KR100216388B1 - 가변위성기구를 갖는 경사판형 압축기 - Google Patents

Abstract

가변위성 기구를 갖춘 경사판형 압축기는 크랭크실을 둘러싼 압축기 하우징을 구성한다. 하우징은 실린더 블록을 포함한다. 복수의 실린더는 실린더 블록내에 압축공간을 형성하기 위해서 구성된다. 피스톤은 실린더 각각과 활주 가능하게 결합되어 있다. 피스톤의 행정은 경사각의 변화에 부응해서 변하며 압축기의 용량을 변화하기 위해서 압축공간에 압축용량을 한정한다.

피스톤 상사점의 위치는 피스톤 행정의 변화에 부응해서 어떤 범위내에서 변한다. 흡입실 및 배기실은 압축하우징내에 둘러싸여 있다. 연결통로는 트랭크실과 흡입실을 연결한다. 제어밸브는 크랭크실과 흡입실사이의 통로에 의해서 링크를 조절함으로써 압축기의 용량을 변화시킨다. 센서수단은 실린더 부근에 설치되어서 압축실내 피스톤의 상사점의 위치를 검출한다. 그러므로 검출장치는 피스톤 상사점의 변위를 정확하게 직접 검출할 수 있다. 또한, 값싸고 간단한 검출장치를 사용할 수 있다

Description

제1도는 플랜지부의 경사각도가 최고일 때의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가변위성 기구를 갖춘 경사판형 압축기의 단면도.

제2도는 플랜지부의 경사각도가 가장 작을 때의 본 발명에 따른 가변위성 기구를 갖춘 경사판형 압축기의 단면도.

제3도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가변위성 기구를 갖춘 경사판형 압축기의 단면도.

제4도는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 가변위성 기구를 갖춘 경사판형 압축기의 단면도.

제5도는 피스톤 행정과 피스톤의 상사점 위치와의 관계를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : (사판형)압축기 2 : 전면단부판

3 : 실린더 케이싱 4 : 밸브판

5 : 실린더 헤드 7 : 구동축

10 : 캠회전자 19 : 피스톤 로드

20 : 피스톤 31 : 실린더블록

32 : 크랭크실 33 : 실린더

42 : 배기구 52 : 흡입실

53 : 배기실 60 : 유체유입구

61 : 유체배출구 63 : 벨로우즈

121 : 플랜지부

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 피스톤 행정의 변화에 부응해서 피스톤의 상사점이 변할 수 있는 가변위성기구를 갖춘 압축기에 관한 것이며, 특히, 가변위성기구를 갖춘 경사판형 압축기에 관한 것이다.

가변위성기구를 갖춘 종래의 경사판형 압축기는 자동차 공기조화시스템에 사용되는 것과 같이 공지조화 부하조건 및 다른 요구사항에 부응해서 압축기의 변위를 조절한다. 그러나, 압축기의 변위를 검출하는 기구는 구조가 복잡하고 따라서 제작비가 많이 들기 때문에 이러한 기구는 일반적으로 사용되지 않는다.

선택적으로 압축기의 변위가 쉽게 검출된다면, 검출정보는 엔진조절 시스템의 제어 및 공기조화시스템의 모니터에 유용하게 이용될 수 있다.

압축기의 변위를 검출하기 위한 종래의 검출장치는 일본국 특허 공개공보 제62-21867호에 설명되어 있다. 상기 검출장치는 비접촉형 위치 검출장치이며, 상기 장치는 정전기 용량의 변화 및 지속밀도의 변화를 이용하기 위한 검출물을 가진다. 이러한 비접촉형 위치검출장치 약 1㎜ 범위만 검출할 수 있다.

따라서, 검출장치는 각도가 크게 변하는 경사판의 위치변화를 직접 검출한다는 것이 곤란하다. 마찬가지로, 검출장치가 피스톤의 위치변화 즉, 피스톤 행정의 변화를 검출한다는 것은 피스톤 행정이 1 내지 30㎜ 범위내에서 변화하기 때문에 곤란하다. 그래서, 이런 형태의 검출장치의 경우, 압축기의 구동축이 회전하는 동안에 검출장치에서의 펄스폭의 비율이 다양하게 압축기의 변위로 변하기 때문에 전기 계산회로를 사용하는 것은 필요하며, 이에 의해서 비율은 더 든다.

본 발명의 목적은 변위를 정확하게 직접 검출할 수 있는 검출장치를 포함하는 가변위성기구를 갖춘 경사판형 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 값싸고 간단한 검출장치를 포함하는 가변위성기구를 갖춘 경사판형 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 가변위성기구를 갖춘 경사판형 압축기는 크랭크실을 둘러싸는 압축기 하우징을 구비한다. 하우징은 실린더 블록을 포함한다. 복수의 실린더는 실린더 블록내에 압축공간을 형성하기 위하여 형성되어 있다.

피스톤은 각각의 실린더내에 활주 가능하게 결합되어 있다. 구동기구는 피스톤이 실린더내에서 왕복 운동하도록 피스톤에 연결되어 있다. 구동기구는 하우징내에서 회전 가능하게 지지되어 있는 구동축을 포함한다. 축이음 수단은 피스톤을 구동축에 구동 가능하게 연결하며 구동축의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 전환한다. 축이음 수단은 구동축에 수직인 평면에 대하여 경사각으로 배열된 표면을 가진 경사판을 포함한다. 경사각은 크랭크실의 압력변화에 부응해서 변한다. 피스톤의 행정은 경사각의 변화에 부응해서 변하며 압축기의 용량을 변화하기 위해서 압축공간내 압축용량을 한정한다. 피스톤 상사점의 위치는 피스톤 행정의 변화에 부응해서 어떤 범위내에서 변한다. 흡입실 및 배기실은 압축 하우징내에서 둘러싸여 있다. 연결통로는 크랭크실과 흡입실을 연결한다. 제어밸브는 크랭크실과 흡입실사이의 링크를 통로에 의해서 조절함으로써 압축기의 용량을 변화시킨다. 센서수단은 실린더 부근에 설치되어서 압축실내 피스톤의 상사점의 위치를 검출한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 다른 양태를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 경사판형 압축기(1)는 전면단부판(2), 실린더블록(31)을 포함하는 실린더 케이싱(3), 밸브판(4) 및 실린더헤드(5)를 포함한다.

전면단부판(2)은 실린더 케이싱(3)의 한 단부에 고정볼트(도시되어 있지 않음)에 의해서 고정되어 있다. 축구멍(21)은 전면단부판(2)의 중심을 관통하고 있으며, 구동축(7)을 지지한다. 레이디얼 베어링(8)은 축구멍(21)내에 장착되어서 구동축(7)이 회전할 수 있도록 지지하고 있다. 환형의 슬리브부(22)는 전면 단부판(2)에서 돌출되어 있으며 구동축(7)을 둘러싸서 밀폐된 공동(23)을 형성한다. 실린더 케이싱(3)은 실린더블록(31) 및 크랭크실(32)를 구비하고 있다. 실린더 블록(31)은 그 안에 형성된 균일한 각도로 이격된 복수의 실린더(33)를 가지고 있다.

캠 회전자(10)는 구동축(7)상에 핀(103)에 의해 고정되어 있다. 트러스트 니들 베어링(11)은 전면 단부판(2)의 내부표면과 캠 회전자(10)의 인접한 축방향 단부면 사이에 설치되어 있다. 캠 회전자(10)의 아암부(101)는 실린더 블록(31) 방향으로 연장되어 있다. 구멍(102)은 아암부(101)에 설치되어 있다. 플랜지부(121)를 구비한 실린더 부재(12)는 구동축(7)주위에 설치되며, 구동축(7)상에 활주 가능하게 결합된 반구형 부재(13)를 통해서 구동축(7)상에서 회전 가능하도록 지지되어 있다. 제 2 아암부(122)는 실린더 부재(12)의 플랜지부(121) 외부면상에 형성되어 있으며 캠 회전자(10)의 아암부(101)와 대면하고 있다. 아암부(122)에 형성된 긴 구멍(123)은 구멍(102)과 정렬되어 있다. 핀(14)은 구멍(102)을 통하여 구멍(123)내에 활주가능하게 삽입되어 있다. 링형상의 경사판(15)은 레이디얼 니들 베어링(16)을 통해서 실린더 부재(12)의 외부면상에 장착되어 있다. 트러스트 니들 베어링(17)은 플랜지부(121)와 경사판형(15) 사이에 있는 갭에 설치되어 있다. 구동축(7)의 다른 단부는 실린더 블록(31)의 중심구멍에 있는 레이디얼 베어링(18)을 통해서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 활주축(151)은 경사판(15)의 외부외주부상에 부착되어서 실린더 케이싱(3)의 바닥면을 향해 돌출되어 있다. 경사진 축(151)의 단부는 경사판형 판(15)이 회전되는 것이 방지되도록 요홈(321)에 활주가능하게 설치되어 있다.

피스톤로드(19)의 한 단부는 경사판(15)의 수용면(152)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 피스톤 로드(19)의 다른 단부는 실린더(33)내에 활주 가능하게 설치된 피스톤(20)과 회전 가능하게 연결되어 있다.

흡입구(도시되어 있지 않음) 및 배기구(42)는 밸브판(4)내에 형성되어 있다. 흡입 리드밸브(도시되어 있지 않음)는 밸브판(4)상에 설치되어 있다.

배기리드밸브(도시되어 있지 않음)는 흡입리드 밸브의 반대편에 위치한 밸브판(4)상에 설치되어 있다. 실린더 헤드(5)는 개스킷(도시되어 있지 않음) 및 밸브판(4)과 함께 실린더 케이싱(3)에 연결되어 있다. 격벽(51)은 실린더 헤드(5)의 내부면에서 축방향으로 연장되어 있고 실린더 헤드(5)의 내부를 흡입실(52)과 배기실(53)로 나눈다. 흡입실(52)은 실린더 헤드(5)에 형성되어 있는 유체유입구(60)를 통해서 외부유체통로와 연결되어 있다. 배기실(53)은 실린더 헤드(5)내에 형성되어 있는 유체배출구(61)를 통하여 외부유체회로와 연결되어 있다.

벨로우즈(63)는 실린더 블록(31)내에 형성된 실린더 구멍(62)내에 장착되어 있다. 구멍(62)은 밸브판(4)을 관통하여 형성된 구멍(64)을 통하여 흡입실(52)과 연통되고 실린더 블록(31)을 관통한 통로(65)를 통해서 크랭크실(32)과 연통된다. 구멍(64)은 벨로우즈(63)의 한 단부상에 배열된 니들 부재(631)에 의해서 폐쇄되어 있다. 크랭크실(32)과 흡입실(52)사이의 연통은 벨로우즈(63)의 이동에 의해 제어된다.

근접위치센서(70)는 비접촉형 위치검출장치이고 약 1㎜ 범위를 검출할 수 있다. 근접위치센서(70)는 실린더부에 있는 밸브판(4)에 설치되어서 피스톤(20)의 상부면을 향한다.

작동시, 회전운동은 외부구동원(도시되어 있지 않음)에 의해서 구동축(7)에 적용되고 캠 회전자(10)에 전달된다. 캠 회전자(10)의 회전운동은 원통형부재(12)에 의하여 경사판(15)에서 전두운동(nutational motion)으로 바뀐다. 사판형판(15)에 연결되고 요홈(321)에 배열된 미끄럼축(151)은 사판형(15)이 회전되는 것을 방지한다. 사판형판(15)의 전두운동은 피스톤 로드(19)에 의해서 실린더에 있는 피스톤이 왕복운동을 하도록 전환한다. 따라서, 저온유체는 유입구(60)를 통해서 흡입실(52)로 흡입되며 흡입구(41)를 통해서 실린더로 흐른다. 저온유체는 실린더(33)내에서 압축되며 배기구(42)를 통해서 배기실(52)로 배출된다. 그런 다음에 압축된 저온유체는 유체배출구(61)를 통해서 외부유체회로로 흐른다.

밸브판(41)의 내부면과 피스톤의 상부면사이의 간격 △X는, 제1도에 도시된 것처럼 플랜지부(121)의 경사각도가 최고일 때, 0.3㎜ 이며, 제2도에 도시된 것처럼 플랜지부(121)의 경사각도가 가장 작을 때, 1.3㎜이다.

압축기의 변위의 변화, 즉, 경사플랜지부(121)의 경사각도의 변화와 피스톤(20)의 상사점 위치와의 관계는 아암부(122)에 형성된 긴 구멍(123)의 형태에 부응해서 한정된다. 그러므로 위치센서(70)로부터 검출된 출력이 간격 △X 값에 대하여 비선형이 될지라도, 피스톤 행정에 비례한 검출된 출력은 긴 구멍(123)의 형태를 적절히 선택함으로써 출력할 수 있다.

제3도를 참조하면 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압축기 구조의 일부분이 도시되어 있다. 영구자석으로 제조된 검출물(80)은 피스톤(20)의 상부단부면에 설치된다. 홀 제너레이터(Hall generator)(81)는 실린더부에 있는 밸브판(4)에 설치되어서 검출물(80)을 향한다. 홀 제너레이터(81)는 제너레이터 자체와 검출물(80)사이의 간격 △X에 대응하는 출력을 출력할 수 있다.

제4도를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예와 따른 압축기 구조의 일부분을 도시되어 있다. 영구자석으로 제조된 검출물(90)은 피스톤(20)의 측면에 설치되어 있다. 홀 제너레이터(81)는 실린더 케이싱(3)의 측면상에 설치되어 있다. 홀 제너레이터는 제너레이터 자체와 검출물(80) 사이의 간격 △X에 대응하는 출력을 출력할 수 있다.

제5도에 도시된 것처럼, 압축기의 변위는 피스톤의 상사점의 위치를 0.3 내지 1.3㎜ 범위내에서 변화시키거나 약 1㎜ 범위를 검출할 수 있는 능력을 갖춘 비접촉형 위치센서에 의해서 직접 검출될 수 있다.

본 발명의 예시된 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 기술하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다른 실시예에 응용될 수 있다.

가변위성 기구를 갖는 경사판형 압축기

Claims (5)

1. 가변위성 기구를 갖춘 경사판형 압축기에 있어서, 크랭크실을 둘러싸고, 실린더 블록을 포함하는, 압축기 하우징과 상기 실린더 블록내에 압축공간을 형성하기 위해서 형성된 다수의 실린더와, 상기 각 실린더와 활주가능하게 결합된 피스톤과, 상기피스톤의 행정은 상기 경사각의 변화에 따라 변화되고 상기 압축기의 용량을 변화시키기 위해 상시 압축공간내에 압축용량을 형성하고, 상기 피스톤의 상사점의 위치는 상기 피스톤의 상기 행정의 변화에 따라 어떤 범위로 변하고, 상기 하우징내에 회전가능하게 지지되어 있는 구동축과, 상기 구동축의 회전운동을 상기 피스톤의 왕복운동으로 바꾸기 위하여 상기 구동축과 상기 피스톤을 구동 가능하게 결합하고, 상기 구동축에 수직인 평면에 관하여 경사각으로 배열된 표면을 가진 경사판을 포함하는 축이음수단을 포함하고 상기 실린더내에서 상기 피스톤이 왕복운동하도록 상시 피스톤에 결합된 구동기구와, 상기 압축기 하우징내에 둘러싸인 흡입실 및 배기실과, 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 연결하는 연결통로와, 상기 크랭크실과 상기 흡입실 사이의 통로에 의해서 링크를 조절함으로써 압축기의 용량을 변화시키기 위한 제어밸브기구와, 상기 압축실내 상기 피스톤의 상사점의 위치를 검출하기위하여 상기 실린더 부근에 설치된 센서장치를 구비한 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서수단은 상기 피스톤의 반대편에 있는 상기 밸브판에 표면상에 상기 피스톤의 왕복운동 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제2항에 있어서, 영구자석으로 제조되고 상기 센서수단에 대해서 반대편에 있는 피스톤의 표면상에 설치된 검출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 센서수단은 상기 실린더를 한정하는 표면상에 설치된 것을 특징으로 하는 압축기.
5. 제4항에 있어서, 영구자석으로 제조되고 상기 피스톤의 외부 표면상에 설치된 검출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.