KR20150112836A - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

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히데하루 야마시타
히로미치 오가와
쇼헤이 후지와라
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

용량 가변형 사판식 압축기의 액추에이터는, 구동 샤프트의 축선을 따라 이동가능한 구획체, 사판의 경사각을 바꾸는 이동체, 및 구획체와 이동체에 의해 규정된 제어 압력 챔버를 포함한다. 이동체는 제어 압력 챔버에서 냉매를 토출 챔버로부터 흡인함으로써 이동된다. 경사각이 증가함에 따라 구획체와 접촉하여 이동시키도록 사판이 구성된다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기{VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE COMPRESSOR}
본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.
일본 공개 특허 공보 제 5-172052 호는 종래의 용량 가변형 사판식 압축기 (이하 간단히 압축기로 지칭함) 를 기재한다. 압축기는 전방 하우징 부재, 실린더 블록, 및 후방 하우징 부재를 포함하는 하우징을 갖는다. 전방 하우징 부재와 후방 하우징 부재는 각각 흡입 챔버와 토출 챔버를 포함한다. 실린더 블록은 사판 챔버 및 실린더 보어들을 포함한다. 회전가능한 구동 샤프트가 하우징에서 지지된다. 구동 샤프트와 함께 회전가능한 사판이 사판 챔버에 배치된다. 사판의 경사각이 변화될 수 있도록 허용하기 위해서 구동 샤프트와 사판 사이에 링크 기구가 위치된다. 경사각은 구동 샤프트의 회전 축선에 직교하는 평면에 대한 사판의 각도를 지칭한다. 각각의 실린더 보어는 왕복동 피스톤을 수용한다. 2 개의 슈들은, 사판의 경사각에 따른 스트로크로 대응하는 실린더 보어에서 피스톤을 왕복운동시키도록 사판의 회전을 이용하는 변환 기구로서 역할을 하도록 각각의 피스톤에 제공된다. 이동체와 제어 압력 챔버를 포함하는 액추에이터는 사판의 경사각을 변화시킨다. 제어 기구는 액추에이터를 제어하도록 제어 압력 챔버의 압력을 조정한다.
링크 기구는 러그 아암, 제 1 아암과 제 2 아암, 및 이동체를 포함한다. 러그 아암은 구동 샤프트에 고정되고 사판 챔버의 전방에 위치된다. 제 1 아암은 사판의 전면에 위치되고, 제 2 아암은 사판의 후면에 위치된다. 제 1 아암은 러그 아암과 사판을 피봇가능하게 결합한다. 제 2 아암은 이동체와 사판을 피봇가능하게 결합한다.
압축기에서, 제어 기구는 구동 샤프트의 축선을 따라 사판을 향해 이동체를 이동시키도록 토출 챔버 내 냉매 압력으로 제어 압력 챔버의 압력을 증가시킨다. 결과적으로, 이동체는 사판을 누르고 사판의 경사각을 증가시킨다. 사판의 경사각이 최대가 될 때 사판은 러그 아암과 접촉하게 된다. 이것은 구동 샤프트의 각각의 회전에 대해 압축기 용량이 최대화될 수 있도록 허용한다.
전술한 종래의 압축기에서, 사판과 러그 아암의 접촉은 사판을 최대 경사각으로 제한한다. 러그 아암은 구동 샤프트에 고정된다. 따라서, 사판과 러그 아암의 접촉은, 진동을 발생시키고 압축기의 내구성을 저하시키는 충격을 발생시킬 수도 있다. 또한, 사판과 러그 아암의 접촉은 소음을 발생시킨다. 이러한 상황은, 압축기 용량을 최대량으로 빠르게 증가시킬 때 더욱 뚜렷해진다.
본 발명의 목적은 내구성이 있고 소음이 감소된 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태는, 흡입 챔버, 토출 챔버, 사판 챔버, 및 실린더 보어를 포함하는 하우징을 구비한 용량 가변형 사판식 압축기이다. 구동 샤프트는 상기 하우징에 의해 회전가능하게 지지된다. 사판은 상기 사판 챔버에서 상기 구동 샤프트와 함께 회전가능하다. 링크 기구는 상기 구동 샤프트와 상기 사판 사이에 배치된다. 상기 링크 기구는 상기 사판을 피봇가능하게 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 링크 기구는 상기 구동 샤프트의 축선에 직교하는 평면에 대해 상기 사판의 경사각 변화를 허용한다. 피스톤은 상기 실린더 보어에 왕복운동가능하게 수용된다. 변환 기구는, 상기 사판이 회전할 때 상기 사판의 상기 경사각에 따른 스트로크로 상기 실린더 보어에서 상기 피스톤을 왕복운동시키도록 구성된다. 액추에이터는 상기 사판 챔버에 위치된다. 상기 액추에이터는 상기 사판의 상기 경사각을 변화시킬 수 있다. 제어 기구는 상기 액추에이터를 제어하도록 구성된다. 상기 액추에이터는 상기 구동 샤프트에 배치된 구획체를 포함한다. 상기 구획체는 상기 구동 샤프트의 축선을 따라 이동가능하다. 이동체는 상기 구동 샤프트에 배치된다. 상기 이동체는 상기 사판에 결합된 결합부를 포함하고, 상기 이동체는 상기 사판의 상기 경사각을 변화시키도록 상기 구동 샤프트의 상기 축선을 따라 상기 구획체와 접촉하게 이동한다. 제어 압력 챔버는 상기 구획체와 상기 이동체에 의해 규정된다. 상기 이동체는 상기 제어 압력 챔버에서 냉매를 상기 토출 챔버로부터 흡인함으로써 이동된다. 상기 사판은, 상기 경사각이 증가함에 따라, 상기 구획체와 접촉하여 이동시키도록 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 용량이 최대일 때 제 1 실시형태의 압축기를 나타낸 단면도이고,
도 2 는 도 1 의 압축기 내 제어 기구를 나타낸 모식도이고,
도 3a 는 도 1 의 압축기에서 사판의 정면도이고,
도 3b 는 도 1 의 압축기에서 사판의 단면도이고,
도 4 는 용량이 최소일 때 도 1 의 압축기를 나타낸 단면도이고,
도 5 는 도 1 의 압축기에서 구획체를 누르는 맞닿음부를 나타낸 부분 확대 단면도이고,
도 6 은 사판의 경사각이 최소일 때 제 2 실시형태의 압축기를 나타낸 부분 확대 단면도이고,
도 7a 는 도 6 의 압축기에서 사판의 정면도이고,
도 7b 는 도 6 의 압축기에서 사판의 단면도이고,
도 8 은 도 6 의 압축기에서 미리 정해진 제 2 경사각으로 사판을 나타낸 부분 확대 단면도이고,
도 9 는 사판의 경사각이 최대일 때 도 6 의 압축기를 나타낸 부분 확대 단면도이고, 그리고
도 10 은 사판 경사각과 가변 압력 차이의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태는 이하 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 각각의 압축기는 쌍두 피스톤들 및 사판을 이용하는 용량 가변형 압축기이다. 압축기는 차량 공조기의 냉동 회로를 형성하도록 차량에 설치된다.
제 1 실시형태
도 1 을 참조하면, 제 1 실시형태의 압축기는 하우징 (1), 구동 샤프트 (3), 사판 (5), 링크 기구 (7), 피스톤들 (9), 전방 및 후방 슈들 (11a, 11b), 액추에이터 (13), 및 도 2 에 나타낸 제어 기구 (15) 를 포함한다. 각각의 피스톤 (9) 은 한 쌍의 슈들 (11a, 11b) 을 구비한다.
도 1 에 나타난 것처럼, 하우징 (1) 은, 압축기의 전방에 위치된 전방 하우징 부재 (17), 압축기의 후방에 위치된 후방 하우징 부재 (19), 전방 하우징 부재 (17) 와 후방 하우징 부재 (19) 사이에 위치된 제 1 실린더 블록 (21) 및 제 2 실린더 블록 (23), 및 제 1 밸브 형성 플레이트 (39) 와 제 2 밸브 형성 플레이트 (41) 를 포함한다.
전방 하우징 부재 (17) 는 전방을 향해 돌출한 보스 (17a) 를 포함한다. 실링 기기 (25) 가 보스 (17a) 내에 배치된다. 또한, 전방 하우징 부재 (17) 는 제 1 흡입 챔버 (27a) 와 제 1 토출 챔버 (29a) 를 포함한다. 제 1 흡입 챔버 (27a) 는 전방 하우징 부재 (17) 의 반경방향으로 내부에 위치되고, 제 1 토출 챔버 (29a) 는 환형이고 전방 하우징 부재 (17) 의 반경방향으로 외부에 위치된다.
전방 하우징 부재 (17) 는 제 1 전방 연통 통로 (18a) 를 포함한다. 제 1 전방 연통 통로 (18a) 는 제 1 토출 챔버 (29a) 와 연통하는 선단부, 및 전방 하우징 부재 (17) 의 후단부에서 개방되는 후단부를 포함한다.
후방 하우징 부재 (19) 는 도 2 에 나타낸 제어 기구 (15) 를 포함한다. 후방 하우징 부재 (19) 는, 제 2 흡입 챔버 (27b), 제 2 토출 챔버 (29b), 및 압력 조정 챔버 (31) 를 포함한다. 압력 조정 챔버 (31) 는 후방 하우징 부재 (19) 의 반경방향으로 중심부에 위치된다. 제 2 흡입 챔버 (27b) 는 환형이고 후방 하우징 부재 (19) 에서 압력 조정 챔버 (31) 의 반경방향으로 외측에 위치된다. 제 2 토출 챔버 (29b) 도 또한 환형이고 후방 하우징 부재 (19) 에서 제 2 흡입 챔버 (27b) 의 반경방향으로 외측에 위치된다.
후방 하우징 부재 (19) 는 제 1 후방 연통 통로 (20a) 를 포함한다. 제 1 후방 연통 통로 (20a) 는 제 2 토출 챔버 (29b) 와 연통하는 후단부, 및 후방 하우징 부재 (19) 의 선단부에서 개방되는 선단부를 포함한다.
사판 챔버 (33) 는 제 1 실린더 블록 (21) 및 제 2 실린더 블록 (23) 내에 규정된다. 사판 챔버 (33) 는 하우징 (1) 의 축선방향으로 중앙부에 위치된다.
제 1 실린더 블록 (21) 은, 원주 방향으로 등 각도 간격으로 배치되고 서로 평행하게 연장되는 제 1 실린더 보어들 (21a) 을 포함한다. 또한, 제 1 실린더 블록 (21) 은 제 1 샤프트 보어 (21b) 를 포함한다. 구동 샤프트 (3) 는 제 1 샤프트 보어 (21b) 를 통하여 연장된다. 제 1 플레인 베어링 (22a) 이 제 1 샤프트 보어 (21b) 에 배치된다.
제 1 실린더 블록 (21) 은 또한 제 1 샤프트 보어 (21b) 와 연통하고 동축을 이루는 제 1 리세스 (21c) 를 포함한다. 제 1 리세스 (21c) 는 사판 챔버 (33) 와 연통하고 사판 챔버 (33) 의 일부를 형성한다. 제 1 스러스트 베어링 (35a) 은 제 1 리세스 (21c) 의 전방부에 배치된다. 또한, 제 1 실린더 블록 (21) 은, 사판 챔버 (33) 와 제 1 흡입 챔버 (27a) 를 연통시키는 제 1 연통 통로 (37a) 를 포함한다. 제 1 실린더 블록 (21) 은 또한 제 1 리테이너 그루브 (21e) 를 포함하고, 이 그루브는 후술될 제 1 흡입 리드 밸브들 (391a) 의 최대 개도를 제한한다.
제 1 실린더 블록 (21) 은 제 2 전방 연통 통로 (18b) 를 포함한다. 제 2 전방 연통 통로 (18b) 는, 제 1 실린더 블록 (21) 의 선단부에서 개방되는 선단부, 및 제 1 실린더 블록 (21) 의 후단부에서 개방되는 후단부를 포함한다.
제 1 실린더 블록 (21) 과 동일하게, 제 2 실린더 블록 (23) 은 제 2 실린더 보어들 (23a) 을 포함한다. 각각의 제 2 실린더 보어 (23a) 는 제 1 실린더 보어들 (21a) 중 하나와 짝을 이루고 축선방향으로 정렬된다. 제 1 실린더 보어들 (21a) 및 제 2 실린더 보어들 (23a) 은 동일한 직경을 갖는다.
제 2 실린더 블록 (23) 은 제 2 샤프트 보어 (23b) 를 포함한다. 구동 샤프트 (3) 는 제 2 샤프트 보어 (23b) 를 통하여 연장된다. 제 2 샤프트 보어 (23b) 는 제 2 플레인 베어링 (22b) 을 포함한다. 제 1 플레인 베어링 (22a) 및 제 2 플레인 베어링 (22b) 은 볼 베어링들에 의해 대체될 수도 있다.
제 2 실린더 블록 (23) 은 또한 제 2 리세스 (23c) 를 포함하고, 이 리세스는 제 2 샤프트 보어 (23b) 와 연통하고 동축을 이룬다. 또한, 제 2 리세스 (23c) 는 또한 사판 챔버 (33) 와 연통하고 사판 챔버 (33) 의 일부를 형성한다. 제 2 스러스트 베어링 (35b) 은 제 2 리세스 (23c) 의 후방부에 배치된다. 제 2 실린더 블록 (23) 은, 사판 챔버 (33) 를 제 2 흡입 챔버 (27b) 와 연통시키는 제 2 연통 통로 (37b) 를 포함한다. 제 2 실린더 블록 (23) 은 또한 제 2 리테이너 그루브 (23e) 를 포함하고, 이 그루브는 후술될 제 1 흡입 리드 밸브들 (411a) 의 최대 개도를 제한한다.
제 2 실린더 블록 (23) 은 토출 포트 (230), 합류 토출 챔버 (231), 제 3 전방 연통 통로 (18c), 제 2 후방 연통 통로 (20b), 및 흡입 포트 (330) 를 포함한다. 토출 포트 (230) 는 합류 토출 챔버 (231) 와 연통한다. 토출 포트 (230) 는, 합류 토출 챔버 (231) 를, 냉동 회로에 포함되는 응축기 (미도시) 에 연결한다. 흡입 포트 (330) 는, 사판 챔버 (33) 를, 냉동 회로에 포함되는 증발기 (미도시) 에 연결한다.
제 3 전방 연통 통로 (18c) 는, 제 2 실린더 블록 (23) 의 선단부에서 개방되는 선단부, 및 합류 토출 챔버 (231) 와 연통하는 후단부를 포함한다. 제 1 실린더 블록 (21) 이 제 2 실린더 블록 (23) 과 접합될 때, 제 3 전방 연통 통로 (18c) 는 제 2 전방 연통 통로 (18b) 의 후단부에 연결된다.
제 2 후방 연통 통로 (20b) 는, 합류 토출 챔버 (231) 와 연통하는 선단부, 및 제 2 실린더 블록 (23) 의 후단부에서 개방되는 후단부를 포함한다.
제 1 밸브 형성 플레이트 (39) 는 전방 하우징 부재 (17) 와 제 1 실린더 블록 (21) 사이에 배치된다. 제 2 밸브 형성 플레이트 (41) 는 후방 하우징 부재 (19) 와 제 2 실린더 블록 (23) 사이에 배치된다.
제 1 밸브 형성 플레이트 (39) 는, 제 1 밸브 플레이트 (390), 제 1 흡입 밸브 플레이트 (391), 제 1 토출 밸브 플레이트 (392), 및 제 1 리테이너 플레이트 (393) 를 포함한다. 제 1 흡입홀들 (390a) 은 제 1 밸브 플레이트 (390), 제 1 토출 밸브 플레이트 (392), 및 제 1 리테이너 플레이트 (393) 를 통하여 연장된다. 제 1 흡입홀들 (390a) 의 개수는 제 1 실린더 보어들 (21a) 의 개수와 동일하다. 제 1 토출홀들 (390b) 은 제 1 밸브 플레이트 (390) 및 제 1 흡입 밸브 플레이트 (391) 를 통하여 연장된다. 제 1 토출홀들 (390b) 의 개수는 제 1 실린더 보어들 (21a) 의 개수와 동일하다. 제 1 흡입 연통홀 (390c) 은 제 1 밸브 플레이트 (390), 제 1 흡입 밸브 플레이트 (391), 제 1 토출 밸브 플레이트 (392), 및 제 1 리테이너 플레이트 (393) 를 통하여 연장된다. 제 1 토출 연통홀 (390d) 은 제 1 밸브 플레이트 (390) 와 제 1 흡입 밸브 플레이트 (391) 를 통하여 연장된다.
각각의 제 1 실린더 보어 (21a) 는, 대응하는 제 1 흡입홀 (390a) 을 통하여, 제 1 흡입 챔버 (27a) 와 연통한다. 또한, 각각의 제 1 실린더 보어 (21a) 는, 대응하는 제 1 토출홀 (390b) 을 통하여, 제 1 토출 챔버 (29a) 와 연통한다. 제 1 흡입 챔버 (27a) 는, 제 1 흡입 연통홀 (390c) 을 통하여, 제 1 연통 통로 (37a) 와 연통한다. 제 1 전방 연통 통로 (18a) 는 제 1 토출 연통홀 (390d) 을 통하여 제 2 전방 연통 통로 (18b) 와 연통한다.
제 1 흡입 밸브 플레이트 (391) 는 제 1 밸브 플레이트 (390) 의 후면에 배치된다. 제 1 흡입 밸브 플레이트 (391) 는, 대응하는 제 1 흡입홀들 (390a) 을 개폐하도록 탄성 변형될 수도 있는 제 1 흡입 리드 밸브들 (391a) 을 포함한다. 제 1 토출 밸브 플레이트 (392) 는 제 1 밸브 플레이트 (390) 의 전면에 배치된다. 제 1 토출 밸브 플레이트 (392) 는, 대응하는 제 1 토출홀들 (390b) 을 개폐하도록 탄성 변형될 수도 있는 제 1 토출 리드 밸브들 (392a) 을 포함한다. 제 1 리테이너 플레이트 (393) 는 제 1 토출 밸브 플레이트 (392) 의 전면에 배치된다. 제 1 리테이너 플레이트 (393) 는 각각의 제 1 토출 리드 밸브 (392a) 의 최대 개도를 제한한다.
제 2 밸브 형성 플레이트 (41) 는 제 2 밸브 플레이트 (410), 제 2 흡입 밸브 플레이트 (411), 제 2 토출 밸브 플레이트 (412), 및 제 2 리테이너 플레이트 (413) 를 포함한다. 제 2 흡입홀들 (410a) 은 제 2 밸브 플레이트 (410), 제 2 토출 밸브 플레이트 (412), 및 제 2 리테이너 플레이트 (413) 를 통하여 연장된다. 제 2 흡입홀들 (410a) 의 개수는 제 2 실린더 보어들 (23a) 의 개수와 동일하다. 제 2 토출홀들 (410b) 은 제 2 밸브 플레이트 (410) 및 제 2 흡입 밸브 플레이트 (411) 를 통하여 연장된다. 제 2 토출홀들 (410b) 의 개수는 제 2 실린더 보어들 (23a) 의 개수와 동일하다. 제 2 흡입 연통홀 (410c) 은, 제 2 밸브 플레이트 (410), 제 2 흡입 밸브 플레이트 (411), 제 2 토출 밸브 플레이트 (412), 및 제 2 리테이너 플레이트 (413) 를 통하여 연장된다. 제 2 토출 연통홀 (410d) 은 제 2 밸브 플레이트 (410) 및 제 2 흡입 밸브 플레이트 (411) 를 통하여 연장된다.
각각의 제 2 실린더 보어 (23a) 는, 대응하는 제 2 흡입홀 (410a) 을 통하여, 제 2 흡입 챔버 (27b) 와 연통한다. 또한, 각각의 제 2 실린더 보어 (23a) 는, 대응하는 제 2 토출홀 (410b) 을 통하여, 제 2 토출 챔버 (29b) 와 연통한다. 제 2 흡입 챔버 (27b) 는, 제 2 흡입 연통홀 (410c) 을 통하여, 제 2 연통 통로 (37b) 와 연통한다. 제 1 후방 연통 통로 (20a) 는, 제 2 토출 연통홀 (410d) 을 통하여, 제 2 후방 연통 통로 (20b) 와 연통한다.
제 2 흡입 밸브 플레이트 (411) 는 제 2 밸브 플레이트 (410) 의 전면에 배치된다. 제 2 흡입 밸브 플레이트 (411) 는, 대응하는 제 2 흡입홀들 (410a) 을 개폐하도록 탄성 변형될 수도 있는 제 2 흡입 리드 밸브들 (411a) 을 포함한다. 제 2 토출 밸브 플레이트 (412) 는 제 2 밸브 플레이트 (410) 의 후면에 배치된다. 제 2 토출 밸브 플레이트 (412) 는, 대응하는 제 2 토출홀들 (410b) 을 개폐하도록 탄성 변형될 수도 있는 제 2 토출 리드 밸브들 (412a) 을 포함한다. 제 2 리테이너 플레이트 (413) 는 제 2 토출 밸브 플레이트 (412) 의 후면에 배치된다. 제 2 리테이너 플레이트 (413) 는 각각의 제 2 토출 리드 밸브 (412a) 의 최대 개도를 제한한다.
압축기에서, 제 1 전방 연통 통로 (18a), 제 1 토출 연통홀 (390d), 제 2 전방 연통 통로 (18b), 및 제 3 전방 연통 통로 (18c) 는 제 1 토출 연통 통로 (18) 를 형성한다. 또한, 제 1 후방 연통 통로 (20a), 제 2 토출 연통홀 (410d), 및 제 2 후방 연통 통로 (20b) 는 제 2 토출 연통 통로 (20) 를 형성한다.
압축기에서, 제 1 및 제 2 흡입 챔버 (27a, 27b) 는, 제 1 및 제 2 연통 통로 (37a, 37b) 와 제 1 및 제 2 흡입 연통홀 (390c, 410c) 을 통하여, 사판 챔버 (33) 와 연통한다. 따라서, 제 1 및 제 2 흡입 챔버 (27a, 27b) 의 압력은 사판 챔버 (33) 의 압력과 실질적으로 동일하다. 증발기로부터 저압 냉매 가스는 흡입 포트 (330) 를 통하여 사판 챔버 (33) 로 유입된다. 따라서, 사판 챔버 (33) 와 제 1 및 제 2 흡입 챔버 (27a, 27b) 의 압력은 제 1 및 제 2 토출 챔버 (29a, 29b) 의 압력보다 낮다.
구동 샤프트 (3) 는 샤프트 보디 (30), 제 1 지지 부재 (43a), 및 제 2 지지 부재 (43b) 를 포함한다. 샤프트 보디 (30) 는 제 1 소직경부 (30a) 를 규정하는 전방부, 및 제 2 소직경부 (30b) 를 규정하는 후방부를 포함한다. 하우징 (1) 의 전방으로부터 후방으로 연장되는 샤프트 보디 (30) 는 실링 기기 (25) 와 제 1 및 제 2 플레인 베어링 (22a, 22b) 을 통하여 연장된다. 따라서, 샤프트 보디 (30) 및, 결과적으로, 구동 샤프트 (3) 는 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 둘레에서 회전가능하게 하우징 (1) 에 의해 지지된다. 샤프트 보디 (30) 는, 보스 (17a) 에 위치된 선단부, 및 압력 조정 챔버 (31) 로 돌출한 후단부를 갖는다.
사판 (5), 링크 기구 (7), 및 액추에이터 (13) 는 샤프트 보디 (30) 에 배치된다. 사판 (5), 링크 기구 (7), 및 액추에이터 (13) 는 각각 사판 챔버 (33) 에 위치된다.
제 1 지지 부재 (43a) 는 샤프트 보디 (30) 의 제 1 소직경부 (30a) 에 끼워맞추어진다. 또한, 제 1 지지 부재 (43a) 는 제 1 소직경부 (30a) 와 제 1 샤프트 보어 (21b) 내 제 1 플레인 베어링 (22a) 사이에 위치된다. 제 1 지지 부재 (43a) 는, 제 1 스러스트 베어링 (35a) 과 접촉하는 플랜지 (430), 및 제 2 핀 (47b) 이 삽입되는 결합부 (미도시) 를 포함한다. 복귀 스프링 (44a) 의 선단부는 제 1 지지 부재 (43a) 에 끼워맞추어진다. 복귀 스프링 (44a) 은 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 플랜지 (430) 로부터 사판 (5) 을 향해 연장된다.
제 2 지지 부재 (43b) 는 샤프트 보디 (30) 의 제 2 소직경부 (30b) 의 후방부에 끼워맞추어지고 제 2 샤프트 보어 (23b) 에 위치된다. 제 2 지지 부재 (43b) 의 전방부는 제 2 스러스트 베어링 (35b) 과 접촉하는 플랜지 (431) 를 포함한다. O-링들 (51a, 51b) 은 플랜지 (431) 의 후방측에서 제 2 지지 부재 (43b) 에 배치된다.
도 1 을 참조하면, 사판 (5) 은 환형 플레이트이고 전면 (5a) 과 후면 (5b) 을 포함한다. 전면 (5a) 은 사판 챔버 (33) 에서 압축기의 전방측을 향한다. 후면 (5b) 은 사판 챔버 (33) 에서 압축기의 후방측을 향한다.
사판 (5) 은 링 플레이트 (45) 를 포함한다. 링 플레이트 (45) 는 환형 플레이트이다. 삽입홀 (45a) 은 링 플레이트 (45) 의 중심을 통하여 연장한다. 샤프트 보디 (30) 는, 사판 (5) 을 구동 샤프트 (3) 에 결합하기 위해서, 사판 챔버 (33) 내 삽입홀 (45a) 을 통하여 삽입된다.
도 3a 를 참조하면, 사판 (5) 의 후면 (5b) 과 동일 측에 위치된 링 플레이트 (45) 의 면은 2 개의 맞닿음부들 (53a, 53b) 을 포함한다. 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 사판 (5) 의 중심 (C) 으로부터 사판 (5) 의 하단부 (U) 를 향해 분리된다. 또한, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은, 사판 (5) 의 중심 (C) 을 통하여 연장되는 중심선 (L) 에 대해 대칭적으로 배치된다.
도 3b 에 나타난 것처럼, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 동일한 형상으로, 단면이 삼각형이고 링 플레이트 (45) 로부터 후방을 향해 돌출해 있다. 도 1 을 참조하면, 사판 (5) 이 제 1 미리 정해진 경사각으로 경사를 이룰 때, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 후술될 구획체 (13b) 와 접촉한다. 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 임의의 적합한 형상을 가지도록 설계될 수도 있다.
링 플레이트 (45) 는, 후술될 견인 아암들 (132) 에 결합되는 커플러 (미도시) 를 포함한다.
도 1 에 나타난 것처럼, 링크 기구 (7) 는 러그 아암 (49) 을 포함한다. 러그 아암 (49) 은 사판 챔버 (33) 내 사판 (5) 의 전방측에 배치되고 사판 (5) 과 제 1 지지 부재 (43a) 사이에 위치된다. 러그 아암 (49) 은 일반적으로 L 형상이다. 러그 아암 (49) 의 후단부는 웨이트 (49a) 를 포함한다. 웨이트 (49a) 는 액추에이터 (13) 의 원주의 1/2 에 걸쳐 연장된다. 웨이트 (49a) 는 적합한 형상을 가지도록 설계될 수도 있다.
제 1 핀 (47a) 은 러그 아암 (49) 의 후단부를 링 플레이트 (45) 의 상부 부분과 결합한다. 제 1 핀 (47a) 은 본 발명의 지지부에 대응한다. 따라서, 러그 아암 (49) 은 링 플레이트 (45) 또는 사판 (5) 에 의해 지지되어서, 러그 아암 (49) 은 제 1 핀 (47a) 의 축선, 즉, 제 1 피봇 축선 (M1) 둘레에서 피봇가능하다. 제 1 피봇 축선 (M1) 은 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 에 수직 방향으로 연장된다. 구동 샤프트 (3) 는 맞닿음부들 (53a, 53b) 과 제 1 핀 (47a), 또는 제 1 피봇 축선 (M1) 사이에 위치된다.
제 2 핀 (47b) 은 러그 아암 (49) 의 선단부를 제 1 지지 부재 (43a) 에 결합한다. 따라서, 러그 아암 (49) 은 지지 부재 (43a), 또는 구동 샤프트 (3) 에 의해 지지되어서, 러그 아암 (49) 은 제 2 핀 (47b) 의 축선, 즉, 제 2 피봇 축선 (M2) 둘레에서 피봇가능하다. 제 2 피봇 축선 (M2) 은 제 1 피봇 축선 (M1) 에 평행하게 연장된다. 러그 아암 (49) 과 제 1 핀 (47a) 및 제 2 핀 (47b) 은 본 발명의 링크 기구 (7) 를 형성하는 요소들이다.
웨이트 (49a) 는 러그 아암 (49) 의 후방을 향해, 즉, 제 1 피봇 축선 (M1) 으로부터 보았을 때 제 2 피봇 축선 (M2) 과 반대 측을 향해 연장된다. 웨이트 (49a) 가 링 플레이트 (45) 에서 그루브 (45b) 를 통하여 삽입되고 링 플레이트 (45) 의 후방측에, 즉, 사판 (5) 의 후면 (5b) 과 동일 측에 위치되도록 러그 아암 (49) 은 링 플레이트 (45) 에서 제 1 핀 (47a) 에 의해 지지된다. 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 주위에서 사판 (5) 의 회전은, 사판 (5) 의 후방측에서 웨이트 (49a) 에 작용하는 원심력을 발생시킨다.
압축기에서, 사판 (5) 이 구동 샤프트 (3) 와 함께 회전할 수 있도록 링크 기구 (7) 는 사판 (5) 과 구동 샤프트 (3) 를 결합한다. 또한, 제 1 피봇 축선 (M1) 및 제 2 피봇 축선 (M2) 둘레에서 러그 아암 (49) 의 2 개의 단부들의 피봇은, 사판 (5) 의 경사각을, 최대 경사각으로부터 도 4 에 나타낸 최소 경사각으로 변화시킬 수 있다.
도 1 을 참조하면, 각각의 피스톤 (9) 은, 제 1 피스톤 헤드 (9a) 를 규정하는 선단부, 및 제 2 피스톤 헤드 (9b) 를 규정하는 후단부를 포함한다. 제 1 피스톤 헤드 (9a) 는 대응하는 제 1 실린더 보어 (21a) 에 왕복운동가능하게 수용된다. 제 1 피스톤 헤드 (9a) 는 제 1 실린더 보어 (21a) 에서 제 1 밸브 형성 플레이트 (39) 와 제 1 압축 챔버 (21d) 를 규정한다. 제 2 피스톤 헤드 (9b) 는 대응하는 제 2 실린더 보어 (23a) 에 왕복운동가능하게 수용된다. 제 2 피스톤 헤드 (9b) 는 제 2 실린더 보어 (23a) 에서 제 2 밸브 형성 플레이트 (41) 와 제 2 압축 챔버 (23d) 를 규정한다.
각각의 피스톤 (9) 의 중앙은, 반구형 슈들 (11a, 11b) 을 수용하는 맞물림부 (9c) 를 포함한다. 슈들 (11a, 11b) 은 사판 (5) 의 회전을 피스톤 (9) 의 왕복운동으로 변환한다. 슈들 (11a, 11b) 은 본 발명의 변환 기구에 대응한다. 이런 식으로, 제 1 및 제 2 피스톤 헤드 (9a, 9b) 는, 사판 (5) 의 경사각에 따른 스트로크로, 제 1 및 제 2 실린더 보어 (21a, 23a) 에서 왕복운동한다.
압축기에서, 사판 (5) 의 경사각 변화는 피스톤들 (9) 의 스트로크를 변화시킨다. 이것은, 차례로, 제 1 및 제 2 피스톤 헤드 (9a, 9b) 각각의 상사점을 이동시킨다. 보다 구체적으로, 사판 (5) 의 경사각 감소는, 제 1 피스톤 헤드 (9a) 의 상사점보다 많이 제 2 피스톤 헤드 (9b) 의 상사점을 이동시킨다.
도 5 를 참조하면, 액추에이터 (13) 는 사판 챔버 (33) 에 배치된다. 액추에이터 (13) 는 사판 챔버 (33) 내 사판 (5) 의 후방에 위치되고 제 2 리세스 (23c) 로 이동가능하다. 액추에이터 (13) 는, 이동체 (13a), 구획체 (13b), 및 제어 압력 챔버 (13c) 를 포함한다. 제어 압력 챔버 (13c) 는 이동체 (13a) 와 구획체 (13b) 사이에 규정된다.
이동체 (13a) 는 후벽 (130), 원주벽 (131), 및 2 개의 견인 아암들 (132) 을 포함한다. 각각의 견인 아암 (132) 은 본 발명의 결합부에 대응한다. 후벽 (130) 은 이동체 (13a) 의 후방에 위치되고 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 으로부터 외측을 향해 반경방향으로 연장된다. 삽입홀 (130a) 은 후벽 (130) 을 통하여 연장된다. 샤프트 보디 (30) 의 제 2 소직경부 (30b) 는 삽입홀 (130a) 을 통하여 삽입된다. O-링 (51c) 은 삽입홀 (130a) 의 벽에 배치된다. 원주벽 (131) 은 후벽 (130) 의 외주와 연속하고 이동체 (13a) 의 전방을 향해 연장된다. 각각의 견인 아암 (132) 은 원주벽 (131) 의 선단부에 형성되고 이동체 (13a) 의 전방을 향해 돌출해 있다. 이동체 (13a) 가 폐쇄 단부를 가지는 실린더 형태를 가지도록 후벽 (130), 원주벽 (131), 및 견인 아암들 (132) 이 배치된다.
구획체 (13b) 는 디스크 형상이고 이동체 (13a) 의 내경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 삽입홀 (133) 은 구획체 (13b) 의 중심을 통하여 연장된다. O-링 (51d) 은 삽입홀 (133) 의 벽에 배치된다. 또한, O-링 (51e) 은 구획체 (13b) 의 외주면에 배치된다.
경사각 감소 스프링 (44b) 은 구획체 (13b) 와 링 플레이트 (45) 사이에 위치된다. 보다 구체적으로, 경사각 감소 스프링 (44b) 의 후단부는 구획체 (13b) 와 접촉하고, 경사각 감소 스프링 (44b) 의 선단부는 링 플레이트 (45) 와 접촉한다.
구동 샤프트 (3) 의 제 2 소직경부 (30b) 는 이동체 (13a) 의 삽입홀 (130a) 및 구획체 (13b) 의 삽입홀 (133) 을 통하여 삽입된다. 따라서, 이동체 (13a) 가 제 2 리세스 (23c) 에 수용될 때, 이동체 (13a) 와 링크 기구 (7) 는 사판 (5) 의 대향측들에 위치된다.
구획체 (13b) 는 이동체 (13a) 에서 사판 (5) 의 후방에 위치되고 원주벽 (131) 에 의해 둘러싸여 있다. 구획체 (13b) 는 구동 샤프트 (3) 와 함께 회전가능하고 사판 챔버 (33) 에서 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 이동가능하다. 이런 식으로, 이동체 (13a) 와 구획체 (13b) 가 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 이동할 때, 이동체 (13a) 의 원주벽 (131) 의 내주면은 구획체 (13b) 의 외주면을 따라 이동한다.
구획체 (13b) 를 원주벽 (131) 으로 둘러쌈으로써, 제어 압력 챔버 (13c) 는 이동체 (13a) 와 구획체 (13b) 사이에 형성된다. 제어 압력 챔버 (13c) 는, 후벽 (130), 원주벽 (131), 및 구획체 (13b) 에 의해, 사판 챔버 (33) 로부터 구획되어 있다.
스냅 링 (55) 은 제 2 소직경부 (30b) 에 끼워맞추어진다. 스냅 링 (55)은, 제어 압력 챔버 (13c) 내 제 2 소직경부 (30b) 에서 후술될 반경방향 통로 (3b) 가까이 위치된다. 스냅 링 (55) 은 본 발명의 이동량 제한부에 대응한다. 스냅 링 (55) 대신에, 예를 들어, 플랜지가 본 발명의 이동량 제한부로서 역할을 하도록 제 2 소직경부 (30b) 에 배치될 수도 있다.
제 3 핀 (47c) 은 견인 아암들 (132) 을 링 플레이트 (45) 의 도면들에서 "U" 자로 표시된 하단부에 결합시킨다. 제 3 핀 (47c) 은 본 발명의 결합부에 대응한다. 따라서, 사판 (5) 은, 제 3 핀 (47c) 의 축선, 즉, 작용 축선 (M3) 둘레에서 피봇가능하도록 이동체 (13a) 에 의해 지지된다. 작용 축선 (M3) 은 제 1 및 제 2 피봇 축선 (M1, M2) 과 평행하게 연장된다. 이런 식으로, 구획체 (13b) 가 사판 (5) 에 대향하도록 이동체 (13a) 는 사판 (5) 에 결합된다. 압축기에서, 결합부를 형성하는 견인 아암들 (132) 및 제 3 핀 (47c) 은, 지지부로서 역할을 하는 제 1 핀 (47a) 에 대향하고, 맞닿음부들 (53a, 53b) 이 그 사이에 배치된다. 보다 구체적으로, 결합부 (견인 아암들 (132) 및 제 3 핀 (47c)) 는, 사판 (5) 의 중심 (C) 에서 보았을 때, 지지부 (제 1 핀 (47a)) 의 반대 측에 위치된다. 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 결합부 (견인 아암들 (132) 및 제 3 핀 (47c)) 와 결합부 (견인 아암들 (132) 및 제 3 핀 (47c)) 에 가까운 지지부 (제 1 핀 (47a)) 사이에 위치된다. 다시 말해서, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 사판 (5) 의 중심 (C) 보다 결합부에 더 가깝게 위치된다.
도 1 에 나타난 것처럼, 축선방향 통로 (3a) 는 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 후단부로부터 전방을 향해 제 2 소직경부 (30b) 를 통하여 연장된다. 반경방향 통로 (3b) 는 반경 방향으로 축선방향 통로 (3a) 의 선단부로부터 제 2 소직경부 (30b) 를 통하여 연장되고 샤프트 보디 (30) 의 외면에서 개방된다. 축선방향 통로 (3a) 의 후단부는 압력 조정 챔버 (31) 와 연통한다. 반경방향 통로 (3b) 는 제어 압력 챔버 (13c) 와 연통한다. 따라서, 제어 압력 챔버 (13c) 는, 반경방향 통로 (3b) 및 축선방향 통로 (3a) 를 통하여, 압력 조정 챔버 (31) 와 연통한다.
샤프트 보디 (30) 의 선단부는 나사부 (3c) 를 포함한다. 나사부 (3c) 는 구동 샤프트 (3) 를 풀리 또는 전자 클러치 (둘 다 미도시됨) 에 결합한다.
도 2 에 나타난 것처럼, 제어 기구 (15) 는 추기 통로 (15a), 급기 통로 (15b), 제어 밸브 (15c), 오리피스 (15d), 축선방향 통로 (3a), 및 반경방향 통로 (3b) 를 포함한다.
추기 통로 (15a) 는 압력 조정 챔버 (31) 및 제 2 흡입 챔버 (27b) 에 연결된다. 제어 압력 챔버 (13c), 압력 조정 챔버 (31), 및 제 2 흡입 챔버 (27b) 는 추기 통로 (15a), 축선방향 통로 (3a), 및 반경방향 통로 (3b) 를 통하여 서로 연통한다. 급기 통로 (15b) 는 압력 조정 챔버 (31) 및 제 2 토출 챔버 (29b) 에 연결된다. 제어 압력 챔버 (13c), 압력 조정 챔버 (31), 및 제 2 토출 챔버 (29b) 는 급기 통로 (15b), 축선방향 통로 (3a), 및 반경방향 통로 (3b) 를 통하여 서로 연통한다. 급기 통로 (15b) 는 오리피스 (15d) 를 포함한다.
제어 밸브 (15c) 는 추기 통로 (15a) 에 배치된다. 제어 밸브 (15c) 는, 제 2 흡입 챔버 (27b) 의 압력을 기반으로 추기 통로 (15a) 의 개도를 조절할 수 있다.
압축기에서, 증발기로 이어지는 파이프는 흡입 포트 (330) 에 연결된다. 응축기로 이어지는 파이프는 토출 포트 (230) 에 연결된다. 응축기는 파이프와 팽창 밸브에 의해 증발기에 연결된다. 압축기, 증발기, 팽창 밸브, 응축기 등은 차량 공조기의 냉동 회로를 형성한다. 증발기, 팽창 밸브, 응축기, 및 파이프들은 도면에 도시되어 있지 않다.
압축기에서, 구동 샤프트 (3) 의 회전은 사판 (5) 을 회전시키고 대응하는 제 1 및 제 2 실린더 보어 (21a, 23a) 에서 각각의 피스톤 (9) 을 왕복운동시킨다. 따라서, 제 1 및 제 2 압축 챔버 (21d, 23d) 의 용적은 피스톤 스트로크에 따라 변한다. 이것은, 냉매 가스를 제 1 및 제 2 압축 챔버 (21d, 23d) 로 흡인하는 흡입 단계 (phase), 제 1 및 제 2 압축 챔버 (21d, 23d) 에서 냉매 가스를 압축하는 압축 단계, 및 압축된 냉매 가스를 제 1 및 제 2 토출 챔버 (29a, 29b) 로 토출하는 토출 단계를 반복한다.
제 1 토출 챔버 (29a) 로 토출된 냉매 가스는 제 1 토출 연통 통로 (18) 를 통하여 합류 토출 챔버 (231) 로 유동한다. 동일하게, 제 2 토출 챔버 (29b) 로 토출된 냉매 가스는 제 2 토출 연통 통로 (20) 를 통하여 합류 토출 챔버 (231) 로 유동한다. 냉매 가스는 합류 토출 챔버 (231) 로부터 토출 포트 (230) 를 통하여 토출되고 파이프를 통하여 응축기로 이송된다.
흡입 단계와 같은 단계들 중, 사판 (5) 의 경사각을 감소시키도록 작용하는 압축 반력은 사판 (5), 링 플레이트 (45), 러그 아암 (49), 및 제 1 핀 (47a) 을 포함하는 회전 부재들에 작용한다. 사판의 경사각 변화는, 압축기 용량을 제어하는 피스톤들 (9) 의 스트로크를 증가 또는 감소시킬 것이다.
보다 구체적으로, 도 2 에 나타낸 제어 기구 (15) 에서 제어 밸브 (15c) 가 추기 통로 (15a) 의 개도를 증가시킬 때, 압력 조정 챔버 (31) 의 압력 및 결과적으로 제어 압력 챔버 (13c) 의 압력은 제 2 흡입 챔버 (27b) 의 압력과 실질적으로 동일해진다. 즉, 제어 압력 챔버 (13c) 와 사판 챔버 (33) 사이 가변 압력 차이가 감소된다. 따라서, 도 4 를 참조하면, 사판 (5) 에 작용하는 피스톤 압축력은 사판 챔버 (33) 에서 전방을 향해 액추에이터 (13) 의 이동체 (13a) 를 이동시킨다.
결과적으로, 압축기에서, 피스톤들 (9) 을 통하여 사판 (5) 에 작용하는 압축 반력은 경사각을 감소시키는 방향으로 사판 (5) 을 가압한다. 이것은 작용 축선 (M3) 에서 견인 아암들 (132) 로 사판 챔버 (33) 의 전방을 향해 이동체 (13a) 를 당긴다. 따라서, 압축기에서, 사판 (5) 의 하단부 (U) 는 복귀 스프링 (44a) 의 가압력에 반하여 작용 축선 (M3) 주위에서 시계 방향으로 피봇된다. 또한, 러그 아암 (49) 의 후단부는 제 1 피봇 축선 (M1) 주위에서 반시계 방향으로 피봇하고, 러그 아암 (49) 의 선단부는 제 2 피봇 축선 (M2) 주위에서 반시계 방향으로 피봇한다. 따라서, 러그 아암 (49) 은 제 1 지지 부재 (43a) 의 플랜지 (430) 를 향해 이동한다. 결과적으로, 사판 (5) 은 작용점으로서 작용 축선 (M3) 을 사용하고 받침점으로서 제 1 피봇 축선 (M1) 을 사용해 피봇된다. 이런 식으로, 구동 샤프트 (3) 의 회전 축선 (O) 에 직교하는 평면에 대한 사판 (5) 의 경사각이 감소하고 피스톤들 (9) 의 스트로크를 짧게 하여서 구동 샤프트 (3) 의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 감소시킨다. 도 4 에서 사판 (5) 의 경사각은 압축기의 최소 경사각이다.
압축기에서, 웨이트 (49a) 에 작용하는 원심력이 사판 (5) 에 인가된다. 따라서, 압축기에서, 사판 (5) 은 경사각을 감소시키는 방향으로 쉽게 이동될 수도 있다.
사판 (5) 의 경사각이 감소할 때, 링 플레이트 (45) 는 복귀 스프링 (44a) 의 후단부와 접촉하게 된다. 이것은 복귀 스프링 (44a) 을 탄성 변형시키고 플랜지 (430) 를 향해 복귀 스프링 (44a) 의 후단부를 이동시킨다.
압축기에서, 사판 (5) 의 경사각이 감소하고 피스톤들 (9) 의 스트로크를 짧게 할 때, 각각의 제 2 피스톤 헤드 (9b) 의 상사점은 제 2 밸브 형성 플레이트 (41) 로부터 이격되게 이동된다. 따라서, 압축기에서, 사판 (5) 의 경사각은 영 (zero) 도에 가까워진다. 결과적으로, 제 1 압축 챔버들 (21d) 은 냉매 가스를 약간 압축하는 반면, 제 2 압축 챔버들 (23d) 은 전혀 압축을 수행하지 않는다.
도 2 에 나타낸 제어 밸브 (15c) 가 추기 통로 (15a) 의 개도를 감소시킬 때, 제 2 토출 챔버 (29b) 내 냉매 가스의 압력은 압력 조정 챔버 (31) 의 압력을 상승시켜서 제어 압력 챔버 (13c) 의 압력을 상승시킨다. 결과적으로, 가변 압력 차이가 증가된다. 따라서, 도 1 을 참조하면, 액추에이터 (13) 에서, 이동체 (13a) 는 사판 (5) 에 작용하는 피스톤 압축력에 반하여 사판 챔버 (33) 의 후방을 향해 이동한다.
결과적으로, 압축기에서, 이동체 (13a) 는 작용 축선 (M3) 에서 견인 아암들 (132) 로 하단부 (U) 가까이 사판 (5) 의 섹션을 후방으로 당긴다. 따라서, 압축기에서, 사판 (5) 의 하단부 (U) 는 작용 축선 (M3) 주위에서 반시계 방향으로 피봇된다. 또한, 러그 아암 (49) 의 후단부는 제 1 피봇 축선 (M1) 주위에서 시계 방향으로 피봇하고, 러그 아암 (49) 의 선단부는 제 2 피봇 축선 (M2) 주위에서 시계 방향으로 피봇한다. 따라서, 러그 아암 (49) 은 제 1 지지 부재 (43a) 의 플랜지 (430) 로부터 이격되게 이동한다. 결과적으로, 작용점으로서 작용 축선 (M3) 을 사용하고 받침점으로서 제 1 피봇 축선 (M1) 을 사용해, 사판 (5) 은 경사각을 감소시키는 방향과 반대 방향으로 피봇되고, 사판 (5) 의 하단부 (U) 에서 섹션은 구획체 (13b) 를 향해 이동한다. 이런 식으로, 사판 (5) 의 경사각은 증가하고 피스톤들 (9) 의 스트로크를 길게 하여서 구동 샤프트 (3) 의 각각의 회전에 대해 압축기 용량을 증가시킨다. 도 1 에서 사판 (5) 의 경사각은 압축기의 제 1 미리 정해진 경사각이다. 제 1 미리 정해진 경사각은 압축기에서 설정되고 기계적으로 설정된 최대 경사각보다 작다.
이런 식으로, 압축기의 사판 (5) 이 제 1 미리 정해진 경사각으로 경사질 때, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 구획체 (13b) 와 접촉한다. 이것은 경사각을 압축기에서 제 1 미리 정해진 경사각으로 제한한다.
맞닿음부들 (53a, 53b) 은 사판 (5) 의 중심 (C) 으로부터 하단부 (U) 를 향해 분리되어 있다. 따라서, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 구획체 (13b) 의 주연부, 즉, 삽입홀 (133) 로부터 분리된 로케이션에 접촉한다.
도 5 를 참조하면, 압축기 용량을 최대로 급격히 증가시킬 때, 사판 (5) 은 제 1 미리 정해진 경사각을 넘어 최대 경사각에 도달할 수도 있다. 이 경우에, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 강한 힘으로 구획체 (13b) 와 접촉하여 누를 것이다.
하지만, 압축기에서, 구획체 (13b) 는 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 이동가능하다. 그러므로, 맞닿음부들 (53a, 53b) 이 강한 힘으로 구획체 (13b) 와 접촉하여 누르더라도, 구획체 (13b) 는 맞닿음부들 (53a, 53b) 과 반대 방향으로 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 후방을 향해 이동된다. 즉, 사판 (5) 의 경사각이 제 1 미리 정해진 경사각을 초과하여 최대 경사각에 도달할 때, 맞닿음부들 (53a, 53b) 은 구획체 (13b) 를 이동시킨다. 후방을 향해 이동될 때, 구획체 (13b) 는 스냅 링 (55) 과 접촉하게 된다. 이것은 구획체 (13b) 의 추가 후방 운동을 제한한다.
이런 식으로, 압축기는 구획체 (13b) 와 접촉하거나 누를 때 맞닿음부들 (53a, 53b) 의 압축력 및 쇼크를 억제한다. 따라서, 압축기는, 맞닿음부들 (53a, 53b) 이 구획체 (13b) 와 접촉할 때 진동을 감소시키고 사판 (5), 구획체 (13b), 및 맞닿음부들 (53a, 53b) 의 손상을 제한한다. 또한, 압축기는 소음을 감소시킨다.
그러므로, 제 1 실시형태의 압축기는 높은 내구성과 우수한 정숙성을 갖는다.
압축기에서, 구획체 (13b) 는 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 이동된다. 따라서, 비록 사판 (5) 과 구획체 (13b) 가 서로 가까이 위치될지라도, 맞닿음부들 (53a, 53b) 을 위한 개방 공간은 사판 (5) 과 구획체 (13b) 사이에서 얻을 수도 있다. 이것은 압축기를 축선 방향으로 길이가 감소될 수 있도록 허용한다.
또한, 압축기는 샤프트 보디 (30) 의 소직경부 (30b) 에 스냅 링 (55) 을 포함한다. 따라서, 스냅 링 (55) 과 구획체 (13b) 의 접촉은 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 구획체 (13b) 의 이동량을 제한한다. 이것은 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 구획체 (13b) 의 불필요한 후방 이동을 제한하고 반경방향 통로 (3b) 를 제어 압력 챔버 (13c) 의 외부로 노출되지 않은 상태로, 즉, 사판 챔버 (33) 로 노출되지 않은 상태로 유지한다.
스냅 링 (55) 은 제어 압력 챔버 (13c) 내 반경방향 통로 (3b) 가까이에 위치된다. 따라서, 제어 압력 챔버 (13c) 에서 스냅 링 (55) 을 위한 전용 개방 공간을 얻을 필요가 없고, 제어 압력 챔버 (13c) 는 크기가 감소될 수도 있다. 이것은 또한 압축기를 축선 방향으로 길이가 감소될 수 있도록 허용한다.
압축기에서, 구획체 (13b) 는 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 이동가능하다. 이것은, 사판 (5) 의 경사각을 변화시킬 때 이동체 (13a) 를 구획체 (13b) 에 대해 쉽게 이동시킬 수 있도록 허용한다. 따라서, 압축기는 사판 (5) 의 경사각을 원활하게 바꿀 수 있다.
제 2 실시형태
제 2 실시형태의 압축기는, 제 1 실시형태에서 압축기의 2 개의 맞닿음부들 (53a, 53b) 대신에, 도 6 에 나타낸 2 개의 맞닿음부들 (57a, 57b) 을 포함한다. 도 7a 를 참조하면, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 사판 (5) 의 후면 (5b) 과 동일 측에 위치된 링 플레이트 (45) 의 면에 형성된다. 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 사판 (5) 의 중심 (C) 에 근접하여, 즉, 사판 (5) 의 하단부 (U) 보다 중심 (C) 에 더 가깝게 위치된다. 제 1 실시형태의 압축기에서 맞닿음부들 (53a, 53b) 과 동일하게, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 중심 (C) 을 통하여 연장되는 중심선 (L) 에 대해 대칭을 이룬다. 압축기에서, 결합부를 형성하는 견인 아암들 (132) 과 제 3 핀 (47c), 및 지지부로서 역할을 하는 제 1 핀 (47a) 은 맞닿음부들 (57a, 57b) 의 대향측들에 위치된다.
도 7b 에 나타난 것처럼, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 동일한 형상으로, 삼각형이고 링 플레이트 (45) 로부터 후방을 향해 돌출해 있다. 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 제 1 실시형태의 압축기에서 맞닿음부들 (53a, 53b) 보다 크다.
도 8 을 참조하면, 사판 (5) 이 제 2 미리 정해진 경사각으로 경사를 이룰 때, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 구획체 (13b) 와 접촉한다. 제 2 미리 정해진 경사각은 사판 (5) 의 최소 경사각 (도 6 참조) 보다 크고 기계적으로 설정된 사판 (5) 의 최대 경사각 (도 9 참조) 보다 작다. 압축기의 다른 구성요소들은 제 1 실시형태의 압축기에서 구성요소들과 동일하다. 제 1 실시형태의 대응하는 구성요소들과 동일한 구성요소들에 동일한 도면 부호들이 부여된다. 이러한 구성요소들은 상세히 설명되지 않을 것이다.
압축기에서, 도 8 에 나타난 것처럼, 사판 (5) 이 제 2 미리 정해진 경사각으로 경사를 이룰 때, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 구획체 (13b) 와 접촉한다. 도 9 를 참조하면, 사판 (5) 의 경사각이 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각으로 변할 때, 구획체 (13b) 와 접촉하는 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 구획체 (13b) 를 누른다. 따라서, 사판 (5) 의 경사각이 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각으로 변함에 따라, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 구획체 (13b) 와 접촉하여 누르고, 이동체 (13a) 는 구동 샤프트 (3) 의 축선 (O) 을 따라 후방을 향해 이동한다. 이런 식으로, 사판 (5) 의 경사각이 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각으로 증가할 때, 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 구획체 (13b) 를 눌러 이동시킨다.
압축기에서, 전술한 대로, 제어 압력 챔버 (13c) 의 압력을 증가시킴으로써, 즉, 제어 압력 챔버 (13c) 와 사판 챔버 (33) 사이 가변 압력 차이를 증가시킴으로써 사판 (5) 의 경사각이 증가된다 도 10 의 그래프에 나타낸 것처럼, 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각까지 가변 압력 차이의 증가율은 경사각이 최소 경사각으로부터 제 2 미리 정해진 경사각에 근접하게 될 때 가변 압력 차이의 증가율 보다 크다. 즉, 가변 압력 차이는 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각까지 경사각을 증가시키도록 추가로 증가될 필요가 있다. 이런 식으로, 제어 압력 챔버 (13c) 의 압력은 가변 압력 차이를 추가로 증가시켜서 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각까지 경사각을 증가시키도록 추가로 증가될 필요가 있다.
맞닿음부들 (57a, 57b) 이 본 실시형태의 압축기에서 생략되고 동시에 제 2 소직경부 (30b) 에 배치된 구획체 (13b) 가 축선 (O) 을 따라 움직일 수 없다면, 이것은, 도 10 에서 편평한 파선으로 도시된 바와 같이, 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각까지 사판 (5) 의 경사각을 변화시키기 위해 가변 압력 차이의 증가율을 낮출 것이다. 이것은 가변 압력 차이가 실질적으로 동일하더라도 경사각이 일정한 범위에서 변화될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 사판 (5) 을 제어하고 제 2 미리 정해진 경사각에 대응하는 압축기 용량과 최대 경사각에 대응하는 압축기 용량 사이에서 원하는 경사각을 얻는 것이 어려울 것이다.
이 점에 있어서, 본 실시형태의 압축기에서 맞닿음부들 (57a, 57b) 은 사판 (5) 의 경사각이 제 2 미리 정해진 경사각에 도달할 때부터 사판 (5) 이 최대 경사각에 도달할 때까지 구획체 (13b) 와 계속 접촉하여 누른다. 따라서, 도 10 에서 실선으로 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 압축기는, 제 2 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각까지 경사각을 변화시키기 위해, 가변 압력 차이가 바람직하게 증가될 수 있도록 허용한다. 즉, 압축기에서, 가변 압력 차이는 최소 경사각으로부터 최대 경사각까지 원활하게 증가한다. 이것은 바람직하게 압축기 용량을 바꾸면서 압축기가 차량 엔진 등의 토크를 쉽게 제어할 수 있도록 허용한다. 압축기의 다른 작동들은 제 1 실시형태의 압축기와 동일하다.
본 발명은 전술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 제한되지 않는다. 본 발명은 본 발명의 사상 또는 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 다른 특정한 형태들로 실시될 수도 있음은 본 기술분야의 당업자들에게 분명할 것이다. 특히, 본 발명은 하기의 형태들로 실시될 수도 있음을 이해해야 한다.
제 1 실시형태의 링 플레이트 (45) 는 맞닿음부들 (53a, 53b) 중 단 하나만 포함할 수도 있다. 동일하게, 제 2 실시형태의 링 플레이트 (45) 는 맞닿음부들 (57a, 57b) 중 단 하나만 포함할 수도 있다.
제어 기구 (15) 에서, 제어 밸브 (15c) 가 급기 통로 (15b) 에 배치될 수도 있고, 오리피스 (15d) 가 추기 통로 (15a) 에 배치될 수도 있다. 이 경우에, 제어 밸브 (15c) 는 급기 통로 (15b) 의 개도 조절을 허용한다. 이것은 제 2 토출 챔버 내 냉매 가스의 압력에 의해 제어 압력 챔버 (13c) 가 신속하게 고압으로 증가될 수 있도록 하여서 압축기 용량을 신속하게 증가시킨다.
본원의 실시예들 및 실시형태들은 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명은 본원에 제공된 세부사항에 제한되지 않을 것이고, 첨부된 청구항의 범위 및 등가물 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (5)

  1. 용량 가변형 사판식 압축기로서,
    흡입 챔버, 토출 챔버, 사판 챔버, 및 실린더 보어를 포함하는 하우징;
    상기 하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 구동 샤프트;
    상기 사판 챔버에서 상기 구동 샤프트와 함께 회전가능한 사판;
    상기 구동 샤프트와 상기 사판 사이에 배치된 링크 기구로서, 상기 링크 기구는 상기 사판을 피봇가능하게 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 링크 기구는 상기 구동 샤프트의 축선에 직교하는 평면에 대해 상기 사판의 경사각 변화를 허용하는, 상기 링크 기구;
    상기 실린더 보어에 왕복운동가능하게 수용된 피스톤;
    상기 사판이 회전할 때 상기 사판의 상기 경사각에 따른 스트로크로 상기 실린더 보어에서 상기 피스톤을 왕복운동시키도록 구성되는 변환 기구;
    상기 사판 챔버에 위치된 액추에이터로서, 상기 액추에이터는 상기 사판의 상기 경사각을 변화시킬 수 있는, 상기 액추에이터; 및
    상기 액추에이터를 제어하도록 구성되는 제어 기구를 포함하고,
    상기 액추에이터는,
    상기 구동 샤프트에 배치된 구획체로서, 상기 구획체는 상기 구동 샤프트의 축선을 따라 이동가능한, 상기 구획체,
    상기 구동 샤프트에 배치된 이동체로서, 상기 이동체는 상기 사판에 결합된 결합부를 포함하고, 상기 이동체는 상기 사판의 상기 경사각을 변화시키도록 상기 구동 샤프트의 상기 축선을 따라 상기 구획체와 접촉하게 이동하는, 상기 이동체, 및
    상기 구획체와 상기 이동체에 의해 규정된 제어 압력 챔버로서, 상기 이동체는 상기 제어 압력 챔버에서 냉매를 상기 토출 챔버로부터 흡인함으로써 이동되는, 상기 제어 압력 챔버를 포함하고
    상기 사판은, 상기 사판의 상기 경사각이 증가함에 따라, 상기 구획체와 접촉하여 이동시키도록 구성되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합부 및 상기 지지부는 상기 사판의 중심에 대해 대향측들에 위치되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 사판은 상기 구획체와 접촉하는 맞닿음부를 포함하고,
    상기 맞닿음부는 상기 사판의 상기 중심으로부터 상기 결합부를 향해 분리된 위치에 위치되고,
    상기 사판의 상기 경사각이, 최소 경사각과 최대 경사각 사이의, 미리 정해진 경사각으로부터 최대 경사각까지 변할 때 상기 맞닿음부는 상기 구획체와 접촉하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 맞닿음부는 상기 결합부와 상기 지지부 사이에 위치되는, 용량 가변형 사판식 압축기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 압력 챔버에 위치된 이동량 제한부를 더 포함하고, 상기 이동량 제한부는 상기 구획체의 이동량을 제한하는, 용량 가변형 사판식 압축기.
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