KR20080044170A

KR20080044170A - 압축기

Info

Publication number: KR20080044170A
Application number: KR1020070115301A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 이노우에; 히로카즈 메사키; 아츠히로 스즈키; 아키노부 카나이
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2008-05-20
Also published as: JP2008121636A; EP1925821A2; BRPI0704932A; EP1925821A3; US20080110188A1; CN101182839A

Abstract

외부 냉매 회로에 연결되는 압축기가 개시된다. 상기 압축기에는 하우징과, 상기 하우징의 외면에 연결되는 통로 형성 부재와, 상기 통로 형성 부재에 구비되는 차압형 유량 검출기가 구비된다. 유량 검출기는 상류측 통로의 압력과 하류측 통로의 압력을 취하여, 냉매 통로 내의 냉매 유량을 검출한다. 유량 검출기에는 수용실, 분할체, 압축 스프링 및, 분할체의 최대 스트로크양을 한정하는 스프링 시트가 구비된다. 스프링 시트는 하우징 및 통로 형성 부재를 구획하는 분할면보다 통로 형성 부재측에 더 가깝게 위치하며, 상기 분할면과 접촉해 있다.

압축기, 유량 검출기, 압력차

Description

압축기 {COMPRESSOR}

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 특히 압축기에 있어서의 냉매 유량 검출 구조에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 제2004-197679호에 개시된 가변 용량 압축기 중에는, 압축기 내부에 구비된 통로를 통해 흐르는 냉매 유량이 적절한지 여부를 검출하여 용량 제어 밸브의 개방 정도를 제어하는 타입의 압축기가 개시되어 있다. 용량 제어 밸브의 개방 정도는, 압축기에 있어서 냉매용 통로의 제한부(restriction) 양측 사이의 압력차에 기초하여 변경된다. 이와 같은 용량 제어 밸브에 있어서, 압력차에 기초한 힘은, 밸브체를 통하여 용량 제어 밸브 내(內)의 솔레노이드에 전류를 인가함으로써 발생되는 전자기력에 대향하여 작용하게 되고, 밸브의 개방 정도는 2개의 서로 대향하는 힘이 균형을 이루는 위치에 밸브체가 배치됨으로써 결정된다.

냉매 유량이 증가할수록, 제한부 양측 사이의 압력차는 더 커지게 된다. 압력차는 냉매 유량을 반영하여, 압력차가 증가할 경우 용량 제어 밸브의 개방 정도가 증가하게 된다. 냉매 유량이 적정 유량보다 많아지게 되면, 용량 제어 밸브의 개방 정도는 증가하게 되어, 토출실로부터 밸브 구멍을 통해 크랭크실로 공급되는 냉매의 양이 증가하게 된다. 따라서, 크랭크실의 압력이 증가하게 되어, 사판의 경사각은 감소하고, 냉매 유량은 감소하여 적정 유량으로 수렴하게 된다. 냉매 유량이 적정 유량보다 적어지게 되면, 개방 정도는 작아지게 되어, 토출실로부터 밸브 구멍을 통해 크랭크실로 공급되는 냉매의 양이 감소하게 된다. 따라서, 크랭크실의 압력은 감소하게 되어, 사판의 경사각은 증가하고, 냉매 유량은 증가하여 적정 유량으로 수렴하게 된다.

압축기의 구동력을 차량 엔진으로부터 얻는 경우, 압축기를 구동하는데 필요한 토크를 제공할 수 있는 출력을 달성하기 위해, 엔진의 출력 제어를 수행할 필요가 있다. 냉매 유량은 압축기의 토크를 반영하기 때문에, 냉매 유량을 검출함으로써 압축기의 토크를 추정할 수 있다. 제한부 양측 사이의 압력차는 냉매 유량을 반영하지만, 냉매 유량이 실제로 검출되지는 않는다. 따라서, 용량 제어 밸브의 솔레노이드에 공급된 전류 크기에 기초하여 냉매 유량의 추정(즉, 압축기의 토크)이 수행된다.

압축기를 시동할 때에, 용량을 100%로 설정하기 위한 작동 제어가 수행된다. 그러나, 압축기의 작동 정지 동안 유보되었던 크랭크실의 액체 냉매는 압축기의 시동과 함께 기화되기 때문에, 크랭크실의 압력은 높아지고, 압축기는 사판의 경사각을 작게 유지하면서 작동을 유지한다. 사판의 경사각이 작은 상태는 압축기의 토크가 작은 상태, 즉 냉매 유량이 적은 상태에 대응한다. 다른 한편으로, 솔레노이드에 공급된 전류로부터 추정되는 냉매 유량은 크다. 따라서, 압축기의 토크가 실제로 작다고 하더라도, 차량 엔진의 작동은 압축기의 토크가 크다는 가정하에 제어 된다. 이는 에너지 손실을 유발하게 된다.

따라서, 일본실용신안공개공보 제63-177715호에 개시된 것처럼, 차압형 유량 검출기(differential pressure type flow rate detector)를 사용하여 압축기로부터 토출된 냉매 유량을 검출하는 것이 바람직하다. 유량 검출기는 제한부 양측의 압력차에 대응하는 전류 신호를 출력한다. 상기 공개공보의 도 2에 있어서, 제한부 양측의 압력은 벨로프램(bellofram; 분할체)을 통하여 서로 대향하게 되며, 압력차에 기초한 힘이 코일 스프링의 스프링력에 대향하게 된다. 벨로프램은 압력차와 스프링력이 서로 균형을 이루는 위치에 배치되고, 벨로프램과 일체로 이동되는 영구 자석의 위치에 대응하는 전기 신호가 홀(hall) 부재로부터 출력된다.

유량 검출기는, 냉매 통로의 일부를 형성하도록, 압축기 하우징이 아니라 압축기 하우징에 연결된 통로 형성 부재에 구비되는 것이 바람직하다. 유량 검출기가 통로 형성 부재에 구비되는 경우, 통로 형성 부재가 압축기 하우징으로부터 분리된 상태에서 유량 검출기를 조정 및 조절할 수 있다. 따라서, 유량 검출기가 압축기 하우징에 구비되는 경우와 비교하여 유량 검출기를 용이하게 조정 및 조절할 수 있다.

유량 검출기를 조절 및 조정하기 위해 통로 형성 부재를 압축기 하우징으로부터 분리시키는 경우에, 유량 검출기의 구성 요소들인 분할체, 코일 스프링, 영구 자석이, 이들 구성 요소를 수용하고 있는 수용실로부터 이탈하는 것을 방지할 필요가 있다. 예컨대, 분할체, 코일 스프링, 영구 자석 등을 수용실에 가두기 위해, 코일 스프링용 스프링 시트를 수용실에 가압 끼워맞춤하여 코일 스프링용 스프링 시트를 통로 형성 부재에 고정시킴으로써, 이들 구성 요소들의 이탈이 방지된다.

유량 검출기에 있어서 와이어 직경이 크고 스프링 상수가 큰 코일 스프링을 채택한 경우, 코일 스프링의 최소 길이(더 이상 압축될 수 없는 길이)는 크게 된다. 따라서, 수용실 내 코일 스프링의 수축 및 팽창하는 양을 크게 확보하기 위해서는, 코일 스프링의 자유 길이(free length)를 크게 할 필요가 있다. 코일 스프링의 자유 길이를 크게 하기 위해서는, 코일 스프링, 분할체 및, 영구 자석을 수용하는 수용 공간의 길이, 즉 코일 스프링의 압축 및 팽창 방향으로 수용 공간의 크기를 크게 할 필요가 있다. 따라서, 코일 스프링의 수축 및 팽창 방향으로 스프링 시트의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 스프링 시트의 두께를 감소시키는 경우, 필요한 고정력을 얻기 위해서는, 스프링 시트와 수용실의 벽면 사이에 가압 끼워맞춤용 여유부(margin)를 조성할 필요가 있다. 가압 끼워맞춤용 여유부가 크게 설정된 경우, 수용실의 벽면이 크게 변형될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 압축기의 외면에 연결된 통로 형성 부재에 차압형 유량 검출기가 제공된 압축기에 있어서 장애 없이 스프링 부재의 수용 공간의 길이를 크게 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 형태에 따르면, 외부 냉매 회로에 연결되는 압축기가 제공된다. 압축기는, 하우징, 통로 형성 부재 및, 차압형 유량 검출기를 포함한다. 통로 형성 부재는 하우징의 외면에 연결되어 있다. 통로 형성 부재는 하우징의 내부를 외부 냉매 회로에 연결하는 냉매 통로의 일부를 형성한다. 냉매 통로는 고압의 상류측 통로와 저압의 하류측 통로로 구획된다. 차압형 유량 검출기는 통로 형성 부재에 구비되며, 상류측 통로의 압력 및 하류측 통로의 압력을 취하여 냉매 통로 내의 냉매 유량을 검출한다. 검출기에는, 수용실, 위치 변경 가능하도록 수용실 내에 수용되어 있는 분할체, 분할체를 가압하는 스프링 부재 및, 분할체의 최대 스트로크양을 한정하도록 수용실 내에 수용된 스트로크 한정체가 구비된다. 분할체는 수용실을 상류측 통로에 연결되는 고압실과 하류측 통로에 연결되는 저압실로 구획한다. 스프링 부재는 분할체를 저압실로부터 고압실 쪽으로 가압한다. 스트로크 한정체는, 하우징과 통로 형성 부재를 분할하는 분할면보다 통로 형성 부재에 더 가깝게 위치하며, 분할면과 접촉해 있다.

본 발명의 다른 형태 및 장점들은, 본 발명의 원리를 첨부 도면들과 함께 예 를 들어 나타내는 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명을 구체화하여 얻어진 제1 실시예에 대해 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 것처럼, 가변 용량 압축기(10)의 하우징에는, 실린더 블록(11)과, 이 실린더 블록(11)의 전방 단부에 연결되는 전방 하우징 부재(12)와, 밸브판(14), 밸브 형성판(15, 16) 및, 리테이너 형성판(17)을 통하여 실린더 블록(11)의 후방 단부에 연결되는 후방 하우징 부재(13)가 구비된다. 실린더 블록(11), 전방 하우징 부재(12) 및, 후방 하우징 부재(13)는 압축기(10)의 하우징을 구성한다.

전방 하우징 부재(12) 및 실린더 블록(11)은 제어 압력실(121)을 형성한다. 전방 하우징 부재(12) 및 실린더 블록(11)에는 회전축(18)이 레이디얼 베어링(radial bearing; 19, 20)을 통하여 각각 회전가능하게 지지된다. 회전축(18)은 제어 압력실(121)로부터 외측으로 돌출하고, 외부 구동원으로서의 기능을 수행하는 차량 엔진(E)으로부터 구동력을 얻는다.

회전축(18)에는 회전 지지부(21)가 고정되며, 이 회전 지지부에 축방향으로 슬라이딩 및 기울어짐 가능하게 사판(22)이 지지된다. 사판(22)에 구비된 가이드 핀(23)은 회전 지지부(21)에 형성된 가이드 구멍(211)으로 슬라이딩 가능하게 압입된다. 사판(22)은, 가이드 구멍(211)과 가이드 핀(23) 사이의 링크에 기초하여, 기울어지는 동안 회전축(18)의 축방향으로 이동가능하며, 회전축(18)과 일체로 회 전가능하다. 사판(22)의 기울어짐 동작은, 가이드 구멍(211)에 대한 가이드 핀(23)의 슬라이딩 동작과, 회전축(18)에 대한 사판(22)의 슬라이딩 동작에 의해 발생된다.

사판(22)의 반경 방향 중심이 회전 지지부(21)쪽으로 이동하게 되면, 사판(22)의 경사각이 증가하게 된다. 사판(22)의 최대 경사각은 회전 지지부(21)와 사판(22) 사이의 접촉에 의해 조절된다. 도 1에서 실선으로 도시된 사판(22)은 최대 경사각 상태에 있으며, 점선으로 도시된 사판(22)은 최소 경사각 상태에 있다.

실린더 블록(11)을 통하여 형성된 복수의 실린더 보어(111) 각각의 내부에는 피스톤(24)이 수용된다. 사판(22)의 회전은 슈(25)에 의해 피스톤(24)의 왕복 운동으로 변환되어, 피스톤(24)이 실린더 보어(111) 내부에서 왕복 운동한다.

후방 하우징 부재(13) 내부에는 흡입실(131) 및 토출실(132)이 형성된다. 흡입실(131)은 흡입압 영역에 대응하고, 토출실(132)은 토출압 영역에 대응한다. 흡입 포트(141)는 각 실린더 보어(111)에 대응하도록 밸브판(14), 밸브 형성판(16) 및, 리테이너 형성판(17)에 형성된다. 토출 포트(142)는 각 실린더 보어(111)에 대응하도록 밸브판(14) 및 밸브 형성판(15)에 형성된다. 흡입 밸브 플랩(flap; 151)은 각 흡입 포트(141)에 대응하도록 밸브 형성판(15)에 형성되고, 토출 밸브 플랩(161)은 각 토출 포트(142)에 대응하도록 밸브 형성판(16)에 형성된다. 흡입실(131) 내의 냉매는, 대응 피스톤(24)의 상사점에서부터 하사점으로의 이동(도 1에서는 우측에서부터 좌측으로의 이동)에 의해 대응 흡입 포트(141)를 통하여 각 흡입 밸브 플랩(151)을 밀어내고, 실린더 보어(111) 내로 흘러 들어간다. 실린더 보어(111) 내로 유입된 냉매 가스는, 대응 피스톤(24)의 하사점에서부터 상사점으로의 이동(도 1에서는 좌측에서부터 우측으로의 이동)에 의해 대응 토출 포트(142)를 통하여 각 토출 밸브 플랩(161)을 밀어내고, 토출실(132)로 토출된다. 각 토출 밸브 플랩(161)의 개방 정도는 리테이너 형성판(17)상의 리테이너(171)와 토출 밸브 플랩(161)의 접촉에 의해 조절된다.

전자기형 용량 제어 밸브(26)는 후방 하우징 부재(13)에 조립된다. 용량 제어 밸브(26)는 토출실(132)과 제어 압력실(121)을 연결하는 공급 통로(27)에 구비된다. 용량 제어 밸브(26)의 개방 정도는 흡입실(131)의 압력과 전자기 솔레노이드(도시되지 않음)에 인가되는 전류의 듀티 비(duty ratio)에 따라 조정된다. 용량 제어 밸브(26)의 밸브 구멍이 폐색된 경우에는, 토출실(132) 내의 냉매가 제어 압력실(121)로 공급되지 않는다.

제어 압력실(121)은 토출 통로(28)를 통해 흡입실(131)로 연결되어, 제어 압력실(121) 내의 냉매가 토출 통로(28)를 통해 흡입실(131)로 흘러 나간다. 용량 제어 밸브(26)의 개방 정도가 크게 되면, 공급 통로(27)를 통해 토출실(132)로부터 제어 압력실(121)로 흘러 들어오는 냉매의 양이 증가하게 되어, 제어 압력실(121)에서의 압력이 증가하게 된다. 따라서, 사판(22)의 경사각이 감소하게 되어, 압축기의 용량이 감소하게 된다. 용량 제어 밸브(26)의 개방 정도가 작게 되면, 공급 통로(27)를 통해 토출실(132)로부터 제어 압력실(121)로 흘러 들어오는 냉매의 양이 감소하게 되어, 제어 압력실(121)에서의 압력이 감소하게 된다. 따라서, 사판(22)의 경사각이 증가하게 되어, 압축기의 용량이 증가하게 된다.

실린더 블록(11) 외주면의 상부에는 돌출 받침대(29)가 일체로 형성된다. 도 2a에 도시된 것처럼, 받침대(29)의 상단(291), 즉 실린더 블록(11)의 외면은 평평하며, 받침대(29)의 상단(291)에, 통로 형성 부재로서의 기능을 수행하는 머플러 형성 부재(30)가 평판 모양의 밀봉 개스킷(31)과 함께 연결된다. 개스킷(31)은, 중심 재료인 금속판(311)의 양면상에 형성된 고무층(312, 313)으로 구성되어 있다(도 2b 참조). 개스킷(31)은 받침대(29)와 머플러 형성 부재(30) 사이의 부분으로부터 냉매 누출을 방지한다. 도 3에 도시된 것처럼, 머플러 형성 부재(30) 및 개스킷(31)은 모두 스크류(32)에 의해 받침대(29)에 고정된다.

머플러 형성 부재(30)에는 머플러실(33) 및 수용실(34)이 형성되어 있고, 받침대(29)를 향해 개방해 있는 수용실(34)에 분할체(35)가 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다. 즉, 분할체(35)의 위치는 수용실(34) 내에서 변위 가능하다. 분할체(35)는 수용실(34)을 고압실(341)과 저압실(342)로 구획한다. 수용실(34)의 개구부 내에는 합성 수지로 제조된 스프링 시트(36)가 끼워맞춤되고, 분할체(35)와 링 형상의 스프링 시트(36) 사이에는 스프링 부재로서의 기능을 수행하는 코일 스프링(37)이 배치된다. 코일 스프링(37)은 분할체(35)를 저압실(342)로부터 고압실(341) 쪽으로 가압한다.

스트로크 한정체(defining body)로서의 기능을 수행하는 스프링 시트(36)에는 디스크 형상의 베이스부(45) 및 원통형부(46)가 구비되며, 이 베이스부(45)에 코일 스프링(37)의 고정단(371)이 접촉하게 된다. 베이스부(45)의 뒷면(451)은 고무층(312)의 표면, 즉 밀봉면(310)과 접촉하게 된다. 원통형부(46)에는 도입 포 트(461)가 형성된다. 수용실(34)의 주위 벽면(344)에는 환형 연통홈(343)이 형성된다. 도입 포트(461)는 원통형부(46)의 내부 공간, 구체적으로는 저압실(342)을 연통홈(343)과 연결한다. 도입 포트(461)는 원통형부(46)의 외주부를 둘러싸는 환형 필터(53)에 의해 덮여 있다. 스프링 시트(36)는 필터(53)가 몰드내에 놓여진 상태에서 삽입-몰드된다.

저압실(342)은 도입 포트(461) 및 연통홈(343)을 통하여 머플러실(33)과 연통한다. 머플러실(33) 내의 압력은 저압실(342)에 적용된다.

분할체(35)에는 영구 자석(351)이 고정되고, 머플러 형성 부재(30)의 외면에 자기 검출기(38)가 구비된다. 자기 검출기(38)는 영구 자석(351)의 자속 밀도를 검출한다. 자기 검출기(38)에 의해 검출된 자속 밀도에 대한 정보는 도 1에 도시된 용량 제어 컴퓨터(C1)에 전달된다.

도 2a에 도시된 것처럼, 후방 하우징 부재(13)에 오일 세퍼레이터(oil seperator; 29)가 설치된다. 오일 세퍼레이터(39)에는 하우징(40)이 제공된다. 냉매 스월링 실린더(swirling cylinder; 41)는 하우징(40) 내로 끼워맞춤되어 하우징(40) 내부에 고정된다. 실린더(41)는 하우징(40)을 오일 분리실(42)과 통로실(43)로 구획하며, 오일 분리실(42)은 도입 통로(44)를 통해 토출실(132)로 연결된다. 토출실(132) 내의 냉매는 도입 통로(44)를 통해 오일 분리실(42)로 흘러 들어간다. 도입 통로(44)로부터 오일 분리실(42)로 흘러 들어간 냉매는 실린더(41)를 중심으로 실린더(41)의 외주면을 따라 소용돌이 치게된다. 실린더(41)를 중심으로 소용돌이 치는 냉매는 실린더(41)의 내부 공간을 통해 통로실(43)로 흘러 나 가게 된다.

머플러 형성 부재(30), 실린더 블록(11) 및, 후방 하우징 부재(13)에는 밸브판(14) 및 개스킷(31)을 통과하는 통로(47)가 형성된다. 머플러실(33)은 제한 통로(50)를 통해 머플러 형성 부재(30) 내의 통로(47)에 연결되고, 이 통로(47)는 통로실(43)에 연결된다. 도 4는 실린더 블록(11)에 형성된 통로(47)를 나타내고, 도 5는 개스킷(31)을 관통하는 방식으로 형성된 통로(47)를 나타내고, 도 6은 머플러 형성 부재(30)에 형성된 통로(47) 및 제한 통로(50)를 나타낸다.

도 2a 및 도 3에 도시된 것처럼, 받침대(29) 내에 저유실(oil reservoir chamber; 48)이 형성된다. 저유실(48)은 개스킷(31)에 의해 머플러실(33) 및 수용실(34)로부터 분리되어 있다. 도 2a에 도시된 것처럼, 저유실(48)은, 실린더 블록(11), 밸브판(14) 및, 후방 하우징 부재(13)에 형성된 통로(49)를 통해 오일 분리실(42)에 연결되어 있다.

도 1에 도시된 토출실(132) 내의 냉매는, 도입 통로(44), 오일 세퍼레이터(39)의 내부, 통로(47), 제한 통로(50) 및, 머플러실(33)을 통하여, 외부 냉매 회로(51)로 흘러 나간다. 외부 냉매 회로(51)로 흘러 나간 냉매는 흡입실(131)로 순환하게 된다. 외부 냉매 회로(51)에는, 냉매로부터의 열을 흡수하기 위한 열 교환기(54), 팽창 밸브(55) 및, 주변 열을 냉매로 전달하기 위한 열 교환기(56)가 구비된다. 팽창 밸브(55)는 열 교환기(56)의 출구측 가스 온도의 변동에 따라 냉매 유량을 제어한다. 오일은 가변 용량 압축기(10) 및 외부 냉매 회로(51)를 포함하는 회로 내에 존재하며, 냉매와 함께 흐른다.

도 2a에 도시된 도입 통로(44)를 통하여 토출실(132)로부터 오일 분리실(42)로 흘러 들어가는 냉매는 실린더(41)를 중심으로 실린더(41)의 외주면을 따라 소용돌이 치게 된다. 따라서, 냉매에 포함된 안개와 같은 오일이, 오일 분리실(42) 내의 냉매로부터 분리된다. 실린더(41) 주위로 소용돌이 치는 냉매는 실린더의 내부 공간(411)으로 흘러 들어가고, 냉매로부터 분리된 오일은 통로(49)를 통하여 저유실(48)로 흘러 들어간다. 저유실(48) 내의 오일은 저유실(48)의 바닥부를 향해 개방된 회수 통로(57)를 통해 제어 압력실(121)로 흘러 나간다. 제어 압력실(121) 내의 오일은 제어 압력실(121) 내의 슬라이딩부를 윤활하는데 사용된다.

제한 통로(50)는 통로(47) 내의 압력과 머플러실(33) 내의 압력 사이에 차이를 발생시킨다. 머플러실(33) 내의 압력은 통로(47) 내의 압력보다 낮다. 냉매 통로(52)는, 도입 통로(44), 오일 분리실(42), 통로실(43), 통로(47), 제한 통로(50) 및, 머플러실(33)로 구성되며, 가변 용량 압축기(10)의 하우징 내부로부터 하우징 밖으로 토출되는 냉매는 이 냉매 통로(52)를 통하여 지나가게 된다. 냉매 통로(52)는, 제한 통로(50)에 의해, 도입 통로(44), 오일 분리실(42), 통로실(43) 및, 통로(47)를 포함하는 상류측 통로(58)와, 하류측 통로로서의 기능을 수행하는 머플러실(33)로 구획된다.

상류측 통로(58) 내의 압력은 머플러 형성 부재(30)에 형성된 고압 도입 통로(59)를 통해 고압실(341)에 적용되고, 하류측 통로로서의 기능을 수행하는 머플러실(33) 내의 압력은 연통홈(343) 및 도입 포트(461)를 통해 저압실(342)에 적용된다. 고압실(341) 내의 압력과 저압실(342) 내의 압력은 분할체(35)를 사이에 두 고 서로 대향한다. 고압실(341) 내의 압력과 저압실(342) 내의 압력 사이의 압력차는 코일 스프링(37)의 스프링력에 대해 작용하여, 압력차에 기초하는 힘과 코일 스프링(37)의 스프링력이 서로 균형을 이루는 위치에 분할체(35)가 배치된다. 분할체(35)에 고정된 영구 자석(351)은, 고압실(341) 내의 압력과 저압실(342) 내의 압력 사이의 압력차가 증가함에 따라, 자기 검출기(38)로부터 멀리 떨어지게 된다. 고압실(341)과 저압실(342) 사이에 압력차가 존재하지 않는 경우에, 코일 스프링(37)은 그 자유 길이에 가까운 상태에 있게 되어, 분할체(35)는 수용실(34)의 바닥부(340)와 접촉하게 된다.

냉매 통로(52)를 통해 흐르는 냉매의 유량이 증가하게 되면, 압력차가 증가하게 되어, 분할체(35)는 고압실(341)로부터 저압실(342) 쪽으로 위치가 변경된다. 냉매 통로(52)를 통해 흐르는 냉매의 유량이 감소하게 되면, 압력차가 감소하게 되어, 분할체(35)는 저압실(342)로부터 고압실(341) 쪽으로 위치가 변경된다. 분할체(35)의 위치는 자기 검출기(38)에 의해 검출되는 자속 밀도에 반영된다. 자기 검출기(38)에 의해 검출된 자속 밀도는 분할체(35)의 위치, 즉 냉매 통로(52)를 통해 흐르는 냉매의 유량을 반영한다.

수용실(34), 분할체(35), 코일 스프링(37), 스프링 시트(36) 및, 자기 검출기(38)는, 상류측 통로(58)에서의 압력과 하류측 통로(머플러실(33))에서의 압력을 취하여 냉매 통로(52) 내의 냉매 유량을 검출하는 차압형 유량 검출기(60)를 형성한다.

도 1에 도시된 것처럼, 용량 제어 컴퓨터(C1)에는 실온 설정용 디바이스(61) 및 실온 검출기(62)가 연결되어 있다. 용량 제어 컴퓨터(C1)는, 자기 검출기(38)에 의해 얻어진 자속 밀도 정보에 기초하여, 실온 검출기(62)에 의해 검출된 실온이 실온 설정용 디바이스(61)에 의해 설정된 목표 실온으로 수렴하도록, 용량 제어 밸브(26)의 전자기 솔레노이드에 공급되는 전류를 제어한다. 즉, 용량 제어 컴퓨터(C1)는, 자기 검출기(38)에 의해 얻어진 자속 밀도 정보에 기초하여 적절한 값을 얻도록 냉매 유량을 제어하기 위한 피드백 제어를 실행한다.

용량 제어 컴퓨터(C1)는 가변 용량 압축기(10)의 토크 정보를, 자기 검출기(38)로부터 얻어진 자속 밀도에 기초하여 엔진 제어 컴퓨터(C2)로 전달한다. 엔진 제어 컴퓨터(C2)는, 용량 제어 컴퓨터(C1)로부터 얻어진 토크 정보에 기초하여 차량 엔진(E)의 속도 제어를 적절하게 수행한다.

지금까지 상세히 설명한 본 실시예는 다음과 같은 장점을 갖는다.

(1) 머플러 형성 부재(30)가 가변 용량 검출기(10)의 하우징으로부터(구체적으로는, 실린더 블록(11)으로부터) 떨어져 있는 상태에서, 머플러 형성 부재(30)에 조립된 차압형 유량 검출기(60)를 조절 및 조정할 수 있다. 이 경우에, 지그를 사용함으로써, 스프링 시트(36)의 위치가 변경되지 않도록 구성된다.

실린더 블록(11)으로부터 떨어져 있는 머플러 형성 부재(30)를 조절 및 조정용 위치로 이동시키는 경우, 스프링 시트(36), 분할체(35) 및, 코일 스프링(37)이 수용실(34)로부터 이탈하지 않도록 방지할 필요가 있다. 분할체(35)가 수용실(34)의 바닥부(340)와 접촉해 있는 상태에서는, 코일 스프링(37)이 자유 길이에 가까운 상태에 있게 되어, 스프링 시트(36)에 적용되는 코일 스프링(37)의 스프링력이 작 게 된다. 따라서, 머플러 형성 부재(30)가 실린더 블록(11)으로부터 떨어져 있는 상태에 있어서, 스프링 시트(36)가 머플러 형성 부재(30)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해 필요한 스프링 시트(36)로의 고정력(즉, 스프링 시트(36)를 수용실(34)에 끼워 맞춤할 때에 스프링 시트(36)를 고정 및 유지시키기 위한 힘)을 작게 할 수 있다.

머플러 형성 부재(30)가 실린더 블록(11)에 고정된 상태에서는, 스프링 시트(36)가 개스킷(31)과 접촉하는 위치에 있게 된다. 따라서, 수용실(34) 내의 공간을 분할체(35) 및 코일 스프링(37)을 위한 수용 공간으로서 최대로 이용할 수 있다. 다시 말하면, 수용실(34) 주변 벽면(344)의 변형을 일으키도록 스프링 시트(36)를 수용실(34)로 강하게 가압하여 끼워맞추기 위한 구조를 채택하지 않고서도, 장애 없이 코일 스프링(37)을 위한 수용 공간의 길이, 즉 코일 스프링(37)의 압축 및 팽창 방향으로의 수용 공간의 크기를 크게 할 수 있다. 즉, 장애없이 분할체(35)의 최대 스트로크 양을 크게 할 수 있다.

(2) 스프링 시트(36)가 개스킷(31)과 접촉해 있기 때문에, 스프링 시트(36)는 냉매의 압력 및 코일 스프링의 스프링력에 의해 거의 변형되지 않는다. 따라서, 스프링 시트(36)의 베이스부(45)의 두께를 감소시킬 수 있고, 수용실 내의 공간을 분할체(35) 및 코일 스프링(37)을 위한 수용 공간으로서 최대로 이용할 수 있다.

(3) 개스킷(31)은 실린더 블록(11)과 머플러 형성 부재(30)를 분할하며, 개스킷(31)의 밀봉면(310)이 실린더 블록(11)과 머플러 형성 부재(30)를 분할하는 분 할면이다. 실린더 블록(11)과 머플러 형성 부재(30) 사이의 밀봉 성능을 보장하고, 또한 실린더 블록(11)과 머플러 형성 부재(30)를 분할하는 개스킷(31)은, 코일 스프링(37) 수용 공간의 길이를 보장하도록 스프링 시트(36)를 수용 및 유지하는데 적절한 부재이다.

(4) 수용실(34) 주변 벽면(344)의 변형을 발생시키지 않는 약한 고정력을 발생시키는데는 합성 수지의 탄성 변형력을 이용하는 고정력이 적절하다. 즉, 스프링 시트(36)를 합성 수지로 형성하는 것이 약한 고정력을 얻는데 바람직하고, 스프링 시트(36)의 무게를 감소시키는데 바람직하다.

(5) 스프링 시트(36)는 개스킷(31)과의 접촉에 기초하여 위치가 변경되지 않기 때문에, 스프링 시트(36)의 변위때문에 검출 정확도가 저하되지는 않는다.

(6) 외부 물질이 분할체(35)와 수용실(34)의 주변 벽면(344) 사이의 부분에 들어올 경우, 분할체(35)와 수용실(34)의 주변 벽면(344) 사이의 부분이 손상을 받게 된다. 이러한 외부 물질을 제거하는 필터(53)가, 합성 수지로 제조된 스프링 시트(36)를 삽입 몰드함으로써 스프링 시트(36)에 용이하게 제공될 수 있다.

(7) 머플러실(33)의 압력은 머플러실(33)에 연결된 저압실(342)로 도입된다. 저압실(342)을 머플러실(33)로 연결하기 위한 통로 구조가 간단하며, 냉매 통로(52)의 하류측 통로로서 머플러실(33)이 형성되는 구조는, 하류측 통로의 압력을 머플러 형성 부재(30)에 구비된 차압형 유량 검출기(60)로 도입시키기 위한 통로 구조를 단순화한다.

다음, 본 발명의 제2 실시예에 대해 도 7을 참조하여 설명한다. 전술한 설 명 부분에서 사용된 일부 도면 부호를 이하에서 사용하며, 공통 구조에 대한 설명은 생략한다. 단지 변형된 부분만 설명한다.

제2 실시예에서는, 제1 실시예에서의 오일 세퍼레이터(39) 및 저유실(48)이 제공되지 않는다. 게다가, 합성 수지로 제조된 스프링 시트(36)는 받침대(29)의 상단(291)에 접촉해 있다. 스프링 시트(36)의 원통형부(46) 외주면에는 리테이너 돌출부(462)가 일체로 형성되고, 수용실(34)의 주변 벽면(344)에는 리테이너 오목부(345)가 형성된다. 스프링 시트(36)가 수용실(34)에 끼워맞춤될 때, 리테이너 돌출부(462)는 탄성 변형되면서 리테이너 오목부(345)의 위치 내부로 들어가게 되어, 리테이너 돌출부(462)는 리테이너 오목부(345)에 유지된다.

복잡한 형상으로 몰드될 수 있는 합성 수지로 제조된 스프링 시트(36)가 몰드될 때, 리테이너 돌출부(462)를 함께 몰드할 수 있기 때문에, 리테이너 돌출부(462)를 용이하게 몰드할 수 있다. 리테이너 돌출부(462)를 탄성적으로 변형시키는데 요구되는 힘은 비교적 작아, 수용실(34)의 주변 벽면(344)을 변형시키지 않는다.

스프링 시트(36)의 베이스부(45)는 실린더 블록(11)과 접촉해 있으며, 실린더 블록(11)의 외면(받침대(29)의 상단(291))이 실린더 블록(11)과 머플러 형성 부재(30)를 분할하는 분할면으로서의 기능을 수행한다. 실린더 블록(11)의 외면이 분할면으로서 형성된 구조에서는, 개스킷(31)의 밀봉면(310)이 분할면으로서 형성된 구조와 비교하여 코일 스프링(37)의 수용 공간의 길이를 개스킷(31)의 두께에 대응하는 양만큼 신장시킬 수 있다.

다음, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다. 전술한 설명 부분에서 사용된 일부 도면 부호를 이하에서 사용하며, 공통 구조에 대한 설명은 생략한다. 단지 변형된 부분만 설명한다.

차압형 유량 검출기(60B)의 분할체(35B)는 수용실(34B)을 고압실(341B)과 저압실(342B)로 구획하며, 스프링 부재로서의 기능을 수행하는 코일 스프링(37B)이 저압실(342B)에 수용된다. 스트로크 한정체로서의 기능을 수행하는 위치결정용 시트(63)는 수용실(34B)에 끼워맞춤되고, 코일 스프링(37B)은 분할체(35B)를 위치결정용 시트(63) 쪽으로 가압한다. 합성 수지로 제조된 위치결정용 시트(63)는 수용실(34B)에 끼워맞춤되어 개스킷(31)과 접촉해 있다.

고압실(341B)은, 위치결정용 시트(63)에 형성된 도입 포트(631), 연통홈(343), 머플러 형성 부재(30) 및, 개스킷(31)에 형성된 통로(64)를 통해 통로(47B)에 연결된다. 저압실(342B)은 머플러 형성 부재(30)에 형성된 저압 도입 통로(301)를 통해 머플러실(33)에 연결된다. 머플러실(33)은 개스킷(31)에 형성된 제한부(65)를 통해 통로(47B)에 연결된다. 도입 포트(631)는 필터(53)에 의해 덮여 있다.

제한부(65)는 냉매 통로(52B)를 상류측 통로와 하류측 통로로 구획하여, 통로(47B) 내의 압력과 머플러실(33) 내의 압력 사이에 압력차를 발생시킨다. 통로(47B) 내의 압력은 고압실(341B)에 적용되고, 머플러실(33) 내의 압력은 저압실(342B)에 적용된다. 고압실(341B) 내의 압력과 저압실(342B) 내의 압력 사이의 압력차가 증가할수록, 분할체(35B)에 고정된 영구 자석(351)은 자기 검출기(38)에 더 가까워진다. 고압실(341B)과 저압실(342B) 사이의 압력차가 존재하지 않는 경우에, 분할체(35B)는 위치결정용 시트(63)와 접촉하게 된다.

지금까지 설명한 제3 실시예에 따르면, 상기한 제1 실시예의 장점 (1) 내지 (7)과 동일한 장점을 얻을 수 있다.

상기 각 실시예들은 다음과 같이 변형될 수도 있다.

상기 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 머플러 형성 부재(30)는 개스킷(31)을 통해 실린더 블록(11)의 받침대(29)에 연결된다. 그러나, 머플러 형성 부재(30)는 전방 하우징 부재(12)의 외주면이나 후방 하우징 부재(13)의 외주면에 연결될 수도 있다. 다른 방법으로, 머플러 형성 부재(30)는, 실린더 블록(11), 전방 하우징 부재(12) 및, 후방 하우징 부재(13) 중 2개의 부재 이상에 걸쳐 외주면에 연결될 수도 있다.

차압형 유량 검출기에 있어서 분할체로서 벨로스(bellows)가 사용될 수도 있다.

차압형 유량 검출기에 있어서 분할체로서 다이아프램(diaphragm)이 사용될 수도 있다.

통로 형성 부재가 외부 냉매 회로(51)와 흡입실(131) 사이에 구비되고, 개스킷이 가변 용량 압축기의 하우징과 통로 형성 부재 사이에 구비되며, 차압형 유량 검출기가 통로 형성 부재에 구비되도록 구조가 이루어질 수도 있다. 이러한 경우에 차압형 유량 검출기는 외부 냉매 회로(51)로부터 흡입실(131)로 흘러 들어가는 냉매 유량을 검출한다.

본 발명은 고정 용량형 압축기에도 적용될 수 있다.

본 발명은 그 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 특정 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 특히, 본 발명은 다음의 형태들로 구체화될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

본 실시예들은 제한적이 아닌 예시적인 것이며, 본 발명은 여기에서 제공된 상세한 설명에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 및 균등의 범위 내에서 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 용량 압축기 전체의 측단면도이다.

도 2a는 도 1의 압축기의 부분 확대 측단면도이다.

도 2b는 도 2a의 원(2B)으로 둘러싸인 부분을 더 확대하여 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1에서 라인 3-3을 따라 취한 단면도이다.

도 4는 도 2a에서 라인 4-4를 따라 취한 단면도이다.

도 5는 도 2a에서 라인 5-5를 따라 취한 단면도이다.

도 6은 도 2a에서 라인 6-6을 따라 취한 단면도이다.

도 7a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압축기의 부분 단면도이다.

도 7b는 도 7a의 부분 확대 측단면도이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압축기의 부분 측단면도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11: 실린더 블록(하우징) 12: 전방 하우징 부재(하우징)

13: 후방 하우징 부재(하우징) 27: 공급 통로

28: 토출 통로 34: 수용실

30: 머플러 형성 부재(통로 형성 부재) 31:개스킷

33: 머플러실(하류측 통로) 35: 분할체(partition body) 36: 스프링 시트(스트로크 한정체)

37: 코일 스프링(스프링 부재) 50: 제한 통로

51: 외부 냉매 회로 52: 냉매 통로

58: 상류측 통로 60: 유량 검출기

131: 흡입실(흡입압 영역) 132: 토출실(토출압 영역)

291: 상단(분할면) 310: 밀봉면(분할면)

341: 고압실 342: 저압실

345: 리테이너 오목부 371: 고정단

462: 리테이너 돌출부

Claims

외부 냉매 회로(51)에 연결되는 압축기로서,

하우징(11, 12, 13);

상기 하우징(11, 12, 13)의 외면에 연결되고, 상기 하우징(11, 12, 13)의 내부를 상기 외부 냉매 회로(51)에 연결하는 냉매 통로(52)의 일부분을 형성하며, 상기 냉매 통로(52)는 고압의 상류측 통로(58)와 저압의 하류측 통로(33)로 구획되는 통로 형성 부재(30); 및

상기 통로 형성 부재(30)에 구비되고, 상기 상류측 통로(58)의 압력과 상기 하류측 통로(58)의 압력을 취하여 상기 냉매 통로(52) 내의 유량을 검출하는 차압형 유량 검출기(60)로서, 상기 검출기(60)에는 수용실(34)과, 상기 수용실(34) 내에서 그 위치가 변위 가능하도록 수용되는 분할체(35)와, 상기 분할체(35)를 가압하는 스프링 부재(37)와, 상기 분할체(35)의 최대 스트로크양을 한정하도록 상기 수용실(34)에 수용되는 스트로크 한정체(36)가 구비되어, 상기 분할체(35)가 상기 수용실(34)을 상기 상류측 통로(58)에 연결되는 고압실(341)과 상기 하류측 통로(33)에 연결되는 저압실(342)로 구획하고, 상기 스프링 부재(37)가 상기 분할체(35)를 상기 저압실(342)로부터 상기 고압실(341) 쪽을 향해 가압하는 차압형 유량 검출기(60);

를 포함하는 압축기에 있어서,

상기 스트로크 한정체(36)는, 상기 하우징(11)과 상기 통로 형성 부재(30)를 분할하는 분할면(291, 310)보다 상기 통로 형성 부재(30)에 더 가깝게 위치하며, 상기 분할면(291, 310)에 접촉해 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 하우징(11)과 상기 통로 형성 부재(30) 사이에 개스킷(31)이 제공되며, 상기 분할면(310)은 상기 통로 형성 부재(30)에 대향하는 상기 개스킷(31)의 밀봉면(310)인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 분할면(291)은 상기 하우징의 외면인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 스트로크 한정체(36)는 합성 수지로 제조되어, 상기 수용실(34)에 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 통로 형성 부재(30)는 리테이너(retainer) 오목부(345)를 구비하고, 상기 스트로크 한정체(36)는 합성 수지로 제조되며, 상기 리테이너 오목부(345)에 유지되는 리테이너 돌출부(462)를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 스트로크 한정체(36)는 합성 수지로 제조되고, 상기 저압실(342)을 상기 하류측 통로(33)에 연결하도록 상기 스트로크 한정체(36)를 관통하는 도입 포트(461)가 구비되며, 상기 도입 포트(461)에 필터(53)가 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 스트로크 한정체(36)는 상기 스프링 부재(37)의 고정단(371)을 수용하는 스프링 시트인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 압축기는 토출압 영역(132), 흡입압 영역(131), 제어 압력실(121), 상기 토출압 영역(132)으로부터 상기 제어 압력실(121)로 냉매를 공급하는 공급 통로(27) 및, 상기 제어 압력실(121)로부터 상기 흡입압 영역(131)으로 냉매를 토출하는 토출 통로(28)가 구비되는 가변 용량 압축기로서, 상기 압축기의 용량이 상기 제어 압력실(121) 내의 압력에 대응하여 제어되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 통로 형성 부재(30)는 냉매 통로(52)를 상류측 통로(58) 및 하류측 통로(33)로 구획하는 제한 통로(50)를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기.