KR20130109485A

KR20130109485A - 사판식 압축기의 구동축 지지구조

Info

Publication number: KR20130109485A
Application number: KR1020120031235A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 권윤기; 박정현
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2013-10-08

Abstract

본 발명은 사판식 압축기의 구동축 지지구조에 관한 것으로, 구동축의 일단부를 탄력적으로 지지하도록 실린더블록의 센터보어에 지지수단을 구성한 사판식 압축기에 있어서, 상기 지지수단은, 상기 실린더블록의 센터보어의 일측에 설치되며 상기 구동축과 접하는 상태에서 함께 회전하는 구동레이스; 상기 구동레이스와 이격 배치되는 고정레이스; 상기 구동레이스와 고정레이스 사이에 개재되는 스러스트 베어링; 상기 센터보어의 타측에 설치되며 구동축 방향으로 직선 이동이 가능한 탄성력조절부재; 및 상기 고정레이스와 탄성력조절부재 사이에 개재되는 스프링부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 기존 센터보어 내에 소정 깊이의 고정홈을 형성해야 하는 복잡한 작업과 아울러 상기 고정홈에 스냅링을 끼워 넣는 과정에서 마찰력에 의해 버(burr)가 발생하는 문제점을 해소할 수 있으므로 그에 따른 조립성과 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

사판식 압축기의 구동축 지지구조{SHAFT SUPPORT STRUCTURE OF A SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 사판식 압축기의 구동축 지지구조에 관한 것으로, 특히 구동축을 지지하기 위한 지지수단의 구성 및 구조를 개선하여 조립성을 향상시킴과 아울러, 구동축을 탄력적으로 지지하는 스프링부재의 탄성 반발력을 용이하게 조절할 수 있는 사판식 압축기의 구동축 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 공조장치를 구성하는 압축기는 풀리를 통하여 전달되는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 냉매를 내부로 흡입한 후 응축기로 토출하는 장치이다.

이러한 압축기는 압축구조에 따라 다양한 종류가 있으며, 일반적으로 압축방식 및 구조에 따라 크게 왕복식과 회전식으로 나뉜다. 왕복식은 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식으로, 회전식은 메인 로터리식, 스크롤식 등으로 다시 나뉘며, 이들 압축기들 중에는 압축 용적을 변화시킬 수 있는 가변 용량형의 것도 있다.

사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 경사지게 설치된 디스크 형상의 사판이 구동축에 의해 회전하고, 이 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈를 통해 설치된 다수의 피스톤들이 실린더블록에 형성된 실린더 보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써, 냉매를 흡입/압축하여 토출하도록 구성된다.

가변 용량형 사판식 압축기는, 열부하에 따라 구동축에 설치된 사판의 경사각이 가변되도록 구성된 것으로, 이에 따라 피스톤의 왕복 이송량이 변화되면서 냉매 토출량이 가변 조절된다.

상기와 같은 가변 용량형 사판식 압축기의 일 예로써 대한민국등록특허 제748140호(이하, '종래기술'이라 함)의 구성을 도 1을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 가변 용량형 사판식 압축기(1)는 센터보어(4)와 그 주변에 방사상으로 형성된 다수의 실린더보어(cylinder bore)(6)를 갖는 실린더블록(2)을 가지며, 실린더블록(2)의 양측은 전방 하우징(8)과 후방 하우징(10)에 의해 밀폐된다. 실린더블록(2)과 전방 하우징(8)의 사이에는 기밀상태의 크랭크 실(12)이 구비되며, 실린더블록(2)의 후단부와 후방 하우징(10) 사이에는 밸브 플레이트(14)가 개재되고, 후방 하우징(10)에는 냉매가스의 유출입을 위한 유출구 및 유입구, 흡입실(16) 및 토출실(18)이 각각 형성된다. 흡입실(16) 및 토출실(18)은 각기 흡입 및 토출 밸브 기구를 통해 개개의 실린더보어(6)와 냉매의 소통이 이루어진다. 구동축(20)은 전방 하우징(8)을 지나 실린더블록(2)까지 연장되도록 중심부에 배치되며, 또한 전방 하우징(8)과 실린더블록(2)에 장착된 레이디얼 베어링(22)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 실린더보어(6)에 삽입된 구동축(20)의 일측 단부는 지지수단에 의해 축방향으로 지지되어 구동축(20)의 축방향 유동을 방지하게 된다. 실린더블록(2)과 전후방 하우징(8,10)은 관통볼트(24)로서 결합된다.

상기 크랭크실(12) 내에는 회전체(rotor)(26)가 구동축(20)와 함께 회전 가능하게 구동축(20)에 장착되며, 또한 회전체(26)는 구동축(20)와 함께 회전되도록 크랭크실(12)을 가로지르는 구동축(20)에 고정되게 장착된다. 사판(swash plate)(28)은 구동축(20)에 회전 가능하게 지지되며, 구동축(20)와 사판(28) 사이에는 구형 슬리브(spherical sleeve)가 개재될 수 있으며, 이 경우 사판(28)은 구형 슬리브의 외부 지지면에 회전 가능하게 지지된다. 도 1에서 사판(28)은 최대 경사각의 위치에 있으며, 이때 스프링(30)은 최대로 압축된 상태이고, 돌출부(32)의 스톱면(stop surface)(32a)은 회전체(26)와 접촉되므로 사판(28)의 경사각은 회전체(26)에 의해 제한된다. 또한 구동축(20)에는 스토퍼(34)가 제공되어 사판(28)의 최소 경사각이 제한된다.

그리고, 사판(28)과 회전체(26)는 힌지기구에 의해 연결되어 함께 회전하게 된다. 즉, 지지아암(36)이 회전체(26)의 한 측면으로부터 축을 따라 바깥방향으로 돌출되며, 아암(38)은 사판(28)의 한 표면으로부터 회전체(26)의 지지아암(36)쪽으로 돌출된다. 지지아암(36)과 아암(38)은 핀(40)에 의해 서로 연결된다.

각각의 실린더보어(6)에는 피스톤(42)이 미끄럼 가능하게 배치되며, 각각의 피스톤(42)은 실린더보어(6)내에 미끄럼 가능하게 배치되는 몸통(44)과 브릿지부(46)를 갖는다. 피스톤(42)의 브릿지부(46)에는 리세스(recess)(48)가 형성되며, 이 리세스(48)에는 사판(28)의 외주 부분이 위치하게 된다. 반구형 슈들(50)은 피스톤(42)의 브릿지부(46)에 형성된 슈 포켓(shoe pocket)(52)에 배치되어 사판(28)의 외주 부분의 양면과 미끄럼 가능하게 맞물리게 된다. 따라서, 구동축(20)가 회전함에 따라 사판(28)도 회전하게 되며, 사판(28)의 회전운동은 슈들(50)을 통해 피스톤(42)의 왕복운동으로 전환된다. 피스톤(42)의 일측 단부에는 절취부(cutout portion)(54)가 형성되는데, 이 절취부(54)는 피스톤(42)이 하사점에 위치했을 때 사판(28)의 표면과 피스톤(42)의 몸통(44)이 서로 접촉되는 것을 방지하기 위한 것이다.

계속해서, 도 2를 참조하여 구동축를 축방향으로 지지하기 위한 지지수단의 구성을 살펴보면, 지지수단은 실린더블록(2)의 센터보어(4)내에 위치하면서 구동축(20)의 일단부에 결합되는 스러스트 베어링(58)의 일측면에 밀접되게 결합되어 구동축(20)과 함께 회전되는 구동레이스(80)와, 스러스트 베어링(58)의 타측면에 밀접되게 결합되어 구동축(20)의 회전에 관계없이 고정상태를 유지하는 고정레이스(82)와, 상기 고정레이스(82)와 이격되는 상태로 상기 센터보어(4)의 일측에 고정설치되는 스냅링(90)과, 상기 고정레이스(82)와 스냅링(90) 사이에 개재되어 상기 구동축(20)을 전후방향에 대하여 탄력적으로 지지하는 스프링부재(64)로 구성된다.

그러나, 종래기술에 따른 가변용량형 사판식 압축기의 지지수단의 경우에는, 실린더블록(2)의 센터보어(4) 내에 상기 스냅링(90)을 설치하기 위해 고정홈(4a)을 형성하는 것이 매우 불편하였을 뿐만 아니라, 상기 고정홈(4a)에 스냅링(90)을 끼워 넣는 과정에서 마찰력에 의해 버(burr)가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 고정레이스(82)와 스냅링(90) 사이에서 구동축(20)을 탄력적으로 지지하는 스프링부재(64)의 경우에는 압축기의 사용시간이 장기화될수록 탄성 반발력이 약해지거나, 고정레이스(82)와 스냅링(90) 사이의 조립 오차가 발생할 경우, 스프링부재(64)의 탄성 반발력 수치를 보상할 방법이 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 구동축을 지지하기 위한 지지수단의 구성 및 구조를 개선하여 조립성을 향상시킬 수 있는 사판식 압축기의 구동축 지지구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구동축을 탄력적으로 지지하기 위한 스프링부재의 탄성 반발력을 상황에 따라 용이하게 조절할 수 있는 사판식 압축기의 구동축 지지구조를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 사판식 압축기의 구동축 지지구조는,

구동축의 일단부를 탄력적으로 지지하도록 실린더블록의 센터보어에 지지수단을 구성한 사판식 압축기에 있어서,

상기 지지수단은,

상기 실린더블록의 센터보어의 일측에 설치되며 상기 구동축과 접하는 상태에서 함께 회전하는 구동레이스;

상기 구동레이스와 이격 배치되는 고정레이스;

상기 구동레이스와 고정레이스 사이에 개재되는 스러스트 베어링;

상기 센터보어의 타측에 설치되며 구동축 방향으로 직선 이동이 가능한 탄성력조절부재; 및,

상기 고정레이스와 탄성력조절부재 사이에 개재되는 스프링부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 센터보어 타측 둘레면에는 상기 구동축을 향하는 방향으로 일정길이 연장되는 나사부가 형성되며,

상기 탄성력조절부재의 외주 둘레면에는 상기 나사부에 대응하는 나사체결홈이 형성된 것을 을 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성력조절부재의 표면 중심에는 별도의 도구를 사용하여 나사회전에 따른 전후방향의 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 도구 체결홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스프링부재는 일단이 상기 고정레이스에 접하고 타단이 상기 탄성력조절부재에 접하는 코일스프링인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링부재는 일단이 상기 고정레이스에 접하고 타단이 상기 탄성력조절부재에 접하는 판스프링인 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 센터보어 내에서 전후방향으로 직선이동이 가능한 탄성력조절부재를 구성함으로써, 기존 센터보어 내에 소정 깊이의 고정홈을 형성해야 하는 복잡한 작업과 아울러 상기 고정홈에 스냅링을 끼워 넣는 과정에서 마찰력에 의해 버(burr)가 발생하는 문제점을 해소할 수 있으므로 그에 따른 조립성과 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 고정레이스와 스냅링 사이에서 구동축을 탄력적으로 지지하는 스프링부재의 경우에는 압축기의 사용시간이 장기화될수록 탄성 반발력이 약해지거나, 고정레이스와 스냅링 사이의 조립오차가 발생하는 것에 대하여 상기 탄성력조절부재를 전후방향으로 이동 가능하게 개선함으로써, 상기 스프링부재의 탄성 반발력을 항상 안정적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 구동축 지지수단을 나타낸 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기의 구동축 지지구조를 나타낸 사시 단면도이다.
도 4는 도 3의 지지수단 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 지지수단의 구성 중 스프링부재의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 본 발명 따른 사판식 압축기의 전체적인 구성요소는 앞서 설명한 종래기술의 도 1과 유사 내지 동일하므로 구체적인 설명은 생략하고, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사판식 압축기의 구동축 지지구조는, 구동축(100)과, 상기 구동축(100)의 길이방향 일단부를 수용하는 센터보어(210)를 형성한 실린더블록(200)과, 상기 센터보어(210) 내에 설치되어 상기 구동축(100)을 탄력적으로 지지하는 지지수단(300)으로 이루어진다.

여기서, 상기 지지수단(300)은 상기 실린더블록(200)의 센터보어(210)의 일측에 설치되며 상기 구동축(100)과 접하는 상태에서 함께 회전하는 구동레이스(310)와, 상기 구동레이스(310)와 이격 배치되는 고정레이스(320)와, 상기 구동레이스(310)와 고정레이스(320) 사이에 개재되는 스러스트 베어링(330)과, 상기 센터보어(210)의 타측에 설치되며 구동축(100) 방향으로 직선 이동이 가능한 탄성력조절부재(340)와, 상기 고정레이스(310)와 탄성력조절부재(340) 사이에 개재되는 스프링부재(350)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 실린더블록(200)의 센터보어(210) 일측에 설치되는 구동레이스(310), 고정레이스(320), 및 스러스트 베어링(330)은 종래의 기술과 동일한 구성이므로 그 구체적인 설명은 생략한다.

상기 탄성력조절부재(340)는 상기 실린더블록(200)의 센터보어(210)의 타측에 설치되며 구동축(100) 방향으로 직선 이동이 가능한 원판형 부재로 이루어진다.

물론, 상기 탄성력조절부재(340)는 종래기술에 적용된 스냅링(90,도 1참조)과 유사한 위치에 설치되어 유사한 작용을 수행하는 것이기는 하나, 그 구체적인 구성 및 작용효과는 전혀 다르다.

즉, 본 발명에 적용된 탄성력조절부재(340)는 스프링부재(350)의 탄성 반발력을 조절할 수 있도록 전후방향으로 직선이동이 가능한 구성이다.

이를 위해, 상기 센터보어(210) 타측 둘레면에는 상기 구동축(100)을 향하는 방향으로 일정길이 연장되는 나사부(211)를 형성하며, 상기 탄성력조절부재(340)의 외주 둘레면에는 상기 나사부(211)에 대응하는 나사체결홈(341)을 형성한다.

따라서, 상기 센터보어(210) 내에서 전후방향으로 직선이동이 가능한 탄성력조절부재(340)를 구성함으로써, 도 1의 종래기술에서와 같이 센터보어(4) 내에 스냅링(90)을 설치하기 위한 고정홈(4a)을 형성하거나 상기 고정홈(4a)에 스냅링(90)을 끼워 넣는 과정에서 마찰력에 의해 버(burr)가 발생하는 문제점을 해소할 수 있으므로 그에 따른 조립성과 생산성을 한층 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 고정레이스(82)와 스냅링(90) 사이에서 구동축(20)을 탄력적으로 지지하는 스프링부재(64)의 경우에는 압축기의 사용시간이 장기화될수록 탄성 반발력이 약해지거나, 고정레이스(82)와 스냅링(90) 사이의 조립오차가 발생하는 것에 대하여 상기 탄성력조절부재(340)를 전후방향으로 이동 가능하게 개선함으로써, 상기 스프링부재(350)의 탄성 반발력을 항상 안정적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 탄성력조절부재(340)의 표면 중심에는 별도의 도구를 사용하여 나사회전에 따른 전후방향의 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 도구 체결홈(342)을 형성하는 것이 좋다.

여기서, 상기 스프링부재(350)는 일단이 상기 고정레이스(320)에 접하고 타단이 상기 탄성력조절부재(340)에 접하는 코일스프링으로 이루어진다.

한편, 도 5는 스프링부재(350)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 경우, 상기 스프링부재(350)는 일단이 상기 고정레이스(320)에 접하고 타단이 상기 탄성력조절부재(340)에 접하는 판스프링의 구성으로 이루어질 수 있다.

물론, 상기 스프링부재(350)를 판스프링으로 구성할 경우, 상기 센터보어(210) 둘레면 전체에 나사부(211)를 형성하여 상기 탄성력조절부재(340)가 전후방향에 대하여 충분히 이동할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 상기 센터보어(210) 내에서 전후방향으로 직선이동이 가능한 탄성력조절부재(340)를 구성함으로써, 기존 센터보어 내에 소정 깊이의 고정홈을 형성해야 하는 복잡한 작업과 아울러 상기 고정홈에 스냅링을 끼워 넣는 과정에서 마찰력에 의해 버(burr)가 발생하는 문제점을 해소할 수 있으므로 그에 따른 조립성과 생산성을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 고정레이스와 스냅링 사이에서 구동축을 탄력적으로 지지하는 스프링부재의 경우에는 압축기의 사용시간이 장기화될수록 탄성 반발력이 약해지거나, 고정레이스와 스냅링 사이의 조립오차가 발생하는 것에 대하여 상기 탄성력조절부재(340)를 전후방향으로 이동 가능하게 개선함으로써, 상기 스프링부재(350)의 탄성 반발력을 항상 안정적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

100 : 구동축
200 : 실린더블록
210 : 센터보어
211 : 나사부
300 : 지지수단
310 : 회전레이스
320 : 고정레이스
330 : 스러스트 베어링
340 : 탄성력조절부재
341 : 나사체결홈
342 : 도구 체결홈
350 : 스프링부재

Claims

구동축의 일단부를 탄력적으로 지지하도록 실린더블록의 센터보어에 지지수단을 구성한 사판식 압축기에 있어서,
상기 지지수단은,
상기 실린더블록의 센터보어의 일측에 설치되며 상기 구동축과 접하는 상태에서 함께 회전하는 구동레이스;
상기 구동레이스와 이격 배치되는 고정레이스;
상기 구동레이스와 고정레이스 사이에 개재되는 스러스트 베어링;
상기 센터보어의 타측에 설치되며 구동축 방향으로 직선 이동이 가능한 탄성력조절부재; 및,
상기 고정레이스와 탄성력조절부재 사이에 개재되는 스프링부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 구동축 지지구조.
제1항에 있어서,
상기 센터보어 타측 둘레면에는 상기 구동축을 향하는 방향으로 일정길이 연장되는 나사부가 형성되며,
상기 탄성력조절부재의 외주 둘레면에는 상기 나사부에 대응하는 나사체결홈이 형성된 것을 을 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 구동축 지지구조.
제2항에 있어서,
상기 탄성력조절부재의 표면 중심에는 별도의 도구를 사용하여 나사회전에 따른 전후방향의 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 도구 체결홈이 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 구동축 지지구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링부재는 일단이 상기 고정레이스에 접하고 타단이 상기 탄성력조절부재에 접하는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 구동축 지지구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링부재는 일단이 상기 고정레이스에 접하고 타단이 상기 탄성력조절부재에 접하는 판스프링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기의 구동축 지지구조.