KR100266247B1 - 가변 용량 압축기, 회전 경사판 및 횐전 경사판 경화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 가변 용량형 압축기는 실린더 보어(11a)에 수용된 피스톤(24)과, 피스톤(24)을 왕복운동시키기 위하여 크랭크실(17)에 수용된 회전 경사판(27)과, 상기 회전 경사판(27)을 경사지게 그리고 회전가능하게 지지하기 위한 구동축(16)을 갖는다. 상기 회전 경사판은 스러스트 베어링(55)을 향해 연장되며 스러스트 베어링과 접촉되는 외부면을 갖는 돌출부(56)를 포함한다. 상기 구동축(16)내에 있는 축 구멍(28)은 돌출부(56)사이에 위치된다. 상기 축 구멍은 돌출부에 인접되게 개방되어 있는 개구를 갖는다. 홈(56a)은 돌출부(56)에 인접된 축 구멍(28)의 단부에 형성된다. 내마모성을 향상시키기 위해 경화 방법이 축 구멍(28)의 벽과 돌출부(56)의 외부면위에서 실행된다. 상기 경화 방법은 회전 경사판의 국부적인 영역이 과열되는 것을 방지한다.

Description

가변 용량 압축기, 회전 경사판 및, 회전 경사판 경화 방법

본 발명은 자동차 공조 장치에 사용되는 가변용량 압축기와, 회전 경사판 및, 회전 경사판을 경화시키기 위한 방법에 관한 것이다.

미심사된 일본 특허공개 제8-159022호는 종래의 가변 용량 압축기를 설명하고 있다. 상기 압축기는 크랭크실을 둘러싸고 있으며 구동축을 회전가능하게 지지하는 하우징을 갖는다. 상기 구동축은 자동차 엔진과 같은 외부 구동원과 연결된다. 클러치는 구동축을 외부 구동원에 연결시킨다. 상기 하우징은 다수의 실린더 보어가 있는 실린더 블록을 포함한다. 단두형 피스톤은 각각의 실린더 보어안에서 왕복운동되도록 수용된다.

캠판으로서 작용하는 회전 경사판은 구동축위에 제공되며, 구동축과 일체적으로 회전 하는 동안 상기 구동축에 대하여 경사질 수 있도록 지지된다. 상기 회전 경사판은 각각의 피스톤에 연결된다. 중앙 보어는 실린더 블록에 형성된다. 상기 중앙 보어는 외부의 냉각 회로로부터 냉각 가스를 흡입실 안으로 끌어들이는 흡입통로에 연결된다. 스풀은 회전 경사판의 경사와 협동하여 흡입 통로를 개방 및 폐쇄시키기 위하여 중앙 보어안에 수용된다. 상기 회전 경사판을 통하여 구멍이 연장된다. 상기 구동축은 회전 경사판의 구멍을 통하여 삽입된다. 스러스트 베어링은 스풀과 회전 경사판 사이에 정렬된다. 회전 경사판 구멍의 벽은 구동축의 외부면과 접촉되며, 회전 경사판의 경사동안에 회전 경사판의 후방면은 스풀에 대향 접촉한다.

용량 제어 밸브는 흡입실 또는 배기실에 제공된다. 상기 제어 밸브는 크랭크실의 압력을 변화시킨다. 상기 크랭크실의 압력과 실린더 보어의 압력 사이의 차이는 압축기의 용량을 변화시킨다.

상기 회전 경사판이 경사질 때, 회전 경사판은 구동축과 스풀을 따라 미끄러진다. 따라서, 미끄러지는 동안에 마찰이 발생된다. 마찰에 저항력을 갖게 하기 위하여, 상기 회전 경사판(91)은 구멍(93)의 양쪽으로부터 연장되는 돌출부(92)를 갖는다. 상기 회전 경사판(91)이 구동축에 결합될 때, 상기 돌출부(92)는 스풀을 향하게 된다. 구멍(93)은 회전 경사판(91)의 중심을 통해 연장된다. 상기 구동축은 구멍(93)을 통하여 삽입된다. 상기 구멍(93)의 벽과 돌출부(92)의 표면에 경화처리를 한다.

유도 경화처리는 도 7a에 도시된 바와 같이, 구멍(93)안에 코일(94)을 삽입하여 실행된다.

그러나, 상기 방식으로 회전 경사판(91)을 경화시키는 것은 돌출부(92) 표면의 가열이 구멍(93)의 벽의 가열보다 낮게 된다. 이것은 불충분한 경화로 인하여 열악한 내구성을 가지는 돌출부(92)의 표면을 발생시킬 수 있다. 또한, 돌출부(92)이 표면을 최적상태로 경화시키는 것은 구멍(93)의 벽에 과도한 열을 발생시킨다. 이것은 구멍(93)의 벽이 녹거나 갈라지게 되는 원인이 될 수 있다. 이것은 또한 구멍(93)이 바람직하지 않는 형태로 변형되는 원인이 될 수 있다.

이러한 문제점들은 돌출부(92)의 표면에 다른 코일을 제공함으로써 해결하는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 이것은 돌출부의 표면과 구멍(93)의 벽 사이의 모서리 또는 코너에 과도한 열을 발생시킬 수 있다. 이 경우에, 모서리는 갈라지게 되거나 또는 녹게 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 회전 경사판의 내구성을 향상시킬 수 있는, 결과적으로는 압축기 자체의 내구성을 향상시킬 수 있는 가변 용량 압축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 마모가 발생되는 회전 경사판의 표면을 경화처리 할 때, 갈라지거나 녹지 않고 충분한 경화처리가 가능한 회전 경사판을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전 경사판을 최적의 방법으로 경화시키기 위한 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 특징에 따른 가변 용량형 압축기가 제공된다. 상기 압축기는 실린더 보어내에 수용된 피스톤과, 상기 피스톤을 왕복운동시키기 위해 크랭크실내에 수용된 캠판 및, 상기 캠판을 경사지도록 그리고 회전가능하게 지지하기 위한 구동축을 갖는다. 상기 압축기는 흡입실로 부터 가스를 흡입하여, 실린더 보어내에서 가스를 압축하고, 피스톤의 왕복운동에 따라서 배출실로 가스를 방출한다. 상기 압축기는 크랭크실의 압력과 실린더 보어의 압력사이의 압력차이에 기초하는 캠판의 경사각을 변화시킴으로써 가스 방출량을 변화시킨다. 상기 압축기는 캠판으로부터 하중을 수용하기 위하여 구동축에 위치된 스러스트 베어링을 포함한다. 상기 캠판은 스러스트 베어링을 향해 연장되는 돌출부를 포함한다. 상기 돌출부는 스러스트 베어링과 접촉하는 대향 접촉표면을 갖는다. 상기 캠판은 구동축이 위치된 축 구멍을 또한 포함한다. 상기 축 구멍은 돌출부까지 인접되도록 개방된 개구를 갖는다. 홈은 개구에 인접된 축 구멍의 벽에 형성된다. 경화처리는 내마모성을 향상시키기 위하여 돌출부 외부면과 축구멍의 벽에 실행된다.

본 발명의 제2 특징에 따라서, 압축기용 캠판이 제공된다. 상기 압축기는 구동축을 갖는다. 상기 캠판은 구동축의 회전에 따라서 피스톤을 왕복운동시키기 위하여 구동축에 경사가능하게 지지된다. 압축기는 캠판으로부터 하중을 수용하기 위하여 스러스트 베어링을 또한 갖는다. 상기 캠판은 스러스트 베어링을 향해 연장되는 돌출부를 포함한다. 상기 돌출부는 스러스트 베어링과 접촉하는 대향 접촉면을 갖는다. 상기 캠판은 구동축이 위치된 축 구멍을 또한 포함한다. 상기 축구멍은 돌출부에 근접되게 개방된 개구를 갖는다. 홈은 상기 개구에 인접된 축 구멍의 벽에 형성된다. 경화처리는 마모 저항을 향상시키기 위하여 돌출부의 외부면과 축 구멍의 벽에서 실행된다.

본 발명의 제3특징에 따라서, 금속판을 경화시키는 방법이 제공된다. 상기 금속판은 제1 및 제2측면과, 금속판을 통과하는 관통 구멍 및, 상기 제1 및 제2측면으로부터 관통 구멍까지 인접하게 돌출되는 돌출부를 갖는다. 상기 관통구멍의 벽과 돌출부의 외부면은 동시에 경화 처리된다. 상기 방법은 홈이 있는 돌출부의 외부면의 근처에서 관통 구멍을 확장하는 단계와, 제1도전성 와이어를 관통 구멍안으로 삽입하는 단계와, 제2도전성 와이어를 돌출부의 외부면에 대향되도록 위치시키는 단계와, 상기 제1 및 제2도전성 와이어를 통하여 흐르는 고주파 전류에 의하여 금속판에 유도되는 와류에 의하여 금속판을 가열하는 단계 및, 가열된 금속판을 냉각하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징과 장점들은 첨부된 도면을 참조로 하여 이하 후술되는 기술내용에 의하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 형태는 특히 첨부된 청구범위에 의하여 그 신규성이 증명될 것이다. 본 발명은 그 장점 및 목적과 함께, 첨부된 도면을 참조로 하여 후술되는 바람직한 실시예들에 의하여 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변 용량 압축기의 단면도.

제2도는 제1도의 회전 경사판의 후방도.

제3도는 상기 회전 경사판의 유도 경화중에 코일의 위치를 나타내는 개략적 단면도.

제4도는 상기 코일을 도시하는 개략적인 사시도.

제5도는 재료의 가열된 영역과 유도 코일 위치 사이의 관계를 나타내는 개략적 단면도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일의 위치를 나타내는 개략적 단면도.

제7a도는 종래 기술에서 회전 경사판의 유도 경화 중에 코일 위치를 나타내는 개략적 단면도.

제7b도는 제7a도의 회전 경사판을 나타내는 후방도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 실린더 블록 14 : 밸브판

16 : 구동축 17 : 크랭크실

22 : 앵귤러 베어링 24 : 피스톤

26 : 지지 아암 27 : 회전 경사판/캠판/금속판

29 : 안내 핀 37 : 증발기

본 발명에 따른 클러치없는 형태의 가변 용량 압축기가 도 1 내지 도 5를 참조로 하여 이하 후술된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전방 하우징(12)은 실린더 블록(11)의 전방 단부에 연결된다. 후방 하우징(13)은 밸브판(14)이 그 사이에 유지되는 실린더 블록(11의 후방 단부에 연결된다. 전방 하우징(12)과, 실린더 블록(11) 및, 후방 하우징(13)은 압축기 하우징을 구성한다. 전방 하우징(12)과 후방 하우징(13)은 실린더 블록(11)에 다수의 볼트(15)(여기에서는 단지 한 개만 도시됨)로 고정된다. 개스킷(도시되지 않음)은 전방 하우징(12)과 실린더 블록(11)사이에 배치된다.

크랭크실(17)은 실린더 블록(11)의 전방에 있는 전방 하우징(12)에 형성된다. 구동축(16)은 크랭크실(17)을 통하여 연장되며 한쌍의 레이디얼 베어링(18, 19)에 의해 회전가능하게 지지된다. 립 밀봉부(lip seal)(20)는 구동축(16)의 전방부와 전방 하우징(12)사이의 공간을 밀봉한다. 상기 구동축(16)의 전방 단부는 크랭크실(17)로부터 외부를 향해 연장된다. 풀리(21)는 구동축(16)의 돌출 단부에 고정된다. 앵귤러 베어링(22)은 전방 하우징(12)위에서 풀리(21)를 지지한다. 전방 하우징(12)은 앵귤러 베어링(22)을 통하여 풀리(21)에 작용하는 축방향 및 반경방향의 하중을 수용한다. 벨트(23)는 풀리(21)를 외부 구동원의 역할을 하는 자동차 엔진(도시되지 않음)에 일정하게 그리고 작동가능하게 연결한다. 따라서, 본 실시예에 따른 압축기는 클러치가 필요없다.

다수의 동일하게 이격된 실린더 보어(11a)(단지 한 개만 도시됨)는 구동축(16)에 대하여 실린더 블록(11)을 통해 연장된다. 단두형 피스톤(24)은 각각의 실린더 보어(11a)안에서 왕복운동가능하게 수용된다.

회전자(25)는 구동축(16)에 고정된다. 한쌍의 지지 아암(26)은 회전자(25)로부터 실린더 블록(11)을 향해 돌출된다. 안내 구멍(26a)은 각각의 지지 아암(26)을 통하여 연장된다. 중심을 통해 연장되는 구멍(28)을 갖는 캠판 또는 회전 경사판(27)은 구동축(16)위에 결합된다. 상기 회전 경사판(27)은 구동축(16)에 대하여 경사지도록 된다. 구멍(28)의 전방 및 후방벽은 테이퍼져 있기 때문에, 구멍(28)의 크기는 도 2의 후방도에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 영역에서 그것의 외부위치에서 보다 크게된다. 이러한 회전 경사판(27)이 구동축(16)상에서 경사지도록 한다. 그 각각이 반구형 단부를 갖는 2개의 안내 핀(29)은 회전 경사판(27)(회전자(25)와 마주하는 측면)의 전방면으로부터 돌출된다. 각각의 안내 핀(29)은 안내 구멍(26a)안으로 회전가능하고 미끄럼가능하게 된다. 상기 지지 아암(26)과 안내 핀(29)사이의 협동은 회전 경사판(27)을 경사지도록 하며, 구동축(16)과 일체적으로 회전하는 동안에 구동축(16)의 축 방향으로 이동하도록 한다.

미끄럼 표면(30)은 회전 경사판(27)의 각 측면의 원주 부분에 형성된다. 각각의 피스톤(24)은 그 각각의 슈(shoe)(31)가 미끄럼 표면(30)들 중 하나와 결합하는 한쌍의 반원형 슈(31)에 의하여 회전 경사판(27)에 연결된다. 상기 슈(31)는 회전 경사판(27)의 회전운동을 관련된 실린더 보어(11a)에서의 피스톤(24)의 선형왕복운동으로 전환시킨다.

상기 구동축(16)과 중심이 동일한 중심 구멍(32)은 실린더 블록(11)의 중심을 통하여 확장된다. 흡입 통로(33)는 후방 하우징(13)과 밸브판(14)의 중심을 통해 연장된다. 상기 흡입 통로(33)의 전방 단부는 중심 구멍(32)가 연결된다. 흡입 통로(33)의 후방 단부는 흡입 머플러(도시되지 않음)를 통하여 외부의 냉각 회로(34)에 연결된다. 상기 외부 냉각 회로(34)는 응축기(35), 팽창 밸브(36) 및, 증발기(37)를 포함한다.

환형 흡입실(38)은 후방 하우징(13)의 중심부에 형성된다. 상기 흡입실(38)은 개구(39)에 의하여 중심 구멍(32)에 연결된다. 환형 배출실(40)은 후방 하우징(13)의 원주 부분에 형성된다. 배출 통로(41)는 배출실(40)을 실린더 블록(11)의 외부벽과 전방 하우징(12)에 제공된 배출 머플러(42)에 연결시킨다. 상기 배출 머플러(42)는 외부 냉각 회로(34)에 연결된 출구(43)를 가진다.

흡입 밸브 기구(44)는 각각의 실린더 보어(11a)에 대응되는 밸브판(14)에 제공된다. 각각의 흡입 밸브 기구(44)는 흡입 포트(45)와 흡입 플랩(flap; 46)을 포함한다. 각 피스톤(24)이 관련된 실린더 보어(11a)에서 뒤쪽(도 1에서 볼 때에 왼쪽 방향)을 향하여 이동될 때, 냉각 가스는 흡입실(38)로부터 관련된 흡입 밸브 기구(44)를 통하여 실린더 보어(11a)의 압축실 안으로 도입된다.

배출 밸브 기구(47)는 각 실린더 보어(11a)에 대응되도록 밸브판(14)에 제공된다. 각 배출 밸브 기구(47)는 배출 포트(48)와 배출 플랩(49)을 포함한다. 각 피스톤(24)이 관련된 실린더 보어(11a)에서 정면(도 1에서 볼 때에 오른쪽 방향)을 향하여 이동될 때, 실린더 보어(11a)의 압축실 안에서 압축된 냉동 가스는 관련된 배출 밸브 기구(47)를 통하여 배출실(40)안으로 배출된다. 상기 배출 플랩(49)의 개구 각도는 리테이너(50)에 대한 대향 접촉부에 의해 제한을 받는다.

컵-형태의 스풀(51)은 중심 구멍(32)안에서 미끄럼가능하게 수용된다. 상기 구동축(16)의 후방 단부를 지지하는 레이디얼 베어링(19)은 스풀(51)내로 결합된다. 스탭 링(52)은 레이디얼 베어링(19)이 스풀(51)외부로 떨어지는 것을 방지한다. 제1 스프링(53)은 스풀(51)과 중심 구멍(32)의 후방 단부 사이에 배치된다. 상기 제1 스프링(53)은 스풀(51)을 회전 경사판(27)을 향하여 밀며 흡입 통로(33)를 개방시킨다. 제2 스프링(54)은 회전 경사판(27)을 실린더 블록(11)을 향해 밀고, 구동축(16)에 대하여 회전 경사판(27)의 경사를 줄이기 위하여 회전자(25)와 회전 경사판(27)사이에 배치된다. 상기 제1 스프링(53)의 스프링 상수는 제2 스프링(54)의 스프링 상수 보다 작다. 제1 및 제2 스프링을 미는 힘의 합성력은 회전 경사판(27)을 후방으로 밀어주게 된다. 롤러 베어링인 스러스트 베어링(55)은 스풀(51)과 회전 경사판(27)사이의 구동축(16)에 미끄럼가능하게 결합된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1을 절단한 수직면을 각 측면상에 그 각각이 있는 2개의 돌출부(5b)는 회전 경사판(27)의 후방면으로부터 연장된다. 돌출부(56)의 단부면은 둥글며, 그 각각의 소정의 곡선으로 경계지워진 단면을 갖는다. 도면에 도시된 바람직한 실시예에서, 상기 돌출부(56)는 일반적으로 반원통형 형태가 된다. 이러한 점은 회전 경사판(27)의 경사에도 불구하고 스러스트 베어링(55)의 전방 레이스에 대하여 돌출부(56)의 단부면을 확실하게 대향 접촉시킨다. 회전 경사판(27)이 경사지고 회전될 때 스풀(51)에 작용하는 축방향 하중은 스러스트 베어링(55)에 의해 수용된다. 상기 회전 경사판의 구멍(28)은 돌출부(56)사이에서 연장된다. 상기 구멍(28)은 실린더 블록(11)과 마주하는 구멍(28)단부에서 홈(56a)를 형성하는 타원형의 대응되는 구멍을 포함한다. 돌출부(56)의 단부면과 구멍(28)의 벽 표면은 유도 경화처리에 의하여 경화된다.

상기 회전 경사판(27)이 최소 경사 위치로 이동될 때, 스풀(51)은 제1스프링(53)의 힘에 의해 후방으로 이동된다. 이것은 스풀(51)이 흡입 통로(33)를 닫게하고 외부 냉각 회로(34)에서 흡입실(38)로의 냉각 가스 흐름을 방해한다. 최소경사 위치에 정렬될 때, 구동축(16)의 축에 수직된 평면에 대한 회전 경사판(27)의 각도는 0도 보다 조금 크게 된다. 상기 스풀(51)이 폐돼 위치에 도달될 때, 스풀(51)은 회전 경사판(27)이 최소 경사위치를 넘어 기울어지는 것을 제한해준다.

회전 경사판(27)이 최대 경사위치로 이동될 때, 스풀(51)은 제1스프링(53)의 힘에 의해 전방으로 이동된다. 이것은 흡입 통로(33)의 전방 단부로부터 스풀(51)을 분리시키며, 외부 냉각 회로(34)에 있는 냉각 가스가 흡입 통로(33)를 통하여 흡입실(38) 안으로 흘러들어가도록 한다. 회전 경사판(27)이 최대 경사 위치에 위치될 때, 압축기의 용량은 최대 수준이 된다. 회전 경사판(27)의 전방면과 제한 돌출부 사이의 대향접촉부는 회전 경사판(27)이 최대 경사 위치를 넘어서 경사지는 것을 방지한다.

스러스트 베어링(58)은 회전자(25)와 전방 하우징(12)사이에 배치된다. 상기 스러스트 베어링(58)은 실린더 보어(11a), 피스톤(24), 슈(31), 회전 경사판(27) 및, 안내 핀(29)으로부터 회전자(25)로 전달되는 반력을 수용한다.

도관(59)은 구동축(16)을 통해 연장된다. 상기 도관(59)은 립 밀봉부(20)의 근처에 위치한 입구(59a)와, 스풀(51)의 내부에 연결된 출구(59b)를 갖는다. 압력 방출 구멍(60)은 스풀(51)의 벽에 제공된다. 상기 압력 방출 구멍(60)은 스풀(51)의 내부를 중심 구멍(32)에 연결시킨다.

압력 통로(61)는 배출실(40)과 크랭크실(17)을 연결시킨다. 후방 하우징(13)에는, 용량 제어 밸브로서 작용하는 전자석 밸브(62)가 압력 통로(61)에 제공된다. 전자석 밸브(62)가 개방될 때, 배출실안의 압력은 압력 통로(61)를 통하여 크랭크실(17)안으로 방출된다. 따라서, 상기 전자석 밸브(62)는 크랭크실(17)안의 압력을 조절한다.

회전 경사판 구멍(28)의 벽 표면과 회전 경사판 돌출부(56)의 단부면의 경화처리에 대하여 이하 후술한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 경화 처리중에, 제1코일(77)이 구멍(28)의 벽 표면 경화처리에 사용되며, 제2 코일(78)은 돌출부(56) 표면의 경화 처리에 사용된다. 상기 제1코일(77)은 나선형으로 그 축에 대하여 연장되며, 제1 코일이 구멍(28)과 중심이 일치하도록 돌출부(56)로부터의 회전 경사판(27)의 대응 측부에서 구멍(28)안으로 삽입된다. 상기 제1 코일(77)은 홈(56a)에 의해 그것의 가장 바깥 단부가 통과될 때까지 구멍(28) 안으로 삽입되며, 돌출부(56)의 단부면과 동일 높이가 된다. 그러나, 제1 코일(77)은 그것의 가장 바깥 단부가 돌출부(56)의 단부면을 넘어서 연장되도록 추가적으로 삽입될 수 있다. 상기 제1 코일(77)의 근접 단부는 구멍(28)의 전방쪽으로부터 연장된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 코일(78)은 돌출부(56)의 둥근 단부면과 일치하도록 반원통형으로 연장된다. 상기 제2코일(78)은 각각의 감긴부분(78a)이 돌출부(56)의 단부면을 따라 연장되도록 배열된다. 도 4는 감긴부분(78a)사이의 공간이 확대 도시된 제2 코일(78)의 원뿔형을 도시하고 있다. 상기 제2 코일(78)의 형상은 돌출부(56)형상과 일치될 수 있는 만큼 길게 다양해 질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 감긴부분(78a)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다. 제2 코일(78)이 돌출부(56)에 인접되게 위치될 때, 가장안쪽에 감긴부분(78a)은 홈(56a)의 내부에 방사형으로 위치된다. 가장바깥쪽에 감긴부분(78a)은 돌출부(56) 주변의 바깥에 방사형으로 위치된다.

전기 동력원(79)은 소정의 고주파를 갖는 전류를 제1 및 제2 코일(77, 78)에 공급한다. 전류는 소정의 시간동안 코일(77, 78)을 통하여 흐른다. 상기 전류는 전자기인 유도를 발생시키며, 돌출부(56)의 단부면과 구멍(28)의 벽에 와류를 발생시킨다. 이것은 주울열(Joule heat)을 발생시키며 돌출부(56)의 단부면과 구멍(28)의 벽을 가열한다. 그런 후에, 회전 경사판(27)을 냉각제를 이용하여 식힌다.

이로서 경화 처리를 마감한다. 오일이나 물이 냉각제로서 사용될 수 있다.

상기 실시예에서, 상기 회전 경사판(27)은 구멍(28)의 후방 부분에 위치된 홈(56a)를 갖는다. 즉, 상기 홈(56a)는 제1 코일(77)에 의해 발생된 열과 제2 코일(78)에 의해 발생된 열에 의하여 영향을 받는 위치에 위치된다. 이와 같은 구조는 상기 코일(77, 78)의 작용에 의해 열이 발생되는 구멍(28) 표면이 과도하게 가열되는 것을 방지해준다. 종래 기술에 의한 유도 경화 처리와는 다르게, 본 발명에 따른 구조는 표면이 과열 경화처리되는 것을 보호해준다. 따라서, 구멍(28)의 벽이 용해되거나 갈라지게 되는 현상은 발생되지 않는다. 게다가, 경화 처리중에 구멍(28)은 변형되지 않는다.

일반적으로, 와류의 가열 수준은 코일과 가열 재료의 거리 또는 가열 재료에 대한 코일의 위치에 의해 결정된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가열 재료(80)가 코일(81)에 의해 가열될 때, 재료(80)의 가열된 부분은 코일(81)(교차해칭선으로 표시된 부분)을 향한 표면만을 포함한다. 또한, 가열된 부분의 코일(81) 단부에 대응하는 위치에서, 가열 수준 또는 가열 깊이는 코일(81)의 중간 부분에 대응하는 위치의 그 곳보다 더 얕아지도록 된다. 이러한 관계는 코일이 가열된 재료안에 배치될때도 동일하게 된다. 따라서, 구멍(28)단부의 가열은 제1 코일(77)의 축 길이가 경화 처리에 필요한 구멍(28) 부분의 축방향 길이와 동일하다면 불충분하게 된다. 그러나, 제1 코일(77)의 말단 부분은 제1코일의 근접 부분이 구멍(28)의 외부로 돌출되는 동안 홈(56a)에 대응되는 위치까지 연장된다. 이러함 점은 경화 처리에 필요한 구멍(28)을 충분하게 가열시키게 된다.

또한, 제2 코일(78)은 경화 처리에 필요한 돌출부(56a)의 단부면을 감싸기에 충분하게 크다. 이러한 점은 경화 처리에 필요한 돌출부(56)를 충분하게 가열시킬 수 있도록 한다.

상기 압축기의 작용은 이하 후술된다.

외부 구동원이 구동될 때, 상기 회전자(25)는 구동축(16)에 의해 회전된다. 이러한 점은 회전 경사판(27)의 경사에 대응되는 행정으로 피스톤(24)을 왕복운동시킨다. 각 피스톤(24)의 왕복운동은 흡입실(38)안의 냉각 가스를 흡입 포트(45)를 통해 관련된 실린더 보어(11a)의 압축실 안으로 끌어들인다. 상기 냉각 가스는 압축실 내의 소정의 압력으로 가압되고 난 다음에, 배출 포트(48)를 통해 배출실(40)안으로 배출된다. 배출실(40)안으로 배출된 압축된 냉각 가스는 배출 통로(41)와 배출 머플러(42)를 경유하여 외부 냉각 회로(34)로 전달된다.

도 1에 도시된 상태에서, 상기 솔레노이드(63)가 여기되며 압력 통로(61)는 전자석 밸브(62)에 의해 폐쇄된다. 따라서, 배출실(40)안의 고압 냉각 가스는 압력 통로(61)를 통하여 크랭크실(17)로 전달되지 않는다. 단지 크랭크실(17)안의 냉각 가스가 도관(59)과 압력 배출 구멍(60)을 통하여 흡입실(38)로 전달된다. 따라서, 크랭크실(17)의 압력은 감소되고 흡입실(38)의 낮은 압력(흡입 압력)에 도달하게 된다. 이것은 회전 경사판(27)을 최대 경사 위치로 유지시키며 압축기의 용량을 최대가 되도록 한다.

상기 흡입 압력이 냉각 하중에 대응하여 변화될 때, 크랭크실(17)의 압력과 흡입 압력 사이의 차이는 회전 경사판(27)의 경사를 변경시킨다. 이것은 피스톤(24)의 행정을 변경시키며 압축기의 용량을 조정한다. 상기 회전 경사판(27)이 최대경사 위치에 위치될 때 냉각 하중이 작게되는 것과 같이, 외부 냉각 회로(34)의 증발기(37)의 온도는 감소한다. 상기 증발기(37)의 온도가 결빙 형성의 온도보다 낮아질 때, 솔레노이드(63)는 여기되지 않으며 전자석 밸브(62)가 개방된다. 이러한 점은 배출실(40)안의 고압 냉각 가스가 압력 통로(61)를 통하여 크랭크실(17)로 전달되며, 크랭크실(17)안의 압력을 증대시킨다. 그 결과, 상기 회전 경사판(27)은 최대 경사 위치로부터 최소 경사 위치로 전환되게 된다.

회전 경사판(27)의 경사가 감소됨에 따라, 스러스트 베어링(55)은 스풀(51)에 후방 이동력을 제공한다. 상기 스풀(51)은 스프링(53)의 힘에 대하여 전방 개방 위치로부터 후방의 폐쇄 위치로 이동된다. 상기 회전 경사판(27)이 최소 경사위치에 위치될 때, 상기 스풀(51)은 흡입 통로(33)의 출구를 폐쇄하는 스풀의 후방 표면의 폐쇄 위치에 위치된다. 이것은 냉각 가스가 외부 냉각 회로로 부터 흡입실(38)로 흐르는 것을 방해한다.

최소 경사 위치에 배치되는 회전 경사판(27)의 경사는 0도 보다 조금 크게 된다. 따라서, 회전 경사판(27)의 최소 경사 위치에 위치된다고 하여도, 실린더 보어(11a)으로부터 배출실(40)까지의 냉각 가스 배출은 계속되게 된다. 상기 배출실(40)안으로 배출되는 냉각 가스는 압력 통로(61)를 통하여 크랭크실(17)안으로 흘러들어간다. 그 다음, 냉각 가스는 도관(59), 스풀(51)의 내부, 압력 배출 구멍(60)을 통과하여 최종적으로 흡입실(38)에 도달한다. 그 다음, 흡입실(38)의 냉각 가스는 실린더 보어(11a)의 압력실 안으로 다시 들어가서 배출실(40) 안으로 배출된다.

다시 말하면, 회전 경사판(27)이 최소경사 위치에 위치될 때, 순환 통로는 압축기에서 형성된다. 상기 순환 통로는 배출실(40), 압력 통로(61), 크랭크실(17), 도관(59), 압력 배출 구멍(60), 중심 구멍(32), 개구(39), 흡입실(38) 및 , 실린더 보어(11a)를 통하여 연장된다. 냉각 가스는 순환 통로와, 가스에 부유된 윤활유와 다른 성분을 접촉하는 성분의 윤활부를 통하여 순환된다.

외부 구동원의 작동이 정지될 때, 압축기의 작동도 정지된다. 이러한 점은 전류가 전자석 밸브(62)의 솔레노이드(63)로 흐르는 것을 정지시킨다. 결과적으로, 압력 통로(61)는 개방되며 제2 스프링(54)의 힘은 회전 경사판(27)을 최소 경사 위치로 전환시킨다.

상기 구멍(28)의 벽 부분이 구동축(16)과 항상 접촉하는 동안에, 돌출부(56)는 항상 스러스트 베어링(55)가 접촉한다. 따라서, 회전 경사판(27)의 경사가 압축기의 용량을 변화시키기 위하여 변경될 때, 접촉 부분에서 마찰이 발생된다. 또한, 회전 경사판(27)이 스러스트 베어링(55)과 접촉하는 돌출부(56)와 함께 회전된다. 그러나, 돌출부(56) 표면과 구멍(28)의 벽을 경화시킴으로써, 접촉되는 표면의 마찰을 줄일 수 있다. 이것은 압축기의 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.

본 실시예의 유용한 효과가 이하 후술된다.

돌출부(56)눈 구멍(28)의 후방 개구에 위치된 홈(56a)가 구비되어 제공된다.

이러한 구조는 구멍(28)의 벽과 돌출부(56)의 단부면을 어떠한 크랙이나 녹아 내림 또는 변형을 발생시키지 않고도 경화되도록 할 수 있는 것이다. 그 결과, 회전 경사판(27)의 마모 방지 특성이 향상되게 되며 압축기의 수명이 늘어난다.

이러한 경화 처리는 고주파 전류(유도 경화 처리)를 사용하여 실행된다. 따라서, 상기 경화 처리는 불꽃 경화 처리와 비교하여 용이하게 실행될 수 있다.

유도 경화 처리를 실행할 때, 구멍(28)의 벽을 경화시키기 위해서는 제1 코일(77)을 사용하며, 돌출부(56)의 단부면을 경화시키기 위해서는 제2코일(78)을 사용한다. 또한, 홈(56a)가 구멍(28)의 후방 개구에 제공된다. 따라서, 코일(77)의 가열 효과와 코일(78)의 가열 효과는 서로 중첩되지 않는다. 그래서, 과도한 가열이 방지되며 원하는 부분이 최적으로 가열되도록 된다. 이러한 점은 향상된 경화 처리가 가능하게 한다. 또한, 고주파 전류는 코일(77, 78)을 통하여 분리되어서 흐른다. 이러한 점은 전류값, 전류 주파수 및, 코일(77, 78)의 여기시간을 독립적으로 설정시킨다는 것을 의미한다. 따라서, 열 처리가 최적의 상태로 실행된다.

경화 처리중에, 상기 제1 코일(77)의 근접 단부가 구멍(28)으로부터 돌출되는 동안, 제1 코일(77)의 말단 단부가 홈(56a)에 대응되는 축방향 위치에 위치될수 있도록 제1코일은 구멍(28)을 통해서 삽입된다. 또한, 제2 코일(78)이 경화 처리에 필요한 돌출부(56)를 감싸도록 제2 코일(78)은 돌출부(56)의 단부면을 향해 마주본다. 따라서, 경화 처리에 필요한 부분은 충분히 가열되어 향상된 방법으로 경화 처리된다.

상기 제1 코일(77)은 구멍(28)의 벽을 가열하며, 제2 코일(78)은 돌출부(56)의 단부면을 가열한다. 이러한 점은 구멍(28)의 가열과 돌출부(56)의 가열이 따로따로 이루어질때와 비교하면 가열 시간을 보다 짧게 한다. 그 결과, 경화 처리에 필요한 전체 시간이 줄어들게 된다.

당업자들에게는 본 발명의 정신과 영역을 벗어남이 없이도 본 발명에 대하여 많은 다른 변경과 개조가 가능하다는 것은 명백하다. 특히, 본 발명은 다음의 형태로 구체화 될 수 있다.

(1) 돌출부(56) 표면과 일치시키기 위하여 반원통형으로 된 제2 코일(78) 대신에 평탄한 나선형 코일이 사용될 수 있다. 또한, 상기 코일(78)은 반드시 원형일 필요는 없으며 다른 형태가 될 수도 있다. 예를 들면, 코일(78)은 정사각형 또는 육각형 형태일 수 있다.

(2) 도 6에 도시된 바와 같은, 헤어핀형 코일은 나선형의 제1코일(77) 대신에 사용될 수 있다. 이 경우에, 상기 구멍(28)의 벽은 회전 경사판(27)이 회전하는 동안 가열된다. 이러한 점은 제1 코일(77)의 구조를 간단하게 한다.

(3) 도 6에 도시된 실시예에서, 경화 처리에 필요한 돌출부의 영역보다 작은 가열 영역을 갖는 코일은 돌출부(56)와 마주보도록 배치될 수 있다. 이 상태에서, 상기 돌출부(56)의 모든 단부면을 가열시키기 위하여 회전 경사판(27)이 회전된다. 이러한 구조는 보다 작은 제2 코일(77)을 사용할 수 있도록 한다.

(4) 구멍(28)의 벽의 축 방향 길이보다 축 방향으로 짧은 코일이 제1코일(77)로서 사용될 수 있다. 이 경우에, 열 처리는 제1 코일(77)을 구멍(28)에 대하여 이동시킴으로써 실행된다. 상대 이동을 시키기 위해서는, 상기 제1 코일(77)은 독자적으로 이동될 수 있거나, 또는 회전 경사판(27)이 단독으로 이동될 수 있으며, 또른 상기의 2가지가 함께 이동될 수 있다. 실제적으로 동일한 시간동안에 제1코일(77)이 구멍(28)의 각각의 벽을 향하여 마주보게 되도록 상대 이동이 이루어지는 것이 양호하다.

(5) 제1실시예와 도 6에 도시된 실시예에서, 상기 제1코일(77) 및 제2 코일(78)은 서로 일체되도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 일체된 코일은 돌출부쪽으로부터 구멍(28)안으로 삽입된다. 단지 하나의 코일이 필요하기 때문에, 부품의 개수가 줄어들게 된다. 이것은 열 처리를 용이하게 한다.

(6) 상기 실시예들의 각각에서, 구리 파이프가 코일 대신에 사용될 수 있다. 구리 파이프는 냉각제가 파이프를 통해 흐르는 동안 여기되게 된다. 이 경우에, 보다 큰 값을 갖는 전류는 파이프가 냉각되는 동안 구리 파이프를 통해 흐른다. 이것은 가열 시간을 줄여준다.

(7) 제1실시예와 상기의 (1) 내지 (5)에 설명된 실시예에서, 다수의 구멍이 있는 구리 파이프가 코일 대신에 사용될 수 있다. 냉각하기 위해 사용되는 냉각제는 구멍으로 부터 주입된다. 고주파 전류가 소정의 시간동안 구리 파이프를 통해 흐른 이 후에, 냉각제는 냉각에 필요한 회전 경사판(27)의 부분을 향해서 구멍을 통해 주입된다. 물 또는 오일이 냉각제로서 사용될 수 있다. 이 경우에, 회전 경사판(27)의 가열된 부분은 구리 파이프를 제거하지 않고도 냉각될 수 있다.

(8) 상기 스러스트 베어링(55)은 평면 베어링 또는 미끄럼 베어링으로 대체할 수 있다.

(9) 회전 경사판(27)을 최소 경사 위치를 향해 미는 제2 스프링(54)은 제거될 수 있다. 이 경우에, 상기 회전 경사판(27)은 압축기의 작동이 정지될 때 크랭크실(17)내의 압력이 높아지게 되어 최소 경사 위치로 전환된다. 이러한 구조는 압축기의 중량을 감소시키고 생산 단가를 감소시킨다.

(10) 본 발명은 크랭크실(17)의 흡입실(38)을 연결하는 방출 통로와, 크랭크실(17)의 압력을 변화시키기 위하여 방출 통로에 제공된 제어 밸브를 갖는 압축기에 적용될 수 있다. 또하, 회전 경사판(27)의 내구성은 본 발명을 적용함으로써 향상되며, 압축기의 수명도 따라서 연장된다.

그럼으로, 상기 예와 실시예는 도시된 것 만으로 고려되는 것이지 제한되는 것이 아니며, 본 발명은 본원에서 설명된 설명으로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위의 범위와 동등함내에서 수정될 수 있다.

Claims (13)

1. 실린더 보어(11a)에 수용된 피스톤(24)과, 상기 피스톤(24)을 왕복운동시키기 위하여 크랭크실(17)에 수용된 캠판(27) 및 캠판(27)을 경사지게 그리고 회전가능하게 지지하기 위한 구동축(16)을 구비하고, 압축기는 흡입실(38)로부터 가스를 흡입하고, 실린더 보어(11a)안에서 가스를 압축하며, 피스톤(24)의 왕복운동에 따라서 배출실(40)에 가스를 배출하고, 또한 실린더 보어(11a)내의 압력과 크랭크실(17)의 압력 사이의 압력 차이에 기초하여 캠판(27)의 경사 각도를 변화시킴으로써 가스 배출량을 변화시키는 가변 용량형 압축기에 있어서, 상기 압축기는 가스를 흡입실(38)까지 도입하는 통로(33)와; 상기 통로(33)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하기 위하여 구동축(16)에 이동가능하게 지지된 스풀(51)과; 상기 스풀(51)이 통로를 개방시키는 방향으로 베어링(55)을 향해 스풀(51)을 밀어주는 스프링(53) 및; 캠판(27)으로 부터 하중을 수용하기 위해 구동축(16)에 대하여 위치된 스러스트 베어링(55)을 포함하며; 상기 캠판은 스러스트 베어링(55)을 향해 연장되며 스러스트 베어링과 접촉하는 대향 접촉 표면을 갖는 돌출부(56)와, 구동축(16)이 설치되며 돌출부에 인접되게 개방되는 개구를 갖는 축 구멍(28) 및; 상기 개구에 인접된 축 구멍(28)의 벽에 형성된 홈(56a)를 포함하며; 내마모성을 향상시키기 위하여 돌출부(56)의 외부면과 축 구멍(28)의 벽에 경화 처리가 실행되는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 경화 처리는 고주파 전류를 이용하여 실행되는 가변 용량형 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 돌출부(56)는 둥근 외부 표면을 갖는 가변 용량형 압축기.
4. 캠판의 하중을 수용하기 위한 스러스트 베어링(55)과 구동축(16)을 가지며, 구동축의 회전에 따라 피스톤(24)을 왕복운동시키기 위해 구동축에 경사지게 지지되는 압축기용 캠판(27)에 있어서, 상기 캠판은 스러스트 베어링(55)을 향해 연장되며, 스러스트 베어링(55)과 접촉하는 대향 접촉 표면을 갖는 돌출부(56)와, 구동축(16)이 설치되며 돌출부에 인접되게 개방되는 개구를 갖는 축 구멍(28) 및; 상기 개구에 인접된 축 구멍(28)의 벽에 형성된 홈(56a)를 포함하며; 내마모성을 향상시키기 위하여 돌출부(56)의 외부면과 축 구멍(28)의 벽에 경화 처리가 실행되는 것을 특징으로 하는 압축기용 캠판.
5. 제4항에 있어서, 상기 경화 처리는 고주파 전류를 이용하여 실행되는 압축기용 캠판.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 돌출부(56)의 외부면은 일반적으로 반원통형인 압축기용 캠판.
7. 제1 및 제2 측면을, 금속판(27)을 관통하는 관통 구멍(28) 및 상기 관통 구멍(28)에 인접된 제1 측면으로부터 돌출되는 돌출부(56)를 갖는 금속판(27)을 경화하되 관통구멍(28)의 벽과 돌출부(56)의 외부면을 동시에 경화하는 방법에 있어서, 돌출부(56)의 외부면 근방에서 홈으로 관통 구멍(28)을 확장하는 단계와; 제1 도전성 와이어(77)를 관통 구멍(28)안으로 삽입하는 단계와; 제2 도전성 와이어(78)를 돌출부(56)의 외부면에 대향되게 위치시키는 단계와; 제1 및 제2 도전성 와이어(77, 78)를 통해 흐르는 고주파 전류에 의해 금속 판에 유도되는 와류에 의해 금속판(27)을 가열하는 단계 및; 가열된 금속판(27)을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 도전성 와이어(77)가 관통 구멍(28) 안으로 삽입될 때, 제1 도전성 와이어(77)는 제2 측면으로부터 돌출되며 돌출부(56)의 외부면이상의 길이로 축방향으로 연장되는 경화 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 도전성 와이어(77)는 그 자신의 축 둘레에 나선형으로 감겨져 있으며, 관통 구멍(28)의 축을 따라 배치되는 경화 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 도전성 와이어(78)는 돌출부(56)의 외부면과 일치하도록 배열되는 경화 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2 도전성 와이어(78)의 내부는 관통 구멍(28)의 개구의 방사상 내측에 위치되며, 상기 와이어의 외부는 돌출부(56)의 방사상 외측에 위치되는 경화 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도전성 와이어(77, 78)는 고주파 동력원(79)에 연결되는 경화 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 고주파 전류는 관련 고주파 동력원(79)으로 부터 제1 및 제2도전성 와이어(77, 78)로 동시에 공급되는 경화 방법.

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