KR100206615B1 - 용량 가변형기구를 구비한 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

구동 샤프트를 구비한 구동수단을 포함하며 용량 가변기구를 구비한 사판형 압축기가 설명되어 있다. 압축기는 실린더블록을 구비한 압축기 하우징을 포함한다. 주위에 위치된 다수의 실린더들은 실린더 블록에 형성되어 있다. 피스톤은 각각의 실린더안에 움직일 수 있도록 고정되어 있고 구동수단에 의해 왕복 운동한다. 구동샤프트의 내부단부는 실린더 블록에 형성된 중심구멍 안에 고정되어 배치되어 있는 베어링을 통해 실린더 블록에 회전할 수 있도록 지탱되어 있다. 구동 샤프트에 작용하는 후방쪽 힘과 반경방향 힘 모두는 구동샤프트의 축방향 위치를 조정하기 위해 다양한 두께를 가진 워셔와 같은 축방향 위치조정 요소 없이도 베어링에 의해 효과적으로 수용될 수 있다.

Description

용량 가변형 기구를 구비한 사판식 압축기

제1도는 한 선행기술에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기를 도시한 종단면도.

제2도는 제1도에 도시된 관련 부분의 단면도.

제3도는 다른 선행기술에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기의 관련 부분을 도시한 본질적으로 제2도와 유사한 단면도.

제4도는 또 다른 선행기술에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기의 관련 부분을 도시한 본질적으로 제2도와 유사한 단면도.

제5도는 본 발명의 제1실시예에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기를 도시한 종단면도.

제6도는 제5도에 도시된 관련 부분의 단면도.

제7a도 내지 제7c도는 구동축의 내부 후단부의 외주면과 실린더 블록을 통해 형성된 중심 보어의 전단부의 내주벽과의 사이에 레이디얼 볼 베어링을 고정적으로 위치시키는 과정을 도시한 제6도와 유사한 단면도.

제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기의 관련 부분을 도시한 제6도와 유사한 단면도.

제9도는 본 발명의제3실시예에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기의 관련 부분을 도시한 제6도와 유사한 단면도.

제10도는 본 발명의 제4실시예에 따른 용량 가변형 기구를 구비한 용동판식 압축기의 관련된 부분을 도시한 제6도와 유사한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 압축기 20 : 원통형 하우징 조립체

21 : 실린더 블록 22 : 크랭크실

26 : 구동축 31 : 베어링

50 : 사판 60 : 요동판

241 :흡입실 251 :배출실

311 :외부 환형링 312 : 내부 환형링

본 발명은 냉매 압축기에 관한 것으로서, 구체적으로 말하자면 자동차의 공기 조화 시스템에 사용되는 용량 가변형 기구가 구비된 요동판식(wobble plate type) 압축기와 같은, 용량 가변형 기구를 구비한 사판식(slant plate type) 압축기에 관한 것이다.

제1도에는 파레크(Parekh) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,606,705호에 개시된 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기가 도시되어 있다. 단지 설명을 목적으로, 도면의 죄측부를 전단부나 전방부로 지칭하고, 도면의 우측부를 후단부로 지칭하기로 한다.

압축기(100)는 압축기 하우징(101)과, 내부에 복수 개의 실린더(103)가 형성되어 있는 실린더 블록(102)과, 구동축(105)과 사판(106)을 구비하는 구동 기구(104)와, 상기 사판(106)에 회전 가능하게 장착되고 구동축(105)과 사판(106)이 회전할 때 장동(章動) 운동을 하는 요동판(107), 그리고 요동판(107)이 장동 운동을 하는 중에 요동판(107)이 회전하는 것을 방지하는 회전 방지 기구(108)를 포함한다. 피스톤(109)은 각각의 실린더(103)에 활주 가능하게 배치되어 있고 각각의 커넥팅 로드(110)를 매개로 요동판(107)에 연결되어 있다. 요동판(107)의 장동운동으로 인하여, 피스톤(109)이 각각의 실린더(103)에서 왕복 운동하면서, 실린더 안의 냉매를 압축시킨다. 하우징(101)과 실린더 블록(102)의 전단부에 의해 크랭크실(111)이 형성된다. 실린더 블록(102) 후방의 하우징(101) 안에는 흡입실(112)이 형성되어 있다. 하우징(101) 안에는 밸브 제어 기구(113)가 설치되어 있으며, 이 밸브 제어 기구는 흡입실 안의 압력 변화에 따라서 크랭크실(111)과 흡입실(112) 사이를 연통시키거나 차단하는 것을 제어하여 크랭크실의 압력을 변화시킨다. 크랭크실의 압력 변화는 구동축(105)의 축선에 수직한 평면에 대해서 사판(106)의 경사각을 변하게 한다. 사판(106)의 경사각의 변화는 각 피스톤(109)의 행정 거리를 변화시키며, 이에 따라 압축기(100)의 용량은 변화된다. 그러므로, 압축기(100)의 용량은 밸브 제어 기구(113)의 작동에 의해 변화된다.

구동축(105)의 내측 전단부는 니들 베어링(101b)을 통해 하우징(101)의 전단부에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 구동축(105)을 둘러싸는 스러스트 니들 베어링(101b)은 하우징(101) 전단부의 내측 단부면과, 핀 부재(115)에 의해 구동축(105)에 고정적으로 연결된 환형의 원통형 부재(114)의 전단부와의 사이에 배치되어 있다. 스러스트 니들 베어링(101b)은 피스톤(109), 커넥팅 로드(110), 요동판(107), 사판(106), 구동축(105) 및 환형의 원통형 부재(114)를 통해 실린더(103)에 있는 압축된 냉매의 가스압에 의한 반력으로 발생되는 전향력(前向力)을 받는다.

실린더 블록(102)의 전방에 있는 구동축(105)의 내측 후단부의 외주면에는 제1 환형홈(105c)이 형성되어 있다. 이 제1 환형홈(105c)에는 스냅부(116a)에 의해 분할링형 복귀 스프링(116)이 고정적으로 수용된다. 사판(106)이 그것의 최소 경사각에 도달하는 경우, 사판은 분할링형 복귀 스프링(116)에 접촉되고, 분할링형 복귀 스프링(116)의 복원력은 경사각이 더 커지도록 사판을 뒤로 압박한다. 그러므로, 사판(106)이 분할링형 복귀 스프링(116)과 접촉할 때, 구동축(105)에 작용하는 후향력(後向力)이 발생한다. 후향력은 분할링형 복귀 스프링(116)의 복원력의 증가에 직접 비례하여 증가한다. 사판(016)이 분할링형 복귀 스프링(116)과 접촉함으로써 발생되는 후향력이 실린더(103) 안에서 가스압에 의한 반력으로 발생되는 전향력보다 클 경우, 구동축(105)은 후방으로 이동하려 한다.

추가로 제2도를 설명하면, 구동축(105)은 이 구동축(105)의 내측 후단부와 일체형이고 그곳으로부터 연장하는 소경부(105a)를 구비하며, 구동축(105)의 내측 후단부에는 환형 릿지(ridge, 105b)가 형성된다. 환형 릿지(105b)는 실린더 블록(102)에 대해 전방에 위치한다. 구동축(105)의 소경부(105a)는 니들 베어링(102a)을 통해 회전 가능하게 실린더 블록(102)에 지지되어 있으며, 니들 베어링(102a)은 실린더 블록(102)을 통해 형성된 중심 보어(117, central bore)에 고정적으로 배치되어 있다. 니들 베어링(102a)은, 예컨대 억지 끼워맞춤에 의하여 중심 보어(117)에 고정적으로 배치된다.

환형 릿지(105b)로부터 후방쪽으로 연장하는 제2 환형홈(105d)이 구동축(105)에 있는 소경부(105a)의 외주면에 형성되어 있다. 제2 환형홈(105d)에는 와셔(118)가 활주 가능하게 수용되어, 환형 릿지(105b)와 실린더 블록(102) 사이에 샌드위치 됨으로써 구동축(105)의 후향 이동을 방지한다. 제2 환형홈(105d)의 축방향 길이는 충분히 두꺼운 와셔(118)를 수용할 수 있도록 설계되어 있다. 와셔(118)는 반경 방향으로 연장하여 실린더 블록(102)의 전단부면에 접촉된다.

이 선행 기술의 압축기를 조립할 때, 구동축(105)의 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생기는 간극은 압축기 부품의 공차변화 때문에 변화된다. 그러므로, 구동축(105)의 후향 이동을 효과적으로 방지하기 위해 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생기는 간극보다 약간 얇거나 동일한 두께를 가지는 와셔(118)가 선택된다.

그러나, 구동축(105)이 후향 이동하려 할 때, 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생긴 간극보다 약간 얇거나 동일한 두께를 가지는 와셔(118)를 선택하면, 구동축(105)은 환형 릿지(105b)를 통해 와셔(118)를 후방으로 밀어낸다. 그러므로, 구동축(105)이 후향 이동할 때, 와셔(118)는 실린더 블록(102)과 환형 릿지(105b) 사이에서 압착되어 샌드위치된다. 그 결과, 와셔(118)는 실린더 블록(120)의 전단부면이나 환형 릿지(105b)의 측벽 위에서 마찰 이동하면서, 실린더 블록(102) 또는 구동축(105)과 함께 상대적인 회전운동을 한다. 이 때문에, 압축기가 작동하는 짧은 시간 동안에 구동축(105)과 와셔(118) 사이와, 와셔(118)와 실린더 블록(102) 사이에 있는 연성 부재의 마찰면 위에 불규칙한 마모가 발생한다.

따라서, 압축기의 조립 과정에서 와셔(118)의 두께를 적절하게 선택한다 할지라도, 구동축(105)의 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 새로운 간극이 생기게 되며, 이에 따라 와셔(118)는 실린더 블록(102)의 전단부면 또는 구동축(105)의 환형 릿지(105b)의 측벽과 충돌할 수 있다. 와셔(118)가 실린더 블록(102) 또는 환형 릿지(105b)와 충돌하면, 불쾌한 소음이 발생된다.

또한, 착오로 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생기는 간극보다 두께가 얇은 와셔(118)를 선택한 경우에, 와셔(118)가 제2 환형홈(105d)에 활주 가능하게 수용되기 때문에, 와셔(118)는 실린더 블록(102)의 전단부면 또는 구동축(105)의 환형 릿지(105b)의 측벽과 충돌할 수 있다. 와셔(118)가 실린더 블록(102) 또는 환형 릿지(105b)와 충돌하면, 불쾌한 소음이 발생된다.

또한, 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생긴 간극보다 얇거나 동일한 두께의 와셔(118)를 선택하는 경우에는, 압축기의 조립 과정이 복잡해진다.

제3도에는 상업적으로 판매되는 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기의 관련부분이 도시되어 있다. 도면에서, 중복 설명을 생략하기 위해 동일 도면 부호가 제1도 및 제2도에 도시된 대응하는 요소들을 지시하도록 사용되었다.

이 선행기술에 있어서, 스러스트 베어링(120)은 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에서 구동축(105)의 소경부(105a) 둘레에 활주 가능하게 장착되어 있다. 스러스트 베어링(120)은 반경 방향으로 연장하여 실린더 블록(102)의 전단부면에 접촉한다. 구동축(105)의 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생긴 간극보다 약간 얇거나 동일한 두께를 가진 스러스트 베어링(120)이 선택된다. 스러스트 베어링(120)은 구동축(105)이 후향 이동할 때 발생되는 후향 추력(thrust force)을 효과적으로 수용하며, 이에 따라 실린더 블록의 전단부면과 환형 릿지(105b)의 측벽위에 불규칙한 마모가 생기지 않는다.

그러나, 상대적으로 비싼 스러스트 베어링(120)을 사용하면, 압축기의 제작 비용이 증가한다.

또한, 착오로 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생긴 간극보다 얇은 두께를 가지는 스러스트 베어링(120)을 선택한 경우, 스러스트 베어링(120)이 실린더 블록(102) 및 환형 릿지(105b)와 충돌하는 것과 같은 결점이 파레크(Parekh) 등에게 허여된 압축기에서와 마찬가지로 발생한다.

또한, 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생긴 간극보다 얇거나 동일한 두께를 가진 스러스트 베어링(120)을 선택하면, 파레크(Parekh) 등에게 허여된 압축기와 마찬가지로 압축기의 조립 과정이 복잡해진다.

제4도에는 일본 특허출원 공고 제89-267374호에 기재된 용량 가변형 기구를 구비한 요동판식 압축기의 관련 부분이 도시되어 있다. 도면에 있어서, 중복 설명을 생략하기 위해 동일 도면 부호가 제1도 및 제2도에 도시된 대응하는 요소들을 지시하도록 사용되었다.

이 선행 기술에서, 스러스트 베어링(120)과 스러스트 베어링(120)의 뒷쪽에 있는 접시 스프링(121)은 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에서 구동축(105)의 소경부(105a) 둘레에 배치되어 있다. 스러스트 베어링(120)은 소경부(105a) 둘레에 회전 가능하게 장착되어 있다. 접시 스프링(121)은 스러스트 베어링(120)과 실린더 블록(102)에 의해 압착되어 샌드위치되며, 이에 따라 스러스트 베어링(120)은 스프링(121)의 복원력에 의해 계속해서 전방으로 압박된다. 그러므로, 환형 릿지(105b)의 측벽과 실린더 블록(102)의 전단부면과의 사이에 생긴 간극이 변할지라도, 간극은 스러스트 베어링(120)의 두께를 선택할 필요없이 스러스트 베어링(120)을 통해서 접시 스프링(121)에 의해 매워진다. 또한, 스러스트 베어링(120)은 구동축(105)이 후향 이동할 때 생기는 후방으로의 추력을 효과적으로 수용하며, 이에 따라 실린더 블록(102)의 전방 단부면과 환형 릿지(105b)의 측벽 위에 불규칙한 마모가 생기지 않는다.

그러나, 스러스트 베어링(120)이 접시 스프링(121)의 복원력에 의해 계속해서 전방으로 압박되기 때문에, 스러스트 베어링(120)의 부품 사이의 구름 마찰(rolling friction)이 증가하여, 스러스트 베어링(120)의 수명은 감소된다. 또한, 상대적으로 비싼 스러스트 베어링(120)을 사용하면, 압축기의 제작 비용이 증가한다. 또한, 스러스트 베어링(120)에 추가해서 접시 스프링(121)을 설치해야 하므로, 압축기 부품의 수가 증가한다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 방식으로 실린더 블록을 통하여 형성된 보어(bore) 내에 고정적으로 배치되어 구동축의 축방향 위치를 조정하는 축방향 위치 조정 요소를 설치하지 않고 구동축에 작용하는 축방향의 힘과 반경 방향의 힘을 효과적으로 수용하는 베어링 장치를 제공하는 것이다.

요동판식 압축기와 같은, 사판식 압축기는 크랭크실, 흡입실, 배출실을 둘러싸는 압축기 하우징을 포함한다. 압축기 하우징은 복수 개의 실린더를 구비하는 실린더 블록을 구비한다. 피스톤은 각각의 실린더들 안에서 활주 가능하게 설치되어 있다. 구동 기구는 피스톤에 결합되어 실린더 안에서 피스톤은 왕복 운동할 수 있다. 구동 기구는 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축을 포함한다. 커플링 기구는 구동축과 피스톤을 구동적으로 연결하여 구동축의 회전 운동을 피스톤의 왕복 운동으로 전환시킨다. 커플링 기구는 구동축의 축선에 수직한 평면에 대해 경시지게 배치된 평면을 구비하는 사판을 포함한다. 경사 각도는 크랭크실의 압력 변화에 따라 변하여 압축기의 용량을 변화시킨다. 연결 통로는 크랭크실과 흡입실을 연결한다. 밸브 제어 기구는 크랭크실 안의 압력을 변화시키도록 연결 통로의 개폐를 제어한다.

구동축은 그 일단부로부터 연장하는 소경부를 포함하며, 구동축의 일단부에는 환형 릿지가 형성된다. 구동축의 소경부는 레이디얼 볼 베어링과 같은 베어링을 통해 실린더 블록에 형성된 보어 안에 회전 가능하게 지지되어 있다. 레이디얼 볼베어링은 외부 환형링과 내부 환형링, 그리고 외부 환형링과 내부 환형링 사이에서 구를 수 있게 배치된 볼 요소들과 같은 다수의 롤링 요소(roling elements)들을 포함한다. 베어링은 외부 환형링과 내부 환형링, 그리고 볼 요소들을 통해 구동축에 작용하는 축방향 힘과 반경 방향 힘을 수용한다.

베어링 외부 환형링의 외주면은 보어(bore)의 내주벽과 마찰 결합된다. 내부 환형링은 그 안에서 구동축의 소경부를 활주 가능하게 수용하며, 내부 환형링의 일단부는 구동축의 환형 릿지 측벽에 접촉한다.

이하, 첨부 도면을 참조로 본 발명의 양호한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

제5도에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 요동판식 압축기(10)의 구조가 도시되어 있다. 단지 설명을 위하여, 도면의 좌측 부분을 전단부나 전방으로 지칭하고, 도면의 우측 부분을 후단부로 지칭하기로 한다.

압축기(10)는 실린더 블록(21)을 구비하는 원통형 하우징 조립체(20), 실린더 블록(21)의 일단부에 배치된 전방 단부판(23)과, 실린더 블록(21)과 전방 단부판(23) 사이에 형성된 크랭크실(22)과, 실린더 블록(21)의 타단부에 배치된 후방 단부판(24)을 포함한다. 전방 단부판(23)은 복수 개의 볼트(23a)를 사용하여 실린더 블록(21)의 개방된 전단부에 장착되어 그 안에서 크랭크실(22)을 밀폐시킨다. 후방 단부판(24)은 복수 개의 볼트(24a)를 사용하여 대향 단부에서 실린더 블록(21)에 장착된다. 후방 단부판(24)과 실린더 블록(21) 사이에는 밸브판(25)이 설치된다. 전방 단부판(23)의 중심부에는 개구부(231)가 형성되어 있다. 구동축(26)은 개구부(231)에 배치된 베어링(30)에 의해 지지된다. 구동축(26)은 구동축(26)의 내측 후단부와 일체형이며, 이 후단부로부터 연장하는 소경부(26a)를 포함하며, 구동축(26)의 내측 후단부에는 환형 릿지(26b)가 형성된다. 중심 보어(210)는 실린더 블록(21)을 통해 실린더 블록(21)의 전단부면까지 연장한다. 구동축(26)의 소경부(26a)는 중심 보어(210) 안에 배치된 베어링(31)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 구동축(26)의 소경부(26a)와 베어링(31)과 중심 보어(210) 사이의 상관 관계는 이하에 상세하게 설명될 것이다. 밸브 제어기구(19)는 중심보어(210)에서 구동축(26)의 후방으로 배치되어 있다.

캠 로터(40)는 핀 부재(261)에 의하여 구동축(26)에 고정되어 구동축(26)과 함께 회전한다. 스러스트 니들 베어링(32)은 전방 단부판(23)의 축방향 내측(후방) 단부면과 이에 인접한 캠 로터(40)의 전방의 축방향 단부면과의 사이에 설치된다. 캠 로터(40)는 그로부터 연장하는 핀 부재(42)를 가지는 암(arm)(41)을 구비한다. 사판(50)은 구동축(26)의 둘레에 배치되고 구동축(26)이 관통하는 개구부(53)를 포함한다.

개구부(53)에 대한 설명은 테라우찌(Terauchi)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,846,049호에 개시되어 있다. 본 발명과 관련하여, 테라우찌는 사판(50)의 최대 및 최소 경사각이 개구부(53)의 구조에 의해 결정된다는 것을 미합중국 특허 제 4,846,049호에서 기재하였다. 사판(50)은 캠 로터(40)에 인접하게 배치된다.

사판(50)은 슬롯(52)이 형성된 암(51)과 보스(54, boss)를 구비한다. 캠 로터(40)와 사판(50)은 핀부재(42)에 의해 연결되고, 핀부재(42)는 슬롯(52)에 삽입 되어 힌지 결합을 형성한다. 핀 부재(42)는 슬롯(52) 내에서 활주 가능하여, 구동축(26)의 종방향 축선에 대해 사판(50)의 각 위치를 조정한다.

사판(50)이 최소의 경사각보다 작은 경사각의 각도상 위치로 이동하려 하면, 개구부(53)의 내측벽 일부분과 구동축(26)의 외주면 일부분과의 사이에서의 과도한 마찰에 의해 후향력이 발생되어 구동축(26)에 작용한다. 개구부(53)의 내측벽 일부분과 구동축(26)의 외주면 일부분과의 사이에서의 과도한 마찰에 의해 발생된 후향력이 이후에 언급될 실린더실(70) 내에서의 가스압에 의한 반력에 의해 발생되는 전향력(前向力)보다 크면, 구동축(26)은 후방으로 움직이려 한다.

요동판(60)은 베어링(61, 62)을 통해 사판(50)의 보스(54) 주위에 장착되며, 이에 따라 사판(50)은 요동판에 대해서 회전할 수 있다. 사판(50)의 회전 운동으로 인하여, 요동판(60)은 장동 운동을 한다. 요동판(60)의 외주 단부에는 포크 형상의 슬라이더(63)가 결합되어 있고, 이 슬라이더는 전방 단부판(23)과 실린더 블록(21) 사이에 유지된 미끄럼 레일(64)에 활주 가능하게 장착되어 있다. 포크 형상의 슬라이더(63)는 요동판(60)의 회전을 방해하며, 요동판(60)은 캠 로터(40)와 사판(50)이 회전할 때 레일(64)을 따라 왕복 운동한다. 실린더 블록(21)은 주변에 위치된 다수의 실린더(70)를 포함하며, 실린더 안에서 피스톤(71)은 왕복 운동을 한다. 각각의 피스톤(71)은 대응하는 커넥팅 로드(72)에 의해 둘레 위치에서 요동판(60)에 연결된다. 요동판(60)의 장동 운동으로 인하여, 피스톤(71)은 실린더(70) 내에서 왕복 운동을 하여 그 안에 있는 냉매를 압축한다.

후방 단부판(24)은 둘레에 위치된 환형 흡입실(241)과 중심부에 위치한 배출실(251)을 포함한다. 실린더 블록(21)과 후방 단부판(24) 사이에는 밸브판(25)이 설치되며, 이 밸브판은 각각의 실린더(70)에 흡입실(241)을 연결시키는 흡입 포트(242)를 포함한다. 또한, 밸브판(25)은 각각의 실린더(70)에 배출실(251)을 연결시키는 포함한다. 흡입 포트(242)와 배출 포트(252)는 쉬미즈에게 허여된 미합중국 특허 제4,011,029호에 개시된 것과 같은 적절한 리드 밸브를 포함한다.

흡입실(241)은 외부 냉각 회로의 증발기(도시 생략)에 연결된 흡입부(241a)를 구비한다. 배출실(251)은 냉각 회로의 응축기(도시 생략)에 연결된 배출부(251a)를 구비한다. 실린더 블록(21)과 밸브판(25)의 전방면 사이와, 밸브판(25)의 후방면과 후방 단부판(24) 사이에는 개스킷(27, 28)이 배치되며, 이에 따라 실린더 블록(21)의 결합면과, 밸브판(25) 및 후방 단부판(24)을 각각 밀봉한다.

연결 통로(600)는 크랭크실(22)과 흡입실(241)을 연결하며, 중심 보어(210)와 통로(150)를 포함한다. 밸브 제어 기구(19)는 테라우찌(Terauchi)에게 허여된 미합중국 특허 제4,960,367호에 개시된 바와 같이, 연결 통로(600)의 개폐를 조정하여 압축기의 용량을 변화시킨다.

압축기(10)의 작동 중에, 구동축(26)은 전자기 클러치(300)를 통하여 차량의 엔진에 의해 회전된다. 캠 로터(40)는 구동축(26)과 함께 회전하며, 이에 따라 사판(50)이 회전되며, 사판의 회전에 의하여 요동판(60)은 장동운동을 한다. 요동판(60)의 장동운동에 의해, 피스톤(71)은 각 실린더(70) 내에서 왕복 운동한다. 피스톤(71)이 왕복 운동을 함에 따라, 흡입부(241a)를 통해 흡입실(241) 안에 도입된 냉매 가스는 흡입 포트(242)를 통해 각 실린더(70) 안으로 도입되어, 그 안에서 압축된다. 압축된 냉매 가스는 배출 포트(252)를 통해 각 실린더(70)로부터 배출실(251)로 배출되고, 그곳에서부터 배출부(251a)를 통해 냉각 회로 안으로 유입된다.

압축기(10)의 용량은 증발기 열부하의 변화 또는 압축기 회전 속도의 변화에 대응하여 흡입실(241) 내부의 압력을 일정하게 유지하기 위하여 조절될 수 있다. 압축기의 용량은 구동축(26)의 축선에 수직한 평면에 대해 사판(50)의 경사각을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 경사각은 크랭크실의 압력에 의존한다. 크랭크실의 압력이 증가하면 사판(50)과 요동판(60)의 경사각은 감소되며, 그에 따라 압축기의 용량은 감소된다. 크랭크시의 압력이 감소하면, 사판(50)과 요동판(60)의 경사각은 증가하며, 그에 따라 압축기의 용량은 증가한다.

밸브 제어 기구(19)는 크랭크실 압력에 따라 작동되므로, 작용점은 배축 압력에 따라 변화되어 크랭크실과 흡입실 사이의 연결부를 제어하고, 크랭크실의 압력을 조절하며, 그 결과 사판(50)의 경사각을 변화시켜서 압축기의 작동 용량을 변화시킨다. 물론, 다른 형태의 밸브 제어 기구가 본 발명에 따른 압축기에 사용될 수도 있다.

제6도를 보면, 중심 보어(210)는 그 전방 단부에 형성되어 있는 대경부(210a)를 포함하며, 대경부(210a)의 후방 단부에는 환형 릿지(210b)가 형성된다. 래이디얼 볼 베어링(31)은 외부 환형링(311) 및 내부 환형링(312)과, 그리고 유지 요소(도시 생략)에 의해 동일한 간격을 이루는 상태로 외부 환형링(311)과 내부 환형링(312) 사이에 구를 수 있게 배치된 복수 개의 볼 요소(313)를 포함한다. 외부 환형링(311)의 내주면에는 단면이 아치형인 환형홈(311a)이 형성되어 있다. 내부 환형링(312)의 외주면에는 단면이 아치형인 환형홈(312a)이 형성되어 있다. 볼 요소(313)는 각각의 환형홈(311a,312a)에 수용된다. 외부 환형링(311)의 외경은 중심 보어(210)의 대경부(210a)의 직경보다 약간 크게 설계되고, 내부 환형링(312)의 내경은 구동축(26)의 소경부(26a)의 직경보다 약간 크게 설계된다. 레이디얼 볼 베어링(31)은 강제적인 끼워맞춤에 의하여 실린더 블록(21)의 전방 단부면과 환형 릿지(210b)의 측벽 사이에서 중심 보어(210)의 대경부(210a) 내에 고정적으로 배치된다. 구동축(26)의 소경부(26a)는 예컨대, 간극에 의해 레이디얼 볼 베어링(31) 내에 약간 활주 가능하게 배치되며, 반면에 환형 릿지(26b)의 측벽은 레이디얼 볼 베어링(31)의 내부 환형링(312)의 전방 단부와 접촉한다.

레이디얼 볼 베어링의 제작에 있어서, 구동축(26)에 작용하는 후향력과 반경 방향의 힘은 내부 환형링(312)을 압박하며, 이에 따라 내부 환형링(312)의 환형홈(312a)의 전방부는 볼 요소(313)의 전방 하부와 접촉하게 되고, 반면에 볼 요소(313)의 후방 상부는 외부 환형링(311)의 환형홈(311a)의 후방부와 접촉하게 된다. 그러므로, 구동축(26)에 작용하는 후향력과 반경 방향 힘 모두는 레이디얼 볼 베어링(31)에 의해 효과적으로 수용된다.

제7a도 내지 제7c도에는, 중심 보어(210)의 대경부(210a) 안에 레이디얼 볼 베어링(31)을 설치하는 방법과 레이디얼 볼 베어링(31) 안에 구동축(26)의 소경부(26a)를 설치하는 방법이 도시되어 있으며, 이하에서 설명된다.

먼저, 제7a도를 설명하면, 레이디얼 볼 베어링(31)은, 원통형 부재(400)를 후향 이동시켜서 원통형 부재(400)의 후방 단부가 외부 환형링(311) 및 내부 환형링(312) 각각의 전방 단부와 접촉하면, 외부 환형링(311)의 후방 단부가 환형 릿지(210b)와 접촉할 때까지 중심 보어(210)의 전방부로부터 중심 보어(210)의 대경부(210a)로 강제로 삽입된다.

다음으로, 제7b도를 설명하면, 전방 단부판(23)의 외측 후방 단부면이 원통형 하우징 조립체(20)의 전방 단부면과 접촉할 때까지, 구동축(26)의 소경부(26a)는 레이디얼 볼 베어링(31) 내에 활주 가능하게 삽입된다. 또한, 외부 환형링(311)이 환형 릿지(210b)와 접촉할 때, 중심 보어(210)의 대경부(210a)의 축방향 길이는 구동축(26)의 환형 릿지(26b)의 측벽과 레이디얼 볼 베어링(31)의 전방 단부면과의 사이에 간극이 생기도록 설계된다.

마지막으로, 제7c도를 설명하면, 레이디얼 볼 베어링(31)은, 원통형 부재(500)를 전방으로 이동시켜 원통형 부재(500)의 환형 전방 단부(500a)가 외부 환형링(311)과 내부 환형링(312) 각각의 후방 단부와 접촉하면, 내부 환형링(312)의 전방 단부가 구동축(26)의 환형 릿지(26b)의 측벽과 접촉할 때까지, 강제적으로 전방으로 슬라이드된다. 레이디얼 볼 베어링(31)이 강제적으로 전방으로 이동되더라도, 베어링(31)의 외부 환형링(311) 외주면과 중심 보어(210) 대경부(210a)의 내주면 벽이 서로 마찰을 일으키기 충분하게 서로 맞물려 있으므로, 구동축(26)이 후향으로 이동하는 것은 베어링(31)에 의해서 효과적으로 방지된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 구동축의 축방향 위치를 조정하기 위한 다양한 두께의 와셔와 같은 축방향 위치 조정 요소 없이도 실린더 블록의 중심 보어 안에 고정적으로 배치된 베어링 요소는 구동축(26)에 작용하는 후향력과 반경 방향 힘 모두를 효과적으로 수용한다.

제8도에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있다. 제2 실시예에 있어서, 제1 실시예의 레이디얼 볼 베어링(31)은 각을 이루어 접촉하는 볼 베어링(310)으로 대치된다.

제9도에는 본 발명의 제3 실시예가 도시되어 있다. 제3 실시예에 있어서, 제1 실시예의 레이디얼 볼 베어링(31)은 칼라(collar)가 있는 원통형 볼 베어링(320)으로 대치된다.

제10도에는 본 발명의 제4 실시예가 도시되어 있다. 제4 실시예에 있어서, 제1 실시예의 레이디얼 볼 베어링(31)은 원추형 롤러 베어링(330)으로 대치된다.

본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예에 있어서, 각각의 베어링(310, 320, 330)은 각 베어링들의 축선에 수직인 중심 평면에 대해 비대칭이기 때문에, 베어링의 어떤 축방향 단부가 구동축(26)의 환형 릿지(26b)의 측벽에 접하는 것을 유지하기 위해 각각의 베어링은 중심 보어(210)의 대경부(210a)에 강제적으로 삽입된다. 중심 보어(210)의 대경부(210a) 안에 각각의 베어링을 배치하는 방법과 각각의 베어링 안에 구동축(26)의 소경부(26a)를 배치하는 방법은 상기에 언급된 방법 외에는 제1 실시예의 방법과 유사하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 상세하게 설명되었다. 그러나, 이러한 실시예들은 단지 예일 뿐이며, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 물론, 당업자에게는 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위 내에서 다른 본 발명의 변경이나 수정이 용이하게 행해질 수 있는 것이 이해될 것이다.

Claims (5)

1. 크랭크실과 흡입실 및 배출실을 둘러싸며, 실린더 블록을 구비하고 있고, 이 실린더 블록은 복수개의 실린더를 구비하는 압축기 하우징과; 상기 각 실린더 내에 활주 가능하게 설치된 피스톤과; 상기 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축을 포함하고, 상기 피스톤에 결합되어 이 피스톤을 상기 실린더 내에서 왕복 운동시키는 구동 수단과; 상기 피스톤을 상기 구동축과 구동적으로 연결시켜서 상기 구동축의 회전 운동을 상기 피스톤의 왕복 운동으로 변화시키는 커플링 수단과; 상기 크랭크실과 흡입실을 연결하는 연결 통로와; 상기 크랭크실의 압력을 변화시키도록 상기 연결 통로의 개폐를 제어하는 밸브 제어 기구를 포함하며, 상기 커플링 수단은 상기 구동축의 축선에 수직한 평면에 대해 일정 경사각도로 배치되어 있는 표면을 가지는 사판을 포함하며, 상기 경사 각도는 압축기의 용량을 변화시키도록 상기 크랭크실의 압력 변화에 대응하여 변화하며, 상기 구동축은 상기 구동축의 일단부로부터 연장하는 소경부를 구비하여 상기 구동축의 일단부에는 환형 릿지가 형성되며, 상기 구동축의 소경부는 베어링 수단을 통하여 상기 실린더 블록을 통과하게 형성된 보어(bore) 안에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 상기 베어링 수단은 외부 환형링과 내부 환형링, 및 상기 외부 환형링과 상기 내부 환형링 사이에 구를 수 있게 배치된 복수 개의 롤링 요소를 구비하며, 상기 베어링 수단은 상기 외부 환형링과 내부 환형링 및 롤링 요소를 통하여 상기 구동축에 작용하는 축방향 힘 및 반경 방향 힘 모두를 수용하는 사판식 압축기로서, 상기 베어링 수단에 있는 외부 환형링의 외주면은 상기 보어의 내주벽과 마찰 결합되며, 상기 내부링은 상기 구동축의 소결부를 활주 가능하게 수용하여, 상기 내부 환형링의 일단부는 상기 구동축의 환형 릿지의 측벽과 접촉하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 베어링 수단은 레이디얼 볼 베어링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 베어링 수단은 각도를 이루어 접촉하는 볼 베어링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 베어링 수단은 칼라가 있는 원통형 롤러 베어링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 베어링 수단은 원추형 롤러 베어링인 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.