KR200418348Y1 - 밀폐형 압축기의 볼조인트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기의 볼조인트에 관한 것이다. 본 고안은 피스톤(21)의 내부에 형성된 볼수납홈(25)과, 상기 볼수납홈(25)의 개구부에 형성되며, 피스톤(21)과 커넥팅로드(35)의 피스톤연결부(39)를 회전가능하게 연결하는 코킹부(27)와, 상기 코킹부(27)의 내면에 구비되고, 스테인레스 등의 금속으로 구성된 프레임부(31)와 상기 프레임부(31)의 양면에 테프론으로 박막 코팅된 테프론박막부(33)로 구성되는 코킹체(30)와, 상기 볼수납홈(25)에 안착되어 회전가능하게 연결되는 피스톤연결부(39)로 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면 피스톤연결부(39)와 코킹체(30) 사이의 상대 운동에 의한 마모등이 최소화되어 압축기의 내구성이 좋아지는 효과가 있다.

코킹부, 코킹체, 볼수납홈, 피스톤연결부

Description

밀폐형 압축기의 볼조인트 {Ball-joint Of Hermetic Compressor}

도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부구성을 보이는 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트의 구성을 보인 사시도.

도 3은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트의 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.

도 5는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21: 피스톤 23: 연결챔버

25: 볼수납홈 27: 코킹부

30: 코킹체 37: 몸체부

38: 크랭크축 연결부 39: 피스톤 연결부

본 고안은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤과 커넥팅로드를 연결하여 이들 사이에서 동력을 전달하는 밀폐형 압축기의 볼조인트에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도이다.

이에 도시된 바에 따르면 밀폐용기(1)는 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 고정자(3)가 고정되어 있는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지된다.

상기 프레임(2)의 중앙에는 크랭크축(5)이 관통하여 설치된다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되고, 상기 회전자(4)는 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전한다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 구비된다. 상기 편심핀(5b)은 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되어 위치하고 상기 편심핀(5b)의 길이방향으로 반대편에는 균형추(5c)가 형성된다. 상기 편심핀(5b)의 외주에는 커넥팅로드 (9)의 크랭크축연결부(9a)가 상기 편심핀(5b)의 외주를 따라 슬라이드 결합한다.

상기 크랭크축(5)의 내부에는 밀폐용기(1)의 저면에 구비되어 있는 오일(L)을 안내하는 오일통로(5a)가 형성된다. 상기 오일통로(5a)를 따라 오일(L)이 안내되어 프레임(2)의 상부로 전달되어 비산된다. 그리고 상기 크랭크축(5)의 하단부에 는 오일(L)을 펌핑하여 오일통로(5a)로 전달하는 펌핑기구(5d)가 설치된다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 프레임(2)에 일체로 형성된다. 상기 압축실(6') 내부에는 외부로부터 연결된 커넥팅로드 몸체부(9b)와 상기 커넥팅로드 몸체부(9b)와 연결된 피스톤연결부(9c)가 구비된다. 상기 피스톤연결부 (9c)에는 피스톤(7)이 연결되고 상기 피스톤(7)은 상기 압축실(6') 내부에 구비된다.

상기 실리더(6)의 선단에는 작동유체를 제어하는 밸브어셈블리(10)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(10)에서 실린더(6)의 선단이 위치한 면과 반대면에는 작동유체를 압축하는 공간이 구비된 헤드커버(11)가 위치한다. 그리고 상기 헤드커버 (11)와 연결되어 상기 작동유체에 의해 발생하는 소음을 감소시키기 위한 소음기 (12)가 설치된다.

도 2는 종래 기술에 의한 볼조인트 결합의 구성을 보인 사시도이고, 도 3은 종래 기술에 의한 볼조인트 결합의 구성을 보인 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 압축기에서는 크랭크축(5)에서 발생하는 회전력을 피스톤(7)으로 전달하는 커넥팅로드(9)가 볼조인트 결합에 의해 피스톤(7)과 연결된다.

상기 피스톤(7)으로 크랭크축(5)의 동력을 전달하는 커넥팅로드(9)는 몸체부 (9b)와 그 양단에 각각 구비되는 크랭크축연결부(9a)와 피스톤연결부(9c)로 구성된다. 상기 크랭크축연결부(9a)는 링 형상으로 형성되고, 그 내부에 상기 크랭크축 (5)의 편심핀(5b)이 삽입되어 관통한다.

또한, 상기 피스톤연결부(9c)는 볼 형상으로 형성되고, 상기 몸체부(9b)의 타단에 구비된다. 상기 피스톤연결부(9c)는 아래에서 설명할 피스톤(7)의 볼수납홈 (7c)에 삽입되어 코킹부(7b)에 의해 상기 볼수납홈(7c)에 회전가능하게 고정된다. 따라서 상기 피스톤연결부(9c)는 상기 볼수납홈(7c)에서 소정 각도범위로 회전하여 편심핀(5b)의 원주운동을 피스톤(7)의 직선운동으로 변환한다.

상기 커넥팅로드(9)가 결합되는 피스톤(7)은 원기둥의 형상이고, 그 내부에는 연결챔버(7a)가 구비된다. 상기 연결챔버(7a)에서는 상기 피스톤(7)과 커넥팅로드(9)가 볼조인트 결합에 의해 연결된다.

상기 커넥팅로드(9)와 볼조인트 결합하는 피스톤(7)의 내부에는 볼 형상의 커넥팅로드(9)의 피스톤연결부(9c)가 안착되는 볼수납홈(7c)이 형성된다. 그리고 상기 볼수납홈(7c)의 선단에는 코킹부(7b)가 형성된다. 상기 코킹부(7b)는 그 선단이 코킹되어 상기 피스톤연결부(9c)가 상기 볼수납홈(7c)으로부터 이탈하지 않도록 한다. 상기 코킹부(7b)에 의해 상기 피스톤(7)과 커넥팅로드(9)가 연결된다.

또한, 상기 피스톤연결부(9c)에 접해있는 상기 코킹부(7b)의 안쪽면에는 테프론으로 형성된 코킹체(7b')가 구비된다. 상기 코킹체(7b')는 피스톤(7)이 흡입행정시 코킹부(7b)에 전달되는 충격을 흡수하여 피스톤(7)의 직선왕복운동에 의한 소음을 방지하는 역할을 한다. 또한 테프론은 내마모성이 우수하여 상기 코킹체(7b')는 상기 피스톤연결부(9c)의 회전운동에 의한 마모를 방지하는 역할도 한다.

그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기와 같은 테프론은 일반 스틸 재질에 비해 높은 열팽창계수와 낮은 인장강도를 가진다. 따라서 테프론의 특성상 상기 피스톤연결부(9c)와 코킹체(7b')와 의 마찰에 의해 고온으로 되는 경우, 테프론으로 구성된 상기 코킹부(7b)의 코킹체 (7b')는 높은 열팽창계수로 인해 과도하게 팽창하여 상기 코킹부(7b)의 코킹력을 상승시켜 상기 피스톤연결부(9c)의 원활한 운동을 방해한다.

또한 상기와 같은 고온에 의한 코킹력에 의해 상기 코킹체(7b')가 과다한 응력을 받게 되는 경우 상기 코킹체(7b')의 낮은 인장계수로 인해 상기 코킹체(7b')가 파손될 우려가 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 피스톤연결부와 면접촉하는 코킹체의 팽창을 감소시키고, 인장계수를 늘이는 밀폐형 압축기의 코킹구조를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 피스톤 내부의 연결챔버에 형성되는 볼수납홈의 개구부에 구비되는 코킹부와, 상기 볼수납홈의 안쪽면 코킹부에 위치하고, 금속으로 구성되는 프레임부와, 상기 프레임부의 적어도 일면에 테프론으로 박막 코팅한 테프론 박막부로 구성되는 코킹체와, 상기 볼수납홈에 삽입되어 상기 코킹부를 코킹함에 의해 상기 피스톤과 상대회전가능하게 연결되는 피스톤연결부를 포함하여 구성된다.

상기 코킹체의 프레임부에는 양면에 상기 테프론 박막부가 형성된다.

상기 프레임부는 스테인레스 스틸로 만들어짐을 특징한다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면, 코킹체의 열팽창계수가 감소하고 인장강도가 증가하여 피스톤연결부의 작동을 원활하게 하며, 코킹체의 마모와 파손이 감소되는 효과가 있다.

이하 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 것과 동일한 구성은 종래기술 도면의 도면부호를 원용하여 설명한다.

도 4 및 도 5에는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트에 대한 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

피스톤(21)은 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 피스톤(21)의 내부에는 연결챔버(23)가 구비된다. 상기 연결챔버(23)는 피스톤(21)의 후방으로 개구되고 그 내부가 요입되어 요홈의 형상을 가진다.

상기 연결챔버(23) 내부에는 볼형상으로 요입된 볼수납홈(25)이 더 형성되고, 상기 볼수납홈(25)에는 아래에서 설명할 피스톤연결부(39)가 안착된다.

상기 볼수납홈(25)의 개구부에는 피스톤(21)과 커넥팅로드(35)를 회전가능하게 연결하는 코킹부(27)가 구비된다. 상기 코킹부(27)는 상기 볼수납홈(25)의 선단이 코킹되어 형성되며, 상기 코킹부(27)에 의해 아래에서 설명할 피스톤연결부(39)가 상기 볼수납홈(25)의 외부로 이탈하지 않게된다.

상기 코킹부(27)의 내면에는 양 표면을 테프론으로 박막 코팅한 코킹체(30)가 구비된다. 상기 코킹체(30)는 마찰열에 의한 변형을 방지하기 위해 열팽창율이 낮고 인장강도가 높은 스테인레스 등으로 구성된 프레임부(31)와, 상기 프레임부(31)의 양 표면에 테프론으로 박막 코팅한 테프론 박막부(33)로 구성된다. 상기 프레임부(31)는 마찰열에 의한 코킹체(30)의 열팽창을 감소시키고 인장강도를 증가시키며, 상기 테프론 박막부(33)는 코킹체(30)에 가해지는 충격을 완화시키고 마모를 감소시키는 역할을 한다. 상기 코킹체(30)는 코킹부(27)의 안쪽면에 고정되어 상기 코킹부(27)와 함께 그 선단이 코킹된다.

커넥팅로드(35)는 몸체부(37)의 양단에 크랭크축연결부(38)와 피스톤 연결부(39)가 구비되어 구성된다. 상기 몸체부(37)의 일단에 구비되는 크랭크축연결부(38)는 링형상으로 구성되고 내부에 편심핀(5b)이 삽입되어 크랭크축(5)의 회전력을 피스톤(21)에 전달하는 역할을 한다.

상기 몸체부(37)에서 상기 크랭크축연결부(38)가 연결되는 일단의 반대단에는 피스톤 연결부(39)가 구비된다. 상기 피스톤 연결부(39)는 볼형상으로 형성되며, 상기에서 설명한 볼수납홈(25)에 삽입되어 코킹부(27)에 의해 회전가능하게 연결된다. 이때 상기 코킹부(27)의 내면에 구비된 코킹체(30)도 함께 코킹되어 상기 코킹체(30)는 상기 피스톤 연결부(39)와 면접촉한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 볼조인트의 작용을 상세하게 설명한다.

본 실시예의 피스톤(21)은 커넥팅로드(35)와 볼조인트결합되어 크랭크축(5)의 구동력을 이용하여 작동유체를 압축한다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)은 크랭크축연결부(38)의 내부를 관통하여 상대회전 가능하게 연결되고, 피스톤연결부(39)는 상기 피스톤(21)의 볼수납홈(25)에 끼워진다.

따라서 상기 크랭크축(5)의 상단에 위치한 편심핀(5b)에 의해 크랭크축연결부(38)가 원주운동을 하게 되면 커넥팅로드 몸체부(37)에 의해 상기 크랭크축연결부(38)와 연결된 피스톤(21)은 직선왕복운동을 한다. 상기 피스톤(21)은 이러한 직선왕복운동을 하는 과정을 통해 실린더(6) 내부로 유입된 작동유체를 압축한다.

이러한 상기 커넥팅로드(35)에 의한 피스톤(21)의 직선왕복운동중 흡입행정운동시 상기 볼수납홈(25)에 삽입된 피스톤연결부(39)에 의해 코킹부(27)는 충격을 받게 된다. 이때 상기 코킹부(27)의 내면에 구비된 코킹체(30)의 테프론 박막부 (33)에 의해 충격이 흡수된다.

또한, 상기 볼수납홈(25)에 삽입된 피스톤연결부(39)와 상기 볼수납홈(25)의 안쪽면은 서로 면접촉하면서 마찰열이 발생한다. 특히 상기 볼수납홈(25)의 개구부에 구비된 코킹부(27)에서는 볼조인트결합으로 인한 회전운동과 피스톤(21)의 흡입행정시 피스톤연결부(39)와의 충격에 의해 많은 마찰열이 발생한다.

상기와 같은 마찰열이 발생하는 경우 상기 코킹부(27)에 구비된 코킹체(30)의 프레임부(31)를 구성하는 스테인레스 등의 열팽창계수는 테프론 소재의 열팽창계수보다 대략 6배 정도 낮으므로 상기 코킹체(30)는 테프론으로 형성된 기존의 코킹체(7b')에 비해 쉽게 팽창하지 않는다.

그리고 상기 코킹체(30)에 형성된 테프론 박막부(33)는 기존의 코킹체(7b')에 비해 형성두께가 얇으므로 마찰열에 의한 팽창이 적다. 따라서 온도상승에 의한 코킹체(30)의 코킹력이 현저하게 증가하는 현상이 발생하지 않는다.

또한 테프론은 내마모성이 높으므로 피스톤연결부(39)의 회전운동에 의한 상기 코킹체(30)의 마모를 감소시킨다. 그리고 상기 코킹체(30)의 프레임부(31)를 구성하는 스테인레스 등의 인장강도는 기존의 코킹체(7b')의 인장강도보다 대략 5배정도 높으므로 상대적으로 상기 코킹체(30)는 응력에 의해 쉽게 파손되지 않는다.

이와 같은 본 고안의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 고안의 권리범위는 첨부한 실용신안등록청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 볼조인트 에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저 피스톤연결부와 코킹부의 사이에 구비된 코킹체는 그 양면에 테프론 박막부가 구비되어 피스톤의 직선왕복운동에 의한 충격을 감소시킨다. 따라서 피스톤의 직선왕복운동에 의한 소음이 감소되는 효과가 있다. 그리고 상기 테프론 박막부에 의해 피스톤연결부의 회전운동에 의한 마모를 감소시킬 수 있으므로 피스톤의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한 상기 코킹체의 프레임부는 낮은 열팽창율을 갖는 스테인레스 등으로 형성되어 피스톤연결부의 회전운동에 의해 발생하는 마찰열에 의해 쉽게 팽창하지 않는다. 그리고 상기 코킹부의 테프론 박막부는 기존의 코킹체의 테프론 형성두께보다 얇게 형성되어 마찰열에 의해 과다하게 팽창하지 않는다. 따라서 코킹체의 팽창으로 인한 코킹력의 상승을 방지할 수 있으므로 피스톤의 원활한 직선왕복운동이 가능하다.

또한 상기와 같은 마찰열로 인해 코킹체에 과도한 응력이 발생하는 경우에도 인장강도가 높은 스테인레스등으로 구성된 프레임부가 구비된 코킹체는 기존의 코킹체에 비해 인장강도가 높으므로 상기 코킹체가 파손될 가능성이 감소한다.

Claims (3)

1. 피스톤 내부의 연결챔버에 형성되는 볼수납홈의 개구부에 구비되는 코킹부와,

   상기 볼수납홈의 안쪽면 코킹부에 위치하고, 금속으로 구성되는 프레임부와, 상기 프레임부의 적어도 일면에 테프론으로 박막 코팅한 테프론 박막부로 구성되는 코킹체와,

   상기 볼수납홈에 삽입되어 상기 코킹부를 코킹함에 의해 상기 피스톤과 상대회전가능하게 연결되는 피스톤연결부를 포함하여 구성됨을 특징을 하는 밀폐형 압축기의 볼조인트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 코킹체의 프레임부에는 양면에 상기 테프론 박막부가 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 볼조인트.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 프레임부는 스테인레스 스틸로 만들어짐을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 볼조인트.

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