WO2010079939A1

WO2010079939A1 - 사판식 압축기

Info

Publication number: WO2010079939A1
Application number: PCT/KR2010/000048
Authority: WO
Inventors: 이석봉; 이동희; 장영일; 김기범; 이건호; 문찬우
Original assignee: 두원공과대학교; 주식회사 두원전자
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2010-07-15
Also published as: CN102341599A

Abstract

본 발명의 사판식 압축기는, 하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판을 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판의 보스부 일측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 탄성 지지하는 제1지지부재 및 상기 사판의 보스부 타측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 강체 지지하는 제2지지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 스러스트 베어링과 스러스트 워셔에 의해 경사판의 불안정한 진동을 효과적으로 억제하여 소음을 저감하는 효과가 있다.

Description

사판식 압축기

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경사판의 불안정한 진동을 효과적으로 억제하여 소음을 저감하는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 공조장치는 냉매를 이용하여 차 실내의 온도를 외부의 온도보다 낮게 유지하는 장치로서, 냉매의 순환 사이클을 구성하기 위하여 압축기, 응축기 및 증발기를 구비하고 있다.

이러한 상기 압축기는 냉매를 압축 및 압송하는 장치로서 엔진의 동력이나 모터에 의해 구동된다.

왕복동식 압축기의 일종인 사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 디스크 형상의 사판이 구동축의 회전에 대응되어 경사각이 가변 또는 고정된 상태로 설치되고, 상기 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈(shoe)를 개재하여 설치된 다수의 피스톤이 실린더블록에 형성된 다수의 실린더 보어 내부에서 직선 왕복 운동함으로써 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출하도록 구성된다.

또한, 일반적으로 상기 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출시키는 과정에 있어, 하우징과 실린더블록 사이에는 냉매가스의 흡입 및 토출을 단속하는 밸브플레이트가 설치된다.

구체적으로, 도 1 내지 도 2를 참조하여 통상의 사판식 압축기의 구성을 보다 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 한 쌍의 실린더 블럭(10A, 10B)과, 상기 한 쌍의 실린더 블럭(10A, 10B)에 의해 지지가 되는 구동축(11)과, 상기 구동축(11)에 장착되는 경사판(12)과, 상기 경사판(12) 양측에 밀착되도록 상기 구동축(11)에 끼워 장착되는 스러스트 베어링(13)과, 상기 한 쌍의 실린더 블럭(10A, 10B)의 개방된 단부를 폐쇄하는 전,후방하우징(14, 15) 및 상기 한 쌍의 실린더 블럭(10A, 10B)과 상기 전,후방하우징(14, 15)을 고정하는 관통 볼트(16)로 구성된다.

여기서, 상기 관통 볼트(16)가 체결되는 것에 의해 구동축(11) 방향의 수축을 스러스트 베어링(13)의 레이스에 생기는 탄성 변형에 의해 흡수하며, 상기 레이스는 이너 레이스(inner race : 13a)와 아우터 레이스(outer race : 13b)로 구성된다.

여기서, 상기 이너 레이스(inner race : 13a)는 그 외경 근방에서 경사판(12)의 양 보스부에 형성된 고리형상 압력받이 시트(12a)와 접합하며, 상기 아우터 레이스(outer race : 13b)는 그 내경 근방에서 실린더 블럭(10A, 10B)의 지지부에 형성된 고리형상 압력받이 시트(10a)와 접합하도록 구성되는 것이다.

이와 같이 구성된 통상의 사판식 압축기에 따르면, 상기 경사판(12)의 회전에 따른 냉매 가스의 압축 반력에 의해 생기는 축 하중은 상기 스러스트 베어링(13)에 의해 지지며, 특히 이들 스러스트 베어링(13)의 양쪽은 상술한 서로 다른 지름의 고리형상 압력받이 시트(10a, 12)에 의해 탄성지지된다.

즉, 통상의 사판식 압축기의 스러스트 베어링(13)은 도 2에 도시한 바와 같이 변동 하중을 지지하는 경사판(12)의 양측에 개재되는 스프링 수단(S)에 상응한다.

그러나, 스프링 수단(S)에 의해 압축 반력이 경사판(12)에 작용하는 가운데 공진현상이 발생하면 경사판(12)에 불안정한 진동을 초래하며, 특히 고속 회전시에 생기는 투과성이 강한 주파수 성분에 의해 소음이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 스러스트 베어링(13)의 결합구조는 복잡하여 조립이 어려움과 동시에 비용이 많이 증가하는 문제점이 있었다.

그리고, 사판(12)의 회전에 의해 사판(12)의 보스부 일부분에는 주기적으로 압축하중이 가해지게 되는데, 종래에는 이러한 압축하중이 가해지는 보스부의 일부분을 보완하기 위한 별도의 수단이 구비되지 않으므로, 일측으로 편중되어 작용하는 압축하중에 의해 사판(12) 보스부 및 실린더블록(10A, 10B) 등에 편마모가 발생하여 압축기의 운전중에 소음 및 진동이 야기되는 문제점도 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 경사판의 불안정한 진동을 효과적으로 억제하여 소음을 저감하는 사판식 압축기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 그 구성이 단순하여 제조원가를 낮출 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 사판의 회전 시 압축하중이 가해지는 사판의 보스부 일부분을 보완함으로서, 일측으로 편중되게 작용하는 압축하중에 의해 사판의 보스부 및 실린더블록 등에 편마모가 발생하는 것을 방지할 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기는, 하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판을 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판의 보스부 일측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 탄성 지지하는 제1지지부재 및 상기 사판의 보스부 타측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 강체 지지하는 제2지지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2지지부재는 상기 사판의 보스부 또는 상기 실린더블록에 대하여 상대회전방지 수단에 의하여 결합된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상대회전방지수단은 상기 제2지지부재와 상기 사판의 보스부 중 어느 하나에는 결합홈이 형성되고, 다른 하나에는 상기 결합홈에 수용되는 결합돌기가 형성되고, 서로 접촉하는 제2지지부재와 상기 실린더 블록 중 어느 하나에는 결합홈이 형성되고, 다른 하나에는 상기 결합홈에 수용되는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제2지지부재는 복수 개로 구성되며, 각각에 대해 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 한다.

또한, 서로 이웃하는 제2지지부재에는 가이드돌기와 상기 가이드돌기가 수용되는 원형의 가이드홈이 형성되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2지지부재는 합성수지로 형성된 스러스트 워셔인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제2지지부재는 테프론 코팅이 형성된 스러스트 워셔인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1지지부재는 상기 사판의 보스부 또는 상기 실린더블럭에 대하여 상대회전방지 수단에 의하여 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 사판식 압축기는, 하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판을 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판의 보스부 일측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 탄성 지지하는 스러스트 베어링 및 상기 사판의 보스부 타측과 실린더블록은 서로 밀착되어 고정지지하고 그 사이에 테프론 코팅이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스러스트 베어링과 마주하는 실린더 블럭의 둘레방향으로 홈을 형성하며, 상기 스러스트 베어링과 마주하는 상기 보스부 내측으로 홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사판식 압축기는 하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판과, 상기 사판의 보스부와 실린더블록 사이에 설치되어 사판을 지지하는 스러스트 베어링을 포함하는 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판의 보스부 일측면과 타측면에는 강체지지부와 탄성지지부가 형성되되, 상기 강체지지부는 피스톤이 압축행정을 수행하는 구간에 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 각각의 탄성지지부는 상기 구동축의 회전중심축 방향에서 바라볼때, 그 회전중심축을 기준으로 서로 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성지지부는 상기 스러스트 베어링과 접촉하는 상기 사판의 보스부에 형성된 오목홈인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성지지부는 상기 보스부에 형성되며, 원주방향 각도는 180°~315°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강체지지부와 탄성지지부에는 지지부재가 설치되는 매설부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강체지지부와 탄성지지부의 지지부재는 각각 다른 스프링 상수 값을 가지는 탄성부재인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 실린더블록 측으로 반원형으로 절곡된 판 스프링인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강체지지부에는 추가적인 탄성체가 더 매설되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 매설부는 깊이가 다른 단차부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 사판식 압축기에 따르면, 스러스트 베어링과 스러스트 워셔에 의해 경사판의 불안정한 진동을 효과적으로 억제하여 소음을 저감하는 효과가 있다.

또한, 그 구성이 단순하여 제조원가를 낮출 수 있다.

또한, 사판의 회전 시 압축하중이 가해지는 사판의 보스부 일부분을 제외한 나머지 부분에 오목홈을 구비시키거나 사판의 보스부에 고리형상의 매설부를 구비시키고 압축하중이 가해지는 사판의 보스부 일부분에 대응하는 매설부 내에 스프링 강성이 큰 스프링을 설치함으로써, 일측으로 편중되게 작용하는 압축하중에 의해 사판의 보스부 및 실린더블록 등에 편마모가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 강체지지 스프링이 접하는 매설부의 깊이를 탄성지지 스프링이 접하는 매설부의 깊이보다 작게 형성시키므로 압축하중이 가해지는 사판의 보스부를 좀 더 견고하게 강체 지지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 강체지지 스프링과 겹치도록 탄성체를 더 설치하여 좀 더 견고하게 사판의 보스부를 강체 지지할 수 있는 효과도 발생한다.

도 1은 통상의 사판식 압축기의 구성을 도시한 측단면도이다.

도 2는 도 1의 스러스트(Thrust) 베어링의 하중흡수 기능을 간략히 나타낸 설명도.

도 3은 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기의 실린더블록을 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기의 주요부의 일 예를 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기의 주요부의 다른 예를 도시한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기의 주요부의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기의 주요부의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제Ⅱ실시예에 따른 사판식 압축기를 나타내는 단면도.

도 10은 도 9의 A부분의 제1예를 나타내는 단면도.

도 11은 도 10의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

도 12는 도 9의 A부분의 제2예를 나타내는 단면도.

도 13은 도 12의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

설명에 앞서, 본 발명에 따른 사판식 압축기(1000)는 양두식 피스톤 압축기에 대하여 실시예를 적용하였으나, 반드시 양두식 피스톤 압축기에 한정하지 않고 통상의 편두식 피스톤 압축기에도 적용할 수 있다.

제Ⅰ실시예

도 3 내지 도 4에는 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기(1000)가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제Ⅰ실시예에 따른 사판식 압축기(1000)는 다수개의 실린더보어(110)를 갖는 실린더블록(100)과, 상기 실린더블록(100)의 실린더보어(110)에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(200)과, 상기 실린더블록(100)의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방하우징(310,320)과, 상기 전방하우징(310)과 실린더블록(100)에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축(400)과, 상기 구동축(400)과 피스톤(200)에 연동 설치되는 사판(500)과, 상기 실린더블록(100)과 전,후방하우징(310,320)의 사이에 각각 개재되는 밸브플레이트(600)로 구성된다.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 실린더블록(100)은 전,후방하우징(310,320) 사이에 개재되는 것으로, 내부에는 상기 피스톤(200)이 왕복운동하는 다수개의 실린더보어(110)가 형성된다.

특히, 상기 실린더블록(100)에는 결합공(120)이 형성되어 있으며, 상기 결합공(120) 내에는 미끄럼회전이 자유롭게 로터리밸브(R)가 설치되어 있다. 상기 로터리밸브(R)는 구동축(400)의 자체에 형성되어 있다.

또한, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로터리밸브(R)의 외주면과 대면하는 결합공(120)의 내주면에는 상기 다수의 실린더보어(110) 각각으로 냉매를 공급하는 연통홀(130)이 형성되어 있는 것과 함께, 사판실(101)로부터 하우징(310)(320)까지 연통되는 냉매흡입공(140)이 형성되어 있다.

상기 냉매흡입공(140)은 이웃하는 실린더보어들(110)(110) 사이에 배치되는 것이 냉매 흡입에 효과적이다. 엄밀하게는, 상기 냉매흡입공(140)이 상기 이웃하는 연통홀들(130)(130) 사이에 하나씩 배치되도록 하는 것이 좋다.

그리고, 상기 구동축(400)에는 길이방향으로 냉매전달공(420)이 형성되어 있고, 상기 냉매전달공(420)과 연통되도록 냉매유입구(410)가 형성되며, 상기 냉매유입구(410)는 상기 냉매흡입공(140)을 통과하여 냉매저장실(P1)에 수용된 냉매를 로터리밸브(R)로 전달하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 냉매유입구(410)는 상기 구동축(400)의 길이방향 일단부로부터 형성되거나 상기 구동축(400)의 외주면에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 냉매흡입공(140)과 냉매유입구(410)는 상기 전,후방하우징(310,320)에 형성된 냉매저장실(P1)에 의해 서로 연통된다.

따라서, 흡입냉매는 사판실(101), 냉매흡입공(140), 냉매저장실(P1), 냉매유입구(410), 냉매전달공(420), 로터리밸브(R), 연통홀(130) 및 실린더 보어(110)를 순차적으로 경유한 후 압축된다. 이후, 압축된 흡입냉매는 냉매토출실(P2)로 토출된다.

한편, 상기 로터리밸브(R) 대신 밸브플레이트에 흡입구와 배출구를 형성하여 냉매의 흡입과 배출을 담당하도록 할 수도 있다.

또한, 상기 사판(500)의 일측과 실린더블록(100) 사이에는 제1지지부재가 설치되며, 상기 사판(500)의 타측과 실린더블록(100) 사이에는 제2지지부재가 설치된다.

한편, 상기 제1지지부재는 스러스트 베어링(700)으로 구성되며, 상기 제2지지부재는 스러스트 워셔(800)로 구성될 수 있다.

엄밀하게는 상기 스러스트 베어링(700)과 스러스트 워셔(800)가 설치되는 부분은 사판(500)의 보스부(510)이다.

상기 스러스트 베어링(700)은 이너 레이스(inner race;710)와 아우터 레이스(outer race;720) 및 상기 이너 레이스(710)와 아우터 레이스(720) 사이에 설치되는 굴림체(730;볼 또는 원통)로 구성된다.

한편, 상기 이너 레이스(inner race : 710)는 그 외경 근방에서 경사판(100)의 보스부(510)에 형성된 고리형상 압력받이 시트(501)와 접합하며, 상기 아우터 레이스(outer race : 720)는 상기 실린더 블럭(100)의 지지부에 형성된 고리형상 압력받이 시트(102)와 접합하도록 구성된다.

이때, 실린더 블럭(100)의 압력 받이 시트(102)의 외측에 홈을 형성하여 상기 아우터 레이스(720)의 중심을 가압함과 동시에 상기 사판(500)의 보스부(510)에 형성된 압력 받이 시트(501)의 내측으로 홈을 형성하여 이너 레이스(710)의 외주면 끝을 가압하여 이너 레이스(710)와 아우터 레이스(720)의 휨이 발생함에 따라 사판(500)과 실린더블럭(100) 사이에 탄성이 작용하도록 한다.

따라서, 상기 스러스트 베어링(700)은 상술한 서로 다른 지름의 고리형상 압력받이 시트(501,102)를 지지하여 사판(500)의 일측을 탄성 지지하며, 상기 스러스트 워셔(800)는 사판(500)의 타측을 강체 지지하여 상기 사판(500)의 진동 및 소음발생을 억제하게 되는 것이다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 제2지지부재인 스러스트 워셔(800)를 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스러스트 워셔(800)는 1개 또는 2개 이상으로 구성되어 미끄럼 접촉을 하도록 구성된다.

또한, 상기 스러스트 워셔(800)는 상기 사판(500)의 보스부(501) 또는 상기 실린더블록(100)에 대하여 상대회전방지 수단에 의하여 결합된다.

상기 스러스 워셔(800)가 2개 이상으로 구성될 경우의 상기 상대회전방지수단은, 상기 스러스트 워셔(800)와 상기 사판(500)의 보스부(501) 중 어느 하나에는 결합홈(801)이 형성되고, 다른 하나에는 상기 결합홈(801)에 수용되는 결합돌기(802)가 형성되고, 서로 접촉하는 스러스트 워셔(800)와 상기 실린더 블록(100) 중 어느 하나에는 결합홈(801)이 형성되고, 다른 하나에는 상기 결합홈(801)에 수용되는 결합돌기(802)가 형성되는 것이 바람직하다.

결국, 2개 이상으로 이루어진 스러스트 워셔(800) 중 하나는 실린더블록(100)과 고정되고, 스러스트 워셔(800) 중 다른 하나는 사판(500)과 함께 회전하도록 고정되어 스러스트 워셔(800)끼리만 서로 마주한 상태에서 미끄럼 접촉하게 된다.

일반적으로, 스러스트 워셔(800)는 보통 스틸로 구성되고, 실린더 블럭(100)과 사판(500)은 알루미늄 합금으로 구성되는데, 스틸과 알루미늄 합금은 직접 접촉시키지 않아 마모가 방지된다.

그리고, 도 5의 스러스트 워셔(800)의 일측면과 타측면 중 하나에도 결합홈(801) 또는 결합돌기(802)가 형성되는 것도 가능하며, 상기 스러스트 워셔(800)의 양측 모두에 결합홈(801) 또는 결합돌기(802)가 형성되지 않아도 무방하다.

그리고, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 스러스트 워셔(800)로 구성되면, 이웃하는 2개의 스러스트(800) 와셔 중에서 어느 하나에는 가이드홈(803)이 형성되고, 상기 가이드홈(803)이 형성되지 않은 다른 하나에는 가이드돌기(804)가 서로 마주보게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가이드홈(803)과 가이드 돌기(804)의 결합으로 2개 이상의 스러스트 워셔(800)가 서로 이탈하는 것을 방지한다.

도시한 바와 같이, 상기 가이드홈(803)과 가이드 돌기(804)는 원형으로 되어 있다.

특히, 도 7과 같이 스러스트 워셔(800)가 3개로 구성되면, 양측의 스러스트 워셔(800)는 상술한 결합홈(801)과 결함돌기(802)에 의해 실린더블록(100)과 사판(500)에 의해 지지되고, 중간에 위치한 스러스트 워셔(800)는 원형의 가이드홈(803)과 가이드돌기(804)에 의해 양측의 스러스트 워셔(800)와 지지되어 이탈을 방지하게 되는 것이다.

한편, 상기 스러스트 워셔(800)는 내열성 및 내피로성이 우수한 합성수지(PEEK;Poly Ether Ether Ketone)로 형성되어 사판(500)의 고속회전에 따른 마모를 최소화할 수 있다.

이에 더해, 상기 스러스트 워셔(800)에는 마찰계수가 작은 테프론(PTFE) 코팅을 실시하여 마찰에 따른 동력 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 제1지지부재 또한 상술한 스러스트 워셔(800)로 구성되는 것도 가능하며 상세한 설명은 생략한다.

한편, 도 8에 도시한 바와 같이, 실린더블록(100)과 사판(500)의 마주보는 면에 테프론 코팅을 실시하고 서로 직접 밀착 설치하여 강체 지지하도록 구성하는 것도 가능함을 밝혀둔다.

제Ⅱ실시예

본 발명의 제Ⅱ실시예에 따른 사판식 압축기는 도 9 내지 도 13에 도시되어 있다.

먼저, 도 9에 도시한 바와 같이, 다수개의 실린더보어(100)를 갖는 실린더블록(110)과, 상기 실린더블록(110)의 실린더보어(100)에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤(120)과, 상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 밀폐가능하게 결합되는 전,후방 하우징(130,140)과, 상기 전방 하우징(130)과 실린더블록(110)에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축(150)과, 상기 구동축(150)과 피스톤(120)에 연동 설치되는 사판(160)과, 상기 실린더블록(110)과 전,후방 하우징(130,140)의 사이에 각각 개재되는 밸브플레이트(170)를 포함하여 이루어진다.

상기 실린더블록(110)은 전,후방 하우징(130,140) 사이에 개재되는 것으로, 전방 하우징(130) 측의 전방 실린더블록(111)과 후방 하우징(140) 측의 후방 실린더블록(112)으로 구성되며, 전방 실린더블록(111)과 후방 실린더블록(112) 사이에는 사판실이 형성되고, 각각의 실린더블록에는 상기 피스톤(120)이 왕복 운동하도록 다수개의 실린더보어(100)가 형성된다.

한편, 상기 실린더블록(110)에는 구동축(150)이 관통되는 결합공(113)이 형성되어 있으며, 상기 결합공(113) 내에 배치된 구동축(150)의 일부분에는 미끄럼회전이 자유롭게 로터리밸브(R)가 설치되어 있거나 구동축(150) 자체에 로터리밸브(R)가 형성되어 있다.

또한, 상기 로터리밸브(R)의 외주면과 대면하는 결합공(113)의 내주면에는 상기 각각의 실린더보어(100) 내부로 냉매를 공급하는 연통홀(114)이 형성되어 있는 것과 함께, 사판실로부터 하우징까지 연통되는 냉매흡입공(미도시)이 형성되어 있다.

상기 냉매흡입공은 이웃하는 실린더보어들 사이에 배치되는 것이 냉매 흡입에 효과적이다.

그리고, 상기 구동축(150)에는 길이방향으로 냉매전달공(151)이 형성되어 있고, 상기 냉매전달공(151)과 연통되도록 냉매유입구(152)가 형성되며, 상기 냉매유입구(152)는 상기 냉매흡입공을 통과하여 냉매저장실(P1)에 수용된 냉매를 로터리밸브(R)로 전달하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 냉매유입구(152)는 상기 구동축(150)의 길이방향 일단부로부터 형성되거나 상기 구동축(150)의 외주면에 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 냉매흡입공과 냉매유입구(152)는 상기 전,후방 하우징(130,140)에 형성된 냉매저장실(P1)에 의해 서로 연통된다.

따라서, 냉매흡입포트로부터 흡입된 흡입냉매는 사판실, 냉매흡입공, 냉매저장실(P1), 냉매유입구(152), 냉매전달공(151), 로터리밸브(R), 연통홀(114) 및 실린더보어(100)를 순차적으로 경유한 후 실린더보어(100) 내에서 압축되며, 압축된 냉매는 냉매토출실(P2)로 토출된다.

또한, 상기 사판(160) 즉, 사판(160)의 보스부(161)와 실린더블록(110) 사이에는 사판(160)의 회전에 의한 피스톤(120)의 흡입 및 압축행정시에 사판(160)을 지지하도록 스러스트 베어링(180)이 설치되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 이러한 스러스트 베어링(180)은 이너 레이스(inner race;181)와 아우터 레이스(outer race;182) 및 상기 이너 레이스(181)와 아우터 레이스(182) 사이에 설치되는 굴림체(183;볼 또는 원통)로 구성된다.

한편, 상기 아우터 레이스(182)를 마주보는 실린더블록(110)의 외측에는 홈이 형성되어 있으며, 이러한 홈에 의해 실린더블록(110)의 내측은 아우터 레이스(182)와 부분적으로 접하여 사판(160)을 탄성 지지하도록 고리형상의 제1 압력받이 시트(116)가 형성되어 있다.

본 발명의 제II실시예의 제1예에 따르면, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 사판(160)의 보스부(161) 일측면과 타측면에 각각 강체지지부와 탄성지지부가 형성된다.

이러한 강체지지부는 피스톤이 압축행정을 수행하는 구간에 형성되어 있다.

또한, 상기 탄성지지부는 상기 스러스트 베어링(180)과 접촉하는 사판(160)의 보스부(161)에 형성된 원호 형상의 오목홈(210)인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 오목홈(210)은 보스부(161) 일측면과 타측면 전체에 걸쳐서 형성되는 것이 아니라, 사판(160)의 회전에 의한 피스톤(120)의 압축행정이 수행될 시 압축하중이 가해지는 사판(160)의 보스부(161) 일부분을 제외한 나머지 부분과 접하여 사판을 탄성 지지하도록 보스부(161) 양측면에 부분적으로 형성되어 있다.

즉, 상기 구동축(150)의 회전에 의한 피스톤(120)의 왕복이동시에 보스부(161)의 양측면 전체가 아닌 보스부(161) 양측면 중 소정의 구역에만 주기적으로 압축하중이 가해지게 되는데, 상기 오목홈(210)은 전술한 압축하중이 가해지는 상기 소정의 구역을 제외한 나머지 부분에 형성되도록 한다.

또한, 각각의 탄성지지부 즉, 상기 보스부(161)의 일측면에 부분적으로 형성된 오목홈(210)과 보스부(161)의 타측면에 부분적으로 형성된 오목홈(210)은 구동축(150)의 회전중심축 방향에서 바라볼때, 그 회전중심축을 기준으로 서로 대칭되게 위치하도록 한다.

이는, 보스부(161)의 양측면 중 전술한 대칭되는 각각의 보스부(161) 일정 구역에는 주기적 및 동시적으로 압축하중이 가해지게 되는데, 오목홈(210)이 형성되지 않는 보스부(161)의 측면이 이너 레이스에 완전하게 접함으로써 압축하중이 가해지는 사판(160)의 보스부(161) 양측 일부분을 동시에 강체 지지하도록 하기 위함이다.

또한, 이러한 오목홈(210)에 인접하는 보스부(161)에는 오목홈(210)에 비해 상대적으로 돌출된 제2 압력받이 시트(162)가 구비된다.

한편, 실린더보어(100) 및 피스톤(120)이 각각 마주보는 3쌍으로 구비되는 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 탄성지지부 즉, 상기 오목홈(210)의 원주방향 길이(D₁)는 오목홈(210)과 동일한 곡률반경을 가지는 가상원의 원주길이의 1/2~7/8의 범위 내에 있도록 하는데, 구체적으로, 상기 오목홈(210)의 원주방향 각도는 180°~315°의 범위 내에 있게 된다.

덧붙여, 상기의 범위는 상기 가상원의 원주길이의 3/4~5/6의 범위 내에 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

만약, 오목홈(210)의 원주방향 길이(D₁)가 상기의 범위 밖에 있다면 오목홈(210)이 형성되지 않는 보스부(161)의 측면 부분 면적이 너무 감소하거나 증가하여 피스톤(120)의 압축행정시 사판(160)의 보스부(161) 일부분을 정확하게 강체 지지할 수 없거나 필요 이상으로 보스부의 넓은 부분을 강체 지지하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

그러나, 반드시 이에 한정되지는 않으며 상기의 범위는 실린더보어(100) 및 피스톤(120)의 개수 변동에 따라 변동될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 제Ⅱ실시예의 제1예에서는, 피스톤(120)의 압축행정시에 상기 오목홈(210)이 형성되지 않는 사판(160)의 보스부(161)의 일부분이 이너 레이스(181)에 완전하게 접함으로써 사판(160)을 강체 지지할 수 있게 된다.

반면에, 상기 오목홈(210)에 인접하여 보스부(161)에 형성되는 제2 압력받이 시트(162)가 이너 레이스(181)에 접하여 아우터 레이스(182)의 외측을 가압하고 동시에 실린더블록(110)에 형성된 제1 압력받이 시트(116)가 이너 레이스(181)의 내측을 가압함에 따라, 상기 압축하중이 가해지지 않는 보스부(161)의 일부분과 마주보는 스러스트 베어링(180)에는 굽힘응력이 발생하게 되고 이에 따라 사판(160)과 실린더블록(110) 사이에 작용하는 탄성력에 의해 사판(160)이 탄성적으로 지지된다.

따라서, 사판(160)의 회전시에 압축하중이 가해지는 사판(160)의 일부분을 보다 견고하게 지지함으로써 구동축(150) 및 사판(160)의 보스부(161)에 편마모가 발생하는 것을 방지함과 동시에 편마모된 상태에서의 회전시 발생하는 소음 및 진동을 억제할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제Ⅱ실시예의 제2 실시예에 따르면, 도 12 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 사판(160)의 보스부(161) 일측면과 타측면에 각각 강체지지부와 탄성지지부가 형성되는데, 상기 강체지지부와 탄성지지부에는 스러스트 베어링(180)을 마주보도록 오목하게 들어간 고리형상의 매설부(220)가 형성되고, 상기 매설부(220) 내에는 사판(160)을 지지하도록 지지부재가 설치되어 있다.

이러한 지지부재는 일정 이상의 탄성을 가지는 탄성부재인 것이 바람직하며 구체적으로, 스프링(300)으로 적용될 수 있다.

이러한 탄성부재 즉, 스프링(300)은 전술한 제Ⅱ실시예의 제1예에서와 마찬가지로 사판(160)의 회전에 의해 피스톤(120)의 압축행정이 수행될 시에 압축하중이 가해지는 사판(160)의 보스부(161) 일부분을 강체 지지하는 원호형상의 강체지지 스프링(310)과, 상기 압축하중이 가해지는 사판(160)의 보스부(161)를 제외한 나머지 보스부를 탄성 지지하는 원호형상의 탄성지지 스프링(320)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 스프링(300)은 사판(160)의 회전시에 사판(160)을 충분히 지지하는 것이 가능하도록 구동축(150)의 길이방향 단면에서 바라보았을 때, 실린더블록 측으로 반원형으로 절곡된 판 스프링으로 적용되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 제1 실시예에서와 마찬가지로 압축하중이 가해지는 보스부(161)의 일부분을 강체 지지하고 나머지 보스부(161)를 탄성적으로 지지하도록 상기 강체지지 스프링(310)은 탄성지지 스프링(320)에 비해 스프링 강성이 더 큰 것으로 적용되는 것이 바람직하다.

여기서, 압축하중이 가해지는 사판(160) 보스부(161)의 일부분을 더욱 강체 지지하기 위한 일례로서, 강체지지부 즉, 상기 매설부(220) 내의 강체지지 스프링(310)이 배치된 부분에 강체지지 스프링(310)과 겹쳐지도록 또 다른 탄성체(미도시)를 더 배치할 수 있다.

결론적으로, 상기 탄성체(미도시)를 더 배치시킴으로 인해 전술한 강체지지 스프링(310)의 스프링 강성을 상승시키는 효과를 가지게 된다.

한편, 전술한 다른 예로서, 상기 매설부(220)는 깊이가 다른 단차부를 가지도록 이루어질 수 있다.

즉, 매설부(220)의 깊이를 전체적으로 균일하지 않게 형성시켜 즉, 강체지지 스프링(310)이 접하는 매설부(220)의 깊이(d₁)를 탄성지지 스프링(320)이 접하는 매설부(220)의 깊이(d₂)보다 작게 되도록 형성시킬 수도 있다.

그러므로, 사판(160)의 회전 중에 상기 보스부(161)에 주기적으로 균일한 압축하중이 가해진다고 가정했을 경우, 강체지지 스프링(310)의 초기 압축량을 크게 함으로써 상대적으로 강체지지 스프링(310)의 스프링 강성 상승의 효과를 가져올 수 있게 된다.

본 발명의 제Ⅱ실시예의 제2예에서는 제1예와 마찬가지로 실린더보어(100) 및 피스톤(120)이 각각 마주보는 3쌍으로 구비되는 경우, 상기 강체지지 스프링(310)의 원주방향 길이는 상기 매설부(220)의 원주방향 전체길이의 1/8~1/2의 범위 내에 있도록 한다.

구체적으로, 상기 강체지지 스프링(310)의 원주방향 각도는 45°~180°의 범위 내에 있게 된다.

덧붙여, 상기의 범위는 상기 매설부(220)의 원주방향 전체길이의 1/6~1/4의 범위 내에 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

만약, 강체지지 스프링(310)의 원주방향 길이가 상기의 범위 밖에 있다면 피스톤(120)의 압축행정시 사판(160)의 보스부(161) 일부분을 정확하게 강체 지지할 수 없거나 필요 이상으로 강체 지지가 필요없는 다른 부분까지 강체 지지하게 되어 편마모에 의한 소음 및 진동이 발생하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 또는 수정이 가능할 것이다.

Claims

하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판을 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

상기 사판의 보스부 일측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 탄성 지지하는 제1지지부재; 및

상기 사판의 보스부 타측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 강체 지지하는 제2지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 제2지지부재는 상기 사판의 보스부 또는 상기 실린더블록에 대하여 상대회전방지 수단에 의하여 결합된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 2항에 있어서,

상기 상대회전방지수단은 상기 제2지지부재와 상기 사판의 보스부 중 어느 하나에는 결합홈이 형성되고, 다른 하나에는 상기 결합홈에 수용되는 결합돌기가 형성되고, 서로 접촉하는 제2지지부재와 상기 실린더 블록 중 어느 하나에는 결합홈이 형성되고, 다른 하나에는 상기 결합홈에 수용되는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제2지지부재는 복수 개로 구성되며, 각각에 대해 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 4항에 있어서,

서로 이웃하는 제2지지부재에는 가이드돌기와 상기 가이드돌기가 수용되는 원형의 가이드홈이 형성되어 결합되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 4항에 있어서,

상기 제2지지부재는 합성수지로 형성된 스러스트 워셔인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 4항에 있어서,

상기 제2지지부재는 테프론 코팅이 형성된 스러스트 워셔인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 4항에 있어서,

상기 제1지지부재는 상기 사판의 보스부 또는 상기 실린더블럭에 대하여 상대회전방지 수단에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판을 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

상기 사판의 보스부 일측과 실린더블록 사이에 결합되어 사판을 탄성 지지하는 스러스트 베어링; 및

상기 사판의 보스부 타측과 실린더블록은 서로 밀착되어 고정지지하고 그 사이에 테프론 코팅이 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 9항에 있어서,

상기 스러스트 베어링과 마주하는 실린더 블럭의 둘레방향으로 홈을 형성하며, 상기 스러스트 베어링과 마주하는 상기 보스부 내측으로 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
하우징과, 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 하우징에 결합되는 실린더블록과, 상기 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 하우징과 실린더블록에 대하여 회전가능하게 설치되는 구동축과, 상기 구동축에 의해 회전하며 피스톤에 연동되게 설치되는 사판과, 상기 사판의 보스부와 실린더블록 사이에 설치되어 사판을 지지하는 스러스트 베어링을 포함하는 사판식 압축기에 있어서,

상기 사판의 보스부 일측면과 타측면에는 강체지지부와 탄성지지부가 형성되되,

상기 강체지지부는 피스톤이 압축행정을 수행하는 구간에 형성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 11항에 있어서,

상기 각각의 탄성지지부는 상기 구동축의 회전중심축 방향에서 바라볼때, 그 회전중심축을 기준으로 서로 대칭되게 위치하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 11항에 있어서,

상기 탄성지지부는 상기 스러스트 베어링과 접촉하는 상기 사판의 보스부에 형성된 오목홈인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 11항에 있어서,

상기 탄성지지부는 상기 보스부에 형성되며, 원주방향 각도는 180°~315°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 11항에 있어서,

상기 강체지지부와 탄성지지부에는 지지부재가 설치되는 매설부가 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 15항에 있어서,

상기 강체지지부와 탄성지지부의 지지부재는 각각 다른 스프링 상수 값을 가지는 탄성부재인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 15항에 있어서,

상기 탄성부재는 상기 실린더블록 측으로 반원형으로 절곡된 판 스프링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 16항에 있어서,

상기 강체지지부에는 추가적인 탄성체가 더 매설되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
제 15항에 있어서,

상기 매설부는 깊이가 다른 단차부를 가지는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.