KR20090053119A - 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬리브의 이동에 의한 최소,최대 경사각을 안정적으로 규제할 수 있는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조에 관한 것으로, 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트와, 상기 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되고 중앙에는 상기 구동축이 관통하는 삽입공 형성된 사판과, 상기 사판의 삽입공에 삽입되고 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 슬리브는 측면에서 바라볼 때, 상면과 하면은 구동축과 평행한 편평면으로 형성되는 한편, 그 상부 일측 모서리와 하부 타측 모서리에는 각각 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하므로 사판의 최소,최대 경사각을 안정적으로 규제할 수 있을 뿐만 아니라 사판이 러그 플레이트에 부딪혀 발생되는 충돌소음까지도 차단할 수 있는 것이다.

사판식 압축기, 슬리브, 사판, 러그 플레이트

Description

가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조{Tilt angle regulation structure of a variable capacity type swash plate type compressor}

본 발명은 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조에 관한 것으로, 특히 슬리브에 의해 사판의 최소 경사각 및 최대 경사각을 안정적으로 규제할 수 있는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 일반적인 사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 디스크 형상의 사판이 그 경사각이 가변되게 설치되어 구동축에 의해 회전하고, 상기 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈(shoe)를 개재하여 설치한 다수의 피스톤들이 실린더 블럭에 형성된 다수의 실린더 보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출하도록 구성된다.

특히, 최근에는 열부하의 변동에 따라 사판의 경사각이 변화되어 피스톤의 이송량을 제어함으로써 정밀한 온도제어를 달성함과 동시에, 경사각이 연속적으로 변화함으로써 압축기에 의한 엔진의 급격한 토크 변동을 적게 하여 차량의 승차감 을 향상시킬 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기가 제안되고 있다.

도 1에는, 이와 같은 용량 가변형 사판식 압축기의 전형적인 예(일본 공개특허 1999-336657호)가 도시되어 있으며, 보다 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

종래의 용량 가변형 사판식 압축기는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어를 가지는 실린더 블럭(2)과, 상기 실린더 블럭(2)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(1)과, 상기 실린더 블럭(2)의 후방에 밸브 플레이트(8)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(3)으로 구성된다.

상기 전방 하우징(1)의 안쪽에는 사판실(26)이 마련되며, 이 사판실(26)을 관통하여 구동축(4)이 배치된다. 이를 위해, 구동축(4)의 일단은 전방 하우징(1)의 중심에 베어링(11)을 개재하여 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(4)의 타단은 실린더 블럭(2)의 중심축공에 베어링(12,14)을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 구동축(4)에는, 평판부(32)를 따라 이동하면서 경사각이 가변되는 사판(5)이 설치되며, 상기 실린더 블럭(2)과 사판(5) 사이의 구동축(14)에는 사판(5)을 탄력 지지하기 위한 스프링(18)이 개재되어 있다.

상기 사판(5)의 전면에는 구동축(4)의 중심선과 평행하게 2장의 판부가 설치되어 있고, 각 판부에는 각각 원형 구멍이 형성되어 있다. 또한, 상기 원형 구멍에는 핀(31)이 조립되어 있다.

그리고, 상기 평판부(32)의 외측면은 사판(5)을 향해 직선모양으로 하강하도록 기울어진 가이드면(33)이 형성되어 있다. 실제 구동시, 사판(5)이 경사짐에 따라 상기 핀(31)이 가이드면(33)을 따라 이동하게 된다.

또한, 상기 각 판부 사이에는 평판부(32)가 개재되므로, 구동축(4)이 회전함에 따라 사판(5)이 함께 회전하게 되어 있다.

이에 따라서, 상기 사판(5)이 경사진 상태에서 회전하면, 그 외주면에 슈(7)를 개재하여 끼워진 피스톤(6)들이 상기 실린더 블럭(2)의 각 실린더 보어(10) 내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방 하우징(3)에는 흡입실(23)과 배출실(22)이 각각 형성되어 있으며, 후방 하우징(3)과 실린더 블럭(2) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(8)에는 각 실린더 보어(110)에 대응하는 곳에 흡입구(25)와 배출구(24)가 각각 형성되어 있다.

상기 밸브 플레이트(8)에 형성된 각각의 흡입구(23) 및 배출구(24)에는 상기 피스톤(6)의 왕복 운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(23)와 배출구(24)를 개폐시키기 위한 흡입리드와 배출리드가 구비된다.

이와 같이 이루어진 종래의 용량 가변형 사판식 압축기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사판실(26) 내의 압력과 실린더 보어 내의 흡입압과의 차압에 대응하여 사판(5)의 경사각이 조절됨으로써 상기 사판(5)의 경사각 변화에 의해 상기 사판(5)에 연결된 피스톤(6)의 행정거리가 변화하여 압축기의 토출용량이 변화될 수 있게 된다.

그러나, 전술한 종래의 용량 가변형 사판식 압축기는 사판과 구동축이 직접 접촉하는 구조로 되어 있었기 때문에 사판의 경사 이동이 원활하지 못한 단점이 있었다

따라서, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 사판과 구동축 사이에 슬리브가 개재된 구성의 대한민국등록특허공보 제352877호(이하, '종래기술 1' 이라 함), 제473231호(이하, '종래기술 2' 이라 함)가 개시되어 있다.

여기서, 종래기술 1의 경우에는 사판이 러그 플레이트에 접촉하여 최대 경사각을 규제하게 된다.

또한, 종래기술 2의 경우에는 사판이 러그 플레이트에 접촉하여 최대 경사각을 규제하되, 사판에는 감속기구가 장착되고 상기 감속기구와 러그 플레이트 사이에 감속용 스프링이 추가적으로 설치되는 구성으로 이루어진다.

그러나, 종래기술 1의 가변용량 사판식 압축기는 최대 경사각을 규제함에 있어, 사판이 러그 플레이트에 빠른 속도로 부딪치고 그에 따른 충돌소음이 크게 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술 2의 경우에는 사판이 러그 플레이트에 부딪치는 속도를 감속하기 위한 감속기구와 감속용 스프링을 추가적으로 설치하여야 하므로 제조비용이 상승할 뿐만 아니라 각 부품들은 구동축에 대한 상대운동이 이루어짐으로써 마찰소음 및 부품간의 마모가 쉽게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 추가적인 부품을 사용하지 않고 슬리브의 구조만을 변경하여 사판의 최소 경사각 및 최대 경사각을 안정적으로 규제할 수 있는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사판이 최소 경사각 및 최대 경사각에 도달하더라도 러그 플레이트에 부딪히지 않도록 하여 충돌소음을 차단할 수 있도록 하는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 가변용량 사판식 압축기의 경 사각 규제 구조는 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트와, 상기 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되고 중앙에는 상기 구동축이 관통하는 삽입공 형성된 사판과, 상기 사판의 삽입공에 삽입되고 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 슬리브는 측면에서 바라볼 때, 상면과 하면은 구동축과 평행한 편평면으로 형성되는 한편, 그 상부 일측 모서리와 하부 타측 모서리에는 각각 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 슬리브의 경사면과 편평면의 경계부분은 곡면 처리되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬리브는 구동축 방향에서 바라볼 때, 사각형 형상인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 구동축에는 슬리브의 축방향 이동량을 규제하는 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 슬리브에 경사면을 형성함으로써, 사판의 최소,최대 경사각을 안정적으로 규제할 수 있을 뿐만 아니라 사판이 러그 플레이트에 부딪혀 발생되는 충돌소음까지도 차단할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(1000)는, 내주면에 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더 보어(110a)를 가지고 있는 실린더 블럭(110)과, 상기 실린더 블럭(110)의 앞쪽 단부에 배치되어 사판실(120a)을 형성하는 전방 하우징(120)과, 상기 실린더 블럭(110)과 전방 하우징(120)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 전방 하우징(120)의 사판실(120a) 내에서 상기 구동축(140)에 고정 설치된 러그 플레이트(180)와, 내부에 흡입실(132)과 배출실(133)이 형성되어 있고 상기 실린더 블럭(110)의 뒤쪽 단부에 배치되어 있는 후방 하우징(130)과, 상기 러그 플레이트(180)에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판(150)과, 상기 러그 플레이트(180)와 사판(150) 사이의 구동축(140)에 지지된 스프링(170)과, 슈(201)를 개재하여 상기 사판(150)에 연결되며 실린더 보어(110a) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(200)과, 상기 사판(150)과 구동축(140) 사이에 설치되고 구동축(140)에 대하여 미끄럼 이동을 하는 슬리브(300)을 포함하여 구성된다.

그 밖의 구성은 앞서 설명한 종래기술과 동일하므로, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 사판(150)의 중앙에는 후술할 슬리브(300)가 삽입되는 삽입공(151)이 형성되며, 상기 삽입공(151)은 슬리브(300)의 외형 구조에 대응하는 형상으로 이루어진다.

또한, 상기 사판(150)의 삽입공(151) 내면에는 슬리브(300)를 안정적으로 결합하는 안내용 결합홈(152)이 형성된다.

이하, 본 발명의 특징적인 구성요소인 슬리브(300)에 대하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 슬리브(300)는 사판(150)의 최소 경사각 및 최대 경사각을 규제하는 것으로, 전체적인 외형이 직육면체의 형상이며 내부에는 상기 구동축(140) 방향으로 결합구멍(301)이 관통형성되어 있어, 구동축(140)에 대하여 전후방향으로 상대 이동가능하게 된다. 그리고, 상기 슬리브(300)를 측면{구동축(140) 방향의 직각방향}에서 바라볼 때, 상기 슬리브(300)의 상하면에는 각각 사판(150)의 최소 경사각을 규제하는 편평면(300a)과 최대 경사각을 규제하는 경사면(300b)이 형성된다.

즉, 상기 슬리브(300)의 경사면(300b)은 상부 일측 모서리와 하부 타측 모서리에 각각 1개씩 형성하여 서로 대각선방향을 향하여 위치하도록 한다.

특히, 상기 슬리브(300)의 경사면(300b)과 편평면(300a)의 경계부분은 곡면 처리하도록 한다. 이는 사판(150)의 최소 경사각 또는 최대 경사각으로 가변될때 보다 원활한 기동을 하게할 뿐만 아니라 마찰소음을 최소화하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 슬리브(300)를 측면에서 바라볼 때, 사각형으로 형성한다.

한편, 상기 슬리브(300)의 양 측면에는 전술한 사판(150)의 안내용 결합홈(152)에 대응하는 안내용 돌출부(310)가 형성된다(도 3참조).

또한, 상기 구동축(140)에는 슬리브(300)의 축방향 이동을 규제하는 스토 퍼(190)가 설치된다(도 2참조).

이처럼, 본 발명에 따른 가변용량 사판식 압축기(1000)의 경사각 규제 구조는 최대 경사각을 규제하는 과정에서 사판(150)의 일부가 러그 플레이트(180)에 접촉하는 경우 없이 슬리브(300)의 편평면(300a)과 경사면(300b)을 따라 자연스럽게 최소 경사각 또는 최대 경사각을 규제할 수 있는 것이다.

이하, 도 4를 참조하여 본 고안에 따른 가변용량 사판식 압축기(1000)의 경사각 규제 구조의 작용을 설명한다.

먼저, 압축기의 작동신호가 전달되면 상기 구동축(140)이 구동하여 러그 플레이트(180)와 상기 러그 플레이트(180)에 연결된 사판(150)이 함께 회전하게 된다.

이후, 상기 사판(150)의 삽입공(151)에 설치된 슬리브(300)는 구동축(140)을 따라 이동하면서 사판(150)의 최소 경사각과 최대 경사각을 규제하게 된다.

구체적으로, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 압축기의 구동 초기에는 슬리브(300)의 편평면(300a)에 위치한 사판(150)은 최소의 경사각을 유지하게 되며, 이후 사판(150)이 가변됨에 따라 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 슬리브(300)가 러그 플레이트(180) 쪽으로 이동하게 되며 경사면(300b)에 의해 사판(150)은 그 최대 경사각을 규정하게 된다. 그리고, 슬리브(300)의 경사면(300b)과 편평면(300a)의 경계를 이루는 모서리 부분이 곡면 처리되어 있어, 두 면에 대해 사판(150)이 미끄럼 접촉할 때 마모 및 소음을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 사판(150)의 경사각 변 화 동작을 원활하게 수행할 수 있게 한다.

아울러, 상기 슬리브(300)와 러그 플레이트(180) 사이에는 상기 사판(150)을 최소 경사각 위치로 복원시키도록 탄성력을 부여하는 스프링(170)이 개재되고, 상기 스프링(170)의 반대쪽 구동축(140)에는 슬리브(300)의 축방향 이동량을 규제하는 스토퍼(190)가 설치된다.

도 1은, 종래의 용량 가변형 사판식 압축기를 나타낸 단면도이다.

도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은, 도 2의 슬리브를 나타낸 사시도이다.

도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.

<주요 도면부호의 부호 설명>

140... 구동축 150... 사판

180... 러그 플레이트 190... 스토퍼

300... 슬리브 300a... 편평면

300b... 경사면

Claims (4)

1. 구동축과, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트와, 상기 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되고 중앙에는 상기 구동축이 관통하는 삽입공 형성된 사판과, 상기 사판의 삽입공에 삽입되고 구동축에 대하여 전후방향으로 이동하여 사판의 경사각을 변화시키는 슬리브를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 슬리브는 측면에서 바라볼 때, 상면과 하면은 구동축과 평행한 편평면으로 형성되는 한편, 그 상부 일측 모서리와 하부 타측 모서리에는 각각 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 슬리브의 경사면과 편평면의 경계부분은 곡면 처리되는 것을 특징으로 하는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 슬리브는 구동축 방향에서 바라볼 때, 사각형 형상인 것을 특징으로 하는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동축에는 슬리브의 축방향 이동량을 규제하는 스토퍼가 설치된 것을 특징으로 하는 가변용량 사판식 압축기의 경사각 규제 구조.

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