KR20170045589A - 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브에 관한 것으로, 바디(100)의 유입홀(110)이 밸브 중심에 대해 반경 방향 일측으로 편측 형성된다. 따라서 코어(300)에 모멘트가 작용하여 회동되며, 이에 코어(300)가 케이스(200) 내주면에 항상 접촉된 상태로 작동되므로 코어(300)의 진동 및 진동에 의한 소음을 방지할 수 있다.

Description

차량용 에어컨 압축기의 토출밸브{Discharge valve of compressor of air conditioner for vehicle}

본 발명은 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개폐 작동시 발생하는 진동 및 소음이 감소될 수 있도록 된 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브에 관한 것이다.

자동차의 냉방장치에서 압축기는 증발기쪽에서 유입된 기상 냉매를 압축하여 응축기쪽으로 배출함으로써 냉매의 상변화에 따른 냉방 사이클의 순환이 지속적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

압축기에는 여러 타입의 것이 있는데, 그 중 가변 사판식 압축기는 엔진의 회전력을 전달받아 회전하는 로터에 사판이 일체로 회전되도록 조립되어 있고, 사판에 복수의 피스톤이 연결되어 있어서, 사판이 회전함에 따라 피스톤들이 각각의 보어에서 전후 이동함으로써 그에 따른 냉매의 흡입, 압축, 토출이 이루어지도록 되어 있다.

압축기의 하우징은 상기 피스톤들이 내장되는 실린더블럭과, 실린더블럭의 전후에 각각 결합되는 프론트헤드 및 리어헤드로 이루어진다. 이중 압축기 내부로 냉매가 유입되는 유입밸브와 압축기 외부로 냉매가 토출되는 토출밸브는 리어헤드에 설치된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원통 형상의 리어헤드(1)는 내부 공간이 원형의 격벽(2)에 의해 구획되어 있는데, 내측의 공간이 흡입실(3)이고 외측의 공간이 토출실(4)이다. 즉, 실린더블럭의 보어 및 피스톤은 상기 흡입실(3)과 토출실(4) 모두에 걸쳐지도록 배치되고 실린더블럭과 리어헤드의 사이에 밸브플레이트가 구비되어 있어서 피스톤 작동에 따라 상기 흡입실(3)과 토출실(4)이 각각 개폐되도록 되어 있다.

또한, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 토출실(4)의 일측에는 토출밸브(10)가 설치되어 있다. 토출밸브(10)는 체크밸브로서 토출실(4)의 냉매를 압축기 외부로 토출하는 것은 가능하나 압축기 외부의 냉매가 토출실(4)로 유입되는 것은 불가하도록 되어 있다. 따라서 상기 토출밸브(10)는 통상 DCV(Discharge check valve)로 지칭된다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 토출밸브(10)는 유입홀(11a)이 형성된 바디(11)와, 바디(11)에 조립되고 복수의 윈도우(12a)가 형성된 원통형 케이스(12)와, 케이스(12)의 내측에 스프링(14)으로 지지된 상태로 설치된 코어(13)를 포함한다. 따라서 유입홀(11a)로 유입되는 냉매의 압력에 따라 상기 코어(13)가 도면상 좌우방향으로 이동하면서 윈도우(12a)를 개폐하게 되며, 이에 따라 윈도우(12a)를 통한 냉매의 토출 및 차단이 이루어지게 된다.

상기와 같은 에어컨 압축기의 토출용 체크밸브가 대한민국 등록특허 10-0986943호에 게시되어 있다.

한편, 상기 토출밸브(10)는 압축기의 냉매 저유량 운전 구간에서 코어(13)가 빠르게 닫힘과 열림 위치를 왕복 이동하게 되는데, 이때 코어(13)가 떨리면서(진동) 케이스(12) 내주면과 충돌하여 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 저유량 구간에서 코어의 떨림 현상을 방지하여 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 된 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기 토출실의 냉매가 토출되는 유입홀이 관통 형성된 바디와, 상기 바디의 일측에 결합되고 측면에 냉매가 배출되는 윈도우가 형성된 케이스와, 상기 케이스에 내장되어 유입홀에 작용하는 냉매압에 따라 전후 이동하면서 상기 윈도우를 개폐하는 코어와, 상기 코어를 탄성 지지하는 스프링을 포함하고, 상기 유입홀이 코어의 중심에 대해 반경 방향 외측으로 편측 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 윈도우는 케이스의 측단면상에서 상,하,좌,우 모든 방향에 형성된다.

상기 케이스의 단부벽에 복수의 벤트홀이 형성될 수 있다.

보다 바람직하게 상기 벤트홀은 바디의 유입홀이 편측된 방향과 동일한 방향에 해당되는 부분에만 형성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 코어에 모멘트가 작용하여 코어가 케이스 내주면에 접촉한 상태로 개/폐 위치로 이동함으로써 코어의 진동이 방지되고, 이에 따라 코어 진동에 의한 소음 발생이 방지되는 효과가 있다.

또한 케이스의 단부벽에 바디의 유입홀이 편심되는 방향과 동일한 방향에 벤트홀을 형성하여 코어가 모멘트 작용 방향으로 더욱 용이하게 회동할 수 있게 됨으로써 코어가 보다 확실하게 케이스 내주면에 접촉할 수 있게 되어 상기 소음 방지 작용이 강화되는 효과가 있다.

도 1은 압축기 하우징의 후방 부분을 구성하는 리어헤드의 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서 토출밸브의 설치 상태도.
도 3과 도 4는 상기 토출밸브의 정단면도로서 도 3은 닫힘 상태, 도 4는 열림 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 토출밸브의 외관을 나타낸 정면도.
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 토출밸브의 정단면도로서 도 6은 닫힘 상태, 도 7은 코어에 모멘트가 작용하는 상태를 도시한 도면.
도 8은 도 5의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도.
도 9는 코어의 작동 상태 개략도.
도 10은 도 5의 우측면도로서 케이스의 단부벽에 다수의 벤트홀이 형성된 모습을 도시한 도면.
도 11은 도 5의 우측면도로서 케이스의 단부벽 일측 방향에만 벤트홀이 형성된 모습을 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브는 바디(100)와 케이스(200)와 코어(300) 및 스프링(400)을 포함한다.

바디(100)는 원형 링 형상으로서 리어헤드의 토출밸브 설치홀 입구에 압입되어 토출밸브의 설치 상태를 유지한다.(종래 기술의 도 2 참조)

바디(100)에는 리어헤드의 토출실과 연통되는 유입홀(110)이 관통 형성된다. 따라서 상기 유입홀(110)을 통해 토출실의 냉매가 토출밸브의 내부로 유입된다.

케이스(200)는 일측은 개구되고 타측은 막힌 원통 형상이며, 개구된 일측 단부가 상기 바디(100)에 결합된다. 따라서 바디(100)의 유입홀(110)과 케이스(200)의 내부 공간은 상호 연결된다.

케이스(200)의 외주면에는 원주 둘레를 따라 소정 간격을 두고 복수의 윈도우(210)가 형성된다. 따라서 케이스(200) 내부의 냉매가 윈도우(210)를 통해 케이스(200)의 외부로 토출될 수 있다. 케이스(200) 외부로 토출된 냉매는 토출밸브 설치홀과 연결된 냉매 유로를 통해 리어헤드의 외부로 토출된다.

상기 윈도우(210)는 도 8에 도시된 바와 같이 케이스(200)의 단면에서 볼 때 상,하,좌,우 4방향 모두에 형성되는 것이 압축기 작동시 충분한 토출 유량을 확보하는데 유리하다. 즉 윈도우(210)는 케이스(200)의 원주 방향을 따라 전 둘레에 걸쳐 고르게 배치된다.

코어(300)는 일측은 막히고 타측은 개구된 원통 형상으로서 막힌 쪽 부분이 바디(100)의 유입홀(110)쪽을 향하도록 케이스(200)의 내부에 설치된다.

코어(300)의 내부에는 스프링(400)의 일단이 삽입되며, 스프링(400)의 타단은 케이스(200)의 단부벽 내측에 형성된 원형 돌출부(220)의 외주부에 감합된다. 즉, 코어(300)는 스프링(400)에 의해 탄성 지지된다.

스프링(400)이 이완된 상태에서는 코어(300)가 윈도우(210)를 막아 토출밸브를 통해 냉매가 토출되지 못하고, 냉매 압력에 의해 코어(300)가 스프링(400)을 압축시키면서 후퇴(도 6에서 오른쪽 방향)하면 윈도우(210)가 열리면서 토출밸브를 통해 냉매가 토출될 수 있게 된다.

코어(300)의 전후(도 6에서 왼쪽 방향을 전방, 오른쪽 방향을 후방으로 가정한다.) 이동시 코어(300)와 케이스(200) 사이의 냉매 압력에 의해 코어(300)의 이동이 원활하지 못하게 되는 것을 방지하고자 케이스(200)의 막힌 단부벽 중앙에는 벤트홀(230)이 형성된다.

한편, 상기 유입홀(110)은 코어(300)의 중심으로부터 반경 방향 외측으로 편심 형성된다. 토출밸브에서 바디(100), 케이스(200), 코어(300)의 중심은 모두 일치하도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 유입홀(110)의 중심선(A)은 결과적으로 바디(100), 케이스(200), 코어(300)의 중심선 즉 토출밸브의 중심선(B)에 대해 편측되어 형성된 것이다.

즉 종래에 비하여 유입홀(110)이 토출밸브의 반경 방향 외측으로 편측 형성된 것이다.

따라서, 유입홀(110)을 통해 토출밸브 내로 유입되는 냉매에 의한 가압력이 코어(300)의 전면에서 중심으로부터 반경방향 외측으로 편측되어 작용하기 때문에 도 7에 도시된 바와 같이 코어(300)에 모멘트(화살표 C)가 작용하게 되고, 그 모멘트에 의해 코어(300)가 코어(300)와 케이스(200) 사이의 여유 간극 내에서 미세하게 회동된다.

따라서, 도 9와 같이 코어(300)의 일측 단부 모서리(301)와 대각선 방향의 타측 단부 모서리(302)가 각각 케이스(200)의 내주면에 접촉된다.

이와 같이 코어(300)가 소정 각도 회동되어 케이스(200)의 내주면에 접촉한 상태로 전/후 이동하게 되므로 코어(300)가 진동할 수 없게 되며, 이에 따라 코어(300)가 케이스(200)의 내주면과 충돌하면서 발생하는 진동 소음이 발생하지 않게 된다.

즉 코어(300)가 유입홀(110)로 유입되는 냉매압에 의해 전/후 작동할 때 냉매압에 의한 모멘트의 작용으로 코어(300)가 회동되어 항상 케이스(200)의 내주면에 밀착된 상태로 작동하게 됨으로써 코어 진동에 의한 소음이 방지되는 것이다.

한편, 코어(300)의 전후 이동시 코어(300)와 케이스(200) 사이에 형성되는 냉매압이 코어(300)의 이동을 방해하지 않도록 도 10과 같이 케이스(200)의 단부벽 테두리 인접 부위에 복수의 벤트홀(240)을 더 형성할 수 있다.

그런데 상기 벤트홀(240)을 도 11과 같이 유입홀(110)의 편측 방향과 동일한 방향에만 형성할 경우 코어(300)가 스프링(400) 압축 방향으로 이동할 때 코어(300)에서 벤트홀(240)이 형성된 부분(상측)이 벤트홀(240)이 형성되지 않은 부분(하측)에 비해 저항을 덜 받기 때문에 코어(300)에 작용하는 상기 모멘트에 의해 코어(300)가 보다 용이하게 회동될 수 있다.

따라서 코어(300) 회동에 의한 케이스(200) 내주면과의 접촉이 보다 확실하게 이루어지므로 코어(300)의 진동 및 소음을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 유입홀(110)이 코어(300)의 중심으로부터 반경 방향 외측으로 편심되는 최대값은 1.3mm 이다. 이는 코어(300)가 처음 열리는 압력값(열림 차압)을 감안하여 설정된 것으로 편심량이 1.3mm를 넘으면 동일한 열림 차압 조건이 형성되어도 코어(300)가 정상적으로 개방되지 않게 된다. 즉, 편심량이 상기 설정치를 초과하면 동일 차압 조건에서 코어(300)를 회전시키는 힘이 과도하게 작용하고 코어(300)를 횡방향(스프링 압축 방향)으로 이동시키는 힘이 감소하기 때문에 코어(300)의 개방이 정상적으로 이루어지지 않게 되는 것이다. 따라서 상기와 같이 유입홀(110)의 편심량을 제한하여 열림 차압 조건을 일정하게 유지함으로써 이종의 압축기에서도 동일한 사양의 토출밸브를 사용할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 바디 110 : 유입홀
200 : 케이스 210 : 윈도우
220 : 돌출부 230,240 : 벤트홀
300 : 코어 301,302 : 단부 모서리
400 : 스프링

Claims (5)

1. 압축기 토출실의 냉매가 유입되는 유입홀(110)이 관통 형성된 바디(100)와;
   상기 바디(100)의 일측에 결합되고 측면에 냉매가 배출되는 윈도우(210)가 형성된 케이스(200)와;
   상기 케이스(200)에 내장되어 유입홀(110)에 작용하는 냉매압에 따라 전후 이동하면서 상기 윈도우(210)를 개폐하는 코어(300)와;
   상기 코어(300)를 탄성 지지하는 스프링(400);을 포함하고,
   상기 유입홀(110)이 코어(300)의 중심에 대해 반경 방향 외측으로 편측 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 윈도우(210)는 케이스(200)의 측단면상에서 상,하,좌,우 모든 방향에 고르게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스(200)의 단부벽에 복수의 벤트홀(240)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 벤트홀(240)은 바디(100)의 유입홀(110)이 편측된 방향과 동일한 방향에 해당되는 부분에만 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어(300) 중심에 대한 유입홀(110)의 편심량은 0mm 초과 내지 1.3mm 이하인 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 압축기의 토출밸브.
   

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