KR19990007811A - 개량된 사판 지지 수단을 가진 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사각의 변화를 위한 사판(11)의 이동에 응답하여 구동축의 축을 따라 움직이도록 구동축(6)과 사판(11)에 형성된 관통 보어(20) 사이에서 구동축(6)상에 배치된 슬리브 부재(18)로 구성된 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다. 상기 사판(11)은 관통 보어(20)를 한정하는 내경면에서 슬리브(18)와 국부적으로 접촉하는 지지부(20a)와, 구동축(6)의 축에 관해 대향하는 힌지 기구(k) 및 지지부(20a)에 의해 지지되는 사판(11)의 제어된 범위에서 변화가능한 경사각을 구비하고, 그러므로, 슬리브(18)에 관한 사판(11)의 관통 보어(20)를 한정하는 내경면에 있는 지지부(20a)의 미끄럼 이동의 범위는 슬리브(18)와 지지부(20a)의 마모를 억제하고, 사판(11)의 원활한 경사각 변화 작동을 확보하기 위해 감소된다. 상기 사판(11)의 관통 보어(20)는 사판(11)의 최소 경사각을 결정하기 위해 슬리브(18)의 외부 둘레과 접촉하는 내경면(20b)을 갖는다.

Description

개량된 사판 지지 수단을 가진 용량 가변형 사판식 압축기

사판(비회전 요동판과 회전 사판의 조합된 조립체를 포함하는)의 각변위 변화로 인한 피스톤의 행정 변화에 의해 압축기의 배출 용량이 조절가능하게 변화되는 많은 압축기가 제안되었다. 예로서, 일본 특개소 62-87678호에 발표된 용량 가변형 사판식 압축기는 사판 지지기구를 단순화하도록 설계되었다. 도 11에 도시된 바와 같이, 종래에 제안된 용량 가변형 사판식 압축기에서 사판(45)은 크랭크 챔버(42)에 배치된다. 구동축(43)은 보스가 구동축과 국부적으로 접촉하는 표면벽을 가지도록 그 내부에 형성된 보어(55)를 구비하고, 그에 의해, 사판(45)의 방사상 위치를 결정하는 방식으로 보스(52)를 경유하여 사판(45)을 통해 연장되고, 사판의 경사각이 변화하는 것을 허용한다. 그러므로, 종래의 용량 가변형 사판식 압축기의 중요 부품인 활주 부재와 중추핀은 생략될 수 있다. 상기 사판(45)은 사판(45) 보어(55)의 하부 곡면과 부분적으로 접촉하는 구동축(43)에 의해 고정된 이동 경로를 따라 이동하도록 안내된다.

상술된 종래 기술의 압축기에서, 압축력 작용의 결과적인 반작용력에 의해 생성되고 경사 방향에서 사판(45)상에 작용하는 모멘트는 핀(53) 및 긴 슬롯(53)을 가진 지지 기구와, 구동축(43)과 접촉하는 하부 곡면에 의해 지탱된다. 그러므로, 사판(45)의 경사각이 변화될때 구동축(43)과 선형적으로 접촉하는 곡면(55b)은 구동축(43)의 소정 부분에서 하중을 받아 미끄러진다. 압축력 작용의 결과인 반작용력에 의해 생성된 모멘트는 사판의 구조적 조건 때문에 사팡의 경사 방향에 수직 방향으로 작용하고, 상기 모멘트는 보어(55)로서 작용하는 긴 보어의 직경이 작은 부분에 의해 지탱된다. 사판(45)의 경사각이 변화되었을 때 보어의 전후방 단부에서 사선으로 대향한 직경이 작은 부분의 단부는 구동축(43)과 선형적으로 미끄럼 접촉한다.

더욱, 크랭크 챔버(42)에 배치된 종래 기술의 압축기의 사판을 지지하는 단일 지지기구의 상기 모멘트 베어링 능력은 예로서, 구동축의 대향측면 상에 각각 배치된 한쌍의 지지 기구로 구성된 특개소 6-288347호 등의 복식 지지수단의 그것과 비교하면 매우 낮고, 구동축(3)과 미끄럼 접촉하는 표면상에 작용하는 압력이 필연적으로 증가한다. 따라서, 구동축과 보어(55)를 한정하는 표면에서 국부적인 마모가 발생하고, 만약 보어(55)를 한정하고 축(43)과 선형적으로 접촉하는 표면이 반복적으로 상대적으로 긴 거리를 통해 미끄러지면, 사판(5)의 정확하고 원활한 경사각 변화는 얻어질 수 없다.

비록, 상술한 일본 특개소 62-87678호에 기술되지는 않지만, 용량 가변형 사판식 압축기의 사판을 최소 경사각에서 정확하게 유지하는 것은 매우 어렵다. 그러므로, 만약 최소 경사각이 과도하게 작다면, 냉각 회로로부터 압축기의 불완전한 오일 리턴이 공조장치 냉각회로의 신뢰성을 저하시킨다. 만약, 최소 경가각이 과도하게 크다면, 압축기의 최소 이동은 공조된 공간의 과도한 냉각과 공조시스템의 냉각 회로 증발기의 결빙 등의 다른 문제를 발생시킨다.

본 발명은 차량용 공조장치에 사용하는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로, 특히, 간단한 사판 지지 수단에 의해 압축기의 회전 구동축의 축심에 수직인 평면에 관해 경사각을 사판의 축방향 이동과 마찬가지로 변화시킬 수 있는 사판의 원활한 움직임을 가능하게 하는 개량된 구조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 세로방향 단면도.

도 2는 사판이 최대 경사각 위치일때의 사판 지지수단을 도시한 도 1의 압축기 주요부의 단면도.

도 3은 사판이 최소 경사각 위치일때의 사판 지지수단을 도시한 도 1의 압축기 주요부의 단면도.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 사판의 주요 내부 구조의 확대 단면도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 전반적인 세로방향 단면도.

도 6은 도 2와 유사하게 사판이 최대 경사각 위치일때의 사판 지지수단을 나타낸 도 5의 압축기 주요부를 도시한 도면.

도 7은 도 3과 유사하게 사판이 최소 경사각 위치일때의 사판 지지수단을 나타낸 도 5의 압축기 주요부를 도시한 도면.

도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 사판의 주요 내부 구조의 확대 단면도.

도 9는 사판 지지수단에 결합된 힌지 기구를 조립하는 조립 절차의 설명을 보조하는 도 5의 압축기 주요부의 단면도.

도 10은 도 5의 압축기의 슬리브에 관해 사판에 형성된 지지부 이동의 설명을 보조하는 개략도.

도 11은 종래 기술의 용량 가변형 사판식 압축기에 결합된 사판 지지수단의 단면도.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 종래의 용량 가변형 사판식 압축기의 결점을 제거하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개선된 형태의 내부 기구를 구비하고, 구동축 및 사판의 수명을 연장하며 원활한 사판의 이동을 확보할 수 있는 사판 지지수단을 구비한 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 크랭크 챔버 내부에 사판을 장착하는 것이 쉽고, 크랭크 챔버 내부에서 사판의 최소 경사 설정의 정확성을 향상시킬 수 있는 사판 지지수단을 구비한 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 최소의 제조 비용으로 제조가 가능한 사판 지지수단을 가지는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 관점에 따라서, 압축기의 외부 골격을 형성하는 복수개의 평행한 실린더 보어를 구비한 실린더 블록과, 크랭크 챔버를 한정하고 상기 실린더 블록의 개방된 전방 단부가 폐쇄되도록 상기 실린더 블록에 밀봉 결합되는 전방 하우징과, 축을 갖고 그 축에 대해 회전 되도록 상기 실린더 블록과 상기 전방 하우징 상에 회전가능하게 지지된 구동축과, 상기 크랭크 챔버 내부에서 구동축 상에 견고하게 장착된 로터와, 내부에 흡입 챔버 및 배출 챔버가 형성되고, 상기 실린더 블록의 개방된 후방 단부를 폐쇄하도록 상기 실린더 블록에 밀봉 결합된 후방 하우징과, 상기 로터에 힌지수단으로 연결되고, 경사각이 변화할 수 있게 구동축 상에 장착된 사판과, 상기 실린더 보어 내부에서 선형적으로 이동하도록 설치되고 상기 사판과 맞물린 피스톤을 구비하고, 상기 사판은 내부에 형성된 관통 보어를 구비하고, 슬리브 부재는 상기 사판의 경사각 변화에 응답하여 구동축 상에서 축방향으로 움직이도록 상기 구동축과 상기 관통 보어의 내부 벽 사이에 배열되고, 상기 사판은 상기 구동축의 축에 관해 힌지 수단에 대향하도록 배치된 부분에서 상기 관통 보어를 한정하는 내부표면에 형성된 지지부를 포함하고, 상기 사판의 지지부재는 상기 슬리브 부재와 국부적으로 접촉하며, 상기 지지부에 의해 지지되는 사판의 경사각이 제어된 범위에서 변화 가능한 용량 가변형 사판식 압축기가 제공된다.

상기 사판의 상기 관통 보어는 사판이 지지부에 관해 축방향으로 대향한 방향을 향해 그 경사각을 변화하는 것을 허용하는 두 개의 연속적인 보어부를 포함하고, 상기 관통보어의 상기 두 개의 연속적인 보어부는 다른 내부 직경을 가진 두개의 내부 표면부에 의해 한정되는 것이 바람직하다.

상기 사판은 상기 관통 보어의 한 단부에 인접하게 배치된 위치에서 상기 슬리브 부재 상에 형성된 플랜지와 접촉하도록 형성된 인접부를 구비하고, 상기 인접부는 상기 지지부와 상기 인접부 사이의 축방향 거리가 상기 사판의 경사각에 무관하게 대체로 변화되지 않는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 관통보어의 두 보어부를 한정하는 두 개의 다른 내부 표면중 하나는 상기 사판의 최소 경사각을 결정하도록 상기 슬리브 부재와 접촉하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과, 장점 및 특징은 첨부된 도면을 참조로 하는 선택된 실시예의 설명에서 명백해질 것이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기는 실린더 블록(1)과, 실린더 블록(1)의 전방 단부에 밀봉 결합된 전방 하우징(2)과, 실린더 블록(1)의 후방 단부와 후방 하우징(3)의 사이에 고정된 밸브판(4)과 함께 실린더 블록(1)의 후방 단부에 밀봉 결합된 후방 하우징(3)으로 구성된다. 세로축을 가진 구동축(6)은 전방 하우징(2)과 실린더 블록(1)에 의해 한정되는 크랭크 챔버(5)에 배치되고, 마찰 감소 베어링(7a,7b)에 의해 그 회전축에 관해 회전가능하게 지지된다. 상기 실린더 블록(1)은 구동축(6)의 둘레에 각도 간격을 두고 배치된 복수의 실린더 보어(8)를 구비한다. 왕복 피스톤(9)은 실린더 보어(8)에 각각 미끄럼 가능하게 설치된다.

크랭크 챔버(5)에서, 로터(10)는 구동축(6) 상에 견고하게 장착되고, 적합한 베어링(19)이 로터(10)와 전방 하우징(2)의 사이에 삽입되며, 관통 보어(20)를 가진 사판(11)이 관통 보어(20)를 통해 연장된 구동축(6)과 함께 로터(10)의 후방에서 구동축(6)의 일부 상에 장착된다. 슬리브(18)는 구동축(6)과 관통 보어(20)의 내부 보어 표면 사이에 삽입된다. 상기 슬리브(18)는 하기될 힌지 기구와 조합되어 사판(11)을 지지하는 사판 지지수단을 형성한다.

사판(11)의 상기 관통 보어(20)는 전체 제어된 범위에서 구동축(6)의 축에 직각인 평면으로부터 그 경사각을 변화하도록 구동축(6)의 세로축에 관해 힌지 기구(K)에 대향한 측면상에서 슬리브(18)의 외부 사판 영역에서 연장하는 중추축(Y)에 관해 사판(11)이 회전하는 것을 허용하는 긴 벤트홀의 형상을 갖는다. 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 관통 보어(20)의 내부 표면은 사판(11)의 방사상 위치를 결정하도록 슬리브(18)의 외부 둘레와 국부적으로 접촉한다. 더 명확하게, 중추축(Y)상에 그 중심을 가진 작은 원호 형상의 지지부(20a)는 사판(11)의 상사점과 구동축(6)의 축을 포함하는 평면에서 사판(11)의 방사상 위치를 결정하도록 형성된다. 최대와 최소 경사각 사이에서 사판(11)의 경사각이 변하는 것을 보증하도록 최소 경사각 측면상의 만곡된 관통 보어(20)의 내경면(20b)은 10° 내지 15° 범위의 여유각(θ₁)을 갖고 형성되고, 최대 경사각 측면 상의 만곡된 관통 보어(20)의 내경면(20c)은 1° 내지 2° 범위의 여유각(θ₂)을 갖고 형성된다. 기계가공에 의해 긴 만곡된 홀이 형성될때, 사판의 관통 보어(20)의 대향 단부에서 반드시 평탄한 내벽면(20d)이 형성된다. 평탄한 내벽면(20d)는 사판(11)의 바람직스럽지 못한 행동을 억제한다.

상기 슬리브(18)는 전방 단부에서 플랜지(18a)를 갖는다. 코일 스프링(12)은 플랜지(18a)가 사판(11) 전방 단부의 인접부와 접촉을 유지하도록 슬리브(18)가 후방을 향해 탄성적으로 굽어 로터(10)와 슬리브(18) 사이에 연장되고, 그래서, 슬리브(18)가 사판(11)의 경사각의 변화에 따라 구동축(6)상에서 이동된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연결 기구의 부품인 반구상 슈(shoe;14)는 사판(11)의 외주상에 입혀지고, 상기 슈(14)의 반구부는 피스톤(9)에 형성된 구면 베어링 표면에 맞물린다. 그러므로, 사판(11)과 맞물린 복수개의 피스톤(9)은 각 실린더 보어(8)에서 왕복할 수 있도록 축방향으로 미끄럼 가능하게 설치된다.

힌지 기구(K)의 한 부품인 브라켓(15)은 사판(11)의 전방 표면에서 돌출된다. 가이드 핀(16)은 브라켓(15)에 고정된 기단부와 볼(16a)을 가진 자유단부를 구비한다. 힌지 기구(K)의 다른 부품인 지지 암(arm;17)은 가이드 핀(16)에 대향하여 배치되도록 로터(10)의 후방 표면의 상부로부터 구동축(6)의 축에 평행하게 돌출된다. 가이드 홀(17a)은 구동축(6)의 축과 사판(11)의 상사점에 의해 한정된 평면에 평행하게 구동축(6)의 축에 전후방으로 경사져 연장되도록 지지 암(17)의 자유 단부를 통해 형성된다. 그 때문에 경사진 가이드 홀(17a)의 중앙축은 가이드 홀(17a)에 설치된 볼(16a)에 의해 자유 이동으로부터 억제된 사판의 경사각이 변하더라도 각 피스톤(9)의 상사점이 대체로 변하지 않도록 결정된다.

후방 하우징(3)의 공간은 흡입챔버(30)와 배출챔버(31)로 분할된다. 밸브판(4)은 각각의 실린더 보어(8)에 대응하는 흡입포트(32)와 배출포트(33)를 구비한다. 밸브판(4)과 각 피스톤(9)의 사이에 형성된 압축 챔버는 각각에 대응하는 흡입포트(32) 및 배출포트(33)로 흡입챔버(30) 및 배출챔버(31)와 소통한다. 각 흡기포트(32)는 피스톤(9)의 왕복 운동에 따라 각 흡기포트(32)를 개폐하기 위한 공지된 구조의 흡기밸브(도시되지 않음)를 구비하고, 각 배기포트(33)는 피스톤(9)의 왕복운동에 응답하여 배출포트(33)를 개폐하기 위한 공지된 구조의 배출밸브(도시되지 않음)를 구비한다. 상기 배출밸브의 개방 스트로크는 리테이너(34;retainer)에 의해 제한된다. 상기 후방 하우징(3)은 크랭크 챔버(5)의 압력을 조절하기 위한 제어밸브(도시되지 않음)를 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 상기 용량 가변형 사판식 압축기는 구동축(6)이 외력에 의해 회전하기 위해 구동될때 그 냉각 압축 작용을 시작한다. 상기 사판(11)은 로터(10)에 의해 구동축(6)과 함께 회전되고, 따라서, 피스톤(9)은 흡입챔버(30)에서 냉각 가스를 흡입하고, 냉각 가스를 압축하며, 배출챔버(31)로 압축된 냉각 가스를 배출하기 위해 슈(14)를 통해 대응하는 실린더 보어(8)에서 왕복운동하도록 구동된다. 실린더 보어(8)로부터 배출챔버(31)로 냉각 가스가 배출되는 것은 제어 밸브에 의한 크랭크 챔버(5)에서 보급되는 압력 조절을 통해 제어된다.

만약, 제어밸브가 도 2에 도시된 상태로 크랭크 챔버(5)의 압력을 증가시키도록 작동된다면, 피스톤(9)에 작용하는 역압력(back pressure)이 증가하고, 사판(11)의 경사각이 감소한다. 따라서, 힌지 기구(K) 가이드 핀(16)의 볼(16a)은 가이드 홀(17a)에서 좌회전하면서 가이드 홀(17a)을 따라 구동축(6)의 축을 향해 미끄러지고, 사판(11)의 원호 형상 지지부(20a)는 사판 지지수단의 부품인 슬리브(18)상의 종추축(Y)에 관해 회전하고, 구동축(6)의 축에 평행하게 후방으로 이동한다. 그러므로, 도 2에 도시된 상태에서 사판(11)의 경사각은 도 3에 도시된 상태의 경사각으로 감소되고, 압축기의 배출이 따라서 감소되도록 피스톤(9)의 스트로크가 감소된다.

만약, 제어밸브가 도 3에 도시된 상태의 크랭크 챔버(5)의 압력을 감소시키도록 작동된다면, 피스톤(9)상에 작용하는 역압력이 감소하고, 사판(11)의 경사각이 증가한다. 따라서, 힌지 기구(K) 가이드 핀(16)의 볼(16a)은 가이드 홀(17a)에서 우회전하면서 가이드 홀(17a)을 따라 구동축(6)의 축으로부터 멀어지도록 미끄러지고, 사판(11)의 원호 형상 지지부(20a)는 슬리브(18)상에서 회전하고, 구동축(6)의 축에 평행하게 이동한다. 그러므로, 도 3에 도시된 상태에서 사판(11)의 경사각은 도 2에 도시된 상태의 경사각으로 증가되고, 피스톤(9)의 스트로크가 증가되며, 따라서, 압축기의 배출이 증가한다.

그러므로, 사판(11)의 경사각은 냉각회로상의 검출된 열 부하에 따른 제어밸브의 작동에 의해 제어된다. 사판의 경사각이 변할때, 상술한 바와 같이 관통 보어(20)의 지지부(20a)는 슬리브(18)와 접촉을 유지하는 축에 평행하게 움직이고, 코일 스프링(12)의 탄성에 의해 사판(11)과 접촉이 유지되는 슬리브(18)는 사판(11)의 이동을 따라 구동축 상에서 축방향으로 움직인다. 따라서, 지지부(20a)의 미끄러짐에 의한 현재 거리는 인접부(11a)와 인접한 슬리브(18)에 관한 지지부(20a)의 매우 작은 이동이고, 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 사판(11)이 최대 경사각일때의 인접부(11a)와 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(D)와 도 2에 도시된 바와 같이 사판(11)이 최소 경사각일때의 인접부(11a)와 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(d) 사이의 차이(D-d)이다. 그러므로, 슬리브(18) 및 슬리브(18)와 미끄럼 접촉을 하는 지지부(20a)의 마찰 마모와 슬리브(18)와 표면에서 접촉하는 구동축(6)의 마찰 마모는 효율적으로 방지될 수 있고, 따라서, 사판(11)의 원활한 경사각 변화 동작이 확보될 수 있다.

상기 실시예의 사판 지지수단에서, 관통 보어(20)의 후방 단부에서 사판(11)에 형성된 카운터 보어(11b)의 바닥 표면은 도 3에 가장 잘 도시된 사판(11)의 최소 경사각을 결정하도록 구동축 상에 물린 스냅 링(13;도 1)과 인접한다.

사판(11)의 전후방 표면에 대해 경사져서 사판(11)의 하부에 형성된 전단면(11c)은 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이 사판(11)의 최대 경사각을 결정하도록 로터(10)의 후단면(10a)과 근접하여 접촉하게 된다.

상술한 바와 같이, 최대 경사각에 대응하는 위치와 최소 경사각에 대응하는 위치 사이에서 슬리브(18)에 관한 사판의 전체 회전각은 여유각(θ₁,θ₂)을 포함한다. 특히, 최소 경사각의 여유각(θ₁;10° 내지 15°)은 °사판(11)을 크랭크 챔버(5)에 배치시킬때 볼(16a)을 가이드 홀(17a)에 삽입하는 작업을 매우 용이하게 하고, 조립 작업의 간이화를 돕는다.

만약, 인접부(11a)의 형상이 예로서, 계산에 의해 사판(11)의 외부 둘레에 인접부(11a)의 경사를 적합하게 결정하여 슬리브(18)의 플랜지(18a)와 접촉을 유지하는 사판(11)의 인접부(11a)와 도 3에 도시된 바와 같이 사판(11)이 최소 경사각일때 사판(11)의 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(D)가 도 2에 도시된 바와 같이 사판(11)이 최대 경사각일때 동일한 부위 사이의 축방향 거리(d)에 대체로 동일해지도록 설계된다면 상기 차이(D-d)는 대체로 0으로 감소될 수 있다. 만약, 상기 차이(D-d)가 대체로 0이라면, 슬리브(18)에 관한 지지부(20a)의 미끄럼 이동은 무시할 수 있는 양으로 감소될 수 있다.

상술한 실시예에서, 상기 슬리브(18)는 사판(11) 경사의 전체 변화 범위에 대응하는 범위에서 사판(11)의 이동에 의해 구동축(6)상에서 미끄러져 이동된다. 그렇지만, 최소 경사각 위치에 대응하는 위치를 향한 사판(11)의 이동에 의한 구동축(6)을 따른 슬리브(18)의 미끄럼 이동은 구동축(6)에 견고하게 부착된 스냅링(13)에 의해 제한될 수 있고, 최소 경사각에 대응하는 사판(11)의 위치는 실린더 블록(1)에서 돌출된 돌기 등의 사판(11)과 실린더 블록(1) 사이에 배치된 적합한 제한부에 의해 결정될 수 있다.

사판(11)의 회전 이동에 응답하여 슬리브(18)에 힘을 가해 슬리브(18)를 이동하게 하는 바이어스(bias) 수단, 즉, 코일 스프링(12)은 슬리브(18)의 전후방 측면 어느쪽에나 배치될 수 있다. 상기 코일 스프링(12)은 슬리브(18)가 사판(11)의 경사각의 변화에 응답하여 구동축(6)상에서 움직이는 방식으로 한쌍의 스냅링을 각각 사판의 전후방 단부에 맞물리도록 슬리브(18)의 전후방 단부에 부착함에 의해 생략될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 용량 가변형 사판식 압축기용 사판 지지수단에 있어서, 비록 슬리브가 사판의 지 지부와 접촉함에 의해 압축의 결과로 사판을 경사지게 작용하는 반작용력의 모멘트가 생성되지만, 상기 슬리브가 사판 경사각의 변화에 따른 사판 지지부의 이동에 응답하여 구동축상을 축방향으로 이동하고, 그러므로, 지지부가 상당한 거리를 미끄러지는 것에 상대적으로 상기 슬리브는 매우 짧은 거리로 감소된다. 그러므로, 지지부와 슬리브의 마찰 마모와 구동축과 표면 접촉하는 슬리브의 미끄러짐에 의한 구동축의 마모는 효과적으로 방지되고, 상기 사판 경사각의 원활한 변화는 확실히 얻어질 수 있다.

단일 힌지 기구를 사용하는 압축기에서, 비록 사판이 경사각을 변화시키기 위해 회전하는 중주축(Y)과 구동축의 축에 수직인 방향으로 구동축(6)의 축에 대해 상당히 큰 모멘트가 발생하지만, 사판의 측면 엣지와 접촉하는 슬리브의 부분과 사판의 측면 엣지의 마모는 방지될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기가 도 1 내지 도 4와 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 참조 부호로 나타내어진 도 5 내지 도 10을 참조로 하기에 기술된다.

특히, 도 5를 참조하면, 사판 지지수단을 포함하는 제2실시예의 압축기는 대체로 도 1에 도시된 제1실시예의 압축기와 동일한 구조이다. 그러므로, 참조는 제2실시예의 압축기의 사판 지지수단을 포함하는 내부 기구용 상기 압축기의 내부 기구를 설명하고, 제2실시예의 압축기의 사판 지지수단을 포함하는 내부 기구의 설명은 중복을 피하기 위해 생략될 것이다.

제2실시예의 압축기 사판 지지수단은 사판(11)의 최소 경사각을 결정하기 위해 제1실시예에서 사용된 스냅링(13;도1)에 대응하는 부재를 구동축 상에 갖지 않는다. 관통 보어(20)를 형성하는 길게 만곡된 보어의 형상은 제1실시예의 길게 만곡된 보어의 형상과 다르다.

제2실시예에서, 관통 보어(20)의 한 내경면은 슬리브(18)와 상기 내경면이 접촉될때, 높은 정밀도로 사판(11)의 최소 경사각을 결정하도록 형성된다. 만약, 슬리브가 빠지면 관통 보어(20)의 내경면과 구동축 사이에 큰 틈이 형성된다. 상기 큰 틈은 반전된 방향에서 사판과 힌지 기구를 연결하는데 필요한 사판의 경사를 허용하고, 이 것이 압축기의 조립시에 사판(11)이 원활하게 배치되는 것을 가능하게 한다.

도 5와 도 8을 참조하여, 사판(11)의 관통 보어(20)는 전체 제어된 범위내에서 사판의 경사를 변화하도록 구동축(6)의 세로축에 관해 힌지 기구(K)의 대향한 측면상에 슬리브(18)의 외부 사판영역에 연장된 중주축(Y)에 대해 사판(11)이 회전하는 것을 허용하는 길게 만곡된 보어 형상을 갖는다.

도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 관통 보어(20)의 내경면은 사판(11)의 방사상 위치를 결정하기 위해 슬리브(18)의 외부 둘레와 국부적으로 접촉한다. 더 명확하게, 중주축(Y)상에 그 중심을 가진 작은 원호 형상의 지지부(20a)는 사판의 상사점과 구동축(6)의 축을 포함하는 평면에서 사판의 방사상 위치를 결정하도록 형성된다. 만곡된 관통 보어(20)의 내경면(20b)은 슬리브(18)와 사판이 접촉때 사판의 최소 경사각을 결정한다. 만곡된 관통 보어(20)의 내경면(20c)은 사판이 최대 경사각에서 로터(10)의 후방 표면(10a)과 접촉하는 사판(11) 전방 단부의 하부에서 형성된 접촉표면과 경사질때 슬리브(18)와 사판(11) 사이에 간섭을 피할수 있도록 관통 보어(20)를 통한 만곡부의 내경면(20c)과 슬리브(18) 사이에 도피각(θ)이 형성되도록 형성된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 제1실시예와 유사하게 관통보어는 그 대향단부에 생성된 평탄한 내경면(20d)을 갖는다. 제2실시예의 사판(11)은 제1실시예의 사판의 후방단부에 형성된 카운터 보어(11b)에 대응하는 카운터 보어를 갖지 않는다.

상기 슬리브(18)는 전방단부에서 플랜지(18a)를 갖는다. 코일 스프링(12)은 로터(10)와 슬리브(18) 사이에서 사판(11)의 전방 단부 표면의 인접부(11a)와 플랜지(18a)가 접촉을 유지하며 슬리브(18)가 탄성적으로 후방으로 이동되도록 연장되고, 그래서, 사판(11)의 경사각 변화에 응답하여 구동축(6)상에 슬리브(18)가 이동된다.

힌지 기구(K)의 한 부품인 브라켓(15)은 사판(11)의 전방 표면에서 돌출된다. 가이드 핀(16)은 볼(16a)을 가진 자유단부와 브라켓(15)에 고정된 기초단부를 갖는다.

힌지 기구(K)의 다른 부품인 지지 암(17)은 가이드 핀(16)의 대향 단부에 배치되도록 로터(10) 후방 표면의 상부로부터 구동축(6)의 축에 평행하게 연장된다. 가이드 홀(17a)은 사판(11)의 상사점과 구동축(6)의 축에 의해 한정되는 평면에 평행하게 구동축(6)의 축의 전후방으로 경사져 연장되도록 지지 암(17)의 자유단부를 통해 형성된다. 그 때문에, 경사진 가이드 홀(17a)의 중앙축은 가이드 홀(17a)에 설치된 볼(16a)에 의해 자유 이동이 억제된 사판의 경사각이 변화하는 동안 각 피스톤(9)의 상사점이 변하지 않도록 결정된다.

이렇게 건조된 상기 용량 가변형 사판식 압축기는 구동축(6)이 외력에 의해 회전하도록 구동될때 그 냉각 압축 작동을 시작한다. 상기 사판(11)은 로터(10)에 의해 구동축(6)과 함께 회전을 시작하고, 그러므로, 냉각가스를 흡입챔버(30)로부터 압축챔버로 흡입하고, 냉각 가스를 압축하고, 압축된 냉각가스를 배출 챔버(31)로 배출하도록 피스톤(9)은 슈(14)를 통해 실린더 보어(8)에 대응하는 왕복운동을 하기 위해 구동된다. 배출챔버(31)로 냉각 가스가 배출되는 것은 제어 밸브에 의한 크랭크 챔버(5)의 압력 조절에 의해 제어된다.

만약, 제어밸브가 도 6에 도시된 상태로 크랭크 챔버(5)의 압력을 증가시키도록 작동된다면, 피스톤(9)에 작용하는 역압력이 증가하고, 사판(11)의 경사각이 감소한다. 따라서, 힌지 기구(K) 가이드 핀(16)의 볼(16a)은 가이드 홀(17a)에서 좌회전하면서 가이드 홀(17a)을 따라 구동축(6)의 축을 향해 미끄러지고, 사판(11)의 원호 형상 지지부(20a)는 사판 지지수단의 부품인 슬리브(18)상이 중추축(Y)에 관해 회전하며 구동축(6)의 축에 평행하게 후방으로 이동한다. 그러므로, 도 6에 도시된 상태에서 사판(11)의 경사각은 도 7에 도시된 상태의 경사각으로 감소되고, 피스톤(9)의 스트로크가 감소되고, 압축기의 배출이 따라서 감소된다.

만약, 제어밸브가 도 7에 도시된 상태로 크랭크 챔버(5)에 보급되는 압력을 감소시키도록 작동된다면, 피스톤(9)상에 작용하는 역압력이 감소하고, 사판(11)의 경사각이 증가한다. 그 때문에, 힌지 기구(K) 가이드 핀(16)의 볼(16a)은 가이드 홀(17a)에서 우회전하면서 가이드 홀(17a)을 따라 구동축(6)의 축으로부터 멀어지도록 미끄러지고, 사판(11)의 원호 형상 지지부(20a)는 슬리브(18)상에서 회전하며 구동축(6)의 축에 평행하게 이동한다. 그러므로, 도 7에 도시된 상태에서 사판(11)의 경사각은 도 6에 도시된 상태의 경사각으로 증가되고, 피스톤(9)의 스트로크가 증가되며, 따라서, 압축기의 배출 용량이 증가한다.

그러므로, 사판(11)의 경사각은 냉각회로상의 검출된 열 부하에 따른 제어밸브의 작동에 의해 제어된다. 사판의 경사각이 변할때, 상술한 바와 같이 관통 보어(20)의 지지부(20a)는 슬리브(18)와 접촉을 유지하는 축에 평행하게 움직이고, 코일 스프링(12)의 탄성에 의해 사판(11)과 접촉이 유지되는 슬리브(18)는 사판(11)의 이동을 따라 구동축 상에서 축방향으로 움직인다. 따라서, 지지부(20a)의 미끄러짐에 의한 현재 거리는 인접부(11a)와 인접한 슬리브(18)에 관한 지지부(20a)의 매우 작은 이동이고, 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 사판(11)이 최대 경사각일때의 인접부(11a)와 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(D)와 도 6에 도시된 바와 같이 사판(11)이 최소 경사각일때의 인접부(11a)와 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(d) 사이의 차이(D-d)이다. 그러므로, 슬리브(18) 및 슬리브(18)와 미끄럼 접촉을 하는 지지부(20a)의 마찰 마모와 슬리브(18)와 표면에서 접촉하는 구동축(6)의 마찰 마모는 효율적으로 방지될 수 있고, 그래서, 사판(11)의 원활한 경사각 변화 동작이 확보될 수 있다.

슬리브(18)에 관한 지지부(20a)의 미끄러짐에 의한 차이는 만약 인접부(11a)가 도 7에 도시된 사판(11) 경사 상태에서 인접부(11a)와 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(D)와 도 6에 도시된 사판(11)이 최대 경사인 상태에서 인접부(11a)와 지지부(20a) 사이의 축방향 거리(d)에 거의 동일해지는 형상으로 설계되거나, 만약, 도 10에 도시된 바와 같이 중추축(Y)상에 중심을 가진 원호의 길이(rθ)가 차이(D-d)에 동일하게 설계된다면 대체로 무시할 수 있는 범위로 감소될 수 있다.

고 정밀도로 사판을 최소 경사각에서 유지한다는 면에서, 슬리브의 외부 주변과 긴 만곡된 보어 형상을 가진 관통 보어(20)의 내경면(20b)의 인접부에 의해 압축기의 배출 용량을 결정하는 최소 경사각에 대응하는 위치에서 사판이 배치된다는 것은 매우 중요하다. 최소 경사각의 정밀도는 사판(11)이 슈(14)를 통해 피스톤(9)과 결합된 사판(11)의 외부 주변 평면인 유효 평면과 내경면(20b) 사이 각의 정밀도와, 구동축(6)의 외부 주변과 구동축(6)상에 장착된 슬리브(18)의 내부 주변 사이의 간격이라는 단지 두가지 요인에 의존한다. 본 발명의 압축기에서, 사판의 최소 경사각은 로터(10)와, 힌지 기구(K)와, 구동축(6)에 물린 스냅링을 포함하는 다수의 부품의 치수 공차와 정확한 위치로부터 상기 부품들의 허용가능한 편차의 복잡하게 결합된 효과에 영향을 받지 않고, 따라서, 제2실시예의 압축기 조립의 조립 작업과 부품을 생산하는 기계가공 작업이 단순해진다.

구동축(6)과 관통 보어(20)를 한정하는 표면의 마모를 방지하기 위한 수단으로 사판(11)의 관통 보어(20)와 구동축(6)의 사이에 삽입된 슬리브(18)는 로터(10)와 완전하게 형성되는 지지암(17)과 사판과 완전하게 형성되는 브라켓(15)등의 힌지 기구(K)의 부품을 가이드 핀(16)으로 연결하는 중요하고, 유효한 역할을 한다.

도 9에서 사판은 가이드 핀(16)이 구동축(6)의 외부 주변에 접근하도록 힌지 기구(K)의 지지암(17)의 가이드홀(17a)내부로 가이드 핀(16)의 볼(16a)이 삽입될때 0°의 경사각에 대응하는 위치를 초과하여 사판(11)이 일반적으로 경사진 방향에 대향한 방향인 역방향으로 회전되어야 함을 알 수 있다.

도 9는 슬리브(18)가 관통 보어(20)와 구동축(6) 사이에서 슬리브(18)의 부피에 대응하는 큰 공간을 확보하기 위해 로터(10)를 향해 작동 위치를 벗어나 당겨진 가이드핀(16)이 가이드홀(17a) 내부로 삽입되기 직전의 상태를 도시한다. 특히, 내경면(20b)과 구동축(6) 사이의 큰 공간은 가이드핀(16)을 가이드홀(17a)로 삽입하기 위해 필요한 사판(11)의 역방향 경사를 가능하게 한다.

슬리브(18)가 경사를 변화하기 위한 사판(11)의 이동에 따르도록 슬리브(18)에 탄성력을 적용하는 코일 스프링(12)은 슬리브의 전후방 어느 측면상에나 배치될 수 있다. 만약, 도 5에 도시된 바와 같이 코일 스프링(18)이 로터(10)와 슬리브(18) 사이로 연장된다면, 슬리브(18)는 분리되어 작동 위치의 외부에 보유된 슬리브가 힌지 기구(K)의 지지암(17)과 브라켓(15)의 결합완료 이후에 해제되었을 때 코일 스프링의 탄성에 의해 관통 보어(20) 내부로 매우 원활하게 밀릴 수 있다.

비록 제2실시예의 힌지 기구(K) 연결 장치가 가이드홀(17)과 가이드 핀(16)의 볼(16a)의 직접적인 맞물림에 의해 형성되더라도, 연결 장치는 예로서 가이드홀(17)과 볼(16a) 사이에 삽입되고, 슬리브(18)를 포함하는 사판 지지 수단에 의해 지지되는 사판의 경사가 변할때, 만족스러운 정밀도로 원활하게 움직일 수 있는 가이드 핀이 제공된 슈와 부싱을 포함한다.

사판(11)을 최대 경사각 위치에 배치시키기 위한 상기 배열은 로터(10)의 후단면(10a)과 사판(11)의 전단면(11c)의 인접부에 의해 최대 경사각에서 사판(11)이 배치되는 상술한 배열에 한정될 필요는 없다. 만곡된 관통 보어의 내경면(20c)와 슬리브(18) 사이의 교체각(θ)은 0으로 감소될 수 있고, 사판(11)은 내경면(20c)을 슬리브(18)와 접촉하게 함에 의해 최소 경사각에 배치된 것과 유사하게 최대 경사각에 배치될 수 있다.

상술한 내용에서 명백해지는 바와 같이, 제2실시예의 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 지지 수단은 제1실시예의 용량 가변형 사판식 압축기의 사판 지지 수단과 유사하게 사판의 원활한 경사 변화 작동을 확보할 수 있고, 사판과 슬리브와 구동축을 포함하는 부품의 마모를 효과적으로 방지할 수 있으며, 하기의 부가적인 장점을 제공한다.

사판이 슬리브와 관통 보어를 형성하는 긴 만곡된 보어의 내부표면의 인접부에 의해 최소 경사각에 배치되기 때문에 단지 매우 작은 수의 요인만이 최소 경사각의 정밀도 결정에 관여된다. 그러므로, 최소 경사는 고정밀도로 결정될 수 있고, 따라서, 압축기의 매우 정밀한 최소 배출 용량이 확보된다.

사판의 관통 보어로부터 슬리브가 외부로 당겨짐에 의해 구동축과 관통 보어 사이에 확보된 상기 공간은 크랭크 챔버에서 사판이 배치될때 힌지 기구에 사판을 연결하기 위해 필요한 역방향에서의 사판 경사를 가능하게 한다. 그러므로, 관통 보어에 의한 사판의 최소 경사각의 결정과, 압축기 조립시 필요한 역 방향에서의 사판 경사 양자는 쉽게 달성될 수 있다.

비록 본 발명이 두 개의 실시예의 설명과 관련하여 기술되지만 본 기술의 숙련자에게 부가된 청구의 범위에 기술된 바의 본 발명의 기술적인 범위를 벗어나지 않는 많은 변화와 변용이 가능함이 이해될 것이다.

Claims (10)

1. 용량 가변형 사판식 압축기에 있어서,

   복수개의 평행한 실린더 보어를 구비하고 압축기의 외부 골격을 구성하는 실린더 블록과,

   크랭크 챔버를 한정하고 상기 실린더 블록의 개방된 전방 단부가 폐쇄되도록 상기 실린더 블록에 밀봉 결합되는 전방 하우징과,

   축을 갖고 그 축에 대해 회전되도록 상기 실린더 블록과 상기 전방 하우징에 회전 가능하게 지지된 구동축과,

   상기 전방 하우징에 의해 한정된 상기 크랭크 챔버 내부에서 구동축 상에 견고하게 장착된 로터와,

   내부에 흡입 챔버 및 배출 챔버가 형성되고 상기 실린더 블록의 개방된 후방 단부를 폐쇄하도록 상기 실린더 블록에 밀봉 결합된 후방 하우징과,

   힌지수단을 거쳐서 상기 로터에 작동가능하게 맞물리고 경사각이 변할수 있도록 구동축 상에 장착된 사판과,

   상기 사판과 맞물리고 상기 실린더 보어 내부에 선형적인 이동을 위해 설치된 피스톤을 구비하고,

   상기 사판은 내부에 형성된 관통 보어를 구비하고, 슬리브 부재는 상기 시판의 경사각 변화에 응답하여 구동축 상에서 축방향으로 움직이도록 상기 구동축과 상기 관통 보어의 내부벽 사이에 배치되고, 상기 사판은 상기 구동축의 축에 관해 힌지 수단에 대향하도록 배치된 부분에서 상기 관통 보어를 한정하는 내부면에 형성된 지지부를 포함하고, 상기 사판의 지지부는 상기 슬리브 부재와 국부적으로 접촉하며, 상기 지지부에 의해 지지되는 사판의 경사각은 제어된 범위에서 변화할 수 있는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 사판의 관통 보어는 상기 지지부의 축방향 대향 측면상으로 연장되고, 경사각을 변화시키기 위해 상기 사판의 이동을 허용하며, 두 개의 다른 내부면에 의해 한정되는 두 개의 연속적인 보어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 사판은 상기 관통 보어를 형성하는 상기 두 개의 보어부중 하나의 근방에 카운터 보어를 구비하고, 상기 카운터 보어의 바닥면이 상기 구동축에 부착된 스토핑 부재와 접촉하여 상기 사판이 최소 경사각일 때 상기 사판의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
4. 제2항에 있어서, 상기 사판 관통 보어중 두 개의 연속적인 보어부는 서로에 대해 굴곡된 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 슬리브는 전체 경사각 범위에서 상기 사판의 이동에 응답하여 상기 구동축상에서 상기 구동축의 축에 평행하게 이동하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브 부재는 스프링의 탄성에 의해 상기 사판에 대해 눌려지는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사판은 상기 슬리브 부재상에 형성된 플랜지와 접촉하는 인접부를 구비하고, 상기 관통 보어의 한 단부 근방에 형성되며, 상기 인접부는 상기 지지부와 상기 인접부 사이의 축방향 거리가 상기 사판 경사각에 무관하게 대체로 변화되지 않는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
8. 제2항에 있어서, 상기 관통 보어중 두개의 보어부에 의해 한정되는 상기 두개의다른 내부면은 상기 사판의 최소 경사각을 결정하도록 상기 슬리브 부재와 접촉하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
9. 제8항에 있어서, 상기 슬리브가 상기 관통보어에서 빠질때 상기 구동축과 상기 사판의 관통 보어의 두 개의 보어부를 한정하는 두 개의 다른 내부면 사이에 큰 공간이 확보되고, 그에 의해, 상기 사판과 상기 로터 사이에 배치된 상기 힌지 수단의 조립을 위한 조립 작업이 간편해지는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.
10. 제1항에 있어서, 상기 슬리브 부재는 상기 로터와 상기 슬리브 부재 사이에 연장된 스프링의 탄성에 의해 상기 사판에 대해 눌려지는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 사판식 압축기.