KR20010002341U - 볼 죠인트 방식 밀폐형 압축기의 윤활구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에서 볼과 코오킹부 사이의 윤활구조를 개선하여 마찰손실을 줄여주고, 압축기의 성능 및 신뢰성 향상에 기여할수 있도록 한 볼 죠인트 방식 밀폐형 압축기의 윤활구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 상기의 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에 있어서, 볼과 피스톤로드 및 베어링에 샤프트로 부터 흡상되는 윤활유를 상기 피스톤과 볼사이의 마찰면에 공급하기 위한 유로를 일체로 형성하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 샤프트에 의해 흡상된 윤활유가 베어링과 피스톤로드 및 볼의 유로를 통하여 볼과 코오킹부의 마찰면에 공급되므로 이들 사이의 마찰력이 감소되어 마찰손실의 감소와 함께 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시킬수 있다.

Description

볼 죠인트 방식 밀폐형 압축기의 윤활구조

본 고안은 냉장고 등에 설치되어 밀폐된 케이스 내에서 냉매가스를 흡입하여 압축 및 토출시켜 주는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에서 볼과 코오킹부 사이의 윤활구조를 개선하여 마찰손실을 줄여주고, 압축기의 성능 및 신뢰성 향상에 기여할수 있도록 한 볼 죠인트 방식 밀폐형 압축기의 윤활구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적인 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시켜 주는 기기로서, 그 종류로는 왕복압축기, 회전압축기, 터보압축기 등이 있으며, 이들 압축기는 증발기로 부터 유입된 저압의 냉매가스를 응축압력 까지 높여주는 역할을 한다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기를 나타낸 단면도로서, 밀폐형 압축기는 용접에 의해 밀폐된 상하부케이스(10,20) 내에 압축기 본체가 내장되어 있다.

압축기 본체는 크게 골격 역할을 하는 프레임(30)과, 이 프레임의 하부에 설치되어 전동매체인 샤프트(60)를 회전시켜 주는 구동부(또는 모터부,40) 및, 상기 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 흡입된 냉매가스를 압축 및 토출시켜 주는 기계부(50)로 구성되어 있다.

상기 프레임(30)은 구동부와 기계부 전체를 지지하며, 그 자신은 상하부케이스(10,20)에 각각 완충 및 소음방지수단인 사이드 스토퍼(70)와 코일스프링(80)을 통하여 지지된다.

상기 구동부(40)는 프레임에 지지되어 고정자 역할을 하는 스테이터(90) 및, 샤프트(60)를 회전시켜 주는 로터(100)로 구성된다.

상기 기계부(50)는 프레임 상단에 고정되는 실린더(110)와, 상기 실린더에 삽입되는 피스톤(120) 및, 상기 피스톤과 샤프트(60)의 크랭크부(61) 사이에 연결되어 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 주는 피스톤로드(130)로 구성되어 있다.

상기 기계부는 피스톤로드에 의해 피스톤이 실린더 내에서 직선 왕복운동을 하면서 흡입밸브를 통하여 흡입된 냉매가스를 실린더 내에서 압축한 뒤 토출밸브를 통하여 토출시켜 주며, 흡입 및 토출머플러는 흡입 또는 토출되는 냉매가스를 안내하는 역할을 하게 된다.

따라서, 이러한 밀폐형 압축기는 구동부(40)에 의해 회전하는 샤프트(60)가 기계부(50)의 피스톤로드(130)를 왕복 운동시키므로서 상기 피스톤로드에 의해 피스톤(120)이 실린더(110) 내에서 직선 왕복운동을 하면서 실린더 내로 흡입된 냉매가스를 압축 및 토출시켜 주고, 이 냉매가스는 냉동장치를 순환하므로서 소기의 냉동 목적을 달성하게 된다.

통상, 기계부(50)는 피스톤(120)과 피스톤로드(130)의 연결방식에 따라 커넥팅로드(Connecting Rod) 방식과 볼 죠인트(Ball Joint) 방식으로 나뉘어 진다.

커넥팅로드 방식은 피스톤과 이 피스톤에 삽입되는 커넥팅로드의 소단부에 각각 구멍을 형성하여 핀으로 연결한 것이며, 볼 죠인트 방식은 도 1과 같이 피스톤(120)의 내면에 코오킹부(121)를 형성하고, 피스톤로드(130)의 선단에는 구형의 볼(131)을 접합하여 상기 볼을 코오킹부에 삽입한 상태에서 코오킹으로 연결하는 방식이다.

이중, 커넥팅로드 방식은 윤활유의 공급이 충분하고 접촉면이 커서 면압이 작게 작용하므로 마찰손실을 줄일수 있는 반면, 구조가 복잡하고 제조원가가 높다는 단점이 있다.

또한, 볼 죠인트 방식은 구조가 간단하지만, 볼(131)과 피스톤(120) 사이에서 높은 마찰력이 발생하여 초기의 마찰손실이 크고, 윤활유의 공급이 제대로 이루어지지 않으므로 마찰 및 마모량이 많다는 단점이 있다.

도 2는 종래 볼 죠인트 방식의 압축기에서 피스톤과 피스톤로드의 연결상태를 나타낸 분리 단면도와 조립 단면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 종래에는 피스톤(220)의 내면에 코오킹부(221)를 일체로 형성하고, 피스톤로드(230)의 양단에는 각각 상기 코오킹부에 끼워지는 구형의 볼(231)과 샤프트(60)의 크랭크부(61)에 끼워지는 베어링(232)을 접합한 후, 상기 볼을 코오킹부에 삽입하여 코오킹으로 조립하며, 베어링은 샤프트의 크랭크부에 삽입하였던 것이다.

그런데, 이와 같은 연결구조는 구조가 간단한 반면, 피스톤의 코오킹부와 볼 사이의 마찰면에 윤활유의 공급이 제대로 이루어지지 않고 샤프트(60)에서 비산되는 윤활유의 간접적인 영향 밖에 받을수 없으므로 마찰 및 마모가 심하게 발생하는 단점이 있었다.

따라서, 피스톤의 크랭크부와 볼 사이의 마찰력이 크게 작용하여 구동 초기의 마찰손실이 크고, 이로 인해 구동부(40)의 과부하와 압축기의 성능저하를 초래하는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 기술적인 과제는 볼 죠인트 방식의 압축기에서 피스톤과 볼 사이의 윤활구조를 개선하여 상기 피스톤과 볼 사이의 마찰면에 윤활유의 공급이 충분하게 이루어지도록 하므로서 마찰손실을 줄이고, 마찰 및 마모를 방지할수 있는 윤활유 공급구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 전동압축기의 단면도

도 2는 종래 구조의 분리 단면도

도 3은 종래 구조의 조립 단면도

도 4는 본 고안의 분리 단면도

도 5는 본 고안의 조립 단면도

도 6은 본 고안의 동작상태를 나타낸 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 상부케이스 20 : 하부케이스

30 : 프레임 40 : 구동부

50 : 기계부 60 : 샤프트

61 : 크랭크부 70 : 사이드 스토퍼

120 : 실린더 121 : 코오킹부

130 : 피스톤로드 230a : 유로

130b,130c : 돌기 131 : 볼

132 : 베어링

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에 있어서, 볼과 피스톤로드 및 베어링에 샤프트로 부터 흡상되는 윤활유를 상기 피스톤과 볼사이의 마찰면에 공급하기 위한 유로를 일체로 형성하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 샤프트에 의해 흡상된 윤활유가 베어링과 피스톤로드 및 볼의 유로를 통하여 볼과 코오킹부의 마찰면에 공급되므로 이들 사이의 마찰력이 감소되어 마찰손실의 감소와 함께 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시킬수 있다.

이하에서 본 고안을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5는 본 고안의 분리 단면도와 조립 단면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 본 고안은 실린더(110)에 삽입되는 피스톤(120)의 내면에 코오킹부(121)가 형성되고, 피스톤로드(130)의 양단에는 각각 상기 코오킹부에 끼워지는 볼(131)과 샤프트(60)의 크랭크부(61)에 끼워지는 베어링(132)이 구비된 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에 있어서,

상기 피스톤로드(130)의 중심과 양단에 각각 유로(130a) 및 고정용 돌기(130b,130c)를 형성하고, 볼(131)과 베어링(132)의 일측에는 상기 돌기가 끼워져 용접으로 고정되는 홈(131a,132a)를 일체로 형성하여서 된 것이다.

상기 유로(130a)는 피스톤로드(130)의 중심을 중심에 형성되어 양단의 돌기(130b,130c)를 관통한다.

상기 돌기(130b,130c)는 피스톤로드의 직경보다 소직경으로 형성되며 양단의 중심부에 일체로 형성된다.

상기 볼(131)과 베어링(132)의 홈(131a,132a)은 돌기가 삽입될수 있을 정도의 크기로 형성되고, 이중 베어링의 홈은 그 내부와 관통된다.

조립시에는 도 5와 같이 피스톤로드(130)의 돌기(130b,130c)를 볼(131)과 베어링(132)의 홈(131a,132a) 속에 삽입한 상태에서 용접으로 고정한다.

이후, 볼(131)을 피스톤(120)의 코오킹부(121)에 삽입한 상태에서 코오킹으로 고정시키고, 베어링(132)을 샤프트(60)의 크랭크부(61)에 삽입한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 동작 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 샤프트(60)가 회전하면 크랭크부(61)에 끼워진 베어링(132)에 의해 피스톤로드(130)가 실린더(110) 내의 피스톤(120)을 직선 왕복운동을 시키며, 이때 피스톤과 볼 사이에서 마찰이 발생한다.

이때, 본 고안은 도 6과 같이 샤프트(60)의 회전과 동시 크랭크부(61) 까지 흡상된 윤활유의 일부가 피스톤로드(130)의 유로(130a)로 유입된 뒤 볼(131)을 통하여 상기 볼과 코오킹부(121) 사이의 마찰면에 공급된다.

따라서, 볼과 피스톤의 코오킹부 사이의 마찰저항이 감소되어 마찰손실이 줄어들고, 마찰 및 마모가 감소되므로 수명이 연장되며, 압축기의 전체적인 성능 및 신뢰성이 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에 있어서, 볼과 피스톤로드 및 베어링에 샤프트로 부터 흡상되는 윤활유를 상기 피스톤과 볼사이의 마찰면에 공급하기 위한 유로를 일체로 형성하여 샤프트에 의해 흡상된 윤활유가 베어링과 피스톤로드 및 볼의 유로를 통하여 볼과 코오킹부 사이의 마찰면에 공급되므로 이들 사이의 마찰력이 감소되어 마찰손실의 감소와 함께 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시키게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 실린더(110)에 삽입되는 피스톤(120)의 내면에 코오킹부(121)가 형성되고, 피스톤로드(130)의 양단에는 각각 상기 코오킹부에 끼워지는 볼(131)과 샤프트(60)의 크랭크부(61)에 끼워지는 베어링(132)이 구비된 볼 죠인트 방식의 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 피스톤로드(130)의 중심과 양단에 각각 유로(130a) 및 고정용 돌기(130b,130c)를 형성하고, 볼(131)과 베어링(132)의 일측에는 상기 돌기가 끼워져 용접으로 고정되는 홈(131a,132a)를 일체로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 볼 죠인트 방식 밀폐형 압축기의 윤활구조.