KR100325916B1 - 가변 용량형 사판식 압축기 및 용량 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

압축기는 구동축(6)에 의해 경사지게 지지되는 사판(22)을 포함한다. 압축기의 용량은 사판(22)의 경사 각도에 따라 변한다. 사판(22)의 최소 경사 각도(θmin)는 구동축(6)의 축선에 수직한 평면에 대해 3 내지 5°보다 작다. 사판(22)은 경사 각도를 증가시키기 위해 사판(22)에 힘을 가하는 복귀 스프링(27)으로 인해 최소 경사 각도가 작을 지라도, 그 최소 경사로부터 그 각도를 증가시키도록 이동될 수 있다. 복귀 스프링(27)은 실질적으로 경사 각도를 증가시키는 방향으로 사판(22)을 이동시킨다.

Description

가변 용량형 사판식 압축기 및 용량 제어 밸브{Variable displacement type swash plate compressor and displacement control valve}

본 발명은 가변 용량형 사판식 압축기, 특히 공조 시스템이 꺼져 있을 때 압축기의 전력 소비를 감소시킬 수 있는 가변 용량형 사판식 압축기와, 이 압축기에 사용하기 위한 용량 제어 밸브에 관한 것이다.

통상적으로, 냉매 가스를 압축하기 위한 압축기는 차량 공조 시스템을 위해 냉매 회로에 합체된다. 그러한 압축기는 일반적으로 차량 엔진에 의해 구동되고, 종종 전자 클러치 기구에 의해 엔진에 연결되어 있다. 상기 전자 클러치는 냉동부하가 있을 때에만 엔진에 압축기를 연결시킨다. 그러나, 전자 클러치 기구를 가진 압축기는 총중량 및 제조원가를 상승시키고, 클러치가 엔진으로부터 동력을 끌어당긴다.

이런 문제에 대한 해결책으로서, 클러치리스 압축기가 제안되었는 데, 이 압축기는 엔진에 직접 연결되며 엔진이 동작할 때마다 동력이 전달된다. 최근에는, 가변 용량형 사판식 압축기가 그러한 클러치리스 시스템에 적절한 것으로 고려되고 있다. 가변 용량형 사판식 압축기는 냉동 부하의 변화에 따라 압축성능(배출 용량)을 자동적으로 또는 외부 제어유니트로서 가변적으로 제어하기가 좋다, 그러나, 이 압축기는 엔진에 부하를 연속적으로 적용한다.

냉동 부하가 높으면서 연속적이면, 클러치리스 가변 용량형 사판식 압축기는 양호하게 작동한다. 그러나, 차량 운전자가 공조 스위치를 끌 때와 같이 외부 명령에 반응하여 냉동 기능이 멈추면 압축기에 의해 엔진에 적용되는 부하를 감소시킬 필요가 있다.

일반적으로, 가변 용량형 사판식 압축기의 배출 용량은 구동축에 대한 사판의 각도(경사각)를 용량 제어 밸브에 의해 제어함으로써 달성되는 피스톤 행정의 조절에 의해 제어된다. 사판의 경사각은 하우징에 규정된 크랭크실의 내압(Pc)을 제어함으로써 제어된다. 특히, 크랭크실의 내압(Pc)은 배출 용량을 감소시키는 경사각을 감소시키기 위해 증가된다. 사판을 그러한 구조로 경사각을 증기시키는 방향으로 경사시키기 위해서, 사판은 크랭크실의 내압(Pc)이 떨어질 때 최대 경사각을 향하여 이동하여야 한다. 사판을 최대 경사각으로 회전시키기 위해서, 최소 경사각은 0° (구동축에 수직인 면에 대해 측정하였을 때)의 부근에 있으면 안된다. 즉, 사판의 최소 경사각이 0° 부근에 설정되면, 압축이 거의 발생되지 않고, 최대 경사각을 다시 얻기에 충분한 압축 반발력이 발생하지 않는다. 이것은 사판을 최대 경사각으로 복귀하기가 어렵게 하거나 복귀할 수 없게 만든다. 따라서, 사판의 최소 경사각을 +3° 내지 +5°로 설정하여서 최소 경사각에서도 압축기로부터 약간 배출되게 하고 작지만 중요한 압축 반발력을 만들 필요가 있다. 압축 반발력은 사판의 경사각을 적절한 시간에 증가시키는 데 기여한다. 이것은 용량 제어 밸브에 의해 초래되는 크랭크실의 내압(Pc)의 감소에 반응하여 사판 각도를 증가시키는 것이 가능하게 한다.

만일 종래의 가변 용량형 사판식 압축기가 클러치리스 방식으로 설계되어서 차량 공조 시스템에 장착되면, 공조기의 시동 스위치가 꺼져서 사판의 경사각을 최소 경사각으로 설정할지라도 압축기는 최소 배출 용량으로 계속 작동하여 사판에 압축 반발력을 계속적으로 적용한다. 따라서, 작은 부하가 항상 차량 엔진에 적용된다. 공조 시스템이 꺼져 있을 때의 부하를 감소시키기 위해, 사판의 경사각을 가능한 많이 감소시킴으로써 압축 반발력을 가능한 작게 만들 필요가 있다. 만일 압축 반발력이 너무 작게 설정되면, 사판이 용량을 증가시킬 필요가 있을 때 기울어질 수가 없다. 최소 배출 용량하에서 동력 소비를 감소시키는 것과 사판을 최대 경사각으로 기울어지도록 압축 반발력을 사용하는 것과의 사이에는 절충을 해야 하므로, 양쪽 조건을 만족시키기 위해서 최소 배출 용량(또는 최소 경사각)을 정확하게 조정할 필요가 있다. 이것은 제조원가를 증가시키게 되는 종래의 가변 용량형 사판식 압축기에서는 달성하기가 어렵다.

도 1은 사판이 최대 경사각을 취할 때 제 1 실시예에 의한 사판식 압축기의 단면도.

도 2는 사판의 경사각이 감소될 때 도 1의 사판식 압축기의 단면도.

도 3은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며, 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 4는 배출 통로를 도시하며 도 1의 사판식 압축기의 부분 단면도.

도 5는 폐쇄된 배출 통로를 도시하며 도 4와 유사한 부분 단면도.

도 6은 사판의 경사 범위를 도시하는 부분 단면도.

도 7은 사판의 각도와 압축기의 배출 용량 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 8은 사판의 각도와 압축기에 의한 구동력 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 9는 사판의 회전 모멘트의 측정을 도시하는 그래프.

도 10은 경사각에 영향을 미치는 연합한 스프링력과 압축기의 배출 용량 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도 11은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 12는 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 13은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 14는 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 15는 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 16은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 17는 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 18은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 19는 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 20은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 21은 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 22는 용량 제어 밸브의 단면도를 포함하며 크랭크 압력 제어 장치의 개략도.

도 23은 도 22의 용량 제어 밸브의 단면도.

도 24는 제 14 실시예에 의한 크랭크 압력 제어 기구의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 실린더 블록 2 : 전방 하우징

3 : 밸브판 4 : 후방 하우징

5 : 크랭크실 6 : 구동축

7 : 전방 레이디얼 베어링 8 : 후방 레이디얼 베어링

9 : 코일 스프링 10 : 스러스트 베어링

12 : 풀리 13 : 벨트

14 : 엔진 15 : 립 실

22 : 사판 23 : 힌지 기구

24 : 지지암 25 : 가이드 핀

26 : 반경사 스프링 27 : 복귀 스프링

29 : 편두 피스톤 30 : 슈

31 : 흡입실 32 : 배출실

33 : 흡입 포트 34 : 흡입 밸브

35 : 배출 포트 36 : 배출 밸브

43 : 흡입 통로 50 : 외부 냉매 회로

이에 따라서, 본 발명의 목적은 공조 시스템이 꺼진(OFF) 상태에서 최소 배출 용량(최소 경사각)으로부터 복귀하려는 능력을 손상시키지 않고도 동력 소비를 감소시킬 수 있으며 또 제조가 용이한 가변 용량형 사판식 압축기를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 그러한 압축기에서 사용하기 위한 용량 제어 밸브를 제공하는 데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명은 실린더 보어를 형성하는 하우징, 크랭크실, 흡입실 및 배출실을 포함하는 가변 용량 압축기를 제공한다. 피스톤이 실린더 보어 내에 수용되어 있다. 구동축이 크랭크실에서 하우징에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 구동판은 구동축의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 전환시키기 위해 피스톤에 연결되어 있다. 구동판은 구동축에서 지지되어서 구동축의 축선에 수직한 평면에 대여 경사지고 또 구동축과 일체로 회전된다. 구동판은 구동판에 적용된 모멘트에 따라 최대 경사각 위치와 최소 경사각 위치의 범위에서 이동된다. 상기 모멘트는 크랭크실의 압력을 기초로 한 모멘트와 실린더 보어 내의 압력을 기초로 한 모멘트를 성분으로서 포함한다. 구동판은 경사각에 따라 피스톤의 행정을 변화시켜 압축기의 용량을 바꾼다. 압력 제어기구는 크랭크실 내의 압력을 제어하여 구동판의 경사를 변화시킨다. 최소 경사각은 한계각보다 작다. 한계각은 경사범위의 하한계에 의해 결정되는 데, 상기 경사범위 내에서 구동판은 피스톤에 적용된 압력의 반발력에 의해 그 각도를 증가시키도록 이동될 수 있다. 가압 부재는 구동판의 경사가 한계각보다 작을 때 그 경사각을 증가시키도록 구동판을 가압한다.

또한 본 발명은 크랭크실에 배치된 구동판의 경사각을 조정함으로써 가변용량 압축기의 용량을 제어하는 용량 제어 밸브를 제공한다. 압축기는 배출실을 크랭크실과 연결시키는 공급 통로와, 크랭크실을 흡입실에 연결시키는 블리드 통로를 포함한다. 용량 제어 밸브는 상기 공급 통로 내에 배치된 제 1 밸브를 포함한다. 제 1 밸브는 공급 통로의 개방치수를 조절하는 제 1 밸브체와, 상기 제 1 밸브체를 개방시키도록 힘을 가하는 제 1 스프링을 포함한다. 제 2 밸브는 블리드 통로의 개방치수를 조정하는 제 2 밸브체와, 흡입실 내의 압력과 관련된 힘으로 제 2 밸브체를 폐쇄시키도록 힘을 가하는 압력 감지 부재와, 제 2 밸브체를 폐쇄시키도록 힘을 가하는 제 2 스프링을 포함한다. 전달 부재는 제 2 밸브체의 운동을 제 1 밸브체로 전달한다. 전달 부재는 제 2 밸브체가 폐쇄되는 이동을 할 때 제 1 밸브체를 개방시킨다. 솔레노이드는 압축기 외부에서 공급된 전류에 따라 여자된다. 솔레노이드는 공급된 전류와 관련된 힘에 따라 제 1 밸브체를 폐쇄시키고, 제 2 밸브체를 개방시킨다. 솔레노이드가 소자되면, 제 1 밸브체는 제 1 스프링의 힘으로 공급 통로를 개방하고, 제 2 밸브체는 제 2 스프링의 힘으로 블리드 통로를 폐쇄한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명의 원리를 예를 들어 설명하는 첨부도면과 함께 취해진 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.

이하에서는 차량 공조 시스템에서 사용되는 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 본 발명의 제 1 내지 제 14 실시예를 설명한다. 크랭크 압력 제어 장치(용량 제어 밸브를 포함)를 제외하고, 압축기는 모든 실시예에서 동일하다. 제 2 내지 제 14 실시에는 크랭크 압력 제어 기구에 대한 변경을 포함한다.

제 1 실시예

가변 용량형 사판식 압축기의 기본 구조는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 사판식 압축기는 실린더 블록(1)과, 상기 실린더 블록(1)의 제 1 단부에 연결된 전방 하우징(2)과, 밸브판(3)을 거쳐 실린더 블록(1)의 후방 단부에 연결된 후방 하우징(4)을 포함한다. 실린더 블록(1), 전방 하우징(2), 밸브판(3) 및 후방 하우징(4)은 볼트(16: 도 4 및 도 5에는 하나의 볼트만 도시됨)로써 함께 견고하게 연결되어 하우징을 형성한다. 크랭크실(5)은 실린더 블록(1)과 전방 하우징(2)으로 둘러싸인 영역에 형성되어 있다.

구동축(6)은 크랭크실(5) 안에서 전방 하우징(2) 및 실린더 블록(1)에 각각 설치된 한 쌍의 전방 및 후방 레이디얼 베어링(7, 8)에서 회전 가능하게 지지되어 있다. 코일 스프링(9) 및 스러스트 베어링(10)은 실린더 블록(1)의 중앙에 제공되고, 구동축(6)의 후방 단부는 코일 스프링(9)에 의해 전방으로 가압되는 스러스트 베어링(10)에 의해 지지되어 있다. 립 실(lip seal:15)이 구동축(6)의 전단부의 외측면과 전방 하우징(2)의 내부벽 사이에 배치되어 크랭크실(5)의 전방을 밀봉한다.

풀리(12)가 전방 하우징(2)의 전단부 원통부에서 볼 베어링(11)으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 풀리(12)는 전방 하우징(2)에서 돌출하는 구동축(6)의 전단부에 연결되어 있다. 풀리(12) 둘레에 감긴 벨트(13)를 통해 압축기는 클러치 없이 차량 엔진(14)에 연결되어 있다. 외부 구동원에서 클러치 기구 없이 직접 동력을 끌어당기는 압축기는 클러치리스(clutchless) 압축기라고 말한다.

회전 지지대(21)가 크랭크실(5)에서 구동축(6)에 부착되어 있다. 사판(22) 또는 캠판이 크랭크실(5) 안에 수용되어 있다. 구동축(6)은 사판(22)의 중앙부에 뚫린 관통 구멍 내에 삽입되어 있다. 구동축(6)은 관통 구멍의 테두리와 미끄럼 접촉을 한다. 사판은 힌지 기구(23) 또는 연동/안내 기구에 의해 회전 지지대(21) 및 구동축(6)에 연결되어 있다. 사판(22)은 구동축(6)에 대해 힌지 기구(23)의 대향측상에 평형추(22a)를 구비한다.

힌지 기구(23)는 회전 지지대(21)의 후면에서 돌출하는 한 쌍의 지지암(24: 하나만 도시됨)과, 사판(22)의 전면에서 돌출하는 한쌍의 가이드 핀(25: 하나만 도시됨)을 포함한다. 각각의 지지암(24)은 그 말단부에 형성된 원통형 가이드 구멍(24a)을 구비하며, 각각의 가이드 핀(25)은 그 말단부에 형성된 볼부(25a)를 구비한다. 상기 볼부(25a)는 지지암(24)의 각 가이드 구멍(24a)에 끼워맞추어진다. 힌지 기구(23)를 형성하는 지지암(24) 및 가이드 핀(25)은 사판을 구동축(6)과 함께 회전시킨다. 또한 사판(22)은 구동축(6)의 표면을 따라 축선(L1) 방향으로 미끄러질 수 있으며, 구동축(6)의 축선(L1)에 관하여 경사질 수 있다. 이러한 경사의 회전 중심은 피봇축선(A)이라고 부른다. 상기 피봇축선(A)은 도 1의 도면에 대해 수직인 방향으로 연장하고, 구동축(6)의 축선(L1)에 대해 수직이다. 피봇축선(A)의 위치는 구동축(6)을 따르는 사판(22)의 미끄러짐에 따라서 변화한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 경사각을 감소시키는 힘을 갖는 코일 반경사 스프링(coil disinclination spring: 26)은 구동축(6)에서 회전 지지대(21)와 사판(22) 사이에 설치된다. 반경사 스프링(26)은 사판(22)을 실리더 블록(1)을 향하여 {즉, 사판(22)의 경사각을 감소시키는 방향으로} 가압한다.

스냅링(27a)은 사판(22) 뒤에서 구동축(6)에 부착되어 있다. 코일 스프링으로 이루어진 복귀 스프링(27)은 스냅링(27a)과 사판(22) 사이에 설치되어 있다. 사판(22)에서의 압력이 구동축(6)을 따라 전후로 이동 가능한 복귀 스프링(27)에 적용되면, 복귀 스프링(27)은 사판(22)을 실린더 블록(1)에서 멀어지도록 (즉, 경사각을 증가시키는 방향으로) 가압한다. 스냅링(27a)은 복귀 스프링(27)의 후방 이동을 제한한다.

이제 사판(22)의 경사범위를 설명하기로 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 'H' 는 구동축(6)의 축선(L1)에 대해 수직하며 피봇축선(A)을 포함하는 수직면을 가리킨다. 이 면(H)과 사판(22) 사이의 각도는 사판(22)의 경사각이다. 사판(22)이 면(H)에 평행하면, 경사각은 0°이다. 경사각 0°에서는 사판(22)이 캠판으로서의 역할을 하지 않고, 피스톤 행정이 영(zero)으로 되어서 배출 용량을 영으로 만든다.

사판(22)의 상단부가 실린더 블록(1)을 향하여 경사지는 방향(도 6에서 +θ로써 가리키는 방향)은 정방향으로서 규정되고, 그 반대방향(도 6에서 -θ로써 가리키는 방향)은 부방향이다. 사판(22)의 허용 가능한 최대 경사각은 θmax이고, 사판(22)의 허용 가능한 최소 경사각은 θmin이고, 사판(22)의 경사 가능한 범위는 θmin에서 θmax까지 이다.

압축기의 배출 용량은 사판(22)의 각도(θ)가 정방향으로 증가함에 따라 증가하고, 경사각(θ)이 최대 경사각(θmax)으로 되면 최대로 된다(100% 용량). 최대 경사각(θmax)은 도 1에 도시된 바와 같이, 사판(22)의 평형추(22a)가 회전 지지대(21)의 후면에 제공된 제한 돌출부(21a)에 접함으로써 한정된다.

사판(22)의 최소 경사각(θmin)은 아래의 구성 1 및 2 중 하나에 의해 제한을 받는다.

구성 1: 사판(22)이 최대 배출 용량상태(θmax)에서 경사각 감소방향으로 이동하면, 사판(22)이 복귀 스프링(27)의 일단부에 먼저 접한다. 사판(22)이 더욱 이동하면, 스냅링(27a)과 사판(22) 사이에 삽입된 복귀 스프링(27)이 최소 길이로 압축되고, 이 길이는 사판(22)이 더이상 이동할 수 없는 지점을 한정한다. 이것은 최소 경사각(θmin)을 규정한다.

구성 2: 도 1의 하부에 도시된 피스톤(29B)은 하사점에 있다. 피스톤(29B)의 헤드가 밸브판(3)에 닿으면, 사판(22)이 더이상 경사지지 않는다. 이것은 최소 경사각(θmin)을 규정한다.

최소 경사각(θmin)의 설정값은 도 7 및 도 8을 참고하여 아래에 설명하기로 한다. 본 발명자는 사판(22)을 회전시키는 데 필요한 동력(W)은 도 8에 도시된 바와 같이, 사판(22)의 경사각(θ)이 0°를 포함하는 범위(R)에 놓여 있는 한 거의 변하지 않는다는 것을 알았다. 다시 말하면, 본 발명자는 사판(22)이 최소 동력으로 구동될 수 있는 각도 범위(R)는 0°근처에 놓여 있다는 것을 알았다. 각도 범위(R)의 상한계(θA)는 종래의 사판식 압축기에서의 최소 경사각(θC)보다 작으며, 또 임계각(θB)과 동일하거나 그보다 작으며, 임계각 이하에서는 압축 반발력이 사판(22)을 최대 경사각을 향하여 기울어지게 하기에는 불충분하다. 최소 경사각(θmin)은 각도 범위(R)에서 임의값으로 설정되어 있어서 공조 시스템이 꺼져 있을 때 압축기는 최소 부하를 적용하게 된다(도 7). 따라서, 각각의 각도는 θmin ≤ θA ≤ θB ≤ θC 의 관계를 가진다.

θA 이하의 범위에서 작은 정(+)의 값이나 0°, 또는 부(-)의 값으로 설정될 수 있는 최소 경사각(θmin)은 이 실시예에서는 대략 0°로 설정되어 있다.

엔진(14)이 작동하지 않음에 따라 압축기가 완전히 정지한 상태에서, 반경사 스프링(26)과 복귀 스프링(27)은 모두 사판(22)에 힘을 가한다. 이때, 사판(22)의 각도(θx)는 반드시 두 스프링(26, 27)의 힘의 평형에 의해 결정된다. 이 실시예에서, 스프링(26, 27)은, 경사각(θx)이 임계각(θB)과 동일하거나 또는 그보다 크게 되도록 선택되며(도 7 참조), 임계각 이하에서는 압축 반발력이 사판(22)을 최대 경사각을 향하여 기울어지게 하기에는 불충분하다. 이러한 경사각(θx)은 종래 기술의 최소 경사각(θc)과 동일하거나 그보다 클 수가 있다.

최소 경사각(θmin), 복귀 스프링(27) 및 두 스프링(26, 27)의 힘의 설정치는 본 발명의 특징적인 양태이다. 이들의 기술적 중요성은 아래의 작동 설명에서 상세히 설명하기로 한다.

다수의 실린더 보어(1a)는 구동축(6) 둘레로 실린더 블록(1) 내에 형성되어 있다. 이 압축기에서는 7개의 실린더 보어(1a)가 있는 데, 도 1에는 2개만이 도시되어 있다. 편두 피스톤(single-head piston: 29)은 각 실린더 보어(1a)에서 왕복운동 가능하게 유지되어 있다. 각 피스톤(29)의 전단부(헤드 반대쪽에 있는)는 한 쌍의 슈(30)에 의해 사판(22)의 디스크형 주변에 연결되어 있다. 각 피스톤(29)은 슈(30)에 의해 사판(22)에 연결되어 있다. 그러므로, 사판(22)이 0°이외의 각도로 기울어지는 한, 사판(22)과 구동축(6)의 회전운동은 슈(30)에 의해 각 피스톤(29)의 선형 왕복운동으로 전환된다. 다시 말하면, 각 피스톤(29)의 행정은 사판(22)의 경사각 변화에 따라 변한다. 경사각의 변화는 압축기의 배출 용량을 변화시킨다. 그러나, 힌지 기구(23)를 사용하면 개별 실린더 보어(1a)에서 피스톤(29)의 상사점 위치를 대략 동일하게 만든다. 피스톤이 상사점 위치에 있으면 각 실린더 보어(1a)에서의 상단 틈새가 거의 영이 된다.

사판(22)이 정의 최대 경사각(θmax)에 있으면(도 1 참조), 이 압축기의 배출성능은 최대이다. 상부 피스톤(29A)은 상사점 위치(T)에 있고, 하부 피스톤(29B)은 하사점 위치에 있다. 힌지 기구(23)는 상사점 위치(T)에 있는 피스톤과 정렬된다.

후방 하우징(4)에는 형상이 거의 환형인 흡입실(31)과 배출실(32)이 형성되어 있다. 배출실(32)은 흡입실(31)을 둘러싼다. 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 흡입실(31)은 후방 하우징(4)에 형성된 흡입 통로(43)를 경유하여 외부 냉매 회로(50: 후술함)의 하류측에 연결되어 있다.

흡입 포트(33), 상기 흡입 포트 개폐용 흡입 밸브(34), 배출 포트(35) 및 상기 배출 포트 개폐용 배출 밸브(36)가 각 실린더 보어(1a)와 연계되어 밸브판(3)에 형성되어 있다.

각 피스톤(29)이 상사점에서 하사점을 향해 이동할 때에, 외부 냉매 회로(50)에서 흡입 통로(43)를 경유하여 흡입실(31)로 공급되는 냉매 가스{흡입압력(Ps)에서}는 흡입 포트(33) 및 흡입 밸브(34)를 경유하여 관련된 실린더 보어(1a) 내로 흡입된다. 피스톤(29)이 하사점에서 상사점을 향해 이동할 때에는, 실린더 보어(1a)에 공급된 냉매 가스가 배출 포트(35) 및 배출 밸브(36)를 경유하여 배출실(32)로 배출된다. 각 피스톤이 가스를 압출할 때 피스톤에 의해 전달되는 압축 반발력(F)은 지지대(21)의 전방에 배치된 스러스트 베어링(28), 회전 지지대(21), 힌지 기구(23) 및 사판(22)을 거쳐 전방 하우징(2)의 내벽이 받는다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배출 케이스(90)는 실린더 블록(1)의 측벽(도 4에서 상부)에 부착되고, 그 내부 공간은 배출 머플러(91)를 형성한다. 배출 케이스(90)의 상부벽에 설치된 배출 포트(92)는 L형상이고, 이 배출 포트를 통해 배출 머플러(91)가 외부 냉매 회로(50)의 상류측에 연결된다. 배출 머플러(91)는 압축된 냉매 가스의 배출 펄스에 의해 발생된 소음을 억제하며, 압축된 냉매 가스는 각 실린더 보어(1a)에서 배출실(32)로 간헐적으로 배출된다.

볼트(16)와 평행하게 연장하는 밸브 구멍(93)이 실린더 블록(1)의 측벽부에 형성되어 있다. 상기 밸브 구멍(93)의 후단부(도 4에서 우측단부)는 밸브판(3)에 뚫린 배출 포트(94)를 경유하여 후방 하우징(4)의 배출실(32)과 서로 연통한다. 밸브 구멍(93)의 대략 중심을 배출 머플러(91)와 연결시키는 구멍(95)이 실린더 블록(1)에 형성되어 있다. 따라서, 배출 포트(94), 밸브 구멍(93), 구멍(95), 배출 머플러(91), 및 배출 포트(92)는 배출실(32)에서 배출된 압축 냉매가스(배출압력 Pd)를 외부 냉매회로(50)로 안내하는 배출 통로를 형성한다. 이 배출 통로(91 내지 95) 및 배출실(32)은 배출 압력 영역을 형성한다.

밸브체(96)는 축방향으로 미끄럼 구동 가능하게 충분한 틈새를 가지고 밸브 구멍(93)에 끼워지며, 스풀밸브를 형성한다. 밸브체(96)의 내부는 실린더 블록(1)에 형성된 배압통로(98)를 경유하여 배출 머플러(91)에 연결된다. 밸브체(96)의 후단부면(96a)은 밸브체(96)가 배출 포트(94)에 닿을 때 이 배출 포트를 완전히 폐쇄한다. 압축기의 배출압력은 상기 후단부면(96a)에 적용된다.

밸브 스프링(97)의 한 단부는 밸브체(96)에 배치된다. 상기 밸브 스프링(97)의 대향 단부는 밸브 구멍(93)의 전단부(도 4에서 좌측단부)에 부착된다. 밸브 스프링(97)은 밸브체(96)를 밸브판(3)을 향해 가압한다. 그 결과, 밸브체(96)의 위치는, 밸브 스프링(97)의 스프링력과 밸브체(96)의 배압의 힘과의 합력인 우측방향의 힘과, 배출 통로의 내압(즉, 배출압력 Pd)을 기초로 한 좌측방향의 힘의 평형에 의해 결정된다.

스프링(97)의 스프링력은, 배출실(32)의 내압(배출압력 Pd)과 배출 머플러(91)의 내압(Pm) 사이의 차이가 예정값 △P(예로서 0.5 kgf/cm²)보다 적을 때 밸브체(96)가 배출 통로(91 내지 95)를 폐쇄하도록 선택된다. 압력차(Pd - Pm)가 예정값(△P)과 동일하거나 그보다 크면, 밸브체(96)는 항상 밸브 구멍(93)의 전방 절반부에서 개방위치(도 4에 도시됨)에 위치되고, 배출 포트(94) 및 구멍(95)은 밸브 구멍(93)의 후방 절반부를 경유하여 연결된다. 한편, 압력차(Pd - Pm)가 예정값(△P)보다 작으면, 스프링(97)에 의한 우측방향의 가압작용이 배출압력(Pd)의 좌측방향의 힘을 능가하고, 밸브체(96)는 밸브 구멍(93)의 후방 절반부에서 폐쇄위치(도 5에 도시됨)에 위치된다. 그 결과, 밸브체(96)는 배출 포트(94)를 밸브 구멍(95)에서 분리시킨다. 밸브체(96) 및 이와 관련된 부재(93, 95)는 스톱 밸브를 형성한다. 예정된 압력차(△P)는 스톱 밸브의 밸브 개방 압력으로서 작용한다.

제 1 실시예에 따라, 사판식 압축기의 실린더 블록(1) 및 후방 하우징(4)에는 도 3에 도시된 바와 같이 배출실(32)을 크랭크실(5)로 연결하는 가스 공급 통로(38, 39)와, 크랭크실(5)을 흡입실(31)로 연결하는 블리드 통로(40)가 나란히 설치되어 있다. 고정 제한기(41)는 블리드 통로(40) 내에 배치되고, 용량 제어 밸브(60)는 가스 공급 통로(38, 39) 사이에 설치되어 있다. 압력 감지 통로(42)는 가스 공급 통로(38, 39) 및 블리드 통로(40)를 방해하지 않고 후방 하우징(4)에 설치되어 있다. 압력 감지 통로(42)는 흡입실(31) 또는 흡입압력 영역의 내압{흡입압력(Ps)}이 용량 제어 밸브(60)의 일부에 작용하도록 허용한다.

통로(38, 39, 40, 42), 고정 제한기(41) 및 용량 제어 밸브(60)는 크랭크실(5)의 내압(크랭크 압력 Pc)을 제어하여 사판 각도를 목표값으로 바꾸는 크랭크 압력 제어 장치를 형성한다.

사판(22)의 회전(또는 원심력)에 의해 발생된 모멘트는 사판(22)에 작용한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 사판(22)은 그 경사각(θ)이 작을 때 경사각을 증가시키는 방향으로 모멘트가 작용하도록 하고, 경사각(θ)이 클 때 경사각을 감소시키는 방향으로 모멘트가 작용하도록 설계되어 있다. 특히, 사판(22)의 형상, 그 무게중심(G)의 좌표 및 그 질량(m)은, 사판(22)의 경사각이 0°로 접근할 때 회전운동의 모멘트가 사판(22)이 회전함에 따라 경사각을 증가시키는 (또는 영으로 되는) 작용을 하도록 선택된다.

미심사된 일본 공개특허공보 헤이 7-293429호(대응 미국특허 제5,573,379호 및 독일 공개특허공보 제 19514748호)는, 사판의 형상, 무게중심(G)의 위치 및 질량(m)이 사판의 관성의 결과를 적절히 설정하도록 선택되면 사판(22)이 회전할 때 사판에 작용하는 회전운동의 모멘트가 위에서 설명한 바와 같이 작용할 것이라는 것을 상세히 설명하고 있다.

사판(22)의 경사각을 결정하는 모멘트들은 반경사 스프링(26) 및 복귀 스프링(27)의 평형 가압력을 기초로 하는 스프링력 모멘트와, 가스압의 힘에 의해 발생된 모멘트와, 전술한 회전운동의 모멘트이다. 상기 3가지 모멘트를 기초로 한 사판(22)의 경사각(θ)은 앞에서 언급한 θmin 및 θmax 사이의 어느 곳에 있다.

가스압의 힘을 기초로 한 모멘트는 압축 행정중에 실린더 보어에서 각 피스톤에 작용하는 압축 반발력과, 흡입 행정에서 실린더 보어의 내압과, 크랭크실의 내압(Pc)을 기초로 하여 발생된다. 이 모멘트는 용량 제어 밸브(60)에 의하여 크랭크 압력(Pc)을 제어함으로써 조정되는 데 이는 후술하기로 한다.

회전 운동의 모멘트가 사판(22)이 회전할 때의 원심력을 기초로 하기 때문에, 사판(22)이 정지해 있거나 저속도로 회전하는 경우에는 무시할 수 있다.

스프링력 모멘트가 반경사 스프링(26) 및 복귀 스프링(27)의 평형 가압력을 기초로 하여 작용한다. 이 압축기에서, 두 스프링(26, 27)의 힘들은 도 10에 도시된 바와 같은 관계를 가지도록 설정되어 있다.

도 10에서, 시동 용량은 압축기가 완전한 정지상태에서 작동할 때의 용량이고, 최대 배출 용량의 약 2% 내지 20%(양호하게는 약 4% 내지 10%)로 설정되어 있다. 시동 용량에 해당하는 사판(22)의 각도는 전술한 각도(θx)이다. 도 10으로부터 용이하게 이해되듯이, 사판(22)의 각도(θ)가 θx보다 작거나 동일하면, 복귀 스프링(27)에 의한 작용이 더 강하게 되고, 두 스프링(26, 27)의 합력이 경사각을 증가시키는 작용을 한다. 이 때, 스프링력 모멘트도 역시 경사각을 증가시키는 작용을 한다. 한편, 사판(22)의 각도가 θx 내지 θmax 의 범위에 놓여 있으면, 두스프링(26, 27)의 합력(및 스프링력 모멘트)이 경사각을 감소시키는 작용을 한다.

용량 제어 밸브(60)에 대해 설명하기 전에, 이 용량 제어 밸브(60)와 관련되어 있는 외부 냉매 회로(50) 및 외부 제어시스템을 간략히 설명하기로 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 압축기의 배출 케이스(90)의 배출 포트(92) 및 후방 하우징(4)의 흡입 통로(43)는 외부 냉매 회로(50)를 경유하여 함께 연결되어 있다. 상기 외부 냉매 회로(50) 및 압축기는 차량 공조 시스템에서 냉매 회로를 형성한다.

외부 냉매 회로(50)에는 응축기(51), 팽창 밸브(52) 및 증발기(53)가 제공되어 있다. 팽창 밸브(52)는 응축기(51)와 증발기(53) 사이에서 가변제한 저항기로서 작용한다. 팽창 밸브(52)는 응축기(51)와 증발기(53) 사이에 압력차를 제공하고, 열 부하(theraml load)와 일치되는 액체 냉매를 증발기(53)에 공급한다. 상기 팽창밸브(52)의 각도는 증발기(53)의 출구측에 설치된 감온 실린더(52a)에 의해 감지된 온도와, 증기압{특히, 증발기(53)의 입구포트 또는 출구포트에서의 압력}을 기초로 한 피드백 제어를 받는다. 이러한 피드백 제어는 외부 냉매 회로(50)에서의 냉매량을 조절하여 증발기(53)에서의 냉매의 증발상태가 적절한 과열도를 가지도록 한다.

온도 센서(54)는 증발기(53) 근처에 제공되어 있다. 상기 온도 센서(54)는 증발기(53)의 온도를 검출하고, 검출한 온도에 관한 정보를 제어 컴퓨터(55)에 공급한다. 제어 컴퓨터(55)는 공조 시스템의 가열 및 냉동 제어를 모두 수행한다. 온도 센서(54)에 덧붙여, 객실의 온도를 검출하는 객실 온도 센서(56), 차량의 객실 온도를 설정하기 위한 객실 온도 설정 유니트(57), 공조 시스템용 시동 스위치(58), 및 태양 방사선 양을 검출하는 일사량 센서(insolation amount sensor: 56A)는 제어 컴퓨터(55)의 입력측에 연결되어 있다. 용량 제어 밸브(60)의 코일(86: 후술함)에 공급하는 전류를 제어하는 구동 회로(59)는 제어 컴퓨터(55)의 출력측에 연결되어 있다.

제어 컴퓨터(55)는 온도 센서(54)로부터 구한 증발기 온도, 객실 온도 센서(56)로부터 구한 객실 온도, 일사량 센서(56A)로부터의 일사량에 관한 정보, 객실 온도 설정 유니트(57)에 의해 미리 설정되어 있는 예정 객실 온도, 및 시동 스위치(58)로부터의 ON/OFF 설정상태와 같은 외부정보를 기초로 하여 코일(86)에 적절한 전류양을 계산한다. 제어 컴퓨터(55)는 구동 회로(59)를 작동시켜 계산된 전류를 용량 제어 밸브(60)로 공급하도록 하고, 이로써 용량 제어 밸브(60)의 설정 흡입압력(Pset)의 가변 제어를 외부에서 수행한다.

또한, 제어 컴퓨터(55)는 엔진(14)의 도시되지 않은 전자 제어 유니트(ECU)에 연결되어 있고, 엔진(14)의 작동 또는 비작동에 관한 정보와, 상기 ECU로부터의 엔진 속도를 수신한다. 제어 컴퓨터(55) 및 구동 회로(59)는 외부 제어 수단으로서 작용한다.

제 1 실시예의 크랭크 압력 제어 장치의 일부인 용량 제어 밸브(60)의 세부는 도 3을 참고하여 설명하기로 한다. 용량 제어 밸브(60)는 상기 제어 밸브(60)의 중심 부근에 함께 연결되어 있는 밸브 하우징(61) 및 솔레노이드부(62)를 가진다. 밸브 하우징(61)과 솔레노이드부(62) 사이에 있는 밸브 챔버(63) 안에서 밸브체(64)가 이동 가능하게 유지되어 있다. 상기 밸브 챔버(63)는 이 밸브 챔버(63)의 측벽에 형성된 밸브 챔버 포트(67)와, 상류 가스 공급 통로(38)를 경유하여 배출실(32)에 연결되어 있다.

밸브 구멍(66)은 밸브 챔버(63)의 상부에 형성되어 있다. 상기 밸브 구멍(66)은 밸브 하우징(61)의 축방향으로 연장한다. 밸브 하우징(61)내에서 밸브 챔버(63) 위에 형성되어 있는 포트(65)는 밸브 구멍(66)에 대해 수직이다. 밸브 챔버(63)는 밸브 구멍(66), 포트(65) 및 하류측 가스 공급 통로(39)를 경유하여 크랭크실(5)에 연결되어 있다.

압력 감지 챔버(pressure sensitive chamber: 68)는 밸브 하우징(61)의 상부에 형성되어 있다. 압력 감지 챔버(68)는 이 챔버의 측벽에 형성된 압력 공급 포트(69)와, 압력 감지 통로(42)를 경유하여 흡입실(31)에 연결되어 있으며, 그래서 흡입압력(Ps)에 노출되어 있다. 벨로우즈(70)가 압력 감지 챔버(68)내에 제공되어 있고, 상기 벨로우즈(70)를 팽창시키는 방향으로 벨로우즈(70)의 가동 단부(하단부)를 가압하는 설정 스프링(70a)이 벨로우즈(70)에 설치되어 있다. 벨로우즈(70)의 내부는 진공 상태 또는 압력 감소 상태로 설정되어 있다. 벨로우즈(70) 및 설정 스프링(70a)은 압력 감지 부재를 형성한다.

밸브 구멍(66)을 따라 가이드 구멍(71)이 압력 감지 챔버(68)와 밸브 챔버(63) 사이에서 밸브 하우징(61)의 중앙에 형성되어 있다. 압력 감지 로드(72)는 축방향으로 미끄럼 구동할 수 있는 충분한 틈을 가지고 가이드 구멍(71)에 끼워져 있다. 압력 감지 로드(72)의 상단부는 벨로우즈(70)의 가동 단부에 부착되고, 그 하단부는 밸브체(64)의 상단부에 부착된다. 압력 감지 로드(70)의 하단부의 직경은 밸브 구멍(66)에서 냉매 가스가 유동할 수 있도록 밸브 구멍(66)의 내경보다 충분히 작다. 이러한 방법으로, 밸브체(64)는 압력 감지 로드(72)에 의해 벨로우즈(70)에 연결되어 있다. 압력 감지 챔버(68), 벨로우즈(70), 설정 스프링(70a) 및 압력 감지 로드(72)는 흡입압력(Ps)의 변화를 밸브체(64)에 전달하는 압력 감지 기구를 형성한다.

용량 제어 밸브(60)의 하부 절반을 차지하는 솔레노이드부(62)는 바닥이 있는 리테이너 실린더(75)를 가진다. 고정 철심(76)이 상기 리테이너 실린더(75)의 상부에 끼워져서 이 실린더에서 솔레노이드 챔버(77)를 한정한다. 상단이 있는 거의 원통형의 플런저를 형성하는 가동 철심(78)이 왕복이동 가능하게 솔레노이드 챔버(77) 내에 유지되어 있다. 추종 스프링(follow-up spring: 79)은 가동 철심(78)를 상향으로{고정 철심(76)를 향하여} 떠민다. 가이드 구멍(80)이 고정 철심(76)의 중심에 축방향으로 형성되어 있고, 밸브체(64)와 일체로 된 솔레노이드 로드(81)가 상기 가이드 구멍(80)에 미끄럼 구동 가능하게 끼워져 있다. 압력 감지 로드(72), 밸브체(64) 및 솔레노이드 로드(81)가 기능적 부재(functional member)를 형성한다.

릴리스 스프링(release spring: 74)이 밸브 챔버(63) 내에 제공되어 있다. 릴리스 스프링(74)은 밸브체(64) 및 솔레노이드 로드(81)를 하향으로{밸브 구멍(66)을 개방하는 방향으로} 떠민다. 릴리스 스프링(74)의 하향력은, 전자기력이 작거나 영일 때 정상적으로는 밸브체(64)에 의해 밸브를 개방시키도록 만드는 추종 스프링(79)의 상향력 보다는 상당히 크다.

솔레노이드 로드(81)의 하단부는 릴리스 스프링(74)의 힘과 추종 스프링(79)의 힘 사이의 평형을 기초로 하여 가동 철심(78)의 상단면에 접한다. 이러한 방법으로, 가동 철심(78) 및 밸브체(64)가 솔레노이드 로드(81)에 의해 함께 연결된다.

솔레노이드 챔버(77)는 고정 철심(76)의 측벽에 형성된 연통홈 (communication groove: 82)과, 밸브 하우징(61)에 뚫려 있는 연통 구멍(83), 및 제어 밸브(60)에 닿을 때 제어 밸브(60)와 후방 하우징(4)의벽 사이에 형성되는 작은 환형 챔버(84)를 경유하여 포트(65)와 연통한다. 다시 말하면, 솔레노이드 챔버(77)는 밸브 구멍(66)과 동일한 압력(즉, 크랭크 압력 Pc)에 노출된다. 구멍(85)이 컵 모양의 가동 철심(78)에 뚫려 있고, 솔레노이드 챔버(77) 안에서 가동 철심(78)의 내부 압력과 외부 압력이 상기 구멍(85)을 통해 평형을 이루고 있다.

코일(86)은 철심(76, 78)을 부분적으로 덮는 영역에 걸쳐서 고정 철심(76)과 가동 철심(78) 주위에 감겨 있다. 구동 회로(59)는 제어 컴퓨터(55)로부터의 명령을 기초로 하여 상기 코일(86)에 예정 전류를 공급한다. 코일(86)은 공급된 전류에 해당하는 전자기력을 만들고, 고정 철심(76)이 이 전자기력에 따라 가동 철심(78)을 끌어당긴다. 이것이 솔레노이드 로드(81)를 상향으로 이동시킨다. 용량 제어 밸브(60)의 설정압(Pset)은 이런 방법으로 외부에서 가변적으로 제어된다.

이제 이 압축기의 정상 작동모드에서 용량의 변화와 관련된 작용에 대해 설명하기로 한다. 차량 엔진(14)이 작동중에 공조 시스템의 시동 스위치(58)가 온(ON)이면, 객실 온도 센서(56)에 의해 검출된 객실 온도가 객실 온도 설정 유니트(57)로써 설정된 온도 보다 크다고 가정한다. 이 경우에, 제어 컴퓨터(55)는 공조 프로그램에 기입되어 있는 계산 방정식에 따라 코일(85)로 공급하고자 하는 전류량을 계산하고, 계산된 전류량으로 코일(86)을 여자시키도록 구동 회로(59)에 지령한다. 다음에, 구동 회로(59)는 코일(86)에 예정 전류를 공급하고, 철심(76, 78) 사이에 공급된 전류의 값에 따라 전자기 흡인력을 발생시킨다. 상기 전자기 흡인력이 솔레노이드 로드(81) 및 밸브체(64)에 작용하여 밸브 구멍(66)의 크기를 제한하는 릴리스 스프링(74)의 힘에 대항하여 상향으로 이동하도록 한다. 그 결과, 밸브체(64)가 전자기 흡인력이 추종 스프링(79)의 상향력과 평형을 이루는 위치까지 이동되고, 밸브 구멍(66)의 개방치수가 밸브체(64)의 위치{설정압(Pset)의 설정}에 따라 조정된다.

상술한 방법으로 코일(86)이 여자되고 또 밸브 구멍(66)의 개방치수가 예정된 정도로 조정된 상태에서, 벨로우즈(70)가 압력 감지 통로(42)를 거쳐 압력 감지 챔버(68)에 적용되는 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 변화된다. 벨로우즈(70)의 용량은 압력 감지 로드(72)에 의해 밸브체(64)로 전달된다. 결과적으로, 코일(86)의 여자를 기초로 하는 밸브 구멍(66)의 개방치수가 벨로우즈(70)에 의해 영향을 받는 밸브체(64)에 의해 추가로 조정 또는 교정되고, 벨로우즈(70)가 흡입압력(Ps)에 반응한다.

용량 제어 밸브(60)에서 밸브 구멍(66)의 개방치수(이하, '밸브 개방치수'라고 한다)는 반드시 네 힘의 평형 즉, 구동 회로(59)로부터 공급된 전류값에 의존하는 가동 철심(78)의 상향력과, 추종 스프링(79)의 상향력과, 릴리스 스프링(74)의 하향력과, 흡입압력(Ps)의 변화에 의해 영향을 받는 압력 감지기구의 힘의 평형에 의해 결정된다.

차량 엔진(14)이 작동중에 시동 스위치(58)가 온(ON)되어 있는 한, 냉동부하가 크면, 객실 온도센서(56)에 의해 검출된 차량의 객실 온도는 객실 온도 설정유니트(57)에 의해 설정된 온도보다 크게 된다. 이 경우에, 검출된 객실 온도와 설정온도를 기초로 하여 제어 컴퓨터(55)가 구동 회로(59)를 제어하여 제어 밸브(60)의 설정 흡입 압력(Pset)을 감소시킨다. 즉, 검출된 온도가 커짐에 따라 제어 컴퓨터(55)는 고정 철심(76)과 가동 철심(78) 사이의 전자기 흡인력을 증가시키는 코일(86)에 공급하고자 하는 전류값을 증가시키라는 지령을 구동 회로(59)에 전달한다. 이로 인하여 밸브체(64)가 밸브 개방치수를 감소시킨다. 흡입 압력(Ps)이 낮을지라도, 밸브 구멍(66)은 밸브체(64)에 의해 용이하게 폐쇄된다. 다시 말하면, 냉동 부하가 크고(즉, 객실 온도가 높고), 또 흡입 압력(Ps)이 크면, 압력 감지 기구가 밸브 구멍(66)을 확실하게 폐쇄한다. 이것으로 인하여 사판(22)의 경사각이 최대 경사각(θmax)을 향하여 신속히 증가된다.

사판(22)의 경사각은 밸브 구멍(66)이 다음과 같은 이유로 인하여 폐쇄될 때(또는 밸브 개방치수가 제한될 때) 증가된다. 크랭크실(5)이 가스 공급 통로(38)를 통하여 배출실(32)로부터 고압 냉매를 수용하는 동안에, 용량 제어 밸브(60) 및 가스 공급 통로(38)는 냉매 가스를 고정 제한기(41)를 갖는 블리드 통로(40)를 통하여 흡입실(42)로 탈출하도록 허용한다. 제어 밸브(60)의 개방치수가 더 작아져서 냉매 가스의 공급량보다 냉매 가스의 배출유량을 더 크게 하면, 크랭크 압력(Pc)이 점차로 강하한다. 그 결과, 피스톤(29)에 적용되는 배압이 점차로 작아지므로, 피스톤(29)을 실린더 블록(1)을 향하여 떠미는 힘 또는 사판(22)의 경사각을 감소시키는 힘이 더 작아진다. 이것은 사판(22)의 경사각을 증가시킨다.

밸브 구멍(66)이 밸브체(64)에 의해 폐쇄되고 이에 의해 용량 제어 밸브(60)의 밸브 개방치수를 영으로 만들면, 배출실(32)에서 크랭크실(5)로 가는 고압 냉매가스의 공급이 중단된다. 따라서, 크랭크 압력(Pc)이 흡입 압력(Ps)과 대략 동일하게 되고, 압축 반발력에 의해 초래된 가스압 발생 모멘트가 비교적 커지며 이것이 사판(22)의 경사각을 최대로 한다. 이런 최대 경사각(θmax)에서, 각 피스톤(29)의 행정이 최대로 되고, 이것이 압축기의 배출 용량을 최대로 한다. 이런 방법으로, 공조 시스템의 냉동성능이 큰 냉동부하를 처리하도록 최대에 도달한다.

다른 한편, 냉동부하가 작고 시동 스위치(58)가 온이면, 객실 온도 센서(56)에 의해 검출된 객실 온도와 객실 온도 설정 유니트(57)에 의해 설정된 온도 사이의 차이가 더 작아진다. 이런 경우에, 제어 컴퓨터(55)는 구동 회로(59)를 제어하여 설정 흡입 압력(Pset)을 상승시킨다. 즉, 검출된 온도가 낮을 때, 제어 컴퓨터(55)가 코일(86)에 공급하고자 하는 전류값을 감소시키도록 구동 회로(59)에 지령하고, 이 전류값이 고정 철심(76)과 가동 철심(78) 사이의 전자기 흡인력을 감소시킨다. 이것은 밸브 개방치수를 증가시킨다. 흡입 압력(Ps)이 다소 높을 지라도, 밸브 구멍(66)이 밸브체(64)에 의해 용이하게 폐쇄되지 않는다. 다시 말하면, 냉동 부하가 작고(즉, 객실 온도가 낮고), 따라서 흡입 압력(Ps)이 낮으면, 밸브 구멍(66)이 압력 감지기구의 작동에도 불구하고 개방될 수 있다. 이것은 사판(22)의 경사각을 최소 경사각으로 신속하게 감소시킨다.

사판(22)의 경사각은 밸브 개방치수가 커지게 될 때 감소되는 데, 왜냐하면공급된 가스량이 크랭크실(5)로부터 배출된 가스량보다 더 커지게 되어 크랭크 압력(Pc)을 점차로 상승시키기 때문이다. 크랭크 압력(Pc)의 상승은 피스톤(29)에 적용된 배압을 증가시킨다. 따라서, 경사각을 감소시키는 가스압 발생 모멘트가 더 커지게 된다. 이것은 사판(22)의 경사각을 감소시킨다.

열 부하가 낮으면, 예로서 차량 외부의 온도가 객실 온도 설정 유니트(57)에 의해 설정된 온도 보다 낮으면, 사판(22)의 경사각(θ)이 0°부근으로 또는 0°로 감소된다. 이 경우에, 각 피스톤(29)의 행정이 사판(22)이 회전하고 있더라도 거의 영이 되고, 이로 인하여 압축기의 배출 용량을 거의 0%로 만든다. 이 때, 압축기는 엔진(14)으로부터 동력이 전달되더라도 거의 일을 하지 않고 동력을 거의 소비하지 않는다.

상기 압축기가 꺼질 때 제 1 실시예에 따른 가변 용량형 사판식 압축기는 다음과 같은 상태로 설명될 수 있다.

상태 1: 차량 엔진(14)이 동작되는 동안, 공조 시스템의 시동 스위치(58)가 꺼질 때.

상기 시동 스위치(58)는 압축기가 정상 흡입/압축 작업을 수행하는 동안 꺼지며, 상기 제어 컴퓨터(55)는 용량 제어 밸브(60)에 대한 전류 공급을 중단한다. 그 때, 상기 제어 밸브(60)는 완전히 개방되어, 다량의 냉매 가스가 배출실(32)로부터 크랭크실(5) 안으로 유동되고, 크랭크 압력(Pc)이 상승된다. 이 경우, 상기 크랭크 압력(Pc)의 증가 정도는 정상 가변 작동의 경우에 비해 현저하게 커진다.

상기 크랭크 압력(Pc)이 상승함에 따라, 가스압 발생 모멘트는 상기 용량을감소시키는 경사각을 감소시키도록 작용한다. 작은 배출 용량으로 인해, 비록 사판(22)의 관성이 생성됨에 따른 회전 운동의 모멘트와 스프링력에 의해 발생하는 모멘트가 상기 경사각을 증가시키도록 작용할지라도, 증가된 크랭크 압력(Pc)에 따라 경사각을 감소시키는 가스 압력 모멘트는 상술된 2개의 모멘트보다 훨씬 강해진다. 따라서, 상기 사판(22)의 경사각(θ)은 송출 용량을 거의 제로로 만드는 최소 경사각(θmin)에 가깝게 감소된다.

상기 송출 용량이 거의 제로로 될 때, 가스는 배출실(32)로부터 제어 밸브(60)를 거쳐 크랭크실(5)로 유동하며, 배출실(32)의 내압은 감소한다. 따라서, 밸브체(96) 전 후방 사이의 차압은 예정값(밸브 개방 압력: ΔP)보다 작게 되고, 정지 밸브는 폐쇄된다. 이로써 외부 냉매 회로(50)의 고압측으로부터 배출실(32)로의 고압 냉매 가스의 역류가 억제되며, 배출실(32)의 압력 감소가 가속화 된다. 이 때, 상기 크랭크 압력(Pc)은 흡입실(31) 및 배출실(32)의 개별 내압 및 블리드측상의 고정 제한기(41) 및 완전 개방 제어 밸브(60)에서의 유체 유동 저항에 의해 결정된다.

상기 송출 용량이 제로로 되고, 정지 밸브가 폐쇄되며 제어 밸브(60)가 완전히 개방되는 상태가 수초에서 수십초 동안 지속될 때, 상기 배출실(32)의 압력 및 흡입실(31)의 압력 사이의 차압은 (약 0.1 MPa 이하로) 더욱 작아진다. 상기 차압의 감소는 경사각을 감소시켜 모멘트를 감소시키고, 상기 모멘트는 사판(22)에 제공되는 가스압 발생 모멘트이다. 상기 사판(22)의 회전 운동 및 스프링력에 의해 발생하며, 경사각을 증가시키는 모멘트는 비교적 커진다. 그 때, 상기 사판(22)의 경사각은 약간 증가하고, 압축기는 냉매 가스상의 흡입/압축 작업을 수행하기 시작한다. 결과적으로, 상기 배출실(32)의 내압은 다시 상승하고, 상기 경사각을 감소시키는 가스압 발생 모멘트는 다시 증가된다. 이것은 다시 경사각을 약간 감소시킨다. 비록, 상기 사판(22)이 시동 스위치(58)가 꺼짐으로써 최소 경사각(θmin)으로 설정될지라도, 상기 시동 스위치(58)가 꺼진 직후 사판(22)이 최소 경사각(θmin) 근처로 약간의 각 변형을 반복한 후, 상기 사판(22)은 경사각을 감소시키는 가스압 발생 모멘트가 경사각을 증가시키는 스프링력 및 회전 모멘트에 의해 발생하는 모멘트와 균형을 이루는 경사각(θ)에서 안정화 된다. 상기 스톱 밸브의 밸브 개방 압력(△P)은 상기와 같은 안정화된 상태에서 상기 배출실(32) 및 흡입실(31)의 압력 사이의 차압보다 크게 설정된다. 따라서, 상기 제어 밸브(60)가 완전히 개방됨에 따라, 상기 정지 밸브는 폐쇄되고, 냉매 가스가 순환하지 않는 외부 냉매 회로(50)에서는 냉동 상태가 성취된다

상태 2: 차량 엔진(14)이 동작되는 동안, 공조 시스템의 시동 스위치(58)가 켜질 때.

상기 시동 스위치(58)가 켜질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 용량 제어 밸브(60)에 전류를 공급하도록 구동 회로(59)에 지시하며, 상기 밸브 개방의 크기를 감소시키거나 또는 상기 제어 밸브(60)를 완전히 폐쇄한다. 결과적으로, 블리드 통로(40)를 통해 크랭크실(5)로부터 유출되는 냉매 가스의 양은 증가되고, 크랭크 압력(Pc)은 낮아진다. 그에 따라, 경사각을 증가시키는 회전 운동 모멘트 및 스프링력 발생 모멘트의 합성인 합성 모멘트보다 작은 수준으로 경사각을 감소시키는 가스압 발생 모멘트는 감소된다. 따라서, 경사각은 거의 0°로부터 증가된다.

상태 3: 차량 엔진(14)이 공조 스위치(58)를 단절시킴에 따라 작동되며, 차량이 정지될 때.

클러치리스 압축기가 정지될 때, 상술된 바와 같이, 상기 사판(22)의 각도(θ)는 반경사 스프링(26) 및 복귀 스프링(27) 사이의 힘의 균형에 의해 결정되는 θx가 된다. 이와 같은 각도(θx)는 0°근방에 위치하지 않는다. 상기 사판(22)이 엔진(14)의 작동에 의해 회전될 때, 상기 흡입/압축 작업이 개시되고, 따라서 배출실(32)의 압력이 증가된다.

상기 제어 밸브(60)가 완전히 개방되므로, 상기 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 공급된 가스량은 증가되어, 크랭크 압력(Pc)을 비교적 높게한다. 결과적으로, 가스압 발생 모멘트는 경사각을 감소시키고, 그 결과 상태 1에서 설명한 바와 같이, 결국 사판(22)의 각은 경사각을 감소시키는 가스압 발생 모멘트가 경사각을 증가시키는 합성 모멘트와 균형을 이루는 경사각(θ)에서 안정화 된다.

이상의 설명으로 명백해진 바와 같이, 상기 용량 제어 밸브(60)는 압축기가 최소 용량(거의 제 1 실시예에 있어서 제로 송출)으로 작동하게 하며, 압력 감지 챔버(68)에 작용하는 흡입 압력(Ps)과 관계없이, 제어 컴퓨터(55)의 외부 제어하에 설정 흡입 압력(Pset)을 가변 설정한다. 상기 용량 제어 밸브(60)는 공조 시스템의 냉동 성능을 적절히 제어한다.

상기 사판(22)의 경사각이 거의 0°일 때, 송출 압력(Pd)은 엔진(14)에 의한 구동축(6) 및 사판(22)의 회전에도 불구하고 감소되며, 차압(Pd-Pm)은 밸브 개방 압력(△P)보다 낮아진다. 그 때, 배출 통로(91 내지 95)에 위치한 밸브체(96)는 폐쇄 위치로 옮겨지며(도 5), 배출실(32)과 외부 냉매 회로(50) 사이의 통로를 완전히 차단한다. 상기 압축기가 가능한 한 많은 송출 능력을 억제할 때 밸브체(96)가 폐쇄 위치로 이동됨에 따라, 상기 압축기의 윤활유를 위한 내부 순환로는 안전해진다.

상기 사판(22)이 적은 경사각을 가지는 한, 가스는 흡입실(31)로부터 각각의 실린더 보어(1a) 안으로 유입되고 또한 가스는 각각의 실린더 구멍(1a)으로부터 배출실(32)로 배출된다. 상기 배출 통로(91 내지 95)는 밸브체(96)에 의해 차단되고, 냉매 가스용 내부 순환로는 흡입실(31)로부터 실린더 보어(1a)로, 배출실(32)로, 제어 밸브(60)로, 크랭크실(5)로 다음에 흡입실(31)로 이어진다. 그러나, 배출 작업이 약간 지속되는 한, 냉매 가스는 내부 순환로에서 순환하며, 압축기에 공급되는 윤활유는 압축기 내의 냉매 가스와 함께 유동한다. 이와 같은 윤활유는 압축기의 개별 미끄럼 부품들을 윤활한다.

종래 사판식 압축기에 있어서, 사판의 최소 경사각(θc)은 구동축에 부착된 스냅링과 같이 사판이 제한에 대항하여 직접 접촉함에 따라 제한된다. 상기 최소 배출 용량은 상기 제한된 최소 경사각(θc)에 의해 결정된다. 종래의 클러치리스 압축기에 있어서, 비록 공조 시스템이 꺼질지라도, 흡입/압축 작업은 최소 경사각(θc)에 의해 결정된 최소 배출 용량으로 지속되며, 상기 최소 배출 용량은 오프(off) 모드에서의 용량이다.

반대로, 본 발명의 사판식 압축기에 있어서, 오프 모드에 있어서의 용량은 세개의 모멘트 즉, 두개의 스프링(26, 27)의 스프링력의 균형으로부터의 모멘트와, 흡입 압력(Ps), 송출 압력(Pd) 및 크랭크 압력(Pc)에 의해 발생하는 피스톤(29)상에 작용하는 가스 압력에 근거한 모멘트와, 사판(22)의 관성 결과에 근거한 회전 운동에 의해 발생하는 모멘트 사이의 균형에 의해 결정된다. 따라서, 상술된 실시예의 오프 모드에 있어서의 용량은 기계적 제한에 의해 결정되는 종래의 압축기의 최소 배출 용량과 동일할 필요가 없다. 상술된 실시예의 압축기에 있어서, 상기 최소 배출 용량 및 오프 모드 용량은 정상적으로 다음과 같은 관계를 만족한다: mdd ＜ od, 여기서 mdd는 최소 배출 변위이고, od는 오프 모드에서의 용량이다. 이와 같은 특징은 여러가지 장점을 유발한다.

예를 들어, 120cc의 최소 배출 용량을 갖는 가변 용량형 사판식 압축기에 대하여, 오프 모드의 부하는 오프 모드의 배출 용량을 약 3cc 이하로 설정하므로써 최소화 될 수 있다{도 7 및 도 8에서 상한 제한각(θA)은 배출 용량이 약 3cc인 경사각이다}. 그러나, 압축 반작용에 의한 큰 용량으로의 확실한 복귀로 인해, 배출 용량은 3 내지 5cc 이상으로 될 필요가 있다{도 7 및 도 8에서 제한 임계각(θB)은 배출 용량이 3 내지 5cc인 범위인 경사각이다}. 만약 상기 용량을 증가시킴으로써 작업을 보장할 수 없다면, 가변 용량형 압축기는 적합하지 않다. 따라서, 복귀 스프링이 구비되지 않은 종래의 압축기는, 오프 모드에서의 용량(또는 최소 송출 용량)을 3 내지 5cc 이상으로 만들기 위해, 최소 경사각(θC)이 복귀 임계각(θB)과 같거나 그보다 크도록 설계된다. 따라서, 종래 압축기는 오프 모드에 있어서 부하를 충분히 감소시킬 수 없게 된다. 만약 상기 최소 배출 용량이 종래 압축기에서 3 내지 4cc인 범위로 설정되면, 1cc 당 피스톤 행정은 약 0.2mm가 되며, 최소 경사각(θC)은 상기 피스톤 행정이 0.2mm 이하가 되도록 매우 정교하게 조절되야만 한다. 만약 θC가 목표각보다 약간 클 경우, 오프 모드에서의 힘은 증가하며, 반면 θC가 목표각보다 약간 작을 경우, 용량을 증가시키는 작업이 불가능하게 된다.

그러나, 본 실시예의 사판식 압축기에 따르면, 복귀 스프링(27)을 사용하므로써, 상기 최소 경사각(θmin)은 작은 양각으로부터 0°이하의 음각에 걸친 넓은 각도 범위(예를 들면, θB 이하의 범위, 적합하게는 도 7 및 도 8에서의 범위 R)의 특정 값으로 설정된다. 따라서, 오프 모드 동작에 있어서, 종래 기술에 있어서 불확실 또는 불가능하게 증가되던 용량도 허용 가능하게 되며, 종래 기술과 비교하여 오프 모드에 있어서 압축기에 의해 소모되는 동력을 크게 감소시킨다. 사판의 각을 증가시키는 원인이 되는 용량의 감소가 필요할 때, 상기 크랭크 압력(Pc)은 제어 밸브(60)의 강제 폐쇄에 응답하여 신속히 감소되고, 상기 복귀 스프링(27)으로부터의 스프링력 모멘트는 상대적으로 커지며, 경사각을 증가시킨다. 따라서, 경사각은 확실히 증가된다. 또한, 본 실시예의 사판식 압축기에 따르면, 종래의 사판식 압축기에서 발생하는 최소 경사각을 설정하는 데 있어서의 어려움 및 비용상의 결점을 해소할 수 있다.

상기 제 1 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

상기 차량 엔진(14)이 구동하는 동안 상기 공조 시스템을 위한 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 사판(22)의 경사각은 제어 컴퓨터(55)의 외부 제어하에 최소 경사각(0°) 근처로 설정될 수 있다. 비록 동력이 엔진(14)으로부터 압축기로 항상 전달될지라도, 상기 압축기가 클러치리스 압축기이므로, 압축기에 의해 제공된 부하는 가능한 한 크게 감소된다. 도 1의 사판식 압축기와 함께 작용하는 공조 시스템은 특히 오프될 때 에너지 효율적이다.

상기 제 1 실시예의 사판식 압축기에 있어서, 비록 냉동 작업이 정지된 사판(22)의 경사각(θ)이 거의 0°일지라도, 복귀 스프링(27)을 사용하고 사판(22)의 관성의 결과를 적절히 설정하므로써 사판(22)의 각을 증가시킬 수 있게된다.

사판 회전에 의해 발생된 모멘트 및 복귀 스프링(27)의 스프링력에 의해 발생된 모멘트의 협력에 의해 경사각은 거의 0°로부터 증가된다. 만약, 상기 복귀 스프링이 생략된다면, 상기 압축기는 거의 0°로부터의 경사각의 증가가 주로 회전 운동 모멘트에 의존하도록 설계될 수 있다. 그러나, 이 경우 상기 사판(22)의 관성 결과는 사판(22)의 회전 속도가 (아이들링의 경우) 최소일 때 사판을 충분히 경사시킬 수 있는 큰 힘을 보장할 수 있도록 증가되야만 한다. 이와 같은 설계로 인해 신속 회전 모드의 차압이 증가하고, 부하를 증가시키거나 정지 밸브의 밸브 개방 압력을 상승시킨다는 문제점을 야기할 수도 있다. 그러나, 상기 실시예는 복귀 스프링(27)을 구비하므로써 상기와 같은 문제점을 피할 수 있다.

상기 용량 제어 밸브(60)는 제어 컴퓨터(55)의 외부 제어하에 코일(86)에 제공된 전류값을 조절하므로써 설정 흡입 압력(Pset)을 가변적으로 설정할 수 있으며, 밸브 구멍(66)의 개방치수를 (완전 개방 또는 완전 폐쇄를 포함하여) 변화시킬 수 있다. 따라서, 상기 용량 제어 밸브(60)는 공조 시스템의 온/오프 스위치에 따라 사판의 경사각의 설정을 신속히 변경할 수 있다.

상기 밸브체(96)가 공조 시스템의 시동 스위치(58)가 꺼질 때 폐쇄 위치로 이동됨에 따라(도 5 참조), 상기 외부 냉매 회로(50)에 있어서의 냉매의 유동은 억제된다. 그에 따라, 상기 공조 시스템의 냉동 작업은 효과적으로 정지된다.

상기 밸브체(96)가 시동 스위치(58)가 꺼질 때 폐쇄 위치로 이동됨에 따라(도 5 참조), 상기 압축기에는 냉매 가스 및 윤활유를 위한 내부 순환로가 생성된다. 상기 엔진(14)이 정지되지 않으면, 윤활유는 압축기의 개별 미끄럼 부품들로 정상 공급된다. 따라서, 내부 윤활이 방해를 받지 않는다. 상기 밸브체는 또한 윤활유가 외부 냉매 회로(50)로 누출되는 것을 방지하며, 따라서, 압축기에서 윤활유의 결함을 방지할 수 있다.

다른 실시예상기 사판의 경사각을 거의 0°로 설정할 수 있는 도 1, 2, 4 및 도 5에 도시된 가변 용량형 사판식 압축기에서 사용할 수 있는 크랭크 압력 제어 장치의 다른 실시예에 대하여는 제 2 내지 제 14 실시예로서 설명된다.

제 2 실시예제 2 실시예는 블리드 통로에 위치하여, 블리드 통로를 선택적으로 개방 및 폐쇄할 수 있 수 있는 부가의 개폐 밸브를 포함한다. 그에 따라, 가변 용량형 사판식 압축기는 정상 작동으로부터 최소 용량 작동으로 적절히 옮겨진다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하기 위한 가스 공급 통로(38) 및 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하기 위한 블리드 통로(40)를 갖는다. 고정 제한기(121)는 상기 가스 공급 통로(38)에 위치하며, 그를 통해 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로의 고압 냉매 가스의 공급이 실현된다. 전자 개폐 밸브(120) 및 용량 제어 밸브(100)는상기 블리드 통로(40)에 연속 제공된다. 상기 전자 밸브(120)의 개방 및 폐쇄는 제어 컴퓨터(55) 및 구동 회로(59)에 의해 제어된다.

도 11에 도시된 제어 밸브(100)는 내부 제어형 드레인측 제어 밸브이다. 드레인측 제어는 크랭크실(5)로부터 흡입실(31) 안으로 배출될 냉매 가스량을 조절하기 위해 상기 블리드 통로(40)에 위치한 제어 밸브(드레인측 제어 밸브)의 개구부를 제어하는 제어 시스템이며, 따라서 상기 크랭크 압력(Pc)은 사판의 경사각을 조절하기 위해 필요한 값으로 변경된다.

도 11에 도시된 제어 밸브(100)는, 실린더 및 리드를 포함하는 밸브 하우징(101)을 가지며, 상기 밸브 하우징(101)에는 압력 감지 챔버(102)가 형성된다. 상기 압력 감지 챔버(102) 내부에 제공된 벨로우즈(103)는 압력 감지 챔버(102)의 저부에 조립된 고정 단부(103a)와 상기 고정 단부(103a)에 대향하는 이동 단부(103b)를 갖는다. 상기 제어 밸브의 축방향으로 연장하는 핀 보디(104)는 벨로우즈(103)의 이동 단부(103b)에 보유된다. 상기 벨로우즈(103)가 수축될 때, 상기 핀 보디(104)의 하단부(벨로우즈의 단부)는 벨로우즈(103)에 위치되는 스토퍼(105)와 접촉한다. 이와 같은 접촉은 상기 벨로우즈가 부가로 수축되는 것을 제한한다. 상기 벨로우즈(103)의 내부는 진공상태나 또는 압력 감지 상태이며, 상기 벨로우즈(103)를 연장시키는 설정 스프링(106)은 상기 벨로우즈(103)에 위치된다. 상기 벨로우즈(103)와 설정 스프링(106)은 압력 감지 부재를 형성한다.

상기 벨로우즈(103)를 수축하기 위한 원추형 스프링(109)은 상기 벨로우즈(103)의 이동 단부(103b)와 리드 사이에 위치된다. 상기 스프링(109)은 설정 스프링(106)의 스프링력에 대항하여 압력 감지 챔버(102)에 벨로우즈(103)를 보유 및 위치시키도록 작용한다.

밸브체(107)는 핀 보디(104)의 상단부{상기 벨로우즈(103) 외측 단부}상에 지지되며, 상기 리드에 형성된 리세스 또는 밸브 챔버(108)에 위치한다. 상기 핀 보디(104)가 벨로우즈(103)의 운동에 반응하여 이동함에 따라, 상기 밸브체(107)는 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(110)와 압력 감지 챔버(102) 사이의 개구부의 횡단면 영역을 변화시킨다. 상기 포트(110)는 압축기의 크랭크실(5)에 연결되며, 상기 압력 감지 챔버(102)는 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(111)를 통해 압축기의 흡입실(31)에 연결된다. 상기 포트(110), 밸브 챔버(108), 압력 감지 챔버(102) 및 포트(111)는 블리드 통로(40)의 일부를 형성한다. 상기 흡입 압력(Ps)이 포트(111)를 흡입실(31)에 연결하는 블리드 통로(40)를 통해 압력 감지 챔버(102)에 제공됨에 따라, 상기 블리드 통로(40)는 또한 상기 흡입 압력(Ps)이 압력 감지 챔버(102)에 작용하도록 하는 압력 감지로로서 작용한다.

상기 내부 제어 밸브(100)의 개구부 크기는 주로 흡입 압력(Ps)과 벨로우즈(103)력의 균형, 설정 스프링(106)과 스프링(109)에 의해 결정된다. 상기 벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106) 및 압력 감지 챔버의 스프링(109)은 압력 감지 기구를 형성하며, 내부 제어 밸브(100)의 설정압력(Pset)을 결정하며 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 상기 밸브체(107)를 가동시킨다.

상기 압축기에 있는 배출실(32) 및 흡입실(31)은 외부 냉매 회로(50)에 의해 함께 연결된다.

상기 공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 전자 개폐 밸브(120)를 개방시킨다. 이어서, 상기 제어 컴퓨터(55)는 드레인측 제어 밸브(100)에 의해 크랭크 압력(Pc)을 적절히 조절하도록 내부 제어를 수행하며, 따라서 사판의 각도 및 그에 따른 압축기의 배출 용량은 자동적으로 제어된다(드레인측 내부 제어에 의한 정상 작동).

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 전자 개폐 밸브(120)를 폐쇄한다. 그에 따라 상기 블리드 통로(40){및 제어 밸브(100)}를 통해 크랭크실(5)로부터 흡입실(31)로 배출되는 가스를 완전히 차단하며, 크랭크 압력(Pc)은 상승하게 된다. 결과적으로, 상기 사판의 각은 최소 경사각(거의 0°)으로 설정되며, 상기 압축기는 최소 용량하에 작동하며, 따라서 엔진(14)의 부하는 최소화 된다. 상기 시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 상기 전자 개폐 밸브(120)는 개방되어, 압축기는 정상 작동 상태로 복귀한다.

상기 제 2 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

외부 제어하에 개방 및 폐쇄될 수 있는 상기 전자 개폐 밸브(120)는 드레인측 제어 밸브(100)와 함께 설치된 블리드 통로(40)에 제공되며, 상기 전자 개폐 밸브(120)의 개방 상태 및 폐쇄 상태를 하나로부터 다른 하나로 전환함으써 상술된 바와 같은 방식으로 제어된다. 그로 인해 대표적인 드레인측 내부 제어에 의해 보장되는 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)의 강제 증가에 의해 수행되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 상기 압축기의 작동 상태를 전환할 수 있게 된다. 따라서, 상기 크랭크 압력 제어 장치는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에서 매우 적합하게 사용될 수 있으며, 상기 사판의 경사각을 약 0°로 설정할 수 있다.

상기 크랭크실(5)과 드레인측 제어 밸브(100) 사이에 제공된 전자 개폐 밸브(120)가 폐쇄됨에 따라, 상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 윤활유가 최소 용량 작동에서 냉매 가스와 함께 크랭크실(5) 밖으로 유출되는 것을 방지할 수 있으며, 그렇지 않을 경우, 상기 압축기 내부 기구의 윤활성을 해칠수 있다.

제 3 내지 제 8 실시예제 3 내지 제 8 실시예는 상기 배출실과 크랭크실을 연결하는 가스 공급 통로와 평행한 2개의 가스 공급 통로와, 일련의 가스 공급 및 블리드 통로에 위치한 2개의 개폐 밸브 또는 하나의 전환 밸브를 갖는다. 상기 일련의 통로들은 2개의 가스 공급 통로 및 단일 블리드 통로로 구성된다. 상기 개폐 밸브 또는 전환 밸브를 적절히 제어하므로써, 상기 가스 공급 통로의 거의 완전 개방 상태 및 블리드 통로의 완전 차단이 동시에 성취되며, 그 결과 상기 가변 용량형 사판식 압축기는 정상 동작으로부터 최소 용량 작동으로 신속하게 이동한다. 이와 같은 실시예에 대하여는 다음에 하나씩 설명한다.

제 3 실시예도 12에 설명된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 압축기(도 1 참조)에서 배출실(32)과 크랭크실(5)을 함께 연결하는 2개의 평행한 가스 공급 통로(38, 39)를 가지며, 상기 블리드 통로(40)는 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결한다. 나중에 설명될 용량 제어 밸브(130)는 하나의 가스 공급 통로(38)에 제공되며, 다른 가스 공급 통로(39)를 차단할 수 있는 가스 공급측 개폐 밸브(122)는 상기 가스 공급 통로(39)에 제공된다. 상기 블리드 통로(40) 및 고정 제한기(124)를 차단할 수 있는 블리드측 개폐 밸브(123)는 일련의 통로(40)에 제공된다.

상기 가스 공급 통로(39)에 위치한 가스 공급측 개폐 밸브(122)와 블리드 통로(40)에 위치한 블리드측 개폐 밸브(123)는 모두 전자기 방식을 갖는다. 상기 밸브들(122, 123)은 개폐 작용이 구동 회로(59)에 의한 제어 컴퓨터(55)에 의해 제어되는 개폐 밸브 수단을 형성한다.

도 12에 도시된 제어 밸브(130)는 내부 제어형의 입구측 제어 밸브이다. 상기 입구측 제어는 배출실(32)로부터 크랭크실(5) 안으로 공급될 고압 냉매 가스의 량을 조절하기 위해 가스 공급 통로에 위치한 제어 밸브(입구측 제어 밸브)의 개구부 크기를 제어하는 제어 시스템이며, 사판의 경사각을 조절하기 위해 크랭크 압력(Pc)을 소정값으로 설정한다.

도 12에 도시된 제어 밸브(130)는 밸브 하우징(131)을 가지며, 밸브 하우징(131)의 하부 영역에 한정된 압력 감지 챔버(132)과 밸브 하우징(131)의 상부 영역에 한정된 밸브 챔버(133)을 구비한다.

상기 압력 감지 챔버(132)에 위치된 다이아프램(134)은 상기 압력 감지 챔버(132)을 상부 및 하부 영역으로 분리한다. 상기 압력 감지 챔버(132)의 하부 영역 내측은 진공 상태로 압력 감지되며, 설정 스프링(135)은 상기 하부 영역에 위치한다. 상기 설정 스프링(135)은 다이아프램(134)을 상향으로 강제 이동시킨다. 상기 다이아프램(134) 및 설정 스프링(135)은 압력 반응 부재를 형성한다. 상기 압력 감지 챔버(132)의 상부 영역은, 둘 다 밸브 하우징(131)에 형성된, 압력 반응포트(136) 및 압력 감지 통로(144)를 통해 압축기의 흡입실(31)에 연결되며, 그 결과 상기 흡입 압력(Ps)은 압력 감지 챔버(132)의 상부 영역에 제공된다.

상기 밸브 챔버(133)는 밸브 하우징(131)에 형성된 입구 포트(137)를 통해 배출실(32)과 연통하고, 또한, 둘 다 밸브 하우징(131)에 형성된, 밸브 구멍(138) 및 출구 포트(139)를 통해 크랭크실(5)과 연통한다. 즉, 상기 입구 포트(137), 밸브 챔버(133), 밸브 구멍(138) 및 출구 포트(139)는 가스 공급 통로(38)의 일부를 형성한다.

밸브체(140) 및 가압 스프링(141)은 상기 밸브 챔버(133)에 제공된다. 밸브체(140)는 예를 들어 구형상을 가지며, 밸브 구멍(138)를 형성하는 밸브 시트(142)와 접촉 및 이격될 수 있다. 상기 가압 스프링(141)은 밸브 시트(142)에 대해 밸브체(140)를 위치시키도록 작용한다.

상기 제어 밸브(130)의 축방향으로 연장하는 압력 감지 로드(143)는 축방향으로 미끄러지도록 상기 밸브 하우징(131)의 중심에 위치된다. 상기 압력 감지 로드(143)의 하단부는 압력 감지 챔버(132)의 상부 영역으로 들어가 다이아프램(134)에 연결되고, 상기 압력 감지 로드(143)의 상단부는 밸브 챔버(133)의 밸브체(140)와 접촉한다. 따라서, 상기 압력 감지 로드(143)는 다이아프램(134) 및 밸브체(140)에 의해 축방향으로 이동 가능하도록 지지된다.

상기 내부 제어 밸브(130)의 밸브 개구부의 크기는 주로 흡입 압력(Ps), 송출 압력(Pd) 및 가압 스프링(141)의 스프링력의 균형, 다이아프램(134) 및 설정 스프링(135)에 의해 결정된다. 상기 가압 스프링(141), 압력 반응 로드(143), 다이아프램(134) 및 설정 스프링(135)은 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 내부 제어 밸브(130)의 설정압력(Pset)을 결정하고 밸브체(140)를 가동시키는 압력 감지 기구를 형성한다.

상기 공조 스위치가 온일 경우, 상기 제어 컴퓨터(55)는 가스 공급측 개폐 밸브(122)를 폐쇄하고 블리드측 개폐 밸브(123)를 개방한다. 즉, 상기 제어 컴퓨터(55)는, 크랭크실(5)로 배출되는 가스를 고정 제한기(124)의 특정 레벨로 제한하는 동안, 입구측 제어 밸브(130)가 크랭크실(5)에 대한 가스 공급을 제어하도록 하는 대표적인 입구측 내부 제어를 수행한다. 상기 입구측 제어 밸브(130)에 의한 내부 제어는 사판의 각도와 압축기의 배출 용량을 자동 제어하기 위해 크랭크 압력(Pc)을 조절한다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 가스 공급측 개폐 밸브(122)를 개방하고 블리드측 개폐 밸브(123)를 폐쇄한다. 그에 따라, 제어 밸브(130)의 개구부 크기에 관계없이, 크랭크실(5)로부터 블리드 통로(40)를 통해 배출되는 가스를 완전 차단하는 동안, 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 가스가 전달되므로써 크랭크 압력(Pc)은 증가된다. 결론적으로, 사판의 각은 최소 경사각(거의 0°)으로 설정되며, 상기 압축기는 최소 용량 작동을 개시하고, 따라서 엔진(14)의 부하는 최소화 된다. 상기 시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 가스 공급측 개폐 밸브(122)는 폐쇄되고 블리드측 개폐 밸브(123)는 개방되어, 압축기가 정상 작동 상태로 복귀하도록 한다.

상기 제 3 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

상기 가스 공급측 개폐 밸브(122)를 갖는 가스 공급 통로(39)는 입구측 제어밸브(130)를 갖는 가스 공급 통로(38)에 부가로 제공되며, 상기 블리드측 개폐 밸브(123)는 블리드 통로(40)에 제공되며, 상기 2개의 개폐 밸브(122, 123)의 개방 및 폐쇄 상태 사이의 전환은 상술된 방식으로 제어된다. 그에 따라, 압축기의 작동 상태는 대표적인 입구측 내부 제어에 의한 특징을 갖는 정상 작동 상태 및 크랭크 압력(Pc)의 강제 증가에 의해 성취되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 전환된다. 따라서, 이와 같은 크랭크 압력 제어 장치는 도 1에 도시된 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서 적합하게 사용될 수 있다.

상기 블리드 통로(40)에 제공된 블리드측 개폐 밸브(123)가 시동 스위치(58)가 꺼질 때 폐쇄됨에 따라, 윤활유는 최소 용량 상태에서 냉매 가스를 갖는 크랭크실(5)로부터 유출될 수 없으며, 압축기의 내부 기구의 윤활성을 개선한다.

제 4 실시예도 13에 도시한 제 4 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)과 압축기의 크랭크실(5)을 연결하기 위한 가스 공급 통로(38)를 가지며(도 1 참조), 가스 공급 및 블리드 통로(147)는 상기 블리드 통로(147)에 위치된 3방 밸브(146) 또는 전환 밸브를 갖는다. 상기 제 4 실시예는 2개의 개폐 밸브(122, 123)가 3방 밸브(146)로 대체되는 것을 제외하고는 제 3 실시예(제 12도)와 같다.

입구측 내부 제어 밸브(130)는 가스 공급 통로(38)에 제공된다. 상기 제어 밸브(130)는 도 12에 도시된 바와 같은 제어 밸브(130)이다. 상기 흡입실(31)의 압력이 압력 감지 통로(144)를 통해 제어 밸브(130)의 압력 감지 챔버(132)상에 제공됨에 따라, 상기 입구측 제어 밸브(130)의 개구부 크기는 흡입 압력(Ps)의 변화에따라 자동적으로 조절된다.

상기 가스 공급 및 블리드 통로(147)의 분기점에 위치한 3방 밸브(146)는 크랭크실(5)을 흡입실(31) 또는 배출실(32)에 선별적으로 연결하기 위한 전자 전환 밸브이다. 상기 3방 밸브(146)의 연결은 구동 회로(59)에 의한 제어 컴퓨터(55)에 의해 전환된다. 상기 고정 제한기(124)는 상기 3방 밸브(146)를 흡입실(31)에 연결하는 가스 공급 및 블리드 통로(147)에 위치한다. 상기 고정 제한기(124)는 도 12의 고정 제한기(124)와 동일하다.

상기 공조 시스템용 시동 스위치(58)가 온 상태에 있을 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하기 위해 상기 전자 전환 밸브(146)를 제 1 스위치 위치로 설정한다. 이와 같은 상태는 가스 공급측 개폐 밸브(122)가 폐쇄되고 블리드측 개폐 밸브(123)가 개방되는 도 12의 상태와 동일하다. 즉, 상기 제어 컴퓨터(55)는, 크랭크실(5)로부터 고정 제한기(124)에 의해 특정 레벨로의 가스 배출을 제한하는 동안, 크랭크실(5)로 공급되는 가스를 제한하기 위해 입구측 제어 밸브(130)를 제어하는 대표적인 입구측 내부 제어를 수행한다. 상기 입구측 제어 밸브(130)에 의한 내부 제어는 크랭크 압력(Pc)을 조절하여 사판의 각과 압축기의 배출 용량을 자동적으로 제어한다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 크랭크실(5)을 배출실(32)에 연결하기 위해 상기 전자 전환 밸브(146)를 제 2 스위치 위치로 설정한다. 이와 같은 상태는 가스 공급측 개폐 밸브(122)가 개방되고 블리드측 개폐 밸브(123)가 폐쇄되는 상태와 동일하다. 그에 따라, 제어 밸브(130)의 개구부 크기에 관계없이, 크랭크실(5)로부터 가스 공급 및 블리드 통로(147)를 통해 배출되는 가스를 완전 차단하는 동안, 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 가스가 전달되므로써 크랭크 압력(Pc)은 증가된다. 결론적으로, 사판의 각은 최소 경사각(거의 0°)으로 설정되며, 상기 압축기는 최소 용량 작동을 개시하고, 따라서 엔진(14)에 가해지는 부하는 최소화 된다.

상기 제 4 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

상기 전자 전환 밸브(146)는 크랭크실(5), 흡입실(31) 및 배출실(32)을 연결하는 가스 공급 및 블리드 통로(147)의 분기점에 위치되며, 상기 전자 전환 밸브(146)의 전환이 제어되어, 상기 압축기의 작동 상태는 대표적인 입구측 내부 제어에 의한 특징을 갖는 정상 작동 상태 및 크랭크 압력(Pc)의 강제 증가에 의해 성취되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 전환될 수 있다. 따라서, 이와 같은 크랭크 압력 제어 기구는 도 1에 도시된 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서 적합하게 사용될 수 있으며, 상기 사판의 경사각은 약 0°로 설정될 수 있다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 가스 공급 및 블리드 통로(147)를 통한 상기 크랭크실(5)과 흡입실(31) 사이의 연통이 차단되므로써, 윤활유가 최소 용량 작동에서 냉매 가스와 함께 크랭크실(5) 밖으로 유출되는 것이 방지되며, 압축기 내부 기구의 불충분한 윤활성을 방지하게 된다.

제 5 실시예도 14에 설명된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)과 크랭크실(5)을 연결하는 2개의 평행한 가스 공급 통로(38, 39)(도 1 참조), 및 상기 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하는 블리드 통로(40)를 갖는다. 또한 고정 제한기(148)는 2개의 가스 공급 통로(38, 39) 중 하나(38)에 제공되며, 다른 가스 공급 통로(39)를 차단할 수 있는 가스 공급측 개폐 밸브(149)는 상기 공급 통로(39)에 제공된다. 블리드 통로(40)를 차단할 수 있는 블리드측 개폐 밸브(150)와 블리드측 (드레인측) 내부 제어 밸브(100)는 상기 블리드 통로(40)에 연속 제공된다.

도 14에 도시된 상기 가스 공급측 개폐 밸브(149)와 블리드측 개폐 밸브(150)는 둘 다 전자기 방식을 취하며, 상기 밸브(149, 150)는 개폐 밸브 수단을 형성하고, 그의 작동은 제어 컴퓨터(55) 및 구동 회로(59)에 의해 제어된다.

도 14에 도시된 드레인측 내부 제어 밸브(100)는 도 11에 도시된 내부 제어 밸브(100)와 동일하다. 상기 흡입실(31)의 압력{흡입 압력(Ps)}이 상기 내부 제어 밸브(100)의 압력 감지 챔버(102)에 가해짐에 따라, 상기 드레인측 제어 밸브(100)의 개구부 크기는 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 자동적으로 조절된다.

상기 시동 스위치(58)가 온 상태에 있을 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 상기 가스 공급측 개폐 밸브(149)를 개방하고 상기 블리드측 개폐 밸브(150)를 폐쇄한다. 즉, 상기 제어 컴퓨터(55)는, 크랭크실(5)로부터 고정 제한기(148)의 특정 레벨로의 가스 배출을 제한하는 동안, 크랭크실(5)로부터 배출되는 가스가 드레인측 내부 제어 밸브(100)에 의해 제어되는 대표적인 드레인측 내부 제어를 수행한다. 상기 드레인측 제어 밸브(100)에 의한 내부 제어는 사판의 각과 압축기의 송출 용량을 자동적으로 제어하기 위해 크랭크 압력(Pc)을 조절한다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 상기 가스 공급측개폐 밸브(149)를 개방하고 상기 블리드측 개폐 밸브(150)를 폐쇄한다. 그에 따라, 고정 제한기(148)의 존재 여부와는 관계없이, 블리드 통로(40)를 통해 크랭크실(5)로부터의 가스 배출을 완전 차단하는 동안, 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 가스가 전달되므로써 크랭크 압력(Pc)은 증가된다. 결론적으로, 사판의 각은 최소 경사각(거의 0°)으로 설정되며, 상기 압축기는 최소 용량 작동을 개시하고, 따라서 엔진(14)에 가해지는 부하는 최소화 된다. 상기 시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 상기 가스 공급측 개폐 밸브(149)는 폐쇄되고, 상기 블리드측 개폐 밸브(150)는 개방되며, 압축기는 정상 작동 상태로 복귀한다.

상기 제 5 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

상기 가스 공급 통로(39)는 상기 고정 제한기(148)를 갖는 가스 공급 통로(38)에 부가하여 제공되며, 상기 가스 공급측 개폐 밸브(149) 및 블리드측 개폐 밸브(150)는 각각 가스 공급 통로(39) 및 블리드 통로(40)에 제공된다. 상기 2개의 개폐 밸브(149, 150)의 상태를 상술된 방식으로 제어하므로써, 상기 압축기는 대표적인 드레인측 내부 제어에 의한 특징을 갖는 정상 작동 상태 및 크랭크 압력(Pc)의 강제 증가에 의해 성취되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 전환될 수 있다. 따라서, 이와 같은 크랭크 압력 제어 장치는 도 1에 도시된 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서 적합하게 사용될 수 있으며, 상기 사판의 경사각은 약 0°로 설정될 수 있다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 블리드 통로(40)에 위치된 블리드측 개폐 밸브(150)는 폐쇄되므로써, 윤활유는 최소 용량 작동에서 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 유출될 수 없으며, 내부 부품의 윤활성은 개선된다.

제 6 실시예도 15에 설명된 본 발명의 제 6 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)과 압축기의 크랭크실(5)을 함께 연결하기 위한 가스 공급 통로(38)를 가지며(도 1 참조), 가스 공급 및 블리드 통로(153)는 상기 블리드 통로(153)에 위치된 개폐 밸브 수단과 같은 전환 밸브나 또는 3방 밸브(152)를 갖는다. 상기 제 6 실시예는 2개의 개폐 밸브(149, 150)가 3방 밸브(152)로 대체되는 것을 제외하고는 제 5 실시예(제 14도)와 같다.

상기 가스 공급 통로(38)에 제공되는 고정 제한기(148)는 도 14에 도시된 것과 동일하다.

상기 3방 밸브(152)와 드레인측 내부 제어 밸브(100)는 가스 공급 및 블리드 통로(153)에 연속 제공된다. 상기 드레인측 내부 제어 밸브(100)는 도 14에 도시된 것과 동일하다. 상기 흡입실(31)의 압력{흡입 압력(Ps)}이 제어 밸브(100)의 압력 감지 챔버(102)상에 제공됨에 따라, 상기 드레인측 제어 밸브(100)의 개구부 크기는 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 자동적으로 조절된다.

상기 가스 공급 및 블리드 통로(153)의 분기점에 위치한 3방 밸브(152)는 크랭크실(5)을 흡입실(31) 또는 배출실(32)에 선별적으로 연결하기 위한 전자 전환 밸브이다. 상기 3방 밸브(152)의 연결은 구동 회로(59)에 의한 제어 컴퓨터(55)에 의해 전환된다.

상기 공조 시스템용 시동 스위치(58)가 온 상태에 있을 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하기 위해 상기 전자 전환 밸브(152)를제 1 스위치 위치로 설정한다. 이와 같은 상태는 가스 공급측 개폐 밸브(149)가 폐쇄되고 블리드측 개폐 밸브(150)가 개방되는 도 14의 상태와 동일하다. 즉, 상기 제어 컴퓨터(55)는, 크랭크실(5)로부터 고정 제한기(148)에 의해 특정 레벨로의 가스 배출을 제한하는 동안, 드레인측 내부 제어 밸브(100)에 의해 크랭크실(5)로부터 배출되는 가스를 제어하는 대표적인 드레인측 내부 제어를 수행한다. 상기 드레인측 제어 밸브(100)에 의한 내부 제어는 크랭크 압력(Pc)을 조절하여 사판의 각과 압축기의 송출 용량을 자동적으로 제어한다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 제어 컴퓨터(55)는 크랭크실(5)을 배출실(32)에 연결하기 위해 상기 전자 전환 밸브(152)를 제 2 스위치 위치로 설정한다. 이와 같은 상태는 가스 공급측 개폐 밸브(149)가 개방되고 블리드측 개폐 밸브(150)가 폐쇄되는 도 14에서의 상태와 동일하다. 그에 따라, 상기 고정 제한기(148)의 존재 여부와 관계없이, 크랭크실(5)로부터 가스 공급 및 블리드 통로(150)를 통해 배출되는 가스를 완전 차단하는 동안, 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 가스가 강제 전달되는 상황에서 강제 크랭크 압력(Pc)은 증가된다. 결론적으로, 사판의 각은 최소 경사각(거의 0°)으로 설정되며, 상기 압축기는 최소 용량 작동을 개시하고, 따라서 엔진(14)에 가해지는 부하는 최소화 된다.

상기 제 6 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

상기 전자 전환 밸브(152)는 크랭크실(5), 흡입실(31) 및 배출실(32)을 연결하는 가스 공급 및 블리드 통로(153)의 분기점에 위치되며, 상기 전자 전환 밸브(152)의 전환이 제어되어, 상기 압축기의 작동 상태는 대표적인 드레인측 내부 제어에 의한 특징을 갖는 정상 작동 상태 및 크랭크 압력(Pc)의 강제 증가에 의해 성취되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 전환될 수 있다. 따라서, 이와 같은 크랭크 압력 제어 장치는 도 1에 도시된 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서 적합하게 사용될 수 있으며, 상기 사판의 경사각은 약 0°로 설정될 수 있다.

상기 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 상기 가스 공급 및 블리드 통로(153)를 통한 상기 크랭크실(5)과 흡입실(31) 사이의 연통이 차단되므로, 윤활유는 최소 용량 작동에서 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 유출될 수 없으며, 따라서 내부 부품들의 윤활성이 개선된다.

제 7 실시예도 16에 도시된 제 7 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 압축기(도 1 참조)의 크랭크실(5)과 배출실(32)을 연결하는 두개의 평행한 가스 공급 통로(38, 39)와, 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하는 블리드 통로(40)를 구비한다. 또한, 후술하는 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 용량 제어 밸브(160)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 위치된다. 제 7 실시예의 크랭크 압력 제어 장치는 고정 제한기(148)가 인터로크형 제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분으로 대체된 것을 제외하고는 제 5 실시예(도 14)의 크랭크 압력 제어 장치와 동일하다.

도 16에 도시된 바와 같이, 다른 가스 공급 통로(39)를 차단할 수 있는 개폐 밸브(171)는 통로(39)에 제공되고, 블리드 통로(40)를 차단할 수 있는 블리드측의 개폐 밸브(172)는 통로(40)에 제공된다. 가스 공급측의 개폐 밸브(171)와 블리드측 개폐 밸브(172)는 모두 전자기 방식이고 개폐 작용이 구동 회로(59)를 사용하여 제어 컴퓨터(55)로서 제어되는 개폐 밸브 수단을 형성한다. 블리드 통로(40)의 블리드측의 개폐 밸브(172)는 인터로크된 유형의 제어 밸브(160)의 드레인측의 제어 밸브 부분에 연속으로 제공된다.

도 16에 도시된 제어 밸브(160)는 인터로크된 유입측 제어와 드레인측 제어 형식의 내부 제어 밸브이다. 인터로크된 유입측 제어와 드레인측 제어는 가스 공급 통로(38)에 위치한 유입측 제어 밸브부의 각도와 서로에 대해 연합하여 블리드 통로(40)에 배치된 드레인측 제어 밸브부의 개방치수를 제어함으로써, 크랭크실(5)로부터 배출되는 냉매 가스의 양과 크랭크실(5) 안으로 공급되는 냉매 가스의 양 사이의 주요관계를 조절하여서, 크랭크 압력(Pc)이 요구값으로 설정되어서 사판의 경사각을 조절하는 제어 시스템이다.

도 16에 도시된 제어 밸브(160)는 압력 감지 챔버(102)와 밸브 하우징(101)의 하부 영역에 규정된 드레인측 밸브 챔버(108)와 밸브 하우징(101)의 상부 영역에 규정된 유입측 밸브 챔버(161)와 함께, 복수의 부재로 구성된 밸브 하우징(101)을 구비한다.

압력 감지 챔버(102) 내부에 제공된 벨로우즈(103)는 압력 감지 챔버(102)의 바닥에 설치된 고정 단부(103a)와 고정 단부(103a)에 대향하는 가동 단부(103b)를 가진다. 제어 밸브의 축선방향으로 연장되는 핀 보디(104)는 벨로우즈(103)의 가동 단부(103b)에서 유지된다. 벨로우즈(103)가 접촉할 때, 상기 핀 보디(104: 벨로우즈의 단부)는 벨로우즈(103)에 위치한 스토퍼(105)와 접촉하므로 벨로우즈(103)가 더욱 수축하는 것을 제한한다. 벨로우즈(103)의 내부는 진공 상태 또는 압력 감소 상태로 설정되고, 벨로우즈(103)를 연장 방향으로 가압하기 위한 설정 스프링은 벨로우즈(103)에 배치된다. 벨로우즈(103)와 설정 스프링(106)은 압력 감지 부재를 형성한다.

벨로우즈(103)를 수축방향으로 가압하기 위한 원뿔형 스프링(109)은 밸브 하우징(101)과 벨로우즈(103)의 가동 단부(103b) 사이에 배치된다. 상기 원뿔형 스프링(109)은 설정 스프링(106)의 가압 작용에 대해 압력 감지 챔버(102)의 벨로우즈(103)를 유지하고 배치하는 작용을 한다.

압력 감지 로드(162)는 제어 밸브의 축선방향으로 미끄럼 구동하기 위해 밸브 하우징(101)의 중심영역에 제공된다. 압력 감지 로드(162)는 대략 도 11의 밸브체(107)와 동일한 형상이다. 하단부(162a)는 핀 보디(104)의 상단부{벨로우즈(103)의 외부에 배치된 단부}에서 지지되고 드레인측 밸브체로 작용하기 위해 드레인측 밸브 챔버(108)에 배치된다. 핀 보디(104)는 벨로우즈(103)의 연장/수축 작용에 따라 이동하고, 압력 감지 로드(162)의 하단부(162a: 드레인측 밸브체)는 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(110)와 압력 감지 챔버(102) 사이에서 연통하는 횡단면적(즉, 드레인측 제어 밸브의 개방치수)을 변화시킨다.

포트(110)는 압축기의 크랭크실(5)과 연통하고 압력 감지 챔버(102)는 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(110)를 통해서 압축기의 흡입실(31)과 연통한다. 포트(110)와, 드레인측 밸브 챔버(108)와, 압력 감지 챔버(102) 및 포트(111)는 크랭크실(5)를 흡입실(31)에 연결하는 블리드 통로(40)의 일부를 형성한다. 흡입압력(Ps)이 상기 블리드 통로(40)를 통해서 압력 감지 챔버(102)에 도달할 때, 블리드 통로(40)는 흡입압력(Ps)이 압력 감지 챔버(102)에 작용하는 것을 허용하기 위해 압력-감지 통로로 작용한다.

벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 원뿔형 스프링(109) 및 압력 감지 로드(162)는 압력 감지 챔버(102)에 제공되고 상기 제어 밸브(160)의 드레인측 제어 밸브 부분을 구성하며, 드레인측 제어 밸브 부분의 개방치수{블리드 통로(40)의 개방치수}는 드레인측 밸브체의 장치{압력 감지 로드(162)의 하단부(162a)}에 따라 제어된다.

대략 환형 밸브 시트(163: 중심이 밸브구멍임)는 유입측 밸브 챔버(161)를 규정하는 밸브 하우징(101)의 내벽에 제공된다. 환형 밸브 시트(163)의 둘레로서, 유입측 밸브 챔버(161)는 상부 영역(배출-챔버 측부영역)과 하부 영역(크랭크-챔버 측부영역)으로 분리된다. 유입측 밸브 챔버(161)의 상부 영역을 배출실(32)에 연결하기 위한 포트(166)와 유입측 밸브 챔버(161)의 하부영역을 크랭크실(5) 연결하기 위한 포트(167)는 밸브 하우징(101)에 형성된다. 포트(166)와, 유입측 밸브 챔버(161)와 포트(167)는 배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하는 가스 공급 통로(38)의 일부를 형성한다.

유입측 밸브체(164)는 축선방향으로 이동하기 위해 유입측 밸브 챔버(161)의 상부 영역에서 보유된다. 상기 유입측 밸브체(164)가 밸브 시트(163)에 놓여질 때, 상부 영역과 하부 영역의 연통은 차단된다. 유입측 밸브체(164)는 유입측 밸브체(164)와 밸브 하우징(101) 사이에 위치한 스프링(165)에 의해서 밸브 시트(163)에 놓여지는 방향으로 가압된다. 압력 감지 로드(162)는 밸브 시트(163)의 밸브 구멍을 통해서 유입측 밸브체(164)의 바닥에서 인접하는 상부 단부(162b)를 가지므로, 압력 감지 로드(162)가 위로 이동할 때, 유입측 밸브체(164)는 스프링(165)의 스프링력에 대항하여 밸브 시트(163)로부터 위로 리프트된다.

유입측 밸브 챔버(161)에 제공된, 압력 감지 로드(162)와, 밸브 시트(163)와, 유입측 밸브체(164)와 스프링(165)은 상기 제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분을 형성하고 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수{가스 공급 통로(38)의 개방치수}는 밸브체(164)의 장치에 따라 제어된다.

상기 제어 밸브(160), 벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 원뿔형 스프링(109), 압력 감지 로드(162)와 스프링(165)은 제어 밸브(160)의 설정압력(Pset)을 결정하고 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 압력 감지 로드(162: 또는 드레인측 밸브체)와 유입측 밸브체(164)를 조절하는 압력 감지 기구을 형성한다. 상기 기술로부터 명백해지는 바와 같이, 드레인측 제어 밸브 부분과 제어 밸브(160)의 입구 측부 제어 밸브 부분은 공통 압력 감지 기구에 의해 서로 인터로크된다.

제어 밸브(160)의 드레인측 제어 밸브 부분과 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수는 주로 흡입압력(Ps)과, 배출 압력(Pd)과, 설정 스프링(106) 및 스프링(109, 165)의 스프링력의 균형에 의해 결정된다. 특히, 흡입압력(Ps)이 높을 때, 압력 감지 로드(162)와 핀 보디(104)는 아래로 이동하여 드레인측 제어 밸브 부분의 개방치수를 증가시키면서 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수를 감소시킨다. 이 경우, 크랭크실(5)로부터의 가스 배출은 크랭크실(5)로의 가스 공급보다 크므로, 크랭크 압력(Pc)은 하강하고, 그에 의해서 사판의 경사각을 증가시킨다. 한편, 흡입압력(Ps)이 낮을 때, 압력 감지 로드(162)와 핀 보디(104)는 위로 이동하여 드레인측 제어 밸브 부분의 개방치수를 감소시키면서 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수를 증가시킨다. 이 경우, 크랭크실(5)로부터의 가스 공급은 크랭크실(5)로의 가스 배출보다 크므로, 크랭크 압력(Pc)은 상승하고, 그에 의해서 사판의 경사각을 감소시킨다.

제어 밸브(160)에 따라서, 배출 압력(Pd)의 힘은 유입측 밸브체(164)와 압력 감지 로드(162)를 통한 압력 감지 기구의 설정 스프링(106)에 대해서 작용하고, 이것은 배출 압력(Pd)의 레벨에 따라 제어 밸브(160)의 설정압력(Pset)을 감소시키기 위해 소위 높은 압력 보상을 달성한다.

공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 제어 컴퓨터(55)는 가스 공급측 개폐 밸브(171)를 폐쇄하고 블리드측의 개폐 밸브(172)를 개방한다. 그때, 제어 컴퓨터(55)는 제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분이 위치하는 가스 공급 통로(38)를 통해서 크랭크실(5)에 가스 공급을 실행하고, 제어 밸브(160)의 드레인측 제어 밸브 부분이 위치하는 블리드 통로(40)를 통해서 크랭크실(5)로부터 가스배출을 실행한다. 즉, 제어 컴퓨터(55)는 인터로크된 내부 제어 밸브(160)가 크랭크실(5)로의 가스 공급과 크랭크실(5)로부터의 가스 배출을 실행하도록 허용한다. 그때, 제어 밸브(160)에 의한 내부 제어는 크랭크 압력(Pc)을 조절함으로써 사판의 각도를 자동으로 제어하고, 그 결과로 압축기의 배출 용량을 제어한다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 제어 컴퓨터(55)는 가스 공급측 개폐 밸브(171)를 개방하고 블리드측 개폐 밸브(172)를 폐쇄한다. 이것은 블리드 통로(40)를 통해서 크랭크실(5)로부터의 가스 배출을 완전하게 차단하면서, 제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수와 무관하게 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 가스 공급을 실행하는 상태를 증가시키는 보강된 크랭크 압력(Pc)을 달성한다. 결과적으로, 사판의 각도는 최소 경사각으로 설정되고 압축기는 최소 용량 작동으로 되어서 엔진(14)에 작용하는 부하를 최소로 만든다. 시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 가스 공급측 개폐 밸브(171)는 폐쇄되고 블리드측 개폐 밸브(172)는 개방되어서 압축기가 정상 작동상태로 복귀하도록 실행한다.

제 7 실시예의 장점은 다음과 같다.

그 내부에 배치된 제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분을 갖는 가스 공급 통로(38) 이외에 가스 공급 통로(39)가 제공되고, 가스 공급측 개폐 밸브(171)와 블리드측 개폐 밸브(172)는 가스 공급 통로(39)와 블리드 통로(40)에 각각 제공된다. 두 개폐 밸브(171, 172)의 개방 및 폐쇄상태 사이에서 전환동작이 상기 기술된 방식으로 제어되기 때문에, 통상적인 인터로크된 유입측 제어와 드레인측 제어에 의해서 설정된 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)을 증가시킴으로써 얻어진 최소 용량 작동 상태 사이에서 압축기의 작동 상태를 전환시킬 수 있다. 상기 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사각을 0°부근으로 설정할 수 있는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에서 사용하기에 적당하다.

블리드 통로(40)에 있는 블리드측 개폐 밸브(172)는 시동 스위치(58)가 꺼졌을 때 폐쇄되기 때문에, 윤활유는 최소 용량 작동중에 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 흐를 수 없기 때문에, 내부 부품의 윤활작용을 개선한다.

제 8 실시예도 17에 도시된 제 8 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)과 압축기(도 1 참조)의 크랭크실(5)를 함께 연결하는 가스 공급 통로(38)와, 그 내부에 배치된 개폐 밸브 수단으로서 3방향 밸브(152)와, 용량 제어 밸브(160)를 갖는 가스 공급 및 블리드 통로(153)를 구비한다. 도 17의 용량 제어 밸브(160)는 제 7 실시예(도 16)의 상기 기술된 인터로크된 유입측 제어와 드레인측 제어 형식의 내부 제어 밸브(160)와 동일하다. 제 8 실시예는 두 개폐 밸브(171, 172)가 3방향 밸브(152)로 대체되는 것을 제외하고는 제 7 실시예(도 16)과 동일하다.

제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분은 가스 공급 통로(38)에 제공된다. 3방향 밸브(152) 및 제어 밸브(160)의 드레인측 제어 밸브 부분은 가스 통로 및 블리드 통로(153)에 연속으로 제공된다. 흡입실(31)의 압력{흡입압력(Ps)}은 제어 밸브(160)의 압력 감지 챔버(102)에 작용하기 때문에, 유입측 및 드레인측 제어 밸브 부분의 밸브 개방치수는 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 자동으로 조절된다.

가스 공급 및 블리드 통로(153)의 가지 지점에 위치한 3방향 밸브(152)는 크랭크실(5)을 흡입실(31) 또는 배출실(32)에 선택적으로 연결하기 위한 전자 전환 밸브가다. 3방향 밸브(146)의 연결은 구동 회로(59)에 의해서 컴퓨터(55)로써 전환된다.

공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 컴퓨터(55)는 크랭크실(5)를 흡입실(31)에 연결하기 위해, 전자 전환 밸브(152)를 제 1 스위치 위치에 설정하며, 이 상태는 가스 공급측 개폐 밸브(171)가 폐쇄되고 블리드측 개폐 밸브(172)가 개방되는 도 1의 상태와 동일하다. 즉, 컴퓨터(55)는 인터로크된 내부 제어 밸브(160)가 크랭크실(5)로의 가스 공급과 크랭크실(5)로부터의 가스 배출을 제어동작을 실행하도록 허용한다. 제어 밸브(160)에 의해 내부 제어는 크랭크 압력(Pc)을 조절함으로써, 사판의 각도를 자동으로 제어하고 그에 따라 압축기의 배출 용량을 제어한다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 컴퓨터(55)는 크랭크실(5)을 배출실(32)에 연결하기 위해, 전자 전환 밸브(152)를 제 2 스위치 위치에 설정하며, 이 상태는 가스 공급측 개폐 밸브(171)가 개방되고 블리드측 개폐 밸브(172)가 폐쇄되는 도 16의 상태와 동일하다. 이것은 이것은 가스 공급 및 배출 통로(153)를 통해서 크랭크실(5)로부터의 가스 배출을 완전하게 차단하면서, 제어 밸브(160)의 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수와 무관하게 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 가스 공급을 실행하는 상태를 증가시키는 보강된 크랭크 압력(Pc)을 세운다. 결과적으로, 사판의 각도는 최소 경사각(0°부근)으로 설정되고 압축기는 최소 용량 작동으로 되어서 엔진(14)에 작용하는 부하를 최소로 만든다.

제 8 실시예의 다음과 같은 장점을 갖는다.

전자 전환 밸브(152)는 크랭크실(5), 흡입실(31) 및 배출실(32)을 연결하는 가스 공급 및 블리드 통로(153)의 분기 지점에 배치되며, 상기 전자 전환 밸브(152)의 전환동작이 제어되어, 압축기의 동작 상태는 통상적인 유입측 및 드레인측의 인터로크된 제어동작으로 확립된 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)의 증가에 의해서 달성된 최소 용량 작동 상태 사이에서 전환될 수 있다. 상기 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사각을 0°부근으로 설정할 수 있는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에서 사용하기에 적당하다.

가스 공급 및 블리드 통로(153)를 통한 크랭크실(5)과 흡입실(31) 사이의 연통은 시동 스위치(58)가 꺼졌을 때 차단되기 때문에, 윤활유는 최소 용량 작동중에 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 흐를 수 없기 때문에, 내부 부품의 윤활성이 개선된다.

제 9 및 제 10 실시예제 9 및 제 10 실시예는 특수한 내부 제어 밸브가 크랭크실과 흡입실를 연결하는 블리드 통로에 배치되며 블리드 통로를 선택적으로 밀봉하는 기능을 가진다. 내부 제어 밸브로써 블리드 통로를 밀봉하면, 가변 용량형 내부 제어 밸브는 정상 작동으로부터 최소 작동 동작으로 신뢰성있고 신속하게 변화될 수 있다. 제 9 및 제 10 실시예는 하기에 개별적으로 기술된다.

제 9 실시예도 18에 도시된 제 9 실시예의 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하기 위한 가스 공급 통로(38)와 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하기 위한 블리드 통로(40)를 가진다. 도 11에 도시한 된 것과 동일한 고정 제한기(121)는 가스 공급 통로(38)에 배치된다. 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로의 고압축 냉매 가스를 공급하는 작업은 상기 고정 제한기(121)를 통해서 실행된다. 하기 기술되는 용량 제어 밸브(180)는 블리드 통로(40)에 제공된다. 제 9 실시예에 따른 용량 제어 시스템은 전자기 개폐 밸브(120)가 제거되고 제어 밸브(100)가 제어 밸브(180)로 대체되었다는 점을 제외하고는 제 2 실시예(도 11)의 용량 제어 시스템과 동일하다.

도 18에 도시된 제어 밸브(180)는 전자석이 제어 밸브(100)의 바닥에 부착된 것을 제외하고는 도 11의 내부 제어 밸브(180)와 동일하다. 압력 감지 챔버(102)와 밸브 챔버(108: 드레인측 밸브 챔버)는 도 11의 내부 제어 밸브(100)와 같이, 제어 밸브(180)의 밸브 하우징(101)에서 제한된다. 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(110, 111)와 함께, 상기 챔버(102, 108)는 블리드 통로(40)의 일부를 형성한다. 벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 밸브체(107) 및 스프링(109)은 밸브 하우징(101)에 제공되며, 제어 밸브(180)의 설정압력(Pset)을 결정하고 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 밸브체(107)를 작동한다.

제어 밸브(180)는 밸브 하우징(101)의 바닥에 부착된 전자석(181)을 구비한다. 전자석(181)은 밸브 하우징(101)의 바닥에 연결된 하우징(182)과 축선방향으로 이동하도록 하우징(182)에서 유지되는 플런저(183)를 구비한다. 적어도 하우징(182)의 바닥(182a)은 철로 형성되고, 상기 바닥(182a)은 고정 철심으로 작용한다. 플런저(183)는 가동 철심으로 작용한다. 플런저(183)의 상단부는 벨로우즈(103)의 고정 단부(103a)가 상기 상단부에 고정된 상태에서, 스토퍼(105)와 일체로 형성된 압력 감지 챔버(102) 내부에서 연장된다. 따라서, 플런저(183)는 벨로우즈(103)와 스토퍼(105)와 함께 이동할 수 있다.

전자석(181)은 하우징(182)에서 추종 스프링(184)과 코일(185)을 부가로 구비한다. 추종 스프링(184)은 플런저(183)를 위로{압력 감지 챔버(102)를 향하여} 가압한다. 코일(185)은 플런저(183)를 포위하고 코일(185)의 여자상태는 구동 회로(59)를 통해서 제어 컴퓨터(55)에 의해서 제어된다. 코일(185)에 전류가 공급될 때, 전자기력이 발생하고 이 인력은 추종 스프링(184)의 힘에 대항하여, 플런저(183)의 하단부가 하우징 바닥(182a)과 접촉하는 최하부 위치로 플런저(183)를 아래로 이동시킨다. 코일(185)로 공급되는 전류가 중단될 때, 전자석의 인력은 소멸되고 플런저(183)는 추종 스프링(184)의 힘으로 위로 이동한다. 플런저(183)가 위로 이동하면, 스토퍼(105)는 핀 보디(104)의 하단부와 인접하고, 그 후에 핀 보디(104) 및 밸브체(107)는 플런저(183)와 함께 위로 이동한다. 밸브체(107)가 밸브 챔버(108)의 상부벽과 접촉하고 플런저(183)가 최상부 위치에 도달할 때, 핀 보디(104)가 더욱 이동하면, 밸브체(107) 및 플런저(183)는 제한되고 포트(110)는 폐쇄된다. 상기 기술로부터 명백해지는 바와 같이, 가변 제어 밸브(180)는 개폐 밸브 수단으로서 작용하고 그 위치는 외부 제어수단으로써 조절될 수 있다.

공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 제어 컴퓨터(55)는 전자석(181)의 코일(185)에 계속해서 전류를 공급한다. 이때, 코일(185)에 발생한 전자기력은 플런저(183)를 추종 스프링(184)의 힘에 대해서 최하부 위치로 아래로 이동시킨다. 이 상황에서, 도 11의 제어 밸브(100)와 같은 제어 밸브(180)는 드레인측의 제어 밸브로서 작용한다. 즉, 제어 밸브(180)의 개방치수는 흡입압력(Ps)과, 벨로우즈(103)의 힘 및 설정 스프링(106)과 스프링(109)의 스프링력의 균형에 의해서 주로 결정된다. 다음, 제어 컴퓨터(55)는 드레인측 제어 밸브(180)에 의해서 크랭크 압력(Pc)을 적절하게 조절하도록 내부 제어동작을 실행함으로써 사판의 각도를 자동으로 제어하고 결과적으로, 압축기의 배출 용량(드레인측의 내부 제어에 의한 정상 작동)을 제어한다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 제어 컴퓨터(55)는 전자석(181)의 코일(185)로의 전류 공급을 중단한다. 따라서, 코일(185)에서 전자기력은 사라지며, 플런저(183), 스토퍼(105), 핀 보디(104) 및 밸브체(107)는 추종 스프링(184)의 힘으로 인하여 위로 이동한다. 밸브체(107)가 밸브 챔버(108)의 상부벽과 접촉할 때, 포트(110)는 폐쇄된다. 즉, 제어 밸브(180)가 폐쇄되며(제로 밸브 개방치수), 이것은 블리드 통로(40)를 통해서 크랭크실(5)로부터 흡입실(31)로의 가스 배출이 차단된다. 결과적으로, 크랭크 압력(Pc)은 사판의 각도를 최소 경사각(0°)으로 설정하므로, 압축기는 최소 용량 작동으로 되어서 엔진(14)에서 작용하는 부하를 최소로 한다. 시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 전자석(181)의 코일(185)로의 전류 공급이 다시 개시되고, 이것은 압축기를 정상 동작시킨다.

제어 밸브(180)의 폐쇄 상태{밸브체(107)가 밸브 챔버(108)의 상부벽과 접촉하여 포트(110)를 폐쇄하는 상태}에서, 추종 스프링(184)의 힘은 플런저(183), 스토퍼(105) 및 핀 보디(104)에 의해서 밸브체(107)로 전달된다. 다시 말해서, 추종 스프링(184)의 스프링력인 밸브 폐쇄방향의 힘은 밸브체(107)에서 작용한다. 크랭크 압력(Pc)이 포트(110)의 폐쇄 위치로 이동하는 밸브체(107)의 상부에서 작용하는 동안, 흡입압력(Ps)은 밸브체(107)의 바닥에서 작용한다. 부등식인 흡입압력(Ps) < 크랭크 압력(Pc)이 가변 용량형 사판식 압축기에서 적용되기 때문에, 크랭크 압력과 흡입압력 사이의 압력차(Pc-Ps)를 바탕으로 하는 밸브 개방방향으로의 힘이 밸브체(107)에서 작용한다. 만약, 추종 스프링(184)의 힘이 압력차(Pc-Ps)를 기본으로 발생하는 힘보다 항상 약하다면, 제어 밸브(180)는 폐쇄될 수 없다. 원칙적으로, 추종 스프링(184)의 스프링력은 압력차(Pc-Ps) 보다 크게 설정된다.

시동 스위치(58)가 꺼지고 블리드 통로(40)가 오프(OFF) 작용에 따라 제어 밸브(180)에 의해서 폐쇄될 때, 크랭크실(5)로부터의 배출 압력은 거의 없다. 만약, 시동 스위치(58)가 높은 배출 압력(Pd)으로 꺼질 때, 크랭크 압력(Pc)은 높은 배출압력(Pd)과 동일한 수준으로 신속하게 상승하며, 이것은 압축기의 축 밀봉 장치를 손상시키고 크랭크실(5)의 밀폐 상태를 손상시킨다.

그러나, 제 9 실시예의 제어 밸브(180)에 따르면, 추종 스프링(184)의 스프링력은 밸브체(107)에 작용하는 압력차(Pc-Ps)가 소정의 최대 허용치를 초과할 때, 상기 압력차(Pc-Ps)에 의해 밸브 개방 방향으로의 힘이 추종 스프링(184)의 스프링력에 의한 밸브 폐쇄방향으로의 힘보다 더욱 커지는 방식으로, 압력차(Pc-Ps)보다 약간 작게 설정될 수 있다. 압력차(Pc-Ps)의 최대 허용값은 압축기의 가변 용량 제어를 위해 필요한 압력차(Pc-Ps)의 최대값과 압축기의 축 밀봉 장치의 내압 제한값을 고려하여 적당하게 결정될 수 있다. 따라서, 추종 스프링(184)의 스프링력을 약간 작게 설정하면 폐쇄 상태의 제어 밸브(180)가 릴리프 밸브의 일종으로서 작동하도록 허용한다. 이 경우, 블리드 통로(40)의 폐쇄에 따라 점차 상승하는 크랭크 압력(Pc)은 축 밀봉 장치의 내압 제한값 위로 초과 상승하는 것이 방지된다.

제 9 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

고정 제한기(121)는 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 소정양의 냉매 가스를 공급할 수 있도록 가스 공급 통로(38)에 제공되며, 블리드 통로(40)에 제공된 드레인측 제어 밸브(180)는 제어 밸브(180)가 외부 전류 공급 제어에 의해서 폐쇄되는 방식으로 설계된다. 전자석(181)의 코일(185)로의 전류 공급을 상기 기술된 방식으로 제어함으로써, 통상적인 드레인측의 내부 제어에 의해 설정된 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)의 증가에 의해서 설정된 최소 용량 작동 상태 사이에서 압축기의 작동상태를 전환할 수 있다. 상기 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사각을 0°부근으로 설정할 수 있는 도 1의 압축기의 가변 용량형 사판식 압축기에서 사용하기에 적당하다.

추종 스프링(184)의 스프링력은 밸브체(107)에서 작용하는 압력차(Pc-Ps)가 소정의 최대 허용값 보다 높게 상승할 때, 압력차(Pc-Ps)에 의한 밸브 개방 방향으로의 힘이 추종 스프링(184)의 스프링력에 의한 밸브 폐쇄 방향으로의 힘보다 커지는 방식으로 설정될 수 있다. 그러한 설정으로 인하여 폐쇄 상태의 제어 밸브(180)는 크랭크 압력(Pc)이 지나치게 상승하는 것을 방지하기 위해 릴리프 밸브로서 작동할 수 있다. 따라서, 비록, 압축기가 블리드 통로(40)를 폐쇄시킴으로써 최소 용량 작동으로 변환된 후에도, 크랭크 압력(Pc)이 압축기에 손상을 주는 수준까지 상승하는 것을 방지할 수 있다.

블리드 통로(40)에 위치한 제어 밸브(180)는 시동 스위치(58)가 꺼질 때 폐쇄되기 때문에, 윤활유는 최소 용량 작동 동안 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 흐를 수 없으며, 이것은 내부 부품의 윤활성을 개선한다.

제 10 실시예도 19에 도시된 제 10 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하기 위한 가스 공급 통로(38)와, 크랭크실(5)를 흡입실(31)에 연결하는 블리드 통로(40)를 가진다. 또한, 하술되는 인터로크된 유입측 제어와 드레인측 제어 형식의 용량 제어 밸브(190)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 배치된다. 제 10 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 고정 제한기(121)가 인터로크된 형식의 제어 밸브(190)의 유입측의 제어 밸브 부분으로 대체되는 것을 제외하고는 제 9 실시예(도 18)의 크랭크 압력 제어 장치와 동일하다.

도 19에 도시된 제어 밸브(190)는 기본적으로 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형식이며, 전자석이 제어 밸브(160)의 바닥에 부착된 것을 제외하고는 도 16의 내부 제어 밸브(160)와 동일하다.

도 16의 내부 제어 밸브(160)와 유사한 제어 밸브(190)는 압력 감지 챔버(102)와 밸브 하우징(101)의 하부 영역에 규정된 드레인측 밸브 챔버(108)와 밸브 하우징(101)의 상부 영역에 규정된 유입측의 밸브 챔버(161)를 구비한다. 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(110, 111)와 함께 상기 챔버(102, 108)는 블리드 통로(40)의 일부를 형성한다. 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(166, 167)와 함께 유입측 밸브 챔버(161)는 가스 공급 통로(38)의 일부를 형성한다. 압력 감지 로드(162)는 제어 밸브의 축선방향으로 미끄럼 구동하기 위해 밸브 하우징(101)의 중심영역에 배치된다.

벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 스프링(109) 및 압력 감지 로드(162)의 (드레인측 밸브체로 작용하는) 하단부(162a)는 압력 감지 챔버(102)와 드레인측 밸브 챔버(108)에 제공되어서 제어 밸브(190)의 드레인측 제어 밸브 부분을 형성한다. 상기 드레인측 제어 밸브 부분의 개방치수{즉, 블리드 통로(40)의 개방치수}는 드레인측 밸브체(162a)의 위치에 따라 조절된다. 압력 감지 로드(162)의 상단부(162b), 밸브 시트(163), 유입측 밸브체(164) 및 스프링(165)은 유입측 밸브 챔버(161)에 제공되어서 제어 밸브(190)의 유입측 제어 밸브 부분을 형성한다. 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수{즉, 가스 공급 통로(38)의 개방치수}는 유입측 밸브체(164)의 위치에 따라 조절된다. 벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 스프링(109), 압력 감지 로드(162) 및 스프링(165)은 제어 밸브(190)의 설정압력(Pset)을 결정하고 (드레인측 밸브체로 작용하는) 압력 감지 로드(162)와 유입측 밸브체(164)를 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 작동시키는 압력 감지 기구를 형성한다. 상기 기술로부터 명백해지는 바와 같이, 제어 밸브(190)의 드레인측 제어 밸브부와 유입측 제어 밸브부는 공통 압력 감지 기구로 서로 인터로크된다.

제어 밸브(190)는 밸브 하우징(101)의 바닥에 부착된 전자석(191)을 부가로 구비한다. 전자석(191)은 밸브 하우징(101)의 바닥에 연결된 하우징(192)과 축선방향으로 이동하도록 하우징(192)에서 유지되는 플런저(193)를 구비한다. 적어도 하우징(192)의 바닥(192a)은 철로 형성되고 상기 바닥(192a)은 고정 철심으로 작용한다. 플런저(193)는 벨로우즈(103)의 고정 단부(103a)가 상기 상단부에 고정된 상태에서, 스토퍼(105)와 일체로 구성된 압력 감지 챔버(102) 내부에 연장된다. 따라서, 플런저(193)는 벨로우즈(103) 및 스토퍼(105)와 함께 이동할 수 있다.

전자석(191)은 하우징(192) 내에 추종 스프링(194)과 코일(195)을 부가로 구비한다. 상기, 추종 스프링(194)은 플런저(193)를 위로{압력 감지 챔버(102)를 향해} 가압한다. 코일(195)은 플런저(193)를 포위하여 이동 철심으로 작용하도록 제공되며 그 여자상태는 구동 회로(59)를 통해서 제어 컴퓨터(55)에 의해서 제어된다.

코일(195)에 전류가 공급될 때, 전자기력이 발생하여, 플런저(193)가 추종 스프링(194)의 힘에 대해서 플런저(193)의 하단부가 하우징의 바닥(192a)에 접촉하는 최하부 위치로 아래로 이동하도록 실행한다. 코일(195)에 전류 공급이 중단될 때, 전자기력은 사라지고 플런저(193)는 추종 스프링(194)의 힘으로 위로 이동한다.

플런저(193)가 위로 이동할 때, 스토퍼(105)는 핀 보디(104)의 하단부와 접촉하고 그 후 핀 보디(104)와 압력 감지 로드(162)는 플런저(193)와 함께 위로 이동한다. 드레인측 밸브체(162a)가 드레인측 밸브 챔버(108)의 상부벽과 접촉하고 플런저(193)가 최상부 위치로 가면, 핀 보디(104), 압력 감지 로드(162) 및 플런저(193)의 부가 이동은 제한된다. 이때, 드레인측 제어 밸브 부분의 부분은 실제로 폐쇄되고, 유입측 제어 밸브 부분의 밸브체(164)는 압력 감지 로드(162)의 상단부(162b)에 의해 밀쳐진다. 이것은 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수를 강제로 넓힌다. 상기 기술로부터 명백해지는 바와 같이, 용량 제어 밸브(190)는 그 개방치수가 외부 제어수단에 의해서 조절될 수 있는 개폐 밸브수단으로 작용한다.

공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 제어 컴퓨터(55)는 전자석(191)의 코일(195)에 전류가 공급되는 것을 유지한다. 이때, 코일(195)에 발생한 전자기력은 플런저(193)가 추종 스프링(194)의 힘에 대해 최하부 위치로 아래로 이동하도록 실행하며, 이러한 상황에서, 도 16의 제어 밸브(160)와 유사한 제어 밸브(190)는 인터로크된 유입측 및 드레인측 내부 제어 밸브로서 작용한다. 즉, 제어 밸브(190)의 드레인측 제어 밸브 부분과 유입측 제어 밸브 부분의 밸브 개방치수는 흡입 압력(Ps)과, 배출 압력(Pd) 및 설정 스프링(106)과 스프링(109, 165)의 스프링력의 균형에 의해서 주로 결정된다. 다음, 크랭크 압력(Pc)은 인터로크된 제어 밸브의 내부 제어에 의해서 적당하게 조절됨으로써, 사판의 각도를 자동으로 조절하고, 결과적으로, 압축기의 배출 용량(유입측 및 드레인측 내부 제어에서의 정상 동작)을 조절한다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 제어 컴퓨터(55)는 전자석(191)의 코일(195)로의 전류 공급을 중단한다. 따라서, 코일(195)에서 전자기력은 사라지며, 플런저(193), 스토퍼(105), 핀 보디(104) 및 압력 감지 로드(162)는 추종 스프링(194)의 힘으로 인하여 위로 이동한다. 압력 감지 로드(162)의 하단부(162a)가 드레인측 밸브 챔버(108)의 상부벽과 접촉할 때, 상부로의 이동은 정지된다. 플런저(193)가 최상부 위치로 이동할 때, 제어 밸브(190)의 드레인측 제어 밸브 부분은 폐쇄 상태(제로의 밸브 개방치수)로 되며, 이것은 블리드 통로(40)를 통해서 크랭크실(5)로부터 흡입실(31)로의 가스 배출을 차단하고, 유입측 제어 밸브 부분의 개방치수가 강제로 넓혀지는 상태에서 가스 공급 통로(38)를 통해서 다량의 냉매 가스를 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 공급한다. 결과적으로, 크랭크 압력(Pc)은 사판의 각도를 최소 경사각(0°)으로 설정하도록 상승하므로, 압축기는 최소 용량 작동으로 되어서 엔진(14)에서 작용하는 부하를 최소로 한다. 시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 전자석(191)의 코일(195)로의 전류 공급이 다시 개시되고, 이것은 압축기가 정상 동작으로 복귀하도록 유발한다.

제 10 실시예에 따른, 추종 스프링(194)의 스프링력은 드레인측 밸브체로서 압력 감지 로드(162)에 작용하는 압력차(Pc-Ps)가 소정의 최대 허용치를 초과할 때, 상기 압력차(Pc-Ps)에 의해 밸브 개방 방향으로의 힘이 추종 스프링(194)의 스프링력에 의한 밸브 폐쇄방향으로의 힘 보다 더욱 커지는 방식으로, 압력차(Pc-Ps) 보다 약간 작게 설정될 수 있다. 압력차(Pc-Ps)의 최대 허용값은 압축기의 가변 용량 제어를 위해 필요한 압력차(Pc-Ps)의 최대값과 압축기의 축 밀봉 장치의 내압 제한값을 고려하여 적당하게 결정될 수 있다. 따라서, 추종 스프링(194)의 스프링력을 약간 작게 설정하면 폐쇄 상태의 제어 밸브(190)가 일종의 릴리프 밸브로서 작동하도록 허용한다. 이 경우, 블리드 통로(40)의 폐쇄에 따라 점차 상승하는 크랭크 압력(Pc)은 축 밀봉 장치의 내압 제한값 위로 초과 상승하는 것이 방지된다.

제 10 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

인터로크된 유입측 제어와 드레인측 제어형식의 제어 밸브(190)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 배치되며, 상기 제어 밸브(190)는 드레인측 제어 밸브 부분이 강제로 폐쇄되고 유입측 제어 밸브 부분이 외부 전류 공급 제어에 의해서 강제로 개방되는 방식으로 설계된다. 전자석(191)의 코일(195)로의 전류 공급을 상기 기술된 방식으로 제어함으로써, 통상적인 인터로크된 유입측과 드레인측의 내부 제어에 의해서 설정된 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)의 증가에 의해서 설정된 최소 용량 작동 상태 사이에서 압축기의 작동상태를 전환할 수 있다. 상기 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사각을 0°부근으로 설정할 수 있는 도 1의 압축기의 가변 용량형 사판식 압축기에서 사용하기에 적당하다.

추종 스프링(194)의 스프링력은 드레인측 밸브체(162a)에서 작용하는 압력차(Pc-Ps)가 소정의 최대 허용값보다 높게 상승할 때, 압력차(Pc-Ps)에 의한 밸브 개방방향으로의 힘이 추종 스프링(194)의 스프링력에 의한 밸브 폐쇄방향으로의 힘보다 커지는 방식으로 설정될 수 있다. 그러한 설정으로 인하여 드레인측 제어 밸브 부분이 폐쇄 상태에 있는 제어 밸브(180)는 크랭크 압력(Pc)이 지나치게 상승하는 것을 방지하기 위해 릴리프 밸브로서 작동할 수 있다. 따라서, 비록, 압축기가 블리드 통로(40)를 폐쇄시킴으로써 최소 용량 작동으로 변환된 후에도, 크랭크 압력(Pc)이 압축기에 손상을 주는 수준까지 상승하는 것을 방지할 수 있다.

블리드 통로(40)의 드레인측 제어 밸브 부분은 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 폐쇄되기 때문에, 윤활유는 최소 용량 작동 동안 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 흐를 수 없으며, 이것은 내부 부품의 윤활성을 개선한다.

제 11 내지 제 13 실시예제 11 내지 제 13 실시예는 크랭크실과 흡입실를 연결하고 제어 밸브에 블리드 통로를 선택적으로 밀봉하는 기능을 제공하는, 블리드 통로에 위치한 가변 설정압력 형식의 특수한 제어 밸브를 가진다. 제어 밸브로 블리드 통로를 밀봉하면, 가변 용량 형식의 사판식 압축기는 신뢰성있고 신속하게 정상 작동으로부터 최소 작동 동작으로 변환할 수 있다. 제 11 내지 제 13 실시예는 각각 하기에 기술된다.

제 11 실시예도 20에 도시된 제 11 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하기 위한 가스 공급 통로(38)와, 크랭크실(5)를 흡입실(31)에 연결하는 블리드 통로(40)를 구비한다. 도 11에 도시된 것과 동일한 고정 제한기(121)는 가스 공급 통로(38)에 배치된다. 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 공급되는 고압축 냉매가스는 상기 고정 제한기(121)를 통과한다. 하기 기술되는 용량 제어 밸브(200)는 블리드 통로(40)에 제공된다. 제 11 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 도 11의 전자 개폐 밸브(120)가 제거되고 도 11의 제어 밸브(100)가 제어 밸브(200)로 교체되는 것을 제외하고는 제 2 실시예(도 11)의 크랭크 압력 제어 장치와 동일하다.

도 20에 도시된 제어 밸브(200)는 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 밸브 개방치수를 자동으로 조절할 수 있는 점에서 내부 제어형식의 드레인측의 제어 밸브이며, 설정압력(Pset)이 외부 제어에 의해서 변경될 수 있는 점에서 외부 제어형식의 드레인측의 제어 밸브이다. 제어 밸브(200)는 바닥에 부착된 설정압력 변화장치를 갖는 도 11의 내부 제어 밸브(100)와 유사하다.

압력 감지 챔버(102)와 밸브 챔버(108: 드레인측 밸브 챔버)는 도 11의 내부 제어 밸브(100)에서와 같이 제어 밸브(200)의 밸브 하우징(101)에 규정된다. 밸브 하우징(101)에 형성된 포트(110, 111)와 함께 상기 챔버(102, 108)는 블리드 통로(40)를 형성한다. 벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 밸브체(107) 및 스프링(109)은 밸브 하우징(101)에 제공되며, 제어 밸브(200)의 설정압력(Pset)을 결정하고 밸브체(107)를 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 작동시키는 압력 감지 기구을 형성한다.

제어 밸브(200)는 밸브 하우징(101)의 바닥에 부착된 설정압력 변화장치(201)를 가진다. 상기 설정압력 변화장치(201)는 밸브 하우징(101)의 하단부에 제공된 축방향 가동체(202)와, 왕복운동 기구(203) 및 모터(204)를 구비한다.

벨로우즈(103)의 고정 단부(103a)와 가동체(202)의 상부 사이에는 스토퍼(105)가 고정되므로, 상기 가동체(202), 벨로우즈(103)의 고정 단부(103a) 및 스토퍼(105)는 함께 이동한다. 정방향 뿐 아니라 역방향으로 회전할 수 있는 모터(204)로의 에너지 공급은 구동 회로(59)를 통해서 제어 컴퓨터(55)에 의해서 제어된다.

가동체(202)와 모터(204) 사이에 배치된 왕복운동 기구(203)는 양자를 기능적으로 연결한다. 왕복운동 기구(203)는, 예를 들어, 나사 기구으로 구성되고 모터(204)의 출력축이 정방향 및 역방향으로 회전할 때 제어 밸브의 축선방향(수직방향)으로 왕복운동하는 구동축(203a)을 구비한다. 다시 말해서, 왕복운동 기구(203)는 모터(204)의 출력축(도시생략)의 회전 운동을 구동축(203a)의 선형운동으로 전환시키기 위한 구동력 전환 기구이다. 왕복운동 기구(203)의 구동축(203a)의 말단부는 가동체(202)에 연결되므로, 가동체(202) 및 스토퍼(105)는 구동축(203a)의 운동에 따라 축선방향으로 왕복운동한다.

도 20은 밸브 하우징(101)에 인접하는 스토퍼(105)의 부분(바닥)과, 가동체(202)를 도시하며, 상기 스토퍼(105)는 상부 또는 하부로 부가로 이동할 수 없는 최하부 위치에 있다. 가동체(202)가 상기 위치로부터 위로 이동할 때, 스토퍼(105)는 밸브 하우징(101)으로부터 이격되게 이동하여 핀 보디(104)에 접근한다. 가동체(202)가 위로 이동하는 동안, 스토퍼(105)가 핀 보디(104)와 접촉할 때, 핀 보디(104) 및 밸브체(107)는 그 후에 가동체(202)와 함께 위로 이동한다. 밸브체(107)가 밸브 챔버(108)의 상부벽과 접촉하고 가동체(202)가 최상부 위치로 이동할 때, 핀 보디(104), 밸브체(107) 및 가동체(202)가 위로 더욱 이동하는 것은 제한되고 포트(110)를 폐쇄한다. 모터(204)가 역회전할 때, 가동체(202)는 반대 과정을 통해서 최상부 위치로부터 최하부 위치까지 상기 기술된대로 이동한다.

상기 제어 밸브(200)의 설정압력(Pset)은 최상부 위치 및 최하부 위치 사이의 특정 위치로 가동체(202)를 이동시킴으로써 변화될 수 있다. 용량 제어 밸브(200)는 그 개방치수가 외부 제어수단에 의해 조절될 수 있는 개폐 밸브수단으로 작용한다.

공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 제어 컴퓨터(55)는, 예를 들어, 온도 센서(54), 객실 온도 센서(56), 일사량 센서(56A) 및 객실 온도 설정 유니트(57)로부터의 정보를 기초하여 제어 밸브(200)의 최적의 설정압력(Pset)을 계산한다. 그 다음, 제어 컴퓨터(55)는 제어 밸브(200)의 압력을 계산된 설정압력(Pset)으로 설정하기 위해, 모터(204)에서 에너지 제어를 실행함으로써, 가동체(202)를 최상부 위치와 최하부 위치 사이의 특정 위치로 이동시킨다. 이 상황에서, 도 11의 제어 밸브(100)와 같은, 제어 밸브(200)는 드레인측의 내부 제어 밸브로서 작용한다. 그 다음, 제어 컴퓨터(55)는 드레인측의 제어 밸브(200)에 의해서 크랭크 압력(Pc)을 적절하게 조절하도록 내부 제어를 실행함으로써, 사판의 각도를 자동으로 조절하고, 결과적으로 압축기의 배출 용량(드레인측의 내부 제어에 의한 정상 동작)을 제어한다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 제어 컴퓨터(55)는 가동체(202), 스토퍼(105), 핀 보디(104) 및 밸브체(107)를 설정압력(Pset)의 계산 결과와 무관하게, 최상부 위치로 이동시키기 위해, 모터(204)에서 에너지 제어를 실행한다. 그 다음, 제어 컴퓨터(55)는 밸브체(107)가 블리드 통로(40)를 통해서 크랭크실(5)로부터 흡입실(31)로의 가스 배출을 차단하기 위해, 제어 밸브(200)를 폐쇄(제로 밸브 개방치수)함으로써 포트(110)를 폐쇄하도록 실행한다. 따라서, 크랭크 압력(Pc)은 최소 경사각(0°부근)으로 사판의 각도를 설정하도록 상승하므로, 압축기는 최소 용량 작동이 되며, 엔진(14)에 작용하는 부하를 최소화한다.

시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 모터(204)에서 에너지를 제어하여 가동체(202)를 최초 위치로 복귀하도록 이동시키고, 드레인측의 내부 제어는 계산된 설정압력(Pset)으로 재시동되고, 압축기가 정상 동작으로 복귀하도록 실행한다.

제 11 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

고정 제한기(121)는 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로 소정량의 냉매가스를 항상 공급할 수 있도록 가스 공급 통로(38)에 제공되며, 블리드 통로(40)에 배치된 드레인측 제어 형식의 가변 설정압력 밸브가 제공되어 블리드 통로를 선택적으로 밀봉하는 기능을 한다. 즉, 제어 밸브(200)는 외부 제어로 폐쇄될 수 있는 방식으로 설계된다. 모터(204)에서 상기 기술된 제어를 통해서, 통상적인 드레인측 내부 제어에 의해서 설정된 정상 동작 상태와 크랭크 압력(Pc)의 증가에 의해서 설정된 최소 변위 동작 상태 사이에서 압축기의 동작상태를 변화시킬 수 있다. 상기 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사각을 0°부근으로 설정할 수 있는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에서 사용하기에 적당하다.

설정압력 변화 장치(201)를 장착한 제어 밸브(200)는 제어 컴퓨터(55) 및 구동 회로(59)와 협력하여, 압축기를 최소 용량 작동상태로 인도하는 밸브 개폐 능력과, 설정압력을 변화시키는 능력을 모두 가진다. 제어 밸브(200)를 사용하면 압축기의 크랭크 압력 제어 장치를 단순화시킬 수 있다.

블리드 통로(40)에 배치된 제어 밸브(200)는 시동 스위치(58)가 꺼질 때 폐쇄되기 때문에, 윤활유가 최소 용량 작동에서 냉매 가스와 함께 크랭크실(5) 밖으로 흐르는 것을 방지할 수 있으며, 그렇지 않을 경우 압축기의 내부 기구의 윤활성을 해칠 수 있다.

제 12 실시예도 21에 도시된 제 12 실시예의 크랭크 압력 제어 장치는 압축기 내의 크랭크실(5)에 배출실(32)을 연결하기 위한 가스 공급 통로(38)와 흡입실(31)에 크랭크실(5)을 연결하기 위한 블리드 통로(40)를 구비한다. 또한, 하기에 설명될 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 용량 제어 밸브(210)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 위치된다. 제 12 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 고정 제한기(121)가 인터로크형 제어 밸브(210)의 유입측 제어 밸브부로 대체된 것을 제외하고는 제 11 실시예(도 20)의 크랭크 압력 제어 장치와 동일하다. 또한 제 12 실시예는 제어 밸브(190)가 제어 밸브(210)로 대체된 것을 제외하고는 제 10 실시예(도 19)와 동일하다.

도 21에 도시된 제어 밸브(210)는 흡입압력(Ps)의 변화에 따라 밸브 개방치수를 자동으로 조절할 수 있다는 점에서는 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 제어 밸브이고, 설정압력(Pset)이 외부 제어하에서 변경될 수 있다는 점에서는 외부 제어형 제어 밸브이다. 제어 밸브(210)는 설정압력 변화 유니트가 제어 밸브(160)의 바닥부에 부착된 것을 제외하고는 도 16의 내부 제어 밸브와 동일한다.

도 16의 내부 제어 밸브(160)와 유사한 제어 밸브(210)는 밸브 하우징(101)의 저부 영역에 제한되는 압력 감지 챔버(102) 및 드레인측 밸브 챔버(108)와 밸브 하우징(101)의 상부 영역에 제한되는 유입측 밸브 챔버(161)를 구비한다. 밸브 하우징(101) 내에 형성되는 포트(110, 111)와 함께 상기 챔버(102, 108)는 블리드 통로(40)의 일부를 형성한다. 밸브 하우징(101) 내에 형성되는 포트(166, 167)와 함께 유입측 밸브 챔버(161)는 가스 공급 통로(38)의 일부를 형성한다. 압력 감지 로드(162)는 제어 밸브의 축방향으로 미끄럼 구동되도록 밸브 하우징(101)의 중심 영역에 형성된다.

벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 스프링(109) 및 압력 감지 로드(162)의 하단부(162a: 드레인측 밸브 보디로서 작용)는 압력 감지 챔버(102)와 드레인측 밸브 챔버(108) 내에 제공되어 제어 밸브(210)의 드레인측 제어 밸브부를 형성한다. 이러한 드레인측 제어 밸브부의 개방치수{즉, 블리드 통로(40)의 개방치수}는 드레인측 밸브 보디(162a)의 위치에 따라 조절된다. 압력 감지 로드(162)의 상단부(162b), 밸브 시트(163), 유입측 밸브 보디(164) 및 스프링(165)은 유입측 밸브 챔버(161) 내에 제공되어 제어 밸브(210)의 유입측 제어 밸브부를 형성한다. 유입측 제어 밸브부의 개방치수{즉, 가스 공급 통로(38)의 개방치수}는 유입측 밸브 보디(164)의 위치에 따라 조절된다. 벨로우즈(103), 핀 보디(104), 스토퍼(105), 설정 스프링(106), 스프링(109), 압력 감지 로드(162) 및 스프링(165)은 제어 밸브(210)의 설정압력(Pset)을 결정하여 흡입압력(Ps)의 변화에 따른 유입측 밸브 보디(164) 및 압력 감지 로드(162; 드레인측 밸브 보디로서 작용)를 작동시키는 압력 감지 기구를 형성한다. 상기 장치에서, 제어 밸브(210)의 드레인측 제어 밸브부 및 유입측 제어 밸브부는 공통 압력 감지 기구에 의해 서로 인터로크된다.

제어 밸브(210)는 밸브 하우징(101)의 바닥부에 부착되는 설정압력 변화 유니트(211)를 부가로 구비한다. 설정압력 변화 유니트(211)는 축방향으로 이동되도록 밸브 하우징(101)의 하부에 제공되는 가동체(212), 왕복운동 기구(213) 및 모터(214)를 포함한다.

스토퍼(105)는 벨로우즈(103)의 고정 단부(103a)와 가동체(212)의 상부 사이에 고정되어, 가동체(212), 벨로우즈의 고정 단부(103a) 및 스토퍼(105)가 함께 이동될 수 있다. 왕복운동 기구(213)와 모터(214)가 도 20에 도시된 왕복운동 기구(203) 및 모터(204)와 동일하기 때문에, 그에 대한 불필요한 설명은 생략한다. 모터(214)의 출력축은 제어 컴퓨터(55)의 에너지화 제어하에서 구동 회로(59)에 의해 정방향 및 역방향으로 회전한다. 모터 출력축의 회전에 따라, 왕복운동 기구(213)의 구동축(213a)은 제어 밸브의 축방향으로 왕복운동한다. 구동축(213a)의 말단부는 가동체(212)에 결합되고, 가동체(212)와 스토퍼(105)도 구동축(213a)의 이동에 따라 축방향으로 왕복운동한다.

도 21은 밸브 하우징(101)상에 접하는 스토퍼(105)의 일부분(바닥부)과, 보다 하부로의 이동이 불가능한 최하부에 위치된 가동체(212) 및 스토퍼(105)를 도시한다. 가동체(212)가 상기 위치로부터 상향으로 이동될 때, 스토퍼(105)는 밸브 하우징(101)으로부터 멀리 이동되어 핀 보디(104)에 가까워진다. 가동체(212)의 상향 이동중에 스토퍼(105)가 핀 보디(104)의 하단부와 접촉할 때, 핀 보디(104) 및 압력 감지 로드(162)는 가동체와 함께 상향으로 이동된다. 로드의 하단부(162a: 드레인측 밸브 보디)가 밸브 챔버(108)의 상부 벽과 접촉하여 가동체(212)가 핀 보디(104)의 상향 이동에 더하여 최상부 위치로 상승될 때, 압력 감지 로드(162)와 가동체(212)가 포트(110)를 폐쇄하는 것이 제한된다. 모터(214)의 회전이 역전될 때, 가동체(212)는 상기 역전하는 방식으로 최상부로부터 최하부 위치를 향해 이동된다.

상기 제어 밸브(210)의 설정압력(Pset)은 최상부 위치와 최하부 위치 사이의 임의의 위치로 가동체(212)를 이동시킴으로써 변화될 수 있다. 또한, 용량 제어 밸브(210)는 그 개방치수가 외부 제어 수단에 의해 조절될 수 있는 개폐 밸브 수단으로서 작용한다.

공조 설비용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 제어 컴퓨터(55)는 예를 들어, 온도 센서(54), 객실 온도 센서(56), 일사량 센서(56A) 및 객실 온도 설정 유니트(57)로부터의 입력 정보에 기초하여 제어 밸브(210)의 최적 설정 온도(Pset)를 계산한다. 그후, 제어 컴퓨터(55)는 제어 밸브(210)의 압력을 계산된 설정 온도(Pset)로 설정하기 위해 모터(214)상의 에너지화 제어를 수행하여, 가동체(212)를 최상부 위치와 최하부 위치 사이의 임의의 위치로 옮긴다. 이러한 상태에서, 도 16의 제어 밸브(160)와 유사한 제어 밸브(210)는 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 내부 제어 밸브로서 작용한다. 그후, 제어 컴퓨터(55)는 인터로크형 제어 밸브(210)에 의해 크랭크 압력(Pc)을 적절히 조절하기 위해 내부 제어를 수행하여, 사판의 각도와 그에 따른 압축기의 배출 용량을 자동으로 제어한다(인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 내부 제어 밸브에 의해 성립되는 정상 작동).

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 제어 컴퓨터(55)는 설정압력(Pset)의 계산 결과에 상관없이 가동체(212), 스토퍼(105), 핀 보디(104) 및 압력 감지 로드(162)를 최상부 위치로 옮기기 위해 모터(214)상의 에너지화 제어를 수행한다. 가동체(212)가 최상부 위치로 이동될 때, 포트(110)는 드레인측 밸브체(162a)에 의해 폐쇄되고, 제어 밸브(210)의 드레인측 제어 밸브부가 폐쇄된다(밸브 개방치수가 0). 결과적으로, 크랭크실(5)로부터 블리드 통로(40)를 통한 흡입실(31) 내로의 가스 배출은 차단되고, 유입측 밸브체(164)는 로드의 상단부(162b)에 의해 밀어올려져 유입측 제어 밸브부의 개방치수를 강제로 넓힌다. 이는 다량의 냉매 가스가 배출실(32)로부터 가스 공급 통로(38)를 통해 공급되도록 한다. 따라서, 사판의 각도를 최소 경사각도(0°근처)로 변화시키기 위해 크랭크 압력(Pc)이 상승하여 압축기가 최소 용량 작업으로 옮겨져서 엔진(14)의 부하를 최소화한다.

시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 모터(214)상의 에너지화 제어는 가동체(212)를 개시지점으로 복귀시키고, 계산된 설정압력(Pset)을 갖는 내부 제어가 재개되어, 압축기를 정상 작업 조건으로 복귀시킨다.

제 12 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 그리고 가변 설정압력형 제어 밸브(210)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 위치된다. 제어 밸브(210)에는 선택적으로 또는 강제로 가스 공급 통로를 개방시키는 능력과 블리드 통로를 선택적으로 밀봉시키는 능력이 제공된다. 즉, 제어 밸브(210)는 그 드레인측 제어 밸브부를 폐쇄상태로 만들거나 그 유입측 제어 밸브부를 외부 조건하에서 개방상태로 만들 수 있도록 설계된다. 상술된 모터(214)상의 에너지화 제어를 통해, 통상의 인터로크된 유입측 및 드레인측 내부 제어에 의해 성립된 정상 작동상태와 크랭크 압력(Pc)의 강제 증가에 의해 성립된 최소 용량 작동 상태 사이에서 압축기의 작동 상태를 전환시키는 것이 가능하다. 상기 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사 각도를 0°가까이 설정할 수 있는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에 사용하기에 매우 적합하다.

설정압력 변화 유니트(211)가 장착된 제어 밸브(210)는 설정압력을 변화시키는 능력과 밸브를 개폐시키는 능력을 구비하여, 제어 컴퓨터(55) 및 구동 회로(59)의 상호 작동으로 압축기를 최소 용량 작동 상태로 만든다. 이러한 제어 밸브(210)의 사용은 압축기의 크랭크 압력 제어 장치를 단순화시킬 수 있다.

블리드 통로(40) 내에 위치되는 제어 밸브(210)의 드레인측 제어 밸브부는 시동 스위치(58)가 꺼질 때 폐쇄되어, 압축기의 내부 기구의 윤활을 경감시키는 최소 용량 작동 상태에서 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)의 외부로 윤활유가 흐르는 것을 방지할 수 있다.

제 13 실시예도 22 및 도 23에 도시된 제 13 실시예의 크랭크 압력 제어 장치는 압축기(도 1 참조) 내의 크랭크실(5)에 배출실(32)을 연결하는 가스 공급 통로(38)와 흡입실(31)에 크랭크실(5)을 연결하는 블리드 통로(40)를 구비한다. 또한, 하기에 설명될 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 용량 제어 밸브(230)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 위치된다. 제 13 실시예에 따른 크랭크 압력 제어 장치는 제어 밸브(210)가 제어 밸브(230)로 대체되는 것을 제외하고는 제 12 실시예(도 21)의 크랭크 압력 제어 장치와 동일하다.

도 22에 도시된 제어 밸브(230)는 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 밸브 개방치수를 자동으로 조절할 수 있는 점에서는 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 제어 밸브이고, 설정압력(Pset)이 외부 제어하에서 변경될 수 있는 점에서는 외부 제어형 제어 밸브이다. 도 23은 제어 밸브(230)의 확대 단면도이다. 도 23과 도 3 의 비교로부터 알 수 있듯이, 제어 밸브(230)는 제어 밸브(60)의 상반부의 설계를 변경함으로써 인터로크형으로 재설계된 도 3의 유입측 제어 밸브(60)이다.

도 23에 도시된 바와 같이, 제어 밸브(230)는 그 제어 밸브(230)의 중심부 근처에 함께 연결되는 솔레노이드부(62)와 밸브 하우징(61)을 구비한다. 솔레노이드부(62)는 제어 밸브(230)의 설정압력 변화 유니트(211)로서 작용한다. 밸브 하우징(61)은 드레인측 제어 밸브부로서 작용하는 상반부와 유입측 제어 밸브부로서 작용하는 하반부로 분리된다.

유입측 밸브 챔버(63)는 유입측 제어 밸브부를 형성하는 밸브 하우징(61) 부분에 형성된다. 이 밸브 챔버(63)는 그 밸브 챔버(63)의 측벽에 형성된 밸브 챔버 포트(67)와 상류의 가스 공급 통로(38)를 통해 배출실(32)에 연결된다. 제어 밸브(230)의 축방향으로 연장되는 밸브 구멍(66)은 밸브 챔버(63)의 상부에 형성되고, 밸브 구멍(66)과 수직으로 교차하는 포트(65)는 밸브 챔버(63) 위의 밸브 하우징(61) 내에 형성된다. 포트(65)는 하류의 가스 공급 통로(38)를 통해 크랭크실(5)에 연결된다. 밸브 챔버 포트(67), 유입측 밸브 챔버(63), 밸브 구멍(66) 및 포트(65)는 가스 공급 통로(38)의 일부를 형성한다.

유입측 밸브체(64)는 제어 밸브의 축방향으로 이동시키기 위해 유입측 밸브 챔버(63) 내에 유지된다. 다시 말해, 유입측 밸브 챔버(64)는 가스 공급 통로(38)의 유동 면적을 변화시키기 위해 밸브 구멍(66)으로부터 멀리 또는 가까이 이동시킬 수 있도록 제공된다. 릴리스 스프링(74)은 밸브 챔버(63) 내에 보유된다. 이 릴리스 스프링(74)은 유입측 제어 밸브부의 개방치수{가스 공급 통로(38)의 유동 면적}를 가능한 크게 만들기 위해 밸브 구멍(66)으로부터 멀리 이동하는 방향(하향)으로 밸브체(64)에 힘을 가한다. 유입측 밸브체(64)는 밸브 챔버(63) 내에서의 위치에 따라 제어 밸브(230)의 유입측 제어 밸브부의 개방치수를 조절한다.

드레인측 밸브 챔버(231)는 드레인측 제어 밸브부를 형성하는 밸브 하우징(61)의 부분 내에 형성된다. 이 밸브 챔버(231)는 그 밸브 챔버(231)의 측벽에 형성된 포트(232)와 하류의 블리드 통로(40)를 통해 흡입실(31)에 연결된다. 하류의 블리드 통로(40)는 압력 감지 통로로서 작용하고, 흡입 압력(Ps)은 통로(40)를 통해 드레인측 밸브 챔버(231)의 내부상에 작용한다. 밸브 구멍(233)을 형성하는 밸브 시트(234)는 밸브 챔버(231)의 하부에 제공된다. 밸브 구멍(233)은 제어 밸브(230)의 축방향으로 연장된다. 밸브 구멍(233)과 수직으로 교차하는 포트(235)는 밸브 하우징(61) 내에 형성되고, 상류의 블리드 통로(40)를 통해 크랭크실(5)에 연결된다. 포트(235), 밸브 구멍(233), 드레인측 밸브 챔버(231) 및 포트(232)는 블리드 통로(40)의 일부를 형성한다.

드레인측 밸브체(236)는 제어 밸브의 축방향으로 이동시키기 위해 드레인측 밸브 챔버(231) 내에 보유된다. 밸브체(236)가 이동할 때, 그것은 밸브 시트(234)에 접촉되거나 그로부터 멀리 이동될 수 있다. 드레인측 밸브체(236)는 양호하게는 구형이다. 드레인측 밸브체(236)가 밸브 시트(234)상에 위치될 때, 밸브체(236)는 밸브 구멍(233)을 폐쇄시켜서 블리드 통로(40)를 통한 유동을 방지한다. 폐쇄 밸브 스프링(237)은 드레인측 밸브 챔버(231) 내에 위치된다. 폐쇄 밸브 스프링(237)은 밸브 하우징(61)의 내주부에 체결되는 일단부(상단부)와 밸브체(236)상의 개재 부재(238)에 체결되는 타단부(하단부)를 구비한다. 개재 부재(238)를 갖는 폐쇄 밸브 스프링(237)은 항상 밸브 시트(234)상의 설치 방향{밸브 구멍(233)을 폐쇄시키는 방향}으로 밸브체(236)에 힘을 가한다.

벨로우즈(240)는 드레인측 밸브 챔버(231) 내부에 제공된다. 조절기(239)는 압력에 의해 밸브 하우징(61)의 상부에 부착되고, 벨로우즈(240)의 상단부(고정 단부)는 조절기(239)에 고정된다. 벨로우즈(240)의 하단부는 가동단부이다. 벨로우즈(240)의 내부는 진공 상태 또는 압력 감지 상태로 설정되고, 신장 스프링(241)은 벨로우즈(240) 내에 위치된다. 이러한 신장 스프링(241)은 신장되는 방향으로 벨로우즈(240)의 가동 단부에 힘을 가한다. 벨로우즈(240)와 신장 스프링(241)은 압력 감지 부재를 형성한다.

드레인측 밸브 챔버(231)의 내부에서 작용하는 흡입 압력(Ps)은 벨로우즈(240)를 수축시키는 방향으로 작용한다. 신장 스프링(241)의 스프링력과 흡입 압력(Ps)의 균형에 따라, 벨로우즈(240)의 가동 단부는 개재 부재(238)에 의해 밸브를 폐쇄시키는 방향으로 밸브체(236)를 밀거나 밸브체(236)에 기능적 결합을 해제시키기 위해 개재 부재(238)로부터 멀리 이동된다. 드레인측 밸브체(236)는 밸브 챔버(231) 내의 위치에 따라 제어 밸브(230)의 드레인측 제어 밸브부의 개방치수{또는 블리드 통로(40)의 개방치수}를 조절한다.

가이드 구멍(71)은 드레인측 제어 밸브부와 유입측 제어 밸브부 사이의 경계에서 밸브 하우징(61)의 중심부 내에 수직으로 형성되고, 압력 감지 로드(72)가 미끄럼 구동 방식으로 상기 가이드 구멍(71)에 삽입된다. 압력 감지 로드(72)의 하단부는 밸브 구멍(66)을 통해 유입측 밸브체의 상단부에 고정된다. 압력 감지 로드(72)의 하단부의 직경은 밸브 구멍(66) 내에서 냉매 가스가 흐르도록 하기 위해 밸브 구멍(66)의 내경보다 작게 제조된다. 압력 감지 로드(72)의 상단부는 로드(72)의 운동에 따라 드레인측 밸브체(236)의 바닥부에 접촉되거나 그로부터 멀리 이동될 수 있다.

제어 밸브(230)의 하부를 점유하는 솔레노이드부(62)는 도 3에 도시된 제어 밸브(60)의 솔레노이드부(62)와 본질적으로 동일한 구조를 갖는다. 특히, 고정 철심(76)은 그 바닥부가 리테이너 실린더(75)의 상부에 끼워맞춰져서 리테이너 실린더(75) 내에 솔레노이드 챔버(77)를 형성한다. 플러저로서의 가동 철심(78)은 수직 왕복운동 방식으로 솔레노이드 챔버(77) 내에 보유된다. 가동 철심(78)은 리드(lid)가 대략 원통형을 갖는다. 가이드 구멍(80)은 고정 철심(76)의 중심에서 수직으로 형성되고, 솔레노이드 로드(81)는 이 가이드 구멍(80)에 미끄럼 구동식으로 끼워맞춰진다. 솔레노이드 로드(81)의 상단부는 밸브체(64)와 일체로 된다. 압력 감지 로드(72), 유입측 밸브(64) 및 솔레노이드 로드(81)는 단일 일체식 기능 부재(72, 64, 81)를 형성한다.

솔레노이드 로드(81)의 하단부{가동 철심(78)의 측부상의 단부}는 가동 철심(78)의 상부면과 접촉하고, 추종 스프링(79)은 가동 철심(78)과 리테이너 실린더(75)의 바닥부 사이에 위치된다. 통상적으로 추종 스프링(79)은 가동 철심(78)을 상향으로{고정 철심(76)쪽으로} 가압한다. 그러므로, 가동 철심(78)과 밸브체(64)는 솔레노이드 로드(81)에 의해 결합된다. 로드(72), 밸브체(64) 및 로드(81)로 구성된 기능 부재는 적어도 추종 스프링(79)에 의해 상향으로 힘이 가해지는 가동 철심(78)과 적어도 폐쇄 밸브 스프링(237)에 의해 하향으로 힘이 가해지는 드레인측 밸브체(236) 사이에서 수직으로 이동 유지된다. 이 기능 부재(72, 64, 81)는 적어도 밸브체(236, 64)의 인터로킹을 유지하는 가동 철심(플런저; 78)에 대해 드레인측 밸브체(236)와 유입측 밸브체(64)의 기능적 결합을 허용하기 위한 수단으로서 작용한다.

솔레노이드 챔버(77)는 고정 철심(76)의 측벽 내부에 형성되는 연통 홈(82)과, 밸브 하우징(61) 내부를 통해 관통되는 연통 구멍(83)과, 제어 밸브(230)를 압축기 내로 조립할 때 후방 하우징(4)의 벽과 제어 밸브(230) 사이에 형성된 작은 환형 챔버(84)를 통해 포트(65)와 연통된다. 다시 말해, 솔레노이드 챔버(77)는 밸브 구멍(66)과 동일한 압력 조건하에{즉, 크랭크 압력(Pc)하에} 위치된다. 구멍(85)은 상부가 원통형 가동 철심(78) 내로 관통되고, 솔레노이드 챔버(77) 내의 가동 철심(78) 내부 및 외부의 압력은 이 구멍(85)을 통해 동일해진다.

솔레노이드부(62)에서, 코일(86)은 고정 철심(76) 및 가동 철심(78)의 둘레에서 철심(76, 78)을 부분적으로 덮도록 권취된다. 구동 회로(59)는 제어 컴퓨터(55)로부터의 명령을 기초로 상기 코일(86)에 소정 전류를 공급한다. 코일(86)은 공급된 전류에 대응하는 전자기력을 생성한다. 이것은 고정 철심(76)이솔레노이드(81)를 상향으로 이동시키는 전자기력으로 인해 가동 철심(78)을 끌어 당기도록 상향 전자기력을 발생시킨다.

유입측 밸브 챔버(63) 내의 릴리스 스프링(74)은 기능 부재(72, 64, 81)를 하향으로 힘을 가한다. 릴리스 스프링(74)의 하향력은 추종 스프링(79)의 상향력보다 크게 설정된다. 상향 전자기력 없이, 릴리스 스프링(74)은 최하부 위치에서 기능 부재(72, 64, 81)를 이동시키고, 압력 감지 로드(72)에 의한 하부로부터의 드레인측 밸브체(236)의 상승은 발생하지 않는다. 결과적으로, 유입측 제어 밸브부가 최대량까지 개방된 상태에서, 폐쇄 밸브 스프링(237)은 드레인측 밸브체(236)가 밸브 구멍(233)을 폐쇄시키도록 하여 드레인측 제어 밸브부를 폐쇄한다. 이러한 점에서, 용량 제어 밸브(230)는 개폐 밸브 수단으로서 작용하고, 그 개방치수는 외부 제어 수단에 의해 조절될 수 있다.

전류가 코일(86)에 공급되어 솔레노이드부(62)가 상향 전자기력을 발생시킬 때, 전체 기능 부재(72, 64, 81)는 드레인측 밸브체(236)와 벨로우즈(240)에 대해 기능 부재의 기능적 결합을 성취하도록 위로 이동된다. 이는 유입측 제어 밸브부와 드레인측 제어 밸브부 사이에 인터로크 관계를 제공한다. 동시에, 인터로크된 제어 밸브(230)의 설정압력(Pset)은 스프링(79, 74, 237, 241)의 스프링력과 전자기력 사이의 관계를 기초로 결정된다. 제어 밸브(230)의 설정압력(Pset)상의 가변 제어는 전자기력을 외부에서 조절함으로써 외부에서 실행된다.

벨로우즈(240)의 가동 단부가 개재 부재(238)와 접촉할 때, 벨로우즈(240)의 팽창 및 수축 작용은 밸브체(236)와 기능 부재(72, 64, 81)의 위치에 영향을 준다.이러한 점에서, 벨로우즈(240), 신장 스프링(241), 개재 부재(238), 폐쇄 밸브 스프링(237), 밸브체(236) 및 압력 감지 로드(72)는 드레인측 밸브체(236)와 유입측 밸브체(64)로 흡입 압력(Ps)의 변화를 전달하는 압력 감지 기구를 형성하여 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 밸브체(236, 64)를 동작시킨다. 주어진 조건 하에서, 제어 밸브(230)의 드레인측 제어 밸브부와 유입측 제어 밸브부는 공동 압력 감지 기구에 의해 서로 인터로크된다.

공조 시스템용 시동 스위치(58)가 켜질 때, 제어 컴퓨터(55)는 때때로 예를 들어, 온도 센서(54), 객실 온도 센서(56), 일사량 센서(56A) 및 객실 온도 설정 유니트(57)로부터의 입력 정보를 기초로 제어 밸브(230)의 최적 설정압력(Pset)을 계산하고, 그후 제어 밸브(230)의 압력을 계산된 설정압력(Pset)으로 설정하기 위해 코일(86)에 공급될 전류량을 제어한다. 따라서, 상기 상향 전자기력은 유입측 밸브체(64)와 드레인측 밸브체(236)의 위치설정을 위해 조절된다.

이러한 조건하에서, 드레인측 밸브체(236)와 기능 부재(72, 64, 81)는 벨로우즈(240)에 결합되고, 흡입 압력(Ps)의 변화에 대응하는 벨로우즈(240)의 팽창 및 수축 작용은 두 밸브체(64, 236)의 위치에 영향을 준다. 다시 말해, 제어 밸브(230)는 설정압력(Pset)이 외부 제어에 의해 변하는 조건하에서 흡입 압력(Ps)에 응답하는 인터로크된 유입측 및 드레인측 제어 밸브로서 작용한다. 유입측 제어 밸브부 및 드레인측 제어 밸브부의 밸브 개방치수는 외부 제어 및 내부 제어의 상호 작용에 의해 미세하게 조절된다. 이러한 방식에서, 크랭크 압력(Pc)이 조절되고, 사판의 각도와 압축기의 배출 용량은 자동으로 제어된다(인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어에 의해 성립되는 정상 작동).

제어 컴퓨터(55)가 제어 밸브(230)의 설정압력(Pset)을 계산할 때, 냉동 부하의 크기는 제 1 실시예의 제어 밸브(60)의 경우에서와 같이 고려된다. 냉동 부하가 예를 들어, 객실 온도 센서(56)에 의해 검출된 온도가 객실 온도 설정 유니트(57)에 의해 설정된 온도보다 높을 때 커지고, 제어 컴퓨터(55)는 제어 밸브(230)의 설정압력(Pset)을 감소시키고 상향 전자기력을 증가시키도록 코일(86)에 공급되는 전류값을 증가시킨다. 냉동 부하가 커지고 흡입 압력(Ps)이 높아지므로, 벨로우즈(240)를 포함하는 압력 감지 기구는 유입측 제어 밸브부의 개방치수를 제한하여 드레인측 제어 밸브부의 개방치수를 넓히도록 작용한다. 이러한 보다 낮은 크랭크 압력(Pc)은 사판의 각도를 용이하게 증가시킨다.

반대로, 냉동 부하가 작아질 때, 예를 들어 객실 온도 센서(56)에 의해 검출된 온도와 객실 온도 설정 유니트(57)에 의해 설정된 온도 사이의 차이가 작아질 때, 제어 컴퓨터(55)는 상향 전자기력을 감소시키고 제어 밸브(230)의 설정압력(Pset)을 증가시키도록 코일에 공급되는 전류값을 감소시킨다. 냉동 부하가 작아지고 흡입 압력(Ps)이 낮아질 때, 유입측 제어 밸브부의 개방치수는 크게 유지되고 드레인측 제어 밸브부의 개방치수(밸브 개구의 크기가 0인 경우를 포함)는 벨로우즈(240)를 포함하는 압력 감지 기구의 동작에도 불구하고 제한된다. 이것은 크랭크 압력(Pc)을 증가시켜, 사판의 각도를 용이하게 감소시킨다. 상기로부터 알 수 있듯이, 제어 컴퓨터(55)에 사용하는 외부 제어는 항상 제어 밸브(230)의 설정압력(Pset)의 피드백 제어를 수행한다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 제어 컴퓨터(55)는 설정압력(Pset)의 계산 결과에 관계없이 코일(86)로의 전류 공급을 정지시킨다. 그후, 릴리스 스프링(74)의 동작은 전체 기능 부재(72, 64, 81)를 하향으로 밀어서, 드레인측 제어 밸브부가 폐쇄되고, 입구측 제어 밸브부는 최대 크기로 개방된다. 결과적으로, 크랭크실(5)로부터 블리드 통로(40)를 통한 흡입 챔버(31)로의 가스 배출이 차단되고, 다량의 냉매 가스가 가스 공급 통로(38)를 통해 배출 챔버(32)로부터 크랭크실(5)로 공급된다. 따라서, 사판의 각도를 최소 경사각(0°근처)으로 설정하기 위해 크랭크 압력(Pc)을 증가시켜서, 압축기가 최소 용량 작동으로 되어, 엔진(14)상의 부하를 최소화시킨다.

시동 스위치(58)가 다시 켜질 때, 코일(86)로의 전류 공급이 재개되고, 설정압력(Pset)의 가변 제어와 압력 감지 기구에 의한 내부 제어가 실행되어, 압축기를 정상 작동 조건으로 복귀시킨다.

제 13 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형, 그리고 가변 설정압력형 제어 밸브(230)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(40) 사이에 위치되고, 제어 밸브(230)에는 가스 공급 통로를 강제로 또는 선택적으로 개방시키는 능력과 블리드 통로를 선택적으로 밀봉시키는 능력이 제공된다. 즉, 제어 밸브(230)는 드레인측 제어 밸브부를 폐쇄시키고 유입측 제어 밸브부를 외부 제어로 개방시킬 수 있도록 설계된다. 상기 코일(86)로의 전류 공급의 제어를 기초로, 통상의 인터로크된 유입측 및 드레인측 내부 제어에 의해 성립되는 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)의 증가에 의해 성립되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 압축기의 작동 상태를 전환하는 것이 가능하다. 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사 각도를 0°근처까지 설정할 수 있는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에 사용하기에 매우 적합하다.

설정압력 변화 유니트로서 솔레노이드부(62)가 장착되는 제어 장치(230)는 설정압력을 변화시키는 능력과 밸브를 개폐시키는 능력을 구비하여, 구동 회로(59)와 제어 컴퓨터(55)의 상호 동작으로 압축기를 최소 용량 작동 상태로 만든다. 이러한 제어 밸브(230)의 사용은 압축기의 크랭크 압력 제어 장치를 단순화시킬 수 있다.

시동 스위치(58)가 꺼질 때, 블리드 통로(40) 내에 위치되는 제어 밸브(230)의 드레인측 제어 밸브가 폐쇄되기 때문에, 윤활유가 최소 용량 작동에서 압축기의 내부 기구의 윤활을 경감시키는 냉매 가스와 함께 크랭크실(5) 외부로 흐르는 것을 방지하는 것이 가능하다.

제어 밸브(230)는 통상 폐쇄 밸브 스프링(237)의 폐쇄 방향으로 드레인측 밸브체(236)에 힘을 가하도록 설계되고, 벨로우즈(240)의 가동 단부를 개재 부재로부터 멀리 이동시킨다. 외부 온도가 높아질 때, 외부 냉매 회로(50)의 포화 압력과 증발기(53)의 출력 압력{흡입 압력(Ps)과 동일}이 높아져, 신장 스프링(241)의 스프링력에 대향하여 벨로우즈(240)를 수축시키고, 벨로우즈(240)와 드레인측 밸브체(236) 사이의 결합은 분리된다. 공조 시스템용 시동 스위치(58)가 꺼져서 솔레노이드부(62)로의 전류 공급이 정지될 때, 용량 제어 밸브(230)는 외부 온도 수준에 관계없이 드레인측 제어 밸브부가 폐쇄되고 유입측 제어 밸브부가 개방되는 상태로 확실하게 유지될 수 있다.

벨로우즈(240)가 드레인측 밸브체(236)와 기능 부재(72, 64, 81)에 항상 결합되도록 설계되는 경우, 외부 온도가 높아질 때, 온도 증가에 응답하는 벨로우즈(240)는 드레인측 밸브체(236)가 드레인측 제어 밸브부를 폐쇄 상태로 유지하기 어렵게 만든다. 상기 경우에, 압축기의 최소 용량 작동은 성립될 수 없다. 상기 제 13 실시예의 용량 제어 밸브(230)는 상기 단점을 해소한다.

제어 밸브(230)의 드레인측 제어 밸브부가 폐쇄될 때, 드레인측 제어 밸브부는 크랭크 압력(Pc)이 과도하게 높게 증가하는 것을 방지하도록 릴리프 밸브로서 작용할 수 있다. 특히, 드레인측 제어 밸브부에는, 드레인측 밸브체(236)에 작용하는 압력차(Pc-Ps)가 소정의 최대 허용치를 초과할 때 압력차(Pc-Ps)에 기초한 밸브 개구 방향 힘이 밸브 폐쇄 방향에서 폐쇄 밸브 스프링(237)의 스프링력보다 커지는 방법으로 폐쇄 밸브 스프링의 스프링력을 설정함으로써 릴리프 밸브의 기능이 제공될 수 있다. 이 경우에, 압축기가 블리드 통로(40)를 폐쇄함으로써 최소 용량 작동 상태로 설정된 후조차, 크랭크 압력(Pc)이 압축기를 손상시킬 정도로 높게 상승되는 것을 방지할 수 있다.

제 14 실시예제 12 실시예에 대한 제 2의 크랭크 압력 제어 장치에 따르면, 공조 시스템용 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 압축기의 흡입실(31)과 크랭크실(5)에 연결되는 블리드 통로(또는 블리드 패스)는 크랭크 압력(Pc)의 증가를 완전히 차단하여 압축기가 최소 용량 작동 상태로 빠르게 진행할 수 있도록 한다.

블리드 통로가 완전히 폐쇄되면, 크랭크실(5) 내에 잔존하는 윤활유의 양은 점차로 증가한다. 이러한 현상은 하기에 상세히 설명될 것이다. 압축기가 최소 용량 작동 상태(사판의 각도가 0°근처)이고 블리드 통로가 가스 공급 통로가 개방된 상태에서 폐쇄될 때, 흡입 압력(Ps), 크랭크 압력(Pc) 및 배출 압력(Pd)은 Ps < Pc = Pd의 관계를 갖는다. 즉, 최소 용량 작동 상태가 계속되는 경우, 크랭크 압력(Pc)은 항상 흡입 압력(Ps)보다 높아진다. 이는 피스톤(29)과 실린더 보어(1a) 사이의 미세한 틈새로부터 흡입 행정중에 크랭크실(5) 내의 윤활유를 실린더 보어(1a)로 바람직하지 않게 유입시키고, 또한 그곳으로부터 배출 포트(35)를 통해 배출실(32)로 이송시켜 배출실(32) 내에 유지시킨다. 그러므로, 블리드 통로의 완전한 차단은 윤활유가 크랭크실(5)로부터 배출 챔버(32) 내로 점차로 새나가는 바람직하지 않은 상태를 초래한다.

제 14 실시예는 상기 문제점에 대한 해결방안으로서 고안되었다. 도 24에 도시된 바와 같이 본 실시예의 크랭크 압력 제어 장치는 압축기 내의 배출 통로(32)와 크랭크실(5)에 연결되는 가스 공급 통로(38)와(도 1 등 참조), 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결시키는 두개의 평행한 블리드 통로(251, 252)와, 인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 용량 제어 밸브(260)를 포함한다.

인터로크된 제어 밸브(260)는 유입측 제어 밸브부(261)와, 드레인측 제어 밸브부(262)와, 흡입 압력(Ps)의 변화에 따라 두 제어 밸브부(261, 262)를 서로에 인터로킹함으로써 내부 제어를 완성하는 압력 감지 기구(263)를 포함한다. 유입측 제어 밸브부(261)는 가스 공급 통로(38)에 위치되고, 드레인측 제어 밸브부(262)는제 1 블리드 통로(251) 내부에 위치된다. 제어 밸브(260)는 구동 회로(59)를 사용하는 제어 컴퓨터(55)에 의해 외부 제어를 진행시킨다. 공조 시스템용 시동 스위치(58)가 꺼질 때, 유입측 제어 밸브부(261)는 완전히 개방되고, 드레인측 제어 밸브부(262)는 완전히 폐쇄된다. 따라서, 용량 제어 밸브(260)는 외부 제어 수단의 제어로 블리드 통로의 크기를 조절하는 개폐 수단으로서도 작용한다.

도 19의 제어 밸브(190), 도 21의 제어 밸브(210) 및 도 23의 제어 밸브(230)는 예를 들어, 제 14 실시예의 인터로크된 제어 밸브(260)로서 사용될 수 있다.

도 24에 도시된 바와 같이, 가스 공급 통로(38)의 유입포트(38a)는 압축기의 배출실(32)의 바닥부(최하부)에 연결된다. 고정 제한기(253)는 제 1 블리드 통로(251)에 평행하게 형성된 제 2 블리드 통로(252) 내에 위치된다. 고정 제한기(253)가 장착된 블리드 통로(252)는 드레인측 제어 밸브(262)의 개방치수에 관계없이 크랭크실(5)로부터 흡입실(31)까지 최소 연통을 제공할 수 있다.

제 14 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

시동 스위치(58)가 꺼진 결과{드레인측 제어 밸브부(262)가 폐쇄됨}로서 압축기가 최소 용량 작동 상태일지라도, 고정 제한기(253)가 장착된 블리드 통로(252)는 크랭크실(5)로부터 흡입실(31)까지 최소 연통을 제공할 수 있다. 따라서, 흡입실(31)로부터 실린더 보어(1a), 배출실(32), 가스 공급 통로(38) 및 유입측 제어 밸브부(261)(개방), 크랭크실(5), 및 고정 제한기(253)가 장착된 블리드 통로(252)를 경유한 후 흡입실(31)로 복귀시키는 압축기 내부에서의 냉매 가스의 내부 순환을 가능하게 한다. 그러므로, 냉매 가스와 함께 크랭크실(5)로부터 외부로 운반되는 오일의 양은 크랭크실(5) 내로 유입하는 오일의 양과 평형이 되어 크랭크실(5) 내에 존재하는 윤활유의 양을 항상 일정하게 유지한다. 이는 최소 용량 작동 상태가 계속될 때 크랭크실(5) 내에 존재하는 윤활유의 양이 점차로 감소되는 바람직하지 않은 상태를 방지한다. 따라서, 압축기의 내부 기구가 연소되는 것을 방지하여 압축기의 수명을 연장시키는 것이 가능하다.

가스 공급 통로(38)의 유입 포트(38a)를 배출실(32)의 바닥부(최하부)에 연결시키는 것은 배출실(32)의 바닥부에 정체되기 쉬운 윤활유를 제어 밸브(260)를 통해 크랭크실(5) 내로 효율적으로 복귀시킬 수 있다.

상기 최소 용량 작동 상태에서조차 압축기 내에서 냉매 가스가 순환되기 때문에, 크랭크실(5) 내에서 발생되는 열은 냉매 가스에 의해 흡수되어 흡입실(31) 등으로 배출될 수 있다. 이것은 크랭크실(5) 내의 온도를 상승시킬 수 있다.

인터로크된 유입측 제어 및 드레인측 제어형 용량 제어 밸브(260)는 가스 공급 통로(38)와 블리드 통로(251) 사이에 위치되고, 제어 밸브(260)에는 가스 공급 통로(38)를 선택적으로 또는 강제로 개방시키는 능력과 블리드 통로(251)를 선택적으로 밀봉시키는 능력이 제공된다. 즉, 제어 밸브(260)는 드레인측 제어 밸브부(262)를 폐쇄시키고 외부 제어로 유입측 제어 밸브부(261)를 개방시킬 수 있도록 설계된다. 그러므로, 제어 컴퓨터(55)에 의한 외부 제어를 기초로, 통상의 인터로크된 유입측 및 드레인측 내부 제어에 의해 성립되는 정상 작동 상태와 크랭크 압력(Pc)의 증가에 의해 성립되는 최소 용량 작동 상태 사이에서 압축기의 작동 상태를 전환시키는 것이 가능하다. 그러므로, 이러한 크랭크 압력 제어 장치는 사판의 경사 각도가 0°에 가깝게 설정될 수 있는 도 1의 가변 용량형 사판식 압축기에 사용하기에 매우 적합하다.

고정 제한기(253)가 장착된 제 2 블리드 통로(252)가 도 24의 제어 밸브(260) 내에 형성되었을 지라도, 시동 스위치(58)의 오프(OFF) 동작에 의해 유발되는 최소 용량 작동 상태에서, 인터로크된 제어 밸브(260)의 드레인측 제어 밸브부(262)의 개방치수가 고정 제한기(253)의 단면적과 같아지도록 제어 밸브(260)가 설계된 경우, 구성 부품은 생략될 수 있다. 상기 경우에서조차 동일한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 하기와 같이 변형될 수 있다.

도 1이 클러치리스 사판식 압축기를 도시하고 있지만, 본 발명은 압축기와 외부 구동원 사이에 위치되는 전자기 클러치 기구에 의해 외부 구동원으로부터 압축기에 선택적으로 동력을 전달하는 공조 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 변형은 전자기 클러치 기구의 연결/분리 작업 개소가 감소될 수 있다는 이점을 갖는다.

복귀 스프링(27), 또는 복귀 보조 수단은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 코일 스프링에 제한되지 않고, 스프링과 유사하게 동작하는 판 스프링, 또는 다른 스프링, 또는 임의의 가압 부재로 대체될 수 있다.

내부에서 복귀 스프링(27)이 사판(22)에 힘을 가하는 범위는 사판(22)의 전체 경사 범위(θmin 내지 θmax)를 포함할 수 있다.

스톱 밸브(93, 96, 97)가 압축기의 하우징 내부에 제공될 지라도, 스톱 밸브는 외부 냉매 회로(50)의 상류부에서 하우징의 외부에 제공될 수 있다.

도 12에서, 블리드 통로(40) 내부에 위치되는 블리드측 개폐 밸브(123)는 생략될 수 있다. 이 경우에, 단지 고정 제한기(124)만이 블리드 통로(40) 내부에 위치되더라도, 도 12의 실시예에서와 동일한 이점을 얻을 수 있다. 블리드 통로(40)는 완전히 폐쇄되지 않기 때문에, 도 24의 제 6 실시예와 유사한 이점 또한 얻을 수 있다.

리시버(유체 리시버)는 압력 감지 유니트로서 콘덴서(51)와 팽창 밸브(52) 사이에 제공될 수 있다. 리시버는 공조 시스템 내의 필요한 양의 냉매를 보상하고 콘덴서(51)의 출구측에서 가스-액체 분리를 수행하기 위해 초과 냉매를 저장하여 단지 액체 냉매만이 팽창 밸브(52)로 공급된다.

외부 냉매 회로(50)가 압력 감지 유니트로서 팽창 밸브(52)를 사용하지만, 콘덴서, 압력 감지 유니트로서의 고정 오리피스, 증발기 및 어큐뮬레이터 탱크를 갖는 외부 냉매 회로가 대신 사용될 수 있다. 어큐뮬레이터 탱크는 상기 리시버 대신에 초과 냉매를 저장하는 기능과 팽창 밸브(52) 대신에 증발기의 출구에서의 과열을 조절하는 기능을 갖는다.

본 명세서의 '사판식 압축기'는 사판이 장착된 압축기를 의미하고 경사진 캠 플레이트에 의해 피스톤을 왕복운동시키는 모든 형태의 압축기와 워블형(wobble type) 압축기를 포함한다.

그러므로, 본 예 및 실시예는 제한으로서가 아니고 예로서 고려되어야 하고, 본 발명은 상세한 설명에 제한되는 것이 아니라, 특허청구범위 내에서 변형될 수있다.

본 발명은 공조 시스템이 꺼진(OFF) 상태에서 최소 배출 용량(최소 경사각)으로부터 복귀하려는 능력을 만족시키지 않고도 가능한 동력 소비를 많이 감속시킬 수 있으며 또 제조하기가 용이한 가변 용량형 사판식 압축기 및 그 압축기에서 사용하기 위한 용량 제어 밸브를 제공한다.

Claims (18)

1. 실린더 보어(1a), 크랭크실(5), 흡입실(31) 및 배출실(32)을 형성하는 하우징(1, 2, 3, 4)과,

   실린더 보어(1a) 내에 수용되는 피스톤(29)과,

   하우징(1, 2, 3, 4)에 의해 크랭크실(5) 내에 회전식으로 지지되는 구동축(6)과,

   구동축(6)의 회전운동을 피스톤(29)의 왕복운동으로 전환하기 위해 피스톤(29)에 결합되는 구동판(22)과,

   구동판(22)의 경사도를 변화시키기 위해 크랭크실(5) 내의 압력을 제어하는 압력 제어 기구를 포함하고,

   상기 구동판(22)은 구동축(6)의 축선에 수직한 평면에 대해 경사지고 구동축(6)과 일체로 회전하도록 구동축(6)상에 지지되고, 구동판(22)에 적용되는 모멘트에 따른 최대 경사 각도 위치와 최소 경사 각도 위치 사이의 범위에서 이동하고, 상기 모멘트는 크랭크실(5) 내의 압력에 기초한 모멘트와 구성부품으로서의 실린더 보어(1a) 내의 압력에 기초한 모멘트를 포함하고, 상기 구동판(22)은 압축기의 용량을 변화시키기 위해 그 경사 각도에 따라 피스톤(29)의 행정을 변화시키는 가변 용량 압축기에 있어서,

   상기 최소 경사 각도(θmin)는 한계 각도(θB)보다 작고, 상기 한계 각도(θB)는 구동판(22)이 피스톤(29)에 적용되는 압력의 반작용에 의해 그 각도를 증가시키도록 이동될 수 있는 경사 범위의 하한에 의해 결정되고, 복귀 스프링(27)은 구동판(22)의 경사도가 한계 각도(θB)보다 작아질 때 그 경사 각도를 증가시키기 위해 구동판(22)을 가압하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동판(22)의 경사 각도는 구동축(6)의 축선에 수직한 평면상에 위치될 때 0°이고, 상기 구동판(22)의 최소 경사 각도는 0°로 설정되거나, 구동판(22)의 경사 각도가 0°일 때의 부하와 동일한 부하를 발생시키는 각도로 설정되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동판(22)은 한계 각도(θB)보다 작은 경사 각도에 위치된 채로 회전할 때 그 경사 각도를 증가시키기 위해 모멘트가 구동판(22)에 적용되도록 구성되어 설치되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복귀 스프링(27)은 적어도 구동판(22)이 압축기의 최대 용량의 2% 내지 20%에 대응하는 소정 각도(θx)로 경사질 때까지 구동판(22)을 연속적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 소정 각도(θx)는 한계 각도(θB) 이상인 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기는 경사 각도를 감소시키기 위해 구동판(22)을 가압하는 코일 반경사 스프링(26)을 부가로 포함하고,

   상기 복귀 스프링(27)과 코일 반경사 스프링(26)은 압축기가 정지될 때 및 실린더 보어(1a) 내의 압력이 크랭크실(5) 내의 압력과 동일할 때 압축기의 최대 용량의 2% 내지 20%에 대응하는 소정 각도(θx)에 구동판(22)을 위치시키기 위해 상호작동하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 소정 각도(θx)는 한계 각도(θB) 이상인 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
8. 제 1 항에 있어서, 외부 구동원(14)은 구동축(6)을 회전시키기 위해 구동축(6)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 제어 기구는,

   배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하기 위한 공급 통로(38, 39)와,

   상기 공급 통로(38, 39)를 통한 배출실(32)로부터 크랭크실(5)로의 가스의 공급을 제어하기 위해 공급 통로(38, 39) 내에 위치되는 용량 제어 밸브(60; 190; 210; 230; 260)를 포함하고,

   상기 용량 제어 밸브(60; 190; 210; 230; 260)는 구동판(22)을 최소 경사 각도 위치로 위치시키기 위해 외부 명령에 따라 공급 통로(38, 39)를 완전히 개방시키는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 압력 제어 기구는 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결시키기 위한 블리드 통로(40)를 부가로 포함하고,

    상기 블리드 통로(40)는 이 블리드 통로(40) 내의 가스 유동량을 제한하기 위한 제한기(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 제어 기구는,

    배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결시키기 위한 공급 통로(38)와,

    크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결시키기 위한 블리드 통로(40; 147; 153; 251)와,

    상기 공급 통로 및 블리드 통로 중 적어도 하나에 제공되는 용량 제어 밸브(100; 130; 160; 180; 190; 200; 210; 230; 260)와,

    블리드 통로를 선택적으로 개방 및 폐쇄하기 위한 개폐 밸브 장치(120; 123; 146; 150; 152; 172; 180; 190; 200; 210; 230; 260)를 포함하고,

    상기 용량 제어 밸브는 압축기 내부의 선택된 챔버의 압력인 작동 압력에 따라 개방을 조절하고, 상기 개폐 밸브 장치는 구동판(22)을 최소 경사 각도 위치로 위치시키기 위해 외부 명령에 따라 블리드 통로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 제어 기구는,

    배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결시키기 위한 공급 통로(38)와,

    크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결시키기 위한 블리드 통로(40; 251)와,

    제 1 밸브(162a; 64; 261), 제 2 밸브(164; 236; 262) 및 솔레노이드(191; 62; 263)를 포함하는 용량 제어 밸브(190; 230; 260)를 포함하고,

    상기 제 1 밸브는 공급 통로 내에 위치되고 제 2 밸브는 블리드 통로 내에 위치되고, 상기 제 1 및 제 2 밸브는 압축기 내의 선택된 챔버 내의 압력을 소정의 목표치로 유지하도록 협동하고, 상기 솔레노이드는 압축기의 외부로부터 공급되는 전류에 따라 목표치를 변화시키도록 여자되고, 상기 솔레노이드는 구동판(22)을 최소 경사 위치에 위치시키기 위해 외부 명령에 따라 제 1 밸브가 공급 통로를 개방시키도록 하고 제 2 밸브가 블리드 통로를 폐쇄시키도록 하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 밸브는 블리드 통로(40; 251)가 폐쇄될 때 크랭크실(5) 내의 비정상적으로 높은 압력을 경감시키기 위한 릴리프 밸브로서 작용하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 블리드 통로는 제 1 블리드 통로(251)이고, 상기 압력 제어 기구는 제 1 블리드 통로(251)에 평행한 제 2 블리드 통로(252)를 포함하고, 상기 제 2 블리드 통로(252)는 이 제 2 블리드 통로(252) 내의 가스 유동량을 제한하기 위한 제한기(253)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
15. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 냉매 회로(50)는 압축기에 연결되고, 스톱 밸브(96)는 가스가 외부 냉매 회로(50)로부터 배출실(32)로 유동하는 것을 방지하기 위해 배출실(32)과 외부 냉매 회로(50) 사이에 제공되고, 상기 스톱 밸브(96)는 배출실(32) 내의 압력과 외부 냉매 회로(50) 내의 압력 사이의 압력차가 소정치 이하일 때 가스가 배출실(32)로부터 외부 냉매 회로(50)로 배출되는 것을 정지시키기 위해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
16. 배출실(32)을 크랭크실(5)에 연결하기 위한 공급 통로(38)와 크랭크실(5)을 흡입실(31)에 연결하기 위한 블리드 통로(40)를 포함하는 압축기에서, 크랭크실(5) 내에 위치된 구동판(22)의 경사 각도를 조절함으로써 가변 용량 압축기의 용량을 제어하기 위한 용량 제어 밸브에 있어서,

    공급 통로(38)의 개방치수를 조절하기 위한 제 1 밸브체(64)와 제 1 밸브체(64)를 개방시키도록 가압하는 제 1 스프링(74)을 포함하며, 공급 통로(38) 내에 위치되는 제 1 밸브와,

    블리드 통로(40)의 개방치수를 조절하기 위한 제 2 밸브체(236)와, 흡입실(31) 내의 압력에 따른 힘으로 상기 제 2 밸브체(236)를 폐쇄시키도록 가압하는 압력 감지 부재(240)와, 제 2 밸브체(240)를 폐쇄시키도록 가압하는 제 2 스프링(237)을 포함하며, 블리드 통로(40) 내에 위치되는 제 2 밸브와,

    제 2 밸브체(236)가 폐쇄되도록 이동될 때 제 1 밸브체(64)를 개방시키며, 제 2 밸브체(236)의 운동을 제 1 밸브체(64)에 전달하기 위한 전달 부재(72)와,

    제 1 밸브체(236)를 폐쇄시키도록 가압하며, 공급된 전류에 따른 힘으로 제 2 밸브체(236)를 개방시키도록 가압하고, 압축기의 외부로부터 공급되는 전류에 의해 여자되는 솔레노이드(62)를 포함하고,

    상기 솔레노이드(62)가 소자될 때, 상기 제 1 밸브체(64)는 제 1 스프링(74)의 스프링력으로 공급 통로(38)를 개방시키고, 상기 제 2 밸브체(236)는 제 2 스프링(237)의 스프링력으로 블리드 통로(40)를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 압력 감지 부재(240)와 제 2 밸브체(236)는 서로 연결되어 작동하며 서로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 압력 감지 부재는 벨로우즈(240)를 포함하고, 상기 벨로우즈(240)는 흡입실(31) 내의 압력이 감소될 때 연장되며, 흡입실(31) 내의 압력이 증가될 때 수축되고, 상기 벨로우즈(240)의 연장부는 제 2 밸브체(236)를 폐쇄시키도록 가압하고, 밸로우즈(240)가 솔레노이드(62)의 소자로 인해 수축될 때, 벨로우즈(240)는 제 2 밸브체(236)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.