KR100568923B1 - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

크랭크실과 흡입실을 연통시키는 추기통로에 의해 크랭크실 내의 압력을 감소시키는 제어기구를 채택하고 있는 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장하지 않아 우수한 내구성과 압축 효율의 유지를 양립시킬 수 있는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 도입측 제어기구는 사판(16)의 경사각에 관계없는 일정한 내경으로 크랭크실(8)과 흡입실(7a)을 연통시키는 추기통로(35)에 의해 크랭크실(8) 내의 압력을 감소시킨다. 크랭크실(8) 내에 저장되는 윤활유는 사판(16)이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있는 동안만은 흡입실(7a), 토출실(7b) 또는 압축실(30) 내로 배출되도록 구성되어 있다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기{VARIABLE CAPACITY COMPRESSOR OF SWASH PLATE TYPE}

도 1은 실시형태 1에 관한 것으로, 압축기의 전체 종단면도이다.

도 2는 실시형태 1의 압축기의 제어기구를 나타내고, 도 2(a)는 도입측 제어기구의 구성도, 도 2(b)는 삼방밸브 제어기구의 구성도이다.

도 3은 실시형태 1에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 4는 실시형태 1에 관한 것으로, 도 1의 A-A 화살표시를 자른 단면도이다.

도 5는 실시형태 1에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 횡단면도이다.

도 6은 실시형태 2에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 7은 실시형태 3에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 8은 실시형태 4에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 9는 실시형태 5에 관한 것으로, 도 4와 동일한 단면도이다.

도 10은 실시형태 6에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 11은 실시형태 6에 관한 것으로, 도 4와 동일한 단면도이다.

도 12는 실시형태 7에 관한 것으로, 도 4와 동일한 단면도이다.

도 13은 실시형태 8에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 14는 실시형태 8에 관한 것으로, 도 4와 동일한 단면도이다.

도 15는 실시형태 9에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 16은 실시형태 10에 관한 것으로, 압축기의 일부를 확대한 종단면도이다.

도 17은 실시형태 10에 관한 것으로, 도 16의 요부 평면도이다.

도 18은 실시형태 11에 관한 것으로, 도 17과 동일한 요부 평면도이다.

도 19는 실시형태 11에 관한 것으로, 도 18의 설명도이다.

도 20은 실시형태 11에 관한 것으로, 수직홈부의 폭과 도입부의 중심각의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 21은 실시형태 12에 관한 것으로, 압축기의 전체 종단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

1a: 실린더 보어 1: 실린더 블럭

8: 크랭크실 7a: 흡입실

7b: 토출실

2,7: 하우징(2: 프론트 하우징, 7: 리어 하우징)

30: 압축실 19: 피스톤

EG: 외부 구동원(엔진) 12: 구동축

16: 사판

34∼37,35a: 제어기구(35: 추기통로, 36: 급기통로, 34,37: 제어밸브, 35a: 고정 스로틀)

50∼58,59a,59b,59c: 연통로(50∼52,54∼58: 연통홈, 53,59b: 연통구멍, 59a: 제 1 연통홈, 59c: 제 2 연통홈)

50a,50b,50c: 모따기 57a,58a: 도입부

58b: 수직홈부 60: 회전밸브

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

종래에 일반적인 용량 가변형 사판식 압축기로서 내부에 실린더 보어를 형성하는 실린더 블럭 및, 이 실린더 블럭과 접합되고 내부에 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 형성하는 하우징을 구비한 것이 알려져 있다. 흡입실 및 토출실은 응축기, 팽창밸브 및 증발기 등으로 이루어진 냉동회로에 접속된다. 실린더 보어 내에는 피스톤이 왕복 운동 가능하게 수용되어 있고, 이 피스톤은 실린더 보어 내에 압축실을 구획하고 있다. 또, 실린더 블럭 및 하우징에는 구동축이 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 구동축은 차량 엔진 등의 외부 구동원에 의해 구동되도록 되어 있다. 크랭크실 내에는 그 구동축에 대하여 동기 회전 및 경사 운동이 가능하게 사판이 지지되어 있고, 이 사판은 슈나 피스톤 로드 등을 통해 피스톤을 왕복 종동(從動)시키도록 되어 있다. 또한, 크랭크실은 제어기구에 의해 압력이 제어되도록 되어 있다.

제어기구로는, 크랭크실과 흡입실을 사판의 경사각에 관계없는 일정한 내경으로 항상 연통시키는 추기통로를 구비하는 한편, 토출실과 크랭크실 사이의 급기통로의 개방도를 제어밸브로 조정하는 도입측 제어기구, 추기통로의 개방도를 제어 밸브로 조정하는 배출측 제어기구 및, 급기통로의 개방도와 추기통로의 개방도를 모두 제어밸브로 조정하는 삼방밸브 제어기구가 있다.

이 압축기에서는, 외부 구동원에 의해 구동축이 구동되면, 사판이 구동축과 동기 회전하여 사판의 경사각에 따라 피스톤이 실린더 보어 내를 왕복 운동한다. 이 때문에, 냉매가스가 흡입실에서 압축실에 흡입되어 압출된 후에 토출실로 토출된다. 그래서, 압축실로의 토출 용량에 따라 냉동회로에서 냉동 능력이 발휘된다. 이 때, 제어기구에 의해 크랭크실 내의 압력이 제어되기 때문에, 사판의 경사각이 제어되어 피스톤 스트로크가 변경되고, 피스톤의 왕복 운동에 의한 압축실에서 토출실로의 토출 용량이 변경된다.

또, 제어기구에 있어서 크랭크실 내에는 실린더 보어와 피스톤의 간극을 통해 압축실에서 새어 나오는 냉매가스인 블로바이가스도 공급된다. 급기통로를 구비한 제어기구에서는 토출실에서 고압 냉매가스가 크랭크실에 공급된다. 한편, 추기통로를 구비한 제어기구에서는 크랭크실 내의 냉매가스가 흡입실로 배출된다. 이들 냉매가스는 윤활유를 함유하고 있기 때문에, 크랭크실 내에는 그 윤활유가 저장되어 있어 사판과 슈 등의 슬라이딩 부분은 이 윤활유에 의해 윤활된다.

그러나, 상기 종래의 용량 가변형 사판식 압축기에서는, 제어기구의 종류에 따라 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장해 버리는 경우가 있다. 이 경우에는 압축기의 내구성과 압축 효율의 양립이 어려워진다.

즉, 제어기구가 도입측 제어기구인 압축기에서는, 제어밸브로 급기통로를 개방하여 토출 용량을 작게 하고자 하는 가변 용량 운전시에 크랭크실의 압력을 높일 수 있도록 추기통로의 내경은 작게 되어 있다. 또, 이 압축기에서는, 크랭크실의 압력이 낮은 최대 용량 운전시에는 제어밸브에 의해 급기통로가 폐쇄되어 있어 토출실 내의 고압 냉매가스는 크랭크실에 공급되지 않는다. 그래서, 이 압축기에서는, 그 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 저장된 윤활유가 냉매가스에 의해 추기통로 내로 압출되지 않기 때문에, 크랭크실 내에 윤활유가 과잉으로 저장되기 쉽다.

또, 제어기구가 삼방밸브 제어기구인 압축기에서는, 크랭크실의 압력을 높여 토출 용량을 작게 하고자 할 때에는, 제어밸브로 급기통로를 개방하는 동시에 추기통로를 폐쇄하는 한편, 크랭크실의 압력을 낮춰 토출 용량을 크게 하고자 할 때에는, 제어밸브로 급기통로를 폐쇄하는 동시에 추기통로를 개방한다. 그래서, 이 압축기에서는 제어밸브에 의해 최대 용량 운전시에 최대가 되는 추기통로의 개방도가 그다지 크지 않다. 또한, 이 압축기에서는, 최대 용량 운전시에는 급기통로가 폐쇄되어 있어 토출실 내의 고압 냉매가스는 역시 크랭크실에 공급되지 않는다. 그래서, 이 압축기에서도 역시 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 저장되는 윤활유가 냉매가스에 의해 추기통로 내로 잘 압출되지 않아 크랭크실 내에 윤활유가 과잉으로 저장되기 쉽다. 삼방밸브 제어기구가 추기통로를 구비하고 있어도 그 추기통로는 내경이 작기 때문에 동일하다.

한편, 제어기구가 배출측 제어기구인 압축기에서는, 항상 공급되는 블로바이 가스나 급기통로에서 항상 공급되는 고압 냉매가스에 의해 크랭크실 내의 승압을 행하고 있기 때문에, 최대 용량 운전시에는 추기통로의 개방도가 크게 되어 있다. 그래서, 이 압축기에서는 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 과잉된 윤활유가 잘 저장되지 않는다.

이렇게 해서 제어기구가 도입측 제어기구이거나 삼방밸브 제어기구인 경우, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장하기 때문에, 냉동회로 내의 냉매가스 중의 윤활유 비율이 감소되어 윤활유를 그다지 함유하지 않은 냉매가스가 흡입실에서 압축실에 흡입되게 된다. 그래서, 실린더 보어 내의 피스톤의 슬라이딩성에 악영향을 미칠 우려가 있어 내구성이 염려된다.

이 문제점을 해결하기 위해 냉매가스 중의 윤활유 비율을 약간 높게 하는 것도 고려된다. 그러나, 이 압축기에서는, 크랭크실의 압력이 높은 용량 가변 운전시에 제어밸브에 의해 급기통로가 개방되어 고압 냉매가스가 크랭크실에 공급되고, 크랭크실 내에 저장된 윤활유가 고압 냉매가스에 의해 추기통로 내로 압출되기 쉽다는 특성도 갖고 있다. 그래서, 냉매가스 중의 윤활유 비율을 높게 하면, 용량 가변 운전시에 대량으로 압출되는 윤활유가 냉동회로 내의 냉매가스에 섞여 냉동회로 내의 냉매가스 중의 윤활유 비율이 과잉으로 높아져 압축 효율의 저하를 발생시킨다.

본 발명은 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 크랭크실과 흡입실을 연통시키는 추기통로에 의해 크랭크실 내의 압력을 감소시키는 제어기구를 채택하고 있는 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장하지 않아 우수한 내구성과 압축 효율의 유지를 양립시킬 수 있는 것을 해결해야 할 과제로 한다.

본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기는, 내부에 실린더 보어를 형성하는 실린더 블럭, 이 실린더 블럭과 접합되고 내부에 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 형성하는 하우징, 이 실린더 보어 내에 왕복 운동 가능하게 수용되고 이 실린더 보어 내에 압축실을 구획하는 피스톤, 외부 구동원에 의해 구동되고 이 실린더 블럭 및 이 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축, 이 크랭크실 내에 이 구동축에 대하여 동기 회전 및 경사 운동이 가능하게 지지되고 이 피스톤을 왕복 종동시키는 사판 및, 이 크랭크실 내의 압력을 제어하는 제어기구를 구비하고, 이 제어기구에 의해 이 사판의 경사각에 따른 이 피스톤의 왕복 운동에 의한 이 압축실에서 이 토출실로의 토출 용량의 변경이 가능한 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

상기 제어기구는 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 연통시키는 추기통로에 의해 이 크랭크실 내의 압력을 감소시키고, 이 크랭크실 내에 저장되는 윤활유는 상기 사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있는 동안만은 이 흡입실, 상기 토출실 또는 상기 압축실 내로 배출되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 압축기는 추기통로에 의해 크랭크실 내의 압력을 감소시키는 제어기구를 구비하고 있다. 요컨대, 본 발명의 압축기의 제어기구는 도입측 제어기구 또는 삼방밸브 제어기구이다. 배출측 제어기구는 항상 공급되는 블로바이가스나 급기통로에서 항상 공급되는 고압 냉매가스에 의해 크랭크실 내의 승압을 행 하고 있기 때문에, 그 추기통로는 폐쇄됨으로써 크랭크실 내의 압력을 상승시키는 것이다. 도입측 제어기구 또는 삼방밸브 제어기구를 채택한 본 발명의 압축기는, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장하기 쉽지만, 이렇게 해서 크랭크실 내에 저장되는 윤활유는 사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있는 동안만은 흡입실, 토출실 또는 압축실 내로 배출된다. 이렇게 해서 이 압축기에서는, 냉동회로 내의 냉매가스 중의 윤활유 비율이 잘 감소되지 않아 윤활유를 적당하게 함유한 냉매가스가 흡입실에서 압축실에 흡입되게 된다. 그래서, 이 압축기에서는 실린더 보어 내의 피스톤의 슬라이딩성에는 악영향을 미치지 않아 우수한 내구성을 발휘한다. 또, 냉매가스 중의 윤활유 비율을 억지로 높게 할 필요가 없기 때문에 압축 효율을 유지할 수 있다.

*따라서, 본 발명의 압축기에서는, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장하지 않아 우수한 내구성과 압축 효율의 유지를 양립시킬 수 있다.

사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있는 동안 이외에도 크랭크실 내에 저장된 윤활유가 배출된다면, 크랭크실 내에 윤활유가 저장되기 어려워져 사판과 슈 등의 윤활 부분의 윤활성이 손상되기 쉽다.

크랭크실 내에 저장되는 윤활유는 흡입실 내, 토출실 내 또는 압축실 내 중 어느 하나로 배출될 수 있다.

*본 발명의 압축기는, 제어기구가 크랭크실과 흡입실을 사판의 경사각에 관계없는 일정한 내경으로 항상 연통시키는 추기통로를 구비하고, 토출실과 크랭크실 사이의 급기통로의 개방도를 제어밸브로 조정하는 도입측 제어기구인 경우 현저한 효과를 발휘한다.

본 발명의 압축기는 외부 구동원의 구동 중 항상 구동축이 구동되는 것이 바람직하다. 즉, 외부 구동원의 구동 중 전자 클러치에 의해 구동축의 구동과 정지가 조작되는 것이 아니라, 전자 클러치를 구비하지 않은 클러치레스의 압축기의 경우, 외부 구동원의 구동 중에는 항상 그 구동축이 구동된다. 이 클러치레스의 압축기의 경우, 종래와 같이 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유가 과잉으로 저장되고, 최소 용량 운전시에 크랭크실 내에 비교적 대량의 윤활유가 여전히 저장되어 있는 것으로 하면, 크랭크실 내에서 사판 등이 윤활유를 교반시키고 윤활유가 전단에 의해 발열된다. 이 경우, 압축기가 매우 고온으로 되고 시일부재가 열화되어 압축기의 내구성이 손상되기 쉽다. 이런 점에서 본 발명의 클러치레스의 압축기에서는 윤활유가 크랭크실 내에 과잉으로 저장되지 않기 때문에, 시일부재가 잘 열화되지 않아 우수한 내구성을 발휘할 수 있다.

본 발명의 압축기는 사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 크랭크실과 압축실이 연통로에 의해 연통되도록 구성될 수 있다. 이렇게 하면, 피스톤이 압축 행정에 들어가면, 압축실 내의 냉매가스가 연통로를 통해 크랭크실에 유출되는 경우는 없다. 연통로는 1 개이거나 복수 개일 수도 있다. 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위 치해 있으면, 피스톤이 가장 크랭크실 내측으로 노출되어 있어 크랭크실과 압축실을 연통로로 연통시키기 쉽다. 또, 최대 용량 운전시와 최소 용량 운전시에 상사점 위치가 거의 바뀌지 않도록 설계된 압축기에서는, 사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위치해 있으면, 최대 용량 운전시에만 크랭크실 내의 윤활유를 배출하고, 다른 때에는 크랭크실 내에 적당한 윤활유를 확보할 수 있다. 압축실 내로 배출된 윤활유는 실린더 보어와 피스톤의 슬라이딩성을 향상시킨다.

사판이 최대 경사각으로 경사져 있는 동안 또는 최대 경사각의 근방으로 경사져 있는 동안 이외의 경사각으로 사판이 경사져 있는 동안에도 크랭크실 내에 저장된 윤활유가 배출되는 것으로 하면, 크랭크실 내에 윤활유가 저장되기 어려워져 사판과 슈 등의 슬라이딩 부분의 윤활성이 손상되기 쉽다.

사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 크랭크실과 압축실이 연통로에 의해 연통되도록 구성하기 위해서는 다음 수단을 채택할 수 있다.

먼저, 연통로는 실린더 보어에 오목하게 형성된 연통홈을 채택할 수 있다. 또, 연통로로서 피스톤에 오목하게 형성된 연통홈을 채택할 수도 있다. 이들 연통홈에 의해 크랭크실 내의 윤활유를 압축실로 배출할 수 있다. 이들 연통홈은 실린더 보어나 피스톤을 가공함으로써 쉽게 얻을 수 있다. 연통홈의 양 측면, 즉 연통홈의 둘레방향측에는 모따기를 형성하는 것이 바람직하다. 실린더 보어 내를 왕복 운동하는 피스톤이 둘레방향으로 미소하게 롤링하는 경우, 피스톤 이나 실린더 보어의 마모를 방지하여 내구성을 유지하기 위함이다. 또한, 연통홈의 압축실측의 가장자리부에는 모따기를 형성하는 것이 바람직하다. 피스톤이나 실린더 보어의 마모를 방지하는 동시에 슬라이딩성에 지장을 초래하지 않도록 하기 위함이다. 또, 연통홈의 압축실측의 가장자리부에 모따기를 형성한 것이 연통홈 내의 윤활유가 압축실 내로 배출되기 쉽다.

실린더 보어에 오목하게 형성된 연통홈이 단순하게 축방향으로 연장되는 것인 경우, 피스톤의 사판측의 둘레가장자리는 둘레방향의 거의 동일한 위치에서 그 연통홈과 슬라이딩하게 되어 피스톤의 마모가 염려된다. 피스톤 표면에 슬라이딩성을 향상시키는 슬라이딩막이 형성되어 있는 경우에는 그 슬라이딩막이 박리될 우려를 유발시킨다. 그래서, 실린더 보어에 오목하게 형성된 연통홈은 평면에서 본 경우 크랭크실측이 폭이 넓고, 압축실측이 폭이 좁은 부채꼴 형상을 이루고, 상사점시의 피스톤의 사판측의 둘레가장자리가 위치하는 도입부를 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 피스톤의 사판측의 둘레가장자리는 둘레방향의 다른 위치에서 연통홈의 도입부와 슬라이딩하게 되어 피스톤의 마모를 방지할 수 있다. 피스톤 표면에 슬라이딩성을 향상시키는 슬라이딩막이 형성되어 있는 경우에도 그 슬라이딩막의 박리를 방지할 수 있다. 이 연통홈은 그와 같은 도입부와 그 도입부의 압축실측에 형성되며 축방향으로 연장되는 수직홈부로 이루어진 것이 바람직하다. 수직홈부의 크기를 조정함으로써, 도입부를 통해 압축실측에 주입되는 윤활유의 양을 조절할 수 있기 때문이다.

이와 같은 도입부를 갖는 연통홈은 압축기의 모든 실린더 보어에 오목하게 형성되어 있거나, 일부 실린더 보어에 오목하게 형성되어 있을 수도 있다. 또, 이와 같은 연통홈은 실린더 보어의 둘레방향의 어느 위치에 오목하게 형성되어 있을 수도 있는데, 실린더 보어의 축심측에 오목하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 일측만 헤드를 이루는 편두 피스톤을 채택한 압축기에서는, 구동 중 압축 반력 및 흡입 반력에 의해 실린더 보어에 대하여 헤드측이 축심에서 멀어지도록 편두 피스톤이 경사지는 사이드 포스가 편두 피스톤에 작용한다. 그래서, 이와 같은 압축기에서는 편두 피스톤의 사판측의 둘레가장자리가 실린더 보어의 축심측에 가압되기 쉽다. 그래서, 실린더 보어의 축심측에 그와 같은 연통홈이 오목하게 형성되어 있으면, 피스톤의 마모를 보다 확실하게 방지할 수 있는 것이다.

또, 연통로로서 실린더 블럭에 관통 형성된 연통구멍을 채택할 수도 있다. 연통구멍에서도 크랭크실 내의 윤활유를 압축실로 배출할 수 있다. 연통구멍의 압축실측의 개구에는 모따기를 형성하는 것이 바람직하다. 피스톤의 마모를 방지하는 동시에 슬라이딩성에 지장을 초래하지 않도록 하기 위함이다. 또, 연통구멍의 압축실측의 개구에 모따기를 형성하는 것이 연통구멍 내의 윤활유가 압축실 내로 배출되기 쉽다.

연통로는 압축기가 차량 등에 탑재된 상태에서 상측에 위치한 압축실에 연통되어 있는 것이 바람직하다. 이 상태의 압축기에서는, 상측에 위치하는 압축실 내에서 윤활유가 자체 중량에 의해 하측으로 이동하여 부족해지기 쉬워지는데, 이러한 연통로가 형성되어 있으면, 연통로를 통해 공급되는 윤활유에 의해 그 위치의 압축실 내의 슬라이딩성이 확보된다.

본 발명의 압축기에서는 연통로는 크랭크실측의 단부가 구동축에 가까운 내부 둘레영역에 위치해 있을 수 있다. 내부 둘레영역이란 각 실린더 보어의 중심선을 서로 연결한 원보다 내부 둘레측임을 의미한다. 크랭크실 내의 윤활유는 자체 중량에 의해 하측에 존재하기 쉬운 동시에, 사판 등의 회전에 의한 원심력에 의해 구동축에서 먼 외부 둘레영역에도 존재하기 쉽다. 그래서, 연통로의 크랭크실측의 단부가 내부 둘레영역에 위치해 있으면 크랭크실 내의 윤활유를 조금씩 줄일 수 있다. 한편, 연통로는 크랭크실측의 단부가 구동축에서 먼 외부 둘레영역에 위치해 있을 수도 있다. 외부 둘레영역이란 각 실린더 보어의 중심선을 서로 연결한 원보다 외부 둘레측임을 의미한다. 이렇게 하면, 크랭크실 내의 윤활유를 다량으로 줄일 수 있다. 이렇게 해서 연통로의 크랭크실측의 단부의 위치를 조정하거나 연통로 수를 조정함으로써, 크랭크실 내의 윤활유의 양을 적당하게 조정할 수 있다.

또, 본 발명의 압축기에서는 연통로는 크랭크실측의 단부가 다른 부분보다 큰 단면적을 갖는 것도 바람직하다. 이렇게 하면, 크랭크실 내의 윤활유를 연통로 내에 주입하기 쉽다.

본 발명의 압축기가 흡입 행정시에 흡입실과 압축실을 연통시키는 회전밸브를 구비한 것인 경우, 회전밸브의 둘레면에 오목하게 형성된 연통홈을 연통로로 할 수도 있다. 이 경우, 하우징은 구동축의 후단측에 위치하고, 내부 영역에 흡입실이 형성되며 외부 영역에 흡입실과 격리된 토출실이 형성된 리어 하우징을 구비한다. 또, 구동축의 후단에는 실린더 블럭의 축구멍 내에 위치하고, 흡입실과 흡입 행정시에 있는 압축실을 연통시키는 회전밸브가 설치된다. 그리고, 연통로는 회전밸브의 둘레면에 오목하게 형성된 연통홈을 갖는다.

이 압축기에서는 구동축과 동기하여 회전밸브가 회전하고, 회전밸브는 흡입실과 흡입 행정시에 있는 압축실을 순차적으로 연통시킨다. 그럼으로써, 일반적인 흡입밸브를 생략할 수 있어 흡입밸브의 흡입 저항에 의한 압축 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 회전밸브의 둘레면에 오목하게 형성된 연통홈은 사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안 크랭크실과 그 압축실을 연통시킨다. 그래서, 이 압축기여도 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

또, 압축기에서 크랭크실과 압축실을 연통시키는 연통로는 일본 공개특허공보 소56-162281호, 동 평7-35037호 및 동 2001-107847호, 동 2001-20863 및 WO96/39581에 개시되어 있다.

그러나, 일본 공개특허공보 소56-162281호에 개시된 압축기는, 사판이 구동축에 고정되어 경사 운동되지 않는 것으로, 토출 용량을 변경하기 위해서 크랭크실 내의 압력을 제어하는 제어기구를 구비하지 않은 것이다. 이 압축기는 이와 같은 고정 용량형 사판식 압축기에 있어서, 사판실인 크랭크실과 압축실을 연통로로 연통시킴으로써 체적 비율을 향상시킨 것에 불과하다. 그래서, 이 압축기는 구성이 본 발명의 압축기와 크게 다르기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 발휘하지 못한다.

또, 일본 공개특허공보 평7-35037호에 개시된 압축기는, 크랭크실과 압축실을 연통시키는 연통로로 크랭크실 내의 냉매가스를 압축실 내에 흡입시키는 것으로, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 저장되는 윤활유를 압축실 내로 배출하는 것이 아니다. 또한, 이 압축기는 크랭크실과 흡입실을 연통시키는 연통로가 흡입실에서 크랭크실로의 냉매가스 이동만을 허용하는 것으로, 이 연통로는 본 발명의 제어기구의 추기통로와 같이 크랭크실 내의 압력을 감소시키는 것이 아니다. 그래서, 이 압축기도 구성이 본 발명의 압축기와 크게 다르고 연통로의 작용도 다르기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 발휘하지 못한다.

또한, 일본 공개특허공보 2001-107847호에 개시된 압축기는, 크랭크실과 압축실을 연통시키는 연통로가 블로바이가스의 통로로서 작용할 뿐이고, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 저장되는 윤활유를 압축실 내로 배출하는 것이 아니다. 그래서, 이 압축기도 구성이 본 발명의 압축기와 크게 다르고 연통로의 작용도 다르기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 발휘하지 못한다.

또, 일본 공개특허공보 2001-20863호 및 WO96/39581에는 피스톤의 둘레면에 홈이 오목하게 형성된 압축기가 개시되어 있다. 그러나, 일본 공개특허공보 2001-20863호에 개시된 압축기는, 홈이 크랭크실과 압축실을 연통시키는 것이 아니라 홈에 의해 유체 베어링으로서의 기능을 발휘하는 것에 불과하고, 구성이 본 발명의 압축기와 크게 다르기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 발휘하지 못한다. 또, WO96/39581에 개시된 압축기도 홈이 크랭크실과 압축실을 연통시키는 것이 아니라, 홈이 실린더 보어 내의 윤활유를 저장하는 것에 불과하고, 구성이 본 발명의 압축기와 크게 다르기 때문에, 본 발명의 작용 효과를 발휘하지 못한다.

발명의 실시형태

다음에, 본 발명의 용량 가변형 사판식 압축기를 구체화한 실시형태 1∼12를 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시형태 1)

실시형태 1의 압축기에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 7 개의 실린더 보어(1a)와 축구멍(1b)과 머플러실(1c)과 흡입구(1d)가 형성된 실린더 블럭(1)의 전단에 컵 형상의 프론트 하우징(2)이 접합되고, 실린더 블럭(1)의 후단에는 흡입밸브(3), 밸브판(4), 토출밸브(5) 및 리테이너(6)를 사이에 두고 리어 하우징(7)이 접합되어 있다. 프론트 하우징(2)과 리어 하우징(7)이 하우징이다.

프론트 하우징(2)에도 축구멍(2a)이 형성되고, 실린더 블럭(1)의 전단과 프론트 하우징(2)으로 형성된 크랭크실(8) 내에는, 축구멍(2a)에 축밀봉장치(9) 및 레이디얼 베어링(10)을 사이에 두고 또한 축구멍(1b)에 레이디얼 베어링(11)을 사이에 두고 구동축(12)이 회전 가능하게 지지되고 있다.

크랭크실(8) 내에는, 프론트 하우징(2)과의 사이에 스러스트 베어링(13)을 사이에 두고 구동축(12)에 래그 플레이트(14)가 고정되어 있다. 래그 플레이트(14)에는 후방으로 향하여 한 쌍의 아암(15)이 돌출 형성되어 있고, 각 아암(15)에는 원통 형상의 내면을 갖는 가이드구멍(15a)이 관통 형성되어 있다. 또, 구동축(12)은 사판(16)의 관통구멍(16a)을 삽입 통과하고, 사판(16)과 래그 플레이트(14) 사이에는 경사각 감소 스프링(17)이 설치되어 있다. 또, 구동축(12)의 사 판(16)보다 약간 후방에는 서클립(25)에 의해 복귀 스프링(26)이 설치되어 있다. 실린더 블럭(1)의 축구멍(1b) 내에는 구동축(12)의 후단에 스러스트 베어링(27)이 설치되고, 스러스트 베어링(27)과 흡입밸브(3) 사이에는 스프링(29)이 설치되어 있다.

사판(16)의 전단에는 각 아암(15)으로 향하여 한 쌍의 가이드핀(16b)이 돌출 형성되어 있고, 각 가이드핀(16b)의 선단에는 가이드구멍(15a) 내를 슬라이딩하면서 회전 운동할 수 있는 구 형상의 외면을 갖는 가이드부(16c)가 형성되어 있다. 또, 사판(16)의 전후 둘레가장자리에는 각각 쌍을 이루는 슈(18)를 사이에 두고 중공 형상의 편두 피스톤(19)이 설치되어 있고, 각 피스톤(19)은 각 실린더 보어(1a) 내에 수용되어 있다. 각 피스톤(19)의 외부 둘레면에는, 폴리아미드이미드제 바인더 수지 중에 PTFE 등의 고체 윤활제가 분산되어 이루어진 슬라이딩막이 코팅되어 있다. 이 압축기에서는 최대 용량 운전시와 최소 용량 운전시에 피스톤(19)의 피스톤 헤드 위치가 거의 바뀌지 않도록 설계되어 있다. 실린더 보어(1a)와 피스톤(19)에 의해 압축실(30)이 구획되어 있다.

프론트 하우징(2)으로부터 전방으로 돌출된 구동축(12)에는 볼트(23)에 의해 풀리(22)가 고정되어 있고, 이 풀리(22)는 프론트 하우징(2)과의 사이에서 볼 베어링(24)에 의해 지지되고 있다. 풀리(22)에는 외부 구동원으로서의 엔진(EG)과 접속된 벨트가 감겨 있다.

또, 리어 하우징(7) 내에는 실린더 블럭(1)의 흡입구(1d)에 도시하지 않은 흡입통로에 의해 연통되는 흡입실(7a)이 형성되고, 이 흡입실(7a)은 리테이너(6), 토출밸브(5) 및 밸브판(4)에 관통 형성된 흡입포트(31)에 의해 각 실린더 보어(1a)와 연통되어 있다. 흡입구(1d)는 냉동회로의 증발기(EV)에 배관에 의해 접속되고, 증발기(EV)는 배관에 의해 팽창밸브(V)를 사이에 두고 응축기(CO)에 접속되어 있다. 또, 리어 하우징(7) 내에는 흡입실(7a)보다 외측에 토출실(7b)이 형성되어 있다. 토출실(7b)과 실린더 블럭(1)의 머플러실(1c)은 리테이너(6), 토출밸브(5), 밸브판(4) 및 흡입밸브(3)를 관통하는 토출통로(7d)에 의해 연통되어 있다. 머플러실(1c)은 냉동회로의 응축기(CO)에 배관에 의해 접속되어 있다. 토출실(7b)은 밸브판(4) 및 흡입밸브(3)에 관통 형성된 토출포트(32)에 의해 각 실린더 보어(1a)와 연통되어 있다.

또, 리어 하우징(7)에는 제어밸브(34)가 수납되어 있다. 이 제어밸브(34)는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 토출실(7b)과 크랭크실(8)을 연통시키는 급기통로(36) 도중에 형성되어 있고, 흡입실(7a) 내의 흡입압력(Ps) 등에 의해 급기통로(36)의 개방도를 조정할 수 있도록 되어 있다. 크랭크실(8)과 흡입실(7a)은 일정한 내경의 고정 스로틀(35a)을 구비한 추기통로(35)에 의해 연통되어 있다. 또한, 도 1에 나타낸 피스톤(19)은 실린더 보어(1a)와의 사이에 간극을 두고, 이 간극에 의해 크랭크실(8) 내에는 압축실(30)에서 새어 나오는 냉매가스인 블로바이가스가 공급되도록 되어 있다. 이 압축기에서는, 이들 급기통로(36), 제어밸브(34), 추기통로(35) 및 피스톤(19)과 실린더 보어(1a) 사이의 간극에 의해 도입측 제어기구가 구성되어 있다.

이 압축기의 특징적인 구성으로서 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 하나의 실린더 보어(1a)에 대하여 오목하게 형성됨으로써, 크랭크실(8)과 압축실(30)을 연통시키는 1 개의 연통홈(50)이 연통로로서 형성되어 있다. 이 연통홈(50)은 실린더 보어(1a)의 크랭크실(8)측에서 축방향으로 흡입밸브(3)측으로 연장되고, 사판(16)이 최대 경사각 및 그 근방까지 경사졌을 때 피스톤(19)을 걸치는 길이를 갖고 있다. 그래서, 피스톤(19)이 압축 행정에 들어가면 압축실(30) 내의 냉매가스가 연통홈(50)을 통해 크랭크실(8)로 유출되는 일은 없다. 또, 이 연통홈(50)은 도 4에 나타낸 바와 같이 각 실린더 보어(1a)의 중심선을 서로 연결한 원(C)보다 내부 둘레측인 구동축(12)에 가까운 내부 둘레영역에 위치해 있고, 즉 실린더 보어(1a)의 축심측에 오목하게 형성되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이 이 연통홈(5)의 양 측면에는 원호 형상의 모따기(50a,50b)가 형성되고, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 연통홈(50)의 압축실(30)측의 가장자리부에도 원호 형상의 모따기(50c)가 형성되어 있다. 이 연통홈(50)은 실린더 블럭(1)에 가공을 가하는 것만으로 비교적 쉽게 형성된다.

상기와 같이 구성된 압축기에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 엔진(EG)이 구동되고 있는 동안 벨트에서 풀리(22)가 회전하여 항상 구동축(12)이 구동된다. 그럼으로써, 사판(16)이 요동 운동하여 피스톤(19)이 실린더 보어(1a) 내를 왕복 운동한다. 그래서, 냉동회로의 증발기(EV)의 냉매가스가 흡입구(1d)를 통해 흡입실(7a) 내로 흡입되어 압축실(30) 내에서 압축된 후 토출실(7b) 내로 토출된다. 토출실(7b) 내의 냉매가스는 머플러실(1c)을 통해 응축기(CO)로 토출된다.

그 사이에 크랭크실(8) 내에는 실린더 보어(1a)와 피스톤(19)의 간극을 통해 압축실(30)에서 블로바이가스가 공급된다. 또, 제어밸브(34)는 흡입실(7a) 내의 흡입압력(Ps) 등으로 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 급기통로(36)의 개방도를 조정한다. 그래서, 급기통로(36)가 개방되면, 토출실(7b) 내의 토출압력(Pd)의 냉매가스가 급기통로(36)를 통해 크랭크실(8)에 공급된다. 한편, 크랭크실(8) 내의 냉매가스가 추기통로(35)를 통해 흡입실(7a)로 배출된다. 그래서, 크랭크실(8)의 압력(Pc)이 가감되고, 그럼으로써 도 1에 나타낸 피스톤(19)에 작용하는 배압이 변화하기 때문에, 사판(16)의 경사각이 변화하여 실질적으로 0%에서 100%까지 토출 용량을 변화시킬 수 있다. 또, 냉매가스는 윤활유를 함유하고 있기 때문에 크랭크실(8) 내에는 그 윤활유가 저장되어 있고, 사판(16)과 슈(18) 등의 슬라이딩 부분은 그 윤활유에 의해 윤활된다.

여기서, 이 압축기에서는, 제어밸브(34)에 의해 급기통로(36)를 개방하여 토출 용량을 작게 하고자 하는 가변 용량 운전시에 크랭크실(8)의 압력(Pc)을 높일 수 있도록 추기통로(35)는 고정 스로틀(35a)의 내경이 가늘게 되어 있다. 또, 이 압축기에서는, 크랭크실(8)의 압력(Pc)이 낮은 최대 용량 운전시에는 제어밸브(34)에 의해 급기통로(36)가 폐쇄되어 있어 토출실(7b) 내의 토출압력(Pd)의 냉매가스가 크랭크실(8)에 공급되지 않는다. 그래서, 이 압축기에서는, 그 최대 용량 운전시에 크랭크실(8) 내에 저장되는 윤활유가 고압 냉매가스에 의해 추기통로(35) 내로 압출되지 않기 때문에, 크랭크실(8) 내에 윤활유가 과잉으로 저장되기 쉽다.

이 사판(16)이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있는 상태인 최대 용량 운전시, 이 압축기에서는 도 3에 나타낸 바와 같이 피스톤(19)이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 크랭크실(8)과 압축실(30)이 연통홈(50)에 의해 연통된다. 그래서, 크랭크실(8) 내에 저장되는 윤활유는 최대 용량 운전시에 압축실(30) 내로 배출된다. 특히, 이 압축기에서는, 최대 용량 운전시와 최소 용량 운전시에 피스톤(19)의 피스톤 헤드 위치가 거의 바뀌지 않도록 설계되어 있기 때문에, 최대 용량 운전시에만 크랭크실(8) 내의 윤활유를 배출하고, 다른 때에는 크랭크실(8) 내에 적당히 윤활유를 확보할 수 있다. 이렇게 해서 이 연통홈(50)에 의해 크랭크실(8) 내의 윤활유를 압축실(30) 내로 배출하기 쉽다. 압축실(30) 내로 배출된 윤활유는 실린더 보어(1a)와 피스톤(19)의 슬라이딩성을 향상시킨다. 또, 이 압축기에서는 연통홈(50)의 양 측면 및 압축실(30)측의 가장자리부에 원호 형상의 모따기(50a∼50c)를 형성하고 있기 때문에, 실린더 보어(1a) 내를 왕복 운동하는 피스톤(19)이 둘레방향으로 미소하게 롤링해도, 피스톤(19)의 마모를 방지하여 내구성을 유지할 수 있는 동시에 우수한 슬라이딩성을 발휘할 수 있다. 또한, 이 압축기에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이 연통홈(50)이 구동축(12)에 가까운 내부 둘레영역에 위치해 있기 때문에, 크랭크실(8) 내의 윤활유를 조금씩 줄일 수 있다. 또, 이 압축기에서는, 사이드 포스가 피스톤(19)에 작용하는데, 연통홈(50)이 실린더 보어(1a)의 축심측에 오목하게 형성되어 있기 때문에, 피스톤(19)의 마모, 특히 슬라이딩막의 마모를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

이렇게 해서 이 압축기에서는, 냉동회로 내의 냉매가스 중의 윤활유 비율이 잘 감소되지 않아, 윤활유를 적당히 함유한 냉매가스가 흡입구(1d)를 통해 흡입실 (7a)로부터 압축실(30)에 흡입되게 된다. 그래서, 이 압축기에서는, 실린더 보어(1a) 내의 피스톤(19)의 슬라이딩성에 악영향을 미치지 않아 우수한 내구성을 발휘한다. 또, 냉매가스 중의 윤활유 비율을 무리하게 높일 필요가 없기 때문에 압축 효율을 유지할 수 있다.

따라서, 이 압축기에서는, 최대 용량 운전시에 크랭크실(8) 내에 윤활유를 과잉으로 저장하지 않아 우수한 내구성과 압축 효율의 유지를 양립시킬 수 있다.

또, 이 압축기는 엔진(EG) 구동 중 항상 구동축(12)이 구동되는 클러치레스의 것으로, 윤활유가 크랭크실(8) 내에 과잉으로 저장되지 않기 때문에, 상기 기술한 바와 같이 축밀봉장치(9)나 도시하지 않은 O 링 등의 시일부재에 열화를 잘 유발시키지 않아 우수한 내구성을 발휘할 수 있다.

또, 상기 실시형태 1에서는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 제어기구로서 도입측 제어기구를 채택했는데, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 삼방밸브 제어기구를 채택할 수도 있다. 이 삼방밸브 제어기구에서는, 토출실(7b)과 크랭크실(8)을 연통시키는 급기통로(36) 도중과 크랭크실(8)과 흡입실(7a)을 연통시키는 추기통로(35) 도중에 걸쳐 제어밸브(37)가 설치되어 있다. 이 제어밸브(37)는 흡입실(7a) 내의 흡입압력(Ps) 등에 의해 급기통로(36)의 개방도와 추기통로(35)의 개방도를 모두 조정하는 것이다. 이 압축기에서는, 이들 급기통로(36), 제어밸브(37), 추기통로(35) 및 피스톤(19)과 실린더 보어(1a) 사이의 간극에 의해 삼방밸브 제어기구가 구성되어 있다. 이 압축기는 제어기구가 삼방밸브 제어기구이지만, 연통홈(50)에 의해 상기 실시형태 1의 압축기와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

또, 이 압축기의 구동축(12)에 풀리(22) 등을 직접 형성하지 않고 전자 클러치를 형성할 수도 있다.

(실시형태 2)

실시형태 2의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 6에 나타낸 연통홈(51)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(51)은 크랭크실(8)측이 압축실(30)측보다 긴 사다리꼴 형상을 이루고 있고, 이에 따라 크랭크실(8)측이 압축실(30)측보다 큰 단면적을 갖고 있다. 다른 구성은 실시형태 1의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서는, 최대 용량 운전시에 크랭크실(8) 내의 윤활유를 연통홈(51) 내에 주입하기 쉬워 본 발명의 효과를 보다 효과적으로 발휘할 수 있다.

(실시형태 3)

실시형태 3의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 7에 나타낸 연통홈(52)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(52)은 크랭크실(8)측이 구동축(12)측으로 굴곡되어 있고, 이에 따라 크랭크실(8)측이 압축실(30)측보다 큰 단면적을 갖고 있다. 다른 구성은 실시형태 1의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서도, 실시형태 2의 압축기와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

(실시형태 4)

실시형태 4의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 8에 나타낸 연통구멍(53)을 연통로로 하고 있다. 이 연통구멍(53)은 실린더 블럭(1)에 관 통 형성되어 있다. 다른 구성은 실시형태 1의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서도, 실시형태 1의 압축기와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

(실시형태 5)

실시형태 5의 압축기에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이 차량 등에 탑재된 상태의 수평선(l)보다 상측에 위치하는 3 개의 실린더 보어(1a)에 실시형태 1과 동일한 연통홈(50)이 형성되어 있다. 다른 구성은 실시형태 1의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서는, 자체 중량에 의해 윤활유가 부족하기 쉬운 3 개의 실린더 보어(1a) 내에 윤활유를 공급하기 쉽다. 다른 작용 효과는 실시형태 1과 동일하다. 이렇게 해서 연통홈(50)의 위치를 조정하거나 그 수를 조정함으로써, 크랭크실(8) 내의 윤활유의 양을 조정할 수 있다. 또, 연통홈(50) 대신에 연통홈(51,52) 또는 연통구멍(53)을 채택할 수도 있다.

(실시형태 6)

실시형태 6의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 10에 나타낸 연통홈(54)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(54)은 프론트 하우징(2) 및 실린더 블럭(1)에 오목하게 형성되어 있다. 또, 이 연통홈(54)은 도 11에 나타낸 바와 같이 각 실린더 보어(1a)의 중심선을 서로 연결한 원(C)보다 외부 둘레측이며 구동축(12)에서 먼 외부 둘레영역에 위치해 있다. 다른 구성은 실시형태 1과 동일하다.

이 압축기에서는, 사판(16) 등의 회전에 의한 원심력으로 크랭크실(8) 내의 윤활유를 다량으로 줄일 수 있다. 다른 작용 효과는 실시형태 1과 동일하다.

(실시형태 7)

실시형태 7의 압축기에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이 연통홈(54)이 모든 실린더 보어(1a)에 형성되어 있다. 다른 구성은 실시형태 1과 동일하다.

이 압축기에서는 모든 실린더 보어(1a) 내에 윤활유를 공급할 수 있다.

(실시형태 8)

실시형태 8의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 13 및 도 14에 나타낸 연통홈(55)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(55)은 피스톤(19)의 피스톤 헤드측에 오목하게 형성되고 축방향의 흡입밸브(3)측으로 연장되어 압축실(30)까지 연장되어 있다. 다른 구성은 실시형태 1과 동일하다.

이 압축기에서도 실시형태 1의 압축기와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

(실시형태 9)

실시형태 9의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 15에 나타낸 연통홈(56)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(56)은 크랭크실(8)측이 압축실(30)측보다 긴 사다리꼴 형상을 이루고 있고, 이에 따라 크랭크실(8)측이 압축실(30)측보다 큰 단면적을 갖고 있다. 다른 구성은 실시형태 1의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서도, 최대 용량 운전시에 크랭크실(8) 내의 윤활유를 연통홈(56 내에 주입하기 쉬워 본 발명의 효과를 보다 효과적으로 얻을 수 있다.

(실시형태 10)

실시형태 10의 압축기에서는, 실시형태 1의 연통홈(50) 대신에 도 16에 나타낸 연통홈(57)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(57)은 평면에서 본 경우 도 17에 나타낸 바와 같이 크랭크실(8)측이 폭이 넓고, 압축실(30)측이 폭이 좁은 부채꼴 형상을 이루는 도입부(57a)로 이루어진다. 도입부(57a)에는 상사점시의 피스톤(19)의 사판(16)측의 둘레가장자리(E)가 위치한다. 다른 구성은 실시형태 1의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서도, 상기 기술한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 이 압축기에서는, 피스톤(19)의 사판(16)측의 둘레가장자리(E)가 둘레방향의 다른 위치에서 연통홈(57)의 도입부(57a)와 슬라이딩하게 되어 피스톤(19)의 마모, 특히 슬라이딩막의 마모를 방지할 수 있다.

(실시형태 11)

실시형태 11의 압축기에서는, 실시형태 10의 연통홈(57) 대신에 도 18에 나타낸 연통홈(58)을 연통로로 하고 있다. 이 연통홈(58)은 실시형태 10의 연통홈(57)의 도입부(57a)와 동일한 도입부(58a) 및 도입부(58a)의 압축실(30)측에 형성되며 축방향으로 연장되는 수직홈부(58b)로 이루어진다. 특히, 도19에 나타낸 바와 같이 실린더 보어(1a)의 직경을 B, 도입부(58a)의 가상된 정점(P)과 사판(16)이 최대 경사각이고 하사점시의 피스톤(19)의 선단면(H)의 거리를 L로 할 경우, 수직홈부(58b)의 폭(x)과 도입부(58a)의 중심각(θ)은 도 20에 나타낸 영역 α 의 범위 내에 있다. 요컨대, 그 폭(x)이 0∼0.47B 범위 내에 있고, 그 중심각(θ)이 2∼2tan^-1(0.63B/2/(12+L)) 범위 내에 있다. 다른 구성은 실시형태 10의 압축기와 동일하다.

이 압축기에서도 상기 기술한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 이 압축기에서는, 수직홈부(58b)의 크기를 조정함으로써, 도입부(58a)를 통해 압축실(30)측에 주입되는 윤활유의 양을 조절할 수 있다.

(실시형태 12)

실시형태 12의 압축기에서는, 도 21에 나타낸 바와 같이 실린더 블럭(1)의 축구멍(1b) 내에 회전밸브(60)가 수납되어 있고, 이 회전밸브(60)는 구동축(12)의 후단에 고정되어 있다. 축구멍(1b) 내에는 각 압축실(30)에 연통되는 도입구멍(1d)이 방사방향으로 형성되어 있다. 회전밸브(60) 내에 흡입실(7a)과 연통되는 도입실(60a)이 형성되고, 도입실(60a)은 방사방향으로 형성된 흡입로(60b)에 의해 흡입 행정시에 있는 압축실(30)과 연통되는 도입구멍(1d)과 연통되도록 되어 있다.

또, 피스톤(19)의 둘레면에는 축방향으로 연장되는 제 1 연통홈(59a)이 오목하게 형성되어 있다. 제 1 연통홈(59a)의 크랭크실(8)측은 사판(16)이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤(19)이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 크랭크실(8)에 개방되도록 되어 있다. 실린더 보어(1a)에는 사판(16)이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤(19)이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 제 1 연통홈(59a)의 압축실(30)측과 축구멍(1b)을 연통시키는 연통구멍(59b)이 관통 형성되어 있다. 그리고, 회전밸브(60)의 둘레면에는 축방향으로 연장되어 흡입로(60b)와 연통되는 제 2 연통홈(59c)이 오목하게 형성되어 있다. 이 제 2 연통홈(59c)은 사판(16)이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤(19)이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 연통구멍(59b)을 통해 제 1 연통홈 (59a) 과 연통되도록 되어 있다. 다른 구성은 실시형태 1과 동일하다.

이 압축기에서는, 구동축(12)과 동기하여 회전밸브(60)가 회전하고, 회전밸브(60)는 도입실(60a), 흡입로(60b) 및 도입구멍(1d)에 의해 흡입실(7a)과 흡입 행정시에 있는 압축실(30)을 순차적으로 연통시킨다. 그럼으로써, 도 1에 나타낸 일반적인 흡입밸브(3)를 생략할 수 있어 그 흡입밸브(3)의 흡입 저항에 의한 압축 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또, 회전밸브(60)의 둘레면에 오목하게 형성된 제 2 연통홈(59c)은 사판(16)이 최대 경삭각 및 그 근방으로 경사져 있고 또 피스톤(19)이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안에만 연통구멍(59b) 및 제 1 연통홈(59a)과 흡입로(60b)를 연통시키기 위해, 크랭크실(8)과 그 압축실(30)이 연통로로서의 제 1 연통홈(59a), 연통구멍(59b), 제 2 연통홈(59c), 흡입로(60b) 및 도입구멍(1d)에 의해 연통되게 된다. 그래서, 이 압축기에서도 실시형태 1과 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 회전밸브(60)를 사용한 실시형태 12에서는, 회전밸브(60)의 흡입로(60b)의 크기나 위치를 변경하여 냉매를 실린더 보어(1a)에 흡입시키는 타이밍을 적절하게 설계 변경함으로써, 크랭크실(8)에서 실린더 보어(1a)로의 오일 유출량의 조정을 쉽게 할 수 있게 된다.

또한, 실시형태 12에서는, 회전밸브(60)에도 연통로의 일부인 제 2 연통홈(59c)을 형성했는데, 회전밸브(60)에 연통로를 형성하지 않고 다른 실시형태와 동일하게 실린더 보어(1a), 피스톤(19), 실린더 블럭(1), 프론트 하우징(2) 중 어느 하나 또는 복수 개에만 연통로를 형성할 수도 있다. 이와 같이 해도 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명은, 크랭크실과 흡입실을 연통시키는 추기통로에 의해 크랭크실 내의 압력을 감소시키는 제어기구를 채택하고 있는 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 최대 용량 운전시에 크랭크실 내에 윤활유를 과잉으로 저장하지 않아 우수한 내구성과 압축 효율의 유지를 양립시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부에 실린더 보어를 형성하는 실린더 블럭과, 이 실린더 블럭과 접합되며 내부에 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 형성하는 하우징과, 상기 실린더 보어 내에 왕복 운동 가능하게 수용되고 상기 실린더 보어 내에 압축실을 구획하는 피스톤과, 외부 구동원에 의해 구동되어 상기 실린더 블럭 및 상기 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축과, 상기 크랭크실 내에 상기 구동축에 대하여 동기 회전 및 경사 운동이 가능하게 지지되고 상기 피스톤을 왕복 종동시키는 사판 및, 상기 크랭크실 내의 압력을 제어하는 제어기구를 구비하고, 상기 제어기구에 의해 상기 사판의 경사각에 의거하여 상기 피스톤의 왕복 운동에 의한 상기 압축실에서 상기 토출실로의 토출 용량의 변경이 가능한 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   상기 제어기구는 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 연통하는 추기통로에 의해 상기 크랭크실 내의 압력을 감소시키고, 상기 크랭크실 내에 저장되는 윤활유는 상기 사판이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고, 또 상기 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위치해 있는 동안만은 연통로에 의해 상기 압축실 내로 배출되도록 구성되되, 상기 하우징은 상기 구동축의 후단측에 위치하고, 내부 영역에 상기 흡입실이 형성되며 외부 영역에 상기 흡입실과 격리된 상기 토출실이 형성된 리어 하우징을 구비하고, 상기 구동축의 후단에는 상기 실린더 블럭의 축구멍 내에 위치하고, 상기 흡입실과 흡입 행정시에 있는 상기 압축실을 연통시키는 회전밸브가 설치되고, 상기 연통로는, 상기 피스톤의 둘레면에 오목하게 형성된 제 1 연통홈과 상기 회전밸브의 둘레면에 오목하게 형성된 제 2 연통홈을 갖는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연통로는, 상기 실린더 보어에 형성된 연통구멍을 더 포함하며, 상기 제 2 연통홈은, 상기 사판 (16) 이 최대 경사각 및 그 근방으로 경사져 있고, 또 상기 피스톤이 하사점 및 그 근방에 위치하고 있는 동안에만, 상기 연통구멍을 통해 제 1 연통홈과 연통하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 연통로는, 상기 회전밸브에 형성된 흡입로와 실린더 블록에 형성된 도입구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.

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