KR101142767B1

KR101142767B1 - 압축기용 피스톤

Info

Publication number: KR101142767B1
Application number: KR1020040087888A
Authority: KR
Inventors: 황승용
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2012-06-07
Also published as: KR20060038757A

Abstract

본 발명은 압축기용 피스톤에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 사판의 회전운동에 의한 피스톤의 롤링시 상기 피스톤의 브릿지부가 상기 사판의 외주면에 안정적으로 면접촉하도록 함으로서 내구성을 향상시킨 압축기용 피스톤에 관한 것이다.

이에 본 발명은 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 왕복운동하는 피스톤헤드부(101)와, 상기 피스톤헤드부(101)의 축방향으로 연장되는 브릿지부(102)와, 상기 브릿지부(102)의 일측으로 각각 연장 형성되고 사판(40)의 가장자리 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합된 한 쌍의 슈(45)를 수용하는 슈포켓부(104)를 포함하여 이루어진 압축기용 피스톤에 있어서, 상기 사판(40)의 외주면에 대응하는 상기 브릿지부(102)의 하단면(102a)은 각각 바깥방향으로 갈수록 사판(40)의 외주면과의 간격이 증가하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

압축기, 피스톤, 브릿지부, 사판

Description

압축기용 피스톤{Piston for compressor}

도 1은 종래의 압축기를 나타내는 단면도,

도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도,

도 3은 종래의 피스톤이 롤링된 상태를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 피스톤이 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 5는 도 4에서의 B-B선 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 피스톤이 롤링된 상태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 압축기 10: 실린더블록

11: 보어 60: 사판

64: 슈

100: 피스톤 101: 피스톤헤드부

102: 브릿지부 102a: 하단면

102b: 오목홈부 103: 리세스부

104: 슈포켓부 110: 코팅면

일반적으로 자동차 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 사판식 압축기는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받는 구동축이 회전하고 이때 구동축에 경사지게 설치된 디스크 형상의 사판이 회전하게 되며, 이 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈를 개재하여 설치된 다수의 피스톤들이 실린더블록에 형성된 다수의 보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써, 증발기로부터 냉매를 흡입/압축하여 응축기쪽으로 토출하도록 구성된다.

이러한 사판식 압축기를 도 1 내지 도 3을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 상기 사판식 압축기(1)는 전방 실린더블록(20)이 내장된 전방 하우징(10)과, 상기 전방 하우징(10)과 결합되며 후방 실린더블록(20a)이 내장된 후방 하우징(10a)으로 구성된다.

그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)은 내부에 다수의 보어(21)가 구비되고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 서로 대응하는 보어(21)에는 피스톤(50)들이 직선 왕복운동하도록 결합됨과 아울러 상기 피스톤(50)들은 구동축(30)에 경사지게 결합된 사판(40)의 외주에 슈(45)를 개재하여 결합된다.

따라서, 상기 구동축(30)과 함께 회전하는 사판(40)에 연동하여 상기 피스톤 (50)들은 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21) 내부를 왕복하게 된다.

그리고, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에는 흡입밸브(61)와 토출밸브(62)를 가진 밸브유니트(60)가 각각 설치된다.

그리고, 상기 흡입밸브(61) 및 토출밸브(62)와 대응하여 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 내부에는 흡입실(11) 및 토출실(12)이 각각 형성된다.

또한, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에 구비된 사판실(24)로 공급되는 냉매가 상기 각 흡입실(11)로 유동할 수 있도록 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에는 다수의 흡입통로(22)가 형성되며, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 토출실(12)은 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)에 의해 상호 연통된다.

따라서, 상기 피스톤(50)의 왕복운동에 따라 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 동시에 냉매의 흡입 및 압축이 수행될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 중앙에는 구동축(30)을 지지할 수 있도록 지지공(25)이 형성되고, 상기 지지공(25) 내에는 니들롤러베어링(26)이 개재되어 상기 구동축(30)을 회전가능하게 지지하고 있다.

한편, 상기 후방 하우징(10a)의 외주면 상부에는 피스톤(50)의 흡입행정시 증발기로부터 이송된 냉매를 압축기(1) 내부로 공급하고, 피스톤(50)의 압축행정시에는 압축기(1) 내부에서 압축된 냉매를 응축기 쪽으로 토출하도록 머플러(70)가 설치된다.

따라서, 증발기로부터 공급되는 냉매는 상기 머플러(70)의 흡입부로 흡입된 후 냉매흡입구(71)를 통해 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이의 사판실(24)로 공급되고, 상기 사판실(24)로 공급된 냉매는 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 흡입통로(22)를 따라 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 흡입실(11)로 유동하게 된다.

이후, 상기 피스톤(50)의 흡입행정시 상기 흡입밸브(61)가 열리게 되는데, 이때 상기 흡입실(11)의 냉매가 상기 보어(21) 내로 흡입된다.

그리고, 피스톤(50)의 압축행정시 상기 보어(21)내로 유입된 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출밸브(62)가 열리면서 냉매가 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 토출실(12)로 유동하게 되고 최종적으로 상기 머플러(70)의 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출부로 토출된 후 응축기로 유동하게 되는 것이다.

한편, 상기 전방 실린더블록(20)의 보어(21)내에서 압축된 냉매는 상기 전방 하우징(10)의 토출실(12)로 유동한 후 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)를 따라 상기 후방 하우징(10a)의 토출실(12)로 유동하여 이곳의 냉매와 함께 상기 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출부로 토출된다.

이하, 상기한 종래의 사판식 압축기(1)에서 피스톤(50)에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 피스톤(50)은 상기 전,후방 실린덕블록(20)(20a)의 보어(21) 내부에서 왕복운동하는 한 쌍의 피스톤헤드부(51)와, 상기 한 쌍의 피스톤헤드부(51)를 연결하도록 축방향으로 연장 형성되는 브릿지부(52)와, 상기 브릿지부(52)의 일측으로 각각 연장 형성되고 상기 사판(40)의 가장자리 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합된 한 쌍의 슈(45)를 수용하는 슈포켓부(53)로 이루어진다.

또한, 상기 사판(40)의 외주면과 상기 피스톤(50)의 브릿지부(52) 사이에는 일정한 간격을 두어 원활한 회전이 될 수 있도록 하고 있다.

여기서, 상기 사판(40)의 외주면과 대응하는 상기 브릿지부(52)의 하단면(52a)은 양쪽으로 분할되어 있으며 사판(40)의 외주면과 동일 곡률의 곡면으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 사판(40)을 회전시켜 상기 피스톤(50)을 왕복운동 시키게 되면, 상기 사판(40)의 회전운동에 의해 상기 피스톤(50)이 롤링(rolling)하게 되면서 상기 브릿지부(52)의 하단면(52a)이 상기 사판(40)의 외주면에 접촉하여 마찰/마모가 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 상기 브릿지부(52)의 하단면(52a)에 테프론(teflon) 코팅을 하고 있다.

그러나, 상기 브릿지부(52) 하단면(52a)의 반경(r1) 중심과 상기 사판(40)의 반경(r2) 중심이 동일 중심이기 때문에, 즉, 상기 브릿지부(52)의 하단면(52a)과 상기 사판(40)의 외주면 사이의 간격이 일정하기 때문에 상기 피스톤(50)의 롤링시 도 3과 같이 상기 브릿지부(52)의 코팅된 하단면(52a)이 상기 사판(40)의 외주면에 접촉하지 못하고 브릿지부(52)의 모서리측이 사판(40)의 외주면에 접촉하게 되면서 마찰/마모가 발생되어 내구성이 저하되는 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 사판의 회전 운동에 의한 피스톤의 롤링시 상기 피스톤 브릿지부의 코팅면이 상기 사판의 외주면에 안정적으로 면접촉하도록 함으로서 내구성을 향상시킨 압축기용 피스톤을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실린더블록의 보어내에서 왕복운동하는 피스톤헤드부와, 상기 피스톤헤드부의 축방향으로 연장되는 브릿지부와, 상기 브릿지부의 일측으로 각각 연장 형성되고 사판의 가장자리 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합된 한 쌍의 슈를 수용하는 슈포켓부를 포함하여 이루어진 압축기용 피스톤에 있어서, 상기 사판의 외주면에 대응하는 상기 브릿지부의 하단면은 각각 피스톤의 중심에서 반경방향의 바깥방향으로 갈수록 사판의 원주방향 외주면과의 간격이 증가하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 피스톤이 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4에서의 B-B선 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 피스톤이 롤링된 상태를 나타내는 단면도이다.

먼저, 본 발명의 피스톤(100)이 설치되는 사판식 압축기(1)는 앞서 설명하였으므로 여기서 그 상세한 설명은 생략하되, 편의상 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 피스톤(100)은 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 왕복운동하는 한 쌍의 피스톤헤드부(101)와, 상기 한 쌍의 피스톤헤드 부(101)를 연결하도록 축방향으로 연장 형성되는 브릿지부(102)와, 상기 브릿지부(102)의 하측방향으로 각각 일정간격을 두고 연장 형성되어 그 사이에 상기 사판(40)의 외주가 삽입되도록 일정공간의 리세스부(103)를 구비함과 아울러 상기 사판(40)의 가장자리 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합된 한 쌍의 반구형 슈(45)를 수용하는 슈포켓부(104)로 이루어진다.

상기 피스톤헤드부(101)는 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 왕복운동하면서 실질적으로 냉매를 흡입 및 압축하는 것이며, 피스톤헤드부(101)의 외주면은 상기 보어(21)의 내주면과 마찰/마모를 줄이기 위해 테프론 코팅이 되어 있다.

그리고, 상기 브릿지부(102)는 만곡된 단면형상으로 이루어져 상기 사판(40)의 외주면과 대응하는 브릿지부(102)의 하단면(102a)은 양쪽으로 분할되고 그 사이에 오목홈부(102b)를 갖는다.

상기 브릿지부(102)의 하단면(102a)에는 상기 사판(40)의 회전운동에 의한 상기 피스톤(100)의 롤링시 브릿지부(102)의 하단면(102a)이 사판(40)의 외주면에 접촉하게 되는데, 이때의 마찰/마모를 줄일 수 있도록 테프론 코팅면(110)이 형성 되어 있다.

여기서, 상기 브릿지부(102)의 하단면(102a)은 각각 상기 사판(40)의 외주면과 동일 곡률의 곡면으로 형성되되 피스톤(100)의 중심에서 반경방향의 바깥방향으로 갈수록 사판(40)의 원주방향 외주면과의 간격이 증가하도록 경사지게 형성된다.

즉, 상기 브릿지부(102) 하단면(102a)의 반경(R1) 중심은 상기 사판(40)의 반경(R2) 중심에서 바깥방향에 위치하게 되는 것이다.

아울러, 상기 피스톤(100)의 롤링시 상기 브릿지부(102)의 하단 코팅면(110)이 상기 사판(40)의 외주면에 안정적으로 면접촉할 수 있도록 브릿지부(102)의 하단면(102a)과 사판(40)의 외주면이 이루는 경사각(C)이 1～10° 를 만족하는 것이 바람직하다.

상기 경사각(C)은 상기 브릿지부(102)의 하단면(102a)과 상기 사판(40)의 외주면과의 간격에 따라 변화되는 것은 당연할 것이다.

따라서, 상기 피스톤(100)의 롤링시 상기 브릿지부(102)의 하단 코팅면(110)이 상기 사판(40)의 외주면과 안정적으로 면접촉을 함으로서 내구성이 향상되는 것이며, 이는 종래에 상기 피스톤(50:종래)의 롤링시 상기 브릿지부(52:종래)의 모서리측이 상기 사판(40)의 외주면에 접촉하면서 내구성이 저하되었던 문제를 해결한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 편의상 상기 피스톤(100)이 가변용량 사판식 압축기(1)에 적용된 경우를 일예로 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 피스톤(100)을 사용하는 모든 사판식 압축기에 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 피스톤(100)은 양두형 피스톤 뿐만 아니라 편두형 피스톤에도 동일하게 적용할 수 있으며 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

상기한 본 발명의 압축기용 피스톤에 따르면, 상기 피스톤 브릿지부의 하단면이 각각 바깥방향으로 갈수록 상기 사판의 외주면과의 간격이 증가하도록 경사지 게 형성됨으로서 상기 피스톤의 롤링시 상기 브릿지부의 하단 코팅면이 상기 사판의 외주면에 안정적으로 면접촉하여 내구성이 향상된다.

Claims

실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 왕복운동하는 피스톤헤드부(101)와, 상기 피스톤헤드부(101)의 축방향으로 연장되는 브릿지부(102)와, 상기 브릿지부(102)의 일측으로 각각 연장 형성되고 사판(40)의 가장자리 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합된 한 쌍의 슈(45)를 수용하는 슈포켓부(104)를 포함하여 이루어진 압축기용 피스톤에 있어서,

상기 사판(40)의 외주면에 대응하는 상기 브릿지부(102)의 하단면(102a)은 각각 피스톤의 중심에서 반경방향의 바깥방향으로 갈수록 사판(40)의 원주방향 외주면과의 간격이 증가하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤.
제 1 항에 있어서,

상기 브릿지부(102)의 하단면(102a)과 상기 사판(40)의 외주면이 이루는 경사각(C)은 1 ～ 10°를 만족하는 것을 특징으로 하는 압축기용 피스톤.