KR100781108B1 - 차량용 냉동회로의 제어장치, 용량가변형 압축기 및용량가변형 압축기용 제어 밸브 - Google Patents

차량용 냉동회로의 제어장치, 용량가변형 압축기 및용량가변형 압축기용 제어 밸브 Download PDF

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Abstract

(과제) 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 비교적 용이하게 실현한다.
(해결수단) 차량용 냉동회로의 제어 밸브 (34) 는, 토출실 (33) 과 크랭크실 (16) 을 연통하는 급기 통로 (36b, 36c) 등과, 급기 통로 (36b, 36c) 의 개도인 주개도를 변경할 수 있는 제 2 로드 (46) 와, 고압 토출 압력 (PdH) 과 저압 토출 압력 (PdL) 의 차압 (ΔPd) 에 의해 제 1 하중 (F1) 을 발생시키면서 변위하여, 주개도가 커지거나 또는 작아지도록 제 2 로드 (46) 를 작동시키는 제 1 벨로우즈 (41) 와, 토출실 (33) 과 연통하는 고압실 (50a) 내의 저압 토출 압력 (PdL) 을 일정압의 보정 압력 (PdL0) 으로 유지하는 정압 밸브 (100) 와, 컨트롤러 (62) 의 통전 제어에 의해 보정 압력 (PdL0) 을 소정의 제어 압력 (PdLx) 으로 변경 가능한 액츄에이터 (59) 와, 제어 압력 (PdLx) 에 의해 제 1 하중 (F1) 과 대항하는 제 2 하중 (F2) 을 발생시키면서 변위하여 주개도를 보정하는 제 2 벨로우즈 (43) 를 구비하고 있다.

Description

차량용 냉동회로의 제어장치, 용량가변형 압축기 및 용량가변형 압축기용 제어 밸브{CONTROL DEVICE FOR VEHICULAR REFRIGERATION CIRCUIT, VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR, AND CONTROL VALVE FOR VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}
도 1 은 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 용량가변형 압축기 등의 일부 모식 단면도이다.
도 2 는 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 단면도이다.
도 3 은 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 요부 확대 단면도이다.
도 4 는 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어계의 블록도이다.
도 5 는 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 시간과 토출 압력과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 컨트롤러의 제어 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 은 실시예 1 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 요부 모식도이다.
도 8 은 실시예 2 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 요부 확대 단면도이다.
도 9 는 실시예 2 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 요부 모식도이다.
도 10 은 실시예 2 의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 컨트롤러의 제어 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11 은 변형예의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 요부 모식도이다.
도 12 는 다른 변형예의 차량용 냉동회로에 관한 것으로, 제어 밸브의 요부 모식도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
16: 크랭크실
32: 흡입실
33: 토출실
1: 용량가변형 압축기
2, 3, 4, 5: 외부냉매 순환회로 (2: 증발기, 3: 팽창 밸브, 4: 응축기, 5: 배관)
34: 제어장치 (제어 밸브)
35: 추기(抽氣) 통로
36b, 36c, 37a, 40, 37b, 42, 37c: 급기 통로
45, 46, 37b: 주밸브 기구
Pd: 상태 압력
F1: 제 1 하중
41: 제 1 감압부재 (제 1 벨로우즈)
50a: 고압실
PdL0: 보정 압력
PdLx: 제어 압력
100: 정압 밸브 기구 (정압 밸브)
59: 부밸브 기구 (액츄에이터)
F2: 제 2 하중
43: 제 2 감압부재 (제 2 벨로우즈)
36a, 36b, 38a, 37a: 상태 압력 통로
40: 상태 압력실 (제 1 감압실)
PdH: 제 1 상태 압력 (고압 토출 압력)
PdL: 제 2 상태 압력 (저압 토출 압력)
33a: 차압 발생 기구 (고정 스로틀)
ΔPd: 차압
41a: 제 1 제어실
42: 제 2 감압실
43a: 제 2 제어실
49, 50a, 50b, 53, 71, 72: 고압 통로
57, 58, 73: 릴리프 통로
62: 컨트롤러 11a: 실린더 보어
11, 12, 13, 14: 하우징 15: 피스톤
EG: 외부 구동원 (엔진) 20: 구동축
SP: 사판(斜板) 37, 38, 39: 밸브 하우징
(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 평3-43685호
본 발명은, 차량용 냉동회로의 제어장치, 용량가변형 압축기, 및 용량가변형 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다.
특허문헌 1 에 종래의 용량가변형 압축기가 개시되어 있다. 이 용량가변형 압축기는, 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 가지면서 크랭크실의 압력을 제어함으로써 토출용량을 변경할 수 있는 것이다.
이 용량가변형 압축기는 흡입실이 배관에 의해 증발기에 접속되고, 증발기는 배관에 의해 팽창 밸브에 접속되고, 팽창 밸브는 배관에 의해 응축기에 접속되며, 응축기는 용량가변형 압축기의 토출실과 접속된다. 이렇게 해서, 이 용량가변형 압축기는, 이들 증발기, 팽창 밸브, 응축기 및 배관으로 이루어지는 외부냉매 순환회로와 함께 사용되어, 차량용 등의 냉동회로를 구성할 수 있다.
이 용량가변형 압축기에서는, 흡입실과 크랭크실이 추기(抽氣) 통로에 의해 연통하고, 토출실과 크랭크실이 급기 통로에 의해 연통하고 있다. 또한, 용량가변형 압축기에는 제 1 제어장치 및 제 2 제어장치가 내장되어 있다. 제 1 제어장치 및 제 2 제어장치는, 용량가변형 압축기와 외부냉매 순환회로와 함께 사용되는 냉동회로의 제어장치이다.
제 1 제어장치는, 추기 통로의 개도인 주(主)개도를 변경할 수 있는 주밸브 기구와, 추기 통로 내에 형성된 벨로우즈를 구비하고 있다. 벨로우즈는, 크랭크실의 압력에 의해 제 1 하중을 발생시키면서 축방향으로 변위한다. 그리고, 벨로우즈는, 그 크랭크실의 압력이 설정 압력보다 높아지면 주개도가 작아지고, 그 크랭크실의 압력이 설정 압력보다 낮아지면 주개도가 커진다.
또한, 제 1 제어장치는, 토출실과 고정 스로틀을 통해 연통하는 중간실과, 토출실로부터 중간실을 거쳐 주밸브 기구의 밸브체까지 연장되는 액츄에이팅 로드를 구비하고 있다. 액츄에이팅 로드는, 토출실측이 소직경부가 되고, 주밸브 기구측이 소직경부보다 직경이 큰 대직경부로 되어 있다. 액츄에이팅 로드의 소직경부는, 선단이 토출실에 노출되고, 중간이 중간실에 면해 있다. 토출실과 중간실은, 액츄에이팅 로드와 이것을 수용하는 밸브 실린더의 축구멍과의 간극으로 이루어지는 고정 스로틀을 통해 연통하고 있다. 또한, 중간실은 그 축구멍에 의해 액츄에이팅 로드의 대직경부에 압력을 작용시킬 수 있도록 되어 있다. 이 때문에, 액츄에이팅 로드는, 토출실의 압력 및 중간실의 압력에 의해 제 1 하중과 대항하는 제 2 하중을 발생시키면서 축방향으로 변위하여, 주개도가 작아지거나 또는 커지도록 주밸브 기구를 보정한다.
한편, 제 2 제어장치는 중간실의 압력을 변경할 수 있는 전자(電磁) 유량 제어 밸브로 이루어진다. 이 전자 유량 제어 밸브는 중간실과 흡입실을 연통하는 연통로에 설치되어 있고, 외부로부터의 통전 제어에 의해 그 연통로의 개도인 부개도를 변경하여, 이것에 의해 중간실의 압력을 변경할 수 있도록 되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 냉동회로에서는, 크랭크실의 압력이 토출용량을 제어해야 할 요인을 갖는 압력인 것에 기초하여, 제 1 제어장치의 벨로우즈가 그 크랭크실의 압력에 의해 적절히 변위하여, 주밸브 기구는 추기 통로의 주개도를 변경한다. 이것에 의해, 크랭크실의 압력이 1 차적으로 결정되게 된다.
또한, 제 2 제어장치가 외부로부터의 통전 제어에 의해 중간실의 압력을 변경한다. 그리고, 제 2 제어장치의 액츄에이팅 로드는, 토출실의 압력 및 중간실의 압력에 의해 적절히 변위한다. 이 때문에, 액츄에이팅 로드는, 추기 통로의 주개도가 작아지거나 또는 커지도록 주밸브 기구를 보정한다. 이것에 의해, 크랭크실의 압력이 2 차적으로 결정된다.
이렇게 해서, 용량가변형 압축기는 토출용량이 변경된다. 이 냉동회로는, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 의도하고 있다.
그러나, 상기 냉동회로는 액츄에이팅 로드에 토출실의 압력을 그대로 작용시 키고 있다. 토출실의 압력은 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 따라서 당연히 변동되기 때문에, 이 냉동회로에서는 액츄에이팅 로드가 벨로우즈의 제 1 하중에 과잉으로 대항하거나, 충분히 대항할 수 없거나 하여, 크랭크실의 압력을 최적 상태로 할 수 없는 경우가 있다.
이러한 점에서 이 냉동회로는, 액츄에이팅 로드에 중간실의 압력도 작용시키고, 그 중간실의 압력을 전자 유량 제어 밸브에 의한 외부로부터의 통전 제어에 의해 변경하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 이 냉동회로는 통전 제어에 의해 상기 토출실의 압력 변동으로 인한 문제를 해소하고자 하는 것으로 생각된다.
그러나, 이 냉동회로에 있어서 토출실의 압력 변동에 따른 문제를 해소하고자 하면, 불특정한 토출 압력에 따라서 통전 제어를 실시하지 않으면 안되기 때문에, 컨트롤러에 의한 제어가 복잡해진다. 특히, 이 냉동회로는, 통전 제어에 의해 변경되는 중간실의 압력 자체가 토출실의 압력의 영향을 받아 변동하는 것이라는 점에서, 컨트롤러에 의한 제어는 한층 더 복잡해지게 된다.
이 때문에, 이 냉동회로는, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 실제로 실시하기에는 상당한 어려움이 따른다.
본 발명은, 상기 종래 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 비교적 용이하게 실현하는 것을 해결해야 할 과제로 하고 있다.
본 발명의 차량용 냉동회로의 제어장치는, 크랭크실, 흡입실, 토출실, 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 추기 통로, 및 상기 토출실과 그 크랭크실을 연통하는 급기 통로를 가지면서 그 크랭크실의 압력을 제어함으로써 토출용량을 변경할 수 있는 용량가변형 압축기와, 그 가변용량형 압축기의 그 흡입실 및 그 토출실과 접속되는 외부냉매 순환회로와 함께 사용되는 차량용 냉동회로의 제어장치에 있어서,
삭제
삭제
그 추기 통로 및 그 급기 통로의 적어도 일방의 개도인 주개도를 변경할 수 있는 주밸브 기구와,
상기 토출용량을 제어해야 할 요인을 갖는 압력인 상태 압력에 의해 제 1 하중을 발생시키면서 변위하여, 그 주개도가 커지거나 또는 작아지도록 그 주밸브 기구를 작동시키는 제 1 감압부재와,
그 토출실과 연통하는 고압실 내의 고압을 일정압의 보정 압력으로 유지하는 정압 밸브 기구와,
외부로부터의 통전 제어에 의해 그 보정 압력을 소정의 제어 압력으로 변경할 수 있는 부밸브 기구와,
그 제어 압력에 의해 그 제 1 하중과 대항하는 제 2 하중을 발생시키면서 변위하여, 그 주개도를 보정하는 제 2 감압부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 제어장치에서는, 제 1 감압부재는, 토출용량을 제어해야 할 요인을 갖는 압력인 상태 압력에 의해 제 1 하중을 발생시키면서 변위한다. 이것에 의해, 주밸브 기구는 추기 통로 및 급기 통로 중 적어도 일방의 개도인 주개도를 변경한 다. 이렇게 해서, 크랭크실의 압력이 1 차적으로 결정되게 된다.
또한, 이 제어장치에서는, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 의해 토출실의 압력 자체가 크게 변동하더라도, 정압 밸브 기구는, 토출실과 연통하는 고압실 내의 고압을 일정압의 보정 압력으로 유지한다. 한편, 일정압은 어느 정도의 오차를 가질 수 있다. 그리고, 외부로부터의 통전 제어에 의해 부밸브 기구가 그 보정 압력을 소정의 제어 압력으로 변경한다. 이 때문에, 제 2 감압부재는, 그 제어 압력에 의해 제 1 감압부재의 제 1 하중에 적절히 대항하여, 주개도를 바람직하게 보정한다. 이것에 의해, 크랭크실의 압력이 2 차적으로 결정된다. 이렇게 해서, 크랭크실의 압력은 용이하게 최적 상태가 되어서, 용량가변형 압축기는 바람직하게 토출용량이 변경된다.
또한, 이 제어장치는, 외부로부터 통전 제어되는 부밸브 기구와는 상이한 정압 밸브 기구가 고압실 내의 고압을 일정압의 보정 압력으로 유지하기 때문에, 컨트롤러는 일정한 보정 압력을 전제로 하여 부밸브 기구를 통전 제어하기만 하면 되어, 제어가 용이해진다.
따라서, 본 발명의 제어장치에 의하면, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 비교적 용이하게 실현할 수 있다.
주밸브 기구는, 추기 통로의 개도인 주개도를 변경가능할 수도 있고, 급기 통로의 개도인 주개도를 변경가능할 수도 있으며, 추기 통로 및 급기 통로 양자의 개도인 주개도를 변경가능할 수도 있다.
제 1 감압부재는 상태 압력에 의해 변위한다. 상태 압력이란, 토출용량 을 제어해야 할 요인을 갖는 압력이다. 상태 압력으로는, 흡입실 내, 외부냉매 순환회로의 저압부 등의 흡입 압력, 토출실, 외부냉매 순환회로의 고압부 등의 토출 압력, 토출 압력의 차압 등을 채용할 수 있다. 제 1 감압부재로는, 벨로우즈, 다이어프램, 로드 등을 채용할 수 있다.
정압 밸브 기구로는, 공지된 정압 밸브 (감압 밸브) 등의 압력 조정 밸브를 채용할 수 있다. 또, 고압실은 토출실과 직접 연통하고 있어도 되고, 외부냉매 순환회로의 고압부 등과 직접 연통하도록 토출실과 간접적으로 연통하고 있어도 된다.
부밸브 기구로는, 압전소자, 전자(電磁) 개폐 밸브 등을 채용할 수 있다.
제 2 감압부재는 제어 압력에 의해 변위한다. 제 2 감압부재로서도, 벨로우즈, 다이어프램, 로드 등을 채용할 수 있다. 벨로우즈를 제 2 감압부재로서 채용하는 경우, 벨로우즈를 수용하는 실 내에 제어 압력을 도입해도 되고, 벨로우즈 내에 제어 압력을 도입해도 된다.
본 발명의 제어장치는, 상기 토출실과 상태 압력 통로에 의해 연통하는 상태 압력실과,
그 상태 압력 통로에 형성되고, 상기 상태 압력을 서로 차이가 있는 제 1 상태 압력 및 제 2 상태 압력으로 하는 차압 발생 기구를 구비하고,
상기 제 1 감압부재는, 그 상태 압력실에 형성되고, 그 제 1 상태 압력과 그 제 2 상태 압력의 차압에 의해 상기 제 1 하중을 발생시키면서 변위하는 것일 수 있다.
이 경우, 토출 압력의 차압이 상태 압력이 된다. 외부냉매 순환회로를 흐르는 냉매의 유량이 많아질수록 외부냉매 순환회로의 단위 길이당 압력 손실이 커지기 때문에, 제 1 감압부재가 제 1 상태 압력과 제 2 상태 압력의 차압에 의해 변위되면, 외부냉매 순환회로를 흐르는 냉매의 유량도 가미하여 토출용량이 결정되게 된다.
본 발명의 제어장치에서는, 상기 상태 압력실은, 상기 제 1 감압부재를 수용하고, 상기 제 1 상태 압력 및 제 2 상태 압력의 일방이 도입되어 상기 급기 통로의 일부를 형성하는 제 1 감압실이고,
그 제 1 감압부재는, 그 제 1 상태 압력 및 그 제 2 상태 압력의 타방이 도입되는 제 1 제어실을 내부에 갖는 벨로우즈일 수 있다.
제 1 감압부재가 벨로우즈이면, 상태 압력에 의해 높은 정밀도로 주밸브 기구를 작동시킬 수 있다. 또한, 변위가 축방향으로 한정되기 때문에, 제 1 하중의 방향도 축방향으로 한정되어, 제 2 하중과 적절하게 대항할 수 있다.
본 발명의 제어장치는, 상기 제 2 감압부재를 수용하고, 상기 급기 통로의 일부를 형성하는 제 2 감압실을 구비하고,
그 제 2 감압부재는, 상기 제어 압력이 도입되는 제 2 제어실을 내부에 갖는 벨로우즈일 수 있다.
제 2 감압부재가 벨로우즈이면, 제어 압력에 의해 높은 정밀도로 주개도를 보정할 수 있다. 또한, 변위가 축방향으로 한정되기 때문에, 제 2 하중의 방향도 축방향으로 한정되어, 제 1 하중에 적절하게 대항할 수 있다.
또, 본 발명의 제어장치는, 제 2 감압실에 제 2 감압부재인 벨로우즈를 수용하는 경우, 벨로우즈의 외부로 제어 압력이 도입되도록 구성하는 것도 가능하다.
본 발명의 제어장치는, 상기 부밸브 기구는, 상기 토출실과 상기 제 2 제어실을 연통하는 고압 통로와, 그 제 2 제어실과 상기 급기 통로를 연통하는 릴리프 통로와, 외부로부터의 통전 제어에 의해 작동하고, 그 릴리프 통로의 개도인 부개도를 변경할 수 있는 액츄에이터를 가질 수 있다.
이 경우, 액츄에이터가 외부로부터의 통전 제어에 의해 릴리프 통로의 부개도를 크게 하면, 벨로우즈 내의 제 2 제어실 내의 제어 압력이 낮아진다. 이 때문에, 제 2 감압부재의 제 2 하중은 작아지고, 크랭크실의 압력은 제 1 감압부재의 변위에 크게 영향을 받는다.
반대로, 액츄에이터가 외부로부터의 통전 제어에 의해 릴리프 통로의 부개도를 작게 하면, 벨로우즈 내의 제 2 제어실 내의 제어 압력이 높아진다. 이 때문에, 제 2 감압부재의 제 2 하중은 커지고, 크랭크실의 압력은 제 1 감압부재의 변위에 그다지 영향을 받지 않게 된다.
또한, 본 발명의 제어장치는, 상기 부밸브 기구는, 상기 토출실과 상기 제 2 제어실을 연통하는 고압 통로와, 외부로부터의 통전 제어에 의해 작동하고, 그 고압 통로의 개도인 부개도를 변경할 수 있는 액츄에이터를 가질 수 있다.
이 경우, 액츄에이터가 외부로부터의 통전 제어에 의해 고압 통로의 부개도를 크게 하면, 벨로우즈 내의 제 2 제어실 내의 제어 압력이 높아진다. 이 때문에, 제 2 감압부재의 제 2 하중은 커지고, 크랭크실의 압력은 제 1 감압부재의 변위에 그다지 영향을 받지 않게 된다.
반대로, 액츄에이터가 외부로부터의 통전 제어에 의해 고압 통로의 부개도를 작게 하면, 벨로우즈 내의 제 2 제어실 내의 제어 압력이 낮아진다. 이 때문에, 제 2 감압부재의 제 2 하중은 작아지고, 크랭크실의 압력은 제 1 감압부재의 변위에 크게 영향을 받는다.
액츄에이터는 압전소자로 이루어지는 것이 바람직하다. 소형이면서, 외부로부터의 통전 제어에 의해 용이하게 부개도를 변경시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 제어장치는, 압전소자에 인가하는 전압의 듀티(duty)비를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 따라 압전소자를 용이하게 통전 제어할 수 있기 때문이다.
본 발명의 용량가변형 압축기는, 내부에 실린더 보어, 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 형성하는 하우징과, 그 실린더 보어 내에 왕복이동 가능하게 수용되어 그 실린더 보어 내에 압축실을 구획하는 피스톤과, 외부 구동원에 의해 구동되고, 그 하우징에 회전가능하게 지지된 구동축과, 그 크랭크실 내에서 그 구동축과 동기회전하면서 경동(傾動)가능하게 지지되고, 그 피스톤을 왕복종동시키는 사판과, 그 크랭크실 내의 압력을 제어하고, 그 사판의 경사각을 변경시켜 토출용량을 변경할 수 있는 제어 기구를 구비하고, 그 흡입실 및 그 토출실이 외부냉매 순환회로에 접속되어 차량용 냉동회로를 구성하는 용량가변형 압축기에 있어서,
상기 제어 기구는 본 발명의 제어장치인 것을 특징으로 한다.
이 용량가변형 압축기를 차량용 냉동회로에 사용하면, 차량의 운전 상태, 외부 환경 등에 따른 세밀한 공조를 비교적 용이하게 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 용량가변형 압축기용 제어 밸브는, 본 발명의 용량가변형 압축기에 사용되는 제어 기구로서,
상기 하우징에 고정되는 밸브 하우징과, 그 밸브 하우징에 형성된 상기 급기 통로 및 상기 고압실과, 그 밸브 하우징 내에 형성된 상기 주밸브 기구, 상기 제 1 감압부재, 상기 정압 밸브 기구, 상기 부밸브 기구 및 상기 제 2 감압부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이 제어 밸브는 용량가변형 압축기와 일체이기 때문에, 이 용량가변형 압축기를 차량용 냉동회로에 사용함으로써 상기 작용 효과를 나타낼 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 구체화한 실시예 1, 2 를 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1 의 차량용 냉동회로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 용량가변형 압축기 (1) 와, 증발기 (2) 와, 팽창 밸브 (3) 와, 응축기 (4) 와, 이들을 접속하는 배관 (5) 을 구비하고 있다.
용량가변형 압축기 (1) 는, 실린더 블록 (11), 프론트 하우징 (12), 리어 하우징 (13) 및 밸브 플레이트 (14) 로 이루어지는 하우징을 구비하고 있다. 실린더 블록 (11) 에는, 원주방향으로 정렬하는 복수의 실린더 보어 (11a) 가 서로 평행하게 축방향으로 형성되어 있다. 각 실린더 보어 (11a) 에는 피스톤 (15) 이 왕복이동 가능하게 수용되고, 각 피스톤 (15) 의 헤드에 의해 각 실린더 보어 (11a) 에는 압축실이 구획되어 있다.
실린더 블록 (11) 의 일단측에 프론트 하우징 (12) 이 접합되어 있고, 이들에는 축방향으로 연장되는 축구멍이 형성되고, 이들의 내부가 크랭크실 (16) 로 되어 있다. 프론트 하우징 (12) 의 축구멍에는 시일장치 (S) 및 래이디얼 베어링 (17) 이 형성되고, 실린더 블록 (11) 의 축구멍에는 래이디얼 베어링 (18) 및 스러스트 베어링 (19) 이 형성되어 있다. 구동축 (20) 은, 이들 시일장치 (S), 래이디얼 베어링 (17), 래이디얼 베어링 (18) 및 스러스트 베어링 (19) 에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 구동축 (20) 은, 그 선단이 프론트 하우징 (12) 의 보스 내에 위치하고 있고, 전자(電磁) 클러치 (MG) 를 통하여 차량용 엔진 (EG) 에 의해 구동되도록 되어 있다. 엔진 (EG) 이 외부 구동원이다. 또, 차량이 엔진 (EG) 에 의해 구동되지 않고 모터에 의해 구동되는 경우에는, 그 모터가 외부 구동원이 된다.
크랭크실 (16) 내에서는, 구동축 (20) 에 러그 플레이트 (21) 가 고정되어 있고, 러그 플레이트 (21) 와 프론트 하우징 (12) 사이에 스러스트 베어링 (22) 이 형성되어 있다. 또한, 러그 플레이트 (21) 의 후방에는, 구동축 (20) 을 삽입통과시킨 사판 (SP) 이 구동축 (20) 과 동기회전하면서 경동가능하게 지지되어 있다. 러그 플레이트 (21) 와 사판 (SP) 사이에는 탄성 스프링 (23) 및 힌지 기구 (24) 가 형성되어 있다. 사판 (SP) 의 외주측에는 전후에서 각각 쌍을 이루는 슈 (25) 가 형성되고, 양 슈 (25) 는 피스톤 (15) 의 사이에 끼여 지지되어 있 다.
실린더 블록 (11) 과 리어 하우징 (13) 은 양자 사이에 밸브 플레이트 (14) 를 통하여 접합되어 있다. 밸브 플레이트 (14) 의 전면에는 흡입 밸브판 (26) 이 형성되어 있고, 밸브 플레이트 (14) 의 후면에는 토출 밸브판 (27) 및 리테이너 (28) 가 형성되어 있다. 이들 흡입 밸브판 (26), 밸브 플레이트 (14), 토출 밸브판 (27) 및 리테이너 (28) 는 볼트 (29) 및 너트 (30) 에 의해 함께 체결되어 있다. 또한, 스러스트 베어링 (19) 과 흡입 밸브판 (26) 사이에는 탄성 스프링 (31) 이 형성되어 있다.
리어 하우징 (13) 에는 흡입실 (32) 및 토출실 (33) 이 형성되어 있다. 밸브 플레이트 (14) 에는 흡입실 (32) 과 연통하는 흡입 포트가 형성되어 있고, 흡입 포트의 압축실측에는 흡입 밸브판 (26) 의 흡입 리드부가 위치하고 있다. 또한, 흡입 밸브판 (26) 및 밸브 플레이트 (14) 에는 압축실과 연통하는 토출 포트가 형성되어 있고, 토출 포트의 토출실 (33) 측에는 토출 밸브판 (27) 의 토출 리드부가 위치하고 있다.
리어 하우징 (13) 에는 제어장치로서의 제어 밸브 (34) 가 형성되어 있다. 그리고, 실린더 블록 (11), 흡입 밸브판 (26) 및 밸브 플레이트 (14) 에는, 흡입실 (32) 과 크랭크실 (16) 을 고정 스로틀 (35a) 을 통해서 연통하는 추기 통로 (35) 가 형성되어 있다. 또한, 실린더 블록 (11), 흡입 밸브판 (26), 밸브 플레이트 (14) 및 리어 하우징 (13) 에는, 토출실 (33) 과 크랭크실 (16) 을 제어 밸브 (34) 를 통해서 연통하는 검압 통로 (36a) 및 급기 통로 (36b, 36c) 가 형성되어 있다. 검압 통로 (36a) 는 토출실 (33) 로부터 제어 밸브 (34) 까지 통하게 되어 있고, 급기 통로 (36b) 는 토출실 (33) 로부터 고정 스로틀 (33a) 을 통하여 제어 밸브 (34) 까지 통해 있다. 고정 스로틀 (33a) 이 차압 발생 기구이다. 검압 통로 (36a) 및 급기 통로 (36b) 는 상태 압력 통로이기도 하다. 급기 통로 (36c) 는 제어 밸브 (34) 로부터 크랭크실 (16) 까지 통해 있다.
제어 밸브 (34) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 밸브 하우징 (37), 조정 나사 (38) 및 제 2 밸브 하우징 (39) 으로 이루어지는 밸브 하우징을 구비하고 있다. 제 1 밸브 하우징 (37) 의 일단에는 조정 나사 (38) 가 나사식 결합되어 있고, 이들에 의해 상태 압력실인 제 1 감압실 (40) 이 형성되어 있다. 제 1 감압실 (40) 내에는 제 1 감압부재로서의 제 1 벨로우즈 (41) 가 수용되어 있다. 제 1 벨로우즈 (41) 의 일단은 조정 나사 (38) 에 고정되어 있다.
조정 나사 (38) 에는, 검압 통로 (36a) 를 제 1 벨로우즈 (41) 내의 제 1 제어실 (41a) 에 연통시키는 연통구멍 (38a) 이 형성되어 있다. 또한, 제 1 밸브 하우징 (37) 에는, 급기 통로 (36b) 를 제 1 감압실 (40) 에 연통시키는 연통구멍 (37a) 이 형성되어 있다. 연통구멍 (38a, 37a) 도 상태 압력 통로이기도 하다.
제 1 밸브 하우징 (37) 의 타단측에는 제 2 밸브 하우징 (39) 이 접합되어 있고, 제 1 밸브 하우징 (37) 및 제 2 밸브 하우징 (39) 은 제 1 감압실 (40) 과 동축을 이루는 제 2 감압실 (42) 을 형성하고 있다. 제 1 감압실 (40) 과 제 2 감압실 (42) 은 축구멍 (37b) 에 의해 연통하고 있다. 또한, 제 1 밸브 하우징 (37) 에는, 급기 통로 (36c) 를 제 2 감압실 (42) 에 연통시키는 연통구멍 (37c) 이 형성되어 있다. 이 때문에, 급기 통로 (36b) 는, 연통구멍 (37a), 제 1 감압실 (40), 축구멍 (37b), 제 2 감압실 (42) 및 연통구멍 (37c) 을 거쳐, 급기 통로 (36c) 와 연통할 수 있게 되어 있다.
제 2 감압실 (42) 내에는 제 2 감압부재로서의 제 2 벨로우즈 (43) 가 수용되어 있다. 제 2 벨로우즈 (43) 의 타단은 제 2 감압실 (42) 내에 형성된 고정부재 (44) 에 고정되어 있다.
제 1 벨로우즈 (41) 의 타단에는 축구멍 (37b) 안으로 연장되는 제 1 로드 (45) 가 고정되고, 제 2 벨로우즈 (43) 의 일단에는 축구멍 (37b) 을 향하여 연장되어서, 제 1 로드 (45) 와 대면상태로 맞닿는 제 2 로드 (46) 가 고정되어 있다. 이들 축구멍 (37b), 제 1 로드 (45) 및 제 2 로드 (46) 는, 축구멍 (37b) 주위를 밸브좌로 하고, 제 2 로드 (46) 를 밸브체로 하여, 축구멍 (37b) 의 개도인 주개도를 변경할 수 있는 주밸브 기구를 구성하고 있다.
또한, 제 1 밸브 하우징 (37) 및 제 2 밸브 하우징 (39) 에는 수용실 (48) 이 형성되어 있고, 수용실 (48) 은 제 1 고압 통로 (49) 에 의해 제 1 감압실 (40) 과 통하고 있다. 수용실 (48) 에는 정압 밸브 (100) 가 수용되어 있다. 이 정압 밸브 (100) 는, 서로 동축인 제 1 통체 (50), 다이어프램 (51) 및 제 2 통체 (52) 를 가지고 있다.
제 1 통체 (50) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 고압 통로 (49) 측인 일단측에 고압실 (50a) 을 형성하고, 타단측에 정압실 (50b) 을 형성하며, 양 실 (50a, 50b) 사이에 축구멍을 갖는 밸브좌 (50c) 를 유지하고 있다. 또한, 제 1 통체 (50) 및 제 1 밸브 하우징 (37) 에는 정압실 (50b) 을 제 2 감압실 (42) 에 연통시키는 제 2 고압 통로 (53) 가 형성되어 있다. 고압실 (50a), 정압실 (50b) 및 제 1, 2 고압 통로 (49, 53) 가 고압 통로이다.
제 1 통체 (50) 와 제 2 통체 (52) 사이에 다이어프램 (51) 이 끼워져 지지되어 있고, 다이어프램 (51) 에는 밸브좌 (50c) 의 축구멍 안으로 연장되는 로드 (54) 가 고정되어 있다. 로드 (54) 의 일단측은 고압실 (50a) 에 위치하고 대직경의 밸브체 (54a) 로 되어 있다. 또한, 제 2 통체 (52) 내에는 다이어프램 (51) 을 정압실 (50b) 측으로 탄성지지하는 탄성 스프링 (55) 이 수용되어 있다.
제 2 감압실 (42) 내에서는, 고정부재 (44) 가 제 1 밸브 하우징 (37) 및 제 2 밸브 하우징 (39) 사이에 끼여 지지되어 있다. 고정부재 (44) 는, 제 2 감압실 (42) 을 제 2 벨로우즈 (43) 가 위치하는 제 1 실 (42a) 과, 나머지의 제 2 실 (42b) 로 구획하고 있다.
고정부재 (44) 에는, 제 2 고압 통로 (53) 를 제 2 벨로우즈 (43) 내의 제 2 제어실 (43a) 로 연통시키는 제 3 고압 통로 (56) 와, 축방향으로 연장되고 제 2 제어실 (43a) 을 제 2 실 (42b) 로 연통시키는 제 1 릴리프 통로 (57) 와, 제 2 실 (42b) 을 제 2 벨로우즈 (43) 밖의 제 1 실 (42a) 로 연통시키는 제 2 릴리프 통로 (58) 가 형성되어 있다.
제 2 감압실 (42) 의 제 2 실 (42b) 에는 압전소자로 이루어지는 액츄에이터 (59) 가 형성되어 있다. 이 액츄에이터 (59) 에는 제 2 밸브 하우징 (39) 에 고정된 리드선 (60) 에 의해, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 드라이버 (61) 를 통하 여 컨트롤러 (62) 가 접속되어 있다. 컨트롤러 (62) 에는, 실온(室溫) 센서, 외기온 센서, 차량의 액셀 개도 등의 복수의 센서 (63, 64), 스위치 (65, 66) 등이 접속되어 있다.
이 용량가변형 압축기 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 흡입실 (32) 이 배관 (5) 에 의해 증발기 (2) 에 접속되고, 증발기 (2) 는 배관 (5) 에 의해 팽창 밸브 (3) 에 접속되고, 팽창 밸브 (3) 는 배관 (5) 에 의해 응축기 (4) 에 접속되며, 응축기 (4) 는 용량가변형 압축기 (1) 의 토출실 (33) 과 접속된다. 이렇게 해서, 이 용량가변형 압축기 (1) 는, 이들 증발기 (2), 팽창 밸브 (3), 응축기 (4) 및 배관 (5) 으로 이루어지는 외부냉매 순환회로와 함께 사용되고, 차량용 냉동회로를 구성하고 있다. 이 차량용 냉동회로에서는, 냉매로서 CO2 를 채용하고 있다.
이상의 구성을 갖는 냉동회로에서는, 엔진 (EG) 등에 의해 용량가변형 압축기 (1) 의 구동축 (20) 이 회전한다. 이것에 의해, 사판 (SP) 이 구동축 (20) 과 임의의 각도로 기울면서 회전하고, 피스톤 (15) 이 실린더 보어 (11a) 안을 왕복이동하기 때문에, 흡입실 (32) 내에는 증발기 (2) 로부터 순차 저압의 냉매가 흡입된다. 그 냉매는 압축실에서 압축된 후, 토출실 (33) 로 토출되고, 응축기 (4) 를 향하여 토출된다. 그리고, 증발기 (2) 에 공급되는 공기가 차량 실내의 공조에 사용된다.
이 동안, 제어 밸브 (34) 는, 아래와 같이 크랭크실 (16) 내의 압력을 제어하여, 사판 (SP) 의 경사각을 변경하여 토출용량을 변경한다.
우선, 토출실 (33) 의 압력은 고압의 토출 압력 (Pd) 이지만, 토출실 (33) 과 급기 통로 (36b) 사이에는 고정 스로틀 (33a) 이 존재하기 때문에, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 검압 통로 (36a) 내의 냉매는 고압 토출 압력 (PdH) 이고, 급기 통로 (36b) 내의 냉매는 저압 토출 압력 (PdL) 이다. 고압 토출 압력 (PdH) 은 제 1 상태 압력이고, 저압 토출 압력 (PdL) 은 제 2 상태 압력이다.
검압 통로 (36a) 내의 고압 토출 압력 (PdH) 은 연통구멍 (38a) 을 지나 제 1 벨로우즈 (41) 내의 제 1 제어실 (41a) 에 도입된다. 한편, 급기 통로 (36b) 내의 저압 토출 압력 (PdL) 은 연통구멍 (37a) 을 지나 제 1 감압실 (40) 에 도입된다. 이 때문에, 제 1 벨로우즈 (41) 는, 고압 토출 압력 (PdH) 과 저압 토출 압력 (PdL) 의 차압 (ΔPd) 에 의해 제 1 하중 (F1) 을 발생시키면서 변위한다. 또한, 고압 토출 압력 (PdH) 및 저압 토출 압력 (PdL) 은 용량가변형 압축기 (1) 의 구동 상태, 외부 환경 등에 따라서 변동하지만, 이들의 차압 (ΔPd) 은 변동폭이 작다.
이것에 의해, 제 2 로드 (46) 는 축구멍 (37b) 의 주개도를 변경한다. 이렇게 해서, 이 냉동회로에서는, 외부냉매 순환회로를 흐르는 냉매의 유량도 가미하여 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 이 일차적으로 결정되게 된다.
이때, 제 1 벨로우즈 (41) 의 유효 단면적을 A 라고 하면, 유량 차압에 의한 추력의 하중은 AㆍΔPd 이다. 또한, 제 2 로드 (45) 및 제 2 로드 (46) 의 유효 단면적을 B 라고 하면, 고압 보정에 의한 하중은 Bㆍ(PdL－Pc) 이다. 이 때문에, 제 1 하중 (F1) 은 AㆍΔPd＋Bㆍ(PdL－Pc) 이다.
저압 토출 압력 (PdL) 은, 도 5 의 파선에 나타내는 바와 같이, 용량가변형 압축기 (1) 의 구동 상태, 외부 환경 등에 의해 변동한다. 이 때문에, 이 냉동회로에서는, 이것을 그대로 제 2 제어실 (43a) 에 도입시키지 않는다. 제 1 감압실 (40) 내의 저압 토출 압력 (PdL) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 고압 통로 (49) 를 지나 정압 밸브 (100) 의 고압실 (50a) 에 도입된다. 고압실 (50a) 내의 저압 토출 압력 (PdL) 은, 밸브좌 (50c) 의 축구멍을 지나 정압실 (50b) 에 도입된다.
예를 들어, 정압실 (50b) 내의 저압 토출 압력 (PdL) 이 소망하는 보정 압력 (PdL0) 보다 높으면, 정압실 (50b) 은 탄성 스프링 (55) 의 탄성지지력에 저항하여 다이어프램 (51) 을 누르기 때문에, 밸브체 (54a) 는 밸브좌 (50c) 의 축구멍의 개도를 작게 한다. 반대로, 정압실 (50b) 내의 저압 토출 압력 (PdL) 이 소망하는 보정 압력 (PdL0) 보다 낮으면, 정압실 (50b) 은 탄성 스프링 (55) 의 탄성지지력에 굴하여 다이어프램 (51) 을 끌어당기기 때문에, 밸브체 (54a) 는 밸브좌 (50c) 의 축구멍의 개도를 크게 한다. 이렇게 해서, 정압실 (50b) 내의 압력은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 보정 압력 (PdL0) 으로 유지된다.
정압실 (50b) 내의 보정 압력 (PdL0) 은, 제 2 고압 통로 (53) 및 제 3 고압 통로 (56) 를 지나 제 2 벨로우즈 (43) 의 제 2 제어실 (43a) 내에 도입된다.
한편, 센서 (63, 64) 및 스위치 (65, 66) 등으로부터는, 용량가변형 압축기 (1) 의 구동 상태, 외부 환경 등의 정보가 컨트롤러 (62) 에 송신되어 있다. 컨트롤러 (62) 는, 드라이버 (61) 를 통하여, 도 6 에 나타내는 듀티비에 의해 액 츄에이터 (59) 를 통전 제어한다.
이 경우, 액츄에이터 (59) 가 컨트롤러 (62) 의 통전 제어에 의해 제 1 릴리프 통로 (57) 의 부개도를 크게 하면, 제 2 벨로우즈 (43) 내의 제 2 제어실 (43a) 내의 제어 압력 (PdLx) 은, 제 1 릴리프 통로 (57) 및 제 2 릴리프 통로 (58) 를 지나 제 2 감압실 (42) 의 제 1 실 (42a) 에 도달하고, 연통로 (37c) 로부터 급기 통로 (36c) 를 지나 크랭크실 (16) 로 빠져나간다. 이 때문에, 제 2 제어실 (43a) 내의 제어 압력 (PdLx) 이 낮아진다. 이 때문에, 제 2 벨로우즈 (43) 의 제 2 하중 (F2) 은 작아지고, 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 은 제 1 벨로우즈 (41) 및 제 1 로드 (45) 의 변위에 크게 영향을 받는다.
반대로, 액츄에이터 (59) 가 컨트롤러 (62) 의 통전 제어에 의해 제 1 릴리프 통로 (57) 의 부개도를 작게 하면, 제 2 벨로우즈 (43) 내의 제 2 제어실 (43a) 내의 제어 압력 (PdLx) 은 높아진다. 이 때문에, 제 2 벨로우즈 (43) 의 제 2 하중 (F2) 은 커지고, 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 은 제 1 벨로우즈 (41) 및 제 1 로드 (45) 의 변위에 그다지 영향을 받지 않게 된다.
이렇게 해서, 제 2 벨로우즈 (43) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 그 제어 압력 (PdLx) 에 의해 제 1 벨로우즈 (41) 의 제 1 하중 (F1) 에 적절히 대항하여, 주개도가 작아지거나 또는 커지도록 제 2 로드 (46) 를 적절하게 보정한다.
이때, 제 2 벨로우즈 (43) 의 유효 단면적을 C 라고 하면, 추력인 제 2 하중 (F2) 은 CㆍPdLx 이다. 이 때문에, 다음의 수식이 성립한다.
AㆍΔPd＋Bㆍ(PdL－Pc) = CㆍPdLx
이 수식에 의해, 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 이 2 차적으로 결정된다. 용량가변형 압축기 (1) 는, 이 조건이 만족되도록 토출실 (33) 내의 고압의 냉매가 크랭크실 (16) 에 공급되는 한편, 크랭크실 (16) 내의 과잉의 냉매는 추기 통로 (35) 를 지나 흡입실 (32) 로 도출된다. 이렇게 해서, 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 은 용이하게 최적의 상태로 된다. 그리고, 크랭크실 (16) 내의 압력에 따라서 사판 (SP) 의 경사각도가 변하여, 적절하게 토출용량이 변경된다.
이러는 동안에 이 냉동회로에서는, 외부로부터 통전 제어되는 액츄에이터 (59) 와는 상이한 정압 밸브 (100) 가 고압실 (50a) 내의 고압을 일정압의 보정 압력 (PdL0) 으로 유지하기 때문에, 컨트롤러 (62) 는 일정한 보정 압력 (PdL0) 을 전제로 하여 액츄에이터 (59) 를 통전 제어하기만 하면 충분하여, 제어가 용이해진다.
따라서, 실시예 1 의 냉동회로에 의하면, 용량가변형 압축기 (1) 의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 비교적 용이하게 실현할 수 있다. 이것은 이 냉동회로, 용량가변형 압축기 (1) 의 실용성을 높인다.
또한, 이 냉동회로는 제 1, 2 벨로우즈 (41, 43) 를 채용하고 있기 때문에, 높은 정밀도로 제 2 로드 (46) 를 작동시킬 수 있다. 또한, 변위가 축방향으로 한정된다는 점에서 제 1, 2 하중 (F1, F2) 의 방향도 축방향으로 한정되어, 서로 적절하게 대항할 수 있다.
그리고 이 냉동회로는, 압전소자로 이루어지는 액츄에이터 (59) 를 채용하고 있기 때문에, 용량가변형 압축기 (1) 의 소형화와, 통전 제어의 용이함을 양립시킬 수 있다.
(실시예 2)
실시예 2 의 냉동회로는, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 고정부재 (70) 가 상이하다. 고정부재 (70) 에는, 제 2 고압 통로 (53) 를 제 2 실 (42b) 에 연통시키는 제 3 고압 통로 (71) 와, 축방향으로 연장되어 제 2 실 (42b) 을 제 2 제어실 (43a) 에 연통시키는 제 4 고압 통로 (72) 와, 제 2 제어실 (43a) 을 제 2 벨로우즈 (43) 밖의 제 1 실 (42a) 에 연통시키는 릴리프 통로 (73) 가 형성되어 있다. 릴리프 통로 (73) 는 고정 스로틀을 겸하고 있다. 그리고, 컨트롤러 (62) 는 드라이버 (61) 를 통하여, 도 10 에 나타내는 듀티비에 의해 액츄에이터 (59) 를 통전 제어한다. 다른 구성은 실시예 1 과 동일하고, 동일 구성에 관해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
이 경우, 정압실 (50b) 내의 보정 압력 (PdL0) 은, 제 2 고압 통로 (53) 및 제 3 고압 통로 (71) 를 지나 제 2 감압실 (42) 의 제 2 실 (42b) 내에 도입된다. 이 때문에, 액츄에이터 (59) 가 컨트롤러 (62) 의 통전 제어에 의해 제 4 고압 통로 (72) 의 부개도를 크게 하면, 제 2 실 (42b) 내의 제어 압력 (PdLx) 은 제 2 벨로우즈 (43) 내의 제 2 제어실 (43a) 내로 도입되고, 제 2 제어실 (43a) 내의 제어 압력 (PdLx) 이 높아진다. 이 때문에, 제 2 벨로우즈 (43) 의 제 2 하중 (F2) 은 커지고, 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 은 제 1 벨로우즈 (41) 및 제 1 로드 (45) 의 변위에 그다지 영향을 받지 않게 된다.
반대로, 액츄에이터 (69) 가 컨트롤러 (62) 의 통전 제어에 의해 제 4 고압 통로 (72) 의 부개도를 작게 하면, 제 2 제어실 (43a) 내의 제어 압력 (PdLx) 이 낮아진다. 이 때문에, 제 2 벨로우즈 (43) 의 제 2 하중 (F2) 은 작아지고, 크랭크실 (16) 의 압력 (Pc) 은 제 1 벨로우즈 (41) 및 제 1 로드 (45) 의 변위에 크게 영향을 받는다.
따라서, 실시예 2 의 냉동회로에서도 실시예 1 과 동일한 작용 효과를 나타낼 수 있다.
이상에 있어서 본 발명을 실시예 1, 2 에 의하여 설명하였는데, 본 발명은 상기 실시예 1, 2 로 제한되지 않으며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 적용할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 내부를 소정의 설정압으로 한 제 2 벨로우즈 (43) 를 제 2 감압실 (42) 에 수용하고, 제 2 벨로우즈 (43) 의 외부에 제어 압력 (PdLx) 이 도입되도록 구성함과 함께, 제 2 감압실 (42) 을 크랭크실 (16) 에 연통시키는 부분에 액츄에이터 (59) 를 형성하는 것도 가능하다.
또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 내부를 소정의 설정압으로 한 제 2 벨로우즈 (43) 를 제 2 감압실 (42) 에 수용하고, 제 2 벨로우즈 (43) 의 외부에 액츄에이터 (59) 를 통하여 제어 압력 (PdLx) 이 도입되도록 구성함과 함께, 제 2 감압실 (42) 을 크랭크실 (16) 에 연통시키는 부분에 고정 스로틀 (73) 을 형성하는 것도 가능하다.
본 발명은, 차량용 냉동회로, 차량용 용량가변형 압축기 등에 이용 가능한 차량용 냉동회로의 제어장치, 용량가변형 압축기 및 용량가변형 압축기용 제어 밸브에 관한 것으로, 용량가변형 압축기의 구동 상태, 외부 환경 등에 적합한 세밀한 공조를 비교적 용이하게 실현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 크랭크실, 흡입실, 토출실, 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연통하는 추기 통로, 및 상기 토출실과 그 크랭크실을 연통하는 급기 통로를 가지면서 그 크랭크실의 압력을 제어함으로써 토출용량을 변경할 수 있는 용량가변형 압축기와, 그 가변용량형 압축기의 그 흡입실 및 그 토출실과 접속되는 외부냉매 순환회로와 함께 사용되는 차량용 냉동회로의 제어장치에 있어서,
    그 추기 통로 및 그 급기 통로의 적어도 일방의 개도인 주개도를 변경할 수 있는 주밸브 기구와,
    상기 토출용량을 제어해야 할 요인을 갖는 압력인 상태 압력에 의해 제 1 하중을 발생시키면서 변위하여, 그 주개도가 커지거나 또는 작아지도록 그 주밸브 기구를 작동시키는 제 1 감압부재와,
    그 토출실과 연통하는 고압실 내의 고압을 일정압의 보정 압력으로 유지하는 정압 밸브 기구와,
    외부로부터의 통전 제어에 의해 그 보정 압력을 소정의 제어 압력으로 변경할 수 있는 부밸브 기구와,
    그 제어 압력에 의해 그 제 1 하중과 대항하는 제 2 하중을 발생시키면서 변위하여, 그 주개도를 보정하는 제 2 감압부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 냉동회로의 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출실과 상태 압력 통로에 의해 연통하는 상태 압력실과,
    그 상태 압력 통로에 형성되고, 상기 상태 압력을 서로 차이가 있는 제 1 상태 압력 및 제 2 상태 압력으로 하는 차압 발생 기구를 구비하고,
    상기 제 1 감압부재는, 그 상태 압력실에 형성되고, 그 제 1 상태 압력과 그 제 2 상태 압력의 차압에 의해 상기 제 1 하중을 발생시키면서 변위하는 것인 차량용 냉동회로의 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상태 압력실은, 상기 제 1 감압부재를 수용하고, 상기 제 1 상태 압력 및 제 2 상태 압력의 일방이 도입되어 상기 급기 통로의 일부를 형성하는 제 1 감압실이고,
    그 제 1 감압부재는, 그 제 1 상태 압력 및 그 제 2 상태 압력의 타방이 도입되는 제 1 제어실을 내부에 갖는 벨로우즈인 차량용 냉동회로의 제어장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 감압부재를 수용하고, 상기 급기 통로의 일부를 형성하는 제 2 감압실을 구비하고,
    그 제 2 감압부재는, 상기 제어 압력이 도입되는 제 2 제어실을 내부에 갖는 벨로우즈인 차량용 냉동회로의 제어장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부밸브 기구는, 상기 토출실과 상기 제 2 제어실을 연통하는 고압 통로와, 그 제 2 제어실과 상기 급기 통로를 연통하는 릴리프 통로와, 외부로부터의 통전 제어에 의해 작동하고, 그 릴리프 통로의 개도인 부개도를 변경할 수 있는 액츄에이터를 갖고 있는 차량용 냉동회로의 제어장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부밸브 기구는, 상기 토출실과 상기 제 2 제어실을 연통하는 고압 통로와, 외부로부터의 통전 제어에 의해 작동하고, 그 고압 통로의 개도인 부개도를 변경할 수 있는 액츄에이터를 갖고 있는 차량용 냉동회로의 제어장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 압전소자로 이루어지는 차량용 냉동회로의 제어장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압전소자에 인가하는 전압의 듀티비를 제어하는 컨트롤러를 구비하고 있는 차량용 냉동회로의 제어장치.
  9. 내부에 실린더 보어, 크랭크실, 흡입실 및 토출실을 형성하는 하우징과, 그 실린더 보어 내에 왕복이동 가능하게 수용되어 그 실린더 보어 내에 압축실을 구획하는 피스톤과, 외부 구동원에 의해 구동되고, 그 하우징에 회전가능하게 지지된 구동축과, 그 크랭크실 내에서 그 구동축과 동기회전하면서 경동가능하게 지지되고, 그 피스톤을 왕복종동시키는 사판과, 그 크랭크실 내의 압력을 제어하고, 그 사판의 경사각을 변경시켜 토출용량을 변경할 수 있는 제어 기구를 구비하고, 그 흡입실 및 그 토출실이 외부냉매 순환회로에 접속되어 차량용 냉동회로를 구성하는 용량가변형 압축기에 있어서,
    상기 제어 기구는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 제어장치인 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기.
  10. 제 9 항에 기재된 용량가변형 압축기에 사용되는 제어 기구로서,
    상기 하우징에 고정되는 밸브 하우징과, 그 밸브 하우징에 형성된 상기 급기 통로 및 상기 고압실과, 그 밸브 하우징 내에 형성된 상기 주밸브 기구, 상기 제 1 감압부재, 상기 정압 밸브 기구, 상기 부밸브 기구 및 상기 제 2 감압부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기용 제어 밸브.
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