KR20100059949A - 압축기 - Google Patents

Abstract

관통 볼트를 이용하여 차량측 장착부에 장착되는 압축기로서, 압축기의 차량측 장착부에 대한 제 1 장착면의 면적을, 관통 볼트의 헤드부측의 시트면을 형성하는 제 2 장착면의 면적보다 크게 하여, 양 장착면의 면적에 대소 관계를 갖게 함으로써, 장착 상태에서의 진동을 억제하도록 한 압축기. 관통 볼트를 이용하여 압축기를 차량측 장착부에 장착하는 경우에 있어서, 간단한 개량에 의해, 장착 상태에서의 진동을 효과적으로 저감할 수 있다.

Description

압축기{COMPRESSOR}

본 발명은, 차량에 탑재되는 압축기 본체의 장착부의 구조에 관한 것이며, 특히, 장착 상태에서 진동 및 진동에 따른 노이즈를 저감할 수 있도록 한 압축기의 구조에 관한 것이다.

차량에 탑재되는 압축기는, 주로 차량용 공조 장치에 하나의 부품으로서 장착되는데, 이 압축기는 관통 볼트를 이용하여 차량측 장착부에 장착되는 경우가 많다. 또한, 압축기는 직접 차체에 장착되기도 하지만, 차량측 장착부로서의 브래킷에 장착되어 그 브래킷이 차체나 차량 탑재 엔진에 장착되는 경우가 많다.

예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 압축기(101)는 차체나 차량 탑재 엔진(102)에 브래킷(103)을 통해 장착되며, 상기 장착에 관통 볼트(104)가 이용되고 있다. 이러한 장착 구조를 가지는 압축기(101)에 있어서는, 종래 압축기(101)의 경량화나 장착 상태에서의 강도 확보를 위해, 차량측 장착부(도시예에서는, 브래킷(103))에 대한 장착면(105)의 면적과, 그 반대측의 관통 볼트(104)의 헤드부(106)의 시트면을 형성하는 장착면(107)의 면적은 실질적으로 동일한 면적으로 되어 있었다.

또한, 종래의 공지 기술로서, 압축기의 방열 성능을 높이기 위해 압축기의 장착용 보스부에 핀을 설치하는 구조는 알려져 있지만(예를 들면, 특허문헌 1), 본 발명과 같이 진동 저감을 목적으로 하여 장착용 보스부의 구조를 고안한 제안은 확인되지 않는다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평9-112419호

따라서, 본 발명의 과제는, 상술한 바와 같은 관통 볼트를 이용하여 압축기를 차량측 장착부에 장착하는 경우에 있어서, 간단한 개량에 의해, 장착 상태에서의 진동을 효과적으로 저감할 수 있도록 한 압축기의 구조를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 압축기는, 관통 볼트(through bolts)를 이용하여 차량측 장착부에 장착되는 압축기로서, 압축기의 상기 차량측 장착부에 대한 제 1 장착면의 면적을, 상기 관통 볼트의 헤드부측의 시트면(座面)을 형성하는 제 2 장착면의 면적보다 크게 하여, 양 장착면의 면적에 대소 관계를 갖게 함으로써, 장착 상태에서의 진동을 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 것으로 이루어진다.

후술의 해석 결과에 나타낸 바와 같이, 상기 양 장착면의 면적에 대소 관계를 갖게 함으로써, 다른 부위의 형상의 변경에 비해, 매우 효율이 좋은 진동 저감 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 이 부분의 형상이나 구조의 간단한 개량에 의해, 장착 상태에서의 압축기의 진동을 효과적으로 저감할 수 있게 된다. 게다가, 양 장착면의 면적에 대소 관계를 갖게 하는 것만으로도, 압축기 외형 형상을 크게 변경할 필요 없이, 경량성을 유지하면서, 소망하는 진동 저감이 달성 가능해진다.

상기 양 장착면의 면적의 대소 관계로서는, 예를 들면, 상기 제 1 장착면의 면적이, 상기 제 2 장착면의 면적의 1.11배 이상인 것이 바람직하다. 이는, 후술의 해석 결과에서의 제 1 장착면을 형성하는 보스부(boss section)의 외측 반경이 9㎜일 때, 제 2 장착면에서의 보스부의 외측 반경을 9.5㎜로 한 경우에 상당하고 있다.

또한, 상기 양 장착면 간에 소정의 면적 대소 관계를 갖게 하는 경우, 예를 들면, 상기 관통 볼트가 삽입되는 압축기의 보스부의 직경이, 제 2 장착면측으로부터 제 1 장착면측을 향해 서서히 증대되어 있는 구조를 채용할 수 있다. 이와 같이 하면, 급격한 형상 변화부를 발생시키지 않고 소망하는 면적 대소 관계를 갖게 할 수 있어, 응력 집중의 발생을 방지한 바람직한 강도 특성을 실현하면서, 진동을 저감하는 것이 가능해진다. 이러한 보스부는 복수 설치할 수 있으며, 각 보스부에 대하여 동일한 구조를 채용하면 좋다.

게다가 압축기의 차량측 장착부에 대한 장착 구조에 대해서는, 실질적으로 임의의 형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 차량측 장착부가 브래킷으로 이루어지며, 상기 브래킷이 차체 또는 차량 탑재 엔진에 장착되도록 되어 있는 구조를 채용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 압축기에 의하면, 관통 볼트가 이용되는 차량측 장착부에 대한 장착 구조에 있어서, 제 1 장착면과 제 2 장착면 사이에 소정의 면적의 대소 관계를 갖도록 하기만 하는 간단한 개량에 의해, 장착 상태에서의 압축기의 진동을 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 압축기 외형 형상을 크게 변경할 필요가 없으므로, 압축기 전체의 경량성을 유지하면서, 소망하는 진동 저감의 달성이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시태양에 따른 압축기의 장착 상태의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 압축기의 장착 상태에서의 진동 레벨의 측정 부분을 나타내는 사시도((a) 및 (c))와 평면도(b)이다.
도 3은 도 1의 압축기에 있어서, 도 2에 나타낸 각 부의 치수를 변경한 경우의 진동에 미치는 영향도를 해석하기 위한 감도 특성도이다.
도 4는 종래의 압축기의 장착 구조의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하면서 설명하며, 또한 본 발명의 우위성을, 컴퓨터 해석을 이용한 품질 공학 실험의 결과를 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시태양에 따른 압축기의 개략 장착 상태를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, 압축기(1)는, 관통 볼트(3)를 이용하여 차량측 장착부(2)에 장착된다. 상기 압축기(1)에 있어서, 압축기(1)의 차량측 장착부(2)에 대한 제 1 장착면(4)의 면적이, 관통 볼트(3)의 헤드부(5)측의 시트면을 형성하는 제 2 장착면(6)의 면적보다 크게 되어 있다. 이들 양 장착면(4, 6)의 면적 간에 대소 관계를 갖게 함으로써, 장착 상태에서의 압축기(1)의 진동을 억제하도록 구성되어 있다. 본 실시태양에서는, 관통 볼트(3)는 압축기(1)의 보스부(7)에 형성된 볼트구멍에 삽입되어 있는데, 상기 보스부(7)의 직경이 제 2 장착면(6)측으로부터 제 1 장착면(4)측을 향해 테이퍼진 형상으로 서서히 증대되도록 구성되어 있다.

이와 같이 제 1 장착면(4)과 제 2 장착면(6) 사이에 면적의 대소 관계를 갖게 함으로써, 압축기(1)의 장착 상태에서의 진동을 저감할 수 있는데, 그 진동 저감 효과가 다른 부위의 형상 등을 변경하는 경우에 비해 훨씬 큰 것을 확인하기 위해, 이하와 같은 해석을 행하였다.

도 2의 (a), (b), (c)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 구성을 포함하도록 각 부의 치수를 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 압축기(1)에 대하여, 유한 요소법(finite element method)을 이용하면서, 압축기(1)의 진동에 미치는 영향을 컴퓨터 해석하였다. 즉, 도 2에 나타내는 각 부(A~H)의 치수를 변경한 경우에 대하여 모델적으로 컴퓨터 해석하여, 그 치수 변경이 진동에 어느 정도 영향을 미치는지를(영향도를) 해석하였다. 또한 도 2의 10은, 본 발명의 차량측 장착부로서의 브래킷을 나타내고 있으며, 상기 브래킷(10)이 차체 또는 차량 탑재 엔진에 장착되도록 되어 있다.

대상이 되는 측정 및 해석 부분은, 도 2 및 표 1에 나타낸 바와 같이,

A : 관통 볼트를 삽입하는 보스부 베이스측의 두께 제거의 유무(표 1에는 변경 인자로서 보스 제거로 표기)

B : 보스부 베이스측에 일체적으로 설치한 리브(rib)의 압축기 본체 하우징 표면으로부터의 수선에 대한 각도(표 1에는 변경 인자로서 보스 리브로 표기)

C : 보스부의 길이(표 1에는 변경 인자로서 보스 길이로 표기)

D : 보스부 베이스측 부분의 두께(표 1에는 변경 인자로서 보스 베이스 두께로 표기)

E : 보스부의 제 1 장착면의 외측 반경(표 1에는 변경 인자로서 제 1 장착면측 보스 외측 반경으로 표기, 보스부의 제 2 장착면의 외측 반경은 각 조건 모두 9㎜이다.)

F : 실린더 헤드측 보스부 베이스측 부분의 두께(표 1에는 변경 인자로서 실린더 헤드측 보스 베이스 두께로 표기)

G : 크랭크실을 형성하는 벽의 두께(표 1에는 변경 인자로서 크랭크실 벽 두께로 표기)

H : 전방 하우징의 두께(표 1에는 변경 인자로서 전방 하우징 두께로 표기)이다. 각 부분의 치수 변경의 구체적인 수치에 대해서는 표 1에 나타낸다.

[표 1]

도 2에 나타낸 시험 모델에 의해, FEM(유한 요소법) 주파수 응답 해석을 행하였다. 여기서, 주파수 응답 해석이란, 정현파형으로 변동하는 하중(조화(調和) 하중)에 대한, 선형 구조계의 정상 응답(조화 응답)을 계산하는 해석이며, 정적 해석과는 달리, 동특성도 고찰할 수 있는 것이다. 입력 하중으로서 압축기 축방향의 조화 하중을 설정하고, 그 하중을 주파수 0~2000Hz의 범위에서의 진동 하중으로 하여, 표 1에 나타낸 바와 같이 각 치수를 변경했을 때에 그 치수 변경이 진동의 레벨에 대하여 어느 정도의 영향을 미치는지를, 감도(영향도)(dB)의 정도로서 해석하였다. 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3에 있어서는, 표 1에 나타낸 각 치수 조건시의 감도를 나타내고 있으며, 예를 들면, E2는 보스부의 제 2 장착면의 외측 반경이 9㎜일 때에 보스부의 제 1 장착면의 외측 반경도 9㎜로 한 경우(즉, 현 상태의 제 1, 제 2 장착면의 면적이 동일한 경우)를 나타내고 있고, E3는 보스부의 제 2 장착면의 외측 반경이 9㎜일 때에 보스부의 제 1 장착면의 외측 반경을 9.5㎜로 한 경우(즉, 본 발명의 제 1 장착면의 면적을 제 2 장착면의 면적보다 크게 한 경우)를 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 변경 인자(E)는, 압축기의 진동에 관하여, 다른 변경 인자에 비해, 매우 큰 영향도를 가지고 있음을 알 수 있다. 그리고, 도 3의 마이너스 dB의 값이 마이너스 방향으로 커지는 만큼, 압축기의 진동 레벨을 저감할 수 있음을 나타내고 있으므로, 제 1 장착면의 면적을 제 2 장착면의 면적보다 크게 함으로써, 압축기의 진동 레벨을 효과적으로 큰 폭으로 저감할 수 있음을 알 수 있다. 상기 도 3 및 표 1에 나타낸 예에서는, 변경 인자(E)로서 보스부의 제 2 장착면의 외측 반경을 9㎜로 한 전제에 있어서, 보스부의 제 1 장착면의 외측 반경을 종래의 9㎜에서 9.5㎜로 함으로써, 압축기의 진동 레벨을 효과적으로 큰 폭으로 저감할 수 있다. 면적비는 반경의 2승으로 효과가 나타나기 때문에, 제 1 장착면의 면적을 제 2 장착면의 면적보다 1.11배 이상 크게 함으로써, 압축기의 진동 레벨을 효과적으로 큰 폭으로 저감할 수 있게 된다.

이러한 진동 저감 효과는, 기본적으로, 압축기의 종류에 관계없이 얻어지는 것으로 사료된다. 또한, 복수의 보스부에 대하여 동일한 형태를 적용함으로써, 보다 확실하게 진동 저감 효과가 얻어지는 것으로 사료된다.

산업상의 이용 가능성

본 발명에 따른 압축기의 구조는, 장착 상태에서의 진동의 저감이 요구되는 모든 압축기에 적용 가능하다.

1 : 압축기 2 : 차량측 장착부
3 : 관통 볼트 4 : 제 1 장착면
5 : 관통 볼트의 헤드부 6 : 제 2 장착면
7 : 보스부 10 : 브래킷

Claims (5)

1. 관통 볼트(through bolts)를 이용하여 차량측 장착부에 장착되는 압축기로서, 압축기의 상기 차량측 장착부에 대한 제 1 장착면의 면적을, 상기 관통 볼트의 헤드부측의 시트면(座面)을 형성하는 제 2 장착면의 면적보다 크게 하여, 양 장착면의 면적에 대소 관계를 갖게 함으로써, 장착 상태에서의 진동을 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 장착면의 면적이, 상기 제 2 장착면의 면적의 1.11배 이상인, 압축기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 관통 볼트가 삽입되는 압축기의 보스부(boss section)의 직경이, 상기 제 2 장착면측으로부터 상기 제 1 장착면측을 향해 서서히 증대되어 있는, 압축기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 보스부가 복수 설치되어 있는, 압축기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 차량측 장착부가 브래킷으로 이루어지며, 상기 브래킷이 차체 또는 차량 탑재 엔진에 장착되도록 되어 있는, 압축기.

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