KR20110101911A

KR20110101911A - 용량 가변형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20110101911A
Application number: KR1020100021269A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 김기범; 이태진
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-09-16
Also published as: WO2011111935A3; WO2011111935A2; KR101740037B1

Abstract

본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 하우징, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블록, 상기 실린더 블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트, 상기 러그 플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판의 후면(後面) 구동축에 설치되는 복귀스프링; 상기 사판과 복귀스프링 사이의 구동축에 설치되는 테이퍼링; 및 상기 사판과 테이퍼링을 이격시켜 상기 사판에 의해 테이퍼링의 비틀림 현상을 방지하는 단차부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 단차부에 의해 사판의 중심과 테이퍼링의 중심과 접촉이 이루어짐에 따라 구동축에 대해 테이퍼링의 틀어짐을 방지하여 테이퍼링의 거동을 원활히 하는 효과가 있다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE COMPRESSOR}

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사판의 최소경사각 구동시에 소요 동력을 최소화할 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 냉방 시스템에 포함되는 압축기는 벨트를 통해 엔진에 직접 연결되어 있기 때문에 회전수를 제어할 수 없다.

따라서, 근래에는 엔진의 회전수에 의해 규제되는 경우 없이 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출량을 변화시킬 수 있는 용량가변형 압축기가 많이 사용되고 있다.

용량가변형 압축기로는 사판식, 로터리식 및 스크롤식 등 다양한 종류가 개시되어 있다.

이 중 사판식 압축기는, 크랭크실 내에서 경사각이 가변되도록 설치된 사판이 구동축의 회전운동에 따라 회전하고, 상기 사판의 회전운동에 의해 피스톤이 왕복운동하는 방식으로 되어 있다. 이 경우, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 흡입실의 냉매가 실린더 내에 흡입되어 압축된 후 토출실로 배출되는데, 상기 크랭크실 내의 압력과 실린더 보어 내의 압력 차이에 따라 사판의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되게 된다.

특히, 전자 솔레노이드식 용량제어밸브를 채택하여 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 것이 보통이다.

이때, 용량제어밸브의 가동은, 검지된 엔진의 회전수, 차실 내외의 온도 또는 증발기 온도 등의 신호가 CPU 등을 내장하는 제어부에 의해 연산되고, 그 연산결과에 근거하여 전류가 용량제어밸브의 전자코일로 보내짐으로써 이루어진다.

이하, 도면을 참조하여 종래기술에 따른 용량 가변형 사판식 압축기를 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(10)는, 회전하는 구동축(11)과, 상기 구동축(11)에 고정 설치되는 러그 플레이트(12) 및 상기 러그 플레이트(12)에 의해 회전운동하면서 경사각이 변하도록 상기 구동축(11)에 설치되는 사판(13)으로 구성된다.

또한, 상기 러그 플레이트(13)에는 사판 방향으로 돌출부(14)가 형성되고, 상기 돌출부(14)에는 경사면(15)이 형성되며, 상기 사판(13)에는 상기 돌출부(14)에 대응되는 암(16)이 형성된다.

그리고, 상기 암(16)의 양측으로 슬라이드 블록(17)이 구비되며, 상기 슬라이드 블록(17)은 상기 경사면(15)을 따라 구름 이동하면서 사판(13)의 경사이동을 안내하게 된다.

이에 따라, 상기 러그 플레이트(13)가 회전함에 따라 상기 사판(13)의 슬라이드 블록(17)이 러그 플레이트(13)의 경사면(15)을 따라 슬라이딩 이동하면서 사판(13)의 경사각이 가변되게 된다.

이때, 상기 사판(13)과 복귀스프링(18) 사이의 구동축(11)에는 테이퍼링(19)이 끼워지게 된다.

이에 따라, 상기 사판(13)의 최대경사각에서 최소경사각으로 감소하면서, 경사각이 대략 2° 부근에서 상기 사판(13)과 테이퍼링(19)이 접촉하면서 0° 부근까지 사판(13)의 경사각이 감소하게 되는 것이다.

그러나, 상기 사판(13)의 경사각이 2°일 때 사판(13)의 후면과 테이퍼링(19)의 상단부가 접촉하게 된다.

즉, 테이퍼링(19)의 상단부가 사판(13)의 후면과 접촉하면 테이퍼링(19) 내경과 구동축(11)의 외경 공차에 의해 구동축(11)에 대해 테이퍼링(19)의 틀어짐이 발생하여 테이퍼링(19)의 원활한 거동이 불가하게 된다. 따라서, 사판(13)의 최소경사각이 0° 수준으로 작아지지 않고 테이퍼링(19)에 의해 2°에서 걸리게 됨에 따라 압축기 off시의 소요 동력이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사판의 최소경사각 구동시에 소요 동력을 최소화할 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 하우징, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블록, 상기 실린더 블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트, 상기 러그 플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판의 후면(後面) 구동축에 설치되는 복귀스프링; 상기 사판과 복귀스프링 사이의 구동축에 설치되는 테이퍼링; 및 상기 사판과 테이퍼링을 이격시켜 상기 사판에 의해 테이퍼링의 비틀림 현상을 방지하는 단차부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차부는 사판의 후면 또는 상기 사판과 마주하는 테이퍼링의 전면에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 구동축의 중심방향에서 바라볼 때, 상기 단차부는 구동축의 중심을 지나는 수평선상에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기에 따르면, 단차부에 의해 사판의 중심과 테이퍼링의 중심과 접촉이 이루어짐에 따라 구동축에 대해 테이퍼링의 틀어짐을 방지하여 테이퍼링의 거동을 원활히 하는 효과가 있다.

즉, 테이퍼링의 거동이 원활하게 이루어짐에 따라 압축기의 최소경사각 구동시에 사판의 최소경사각이 0°를 유지하므로 소요 동력을 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 용량 가변형 사판식 압축기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 도 2의 주요구성을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 구동축 중심방향에서 사판을 바라본 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 3은 도 2의 주요구성을 확대 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 구동축 중심방향에서 사판을 바라본 상태를 도시한 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 밸브 어셈블리가 설치된 용량 가변형 사판식 압축기의 구조를 개략적으로 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(C)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변형 사판식 압축기(C)는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(212)를 가지는 실린더 블럭(210)과, 상기 실린더 블럭(210)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(216)과, 상기 실린더 블럭(210)의 후방에 밸브 플레이트(220)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(218)으로 구성된다.

상기 전방 하우징(216)의 안쪽에는 크랭크실(286)이 마련되며, 전방 하우징(216)의 중심 부근에는 구동축(120)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(120)의 타단은 상기 크랭크실(286)을 통과하여 실린더 블럭(210)에 설치된 베어링을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 크랭크실(286) 내에는 구동축(120) 둘레에 러그 플레이트(130)와 사판(140)이 설치되어 있다.

상기 러그 플레이트(130)에는 경사면(134)이 구비된 돌출부(135)가 형성되어 있고, 상기 사판(140)의 일면에는 암(141)이 형성되어 있어, 상기 러그 플레이트(130)가 회전함에 따라 상기 사판(140)의 암(141)에 부착된 슬라이드 블록(143)이 상기 돌출부(135)의 경사면(134)을 슬라이딩 구름 이동하면서 사판(140)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

또한, 상기 사판(140)의 외주면은 슈(276)를 개재하여 각 피스톤(214)에 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(140)이 경사진 상태에서 회전함에 따라, 그 외주면에 슈(276)를 개재하여 끼워진 피스톤(214)들은 상기 실린더 블럭(210)의 각 실린더 보어(212) 내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방 하우징(218)에는 흡입실(222)과 토출실(224)이 각각 형성되어 있고, 후방 하우징(218)과 실린더 블럭(210) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(220)에는 각 실린더 보어(212)에 대응하는 곳에 흡입밸브(232)와 토출밸브(236)가 각각 형성되어 있다.

상기 피스톤(214)의 왕복운동에 의해 흡입실(222)의 냉매가 실린더 보어(212) 내에 흡입되어 압축된 후 토출실(224)로 배출되는데, 상기 크랭크실(286) 내의 압력과 실린더보어(212)의 압력 차이에 따라 사판(140)의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되며, 이는 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실(286)의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판(140)의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 용량제어밸브(300)에 의해 구현되는 것이 보통이다.

또한, 상기 사판(140)의 후면(後面) 구동축(120)에는 복귀스프링(410)이 설치되며, 상기 사판(140)과 복귀스프링(410) 사이의 구동축(120)에는 테이퍼링(420)이 설치된다.

그리고, 상기 사판(140)과 테이퍼링(420)을 이격시키는 단차부(430)가 구비된다. 상기 단차부(430)에 의해 상기 사판(140)의 경사각이 대략 2°일 때에는 상기 사판(140)의 후면과 테이퍼링(420)의 상단부가 접촉하지 않으므로 구동축(120)에 대해 상기 테이퍼링(420)의 틀어짐을 방지하게 된다.

한편, 상기 단차부(430)는 사판(140)의 후면 또는 상기 사판(140)과 마주하는 테이퍼링(430)의 전면에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 4와 같이 상기 구동축(120)의 중심(C) 방향에서 바라볼 때, 상기 단차부(430)는 구동축(120)의 중심(C)을 지나는 수평선상(L)에 1개 또는 2개 형성된다.

이에 따라, 상기 단차부(430)에 의해 사판(140)의 중심이 테이퍼링(430)의 중심과 접촉이 이루어짐에 따라 구동축(120)에 대해 테이퍼링(430)의 틀어짐을 방지하여 테이퍼 링(430)의 거동을 원활히 하게 된다. 결국, 테이퍼링(430)의 거동이 원활하게 이루어짐에 따라 압축기의 최소경사각 구동시에 사판(140)의 최소경사각이 0°를 유지하므로 소요 동력을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 상기 구동축(120)에는 복귀스프링(410)의 후면을 지지하는 스냅링(440)이 장착된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

C - 용량 가변형 사판식 압축기 120 - 구동축
130 - 러그 플레이트 140 - 사판
410 - 복귀스프링 420 - 테이퍼링
430 - 단차부 440 - 스냅링

Claims

하우징, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블록, 상기 실린더 블럭에 회전 가능하게 지지되는 구동축, 상기 구동축에 고정 설치된 러그 플레이트, 상기 러그 플레이트에 의해서 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있게 설치되는 사판, 상기 사판의 회전에 의해서 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,
상기 사판의 후면(後面) 구동축에 설치되는 복귀스프링;
상기 사판과 복귀스프링 사이의 구동축에 설치되는 테이퍼링; 및
상기 사판과 테이퍼링을 이격시켜 상기 사판에 의해 테이퍼링의 비틀림 현상을 방지하는 단차부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 단차부는 사판의 후면 또는 상기 사판과 마주하는 테이퍼링의 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
제 2항에 있어서,
상기 구동축의 중심방향에서 바라볼 때, 상기 단차부는 구동축의 중심을 지나는 수평선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.