 억제할 수 있다. 또, 이와 같이 일체로 관통 구멍(38)을 형성함으로써, 이 가스킷(37)을 제조하는 데에 필요로 하는 형의 성형이 쉽고 또한 형의 수명이 향상되기 때문에, 제조 비용을 저감시킬 수 있다는 효과도 기대할 수 있다.

또, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 범위에서 다음과 같은 태양으로도 실시할 수 있다.

도 11 또는 도 12에 나타낸 바와 같이 중심 구멍(31)과 제 1 관통 구멍(32)이 연통되어 있지 않아도 된다.

이 다른 예에서도 굽힘 모멘트를 저감시켜 실린더 블럭의 변형을 억제하므로, 피스톤 및 로터리 밸브의 운동을 원활하게 수행시켜 피스톤식 압축기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 관통 구멍을 형성함으로써 스루 볼트 조임시에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시켜 실린더 블럭의 변형을 억제할 수 있으므로, 압축기의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또, 시일면을 감소시킴으로써, 가스킷의 면압이 높아져 가스킷의 시일성이 향상되거나, 또는 볼트 조임력을 저감시켜도 충분한 가스킷의 시일성을 확보할 수 있기 때문에, 스루 볼트 조임력 저감에 의해 실린더 블럭의 변형을 억제할 수 있으므로, 압축기의 내구성을향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 둘레 방향으로 복수개의 실린더 보어가 형성된 실린더 블럭의 일단면에 밸브 플레이트를 통해 리어 하우징을 접합시키고, 상기 실린더 블럭의 타단면에 프론트 하우징을 접합시키고, 또한 상기 실린더 블럭, 상기 리어 하우징, 및 상기 프론트 하우징을 스루 볼트로 조임 고정시켜, 구동축의 회전에 의해 상기 각 실린더 보어에 수용된 피스톤을 왕복 운동시켜 냉매 가스의 흡입, 압축 및 토출을 수행하는 피스톤식 압축기로서, 상기 실린더 블럭과 밸브 플레이트 사이에는, 중심 구멍 및 상기 실린더 보어의 개구 가장자리와 거의 일치하는 복수개의 보어 구멍을 가진 가스킷이 개재되어 있는 피스톤식 압축기에 있어서,

   상기 가스킷에는, 상기 가스킷 중심으로부터 상기 보어 구멍 중심의 거리를 반경으로 하는 원 내에 있어서, 상기 스루 볼트 조임시에 상기 실린더에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시키기 위한 제 1 관통 구멍이 보어 구멍 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스킷에 있어서, fㆍRc=(ΔfㆍR을 가스킷 전체로 적분한 것)에 의해 구해지는 Rc를 반경으로 하고 상기 가스킷 중심을 중심으로 하는 원과, 상기 가스킷 중심에서 상기 보어 구멍 중심까지의 거리를 반경으로 하는 원과의 사이에는, 상기 스루 볼트 조임시에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시키기 위한 제 2 관통 구멍이 형성되어 있고, 상기 식에서 f: 면압, Δf: 가스킷 중심으로부터 거리 Rc의 점에 관통 구멍을 형성했을 때의 면압 상승량, R: 가스킷 중심으로부터의 거리, fㆍRc: 가스킷 중심으로부터 거리 Rc의 점에 관통 구멍을 형성했을 때의 굽힘 모멘트 저감량, (ΔfㆍR을 가스킷 전체로 적분한 것): 가스킷 중심으로부터 거리 Rc의 점에 관통 구멍을 형성했을 때의 굽힘 모멘트 증가량인 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 관통 구멍은 상기 중심 구멍과 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 관통 구멍과 상기 제 2 관통 구멍이 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 피스톤식 압축기는 냉매 가스의 흡입 구조로서 로터리 밸브를 사용하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 관통 구멍과 상기 제 2 관통 구멍이 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 피스톤식 압축기는 냉매 가스의 흡입 구조로서 로터리 밸브를 사용하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.