KR20090052919A

KR20090052919A - 용량 가변형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20090052919A
Application number: KR1020070119478A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 김기범
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-05-27

Abstract

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

본 발명은 구동축의 일측에 고정 설치되는 러그 플레이트, 구동축 타측에 구비되고 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서, 상기 러그 플레이트의 일측에는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈의 양측 내벽에는 경사면이 각각 형성되며 상기 경사면은 러그 플레이트의 내측방향으로 경사지게 형성되고, 상기 사판에는 삽입홈에 삽입되는 아암이 형성되어 있고 상기 아암의 양측면에는 경사면에 지지되는 롤러가 각각 설치되어 있다.

상기와 같이 러그 플레이트의 삽입홈 양측 내벽에 경사면을 형성하고 이 경사면에 면밀착되도록 사판에 원추형 또는 구형 롤러를 설치함으로써, 정밀가공부분을 최소화시킬 수 있어 제작의 용이성을 크게 향상시킬 수 있으며, 더불어 제조단가 및 시간을 크게 절약할 수 있고, 러그 플레이트가 사판에 가하는 구동력의 크기가 급격히 변동되더라도 원활한 동력전달이 가능하다는 효과가 있다.

사판식 압축기, 러그 플레이트, 사판, 원추형 롤러,구형 롤러

Description

용량 가변형 사판식 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 러그 플레이트와 사판의 결합 부분을 개선하여 동력전달의 안정성 및 제작의 용이성을 향상시킬 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 일반적인 사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받는 구동축에 경사각이 가변되는 디스크 형상의 사판이 설치되어 구동축에 의해 회전하고, 상기 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈(shoe)를 개재하여 설치한 다수의 피스톤들이 실린더 블럭에 형성된 다수의 실린더 보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출하도록 구성된다.

특히, 최근에는 열부하의 변동에 따라 사판의 경사각이 변화되어 피스톤의 이송량을 제어함으로써 정밀한 온도제어를 달성함과 동시에, 경사각이 연속적으로 변화함으로써 압축기에 의한 엔진의 급격한 토크 변동을 적게 하여 차량의 승차감을 향상시킬 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기가 제안되고 있다.

등록특허공보 제0529716호(등록권자: (학)두원학원, (주)두원전자)에는 이와 같은 용량 가변형 사판식 압축기의 일예가 개시되어 있다.

상기 용량 가변형 사판식 압축기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내주면에 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더 보어(11a)를 가지고 있고 압축기의 외부를 구성하는 실린더 블럭(11)과, 상기 실린더 블럭(11)의 앞쪽 단부에 배치되어 사판실(12a)을 형성하는 전방 하우징(12)과, 상기 실린더 블럭(11)과 전방 하우징(12)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(14)과, 상기 전방 하우징(12)의 사판실(12a) 내에서 상기 구동축(14)에 고정 설치된 러그 플레이트(18)와, 내부에 흡입실(13a)과 배출실(13b)이 형성되어 있고 상기 실린더 블럭(11)의 뒤쪽 단부에 배치되어 있는 후방하우징(13)과, 상기 러그 플레이트(18)에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있으며 원형의 판상으로 형성된 사판(15)과, 상기 러그 플레이트(18)와 사판(15) 사이에 지지된 스프링(17)과, 슈(21)를 개재하여 상기 사판(15)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합되고 실린더 보어(11a) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(20)을 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상기 후방 하우징(13)과 실린더블록(11) 사이에 설치된 밸브 플레이트(16)에는 실린더 보어(11a)와 흡입실(13a)을 연통시키는 흡입구(16a) 및 실린더 보어(11a)와 배출실(13b)을 연통시키는 배출구(16b)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 흡입구(16a) 및 배출구(16b)에는 상기 피스톤(20)의 왕복운동에 따른 압력변화에 의하여 상기 흡입구(16a)와 배출구(16b)를 개폐하기 위한 흡입밸브(미도시)와 배출밸브(미도시)가 각각 구비되어 있다.

한편, 상기 사판(15)과 마주보는 러그 플레이트(18)의 뒤쪽에는 제1 걸림홈(18a)이 형성되어 있고, 상기 제1 걸림홈(18a)을 중심으로 양쪽에는 각각 가이드면(18b)이 형성되어 있으며, 상기 가이드면(18b)을 따라 안쪽으로 제2 걸림홈(18c)이 형성되어 있다.

그리고 상기 사판(15)의 아암(15a)에 롤러(15b)가 회전가능하게 설치되며, 상기 롤러(15b)는 상기 가이드면(18b)에 지지된 상태로 구름운동하게 된다.

즉, 상기 사판(15)이 회전하면서 경사각이 변경될 때 상기 롤러(15b)가 가이드면(18b)에 지지된 상태로 상승 및 하강하게 되어 안정된 지지력을 확보할 수 있다.

그러나 종래의 사판에 구비된 롤러를 러그 플레이트의 가이드면과 제2 걸림홈에 이동가능하게 삽입시키기 위해서는 롤러의 주면과 롤러가 삽입 지지되는 가이드면 및 제2 걸림홈 등에 대해 정밀가공을 해야하기 때문에 제작비용 및 시간이 많이 소비되는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래에는 러그 플레이트가 사판에 가하는 구동력의 크기가 급격히 변동될 경우 롤러가 가이드면을 타고 올라가지 못하고 제2 걸림홈에 위치한 상태를 유지함으로써 사판의 경사각이 원활하게 가변되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사판과 러그 플레이트의 결합부분을 개선하여 정밀가공부분을 최소화하고, 그에 따라 제작의 용이성 및 안정된 구동력을 확보할 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구동축의 일측에 고정 설치되는 러그 플레이트, 구동축 타측에 구비되고 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서, 상기 러그 플레이트의 일측에는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈의 양측 내벽에는 경사면이 각각 형성되며 상기 경사면은 러그 플레이트의 내측방향으로 경사지게 형성되고, 상기 사판에는 삽입홈에 삽입되는 아암이 형성되어 있고 상기 아암의 양측면에는 경사면에 지지되는 롤러가 각각 회전 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 구동축의 일측에 고정 설치되는 러그 플레이트, 구동축 타측에 구비되고 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서, 상기 러그 플레이트의 일측에는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈의 양측 내벽에는 곡면이 각각 형성되며 상기 곡면은 러그 플레이트의 내측방향으로 오목하게 형성되고, 상기 사판에는 삽입홈에 삽입되는 아암이 형성되어 있고 상기 아암의 양측면에는 곡면에 지지되는 롤러가 각각 회전 가능 하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러는 원추 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러는 구 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러의 단면은 볼록한 원호형상일 수 있다.

이하, 본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기를 첨부된 도 3 내지 도 7를 참조하여 상세히 설명한다.

그리고 본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기를 설명함에 있어 종래의 기술에서 전술한 구성과 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 내주면에 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더 보어(11a)를 가지고 있고 압축기의 외부를 구성하는 실 린더 블럭(11)과, 상기 실린더 블럭(11)의 앞쪽 단부에 배치되어 사판실(12a)을 형성하는 전방 하우징(12)과, 상기 실린더 블럭(11)과 전방 하우징(12)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(100)과, 상기 전방 하우징(12)의 사판실(12a) 내에서 상기 구동축(100)에 고정 설치된 러그 플레이트(200)와, 내부에 흡입실(13a)과 배출실(13b)이 형성되어 있고 상기 실린더 블럭(11)의 뒤쪽 단부에 배치되어 있는 후방하우징(13)과, 상기 러그 플레이트(200)에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있으며 원형의 판상으로 형성된 사판(300)과, 상기 러그 플레이트(200)와 사판(300) 사이에 지지된 스프링(17)과, 슈(21)를 개재하여 상기 사판(300)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합되고 실린더 보어(11a) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(20)을 포함한다.

여기서, 상기 용량 가변형 사판식 압축기의 구성 중 실린더 블럭(11), 전방 하우징(12), 후방하우징(13), 스프링(17), 피스톤(20)은 종래기술에서 전술한 것 구성과 동일한 기능을 가지는 것으로, 중복되는 설명은 생략한다.

상기 구동축(100)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 후술되는 러그 플레이트(200)를 회전시키기 위한 것으로, 양측 단부는 전방하우징(12)과 실린더 블럭(11)에 각각 회전가능하게 설치되되, 전방하우징(12)에 설치되는 단부는 풀리(미도시)를 통해 엔진(미도시)과 동력전달이 가능하게 연결되어 있다.

즉, 상기 엔진으로부터 풀리를 통해 회전동력이 전달되어 구동축(100)이 회전된다.

여기서, 상기 구동축(100)은 종래기술에서 전술한 구동축(14)과 동일한 기능 을 가지는 구성으로, 중복되는 설명은 생략한다.

상기 러그 플레이트(200)는 후술되는 사판(300)를 회전시키고 경사각을 가변시키기 위한 것으로, 상기 구동축(100)의 일측에 고정되고, 사판(300)과 마주보는 일측면에는 삽입홈(210)이 형성되어 있으며, 상기 삽입홈(210)의 양측 내벽에는 경사면(220)이 각각 형성되어 있다.

여기서, 상기 경사면(220)은 도 3 및 도 5를 참조하여 상면 및 정면에서 보았을 때 내측으로 갈수록 폭이 점차 작아지는 "V"자 형상을 가진다.

즉, 상기와 같은 경사면(220)을 형성함에 따라 후술되는 사판(300)의 롤러가 경사면(220)을 원활하게 타고 올라갈 수 있으며, 그 구성이 단순하여 정밀가공부분을 최소화시킬 수 있다.

상기 사판(300)은 피스톤(20)을 실린더 보어(11a) 내에서 왕복운동시키기 위한 것으로, 상기 구동축(100)에 유동가능하게 끼움 결합되고, 러그 플레이트(200)와 마주보는 일측면에는 상기 러그 플레이트(200)의 삽입홈(310)에 삽입되는 아암(310)이 형성되어 있으며, 상기 아암(310)의 양측면에는 경사면(220)에 지지되는 롤러(320)가 회전가능하게 설치되어 있다.

여기서, 상기 롤러(320)는 경사면(220)에 면밀착된 상태로 지지되도록 원추형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원추형 롤러(320)는 아암(310)의 양측면에 회전가능하게 결합되는 것이 바람직하며, 이를 통해 원추형 롤러(320)가 경사면(220)에 밀착된 상태로 경사면(220)을 따라 구름운동하여 마찰력을 최소화시킬 수 있고, 사판(300)이 보다 원활하게 그 경사각을 가변할 수 있게 된다.

상기와 같은 구동축(100), 러그 플레이트(200) 및 사판(300)의 조립상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 구동축(100)의 일측을 통해 러그 플레이트(200)를 끼워서 고정시킨다.

한편, 사판(300)의 아암(310) 양측면에는 원추형 롤러(320)를 회전가능하게 결합시킨다.

그런 다음, 상기 러그 플레이트(200)를 마주보는 위치의 구동축(100)의 타측에 스프링(17)과 사판(300)을 지지하기 위한 슬리브(18) 및 원추형 롤러(320)가 결합된 사판(300)을 끼워서 결합시킨 후, 사판(300)에 결합된 원추형 롤러(320)를 러그 플레이트(200)의 경사면(220)에 밀착시킨 상태에서 고정링(19)을 구동축(100)에 결합시키면 조립이 완료된다.

상기와 같은 조립상태를 가지는 용량 가변형 사판식 압축기의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 엔진(미도시)으로부터 풀리(미도시)를 통해 회전동력이 전달되어 구동축(100)이 회전하며, 이에 따라 구동축(100)에 고정(압입 등) 설치되어 있는 동력전달용 러그 플레이트(200)가 회전하고, 이와 동시에, 러그 플레이트(200)의 경사면(220)에 지지된 원추형 롤러(320)를 통해 동력을 전달받아 사판(300)이 그 경사각을 가변하면서 회전한다.

그리고 사판(300)의 초기 각으로 인해 슈(21)와 피스톤(20)이 실린더 내에서 왕복운동하게 되면서, 흡입실(13a)로부터 냉매가스가 흡입되어 보어(11a) 내에서의 압축과 배출실(13b)에서의 토출이 연속적으로 이루어진다.

이때, 토출되는 냉매가스의 용량은 사판실(12a) 내의 압력조절에 의해 제어되며 이는 도시되지 않은 압력조절밸브에 의해 이루어지게 된다.

만일, 사판실(12a) 내의 압력이 줄어들게 되면 사판실(12a)과 실린더 보어(11a) 사이의 압력차에 의해 사판(300)이 경사지게 되고, 이와 동시에 원추형 롤러(320)가 러그 플레이트(200)의 경사면(220)을 따라 구름운동한다.

즉, 원추형 롤러(320)가 경사면(220)을 따라 구름운동을 하면서 안내되어 동력을 전달하게 되며, 이를 통해 사판(300)의 경사이동이 원활하게 이루어진다.

더욱이, 러그 플레이트(200)가 사판(300)에 가하는 구동력의 크기가 급격히 변동되거나 사판(300)의 경사각 변동이 있더라도 경사면(220)과 원추형 롤러(320)가 대각선으로 밀착되어 있어 원추형 롤러(320)가 경사면(220)을 타고 오르면서 완충시켜 줌으로써 안정된 동력전달이 가능하다.

한편, 전술한 실시예에서는 러그 플레이트(200)의 경사면(220)과 밀착하는 원추형 롤러(320)의 면이 직선으로 된 예를 설명하였으나, 예를 들면 원추형 롤러(320)의 면이 볼록한 원호형으로 되어도 무방하다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성 및 기능을 가지는 구성부호에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

도 6은 전술한 롤러(320)의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

본 실시예의 롤러(320')는 도 6에 도시된 바와 같이, 공처럼 둥근 구 형상을 가진다.

즉, 구형의 롤러(320')를 통해 러그 플레이트(200)의 경사면(220)에 밀착됨으로써 보다 안정된 구동력을 전달할 수 있으며, 더불어 소음을 크게 감소시킬 수 있다.

한편, 전술한 실시예의 롤러(320')에서 러그 플레이트(200)의 경사면(220)에 밀착되는 부분만을 라운드진 볼록한 원호형상으로 해도 무방하다.

도 7은 전술한 러그 플레이트(200)의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

본 실시예의 러그 플레이트(200')는 도 7에 도시된 바와 같이, 일측에는 삽입홈(210)이 형성되어 있고, 상기 삽입홈(210)의 양측 내벽에는 곡면(230)이 각각 형성되어 있으며, 상기 곡면(230)은 러그 플레이트(200')의 내측방향으로 오목하게 형성되어 있다.

즉, 상기 곡면(230)에 원추형 롤러(320) 또는 구형 롤러(320')가 밀착되어 타고 올라갈 경우 보다 안정된 완충력을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 용량 가변형 사판식 압축기를 나타낸 도면.

도 2는 종래의 사판 주변 구조를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 사판 주변 구조를 나타낸 분리사시도.

도 4는 도 3의 조립사시도.

도 5는 도 4의 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 롤러의 다른 실시예를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 러그 플레이트의 다른 실시예를 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 구동축 200,200' : 러그 플레이트

210 : 삽입홈 220 : 경사면

230 : 곡면 300 : 사판

310 : 아암 320,320' : 롤러

Claims

구동축의 일측에 고정 설치되는 러그 플레이트, 구동축 타측에 구비되고 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서,

상기 러그 플레이트의 일측에는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈의 양측 내벽에는 경사면이 각각 형성되며 상기 경사면은 러그 플레이트의 내측방향으로 경사지게 형성되고,

상기 사판에는 삽입홈에 삽입되는 아암이 형성되어 있고 상기 아암의 양측면에는 경사면에 지지되는 롤러가 각각 회전 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
구동축의 일측에 고정 설치되는 러그 플레이트, 구동축 타측에 구비되고 러그 플레이트에 의해 회전운동하면서 경사각이 가변되는 사판을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서,

상기 러그 플레이트의 일측에는 삽입홈이 형성되고 상기 삽입홈의 양측 내벽에는 곡면이 각각 형성되며 상기 곡면은 러그 플레이트의 내측방향으로 오목하게 형성되고,

상기 사판에는 삽입홈에 삽입되는 아암이 형성되어 있고 상기 아암의 양측면에는 곡면에 지지되는 롤러가 각각 회전 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하 는 용량 가변형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 롤러는 원추 형상인 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 경사면에 지지되는 롤러의 단면은 볼록한 원호형상인 것을 특징으로 하는 가변형 사판식 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 롤러는 구 형상인 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.