KR900009223B1

KR900009223B1 - 가변배기량을 가지는 스와쉬플레이트형(swash-platetype) 압축기

Info

Publication number: KR900009223B1
Application number: KR1019870009700A
Authority: KR
Inventors: 시게씨 이와나미; 미쓰오 이나가끼; 히데아끼 사사야; 다로오 다나까; 아끼가즈 고지마
Original assignee: 닛뽕 덴소오 가부시기가이샤; 오까베 다까시
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1990-12-24
Also published as: AU578565B2; DE3751778D1; DE3788176D1; DE3751778T2; DE3788176T2; DE3751724T2; EP0513871A3; EP0519522B1; EP0513871A2; AU7774087A; EP0259760B1; EP0519522A3; EP0519522A2; EP0259760A2; KR880004230A; BR8704487A; DE3751724D1; EP0259760A3; EP0513871B1

Abstract

내용 없음.

Description

가변배기량을 가지는 스와쉬플레이트형(SWASH-PLATETYPE) 압축기

제1도는 본 발명에 따른 스와쉬플레이트형 압축기의 축단면도.

제2도는 제1도의 II-II선을 따라 절취한 단면도.

제3도는 제1도의 압축기 요부에 대한 분해사시도.

제4도는 제1도의 압축기내에 결합된 솔레노이드 밸브의 회로도.

제5도는 제1도의 압축기 내에서 피스톤, 스와쉬플레이트와 스풀에 대하여 작용하는 힘의 예시도.

제6도는 스와쉬플레이트가 제1도에 도시된 위치로부터 이동되게 한 압축기의 축단면도.

제7도는 제1도의 압축기배기량의 변화특성을 보이는 그래프.

제8도는 스풀에 작용하는 배압과 스풀의 이동량에 의하여 발생된 부하간의 관계를 보이는 그래프.

제9도는 스풀의 이동량과 스풀에 대하여 작용하는 드러스트하중간의 관계를 보이는 그래프.

제10도는 피스톤 스트로크와 작동쳄버내에 압력간의 관계를 보이는 그래프.

제11도는 피스톤의 왕복운동과 작동쳄버내에 압력간의 관계를 보인 그래프.

제12도는 스풀의 스트로크버와 스풀에 대하여 작용하는 드러스트하중간의 관계를 보이는 그래프.

제13도는 피스톤 스트로크버와 압축기의 변외비간의 관계를 보이는 그래프.

제14도는 본 발명에 따른 스와쉬플레이트형 압축기의 다른 실시예에 대한 축단면도.

제15도는 다른작동상태로 된 압축기의 단면도.

제16도는 본 발명에 따른 스와쉬플레이트형 압축기의 또 다른 실시예에 대한 축단면도.

제17도는 제16도의 압축기내에 스풀에 인가된 드러스트하중의 예시도.

제18도는 본 발명에 따른 압축기의 요부에 대한 단면도.

제19도는 제18도에 도시된 감압포오트의 개방영역과 압력쳄버내에 평균압력간에 관계를 보인 그래프.

제20도는 스풀 양단의 압력차와 압축기의 변위간에 관계를 보인 그래프.

제21도는 본 실시예를 설명하는 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기의 또 다른 실시예의 정면사시도.

제22도는 제21도의 실시예의 단면도.

제23도는 특정한 요부를 보이는 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기의 또 다른 실시예에 대한 단면도.

제24도는 특정한 요부를 보이는 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기의 또 다른 실시예에 대한 단면도.

제25도는 압축기 변위비와 스풀에 대하여 작용하는 드러스트하중간에 관계를 보이는 그래프.

제26도는 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기에 대한 또 다른 실시예의 축단면도.

제27도는 작동중 다른 위치에 있게한 제26도의 압축기에 대한 축단면도.

제28도는 제26도 압축기내에서 변화되는 토르크의 그래프예시도.

제29도는 본 발명의 압축기의 다른 실시예내에 결합시킨 제어밸브의 일실시예를 보인 회로도.

제30도는 제어밸브의 다른 실시예에 대한 예시도.

제31도는 제어밸브의 또 다른 실시예에 대한 예시도.

제32도는 제31도의 제어밸브에 대한 단면도.

제33도는 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기의 또 다른 실시예에 결합시킨 축과 스와쉬플레이트의 사시도.

제34도와 제35도는 제33도의 샤프트와 스와쉬플레이트를 결합시킨 압축기의 단면도.

제36도와 제37도는 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기의 또 다른 실시예에 대한 단면도.

제38도는 실린더블록의 단부도.

제39도는 피스톤의 사시도.

제40도는 결합슬롯의 형상을 설명하기 위한 도표식의 예시도.

제41도는 결합슬롯내에 결합된 핀의 궤적에 대한 도표식의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스와쉬플레이트 22 : 배기밸브

24 : 배기밸브 30 : 스풀

40 : 배면샤프트 50 : 전면작동쳄버

60 : 배면작동쳄버 71, 73 : 흡입통로

72, 74 : 흡입쳄버 90, 93 : 배기쳄버

92, 95 : 배기구 98 : 조절압력통로

본 발명은 자동차 공기조화기에서 냉매압축기로서 사용하기에 적합한 가변배기량을 가지는 스와쉬플레이트형 압축기에 관한 것으로, 특히 이러한 유형의 압축기에서 배기량제어에 관한 것이다.

배기량을 가지는 스와쉬플레이트형 압축기는 잘 알려져 있는데, 그중에 스와쉬플레이트의 경사각이 일본공개공보 제58-162780호에 기재된 바와 같이 배기량 선형제어를 0% 내지 100% 사이에서 수행되도록 선형적으로 변화되는 것이 있다.

이러한 종래의 스와쉬플레이트형 압축기는 다음의 문제점을 가지며, 즉 이 압축기에서 스와쉬플레이트의 경사각의 각도는 피스톤 스트로크를 감소시킴뿐만 아니라 압축기의 각 피스톤의 각 배면측상에 무용 용적부(dead volume)의 증가를 일으킨다는 것이다.

무용용적부의 증가는 무용용적부내의 가스팽창으로 인하여 압축기가 스와쉬플레이트의 경사각의 작은 변화일지라도 상당한 변화를 일으킨다는 문제를 야기한다. 이런 문제를 없이하기 위하여 일본공개공보 제60-175783호에는 2중 헤드로 된 피스톤을 사용하지 않으나 스와쉬플레이트의 각도와 위치가 각 피스톤의 배면측상에 작용하는 압력을 제어하므로, 경사각을 감소시킬때 무용용적부가 변화되지 않도록 배열된 스와쉬플레이트를 사용하는 스와쉬플레이트형 압축기에 대하여 기술되어 있다.

따라서 이러한 스와쉬플레이트형 압축기에서 피스톤은 스와쉬플레이트의 일측상에만 설치되어, 압축기로부터 배출되는 가스의 압력은 맥등되고, 압축기를 구동시키는데 소요되는 토르크는 바람직스럽지 못하게 변동된다.

또한 압축기의 크기에 대한 용량 또는 배기량은 제한된다. 이러한 문제를 없애기 위하여 가급적압축기가 2중 헤드의 피스톤형메카니즘, 즉 스와쉬플레이트의 양측에 배열되는 피스톤을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 2중 헤드의 피스톤형에서는 스와쉬플레이트의 각도와 위치를 제어할 목적으로 피스톤의 배면측상에 작용하는 배압을 이용하기가 불가능한데 이는 작동쳄버가 스와쉬플레이트의 양측에 형성되어 있기 때문이다.

따라서, 본 발명의 첫번째 목적은 2중 헤드의 피스톤이 설치되고 압축기의 배기량이 선형적으로 변화되는 동시에 각 피스톤의 양 배면측상에 무용용적부의 증가를 동시에 피할 수 있게한 스와쉬플레이트형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 두번째 목적은 배기량 제어입력에 대하여 양호한 응답을 하여 배기량을 선형적으로 제어할 수 있는 스와쉬플레이트형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 세번째 목적은 배기량이 배기량 제어입력에 양호한 응답을 하므로 선형적으로 제어되고, 피스톤 스트로크를 최대스트로크로부터 다소 감소된 작동영역, 즉 배기량이 최대 배기량으로부터 다소 감소된 상태에 있을 지라도 배기량의 선형제어가 가능하게 하는 스와쉬플레이트형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 네번째 목적은 배기량이 배기량 제어입력에 양호한 응답을 하여 선형적으로 제어되고, 피스톤스트로크를 최대스트로크로부터 다소 감소되게한 작동영역에 있게할지라도 배기량의 선형제어가 실패없이 수행되게 하는 스와쉬플레이트형 압축기를 제공하는데, 이러한 네번째 목적은 배기량의 선형제어가 최소배기아래까지 수행될 수 있게함을 보장한다.

본 발명의 한가지 상태에 따르면, 샤프트에 의하여 회전가능하게 구동되는 스와쉬플레이트가 그의 경사각을 감소시키게 되고, 동시에 스풀이 축을 따라 이동되면서 피스톤의 스트로크를 변화시키도록한 가변용량의 스와쉬플레이트형 압축기를 제공한다. 이 스와쉬플레이트는 스풀의 이동에 등기하여 이동하도록한 구형의 베어링에 의하여 그의 중심에서 지지된다. 이러한 압축기에서 무용용적부의 증가는 무용용적부를 스와쉬플레이트의 타측상에 작동 쳄버내에서 증가시킨다 할지라도 스와쉬플레이트의 일측상에 작동쳄버에서는 실질적으로 발생되지 않는다.

결론적으로 압축기의 배기량을 점차로 감소시켜 스풀의 이동에 응답하는 압축기 배기량을 선형적으로 제어 가능하게 한다.

본 발명의 두번째 상태에 따르면 스와쉬플레이트의 경사각을 제어하는 스풀의 축방향 이동이 제어밸브에 의하여 제어압력쳄버내의 내부압력을 변화시키므로 제어되게한 스와쉬플레이트형 압축기를 제공한다. 그러므로, 스와쉬플레이트의 경사각은 선형적으로 변화되고 제어밸브의 작동에 의하여 양호한 응답을 하는 상태로된다.

본 발명의 세번째 상태에 따르면 스와쉬플레이트형 압축기는 피스톤 스트로크의 감소량이 비교적 작을때, 즉 압축기의 배기량이 최대배기량보다 다소 감소되었을때 스풀을 축방향 이동을 하도록 조력하는 보조의 스풀압압수단을 구비하고 있다.

압축기의 배기량이 최대배기량보다 다소 감소된 작동 영역에서 피스톤의 일측상의 작동쳄버에 형성된 무용공간(dead space)에 의한 영향으로 인하여 스풀의 원활한 이동이 손상받게 된다. 그러나 이러한 문제는 스풀의 원활한 이동을 보장하도록 스풀을 축방향으로 이동시킬때, 즉 배기량이 최대배기량으로부터 다소 감소된 작동영역에서 압축기가 작동할때 스풀을 돕는 보조스풀압압수단을 구비한 본 발명의 세번째 상태의 압축기에 의하여 극복될 수 있다.

본 발명의 네번째 상태에 따르면 스와쉬플레이트형 압축기는 피스톤 스트로크를 최소로 할 경우, 즉 압축기의 배기량을 최소로할 경우 스와쉬플레이트를 최소경사각도까지 압압하는 보조의 경사기울리기 수단을 구비한다. 일반적으로 피스톤의 배기량이 거의 최소레벨까지 감소되었을때 스와쉬플레이트를 최소경사각까지 더욱 기울어지게 한다면 피스톤양단에 걸린 압력차에 의하여 발생된 힘의 저항을 받게된다. 그러나 본 발명의 네번째 상태에 따른 스와쉬플레이트형 압축기에서 이러한 문제는 보조의 경사 기울리기수단이 스와쉬플레이트를 최소각까지 기울게하여 압축기로 하여금 자체배기량을 최소값까지 선형적으로 원활히 변화시킬 수 있게 보장하도록 작용하기 때문이다.

본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도는 본 발명에 따른 가변배기량을 가지는 스와쉬플레이트형압축기의 종단면도이다. 이 압축기는 볼트(도시않됨)등으로 함께 조립된 다음 부품으로 이루어진 외측쉘을 구비한다.

이들 부품들은 알루미늄합금으로 만들어 진 전면하우징(4) 전방측면플레이트(8), 흡인밸브(9), 전면실린더블록(5), 배면실린더블록(6), 흡인밸브(12), 후방측면플레이트(11)와 배면하우징(13)들이다. 제2도에 도시와 같이 각 실린더블록(5)와 (6)에는 그의 내부로 5개의 실린더 보어(64)들이 서로 평행하게 형성되어 있다.

더구나 압축기는 축(1)을 구비하는데 이 축(1)은 베어링(2) 및 (3)을 관통하여 전면하우징(4)과 전면실린더블록(5)상에 회전가능하게 지지되고 자동차엔진(도시않됨)의 동력에 의하여 구동된다. 압축기의 작동중에 추력이 발생되어 샤프트(1)에 작용하므로 샤프트(1)를 제1도에서 좌측으로 압압한다. 이러한 추력은 드러스트 베어링(5)과 전면실린더블록(5)에 의하여 발생된다. 스토퍼링(16)은 샤프트(1)가 반발력으로 제1도의 우측으로 이동되지 않게할 목적으로 설치된다. 스토퍼링(16)은 샤프트(1)의 표면에 형성된 환상요홈내에서지지된다. 배면 샤프트(40)는 베어링(14)을 관통하여 스풀(30)내에 회전가능하게 설치된다.

제1도에서 우측방향으로 배면축(40)에 가하여지는 추력은 스풀(30)과 드러스트베어링(116)에 의하여 발생된다. 배면샤프트(40)의 표면에 형성된 환상요홈내에 지지되는 스토퍼링(17)은 배면샤프트(40)가 스풀(30)을 이탈되지 않게한다. 이 스풀(30)은 배면 실린더블록(6)의 원통형부(65)와 배면하우징(13)의 원통형부(135)내에 축방향으로 활주가능하게 수용한다.

스와쉬플레이트(10)에는 그의 중심상에 배면샤프트(40)의 구형부(405)를 수용하는 구형의 표면부(107)가 형성되어, 그가 구형표면부(107)에 의하여 진동가능하도록 지지된다. 샤프트, 스와쉬플레이트(10)와 배면샤프트(40)들은 제3도에 분해사시도로 도시되어 있다. 제3도에 도시와 같이 스와쉬플레이트(10)는 샤프트(1)에 인접한 그의 일측상에 슬릿(105)을 형성하는 서로 대향벽을 구비하는데 슬릿(105)은 스와쉬플레이트(10)에 인접한 샤프트(1)의 일단부상에 형성된 평탄한웹부(165)를 수용한다. 평탄한웹부(165)는 슬릿(105)의 대향벽면과 마주 대향되게 접촉하여 샤프트(1)에 인가된 토르크가 스와쉬플레이트(10)에 전달되게 한다.

슈즈(shoes)(18) 및 (19)들은 스와쉬플레이트(10)의 양측면상에 활주 가능하게 배설된다. 전면 실린더블록(5)과 배면실린더블록(6)에 형성한 실린더보어(64)들은 피스톤(7)을 활주가능하게 수용한다.

상기와 같이 스와쉬플레이트(10)와 활주 가능하게 접촉된 슈즈(18) 및 (19)는 피스톤(7)의 내측표면과 회전가능하게 접촉한다.

결국, 스와쉬플레이트(10)의 진자식 회동은 슈즈(18) 및 (19)에 의하여 피스톤(7)의 왕복운동으로 변환된다. 슈즈(18) 및 (19)는 그들을 압축기내에 조립할때 그들의 외측면의 통상의 구형부분들로 이루어지도록 설계되고 크기가 정하여진다.

샤프트(1)의 상기 평탄웹부(165)에는 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)이 형성되고, 동시에 스와쉬플레이트(10)에는 핀수용공이 슬릿(105)을 형성하는 대향벽에 천공되어 있다. 평탄웹부(165)가 슬릿(105)내에 위치된 후 핀(80)은 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)을 통과하여 핀공(106) 및 (108)내로 삽입되게 하므로 스와쉬플레이트(10)를 샤프트(1)에 피봇 회동되고 이동되게 연결한다.

스토퍼링(81)은 핀(80)의 일단부 상에 설치되어, 핀(80)이 이들 핀공을, 이탈하지 않도록 한다. 스와쉬플레이트의 경사각은 가늘고 긴 형상의 슬릿(166)의 길이를 따라 가변하는 핀(80)의 위치에 의하여 변화한다. 핀(80)위치의 변화는 또한 스와쉬플레이트의 중심(배면샤프트(40)는 구형부(405)에 의하여 지지되는 부분)위치에서의 변화를 일으킨다.

즉, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)는 피스톤(7)의 스트로크를 스와쉬플레이트(10)의 경사각 변화로 인하여 변화시켰을때 제1도에 도시된 각 피스톤의 우측상의 작동쳄버내에 피스톤(7)의 상사점은 실질적으로 변화되지 않으며, 이에 따라 작동쳄버(60)내에 무용용적부의 실질적인 증가를 없앤다. 대비컨데, 제1도에 도시된 각 피스톤(7)의 좌측면상에 배설된 작동쳄버내에서 피스톤의 상사점은 스와쉬플레이트의 경사각의 변화에 대한 결과로서 변화되며, 이에 따라 무용용적부에서의 변화를 일으킨다.

가늘고 긴 형상의 슬롯(166)은 작동쳄버(60)내에 피스톤(7)의 상사점의 위치가 스와쉬플레이트의 경사각을 변화시켰을때이라도 실질적으로 변화되지 않도록 형성되고 그 크기로 되며, 위치된다. 이러한 조건에 부합시키기 위하여 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)은 엄밀한 의미에서 아아취형으로 이루어져야 한다. 그러나 이러한 아아취형태는 실질적으로 직선적인 긴형상의 슬롯에 거의 가깝다.

상기 실시예에서, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)은 샤프트(1)의 축상에 배설되어 평탄웹부(165)의 형상과 크기가 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)을 형성시키므로 과도히 큰 크기로 되지 않게한다.

샤프트(1)의 축상에 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)을 있게 하므로 이루어진 평탄웹부(165)의 크기에서 감소는 평탄웹부(165)가 피스톤의 하향으로 배설되는 유형의 스와쉬플레이트 압축기에서 특히 유리하다. 이후 제40도를 참고하여 가늘고 긴 형상의 슬롯(166) 구조에 대하여 상세히 설명된다.

본 발명의 구체적 실시예에서, 압축기는 단부(1081)에 각 피스톤(7)의 상부 상사점위치가 스와쉬플레이트(10)경사각의 변화에 관계없이 실질적으로 일정하게 유지되도록 축조된다. 이을 위하여, 압축기는 제40도에 도시된 지점(P)의 위치가 변화되지 않고 동시에 스와쉬플레이트(10)가 고딕선으로 도시된 최대경사위치와 파선의 최대 경사위치 사이에서 제어될 수 있도록 설계된다.

지점 X는 구형지지체(405)의 중심위치를 나타낸다. 스와쉬플레이트(10)의 경사각이 변화될때 회전중심의 위치(X) 또한 변화된다.

본 발명의 실시예에서 샤프트(1)로부터 스와쉬플레이트(10)까지 토르크의 전달은 회전중심위치에서 수행되지 않으나, 평탄웹부(165)와 슬릿(105)으로 구성되고 회전중심으로부터 편기된 동력전달부에서 수행된다.

상기와 같이 샤프트(1)로부터 스와쉬플레이트(10)까지 토르크전달은 평탄웹부(165)와 슬릿(105)을 형성한 벽표면간에 마주 대향한 면대면접측에 좌우된다.

상기 실시예에서 평탄웹부(165)를 슬릿(105)으로부터 이탈하지 않도록 하기 위하여 평탄웹부는 제3도에 관련하여 이미 설명한 바와 같아 핀(80)에 의하여 슬릿(105)을 형성하는 벽에 연결된다. 결국 핀(80)의 이동궤적은 스와쉬플레이트(10)의 경사각에서의 변화에 따라 변화된다.

본 발명에서는 핀(80)의 이동궤적에 대한 지대한 연구가 있었음을 알 수 있으며, 제4도에 도시한 결과가 얻어졌다. 도면에 도시와 같이 핀의 이동궤적은 스와쉬플레이트를 소정각도로 경사지게 하고 동시에 피스톤의 상사점 위치(P)가 고정되었을때 실질적인 직선에 가깝게 될 수 있었음을 확인하였다. 특히, 궤적이 샤프트(1)의 축을 횡단하여 지날때 확인된다 더욱 특별한 것은 스와쉬플레이트의 경사각이 20。정도일 경우 핀(80)의 이동궤적은 거의 직선이다.

이는 왜 핀(80)의 이동경로를 한정하는 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)이 샤프트(1)의 축에 인접하여 배설되어 이 축을 횡단하도록 하는 이유이다. 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)이 샤프트(1)의 축을 지나도록 배설한 배열은 또한 평탄웹부(165)의 크기에서 감소되게한 원인이 된다. 즉, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)이 제40도에 a-a' 또는 c-c′ 선상에 배설되는 경우 평탄웹부(165)가 샤프트(1)의 축으로부터 실질적으로 방사상 우회된 위치에 배설되게 함을 필요로 한다. 이는 필연적으로 압축기의 전체크기를 증가시킨다.

따라서, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)은 핀(80)의 이동궤적에 해당하는 위치에 배설된다. 상기 실시예에서, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)의 길이는 핀(80)이 슬롯(166) 단부와 접촉하지 않도록 선택된다. 그러므로 이 핀(80)은 스와쉬플레이트(10)의 이동에 따라 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)을 연하여 이동하며 동시에 스와쉬플레이트 경사각(10)이 스풀(30)의 이동에 따라 변화된다.

소위 스와쉬플레이트(10)의 경사각과 핀(80)의 변위는 스토퍼(305)에 의하여 제한된다. 바꾸어말하면, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)내에서 핀(80)의 이동은 스풀(30)이 스토퍼(305)에 의하여 정지될때 정지된다.

이러한 상태에서, 핀(80)은 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)의 인접단부로부터 일정한 간격을 두고 떨어져 있다.

이러한 이유때문에 압축기의 상기 실시예는 슬롯의 길이가 핀(80)의 이동궤적의 거리보다 더 큰 경우라도 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)의 길이에 대한 정확한 제어를 필요로 하지 않게 한다.

이 압축기는 또한 냉매가스 또는 윤활유와 같은 내부유체가 샤프트(1)의 표면을 따라 누출되지 않도록 하는 샤프트 밀봉장치(21)를 구비하고 있다.

더구나, 이 압축기는 작동쳄버(50) 및 (60)에 대하여 개별적으로 개방되고 배출쳄버(90) 및 (93)와 개별로 연통된 배출구(24)를 구비한다. 배출구(24)는 밸브 리테이너(23)와 항께 전방측면 플레이트(8)와 후방측면 플레이트(11)에 볼트(도시않됨)등으로 고정된 배기밸브(22)에 의하여 개방되고 밀폐된다.

압축기는 또한 작동쳄버(50)와 흡입쳄버(72)간에 연통되게 하고 작동쳄버(60)와 흡입쳄버(74)간에도 연통되게 하는 흡입구(25)가 형성되어 있는 이들 흡입구는 흡입밸브(9) 및 (12)에 의하여 개폐된다.

또한 압축기는 조정압력쳄버(200)내의 압력을 조절하도록 하는 솔레노이드밸브(400)를 구비한다.

솔레노이드밸브(400)는 제어회로(500)에 의하여 제어된다.

제4도는 솔레노이드밸브(400)에 접속된 솔레노이드밸브(400)와 기소(부품)들을 도식적으로 나타내고 있다. 솔레노이드밸브(400)는 그의 일측단부가 저압의 유도통로(97)에 의하여 압축기의 후방측면상에 흡입쳄버(74)에 연결된다. 이 솔레노이드(400)의 타측단부는 오리피스(9)와 고압의 유도통로(96)에 의하여 배기쳄버(3)와 또한 제어압력통로(98)에 의하여 제어압력쳄버(200)에 연결된다.

솔레노이드밸브(400)의 솔레노이드코일이 여자되지 않을때 솔레노이드밸브(400)의 밸브부재는 제4도에 도시된 위치(400a)에 설정되고 조절압력쳄버(200)는 오리피스(99)에 의하여 배기쳄버(93)에 연결된다.

다시 제1도를 참조하면, 압축기의 전방측면상에 배기쳄버(90)는 실린더블록(5)에 형성된 배기통로(91)에 의하여 배기구(92)와 연통된다. 압축기의 후방측면상에 배기쳄버(93)는 실린더블록(6)에 형성된 배기통로(94)에 의하여 배기구(95)와 연통된다. 배기구(92) 및 (95)는 의부라인에 의하여 서로 연통되어 배기쳄버(90)와 (93)내의 압력을 동일하게 유지시킨다.

전방측면상에 흡입쳄버(72)는 흡입통로(71)에 의하여 하우징의 중심부에 있는 흡입쳄버(70)와 연통된다. 마찬가지로 압축기의 후반측면상에 흡입쳄버(74)는 흡입통로(73)에 의하여 흡입쳄버(70)에 연결된다.

참조번호 51, 52, 53, 54, 55와 56은 밀봉 "0"링을 나타낸다.

스와쉬플레이트형 압축기의 상기 실시예의 작동은 다음과 같다.

전자석 클러치가 여자되었을때 엔진(도시않됨)으로부터 구동토로크는 이 클러치를 통하여 샤프트(1)에 전달되어 압축기를 시동한다.

동시에 압축기 구동신호가 제어기(500)에 입력되고, 제어기(500)가 전기적신호를 제어밸브(400)에 전달하므로 저압의 유도통로(97)가 이후 "신호압력통로"라 호칭되는 조절압력통로(98)와 연통되게 한다.

이에 따라, 솔레노이드밸브(400)는 제4도에 도시된 위치(400b)로 절환되며, 그에 의하여 흡입쳄버(74)내의 압력이 조절압력쳄버(200)내로 유도되게 한다.

이러한 상태에서, 스풀(30) 양단에 압력차가 없게 되므로, 압축기가 시동될때 스와쉬플레이트(10)를 경사지게 하는 방향으로 지지부(107)를 통하여 어떠한 하중도 인가되지 않는다

이러한 상태에서 샤프트는 회전하기 시작하여 피스톤(7)의 왕복운동을 일으키는 스와쉬플레이트(10)를 구동시킨다.

결국 작동쳄버(50) 및 (60)내에 용적부가 주기적으로 변화되면서 냉매가스가 흡입되어 압축되고 배기된다.

이러한 작동중에 각 피스톤(7) 양단에 있는 배면작동쳄버(60)와 전면작동쳄버(50)사이에 형성되는 압력차로 인하여 힘이 발생된다.

이 힘은 피스톤(7)과 그에 관련된 슈즈(18) 및 (19)에 의하여 스와쉬플레이트(10)에 전달된다.

스와쉬플레이트(10)는 구형지지부(405)에 의하여 진동 가능하게 지지되고 핀(80)에 의하여 샤프트(1)로부터 토르크를 전달받게 되므로 피스톤(7)에 대한 힘은 스와쉬플레이트(10)의 경사각을 감소시키는 모멘트를 발생시킨다.

제2도를 참고하여 실예를 들면 핀(80)이 축(X)에 위치될때 제1실린더 보어(64-1)내에 배설된 피스톤은 스와쉬플레이트(10)의 경사각에서 변화를 일으키는 어떠한 모멘트도 발생시키지 않는다. 그러나 제2 내지 제5의 실린더보어(64-2), (64-3), (64-4)와 (64-5)내에 피스톤(7)들은 스와쉬플레이트(10)의 경사각을 감소시키는 방향으로 작용하는 모멘트를 발생시킨다.

그러므로 식 Fi×Ri로 표시되는 이 모멘트는 핀(80) 둘에 F_PM×R의 모멘트로 발생된다.

더구나 피스톤(7)에 대해 작용하는 힘에 의하여 발생된 모멘트는 구형지지부(405)상에 작용하는 힘 F_BX을 발생시킨다.

따라서, 제어밸브가 흡입압력을 제어압력쳄버(200)에 전달한 경우 구형지지부(405)와 스풀(30)은 제6도에서 우측으로 이동되며, 그에 의하여 스와쉬플레이트(10)의 경사각을 감소시킨다.

스와쉬플레이트(10)의 이동이 핀(80)과 샤프트(1)에 형성한 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)에 의하여 제한되기 때문에, 스와쉬플레이트(10)는 그의 경사각을 감소시키며 동시에 스와쉬플레이트(10)의 중심상에 구형지지부(405)에 제6도에서 우측방향으로 작용하는 힘을 인가하여 구형지지부(405)를 우측으로 이동되게 한다. 이 구형지지부(405)에 작용하는 우측방향의 힘은 그 다음 드러스트베어링(16)을 경유하여 스풀(30)에 전달되어, 스풀(30)이 배면하우징(13)에 의하여 정지될때까지 변위된다.

이에 따라 압축기는 제6도에 도시된 최소변위로 설정된다.

냉각싸이클을 가진 증발기에 연결된 흡입개방구(도시않됨)을 통하여 흡입된 냉매가스는 중앙의 흡입쳄버(70)내로 유입되며, 그 다음 흡입통로(71) 및 (73)를 경유하여 정면과 배면흡입쳄버(72) 및 (74)내로 유입된다.

이때 피스톤의 흡입스트로크에서 냉매는 흡입밸브(9) 및 (12)와 흡입구(25)를 경유하여 작동쳄버(50) 및 (60)내로 흡입된다. 그 다음 흡입쳄버내로 흡입된 냉매가스는 작동쳄버와 연관된 피스톤이 압축스트로크작동을 시작함에 따라 압축되면서 압축된 냉매가스의 압력이 소정레벨에 도달되었을때 배기구(24)를 통하여 배기쳄버(90) 및 (93)내로 배기되는 동시에 배기밸브(22)를 강제로 개방시킨다. 고압력으로 압축된 냉매는 그 다음 배기통로(91) 및 (94)와 배기구(92) 및 (95)를 경유하여 냉각싸이클을 가진 콘덴서에 배출된다.

이후 "제1작동쳄버"라 칭하여지는 압축기의 전방측면상에 전면 작동쳄버(90)는 비교적 큰 무용용적부를 가져 이 쳄버에서의 압축비가 압축기의 후방측면상에 배면작동쳄버(60)내의 압력보다 작아지도록 한다. 배면작동쳄버(60)도 또한 "제2의 작동쳄버"라 칭하여진다.

그러므로 이러한 상태에서 제1의 작동쳄버(50)내에 냉매가스의 압력은 제2작동쳄버(60)와 연통하고 있는 배기쳄버(90)에서의 압력보다 더 낮아, 냉매가스의 흡입 및 배기가 제1의 작동쳄버(50)에서 실질적으로 수행되지 않게한다.

따라서 압축기의 배기량은 압축기가 시등될때 최소화된다.

그러나 냉각싸이클이 압축기의 비교적 큰 배기량을 필요로 하게되면, 솔레노이드밸브(400)는 위치(400a)로 절환되어 조절압력통보(98)와 저압의 유도통로(97)간에 연통을 차단한다. 상기 실시예에서 조절압력쳄버(200)는 오리피스(99)에 의하여 고압유도통로(96)와 연통된다.

그러므로 저압의 유도통로(97)로부터 단절된 조절압력쳄버(200)내에 현재 압력은 고압의 유도통로(96)를 경위하여 전달된 배기압력에 의하여 상당한 영향을 받는다.

그 결과 조절압력쳄버에서의 압력은 상승한다.

결국 조절압력쳄버(200)와 흡입쳄버(74)간의 압력차에 의하여 발생되고 스풀(30)에 대하여 제6도의 좌측으로 작용하는 힘은 압축기를 회동시킴에 따라 증가된다.

이 좌측방향으로의 힘이 배면샤프트(40)의 구형지지부(405)에 작용하는 상기 우측방향의 힘을 초과하도록 증가될때 스풀(30)은 제1도의 좌측으로 이동하기 시작한다.

그 결과, 스와쉬플레이트(10)의 회전중심, 즉 구형지지부(405)의 위치는 점차 좌측으로 이동되고 경사각은 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)과 핀(80)간에 상호작용으로 인하여 점차 증가된다.

조절압력쳄버(200)의 내부압력이 증가됨에 따라 스풀은 자체 쇼울더부가 후방측면 플레이트(11)에 의하여결합될때까지 좌측으로 이동하고, 이에 따라 압축기를 제1도예 도시와 같은 최대 배기량의 작동상태로 설정한다.

압축기가 제1도에 도시된 상태에서 작동할때 흡입개방구를 통하여 흡입된 냉매가스는 중앙흡입쳄버(70)내로 유입되고, 그 다음 흡입통로(71) 및 (73)를 경유하여 흡입쳄버(72) 및 (74)내로 유입된다. 냉매가스는 그 다음 흡입구(25)를 경유하여 작동쳄버(50) 및 (60)내로 흡입되고 흡입밸브(9) 및 (12)를 통과한다. 이에따라 흡입된 냉매가스는 그 다음 피스톤이 압축행정의 작동을 함에 따라 압축되고, 압축된 냉매가스는 배기구(24)를 경유하여 배출되며, 배기밸브(22)를 통과하여 배기쳄버(90) 및 (93)내로 유입되고, 이로부터 냉매가스는 배기통로(91) 및 (94)와 배기개방구(92) 및 (95)를 경유하여 배출된다.

배기개방구(92)를 경유하는 압축냉매가스의 흐름과 배기개방구(95)를 경유하는 압축냉매가스의 흐름은 외부라인에 접속된다. 여기서 알수 있듯이, 제1도에 도시된 상태에서 제2의 작동쳄버(60)는 물론 제1의 작동쳄버(50)는 냉매가스의 흡입, 배출기를 효과적으로 수행하도록 작동된다.

제7도는 고딕곡선(a)으로 피스톤 스트로크와, 본 발명에 따른 가변배기량 스와쉬플레이트형 압축기에서 관찰된 압축기 배기량간의 관계를 보이는 선도이다.

제1도 도시된 스와쉬플레이트(10)의 경사각에서 변화는 피스톤(7)의 스트로크의 변화뿐만 아니라 스와쉬플레이트(10)의 중심위치에서의 변화를 일으켜, 제2작동쳄버(60)내 피스톤 스트로크에서의 감소로 인한 무용용적부의 실질적인 증가를 없이 한다. 그 결과, 압축기 배기량은 제7도에 점과 대기선 b로 도시한 바와 같이 피스톤 스트로크에서의 감소에 따라 점차로 감소된다.

반대로 제1작동쳄버(50)에서 무용용적부는 피스톤 스트로크감소에 따라 점차 증가되어 압축비가 제7도에 파선으로 도시한 바와 같이 압축기 배기량에서 상당한 감소를 일으키도록 감소된다.

제7도에 지점 d에서 전면작동쳄버(50)내의 압력(배기압력)은 제2작동쳄버(60)의 배출압력보다 더 낮아진다.

이 상태에서, 전면작동쳄버(50)는 냉매가스의 흡입과 배기에 대한 조력을 하지 않는다.

즉 냉매가스의 흡입, 압축과 배기는 배면작동쳄버(60)에 의하여서만 수행된다. 작동쳄버(50)가 가스의 흡입과 배기를 중단하는 피스톤 스트로크 d는 다음식으로 주어진다.

P_S·(πR²L)^k=P_d·{πR²(L-d)}^k

D=L·{1-(P_S/P_d)^1/k}

여기서,

L은 최대 피스톤 스트로크

P_S는 흡입 압력 (㎏/㎠ abs) ;

P_d는 배기압력(㎏/㎠ abs) ;

K는 냉매가스의 단열지수

R은 피스톤 반경

π는 원주대 직경비

배기량 b는 이 상태에서 다음식을 갖는다.

P_S=3㎏/㎠abs, P^b=16㎏/㎠과

K=1.14가 주어지는 조건에서 피스톤 스트로크

와 배기량

는 각기

d = 0.77L

b=38.5(%)로 산출된다.

피스톤 스트로크는 실질적으로 스풀(30)의 이동량에 비례한다. 제1도에서 스풀(30)의 우측방향의 이동거리를 "I"로 나타내고, 좌측방향의 이동거리를 "1"로 나타내면 스풀의 이동량과 압축기의 배기량간에 관계는 제7도에 도시와 같다. 여기서 알수 있듯이 피스톤 스트로크(L)와 스풀의 이동거리 I은 L=1의 조건과 일치한다.

제7도에서 본 발명에 따른 압축기의 작동특성은 상이한 기울기의 단면(

)과 (

)을 가진 고딕곡선

으로 도시되어 있다.

특히, 스풀(30)의 l과 e사이의 위치에 있을때, 배기량은 압축기 배기량에서 선형적변화를 나타내는 곡선 f보다 더욱 큰 기울기를 가진 단면(

)으로 도시된 바와 같이 변화된다. 이에 따라 본 발명에 따른 압축기의 제어는 배기량이 곡선 f로 도시한 바와 같이 스풀의 이동에 따라 선형적으로 변화된 경우와 비교하여 스풀(30)을 l와 e사이의 영역에 있게할 때 더욱 나빠진다.

그러나 스풀(30)이 e와 0사이의 위치에 있게되면, 배기량은 곡선 f보다 더 작은 기울기를 가진 곡선

을 따라서 변화하며, 이에 따라 배기량은 고도로 정밀하게 조절될 수 있게한다.

본 발명의 압축기는 배기량이 비교적 작을 때 특별히 우수한 제어를 할 수 있음을 알 수 있다.

냉각부하가 감소될때 제4도에 도시된 제어회로(500)는 솔레노이드밸브(400)가 위치(400a)와 (400b)사이에서 번갈아 절환되도록 작동하고, 이에 따라 실예를 들면 듀티비제어를 수행하도록 하므로, 조절압력쳄버(200)의 내부압력을 배출압력의 레벨로부터 점차로 감소시켜, 스풀(30)이 점차 우측으로 이동되게 하고 그에 의하여 배기량을 감소시킨다. 압축기가 최소배기량으로 작동시키는 것이 바람직할때, 제4도에 도시된 솔레노이드밸브(400)는 위치(400b)로 설정되어, 흡입쳄버(74)가 조절압력쳄버(200)와 연통되게 하므로 쳄버(200)내의 압력을 흡입압력과 같은 동일레벨까지 감소시키며, 그에 의하여 압축기는 제6도에 도시와 같이 최소배기량으로 서정된다.

압축기의 배기량은 제7도와 관련하여 설명된 방식으로 스풀의 이동에 따라 조절된다.

그러나 본 발명에 따라 수행된 실험에 의하여서는 스풀(30)이 소정위치에서 지지되기가 어렵다는 것을 알수 있다.

제8도를 참고하면, 스풀(30)에 작용하는 배압이 증가될때, 스풀은 배압이 소정 레벨 F₂보다 높아지지 않는한 고딕곡선 X-Y로 도시한 바와 같이 배압에서의 상승에 따라 증가된다. 제8도에서 좌표축은 스풀(30)의 이동량을 나타내는데, 이는 스와쉬플레이트(10)의 경사각에서의 변화량과 피스톤(7) 왕복이동의 스트로크에 해당한다.

여기서 확인될수 있듯이 스풀(30)에 작용하는 배압은 레벨 F₂이상으로 증가될때 스풀(30)의 이동거리는 선형적으로 증가되지 않으나, 압력레벨 F₂이 고딕곡선 Y-Z으로 도시한 바와 같이 초과될때, 즉시 최대 이동거리까지 증가된다 이에 따라, 배압이 소정레벨 F₂보다 높을때 스풀(30)은 자체의 이동거러를 완전히 이동하고 배압의 레벨에 관계없이 그 위치에 있게 된다.

반대로, 스풀(30)에 작용하는 배압이 감소될때 스풀(30)은 배압이 레벨 F₃로부터 파선의 곡선 Z-K로 도시한 바와 같이 상기 레벨 F₂를 지나는 F₁으로 감소되기까지 현상태의 이동거리상에 있게된다.

배압이 레벨 F₁이하로 떨어질때 스풀(30)은 파선의 곡선 K-L으로 도시한 바와 같이 소정거리를 순간적으로 이동된다.

따라서 스풀(30)의 위치는 스풀(30)의 배압이 선형적이고 계속적으로 조절되지만 특히 스풀의 이동거리끝에 있는 영역에서 정교하게 제어하고 유지시키기가 불가능하다.

본 발명은 배압에 대한 스풀의 작용에서 이러한 히스테리시스의 원인를 분명히 하고자 하였으며, 이러한 현상은 제9도에 도시한 관계가 스풀(30)의 스트로크위치와 스풀(30)상에 샤프트(1)에 의하여 인가된 축상의 힘사이에 존재한다는 사실에 기인하는 것으로 결론지울 수 있었다.

제9도에서 기호 0은 스풀(30)의 이동거리가 최소로 되어 스와쉬플레이트(10)의 경사각, 즉 피스톤(7)의 스트로크가 최소로 되게한 상태를 나타낸다.

스풀(30)의 이동거리가 기호 0으로 도시된 제1상태로부터 증가됨에 따라 피스톤(7)의 스트로크는 그에 상응하여 증가되어, 스풀(30)을 이동시키는데 사용되는 추력이 또한 제9도에 고딕곡선 O-P으로 도시된된바와 같이 증가된다. 그러나 스풀(30)의 이동거리가 더욱 증가될때, 스풀(30)을 이동시키는데 필요한 힘은 증가되지 않으면서 오히려 제9도에 고딕곡선 P-Q으로 도시된 바와 같이 감소된다. 고딕곡선 P-Q에 해당하는 작동영역은 최대스트로크, 즉 압축기의 배기량이 그의 최대배기량과 거의 동일한 영역이상까지 제어될 수 있다.

따라서 최소 및 최대이동거리 위치사이에서 스풀의 이동에 관련하여 스풀(30)의 이동을 하게 하는데 소요되는 추력을 나타내는 곡선은 제9도에 도시된 지점 P에서 부하의 첨두값 또는 최대값 F₂을 포함하고 있다. 이 최대부하 F₂는 제8도에 지점(Y)에 번갈아 일치하는 스풀(30)의 이동위치(P₂)에 해당된다.

이에 따라 스풀(30)는 추력이 소정값 F₂이상 증가될때 최대스트로크위치(제9도에서 지점 Q와 제8도에서 지점 Z)까지 한번에 완전하게 이동된다.

이러한 상태에 도달되면 스풀(30)은 배압이 스풀(30)을 최대스트로크위치에 있게 하는데 필요한 추력 F의 레벨이하로 감소될때까지 최대이동위치에 있게된다.

스풀(30)에 작용하는 배압이 힘 F₁의 레벨이하로 떨어질때 스풀(30)은 제9도에 도시된 지점 Q의 위치로부터 지점 R의 위치로 즉시 이동된다.

지점 R은 스풀(30)의 이동위치 P₁에 해당하며, 이는 또 제8도에 지점 L에 해당한다.

제9도에 도시된 특성은 본 발명의 상기 스와쉬플레이트형 압축기에서 무용용적부가 스풀(30)의 이동거리 또는 이동량을 적게하였을때 제1작동쳄버(50)내에서만 발생된다는 사실에 기인한다 이러한 작동이 제10도를 참고로하여 이하에 상세히 기술된다.

제10도는 피스톤(7)의 스트로크와 작동쳄버(50)의 내부압력간의 관계, 즉 작동쳄버(50)의 내부압력과 내부압력간의 관계를 나타낸다.

제10도에서 고딕곡선 A는 피스톤이 최대스트로크를 가진 상태, 즉 압축기가 최대배기량으로 작동시키는 상태를 나타내며. 한편 점과 대시선의 곡선 B는 스와쉬플레이트의 경사각이 최대각도로부터 다소 감소되어 피스톤(7)의 스트로크를 감소시키도록한 상태를 나타낸다.

곡선 B로 도시한 상태에서 소정의 무용용적부는 각 피스톤(7)과 측면플레이트(8)사이에 형성된다.

제10도에 파선의 곡선 C는 스와쉬플레이트(10)의 경사각이 더욱 감소되어 무용용적부를 더욱 증가시키도록한 상태를 나타낸다.

2개의 점과 대시선으로 도시한 곡선 D는 스와쉬플레이트(10)의 경사각이 각 피스톤의 스트로크 최소화하도록 최소로 되게한 상태, 즉 무용용적부를 최대로한 상태를 나타낸다.

먼저, 곡선 A를 참고하면, 곡선 A는 피스톤(7)이 최대스트로크 종료위치까지 완전히 이동되도록 허용된것을 나다낸다. 작동쳄버(50)의 내부용적부는 피스톤(7)이 완전히 후진된 위치(

)로부터 이동됨에 따라 감소되어, 작동쳄버(50)의 내부압력이 곡선 a-b-c로 도시된 바와 같이 증가된다 이 압력이 소정의 배기압력 P_d'에 도달될때, 배기밸브(24)는 압축가스를 경감시키도록 개방되어 작동쳄버(50)의 내부압력이 더 이상 증가되지 않게 한다.

이에 따라 작동쳄버에서의 압력은 직선 c-d-e로 도시된 바와 같이 소정의 배기압력 Pd의 레벨로 유지된다.

그 다음 피스톤(7)은 스트로크(e)에 도달되고 자체의 후진방향으로 스트로크를 시작한다.

그 결과, 흡입구(25)는 개방되어 작동쳄버(50)의 내부압력이 제10도에 도시된 흡입압력의 레벨 f이하로 즉시 감소되게 한다.

피스톤은 그 다음 완전히 후진된 위치

까지 복귀된다.

이에 따라 작동쳄버(50)에서의 압력은 각 피스톤의 스트로크가 최대로 될때 곡선 a-c-e-f-a 순으로 변화한다.

스와쉬플레이트(10)의 경사각이 다소 감소될때, 다소의 무용용적부는 작동쳄버(50)내에 형성되어, 일정 용적의 압축가스가 피스톤(7)을 후진방향으로 스트로크동작을 시작하기전에 작동쳄버내에 남아있게 한다.

그 결과로, 피스톤이 후진이동할때 작동쳄버(50)에 남아있는 압축냉매가스는 점과 대시선 d-g로 도시한 바와 같이 팽창되도록하여, 작동쳄버(50)내의 압력이 흡입압력 P_S이상의 레벨로 유지되게 한다.

스와쉬플레이트(10)의 경사각이 더욱 감소될때, 피스톤(7)의 스트로크는 또한 감소되어 상당한 무용용적부가 작동쳄버(50)내에 형성되도록 한다.

이 경우 이 작동쳄버(50)에서 압축된 가스압력은 소정 배기압력 P_d에 도달될 수 없게 되므로, 배기밸브(24)가 결코 개방되지 않게한다.

이 상태는 제10도에 파선곡선 C으로 도시되어 있다.

작동쳄버에서의 압력은 곡선 a-b-c를 따라 증가되고 그 다음 곡선 c-b-a를 따라 감소된다.

스와쉬플레이트(10)의 경사각이 더욱 감소되어 피스톤(7)의 스트로크를 더욱 줄일때 각 피스톤(7)은 제10도에 두점과 대시곡선 D를 따라 이동한다.

이 경우, 냉매가스는 각동쳄버(50)내로 흡입되지도 않고 그로부터 배기되지 않게되어 작동쳄버(50)에서의 압력이 곡선 b-a를 따라 증가되고 곡선 b-a를 따라 감소될 뿐이다.

따라서, 작동쳄버(50)에서의 압력이 그 내부의 무용공간의 형성에 의하여 변화됨을 알 수 있다.

제11도는 작동쳄버(50)내의 압력과 피스톤(7)의 왕복 싸이클간의 관계를 나타낸 그래프이다. 고딕곡선 A는 제10도의 고딕곡선 A로 도시한 상태에 해당한다.

이 상태에서, 무용공간은 각 피스톤(7)의 단부상에 형성되지 않아 작동쳄버(50)에서의 압력이 피스톤(7)의 후진 스트로크의 개시후에 지체없이 흡입압력 P_S의 레벨까지 내려간다.

제11도에 한점과 대시곡선 B은 제10도에 한점과 대시곡선 B로 나타낸 상태에 해당한다.

이 상태에서, 일정한 무용용적부가 작동쳄버(50)내에 형성되어 무용용적부로 인하여 작동쳄버(50)에서의 잔류압력이 있도록 한다. 즉, 작동쳄버(50)에서의 압력은 피스톤(7)이 후진 스트로크작동을 개시한 후, 흡입압력의 레벨까지 즉시 하강되지 않는다 특히 작동쳄버(50)에서의 압력은 배기압력 P_d의 레벨로부터 흡입압력 P_S의 레벨까지 점차 감소된다.

제11도에 파선곡선 C는 제10도에 파선곡선 C로 도시한 상태에 해당한다. 이 상태에서, 무용용적부가 매우 크게되어, 작동쳄버에서의 압력이 정현파곡선을 따라 변화하고 작동쳄버(50)에서의 압력이 흡입압력 P_S의 레벨이하로 하강되지 않게한다.

제11도에 2점과 대시선으로 도시한 곡선 D는 제10도에 2점과 대시선으로 도시한 곡선 D의 상태에 해당한다.

이러한 상태에서 작동쳄버(50)에서 압력은 정현파곡선을 따라 변화하나 냉매가스의 흡입 및 배기는 모두 곡선 C로 도시한 상태의 경우에서처럼 수행되지 않는다.

더구나 곡선 D의 상태에서 작동쳄버내의 압력변화는 감소되고 작동쳄버에서의 최대압력은 감소된다.

제9도에 지점 P와 Q사이의 영역은 고딕곡선 A와 제10도의 파선곡선 C사이의 영역에 해당한다.

제11도로부터 알 수 있듯이 이 영역에서 작동쳄버(50)내의 압력은 피스톤(7)을 제1도의 우측으로 압압하도록 작용하는 힘을 발생시킨다.

제1작동쳄버(50)내의 압력에 의하여 발생된 피스톤(7)에 작용하는 이러한 우측방향의 압압력은 스와쉬플레이트(50)의 경사각을 증가시키도록 작용한다.

즉, 스와쉬플레이트(10)의 경사각은 작동쳄버(50)내의 잔여압력으로 인하여 증가되어 피스톤(7)의 왕복운동의 스트로크를 증가시키도록 한다. 피스톤(7)과 상기 스와쉬플레이트의 작용은 제9도의 지점 P와 Q사이의 영역에서 수행된다. 이 영역에서 작동쳄버(50)내에 남아있는 압력은 무용용적부가 증가함에 따라 증가된다.

그 결과 스풀(30)을 제1도에서 좌측으로 압압하는데 필요한 추력은 무용용적부가 증가함에 따라 증가된다.

제9도 내지 제11도에 관련하여 기술된 설명은 흡입압력 P_S과 배기압력 Pd이 일정하다는 가정하에 이루어진 것이다. 그러나 압축기가 냉각싸이클에서 냉매가스를 압축할 목적으로 사용될때라도 흡입압력 P_S과 배기압력 P_d은 모두 냉각싸이클의 작동조건의 변화에 따라 변화한다. 실예를 들면, 냉각싸이클이 비교적 경부하 하에서 작동될때, 흡입압력 P_S과 배기압력 P_d은 실예를 들면 각기 2.5㎏/㎠abs와 16㎏/㎠abs가된다. 그러나, 냉각싸이클에 인가되는 열적부하가 증가될때 흡입압력 P_S과 배기압력 P_d은 실예를 들면 각기 4㎏/㎠abs와 26㎏/㎠abs까지 증가된다. 흡입과 배기압력 P_S및 P_d에서의 변화는 또한 압축비 ε에서의 변화를 일으킨다.

제12도는 배기압력 P_d에서의 변화에 대하여 압축기의 스풀(30)을 축방향으로 이동시키는데 필요한 드러스트하중에서의 변화를 나타낸다.

제12도에 도시와 같이 드러스트하중은 배기압력이 높아짐에 따라 증가된다. 또한 트러스토하중은 무용용적부가 피스톤(7)의 단부상에서 발생되게 시작한후의 인접영역에서 특히 상당한 폭으로 변화됨을 알수 있다.

이는 무용공간의 존재로 인하여 발생된 잔류압력이 스풀(30)을 피스톤(7)과 스와쉬플레이트(10)에 의하여 후진으로 이동시키도록 작용하는 힘을 발생시키기 때문이다.

즉, 배기압력이 높은 경우의 상태에서 무용용적부의 형성때문에 작동쳄버(50)에서 발생된 잔류압력은 더욱 높아지게 되어, 스풀(30)을 축방향으로 이동시키는데 더욱 큰 드러스트하중을 필요로 하게 된다.

제12도에 도시와 같이, 무용용적부가 소정값 이상으로 증가될때, 배기압력은 더이상 작동쳄버(50)의 내부압력에 영향을 미치지 못한다. 이는 스풀(30)에 소정위치까지 이동되었을때 스풀(30)의 또다른 축방향이동에 필요한 드러스트하중이 이 배기압력에서 어떠한 변화에도 관계없이 일정하게 유지됨을 의미한다. 그 결과 제7도에 도시된 스풀의 이동거리와 압축기의 배기량사이에 관계는 제13도에 도시한 흡입압력 P_S와 배기압력 P_d에 따라 변화한다. 제13도에서 고딕곡선은 압축기가 5.0의 압축비로서 안정적으로 작동하는 상태를 나다낸다.

파선곡선과 한점 및 대시곡선은 각기 경부하(압축비=400)와 중부하(압축비=6.0)하에서의 압축기의 작동상태를 나타낸다.

상기로부터 알수 있듯이 스풀(30)이 지점 P₂(제9도참조)에 해당하는 위치로부터 최대 스트로크위치까지 축방향 이동을 하는데 필요한 드러스트하중은 작동쳄버(50)의 내부압력에 의하여 영향을 받게 되므로 스풀(30)은 최대스트로크위치에 도달시킴에 따라 드러스토하중이 감소되게 한다. 이에 따라 제9도에 도시된 바와 같이 스풀(30)의 이동거리와 스풀(30)을 이동시키는데 필요한 축방향 추력간에 비선형관계가 이루어진다.

이러한 비선형적 관계하에서는 조절압력쳄버(200)내의 압력을 조절하므로서만 압축기의 배기량을 정확히 제어하기란 불가능하다.

압축기의 배기량을 계속적으로 제어하기 위하여서는 제9도에 곡선 P-S로 도시된 바와 같은 작동특성을 얻도록 할 필요가 있다. 이러한 요구에 부합시키기 위하여 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기의 상기 실시예는 스풀(30)이 배기량을 감소시키는 방향으로 바이어싱시키는 바이어스 스프링(900)(제14도 참조)과 같은 보조의 부하수단을 사용한다.

이에 따라 제9도에 도시와 같이 지점 P와 Q사이에 영역에서 특성곡선의 하향기울기는 보조의 부하수단에 의하여 제9도의 파선곡선 P-S로 도시한 바와 같이 상향기울기로 변화된다.

바이어스 스프링(900)은 스풀(30)의 이동이 제9도에 도시한 추력을 최대로 한때 지점 P₂와 최대스트로크위치 MAX사이의 범위에 도착되었을때만 효과적으로 작동되도록 설계된다.

바이어스 스프링(900)의 스프링정수는 제9도의 영역 P-Q에서 드러스트 하중의 감소경향을 보상하도록 충분히 크도록 선택된다.

제14도는 본 발명에 따른 스와쉬플레이트형 압축기를 나타낸다. 이는 스와쉬플레이트(10)의 최대경사각에해당하는 스풀(30)의 스트로크가 0㎜이라고 가정하고, 동시에 스와쉬플레이트(10)의 최소경사각에 해당하는 스풀(30)의 최대 스트로크가 10㎜인것을 가정한 것이다. 스풀(30)이 최대 스트로크위치에 위치될때, 피스톤(7)의 왕복운동의 스트로크는 20㎜이다.

압축기의 최대용적부가 180cc이고, 흡입압력 P_S을 3㎏/㎠abs로 하며 동시에 배기압력 P_d을 12㎏/㎠abs와 18㎏/㎠사이에 있게 한것으로 가정하면, 제12도에 특성곡선의 기울기에서 변화는 스풀(30)의 이동거리가 7㎜이거나 2이상일때 양에서 음의 기울기로 전환된다. 그러므로 제14도에 도시된 실시예에서 바이어스 스프링(900)은 스풀(30)의 스트로크가 7㎜로 되거나 더 커질때 부하를 인가하도록 설계된다.

이러한 경우 바이어스 스프링(900)의 스프링정수는 실예를 들면 33㎏/㎜이다.

보조의 부하수단으로 바이어스 스프링(900)을 설치하면 다음과 같은 효과를 얻는다.

스풀(30)의 이동이 0㎜와 7㎜사이에 있게 될때 스풀(30)을 이동시키는데 필요한 드러스트하중은 제9도에 우선 O-P를 따라 변화되어, 스풀(30)의 이동이 그에 작용하는 배압에서의 증가에 따라 실질적으로 선형증가된다. 스풀(30)의 스트로크가 7㎜이상 증가되었을때 바이어스 스프링(900)은 효과적으로 작동한다.

이 상태에서, 스풀(30)은 바이어스 스프링(900)의 부하를 초과하는 드러스트하중이 스풀(30)의 후방측면에 인가되지 않는한 제14도에 도시된 우측방향으로 이동될 수 없다.

이에 따라, 스풀(30)을 이동시키는데 소요되는 드러스트하중은 곡선 P-S을 따라 증가되기 보다 오히려 곡선 P-Q를 따라 감소된다.

제15도는 스풀(30)이 바이어스 스프링(900)의 압축을 시작하도록 7㎜이상을 초과하여 이동된 상태를 나타낸다.

상기로부터 알수 있는 바와 같이 바이어스 스프링(900)을 설치하면 작동쳄버(50)내의 무용용적부로 인하여 발생된 드러스트하중에 대한 스풀(30)이동의 역진경향을 없게한다.

제14도와 제15도에 도시된 실시예에서 바이어스 스프링(900)은 샤프트(1)의 일단부와 배면샤프트(40)의 일단부에 설치된 레테이너 플레이트(901)사이에 배설되는 코일 스프링이다.

샤프트(1)는 드러스트베어링(15)이 축방향으로 이동되지 못하게 한다. 배면샤프트(40)는 샤프트(1)상에 활주 가능하게 고정되고 드러스트베어링(116)에 의하여 스풀(30)에 접속되므로, 스풀(30)과 함께 하나의 장치로서 이동할 수 있다. 그러므로 제14도에 도시된 스풀(30)의 좌측 이동은 드러스트베어링(116)에 의하여 배면샤프트(40), 여기서는 구형부(107)에 전달된다.

그 결과, 배면샤프트(40)상에 리테이너 플레이트(901)는 또한 변위되고 샤프트(1)에 인접한 바이어스 스프링의 단부는 스풀(30)의 이동거리가 7㎜에 도달했을때 샤프트(1)와 접촉되게 하므로 바이어스 스프링(900)이 제15도에 도시와 같이 압축부하를 스풀(30)에 인가하기 시작한다.

제14도와 제15도에 도시된 실시예에서, 샤프트(1)는 스와쉬플레이트(10)를 통과하여 배면하우징(6) 내로 연장되고, 배면베어링(14)과 전면베어링(3)에 의하여 축방향의 일정간격으로 이격된 지점마다에서 지지된다.

이에 따라, 샤프트(1)는 원활한 회동을 하도록 안정하게 지지되어 있다.

이로서, 또한 알수 있듯이 핀(80)은 베어링(909)의 중간물에 의하여 슬릿(105)을 형성하는 벽돌에 있는 핀 삽입공(106) 및 (108)내에서 지지된다.

그러므로, 스풀(30)의 축이동에 의하여 스와쉬플레이트(10)의 경사각을 변화시키는 작동은 핀(80) 둘레에 발생되는 작은 마찰저항만을 받게된다.

그 결과, 스풀(30)의 이동은 스와쉬플레이트(10)의 경사각의 변화로 원활히 전환되어, 압축기가 스와쉬플레이트(10)의 경사각에서의 변화에 따라 배기량에서 고도로 정밀하게 연속적으로 변화되게 한다.

바이어스 스프링(90)이 제14도 및 제15도에 도시된 실시예에서 샤프트(1)의 배면단부상에 배설되지만, 이는 유일한 것이 아니며, 바이어스 스프링(900)은 스풀(30)을 소정 스트로크이상 이동시켰을때만 효과적으로 작동이 수행될 수 있는 경우 어떠한 다른 부위상에도 설치될 수 있다.

제16도는 보조부하수단으로서 바이어스 스프링의 배열에 대한 다른 실시예를 나타낸다.

바이어스 스프링(910)은 스풀(30)과 후방단부 플레이트(11)사이에 설치될 수 있다. 또한, 바이어스 스프링(911)은 스풀(30)과 배면하우징(6)사이에 설치될 수 있다.

또한 스프링(912)은 구형지지부(107)와 샤프트(1)에 형성된 부분(165)사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예에서 복귀스프링은 보조의 부하수단으로 사용되어, 스풀의 이동이 일정한 어떤 값을 초과할때 발생하여 스풀을 변위시키는데 소요된 드러스트 하중에서의 감소를 보상하도록 한다. 그러나 이 기술에 숙련된 자에 분명하듯이 복귀스프링의 사용은 독점적 권리가 아니며, 압력수단과 같은 다른 수단이 보조의 부하수단으로서 사용될 수 있다.

또한 바이어스 스프링이 보조의 부하수단으로 사용될때 스프링은 비선형적 특성을 가짐을 알 수 있다.

상기로부터 알 수 있듯이 본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기가 스풀의 스트로크를 소정값 이상으로 증가시켰을때 효과적으로 작동하는 보조의 부하수단을 구비하고 있기 때문에, 스풀(30)의 이동은 원활해지고 조절압력쳄버에서의 압력의 연속적인 제어에 의하여 최대 이동거리 이상까지 실질적으로 선형제어될 수 있다.

그러나, 본 발명의 실험과 연구에 따르면, 조절압력쳄버(200)내의 압력조절을 하므로 스풀의 이동제어가스풀(30)의 스트로크를 적게한 영역에서 특히 불안정하게 되는 경향임을 알 수 있다

특히, 이와 같은 스풀의 작은 스트로크 영역에서 스풀은 조절압력쳄버(200)내의 압력감소에 응동하여 원활히 이동될 수 없다.

이는 제12도로부터 알 수 있는 바와 같이 제1도에서 처럼 스풀(30)의 좌측방향 이동을 하게 하는데 필요한 드러스트 하중이 스풀(30)의 이동거리를 0과 3㎜사이에 있게하고, 동시에 최대스트로크를 10㎜로 하였을때 부의 값을 가진다는 사실에 기인한다..

스풀(30)의 이동이 최소값정도로 이루어졌을때 제1의 작동쳄버(50)내의 잔류압력레벨은 제11도에 2점과 대시선으로 도시한 바와 같이 낮다.

반면에 제2작동쳄버(60)에서 압력은 무용용적부가 그 내부에 형성되지 않기 때문에 피스톤(7)의 왕복운동에 따라 흡입압력과 배기압력사이에서 변화한다.

이에 따라 제2작동쳄버(60)에서 압력은 압축기가 최소 스풀 이동거리 근처의 영역에 있게 될때라도 배기압력 P_d의 레벨이상 상승할 수 있다.

이후 스풀(30)의 이동거리가 작을때 스풀(30)을 축방향이동시키는데 필요한 드러스트 하중에서의 변화에 대하여 설명하고자 한다.

제17도는 스풀(30)의 스트로크가 작을때 스풀(30)에 인가된 부하상태를 나타낸다. 이 도면에서 FPS_i는 압축행정에서 피스톤(7)에 의하여 스와쉬플레이트(10)에 인가된 압축력의 총합을 나타낸다. 동시에 FPN은 핀(80)상에 작용하는 힘을 나타낸다.

P_S와 P_C는 각기 흡입쳄버(74)내의 압력과 조절압력쳄버(200)내의 압력을 나타낸다.

압력 P_S와 P_C에 의하여 발생된 드러스트 하중은 각기 FP_S와 FP_C로 표현된다. 구형지지부(107)와 스와쉬플레이트(100)사이에 마찰력은 FP로 표시되고, 동시에 샤프트(1) 및 배면샤프트(40)사이에 마찰력은 스풀(30) 및 하우징(135)의 내부표면사이에 마찰력은 각기 FS와 FO로 표시된다.

제17도에 도시와 같이, 압축기가 스풀(30)을 어느 일정한 위치에 있도록 설정한 상태로 어느 일정한 레벨의 변위로서 작동할때, 스풀(30)의 최소스트로크위치, 즉 제17도에서 우측으로 이동될 경우 다음 조건식에 일치되어야 한다.

FPS_i+ FP_S＞ FPN + FPC + FB + FS + FO

압축기의 배기량이 적을때, 제1작동쳄버(50)내에서 실질적인 압력상승이 발생되지 않으며, 반면에 제2작동쳄버(60)내에서 압력은 배기압력의 레벨까지 상승할 수 있다. 이에 따라 힘 FPS_i의 값은 너무 작아지게 되어 상기 부등식으로 표시된 조건을 만족시킬 수 없게 되어 압축기의 배기량을 감소시킬 수 없게 된다.

상기 조건을 만족시키기 위하여 부등식 우측의 첫번째 힘 FPN의 값이 감소되거나, 다른 방법으로 부등식 좌측의 첫번째 ESP_i의 값이 증가되어야 한다.

그러나 힘 FPN은 흡입쳄버(74)와 조절압력쳄버(200)간의 압력차에 의하여 발생되며, 그러므로 기계적구조의 관점에서 이값을 감소시키기가 어렵다. 즉, 조절압력쳄버(200)내의 압력 P_C을 감소시키기 어렵다.

또한 기계적 마찰력 FB, FS와 FO의 감소에서 실질적인 제한이 있는데, 이는 부품의 마찰계수를 감소시키는데 제한이 있기 때문이다.

그러므로 본 발명에서는 스풀(30)이 실패없이 최소스트로크 위치까지 이동하기 위하여 힘 EPS_i의 값을 증가시키는 실질적인 조치가 있어야 함을 알게 되었고, 이에 따라 최소의 스풀 이동거리를 보장하는 보조수단을 제안하고 있다.

본 발명에서 보조수단은 제1작동쳄버(50)와 외부가 연통되게 하는 가압통로 수단을 구비한다.

제18도에 실시예에서 가압통로수단은 배기밸브(22)에 형성된 가압구(950)로 이루어진다.

가압구는 약 0.2㎜의 매우 작은 직경을 가진 소형의 포오트 오리피스이며, 배기압력에서 매우 작은 량 Q₀의 냉매가스가 제1작동쳄버(50)내로 복귀되도록 한다.

제1작동쳄버(50)내의 압력레벨은 압축된 냉매가스가 제1작동쳄버(50)내로 복귀되는 결과로 상승된다.

제19도는 제1작동쳄버(50)내의 평균압력 P이 가압구(950)의 개방영역에서의 변화에 대하여 어떻게 변화되는가를 나타낸다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제1작동쳄버(50)내의 압력은 가압구(950)의 개방영역이 증가됨에 따라 증가된다. 힘 FPS_i가 상기 부등식의 조건에 부합하기에 충분히 큰 평균입력(P)의 값을 얻도록 하기 위하여서는 가압구(950)의 개방영역이 A0보다 크도록 결정하는 것이 충분조건이 된다.

압축기의 배기량 C는 A₀보다 더 큰 개방영역을 가진 가압구를 구비한 압축기내의 스풀(30)양단에 압력차

P에 대하여 측정되었고, 그 결과가 제20도에 고딕곡선 H로 도시되어 있다.

스풀(30)양단에 압력차

P는 흡입쳄버(73)내의 흡입압력과 조절압력쳄버(200)내의 조절압력 P_C간의 차이다.

제20도로부터 알 수 있듯이 스풀(30)양단에 압력차

P는 가압구(950)를 설치한 결과로 감소되어, 스풀(30)이 최소이동위치까지 완전히 이동되게 하므로 압축기가 자체 배기량을 최소값으로 감소시키도록 보장한다.

비교할 목적으로, 제20도에 파선 I은 스풀(30)양단에 압력차와 가압구(950)가 형성되지 않은 압축기에서 관찰된 배기량 C간의 관계를 나타낸다.

보조의 바이어스수단은 상기 가압구(950)이외의 다른 형태일 수도 있으며, 실예를 들면 압력경감통로수단의 형태일 수도 있다. 즉, 제21도와 제22도에 도시된 실시예에서와 같이, 보조의 바이어스수단은 단부 플레이트(8)와 배기밸브(22)를 바이어스하는 가압요홈(951)의 형태로 될 수 있다. 이 가압요홈(951)은 외부영향을 거의 받지 않는다는 점에서 가압구(950)보다 유리하다.

제23도에 도시된 실시예에서, 보조의 바이어스수단은 그의 일단부가 배기쳄버(90)내로 개방되고 그의 타측단부가 피스톤(7)의 하사점(파선으로 도시됨)에 인접한 제1작동쳄버(50)의 어느 한부위에도 개방되어 있는 관통공(952)으로 이루어져 있다.

이 관통공(952)은 배기쳄버(90)로부터 고압을 유입시키므로 제1작동쳄버(50)내의 압력을 증가시킴을 알수 있다. 이 관통공(952)은 그의 개방단부(954)가 압축기의 정상작동중에 피스톤(7)의 측표면으로 덮혀질수 있기 때문에 비교적 큰 직경을 가진다.

상기 실시예에서 보소의 바이어스수단은 배기쳄버(90)에서 이용할 수 있는 고압을 그 내부로 유입하므로 제1작동쳄버(50)내의 평균압력을 증가시키도톡 설계된 것이다

그러나 이러한 설계는 유일한 것이 될 수 없으며 보조의 바이어스수단은 다른 유형의 수단으로 구성될수도 있다.

제24도는 다른 유형의 보조바이어스수단을 사용한 실시예를 나타내고 있다. 특히 이 실시예에서 무용공간은 제2작동쳄버(60)내에 형성된다.

즉, 스와쉬플레이트(10)의 겉보기 힌지점(1001)(apparent hinge point)은 슈즈(19) 및 (19)의 중심으로부터 샤프트(1)를 향하여 편기되어 스와쉬플레이트(10)의 경사각이 감소될때 슈즈(18) 및 (19)의 중심이 제24도에서 좌측으로 다소 변위되게 한다.

제11도와 관련하여 상기된 이유때문에 적은 무용용적부를 형성하므로 제2작동쳄버(60)에서의 평균압력을 감소시킨다.

따라서, 제24도의 실시예에서도 작은 무용용적부가 스풀(30)을 작은 이동거리위치에 설정할때 제2작동쳄버내에 형성된다. 그 결과 무용용적부로 인한 압력변화는 피스톤(7)에 의하여 스와쉬플레이트(10)상에 작용하는 힘을 발생시킨다.

이러한 실예가 제25도에 도시되어 있으며, 여기서 고딕곡선 J는 겉보기 힌지점(1001)과 슈즈(18) 및 (19)의 중심간에 거리가 제로일때, 즉 무용공간이 제2작동쳄버(60)내에 형성되지 않은때 얻어지는 특성을 나타낸다.

거리가

가 2.5㎜, 5㎜와 7.5㎜인때 얻어지는 특성들이 각기 파선곡선 K, 한점과 대시선 L과 두점과 대시선 M으로 표시되어 있다.

이들 선 K, L과 M으로부터 알 수 있듯이 부하 F는 무용용적부가 증가됨에 따라 증가된다.

부하 F에서의 증가는 피스톤(7)에 의하여 스와쉬플레이트(10)에 인가된 전압출력 FPS_i을 발생시키게 하여 상기 부등식이 만족되게 하며, 이에 따라 압축기의 배기량의 최소값 이하로 제어될 수 있게 한다.

제26도와 제27도는 제24도에 도시된 상이한 작용을 하는 보조의 바이어스수단을 구비한 압축기를 나타낸다.

특히, 제26도는 압축기의 배기량이 최소로 감소된 상태를 나타낸다. 이 도면으로부터 분명하듯이 스와쉬플레이트(10)의 경사각 θ, 즉 피스톤(7)의 스트로크 S는 최소이다. 이에 따라 제26도에 도시된 상태에서 제1작동쳄버내의 압력은 배기압의 레벨에 도달되지 않으며, 배기밸브가 폐쇄된 상태로 유지되게 한다.

제27도는 압축기의 배기량이 최소화되어 있는 압축기를 나타낸다.

제28도는 일본공개공보 제60-175783호에 도시된 유형의 공지된 압축기와 비교되는 본 발명 압축기의 작동특성을 나타내는데, 여기서 피스톤은 스와쉬플레이트의 일측면에만 설치되어 있다.

이 도면에서 고딕곡선 A와 B는 본 발명에 따른 압축기의 구동토르크를 나타내며, 반면에 파선곡선 C와 D는 스와쉬플레이트의 일측면상에만 피스톤을 설치한 종래 압축기에서의 구동토르크를 나타낸다.

곡선 A와 C는 각 압축기가 그들의 최대 배기량을 갖도록 작동할때 소요되는 구동토로크의 레벨을 나타내며, 곡선 B와 C는 각 압축기가 그들의 최소배기량을 갖도록 작동할때 소요되는 구동토르크의 레벨을 나타낸다.

제28도에서 가로 좌표축은 샤프트의 회전각을 나타낸다.

제28도로부터 알 수 있듯이 양 압축기에서 구동토르크의 레벨은 배기량의 최소일때 실질적으로 동일하다.

이는 제2작동쳄버(60)만이 최소배기량에서 작동하고 제1작동쳄버가 본 실시예의 압축기내에 설치될지라도 작동되지 않기 때문이다.

그러나, 배기량이 최대로 될때 본 실시예의 압축기에 의하여 소요되는 구동토르크의 레벨은 종래 압축기에 의하여 소요되는 레벨보다 더욱 적게되는데, 이는 샤프트의 회전마다 소요된 토로크에서의 변동진폭이피스톤(7)의 양측면상에 작동쳄버(50) 및 (60)을 설치하였기 때문에 본 실시예의 압축기에서 매우 적다는 사실에 기인한다.

반대로, 공지의 압축기에서 샤프트의 회전마다 구동토르크에서의 변동진폭은 피스톤이 스와쉬플레이트의 일측면상에서만 작동하기 때문에 매우 크다.

상기 실시예의 압축기에 의하여 얻어지는 다른 장점은 스와쉬플레이트(10)의 경사이동을 제어하는 부재, 즉 핀(80), 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)과 구형지지부(405)들은 직접적으로 구동토르크에 관계되어 있지 않으며, 이는 샤프토로부터 스와쉬플레이트로 구동토르크의 전달이 샤프트(1)상에 평탄웹부(165)와 이 웹부를 수용하는 슬릿(105)을 형성한 벽들간에 표면접촉에 좌우되기 때문이다.

반대로 종래기술의 압축기(실예를 들면 일본공개공보 제58-162780호)에서, 스와쉬플레이트를 구동시키는 토르크와 압축작동중에 스와쉬플레이트에 인가된 드러스트 하중은 스와쉬플레이트에 인가된 드러스트 하중은 스와쉬플레이트의 경사이동을 위한 중심 또는 펄크럼(fulcrum)으로 되는 핀에 의하여 발생된다.

이러한 배열은 바람직하지 못하게 전달하고자 하는 구동토르크를 제한한다. 본 발명의 상기 실시예의 압축기는 이러한 문제를 가지지 않는다.

더구나 본 발명에 따르면 스와쉬플레이트(10)의 경사각에 대한 제어는 그의 양단에 압력차에 의하여 활주하도록한 스풀에 의하여 모터와 같이 복잡하고 커다란 크기의 작동기를 필요로 하지 않고도 달성될 수 있으며, 이에 따라 스와쉬플레이트형 압축기가 작고 컴팩트한 구조로 되게할 수 있다.

상기 본 발명의 실시예에서, 배기량은 조절압력쳄버(200)의 내부압력을 조절하여 스와쉬플레이트의 경사각과 축위치를 변화시키므로 제어된다. 조절압력쳄버(200)의 내부 압력조절은 제29도에 도시와 같이 압력제어밸브(150)에 의하여 수행될 수 있다.

일반적으로, 냉매싸이클에서 사용된 압축기의 흡입압력은 냉각부하가 증가되고 감소됨에 따라 개별적으로 더 높아지거나 더 낮아진다. 제29도에 도시된 실시예에 결합시킨 압력제어밸브(150)는 흡입압력을 검출하도록 설계되어 조절압력쳄버(200)의 내부압력을 조절하도록 한다. 압축기의 다른 부분의 구조와 작동은 제4도에 도시된 실시예에서와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략된다. 압력제어밸브(150)에는 그 내부에 큰 직경부와 작은 직경부를 가진 실린더(1501)가 설치된다.

또한, 큰 직경부와 작은 직경부로 이루어진 스풀(1503)은 실린더(1501)내에 활주가능하게 수용된다.

이에 따라 실린더의 작은 직경부(1502)는 스풀(1503)의 작은 직경부(1504)를 수용한다.

보올(1505)은 작은 직경부(1504)의 단부에 고정된다. 스프링(1507)은 스풀(1503)을 전진방향으로 누르도록 스풀(1503)과 스로퍼(1506)사이에 위치된다.

포오트(1509)가 스풀(1503)의 큰 직경부의 단부에 인접한 실린더(1501)의 벽에 형성되고 연통통로(97)에 의하여 흡입쳄버(74)에 연결되고 또한 제한 오리피스(1508)에 의하여 조절압력쳄버(200)에 연결되어 있다.

반면에 배기쳄버(93)는 연통통로(96)에 의하여 실린더(1501)의 작은 직경부(1502)에 연결된다.

포오트(1509)는 실린더(1501)의 작은 직경부(1502)상에 형성되어 보올(1505)에 의하여 개폐하도록 한다. 이 포오트(1509)는 연통통로(98)에 의하여 조절압력쳄버(200)에 연결된다.

제29도에 도시된 압축기 실시예의 작동은 다음과 같다.

냉각싸이클 동안 냉각부하의 레벨에 해당하는 흡입압력은 P_S(㎏/㎠ abs)로 표시된다.

압축기의 초기 또는 시작단계의 작동에서, 냉각부하는 통상 크므로 흡입쳄버(74)내의 흡입압력이 상기 흡입압력 P_S보다 더 높아지게 된다. 이 압력은 스풀(1503)상에 작용하고 스풀(1503)이 스프링(1507)의 힘에 대향하여 제29도의 우측으로 변위되게 한다.

그 결과로, 보올(1505)은 보올(1509) 둘레상에 밸브시이트로부터 떨어지도록 이동되어 조절압력쳄버(200)와 배기쳄버(93)간에 연통되게 한다.

이에 따라 조절압력쳄버(200)에서 압력은 배기압력의 레벨까지 상승된다. 그 결과로, 압축기의 상태는 상기 실시예의 경우에서와 같이 최대배기량의 상태로 점차 변화된다. 압축기의 작동이 계속됨에 따라 냉각부하는 감소되어 흡입쳄버(74)에서의 흡입압력이 레벨 P_S까지 하강되고, 그 다음 P_S이하의 레벨까지 떨어진다.

이에 따라, 스프링(1507)에 의하여 발생된 압압력은 스풀(1503)상에 작용하는 흡입압력에 의하여 발생된 힘보다 더 크게되어 스풀(1503)이 제29도의 좌측으로 이동되게 한다.

이러한 좌측이동의 결과로, 보올(1505)은 다시 포오트(1509) 둘레에 밸브시이트상에 착지되고, 그에 의하여 조절압력쳄버(200)와 배기쳄버(93)가 연통되게 한다.

그러므로, 조절압력쳄버(200)는 제한 오리피스(1508)에 의하여 흡입쳄버(74)와 연통되어, 조절압력쳄버(200)내의 압력이 점차로 흡입압력레벨까지 감소되게 하며, 그에 의하여 압축기가 제1실시예의 경우와 같이 최소배기량을 갖도록 작동된다.

이러한 작동은 반복적으로 수행되어, 흡입쳄버(74)내의 압력이 레벨 P_S로 유지되게 하고, 그에 의하여 압축기 배기량이 냉각부하와 일치하도록 조절된다.

제4도를 참고로 기술한 실시예에서, 제어밸브(400)는 조절압력통로(98)를 저압유도통로(97)에 선택적으로 연결하고, 그로부터 분리되도록 작용하고, 동시에 고압유도통로(96)는 제한 오리피스(99)에 의하여 조절압력통로(98)와 항시 연통되게한 상태로 유지된다.

그러나 이러한 배열은 제어밸브(400)가 통로(96) 및 (97)에 대하여 선택적으로 절환되도록 수정될 수 있다.

이러한 수정 또는 변경은 제30도에 도시된 회로도에 의하여 수행되거나 실현될 수 있다.

제어밸브(400)가 위치(400C)로 설정되었을때 고압유도통로(96)와 조절압력통로(98)는 서로 연통되어 있다.

그러나, 위치(400D)에서 조절압력통로(96)는 다른 통로(97)과 (98)과 분리되어 있다.

위치(400E)에서, 조절압력통로(98)는 저압유도통로(97)와 연통되어 있다. 그러므로, 제30도에 도시된 실시예에서 제어밸브(400)는 조절압력쳄버(200)내의 압력을 상승시킬 필요가 있을때 위치(400C)로 절환되며, 반면에 조절압력쳄버(200)내의 압력을 감소시켜야할때, 제어밸브(400)는 위치(400E)로 절환된다.

분명한 것은 조절압력쳄버(200)내의 내부압력레벨은 제어밸브(400)를 위치(400b)로 절환하므로 유지될수 있다.

제30도의 실시예에서, 배기쳄버(93)로부터 냉매의 누설은 배기쳄버(93)와 조절압력쳄버(200)간에 연속적인 연통이 이루어지지 않게하므로 방지될 수 있어, 전체압축기의 더 높은 배기효율을 보장할 수 있게한다.

제31도는 다른 실시예를 도시한 것으로, 여기서 제어밸브(400)는 고압 및 저압유도통로(96) 및 (97)과 조절압력통로(98)에 대하여 선택적으로 절환될 수 있는 3방향 밸브로 구성된다. 즉, 제31도에 도시된 제어밸브(400)는 두가지 위치, 즉 조절압력통로(98)가 제한 오리피스(99)에 의하여 고압유도통로(98)와 연통가능하게 하는 제1위치와 조절압력통로(98)가 저압유도통로(97)와 연통되게 하는 제2위치를 가진다.

제32도는 제31도에 도시한 제어밸브(400)의 단면도이다.

이 제어밸브는 비자성재로된 밸브하우징(4001)으로 이루어 진다. 자성재로된 코일하우징(4002)은 자석판(4003)에 의하여 밸브하우징(4001)의 일단부에 접속된다.

코일하우징(4002)은 코일(4004)을 수용하며, 이 코일내로는 코일하우징(4002)의 중심부로 되는 스테이터 코어가 수용된다. 자성재로된 이동코어(4005)는 코일하우징(4002)의 스테이터 코어부와 대향하도록 적소에 위치된다.

밸브하우징(4001)은 볼트(4012)로 함께 고정되는 제1통로부재(4010)와 제 2통로부재(4011)를 수용한다.

제1통로부재(4010)는 고압통로(4013)가 고압유도통로(96)와 연통되는 상태로 형성되고, 반면에 제2통로부재는 저압통로(4014)가 저압유도통로(93)와 연통하고 또한 조절통로(4015)가 조절압력통로(98)와 연통되도록 형성되어 있다. 통로(4015), (4013) 및 (4014)들은 각기 밸브하우징(4001)내에 형성된 각 통로들에 의하여 외부통로(98), (96) 및 (97)과 연통된다.

제1밸브시트(4018)는 고압통로(4013)가 형성된 제1통로부재(4010)의 단부에 형성된다. 제2통로부재(4011)는 제1밸브시이트(4018)와 대향되도록 형성된 제2밸브시이트(4019)를 구비하고 있다.

강철보올로 반들어진 벨브부재(4020)는 대향한 밸브시이트(4018)와 (4019)사이에 배설되어, 이들 밸브시이트의 어느 하나와 접촉할 수 있도록 한다. 이동코어(4005)는 밸브부재(4020)와 접촉한 제2밸브시이트(4019)를 통하여 연장된 단부를 가진다.

코일이 여자되지 않았을때 이동코어(4005)는 스프링(4006)의 힘에 의하여 제32도의 상향으로 바이어스되어, 밸브부재(4020)가 제 1밸브시이트(4018)와 접촉된 상태로 유지되게 한다. 그러므로, 조절통로(4015)는 제2밸브시이트(4019)에 의하여 저압통로(4014)와 연통되게 한다.

그러므로, 이러한 상태에서 저압유도통로(97)는 조절압력통로(98)와 연통되어 흡입압력이 조절압력쳄버(200)로 유도되게 한다(제30도에 위치 400E).

코일(404)이 제어기(500)로부터의 신호에 응답하여 여자될때 자력은 코일하우징(4002)과 이동코어(4005)사이에서 작용하도록 발생되어, 이동코어(4005)가 도면에서 우측방향으로 , 이 자력에 의하여 유인된다.

그 결과로, 밸브부재(4020)는 이동코어(4005)의 압축력을 받지 않게된다. 한편 고압통로(4013)에서의 압력은 배기쳄버(93)내의 압력과 동일한 높은 레벨로 유지되며, 반면에 저압통로(4014)에서의 압력은 흡입쳄버(74)내의 압력과 동일한 압력으로 유지된다.

그 결과, 밸브부재(4020)는 이들 압력들간의 차에 의하여 제2밸브시이트(4019)에 대향하여 압압된다.

그러므로 고압통로(4013)는 제1밸브시이트(4018)에 의하여 조절통로(4015)와 연통된다.

이러한 상태에서, 고압유도통로(96)는 조절압력통로(98)와 연통되어, 고압이 조절압력쳄버(200)에 전달되게 한다(제31도에서 위치 400F).

제3도의 실시예에서 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)은 샤프트(1)상에 평탄웹부(165)에 형성되며, 동시에 핀수용공(106) 및 (108)들은 슬릿(105)을 형성한 스와숴플레이트(10)상의 부재내에 형성된다.

그러나 이는 유일한 것이 아니며, 가늘고 긴 형상의 슬롯(166)과 핀수용공(106) 및 (108)사이의 관계는 제33도에 도시와 같이 반대로 될 수 있다.

즉, 제34도와 제35도로부터 알 수 있듯이, 제3도에 도시와 같은 장치에 의하여 제공되는 동일한 효과는 가늘고 긴 형상의 슬룻(166)이 스와쉬플레이트(10)에 인접하여 슬릿(105)을 형성하는 벽에 형성되고, 동시에 핀(80)을 위한 단일의 핀수용공은 샤프트(1)의 평탄웹부(165)에 형성되어 있다.

상기 실시예에서 피스톤은 압축기의 배기량이 감소되었을때 배면하우징(13)에 인접한 작동쳄버(60)에서만 작동한다.

그러나, 이 장치는 반대로 될수도 있다.

즉, 흡입 및 압축은 압축기의 배기량의 최소로 감소될때 전면하우징(4)에 인접한 작동쳄버(50)내에서만 수행될 수 있다(제36도와 제37도에 도시됨).

이 경우 스와쉬플레이트(10)의 경사각을 감소시키도록 작용하는 스풀(30)은 또한 구형지지부(405)에 의하여 스와쉬플레이트(10)의 회전중심을 전면하우징(4)을 향하여 이동시키도록 작용한다. 이로써 이해되듯이 제36도와 제37도에 도시된 실시예에서 배기쳄버(93)내의 배기압력은 압축기의 배기량을 감소시키도록 원할 때 조절압력밸브내로 유도된다. 반대로, 흡입쳄버(74)내의 압력은 압축기의 배기량을 증가시키고자할때 조절 압력쳄버 (200)내로 유도된다.

또한, 상기 실시예에서 압축기의 배기량이 스풀을 작동시키는데 필요한 압력차를 발생시키기 위하여 최대배기량의 10% 정도로 설정됨을 알수있다.

그러나 최소배기량은 만약 스풀이 의부의 압력 또는 모우터와 같은 외부의 작동기에 의하여 이동되도록 설계되는 경우 0%로 설정될 수 있다.

본 발명의 스와쉬플레이트형 압축기에 대한 상기 실시예에서 2 내지 3㎜의 간극은 스와쉬플레이트의 방사상 단부(199)와 각 피스톤(7)사이의 좌측에 있다.

이와 같이 큰 간극은 바람직스럽지 못하게 피스톤(7)이 각 실린더내에서 회전하도록 하므로, 평탄표면(307)(제39도 참조)와 스와쉬플레이트(10)의 단부(199)간에 충돌에 기인하는 잡음을 일으키게 한다.

본 발명의 실시예에서 각 피스톤(7)은 제38도와 제39도에 도시와 같이 피스톤(7)상에 일체로 형성된 회전방지수단(300)을 구비한다. 구체적 실시예에서, 회전방지수단(300)은 제39도에 도시와 같이 각 피스톤(7)의 중간위치에 형성된 실질적으로 평탄한 부분의 형상으로 이루어져, 제38도에 도시와 같이 각 실린더의 벽에 형성된 결합리세스(310)내에 끼워 맞춤된다.

이로서, 회전방지수단(300)과 결합리세스(310)는 피스톤(7)이 그외 자체축둘레에서 회전하지 못하도록 협동하여, 압축기의 작동중에 잡음발생을 억제시키도록 한다.

Claims

가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기에 있어서, 다수의 실린더 보어를 가진 실린더 블록과, 상기 실린더 블록내에서 회전가능하게 지지된 샤프트와, 상기 샤프트에 경사지게 연결되고 상기 샤프트와항꼐 회전되도록한 스와쉬플레이트와, 상기 실린더 보어내에 활주 가증하게 수용되고, 상기 스와쉬플레이트의 진동운동에 따라 상기 실린더 보어내에서 왕복 이동되게한 피스톤과, 상기 각 피스톤의 양단부 사이에 형성되고 그에 연결된 실린더 보어의 표면에 인접한 작동쳄버와, 상기 샤프트와 동축으로 배설되고, 상기샤프트의 상기 지지부를 축으로 구동시켜 상기 샤프트의 스와쉬플레이트를 축방향으로 이동시키게한 스풀들로 구성시켜, 상기 실린더 보어내에 상기 피스톤의 왕복운동의 스트로크가 각 피스톤의 일측상에 작동쳄버에서 피스톤을 스와쉬플레이트의 경사각의 변화에 관계없이 항상 소정위치까지 스트로크 작동되게 하는 식으로 변화되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제1항에 있어서, 지지부가 스와쉬플레이트의 중심부상에 형성된 구형 표면부와 회전가능하고, 활주 가능하게 결합한 구형지지표면을 구비하게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 샤프트가 상기 스와쉬플레이트를 통하여 연장되고, 상기 스풀이 상기 샤프트상에 활주가능하게 장착되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 샤프트가 스와쉬플레이트의 일측면상에만 배설되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제1항에 있어서, 상기 샤프트가 평탄웹부를 구비하고, 동시에 상기 스와쉬플레이트가 상기 평탄웹부를 수용하는 슬릿을 형성되게 하므로, 스와쉬플레이트가 상기 평탄웹부와 슬릿간에 결합에 의하여 상기 샤프트에 경사지게 연결되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제5항에 있어서, 상기 평탄웹부가 슬릿을 가지며, 이 슬릿을 형성하는 스와쉬플레이트의 부분들에는 핀수용공이 형성되게하여, 스와쉬플레이트가 상기 슬롯을 통하여 연장되고, 핀수용공에 수용되는 핀에 의하여 샤프트에 경사지게 연결되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제5항에 있어서, 상기 평탄웹부가 핀수용공을 가지며, 동시에 슬릿을 형성하는 스와쉬플레이트의 부분들이 슬롯을 가지게하여 스와쉬플레이트가 상기 슬롯을 통하여 연장하여 상기 핀수용공에 수용되는 핀에 의하여 상기 샤프트에 접속되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제7항에 있어서, 핀이 베어링의 내부를 통과하여 상기 핀수용공내에서 회전가능하게 지지되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제1항에 있어서, 실린더 보어내에서 피스톤의 왕복운동 스트로크가 스와쉬플레이트의 경사각에서 변화에 따라 변화될때, 각 피스톤의 상사점이 피스톤의 일측면에 있는 각동쳄버내에 위치시키므로 어떠한 무용용적부로 스와쉬플레이트의 경사각의 변화와 무관하게 상기 작동쳄버에 형성되지 않게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기에 있어서, 적어도 하나 이상의 실린더 보어를 그 내부에 가진 실린더 블록과, 상기 실린더 블록내에서 회전가능하게 지지된 샤프트와, 상기 샤프트에 경사지게 연결되고, 상기 샤프트와 함께 회전되게한 스와쉬플레이트와, 상기 실린더 보어내에 활주가능하게 수용되고, 스와쉬플레이트의 진동운동에 따라 실린더 보어내에서 왕복 스트로크 작동을 하게한 피스톤과, 상기 각피스톤의 양단부와 그에 관련된 실린더 보어의 인접표면 사이에 형성된 작동쳄버와, 상기 샤프트와 동축으로 배설되고 상기 스와쉬플레이트의 중심부를 회전가능하고 경사지게 지지하는 지지부와, 상기 샤프트의 지지부를 축방향으로 구동시키는 스풀과, 상기 지지부에 대향하여 스풀의 일측면상에 형성하여, 상기 스풀이 그의 내부 압력에 따라 샤프트의 축방향 이동을 하게한 조절압력쳄버와, 압축기의 흡입압력과 압축기의 배기압력중 어느한가지 압력을 상기 조절압력쳄버내로 선택적으로 유입하게한 제어밸브들로 구성시켜서, 배기압력을 조절압력쳄버내로 제어밸브에 의하여 유도할때, 조절압력쳄버의 내부압력은 스풀이 스와쉬플레이트의 경사각을 증가시키는 방향으로 지지부를 이동시키게한 힘을 발생시키고, 흡입압력이 제어밸브에 조절압력쳄버내로 유도될때, 지지부와 스풀은 상기 피스톤에 작용하는 압축반응하는 힘에 의하여 스와쉬플레이트의 경사각을 감소시키는 방향으로 이동되게 하며, 각 피스톤의 일측면상에 각 작동쳄버에서 피스톤이 스와쉬플레이트의 경사각에서 변화에 관계없이 소정위치까지 스트로크 작동을 하게한 가변가능한 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제10항에 있어서, 다수의 실린더 보어가 실린더 블록내에 형성되게하고, 서로 평행하게 연장되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제10항에 있어서, 제어밸브가, 조절압력쳄버와 연통한 조절압력통로, 압축기의 배기측에서 이용할 수 있는 압력을 유도하게한 고압유도통로, 압축기의 흡입측에서 이용할 수 있는 압력을 유도하게한 저압유도통로와 고압 및 저압유도통로중 어느 한 통로를 조절압력통로와 선택적으로 연통되게 하는 절환 밸브들로 이루어지게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제10항에 있어서, 조절압력쳄버가 흐름저항수단에 의하여 압축기의 배기측과 연통되게하고, 제어밸브가 조절압력쳄버와 연통한 조절압력통로, 압축기의 흡입측에서 이용가능한 압력을 유도하는 저압유도통로와, 저압유도통로를 조절압력쳄버와 선택적으로 연결하고, 그로부터 분리되게하는 밸브부재들로 구성되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기에 있어서, 실린더 보어를 그 내부에 가진 실린더 블록과, 상기 실린더 블록내에서 회전가능하게 지지된 샤프트와, 상기 샤프트와 경사지게 연결되고, 상기 샤프트와 함께 회전되게한 스와쉬플레이트와, 상기 실린더 보어내에 활주가능하게 수용되고, 스와쉬플레이트의 진동운동에 따라 실린더 보어내에서 왕복운동하게한 피스톤과, 각 피스톤의 양단부와 실린더의 인접표면 사이에 형성된 작동쳄버와, 상기 샤프트와 동축으로 배설되고, 상기 스와쉬플레이트의 중심부를 회전가능하고, 진동가능하게 지지하는 지지부와, 상기 샤프트에 대하여 지지부를 축방향으로 구동시키는 스풀과, 스풀의 경사각을 최대로한 최대변위 위치와, 스와쉬플레이트의 경사각을 최소로한 최소배기량 위치사이에서 샤프트에 대하여 스풀을 축방향으로 구동시키는 제어수단과, 제어수단이 최소배기량 위치로부터 소정거리 이상 스풀을 구동시켜, 최대배기랑 위치를 향하여 스풀의 이동을 억압하도록 작용하는 부하를 스풀에 인가하였을때 작동되게하는 보조의 부하수단들로 구성시켜서, 스풀의 이동이 샤프트에 대하여 스와쉬플레이트의 중심을 축방향으로 변위되게하고, 스와쉬플레이트의 경사각을 변화되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제14항에 있어서, 상기 보조부하수단이 스프링수단으로 이루어 지게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제15항에 있어서, 스프링수단이 스풀과 샤프트의 일단부사이에 배설되게하여, 스프링수단의 압축이 스풀을 소정거리 이상 초과하여 이동시킬때 개시되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제15항에 있어서, 스프링수단이 스풀과 실린더 블록사이에 배설되게하여, 스프링수단에 의한 부하가 스풀을 소정거리 이상 초과하여 이동시켰을때 작용하게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제15항에 있어서, 실린더 블록의 일단부에 고정되고, 작동쳄버를 덮는 단부 플레이트를 수비하게하고, 스프링수단이 스풀과 단부 플레이트사이에 배설되게하여 스풀을 소정거리 이상 초과하여 이동시켰을 때 탄성부하를 발생시키도록 작용하게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제15항에 있어서, 스프링수단이 지지부와 그에 대향하도록 샤프트상에 설치한 리테이너사이에 배설되게하여, 지지부를 소정거리 이상 초과하여 이동시켰을때 탄성하중을 효과적으로 발생시키게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기에 있어서, 그 내부에 실린더 보어를 가지는 실린더 블록과, 실린더 블록내에 회전가능하게 지지되는 샤프트와, 샤프트에 경사지게 연결되고, 샤프트와 함께 회전되게한 스와쉬플레이트와, 실린더 블록내에 활주가능하게 수용되고, 스와쉬플레이트의 진동운동에 따라 실린더 보어내에서 왕복운동되게한 피스톤과, 각 피스톤의 양단부와 실린더 보어의 인접표면사이에 형성된 작동쳄버와, 샤프트와 동축으로 배설되고, 스와쉬플레이트의 중심부를 회전가능하게 진동가능하게 지지하는 지지부와, 샤프트에 대하여 지지부를 축방향으로 구동시키는 스풀과, 샤프트에 대하여 스풀을 축방향으로 이동시켜 샤프트에 대하여 스와쉬플레이트의 증심부를 축방향으로 이동시키는 동시에 스와쉬플레이트의 경사각을 변화시키므로, 실린더 보어내의 피스톤의 왕복운동 스트로크가 피스톤 일단부상에 있는 제1작동쳄버내에 각 피스톤의 스트로크 단부의 위치를 피스톤의 타측단부상에 제2작동쳄버내 각 피스톤의 스트로크 단부위치와 다르게 하는 식으로 변화되게한 제어수단과, 제1작동쳄버로부터 제2작동쳄버를 향하여 작용하는 바이어스힘을 인가하여 스와쉬플레이트의 경사각을 감소시키는 방향으로 작용하게한 토르크를 발생시키는 보조바이어스수단들로 이루어진 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제20항에 있어서, 보조바이어스수단이 지지부를 향하는 스풀의 이동량을 감소시키는 방향으로 부하를 스풀에 인가하는 스프링으로 이루어지게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제21항에 있어서, 스프링이 그의 일측단부에서 스풀과 접촉하고 타측단부가 샤프트와 접촉되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제20항에 있어서, 보조의 바이어스수단이 압축기의 배기압력을 작동쳄버내로 유도하는 가압통로수단으로 이루어지게한 가변 배기량을 가진 스와 쉬플레이트형 압축기.
제23항에 있어서, 보조의 바이어스수단이 제1작동쳄버와 배기쳄버간에 연통되게한 연통수단으로 이루어지게 하여, 배기쳄버가 배기구와 배기밸브에 의하여 제2쳄버와 연통되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제24항에 있어서, 실린더 블록의 일단부 표면상에 측면 플레이트를 구비하게하며, 이 측면 플레이트가 제1작동쳄버와 제2작동쳄버를 배기쳄버와 연통시키는 배기구를 가지게되고, 연통수단이 측면 플레이트에 형성되게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제24항에 있어서, 연통수단이 배기 밸브에 형성된 릴리이프포오토로 이루어지게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제20항에 있어서, 보조의 하우징수단이 제2작동쳄버내에 피스톤의 스트로크 단부의 위치를 변화시키는 무용용적부 형성 수단으로 이루어져 제2 작동쳄버에서 피스톤의 단부상에 무용용적부를 형성하게한 가변배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.
제27항에 있어서, 샤프트상에 형성된 평탄웹부와, 스와쉬플레이트상에 형성되고 웹부를 수용하는 슬릿과; 웹부내에 형성되는 슬롯과, 슬롯을 형성하는 스와쉬플레이트의 부분들에 형성된 핀수용공과, 슬롯을 통과하여 연장되고, 핀수용공에 수용되어 샤프트에 스와쉬플레이트를 경사지게 연결하는 핀과, 스와쉬플레이트의 경사각이 스풀의 이동에 따라 감소될때, 무용용적부가 제2작동쳄버에 형성되게 축조한 슬롯들로 이루어지게한 가변 배기량을 가진 스와쉬플레이트형 압축기.