KR20220050600A

KR20220050600A - 가변용량형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20220050600A
Application number: KR1020200134456A
Authority: KR
Inventors: 송세영; 김광진; 김옥현; 장동혁; 홍기상
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-04-25
Also published as: US20230392588A1; JP2023544617A; DE112021005468T5; WO2022080714A1; CN116507806A

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 전방 하우징 및 후방 하우징;과, 상기 전방 하우징과 후방 하우징 사이에 결합되는 실린더블록;과, 상기 전방 하우징과 상기 실린더블록에 회전 가능하게 설치되는 구동축;과, 상기 구동축에 결합되어 구동축과 함께 회전하는 로터;와, 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 결합되며 경사각이 변할 수 있도록 상기 구동축 상에 설치되는 사판;과, 상기 구동축과 상기 전방 하우징 사이에 설치되어 그 사이를 밀봉하는 실링부재;와, 상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 오일이 유동되는 복수 개의 유동 홈;과, 상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 상기 복수 개의 유동 홈을 연결하는 연결 홈;과, 상기 연결 홈과 상기 실링부재가 설치되는 시일(seal) 영역을 연결하여 상기 시일 영역으로 오일을 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 오일 공급홀; 및 상기 전방 하우징의 내측벽면 상에 위치되며, 상기 연결 홈을 덮어 상기 오일 공급홀과 연통되는 오일 챔버(oil chamber)를 형성하는 레이스(race);를 포함하는, 가변용량형 사판식 압축기를 제공한다.

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크랭크실 내의 냉매에 함유된 오일을 전방 하우징의 구동축 시일(seal) 영역으로 원활하게 공급함으로써, 구동축과 실링부재 간의 마찰열의 온도를 낮출 수 있으며 냉매 및 압력의 누설을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

자동차용 공조장치를 구성하는 압축기는 동력원으로부터의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 증발기로부터 냉매가스를 내부에 흡입하여 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 압축한 후 응축기쪽으로 토출하는 장치이다. 이러한 압축기는 압축방식 및 구조에 따라 다양한 종류로 나뉘고, 이들 압축기들 중에는 압축용적을 변화시킬 수 있는 가변용량형 압축기도 많이 사용되고 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래 일반적인 가변용량형 사판식 압축기를 예를 들어 설명한다.

가변용량형 사판식 압축기는, 내부에 동심원을 따라 축방향으로 다수의 실린더보어(11)가 형성된 실린더블록(10)과, 상기 실린더블록(10)의 전방측에 장착되어 내부에 크랭크실(21)을 형성하는 전방 하우징(20)과, 상기 실린더블록(10)의 후방측에 장착되며 내부에 흡입실(31) 및 토출실(32)을 갖는 후방하우징(30)과, 상기 실린더블록(10)의 각 실린더보어(11)에 왕복운동가능하게 삽입되고 후단부에 브릿지(41)가 형성된 다수의 피스톤(40)과, 일단부가 상기 전방 하우징(20)을 회전가능하게 관통하고 후단부는 상기 실린더블록(10)의 중앙에 삽입되어 회전가능하게 설치되는 구동축(50)과, 상기 크랭크실(21)의 내부에서 상기 구동축(50)에 결합되어 구동축(50)과 함께 회전하는 로터(60)와, 상기 구동축(50)의 둘레에 슬리브(65)를 슬라이딩 가능하게 결합하여 설치되고 가장자리가 상기 피스톤(40) 브릿지(41)의 삽입공간에 슈(45)를 개재하여 회전가능하게 결합됨과 아울러 상기 로터(60)의 힌지암(61)에 유동가능하게 연결되어 로터(60)와 함께 회전하면서 구동축(50)에 대하여 경사조절 가능하도록 설치되는 사판(70)과, 상기 실린더블록(10)과 후방하우징(30)의 사이에 설치되어 흡입행정시 흡입실(31)로부터 실린더보어(11)내로 냉매를 흡입하고 압축행정시 실린더보어(11)로부터 토출실(32)로 압축냉매를 배출하기 위한 밸브유니트(80)를 포함하여 이루어진다.

상기 로터(60)의 힌지암(61)에는 슬롯(62)이 형성되고, 상기 로터(60)의 힌지암(61)과 마주하는 상기 사판(70)의 허브(71)에는 상기 힌지암(61)의 양측으로 돌출되며 상기 힌지암(61)의 슬롯(62)에 유동가능하게 결합되도록 힌지핀(74)을 갖는 연결힌지암(73)이 형성된다. 아울러, 상기 로터(60)는 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 설치된 스러스트 베어링(22)에 의하여 회전가능하게 지지된다.

이때, 상기 구동축(50)에 대한 사판(70)의 경사각은 상기 후방하우징(30)에 설치된 컨트롤밸브(90)에 의한 크랭크실(21) 내의 압력변화에 따라 조절된다.

상기한 바와같이, 가변용량형 사판식 압축기는, 상기 사판(70)의 회전에 의하여 상기 실린더블록(10)의 동심원을 따라 배치된 다수의 피스톤(40)들이 순차적으로 전,후 왕복운동을 하게 되며, 이에 따라 냉매의 흡입, 압축 및 토출이 이루어지게 된다. 아울러, 상기 크랭크실(21) 내의 압력과 실린더보어(11) 내의 흡입압과의 차압에 대응하여 상기 사판(70)의 경사각이 조절됨으로서 압축기의 토출용량이 가변된다.

한편, 상기 전방 하우징(20)에는 전방 하우징(20)과 구동축(50)의 사이를 밀봉하여 냉매 및 압력의 누설을 방지할 수 있도록 구동축 시일(seal)영역(25)이 구비되는데, 상기 구동축 시일영역(25)에는 전방 하우징(20)과 구동축(50)의 사이를 밀봉하는 실링부재(26)가 설치됨과 아울러 그 일측에는 구동축(50)을 회전가능하게 지지하는 레이디얼 베어링(27)이 설치된다.

이때, 상기 구동축(50)의 회전시 구동축(50)과 실링부재(26)의 마찰에 의한 마찰열의 온도 상승으로 인하여 장시간 사용시 실링부재(26)의 마모가 심하게 발생하여 냉매 및 압력의 누설이 발생하게 된다.

따라서, 종래에는 상기 크랭크실(21) 내의 냉매에 함유된 오일을 상기 구동축 시일영역(25)으로 공급하여 마찰열의 온도를 낮추고 유막을 형성하여 누설을 방지하고 있다. 즉, 도 2와 같이 전방 하우징(20)에 오일공급로(28)가 형성되어 이 오일공급로(28)를 통하여 구동부(로터,사판,구동축)의 회전시 전방 하우징(20)의 내측벽면에 부딪친 오일을 구동축 시일영역(25)까지 공급하고 있다.

그러나, 상기 오일공급로(28)는 전방 하우징(20)의 내측벽면과 로터(60)의 사이에 개재되는 스러스트 베어링(22)에 의하여 거의 폐쇄되기 때문에 오일 공급이 원활하게 이루어지지 않아 구동축(50)과 실링부재(26)의 마찰력에 대한 윤활작용을 하는데 많은 문제가 있다.

이와 같이, 오일 공급이 원활하게 이루어지지 않으면 앞서 설명한 바와 같이 마찰열의 온도가 상승하여 실링부재(26)의 마모가 심하게 발생하고 이에 따라 냉매 및 압력의 누설이 발생하여 압축기가 제 기능을 발휘하지 못하게 되는 등 내구성에도 많은 문제가 있다.

본 발명은, 크랭크실 내의 냉매에 함유된 오일을 전방 하우징의 구동축 시일(seal) 영역으로 원활하게 공급함으로써, 구동축과 실링부재 간의 마찰열의 온도를 낮출 수 있으며 냉매 및 압력의 누설을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 가변용량형 사판식 압축기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 전방 하우징 및 후방 하우징;과, 상기 전방 하우징과 후방 하우징 사이에 결합되는 실린더블록;과, 상기 전방 하우징과 상기 실린더블록에 회전 가능하게 설치되는 구동축;과, 상기 구동축에 결합되어 구동축과 함께 회전하는 로터;와, 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 결합되며 경사각이 변할 수 있도록 상기 구동축 상에 설치되는 사판;과, 상기 구동축과 상기 전방 하우징 사이에 설치되어 그 사이를 밀봉하는 실링부재;와, 상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 오일이 유동되는 복수 개의 유동 홈;과, 상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 상기 복수 개의 유동 홈을 연결하는 연결 홈;과, 상기 연결 홈과 상기 실링부재가 설치되는 시일(seal) 영역을 연결하여 상기 시일 영역으로 오일을 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 오일 공급홀; 및 상기 전방 하우징의 내측벽면 상에 위치되며, 상기 연결 홈을 덮어 상기 오일 공급홀과 연통되는 오일 챔버(oil chamber)를 형성하는 레이스(race);를 포함하는, 가변용량형 사판식 압축기를 제공한다.

이와 같이, 상기 연결 홈을 레이스로 덮어 오일 공급홀과 연통되는 오일 챔버(oil chamber)를 형성함으로써, 홈을 통해 유동된 오일이 다른 곳으로 흐르지 않고 오일 공급홀로 원활하게 공급될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 레이스는 상기 유동 홈의 적어도 일부를 추가적으로 덮을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 레이스는 상기 오일 공급홀의 적어도 일부를 추가적으로 덮을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 적어도 하나 이상의 오일 공급홀은 상기 연결 홈 내에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 복수 개의 유동 홈은 상기 전방 하우징의 내측벽면에 방사상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 복수 개의 유동 홈은 상기 전방 하우징의 상측부에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 연결 홈은 상기 전방 하우징의 내측벽면에 상기 구동축이 삽입되는 삽입공을 중심으로 원주방향으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 연결 홈은 상기 전방 하우징의 상측부에 형성되되 양단이 경계부에 의해 오일 유동이 막히도록 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 연결 홈의 폭은 상기 오일 공급홀의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 오일 공급홀의 개수는 상기 유동 홈의 개수보다 적게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 적어도 하나 이상의 오일 공급홀은 상기 연결 홈의 양단과 상기 시일 영역을 연결할 수 있다.

이와 같이, 경계부에 의해 오일 유동이 막혀있는 연결 홈의 양단에 오일 공급홀이 연결됨에 따라, 홈을 통해 유동된 오일이 오일 챔버에 채워진 후 오일 공급홀로 공급되는 것이 아니라 즉각적으로 공급될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 적어도 하나 이상의 오일 공급홀은 상기 전방 하우징의 내측벽면에서 돌출된 보스부보다 반경방향 외측에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 오일을 순환시키기 위한 순환 홈;을 더 포함하며, 상기 순환 홈은 상기 경계부를 기준으로 상기 연결 홈의 반대편에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 순환 홈은 상기 전방 하우징의 내측벽면에 상기 구동축이 삽입되는 삽입공을 중심으로 원주방향으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 순환 홈에서 방사상으로 연장되는 연장 홈;을 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 순환 홈과 연장 홈이 형성됨으로써 레이스에 오일을 공급함과 동시에 오일을 다시 크랭크실로 배출시켜 순환이 가능하도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 시일 영역에는 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하는 레이디얼 베어링이 더 설치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 유동 홈의 반경방향 외측에서 상기 유동 홈에 연결되며, 상기 유동 홈을 향해 좁아지는 폭을 갖는 오일포집부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 유동 홈, 연결 홈 및 오일 공급홀을 레이스로 덮어 오일 챔버(oil chamber)를 형성함으로써, 홈을 통해 유동된 오일이 다른 곳으로 흐르지 않고 오일 공급홀로 원활하게 공급될 수 있다.

또한, 경계부에 의해 오일 유동이 막혀있는 연결 홈의 양단에 오일 공급홀이 연결됨에 따라, 홈을 통해 유동된 오일이 오일 챔버에 채워진 후 오일 공급홀로 공급되는 것이 아니라 즉각적으로 공급될 수 있다.

결과적으로, 많은 양의 오일이 전방 하우징의 구동축 시일(seal) 영역으로 원활하게 공급될 수 있으므로, 구동축과 실링부재 간의 마찰열의 온도를 낮출 수 있으며 냉매 및 압력의 누설을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 오일을 순환시키기 위한 순환 홈과 연장 홈이 형성됨으로써, 레이스에 오일을 공급함과 동시에 오일을 다시 크랭크실로 배출시켜 순환이 가능하다.

또한, 오일 공급홀의 개수가 유동 홈의 개수보다 적게 형성됨에 따라, 별도의 드릴링 가공이 필요한 오일 공급홀을 보다 적게 형성하여 가공 시간과 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 가변용량형 사판식 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1에서 전방 하우징을 사선방향으로 절개한 상태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변용량형 사판식 압축기에서 전방 하우징을 수직으로 절개한 상태를 도시한 사시도,
도 4는 도 3에서 전방 하우징 및 그 내부에 배치되는 부품들을 분리하여 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 결합상태에서 전방하우징 및 레이스를 일정 각도로 절개한 상태를 도시한 사시도,
도 6은 도 4의 전방하우징의 배면도,
도 7은 도 6의 사시도,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가변용량형 사판식 압축기에서 전방 하우징을 분리하여 도시한 배면도이다.

이하, 본 발명의 가변용량형 사판식 압축기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

우선, 도 3 및 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변용량형 사판식 압축기에 관하여 설명하도록 한다. 아울러, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가변용량형 사판식 압축기는, 동심원상에 축방향으로 다수의 실린더보어(11)가 형성된 실린더블록(10)이 구비되고, 상기 실린더블록(10)의 전방측에는 내부에 크랭크실(21)을 형성하는 전방 하우징(20)이 장착되며, 상기 실린더블록(10)의 후방측에는 내부에 흡입실(31) 및 토출실(32)을 형성하는 후방하우징(30)이 장착된다.

상기 실린더블록(10)의 각 실린더보어(11)에는 후단부에 브릿지(41)가 형성된 다수의 피스톤(40)이 왕복운동가능하게 삽입 설치된다.

그리고, 일단부가 상기 전방 하우징(20)을 회전가능하게 관통하고 후단부가 상기 실린더블록(10)의 중앙에 삽입되어 회전가능하게 지지되는 구동축(50)이 설치된다. 여기서, 상기 구동축(50)은 레이디얼 베어링(27)에 의해 회전가능하게 지지된다.

또한, 상기 크랭크실(21)의 내부에서 상기 구동축(50)에 결합되어 구동축(50)과 함께 회전하는 로터(60)가 설치된다. 여기서, 상기 로터(60)는 전방 하우징(20)의 내측벽면에 설치되는 스러스트 베어링 부재(100)에 의해 회전가능하게 지지된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스러스트 베어링 부재(100)는 한 쌍의 레이스(120a, 120b)와 그 사이에 배치되는 스러스트 베어링(140)으로 이루어지고 있다. 상기 스러스트 베어링(140)은 다수 개의 롤러가 방사형으로 배치된 니들 롤러 베어링으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 크랭크실(21)의 내부에서 상기 구동축(50)상에 슬라이딩 가능하게 결합된 슬리브(65)에 회동가능하게 설치됨과 아울러, 가장자리는 상기 피스톤(40) 브릿지(41)의 삽입공간에 슈(45)를 개재하여 회전가능하게 결합되고, 상기 로터(60)의 힌지암(61)에 유동가능하게 연결되어 로터(60)와 함께 회전하면서 구동축(50)에 대하여 경사각이 조절되는 사판(70)이 장착된다.

상기 로터(60)의 힌지암(61)에는 슬롯(62)이 형성되고, 상기 로터(60)의 힌지암(61)과 마주하는 상기 사판(70)의 허브(71)에는 상기 힌지암(61)의 양측으로 돌출되며 상기 힌지암(61)의 슬롯(62)에 유동가능하게 결합되도록 힌지핀(74)을 갖는 연결힌지암(73)이 형성된다. 이에 따라, 사판(70)의 경사각 변위시, 상기 힌지핀(74)이 슬롯(62)을 따라 슬라이딩 하면서 사판(70)의 경사운동을 지지하게 된다.

한편, 상기 실린더블록(10)과 후방하우징(30) 사이에는 피스톤(40)의 흡입행정시 흡입실로(31)부터 실린더보어(11)내로 냉매를 흡입하고 압축행정시 실린더보어(11)로부터 토출실(32)로 압축냉매를 배출하기 위한 밸브유니트(80)가 설치된다.

또한, 상기 후방하우징(30)에는 컨트롤밸브(90)가 설치되어 상기 토출실(32)과 크랭크실(21)을 작동적으로 연통시킴으로써 상기 실린더보어(11) 내의 냉매흡입압과 크랭크실(21) 내의 가스압과의 차압을 가변시켜 상기 사판(70)의 경사각이 조절되도록 하는 작용을 한다.

또한, 상기 전방 하우징(20)에는 전방 하우징(20)과 구동축(50) 사이를 밀봉하여 냉매 및 압력의 누설을 방지할 수 있도록 구동축 시일(seal) 영역(25)이 구비되는데, 상기 시일 영역(25)에는 전방 하우징(20)과 구동축(50) 사이에 설치되어 그 사이를 밀봉하는 실링부재(26)가 구비된다. 상기 실링부재(26)의 일측에는 상기 레이디얼 베어링(27)이 설치되어 있다.

이하, 도 5 내지 7을 참고하여 상기 크랭크실(21) 내의 냉매에 함유된 오일을 상기 시일 영역(25)으로 공급하기 위한 구성을 자세히 살펴보도록 한다.

이를 위해 본 발명은, 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 형성되어 오일이 유동되는 복수 개의 유동 홈(220)과, 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 형성되어 상기 복수 개의 유동 홈(220)을 연결하는 연결 홈(240), 및 상기 연결 홈(240)과 상기 실링부재(26)가 설치되는 시일 영역(25)을 연결하여 상기 시일 영역(25)으로 오일을 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 오일 공급홀(260)을 포함한다. 여기서, 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면은 상기 전방 하우징(20)에서 상기 로터(60)를 마주보도록 배치되는 벽면이다.

상기 복수 개의 유동 홈(220)은 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 방사상으로 형성되고 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 복수 개의 유동 홈(220)은 상기 전방 하우징(20)의 상측부에 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 로터(60)가 회전하면서 전방 하우징(20)의 내측벽면에 부딪히는 오일이 상기 복수 개의 유동 홈(220)을 따라서 자중에 의해 원활하게 상기 연결 홈(240)으로 유동될 수 있다.

구체적으로, 압축기 작동 전에는 대부분의 오일이 액체 상태로 존재하며, 자중에 의해 상기 크랭크실(21) 바닥면에 모여 있다. 압축기가 작동하면 상기 로터(60), 사판(70) 등이 회전함에 따라 회전체들에 오일이 묻게 되고, 오일이 원심력을 받아 사방으로 뿌려지면서 상기 구동축(50)을 중심으로 중심부분 보다는 방사부분에 많은 오일이 존재하게 된다. 이때, 상기와 같이 복수 개의 유동 홈(220)이 상기 전방 하우징(20)의 상측부에 방사상으로 형성됨에 따라, 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 붙은 액체 상태의 오일이 상측으로부터 자중에 의해 흘러내려가 상기 유동 홈(220)을 통해 원활하게 공급될 수 있는 것이다.

이때, 상기 각각의 유동 홈(220)의 반경방향 외측에 형성되어 상기 유동 홈(220)과 연결되며, 상기 유동 홈(220)을 향해 좁아지는 폭을 갖는 오일포집부(210)가 더 구비될 수 있다. 상기 오일포집부(210)는 유동 홈(220)보다 더 큰 폭을 갖되 유동 홈(220)을 향해 폭이 좁아지도록 형성됨에 따라, 로터(60)의 회전에 의해 전방 하우징(20)의 반경방향으로 뿌려진 오일이 전방 하우징(20)의 내측벽면을 타고 흘러내릴 때 오일을 포집하여 상기 유동 홈(220)에 원활하게 공급하는 역할을 할 수 있다.

또한, 실시 예에 따라 상기 복수 개의 유동 홈(220)은 로터(60)의 회전방향과 동일한 방향으로 경사지게 형성될 수 있으며, 이로 인해 로터(60)의 회전에 따라 더 많은 양의 오일이 유동 홈(220) 내로 유입될 수 있다.

본 실시 예에서는 3개의 유동 홈(220)이 전방 하우징(20)의 상측부에 방사상으로 형성되고 있다.

상기 연결 홈(240)은 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 상기 구동축(50)이 삽입되는 삽입공(23)을 중심으로 원주방향으로 형성되고 있다. 상기 연결 홈(240)은 상기 전방 하우징(20)의 상측부에 형성되되 양단이 경계부(29)에 의해 오일 유동이 막히도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결 홈(240)에서 오일이 자중에 의해 유동되는 양단이 경계부(29)에 의해 막혀있는 것이다. 상기 경계부(29)는 홈이 파이지 않은 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 해당할 수 있다.

이를 위해, 본 실시 예에서 상기 연결 홈(240)은 원주방향을 따라 연통된 원형의 형상으로 이루어지는 것이 아니라, 상기 전방 하우징(20)의 상측부에 반원 형상으로 형성되고 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연결 홈(240)이 반원보다 좁게 형성될 수도 있음은 물론이다.

이때, 상기 하나 이상의 오일 공급홀(260)은 상기 연결 홈(240) 내에 형성되되, 상기 연결 홈(240)의 양단과 상기 시일 영역(25)을 연결하고 있다. 구체적으로, 본 실시 예에서는 2개의 오일 공급홀(260)이 형성되며, 각각 상기 연결 홈(240)에서 경계부(29)에 의해 막혀있는 양단과 상기 시일 영역(25)을 연결한다.

상기 오일 공급홀(260)은 별도의 드릴링 가공을 해야 하는 반면, 상기 유동 홈(220)은 다이캐스팅(die casting)을 통해 한 번에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 오일 공급홀(260)의 개수가 상기 유동 홈(220)의 개수보다 적게 형성될 수 있으며, 가공 시간 및 비용이 절감될 수 있다.

또한, 상기 연결 홈(240)의 폭은 상기 오일 공급홀(260)의 직경보다 크거나 같게 형성되는 것이 바람직하다. 만약 연결 홈의 폭이 오일 공급홀의 직경보다 작게 형성될 경우, 오일을 공급하는 기능을 원활히 할 수 없기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 유동 홈(220)과 연결 홈(240), 그리고 오일 공급홀(260)은 상기 스러스트 베어링 부재의 레이스(120a)에 의해 차폐된다. 즉, 링 형상으로 이루어지는 상기 레이스는, 구체적으로 한 쌍의 레이스(120a, 120b) 중 전방 하우징(20)의 내측벽면에 가깝게 위치하는 레이스(120a)는, 전방 하우징(20)의 내측벽면 상에 위치하되 상기 유동 홈(220)과 연결 홈(240), 그리고 오일 공급홀(260)을 덮어 그 사이에 폐쇄된 오일 챔버(oil chamber)를 형성한다.

이와 같이, 폐쇄된 오일 챔버(oil chamber)가 형성됨으로써, 상기 유동 홈(220)과 연결 홈(240)을 통해 유동된 오일이 다른 곳으로 흐르지 않고 상기 오일 챔버 내에 저장될 수 있으며 상기 오일 공급홀(260)로 원활하게 공급될 수 있다. 만약 폐쇄된 오일 챔버가 형성되지 않는다면, 홈을 통해 유동된 오일의 일부만이 오일 공급홀로 공급되고 나머지 오일은 개방되어 있는 로터(60) 측으로 흐르게 되어 상기 시일 영역으로 오일이 충분하게 공급되지 못할 것이다.

더욱이, 본 발명에 있어서, 상기 연결 홈(240)의 양단이 경계부(29)에 의해 오일 유동이 막혀있고, 상기 오일 공급홀(260)이 연결 홈(240)의 양단과 상기 시일 영역(25)을 연결함에 따라, 상기 유동 홈(220)과 연결 홈(240)을 통해 유동된 오일이 오일 챔버 내에서 오일 공급홀(260)의 위치까지 채워진 후 공급되는 것이 아니라 즉각적으로 공급될 수 있다.

이때, 상기 레이스(120a)가 상기 유동 홈(220)과 연결 홈(240), 그리고 오일 공급홀(260)을 덮어 오일 챔버를 구성하는 경우 실링 구간을 확보할 수 있도록, 상기 오일 공급홀(260)은 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에서 돌출된 보스부(20a)보다 반경방향 외측에 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시 예에서는 상기 레이스(120a)가 상기 유동 홈(220)과 연결 홈(240), 그리고 오일 공급홀(260)을 모두 덮어 오일 챔버를 구성하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 레이스는 연결 홈만을 덮을 수도 있으며, 연결 홈에 추가적으로 유동 홈의 적어도 일부 또는 오일 공급홀의 적어도 일부를 덮어 오일 챔버를 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명은 실시 예에 따라, 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 형성되어 오일을 순환시키기 위한 순환 홈(320) 및 연장 홈(340)을 더 포함할 수 있다.

상기 순환 홈(320)은 상기 경계부(29)를 기준으로 상기 연결 홈(240)의 반대편에 배치되고 있다. 상기 순환 홈(320)은 연결 홈(240)과 마찬가지로 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면에 상기 구동축(50)이 삽입되는 삽입공(23)을 중심으로 원주방향으로 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 순환 홈(320)은 상기 전방 하우징(20)의 하측부에 대략 반원의 형상으로 형성되어 상기 연결 홈(240)과 대략 대칭으로 이루어질 수 있으며, 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면과 레이스(120a) 사이로 일부 누설되는 오일이 저장될 수 있다.

상기 연장 홈(340)은 상기 순환 홈(320)에서 방사상으로 연장된다. 이에 따라, 상기 순환 홈(320) 내의 오일은 자중에 의해 하측에 방사상으로 연결된 연장 홈(340)으로 유동될 수 있으며, 다시 크랭크실(21)로 배출될 수 있다.

이와 같이, 순환 홈(320) 및 연장 홈(340)이 형성됨으로써 레이스(120a)에 오일을 공급함과 동시에 오일을 다시 크랭크실(21)로 배출시켜 오일 순환이 가능하도록 한다.

도 8에는 상기 순환 홈(320) 및 연장 홈(340)이 생략되어 상기 전방 하우징(20)의 내측벽면 상에 상기 유동 홈(220), 연결 홈(240) 및 오일 공급홀(260)만 형성된 실시 예가 도시되고 있다.

본 발명에 따르면, 많은 양의 오일이 전방 하우징의 구동축 시일(seal) 영역으로 원활하게 공급될 수 있으므로, 구동축과 실링부재 간의 마찰열의 온도를 낮출 수 있으며 냉매 및 압력의 누설을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

10: 실린더블록 11: 실린더보어
20: 전방하우징 20a: 보스부
21: 크랭크실 23: 삽입공
25: 시일 영역 26: 실링부재
27: 레이디얼 베어링 29: 경계부
30: 후방하우징 31: 흡입실
32: 토출실 40: 피스톤
41: 브릿지 45: 슈
50: 구동축 60: 로터
61: 힌지암 62: 슬롯
65: 슬리브 70: 사판
71: 허브 73: 연결힌지암
74: 힌지핀 80: 밸브유니트
90: 컨트롤밸브 100: 스러스트 베어링 부재
120a, 120b: 레이스 140: 스러스트 베어링
210: 오일포집부 220, 1220: 유동 홈
240: 연결 홈 260, 1260: 오일 공급홀
320: 순환 홈 340: 연장 홈

Claims

전방 하우징 및 후방 하우징;
상기 전방 하우징과 후방 하우징 사이에 결합되는 실린더블록;
상기 전방 하우징과 상기 실린더블록에 회전 가능하게 설치되는 구동축;
상기 구동축에 결합되어 구동축과 함께 회전하는 로터;
상기 로터에 슬라이딩 가능하게 결합되며 경사각이 변할 수 있도록 상기 구동축 상에 설치되는 사판;
상기 구동축과 상기 전방 하우징 사이에 설치되어 그 사이를 밀봉하는 실링부재;
상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 오일이 유동되는 복수 개의 유동 홈;
상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 상기 복수 개의 유동 홈을 연결하는 연결 홈;
상기 연결 홈과 상기 실링부재가 설치되는 시일(seal) 영역을 연결하여 상기 시일 영역으로 오일을 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 오일 공급홀; 및
상기 전방 하우징의 내측벽면 상에 위치되며, 상기 연결 홈을 덮어 상기 오일 공급홀과 연통되는 오일 챔버(oil chamber)를 형성하는 레이스(race);를 포함하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 레이스는 상기 유동 홈의 적어도 일부를 덮는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 레이스는 상기 오일 공급홀의 적어도 일부를 덮는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 오일 공급홀은 상기 연결 홈 내에 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 유동 홈은 상기 전방 하우징의 내측벽면에 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 유동 홈은 상기 전방 하우징의 상측부에 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 연결 홈은 상기 전방 하우징의 내측벽면에 상기 구동축이 삽입되는 삽입공을 중심으로 원주방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 연결 홈은 상기 전방 하우징의 상측부에 형성되되 양단이 경계부에 의해 오일 유동이막히도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제4항에 있어서,
상기 연결 홈의 폭은 상기 오일 공급홀의 직경보다 크거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 오일 공급홀의 개수는 상기 유동 홈의 개수보다 적게 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 오일 공급홀은 상기 연결 홈의 양단과 상기 시일 영역을 연결하는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 오일 공급홀은 상기 전방 하우징의 내측벽면에서 돌출된 보스부보다 반경방향 외측에 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제8항에 있어서,
상기 전방 하우징의 내측벽면에 형성되어 오일을 순환시키기 위한 순환 홈;을 더 포함하며,
상기 순환 홈은 상기 경계부를 기준으로 상기 연결 홈의 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제13항에 있어서,
상기 순환 홈은 상기 전방 하우징의 내측벽면에 상기 구동축이 삽입되는 삽입공을 중심으로 원주방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제14항에 있어서,
상기 순환 홈에서 방사상으로 연장되는 연장 홈;을 더 포함하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 시일 영역에는 상기 구동축을 회전 가능하게 지지하는 레이디얼 베어링이 더 설치되는 것을 특징으로 하는, 가변용량형 사판식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 유동 홈의 반경방향 외측에서 상기 유동 홈에 연결되며, 상기 유동 홈을 향해 좁아지는 폭을 갖는 오일포집부;를 더 포함하는, 가변용량형 사판식 압축기.