KR950013011B1 - 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기
제 1 도는 본 발명이 일실시예에 따른 사판식 압축기의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 하우징 2 : 전방 단부판
3 : 실린더 헤드 5 : 구동 샤프트
9 : 캠 회전자 11 : 실린더 블록
12 : 크랭크실 13 : 사판
18 : 보올 베어링 요소 112 : 실린더
본 발명은 냉매 압축기에 관한 것으로, 특히 개량된 회전 방지 기구를 구비한 사판식(斜板式 : wobbleplate) 압축기에 관한 것이다.
사판식 압축기는 일례로 미합중국 특허 제 3,552,886호와 제 3,712,759호와 같은 특허 문헌에서 공지된 것으로, 이러한 압축기는 압축기 하우징과, 그 압축기 하우징 일단부의 개구에 부착된 전방 단부판과, 실린더 헤드의 형태로 된 후방 단부판으로 구성되어 있으며, 압축기 하우징에는 크랭크실과 실린더 블록이 형성되어 있다. 외부로부터는 구동 샤프트가 전방 단부판을 통해 크랭크실내로 연장되어 있으며, 상기 구동 샤프트의 내측 단부에는 쐐기형 캠 회전자가 고정되어 있다. 상기 캠 회전자의 경사면에는 드러스트 베어링을 통해 사판이 배치되어 있는데, 이 사판은 실린더 블록의 중앙 구멍내에 회전할 수 없게 배치되어 있는 볼소켓의 단부에 배치된 강 보올상에 장동(nutation) 가능하게 지지되어 있다. 사판의 회전 운동은 볼 소켓의 단부에 형성된 베벨 기어와 사판 내부에 고정된 베벨 기어의 맛물림에 의해 방지되게 된다.
이러한 사판식 압축기에 있어서, 구동 샤프트는 전방 단부판내에 저어널 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되어 있으며, 또한 캠 회전자의 축방향 단면과 전방 단부판의 내측 단부면 사이에 배치된 드러스트 베어링에 의해 지지되어 있다. 그러나, 구동 샤프트가 외팔보식으로 지지되어 있기 때문에, 만일 압축기가 높은 배출 압력 또는 높은 흡입 압력과 같은 높은 부하 조건하에서 구동하게 되면 저어널 베어링 또는 드러스트베어링이 파손 또는 분리될 가능성이 있다. 특히, 캠 회전자의 경사면의 각도가 크게 되면, 상술한 바와 같은 파손 또는 위험은 증가하기 쉽게 된다. 따라서, 캠 회전자의 경사면의 강도는 임의로 선택할 수 없다. 더욱이, 압축 부하는 항상 저어널 베어링과 드러스트 베어링에 대해 편심적으로 작용하고, 이 때문에 고강도의 베어링을 사용해야 할 필요가 있지만, 이러한 베어링은 값이 비싸다는 문제점이 있다. 또한, 상술한 편심 부하는 단지 구동 기구에 의해서만 지지되고, 이 때문에 구동 부품의 휨과 오프셋이 쉽게 발생할 수도있고, 이에 기인하여 압축기의 진동과 소음을 감소시키기가 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 내구성이 높은 회전 방지 기구를 구비하는 사판식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 값이 싼 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 진동과 소음을 크게 발생시키지 않게 하는 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 개량된 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 사판식 압축기는 크랭크실과 축방향 중앙 구멍이 제공된 실린더 블록을 가지는 압축기 하우징과, 상기 중앙 구멍 주위에 동일한 각 간격을 두고 축방향으로 형성되어 있는 다수의 실린더를 구비하고 있다. 압축기 하우징의 일단부에 형성된 개구에는 전방 단부판이 부착되어 있다. 압축기 하우징의 타단부에는 실린더 블록의 단면을 덮기 위한 실린더 헤드가 부착되어 있다. 각 실린더내에는 다수의 피스톤이 미끄럼 가능하게 삽입되어 있다. 크랭크실내에는 쐐기형 캠 회전자가 배치되어 있는데, 이 캠 회전자는 구동 샤프트에 고정되어 있다. 상기 피스톤들에는 커넥팅 로드를 통해 사판이 결합되어 있는데, 이 사판은 캠회전자의 회전 운동을 피스톤의 왕복 운동으로 변환시키도록 캠 회전자의 경사면상에 배치되어 있다. 크랭크실내에는 제 1베벨 기어가 실린더 블록의 중앙 구멍과 일렬로 그리고 회전할 수 없게 배치되어 있으며, 사판에는 제 2베벨 기어가 고정되어 있다. 이 제 1베벨 기어와 제 2베벨 기어는 각각 제 1보올 시이트부와제 2보올 시이트부를 가지고 있다. 구동 샤프트는 상기 중앙 구멍내에 회전 가능하게 지지될 수 있도록 캠회전자와 사판을 통해 연장되어 있다. 크랭크실내에서 구동 샤프트에는 구형부재가 지지되어 있고, 베벨 기어의 제 1보올 시이트부와 제 2보올 시이트부들은 구형부재상에 배치되어 있다. 제 1베벨 기어와 제 2베벨 기어는 서로 맞물리고, 이에 따라 제 2베벨 기어와 사판의 회전은 회전할 수 없는 제 1베벨 기어에 의해 방지되게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
제 1 도에는 본 발명의 일실시예에 따른 사판식 압축기가 도시되어 있는데, 이 압축기는, 일단부에서는 실린더 블록(11)을 구비하고 타단부에서는 크랭크실(12)과 같은 중공부를 구비하는 압축기 하우징(1)과, 전방단부판(2)과, 실린더 헤드(3)를 포함한다.
전방 단부판(2)은 다수의 나사(24)에 의해 크랭크실(12)의 일단부측 개구상에 장착되어 있고, 실린더 헤드(3)는 밸브판(4)과 함께 다수의 나사(33)(도면에는 한개만 도시되어 있음)에 의해 실린더 블록(11)의 일단부상에 장착되어, 압축기의 폐쇄 하우징 조립체를 형성한다. 전방 단부판(2)에는 개구가 형성되어 있고,그 개구에 배치된 레이디얼 베어링(7)과 같은 베어링 수단에 의해 구동 샤프트(5)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 전방 단부판(2)은 샤프트 밀폐 공동을 형성할 수 있게 구동 샤프트(5)를 에워싸도록 전방 표면으로부터 돌출한 환형 슬리부(21)를 구비한다.
환형 슬리브부(21)에는 전자 클러치(22)가 배치되어 있는데, 이 전자 클러치(22)는 회전 운동을 전달하도록 구동 샤프트(5)의 외단부에 연결되어 있다. 바람직하게, 전자 클러치(22)는 볼 베어링(23)을 통해 환형슬리브부(21)상에 회전 가능하게 지지된 회전자(222)와, 전방 단부판(2)상에 고정된 전자 코일(221)과, 아마튜어판(223)을 구비하고 있다.
하우징 내부에서, 구동 샤프트(5)는 핀 요소(51)을 통해 쐐기형 캠 회전자(9)에 부착되어 있고, 이에 따라 캠 회전자(9)는 구동 샤프트(5)와 함께 회전하게 된다. 전방 단부판(2)의 내단면과 캠 회전자(9)의 인접측단면 사이에는 드러스트 니이들 베어링(10)이 배치되어 있다. 캠 회전자(9)의 경사면은 진동하는 베벨 기어(15)상에 장착된 사판(13)의 표면에 인접하게 위치된다. 진동 베벨 기어(15)는 고정 베벨 기어(6)내에 안착된 보올 베어링 요소(18)와 같은 구형부재를 중심으로 장동 또는 진동할 수 있게 되어 있다. 이러한 베벨기어(15) 및 (6)들의 맞물림에 따라 사판(13)의 회전이 방지되게 된다.
고정 베벨 기어(6)는 실린더 블록(11)의 중앙부에 형성된 중앙 구멍(111)내로 연장되는 생크부(62)를 구비하며, 그 생크부(62)로부터 실린더 블록(11)내의 슬롯내로 연장되는 키이(64)에 의해 상기 실린더 블록의 중앙부에 회전 불가능하게 고정되어 있다. 보올 베어링 요소(18)는 구형부(181)와, 고정 베벨 기어(6)에 회전 불가능하게 고정된 원통형 생크부(182)를 구비한다. 베벨 기어(15),(6) 각각은 보올 베어링 요소(18)상에 배치되는 보올 시이트부(51l),(61)를 구비한다. 구동 샤프트(5)는 보올 베어링 요소(18)의 구형부와 생크부를 통해 연장되는 중앙 구멍을 관통한다. 생크부(62)에는 중공부(63)가 제공되고, 이 중공부(63)내에는코일 스프령(19)이 진동 베벨 기어(15)쪽으로 고정 베벨 기어(6)를 밀도록 배치되어 있다. 따라서, 보올 베어링 요소 또는 베벨 기어의 안착면들의 마모로 인한 두 베벨 기어간의 관계 변화는 코일 스프링(19)의 스프링 강도에 의한 고정 베벨 기어(6)의 위치 변화에 의해 보상되게 될 것이다.
실린더 블록(11)에는 등각 간격을 두고 환형으로 배치되고 각각 피스톤(16)이 미끄럼 가능하게 삽입되어 있는 다수의 실린더(l12)들이 형성되어 있다. 모든 피스톤(16)들은 케넥팅 로드(17)에 의해 사판(13)에 연결되어 있다. 즉, 각 케넥팅 로드(17)의 일단부는 보올 조인트에 의해 사판(13)에 연결되고, 타단부는 보올 조인트에 의해 각 피스톤(16)에 연결되어 있다.
실린더 헤드(3)는 흡입실(31)과 배출실(32)을 형성하도록 구성되어 있다. 밸브판(4)에는 흡입실(31)과 각 실린더(112)간을 연결시키는 다수의 흡입 포오트(41)와, 배출실(32)과 각 실린더(112)간을 연결시키는 다수의 배출 포오트(42)가 제공되어 있다.
작동시, 구동 샤프트(5)는 외부 구동원에 의해 회전하게 되며, 캠 회전자(9)는 사판(13)이 보올 베어링요소(18)를 중심으로 비회전성의 캠 운동을 하게끔 구동 샤프트(5)와 함께 회전하게 된다. 사판(13)이 운동함에 따라, 피스톤(17)들은 각 실린더(112)내에서 왕복 운동하게 되며, 이러한 피스톤(16)의 왕복 운동에 따라 냉매 가스가 흡입되어 압축되며, 그후 실린더(1l2)로부터 배출되게 된다.
도시된 압축기에 있어서, 구동 샤프트(5)의 내단은 진동 베벨 기어(15), 보올 베어링 요소(18), 그리고 고정 베벨 기어(6)를 통해 연장되어 있으며, 고정 베벨 기어(6)의 생크부(62)내의 레이디얼 니이들 베어링(8)을 통해 실린더 블록의 중앙 보어내에 지지되어 있다. 따라서, 구동 샤프트(5)는 레이디얼 니이들 베어링들을 통해 양단이 회전 가능하게 지지되어 있다. 이와 같이하여, 압축 작동에 의한 구동 샤프트의 경사운동이 방지되며, 구동 샤프트의 구동 운동이 안정화되고, 이에 따라 전방 단부판상에 배치된 레이디얼 니이들 베어링과 전방 단부판과 캠 회전자 사이에 배치된 드러스트 니이들 베어링에 대해 작용하는 부하를 감소시킬 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 특허청구의 범위에 기재된 바와같은 발명의 범위내에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 크랭크실, 그리고 축방향 중앙 보어와 그 중앙 보어 주위에 등각 간격을 두고 축방향으로 형성된 다수의 실린더를 가지는 실린더 블록을 포함하는 압축기 하우징과, 그 압축기 하우징의 일단부측 개구에 부착된전방 단부판과, 상기 압축기 하우징의 타단부에 부착되는 실린더 헤드와, 상기 실린더에 각각 미끄럼 가능하게 삽입되는 다수의 피스톤과, 구동 샤프트와 함께 회전하도록 상기 크랭크실내에 배치되는 캠 회전자와, 커넥팅 로드를 통해 상기 피스톤에 결합되고 캠 회전자의 경사면상에 배치되어 캠 회전자의 회전 운동을 피스톤의 왕복 운동으로 변화시키는 사판을 구비하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 크랭크실내에는 제 1보올시이트부를 가지는 제 1베벨 기어가 상기 실린더 블록의 중앙 보어와 일렬로 그리고 회전 불가능하게 배치되어 있고, 상기 사판에는 제 2보올 시이트부를 가지는 제 2베벨 기어가 연결되어 있으며, 상기 구동 샤프트는 상기 중앙 보어에 회전 가능하게 지지되도록 캠 회전자와 사판을 통해 연장되고, 상기 크랭크실내에서 상기 구동 샤프트상에는 구형부재가 지지되어 있고, 상기 제 1및 제 2베벨 기어의 제 1및 제 2시이트부들은 상기 구형부재상에 배치되어 서로 맞물리는 것에 따라, 회전 불가능한 제 1베벨 기어에 의해 제 2베벨 기어와 사판의 회전이 방지되게 구성된 것을 특징으로 하는 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1베벨 기어는 중앙 보어내로 연장되는 생크부를 포함하고, 그 생크부는 상기 구동 샤프트의 단부를 회전 가능하게 지지하는 중공부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구형부재는 구형부와, 원통형 생크부로 구성되고, 상기 구동 샤프트는 중앙 보어를 통해 상기 구형부재의 구형부와 생크부 모두를 관통해 연장되는 것을 특징으로 하는 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 구형부재의 원통형 생크부가 상기 제 1베벨 기어에 회전 불가능하게 고정되어있는 것을 특징으로 하는 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1베벨 기어의 생크부가 실린더 블록의 슬롯내로 연장되는 키이를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 회전 방지 기구를 구비한 사판식 압축기.
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