KR20150128867A

KR20150128867A - 가변 용량형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20150128867A
Application number: KR1020157027891A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 스즈키; 신야 야마모토; 히데하루 야마시타; 가즈나리 혼다; 게이 니시이; 마사키 오타; 유스케 야마자키
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-11-18
Also published as: US20160047367A1; DE112014001751T5; CN105051368B; KR101781714B1; CN105051368A; US9816498B2; WO2014157311A1

Abstract

가변 용량형 사판식 압축기는, 회전축과, 사판과, 사판의 경각을 변경 가능한 액추에이터를 구비한다. 액추에이터는, 구획체와, 회전축의 회전축선을 따른 방향으로 이동 가능한 이동체를 갖는다. 이동체는, 사판의 경각을 변경시키는 가이드면과, 회전축 상 또는 구획체 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부를 갖는다. 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 가이드면의 수선 또는 법선과 회전축의 회전축선이 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 가이드면은 구성되어 있다.

Description

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

본 발명은, 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

이 종류의 가변 용량형 사판식 압축기로서, 사판의 경각 (傾角) 을 변경시키기 위해서, 회전축의 축 방향을 따라 이동하는 이동체를 갖는 것이, 예를 들어 특허문헌 1 에 개시되어 있다. 하우징 내에 형성된 제어압실에 제어 가스가 도입됨에 따라, 제어압실의 내부의 압력이 변경된다. 그것에 의하여, 이동체는, 회전축의 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 이동체에 있어서의 회전축의 축 방향으로의 이동에 따라, 이동체로부터 사판의 중앙부에 사판의 경각의 변경을 발생시키는 힘이 전달됨으로써, 사판의 경각이 변경되도록 되어 있다.

일본 공개특허공보 소52-131204호

그런데, 특허문헌 1 과 같이, 사판의 경각의 변경을 발생시키는 힘을, 이동체로부터 사판의 중앙부에 전달시키는 구성에서는, 사판의 경각을 변경시키기 위해서 큰 힘이 필요하게 된다. 그래서, 예를 들어, 사판의 경각의 변경을 발생시키는 힘을, 이동체로부터 사판의 외주측 부분에 전달시키는 것을 생각할 수 있다. 이것에 의하면, 사판의 경각의 변경을 발생시키는 힘을, 이동체로부터 사판의 중앙부에 전달시키는 경우에 비교하면, 작은 힘으로 사판의 경각의 변경을 실시할 수 있다. 그 때문에, 사판의 경각의 변경에 필요한 제어압실에 도입되는 제어 가스의 유량을 적게 할 수 있다.

그러나, 사판의 경각의 변경을 발생시키는 힘을, 이동체로부터 사판의 외주측 부분에 전달시키는 구성에서는, 사판의 경각의 변경에 따라, 이동체를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 이동체에 작용한다. 이동체가 이동 방향에 대하여 기울면, 이동체와 회전축 사이에서, 이동체와 회전축의 접촉점이 회전축을 끼운 양측의 2 점에서 접촉한 상태에서, 이동체의 경사를 지지하기 위해 발생하는 힘이 각 접촉점에 있어서 발생한다. 그 힘에 의한 마찰력으로, 이동체와 회전축 사이에 비틀림이 발생한다. 이 비틀림에 의해 예를 들어 슬라이딩 저항이 증대되어, 이동체가 회전축의 축 방향으로 순조롭게 이동하기 어려워진다. 그 결과, 사판의 경각의 변경을 순조롭게 실시할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은, 사판의 경각의 변경을 순조롭게 실시할 수 있는 가변 용량형 사판식 압축기를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하는 가변 용량형 사판식 압축기는, 흡입실, 토출실, 상기 흡입실과 연통되는 사판실, 및 실린더 보어를 갖는 하우징과, 상기 하우징에 회전 가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축의 회전에 의해서 상기 사판실 내에서 회전 가능한 사판과, 상기 회전축과 상기 사판 사이에 형성되고, 상기 회전축의 회전축선에 직교하는 제 1 방향에 대한 상기 사판의 경각의 변경을 허용하는 링크 기구와, 상기 실린더 보어에 왕복동 가능하게 수납된 피스톤과, 상기 사판의 회전에 의해, 상기 사판의 경각에 따른 스트로크로 상기 피스톤을 상기 실린더 보어 내에서 왕복동시키는 변환 기구와, 상기 사판실 내에 배치되고, 상기 사판의 경각을 변경 가능한 액추에이터와, 상기 액추에이터를 제어하는 제어 기구를 구비한다. 상기 액추에이터는, 상기 회전축에 형성되는 구획체와, 상기 사판실 내에서 상기 회전축의 회전축선을 따른 방향으로 이동 가능한 이동체와, 상기 구획체와 상기 이동체에 의해 구획되고, 상기 토출실로부터의 냉매를 도입함으로써 상기 이동체를 이동시키는 제어압실과, 상기 이동체와 상기 사판 사이에 있어서의 상기 사판의 외주측 부분에 형성된 연결 부재를 갖는다. 상기 이동체는, 상기 연결 부재를 안내함과 함께 상기 이동체의 상기 회전축의 회전축선을 따른 방향으로의 이동에 따라 상기 사판의 경각을 변경시키는 가이드면과, 상기 이동체의 상기 회전축의 회전축선을 따른 방향으로의 이동에 따라 상기 회전축 상 또는 상기 구획체 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부를 갖는다. 상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 수선 또는 법선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 가이드면은 구성되어 있다.

도 1 은 일 실시형태에 있어서의 가변 용량형 사판식 압축기를 나타내는 측단면도.
도 2 는 제어압실, 압력 조정실, 흡입실, 및 토출실의 관계를 나타내는 모식도.
도 3 은 연결 핀 주변을 확대하여 나타내는 측단면도.
도 4 는 사판의 경각이 최소 경각일 때의 가변 용량형 사판식 압축기를 나타내는 측단면도.
도 5 는 다른 실시형태에 있어서의 연결 핀 주변을 확대하여 나타내는 측단면도.
도 6 은 또 다른 실시형태에 있어서의 연결 핀 주변을 확대하여 나타내는 측단면도.
도 7 은 또 다른 실시형태에 있어서의 연결 핀 주변을 확대하여 나타내는 측단면도.
도 8 은 또 다른 실시형태에 있어서의 연결 핀 주변을 확대하여 나타내는 측단면도.

이하, 가변 용량형 사판식 압축기를 구체화한 일 실시형태를 도 1 ∼ 도 4 에 따라서 설명한다. 또, 가변 용량형 사판식 압축기는 차량 공조 장치에 사용된다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 의 하우징 (11) 은, 서로 접합된 제 1 실린더 블록 (12) 및 제 2 실린더 블록 (13) 과, 전방측 (제 1 측) 의 제 1 실린더 블록 (12) 에 접합된 프론트 하우징 (14) 과, 후방측 (제 2 측) 의 제 2 실린더 블록 (13) 에 접합된 리어 하우징 (15) 으로 구성되어 있다.

프론트 하우징 (14) 과 제 1 실린더 블록 (12) 사이에는, 제 1 밸브·포트 형성체 (16) 가 개재되어 있다. 또한, 리어 하우징 (15) 과 제 2 실린더 블록 (13) 사이에는, 제 2 밸브·포트 형성체 (17) 가 개재되어 있다.

프론트 하우징 (14) 과 제 1 밸브·포트 형성체 (16) 사이에는, 흡입실 (14a) 및 토출실 (14b) 이 구획되어 있다. 토출실 (14b) 은 흡입실 (14a) 의 외주측 부분에 배치되어 있다. 또한, 리어 하우징 (15) 과 제 2 밸브·포트 형성체 (17) 사이에는, 흡입실 (15a) 및 토출실 (15b) 이 구획되어 있다. 또한, 리어 하우징 (15) 에는, 압력 조정실 (15c) 이 형성되어 있다. 압력 조정실 (15c) 은, 리어 하우징 (15) 의 중앙부에 위치하고 있고, 흡입실 (15a) 은, 압력 조정실 (15c) 의 외주측 부분에 배치되어 있다. 또한, 토출실 (15b) 은 흡입실 (15a) 의 외주측 부분에 배치되어 있다. 토출실 (14b, 15b) 끼리는, 도시하지 않은 토출 통로를 개재하여 접속되어 있다. 그리고, 토출 통로는 도시하지 않은 외부 냉매 회로에 접속되어 있다. 각 토출실 (14b, 15b) 은 토출압 영역으로 되어 있다.

제 1 밸브·포트 형성체 (16) 에는, 흡입실 (14a) 에 연통하는 흡입 포트 (16a), 및 토출실 (14b) 에 연통하는 토출 포트 (16b) 가 형성되어 있다. 제 2 밸브·포트 형성체 (17) 에는, 흡입실 (15a) 에 연통하는 흡입 포트 (17a), 및 토출실 (15b) 에 연통하는 토출 포트 (17b) 가 형성되어 있다. 각 흡입 포트 (16a, 17a) 에는, 도시하지 않은 흡입 밸브 기구가 형성된다. 각 토출 포트 (16b, 17b) 에는, 도시하지 않은 토출 밸브 기구가 형성되어 있다.

하우징 (11) 내에는 회전축 (21) 이 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축 (21) 의 전방측 (제 1 측) 의 부분은, 제 1 실린더 블록 (12) 에 관통 형성된 축공 (軸孔) (12h) 에 삽입 통과되어 있다. 상세하게는, 회전축 (21) 의 전측 부분은, 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 이 연장되는 방향 (회전축 (21) 의 축 방향) 을 따른 제 1 측에 위치한다. 그리고, 회전축 (21) 의 전단은, 프론트 하우징 (14) 내에 위치하고 있다. 또한, 회전축 (21) 의 후측 (제 2 측) 부분은, 제 2 실린더 블록 (13) 에 관통 형성된 축공 (13h) 에 삽입 통과되어 있다. 상세하게는, 회전축 (21) 의 후방측 부분은, 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 이 연장되는 방향을 따른 제 2 측에 위치하는 부분이다. 그리고, 회전축 (21) 의 후단은, 압력 조정실 (15c) 내에 위치하고 있다.

회전축 (21) 의 전측 부분이 축공 (12h) 을 개재하여 제 1 실린더 블록 (12) 에 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축 (21) 의 후측 부분이 축공 (13h) 을 개재하여 제 2 실린더 블록 (13) 에 회전 가능하게 지지되어 있다. 프론트 하우징 (14) 과 회전축 (21) 사이에는 립시일형의 축봉 장치 (22) 가 개재되어 있다. 회전축 (21) 의 전단에는, 도시하지 않은 동력 전달 기구를 개재하여 외부 구동원으로서의 차량의 엔진이 연결되어 있다. 본 실시형태에서는, 동력 전달 기구는, 상시 전달형의 클러치리스 기구 (예를 들어 벨트 및 풀리의 조합) 이다.

하우징 (11) 내에는, 제 1 실린더 블록 (12) 및 제 2 실린더 블록 (13) 에 의해 구획된 사판실 (24) 이 형성되어 있다. 사판실 (24) 에는, 회전축 (21) 으로부터 구동력을 얻어 회전함과 함께, 회전축 (21) 에 대하여 축 방향으로 경동 가능한 사판 (23) 이 수용되어 있다. 사판 (23) 에는, 회전축 (21) 이 통과 가능한 관삽공 (貫揷孔) (23a) 이 형성되어 있다. 그리고, 회전축 (21) 이 관삽공 (23a) 을 통과함으로써, 사판 (23) 이 회전축 (21) 에 장착되어 있다.

제 1 실린더 블록 (12) 에는, 제 1 실린더 블록 (12) 의 축 방향으로 관통하는 복수의 제 1 실린더 보어 (12a) 가 회전축 (21) 의 주위에 배열되어 있다. 도 1 에서는 1 개의 제 1 실린더 보어 (12a) 만 도시되어 있다. 각 제 1 실린더 보어 (12a) 는, 흡입 포트 (16a) 를 통해 흡입실 (14a) 에 연통됨과 함께, 토출 포트 (16b) 를 통해 토출실 (14b) 에 연통되어 있다. 제 2 실린더 블록 (13) 에는, 제 2 실린더 블록 (13) 의 축 방향으로 관통하는 복수의 제 2 실린더 보어 (13a) 가 회전축 (21) 의 주위에 배열되어 있다. 도 1 에서는 1 개의 제 2 실린더 보어 (13a) 만 도시되어 있다. 각 제 2 실린더 보어 (13a) 는, 흡입 포트 (17a) 를 통해 흡입실 (15a) 에 연통됨과 함께, 토출 포트 (17b) 를 통해 토출실 (15b) 에 연통되어 있다. 제 1 실린더 보어 (12a) 및 제 2 실린더 보어 (13a) 는, 전후에서 쌍이 되도록 배치되어 있다. 쌍이 되는 제 1 실린더 보어 (12a) 및 제 2 실린더 보어 (13a) 내에는, 양두 피스톤 (25) 이 전후 방향으로 왕복동 가능하게 각각 수납되어 있다. 즉, 본 실시형태의 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 는 양두 피스톤형 사판식 압축기이다.

각 양두 피스톤 (25) 은, 한 쌍의 슈 (26) 를 개재하여 사판 (23) 의 외주부에 걸어 고정되어 있다. 그리고, 회전축 (21) 의 회전에 수반되는 사판 (23) 의 회전 운동이, 슈 (26) 를 통해 양두 피스톤 (25) 의 왕복 직선 운동으로 변환된다. 따라서, 한 쌍의 슈 (26) 는, 사판 (23) 의 회전에 의해, 양두 피스톤 (25) 을, 쌍이 되는 제 1 실린더 보어 (12a) 및 제 2 실린더 보어 (13a) 내에서 왕복동시키는 변환 기구이다. 각 제 1 실린더 보어 (12a) 내에는, 양두 피스톤 (25) 과 제 1 밸브·포트 형성체 (16) 에 의해 제 1 압축실 (20a) 이 구획되어 있다. 각 제 2 실린더 보어 (13a) 내에는, 양두 피스톤 (25) 과 제 2 밸브·포트 형성체 (17) 에 의해 제 2 압축실 (20b) 이 구획되어 있다.

제 1 실린더 블록 (12) 에는, 축공 (12h) 에 연속됨과 함께 축공 (12h) 보다 대경 (大徑) 인 제 1 대경공 (大徑孔) (12b) 이 형성되어 있다. 제 1 대경공 (12b) 은, 사판실 (24) 에 연통되어 있다. 사판실 (24) 과 흡입실 (14a) 은, 제 1 실린더 블록 (12) 및 제 1 밸브·포트 형성체 (16) 를 관통하는 흡입 통로 (12c) 에 의해 연통되어 있다.

제 2 실린더 블록 (13) 에는, 축공 (13h) 에 연속됨과 함께 축공 (13h) 보다 대경인 제 2 대경공 (13b) 이 형성되어 있다. 제 2 대경공 (13b) 은, 사판실 (24) 에 연통되어 있다. 사판실 (24) 과 흡입실 (15a) 은, 제 2 실린더 블록 (13) 및 제 2 밸브·포트 형성체 (17) 를 관통하는 흡입 통로 (13c) 에 의해 연통되어 있다.

제 2 실린더 블록 (13) 의 둘레벽에는 흡입구 (13s) 가 형성되어 있다. 흡입구 (13s) 는 외부 냉매 회로에 접속되어 있다. 그리고, 외부 냉매 회로로부터 흡입구 (13s) 를 통해 사판실 (24) 에 흡입된 냉매 가스는, 흡입 통로 (12c, 13c) 를 통해 흡입실 (14a, 15a) 에 흡입된다. 따라서, 흡입실 (14a, 15a) 및 사판실 (24) 은, 흡입압 영역으로 되어 있다. 흡입실 (14a, 15a) 및 크랭크실 (24) 의 압력은 거의 동일하게 되어 있다.

회전축 (21) 에는, 제 1 대경공 (12b) 내에 배치되는 환상의 플랜지부 (21f) 가 직경 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (21) 의 축 방향에 있어서, 플랜지부 (21f) 와 제 1 실린더 블록 (12) 사이에는 제 1 스러스트 베어링 (27a) 이 배치 형성되어 있다. 또한, 회전축 (21) 에 있어서의 후부에는, 원통상의 지지 부재 (39) 가 압입되어 있다. 지지 부재 (39) 의 외주면으로부터, 제 2 대경공 (13b) 내에 배치되는 환상의 플랜지부 (39f) 가 직경 방향으로 연장되어 있다. 회전축 (21) 의 축 방향에 있어서, 플랜지부 (39f) 와 제 2 실린더 블록 (13) 사이에는 제 2 스러스트 베어링 (27b) 이 배치 형성되어 있다.

사판실 (24) 내에는, 사판 (23) 에 있어서의 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 에 직교하는 제 1 방향 (도 1 에 있어서의 상하 방향) 에 대한 사판 (23) 의 경각을 변경 가능한 액추에이터 (30) 를 구비한다. 액추에이터 (30) 는, 회전축 (21) 에 있어서의 플랜지부 (21f) 보다 후방측으로서, 또한 사판 (23) 보다 전방측에 형성됨과 함께, 회전축 (21) 과 일체 회전 가능한 환상의 구획체 (31) 를 갖는다. 또한, 액추에이터 (30) 는, 플랜지부 (21f) 와 구획체 (31) 사이에 배치됨과 함께 사판실 (24) 내에서 회전축 (21) 의 축 방향으로 이동 가능한 바닥이 있는 원통상의 이동체 (32) 를 갖는다.

이동체 (32) 는, 회전축 (21) 이 관통 삽입되는 관삽공 (32e) 을 갖는 원환상의 바닥부 (32a) 와, 바닥부 (32a) 의 외주연으로부터 회전축 (21) 의 축 방향을 따라 연장되는 원통부 (32b) 로 형성되어 있다. 원통부 (32b) 의 내주면은, 구획체 (31) 의 외주연에 대하여 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 이동체 (32) 는, 구획체 (31) 를 개재하여 회전축 (21) 과 일체 회전 가능하게 되어 있다. 원통부 (32b) 의 내주면과 구획체 (31) 의 외주연 사이는 시일 부재 (33) 에 의해 시일됨과 함께, 관삽공 (32e) 과 회전축 (21) 사이는 시일 부재 (34) 에 의해 시일되어 있다. 그리고, 액추에이터 (30) 는, 구획체 (31) 와 이동체 (32) 에 의해 구획되는 제어압실 (35) 을 갖는다.

회전축 (21) 에는, 회전축 (21) 의 축 방향을 따라 연장되는 제 1 축내 통로 (21a) 가 형성되어 있다. 제 1 축내 통로 (21a) 의 후단은, 압력 조정실 (15c) 에 개구되어 있다. 또한, 회전축 (21) 에는, 회전축 (21) 의 직경 방향을 따라 연장되는 제 2 축내 통로 (21b) 가 형성되어 있다. 제 2 축내 통로 (21b) 의 일단은 제 1 축내 통로 (21a) 의 선단에 연통됨과 함께, 타단은 제어압실 (35) 에 개구되어 있다. 따라서, 제어압실 (35) 과 압력 조정실 (15c) 은, 제 1 축내 통로 (21a) 및 제 2 축내 통로 (21b) 를 개재하여 서로 연통되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 압력 조정실 (15c) 과 흡입실 (15a) 은 추기 통로 (36) 를 통해 서로 연통되어 있다. 추기 통로 (36) 에는 오리피스 (36a) 가 형성되어 있고, 추기 통로 (36) 를 흐르는 냉매 가스의 유량이 오리피스 (36a) 에 의해 제한된다. 또한, 압력 조정실 (15c) 과 토출실 (15b) 은 급기 통로 (37) 를 통해 서로 연통되어 있다. 급기 통로 (37) 상에는, 액추에이터 (30) 를 제어하는 제어 기구로서의 전자식 제어 밸브 (37s) 가 형성되어 있다. 제어 밸브 (37s) 는, 흡입실 (15a) 의 압력에 기초하여 급기 통로 (37) 의 개도를 조정하는 것이 가능하게 되어 있다. 그리고, 제어 밸브 (37s) 에 의해, 급기 통로 (37) 를 흐르는 냉매 가스의 유량이 조정된다.

토출실 (15b) 로부터 급기 통로 (37), 압력 조정실 (15c), 제 1 축내 통로 (21a), 및 제 2 축내 통로 (21b) 를 통해 제어압실 (35) 로 냉매 가스가 도입된다. 제어압실 (35) 로부터 제 2 축내 통로 (21b), 제 1 축내 통로 (21a), 압력 조정실 (15c), 및 추기 통로 (36) 를 통해 흡입실 (15a) 로 냉매 가스가 배출된다. 냉매 가스의 도입 및 배출이 실시됨으로써, 제어압실 (35) 의 내부 압력이 변경된다. 그리고, 제어압실 (35) 과 사판실 (24) 사이의 압력차에 따라 이동체 (32) 가 구획체 (31) 에 대하여 회전축 (21) 의 축 방향으로 이동하게 되어 있다. 따라서, 제어압실 (35) 에 도입되는 냉매 가스는, 이동체 (32) 의 이동 제어를 실시하기 위해서 사용되는 제어 가스이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 사판실 (24) 내에 있어서, 사판 (23) 과 플랜지부 (39f) 사이에는, 사판 (23) 의 경각의 변경을 허용하는 링크 기구인 러그 아암 (40) 이 배치 형성되어 있다. 러그 아암 (40) 은 제 1 단으로부터 제 2 단을 향하여 대략 L 자 형상으로 형성되어 있다. 러그 아암 (40) 의 제 1 단에는 웨이트부 (40w) 가 형성되어 있다. 웨이트부 (40w) 는, 사판 (23) 의 홈부 (23b) 를 통과하여 사판 (23) 에 대하여 전측에 위치하고 있다.

러그 아암 (40) 의 제 1 측 (전측) 부분은, 홈부 (23b) 내를 가로 지르는 원주상의 제 1 핀 (41) 에 의해서 사판 (23) 의 상단측 (도 1 에 있어서의 상측) 부분에 연결되어 있다. 이것에 의해, 러그 아암 (40) 의 제 2 측 (후측) 부분은, 제 1 핀 (41) 의 축심을 제 1 요동 중심 (M1) 으로 하여, 사판 (23) 에 대하여 제 1 요동 중심 (M1) 둘레에서 요동 가능하게 지지되어 있다. 러그 아암 (40) 의 제 2 측 부분은, 원주상의 제 2 핀 (42) 에 의해서 지지 부재 (39) 에 연결되어 있다. 이것에 의해, 러그 아암 (40) 의 제 2 측 부분은, 제 2 핀 (42) 의 축심을 제 2 요동 중심 (M2) 으로 하여, 지지 부재 (39) 에 대하여 제 2 요동 중심 (M2) 둘레에서 요동 가능하게 지지되어 있다.

이동체 (32) 의 원통부 (32b) 의 선단에는, 사판 (23) 을 향하여 돌출되는 연결부 (32c) 가 형성되어 있다. 연결부 (32c) 에는, 원주상의 연결 핀 (43) 이 삽입 통과 가능한 장공 (長孔) 형상의 삽통공 (揷通孔) (32h) 이 형성되어 있다. 또한, 사판 (23) 의 외주측인 하단측 (도 1 에 있어서의 하측) 부분에는, 연결 부재로서의 연결 핀 (43) 이 형성되어 있다. 연결 핀 (43) 은, 사판 (23) 의 하단측 부분에 압입 고정되어 있다. 그리고, 연결부 (32c) 는, 연결 핀 (43) 을 개재하여 사판 (23) 의 하단측 부분에 연결되어 있다. 연결 핀 (43) 은, 삽통공 (32h) 에 슬라이드 가능하게 유지되어 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 삽통공 (32h) 은, 연결 핀 (43) 을 안내함과 함께 이동체 (32) 의 회전축 (21) 의 축 방향으로의 이동에 따라 사판 (23) 의 경각을 변경시키는 가이드면 (44) 을 갖는다. 가이드면 (44) 은, 삽통공 (32h) 에 있어서의 이동체 (32) 와는 반대측에 위치한다. 또한, 가이드면 (44) 은, 이동체 (32) 의 이동 방향 (회전축 (21) 의 축 방향) 에 대하여 경사진 평면부 (44a) 를 갖는다. 평면부 (44a) 는, 이동체 (32) 로부터 이간됨에 따라서 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 에 가까워지도록 직선상으로 연장되어 있다.

또한, 이동체 (32) 는, 이동체 (32) 의 회전축 (21) 의 축 방향으로의 이동에 따라 회전축 (21) 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부 (32s) 를 갖는다. 본 실시형태에서는, 슬라이딩부 (32s) 는, 바닥부 (32a) 의 관삽공 (32e) 의 내주면이고, 회전축 (21) 의 축 방향을 따라 연장되어 있다.

여기서, 사판 (23) 의 경각의 변경에 따라, 평면부 (44a) 의 수선 (L1) 이 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 과 교차하는 점을 교점 (P1) 으로 한다. 평면부 (44a) 에 있어서의 연결 핀 (43) 으로부터 이동체 (32) 에 작용하는 힘 (F1) 은, 수선 (L1) 상에 발생한다. 그리고, 사판 (23) 의 경각이 최대 경각일 때에, 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향 (도 3 에 있어서의 지면의 안쪽 방향) 에서 보았을 때에, 교점 (P1) 의 위치가 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에 배치되도록, 평면부 (44a) 의 경사 (θ1) 가 설정되어 있다. 경사 (θ1) 는, 회전축 (21) 의 축 방향에 대하여 직교하는 방향에 대한 경사이다. 또한, 영역 (Z1) 은, 회전축 (21) 의 축 방향에 있어서, 슬라이딩부 (32s) 가 연장되는 영역이고, 도 3 에 있어서 도트 패턴으로 나타낸 영역이다.

상기 구성의 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 에 있어서, 제어 밸브 (37s) 에 있어서의 밸브 개도를 감소시키면, 토출실 (15b) 로부터 급기 통로 (37), 압력 조정실 (15c), 제 1 축내 통로 (21a), 및 제 2 축내 통로 (21b) 를 통해 제어압실 (35) 로 도입되는 냉매 가스의 유량이 적어진다. 그리고, 제어압실 (35) 로부터 제 2 축내 통로 (21b), 제 1 축내 통로 (21a), 압력 조정실 (15c), 및 추기 통로 (36) 를 통해 냉매 가스가 흡입실 (15a) 로 배출됨으로써, 제어압실 (35) 의 압력이 흡입실 (15a) 의 압력과 거의 동일해진다. 따라서, 제어압실 (35) 과 사판실 (24) 사이의 압력차가 적어짐으로써, 사판 (23) 에 작용하는 양두 피스톤 (25) 으로부터의 압축 반력에 의해서, 사판 (23) 이 연결 핀 (43) 을 개재하여 이동체 (32) 를 견인한다. 그리고, 이동체 (32) 의 바닥부 (32a) 가 구획체 (31) 에 가까워지도록 이동체 (32) 가 이동한다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 이동체 (32) 의 바닥부 (32a) 가 구획체 (31) 에 가까워지도록 이동체 (32) 가 이동하면, 연결 핀 (43) 이, 삽통공 (32h) 의 내측에서 슬라이드함과 함께, 사판 (23) 이 제 1 요동 중심 (M1) 둘레에서 요동한다. 이 사판 (23) 에 있어서의 제 1 요동 중심 (M1) 둘레의 요동에 따라, 러그 아암 (40) 이 제 2 요동 중심 (M2) 둘레에서 요동하고, 러그 아암 (40) 이 플랜지부 (39f) 에 접근한다. 이것에 의해, 사판 (23) 의 경각이 작아지고, 양두 피스톤 (25) 의 스트로크가 작아져 토출 용량이 줄어든다.

제어 밸브 (37s) 에 있어서의 밸브 개도를 증대시키면, 토출실 (15b) 로부터 급기 통로 (37), 압력 조정실 (15c), 제 1 축내 통로 (21a), 및 제 2 축내 통로 (21b) 를 통해 제어압실 (35) 로 도입되는 냉매 가스의 유량이 많아진다. 이 때문에, 제어압실 (35) 의 압력이 토출실 (15b) 의 압력과 거의 동일해진다. 따라서, 제어압실 (35) 과 사판실 (24) 사이의 압력차가 커짐으로써, 이동체 (32) 가 연결 핀 (43) 을 개재하여 사판 (23) 을 견인하면서, 이동체 (32) 의 바닥부 (32a) 가 구획체 (31) 로부터 이간되도록 이동한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 이동체 (32) 의 바닥부 (32a) 가 구획체 (31) 로부터 이간되도록 이동체 (32) 가 이동하면, 연결 핀 (43) 이, 삽통공 (32h) 의 내측에서 슬라이드됨과 함께, 사판 (23) 이 제 1 요동 중심 (M1) 둘레에서, 사판 (23) 의 경각 감소시의 요동 방향과는 역방향으로 요동한다. 이 사판 (23) 의 제 1 요동 중심 (M1) 둘레에서의 사판 (23) 의 경각 감소시의 요동 방향과는 역방향의 요동에 따라, 러그 아암 (40) 이 제 2 요동 중심 (M2) 둘레에서, 사판 (23) 의 경각 감소시의 요동 방향과는 역방향으로 요동하고, 러그 아암 (40) 이 플랜지부 (39f) 로부터 이간된다. 이것에 의해, 사판 (23) 의 경각이 커지고, 양두 피스톤 (25) 의 스트로크가 커져 토출 용량이 늘어난다.

다음으로, 본 실시형태의 작용에 대해서 설명한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 사판 (23) 의 경각의 변경에 따라, 교점 (P1) 이, 회전축 (21) 의 축 방향에 있어서, 회전축 (21) 과 이동체 (32) 의 슬라이딩 부분인 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에 배치된다. 이 때, 평면부 (44a) 에 있어서의 연결 핀 (43) 으로부터 이동체 (32) 에 작용하는 힘 (F1) 과, 제어압실 (35) 의 압력에 의한 이동체 (32) 를 회전축 (21) 의 축 방향으로 이동시키는 힘 (F2) 의 합력 (F3) 은, 교점 (P1) 을 포함하는 수직선 (L2) 상에 발생한다. 이 합력 (F3) 과 균형이 잡히는 역방향의 힘 (F4) 도, 이 수직선 (L2) 상에 발생한다. 그 결과, 이동체 (32) 에 가해지는 모든 힘이, 교점 (P1) 을 포함하는 수직선 (L2) 상에 발생하여 균형이 잡히기 때문에, 이동체 (32) 에는, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서, 사판 (23) 의 경각의 변경이 순조롭게 실시된다.

사판 (23) 의 경각이 최대 경각일 때에, 교점 (P1) 이, 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 가 구성되어 있다. 따라서, 이동체 (32) 에 발생하는 구동력이 가장 커지는 최대 경각일 때에, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 발생하지 않는다. 그 결과, 사판 (23) 의 경각을 최대 경각으로 변경시키기 쉬워진다. 또한, 최대 경각으로부터의 사판 (23) 의 경각의 감소가 순조롭게 실시된다.

상기 실시형태에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 평면부 (44a) 의 수선 (L1) 과 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 이 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에서 서로 교차하도록 평면부 (44a) 는 구성되어 있는, 즉 평면부 (44a) 의 경사가 설정되어 있다.

이것에 의하면, 사판 (23) 의 경각의 변경에 따라, 평면부 (44a) 의 수선 (L1) 과, 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 의 교점 (P1) 을, 회전축 (21) 의 축 방향에 있어서, 회전축 (21) 과 이동체 (32) 의 슬라이딩 부분인 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에 배치할 수 있다. 이 때, 평면부 (44a) 에 있어서의 연결 핀 (43) 으로부터 이동체 (32) 에 작용하는 힘 (F1) 은 수선 (L1) 상에 발생한다. 힘 (F1) 과, 제어압실 (35) 의 압력에 의한 이동체 (32) 를 회전축 (21) 의 축 방향으로 이동시키는 힘 (F2) 의 합력 (F3) 은, 교점 (P1) 을 포함하는 수직선 (L2) 상에 발생한다. 이 합력 (F3) 과 균형이 잡히는 역방향의 힘 (F4) 도, 이 수직선 (L2) 상에 발생한다. 그 결과, 이동체 (32) 에 가해지는 모든 힘이, 교점 (P1) 을 포함하는 수직선 (L2) 상에 발생하여 균형이 잡히기 때문에, 이동체 (32) 에는, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서, 사판 (23) 의 경각의 변경을 순조롭게 실시할 수 있다.

(2) 사판 (23) 의 경각이 최대 경각일 때에, 교점 (P1) 이, 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 가 구성되어 있다. 이것에 의하면, 이동체 (32) 에 발생하는 구동력이 가장 커지는 최대 경각일 때에, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서, 사판 (23) 의 경각을 최대 경각으로 변경시키기 쉽게 할 수 있다. 또한, 최대 경각으로부터의 사판 (23) 의 경각의 감소를 순조롭게 실시할 수 있다.

(3) 가이드면 (44) 은, 이동체 (32) 의 이동 방향에 대하여 경사진 평면부 (44a) 를 갖는다. 이것에 의하면, 가이드면 (44) 의 형상을 간소한 형상으로 할 수 있다. 따라서, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트를 억제하기 위해서, 가이드면 (44) 의 형상을 복잡화할 필요가 없기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.

(4) 양두 피스톤 (25) 을 채용한 양두 피스톤형 사판식 압축기에 있어서는, 편두 피스톤을 갖는 가변 용량형 사판식 압축기와 같이, 사판 (23) 의 경각을 변경하기 위해서 사판실 (24) 을 제어압실로서 기능시킬 수 없다. 그래서, 본 실시형태에서는, 이동체 (32) 에 의해 구획되는 제어압실 (35) 의 압력을 변경함으로써, 사판 (23) 의 경각을 변경하고 있다. 제어압실 (35) 은, 사판실 (24) 에 비교하여 작은 공간이기 때문에, 제어압실 (35) 의 내부에 도입되는 냉매 가스의 양이 적어도 되며, 사판 (23) 의 경각의 변경 응답성이 좋다. 그리고, 본 실시형태에 의하면, 사판 (23) 의 경각의 변경을 순조롭게 실시할 수 있기 때문에, 제어압실 (35) 의 내부에 도입되는 냉매 가스의 양이 쓸데 없이 많아지는 것을 억제할 수 있다.

또, 상기 실시형태는 이하와 같이 변경해도 된다.

○ 도 5 에 나타내는 바와 같이, 사판 (23) 의 경각이 최소 경각과 최대 경각 사이일 때, 교점 (P1) 이, 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸인 영역 (Z1) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 를 구성해도 되는, 즉 평면부 (44a) 의 경사를 설정해도 된다. 이것에 의하면, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 에 있어서, 가장 사용 빈도가 높은 최소 경각과 최대 경각 사이에서, 이동체 (32) 의 움직임을 순조롭게 할 수 있다. 따라서, 제어압실 (35) 에 도입되는 냉매 가스의 유량의 제어를 간소한 것으로 할 수 있다.

○ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 사판 (23) 의 경각이 최소 경각일 때에, 교점 (P1) 이, 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸인 영역 (Z1) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 를 설정해도 된다. 이것에 의하면, 사판 (23) 의 경각이 최소 경각일 때에, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 발생하지 않기 때문에, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 의 기동시에 있어서, 사판 (23) 의 경각의 증대를 순조롭게 실시할 수 있다.

○ 도 7 에 나타내는 바와 같이, 가이드면 (44) 은 곡면부 (44b) 를 갖고 있어도 된다. 곡면부 (44b) 는, 연결 핀 (43) 과 접촉함과 함께 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 상에 위치하는 점을 중심으로 한 원호 형상이다. 곡면부 (44b) 는, 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 상에 위치하는 점을 중심으로 한 가상원 (R1) 상을 통과하고 있다. 사판 (23) 의 경각의 변경에 따라, 곡면부 (44b) 의 법선 (L3) 과, 회전축 (21) 의 회전축선 (L) 이 서로 교차하는 교점 (P2) 은, 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 내에 배치되어 있다. 곡면부 (44b) 에 있어서의 연결 핀 (43) 으로부터 이동체 (32) 에 작용하는 힘 (F1) 은, 법선 (L3) 상에 발생한다. 그리고, 교점 (P2) 은, 가상원 (R1) 의 중심점과 일치한다. 즉, 곡면부 (44b) 는, 교점 (P2) 을 중심으로 한 원호 형상으로 되어 있다. 이것에 의하면, 사판 (23) 의 경각이 변경되어도, 연결 핀 (43) 이 곡면부 (44b) 에 안내되고 있을 때에는, 교점 (P2) 이, 회전축 (21) 의 축 방향에 있어서, 회전축 (21) 과 이동체 (32) 의 슬라이딩 부분인 슬라이딩부 (32s) 로 둘러싸이는 영역 (Z1) 외에 배치되기 어려워진다. 따라서, 사판 (23) 의 경각이 변경되어도, 이동체 (32) 를 이동 방향에 대하여 기울게 하는 모멘트가 억제되기 쉬워지고, 사판 (23) 의 경각의 변경을 더욱 순조롭게 실시하기 쉽게 할 수 있다.

○ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 사판 (23) 의 경각이 최소 경각일 때에, 교점 (P1) 이, 이동체 (32) 의 회전축 (21) 의 축 방향으로의 이동에 따라 구획체 (31) 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부 (32S) 로 둘러싸인 영역 (Z2) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 를 구성해도 되는, 즉 평면부 (44a) 의 경사를 설정해도 된다. 또, 사판 (23) 의 경각이 최대 경각일 때에, 교점 (P1) 이, 이동체 (32) 의 회전축 (21) 의 축 방향으로의 이동에 따라 구획체 (31) 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부 (32S) 로 둘러싸인 영역 (Z2) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 를 구성해도 된다. 나아가서는, 사판 (23) 의 경각이 최소 경각과 최대 경각 사이일 때에, 교점 (P1) 이, 이동체 (32) 의 회전축 (21) 의 축 방향으로의 이동에 따라 구획체 (31) 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부 (32S) 로 둘러싸인 영역 (Z2) 내에 배치되도록 평면부 (44a) 를 구성해도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 가이드면 (44) 은, 평면부 (44a) 와 곡면부 (44b) 를 조합한 캠면을 갖고 있어도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 연결부 (32c) 에는, 삽통공 (32h) 대신에, 예를 들어, 연결 핀 (43) 이 삽입 통과 가능한 홈이 형성되어 있어도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 연결 핀 (43) 은, 사판 (23) 의 하단측 부분에 대하여 나사 고정에 의해 고정되어 있어도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 연결 핀 (43) 은, 사판 (23) 의 하단측 부분에 고정되어 있지 않아도 되고, 예를 들어, 사판 (23) 의 하단측 부분에 형성된 삽입공에 삽입되어, 삽입공에 슬라이드 가능하게 유지되어 있어도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 압력 조정실 (15c) 과 토출실 (15b) 을 연통하는 급기 통로 (37) 에 오리피스가 형성되어 있고, 압력 조정실 (15c) 과 흡입실 (15a) 을 연통하는 추기 통로 (36) 상에 전자식 제어 밸브 (37s) 가 형성되어 있는 구성이어도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 가변 용량형 사판식 압축기 (10) 는, 양두 피스톤 (25) 을 채용한 양두 피스톤형 사판식 압축기였지만, 편두 피스톤을 채용한 편두 피스톤형 사판식 압축기여도 된다.

○ 실시형태에 있어서, 클러치를 통해 외부 구동원으로부터 구동력을 얻도록 해도 된다.

Claims

흡입실, 토출실, 상기 흡입실과 연통되는 사판실, 및 실린더 보어를 갖는 하우징과,
상기 하우징에 회전 가능하게 지지된 회전축과,
상기 회전축의 회전에 의해서 상기 사판실 내에서 회전 가능한 사판과,
상기 회전축과 상기 사판 사이에 형성되고, 상기 회전축의 회전축선에 직교하는 제 1 방향에 대한 상기 사판의 경각의 변경을 허용하는 링크 기구와,
상기 실린더 보어에 왕복동 가능하게 수납된 피스톤과,
상기 사판의 회전에 의해, 상기 사판의 경각에 따른 스트로크로 상기 피스톤을 상기 실린더 보어 내에서 왕복동시키는 변환 기구와,
상기 사판실 내에 배치되고, 상기 사판의 경각을 변경 가능한 액추에이터와,
상기 액추에이터를 제어하는 제어 기구를 구비하는 가변 용량형 사판식 압축기로서,
상기 액추에이터는,
상기 회전축에 형성되는 구획체와,
상기 사판실 내에서 상기 회전축의 회전축선을 따른 방향으로 이동 가능한 이동체와,
상기 구획체와 상기 이동체에 의해 구획되고, 상기 토출실로부터의 냉매를 도입함으로써 상기 이동체를 이동시키는 제어압실과,
상기 이동체와 상기 사판 사이에 있어서의 상기 사판의 외주측 부분에 형성된 연결 부재를 갖고,
상기 이동체는,
상기 연결 부재를 안내함과 함께 상기 이동체의 상기 회전축의 회전축선을 따른 방향으로의 이동에 따라 상기 사판의 경각을 변경시키는 가이드면과,
상기 이동체의 상기 회전축의 회전축선을 따른 방향으로의 이동에 따라 상기 회전축 상 또는 상기 구획체 상을 슬라이딩하는 슬라이딩부를 갖고,
상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 수선 또는 법선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 가이드면은 구성되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 사판의 경각이 최대 경각일 때에, 상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 수선 또는 법선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 가이드면은 구성되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 사판의 경각이 최소 경각과 최대 경각 사이일 때에, 상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 수선 또는 법선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 가이드면은 구성되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 사판의 경각이 최소 경각일 때에, 상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 수선 또는 법선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 가이드면은 구성되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이드면은 평면부를 구비하고,
상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 수선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 평면부가 구성되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.
제 5 항에 있어서,
상기 가이드면의 수선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록, 상기 평면부의 경사가 설정되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이드면은 곡면부를 구비하고,
상기 회전축의 회전축선이 연장되는 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 또한 상기 제 1 방향에 대하여 직교하는 방향에서 보았을 때에, 상기 가이드면의 법선과 상기 회전축의 회전축선이 상기 슬라이딩부로 둘러싸이는 영역 내에서 서로 교차하도록 상기 곡면부는 구성되어 있는 가변 용량형 사판식 압축기.