KR0139999B1

KR0139999B1 - 클러치 없는 단방향 피스톤식 가변 용량 압축기

Info

Publication number: KR0139999B1
Application number: KR1019950007664A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 가와구찌; 마사노리 소노베; 겐 스이또; 도모히꼬 요꼬노
Original assignee: 이소가이 찌세이; 가부시끼 가이샤 도요다 지도쇽끼 세이사꾸쇼
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1998-07-01
Also published as: JPH07286581A; DE19514376A1; KR950029579A; DE19514376C2; JP3503179B2; TW283187B

Abstract

본 발명은 클러치없는 압축기에 걸리는 부하 토크의 증대를 완만하게 하는 것이다.

회전축(9)상에 지지된 사판(15)의 경사각이 최소 경사각으로 향하면, 사판(15)이 흡입 통로 개방 스프링(24)의 탄성력에 대항하여 전달통(28) 및 단면 수축 기구(21)를 누른다. 단면 수축 기구(21)는 사판 경사각이 최소 경사각인 때 위치 결정면(27)에 접하고, 흡입 통로(26)와 흡입실(3a)과의 연통을 차단한다. 사판 경사각이 최대인때 크랭크실(2a)과 흡입실(3a)은 통로(30), 단면 수축 기구(21)의 통내, 압력 방출 통로(21c)라고 하는 경로와, 통로(30), 단면 수축 기구(21)의 통내, 접속 통로(21d), 통로(14)라고 하는 경로를 거쳐서 연통한다. 사판 경사각이 최소인때 크랭크실(2a)과 흡입실 (3a)은 통로(30), 단면 수축 기구(21)의 통내, 압력 방출 통로(21c)라고 하는 경로를 거쳐서 연통한다.

Description

클러치없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기

제 1 도는 본 발명을 구체화한 제 1 실시예의 압축기 전체의 측 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 A-A 선을 취한 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 B-B 선을 취한 단면도.

제 4 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 압측기 전체의 측 단면도.

제 5 도는 사판 경사각이 최대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 6 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 7 도는 압력 방출 통로에서 통과 단면적의 변화를 나타내는 그래프.

제 8a 도 및 제 8b 도는 압력 방출 통로의 통과 단면적을 일정하게 한 경우 흡입압, 토출압, 크랭크실내의 압력, 엔진 회전수,전자 개페 밸브(32)의 여자 및 소자,ISC(42)의 듀티비 제어의 변동을 나타내는 그래프.

제 8c 도는 압력 방출 통로의 통과 단면적을 변화시킨 경우 흡입압,토출압,크랭크실내의 압력, 엔진 회전수, 전자 개폐 밸브(32)의 여자 및 소자, ISC(42)의 듀티비 제어의 변동을 나타내는 그래프.

제 9 도는 제 2 실시예를 도시하는 압축기 전체의 측단면도.

제 10 도는 사판 경사각이 최대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 11 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 12 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 13a 도는 제 3 실시예로서, 사판 경사각이 최대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 13b 도는 제 3 실시예로서, 사판 경사각이 최대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 14 도는 제 4 실시예를 도시하는 압축기 전체의 측단면도.

제 15 도는 사판 경사각이 촤대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 16 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 17 도는 압력 방출 통로에서 통과 단면적의 변화를 나타내는 그래프.

제 18 도는 제 5 실시예로서, 사판 경사각이 최대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 19 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 20 도는 제 6 실시예로서, 사판 경사각이 최대 상태에 있는 요부 확대 단면도.

제 21 도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 요부 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2a : 크랭크실3a : 흡입실

8 : 회전 지지체15 :사판

21, 21A, 215, 21C : 단면 수축 기구21d : 접속 통로

27 : 위치 결정면31 : 압력 공급 통로

32 : 전자 개폐 밸브35 : 외부 냉매 희로

[산업상의 이용분야]

본 발명은 실린더 보어내에서 단방향 피스톤을 왕복 직선운동이 가능하게 수용하는 하우징내의 회전축에 회전 지지체를 부착하고, 이 회전 지지체가 사판을 경사 운동이 가능하게 지지하고, 크랭크실내의 압력과 흡입압과의 단방향 피스톤을 개재한 차이에 따라서 사판의 경사각을 제어하고, 토출압 영역의 압력을 크랭크실로 공급하며 동시에 크랭크실의 압력을 흡입압 영역으로 반출하여 크랭크실내의 압력을 조절하는 클러치없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기에 관한 것이다.

[종래 기술]

일본 공개 특허 평 3-37378 호 공보에 개시되어 있는 가변용랑형 요동 사판식 압축기에서는, 외부 구동원과 압축기의 회전축과의 사이에 동력 전달의 연결 및 차단을 행하는 전자 클러치를 사용하지 않는다. 전자 클러치를 없게 하면, 특히 차랑 탑재 형태에서는 그것의 켜짐-꺼짐(ON-OFF)의 쇼크에 의한 체감이 나쁘다는 결점을 해소할 수 있으며 동시에 압축기 전체의 중량의 감소 및 원가 절감이 가능하게 된다.

이와 같은 클러치없는 압축기에서는 냉방이 불필요할때 토출 용량의 많고 적음 및 외부 냉매 회로상의 증발기에 의한 서리 발생이 문제가 된다. 냉방이 불필요한 경우 또는 서리 발생이 있든가 하는 경우에는 외부 냉매 회로상의 냉매 순환을 저지하는 것이 좋다. 일본 공개 특허 평 3-37378 호 공보의 압축기에서는 외부 냉매 회로로부터 흡입실로 냉매 가스 유입을 저지시킴으로써 외부 냉매 회로상의 냉매 순환 정지를 달성하고 있다. 외부 냉매 회로로부터 흡입실로의 냉매 가스 유입은 전자 개폐 밸브의 여자 및 소자에 의해 제어된다.

외부 냉매 회로로부터 압축기내의 흡입실로 흐르는 냉매가스 유입이 정지되면 흡입실의 압력이 저하하고, 흡입실의 압력에 반응하는 용량 제어 밸브가 완전 개방된다. 이러한 완전 개방에 의해 토출실의 토출 냉매 가스가 크랭크실로 유입하고, 크랭크실의 압력이 상승한다. 또한, 흡입실의 압력 저하 때문에 실린더 보어내의 흡입 압력도 저하한다. 그때문에 크랭크실내의 압력과 실린더 보어내의 흡입 압력과의 차이가 커지게 되고, 사판 경사각이 최소 경사각으로 이행하여 토출 용량이 최저로 된다. 토출 용량이 최저로 되면 압축기에서 토크는 최저로 되고 냉방이 불필요할 때의 동력 손실을 피하게 된다.

외부 냉매 회로로부터 압축기내의 흡입실로 흐르는 냉매가스 유입이 재개되면 흡입실의 압력이 상승하고, 흡입실의 압력에 반응하는 용량 제어 밸브가 페쇄된다. 이 폐쇄 상태로 이행함으로써 토출실로부터 크랭크실로 흐르는 냉매 가스 유입이 저지되고, 크랭크실의 압력이 저하한다. 게다가 흡입실의 압력 상승 때문에 실린더 보어내의 흡입 압력도 상승한다. 그때문에 크랭크실내의 압력과 실린더 보어내의 흡입 압력과의 차이가 작아지고 사판 경사각이 최대 경사각으로 이행한다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

클러치없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기에서는 부하 토크의 최대값과 최소값과의 차이가 크고, 클러지없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기를 탑재한 차량에서 엔진이 멈추게 되는 문제가있다. 엔진 멈춤의 원인 으로서는 압축기의 부하 토크 이외에도, 교류 발전기, 동력 조향 장치용의 오일 펌프 등의 보조 기구를 운전하기 위한 부하 토크가 있다. 그때문에, 아이들 속도 제어기가 이용된다. 아이들 속도 제어기는 아이들링시의 회전수를 목표값으로 제어하기 위해서 아이들링시에 엔진에 대한 공기 공급량을 보조적으로 조정하는 것이다. 압축기 등의 엔진에 대한 부하 토크가 있는 경우의 목표값은 압축기 등의 엔진에 대한 부하 토크가 없는 경우의 아이들링 회전수보다 높게 설정된다. 이와 같은 아이들 회전수의 상승에 의해 엔진 멈춤의 회피가 행해진다.

아이들 속도 제어기는 엔진 회전수를 샘플링하면서 엔진 회전수를 목표값에 근접시키는 피드백 제어를 행한다 . 그 때문에, 아이들링시의 엔진에 대한 부하 토크가 급격히 증대하면 아이들 속도 제어기의 피드백 제어가 따라가지 못하고, 엔진 멈춤을 일으킬 우려가 있다. 일본 공개 특허평 3-37378 호 공보의 클러치 없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기에서는 압축기에 걸리는 부하 토크의 증대에 의해 엔진 멈춤이 발생하는 것의 회피 대책은 전혀 기재되어 있지 않다.

본 발명은 클러치없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기에 있어서 아이들링시의 부하 토크의 급격한 증대 변동을 억제하여 엔진 멈춤을 회피하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

따라서 본 발명에서는, 실린더 보어내에서 단방향 피스톤을 왕복 직선 운동이 가능하게 수용하는 하우징내의 회전축에 회전 지지체를 부착하고, 이 회전 지지체가 사판을 경사 운동이 가능하게 지지하고, 크랭크실내의 압력과 흡입 압력과의 단방향 피스톤을 개재한 차이에 따라서 사판의 경사각을 제어하고, 토출압 영역의 압력을 크랭크실로 공급하며 동시에 크랭크실의 압력을 흡입압 영역으로 방출하여 크랭크실 내의 압력을 조절하는 클러치없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기를 대상으로 하고, 청구항 제 1 항에 기재된 발명에서는,영 (zero)이 아닌 토출 용량을 가지도록 사판의 최소 경사각을 규정하는 최소 경사각 규정 수단과, 최소 용량 상태에서는 외부 냉매 회로에서의 냉매 순환을 정지시키는 냉매 순환 저지 수단과, 크랭크실의 압력을 흡입압 영역으로 방출하기 위한 압력 방출 통로상으로 전진 및 후퇴 가능하게 배치된 단면 수축 기구를 구비한 압축기를 구성하고, 사판의 최대 경사각과 최소 경사각 사이의 중간 경사각 범위의 일부에서는 압력 방출 통로의 통과 단면적을 상기 단면 수축 기구로서 수축하도록 사판의 경사 운동의 적어도 일부에 따라 단면 수축 기구 연동시키고, 사판이 최대 경사각 상태에 있을때의 압력 방출 통로의 통과 단면적보다 사판이 증간 경사각 범위에 있을때의 압력 방출 통로의 통과 단면적을 작게하도륵 하였다.

제 2 항에 기재된 발명에서는, 외부 냉매 희로로부터 흡입압 영역으로 냉매가스를 도입이 불가능한 폐쇄 위치와 도입이 가능한 개방 위치에로 상기 단면 수축 기구를 전환 가능하게 배치하고, 상기 단면 수축 기구를 사판의 경사 운동에 연동시켜서 사판이 최소 경사각일때는 단면 수축 기구가 페쇄 위치에 있도륵 하여 냉매 순환 저지 수단을 구성하였다.

제 3 항에 기재된 발명에서는, 상기 압력 방출 통로를 제 1 분기 통로와 제 2 분기 통로로 분기시키고, 사판이 최대 경사각일때는 단면 수축 기구가 제 2 분기 통로를 개방하는 위치로 배치되고, 사판이 중간 경사각 범위에 있을때는 단면 수축 기구가 제 2 분기 통로를 페쇄하는 위치로 배치되고, 제 1 분기 통로는 정상에서 개방하여 있도륵 하였다.

제 4 항에 기재된 발명에서는, 사판이 최소 경사각 상태에 있을때 압력 방출 통로의 통과 단면적보다도 사판이 중간 경사각 범위에 있을때 압력 방출 통로의 통과 단면적을 작게 하도록 하였다.

제 5 항에 기재된 발명에서는, 압력 방출 통로를 제 1분기 통로와 제 2 분기 통로와 제 3 분기 통로로 분기시키고, 사판이 최대 경사각일때는 단면 수축 기구가 제 2 분기 통로를 개방하며 동시에 제 3 분기 통로를 페쇄하는 위치로 배치되고, 사판이 중간 경사각 범위에 있을 때에는 단면 수축 기구가 제 2 분기 통로 및 제 3 분기 통로를 페쇄하는 위치로 배치되고, 사판이 최소 경사각일때는 단면 수축 기구가 제 2 분기 통로를 페쇄하며 동시에 제 3 분기 통로를 개방하는 위치로 배치되고, 상기 제 1 분기 통로는 정상에서 개방되어 있도록 하였다.

제 6 항에 기재된 발명에서는, 압력 방출 통로의 제 1분기 통로가 단면 수축 기구를 통과하도록 하였다.

제 7 항에 기재된 발명에서는, 상기 단면 수축 기구에는 접속 통로가 설치되어 있고, 사판이 최대 경사각에 있을때는 접속 통로와 제 2 분기 통로가 접속하는 위치에 단면 수축 기구가 배치되고, 사판이 중간 경사각 범위에 있을 때는 접속 통로가 제 2 분기 통로 및 제 3 분기 통로와 접속하지 않는 위치에 단면 수축 기구가 배치되고, 사판이 최소 경사각에 있을 때에는 접속 통로와 제 3 분기 통로가 접속하는 위치에 단면 수축 기구가 배치되도록 하였다.

[작 용]

사판이 최소 경사각의 상태에 있는 경우에도 크랭크실의 냉매 가스는 압력 방출 통로를 거쳐서 흡입압 영역으로 유출하고 토출압 영역에서 크랭크실로의 냉매 가스 공급이 정지하면 크랭크실의 압력이 저하한다. 이 압력 저하에 의해 사판이 최소 경사각에서 최대 경사각 쪽으로 이행한다. 사판이 최대 경사각과 최소 경사각 사이의 중간각 범위에 있는 경우에는 단면 수축 기구가 압력 방출 통로를 수축시키고, 이 수축 작용 때문에 크랭크실의 압력 저하는 중간각 범위에서는 완만하다. 따라서 사판의 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 천천히 이행하고, 이 사판 경사각 증대시 압축기에 걸리는 부하 토크의 증대는 완만하다. 따라서 아이들 속도 제어기의 아이들링시의 회전수 제어가 시간에 맞게 이루어지고 엔진 멈춤은 일어나지 않는다.

사판 경사각이 최대 경사각 부근으로 되면 압력 방출통로의 통과 단면적이 증대하고 사판의 최대 경사각 상태가 안정적으로 유지된다.

제 2 항에 기재된 발명에서는 크랭크실내의 승압에 의해 사판이 최소 경사각 쪽으로 이행함에 따라 단면 수축 기구가 외부 냉매 회로로부터 흡입압 영역으로 유입하는 냉매 가스의 통과 단면적을 천천히 수축한다. 이러한 수축 작용이 외부 냉매 회로로부터 흡입압 영역으로의 냉매 가스 유입량의 감소를 완화시키고, 흡입압 영역으로 부터 실린더 보어내로의 냉매 가스 흡입량도 서서히 감소하여 간다. 그 때문에 토출 용량이 최저용량 쪽으로 급격히 변동하지 않고, 냉매 순환 저지기 압축기에 걸리는 토크가 단시간에 급격히 변동하지는 않는다. 크랭크실내의 압력 저하에 의해 사판 경사각이 최소 경사각에서 증대함에 따라 단면 수축 기구가 사판의 경사 운동에 연동하여 사이가 벌어진다.

이렇게 사이가 벌어짐에 따라 외부 냉매 회로로부터 흡입압 영역으로의 냉매 가스의 통과 단면적이 서서히 확대하여 간다. 이와 같이 서서히 행해지는 통과 단면적의 확대가 외부 냉매 회로로 부터 흡입압 영역으로 냉매 가스 유입량의 증대를 완화하고, 흡입압 영역에서 실린더 보어내의 냉매 가스 흡입량도 천천히 증대하여 간다.

그 때문에 토출 용량이 최대 용량 쪽으로 급격히 변동하지 않고, 냉매 순환 저지 해제시에 압축기에 걸리는 토크가 단시간에 급격히 변동하지는 않는다. 압축기에 걸리는 급격한 토크 변동의 억제는 클러치없는 압축기의 주목적인 켜짐 -꺼짐 쇼크의 해소를 초래한다.

제 3 항에 기재된 발명에서는, 사판이 최소 경사각 상태에 있을 때에도 제 1 분기 통로가 정상에서 개방되어 있다. 따라서 외부 냉매 회로에서 흡입압 영역 으로 냉매 가스 유입이 저지되어 있는 최소 경사각 상태에서도 압축기내의 냉매 가스가 실린더 보어, 토출압 영역, 크랭크실, 흡입압 영역을 순환하고, 냉매 가스와 함께 유동하는 윤활유가 압축기내를 윤활한다.

제 4 항, 제 5 항 및 제 7 항에 기재된 발명에서는, 사판이 중간 경사각 범위에서 최소 경사각으로 이행하면 압력 방출 통로의 통과 단면적이 증대한다. 따라서, 외부 냉매 회로에서 흡입압 영역으로 냉매 가스 유입이 저지되어 있는 최소 경사각 상태에서 압축기내의 윤활이 양호하게 행해진다.

[실 시 예]

이하, 본 발명을 구체화한 제 1 실시예를 제 1 도 내지 8 도를 기초로 하여 설명한다.

제 1 도와 같이 압축기 전체의 하우징의 일부가 되는 실린더 블록(1)의 전단부에는 전방 하우징(2)이 접합되어 있다. 실린더 블록(1)의 후단부에는 후방 하우징(3)이 밸브판(4), 밸브 형성판(5A, 5B)및 리테이너 형성판(6)을 거쳐서 접합 고정되어 있다. 하우징의 일부가 되어 크랭크실(2a)을 형성하는 전방 하우징(2)과 실린더 블록(1)과의 사이에는 회전죽(9)이 회전 가능하게 가설되어 지지되어 있다. 회전축 (9)의 전단부는 크랭크실(2a)에서 외부로 돌출하고, 이 돌출 단부에는 피동 풀리(10)가 부착되어 있다. 피동 풀리(10)는 벨트(11)를 거쳐서 차량 엔진의 작동과 연결된다. 피동 풀리(10)는 앵귤러 베어링(7)을 거쳐서 전방 하우징(2)에 지지되어 있다. 전방 하우징(2)은 피동 풀리(10)에 작용하는 스러스트 방향의 하중 및 반경 방향의 하증 양끝을 앵귤러 베어링(7)을 거쳐서 받아들인다.

회전측(9)의 전단부와 전방 하우징(2)과의 사이에는 립실(1ip sea1)(12)이 개재되어 있다. 립실(12)은 크랭크실(2a)내의 압력 누설을 방지한다. 회전축(9)에는 회전 지지체(8)가 부착되어 있으며 사판(15)이 회전축(9)의 축선 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 또 경사 운동이 가능하게 지지되어 있다. 제 2 도에서와 같이 사판(15)에는 연결 부재(16, 17)가 부착되어 있다. 연결 부재 (16, 17)에는 한 쌍의 가이드 핀(18, 19)이 부착되어 있다. 가이드 핀(18, 19)의 선단부에는 가이드 몫(18a, 19a)이 형성되어 있다.

회전 지지체(8)에는 지지암(8a)이 돌출되어 있고, 지지암(8a)에는 한쌍의 가이드 구멍(8b, 8c)이 형성되어 있다. 가이드 핀(18,19)의 가이드 볼(18a, 19a)은 가이드 구멍(8b, 8c)에 미끄럼 이동이 가능하게 끼워져 있다. 지지암(8a)과 한 쌍의 가이드 핀(18, 19)이 연결됨에 의하여 사판(15)이 회전축(9)의 축선 방향으로 경사 운동이 가능하고 또 회전축(9)과 일체로 회전이 가능하다. 사판(15)의 경사 운동은 지지암(8a)과 가이드 핀(18, 19)과의 미끄럼 이동식 안내 관계 및 회전축(9)의 미끄럼 이동식 지지 작용에 의해 안내된다.

제 1 도, 제 4 도 및 제 5 도에서와 같이 실린더 블록(1)의 중심부에는 수용 구멍(13)이 회전축(9)의 축선 방향으로 관통되어 있고, 수용 구멍(13)내에는 원통형 단면 수축 기구(21)가 미끄럼 이동이 가능하게 수용되어 있다. 단면 수축 기구(21)는 대직경부(21a)와 소직경부(21b)로서 구성되고 대직경부(21a)와 소직경부(21b)와의 계단부와 수용 구멍(13)의 내면과의 사이에는 흡입 통로 개방 스프링(24)이 개재되어 있다. 흡입 통로 개방 스프링(24)은 사판(15)쪽으로 단면 수축 기구(21)를 떠민다.

단면 수축 기구(21)의 통내에는 회전축(9)의 후단부가 삽입되어 있다. 회전축(9)의 후단부와 대직경부(21a)의 내주면과의 사이에는 깊은 홈 볼 베어링(25)이 개재되어 있다. 회전축(9)의 후단부는 깊은 홈 볼 베어링(25) 및 단면 수축 기구(21)를 거쳐서 수용 구멍(13)의 내주면에서 지지된다.

깊은 홈 볼 베어링(25)의 외륜(25)은 대직경부(21a)의 내주면에 지지되고, 내륜(25b)은 회전축(9)의 주면을 미끄럼 이동이 가능하다. 제 5 도에서와 같이 회전축(9)의 후단부의 주면에는 계단부 (9a)가 형성되어 있고, 내륜(25b)이 계단부(9a)에 의해 사판(15) 쪽으로의 이동이 규제된다. 즉, 깊은 홈 볼 베어링(25)은 계단부(9a)에 의해 사판(15) 쪽으로의 이동이 저지된다. 따라서 깊은 홈 볼 베어링(25)이 계단부(9a)에 맞닿게 됨으로써 단면 수축 기구(21)가 사판(15)쪽으로의 이동이 저지된다.

후방 하우징(3)의 중심부에는 흡입 통로(26)가 형성되어 있다. 흡입 통로(26)는 수용 구멍(13)과 연통되어 있고, 수용 구멍(13)쪽의 흡입 통로(26)의 개방 구멍의 주위에는 위치 결정면(27)이 형성되어 있다. 단면 수축 기구(21)의 소직경부(21b)의 선단부는 위치 결정면(27)에 접할 수 있다. 소직경부(21b)의 선단부가 위치 결정면(27)에 맞닿게 됨으로써 단면 수축 기구(21)가 사판(15)에서 멀어지는 방향으로 이동이 규제되며 동시에 홉입 통로(26)와 수용 구멍(13)과의 연통이 차단된다.

사판(15)과 깊은 홈 볼 베어링(25)과의 사이에는 전달통(28)이 회전축(9)위를 미끄럼 이동이 가능하게 개재되어 있다. 전달통(28)의 일단부는 사판(15)에 접할 수 있고, 전달통(28)의 다른 단부는 깊은 홈 볼 베어링 (25)의 외륜(25a)에는 접하지 않고 내륜(25b)에만 접할 수 있다.

사판(15)이 단면 수축 기구(91) 쪽으로 이동함에 따라서 사판(15)이 전달통(28)에 맞닿고, 전달통(28)을 깊은 홈 볼 베어링(25)의 내륜(25b)에 눌러 접하게 한다. 깊은 홈 볼 베어링(25)은 회전축(9)의 반경방향 뿐만 아니라 스러스트 방향의 하중도 받아들인다. 그 때문에 단면 수축 기구(21)는 전달통(28)의 누름 작용에 의해 흡입 통로 개방 스프링(24)의 탄성력에 대하여 위치 결정면(27)쪽으로 가압되고, 소직경부(21b)의 선단부가 위치 결정면(27)에 접한다. 따라서, 사판(15)의 최소 경사각은 단면 수축 기구(21)의 소직경부(21b)의 선단과 위치 결정면(27)이 맞닿게 됨으로써 규제된다. 즉, 단연 수축 기구(21), 깊은 홈 볼 베어링(25), 위치 결정면(27)및 전달통(28)이 최소 경사각 규정 수단을 구성한다.

사판(15)의 최소 경사각은 0 보다 약간 크다. 이 최소 경사각 상태는 단연 수축 기구(21)가 흡입 통로(26)와 수용 구멍(13)과의 연통을 차단하는 페쇄 위치에 배치될때 만들어지고, 단면 수축 기구(21)는 상기 폐쇄 위치와 이 위치에서 떨어진 개방 위치로 사판(15)에 연동하여 전환된다.

사판(15)의 최대 경사각은 회전 지지체(8)의 경사각 규제 돌출부(8b)와 사판(15)이 맞닿음에 의해 규제된다.

크랭크실(2a)과 접속하도록 실린더 블록(1)에 관통된 실린더 보어(1a)내에는 단방향 피스톤(22)이 수용되어 있다. 단방향 피스톤 (22)의 머리부에는 한쌍의 슈(23)가 끼워넣어져 있다. 사판(15)의 주위 가장자리는 양쪽 슈(23) 사이로 들어가고, 사판(15)의 양면에는 양쪽 슈(23)의 단부면이 접한다. 따라서, 사판(15)의 회전 운동이 슈(23)를 거쳐서 단방향 피스톤(22)의 전후 왕복 운동으로 변환되고, 단방향 피스톤(22)이 실린더 보어(1a)내를 전후 이동한다.

제 1 도 및 3 도에서와 같이 후방 하우징(3)내에는 흡입실(3a) 및 토출실(3b)이 구분되어 형성되어 있다. 밸브판(4) 위에는 흡입 포트(4a) 및 토출 포트(4b)가 형성되어 있다. 밸브 형성판(5A) 위에는 흡입 밸브(5a)가 형성되어 있고, 다른 밸브 형성판(5B) 위에는 토출 밸브(5b)가 형성되어 있다. 흡입실(3a)내의 냉매 가스는 단방향 피스톤(22)의 복귀 동작에 의해 흡입 포트(4a)로부터 흡입 밸브(5a)를 눌러 물러나게 하여 실린더 보어(1a)내로 유입한다.

실린더 보어(1a)내로 유입한 냉매 가스는 단방향 피스톤(22)의 전진 동작에 의하여 토출 포트(4b)에서 토출 밸브(5b)를 눌러 물러나게 하여 토출실(3b)로 토출된다. 토출 밸브(5b)는 리테이너 형성판(6)위의 리테이너(6a)에 접하여 개방 정도가 규제 된다.

회전 지지체(8)와 전방 하우징(2)과의 사이에는 스러스트 베어링(29)이 개재되어 있다. 스러스트 베어링(29)은 실린더 보어(1a)에서 단방향 피스톤(22), 슈(23), 사판(15), 연결 부재(16, 17) 및 가이드 핀(18, 19)을 거쳐서 회전 지지체(8)에 작용하는 압축 반력을 받는다.

흡입실(3a)은 연통구(4c)를 거쳐서 수용 구멍(13)과 연통되어 있다. 단면 수축 기구(21)가 상기 페쇄 위치에 배치되면, 연통구(4c)는 흡입 통로(26)에서 차단된다. 흡입 통로(26)는 압축기내로 냉매 가스를 도입하는 입구이고, 단면 수축 기구(21)가 흡입 통로(26)에서 흡입실(3a)에 도달하는 통로상에서 차단하는 위치는 흡입 통로(26)의 하류측에 있다.

회전축(9) 내에는 통로(30)가 형성되어 있다. 통로(30)의 입구(30a)는 립실(12) 부근에서 크랭크실(2a)로 구멍이 열려 있고, 통로(30)의 출구(30b)는 단면 수축 기구(21)의 통내로 구멍이 열려 있다. 제 1 도 , 제 4 도 및 5 도에서와 같이 단면 수축 기구(21)의 선단에는 압력 방출 통로(21c)가 뚫려 있고, 단면 수축 기구(21)의 대직경부(21a)의 주위면에는 접속 통로(216)가 형성되어 있다.

제 1도 및 5도에서와 같이 사판 경사각이 최대 경사각인 경우에는 압력 방출 통로(21c)는 수용 구멍(13)과 단면 수축 기구(21)의 통 내부와 연통시킨다.

제 4 도 및 6 도에서와 같이, 사판 경사각이 최소 경사각 쪽에 있는 경우에는 압력 방출 통로(21c)는 단면 수축 기구(21)의 내부와 연통구(4c)를 연통시킨다. 즉, 압력 방출 통로(21c)는 항상 크랭크실(2a)과 흡입실(3a)을 연통시키는 제 1 분기 통로가 된다.

실린더 블록(1)에는 통로(14)가 형성되어 있다. 통로(14)의 입구(14a)는 수용 구멍(13)의 내주면으로 열려 있고, 통로(14)의 출구는 흡입실(3a)로 열려 있다. 제 1도 및 5도 에서와 같이 사판 경사각이 최대 경사각인 경우에는 단면 수축 기구(21)상의 접속 통로(21d)가 통로(14)의 입구(14a)와 접속한다. 사판(15)이 제 6 도에서 이점 쇄선으로 도시하는 증간 경사각 위치에서 최소 경사각에 이르는 경사각 범위에서는 접속 통로(21d)가 입구(14a)와의 접속에서 떨어진다.

사판(15)이 최대 경사각 부근에 있을 때에는 크랭크실(2a)은 압력 방출 통로(21c)라고 말하는 제 1 분기 통로를 거쳐서 흡입실(3a)과 연통함과 동시에 접속 통로(21a) 및 통로(14)라고 말하는 제 2 분기 통로를 거쳐서 흡입실(3a)과 연통한다. 사판(15)이 제 6 도에서 이점 쇄선으로 도시하는 중간 경사각 위치에서 최소 경사각에 이르는 경사각 범위에서는 크랭크실(2a)은 압력 방출 통로(21c)라고 하는 제 1 분기 통로만을 거쳐서 흡입실(3a)과 연통한다. 즉, 크랭크실(2a)과 흡입실(3a)을 연결하는 압축 방출 통로의 통과 단면적이 사판 경사각에 따라 변한다.

제 1 도 및 제 4 도에서와 같이 토출실(3b)과 크랭크실(2a)은 압력 공급 통로(31)에 의해 접속되어 있다. 압력 공급 통로(31) 상에는 전자 개폐 밸브(32)가 개재되어 있다. 전자 개폐 밸브(32)의 솔레노이드(33)가 여자됨으로써 밸브 몸체(34)가 밸브 구멍(32a)을 페쇄한다. 솔레노이드(33)가 소자하면 밸브 몸체(34)가 밸브 구멍(32a)을 개방한다. 즉, 전자 개폐 밸브(32)는 토출실(3b)과 크랭크실(2a)을 접속하는 압력 공급 통로(31)를 개폐한다.

압력 방출 통로(21c)에서의 통과 단면적(51)은 통로(14)의 입구(14a)에서의 통과 단면적(Sa)보다 작다. 통로(14)에서의 통과 단면적(Sa)은 통로(30)에서의 통과 단면적 보다 작다. 통과 단면적 (S1+S2)은 사판 경사각의 최대 상태를 안정적으로 유지하도록 설정되어 있고, 통과 단면적 (S1)은 압력 공급 통로(31)가 개방될때에 사판 최소 경사각을 안정적으로 유지하도륵 설정되어 있다. 제 7 도의 그래프의 곡선(51)은 사판 경사각에 따른 압력 방출 통로의 통과 단면적의 변화를 나타낸다.

흡입실(3a)로 냉매 가스를 도입하는 흡입 통로(26)와, 토출실(3b)에서 냉매 가스를 배출하는 배출구(1b)는 외부 냉매 회로(35)에 의해 접속되어 있다. 외부 냉매 회로(35)위에는 응측기(36), 팽창 밸브(37) 및 증발기(38)가 개재되어 있다. 팽창 밸브(37)는 증발기(38)의 출구쪽의 가스 압력의 변동에 따라서 냉매 유량을 제어한다. 증발기(38)의 근방에는 온도 센서(39)가 설치되어 있다. 은도 센서(39)는 증발기(38)에서의 온도를 검출하고, 이 검출 온도 정보가 제어 컴퓨터(c)로 전달된다.

전자 개폐 밸브(32)의 솔레노이드(33)는 제어 컴퓨터(C)의 여자 및 소자 제어를 수신한다. 제어 컴퓨터(C)는 온도 센서(39)로부터 구해지는 검출 온도 정보를 기초로 하여 솔레노이드(33)를 여자 및 소자 제어한다. 제어 컴퓨터(C)는 공조 장치 작동 스위치(40)의 켜짐(ON) 상태에서 검출 온도가 설정 은도 이하로 되면 솔레노이드(33)의 소자를 지령한다. 이 설정 은도 이하의 온도는 증발기(38)에서 서리가 발생할 것같은 상황임을 반영한다.

제어 컴퓨터(C)에는 공조 장치 작동 스위치(40), 엔진 회전수를 검출하는 회전수 검출기(41)가 접속되어 있다. 제어 컴퓨터(C)는 공조 장치 작동 스위치(40)의 켜짐 상태에서 회전수 검출기(41)로부터 특정한 회전수 변동 검출 정보에 의해 솔레노이드(33)를 여자한다. 또한, 제어 컴퓨터(C)는 공조 장치 작동 스위치(40)의 꺼짐(OFF)에 의해 솔레노이드(33)를 소자한다.

즉, 온도 센서(39)에 의한 설정 온도 이하의 검출 온도 정보, 공조 장치 작동 스위치(40)의 꺼짐 신호, 회전수 검출기(41)의 특정한 회전수 변동 검출 정보는 압력 공급 통로(31)를 열기 위한 지령 신호가 된다.

제 1 도 및 4 도에서와 같이 회전수 검출기(41)는 아이들 속도 제어기(42)(이하 , ISC(42)라고 한다)에 접속되어 있다. ISC(42)는 회전수 검출기(41)로부터 회전수 검출 정보를 기초로 하여 아이들링시의 회전수를 목표값에 맞추는 피드백 제어를 행한다. 이 제어는 엔진에 대한 공기 공급량을 조정하는 작동기(도시 않됨 )에 대한 듀티비 제어이다.

제 1 도 및 5 도의 상태에서는 솔레노이드(33)는 여자상태에 있고, 압력 공급 통로(31)는 폐쇄되어 있다. 따라서, 토출실(3b)에서 크랭크실(2a)로 향한 고압 냉매 가스의 공급은 행해지지 않는다. 이 상태에서는 크랭크실(2a)내의 냉매 가스가 통로(30)를 거쳐서 흡입실(3a)로 유출할 뿐이고, 크랭크실(2a)내와 압력은 흡입실(3a)내의 저압력, 즉 흡입압력에 접근하여 간다. 그 때문에, 사판(15)의 경사각은 최대 경사각으로 유지되고, 토출 용량은 최대로 된다. 크랭크실(2a)내의 냉매 가스는 립실(12) 부근의 입구(30a)를 경유하기 때문에 이 냉매 가스와 함께 유동하는 윤활유가 립실(12)과 회전축(9)과의 사이의 윤활 및 밀봉을 높인다.

냉방 부하가 작아진 상태에서 사판(15)이 최대 경사각을 유지하여 토출 작용이 행해지면 증발기 38)에서의 온도가 서리 발생을 초래하는 온도에 접근하도록 저하하게 된다. 온도 센서(39)는 증발기(38)에서의 검출 온도 정보를 제어 컴퓨터(C)로 전달하고, 검출 온도가 설정 온도 이하로 되면 제어 컴퓨터(C)는 솔레노이드(33)의 소자를 지령한다. 솔레노이드(33)가 소자되면 압력 공급 통로(31)가 열리고, 토출실(3b)과 크랭크실(2a)이 연통한다. 따라서, 토출실(3b)내의 고압 냉매 가스가 압력 공급 통로(31)를 거쳐서 크랭크실(2a)로 공급되며 크랭크실(2a)내의 압력이 높아지게 된다. 크랭크실(2a)내의 압력 상승에 의해 사판(15)의 경사각이 최소 경사각으로 신속히 이행한다.즉, 전자 개폐 밸브(32)는 냉매 순환 저지 수단을 구성한다.

전달통(28)이 깊은 홈 볼 베어링(25)의 내륜(25b)에 눌러져 접힌 상태에서 사판(15)이 최소 경사각으로 접근하면, 단면 수축 기구(21)의 선단이 위치 결정면(27)으로 접근하여 간다. 이 접근 동작에 의해 흡입 통로(26)로 부터 흡입실(3a)에 이르는 사이의 냉매 가스의 통과 단면적이 서서히 수축되어 간다. 이 수축 작용이 흡입 통로(26)에서 흡입실(3a)로 흐르는 냉매 가스 유입량을 서서히 감소시켜간다.

그 때문에 흡입실(3a)에서 실린더 보어(1a)내로 흡입되는 냉매 가스량도 서서히 감소되어 가고, 토출 용량이 서서히 감소하여 간다. 그 결과 토출 압력이 천천히 저하하고 압축기에서의 토크가 단시간에 크게 변동하지는 않는다.

제 4 도 및 6 도에서와 같이 단면 수축 기구(21)의 소직경부(21b)의 선단이 위치 결정면(27)에 접하면 사판 경사각은 최소로 된다. 사판 최소 경사각은 0 가 아니기 때문에 사판 경사각이 최소인 상태에서도 실린더 보어(1a)에서 토출실(3b)로의 토출은 행해진다. 실린더 보어(1a)에서 토출실(3b)로 토출된 냉매 가스는 압력 공급 통로(31)를 통과하여 크랭크실(2a)로 유입한다. 크랭크실(2a)내의 냉매 가스는 통로(30) 및 압력 방출 통로(21c)를 통과하여 흡입실(3a)로 유입하고, 흡입실(3a)내의 냉매 가스는 실린더 보어(1a)내로 흡입되어서 토출실(3b)로 토출된다.

즉, 사판 경사각이 최소 상태에서는 토출압 영역인 토출실(3b), 압력 공급 통로(31), 크랭크실(2a), 통로(30), 압력 방출 통로(21c), 흡입압 영역인 흡입실(3a), 실린더 보어(1a)를 경유하는 순환 통로가 압축기내에 있을 수 있고, 토출실(3b), 크랭크실(2a) 및 흡입실(3a) 사이에는 압력차가 생긴다. 이때 압력 방출 통로의 통과 단면적은 S1 이고, 냉매 가스와 함께 유동하는 윤활유가 압축기내를 윤활한다.

제 6 도의 상태에서 냉방 부하가 증대한 경우, 이 냉방부하의 증대가 증발기(38)에서의 온도 상승으로 나타나고, 증발기(38)에서의 검출 온도가 상기 설정 온도를 넘는다. 제어 컴퓨터(C)는 이 검출 온도 변화를 기초로 하여 솔레노이드(33)의 여자를 지령한다. 솔레노이드(33)의 여자에 의해 압력 공급 통로(31)가 페쇄하고, 크랭크실(2a)의 압력이 통로(30) 및 압력 방출 통로(21c)를 거친 방출 압력에 기초하여 감압하여간다. 이 감압에 의해 사판(15)의 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 이행한다.

사판(15)의 최대 경사각 증대에 의해 단면 수축 기구(21)가 흡입 통로 개방 스프링(24)의 탄성력에 의해 사판의 경사 운동에 따라가고, 단면 수축 기구(21)의 선단이 위치 결정면(27)에서 떨어진다. 이 떨어지는 동작에 의해 흡입 통로(26)로 부터 흡입실(3a)에 이르는 사이의 냉매 가스의 통과 단면적이 서서히 확대하여 간다. 이와 같이 서서히 행해지는 통과 단면적의 확대가 흡입 통로(26)에서 흡입실(3a)로의 냉매 가스 유입량을 서서히 증가시켜 간다. 그 때문에 흡입실(3a)에서 실린더 보어(1a)내로 흡입되는 냉매 가스량도 서서히 증대하여 가고, 토출 용량이 서서히 증대하여 간다. 그 결과, 토출 압력이 서서히 증대하여 가고, 압축기에서의 토크가 단시간에 크게 변동하지는 않는다.

제 5 도의 상태에서 공조 장치 작동 스위치(40)의 꺼짐 또는 엔진의 급격한 회전수 변동에 의해 솔레노이드(33)가 소자한 경우에도 사판 경사각이 최대 경사각에서 최소 경사각으로 이행한다. 제 6 도의 상태에서 공조 장치 작동 스위치(40)가 켜짐 또는 엔진의 급격한 회전수 변동이 없으면 솔레노이드(33)가 소자하고, 냉방 부하가 있는 경우에는 사판 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 이행한다.

차량 엔진이 정지하면 압축기의 운전도 정지하고, 솔레노이드(33)가 소자되고, 사판 경사각이 최소 경사각으로 이행한다. 따라서, 압축기 정지 상태에서는 사판(15)은 최소 경사각에서 유지 된다.

사판(15)이 최소 경사각으로 부터 제 6 도에 이점 쇄선으로 도시하는 증간 경사각 위치까지 이행하는 사이에서는 단면 수축 기구(21)상의 접속 통로(21d)는 통로(14)의 입구(14a)와 접속하지 않는다. 이 상태에서는 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적은 압력 방출 통로(21c)에서의 통과 단면적 S1 이다. 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)로의 냉매 가스의 방출은 통과 단면적 S1의 압력 방출 통로(21c)에 의해 수축 작용을 받고, 크랭크실(2a)내의 감압은 완만하다. 사판 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 이행하기 까지의 소요 시간은 통과 단면적 S1의 크기에 좌우된다.

ISC(42)는 회전수 검출기(41)에서의 회전수 정보를 샘플링하면서 아이들링시의 회전수를 목표값으로 맞추는 피드백 제어를 행한다. 사판 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 급격히 이행하면 압축기에서의 부하 토크가 급격히 증대하고, 아이들링시의 회전수가 급격히 떨어진다. 아이들링시의 회전수가 급격히 저하하면 ISC(42)의 피드백 제어 따라갈 수 없고 엔진 멈춤을 일으키거나 제어 컴퓨터(C)가 전자 개폐 밸브(32)의 여자 및 소자의 지령을 빈번히 반복한다.

제 8a 도 , 제 8b 도 , 제 8c 도의 그래프는 흡입 압력, 토출 압력, 크랭크실내의 압력, 엔진 회수, 전자 개폐 밸브(32)의 여자 및 소자, ISC(42)의 듀티비 제어의 변동을 나타낸다.

곡선 P_S1, P_S2, P_S3는 흡입 압력, 곡선 P_d1, P_d2, P_d3는 토출 압력, 곡선 N_e1, N_e2, N_e3는 엔진 회전수, 곡선 S_w1, S_w2, S_w3는 전자 개폐 밸브(32)의 여자 및 소자, 곡선 D₁, D₂, D₃는 듀티비 나타낸다. 횡축은 시간을 나타내고, 시간 to 는 전자 개폐 밸브(32)를 여자 및 소자하는 전환시점이다.

제 8a 도 및 제 8b 도의 그래프는 크랭크실에서 흡입실에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적을 사판 경사각에 관계없이 항상 일정한 경우의 실험 데이타이고, 이 경우의 통과 단면적은 (S₁+ S₂)이다. 전자 개폐 밸브(32)가 여자하여 있을 때 ISC(42)의 피드백 제어의 목표 회전수를 N₁, 전자 개폐 밸브(32)가 소자하여 있을때 ISC(42)의 피드백 제어의 목표 회전수를 N₂로 하면 제 8a 도의 실험 데이타는 N₁N₂를 설정하여 구해진 것이고, 제 8b 도의 실험 데이타는 ISC(42)의 피드백 제어의 목표 회전수를 N₂만으로 설정하여 구해낸 것이다. 목표 회전수 N₁은 압축기가 최대 경사각인때 최대 부하 토크를 고려하여 설정한다.

실험 조건의 하나인 상기 압력 방출 통로의 통과 단면적이 최대 경사각 상태를 안정적으로 유지하기 위한 통과 단면적(S₁+ S₂)로 고정되면 제 8a 도 , 제 8b 도의 실험의 경우에는 사판 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 급격히 이행하고 만다. 그 때문에 최소 경사각에서 최대 경사각에 이르는 사이에 클러치없는 압축기에 걸리는 부하 토크의 변동이 본 실시예의 경우에 비하여 급격하다.

제 8a 도의 실험에서는 전자 개폐 밸브(32)가 여자하여 있을때 즉, 사판 경사각이 최대 경사각으로 이행가능한 상태에서는 아이들링시의 목표 회전수가 높아지기 때문에 클러치없는 압축기에 걸리는 부하 토크의 증가가 급격하여도 엔진 멈춤, 전자 개폐 밸브(32)의 여자 및 소자의 빈번한 반복은 발생하지 않는다. 그러나, 아이들링시의 목표 회전수를 높이는 것은 차량의 연비를 나쁘게 한다.

제 8b 도의 실험에서는 아이들링시의 목표 회전수를 높이지 않기 위해서 시간 to직후에 엔진 회전수가 급격히 증가 및 감소하고, 전자 개폐 밸브(32)가 빈번히 여자 및 소자를 반복한다. 즉, ISC(42)의 피드백 제어가 클러치없는 압축기에 걸리는 부하 토크의 급증에 의해 엔진 회전수가 급히 감소하는 일이 없고, 엔진 멈춤을 일으킬 우려가 없다.

제 8c 도는 본 실시예의 클러치없는 압축기를 이용한 경우의 실험 데이타이다. 최대 경사각 부근을 제외한 중간 경사각 범위 및 이 범위에 따르는 최고 경사각 부근에 사판(15)이 있는 경우에는 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적 S1 이 최대 경사각 상태를 안정적으로 유지하기 위한 통과 단면적(S1 + S2)보다 작게 되어 있다. 그때문에, 사판(15)이 최소 경사각에서 최대 경사각에 이르기 까지의 소요 시간은 제 8a 도 및 제 8b 도의 실험의 경우에 비하여 길고, 최소 경사각에서 최대 경사각에 이르는 사이에 클러치 없는 압축기에 걸리는 부하 토크의 증대는 완만하다. 따라서, ISC(42)의 피드백 제어가 클러치없는 압축기에 걸리는 부하 토크의 증대에 의해 엔진 회전수 변동에 따라갈 수 있고, 시간 to직후의 엔진 회전수의 떨어짐이 억제된다.

즉, 사판(15)이 최대 경사각 상태에 있을 때 상기 압력 방출 통로의 통과 단면적(S1+S2)보다도 사판(15)이 중간 경사각 범위에 있을 때의 압력 방출 통로의 통과 단면적 S1을 작아지도륵 한 본 실시예에서는 엔진 멈춤이 발생할 우려는 없다.

본 실시예에서의 외부 냉매 회로(35)로 부터 흡입압 영역으로 된 흡입실(3a)로 냉매 가스를 도입 불가능한 위치와 도입 가능한 위치로 전환시키는 단면 수축 기구(21)를 사판(15)의 경사 운동에 연동시켜서 냉매 순환 저지 수단을 구성하고 있다. 이와 같은 냉매 순환 저지 수단의 채용에 의해 냉방 부하가 없는 경우 증발기(38)에서의 서리 발생이 방지되며 동시에 사판(15)의 최대 경사각과 최소 경사각 사이의 전환에서 토크 변동의 억제 효과가 크게 높아진다. 압력 공급 통로(31)의 개폐는 냉방 부하의 증가 및 감소 상황에 따라 빈번히 반복하게 되지만, 본 실시예의 냉매 순환 저지 수단의 토크 변동의 억제 효과가 높기 때문에 켜짐-꺼짐 쇼크가 생기지 않는다.

다음에, 제 2 실시예를 제 9 도 내지 제 12 도를 기초로하여 설명한다.

이 실시예에서는 제 9 도와 같이 후방 하우징(3)에 용량제어 밸브(43)가 부착되어 있다. 크랭크실 (2a)내의 압력은 용량 제어 밸브(43)에 의해 제어된다. 용량 제어 밸브(43)를 구성하는 밸브 하우징(44)에는 압력 공급 포트(44a), 흡입압 도입 포트(44b) 및 토출압 도입 포트(44d)가 설치되어 있다.

압력 공급 포트(44a)는 통로(56)를 거쳐서 크랭크실(2a)에 접속되어 있다. 흡입실(3a)과 연통하는 퉁로(45)의 입구(45c)가 수용 구멍(13)의 내주면으로 열려 있다. 단면 수축 기구(21A)에는 한쌍의 접속 통로(21d, 21g)가 형성되어 있다.

제 1 분기 통로로 된 접속 통로(21d) 및 제 2 분기 통로로 된 접속 통로(21g)는 입구(45c)와 접속 가능하다. 흡입압 도입 포트(44b)는 흡입압 도입 통로(46)를 거쳐서 흡입 통로(26)와 연통하고, 토출압 도입 포트(44d)는 토출압 도입 통로(48)를 거쳐서 토출실(3b)과 연통되어 있다.

흡입압 도입 포트(44b)와 통하는 흡입압 검출실(49)의 압력은 다이어프램(50)을 거쳐서 조정 스프링(51)에 대항한다. 조정 스프링(51)의 탄성력은 다이어프램(50) 및 로드(52)를 거쳐서 밸브 몸체(53)에 전달된다. 밸브 몸체(53)에는 복귀 스프링(54)의 탄성력이 작용한다. 밸브 몸체(53)에 대한 복귀 스프링(54)의 작용 방향은 밸브 구멍(44e)을 폐쇄하는 방향이고, 복귀 스프링(54)의 탄력 작용을 받는 밸브 몸체(53)는 흡입압 검출실(49)내의 흡입압의 변동에 따라서 밸브 구멍(44e)을 개폐한다.

제 1 분기 통로인 접속 통로(21d)의 통과 단면적은 상기 실시예의 통과 단면적 S₁과 동일하다. 제 2 분기 통로인 접속 통로(21g)의 통과 단면적은 상기 실시예의 통과 단면적 S₂과 동일하다. 사판 경사각이 최대 경사각일때 접속 통로(216) 및 접속 통로(21g)가 입구(45c)와 접속한다. 즉, 사판(15)이 최대 경사각 상태에서는 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적은(S₁+ S₂)로 되고, 최대 경사각 상태는 안정적으로 유지된다. 사판(15)이 제 10 도에 이점 쇄선으로 도시하는 중간 경사각 범위에서 제 11도의 최소 경사각 위치의 범위에 있는 경우에는 접속 통로(21d)가 입구(45c)와 접속한다.

솔레노이드(33)가 여자하여 압력 공급 통로(31)가 페쇄되어 있을 때 흡입압이 높은(냉방 부하가 큰 ) 경우에는 밸브 몸체(53)의 개방 정도가 작아지게 된다. 밸브 몸체(53)의 개방 정도가 작아지게 되면 토출실(3b)에서 크랭크실 (2a)로 유입하는 냉매 가스량이 작아진다. 따라서, 크랭크실(2a)내의 압력이 저하한다 . 또한, 실린더 보어 (1a)내의 흡입암도 높기 때문에 크링크실(2a)내의 압력과 실린더 보어(1a)내의 흡입 압력과의 차이가 작아진다. 그 때문에 제 10 도와 같이 사판 경사각이 커지게 된다.

반대로 , 흡입 압력이 낮은 (냉방 부하가 작은 ) 경우에는 밸브 몸체 (53)의 개방 정도가 커지게 되고, 토출실(3b)에서 크랭크실 (2a)로 유입하는 냉매 가스량이 많아진다. 그 때문에 크랭크실 (2a)내의 압력이 상승한다. 게다가, 실린더 보어 (1a)내의 흡입 압력이 낮기 때문에 크랭크실 (2a)내의 압력과 실린더 보어 (1a)내의 흡입압과의 차이가 커지게 된다 . 그 때문에 사판 경사각이 작아진다.

흡입 압력이 대단히 낮은 (냉방 부하가 없는 ) 상태로 되면 제 11 도와 같이 밸브 몸체 (53)가 밸브 구멍 (44e)을 완전 개방한다. 게다가, 솔레노이드(33)가 소자하면 제 12 도와 같이 밸브 몸체(34)가 밸브 구멍(32a)을 개방하고, 압력 공급 통로 (31)가 열린다. 그때문에 크랭크실(2a)내의 승압은 신속하게 되고 사판(15)의 경사각은 최소 경사각 쪽으로 신속히 이행한다.

제 12 도의 상태에서 솔레노이드(33)가 여자하면, 압력 공급 통로(31)가 차단되고, 사판(15)이 최소 경사각에서 최대 경사각 쪽으로 이행한다. 이 실시예에서도 사판(15)이 최소 경사각 위치에서 제 10 도의 이점 쇄선으로 도시하는 중간 경사각 위치까지 이동하는 사이 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적이 S₁으로 된다. 따라서, 사판(15)의 경사각이 완만하게 증대하고, 엔진 멈춤이 발생할 우려가 없다.

제 135 도, 제 13b 도의 제 3 실시예에서는, 통로(45)의 입구(45c)가 접속 통로(214)와 항상 접속하여 있고, 이 접속부의 통과 단면적이 사판 경사각의 변화에 따라서 연속적으로 변화한다. 최대 경사각에서의 통과 단면적은 (S₁+ S₂)이고, 최소 경사각에서의 통과 단면적은 S₁이다. 이와 같은 통과 단면적의 연속적 변화에 의해 사판 (15)의 경사각 증대를 완만하게 할 수 있다.

제 14 도 내지 제 17 도의 제 4 실시예에서는, 연결통(57)이 미끄럼 이동이 가능하게 회전축(9)에 지지되어 있다. 연결통(57)의 한 단부와 사판(15)과의 사이에는 스냅 링(58)이 개재되어 있고, 연결통(57)의 다른 단부의 플랜지부(57a)가 깊은 홈 볼 베어링(25)의 내륜(25b)에 결합되어 있다.

연결통(57) 위에는 전달통(28)이 지지되어 있다. 전달통(28)은 사판(15)과 내륜(25b)과의 양쪽에 항상 맞닿아 있다. 따라서, 단면 수축 기구(21)가 연결통(57) 및 전달통(28)을 거쳐서 사판(15)과 연결되어 사판의 경사 운동에 따라 연동한다.

그때문에 상기 각 실시예에 의한 흡입 통로 개방 스프링(24)이 불필요하게 된다.

실린더 블륵(1)내의 통로(14)에는 제 2 분기 통로가 되는 입구(14a) 및 제 3분기 통로가 되는 입구(14b)가 형성되어있다. 제 14 도 및 제 15 도와 같이 사판 경사각이 최대값 부근에 있는 경우에는 단면 수축 기구(21)상의 접속 통로(21d)가 입구 (14a)와 접속한다. 제 16 도와 같이 사판 경사각이 최소 경사각 부근에 있는 경우에는 점속 통로(21d)가 입구(14b)와 접속한다. 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적은 제 17 도의 그래프의 곡선 E₂와 같이 변화한다. 접속 통로(21d)가 제 2 분기 통로인 입구(14a) 및 제 3 분기 통로인 입구(14b)와 접속하지 않는 중간 경사각 범위에서는, 압력 방출 통로에서의 통과 단면적은 제 1 분기 통로인 압력 방출 통로(21c)의 통과 단면적 S₁으로 된다. 따라서, 사판(15)이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 이행하는 사이에 부하 토크의 증대는 완만하게 되고, 엔진 멈춤이 발생할 우려는 없다. 최소 경사각에서는 상기 압력 방출 통로에서의 통과 단면적이 최대 경사각인 경우와 동일하다. 따라서, 압축기내의 순환 유랑이 상기 각 실시예에서 보다도 증가하고, 최소 경사각 상태에서 압죽기내의 윤활은 상기 각 실시예 보다도 양호하게 된 다.

제 18 도 및 제 19 도에서 도시하는 제 5 실시예에서는, 단면 수축 기구(21B)에는 제 1 분기 통로가 되는 압력 방출 통로(21c), 제 2 분기 통로가 되는 접속 통로 (21d) 및 제 3 분기 통로가 되는 접속 통로 (21e)가 형성되어 있다. 제 18 도에서와 같이 사판 경사각이 최대값 부근에 있는 경우에는 접속 통로(21d)가 통로(14)의 입구 (14a)와 접속한다. 제 19 도와 같이 사판 경사각이 최소 경사각 부근에 있는 경우에는 접속 통로 (21e)가 입구 (14a)와 접속한다. 따라서, 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 도달하는 압력 방출 통로의 통과 단면적은 제 17 도의 그래프의 곡선 E₂와 같이 변한다. 따라서, 사판(15)이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 이행하는 사이에 부하 토크의 증대는 완만하게 되고, 엔진 멈춤이 발생할 우려는 없다. 또한, 최소 경사각에서는 상기 압력 방출 통로에서의 통과 단면적이 최대 경사각인 경우와 동일하고, 최소 경사각 상태에서의 압축기내의 윤활은 제 4 실시예와 같이 양호하게 된다.

제 20 도 및 제 21 도에서 도시하는 제 6 실시예에서는 회전축(9)에는 구면상의 사판 지지체(20)가 미끄럼 이동이 가능하게 지지되어 있고, 사판 지지체(20)에는 사판(15)이 회전축(9)의 축선 방향으로 경사 운동이 가능하게 지지되어 있바, 수용 구멍(13)내에는 미끄럼 이동이 가능하게 수용된 단면 수축 기구(21C)는 회전축(9)상에 미끄럼 이동이 가능하게 지지되어 있다. 사판 지지체(20)와 깊은 홈 볼 베어링(25)사이에는 전달통(28)이 회전축(9) 위를 미끄럼 이동이 가능하게 개재되어 있다. 전달통 (28)의 한 단부는 사판 지지체 (20)의 단부면에 맞닿을 수 있고, 전달통(28)의 다른 단부는 깊은 홈 볼 베어링(25)의 외륜(25a)에 맞닿지 않고 내륜(25b)에만 맞닿을 수 있다.

단면 수축 기구(21C) 쪽으로 이동하는 사판 지지체(20)는 전달통(28)을 깊은 홈 볼 베어링(25)의 내륜(25b)에 누르듯이 접한다. 전달통(28)은 사판 지지체(20)와 내륜(25b)과의 사이에 끼워지기 때문에 전달통(28)은 회전축(9)과 함께 회전하게 된다. 전달통(28)은 깊은 홈 볼 베어링(25)에 대하여 내륜(25b)에만 접하기 때문에 회전축(9), 사판 지지체(20), 전달통(28) 및 내륜(25b)은 일체로 회전하고 , 사판 지지체(20), 전달통(28) 및 내륜(25b) 사이에서 마찰 접촉은 생기지 않는다.

수용 구멍(13)에는 크랭크실(2a)과 연결되는 홈(13a)이 형성되어 있다. 단면 수축 기구(21C)에는 제 1 분기 통로가 되는 압력 방출 통로(21c) 및 제 2 분기 통로가 되는 접속 통로 (21f)가 형성되어 있다 . 제 20 도와 같이 사판 경사각이 최대값 부근에 있는 경우에는 접속 통로(21f)가 홈(13a)과 접속한다.

사판 경사각이 제 20 도에서 쇄선으로 도시하는 중간 경사각 위치에서 제 21 도에 도시하는 최소 경사각 위치의 범위에 있는 경우에는 접속 통로(21f)가 흠(13a)과의 접속에서 떨어진다. 따라서, 크랭크실(2a)에서 흡입실(3a)에 이르는 압력 방출 통로의 통과 단면적은 제 7 도의 그래프의 곡선 E₁와 같이 변한다. 따라서 사판(15)이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 이행하는 사이에 부하 토크의 증대는 완만하게 되고, 엔진 멈춤이 발생할 우려는 없다.

또한, 본 발명은 토출실에서 크랭크실로 냉매 가스를 공급하는 통로(제 2 실시예의 단면 수축 통로(56)에 해당) 위에 용량 제어 밸브 (제 2 실시예의 용량 제어 밸브 (43)에 해당)를 개재하여 크랭크실내의 압력 제어를 행하는 클러치없는 압축기에도 적용할 수 있다.

게다가 본 발명은 일본 공개 특허 평 3-37378 호에 공개된 바와 같이전자 개폐 밸브에 의해 외부 냉매 회로에서 흡입실로 흐르는 냉매 가스의 유입을 막는 냉매 순환 저지 수단의 구성을 채용하는 것도 가능하다.

또한, 흡입압 영역으로서는 흡입실(3a) 이외에도 단면수축 기구(21, 21A, 21B, 21C)에 의해 크랭크실(2a)에서 구획된 수용 구멍(13)내에 연통구 (4c)가 있다.

토출압 영역으로서는 토출실(3b)이외에도 배출구(1b)내에 이 배줄구와 응축기(36)와의 사이에 외부 냉매 회로가 있다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같이 본 발명은 사판의 최대 경사각과 최소 경사각 사이에 있는 중간 경사각 범위의 일부에서는 압력 방출 통로의 통과 단면적을 단면 수축 기구로써 수축하도록 사판의 경사 운동의 적어도 일부에 단면 수축 기구를 연동시키고, 사판이 최대 경사각 상태에 있을 때 압력 방출 통로의 통과 단면적보다도 사판이 중간 경사각 범위에 있을 때 압력 방출 통로의 통과 단면적을 더 적게 하였기 때문에 사판의 경사각이 최소 경사각에서 최대 경사각으로 천천히 이행하여 압축기에 걸리는 부하 토크의 증대가 완만하게 되고, 엔진 멈춤을 방지할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.

청구항 제 2 항에 기재된 발명에서는 외부 냉매 회로에서 흡입압 영역으로 냉매 가스를 도입 불가능한 패쇄 위치와 도입 가능한 개방 위치로 단면 수축 기구를 전환 가능하게 배치하고, 단면 수축 기구를 사판의 경사 운동에 연등시켜 사판이 최소 경사각인 때에는 단면 수축 기구가 폐쇄 위치에 있도륵 하여 냉매 순환 저지 수단을 구성하였기 때문에 냉매 순환 저지시 및 냉매 순환 저지의 해제시 압축기에 걸리는 토크의 단시간의 급격한 변동을 방지할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.

청구항 제 3 항에 기재된 발명에서는 사판이 최대 경사각에 있을 때에는 단면 수측 기구가 제 2 분기 통로를 개방하는 위치로 배치되고, 사판이 중간 경사각 범위에 있을 때에는 단면 수축 기구가 제 2 분기 통로를 페쇄하는 위치로 배지되고 , 제 1 분기 통로는 항상 개방되어 있도록 하였기 때문에 외부 냉매 회로에서 흡입압 영역으로 냉매 가스 유입이 저지되어 있는 최소 경사각 상태에서도 냉매 가스와 함께 유동하는 윤활유에 의해 압축기내를 윤활할 수 있다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.

청구항 제 4 항 내지 제 7 항에 기재된 발명에서는 사판이 중간 경사각 범위에서 최소 경사각으로 이행하면 압력 방출 통로의 통과 단면적이 증대하도륵 하였기 때문에 외부 냉매회로에서 흡입압 영역으로 냉매 가스 유입이 저지되어 있는 최소경사각 상태에서 압축기내의 윤활을 향상시킬 수 있다고 하는 우수한 효파를 발휘한다.

Claims

실린더 보어(12)내에서 단방향 피스톤(22)을 왕복 직선 운동이 가능하게 수용하는 하우징내의 회전축(9)에 회전 지지체(8)를 부착하고, 이 회전 지지체(8)를 부착하고, 이 회전 지지체(8)가 사판(15)을 경사 운동이 가능하게 지지하고, 크랭크실(2a)내의 압력과 흡입압과의 단방향 피스톤(22)을 개재한 차이에 따라서 사판(15)의 경사각을 제어하고, 토출압 영역(3b)의 압력을 크랭크실(2a)로 공급하며 동시에 크랭크실(2a)의 압력을 흡입압 영역(3a)으로 방출하여 크랭크실(2a)내의 압력을 조절하는 클러치없는 단방향 피스톤식 가변용량 압축기에 있어서, 영(zero)이 아닌 토출 용량을 가지도록 사판의 최소 경사각을 규정하는 최소 경사각 규정 수단(21, 27)과, 최소 용량 상태에서는 외부 냉매 회로(35)에서의 냉매 순환을 정지시키는 냉매 순환 저지 수단(21, 32)과, 크랭크실(2a)의 압력을 흡입압 영역((3a)으로 방출하기 위한 압력 방출 통로상으로 전진 및 후퇴 가능하게 배치된 단면 수축 기구(21)를 구비하고, 사판(15)의 최대 경사각과 최소 경사각 사이의 중간 경사각 범위의 일부에서는 압력 방출 통로의 통과 단면적을 상기 단면 수축 기구(21)로써 수축하도록 사판(15)의 경사 운동의 적어도 일부에 따라 단면 수축 기구(21)를 연동시키고, 사판(15)이 최대 경사각 상태에 있을 때의 압력 방출 통로의 통과 단면적 보다 사판(15)이 중간 경사각 범위에 있을때의 압력 방출 통로의 통과 단면적을 작게 하도록 한 것을 특징으로 하는가변용량 압축기.
제 1 항에 있어서, 외부 냉매 회로(35)로부터 흡입압 영역(32)으로 냉매 가스를 도입이 불가능한 폐쇄 위치와 도입이 가능한 개방 위치에로 상기 단면 수축 기구(21)를 전환 가능하게 배치하고, 상기 단면 수축 기구(21)를 사판(15)의 경사 운동에 연동시켜서 사판(15)이 최소 경사각일 때는 단면 수축 기구(21)가 폐쇄 위치에 있도록 하여 냉매 순환 저지 수단을 구성한 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력 방출 통로는 제 1 분기 통로(21c)와 제 2 분기 통로(14a)로 분기하고, 사판이 최대 경사각일 때는 단면 수축 기구(21)가 제 2 분기 통로(14a)를 개방하는 위치로 배치되고, 사판(15)이 중간 경사각 범위에 있을 때는 단면 수축 기구(21)가 제 2 분기 통로(14)를 폐쇄하는 위치로 배치되고, 제 1 분기 통로(21c)는 정상에서 개방하여 있는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 사판(15)이 최소 경사각 상태에 있을때 압력 방출 통로의 통과 단면적보다도 사판(15)이 중간 경사각 범위에 있을때 압력 방출 통로의 통과 단면적을 작게 하도록 한 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.
제 4 항에 있어서, 압력 방출 통로를 제 1 분기 통로(21c)와 제 2 분기 통로(14a)와 제 3 분기 통로(14b)로 분기하고, 사판(15)이 최대 경사각일때는 단면 수축 기구(21)가 제 2 분기 통로((14a)를 개방하며 동시에 제 3 분기 통로(14b)를 폐쇄하는 위치로 배치되고, 사판(15)이 중간 경사각 범위에 있을 때에는 단면 수축 기구(21)가 제 2 분기 통로(14a) 및 제 3 분기 통로(14b)를 폐쇄하는 위치로 배치되고, 사판(15)이 최소 경사각 일 때는 단면 수축 기구(21)가 제 2 분기 통로(14a)를 폐쇄하며 동시에 제 3 분기 통로(14b)를 개방하는 위치로 배치되고, 상기 제 1 분기 통로(21c)는 정상에서 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.
제 5 항에 있어서, 압력 방출 통로의 제 1 분기 통로(21c)는 단면 수축 기구(21)를 통과하는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.
제 5 항에 있어서, 상기 단면 수축 기구(21)에는 접속 통로(21d)가 설치되어 있고, 사판(15)이 최대 경사각에 있을 때는 접속 통로(21d)와 제 2 분기 통로(14a)가 접속하는 위치에 단면 수축 기구(21)가 배치되고, 사판(15)이 중간 경사각 범위에 있을 때는 접속통로(21d)가 제 2 분기 통로(14a) 및 제 3 분기 통로(14b)와 접속하지 않는 위치에 단면 수축 기구(21)가 배치되고, 사판(15)이 최소 경사각에 있을 때에는 접속 통로(21d)와 제 3 분기 통로(14b)가 접속하는 위치에 단면 수축 기구가 배치되는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.