KR102006341B1 - 가변 용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 샤프트, 회전 샤프트에 결합되어 회전 샤프트와 일체로 회전하며 일측에 힌지부가 형성된 로터, 로터와 대향하도록 회전 샤프트에 결합되며 힌지부와 대응 결합되는 힌지수용부가 일측에 형성된 허브, 허브의 외주면에 형성되며 경사각이 가변되는 사판을 포함하는 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 것으로, 압축기의 구동 이전 상태에서 사판이 회전 샤프트 축 방향의 수직한 방향에 대하여 0.2°이상인 초기 경사각을 갖도록 경사진 채 배치됨으로써, 별도의 가압스프링을 포함하지 않더라도 압축기의 구동 초기시 용이하게 사판각의 제어가 가능하다.

Description

가변 용량형 사판식 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 가압스프링이 없이도 구동 초기의 사판각 제어가 가능한 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 냉각시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.

여기서, 왕복식에는 구동원의 구동력을, 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

한편, 사판식 압축기로는 사판의 설치각도가 고정된 고정 용량형 타입과, 사판의 경사각을 변화시켜 토출 용량을 변화시킬 수 있는 가변 용량형 타입이 있다.

도 1에는 일반적인 가변 용량형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다. 이하, 도 1을 참고하여 가변 용량형 사판식 압축기의 개략적인 구성을 설명하기로 한다.

가변 용량형 사판식 압축기(10, 이하, '압축기')에는 압축기(10)의 외관과 골격의 일부를 형성하는 실린더 블럭(20)이 구비된다. 이때, 실린더 블럭(20)의 중앙을 관통하여 센터 보어(21)가 형성되며, 이 센터 보어(21)에는 회전축(30)이 회전 가능하게 설치된다.

센터 보어(21)를 방사상으로 둘러싸도록 복수의 실린더 보어(22)가 실린더 블럭(20)을 관통하여 형성되며, 실린더 보어(22)의 내부에는 피스톤(23)이 직선 왕복 운동 가능하게 설치된다. 이때, 피스톤(23)은 원기둥 형상으로 형성되고, 실린더 보어(22)는 이에 대응되는 원통형의 공간이며, 피스톤(23)의 왕복 운동에 의해 실린더 보어(22) 내의 냉매가 압축된다.

실린더 블럭(20)의 전방에 전방 하우징(40)이 결합된다. 전방 하우징(40)은 실린더 블럭(20)과의 대향면이 요입되어 실린더 블럭(20)과 함께 내부에 크랭크실(41)을 형성한다.

전방 하우징(40)의 전방에는 엔진 등 외부 동력원(미도시)과 연결되는 풀리(42)가 회전 가능하게 설치되며, 풀리(42)의 회전에 연동하여 회전축(30)이 회전하게 된다.

실린더 블럭(20)의 후방에는 후방 하우징(50)이 결합된다. 이때, 후방 하우징(50)에는 실린더 보어(22)와 선택적으로 연통되게, 후방 하우징(50)의 외주 측 가장자리에 인접한 위치를 따라 토출실(51)이 형성되고, 토출실(51)의 반경방향 내측 즉, 후방 하우징(50)의 중앙부에는 흡입실(52)이 형성된다.

이때, 실린더 블럭(20)과 후방 하우징(50) 사이에는 밸브플레이트(60)가 개재되며, 토출실(51)은 밸브플레이트(60)에 형성되는 토출구(61)를 통해 실린더 보어(22)와 연통되고, 흡입실(52)은 밸브플레이트(60)의 흡입구(62)를 통해 실린더 보어(22)와 연통된다.

한편, 회전축(30)의 일측에 로터(70)가 설치되는데, 로터(70)는 회전축(30) 회전시 회전축(30)과 일체로 회전하게 된다. 이때, 로터(70)는 회전축(30)이 중앙을 관통하도록 크랭크실(41) 내에 설치되며, 로터(70)의 일면에는 힌지부(71)가 돌출 형성된다.

로터(70)와 이격하여 회전축(30) 상에 사판(80)이 설치된다. 사판(80)에는 로터(70)의 힌지부(71)와 힌지 결합하는 힌지수용부(81)가 돌출 형성되며, 힌지핀(72)에 의해 로터(70)의 힌지부(71)와 사판(80)의 힌지수용부(81)가 힌지 결합되어, 로터(70) 회전시 사판(80)이 함께 회전하게 된다.

사판(80)은 슈(82)에 의해 각각의 피스톤(23)과 연결되며, 사판(80)의 회전에 의해 피스톤(23)은 실린더 보어(22) 내에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

이때, 압축기(10)의 냉매 토출량이 조절될 수 있도록, 회전축(30)에 대한 사판(80)의 각도가 가변될 수 있게 설치되는데 이를 위해, 토출실(51)과 크랭크실(41)을 연통하는 유로(미도시)의 개도가 압력조절밸브(미도시)에 의해 조절되며, 크랭크실(41)의 압력 변화에 의해 사판(80)의 경사각이 변화하게 된다.

압축기의 구동 초기 상태를 보면, 먼저 회전축(30)이 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하면 회전축(30)과 로터(70)가 함께 회전한다. 로터(70)가 회전하면 크랭크실(41)내의 설정압력과 가압스프링(63) 및 복귀스프링(64)의 탄성 가압 작용에 의해 사판(80)이 회전축(30)의 길이방향을 따라 왕복 이동함과 동시에 경사각이 변하면서 회전하게 된다.

이와 같이, 압축기의 구동 초기에는 사판(80)의 각도가 커지도록 돕기 위하여 가압스프링(63)이 필요하다. 그러나, 압축기의 작동 이후, 즉 사판(80)의 경사각이 형성된 이후에는 가압스프링(63)은 압축기의 작동에 관여하지 않기 때문에 불필요한 부품이 된다.

가압스프링이 이처럼 압축기의 작동 과정에서 수행하는 역할이 크지 않음에도 별도의 부품으로서 압축기 내 장착되어야 하기 때문에, 종래의 사판식 압축기는 압축기 제조에 있어서 부품수의 증가, 생산 공정의 추가 등의 단점이 수반되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 가압스프링이 없이도 압축기의 구동 초기시 사판각의 제어가 용이한 가변 용량형 사판식 압축기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 구동부는, 회전 샤프트, 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하며 일측에 힌지부가 형성된 로터, 상기 로터와 대향하도록 상기 회전 샤프트에 결합되며 상기 힌지부와 대응 결합되는 힌지수용부가 일측에 형성된 허브, 상기 허브의 외주면에 형성되며 경사각이 가변되는 사판을 포함할 수 있으며, 압축기의 구동 이전 상태에서 상기 사판이 상기 회전 샤프트 축 방향의 수직한 방향에 대하여 0°를 초과하는 초기 경사각을 갖도록 경사진 채 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 구동부에 있어서, 상기 초기 경사각은 0.2°이상일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 구동부에 있어서, 상기 초기 경사각을 갖는 상기 사판은 상기 사판의 경사각이 가변되는 방향을 향해 경사질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 구동부에 있어서, 상기 힌지부에 장공 형상의 힌지 슬롯이 형성되고, 상기 힌지수용부에 상기 힌지 슬롯과 연통하는 관통공이 형성되어, 힌지핀이 상기 관통홀과 상기 힌지 슬롯에 관통 결합됨으로써 상기 힌지부와 상기 힌지수용부가 대응 결합되며, 상기 사판은 상기 힌지핀이 상기 힌지 슬롯의 끝단에 지지됨으로써 상기 초기 경사각을 갖도록 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기는, 중앙에 센터 보어가 형성되고 상기 센터 보어의 반경 방향 외측에 원주 방향으로 서로 이격하여 복수의 실린더 보어가 형성되는 실린더 블록, 상기 실린더 블록의 전방에 형성되고 내부에 크랭크실이 형성되는 전방 하우징, 상기 전방 하우징과 상기 실린더 블록의 중앙을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 회전 샤프트, 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하며 일측에 힌지부가 형성된 로터, 상기 로터와 대향하도록 상기 회전 샤프트에 결합되며 상기 힌지부와 대응 결합되는 힌지수용부가 일측에 형성된 허브, 상기 허브의 외주면에 형성되며 상기 크랭크실의 압력 변화에 의해 경사각이 가변되는 사판, 및 상기 회전 샤프트의 회전을 상기 사판을 통해 전달받아 상기 실린더 보어 내에서 직선 왕복 운동하는 피스톤을 포함할 수 있으며, 압축기의 구동 이전 상태에서 상기 사판이, 상기 회전 샤프트 축 방향의 수직한 방향에 대하여 0°를 초과하는 초기 경사각을 갖도록 경사진 채 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 초기 경사각은 0.2°이상일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 초기 경사각을 갖는 상기 사판은 상기 사판의 경사각이 가변되는 방향을 향해 경사질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 힌지부에 장공 형상의 힌지 슬롯이 형성되고, 상기 힌지수용부에 상기 힌지 슬롯과 연통하는 관통공이 형성되어, 힌지핀이 상기 관통홀과 상기 힌지 슬롯에 관통 결합됨으로써 상기 힌지부와 상기 힌지수용부가 대응 결합되며, 상기 사판은, 상기 힌지핀이 상기 힌지 슬롯의 끝단에 지지됨으로써 상기 초기 경사각을 갖도록 배치될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 사판이 초기 경사각으로 경사진 채 배치됨으로써 가압스프링에 의한 탄성 가압력이 작용하지 않더라도 압축기의 구동 초기시 용이하게 사판각 제어가 가능하다.

이로써, 종래에 구비되어야 했던 가압스프링을 포함하지 않을 수 있으며, 그 결과 부품 수의 감소, 제조 공정의 단순화, 및 압축기 중량의 감소 등의 이점을 제공받을 수 있다.

도 1은 종래의 가변 용량형 사판식 압축기 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 단면도.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 가변 용량형 사판식 압축기의 요부 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기(100)는, 크게 하우징(110,120,130)과, 회전 샤프트(161)와, 로터(170)와, 허브(181)와, 사판(180), 및 피스톤(140)을 포함할 수 있다.

여기서, 하우징은 압축기(100)의 전체적인 외관을 이루는 것으로, 도시된 바와 같이 실린더 블록(110), 전방 하우징(120), 및 후방 하우징(130)을 포함할 수 있다.

실린더 블록(110)은 하우징의 전체 길이에서 대략 중간 부분에 위치하며, 전방 하우징(120)과 후방 하우징(130) 사이에 배치되는 통체로 구성될 수 있다. 실린더 블록(110)의 내부 중앙에는 후술하는 회전 샤프트(161)를 수용하는 센터 보어(112)가 형성되고, 센터 보어(112)의 반경 방향 외측으로 복수의 실린더 보어(111)가 형성된다.

각각의 실린더 보어(111)에는 피스톤(140)이 수용되어 왕복 운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

전방 하우징(120)과 후방 하우징(130)은 실린더 블록(110)의 양쪽 개방단을 마감하도록 결합될 수 있다. 전방 하우징(120)은 실린더 블록(110)과 결합하여 내부에 크랭크실(121)이 형성되며, 크랭크실(121) 내에서 후술하는 사판(180)의 회전과 경사각 변화가 이루어진다.

전방 하우징(120)의 일측, 즉 실린더 블록(110)의 반대쪽에는 엔진의 구동력을 받아 회전하는 풀리(122)가 회전가능하게 설치되고, 풀리(122)의 내주에는 회전 샤프트(161)와 결합되는 허브(도시되지 않음)가 설치된다.

실린더 블록(110)과 후방 하우징(130) 사이에는 흡입실(131)에서 실린더 보어(111)로, 상기 실린더 보어(111)에서 토출실(133)로 냉매의 유동을 제어하는 밸브 어셈블리(150)가 개재될 수 있다.

전방 하우징(120)이 설치된 반대쪽의 실린더 블록(110)에는 후방 하우징(130)이 결합된다. 후방 하우징(130)에는 실린더 보어(111)와 선택적으로 연통되는 흡입실(131)이 형성될 수 있다. 흡입실(131)은 후방 하우징(130) 중 실린더 블록(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성될 수 있으며, 흡입실(131)은 실린더 보어(111)의 내부에서 압축될 냉매를 일시적으로 저장하는 역할을 한다.

또한 후방 하우징(130)에는 토출실(133)이 형성될 수 있다. 토출실(133) 역시 실린더 보어(111)와 선택적으로 연통된다. 토출실(133)은 후방 하우징(130) 중 실린더 블록(110)과 마주보는 면의 가장자리에 인접한 위치에 형성된다. 토출실(133)은 실린더 보어(111)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 공간이다. 토출실(133)에 일시적으로 저장된 냉매는 토출포트(미도시)를 통해 압축기(100)의 외부로 배출된다.

실린더 블록(110)과 전방 하우징(120)을 관통하여 회전 샤프트(161)가 설치된다. 회전 샤프트(161)는 엔진으로부터 풀리(122)를 통해 전달되는 구동력으로 회전된다. 회전 샤프트(161)는 실린더 블록(110)과 전방 하우징(120)에 회전가능하게 지지된다. 더욱 구체적으로, 회전 샤프트(161)의 전단부는 전방 하우징(120)의 중앙부를 관통하여 회전 가능하게 지지되며, 회전 샤프트(161)의 후단부는 실린더 블록(110)의 중앙부에 형성된 센터 보어(112)에 회전 가능하게 지지된다.

회전 샤프트(161)에는 로터(170)가 결합되며, 로터(170)는 회전 샤프트(161)와 함께 일체로 회전된다. 로터(170)의 일측에는 후술할 힌지수용부(182)와 대응 결합되는 힌지부(175)가 돌출 형성된다.

로터(170)의 후방에 이격하여, 회전 샤프트(161) 상에 허브(181)가 결합된다. 이때, 허브(181)의 전면 일측에는 로터(170)의 힌지부(175)와 대응 결합하는 힌지수용부(182)가 형성되며, 로터(170)와 허브(181)는 힌지부(175)와 힌지수용부(182)를 연결하는 힌지핀(P)에 의해 힌지 결합된다. 이에 따라, 로터(170) 회전시 허브(181)는 로터(170)와 함께 일체로 회전하게 되며, 후술하는 사판(180)과 함께 회전 샤프트(161)에 대하여 경사각이 변화할 수 있다. 이에 대하여는 도 3 및 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

한편, 로터(170)와 허브(181) 사이에는 사판(180)이 경사졌을 때 원위치로 탄성 가압되도록 하는 복귀스프링(162)이 개재된다.

사판(180)은 허브(181)의 외주면에 결합하여 회전 샤프트(161)의 회전시 로터(170) 및 허브(181)와 함께 일체로 회전하며, 회전 샤프트(161)의 회전 구동력을 피스톤(140)의 왕복 직선운동으로 전환한다. 즉, 피스톤(140) 전단에 절곡 형성되는 걸림부(141)가 슈(142)에 의해 사판(180)의 가장자리 부분에 미끄럼 지지되는데, 사판(180)이 소정 각도 경사져서 회전하면 사판(180)의 가장자리에 걸린 피스톤(140)이 실린더 보어(111) 내부를 왕복 운동하게 된다.

상술한 바와 같이, 사판(180)은 압축기(100)의 냉매 토출 용량이 조절될 수 있도록, 회전 샤프트(161)에 대한 경사 각도가 가변되도록 설치된다. 예를 들어, 사판(180)이 회전 샤프트(161)에 대해 소정 각도 경사지게 되면, 회전 샤프트(161)를 중심으로 사판(180)이 회전할 때, 피스톤(140)이 실린더 보어(111) 내에서 왕복 운동을 하며 냉매를 압축하게 된다. 이와 달리, 회전 샤프트(161)에 대한 사판(180)의 경사각이 90°인 경우, 피스톤(140)의 왕복 운동이 사라지고, 회전 샤프트(161)는 공회전하게 된다.

사판(180)의 경사 각도 조절은 후방 하우징(130)의 일측에 설치되는 압력조절밸브(미도시)에 의해 이루어지는데, 이 압력조절밸브는 토출실(133)과 크랭크실(121)을 연통하는 유로(미도시)의 개도를 조절하며, 사판(180)은 크랭크실(121)의 압력 변화에 따라 그 경사각이 변화하게 된다. 이때, 사판(180)의 경사각 변화에 따라 피스톤(140)의 스트로크(stroke)가 변화되어 냉매의 토출량이 조절되는 것이다.

이에 대하여 좀 더 상세히 설명하자면, 압축기(100) 작동시 냉매의 흡입 및 압축과정에서 발생하는 압축력의 합력으로부터 펌핑 모멘트가 생성되는 한편, 크랭크실(121)의 내부 압력에 의해 크랭크실 모멘트가 생성된다. 이러한 모멘트의 전체적인 합력이 사판(180)의 경사각을 결정하게 되는데, 펌핑 모멘트는 실질적으로 냉매의 압축 및 흡입 과정에서 발생하는 것으로 임의적으로 제어가 불가능하다. 반면에, 크랭크실 모멘트는 크랭크실(121)의 압력을 제어하는 것에 의해 모멘트의 크기를 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 크랭크실(121)의 압력을 변화시킴으로써 사판(180)의 기울기를 변화시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 피스톤(140)은 사판(180)에 의해 실린더 보어(111)의 내부를 왕복 운동하면서 냉매를 압축하는 수단으로서, 사판(180)의 가장자리 부분에 슈(142)를 통해 상대 이동 가능하게 연결되며, 사판(180)의 회전에 의해 실린더 블록(110)의 실린더 보어(111) 내주면을 따라 직선 왕복운동을 함으로써, 실린더 보어(111) 내부로 흡입된 냉매를 압축한다.

이때, 피스톤(140)에 의해 실린더 보어(111)에서 압축된 냉매는 토출구를 통해 후방 하우징(130)의 토출실(133)로 토출된 후, 토출포트(미도시)를 통해 외부의 냉각시스템으로 공급된다.

도 3 및 도 4는 압축기(100)를 구성하는 구동부를 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이, 압축기(100)의 구동부는 크랭크실(121) 내부에 설치되어 실린더 보어(111) 내의 피스톤(140)을 직선 왕복운동시키는 구성으로, 회전 샤프트(161), 로터(170), 허브(181) 및 사판(180)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 로터(170)는 회전 샤프트(161)와 일체로 회전하도록 회전 샤프트(161)에 결합된다. 사판(180)은 허브(181)의 외주면에 허브(181)와 일체로 회전하도록 결합되며, 로터(170)에 힌지 결합된 허브(181)가 회전 샤프트(161) 상에 경사각이 가변되도록 결합됨으로써 회전 샤프트(161) 상에서 사판(180)의 경사각 변화가 가능하게 된다.

로터(170)의 후면 일측에는 힌지부(175)가 돌출 형성될 수 있으며, 힌지부(175)에는 힌지수용부(182)와의 힌지 결합을 위하여 장공 형태의 힌지 슬롯(176)이 형성될 수 있다. 그리고, 허브(181)의 전면 일측에는 힌지부(175)를 수용하는 힌지수용부(182)가 돌출 형성될 수 있다. 힌지수용부(182)는 힌지 슬롯(176)과 연통하는 관통공이 형성될 수 있으며, 관통공과 힌지 슬롯(176)에 차례로 관통 결합되는 힌지핀(P)에 의해 힌지부(175)와 힌지수용부(182)는 상호 힌지결합될 수 있다.

사판(180)의 경사각 변화시, 허브(181)의 힌지수용부(182)에 결합된 힌지핀(P)은 힌지 슬롯(176)을 따라 슬라이드 이동하게 된다. 이때, 로터(170)와 허브(181) 사이에 개재되는 복귀스프링(162)은 사판(180)이 원위치로 복귀하도록 탄성 가압하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 압축기(100)는 압축기(100)의 구동 이전 상태, 즉 사판(180)의 경사각이 가변되도록 제어되기 이전 상태에서, 사판(180)이 회전 샤프트(161)의 축 방향에 대하여 수직한 상태로 배치되는 것이 아니라 경사진 상태로 배치된다.

더욱 구체적으로 사판(180)은 압축기(100)의 구동 이전 상태에서, 회전 샤프트(161) 축 방향의 수직한 방향에 대하여 0°를 초과하는 초기 경사각(α)을 가진 채로 경사진 채 배치되며, 이때, 경사지는 방향은 사판(180)의 경사각이 가변되는 방향, 즉 압축기(100)의 작동시 사판(180)이 기울어지는 방향으로 향할 수 있다.

사판(180)이 이와 같이 초기 경사각(α)을 갖도록 배치됨으로써 종래의 가압스프링(63, 도 1 참조)에 의하지 않더라도 압축기(100)의 구동시 사판(180)의 경사각이 용이하게 커질 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 압축기(100)는 가압스프링이 제거된 채로, 복귀스프링(162)의 탄성력, 크랭크실(121)의 내압, 구동부의 관성모멘트 등의 내부 합력 변화에 의해서만 제어되어 사판(180)의 경사각이 커질 수 있게 된다. 이처럼 본 실시예에 따른 압축기(100)는 가압스프링이 없이도 압축기 구동 초기의 사판각을 용이하게 제어할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 압축기(100)는 종래의 가변 용량형 사판식 압축기에 포함되어야 했던 가압스프링이 불필요하며, 이로써 부품수 감소, 조립 공정의 단순화, 그리고 중량 감소 등의 이점을 제공받을 수 있다.

한편, 사판(180)의 초기 경사각(α)은 가압스프링이 장착된 경우와 거의 동일한 경사각 변화율을 얻기 위해 0.2°이상인 것이 바람직하다. 이때, 초기 경사각(α)의 최대 경사각은 압축기(100)가 구동되지 않는 상태에서 압축 냉매가 토출되지 않도록 하는 경사각으로 제한될 필요가 있다.

사판(180)이 이처럼 초기 경사각(α)을 갖도록 경사진 채 배치되기 위해서, 압축기(100)는 다양한 구조 내지 수단이 마련될 수 있다. 다양한 구조 중 일례로는, 전술한 힌지 슬롯(176)과 힌지핀(P)의 결합 구조에 의해 사판(180)이 초기 경사각(α)을 가지게 할 수 있다. 힌지핀(P)은 힌지 슬롯(176) 내에서 슬라이딩 이동하게 되며, 슬라이딩 이동에 따라 사판(180)의 경사각이 변화하게 된다. 이때 힌지 슬롯(176)의 양 끝단은 힌지핀(P)의 이동을 제한하게 되며, 힌지핀(P)이 힌지 슬롯(176)의 양 끝단에 지지되는 때가 사판(180)의 초기 경사각(α) 또는 최대 경사각으로 경사진 상태가 되는 때이다. 결국, 힌지 슬롯(176)의 일측 끝단(도 3을 기준으로 우하측 끝단)의 위치가 어디냐에 따라 사판(180)의 초기 경사각(α)이 결정될 수 있다. 따라서, 힌지 슬롯(176)의 길이 등의 형상 설계에 있어서, 사판(180)이 전술한 초기 경사각(α)을 갖도록 설계함으로써 압축기(100)의 구동 이전 상태에서 사판(180)이 경사진 채 배치되도록 할 수 있다. 이 외에도, 다양한 다른 구조 또는 수단에 의해 사판(180)이 초기 경사각(α)을 갖도록 배치되게 할 수 있음은 물론이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 압축기 110 : 실린더 블록
111 : 실린더 보어 112 : 센터 보어
120 : 전방 하우징 121 : 크랭크실
122 : 풀리 130 : 후방 하우징
131 : 흡입실 133 : 토출실
140 : 피스톤 141 : 걸림부
142 : 슈 150 : 밸브 어셈블리
161 : 회전 샤프트 162 : 복귀스프링
170 : 로터 175 : 힌지부
176 : 힌지 슬롯 180 : 사판
181 : 허브 182 : 힌지수용부

Claims (3)

1. 중앙에 센터 보어(112)가 형성되고, 상기 센터 보어(112)의 반경 방향 외측에 원주 방향으로 서로 이격하여 복수의 실린더 보어(111)가 형성되는 실린더 블록(110);
   상기 실린더 블록(110)의 전방에 형성되고 내부에 크랭크실(121)이 형성되는 전방 하우징(120);
   상기 전방 하우징(120)과 상기 실린더 블록(110)의 중앙을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 회전 샤프트(161);
   상기 회전 샤프트(161)에 결합되어 상기 회전 샤프트(161)와 일체로 회전하며, 일측에 힌지부(175)가 형성된 로터(170);
   상기 로터(170)와 대향하도록 상기 회전 샤프트(161)에 결합되며, 상기 힌지부(175)와 대응 결합되는 힌지수용부(182)가 일측에 형성된 허브(181);
   상기 허브(181)의 외주면에 형성되며, 상기 크랭크실(121)의 압력 변화에 의해 경사각이 가변되는 사판(180); 및
   상기 회전 샤프트(161)의 회전을 상기 사판(180)을 통해 전달받아, 상기 실린더 보어(111) 내에서 직선 왕복 운동하는 피스톤(140)을 포함하며,
   압축기(100)의 구동 이전 상태에서 상기 사판(180)이, 상기 회전 샤프트(161) 축 방향의 수직한 방향에 대하여 0.2°이상인 초기 경사각(α)을 갖도록 경사진 채 배치되어 있고,
   상기 힌지부(175)에 장공 형상의 힌지 슬롯(176)이 형성되고, 상기 힌지수용부(182)에 상기 힌지 슬롯(176)과 연통하는 관통공이 형성되어, 힌지핀(P)이 상기 관통공과 상기 힌지 슬롯(176)에 관통 결합됨으로써 상기 힌지부(175)와 상기 힌지수용부(182)가 대응 결합되며,
   상기 사판(180)은, 상기 힌지핀(P)이 상기 힌지 슬롯(176)의 끝단에 지지됨으로써 상기 초기 경사각(α)을 갖도록 배치되는 가변 용량형 사판식 압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 초기 경사각(α)을 갖는 상기 사판(180)은 상기 사판(180)의 경사각이 가변되는 방향을 향해 경사진 것을 특징으로 하는 가변 용량형 사판식 압축기.
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