KR0142126B1

KR0142126B1 - 용량가변형 경사식 압축기

Info

Publication number: KR0142126B1
Application number: KR1019950009381A
Authority: KR
Inventors: 가즈야 키무라; 타카히로 모로이; 히로아키 타에카와
Original assignee: 이소가이 지세이; 가부시끼가이샤 도요다 지도우쇼끼 세이사꾸쇼
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1998-07-01
Also published as: JPH07293429A; DE19514748C2; KR950029580A; DE19514748A1; TW285700B; US5573379A; JP3417652B2

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야]

본 발명은 용량가변형 경사식압축기에 관한 것이다.

[발명이 해결하려하는 기술적 과제]

경사판의 경사각을 주제로하고 최소경사각을 거의 0°로 해서도 확실하게 토출량의 복귀를 가능하게 하고 이것에 의해 축대장치의 내구성을 향상시킴과 동시에 전자클러치의 생략을 가능하게 하는 과제이다.

[발명의 해결방법의 요지]

(1) 경사각 변위의 범위를 거의 0°를 포함하게 설정한다.

(2) 경사판(14)의 관성승적의 설정에 의해 경사각이 거의 0°의 상태로 자신의 회전에 의해 경사각을 증가시키는 모멘트를 발생한다.

[발명의 중요한 용도]

본 발명은 용량가변형 경사식압축기에 관한 것이며 특히 최소경사각을 거의 0°로 해서도 확실하게 토출량의 복귀와 이것에 의한 축대장치의 내구성향 상과 더불어 전자클러치의 생략을 가능하게 하는 것에 관한 것이다.

Description

용량가변형 경사식 압축기

제1도는 실시예의 압축기의 종단면도이다.

제2도는 실시예의 압축기에 관하며 경사판과 좌표와를 표시하는 설명도이다.

제3도는 실시예의 압축기에 관하며 좌표를 표시하는 설명도이다.

제4도는 실시예의 압축기에 관하며 경사각과 모멘트와의 관계를 표시하는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더블럭2 : 전방하우징

3 : 후방하우징5 : 크랭크실

20 : 흡입실21 : 토출실

10 : 피스턴6 : 구동축

9 : 실린더 보어16 : 회전자

14 : 경사판17,17a : 안내기구(17…지지암, 17a…원공)

19,18,18a : 피안내기구(19…브래킷, 18…가이드핀, 18a…구부)

T : 상사점위치y : 축심

15 : 연결기구(씰)13 : 압압스프링

본 발명은 차량공조장치등에 사용되는 용량가변형 경사식 압축기에 관한 것이다.

종래의 용량가변형 경사식 압축기(이하 간단히 압축기라 한다)로서 특개소 63-186973호 공보기재의 것이 알려져 있다.

이 압축기는 하우징에 크랭크실, 흡입실, 토출실 및 그것들과 접속된 실린더보어가 구획형성되며 각 실린더보어에는 각각 왕복운동가능하게 피스턴이 수용되어 있다. 또 하우징에는 구동축이 회전가능하게 지지되어 있으며 크랭크실내로는 이 구동축에 회전자가 동기회전가능하게 지지되어 있다. 회전자에는 피스턴측에 안내기구가 형성되며 이 안내기구에는 경사판의 상사점측으로 피안내기구가 연결되며 이것에 의해 경사판은 회전자에 동기회전가능하게 연결되어 있다. 또한 구동축에는 미끄러짐운동가능하게 슬리브가 끼워맞춰져 있으며 이 슬리브에 있어서 추축, 결국 구동축의 축심과 상사점 위치로서 결정되는 면에 직교하는 추축을 중심으로 해서 경사각변위 가능하게 경사판이 끼워맞춰져 있다.

이러한 경사판에는 쓰러스트(thrust)축받이를 개입하여 요동판이 계류되어 있으며, 요동판은 회전이 그침에 따라서 회전이 그치게 되어 있다.

이 요동판에는 복수의 피스턴로드가 계류되어 있으며 각 피스턴로드는 각 피스턴에 계류되어 있다.

이러한 요동판 및 피스턴로드가 경사판의 전후 요동운동만을 각 피스턴의 왕복운동으로 변환하는 연결기구를 구성하고 있다. 더욱이 하우징에는 흡입압력의 검지에 이해 토출력을 크랭크실에 도입가능한 용량제어변이 내장되어 있다.

이 압축기에서는 하우징에 장착되는 전자클러치를 개입해서 구동축이 회전구동되는 소정의 경사각으로 경사판이 회전하고, 요동판 및 피스턴로드를 개입해서 피스턴이 실린더보어내로 왕복운동된다.

이것에 의해 흡입실에서 실린더보어내로 냉매가스가 흡입되며, 냉매가스는 압축된후 토출실로 토출된다.

그리고 흡입력이 저하되면은 용량제어변이 토출압력을 크랭크실내로 도입해서 크랭크실내의 압력이 실린더보어의 압력을 이겨내면은 피스턴스트로크가 단축되며, 결국 경사판의 경사각이 감소되어 토출용량이 축소된다.

한편 흡입력이 높으면은 용량제어변이 토출력을 크랭크실내로 도입하지 않으며 크랭크실내의 압력을 저하시켜 크랭크실내의 압력이 실린더보어의 압력을 못이겨 내면의 피스턴의 스트로크가 연장되며, 결국 경사판이 경사각이 증가되어 토출용량이 커진다.

이사이 이 압축기는 회전자에 사판이 맞닿는 것에 의해 경사판은 최대경사각이 규제된다. 한편 구동축에 설치된 써클립에 슬리브가 맞닿는 것에 의해 경사판은 최소 경사각이 규제된다. 통상 최소경사각은 0°는 아니고, 수0°의 최소경사각으로 규제되며, 이것에 의해서 최소토출용량이 최대 토출용량의 10%정도를 확보하게 되어 있다.

그러나 상기 압축기는 전자클러치의 접속에 의해 구동축에 회전력이 계속해서 전달되면은 열부하가 작아지고, 흡입압력이 한층 저하되고, 최대 토출용량의 10%정도의 최소토출용량 밑으로 압축사사를 계속한다.

이 때문에 흡입압력을 감지하는 용량제어변에 의해서 천천히 높아지는 토출압력이 크랭크실내로 도입되며 회전수가 높을 때에는 크랭크실내의 압력이 높아져 축대장치의 내구성등을 저해할 수가 있다.

그리고 경사판의 형상과 중심등에 대하여 생각하지 않고 최소 경사각을 0°로 하면은 압력이 밸런스한 상태로 기동이 못할 경우도 있으며, 저부하, 또한 고속운전으로 최소토출용량이 0%로 되며 복귀안할 염려가 있다.

또한 전자클러치를 단절해서 구동축에 회전력을 전달않도록 하면은 전자클러치의 단접시에 예로는 차량의 운전감각의 악화됨과 더불어 전자클러치의 장치에 의해서 중량이 늘어나고 소비전력이 증가하며 연비악화등이 생긴다.

본 발명은 최소경사각을 거의 0°로 해서도 확실히 토출량의 복귀를 가능하게 하고 이것에 의해 축대장치의 내구성등을 향상시킴과 더불어 전자클러치의 생략하는 것을 가능하게 하는 것을 해결과제로 한다.

청구항1기재의 압축기는 상기 문제를 해결하기 위해 하우징에 형성된 크랭크실, 흡입실, 토출실 및 그것들과 접속된 실린더보어와 각 실린더보어에 각각 왕복운동가능하게 수용된 피스턴, 그 하우징에 회전가능하게 지지된 구동축, 그 크랭크실내로 그 구동축에 동기회전가능히게 지지되며 그 피스턴측에 안내기구를 둔 회전자, 그 크랭크실내로 그 회전자측에 그 안내기구등과 연결되는 피안내기구를 가지고 상사점측으로 피안내기구가 그 안내기구와 연결된는 것에 의해 그 회전자에 동기회전가능하게 연결되는 것과 더불어 그 구동축의 축심과 상사점위치로서 결정되는 면에 직교하는 추축을 중심으로 해서 경사각변위가능하게 구동축에 끼워 맞춰진 경사판과 그 크랭크실내로 그 경사판과 각 피스턴과의 사이에 개장(介裝)되며, 그 경사판의 전후 요동운동만을 각 피스턴의 왕복운동으로 변환하는 연결기구를 가지고, 그 크랭크실내의 압력에 의해 그 경사판의 경사각이 제어되어서 토출실용량을 변화하도록 구성된 압축기에 있어서,

상기 경사각변위의 범위는 거의 0°를 포함하여 설정되며 상기 경사판에 있어서 상기 추축을 함유함과 동시에 상기 축심에 직교하는 평면과 그 축심과의 교점을 원점으로 하고 그 축심과 일치하는 축을 가진 직교좌표계에 관하는 그 경사판의 관성승적은 그 경사각이 0°의 상태로 자신의 회전에 의해 용량이 증가하는 방향으로 그 경사각을 증가시키는 모멘트가 생기게 설정되는 것을 특징으로 한다.

여기에 경사판은 피안내기구를 가진 회전자와 동기회전하는 것과 동시에 추축을 중심으로 하여 경사각 변위하는 것이다. 경사판의 관성승적은 경사판의 형상, 중심 및 질량등에 의해 결정된다.

청구항2 기재의 압축기는 청구항1 기재의 압축기에 있어서 경사판은 압압스프링에 의해서 경사각을 축소하는 방향으로 힘이 가해지며 그 경사판의 관성승적은 상정되는 최저의 회전수에 따라서 그 압압스프링이 가해지는 힘에도 이기게 설정되는 것을 특징으로 한다.

[작용]

(1)청구항1 기재의 압축기는 경사각 변위의 범위가 거의 0°을 포함하도록 설정되기 때문에 최소 경사각은 거의 0°이다.

여기서 기동시 경사각이 거의 0°의 상태로 경사판이 회전되어 시작하여도 설정된 관성승적에 의해 경사각을 증가시키는 모멘트가 생기기 때문에 경사판은 거의 0°에서 증가된 경사각 아래로 회전되게 된다.

이 때문에 흡입, 압축이 개시되며 고저압차가 생긴다.

이후는 종래의 압축기와 같은 모양으로 가스압력에 의한 복귀, 가변동작이 가능하다.

그리고 이 압축기는 열부하의 저하에 의한 냉매순환량의 감소에 의하여 감소에 의하여 0%에 근접한 토출량까지 능력제어가 가능하기 때문에 어떤 열부하의 저하에 대하여도, 또한 회전수의 증가에 대하여도 평시에 용량제어변의 설정응력등으로 흡입압력과 동등한 흡입압력을 실현하고 크랭크실내 압력의 필요이상의 높아짐이 방지된다. 이 때문에 축대장치의 내구성등이 향상된다.

또한 이 압축기는 구동축에 회전력이 계속되어 전달되어도 축대장치의 내구성등을 저해 않고 또한 토출용량의 복귀도 가능한 것으로부터 전자클러치의 생략이 가능하다.

(2)청구항2 기재의 압축기는 경사판이 압압스프링에 의해 경사각을 축소하는 방향으로 힘이 가해지는 것으로부터, 기동시에 경사판은 확실하게 경사각이 0°로 회전되어 시작한다.

[실시예]

이하 본 발명을 구체화한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

이 압축기는 제1도에 표시한 바와 같이 실린더블럭(1)의 한쪽끝측에는 전방하우징(2)가 접합되며 다른쪽측에는 후방하우징(3)이 변판(4)를 개입하여 접합되어 있다. 실린더블럭(1)과 전방하우징(2)에 의해서 형성되는 크랭크실(5)에는 구동축(6)이 수용되며 구동축(6)은 축받이(7a), (7b)에 의해서 회전가능하게 지지되어 있다.

전방하우징(2)의 중간부에서는 축대장치(7c)를 개입하여 구동축(6)이 연출(延出)되어 있으며, 구동축(6)의 연출단에는 중간부에 설치된 축받이(7d)에 의해서 회전가능하게 프리(8)이 고착되어 있다.

실린더블럭(1)에는 구동축(6)을 둘러싼 위치에 복수개의 실린더보어(9)가 뚫려 설치되어 있으며 각 실린더보어(9)에는 피스턴(10)이 각각 끼워 압축되어 있다.

크랭크실(5)내에 있어서 구동축(6)에는 회전자(16)가 구동축(6)과 동기회전가능하게 지지되어 있음과 동시에 구면 슬리브(12)가 미끄러짐운동 가능하게 지지되어 있다. 회전자(16)과 구면슬리브(12)와의 사이에는 압압스프링(13)이 개재되어 있으며 압압스프링(13)은 구면슬리브(12)를 후방하우징(3)방향으로 힘을 가한다. 구면 슬리브(12)의 외주면에는 경사판(14)가 지지되어 있으며 이것에 의해 경사판(14)는 추축을 중심으로 해서 경사각θ를 변위하게 되어 있다.

이 실시예를 때때로 추축이 구동축(6)의 축심과 직각으로 교차하는 축(Z)이 있다.

회전자(16)의 상부배면에는 안내기구로서 한쪽의 지지암(17), (17)이 경사판(14)측에 돌출하여 있다.

각 지지암(17), (17)의 각 선단부에는 구동축(6)의 축심과 경사판(14)의 상사점위치(T)로서 결정되는 면과 평행하고 또한 구동축(6)의 축심에 대해서 바깥쪽에서 가까운 방향으로 원공(17a),(17a)가 직선상태로 관통설치되어 있다.

이것들 원공(17a),(17a)의 중심선의 방향은 경사판(14)의 경사각θ의 변위에 관계없이 상사점으로의 피스턴(10)의 위치가 전후에 거의 변위하지 않도록 설정되어 있다.

경사판(14)의 외주부에는 반구형상의 슈우(15),(15)가 맞닿아져 있으며 그것들 슈우(15),(15)의 외주면은 피스턴(10)의 구지지면과 걸어맞추어져 있다.

이렇게 해서 경사판(14)에 슈우(15),(15)을 개입해서 계류되는 복수의 실린더(10)은 각 실린더보어(9)내를 왕복운동가능하게 수납되어 있다.

경사판(14)의 전면에는 피안내기구로서 한쪽의 브래킷(bracket)(19),(19)가 구동축(6)을 사이에 개재시키면서 경사판(14)의 상사점위치(T)를 걸쳐서 돌출설치되어 있으며 각 브래킷(19),(19)에는 가이드핀(18),(18)의 한쪽끝이 고착되며 각 가이드핀(18),(18)의 다른쪽끝에는 구부(18a),(18a)가 고착되어 있다. 회전자(16)에 있어서 지지암(17),(17)의 원공(17a),(17a)내에 각각 가이드핀(18),(18)의 구부(18a),(18a)가 회전운동함과 함께 미끄러짐 운동가능하게 압입되어 있다.

경사판(14)는 하부전면에 경사진 형태로 형성된 맞닿은면(14a)가 회전자(16)에 맞닿는 것에 의해 최대경사각 θmax로 규제되어 있다.

한편 이 경사판(14)는 슬리브(12)가 서클립(30)에 맞닿는 것에 의해 최소한 경사각 0°로 규제되어 있다. 이러한 브래킷(19),(19), 가이드핀(18),(18)및 구부(18a),(18a)을 일체로 가지는 경사판(14)는 경사각이 0°의 상태로는 압압스프링(13)의 가해지는 힘을 이겨서, 자신의 회전에 의해 경사각θ을 증가시키는 모멘트를 발생시키며, 추축을 포함함과 더불어 축심에 직교하는 평면과 축심과의 교점을 원점0으로 하고 축심과 일치하는 축을 가진 직각 좌표계에 관하는 경사판(14)의 관성승적을 설정하고 있다. 이 관성승적은 경사판(14)의 형상, 원점0에 대하는 중심G의 위치 및 질량m등에 따라서 결정된다.

또 후방하우징(3)내에는 흡입실(20)및 토출실(21)이 구획되어 있다.

흡입실(20)은 외부냉동회로의 에버포레이터에 접속되며 토출실(21)은 같은 냉동회로의 콘덴서에 접속되어 있다. 변판(4)에는 각 실린더보어(9)에 대응해서 흡입포드(22) 및 토출포드(23)이 형성되어 있으며 변(판4)와 피스턴(10)과의 사이에 형성되는 압축실이 흡입포드(22) 및 토출포드(23)을 개입하여 흡입실(20) 및 토출실(21)에 연통되어 있다.

각 흡입포드(22)에는 피스턴(10)의 왕복운동에 응하여 흡입포드(22)를 개폐하는 흡입변이 설치되며 각 토출포드(23)에는 피스턴(10)의 왕복운동에 응해서 토출포드(23)을 리테이너(24)에 규제되면서 개폐하는 토출변이 설치되어 있다. 또 후방하우징(3)에는 토출압력을 검지하고 크랭크실(5)의 압력을 조종하는 도면에 표시하지 않은 용량제어변이 장비되어 있다.

이상과 같이 구성된 압축기에 있어서 차량의 엔진의 회전력이 벨트를 개입해서 프리(8)에 전달되면서 구동축(6)의 회전에 따라서 경사판(14)가 회전한다.

그리고 슈우(15),(15)를 개입해서 각 피스턴(10)이 실린더보어(9)내로 왕복운동하고 이것에 의해 흡입실(20)에서 압축실내에 냉매가스가 흡입되며 냉매가스는 압축된 후 토출실(21)로 토출된다. 이때 토출실(21)로 토출되는 냉매가스의 토출량은 용량제어변에 따른 크랭크실(5)내의 압력조정에 의해 제어된다.

즉 열부하가 증가하는 것에 의해 흡입력이 상승하면은 용량제어변의 열림 정도는 토출실(21)내의 고압가스의 크랭크실(5)내로의 공급량이 감소한다. 이것에 의해 크랭크실(5)의 압력이 저하되고 피스턴(10)에 작용하는 배압이 내려가며 경사판(14)의 경사각θ가 커지게 된다.

결국 가이드핀(18),(18)의 구부(18a),(18a)는 원공(17a),(17a)내를 우회하여 회전운동하면서 원공(17a),(17a)내를 중심선에 연해서 구동축(6)으로 부터 떨어지는 방향으로 미끄러져 움직인다.

또 경사판(14)가 추축을 중심으로 우회하여 회전운동하면서 구면슬리브(12)와 더불어 앞방향으로 이동하고 압압스프링(13)은 압축되게 된다.

이것에 의해서 경사판(14)의 경사각θ가 커지게 되며 피스턴(10)의 스트로크가 신장되어 토출용량은 커지게 된다.

반대로 열부하가 감소하는 것에 의해 흡입력이 저하하면은 용량제어변의 열림정도는 중대하고 토출실(21)내의 고압가스의 크랭크실(5)내로의 공급량이 증대한다.

이것에 의해 크랭크실(5)의 압력은 상승하고 피스턴(10)에 작용하는 배압이 올라가며 경사판(14)의 경사각θ가 작아진다.

결국 가이드핀(18),(18)의 구부(18a),(18a)는 원공(17a),(17a)내를 좌회하여 회전운동하면서 원공(17a),(17a)내를 중심선에 연해서 구동축(6)에 근접한 방향으로 미끄러져 움직인다. 또 경사판(14)가 추축을 중심으로 좌회하여 회전운동하면서 구면 슬리브(12)와 더불어 뒷방향으로 이동하고, 압압스프링(13)은 늘어나게 된다. 이것에 의해서 경사판(14)의 경사각θ가 작아지며 피스턴(10)의 스트로크가 축소되어 토출용량은 작아지게 된다.

엔진의 정지후 어느 정도의 시간이 경과하고 크랭크실(5), 흡입실(20), 토출실(21) 및 외부냉동회로내의 압력이 균형이 된 후 이면은 경사판(14)가 압압스프링(13)에 의해 경사각θ을 축소하는 방향으로 힘이 가해지는 것으로부터 경사판(14)는 최소 경사각0°로 유지된다.

이렇게 해서 이 압축기는 기동시에 경사판(14)는 확실하게 경사각0°로 회전되어 시작되기 때문에 엔진의 부하가 작아진다.

기동시에 경사각이 0°의 상태로 경사판(14)가 회전되어 시작하면은 설정된 관성승적에 의해 경사각θ를 증가시키는 모멘트가 발생하고 압압스프링(13)의 가해지는 힘에도 이길때까지 회전수가 상승하면은 0°로부터 증가된 경사각θ_°의 밑으로 경사판(14)는 회전된다.

이 때문에 흡입, 압축이 개시되며 고저압차가 생긴다.

이후는 종래의 압축기와 같게 가스압력에 의한 복귀, 가변동작이 가능하게 된다.

그리고 이 압축기는 열부하의 저하에 의하는 냉매순환량의 감소에 응해서 0%에 근접한 토출량까지 능력제어가 가능하기 때문에 어떤 열부하의 저하에 대해서도 또한 회전수의 증가에 대하여도 상시 용량제어변의 설정압력과 같은 흡입압력을 실현하고 크랭크실(5)내의 필요 이상의 압력의 높아짐이 방지된다. 이 때문에 축대장치(7c)의 내구성등이 향상된다.

또한 이 압축기는 프리(8)에 의해서 경사각(6)에 회전력이 계속하여 전달되고 있다고 해고 축대장치(7c)의 내구성등을 저해않으며 또한 토출량의 복귀도 가능한 것에서 전자클러치를 필요로 하지 않는다.

다음으로 경사판(14)가 경사각θ에 0°를 포함하여 끼워맞추어져도 관성승적의 설정에 의해 설정경사각 θ가 0°의 상태로 자신의 회전에 의해 경사각 θ를 증가시키는 모멘트를 발생하는 것을 표시한다.

또한 제2도 및 제3도에 표시에 의하면 3개의 직각좌표계를 정의한다.

1개는 추축을 포함한 구동축(6)의 축심에 수직한 평면과 구동축(6)의 축심과의 교점0을 원점으로 한 직교좌표 0(x,y,z)이다.

y축은 구동축(6)의 축심과 평행하며, z축은 추축과 평행하며, x축은 y축 및 z축에 수직하여 있다. y축은 전방하우징(2)측을 바르게 하며, z축은 압축기의 전면에서 봐서 오른쪽으로 회전하는 때의 압축측을 바르게 하고, x축은 상사점측을 바르게 한다. 이 직각좌표계0(x,y,z)에 있어서 구동축(6)의 축심은 y축과 일치하고 경사판(14)의 상사점위치 T는 x,y좌표면에 포함되어 있다. 또한 본 실시예는 추축과 z축과의 일치하여 있다.

2번째는 경사판(14)의 중심G를 원점으로 한 직각좌표계G(x',y',z')로 되어 있다. 직각좌표계G(x',y',z')의 x'축, y'축 및 z'축은 각각 직각좌표계 0(x,y,z)의 x축, y축 및 z축에 평행하고 또한 같은 방향으로 되어 있다.

3번째 역시 경사판(14)의 중심G를 원점으로 한 직각좌표계G(u,v,w)로 되어 있다.

v축은 경사판(14)와 수직하며 w축은 z'축과 평행하며 u축은 v축 및 w축에 수직하다. 직각좌표계G(u,v,w)와 직각좌표계G(x',y'z')과는 다음의 관계에 있다. 즉 v축과 y'축과의 이루는 각도및 u축과 x'축과의 이루는 각도는 경사판(14)의 경사각θ와 일치하고 w축은 z'축과 항상 일치되어 있다. 경사각 θ=0°에 있어서는 직각좌표계G(u,v,w)의 u축, v축 및 w축은 각각 직각좌표계G(x',y',z')의 x'축, y'축 및 z'축과 완전하게 일치한다.

그리고 u축에 관하는 경사판(14)의 관성모멘트I_u와 v축에 관한 경사판(14)의 관성모멘트I_v, w축에 관한 경사판(14)의 관성모멘트I_w를 정의하면

I_u=∫(v²+w²)dm (식)

I_v=∫(w²+u²)dm (식)

I_w=∫(u²+v²)dm (식)

이다.

여기서 m은 경사판(14)의 질량이며 dm은 경사판(14)를 구성하는 미소요소의 질량이다.

또 u축 및 v축의 조합에 관계하는 관성승적P_uv와 v축 및 w축의 조합에 관계하는 관성승적 P_vw, w축및 u축의 조합에 관계하는 관성승적P_wu를 정의하면은

P_uv=∫uvdm (식)

P_vw=∫vwdm=0 (식)

P_wu=∫wudm =0 (식)

이다. 여기서 P_wu=0인 것은 경사판(14)가 uv좌표면에 대해서 대칭되어 있는 것이다.

그리고 x'축에 관한 경사판(14)의 관성모멘트I_x'과 y'축에 관한 경사판(14)의 관성모멘트I_y과 z'축에 관한 경사판(14)의관성모멘트I_z'등을 정의하면은

I_x'=∫(y'²+z'²)dm =0 (식)

I_y'=∫(z'²+x'²)dm =0 (식)

I_z'=∫(x'²+y'²)dm =0 (식)

이다.

또 x'축및 y'축의 조합에 관계하는 관성승적 P_{x' y'}과, y'축및 z'축의 조합에 관계하는 관성승적 P_{y' z'}과 z'축및 x'축의 조합에 관계하는 관성승적 P_{z' x'}등을 정의하면은

P_x'y'=∫x'y'dm (10)식

P_y'z'=∫y'z'dm (10)식

P_z'x'=∫z'x'dm (10)식

이다.

직각 좌표계G(x',y',z')과 직각 좌표계G(u,v,w)와의 사이에 있어서 u축은 x'축과 각 θ를 가지고, v축은 y'과 각θ을 가지는 것에 있어서 식은

x' = ucosθ+vsinθ (15)식

y' = -usinθ+vcosθ (15)식

z' = w (15)식

이다.

(7)은 (14)식 및 (15)식을 대입한 것에 의해

I_x'= ∫{(-usinθ+vcosθ)²+w²}dm

= ∫(u²sin²θ+v²cos²θ-2uvsinθcosθ+w²)dm (16)식

이 된다.

여기서 w²=w²(sin²θ+cos²θ)인 것에서 (16)식은

I_x'= ∫(v²cos²θ+w²cos²θ+w²sin²θ

+u²sin²θ-2uvsinθcosθ)dm

= ∫(v²+w²)cos²θdm+∫(w²+u²)sin²θdm

-2∫uvsinθcosθdm (17)식

(44)식및 (21)식에서

I_y= I_usin²θ+I_vcos²θ2P_uvsinθcosθ+mx0²(54)식

(46)식및 (23)식에서

I_z= I_w+m(x₀ ²+y₀ ²) (55)식

(48)식및 (25)식에서

P_xy= P_uv(cos²θ-sin²θ)

+(I_u-I_v)sinθcosθ+mx₀y₀(56)식

(50)식에서

P_yz=0 (57)식

(52)식에서

P_zx=0 (58)식

그리고 직각좌표계 0(x,y,z)의 y축을 중심으로 해서 경사판(14)가 각 속도w(벡터)로 정속회전하는 때에 있어서 경사판(14)에 작용하는 모멘트M₀(벡터)를 구한다. 여기서 압축기는 y축을 축으로 해서 회전하기 때문에 그 각 속도를 w_y0로 하면 w의 성분은 w_x=0, w_y=w_y0, w_z=0이다.

또한 관성방향과 각 속도w와의 곱에서 구하는 원점 0둘레의 각 운동량 H₀(벡터)은 수학식1에 의해 표시된다.

여기서 정속회전일때에 원점 0둘레에 생기는 부조합에 의한 모멘트 M₀는 각 속도 w와 각 운동량 H₀와의 외적에 의해 구할 수가 있으며 수학식2에 의한다.

여기에 있어서 (57)식 P_zy=0인 것에서 (60)식은

M₀=(0,0,-P_xyW_yo ²) (61)식

이 된다.

(61)식에 있어서 경사각θ를 증가시키면은 z축의 부(負)방향을 향한 모멘트가 된다. 이 때문에 경사판(14)가 자신의 정속회전에 의해서 P_xy0으로 되며, 경사각θ를 증가시킨 모멘트가 생기고 P_xy0으로 되며 경사각θ를 감소시키는 모멘크가 생기는 것을 알 수 있다.

따라서 경사판(14)가 경사각θ로 0을 포함, 최대경사각 θmax로 끼워맞춰질 때 경사각 0°기동을 위해서는

θ=0의 상태로 P_xy0

θmax의 상태로 P_xy0

로 되는 것에 의해 (56)식에 의한 경사판(14)의 형상, 교점0과 중심G와의 위치관계, 질량m등을 설정하면 좋은 것을 알 수 있다.

또한 제4도에 회전에 의해서 생성된 모멘트를 표시한다.

M₀는 P_xy에 의해 생성되는 모멘트, M₁은 피스턴(10)의 왕복운동에 의해서 생성되는 모멘트이다.

θ=0에 있어서는 M₁=0이며 또한 가스압력도 평행상태이기 때문에 θ를 증대시키기 위해서는 M₀에 따를 수밖에 없음을 알 수 있다.

따라서 이 압축기는 최소경사각을 거의 0°로 해서도 확실하게 토출용량의 복귀가 가능하며, 그것에 의해 축대장치(7c)의 내구성등을 향상시킴과 동시에 전자클러치를 생략할 수가 있다.

특히, 이 압축기는 최소용량으로 기동되는 것으로 부터 기동시에 있어서 엔진의 부하를 극력 억제할 수가 있다.

그리고 이 압축기는 전자클러치의 생략에 의한 전자클러치의 단접시에 있어서 예로들면 차량의 운전감각의 악화를 회피함과 동시에 중량감소, 소비전력감소, 연비향상등을 실현한다.

또한 본 발명에 의한 경사판은 상기 브래킷(19), 가이드핀(18)및 구부(18a)등의 피안내기구를 가진 회전자(16)과 동기회전하는 것과 동시에 추축을 중심으로 해서 경사각변위하기 때문에 예를들면 상기 공보기재의 압축기에 의해 요동판을 사용하는 것은 회전자와의 연결부분중 경사판과 일체회전하는 것과 경사판등이 본 발명에 있어서 경사판에 해당한다.

이상 상술한 바와 같이 청구항1 기재의 압축기는 청구항1 기재의 구성의 채용에 의해 최소경사각을 거의0°로 하고도 확실하게 토출용량의 복귀가 가능하며 이것에 의해 축대장치의 내구성등을 향상시킴과 동시에 전자클러치를 생략할 수가 있다.

그리고 이 압축기는 전자클러치의 생략에 의해 전자클러치의 단접시의 예를들면 차량의 운전감각의 악화를 회피함과 동시에 중량감소, 소비전력감소, 연비향상등을 실현한다.

또 청구항2기재의 압축기는 청구항2기재의 구성의 채용에 의해 최소용량으로 기동되는 것으로부터 기동시에 있어서 구동축의 부하를 극력억제할 수가 있다.

Claims

하우징에 형성된 크랭크실, 흡입실, 토출실 및 그것들과 접속된 실린더보어, 각 실린더보어에 각각 왕복운동 가능하게 수용된 피스턴, 그 하우징에 회전가능하게 지지된 구동축, 그 크랭크실내로 그 구동축에 동기회전가능하게 지지되며 그 피스톤측에 안내기구를 가진회전자, 그 크랭크실내로 그 회전자측에 그 안내기구와 연결되는 피안내기구를 가지고 상사점측으로 그 피안내기구가 그 안내기구와 연결되는 것에 의해 그 회전자에 동기회전가능하게 연결되는 것과 동시에 그 구동축의 축심과 상사점위치등으로 결정되는 면에 직교하는 추축을 중심으로 해서 경사각변위 가능하게 그 구동축에 끼워맞춰진 경사판과 그 크랭크실내로 그 경사판과 각 피스턴과의 사이에 장착되며 그 경사판의 전후요동운동만을 각 피스턴의 각 피스턴과의 왕복운동으로 변환하는 연결기구등을 가지고 그 크랭크실내의 압력에 의해 그 경사판의 경사각이 제어되어 토출용량을 변화하도록 구성한 용량가변형 경사압축기에 있어서 상기 경사각변위의 범위는 거의 0°를 포함해서 설정되며 상기 경사판에 있어서 상기 추축을 포함함과 동시에 상기 축심에 직교하는 평면과 그 축심과의 교점을 원점으로 하고 그 축심과 일치하는 축을 가진 직각좌표계에 관하는 그 경사판의 관성승적(乘積)은 그 경사각이 0°의 상태로 자신의 회전에 의해 용량이 증가하는 방향으로 그 경사각을 증가시키는 모멘트를 발생하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 경사식압축기.
제1항에 있어서, 경사판은 압압스프링에 의해 경사각을 축소하는 방향으로 힘이 가해지며 그 경사판의 관성승적은 상정되는 최저의 회전수에 있어서 그 압압스프링의 가해지는 힘에도 이기도록 설정되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 경사식압축기.