KR20220073972A

KR20220073972A - 가변형 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20220073972A
Application number: KR1020200161948A
Authority: KR
Inventors: 석재빈
Original assignee: 에스트라오토모티브시스템 주식회사
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-06-03
Also published as: KR102437663B1

Abstract

가변형 사판식 압축기는 복수의 실린더 보어, 제어압실, 흡입실, 및 토출실을 형성하는 하우징, 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되며 상기 제어압실에 존재하는 오일이 함유된 냉매를 상기 흡입실로 배출할 수 있도록 구성되는 냉매 배출 유로를 형성하는 구동 샤프트, 상기 제어압실 내에 배치되는 상태로 상기 구동 샤프트와 함께 회전하도록 상기 구동 샤프트에 장착되는 회전체, 상기 제어압실 내에 배치되는 상태로 상기 회전체와 함께 회전하며 경사 각도가 가변될 수 있도록 상기 회전체에 연결되는 사판, 상기 복수의 실린더 보어 내에 각각 왕복 이동 가능하게 배치되며 상기 사판의 회전 운동에 의해 직선 왕복 운동을 하도록 상기 사판에 연결되는 복수의 피스톤, 그리고 상기 구동 샤프트에 설치되며 상기 제어압실의 압력과 상기 흡입실의 압력 차이에 따라 상기 냉매 배출 유로를 통해 상기 흡입실로 배출되는 상기 오일이 함유된 냉매의 배출 양을 조절할 수 있도록 구성되는 샤프트 밸브 어셈블리를 포함한다.

Description

가변형 사판식 압축기{Variable swash plate compressor}

본 발명은 차량용 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

차량의 에어 컨디셔닝 장치에 사판식 압축기가 많이 사용되고 있다. 통상적으로 사판식 압축기는 구동 샤프트와 함께 회전하는 사판(swash plate)을 포함하며, 사판의 회전에 의해 사판에 맞물린 피스톤이 왕복 운동을 하면서 냉매의 흡입 및 압축이 이루어지도록 구성된다. 구동 샤프트는 구동 풀리(pulley)를 통해 입력되는 구동력에 의해 회전하여 사판을 회전시킨다.

압축기가 작은 냉방 부하에서 고속으로 작동할 경우 컨트롤 밸브를 통해 토출부의 냉매를 크랭크케이스 내의 제어압실로 유입시키며, 그에 의해 제어압실과 압축실 사이의 압력의 차가 감소하여 피스톤의 변위가 감소하는 방향으로 사판의 경사 각도가 변한다.

제어압실에 존재하는 오일이 함유된 냉매를 흡입실로 배출하기 위해 구동촉에 냉매 유로를 형성하는 경우가 있다. 냉매 유로는 구동축의 길이방향으로 연장되는 길이방향 유로와 길이방향 유로에서 반경방향 외측으로 연장되어 제어압실에 연통되는 반경방향 유로를 포함한다. 반경방향 유로는 구동축의 회전 시에 원심력에 의한 오일 분리 기능을 담당하며, 이 점으로 인해 반경방향 유로를 윤활이 필요한 부분에 형성하기도 한다. 이러한 구조에서 구동 샤프트가 고속으로 회전하는 경우 반경방향 유로를 통해 분리되어 다시 제어압실로 유입되는 오일의 양이 증가하며, 제어압실 내의 오일 증가는 고속 회전 시 내부 구동 부품과의 마찰의 증가를 야기하며 이로 인해 오일의 온도가 증가하는 과열(overheat)의 문제가 발생할 수 있다.

일본 등록특허 제6477441호 (2019.02.15.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동 샤프트에 형성된 유로를 통해 흡입 챔버로 배출되는 냉매에서 분리되어 제어압실로 다시 유입되는 오일의 양의 증가에 의한 과열의 문제를 해결할 수 있는 방안을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 가변형 사판식 압축기는 복수의 실린더 보어, 제어압실, 흡입실, 및 토출실을 형성하는 하우징, 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되며 상기 제어압실에 존재하는 오일이 함유된 냉매를 상기 흡입실로 배출할 수 있도록 구성되는 냉매 배출 유로를 형성하는 구동 샤프트, 상기 제어압실 내에 배치되는 상태로 상기 구동 샤프트와 함께 회전하도록 상기 구동 샤프트에 장착되는 회전체, 상기 제어압실 내에 배치되는 상태로 상기 회전체와 함께 회전하며 경사 각도가 가변될 수 있도록 상기 회전체에 연결되는 사판, 상기 복수의 실린더 보어 내에 각각 왕복 이동 가능하게 배치되며 상기 사판의 회전 운동에 의해 직선 왕복 운동을 하도록 상기 사판에 연결되는 복수의 피스톤, 그리고 상기 구동 샤프트에 설치되며 상기 제어압실의 압력과 상기 흡입실의 압력 차이에 따라 상기 냉매 배출 유로를 통해 상기 흡입실로 배출되는 상기 오일이 함유된 냉매의 배출 양을 조절할 수 있도록 구성되는 샤프트 밸브 어셈블리를 포함한다.

상기 구동 샤프트의 냉매 배출 유로는 길이방향으로 연장되는 길이방향 유로, 및 상기 길이방향 유로에서 반경방향으로 연장되며 상기 구동 샤프트의 서로 다른 길이방향 위치에 각각 형성되어 상기 제어압력실에 각각 연통되는 제1 반경방향 유로 및 제2 반경방향 유로를 포함할 수 있고, 상기 샤프트 밸브 어셈블리는 상기 제어압력실의 압력과 상기 흡입실의 압력의 차이의 크기에 따라 상기 제2 반경방향 유로의 개도를 조절하도록 구성될 수 있다.

상기 샤프트 밸브 어셈블리는 상기 길이방향 유로에 이동 가능하게 삽입되며 상기 제어압력실의 압력이 작용하는 제1 압력 작용 면을 형성하는 밸브 시트, 상기 밸브 시트와 함께 이동하도록 상기 밸브 시트에 연결되며 상기 흡입실의 압력이 작용하는 제2 압력 작용 면을 형성하는 플런저, 그리고 상기 밸브 시트를 상기 제1 압력 작용 면에 작용하는 상기 제어압력실의 압력에 의한 힘의 반대방향으로 상기 밸브 시트를 탄성적으로 지지할 수 있도록 구성되는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

상기 샤프트 밸브 어셈블리는 상기 구동 샤프트에 고정되어 상기 탄성 부재를 지지하는 스톱퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 플런저는 상기 스톱퍼에 걸려 이동이 제한되도록 구성될 수 있다.

상기 밸브 시트는 상기 스톱퍼에서 가장 먼 지점에 위치하는 경우 상기 제2 반경방향 유로를 완전히 폐쇄하고 상기 제어압력실의 압력의 증가에 따라 상기 스톱퍼를 향해 이동하여 상기 제2 반경방향 유로의 개도를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 샤프트 밸브 어셈블리는 상기 길이방향 유로에 이동 가능하게 삽입되며 상기 제어압력실의 압력이 작용하는 제1 압력 작용 면과 상기 흡입실의 압력이 작용하는 제2 압력 작용면을 형성하는 밸브 시트, 상기 밸브 시트를 상기 제1 압력 작용 면에 작용하는 상기 제어압력실의 압력에 의한 힘의 반대방향으로 상기 밸브 시트를 탄성적으로 지지할 수 있도록 구성되는 탄성 부재, 그리고 상기 탄성 부재의 탄성 복원력에 의한 상기 밸브 시트의 이동을 제한하기 위한 스톱퍼를 포함할 수 있다.

상기 밸브 시트는 상기 스톱퍼에 밀착된 상태에서 상기 제2 반경방향 유로를 완전히 폐쇄할 수 있으며, 상기 제어압력실의 압력의 증가에 따라 상기 스톱퍼에서 멀어지게 이동하여 상기 제2 반경방향 유로의 개도를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 구동 샤프트의 냉매 유로에 설치되는 샤프트 밸브 어셈블리에 의해 제어압실의 압력의 증가에 따라 구동 샤프트의 냉매 유로를 통해 흡입실로 배출되는 냉매의 양이 증가될 수 있으며, 그에 따라 제어압실 내의 오일 양의 과다에 따른 과열 문제가 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변형 사판식 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 가변형 사판식 압축기의 샤프트 밸브 어셈블리를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 샤프트 밸브 어셈블리가 제어압실의 압력 증가에 따라 구동 샤프트의 제2 반경방향 유로를 개방하는 위치에 있는 상태를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 밸브 어셈블리를 보여주는 단면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 하우징(10)은 실린더 블록(13), 및 실린더 블록(13)의 양측 단에 각각 체결되는 제1 및 제2 하우징(11, 12)을 포함할 수 있다. 실린더 블록(13)은 복수의 실린더 보어(131)를 형성한다. 실린더 보어(131)는 가변형 사판식 압축기의 길이방향 축(X)과 나란한 방향으로 연장되어 형성되며, 복수의 실린더 보어(131)가 방사상으로 동일 간격으로 배열될 수 있다.

복수의 피스톤(20)이 각각의 실린더 보어(131) 내에 직선 왕복 이동 가능하도록 배치된다. 피스톤(20)의 직선 왕복 운동에 의해 냉매의 흡입, 압축, 및 배출이 이루어진다. 피스톤(20)과 실린더 보어(131)에 의해 압축실(132)이 형성된다.

제1 하우징(11)과 제2 하우징(12)이 실린더 블록(13)의 양측에 각각 연결된다. 예를 들어, 제1 하우징(11)이 실린더 블록(13)의 한 쪽 단에 연결되어 밀봉된 제어압실(111)을 형성할 수 있으며, 제2 하우징(12)이 실린더 블록(13)의 다른 쪽 단에 연결되어 흡입실(121)과 토출실(122)을 형성할 수 있다. 이때, 제1 하우징(11), 실린더 블록(13) 그리고 제2 하우징(12)은 관통 볼트(도시되지 않음)에 의해 서로 체결될 수 있다.

한편, 제2 하우징(12)과 실린더 블록(13) 사이에는 냉매의 이동을 위한 냉매 이동 통로를 형성하는 플레이트 밸브(30)가 배치될 수 있다. 플레이트 밸브(30)는 냉매 이동 통로를 위한 관통홀을 구비하는 밸브 플레이트(31), 및 밸브 플레이트(31)의 양측에 각각 배치되는 가스켓(32, 33)을 포함할 수 있다. 흡입실(121)의 냉매는 플레이트 밸브(30)를 통해 압축실(132)로 유입되고, 압축실(132)에서 압축된 냉매는 플레이트 밸브(30)를 통해 토출실(122)로 배출된다.

구동 샤프트(40)가 제1 하우징(11)에 회전 가능하게 지지된다. 구동 샤프트(40)는 제1 하우징(11)을 관통하여 실린더 블록(13)까지 연장되도록 배치될 수 있으며, 구동 풀리(49)와 함께 회전하도록 구동 풀리(49)에 동력 전달 가능하게 연결될 수 있다. 구동 풀리(49)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 하우징(11)의 일 측에 배치될 수 있다.

회전체(rotor)(50)가 제어압실(111) 내에 위치하는 상태로 구동 샤프트(40)와 함께 회전하도록 구동 샤프트(40)에 체결된다. 회전체(50)의 바디 플레이트(51)는 구동 샤프트(40)와 함께 회전하도록 구동 샤프트(40)에 체결된다. 바디 플레이트(51)는 중심부에 관통공(511)을 가지는 대략 원판 형태를 가질 수 있으며, 구동 샤프트(40)는 관통공(511)을 통과하는 상태로 바디 플레이트(51)에 체결될 수 있다.

구동 샤프트(40)는 래디얼 베어링(radial bearing)(81, 82)에 의해 반경방향으로 지지된다. 또한 구동 샤프트(40)의 일측 단은 코일 스프링(85)에 의해 탄성적으로 지지되는 쓰러스트 베어링(thrust bearing)(84)에 의해 축방향(X)으로 지지될 수 있으며, 구동 샤프트(40)에 체결된 회전체(50)의 바디 플레이트(51)는 제1 하우징(11)에 지지되는 쓰러스트 베어링(83)에 의해 축방향으로 지지될 수 있다.

사판(swash plate)(60)이 힌지 구조(hinge mechanism)(70)에 의해 회전체(50)에 연결된다. 사판(60)은 중심 부분에 회전체(50)를 향해 돌출되는 저널(61)을 구비할 수 있으며, 저널(61)이 힌지 구조(70)를 통해 회전체(50)에 연결된다. 힌지 구조(70)는 사판(60)이 회전체(50)와 함께 회전하면서도 사판(60)의 경사 각도의 조절을 위해 사판(60)의 힌지 거동, 즉 피봇 거동이 가능하게 회전체(50)와 사판(60)을 연결하도록 구성된다. 한편, 사판(60)은 가장자리에 체결되는 슈(shoe)(62)을 통해 각 피스톤(20)에 연결되며, 사판(60)의 회전에 의해 피스톤(20)이 실린더 보어(131) 내에서 직선 왕복 운동을 한다.

힌지 구조(70)은 회전체(50)에 구비되는 한 쌍의 가이드 암(guide arm)(71), 한 쌍의 가이드 암(71) 사이에 구비되는 경사면(72), 사판(60)의 저널(61)에 구비되는 연결 링크(73) 그리고 가이드 핀(74)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 가이드 암(71)은 서로 마주하는 상태로 사판(60)을 향해 돌출될 수 있으며, 경사면(72)은 압축기의 길이방향 축에 대해 수직인 면에 대해 경사지게 형성된다. 가이드 핀(74)은 연결 링크(73)에 형성된 수용 홈(731)에 부분적으로 삽입되도록 설치되며 경사면(72) 상에서 롤링 또는 슬라이딩 거동(또는 롤링 및 슬라이딩 거동)을 하도록 구성된다.

피스톤(20)의 일측 면은 압축실(132)에 노출되고 다른 측 면은 제어압실(111)에 노출됨으로써 압축실(132)의 압력과 제어압실(111)의 압력의 크기에 따라 피스톤(20)에 작용하는 순 힘의 크기 및 방향이 결정된다. 이에 따라 컨트롤 밸브의 작동에 의해 제어압실(111)의 압력이 변하면 압축실(132)과 제어압실(111) 사이의 압력 차이가 변하며, 압축실(132)와 제어압실(111) 사이의 압력 차이에 따라 사판(60)의 경사 각도가 변한다. 사판(60)의 경사 각도의 변화는 피스톤(20)의 변위의 변화를 야기하며, 피스톤(20)의 변위의 변화는 압축 용량의 변화를 야기한다. 이와 같은 방식으로 가변 용량 구조가 구현될 수 있으며, 가변 용량 기능을 구현하기 위한 세부 구조는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 사항이므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에 따른 가변형 사판식 압축기는 제어압실(111)의 압력 증가 시 제어압실(111)의 오일이 함유된 냉매의 배출 양을 자동적으로 증가시킬 수 있도록 구성되는 샤프트 밸브 어셈블리(90)를 포함한다. 샤프트 밸브 어셈블리(90)는 구동 샤프트(40)와 함께 회전하면서 유로를 조절하는 밸브 기능을 수행하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 구동 샤프트(40)는 길이방향 유로(41), 길이방향 유로(41)에 연통되는 제1 및 제2 반경방향 유로(42, 43)를 포함하며, 샤프트 밸브 어셈블리(90)는 구동 샤프트(40)에 설치되어 제어압실(111)의 압력 증가에 따라 압축실(121)의 압력과 제어압실(111)의 압력 차이가 설정된 값이 도달하면 제2 반경방향 유로(43)를 개방하도록 구성될 수 있다. 샤프트 밸브 어셈블리(90)는 제어압력실(111)의 압력과 흡입실(121)의 압력의 차이의 크기에 따라 제2 반경방향 유로(43)의 개도를 조절할 수 있도록 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 반경방향 유로(42, 43)는 구동 샤프트(40)의 서로 다른 길이방향 위치에 형성될 수 있으며, 반경방향으로 각각 연장되어 구동 샤프트(40)의 외주면까지 도달한다. 한편, 길이방향 유로(41)는 구동 샤프트(40)의 중심부에서 길이방향, 즉 압축기의 축방향(X)으로 연장되어 제2 하우징(12)을 마주하는 단까지 연장된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 하우징(12)을 마주하는 구동 샤프트(40)의 단은 실린더 블록(13)의 중심부에 위치하는 허브(133)에 구비되는 연결 공간(134)에 위치하며, 이 연결 공간(134)은 플레이트 밸브(30)의 냉매 유로를 통해 흡입실(121)에 유체적으로 연결된다. 이에 의해 제어압실(111)과 흡입실(121)이 구동 샤프트(40)의 반경방향 유로(42, 43)와 길이방향 유로(41)를 통해 유체적으로 연결된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 샤프트 밸브 어셈블리(90)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)의 단부에 설치되어 실린더 블록(13)의 연결 공간(134)에 노출된다. 샤프트 밸브 어셈블리(90)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)에 연통되는 유로(99)를 형성하며, 그에 의해 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41) 및 제1 반경방향 유로(42)는 구동 샤프트(40)의 유로(99)를 통해 연결 공간(134)에 연결된다. 구체적으로, 샤프트 밸브 어셈블리(90)는 밸브 시트(91), 플런저(92), 탄성 부재(93), 및 스톱퍼(94)를 포함할 수 있다. 밸브 시트(91)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)에 이동 가능하게 배치되며, 길이방향으로 관통 형성되는 관통홀(911)을 형성한다. 플런저(92)는 밸브 시트(91)와 함께 이동하도록 밸브 시트(91)에 고정적으로 연결되며, 길이방향으로 관통 형성되는 관통홀(923)을 형성한다. 밸브 시트(91)의 관통홀(911)과 플런저(92)의 관통홀(923)에 의해 샤프트 밸브 어셈블리(90)의 유로(99)가 형성된다. 밸브 시트(91)와 플런저(92)는 나사결합 등 임의의 방법으로 서로 체결될 수 있다. 스톱퍼(94)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)에 삽입되는 상태로 구동 샤프트(40)의 단부에 고정될 수 있다. 플런저(92)는 스톱퍼(94)의 관통홀(941)을 관통하여 밸브 시트(91)에 고정되는 길이방향 연장부(921) 및 길이방향 연장부(921)의 단부에 구비되는 헤드부(922)를 포함할 수 있다. 헤드부(922)는 길이방향 연장부(921)보다 반경방향 크기가 크도록 형성되어 걸림턱(924)을 형성하며, 걸림턱(924)이 스톱퍼(94)에 밀착되어 플런저(92) 및 그에 고정된 밸브 시트(91)의 길이방향 이동(도 1 및 도 2에서 좌측 방향 이동)에 제한된다. 스톱퍼(94)는 탄성 부재(93)를 지지하는 기능 및 플런저(92)의 이동을 제한하는 기능을 함께 수행한다. 탄성 부재(93)는 스톱퍼(94)에 대해 밸브 시트(91)를 탄성적으로 지지한다. 탄성 부재(93)는 코일 스프링일 수 있으며, 압축된 상태로 설치되어 탄성 복원력에 의해 밸브 시트(91)를 스톱퍼(94)에서 멀어지는 방향으로 미는 힘을 가하도록 설치된다.

함께 이동하도록 서로 연결된 밸브 시트(91)와 플런저(92)는 제어압실(111)의 압력, 그리고 흡입실(121)에 연통된 연결 공간(134)의 압력이 각각 작용하는 압력 작용 면(912, 925)를 각각 구비하도록 형성된다. 즉 밸브 시트(91)의 압력 작용 면(912)은 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41) 및 제1 반경방향 유로(42)를 통해 제어압실(111)의 압력에 노출되고, 플런저(92)의 압력 작용 면(925)은 실린더 블록(13)의 연결 공간(134) 및 흡입실(121)의 압력에 노출된다. 밸브 시트(91)의 압력 작용 면(912)에 작용하는 제어압실(111)의 압력에 의한 힘과 플런저(92)의 압력 작용 면(925)에 작용하는 흡입실(121)의 압력에 의한 힘은 서로 반대방향으로 작용하며, 두 힘의 차이에 의해 제어압실(111)의 압력과 흡입실(121)의 압력 차이에 의한 순 힘(net force)이 함께 이동하도록 서로 연결된 밸브 시트(91)와 플런저(92)에 작용한다. 이때, 탄성 부재(93)는 제어압실(111)의 압력에 의해 밸브 시트(91)에 가해지는 힘의 작용 방향과 반대방향(도 1 및 도 2에서 좌측방향으로 미는 힘)의 힘을 밸브 시트(91)에 가하도록 구성된다.

위에서 언급한 바와 같이 플런저(92)는 스톱퍼(94)와의 접촉에 의해 밸브 시트(91)의 이동을 제한하도록 구성되며, 밸브 시트(91)가 플런저(92)의 이동 제한에 의해 스톱퍼(94)에서 가장 멀어진 위치(도 1 및 도 2에 도시된 위치)에 있는 경우 구동 샤프트(40)의 제2 반경방향 유로(43)를 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 한편, 냉방 부하가 작은 상태에서 피스톤(20)의 변위가 작아지도록 사판(60)의 경사 각도를 변화(도 1에서 반시계 방향으로의 회전)시키기 위해 컨트롤 밸브의 작동에 의해 제어압실(111)의 압력이 커지는 경우, 제어압실(111)의 압력 증가에 의해 밸브 시트(91)의 압력 작용 면(912)에 작용하는 힘이 커지게 된다. 이때 밸브 시트(91)의 압력 작용 면(912)에 작용하는 힘의 크기가 커지면 밸브 시트(91)가 탄성 부재(93)를 압축시키면서 스톱퍼(92)를 향해 이동하며, 밸브 시트(91)의 이동에 의해 구동 샤프트(90)의 제2 반경방향 유로(93)가 개방된다. 도 3에는 밸브 시트(91)와 플런저(92)가 이동하여 구동 샤프트(40)의 제2 반경방향 유로(93)가 완전히 개방된 상태가 도시되어 있다. 제2 반경방향 유로(93)가 부분적으로 또는 완전히 개방된 상태에서 제어압실(111) 내의 오일이 제2 반경방향 유로(93)를 통해 추가적으로 흡입실(121) 측으로 배출될 수 있으며, 그에 의해 제어압실(111) 내의 오일 양의 증가에 의한 과열 현상이 방지될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 밸브 어셈블리(190)를 도시한다. 샤프트 밸브 어셈블리(190)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)에 이동 가능하게 설치되는 밸브 시트(191), 구동 샤프트(40)의 단부에 고정되는 지지 부재(193)에 대해 밸브 시트(191)를 탄성적으로 지지하는 탄성 부재(192), 그리고 밸브 시트(191)의 이동을 제한하기 위한 스톱퍼(194)를 포함한다. 이때, 밸브 시트(191)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)에 연통되는 길이방향 관통홀(1911)을 형성하고, 지지 부재(193)과 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)에 연통되는 관통홀(193)을 형성한다. 그리고 밸브 시트(191)는 제어압력실(111)의 압력이 작용하는 압력 작용 면(1912) 및 흡입실(121)의 압력이 작용하는 압력 작용 면(1913)을 형성하며, 두 압력 작용 면(1912, 1913)은 서로 반대 방향의 힘이 생성되도록 구성된다. 탄성 부재(192)는 구동 샤프트(40)의 단에서 멀어지는 방향으로 밸브 시트(191)를 탄성적으로 지지하며, 스톱퍼(194)는 밸브 시트(191)의 이동(도 4에서 좌측 방향으로의 이동)을 제한할 수 있는 위치에 설치된다. 예를 들어, 스톱퍼(194)는 구동 샤프트(40)의 길이방향 유로(41)를 형성하는 면에 함몰되는 홈에 삽입되는 링(ring)일 수 있다. 도 4에는 밸브 시트(191)가 스톱퍼(194)에 밀착되어 제2 반경방향 유로(93)을 완전히 폐쇄한 상태가 도시되어 있으며, 제어압력실(111)의 압력이 증가하여 밸브 시트(191)가 도 4에서 우측으로 이동하면 제2 반경방향 유로(93)가 부분적으로 또는 완전히 개방될 수 있다. 이에 의해 제어압력실(111)의 압력이 상승되었을 때 제어압력실(111)에서 흡입실(121)로 배출되는 오일이 함유된 냉매의 배출 양이 증가될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

10: 하우징
11: 제1 하우징
12: 제2 하우징
13: 실린더 블록
131: 실린더 보어
132: 압축실
20: 피스톤
111: 제어압실
121: 흡입실
122: 토출실
30: 플레이트 밸브
31: 밸브 플레이트
32, 33: 가스켓
40: 구동 샤프트
41: 길이방향 유로
42: 제1 반경방향 유로
43: 제2 반경방향 유로
49: 구동 풀리
50: 회전체
51: 바디 플레이트
81, 82: 래디얼 베어링
83, 84: 쓰러스트 베어링
60: 사판
70: 힌지 구조
90, 190: 샤프트 밸브 어셈블리
91, 191: 밸브 시트
92: 플런저
93, 192: 탄성 부재
94, 194: 스톱퍼
99: 유로
912, 925, 1912, 1913: 압력 작용 면

Claims

복수의 실린더 보어, 제어압실, 흡입실, 및 토출실을 형성하는 하우징,
상기 하우징에 회전 가능하게 지지되며 상기 제어압실에 존재하는 오일이 함유된 냉매를 상기 흡입실로 배출할 수 있도록 구성되는 냉매 배출 유로를 형성하는 구동 샤프트,
상기 제어압실 내에 배치되는 상태로 상기 구동 샤프트와 함께 회전하도록 상기 구동 샤프트에 장착되는 회전체,
상기 제어압실 내에 배치되는 상태로 상기 회전체와 함께 회전하며 경사 각도가 가변될 수 있도록 상기 회전체에 연결되는 사판,
상기 복수의 실린더 보어 내에 각각 왕복 이동 가능하게 배치되며 상기 사판의 회전 운동에 의해 직선 왕복 운동을 하도록 상기 사판에 연결되는 복수의 피스톤, 그리고
상기 구동 샤프트에 설치되며 상기 제어압실의 압력과 상기 흡입실의 압력 차이에 따라 상기 냉매 배출 유로를 통해 상기 흡입실로 배출되는 상기 오일이 함유된 냉매의 배출 양을 조절할 수 있도록 구성되는 샤프트 밸브 어셈블리
를 포함하는 가변형 사판식 압축기.
제1항에서,
상기 구동 샤프트의 냉매 배출 유로는 길이방향으로 연장되는 길이방향 유로, 및 상기 길이방향 유로에서 반경방향으로 연장되며 상기 구동 샤프트의 서로 다른 길이방향 위치에 각각 형성되어 상기 제어압력실에 각각 연통되는 제1 반경방향 유로 및 제2 반경방향 유로를 포함하고,
상기 샤프트 밸브 어셈블리는 상기 제어압력실의 압력과 상기 흡입실의 압력의 차이의 크기에 따라 상기 제2 반경방향 유로의 개도를 조절하도록 구성되는
가변형 사판식 압축기.
제2항에서,
상기 샤프트 밸브 어셈블리는
상기 길이방향 유로에 이동 가능하게 삽입되며 상기 제어압력실의 압력이 작용하는 제1 압력 작용 면을 형성하는 밸브 시트,
상기 밸브 시트와 함께 이동하도록 상기 밸브 시트에 연결되며 상기 흡입실의 압력이 작용하는 제2 압력 작용 면을 형성하는 플런저, 그리고
상기 밸브 시트를 상기 제1 압력 작용 면에 작용하는 상기 제어압력실의 압력에 의한 힘의 반대방향으로 상기 밸브 시트를 탄성적으로 지지할 수 있도록 구성되는 탄성 부재
를 포함하는 가변형 사판식 압축기.
제3항에서,
상기 샤프트 밸브 어셈블리는 상기 구동 샤프트에 고정되어 상기 탄성 부재를 지지하는 스톱퍼를 더 포함하는 가변형 사판식 압축기.
제4항에서,
상기 플런저는 상기 스톱퍼에 걸려 이동이 제한되도록 구성되는 가변형 사판식 압축기.
제5항에서,
상기 밸브 시트는 상기 스톱퍼에서 가장 먼 지점에 위치하는 경우 상기 제2 반경방향 유로를 완전히 폐쇄하고 상기 제어압력실의 압력의 증가에 따라 상기 스톱퍼를 향해 이동하여 상기 제2 반경방향 유로의 개도를 조절할 수 있도록 구성되는 가변형 사판식 압축기.
제2항에서,
상기 샤프트 밸브 어셈블리는
상기 길이방향 유로에 이동 가능하게 삽입되며 상기 제어압력실의 압력이 작용하는 제1 압력 작용 면과 상기 흡입실의 압력이 작용하는 제2 압력 작용면을 형성하는 밸브 시트,
상기 밸브 시트를 상기 제1 압력 작용 면에 작용하는 상기 제어압력실의 압력에 의한 힘의 반대방향으로 상기 밸브 시트를 탄성적으로 지지할 수 있도록 구성되는 탄성 부재, 그리고
상기 탄성 부재의 탄성 복원력에 의한 상기 밸브 시트의 이동을 제한하기 위한 스톱퍼
를 포함하는 가변형 사판식 압축기.
제7항에서,
상기 밸브 시트는 상기 스톱퍼에 밀착된 상태에서 상기 제2 반경방향 유로를 완전히 폐쇄하고
상기 제어압력실의 압력의 증가에 따라 상기 스톱퍼에서 멀어지게 이동하여 상기 제2 반경방향 유로의 개도를 조절할 수 있도록 구성되는
가변형 사판식 압축기.