KR960012071B1

KR960012071B1 - 경사판식 냉매압축기

Info

Publication number: KR960012071B1
Application number: KR1019890000383A
Authority: KR
Inventors: 유키히코 타구치
Original assignee: 사나덴 가부시기가이샤; 우시쿠보 도모아키
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1996-09-12
Also published as: DE68900509D1; CA1331370C; KR890012087A; EP0325168B1; AU608936B2; US4940393A; AU2850589A; EP0325168A1; JPH01182580A

Abstract

내용없음

Description

경사판식 냉매압축기

제1도는 종래 기술에 따른 요동판식 냉매압축기의 종단면도.

제2도는 제1도의 압축기의 밸브 제어기구의 확대 부분 단면도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 요동판식 냉매압축기의 종단면도.

제4도는 제3도의 압축기 제2밸브 제어기구의 확대 부분 단면도.

제5도는 제4도의 제2밸브 제어기구내에 설치된 탄성판의 변형상태를 도식적으로 나타낸 것으로서, 여기서 실선은 제2통로가 페쇄된 경우의 탄성판의 형상을 나타내며, 점선은 제2통로가 개방된 경우의 탄성판의 형상을 나타낸 것이다.

제6도는 탄성판의 변형과 이 탄성판상에 가해진 힘 사이의 관계를 나타낸 그래프.

제7도는 흡입실의 압력 함수로서의 제2통로의 개폐 사이의 관계를 나타낸 그래프.

제8도는 본 발명에 따른 압축기의 냉각특성(실선으로 도시함)과 종래기술에 따른 압축기의 냉각 특성(점선으로 도시함)과의 비교 그래프.

제9도는 본 발명의 제2실시예에 따른 요동판식 냉매압축기의 종단면도.

제10도는 제9도의 압축기의 제1밸브 제어기구의 제2실시예의 확대 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 압축기 20 : 원통형 하우징 조립체

21 : 실린더블록 22 : 크랭크실

23,24 : 전방 및 후방단부판 25 : 밸브판

26 : 구동축 31 : 베어링

40 : 캠로우터 42 : 핀부재

50 : 경사판 51 : 아암

52 : 슬로트 60 : 요동판

64 : 슬라이딩로드 70 : 실린더실

71 : 피스톤 72 : 커넥팅로드

210 : 중앙보어 220 : 공동부

241 : 흡입실 251 : 배출실

252 : 배출구

본 발명은 냉매압축기, 특히 자동차의 공기 조화기에 사용하기에 적합한 가변 배출기구를 구비한 요동판식 압축기와 같은 경사판식 압축기에 관한 것이다.

종래, 필요에 따라 압축기의 압축비를 제어하기 위한 배출 조절기구 즉 용량 조절기구를 구비한 경사판식 피스톤 압축기가 공지되어 있다. 미합중국 특허 제3,861,829호에 기재되어 있는 바와 같이 압축비는 밸브제어기구의 작동에 따라 경사판의 경사면의 경사각도를 변화시킴에 의해 제어될 수 있다. 경사판의 경사각은 흡입실의 압력 변화에 따라 조절되어 흡입실의 압력을 일정수준으로 회복하게 된다.

제1도는 경사판식 압축기의 구조, 특히 종래 기술의 일실시예에 따른 요동판식 압축기를 도시한 것으로서, 압축기(10)은 원통형 하우징 조립체(20)을 구비하며, 또한 실린더 블록(21), 이 실린더블록(21)에 의해 형성된 크랭크실(22) 및 실린더블록(2l)에 타단부에 부착된 후방 단부판(24)를 포함한다. 전방 단부판(23)은 다수의 볼트(101)에 의해 크랭크실(22)의 전면(제1도의 좌측)의 실린더블록(21)에 설치되고, 후방 단부판(24)는 다수의 볼트(도시되지 않음)에 의해 실린더블록(21)의 후면에 설치된다.

밸브판(25)는 후방 단부(24)와 실린더블록(21) 사이에 설치된다.

전방 단부판(23)의 중앙에 형성된 개구(231)내에 설치된 베어링(30)은 상기 개구(231)내의 구동축(26)을 지지한다. 실린더블록(21)에 형성된 중앙 보어(210)내에 설치된 베어링(31)은 중앙 보어(210)내의 구동축(26)의 내측 단부를 회전 지지한다. 실린더 블록(21)내의 보어(210)에 인접 형성된 공동부(220)내에는 밸브제어기구(19)가 설치되어 있다. 실린더블록(21)에 형성된 개구(220a)는 공통부(220)과 보어(210)을 연결한다.

캠 로우터(40)는 핀(pin) 부재(261)에 의해 구동축(26)에 고정되어 이 구동축(26)과 함께 회전한다. 전방 단부판(23)의 내측 단부면과 이에 인접한 캠로우터(40)의 축방향 단부면 사이에는 트러스트 니이들 베어링(32)가 설치되어 있다. 캠로우터(40)은 아암(41)을 구비하며, 이 아암에는 이 아암으로부터 연장하는 핀부재(42)가 구비되어 있다. 구동축(26)상에는 슬라이딩 부재(54)가 설치되어 있다. 경사판(50)에는 개구(53)이 형성되어 있고, 이 경사판은 캠로우터(40)에 인접 설치되어 있다. 경사판(50)은 슬라이딩 부재(54)의 주위에 배치되어, 이 슬라이딩 부재의 둘레에 운동함으로써 구동축(26)의 종축선에 수직한 면에 대한 경사판(50)의 경사각도를 조절하게 된다. 경사판(50)은 슬로트(52)를 구비한 아암(51)을 구비한다. 캠로우터(40)과 경사판(50) 슬로트(52)내에 삽입설치된 핀부재(42)를 통해 연결되어 힌지 결합된다. 핀부재(42)는 슬로트(52)내에서 활주 운동하여 경사판(50)의 경사각도를 조절할 수 있게 되어 있다. 경사판(50)은 캠로우터(40)과 함께 회전한다.

요동판(60)은 베어링(61)과 (62)를 통해 경사판(50)상에 요동장착된다. 슬라이딩 로드(64)는 전방 단부판(23)과 실린더 블록(21)사이에 고정된다. 슬라이더(63)은 요동판(60)의 외주단부에 부착됨과 동시에 슬라이딩 로드(64)상에 회전 장착되어, 캠로우터(40)이 회전할때 슬라이딩 로드(64)를 따라 요동판(60)이 회전할 수 있도록 하고, 요동판(60)의 회전을 방지한다. 실린더블록(21)은 다수의 실린더실(70)내에 설치된 다수의 피스톤(71)을 구비한다.

각 실린더실(70)내에서는 하나의 피스톤(71)이 왕복운동하고, 이 피스톤은 커네팅로드(72)에 의해 요동판(60)의 외주 단부에 연결된다.

후방 단부판(24)의 중앙부에는 배출실(251)이 구비되어 있고, 이 배출실(251)의 주위에는 환형 흡입실(241)이 구비되어 있다.

밸브판(25)는 또한 밸브를 갖춘 다수의 배출구(252)를 구비하며, 이 배출구는 배출실(251)과 각각 실린더실(70)을 연결한다.

흡입구(242)와 배출구(252)에는 미합중국 특허 제4,011,029호에 기재된 바와 같은 적절한 니이들 밸브(도시생략)가 구비된다.

후방 단부판(24)에는 흡입실(241)을 외측 냉각회로(도시생략)의 증발기에 연결하는 유입구(241a)가 구비되어 있다. 후방 단부판(24)에는 또한 배출실(251)을 냉각회로(도시생략)의 응축기에 연결하는 유출구(251a)가 구비되어 있다. 가스켓(27)은 실린더 블록(21)과 밸브판(25)의 내면 사이에, 그리고 가스켓(28)은 밸브판(25)의 외면과 후방 단부판(25) 사이에 설치되어 시일을 형성한다.

제2도에서, 밸브제어기구(19)에는 컵형상의 케이스 부재(191)이 구비되며, 이 케이스 부재의 개방 단부에는 단부판(193)이 구비되어 있다. 밸브실(192)는 상기 컵형상의 케이스부재(191)과 단부판(193)에 의해 형성된다. 케이스부재(191)의 외면과 공동부(220)의 내면 사이에는 O-링(19a)가 설치되어 케이스 부재(191)과 실린더블록(21)의 접촉면을 시일한다. 케이스 부재(191)에는 다수의 개구(19b)가 형성되어 있으며, 이 개구들은 실린더블록(21)에 형성된 도관(221)과 밸브판(25)에 형성된 개구(222)를 통해 밸브실(192)가 흡입실(241)을 연결한다. 그러므로 밸브실(192)는 흡입실의 압력으로 유지된다. 케이스부재(191)의 폐쇄 단부에는 보어(19c)가 관통 형성되어 있으며, 이 보어는 개구(220a), 보어(210) 및 베어링(31)과 실린더블록(21) 사이의 틈새(31a)를 통해 밸브실(192)를 크랭크실(22)에 연결한다.

밸브실(192)내에는 벨로우즈(194)가 설치되어 흡입실의 압력에 따라 종방향으로 수축 및 팽창한다. 이 벨로우즈(194)의 후방 단부(우측단부)에는 돌출부재(194b)가 부착되며, 이는 단부판(193)의 중앙에 관통 형성된 축방향 개구(193a)내에 고정되어 있다.

벨로우즈(194)의 전방 단부에는 반구형 밸브 부재(194a)가 설치되어 있으며, 이는 벨로우즈의 팽창 및 수축에 따라 위치 시일링 보어(19c)의 내측 및 외측으로 운동한다. 통로(17)은 크랭크실(22)와 흡입실(241)을 연결하며, 이 통로는 틈새(31a), 보어(210), 개구(220a), 보어(19c), 밸브실(192), 개구(19b), 도관(221) 및 개구(222)를 포함한다. 통로(17)의 개폐는 흡입실의 압력에 따라 벨로우즈(194)의 수축 및 팽창에의해 제어된다.

압축기의 작동시, 구동축(26)은 차 엔진에 의해 전자기 클러치(300)을 통해 회전된다. 캠로우터(40)은 구동축(26)과 함께 회전하고, 경사판(50)을 회전시키고, 요동판(60)이 요동 운동하도록 한다.

요동판(60)의 요동 운동에 의해 피스톤(71)은 실린더(70)내에서 왕복 운동한다. 피스톤(71)이 왕복 운동함에 따라 유입구(241a)를 통해 흡입실(241)내로 도입된 냉매 기체는 흡입구(242)를 통해 각 실린더(70)내로 유입하여 이곳에서 압축된다. 압축된 기체는 실린더(70)으로부터 배출구(252)를 통해 배출실(252)로 배출되고, 이 배출실(251)로 부터 유출구(251a)를 통해 외부 냉각회로로 배출된다.

압축기의 작동중에 증발기의 열부하의 변화에 따라 또는 구동축(26)의 회전 속도 변화에 따라 흡입실의 압력은 변화한다. 또한 압축기기(10)의 용량은 경사판(50)과 요동판(60)의 경사 각도에 좌우된다. 크랭크실(22)내의 압력이 상승하면 경사판과 요동판의 경사각은 감소되고, 이에 따라 압축기 용량도 감소된다. 크랭크실의 압력이 감소하면 경사각은 증가되고, 이에 따라 압축기 용량도 증가된다.

밸브 제어기구(19)는 흡입실의 압력 변화에 따라 흡입실의 압력을 소정의 압력으로 유지하는 기능, 즉 흡입실의 압력이 변화할때 이를 조정치로 회복시켜주는 기능을 한다. 밸브 제어기구(19)가 통로(17)를 통한 크랭크실과 흡입실 사이의 연결을 제어해 주므로 밸브 제어기구(19)는 크랭크실내의 압력을 제어해주며, 따라서 요동판과 경사판의 경사각을 제어하여 압축기의 용량을 제어하는 기능을 할 수 있다.

밸브 제어기구(l9)는 다음과 같이 기능한다. 즉, 증발기의 열부하의 증가에 기인되어 또는 압축기의 회전속도의 감소에 기인되어 흡입실의 압력이 소정치를 초과하면 벨로우즈(194)가 수축하여 반구형 밸브부재(194a)를 제2도의 우측으로 이동시켜 보어(l9c)를 개방시킨다. 크랭크실(22)는 흡입실(241)에 연결되어 크랭크실의 압력을 흡입실의 압력까지 감소시킨다. 경사판(50)과 요동판(60)의 경사각은 최대치가 되고, 이에 따라서 압축기(10)의 용량도 최대가 된다.

만일, 증발기의 열부하의 감소에 기인되어 또는 압축기의 회전 속도의 증가에 기인되어 흡입실 압력이 소정치 이하로 감소하면, 벨로우즈(194)가 팽창하여 반구형 밸브부재(194)를 좌측으로 이동시켜보어(19c)를 폐쇄시키게 된다. 크랭크실(22)와 흡입실(241) 사이에는 폐쇄되고, 크랭크실(22)의 압력은 누설기체, 즉 피스톤(71)과 실린더실(70)의 표면 사이의 틈새를 우회하는 실린더실(70)내의 압축 냉매압축기에 의해 점차 증가된다. 따라서, 경사판(50)과 요동판(60)의 경사각은 점차 감소하고, 압축기(10)의 용량도 점차 감소한다.

그러나, 작동중에 증발기의 열부하가 극히 커지면(예로써, 더운날에 압축기의 작동을 개시하는 경우), 압축기의 회전속도는 동시에 높아지고, 흡입 압력은 급속히 소정치 이하로 감소한다.

따라서, 벨로우즈(194)가 팽창하고, 흡입실과 크랭크실 사이는 차단된다. 크랭크실의 압력이 증가하고, 차내의 온도가 충분히 하강하기 횔씬전에 압축기의 배출이 감소된다.

본 발명의 주요 목적은 개량된 냉각 특성을 가진 배출기구를 구비한 경사판식 피스톤 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 경사판식 압축기는 실린더블록을 구비한 압축기 하우징을 포함하며, 실린더블록내에는 크랭크실이 형성되어 있다.

하우징의 일단부상의 전방 단부판은 크랭크실을 폐쇄한다. 하우징의 타단부에는 후방 단부판이 구비되어 있다. 이 후방 단부판에는 흡입실과 배출실이 형성되어 있다. 실린더블록내에는 다수의 실린더가 형성되어 있으며, 각 실린더내에는 피스톤이 활주 끼워 맞춤되어 구동기구에 의해 왕복 운동한다. 이 구동기구는 구동축, 이 구동축에 연결되어 이 구동축과 함께 회전하는 구동 로우터, 및 이 로우터의 회전운동을 피스톤의 왕복 운동으로 전환시킬 수 있도록 로우터를 피스톤에 연결시키는 연결기구를 포함한다. 이 연결기구는 구동축에 수직한 면에 대해 특정 각도의 경사를 이루고 있는 표면을 구비한 부재를 포함한다. 상기 특정 경사 각도를 조절하여 실린더 내의 왕복 피스톤의 행정 거리를 변화시킬 수 있고, 압축기의 용량 또는 배출량을 변화시킬 수 있다.

제1 및 제2통로는 각각 크랭크실을 흡입실에 연결한다.

제1 및 제2밸브 제어 기구는 각각 제1 및 제2통로의 개폐를 제어하여 흡입실의 압력에 따라 경사각을 조절한다. 제2밸브 제어기구는 제1및 제2제어점(control point)에서 제2통로의 개폐를 제어한다. 상기 제어점은 일반적으로 흡입실의 압력에 대응한다. 흡입실의 압력이 제1제어점 이하로 감소하면, 흡입실과 크랭크실 사이의 제2통로는 폐쇄된다. 흡입실의 압력이 제2제어점 이상으로 증가하면 제2통로는 개방된다. 제1밸브 제어기구는 제3제어점에서 흡입실의 압력에 따라 제1통로의 개폐를 제어한다. 흡입실의 압력이 제3제어점 이하로 감소하면, 제1통로는 폐쇄된다. 반대로 흡입실의 압력이 제3제어점 이상으로 증가하면, 제1통로는 개방된다. 제1제어점은 제1제어점에 대응하는 흡입실의 압력보다 낮은 제3제어점에 대응하는 흡입실의 압력보다 낮은 흡입실 압력에 대응한다. 따라서, 제2밸브 기구는 제1밸브 기구를 무효화시키고, 흡입실의 압력이 제1제어점 이상 내지 제3제어점 이하로 감소했을 때 흡입실과 크랭크실 사이를 연결시킨다. 자동차의 내부가 냉각된 후까지 크랭크실의 압력감소와 이에따른 압축기의 용량 감소는 지연된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원 발명의 실시예에 대해 설명한다.

제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 경사판식 압축기, 특히 요동판식 냉매압축기(100)의 구조를 도시한 것으로서, 제1도에 도시된 종래 기술의 압축기의 부품과 동일한 부품에는 동일한 번호를 붙였다. 따라서, 제1도의 밸브 제어기구(19)와 통로(17)은 제3도의 제1밸브 제어기구(19)와 제1통로(17)과 동일하다. 또한, 설명의 편의상 도면의 좌측은 전방 단부로 표현하여, 도면의 우측은 후방 단부로 표현한다.

압축기(100)은 또한 후방 단부판(24)의 외주 위치에 형성된 컵형상의 개구(243)을 구비한다. 개구(243)은 소구경부(243a)와 대구경부(243b)를 구비한다. 제2밸브 제어기구(29)는 개구(243)의 내면에 형성된 환형홈(245)내에 끼워 맞춰진 스냅링(244)에 의해 개구(243)내에 고정된다.

제4도에서, 제2밸브 제어기구(29)는 컵형상의 케이스(290)과 이 케이스내에 설치된 가변(deformable)부재(291)을 구비한다.

컵형 케이스(290)은 하나의 개방면을 구비한 대직경부(290c)와 이 대직경부로 부터 연장한 일체형 소직경축방향 돌출부(290a)를 구비한다. 가변부재(291)은 원형 격막(291a)와 이 격막(291a)의 일측면상에 부착된 원형 탄성판(291b)를 구비한다. 대직경부(290c)의 내측 폐쇄단부에는 O링(292)가 설치되어 있으며, 대직경부(290c)의 내부의 케이스(290)의 내측 원주벽을 따라 안내판(293)이 고정되어 있다. 안내판(293)은 O링(292)의 후방에 설치되며, 가변부재(291)의 외주 측면 O링(292)와 안내판(293) 사이에 고정된다. 안내판(293)에는 중앙개구(293a)가 판통 형성되어 있고, 가변부재(291)이 이 중앙개구(293a)를 덮고 있다. 케이스(290)과 가변부재(291) 및 O링(292)는 내측실(294)를 형성한다.

케이스(290)의 대직경부(290c)의 개방단부는 덮개판(295)에 의해 폐쇄되며, 덮개판(295)는 케이스(290)내에 고정되고, 중앙의 축방향 돌출부(295a)를 구비한다. 돌출부(295)내에는 나사(295b)가 조절가능하게 나사 결합되어 있다. 나사(295b)의 전면과 로드(297)은 중앙개구(293a)를 관통 연장하는 전방 돌출부(297b)와 로드의 종방향 중심에 형성된 반경 방향 돌출부(297a)를 구비한다.

가압 스프링(298)은 반경 방향 돌출부(297a)에서 로드(297)과 접촉한다.

전방돌출부(297b)는 가압 스프링(296)에 의해 가변부재(291)의 후면쪽으로 가압된다. 가압스프링(296)으로 부터 로드(297)을 통해 가변부재(291)상에 가해지는 가압력은 축방향 들출부(295a)내의 나사(295)의 위치를 조절함에 의해 조절할 수 있다.

케이스(290)내에는 밸브 시트(seat)(298)이 형성되어 있으며, 가변부재(291)의 전방의 밸브시트(298)내에는 볼밸브(298)가 설치되어 있다. 케이스(290)의 축방향 돌출부(290a)의 중앙에는 축방향 도관(299)가 형성되어 있으며, 이 축방향 도관은 대직경부(299b)의 전방에 위치된 소직경부(299a)를 구비한다. 도판(299)는 실린더블록(21)을 통해 연장단 그리고 크랭크실(22)내로 개방한 도관(263)과 밸브 시트(298)을 연결한다. 도관(299)의 내직경부(299b)내에는 가압스프링(299c)가 설치되어 있으며, 이 스프링은 볼밸브(298a)를 후방측의 가변부재(291)에 가압한다.

가압 스프링(299c)의 가압력은 밸브시트(298)내의 볼밸브(298a)익 축방향 부상(floating)을 방지할 수 있을 정도이면 충분하다.

즉, 가압력에 의해 가변부재(291)가 변형되지 않는다.

케이스(290)내에는 채널(290b)가 형성되어 있다. 축방향 돌출부(290a)의 외주면과 컵형개구(243)의 소직경부(243a)의 내주면상에는 이들 두면 사이를 시일하기 위한 O링(80)이 설치되어 있다. 또한, 케이스(290)의 대경부(290c)의 외주면과 컵형개구(243)의 대경부(243b)의 내주면 사이에는 이들 두면 사이를 시일하기 위한 O링(90)이 설치되어 있다.

도관(263)은 구동축(26)의 축선에 평행하고, 실린더블록(21)을 관통하고, 밸브판(25)내의 개구(253), 후방 단부판(24)내의 보어(246), 도관(299) 및 밸브시트(298)과 일치하도록 연장하여 크랭크실(22)를 내측실(294)에 연결한다. O링(80)(90) 사이의 케이스(290)에 인접한 위치의 후방 단부판(24)내에는 채널(262)가 형성되어 있다. 이 채널(262)는 채널(290b)를 통해 흡입실(241)을 케이스(290)내의 내측실(294)에 연결한다. 따라서, 가변부재(291)의 전방측면 흡입실의 압력의 영향을 받고, 또한 가변부재의 반대측면은 로드(297)의 접촉력의 영향을 받는다. 도관(263), 개구(253), 보어(246), 도관(299), 밸브시트(298), 내측실(294), 채널(290b) 및 채널(262)는 제2통로(18)을 형성한다. 이 제2통로(18)은 후술하는 바와 같이 가변부재(291)상에 가해지는 흡입실의 압력의 영향을 받아 크랭크실(22)와 흡입실(241)를 제어가능하게 연결한다.

제5도에 있어서, 가변부재(291)의 탄성판(291b)는 금속제로서, 이 탄성판의 측면상에 가해지는 힘(F)에 따라 탄성판의 형상은 오목한 형상 또는 볼록한 형상으로 변형된다(편의상 제5도에서 실선으로 블록한 형상을, 점선은 오목한 형상을 나타내는 것으로 한다.)

탄성판(291b)의 형태 변화는 급속히 이루어지며, 또한 이력현상(hysteresis effect)이 수반된다. 탄성판(291b)에 가해진 힘(F)는 탄성판의 전면에 가해진 흡입실의 압력과 로드(297)을 통해 탄성판의 후면에 가해진 스프링(296)의 가압력 사이의 차이와 같다.

제5도 및 제6도에 있어서, 초기에 탄성판(291b)상에 작용하는 힘이 F1 이하이면, 탄성판(291b)는 제5도에 실선으로 도시한 볼록한 형상이 되며, 탄성판에 가해지는 힘이 F2 이하로 유지되는 한 탄성판은 위와 같은 볼록한 형상을 유지한다. 힘이 F2를 초과하면, 탄성판은 제5도에 점선으로 도시한 오목한 형상으로 신속히 변화한다. 이와같은 볼록한 형상에서 탄성판(291b)는 F1과 동일한 회복력, 즉 힘(F)와 방향이 반대인 도면상의 좌측으로 작용하는 힘을 발생한다. 따라서, 탄성판(291b)상에 작용하는 힘이 F1보다 크고 F2보다 작을때 탄성판(291b)는 오목한 형상을 유지한다. 힘이 F1 이하로 감소되면 탄성판(291b)는 신속히 볼록한 형상으로 변형한다. F1 및 F2의 값은 탄성판(291b)의 재료에 따라 자유롭게 결정할 수 있다.

제7도에 있어서, 제2밸브 제어기구(29)는 흡입실의 압력에 의해 작동하여 전술한 힘(F)에 따라 압축기의 용량을 제어한다.

제7도의 흡입실 압력은 제6도의 힘과 관련된다. 즉, 압력 P2는 압력 P1 보다 크고, 힘 F2는 힘 F1보다 크다. 흡입실의 압력 P1, P2는 제어점 작용을 한다. 제어점과 흡입실 압력 사이의 대응관계는 주어진 탄성판(291b)의 구성에 대해 돌출부(295a)내의 나사(295b)의 위치를 변위시킴에 의해 조절되어 가변부재(291)의 후면상에 가해지는 유효힘을 변화시키게 된다.

흡입실 압력이 제1제어점 P1 이하인 경우, 가변부재(291)은 제5도에서 실선으로 도시한 형상을 취한다. 이 위치에서, 가변부재(291)의 표면은 밸브시트(298)의 볼밸브(295a)를 스프링(299c)의 작은 가압력에 대항하여 전방으로 가압한다. 그러므로, 볼밸브(298a)는 밸브시트(298)를 폐쇄하여 제2통로(18)를 폐쇄하고, 흡입실(241)로 부터 크랭크실(22)를 고립시킨다. 흡입실 압력이 제2제어점(P2) 이상으로 증가하면 가변부재(291)은 제4도 및 제5도에 점선으로 도시한 형상으로 급속히 변형한다. 볼밸브(298a)는 스프링(299c)의 가압력에 의해 우측으로 이동하고, 밸브시트(298)은 개방되어, 제2통로(18)을 개방하고, 흡입실(241)을 크랭크실(22)에 연결한다.

통로(18)을 통한 흡입실(241)과 크랭크실(22) 사이의 연결상태는 흡입실 압력이 제1제어점(P1) 이하의 수준으로 감소할 때까지 유지된다. 상기 흡입실 압력이 제어점(P1) 이하로 일단 다시 감소되면 탄성판(291b)은 신속히 블록한 형상이 되고 볼밸브(298a)는 좌측으로 이동하여 밸브시트(298)을 폐쇄한다. 통로(18)은 폐쇄되어 크랭크실(22)와 흡입실(241) 사이는 차단된다.

또한, 공동부(220)내에 설치된 제1밸브 제어기구(19)는 제1도에 도시한 종래 기술의 압축기에서와 동일한 방식으로 작동한다.

제1밸브 제어기구(19)의 벨로우즈(194)는 흡입 압력에 대응하는 제3제어점(P3)에서 작용한다. 제1제어점(P1)은 제3제어점(P3)보다 작으며, 이 제3제어점은 제2제어점(P2)보다 작다. 통로(17)은 흡입 압력이 제3제어점(P3)보다 작을때 폐쇄되고, 흡입 압력이 제3제어점(P3)보다 클때 개방된다.

작동시, 자동차 공기 조화 시스템용으로 요동판식 냉매압축기(100)을 사용하고, 극고온 부하에서 압축기(100)을 시동하면 압축기는 흡입실 압력이 제2제어점(P2)를 초과함에 의해 압축기(100)은 최대 용량으로 작동한다. 제1 및 제2통로(17)(18)은 모두 개방되어 크랭크실(22)는 흡입실(241)에 연결된다. 이에 따라 흡입실 압력은 급격히 감소된다. 흡입실 압력이 제2제어점(P3) 이하로 감소되면, 제1밸브 제어기구(19)의 벨로우즈 부재(194)는 종래 기술과 마찬가지로 팽창하여 제1통로(17)을 통한 크랭크실(22)와 흡입실(241) 사이의 연결상태는 종료된다.

그러나, 압축기는 여전히 최대 용량으로 작동되는데, 이는 흡입실 압력이 제2제어점(P2) 이하로 감소되지 않아서 제2통로(18)을 폐쇄시키지 않으므로 흡입실 압력이 제1제어점(P1) 이하의 수준으로 감소되지 않고, 이에 따라 여전히 제2통로(18)을 통해 크랭크실(22)와 흡입실(241)이 연결되기 때문이다. 이러한 방식으로, 제2밸브 제어기구(29)는 제1밸브 제어기구(19)의 작동을 무효화시킨다.

흡입실 압력이 제1제어점(P1) 이하로 감소하면 제2통로(18)은 제2밸브 제어기구(29)의 가변부재(291)의 작용에 기인되어 제2통로(18)은 폐쇄된다. 그러므로 크랭크실(22)와 흡입실(241) 사이의 연결상태는 종료되고, 크랭크실 압력이 누설 기체에 의해 형성됨에 의해 압축기(100)은 감소된 용량으로 작동한다. 제2밸브 제어기구(29)가 제2통로(18)을 폐쇄시킨후, 압축기(100)의 용량은 흡입실 압력에 응하여 사실상 제1밸브 제어기구(19)에 의해서만 제어되는데, 이는 제2통로(18)이 폐쇄되고, 흡입실 압력이 제2제어점(P2)을 초과할 때까지 폐쇄상태를 유지하기 때문이다.

제8도는 본 발명에 따른 압축기의 냉각 특성과 종래 기술에 따른 압축기의 냉각 특성을 도시한 것이다. 이들 압축기는 모두 고온부하, 고회전 속도하에서 작동하는 자동차 공기 조화 시스템에 사용하는 것이다. 실선은 본 발명을 나타내는 것이며, 점선은 종래 기술을 나타내는 것이다. 제8도의 그래프는 흡입실 압력, 증발기로 부터 취입되는 공기의 온도 및 자동차 실내의 공기 온도를 압축기가 작동개시한 후의 경과 시간에 대비하여 작동한 것이다.

본 발명에 있어서, 흡입실 압력이 제1제어점(P1)(이는 종래 기술의 압축기의 제3제어점(P3)보다 낮다) 이하로 감소될 때까지 최대 용량으로 작동한다. 따라서, 자동차 실내의 온도는 최상부의 그래프와 같이 신속하게 하강하게 된다.

본 발명에서는 제1밸브 제어기구가 흡입실의 압력에 따라 작동한다. 그러나, 제1밸브 제어기구가 크랭크실의 압력에 따라 작동하도록 이를 용이하게 개조할 수 있다. 제9도와 제10도는 본 발명의 제2실시예에 따른 경사판식 압축기의 구조를 도시한 것이다. 제9도의 압축기의 부품중에서 제1실시예인 제3도의 압축기의 부품과 동일한 부품에 대해서는 동일한 번호를 붙였다. 따라서, 압축기(100')은 제1통로(17)내에 설치된 그리고 크랭크실 압력에 따라 작동하는 제1밸브 제어기구(16)을 구비한다. 제1밸브 제어기구(16)은 케이스 부재(161)의 일단부의 내면상에 설치된 벨로우즈 지지판(163)을 구비한 컵형 케이스부재(161)을 구비한다. 벨로우즈 지지판(163)은 컵형 케이스(161)내의 밸브실(162)을 에워싸고 있다. 케이스 부재(161)의 외면과 공동부(220)의 내면 사이에는 O링(16a)가 설치되어 케이스 부재(161)과 실린더블록(21)을 접촉면을 시일한다. 벨로우즈(164)의 일단부는 벨로우즈 지지판(163)에 의해 밸브실(162)내에 지지되고, 그 타단부에는 반구형 밸브부재(164a)가 설치된다.

케이스(161)의 내면에는 개구(16c)가 관통 형성되어 있고, 이 개구는 밸브실(162)을 케이스 부재(161)내에 형성된 도관(16b)와 연결한다. 반구형 밸브부재(164a)는 개구(16c)에 인접 설치되어 있다. 도관(16b)는 도판(221)을 통해 밸브실(162)를 흡입실(241)에 연결한다. 또한, 벨로우즈 지지판(163)에는 다수의 도관(16c)가 형성되어 있으며, 이 도관은 개구(220a), 보어(210), 및 베어링(31)과 실린더블록(21) 사이의 틈새(31a) 사이의 틈새(31a)를 통해 밸브실(162)를 크랭크실(22)에 연결한다. 통로(17)의 개폐는 크랭크실의 압력에 직접 영향을 받는 밸로우즈(l64)의 수축 및 팽창에 의해 제어된다.

벨로우즈(164)는 소정의 크랭크실 압력에 응하는 그리고 일반적으로 흡입실 압력에 관련되는 제3제어점(P3)에서 반응한다.

제1실시예에서와 같이 제1제어점(P1)는 제3제어점(P3')보다 작으며, 이 제3제어점(P3')는 제2제어점(P2)보다 작다.

작동시, 제2실시예의 압축기는 제1밸브 제어기구(16)이 흡입실 압력에 반응하는 대신 크랭크실 압력에 반응하는 것을 제외하고는 제1실시예의 압축기와 동일하게 작동한다.

이상의 본원 발명의 특정 실시예에 대해 기술한 것으로서 본원 발명은 이에 한정되지 않고 본원 발명의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims

경사판식 냉매압축기가 실린더블록을 구비한 하우징, 상기 실린더블록의 일단부의 전방단부와 상기 실린더블록의 타단부의 후방단부를 구비하고, 상기 실린더블록이 그 내부에 다수의 실린더를 구비하고, 상기 압축기 하우징내에는 크랭크실이 형성되어 있고, 상기 각 실린더내에는 피스톤이 활주가능하게 끼워맞춤되어 있고, 상기 실린더내의 피스톤을 왕복운동시키기 위해 상기 피스톤에 구동기구가 연결되어 있고, 상기 구동기구는 상기 하우징내에 회전 지지된 구동축을 포함하여, 상기 구동기구에는 로우터가 연결되어 상기 구동축과 함께 회전하며, 상기 로우터를 상기 피스톤에 연결하여 상기 로우터의 회전운동을 상기 피스톤의 왕복운동으로 전환시키는 연결수단이 구비되며, 이 연결수단은 상기 구동축에 수직한 면에 대해 경사진 각도로 배치된 표면을 구비하며 상기 각도는 상기 피스톤의 행정거리와 상기 압축기의 용량을 변화시키도록 조절이 가능하여, 상기 후방단부판은 흡입실, 배출실, 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 각각 연결하는 제1및 제2통로 및 상기 제1 및 제2통로를 통해 상기 크랭크실과 상기 흡입실의 연결을 제어하기 위한 제1및 제2밸브 제어수단을 구비하여 흡입실 압력에 반응하여 경사각을 조절하도록 되어 있는 경사판식 냉매압축기에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단이 흡입실 압력의 제1및 제2압력치에 대응하는 제1및 제2제어점에서 상기 제2통로를 통해 상기 흡입실과 크랭크실의 연결을 제어하며, 상기 제2밸브 제어수단은 흡입실 압력이 제1제어점 이하일때 상기 제2통로를 폐쇄하며, 상기 제2밸브 제어수단은 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때 상기 제2통로를 개방하여, 상기 제1밸브 제어수단이 흡입실 압력의 제3압력치에 대응하는 제3제어점에서 상기 제1통로를 통해 상기 흡입실과 상기 크랭크실의 연결을 제어하며, 상기 제1밸브 제어수단은 상기 흡입실 압력이 제3제어점일때 상기 제1통로를 개방하여, 상기 흡입실 압력이 제3제어점이하일때 상기 제1통로를 폐쇄하며, 상기 제1제어점은 제3제어점 보다 작고, 제3제어점은 제2제어점보다 크게 되어 있는 겻을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제 1항에 있어서, 제1 및 제 2 제어점과 흡입실 압력 사이의 대응 관계를 조절하기 위한 제어점 조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제1항에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단이 가변부재를 적어도 제1 및 제2형상 사이에서 변형시키기 위해 이 가변부재에 가해지는 흡입실 압력에 이력효과(hysterstically)를 수반하여 반응하는 가변부재와 상기 제2통로의 개폐를 제어하는 밸브 부재를 포함하며, 상기 가변부재는 상기 밸브부재상에 작용하여 상기 흡입 압력이 제1제어점 이하일때, 상기 제2통로를 폐쇄하는 위치로 상기 밸브 부재를 이동시키며, 상기 가변 부재는 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때, 상기 제2통로가 개방되는 위치로 상기 밸브부재가 이동할 수 있도록 허용하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제3항에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단이 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때 상기 제2통로를 개방하는 위치로 상기 밸브 부재를 이동시키는 가압 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제3항에 있어서, 상기 가변부재가금속 탄성판의 일면에 가해지는 흡입실 압력에 반응하는 금속탄성판을 포함하며, 이 금속 탄성판은 이 탄성판의 일면에 작용하는 흡입실의 압력에 반응하여 이력현상을 수반하여 제1형상과 제2형상 사이에서 변형이 가능한 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제5항에 있어서, 상기 금속 탄성판은 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때, 상기 흡입실 압력에 반응하여 오목한 형상으로 변형하여 상기 제2통로를 개방시키고, 이에 의해 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연결시키며, 상기 금속탄성판은, 상기 흡입실 압력이 제1 제어점 이하일때, 상기 흡입실 압력에 반응하여 볼록한 형상으로 변형하여 상기 제2통로를 폐쇄시키고, 상기 금속 탄성판은 상기 흡입실 압력에 반응하여 상기 제2제어점과 제1제어점 각각에 대해 이력현상을 수반하는 상태로 상기 오목형상과 볼록형상 사이에서 변형하도록 된 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제6항에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단은 상기 제1및 제2제어점과 흡입실 압력 사이의 대응관계를 조절하기 위한 제어점 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제7항에 있어서, 상기 제어점 조절수단은 상기 흡입실 압력에 반응하는 표면의 반대측 표면상의 상기 가변부재에 인접한 로드 및 상기 로드가 상기 반대측 표면에 접촉하도록 가압하기 위한 상기 로드에 작용하는 위치 조절이 가능한 가압 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
경사판식 냉매압축기가 실린더블록을 구비한 하우징, 상기 실린더블록이 일단부의 전방 단부와 상기 실린더블록의 타단부의 후방 단부를 구비하고, 상기 실린더블록이 그 내부에 다수의 실린더를 구비하고, 상기 압축기 하우징내에는 크랭크실이 형성되어 있고, 상기 각 실린더내에는 피스톤이 활주가능하며 끼워 맞춤되어 있고, 상기 실린더내의 피스톤을 왕복운동시키기 위해 상기 피스톤에 구동기구가 연결되어 있고, 상기 구동기구는 상기 하우징내에 회전지지된 구동축을 포함하여, 상기 구동기구에는 로우터가 연결되어 상기 구동축과 함께 회전하며, 상기 로우터를 상기 피스톤에 연결하여 상기 로우터의 회전운동을 상기 피스톤의 왕복운동으로 전환시키는 연결수단이 구비되며, 이 연결수단은 상기 구동축에 수직한 면에 대해 경사진 각도로 배치된 표면을 구비하며, 상기 각도는 상기 피스톤의 행정거리와 상기 압축기의 용량을 변화시키도록 조절이 가능하며, 상기 후방단부판은 흡입실, 배출실, 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 각각 연결하는 제1및 제2통로, 상기 제1 및 제2통로를 통해 상기 크랭크실과 상기 흡입실의 연결을 제어하기 위한 제1 및 제2밸브 제어수단을 구비하며, 상기 제1밸브 제어수단은 크랭크실 압력에 직접 반응하고, 상기 제2밸브 제어수단은 흡입실 압력에 직접 반응하여 경사각을 조절하도록 되어 있는 경사판식 냉매압축기에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단이 흡입실 압력의 제1 및 제2압력치에 대응하는 제1및 제2제어점에서 상기 제2통로를 통해 상기 흡입실과 크랭크실의 연결을 제어하며, 상기 제2밸브 제어수단은 흡입실 압력이 제1제어점 이하일때 상기 제2통로를 폐쇄하며, 상기 제2밸브 제어수단은 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때 상기 제2통로를 개방하며, 상기 제1밸브 제어수단이 소정의 크랭크실 압력에 대응하는 그리고 흡입실 압력의 제3압력치에 관계되는 제3제어점에서 상기 제1통로를 통해 상기 흡입실과 상기 크랭크실의 연결을 제어하며, 상기 제1밸브 제어수단은 상기 흡입실 압력이 상기 제3제어점 이상일때 상기 제1통로를 개방하고, 상기 흡입실 압력이 제3제어점 이하일때 상기 제1통로를 폐쇄하며, 상기 제1제어점은 상기 제3제어점 이하이며, 상기 제3제어점은 상기 제2제어점 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2제어점과 흡입실 압력 사이의 대응관계를 조절하기 위한 제어점 조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제9항에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단이 가변부재를 적어도 제1 및 제2형상 사이에 변형시키기위한 이 가변부재에 가해지는 흡입실 압력에 이력효과를 수반하여 반응하는 가면부재와 상기 제2통로의 개폐를 제어하는 밸브부재를 포함하며, 상기 가변부재는 상기 밸브부재상에 작용하여 상기 흡입압력이 제1제어점 이하일때, 상기 제2통로를 폐쇄하는 위치로 상기 밸브 부재를 이동시키며, 상기 가변부재는 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때, 상기 제2통로가 개방되는 위치로 상기 밸브부재가 이동할 수 있도록 허용하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제11항에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단이 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때 상기 제2통로를 개방하는 위치로 상기 밸브부재를 이동시키는 가압 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제11항에 있어서, 상기 가변부재가 금속 탄성판의 일면에 가해지는 흡입실 압력에 반응하는 금속 탄성판을 포함하며, 이 금속 탄성판을 이 탄성판의 일면에 작용하는 흡입실의 압력에 반응하여 이력 현상을 수반하여 제1형상과 제2형상사이에서 변형이 가능한 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제13항에 있어서, 상기 금속 탄성판은 상기 흡입실 압력이 제2제어점 이상일때, 상기 흡입실 압력에 반응하여 오목한 형상으로 변형하여 상기 제2통로를 개방시키고, 이에 의해 상기 흡입실과 상기 크랭크실을 연결시키며, 상기 금속탄성판은 상기 흡입실 압력이 제1제어점 이하일때, 상기 흡입실 압력에 반응하여 블록한 형상으로 변형하여 상기 제2통로를 폐쇄시키고, 상기 금속탄성판은 상기 흡입실 압력에 반응하여 상기 제2제어점과 제1제어점 각각에 대해 이력현상을 수반하는 상태로 상기 오목형상과 블록형상 사이에서 변형되도록 된 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제14항에 있어서, 상기 제2밸브 제어수단은 상기 제1및 제2제어점과 흡입실 압력 사이의 대응관계를 조절하기 위한 제어점 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.
제15항에 있어서, 상기 제어점 조절 수단은 상기 흡입실 압력에 반응하여 표면의 반대측 표면상의 상기 가변부재에 인접한 로드 및 상기 로드가 상기 반대측 표면에 접촉하도록 가압하기 위한 상기 로드에 작용하는 위치 조절이 가능한 가압 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 경사판식 냉매압축기.