KR20200021616A - 가변 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

가변 사판식 압축기가 개시된다. 본 발명은 냉매에 포함된 오일이 유입되는 제1 통로(310)가 형성된 로터(300); 상기 로터(300)의 중앙에 삽입되고, 내측으로 상기 제1 통로(310)와 연통된 제2 통로(210)가 형성된 샤프트(200); 상기 로터(300)와 결합된 허브(100)에 삽입된 사판(400); 상기 로터(300)와 상기 허브(100)를 서로 간에 연결하고, 상기 사판(400)의 경사각에 따라 상기 제1 통로(310)에서 상기 제2 통로(210)로 공급되는 오일량을 조절하는 힌지부(500)를 포함하되, 상기 힌지부(500)는 상기 제1 통로(310)의 개구 면적을 가변시켜 오일량을 가변 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

가변 사판식 압축기{Variable swash plate compressor}

본 발명은 사판식 압축기가 작동되면서 사판의 사판각이 특정 각도에서 토출영역으로 오일이 이동되지 않도록 함으로써 구동부의 안정적인 작동을 도모할 수 있는 사판식 압축기에 관한 것이다.

자동차의 냉방장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함하여 구성되고, 상기 압축기(comprseeor)는 증발기로부터 토출된 냉매가스를 액화하기 쉬운 고온고압 상태로 압축하여 응축기로 전달한다. 더불어, 압축기는 냉방이 지속되도록 냉매를 펌핑하여 재순환시키는 역할을 수행한다.

응축기(condenser)는 고온고압의 냉매가스를 외기와 열교환시켜 냉각함으로써 액화시키고, 상기 팽창밸브(expansion valve)는 액상 냉매를 단열 팽창시켜 온도와 압력을 강하시킴으로써 증발기에서 증발하기 용이한 상태로 변화시키는 역할을 한다.

상기 증발기(evaporator)는 액상 냉매를 실내로 도입되는 외기와 열교환시킴으로써 열을 흡수, 증발하게 하여 기화시키고, 상기 외기는 냉매에 열을 빼앗겨 냉각되며 블로어에 의해 차 실내로 송풍된다.

압축기에는 작동유체(냉매)를 압축하는 부분이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.

상기 왕복식에는 크랭크를 사용하여 구동원의 구동력을 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식과, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 및 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다.

상기 이중 사판식 압축기에는 사판의 각도가 일정하게 고정된 고정형과, 사판의 각도가 가변되는 가변형이 있다.

종래의 가변 사판식 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 가변 사판식 압축기(1)는 하우징의 내부에 구동축(20)과, 구동축(20)상에 설치되어 일체로 회전되며 각도가 조절될 수 있도록 설치된 사판(26)과, 사판(26)에 연결되어 사판(26) 회전에 연동되어 전후로 왕복 이동되는 피스톤(14)과, 구동축(20)의 전방 단부에 설치되어 엔진으로부터 벨트를 매개로 구동력을 전달받는 풀리(70)을 포함한다.

상기 압축기의 외관은 실린더블록(10)과, 그 양측에 각각 설치된 전방하우징(30)과 후방하우징(60)으로 이루어지고, 상기 실린더블록(10)에는 원주 방향으로 다수의 실린더보어(11)가 형성되어 있으며, 실린더보어(11)에 피스톤(14)이 삽입된다.

상기 피스톤(14)의 일단부에 형성된 연결부(18)에 슈(19)를 매개로 사판(26)이 연결되어 있으며, 사판(26)은 구동축(20)에 장착되어 일체로 회전되는 로터(22)에 연결된다.

가변 사판식 압축기의 구동부는 구동축(20)과, 구동축(20)에 장착된 로터(22)와, 구동축(20)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 로터(22)에 연결된 사판(26)을 포함한다.

상기 로터(22)에 형성된 힌지아암(24)에 사판(26)의 연결아암(28)이 힌지핀(P)으로 연결되며, 힌지핀(P)은 힌지아암(24)에 형성된 힌지슬롯(24')에 설치되어 사판(26)의 경사각 변화가 가능해진다.

풀리(70)은 구동축(20)의 단부에 장착되고, 벨트(미도시)로 엔진측 풀리에 연결되어 엔진 작동에 따라 회전된다.

예를 들어 엔진 동력이 전달되어 풀리(70)이 회전되면 구동축(20)과, 로터(22)와, 사판(26)이 회전되며, 이에 피스톤(14)이 실린더보어(11)의 내부에서 전후 이동됨으로써 실린더보어(11) 내의 냉매가 압축된다.

후방하우징(60)에는 제어밸브(80)가 설치되며, 제어밸브(80)는 냉매가 압축되어 토출되는 토출실(3)과 전방하우징(30)의 내부 공간인 크랭크실(31)을 연결한다.

제어밸브(80)에 의해 냉방 부하에 따라 크랭크실(31)의 냉매압력이 조절되며, 크랭크실(31)의 압력 증가에 따라 사판(26)의 경사각은 감소(구동축(20)에 대해 직각인 방향으로 회동)되고 피스톤(14)의 행정도 감소한다.

따라서, 냉방 부하가 클 때는 크랭크실(31)의 압력을 감소시켜 사판(26)의 경사각을 증가시킴으로써 피스톤(14) 행정을 증가시켜 냉매 토출량이 증가되도록 하고, 냉방 부하가 작을 때는 크랭크실의 압력을 증가시켜 사판(26)의 경사각을 감소시킴으로써 피스톤(14)의 행정을 감소시켜 냉매 토출량이 감소되도록 제어된다.

에어컨의 작동이 필요 없을 때는 사판(26)을 구동축(20)에 대해 거의 직각인 상태로 유지함으로써 엔진 동력이 풀리(70)로 전달되어 구동축(20)이 회전되어도 사판(26)이 피스톤(14)을 작동시키지 않기 때문에 냉매의 압축과 토출이 이루어지지 않게 된다.

이와 같이 사용되는 종래의 가변 사판식 압축기(1)는 냉방 부하에 따라 사판(26)의 경사각을 변경하기 위하여 크랭크실과 흡입영역이 항상 연통되도록 구성되어 있다. 따라서 고속구간 또는 고속구간과 저속구간 사이에서 사판이 작동되는가변 작동구간에서 유분리 현상이 저하되면서 구동부에 저장된 오일이 흡입 영역으로 빠져나가는 문제점이 발생되었다.

저속구간 또는 사판의 사판각이 최소각일 때는 오일의 순환이 잘 이루어지 지 않으므로 이 경우 구동부에서 오일 부족 현상이 발생되면서 마찰이 발생되는 각종 구성품에서 냉각 및 윤활 작용이 감소하게 되고, 사판(26) 또는 슈(19)의 마찰면에 코팅이 벗겨지는 현상이 증가되었다.

상기 오일은 마찰이 발생되는 구성품 또는 영역에서 안정적인 윤활을 도모하기 위해 저속 또는 사판각이 최소각 일 때 흡입 영역으로 무조건 이동하지 말고 구동부에 일정량의 오일이 유지되어야 하나 종래의 가변 사판식 압축기(1)에서는 이와 같은 조건이 유지되지 않는 문제점이 유발되었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1054225(2011년 7월 29일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 의한 사판식 압축기는 냉매에 포함된 오일이 유입되는 제1 통로(310)가 형성된 로터(300); 상기 로터(300)의 중앙에 삽입되고, 내측으로 상기 제1 통로(310)와 연통된 제2 통로(210)가 형성된 샤프트(200); 상기 로터(300)와 결합된 허브(100)에 삽입된 사판(400); 상기 로터(300)와 상기 허브(100)를 서로 간에 연결하고, 상기 사판(400)의 경사각에 따라 상기 제1 통로(310)에서 상기 제2 통로(210)로 공급되는 오일량을 조절하는 힌지부(500)를 포함하되, 상기 힌지부(500)는 상기 제1 통로(310)의 개구 면적을 가변시켜 오일량을 가변 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지부(500)는 상기 사판(400)과 마주보는 상기 로터(300)의 상대면에 돌출된 힌지 암(502)에 형성된 힌지 슬롯(510); 상기 힌지 슬롯(310)에 삽입되고, 상기 사판(400)의 사판각에 따라 상기 힌지 슬롯(310)을 따라 이동되는 힌지 핀(P)을 포함하고, 상기 힌지 핀(P)은 상기 제1 통로(310)의 개구된 직경보다 크게 형성되되, 상기 힌지 핀(P)이 상기 사판(400)의 사판각이 최대 경사각과 최소 경사각 사이에서 유지되는 어느 하나의 사판각에 해당되는 가변 구간에서 상기 힌지 핀(P)이 상기 제1 통로(310)의 개구 영역을 최소로 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 통로(310)는 상기 제2 통로(210)를 향해 하향 경사지게 연장된다.

상기 제1 통로(310)에는 축 방향을 따라 나선형의 냉매 이동 홈(312)이 형성된다.

상기 제1 통로(310)는 상기 힌지 슬롯(510) 보다 길게 연장된다.

상기 힌지 슬롯(510)은 상기 제1 통로(310)의 전체 길이를 L이라 할 때, 상기 샤프트(200)를 기준으로 2/3*L 위치에 위치된다.

상기 제1 통로(310)는 상기 사판(400)의 경사각이 최대 사판각일 때 완전 개방되는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지 핀(P)은 상기 사판(400)의 경사각이 최대 사판각일 때 일측 단부에 위치되어 상기 제1 통로(310)의 개구 영역을 완전 오픈 상태로 유지시키고, 상기 사판(400)의 경사각이 최소 사판각일 때 상기 제1 통로(310)의 개구 영역의 일부를 막고 있는 상태가 유지된다.

상기 제2 통로(210)는 상기 샤프트(200)의 전체 축 방향 중 상기 허브(100)의 하측에서부터 흡입 영역(62)을 향해 수평하게 연장된 메인 통로(212); 상기 허브(100)의 하측에서 상기 메인 통로(212)를 향해 수직으로 개구된 삽입 통로(214)를 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사판식 압축기의 부하 상태에 따라 크랭크 실에서 흡입 영역으로 이동하는 오일 순환율이 가변적으로 조절되는 사판식 압축기를 제공하고자 한다.

또한 본 실시 예는 사판식 압축기가 고속구간에서 구동부의 오일 부족 현상을 방지하기 위해 사용한다.

본 발명의 실시 예들은 오일이 사판각에 따라 가변적으로 이동되므로 오일 순환율을 자동으로 조절하여 오일이 부족해지는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 구동부가 구비된 크랭크 실에서 오일이 부족해지는 현상이 발생되지 않으므로 윤활 부족에 의한 마찰 또는 마모로 인한 소음 및 진동 발생이 방지되므로, 사판식 압축기의 내구성이 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 사판식 압축기에서 윤활이 필요한 구성품들이 서로 고착되는 문제가 개선될 수 있고, 오일 순환율을 감소시켜 안정적인 작동을 도모할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 고속 구간 또는 가변 구간에서 유분리기 성능의 부족을 해결하고 구동부의 오일 부족 현상을 방지하여 오일 잔류량을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 가변 사판식 압축기를 도시한 종 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 가변 사판식 압축기의 구동부를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 종 단면도.
도 4는 도 3의 부분 측면도.
도 5 내지 도 6은 본 실시 예에 의한 가변 사판식 압축기의 작동 상태도.
도 7은 종래의 오일 순환율과 본 실시 예의 오일 순환율을 부하 조건에 따라 비교 도시한 그래프.

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 발명의 제1 실시 예에 의한 가변 사판식 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 가변 사판식 압축기의 구동부를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 종 단면도이며, 도 4는 도 3의 측면도이다.

첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 사판식 압축기는 사판(400)이 위치된 곳을 구동 영역(크랭크 실(31)이 위치된 곳)으로 정의하고, 냉매의 흡입이 이루어지는 곳을 흡입 영역(62)으로 정의한다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 사판식 압축기는 냉매에 포함된 오일이 유입되는 제1 통로(310)가 형성된 로터(300)와, 상기 로터(300)의 중앙에 삽입되고, 내측으로 상기 제1 통로(310)와 연통된 제2 통로(210)가 형성된 샤프트(200)와, 상기 로터(300)와 결합된 허브(100)에 삽입된 사판(400)과, 상기 로터(300)와 상기 허브(100)를 서로 간에 연결하고, 상기 사판(400)의 경사각에 따라 상기 제1 통로(310)에서 상기 제2 통로(210)로 공급되는 오일량을 조절하는 힌지부(500)를 포함한다.

그리고 상기 힌지부(500)는 상기 사판(400)의 사판각에 따라 제1 통로(310)의 개구 면적을 가변시켜 오일량을 조절한다.

특히 본 실시 예에 의한 사판식 압축기는 사판(400)의 경사각에 따라 오일의 이동을 자동으로 조절하여 크랭크 실(31)의 공간에 오일이 부족하지 않도록 함으로써 마찰이 발생되는 구성품의 마모 또는 변형을 방지하고, 윤활 성능 향상 및 오일 순환율을 개선할 수 있다.

또한 사판식 압축기가 작동되는 다양한 알피엠 범위에서 오일 순환율이 다양한 부하 조건에서 개선되므로 고속의 작동 조건에서 보다 유리해 진다.

본 실시 예에 의한 사판식 압축기는 전방 하우징(30)(도 1 참조)의 내부 중앙에서 후방 하우징(60)을 향해 샤프트(200)가 구비된다. 상기 샤프트(200)에는 도면을 기준으로 좌측에서부터 우측 방향으로 로터(300)와, 허브(100)와, 사판(400)이 순차적으로 위치된다.

상기 샤프트(200)는 풀리(70)가 회전될 경우 선택적으로 회전되고, 냉매의 압축에 따라 상기 사판(400)이 소정의 경사각을 갖고 상기 허브(100)와 연동하여 작동된다.

상기 허브(100)는 로터(300)와 사판(400) 사이에 위치되고, 상기 사판(400)과 함께 소정의 각도로 경사지며 작동된다.

상기 힌지부(500)는 상기 사판(400)과 마주보는 상기 로터(300)의 상대면에 돌출된 힌지 암(502)에 형성된 힌지 슬롯(510)과, 상기 힌지 슬롯(310)에 삽입되고, 상기 사판(400)의 사판각에 따라 상기 힌지 슬롯(310)을 따라 이동되는 힌지 핀(P)을 포함한다.

또한 상기 힌지 핀(P)은 상기 제1 통로(310)의 개구된 직경보다 크게 형성되되, 상기 힌지 핀(P)이 상기 사판(400)의 사판각이 최대 경사각과 최소 경사각 사이에서 유지되는 어느 하나의 사판각에 해당되는 가변 구간에서 상기 힌지 핀(P)이 상기 제1 통로(310)의 개구 영역을 최소로 유지한다.

특히 본 실시 예는 상기 가변 구간에서 상기 힌지 핀(P)이 제1 통로(310)의 개구 영역을 최소로 할 수 있어 오일이 급격하게 이동되지 않고 일정하게 순환될 수 있도록 하여 오일이 부족해지는 현상을 방지할 수 있다.

상기 힌지 슬롯(510)은 힌지 암(502)에 형성되고, 상기 힌지 핀(P)이 삽입된다. 상기 힌지 핀(P)은 상기 허브(100)에 양측 단부가 결합되고, 상기 힌지 슬롯(510)에 삽입되므로 상기 사판(400)의 작동에 따라 상기 힌지 슬롯(510)을 따라 이동된다.

본 실시 예는 상기 힌지 핀(P)이 상기 사판(400)의 사판각에 따라 상기 힌지 슬롯(510)을 따라 이동하면서 상기 제1 통로(310)의 개구 영역을 가변시켜 사판각에 따른 오일의 이동을 가변적으로 조절한다.

상기 제1 통로(310)는 상기 제2 통로(210)를 향해 하향 경사지게 연장되고, 상기 힌지 슬롯(510)을 경유하여 소정의 길이로 연장된다. 상기 제1 통로(310)는 도면 기준으로 우측 상부에서 좌측 하부를 향해 경사지게 연장되고, 하단이 후술할 제2 통로(210)와 연통되므로 오일 또는 냉매의 이동이 안정적으로 이루어진다.

상기 제1 통로(310)는 힌지 슬롯(510)의 중앙을 경유하지 않고 도면에 도시된 위치를 경유하여 연장된다. 또한 상기 제1 통로(310)는 상기 힌지 슬롯(510)과 교차되게 연장된다.

상기 힌지 핀(P)은 상기 사판(400)의 사판각에 따라 상기 힌지 슬롯(510)을 따라 이동된다.

사판(400)의 사판각이 최대일 경우에는 윤활을 위해 도 3과 도시된 바와 같이 힌지 핀(P)이 힌지 슬롯(510)의 일측 단부에 위치되므로 오일이 제1 통로(310)에서 샤프트(200)에 형성된 제2 통로(210)를 통해 안정적으로 이동된다.

특히 사판(400)이 최대 경사각일 경우 제1 통로(310)의 개구 영역은 완전 오픈되므로 윤활에 필요한 오일이 제2 통로(210)를 통해 안정적으로 이동된다.

이와는 반대로 사판(400)의 사판각이 최소일 경우에는 후술할 도 5에 도시된 바와 같이 힌지 핀(P)이 제1 통로(310)의 개구 영역의 일부를 막고 있어 상기 제1 통로(310)를 통한 오일의 이동이 부분적으로 차단되므로 샤프트(200)에 형성된 제2 통로(210)를 통해 소정의 오일만 이동되면서 오일량이 조절된다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 실시　예는 사판(400)의 사판각에 따라 힌지 핀(P)이 상기 힌지 슬롯(510)의 일측 또는 타측 단부에 위치되고, 사판각이 전술한 최대 또는 최소 사판각을 제외한 나머지 사판각에 해당되는 가변 구간에 위치될 경우 상기 힌지 핀(P)이 상기 제1 통로(310)의 개구된 부분을 부분적으로 밀폐시키거나, 완전 밀폐시킴으로써 오일이 급격하게 크랭크 실(31)에서 흡입 영역(62)으로 이동되는 것을 조절할 수 있다.

따라서 본 실시 예는 냉매에 포함된 오일이 크랭크 실(31)에서 잔존이 필요할 경우에는 흡입 영역(62)으로 이동을 차단하여 마찰이 발생되는 구성품에 대한 윤활을 항시 일정하게 유지할 수 있어 마모 및 마찰로 인한 문제점을 최소화 할 수 있고, 내구성 향상을 통해 장기간 사용에도 고장 및 소음 진동으로 인한 문제점을 예방할 수 있다.

참고로 슬라이딩 부시(50)는 샤프트(200)에 삽입되고 사판(400)의 내측에 위치된다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 제1 통로(310)에는 축 방향을 따라 나선형의 냉매 이동 홈(312)이 형성된다. 상기 제1 통로(310)는 내측에 도면에 도시된 바와 같이 냉매 이동 홈(312)이 형성되어 냉매의 급격한 이동을 조절할 수 있다.

냉매 이동 홈(312)은 냉매가 제1 통로(310)에서 제2 통로(210) 또는 외측으로 이동되는 속도를 조절할 수 있는데, 도면에 도시된 간격으로 형성되거나 다른 간격으로 형성되는 것도 가능하다.

본 실시 예에 의한 제1 통로(310)는 상기 힌지 슬롯(510) 보다 길게 연장되는데, 상기 제2 통로(210)와의 연결을 위해서 도면에 도시된 길이로 연장된다.

또한 제1 통로(310)는 상기 힌지 슬롯(510)을 경유하여 연장되어야 하고, 오일이 상기 제1 통로(310)의 내부로 유입된 이후에 쉽게 유입된 방향 외측으로 쉽게 이동되지 않는 것이 오일의 누출을 방지하는데 유리해지므로 상기 힌지 슬롯(510)에 비해 상대적으로 길게 연장된다.

상기 힌지 슬롯(510)은 상기 제1 통로(310)의 전체 길이를 L이라 할 때, 상기 샤프트(200)를 기준으로 2/3*L 위치에 위치된다. 상기 힌지 슬롯(510)은 상기 제1 통로(410)의 연장된 전체 길이(L) 중 중간 위치 보다 상측에 위치되거나, 전술한 2/3*L 위치에 위치된다.

상기 제1 통로(310)가 전술한 위치에 위치되는 이유는 상기 힌지 슬롯(510)의 위치와, 사판각의 최대 또는 최소 사판각일 때를 동시에 고려하여 도면에 도시된 위치에 위치된다.

예를 들어 힌지 슬롯(510)은 허브(100)와의 연결을 위해 힌지 암(502)을을 세로 방향에서 절단하여 측면에서 바라볼 때 샤프트(200)의 상측에 위치되는 것이 사판각의 최대 또는 최소 변화에 따른 힌지 핀(P)의 안정적인 작동을 위해 유리해진다.

만약 상기 힌지 슬롯(510)이 도면에 도시된 위치 보다 상측 또는 하측에 형성될 경우에는 사판(400)의 작동에 따른 다양한 사판각을 안정적으로 유지하기 어려워 질 수 있으므로 도면에 도시된 위치에 힌지 슬롯(510)이 형성된다.

또한 제1 통로(310)는 전체 길이(L) 중 힌지 슬롯(510)이 전술한 위치에 위치되므로 상기 허브(100)와 연결된 힌지 핀(P)이 이동하면서 제1 통로(310)의 개구된 영역을 선택적으로 차단하기 유리하고, 이를 통해 오일의 이동을 선택적으로 조절할 수 있으므로 전술한 위치에 힌지 슬롯(510)이 위치된다.

상기 제1 통로(310)는 상기 사판(400)의 경사각이 최대 또는 특정 사판각일 때 완전 개방되는데, 예를 들어 사판(400)의 사판각이 최대일 경우에 힌지 핀(P)은 힌지 슬롯(510)의 좌측 상단에 위치된다.

상기 사판(400)은 냉방 부하에 따라 사판각이 변화 되는데, 일 예로 여름 철과 같이 외기의 온도가 고온인 조건일 경우 냉방 부하가 커지고, 차량 실내를 냉방하기 위해 사판각이 최대 사판각으로 작동된다.

상기 상태는 피스톤(14)의 행정이 증가되고 냉매의 토출량 또한 함께 증가되므로 다량의 냉매가 제1 통로(310)와 제2 통로(210)를 통해 이동되어야 사판식 압축기의 안정적인 작동이 이루어진다.

본 실시 예는 힌지 핀(P)이 냉매의 안정적인 이동을 위해 제1 통로(310)의 영역을 차단하지 않으므로 냉매에 포함된 오일이 안정적으로 제2 통로(210)를 향해 이동된다.

첨부된 도 5를 참조하면, 전술한 실시 예와 반대로 사판식 압축기의 크랭크 실(31)의 내부 압력이 감소될 경우 피스톤(14)의 행정도 감소되고 상기 사판(400)의 사판각 또한 수직 상태(90도)로 세워지며, 상기 사판(400)의 경사각이 최소 사판각일 때 타측 단부에 위치된다.

이 경우 냉매는 일부의 오일이 제1 통로(310)를 경유하여 제2 통로(210)로 이동될 경우 상기 냉매에 포함된 오일도 함께 이동되므로 크랭크 실(31)의 내부 오일의 부족 현상을 유발할 수 있다.

본 실시 예는 크랭크 실(31)의 내부 오일 부족 현상을 방지하기 위해 힌지 핀(P)이 힌지 슬롯(510)의 개구된 영역을 차단하여 냉매에 포함된 오일이 제2 통로(210)로 이동하는 현상을 방지한다.

이 경우 냉매에 포함된 오일은 크랭크 실(31)로 이동하여 회전 또는 직접적인 마찰이 발생되는 구성품에서 냉각 및 윤활을 통해 사판의 고착 또는 이상 발열로 인한 고착을 예방할 수 있다.

또한 상기 오일에 의해 사판식 압축기의 내구력이 증가될 수 있어 장기간 사용이 이루어지는 경우에도 안정성이 향상된다.

또한 크랭크 실(31)의 온도가 급격히 상승되는 현상도 방지할 수 있어 방열 성능 향상에도 도움된다.

제2 통로(210)는 상기 샤프트(200)의 전체 축 방향 중 상기 허브(100)의 하측에서부터 흡입 영역(62)을 향해 수평하게 연장된 메인 통로(212)와, 상기 허브(100)의 하측에서 상기 메인 통로(212)를 향해 수직으로 개구된 삽입 통로(214)를 포함한다.

상기 메인 통로(212)는 상기 삽입 통로(214)의 직경 보다 크게 형성되므로 상기 삽입 통로(214)를 경유한 오일의 이동이 샤프트(200)의 축 방향을 따라 안정적으로 이루어진다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 실시 예는 전술한 최대 사판각 또는 최소 사판각이 아닌 경우 도면에 도시된 바와 같이 힌지 핀(P)이 제1 통로(310)의 개구된 영역을 막고 있어 냉매에 포함된 오일의 이동이 제2 통로(210)로 이동되지 않는다.

따라서 오일은 크랭크 실(31)의 내부에서 제2 통로(210)로 이동하지 않으므로 오일 부족 현상을 방지한다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 의한 사판식 압축기는 전술한 실시 예로 작동될 경우 다양한 부하 조건에 따라 오일 순환율이 향상된다. 참고로 X축은 분당회전수(RPM)에 따른 각각의 부하 조건을 나타낸 것이고, Y축은 오일 순환율을 도시한 것이다. 또한 실선의 그래프는 종래의 오일 순환율을 도시한 것이고, 굵은 실선의 그래프는 본 발명에 의한 오일 순환율을 도시한 것이다.

일 예로 부하 조건은 도 6의 좌측 위치가 고부하 조건이고, 중간 위치가 중부하 조건이며, 우측이 저부하 조건에 해당된다. 참고로 각각의 부하 조건에 따른 분당 회전수는 1000RPM에서 5000RPM 또는 7000RPM의 구간에서 작동되는 것으로 실험을 실시하였다.

이 경우 본 실시 예는 고부하 조건에서 오일 순환율이 종래에 비해 낮아지는 것을 알 수 있다. 여기서 오일 순환율이 낮아 진다는 의미는 크랭크실(31)에 잔존하는 오일이 흡입 영역(62)으로 신속히 이동하지 않고 상기 크랭크 실(31)에 잔존하여 마찰이 필요한 구성품에 윤활 작용을 유지시킬 수 있으므로 마모에 의한 소음 및 노이즈의 발생을 감소시키고, 방열 성능 향상에도 도모할 수 있다.

본 실시 예는 중부하 조건과 저부하 조건에서도 종래에 비해 오일 순환율이 낮아지는데, 특히 저 알피엠의 영역에 비해 고 알피엠 영역에서 오일 순환율이 낮아지는 것을 알 수 있다.

따라서 본 실시 예는 냉매에 포함된 오일이 급격히 크랭크 실(31)에서 흡입 영역(62)으로 이동되지 않는 것을 뒷받침하는 것을 알 수 있고, 사판식 압축기의 성적 계수 향상에도 기여 한다.

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.

3 : 토출 영역
50 : 슬라이딩 부시
200 : 샤프트
120 :　제2 통로
300 : 로터
310 :　제1 통로
312 : 냉매 이동 홈
310 : 힌지 암
400 : 사판
410 : 연결 암
500 :　힌지부
510 : 힌지 슬롯
P : 힌지 핀

Claims (9)

1. 냉매에 포함된 오일이 유입되는 제1 통로(310)가 형성된 로터(300);
   상기 로터(300)의 중앙에 삽입되고, 내측으로 상기 제1 통로(310)와 연통된 제2 통로(210)가 형성된 샤프트(200);
   상기 로터(300)와 결합된 허브(100)에 삽입된 사판(400);
   상기 로터(300)와 상기 허브(100)를 서로 간에 연결하고, 상기 사판(400)의 경사각에 따라 상기 제1 통로(310)에서 상기 제2 통로(210)로 공급되는 오일량을 조절하는 힌지부(500)를 포함하되,
   상기 힌지부(500)는 상기 제1 통로(310)의 개구 면적을 가변시켜 오일량을 가변 조절하는 것을 특징으로 하는 가변 사판식 압축기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 힌지부(500)는 상기 사판(400)과 마주보는 상기 로터(300)의 상대면에 돌출된 힌지 암(502)에 형성된 힌지 슬롯(510);
   상기 힌지 슬롯(310)에 삽입되고, 상기 사판(400)의 사판각에 따라 상기 힌지 슬롯(310)을 따라 이동되는 힌지 핀(P)을 포함하고,
   상기 힌지 핀(P)은 상기 제1 통로(310)의 개구된 직경보다 크게 형성되되,
   상기 힌지 핀(P)이 상기 사판(400)의 사판각이 최대 경사각과 최소 경사각 사이에서 유지되는 어느 하나의 사판각에 해당되는 가변 구간에서 상기 힌지 핀(P)이 상기 제1 통로(310)의 개구 영역을 최소로 유지하는 가변 사판식 압축기.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 통로(310)는 상기 제2 통로(210)를 향해 하향 경사지게 연장된 가변 사판식 압축기.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 통로(310)에는 축 방향을 따라 나선형의 냉매 이동 홈(312)이 형성된 가변 사판식 압축기.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 통로(310)는 상기 힌지 슬롯(510) 보다 길게 연장된 가변 사판식 압축기.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 힌지 슬롯(510)은 상기 제1 통로(310)의 전체 길이를 L이라 할 때, 상기 샤프트(200)를 기준으로 2/3*L 위치에 위치된 가변 사판식 압축기.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 통로(310)는 상기 사판(400)의 경사각이 최대사판각일 때 완전 개방되는 가변 사판식 압축기.
8. 제2 항에 있어서,
   상기 힌지 핀(P)은 상기 사판(400)의 경사각이 최대 사판각일 때 일측 단부에 위치되어 상기 제1 통로(310)의 개구 영역을 완전 오픈 상태로 유지시키고,
   상기 사판(400)의 경사각이 최소 사판각일 때 상기 제1 통로(310)의 개구 영역의 일부를 막고 있는 상태가 유지되는 가변 사판식 압축기.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 통로(210)는 상기 샤프트(200)의 전체 축 방향 중 상기 허브(100)의 하측에서부터 흡입 영역(62)을 향해 수평하게 연장된 메인 통로(212);
   상기 허브(100)의 하측에서 상기 메인 통로(212)를 향해 수직으로 개구된 삽입 통로(214)를 포함하는 가변 사판식 압축기.
   

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