KR101735177B1 - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

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마사키 오타
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Abstract

용량 가변형 사판식 압축기는 하우징, 구동축, 사판, 링크 기구, 피스톤, 변환 기구, 액츄에이터, 및 제어 기구를 포함한다. 사판은 사판실에서 구동축과 함께 회전 가능하다. 변환 기구는 실린더 보어에서 피스톤을 왕복 운동시킨다. 액츄에이터는 사판의 경사 각도를 변경시키는 작동을 한다. 액츄에이터는 구동축과 일체로 회전 가능하다. 액츄에이터는 구획체, 이동체, 및 제어압실을 포함한다. 제어 기구는 이동체를 이동시키도록 제어압실의 압력을 변경시킨다. 이동체 및 링크 기구는 사판의 대향 측들에 위치된다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE COMPRESSOR}
본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.
일본 특허 공개 공보 제 5-172052 호 및 제 52-131204 호는 종래의 용량 가변형 사판 압축기들 (이후로 간단히 압축기들로서 칭함) 을 설명한다. 압축기들은 흡입실, 토출실, 사판실, 및 복수의 실린더 보어들을 포함하는 하우징을 각각 갖는다. 회전 가능한 구동축은 하우징에 지지된다. 구동축과 함께 회전 가능한 사판은 사판실에 배열된다. 링크 기구는 구동축과 사판 사이에 위치되어 사판의 경사 각도가 변경되는 것을 허용한다. 경사 각도는 구동축의 회전 축심에 직교하는 방향에 대한 각도를 칭한다. 각각의 실린더 보어는 피스톤을 수용한다. 피스톤은 실린더 보어에서 왕복 운동하고 실린더 보어에서 압축실을 규정한다. 변환 기구는 각각의 실린더 보어에서 사판의 회전을 피스톤의 왕복 운동으로 변환한다. 피스톤이 왕복 운동할 때에 스트로크는 사판의 경사 각도에 따른다. 사판의 경사 각도는 제어 기구에 의해 제어되는 액츄에이터에 의해 변경된다.
일본 특허 공개 공보 제 5-172052 에 설명된 압축기는 하우징의 구성 요소인 후방 하우징 부재에서 압력 조정실, 및 또한 하우징의 구성 요소인 실린더 블록에서 제어압실을 포함한다. 제어압실은 압력 조정실과 연통한다. 액츄에이터는 제어압실에 위치된다. 액츄에이터는 구동축과 일체로 회전되지 않는다. 보다 구체적으로, 액츄에이터는 구동축의 후방 단부를 덮는 비-회전 이동체를 포함한다. 비-회전 이동체는 후방 단부가 회전 가능하도록 구동축의 후방 단부를 지지하는 내부 벽 표면을 포함한다. 비-회전 이동체는 구동축의 회전 축심을 따라 이동 가능하다. 비-회전 이동체가 구동축의 회전 축심을 따라 제어압실로 이동하지만, 비-회전 이동체는 구동축의 회전 축심 주위에서 회전하는 것이 허용되지 않는다. 전방을 향해 비-회전 이동체를 가압하는 스프링은 제어압실에 배열된다. 액츄에이터는 사판에 커플링되고 구동축의 회전 축심을 따라 이동 가능한 이동체를 포함한다. 스러스트 베어링은 비-회전 이동체와 이동체 사이에 배열된다. 제어압실의 압력을 변경시키는 압력 제어 밸브는 압력 조정실과 토출실 사이에 배열된다. 제어압실의 압력에서의 변경은 구동축의 축방향으로 비-회전 이동체 및 이동체를 이동시킨다.
링크 기구는 이동체 및 구동축에 고정된 러그 아암을 포함한다. 러그 아암의 후방 단부는 구동축의 회전 축심에 직교하는 방향으로 그리고 방사상 외부 측으로부터 구동축의 회전 축심을 향해 연장되는 방향으로 연장되는 세장형 구멍을 포함한다. 사판의 전방은 세장형 구멍에 삽입된 핀에 의해 사판이 제 1 피봇 축심 주위에서 피봇되도록 지지된다. 이동체의 전방 단부는 구동축의 회전 축심에 직교하는 방향으로 그리고 방사상 외부 측으로부터 회전 축심을 향해 연장되는 방향으로 연장되는 세장형 구멍을 포함한다. 사판의 후방 단부는 세장형 구멍에 삽입된 핀에 의해 사판이 제 1 피봇 축심에 평행한 제 2 피봇 축심 주위에서 피봇되도록 지지된다.
이러한 압축기에서, 압력 제어 밸브는 토출실 및 압력 조정실을 연결하도록 개방되어 제어압실의 압력은 사판실의 압력보다 높게된다. 이는 전방을 향해 비-회전 이동체 및 이동체를 이동시킨다. 따라서, 사판의 경사 각도는 증가하고, 피스톤 스트로크는 길게 되고, 압축 용량은 구동축의 각각의 회전에 대해 증가된다. 압력 제어 밸브가 폐쇄되어 토출실 및 압력 조정실을 연결 해제할 때에, 제어압실의 압력은 낮아지고 사판실의 압력과 대략 동등해진다. 이는 비-회전 이동체 및 이동체를 후방을 향해 이동시킨다. 따라서, 사판의 경사 각도는 감소하고, 피스톤 스트로크는 짧아지고, 압축기 용량은 구동축의 각각의 회전에 대해 감소된다.
일본 특허 공개 공보 제 52-131204 호의 압축기에서, 액츄에이터는 사판실에서 구동축과 일체로 회전 가능하다. 보다 구체적으로, 액츄에이터는 구동축에 고정된 구획체를 포함한다. 구획체는 회전 축심을 따라 구획체에 대해 이동 가능한 이동체를 수용한다. 제어압실은 구획체와 이동체 사이에 규정되어 제어압실의 압력에 의해 이동체를 이동시킨다. 제어압실과 연통하는 연통 통로는 구동축을 통해 연장된다. 압력 제어 밸브는 연통 통로와 토출실 사이에 배열된다. 압력 제어 밸브는 제어압실의 압력을 변경시키고 회전 축심을 따라 구획체에 대해 이동체를 이동시키도록 구성된다. 이동체는 힌지 볼과 접촉하는 후방 단부를 포함한다. 힌지 볼은 구동축에 사판을 피봇식으로 커플링한다. 사판의 경사 각도를 증가시키는 방향으로 힌지 볼을 가압하는 스프링은 힌지 볼의 후방 단부에 배열된다.
링크 기구는 힌지 볼 및 구획체와 사판 사이에 위치되는 링크를 포함한다. 회전 축심에 직교하는 방향으로 연장되는 핀은 링크의 전방 단부에 삽입된다. 또한 회전 축심에 직교하는 방향으로 연장되는 핀은 링크의 후방 단부에 삽입된다. 사판은 링크 및 두개의 핀들에 의해 피봇식으로 지지된다.
이러한 압축기에서, 압력 조정 밸브는 토출실 및 압력 조정실을 연결하도록 개방되어 제어압실의 압력은 사판실의 압력보다 높게된다. 이는 후방을 향해 이동체를 이동시킨다. 따라서, 사판의 경사 각도는 감소되고 피스톤들의 스트로크를 짧게 만든다. 이는 구동축의 각각의 회전에 대한 압축기 용량을 감소시킨다. 압력 조정 밸브가 폐쇄되고 토출실 및 압력 조정실을 연결 해제할 때에, 제어압실의 압력은 낮아지고 사판실과 대략 동일하게 된다. 이는 전방을 향해 이동체를 이동시킨다. 따라서, 사판의 경사 각도는 증가하고 피스톤들의 스트로크를 길게 만든다. 이는 구동축의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 증가시킨다.
일본 특허 공개 공보 제 5-172052 의 압축기에서, 액츄에이터의 비-회전 이동체는 구동축의 후방 단부에서 축방향으로 이동한다. 이는 전체 축방향 길이를 증가시킨다.
이러한 압축기에서, 회전이 비-회전 이동체의 내부 원주 표면에서 발생될 때에, 축방향 이동은 압축기의 내부 원주 표면 및 외부 원주 표면에서 발생된다. 이는 비-회전 이동체 주위에서 불충분한 윤활을 발생시키고 액츄에이터의 이동 특성에 악영향을 줄 수 있다. 그러한 경우에서, 이는 사판의 경사 각도를 적절히 변경하는 것을 어렵게 만들 수 있고, 압축기 용량은 피스톤 스트로크를 길게 만들거고 짧게 만듦으로서 바람직한 방식으로 제어될 수 없다. 추가로, 이러한 압축기에서, 마모 등이 액츄에이터 주위에서 발생하기 쉽다. 이는 압축기의 내구성에 악영향을 줄 수 있다.
일본 특허 공개 공보 제 52-131204 의 압축기에서, 액츄에이터는 링크 기구의 링크보다 회전 축심에 보다 가깝게 위치된다. 따라서, 액츄에이터의 제어압실은 방사상 방향에서 작고, 이동체에 의해 사판을 압박하는 것은 어렵다. 추가로, 이러한 압축기에서, 링크 기구로 인해, 윤활유를 액츄에이터에 공급하는 것은 어렵다. 이는 액츄에이터의 불충분한 윤활을 발생시키고 액츄에이터의 이동 특성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 사판의 경사 각도를 변경시키는 것이 어렵게될 수 있고, 압축기 용량은 바람직한 방식으로 제어될 수 없다.
본 발명의 목적은 보다 우수한 내구성을 갖고 보다 우수한 용량 제어를 수행하는 것이 가능한 컴팩트한 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상은 하우징, 구동축, 사판, 링크 기구, 복수의 피스톤들, 변환 기구, 액츄에이터 및 제어 기구를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기이다. 하우징은 흡입실, 토출실, 사판실, 및 복수의 실린더 보어들을 포함한다. 구동축은 하우징에 의해 회전식으로 지지된다. 사판은 사판실에서 구동축과 함께 회전 가능하다. 링크 기구는 구동축과 사판 사이에 배열된다. 링크 기구는 구동축의 회전 축심에 직교하는 방향에 대해 사판의 경사 각도에서의 변경을 허용한다. 피스톤들은 실린더 보어들에 각각 왕복 운동 가능하게 수용된다. 변환 기구는 사판이 회전할 때에 사판의 경사 각도에 따른 스트로크로 실린더 보어에서 각각의 피스톤을 왕복 운동시킨다. 액츄에이터는 사판의 경사 각도를 변경시키는 것이 가능하다. 제어 기구는 액츄에이터를 제어한다. 액츄에이터는 구동축과 일체로 회전 가능하게 된다. 액츄에이터는 사판실에서 구동축에 느슨하게 피팅되는 구획체, 사판에 커플링되고 회전 축심을 따라 구획체에 대해 이동 가능한 이동체, 및 구획체 및 이동체에 의해 규정되고 제어압실의 압력에 의해 이동체를 이동시키는 제어압실을 포함한다. 제어 기구는 제어압실의 압력을 변경시켜 이동체를 이동시키도록 구성된다. 이동체 및 링크 기구는 사판의 대향 측들에 위치된다.
본 발명의 다른 양상들 및 이점들은 본 발명의 원리들을 실시예에 의해 예시하는 첨부된 도면들과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 그 목적들 및 이점들과 함께 첨부된 도면들과 함께 현시점에서 바람직한 실시형태들의 다음의 설명을 참조하여 최적으로 이해될 수 있다.
도 1 은 용량이 최대치일 때에 제 1 실시형태의 압축기를 도시하는 단면도이고,
도 2 는 제 1 및 제 3 실시형태들의 압축기에서 제어 기구를 도시하는 개략도이고,
도 3 은 용량이 최소치일 때에 제 1 실시형태의 압축기를 도시하는 단면도이고,
도 4 는 제 2 및 제 4 실시형태들의 압축기에서 제어 기구를 도시하는 개략도이고,
도 5 는 용량이 최대치일 때에 제 3 실시형태의 압축기를 도시하는 단면도이고, 그리고
도 6 은 용량이 최소치일 때에 제 3 실시형태의 압축기를 도시하는 단면도이다.
지금부터 본 발명의 일 실시형태가 도 1 내지 도 4 를 참조하여 설명될 것이다. 제 1 실시형태 내지 제 4 실시형태의 압축기들은 차량 공조 장치의 냉동 회로를 형성하도록 차량에 각각 설치된다.
제 1 실시형태
도 1 및 도 3 을 참조하면, 제 1 실시형태의 압축기는 하우징 (1), 구동축 (3), 사판 (5), 링크 기구 (7), 피스톤들 (9), 전방 및 후방 슈들 (11a 및 11b), 액츄에이터 (13), 및 도 2 에 도시된 제어 기구 (15) 를 포함한다. 각각의 피스톤 (9) 에는 한 쌍의 슈들 (11a 및 11b) 이 제공된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 하우징 (1) 은 압축기의 전방에 위치되는 전방 하우징 부재 (17), 압축기의 후방에 위치되는 후방 하우징 부재 (19), 및 전방 하우징 부재 (17) 와 후방 하우징 부재 (19) 사이에 위치되는 제 1 및 제 2 실린더 블록들 (21 및 23) 을 포함한다.
전방 하우징 부재 (17) 는 전방을 향해 돌출하는 보스 (17a) 를 포함한다. 밀봉 장치 (25) 는 구동축 (3) 주위에서 보스 (17a) 에 배열된다. 추가로, 전방 하우징 부재 (17) 는 제 1 흡입실 (27a) 및 제 1 토출실 (29a) 을 포함한다. 제 1 흡입실 (27a) 은 전방 하우징 부재 (17) 의 방사상 내부 부분에 위치되고, 제 1 토출실 (29a) 은 전방 하우징 부재 (17) 의 방사상 외부 부분에 위치된다.
후방 하우징 부재 (19) 는 제어 기구 (15) 를 포함한다. 후방 하우징 부재 (19) 는 제 2 흡입실 (27b), 제 2 토출실 (29b), 및 압력 조정실 (31) 을 포함한다. 제 2 흡입실 (27b) 은 후방 하우징 부재 (19) 의 방사상 내부 부분에 위치되고, 제 2 토출실 (29b) 은 후방 하우징 부재 (19) 의 방사상 외부 부분에 위치된다. 압력 조정실 (31) 은 후방 하우징 부재 (19) 의 방사상 중심 부분에 위치된다. 토출 통로 (도시 생략) 는 제 1 토출실 (29a) 및 제 2 토출실 (29b) 을 연결한다. 토출 통로는 압축기의 외부 측과 연통하는 토출 포트를 포함한다.
사판실 (33) 은 제 1 실린더 블록 (21) 및 제 2 실린더 블록 (23) 에 규정된다. 사판실 (33) 은 하우징 (1) 의 중앙 부분에 위치된다.
제 1 실린더 블록 (21) 은 원주 방향으로 등각도 간격들로 배열되고 서로 평행하게 연장되는 제 1 실린더 보어들 (21a) 을 포함한다. 추가로, 제 1 실린더 블록 (21) 은 제 1 축 보어 (21b) 를 포함한다. 구동축 (3) 은 제 1 축 보어 (21b) 를 통해 연장된다. 제 1 실린더 블록 (21) 은 또한 제 1 축 보어 (21b) 의 후방 측에 위치된 제 1 오목부 (21c) 를 포함한다. 제 1 오목부 (21c) 는 제 1 축 보어 (21b) 와 연통하고 제 1 축 보어 (21b) 와 동축이다. 추가로, 제 1 오목부 (21c) 는 사판실 (33) 과 연통하고 단차형 벽 표면을 포함한다. 제 1 스러스트 베어링 (35a) 은 제 1 오목부 (21c) 의 전방 부분에 배열된다. 제 1 실린더 블록 (21) 은 제 1 흡입실 (27a) 과 사판실 (33) 을 연통시키는 제 1 흡입 통로 (37a) 를 포함한다.
제 1 실린더 블록 (21) 과 동일한 방식으로, 제 2 실린더 블록 (23) 은 제 2 실린더 보어들 (23a) 을 포함한다. 추가로, 제 2 실린더 블록 (23) 은 제 2 축 보어 (23b) 를 포함한다. 구동축 (3) 은 제 2 축 보어 (23b) 을 통해 연장된다. 제 2 축 보어 (23b) 는 압력 조정실 (31) 과 연통한다. 제 2 실린더 블록 (23) 은 또한 제 2 축 보어 (23b) 의 전방 측에 위치된 제 2 오목부 (23c) 를 포함한다. 제 2 오목부 (23c) 는 제 2 축 보어 (23b) 와 연통하고 제 2 축 보어 (23b) 와 동축이다. 추가로, 제 2 오목부 (23c) 는 사판실 (33) 과 연통하고 단차형 벽 표면을 포함한다. 제 2 스러스트 베어링 (35b) 은 제 2 오목부 (23c) 의 후방 부분에 배열된다. 제 2 실린더 블록 (23) 은 제 2 흡입실 (27b) 과 사판실 (33) 을 연통시키는 제 2 흡입 통로 (37b) 를 포함한다.
사판실 (33) 은 제 2 실린더 블록 (23) 에 형성된 흡입 포트 (330) 를 통해 증발기 (도시 생략) 에 연결된다.
제 1 밸브판 (39) 은 전방 하우징 부재 (17) 와 제 1 실린더 블록 (21) 사이에 배열된다. 제 1 밸브판 (39) 은 각각의 제 1 실린더 보어 (21a) 를 위한 흡입 포트 (39b) 및 토출 포트 (39a) 를 포함한다. 흡입 밸브 기구 (도시 생략) 는 각각의 흡입 포트 (39b) 를 위해 제공된다. 각각의 흡입 포트 (39b) 는 제 1 흡입실 (27a) 과 상응하는 제 1 실린더 보어 (21a) 를 연통시킨다. 토출 밸브 기구 (도시 생략) 는 각각의 토출 포트 (39a) 를 위해 제공된다. 각각의 토출 포트 (39a) 는 제 1 토출실 (29a) 과 상응하는 제 1 실린더 보어 (21a) 를 연통시킨다. 제 1 밸브판 (39) 은 또한 연통 구멍 (39c) 을 포함한다. 연통 구멍 (39c) 은 제 1 흡입 통로 (37a) 를 통해 사판실 (33) 과 제 1 흡입실 (27a) 을 연통시킨다.
제 2 밸브판 (41) 은 후방 하우징 부재 (19) 와 제 2 실린더 블록 (23) 사이에 배열된다. 제 1 밸브판 (39) 과 동일한 방식으로, 제 2 밸브판 (41) 은 각각의 제 2 실린더 보어 (23a) 를 위한 흡입 포트 (41b) 및 토출 포트 (41a) 를 포함한다. 흡입 밸브 기구 (도시 생략) 는 각각의 흡입 포트 (41b) 를 위해 제공된다. 각각의 흡입 포트 (41b) 는 제 2 흡입실 (27b) 과 상응하는 제 2 실린더 보어 (23a) 를 연통시킨다. 토출 밸브 기구 (도시 생략) 는 각각의 토출 포트 (41a) 를 위해 제공된다. 각각의 토출 포트 (41a) 는 제 2 토출실 (29b) 과 상응하는 제 2 실린더 보어 (23a) 를 연통시킨다. 제 2 밸브판 (41) 은 또한 연통 구멍 (41c) 을 포함한다. 연통 구멍 (41c) 은 제 2 흡입 통로 (37b) 를 통해 사판실 (33) 과 제 2 흡입실 (27b) 을 연통시킨다.
제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 과 사판실 (33) 은 제 1 및 제 2 흡입 통로들 (37a 및 37b) 을 통해 서로 연통한다. 따라서, 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 과 사판실 (33) 은 실질적으로 동일한 압력을 갖는다. 보다 정확하게, 사판실 (33) 의 압력은 블로우 바이 (blow-by) 가스의 영향으로 인해 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 의 압력보다 약간 높다. 증발기로부터의 냉매 가스는 흡입 포트 (330) 를 통해 사판실 (33) 내로 유동한다. 따라서, 사판실 (33) 과 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 의 각각의 압력은 제 1 및 제 2 토출실들 (29a 및 29b) 의 각각의 압력보다 낮다. 이러한 방식으로, 사판실 (33) 과 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 은 저압실을 규정한다.
사판 (5), 액츄에이터 (13), 및 플랜지 (3a) 는 구동축 (3) 상에 배열된다. 구동축 (3) 은 후방을 향해 보스 (17a) 를 통해 삽입되고 제 1 및 제 2 실린더 블록들 (21 및 23) 에서 제 1 및 제 2 축 보어들 (21b 및 23b) 에 삽입된다. 구동축 (3) 의 전방 단부는 보스 (17a) 에 위치되고, 후방 단부는 압력 조정실 (31) 에 위치된다. 제 1 및 제 2 축 보어들 (21b 및 23b) 은 구동축 (3) 이 회전 축심 (O) 주위에서 회전 가능하도록 하우징 (1) 에서 구동축 (3) 을 지지한다. 사판 (5), 액츄에이터 (13), 및 플랜지 (3a) 는 사판실 (33) 에 각각 위치된다. 플랜지 (3a) 는 제 1 스러스트 베어링 (35a) 과 액츄에이터 (13) 사이에, 보다 구체적으로, 제 1 스러스트 베어링 (35a) 과 이동체 (13b) 사이에 위치된다. 플랜지 (3a) 는 제 1 스러스트 베어링 (35a) 및 이동체 (13b) 의 접촉을 규제한다. 래디얼 베어링들은 제 1 및 제 2 축 보어들 (21b 및 23b) 의 벽들과 구동축 (3) 사이에 배열될 수 있다.
지지 부재 (43) 는 구동축 (3) 의 후방 부분에 피팅된다. 지지 부재 (43) 는 제 2 부재로서 역할을 한다. 지지 부재 (43) 는 제 2 스러스트 베어링 (35b) 과 접촉하는 플랜지 (43a), 및 제 2 핀 (47b) 을 수용하는 커플링부 (43b) 를 포함한다. 구동축 (3) 은 축방향 통로 (3b) 및 방사상 방향 통로 (3c) 를 포함한다. 축방향 통로 (3b) 는 구동축 (3) 의 후방 단부로부터 전방을 향해 회전 축심 (O) 을 따라 구동축을 통해 연장된다. 방사상 방향 통로 (3c) 는 방사상 방향으로 축방향 통로 (3b) 의 전방 단부로부터 연장되고 구동축 (3) 의 외부 표면에서 개방된다. 축방향 통로 (3b) 및 방사상 방향 통로 (3c) 는 연통 통로를 규정한다. 축방향 통로 (3b) 의 후방 단부는 압력 조정실 (31), 또는 저압실로 개방된다. 방사상 방향 통로 (3c) 는 제어압실 (13c) 에 연결된다. 추가로, 구동축 (3) 은 단차부 (3e) 를 포함한다.
사판 (5) 은 환형의 판이며 전방 표면 (5a) 및 후방 표면 (5b) 을 포함한다. 사판 (5) 의 전방 표면 (5a) 은 사판실 (33) 에서 압축기의 전방 측을 향한다. 사판 (5) 의 후방 표면 (5b) 은 사판실 (33) 에서 압축기의 후방 측을 향한다. 사판 (5) 은 링 판 (45) 에 고정된다. 링 판 (45) 은 제 1 부재로서 역할을 한다. 링 판 (45) 은 환형의 판이다. 삽통 구멍 (45a) 은 링 판 (45) 의 중심부를 통해 연장된다. 구동축 (3) 은 삽통 구멍 (45a) 에 삽입되어 사판실 (33) 에서 사판 (5) 을 구동축 (3) 에 커플링한다.
링크 기구 (7) 는 러그 아암 (49) 을 포함한다. 러그 아암 (49) 은 사판실 (33) 에서 사판 (5) 의 후방 측에 배열되고 사판 (5) 과 지지 부재 (43) 사이에 위치된다. 러그 아암 (49) 은 일반적으로 L-형상이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 러그 아암 (49) 은 사판 (5) 이 최소 각도로 회전 축심 (O) 에 직교하는 방향에 대해 경사질 때에 지지 부재 (43) 의 플랜지 (43a) 에 접촉한다. 압축기에서, 러그 아암 (49) 은 사판 (5) 이 최소 경사 각도로 유지되는 것을 허용한다. 러그 아암 (49) 의 원위 단부는 웨이트부 (49a) 를 포함한다. 웨이트부 (49a) 는 액츄에이터 (13) 의 원주의 이분에 일에 걸쳐 연장된다. 웨이트부 (49a) 는 적절한 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
제 1 핀 (47a) 은 링 판 (45) 의 상단 영역에 러그 아암 (49) 의 원위 단부를 커플링한다. 따라서, 러그 아암 (49) 의 원위 단부는 러그 아암 (49) 이 제 1 핀 (47a) 의 축심, 즉 제 1 피봇 축심 (M1) 주위에서 피봇되도록 링 판 (45), 또는 사판 (5) 에 의해 지지된다. 제 1 피봇 축심 (M1) 은 구동축 (3) 의 회전 축심 (O) 에 수직한 방향으로 연장된다.
제 2 핀 (47b) 은 지지 부재 (43) 에 러그 아암 (49) 의 기단부를 커플링한다. 따라서, 러그 아암 (49) 의 기단부는 러그 아암 (49) 이 제 2 핀 (47b) 의 축심, 즉 제 2 피봇 축심 (M2) 주위에서 피봇되도록 지지 부재 (43), 또는 구동축 (3) 에 의해 지지된다. 제 2 피봇 축심 (M2) 은 제 1 피봇 축심 (M1) 에 평행하게 연장된다. 러그 아암 (49) 과 제 1 및 제 2 핀들 (47a 및 47b) 은 본 발명의 링크 기구 (7) 에 상응한다.
압축기에서, 링크 기구 (7) 는 사판 (5) 이 구동축 (3) 과 함께 회전하도록 사판 (5) 및 구동축 (3) 을 커플링한다. 러그 아암 (49) 은 사판 (5) 의 경사 각도가 변경되도록 제 1 피봇 축심 (M1) 및 제 2 피봇 축심 (M2) 주위에서 각각 피봇되는 원위 단부 및 기단부를 갖는다.
웨이트부 (49a) 는 러그 아암 (49) 의 원위 단부, 즉 제 1 피봇 축심 (M1) 에 대해 제 2 피봇 축심 (M2) 에 대향하는 측에서 연장된다. 러그 아암 (49) 은 링 판 (45) 상에 제 1 핀 (47a) 에 의해 지지되어 웨이트부 (49a) 는 링 판 (45) 에서 홈부 (45b) 를 통해 삽입되고 링 판 (45) 의 전방 측에, 즉 사판 (5) 의 전방 측에 위치된다. 회전 축심 (O) 주위에서 사판 (5) 의 회전은 사판 (5) 의 전방 측에서 웨이트부 (49a) 상에 작용하는 원심력을 발생시킨다.
각각의 피스톤 (9) 은 제 1 피스톤 헤드 (9a) 를 규정하는 전방 단부 및 제 2 피스톤 헤드 (9b) 를 규정하는 후방 단부를 포함한다. 제 1 피스톤 헤드 (9a) 는 제 1 압축실 (21d) 을 규정하는 상응하는 제 1 실린더 보어 (21a) 에 왕복 운동 가능하게 수용된다. 제 2 피스톤 헤드 (9b) 는 제 2 압축실 (23d) 을 규정하는 상응하는 제 2 실린더 보어 (23a) 에 왕복 운동 가능하게 수용된다. 각각의 피스톤 (9) 은 반구형 슈들 (11a 및 11b) 을 수용하는 오목부 (9c) 를 포함한다. 슈들 (11a 및 11b) 은 사판 (5) 의 회전을 피스톤 (9) 의 왕복 운동으로 변환한다. 슈들 (11a 및 11b) 은 본 발명의 변환 기구에 상응한다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 피스톤 헤드들 (9a 및 9b) 은 사판 (5) 의 경사 각도에 따른 스트로크로 제 1 및 제 2 실린더 보어들 (21a 및 23a) 에서 왕복 운동한다.
액츄에이터 (13) 는 사판실 (33) 에서 사판 (5) 의 전방에 위치되고 제 1 오목부 (21c) 내로 이동 가능하다. 액츄에이터 (13) 는 구획체 (13a) 및 이동체 (13b) 를 포함한다.
구획체 (13a) 는 디스크-형상이며 사판실 (33) 에서 구동축 (3) 에 느슨하게 피팅된다. O-링 (51a) 은 구획체 (13a) 의 외부 원주 표면 상에 배열되고, O-링 (51b) 은 구획체 (13a) 의 내부 원주 표면 상에 배열된다.
이동체 (13b) 는 원통형이며 폐쇄된 단부를 갖는다. 추가로, 이동체 (13b) 는 구동축 (3) 이 삽입되는 삽통 구멍 (130a), 이동체 (13b) 의 전방으로부터 후방을 향해 연장되는 본체부 (130b), 및 본체부 (130b) 의 후방 단부 상에 형성되는 커플링부 (130c) 를 포함한다. O-링 (51c) 은 삽통 구멍 (130a) 에 배열된다. 이동체 (13b) 는 제 1 스러스트 베어링 (35a) 과 사판 (5) 사이에 위치된다.
구동축 (3) 은 이동체 (13b) 의 본체부 (130b) 내에 그리고 삽통 구멍 (130a) 을 통해 삽입된다. 구획체 (13a) 는 본체부 (130b) 에 이동 가능한 방식으로 배열된다. 이동체 (13b) 는 구동축 (3) 과 함께 회전 가능하고 사판실 (33) 에서 구동축 (3) 의 회전 축심 (O) 을 따라 이동 가능하다. 본체부 (130b) 내로 구동축 (3) 을 삽입함으로써 이동체 (13b) 및 링크 기구 (7) 는 사판 (5) 의 대향측들에 위치된다. O-링 (51c) 은 삽통 구멍 (130a) 에 배열된다. 이러한 방식으로, 구동축 (3) 은 액츄에이터 (13) 를 통해 연장되고, 액츄에이터 (13) 는 회전 축심 (O) 주위에서 구동축 (3) 과 일체로 회전 가능하다.
제 3 핀 (47c) 은 이동체 (13b) 의 커플링부 (130c) 에 링 판 (45) 의 하단 영역을 커플링한다. 따라서, 링 판 (45), 또는 사판 (5) 은 제 3 핀 (47c) 의 축심, 즉 작용 축심 (M3) 주위에서 피봇되도록 이동체 (13b) 에 의해 지지된다. 작용 축심 (M3) 은 제 1 및 제 2 피봇 축심들 (M1 및 M2) 에 평행하게 연장된다. 이러한 방식으로, 이동체 (13b) 는 사판 (5) 에 커플링된다. 커플링부 (130c) 및 링 판 (45) 의 하단 영역을 커플링함으로써, 이동체 (13b) 및 링크 기구 (7) 는 사판 (5) 의 대향 측들에 위치된다. 보다 구체적으로, 이동체 (13b) 는사판 (5) 의 대향 측에서 링크 기구 (7) 의 일부인 러그 아암 (49) 의 기단부를 마주본다. 이동체 (13b) 는 사판 (5) 이 최대 각도로 경사질 때에 플랜지 (3a) 에 접촉한다. 압축기에서, 이동체 (13b) 는 사판 (5) 이 최대 경사 각도로 유지되는 것을 허용한다.
제어압실 (13c) 은 구획체 (13a) 와 이동체 (13b) 사이에 규정된다. 방사상 방향 통로 (3c) 는 제어압실 (13c) 로 개방된다. 제어압실 (13c) 은 방사상 방향 통로 (3c) 및 축방향 통로 (3b) 를 통해 압력 조정실 (31) 과 연통한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 제어 기구 (15) 는 추기 통로 (bleed passage : 15a), 급기 통로 (gas supplying passage : 15b), 제어 밸브 (15c), 및 오리피스 (15d) 를 포함한다.
추기 통로 (15a) 는 압력 조정실 (31) 및 제 2 흡입실 (27b) 에 연결된다. 압력 조정실 (31) 은 축방향 통로 (3b) 및 방사상 방향 통로 (3c) 를 통해 제어압실 (13c) 과 연통한다. 따라서, 제어압실 (13c) 및 제 2 흡입실 (27b) 은 추기 통로 (15a) 를 통해 서로 연통한다. 추기 통로 (15a) 는 오리피스 (15d) 를 포함한다.
급기 통로 (15b) 는 압력 조정실 (31) 및 제 2 토출실 (29b) 에 연결된다. 따라서, 추기 통로 (15a) 와 동일한 방식으로, 제어압실 (13c) 및 제 2 토출실 (29b) 은 축방향 통로 (3b) 및 방사상 방향 통로 (3c) 를 통해 서로 연통한다. 이러한 방식으로, 축방향 통로 (3b) 및 방사상 방향 통로 (3c) 는 제어 통로로서 역할을 하는 추기 통로 (15a) 및 급기 통로 (15b) 의 일부들을 형성한다.
제어 밸브 (15c) 는 급기 통로 (15b) 에 배열된다. 제어 밸브 (15c) 는 제 2 흡입실 (27b) 의 압력에 기초하여 급기 통로 (15b) 의 개도를 조정하는 작동을 한다. 공지된 밸브는 제어 밸브 (15c) 로서 사용될 수 있다.
구동축 (3) 의 원위 단부는 나사부 (3d) 를 포함한다. 나사부 (3d) 는 풀리 또는 전자기식 클러치 (모두 도시 생략) 에 구동축 (3) 을 커플링한다. 차량 엔진에 의해 구동되는 벨트 (도시 생략) 는 풀리 또는 전자기식 클러치의 풀리를 따라 진행한다.
증발기로 이어지는 파이프는 흡입 포트 (330) 에 연결된다. 응축기로 이어지는 파이프는 토출 포트 (모두 도시 생략) 에 연결된다. 압축기, 증발기, 팽창 밸브, 응축기 등은 차량 공조 장치의 냉동 회로를 형성한다.
압축기에서, 구동축 (3) 의 회전은 사판 (5) 을 회전시키고 상응하는 제 1 및 제 2 실린더 보어들 (21a 및 23a) 에서 각각의 피스톤 (9) 을 왕복 운동시킨다. 따라서, 제 1 및 제 2 압축실들 (21d 및 23d) 의 용적들은 피스톤 스트로크에 따라 변경된다. 이는 증발기로부터 흡입 포트 (330) 를 통해 사판실 (33) 내로 냉매 가스를 흡인한다. 냉매 가스는 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 을 통해 유동하고 제 1 및 제 2 압축실들 (21d 및 23d) 에서 압축되고, 그 후에 상기 제 1 및 제 2 압축실들 (21d 및 23d) 은 제 1 및 제 2 토출실들 (29a 및 29b) 내로 냉매 가스를 토출한다. 제 1 및 제 2 토출실들 (29a 및 29b) 에서의 냉매 가스는 토출 포트로부터 토출되고 응축기로 보내진다.
압축기의 작동 중에, 사판의 경사 각도를 감소시키는 작용을 하는 원심력, 및피스톤들 (9) 을 통해 사판 (5) 의 경사 각도를 감소시키는 작용을 하는 압축 반력 (compression reaction) 은 사판 (5), 링 판 (45), 러그 아암 (49), 및 제 1 핀 (47a) 을 포함하는 회전체들에 인가된다. 압축기 용량은 사판 (5) 의 경사 각도를 변경시키고 이로써 피스톤들 (9) 의 스트로크를 길게 만들거나 또는 짧게 만듦으로써 제어될 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 기구 (15) 에서, 도 2 에 도시된 제어 밸브 (15c) 가 급기 통로 (15b) 의 개도를 감소시킬 때에, 제어압실 (13c) 의 압력은 제 2 흡입실 (27b) 의 압력과 실질적으로 동등해진다. 따라서, 회전 부재들 상에 작용하는 원심력 및 압축 반력은 후방을 향해 이동체 (13b) 를 이동시킨다. 이는 제어압실 (13c) 을 수축시키고 사판 (5) 의 경사 각도를 감소시킨다.
그 결과로서, 도 3 을 참조하면, 사판 (5) 은 사판 (5) 의 작용 축심 (M3) 주위에서 피봇되고 러그 아암 (49) 의 두개의 단부들은 제 1 및 제 2 피봇 축심들 (M1 및 M2) 주위에서 각각 피봇되어 러그 아암 (49) 은 지지 부재 (43) 를 향해 이동한다. 이는 피스톤들 (9) 의 스트로크를 짧게 만들고 구동축 (3) 의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 감소시킨다. 도 3 에서 사판 (5) 의 경사 각도는 압축기의 최소 경사 각도이다.
압축기에서, 웨이트부 (49a) 상에 작용하는 원심력은 사판 (5) 에 인가된다. 따라서, 압축기에서, 사판 (5) 은 사판 (5) 의 경사 각도를 감소시키는 방향으로 용이하게 이동한다. 추가로, 이동체 (13b) 가 구동축 (3) 의 회전 축심 (O) 을 따라 후방을 향해 이동할 때에, 이동체 (13b) 의 후방 단부는 웨이트부 (49a) 의 내부 측에 배열된다. 그 결과로서, 압축기에서, 사판 (5) 의 경사 각도가 감소할 때에, 웨이트부 (49a) 는 이동체 (13b) 의 후방 단부의 대략 이분에 일을 덮는다.
도 2 에 도시된 제어 밸브 (15c) 가 급기 통로 (15b) 의 개도를 증가시킬 때에, 제어압실 (13c) 의 압력은 제 2 토출실 (29b) 의 압력과 실질적으로 동등하게 된다. 따라서, 액츄에이터 (13) 의 이동체 (13b) 는 회전체들 상에 작용하는 원심력 및 압축 반력에 대항해 전방을 향해 이동한다. 이는 제어압실 (13c) 을 확장시키고 사판 (5) 의 경사 각도를 증가시킨다.
그 결과로서, 도 1 을 참조하면, 사판 (5) 은 사판 (5) 의 작용 축심 (M3) 주위에서 대향 방향으로 피봇되고 러그 아암 (49) 의 두개의 단부들은 제 1 및 제 2 피봇 축심들 (M1 및 M2) 주위에서 대향 방향으로 각각 피봇되어 러그 아암 (49) 은 지지 부재 (43) 로부터 멀리 이동한다. 이는 피스톤들 (9) 의 스트로크를 길게하고 구동축 (3) 의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 증가시킨다. 도 1 에서 사판 (5) 의 경사 각도는 압축기의 최대 경사 각도이다.
압축기에서, 액츄에이터 (13) 는 사판실 (33) 에서 구동축 (3) 과 일체로 회전 가능하다. 제어압실 (13c) 은 구동축 (3) 주위에서 연장되는 액츄에이터 (13) 의 이동체 (13b) 와 구획체 (13a) 사이에 규정된다. 따라서, 압축기는 회전 축심 (O) 을 따라 연장되는 방향으로 액츄에이터 (13) 의 길이를 감소시키고, 전체 압축기는 축방향으로 짧게된다.
추가로, 액츄에이터 (13) 의 구획체 (13a) 및 이동체 (13b) 는 압축기에서 구동축 (3) 과 일체로 회전한다. 이는 이동체 (13b) 주위에서 불충분한 윤활의 발생을 제한하고 압축기에서 액츄에이터 (13) 의 이동성이 높은 레벨로 유지되는 것을 가능하게 한다.
특히, 일정한 클리어런스가 제 1 오목부 (21c) 의 벽과 이동체 (13b) 사이에 제공된다. 따라서, 이동체 (13b) 는 액츄에이터 (13) 가 회전할 때에 그리고 이동체 (13b) 가 사판실 (33) 에서 전방으로 그리고 후방으로 이동할 때에 제 1 실린더 블록 (21) 과 접촉하지 않는다. 이는 압축기에서 액츄에이터 (13) 주위에서의 마모의 발생을 제한한다.
압축기에서, 이동체 (13b) 및 링크 기구 (7) 의 러그 아암 (49) 은 사판 (5) 의 대향 측들에 위치된다. 이는 액츄에이터 (13) 의 제어압실 (13c) 이 방사상 방향으로 대형화되는 것을 허용하여 이동체 (13b) 가 용이하게 사판 (5) 을 압박한다. 따라서, 압축기에서, 사판 (5) 의 경사 각도는 용이하게 변경되고, 압축기 용량은 피스톤들 (9) 의 스트로크를 길게 만들고 짧게 만듦으로서 바람직한 방식으로 제어될 수 있다.
따라서, 제 1 실시형태는 컴팩트하고, 보다 우수한 내구성을 갖고 보다 우수한 용량 제어를 수행하는 것이 가능한 압축기를 실현한다.
특히, 구획체 (13a) 는 압축기에서 구동축 (3) 에 느슨하게 피팅된다. 따라서, 압축기에서, 이동체 (13b) 는 구획체 (13a) 에 대해 부드럽게 이동된다. 이는 이동체 (13b) 가 회전 축심 (O) 을 따라 바람직한 방식으로 이동하는 것을 허용한다.
추가로, 제 1 핀 (47a) 은 사판 (5) 의 상단 영역 상에서 러그 아암 (49) 의 원위 단부를 제 1 피봇 축심 (M1) 주위에서 피봇식으로 지지한다. 제 2 핀 (47b) 은 구동축 (3) 상에서 러그 아암 (49) 의 기단부를 제 2 피봇 축심 (M2) 주위에서 피봇식으로 지지한다. 제 3 핀 (47c) 은 사판 (5) 의 하단 영역을 작용 축심 (M3) 주위에서 피봇식으로 지지한다.
이러한 방식으로, 링크 기구 (7) 는 간소화된다. 이는 링크 기구 (7) 의 크기를 감소시키고 이는 차례로 압축기의 크기를 감소시킨다. 추가로, 압축기는 러그 아암 (49) 이 용이하게 피봇되도록 구성되고, 사판 (5) 은 작용 축심 (M3) 주위에서 피봇식으로 이동체 (13b) 에 의해 지지된다. 이는 사판 (5) 의 경사 각도가 러그 아암 (49) 을 피봇함으로써 바람직한 방식으로 변경되는 것을 허용한다.
추가로, 러그 아암 (49) 은 웨이트부 (49a) 를 포함한다. 따라서, 러그 아암 (49) 은 사판 (5) 의 경사 각도를 감소시키는 방향으로 용이하게 피봇된다. 이는 피스톤들 (9) 의 스트로크를 길게 만들고 짧게 만듦으로써 압축기가 바람직한 방식으로 압축기 용량을 제어하는 것을 허용한다.
링 판 (45) 은 사판 (5) 에 커플링되고, 구동축 (3) 은 지지 부재 (43) 에 커플링된다. 이는 사판 (5) 과 러그 아암 (49) 의 커플링 및 구동축 (3) 과 러그 아암 (49) 의 커플링을 용이하게 한다. 추가로, 구동축 (3) 은 링 판 (45) 의 삽통 구멍 (45a) 에 삽입된다. 이는 구동축 (3) 에 회전 가능한 사판 (5) 의 커플링을 용이하게 한다.
러그 아암 (49) 은 사판 (5) 의 경사 각도가 최소 값으로 유지되는 것을 허용한다. 이동체 (13b) 는 사판 (5) 의 경사 각도가 최대 값으로 유지되는 것을 허용한다.
따라서, 사판 (5) 의 경사 각도는 최대 값과 최소 값 사이에서 바람직한 방식으로 변경될 수 있다. 이는 압축기 용량이 바람직한 방식으로 제어되는 것을 허용한다.
압축기에서, 제 1 피봇 축심 (M1) 은 링 판 (45) 과 러그 아암 (49) 사이에 배열된 제 1 핀 (47a) 에 의해 구성된다. 제 2 피봇 축심 (M2) 은 지지 부재 (43) 와 러그 아암 (49) 사이에 배열된 제 2 핀 (47b) 에 의해 구성된다. 작용 축심 (M3) 은 링 판 (45) 과 이동체 (13b) 사이에 배열된 제 3 핀 (47c) 에 의해 구성된다.
제 1 핀 (47a) 은 링 판 (45) 에 대해 용이하게 피봇되도록 러그 아암 (49) 의 원위 단부를 지지한다. 동일한 방식으로, 제 2 핀 (47b) 은 지지 부재 (43) 에 대해 용이하게 피봇되도록 러그 아암 (49) 의 기단부를 지지한다. 추가로, 제 3 핀 (47c) 은 이동체 (13b) 에 대해 용이하게 피봇되도록 사판 (5) 을 지지한다.
하우징 (1) 에 대해 회전식으로 구동축 (3) 을 지지하는 제 1 및 제 2 스러스트 베어링들 (35a 및 35b) 은 구동축 (3) 과 하우징 (1) 사이에 배열된다. 이동체 (13b) 는 제 1 스러스트 베어링 (35a) 과 제 2 스러스트 베어링 (35b) 사이에 위치된다. 따라서, 제어압실 (13c) 에 의해 발생된 스러스트 힘은 제 1 및 제 2 스러스트 베어링들 (35a 및 35b) 에 의해 수용된다.
압축기에서, 흡입실 (27b) 및 사판실 (33) 중 적어도 하나는 저압실로서 역할을 한다. 제어 기구 (15) 는 저압실 및 토출실 (29b) 중 적어도 하나에 제어압실 (13c) 을 연결하는 제어 통로들 (15a 및 15b), 및 상기 제어 통로들 (15a 및 15b) 의 개도의 조정을 허용하는 제어 밸브 (15c) 를 포함한다. 이는 제어 기구 (15) 가 제어압실 (13c) 과 저압실 사이에서의 압력 차이에 의해 또는 제어압실 (13c) 과 토출실 (29b) 사이에서의 압력 차이에 의해 액츄에이터 (13) 를 제어하는 것을 허용한다.
제어 통로들 (15a 및 15b) 은 제어압실 (13c) 및 저압실을 연결하는 추기 통로 (15a), 및 제어압실 (13c) 및 토출실 (29b) 을 연결하는 급기 통로 (15b) 에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 제어 밸브 (15c) 는 급기 통로 (15b) 의 개도를 조정한다. 이러한 경우에, 토출실 (29) 의 고압은 제어압실 (13c) 을 신속하게 고압으로 증가시켜 압축기 용량은 신속하게 감소된다.
추가로, 제어 통로들 (15a 및 15b) 은 제어압실 (13c) 및 저압실을 연결하는 추기 통로 (15a), 및 제어압실 (13c) 및 토출실 (29b) 을 연결하는 급기 통로 (15b) 에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게, 제어 밸브 (15c) 는 급기 통로 (15b) 의 개도를 조정한다. 이러한 경우에, 저압실의 저압은 제어압실 (13c) 을 점진적으로 저압으로 감소시켜 바람직한 운전감을 발생시킨다.
압축기에서, 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 은 제 1 및 제 2 흡입 통로들 (37a 및 37b) 을 통해 사판실 (33) 과 연통한다. 따라서, 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 내로 흡인된 냉매 가스는 사판실 (33) 내로 유동한다. 이는 구동축 (3), 액츄에이터 (13) 등이 냉매 가스에 의해 냉각되는 것을 허용한다. 추가로, 압축기에서, 윤활은 사판실 (33) 에서 이동체 (13b) 등을 이동시킬 때에 냉매 가스에 현탁된 윤활유에 의해 수행된다. 이는 액츄에이터 (13) 의 이동성이 높은 레벨로 유지되는 것을 허용하고 액츄에이터 (13) 주위에서의 마모의 발생을 제한한다.
사판실 (33) 은 흡입 포트 (330) 를 포함한다. 따라서, 압축기는 증발기로부터의 냉매 가스가 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 을 통해 그리고 사판실 (33) 내로 유동할 때보다 더 효율적으로 소음을 감소시킨다.
압축기의 제어 기구 (15) 에서, 제어압실 (13c) 및 제 2 흡입실 (27b) 은 추기 통로 (15a) 를 통해 연통하고, 제어압실 (13c) 및 제 2 토출실 (29b) 은 급기 통로 (15b) 를 통해 연통한다. 추가로, 제어 밸브 (15c) 는 급기 통로 (15b) 의 개도의 조정을 허용한다. 따라서, 압축기에서, 제 2 토출실 (29b) 의 고압은 압축기 용량이 용이하게 증가되도록 제어압실 (13c) 의 압력을 높은 값으로 용이하게 증가시킨다.
추가로, 압축기에서, 사판실 (33) 은 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 로 이어지는 냉매 가스 통로로서 사용된다. 이는 냉매 가스의 흡입 맥동을 감소시키고 압축기의 소음을 감소시키는 머플러 효과를 갖는다.
제 2 실시형태
제 2 실시형태의 압축기는 제 1 실시형태의 압축기에서 사용되는 제어 기구 (15) 대신에 도 4 에 도시된 제어 기구 (16) 를 포함한다. 제어 기구 (16) 는 추기 통로 (16a), 급기 통로 (16b), 제어 밸브 (16c), 및 오리피스 (16d) 를 포함한다. 추기 통로 (16a) 및 급기 통로 (16b) 는 제어 통로를 형성한다.
추기 통로 (16a) 는 압력 조정실 (31) 및 제 2 흡입실 (27b) 에 연결된다. 따라서, 제어압실 (13c) 및 제 2 흡입실 (27b) 은 추기 통로 (16a) 를 통해 서로 연통한다. 급기 통로 (16b) 는 압력 조정실 (31) 및 제 2 토출실 (29b) 에 연결된다. 따라서, 제어압실 (13c) 및 압력 조정실 (31) 은 급기 통로 (16b) 를 통해 제 2 토출실 (29b) 과 연통한다. 급기 통로 (16b) 는 오리피스 (16d) 를 포함한다.
제어 밸브 (16c) 는 추기 통로 (16a) 에 배열된다. 제어 밸브 (16c) 는 제 2 흡입실 (27b) 의 압력에 기초하여 추기 통로 (16a) 의 개도를 조정한다. 제어 밸브 (15c) 와 동일한 방식으로, 공지된 밸브는 제어 밸브 (16c) 로서 사용될 수 있다. 추가로, 축방향 통로 (3b) 및 방사상 방향 통로 (3c) 는 추기 통로 (16a) 및 급기 통로 (16b) 의 일부들을 형성한다. 압축기의 다른 부분들은 제 1 실시형태의 압축기와 동일한 구조를 갖는다. 동일한 도면 부호들은 제 1 실시형태의 상응하는 구성 요소들과 동일한 그러한 구성 요소들에 부여된다. 그러한 구성 요소들은 상세하게 설명되지 않을 것이다.
압축기의 제어 기구 (16) 에서, 제어 밸브 (16c) 가 추기 통로 (16a) 의 개도를 감소시킬 때에, 제어압실 (13c) 의 압력은 제 2 토출실 (29b) 의 압력과 실질적으로 동등해진다. 따라서, 액츄에이터 (13) 의 이동체 (13b) 는 회전체들 상에 작용하는 원심력 및 압축 반력에 대해 전방을 향해 이동한다. 이는 제어압실 (13c) 을 팽창시키고 사판 (5) 의 경사 각도를 증가시킨다.
그 결과로서, 제 1 실시형태의 압축기와 동일한 방식으로, 사판 (5) 의 경사 각도는 압축기에서 증가하고 피스톤들 (9) 의 스트로크를 길게 만든다. 이는 구동축 (3) 의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 증가시킨다 (도 1 을 참조).
도 4 에 도시된 바와 같이, 제어 밸브 (16c) 가 추기 통로 (16a) 의 개도를 증가시킬 때에, 제어압실 (13c) 의 압력은 제 2 흡입실 (27b) 의 압력과 실질적으로 동등해진다. 따라서, 회전체들 상에 작용하는 원심력 및 압축 반력은 후방을 향해 이동체 (13b) 를 이동시킨다. 이는 제어압실 (13c) 을 수축시키고 사판 (5) 의 경사 각도를 감소시킨다.
그 결과로서, 사판 (5) 의 경사 각도는 압축기에서 감소하고 피스톤들 (9) 의 스트로크를 짧게 만든다. 이는 구동축 (3) 의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 감소시킨다 (도 3 을 참조).
압축기의 제어 기구 (16) 에서, 제어 밸브 (16c) 는 추기 통로 (16a) 의 개도의 조정을 허용한다. 따라서, 압축기에서, 제 2 흡입실 (27b) 의 저압은 제어압실 (13c) 의 압력을 낮은 값으로 점진적으로 감소시켜서 차량의 적절한 운전감을 유지한다. 그 외에, 압축기의 작동은 제 1 실시형태의 압축기와 동일하다.
제 3 실시형태
도 5 및 도 6 을 참조하면, 제 3 실시형태의 압축기는 제 1 실시형태의 압축기에서 사용된 하우징 (1) 및 피스톤들 (9) 대신에 하우징 (10) 및 피스톤들 (90) 을 포함한다.
하우징 (10) 은 전방 하우징 부재 (18), 제 1 실시형태의 것과 유사한 후방 하우징 부재 (19), 및 제 1 실시형태의 것과 유사한 제 2 실린더 블록 (23) 을 포함한다. 전방 하우징 부재 (18) 는 전방을 향해 연장되는 보스 (18a), 및 오목부 (18b) 를 포함한다. 밀봉 장치 (25) 는 보스 (18a) 에 배열된다. 전방 하우징 부재 (18) 는 전방 하우징 부재 (18) 가 제 1 흡입실 (27a) 및 제 1 토출실 (29a) 을 포함하지 않는다는 점에서 제 1 실시형태의 전방 하우징 부재 (17) 와 상이하다.
압축기에서, 사판실 (33) 은 전방 하우징 부재 (18) 및 제 2 실린더 블록 (23) 에 규정된다. 하우징 (10) 의 중간 부분에 위치된 사판실 (33) 은 제 2 흡입 통로 (37b) 를 통해 제 2 흡입실 (27b) 과 연통한다. 제 1 스러스트 베어링 (35a) 은 전방 하우징 부재 (18) 의 오목부 (18b) 에 배열된다.
피스톤들 (90) 은 각각의 피스톤이 후방 단부 상에 형성된 단지 하나의 피스톤 헤드 (9b) 만을 포함한다는 점에서 제 1 실시형태의 피스톤들 (9) 과 상이하다. 그 외에는, 피스톤 (90) 및 압축기의 구조는 제 1 실시형태와 동일하다. 제 3 실시형태의 설명을 용이하게 하도록, 제 2 실린더 보어들 (23a), 제 2 압축실들 (23d), 제 2 흡입실 (27b), 및 제 2 토출실 (29b) 은 각각 실린더 보어들 (23a), 압축실들 (23d), 흡입실 (27b), 및 토출실 (29b) 로서 칭해질 것이다.
압축기에서, 구동축 (3) 의 회전은 사판 (5) 을 회전시키고 상응하는 실린더 보어들 (23a) 에서 피스톤들 (90) 을 왕복 운동시킨다. 압축실들 (23d) 의 용적은 피스톤 스트로크에 따라 변경된다. 증발기로부터의 냉매 가스는 흡입 포트 (330) 을 통해 사판실 (33) 내로 흡인된다. 그 후에 냉매 가스는 흡입실 (27b) 을 통해 흡인되고, 각각의 압축실 (23d) 에서 압축되고, 토출실 (29b) 내로 토출된다. 그 후에, 냉매 가스는 토출 포트 (도시 생략) 로부터 증발기를 향해 토출실 (29b) 외부로 토출된다.
제 1 실시형태의 압축기와 동일한 방식으로, 압축기는 사판 (5) 의 경사 각도를 변경시켜 피스톤들 (90) 의 스트로크를 길게 만들고 짧게 만듦으로써 압축기 용량을 제어한다.
도 6 을 참조하면, 피스톤들 (90) 의 스트로크가 짧아질 때에, 압축 용량은 구동축 (3) 의 각각의 회전에 대해 감소된다. 도 6 에 도시된 사판 (5) 의 경사 각도는 압축기의 최소 경사 각도이다.
도 5 를 참조하면, 피스톤들 (90) 의 스트로크가 길어질 때에, 압축 용량은 구동축 (3) 의 각각의 회전에 대해 증가된다. 도 5 에 도시된 사판 (5) 의 경사 각도는 압축기의 최대 경사 각도이다.
압축기는 제 1 실린더 블록 (21) 등을 포함하지 않는다. 이는 제 1 실시형태의 압축기와 비교하여 구조를 간소화시킨다. 따라서, 압축기는 크기가 추가로 감소될 수 있다. 압축기의 다른 이점들은 제 1 실시형태의 압축기와 동일하다.
제 4 실시형태
제 4 실시형태의 압축기는 제 3 실시형태의 압축기에서 도 4 의 제어 기구 (16) 를 포함한다. 압축기의 이점은 제 2 및 제 3 실시형태들과 동일하다.
본 발명은 상기 설명된 제 1 실시형태 내지 제 4 실시형태에 제한되지 않는다. 본 발명이 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 구체적인 형태들로 구현될 수 있다는 것은 본 기술 분야에 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 특히, 본 발명은 다음의 형태들로 구현될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
제 1 실시형태 내지 제 4 실시형태의 압축기들에서, 냉매 가스는 사판실 (33) 을 통해 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 내로 흡인된다. 대신에, 냉매 가스는 흡입 포트를 통해 파이프로부터 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 내로 직접 흡인될 수 있다. 이러한 경우에, 제 1 및 제 2 흡입실들 (27a 및 27b) 은 압축기에서 사판실 (33) 과 연통하고 사판실 (33) 은 저압실로서 역할을 하도록 구성된다.
압력 조정실 (31) 은 제 1 실시형태 내지 제 4 실시형태의 압축기들로부터 생략될 수 있다.
본 실시예들 및 실시형태들은 예시적이고 비제한적으로 고려되어야 하고, 본 발명은 본원에 주어진 상세들에 제한되지 않지만, 첨부된 청구항들의 범위 및 등가물 내에서 변경될 수 있다.

Claims (14)

  1. 용량 가변형 사판식 압축기로서,
    흡입실, 토출실, 사판실, 및 복수의 실린더 보어들을 포함하는 하우징,
    상기 하우징에 의해 회전식으로 지지되는 구동축,
    상기 사판실에서 상기 구동축과 함께 회전 가능한 사판,
    상기 구동축과 상기 사판 사이에 배열되는 링크 기구로서, 상기 링크 기구는 상기 구동축의 회전 축심에 직교하는 방향에 대해 상기 사판의 경사 각도에서 변경을 허용하는, 상기 링크 기구,
    상기 실린더 보어들에 각각 왕복 운동 가능하게 수용되는 복수의 피스톤들,
    상기 사판의 외주부와 상기 피스톤을 연결하여, 상기 사판이 회전할 때에 상기 사판의 상기 경사 각도에 따른 스트로크로 상기 실린더 보어에서 각각의 피스톤을 왕복 운동시키는 변환 기구 (11a, 11b),
    상기 사판의 상기 경사 각도를 변경시키는 것이 가능한 액츄에이터, 및
    상기 액츄에이터를 제어하는 제어 기구를 포함하고,
    상기 액츄에이터는 상기 구동축과 일체로 회전 가능하게 되고,
    상기 액츄에이터는 상기 사판실에서 상기 구동축과 느슨하게 피팅되는 구획체, 상기 사판에 커플링되고 상기 회전 축심을 따라 상기 구획체에 대해 이동 가능한 이동체, 및 상기 구획체 및 상기 이동체에 의해 규정되고 제어압실의 압력에 의해 상기 이동체를 이동시키는 상기 제어압실을 포함하고,
    상기 제어 기구는 상기 제어압실의 상기 압력을 변경시켜 상기 이동체를 이동시키도록 구성되고,
    상기 이동체 및 상기 링크 기구는 상기 사판의 대향 측들에 위치되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크 기구는 러그 아암을 포함하고,
    상기 러그 아암은 상기 회전 축심에 직교하는 제 1 피봇 축심 주위에서 피봇식으로 상기 사판에 의해 지지되는 원위 단부, 및 상기 제 1 피봇 축심에 평행한 제 2 피봇 축심 주위에서 피봇식으로 상기 구동축에 의해 지지되는 기단부를 포함하고,
    상기 사판은 상기 제 1 피봇 축심 및 상기 제 2 피봇 축심에 평행한 작용 축심 주위에서 피봇식으로 상기 이동체에 의해 지지되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 러그 아암은 상기 제 1 피봇 축심에 대해 상기 제 2 피봇 축심의 대향 측에서 연장된 웨이트부를 포함하고,
    상기 웨이트부는 상기 회전 축심 주위에서 회전되어 상기 경사 각도를 감소시키는 방향으로 상기 사판에 힘을 인가하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 사판은 상기 제 1 피봇 축심 주위에서 피봇식으로 상기 러그 아암의 상기 원위 단부를 지지하고 상기 작용 축심 주위에서 피봇된 제 1 부재를 포함하고,
    상기 제 1 부재는 환형이고 상기 구동축이 삽입되는 삽통 구멍을 포함하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동축에 고정된 제 2 부재를 추가로 포함하고,
    상기 제 2 부재는 상기 제 2 피봇 축심 주위에서 피봇식으로 상기 러그 아암의 상기 기단부를 지지하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 러그 아암, 상기 제 1 부재, 및 상기 제 2 부재 중 적어도 하나는 최소 값으로 상기 경사 각도를 유지하는 것이 가능한, 용량 가변형 사판식 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획체 및 상기 이동체 중 적어도 하나는 최대 값으로 상기 경사 각도를 유지하는 것이 가능한, 용량 가변형 사판식 압축기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 피봇 축심은 상기 제 1 부재와 상기 러그 아암 사이에 배열된 제 1 핀에 의해 구성되고,
    상기 제 2 피봇 축심은 상기 제 2 부재와 상기 러그 아암 사이에 배열된 제 2 핀에 의해 구성되고,
    상기 작용 축심은 상기 제 1 부재와 상기 이동체 사이에 배열된 제 3 핀에 의해 구성되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동축과 상기 하우징 사이에 배열된 두개의 스러스트 베어링들을 추가로 포함하고,
    상기 두개의 스러스트 베어링들은 상기 하우징에 대해 회전식으로 상기 구동축을 지지하고,
    상기 이동체는 상기 두개의 스러스트 베어링들 사이에 위치되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입실 및 상기 사판실 중 적어도 하나가 저압실이고,
    상기 제어 기구는 상기 저압실 및 상기 토출실 중 적어도 하나에 상기 제어압실을 연결하는 제어 통로, 및 상기 제어 통로의 개도를 조정하는 작동을 하는 제어 밸브를 포함하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 통로는 상기 제어압실 및 상기 저압실을 연결하는 추기 통로, 및 상기 제어압실 및 상기 토출실을 연결하는 급기 통로를 포함하고,
    상기 제어 밸브는 상기 급기 통로의 개도를 조정하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 통로는 상기 제어압실 및 상기 저압실을 연결하는 추기 통로, 및 상기 제어압실 및 상기 토출실을 연결하는 급기 통로를 포함하고,
    상기 제어 밸브는 상기 추기 통로의 개도를 조정하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입실 및 상기 사판실을 연결하는 흡입 통로를 추가로 포함하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사판실은 증발기에 연결된 흡입 포트를 포함하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
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