KR20110035592A

KR20110035592A - 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20110035592A
Application number: KR1020090093390A
Authority: KR
Inventors: 김민규; 신인철; 김보성; 이정재
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-06

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서 전방 및 후방실린더블록(112,112')의 전방 및 후방에는 냉매가 토출되는 토출실(111a,128a)이 각각 형성되는 프론트헤드(111) 및 리어헤드(128)가 각각 결합된다. 전방 및 후방실린더블록(112,112')에는 다수개의 실린더보어(112a)가 형성된다. 상기 프론트헤드(111)와 전방 및 후방실린더블록(112,112')을 관통하여서는 회전축(124)이 회전가능하게 설치된다. 상기 회전축(124)에는 사판(126)이 회전가능하도록 설치되며, 냉매를 상기 실린더보어(112a)로 전달하는 유로(124')가 내부에 형성된다. 상기 실린더보어(112a)의 내주면에는 상기 실린더보어(112a)와 상기 유로(124')를 연통시키는 흡입통로(113')가 형성된다. 상기 흡입통로(113')의 개구부는 상기 토출실(111a,128a)과 마주보는 상기 실린더블록(112,112')의 전면으로부터 소정 거리(d) 만큼 이격된 위치에 형성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 흡입통로(113')는 실린더블록(112,112')의 전면으로부터 2mm 내지 4mm 이격된 위치에 형성되므로, 흡입통로(113')를 통해 유입된 냉매가 사판(126)이 회전되는 방향으로 힘을 가압하여, 사판(126)이 설치된 회전축(124)의 회전이 원활하게 된다.

압축기, 실린더블록, 실린더보어, 냉매, 사판

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더블록의 다수개의 실린더 보어에 각각 설치된 다수개의 피스톤이 원활하게 직선왕복운동 할 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.

이와 같은 압축기에는 실제로 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크를 사용하여 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.

도 1에는 일반적인 사판식 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 2에는 종래기술에 의한 실린더블록의 요부구성이 사시도로 도시되어 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(10)는, 다수개의 실린더보어(12a)를 구 비하는 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')과, 상기 전방실린더블록(12)의 전방에 결합되어 토출실(11a)을 형성하기 위한 프론트헤드(11), 그리고 후방실린더블록(12')의 후방에 결합되어 토출실(28a)을 형성하기 위한 리어헤드(28)를 포함하고 있다. 이들은 상기 프론트헤드(11), 전방실린더블록(12), 후방실린더블록(12') 및 리어헤드(28)의 순서로 배열되어 결합된다.

상기 프론트헤드(11)는 대략 원통 형상으로, 내부에는 토출실(11a)이 형성된다. 상기 토출실(11a)은 각각 전방실린더블록(12)을 향하여 열려있다. 상기 토출실(11a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(11a)은 상기 전방실린더블록(12)의 각각의 실린더보어(12a)와 아래에서 설명될 밸브어셈블리(14)를 통해 선택적으로 연결될 수 있도록 형성된다.

상기 프론트헤드(11)에는 그 중심을 관통하여 축통공(O)이 형성된다. 상기 축통공(O)에는 아래에서 설명될 회전축(24)이 관통하여 설치된다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')을 관통하여서는 축지지공(13)이 형성된다. 상기 축지지공(13)에는 회전축(24)이 관통한다. 상기 축지지공(13)의 내경은 회전축(24)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 각각 상기 프론트헤드(11)와 리어헤드(28)에 결합된다. 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 내부에는 상기 축지지공(13)을 중심에 두고 축지지공(13)의 형성방향으로 원통 형상의 실린더보어(12a)가 다수개 형성된다.

상기 실린더보어(12a)와 상기 축지지공(13)은 각각 흡입통로(13')를 통해 서 로 연결된다. 상기 흡입통로(13')는 회전축(24)의 내부를 통해 전달된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 각각 전달되게 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡입통로(13')는 상기 프론트헤드(11) 및 리어헤드(28)와 각각 마주보는 상기 전방 및 후방실린더블록(12,12')의 전면과 인접한 실린더보어(12a)의 내주면에 회전축(24)을 향해 관통되게 형성된다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')에는 각각 상기 프론트헤드(11) 및 리어헤드(28)의 토출실(11a,28a)과 연통되게 토출통로(미도시)가 형성된다. 상기 토출통로는 실린더보어(12a) 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.

상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12)의 사이 및 상기 리어헤드(28)와 후방실린더블록(12')사이에는 토출실(11a)과 실린더보어(12a) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(14)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(14)는 상기 실린더보어(12a)에서 토출실(11a)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 밸브어셈블리(14)는 토출공(15')이 형성되는 밸브플레이트(15)와, 토출실(11a,28a)과 마주보는 상기 밸브플레이트(15)의 일면에 결합되는 토출리드(17)를 포함한다. 상기 밸브플레이트(15)는 대략 원판 형상으로 각각의 실린더보어(12a)와 대응되는 위치에 냉매가 토출되는 토출공(15')이 형성된다. 그리고 상기 토출리드(17)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(12a)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(15')을 개폐하는 역할을 한다.

상기 프론트헤드(11)와 마주보는 상기 밸브플레이트(15)의 일면에는 리테이 너(18)가 구비된다. 상기 리테이너(18)는 대략 판 형상으로 형성되어, 상기 토출실(11a)을 향해 소정의 각도만큼 절곡되어 형성된다. 상기 리테이너(18)는 상기 토출리드(17)가 냉매의 토출압에 의해 상기 프론트헤드(11)의 토출실(11a) 및 리어헤드(28)의 토출실(28a)의 내부를 향해 과도하게 탄성변형되는 것을 방지하기 위한 부분이다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어 사판실(23)을 구성한다. 상기 사판실(23)에는 회전축(24)에 설치된 사판(26)이 회전가능하게 위치된다.

상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 중앙을 관통해서는 회전축(24)이 설치된다. 상기 회전축(24)의 내부에는 냉매가 유동되는 유로(24')가 형성된다. 상기 유로(24')는 상기 회전축(24)의 내부에 회전축(24)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(24)의 외면에는 입구(24a)와 출구(24b)가 형성된다. 상기 입구(24a)는 상기 사판실(23)과 유로(24')를 연결시키는 것이고, 상기 출구(24b)는 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 흡입통로(13')와 연결될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(24b)의 위치는 각각의 실린더보어(12a)에서 진행되는 냉매의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다.

상기 회전축(24)의 일측에는 축시일(25)이 삽입되어 상기 프론트헤드(11)의 축통공(O)의 내면에 밀착된다. 상기 축시일(25)은 상기 회전축(24)과 상기 축통공(O) 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 축시일(25)은 탄성변형이 가능한 고무재질로 형성된다.

상기 회전축(24)에는 대략 원판 형상의 사판(26)이 회전축(24)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(26)의 가장자리를 둘러서는 반구 형상의 다수개의 슈(27)가 설치된다. 따라서 소정의 경사를 가지고 있는 상기 사판(26)이 회전하면서 그 가장자리부분이 상기 슈(27)를 지나게 되면, 사판(26)의 경사에 의하여 슈(27)와 연결된 피스톤(13)이 상기 실린더보어(12a)의 내부에서 직선왕복운동 하면서 냉매를 압축하게 된다.

한편, 상기 실린더보어(12a)의 내부에는 피스톤(30)이 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 실린더보어(12a)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 실린더보어(12a)에 위치된다. 즉, 상기 피스톤(30)은 실린더보어(12a) 내에서 냉매를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(30)은 그 중간 부분이 상기 슈(27)와 결합되어 있어, 상기 사판(26)의 회전에 따라 직선왕복운동 하게 된다.

상기 리어헤드(28)는 상기 후방실린더블록(12')의 일면에 장착되는 것이다. 상기 리어헤드(28)에는 토출실(28a)이 형성된다. 상기 토출실(28a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(28a)은 각각 후방실린더블록(12')을 향하여 열려있다. 상기 토출실(28a)은 상기 후방실린더블록(12')에 형성된 실린더보어(12a)들과 밸브플레이트(15)를 통해 선택적으로 연결된다.

상기 프론트헤드(11)의 일측에는 풀리(40)가 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(40)는 대략 원통 형상으로 형성된다. 상기 풀리(40)는 엔진의 구동력을 벨트(미도시)를 통해 전달받아 회전된다.

상기 풀리(40)에는 필드코일(41)이 내장되어 있다. 상기 필드코일(41)은 전원이 인가되면 흡인자속을 발생시켜 아래에서 설명될 디스크(46)가 풀리(40)의 마찰면(40')에 밀착되게 한다.

한편, 상기 회전축(24)의 일단부에는 허브(43)가 설치되고, 상기 허브(43)에는 댐퍼(44)가 설치된다. 상기 댐퍼(44)는 상기 회전축(24)과 풀리(40) 사이의 동력전달 시에 발생하는 충격을 흡수하는 것이다. 상기 댐퍼(44)에는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')과 마주보는 위치에 디스크(46)가 이동가능하게 설치된다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기의 동작을 설명한다. 엔진의 구동력이 벨트를 통해 상기 풀리(40)에 전달되면, 상기 풀리(40)는 회전하게 된다. 하지만, 상기 필드코일(41)에 전원이 인가되지 않으면 상기 풀리(40)의 마찰면(40')에 상기 디스크(46)가 밀착되지 않으므로, 상기 회전축(24)은 회전하지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 공조시스템의 가동 필요성이 발생하여 압축기가 구동되어야 하는 경우에는, 사용자 또는 차량의 제어시스템이 공조시스템의 동작을 위한 신호를 제공한다. 공조시스템의 동작이 시작되고 냉매가 압축되어야 할 필요성이 있는 경우에는, 상기 필드코일(41)에 전원이 인가되면서 상기 필드코일(41)이 흡입자속을 발생시킨다.

상기 필드코일(41)에 전원이 인가되면, 필드코일(41)의 흡인자속에 의해 상기 디스크(46)는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')에 밀착된다. 따라서, 상기 풀리(40)의 회전력이 상기 회전축(24)으로 상기 디스크(46), 댐퍼(44) 및 허브(43)를 통해 전달된다.

이와 같이 회전축(24)으로 풀리(40)의 회전력이 전달되면, 상기 회전축(24)이 회전하면서 피스톤을 직선왕복운동시켜서 냉매의 압축을 수행하게 된다.

이때, 상기 회전축(24)이 회전함에 따라, 상기 회전축(24) 내부의 유로(24')가 상기 출구(24b)와 흡입통로(13')를 통해 상기 실린더보어(12a)와 연결된다. 이와 같은 유로(24')와 실린더보어(12a)의 연결은 상기 사판실(23) 내로 흡입된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 전달되도록 한다. 참고로 상기 실린더보어(12a)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(30)이 해당되는 실린더보어(12a)에서 하사점으로 위치할 때이다. 이와 같이, 상기 실린더보어(12a)에 냉매가 전달되면, 해당되는 상기 실린더보어(12a)의 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(15) 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.

이와 같이, 냉매가 상기 실린더보어(12a) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(12a) 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 토출실(11a)(28a)로 냉매가 토출된다. 상기 토출실(11a)(28a)로 토출된 냉매는 외부의 토출구를 통해 응축기(미도시)쪽으로 전달된다.

상기 토출구를 통해 응축기로 전달된 냉매는 응축기(미도시), 팽창변(미도시), 그리고 증발기(미도시)를 거쳐 다시 압축기로 전달된다. 압축기에서 냉매는 위에서 설명된 과정을 반복하여 압축된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 압축기에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 흡입통로(13')는 상기 전방 및 후방실린더블록(12,12')의 전면과 인접 한 상기 실린더보어(12a)의 내주면에 형성된다. 이때, 상기 피스톤(30)이 상사점을 벗어나기 시작하자마자, 상기 흡입통로(13')에 잔류하고 있던 냉매의 압력이 상기 사판(26)에 가해지므로, 회전축(24)이 넘어지는 방향으로 힘을 받을 수 있다. 이와 같이 되면, 상기 사판(26)이 설치된 회전축(24)의 회전이 원활하지 못하게 되는 문제가 발생한다.

그리고 상기 흡입통로(13')는 상기 전방 및 후방실린더블록(12,12')의 전면과 인접한 상기 실린더보어(12a)의 내주면에 형성되므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더블록(12,12')에 날카로운 엣지(edge)(g)가 형성될 수 있다. 이와 같은 상태에서, 상기 피스톤(30)이 상기 실린더보어(12a)의 내에서 직선왕복운동 하게 되면, 상기 실린더보어(12a)의 엣지(g)에 상기 피스톤(30)이 부딪치면서 상기 전방 및 후방실린더블록(12,12')의 일부가 파손될 수 있는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전축이 원활하게 회전되도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실린더블록이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 냉매가 토출되는 토출실이 각각 형성되는 프론트헤드 및 리어헤드와; 상기 프론트헤드 및 리어헤드가 각각 전방 및 후방에 결합되고, 다수개의 실린더보어가 형성 되며, 상기 실린더보어의 내주면에는 상기 토출실과 각각 마주보는 전면으로부터 소정 거리 만큼 이격된 위치에 개구부를 갖는 흡입통로가 형성되는 실린더블록과; 상기 프론트헤드 및 실린더블록을 관통하여 회전가능하게 설치되고, 사판이 회전가능하도록 설치되며, 상기 흡입통로에 의해 상기 실린더보어와 연통되는 유로가 내부에 형성되는 회전축; 그리고 상기 사판의 회전운동에 따라 상기 실린더보어 내를 직선왕복운동하는 다수개의 피스톤을 포함하여 구성된다.

상기 흡입통로의 개구부는 상기 실린더블록의 전면으로부터 2mm 내지 4mm 이격된 위치에 형성된다.

상기 흡입통로는 원형 단면을 갖도록 형성된다.

본 발명에서 전방 및 후방실린더블록의 실린더보어에 형성된 흡입통로의 개구부는 프론트헤드 및 리어헤드에 각각 형성된 토출실과 마주보는 전방 및 후방실린더블록의 전면으로부터 2mm 내지 4mm 이격된 위치에 형성되므로, 상기 실린더보어 내에서 직선왕복운동하는 피스톤이 상기 실린더보어의 일측에서 타측으로 어느정도 이동한 상태에서 상기 흡입통로를 통해 냉매가 상기 실린더보어의 내부로 유입된다. 따라서, 상기 흡입통로를 통해 유입된 냉매가 사판이 회전되는 방향으로 힘을 가압하므로 사판이 설치된 회전축의 회전이 원활하게 되어 압축기의 효율이 상대적으로 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명에서 프론트헤드 및 리어헤드에 각각 형성되는 토출실과 마주보는 전방 및 후방실린더블록의 전면으로부터 소정 거리 만큼 이격된 위치의 실린 더보어의 내주면에는 회전축의 내부를 통해 상기 실린더보어의 내부로 냉매를 전달하는 흡입통로가 형성된다. 따라서, 상기 실린더블록에 날카로운 엣지가 생기는 것이 방지되므로, 피스톤의 직선왕복운동에 의해 상기 전방 및 후방실린더블록이 파손되는 것이 방지되므로, 압축기의 내구성이 향상되는 효과도 있다.

이하 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예에 의한 실린더블록의 요부구성이 사시도로 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명 실시예의 회전축의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 사판이 상사점을 벗어난 피스톤에 의해 힘을 받는 위치가 설명도로 도시되어 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(100)는, 다수개의 실린더보어(112a)가 형성되는 전방 및 후방실린더블록(112,112'), 상기 전방실린더블록(112)의 전방에 결합되어 토출실(111a)을 형성하기 위한 프론트헤드(111), 그리고 상기 후방실린더블록(112')의 후방에 결합되어 토출실(128a)을 형성하기 위한 리어헤드(128)를 포함하고 있다. 이들은, 상기 프론트헤드(111), 전방실린더블록(112), 후방실린더블록(112') 및 리어헤드(128)의 순서로 배열되어 결합된다.

상기 프론트헤드(111)는 대략 원통 형상으로, 내부에는 토출실(111a)이 형성된다. 상기 토출실(111a)은 전방실린더블록(112)을 향하여 열려있다. 상기 토출 실(111a)은 대략 링형상의 영역에 걸처 형성된다. 상기 토출실(111a)은 전방실린더블록(112)의 실린더보어(112a)와 아래에서 설명될 밸브어셈블리(130)를 통해 선택적으로 연결될 수 있도록 형성된다. 상기 프론트헤드(111)에는 그 중심을 관통하여 축통공(O)이 형성된다. 상기 축통공(O)에는 아래에서 설명될 회전축(124)이 관통하여 설치된다.

상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')을 관통하여서는 축지지공(121)이 형성된다. 상기 축지지공(113)에는 회전축(124)이 관통한다. 상기 축지지공(113)의 내경은 회전축(124)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.

상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 내부에는 상기 축지지공(121)을 중심에 두고 축지지공(121)의 형성방향으로 원통 형상의 실린더보어(112a)가 다수개 형성된다.

상기 전방 및 후방실린더블록(112,112')의 실린더보어(112a)와 상기 축지지공(121)은 흡입통로(113')를 통해 서로 연통된다. 상기 흡입통로(113')는 원형 단면을 갖도록 형성된다. 상기 흡입통로(113')는 회전축(124)의 내부를 통해 전달된 냉매가 상기 후방실린더블록(112')의 실린더보어(112a)로 각각 전달되게 한다.

상기 흡입통로(113')의 개구부는 상기 토출실(111a,128a)과 마주보는 상기 전방 및 후방실린더블록(112,112')의 전면으로부터 소정 거리(d) 만큼 이격된 위치의 상기 실린더보어(112a)의 내주면에 형성된다. 보다 자세하게는, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 흡입통로(113')의 개구부는 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 전면으로부터 2mm 내지 4mm 이격되어 형성된다. 이는 상기 전 방 및 후방실린더블록(112,112')에 날카로운 엣지가 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다.

여기서, 상기 흡입통로(113')의 개구부가 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 전면으로부터 2mm 이상 이격되어 형성되면, 상기 실린더보어(112a) 내에서 직선왕복운동하는 피스톤(130)이 상기 실린더보어(112a)의 일측에서 타측으로 어느정도 이동한 상태에서 상기 흡입통로(113')를 통해 냉매가 상기 실린더보어(112a)의 내부로 유입된다. 따라서, 상기 흡입통로(113')를 통해 유입된 냉매가 사판(126)이 회전되는 방향으로 힘을 가압하므로 사판(126)이 설치된 회전축(124)의 회전이 원활하게 될 수 있다.

이때, 상기 흡입통로(113')를 통해 흡입된 냉매의 압력이 도 5에 도시된 화살표 A 방향으로 사판(126)에 작용하게 되고, 사판(126)은 도 5를 기준으로 시계방향, 즉, 화살표 B 방향으로 회전하게 된다. 이와 같이 되면 사판(126)이 설치된 회전축(124)의 회전이 사판(126)과 동일한 방향, 즉, 화살표 C 방향으로 원활하게 회전된다.

다시 말해, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 피스톤(130)이 상사점을 벗어나기 전의 사판(126)의 각도를 0°라 하였을 때, 피스톤(130)이 상사점을 벗어나기 시작하면, 사판(126)이 30°에서 50°사이의 각도를 가지도록 회전된 상태에서 상기 실린더보어(112a)의 내부로 상기 흡입통로(113')를 통해 냉매가 유입된다.

이때, 상기 흡입통로(113')를 통해 흡입된 냉매의 압력이 도 6에 도시된 화살표 A 방향으로 사판(126)에 작용하게 되고, 사판(126)은 도 6를 기준으로 시계방 향, 즉, 화살표 B 방향으로 회전하게 된다. 이와 같이 되면 사판(126)이 설치된 회전축(124)이 사판(126)과 동일한 방향으로 원활하게 회전된다.

그리고 상기 흡입통로(113')의 개구부가 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 전면으로부터 2mm 미만으로 이격되어 형성되면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 피스톤(130)이 상사점을 벗어나기 전의 사판(126)의 각도를 0°라 하였을 때, 피스톤(130)이 상사점을 벗어나기 시작하면, 사판(126)의 회전 각도가 30°미만인 상태에서 상기 흡입통로(113')에 잔류하고 있던 냉매의 압력이 화살표 A 방향으로 사판(126)에 작용하게 된다. 이와 같이 되면, 회전축(124)이 넘어지는 방향으로 힘을 받게 되므로, 상기 사판(126)이 시계방향, 즉, 화살표 B 방향으로 원활하게 회전하지 못하게 되어 상기 사판(126)이 설치된 회전축(124)의 회전이 원활하지 못하게 된다.

또한, 상기 흡입통로(113')의 개구부가 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 전면으로부터 2mm 미만으로 이격되어 형성되면, 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')에 날카로운 엣지가 형성될 수 있다.

한편, 상기 흡입통로(113')가 상기 전방 및 후방실린더블록(112,112')의 전면으로부터 4mm 보다 길게 이격되어 형성되면, 상기 실린더보어(112a)의 내부로 충분한 양의 냉매가 유입될 수 없게 된다.

상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')에는 각각 상기 프론트헤드(111) 및 리어헤드(128)의 토출실(111a,128a)과 연통되게 토출통로(미도시)가 형성된다. 상기 토출통로는 실린더보어(112a) 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로 역할을 한다.

상기 프론트헤드(111)와 전방실린더블록(112)의 사이 및 상기 리어헤드(128)와 후방실리더블록(112') 사이에는 토출실(111a,128a)과 실린더보어(112a) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(114)가 설치된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(114)는 상기 실린더보어(112a)에서 토출실(111a,128a)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 밸브어셈블리(114)는 토출공(115')이 형성되는 밸브플레이트(115)와 상기 토출공(115')을 개폐하는 토출리드(117)를 포함한다. 상기 밸브플레이트(115)는 대략 원판 형상으로 각각의 실린더보어(112a)와 대응되는 위치에 토출공(115')이 형성된다.

상기 프론트헤드(111)와 마주보는 상기 밸브플레이트(115)의 일면 및 상기 리어헤드(128)와 마주보는 상기 밸브플레이트(115)의 일면에는 토출리드(117)가 구비된다. 상기 토출리드(117)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(112a)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(115')을 개폐하는 역할을 한다.

상기 프론트헤드(111)와 마주보는 상기 밸브플레이트(115)의 일면에는 리테이너(118)가 구비된다. 상기 리테이너(118)는 대략 판 형상으로 형성되어, 상기 토출실(111a,128a)을 향해 소정의 각도만큼 절곡되어 형성된다. 상기 리테이너(118)는 상기 토출리드(117)가 냉매의 토출압에 의해 상기 프론트헤드(111)의 토출실(111a) 및 리어헤드(128)의 토출실(128a)의 내부를 향해 과도하게 탄성변형되는 것을 방지하기 위한 부분이다.

상기 전방실린더블록(112) 및 후방실리더블록(112')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어 사판실(123)을 구성한다. 상기 사판실(123)에는 회전축(124)에 설치된 사판(126)이 회전가능하게 위치된다.

상기 프론트헤드(111)와 전방실린더블록(112) 및 후방실리더블록(112')의 중앙을 관통하여서는 회전축(124)이 설치된다. 상기 회전축(124)의 내부에는 냉매가 유동되는 유로(124')가 형성된다. 상기 유로(124')는 상기 회전축(124)의 내부에 회전축(124)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(124)의 외면에는 입구(124a)와 출구(124b)가 형성된다. 상기 입구(124a)는 상기 사판실(123)과 유로(124')를 연결시키는 것이고, 상기 출구(124b)는 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실리더블록(112')의 흡입통로(113')와 연결될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(124b)의 위치는 각각의 실린더보어(112a)에서 진행되는 냉매의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다.

상기 회전축(124)의 일측에는 축시일(125)이 삽입되어 상기 프론트헤드(111)의 축통공(O)의 내면에 밀착된다. 상기 축시일(125)은 상기 회전축(124)과 상기 축통공(O) 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 축시일(125)은 탄성변형이 가능한 고무재질로 형성된다.

상기 회전축(124)에는 대략 원판 형상의 사판(126)이 회전축(124)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(126)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(127)가 설치된다. 상기 슈(127)는 반구 형상으로 형성되는 것으로, 소정의 경사를 가지고 있는 상기 사판(126)이 회전하면서 그 가장자리부분이 상기 슈(27)를 지 나가게 되면, 사판(126)의 경사에 의하여 슈(127)와 연결된 피스톤(130)이 상기 실린더보어(112a)의 내부에서 직선왕복운동 하면서 냉매를 압축하게 된다.

한편, 상기 실린더보어(112a)의 내부에는 피스톤(130)이 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(130)은 상기 실린더보어(112a)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상이다. 상기 피스톤(130)은 전방실린더블록(112) 및 후방실리더블록(112')의 실린더보어(112a)에 위치되어 냉매를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(130)은 그 중간 부분이 상기 슈(127)와 결합되어 있어, 상기 사판(126)의 회전에 따라 직선왕복운동 하게 된다.

상기 리어헤드(128)에는 토출실(128a)이 형성된다. 상기 토출실(128a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(128a)은 각각 후방실린더블록(112')을 향하여 열려있다. 상기 토출실(128a)은 상기 후방실린더블록(112')에 형성된 실린더보어(112a)들과 밸브플레이트(115)를 통해 선택적으로 연결된다.

상기 프론트헤드(111)의 일측에는 폴리(140)가 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(140)는 대략 원통 형상으로 형성된다. 상기 풀리(140)는 엔진의 구동력을 벨트(미도시)를 통해 전달받아 회전된다.

상기 풀리(140)에는 필드코일(141)이 내장되어 있다. 상기 필드코일(141)은 전원이 인가되면 흡인자속을 발생시켜 아래에서 설명될 디스크(146)가 풀리(140)의 마찰면(140')에 밀착되게 한다.

한편, 상기 회전축(124)의 일단부에는 허브(143)가 설치되고, 상기 허브(143)에는 댐퍼(144)가 설치된다. 상기 댐퍼(144)는 상기 회전축(124)과 풀 리(140) 사이의 동력전달 시에 발생하는 충격을 흡수하는 것이다. 상기 댐퍼(144)에는 상기 풀리(140)의 마찰면(140')과 마주보는 위치에 디스크(146)가 이동가능하게 설치된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 작용을 상세하게 설명한다.

외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(124)이 회전함에 따라, 상기 사판(126)이 회전축(124)과 함께 회전된다. 상기 사판(126)의 회전은 상기 피스톤(130)이 상기 실린더보어(112a) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

상기 회전축(124)이 회전함에 따라, 상기 회전축(124) 내부의 유로(124')가 상기 출구(124a)와 흡입통로(113')를 통해 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 내부로 전달된다. 참고로 상기 전방 및 후방 실린더블록(112,112')의 실린더보어(112a)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(130)이 해당되는 실린더보어(112a)의 상사점에서 하사점으로 이동할 때이다(도 3참조).

이때, 흡입통로(113')의 개구부는 상기 전방실린더블록(112) 및 후방실린더블록(112')의 전면으로부터 2mm 내지 4mm 이격된 위치의 상기 실린더보어(112a)의 내주면에 형성되므로, 상기 전방 및 후방실린더블록(112,112')에 날카로운 모서리가 형성되는 것이 방지된다.

그리고 상기 실린더보어(112a) 내에서 상기 피스톤(130)이 상기 프론트헤드(111) 및 리어헤드(128) 방향으로 이동하는 과정에서 상기 흡입통로(113')를 통해 토출되는 냉매의 압력에 의해 상기 사판(126)이 힘을 받게 된다.

이때, 도 5에 도시된 화살표 A 방향으로 냉매의 압력이 사판(126)에 작용하게 되고, 사판(126)은 도 5를 기준으로 시계방향, 즉, 화살표 B 방향으로 회전하게 된다. 이와 같이 되면 사판(126)이 설치된 회전축(124)의 회전이 사판(126)과 동일한 방향, 즉, 화살표 C 방향으로 원활하게 회전된다.

즉, 냉매의 압력이 상기 피스톤(130)이 실린더보어(112a)의 내에서 이동하는 방향, 즉, 하사점에서 상사점 또는 상사점에서 하사점으로 이동하는 방향과 나란한 방향으로 작용하여 사판(126)이 설치되는 회전축(124)의 회전을 원활하게 한다. 따라서, 상기 압축기(100)를 구동시키기 위한 힘이 상대적으로 줄어들게 된다.

이와 같이, 상기 실린더보어(112a)에 냉매가 전달되면, 상기 피스톤(130)이 상기 리어헤드(128) 방향으로 이동하게 되고 냉매의 압축이 일어난다. 냉매가 상기 실린더보어(112a) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(112a)의 내부 압력은 상대적으로 높아셔 상기 토출실(111a,128a)로 냉매가 토출된다. 상기 토출실(111a,128a)로 토출된 냉매는 외부의 토출구를 통해 응축기(미도시) 쪽으로 전달된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 일반적인 사판식 압축기의 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래기술에 의한 실린더블록의 요부구성을 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 발명 실시예에 의한 실린더블록의 요부구성을 보인 사시도.

도 5는 본 발명 실시예의 회전축의 구성을 보인 사시도.

도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 사판이 상사점을 벗어난 피스톤에 의해 힘을 받는 위치를 보인 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 압축기 111: 프론트헤드

111a: 토출실 112,112':전방 및 후방실린더블록

112a: 실린더보어 113: 축지지공

113': 흡입통로 114: 밸브어셈블리

115: 밸브플레이트 115': 토출공

123: 사판실 124: 회전축

124': 유로 126: 사판

127: 슈 128: 리어헤드

128a: 토출실 130: 피스톤

140: 풀리 143: 허브

Claims

냉매가 토출되는 토출실(111a,128a)이 각각 형성되는 프론트헤드(111) 및 리어헤드(128)와;

상기 프론트헤드(111) 및 리어헤드(128)가 각각 전방 및 후방에 결합되고, 다수개의 실린더보어(112a)가 형성되며, 상기 실린더보어(112a)의 내주면에는 상기 토출실(111a,128a)과 각각 마주보는 전면으로부터 소정 거리(d) 만큼 이격된 위치에 개구부를 갖는 흡입통로(113')가 형성되는 실린더블록(112,112')과;

상기 프론트헤드(111) 및 실린더블록(112,112')을 관통하여 회전가능하게 설치되고, 사판(126)이 회전가능하도록 설치되며, 상기 흡입통로(113')에 의해 상기 실린더보어(112a)와 연통되는 유로(124')가 내부에 형성되는 회전축(124); 그리고

상기 사판(126)의 회전운동에 따라 상기 실린더보어(112a) 내를 직선왕복운동하는 다수개의 피스톤(130)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 흡입통로(113')의 개구부는 상기 실린더블록(112,112')의 전면으로부터 2mm 내지 4mm 이격된 위치에 형성됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 2항에 있어서,

상기 흡입통로(113')는 원형 단면을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.