WO2021182862A1 - 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법 - Google Patents

압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법 Download PDF

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WO2021182862A1
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thrust plate
discharge
suction
chamber
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송세영
김광진
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Hanon Systems Corp
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Hanon Systems Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a compressor and a method for manufacturing a thrust plate included therein, and more particularly, to prevent damage to the rotating shaft support while reducing the cost of the rotating shaft support supporting the rotating shaft that transmits rotational force from a driving source to a compression mechanism It relates to a compressor and a method for manufacturing a thrust plate included therein.
  • an air conditioning device for heating and cooling an interior is installed in a vehicle.
  • Such an air conditioner includes a compressor that compresses a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant introduced from an evaporator into a high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant and sends it to a condenser as a configuration of a cooling system.
  • compressors There are two types of compressors: a reciprocating type for compressing a refrigerant according to a reciprocating motion of a piston, and a rotary type for performing compression while rotating.
  • the reciprocating type includes a crank type that transmits to a plurality of pistons using a crank depending on the transmission method of the drive source, and a swash plate type that transmits to a rotating shaft with a swash plate installed.
  • a scroll type using orbiting scroll and fixed scroll is a scroll type using orbiting scroll and fixed scroll.
  • Such a compressor typically includes a compression mechanism for compressing a refrigerant and a rotation shaft for transmitting rotational force from a driving source to the compression mechanism.
  • the compressor further includes a rotary shaft support for supporting the rotary shaft in an axial direction of the rotary shaft.
  • the compressor according to a conventional embodiment (the embodiment shown in FIGS. 1 and 2) is provided in the housing, the housing, and compresses the refrigerant.
  • the compression mechanism 160 , 170 , 140 , the rotation shaft 150 and the rotation shaft 150 for transmitting rotational force from a driving source (eg, an engine) provided outside the housing to the compression mechanism 160 , 170 , 140 . ) and thrust bearings 153a, 154, and 153b for supporting the rotation shaft 150 in the axial direction.
  • a driving source eg, an engine
  • the structure of the thrust bearings 153a, 154, and 153b is complicated, and thus there is a problem in that the cost is increased.
  • a compressor according to another conventional embodiment (the embodiment shown in FIGS. 3 and 4) is disclosed.
  • the conventional compressor according to another exemplary embodiment includes a thrust plate 52 replacing the thrust bearings 153a, 154, and 153b of the conventional compressor according to the exemplary embodiment.
  • an object of the present invention is to provide a compressor capable of preventing damage while reducing the cost of a rotating shaft support and a method of manufacturing a thrust plate included therein.
  • a housing having a suction chamber and a discharge chamber; a compression mechanism for sucking the refrigerant from the suction chamber, compressing it, and discharging the refrigerant to the discharge chamber; a rotating shaft transmitting rotational force from the driving source to the compression mechanism; a thrust plate supporting a front end surface of the rotation shaft; and a valve mechanism for communicating and blocking the compression chamber of the compression mechanism with the suction chamber and the discharge chamber, wherein the housing includes a cylinder block in which the compression mechanism is accommodated, a front housing coupled to the front of the cylinder block, and the cylinder block.
  • valve mechanism includes a valve plate interposed between the cylinder block and the rear housing, and between the cylinder block and the valve plate, a suction lead plate interposed between the valve plate and the rear housing to open and close the suction hole formed in the valve plate;
  • the valve mechanism includes a valve plate interposed between the cylinder block and the rear housing, and between the cylinder block and the valve plate, a suction lead plate interposed between the valve plate and the rear housing to open and close the suction hole formed in the valve plate;
  • it provides a compressor formed of the same material as the discharge lead plate.
  • the thrust plate may be formed to have the same thickness as the discharge lead plate.
  • the thrust plate may be formed to have a thickness of 0.3 mm to 0.4 mm.
  • the thrust plate may have a roughness Ra of 0.2 or less.
  • the thrust plate may have a hardness (HV) of 500 or more.
  • the thrust plate may be formed of a cold rolled carbon steel strip.
  • the thrust plate may have a microstructure formed of tempered martensite and spherical carbide.
  • a coating layer may not be formed on the bearing surface of the thrust plate.
  • the bearing surface of the thrust plate may be formed to be flat.
  • the entire front end surface of the rotation shaft may be formed to contact the bearing surface of the thrust plate.
  • An engraved oil pocket may be formed on the front end surface of the rotation shaft.
  • a communication hole may be formed in the thrust plate to communicate with the oil pocket through the thrust plate.
  • An inner diameter of the communication hole may be smaller than an inner diameter of the oil pocket.
  • the present invention the step of forming at least one of the suction lead plate and the discharge lead plate of the compressor from a plate material; and forming at least one of the suction lead plate and the discharge lead plate among the plate materials and forming the thrust plate of the compressor with the remaining portion.
  • a compressor and a method for manufacturing a thrust plate included therein comprising: a housing having a suction chamber and a discharge chamber; a compression mechanism for sucking the refrigerant from the suction chamber, compressing it, and discharging the refrigerant to the discharge chamber; a rotating shaft transmitting rotational force from the driving source to the compression mechanism; a thrust plate supporting a front end surface of the rotation shaft; and a valve mechanism for communicating and blocking the compression chamber of the compression mechanism with the suction chamber and the discharge chamber, wherein the housing includes a cylinder block in which the compression mechanism is accommodated, a front housing coupled to the front of the cylinder block, and the cylinder block.
  • valve mechanism includes a valve plate interposed between the cylinder block and the rear housing, and between the cylinder block and the valve plate, a suction lead plate interposed between the valve plate and the rear housing to open and close the suction hole formed in the valve plate;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a rotating shaft and a thrust plate in the compressor of FIG. 1;
  • Figure 3 is a left side view showing the thrust plate of Figure 2;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a lead plate of the valve mechanism formed of the same material as the thrust plate of FIG. 3;
  • 5 is a chart comparing abrasion resistance characteristics for each type of thrust plate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a rotation shaft and a thrust plate in the compressor of FIG. 1
  • FIG. 3 is a left side view of the thrust plate of FIG. 4
  • FIG. 5 is a table comparing the wear resistance characteristics of each type of thrust plate.
  • the compressor according to an embodiment of the present invention includes a housing 100 having a suction chamber and a discharge chamber, and a compression mechanism for sucking and compressing refrigerant from the suction chamber and discharging the refrigerant to the discharge chamber.
  • a valve mechanism 300 that communicates and shields the compression chamber with the suction chamber and the discharge chamber, and a rotation shaft that transmits rotational force from a driving source (eg, engine) (not shown) to the compression mechanism 200 ( 400 ) and a rotation shaft support for supporting the rotation shaft 400 in the axial direction of the rotation shaft 400 .
  • a driving source eg, engine
  • the housing 100 includes a cylinder block 110 in which the compression mechanism 200 is accommodated, a front housing 120 coupled to a front side of the cylinder block 110 , and a rear side of the cylinder block 110 . It may include a coupled rear housing 130 .
  • a center bore 112 into which the rotation shaft 400 is inserted is formed on the central side of the cylinder block 110, and a compression chamber is formed on the outer peripheral side of the cylinder block 110 and a piston 210 to be described later is inserted into the bore ( 114) may be formed.
  • the front housing 120 may be coupled to the cylinder block 110 to form a crankcase in which a swash plate 220 to be described later is accommodated.
  • the rear housing 130 may include the suction chamber in which the refrigerant flowing into the compression chamber is accommodated and the discharge chamber in which the refrigerant discharged from the compression chamber is accommodated.
  • the compression mechanism 200 is a piston 210 provided to reciprocate within the bore 114 , is fastened to the rotation shaft 400 , rotates together with the rotation shaft 400 , and moves the piston 210 . It may include a swash plate 220 for reciprocating motion.
  • the compression mechanism 200 is formed in a so-called swash plate method, but is not limited thereto and may be formed in various methods such as a scroll method.
  • the valve mechanism 300 includes a valve plate 310 interposed between the cylinder block 110 and the rear housing 130 , and a suction lead interposed between the cylinder block 110 and the valve plate 310 . It may include a plate 320 and a discharge lead plate 330 interposed between the valve plate 310 and the rear housing 130 .
  • the valve plate 310 is formed in a disk shape, and a suction hole 312 constituting a part of a flow path of the refrigerant flowing from the suction chamber to the compression chamber and a part of a flow path of the refrigerant flowing from the compression chamber to the discharge chamber. It may include a discharge hole 314 constituting the.
  • the suction lead plate 320 may be formed in a disk shape having a diameter sufficient to cover the discharge hole 314 while being concentric with the valve plate 310 .
  • the suction lead plate 320 includes a suction lead 322 disposed at a position opposite to the suction hole 312 and the discharge hole 314 , and a suction lead hole surrounding the suction lead 322 ( 324 ) and a discharge guide hole 326 communicating the compression chamber and the discharge hole 314 inside the suction lead 322 .
  • the discharge lead plate 330 includes a discharge disk 332 having a diameter sufficient to cover the suction hole 312 while being concentric with the valve plate 310 , and the discharge hole from the outer periphery of the discharge disk 332 .
  • a discharge lead 334 radially protruding to a position opposite to 314, a discharge lead hole 336 surrounding the discharge disk 332 and the discharge lead 334, and the inner side of the discharge disk 332 may include a suction guide hole 338 for communicating the suction chamber and the suction hole (312).
  • the rotation shaft 400 is formed to extend in one direction, and one end is inserted into the center bore 112 of the housing 100 to be supported by the rotation shaft support provided in advance in the center bore 112 , and the other end thereof is the It is connected to a driving source (not shown), and a middle part may be connected to the compression mechanism 200 .
  • the rotation shaft supporter may be formed of a thrust plate 500 that is in sliding contact with the front end surface of the rotation shaft 400 to improve load bearing capacity, simplify structure, manufacture easiness, and reduce cost.
  • the thrust plate 500 has an outer peripheral surface 510 opposite to the inner peripheral surface of the center bore 112 , a bottom surface 520 opposite to a base surface of the center bore 112 , and a front end surface of the rotation shaft 400 opposite to each other. It may be formed in a disk shape having an upper surface 530 that is.
  • the center bore 112 is provided with an elastic member 600 for pressing the thrust plate 500 toward the rotation shaft 400 , and the bottom surface 520 of the thrust plate 500 is formed with the elastic member 600 . ) can be supported.
  • the upper surface 530 of the thrust plate 500 is a bearing surface supporting the front end surface of the rotation shaft 400 , and for example, a PTFE coating layer is applied to the upper surface 530 to reduce friction with the rotation shaft 400 . ), but, as will be described later, when the thrust plate 500 is formed of the same material as the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 , the thrust plate 500 is formed even if the coating layer is not formed. Since damage to the upper surface 530 of the plate 500 is suppressed, a coating layer may not be formed on the upper surface 530 of the thrust plate 500 for cost reduction as in the present embodiment.
  • oil is supplied to the upper surface 530 of the thrust plate 500 between the upper surface 530 of the thrust plate 500 and the front end surface of the rotation shaft 400 to provide an upper surface 530 of the thrust plate 500 .
  • an engraved oil groove may be formed on the upper surface 530 of the thrust plate 500 to reduce friction between the front end surface of the rotating shaft 400, but this is also the same as the coating layer.
  • the oil groove may not be formed on the upper surface 530 of the thrust plate 500 . That is, as shown in FIG. 3 , the upper surface 530 of the thrust plate 500 is flat, and the entire front end surface of the rotation shaft 400 is in contact with the upper surface 530 of the thrust plate 500 . can be formed.
  • the front end surface of the rotary shaft 400 has the oil supply advantageously between the upper surface 530 of the thrust plate 500 and the front end surface of the rotary shaft 400 .
  • An engraved oil pocket 410 is formed from the front end surface of 400 , and the thrust plate 500 is provided with the elastic member 600 penetrating the thrust plate 500 to provide the oil pocket 410 with the elastic member 600 .
  • a communication hole 540 that communicates with the spring seal (a space between the bottom surface of the thrust plate, the bottom surface of the center bore, and the inner peripheral surface of the center bore) C may be formed.
  • an annular bush (B) supporting the rotation shaft 400 in a radial direction is press-fitted to the inner circumferential surface of the center bore 112 , and the rotation shaft 400 is a portion of the bush (B). It is inserted into the inner periphery, and a gap may be formed between the inner circumferential surface of the bush B and the outer circumferential surface of the rotation shaft 400 . At this time, the oil may flow as indicated by the arrow in FIG. 2 .
  • the oil flows into the oil pocket 410 between the rotation shaft 400 and the thrust plate 500 and flows into the center bore ( It may flow into the spring chamber C through between the inner circumferential surface of the 112 and the outer circumferential surface of the thrust plate 500 . And the oil can flow vice versa. And, when the oil in the oil pocket 410 is insufficient, the oil in the spring chamber C flows into the oil pocket 410 through the communication hole 540, and the oil in the oil pocket 410 flows into the oil. Sufficient oil may be supplied to the friction surface between the rotation shaft 400 and the thrust plate 500 .
  • the oil in the oil pocket 410 when the oil in the oil pocket 410 is excessive, the oil in the oil pocket 410 may flow into the spring chamber C through the communication hole 540 .
  • the rotation shaft The amount of oil supplied to the friction surface between 400
  • the thrust plate 500 is reduced, which may cause a disruption in lubrication between the front end surface of the rotation shaft 400 and the upper surface 530 of the thrust plate 500 . have.
  • the oil in the oil pocket 410 is prevented from being excessively discharged to the center bore 112 through the communication hole 540 so that the low flow rate of the oil pocket 410 is reduced.
  • the inner diameter D1 of the communication hole 540 may be smaller than the inner diameter D2 of the oil pocket 410 (more precisely, the inner diameter of the opening of the oil pocket) D2 .
  • the thrust plate 500 may have sufficient wear resistance and lubrication performance without forming a separate coating layer or oil groove on the upper surface 530 of the thrust plate 500, so that the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 may be formed of the same material.
  • the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 are formed through a stamping process with a cold rolled high carbon steel strip, the suction hole 312 and the discharge hole ( When opening and closing the suction hole 312 and the discharge hole 314 to open and close the 314 without leakage, the suction lead 322 and the discharge lead 334 collide with the valve plate 310 and the In order not to damage the valve plate 310 , the roughness Ra may be formed to be 0.2 or less.
  • the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 have the suction lead 322 and the discharge lead 334 when the suction hole 312 and the discharge hole 314 are opened and closed.
  • the hardness (HV) is 500 or more and the microstructure may be formed of a material composed of tempered martensite and spherical carbide.
  • the thrust plate 500 is formed of the same material as the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 , the roughness (Ra) is formed to be 0.2 or less, and the hardness (HV) is 500 or more.
  • the microstructure may be composed of tempered martensite and spherical carbide.
  • the austenite structure changes to a body-centered tetragonal (BCT) structure in which the body-centered prism is elongated in the main axis direction through rapid cooling such as quenching.
  • This structure is called martensite and
  • tempered martensite is a tissue that has undergone a low-temperature tempering (tempering) heat treatment process up to about 250 degrees Celsius to improve mechanical properties, and since the toughness and strength of the material are increased, the suction lead plate 320, the discharge lead plate The wear resistance and durability required by the 330 and the thrust plate 500 may be secured.
  • the thrust plate 500 may be formed to have the same thickness as at least one of the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 (eg, a thickness included in the range of 0.3 mm to 0.4 mm). have.
  • the suction lead plate 320 applies continuous and repeated blows to the cylinder block 110 and the valve plate 310 , and the discharge lead plate 330 is attached to the valve plate 310 and the retainer. Since continuous and repeated blows are applied, the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 are made of a material having abrasion resistance and durability, and are opened and closed by the discharge refrigerant having a relatively greater pressure than the suction refrigerant.
  • the discharge lead plate 330 is preferably formed to be thicker than the suction lead plate 320 .
  • the thrust plate 500 supports the rotation shaft 400 when the compressor is driven and has to withstand continuous friction, so it is necessary to secure abrasion resistance and durability.
  • the suction lead plate 320 and the discharge lead having abrasion resistance and durability It may be formed of the same material as the plate 330 and preferably formed to have the same thickness as the discharge lead plate 33 thicker than the suction lead plate 320 .
  • the rotation shaft 400 and the swash plate 220 may be rotated together.
  • the piston 210 may reciprocate within the bore 114 by converting the rotational motion of the swash plate 220 into a linear motion.
  • the suction lead 322 is moved toward the compression chamber and is spaced apart from the valve plate 310 to open the suction hole 312 .
  • the discharge lead 334 may be moved toward the compression chamber and may be in close contact with the valve plate 310 to close the discharge hole 314 . Accordingly, the compression chamber communicates with the suction chamber and is shielded from the discharge chamber, so that the refrigerant in the suction chamber can be sucked into the compression chamber.
  • the refrigerant in the suction chamber flows to the suction guide hole 338 , the refrigerant in the suction guide hole 338 flows to the suction hole 312 , and the refrigerant in the suction hole 312 flows to the It may flow into the compression chamber through the suction lead hole 324 .
  • the suction lead 322 is moved toward the suction chamber and is in close contact with the valve plate 310 to close the suction hole 312 .
  • the discharge lead 334 is continuously in close contact with the valve plate 310 so that the closed state of the discharge hole 314 may be maintained. Accordingly, the compression chamber may be shielded from the suction chamber and the discharge chamber, and the refrigerant in the compression chamber may be compressed.
  • the suction reed 322 continues to be in close contact with the valve plate 310 so that the closed state of the suction hole 312 may be maintained.
  • the discharge lead 334 may be moved toward the discharge chamber and spaced apart from the valve plate 310 to open the discharge hole 314 . Accordingly, the compression chamber may be shielded from the suction chamber and communicate with the discharge chamber, so that the refrigerant compressed in the compression chamber may be discharged into the discharge chamber.
  • the refrigerant in the compression chamber flows to the discharge guide hole 326 , the refrigerant in the discharge guide hole 326 flows to the discharge hole 314 , and the refrigerant in the discharge hole 314 is discharged It may flow into the discharge chamber through the lead hole 336 .
  • the rotary shaft 400 is supported in the axial direction of the rotary shaft 400 by the rotary shaft support.
  • the rotary shaft support according to this embodiment has a simple structure instead of a conventional thrust bearing having a complicated structure As the thrust plate 500 is formed, the cost may be reduced.
  • the thrust plate 500 is formed of the same material as the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330, the front end surface of the rotation shaft 400 and the upper surface of the thrust plate 500 ( As long as the friction between the 530 is reduced, the cost may be further reduced within a range in which damage between the front end surface of the rotation shaft 400 and the upper surface 530 of the thrust plate 500 is suppressed.
  • the physical properties of the material used for the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 satisfy the physical properties required for the thrust plate 500 .
  • the thrust plate 500 is formed of the same material as the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 so that the roughness Ra is 0.2 or less, as in Sample 3 of FIG. Even if the coating layer or the oil groove is not provided, friction may be reduced and damage may be suppressed on the front end surface of the rotation shaft 400 and the upper surface 530 of the thrust plate 500 .
  • the thrust plate is formed of a material different from that of the suction lead plate and the discharge lead plate, and there is a coating layer but no oil groove, and wear occurs.
  • the thrust plate has a suction lead When the plate and discharge lead plate are formed of a different material and there is a coating layer and oil groove, no wear occurs.
  • the thrust plate is formed of the same material as the suction lead plate and the discharge lead plate, and the coating layer and oil As there was no groove, no wear occurred.
  • the thrust plate 500 is formed of the same material as the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 and the hardness (HV) is 500 or more, the hardness of the thrust plate 500 is It is possible to suppress damage to the upper surface 530 of the thrust plate 500 that is greater than the hardness of the rotation shaft 400 .
  • the thrust plate 500 is formed of the same material as the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 and the microstructure is made of tempered martensite and spherical carbide, the thrust plate ( The wear resistance of 500 ) is improved, so that damage to the upper surface 530 of the thrust plate 500 can be further suppressed.
  • the manufacturing cost of the thrust plate 500 may be reduced.
  • the thrust plate 500 , the suction lead plate 320 , and the discharge lead plate 330 are formed of the same material, the material cost required to purchase the material and the material are processed with the effect of economies of scale The processing cost required to do this is reduced, so that the manufacturing cost of the compressor can be further reduced.
  • the thrust plate 500 is formed to have the same thickness as at least one of the suction lead plate 320 and the discharge lead plate 330 , the cost may be further reduced. That is, for example, when the thrust plate 500 is formed to have the same thickness as the discharge lead plate 330 , the portion of the plate material to be discarded after the discharge lead plate 330 is formed from the plate material is the thrust plate 500 . ), and the cost can be reduced.

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Abstract

본 발명은 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법에 관한 것으로서, 흡입실과 토출실을 갖는 하우징; 흡입실로부터 냉매를 흡입 및 압축하여 토출실로 토출하는 압축기구; 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축; 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 및 압축기구의 압축실을 흡입실 및 토출실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구;를 포함하고, 하우징은 압축기구가 수용되는 실린더 블록, 실린더 블록의 전방에 결합되는 프론트 하우징 및 실린더 블록의 후방에 결합되고 흡입실과 토출실을 갖는 리어 하우징을 포함하고, 밸브기구는 실린더 블록과 리어 하우징 사이에 개재되는 밸브 플레이트, 실린더 블록과 밸브 플레이트 사이에 개재되는 흡입 리드 플레이트 및 밸브 플레이트와 리어 하우징 사이에 개재되는 토출 리드 플레이트를 포함하고, 스러스트 플레이트는 흡입 리드 플레이트 또는 토출 리드 플레이트와 동일 재질로 형성됨에 따라, 회전축 지지체의 원가를 절감하면서 손상을 방지할 수 있다. * 대표도: 도 1

Description

압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법
본 발명은, 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구동원으로부터 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축을 지지하는 회전축 지지체의 원가를 절감하면서 회전축 지지체의 손상을 방지할 수 있도록 한 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.
왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
이러한 압축기는 통상적으로 냉매를 압축하는 압축기구 및 구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축을 포함한다.
그리고, 압축기는 상기 회전축을 상기 회전축의 축 방향으로 지지하는 회전축 지지체를 더 포함한다.
구체적으로, 대한민국 등록특허공보 10-1181157호를 참조하면, 종래의 일 실시예(도 1 및 도 2에 도시된 실시예)에 따른 압축기는, 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구(160, 170, 140), 상기 하우징의 외부에 구비되는 구동원(예를 들어, 엔진)으로부터 상기 압축기구(160, 170, 140)로 회전력을 전달하는 회전축(150) 및 상기 회전축(150)을 상기 회전축(150)의 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링(153a, 154, 153b)를 포함한다.
그러나, 이러한 종래의 일 실시예에 따른 압축기에 있어서는, 상기 스러스트 베어링(153a, 154, 153b)의 구조가 복잡하여 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 일 실시예에 따른 압축기의 문제점을 해소하기 위해, 대한민국 등록특허공보 10-1181157호에서는, 종래의 다른 실시예(도 3 및 도 4에 도시된 실시예)에 따른 압축기가 개시되어 있다. 즉, 종래의 다른 실시예에 따른 압축기에서는 종래의 일 실시예에 따른 압축기의 스러스트 베이링(153a, 154, 153b)을 대체하는 스러스트 플레이트(52)를 포함한다.
그러나, 이러한 종래의 다른 실시예에 따른 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법에 있어서는, 비록 스러스트 플레이트(52)의 표면에 코팅층이 형성되나, 스러스트 플레이트(52)와 회전축(50) 사이에 오일 공급이 부족하여 상기 코팅층이 벗겨지고, 결국 스러스트 플레이트(52)가 손상되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 회전축 지지체의 원가를 절감하면서 손상을 방지할 수 있는 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 흡입실과 토출실을 갖는 하우징; 상기 흡입실로부터 냉매를 흡입하고 압축하여 상기 토출실로 토출하는 압축기구; 구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축; 상기 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 및 상기 압축기구의 압축실을 상기 흡입실 및 상기 토출실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구;를 포함하고, 상기 하우징은 상기 압축기구가 수용되는 실린더 블록, 상기 실린더 블록의 전방에 결합되는 프론트 하우징 및 상기 실린더 블록의 후방에 결합되고 상기 흡입실과 상기 토출실을 갖는 리어 하우징을 포함하고, 상기 밸브기구는 상기 실린더 블록과 상기 리어 하우징 사이에 개재되는 밸브 플레이트, 상기 실린더 블록과 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되고 상기 밸브 플레이트에 형성된 흡입공을 개폐하는 흡입 리드 플레이트 및 상기 밸브 플레이트와 상기 리어 하우징 사이에 개재되고 상기 밸브 플레이트에 형성된 토출공을 개폐하는 토출 리드 플레이트를 포함하고, 상기 스러스트 플레이트는 상기 흡입 리드 플레이트 또는 상기 토출 리드 플레이트와 동일 재질로 형성되는 압축기를 제공한다.
상기 스러스트 플레이트는 상기 토출 리드 플레이트와 동일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트는 상기 스러스트 플레이트의 두께가 0.3mm 내지 0.4mm 범위에 포함되게 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트는 조도(Ra)가 0.2 이하로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트는 경도(HV)가 500 이상으로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트는 냉간 압연 탄소강 스트립으로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트는 미세구조가 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite) 및 스피리컬 카바이드(spherical carbide)로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트의 베어링 면에는 코팅층이 형성되지 않을 수 있다.
상기 스러스트 플레이트의 베어링 면은 평면으로 형성될 수 있다.
상기 회전축의 선단면 전체가 상기 스러스트 플레이트의 베어링 면과 접촉되게 형성될 수 있다.
상기 회전축의 선단면에는 음각진 오일 포켓이 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트에는 상기 스러스트 플레이트를 관통하여 상기 오일 포켓과 연통되는 연통공이 형성될 수 있다.
상기 연통공의 내경은 상기 오일 포켓의 내경보다 작게 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 판재로부터 상기 압축기의 흡입 리드 플레이트와 토출 리드 플레이트 중 적어도 하나를 형성하는 단계; 및 상기 판재 중 상기 흡입 리드 플레이트와 상기 토출 리드 플레이트 중 적어도 하나를 형성하고 남은 부분으로 상기 압축기의 스러스트 플레이트를 형성하는 단계를 포함하는 압축기용 스러스트 플레이트 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의한 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법은, 흡입실과 토출실을 갖는 하우징; 상기 흡입실로부터 냉매를 흡입하고 압축하여 상기 토출실로 토출하는 압축기구; 구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축; 상기 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 및 상기 압축기구의 압축실을 상기 흡입실 및 상기 토출실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구;를 포함하고, 상기 하우징은 상기 압축기구가 수용되는 실린더 블록, 상기 실린더 블록의 전방에 결합되는 프론트 하우징 및 상기 실린더 블록의 후방에 결합되고 상기 흡입실과 상기 토출실을 갖는 리어 하우징을 포함하고, 상기 밸브기구는 상기 실린더 블록과 상기 리어 하우징 사이에 개재되는 밸브 플레이트, 상기 실린더 블록과 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되고 상기 밸브 플레이트에 형성된 흡입공을 개폐하는 흡입 리드 플레이트 및 상기 밸브 플레이트와 상기 리어 하우징 사이에 개재되고 상기 밸브 플레이트에 형성된 토출공을 개폐하는 토출 리드 플레이트를 포함하고, 상기 스러스트 플레이트는 상기 흡입 리드 플레이트 또는 상기 토출 리드 플레이트와 동일 재질로 형성됨에 따라, 회전축 지지체의 원가를 절감하면서 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 압축기에서 회전축과 스러스트 플레이트를 확대하여 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 스러스트 플레이트를 도시한 좌측면도,
도 4는 도 3의 스러스트 플레이트와 동일 재질로 형성되는 밸브기구의 리드 플레이트를 도시한 분해 사시도,
도 5는 스러스트 플레이트의 종류별 내마모 특성을 비교한 도표이다.
이하, 본 발명에 의한 압축기 및 이에 포함되는 스러스트 플레이트 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 압축기에서 회전축과 스러스트 플레이트를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 스러스트 플레이트를 도시한 좌측면도이며, 도 4는 도 3의 스러스트 플레이트와 동일 재질로 형성되는 밸브기구의 리드 플레이트를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 스러스트 플레이트의 종류별 내마모 특성을 비교한 도표이다.
첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 흡입실과 토출실을 갖는 하우징(100), 상기 흡입실로부터 냉매를 흡입하고 압축하여 상기 토출실로 토출하는 압축기구(200), 상기 압축실을 상기 흡입실 및 상기 토출실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구(300), 구동원(예를 들어, 엔진)(미도시)으로부터 상기 압축기구(200)로 회전력을 전달하는 회전축(400) 및 상기 회전축(400)을 상기 회전축(400)의 축 방향으로 지지하는 회전축 지지체를 포함할 수 있다.
상기 하우징(100)은, 상기 압축기구(200)가 수용되는 실린더 블록(110), 상기 실린더 블록(110)의 전방측에 결합되는 프론트 하우징(120) 및 상기 실린더 블록(110)의 후방측에 결합되는 리어 하우징(130)을 포함할 수 있다.
상기 실린더 블록(110)의 중심 측에는 상기 회전축(400)이 삽입되는 센터 보어(112)가 형성되고, 상기 실린더 블록(110)의 외주부 측에는 압축실을 이루고 후술할 피스톤(210)이 삽입되는 보어(114)가 형성될 수 있다.
상기 프론트 하우징(120)은 상기 실린더 블록(110)과 체결되어 후술할 사판(220)이 수용되는 크랭크실을 형성할 수 있다.
상기 리어 하우징(130)은 상기 압축실로 유입될 냉매가 수용되는 상기 흡입실 및 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 상기 토출실을 포함할 수 있다.
상기 압축기구(200)는, 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동 가능하게 구비되는 피스톤(210), 상기 회전축(400)에 체결되어 상기 회전축(400)과 함께 회전되며 상기 피스톤(210)을 왕복 운동 시키는 사판(220)을 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예의 경우 상기 압축기구(200)가 소위 사판 방식으로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 스크롤 방식 등 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
상기 밸브기구(300)는, 상기 실린더 블록(110)과 상기 리어 하우징(130) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(310), 상기 실린더 블록(110)과 상기 밸브 플레이트(310) 사이에 개재되는 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 밸브 플레이트(310)와 상기 리어 하우징(130) 사이에 개재되는 토출 리드 플레이트(330)를 포함할 수 있다.
상기 밸브 플레이트(310)는 원판형으로 형성되고, 상기 흡입실로부터 상기 압축실로 유동되는 냉매의 유로 중 일부를 구성하는 흡입공(312) 및 상기 압축실로부터 상기 토출실로 유동되는 냉매의 유로 중 일부를 구성하는 토출공(314)을 포함할 수 있다.
상기 흡입 리드 플레이트(320)는 상기 밸브 플레이트(310)와 동심을 이루면서 상기 토출공(314)까지 복개할 만한 직경을 갖는 원판형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 흡입 리드 플레이트(320)는, 상기 흡입공(312)과 상기 토출공(314)에 대향되는 위치에 배치되는 흡입 리드(322), 상기 흡입 리드(322)를 둘러싸는 흡입 리드 홀(324) 및 상기 흡입 리드(322)의 내측에서 상기 압축실과 상기 토출공(314)을 연통시키는 토출안내공(326)을 포함할 수 있다.
상기 토출 리드 플레이트(330)는, 상기 밸브 플레이트(310)와 동심을 이루면서 상기 흡입공(312)을 복개할 만한 직경을 갖는 토출 원판(332), 상기 토출 원판(332)의 외주부로부터 상기 토출공(314)에 대향되는 위치까지 반경 방향으로 돌출되는 토출 리드(334), 상기 토출 원판(332) 및 상기 토출 리드(334)를 둘러싸는 토출 리드 홀(336) 및 상기 토출 원판(332)의 내측에서 상기 흡입실과 상기 흡입공(312)을 연통시키는 흡입안내공(338)을 포함할 수 있다.
상기 회전축(400)은 일 방향으로 연장 형성되고, 일단부가 상기 하우징(100)의 센터 보어(112)에 삽입되어 상기 센터 보어(112)에 미리 구비된 상기 회전축 지지체에 지지되고, 타단부가 상기 구동원(미도시)에 연결되며, 중단부가 상기 압축기구(200)에 연결될 수 있다.
상기 회전축 지지체는 하중 지지 능력 향상, 구조 단순화, 제조 용이성 및 원가 절감을 위해 상기 회전축(400)의 선단면에 미끄럼 접촉되는 스러스트 플레이트(500)로 형성될 수 있다.
상기 스러스트 플레이트(500)는, 상기 센터 보어(112)의 내주면에 대향되는 외주면(510), 상기 센터 보어(112)의 기저면에 대향되는 저면(520) 및 상기 회전축(400)의 선단면에 대향되는 상면(530)을 갖는 원판형으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 센터 보어(112)에는 상기 스러스트 플레이트(500)를 상기 회전축(400) 측으로 가압하는 탄성부재(600)가 구비되고, 상기 스러스트 플레이트(500)의 저면(520)은 상기 탄성부재(600)에 지지될 수 있다.
그리고, 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)은 상기 회전축(400)의 선단면을 지지하는 베어링면으로서, 상기 회전축(400)과의 마찰 저감을 위해 예를 들어 PTFE 코팅층이 상기 상면(530)에 형성될 수도 있겠으나, 후술할 바와 같이 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일한 재질로 형성될 경우에는 상기 코팅층이 형성되지 않더라도 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 손상이 발생되는 것이 억제되므로 본 실시예와 같이 원가절감을 위해 상기 스러스트 플레이트(500) 상면(530)에 코팅층이 형성되지 않을 수 있다.
그리고, 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에는 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)과 상기 회전축(400)의 선단면 사이에 오일을 공급하여 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)과 상기 회전축(400)의 선단면 사이 마찰을 감소시키기 위해 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 음각진 오일 그루브가 형성될 수도 있겠으나, 이 역시 상기 코팅층과 마찬가지 이유로 본 실시예와 같이 상기 스러스트 플레이트(500) 상면(530)에 상기 오일 그루브가 형성되지 않을 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)은 평면으로 형성되고, 상기 회전축(400)의 선단면 전체가 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)과 접촉되게 형성될 수 있다.
다만, 상기 오일 그루브가 형성되지 않더라도, 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)과 상기 회전축(400)의 선단면 사이에 오일을 공급하기 유리하도록, 상기 회전축(400)의 선단면에는 상기 회전축(400)의 선단면으로부터 음각진 오일 포켓(410)이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트(500)에는 상기 스러스트 플레이트(500)를 관통하여 상기 오일 포켓(410)을 상기 탄성부재(600)가 구비되는 스프링실(스러스트 플레이트의 저면, 센터 보어의 기저면 및 센터 보어의 내주면이 이루는 공간)(C)과 연통시키는 연통공(540)이 형성될 수 있다.
여기서, 도 2를 참조하면, 상기 센터 보어(112)의 내주면에는 상기 회전축(400)을 반경방향으로 지지하는 환형의 부시(B)가 압입되고, 상기 회전축(400)은 상기 부시(B)의 내주부에 삽입되며, 상기 부시(B)의 내주면과 상기 회전축(400)의 외주면 사이에는 갭이 형성될 수 있다. 이때, 오일은 도 2의 화살표와 같이 유동될 수 있다. 즉, 오일은 상기 갭을 통해 상기 크랭크실로부터 상기 스러스트 플레이트(500) 측으로 유동된 후 상기 회전축(400)과 상기 스러스트 플레이트(500) 사이를 통해 상기 오일 포켓(410)으로 유동되고 상기 센터 보어(112)의 내주면과 상기 스러스트 플레이트(500)의 외주면 사이를 통해 상기 스프링실(C)로 유동될 수 있다. 그리고, 오일은 그 반대로도 유동될 수 있다. 그리고, 상기 오일 포켓(410)의 오일이 부족하면 상기 스프링실(C)의 오일이 상기 연통공(540)을 통해 상기 오일 포켓(410)으로 유동되어, 상기 오일 포켓(410)의 오일로 상기 회전축(400)과 상기 스러스트 플레이트(500) 사이의 마찰면에 충분한 오일이 공급될 수 있다. 그리고, 상기 오일 포켓(410)의 오일이 과도하면 상기 오일 포켓(410)의 오일이 상기 연통공(540)을 통해 상기 스프링실(C)로 유동될 수 있다. 다만, 상기 오일 포켓(410)의 오일이 상기 연통공(540)을 통해 상기 센터 보어(112)로 과도하게 배출되어, 상기 오일 포켓(410)의 저유량이 과도하게 감소될 경우, 상기 회전축(400)과 상기 스러스트 플레이트(500) 사이 마찰면으로 공급되는 오일의 양이 감소되어, 상기 회전축(400)의 선단면과 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530) 사이 윤활에 차질이 발생될 수 있다. 이를 고려하여, 본 실시예의 경우, 상기 오일 포켓(410)의 오일이 상기 연통공(540)을 통해 상기 센터 보어(112)으로 과도하게 배출되는 것을 억제하여 상기 오일 포켓(410)의 저유량이 과도하게 감소되는 것을 방지하기 위해, 상기 연통공(540)의 내경(D1)이 상기 오일 포켓(410)의 내경(더욱 정확히는 오일 포켓의 개구의 내경)(D2)보다 작게 형성될 수 있다.
한편, 상기 스러스트 플레이트(500)는, 전술할 바와 같이 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 별도의 코팅층이나 오일 그루브를 형성하지 않고도 충분한 내마모성 및 윤활 성능을 갖출 수 있도록, 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입 리드 플레이트(320)와 상기 토출 리드 플레이트(330)는 냉간 압연 탄소강 스트립(cold rolled high carbon steel strip)으로 스탬핑 공정을 통해 형성되는데, 상기 흡입공(312)과 상기 토출공(314)을 누설없이 개폐하도록, 그리고 상기 흡입공(312)과 상기 토출공(314)을 개폐할 때 상기 흡입 리드(322)와 상기 토출 리드(334)가 상기 밸브 플레이트(310)와 충돌되며 상기 밸브 플레이트(310)를 손상시키지 않도록, 조도(Ra)가 0.2 이하로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 흡입 리드 플레이트(320)와 상기 토출 리드 플레이트(330)는, 상기 흡입공(312)과 상기 토출공(314)을 개폐할 때 상기 흡입 리드(322)와 상기 토출 리드(334)가 손상되지 않도록, 경도(HV)가 500 이상이고 미세구조가 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite) 및 스피리컬 카바이드(spherical carbide)로 구성되는 재질로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일 재질로 형성됨에 따라, 조도(Ra)가 0.2 이하로 형성되고, 경도(HV)가 500 이상으로 형성되며, 미세구조가 템퍼드 마르텐사이트 및 스피리컬 카바이드로 구성될 수 있다.
참고로, 오스테나이트 조직이 담금질과 같은 급속냉각을 통해 FCC 구조가 체심사각 프리즘이 주축 방향으로 길어지는 체심정방격자(BCT: Body-Centered Tetragonal) 구조로 변화하는데 이러한 구조를 마르텐사이트라 하고, 기계적 성질 향상을 위해 약 섭씨 250도까지의 저온 템퍼링(뜨임) 열처리 공정을 거친 조직이 템퍼드 마르텐사이트이며, 재료의 인성 및 강도가 증대되기 때문에 상기 흡입 리드 플레이트(320), 상기 토출 리드 플레이트(330) 및 상기 스러스트 플레이트(500)에서 필요로 하는 내마모성 및 내구성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 스러스트 플레이트(500)는 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330) 중 적어도 하나와 동일한 두께(예를 들어, 0.3mm 내지 0.4mm 범위에 포함되는 두께)로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입 리드 플레이트(320)는 상기 실린더 블록(110) 및 상기 밸브 플레이트(310)에 지속적이고 반복적인 타격을 가하고, 상기 토출 리드 플레이트(330)는 상기 밸브 플레이트(310)와 리테이너에 지속적이고 반복적인 타격을 가하므로, 상기 흡입 리드 플레이트(320)와 상기 토출 리드 플레이트(330)는 내마모성 및 내구성을 갖는 재질로 형성되고, 흡입 냉매보다 상대적으로 큰 압력의 토출 냉매에 의해 개폐되는 상기 토출 리드 플레이트(330)는 상기 흡입 리드 플레이트(320)보다 더 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 스러스트 플레이트(500)는 압축기 구동 시 상기 회전축(400)을 지지하며 지속적인 마찰에 견뎌야 하므로 내마모성 및 내구성을 확보해야 하는 바, 내마모성 및 내구성을 갖는 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일 재질로 형성되며, 상기 흡입 리드 플레이트(320)보다 더 두꺼운 상기 토출 리드 플레이트(33)와 동일한 두께로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.
즉, 상기 구동원(미도시)으로부터 상기 회전축(400)에 동력이 전달되면, 상기 회전축(400)과 상기 사판(220)이 함께 회전될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(210)은 상기 사판(220)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(210)이 상사점으로부터 하사점으로 이동 시, 상기 흡입 리드(322)가 상기 압축실 측으로 이동되며 상기 밸브 플레이트(310)로부터 이격되어 상기 흡입공(312)이 개방될 수 있다. 그리고, 상기 토출 리드(334)가 상기 압축실 측으로 이동되며 상기 밸브 플레이트(310)에 밀착되어 상기 토출공(314)이 폐쇄될 수 있다. 이에 따라, 상기 압축실은 상기 흡입실과는 연통되고 상기 토출실과는 차폐되어, 상기 흡입실의 냉매가 상기 압축실로 흡입될 수 있다. 즉, 상기 흡입실의 냉매가 상기 흡입안내공(338)으로 유동되고, 상기 흡입안내공(338)의 냉매가 상기 흡입공(312)으로 유동되고, 상기 흡입공(312)의 냉매가 상기 상기 흡입 리드 홀(324)을 통해 상기 압축실로 유동될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(210)이 하사점으로부터 상사점으로 이동 시, 상기 흡입 리드(322)가 상기 흡입실 측으로 이동되며 상기 밸브 플레이트(310)에 밀착되어 상기 흡입공(312)이 폐쇄될 수 있다. 그리고, 상기 토출 리드(334)는 상기 밸브 플레이트(310)에 계속 밀착되어 있어 상기 토출공(314)의 폐쇄 상태가 유지될 수 있다. 이에 따라, 상기 압축실은 상기 흡입실 및 상기 토출실과는 차폐되고, 상기 압축실의 냉매가 압축될 수 있다.
그리고, 상기 피스톤(210)이 상사점에 도달 시, 상기 흡입 리드(322) 상기 밸브 플레이트(310)와 계속 밀착되어 있어 상기 흡입공(312)의 폐쇄 상태가 유지될 수 있다. 그리고, 상기 토출 리드(334)가 상기 토출실 측으로 이동되며 상기 밸브 플레이트(310)로부터 이격되어 상기 토출공(314)이 개방될 수 있다. 이에 따라, 상기 압축실은 상기 흡입실과는 차폐되고 상기 토출실과는 연통되어, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 상기 토출실로 토출될 수 있다. 즉, 상기 압축실의 냉매가 상기 토출안내공(326)으로 유동되고, 상기 토출안내공(326)의 냉매가 상기 토출공(314)으로 유동되고, 상기 토출공(314)의 냉매가 상기 토출 리드 홀(336)을 통해 상기 토출실로 유동될 수 있다.
한편, 이러한 냉매 압축 과정에서, 상기 회전축(400)은 상기 회전축 지지체에 의해 상기 회전축(400)의 축 방향으로 지지되는데, 본 실시예에 따른 회전축 지지체는 구조가 복잡한 종래의 스러스트 베어링 대신 구조가 단순한 상기 스러스트 플레이트(500)로 형성됨에 따라 원가가 절감될 수 있다.
그리고, 상기 스러스트 플레이트(500)는 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일 재질로 형성됨에 따라, 상기 회전축(400)의 선단면 및 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530) 사이 마찰이 감소되는 범위 내에서, 상기 회전축(400)의 선단면 및 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530) 사이 손상이 억제되는 범위 내에서, 원가가 더욱 절감될 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입 리드 플레이트(320)와 상기 토출 리드 플레이트(330)에 사용되는 소재의 물성치는 상기 스러스트 플레이트(500)에 요구되는 물성치를 충족시킨다.
즉, 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일 재질로 형성되어 조도(Ra)가 0.2 이하로 형성되면, 도 5의 샘플 3과 같이, 별도의 코팅층이나 오일 그루브가 구비되지 않더라도, 상기 회전축(400)의 선단면 및 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 마찰이 감소되고 손상이 억제될 수 있다. 참고로, 도 5의 샘플 1은 스러스트 플레이트가 흡입 리드 플레이트 및 토출 리드 플레이트와 다른 재질로 형성되고 코팅층은 있으나 오일 그루브가 없는 경우로서 마모가 발생되고, 도 5의 샘플 2는 스러스트 플레이트가 흡입 리드 플레이트 및 토출 리드 플레이트와 다른 재질로 형성되고 코팅층 및 오일 그루브가 있는 경우로서 마모가 발생되지 않으며, 도 5의 샘플 3은 스러스트 플레이트가 흡입 리드 플레이트 및 토출 리드 플레이트와 동일한 재질로 형성되고 코팅층 및 오일 그루브가 없는 경우로서 마모가 발생되지 않았다.
그리고, 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일 재질로 형성되어 경도(HV)가 500 이상으로 형성되면, 상기 스러스트 플레이트(500)의 경도가 상기 회전축(400)의 경도보다 커서 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 손상이 발생되는 것이 억제될 수 있다.
그리고, 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일 재질로 형성되어 미세구조가 템퍼드 마르텐사이트 및 스피리컬 카바이드로 구성되면, 상기 스러스트 플레이트(500)의 내마모성이 향상되어 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 손상이 발생되는 것이 더욱 억제될 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 상기 스러스트 플레이트(500)의 상면(530)에 별도의 코팅층이나 오일 그루브가 형성되지 않음에 따라, 상기 스러스트 플레이트(500)의 제조원가가 감소될 수 있다.
그리고, 상기 스러스트 플레이트(500), 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330)가 서로 동일한 소재로 형성됨에 따라, 규모의 경제 효과로, 소재를 구입하는데 소요되는 재료비 및 소재를 가공하는데 소요되는 가공비가 절감되어, 압축기의 제조원가가 더욱 감소될 수 있다.
또한, 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 흡입 리드 플레이트(320) 및 상기 토출 리드 플레이트(330) 중 적어도 하나와 동일한 두께로 형성됨에 따라 원가가 더욱 절감될 수 있다. 즉, 예를 들어, 상기 스러스트 플레이트(500)가 상기 토출 리드 플레이트(330)와 동일한 두께로 형성될 경우, 판재로부터 상기 토출 리드 플레이트(330)가 형성된 후 버려질 판재 부분이 상기 스러스트 플레이트(500)를 형성하는데 활용되어, 원가가 절감될 수 있다.

Claims (14)

  1. 흡입실과 토출실을 갖는 하우징;
    상기 흡입실로부터 냉매를 흡입하고 압축하여 상기 토출실로 토출하는 압축기구;
    구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축;
    상기 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 및
    상기 압축기구의 압축실을 상기 흡입실 및 상기 토출실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구;를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 압축기구가 수용되는 실린더 블록, 상기 실린더 블록의 전방에 결합되는 프론트 하우징 및 상기 실린더 블록의 후방에 결합되고 상기 흡입실과 상기 토출실을 갖는 리어 하우징을 포함하고,
    상기 밸브기구는 상기 실린더 블록과 상기 리어 하우징 사이에 개재되는 밸브 플레이트, 상기 실린더 블록과 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되고 상기 밸브 플레이트에 형성된 흡입공을 개폐하는 흡입 리드 플레이트 및 상기 밸브 플레이트와 상기 리어 하우징 사이에 개재되고 상기 밸브 플레이트에 형성된 토출공을 개폐하는 토출 리드 플레이트를 포함하고,
    상기 스러스트 플레이트는 상기 흡입 리드 플레이트 또는 상기 토출 리드 플레이트와 동일 재질로 형성되는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 상기 토출 리드 플레이트와 동일한 두께로 형성되는 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 상기 스러스트 플레이트의 두께가 0.3mm 내지 0.4mm 범위에 포함되게 형성되는 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 조도(Ra)가 0.2 이하로 형성되는 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 경도(HV)가 500 이상으로 형성되는 압축기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 냉간 압연 탄소강 스트립으로 형성되는 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트는 미세구조가 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite) 및 스피리컬 카바이드(spherical carbide)로 형성되는 압축기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트의 베어링 면에는 코팅층이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트의 베어링 면은 평면으로 형성되는 압축기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회전축의 선단면 전체가 상기 스러스트 플레이트의 베어링 면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 회전축의 선단면에는 음각진 오일 포켓이 형성되는 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스러스트 플레이트에는 상기 스러스트 플레이트를 관통하여 상기 오일 포켓과 연통되는 연통공이 형성되는 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연통공의 내경은 상기 오일 포켓의 내경보다 작게 형성되는 압축기.
  14. 판재로부터 제1항에 따른 압축기의 흡입 리드 플레이트와 토출 리드 플레이트 중 적어도 하나를 형성하는 단계; 및
    상기 판재 중 상기 흡입 리드 플레이트와 상기 토출 리드 플레이트 중 적어도 하나를 형성하고 남은 부분으로 상기 압축기의 스러스트 플레이트를 형성하는 단계를 포함하는 압축기용 스러스트 플레이트 제조방법.
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