KR20100092722A - Swash plate type compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축에 설치된 사판의 회전이 실린더보어내에서 피스톤의 직선왕복운동을 만들어내어 냉매를 압축하는 사판식 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a swash plate compressor, and more particularly, to a swash plate compressor in which rotation of a swash plate installed on a rotating shaft generates a linear reciprocating motion of a piston in a cylinder bore to compress a refrigerant.
일반적으로 자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 작동유체를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.In general, the compressor used in the air conditioning system of the automobile sucks the working fluid from the evaporator to the high temperature and high pressure which is easy to liquefy, and delivers it to the condenser.
이와 같은 압축기에는 실제로 작동유체를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크를 통해 다수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.In such a compressor, a configuration for compressing a working fluid includes a reciprocating type that performs compression while reciprocating and a rotary type that performs compression while rotating. In the reciprocating type, there is a crank type for transmitting a driving force of a driving source to a plurality of pistons through a crank, a swash plate type for transferring a rotating shaft provided with a swash plate, and a wobble plate type using a wobble plate. Rotary type includes vane rotary type using rotary rotary shaft and vane, and scroll type using rotary scroll and fixed scroll.
도 1에는 일반적인 사판식 압축기의 구성이 개시되어 있다. 도면을 참고하여 사판식 압축기의 개략 구성을 설명한다. 압축기(1)의 골격과 외관을 전방하우징(10), 후방하우징(20), 그리고 전후방실린더블록(30,30')이 형성한다. 상기 전방하우징(10), 전후방실린더블록(30,30')의 중앙을 관통해서는 회전축(40)이 설치되는데 상기 회전축(40)은 외부구동력에 의해 회전된다. 상기 전방하우징(10)과 후방하우징(20)은 상기 전후방실린더블록(30,30')의 외측에 각각 결합된다.1 illustrates a configuration of a general swash plate compressor. A schematic configuration of a swash plate compressor will be described with reference to the drawings. The front and
상기 회전축(40)의 회전에 의해 직선왕복운동하는 피스톤(50)이 상기 전후방실린더블록(30,30')의 실린더보어(35)에 설치되고, 상기 실린더보어(35)에서 압축된 작동유체의 토출을 제어하는 밸브유니트(60)가 상기 전방하우징(10)과 전방실린더블록(30)사이 그리고 상기 후방하우징(20)과 후방실린더블록(30')의 사이에 설치된다. 상기 전방하우징(10), 후방하우징(20), 전후방실린더블록(30,30')은 고정볼트(70)에 의해 서로 체결되는데, 상기 고정볼트(70)는 상기 전방하우징(10), 후방하우징(20), 전후방실린더블록(30,30')을 관통한다.The
이제, 위에서 설명된 각각의 구성요소의 상세구성을 설명하기로 한다. 먼저, 상기 전방하우징(10)은 대략 원판형상으로 중앙을 관통하여 상기 회전축(40)이 관통하는 축통공(12)이 형성된다. 상기 축통공(12)은 상기 전방하우징(10)의 일면 중앙에 돌출되는 보스부(13)의 중앙을 관통한다. 상기 전방하우징(10)의 보스부(13)가 형성된 반대면에는 토출실(14)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(14)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성되는데, 상기 전방실린더블록(30)의 각각의 실린더보어(35)와 상기 밸브유니트(60)를 통해 선택적으로 연통된다.Now, the detailed configuration of each component described above will be described. First, the
상기 후방하우징(20)은 상기 후방실린더블록(30')의 일면에 장착되는 것이 다. 상기 후방하우징(20)중 상기 후방실린더블록(30')과 마주보는 면에는 토출실(22)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(22)은 상기 후방실린더블록(30')에 형성된 실린더보어(35)들과 상기 밸브유니트(60)를 통해 선택적으로 연통되게 형성된다.The
상기 전후방실린더블록(30,30')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어, 사판실(31)을 구성한다. 상기 사판실(31)에는 상기 회전축(40)에 설치된 사판(42)이 회전가능하게 위치된다. 상기 전후방실린더블록(30,30')을 관통하여서는 축지지공(32)이 형성된다. 상기 축지지공(32)에는 상기 회전축(40)이 관통한다. The front and
상기 전후방실린더블록(30,30')에는 상기 축지지공(32)을 중심에 두고 축지지공(32)의 형성방향으로 원통형상의 실린더보어(35)가 다수개 형성된다. 물론, 상기 실린더보어(35)는 상기 전후방실린더블록(30,30')에 각각 대응되는 위치에 형성된다. A plurality of
상기 실린더보어(35)와 상기 축지지공(32)은 각각 흡입통로(36)를 통해 서로 연통된다. 상기 흡입통로(36)는 상기 회전축(40)의 내부를 통해 전달된 작동유체가 상기 실린더보어(35)로 각각 전달되게 한다. The cylinder bore 35 and the
상기 전후방실린더블록(30,30')에는 각각 상기 전후방하우징(10,20)의 토출실(14,22)과 연통되게 토출통로(38)가 형성된다. 상기 토출통로(38)는 실린더보어(35)내에서 압축된 작동유체를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.
상기 회전축(40)은 일단부가 상기 전방하우징(10)을 관통하고 중간부가 상기 전후방실린더블록(30,30')을 관통하게 된다. 상기 회전축(40)에는 대략 원판형상의 사판(42)이 회전축(40)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(42)의 중앙에는 허브(44)가 원통형상으로 구비되는데, 상기 허브(44)를 상기 회전축(40)이 관통한다. 상기 허브(44)를 관통하여서 상기 회전축(40)의 내부와 연통되게 연통공(44')이 천공된다. 그리고, 상기 사판(42)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(45)가 설치된다. 상기 슈(45)는 상기 사판(42)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다. 상기 사판(42)의 양단과 실린더블록(30,30')과의 사이에는 베어링조립체(46)가 각각 구비된다.The
상기 베어링조립체(46)는 상기 허브(44)와 함께 회전되는 제1레이스(46-1)와 상기 실린더블록(30,30')에 고정되는 제2레이스(46-2)의 사이에 다수개의 니이들(도시되지 않음)이 구비되는 케이지(46-3)가 설치되어 구성된다.The
상기 회전축(40)의 내부에는 작동유체가 유동되는 유로(47)가 형성된다. 상기 유로(47)는 상기 회전축(40)의 내부에 회전축(40)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(40)의 외면에는 입구(48)와 출구(48')가 형성된다. 상기 입구(48)는 상기 사판실(31)과 유로(47)를 연통시키는 것이고, 상기 출구(48')는 상기 전후방실린더블록(30,30')의 흡입통로(36)와 연통될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(48')의 위치는 각각의 실린더보어(35)에서 진행되는 작동유체의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다. 도면부호 49는 상기 전방하우징(10)의 축통공(12)의 내면과 회전축(40)의 외면 사이의 틈새를 막아주는 축실링부이다.The
피스톤(50)은 상기 실린더보어(35) 내부를 직선왕복운동하는 것이다. 상기 피스톤(50)은 상기 실린더보어(35)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단 이 각각 전,후방실린더블록(30,30')의 실린더보어(35)에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(50)의 각각의 양단이 실린더보어(35)내에서 작동유체를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(50)은 그 중간부분이 상기 슈(45)와 결합되어 있어, 상기 사판(42)의 회전에 따라 직선왕복운동하게 된다.Piston 50 is to linearly reciprocate the inside of the cylinder bore (35). The
상기 실린더보어(35) 내에서 압축된 작동유체가 실린더보어(35)의 외부로 토출되는 것을 제어하기 위해 상기 밸브유니트(60)가 사용된다. 상기 밸브유니트(60)는 상기 전,후방실린더블록(30,30')의 일면에 밀착되어 설치되는 밸브플레이트(62)를 구비하고, 상기 밸브플레이트(62)에는 각각의 실린더보어(35)와 대응되는 위치에 토출공(64)이 형성된다. 상기 토출공(64)을 선택적으로 개폐하기 위해 토출리드(66)가 각각 사용된다. 상기 토출리드(66)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(35) 내부의 작동유체의 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(64)을 개폐할 수 있다.The
상기 밸브플레이트(62)는 대략 원판형상으로 상기 토출통로(38)와 대응되는 위치에 연통공(67)이 형성된다. 상기 연통공(67)은 각각의 토출실(14,22)을 토출통로(38)와 연통시키는 역할을 한다.The
상기 토출통로(38)와 연통되게 상기 전후방실린더블록(30,30')의 외면에는 머플러(68)가 형성된다. 상기 머플러(68)는 작동유체의 맥동과 소음을 줄이는 역할을 한다. 상기 머플러(68)에는 압축기(1)의 외부(응축기)로 작동유체를 토출하는 토출포트(69)가 형성된다. 참고로 압축기(1)의 사판실(31) 내부로 작동유체를 전달하는 흡입구(도시되지 않음)는 상기 전후방실린더블록(30,30')의 어느 일측에 형성 된다. 도면부호 16 및 18은 각각 오일실과 연통로이다. A
이와 같은 구성을 가지는 일반적인 압축기(1)의 동작을 설명한다. 외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(40)이 회전함에 따라, 상기 사판(42)이 회전축(40)의 회전과 함께 회전된다. 상기 사판(42)의 회전은 상기 피스톤(50)이 상기 실린더보어(35) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.The operation of the general compressor 1 having such a configuration will be described. As the
이때, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라, 상기 회전축(40) 내부의 유로(47)가 상기 출구(48')와 흡입통로(36)를 통해 상기 실린더보어(35)와 연통된다. 이와 같은 유로(47)와 실린더보어(35)의 연통은 상기 사판실(31)내로 흡입된 작동유체가 상기 실린더보어(35)로 전달되도록 한다. 참고로, 상기 실린더보어(35)로 작동유체가 흡입되는 것은 상기 피스톤(50)이 해당되는 실린더보어(35)에서 하사점에 위치할 때이다.At this time, as the
상기 실린더보어(35)에 작동유체가 전달되고, 해당되는 실린더보어(35)의 상기 피스톤(50)이 상기 밸브플레이트(62)방향으로 이동하면, 작동유체의 압축이 일어난다. 상기 작동유체가 상기 실린더보어(35) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(35) 내부의 압력은 상대적으로 높아지고, 상기 토출리드(66)의 선단이 밀려 탄성변형되면서 상기 토출공(64)이 개방된다.When the working fluid is transferred to the cylinder bore 35, and the
이와 같이 되면, 상기 토출공(64)을 통해 압축된 작동유체가 상기 토출실(14,22)로 전달되고, 상기 토출실(14,22)로 전달된 작동유체는 연통공(67)을 통해 토출통로(38)를 거쳐 상기 머플러(68)로 전달되고, 상기 머플러(68)에서 토출포트(69)를 통해 응축기쪽으로 전달된다.In this case, the working fluid compressed through the
이와 같이 압축기(1)가 동작되는 과정에서 상기 피스톤(50)에 작용하는 냉매의 압력은 상기 회전축(40)을 길이방향으로 이동하게 하는 힘을 제공하는데, 이를 상기 베어링조립체(46)가 지지하게 된다.As such, the pressure of the refrigerant acting on the
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 압축기에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional compressor as described above has the following problems.
종래 기술에서와 같이 상기 회전축(40)의 유로(47)를 통해 실린더보어(35)에 냉매를 공급하기 위해서는 상기 실린더보어(35)와 유로(47)의 연통을 위해 실린더블록(30,30')에 흡입통로(36)를 형성하여야 한다. 하지만, 상기 흡입통로(36)는 상기 실린더보어(35)와 연통된 상태이지만 피스톤(50)에 의해 그 내부에 있는 냉매는 압축될 수 없다. 따라서, 상기 흡입통로(36)의 체적은 냉매가 압축될 수 없는 사체적에 해당된다. 참고로 도 2의 t'(실린더보어(35)와 축지지공(32) 사이의 최단거리)가 종래 기술에서는 상대적으로 클 수 밖에 없어 사체적이 커지는 것이다. As in the related art, in order to supply refrigerant to the cylinder bore 35 through the
상기 흡입통로(36)의 존재는 압축기의 압축효율을 떨어뜨리는 문제점을 낳고 있고, 이를 해결하는 것이 필요하다. 이를 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 피스톤(50)의 중심을 연결하고 상기 회전축(40)의 회전중심을 중심으로 하는 가상의 원(이하 '피스톤보어 직경'이라 한다)의 직경을 줄이는 것이 필요하다. 하지만, 상기 피스톤보어 직경을 줄이기 위해서는 상기 베어링조립체(46)의 직경을 줄여야 하는데, 이와 같이 되면 상기 회전축(40)의 길이방향으로 작용하는 힘을 제대로 지지하지 못하게 되는 문제점이 있다.The presence of the
따라서, 현재의 베어링조립체(46), 즉 케이지(46-1)에 니이들이나 볼이 구비 되어 구성되는 형태의 구성에서는 상기 피스톤보어 직경을 줄이는데 한계가 있어 더 이상 상기 흡입통로(36)를 줄이지 못하고 있다.Accordingly, in the configuration in which the bearing
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사판식 압축기에서 실린더보어로 냉매를 전달하는 흡입통로의 체적을 최소화하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to minimize the volume of the suction passage for delivering the refrigerant to the cylinder bore in the swash plate compressor.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 압축기의 적어도 양단 외관을 형성하는 전방 및 후방하우징과, 상기 전방 및 후방하우징의 사이에 위치되고, 그 중심을 둘러 다수개의 실린더보어가 관통되게 형성되며, 내부에 사판실을 구비하는 실린더블록과, 상기 사판실에 위치되는 사판이 일체로 회전가능하게 설치되는 회전축과, 상기 사판의 회전운동에 따라 상기 실린더보어 내를 직선왕복운동하면서 냉매를 압축하는 피스톤과, 상기 사판과 실린더블록의 사이에 설치되어 상기 회전축에 길이방향으로 작용하는 힘을 지지하는 베어링조립체를 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 베어링조립체는 상기 사판과 함께 회전되는 제1레이스와, 상기 실린더블록에 고정되는 제2레이스와, 링형상의 몸체부와 상기 몸체부의 양측 표면에 일체로 돌출되어 형성되고 상기 제1 및 제2 레 이스에 접촉되는 접촉부가 엔지니어링 플라스틱으로 일체로 형성되는 상대회전링을 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is located between the front and rear housings and the front and rear housings to form the outer appearance of at least both ends of the compressor, and the plurality of The cylinder bore is formed to penetrate, the cylinder block having a swash plate chamber therein, a rotating shaft in which the swash plate positioned in the swash plate chamber is rotatably installed, and a straight line in the cylinder bore according to the rotational movement of the swash plate. A swash plate type compressor comprising a piston for compressing a refrigerant while reciprocating and a bearing assembly installed between the swash plate and the cylinder block to support a force acting in the longitudinal direction on the rotating shaft, wherein the bearing assembly includes the swash plate and the swash plate. A first race rotated together, a second race fixed to the cylinder block, a ring-shaped body portion and the body On either side of the surface is formed to protrude integrally is configured to include the relative rotational contact ring is in contact with the first and second rail device which is formed integrally with engineering plastic.
상기 상대회전링은 PEEK(Polyether Ether Ketone)재질로 형성되고, 상기 접촉부는 상기 몸체부의 가장자리까지 형성된다.The relative rotation ring is formed of a PEEK (Polyether Ether Ketone) material, the contact portion is formed to the edge of the body portion.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 사판식 압축기에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.In the swash plate compressor according to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
먼저, 본 발명에서는 베어링조립체를 구성함에 있어서 제1레이스와 제2레이스 사이에 엔지니어링플라스틱으로 만들어진 상대회전링을 사용하여 베어링조립체의 전체 직경을 상대적으로 줄일 수 있으므로 사판식 압축기를 설계함에 있어 실린더블록에 형성되는 흡입통로의 길이를 줄여 사체적을 최소화할 수 있다. 따라서, 사판식 압축기의 효율을 높일 수 있다.First, in the present invention, the overall diameter of the bearing assembly can be relatively reduced by using a relative rotation ring made of engineering plastic between the first race and the second race in the construction of the bearing assembly. By reducing the length of the suction passage formed in the can minimize the dead volume. Therefore, the efficiency of the swash plate type compressor can be improved.
다음으로, 본 발명에서와 같이 상대적으로 직경이 작아진 베어링조립체를 사판식 압축기에 채용함에 의해 피스톤보어 직경을 상대적으로 줄일 수 있어 사판식 압축기 전체의 크기를 줄일 수 있게 되는 효과도 있다.Next, the piston bore diameter can be relatively reduced by employing a bearing assembly having a relatively small diameter in the swash plate compressor as in the present invention, thereby reducing the size of the entire swash plate compressor.
이하 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the swash plate compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3에는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 베어링조립체의 구성이 분해사시도로 도시되어 있다.FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a preferred embodiment of the swash plate compressor according to the present invention, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the bearing assembly constituting the embodiment of the present invention.
이들 도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(100)의 골격과 외관을 전방하우징(110), 후방하우징(120) 그리고, 전,후방실린더블록(130,130')이 형성한다. 물론, 상기 압축기(100)의 골격과 외관은 전방하우징(110)과 후방하우징(120)에 의해 형성되고, 상기 실린더블록(130,130')은 상기 전,후방하우징(110,120) 내부공간에 구비될 수도 있다. As shown in these figures, the
이들은 상기 전방하우징(110), 전,후방실린더블록(130,130') 및 후방하우징(120)의 순서로 배열되어 결합되고, 이들 각각의 중앙을 관통해서는 외부 구동원에 의해 회전되는 회전축(140)이 설치된다.These are arranged and coupled in the order of the
상기 회전축(140)의 회전에 연동하여 직선왕복하는 피스톤(158)이 상기 전,후방실린더블록(130,130')의 실린더보어(135)에 설치되고, 상기 실린더보어(135)에서 압축된 작동유체의 토출은 밸브유니트(160)에 의해 이루어진다.
상기 전,후방하우징(110,120), 그리고 전,후방실린더블록(130,130')은 이들을 관통하는 다수개의 고정볼트(170)에 의해 서로 체결된다.The front and
이하에서는, 상기 압축기(100)를 구성하는 구성요소들에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 상기 전방하우징(110)은 대략 원판형상으로 중앙을 관통하여 상기 회전축(140)이 관통하는 축통공(112)이 형성된다. 상기 축통공(112)은 상기 전방하우징(110)의 일면 중앙에 돌출되는 보스부(113)의 중앙을 관통하여 형성된다. Hereinafter, the components constituting the
상기 전방하우징(110)에서 상기 보스부(113)가 형성된 반대면에는 토출실(114)이 요입되게 형성된다. 상기 토출실(114)은 상기 전방실린더블록(130)의 각각의 실린더보어(135)와 상기 밸브유니트(160)를 통해 선택적으로 연통될 수 있도록 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성될 수 있다.The
상기 후방하우징(120)은 상기 후방실린더블록(130')의 일면, 즉 상기 후방실린더블록(130')에서 상기 전방실린더블록(130)과 밀착된 면의 반대면(132)에 장착되는 것이다. 상기 후방하우징(120)중 상기 후방실린더블록(130')과 마주보는 면에는 토출실(122)이 요입되게 형성된다. The
상기 전,후방실린더블록(130,130')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 대응되게 형성되어 사판실(S)을 형성한다. 상기 사판실(S)에는 상기 회전축(140)에 설치된 사판(142)이 회전가능하게 위치된다. 상기 전,후방실린더블록(130,130')의 외면중 상기 사판실(S)과 대응되는 위치에는 사판실(S)의 내부로 증발기에서 전달된 작동유체를 전달하는 흡입구(도시되지 않음)가 형성된다. The front and rear cylinder blocks (130, 130 ') are formed to correspond to the parts indented to the surface coupled to each other to form a swash plate chamber (S). The
상기 전,후방실린더블록(130,130')에는 축지지공(131)이 형성된다. 상기 축지지공(131)은 상기 회전축(140)이 삽입되는 부분으로, 회전축(140)의 직경과 대응되는 내경을 갖는다.Axial support holes 131 are formed in the front and
상기 전,후방실린더블록(130,130')에는 상기 축지지공(131)을 중심에 두고 축지지공(131)의 형성방향으로 원통형상의 실린더보어(135)가 다수개 관통하여 형성된다. 이때, 상기 실린더보어(135)는 상기 전,후방실린더블록(130,130')에 각각 대응되는 위치로 형성된다. The front and
상기 전,후방실린더블록(130,130')에는 흡입통로(136)가 형성된다. 상기 흡입통로(136)는 상기 실린더보어(135)와 축지지공(131) 사이를 연통하게 형성되어 상기 회전축(140)의 내부를 통해 냉매가 상기 실린더보어(135)로 각각 전달되게 한다.
상기 전,후방실린더블록(130,130')에는 각각 상기 전,후방하우징(110,120)의 토출실(114,122)과 연통되게 토출통로(138)가 형성된다. 상기 토출통로(138)는 실린더보어(135)내에서 압축된 작동유체를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.
상기 회전축(140)은 일단부가 상기 전방하우징(110)을 관통하고 타단부는 상기 후방하우징(120)의 중심과 마주보게 설치된다. 상기 회전축(140)에는 대략 원판형상의 사판(142)이 회전축(140)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(142)은 상기 회전축(140)에 대해 경사지게 구비되어, 회전과정에서 피스톤(158)을 직선운동시키는 역할을 하게 된다. The
상기 사판(142)의 중앙에는 허브(143)가 원통형상으로 구비되는데, 상기 허브(143)를 상기 회전축(140)이 관통한다. 상기 허브(143)를 관통하여서 상기 회전축(140)의 내부와 연통되게 연통공(143')이 천공된다. 상기 사판(142)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(144)가 설치된다. 상기 슈(144)는 상기 사판(142)의 표면 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다. The center of the
상기 회전축(140)에 그 길이방향으로 작용하는 힘을 지지하기 위해 상기 회전축(140)에 고정되어 설치된 사판(142), 보다 정확하게는 허브(143)와 상기 실린더블록(130,130')의 사이에는 베어링조립체(145)가 설치된다. 상기 베어링조립 체(145)는 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 제1레이스(145'), 제2레이스(145")의 사이에 상대회전링(146)이 설치되어 구성된다.The
상기 제1레이스(145')는 상기 허브(143)와 일체로 회전하는 부분이고, 상기 제2레이스(145")는 상기 전방실린더블록(130)과 후방실린더블록(130')에 고정되는 부분이다. The
상기 상대회전링(146)은 상기 제1레이스(145')와 제2레이스(145")에서 이들이 상대 회전가능하게 하는 것으로, 링형상으로 된 몸체부(146')의 양측 표면에 일정 간격으로 접촉부(146")가 일체로 돌출되어 형성된 것이다. 상기 접촉부(146")는 상기 제1 및 제2레이스(145',145")에 접촉되는 것으로, 본 실시예에서는 대략 원기둥형상으로 되어 있으나, 반드시 그러할 필요는 없다. 예를 들면 몸체부(146')의 일측 표면에 반구형상으로 돌출되게 형성될 수도 있다.The
상기 상대회전링(146)는 열가소성의 엔지니어링 플라스틱으로 만들어지는 것으로, 예를 들면, PEEK(Polyether Ether Ketone)이 있다. 이는 약 250℃ 정도의 온도에서도 물리적 특성의 영구적인 손상없이 계속적으로 사용될 수 있는 것이다. The
본 실시예에서, 상기 상대회전링(146)은 그 몸체부(146')의 내측 가장자리와 외측 가장자리까지 상기 접촉부(146")가 형성되어 있다. 여기서 상기 접촉부(146")가 실제로 하중을 지지하는 부분이어서, 상기 접촉부(146")를 몸체부(146')의 양측 가장자리까지 형성함에 의해 상대적으로 몸체부(146')의 직경을 작게 할 수 있다. 즉, 상기 접촉부(146")가 상기 몸체부(146')에 일체로 형성되기 때문에 접촉부(146")의 단부를 지지하기 위한 부분이 필요없어 상기 몸체부(146')의 직경을 상 대적으로 더 작게 할 수 있다.In this embodiment, the
물론, 상기 상대회전링(146)을 구성하는 재료의 재질의 특성도 상기 상대회전링(146)을 상대적으로 작게 만들 수 있게 하는 요인이다. 즉, 접촉부(146")가 상기 제1 및 제2 레이스(145',145")에 접촉하여 하중을 전달받는 면적이 작아도 그 재질의 특성상 충분히 그 하중을 지지할 수 있기 때문이다.Of course, the properties of the material of the material constituting the
상기 회전축(140)의 내부에는 작동유체가 유동되는 유로(147)가 형성된다. 상기 유로(147)는 상기 회전축(140)의 내부에 회전축(140)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 유로(147)는 상기 회전축(140)의 일단부로 개구되게 형성되고, 상기 개구된 부분은 상기 후방하우징(120)의 회전축실(124)과 마주보는 위치에 있다. The
상기 유로(147)와 상기 사판실(S), 그리고 상기 흡입통로(136)와의 연통을 위해, 상기 회전축(140)에는 각각 상기 회전축(140)의 외면으로 개구되게 입구(148)와 출구(148')가 형성된다. 상기 입구(148)와 출구(148')는 각각 다수개가 형성될 수 있다. 도면부호 149는 상기 전방하우징(110)의 축통공(112)의 내면과 회전축(140)의 외면 사이의 틈새를 막아주는 축실링부이다.In order to communicate with the
상기 피스톤(158)은 상기 실린더보어(135) 내부를 직선왕복운동하는 것이다. 상기 피스톤(158)은 상기 실린더보어(135)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단이 각각 전후방실린더블록(130,130')의 실린더보어(135)에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(158)의 각각의 양단이 실린더보어(135)내에서 작동유체를 압축하는 역할을 한다. The
상기 실린더보어(135) 내에서 압축된 작동유체가 실린더보어(135)의 외부로 토출되는 것을 제어하기 위해 상기 밸브유니트(160)가 사용된다. 상기 밸브유니트(160)는 상기 전후방실린더블록(130,130')의 일면에 밀착되어 설치되는 밸브플레이트(162)를 구비하고, 상기 밸브플레이트(162)에는 각각의 실린더보어(135)와 대응되는 위치에 토출공(164)이 형성된다. 상기 토출공(164)을 선택적으로 개폐하기 위해 토출리드(166)가 각각 사용된다. 상기 토출리드(166)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(135) 내부의 작동유체의 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(164)을 개방할 수 있다.The
상기 밸브플레이트(162)는 대략 원판형상으로 구성되는데, 상기 토출통로(138)와 대응되는 위치에 연통공(167)이 형성된다. 상기 연통공(167)은 각각의 토출실(114,122)을 토출통로(138)와 연통시키는 역할을 한다.The
상기 토출통로(138)와 연통되게 상기 전,후방실린더블록(130,130')의 외면에는 머플러(168)가 형성된다. 상기 머플러(168)는 작동유체의 맥동과 소음을 줄이는 역할을 한다. 상기 머플러(168)에는 압축기(100)의 외부(응축기)로 작동유체를 토출하는 토출포트(169)가 형성된다. 도면부호 116과 118은 각각 오일실과 연통로이다.A
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 작용을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the operation of the swash plate compressor according to the present invention having the configuration as described above in detail.
본 발명의 압축기(100)에서는, 외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(140)이 회전함에 따라, 상기 사판(142)이 회전축(140)과 함께 회전된다. 상기 사판(142)의 회전은 상기 피스톤(158)이 상기 실린더보어(135) 내부에서 직선왕복 운동을 하도록 한다. 상기 사판(142)과 상기 피스톤(158) 사이에는 슈(145)가 구비되어 사판(142)과 피스톤(158) 사이의 마찰을 줄이게 된다. In the
상기 회전축(140)이 회전함에 따라, 상기 회전축(140) 내부의 유로(147)가 상기 출구(148')와 흡입통로(136)를 통해 상기 각각의 실린더보어(135)와 순차적으로 연통된다. 즉, 상기 출구(148')와 전,후방실린더블록(130,130')의 흡입통로(136)를 통해 상기 실린더보어(135)와 상기 유로(147)가 연통되는 것이다.As the
이와 같은 유로(147)와 실린더보어(135)의 연통은 압축기(100) 외부에서 전달된 작동유체가 상기 실린더보어(135)로 전달되도록 한다. 참고로, 상기 실린더보어(135)로 작동유체가 흡입되는 것은 상기 피스톤(158)이 해당되는 실린더보어(135)에서 하사점에 위치할 때이다.The communication between the
상기 실린더보어(135)에 작동유체가 전달되고, 해당되는 실린더보어(135)의 상기 피스톤(158)이 상기 밸브플레이트(162)방향으로 이동하면, 작동유체의 압축이 일어난다. 상기 작동유체가 상기 실린더보어(135) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(135) 내부의 압력은 상대적으로 높아지고, 상기 토출리드(166)의 선단이 밀려 탄성변형되면서 상기 토출공(164)이 개방된다.When the working fluid is transferred to the cylinder bore 135, and the
이와 같이 되면, 상기 토출공(164)을 통해 압축된 작동유체가 상기 토출실(114,122)로 전달되고, 상기 토출실(114,122)로 전달된 작동유체는 연통공(167)을 통해 토출통로(138)를 거쳐 상기 머플러(168)로 전달되고, 상기 머플러(168)에서 토출포트(169)를 통해 응축기쪽으로 전달된다.In this case, the working fluid compressed through the
상기와 같이 압축기(100)가 동작되는 과정에서 상기 피스톤(158)에 작용하는 냉매의 압력은 상기 베어링조립체(145)가 지지하게 된다. 즉, 상기 허브(143)와 전,후방실린더블록(130,130')의 사이에 설치된 베어링조립체(145)가 회전축(140)을 회전가능하게 지지하는 것이다.As described above, the pressure of the refrigerant acting on the
특히, 본 발명에서는 상기 베어링조립체(145)를 구성하는 상대회전링(146)이 엔지니어링 플라스틱으로 만들어져 있고, 그 접촉부(146")가 몸체부(146')의 내측 및 외측 가장자리까지 형성될 수 있으므로, 상대적으로 직경이 작아도 충분히 하중을 지지할 수 있다. 실제로 동일한 하중 조건에서 테스트한 자료에 따르면, 일반적인 베어링조립체의 직경과 상기 베어링조립체(145)의 직경을 비교해 보면 본 발명에서 사용되는 베어링조립체(145)의 직경이 일반적인 베어링조립체의 직경의 약 91%수준임을 알 수 있다. 즉, 약 10% 정도 크기가 작다.In particular, in the present invention, the
결국, 상기 베어링조립체(145)는 기존의 것에 비해 상대적으로 직경이 작아지게 만들어질 수 있고, 이 베어링조립체(145)를 사용하게 되면, 실린더블록(130,130')을 설계함에 있어 피스톤보어 직경을 줄일 수 있다. 상기 피스톤보어 직경이 줄어들게 되면, 각각의 실린더보어(135)가 회전축(140)이 관통하는 축지지공(131)에 더 근접할 수 있어 상기 흡입통로(136)의 길이를 더 짧게 할 수 있다. 상기 흡입통로(136)의 길이가 짧아지게 되면, 상기 흡입통로(136)의 체적이 줄어들면서 사체적을 최소화할 수 있게 된다. 다시 말해 도 3의 t값을 상대적으로 줄일 수 있는데, t/t'의 값이 약 90% 수준으로 된다.As a result, the bearing
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구 범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but is defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self evident.
도 1은 종래 기술에 의한 사판식 압축기의 구성을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a swash plate compressor according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 의한 사판식 압축기에서 피스톤보어 직경을 설명하는 설명도.2 is an explanatory diagram illustrating a piston bore diameter in a swash plate compressor according to the prior art.
도 3은 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a preferred embodiment of a swash plate compressor according to the present invention.
도 4는 본 발명 실시예의 요부 구성을 보인 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing the main configuration of the embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100: 압축기 110: 전방하우징100: compressor 110: front housing
116: 오일실 118: 연통로116: oil chamber 118: communication path
120: 후방하우징 122: 토출실120: rear housing 122: discharge chamber
124: 회전축실 130: 전방실린더블록124: rotating shaft chamber 130: front cylinder block
130': 후방실린더블록 131: 축지지공130 ': rear cylinder block 131: shaft support hole
135: 실린더보어 140: 회전축 135: cylinder bore 140: rotation axis
142: 사판 143: 허브142: Saphan 143: Hub
144: 슈 145: 베어링조립체144: shoe 145: bearing assembly
145': 제1레이스 145": 제2레이스145 ':
146: 상대회전링 146': 몸체부146: relative rotation ring 146 ': body
146": 접촉부 147: 유로146 ": contact 147: flow path
160: 밸브유니트 164: 토출공160: valve unit 164: discharge hole
S: 사판실S: tribunal
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Cited By (1)
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2009
- 2009-02-13 KR KR1020090011994A patent/KR101085616B1/en active IP Right Grant
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US9765764B2 (en) | 2014-04-07 | 2017-09-19 | Hanon Systems | Hinge mechanism for a variable displacement compressor |
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