KR20090042843A - 왕복 압축기용 피스톤-구동 로드 장치 - Google Patents

Abstract

왕복 압축기에 적용된 장치는 왕복 피스톤(10)과; 죠인트핀(50) 내에 결합되어 있는 하나의 종방향 커플링 연장부를 가지며 이에 의해 피스톤(10)을 흡입 행정 중에 변위시키도록 보유하는 구동 수단(DM)에 결합되어 있는 한단부(9c, 41)와 피스톤(10)에 장착된 죠인트핀(50)과 협동하는 대향 단부(9b, 42)을 갖는 구동 로드(9, 40)를 구비한다. 죠인트핀(50)은 구동 로드(40)의 대향 단부의 높이와 죠인트핀의 종방향 커플링 연장부 사이의 차이보다 크게 죠인트핀(50)의 측표면의 종방향 연장부를 따라 압축 행정 동안에 피스톤(10)에 결합된다.

Description

왕복 압축기용 피스톤-구동 로드 장치{PISTON-DRIVING ROD ARRANGEMENT FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 냉장고, 냉동고, 급수대 등과 같은, 특히 소형의 냉장 시스템 내에서 사용되는 형식으로 통상의 전기 모터 또는 리니어 전기 모터가 구비되어 있는 왕복 압축기의 압축 챔버 내부에서 왕복하는 피스톤과 구동 로드용 장착 장치에 관한 것이다.

회전 전기 모터 또는 리니어 전기 모터에 의해 구동되는 냉장 시스템 내에서 사용되는 이러한 형식의 밀봉형 압축기는, 일반적으로, 케이싱의 내부에 실린더의 폐쇄 단부와 헤드 사이에 구비되어 있는 밸브판에 의해 폐쇄되고 실린더의 내부에 형성된 압축 챔버와 선택적으로 유체 연통하는 배출 챔버가 형성되어 있고 한단부가 헤드에 의해 폐쇄되는 실린더가 형성되어 있는 실린더 블록을 갖는 모터 압축기 조립체를 구비하고, 상기 유체 연통은 일반적으로 밸브판에 의해 구동되는 흡입 밸브 및 배출 밸브에 의해 각각 선택적으로 폐쇄되는 밸브판에 구비되어 있는 흡입 구멍과 배출 구멍을 통하여 이루어진다. 상기 압축기에서, 피스톤은 압축 챔버의 내부에서 축방향 왕복 운동으로 변위되며, 상기 피스톤은 압축기의 전기 모터가 작동함에 따라 압축 챔버의 내부에 있는 냉동 유체의 흡입 및 압축 동작을 수행하도 록 압축기의 전기 모터와 작동가능하게 연결되어 있고 실린더 블록에 장착된 구동 수단에 결합되어 있다. 피스톤은 피스톤과 구동 수단 사이에서 힘을 전달하고 피스톤이 상기 압축 챔버의 축방향과 일치하는 축방향을 따라 압축 챔버의 내부에서 이동하고 압축 챔버 내에서 피스톤에 대하여 실린더 블록의 반동력을 최소화하도록 구동 수단에 결합되어 있다. 공지된 바와 같이, 피스톤에 대한 실린더 블록의 반동력은 피스톤과 실린더 블록 사이의 과도한 마찰을 야기하고, 이는 에너지 소비로 이어지고 압축기의 효율을 계속적으로 감소시키고 높은 수준의 마찰을 부품이 받게 되어 마모가 촉진되고 압축기의 유효 수명을 감축시킨다.

회전 전기 모터를 갖는 왕복 압축기에 있어서, 피스톤의 구동 수단은, 통상 커넥팅 로드라고 알려져 있는 구동 로드에 의해 이루어지는 데, 이의 한측은 실린더 블록에 장착되어 있는 크랭크축의 편심부에 장착되어 있고, 다른 일측은 피스톤에 장착되어 있다.

피스톤을 구성하는 조립체를 장착하기 위해 구비된 작은 공간과 작은 크기의 부품의 함수로서, 케넥팅 로드를 위한 구동 로드와 편심축과 다른 구조적 대체물이 상기 조립체를 상기 압축기에 장착을 용이하게 하기 위한 목적으로 개발되고, 이들 중에서, 2편 커넥팅 로드를 사용되는 것이 발견되는 데 이는 크랭크축의 편심부와 피스톤에 쉽게 장착할 수 있기 때문이다.

상기 구조에 있어서, 커넥팅 로드의 부품과 피스톤은 통상 핀, 클램프 또는 접착제에 의해 서로 관절로 연결되어 결합된다.

공지의 2편 커넥팅 로드 구조는: 많은 갯수의 부품이 필요하고; 조립이 곤란 하고; 큰 중량 운동이 이루어져야 하며; 용접을 하는 경우 또는 접착제를 사용하는 경우에 잔류물이 발생하며; 가공 비용이 높아지는 정밀가공이 요구되는 문제점이 있다. 접착제가 사용되면, 종종 장기간의 건조기간이 요구된다. 더욱이, 재료의 경년 변화에 따라 접착제가 시간에 대한 저항력이 변하기 때문에 접착제를 통한 고정은 제품의 신뢰성에 영향을 준다.

다른 하나의 공지 구조의 해결책에 있어서, 피스톤에 커넥팅 로드를 장착하는 것은 구면 관절을 통하여 이루어지며, 여기에서 금속 구면은 커넥팅 로드의 단부 중에 하나의 단부에 적절한 성형 공정에 의해 부착된다. 이러한 구조에 있어서, 커넥팅 로드에 결합된 구면은 피스톤 내부에 구비되어 있는 공동 내로 도입되며, 이는 피스톤의 내부에 구면 커넥팅 로드 조립체의 로킹을 용이하게 하도록 기계적으로 가공된다. 몇몇의 경우에 있어서, 이러한 조립체의 부품들이 결합된 채로 유지시키기 위한 고정 수단으로서 엔지니어링 플라스틱이 또한 이용되는 데, 이는 커넥팅 로드에 인접한 영역에서 피스톤의 내부벽과 구면 사이에 주입된다.

이러한 해결책은 압축기 동작 중에 국부적인 마모에 대한 높은 잠재적인 가능성이 있는 한편 커넥팅 로드의 단부에 구면을 적절한 방법으로 신뢰성 있게 결합하기가 매우 곤란한 문제점이 있다. 또한, 이러한 해결책은 커넥팅 로드를 피스톤에 장착하기 위한 다른 공지의 해결책보다 낮은 힘이 적용됨에 따른 부하용량이 존재한다.

다른 하나의 공지의 종래의 해결책에 있어서, 커넥팅 로드의 대단부는 크랭크축의 편심부에 장착되고, 소단부는 피스톤의 내측에 구비되고 피스톤의 내측벽에 형성된 방사방향 구멍을 통하여 끼워진 죠인트핀을 수용한다. 이러한 구성에 있어서, 커넥팅 로드의 소단부는 피스톤의 운동에 따라 회전하도록 죠인트핀 둘레에서 관절 연결된다. 죠인트핀이 피스톤에 대한 장착 위치로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여, 이러한 종래 기술의 구성은 죠인트핀에 형성된 죠인트 홀을 통하여 삽입된 탄성 고정핀을 구비하는 데, 이는 죠인트핀 축에 대각선 방향이고 피스톤에 구비되어 있는 장착 구멍과 커넥팅 로드에 대하여 차레로 외표면으로부터 피스톤의 관형벽 부분을 따라 피스톤 축에 평행하게 정렬되어 있다.

이러한 구성은 긴 길이와 두꺼운 벽을 가진 피스톤을 필요로 하는 데, 이는 실린더의 내부벽과 접촉하는 영역이 증가하여 압축기의 성능을 감소시키게 하는 문제점을 가지고 있다.

피스톤의 직경을 감소시킬 필요가 있는 상기 구성에 있어서, 피스톤에 커넥팅 로드를 장착하기 위한 종래의 구성은 커넥팅 로드의 소단부를 위치시키기 위하여 피스톤의 내부 공간을 감축하여야 하기 때문에 적용할 수 없다. 이러한 경우에 있어서, 소단부의 직경을 감소 및/또는 죠인트핀의 직경을 감소시킬 필요가 있으며, 이는 이들 부품들 사이에서 베어링 지지 영역을 감소시킨다.

상기한 문제점들 이외에, 커넥팅 로드와 피스톤을 장착하기 위한 공지의 구성은 일반적으로 상기 죠인트핀의 단부 부분에 인접하며 커넥팅 로드의 소단부에 의해 둘러싸여 있으며 그 중간 부분의 외부에 피스톤의 죠인트핀의 작은 지지 영역이 존재한다.

압축시에, 커넥팅 로드의 힘은 죠인트핀의 길이를 따라 균일하게 분포되어 있지 않은 국부적인 스트레스를 일어나게 하는 죠인트핀의 중간 영역에서 소진된다. 이들 응력은 종래의 구성에 대하여 이러한 압축기에서 압축 부하가 증가 될 때, CO₂ 함유 냉매로 동작되는 압축기인 경우에 증가된다. 죠인트핀에 균일하지 않게 분포된 부하가 축적되어 마모가 증가되고 유용한 수명이 감소된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 죠인트핀의 치수의 감축, 특히 직경을 감축할 필요없이, 주로 압축 행정 중에 피스톤에 대하여 죠인트핀의 지지 영역을 증가시키며 상기 피스톤의 부하 저항을 개선하는 왕복 압축기의 구동 로드와 피스톤용 장착 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제한적인 윤활 조건일지라도 제품의 신뢰성을 유지하고 구성 부품의 마모를 야기하지 않으며 치수의 고정밀도를 요구하지 않는 부품을 사용하여 구동 로드-피스톤 조립체의 간단하고 신속하게 장착을 할 수 있는 상기한 바와 같은 장착 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 피스톤, 커넥팅 로드 및 죠인트핀의 치수와 무관하게 상기한 장점을 유지하고 신뢰성 있게 이들 부품이 서로 결합되어 있는 커넥팅 로드-피스톤 조립체의 구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적은, 내부에 압축 챔버를 형성하는 실린더 블록과; 압축 챔버의 내부에서 축방향으로 왕복하는 피스톤과; 피스톤에 왕복력을 적용하기 위하여 실린더 블록에 장착된 구동 수단과; 구동 수단에 결합되는 하나의 단부와 피스톤에 장착된 죠인트핀과 협동하는 대향 단부를 갖는 구동로드를 구비하는 왕복 압축기의 구동 로드와 피스톤을 위한 장착 장치에 의해 달성되고, 구동 로드는 구동 수단에 결합된 하나의 단부를 가지며 피스톤에 장착된 죠인트핀과 협동하는 하나의 대향 단부를 가지고, 구동 로드의 대향 단부는 고정 수단에 의해 보유되고 죠인트핀 내에 구비되어 있는 축방향 구멍에 고정되는 적어도 하나의 종방향 커플링 연장부를 가지며, 이에 의해 구동 로드는 흡입 행정에서 피스톤을 변위시키고, 상기 종방향 커플링 연장부는 죠인트핀의 축방향으로 놓이고 높이는 구동 로드의 대향 단부보다 작고, 상기 죠인트핀은 구동 로드의 대향 단부의 높이와 전체 종방향 연장부 사이에서의 차이보다 크게 죠인트핀의 측표면의 종방향 연장부를 따라 압축행정 중에 피스톤에 결합된다.

본 발명은 피스톤의 상사점에서 냉매 유체가 압축되는 동안에 고압 영역 내에서 큰 지지 영역을 가지는, 예를 들면 19mm이하인 직경의 감소된 치수를 갖는 영역이 피스톤 내에서 지탱된다. 상기 커다란 지지 영역은 압축기의 베어링의 높은 부하와 내마모성을 증가시켜 유압 압력을 개선한다.

본 발명의 가능한 실시예를 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

도 1은 종래 기술의 구동 로드 구성을 가지고 축방향 베어링에 의해 수직으로 지지되어 있는 실린더 블록 아래에 배열된 전기 모터의 회전자에 부착된 수직 크랭크축을 갖는 밀봉형 왕복 압축기의 개략적인 수직 단면도이다.

도 2는 피스톤에 고정하기 전의 모습으로 종래 기술에 따라 구성된 구동 로 드의 개략적인 확대 분해도이다.

도 3은 피스톤에 고정하기 전의 모습으로 다른 하나의 종래 기술의 구동 로드를 개략적으로 도시한 확대 분해도이다.

도 4는 피스톤에 고정하기 전의 모습으로 본 발명에 따라 구성된 구동 로드의 개략적인 확대 분해도이다.

도 5는 본 발명에 따라 구성된 도 4에 도시된 바와 같은 구동 로드 대향 단부의 고정과 피스톤에 장착된 죠인트핀의 개략적인 횡단면도이다.

도 6은 본 발명에 따라 구성된 도 5에 도시된 바와 같은 구동 로드 대향 단부에 부착되고 피스톤에 장착된 죠인트핀의 개략적인 종단면도이다.

도 7은 본 발명의 다른 구성에 따른 구동 로드의 대향 단부에 부착되고 피스톤에 장착되는 죠인트핀의 개략적인 횡단면도이다.

도 8은 본 발명의 다른 구성에 따른 도 7에 도시된 바와 같은 구동 로드의 대향 단부에 부착되고 피스톤에 장착된 죠인트핀의 개략적인 종단면도이다.

본 발명은, 예를 들면 냉장 설비의 작은 냉동 시스템에서 사용되는 형식의 리니어 모터 또는 회전 모터에 의해 구동되고, 이는 밀봉 케이싱(1)의 내측에 장착되고, 냉매 유체의 압축 사이클의 흡입 및 압축 행정에서 실린더(3) 내측에서 왕복 운동하는 피스톤(10)이 한단부에 머무르는 실린더(3)를 형성하는 실린더 블록(2)을 갖는 모터-압축기 조립체를 구비하는 왕복 압축기에 대하여 설명한다. 실린더(3)는 또한 실린더(3)의 대향 단부와 피스톤(20) 사이에 구비되어 있는 피스톤(4)의 상부 부분(11)과 밸브판(4) 사이에서 실린더(3)의 내부에 형성되어 있는 압축 챔버(3b)와 선택적으로 유체 연통하도록 유지되는 배출 챔버(도시 안함)를 형성하는 실린더(3) 커버 또는 헤드(20)에 의해 폐쇄되는 대향 단부(3a)를 갖는다. 도 1에 도시된 형식의 압축기에 있어서, 피스톤(10)은 실린더 블록(2)에 결합된 크랭크축(5)의 형태로 구동 수단(DM)에 의해 구동되고 크랭크축(5)에 의해 아래 쪽에 지지되는 고정자(6)와 회전자(7)를 포함하는 회전 모터에 장착되고 실린더 블록(2)에 결합된다. 피스톤(10)과 크랭크축(7) 사이의 연결은 구동 로드(9)를 통하여 얻어지며, 이는 도시된 종래 기술 구성에서 피스톤(10)에 관절연결되도록 소단부(9b)를 형성하는 하나의 단부와, 편심부(5a)의 축에 대각선 방향으로 왕복하는 피스톤(10)을 편심부(5a)에 장착되도록, 예를 들면 종래 구성에서 대향 단부인 대단부(9c)를 갖는다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 커넥팅 로드 형태의 구동 로드(9)의 종래의 구성에 있어서, 구동 로드의 소단부(9b)는 피스톤(10)에 장착된 죠인트핀(30)에 관절 연결된다.

도시되어 있지는 않지만, 본 발명은 또한 본원에 기술된 바와 같이, 회전 모터에 의해 구동되는 커넥팅 로드-크랭크축 기구 대신에 리니어 모터에 의해 구동되는 기구를 갖는 왕복 압축기에 적용할 수도 있다. 리니어 모터에 의해 구동되는 이들 압축기는 피스톤(10)이 왕복 운동할 때, 축방향으로 변위되는 압축 챔버(3b)를 내부에 형성하는 실린더 블록(2)을 구비한다. 상기 리니어 압축기의 압축 챔버(3b)는 피스톤(10) 축과 정렬되는 축을 가지며 흡입 밸브 및 배출 밸브가 구비된 밸브판(4)과 헤드(20)에 의해 폐쇄되는 한단부를 가진다. 상기 리니어 압축기의 구성적 차이점은 구동 로드(9)의 구성과 조립에만 있다.

첨부된 도면에 따르면, 피스톤(10)은 구동 로드(9)의 소단부(9b)에 장착되도록 대향 개방 단부(12)와 실린더(3) 내부의 압축 챔버(3b) 내에서 냉매 유체를 압축하기 위하여 상부 부분(11)을 형성하는 폐쇄 단부를 갖는 관형부재이다. 피스톤(10)은 측면벽(13) 상에서 서로 정렬되어 배열되어 있는 한 쌍의 장착 구멍(14)을 가지며 이를 통하여 피스톤(10)에 의해 지지 될 죠인트핀(30)이 장착되고, 상기 장착 구멍(14)은 피스톤(10)의 축에 대하여 대각선인 축을 가진다.

도시된 구성에서 피스톤이 원통형 관형상(원형 부분)을 가질지라도, 본 발명의 해결책은 피스톤이 어떤 형상을 가져도 된다는 것으로 이해하여야 한다.

도 2에 도시된 구성에 있어서, 하나의 장착 구멍(14)은 다른 장착 구멍(14)보다 큰직경을 가지며, 이를 통하여 죠인트핀(30)이 도입되고, 상기 죠인트핀(30)의 한단부를 고정하는 작은 직경의 장착 구멍(14)은, 예를 들면 억지 끼워 맞춤 또는 다른 어떤 지지 수단에 의해 지지된다.

도 3에 따라서, 종래 기술의 구동 로드(9)는 측면벽(13)의 두께를 관통하여 피스톤(10)의 결정된 종방향 연장부를 점유하는 장착 구멍(14)에 대각선방향으로 피스톤(10)에 구비되어 있는 고정 축방향 구멍(16) 내에 탄성 지지핀(15)을 도입하여 피스톤(10)에 장착되고, 상기 축방향 고정 구멍(16)은 외측 단부(17)가 피스톤(10)의 외부로 개방되고 내측 단부(도시 안함)가 인접 장착 구멍(14)으로 개방되도록 피스톤(10)의 축에 평행하게 구비되고, 이에 의해 탄성 지지핀(15)은 상기 내 측 단부로부터 돌출된 상기 고정 축방향 구멍(16) 내로 도입된다. 이 구성에 있어서, 죠인트핀(30)은, 예를 들면 억지 끼워 맞춤으로 지지되고 고정 축방향 구멍(16)의 내측 단부로부터 돌출된 탄성 지지핀(15)의 한 단부 부분을 수용하도록 고정 축방향 구멍(16)의 내부 단부와 정렬되어 배열되도록 구멍을 통하여 방사방향 구멍(31)을 갖는다.

이들 구성은 상기에 기재된 문제점을 갖는다.

본 발명은 종래 구성의 결점을 극복하는 외에 피스톤(10)의 치수를 감소시키지 않으면서 적어도 피스톤(10)의 압축 행정 동안에 피스톤(10)에 죠인트핀(30)의 큰 부하를 허용하는 피스톤(10)에 장착 장치를 구비하는 구동 로드(40)를 제공한다.

본 발명에 따라서, 구동 로드(40)는 구동 수단(DM)에 결합된 한단부(41)를 가지며 피스톤(10)에 그 축과 횡단하는 방향으로 장착된 죠인트핀(50)과 협동하는 대향 단부(42)를 가지고, 구동 로드(40)의 상기 대향 단부(42)는 죠인트핀(50)에 결합된 적어도 하나의 종방향 커플링 연장부(43)를 지지하고, 이에 의해 구동 로드(40)는 피스톤(10)을 흡입 행정방향으로 변위시키고, 상기 종방향 커플링 연장부(43)는 죠인트핀(50)의 축방향으로 가지는 횡단면을 가지며, 높이(h)는 구동 로드(40)의 대향 단부의 높이(h')보다 작고, 상기 죠인트핀(50)은 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 높이(h')와 죠인트핀의 종방향 전체 연장부(Et) 사이의 차이보다 큰 죠인트핀(50)의 측표면의 종방향 연장부를 따라 피스톤의 압축 행정 동안에 피스톤(10)에 의해 지지된다.

본 발명의 구동 로드(40)의 장착 장치는 종래 구성에서 얻어진 최대 지지력에 관하여 압축 행정 동안에 피스톤(10)에 죠인트핀(50)의 커다란 부하를 허용한다. 본 발명으로 얻어진 최소의 베어링 작용은 종방향 커플링 연장부(43)의 높이(h)와 측면 표면의 전체 종방향 연장부(Et) 사이에서의 차이에 대응하여 상기 죠인트핀(50)의 측표면의 종방향 연장부를 따라 피스톤(10)의 내부 벽부분 상에 놓여진 죠인트핀(50)에서 일어난다. 이러한 베어링은, 예를 들면 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 구조적 선택에 따라 얻어진다.

본 발명으로 얻어진 최대 베어링 작용은 도 4 내지 도 6에 도시된 구성에서 일어나고, 여기에서 죠인트핀(50)은 상기 죠인트핀(50)의 측표면의 전체 종방향 연장부(Et)를 따라 적어도 피스톤의 압축 행정 동안에 피스톤(10)에 의해 지지된다.

이러한 구성에 있어서, 피스톤(10)은 피스톤의 대향 단부(12)로부터 피스톤(10)의 내부로 축방향으로 변위되게 하는 내부벽(18)을 가지며, 상기 내부벽(18)은 죠인트핀(50)의 측면 표면의 인접 부분에 수용되어 놓여지도록 성형되어 있다. 도 4 내지 도 6에 도시된 해결책에 있어서, 피스톤(10)의 내부벽(18)은 죠인트핀(50)의 축방향 장착 방향을 향하여 굽은 형상을 가지고 적어도 그 연장부 부분에 존재하고, 상기 굽은 형상은 적어도 압축 사이클 동안에 상기 내부벽(18)에 놓이는 죠인트핀(50)의 인접 측벽의 형상과 일치하는 형상이다. 도시된 이러한 구성에 있어서, 피스톤(10)의 내부벽(18)은 죠인트핀(50)의 직경의 약 절반에 대응하는 원주방향 연장부와 일치하는 형상이다.

본 발명에 따라서, 죠인트핀(50)은, 적어도 흡입 행정 동안에 구동 로드(40) 가 피스톤(10)을 변위시키게 하도록 피스톤(10)의 변위 방향으로 구동 로드와 죠인트핀 사이에서 생기는 상대 간격을 방지하도록 다른 부품에 대하여 예각으로 구동 로드(40)와 죠인트핀(50)의 적어도 하나의 부품을 지지하는 고정 수단(60)에 의해 지지되고 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 종방향 커플링 연장부(43)를 결합하고, 예를 들면 막혀 있는 방사 방향 구멍(51)을 가진다.

본 발명의 구성에 있어서, 구동 로드(40)에 죠인트핀(50)을 단단하게 결합하기 위한 고정 수단(60)은 상기 부품들과 단일 몸체로 형성된다.

도 4 내지 도 6에 도시된 구성에 있어서, 죠인트핀(50)은 원통형 핀이고, 방사방향 구멍(51)은 방사방향 슬롯형태이다. 죠인트핀(50)은 죠인트핀(50)의 편평한 후방 측면벽 부분과 일치하는 윤곽을 가진 피스톤(10)의 인접 내부벽 부분(18)에 대하여 놓이도록 성형된 편평한 후방벽 부분을 가지는 부분적으로 원통형이라는 것을 이해하여야 한다.

더욱이, 방사방향 슬롯(51)은 구동 로드(40)의 각운동의 함수로서 미리 형성된 각도 섹터를 갖는 방사방향 구멍일 수 있다.

본 발명의 죠인트핀(50)은 구동 로드(40)와 함께 종래의 재료로 구성된 형식의 것일 수도 있다.

고정 수단(60)은 구동 로드(40)의 대향 단부(42)에 죠인트핀(50)을 지지하여 서로 부착되는 부품들 사이에 제공되는 접착제(61)의 형태일 수도 있고, 상기 접착제는 압축 챔버 내에 존재하는 온도와 압력에 견디어야 하고 섭씨 약 200도의 온도를 견디며 자외선광에 의해 또는 혐기성, 열에 견디고 접착이 잘되게 하는 화학 요 소로 만들어진다.

고정 수단(60)은, 예를 들면 구동 로드(40)와 죠인트핀(50)이 서로 끼워 맞춤과 같은 기계적인 결합에 의해 형성되고, 이에 의해 상기 부품들은 적어도 압축 행정 동안에 상호 밀착을 유지하며 고정 강도를 증가시키며 이러한 상호 밀착은 또한 흡입 행정 동안에도 유지된다.

구동 로드(40)와 죠인트핀(50)의 상호 밀착으로 제공되는 이러한 결합에 부가하여, 본 발명은 고정을 강화하기 위하여 상기 부품들 사이에 접착제의 동반 사용을 고려해 볼 수 있다.

본 발명을 실시하기 위하여, 구동 로드(40)의 대향 단부(42)는 상기한 바와 같이, 죠인트핀(50)에 부착된 구동 로드(40)를 통하여 방사방향 구멍(44)이 구비된 구동 로드(40)의 상기 대향 단부(42)의 단면보다 작은 단면을 가지는 적어도 하나의 종방향 커플링 연장부(43)를 지지한다.

도시된 도면에 따라서, 대향 단부(42)는 구동 로드(40)와 정렬된 축을 가지는 단일의 종방향 커플링 연장부(43)와 단일편으로 결합되고, 상기 종방향 커플링 연장부(43)는 죠인트핀(50)에 구동 로드(40)를 단단하게 고정하도록 죠인트핀(50)의 방사방향 구멍(51) 내에 결합되도록 치수가 결정되고, 상기 단일편은 피스톤(10)에 장착되는 단일 몸체로 작용한다. 이러한 구성에 있어서, 고정 수단(60)은 단일 몸체로 형성되어 구동 로드(40)를 죠인트핀(50)에 단단하게 결합한다. 이러한 구성으로서, 적어도 피스톤(10)의 압축 행정 동안에 구동 로드(40)의 운동은 피스톤(10)에 관한 상대운동이 일어나도록 죠인트핀(50)에 전달된다.

그러나, 본 발명은, 예를 들면 죠인트핀(50)이 피스톤(10)과 거기에 관절연결된 구동 로드(40)에 단단하게 부착된 경우에 방사방향 구멍(51)에서 종방향 커플링 연장부(43)와 갭을 가지고 결합을 제공한다는 것을 이해하여야 한다.

비록 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 대향 단부(42)는 적절한 수단, 적어도 하나의 방사방향 구멍(44)을 구비한 하나 이상의 종방향 커플링 연장부(43)와 같은 적절한 수단에 의해 단단하게 결합된다.

본 발명에 따라서, 구동 로드(40)의 대향 단부(42)는 압축 행정 동안에 죠인트핀(50)의 외측 측면 표면부 상에 올려 놓여져 있는 크래들(45)을 형성하는 표면 부분을 가지나, 이는 피스톤(10)이 이러한 행정 중의 부하력이 시팅과 베어링과 같은 것이 필요하지는 않을지라도 흡입 행정 중일지라도 유지할 수 있다.

죠인트핀(50)의 방사방향 구멍(51) 내로 도입된 종방향 커플링 연장부(43)가 존재하는 구성에 있어서, 크래들(45)은 종방향 커플링 연장부(43) 둘레에 죠인트핀(50)의 외측면 표면에 의해 형성된다. 도 4 및 도 5에 도시된 구성에 있어서, 크래들(45)은 죠인트핀(50)의 외측면 표면의 윤곽과 일치하는 오목형과 반 원통형의 것이고, 피스톤(10)의 압축 행정 동안에, 대향 단부(42)는 죠인트핀(50)의 원통형 외측면벽(52)에 대하여 놓인다. 크래들(45)의 구비는 냉매 유체가 최대로 압축됨에 따라 피스톤(10)의 상사점에서 죠인트핀(50) 상에 높은 압력이 작용하게 하는 지지 영역을 증가시킨다. 이러한 커다란 영역은 부하에 대하여 크게 저항할 수 있게 해주며 압축기 베어링의 수직 정렬에 크게 저항한다. 같은 방식으로, 본 발명은 피스톤(10)의 압축 행정에 따른 유압 압력의 개선된 분포를 제공하는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 방사방향 구멍(51)이 죠인트핀(50)의 전체 두께를 걸쳐 연장되어 있지 않을 때, 죠인트핀(50)의 전체 연장부에 상응하는 큰 영역을 가지는 피스톤(10) 구멍(14)의 내부 원통형 표면에 대한 죠인트핀(50)의 외표면의 커다란 베어링 영역을 허용한다.

도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예의 구성에 있어서, 방사 방향 구멍(51)은 죠인트핀(50)의 전체 두께에 걸쳐 연장되고, 피스톤 구멍(14)의 내부 원통형 표면에 인접하고, 피스톤(10)에 죠인트핀(50)의 결합은 상기 죠인트핀(50)의 종방향 연장부를 따라 종래 구성에서 얻어진 것보다 크게 이루어지고, 죠인트핀(50)의 전체 종방향 연장부(Et)와 피스톤(10)의 구멍(14)의 상기 내측 표면에 인접한 종방향 커플링 연장부(43)의 높이(h) 사이의 차에 대응한다.

관통 구멍으로서 방사방향 구멍을 가지는 죠인트핀(50)의 구성에 있어서, 종방향 커플링 연장부(43)는 피스톤(10)의 상부에서 돌아간 측표면의 윤곽 부분을 형성 또는 상기 측표면으로부터 떨어져 돌출되어 있을지라도 죠인트핀(50)의 전체 두께에 걸쳐 연장될 수 있고, 이 경우에, 피스톤(10)의 내부벽(18)은 죠인트핀(50)의 측표면으로부터 돌출되어 종방향 커플링 연장부(43)의 한단부에 틈새를 가지고 수용되도록 외주방향 슬롯 연장부를 구비한다. 그러나, 이들 다른 실시예의 구성은 도 7 및 도 8에 도시된 것보다 높은 표면을 조정하기 위하여 치수적인 정밀을 필요로 한다. 본 발명의 피스톤(10)에 죠인트핀(50)을 큰 베어링 또는 지지하는 개념은 첨부된 도면에서 사용된 원통형 대신에, 예를 들면 반원통형과 같은 다른 형상을 가진 상기 죠인트핀(50)의 구성으로 실시 할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 반원통형 죠인트핀의 다른 구성의 선택에 있어서, 이는 피스톤(10)의 내측에 장착되고, 이 때문에 상기 죠인트핀의 편평한 표면 부분은 피스톤(10)의 내부벽(18)을 형성하는 인접한 짝맞추어지는 편평한 표면에 놓인다. 이러한 구성적 선택에 있어서, 죠인트핀(50)은 피스톤(10)에 대하여 운동하지 않고 원통형 표면을 가지며, 구동 로드(40)는 종방향 커플링 연장부(43)를 도입하고 결합하기 위한 방사방향 궁형 슬롯을 구비하고, 상기 궁형 슬롯은 구동 로드(40)와 강성의 단일편으로 형성되지 않은 경우에 죠인트핀(50)에 대하여 구동 로드(40)의 각운동을 허용하도록 치수 결정된다. 이러한 구성에 있어서, 구동 로드(40)의 대향 단부(42)에 인접하게 형성된 크래들(45)은 죠인트핀(50)의 인접한 원통형 표면 부분과 맞추어지는 궁형 윤곽을 가진다.

반원통형 죠인트핀(50)에 대한 다른 구성적 선택에 있어서, 대향 단부(42)와 일치하는 편평한 윤곽을 가지고 구동 로드의 대향 단부(42)에 표면을 가지며, 이 경우에 있어서, 구동 로드(42)에 단단하게 부착되고, 죠인트핀(50)의 인접한 원통형 표면과 맞는 피스톤(50)의 궁형 내부벽(18)에 대하여 놓여 있다. 이 경우에 있어서, 크래들(45)은 편평하다.

도 4 내지 도 8에 도시된 구성에 있어서, 설명된 장착 장치의 고정 수단(60)은 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 종방향 커플링 연장부(43)를 죠인트핀(50)에 부착하는 죠인트핀(50) 내에 구비되어 각각의 축방향 구멍(53) 내에 놓여진 적어도 하나의 로킹핀(62)을 구비하고, 상기 고정은 구동 로드(40)의 대향 단부(42) 내에 구비된 방사 방향 구멍(44) 내의 로킹핀(62)의 제 1 단부(63)와 결합하여 이루어진 다. 도시된 구성에 있어서, 방사 방향 구멍(44)은, 예를 들면 클램프 또는 원추형 고정핀과 같은 탄성핀의 형태를 취하는 로킹핀(61)의 제 1 단부를 수용하기 위한 관통구멍이다. 구동 로드(40)와 죠인트핀(50)의 장착 및 고정에 있어서, 로킹핀(62)의 제 1 단부(63)는 구동 로드(40)의 대향 단부(42)에 구비되어 있는 방사 방향 구멍(44)에 대하여 놓여 있는 축방향 구멍(53)의 내부에 잔류한다.

본 발명에 따라서, 죠인트핀(50)은 구동 로드(40)의 대향 단부(42) 내에 구비되어 있는 각각의 방사 방향 구멍의 위치 결정의 기능으로서 미리 형성되는 도중에 배열된 복수의 막힌 축구멍 또는 관통 축구멍을 가질 수 있다. 도시된 구성에 있어서, 죠인트핀(50)은 중앙 관통 구멍인 단일의 축방향 구멍(53)을 가진다. 도시된 중앙 축방향 구멍의 형태는 죠인트핀(50) 상에 힘을 가장 잘 분배하는 것 중의 하나라는 것을 이해하여야 한다.

첨부된 도면에서 구동 로드(40)가 죠인트핀(50)에 관절 연결된 것으로 도시되어 있을지라도, 본 발명은, 예를 들면 방사 방향 구멍(51)의 내부에 죠인트핀(50)의 베어링 표면 부분을 구비하는 본원에 기술된 개념 내에서 다른 구성으로 실시할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이 경우에 있어서, 구동 로드(40)의 대향 단부(42)는 죠인트핀(50)에 단단하게 부착 또는 상기 대향 단부가 상기 대향 단부(42)의 방사 방향 구멍(44)을 통하여 구비되어 있는 로킹핀(60)과 정렬되어 있는 축 둘레에서 진동하도록 상기 대향단부(42)를 가지도록 장착된다.

본 발명의 구성에 있어서, 구동 로드(40)를 죠인트핀(50)에 관절 연결하는 것은 죠인트핀에 외부적으로 하는 것이고, 구동 로드(40)는 피스톤(10)의 압축 및 흡입 행정 중에 구동 로드가 운동함에 따라 움직이는 구동 로드(50)에 연결된 채로 죠인트핀(50)과 결합된다. 이 구성에 있어서, 죠인트핀(10)은 구동 로드(40)에 결합되고 베어링 표면을 형성한다.

도시된 구성에 있어서, 죠인트핀(50)과 종방향 커플링 연장부(43) 사이의 고정은 구동 로드(40)와 죠인트핀(50) 부품이 상호 간격을 두고 상대적인 변위를 하고 또한 상대적인 회전 변위를 하게 하는 것을 방지한다. 주로 압축시에 포함되는 힘의 함수로서, 고정 수단(60)은 로킹핀(62)을 통하여 죠인트핀(50)에 대향 단부(42)의 고정에 대하여 기술되고 도시된 바와 같이, 주로 기계적인 것이다. 접착제의 사용은 구동 로드(40)와 죠인트핀(50)에 의해 형성된 조립체가 또한 흡입 행정 동안에 단일 몸체로 유지되는 것을 보장한다. 접착제의 사용은 로킹핀(62)이 가요성 탄성핀일 때, 구동 로드(40)와 죠인트핀(50) 조립체를 위하여 강도가 증가하는 결과가 된다.

본 발명의 구조로서, 죠인트핀(50)은 구동 로드(40)에 결합되고, 베어링 기능은 피스톤(10)에 전달되고, 이에 의해 압축하는 순간에 죠인트핀(50)에 구동 로드(40)의 커다란 지지 영역의 함수로서 피스톤(10)에 높은 부하 용량을 갖는 결과가 된다.

본 발명의 구성은 주로 작은 직경(예를 들면, 19mm이하의 값)의 피스톤에서 중요한 높은 압력(즉, 피스톤(10)의 상사점에서 냉매 유체의 압축 영역에서) 영역에서 피스톤(10)에 죠인트핀(50)을 장착하기 위한 커다란 영역을 얻을 수 있다. 이러한 큰 영역은 압축기의 베어링이 큰부하에 견디고 내마모성을 촉진하는 유체역 학적 압력을 개선한다.

본 발명은 또한 피스톤(10)의 구멍(14)에 대하여 죠인트핀(50)이 방사방향 센터링되는 경우에 용이하게 장착되는 이점이 있다.

여기에서, 본 발명의 몇몇 실시예만이 설명되었으나, 본 명세서에 첨부된 도면과 청구항에 개시된 본 발명의 개념으로부터 벗어남이 없이 압축기의 구성적 요소의 형태나 장치를 변경할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (21)

1. 내부에 압축 챔버(3b)가 형성된 실린더 블록(2)과, 압축 챔버(3b) 내에서 축방향으로 왕복운동하는 피스톤(10)과, 실린더 블록(2) 내에 장착되어 피스톤(10)에 왕복 운동력을 적용하기 위한 구동 수단(DM)과, 구동 수단(DM)에 결합되어 있는 하나의 단부(9c, 41)와 구동 로드의 축을 가로질러 피스톤(10)에 장착된 죠인트핀(50)과 협동하는 대향 단부(9b, 42)를 갖는 구동 로드(9, 40)를 구비한 형식의 압축기의 피스톤과 구동 로드를 장착하기 위한 장착 장치에 있어서,

   상기 구동 로드(40)의 대향 단부(42)는 죠인트핀(50) 내에 구비되어 있는 방사 방향 구멍(51) 내에 결합되고 고정 수단에 의해 지지되는 적어도 하나의 종방향 커플링 연장부(43)를 지지하고, 이에 의해 구동 로드(40)는 흡입 행정 중에 피스톤(10)을 변위시키고, 죠인트핀(50)의 축 방향으로 횡단면을 갖는 상기 종방향 커플링 연장부(43)의 높이(h)는 상기 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 높이(h')보다 작으며, 상기 죠인트핀(50)은 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 높이(h')와 구동 로드의 전체 종방향 연장부(Et) 사이의 차이보다 큰 죠인트핀(50)의 측표면의 종방향 연장부를 따라 피스톤의 압축 행정 동안에 피스톤(10)에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)은 종방향 커플링 연장부(43)의 높이(h')와 측표면의 전체 종방향 연장부(Et) 사이의 차이에 상응하도록 상기 죠인트 핀(50)의 측표면의 종방향 연장부를 따라 압축 행정 중에 피스톤(10)에 결합되는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)은 상기 죠인트핀(50)의 전 측표면을 따라 피스톤의 압축 행정 중에 피스톤(10)에 결합되는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 수단(60)은 흡입 행정 중에 구동 로드(40)의 종방향 커플링 연장부(43)에 대하여 작동하도록 죠인트핀(50)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 로드(40)의 대향 단부(42)는 압축 행정 중에 죠인트핀(50)의 측표면에 대하여 놓여 지도록 종방향 커플링 연장부(43) 둘레에 크래들(45)을 형성하는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 크래들(45)은 오목한 반 원통형인 것을 특징으로 하는 장착 장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 피스톤(10)은 죠인트핀(50)의 측표면에서 돌출되어 종방향 커플링 연장부(43)의 한 단부에서 틈새를 가지고 수용되도록 원주 방향 슬 롯 연장부와 함게 구비되어 있는 내부벽(18)을 갖는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 수단(60)은 죠인트핀(50) 내에 구비되고 죠인트핀의 방사 방향 구멍(51)으로 개방되어 있는 각각의 축방향 구멍(53) 내에 놓이도록 적어도 하나의 로킹핀(62)을 구비하고, 상기 로킹핀(62)은 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 종방향 커플링 연장부(43)를 죠인트핀(50)에 고정하는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 구동 로드(40)의 대향 단부(42)의 종방향 커플링 연장부(43)는 상기 로킹핀(62)의 제 1 단부(63)가 결합되는 방사 방향 구멍(44)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 종방향 커플링 연장부(43)의 방사 방향 구멍(44)은 로킹핀(62)의 제 1 단부(63)를 수용하기 위한 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 장착 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)의 축방향 구멍(53)은 중앙에 있는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)의 축방향 구멍(53)은 관통 구멍인 것을 특징으로 하는 장착 장치.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 로킹핀(62)은 탄성핀 또는 원추형 핀으로 형성된 하나의 요소로 형성되는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 로킹핀(62)은 클램프 형태인 것을 특징으로 하는 장착 장치.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)의 방사 방향 구멍(51)은 막혀 있는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 수단(60)은 강성 단일 몸체로 형성되어 구동 로드(60)를 죠인트핀(50)에 단단하게 결합하는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 고정 수단(60)은 죠인트핀(50)을 적어도 하나의 대향 단부(42)와 구동 로드(40)의 종방향 커플링 연장부(43) 부분 중의 한 부분을 지지하는 접착제(61)를 구비한 것을 특징으로 하는 장착 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 접착제(61)는 섭씨 약 200도의 온도에 견디고 혐기 성, 열 또는 자외선 광과 같은 접착을 촉진하는 화학 요소로 구성된 것을 특징으로 하는 장착 장치.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 종방향 커플링 연장부(43)는 구동 로드(40)의 축과 정렬되는 축을 가진 것을 특징으로 하는 장착 장치.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)은 피스톤(10)과 구동 로드(40) 부품 중의 하나의 부품에 놓일 적어도 하나의 원통형 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 장착 장치.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 죠인트핀(50)은 원통형인 것을 특징으로 하는 장착 장치.

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