KR20020068884A - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 사판식 압축기는, 구동원에 의해 회전되는 회전축; 회전축에 일체 형성된 사판; 사판에 의하여 왕복운동되는 피스톤; 피스톤이 슬라이딩 가능하게 설치되어 피스톤의 왕복운동을 한정하는 실린더; 사판 및 회전축의 추력을 지지하는 스러스트 베어링; 및 실린더와 스러스트 베어링의 스러스트면 사이에 개재되는 것으로, 적어도 두 개의 회전방지용 돌기가 등간격으로 형성된 레이스; 를 구비한다.

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 압축기내의 레이스의 회전을 방지하기 위하여 그 구조가 개선된 사판식 압축기에 관한 것이다.

통상적으로 자동차용 공기조화 장치에 사용되는 압축기는 증발기 내에서 기화된 열교환 매체를 흡입하는 작용과, 흡입된 열교환 매체를 압축하는 작용과, 압축된 열교환 매체를 펌핑하는 작용을 하여 연속적으로 냉매가 순환될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 압축기는 구동방식에 따라 사판식(swash plate type), 스크롤식(scroll type), 로터리식(rotary type), 그리고 와블 플레이트식(wobble plate type)등 여러 종류의 것이 있다.

도 1은 상술한 압축기중, 사판식 압축기(100)의 일예를 도시한 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 사판식 압축기(100)는 실린더(111)에 복수개의 피스톤(112)이 삽입 설치되며, 실린더(111)의 중심부에 회전축(113)이 설치된다. 그리고, 피스톤(112)의 중앙부에는, 피스톤(112)과 사판(114)을 원활히 미끄러지게 하기 위한 슈(shoe, 미도시)가 안착될 수 있도록 슈 포켓(미도시)을 갖는 보스(112a)가 형성된다. 상기 보스(112a)에는 회전축(113)과 결합되는 사판(114)이 삽입됨으로써, 사판(114)의 회전시 복수개의 피스톤(112)이 실린더(111)의 길이 방향으로 순차적으로 왕복운동될 수 있도록 되어 있다.

한편, 사판(114)의 양측에는, 피스톤(112)을 왕복운동시킴에 따라 사판(114)과 회전축(113)이 전후방으로 유동되는 것을 방지하기 위하여 스러스트 베어링(thrust bearing, 120)이 설치된다.

상기 스러스트 베어링(120)의 양측에는, 사판(114)과 스러스트 베어링(120)사이와, 실린더(111)의 스러스트면(111c, 도2a 참조)과 스러스트 베어링(120) 사이에 레이스(121a)(121b)가 개재된다. 상기 레이스(121a)(121b)는 스러스트 베어링(120)내의 니들 타입의 롤러(120a)를 안내하는 기능을 가진다.

그리고, 실린더(111)의 양측에는 흡입공(115a)과 토출공(115b)이 형성된 밸브판(115)이 설치되며, 이 밸브판(115)의 양측에는 흡입공(115a)을 개폐하는 박판상의 흡입리드(116)와, 토출공(115b)을 개폐하는 토출리드(117)가 각각 설치된다. 상기 흡입리드(116) 및 토출리드(117)가 설치된 실린더(111)의 양측에는 프론트 헤드(118)와 리어 헤드(119)가 설치된다.

상술한 바와 같이 구성된 통상적인 사판식 압축기(100)는, 소정의 구동수단(미도시)에 의해 회전축(113)이 회전하게 되면, 이에 설치된 사판(114)이 회전하면서 실린더(111)에 원주방향으로 배열되어 설치된 피스톤(112)을 왕복운동시킨다. 그리고, 피스톤(112)이 왕복운동하면서 열교환 매체를 흡입하여, 토출시키면서 압축시키게 된다.

이때, 흡입리드(116)와 토출리드(117)는 흡입 또는 압축되는 열교환 매체에 의해 흡입공(115a)과 토출공(115b)을 각각 개폐하게 된다.

하지만 상술한 바와 같은 사판식 압축기(100)의 작동 중, 순간적인 추력에 의한 충격력이 발생하게 되면 상기 레이스(121a)(121b)가 탄성변형을 일으켜 흡수하게 된다. 이때, 충격력으로 인한 순간적인 탄성변형에 의하여, 스러스트 베어링(120)이 레이스(121a)(121b)와 실린더(111) 사이에 순간적으로 끼이게 되는 끼임 현상이 발생된다. 그러면, 스러스트 베어링(120)내의 롤러(120a)가 끼임 현상으로 회전하지 않게 됨으로써, 레이스(121b)가 실린더(111)의 스러스트면(111c)과 마찰하면서 함께 회전하게 된다.

상기 현상에 의하여, 상대적으로 재질이 무른 실린더(111)의 스러스트면(111c)이 과도하게 마모되는 마모현상이 발생되고, 상기 마모현상으로 인하여, 사판(114)과 실린더(111) 사이의 간격이 넓어지게 됨으로써, 압축기내 소음이 유발된다. 또한, 스러스트 베어링(120)의 롤러(120a)를 안내하는 레이스(121a)(121b)의 능력이 저하됨으로써, 스러스트 베어링(120)의 충격흡수 기능이 제대로 이루어지지 못하게 될 뿐만 아니라, 스러스트 베어링(120)의 파손이 유발된다. 게다가, 사판(114)의 흔들림으로 인하여 피스톤(112)이 흡입리드(116)에 충격을 가함으로써 흡입리드(116)가 파손되는 문제점이 발생된다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 사판식 압축기가 일본실개소57-134370호(1982.8.21)에 개시되어 있다.

상기 사판식 압축기는, 레이스의 외주면에 실린더측으로 절곡되는 회전방지용 돌기를 마련하여, 그 회전방지용 돌기를 실린더에 형성된 보어에 삽입시켜, 레이스의 회전을 방지하는 것이다.

그런데, 상기 사판식 압축기에 있어서, 회전방지용 돌기는 1개이므로, 실린더와 레이스와의 결합시 방향성을 갖게 되어, 조립성이 나빠지고, 불안정한 안착구조를 가지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 외주면에 적어도두 개의 회전방지용 돌기가 등간격으로 형성된 레이스를 구비함으로써, 상기 레이스가 실린더와 결합시, 그 안착구조와 조립성이 개선된 사판식 압축기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 사판식 압축기의 일예를 도시한 분리사시도,

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지수단을 도시한 사시도,

도 2b는 도 2a에 있어서, 실린더와 레이스를 조립한 상태의 우측평면도,

도 2c는 도 2b의 A-A선을 따라 절단하여 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전방지수단을 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전방지수단을 도시한 사시도이다.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉

111..실린더112..피스톤

113..회전축114..사판

120..스러스트 베어링121a,121b,21..레이스

22,31..돌기23..스토퍼

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사판식 압축기는,

구동원에 의해 회전되는 회전축;

상기 회전축에 일체 형성된 사판;

상기 사판에 의하여 왕복운동되는 피스톤; 상기 피스톤이 슬라이딩 가능하게 설치되어, 피스톤의 왕복운동을 한정하는 실린더;

상기 사판 및 회전축의 추력을 지지하는 스러스트 베어링; 및

상기 실린더와 스러스트 베어링의 스러스트면 사이에 개재되는 것으로, 적어도 두 개의 회전방지용 돌기가 등간격으로 형성된 레이스; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 레이스의 돌기 중, 하나의 돌기는 상기 실린더의 면상에 형성된 결합공에 삽입될 수 있도록 레이스의 외주면으로부터 절곡되고, 나머지 돌기는 절곡되지 않고 레이스의 평면과 동일한 평면에 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 실린더의 면상에는, 상기 절곡되지 않은 돌기가 그 사이에 삽입될 수 있도록 상호 이격되게 형성되어 상기 레이스의 회전을 방지하기 위한 적어도 한 쌍의 스토퍼를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 사판식 압축기는, 도 1에 나타내 보인 바와 같이, 실린더(111)에 복수개의 피스톤(112)이 삽입되어 설치되며, 실린더(111)의 중심부에 구동원에 의하여 회전되는 회전축(113)이 설치된다. 상기 실린더(111)에는 피스톤(112)이 삽입되어 왕복운동을 한정하는 보어(111a)가 형성되어 있다.

또한, 상기 실린더(111)의 양측에는 흡입공(115a)과 토출공(115b)이 형성된 밸브판(115)이 설치되며, 이 밸브판(115)의 양측에는 흡입공(115a)을 개폐하는 박판상의 흡입리드(116)와 토출공(115b)을 개폐하는 토출리드(117)가 각각 설치된다. 상기 흡입리드(116) 및 토출리드(117)와 밸브판(115)이 설치된 실린더(111)의 양측에는 프론트 헤드(118)와 리어 헤드(119)로 구성된 케이스가 설치된다.

상기 피스톤(112)의 중앙부에는 보스(112a)가 형성되어 회전축(113)에 일체로 형성되는 사판(114)이 삽입된다. 상기 사판(114)이 회전하게 되면 복수개의 피스톤(112)이 실린더(111)의 길이 방향으로 순차적으로 왕복운동됨으로써, 일정한 위상차를 갖고 흡입/압축행정이 연속적으로 이루어진다.

상기 사판(114)의 양측에는 피스톤(112)의 왕복운동으로 인하여, 사판(114)과 회전축(113)이 전후방으로 유동되는 것을 방지하고, 추력을 지지하기 위하여, 스러스트 베어링(120)이 각각 설치된다.

상기 스러스트 베어링(120)의 양측 즉, 사판(114)과 스러스트 베어링(120) 사이와, 실린더(111)의 스러스트면(111c, 도2a 참조)과 스러스트 베어링(120) 사이에는, 레이스(121a)(121b)가 각각 설치되는데, 상기 레이스(121a)(121b)는 스러스트 베어링(120)의 롤러(120a)를 안내하는 역할을 한다.

한편, 상기 레이스(121b)와 실린더(111)에는 상기 레이스(121b)의 회전을 방지하기 위한 회전방지수단(20)(30)(40)이 구비된다.

상기 회전방지수단(20)(30)(40)은 이하 도 2a 내지 도 4를 참조하면서, 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지수단(20)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 회전방지수단(20)은, 레이스(21)의 외주면(21a)에 형성된 돌기(22)와, 실린더(111)의 면상(111d)에 형성된 스토퍼(23)를 구비한다.

상기 돌기(22)는 레이스(21)의 외주면(21a)에 소정간격으로 레이스(21)의 평면과 동일한 평면상에 다섯 개가 형성되어 있다. 상기 돌기(22)의 수는 실시예에 한정되지 않고 적어도 하나 이상 형성되면 충분하다.

상기 돌기(22)는 레이스(21)에 부착될 수 있으나, 상기 레이스(21)와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 돌기(22)의 형상은 도면에는 일예의 형상으로 나타내었으나, 이에 한정되지 않고 여러 가지의 형상이 가능하다.

또한, 한 쌍의 스토퍼(23a)(23b)사이의 공간도, 상기 돌기(22)의 형상에 구애받지 않고 충분히 삽입될 수 있도록 형성되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 스토퍼(23)는, 쌍을 이루어, 실린더(111)의 상호 인접한 보어(111a)사이의 면상(111d)에 적어도 하나 형성된다.

또한, 상기 스토퍼(23)의 형상은, 주위 조립되어지는 부품들에 의해 간섭되지 않는다면, 여러 가지가 가능할 수 있다. 상기 스토퍼(23)는 실린더(111)에 부착될 수 있으나, 상기 실린더(111)와 일체로 형성될 수도 있다.

도 2b는 도 2a의 실린더(111)와 레이스(21)의 결합된 상태의 우측 평면도를 나타낸 것이고, 도 2c는 도 2b의 A-A를 따라 절단하여 도시한 단면도를 나타낸다.

도 2b 및 도 2c를 참조하면, 상기 실린더(111)의 면상(111d)에 형성된 상기 한 쌍의 스토퍼(23a)(23b)사이에 레이스(21)의 외주면(21a)에 형성된 상기 돌기(22)가 삽입되어 있다. 따라서, 상기 돌기(22)가 한 쌍의 스토퍼(23a)(23b)사이에 삽입됨으로써, 상기 레이스(21)를 위치시키게 된다.

압축기의 조립시, 상기 레이스(21)가 잘못 설치되면, 상기 돌기(22)는 실린더(111) 내부의 보어(111a)측으로 위치되어, 피스톤(112)과 간섭을 일으킨다. 따라서, 조립과정 중, 조립이 바르게 되었는지 확인을 가능하게 하고, 오조립을 방지하는 기능을 하게 된다.

한편, 상기 돌기(22)는 등간격으로 배치가 된다면, 조립이 용이하게 되는 효과를 얻을 수가 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전방지수단(30)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 레이스(21)의 외주면(21a)에는 다섯 개의 돌기(31)가 형성되어 있다.

상기 돌기(31)들은 레이스(21)의 외주면(21a)으로부터 절곡되어 있다.

상기 돌기(31)는 실린더(111)의 면상(111d)에 형성된 원형의 결합공(122a)에 삽입되거나, 비원형의 결합공(122b)에 삽입될 수 있다.

상기 돌기(31)는 레이스(21)에 부착되거나, 일체로 형성될 수 있다.

상기 돌기(31)의 수는 실시예에 한정되지 않고, 적어도 두 개 이상이면 된다. 또한, 상기 돌기(31)의 배치도 여러 가지로 가능하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전방지수단(40)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 레이스(21)의 외주면(21a)에는 두 가지 형태의 돌기(22)(31)가 형성되어 있다.

한가지 형태의 돌기(31)는 레이스(21)의 외주면(21a)으로부터 절곡되어 있고, 다른 형태의 돌기(22)는 레이스(21)의 외주면(21a)으로부터 절곡되지 않고, 레이스(21)의 동일 평면상에 형성되어 있다.

상기 절곡된 돌기(31)는 실린더(111)의 면상(111d)에 형성된 결합공(122a)에 삽입되어 위치되고, 상기 절곡되지 않은 돌기(22)는 실린더(111)의 면상(111d)에 형성된 한 쌍의 스토퍼(23a)(23b) 사이의 공간에 삽입되어 위치된다.

상기 돌기(22)(31)의 수는, 실시예에 한정되지 않고, 적어도 하나 이상씩 형성되면 된다. 또한, 상기 돌기(22)(31)의 배치도 여러 가지가 가능하다.

상기 돌기(22)(31)에 의하여 스러스트 베어링(120)이 회전하더라도 레이스(21)는 회전하지 않게 된다.

본 발명에 따른 사판식 압축기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 레이스의 평탄면과 실린더의 스러스트면 사이의 회전마찰에 의한 마모를 방지할 수 있다.

둘째, 레이스의 평탄면 및 실린더의 스러스트면의 마모에 따른, 실린더와 사판사이에 간격이 발생하는 것을 없앨 수 있어, 압축기내 소음, 스러스트 베어링의 파손 및, 주변부재의 파손을 방지한다.

셋째, 오조립의 경우 돌기와 피스톤 사이에 간섭을 일으켜, 오조립의 발견이 용이하며, 조립 또한 용이할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 청구된 등록청구범위에 의하여 정해져야만 할 것이다.

Claims (3)

1. 구동원에 의해 회전되는 회전축;

   상기 회전축에 일체 형성된 사판;

   상기 사판에 의하여 왕복운동되는 피스톤;

   상기 피스톤이 슬라이딩 가능하게 설치되어, 피스톤의 왕복운동을 한정하는 실린더;

   상기 사판 및 회전축의 추력을 지지하는 스러스트 베어링; 및

   상기 실린더와 스러스트 베어링의 스러스트면 사이에 개재되는 것으로, 적어도 두 개의 회전방지용 돌기가 등간격으로 형성된 레이스; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 레이스의 돌기 중,

   하나의 돌기는 상기 실린더의 면상에 형성된 결합공에 삽입될 수 있도록 레이스의 외주면으로부터 절곡되고, 나머지 돌기는 절곡되지 않고 레이스의 평면과 동일한 평면에 형성된 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 실린더의 면상에는,

   상기 절곡되지 않은 돌기가 그 사이에 삽입될 수 있도록 상호 이격되게 형성되어 상기 레이스의 회전을 방지하기 위한 적어도 한 쌍의 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.