KR101611043B1 - 양두 피스톤형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

양두 피스톤형 사판식 압축기는 사판, 양두 피스톤, 제어압실, 토출압 영역, 흡입압 영역, 토출압 영역으로부터 제어압실로 연장되는 공급 통로, 공급 통로의 개도를 좁히는 좁힘부 (narrowing portion), 및 용량 제어 밸브를 포함한다. 용량 제어 밸브는 제어압실의 압력을 제어한다. 용량 제어 밸브는 구동력 전달 로드, 밸브실, 안내벽 및 배압실을 포함한다. 배압실은 안내벽과 구동력 전달 로드 사이의 간극을 통해 밸브실과 연통한다. 좁힘부는 간극의 통로 단면적보다 더 큰 통로 단면적을 갖는다.

Description

양두 피스톤형 사판식 압축기{DOUBLE-HEADED PISTON TYPE SWASH PLATE COMPRESSOR}

본 발명은, 사판과 결합되고 사판의 경사각에 따른 스트로크로 왕복 운동하는 양두 피스톤을 포함하는 양두 피스톤형 사판식 압축기에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 H1-190972 는 크랭크실을 갖는 양두 피스톤형 사판식 압축기의 일례를 개시하고 있다. 이 공보의 크랭크실은 사판의 경사각을 변경하기 위한 제어압실로서 기능하지 않는다. 이는, 크랭크실이 제어압실로서 기능하는 편두 피스톤을 갖는 가변 용량형 사판식 압축기와 상이하다. 이 때문에, 양두 피스톤형 사판식 압축기는 사판의 경사각을 변경하기 위해 사판에 연결된 가동체를 갖는다. 가동체는, 하우징 내에 형성된 제어압실에 제어 가스가 도입되어 제어압실 내부의 압력이 변화되는 때에, 회전축의 축선 방향으로 이동한다. 회전축의 축선 방향에서의 가동체의 이동은 사판의 경사각을 변화시킨다. 양두 피스톤형 사판식 압축기는 제어압실의 압력을 제어하는 용량 제어 밸브를 포함한다.

제어압실은 크랭크실보다 더 작은 공간을 규정한다. 따라서, 제어압실의 압력을 제어하는 용량 제어 밸브의 응답성은, 사판의 경사각의 변경에 영향을 미치기 쉽다. 용량 제어 밸브의 응답성을 향상시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 용량 제어 밸브의 응답성을 향상시키는 양두 피스톤형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 양태에 따른 양두 피스톤형 사판식 압축기는, 하우징, 회전축, 사판, 크랭크실, 양두 피스톤, 가동체, 제어압실, 토출압 영역, 흡입압 영역, 공급 통로, 좁힘부 (narrowing portion), 배출 통로, 및 용량 제어 밸브를 포함한다. 상기 사판은, 상기 회전축의 구동력에 의해 회전한다. 상기 사판은 상기 회전축에 대한 경사각이 변경되도록 구성된다. 상기 크랭크실은, 상기 하우징 내에 형성되고 상기 사판을 수용한다. 상기 양두 피스톤은 상기 사판과 결합한다. 상기 양두 피스톤은 상기 사판의 경사각에 따른 스트로크로 왕복 운동한다. 상기 가동체는 상기 사판의 경사각을 변경하도록 상기 사판에 연결된다. 상기 제어압실은, 상기 하우징 내에 형성되고 상기 가동체에 의해 규정된다. 상기 제어압실은, 상기 제어압실에 제어 가스가 도입되어 상기 제어압실의 내부의 압력이 변하는 때에 상기 가동체를 상기 회전축의 축선 방향으로 이동시키도록 구성된다. 상기 공급 통로는 상기 토출압 영역으로부터 상기 제어압실로 연장된다. 상기 좁힘부는 상기 공급 통로의 개도를 좁힌다. 상기 배출 통로는 상기 제어압실로부터 상기 흡입압 영역으로 연장된다. 상기 용량 제어 밸브는 상기 제어압실의 압력을 제어한다. 상기 용량 제어 밸브는, 전자기 솔레노이드, 상기 배출 통로의 일부, 구동력 전달 로드, 밸브실, 압력감지실, 압력감지 기구, 안내벽, 배압실, 및 연통 통로를 포함한다. 상기 구동력 전달 로드는 상기 배출 통로의 개도를 조정하는 밸브 보디을 포함한다. 상기 구동력 전달 로드는 상기 전자기 솔레노이드에 의해 구동된다. 상기 밸브실은 상기 밸브 보디를 수용한다. 상기 압력감지실은 상기 흡입압 영역에 연통한다. 상기 압력감지 기구는 상기 압력감지실에 수용된다. 상기 압력감지 기구는 상기 밸브 보디의 밸브 개도를 조정하기 위하여 상기 흡입압 영역의 압력에 따라서 상기 구동력 전달 로드의 이동 방향을 따라 신축하도록 구성된다. 상기 안내벽은, 상기 구동력 전달 로드를 상기 이동 방향을 따라 이동하도록 안내한다. 상기 배압실은 상기 전자기 솔레노이드와 상기 밸브실 사이에 배치된다. 상기 배압실은 상기 안내벽과 상기 구동력 전달 로드 사이의 간극을 통해 상기 밸브실에 연통한다. 상기 배압실은 상기 연통 통로를 통해 상기 압력감지실에 연통한다. 상기 좁힘부는 상기 간극의 통로 단면적보다 더 큰 통로 단면적을 갖는다.

본 발명의 목적과 이점과 함께, 본 발명은, 첨부도면들과 함께 현재 바람직한 실시형태들에 대한 이하의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 양두 피스톤형 사판식 압축기를 나타내는 측단면도이다.
도 2 는, 사판의 경사각이 최소인 때의 도 1 의 용량 제어 밸브의 단면도이다.
도 3 은, 사판의 경사각이 최대인 때의 도 1 의 용량 제어 밸브의 단면도이다.
도 4 는, 사판의 경사각이 최대인 때의 도 1 의 양두 피스톤형 사판식 압축기를 나타내는 측단면도이다.

이하에서, 도 1 ~ 도 4 에 따라 본 발명을 구체화한 일 실시형태에 대해 설명한다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 양두 피스톤형 사판식 압축기 (10) 의 하우징 (11) 은, 서로 접합된 제 1 실린더 블록 (12) 및 제 2 실린더 블록 (13) 을 포함한다. 양두 피스톤형 사판식 압축기 (10) 는, 전방 (일측) 을 향해 위치된 제 1 실린더 블록 (12) 에 접합된 프론트 하우징 (14) 및 후방 (타측) 을 향해 위치된 제 2 실린더 블록 (13) 에 접합된 리어 하우징 (15) 을 포함한다.

프론트 하우징 (14) 과 제 1 실린더 블록 (12) 사이에는, 제 1 밸브/포트 형성체 (16) 가 배치된다. 리어 하우징 (15) 과 제 2 실린더 블록 (13) 사이에는, 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 가 배치된다.

프론트 하우징 (14) 과 제 1 밸브/포트 형성체 (16) 사이에는, 흡입실 (14a) 및 토출실 (14b) 이 규정된다. 토출실 (14b) 은 흡입실 (14a) 의 반경방향 외측에 배치된다. 리어 하우징 (15) 과 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 사이에는, 흡입실 (15a) 및 토출실 (15b) 이 규정된다. 리어 하우징 (15) 에는, 압력 조정실 (15c) 이 배치된다. 압력 조정실 (15c) 은, 리어 하우징 (15) 의 중앙부에 배치된다. 흡입실 (15a) 은, 압력 조정실 (15c) 의 반경방향 외측에 배치된다. 토출실 (15b) 은 흡입실 (15a) 의 반경방향 외측에 배치된다. 토출실 (14b, 15b) 은 도시되지 않은 토출 통로를 통해 서로 연통한다. 토출 통로는 도시되지 않은 외부 냉매 회로에 접속된다. 토출실 (14b, 15b) 은 토출압 영역으로서 역할한다.

제 1 밸브/포트 형성체 (16) 에는, 흡입실 (14a) 과 연통하는 흡입 포트 (16a), 및 토출실 (14b) 과 연통하는 토출 포트 (16b) 가 형성된다. 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 에는, 흡입실 (15a) 과 연통하는 흡입 포트 (17a), 및 토출실 (15b) 과 연통하는 토출 포트 (17b) 가 형성된다. 각 흡입 포트 (16a, 17a) 에는, 도시되지 않은 흡입 밸브 기구가 형성된다. 각 토출 포트 (16b, 17b) 에는, 도시되지 않은 토출 밸브 기구가 형성된다.

하우징 (11) 내에는 회전축 (21) 이 회전 가능하게 지지된다. 회전축 (21) 의 전방 단부는, 제 1 실린더 블록 (12) 을 통해 연장되는 축 구멍 (12h) 에 삽입된다. 회전축 (21) 의 전방 단부는, 회전축 (21) 중, 중심 축선 (L) 이 연장되는 방향 (회전축 (21) 의 축선 방향) 에서 회전축 (21) 의 제 1 단부에 더 가까운 부분이다. 회전축 (21) 의 전방 단부는 하우징 (11) 의 전방 측 (일측) 을 향해 위치된다. 회전축 (21) 의 전방 단부는 프론트 하우징 (14) 내부에 배치된다. 회전축 (21) 의 후방 단부는, 제 2 실린더 블록 (13) 을 통해 연장되는 축 구멍 (13h) 에 삽입된다. 회전축 (21) 의 후방 단부는, 회전축 (21) 중, 중심 축선 (L) 이 연장되는 방향 (즉, 회전축 (21) 의 축선 방향) 에서 회전축 (21) 의 제 2 단부에 더 가까운 부분이다. 회전축 (21) 의 후방 단부는 하우징 (11) 의 후방 측 (타측) 을 향해 위치된다. 회전축 (21) 의 후방 단부는 압력 조정실 (15c) 내부에 배치된다.

회전축 (21) 의 전방 단부는, 축 구멍 (12h) 을 통해 제 1 실린더 블록 (12) 에 회전 가능하게 지지된다. 회전축 (21) 의 후방 단부는, 축 구멍 (13h) 을 통해 제 2 실린더 블록 (13) 에 회전 가능하게 지지된다. 프론트 하우징 (14) 과 회전축 (21) 사이에는, 립 시일 타입의 축 시일 장치 (22) 가 배치된다. 회전축 (21) 의 전방 단부는, 구동력 전달 기구 (PT) 를 통해 외부 구동원으로서 역할하는 차량 엔진 (E) 과 작동 연결된다. 본 실시형태에서는, 구동력 전달 기구 (PT) 는, 항상 전달 타입의 무클러치 (clutch-less) 기구 (예를 들어, 벨트와 풀리의 조합) 이다.

하우징 (11) 내에는, 제 1 실린더 블록 (12) 및 제 2 실린더 블록 (13) 에 의해 규정되는 크랭크실 (24) 이 배치된다. 크랭크실 (24) 에는, 회전축 (21) 의 구동력에 의해 회전되고 회전축 (21)에 대해 축선 방향으로 경사져 있는 사판 (23) 이 수용된다. 사판 (23) 에는, 회전축 (21) 이 삽입되는 삽입 구멍 (23a) 이 형성되어 있다. 회전축 (21) 이 삽입 구멍 (23a) 에 삽입되어서, 회전축 (21) 이 사판 (23) 과 접속된다.

제 1 실린더 블록 (12) 에는, 회전축 (21) 의 주위에 배열되는 복수의 제 1 실린더 보어 (12a) 가 형성된다. 도 1 은 1 개의 제 1 실린더 보어 (12a) 만 보여준다. 각 제 1 실린더 보어 (12a) 는 축선 방향으로 제 1 실린더 블록 (12) 을 통해 연장된다. 각 제 1 실린더 보어 (12a) 는, 흡입 포트 (16a) 를 통해 흡입실 (14a) 과 연통하고, 토출 포트 (16b) 를 통해 토출실 (14b) 과 연통한다. 제 2 실린더 블록 (13) 에는, 회전축 (21) 의 주위에 배열되는 복수의 제 2 실린더 보어 (13a) 가 형성된다. 도 1 은 1 개의 제 2 실린더 보어 (13a) 만 보여준다. 각 제 2 실린더 보어 (13a) 는 축선 방향으로 제 2 실린더 블록 (13) 을 통해 연장된다. 각 제 2 실린더 보어 (13a) 는, 흡입 포트 (17a) 를 통해 흡입실 (15a) 과 연통하고, 토출 포트 (17b) 를 통해 토출실 (15b) 과 연통한다. 제 1 실린더 보어 (12a) 및 제 2 실린더 보어 (13a) 는, 각각 쌍을 형성하도록 전후로 배치된다. 제 1 실린더 보어 (12a) 및 제 2 실린더 보어 (13a) 를 포함하는 각 실린더 보어 내에는, 양두 피스톤 (25) 이 전후방향으로 왕복운동 가능하도록 수용된다.

각 양두 피스톤 (25) 은, 1 쌍의 슈 (26) 를 통해 사판 (23) 의 반경방향 외측 부분과 결합한다. 회전축 (21) 의 회전에 의한 사판 (23) 의 회전 운동이, 슈 (26) 를 통해 양두 피스톤 (25) 의 왕복 직선 운동으로 변환된다. 각 제 1 실린더 보어 (12a) 내에서, 양두 피스톤 (25) 과 제 1 밸브/포트 형성체 (16) 가 제 1 압축실 (20a) 을 규정한다. 각 제 2 실린더 보어 (13a) 내에서는, 양두 피스톤 (25) 과 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 가 제 2 압축실 (20b) 을 규정한다.

제 1 실린더 블록 (12) 에는, 축 구멍 (12h) 과 연속적이면서 축 구멍 (12h) 보다 더 큰 직경을 갖는 제 1 대직경 구멍 (12b) 이 형성되어 있다. 제 1 대직경 구멍 (12b) 은 크랭크실 (24) 과 연통한다. 크랭크실 (24) 은, 제 1 실린더 블록 (12) 및 제 1 밸브/포트 형성체 (16) 를 통해 연장되는 흡입 통로 (12c) 를 통해 흡입실 (14a) 과 연통한다.

제 2 실린더 블록 (13) 에는, 축 구멍 (13h) 과 연속적이면서 축 구멍 (13h) 보다 더 큰 직경을 갖는 제 2 대직경 구멍 (13b) 이 형성되어 있다. 제 2 대직경 구멍 (13b) 은 크랭크실 (24) 과 연통한다. 크랭크실 (24) 은, 제 2 실린더 블록 (13) 및 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 를 통해 연장되는 흡입 통로 (13c) 를 통해 흡입실 (15a) 과 연통한다.

제 2 실린더 블록 (13) 은 흡입 포트 (13s) 가 형성되어 있는 둘레 벽을 갖는다. 흡입 포트 (13s) 는 외부 냉매 회로에 접속된다. 외부 냉매 회로로부터 흡입 포트 (13s) 를 통해 크랭크실 (24) 에 흡입된 냉매 가스는, 흡입 통로 (12c, 13c) 를 통해 흡입실 (14a, 15a) 에 흡입된다. 흡입실 (14a, 15a) 및 크랭크실 (24) 은, 흡입압 영역으로서 역할하고, 서로 실질적으로 동일한 압력을 갖는다.

회전축 (21) 은, 회전축 (21) 으로부터 돌출함과 함께 제 1 대직경 구멍 (12b) 내에 배치되는 플랜지부 (21f) 를 갖는다. 회전축 (21) 의 축선 방향에서 플랜지부 (21f) 와 제 1 실린더 블록 (12) 사이에 제 1 스러스트 베어링 (27a) 이 배치된다. 회전축 (21) 의 후방 단부에는, 원통 형상의 지지 부재 (39) 가 압입된다. 지지 부재 (39) 의 외주면에는, 그 외주면으로부터 돌출함과 함께 제 2 대직경 구멍 (13b) 내에 배치되는 원형 플랜지부 (39f) 가 형성된다. 회전축 (21) 의 축선 방향에서 플랜지부 (39f) 와 제 2 실린더 블록 (13) 사이에는 제 2 스러스트 베어링 (27b) 이 배치된다.

플랜지부 (21f) 의 후방측과 사판 (23) 의 전방측 사이에 위치되는 회전축 (21) 의 부분에, 원형 링 형상의 고정체 (31) 가 고정된다. 고정체 (31) 는 회전축 (21) 과 일체로 회전 가능하다. 플랜지부 (21f) 와 고정체 (31) 사이에는, 가동체 (32) 가 배치된다. 가동체 (32) 는 저부를 갖는 원통 형상이다. 가동체 (32) 는 회전축 (21) 의 축선 방향으로 고정체 (31) 에 대해 이동 가능하다.

가동체 (32) 는, 회전축 (21) 이 삽입되는 삽입 구멍 (32e) 을 갖는 원형 링 형상으로 형성되는 저부 (32a), 및 저부 (32a) 의 외주 가장자리로부터 회전축 (21) 의 축선 방향을 따라 연장되는 원통부 (32b) 를 포함한다. 원통부 (32b) 의 내주면은 슬라이딩 가능한 방식으로 고정체 (31) 의 외주 가장자리와 접촉한다. 가동체 (32) 는 고정체 (31) 를 통해 회전축 (21) 과 일체로 회전 가능하다. 원통부 (32b) 의 내주면과 고정체 (31) 의 외주 가장자리 사이에는, 이 사이를 밀봉하기 위해 시일 부재 (33) 가 배치된다. 삽입 구멍 (32e) 과 회전축 (21) 사이에는, 이 사이를 밀봉하기 위해 시일 부재 (34) 가 배치된다. 고정체 (31) 와 가동체 (32) 는 이들 사이에서 제어압실 (35) 을 규정한다.

회전축 (21) 은, 회전축 (21) 의 내부에 배치되고 회전축 (21) 의 축선 방향을 따라 연장되는 제 1 내부 통로 (21a) 를 포함한다. 제 1 내부 통로 (21a) 의 후단은 압력 조정실 (15c) 을 향해 개방된다. 회전축 (21) 은, 회전축 (21) 의 내부에 배치되고 회전축 (21) 의 반경 방향으로 연장되는 제 2 내부 통로 (21b) 를 더 포함한다. 제 2 내부 통로 (21b) 의 제 1 단부는 제 1 내부 통로 (21a) 의 선단부와 연통하고, 제 2 단부는 제어압실 (35) 을 향해 개방된다. 제어압실 (35) 은 제 1 내부 통로 (21a) 및 제 2 내부 통로 (21b) 를 통해 압력 조정실 (15c) 과 연통한다.

크랭크실 (24) 내에 있어서, 사판 (23) 과 플랜지부 (39f) 사이에는 러그 아암 (40) 이 배치된다. 실질적으로 L자형으로 형성된 러그 아암 (40) 은 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는다. 러그 아암 (40) 의 제 1 단부에는 웨이트부 (40a) 가 배치된다. 웨이트부 (40a) 가 사판 (23) 의 앞에 배치되도록, 러그 아암 (40) 은 그루브 (23b) 를 통해 연장된다.

그루브 (23b) 를 통해 횡방향으로 제 1 핀 (41) 이 연장된다. 제 1 핀 (41) 은, 러그 아암 (40) 의 제 1 단부에 더 가까이 있는 러그 아암 (40) 의 부분을, 사판 (23) 의 상측 단부에 더 가까운 사판 (23) 의 부분 (도 1 에서의 상측 부분) 에 접속시킨다. 사판 (23) 은, 러그 아암 (40) 의 제 1 단부에 더 가까이 있는 러그 아암 (40) 의 부분을 제 1 핀 (41) 의 축선 주위에서 요동 가능하게 지지한다. 제 1 핀 (41) 의 축선은 제 1 요동 중심 (M1) 으로서 역할한다. 제 2 핀 (42) 은 러그 아암 (40) 의 제 2 단부에 더 가까이 있는 러그 아암 (40) 의 부분을 지지 부재 (39) 에 접속시킨다. 지지 부재 (39) 는 러그 아암 (40) 의 제 2 단부에 더 가까이 있는 러그 아암 (40) 의 부분을 제 2 핀 (42) 의 축선 주위에서 요동 가능하게 지지한다. 제 2 핀 (42) 의 축선은 제 2 요동 중심 (M2) 으로서 역할한다.

가동체 (32) 의 원통부 (32b) 의 선단부에는, 사판 (23) 을 향해 돌출하는 연결부 (32c) 가 형성되어 있다. 연결부 (32c) 에는, 제 3 핀 (43) 이 삽입되는 가동체측 삽입 구멍 (32h) 이 형성되어 있다. 사판 (23) 의 하측 단부에 더 가가운 사판 (23) 의 부분 (도 1 에 있어서의 하측 부분) 에는, 제 3 핀 (43) 이 삽입되는 사판측 삽입 구멍 (23h) 이 형성되어 있다. 제 3 핀 (43) 은 사판 (23) 의 하측 단부에 더 가까운 사판 (23) 의 부분에 연결부 (32c) 를 연결시킨다.

제 2 밸브/포트 형성체 (17) 에는 좁힘부 (36a) 가 형성된다. 좁힘부 (36a) 는 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 를 통해 연장되고, 토출실 (15b) 과 연통한다. 제 2 밸브/포트 형성체 (17) 에 더 가까운 제 2 실린더 블록 (13) 의 단부면 (end face) 에는, 제 2 실린더 블록 (13) 의 그 단부면으로부터 우묵하고 압력 조정실 (15c) 을 좁힘부 (36a) 와 연통시키는 연통부 (36b) 가 형성되어 있다. 토출실 (15b) 은 좁힘부 (36a), 연통부 (36b), 압력 조정실 (15c), 제 1 내부 통로 (21a) 및 제 2 내부 통로 (21b) 를 통해 제어압실 (35) 과 연통한다. 따라서, 좁힘부 (36a), 연통부 (36b), 압력 조정실 (15c), 제 1 내부 통로 (21a) 및 제 2 내부 통로 (21b) 는, 토출실 (15b) 로부터 제어압실 (35) 까지 연장되는 공급 통로로서 역할한다. 좁힘부 (36a) 에서 공급 통로의 개도가 좁아진다. 제어압실 (35) 의 압력을 제어하기 위해, 리어 하우징 (15) 에는, 전자기식의 용량 제어 밸브 (50) 가 배치된다. 용량 제어 밸브 (50) 는 도시되지 않은 제어 컴퓨터에 전기 접속되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 용량 제어 밸브 (50) 의 밸브 하우징 (51) 은, 전자기 솔레노이드 (52) 를 수용하는 제 1 하우징 (51a), 제 1 하우징 (51a) 에 부착되는 튜브 형상의 제 2 하우징 (51b), 및 제 2 하우징 (51b) 의 개구를 덮도록 제 1 하우징 (51a) 의 반대편에 밸브 하우징 (51) 의 일부에 위치되는 판 형상의 뚜껑부 (51c) 를 포함한다. 제 2 하우징 (51b) 내에는 격벽 (51s) 이 배치된다. 격벽 (51s) 은, 제 2 하우징 (51b) 의 내부 공간을 밸브실 (55) 과 압력감지실 (56) 로 분할한다.

전자기 솔레노이드 (52) 는 고정 철심 (52a) 과 가동 철심 (52b) 을 포함한다. 코일 (52c) 은 전류를 공급받아 여자되어서, 가동 철심 (52b) 이 고정 철심 (52a) 에 끌어 당겨진다. 제어 컴퓨터가 전자기 솔레노이드 (52) 에 공급되는 전류를 제어 (듀티 비 제어) 한다.

가동 철심 (52b) 에는 원주 형상의 구동력 전달 부재 (53) 가 부착되어서, 구동력 전달 부재 (53) 는 가동 철심 (52b) 과 일체로 이동 가능하다. 전자기 솔레노이드 (52) 와 밸브실 (55) 사이에는, 배압실 (55k) 이 형성된다. 구동력 전달 부재 (53) 는 제 1 하우징 (51a) 의 내측으로부터 배압실 (55k) 까지 연장된다. 밸브실 (55) 및 배압실 (55k) 내에는, 원주 형상의 밸브 보디 형성 부재 (54) 가 배치된다. 밸브 보디 형성 부재 (54) 는 밸브 실 (55) 에 수용되는 밸브 보디 (54v) 를 포함한다. 밸브 보디 (54v) 의 외부 직경은, 밸브 보디 형성 부재 (54) 의 축 직경보다 더 크다.

압력감지실 (56) 에 더 가까운 밸브 보디 (54v) 의 단부 표면에는, 원주 형상의 돌출부 (54a) 가 배치된다. 돌출부 (54a) 는 격벽 (51s) 의 밸브 구멍 (51h) 을 통해 연장되고, 압력감지실 (56) 내로 돌출한다. 원형 링 형상의 플랜지부 (54f) 가, 구동력 전달 부재 (53) 에 더 가까이 위치하는 밸브 보디 형성 부재 (54) 의 단부에 배치되고 또한 그로부터 돌출한다. 편향 (biasing) 스프링 (55b) 이 배압실 (55k) 에 배치되어, 플랜지부 (54f) 를 구동력 전달 부재 (53) 를 향해 편향시킨다.

밸브 보디 (54v) 는 밸브 구멍 (51h) 을 개방 및 폐쇄하도록 격벽 (51s) 에 접촉 및 분리된다. 전자기 솔레노이드 (52) 의 전자기력은, 편향 스프링 (55b) 의 스프링 힘에 대항하여, 밸브 보디 (54v) 가 밸브 구멍 (51h) 을 덮는 위치를 향해 밸브 보디 (54v) 를 편향시킨다. 구동력 전달 부재 (53) 및 밸브 보디 형성 부재 (54) 는, 전자기 솔레노이드 (52) 에 의해 구동되는 구동력 전달 로드 (60) 로서 역할한다. 전자기 솔레노이드 (52), 배압실 (55k), 밸브실 (55) 및 압력감지실 (56) 은, 이 순서로 구동력 전달 로드 (60) 의 축선 방향을 따라 배치된다. 원통 형상의 안내벽 (61) 이 구동력 전달 로드 (60) 의 이동 방향을 따라 밸브실 (55) 내에서 구동력 전달 로드 (60) 를 를 안내한다.

밸브 보디 형성 부재 (54) (밸브 보디 (54v)) 는, 구동력 전달 부재 (53) 보다 중량이 더 가벼운 재료 (예를 들어, 알루미늄) 로 형성된다. 밸브 보디 형성 부재 (54) (밸브 보디 (54v)) 의 표면에는, 우수한 내마모성을 갖도록 코팅 등의 표면 처리가 행해진다.

압력감지실 (56) 은 압력감지 기구 (57) 를 수용한다. 압력감지 기구 (57) 는, 벨로즈 (58), 뚜껑부 (51c) 에 더 가까운 벨로즈 (58) 의 단부에 연결되는 압력 수용체 (59a), 돌출부 (54a) 에 더 가까운 벨로즈 (58) 의 단부와 연결되는 연결체 (59b), 및 압력 수용체 (59a) 와 연결체 (59b) 를 서로 분리되는 방향으로 편향시키도록 벨로즈 (58) 내에 배치되는 스프링 (59c) 을 포함한다. 돌출부 (54a) 는, 연결체 (59b) 에 더 가까운 단부에서, 연결체 (59b) 에 대해 접촉 및 분리되는 방식으로 연결체 (59b) 와 접촉한다.

압력감지실 (56) 은 통로 (67) 를 통해 흡입실 (15a) 에 연통된다. 밸브실 (55) 은 통로 (68) 을 통해 압력 조정실 (15c) 에 연통된다. 따라서, 제 2 내부 통로 (21b), 제 1 내부 통로 (21a), 압력 조정실 (15c), 통로 (68), 밸브실 (55), 밸브 구멍 (51h), 압력감지실 (56) 및 통로 (67) 는, 제어압실 (35) 로부터 흡입실 (15a) 까지 연장되는 배출 통로로서 역할한다.

벨로즈 (58) 는, 압력감지실 (56) 의 압력에 따라 구동력 전달 로드 (60) 의 이동 방향으로 신축한다. 구체적으로는, 벨로즈 (58) 는, 벨로즈 (58) 가 돌출부 (54a) 에 더 가까운 연결체 (59b) 의 단부 표면에 작용하는 흡입실 (15a) 의 압력을 감지하는 때에 신축하도록 구성된다. 벨로즈 (58) 의 신축은, 밸브 보디 (54v) 의 위치 결정에 이용된다. 이는 밸브 보디 (54v) 에 의한 밸브 개도의 조절에 기여한다. 밸브 보디 (54v) 의 밸브 개도는, 전자기 솔레노이드 (52) 에서 생성되는 전자기력, 편향 스프링 (55b) 의 편향력, 및 압력감지 기구 (57) 의 편향력의 균형에 의해 결정된다.

밸브 보디 (54v) 는, 배출 통로의 개도 (통로 단면적) 를 조정한다. 밸브 보디 (54v) 는, 격벽 (51s) 과 접촉하는 때에 배출 통로를 폐쇄한다. 밸브 보디 (54v) 는 격벽 (51s) 으로부터 분리되는 때에 배출 통로를 개방한다.

토출실 (15b) 로부터 좁힘부 (36a), 연통부 (36b), 압력 조정실 (15c), 제 1 내부 통로 (21a) 및 제 2 내부 통로 (21b) 를 통해 제어압실 (35) 에 냉매 가스를 도입함으로써, 그리고 제어압실 (35) 로부터 제 2 내부 통로 (21b), 제 1 내부 통로 (21a), 압력 조정실 (15c), 통로 (68), 밸브실 (55), 밸브 구멍 (51h), 압력감지실 (56) 및 통로 (67) 를 통해 흡입실 (15a) 에 냉매 가스를 배출시킴으로써, 제어압실 (35) 의 압력이 조정된다. 따라서, 제어압실 (35) 에 도입되는 냉매 가스는 제어압실 (35) 의 압력을 조정하는 제어 가스로서 역할한다. 제어압실 (35) 과 크랭크실 (24) 사이의 압력차에 따라, 가동체 (32) 가 고정체 (31) 에 대해 회전축 (21) 의 축선 방향을 따라 이동한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 전술한 것처럼 구성된 양두 피스톤형 사판식 압축기 (10) 에 있어서, 밸브 보디 (54v) 의 밸브 개도를 감소시키면, 제어압실 (35) 로부터 제 2 내부 통로 (21b), 제 1 내부 통로 (21a), 압력 조정실 (15c), 통로 (68), 밸브실 (55), 밸브 구멍 (51h), 압력감지실 (56) 및 통로 (67) 를 통해 흡입실 (15a) 로 배출되는 냉매 가스의 유량이 감소된다. 냉매 가스가 토출실 (15b) 로부터 좁힘부 (36a), 연통부 (36b), 압력 조정실 (15c), 제 1 내부 통로 (21a) 및 제 2 내부 통로 (21b) 를 통해 제어압실 (35) 에 도입된다. 제어압실 (35) 의 압력이 토출실 (15b) 의 압력과 일반적으로 동일해진다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 제어압실 (35) 과 크랭크실 (24) 사이의 압력차가 커지면, 가동체 (32) 의 저부 (32a) 가 고정체 (31) 로부터 분리되도록 가동체 (32) 가 이동한다. 이는 사판 (23) 이 제 1 요동 중심 (M1) 주위에서 요동할 수 있게 한다. 사판 (23) 의 이 요동 운동은 러그 아암 (40) 의 2 개의 단부가 각각 제 1 요동 중심 (M1) 및 제 2 요동 중심 (M2) 주위에서 요동할 수 있게 하여서, 러그 아암 (40) 이 지지 부재 (39) 의 플랜지부 (39f) 로부터 분리된다. 이는 토출 용량을 증가시키도록 사판 (23) 의 경사각을 증가시키고, 양두 피스톤 (25) 의 스트로크를 증가시킨다. 가동체 (32) 는, 사판 (23) 의 경사각이 최대 경사각 (θmax) 에 도달하는 때, 플랜지부 (21f) 와 접촉한다. 가동체 (32) 와 플랜지부 (21f) 사이의 접촉은 사판 (23) 의 경사각을 최대 경사각 (θmax) 에 유지시킨다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 밸브 보디 (54v) 의 밸브 개도를 증가시키면, 제어압실 (35) 로부터 제 2 내부 통로 (21b), 제 1 내부 통로 (21a), 압력 조정실 (15c), 통로 (68), 밸브실 (55), 밸브 구멍 (51h), 압력감지실 (56) 및 통로 (67) 를 통해 흡입실 (15a) 로 배출되는 냉매 가스의 유량이 증가된다. 제어압실 (35) 의 압력이 흡입실 (15a) 의 압력과 일반적으로 동일해진다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 제어압실 (35) 과 크랭크실 (24) 사이의 압력차가 적어지게 되면, 가동체 (32) 의 저부 (32a) 가 고정체 (31) 에 접근하도록 가동체 (32) 가 이동한다. 이는 사판 (23) 이 제 1 요동 중심 (M1) 주위에서, 사판 (23) 의 경사각 증가시의 요동 방향에 반대되는 방향으로 요동할 수 있게 한다. 사판 (23) 의 이 요동 운동은, 러그 아암 (40) 의 2 개의 단부가 각각 제 1 요동 중심 (M1) 및 제 2 요동 중심 (M2) 주위에서, 사판 (23) 의 경사각 증대시의 요동 방향에 반대되는 방향으로 요동할 수 있게 하여서, 러그 아암 (40) 이 지지 부재 (39) 의 플랜지부 (39f) 에 접근한다. 이는 토출 용량을 감소시키도록, 사판 (23) 의 경사각을 감소시키고, 양두 피스톤 (25) 의 스트로크를 감소시킨다. 러그 아암 (40) 은, 사판 (23) 의 경사각이 최소 경사각 (θmin) 에 도달하는 때, 지지 부재 (39) 의 플랜지부 (39f) 와 접촉한다. 러그 아암 (40) 과 플랜지부 (39f) 사이의 접촉은 사판 (23) 의 경사각을 최소 경사각 (θmin) 에 유지시킨다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 안내벽 (61) 과 구동력 전달 로드 (60) 사이에는, 간극 (61a) 이 형성된다. 배압실 (55k) 은, 간극 (61a) 을 통해 밸브실 (55) 과 연통한다. 좁힘부 (36a) 의 통로 단면적은 간극 (61a) 의 통로 단면적보다 더 크다. 제 2 하우징 (51b) 에는, 배압실 (55k) 과 압력감지실 (56) 을 연통시키는 연통 통로 (62) 가 형성된다.

다음으로, 본 실시형태의 작동에 대해 설명한다.

안내벽 (61) 과 구동력 전달 로드 (60) 사이에 간극 (61a) 이 형성되어 있다. 간극 (61a) 은 구동력 전달 로드 (60) 및 밸브 보디 (54v) 가 원활하게 이동할 수 있게 한다. 그리고, 간극 (61a) 은 냉매 가스가 제어압실 (35) 로부터 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 유동할 수 있게 한다. 본 실시형태에서는, 좁힘부 (36a) 의 통로 단면적이 간극 (61a) 의 통로 단면적보다 더 크다. 이는, 좁힘부 (36a) 의 통로 단면적이 간극 (61a) 의 통로 단면적보다 더 작은 구조에 비해, 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매 가스의 양이 더 적을 수 있게 한다. 이는 제어압실 (35) 로부터 간극 (61a) 를 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매의 감소된 양에 해당하는 양만큼, 토출실 (15b) 로부터 제어압실 (35) 로 도입되는 냉매 가스의 양을 증가시킬 필요가 없다.

더욱이, 배압실 (55k) 은 연통 통로 (62) 에 의해 압력감지실 (56) 과 연통할 수 있으므로, 배압실 (55k) 의 압력이 흡입실 (15a) 의 압력에 접근한다. 이는 배압실 (55k) 의 압력이 제어압실 (35) 의 압력과 동일하게 되는 것을 방지한다. 이는 압력감지 기구 (57) 에 의해 조정되는 밸브 보디 (54v)의 밸브 개도에 미치는 영향을 억제한다.

본 실시형태는 이하의 이점을 갖는다.

(1) 용량 제어 밸브 (50) 는 안내벽 (61), 배압실 (55k) 및 연통 통로 (62) 를 포함한다. 안내벽 (61) 은 구동력 전달 로드 (60) 를 이동 방향을 따라 이동하도록 안내한다. 배압실 (55k) 은, 전자기 솔레노이드 (52) 와 밸브실 (55) 사이에 배치된다. 배압실 (55k) 은, 안내벽 (61) 과 구동력 전달 로드 (60) 사이의 간극 (61a) 을 통해 밸브실 (55) 과 연통한다. 배압실 (55k) 은 연통 통로 (62) 를 통해 압력감지실 (56) 과 연통한다.

이러한 구성에 따라, 안내벽 (61) 과 구동력 전달 로드 (60) 사이에 간극 (61a) 이 형성된다. 간극 (61a) 은 구동력 전달 로드 (60) 및 밸브 보디 (54v) 가 원활하게 움직일 수 있게 한다. 그리고, 좁힘부 (36a) 의 통로 단면적이 간극 (61a) 의 통로 단면적보다 더 크다. 이는, 좁힘부 (36a) 의 통로 단면적이 간극 (61a) 의 통로 단면적보다 더 작은 구조에 비해, 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매 가스의 양을 더 적게 할 수 있다. 이로써, 제어압실 (35) 로부터 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매 가스의 감소된 양에 해당하는 양만큼, 토출실 (15b) 로부터 제어압실 (35) 에 도입되는 냉매 가스의 양을 증가시킬 필요가 없다. 더욱이, 연통 통로 (62) 는 배압실 (55k) 을 압력감지실 (56) 과 연통시키므로, 배압실 (55k) 의 압력이 흡입실 (15a) 의 압력에 접근한다. 이는 배압실 (55k) 의 압력이 제어압실 (35) 의 압력과 동일하게 되는 것을 방지한다. 이는 압력감지 기구 (57) 에 의해 조정되는 밸브 보디 (54v) 의 밸브 개도에 미치는 영향을 억제한다. 그 결과, 본 발명은 용량 제어 밸브 (50) 의 응답성을 향상시킨다.

(2) 전자기 솔레노이드 (52), 배압실 (55k), 밸브실 (55) 및 압력감지실 (56) 이 이 순서로 구동력 전달 로드 (60) 의 축선 방향을 따라 배치된다. 이 구성에 따르면, 압력감지실 (56) 이 축선 방향으로 구동력 전달 로드 (60) 의 일 단부에 배치된다. 이는, 압력감지실 (56) 이 축선 방향에서 전자기 솔레노이드 (52) 와 밸브실 (55) 사이에 배치되는 구조에 비해, 압력감지 기구 (57) 의 배치를 더 용이하게 한다. 본 발명은 용량 제어 밸브 (50) 의 제조성에서 바람직하다.

(3) 밸브 구멍 (51h) 의 직경이 커질수록, 제어압실 (35) 로부터 흡입실 (15a) 로 배출되는 냉매 가스의 유량이 많아진다. 본 발명은 제어압실 (35) 의 압력이 흡입실 (15a) 의 압력과 일반적으로 동일해질 때까지 필요한 시간을 단축시킨다. 그러나, 밸브 구멍 (51h) 의 직경을 확대하면, 밸브 구멍 (51h) 을 개폐하는 밸브 보디 (54v) 의 외부 직경을 크게 할 필요가 있다. 밸브 보디 (54v) 의 외부 직경의 확대는 간극 (61a) 의 통로 단면적을 확대시킨다. 이는 제어압실 (35) 로부터 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매 가스의 양을 증가시킨다. 본 실시형태에서는, 좁힘부 (36a) 의 통로 단면적이 간극 (61a) 의 통로 단면적보다 더 크다. 이는 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매 가스의 양을 감소시킨다. 이로써, 제어압실 (35) 로부터 간극 (61a) 을 통해 배압실 (55k) 로 흐르는 냉매 가스의 감소된 양에 해당하는 양만큼, 토출실 (15b) 로부터 제어압실 (35) 에 도입되는 냉매 가스의 양을 증가시킬 필요가 없다.

(4) 밸브 보디 형성 부재 (54) 는, 구동력 전달 부재 (53) 보다 중량이 더 가벼운 재료 (예를 들어, 알루미늄) 으로 형성된다. 이는, 밸브 보디 (54v) 의 크기가 더 크더라도, 용량 제어 밸브 (50) 가 무거워지는 것을 억제한다.

(5) 밸브 보디 형성 부재 (54) 의 표면에는, 내마모성이 우수한 코팅 등의 표면 처리가 행해진다. 이는, 밸브 보디 (54v) 와 격벽 (51s) 사이를 통해 흐르는 냉매 가스가 액화 냉매를 포함하는 때에 발생하는 캐비테이션 (cavitation) 에 의해, 밸브 보디 (54v)가 부식되는 것을 억제한다.

(6) 배압실 (55k) 내에 편향 스프링 (55b) 이 배치된다. 이는, 고정 철심 (52a) 과 가동 철심 (52b) 사이에 편향 스프링 (55b) 이 배치되는 구조에 비해, 전자기 솔레노이드 (52) 에 의해 생성되는 자로 (magnetic path) 의 면적을 확보하는 것을 용이하게 한다.

본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 발명이 많은 다른 구체적인 형태로 구현될 수도 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 분명하다. 구체적으로, 본 발명은 이하의 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

이 실시형태에서, 압력감지실 (56) 은, 구동력 전달 로드 (60) 의 축선 방향에서 전자기 솔레노이드 (52) 와 밸브실 (55) 사이에 배치될 수도 있다.

이 실시형태에서, 예를 들어, 토출실 (14b) 과 제어압실 (35) 사이에 공급 통로가 형성될 수도 있다. 다시 말해, 토출압 영역과 제어압실 (35) 사이에 공급 통로가 형성될 필요가 있다.

이 실시형태에서, 예를 들어, 제어압실 (35) 과 흡입실 (14a) 사이에 배출 통로가 형성될 수도 있다. 다시 말해, 제어압실 (35) 과 흡입압 영역 사이에 배출 통로가 형성될 필요가 있다.

이 실시형태에서, 밸브 보디 형성 부재 (54) 는, 구동력 전달 부재 (53) 의 재료보다 중량이 더 가벼운 재료로 형성될 필요가 있다. 밸브 보디 형성 부재 (54) 는 예를 들어 수지 재료로 형성될 수도 있다.

이 실시형태에서, 밸브 보디 형성 부재 (54) 는 우수한 내마모성을 갖는 코팅 등의 표면 처리가 행해지지 않은 표면을 가질 수도 있다.

이 실시형태에서, 구동력 전달 부재 (53) 는 밸브 보디 형성 부재 (54) 와 일체로 형성될 수도 있다.

이 실시형태에서, 사판 (23) 은 클러치를 통해 외부 구동원으로부터 구동력을 받을 수도 있다.

Claims (2)

1. 하우징;
   회전축;
   상기 회전축의 구동력에 의해 회전하는 사판으로서, 상기 사판은 상기 회전축에 대한 경사각이 변경되도록 구성되어 있는, 상기 사판;
   상기 하우징 내에 형성되고 상기 사판을 수용하는 크랭크실;
   상기 사판과 결합하는 양두 피스톤으로서, 상기 양두 피스톤은 상기 사판의 경사각에 따른 스트로크로 왕복 운동하는, 상기 양두 피스톤;
   상기 사판의 경사각을 변경하도록 상기 사판에 연결되는 가동체;
   상기 하우징 내에 배치되고 상기 가동체에 의해 규정되는 제어압실로서, 상기 제어압실은, 상기 제어압실에 제어 가스가 공급되어 상기 제어압실 내부의 압력이 변경되는 때에 상기 가동체를 상기 회전축의 축선 방향으로 이동시키도록 구성되어 있는, 상기 제어압실;
   토출압 영역;
   흡입압 영역;
   상기 토출압 영역으로부터 상기 제어압실로 연장되는 공급 통로;
   상기 공급 통로의 개도가 좁아져 있는 좁힘부 (narrowing portion);
   상기 제어압실로부터 상기 흡입압 영역으로 연장되는 배출 통로; 및
   상기 제어압실의 압력을 제어하는 용량 제어 밸브를 포함하고,
   상기 용량 제어 밸브는,
   전자기 솔레노이드;
   상기 배출 통로의 일부;
   상기 배출 통로의 개도를 조정하는 밸브 보디를 포함하는 구동력 전달 로드로서, 상기 구동력 전달 로드는 상기 전자기 솔레노이드에 의해 구동되는, 상기 구동력 전달 로드;
   상기 밸브 보디를 수용하는 밸브실;
   상기 흡입압 영역과 연통하는 압력감지실;
   상기 압력감지실에 수용되는 압력감지 기구로서, 상기 압력감지 기구는 상기 밸브 보디의 개도를 조정하기 위하여 상기 흡입압 영역의 압력에 따라서 상기 구동력 전달 로드의 이동 방향을 따라 신축하도록 구성되는, 상기 압력감지 기구;
   상기 구동력 전달 로드를 상기 이동 방향을 따라 이동하도록 안내하는 안내벽;
   상기 전자기 솔레노이드와 상기 밸브실 사이에 배치되는 배압실로서, 상기 배압실은 상기 안내벽과 상기 구동력 전달 로드 사이의 간극을 통해 상기 밸브실에 연통하는, 상기 배압실; 및
   상기 배압실과 상기 압력감지실을 연통시키는 연통 통로
   를 구비하고,
   상기 좁힘부는 상기 간극의 통로 단면적보다 더 큰 통로 단면적을 갖는, 양두 피스톤형 사판식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전자기 솔레노이드, 상기 배압실, 상기 밸브실 및 상기 압력감지실이 이 순서로 상기 구동력 전달 로드의 축선 방향을 따라 배치되어 있는, 양두 피스톤형 사판식 압축기.

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