KR20070109946A

KR20070109946A - 가변 용량형 압축기

Info

Publication number: KR20070109946A
Application number: KR1020070046035A
Authority: KR
Inventors: 마사키 오타; 도모지 다루타니; 마사노리 소노베; 요시노리 이노우에
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2007-11-15
Also published as: CN101070839A; KR100834335B1; US20070264131A1; JP2007303416A; EP1855003A2; BRPI0703889A

Abstract

가변 용량형 압축기는 플랜지, 가동체, 그리고 검출 센서를 포함한다. 상기 플랜지는 하우징에 연결되어 있고 냉매 통로와 외부 냉매 회로를 연결하는 플랜지 통로를 형성한다. 상기 가동체는 플랜지에 가동적으로 위치되고, 플랜지 통로 내의 냉매 가스의 유량에 따라 이동할 수 있고, 그리고 자석을 갖는다. 상기 검출 센서는 상기 자석의 자속 밀도를 검출하기 위해 플랜지에 또는 플랜지 내부에 고정된다. 냉매가스의 유량은 상기 검출 센서에 의해 검출되는 자속 밀도에 근거해 검출된다. 플랜지는 가동체와 검출센서가 그에 제공된 상태에서 하우징에 탈부착이 가능하다.

Description

가변 용량형 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

도 1 은 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 가변 용량형 압축기의 길이방향의 단면도이다.

도 2 는 도 1 의 A - A 라인을 따라 취한 단면도이다.

도 3 은 스풀이 최고 위치에 있을 때의 제 1 실시 형태의 가변 용량형 압축기의 부분 확대 단면도이다.

도 4 는 스풀이 최저 위치에 있을 때의 제 1 실시 형태의 가변 용량형 압축기의 부분 확대 단면도이다.

도 5 는 유량계의 조절과 교정을 나타내는 도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 제 2 실시 형태의 가변 용량형 압축기의 부분 확대 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 하우징 12 : 실린더 블록

15 : 크랭크 실 16 : 구동축

22 : 피스톤 27 : 토출실

34 : 용량 제어 밸브 36 : 외부 냉매 회로

46 : 플랜지 46a : 격벽

47 : 가스켓 48a : 고압공간

48b : 저압공간 49, 73 : 수용실

50, 74 : 연결 통로 51, 75 : 유동 통로

52 : 스로틀 53, 71 : 가동체

56, 80 : 코일 스프링 57, 81 : 자석

59, 83 : 장착 부재 60, 84 : 자기 센서

72 : 고압실 76 : 분기 통로

T : 유량계 용 조절기

본 발명은 냉매 가스의 유량의 변화에 의해 움직일 수 있는 가동체를 포함하고, 가동체 내부 자석의 자속 밀도를 검출하여 냉매의 유량을 검출하는 가변 용량형 압축기에 관한 것이다.

종래에 알려진 가변 용량형 압축기 (이하 압축기라고 칭함) 에서는 사판의 경사 각이 용량 제어 밸브의 개도의 조절에 의해 변하고, 이에 따라서 이 압축기의 용량은 변하게 된다.

하지만, 종래의 압축기에서 유량 변화 명령은 단지 용량의 제어와 변화시에 전달되고, 실제 용량은 알 수가 없다. 용량의 변함에 따라, 압축기의 동력도 변하지만, 이것은 유량 명령 값을 바탕으로 계산된 값에 의해 추정된다.

따라서, 실제 용량은 유량 변화 명령이 전달된 후에 용량이 명령 값에 이르기 전까지는 계산 값과 차이가 있다. 특히, 압축기가 차량 엔진의 시동시에 가스를 압축할 때, 이 차이는 커지게 된다. 따라서, 차량 내부 온도가 요구되는 수준에 도달하기까지는 더 긴 시간이 걸리고 더 많은 부하가 차량 엔진에 걸리게 된다. 즉, 이러한 상황 하에서는 적절한 제어를 수행하기 어렵다 (일본 특허 공개 공보 No. 2002-332962).

압축기 내부의 냉매 가스의 유량이 정확하게 검출된다면, 압축기의 실제 용량과 실제 동력을 알 수 있고 이는 매우 유용하다. 이를 위해, 일본 실용 신안 공개 공보 No. 63-177715 에 개시된 전기 유량계가 냉매 가스의 유량의 검출을 위해 사용될 수 있다.

일본 실용 신안 공개 공보 No. 63-177715 는 그의 도 1 에서 주 몸체, 플로트 (또는 가동체), 그리고 플로트 상방에서 주 몸체에 제공되는 안내부를 포함하는 전기 유량계 또는 면적 유량계를 나타낸다. 플로트의 상부 표면에 제공된 로드를 거쳐서 자석이 플로트에 고정된다. 플로트가 수직 방향으로 이동됨에 따라, 자석이 안내부에서 수직 방향으로 이동된다. 자석의 자기장은 안내부의 외벽에 인접하여 제공되는 홀 (Hall) 소자 (또는 검출 센서) 의 막에 수직하게 형성된다. 자석은 홀 소자의 막과 평행하게 이동된다. 이 홀 소자는 제어기에 연결되어 있다.

일본 실용 신안 공개 공보 No. 63-177715 의 도 2 에서 개시된 전기 유량계는, 유동 통로 내부의 오리피스의 전방측과 후방측에 각각 제공되는 고압 및 저압 도입 통로에 연결되는 차압 검출기를 포함한다. 상기 검출기 내부는 벨로프램 (bellophragm) (또는 가동체) 에 의해 두 공간으로 기밀하게 나누어져 있다. 상기 오리피스의 전방측과 후방측의 유동 통로 내부의 압력은 상기 도입 통로를 통해 벨로프램의 양측의 두 분할 공간으로 도입되고, 벨로프램에 제공된 자석이 이 두 공간 사이의 차압에 의해 이동된다. 홀 소자 (또는 검출 센서) 가 자석의 이동 방향에 수직하게 제공되고, 자석의 자극 (magnetic pole) 은 홀 소자와 마주한다. 이 홀 소자는 제어기에 연결되어 있다.

일본 실용 신안 공개 공보 No. 63-177715 의 전기 유량계를 압축기에 적용하는 경우에, 유량 검출용 요소의 치수의 정확성이 달라진다. 따라서, 유량 검출의 정확성은 각 압축기에 따라 다르다. 유량 검출의 정확성을 높이기 위해, 충분한 양의 냉매 가스가 전기 유량계를 갖는 압축기에 흐리게 할 수 있고, 그 후 자석과 홀 소자의 위치를 조절할 수 있고 또한 홀 소자는 교정할 수 있다.

하지만, 일본 실용 신안 공개 공보 No. 63-177715 의 전기 유량계가 단지 압축기에 적용될 때, 냉매 가스가 압축기에 흐르게 하고 유량 검출용 요소는 가동체와 검출 센서가 압축기의 하우징에 설치된 상태에서 조절되고 교정된다. 이러한 과정은 행하기 힘들고 자동화될 수 없다. 압축기를 대량 생산하는 실제 제작 현장에서는, 냉매가스가 각 압축기에 흐르게 하는 과정은 비용과 제작 시간을 증가시킨다. 따라서, 상기 과정은 실제 제작 현장에서 실행되는 것이 불가능 하다.

상기 문제들을 감안한 본 발명의 목적은 종래의 것보다 쉽게 조절되고 교정되는 유량 검출용 요소를 포함하는 가변 용량형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 한 태양은 하우징, 냉매 통로, 피스톤, 사판, 플랜지, 가동체, 그리고 검출 센서를 포함하는 가변 용량형 압축기를 제공한다. 하우징은 실린더 보어과 크랭크 실을 갖는다. 냉매 통로는 상기 하우징 내부에 형성되고 흡입 압력 구역과 토출 압력 구역을 포함한다. 피스톤은 실린더 보어에 위치한다. 사판은 크랭크 실에 위치한다. 사판의 경사각은 피스톤을 가로지르는 크랭크 실 내의 압력과 실린더 보어 내의 압력의 차압에 따라 제어되고, 크랭크 실 내의 압력은 토출 압력 구역의 압력을 크랭크 실에 공급하는 공급 통로와 크랭크 실 내의 압력을 흡입 압력 구역으로 배출하는 추기 통로를 통해 조절된다. 상기 플랜지는 하우징에 연결되어 있고, 상기 냉매 통로와 외부 냉매 회로를 연결하는 플랜지 통로를 형성한다. 상기 가동체는 플랜지 내부에 가동적으로 위치하고, 플랜지 통로 내 냉매 가스 유량에 따라 이동될 수 있고, 자석을 갖는다. 검출 센서는 자석의 자속 밀도의 검출을 위해 플랜지 또는 플랜지 내부에 고정된다. 냉매 가스의 유량은 상기 검출 센서에 의해 검출되는 자속 밀도에 근거하여 검출되고, 플랜지는 가동체와 검출 센서가 함께 그에 제공된 상태에서 하우징에 탈부착이 가능하다.

본 발명의 다른 태양과 이점은 본 발명의 원리를 예시하는 첨부된 도면과 함께 이하의 설명에 의해 명백해 질 것이다.

새로운 것으로 여겨지는 본 발명의 특징적 사항은 특히 첨부된 청구범위에서 기재되어 있다. 본 발명은 그 목적과 이점과 함께, 이하 첨부된 도면과 함께 현재의 바람직한 실시 형태의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.

이하에서 도 1 - 5 를 참조하여 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 가변 용량형 압축기 (이하 간단히 압축기로 칭함) 를 설명할 것이다. 도 1 은 압축기의 개략도를 보여준다. 도 1 을 참조하면, 이 압축기는 실린더 블록 (12), 전방 하우징 (13), 그리구 후방 하우징 (14) 을 포함하는 하우징 (11) 을 갖는다. 전방 하우징 (13) 은 실린더 블록 (12) 의 전방 끝에 연결되어 있다. 후방 하우징 (14) 은 실린더 블록 (12) 의 후방 끝에 연결되어 있다. 도 1 에서, 왼쪽과 오른쪽은 각각 전방측과 후방측에 대응된다.

실린더 블록 (12) 과 전방 하우징 (13) 은 하우징 (11) 내부의 크랭크 실 (15) 을 함께 형성한다. 구동 축 (16) 이 크랭크 실 (15) 내부에 회전 가능하게 위치한다. 이 구동 축 (16) 은 차량 내부에 장착된 엔진 (17) 에 작동적으로 연결되어 있고, 이 엔진 (17) 에 의해 회전하게 된다. 제 1 실시 형태에서, 엔진 (17) 의 동력은 항상 구동 축 (16) 에 전달된다. 다시 말하면, 상기 압축기는 무 클러치형이다.

돌출 판 (18) 은 크랭크 실 (15) 내부에서 구동 축 (16) 에 고정되어 있고 구동 축 (16) 과 함께 회전하게 된다. 사판 (19) 은 크랭크 실 (15) 에 수용되어 있다. 이 사판 (19) 은 소정의 경사각으로 구동 축 (16) 에 제공되어 지지 되며, 구동 축 (16) 의 축선에 대하여 경사질 수 있고 또한 구동 축 (16) 에 대하여 미끄러질 수 있다. 힌지 기구 (20) 가 돌출 판 (18) 과 사판 (19) 사이에 배치되어 있어, 사판 (19) 이 돌출 판 (18) 과 구동 축 (16) 과 함께 회전할 수 있고 또한 구동 축 (16) 의 축선에 대하여 경사질 수 있다. 사판 (19) 의 경사각은 이후에 설명될 용량 제어 밸브 (34) 에 의해 제어된다.

다수의 실린더 보어가 실린더 블록 (12) 내부에 형성되어 있다 (도 1 에선 하나만 보여짐). 단두 피스톤 (22) 은 각각의 실린더 보어 (21) 에 왕복운동 가능하게 놓여있다. 각 피스톤 (22) 은 한 쌍의 슈 (23) 를 통하여 사판 (19) 의 외주에 결합된다. 따라서, 구동 축 (16) 의 회전에 의한 사판 (19) 의 회전은 슈 (23) 를 통하여 피스톤 (22) 의 왕복 운동으로 전환된다.

밸브 포트 조립체 (24) 는 실린더 블록 (12) 과 후방 하우징 (14) 사이에 끼워져 있고, 피스톤 (22) 과 밸브 포트 조립체 (24) 에 의해 압축실 (25) 이 실린더 보어 (21) 의 후면측 (도 1 에서 오른쪽) 에 형성되어 있다. 압축기의 흡입 압력 구역인 흡입실 (26) 과 압축기의 토출 압력 구역인 토출실 (27) 이 후방 하우징 (14) 내부에 형성되어 있다.

피스톤 (22) 이 상사점에서 하사점으로 이동할 때, 흡입실 (26) 에 있는 냉매 가스가 밸브 포트 조립체 (24) 에 형성된 흡입 포트 (28) 와 흡입 밸브 (29) 를 통해 압축실 (25) 로 들어가게 된다. 상기 피스톤 (22) 이 하사점에서 상사점으로 이동할 때, 압축실 (25) 에 들어온 냉매는 미리 정해진 압력으로 압축되고, 밸브 포트 조립체 (24) 에 형성된 토출 포트 (30) 와 토출 밸브 (31) 를 통해 토출 실 (27) 로 토출된다.

크랭크 실 (15) 과 흡입실 (26) 을 연결하는 추기 통로 (32) 가 크랭크 실 (15) 내의 압력을 흡입실 (26) 로 배출하기 위해 실린더 블록 (12) 과 밸브 포트 조립체 (24) 에 형성되어 있다. 토출실 (27) 과 크랭크 실 (15) 을 연결하는 공급 통로 (33) 가 토출실 (27) 내의 압력을 크랭크 실 (15) 에 공급하기 위해 후방 하우징 (14), 밸브 포트 조립체 (24) 그리고 실린더 블록 (12) 에 형성되어 있다. 용량 제어 밸브 (34) 는 후방 하우징 (14) 에 있는 공급 통로 (33) 에 배치된다.

용량 제어 밸브 (34) 는 제 1 압력 도입 통로 (35) 를 통해 흡입실 (26) 에 연결되어 있고, 용량 제어 밸브 (34) 의 개도는 흡입실 (26) 내의 압력에 따라 조절된다. 크랭크 실 (15) 내의 압력은 공급 통로 (33) 를 통해 토출실 (27) 에서 크랭크 실 (15) 로 도입되는 고압 냉매 가스의 양과 추기 통로 (32) 를 통해 크랭크 실 (15) 에서 흡입실 (26) 로 유출되는 냉매 가스의 양의 균형에 의해 결정된다. 이 균형은 용량 제어 밸브 (34) 의 개도의 조절에 의해 제어된다. 피스톤 (22) 을 가로지르는 실린더 보어 (21) 내의 압력과 크랭크 실 (15) 의 압력의 차는, 크랭크 실 (15) 내의 압력 변화에 따라 변하게 되며, 이로써 구동 축 (16) 에 대한 사판 (19) 의 경사각이 변하게 된다. 따라서, 압축기는 피스톤 (22) 의 행정을 변화시키고 따라서 압축기의 용량도 변화시킨다.

크랭크 실 (15) 내의 압력이 낮아짐에 따라, 사판 (19) 의 경사각이 증가하고 이에 의해 압축기의 용량도 증가한다. 도 1 에서 이점쇄선으로 표시된 사판 (19) 은 돌출판 (18) 과 접촉할 때 최대 경사각으로 경사져 있다. 한편, 크랭크 실 (15) 내의 압력이 상승함에 따라, 사판 (19) 의 경사각은 줄어들고 이에 의해 압축기의 용량도 감소한다. 도 1 에서 실선으로 표시된 사판 (19) 은 최소 경사각으로 경사져 있다.

차량 공기 조화기의 냉매 회로 (또는 냉동 사이클) 는 압축기 및 토출실 (27) 과 흡입실 (26) 을 연결하는 외부 냉매 회로 (36) 를 포함한다. 이산화탄소 또는 CFC 가 냉매로서 사용된다. 상기 외부 냉매 회로 (36) 는 응축기 (37), 수용 탱크 (38), 팽창 밸브 (39) 그리고 증발기 (40) 를 갖고, 이들은 토출실 (27) 에서 흡입실 (26) 을 향해 볼 때 이 순서대로 배치되어 있다. 응축기 (37) 와 수용 탱크 (38) 를 연결하는 냉매 통로에 압력 센서 (41) 가 배치되어 있고 연결 선 (42), 데이터 입력 수단 (43) 그리고 연결 선 (44) 을 통해 전기적 검출 신호를 증폭기 (45) 에 보내도록 되어있다. 이 증폭기 (45) 는 용량 제어 밸브 (34) 를 제어하기 위해 용량 변화 명령 신호를 연결 선 (61) 을 통해 용량 제어 밸브 (34) 로 전달한다. 이 증폭기 (45) 는 이후에 설명될 자기 센서 (60) 에서 보내지는 냉매 가스의 유량에 관한 데이터, 데이터 입력 수단 (43) 에서 제공되는 차량 내부 온도와 같은 다양한 정보, 그리고 압력 센서 (41) 에서 전달되는 냉매 가스의 압력 데이터를 저장한다. 또한, 상기 증폭기 (45) 는 엔진 제어기 (도시되지 않음) 에 연결되어 있다.

도 2 - 4 에 자세하게 나타나 있는 유량계가 실린더 블록 (12) 의 상면에 제공되어 있다. 보다 구체적으로, 이 유량계는 실린더 블록 (12) 의 상면에 연결 되어 있는 플랜지 (46) 에 제공된다. 이 플랜지 (46) 는 플랜지 (46) 에 배치되는 가동체 또는 스풀 (53), 이 스풀 (53) 을 가압하는 가압 부재인 코일 스프링 (56), 그리고 플랜지 (46) 의 표면에 고정된 자기 센서 (60) 를 포함한다.

이 플랜지 (46) 는 금속으로 되어있고 볼트 (도시되지 않음) 에 의해 실린더 블록 (12) 에 분리 가능하게 연결되어 있다. 단열 부재인 가스켓 (47) 이 플랜지 (46) 와 실린더 블록 (12) 사이에 끼워져 있다. 이 가스켓 (47) 은 고무나 수지와 같은 단열재로 되어있어, 하우징 (11) 의 열이 플랜지 (46) 로 전달되기 어렵다.

플랜지 (46) 가 실린더 블록 (12) 에 연결될 때 이 플랜지 (46) 에 플랜지 통로가 형성된다. 도 2 에 나타난 것처럼, 이 플랜지 통로는 플랜지 (46) 의 격벽 (46a) 에 의해 형성된 스로틀 (52) 을 통해 서로 연결되어 있는 고압 공간 (48a) 과 저압 공간 (48b), 저압 공간 (48b) 과 연결되어 있는 유동 통로 (51), 저압 공간 (48b) 과 연결된 수용실 (49), 그리고 고압 공간 (48a) 과 이 수용실 (49) 을 연결하는 연결 통로 (50) 를 포함한다. 이 고압 공간 (48a) 과 저압 공간 (48b) 은 스로틀 (52) 의 상류와 하류에 각각 위치한다. 스풀 (53) 은 수용실 (49) 앞에 미리 정해진 거리만큼 미끄럼 가능하게 배치된다.

도 2 를 계속 참조하면, 상기 스풀 (53) 은 상측의 대경부 (54) 와 하측의 소경부 (55) 를 갖는 원통형으로 형성된다. 하부의 소경부 (55) 와 수용실 (49) 의 내벽 사이에는 틈이 있고, 상기 코일 스프링 (56) 이 이 틈에 제공되어 스풀 (53) 을 위쪽으로 가압하게 된다. 이 스풀 (53) 이 이후에 설명될 차압을 받을 때 어느 미리 정해진 위치에 위치하도록 하기 위해, 상기 코일 스프링 (56) 은 미리 정해진 스프링 상수를 갖는다. 자석 (57) 이 스풀 (53) 의 상측 대경부 (54) 에 끼워져 있다. 상측 대경부 (54) 의 외경은 수용실 (49) 의 내경에 실질적으로 대응하고, 스풀 (53) 의 상측 대경부 (54) 와 수용실 (49) 사이에는 스풀 (53) 의 미끄러짐을 가능하게 하는 폭의 작은 틈이 형성되어 있다. 구멍이 있는 결합 부재 (58) 가 수용실 (49) 의 하단부에 설치되어 있어 하측 소경부 (55) 의 하단 끝과 코일 스프링 (56) 의 하단 끝을 지지하고, 또한 스풀 (53) 과 코일 스프링 (56) 이 수용실 (49) 에서 빠지는 것을 방지하게 된다. 상측 대경부 (54) 의 상단면은 고압 공간 (48a) 의 압력을 받는 면이고, 하측 소경부 (55) 의 하단면은 저압 공간 (48b) 의 압력을 받는 면이다.

검출 센서인 자기 센서 (60) 는 스풀 (53) 의 자석 (57) 과 관련하여 마주하면서 장착 부재 (59) 를 통해 플랜지 (46) 의 상면에 고정되어, 자석 (57) 의 자속 밀도를 검출하게 된다. 하우징 (11) 의 열이 상기 자기 센서 (60) 에 직접 전달되는 것을 방지하기 위해 자기 센서 (60) 는 플랜지 (46) 로부터 미리 정해진 틈을 두고 떨어져 있다. 또한, 플랜지 (46) 의 열이 플랜지 (46) 를 통해 자기 센서 (60) 에 전달되는 것을 방지하기 위해 장착 부재 (59) 는 고무나 수지와 같은 단열재로 만들어진다.

자기 센서 (60) 는 연결선 (65) 을 통해 증폭기 (45) 에 연결된다. 이 증폭기 (45) 는 자석 (57) 이 자기 센서 (60) 에 근접해 있을 때 고압 공간 (48a) 과 저압 공간 (48b) 사이의 차압이 작은 것을 자기 센서 (60) 의 출력에 의하여 인 식하게 된다. 이 증폭기 (45) 는 자석 (57) 이 자기 센서 (60) 로부터 떨어져 있을 때 고압 공간 (48a) 과 저압 공간 (48b) 사이의 차압이 큰 것을 자기 센서 (60) 의 출력에 의하여 인식하게 된다. 도 1 에서 보여지듯이, 플랜지 (46) 내부에 형성된 고압 공간 (48a) 은 후방 하우징 (14) 에 형성되어 있는 토출 통로 (62 - 64) 를 통해 토출실 (27) 에 연결된다. 따라서, 고압 냉매 가스는 토출실 (27) 에서 고압 공간 (48a) 으로 공급된다. 도 2 에서 보여지듯이, 실린더 블록 (12) 과 전방 하우징 (13) 및 후방 하우징 (14) 의 연결을 위한 볼트가 끼워지는 구멍 (67) 이 실린더 블록 (12) 에 형성되어 있다.

상기와 같은 구성으로, 고압 공간 (48a) 에 공급된 고압 냉매 가스는 낮아진 압력으로 스로틀 (52) 을 통과하여 저압 공간 (48b) 으로 유입한다. 고압 공간 (48a) 내부의 고압 냉매 가스는 또한 연결 통로 (50) 를 통해 수용실 (49) 로 도입된다. 저압 공간 (48b) 내부의 저압 냉매 가스의 압력이 하측 소경부 (55) 의 하단면에 가해지는 반면, 고압 공간 (48a) 내부의 고압 냉매 가스의 압력은 상측 대경부 (54) 의 상단면에 가해지고, 따라서 그 사이의 차압이 스풀 (53) 에 작용하게 된다. 따라서, 이 스풀 (53) 은 차압에 의해 수직으로 이동된다. 용량 제어 밸브 (34) 에 의해 용량이 변화될 때, 토출실 (27) 에서 토출되는 냉매 가스의 양 또한 변한다. 따라서, 스풀 (53) 에 작용하는 차압이 변하고, 스풀 (53) 은 이 차압에 따라 위 또는 아래 방향으로 이동된다. 용량이 증가함에 따라, 차압이 증가하여 스풀 (53) 은 도 3 에서 아래 방향으로 이동하게 된다. 도 4 에서, 용량이 최대일 때 스풀 (53) 은 최저 위치에 이다.

스풀 (53) 이 차압에 따라 이동됨에 따라, 자기 센서 (60) 에 대한 자석 (57) 의 자속 밀도가 변한다. 냉매 가스의 유량은 자기 센서 (60) 에 의해 검출되는 자속 밀도에 의하여 알려진다. 증폭기 (45) 는 자기 센서 (60) 로부터 얻어지는 냉매 가스의 유량 데이터에 근거해 압축기의 현재 용량을 계산하고, 용량 제어 밸브 (34) 에 대한 피드백 제어를 실행한다. 따라서, 압축기의 용량이 적절하게 제어될 수 있다. 게다가, 압축기의 토크 (torque) 는 자기 센서 (60) 로부터 얻어지는 냉매 가스의 유량 데이터에 근거해 계산될 수 있다. 따라서, 증폭기 (45) 는 유량에 따라 엔진 제어기에 대한 피드백 제어를 실행한다. 따라서, 차량 엔진의 속도는 적절하게 제어될 수 있다.

이하에서 제 1 실시 형태의 압축기의 유량계의 조절과 교정을 설명할 것이다. 제 1 실시 형태에서, 플랜지 (46) 에는 스풀 (53), 코일 스프링 (56), 결합 부재 (58), 자기 센서 (60) 그리고 장착 부재 (59) 가 제공된다. 따라서, 유량 검출용 요소들은 플랜지 (46) 가 압축기의 하우징 (11) 에 장착된 상태에서 조절되고 교정될 필요는 없다. 예컨대, 도 5 에서 보듯이 플랜지 (46) 를 압축기에서 분리하여 유량계용 조절기 (T) 에 장착한다. 이 조절기 (T) 는 압축기의 플랜지 통로와 유사한 테스트 통로를 형성한다. 조절과 교정을 위해 요구되는 냉매 가스는 조절기 (T) 와 플랜지 (46) 에 유입되고, 자기 센서 (60) 의 출력은 냉매 가스의 유량에 따라 확인된다. 자기 센서 (60) 의 출력에 근거한 냉매 가스의 유량이 조절기 (T) 와 플랜지 (46) 를 흐르는 실제 냉매 가스 유량과 다른 경우, 유량 검출용 요소에 대해 조절과 교정이 실행된다.

이 조절은 장착 부재 (59) 에 대한 자기 센서 (60) 의 위치 조절, 코일 스프링 (56) 의 가압력 조절, 스풀 (53) 에 대한 자석 (57) 의 위치 조절을 포함한다. 교정은 자기 센서 (60) 의 출력 교정을 포함한다. 대량 생산되는 압축기에서는, 조절기 (T) 를 사용하여 조절과 교정이 실행될 때 플랜지 (46) 는 각 압축기에 장착될 필요는 없다.

제 1 실시 형태의 압축기는 다음의 이점을 제공한다.

(1) 플랜지 (46) 에는 유량계를 구성하는 스풀 (53), 코일 스프링 (56), 결합 부재 (58), 자기 센서 (60) 그리고 장착 부재 (59) 가 제공된다. 이 플랜지 (46) 가 압축기의 하우징 (11) 과는 독립적으로 다루어질 때, 유량계의 각 요소는 플랜지 (46) 가 압축기의 하우징 (11) 에 장착된 상태에서 조절 및 교정될 필요는 없다. 따라서, 압축기의 유량계의 요소의 조절과 교정은 종래의 압축기보다 더 쉽게 실행될 수 있다.

(2) 제작 과정에서, 유량 검출용 요소들이 함께 제공되는 플랜지 (46) 는 압축기의 하우징 (11) 과는 독립적으로 다루어진다. 따라서, 유량 검출용 요소의 조절과 교정이 자동화될 수 있다.

(3) 단열재로 형성된 가스켓 (47) 은 플랜지 (46) 와 하우징 (11) 사이에 끼워져 있고, 하우징 (11) 의 열이 플랜지 (46) 로 전달되기 어렵다. 그 결과, 자기 센서 (60) 에 대한 열의 악영향이 억제된다. 게다가, 자기 센서 (60) 를 고정하는 장착 부재 (59) 는 단열재로 되어있고, 자기 센서 (60) 는 플랜지 (46) 로부터 미리 정해진 틈을 두고 떨어져 있다. 따라서, 하우징 (11) 에서 자기 센서 (60) 로의 열전달 또한 억제된다.

이하에서 도 6 에 따른 제 2 실시 형태의 압축기를 설명할 것이다. 이 제 2 실시 형태는 상기 제 1 실시 형태와 자기 센서가 플랜지에 장착되는 구성에 있어서 차이가 있다. 제 2 실시 형태의 기본 구성은 제 1 실시 형태의 기본구성과 유사하고, 따라서 동일한 구성 요소에 대한 설명은 반복하지 않을 것이다.

도 6 을 참조하면, 플랜지 (71) 는 플랜지 통로를 가지며, 이 플랜지 통로는 고압실 (72), 연결 통로 (74), 유동 통로 (75) 그리고 플랜지 (71) 내부에 형성된 수용실 (73) 과 연통하며 상기 연결 통로 (74) 와 연결되어 있는 분기 통로 (76) 를 포함한다. 이 플랜지 (71) 는 수용실 (73) 의 상부에 형성된 공간 (85) 을 가지며, 자기 센서 (84) 가 단열재로 형성된 장착 부재 (83) 를 통해 상기 공간 (85) 안에 위치한다. 장착 부재 (83) 와 자기 센서 (84) 가 상기 공간 (85) 에서 벗어나는 것을 방지하기 위한 C 형 링 (82) 이 장착 부재 (83) 의 아래에서 공간 (85) 에 배치되어 있다. 가동체 또는 스풀 (77) 이 수용실 (73) 에 배치되어 있고 상측 소경부 (78), 하측 대경부 (79), 그리고 자석 (81) 을 갖는다. 상기 스풀 (77) 은 코일 스프링 (80) 에 의해 연결 통로 (74) 안으로 하방으로 힘을 받는다. 차압이 스풀 (77) 에 작용하지 않을 때, 이 스풀 (77) 은 연결 통로 (74) 의 내벽의 하부에 닿아있다. 증폭기는 자석 (81) 이 자기 센서 (84) 에 근접해 있을 때 고압실 (72) 과 유동 통로 (75) 사이의 차압이 큰 것을 자기 센서 (84) 의 출력에 근거해 인식하게 된다. 이 증폭기는 자석 (81) 이 자기 센서 (84) 로부터 떨어져 있을 때 고압실 (72) 과 유동 통로 (75) 사이의 차압이 작 은 것을 자기 센서 (84) 의 출력에 근거해 인식하게 된다. 제 2 실시 형태는 제 1 실시 형태와 같은 유리한 효과를 제공한다.

본 발명은 상기 설명된 제 1, 제 2 실시 형태에 제한되지 않고, 아래 예시한 것처럼 다양한 대안 형태로 실시될 수 있다.

상기 설명된 제 1, 제 2 실시 형태에서, 가동체는 수직으로 미끄러지거나 이동된다. 대안적으로, 상기 가동체는 압축기의 폭 방향이나 길이 방향과 같은 어느 방향으로도 미끄러지거나 이동될 수 있다. 이러한 경우, 가동체가 미끄러지거나 이동되는 방향은 플랜지가 하우징에 장착되는 위치에 대응한 방향으로 설정될 수 있고 또는 플랜지의 장착 위치에 상관없이 설정될 수도 있다.

상기 설명된 제 1, 제 2 실시 형태에서, 토출면의 냉매 가스의 유량이 검출된다. 대안적으로, 흡입측의 냉매 가스의 유량이 검출될 수 있다. 예컨대, 플랜지가 압축기의 흡입실과 외부 냉매 회로 사이에 위치할 수 있고, 흡입측의 냉매 가스의 유량을 검출하기 위한 가동체, 자기 센서 등이 제공된다.

상기 설명된 제 1, 제 2 실시 형태에서, 스로틀이 플랜지 통로에 제공되고, 스로틀의 상류와 하류 사이의 차압이 검출 센서에 의해 검출된다. 대안적으로, 상기 검출 센서는 플랜지 통로 내부의 유체에 대한 저항에 따라 개폐되는 체크 밸브의 역할을 하는 체크 밸브형일 수 있다.

상기 설명된 제 1, 제 2 실시 형태에서, 플랜지는 금속으로 되어있다. 대안적으로, 상기 플랜지는 수지 등의 단열재로 만들어 질 수 있다. 이러한 경우, 금속 플랜지를 사용하는 경우보다 열이 자기 센서에 전달되는 것이 더 어렵게 된다. 따라서, 가스켓과 장착 부재의 재료는 단열재로 제한될 필요는 없다. 또한, 이 가스켓과 장착 부재는 제거될 수 있다. 가스켓과 장착 부재를 제거하는 경우, 자기 센서는 플랜지에 직접 장착된다.

상기 설명된 제 1, 제 2 실시 형태는 고정 스로틀의 예와 가동체를 사용하는 가변 스로틀의 예를 각각 보여준다. 가동체가 차압에 따라 움직일 수 있는 구조라면, 고압실, 연결 통로, 유동 통로와 분기 통로는 선택적으로 변경될 수 있다.

상기 설명된 제 1 실시 형태에서, 용량 제어 밸브는 제 1 압력 도입 통로를 통해 도입되는 흡입 압력에 근거해 제어된다. 상기 용량 제어 밸브는, 제 2 압력 도입 통로를 통하여 외부 냉매 회로에 연결되고 제어 신호와 두 지점 사이의 차압에 따라 제어할 수 있는 제어 밸브, 또는 전자기력으로 밸브 몸체를 제어할 수 있는 ON/OFF 전자기 밸브로 대체될 수 있다.

따라서, 본 실시예와 실시 형태는 한정적인 것이 아니라 예시로서 간주되어야 하고, 본 발명은 이상에서 주어진 세부 사항에 한정되지 않지만 첨부된 청구범위에서 수정될 수 있다.

본 발명은 종래의 것보다 쉽게 조절되고 교정되는 유량 검출 요소를 포함하는 가변 용량형 압축기를 제공할 수 있다.

Claims

실린더 보어와 크랭크 실을 갖는 하우징,

상기 하우징 내부에 형성되어 있고 흡입 압력 구역과 토출 압력 구역을 포함하는 냉매 통로,

실린더 보어안에 위치하는 피스톤,

상기 크랭크 실 안에 위치하는 사판,

상기 하우징에 연결되어 있고, 상기 냉매 통로와 외부 냉매 회로를 연결하는 플랜지 통로를 형성하는 플랜지,

상기 플랜지에 가동적으로 위치하고, 플랜지 통로 내 냉매 가스 유량에 따라 이동될 수 있고, 또한 자석을 갖는 가동체, 그리고

상기 자석의 자속 밀도를 검출하기 위해 플랜지에 또는 플랜지 내부에 고정되는 검출 센서를 포함하며,

상기 사판의 경사각은 피스톤을 가로지르는 크랭크 실 내의 압력과 실린더 보어 내의 압력 사이의 차압에 따라 제어되고, 크랭크 실 내의 압력은 토출 압력 구역의 압력을 크랭크 실에 공급하는 공급통로와 크랭크 실 내의 압력을 흡입 압력 구역으로 배출하는 추기 통로를 통해 조절되며,

냉매 가스의 유량은 상기 검출 센서에 의해 검출되는 자속 밀도에 근거해 검출되고, 플랜지는 가동체와 검출 센서가 그에 제공된 상태에서 하우징에 탈부착이 가능한 가변 용량형 압축기.
제 1 항에 있어서, 단열 부재가 플랜지와 하우징 사이에 제공되는 가변 용량형 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 단열 부재는 단열재로 되어있는 가스켓인 가변 용량형 압축기.
제 1 항에 있어서, 플랜지 통로에 스로틀이 제공되고, 가동체는 스로틀의 상류측과 하류측의 플랜지 통로 내 압력 사이의 차압에 따라 이동가능한 가변 용량형 압축기.
제 4 항에 있어서, 상기 스로틀은 플랜지의 격벽에 의해 형성되는 가변 용량형 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 통로는 가동체가 배치되는 수용실을 포함하는 가변 용량형 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 검출 센서는 플랜지로부터 미리 미리 정해진 틈을 두고 떨어져 있도록 장착 부재를 통하여 플랜지에 고정되는 가변 용량형 압축기.
제 7 항에 있어서, 상기 장착 부재는 단열재로 되어있는 가변 용량형 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 검출 센서는 장착 부재를 통하여 플랜지 내부에 고정되는 가변 용량형 압축기.
제 9 항에 있어서, 상기 장착 부재는 단열재로 되어있는 가변 용량형 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 플랜지는 단열재로 되어있는 가변 용량형 압축기.