KR960004632B1 - 피스톤의 환상홈내로 윤활유를 공급할 수 있는 피스톤링 - Google Patents

피스톤의 환상홈내로 윤활유를 공급할 수 있는 피스톤링 Download PDF

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다께오 다까하시
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산덴 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

피스톤의 환상홈내로 윤활유를 공급할 수 있는 피스톤링
제1a도는 본 발명 제1구현예에 따른 피스톤링 부재의 평면도.
제1b도는 제1a도의 1B-1B선을 따른 피스톤링 부재의 단면도.
제1c도는 제1a도의 피스톤링 부재의 사시도.
제1d도는 실린더와 그 실린더내에 삽입된 피스톤을 포함하여 제1a도의 피스톤링 부재로 형성된 피스톤링이 제공되어 있는 압축기 일부의 단면도.
제1e도는 제1d도의 압축기에 포함된 피스톤링의 사시도.
제2a도는 본 발명의 제2구현예에 따른 피스톤링 부재의 평면도.
제2b도는 제2a도의 2B-2B선을 따른 피스톤링 부재의 단면도.
제2c도는 제2a도의 피스톤링 부재의 사시도.
제2d도는 실린더와 그 실린더에 삽입된 피스톤을 포함하며 제2a도의 피스톤링 부재로 형성된 피스톤링이 제공되어 있는 압축기 일부의 단면도.
제2e도는 제2d도의 압축기에 포함된 피스톤링의 사시도.
제3a도는 본 발명의 제3구현예에 의한 피스톤링 부재의 단면도.
제3b도는 제3a도의 3B-3B선을 따른 피스톤링 부재의 단면도.
제3c도는 제3a도의 3C-3C선을 따른 피스톤링 부재의 단면도.
제3d도는 제3a도의 피스톤링 부재의 사시도.
제3e도는 실린더와 그 실린더에 삽입된 피스톤을 포함하며 제3a도의 피스톤링 부재로 형성된 피스톤링이 제공되어 있는 압축기 일부의 단면도.
제3f도는 제3e도의 압축기에 포함된 피스톤링의 사시도.
제4a도는 본 발명의 제4구현예에 의한 피스톤링 부재의 평면도.
제4b도는 제4a도의 4B-4B선을 따른 피스톤링 부재의 단면도.
제4c도는 제4a도의 4C-4C선을 따른 피스톤링 부재의 단면도.
제4d도는 제4a도의 피스톤링 부재의 사시도.
제4e도는 실린더와 그 실린더에 삽입된 피스톤을 포함하며 제4a도의 피스톤링 부재로 형성된 피스톤링이 제공되어 있는 압축기 일부의 단면도.
제4f도는 제4e도의 압축기에 포함된 피스톤링의 사시도.
제5a도는 본 발명의 제5구현예에 의한 피스톤링 부재의 평면도.
제5b도는 제5a도의 5B-5B선을 따른 피스톤링의 단면도.
제5c도는 실린더와 그 실린더에 삽입된 피스톤을 포함하며 제5a도의 피스톤링 부재로 형성된 피스톤링이 제공되어 있는 압축기 일부의 단면도.
제6a도, 6b도, 6c도 및 6d도는 각각 본 발명의 변형된 구현예에 의한 피스톤링 부재의 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 40, 50, 60 : 피스톤링 부재 11, 12 : 평탄면
13 : 외측 원주면 14 : 내측 원주면
15a, 15b, 15c, 15d : 외측 리세스부
16a, 16b, 16c, 16d : 내측 리세스부
17 : 피스톤 18 : 실린더
21, 22, 41, 42, 51, 52, 61, 62 : 피스톤링
23, 24 : 환상 홈 25 : 외측 실린더 표면
27, 28 : 축단부 29 : 피스톤 로드
31 : 압축공간 53a, 53b, 53c, 53d : 홈
본 발명은 실린더내에서 왕복운동하는 피스톤에 끼워맞춰지는 피스톤링, 특히 슬랜트 플레이트(slant plate)형 압축기와 같은 피스톤형 압축기에 적합한 피스톤링에 관한 것이다.
슬랜트 플레이트형 압축기와 같은 압축기에 있어서, 크랭크실에서의 구동 메카니즘용 급유는 윤활유와 연무상태(mist state)로 혼합된 블로우 바이(blow-by)가스로 공급된다. 크랭크실은 통로를 통해 흡입실과 통한다. 블로우 바이 가스는 통로를 통해 흡입실로 복귀하여 크랭크실내의 압력을 일정하게 유지시킨다.
전술한 바와 같이, 블로우 바이 가스는 압축기를 작동시키는데 매우 중요하다. 따라서, 크랭크실 내측으로 누출되는 블로우 바이 가스의 양은 일정 수준으로 유지되어야 한다. 그러므로 통상의 피스톤링은 각 피스톤의 외측면상에 만들어진 환상홈에 맞춰진다.
예를 들면, 통상의 피스톤링으로서의 피스톤링은 특허권자가 가쓰마사 아자미 등이고, 산덴 코포레이션으로 양도된 J-P-A 63-13639호에 대응하는 미합중국 특허 제 4,835,856 호에 기술되어 있다. 이 피스톤링은 그 외측 원주면에 다수의 연통홈이 있어서 크랭크실의 내면과 각 피스톤 실린더의 압축공간 사이를 통하므로 블로우 바이 가스의 양이 일정하게 된다. 결국, 윤활유는 각 피스톤 실린더내에서 피스톤이 왕복운동함에 따라 피스톤링의 연통홈을 통해 압축공간으로부터 크랭크실로 유연하게 흐를 수 있다.
피스톤이 압축을 행하기 위해 각 피스톤실에서 왕복운동을 하면, 피스톤링은 압축공간과 크랭크실간의 압력차로 인해 외력을 받게 된다. 따라서, 피스톤링은 여러 방향으로 피스톤의 환상홈에서 반복하여 움직이게 되는 데, 이것이 피스톤과 피스톤링 양자를 마모시키게 된다. 이 마모율을 감소시키기 위하여는 윤활유를 환상홈으로 공급시키는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 피스톤에 설치된 피스톤링과 피스톤 양자의 마모율을 감소시키는 기능을 가지는 피스톤링을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 피스톤 실린더에서 피스톤의 왕복운동과 함께 피스톤의 환상홈으로 윤활유가 효과적으로 공급되는, 피스톤형 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 압축공간으로부터 크랭크실로 흐르는 윤활유를 사용하여 피스톤링과 피스톤 사이에 급유를 수행할 수 있는 형태의 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 한 특징에 의하면, 피스톤링 부재는 제1평탄면, 제1평탄면에 대향한 제2평탄면, 외측 원주면, 및 외측 원주면과 동측인 내측 원주면을 가지고 있는데, 이 피스톤링 부재는 제1평탄면을 따라 외측 원주면에 부분적으로 형성된 리세스부를 포함한다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 피스톤링은 외측 및 내측 실린더 표면과, 제1직경을 갖는 제1축단부 및 제1직경보다 작은 제2직경을 갖는 제2축단부를 갖고 있는데, 이 피스톤링은 내측 실린더 표면을 따라 제1축단부에 부분적으로 형성된 리세스부를 포함하고 있다.
이하에서는 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
제1a도, 1b도, 1c도를 참조하면, 본 발명의 제1구현예에 따른 피스톤링 부재(10)는 자동차에 사용될 수 있는 공기조화 시스템에 내장되는 압축기에 사용된다. 피스톤링 부재(10)는 이음대가 없는 링 형상의 플레이트이다. 피스톤링 부재(10)는 제1평탄면(11)과 제2평탄면(12) 및 외측 원주면(13)과 내측 원주면(14)을 갖는다. 제1평탄면(11)은 제2평탄면(12)에 대향되어 있다. 외측 원주면(13)은 내측 원주면(14)과 동심원을 이룬다. 피스톤링 부재(10)는 압축기에 사용되는 피스톤과 함께 나중에 설명될 두께(t1)와 폭(W1)을 갖는다.
피스톤링 부재(10)는 제1평탄면(11)으로부터 제2평탄면(12)까지 외측 원주면(13)에 부분형성된 두 개의 외측 리세스부(15a)(15b)로 구성되어 있다. 외측 리세스부(15a)(15b)는 그 사이에 있는 각진 공간이 있다. 도면에서 외측 리세스부(15a)(15b)는 180도 간격으로 피스톤링 부재(10)상에 있다. 외측 리세스부(15a)(15b)의 하나는 추가의 리세스부로서 언급된다. 외측 리세스부(15a)(15b)는 윤활유를 안내하기 위한 안내장치로 총괄하여 부른다. 피스톤링 부재(10)는 내측 원주면(14)에서 부분적으로 오목하게 되어 있는 두 개의 내측 리세스부(16a)(16b)로 구성되어 있다. 내측 리세스부(16a)(16b)는 각각 피스톤링 부재(10)의 반경방향으로 외측 리세스부(15a)(15b)에 대향되어 있다.
제1a도 내지 1c도 및 제1d도, 1e도를 참조하면, 피스톤링 부재(10)는 이 분야에서 공지된 방식으로 실린더(18) 안으로 삽입되는 피스톤(17) 상에 각각 제1 및 제2피스톤링(21)(22)으로서 조립된다. 피스톤(17)은 제1과 제2환상홈(23)(24)이 만들어지는 외측 원주면을 갖는다. 제1 및 제2피스톤링(21)(22)은 각각 제1 및 제2환상홈(23)(24)안에 맞추어진다. 이 경우에, 피스톤링 부재(10)는 제1평탄면(11)이 제1e도에 나타낸 바와 같이 안으로 향하도록 제1 및 제2피스톤링(21)(22)의 각각을 형성하기 위해 뒤집혀져 있다. 결과적으로, 제1 및 제2피스톤링(21)(22)의 각각은 외측 실린더 표면(25) 및 내측 실린더 표면(26)과 제1축단부(27) 및 제2축단부(28)를 갖는다. 제1축단부(27)는 제2축단부(28)의 직경(d2)보다 큰 직경(d1)을 갖는다는 것은 이와 관련하여 주목되는 것이다.
제1환상홈(23)은 피스톤링 부재(10)의 폭(W1)과 아주 동등한 폭(W2)을 갖는다. 제1환상홈(23)의 깊이(t2)는 피스톤링 부재(10)의 두께(t1)보다 작다. 그러므로, 제1피스톤링(21)은 이것이 제1환상홈(23) 안에 있을 때 실린더(18)와 접촉하도록 피스톤(17)의 외측 원주면으로부터 방사형으로 돌출한다.
제2환상홈(24)은 제1환상홈(23)의 크기와 유사한 크기를 갖는다. 그러므로, 제2피스톤링(22)은 제2피스톤이 제2의 환상홈(24)안에 있게 될 때 피스톤(17)의 외측 원주면으로부터 방사형으로 돌출한다.
제1d도를 참조하여 압축기의 작동에 관하여 설명한다. 피스톤(17)이 피스톤 로드(29)에 의해 피스톤 실린더(18)안에서 왕복운동할 때, 냉매가스는 본 기술분야에서의 공지된 방식으로 압축공간(31)안에서 압축된다. 이 경우에, 냉매가스는 블로우 바이 가스로서 크랭크실(도시하지 않음) 안으로 흘러들어가는 특별한 부분을 갖게 된다. 이러한 블러우 바이 가스는 연무상태로 윤활유와 혼합된다. 결과적으로, 혼합가스는 본 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이 생성된다.
혼합가스의 흐름은 제1d도에서 점선 화살표(32)로 나타나 있다. 도면에서 알 수 있듯이 혼합가스의 일부는 외측 리세스부(15a)(15b)의 각각을 통하여 제1환상홈(23) 안으로 유연하게 흘러들어간다. 결과적으로, 윤활유는 제1환상홈(23)에 공급된다. 그러므로, 윤활유는 피스톤(17)과 제1피스톤링(21) 사이에서 효과적으로 수행된다.
윤활이 수행된 후, 윤활유는 내측 리세스부(16a,16b)를 통해 크랭크실로 보내진다. 각 내측 리세스부(16a,16b)는 특별한 리세스부로서 그 내측에 존재한다. 혼합가스의 다른 부분은 피스톤 실린더(18)를 따라 흘러서 제2피스톤링(22)을 통해 크랭크실로 보내진다.
제2a도 내지 2c도를 참조하여, 본 발명의 제2구현예에 따른 피스톤링 부재(40)에 관해 설명될 것이다. 피스톤링 부재(40)는 제1a도 내지 1e도에 사용된 같은 참고부호에 의해 표시된 유사한 부호를 포함한다.
제2a도 내지 2c도로부터 명확한 바와 같이, 각 내측 리세스부(16a,16b)는, 예컨대 각 외측 리세스부(15a,15b)에 대해 90°만큼 편향된 각도 위치로 배치된다. 제2d도 및 2e도에서, 피스톤링 부재(40)는 전술한 방법으로 피스톤(17)상의 각 제1 및 제2피스톤링(41,42)으로서 설치된다.
상기 구조의 경우에, 윤활유는 외측 리세스부(15a,15b)를 통해 제1환상홈(23)내로 유입되어 원형의 방향으로 제1환상홈(23)을 따라 안내된 후 내측 리세스부(16a,16b)를 통해 유출된다. 그러므로, 윤활유는 제1환상홈(23) 전체 지역에 균등 또는 균일하게 공급된다.
제3a도 내지 3c도를 참조하여, 본 발명의 제3구현예에 따른 피스톤링 부재(50)에 관해 설명될 것이다. 피스톤링 부재(50)는 제1a도 내지 1e도에 사용된 같은 참고부호로 표시된 유사한 부분들을 포함한다.
제3a도 내지 제3c도로부터 명확한 바와 같이, 피스톤링 부재(50)는 외측 원주면(B)에 부분적으로 홈이 파인 추가의 외측 리세스부(15c,15d)를 더 포함한다. 각 추가의 외측 리세스부(15c,15d)는, 예컨대 처음에 언급한 외측 리세스부(15a,15b)에 대해 90°편향된 각도 위치로 배치된다.
또한, 피스톤링 부재(50)는 외측 리세스부(15a 내지 15d)로부터 내측 원주면(14)까지 각각 제1평탄면(11)을 따라 방사상으로 연장하는 네 개의 홈들(53a 내지 53d)을 더 포함한다. 상기 언급된 내측 리세스부들이 피스톤링 부재(50)에서는 생략되어 있다.
제3d도 및 3e도에서, 피스톤링 부재(50)는 전기에 설명한 방법으로 피스톤(17)상의 각 제1 및 제2피스톤링(51,52)으로서 설치된다. 홈들(53a 내지 53d)은 내측으로 향함을 알 수 있다.
이런 구조로, 윤활유는 외측 리세스부(15a,15b)를 통해 제1환상홈(23)내로 유입되어 홈부(53a 내지 53d)에 의해 안내된다. 그후, 윤활유는 제1피스톤링(51)과 피스톤(17) 사이에 있는 간격을 통해 유출된다.
피스톤링 부재(50)는 하기에 설명되는 바와 같이, 내마모성 재료의 관형부재(예시되지 않음)로부터 제조될 수 있다. 첫째로, 네 개의 홈들은 관형 부재의 중앙축과 나란하게 연장하도록 관형부재의 외측 원주면상에 형성된다. 다음에, 관형부재는 링판을 형성하도록 중앙축과 수직으로 절단된다. 최종적으로, 상기 언급된 홈부들(53a 내지 53d)이 링판의 축방향 단부 표면들중 선택한 한쪽에 형성됨으로써 피스톤링 부재(50)를 제조한다.
제4a도 내지 4c도를 참조하여, 본 발명의 제4구현예에 따른 피스톤링 부재(60)에 관한 설명될 것이다. 피스톤링 부재(60)는 제3a도 내지 3f도에 사용된 같은 참고부호로 표시된 유사한 부분들을 포함한다.
제4a도 내지 4c도로부터 명확한 바와 같이, 피스톤링 부재(60)는 외측 리세스부들(15a 내지 15c) 및 홈부들(53a 내지 53d)에 추가하여 네 개의 내측 리세스부들(16a,16b,16c 및 16d)을 더 포함한다. 내측 리세스부들(16a 내지 16d)은 각각 외측 리세스부들(15a,15d)에 대향하도록 내측 원주면(14)에 부분적으로 형성된다.
제4d도 및 4e도에서, 피스톤링 부재(60)는 전술한 방법으로 피스톤(17)상의 각 제1 및 제2피스톤링(61,62)으로서 설치된다. 홈들(53a 내지 53d)은 내측으로 향함을 알 수 있다.
상기 구조의 경우에, 윤활유는 피스톤(17)과 제1피스톤링(61) 사이의 급유와 함께 외측 리세스부(15a,15b)를 유연하게 통과한다.
제5a도 내지 5c도를 참조하여, 본 발명의 제5구현예를 따른 피스톤링 부재(70)에 관해 설명될 것이다. 피스톤링 부재(70)는 제1a도 내지 1e도에 사용된 같은 참고부호에 의해 표시된 유사한 부분들을 포함한다.
제5a도 내지 5c도에서, 각 외측 리세스부(15a,15b)는 제1평탄면(11)으로부터 제1 및 제2평탄면들(11,12) 사이에 있는 중간 위치까지 외측 원주면(13)을 따라 연장한다. 환언하면, 각 외측 리세스부(15a,15b)는 제1평탄면(11)을 따라 외측 원주면(B)에 부분적으로 형성된다. 그러한 방법으로, 각 외측 리세스부들(15a, 15b)은 제1플랫과 외측 원주면(11,13) 사이에 있는 코너부분에 형성될 수 있다.
한편, 각 내측 리세스부(16a,16b)는 제2평탄면(12)으로부터 제1 및 제2평탄면들(11, 12) 사이에 있는 중간부분까지 내측 원주면(14)을 따라 연장한다. 그러한 방법으로, 각 내측 리세스부(16a,16b)는 제2플랫과 내측 원주면(12,14) 사이에 있는 코너부분에 형성될 수 있다.
제1 내지 제5실시예들의 각각에서, 외측 리세스부(15a(또는 15b),는 제6a도에 도시된 바와 같은 곡선을 따라 연장하도록 형성될 수 있다. 제6b도에 도시된 바와 같이, 외측 리세스부(15a(또는 15b))는 피스톤링 부재(10)의 중앙축을 포함하는 가상의 표면을 교차하도록 연장할 수 있다.
또한, 외측 리세스부(15a(또는 15b))는 제6d도에 도시된 바와 같이 피스톤링 부재(70)의 측면도에서는 사각형으로 될 수 있다. 제6c도에 도시된 바와 같이, 외측 리세스부(15a(또는 15b))는 피스톤링 부재(70)의 측면도에서는 사다리꼴로 될 수도 있다.
본 발명이 그에 대한 여러 가지 실시예들과 연관되어 설명되는 동안, 당업자들은 본 발명을 여러 가지 다른 방법으로 실시하는 것이 가능하다는 것을 쉽게 알 것이다. 예컨대, 외측 리세스부는 네 개 이상이 될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 제1평탄면(11)과, 상기 제1평탄면(11)에 대향하는 제2평탄면(12)과, 외측 원주면(13) 및, 상기 외측 원주면과 동축인 내측 원주면(14)을 갖는 피스톤링 부재에 있어서 상기 제1평탄면(11)을 따라 상기 외측 원주면(13)에 부분적으로 형성되는 리세스부(15,16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리세스부는 상기 제1평탄면(11)으로부터 제2평탄면(12)까지 상기 외측 원주면(13)을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리세스부는 상기 제1평탄면으로부터 상기 제1 및 제2평탄면들 사이에 있는 중간 위치까지 상기 외측 원주면(13)을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1평탄면(11)을 따라 상기 외측 원주면(13)에 부분적으로 형성되는 추가 리세스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 추가 리세스부는 상기 제1평탄면(11)으로부터 제2평탄면(12)까지 상기 외측 원주면을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  6. 제4항에 있어서, 상기 추가 리세스부는 상기 제1평탄면(11)으로부터 상기 제1 및 제2평탄면 사이의 중간 위치까지 상기 외측 원주면(13)을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내측 원주면(14)에 부분적으로 형성되는 내측 리세스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 외측 원주면(13)의 리세스부로부터 상기 내측 원주면(14)까지 상기 제1평탄면(11)을 따라 연장하는 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 부재.
  9. 외측 및 내측 실린더 표면(25,26)과, 제1직경을 갖는 제1축단부(27) 및 상기 제1직경보다 작은 제2직경을 갖는 제2축단부(28)를 가진 피스톤링에 있어서, 상기 내측 실린더 표면(25)을 따라 상기 제1축단부(27)에 부분적으로 형성되는 리세스부(15, 16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  10. 제9항에 있어서, 상기 리세스부는 상기 내측 실린더 표면(26)으로부터 외측 실린더 표면(25)까지 상기 제1축단부(27)를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  11. 제9항에 있어서, 상기 리세스부는 상기 내측 실린더 표면(26)으로부터 상기 내측 및 외측 실린더 표면(26,25)들 사이의 중간 위치까지 상기 제1축단부(27)를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  12. 제9항에 있어서, 상기 내측 실린더 표면(26)을 따라 상기 제1축단부(27)에 부분적으로 형성되는 추가 리세스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  13. 제12항에 있어서, 상기 추가 리세스부는 상기 내측 실린더 표면(26)으로부터 외측 실린더 표면(25)까지 상기 제1축단부를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  14. 제12항에 있어서, 상기 추가 리세스부는 상기 내측 실린더 표면(26)으로부터 상기 내측 및 외측 실린더 표면들 사이의 중간 위치까지 상기 제1축단부(27)를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  15. 제9항에 있어서, 상기 외측 실린더 표면(25)을 따라 상기 제2축단부(28)에 부분적으로 형성되는 특정 리세스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제1축단부(27)의 리세스부로부터 상기 제2축단부(28)까지 상기 내측 실린더 표면(26)을 따라 연장하는 홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링.
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