KR0165715B1 - 가변용량형 압축기 - Google Patents

Abstract

각 미끄럼 이동부의 냉각, 윤활과 흡입맥동의 감소를 도모하는 것으로, 전방하우징(2)에 형성된 크랭크실(5)에는 외부 냉각회로와 접속된 흡입구멍(40)이 개구되고, 후방 하우징(3)내의 흡입실(30)은 실린더 블록(1)을 경유해서 설치된 흡입통로를 통해서 크랭크실(5)과 연통시키는 동시에, 흡입통로에는 냉방부하의 검출지령에 의해 발동하고 그의 통로 단면적을 조정해서 흡입실 압력을 변화시키는 조정 밸브(45)가 내장되어서 있기 때문에 각 미끄럼부의 내구성이 향상하고, 흡입 맥동이 억제된다.

Description

가변 용량형 압축기

제1도는 본 발명의 한 실시형태에 관한 압축기의 전체를 도시하는 단면 정면도.

제2도는 압축기의 특히 억제실을 도시하는 단면측면도.

제3도는 압축기의 흡입 통로를 도시하는 제1도의 A-A선을 따라 취한 부분 단면도.

제4도는 압축기에 조립되는 용량 제어 밸브를 도시하는 확대 단면도.

제5도는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 압축기의 전체를 도시하는 단면 정면도.

제6도는 본 발명의 또다른 실시형태에 관한 압축기의 전체를 도시하는 단면 정면도.

제7도는 압축기의 다른 실시 형태를 도시하는 단면 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 블록 2 : 전방 하우징

3 : 후방 하우징 5 : 클랭크실

8 : 보어 12 : 사판

30 : 흡입실 31 : 토출실

45 : 조정밸브 50 : 용량 제어 밸브

80 : 차압밸브 90 : 억제실

95 : 전자 개폐 밸브 97e : 전기 통로

98 : 순환 통로

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 주로 냉방용에 사용되는 압축기, 특히 단두형의 피스톤을 구비한 가변용량형 압축기 및 무클러치 기능을 부가한 가변 용량형 압축기에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 공조 공냉에 사용되는 사판식, 요동판식 등의 가변용량형 압축기는 시판요소를 지점 둘레로 경사 이동 가능한 기구로 하고, 사판 요소를 포위하는 전방 하우징의 내부, 결국 크랭크실의 압력을 변화시키므로서 단두형의 피스톤의 배면에 작용하는 힘을 억제하고, 이 힘과 피스톤의 전면에 작용하는 가스 압력과의 균형에 의해서, 상기 사판요소의 지점 둘레의 경사 이동 변위, 즉, 피스톤 로크를 억제하도록 되어 있다

그리고 통상 크랭크실의 압력 제어는 흡입 압력에 응답하는 용량 제어 밸브의 작동을 통해서 크랭크실내로의 토출압력을 공급함으로서 이루어진다.

한편 특개평 3-37378호 공보에 개시된 압축기에서는 외부 동력원과 구동축과의 사이에 놓여서 동력의 전달 및 차단을 행하는 전자 클러치가 사용되지 않는다.

전자 클러치를 제거하면 특히 차량 공조용 압축기에 있어서 지적되고 있는 운전의 필링의 개선이나 중량감 및 비용감소의 관점에서도 매우 유리하다.

그러나, 이와 반대로 상술한 압축기에서는 냉방 불필요시의 토출용량에 관련해서 당연히 증발기의 서리(frost)발생이 문제가 된다.

이 때문에, 상기 압축기에서는 전자 개폐밸브를 사용해서 외부 냉동 회로에서 흡입실로의 냉매의 흐름을 정지하므로서, 회로내의 냉매의 순환을 정지시킨다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나 전자 클러치의 유무에 상관없이 상술한 바와 같은 용량 가변 기구를 구비한 압축기에 있어서, 크랭크실 압력을 억제하기 위해서는 크랭크실을 거의 밀폐상태로 유지하는 구조가 필요하고, 게다가 크랭크실내에는 고온, 고압의 블로바이 가스(blow-by-gas) 분위기가 양성되고, 특히 냉방 부하가 큰 전체 용량 운전시에는 한층 과혹한 분위기가 계속되는 결과, 축봉장치(립 시일)의 조기악화와 함께 미끄럼 이동 각부의 마모의 진행도 염려된다.

이것은 예를들면 사판요소의 변혁에서도 볼 수 있는 고가의 재료 선택이나 보다 우수한 표면 처리의 적용등 높은 비용에 관한 대책에도 여실히 나타나고 있다.

또한 이러한 가변 용량형 압축기는 자칫하면 소용량 운전시에 있어서 흡입 맥동을 크게 하고, 이것이 증발기의 맥동음을 야기하기 때문에, 후방 하우징 등에 머플러 기구를 내장하는 제안도 적지 않다.

더욱이 상술한 무클러치 압축기와 같이 흡입실로의 냉매의 유입 정지 또는 유입의 재개를 전자 밸브를 사용해서 임시적으로 행하는 구조에서는 압축기의 급격한 용량 변동이 큰 토오크 변동을 수반해서, 무클러치화의 주목적인 주행 필링의 개선효과를 잃어버릴 수 있다는 불합리도 있다.

본 발명의 제1 해결과제는 매우 간소한 구성으로 크랭크실의 분위기를 개선변경하고, 진동 잡음의 감소와 함께 특히 가변 용량형 압축기의 신뢰성의 향상을 도모하는 것이고, 제2해결과제는 전자 클러치의 생략과 원활한 용량 변동을 양립시켜서 압축기의 부가가치를 더욱더 높이는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하는 청구범위 제1항의 기재의 가변용량형 압축기는 복수의 보어를 병설해서 압축기의 외곽을 구성하는 실린더 블럭과 내부에 크랭크실을 형성해서 실린더 블록의 전단을 폐쇄하는 전방 하우징과 상기 실린더 블럭과 전방 하우징에 회전 자유롭게 지지된 구동축과 흡입실 및 토출실을 가지는 실린더 블럭의 후단을 폐쇄하는 후방 하우징과 구동축과 동시에 회전해서 흡입실 압력과 크랭크실 압력과의 차압을 기본으로 해서 경사각 변위 가능한 사판요소와, 상기 사판 요소와 연계해서 상기 보어내를 작동하는 피스톤을 구비한 가변용량형 압축기에 있어서, 상기 크랭크실에는 외부 냉동회로와 접속된 흡입구멍이 개구되고, 상기 흡입실은 흡입통로를 통해서 상기 크랭크실과 연통해 위치되는 동시에, 상기 흡입통로에는 통로 면적을 조정해서 흡입실 압력을 변화시키는 조정 밸브를 내장시킨 것을 특징으로 한다.

양호한 양태에 있어서, 상기 조정 밸브는 냉방 부하의 변동에 기초한 용량 제어 밸브에서의 공급 압력에 따라서 움직이는 스풀 밸브이다.

제3항 기재의 가변용량형 압축기는 복수의 보어를 병설해서 압축기의 외곽을 구성하는 실린더 블럭과 내부에 크랭크실을 형성해서 실린더 블록의 전단을 폐쇄하는 전방 하우징과 상기 실린더 블럭과 전방 하우징에 회전 자유롭게 지지된 구동축과 흡입실 및 토출실을 가지는 실린더 블럭의 후단을 폐쇄하는 후방 하우징과 구동축과 동시에 회전해서 흡입실 압력과 크랭크실 압력과의 차압을 기본으로 해서 경사각 변위 가능한 사판요소와 상기 사판요소와 연계해서 상기 보어내를 작동하는 피스톤을 구비한 가변용량형 압축기에 있어서 상기 크랭크실에 개구되어서 외부냉동 회로에 연결되는 흡입구멍과 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 흡입통로와 공급 압력에 의해 상기 흡입 통로의 통로 단면적을 조정하고 또한 상기 통로의 최소 허용 단면적을 보유한 스풀형의 조정밸브와 냉방부하의 변동에 따라서 급기 통로를 통해서 토출 냉매 압력을 상기 조정 밸브에 공급하는 용량 제어밸브와, 상기 급기 통로와 상기 크랭크실을 연통하는 순화통로와, 상기 사판 요소가 영이 아닌 최소 경사각으로 이행할때, 압력차에 의해 토출 냉매의 회로로의 유출을 지지하는 차압 밸브를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 한다.

제4항 기재의 무클러치 가변 용량형 압축기는 복수의 보어를 병설해서 압축기의 외곽을 구성하는 실린더 블럭과 내부에 크랭크실을 형성해서 실린더 블록의 전단을 폐쇄하는 전방 하우징과 상기 실린더 블럭과 전방하우징에 회전 자유롭게 지지된 구동축과 흡입실 및 토출실을 가지는 실린더 블럭의 후단을 폐쇄하는 후방 하우징과, 구동축과 동시에 회전해서 흡입실 압력과 크랭크실 압력과의 차압을 기본으로 해서 경사각 변위 가능한 사판요소와, 상기 사판 요소와 연계해서 상기 보어내를 직동하는 피스톤을 구비한 무클러치 가변용량형 압축기에 있어서 상기 클러치실에 개구되어서 외부 냉동 회로에 연결되는 흡입구멍과, 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 흡입통로와 공급압력에 의해 상기 흡입 통로의 통로 단면적을 조정하고 또한 상기 통로의 최소 허용 단면적을 유지한 스풀형의 조정 밸브와 외부 냉동회로에서의 지령신호에 의해 급기 통로를 통해서 토출 냉매 압력을 상기 조정밸브에 공급하는 전자 개폐 밸브와 상기 급기 통로와 상기 크랭크실을 연통하는 순환 통로와, 상기 사판요소가 영이 아닌 최소 경사각으로 이동할때 압력차에 의해 토출 냉매의 회로로의 유출을 저지하는 차압 밸브를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 한다.

제5항 기재의 무클러치 가변 용량형 압축기는 상기 급기 통로에 냉방부하에 근거해서 토출 냉매 압력을 상기 조정 밸브에 공급하는 용량 제어 밸브가 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

양호한 양태에 있어서 상기 순환 통로의 한쪽은 상기 클러치실의 외부 단부를 덮어씌우는 축 씌움 장치의 근방에 개구되어 있다.

양호한 양태에 있어서, 상기 흡입실은 상기 실린더 블럭을 경유해서 설치된 흡입 통로를 통해서 상기 크랭크실과 연통해 위치되어 있다.

양호한 양태에 있어서 상기 흡입실은 토출실의 내부에 구획설치되고, 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 흡입통로는 구동축심을 포함해서 후방 하우징 및 실린더 블록의 중심부분에 형성되어 있다.

또 상기 사판요소로는 회전 사판과 조합된 요동판이 콘로드(con'rod)를 통해서 피스톤과 연결되는 와블형 및 회전사판이 슈를 통해서 직립 피스톤과 연결되는 스와셔형중 어느 것을 포함하는 사판 요소이다.

[작용]

제1항 기재의 압축기에서는 외부 냉동 회로에서 순환한 냉매가스는 흡입 구멍에서 먼저 크랭크 실로 수입되어지고, 실린더 블럭을 경유하는 흡입통로를 통해서 흡입실로 안내된후, 흡입 밸브의 개폐에 의해서 각 흡입포트로부터 보어로 흡입되기 때문에, 크랭크실내에는 항상 흡입 분위기로 유지된다.

그리고, 저온의 냉매가스 및 이의 혼합된 기름 입자에 의해 각 미끄럼부는 충분히 냉각, 윤활되기 때문에 그의 내구성이 현저히 향상될 뿐만 아니라, 축 씌움장치(립시일)의 시일 압력의 저하에 따라서 발열량도 적게 되기 때문에, 열약화도 양호하게 개선된다.

그리고 토출용량이 축소제어되는 경우에는 냉방부하의 검지지령등에 의해 흡입통로중에 배치된 조정 밸브가 통로 단면적을 죄이는 경향으로 작동해서 흡입실 압력을 저하시키기 때문에 피스톤에 대항적으로 작용하는 크랭크실 압력과의 균형이 무너져서 사판 경사각 및 피스톤 스트로크가 축소되어서, 압축기는 소용량 운전으로 이행한다.

또 순환 냉매 가스를 직접 수입하는 크랭크실은 사실상 흡입 머플러를 구성해서 맥동의 감쇠에 기여한다.

또 제2항 기재의 압축기와 같이 조정 밸브로서 용량제어 밸브에서의 공급압력에 따라 이동하는 스풀밸브를 선택하는 경우는 냉방부하의 변동에 따라서 흡입통로의 통로 단면적이 연속적, 또한 원활하게 변화한다.

제3항의 압축기에서는 냉방부하가 한층 적게 되어서 사판요소가 영이 아닌 최소 경사각으로 변위되고 조정 밸브가 흡입통로의 최소 허용 단면적을 유지해서 정지할 때, 그 시점에서의 최저 토출압력에 대항하는 차압 밸브의 폐동작에 의해서 토출 냉매의 회로로의 유출, 결국 외부 냉동 회로내의 냉매 순환은 정지된다.

이 때문에 최소 스트로크로 보어에서 토출실로 토출된 냉매는 개방상태의 용량 제어 밸브, 급기 통로 및 순환통로를 경유해서 크랭크실로 안내되고, 더우기 조정 밸브의 죄임 작용에 의해서 생기는 압력차에 의해 흡입실에서 다시 보어로 흡입되어서 윤활을위한 냉매의 기내 순환만이 계속된다.

이와 같이 실질적으로 냉방 불필요 상태로 이행하면, 회로내의 냉매의 순환이 정지되어서 증발기의 서리 발생을 미연에 방지하기 위해 냉방부하의 변동에 따른 클러치의 단속 조작을 불필요화해서 그의 조작각도를 극단적으로 감소할 수 있다.

제4항 기재의 압축기는 무클러치 기능의 부가와 동시에 중간 용량 제어를 생략해서 수요의 다양화에 응한 것이므로 압축기의 전용량 운전중 어떠한 검출지령 신호 또는 오퍼레이터의 자유로운 조작에 의해서 전자 개폐 밸브가 개방밸브되면, 상기 전자 개폐 밸브를 통한 공급 압력에 의해 조정 밸브 및 사판요소는 원활하게 상기 최소용량 위상으로 변위하고, 차압 밸브의 폐동작과 함께, 전자 개폐 밸브 및 순환 통로를 포함하는 상기 냉매의 기내순환만의 상태로 이행한다.

제5항 기재의 압축기는 무클러치 기능과 중간 용량 제어를 공존시킨 것으로 제3항 기재의 압축기와 같이 전제어 범위에 걸쳐서 용량 제어가 가능한 것은 물론, 어떠한 운전 상황하에서도 전자 개폐 밸브의 개방동작을 통해서 압축기를 냉방불필요상태, 즉 상기 냉매의 기내 순환만의 상태로 이행시킬 수 있다.

또한 제6항 기재의 압축기와 같이 순환 통로의 한쪽을 크랭크실의 외부 단부를 덮어 씌우는 축 씌움 장치의 근방에 개구시키면, 더욱 약화하기 쉬운 축씌움 장치의 수명 연장에 한층 유효하다.

[발명의 실시의 형태]

이하 본 발명을 구체화한 실시예의 형태를 도면을 참조해서 설명한다.

제1도 내지 제3도에 있어서 도면부호 1은 실린더 블록이고, 상기 실린더 블록(1)의 전단측은 전방 하우징(2)에 의해서 폐쇄되고, 후단측은 밸브판(4)을 통해서 후방 하우징(3)에 의해 폐쇄되는 동시에 이들은 공통 볼트(21)에 의해 체결되어 있다.

실린더 블럭(1)과 전방 하우징(2)으로 형성되어 있는 크랭크실(5)내에는 축심 방향으로 연장하는 구동축(6)이 수용되어 있고, 래디얼 베어링(7a, 7b)에 의해 회전자유롭게 지지되어 있다.

그리고 상기 구동축(6)의 전단부는 예를 들어 도시하지 않은 전자 클러치 및 전동기구를 통해서 자동차 엔진에 연결되어 있다.

또한 실린더 블록(1)에는 상기 구동축(6)을 둘러싸는 위치에 복수개의 보어(8)가 뚫려져 있고, 각 보어(8)에는 단두형의 피스톤(9)이 각각 왕복운동 가능하게 끼워넣어져 있다.

또한 7c는 축 씌움 장치이다.

크랭크실(5)내에 있어서 구동축(6)에는 모터(10)가 전방하우징(2)과의 사이에 슬라스트 베어링(11)을 통에서 동기회전 가능하게 결합되고, 모터(10)의 후방에는 사판(12)이 끼워맞춤되어 있다.

그리고 상기 사판(12)은 모터(10)와의 사이에 끼워진 가압스프링(13)에 의해 항상 후방으로 향해 가압되어 있다.

사판(12)에는 양단면 외주측에 평활한 미끄럼면(12a)이 형성되고, 미끄럼면(12a)에는 반구형부를 가지는 슈(14)가 맞닿아져 있고, 이들 슈(14)의 반구형부는 피스톤(9)의 구형상 지지면과 결합되어 있다.

또한 사판(12)의 미끄럼면(12a)에서 내부쪽 영역의 모터(10)측에는 한쌍의 브래킷(12b)이 상기 사판(12)의 상사점 위치 T를 넘어서 돌설되고 각 브래킷(12b)에는 가이드핀(12c)의 기판이 고착되는 동시에 각 가이드핀(12c)의 선단에는 구형체부(12d)가 형성되어 있다.

이렇게 하여 본 압축기에서는 브래킷(12b), 가이드 핀(12c) 및 구형체부(12d)에 의해 힌지기구(k)의 일부를 구성하고 있다.

사판(12)의 중심부에는 구동축(6)상에서 상기 사판(12)의 경사각 변위를 허용하는 굴절형상의 관통구멍(20)이 설치되어 있고, 또한 사판(12)의 하사점 영역에 있는 회전자(10)측에서는 구동축(6)의 축심에서 직경 외향으로 연장되고, 또한 회전자(10)축의 슈(14)를 회피하면서 미끄럼면(12a)을 덮어 가리는 카운터 웨이터(15)가 리벳등에 의해 장착되어 있다.

그래서 상기 사판(12)은 카운터 웨이트(15)보다도 중심편의된 전단면(12de)이 회전자(10)의 후단면(10a)과 맞닿으므로 최대 경사각이 규제되는 한편, 후단면의 시트구멍이 시클립(cisclip)(22)과 맞닿으므로서 영이 아닌 최소 경사각이 규제되어 있다.

또한 회전자(10)상부에는 상기 힌지 기구(k)의 잔부를 구성하는 한쌍의 지지아암(17)이 각 가이드 힌지(12c)와 정합하도록 축심방향쪽에 돌출되고 각 지지아암(17)의 선단부에 구동축(6)의 축심과 사판(12)의 상사점 위치(T)로 결정되는 면과 평행하게 또한 구동축(6)의 축심에 대해서 외방에서 가깝게 향한 가이드 구멍(17a)이 관통설치되어 있다.

이들 가이드구멍(17a)의 방향은 사판(12)의 경사각 변위에 불구하고 피스톤(9)의 상사점 위치가 부동으로 유지되도록 설정되어 있고, 각 가이드 구멍(17a)내에는 각각 가이드핀(12c)의 구형체부(12d)가 미끄럼 가능하게 삽입되어 있다.

본 실시 형태의 특징적인 구성은 기내에 형성되어 있는 흡입계의 배치에 있어서 외부 냉동 회로와 접속된 흡입 구멍(40)이 개구되어 있는 크랭크실(5)은 순환 냉매를 직접 도입하는 동시에 사실상 확대한 흡입 머플러를 구성하고 있고, 실린더 블록(1)의 보어사이에 병설된 복수의 관통구멍(41) 및 각 관통구멍(41)을 수속하는 확장실(42) 및 후방 하우징(3)의 축심부에 형성된 바닥이 있는 형상의 밸브실(43) 및 상기 밸브실(43)의 주위벽에 관통설치된 복수의 밸브 구멍(44)으로 이루어지는 일련의 흡입 통로를 통해서 상기 크랭크실(5)은 흡입실(30)에 연통되어 있다.

후방 하우징(3)내에는 상기 흡입실(30)의 외부쪽 영역에 토출실(31)이 구획설치되고, 밸브판(4)에는 보어(8)에 대응해서 흡입포트(32) 및 토출 포트(33)가 개구되어 있고, 밸브판(4)과 피스톤(9) 사이에 형성되어 있는 압축실이 흡입포트(32) 및 토출포트(33)을 통해서 흡입실(30) 및 토출실(31)에 연통되어 있다.

그리고 밸브판(4)에는 각 흡입 포트(32) 및 토출포트(33)를 개폐하는 도시하지 않은 흡입 밸브 및 토출 밸브가 장착되어 있다.

실질적으로 토출 머플러를 구성하는 억제실(90)은 실린더블록(1)의 외곽부에 전방하우징(2)에 걸쳐서 형성되어 있고, 상기 억제실(90)은 통로(91)을 통해서 토출실(31)에 연통되는 동시에 플랜지 구멍(토출구멍)(92)에 끼워맞춤되는 도시하지 않은 호스 조인트를 통해서 외부 냉동회로에 접속되어 있다.

억제실(90)내에는 기체축심과 직교하는 방향으로 후술하는 용량 제어밸브(50)를 수납하는 수납구멍(93)을 구비한 팽출부(94)가 형성되어 있고, 상기 억제실(90)은 상기 수납구멍(93)에 개구하는 급기 통로(97)를 통해서 상기 밸브실(43)의 뒷부분에 연통되어 있다.

그리고 상기 밸브실(43) 내에는 상기 급기 통로(97)를 통해서 공급되는 토출 압력에 따라 이동해서 밸브구멍(44)의 개도를 수축감소하는 조정밸브(스풀 밸브)(45)가 수용기워져 있고, 구동축(6)의 후단에 배치된 시트(46)와 조정 밸브(45)의 전단과의 사이에는 복귀 스프링(47)이 끼워넣어져 있다.

또한 95는 상기 수납구멍(93)과 크랭크실(5)을 연통하는 검압통로이고, 상기 급기통로(97)와 함께 이하에 상술하는 용량 제어 밸브(50)의 소요 포트와 접속되어 있다.

제4도에 도시하는 용량 제어 밸브(50)에 있어서, 밸브 주체(51)와 통체(52)의 사이에는 갑압기구로서의 다이어프램(53)이 협지부재(54)에 의해서 협지되고, 상기 통체(52)의 개구부에는 마개(55)가 나사결합되어 있고 이를 통체(52), 마개(55), 다이어프램(53) 및 협지부재(54)의 한쪽에 의해 대기실(70)이 형성되어 있다.

통체(52)에 관통설치된 공기구멍(52a)은 마개(55)와의 백레지에 의해 상기 대기실(70)에 연통되고 이것에 의해 대기실(70)은 대기압 분위기로 유지되어 있다.

또 대기실(70)에는 마개(55)와 단면 핫트 모양의 누름쇠(57)의 사이에 소정 기압력의 스프링(56)이 끼워져 있고, 누름쇠(57)의 타탄측에는 구형체(58) 및 링형상 누름쇠(59)를 통해서 다이어프램(53)에 충격 접합되어 있다.

밸브 주체(51)의 내측에는 다이어프램(53) 및 협지부재(54)의 다른쪽과의 사이에 흡입 압력실(71)이 형성되어 있고, 이 흡입 압력실(71)은 포트(71a)에 의해 상기 검압통로(95)와 연통되고, 이것에 의해 흡입 압력실(71)에는 크랭크실 압력이 도입되어 있다.

또한 흡입 압력실(71)에는 다이어프램(53)과 충격접합해서 단면Ⅱ 상의 누름쇠(61)가 설치되고, 상기 누름쇠(61)와 흡입 압력실(71)의 저면과의 사이에는 소정 가압력의 스프링(62)이 끼워넣어져 있다.

그리고 누름쇠(61)에는 밸브 주체(51)내를 미끄럼 가능한 로드(63)의 일단이 고착되어 있고, 로드(63)의 타단에는 구형상 밸브(65)가 고착되어 있다.

또한 밸브 주체(51)의 외단측에는 토출 압력실(72)이 형성되고 상기 토출 압력실(72)에는 구형상 밸브(65)가 착좌가능한 밸브 시트에 설치되고 더우기 상기 토출압력실(72)의 입구단부는 마개체(60)에 의해서 폐쇄되어 있다.

그리고 상기 마개체(60)에 관통 설치된 포트(72a)는 상기 수납구멍(93)을 통해서 상기 억제실(90)에 연통되고, 이것에 의해 토출 압력실(72)에는 토출압력이 도입되어 있다.

또한, 토출압력실(72)에는 구형상 밸브(65)와 충격 접합하는 누름쇠(66)가 설치되고, 상기 누름쇠(66)와 마개체(60)사이에는 소정 가압력의 스프링(67)이 끼워져 있다

한편 밸브 주체(51)에는 상기 급기 통로(97)와 연통하는 포트(73a)가 설치되고, 이 포트(73a)는 로드(63)의 주위 영역에 형성된 밸브 구멍(72b)에 의해 토출 압력실(72)과 연통되어 있다.

또한, 60a는 마개체(60)에 덮어진 여과 부재이다.

본 압축기는 상술한 바와 같이 구성되어 있고, 압축기의 정지시에는 기내의 압력이 설정압력보다도 높은 값으로 밸런스 되고 있기 때문에 용량 제어 밸브(50)에 형성된 흡입 압력실(71)의 압력과 스프링(62)의 합력이 대기압과 스프링(56)의 압력을 상회해서 다이어프램(53)에 작용하고, 로드(63)에 연결된 구형상 밸브(65)는 밸브시트에 착좌해서 밸브 구멍(72b)을 폐지하고 있다.

다시말하면, 억제실(90)과 밸브실(43)의 뒷부분을 연통하는 급기통로(97)는 폐쇄 상태로 유지되어 있다.

이 상태에서 도시하지 않은 전자클러치를 통해서 구동축(6)이 회전되면 이 회전 운동이 회전자(10) 및 힌지기구(k)를 통해서 사판(12)의 회전요동, 더우기는 피스톤(9)이 왕복운동으로 변환되어서 압축 작업이 개시된다.

그리고 압축기의 기동초기에 있어서는 통상자의 실내온도와 동시에 크랭크실 압력(순환 냉매 압력)도 높기 때문에 용량 제어 밸브(50)는 상술한 바와 같은 흡기 통로(97)의 폐쇄 상태를 유지하고 있다.

이때문에 크랭크실 압력과 흡입실 압력의 차압은 소정치보다 적게 유지되기 때문에 피스톤(9)은 최대 스트로크, 결국 압축기는 전용량 상태로 운전된다.

즉 외부 냉동회로에서 귀환한 냉매가스는 흡입 구멍(40)에서 먼저 크랭크실(5)에 수입되고 실린더 블록(1)을 경유하는 흡입통로를 통해서 흡입실(30)로 도입된후 도시하지 않은 흡입 밸브의 개방 밸브에 의해서 각 흡입 포트(32)에서 보어(8)로 흡입되기 때문에 크랭크실(5)내에는 항상 흡입 분위기로 유지된다.

그리고, 저온의 냉매가스 및 그의 혼합된 기름 입자에 의해 각 미끄럼부는 충분히 냉각, 윤활되기 때문에, 그의 내구성이 현저히 향상될 뿐만 아니라, 축 씌움 장치(립시일)(7c)의 시일 압력의 저하에 따라서 발열량도 적게 되기 때문에 열약화도 양호하게 개선된다.

그리고 각 보어(8)내에서 압축된 냉매가스는 도시 하지 않은 토출 밸브의 개방 밸브에 의해서 각 토출 포트(33)에서 순차 토출실(31)로 토출되고, 토출된 고압의 냉매가스는 더우기 통로(9)를 경유해서 억제실(90)로 도입되기 때문에 상기 억제실(90)의 내장 팽창형의 머플러 기능에 의해서 압력 맥동 성분을 감쇠시킨 냉매 가스는 플랜지 구멍(92)에 접속된 도시하지 않은 호스 조인트를 통해서 외부 냉동회로로 송출된다.

또한, 억제실(90)내에서 토출냉매 가스에서 분리체류된 윤활유는 도시하지 않은 기름구멍을 통해서 크랭크실(5)로 환원된다.

이러한 전용량 운전의 계속에 의해 차의 실내온도가 저하하고, 이것에 추종하는 크랭크실 압력이 설정치를 넘어서 저하하면 검압 통로(95) 및 포트(71a)를 통해서 연결되어 잇는 흡입 압력실(71)의 압력과 스프링(62)과의 합력이 대기압과 스프링(56)의 합력에 굴복해서 다이어프램(53)을 작동시키고 로드(63)를 통해서 구형상 밸브(65)를 밸브 시트에서 이탈시키기 때문에 밸브 구멍(72b)을 통해서 개방된 급기 통로(97)(수납구멍(93), 포트(72a), 토출 압력실(72), 포트(73a)를 포함)을 경유해서 밸브실(43)의 뒷부분으로 고압의 토출 냉매가스가 도입되고 이것이 조정밸브(45)의 전진 이동을 촉진해서 밸브 구멍(44)의 개방도를 수축 감소시킨다.

이와 같이 밸브 구멍(44)의 죄임 작용에 의해 흡입실 압력의 저하에 기초해서 크랭크실 압력과의 차압이 설정치를 넘어서 크게되면 사판(12)의 경사각 및 피스톤 스트로크가 축소되어서 압축기는 소용량의 제어 운전으로 이행하고, 그 후에는 냉방부하에 기초한 크랭크실 압력의 부활을 기다려서 용량 제어 밸브(50)는 다시 급기 통로(97)를 폐쇄하고 복귀 스프링(47)의 부세력이 조정 밸브(45)의 후퇴이동을 촉진해서 밸브구멍(44)의 개방도는 복원된다.

이 경우 밸브 구멍(44)의 개방도는 연속적으로 죄여지고, 또는 복원되기 때문에 압축기의 용량은 원만하게 변화하고 주행 필링에 악영향을 주지 않는다.

또한 급기 통로(97)내의 잔압은 조정밸브(45)의 끼워맞춤 유격을 드러나지 않게 통과(잠통)해서 흡입통로로 도출하기 때문에, 그의 후퇴이동에 지장이 생기지 않는다.

이와 같은 본 실시 양태의 압축기에서는 냉방부하에 따라서 제어되기 때문에 항상 필요한 용량으로 운전된다.

또한 상술의 실시형태에서는 압축기를 소형, 또한 경량으로 하기 때문에 크랭크실과 흡입실을 연통하는 흡입통로가 구동축심을 포함해서 기내의 중심부분에 형성되지만, 예를 들면 실린더 블록 및 후방 하우징의 외곽부를 이용해서 형성하는 것도 가능하고, 또 후방 하우징내에 구획 설치되는 흡입실과 토출실과의 상대적인 위치관계를 반전시켜 구성할 수도 있다.

다음으로 본 발명의 다른 실시형태를 제5도를 기초해서 설명한다.

또한 상술한 실시형태와 동일 또는 균등한 구성요소는 동일 부호를 병기해서 상세한 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서는 밸브실(43)내에 끼워진 조정밸브(45)의 원추형 보스부에 의해서 밸브판(4)상의 밸브구멍(44)의 개방도, 다시말하면 관통구멍(41), 확장실(42), 밸브구멍(44) 및 밸브실(43)로 이루어진 일련의 흡입 통로의 통로 단면적이 제어되도록 구성되어 있고, 토출실(31)과 급기통로(97)는 용량 제어 밸브(50)를 통해서 접속되고, 상기 급기통로(97)는 전 실시 형태와 동일한 밸브실(43)의 뒷부분에 연통되어 있다.

그리고 상기 흡기 통로(97)를 통해서 공급되는 토출압력에 의해 복귀 스프링(47)에 대항해서 전진 이동하는 조정 밸브(45)는 그의 외주부에 배설된 결합편(45a)의 돌출단부가 밸브판(4)과 충격접합하는 전진 이동 단부에 있어서, 상기 흡입 통로의 최소 허용 단면적이 유지되도록 규제되어 있다.

98는 상기 급기 통로(97)와 크랭크실(5)을 연통하는 순환통로이고, 급기 통로(97)에서 밸브실(43) 뒷부분으로의 토출압력의 공급에 지장이 생기지 않도록 통로단면적이 어느정도 적게 설정되는 동시에 상기 순환통로(98)는 크랭크실(5)의 외단을 덮어 씌우는 축 씌움 장치(7c)의 근방에 개구되어 있다.

또한 95는 크랭크실에 개구하는 검압통로이고, 상기 급기 통로(97)와 함께 용량제어 밸브(50)의 소요 포트에 접속되어 있다.

한편 토출실(31)과 통로(91)를 통해서 연통되는 토출구멍(92)에는 차압밸브(80)가 내장되고, 상기 차압 밸브(80)는 스프링 받침(82)에 의해서 지지된 스프링(81)에 의해 항상 밸브 구멍을 폐쇄하는 방향으로 가압되고 있지만, 압축기가 적어도 냉방운전을 계속하고 있는 사이에는 토출압력이 스프링(81)의 가압력에 대항해서 밸브 구멍을 개방시키고, 냉방부하가 매우 적게 되어서 사판(12)이 영이 아닌 최소 경사각으로 변위하고, 조정 밸브(45)가 흡입 통로의 최소 허용 단면적을 유지해서 정지할때 그의 시점에서의 최소 토출압력이 스프링(81)의 가압력에 굴복해서 밸브 구멍은 차압 밸브(80)에 의해서 폐지되도록 조정되어 있다.

100은 일반적으로 사용되고 있는 전자 클러치이고, 전방 하우징(2)의 보스부에 회전자유롭게 지지되고 벨트를 통해서 엔진에 운동 연결되는 회전자(10)와 상기 회전자(10)의 환상홈내에 수납 고정되어서 전자 코일(102)을 내장한 고정자(103)와 회전자(101)의 전동마찰면에 대향배치된 원판상의 아마츄어(104)와 상기 아마츄어(104)를 완충제(105)를 통해서 구동축(6)에 결합하는 허브(106)를 주요부로서 구성하고 있다.

그리고 전자 클러치(100)를 통해서 구동축(6)이 회전되면, 상술의 실시형태와 동일하게 압축기는 전용량 상태로 운전되고, 그 후는 냉방부하(흡입계 압력)의 변동을 검압통로(95)를 통해서 검지한 용량제어 밸브(50)의 개폐 동작에 따라서 조정밸브(45)가 전진 후퇴 이동하고, 이것에 의해 흡입실 압력과 크랭크실 압력의 차압이 변동해서 사판(12)의 경사각 및 피스톤 스트로크를 변동시키기 때문에 압축기는 항상 냉방부하에 대응한 제어 용량으로 운전된다.

그후 냉방 부하가 한층 적게 되어서 사판(12)가 0이 아닌 최소경사각으로 변위하고, 한편 조정밸브(45)도 전진 이동단부에 도달해서 흡입통로의 최소 허용 단면적을 유지해서 정지시키면 그시점에서의 최저 토출 압력이 스프링(81)의 가압력에 굴복해서 토출구멍(밸브구멍)(92)은 차압밸브(80)에 의해서 폐지되기 때문에 토출 냉매의 회로로의 유출, 다시말하면 외부냉동 회로의 냉매의 순환은 정지된다.

이때문에 최소 스트로크로 보어(8)에서 토출실(31)로 토출된 냉매는 개방 상태의 용량 제어 밸브(50), 급기 통로(97) 및 순환 통로(98)를 경유해서 크랭크실(5)로 안내되고 더우기 조정 밸브(45)의 죄임 작용에 의해서 생기는 압력차에 의해 흡입실(30)에서 다시 보어(8)로 흡입되어서 윤활을 위한 냉매의 기내순환만이 속행된다.

이와같이 실질적으로 냉방불필요 상태로 이행하면 회로내의 냉매의 순환이 정지되어서 증발기의 서리 발생이 미연에 방지되는 동시에, 상기 냉매의 기내순환에 의해서 미끄럼 이동 각부의 윤활은 쉬지 않고 계속되기 때문에 냉방부하의 변동에 기초한 전차클러치의 단속조작을 전무(전혀 없음)에 가까울 정도로 삭감 할 수 있다.

또한 차량 주행중의 의도적인 압축기의 운전 정지 또는 재개방은 전자 클러치(100)의 단속 조작에 의해서 종래 방법으로 실시할 수 있다.

제6도는 본 발명의 또다른 실시 양태를 도시한 것으로, 이 압축기는 무클러치 기능의 부가와 동시에 중간 용량 제어를 생략해서 수요의 다양화에 대응하는 것이다.

즉, 동력의 입력부는 전방 하우징(2)의 보스부에 회전자유롭게 지지되고 벨트를 통해서 엔진에 연동 연결된 풀리(111)와 상기 풀리(111)를 완충제(113)를 통해서 구동축(6)에 결합하는 허브(112)로 구성되어 있고, 한편 토출실(31)과 밸브실(43)의 뒷부분과 연통하는 급기통로(97)중에는 상기 용량 제어 밸브(50)에 대신하여 전자 개폐 밸브(85)가 배치되어 있다.

이 전자 개폐 밸브(85)는 통상의 냉방 운전시에는 스위치 온 동작으로 폐쇄 밸브 상태로 유지되고 스위치 오프 동작으로 개방 밸브 상태로 변환되는 것이고, 잔여의 구성에 관해서는 제5도에 도시하는 전 실시형태와 완전히 동일하다.

그래서 압축기의 전용량 운전중, 어떠한 검출 신호 또는 오퍼레이터의 자유 조작에 의해서 전자 개폐 밸브(85)가 개방 밸브되면, 상기 전자 개폐밸브(85)를 통한 공급 압력에 의해, 조정 밸브(45) 및 사판(12)은 원활하게 상기 최소 용량 위상으로 변위하고, 차압 밸브(80)의 폐동작과 함께 외부 냉동 회로의 냉매의 순환은 정지되고 전자 개폐밸브(85) 및 순환통로(98)를 경유하는 상기 냉매의 기내 순환만의 상태로 이행한다.

제7도에 도시하는 또다른 실시 형태의 압축기는 무클러치 기능과 중간 용량 제어를 공존시킨 것으로 제5도에 도시하는 압축기와 같이 전 제어 범위에 걸쳐서 용량 제어가 가능하게 되는 것은 물론 어떠한 운전 상태하에 있어도, 전자 개폐 밸브의 개방동작을 통해서 압축기를 냉방불필요 상태, 즉, 상기 냉매의 기내순환만의 상태로 이행시킬 수 있다.

또한, 각 구성요소의 구체적인 동작에 관해서는 상술의 각 실시형태의 것과 중복되기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

[발명의 효과]

이상, 상술한 바와 같이 본 발명은 청구범위에 기재된 구성을 가지는 것으로 압축기의 간소성을 해치지 않고 크랭크실을 흡기 분위기로 유지하기 때문에 저온의 순환 냉매가스 및 그의 혼합된 기름입자에 의해 각 미끄럼 이동부를 충분히 냉각, 윤활시켜서 내구성을 향상하고 더우기, 축 씌움 장치의 시일 압력의 저하는 이전에 부터 문제시되는 열약화를 양호하게 방지한다.

또한 크랭크실을 확대한 용적이 그대로 흡입 머플러 기능을 발휘해서 맥동의 감쇠에 기여할 뿐만아니라 더우기 소용량 운전시에 있어서 흡입 통로의 죄임작용을 한층 억제하는데 유효하다.

제2항의 기재의 압축기에서는 항상 소망의 용량으로 원활하게 이행하기 위해 주행 필링을 손상하지 않는다고 하는 이점이 있다.

제3항 기재의 압축기에서는 통상의 가변용량기능에 추가해서 냉방 운전 불필요시에는 차압밸브에 의해 토출구멍을 자동 폐쇄함으로서 냉방기능을 0으로 한 매우 적은 구동 토크를 유지하면서 기내 순환 냉매의 유동에 의한 미끄럼 이동 각부의 윤활이 정교하게 계속되기 때문에 증발기의 서리 방지와 함께 냉방부하의 변동에 기초한 클러치 조작이 불필요화 되어서 주행 필링이 더욱 개선된다.

제4항 및 제5항 기재의 압축기에서는 어떠한 운전상황하에 있어서도 자유의 지령 신호에 의해서 전자 개폐밸브가 개방 밸브되면, 압축기는 상술의 냉방 운전 불필요 상태로 원활하게 이행하기 때문에 내구성을 손상하지 않고 전자 클러치의 생략이 가능하게 되고, 게다가 용량 제어 밸브도 제거한 것으로는 비용면에서의 우위성에 의해 다양한 구매자의 요구에도 넓게 대응할 수 있다.

제6항 기재의 압축기와 같이 순환 통로의 한쪽을 크랭크실의 외단을 덮어 씌우는 축 씌움 장치의 근방에 개구된 것으로는 더욱 약화하기 쉬운 축 씌움 장치의 수명에 한층 유효하다.

제7항 및 제8항 기재의 압축기로는 소형 또는 경량화를 향해서 압축기의 구조개혁을 더욱 구체화시키는 것이 가능하다.

Claims (11)

1. 복수의 보어를 병설해서 압축기의 외곽을 구성하는 실린더 블럭과 내부에 크랭크실을 형성해서 실린더 블록의 전단을 폐쇄하는 전방 하우징과 상기 실린더 블럭과 전방하우징에 회전 자유롭게 지지된 구동축과 흡입실 및 토출실을 가지는 실린더 블럭의 후단을 폐쇄하는 후방 하우징과 구동축과 동시에 회전해서 흡입실 압력과 크랭크실 압력과의 차압을 기본으로 해서 경사각 변위 가능한 사판요소와 상기 사판 요소와 연계해서 상기 보어내를 직동하는 피스톤을 구비한 가변용량형 압축기에 있어서, 상기 크랭크실에는 외부 냉동회로와 접속된 흡입구멍이 개구되고 상기 흡입실은 흡입통로를 통해서 상기 크랭크실과 연통해 위치되는 동시에 상기 흡입통로에는 통로 면적을 조정해서 흡입실 압력을 변화시키는 조정 밸브를 내장시킨 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 조정 밸브는 냉방 부하의 변동에 기초한 용량 제어 밸브에서의 공급 압력에 따라서 움직이는 스풀 밸브인 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기.
3. 복수의 보어를 병설해서 압축기의 외곽을 구성하는 실린더 블럭과 내부에 크랭크실을 형성해서 실린더 블록의 전단을 폐쇄하는 전방 하우징과 상기 실린더 블럭과 전방하우징에 회전 자유롭게 지지된 구동축과 흡입실 및 토출실을 가지는 실린더 블럭의 후단을 폐쇄하는 후방 하우징과, 구동축과 동시에 회전해서 흡입실 압력과 크랭크실 압력과의 차압을 기본으로 해서 경사각 변위 가능한 사판요소와 상기 사판 요소와 연계해서 상기 보어내를 직동하는 피스톤을 구비한 가변용량형 압축기에 있어서, 상기 크랭크실에 개구되어서 외부냉동 회로에 연결되는 흡입구멍과 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 흡입통로와 공급 압력에 의해 상기 흡입 통로의 통로 단면적을 조정하고 또한 상기 통로의 최소 허용 단면적을 보유한 스풀형의 조정밸브와 냉방부하의 변동에 따라서 급기 통로를 통해서 토출 냉매 압력을 상기 조정 밸브에 공급하는 용량 제어 밸브와 상기 급기 통로와 상기 크랭크실을 연통하는 순환통로와 상기 사판 요소가 영이 아닌 최소 경사각으로 이행할때 압력차에 의해 토출냉매의 회로로의 유출을 지지하는 차압 밸브를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기.
4. 복수의 보어를 병설해서 압축기의 외곽을 구성하는 실린더 블럭과 내부에 크랭크실을 형성해서 실린더 블록의 전단을 폐쇄하는 전방 하우징과 상기 실린더 블럭과 전방하우징에 회전 자유롭게 지지된 구동축과 흡입실 및 토출실을 가지는 실린더 블럭의 후단을 폐쇄하는 후방 하우징과 구동축과 동시에 회전해서 흡입실 압력과 크랭크실 압력과의 차압을 기본으로 해서 경사각 변위 가능한 사판요소와 상기 사판 요소와 연계해서 상기 보어내를 직동하는 피스톤을 구비한 무클러치 가변용량형 압축기에 있어서, 상기 클러치실에 개구되어서 외부 냉동 회로에 연결되는 흡입구멍과 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 흡입통로와 공급압력에 의해 상기 흡입 통로의 통로 단면적을 조정하고, 또한 상기 통로의 최소 허용 단면적을 유지한 스풀형의 조정 밸브와 외부 냉동회로에서의 지령 신호에 의해 급기 통로를 통해서 토출 냉매 압력을 상기 조정밸브에 공급하는 전자 개폐 밸브와 상기 급기 통로와 상기 크랭크실을 연통하는 순환통로와 상기 사판요소가 영이 아닌 최소 경사각으로 이동할때 압력차에 의해 토출 냉매의 회로로의 유출을 저지하는 차압 밸브를 포함해서 이루어진 것을 특징으로 하는 무클러치 가변 용량형 압축기.
5. 제4항에 있어서, 상기 급기 통로에 냉방부하에 근거해서 토출 냉매 압력을 상기 조정 밸브에 공급하는 용량 제어 밸브가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 무클러치 가변용량형 압축기.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 순환 통로의 한쪽은 상기 클러치실의 외부 단부를 덮어씌우는 축 씌움 장치의 근방에 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 무클러치 가변용량형 압축기.
7. 제6항에 있어서, 상기 흡입실은 상기 실린더 블럭을 경유해서 설치된 흡입통로를 통해서 상기 크랭크실과 연통된 것을 특징으로 하는 무클러치 가변용량형 압축기.
8. 제7항에 있어서, 상기 흡입실은 토출실의 내부에 구획설치 되고, 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 흡입통로는 구동축심을 포함해서 후방 하우징 및 실린더 블록의 중심부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무클러치 가변용량형 압축기.
9. 제3항에 있어서, 상기 순환 통로의 한쪽은 상기 클러치실의 외부 단부를 덮어씌우는 축 씌움 장치의 근방에 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기.
10. 제1항에 있어서, 상기 흡입실은 상기 실린더 블럭을 경유해서 설치된 흡입통로를 통해서 상기 크랭크실과 연통된 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기.
11. 제3항에 있어서, 상기 흡입실은 상기 실린더 블럭을 경유해서 설치된 흡입통로를 통해서 상기 크랭크실과 연결된 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기.