KR100191099B1 - 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체 - Google Patents

클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체 Download PDF

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마사노리 소노베
겐 스이토우
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이소가이 지세이
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Abstract

본 발명의 목적은 클러치레스 압축기의 간소하고 또한 낮은 가격의 용량 제어 구조를 제공하는 것으로서, 토출실(3-2)과 크랭크실(2-1)을 접속하는 압력 공급 통로(31)는 전자 밸브(20)에 의해서 개폐된다. 토출실(3-2)과 크랭크실(2-1)과는 압력 공급 통로(31)에서 접속되어 있다 전자 밸브(20)의 솔레노이드(32)는 구동 회로(55)를 거쳐서 제어 컴퓨터(C1)의 여소자 제어를 받는다. 제어 컴퓨터(C1)는 온도 센서(39)에서 얻어지는 검출 온도 정보에 의거해서 솔레노이드(32)에 대한 입력 전류값을 제어한다. 제어 컴퓨터(C1)는 온도 센서(39)에서 얻어지는 검출 온도에 의거해서 입력 전류값을 구동 회로(55)에 지령한다. 구동 회로(55)는 지령된 입력 전류값을 솔레노이드(32)에 대해서 출력한다.

Description

클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체
제1도는 본 발명을 구체화한 제1실시예의 압축기 전체의 측단면도.
제2도는 제1도의 A-A 선을 취한 단면도.
제3도는 제1도의 B-B 선을 취한 단면도.
제4도는 경사판 경사각이 최대 상태에 있는 주요부 확대 단면도.
제5도는 경사판 경사각이 최소 상태에 있는 주요부 확대 단면도.
제6도는 제2 실시예를 도시하는 주요부 확대 단면도.
제7도는 제3 실시예를 도시하는 압축기 전체의 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2-1 : 제어 압력실로 되는 크랭크실
3-1 : 흡입압력 영역으로 되는 흡입실
3-2 : 토출압력 영역으로 되는 토출실 15 : 경사판
20,57,59 : 개방도 변경수단으로 되는 전자 밸브 21 : 차단체
30 : 압력 방출 통로를 구성하는 통로 31 : 압력 공급 통로
58 : 압력 방출 통로
C1,C2,C3: 개방도 변경 제어 수단을 구성하는 제어 컴퓨터
[산업상의 이용분야]
본 발명은 토출압력 영역에서 압력 공급 통로를 거쳐서 제어 압력실로 압력을 공급하는 동시에 제어 압력실에서 압력 방출 통로를 거쳐서 흡입압력 영역으로 압력을 방출하고 용량을 가변하는 클러치레스 가변용량형 압축기에 있어서의 용량 제어 구조에 관한 것이다.
[종래의 기술]
일본특허 공개평 3-37378호 공보에 명시되는 가변용량형 요동경사판식 압축기에선 외부 구동원과 압축기의 회전축과의 사이의 동력 전달 연결 및 차단을 행하는 전자 클러치를 사용하고 있지 않다. 전차 클러치를 없애면 특히, 차량 탑재 형태에선 그 ON-OFF 의 충격에 의한 체감 느낌이 나쁘다는 결점을 해소할 수 있음과 더불어 압축기 전체의 중량감소, 비용 감소가 가능하게 된다.
상기와 같은 클러치레스 압축기에선 냉방 불필요시의 토출 용량의 많고 적음 및 외부 냉매 회로상의 증발기에 있어서의 성애 발생이 문제로 된다. 냉방 불필요의 경우 또는 성애 발생의 우려가 있는 경우에는 외부 냉매 회로상의 냉매 순환을 정지하면 좋다. 일본특허 공개평 3-37378호 공보의 압축기에선 외부 냉매 회로에서 흡입실로의 냉매가스 유입을 정지하므로서 외부 냉매 회로상의 냉매 순환 정지를 달성하고 있다.
외부 냉매 회로에서 압축기내의 흡입실으로의 냉매 가스 유입이 정지되면 흡입실의압력이 저하되고 흡입실의 압력에 감응하는 용량 제어 밸브가 전부 개방된다. 이 전부 개방에 의해 토출실의 토출 냉매 가스가 크랭크실로 유입되고 크랭크실의 압력이 상승한다. 또, 흡입실의 압력 저하를 위해서 실린더 보어내의 흡입압력도 저하된다. 그 때문에 크랭크실내의 압력과 실린더 보어내의 흡입압력과의 차이는 크게 되고 경사판 경사각이 최소 경사각으로 이루어져 토출 용량이 최저로 된다. 토출 용량이 최저로 되면 압축기에 있어서의 토크는 최저로 되며 냉방 불필요시의 동력 손실이 피해진다.
[발명이 해결하려는 과제]
외부 냉매 회로에서 압축기내의 흡입실로의 냉매 가스 유입의 정지는 전자 개폐 밸브를 폐쇄상태로 하는 것에 의해 실행되어진다. 전자 개폐 밸브는 압축기의 냉매의 입구에 부착되고 있는데 용량 제어 밸브 및 전자 개폐 밸브의 병용은 클러치레스 용량형 압축기의 기구 복잡화 및 비용 상승에 이어진다.
본 발명은 토출압력 영역에서 압력 공급 통로를 거쳐서 제어 압력실로 압력을 공급하는 동시에 제어 압력실에서 압력 방출 통로를 거쳐서 흡입압력 영역으로 압력을 방출하고 용량을 가변하는 클러치레스 가변용량형 압축기의 간소하고 저비용의 용량 제어 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
따라서, 제1항 및 제2항의 발명에선 제어 압력실의 압력이 높아지면 용량이 감소되고 제어 압력실의 압력이 낮아지면 용량이 증가하는 클러치레스 가변 용량형 압축기를 대상으로 하고 압력 공급 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과 용량 변경 정보에 의거해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비한 클러치레스 가변용량형 압축기를 구성하고 용량을 감소하는 경우에는 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 커지게 했다.
제2항의 발명에선 압력 방출 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비한 클러치레스 가변 용량혈 압축기를 구성하고 용량을 줄이는 경우엔 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 작아지게 했다.
제3항 및 제4항의 발명에선 실린더 보어내에 피스톤을 왕복 직선운동 가능하게 수용하고 경사판을 수용하는 크랭크실내의 압력과 흡입압력과의 피스톤을 거친 차이에 따라서 경사판의 경사각을 제어하고 압력 공급 통로를 거쳐서 토출압력 영역의 압력을 크랭크실내에 공급하는 동시에 압력 방출 통로를 거쳐서 크랭크실의 압력을 흡입 영역에 방출하고 크랭크실내의 조절압력을 클러치레스 가변 용량형 압축기를 대상으로 하며, 제3항의 발명에선 영이 아닌 토출 용량을 갖도록 경사판의 최소 경사각을 규정하는 최소 경사각 규정 수단과 상기 경사판의 경사운동에 의거해서 외부 냉매 회로에서 상기 흡입압력 영역으로 냉매 가스를 도입 불능인 폐쇄 위치와 도입가능한 개방 위치로 전환 이동되는 차단체와 상기 압력 공급 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과 용량 변경 정보에 의거해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비한 클러치레스 가변 용량형 압축기를 구성했다.
제5항의 발명에선 개방도를 변경하기 위한 밸브 몸체와 흡입압력에 감응해서 흡입압력의 변동을 밸브 몸체에 전달하는 감압부재와 밸브 몸체의 개방도를 강제적으로 변경하기 위한 솔레노이드를 구비한 개방도 변경 수단을 구성하고 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와 흡입압력의 설정을 변경하기 위해서 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압 변경 제어부를 구비한 개방도 변경 제어 수단을 구성했다.
[작용]
제1항의 발명에선 개방도 변경 수단이 예컨대 열부하의 변동이라고 한 용량 변경 정보에 의거해서 개방도 변경 수단의 개방도를 변경한다. 열부하가 높아진 경우엔 개방도 변경 수단의 개방도가 작아지며 토출압력 영역에서 제어 압력실로의 냉매 공급이 적어진다.
따라서, 제어 압력실의 압력이 낮아지며 토출 용량이 많아진다. 열부하가 낮아진 경우엔 개방도 변경 수단의 개방도가 크게 되며 토출압력 영역에서 제어 압력실로의 냉매 공급이 많아진다. 그 때문에 제어 압력실의 압력이 높아지며 토출 용량이 적어진다.
제2항의 발명에선 열부하가 높아진 경우엔 개방도 변경 수단의 개방도가 크게 되며 제어 압력실에서 흡입압력 영역으로의 냉매 유출이 많아진다. 그 때문에 제어 압력실의 압력이 낮아지며 토출 용량이 많아진다. 열부하가 낮아진 경우엔 개방도 변경 수단의 개방도가 적어지며 제어 압력실에서 흡입압력 영역으로의 냉매 유출이 작아진다. 그 때문에 제어 압력실의 압력이 높아지며 토출 용량이 적어진다.
제3항 및 제4항의 발명에선 크랭크실이 제어 압력실로 된다. 경사판의 경사각이 최소 경사각으로 되었을 때 차단체가 폐쇄 위치로 배치되고 외부 냉매 회로에 있어서 냉매 순환이 저지된다. 제5항의 발명에선 흡입압력의 변동이 감압부재를 거쳐서 밸브 몸체에 전달되며 개방도가 흡입압력에 따라서 변동한다. 설정압 변경 제어부는 용량 변경 정보에 의거해서 솔레노이드로 공급되는 전류의 값을 변경한다. 또, 강제 변경 제어부는 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 전류값을 제어한다.
[실시예]
이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시예를 제1도 내지 제5도에 의거해서 설명한다.
제1도에 도시하듯이 실린더 블록(1)의 전단에는 전면 하우징(2)이 접합되고 있다. 실린더 블록(1)의 후단엔 후면 하우징(3)이 밸브 플레이트(4), 밸브 형성 플레이트(41,42) 및 리테이너 형성 플레이트(5)를 거쳐서 접합 고정되어 있다. 크랭크실(2-1)을 형성하는 전면 하우징(2)과 실린더 블록(1)과의 사이에는 회전축(6)이 회전가능으로 지지되고 있다. 회전축(6)의 전단은 크랭크실(2-1)에서 외부로 돌출하고 있으며 이 돌출 단부에는 풀리(7)가 고정 부착되어 있다. 풀리(7)는 벨트(8)를 거쳐서 차량 엔진(도시 생략)에 작동 연결되어 있다. 풀리(7)는 앵귤러 베어링(9)을 거쳐서 전면 하우징(2)에 지지되어 있다. 전면 하우징(2)은 풀리(7)에 작용하는 트러스트 방향의 하중 및 레이디얼 방향의 하중의 양쪽을 앵귤러 베어링(9)을 거쳐서 받아낸다.
회전축(6)의 전단부와 전면 하우징(2)과의 사이에는 립시일(10)이 개재되어 있다. 립시일(10)은 크랭크실(2-1)내의 압력 누설을 방지한다.
회전축(6)에는 회전 지지체(11)가 고정 부착되어 있는 동시에 경사판(15)이 회전축(6)의 축선 방향으로 슬라이드 및 경사운동 가능하게 지지되어 있다. 제2도에 도시하듯이 경사판(15)엔 연결편(16,17)이 고정 부착되어 있다. 연결편(16,17)에는 1쌍의 가이드핀(18,19)이 고정 부착되어 있다. 가이드핀(18,19)의 선단부에는 가이드구(18-1,19-1)가 형성되어 있다 회전 지지체(11)에는 지지암(11-1)이 돌출 설치되고 있으며 지지암(11-1)에는 1쌍의 가이드 구멍(11-2,11-3)에 슬라이드 가능으로 끼워넣어져 있다. 지지암(11-1)과 1쌍의 가이드핀(18,19)과의 연계에 의해서 경사판(15)이 회전축(6)의 축선 방향으로 경사운동가능이자 회전축(6)과 일체적으로 회전가능하다. 경사판(15)의 경사운동은 가이드 구멍(11-2,11-3)과 가이드구(18-1,19-1)와의 슬라이드 가이드 관계 회전축(6)의 슬라이드지지 작동에 의해 안내된다. 경사판(15)의 반경 중심부가 실린더 블록(1)측으로 이동하면 경사판(15)의 경사각이 감소된다.
회전 지지체(11)와 경사판(15)과의 사이에는 경사각 감소 스프링(12)이 개재되어 있다. 경사각 감소 스프링(12)은 경사판(15)의 경사각을 감소하는 방향으로 경사판(15)을 가세한다.
제1도, 제4도 및 제5도에 도시하듯이 실린더 블록(1)의 중심부에는 수용 구멍(13)이 회전축(6)의 축선 방향에 관통 설치되어 있다. 수용구멍(13)내에는 통형상의 차단체(21)가 슬라이드 가능으로 수용되고 있다. 차단체(21)는 대경부(1-1)와 소경부(21-2)로 되며 대경부(21-1)와 소경부(21-2)와의 단차와 수용구멍(13)의 단면과의 사이에는 흡입 통로 개방 스프링(24)이 개재되어 있다. 흡입 통로 개방 스프링(24)은 차단체(21)를 경사판(15)측으로 가세되어 있다.
차단체(21)의 통내엔 회전축(6)의 후단부가 삽입되어 있다. 대경부(21-1)의 내주면엔 레이디얼 베어링(25)이 끼워넣어 지지되고 있다. 레이디얼 베어링(25)은 굴림대(25-1)와 외륜(25-2)으로 이룬다. 외륜(25-2)은 대경부(21-1)의 내주면에 고정 부착되고 있으며 굴림대(25-1)는 회전축(6)에 대해서 슬라이드 가능하다. 레이디얼 베어링(25)은 대경부(21-1)의 내주면에 부착된 서크 립(14)으로 차단체(21)의 통내로부터의 빠짐이 저지되어 있다. 회전축(6)의 후단부는 레이디얼 베어링(25) 및 차단체(21)를 거쳐서 수용구멍(13)의 원주면에서 지지된다.
후면 하우징(3)의 중심부에는 흡입 통로(26)가 형성되어 있다. 흡입 통로(26)는 차단체(21)의 이동 경로가 되는 회전축(6)의 연장선상에 있다. 흡입 통로(26)는 수용구멍(13)에 연결통되고 있으며 수용구멍(13)측의 흡입 통로(26)의 개구의 주위엔 위치 결정면(27)이 형성되어 있다. 위치 결정면(27)은 밸브 형성 플레이트(41)상이다. 차단체(21)의 소경부(21-2)의 선단면은 위치 결정면(27)에 맞닿음 가능하다. 소경부(21-2)의 선단면이 위치 결정면(27)에 맞닿으므로서 차단체(21)가 경사판(15)에서 이간되는 방향으로의 이동이 규제된다.
경사판(15)과 차단체(21)와의 사이의 회전축(6)상에는 트러스트 베어링(28)이 회전축(6)상을 슬라이드 가능으로 지지되어 있다. 트러스트 베어링(28)은 흡입 통로 개방 스프링(24)의 반발력에 의해서 항상 경사판(15)과 차단체(21)의 대경부(21-1)의 단면 사이에 끼워져 있다.
경사판(15)이 차단체(21)측으로 이동함에 따라서 경사판(15)의 경사운동이 트러스트 베어링(28)을 거쳐서 차단체(21)에 전달한다. 이 경사운동 전달에 의해 차단체(21)가 흡입 통로 개방 스프링(24)의 반발력을 저항해서 위치 결정면(27)측으로 이동하고 차단체(21)가 위치 결정면(27)에 맞닿는다. 경사판(15)의 회전은 트러스트 베어링(28)의 존재에 의해서 차단체(21)로의 전달이 저지된다.
실린더 블록(1)에 관통 설치된 실린더 보어(1-1)내에는 단두 피스톤(22)이 수용되고 있으나, 경사판(15)의 회전 운동은 슈(23)를 거쳐서 단두 피스톤(22)의 전후 왕복 요동으로 변환되며 단두 피스톤(22)이 실린더 보어(1-1)내를 전후 운동한다.
제1도 및 제3도에 도시하듯이 리어하우징(3)내엔 흡입실(3-1) 및 토출실(3-2)이 구획 형성되어 있다. 밸브 플레이트(4)상엔 흡입 포트(4-1) 및 토출 포트(4-2)가 형성되어 있다. 밸브 형성 플레이트(41)상엔 흡입 밸브(41-1)가 형성되고 있으며 밸브 형성 플레이트(42)상에는 토출 밸브(42-1)가 형성되어 있다. 흡입실(3-1)내의 냉매 가스는 단두 피스톤(22)의 복동 동작에 의해 흡입 포트(4-1)에서 흡입 밸브(41-1)를 밀어재치고 실린더 보어(1-1)내로 유입한다. 실린더 보어(1-1)내로 유입한 냉매 가스는 단두 피스톤(22)의 욍복 동작에 의해 토출 포트(4-2)에서 토출 밸브(42-1)를 밀어재치고 토출실(3-2)로 토출된다. 토출 밸브(42-1)는 리테이너 형성 플레이트(5)상의 리테이너(5)에 맞닿고 개방도 유지된다.
회전 지지체(11)와 전면 하우징(2)과 사이에는 트러스트 베어링(29)이 개재되어 있다. 트러스트 베어링(29)은 실린더 보어(1-1)에서 단두 피스톤(2), 슈(23), 경사판(15), 연결편(16,17) 및 가이드핀(18,19)을 거쳐서 회전 지지체(11)에 작용하는 압축 반력을 받아낸다.
흡입실(3-1)은 통로입구(4-3)를 거쳐서 수용구멍(13)에 연결통하고 있다. 차단체(21)가 위치 결정면(27)에 맞닿으면 통로입구(4-3)는 흡입통로(26)에서 차단된다.
회전축(6)내엔 통로(30)가 형성되어 있다. 통로(30)의 입구(30-1)는 립실(10) 부근에서 크랭크실(2-1)로 개구 있으며 통로(30)의 출구(30-2)는 차단체(21)의 통내에 개구하고 있다. 제1도, 제4도 및 제5도에 도시하듯이 차단체(21)의 원주면엔 압력방출통로입구(21-3)가 관통 설치되어 있다. 압력방출통로입구(21-3)는 차단체(21)의 통내와 수용구멍(13)을 연결통하고 있다.
제1도에 도시하듯이 토출실(3-2)과 크랭크실(2-1)은 압력 공급 통로(31)로 접속되어 있다. 압력 공급 통로(31)상에는 전자 밸브(20)가 개재되어 있다. 전자 밸브(20)의 솔레노이드(32)로서 통전에 의해서 서로 접근하는 고정철심(33)과 가동철심(34)과의 사이에는 밸브 개방 스프링(43)이 개재되어 있다. 가동철심(34)은 밸브 개방 스프링(43)의 스프링 작용에 의해서 고정철심(33)에서 이간하는 방향으로 가세되어 있다.
밸브 하우징(44)내엔 구형상의 밸브 몸체(45)가 수용되어 있다. 밸브 하우징(44)에는 토출압력 도입 포트(44-1), 흡입압력 도입 포트(44-2) 및 제어 포트(44-3)가 설치되어 있다. 토출압력 도입 포트(44-1)는 압력 공급 통로(31)를 거쳐서 토출실(3-2)에 연결통하고 있다. 흡입압력 도입 포트(44-2)는 통로(46)를 거쳐서 흡입 통로(26)에 연결되고 있으며 제어 포트(44-3)는 압력 공급 통로(31)를 거쳐서 크랭크실(2-1)에 연결통하여 있다. 밸브 하우징(44)내의 베어링(47)과 밸브 몸체(45)와의 사이에는 복귀 스프링(48) 및 밸브 지지시트(49)가 개재되어 있다. 밸브 몸체(45)는 밸브 구멍(44-4)을 폐쇄하는 방향으로 복귀 스프링(48)의 스프링 작용을 받는다.
흡입압력 도입포트(44-2)에 통하는 흡입압력 검출실(50)에는 벨로스 장식(51)가 가동철심(34)에 고착된 상태로 수용되어 있다. 벨로스 장식(51)과 베어링(62)은 벨로스(52)에 의해서 연결되고 있으며 벨로스 장식(51)과 베어링(62)과의 사이에는 스프링(53)이 개재되어 있다. 베어링(62)에는 전달 로드(54)가 맞닿고 있으며 그 선단이 밸브 몸체(45)에 맞닿고 있다.
흡입실(3-1)로 냉매 가스를 도입하는 입구가 되는 흡입 통로(26)와 토출실(3-2)에서 냉매 가스를 배출하는 출구(1-2)와는 외부 냉매 회로(35)에서 접속되어 있다. 외부 냉매 회로(35)상에는 응축기(36), 팽창 밸브(37) 및 증발기(38)가 개재되어 있다. 팽창 밸브(37)는 증발기(38)의 출구측의 가스 온도의 변동에 따라서 냉매 유량을 제어하는 온도식 자동 팽창 밸브이다. 증발기(38)의 근처엔 온도 센서(39)가 설치되어 있다. 온도 센서(39)는 증발기(38)에 있어서의 온도를 검출하고 이 검출 온도 정보가 제어 컴퓨터(C1)에 보내진다.
전자 밸브(20)의 솔레노이드(32)는 구동 회로(55)를 거쳐서 제어 컴퓨터(C1)의 여소자 제어를 받는다. 제어 컴퓨터(C1)는 온도 센서(39)에서 얻어지는 검출 온도 정보에 의거해서 솔레노이드(32)에 대한 입력 전류값을 제어한다. 제어 컴퓨터(C1)에는 실온 설정기(56)가 접속되어 있다, 실온 설정기(56)는 차량의 실내 온도를 지정하는 것이다. 제어 컴퓨터(C1)는 실온 설정기(56)에 의해서 미리 지정된 실온과 온도 센서(39)에서 얻어지는 검출 온도에 의거해서 입력 전류값을 구동 회로(55)에 지령한다. 구동회로(55)는 지령된 입력 전류값을 솔레노이드(32)에 대해서 출력한다. 솔레노이드(32), 감압 부재인 벨로스(52) 및 밸브 몸체(45)는 개방도 변경 수단을 구성하고 제어 컴퓨터(C1) 및 구동회로(55)는 개방도 변경 제어 수단을 구성한다.
제어 컴퓨터(C1)는 공조 장치 작동 스위치(40)의 ON 상태하에 온도센서(39)에서 얻어지는 검출 온도가 설정 온도 이하로 되면 솔레노이드(32)의 소자를 지령한다. 이 설정 온도 이하의 온도는 증발기(38)에 있어서 성애가 발생하여 그같은 상황을 반영한다. 또, 제어 컴퓨터(C1)는 공조 장치 작동 스위치(40)의 OFF 에 의해서 솔레노이드(32)를 소자한다.
제1도 및 제4도에선 솔레노이드(32)가 여자하고 있다. 솔레노이드(32)가 여자하고 있을 때, 벨로스(52)가 흡입 통로(26)에서 통로(46)를 거쳐서 도입되는 흡입압력의 변동에 따라서 변위한다. 즉, 벨로스(52)는 흡입압력에 감응하고 벨로스(52)의 변위가 전달 로드(54)를 거쳐서 밸브 몸체(45)에 전해진다. 열부하가 큰 경우엔 온도 센서(39)에 의해서 검출된 온도는 높다. 제어 컴퓨터(C1)는 검출 온도와 설정 실온에 의거해서 설정 흡입압력을 변경하게 입력 전류값을 제어한다. 제어 컴퓨터(C1)는 검출 온도가 높을수록 입력 전류값을 크게한다. 따라서 고정 철심(33)과 가동철심(34)과의 사이의 흡인력이 강하고 밸브 몸체(45)의 밸브 개방도가 작아진다. 크랭크실(2-1)내의 냉매가스는 통로(30) 및 압력방출통로 입구(21-3)를 경유해서 흡입실(3-1)로 유출하고 있다. 따라서 밸브 몸체(45)의 밸브 개방도가 작아지면 토출실(3-2)에서 압력 공급 통로(31)를 경유해서 크랭크실(2-1)로 유입하는 냉매 가스량이 적어진다. 그 때문에 크랭크실(2-1)내의 압력이 저하된다. 또, 실린더 보어(1-1)내의 흡입압력도 높기 때문에 크랭크실(2-1)내의 압력과 실린더 보어(1-1)내의 흡입압력과의 차이가 작아진다. 그 때문에 경사판(15)의 경사각이 커진다. 또, 전자 밸브(20)는 전류값이 증대되므로서 보다 낮은 흡입 압력을 유지하게 작동한다.
압력 공급 통로(31)에 있어서의 통과 단면적이 영으로 되면 토출실(3-2)에서 크랭크실(2-1)로의 고압 냉매 가스의 공급을 행하지 않는다. 따라서, 크랭크실(2-1)내의 압력은 흡입실(3-1)내의 압력과 거의 동일로 된다. 그 때문에 경사판(15)의 경사각은 최대로 된다. 경사판(15)의 최대 경사각은 회전 지지체(11)의 경사각 규제 돌출부(11-4)와 경사판(15)과의 맞닿음에 의해서 규제되며 토출 용량은 최대로 된다.
반대로 열부하가 작은 경우엔 온도 센서(39)에 의해서 검출된 온도는 낮다. 제어 컴퓨터(C1)는 검출 온도가 낮을수록 입력 전류값을 작게 한다. 따라서, 고정 철심(33)과 가동 철심(34)과의 사이의 흡인력이 약하고 밸브 몸체(45)의 밸브 개방도가 크게 되며 토출실(3-2)에서 크랭크실(2-1)로 유입하는 냉매 가스량이 많아진다. 그 때문에 크랭크실(2-1)내의 압력이 상승한다. 또, 실린더 보어(1-1)내의 흡입 압력이 낮기 때문에 크랭크실(2-1)내의 압력과 실린더 보어(1-1)내의 흡입 압력과의 차가 크게 된다. 그 때문에 경사판 경사각이 작아진다. 또, 전자 밸브(20)는 전류값을 감소시키므로서 보다 높은 흡입 압력을 유지하게 작동한다.
열부하가 없는 상태에 접근하면 증발기(38)에 있어서의 온도가 성애 발생을 가져오는 온도에 가깝도록 저하되어간다. 검출 온도가 상기 설정 온도 이하로 되면 개방도 변경 제어 수단을 구성하는 제어 컴퓨터(C1)는 솔레노이드(32)의 소자를 지령한다. 설정 온도는 증발기(38)에 있어서 성애를 발생할 것같은 상황을 반영한다. 솔레노이드(32)가 소자되면 제5도에 도시하듯이 밸브 몸체(45)가 밸브 구멍(44-4)을 최대로 개방한 밸브 개방도 위치에 이행한다. 따라서, 토출실(3-2)내의 고압 냉매 가스가 다량으로 압력 공급 통로(31)를 거쳐서 크랭크실(2-1)로 공급되며 크랭크실(2-1)내의 압력이 높아진다. 크랭크실(2-1)내의 압력 상승에 의해 경사판(15)의 경사각이 제5도에 도시하듯이 최소 경사각으로 이행한다. 또, 공조 장치 작동 스위치(40)의 OFF 신호에 의거해서 제어 컴퓨터(C1)가 솔레노이드(32)를 소자하고 이 소자에 의해 경사판(15)의 최소 경사각으로 이행한다.
상기 설정 온도 이하의 검출 온도 정보 및 공조 장치 작동 스위치(40)의 OFF 신호는 최소 용량 지령 정보로 된다. 제어 컴퓨터(C1)는 이 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어한다. 또, 상기 설정 온도를 넘어서는 검출 온도 정보는 용량 변경 정보로 된다. 제어 컴퓨터(C1)는 이 용량 변경 정보에 의거해서 흡입 압력의 설정을 변경하게 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어한다, 이같이 제어 컴퓨터(C1)는 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와 흡입 압력의 설정을 변경하기 위해서 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압 변경 제어부를 구비하고 있다.
밸브 몸체(45)의 밸브 개방도는 솔레노이드(32)에 대한 입력 전류값의 대소에 따라서 바뀐다. 입력 전력값이 크게 되면 밸브 개방도가 작아지며 입력 전류값이 작아지면 밸브 개방도가 커진다. 밸브 개방도가 크게 되면 크랭크실(2-1)내의 압력이 낮아지며 토출 용량이 증대한다. 즉, 전자 밸브(20)는 압력 공급 통로(31)에 있어서의 통과 단면적을 바꾸고 흡입 압력의 설정값을 변경하는 개방도 변경 수단으로 된다. 그리고 벨로스(52)에는 흡입 통로(26)에서 통로(46)를 거쳐서 도입되는 흡입 압력이 작용하고 있다. 전달 로드(54)엔 복귀 스프링(48)의 스프링 작용 방향으로 토출 압력이 밸브 몸체(45)를 거쳐서 작용하고 있다. 즉, 밸브 몸체(45)측의 토출 압력과 흡입 압력 검출실(50)측의 흡입 압력과의 차이압이 전달 로드(54)에 작용하고 있다. 전달 로드(54)에 대한 상기 차이압의 작용 방향은 밸브 몸체(45)의 밸브 개방도를 작게 하는 방향이다. 따라서 토출 압력이 높을 때는 흡입 압력이 낮아지며 토출 압력이 낮은 때는 흡입 압력이 높아진다. 이같은 흡입 압력 제어 특성은 쿨다운 성능, 성애 방지 등의 면에서 중요하다.
경사판(15)의 경사각이 최소 경사각으로 되면 차단체(21)가 위치 결정면(27)에 맞닿는다. 차단체(21)가 위치 결정면(27)에 맞닿았을 때는 흡입 통로(26)가 차단된다. 경사판(15)의 경사운동에 연동하는 차단체(21)는 흡입 통로(26)의 통과 단면적을 서서히 줄인다. 이 완만한 통과 단면적 변화에 의한 트로틀 작용이 흡입 통로(26)에서 흡입실(3-1)로의 냉매 가스 유입량을 서서히 감소시킨다. 그 때문에 흡입실(3-1)에서 실린더 보어(1-1)내로 흡입되는 냉매 가스량도 서서히 감소되며 토출 용량이 서서히 감소된다. 따라서, 토출 압력이 서서히 감소되고 압축기에 있어서의 부하 토크가 단시간에서 크게 변동하는 일은 없다. 그 결과, 최대 토출 용량에서 최소 토출 용량에 이르는 동안의 클러치레스 압축기에 있어서의 부하 토크의 변동이 완만해지며 부하 토크의 변동에 의한 충격이 완화된다.
차단체(21)가 위치 결정면(27)에 맞닿으면 흡입 통로(26)에 있어서의 통과 단면적이 영으로 되고 외부 냉매 회로(35)에서 흡입실(3-1)로의 냉매 가스 유입이 저지된다. 따라서 경사판(15)의 최소 경사각은 차단체(21)와 위치 결정면(27)과의 맞닿음에 의해서 규제되다. 위치 결정면(27), 차단체(21) 및 트러스트 베어링(28)이 최소 경사각 규정 수단을 구성한다.
경사판(15)의 최소 경사각은 0보다 크다. 이 최소 경사각 상태는 차단체(21)가 흡입 통로(26)와 수용 구멍(13)과의 연결통을 차단하는 폐쇄 위치에 배치된 때에 초래된다. 차단체(21)는 상기 폐쇄 위치와 이 위치에서 이간된 폐쇄 위치로 경사판(15)에 연동해서 전환 배치된다.
경사판(15)의 최소 경사각은 0˚ 가 아니기 때문에 경사판 경사각이 최소의 상태에 있어서도 실린더 보어(1-1)에서 토출실(3-2)로의 토출을 행해지고 있다. 실린더 보어(1-1)에서 토출실(3-2)로 토출된 냉매 가스는 압력 공급 통로(31)를 통해서 크랭크실(2-1)로 유입한다. 크랭크실(2-1)내의 냉매 가스는 통로(30) 및 압력방출통로 입구(21-3)라는 압력방출통로를 통해서 흡입실(3-1)로 유입하고 흡입실(3-1)내의 냉매 가스는 실린더 보어(1-1)내로 흡입되어서 토출실(3-2)로 토출된다. 즉, 경사판 경사각이 최소 상태에선 토출 압력 영역인 토출실(3-2), 압력 공급 통로(31), 크랭크실(2-1), 통로(30), 압력방출통로 입구(21-3), 흡입 압력 영역인 수용 구멍(13), 흡입 압력 영역인 흡입실(3-1), 실린도 보어(1-1)를 경유하는 순환 통로가 압축기내에 만들어져 있다. 그리고, 토출실(3-2), 크랭크실(2-1) 및 흡입실(3-1)간에선 압력차가 생기고 있다. 따라서, 냉매 가스가 상기 순환 통로를 순환하고 냉매 가스와 더불어 유동하는 윤활유가 압축기내를 윤활한다.
공조 장치 작동 스위치(40)가 ON 상태에 있고 경사판(15)의 경사각이 최소 경사각에 있는 상태에서 냉방부하가 증대한 경우, 이 냉방 부하의 증대가 증발기(38)에 있어서의 온도 상승으로서 나타나며 증발기(38)에 있어서의 검출 온도가 상기 설정 온도를 넘어선다. 제어 컴퓨터(C1)는 이 검출 온도변이에 의거해서 솔레노이드(32)의 여자를 지령한다. 솔레노이드(32)의 여자를 지령한다. 솔레노이드(32)의 여자에 의해서 솔레노이드(32)의 여자에 의해 압력 공급 통로(31)가 닫히고 클랭크실(2-1)의 압력이 통로(30) 및 압력방출통로 입구(21-3)를 거친 압력방출에 의거해서 감압된다. 이 감압으로 흡입 통로 개방 스프링(24)이 제5도의 축소 경사각 상태에서 증대된다. 따라서, 차단체(21)가 위치 결정면(27)에서 이간되고 경사판(15)의 경사각이 제5도의 최소 경사각 상태에서 증대한다. 차단체(21)의 이간에 따라서 흡입 통로(26)에 있어서의 통과 단면적이 완만하게 증대하고 흡입 통로(26)에서 흡입실(3-1)로의 냉매 가스 유입량은 서서히 증가된다. 따라서 흡입실(3-1)에서 실린더 보어(1-1)내로 흡입되는 냉매 가스량도 서서히 증대하고 토출 용량이 서서히 증대한다. 그 때문에 토출 압력이 서서히 증대하고 압축기에 있어서의 부하 토오크가 단시간에 크게 변동하는 일은 없다. 그 결과, 최소 토출 용량에서 최대 토출 용량에 이르는 동안의 클러치레스 압축기에 있어서의 부하 토오크의 변동이 완만해지고 부하 토오크의 변동에 의한 충격이 완화된다.
차량 엔진이 정지되면 압축기의 운전도 정지, 즉 경사판(15)의 회전도 정지되고 전자 밸브(20)가 소자된다. 전자 밸브(20)의 소자에 의해 경사판(15)의 경사각은 최소 경사각으로 된다. 압축기의 운전 정지 상태가 계속되면 압축기내의 압력이 균일화되는데 경사판(13)의 경사각은 경사각 감도 스프링(12)의 반발력에 의해서 작은 경사각으로 유지된다. 따라서, 차량 엔진의 기동에 의해서 압축기의 운전이 개시되면 경사판(15)은 부하 토오크가 가장 적은 최소 경사각 상태에서 회전 개시하고 압축기의 기동시의 충격도 거의 없다.
이상과 같은 용량 제어를 행하는 클러치레스 가변용량형 압축기에선 전자 밸브(20)가 특개평 3-37378호 공보의 압축기에 있어서의 전자 개폐 밸브의 기능과 용량 제어 밸브의 기능의 양쪽을 겸비한다. 이같은 겸용 구성은 클러치레스 가변용량형 압축기의 용량 제어 구조의 간소화 및 비용 저감을 초래한다.
다음에 제6도의 제2 실시예를 설명한다. 제1 실시예와 같은 기능을 구비한 구성 부재에는 동일 부호를 붙이고 있다. 이 실시예의 개방도 변경 수단이 되는 전자 밸브(57)는 개방도 변경 제어 수단이 되는 제어 컴퓨터(C2)의 제어를 받는다. 제어 컴퓨터(C2)는 실온 설정기(56)에 의해서 설정된 실온 및 온도 센서(39)에서 얻어지는 검출 온도에 의거해서 전자 밸브(57)에 대한 입력 전류값을 연산한다. 이 실시예의 전자 밸브(57)에는 제1 실시예의 벨로스 기구는 없으나 제어 컴퓨터(C2)는 토출 압력이 높을 때엔 흡입 압력을 낮게 하고 토출 압력이 낮은 때에는 흡입 압력을 높게 한다는 흡입 압력 제어 특성을 초래하게 입력 전류값의 지령 제어를 행한다. 제어 컴퓨터(C2)는 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와 흡입 압력의 설정을 변경하기 위해서 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압 변경 제어부를 구비하고 있다.
상기 실시예에 있어서도 제1 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어지며 게다가 개방도 변경 수단이 되는 전자 밸브(57)의 내부 구성이 전자 밸브(20)에 비해서 간소해진다.
다음에 제7도의 실시예를 설명한다. 제1 실시예와 같은 기능을 구비한 구성 부재에는 동일 부호가 붙여져 있다. 크랭크실(2-1)과 흡입실(3-1)과는 압력 방출 통로(58)에서 접속되고 있다. 압력 방출 통로(58)상엔 개방도 변경 수단이 되는 전자 밸브(59)가 개재되어 있다. 전자 밸브(59)의 솔레노이드(32)의 여자에 의해 밸브 몸체(60)가 밸브 구멍(59-1)을 폐쇄한다.
솔레노이드(32)가 소자되면 밸브 몸체(60)가 밸브 구멍(59-1)을 개방한다. 토출실(3-2)과 크랭크실(2-1)과는 압력 공급 통로(61)에서 접속되어 있다. 토출실(3-2)의 냉매 가스는 압력 공급 통로(61)를 거쳐서 크랭크실(2-1)에 항시 공급되어 있다. 제어 컴퓨터(C3)는 실온 설정기(56)에 의해서 설정된 실온 및 온도 센서(39)에서 얻어지는 검출 온도에 의거해서 전자 밸브(59)에서의 밸브 개방도를 제어한다. 상기 실시예에선 제어 컴퓨터(C3)는 열부하가 클수록에 입력 전류값을 크게 한다. 따라서, 열부하가 크게 되면 밸브 개방도가 증대하고 크랭크실(2-1)내의 압력이 낮아진다. 열부하가 작아지면 밸브 개방도가 감소되고 크랭크실(2-1)내의 압력이 높아진다. 그리고 제어 컴퓨터(C3)는 토출 압력이 높을때엔 흡입 압력을 낮게 하고 토출 압력이 낮을때엔 흡입 압력을 높게 한다는 흡입 압력제의 특성을 초래하게 입력 전류값의 지령 제어를 행한다. 제어 컴퓨터(C3)는 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소용량으로 강제적으로 변경하게 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와 흡입 압력의 설정을 변경하기 위해서 솔레노이드(32)로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압 변경 제어부를 구비하고 있다.
상기 실시예에 있어서도 제2 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또, 본 발명은 제어 압력실의 압력이 높아지면 용량이 증가되고 제어 압력실의 압력이 낮아지면 용량이 줄어드는 클러치레스 가변 용량형 압축기에도 적용된다.
[발명의 효과]
이상, 상세히 기술한 바와 같이 본 발명에선 압력 공급 통로 또는 압력 방출 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과, 용량 변경 정보에 의거해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비한 클러치레스 가변 용량형 압축기를 구성하므로서 간소하고 또한 저비용의 용량 제어 구조를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 토출 압력 영역에서 압력 공급 통로를 거쳐서 제어 압력실로 압력을 공급하는 동시에, 제어 압력실에서 압력 방출 통로를 그쳐서 흡입 압력 영역으로 압력을 방출하여 용량을 가변하고, 제어 압력실의 압력이 높아지면 용량이 줄고, 제어 압력실의 압력이 낮아지면 용량이 증가하는 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체에 있어서, 상기 압력 공급 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과, 용량 변경 정보에 의거해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비하고, 용량을 줄이는 경우엔 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 커지게한 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 개방도 변경 수단은 개방도를 변경하기 위한 밸브 몸체와 흡입 압력에 감응하고 흡입 압력의 변동을 밸브 몸체에 전달하는 감압 부재와, 전자력을 밸브 몸체에 부가하기 위한 솔레노이드를 구비하며, 개방 변경 제어 수단은 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와, 흡입압력의 설정을 변경하기 위해서 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압력 변경 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
  3. 토출압력 영역에서 압력 공급 통로를 거쳐서 제어 압력실로 압력을 공급하는 동시에, 제어 압력실에서 압력 방출 통로를 거쳐서 흡입 압력 영역으로 압력을 방출하여 용량을 가변하고, 제어 압력실의 압력이 높아지면 용량이 줄고, 제어 압력실의 압력이 낮아지면 용량이 증가하는 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체에 있어서, 상기 압력 방출 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과, 용량 변경 정보에 의거해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비하며, 용량을 줄이는 경우에는 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 작아지게 한 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 개방도 변경 수단은 개방도를 변경하기 위한 밸브 몸체와, 흡입 압력에 감응하고 흡입 압력의 변동을 밸브 몸체에 전달하는 감압 부재와, 전자력을 밸브 몸체에 부가하기 위한 솔레노이드를 구비하며, 개방도 변경 제어 수단은 최소 용량 지령정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하도록 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와, 흡입압력의 설정을 변경하기 위해서 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압력 변경 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
  5. 실린더 보어내에 피스톤을 왕복 직선 운동가능하게 수용하고, 경사판을 수용하는 크랭크실내의 압력과 흡입 압력과의 피스톤을 거친 차이에 따라서 경사판의 경사각을 제어하고, 압력 공급 통로를 거쳐서 토출 압력 영역의 압력을 크랭크실에 공급함과 함께, 압력 압출 통로를 통해 크랭크실의 압력을 흡입압력 영역으로 방출하여 크랭크실내의 조정압력을 실행하는 클러치레스 가변용량형 압축기의 용량 제어 구조체에 있어서, 영이 아닌 토출 용량을 갖도록 경사판의 최소 경사각을 규정하는 최소 경사각 규정 수단과, 상기 경사판의 경사운동에 의거해서 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 압력 영역으로 냉매 가스를 도입 불가능한 페쇄 위치와 도입 가능한 개방 위치로 전환 이동되는 차단체와, 상기 압력 공급 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과, 용량 변경 정보에 의거해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변 용량형 압축기에 있어서의 용량 제어 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 개방도 변경 수단은 개방도를 변경하기 위한 밸브 몸체와, 흡입 압력에 감응하고 흡입 압력의 변동을 밸브 몸체에 전달하는 감압 부재와, 전자력을 밸브 몸체에 부가하기 위한 솔레노이드를 구비하며, 개방도 변경 제어 수단은 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 겅제 변경 제어부와 흡입압력의 설정을 변경하기 위해서 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압력 변경 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
  7. 실린더 보어에 피스톤을 왕복 직선 운동 가능으로 수용하고, 경사판을 수용하는 크랭크실내의 압력과 흡입 압력과의 피스톤을 거친 차에 따라서 경사판의 경사각을 제어하고, 압력 공급 통로를 거쳐서 토출 압력 영역의 압력을 크랭크실에 공급함과 함께, 압력 방출 통로를 거쳐서 크랭크실의 압력을 흡입 압력 영역에 방출하여 크랭크실내의 조절압력을 실행하는 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체에 있어서, 영이 아닌 토출 용량을 갖도록 경사판의 최소 경사각을 규정하는 최소 경사각 규정 수단과, 상기 경사판의 경사운동에 의거해서 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 압력 영역으로 냉매 가스를 도입 불가능한 페쇄 위치와 도입가능한 개방 위치로 전환 이동되는 차단체와, 상기 압력 방출 통로에 있어서의 통과 단면적을 바꾸기 위한 개방도 변경 수단과, 용량 변경 정보에 의해서 상기 개방도 변경 수단의 개방도를 제어하기 위한 개방도 변경 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변 용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
  8. 제7항에 있어서, 개방도 변경 수단은 개방도를 변경하기 위한 밸브 몸체와, 흡입 압력에 감응하여 흡입 압력의 변동을 밸브 몸체에 전달하는 감압 부재와, 전자력을 밸브 몸체에 부가하기 위한 솔레노이드를 구비하며, 개방도 변경 제어 수단은 최소 용량 지령 정보에 의거해서 용량을 최소 용량으로 강제적으로 변경하게 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 강제 변경 제어부와, 흡입압력의 설정을 변경하기 위해서 상기 솔레노이드로 공급하는 전류의 값을 제어하는 설정압력 변경 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 클러치레스 가변용량형 압축기의 용량 제어 구조체.
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