KR970009845B1 - 클러치 없는 편측 피스톤식 가변용량 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

클러치 없는 편측 피스톤식 가변용량 압축기

제1도는 본 발명을 구체화한 한 실시예의 압축기 전체의 측단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 제1도의 B-B선 단면도.

제4도는 제1도의 C-C선 단면도.

제5도는 사판 경사각이 최소 상태에 있는 압축기 전체의 측단면도.

제6도는 로터리 밸브 열림 위치에 있는 주요부 확대 단면도.

제7도는 로터리 밸브 닫힘 위치에 있는 주요부 확대 단면도.

제8도는 솔레노이드가 소자(消磁)상태에 있는 주요부 확대 단면도.

제9도는 또다른 예를 도시한 주요부 확대 단면도.

제10도는 차단체가 닫힘 위치에 있는 상태를 도시하는 주요부 확대 단면도.

제11도는 또다른 예를 도시하는 주요부 확대 단면도.

제12도는 차단체가 닫힘 위치에 있는 상태를 도시하는 주요부확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2a : 크랭크실 3a : 토출실

9 : 회전축 15 : 사판

21,21A,21B : 차단체 24,24A,24B : 로터리 밸브

24a : 흡입 냉매 공급 통로 29 : 흡입 통로

47 : 외부 냉매 회로.

산업상의 이용분야

본 발명은 크랭크실 내의 압력과 흡입압과의 편두피스톤을 거친 차에 의해 사판의 경사각을 제어하며 토출압영역의 압력을 크랭크실에 공급함과 함께 크랭크실의 압력을 흡입압 영역에 방출하여 크랭크실 내의 조정압을 행하는 클러치 없는 편측 피스톤식 가변용량 압축기에 관한 것이다.

종래의 기술

일본 특허 공개 공보 평 제 3-37378호에 나타나 있는 가변용량형 요동 사판식 압축기에서는, 외부 구동원과 압축기의 회전축과의 사이의 동력 전달의 연결 및 차단을 행하는 전자 클러치를 사용하고 있지 않다. 전자 클러치를 없애면, 특히 차량 탑재 형태에서는 그 온-오프의 쇼크에 의한 체감 느낌의 나쁜 결점을 해소가능함과 함께 압축기 전체의 중량을 줄이며, 가격을 낮추는 일이 가능하다.

이와 같은 클러치 없는 압축기에서는 냉방 불요시의 토출 용량의 다소 및 외부 냉매 회로상의 증발기에 있어서의 서리 발생이 문제가 된다. 냉방 불요의 경우 혹은 서리 발생의 우려가 있는 경우에는 외부 냉매 회로상의 냉매 순환을 멈추게 하면 좋다. 일본 특허 공개 공보 평 제 3-37378호의 압축기에서는 외부 냉매 회로에서 흡입실내에의 냉매 가스 유입을 멈추는 것에 의해 외부 냉매 회로상의 냉매 순환 정지를 달성하고 있다.

외부 냉매 회로에서 압축기내의 흡입실에의 냉매가스 유입이 멈추어지면 흡입실의 압력이 저하하여 흡입실의 압력에 감응하는 용량 제어 밸브가 모두 열린다. 이 모두 열리는 것에 의해 토출실의 토출 냉매 가스가 크랭크실실에 유입하여 크랭크실의 압력이 상승한다. 또, 흡입실의 압력 저하를 위하여 실린더 보어내의 흡입압도 저하된다. 그 때문에 크랭크실 내의 압력과 실린더 보어내의 흡입압과의 차가 크게 되며, 사판 경사각이 최소 경사각으로 이행하여 토출용량이 최저로 된다. 토출 용량이 최저로 되면 압축기에 있어서의 토오크는 최저로 되며, 냉방 불요시의 동력 손실을 피할 수 있다.

종래의 피스톤식 압축기에서는 피스톤에 의해 실린더 보어내에 구획되는 압축실과 흡입실과의 사이의 흡입 포트가 압축실내의 플래퍼(flapper)밸브에 의해 개폐되도록 되어 있다. 흡입실내의 플래퍼(flapper)밸브에 의해 개폐되도록 되어 있다. 흡입실내의 냉매가스는 상사점측에서 하사점측으로 이동하는 피스톤의 흡입 동작에 의해 플래퍼 밸브를 밀어열고 압축실에 유입한다. 피스톤이 하사점측에서 상사점측으로 이동하는 토출 행정에서는 플래퍼 밸브가 흡입 포트를 닫으며, 압축실내의 냉매가스가 토출 포트에서 토출실로 토출된다.

플래퍼 밸브 개폐 동작은 압축실과 흡입실과의 사이의 압력차에 기초한 것으로, 흡입실의 압력과 압축실의 압력보다도 높으면 플래퍼 밸브는 휘어져 변형되어 흡입 포트를 연다. 흡입실의 압력과 압축실의 압력 보다도 높게 되는 것은 상사점측에서 하사점측으로 이동하는 피스톤의 흡입 동작시이다.

발명이 해결하려는 과제

탄성 변형인 플래퍼 밸브의 휘어지는 변형은 탄성저항으로서 작용하며, 흡입실의 압력이 압력실의 압력을 어느정도 위로하지 않으면 플래퍼 밸브는 개방하지 않는다. 즉, 플래퍼 밸브의 개방이 늦어진다. 압축기내의 윤활화를 위해 냉매 가스중에는 윤활유가 혼입되어 있으며, 이 윤활유가 냉매가스와 함께 압축기내의 필요한 윤활 부위에 보내어지게 된다. 이 윤활유는 냉매가스의 유통 영역이라면 어느곳에도 들어갈 수 있으며, 흡입 포트를 닫고 있는 플래퍼 밸브와 그 밀접면의 사이에도 윤활유가 부착된다. 이 부착 윤활유는 상기 밀접면과 플래퍼 밸브와의 사이의 밀접력을 높이며, 플래퍼 밸브의 휘는 변형의 시작이 한층 늦어진다. 이와 같은 휘는 변형 시작 늦음은 압축실에의 냉매가스 유입량의 저하, 즉, 체적 효율의 저하를 불러일으킨다. 또, 플래퍼 밸브가 열려있는 경우에도 플래퍼 밸브의 탄성 저항이 흡입저항으로서 작용하여 냉매 가스 유입량이 저하된다. 체적 효율의 저하는 냉방 능력의 저하를 불러일으키기 때문에 압축기 탑재 차량에 있어서의 아이드링(idling)상태에서는 아이들(idle)회전수를 높여서 냉방 능력 향상을 도모하는 것이 행하여지고 있다. 그러나, 아이들 회전수의 향상은 연료 소비량을 늘린다.

본 발명은 외부 냉매 회로에서 흡입실로의 냉매가스 유입을 서서히 조이며, 혹은 증대하는 기구를 이용하여 클러치 없는 편측 피스톤식 가변 용량 압축기에 있어서의 토오크 변동을 제어함과 함께 체적 효율을 향상하는 클러치 없는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

그를 위해서 본 발명에서는 회전축의 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내에 편두 피스톤을 왕복 직선 운동가능하게 수용하는 하우징내의 회전측에 회전 지지체를 장착하며, 이 회전지지체에 사판을 경사 움직임 가능하게 지지하며 제어 통로를 거쳐서 크랭크실 내의 압력과 흡입압과의 편측 피스톤을 거친 차에 의해 사판의 경사각을 제어하여 토출압 영역의 압력을 크랭크실에 공급함과 함께 크랭크실의 압력을 흡입압 영역으로 방출하여 크랭크실 내의 조정압을 행하는 클러치 없는 편두 피스톤식 가변용량 압축기를 대상으로 하며 청구항 제1항 기재의 발명에서는 편두 피스톤에 의해 각 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 냉매 가스를 공급하기 위한 흡입 냉매 공급 통로를 로터리 밸브에 형성하여 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 냉매 공급통로에 냉매가스를 도입하기 위한 흡입통로와 상기 압축실 등을 상기 편두 피스톤의 왕복 운동에 동기되어 순차적으로 연통하도록 회전축 위에 로터리 밸브를 지지하며 상기 흡입 냉매 공급 통로와 흡입 통로의 연통 및 차단을 행하기 위한 차단체를 로터리 밸브에 대해서 접합 분리가능하게 대향배치하여 로터리 밸브 및 차단체중 어느 한쪽을 회전축의 축선 방향에 미끄럼 가능하게 지지함과 함께 로터리 밸브 및 차단체중 어느것 한쪽의 슬라이드를 상기 사판의 경사 움직임의 적어도 일부에 연동시켜 상기 로터리 밸브와 차단체 등이 접촉하고 있는 상태에서는 사판의 경사각을 0이 아닌 최소 경사각으로 유지하였다.

청구항 제2항 기재의 발명에서는 상기 차단체에서 떨어져서 상기 흡입 통로와 흡입 냉매 공급 통로등을 연통하는 열림 위치와 상기 차단체에 접해있는 상기 흡입 통로와 흡입 냉매 공급 통로와의 연통을 차단하는 닫힘 위치등에 슬라이드 변환가능하게 회전축 위에 상기 로터리 밸브를 지지하며 상기 로터리 밸브가 상기 닫힘 위치에 슬라이드 배치되어 있을 때의 흡입 냉매 공급 통로의 출구는 회전축의 회전에 따라서 각 압축실의 흡입 포트에 순차 접속하는 원주 궤적을 그리는 것 같이 된다.

청구항 제3항 기재의 발명에서는, 상기 편두 피스톤에 의해 각 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 냉매가스를 공급하기 냉매 가스를 냉매 공급 통로를 로터리 밸브로 형성하여 외부냉매 회로에서 상기 흡입 냉매 공급 통로에 냉매 가스를 도입하기 위한 흡입 통로가 상기 압축실 등을 상기 편두 피스톤의 왕복 운동에 동기되어 순차 연통하도록 회전축 위에 로터리 밸브를 지지하며, 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 냉매 공급통로에 냉매 가스를 도입불능하게 상기 흡입 통로를 닫는 닫힘위치와 도입가능한 열림 위치등으로 변환가능하게 차단체를 배치하여 차단체의 변환 동작을 상기 사판의 경사움직임의 적어도 일부에 연동시키며, 상기 차단체가 상기 닫힘 위치에 있을 때에는 사판의 경사각을 0이 아닌 최소 경사각으로 유지하였다.

작 용

로터리 밸브의 흡입 냉매 통로는 로터리 밸브의 회전에 따라서 복수의 압축실에 순차 연통된다. 이 연통은 압축실에 대한 편두 피스톤의 흡입 동작에 동기되어 행하여진다. 흡입 냉매 공급 통로와 압축실 등이 연통하고 있는 때에 피스톤이 하사점측에 향하여 압축실의 압력이 흡입 냉매 공급통로의 압력 이하까지 저하해간다. 이 압력 저하에 의해 흡입 냉매 공급 통로의 냉매 가스가 압축실에 유입된다.

크랭크실 내의 승압에 의해 사판이 최소 경사각측으로 이행하는 것에 따라서 로터리 밸브와 차단체등이 사판의 경사 움직임 동작에 연동하여 접근한다. 로터리 밸브와 차단체 등이 근접하는 것에 따라서 외부 냉매 회로에서 흡입 냉매 공급통로에 유입하는 냉매 가스의 통과 단면적이 서서히 조여져 간다. 이 조여지는 작용이 외부 냉매 회로에서 흡입 냉매 공급 통로에의 냉매가스 유입량의 감소를 완화한다. 따라서, 흡입 냉매 공급 통로에서 실린더 보어내에의 냉매가스 흡입량도 천천히 감소해가며, 노출 용량이 최저 용량측에 급격 변동하는 일은 없다. 그 결과, 압축기에 있어서의 토오크가 단시간에 급격히 변동하는 일은 없다.

크랭크실 내의 압력 저하에 시판이 최소 경사각에서 증대하는 것에 따라서, 로터리 밸브와 차단체등이 사판의 경사 움직임에 연동하여 떨어진다. 로터리 밸브와 차단체 등이 떨어짐에 따라서, 외부 냉매 회로에서 흡입 냉매 공급 통로에 냉매 가스의 통과 단면적이 서서히 확대되어 간다. 이 서서히 행해지는 통과 단면적 확대가 외부 냉매회로에서 흡입 냉매 공급 통로에의 냉매가스 유입량의 증대를 완화한다. 따라서, 흡입 냉매 공급 통로에서 실린더 보어내에의 냉매가스 흡입량도 천천히 증대하여가며 노출 용량이 최대용량측에 급격히 변동하는 것은 없다. 그 결과, 압축기에 있어서의 토오크가 단시간에 급격히 변동하는 일은 없다.

로터리 밸브가 사판의 경사 움직임에 연동하여 슬라이드 변환되는 경우에는 로터리 밸브가 닫힘 위치에 있을 때에도 흡입 냉매 공급 통로의 출구가 각 압축실의 흡입 포트에 순차 연통한다. 로터리 밸브가 닫힘 위치에 있을 때 토출압 영역의 냉매 가스는 크랭크실, 흡입 냉매, 공급 통로, 압축실을 거쳐서 토출압 영역에 환류된다.

청구항 제3항 기재의 발명에서는 크랭크실 내의 승압에 의해 사판이 최소 경사각측에 이행함에 따라서 차단체가 사판의 경사움직임 동작에 연동하여 닫힘 위치에 접근하며, 외부 냉매회로에서 흡입 냉매 공급 통로에 유입하는 냉매 가스의 통과 단면적이 서서히 조여져 간다. 이 조여지는 작용이 외부 냉매회로에서 흡입 냉매 공급 통로에의 냉매 가스 유입량의 감소를 완화한다. 크랭크실 내의 압력 저하에 의해 시판 경사각이 최소 경사각에서 증대함에 따라서 차단체가 사판의 경사움직임에 연동하여 닫힘 위치에서 떨어지며, 외부 냉매 회로에서 흡입냉매 공급 통로에의 냉매가스의 통과 단면적이 서서히 확대되어 간다. 이 서서히 행해지는 통과 단면적 확대가 외부 냉매 회로에서 흡입 냉매 공급 통로에의 냉매 가스 유입량의 증대를 완화한다.

실시예

이하 본 발명을 구체화한 제1실시예를 제1도 내지 제8도에 기초하여 설명한다.

제1도에 도시하듯이 압축기 전체의 하우징의 일부가 되는 실린더 블럭(1)의 전단에는 전면 하우징(2)이 접합되어 있다. 실린더 블럭(1)의 후단에는 후면 하우징(3)이 밸브 플레이트(4), 밸브 형성 플레이트(5A, 5B)및 리테이너 형성 플레이트(6)를 끼어서 접합 고정되어져 있다. 하우징의 일부로 되어 크랭크실(2a)을 형성하는 전면 하우징(2)과 실린더 블럭(1)과의 사이에는 회전축(9)이 회전가능하게 가설 지지되어 있다. 회전축(9)의 전단은 크랭크실(2a)에서 외부로 돌출되어 있으며, 이 돌출 단부에는 피동 프리(10)가 장착되어져 있다. 피동 프리(10)는 벨트(11)를 거쳐서 차량 엔진에 작동 연결되어져 있다.

전면 하우징(2)의 전단에는 지지통(2b)이 회전축(9)의 상기 돌출 단부의 주위를 포위하는 것같이 돌출 설치되어 있다. 피동 프리(10)는 앵귤러 베어링(angular baring)(7)을 거쳐서 지지통(2b)에 지지되어져 있다. 지지통(2b)은 피동 프리(10)에 작용하는 스러스트 방향의 하중 및 레디얼 방향의 하중의 양쪽을 엥귤러 베어링(7)을 낑서 받아들이고 있다.

회전축(9)의 전단부와 전면 하우징(2)과의 사이에는 립실(lip seal)(12)이 개재되어져 있다. 립실(12)은 크랭크실(2a)내의 압력의 샘을 방지한다.

회전축(9)에는 회전 지지체(8)가 장착되어져 있는 것과 함께 구면 형상의 사판 지지체(14)가 슬라이드 가능하게 지지 되어져 있다. 사판 지지체(14)에는 사판(15)이 회전축(9)의 축선 방향으로 경사 움직임 가능하게 지지되어져 있다.

제2도에 도시하듯이 사판(15)에는 연결편(16,17)이 장착되어져 있다. 연결편(16,17)에는 1쌍의 가이드핀(18,19)이 장착되어져 있다. 회전 지지체(8)에는 지지 아암(8a)이 돌출 설치되어져 있다. 지지아암(8a)에는 지지핀(20)이 회전 운동가능한 한편 회전축(9)에 대해서 직각을 이루는 방향으로 관통 지지되어져 있다. 1쌍의 가이드핀(18,19)은 지지판(20)의 양단부에 슬라이드 가능하게 끼어져 있다. 지지 아암(8a)위의 지지핀(20)과 1쌍의 가이드판(18,19)과의 연계에 의해 사판(15)이 사판 지지체(14)를 중심으로 회전축(9)의 축선 방향으로 경사 움직임 가능한 한편 회전축(9)과 일체적으로 회전가능하다. 사판(15)의 경사 움직임은 지지판(20)과 기이드판(18,19)과의 슬라이드 가이드 관계, 사판 지지체(14)의 슬라이드 작용 및 사판 지지체(14)의 지지 작용에 의해 안내된다.

제1도, 제5도 및 제6도에 도시하듯이 실린더 블럭(1)의 중심부에는 수용 구멍(13)내에는 로터리 밸브(24)가 회전가능한 한편 슬라이드 가능하게 수용되어져 있다. 로터리 밸브(24)내에는 흡입 냉매 공급 통로(24a)가 형성되어져 있으며, 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 입구(24b)가 로터리 밸브(24)의 후단에 개구 형성되어져 있다. 제4도에 도시하듯이 흡입냉매 공급 통로(24a)의 출구(24c)는 로터리 밸브(24)의 둘레면에 개구 형성되어져 있다.

로터리 밸브(24)에는 회전축(9)의 후단측의 작은 지름부가 뚫려 있으며 로터리 밸브(24)가 회전축(9)의 작은 지름부 위에 슬라이드 가능한 한편 상대 회전 불능하게 지지되어져 있다. 회전축(9)의 작은 지름부 후단에는 차단체(21)가 나사(25)에 의해 조여져 고정되어 있으며 차단체(21)와 로터리 밸브(24)와의 사이에는 개방 스프링(26)이 개제되어져 있다. 개방 스프링(26)는 차단체(21)를 사판 지지체(14)측에 가세하고 있다. 로터리 밸브(24)의 단면은 차단체(21)에 맞닿게 되어 있다. 로터리 밸브(24)의 단면과 차단체(21)등이 맞닿은 상태에서는 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 입구(24b)가 차단체(21)에 의해 폐쇄된다.

사판 지지체(14)와 로터리 밸브(24)등의 사이의 회전축(9)위에는 전달통(27)이 슬라이드 가능하게 지지되어져 있다. 전달통(27)의 한단은 사판 지지체(1)의 단면에 맞닿도록 되며, 전달통(27)의 다른 단은 로터리 밸브(24)의 단면에 맞닿는다. 전달통(27)은 수용구멍(13)내에 들어가 있으며, 수용구멍(13)의 둘레벽과 전달통(27)과의 사이에는 미끄럼 베어링 부재(28)가 개재되어져 있다. 미끄럼 베어링 부재(28)는 회전축(9)에 대한 레디얼 하중을 전달통(27)을 거쳐서 받아낸다. 미끄럼 베어링부재(28)와 로터리 밸브(24)의 사이에는 밀폐부재(S)가 개재되어 있다. 밀폐부재(S)는 크랭크실(2a)과 수용구멍(13)과의 사이를 밀폐한다.

제6도에 도시하듯이 회전축(9)의 후단부의 둘레면에는 단차부(9a,9b)가 형성되어 있다. 단차부(9a)는 로터리 밸브(24)의 사판 지지체(14)측에의 이동을 규제하며 단차부(9b)는 전달통(27)의 시판 지지체(14)측에 이동을 규제한다.

후면 후우징(3)의 중심부에는 흡입통로(29)가 형성되어 있다. 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 입구(24b)는 흡입 통로(29)에 개구되어 있다. 로터리 밸브(24)의 단면이 차단체(21)에 맞닿는 것에 의해 로터리 밸브(24)가 사판 지체(14)에서 떨어지는 방향으로의 이동을 규제함과 함께 흡입 통로(29)와 흡입 냉매 공급 통로(24a)등의 연통이 차단된다.

사판 지지체(14)가 차단체(21)측으로 이동함에 따라서 사판 지지체(14)가 전달통(27)에 맞닿으면, 전달통(27)을 로터리 밸브(24)에 접합된다. 로터리 밸브(24)는 개방 스프링(26)의 스프링 힘에 저항하여 차단체(21)에 맞닿는다. 따라서, 사판(15)의 경사각은 로터리 밸브(24)와 차단체(21)와의 맞닿는 것에 의해 규제된다. 사판(15)의 최소 경사각은 0°보다도 약간 크다. 이 최소 경사각 상태는 차단체(21)가 흡입 통로(29)와 흡입 냉매 공급 통로(24a)와의 연통을 차단하는 닫힘 위치에 배치된 때에 일어난다. 로터리 밸브(24)는 상기 닫힘 위치와 그 위치에서 떨어진 열림 위치 등으로 사판(15)의 경사각 움직임에 연동하여 변환 배치된다.

사판(15)의 최대 경사각은 회전 지지체(8)의 경사각 규제 돌출부(8b)와 사판(15)과의 맞닿음에 의해 규제된다.

크랭크실(2a)에 접속하도록 실린더 블럭(1)에 관통설치된 실린더 보어(1a)내에는 편두 피스톤(22)이 수용되어져 있다. 사판(15)의 회전 운동은 슈(23)를 거쳐서 편두 피스톤(22)의 전후 앙복 요동에 변환되며, 편두 피스톤(22)이 실린더 보어(1a)내를 전후로 움직인다.

제1도 및 제3도에 도시하듯이 후면 하우징(3)내에는 흡입실(3a) 및 토출실(3b)이 구획 형성되어져 있다. 밸브 플레이트(4) 위에는 토출 포트(4b)가 형성되어 있으며, 밸브형성 플레이트(5)위에는 토출 밸브(5a)가 형성되어져 있다. 편두 피스톤(22)에 의해 실린더 보어(1a)내에 구획되는 압축실(P)내의 냉매가스는 편두 피스톤(22)의 왕복 동작에 의해 토출 포트(4a)에서 토출 밸브(5a)를 눌러내어서 토출실(3b)에 토출된다. 토출 밸브(5a)는 리테이너 형성 플레이트(6)위의 리테이너(6a)에 맞닿아서 열림 정도가 규제된다.

회전 지지체(8)과 전면 하우징(2)과의 사이에는 스러스트베어링(53)이 개재되어져 있다. 스러스트베어링(53)은 압축실(9)에서 편두 피스톤(22), 사판(15), 연결편(16,17)가이드핀(18,19)및 지지판(20)을 거쳐서 회전 지지체(8)에 작용하는 압축 반력을 받아들인다.

수용구멍(13)의 둘레면에는 복수의 흡입 포트(13a)가 둘레방향으로 배열 형성되어져 있다. 흡입 포트(13a)와 압축실(P)과는 1대 1로 연통되어 있다. 로터리 밸브(24)가 제6도에 도시하는 열림 위치 및 제7도 및 제8도에 도시하는 닫힘 위치의 어느쪽에 배치되어 있는 경우에도 로터리 밸브(24)내의 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 출구(24c)는 로터리 밸브(24)의 회전에 따라서 각 흡입 포트(13a)와 순차 접속하는 둘레 주위자리를 그린다. 로터리 밸브(24)가 열림 위치에 있을 때에는 편두 피스톤(22)의 왕복 동작에 의해 흡입 통로(29)의 냉매가스가 흡입 냉매 공급 통로(24a)를 거쳐서 각 압축실(P)에 순차적으로 흡입된다.

편두 피스톤(22)의 스트로크는 크랭크실(2a)내의 압력과 실린더 보어(1a)내의 흡입압과의 편두 피스톤(22)을 거친 차압에 응해서 변한다. 즉, 압축 용량을 좌우하는 사판(15)의 경사각이 변화한다. 크랭크실(2a)내의 압력은 후면 하우징(3)에 장착된 용량 제어 밸브(30)에 의해 제어된다. 용량 제어 밸브(30)를 구성하는 밸브 하우징(31)에는 토출압 도입포트(31a), 흡입압 도입 포트(31b) 및 제어 포트(31c)가 설치되어져 있다. 토출압 도입 포트(31a)는 토출압 도입 통로(32)를 거쳐서 토출실(3a)에 연통되어 있다.

흡입압 도입 포트(31b)에 통하는 흡입압 검출실(35)의 압력은 다이어프램(36)을 거쳐서 조정 스프링(37)에 대항한다. 조정 스프링(37)의 스프링력은 다이어프램(36) 및 로드(38)을 거쳐서 밸브체(39)에 전달된다. 복귀 스프링(40)에 의해 밸브구멍(31d)을 폐쇄하는 방향으로 스프링 작용을 받는 밸브체(39)는 흡입압 검출실(35)내의 흡입압의 변동에 대하여 밸브구멍(31d)을 폐쇄한다. 밸브 구멍(31d)이 폐쇄되면 토출압도입 포트(31a)와 제어 포트(31c)등의 연통이 차단된다.

회전축(9)내에는 압력 풀림 통로(41)가 형성되어 있다. 압력 풀림 통로(41)의 입구(41a)는 크랭크실(2a)에 개구되어 있으며 압력 풀림 통로(21)의 출구(41b)는 단차(9a)에 개구되어 있다. 제4도에 도시하듯이 회전축(9)의 후단 작은 지름부의 둘레면과 로터리 밸브(24)와의 사이에는 압력 풀림 간극(42)이 형성되어져 있다. 압력 풀림 간극(42)은 압력 풀림 통로(41)의 출구(41b)와 흡입 냉매 공급 통로(24a)등을 연통한다. 즉, 크랭크실(2a)은 압력 열림 통로(41)및 압력 열림 간극(42)을 거쳐서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에 연통한다.

후면 하우징(3)에는 전자 개폐 밸브(43)가 장착되어져 있다. 솔레노이드(45)의 여자에 의해 밸브체(46)가 밸브 구멍(43a)을 폐쇄하여 솔레노이드(45)의 소자에 의해 밸브체(46)가 밸브구멍(43a)을 개방한다. 즉, 전자 개폐 밸브(43)는 토출실(3a)과 크랭크실(2a)등을 접속하는 압력 공급 통로(44)를 폐쇄한다.

흡입 냉매 공급 통로(24a)에 냉매 가스를 도입하는 흡입 통로(29)와 토출실(3a)에는 냉매 가스를 배출하는 배출구(1b)등은 외부 냉매 회로(47)로 접속되어 있다. 외부 냉매회로(47)위에는 응축기(48), 팽창 밸브(49) 및 증발기(50)가 개재되어져 있다. 팽창 밸브(49)는 붕발기(50)의 출구측의 가스압의 변동에 응해서 냉매 유량을 제어한다.

솔레노이드(45)는 제어 컴퓨터(C)의 여소자 제어를 받는다. 제어 컴퓨터(C)는 공조 장치 작동 스위치(51)의 온 또는 엑셀 스위치(52)의 오프에 의해 솔레노이드(45)를 여자하며 공조 장치의 작동 스위치(51)의 오프 또는 엑셀스위치(52)의 온에 의해 솔레노이드(45)를 소자한다.

제1도의 상태에수는 솔레노이드(45)는 여자 상태에 의해 압력 공급 통로(44)는 닫혀져 있다.

솔레노이드(45)가 여자되어 있을 때 흡입압이 높은 (냉방부하가 크다)경우에는 밸브체(39)의 밸브 열림 정도가 작게 된다. 크랭크실(2a)내의 냉매 가스는 방압 통로(31)를 경유하여 흡입 냉매 공급 통로(24a)에 유출하고 있다. 따라서, 밸브체(39)의 밸브 열림 정도가 작게되며 토출실(3b)에서 토출압 도입통로(32), 토출압 도입 포트(31a), 밸브 구멍(31d), 제어포트(31c) 및 제어 통로(34)를 경유해서 크랭크실(2a)에 유입하는 냉매 가스량이 적게된다. 그 때문에 크랭크실(2a)내의 압력이 저하한다. 또, 실린더 보어(1a)내의 흡입압도 높기 때문에 크랭크실(2a)내의 압력과 실린더 보어(1a)내의 흡입압과의 차가 작게 된다. 그 때문에 제1도 및 제6도에 도시하듯이 사판 경사각이 크게 된다.

반대로, 흡입압이 낮은(냉방 부하가 작다)경우에는 밸브체(39)의 밸브 열림 정도가 크게 되면 토출실(3a)에서 크랭크실(2a)에 유입하는 냉매 가스량이 많게 된다. 그 때문에 크랭크실(2a)내의 압력이 상승한다. 또, 실린더 보어(1a)내의 흡입압이 낮기 때문에 크랭크실(2a)내의 압력과 실린더 보어(1a)내의 흡입압과의 차가 크게 된다. 그 때문에 사판 경사각이 작게 된다.

흡입압이 상당히 낮은(냉방 부하가 없다)상태에서는 제7도에 도시하듯이 밸브체(39)가 최대 열림 정도 위치에 가깝다. 제7도에 도시하는 것같은 최대 열림 정도에 가까운 상태에서는 토출실(3a)의 냉매 가스가 제어 통로(34)를 경유하여 크랭크실(2a)에 급격히 유입된다. 그 때문에 크랭크실(2a)내의 승압은 빠르며, 또한 크랭크실(2a)내의 압력은 최고압 상태가 되며 사판(15)의 경사각은 최소 경사각 측으로 이행한다.

사판(15)의 경사각이 최소 경사각측으로 이행하는 것에 따라서 사판 지지체(14)가 전달통(27)에 맞닿아서 전달통(27)을 로터리 밸브(24)에 눌러 접합한다.

전달통(27)이 로터리 밸브(24)에 접합된 상태에서 사판지지체(14)가 더욱 차단체(21)측으로 이동하면, 로터리 밸브(24)가 차단체(21)에 접근하여 간다. 이 접근 동작에 의해 흡입 통로(29)에서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에 도달하는 사이의 냉매 가스 통과 단면적이 서서히 좁혀져간다. 이 좁혀지는 작용이 흡입 통로(29)에서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에의 냉매 가스 유입량을 서서히 줄여간다. 그 때문에 흡입 냉매 공급 통로(24a)에서 흡입 포트(13a)를 경유하여 압축실(P)내에 흡입되는 냉매 가스량도 서서히 감소해가며, 토출 용량이 서서히 감소하여간다. 그 결과 토출압이 서서히 저하해가며 압축기에 있어서의 토오크가 단시간에 커다랗게 변동하는 것이 없다.

로터리 베어링 밸브(24)가 차단체(21)에 맞닿으면 흡입통로(29)와 흡입 냉매 공급 통로(24a)와의 연통이 차단되며 외부 냉매 회로(47)에 있어서의 냉매 순환이 저지된다. 따라서, 증발기(50)에 있어서의 서리 발생의 우려는 없다.

실린더 보어(1a)에서 토출실(3a)에 토출된 냉매 가스는 토출압 도입통로(32), 용량 제어 밸브(30)내의 통로 및 제어통로(34)를 통하여 크랭크실(2a), 압력 풀림 통로(41), 압력 풀림 간극(42), 흡입 냉매 공급 통로(24a), 압축실(P)로 말하는 순환 경로가 압축기내에 이루어져 있으며, 토출실(3a), 크랭크실(2a) 및 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 사이에서는 압력차가 생기고 있다.

뿐만 아니라, 흡입압에 감응하는 용량 제어 밸브(30)의 흡입압력 도입 위치는 흡입 통로(29)가 차단되는 위치보다도 상류측에 설정되어 있다. 따라서, 용량 제어 밸브(30)는 냉방 부하를 반영하는 흡입압에 상당히 감응되며, 냉방 부하가 생기면 사판 경사각은 최소 상태에서 자동적으로 증대한다.

공조 장치 작동 스위치(51)의 오프 또는 엑셀 스위치(52)의 온에 의해 솔레노이드(45)가 소자되면, 제8도에 도시하듯이 전자 개폐 밸브(43)가 압력 공급 통로(44)를 연다. 이 상태에서는 토출실(3a)의 냉매 가스가 압력 공급 통로(44)를 경유하여 크랭크실(2a)에 급격히 유입하여 사판(15)의 경사각은 최소 경사각측으로 이행한다.

제7도의 상태에서 냉방 부하가 증대하여 흡입압이 상승한 경우 이 흡입압의 상승은 흡입 통로(29)에서 흡입압검출실(35)에 파급되어 밸브체(33)가 밸브 구멍(31d)을 폐쇄한다. 또는 제8도의 상태에서 공조 장치 작동 스위치(51)가 온 또는 엑셀 스위치(52)가 오프되면 솔레노이드(45)가 여자되어 압력 공급 통로(44)가 차단된다.

토출실(3a), 크랭크실(2a) 및 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 사이에서는 압력차가 있다. 그 때문에 압력 공급통로(44)가 차단 상태에 있으며, 또한 밸브체(39)가 밸브구멍(31d)을 폐쇄하면 크랭크실(2a)내의 압력이 저하하여 사판 경사각이 최소 경사각에서 증대한다. 이 경사각 증대에 의해 사판 지지체(14)가 전달통(27)에서 떨어지는 방향으로 이동하지만 전달통(27) 및 로터리 밸브(24)는 개발 스프링(26)의 스프링력에 의해 사판 지지체(14)의 이동에 따르며, 로터리 밸브(24)가 차단체(21)에서 떨어진다. 이 떨어지는 동작에 의해 흡입 통로(29)에서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에 도달하는 사이의 냉매 가스통과 단면적이 서서히 확대되어 간다. 이 서서히 행해지는 통과 단면적 흡입 통로(29)에서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에의 냉매 가스 유입량을 서서히 늘어서 간다. 그 때문에 흡입 냉매 공급 통로(24a)에서 압축실(P)내에 흡입되는 냉매 가스량고 서서히 증대하여 가며 토출 용량이 서서히 증대하여 간다. 그 결과 토출압이 서서히 증대하여 가며 압축기에 있어서의 토오크가 단시간에 크게 변동하는 일은 없다.

큰 토오크 변동을 방지하여 얻는 본 발명에서는 로터리 밸브(24)가 채용되어져 있으며 로터리 밸브(24)의 채용은 체적 효율의 향상을 불러일으킨다. 플래퍼 밸브형의 흡입 밸브의 경우에는 윤활유가 흡입 밸브와 그 밀접면과의 사이의 흡착력을 크게 해버리며 흡입 밸브의 개방 개시 타이밍이 상기 흡착력에 의해 늦어진다. 이 늦어짐 및 흡입 밸브의 탄성 저항에 의한 흡입 저항이 체적 효율을 저하시킨다.

그러나, 강제 회전되는 로터리 밸브(24)의 채용에서는 윤활유에 기인하는 흡착력 및 흡입 밸브의 탄성 저항에 의한 흡입 저항의 문제는 없으며, 압축실(P)내가 흡입 냉매 공급 통로(24a)내의 압력을 약간 내리면 냉매 가스가 즉시 압력실(P)에 유입한다. 따라서, 로터리 밸브(24)채용의 경우에는 체적 효율이 플래퍼 밸브형의 흡입 밸브 채용의 경우에 비하여 큰폭으로 향상된다.

체적 효율의 향상은 냉방 능력 향상을 부르며, 따라서, 압축기 탑재 차량에 있어서의 아이드링 상태에서는 아니들 회전수를 높이는 일없이 냉방 능력 향상을 달성할 수가 있으며, 연료 소비량을 제어할 수가 있다.

본 발명은 물론 상기 실시예에만 한정되는 것은 아닌 예를 들면 제9도 및 제10도에 도시하는 실시에도 가능하다. 이 실시예에서는 로터리 밸브(24A)가 회전축(9)의 후단에 나사(25)에 의해 조여져 고정되어 있으며 회전축(9)위에 슬라이드 가능하게 지지된 차단체(21A)가 로터리 밸브(24A)의 흡입 냉매 공급 통로(24a)내에 들어가 있다. 차단체(24A)는 사판(15)의 경사 움직임에 연동하고 있으며 로터리 밸브(24A)와 차단체(21A)와의 사이에는 개방 스프링(26)이 개재되어져 있다.

제9도에 도시하듯이 사판(15)이 최대 경사각의 때에는 차단체(21A)가 개방 스프링(26)의 스프링 작용에 의해 흡입냉매 공급 통로(24a)의 입구(24b)에서 떨어진 열림 위치에 배치된다. 제10도에 도시하듯이 사판(15)이 최소 경사각의 때에는 차단체(21A)가 흡입 냉매 공급 통로(24a)의 입구(24b)를 폐쇄하는 닫힘 위치에 배치된다. 차단체(21A)에는 압력 풀림 구멍(21a)이 압력 풀림 통로(41)의 출구(41a)에 접속하도록 형성되어져 있으며 사판 경사각이 최소 상태에 있어서도 압축실(P), 토출실(3a), 크랭크실(2a) 및 흡입 냉매공급 통로(24a)가 순환 경로를 형성한다.

로터리 밸브(24A)가 수용 구멍(13)에 대하여 미끄러지는 것없이 단순히 회전하는 것의 구성은 로터리 밸브(24)가 수용구멍(13)에 대하여 미끄러지는 구성에 비하여 로터리 밸브의 미끄럼 접합 둘레면에 있어서의 밀폐성에 관하여 유리하다.

또, 본 발명에서는 제11도 내지 제12도에 도시하듯이 차단체(21B)에 의해 흡입 통로(29)를 개폐되도록 한 실시예도 가능하다. 제11도의 사판 경사각이 최대 상태에서는 흡입 통로(29)에서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에 냉매 가스를 도입가능한 열림 위치에 있으며, 제12도의 사판 경사각 최소 상태에서는 흡입 통로(29)에서 흡입 냉매 공급 통로(24a)에 냉매 가스를 도입 불능한 닫힘 위치에 있다. 즉, 차단체(21B)는 상기 각 실시예와 마찬가지로 사판(15)의 경사 움직임에 연동되어 있다.

이 실시예에 있어서도 로터리 밸브(24B)가 수용 구멍(13)에 대하여 미끄러지는 일없이 단순하게 회전할 뿐이며 로터리 밸브의 미끄럼 접합면에 있어서의 실성은 로터리 밸브(24)가 수용 구멍(13)에 대하여 슬라이드 되는 구성에 비하여 유리하다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명은 로터리 밸브 및 차단체의 어느쪽 한쪽을 회전축의 축선 방향으로 미끄러짐 가능하게 지지함과 함께 로터리 밸브 및 차단체의 어느쪽 한쪽의 슬라이드를 상기 사판의 경사 움직임의 적어도 일부에 연동시키며 상기 로터리 밸브와 차단체 등이 접속되어 있는 상태에서는 사판의 경사각도를 0이 아닌 최소 경사각으로 유지하도록 하였기 때문에 토출압의 급격한 변동을 방지하여 토오크 변동을 제어하여가며 체적 효율을 향상하여 얻을 수 있다는 우수한 효과를 이룬다.

로터리 밸브를 미끄럽게 하는 발명에서는, 로터리 밸브가 닫힘 위치에 슬라이드 배치되어 있는 때의 흡입 냉매공급 통로의 출구가 회전축의 회전에 따라서 각 압축실의 흡입 포트와, 순차 접속하는 둘레 회전자리를 그리도록 하였기 때문에 사판 경사각이 최소의 경우에도 압축실, 토출실, 크랭크실, 흡입 냉매 공급 통로가 순환 경로를 형성하여 압력차가 생기며, 최소 용량에서의 용량 복귀를 자동적으로 행하여 얻을 수 있는 우수한 효과를 이룬다.

차단체를 미끄럽게 하는 발명에서는 로터리 밸브의 미끄럼 접합 둘레면에 있어서의 밀폐성이 로터리 밸브를 미끄럽게 하는 경우에 비해서 높아진다는 우수한 효과를 이룬다.

Claims (3)

1. 회전축의 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내의 편두 피스톤을 왕복 직선 운동가능하게 수용하며, 하우징내에 회전축을 회전가능하게 지지하여 회전축에 사판을 일체로 회전가능한 한편 경가 움직임 가능하게 지지하고, 편두 피스톤을 통과한 크랭크실 내의 압력과 흡입압의 차이에 의해 사판의 경사각을 제어하며, 토출압, 영역의 압력을 크랭크실에 공급함과 함께 크랭크실의 압력을 흡입압 영역으로 방출하여 크랭크실 내의 조정압을 행하는 클러치 없는 편측 피스톤식 가변 용량 압축기에 있어서, 상기 편두 피스톤에 의해 각 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 냉매 가수를 공급하기 위한 흡입 냉매 공급 통로를 로터리 밸브에 형성하며, 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 냉매 공급 통로에 냉매가스를 도입하기 위한 흡입 통로와 상기 압축실을 상기 편두 피스톤의 왕복 운동에 동기하여 순하 연통하도록 회전 축위에 로터리 밸브를 지지하며, 상기 흡입 냉매 공급 통로와 흡입 통로의 연통 및 차단을 행하기 위한 차단체를 로터리 밸브에 대하여 접합가능하게 대향 배치하며, 로터리 밸브 및 차단체중 어느 한쪽을 회전축의 측선방향으로 미끄럼 가능하게 지지함과 함께 로터리 밸브 및 차단체중 어느 한쪽의 슬라이를 상기 사판의 경사 이동의 적어도 일부에 연동시켜 상기 로터리 밸브와 차단체가 접촉하고 있는 상태에서는 사판의 경사각을 0이 아닌 최소경사각으로 유지한 것을 특징으로 하는 클러치 없는 편측피스톤식 가변 용량 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 차단체에서 떨어져 상기 흡입 통로와 흡입 냉매공급 통로 등을 연통하는 열림 위치와, 상기 차단체에 접해서 상기 흡입 통로와 흡입 냉매 공급 통로의 연통을 차단하는 닫힘 위치에 슬라이드 변환가능하게 회전축 위에 상기 로터리 밸브를 지지하며, 상기 로터리 밸브가 상기 닫힘 위치에 슬라이드 배치되어져 있을 때의 흡입 냉매 공급 통로의 출구는, 최전축의 회전에 따라서 각 압축실의 흡입 포트와 순차 접속하는 원주궤적을 그리도록 한 것을 특징으로 하는 클러치 없는 편측 피스톤식 가변 용량 압축기.
3. 회전축의 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내의 편두 피스톤을 왕복 지석 (운동가능하게 수용하며, 하우징내에 회전축을 회전가능하게 지지하여 회전축을 사판을 일체로 회전가능한 한편 경사움직임 가능하게 지지하고, 편두 피스톤을 통과한 크랭크실 내의 압력과 흡입압의 차이에 의해 사판의 경사각을 제어하며, 토출압 영역의 압력을 크랭크실에 공급함과 함께 크랭크실의 압력을 흡입만 영영으로 방출하여 크랭크실 내의 조정압을 행하는 클러치 없는 편측 피스톤식 가변 용량 압축기에 있어서, 상기 편두 피스톤에 의해 각 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 냉매 가스를 공급하기 위한 흡입 냉매 공급 통로를 로터리 밸브에 형성하며, 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 냉매 공급 통로에 냉매가스를 도입하기 위한 흡입 통로와 상기 압축실을 상기 편두피스톤의 왕복 운동에 등기하여 순차 연통하도록 회전축 위에 로터리 밸브를 지지하며, 외부 냉매 회로에서 상기 흡입 냉매 공급 통로에 냉매 가스를 도입 불가능한 닫힘 위치와 도입가능한 열림 위치로 변환되어지는 차단체의 변환 동작을 상기 사판의 경사 움직임의 적어도 일부에 연동시키며, 상기 차단체가 상기 닫힘 위치에 있을 때에는 사판의 경사각을 0이 아닌 최소 경사각으로 유지한 것을 특징으로 하는 클러치 없는 편측 피스톤식 가변 용량 압축기.