KR20150110316A

KR20150110316A - 가변 용량형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20150110316A
Application number: KR1020150022240A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 스즈키; 신야 야마모토; 히로유키 나카이마; 가즈나리 혼다; 겐고 사카키바라; 유스케 야마자키
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2015-10-02
Also published as: EP2921701A2; EP2921701A3; JP6229565B2; KR101739639B1; US9651035B2; CN104929892A; US20150267691A1; JP2015183521A; CN104929892B

Abstract

가변 용량형 사판식 압축기는 회전 샤프트, 사판, 및 사판의 경사각을 변화시킬 수 있는 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 가동체를 포함한다. 가동체는, 회전 샤프트 또는 러그 부재에서 슬라이딩하는 슬라이딩 부분, 및 사판의 회전 축선의 반경방향으로 바깥쪽 위치에서 사판과 맞물리는 가동체측 전달 부분을 포함한다. 회전 샤프트의 회전 축선이 연장되는 방향에 수직이고 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 슬라이딩 부분에 의해 둘러싸인 구역에서 가동체측 전달 부분에 대한 수직선 또는 법선과 회전 샤프트의 회전 축선이 서로 교차하도록 가동체측 전달 부분이 구성된다.

Description

가변 용량형 사판식 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은, 사판과 맞물리는 피스톤들이 사판의 경사각에 대응하는 스트로크에 의해 왕복 운동하는 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 가변 용량형 사판식 압축기의 제어 압력 챔버 내 압력이 증가하여 토출 압력 구역의 압력에 근접할 때, 사판의 경사각은 감소한다. 이것은 피스톤들의 스트로크를 감소시키고, 그에 따라 용량이 감소한다. 반면에, 제어 압력 챔버 내 압력이 감소하여 흡입 압력 구역의 압력에 근접할 때, 사판의 경사각은 증가한다. 이것은 피스톤들의 스트로크를 증가시키고, 그에 따라 용량이 증가한다. 가변 용량형 사판식 압축기는 용량 제어 밸브를 포함한다. 용량 제어 밸브는 제어 압력 챔버 내 압력을 제어한다.

예를 들어, 일본 특허 공개 제 52-131204 호는, 사판의 경사각을 변화시키도록 회전 샤프트의 축선을 따라 이동하는 가동체를 가지는 압축기를 개시한다. 제어 가스가 하우징 내 제어 압력 챔버로 도입됨에 따라, 제어 압력 챔버 내부의 압력은 변한다. 이것은 회전 샤프트의 축선을 따라 가동체를 이동시킨다. 가동체가 회전 샤프트의 축선을 따라 이동함에 따라, 가동체는, 사판의 중심부에, 사판의 경사각을 변화시키는 힘을 인가한다. 결과적으로, 사판의 경사각이 변한다. 제어 압력 챔버는 사판 챔버에 비해 작은 공간이므로, 단지 소량의 냉매 가스만 제어 압력 챔버로 도입될 필요가 있다. 이것은 사판의 경사각 변화 응답을 개선한다. 결과적으로, 사판의 경사각은 원활하게 변하고, 제어 압력 챔버의 내부로 도입되는 냉매 가스의 양은 불필요하게 증가되지 않는다.

사판은 피스톤들을 상사점에 놓는 상사점 대응 부분을 갖는다.

가동체로부터, 피스톤들을 위한 상사점 대응 부분에 가까운 사판의 부분으로, 사판의 경사각을 변화시키는 힘을 전달하기 위한 구조가 이하 고려될 것이다. 이 구성에 따르면, 사판의 경사각 변화 범위가 동일하다면, 사판의 경사각이 변할 때 회전 샤프트의 축선을 따라 가동체의 이동 거리는, 사판의 경사각을 변화시키는 힘이 가동체로부터 사판의 중심 부분으로 전달되는 전술한 공개의 압축기와 비교해 작다. 이것은 가변 용량형 사판식 압축기의 축선방향 크기가 감소될 수 있도록 허용한다.

하지만, 가동체가 사판의 경사각을 변화시키기 위한 힘을 피스톤들을 위한 상사점 대응 부분에 가까운 사판의 부분으로 인가하는 구성에서, 사판의 경사각 변화는 이동 방향에 대해 가동체를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트를 가동체가 수용하도록 한다. 가동체가 이동 방향에 대해 틸팅한다면, 가동체와 회전 샤프트는 회전 샤프트의 대향측들 상의 2 개의 접촉 지점들에서 서로 접촉하면서 가동체의 틸팅 운동을 지지하는 힘이 가동체와 회전 샤프트 사이에서 발생된다. 이 힘에 의해 초래되는 마찰은 가동체와 회전 샤프트 사이에 비틀림 (twist) 을 발생시킨다. 비틀림은 슬라이딩 저항을 증가시켜서, 회전 샤프트의 축선을 따라 가동체의 원활한 이동을 저해한다. 이것은 사판의 원활한 경사각 변화를 방해한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 사판의 경사각을 원활하게 변화시킬 수 있는 가변 용량형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 양태에 따르면, 가변 용량형 사판식 압축기가 제공되고, 이 압축기는 하우징, 회전 샤프트, 사판, 링크 메커니즘, 피스톤, 변환 메커니즘, 액추에이터, 및 제어 메커니즘을 포함한다. 하우징은 흡입 챔버, 토출 챔버, 상기 흡입 챔버와 연통하는 사판 챔버, 및 실린더 보어를 갖는다. 회전 샤프트는 상기 하우징에 의해 회전가능하게 지지되고 회전 축선을 갖는다. 사판은 상기 회전 샤프트의 회전에 의해 상기 사판 챔버에서 회전한다. 링크 메커니즘은 상기 회전 샤프트와 상기 사판 사이에 배열되고 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선에 수직인 제 1 방향에 대한 상기 사판의 경사각 변화를 허용한다. 피스톤은 상기 실린더 보어에 왕복운동가능하게 (reciprocally) 수용된다. 변환 메커니즘은 상기 사판의 회전을 통하여 상기 사판의 상기 경사각에 대응하는 스트로크에 의해 상기 피스톤을 상기 실린더 보어에서 왕복 운동시킨다. 액추에이터는 상기 사판 챔버에 로케이팅되고 상기 경사각을 변화시킬 수 있다. 제어 메커니즘은 상기 액추에이터를 제어한다. 상기 링크 메커니즘은 러그 부재와 사판 아암을 포함한다. 러그 부재는 상기 사판 챔버에 로케이팅되고 상기 회전 샤프트에 고정되고 상기 사판을 대면한다. 사판 아암은 상기 러그 부재로부터 상기 사판으로 상기 회전 샤프트의 회전을 전달한다. 상기 액추에이터는 상기 러그 부재, 가동체, 및 제어 압력 챔버를 포함한다. 상기 가동체는 상기 러그 부재와 상기 사판 사이에 로케이팅되고, 상기 회전 샤프트의 회전 축선이 연장되는 방향으로 이동하여서, 상기 경사각을 변화시킨다. 상기 제어 압력 챔버는 상기 러그 부재와 상기 가동체에 의해 규정되고, 상기 가동체를 이동시키도록 상기 제어 압력 챔버의 내부 압력을 사용한다. 상기 가동체는 슬라이딩 부분 및 가동체측 전달 부분을 포함한다. 슬라이딩 부분은, 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향으로 슬라이딩 부분이 이동함에 따라 상기 회전 샤프트 또는 상기 러그 부재에서 슬라이딩한다. 가동체측 전달 부분은 상기 사판의 상기 회전 축선의 반경방향으로 바깥쪽 위치에서 상기 사판과 맞물린다. 상기 사판은 상기 가동체측 전달 부분과 맞물리는 사판측 전달 부분을 포함한다. 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향에 수직이고 상기 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 상기 슬라이딩 부분에 의해 둘러싸인 구역에서 상기 가동체측 전달 부분에 대한 수직선 또는 법선과 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 서로 교차하도록 상기 가동체측 전달 부분이 구성된다.

본 발명의 다른 양태들 및 장점들은, 예로서 본 발명의 원리를 도시한 첨부 도면들과 함께 하기 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.

본 발명의 목적들 및 장점들과 함께, 본 발명은, 첨부 도면들과 함께 본원의 바람직한 실시형태들에 대한 하기 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.

도 1 은 제 1 실시형태에 따른 가변 용량형 사판식 압축기를 도시한 측단면도이다.
도 2 는 사판이 최대 경사각으로 있을 때 가변 용량형 사판식 압축기를 도시한 측단면도이다.
도 3 은 사판의 경사각이 최대화될 때 가동체와 그것의 주위를 도시한 확대 측단면도이다.
도 4 는 사판의 경사각이 최소화된 경사각과 최대화된 경사각 사이에 있을 때 가동체와 그것의 주위를 도시한 확대 측단면도이다.
도 5 는 사판의 경사각이 최소화될 때 가동체와 그것의 주위를 도시한 확대 측단면도이다.
도 6 은 제 2 실시형태에 따른 가동체와 그것의 주위를 도시한 측단면도이다.
도 7 은 제 3 실시형태에 따른 사판의 경사각이 최대화될 때 가동체와 그것의 주위를 도시한 확대 측단면도이다.
도 8 은 다른 실시형태에 따른 사판의 경사각이 최소화될 때 가동체와 그것의 주위를 도시한 확대 측단면도이다.

제 1 실시형태

제 1 실시형태에 따른 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 가 도 1 내지 도 5 를 참조하여 이하 설명될 것이다. 가변 용량형 사판식 압축기는 차량 공조기에 사용된다.

도 1 에 나타난 것처럼, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 는, 실린더 블록 (12), 전방 하우징 부재 (13), 및 후방 하우징 부재 (15) 에 의해 형성된 하우징 (11) 을 포함한다. 전방 하우징 부재 (13) 는 실린더 블록 (12) 의 일 단부 (도 1 에서 보았을 때 좌측 단부) 에 고정된다. 후방 하우징 부재 (15) 는, 사이에 밸브 어셈블리 (14) 를 가지고, 실린더 블록 (12) 의 타 단부 (도 1 에서 보았을 때 우측 단부) 에 고정된다. 하우징 (11) 에서, 실린더 블록 (12) 과 전방 하우징 부재 (13) 는 그 사이에 사판 챔버 (16) 를 규정한다.

회전 샤프트 (17) 는 하우징 (11) 에 회전가능하게 지지된다. 전방측 (제 1 측) 에서의 회전 샤프트 (17) 의 부분은 샤프트 홀 (13h) 을 통하여 연장되고, 이 샤프트 홀은 전방 하우징 부재 (13) 를 통하여 연장되도록 형성된다. 구체적으로, 회전 샤프트 (17) 의 전방 부분은 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 을 따르는 방향 (회전 샤프트 (17) 의 축선 방향) 으로 제 1 측에 로케이팅된 회전 샤프트 (17) 의 부분을 지칭한다. 회전 샤프트 (17) 의 선단부는 전방 하우징 부재 (13) 로부터 돌출해 있다. 후방측 (제 2 측) 에서의 회전 샤프트 (17) 의 부분은 실린더 블록 (12) 에 형성된 샤프트 홀 (12h) 을 통하여 연장된다. 구체적으로, 회전 샤프트 (17) 의 후방 부분은 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 이 연장되는 방향으로 제 2 측에 로케이팅된 회전 샤프트 (17) 의 부분을 지칭한다.

제 1 플레인 베어링 (B1) 은 샤프트 홀 (13h) 에 배열된다. 회전 샤프트 (17) 의 선단부는 제 1 플레인 베어링 (B1) 을 통하여 전방 하우징 부재 (13) 에 의해 회전가능하게 지지된다. 제 2 플레인 베어링 (B2) 은 샤프트 홀 (12h) 에 배열된다. 회전 샤프트 (17) 의 후단부는 제 2 플레인 베어링 (B2) 을 통하여 실린더 블록 (12) 에 의해 회전가능하게 지지된다. 립 시일 유형 (lip seal type) 의 실링 기기 (18) 는 전방 하우징 부재 (13) 와 회전 샤프트 (17) 사이에 로케이팅된다. 회전 샤프트 (17) 의 선단부는, 동력 전달 메커니즘 (PT) 을 통하여, 이 실시형태에서는 차량 엔진 (E) 인 외부 구동원에 연결되어 구동된다. 본 실시형태에서, 동력 전달 메커니즘 (PT) 은 지속적으로 동력을 전달하는 클러치리스 (clutchless) 메커니즘이다. 동력 전달 메커니즘 (PT) 은, 예를 들어, 벨트와 풀리들의 조합체이다.

2 개의 시일 링들 (12s) 은 실린더 블록 (12) 과 회전 샤프트 (17) 사이에 로케이팅된다. 샤프트 홀 (12h) 에서, 제 1 압력 조절 챔버 (30a) 는 밸브 어셈블리 (14) 와 회전 샤프트 (17) 의 후단부 사이에 형성된다. 시일 링들 (12s) 은 제 1 압력 조절 챔버 (30a) 와 사판 챔버 (16) 사이 경계를 실링한다.

사판 챔버 (16) 는, 회전 샤프트 (17) 로부터 구동력을 받을 때 회전하는 사판 (19) 을 수용한다. 사판 (19) 은 또한 회전 샤프트 (17) 에 대해 축선 (L) 을 따라 틸팅된다. 사판 (19) 은 삽입홀 (19a) 을 가지고, 이 삽입홀을 통하여 회전 샤프트 (17) 가 연장된다. 회전 샤프트 (17) 를 삽입홀 (19a) 로 삽입함으로써 사판 (19) 은 회전 샤프트 (17) 에 조립된다.

실린더 블록 (12) 은 회전 샤프트 (17) 둘레에 형성된 실린더 보어들 (12a) 을 갖는다. 실린더 보어들 (12a) 중 단 하나만 도 1 에 나타나 있다. 각각의 실린더 보어 (12a) 는 축선 방향으로 실린더 블록 (12) 을 통하여 연장된다. 각각의 실린더 보어 (12a) 는, 상사점과 하사점 사이에서 이동하도록 허용되는 피스톤 (20) 을 수용한다. 각각의 실린더 보어 (12a) 는 2 개의 개구들을 갖는다. 각각의 실린더 보어 (12a) 의 개구들 중 하나는 밸브 어셈블리 (14) 에 의해 폐쇄되고, 나머지 하나의 개구는 연관된 피스톤 (20) 에 의해 폐쇄된다. 압축 챔버 (21) 는 각각의 실린더 보어 (12a) 내부에 규정된다. 각각의 압축 챔버 (21) 의 체적은 대응하는 피스톤 (20) 이 왕복 운동함에 따라 변한다.

각각의 피스톤 (20) 은 한 쌍의 슈들 (22) 을 통하여 사판 (19) 의 주연부와 맞물린다. 슈들 (22) 은, 회전 샤프트 (17) 와 회전하는 사판 (19) 의 회전을 피스톤들 (20) 의 선형 왕복 운동으로 변환한다. 따라서, 쌍을 이룬 슈들 (22) 은 사판 (19) 의 회전에 의해 실린더 보어들 (12a) 에서 피스톤들 (20) 을 왕복 운동시키는 변환 메커니즘으로서 기능을 한다.

밸브 어셈블리 (14) 와 후방 하우징 부재 (15) 는 그 사이에 흡입 챔버 (31) 와 흡입 챔버 (31) 를 둘러싸는 토출 챔버 (32) 를 규정한다. 밸브 어셈블리 (14) 는, 흡입 포트들 (31h), 흡입 포트들 (31h) 을 개폐하기 위한 흡입 밸브 플랩들 (31v), 토출 포트들 (32h), 및 토출 포트들 (32h) 을 개폐하기 위한 토출 밸브 플랩들 (32v) 을 갖는다. 흡입 포트 (31h), 흡입 밸브 플랩 (31v), 토출 포트 (32h), 및 토출 밸브 플랩 (32v) 의 각 세트는 실린더 보어들 (12a) 중 하나에 대응한다. 각각의 흡입 포트 (31h) 는 흡입 챔버 (31) 를 대응하는 실린더 보어 (12a) (압축 챔버 (21)) 에 연결한다. 각각의 토출 포트 (32h) 는 연관된 실린더 보어 (12a) (압축 챔버 (21)) 를 토출 챔버 (32) 에 연결한다.

또한, 밸브 어셈블리 (14) 와 후방 하우징 부재 (15) 는 그 사이에 제 2 압력 조절 챔버 (30b) 를 규정한다. 제 2 압력 조절 챔버 (30b) 는 후방 하우징 부재 (15) 의 중심 부분에 로케이팅된다. 흡입 챔버 (31) 는 제 2 압력 조절 챔버 (30b) 의 반경방향으로 바깥쪽에 로케이팅된다. 밸브 어셈블리 (14) 는, 제 1 압력 조절 챔버 (30a) 와 제 2 압력 조절 챔버 (30b) 를 서로 연결하는 연통홀 (14h) 을 갖는다.

사판 챔버 (16) 와 흡입 챔버 (31) 는, 실린더 블록 (12) 과 밸브 어셈블리 (14) 를 통하여 연장되는 흡입 통로 (12b) 에 의해 서로 연결된다. 흡입 유입구 (13s) 는 전방 하우징 부재 (13) 의 주연벽에 형성된다. 흡입 유입구 (13s) 는 외부 냉매 회로에 연결된다. 냉매 가스는 외부 냉매 회로로부터 흡입 유입구 (13s) 를 통하여 사판 챔버 (16) 로 유입되고 그 후 흡입 통로 (12b) 를 통하여 흡입 챔버 (31) 로 유입된다. 따라서, 흡입 챔버 (31) 와 사판 챔버 (16) 는 흡입 압력 구역을 형성한다. 흡입 챔버 (31) 내 압력과 사판 챔버 (16) 내 압력은 실질적으로 동일하다.

디스크 형상의 러그 부재 (23) 는 사판 (19) 의 전방 위치에서 회전 샤프트 (17) 에 고정된다. 러그 부재 (23) 는 사판 (19) 을 대면하고 회전 샤프트 (17) 와 일체로 회전한다.

사판 챔버 (16) 는 액추에이터 (24A) 를 수용한다. 액추에이터 (24A) 는, 사판 (19) 에서 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 수직인 제 1 방향 (도 1 에서 보았을 때 연직 방향) 에 대해 사판 (19) 의 경사각을 변화시킬 수 있다. 액추에이터 (24A) 는, 러그 부재 (23) 와 사판 (19) 사이에 로케이팅되는, 폐쇄 단부를 구비한 실린더형 가동체 (24) 를 갖는다. 가동체 (24) 는 사판 챔버 (16) 에서 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 러그 부재 (23) 에 대해 이동가능하다.

가동체 (24) 는, 제 1 실린더형 부분 (24a), 제 2 실린더형 부분 (24b), 및 환형 커플링 부분 (24c) 에 의해 형성된다. 제 1 실린더형 부분 (24a) 은 삽입홀 (24e) 을 가지고, 이 삽입홀을 통하여 회전 샤프트 (17) 가 연장된다. 제 2 실린더형 부분 (24b) 은 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 연장된다. 제 1 실린더형 부분 (24a) 보다 큰 직경을 가지는 커플링 부분 (24c) 은 제 1 실린더형 부분 (24a) 과 제 2 실린더형 부분 (24b) 을 서로 커플링시킨다. 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 원위 단부는 러그 부재 (23) 에 형성된 환형 삽입 리세스 (23a) 에 수용된다. 실링 부재 (25) 는, 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 외주면과 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 외주면을 대면하는 삽입 리세스 (23a) 의 면 사이 경계를 실링한다. 제 2 실린더형 부분 (24b) 과 제 2 실린더형 부분 (24b) 을 대면하는 삽입 리세스 (23a) 의 면은 실링 부재 (25) 를 통하여 서로에 대해 슬라이딩하도록 허용된다. 이것은 가동체 (24) 가 러그 부재 (23) 를 통하여 회전 샤프트 (17) 와 일체로 회전할 수 있도록 허용한다.

마찬가지로, 삽입홀 (24e) 과 회전 샤프트 (17) 사이 간극은 실링 부재 (26) 에 의해 실링된다. 액추에이터 (24A) 는 러그 부재 (23) 와 가동체 (24) 에 의해 규정된 제어 압력 챔버 (27) 를 갖는다. 즉, 러그 부재 (23) 는 액추에이터 (24A) 의 일부를 형성한다.

사판 (19) 은, 각각의 피스톤 (20) 을 상사점에 놓는 상사점 대응 부분 (19t) 을 갖는다. 아치형 사판측 전달 부분 (19b) 은 가동체 (24) 와 대면하는 위치에서 사판 (19) 과 일체로 형성된다. 사판측 전달 부분 (19b) 은 사판 (19) 으로부터 전방으로 연장된다. 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 대해, 사판측 전달 부분 (19b) 은 상사점 대응 부분 (19t) 에 가까운 위치에 로케이팅된다. 가동체측 전달 부분 (24d) 은 사판측 전달 부분 (19b) 에 대면하는 제 1 실린더형 부분 (24a) 내 위치에 형성된다. 가동체측 전달 부분 (24d) 은 사판측 전달 부분 (19b) 과 맞물린다. 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 대해, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 피스톤들 (20) 을 위한 상사점 대응 부분 (19t) 에 가까운 위치에 로케이팅된다. 즉, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 사판 (19) 의 회전 축선 (L) 의 반경방향으로 바깥쪽 위치에서 사판 (19) 과 맞물린다. 사판측 전달 부분 (19b) 은 가동체측 전달 부분 (24d) 과 맞물리고, 즉 접촉하고 가동체 (24) 로 힘을 전달하거나 가동체로부터 힘을 받아들인다.

러그 부재 (23) 는 사판 (19) 을 향하여 연장되는 한 쌍의 아암들 (23b) 을 갖는다. 사판 (19) 은 상부측 (도 1 에서 보았을 때 상부측) 에 사판 아암 (19c) 을 갖는다. 사판 아암 (19c) 은 러그 부재 (23) 를 향하여 돌출해 있다. 회전 샤프트 (17) 의 회전은 러그 부재 (23) 와 사판 아암 (19c) 을 통하여 사판 (19) 에 전달된다. 사판 아암 (19c) 은 2 개의 아암들 (23b) 사이에 삽입된다. 사판 아암 (19c) 은 아암들 (23b) 사이에 유지되면서 아암들 (23b) 사이에서 이동가능하다. 캠 면 (23c) 은 아암들 (23b) 사이 바닥에 형성된다. 사판 아암 (19c) 의 원위 단부는 캠 면 (23c) 에서 슬라이딩한다.

사판 (19) 은 아암들 (23b) 과 캠 면 (23c) 사이에서 사판 아암 (19c) 의 협동작용에 의해 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 틸팅하도록 허용된다. 이것은 회전 샤프트 (17) 의 구동력이 아암들 (23b) 을 통하여 사판 아암 (19c) 에 전달될 수 있도록 허용하여서, 사판 (19) 은 회전한다. 사판 (19) 이 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 틸팅될 때, 사판 아암 (19c) 은 캠 면 (23c) 을 따라 슬라이딩한다. 따라서, 러그 부재 (23) 와 사판 아암 (19c) 은, 사판 (19) 의 경사각이 변화될 수 있도록 허용하는 링크 메커니즘으로서 기능을 한다.

스토퍼 링 (28) 은 사판 (19) 에 대해 실린더 블록 (12) 에 가까운 위치에서 회전 샤프트 (17) 에 고정된다. 회전 샤프트 (17) 둘레에 끼워맞춤되는 스프링 (29) 은 스토퍼 링 (28) 과 사판 (19) 사이에 로케이팅된다. 사판 (19) 이 러그 부재 (23) 를 향하여 틸팅하도록 스프링 (29) 은 사판 (19) 을 가압 (urge) 한다.

제 1 인-샤프트 통로 (17a) 는 회전 샤프트 (17) 에 형성된다. 제 1 인-샤프트 통로 (17a) 는 회전 샤프트 (17) 의 축선 (L) 을 따라 연장된다. 제 1 인-샤프트 통로 (17a) 의 후단부는 제 1 압력 조절 챔버 (30a) 의 내부로 개방된다. 또한, 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 는 회전 샤프트 (17) 에 형성된다. 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 는 회전 샤프트 (17) 의 반경 방향으로 연장된다. 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 의 일 단부는 제 1 인-샤프트 통로 (17a) 와 연통한다. 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 의 타 단부는 제어 압력 챔버 (27) 의 내부로 개방된다. 그러므로, 제어 압력 챔버 (27) 와 제 1 압력 조절 챔버 (30a) 는 제 1 인-샤프트 통로 (17a) 와 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 에 의해 서로 연결된다.

밸브 어셈블리 (14) 는, 밸브 어셈블리 (14) 를 통하여 연장되고 흡입 챔버 (31) 와 연통하는 구속 부분 (14s) 을 갖는다. 실린더 블록 (12) 은, 밸브 어셈블리 (14) 와 대면하는 단부면에 연통 부분 (12r) 을 갖는다. 연통 부분 (12r) 은 제 1 압력 조절 챔버 (30a) 와 구속 부분 (14s) 을 서로 연결한다. 제어 압력 챔버 (27) 와 흡입 챔버 (31) 는 제 2 인-샤프트 통로 (17b), 제 1 인-샤프트 통로 (17a), 제 1 압력 조절 챔버 (30a), 연통 부분 (12r), 및 구속 부분 (14s) 을 통하여 서로 연결된다.

제어 압력 챔버 (27) 내 압력은, 토출 챔버 (32) 로부터 제어 압력 챔버 (27) 로 냉매 가스를 도입하고 제어 압력 챔버 (27) 로부터 흡입 챔버 (31) 로 냉매 가스를 토출함으로써 제어된다. 따라서, 제어 압력 챔버 (27) 에 공급된 냉매 가스는 제어 압력 챔버 (27) 내 압력을 제어하기 위한 제어 가스로서 역할을 한다. 제어 압력 챔버 (27) 와 사판 챔버 (16) 사이 압력 차이는 가동체 (24) 를 러그 부재 (23) 에 대해 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 이동시킨다. 후방 하우징 부재 (15) 는, 액추에이터 (24A) 를 제어하기 위한 제어 메커니즘으로서 역할을 하는 전자기 용량 제어 밸브 (35) 를 갖는다. 용량 제어 밸브 (35) 는, 토출 챔버 (32) 를 제 2 압력 조절 챔버 (30b) 에 연결하는 연통 통로 (36) 에 로케이팅된다.

도 2 에 나타낸 전술한 구조를 가지는 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 에서, 용량 제어 밸브 (35) 의 개도 감소는, 토출 챔버 (32) 로부터 연통 통로 (36), 제 2 압력 조절 챔버 (30b), 연통홀 (14h), 제 1 압력 조절 챔버 (30a), 제 1 인-샤프트 통로 (17a), 및 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 를 통하여 제어 압력 챔버 (27) 로 이송되는 냉매 가스의 유량을 감소시킨다. 그 후, 냉매 가스는 제 2 인-샤프트 통로 (17b), 제 1 인-샤프트 통로 (17a), 제 1 압력 조절 챔버 (30a), 연통 부분 (12r), 및 구속 부분 (14s) 을 통하여 제어 압력 챔버 (27) 로부터 흡입 챔버 (31) 로 토출되어서, 제어 압력 챔버 (27) 내 압력은 흡입 챔버 (31) 내 압력에 근접한다.

제어 압력 챔버 (27) 와 사판 챔버 (16) 사이 압력 차이가 감소하도록 제어 압력 챔버 (27) 내 압력이 흡입 챔버 (31) 내 압력에 근접할 때, 제 1 실린더형 부분 (24a) 이 러그 부재 (23) 에 근접하도록 가동체 (24) 가 이동된다. 그 후, 사판 (19) 은 스프링 (29) 의 힘에 의해 러그 부재 (23) 를 향하여 가압되어서, 사판 아암 (19c) 은 캠 면 (23c) 에서 회전 샤프트 (17) 로부터 이격되게 슬라이딩한다. 이것은 사판 (19) 의 경사각을 증가시키고 따라서 피스톤들 (20) 의 스트로크를 증가시킨다. 그리하여, 용량이 증가된다.

도 1 에 나타난 것처럼, 용량 제어 밸브 (35) 의 개도 증가는 토출 챔버 (32) 로부터 연통 통로 (36), 제 2 압력 조절 챔버 (30b), 연통홀 (14h), 제 1 압력 조절 챔버 (30a), 제 1 인-샤프트 통로 (17a), 및 제 2 인-샤프트 통로 (17b) 를 통하여 제어 압력 챔버 (27) 로 이송되는 냉매 가스의 유량을 증가시킨다. 이것은 제어 압력 챔버 (27) 내 압력을 토출 챔버 (32) 내 압력에 근접시킨다.

제어 압력 챔버 (27) 내 압력이 토출 챔버 (32) 내 압력에 근접할 때, 제어 압력 챔버 (27) 와 사판 챔버 (16) 사이 압력 차이가 증가된다. 그러므로, 가동체 (24) 의 제 1 실린더형 부분 (24a) 이 러그 부재 (23) 로부터 이격되게 이동하도록 가동체 (24) 가 이동된다. 그 후, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 피스톤들 (20) 을 위한 상사점 대응 부분 (19t) 에 가까운 사판 (19) 상의 위치에서 사판측 전달 부분 (19b) 을 누른다. 따라서, 사판 (19) 은 러그 부재 (23) 로부터 이격되는 방향으로 스프링 (29) 의 힘에 의해 밀린다. 사판 아암 (19c) 은 사판 (19) 의 경사각을 감소시키도록 회전 샤프트 (17) 를 향하여 캠 면 (23c) 에서 슬라이딩한다. 이것은 피스톤들 (20) 의 스트로크를 감소시키고, 따라서 용량이 감소된다.

도 3 에 나타난 것처럼, 가동체 (24) 가 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 이동함에 따라 회전 샤프트 (17) 를 따라 슬라이딩하는 슬라이딩 부분 (241a) 을 가동체 (24) 가 갖는다. 본 실시형태에서, 제 1 실린더형 부분 (24a) 의 내주면과 회전 샤프트 (17) 사이 간극 (S1) 은 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 외주면과 삽입 리세스 (23a) 사이 간극 (S2) 보다 작다. 따라서, 슬라이딩 부분 (241a) 은 제 1 실린더형 부분 (24a) 의 내주면이고 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 연장된다.

가동체측 전달 부분 (24d) 은, 가동체 (24) 의 이동 방향에 대해 경사진 선형으로 연장되는 평면으로서 형성된다. 가동체측 전달 부분 (24d) 은 선형으로 연장되고 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 으로부터 거리가 증가함에 따라 사판 (19) 으로부터 이격 분리된다.

사판 (19) 은 그것의 경사각을 도 3 에 나타낸 각도로 변화시킨 것으로 가정한다. 가동체측 전달 부분 (24d) 에 대한 수직선 (L1) 이 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 과 교차하는 지점이 교차점 (P1) 으로서 규정된다. 수직선 (L1) 은 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 의 방향과 일치한다. 사판 (19) 의 경사각이 최대화될 때, 교차점 (P1) 은, 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 수직이고 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 (즉, 도 3 의 시트에 수직이고 관찰자로부터 멀어지게 향하는 방향으로 보았을 때), 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사도 (θ1) 가 결정된다. 경사도 (θ1) 는 회전 샤프트 (17) 의 축선에 수직인 방향에 대한 경사도를 지칭한다. 구역 (Z1) 은 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸여 있고 도 3 에서 점으로 나타낸 영역이다.

도 4 에 나타난 것처럼, 사판 (19) 의 경사각이 최소 경사각과 최대 경사각 사이에 있을 때, 교차점 (P1) 은, 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 수직이고 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사도 (θ1) 가 결정된다.

도 5 에 나타난 것처럼, 사판 (19) 의 경사각이 최소화될 때, 교차점 (P1) 은, 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 수직이고 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사도 (θ1) 가 결정된다. 즉, 본 실시형태에서, 교차점 (P1) 이 사판 (19) 의 경사각 전체 변화 범위에서 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사도 (θ1), 즉, 가동체측 전달 부분 (24d) 의 형상이 결정된다.

제 1 실시형태의 작동이 이하 설명될 것이다.

사판 (19) 의 경사각이 변함에 따라 회전 샤프트 (17) 와 가동체 (24) 가 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 서로에 대해 슬라이딩하는, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅된다. 이 때, 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 과 제어 압력 챔버 (27) 내 압력에 의해 발생되고 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 가동체 (24) 를 이동시키도록 작용하는 힘 (F2) 을 조합함으로써 합력이 발생된다. 합력은 합력 (F3) 으로서 규정된다. 합력 (F3) 은 교차점 (P1) 을 포함하는 연직선 (L2) 에서 발생되고, 합력 (F3) 과 반대 방향이고 균형을 이루는 힘 (F4) 이 또한 연직선 (L2) 에서 발생된다. 결과적으로, 가동체 (24) 에 작용하는 모든 힘들은 교차점 (P1) 을 포함하는 연직선 (L2) 에서 발생되고, 상쇄되며, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 따라서, 사판 (19) 의 경사각은 원활하게 변화된다.

가동체측 전달 부분 (24d) 은, 사판 (19) 이 최대 경사각으로 있을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅되도록 설계된다. 따라서, 최대 경사각에서, 또는 가동체 (24) 가 최대 구동력을 발생시킬 때, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 결과적으로, 사판 (19) 의 경사각은 쉽게 최대화된다. 또한, 사판 (19) 의 경사각은 최대 경사각으로부터 원활하게 감소된다.

가동체측 전달 부분 (24d) 은, 사판 (19) 이 최소 경사각과 최대 경사각 사이에 있을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅되도록 구성된다. 이것은 가동체 (24) 가 최대 경사각과 가장 빈번하게 사용되는 최소 경사각 사이에서 원활하게 이동하도록 허용한다. 따라서, 제어 압력 챔버 (27) 로 도입된 냉매 가스의 유량 제어가 간단해진다.

가동체측 전달 부분 (24d) 은, 사판 (19) 이 최소 경사각으로 있을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅되도록 설계된다. 따라서, 사판 (19) 의 최소 경사각에서, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 결과적으로, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 가 작동하기 시작했을 때 사판 (19) 의 경사각은 원활하게 증가된다.

제 1 실시형태는 다음과 같은 장점들을 달성한다.

(1) 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 수직이고 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때, 가동체측 전달 부분 (24d) 에 대한 수직선 (L1) 및 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 이 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에서 서로 교차하도록 가동체측 전달 부분 (24d) 은 구성된다.

이 구성에 따르면, 사판 (19) 의 경사각이 변할 때, 가동체측 전달 부분 (24d) 에 대한 수직선 (L1) 과 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 의 교차점 (P1) 은, 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 로케이팅된다. 수직선 (L1) 은, 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 의 방향과 일치한다.

이 때, 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 과 제어 압력 챔버 (27) 내 압력에 의해 발생되고 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 가동체 (24) 를 이동시키도록 작용하는 힘 (F2) 을 조합함으로써 합력이 발생된다. 합력은 F3 으로 표시된다. 합력 (F3) 은 교차점 (P1) 을 포함하는 연직선 (L2) 에서 발생되고, 합력 (F3) 과 반대 방향이고 균형을 이루는 힘 (F4) 이 또한 연직선 (L2) 에서 발생된다. 결과적으로, 가동체 (24) 에 작용하는 모든 힘들은 교차점 (P1) 을 포함하는 연직선 (L2) 에서 발생되고, 상쇄되며, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 따라서, 사판 (19) 의 경사각은 원활하게 변화된다.

(2) 가동체측 전달 부분 (24d) 은, 사판 (19) 이 최대 경사각으로 있을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅되도록 구성된다. 따라서, 최대 경사각에서, 또는 가동체 (24) 가 최대 구동력을 발생시킬 때, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 결과적으로, 사판 (19) 의 경사각은 쉽게 최대화된다. 또한, 사판 (19) 의 경사각은 최대 경사각으로부터 원활하게 감소된다.

(3) 가동체측 전달 부분 (24d) 은, 사판 (19) 이 최소 경사각으로 있을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅되도록 구성된다. 따라서, 사판 (19) 의 최소 경사각에서, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 결과적으로, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 가 작동하기 시작했을 때 사판 (19) 의 경사각은 원활하게 증가된다.

(4) 가동체측 전달 부분 (24d) 은, 사판 (19) 이 최소 경사각과 최대 경사각 사이에 있을 때, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 교차점 (P1) 이 로케이팅되도록 구성된다. 이것은 가동체 (24) 가 최대 경사각과 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 에서 가장 빈번하게 사용되는 최소 경사각 사이에서 원활하게 이동하도록 허용한다. 따라서, 제어 압력 챔버 (27) 로 도입된 냉매 가스의 유량 제어는 간단해진다.

(5) 가동체측 전달 부분 (24d) 은, 가동체 (24) 의 이동 방향에 대해 경사진 선형으로 연장되는 평면으로서 형성된다. 이것은 가동체측 전달 부분 (24d) 의 형상이 단순화되도록 허용한다. 따라서, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트를 감소시키기 위해 복잡한 형상을 가질 필요가 없다. 따라서, 생산성을 향상시킬 수 있다.

(6) 가동체측 전달 부분 (24d) 은 피스톤들 (20) 을 위한 상사점 대응 부분 (19t) 에 가까운 사판 (19) 상의 위치에서 사판측 전달 부분 (19b) 을 눌러서, 사판 (19) 의 경사각을 감소시킨다. 이것은, 사판 (19) 의 경사각을 변화시키는 힘이 가동체 (24) 로부터 사판 (19) 의 중심 부분으로 전달되는 구성과 비교해 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 가동체 (24) 의 이동 거리를 감소시킨다. 따라서, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 의 축선방향 크기가 감소된다.

제 2 실시형태

제 2 실시형태에 따른 가변 용량형 사판식 압축기는 이하 도 6 을 참조하여 설명될 것이다. 하기 설명된 실시형태들에서, 이미 설명된 제 1 실시형태의 대응하는 구성요소들과 동일한 구성요소들에는 동일한 도면부호들이 제공되고, 설명은 생략되거나 간략화된다.

도 6 에 나타난 것처럼, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 아치형 형상을 가지고 그것의 중심은 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 상의 지점이다. 가동체측 전달 부분 (24d) 은 가상 원 (R1) 과 정렬되고 이 원의 중심은 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 상의 지점이다. 사판 (19) 의 경사각이 변할 때, 가동체측 전달 부분 (24d) 에 대한 법선 (L3) 과 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 의 교차점 (P1) 은 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 에 로케이팅된다. 법선 (L3) 은 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 의 방향과 일치한다. 교차점 (P1) 은 가상 원 (R1) 의 중심 지점과 일치한다. 즉, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 아치형 형상을 가지고 그것의 중심은 교차점 (P1) 이다.

제 2 실시형태의 작동이 이하 설명될 것이다.

사판측 전달 부분 (19b) 이 가동체측 전달 부분 (24d) 과 접촉할 때, 교차점 (P1) 은, 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 바깥쪽에 쉽게 로케이팅되지 않는다. 따라서, 사판 (19) 의 경사각이 변할 때, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트가 감소된다. 이것은 사판 (19) 의 경사각이 원활하게 변할 수 있도록 허용한다.

따라서, 제 1 실시형태의 장점들 (1) 내지 (4) 및 (6) 이외에, 제 2 실시형태는 다음과 같은 장점을 달성한다.

(7) 가동체측 전달 부분 (24d) 은 아치형 형상을 가지고 그것의 중심은 교차점 (P1) 이다. 사판 (19) 의 경사각이 변할지라도, 사판측 전달 부분 (19b) 이 아치형 형상을 가지는 가동체측 전달 부분 (24d) 과 접촉하기만 하면, 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로, 슬라이딩 부분 (241a) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z1) 외부에 교차점 (P1) 은 쉽게 로케이팅되지 않는다. 따라서, 사판 (19) 의 경사각이 변할 때, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 쉽게 감소된다. 이것은 사판 (19) 의 경사각이 보다 원활하게 변하도록 허용한다.

제 3 실시형태

제 3 실시형태에 따른 가변 용량형 사판식 압축기가 도 7 을 참조하여 이하 설명될 것이다.

도 7 에 나타난 것처럼, 가동체 (24) 는 슬라이딩 부분 (241b) 을 가지고, 이 슬라이딩 부분은, 가동체 (24) 가 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 이동함에 따라, 러그 부재 (23) 를 따라 슬라이딩한다. 제 1 실린더형 부분 (24a) 의 내주면과 회전 샤프트 (17) 사이 간극 (S1) 은 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 외주면과 삽입 리세스 (23a) 사이 간극 (S2) 보다 크다. 따라서, 슬라이딩 부분 (241b) 은 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 외주면이고 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 연장된다.

사판 (19) 의 경사각이 변함에 따라 가동체측 전달 부분 (24d) 에 대한 수직선 (L1) 이 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 과 교차하는 지점은 교차점 (P2) 으로서 규정된다. 수직선 (L1) 은 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 의 방향과 일치한다. 사판 (19) 의 경사각이 최대화될 때, 회전 샤프트 (17) 의 회전 축선 (L) 에 수직이고 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 (즉, 도 7 의 시트에 수직이고 관찰자로부터 멀어지게 향하는 방향으로 보았을 때), 슬라이딩 부분 (241b) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z2) 에 교차점 (P2) 이 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사도 (θ2) 가 결정된다. 경사도 (θ2) 는 회전 샤프트 (17) 의 축선에 수직인 방향에 대한 경사도를 지칭한다.

제 3 실시형태의 작동이 이하 설명될 것이다.

사판 (19) 의 경사각이 변함에 따라 회전 샤프트 (17) 와 가동체 (24) 가 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 서로에 대해 슬라이딩하는, 슬라이딩 부분 (241b) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z2) 에 교차점 (P2) 이 로케이팅된다. 이 때, 사판측 전달 부분 (19b) 에 의해 가동체측 전달 부분 (24d) 에 인가되는 힘 (F1) 과 제어 압력 챔버 (27) 내 압력에 의해 발생되고 회전 샤프트 (17) 의 축선을 따라 가동체 (24) 를 이동시키도록 작용하는 힘 (F2) 을 조합함으로써 합력이 발생된다. 합력은 합력 (F3) 으로서 규정된다. 합력 (F3) 은 교차점 (P2) 을 포함하는 연직선 (L2) 에서 발생되고, 합력 (F3) 과 반대 방향이고 균형을 이루는 힘 (F4) 이 또한 연직선 (L2) 에서 발생된다. 결과적으로, 가동체 (24) 에 작용하는 모든 힘들은 교차점 (P2) 을 포함하는 연직선 (L2) 에서 발생되고, 상쇄되며, 이동 방향에 대해 가동체 (24) 를 틸팅시키도록 작용하는 모멘트는 발생되지 않는다. 따라서, 사판 (19) 의 경사각은 원활하게 변화된다.

따라서, 제 3 실시형태는 제 1 실시형태의 장점들 (1), (2), (5), 및 (6) 과 등가인 장점들을 달성한다.

전술한 실시형태들은 다음과 같이 변경될 수도 있다.

제 3 실시형태에서, 사판 (19) 이 도 8 에 나타난 것처럼 최소 경사도로 있을 때, 교차점 (P2) 은 슬라이딩 부분 (241b) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z3) 에 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사각 (θ2) 이 결정될 수도 있다. 사판 (19) 이 최소 경사각으로 있을 때, 제 2 실린더형 부분 (24b) 의 커플링 부분 (24c) 은 러그 부재 (23) 의 삽입 리세스 (23a) 밖에 있다. 따라서, 사판 (19) 이 최소 경사도로 있을 때, 회전 샤프트 (17) 의 축선 방향으로 슬라이딩 부분 (241b) 에 의해 둘러싸인 구역 (Z3) 에 교차점 (P2) 이 로케이팅되도록 가동체측 전달 부분 (24d) 의 경사각 (θ2) 이 결정된다.

사판 (19) 이 최대 경사각으로 있을 때 슬라이딩 부분들 (241a, 241b) 에 의해 둘러싸인 구역들 (Z1, Z2, Z3) 에 교차점들 (P1, P2) 이 로케이팅되기만 하면 전술한 실시형태들 각각은 변경될 수도 있다.

사판 (19) 이 최소 경사각으로 있을 때 슬라이딩 부분들 (241a, 241b) 에 의해 둘러싸인 구역들 (Z1, Z2, Z3) 에 교차점들 (P1, P2) 이 로케이팅되기만 하면 전술한 실시형태들 각각은 변경될 수도 있다.

사판 (19) 이 최소 경사각과 최대 경사각 사이에 있을 때 슬라이딩 부분들 (241a, 241b) 에 의해 둘러싸인 구역들 (Z1, Z2, Z3) 에 교차점들 (P1, P2) 이 로케이팅되기만 하면 전술한 실시형태들 각각은 변경될 수도 있다.

전술한 실시형태들 각각에서, 가동체측 전달 부분 (24d) 은 제 1 실시형태에서처럼 평면과 제 2 실시형태에서처럼 아치형 형상을 조합하여 형성된 형상을 가질 수도 있다.

전술한 실시형태들 각각에서, 사판측 전달 부분 (19b) 은, 예를 들어, 사판 (19) 과 별도로 형성된 원주형 핀 (columnar pin) 일 수도 있다.

도시된 실시형태들에서, 구동 동력은 클러치를 통하여 외부 구동원으로부터 얻을 수도 있다.

따라서, 본원의 실시예들 및 실시형태들은 예시적인 것으로 제한하지 않는 것으로 간주되고 본 발명은 본원에 제공된 세부사항들에 제한되지 않을 것이고, 첨부된 청구항의 범위 및 등가물 내에서 변경될 수도 있다.

Claims

가변 용량형 사판식 압축기로서,
흡입 챔버, 토출 챔버, 상기 흡입 챔버와 연통하는 사판 챔버, 및 실린더 보어를 가지는 하우징;
상기 하우징에 의해 회전가능하게 지지되고 회전 축선을 가지는 회전 샤프트;
상기 회전 샤프트의 회전에 의해 상기 사판 챔버에서 회전하는 사판;
상기 회전 샤프트와 상기 사판 사이에 배열되고 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선에 수직인 제 1 방향에 대한 상기 사판의 경사각 변화를 허용하는 링크 메커니즘;
상기 실린더 보어에 왕복운동가능하게 (reciprocally) 수용되는 피스톤;
상기 사판의 회전을 통하여 상기 사판의 상기 경사각에 대응하는 스트로크에 의해 상기 피스톤을 상기 실린더 보어에서 왕복 운동시키는 변환 메커니즘;
상기 사판 챔버에 로케이팅되고 상기 경사각을 변화시킬 수 있는 액추에이터; 및
상기 액추에이터를 제어하는 제어 메커니즘을 포함하고,
상기 링크 메커니즘은,
상기 사판 챔버에 로케이팅된 러그 부재로서, 상기 러그 부재는 상기 회전 샤프트에 고정되고 상기 사판을 대면하는, 상기 러그 부재, 및
상기 러그 부재로부터 상기 사판으로 상기 회전 샤프트의 회전을 전달하는 사판 아암을 포함하고,
상기 액추에이터는,
상기 러그 부재,
상기 러그 부재와 상기 사판 사이에 로케이팅된 가동체로서, 상기 가동체는 상기 회전 샤프트의 회전 축선이 연장되는 방향으로 이동하여서, 상기 경사각을 변화시키는, 상기 가동체, 및
상기 러그 부재와 상기 가동체에 의해 규정된 제어 압력 챔버로서, 상기 제어 압력 챔버는 상기 가동체를 이동시키도록 상기 제어 압력 챔버의 내부 압력을 사용하는, 상기 제어 압력 챔버를 포함하고,
상기 가동체는,
상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향으로 슬라이딩 부분이 이동함에 따라 상기 회전 샤프트 또는 상기 러그 부재에서 슬라이딩하는 슬라이딩 부분, 및
상기 사판의 회전 축선의 반경방향으로 바깥쪽 위치에서 상기 사판과 맞물리는 가동체측 전달 부분을 포함하고,
상기 사판은 상기 가동체측 전달 부분과 맞물리는 사판측 전달 부분을 포함하고,
상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향에 수직이고 상기 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 상기 슬라이딩 부분에 의해 둘러싸인 구역에서 상기 가동체측 전달 부분에 대한 수직선 또는 법선과 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 서로 교차하도록 상기 가동체측 전달 부분이 구성되는, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 사판의 상기 경사각이 최대 경사각일 때, 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향에 수직이고 상기 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 상기 슬라이딩 부분에 의해 둘러싸인 구역에서 상기 가동체측 전달 부분에 대한 수직선 또는 법선과 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 서로 교차하도록 상기 가동체측 전달 부분이 구성되는, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 사판의 상기 경사각이 최소 경사각일 때, 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향에 수직이고 상기 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 상기 슬라이딩 부분에 의해 둘러싸인 구역에서 상기 가동체측 전달 부분에 대한 수직선 또는 법선과 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 서로 교차하도록 상기 가동체측 전달 부분이 구성되는, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 사판의 상기 경사각이 최소 경사각과 최대 경사각 사이에 있을 때, 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 연장되는 방향에 수직이고 상기 제 1 방향에 수직인 방향으로 보았을 때 상기 슬라이딩 부분에 의해 둘러싸인 구역에서 상기 가동체측 전달 부분에 대한 수직선 또는 법선과 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선이 서로 교차하도록 상기 가동체측 전달 부분이 구성되는, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 가동체측 전달 부분은, 상기 가동체의 이동 방향에 대해 경사진 선형으로 연장되는 평면으로서 형성되는, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 가동체측 전달 부분은, 상기 가동체측 전달 부분에 대한 법선과 상기 회전 샤프트의 상기 회전 축선의 교차점인 중심을 갖는 아치형 형상을 가지는, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동체는,
상기 회전 샤프트가 삽입되는 삽입홀을 가지는 제 1 실린더형 부분,
상기 회전 샤프트의 축선 방향으로 연장되고 상기 제 1 실린더형 부분보다 더 큰 직경을 가지는 제 2 실린더형 부분, 및
상기 제 1 실린더형 부분과 상기 제 2 실린더형 부분을 서로 커플링하는 커플링 부분을 포함하고,
상기 러그 부재는, 상기 제 2 실린더형 부분의 원위 단부가 삽입되는 환형 삽입 리세스를 가지고,
상기 제 1 실린더형 부분의 내주면과 상기 회전 샤프트 사이 간극은, 상기 제 2 실린더형 부분의 외주면과 상기 삽입 리세스 사이 간극보다 더 작도록 설정되고,
상기 제 1 실린더형 부분의 상기 내주면은 슬라이딩 부분인, 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동체는,
상기 회전 샤프트가 삽입되는 삽입홀을 가지는 제 1 실린더형 부분,
상기 회전 샤프트의 축선 방향으로 연장되고 상기 제 1 실린더형 부분보다 더 큰 직경을 가지는 제 2 실린더형 부분, 및
상기 제 1 실린더형 부분과 상기 제 2 실린더형 부분을 서로 커플링하는 커플링 부분을 포함하고,
상기 러그 부재는, 상기 제 2 실린더형 부분의 원위 단부가 삽입되는 환형 삽입 리세스를 가지고,
상기 제 1 실린더형 부분의 내주면과 상기 회전 샤프트 사이 간극은, 상기 제 2 실린더형 부분의 외주면과 상기 삽입 리세스 사이 간극보다 더 크도록 설정되고,
상기 제 2 실린더형 부분의 외주면은 슬라이딩 부분인, 가변 용량형 사판식 압축기.