KR100661358B1 - 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 의한 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조는, 로터에 구비된 한 쌍의 제 1 힌지암과 사판에 구비된 제 2 힌지암이 이들 힌지암에 각각 형성된 힌지핀홀에 삽입, 설치되는 힌지핀에 의해 사판의 경사각 조절이 가능하도록 연결된다. 제 2 힌지암의 힌지핀홀에는 단턱부가 형성되며, 힌지핀에는 상기 단턱부에 대응되는 돌출부가 형성된다. 힌지핀은 제 2 힌지암의 힌지핀홀에서 그의 돌출전단부가 단턱부에 걸리는 것에 의해 힌지핀 삽입방향으로의 이동이 제한되며, 돌출후단부가 제 1 힌지암에 걸리는 것에 의해 그 반대방향으로의 이동이 제한된다. 이에 의하면, 힌지핀홀에 삽입되는 힌지핀이 힌지핀홀의 단턱부와 제 1 힌지암에 의해 힌지핀홀 내에서 움직이지 않도록 구속되기 때문에, 힌지핀의 탈거 현상을 근본적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 힌지핀을 힌지핀홀에 강제 압입할 필요가 없기 때문에, 힌지핀 및 힌지핀홀의 가공 공차를 크게 가져갈 수 있다. 따라서, 생산성 및 조립성 개선 효과를 기대할 수 있다.

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Description

용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조{STRUCTURE FOR HINGE CONNECTING ROTOR AND SWASH PLATE OF A VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

도 1은 자동차 공조장치에 사용되는 용량 가변형 사판식 압축기의 한 예를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 사판 힌지구조 및 이에 의해 로터와 사판이 연결된 상태를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 사판 힌지구조의 힌지핀 결합 상태를 나타낸 일부 절취 사시도,

도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 요부인 힌지핀과 힌지핀홀의 결합관계를 설명하기 위하여 나타낸 상세 단면도, 그리고,

도 5는 본 발명에 따른 사판 힌지구조에서 힌지핀 이탈 방지작용을 설명하기 위하여 나타낸 도 2의 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

5;구동축 6;로터

7;사판 21;제 1 힌지암

22;제 2 힌지암 21a,22a;힌지핀홀

22b;단턱부 23;힌지핀

23b;돌출부

본 발명은 사판(斜板)의 경사각도를 조절함으로써 토출용량을 변화시키는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 구동축과 함께 회전하는 로터와 구동축에 경사지게 설치된 사판을 사판의 경사각 조절이 가능하도록 힌지핀으로 연결하는 사판 힌지구조에 관한 것이다.

자동차 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받아 회전하는 구동축에 경사지게 설치된 디스크 형상의 사판이 구동축에 의해 회전하고, 이 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈우를 개재하여 설치한 다수의 피스톤이 실린더블록에 형성된 다수의 실린더보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써, 냉매가스를 흡입/압축하여 배출하도록 구성된다.

용량 가변형 사판식 압축기는, 열부하에 따라 구동축에 설치된 사판의 경사각이 가변되도록 구성된 것으로, 이에 따라 피스톤의 왕복 이송량이 변화되면서 냉매 토출량이 조절된다.

상기와 같은 용량 가변형 사판식 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 배설된 다수의 실린더보어(1a)를 가지는 실린더블록(1)과, 상기 실린더블록(1)의 전방에 밀폐 결합된 전방하우징(2)과, 상 기 실린더블록(1)의 후방에 밸브 플레이트(3a)의 개재하에 밀폐 결합된 후방하우징(3)을 구비한다.

상기 전방하우징(2)에 의해 한정되는 클랭크실(4)에는 구동축(5)이 전방하우징(2)의 중심에 회전 가능하게 설치되어 있으며, 이 구동축(5)에는 로터(6)와 사판(7)이 설치되어 있다. 상기 로터(6)는 구동축(5)과 함께 회전하도록 되어 있으며, 상기 사판(7)은 구동축(5)에 소정 각도로 경사지게 끼워진 채로 그 일단이 상기 로터(6)에 힌지구조(8)로 연결되어, 로터(6)와 함께 회전함과 동시에 구동축(5)을 따라 축방향으로 슬라이딩 이동되면서 그 경사각이 가변되도록 되어 있다.

상기 사판(7)의 외주에는 이 사판(7)의 회전에 따라 상기 실린더블록(1)의 각 실린더보어(1a) 내에서 왕복이동하는 다수의 피스톤(9)이 슈우(10)의 개재하에 일정간격을 두고 설치되어 있다.

그리고, 상기 후방하우징(3)에는 흡입실(11)과 배출실(12)이 각각 형성되어 있으며, 밸브 플레이트(3a)에는 흡입구(13)와 배출구(14)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브 플레이트(3a)에는 상기 피스톤(9)의 왕복 이동에 따른 압력 변화에 의하여 작동하면서 흡입구(13) 및 배출구(14)를 개폐하는 흡입리드(15) 및 배출리드(16)가 설치되어 있다.

한편, 상기 로터(6)와 사판(7) 사이의 구동축(5)에 개재된 스프링(17)은 사판(7)을 로터(6)에 대하여 탄력 지지함으로써 사판(7)을 초기 위치로 복귀시키는 작용을 하며, 제어밸브(18)는 상기 배출실(12)와 크랭크실(4)을 작동적으로 연통시킴으로써 실린더보어(1a) 내의 냉매 흡입압과 크랭크실(4) 내의 가스압과의 차압을 가변시켜 사판(7)의 경사각이 조절되도록 하는 작용을 한다.

이와 같은 용량 가변형 사판식 압축기는, 구동축(5)의 회전에 따라 함께 회전하면서 전후방향으로 요동운동하는 사판(7)에 의해 그 사판(7)에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤(9)이 왕복운동함으로써 냉매 압축이 이루어지고, 크랭크실(4) 내의 압력과 실린더보어(1a) 내의 흡입압과의 차압에 대응하여 사판(7)의 경사각이 조절됨으로써 압축기 토출용량이 가변된다.

여기서, 사판(7)과 로터(6)와의 연결부인 힌지부[힌지구조(8)]는 사판(7) 경사각 조절의 기준 지지점이 된다. 이러한 사판 힌지구조는, 로터(6)에 일정간격을 두고 형성된 한 쌍의 힌지암(21)에 마련된 힌지핀홀과 사판(7)의 힌지암(22)에 마련된 힌지핀홀을 힌지핀(23)으로 끼워 연결하는 구조로 이루어진다. 이 때, 상기 로터(6)의 힌지암(21)에 마련된 힌지핀홀은 일측이 개방된 장공 형태를 취하고 있으며, 힌지핀(23)은 사판(7)의 힌지암(22)에 마련된 힌지핀홀에 작동 중 탈거되지 않도록 강제 압입 되어 있다. 사판(7)의 힌지암(22)에 마련된 힌지핀홀에 강제 압입된 힌지핀(23)의 양측 돌출부위는 로터(6)의 힌지암(21)에 마련된 장공 형태의 힌지핀홀에 이 힌지핀홀을 따라 이동할 수 있게 수용되어 있다. 이에 따라 상기 힌지핀(23)을 기준 지지점으로 한 사판(7)의 경사각 조절이 이루어지는 바, 사판의 최대 경사각에서 힌지핀(23)은 로터(6)의 힌지암에 형성된 힌지핀홀의 최상부에 위치하게 되고, 사판의 최소 경사각에서 힌지핀(23)은 상기 힌지핀홀의 최하부에 위치하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지 구조에서는, 압축기 작동시 힌지핀(23)의 탈거를 방지하기 위하여 힌지핀(23)을 사판의 힌지암에 마련된 힌지핀홀에 강제 압입하는 구조를 택하고 있으나, 압축기의 장시간 사용시 급가속, 감속 또는 클러치 사이클링의 반복적인 작용으로 힌지핀이 힌지핀홀에서 탈거되는 현상이 종종 발생되고 있다.

또한, 종래의 사판 힌지구조는, 상기와 같이 강제 압입 결합 방식이기 때문에, 힌지핀의 조립이 어렵고, 또 힌지핀과 힌지핀홀간의 압입력을 유지하기 위해 가공 공차를 아주 낮게 가져가야 하므로 생산성 측면에서 매우 불리하다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 힌지핀의 조립이 용이하면서도 잘 탈거되지 않아 압축기 운전 중 힌지핀이 탈거됨으로써 발생되는 제반 문제를 방지할 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 힌지핀 및 힌지핀홀의 가공 공차를 크게 가져갈 수 있어 생산성 향상을 도모할 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조는, 로터에 구비된 한 쌍의 제 1 힌지암과 사판에 구비된 제 2 힌지암이 이들 힌지암에 각각 형성된 힌지핀홀에 삽입, 설치되는 힌지핀에 의해 사 판의 경사각 조절이 가능하도록 연결되어 이루어진다. 상기 제 2 힌지암의 힌지핀홀에는 단턱부가 형성되며, 상기 힌지핀에는 상기 단턱부에 대응되는 돌출부가 형성된다. 힌지핀은 제 2 힌지암의 힌지핀홀에서 그의 돌출전단부가 단턱부에 걸리는 것에 의해 힌지핀 삽입방향으로의 이동이 제한되며, 돌출후단부가 제 1 힌지암에 걸리는 것에 의해 그 반대방향으로의 이동이 제한된다.

이에 의하면, 힌지핀홀에 삽입되는 힌지핀이 힌지핀홀의 단턱부와 제 1 힌지암에 의해 힌지핀홀 내에서 움직이지 않도록 구속되기 때문에, 힌지핀의 탈거 현상을 근본적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 힌지핀을 힌지핀홀에 강제 압입할 필요가 없기 때문에, 힌지핀 및 힌지핀홀의 가공 공차를 크게 가져갈 수 있다. 따라서, 생산성 및 조립성 개선 효과를 기대할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 사판 힌지구조 및 이에 의해 로터와 사판이 연결된 상태를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 사판 힌지구조의 힌지핀 결합 상태를 나타낸 일부 절취 사시도, 도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 요부인 힌지핀과 힌지핀홀의 결합관계를 설명하기 위하여 나타낸 상세 단면도, 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 사판 힌지구조에서 힌지핀 이탈 방지작용을 설명하기 위하여 나타낸 도 2의 측면도이다. 참고로 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조는, 구동축(5)에 결합되어 구동축(5)과 함께 회전하는 로터(6) 에는 하측이 개방된 장공 형태의 힌지핀홀(21a)을 갖는 한 쌍의 제 1 힌지암(21)이 구비되고, 상기 구동축(5)에 그 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 사판(7)에는 상기 한 쌍의 제 1 힌지암(21) 사이에 배치되는 원형 힌지핀홀(22a)을 갖는 제 2 힌지암(22)이 구비되며, 상기 제 1 및 제 2 힌지암(21)(22)은 이들에 각각 형성된 힌지핀홀(21a)(22a)에 삽입, 설치되는 힌지핀(23)에 의해 서로 연결되어 이루어진다.

상기 힌지핀(23)은 상기 제 2 힌지암(22)의 힌지핀홀(22a)에 이 홀(22a)의 양측으로 양단부가 돌출되도록 끼워져 설치되며, 이 힌지핀(23)의 양측 돌출부는 상기 한 쌍의 제 1 힌지암(21)에 각각 형성된 장공형상의 힌지핀홀(21a)에 이 힌지핀홀(21a)을 따라 이동 할 수 있도록 수용된다. 따라서, 상기 힌지핀(23)을 기준 지지점으로 한 사판(7)의 경사각 조절이 가능하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따라 상기 제 2 힌지암(22)의 힌지핀홀(22a)에는 도 4a에 도시된 바와 같이, 단턱부(22b)가 형성되며, 그리고, 상기 힌지핀(23)에는 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 단턱부(22b)에 대응되는 돌출부(23b)가 형성된다. 이에 따라 도 4c에서 보는 바와 같이, 힌지핀홀(22a)에 끼워지는 힌지핀(23)은 그의 돌출전단부가 힌지핀홀(22a)의 단턱부(22b)에 걸리는 것에 의해 전진방향(도면에서 좌측방향)으로의 이동이 제한되며, 또한, 그의 돌출후단부가 상기 제 1 힌지암(21)에 의해 차단되어 그 반대방향(도면에서 우측방향)으로의 이동이 제한되게 된다. 즉, 제 1 및 제 2 힌지암(21)(22)이 이들의 힌지핀홀(21a)(22a)에 삽입되는 힌지핀(23)에 의해 연결된 상태에서, 상기 힌지핀(23)은 그의 돌출부(23b) 양단부가 힌지핀홀(22a)의 단턱부(22b)와 제 1 힌지암(21)에 걸림으로써 힌지핀홀(22a) 내에서 움직이지 못하도록 구속되게 된다. 따라서, 종래와 같이, 힌지핀을 힌지핀홀에 강제로 압입하지 않아도 힌지핀이 힌지핀홀에서 탈거되는 일이 없다.

여기서, 상기 단턱부(22b)는 힌지핀홀(22a) 내에 이 홀보다 약간 직경이 큰 제 2 홀을 일단부로부터 소정 깊이로 가공하는 것에 의해 형성될 수 있으며, 힌지핀(23)의 돌출부(23b)는 상기 제 2 홀의 직경 및 깊이에 대응하는 크기의 환형 돌출부로 형성되나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 다른 형태의 단턱부나 돌출부의 형성이 가능하다. 예를 들면, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 힌지핀홀 내에 수개의 슬롯을 형성하는 것에 의해 단턱부를 구성할 수도 있을 것이다. 이 때, 상기 힌지핀에는 상기 슬롯에 대응되는 리브가 형성될 것이다. 상기한 예 이외에도 힌지핀홀 내에서의 힌지핀의 삽입 방향으로의 이동을 제한할 수 있는 어떠한 형상의 단턱부 및 힌지암에 의해 그 반대방향으로의 이동을 제한할 수 있는 힌지핀의 어떠한 형상의 돌출부도 본 발명의 범주 내에 포함됨은 자명할 것이다.

첨부된 도 5는 힌지핀(23)의 돌출후단부에 제 1 힌지암(21)의 측부가 접촉되어 힌지핀(23)의 이동, 예컨대 도면에서 앞쪽방향으로의 이동을 제한하는 예를 보인 것이다. 즉, 이 제 1 힌지암(21)에 형성된 힌지핀홀(21a)의 단(短)경이 힌지핀(23)의 돌출부(23b)의 직경보다 작기 때문에, 힌지핀홀(21a)의 주변부가 돌출부(23b)의 후단부에 접촉하게 되고, 따라서, 힌지핀(23)은 그 방향으로 움직이지 못하고 구속되게 된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 사판 힌지구조는, 사판(7)의 제 2 힌 지암(22)에 형성된 원형 힌지핀홀(22a)에 힌지핀(23)을 그 양단부가 힌지핀홀(22a)의 외측으로 돌출되도록 끼운다. 그러면, 힌지핀(23)의 돌출부(23b) 전단이 힌지핀홀(22a) 내의 단턱부(22b)에 걸리면서 힌지핀이 결합된다. 이 때, 힌지핀(23)의 돌출부(23b)의 후단부는 제 2 힌지암(22)의 측면과 동일 평면상에 위치된다. 이 상태에서 힌지핀(23)의 양측 돌출단부를 제 1 힌지암(21)의 힌지핀홀(21a)에 끼우면서 연결한다. 그러면, 일측 제 1 힌지암(21)의 측면이 제 2 힌지암(22)의 측면에 접촉되면서, 힌지핀(23)의 돌출부(23b)의 직경과 제 1 힌지암(21)의 힌지핀홀(21a)의 직경과의 관계에 의해 제 1 힌지암(21)이 힌지핀(23)의 돌출부(23b) 하단를 막으면서 조립되게 된다.

이에 따라, 힌지핀(23)은 그의 돌출부(23b)의 전단부가 힌지핀홀(22a) 내의 단턱부(22b)에, 그리고, 후단부가 제 1 힌지암(21)에 걸린 상태로 두 부재, 예컨대 제 1 힌지암(21)과 제 2 힌지암(22)의 힌지핀홀(21a)(22a)을 관통하여 설치되게 되므로, 힌지핀(23)이 탈거되는 일은 발생하지 않는다.

또한, 상기와 같은 힌지핀 이탈 방지 구조를 가지기 때문에, 힌지핀을 힌지핀홀에 강제 압입할 필요가 없고, 큰 공차를 가져도 무방하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 힌지핀홀에 삽입되는 힌지핀이 힌지핀홀의 단턱부와 제 1 힌지암에 의해 힌지핀홀 내에서 움직이지 않도록 구속되기 때문에, 힌지핀의 탈거 현상을 근본적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 힌지핀을 힌지핀홀에 강제 압입할 필요가 없기 때 문에, 힌지핀 및 힌지핀홀의 가공 공차를 크게 가져갈 수 있다. 따라서, 생산성 및 조립성 개선 효과를 기대할 수 있다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 로터에 구비된 한 쌍의 제 1 힌지암과 사판에 구비된 제 2 힌지암이 이들 힌지암에 각각 형성된 힌지핀홀에 삽입, 설치되는 힌지핀에 의해 사판의 경사각 조절이 가능하도록 연결되어 이루어지는 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조에 있어서,

   상기 제 2 힌지암의 힌지핀홀에는 단턱부가 형성되고, 상기 힌지핀에는 상기 단턱부에 대응되는 돌출부가 형성되어, 이 힌지핀의 돌출전단부가 상기 단턱부에 걸리고 돌출후단부가 상기 제 1 힌지암에 걸리는 것에 의해 힌지핀홀 내에서 힌지핀이 움직이지 않도록 구속됨을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단턱부는 상기 힌지핀홀 내에 이 홀보다 큰 직경을 가지는 제 2 홀을 일측단부로부터 소정깊이로 가공하는 것에 의해 형성되며, 상기 돌출부는 상기 제 2 홀의 직경 및 깊이와 대응되는 크기의 환형 돌출부로 이루어짐을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 힌지구조.

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