KR100404952B1 - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

사판의 경사각을 제어하여 토출 용량을 변화시킬 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 사판 (18) 에 테이퍼면을 갖는 와셔 (19) 가 맞닿음으로써, 사판이 정렬된다.

이에 의해, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에 있어서도, 사판과 구동축 (6) 과의 사이에서 발생하는 소음 등이 방지된다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기 {VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

종래의 용량 가변형 사판식 압축기 (이하, 단순히 압축기라고 함) 로서, 일본 공개특허공보 평7-91366호에 기재된 것이 알려져 있다. 이 압축기에서는, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 실린더 블럭 (1) 에 실린더 보어 (8) 가 형성되어 있고, 리어 하우징 (3) 에는 흡입실 (30) 및 토출실 (31) 이 형성되어 있으며, 프론트 하우징 (2) 에는 크랭크실 (5) 이 형성되어 있다. 이들 프론트 하우징 (2), 실린더 블럭 (1) 및 리어 하우징 (3) 은 서로 접합되는 하우징을 구성하고 있다.

크랭크실 (5) 내에서는, 프론트 하우징 (2) 과 실린더 블럭 (1) 사이에 베어링장치 (7a,7b) 를 통해 구동축 (6) 이 회전이 가능하게 지지되어 있다. 구동축 (6) 에는, 프론트 하우징 (2) 과의 사이에 베어링장치 (2a) 를 통해 로터 (10) 가 동기 회전이 가능하게 지지되어 있으며, 로터 (10) 와의 사이에 한쌍의 힌지기구 (K,K) 를 통해 사판 (11) 이 동기 회전이 가능하게 지지되어 있다. 각 힌지기구 (K,K) 는, 로터 (10) 로부터 후방으로 돌출하고, 가이드구멍 (17a) 이 관통 형성된 지지아암 (17) 과, 사판 (11) 의 전방에서 일체로 돌출 설치된 브래킷 (15) 에 고착되고, 선단에 가이드구멍 (17a) 에 왕복운동이 가능하게 끼워진 구형부 (16a) 를 갖는 가이드핀 (16) 으로 구성된다. 각 힌지기구 (K,K) 는 사판 (11) 의 상사점 위치 (T) 를 걸쳐 대향 설치되어 있다. 로터 (10) 와 사판 (11) 사이에는 경사각 감소 스프링 (12) 이 개재되어 있으며, 경사각 감소 스프링 (12) 은 경사각이 최대 경사각으로부터 최소 경사각까지 감소하는 방향으로 사판 (11) 을 리어 하우징 (3) 방향으로 탄성지지하고 있다.

또, 사판 (11) 에는 구동축 (6) 을 삽입 통과하는 관통구멍 (20) 이 관통 형성되어 있다. 이 관통구멍 (20) 은, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 구동축 (6) 의 축심 (X) 을 사이에 두고 힌지기구 (K,K) 와 대향하는 측의 구동축 (6) 을 넘어 설정된 추축중심 (Y) 을 중심으로, 전체 제어범위에 걸쳐 사판 (11) 의 경사각 변위를 허용하도록 형성되어 있다. 즉, 이 사판 (11) 은, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 경사각 감소 스프링 (12) 의 최연장 상태에서는, 관통구멍 (20) 의 후부에 오목형으로 형성된 후단면 (11b) 이 구동축 (6) 에 걸린 서클립 (13) 과 맞닿음으로써, 경사각 축소 방향으로의 추가의 경동 (傾動) 을 규제하고 있다. 반대로, 이 사판 (11) 은, 경사각 감소 스프링 (12) 의 최수축 상태에서는, 하부에 경사형으로 형성된 전단면 (11a) 이 로터 (10) 의 후단면 (10a) 과 맞닿음으로써, 경사각 증대 방향으로의 추가의 경동을 규제하고 있다.

그리고, 이 사판 (11) 에는 경사각에 의거한 전후 요동운동을 왕복운동으로변환하는 연결기구로서의 한쌍의 슈 (14) 를 통해 피스톤 (9) 이 결합되어 있고, 각 피스톤 (9) 은 각 실린더 보어 (8) 내에 수용되어 있다.

실린더 블럭 (1) 과 리어 하우징 (3) 사이에는 밸브판 (4) 등이 협지되어 있다. 밸브판 (4) 에는 각 실린더 보어 (8) 에 대응하여 흡입 포트 (32) 및 토출 포트 (33) 가 개구 형성되어 있으며, 밸브판 (4) 과 피스톤 (9) 사이에 형성된 압축실이 흡입 포트 (32) 및 토출 포트 (33) 를 통해 흡입실 (30) 및 토출실 (31) 에 연통된다. 각 흡입 포트 (32) 에는 피스톤 (9) 의 왕복운동에 따라 흡입 포트 (32) 를 개폐하는 도시되지 않은 흡입밸브가 설치되어 있으며, 각 토출 포트 (33) 에는 피스톤 (9) 의 왕복운동에 따라 토출 포트 (33) 를 리테이너 (34) 에 의해 규제되면서 개폐하는 도시되지 않은 토출 밸브가 설치되어 있다.

또, 실린더 블럭 (1) 에는, 크랭크실 (5) 과 흡입실 (30) 을 연통하는 도시되지 않은 추기통로가 설치되어 있으며, 이 추기통로는 도시되지 않은 제어밸브에 의해 개폐된다.

이 압축기에서는, 구동축 (6) 의 구동에 따라 소정의 경사각으로 로터 (10) 및 사판 (11) 이 회전하면, 피스톤 (9) 이 실린더 보어 (8) 내에서 왕복운동된다. 그럼으로써 흡입실 (30) 로부터 압축실 내로 냉매가스가 흡입되고, 냉매가스는 압축된 후 토출실 (31) 로 토출된다. 그리고, 제어밸브에 의한 크랭크실 (5) 내의 압력 조정으로 사판 (11) 의 경사각이 변위되고, 그럼으로써 토출실 (31) 로 토출되는 냉매가스의 토출 용량이 제어된다.

이 때, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 사판 (11) 의 최대 경사각시에, 관통구멍 (20) 의 전부 하면 (20c) 및 후부 상면 (20d) 은 구동축 (6) 의 둘레면과 맞닿지 않는다. 또, 사판 (11) 의 최소 경사각시에, 관통구멍 (20) 의 후부 하면 (20e) 및 전부 상면 (20f) 이 구동축 (6) 의 둘레면과 맞닿지 않는다. 즉, 관통구멍 (20) 이 최대 경사각 및 최소 경사각을 규정하지 못해, 관통구멍 (20) 과 구동축 (6) 사이의 간극이 커진다.

그리고, 이 압축기에서는, 관통구멍 (20) 내의 지지부 (20b) 가 원호형으로 형성되어 있기 때문에, 구동축 (6) 의 둘레면은 지지부 (20b) 와 항상 선 접촉을 유지하여, 지지부 (20b) 가 잘 마모되지 않는다. 또, 압축 반력 등에 의한 모멘트를 한쌍의 힌지기구 (K,K) 에 의해 거의 받을 수 있기 때문에, 사판 (11) 의 규제면 (20a, 20a) 도 잘 마모되지 않는다. 이 때문에, 이 압축기에서는, 사판 (11) 의 경사각이 확실히 확보되며, 또한 우수한 내구성을 발휘할 수 있다.

그러나, 상기 공보에 기재된 사판식 압축기 뿐만 아니라, 와블식 (wobble type) 도 넓게 포함한 용량 가변형 사판식 압축기에서는, 경사각 변위가 가능한 사판의 클리어런스에 기인하고, 압축 동작을 하고 있지 않은 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우, 외부에서 큰 진동이 가해지면 소음이나 진동을 발생시켜, 충돌부위가 마모되는 문제점을 일으키는 것이 명확해졌다.

즉, 와블식도 넓게 포함한 용량 가변형 사판식 압축기에서는, 경사각 변위에 따른 자세 및 위치의 변경이 가능해지도록, 사판은 구동축, 슬리브 등의 다른 부재와의 사이에 있을 정도의 클리어런스로 유지되고, 그럼으로써 사판이 경사각을 변경함으로써 용량 가변을 실현시키고 있다.

여기에서, 그 압축기가 큰 토출 용량으로 압축 동작을 행하고 있는 경우에는, 사판에는 피스톤으로부터 압축 하중이 작용하기 때문에, 사판은, 다른 부재와의 사이의 클리어런스에도 불구하고, 그 압축 하중으로 그 다른 부재와 특정 부위에서 계속 맞닿게 할 수 있다. 이 때문에, 이 경우에는, 비록 외부에서 큰 진동이 가해졌다해도, 사판은 그 다른 부재와 충돌을 반복하지 않기 때문에, 소음 등을 발생시키지 않는다.

그러나, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에는, 사판에는 압축 하중이 작용하지 않거나 또는 거의 작용하지 않아, 외부에서 큰 진동이 가해졌다고 하면, 사판은 그 다른 부재와 충돌을 반복하여, 소음 등을 발생시킨다.

특히, 상기 공보에 기재된 사판식 압축기에서는, 사판의 관통구멍을 삽입 통과하는 구동축이 상기 다른 부재가 될 수 있고, 이 관통구멍은 고정밀도의 형성이 비교적 어려워, 그 경향이 분명하다.

본 발명은 차량공조장치 등에 사용되는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

도 1 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 종단면도이다.

도 2 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 사판의 종단면도이다.

도 3 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 사판의 관통구멍의 내면만을 나타낸 도면이다.

도 4a 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 와셔의 단면도이다.

도 4b 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 와셔의 측면도이다.

도 4c 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 와셔의 정면도이다.

도 5 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 확대단면도이다.

도 6 은 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 최대 경사각시에 있어서의 요부 종단면도이다.

도 7a 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 확대단면도이다.

도 7b 는 실시형태 1 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 확대단면도이다.

도 8 은 실시형태 2 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 확대단면도이다.

도 9 는 실시형태 3 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 종단면도이다.

도 10 은 실시형태 4 의 압축기에 관한 것으로, 최소 경사각시에 있어서의 요부 종단면도이다.

도 11 은 종래의 압축기의 종단면도이다.

도 12 는 종래의 압축기에 관한 사판의 요부 종단면도이다.

본 발명은, 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 와블식도 넓게 포함한 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 용량 가변에 따른 사판의 경사각 변위를 저해하지 않고, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에 있어서의 소음 등과 같은 문제점을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 하우징에 크랭크실, 흡입실, 토출실 및 이들과 접속된 실린더 보어가 구획 형성됨과 동시에, 이 각 실린더 보어에는 각각 피스톤이 왕복운동 가능하게 수용되고, 이 하우징에 지지된 구동축에는, 상기 크랭크실 내에 위치하는 로터가 동기회전이 가능하게 지지되며, 또한 이 로터와 힌지기구를 통해 연결된 사판이 경사각 변위가 가능하게 결합되고, 이 사판과 상기 피스톤 사이에는 상기 사판의 전후 요동운동을 각 상기 피스톤의 왕복운동으로 변환하는 연결기구가 장착되고, 상기 크랭크실 내의 압력에 의해 상기 사판의 경사각을 제어하여 토출 용량을 변화하도록 구성한 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서, 상기 사판과 맞닿아 이 사판을 정렬하는 정렬 부재 (aligning member) 가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 압축기에서는, 정렬 부재가 사판과 맞닿아 사판을 정렬하기 때문에, 사판이 구동축, 슬리브 등의 다른 부재와의 사이에 갖는 클리어런스는, 사판의 경사각 변위에 따른 자세 및 위치의 변경을 가능하게 하면서, 흡수되게 된다. 이 때문에, 이 압축기가 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에 있어서, 외부에서 큰 진동이 가해졌다해도, 사판은 그 다른 부재와 충돌을 반복하지 않기 때문에, 소음이나 진동을 발생시키지 않고, 충돌부위의 마모도 잘 발생하지 않는다.

따라서, 본 발명의 압축기는, 용량 가변에 따른 사판의 경사각 변위를 저해하지 않고, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에 있어서의 소음 등과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

정렬 부재로서는, 구동축이 다른 부재인 경우, 요컨대 사판이 구동축과 직접 맞닿는 경우에는, 구동축에 끼어 장착되어 사판과 구동축 사이의 클리어런스를 매우는 와셔 (washer) 를 채용할 수 있다. 또, 구동축에 끼어 장착된 슬리브가 다른 부재인 경우, 요컨대 사판이 슬리브와 맞닿는 경우에는, 사판과 슬리브 사이의 클리어런스를 매우는 와셔를 채용할 수 있다.

또, 이 정렬 부재를 사판측으로 탄성지지하는 탄성지지수단을 구비하면 바람직하다. 탄성지지수단의 탄성력으로 정렬 부재가 사판측으로 이동하여 사판과 다른 부재와의 클리어런스를 매우기 쉽기 때문이다.

또한, 상기 정렬 부재는 로터와 사판 사이에 설치되며, 상기 탄성지지수단은 경사각을 최대 경사각으로부터 최소 경사각까지 감소시키는 방향으로 사판을 탄성지지하는 경사각 감소 스프링이면 바람직하다.

경사각 감소 스프링을 이용함으로써, 정렬 부재만을 탄성지지하는 탄성지지부재를 특별히 설치할 필요가 없어, 부품 개수의 삭감에 의해 제품 비용의 저렴화를 실현할 수 있다.

또, 상기 정렬 부재는 사판에 대해서 로터와 반대측에 설치되며, 상기 탄성지지수단은 경사각을 최소 경사각으로부터 한계 각도 이상으로 증대시키는 방향으로 사판을 탄성지지하는 복귀 스프링이면 바람직하다.

복귀 스프링을 이용함으로써, 정렬 부재만을 탄성지지하는 탄성지지부재를 특별히 설치할 필요가 없어, 부품 개수의 삭감에 의해 제품 비용의 저렴화를 실현할 수 있다. 또, 이 경우에는, 상술한 경사각 감소 스프링을 이용한 경우와 반대측에 정렬 부재가 설치되어 있다.

또한, 상기 정렬 부재는, 로터와 사판 사이에 설치된 제 1 정렬 부재와 사판에 대해 로터와 반대측에 설치된 제 2 정렬 부재로 이루어지고, 상기 탄성지지수단은, 사판의 경사각을 최대 경사각으로부터 최소 경사각까지 감소시키는 방향으로 그 제 1 정렬 부재를 탄성지지하는 경사각 감소 스프링과, 사판의 경사각을 최소 경사각으로부터 한계 각도 이상으로 증대시키는 방향으로 그 제 2 정렬 부재를 탄성지지하는 복귀 스프링으로 이루어지면 바람직하다.

이 경우는, 상술한 양자를 조합한 것이다. 사판을 전후 양측으로부터 정렬함으로써, 용량 가변에 따른 사판의 경사각 변위를 저해하지 않고, 압축 동작을 하고 있지 않을 때나 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있을 때에 있어서의 소음 등과 같은 문제점을 더 유효하게 방지할 수 있다.

상기 사판이 상기 정렬 부재와 맞닿는 부분 및 당해 정렬 부재가 당해 사판과 맞닿는 부분 중 적어도 일측은, 그 사판의 내측이 소경의 테이퍼면을 이루고 있으면 바람직하다.

그럼으로써, 테이퍼면의 소경측이 사판의 내측에 위치하여, 사판과 다른 부재와의 클리어런스를 잘 매우기 때문이다.

사판이 정렬 부재와 맞닿는 부분에 이러한 테이퍼면을 형성하는 경우, 테이퍼 가공면을 선단에 갖는 절삭공구를 이용하여, 이 절삭공구를 사판에 대하여 2방향으로 전진운동시키거나, 그 절삭공구 또는 사판을 그 2방향 사이에서 완만하게 요동시킴으로써 형성할 수 있다.

사판이 정렬 부재와 맞닿는 부분 및 정렬 부재가 사판과 맞닿는 부분의 양자가 이러한 테이퍼면을 이루고 있는 경우, 동등한 열림각을 이루고 있는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 이들 테이퍼면은 서로 면으로 맞닿아, 양자 사이의 마모를 더 저감시킬 수 있다.

그런데, 동등한 열림각의 테이퍼면을 이루도록 양자를 가공하는 것은 반드시 쉽지는 않다. 또, 양자를 동등한 열림각의 테이퍼면을 이루도록 가공하였다해도, 압축기의 부착 후에는, 슬라이딩 등을 위한 치수, 치수 공차 등에 따라 이들 테이퍼면이 경사하여 맞닿는 것도 일어날 수 있다.

그래서, 사판이 정렬 부재와 맞닿는 부분 및 정렬 부재가 사판과 맞닿는 부분의 일측은, 사판의 내측이 소경의 테이퍼면을 이루고, 타측은 볼록한 곡면을 이루고 있으면 더 바람직하다.

그럼으로써, 테이퍼면의 소경측이 사판의 내측에 위치하여 사판과 다른 부재와의 클리어런스를 매우기 쉬움과 동시에, 가공이 쉬워져 제품 비용의 저렴화를 실현할 수 있다.

구동축이 다른 부재인 경우, 요컨대 사판이 구동축과 직접 맞닿는 경우, 사판에는, 상기 공보에 기재된 압축기와 같이, 구동축을 삽입 통과하는 관통구멍이 관통 형성된다. 이 관통구멍은, 축심을 사이에 두고 힌지기구와 대향하는 측의 구동축을 넘어 설정된 추축 중심을 중심으로, 전체 제어범위에 걸쳐 사판의 경사각 변위를 허용하도록 형성된다. 이러한 관통구멍의 고정밀도의 형성은 비교적 어렵기 때문에, 본 발명은 이 경우에 특히 효과가 크다. 정렬 부재는 그 구동축에 끼어 장착된다.

(실시형태 1)

이하, 본 발명을 구체화한 실시형태 1, 2 를 도면을 참조하면서 설명한다.

실시형태 1 의 압축기는, 기본적 구성이 도 11 및 도 12 에 나타낸 구성과 거의 동일하지만, 도 1 내지 도 6 에 나타낸 사판 (18) 과 정렬 부재로서의 와셔 (19) 를 채용하고 있음과 동시에, 도 1 에 나타낸 복귀 스프링 (21) 을 채용하고 있다는 점이 다르다.

이 압축기가 채용하는 사판 (18) 에는, 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 도 11 및 도 12 에 나타낸 압축기와 동일한 관통구멍 (20) 이 관통 형성되어 있다. 요컨대, 이 관통구멍 (20) 내에는, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 추축 중심 (Y) 을 중심으로한 원호형으로 지지부 (20b) 가 형성되고, 축심 (X) 과 평행하게 연재하는 규제면 (20a,20a) 이 측면에 평탄하게 형성된다. 추축 중심 (Y) 은, 도 11에 나타낸 축심 (X) 과 직각 방향으로 연재하고, 축심 (X) 을 사이에 두고 힌지기구 (K,K) 와 대향하는 측의 구동축 (6) 을 넘어 설정되어 있다. 이러한 관통구멍 (20) 의 규제면 (20a,20a) 은, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 사판 (18) 의 경사각 변위에 따른 자세 및 위치의 변경이 가능하도록, 구동축 (6) 과의 사이에 어느 정도의 클리어런스 (t1) 로 유지되어 있다. 이러한 클리어런스 (t1) 는, 사판 (18) 의 경사각 변위에 따른 자세 및 위치의 변경을 가능하게 하고, 관통구멍 (20) 이 복잡한 형상을 이루고 있어, 비교적 큰 것이다.

이 압축기에 있어서의 사판 (18) 의 관통구멍 (20) 은 아래와 같은 점에서 종래의 압축기에 있어서의 사판 (11) 의 관통구멍 (20) 과 다르다. 즉, 이 압축기에서는, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 관통구멍 (20) 의 전방 (로터 (10) 측을 전방으로 한다. 이하, 동일) 의 가장자리부에 사판 (18) 의 내측이 소경을 이루는 열림각이 45°인 테이퍼면 (20g,20h) 이 형성되고, 양 테이퍼면 (20g,20h) 사이가 매끄러운 곡면 (20i) 으로 연속되어 있다.

이러한 양 테이퍼면 (20g,20h) 및 매끄러운 곡면 (20i) 은 아래와 같이 형성되어 있다. 먼저, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 열림각이 45°인 테이퍼 가공면을 선단에 갖는 절삭공구 (B) 를 준비하고, 사판 (18) 에 도 12 에 나타낸 관통구멍 (20) 을 형성한 후, 사판 (18) 의 중심면 (C) 과 직교하는 방향의 중심선 (A1) 에 그 절삭공구 (B) 의 축심이 따르도록 그 절삭공구 (B) 를 사판 (18) 에 대하여 전방측으로부터 전진운동시킨다. 이 때, 그 중심선 (A1) 은 축심 (X) 과 일치하고 있다. 이렇게 해서, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 사판 (18) 의 상사점 위치 (T) 측에 부호 abgh 로 둘러싸인 테이퍼면 (20g) 이 형성된다.

이어서, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 중심면 (C) 으로부터 추축 중심 (Y) 까지의 거리와 동일한 거리를 중심선 (A1) 상에 취한 회전 중심 (Z) 을 중심으로 하고, 그 절삭공구 (B) 의 축심이 중심선 (A2) 상이 되도록 사판 (18) 을 완만하게 요동시킨다. 또, 사판 (18) 을 요동시키지 않고, 절삭공구 (B) 의 축심을 요동시킬 수도 있다. 이 때, 중심선 (A1) 과 중심선 (A2) 과의 각도 (θ) 는 최대 경사각과 최소 경사각과의 차이인 변위가능각도로 한다. 이렇게해서, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 부호 bcfg 로 둘러싸인 매끄러운 곡면 (20i) 이 형성된다. 또, 절삭공구 (B) 에 의해, 사판 (18) 의 하사점 위치측에 부호 cdef 로 둘러싸인 테이퍼면 (20h) 이 형성된다. 또, 이 반대의 조작으로 테이퍼면 (20g) 등을 형성할 수도 있다.

이 경우, 중심선 (A1) 과 중심선 (A2) 과의 각도 (θ) 를 양측으로 약간 넓혀, 사판 (18) 의 변위가능각도보다 약간 크게 할 수도 있다. 상세하게는, 변위가능각도보다도, 중심선 (A1) 측에서 1 내지 2°크게, 중심선 (A2) 측에서 10 내지 15° 크게 할수 있다. 이러면, 사판 (18) 과 와셔 (19) 와의 맞닿음에 의해 사판 (18) 의 경사각 변위가 저해되지 않고, 압축기의 능력을 떨어뜨리는 일도 없다.

또, 가공시의 상기 회전 중심 (Z) 은, 반드시 중심선 (A1) 상에 취할 필요는 없으며, 중심선 (A1) 보다 추축 중심 (Y) 측이나 그 반대측 위치에 취할 수도 있으며, 또한 축방향으로 벗어날 수도 있다.

또, 중심선 (A1) 에 절삭공구 (B) 의 축심이 따르도록 이 절삭공구 (B) 를 사판 (18) 에 대하여 전방측으로부터 전진운동시킨 후, 일단 그 절삭공구 (B) 를 후퇴시키고, 이어서 이 절삭공구 (B) 의 축심이 중심선 (A2) 상이 되도록 사판 (18) 이나 절삭공구 (B) 를 요동시키고, 다시 중심선 (A2) 에 절삭공구 (B) 의 축심이 따르도록 그 절삭공구 (B) 를 사판 (18) 에 대하여 전방측으로부터 전진운동시킬 수도 있다. 이러면, 도 3 에 나타낸 부호 bcfg 로 둘러싸인 매끄러운 곡면 (20i) 은 형성되지 않고, 부호 acfh 로 둘러싸인 테이퍼면과 부호 cdef 로 둘러싸인 테이퍼면이 형성되고, 양 테이퍼면 사이가 둔각으로 연속하게 된다. 테이퍼면 (20g,20h) 사이가 매끄러운 곡면 (20i) 으로 연속되어 있는 쪽이, 사판 (18) 과 구동축 (6) 과의 상대적인 마모를 잘 발생시키지 않아, 전자에 의한 테이퍼면 (20g) 등의 가공이 바람직하다.

부언하여, 사판 (18) 에는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 밸런스, 경량화 및 가공시의 위치결정을 위한 통구멍 (18a) 이 상사점 위치 (T) 측에 관통 형성되어 있음과 동시에, 밸런스 및 경량화를 위한 스폿 페이싱 (spot facing : 18b) 이 하사점 위치측에 오목 형성되어 있다. 또, 사판 (18) 의 하사점 위치측에 일체로 형성되어 있는 웨이트 (weight : 18c) 에는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 로터 (10) 의 후단에 형성된 보스 (10b) 를 회피하는 오목부 (18d) 가 오목 형성되어 있고, 오목부 (18d) 의 하측에는, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 로터 (10) 의 후단면 (10a) 과 맞닿아 경사각 증대 방향으로의 추가의 경동을 규제하는 전단면 (11a) 이 형성되어 있다.

또, 이 압축기에서는, 도 1, 도 4 내지 도 6 에 나타낸 와셔 (19) 를 채용하고 있다. 이 와셔 (19) 는, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 구동축 (6) 에서의 사판 (18) 의 관통구멍 (20) 내에 위치하는 부분의 외경보다 약간 큰 내경 (D) 을 갖는 대략 원통형의 것이다. 여기에서, 내경 (D) 이 구동축 (6) 의 그 부분의 외경보다 큰 정도는, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 와셔 (19) 가 구동축 (6) 에 끼어 장착되어 축방향으로 슬라이딩이 가능한 치수와, 그것을 가공할 때에 필요한 공차에 의거한 클리어런스 (t2) 이다. 이러한 클리어런스 (t2) 는, 내경 (D) 의 가공이 단순한 원통면 가공이기 때문에, 상기 사판 (18) 에서의 관통구멍 (20) 의 규제면 (20a,20a) 의 클리어런스 (t1) 보다 쉽게 작게 할 수 있다. 도 4 에 나타낸 바와 같이, 이 와셔 (19) 후방의 가장자리부에도 사판 (18) 의 내측이 소경을 이루는 열림각이 45°인 테이퍼면 (19a) 이 형성되어 있다. 이러한 와셔 (19) 는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 로터 (10) 와의 사이에 설치된 경사각 감소 스프링 (12) 에 의해 후방측으로 탄성지지되어 있다.

또, 이 압축기에서는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 복귀 스프링 (21) 을 채용하고 있다. 이 복귀 스프링 (21) 은, 사판 (18) 의 경사각이 최소 경사각으로부터 복귀가 가능한 한계 각도를 초과할 때까지 증대하는 방향으로 사판 (18) 을 후방측으로부터 탄성지지하고 있다.

이상과 같이 구성된 압축기에서도, 도 11 를 참조하면서, 구동축 (6) 의 구동에 따라 소정의 경사각으로 로터 (10) 및 사판 (18) 이 회전하면, 피스톤 (9) 이 실린더 보어 (8) 내에서 왕복 운동된다. 그럼으로써 흡입실 (30) 로부터 압축실 내로 냉매가스가 흡입되고, 냉매가스는 압축된 후 토출실 (31) 로 토출된다. 그리고, 제어밸브에 의한 크랭크실 (5) 내의 압력 조정으로 사판 (18) 의 경사각이 변위된다. 그 사이에, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 사판 (18) 에서의 관통구멍 (20) 의 규제면 (20a,20a) 이 구동축 (6) 과의 사이에 어느 정도의 클리어런스 (t1) 로 지지되어 있기 때문에, 사판 (18) 의 경사각 변위에 따른 자세 및 위치의 변경이 가능해진다. 그리고, 토출실 (31) 로 토출되는 냉매가스의 토출용량이 제어된다.

그리고, 이 압축기에서는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우, 사판 (18) 에는 압축 하중이 작용하지 않거나 또는 거의 작용하지 않는다. 그러나, 이 압축기에서는, 특징적인 작용으로서, 소경측이 사판 (18) 의 내측에 위치하는 테이퍼면 (19a) 을 갖는 와셔 (19) 가 경사각 감소 스프링 (12) 의 탄성지지력으로 사판 (18) 측으로 이동하고, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 와셔 (19) 의 테이퍼면 (19a) 이 사판 (18) 의 테이퍼면 (20g) 과 서로 면으로 맞닿아, 사판 (18) 을 정렬한다. 이 때문에, 사판 (18) 에서의 관통구멍 (20) 의 규제면 (20a,20a) 이 구동축 (6) 과의 사이에 갖는 클리어런스 (t1) 는 와셔 (19) 에 의해 매워져 흡수되게 된다.

이 때문에, 이 압축기에서는, 이 상태에 있어서, 차량 주행에 따라 차량, 엔진 등으로부터 큰 진동이 가해졌다해도, 사판 (18) 은 구동축 (6) 과 충돌을 반복하는 일이 없어, 소음이나 진동을 발생시키지 않으며, 충돌 부위의 마모도 잘 발생하지 않는다.

또, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 이 압축기가 어느 정도 큰 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에는, 압축 하중에 의해 사판 (18) 은 구동축 (6) 에 맞닿고 있음과 동시에, 와셔 (19) 의 테이퍼면 (19a) 이 사판 (18) 의 매끄러운 곡면 (20i) 과 맞닿은 상태로 경사각 변위한다.

따라서, 이 압축기는, 용량 가변에 따른 사판 (18) 의 경사각 변위를 저해하지 않고, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에 있어서의 소음 등과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 경사각 감소 스프링 (12) 이 와셔 (19) 를 탄성지지하기 때문에, 와셔 (19) 만을 탄성지지하는 탄성지지부재가 불필요해져, 부품 개수의 삭감에 의해 제품 비용의 저렴화를 실현한다. 다른 작용 효과는 상기 공보에 기재된 압축기와 동일하다.

(실시형태 2)

실시형태 1 의 압축기와 같이, 사판 (18) 의 관통구멍 (20) 에 있어서의 테이퍼면 (20g, 20h) 과 와셔 (19) 의 테이퍼면 (19) 을 동등한 열림각으로 가공하는 것은 쉽지는 않다. 또, 테이퍼면 (20g, 20h) 및 테이퍼면 (19) 을 동등한 열림각으로 가공하였다해도, 압축기의 부착 후에는, 슬라이딩을 위한 치수, 치수 공차 등으로 이들 테이퍼면 (20g, 20h) 과 테이퍼면 (19) 이 경사하여 맞닿는 일도 있을 수 있다. 이들 경우, 도 7a 및 도 7b 에 나타낸 바와 같이, 와셔 (19) 의각 (P) 이 사판 (18) 의 테이퍼면 (20g, 20h) 에 맞닿기 쉬워, 양자 사이에서 마모가 발생되기 쉽다.

이 때문에, 실시형태 2 의 압축기에서는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 사판 (18) 이 와셔 (19) 와 맞닿는 부분은 사판 (18) 의 내측이 소경을 이루는 테이퍼면 (20g) 으로 하고, 와셔 (19) 가 사판 (18) 과 맞닿는 부분은 볼록 곡면 (19b) 으로 하고 있다. 다른 구성은 실시형태 1 과 동일하다.

이 압축기라면, 가공이 쉬워져 제품 비용의 저렴화를 실현할 수 있다. 다른 작용 효과는 실시형태 1 과 동일하다.

(실시형태 3)

도 9 에 나타낸 바와 같이, 사판 (18) 의 관통구멍 (20') 의 후방으로부터 와셔 (19') 를 사용하여 사판 (18) 의 정렬을 실시해도 된다. 와셔 (19') 는 관통구멍 (20') 의 후방에 맞닿는 테이퍼면을 전방에도 가지며 복귀 스프링 (21') 의 시트면을 후방에 갖는다. 그리고, 복귀 스프링 (21') 은 그 후단측이 서클립 (13) 에 의해 지지되며, 와셔 (19') 는 복귀 스프링 (21') 에 의해 전방측으로 탄성지지되고 있다. 또, 와셔 (19') 를 서클립 (13) 으로 직접 지지하도록 해도 된다.

(실시형태 4)

도 10 에 나타낸 바와 같이, 사판 (18) 의 전후 양측에 전술한 와셔 (19 : 제 1 정렬 부재) 와 전술한 와셔 (19' : 제 2 정렬 부재) 를 설치하여 사판 (18) 의 정렬을 실시해도 된다. 또, 와셔 (19) 는 경사각 감소 스프링 (12 : 탄성지지수단) 에 의해 전방으로부터 후방으로 탄성지지되고, 와셔 (19') 는 복귀 스프링 (21' : 탄성지지수단) 에 의해 후방으로부터 전방으로 탄성지지된다. 이렇게 전후 양측에 정렬 부재가 설치되기 때문에, 사판 (18) 은 한층 더 안정적으로 정렬된다.

이상, 서술한 바와 같이, 본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기에 따르면, 사판에 맞닿는 정렬 부재를 구비함으로써, 용량 가변에 따른 사판의 경사각 변위를 저해하지 않고, 압축 동작을 하고 있지 않는 경우 또는 실질적으로 0 으로 간주되는 작은 토출 용량으로 압축 동작을 하고 있는 경우에 있어서도, 소음이나 사판의 진동 등을 방지할 수 있다.

Claims (8)

1. 하우징에 크랭크실, 흡입실, 토출실 및 이들과 접속된 실린더 보어가 구획 형성됨과 동시에, 이 각 실린더 보어에는 각각 피스톤이 왕복운동이 가능하게 수용되고, 이 하우징에 지지된 구동축에는, 상기 크랭크실 내에 위치하는 로터가 동기 회전이 가능하게 지지되며, 또한 이 로터와 힌지기구를 통해 연결된 사판이 경사각 변위가 가능하게 결합되고, 이 사판과 상기 피스톤과의 사이에는 상기 사판의 전후 요동운동을 각 상기 피스톤의 왕복운동으로 변환하는 연결기구가 장착되고, 상기 크랭크실 내의 압력에 의해 상기 사판의 경사각을 제어하여 토출 용량을 변화하도록 구성한 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 사판과 맞닿아 이 사판을 정렬하는 정렬 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 추가로, 상기 정렬 부재를 상기 사판측으로 탄성지지하는 탄성지지수단을 구비하는 용량 가변형 사판식 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 정렬 부재는 상기 로터와 상기 사판 사이에 설치되며, 상기 탄성지지수단은 경사각을 최대 경사각으로부터 최소 경사각까지 감소시키는 방향으로 이 사판을 탄성지지하는 경사각 감소 스프링인 용량 가변형 사판식 압축기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 정렬 부재는 상기 사판에 대해서 상기 로터와 반대측에 설치되며, 상기 탄성지지수단은 경사각을 최소 경사각으로부터 한계 각도 이상으로 증대시키는 방향으로 이 사판을 탄성지지하는 복귀 스프링인 용량 가변형 사판식 압축기.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 정렬 부재는, 상기 로터와 상기 사판 사이에 설치되는 제 1 정렬 부재와, 이 사판에 대해 상기 로터와 반대측에 설치되는 제 2 정렬 부재로 이루어지고,

   상기 탄성지지수단은, 상기 사판의 경사각을 최대 경사각으로부터 최소 경사각까지 감소시키는 방향으로 이 제 1 정렬 부재를 탄성지지하는 경사각 감소 스프링과, 상기 사판의 경사각을 최소 경사각으로부터 한계 각도 이상으로 증대시키는 방향으로 이 제 2 정렬 부재를 탄성지지하는 복귀 스프링으로 이루어지는 용량 가변형 사판식 압축기.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사판이 상기 정렬 부재와 맞닿는 부분 및 이 정렬 부재가 이 사판과 맞닿는 부분 중 적어도 일측은, 사판의 내측이 소경의 테이퍼면을 이루고 있는 용량 가변형 사판식 압축기.
7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사판이 상기 정렬 부재와 맞닿는 부분 및 이 정렬 부재가 이 사판과 맞닿는 부분의 일측은 사판의 내측이 소경의 테이퍼면을 이루고, 타측은 볼록 곡면을 이루고 있는 용량 가변형 사판식 압축기.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 사판에는 구동축을 삽입 통과하는 관통구멍이 관통 형성되고, 이 관통구멍은, 축심을 사이에 두고 힌지기구와 대향하는 측의 상기 구동축을 넘어 설정된 추축 중심을 중심으로, 전체 제어범위에 걸쳐 상기 사판의 경사각 변위를 허용하도록 형성되고, 정렬 부재는 상기 구동축에 끼어 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.