KR20080101664A

KR20080101664A - 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조

Info

Publication number: KR20080101664A
Application number: KR1020080034206A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 호시노; 마사키 오타; 시아오리앙 왕
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2008-11-21
Also published as: US20090129948A1; CN101307753A; KR100896267B1; CN101307753B; JP2008286109A

Abstract

(과제) 로터리 밸브를 이용한 고정 용량형 피스톤식 압축기의 기동 쇼크 완화의 효과를 높인다.

(해결 수단) 회전축(21)에는 제1 로터리 밸브(35) 및 제2 로터리 밸브(36)가 실린더 블록(11, 12)에 대응하여 형성되어 있다. 통내(411)에는 밸브체(42)가 제1 압력실(412)을 구획하도록 끼워 넣어져 있다. 제1 압력실(412)과 제2 압력실(491)을 나누는 구획벽판(48)에는 제1 벨로우즈(bellows:51) 및 제2 벨로우즈(52)가 연결되어 있다. 제1 벨로우즈(51)는, 밸브체(42)에 연결된 상태에서 제1 압력실(412)에 수용되어 있고, 제2 벨로우즈(52)는, 제2 압력실(491)에 수용되어 있다. 구획벽판(48)에 관통형성된 교축 통로(53)는, 제1 벨로우즈(51) 내의 제1 용적 가변실(511)과 제2 벨로우즈(52) 내의 제2 용적 가변실(521)에 연통하고 있다.

실린더 블록, 리어 하우징, 토출실, 밸브체, 양두 피스톤

Description

고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조{REFRIGERANT SUCTION STRUCTURE IN FIXED DISPLACEMENT TYPE PISTON COMPRESSOR}

본 발명은, 피스톤에 의해 실린더 보어내에 구획(define)되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입 통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하여, 당해 로터리 밸브가 회전축과 일체적으로 회전하는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조에 관한 것이다.

로터리 밸브를 이용한 피스톤식 압축기(예를 들면 특허 문헌 2, 5를 참조)는, 리드 밸브형의 흡입 밸브를 이용한 피스톤식 압축기(예를 들면 특허 문헌 1, 4를 참조)에 비하여, 실린더 보어 내로 흡입 가스를 흡입할 때의 흡입 저항이 적어, 에너지 효율이 우수하다.

특허 문헌 2의 단락 [0006]에 기재된 바와 같이, 압축기의 기동(起動)시에는 가스의 압축에 따라 토크가 급격히 증대하고, 이것이 차량 엔진(내연 기관)에 부하(負荷)로서 가해진다. 그 때문에, 차량의 주행 속도가 한순간 저하하여 차량의 탑승자가 쇼크를 느낀다는 기동 쇼크(shock)가 생긴다.

특허 문헌 2에 개시된 피스톤식 압축기에서는, 회전축과 일체적으로 회전하 는 로터리 밸브가 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 형성되어 있고, 로터리 밸브는, 제어압실에 공급되는 압력에 따라, 회전축의 축방향에 있어서의 위치를 바꿀수 있도록 되어 있다. 또한, 거의 모든 실린더 보어를 실린더 블록의 중심부에 대하여 형성된 흡입구에 연통(communication) 가능한 바이패스 홈(bypass groove)이 로터리 밸브에 형성되어 있다. 로터리 밸브는, 운전 정지시와 기동시에는, 바이패스 홈이 거의 모든 실린더 보어를 흡입구에 연통 가능한 위치에 오도록, 회전축의 축방향의 위치에 배치된다. 따라서, 기동시에는 피스톤이 실린더 보어 내의 가스를 압축하는 동작을 해도, 실린더 보어 내의 가스가 바이패스 홈을 경유하여 흡입구로 되돌아가 버리기 때문에, 기동 쇼크가 생기지 않는다.

로터리 밸브의 주면(周面)에 있어서의 클리어런스(clearance)는, 이 주면을 따라 가스가 새지 않도록, 그리고 로터리 밸브가 회전할 수 있도록, 가급적으로 작게 할 필요가 있다. 그러나, 로터리 밸브를 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 하는 구성에서는, 로터리 밸브를 회전축의 축방향으로도 이동 가능하게 하는 클리어런스가 필요하게 되지만, 이러한 클리어런스의 관리는 매우 곤란하다.

특허 문헌 3에 개시된 압축기에서는, 흡입실에 이르는 흡입 통로의 도중에 기동 부하 저감 장치가 형성되어 있다. 기동 부하 저감 장치는, 오일 댐퍼를 구성하는 스풀 밸브(spool valve)를 구비하고, 스풀 밸브의 댐퍼부와 하우징과의 사이에 극간이 형성되어 있다. 스풀 밸브가 흡입 통로를 여는 방향으로 이동할 때에는, 댐퍼실 내의 오일이 상기 극간으로부터 소량씩 중간실로 빠져나간다. 그 때문에, 스풀 밸브의 이동 속도는, 완만한 것으로 되고, 흡입 통로의 열리는 속도가 완 만해진다. 이에 따라, 기동 쇼크가 완화된다.

특허 문헌 4에 개시된 피스톤식 압축기에서는, 토출압과 흡입압과의 차압(differential pressure)에 의해 개폐하는 차압 감지 개폐 밸브가 형성되어 있다. 차압 감지 개폐 밸브는, 압축기 외부로부터 냉매를 도입하는 저압 냉매관로와, 압축기 내의 흡입실과의 사이에 개재되어 있고, 압축기가 압력 밸런스를 잡고 있는 상태에서 기동하면, 차압 감지 개폐 밸브가 닫힘 상태가 되어, 압축기 외부로부터 흡입실로의 냉매의 유입이 멈춰진다. 이에 따라, 기동 쇼크가 완화된다.

[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 소64-88064호

[특허 문헌 2] 일본공개특허공보 평7-119631호

[특허 문헌 3] 일본공개특허공보 평7-139474호

[특허 문헌 4] 일본공개특허공보 2000-145629호

[특허 문헌 5] 일본공개특허공보 2006-83835호

그러나, 특허 문헌 3에 기재된 압축기에서는, 흡입 통로가 스풀 밸브에 의해 닫혀진 상태에 있어도 흡입실에는 냉매가 남아 있어, 이 잔류 냉매가 실린더 보어에 흡입되어 압축된다. 또한, 특허 문헌 4에 개시된 압축기에 있어서도, 차압 감지 개폐 밸브가 닫힘 상태가 되어도 흡입실에는 냉매가 남아 있어, 이 잔류 냉매가 실린더 보어에 흡입되어 압축된다. 흡입실의 용적은, 흡입 맥동(pulsation)을 억제하기 위해 크게 하고 있기 때문에, 차압 감지 개폐 밸브가 닫힘 상태가 된 상태, 또는 흡입 통로가 닫힌 상태에서 실린더 보어에 흡입되는 냉매량이 많아, 기동 쇼크 완화의 효과는 충분하지 않다.

본 발명은, 기동 쇼크 완화의 효과를 높이는 것을 목적으로 한다.

청구항 1 내지 청구항 9의 발명은, 회전축의 주위로 배열된 복수의 실린더 보어 내에 피스톤이 수용되어 있어, 상기 피스톤이 상기 회전축과 일체화된 캠체( cam body)를 통하여 상기 회전축의 회전에 연동되어 있고, 상기 피스톤에 의해 상기 실린더 보어 내에 구획되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입 통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 상기 로터리 밸브는, 상기 회전축과 일체적으로 회전하고, 상기 회전축은, 클러치를 통하여 외부 구동원에 연결되는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조를 대상으로 하고, 청구항 1의 발명은, 압축기 내의 흡입압 영역과 상기 도입 통로의 출구를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단이 형성되어 있고, 상기 전환 수단은, 상기 압축기 내의 흡입압 영역과 상기 도입 통로의 출구를 연통하는 위치와 차단하는 위치로 전환 배치되는 밸브체와, 상기 연통하는 위치로부터 상기 차단하는 위치로 상기 밸브체를 되돌리는 복귀 스프링과, 상기 밸브체의 위치 변위에 따라 용적을 바꾸는 제1 용적 가변실과, 용적 변화 가능한 제2 용적 가변실과, 상기 제1 용적 가변실과 상기 제2 용적 가변실을 연통하는 교축 통로(좁힘 통로)를 구비하고 있고, 상기 제1 용적 가변실과 상기 제2 용적 가변실에는 유체(流體)가 넣어져 있고, 상기 제1 용적 가변실이 용적 변화할 때에는, 상기 유체가 상기 교축 통로를 통과하는 것을 특징으로 한다.

압축기의 운전이 행해지고 있을 때(회전축이 회전하고 있을 때)의 밸브체보다 하류의 도입 통로 내의 압력은, 압축기의 운전이 행해지고 있지 않을 때의 도입 통로 내의 압력보다도 낮다. 압축기의 운전이 정지되어 있을 때에는, 밸브체는, 차단하는 위치에 있지만, 압축기의 운전이 개시되면, 밸브체보다 하류의 도입 통로 내의 압력이 저하하여, 밸브체가 차단하는 위치로부터 연통하는 위치로 이동한다. 이 이동시에는, 제1 용적 가변실의 용적이 변화하여, 유체가 교축 통로를 통과한다. 유체가 교축 통로를 통과함으로써 제2 용적 가변실의 용적도 변화한다. 유체가 교축 통로를 통과할 때의 통과 저항이 제1 용적 가변실 및 제2 용적 가변실의 용적 변화를 늦춰, 밸브체의 이동에 제동이 걸려진다. 그 때문에, 압축기의 운전이 개시될 때에는, 기동 쇼크가 완화된다. 압축기 내의 흡입압 영역과 도입 통로의 출구와의 연통이 차단되기 때문에, 전환 수단이 상기 차단하는 상태에 있을 때 에 압축되는 냉매량이 적어, 기동 쇼크 완화의 효과가 높다.

압축기의 운전이 정지되면, 밸브체가 복귀 스프링의 스프링력에 의해 상기 차단하는 위치로 복귀한다. 복귀 스프링의 채용은, 밸브체를 차단하는 위치로 복귀시키는데 있어서 간편한 구성이다.

매우 적합한 예로는, 상기 제1 용적 가변실은, 구획벽과, 위치 변위하는 제1 가동부를 갖는 제1실 형성 부재와의 사이에 형성되어 있고, 상기 제2 용적 가변실은, 상기 구획벽과, 위치 변위하는 제2 가동부를 갖는 제2실 형성 부재와의 사이에 형성되어 있고, 상기 교축 통로는, 상기 구획벽을 관통하여 상기 제1 용적 가변실과 상기 제2 용적 가변실에 연통되어 있고, 상기 제1 용적 가변실의 용적은, 상기 제1 가동부의 위치 변위에 의해 변화하고, 상기 제2 용적 가변실의 용적은, 상기 제2 가동부의 위치 변위에 의해 변화한다.

압축기의 운전이 개시되면, 밸브체보다 하류의 도입 통로 내의 압력이 저하하고, 밸브체가 차단하는 위치로부터 연통하는 위치로 이동한다. 이 이동시에는, 제1 가동부가 위치 변위하여 제1 용적 가변실의 용적이 변화하고, 유체가 교축 통로를 통과한다. 유체가 교축 통로를 통과함으로써 제2 가동부도 위치 변위하고, 제2 용적 가변실의 용적이 변화한다. 이 때의 통과 저항이 제1 용적 가변실 및 제2 용적 가변실의 용적 변화를 늦춰, 밸브체의 이동에 제동이 걸려진다.

매우 적합한 예로는, 제1실 형성 부재는, 상기 구획벽에 연결된 제1 벨로우즈(bellows)이고, 제2실 형성 부재는, 상기 구획벽에 연결된 제2 벨로우즈이다.

벨로우즈는, 제1, 2 용적 가변실 내로부터의 유체의 누설을 회피하는데 있어 서 매우 적합하다.

매우 적합한 예로는, 상기 밸브체는, 상기 제1 벨로우즈의 가동단에 부착되어 있다.

상기 제1 벨로우즈는, 밸브체의 위치 변위에 따라 신축한다. 제1 벨로우즈가 늘어나면, 제1 용적 가변실의 용적이 증대함과 함께, 제2 벨로우즈가 축소하여 제2 용적 가변실의 용적이 감소한다. 제1 벨로우즈가 줄어들면, 제1 용적 가변실의 용적이 감소함과 함께, 제2 용적 가변실의 용적이 증대한다.

매우 적합한 예로는, 용적 변화가 동일한 크기일 때의 제1 벨로우즈의 가동단의 이동 거리는, 제2 벨로우즈의 가동단의 이동 거리보다도 크다.

이러한 구성은, 차단하는 위치로부터 연통하는 위치까지의 밸브체의 이동 거리를 버는데 있어서 매우 적합하다.

매우 적합한 예로는, 상기 유체는, 액체이다.

액체는, 교축 통로에 있어서의 통과 저항을 늘리고 밸브체의 이동 속도를 늦추게 하는데 있어서 매우 적합하다.

매우 적합한 예로는, 상기 전환 수단이 상기 차단하는 상태에 있을 때에는, 상기 밸브체는, 상기 도입 통로의 입구를 상기 압축기 내의 흡입압 영역으로부터 차단하는 위치에 배치된다.

압축기 내의 흡입압 영역과 도입 통로의 입구와의 연통이 차단되기 때문에, 전환 수단이 상기 차단하는 상태에 있을 때에 압축되는 냉매량이 적어, 기동 쇼크 완화의 효과가 높다.

상기 도입 통로는, 상기 로터리 밸브의 단면에 입구를 가짐과 함께, 상기 로터리 밸브의 주면에 출구를 갖고, 상기 도입 통로는, 상기 회전축의 내부에 상기 회전축의 회전축선의 방향으로 연장되는 축내 통로를 갖고, 상기 도입 통로의 출구는, 상기 회전축의 주면을 관통하여 상기 축내 통로에 연통하고 있고, 상기 밸브체는, 상기 도입 통로의 입구로부터 상기 도입 통로 내를 상기 회전축선의 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 축내 통로 내에 끼워 넣어져 있고, 상기 밸브체는, 상기 축내 통로 내를 상기 회전축선의 방향으로 이동되어 상기 연통하는 위치와 상기 차단하는 위치로 전환 배치되고, 상기 차단하는 위치는, 상기 밸브체가 상기 축내 통로로부터 상기 도입 통로의 출구를 차단하는 위치이다.

밸브체가 슬라이드되어 상기 차단하는 위치에 배치되면, 도입 통로의 출구가 축내 통로로부터 차단되고, 축내 통로로부터 압축실로의 냉매 유입이 저지된다. 축내 통로의 내부에서 밸브체에 의해 도입 통로의 출구를 축내 통로로부터 차단하는 구성은, 전환 수단이 차단하는 상태에 있을 때의 냉매 압축량을 저감하는데 있어서 최적이다.

매우 적합한 예로는, 상기 실린더 보어를 형성하는 실린더 블록에 리어 하우징이 연결되어 있고, 상기 리어 하우징 내에는 흡입실이 형성되어 있고, 상기 밸브체는, 상기 리어 하우징 내에 형성되어 있다.

본 발명은, 기동 쇼크 완화의 효과를 높일 수 있다는 우수한 효과를 가져온다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시 형태를 도1∼도4 에 기초하여 설명한다.

도1 에 나타내는 바와 같이, 연결된 한 쌍의 실린더 블록(11, 12)의 한쪽의 실린더 블록(11)에는 프론트 하우징(13)이 연결되어 있고, 다른 한쪽의 실린더 블록(12)에는 리어 하우징(14)이 연결되어 있다. 실린더 블록(11, 12), 프론트 하우징(13) 및 리어 하우징(14)은, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 전체 하우징을 구성한다. 프론트 하우징(13)에는 압축기 내의 토출압 영역으로서의 토출실(131)이 형성되어 있고, 리어 하우징(14)에는 압축기 내의 토출압 영역으로서의 토출실(141) 및 압축기 내의 흡입압 영역으로서의 흡입실(142)이 형성되어 있다. 압축기 내(內)란, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 전체 하우징의 내부를 말하며, 압축기 외(外)란, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 전체 하우징의 외부를 말한다.

실린더 블록(11)과 프론트 하우징(13)과의 사이에는 밸브 플레이트(15), 밸브 형성 플레이트(16) 및 리테이너(retainer) 형성 플레이트(17)가 개재되어 있다. 실린더 블록(12)과 리어 하우징(14)과의 사이에는 밸브 플레이트(18), 밸브 형성 플레이트(19) 및 리테이너 형성 플레이트(20)가 개재되어 있다. 밸브 플레이트(15, 18)에는 토출 포트(151, 181)가 형성되어 있고, 밸브 형성 플레이트(16, 19)에는 토출 밸브(161, 191)가 형성되어 있다. 토출 밸브(161, 191)는, 토출 포트(151, 181)를 개폐한다. 리테이너 형성 플레이트(17, 20)에는 리테이너(171, 201)가 형성되어 있다. 리테이너(171, 201)는, 토출 밸브(161, 191)의 개도(開度)를 규제한다.

실린더 블록(11, 12)에는 회전축(21)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 실린더 블록(11, 12)에는 축공(shaft hole;111, 121)이 관통형성되어 있고, 축공(111, 121)에는 회전축(21)이 통과되어 있다. 회전축(21)의 외주면은, 축공(111, 121)의 내주면에 접해 있고, 회전축(21)은, 축공(111, 121)의 내주면을 통하여 실린더 블록(11, 12)에 의해 직접 지지되어 있다. 축공(111)에 접하는 회전축(21)의 외주면 부분은, 시일(seal) 주면(211)으로 되어 있고, 축공(121)에 접하는 회전축(21)의 외주면 부분은, 시일 주면(212)으로 되어 있다.

회전축(21)에는 캠체로서의 사판(23)이 고정부착되어 있다. 사판(23)은, 실린더 블록(11, 12)간의 사판실(24)에 수용되어 있다. 프론트 하우징(13)과 회전축(21)과의 사이에는 립시일(lip seal) 형의 축시일 부재(22)가 개재되어 있다. 축시일 부재(22)는, 프론트 하우징(13)과 회전축(21)과의 사이로부터의 가스 누설을 방지한다. 프론트 하우징(13)으로부터 외부에 돌출하는 회전축(21)의 돌출 단부는, 전자 클러치(25)를 통하여 외부 구동원인 차량 엔진(26)에 접속되어 있다. 회전축(21)은, 전자 클러치(25)를 통하여 차량 엔진(26)으로부터 회전 구동력을 얻는다.

도2(a) 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(11)에는 복수의 실린더 보어(27)가 회전축(21)의 주위로 배열되도록 형성되어 있다. 도2(b) 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(12)에는 복수의 실린더 보어(28)가 회전축(21)의 주위에 배 열되도록 형성되어 있다. 전후(프론트 하우징(13)측을 전측, 리어 하우징(14)을 후측으로 하고 있음)로 쌍이 되는 실린더 보어(27, 28)에는 양두(double headed) 피스톤(29)이 수용되어 있다.

도1 에 나타내는 바와 같이, 회전축(21)과 일체적으로 회전하는 사판(23)의 회전 운동은 슈(30)를 통하여 양두 피스톤(29)에 전해져, 양두 피스톤(29)이 실린더 보어(27,28) 내를 전후로 왕복 운동한다. 양두 피스톤(29)은, 실린더 보어(27, 28) 내에 압축실(271, 281)을 구획한다.

회전축(21) 내에는 축내 통로(31)가 회전축(21)의 회전축선(210)을 따라 형성되어 있다. 축내 통로(31)의 입구(311)는, 실린더 블록(12) 내의 회전축(21)의 단면(213)에 있어서 리어 하우징(14) 내의 흡입실(142)에 개구하고 있다. 축공(111) 내의 회전축(21)에는 축내 통로(31)의 출구(312)가 회전축(21)의 시일 주면(211)에 개구하도록 형성되어 있다. 축공(121) 내의 회전축(21)에는 축내 통로(31)의 출구(313)가 회전축(21)의 시일 주면(212)에 개구하도록 형성되어 있다.

도2(a) 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(11)에는 연통로(32)가 실린더 보어(27)와 축공(111)에 연통하도록 형성되어 있다. 도2(b) 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(12)에는 연통로(33)가 실린더 보어(28)와 축공(121)에 연통하도록 형성되어 있다. 회전축(21)의 회전에 따라, 축내 통로(31)의 출구(312, 313)는, 연통로(32, 33)에 간헐적으로 연통한다.

양두 피스톤(29)이 실린더 보어(27)측에서 흡입 행정의 상태(양두 피스톤(29)이 도1 의 좌측으로부터 우측으로 이동하는 행정)에 있을 때에는, 출구(312) 와 연통로(32)가 연통한다. 양두 피스톤(29)이 실린더 보어(27)측에서 흡입 행정의 상태에 있을 때에는, 회전축(21)의 축내 통로(31) 내의 냉매가 출구(312) 및 연통로(32)를 경유하여 실린더 보어(27)의 압축실(271)로 흡입된다.

양두 피스톤(29)이 실린더 보어(27) 측에서 토출 행정의 상태(양두 피스톤(29)이 도1 의 우측으로부터 좌측으로 이동하는 행정)에 있을 때에는, 출구(312)와 연통로(32)와의 연통이 차단된다. 양두 피스톤(29)이 실린더 보어(27)측에서 토출 행정의 상태에 있을 때에는, 압축실(271) 내의 냉매가 토출 포트(151)로부터 토출 밸브(161)를 밀어내어 토출실(131)로 토출된다. 토출실(131)로 토출된 냉매는, 통로(341)를 통하여 외부 냉매 회로(34)로 유출한다.

양두 피스톤(29)이 실린더 보어(28)측에서 흡입 행정의 상태(양두 피스톤(29)이 도1 의 우측으로부터 좌측으로 이동하는 행정)에 있을 때에는, 출구(313)와 연통로(33)가 연통한다. 양두 피스톤(29)이 실린더 보어(28)측에서 흡입 행정의 상태에 있을 때에는, 회전축(21)의 축내 통로(31) 내의 냉매가 출구(313) 및 연통로(33)를 경유하여 실린더 보어(28)의 압축실(281)로 흡입된다.

양두 피스톤(29)이 실린더 보어(28) 측에서 토출 행정의 상태(양두 피스톤(29)이 도1 의 좌측으로부터 우측으로 이동하는 행정)에 있을 때에는, 출구(313)와 연통로(33)와의 연통이 차단된다. 양두 피스톤(29)이 실린더 보어(28)측에서 토출 행정의 상태에 있을 때에는, 압축실(281) 내의 냉매가 토출 포트(181)로부터 토출 밸브(191)를 밀어내어 토출실(141)로 토출된다. 토출실(141)로 토출된 냉매는, 통로(342)를 통하여 외부 냉매 회로(34)로 유출한다.

외부 냉매 회로(34) 상에는, 냉매로부터 열을 빼앗기 위한 열교환기(37), 팽창 밸브(38) 및, 주위의 열을 냉매로 옮기기 위한 열교환기(39)가 개재되어 있다. 팽창 밸브(38)는, 열교환기(39)의 출구측의 가스 온도의 변동에 따라 냉매 유량을 제어한다. 외부 냉매 회로(34)로 유출한 냉매는, 흡입실(142)로 환류한다.

회전축(21)의 시일 주면(211)의 부분은, 회전축(21)에 일체 형성된 제1 로터리 밸브(35)가 되고, 회전축(21)의 시일 주면(212)의 부분은, 회전축(21)에 일체 형성된 제2 로터리 밸브(36)가 된다. 즉, 회전축(21)은, 로터리 밸브이다. 회전축선(210)은, 로터리 밸브의 회전축선이며, 회전축(21)의 단면(213)(즉 로터리 밸브의 단면)은, 로터리 밸브의 회전축선(210)과 교차한다. 축내 통로(31) 및 출구(312, 313)는, 로터리 밸브의 도입 통로를 구성하고, 축공(111)은, 제1 로터리 밸브(35)를 수용하는 밸브 수용실이며, 축공(121)은, 제2 로터리 밸브(36)를 수용하는 밸브 수용실이다.

도3 및 도4 에 나타내는 바와 같이, 흡입실(142)을 형성하는 리어 하우징(14)의 단벽에는 대좌(臺座;40)가 일체 형성되어 있고, 대좌(40)의 내벽면에는 원통(41)이 일체 형성되어 있다. 원통(41)의 통내(411)에는 스풀 형상의 밸브체(42)가 슬라이드 가능하게 끼워 넣어져 있다. 밸브체(42)는, 원판 형상의 피스톤부(43)와 원통부(44)를 구비하고, 원통부(44)에는 도입구(441)가 원통부(44)의 외주면에 개구하고, 또한 원통부(44)의 통내(442)에 연통하도록 형성되어 있다. 통내(442)는, 밸브체(42)의 내부 통로이다. 피스톤부(43)는, 원통(41)의 통내(411)에 제1 압력실(412)을 구획한다.

리어 하우징(14)측의 실린더 블록(12)의 단면에는 원통 형상의 가이드통(45)이 원통(41)에 대향하도록 일체 형성되어 있다. 가이드통(45)의 통내(451)는, 축내 통로(31)(도입 통로)의 입구(311)에 연통하고 있다. 가이드통(45)의 선단과 원통(41)의 선단과는 떨어져 있고, 밸브체(42)의 원통부(44)는, 가이드통(45)에 슬라이드 가능하게 끼워 맞춰져 있다. 가이드통(45)의 내주면에는 서클립(circlip;46)이 부착되어 있고, 서클립(46)과 피스톤부(43)와의 사이에는 복귀 스프링(47)이 개재되어 있다. 복귀 스프링(47)은, 대좌(40)에 가까워지도록 밸브체(42)를 탄성 지지한다. 밸브체(42)가 대좌(40)에 가까워질수록 제1 압력실(412)의 용적이 감소한다.

도4 에 나타내는 상태에서는, 도입구(441)의 전체가 흡입실(142) 내에 노출하는 위치에 있고, 축내 통로(31)가 가이드통(45)의 통내(451), 원통부(44)의 통내(442) 및 도입구(441)를 통하여 흡입실(142)에 연통하고 있다. 도3 에 나타내는 상태에서는, 도입구(441)의 전체가 통내(411)에 들어와 있는 위치에 있고, 축내 통로(31)와 흡입실(142)과의 연통이 차단되어 있다. 도4 는, 밸브체(42)가 축내 통로(31)와 흡입실(142)을 연통하는 위치에 있는 상태를 나타내고, 도3 은, 밸브체(42)가 축내 통로(31)와 흡입실(142)을 차단하는 위치에 있는 상태를 나타낸다.

도3 및 도4 에 나타내는 바와 같이, 대좌(40)의 외벽면에는 오목부(401)가 형성되어 있고, 오목부(401)에는 구획벽으로서의 구획벽판(48)이 수용되어 있다. 대좌(40)의 외면에는 바닥이 있는 통형상의 덮개(49)가 나사(50)의 조임에 의해 접합하여 고정되어 있다. 덮개(49)는, 나사(50)의 조임에 의해 구획벽판(48)을 오목 부(401)의 바닥에 압착하고 있다.

오목부(401)의 바닥에는 통공(55)이 제1 압력실(412)에 연통하도록 형성되어 있다. 통공(55)에 대향하는 구획벽판(48)의 내면(56)에는 제1 벨로우즈(51)가 연결되어 있다. 제1 벨로우즈(51)의 제1 가동단(512)은, 밸브체(42)의 피스톤부(43)에 부착되어 있어, 밸브체(42)와 제1 벨로우즈(51)의 제1 가동단(512)과는, 일체적으로 이동 가능하다. 제1 벨로우즈(51)는, 회전축(21)의 회전축선(210)의 방향으로 신축하고, 제1 벨로우즈(51)는, 제1 압력실(412) 내와 통공(55) 내에 제1 용적 가변실(511)을 구획한다. 제1실 형성 부재로서의 제1 벨로우즈(51)에 의해 구획되는 제1 용적 가변실(511)의 용적은, 제1 가동부로서의 제1 가동단(512)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 의해 변화한다. 즉, 구획벽판(48)과 제1 가동단(512)과의 사이에 형성된 제1 용적 가변실(511)은, 밸브체(42)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 따라 용적을 바꾼다.

덮개(49)의 통내(491)에 있어서 구획벽판(48)의 외면(57)에는 제2 벨로우즈(52)가 연결되어 있다. 제2 벨로우즈(52)는, 회전축(21)의 회전축선(210)의 방향으로 신축하고, 제2 벨로우즈(52)는, 통내(491)에 제2 용적 가변실(521)을 구획한다. 제2 용적 가변실(521)은, 구획벽판(48)과 제2 가동단(522)과의 사이에 형성되어 있다. 제2실 형성 부재로서의 제2 벨로우즈(52)에 의해 구획되는 제2 용적 가변실(521)의 용적은, 제2 가동부로서의 제2 가동단(522)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 의해 변화한다.

용적 변화가 동일 크기일 때의 제1 벨로우즈(51)의 제1 가동단(512)의 이동 거리는, 제2 벨로우즈(52)의 제2 가동단(522)의 이동 거리보다도 크다. 즉, 벨로우즈(51, 52)의 용적이 동일 크기만큼 증대, 또는 감소했을 때의 제1 가동단(512)의 이동 거리는, 제2 가동단(522)의 이동 거리보다도 크다.

구획벽판(48)에는 교축 통로(53)가 제1 용적 가변실(511)과 제2 용적 가변실(521)에 연통하도록 관통형성되어 있다. 제1 용적 가변실(511), 제2 용적 가변실(521) 및 교축 통로(53)에는 오일(유체인 액체)이 충전되어 있다.

통로(55)는, 구획벽판(48)의 내면(56) 상에 형성된 홈(561) 및 대좌(40)에 형성된 통로(54)를 통하여 흡입실(142)에 연통하고 있어, 흡입실(142)의 압력이 제1 압력실(412)에 미치고 있다. 제1 압력실(412) 내의 압력은, 밸브체(42)를 통하여 통내(442)의 압력에 대항한다.

통내(491)는, 구획벽판(48)의 외면(57) 상에 형성된 홈(571) 및 통로(54)를 통하여 흡입실(142)에 연통하고 있어, 흡입실(142)의 압력이 통내(491)에 미치고 있다. 이하에 있어서는, 통내(491)를 제2 압력실(491)로 기재한다.

도1 에 나타내는 바와 같이, 전자 클러치(25)는, 제어 컴퓨터(C)의 여소자(magnetization and demagnetization) 제어를 받는다. 제어 컴퓨터(C)에는 공조 장치 작동 스위치(58), 실온 설정기(59) 및 실온 검출기(60)가 신호 접속되어 있다. 공조 장치 작동 스위치(58)가 ON 상태에 있을 경우, 제어 컴퓨터(C)는, 실온 설정기(59)에 의해 설정된 목표 실온과, 실온 검출기(60)에 의해 검출된 검출 실온과의 온도차에 기초하여, 전자 클러치(25)에 대한 전류 공급(여소자)을 제어한다.

검출 온도가 목표 온도보다도 낮은 경우, 또는, 검출 온도가 목표 온도보다 도 높고, 그리고 검출 온도와 목표 온도와의 온도차가 허용차(許容差) 이하인 경우, 제어 컴퓨터(C)는, 전자 클러치(25)에 대한 전류 공급을 정지한다. 이 때에는, 전자 클러치(25)가 차단 상태가 되어, 차량 엔진(26)의 회전 구동력이 회전축(21)에 전달되는 일은 없다. 검출 온도가 목표 온도보다도 높고, 그리고 검출 온도와 목표 온도와의 온도차가 허용차를 초과하는 경우, 제어 컴퓨터(C)는, 전자 클러치(25)에 대한 전류 공급을 행한다. 이 때에는, 전자 클러치(25)는 연결 상태가 되어, 차량 엔진(26)의 회전 구동력이 회전축(21)에 전달된다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10)는, 운전 정지 상태(전자 클러치(25)가 차단되어 있는 상태)에 있다고 한다. 이 상태에서는, 압축기 내의 압력이 밸런스 되어 있고, 밸브체(42)는, 복귀 스프링(47)의 스프링력에 의해 도3 에 나타내는 차단하는 위치에 있다. 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시되면, 축내 통로(31) 내(內)의 냉매 및 통내(451, 442) 내의 냉매는, 압축실(271)(도1 참조) 및 압축실(281)로 흡입되기 때문에, 이 흡입 작용에 의해, 축내 통로(31) 내 및 통내(451, 442)의 압력은 낮아진다. 즉, 축내 통로(31) 내 및 통내(451, 442)의 압력은, 흡입실(142) 내의 압력보다도 낮아진다. 흡입실(142)의 압력은, 제1 압력실(412)과 제2 압력실(491)에 미치고 있어, 제1 압력실(412) 내의 압력 및 제2 압력실(491) 내의 압력은, 흡입실(142) 내의 압력에 상당하다. 제1 압력실(412) 내의 압력은, 밸브체(42)를 통하여 통내(451, 442)의 압력과 복귀 스프링(47)의 스프링력에 대항하고 있다. 또한, 제2 압력실(491) 내의 압력은, 용적 가변실(521, 511) 내의 오일 및 밸브체(42)를 통하여 통내(451, 442)의 압력과 복귀 스프링(47) 의 스프링력에 대항하고 있다.

복귀 스프링(47)의 스프링력은, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)를 운전했을 때에 압력실(412, 491) 내의 압력과 통내(451, 442)의 압력과의 사이에 생기는 차압에 굴복하도록 설정되어 있다. 따라서, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)를 운전했을 때에 압력실(412, 491) 내의 압력과 통내(451, 442)의 압력과의 사이에 생기는 차압은, 복귀 스프링(47)의 스프링력을 극복하여 밸브체(42)를 도3 에 나타내는 차단하는 위치로부터 도4 에 나타내는 연통하는 위치로 이동시킨다. 제1 벨로우즈(51)의 제1 가동단(512)은, 밸브체(42)와 일체적으로 이동하고, 제1 벨로우즈(51)가 신장하여 제1 용적 가변실(511)의 용적이 증대한다. 제1 용적 가변실(511)의 용적 증대에 따라, 제2 용적 가변실(521) 내의 오일이 교축 통로(53)를 통하여 제1 용적 가변실(511) 내로 흡입된다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 정지되면, 축내 통로(31) 내의 냉매 및 통내(451, 442) 내의 냉매가 압축실(271)(도1 참조) 및 압축실(281)로 흡입되지 않게 되어, 축내 통로(31) 내 및 통내(451, 442)의 압력이 높아진다. 그 때문에, 축내 통로(31) 내 및 통내(451, 442)의 압력과, 압력실(412, 491) 내의 압력이 균형되고, 밸브체(42)는, 복귀 스프링(47)의 스프링력에 의해 도4 에 나타내는 연통하는 위치로부터 도3 에 나타내는 차단하는 위치로 이동한다.

밸브체(42)는, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전 상태와 운전 정지 상태에 대응한 도입 통로(축내 통로(31))내의 압력의 고저(高低)에 따라, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 상기 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 위 치와 차단하는 위치로 전환 배치된다. 밸브체(42), 복귀 스프링(47), 구획벽판(48), 제1 벨로우즈(51), 제2 벨로우즈(52) 및 교축 통로(53)는, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 상기 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단(61)을 구성한다. 전환 수단(61)을 구성하는 밸브체(42), 제1 벨로우즈(51), 구획벽판(48) 및 제2 벨로우즈(52)는, 이 순서로 회전축(21)측으로부터 덮개(49)측으로 직렬로 배열되어 있다.

도3 의 상태에서는, 전환 수단(61)이, 도입 통로의 출구(312)(도1 참조) 및 출구(313)와, 흡입실(142)을 차단하는 상태에 있고, 도4 의 상태에서는, 전환 수단(61)이, 도입 통로의 출구(312)(도1 참조) 및 출구(313)와, 흡입실(142)을 연통하는 상태에 있다.

제1 실시 형태에서는 이하의 효과가 얻어진다.

(1) 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시되면, 축내 통로(31) 내 및 통내(451, 442)의 압력이 저하하여, 밸브체(42)가 차단하는 위치로부터 연통하는 위치로 이동한다. 밸브체(42)가 차단하는 위치로부터 연통하는 위치를 향하여 이동해 가면, 도입구(441)가 흡입실(142)에 노출하는 비율이 증대해 간다. 즉, 흡입실(142)과 통내(442)와의 사이에 있어서의 통로 단면적이 증대해 간다.

차단하는 위치로부터 연통하는 위치로의 밸브체(42)의 이동시에는, 제1 용적 가변실(511)의 용적이 증대하여, 제2 용적 가변실(521) 내의 오일이 교축 통로(53)를 통과하여 제1 용적 가변실(511)로 유입한다. 제2 용적 가변실(521) 내의 오일이 교축 통로(53)를 통과하여 제1 용적 가변실(511)로 유입함으로써 제2 용적 가변 실(521)의 용적이 감소한다. 교축 통로(53)를 통과하는 오일은, 교축 통로(53)의 교축 작용에 의해 통과 저항을 받는다. 이 통과 저항은, 제1 용적 가변실(511) 및 제2 용적 가변실(521)의 용적 변화를 늦춰, 밸브체(42)의 이동에 제동이 걸려진다. 즉, 밸브체(42)의 이동 속도가 낮게 억제된다. 그 때문에, 흡입실(142)과 통내(442)와의 사이에 있어서의 상기 통로 단면적의 증대의 변화가 낮게 억제되어, 흡입실(142)로부터 통내(442)로의 냉매 흡입이 억제된다. 그 결과, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시될 때에는, 기동 쇼크가 완화된다.

게다가, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10) 내의 흡입실(142)과 도입구(441)와의 연통이 차단되고 있는(즉, 밸브체(42)가 차단하는 위치에 있는 상태) 사이에 압축되는 냉매량이 적어, 토크 변동 억제의 효과, 즉 기동 쇼크 완화의 효과가 높다.

(2) 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 정지되면, 밸브체(42)가 복귀 스프링(47)의 스프링력에 의해 상기 차단하는 위치로 복귀한다. 복귀 스프링(47)의 채용은, 밸브체(42)를 차단하는 위치로 복귀시키는데 있어서 간편한 구성이다.

(3) 오일은, 교축 통로(53)에 있어서의 통과 저항을 증가시켜 밸브체(42)의 이동 속도를 늦추는데 있어서 매우 적합한 유체이다.

(4) 벨로우즈(51, 52)는, 제1 용적 가변실(511) 내 및 제2 용적 가변실(521) 내로부터의 오일 누설을 회피하는데 있어서 매우 적합하다.

(5) 밸브체(42)가 도3 에 나타낸 차단하는 위치로부터 도4 에 나타낸 연통하 는 위치까지 이동하는 거리가 길수록, 흡입실(142)과 통내(442)와의 사이에 있어서의 통로 단면적의 증대의 변화를 낮게 억제할 수 있다. 즉, 상기 이동하는 거리를 가능한 한 크게 하는 것은, 기동 쇼크 완화의 효과를 높이는데 있어서 유리하다.

용적 변화가 동일 크기일 때의 제1 벨로우즈(51)의 제1 가동단(512)의 이동 거리는, 제2 벨로우즈(52)의 제2 가동단(522)의 이동 거리보다도 크게 되도록 하고 있다. 이러한 구성은, 덮개(49)의 소형화(회전축선(210)의 방향의 단축화)를 도모하면서 밸브체(42)의 상기 이동하는 거리를 버는데 있어서 매우 적합하다.

(6) 밸브체(42)의 통내(442)의 입구인 도입구(441)는, 밸브체(42)가 차단하는 위치에 있을 때에는, 통내(411)에 들어가서 차폐되고, 밸브체(42)가 연통하는 위치에 있을 때에는, 통내(411) 외에 있어서 흡입실(142) 내에 노출한다. 도입구(441)가 통내(411)에 대하여 출입하는 구성은, 도입구(441)를 크게 하여 도입 통로의 충분한 통로 단면적을 확보하는데 있어서 매우 적합하다.

다음으로, 도5(a), (b) 의 제2 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태와 동일한 구성부에는 동일 부호가 사용되고 있다.

리어 하우징(14)에는 연락실(communication chamber:62) 및 밸브공(631)이 형성되어 있고, 연락실(62) 내에는 판 형상의 개폐 플레이트(64)가 밸브공(631)을 개폐 가능하게 수용되어 있다. 밸브공(631)은, 연락실(62)과 흡입실(142)을 나누는 격벽(63)에 관통형성되어 있다. 축내 통로(31)의 입구(311)는, 실린더 블록(12) 내의 회전축(21)의 단면(213)에 있어서 리어 하우징(14) 내의 연락실(62)로 개구하고 있다.

통내(411)에는 피스톤(65)이 끼워 넣어져 있고, 피스톤(65)에는 전달 로드(66)가 일체 형성되어 있다. 전달 로드(66)의 선단에는 개폐 플레이트(64)가 부착되어 있다. 연결실(62)측의 격벽(63)의 면에는 평면의 밸브시트면(632)이 형성되어 있어, 개폐 플레이트(64)는, 밸브시트면(632)에 접촉 및 분리한다. 밸브시트면(632)에 접하는 개폐 플레이트(64)의 시일면(641)은, 평면으로 형성되어 있다. 즉, 개폐 플레이트(64)가 밸브공(631)을 닫았을 때에는, 개폐 플레이트(64)의 시일면(641)이, 밸브시트면(632)에 면접촉하고 있다. 피스톤(65), 전달 로드(66) 및 개폐 플레이트(64)는, 밸브공(631)을 개폐하는 밸브체(67)를 구성하고, 밸브체(67)는, 통내(411)에 제1 용적 가변실(413)을 구획한다. 제1 용적 가변실(413)은, 교축 통로(53)를 통하여 제2 용적 가변실(521)에 연통하고 있다.

제1실 형성 부재로서의 피스톤(65)에 의해 구획되는 제1 용적 가변실(413)의 용적은, 제1 가동부로서의 피스톤(65)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 의해 변화한다. 즉, 제1 용적 가변실(413)은, 밸브체(67)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 따라 용적을 바꾼다.

피스톤(65)과 격벽(63)과의 사이에는 복귀 스프링(68)이 개재되어 있다. 복귀 스프링(68)은, 피스톤(65)을 통내(411)로 밀어 넣는 방향으로 탄성 지지한다. 도5(b) 에서는 밸브체(67)가 밸브공(631)을 열어 연락실(62)과 흡입실(142)을 연통하는 위치에 있고, 도5(a) 에서는 밸브체(67)가 밸브공(631)을 닫아 연락실(62)과 흡입실(142)과의 연통을 차단하는 위치에 있다. 복귀 스프링(68)은, 밸브체(67)를 상기 연통하는 위치로부터 상기 차단하는 위치를 향하여 탄성 지지하고 있다.

회전축(21)의 단면(213)에 대향하는 개폐 플레이트(64)의 배면에는 복수의 스토퍼(stopper:642)가 돌출형성되어 있다. 스토퍼(642)는, 실린더 블록(12)의 단면(122)에 돌출형성된 통부(123)의 선단에 접촉 및 분리 가능하다. 밸브체(67)가 도5(b) 에 나타낸 연통하는 위치에 배치되어 있는 상태에서는, 스토퍼(642)가 통부(123)의 선단에 맞닿아 있고, 밸브체(67)가 도5(a) 에 나타내는 차단하는 위치에 배치되어 있는 상태에서는, 스토퍼(642)가 통부(123)의 선단으로부터 떨어져 있다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10)가 운전 정지 상태에 있을 때에는, 밸브체(67)가 복귀 스프링(68)의 스프링력에 의해 도5(a) 에 나타낸 차단하는 위치에 배치되어, 흡입실(142) 내의 냉매가 연락실(62)로 유입 불가능하다. 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시되면, 축내 통로(31) 내의 냉매 및 연락실(62) 내의 냉매는, 압축실(271)(도1 참조) 및 압축실(281)로 흡입되기 때문에, 이 흡입 작용에 의해, 축내 통로(31) 내 및 연락실(62) 내의 압력은 낮아진다. 즉, 축내 통로(31) 내 및 연락실(62) 내의 압력은, 흡입실(142) 내의 압력보다도 낮아진다. 그 때문에, 밸브체(67)가 도5(b) 에 나타내는 연통하는 위치에 배치되어, 흡입실(142) 내의 냉매가 밸브공(631), 연락실(62) 및 축내 통로(31)를 경유하여 압축실(271)(도1 참조) 및 압축실(281)로 유입한다.

밸브체(67), 복귀 스프링(68), 구획벽판(48), 벨로우즈(52) 및 교축 통로(53)는, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단(61A)을 구성한다.

제2 실시 형태에 있어서도 기동 쇼크의 완화 효과가 얻어진다. 또한, 판 형 상의 개폐 플레이트(64)를 수용하는 연락실(62)의 용적을 작게 할 수 있기 때문에, 제1 실시 형태의 경우와 동일하게 기동 쇼크의 완화 효과가 높다.

다음으로, 도6, 7 의 제3 실시 형태를 설명한다. 제2 실시 형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호가 사용되고 있다.

원통(41)에는 피스톤(69)이 슬라이드 가능하게 끼워 넣어져 있고, 피스톤(69)에는 제1 벨로우즈(51)의 제1 가동단(512)이 부착되어 있다. 피스톤(69)은, 통내(411)에 제1 압력실(412)을 구획한다.

피스톤(69)에는 전달 로드(70)가 연결되어 있다. 전달 로드(70)는, 축내 통로(31A) 내에 들어가 있다. 축내 통로(31A)는, 소경(小徑) 통로(314)와, 소경 통로(314)보다도 대경의 대경(大徑) 통로(315)를 구비하고 있다. 소경 통로(314) 내의 전달 로드(70)의 선단에는 원판(71)이 부착되어 있고, 대경 통로(315) 내의 전달 로드(70)에는 원통 형상의 원주면체(72)가 부착되어 있다.

원판(71)은, 회전축(21)의 회전축선(210)의 방향으로 슬라이드 가능하게 소경 통로(314)에 끼워 넣어져 있고, 원통 형상의 원주면체(72)는, 회전축(21)의 회전축선(210)의 방향으로 슬라이드 가능, 그리고, 출구(313)를 개폐 가능하게 대경 통로(315)에 끼워 넣어져 있다. 원통 형상의 원주면체(72)의 통내는, 원판(71)과 원주면체(72)와의 사이의 축내 통로(31A)와, 축내 통로(31A)의 입구(311)와 원주면체(72)와의 사이의 축내 통로(31A)를 연통하고 있다.

도7 에 나타내는 바와 같이, 원주면체(72)가 출구(313)를 닫는 위치에 있을 때에는, 원판(71)은, 축내 통로(31A) 내에 있어서 출구(312)보다도 상류측에 있어, 축내 통로(31A)의 냉매가 출구(312)를 통하여 압축실(271)로 유입 불가능하다. 도6 에 나타내는 바와 같이, 원주면체(72)가 출구(313)를 여는 위치에 있을 때에는, 원판(71)은, 축내 통로(31A) 내에 있어서 출구(312)보다도 하류측에 있어, 축내 통로(31A)의 냉매가 출구(312)를 통하여 압축실(271)로 유입 가능하다.

소경 통로(314)와 대경 통로(315)와의 사이의 단차(316)와 원주면체(72)와의 사이에는 복귀 스프링(73)이 개재되어 있다. 복귀 스프링(73)은, 피스톤(69)을 통내(411)에 밀어 넣듯이 원판(71), 원주면체(72), 전달 로드(70) 및 피스톤(69)의 전체를 제1 압력실(412)을 향하여 탄성 지지하고 있다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10)가 운전 정지 상태에 있을 때에는, 원판(71) 및 원주면체(72)는, 복귀 스프링(73)의 스프링력에 의해 도7 에 나타내는 차단하는 위치에 유지된다. 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시되면, 원판(71)과 축내 통로(31A)의 말단(末端)과의 사이의 공간(317)(축내 통로(31A)의 일부) 내의 냉매가 압축실(271)에 흡입되어 공간(317) 내의 압력이 저하한다. 그 때문에, 원판(71) 및 원주면체(72)는, 복귀 스프링(73)의 스프링력에 저항하여 도7 에 나타낸 차단하는 위치로부터 도6 에 나타낸 연통하는 위치로 배치된다. 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 정지되면, 원판(71) 및 원주면체(72)는, 복귀 스프링(73)의 스프링력에 의해 도7 에 나타낸 차단하는 위치로 복귀한다. 원판(71), 원주면체(72), 전달 로드(70) 및 피스톤(69)은, 통내(411)에 제1 압력실(412)을 구획하는 밸브체를 구성한다.

당해 밸브체는, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전 상태와 운전 정지 상태에 대응한 공간(317)[도입 통로(축내 통로(31A))의 일부] 내의 압력의 고저에 따라, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 상기 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 위치와 차단하는 위치로 전환 배치된다. 당해 밸브체, 구획벽판(48), 제1 벨로우즈(51), 제2 벨로우즈(52) 및 교축 통로(53)는, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단(61B)을 구성한다.

제3 실시 형태에서는 제2 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 제3 실시 형태에서는, 원판(71) 및 원주면체(72)가 차단하는 위치에 있을 때에 압축실(271, 281)로 흡입 가능한 냉매는, 공간(317) 내, 출구(312, 313) 내 및 연통로(32, 33) 내의 냉매만이기 때문에, 기동 쇼크의 완화 효과는, 제1, 2 실시 형태의 경우보다도 높다.

또한, 피스톤(69)과 전달 로드(70)와의 사이에서 상대 회전 가능한 구성으로 하면, 복귀 스프링(73)과 회전축(21)과의 사이에서의 상대 회전을 방지할 수 있고, 복귀 스프링(73)과 회전축(21)과의 사이에서의 상대 회전에 기인하는 복귀 스프링(73) 또는 회전축(21)의 마모 손상을 회피할 수 있다. 또는, 원주면체(72)와 복귀 스프링(73)과의 사이에서 상대 회전 가능한 구성으로 해도 좋다.

다음으로, 도8(a), (b) 의 제4 실시 형태를 설명한다. 제3 실시 형태와 동일 구성부에는 동일 부호가 사용되고 있다.

통내(411)에는 피스톤(69)이 끼워 넣어져 있고, 피스톤(69)은, 통내(411)에 제1 용적 가변실(413)을 구획한다. 제1실 형성 부재로서의 피스톤(69)에 의해 구 획되는 제1 용적 가변실(413)의 용적은, 제1 가동부로서의 피스톤(69)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 의해 변화한다.

제1 용적 가변실(413)은, 교축 통로(53)를 통하여 제2 용적 가변실(521)로 연통하고 있다. 제1 용적 가변실(413) 내의 용적 변화와 제2 용적 가변실(521) 내의 용적 변화가 동일 크기일 때의 피스톤(69)의 이동 거리는, 제2 벨로우즈(52)의 제2 가동단(522)의 이동 거리보다도 크게 되도록 하고 있다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10)가 운전 정지 상태에 있을 때에는, 통(75)이 복귀 스프링(73)의 스프링력에 의해 도8(a) 에 나타낸 차단하는 위치에 유지된다. 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시되면, 통(75)이 복귀 스프링(73)의 스프링력에 저항하여 도8(a) 에 나타낸 차단하는 위치로부터 도8(b) 에 나타내는 연통하는 위치로 배치된다. 원판(71), 원주면체(72), 전달 로드(70) 및 피스톤(69)은, 통내(411)에 제1 용적 가변실(413)을 구획하는 밸브체를 구성한다. 당해 밸브체, 구획벽판(48), 벨로우즈(52) 및 교축 통로(53)는, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단(61C)을 구성한다.

제4 실시 형태에서는 제3 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

다음으로, 도9(a), (b) 의 제5 실시 형태를 설명한다. 제4 실시 형태와 동일한 구성부에는 동일 부호가 사용되고 있다.

피스톤(69)에는 통(75)이 피스톤(69)에 대하여 상대 회전 가능하게 연결되어 있다. 통(75)은, 축내 통로(31A)에 슬라이드 가능하게 끼워 넣어져 있다. 통(75) 의 선단에는 단벽(752)이 형성되어 있다. 축내 통로(31A)의 막다른 곳이 되는 내단(內端)에는 각(角)핀(angular pin:76)이 부착되어 있어, 통(75)의 단벽(752)으로는 각핀(76)이 상대적으로 슬라이드 가능하게 삽입 통과되어 있다. 통(75) 및 각핀(76)은, 회전축(21)과 일체적으로 회전하고, 단벽(752)에 각핀(76)을 삽입 통과한 상태에서 축내 통로(31A) 내를 슬라이드 가능하다. 피스톤(69) 및 통(75)은, 통내(411)에 제1 용적 가변실(413)을 구획하는 밸브체를 구성한다.

통(75)은, 소경 통로(314)에 끼워 넣어진 소경 통부(77)와, 대경 통로(315)에 끼워 넣어진 대경 통부(78)를 구비한다. 흡입실(142) 내에 있어서의 대경 통부(78)에는 도입구(751)가 흡입실(142)과 통(75)의 통내(750)를 연통하도록 형성되어 있다. 소경 통부(77)와 대경 통부(78)와의 사이의 단차(753)와, 회전축(21)측의 단차(316)의 사이에는 복귀 스프링(74)이 개재되어 있다. 복귀 스프링(74)은, 피스톤(69)을 통내(411)에 밀어 넣듯이 통(75)을 구획벽판(48)을 향하여 탄성 지지하고 있다.

소경 통로(314) 내에 있어서의 소경 통부(77)에는 통구(771)가 소경 통부(77) 내에 연통하도록 형성되어 있고, 대경 통부(78)에는 통구(781)가 대경 통부(78) 내에 연통하도록 형성되어 있다.

제2 압력실(491)에는 피스톤(79)이 슬라이드 가능하게 수용되어 있다. 피스톤(79)은, 제2 압력실(491) 내에 제2 용적 가변실(492)을 구획한다. 제1실 형성 부재로서의 피스톤(79)에 의해 구획되는 제2 용적 가변실(492)의 용적은, 제2 가동부로서의 피스톤(79)의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 의해 변화한다. 즉, 제1 용적 가변실(413)은, 제1 용적 가변실(413)을 구획하는 상기 밸브체의 위치 변위(회전축선(210)의 방향으로의 위치 변위)에 따라 용적을 바꾼다.

제2 용적 가변실(492)은, 교축 통로(53)를 통하여 제1 용적 가변실(413)로 연통하고 있고, 제2 압력실(491)은, 통로(80)를 통하여 흡입실(142)로 연통하고 있다. 피스톤(79)의 지름은, 피스톤(69)의 지름보다도 크게 되어 있다. 따라서, 제1 용적 가변실(413) 내의 용적 변화와 제2 용적 가변실(492) 내의 용적 변화가 동일 크기일 때의 피스톤(69)의 이동 거리는, 피스톤(79)의 이동 거리보다도 크다.

통내(411)에 제1 용적 가변실(413)을 구획하는 상기 밸브체, 구획벽판(48), 교축 통로(53) 및 피스톤(79)은, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단(61D)을 구성한다.

도9(b) 는, 밸브체로서의 소경 통부(77)가 출구(312)를 닫은 상태를 나타내고, 밸브체로서의 대경 통부(78)가 출구(313)를 닫은 상태를 나타낸다. 이에 따라, 출구(312, 313)와 통(75)의 통내(750)와의 연통이 차단되어 있다. 도9(a) 는, 소경 통부(77)의 통구(771)와 출구(312)가 연통한 상태를 나타내고, 대경 통부(78)의 통구(781)와 출구(313)가 연통한 상태를 나타내고, 출구(312, 313)와 통내(750)가 연통되어 있다. 흡입실(142)의 냉매는, 도입구(751), 통내(750), 통구(771), 출구(312) 및 연통로(32)를 통하여 압축실(271)로 유입 가능하며, 흡입실(142)의 냉매는, 도입구(751), 통내(750), 통구(781), 출구(313) 및 연통로(33)를 통하여 압축실(281)로 유입 가능하다.

도9(b) 에 나타내는 바와 같이, 통(75)이 출구(312, 313)를 닫는 위치에 있을 때에는, 통(75)의 선단은, 축내 통로(31A) 내에 있어서 출구(312)보다도 상류측에 있어, 축내 통로(31A)의 냉매가 출구(312)를 통하여 압축실(271)로 유입 불가능하다. 도9(b) 에 나타내는 바와 같이, 통(75)이 출구(312, 313)를 여는 위치에 있을 때에는, 통(75)의 선단은, 축내 통로(31A) 내에 있어서 출구(312)보다도 하류측에 있어, 축내 통로(31A)의 냉매가 출구(312)를 통하여 압축실(271)로 유입 가능하다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10)가 운전 정지 상태에 있을 때에는, 통(75)이 복귀 스프링(74)의 스프링력에 의해 도9(b) 에 나타낸 차단하는 위치에 유지된다. 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전이 개시되면, 통(75)의 선단과 축내 통로(31A)의 말단과의 사이의 공간(317)(축내 통로(31A)의 일부) 내의 냉매가 압축실(271)에 흡입되어 공간(317) 내의 압력이 저하한다. 그 때문에, 통(75)은, 복귀 스프링(74)의 스프링력에 저항하여 도9(b) 에 나타낸 차단하는 위치로부터 도9(a) 에 나타내는 연통하는 위치로 배치된다.

피스톤(69) 및 통(75)에 의해 구성되는 밸브체는, 고정 용량형 피스톤식 압축기(10)의 운전 상태와 운전 정지 상태에 대응한 공간(317)[도입 통로(축내 통로(31A)의 일부] 내의 압력의 고저에 따라, 압축기 내의 흡입실(142)(흡입압 영역)과 상기 도입 통로의 출구(312, 313)를 연통하는 위치와 차단하는 위치로 전환 배치된다.

제5 실시 형태에서는 제4 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

다음으로, 도10 의 제6 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태와 동일 구성부에는 동일 부호가 사용되고 있다.

고정 용량형 피스톤식 압축기(10A)의 전체 하우징은, 실린더 블록(12)과 프론트 하우징(13)과 리어 하우징(14)으로 구성되어 있고, 실린더 블록(12)과 프론트 하우징(13)과의 사이의 사판실(24)에 사판(23)이 수용되어 있다. 사판(23)에 연계된 편두(single headed) 피스톤(81)은, 사판(23)의 회전에 따라 실린더 보어(28) 내를 왕복 운동한다. 회전축(21)에는 로터리 밸브(36)가 실린더 블록(12)에 대응하여 형성되어 있고, 리어 하우징(14)에는 밸브체(42), 구획벽판(48), 제1 벨로우즈(51) 및 제2 벨로우즈(52)가 형성되어 있다.

제6 실시 형태에서는 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

본 발명에서는 이하와 같은 실시 형태도 가능하다.

○ 제5 실시 형태에 있어서, 피스톤(69) 대신에, 제1 실시 형태에 있어서의 벨로우즈(51)를 이용해도 좋다.

○ 제1 로터리 밸브(35) 및 제2 로터리 밸브(36)를 회전축(21)과는 별체(別體)로 형성해도 좋다.

○ 구획벽이 리어 하우징과 일체이도록(리어 하우징의 일부가 구획벽을 겸하고 있도록) 해도 좋다.

도1 은 제1 실시 형태를 나타내는 압축기 전체의 측단면도이다.

도2(a) 는 도1 의 A-A선 단면도이며, 도2(b) 는 도1 의 B-B선 단면도이다.

도3 은 부분 확대 측단면도이다.

도4 는 부분 확대 측단면도이다.

도5(a), (b) 는 제2 실시 형태를 나타내는 부분 확대 측단면도이다.

도6 은 제3 실시 형태를 나타내는 압축기 전체의 측단면도이다.

도7 은 압축기 전체의 측단면도이다.

도8(a), (b) 는 제4 실시 형태를 나타내는 부분 측단면도이다.

도9(a), (b) 는 제5 실시 형태를 나타내는 부분 측단면도이다.

도10 은 제6 실시 형태를 나타내는 압축기 전체의 측단면도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10, 10A : 고정 용량형 피스톤식 압축기

11, 12 : 실린더 블록

111, 121 : 밸브 수용실로서의 축공

131, 141 : 토출압 영역으로서의 토출실

14 : 리어 하우징

142 : 압축기 내의 흡입압 영역으로서의 흡입실

21 : 회전축

210 : 회전축선

211, 212 : 시일 주면

213 : 단면

23 : 캠체로서의 사판

25 : 전자 클러치

26 : 외부 구동원으로서의 차량 엔진

27, 28 : 실린더 보어

271, 281 : 압축실

29 : 양두 피스톤

31, 31A : 도입 통로를 구성하는 축내 통로

311 : 입구

312, 313 : 출구

35 : 제1 로터리 밸브

36 : 제2 로터리 밸브

413 : 제1 용적 가변실

42, 67 : 전환 수단을 구성하는 밸브체

441 : 내부 통로의 입구로서의 도입구

442 : 내부 통로로서의 통내

47, 73, 74 : 복귀 스프링

48 : 구획벽으로서의 구획벽판

492 : 제2 용적 가변실

51 : 제1실 형성 부재로서의 제1 벨로우즈

511 : 제1 용적 가변실

512 : 제1 가동부로서의 제1 가동단

52 : 제2실 형성 부재로서의 제2 벨로우즈

521 : 제2 용적 가변실

522 : 제2 가동부로서의 제2 가동단

53 : 교축 통로

61, 61A, 61B, 61C, 61D : 전환 수단

71 : 밸브체를 구성하는 원판

72 : 밸브체를 구성하는 원주면체

75 : 밸브체를 구성하는 통

81 : 편두 피스톤

Claims

회전축의 주위로 배열된 복수의 실린더 보어 내에 피스톤이 수용되어 있고, 상기 피스톤이 상기 회전축과 일체화된 캠체(cam body)를 통하여 상기 회전축의 회전에 연동되어 있고, 상기 피스톤에 의해 상기 실린더 보어 내에 구획(define)되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입 통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 상기 로터리 밸브는, 상기 회전축과 일체적으로 회전하고, 상기 회전축은, 클러치를 통하여 외부 구동원에 연결되는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조에 있어서,

압축기 내의 흡입압 영역과 상기 도입 통로의 출구를 연통하는 상태와 차단하는 상태로 전환할 수 있는 전환 수단이 형성되어 있고, 상기 전환 수단은, 상기 압축기 내의 흡입압 영역과 상기 도입 통로의 출구를 연통하는 위치와 차단하는 위치로 전환 배치되는 밸브체와, 상기 연통하는 위치로부터 상기 차단하는 위치로 상기 밸브체를 되돌리는 복귀 스프링과, 상기 밸브체의 위치 변위에 따라 용적을 바꾸는 제1 용적 가변실과, 용적 변화 가능한 제2 용적 가변실과, 상기 제1 용적 가변실과 상기 제2 용적 가변실을 연통하는 교축 통로를 구비하고 있고, 상기 제1 용적 가변실과 상기 제2 용적 가변실에는 유체가 넣어져 있고, 상기 제1 용적 가변실이 용적 변화할 때에는, 상기 유체가 상기 교축 통로를 통과하는 고정 용량형 피스톤 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제1항에 있어서,

상기 제1 용적 가변실은, 구획벽과, 위치 변위하는 제1 가동부를 갖는 제1실 형성 부재와의 사이에 형성되어 있고, 상기 제2 용적 가변실은, 상기 구획벽과, 위치 변위하는 제2 가동부를 갖는 제2실 형성 부재와의 사이에 형성되어 있고, 상기 교축 통로는, 상기 구획벽을 관통하여 상기 제1 용적 가변실과 상기 제2 용적 가변실에 연통되어 있고, 상기 제1 용적 가변실의 용적은, 상기 제1 가동부의 위치 변위에 의해 변화하고, 상기 제2 용적 가변실의 용적은, 상기 제2 가동부의 위치 변위에 의해 변화하는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제2항에 있어서,

제1실 형성 부재는, 상기 구획벽에 연결된 제1 벨로우즈(bellows)이고, 제2실 형성 부재는, 상기 구획벽에 연결된 제2 벨로우즈이며, 상기 제1 가동부는, 상기 제1 벨로우즈의 가동단이고, 상기 제2 가동부는, 상기 제2 벨로우즈의 가동단인 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제3항에 있어서,

상기 밸브체는, 상기 제1 벨로우즈의 가동단에 부착되어 있는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제3항에 있어서,

용적 변화가 동일한 크기일 때의 상기 제1 벨로우즈의 가동단의 이동 거리는, 상기 제2 벨로우즈의 가동단의 이동 거리보다도 큰 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제1항에 있어서,

상기 유체는, 액체인 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전환 수단이 상기 차단하는 상태에 있을 때에는, 상기 밸브체는, 상기 도입 통로의 입구를 상기 압축기 내의 흡입압 영역으로부터 차단하는 위치에 배치되는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도입 통로는, 상기 로터리 밸브의 단면에 입구를 가짐과 함께, 상기 로터리 밸브의 주면에 출구를 갖고, 상기 도입 통로는, 상기 회전축의 내부에 상기 회전축의 회전축선의 방향으로 연장되는 축내 통로를 갖고, 상기 도입 통로의 출구는, 상기 회전축의 주면을 관통하여 상기 축내 통로에 연통하고 있고, 상기 밸브체는, 상기 도입 통로의 입구로부터 상기 도입 통로 내를 상기 회전축선의 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 축내 통로 내에 끼워 넣어져 있고, 상기 밸브체는, 상기 축내 통로 내를 상기 회전축선의 방향으로 이동되어 상기 연통하는 위치와 상기 차단하는 위치로 전환 배치되고, 상기 차단하는 위치는, 상기 밸브체가 상기 축내 통로로부터 상기 도입 통로의 출구를 차단하는 위치인 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더 보어를 형성하는 실린더 블록에 리어 하우징이 연결되어 있고, 상기 리어 하우징 내에는 흡입실이 형성되어 있고, 상기 밸브체는, 상기 리어 하우징 내에 형성되어 있는 고정 용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 냉매 흡입 구조.