KR20150008587A - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 흡입리드에 가해지는 흡입 압력 작용 면적이 증가 되도록 밸브플레이트에 흡입공과 연통하는 연장 트레판을 형성한 밸브어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 사판식 압축기는 연장 트레판을 통해 흡입리드에 가해지는 흡입 압력 작용 면적이 증가되어 흡입리드의 개방시간 단축됨으로써, 흡입 맥동이 완화될 수 있고, 이를 통해 흡입 맥동에 따른 부밍 소음이 개선될 수 있게 된다.

Description

사판식 압축기{SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사판의 회전에 따라 왕복 운동하는 복수의 피스톤에 의해 외부 냉매라인으로부터 흡입한 냉매를 압축한 후 다시금 외부 냉매라인으로 배출함에 있어서, 밸브어셈블리를 통해 실린더 내로 냉매가 유입될 때 발생하는 부밍 소음을 감소시킬 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 냉각시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔다. 이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

위와 같은 다양한 형태의 압축기 중 상기 사판식 압축기는 에어컨 스위치의 온/오프에 따라 구동되는데, 압축기가 구동되면 증발기의 온도가 하강 되고, 압축기가 정지되면 증발기의 온도가 상승 된다.

한편, 사판식 압축기로는 고정 용량형 타입과 가변 용량형 타입이 있다. 이들 압축기는 차량의 엔진의 회전력으로부터 동력을 전달받아 구동되는데, 상기 고정용량형 타입에는 전자 클러치가 구비되어 사판식 압축기의 구동을 제어한다. 그러나 상기 전자클러치가 구비된 고정 용량형 타입의 경우, 압축기의 구동시 또는 정지시 차량의 RPM이 유동하여 안정적인 차량운행을 방해하는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 클러치가 구비되지 않고, 차량의 엔진의 구동과 함께 항상 구동되며, 사판의 경사각을 변화시켜 토출 용량을 변화시킬 수 있는 가변 용량형 타입이 널리 사용되고 있다. 이러한 가변 용량형 사판식 압축기에는 일반적으로 냉매 토출량의 조절을 위하여 사판의 경사각 조절을 위한 압력조절밸브가 사용된다.

한편, 도 1은 종래의 사판식 압축기의 전체적인 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 위와 같은 종래의 사판식 압축기의 구조를 살펴보면 다음과 같다.

복수의 실린더 보어(111)가 형성된 실린더 블럭(110)의 전,후방에 전방헤드(120)와 후방헤드(130)가 각각 결합되어 하우징(100)을 형성하고, 실린더 블럭(110)의 중앙부에는 센터 보어(112)가 형성된다.

전방헤드(120)의 내측에는 크랭크실(121)이 구획되어 있고, 후방 헤드(130)의 내측에는 흡입실(131)과 토출실(132)과 흡입구(133) 및 토출구(미도시)가 구획되어 있다.

회전축(200)은 크랭크실(121)을 관통하면서 회전 가능하도록 설치되며, 회전축(200)의 전단부는 상기 전방헤드(120)로부터 돌출하도록 배치되고, 후단부는 상기 실린더 블럭(110)의 중앙부에 형성된 센터 보어(112)에 삽입되며, 센터 보어(112)의 후측 일정 부분은 오일 분리기(미도시)를 수용하고 냉매 및 오일을 수용하는 수용실(113)을 구성한다. 또한, 상기 회전축(200)의 중앙부에는 상기 크랭크실(121)과 수용실(113)을 연통하는 냉매 통로가 형성되며, 경우에 따라 크랭크실(121)과 수용실(113)을 연통시키는 별도의 냉매 통로가 형성되기도 한다. 따라서 상기 수용실(113)의 압력은 크랭크실(121)의 압력과 거의 동일하게 된다.

상기 회전축(200)에는 사판(300)이 설치되어 회전축(200)과 일체로 회전하고, 냉매 토출량이 조절될 수 있도록 회전축(200)에 대한 각도가 가변될 수 있게 설치된다.

상기 사판(300)의 가장자리 부분에는 복수의 피스톤(400)이 슈(310)를 매개로 상대 이동 가능하게 미끄럼 지지되고, 상기 복수의 피스톤(400)의 실린더 보어(111)의 내주면을 따라 직선 왕복운동을 함으로써, 냉매를 압축한다.

한편, 상기 실린더 블럭(110)과 후방헤드(130) 사이에는 냉매를 흡입, 배출하는 밸브어셈블리(500)가 설치되고, 이 밸브어셈블리(500)는 흡입실(131)로부터 실린더 보어(111)로의 냉매의 유동과, 실린더 보어(111)로부터 토출실(132)로의 냉매의 유동을 제어한다.

상기 밸브어셈블리(500)는 밸브플레이트(510)를 포함하여 구성된다. 상기 밸브플레이트(510)는 도 2에 도시된 바와 같이 원형 판상으로 형성되고, 다수개의 흡입공(511)이 상기 밸브플레이트(510)의 중심으로부터 동일한 거리에 관통되게 형성된다. 상기 흡입공(511)은 상기 흡입실(131)과 상기 실린더보어(111)를 연통한다.

또한, 상기 흡입공(511)과 인접한 위치에는 복수의 토출공(512)이 관통되게 형성된다. 상기 토출공(512)은 상기 실린더보어(111)와 상기 토출실(132)을 연통한다.

그리고 상기 실린더 블럭(110)과 마주보는 상기 밸브플레이트(510)의 일면에는 흡입밸브(520)가 설치된다. 상기 흡입밸브(520)는 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)을 개폐하여 상기 실린더보어(111)와 상기 흡입실(131)이 선택적으로 연통되도록 하여 냉매를 유동시키는 역할을 한다. 또한 상기 실린더 블럭(110)과 마주보는 상기 흡입밸브(520)의 일면에는 원형 판상의 흡입개스킷이 설치되어 상기 실린더 블럭(110)과 상기 밸브플레이트(510) 사이에서 냉매가 누설되는 것을 방지한다.

또한, 상기 후방 헤드(130)과 마주보는 상기 밸브플레이트(510)의 일면에는 토출밸브(530)가 설치된다. 상기 토출밸브(530)는 상기 밸브플레이트(510)의 토출공(512)을 개폐하여 상기 실린더보어(111)와 상기 토출실(132)이 선택적으로 연통되도록 하여 냉매를 유동시키는 역할을 한다. 또한 상기 후방 헤드(130)과 마주보는 상기 토출밸브(530)의 일면에는 원형 판상의 토출개스킷이 설치되어 상기 후방 헤드(130)과 상기 밸브플레이트(510) 사이에서 냉매가 누설되는 것을 방지하고, 아울러 상기 토출밸브(530)의 과도한 탄성변형을 방지한다.

여기서, 상기 흡입밸브(520)는 그 일면이 상기 밸브플레이트(510)와 마주하는 원형 판상으로 형성된다. 그리고 상기 흡입밸브(520)에는 복수의 흡입리드(521)가 형성된다. 상기 흡입리드(521)는 상기 흡입밸브(520)에서 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)과 밀착되는 부분이 설상(舌狀)으로 갈라져 형성된다. 즉, 상기 흡입리드(521)는, 판상의 흡입밸브(520)에서 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)과 밀착되는 부분을 둘러싼 주변을 'U'형으로 도려낸 관통슬릿(522)이 관통되게 형성됨으로써 형성된다.

상기 흡입밸브(520)가 상기 밸브플레이트(510)에 밀착되었을 때 복수의 흡입리드(521) 각각이 상기 밸브플레이트(510)에 형성된 복수의 흡입공(511)을 각각 차폐할 수 있도록 형성된다. 이때 상기 흡입리드(521)는 재질과 형상의 특성상 탄성변형 가능하다.

상기 실린더보어(111) 내의 압력이 상기 흡입실(131) 내부의 압력보다 낮아지면, 상기 흡입리드(521)가 상기 실린더 블럭(110) 방향으로 탄성 변형되어 상기 흡입공(511)을 개방하고, 개방된 흡입공(511)을 통해 상기 흡입실(131) 내의 냉매가 상기 실린더보어(111)로 유입된다.

한편, 상기 흡입리드(521)가 밀착되는 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)의 외주연에는 트레판(Oil Trepan, T)이 형성된다. 상기 트레판(T)은 상기 흡입공(511)의 가장자리 전체를 둘러싸도록 형성되며, 상기 밸브플레이트(510)가 상기 흡입밸브(520)와 접하는 면으로부터 소정 깊이 요입되게 형성됨으로써, 상기 밸브플레이트(510)와 상기 흡입밸브(520) 사이의 타격음을 감소시킨다.

또한, 상기 흡입리드(521)가 상기 흡입밸브(520)에 연결되는 부분에는 관통홀(523)이 관통되게 형성된다. 상기 관통홀(523)은 상기 흡입밸브(520)가 상기 밸브플레이트(510)의 토출공(512)을 차폐하지 않도록 하기 위해 형성되는 것이다. 따라서 상기 관통홀(523)은 상기 흡입밸브(520)에서 상기 밸브플레이트(510)의 상기 토출공(512)이 위치하는 영역에 대응되는 위치에 그 크기가 상기 토출공(512)과 적어도 같거나 크게 형성된다. 아울러 상기 관통홀(523)은 상기 흡입리드(521)의 탄성변형이 보다 원활해 지도록 하고, 상기 흡입밸브(520)의 성형시 원가절감에도 기여한다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기의 동작을 설명한다. 엔진의 구동력이 벨트를 통해 회전풀리(140)에 전달되면, 상기 회전풀리(140)는 회전하게 된다. 상기 회전풀리(140)가 회전하게 되면, 상기 회전풀리(140)의 내주면에 설치된 허브에도 회전력이 전달되어 상기 허브에 결합된 회전축(200)이 회전하게 되므로, 압축기가 구동하게 된다.

이와 같이, 상기 회전축(200)이 회전함에 따라, 사판(300)이 회전축(200)과 함께 회전된다. 상기 사판(300)의 회전은 상기 피스톤(400)이 상기 실린더보어(111) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

이에 따라 상기 흡입실(131)의 냉매가 각 실린더보어(111)의 내부로 순차적으로 흡입된다. 이와 같이, 상기 실린더보어(111)에 냉매가 전달된 후, 해당되는 상기 실린더보어(111) 내의 피스톤(400)이 상기 밸브어셈블리(500) 방향으로 이동하게 되면 냉매의 압축이 일어난다.

이와 같이, 냉매가 상기 실린더보어(111) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(111)의 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 실린더보어(111) 내의 냉매가 상기 밸브어셈블리(500)를 통해 상기 토출실(132)로 전달된다. 이와 같은 상태에서, 압력조절밸브(미도시)에 의해 상기 사판(300)의 경사각이 가변되면, 상기 실린더보어(111)의 내부에서 압축되는 냉매의 양이 가변되므로, 냉매의 토출량이 가변된다.

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

상기 흡입실(131)로부터 상기 실린더보어(111) 내로 냉매가 흡입되는 경우, 상기 흡입리드(521)의 자유단부가 상기 실린더보어(111)를 향하여 탄성 변형된다. 이때, 흡입리드(521)가 천천히 변형될 경우 흡입 맥동이 발생하고, 이는 차량 실내의 운전전에게 부밍 소음으로 전달되어 완성 차량에 대한 소음 불만이 제기되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 밸브플레이트에 흡입공과 연통하는 연장 트레판을 형성하여 흡입리드에 가해지는 흡입 압력 작용 면적이 증가 되도록 함으로써, 흡입리드의 개방시간 단축을 유도하여 흡입 맥동이 완화될 수 있도록 하고, 이를 통해 부밍 소음을 개선할 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사판식 압축기는 복수의 실린더 보어가 형성된 실린더 블럭, 상기 실린더 블럭 앞쪽에 배치되고 크랭크실이 형성된 전방헤드, 상기 실린더 블럭 뒤쪽에 배치되고 흡입실과 토출실과 흡입구와 토출구가 형성된 후방헤드로 이루어져 외부 몸체를 형성하는 하우징과, 상기 하우징의 일측을 관통하여 회전 가능하게 장착되는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치되어 회전축과 일체로 회전하고, 냉매 토출량이 조절될 수 있도록 상기 회전축에 대한 각도가 가변될 수 있게 설치되는 사판과, 상기 사판에 연결되어 상기 사판의 회전에 의해 직선 왕복운동하는 복수의 피스톤과, 상기 실린더 블럭과 후방헤드 사이에 설치되고, 상기 실린더 보어에 대응되는 위치에 각각 방사상으로 복수의 흡입공 및 복수의 토출공이 형성된 밸브플레이트와, 탄성변형되어 상기 밸브플레이트에 형성된 복수의 흡입공 각각을 개폐하는 설상(舌狀)의 흡입리드를 다수개 구비하고 상기 실린더 블럭 측의 밸브플레이트면에 밀착되게 설치되어 상기 복수의 흡입공을 개폐함으로써, 상기 흡입실과 상기 실린더 보어를 선택적으로 연통하는 흡입밸브와, 상기 후방헤드 측의 밸브플레이트면에 밀착되게 설치되어 상기 복수의 토출공을 개폐하는 토출밸브를 포함하며, 상기 밸브플레이트에는 상기 흡입공과 연통하도록 형성되어 상기 흡입리드에 가해지는 흡입 압력 작용 면적을 증가시키는 적어도 하나 이상의 연장 트레판이 형성되는 밸브어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연장 트레판은 상기 흡입공과 인접한 위치에 형성되는 도입부와, 이 도입부로부터 연장되어 상기 도입부의 면적보다 더 큰 면적을 갖도록 형성되는 확장부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 연장 트레판은 한 쌍으로 형성되고, 서로 대칭되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 사판식 압축기에 따르면, 밸브플레이트에 흡입공과 연통하는 연장 트레판을 형성하여 흡입리드에 가해지는 흡입 압력 작용 면적이 증가 되도록 함으로써, 흡입리드의 개방시간 단축을 유도하여 흡입 맥동이 완화될 수 있게 되고, 이를 통해 부밍 소음이 개선될 수 있게 된다.

도 1은 종래의 사판식 압축기의 전체적인 구조를 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 밸브어셈블리의 일부 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기에 적용된 밸브어셈블리의 일부 구성을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기에 적용된 밸브어셈블리의 연장 트레판 및 그 주변 구성을 확대하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기에 적용된 밸브어셈블리의 연장 트레판 및 그 주변 구성을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기와 종래 기술에 의한 압축기에서 흡입밸브 개폐시 발생되는 흡입 맥동을 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기에 적용된 밸브어셈블리의 일부 구성을 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기에 적용된 밸브어셈블리의 연장 트레판 및 그 주변 구성을 확대하여 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기에 적용된 밸브어셈블리의 연장 트레판 및 그 주변 구성을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예 따른 사판식 압축기와 종래 기술에 의한 압축기에서 흡입밸브 개폐시 발생되는 흡입 맥동을 측정한 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.

도 3 내지 도 6을 참조하되, 앞서 설명된 도 1을 부분적으로 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변 사판식 압축기는 크게 하우징(100)과, 회전축(200)과, 사판(300)과, 복수의 피스톤(400)과, 밸브어셈블리(500)를 포함한다.

상기 하우징(100)은 사판식 압축기의 외부 몸체를 이루는 부분으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 블럭(110)과 전방헤드(120) 및 후방헤드(130)로 이루어진다. 여기에서, 상기 실린더 블럭(110)은 하우징(100)의 길이방향으로 중간 부분에 배치되는 관체로서, 도시된 것처럼 내부에 회전축(200)을 수용할 수 있는 센터 보어(112)는 물론, 복수의 피스톤(400)을 수용할 수 있는 실린더 보어(111)가 형성되어 있다.

상기 전방헤드(120)와 후방헤드(130)는 위 실린더 블럭(110) 앞뒤의 개방단을 마감하는 통체로서, 상기 전방헤드(120)는 실린더 블럭(110)을 향해 후단이 개방되어 사판(300)의 회전 공간인 크랭크실(121)을 확보하면서 경사조정기구(320)를 수용할 수 있는 형상으로 이루어진다.

상기 후방헤드(130)는 상기 실린더 블럭(110)을 향해 전단이 개방된 형상으로 이루어지며, 흡입행정시 실린더 블럭(110)의 실린더 보어(111)로 냉매를 공급하는 흡입실(131)과 압축행정시 실린더 보어(111) 내의 냉매가 배출되는 토출실(132)이 형성되어 있다. 또한, 상기 후방헤드(130)에는 상기 흡입실(131) 및 토출실(132)로 각각 연결되는 흡입구(133)와 토출구(미도시)가 형성된다.

상기 회전축(200)은 외부 구동원의 회전 구동력을 압축기의 내부로 전달하는 수단으로서, 그 전단부는 하우징(100)의 일측 즉, 전방헤드(120)의 중심부분을 관통하여 회전 가능하게 장착되고, 후단부는 상기 실린더 블럭(110)의 중앙부에 형성된 센터 보어(112)에 삽입되고, 회전 가능하게 장착된다. 또한, 상기 전방헤드(120)의 외부로 노출된 회전축(200)의 일단에는 회전풀리(140)가 결합되며, 이 회전풀리(140)를 통해서 외부의 회전 구동력이 상기 회전축(200)으로 전달되어 회전축(200)이 회전하게 된다.

상기 사판(300)은 상기 회전축(200)의 회전 구동력을 피스톤(400)의 왕복 직선운동으로 전환하는 수단으로서, 회전축(200) 상에 경사진 상태로 장착되어, 회전축(200)과 함께 회전하도록 되어 있다. 이때, 사판(300)의 가장자리 부분에는 복수의 슈(310)가 원주방향으로 장착되어 이 슈(310)를 통해 복수의 피스톤(400)이 상대 이동 가능하게 미끄럼 지지된다.

또한, 상기 사판(300)은 냉매 토출 용량이 조절될 수 있도록 회전축(200)에 대한 경사각도가 가변되도록 설치되며, 회전축(200)에 대한 사판(300)의 경사가 90°인 경우, 피스톤(400)의 왕복 운동이 사라지므로 회전축(200)은 공회전하게 된다. 반대로, 사판(300)이 회전축(200)에 대해 경사지게 되면 피스톤(400)이 실린더 보어(111) 내에서 왕복 운동을 하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 복수의 피스톤(400)은 사판(300)에 의해 실린더 보어(111)의 내부를 왕복 운동하면서 냉매를 압축하는 수단으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 사판(300)의 가장자리 부분에 슈(310)를 통해 상대 이동 가능하게 연결되며, 사판(300)의 회전에 의해 실린더 블럭(110)의 실린더 보어(111) 내주면을 따라 직선 왕복운동을 함으로써, 후방헤드(130)의 흡입구(133)를 통해 상기 실린더 보어(111) 안으로 흡입한 냉매를 후방헤드(130)의 토출구(134)를 통해 외부의 냉매라인으로 토출시키도록 되어 있다.

한편, 상기 실린더 블럭(110)의 센터 보어(112)의 후측 일정 부분은 오일 분리기를 수용하고 냉매 및 오일을 수용하는 수용실(113)을 구성한다.

또한, 상기 회전축(200)의 중앙부에는 상기 크랭크실(121)과 수용실(113)을 연통하는 냉매 통로가 형성될 수 있으며, 경우에 따라 크랭크실(121)과 수용실(113)을 연통시키는 별도의 냉매 통로가 형성되기도 한다. 따라서 상기 수용실(113)의 압력은 크랭크실(121)의 압력과 거의 동일하게 된다.

상기 밸브어셈블리(500)는 상기 전방헤드(120) 또는 실린더 블럭(110)과 후방헤드(130) 간에 냉매가 유통될 수 있도록 냉매의 흡입, 배출을 조절하기 위한 것으로서, 실린더 블럭(110)과 후방헤드(130) 사이에 설치되며, 이러한 밸브어셈블리(500)는 밸브플레이트(510)와, 흡입밸브(520)와, 토출밸브(530)를 포함한다.

상기 밸브플레이트(510)는 원형 판상으로 형성되고, 다수개의 흡입공(511)이 상기 밸브플레이트(510)의 중심으로부터 동일한 거리에 관통되게 형성된다. 상기 흡입공(511)은 상기 흡입실(131)과 상기 실린더보어(111)를 연통한다.

또한, 상기 흡입공(511)과 인접한 위치에는 복수의 토출공(512)이 관통되게 형성된다. 상기 토출공(512)은 상기 실린더보어(111)와 상기 토출실(132)을 연통한다.

상기 흡입밸브(520)는 상기 실린더 블럭(110)과 마주보는 상기 밸브플레이트(510)의 일면에 설치되며, 이러한 상기 흡입밸브(520)는 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)을 개폐하여 상기 실린더보어(111)와 상기 흡입실(131)이 선택적으로 연통되도록 하여 냉매를 유동시키는 역할을 한다. 또한 상기 실린더 블럭(110)과 마주보는 상기 흡입밸브(520)의 일면에는 원형 판상의 흡입개스킷(미도시)이 설치되어 상기 실린더 블럭(110)과 상기 밸브플레이트(510) 사이에서 냉매가 누설되는 것을 방지한다.

상기 토출밸브(530)는 상기 후방 헤드(130)과 마주보는 상기 밸브플레이트(510)의 일면에 설치되며, 이러한 상기 토출밸브(530)는 상기 밸브플레이트(510)의 토출공(512)을 개폐하여 상기 실린더보어(111)와 상기 토출실(132)이 선택적으로 연통되도록 하여 냉매를 유동시키는 역할을 한다. 또한 상기 후방 헤드(130)과 마주보는 상기 토출밸브(530)의 일면에는 원형 판상의 토출개스킷(미도시)이 설치되어 상기 후방 헤드(130)과 상기 밸브플레이트(510) 사이에서 냉매가 누설되는 것을 방지하고, 아울러 상기 토출밸브(530)의 과도한 탄성변형을 방지한다.

한편, 상기 흡입밸브(520)는 그 일면이 상기 밸브플레이트(510)와 마주하는 원형 판상으로 형성된다. 그리고 상기 흡입밸브(520)에는 복수의 흡입리드(521)가 형성된다. 상기 흡입리드(521)는 상기 흡입밸브(520)에서 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)과 밀착되는 부분이 설상(舌狀)으로 갈라져 형성된다. 즉, 상기 흡입리드(521)는, 판상의 흡입밸브(520)에서 상기 밸브플레이트(510)의 흡입공(511)과 밀착되는 부분을 둘러싼 주변을 'U'형으로 도려낸 관통슬릿(522)이 관통되게 형성됨으로써 형성된다.

따라서 상기 흡입밸브(520)가 상기 밸브플레이트(510)에 밀착되었을 때 복수의 흡입리드(521) 각각이 상기 밸브플레이트(510)에 형성된 복수의 흡입공(511)을 각각 차폐할 수 있도록 형성된다. 이때 상기 흡입리드(521)는 재질과 형상의 특성상 탄성변형 가능하다.

상기 실린더보어(111) 내의 압력이 상기 흡입실(131) 내부의 압력보다 낮아지면, 상기 흡입리드(521)가 상기 실린더 블럭(110) 방향으로 탄성 변형되어 상기 흡입공(511)을 개방하고, 개방된 흡입공(511)을 통해 상기 흡입실(131) 내의 냉매가 상기 실린더보어(111)로 유입된다.

한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 밸브플레이트(510)에는 상기 흡입공(511)과 연통하도록 형성되어 상기 흡입리드(521)에 가해지는 흡입 압력 작용 면적을 증가시키는 적어도 하나 이상의 연장 트레판(513)이 형성된다.

이처럼 상기 밸브플레이트(510)에 흡입공(511)과 연통하는 연장 트레판(513)을 형성할 경우, 도 5에 도시된 것처럼, 흡입밸브(520) 개폐시 흡입리드(521)에 가해지는 흡입 압력 작용 면적이 증가 되어 상기 흡입리드(521)의 개방시간이 단축될 수 있게 되고, 이를 통해 흡입 맥동이 완화될 수 있게 되며, 궁극적으로는 흡입 맥동으로 인한 부밍 소음이 개선될 수 있게 된다.

한편, 상기 연장 트레판(513)은 도 4에 도시된 것처럼, 상기 흡입공(511)과 인접한 위치에 형성되는 도입부(513a)와, 이 도입부(513a)로부터 연장되어 상기 도입부(513a)의 면적보다 더 큰 면적을 갖도록 형성되는 확장부(513b)를 포함하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이처럼 상기 연장 트레판(513)이 도입부(513a)와 확장부(513b)로 구성할 경우, 흡입밸브(520) 개폐시 흡입공(511)을 향해 유동하는 냉매 중 일부가 상기 연장 트레판(513) 영역으로 이동할 때, 상기 도입부(513a)와 확장부(513b)의 면적 차이로 인해 냉매의 유동 속도가 순간적으로 증가하여 상기 흡입리드(521)의 개방시간이 더욱 단축될 수 있게 된다.

한편, 상기 연장 트레판(513)은 상기 흡입공(511)과 연통되는 경우라면 하나 또는 그 이상의 복수개가 형성될 수 있지만, 상기 흡입 리드(521)의 안정적인 개방을 위해 상기 흡입 리드(521)의 형상에 상응하여 서로 대칭되도록 배치될 수 있게 한 쌍으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 도 6에는 도 3에 도시된 밸브어셈블리를 적용한 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기를 설치한 차량의 에어컨 온/오프시와, 도 2에 도시된 종래의 밸브어셈블리를 적용한 종래의 사판식 압축기를 설치한 차량의 에어컨 온/오프시의 흡입 맥동을 각각 측정한 실험 데이터를 비교한 그래프이다. 이때, 도시된 그래프의 수평축은 엔진 회전수(rpm)이고, 수직축은 흡입 맥동(bar)을 나타낸다.

도시된 그래프를 비교해 볼 때, 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기를 설치한 차량의 에어컨 온/오프시 엔진 회전수(rpm) 전 영역에 걸쳐 흡입 맥동이 개선되었음을 확인할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기에 따르면, 밸브플레이트에 흡입공과 연통하는 연장 트레판을 형성하여 흡입리드에 가해지는 흡입 압력 작용 면적이 증가 되도록 함으로써, 흡입리드의 개방시간 단축을 유도하여 흡입 맥동이 완화될 수 있게 되고, 이를 통해 부밍 소음이 개선될 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.

100 : 하우징 110 : 실린더 블럭
111 : 실린더 보어 112 : 센터 보어
113 : 수용실 120 : 전방헤드
121 : 크랭크실 130 : 후방헤드
131 : 흡입실 132 : 토출실
133 : 흡입구 134 : 토출구
300 : 사판 400 : 피스톤
500 : 밸브어셈블리 510 : 밸브플레이트
511 : 흡입공 512 : 토출공
513 : 연장 트레판 513a : 도입부
513b : 확장부 520 : 흡입밸브 521 : 흡입리드 530 : 토출밸브

Claims (3)

1. 복수의 실린더 보어(111)가 형성된 실린더 블럭(110), 상기 실린더 블럭(110) 앞쪽에 배치되고 크랭크실(121)이 형성된 전방헤드(120), 상기 실린더 블럭(110) 뒤쪽에 배치되고 흡입실(131)과 토출실(132)과 흡입구(133)와 토출구(미도시)가 형성된 후방헤드(130)로 이루어져 외부 몸체를 형성하는 하우징(100);
   상기 하우징(100)의 일측을 관통하여 회전 가능하게 장착되는 회전축(200);
   상기 회전축(200) 상에 설치되어 회전축(200)과 일체로 회전하고, 냉매 토출량이 조절될 수 있도록 상기 회전축(200)에 대한 각도가 가변될 수 있게 설치되는 사판(300);
   상기 사판(300)에 연결되어 상기 사판(300)의 회전에 의해 직선 왕복운동하는 복수의 피스톤(400);
   상기 실린더 블럭(110)과 후방헤드(130) 사이에 설치되고,
   상기 실린더 보어(111)에 대응되는 위치에 각각 방사상으로 복수의 흡입공(511) 및 복수의 토출공(512)이 형성된 밸브플레이트(510);
   탄성변형되어 상기 밸브플레이트(510)에 형성된 복수의 흡입공(511) 각각을 개폐하는 설상(舌狀)의 흡입리드(521)를 다수개 구비하고 상기 실린더 블럭(110) 측의 밸브플레이트(510)면에 밀착되게 설치되어 상기 복수의 흡입공(511)을 개폐함으로써, 상기 흡입실(131)과 상기 실린더 보어(111)를 선택적으로 연통하는 흡입밸브(520);
   상기 후방헤드(130) 측의 밸브플레이트(510)면에 밀착되게 설치되어 상기 복수의 토출공(512)을 개폐하는 토출밸브(530);를 포함하며,
   상기 밸브플레이트(510)에는 상기 흡입공(511)과 연통하도록 형성되어 상기 흡입리드(521)에 가해지는 흡입 압력 작용 면적을 증가시키는 적어도 하나 이상의 연장 트레판(513)이 형성되는 밸브어셈블리(500);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연장 트레판(513)은 상기 흡입공(511)과 인접한 위치에 형성되는 도입부(513a)와, 이 도입부(513a)로부터 연장되어 상기 도입부(513a)의 면적보다 더 큰 면적을 갖도록 형성되는 확장부(513b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연장 트레판(513)은 한 쌍으로 형성되고, 서로 대칭되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.

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