KR970007657B1 - 클러치리스 가변 용량형 압축기 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]

클러치리스 가변 용량형 압축기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 압축기의 단면도이다.

제2도는 또한 일 실시예에 따른 가변 압축기를 도시하는 단면도이다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 밸브를 도시하는 단면도이다.

제4도는 또한 상기 실시예에 따른 제어 밸브를 도시하는 단면도이다.

제5도는 종래 기술에 따른 가변 압축기를 도시하는 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 자동차의 에어 컨디셔닝 시스템에 사용되기에 적합한 가변 압축기(a variable displacement compressor)에 관한 것이다.

[종래의 기술]

에어 컨디셔닝을 위해 자동차에 설치된 에어 컨디셔닝 시스템에는 가변 압축기가 사용된다. 이러한 형태의 압축기는 일본 특허 공개공보 제 63-16177호에 개시되어 있다.

상기 공개 공보는, 제5도에 도시된 바와 같이 크랭크 챔버(72)가 형성된 하우징(71)을 구비한 압축기를 개시하고 있다. 구동축(73)은 크랭크 챔버(72)내에 회전가능하게 지지되어 있다. 로터(74)가 구동축(73)상에 고정되어 있고, 회전 사판(rotary swash plate)(75)이 구동축(73)상에 회전요동가능하게 지지되어 있다. 회전 사판(72)은 힌지 기구(76)를 통해 로터(74)와 결합되어 있다. 힌지 기구(76)는 로터(74)에 형성된 가늘고 긴 구멍(74a)과 핀(75a)으로 구성되어 있다.

핀(75a)은 회전 사판(75)에 부착되어 가늘고 긴 구멍(74a)에 결합된다. 회전 사판(75)은 로터(74)에 연결되어 상기 가늘고 긴 구멍(74a)길이의 범위에서 요동가능하다. 파동판(77)이 회전 사판(75)에 그 회전이 제한되도록 부착되어 있다.

다수의 보어(78)가 하우징(71)내에 형성되어 있다. 피스톤(79)이 각각의 보어(78)내에 놓인다. 피스톤(79)이 파동판(77)과 결합되어 파동판(77)의 파동에 따라 대응하는 보어(78)내에서 왕복운동한다. 흡입 챔버(80)가 하우징(71)내의 각 보어에 인접하게 형성되어 었다. 유체(냉매)가 흡입 챔버(80)로부터 각각의 보어(78)에 공급된다. 또한, 방출 챔버(81)가 하우징(71)내의 각 보어(78)에 인접하게 형성되어 있다. 각각의 보어(78)내에서 피스톤(79)에 의해 압축된 유체가 방출 챔버(81)내로 방류된다. 크랭크 챔버(72)와 흡입 챔버(80)를 연통하는 유체 통로(82)가 하우징(71)내에 형성되어 있다. 흡입 챔버(80)내의 압력을 감지하는 밸브 수단(83)이 흡입 챔버(80)내에 제공되어 압력에 따라 유체 통로(82)의 개방 정도를 조절한다.

이렇게 구성된 압축기의 기능은 다음과 같다. 밸브수단(83)이 흡입 챔버(80)내의 흡입 압력에 따라 작동하여, 유체통로(82)의 개방 정도가 조절된다. 이때 크랭크 챔버(72)내의 압력은 각각의 보어(78)로부터 누출되는 누출 가스(blow-by gas)에 의해 때때로 변한다. 이러한 압력 변화는 조합된 피스톤(79)의 후미에 작용하는 힘과 회전 사판(75)에 작용하는 모멘트의 균형점을 변화시켜 회전 사판과 파동판(77)의 경사 각도를 변화시킨다. 각 피스톤(79)의 행정이 경사 각도 변화에 따라 변화되므로 각각의 보어(78)내에 있는 유체의 압축 변위가 변화되어 보어(78)내에 유입되는 유체의 양이 제어된다. 흡입 챔버(80)내의 흡입 압력은, 이러한 방식으로 압축 변위가 변화되는 기구에 의해 소정값으로 되도록 제어된다.

상술된 가변변위형 기구에 의하면, 흡입 챔버(80)내의 흡입 압력이 에어 컨디셔닝 시스템의 열부하의 감소에 기인하여 저하됨에 따라, 밸브 수단(83)이 작동되어 유체 통로(82)의 개방 정도를 감소시킨다. 크랭크 챔버(72)내의 압력 증가가 가속화되어 압축기의 압축 변위를 감소시키는 방향으로 제어된다. 열부하가 더욱 감소되는 경우, 밸브 수단(83)은 유체통로(82)를 완전히 폐쇄하도록 작동되어 크랭크 챔버(72)내의 압력이 더욱 증가된다. 이것은 압축 변위를 더욱 감소시킨다.

이러한 경우에 있어서도, 압축 변위의 감소는 소정의 최소 값으로 제한된다. 이것은, 압축 변위가 0으로 되는 최소 변위 영역 또는 0에 가까운 최소 영역에서 효율적인 압축 방향의 작업이 수행되지 않기 때문이다. 따라서, 흡입 챔버(80)내의 흡입 압력과 크랭크 챔버(72)내의 압력 사이의 차에 의해 성취되는 압축 변위의 복원이 불가능하게 된다.

압축기내의 개개의 슬라이딩부가 냉매와 혼합된 오일 미스트(oil mist)로 윤활될 것이 요구되는 최근의 압축기에 있어서, 냉매(윤활제)의 불충분에 기인한 개개의 슬라이딩부에서 연소 및 압축기 내구성의 감소가 가변 압축 변위의 최소값을 제한하는 인자로 지적될 수 있다.

최소 압축 변위가 상기와 같이 제한되는 한, 압축기와 증발기를 포함하는 자동차용 에어 컨디셔닝 시스템이 추운 장소등에서 사용되는 경우, 압축기의 작동은 압축기의 슬라이딩부가 마모되지 않도록 보호하고 증발기의 동결을 방지하기 위하여 제어되어야만 한다. 예를 들면, 압축기는 전자기 클러치에 의해 압축기로의 동력 전달을 차단하므로써 적절하게 정지되어야만 한다. 압축기에 연결된 전자기 클러치는 현재의 자동차용 에어 컨디셔닝 시스템의 필수적 구성 부품으로 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 전자기 클러치를 적용한 자동차용 에어 컨디셔닝 시스템의 사용에 있어서, 시스템이 가동될때의 진동이 자동차의 승차감에 영향을 준다. 또한, 전자기 클러치로의 동력 전달용 변환기는 효율이 매우 낮으므로 무시할 수 없는 엔진 부하를 증가시킨다. 바꾸어 말하면, 가능하다면 전자기 클러치를 제거하는 것이 연료 소비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 자동차 에어 컨디셔닝 시스템의 무게를 현저히 줄일 수 있음이 쉽게 이해될 것이다.

따라서, 본 발명은 압축기 개개의 슬라이딩부의 마모에 대한 보호 및 과냉각의 억제등을 확실히 하므로써 전자기 클러치를 제거하는 것을 목적으로 한다.

[발명에 대한 설명]

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 가변압축기는 하우징내에 형성된 보어 및 하우징내에 형성된 크랭크 챔버를 구비한다. 구동축이 크랭크 챔버내에 회전 가능하게 지지되어 있다. 로터가 구동축에 지지되어 있다. 회전 사판이 구동축상에 경사가능하게 지지되어 그 경사각 변화에 따라 구동축상에서 이동된다. 회전 사판은 힌지 기구에 의해 로터에 연결되어 있다. 회전 사판이 파동치며 회전함에 따라 보어내에서 왕복운동하는 피스톤이, 회전 사판에 결합되어 있다. 보어에 제1유체를 공급하기 위하여 흡입 챔버가 보어내에 제공되어 있다. 피스톤 운동에 의해 보어내에서 압축된 제1유체를 방출시키기 위하여 방출 챔버가 제공되어 있다. 크랭크 챔버내의 압력을 조절하기 위하여 제어 밸브가 제공되어 있다.

흡입 챔버내의 압력과 크랭크 챔버내의 압력 사이의 차를 조절하므로써 회전 사판의 경사각이 변화된다.

흡입 챔버내로 제1유체를 공급하기 위한 유체 공급원이 제공된다. 구동축과 맞물려서 구동되는 펌프가 제공되어, 제2유체가 펌프로부터 펌핑된다. 이동편이 하우징에 이동가능하도록 부착되어 있다. 회전 사판의 운동을 제한하는 방향으로 이동편에 힘을 가하는 가압 수단(urging means)이 제공된다. 또한, 회전 사판의 운동이 제한되지 않는 방향으로 이동편을 후퇴시키기 위하여 적어도 유체 공급원의 방출 압력의 레벨에 따라 가압수단의 가압력에 대향하는 제2유체와 관련된 펌프의 방출 압력을 이동편에 선택적으로 공급하도록 압력 공급수단이 제공된다. 보어로부터 방출 챔버로 방출되는 제1유체의 변위는 이동편에 의해 회전 사판의 운동을 제한하므로써 최소화될 수 있으며, 보어로부터 방출 챔버로 방출되는 제1유체의 변위는 이동편에 의한 회전 사판운동의 제한을 해제하므로써 0으로 될 수 있다.

[본 발명을 실행하는 가장 양호한 모드]

[실시예]

본 발명의 일 실시예에 따른 가변 압축기가 제1도 및 제2도를 참조로 설명된다. 본 실시예에 있어서, 압축기는 자동차 에어 컨디셔닝 시스템의 일 요소를 구성한다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 압축기는 그 전방 단부에 부착된 전방 하우징(2)을 구비한 실린더 블록(1)을 포함한다. 후방 하우징(3)은 밸브(4)를 통해 실린더 블록(1)의 후방 단부에 부착되어 있다. 구동축(6)이 실린더 블록(1)과 전방 하우징(2)사이에 한정된 크랭크 챔버(5)내에 수용된다.

이 구동축(6)은 베어링(7, 8)에 의해 회전가능하게 지지되어, 엔진(도시안됨)에 작동가능하게 연결되어 있다. 다수의 보어(9)가 구동축(6)에 평행하게 실린더 블록(1)내에 제공되어 구동축(6)을 둘러싸고 있다. 피스톤이 각각의 보어(9)내에 놓여있다.

구동축(6)과 함께 구동되는 로터(11)가 크랭크 챔버(5)내에서 구동축(6)상에 고정되어 있다. 대체로 구형 베어링 표면(12a)을 가지는 슬리이브(12)가 또한 구동축(6)상에 회전 및 미끄럼가능하게 부착되어 있다. 슬리이브(12)에 후방으로(제1도 및 제2도에서의 후방)힘을 가하는 스프링(13)이 구동축(6)상에 제공되어 있다. 회전 사판(14)이 슬리이브(12) 상에 지지되어 있다. 회전 사판(14)은 슬리이브(12)의 표면(12a)과 결합되는 오목면(14a)를 구비하여 이들 면(12a와 14a)의 결합에 의해 회전 사판(14)이 경사지게 된다. 복수쌍의 반구 슈(shoe)(15)가 이러한 회전 사판(14)주위에 부착되어 있다. 회전 사판(14)은 이러한 슈(15)를 통하여 피스톤(10)에 연결되어 있다.

제한면(11a)이 로터(11)의 내측에 형성되어 있으며, 제한면(11a)에 대향되는 피제한 면(14b)이 회전 사판(14)의 전방(제1도 및 제2도에서의 좌측면)에 형성되어 있다. 제1도에 도시된 바와 같이, 스프링(13)이 최대한 압축되면, 피제한 면(14b)이 제한 면(11a)에 접촉하게 되어 회전 사판(14)을 최대 경사각으로 제한한다.

후방으로 연장하는 아암(16)이 로터(14) 주변에 형성되어 있다. 힌지 기구를 구성하는 이 아암(16)은 구동축(16)에 대해 수직하게 연장하는 지지축(17)이 회전가능하게 부착된 말단부를 구비한다. 지지축(17)과 관련하여, 연결부(18)가 회전 사판(14)의 전방에 형성되어 있으며, 실린더 블록(1)의 방사 방향으로 연장하는 가이드 핀(19)이 연결부(18)에 미끄럼 가능하게 부착되어 있다. 가이드 핀(19)의 말단은 지지축(17)에 고정되어 있다.

분할벽(3a)에 의해 분리된 흡입 챔버(20) 및 방출 챔버(21)가 후방 하우징(3)내에 형성되어 있다. 각각의 보어(9)에 대해 개방된 흡입 포트(22) 및 방출 포트(23)가 밸브(4)에 형성되어 있다. 각각의 흡입 포트(22) 및 각각의 방출 포트(23)는 피스톤(9)의 왕복 운동에 따라 흡입 밸브 및 방출 밸브(도시안됨)에 의해 각각 개방 또는 폐쇄된다. 제어 밸브(25)가 후방 하우징(3)내에 제공되어 크랭크 챔버(5)내의 압력을 제어한다. 이러한 제어 밸브(25)와 관련하여, 에어 공급통로(26)가 실린더 블록(1)내에 제공되어 방출 챔버(21)와 크랭크 챔버(5)를 연통시키고 있다.

제어 밸브(25)는 흡입 챔버(20)내의 압력에 따라 에어 공급 통로(26)의 개방 정도를 조절한다. 제어 밸브(25)는 벨로우즈(27) 및 벨로우즈에 연결된 밸브(28)를 포함한다.

소정 압력의 가스가 벨로우즈(27)내에 밀봉되어 있다. 벨로우즈(27)가 흡입 챔버(20)내의 압력에 따라 신장 또는 수축되면, 밸브(28)가 작동되어 에어 공급 통로(26)의 개방 정도를 제어한다. 또한, 유체 통로(29)가 실린더 블록(1)내에 제공되어 통상 크랭크 챔버(5)와 흡입 챔버(20)를 연통시키고 있다.

크랭크 챔버(5)내의 가스는 상기 유체 통로(29)를 통하여 조금씩 흡입 챔버내로 빠져나간다. 제어 밸브(25)의 작동에 의한 에어 공급 통로(26)의 개방 정도에 따라 크랭크 챔버(5)내의 압력이 제어됨에 따라, 압축기의 압축 변위(방출 변위) 전체가 가변될 수 있다.

본 발명의 특징적 메카니즘에 대해 설명한다. 수레바퀴 모양의 펌프를 구성하는 기어 펌프(31)가 후방 하우징(3)내에 제공되어 있다. 기어 펌프(31)는 크랭크 챔버(5)내에 밀봉되어 있는 윤활유를 압축기 각각의 부분에 펌핑한다. 이러한 기어 펌프(31)는 내부 로터(31a)와 외부 로터(31b)를 포함한다. 내부 로터(31)는 구동축(6)의 후방 단부에 직접 연결되어 있다. 펌프(31)의 흡입 포트(32)가 후방 하우징(3)내에 형성되어 있다.

펌프(31)의 제1 및 제2방출 포트(33a 및 33b)가 후방 하우징(3) 및 밸브(4)에 형성되어 있다. 기어 펌프(31)의 흡입 포트(32)와 크랭크 챔버(5)를 연통하는 오일 통로(34)가 실린더 블록(1)과 밸브 조립체(4)를 통해 형성되어 있다. 크랭크 챔버(5)내에 밀봉된 윤활유는 오일 통로(34)를 통해 흡입 포트(32)로 도입된다. 또한, 오일 구멍(35)이 구동축(6)내에서, 그 축을 따라 연장되어 있다. 오일 구멍(35)의 전방 단부는, 구동축(6)전방 단부의 주위와 연합하여 전방 하우징(2)내에 형성되어 있는 밀봉 챔버(36)로 연통되어 있다. 밀봉 챔버(36)는 밀봉 부재(36a)에 의해 밀봉되어 있다.

오일 구멍(35)은 후방 단부의 직경이 다른 부분보다 크며, 기어 펌프(31)의 제1방출 챔버(33a)에 연통되어 있다. 릴리프 밸브(37)가 상기 직경이 큰 부위에 제공되어 있다.

이러한 릴리프 밸브(37)는 오일의 흐름을 방출 포트(33a)로부터 밀봉 챔버로의 방향으로만 유도한다. 제2방출 포트(33b)와 후술될 밸브 챔버(47)을 연결하는 오일 통로(38)가 실린더 블록(1) 및 밸브(4)내에 형성되어 있다.

관통 구멍(39)이 그 축을 따라 실린더 블록(1)의 후방부에 형성되어, 실린더 블록(1)을 관통 연장한다. 원통형 정지부(40)가 구동축(6)을 둘러싸는 형태로 상기 관통 구멍(39)내에 결합되어 있다. 원통형 정지부(40)의 전방 단부는 그 직경이 다른 부분보다 작다. 상술된 베어링(8)이 상기 정지부(40)내에 배치되어 구동축(6)의 후방 단부를 지지하고 있다.

한편, 중공의 스풀(hollow spool)(41)이 구동축(6)을 둘러싸며 구동축(6)을 따라 미끄러지도록 관통 구멍(39)내에 결합되어 있다. 스풀(41)의 후방 단부에 형성된 플랜지(41a)가 밀봉 요소를 통해 관통 구멍(39)내에 결합되어 있다. 스풀(41)의 원통부는 립(lip) 밀봉체(42)를 통해 관통 구멍내에 결합되어 있다. 코일 스프링(44)이 플랜지(41a)와 정지부(40)사이에 끼워져 있다. 상기 스풀(41)의 축방향 운동은 정지부(40)와 립 밀봉체(42)의 저촉에 의해 제한된다.

제2도는 스풀(41)의 전방 단부가 크랭크 챔버(5)내로 이동된 상태를 도시하고 있다. 이러한 상태에서, 스풀(41)의 전방 단부는 슬리이브(12)에 접촉될 수 있다.

슬리이브(12)가 스풀(41)에 대해 접촉되면, 회전 사판(14)은 압축기의 압축 변위(방출 변위)가 최소 제한변위로 되는 경사각을 갖게 된다. 제한 변위는 압축기 전체 방출 변위의 약 5 내지 10％이며, 이것은 최대 변위를 회복하기에 필요한 최저 변위이다.

환상 압축 챔버(45)가 립 밀봉체(42)나 스풀(41)의 플랜지(41a) 사이에 형성되어 있다. 또한, 압축 챔버(45)와 크랭크 챔버(5)를 연결하는 오리피스(46)가 실린더 블록(1)내에 형성되어 있다.

바닥부를 가지며 관통 구멍(39)을 따라 연장하는 밸브 챔버(47)가 실린더 블록(1)내에 형성되어 있다. 이러한 밸브 챔버(47)는 상술된 오일 통로(38)와 연통될 수 있다. 밸브(4) 및 하우징(3)을 통해 연장하는 압력 공급 통로(48)가 후방 하우징(3)을 통해 밸브(4)내에 형성되어 있다. 이러한 압력 공급 통로(48)는 밸브 챔버(47)와 연통하고 있다. 압력 공급 통로(48)는 파이프 라인(49)을 통해 증발기(50)의 배기구에 연결되어 있다. 밸브 챔버(47)는 작은 구멍(47a)을 통해 크랭크 챔버(5)에 연결되고 작은 구멍(1a)을 통해 그 측면이 압축 챔버(45)에 연결된 바닥부를 갖는다.

증발기(50)는 본 압축기와 함께 에어 컨디셔닝 시스템을 구성한다. 압축기에 의해 압축된 후 응축기(도시안됨)에 의해 응축 및 액화된 냉매가 증발기(50)에 의해 증발되어 압축기의 흡입 챔버(20)내로 다시 도입된다. 냉매가 증발기(50)에 의해 증발될때 그 주위의 공기가 냉각된다. 따라서 냉매가 증발기(50)에 의해 증발될때, 특정 레벨의 압력이 그 배기구, 파이프 라인(49) 및 압력 공급 통로(48)를 통해 밸브 챔버(47)내에 작용한다.

스풀 밸브(51)가 밸브 챔버(47)내에서 미끄럼 운동하도록 배치되어 있다. 이러한 스풀 밸브(51)의 전체 길이는 밸브 챔버(47)의 길이보다 약간 짧다. 스풀 밸브(51)의 양 단부는 각각, 발란스 스프링(52)을 통해 밸브챔버(47)의 내부벽에 지지되어 있다.

크랭크 챔버(5)내의 압력은 작은 구멍(47a)을 통해 밸브 챔버(47)의 전단측(제1도 및 제2도에서 좌측)에 도입된다.

증발기(50)의 배기 압력은 밸브 챔버(47)의 후단측(제1도 및 제2도에서 우측)에 도입된다. 증발기(50)의 배기 압력과 크랭크 챔버(5)내의 압력이 거의 평형을 이루게 되면, 스풀 밸브(51)는 제2도에 도시된 바와 같이, 양 발란스 스프링(52)의 평형 작용에 의하여 밸브 챔버(47)내에서 전방으로 이동한다. 이러한 상태에서, 스풀밸브(51)는 오일 통로(38)와 압축 챔버(45) 사이의 연통을 차단하게 된다. 기어 펌프(31)의 작용에 기인한 유압은 압축 챔버(45)로 도입되지 않는다.

따라서, 스풀(41)이 코일 스프링(44)의 힘에 의해 전방으로 이동되어 상기 스풀(41)의 전방 단부가 관통구멍(39)을 통해 크랭크 챔버(5)내로 돌출된다.

증발기(50)의 배기 압력이 떨어지면, 증발기의 배기압력과 크랭크 챔버(5)내의 압력 사이에 압력 차가 발생된다. 이때 밸브 챔버(47)의 양단 압력이 평형을 잃게 되어, 스풀 밸브(51)가 제1도에 도시된 바와 같이 밸브 챔버(47)의 중심부로 이동된다. 이 상태에서, 스풀 밸브(51)는 오일 통로(38)와 압축 챔버(45) 사이가 연통되게 하여 기어 펌프(31)의 작용에 기인한 유압이 압축 챔버(45)에 즉시 도입된다. 따라서, 스풀(41)은 이러한 유압의 작용에 의해 후방으로 이동되고 스풀(41)의 전방 단부는 크랭크 챔버(5)로부터 관통 구멍(39)내로 후퇴된다. 또한, 압축 챔버(45)에 공급된 윤활유는 오리피스(46)를 통해 크랭크 챔버에 분사된다.

이러한 압축기에 있어서, 압축기 및 엔진이 모두 작동되지 않을 시에는, 스풀 밸브(51)는 압축기내의 압력 평형에 기인하여 밸브 챔버(47)내에서 전방으로 이동하여 오일 통로(38)와 압축 챔버(45)사이의 연통을 차단한다. 기어 펌프(31)가 작동하지 않으므로 유압이 압축 챔버(45)에 공급되지 않는다. 제2도에 도시된 바와 같이, 스풀(41)이 코일 스프링(44)의 가압력에 의해 전방으로 이동되어 그 전방 단부가 크랭크 챔버(5)내로 돌출된다. 이 상태에서, 스풀(41)이 슬리이브(12)의 운동을 제한한다. 그 결과, 회전 사판(14)이 압축기의 방출 변위전체가 소정의 제한된 변위로 설정되도록 하는 경사각도에서 유지된다.

이러한 상태에서, 엔진이 작동함에 따라 구동축(6)이 회전되며, 압축된 냉매는 회전 사판(14)의 경사 각도에 따른 피스톤(10)각각의 압축 작용에 의해 각 보어(9)로부터 방출 챔버(21)로 방출되며, 동시에 기어 펌프(31)가 구동축(6)의 회전에 맞물려 가동된다. 상술된 바와 같이, 각각의 피스톤(10)이 압축 작용을 시작하면, 크랭크 챔버(5)내의 압력과 평형을 이루고 있던 증발기(50)의 배기 압력이 상대적으로 떨어지게 되어 밸브 챔버(47)의 양단부에 압력차가 발생된다.

스풀 밸브(51)가 오일 통로(38)와 압축 챔버(45) 사이를 연통시키도록 밸브 챔버(47)의 중간부로 실제적으로 이동한다. 기어 펌프(31)의 작동에 기인한 유압이 오일 통로(38)로부터 밸브 챔버(47) 및 작은 구멍(1a)을 통해 압축 챔버(45)로 공급된다. 이때, 제1도에 도시된 바와 같이, 스풀(41)이 코일 스프링(44)의 힘에 대항하여 후방으로 이동하여 그 전방 단부가 크랭크 챔버(5)로부터 관통 구멍(39)내로 후퇴된다. 즉, 이 시점에서, 압축기의 소정의 제한 변위로 압축기의 방출 변위를 설정하기 위한 슬리이브(12)의 운동에 대한 제한이 완전히 해제된다. 회전 사판(14)이 슬리이브(12)에 의해 지지되고 에어 컨디셔닝 시스템의 냉각 부하에 따른 제어 밸브(25)의 작동에 의거한 자유로운 가변 범위내에서 제어된다.

바꾸어 말하면, 냉각 부하가 냉각을 요하지 않는 자동차의 환경 상태에 따라 더욱 감소하면, 스풀(41)은 관통 구멍(39)내로 후퇴된다. 이러한 후퇴는 슬리이브(12)운동에 대한 제한을 해제시킨다. 또한, 이러한 후퇴는 슬리이브(12) 및 회전 사판(14)이 제어 밸브(25)의 작동에 의거하여 압축기의 방출 변위를 0으로 되도록 하는 레벨까지 변위되도록 한다. 결과적으로, 각 피스톤(10)에 의한 압축 작용이 필연적으로 정지하게 된다.

압축기의 기능이 상기 상태에서 실제적으로 정지하면, 흡입 챔버(20)내의 낮은 압력이 유체 통로(29)를 통하여 크랭크 챔버(5)내에 공급되어 크랭크 챔버(5)내의 압력을 감소시킨다.따라서 압축기의 압력이 곧 평형을 유지하게 되므로 크랭크 챔버(5)내의 압력과 증발기(50)의 배기 압력이 평형을 이루게 된다. 따라서, 스풀 밸브(51)는 다시 오일 통로(38)와 압축 챔버(45)사이의 연통을 차단한다. 이것은 오일 통로(38)를 통한 압축 챔버(45)내로의 유압 공급을 중단하게 한다. 동시에, 압축 챔버(45)내의 윤활유가 오리피스(46)를 통해 크랭크 챔버(5)내로 흐른다. 따라서, 코일 스프링(44)의 가압력이 다시 스풀(41)에 작용하는 유압에 대항하여 스풀(41)에 작용하므로, 스풀(41)의 전망 단부가 다시 크랭크 챔버(5)내로 돌출되게 된다. 슬리이브(12)가 스풀(41)에 대해 접하게 되며, 회전 사판(14)의 변위가 압축기의 방출 변위를 제한 변위로 설정하는 상태까지 강압적으로 복귀된다.

각각의 피스톤(10)이 압축 작용을 다시 시작하게 하도록 회전 사판(14)이 상기 상태의 경사각에서 유지되면, 스풀(41)은 즉시, 스풀(51)의 역작용 및 압축 챔버(45)로의 유체 압력 공급의 재개시를 통하여 관통 구멍(39)내로 후퇴된다.

냉각이 요구되지 않은 상태가 계속되는 한, 압축기의 방출 변위가 0 또는 0에 근접한 매우 가까운 레벨로 유지된다. 그 결과, 압축기의 작동에 의거한 과냉각 및 동력 소비가 제한된다.

이와 동시에, 윤활유가 각 피스톤(10)의 최소 압축 작용에 의거하여 각각의 부분에 공급되므로 압축기 각각의 슬라이딩부가 마모되지 않도록 보호한다.

기어 펌프(31)의 방출 유압이 과다하게 증가되면, 릴리프 밸브(37)가 작동되어 유압의 일부가 오일 구멍(35)을 통해 밀봉 챔버(36)내로 빠져나가도록 한다. 따라서, 윤활유가 밀봉 챔버(36)에도 공급되므로 밀봉 부재(36a)의 윤활 작용을 효과적으로 한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같은 전자기 밸브(60)가 제어 밸브로 사용될 수도 있다. 이러한 전자기 밸브(60)는 고정 철심(62)상에 지지된 솔레노이드(61)를 구비한다.

고정 철심(fixed iron core)(62)은 스프링(63a)을 통해 고정 철심(62)에 접근할 수 있는 이동가능한 철심(63)을 구비한다.

밸브(64)가 이동가능한 철심(63)의 상단 부근에 배치되어 있다. 밸브(64)는 그 중심부에 축방향을 따라 연장하는 관통 구멍(64a)과 축 방향으로 연장하는 원주상의 절단 그루부(64b)를 포함한다. 에어 공급 통로(26)의 크랭크 챔버(5)측은 관통 구멍(64a)에 연결되어 있으며, 에어 공급 통로(26)의 방출 챔버(21)측은 절단 그루부(64b)에 연결되어 있다. 전자기 밸브(60)의 솔레노이드(61)가 에너지를 받아 이동가능한 철심(63)이 고정 철심(62)으로 수축되면, 방출 챔버(21)가 절단 그루브(64b) 및 관통 구멍(64a)을 통해 에어 공급 통로(26)와 연통되어 상기 통로(26)를 개방시킨다. 솔레노이드(61)는 에너지가 저하되어 이동가능한 철심(63)이 고정된 철심(62)으로부터 이격되면, 관통 구멍(64a)과 에어 공급 통로(26) 사이의 연통이 차단되어, 에어 공급 통로(26)를 폐쇄시킨다. 이러한 방법으로 에어 공급 통로(26)를 개방 또는 차단하므로써, 크랭크 챔버(5)내의 압력이 제어되어 압축기의 방출 변위가 변화될 수 있다.

이러한 전자기 밸브(60)가 컴퓨터(65)로부터 지시된 값에 의거하여 흡입 압력 또는 방출 압력에 따라 에어 공급 통로(26)를 간헐적으로 개방하여 크랭크 챔버(5)내의 압력을 양호하게 제어하므로써, 압축기의 방출 변위가 연속적으로 변화된다.

압축기의 흡입 압력이 예정된 값보다 클 경우, 에어 공급 통로(26)가 전자기 밸브(60)에 의해 개방되어 압축기의 방출 변위를 100％로 설정한다. 압축기의 흡입 압력이 예정된 값보다 작은 경우, 에어 공급 통로(26)가 폐쇄되어 압축기의 방출 변위를 0％ 또는 0％에 가까운 값으로 설정한다. 또한 방출 변위가 100％와 0％ 사이의 중간값을 취하지 않도록 제어를 수행하는 것도 가능하다. 이것은 전자기 밸브(60)의 제어를 간단하게 한다.

또한, 상술된 전자기 밸브(60)는 제5도에 도시된 종래 기술과 같이 크랭크 챔버(72)와 흡입 챔버(80)를 연통하는 유체 통로(82)내의 제어 밸브로 제공될 수도 있다.

또한, 상술된 실시예에서는 회전 사판(14)이 슬리이브(12)를 통해 스프링(13)에 의해 힘을 받지만, 슬리이브가 생략되어 회전 사판이 스프링과 같은 가압 수단에 의해 직접 힘을 받을 수도 있다.

[산업적 이용 가능성]

본 발명에 따른 가변 압축기는 압축기의 구동을 제어하기 위해 동력원으로부터의 입력을 제어하는 전자기 클러치의 사용을 배제할 수 있다. 본 발명은 또한 압축기의 중량을 감소시키고 동력원의 부하를 감소시키는데 기여할 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 구성 부품으로 본 압축기를 구비한 에어 컨디셔닝 시스템에서 과냉각에 기인한 증발기의 과냉각 및 동결 뿐만 아니라 불충분한 냉매(윤활유)에 기인한 압축기의 연소등을 방지할 수 있다.

Claims (10)

1. 하우징내에 형성된 보어와; 상기 하우징내에 형성된 크랭크 챔버와; 상기 크랭크 챔버내에 회전가능하게 지지된 구동축과; 상기 구동축에 고정된 로터와; 회전 사판의 경사각 변화에 따라 상기 구동축상에서 이동하게 되어 있는 상기 구동축상에 경사가능하게 지지된 회전 사판과; 상기 회전 사판을 상기 로터에 연결하기 위한 힌지 기구와; 상기 회전 사판에 연결되어 상기 회전 사판이 파동치며 회전함에 따라 상기 보어내에서 왕복 운동하는 상기 회전 사판에 연결된 피스톤과; 상기 보어내로 제1유체를 공급하기 위한 흡입 챔버와; 상기 피스톤의 운동에 기인하여 상기 보어내에 압축된 상기 제1유체를 방출하기 위한 방출 챔버와; 상기 크랭크 챔버내의 압력을 조절하기 위한 제어 밸브를 포함하여, 상기 회전 사판의 경사각을 변화시키도록 상기 흡입 챔버내의 압력과 상기 크랭크 챔버내의 압력 사이의 압력차가 상기 제어 밸브에 의해 조절되는 클러치리스 가변 용량형 압축기에 있어서, 상기 흡입 챔버에 상기 제1유체를 공급하기 위한 유체 공급원과; 상기 구동축에 맞물려서 구동되는 펌프와; 상기 펌프로부터 분출되는 제2유체와; 상기 하우징에 이동가능하게 부착된 이동편과; 상기 회전 사판의 운동이 제한되는 운동 방향으로 상기 이동편에 힘을 가하기 위한 가압 수단과; 상기 회전 사판의 운동이 제한되지 않는 방향으로 상기 이동편을 후퇴시키기 위하여, 적어도 상기 유체 공급원의 배기 압력에 따라 상기 가압 수단의 가압력에 대항하여 상기 이동편에 상기 제2유체와 관련된 상기 펌프의 방출 압력을 선택적으로 공급하기 위한 압력 공급 수단을 추가로 포함하여, 상기 보어로부터 상기 방출 챔버로 방출된 상기 제1유체의 변위가 상기 이동편에 의한 상기 회전 사판 운동의 제한에 의해 최소화될 수 있으며, 상기 보어로부터 상기 방출 챔버로 방출된 상기 제1유체의 변위가 상기 이동편에 의한 상기 회전 사판의 운동에 대한 제한을 해제하므로써 0으로 될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동편은 상기 구동축을 따라 미끄럼가능하게 장착되며 상기 구동축을 둘러싸는 중공 스풀인 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 이동편에 대한 상기 펌프의 상기 방출 압력의 작용은 상기 회전 사판의 운동이 제한되지 않는 방향으로 상기 이동편을 이동시키는 것이며, 상기 이동편에 대한 상기 가압수단의 상기 가압력의 작용은 상기 회전 사판의 운동이 제한되는 방향으로 상기 이동편을 이동시키는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어 밸브는 상기 방출 챔버내의 압력 및 상기 흡입 챔버내의 압력중 하나에 따라 상기 크랭크 챔버내의 압력을 제어하여 상기 압축기의 방출 변위를 연속적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어 밸브는, 그 작동이 상기 방출 챔버내의 압력과 상기 흡입 챔버내의 압력중 하나에 따라 제어되는 솔레노이드를 구비하여 상기 크랭크 챔버내의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
6. 제5항에 있어서, 상기 크랭크 챔버내의 압력은, 상기 회전 사판의 경사각이 상기 방출 챔버로의 상기 유체의 방출 변위를 최대화하는 위치와 상기 방출 변위를 최소화 하는 위치 사이에서 이동되도록 상기 전자기밸브의 상기 솔레노이드 작동을 제어하므로써 제어되는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
7. 제1항에 있어서, 상기 압력 공급 수단은 상기 펌프의 방출 포트와 연통되도록 형성된 오일 통로와, 상기 이동편과 연합하여 상기 하우징내에 형성된 압축 챔버와, 상기 압축 챔버와 상기 오일 통로사이의 연통을 차단가능한 밸브 수단을 포함하며, 상기 밸브 수단은 상기 유체 공급원의 배기 압력에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
8. 제1항에 있어서, 상기 유체 공급원은 상기 압축기와 함께 상기 에어컨디셔닝 시스템을 구성하는 증발기이며, 상기 제1유체는 상기 증발기를 통과한 후에 상기 압축기로 흐르는 냉매인 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
9. 제1항에 있어서, 상기 펌프는 상기 하우징내에 제공되어 상기 구동축과 맞물려서 구동되는 기어 펌프이며, 상기 제2유체는 공급된 상기 기어 펌프로부터 상기 압축기 각각의 슬라이딩부로 전달되는 윤활유인 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.
10. 하우징내에 형성된 보어와; 상기 하우징내에 형성된 크랭크 챔버와; 상기 크랭크 챔버내에 회전가능하게 지지된 구동축과; 상기 구동축에 고정된 로터와; 회전 사판의 경사각의 변화에 따라 상기 구동축상에서 이동가능하도록 상기 구동축상에 경사 지지되어 있는 회전 사판; 상기 회전 사판을 상기 로터에 연결하기 위한 힌지 기구와; 상기 회전 사판에 연결되어 상기 회전 사판이 파동치며 회전함에 따라 상기 보어내에서 왕복운동하는 피스톤과; 상기 보어내로 냉매를 공급하기 위한 흡입 챔버와; 상기 피스톤의 운동에 기인하여 상기 보어내에서 가압된 상기 냉매를 방출하기 위한 방출 챔버와; 그 작동이 상기 방출 챔버내의 압력과 상기 흡입 챔버내의 압력중 하나에 따라 제어되어 상기 크랭크 챔버내의 압력을 조절하는 솔레노이드를 구비한 전자기 밸브를 포함하며, 상기 흡입 챔버내의 압력과 상기 크랭크 챔버내의 압력과의 압력차가 상기 전자기 밸브에 의해 조절되어 상기 회전 사판의 경사각이 변화되는 클러치리스 가변 용량형 압축기에 있어서, 상기 흡입 챔버에 상기 냉매를 공급하기 위한 증발기와; 상기 하우징내에 제공되어 상기 구동축과 맞물려서 구동되는 기어 펌프와; 공급되는 상기 기어 펌프로부터 상기 압축기 각각의 슬라이딩부로 전달되는 윤활유와; 상기 구동축을 따라 미끄럼가능하게 상기 구동축을 둘러싸는 형태로 상기 하우징내에 제공된 중공 스풀과; 상기 회전 사판의 운동이 제한되는 이동 방향으로 상기 스풀에 힘을 가하는 코일 스프링과; 상기 기어 펌프의 방출구와 연통하도록 형성된 오일 통로와; 상기 회전 사판의 운동이 제한되지 않는 방향으로 상기 스풀을 후퇴시키기 위하여 상기 코일 스프링의 가압력에 대항하여 상기 스풀상에 상기 윤활유와 관련된 상기 기어 펌프의 방출 압력을 가하기 위하여 상기 스풀과 연합되어 상기 하우징내에 형성된 압축 챔버와; 상기 압축 챔버와 상기 오일 통로 사이의 연통을 차단하도록 적어도 상기 증발기의 방출 압력 레벨에 따라 작동하는 밸브 수단을 포함하며, 상기 보어로부터 상기 방출 챔버로 방출된 상기 냉매의 변위가 상기 스풀에 의해 상기 회전 사판의 운동을 제한함으로써 최소화 될 수 있으며, 상기 보어로부터 상기 방출 챔버로 방출된 상기 냉매의 상기 변위가 상기 스풀에 의한 상기 회전 사판의 운동에 대한 제한을 해제함으로써 0으로 될 수 있는 것을 특징으로 하는 클러치리스 가변 용량형 압축기.