KR100372126B1

KR100372126B1 - 역지밸브

Info

Publication number: KR100372126B1
Application number: KR10-2000-0012283A
Authority: KR
Inventors: 모리시따아쯔유끼; 미나미가즈히꼬; 가유까와히로아끼; 기무라가즈야
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 2000-03-11
Publication date: 2003-02-14
Also published as: CN1135312C; US6435848B1; CN1276495A; KR20010006786A; EP1059444B1; JP2000346241A; EP1059444A3; BR0002590A; DE60024168D1; DE60024168T2; EP1059444A2

Abstract

밸브열림후에 진동을 일으키기 어려운 역지밸브를 제공하고, 나아가서는 압축기 및 냉방회로의 이음(異音), 진동 및 압력손실을 저감할 수 있으며, 또한 이들에 의거한 차량의 결점을 해소하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한, 밸브시트부재 (70) 와 케이스 (71) 와 밸브체 (72) 와 스프링 (73) 으로 이루어지는 역지밸브 (33) 이다. 수지성형품의 밸브체 (72) 의 외주면 (72f) 은 시일면 (72a) 의 착좌시에 연통구(連通口 : 71b) 에서 타측까지 존재하고 있다. 또한, 수지성형품의 케이스 (71) 는 밸브체 (72) 의 배후측에 관통형성된 빠짐구멍 (71f) 을 가지며, 밸브체 (72) 의 진동을 흡수할 수 있는 댐퍼실 (71j) 을 갖고 있다.

Description

역지밸브{non-return valve}

본 발명은 역지밸브에 관한 것이다. 이 역지밸브는 용량가변형 압축기를구비한 냉방회로나 그 압축기 자체에 사용하기에 적합하며, 특히 그 압축기가 클러치리스방식으로 외부구동원과 작동연결되어 있는 경우, 실질적으로 0 % 의 토출용량을 실현할 수 있는 것인 경우에 사용하기 적합하다.

예컨대, 차량용 공조시스템에 사용되는 냉방회로에는 냉매가스를 압축하기 위한 압축기가 설치되어 있다. 이러한 압축기는 통상 외부구동원으로서의 차량의 엔진에 전자(電磁)클러치를 통해 작동연결되어 있으며, 냉방부하가 발생하였을 때에만 그 전자클러치에 의해 엔진과 접속되어 압축동작을 실시하도록 되어 있다. 그러나, 이와 같이 하여 압축기에 전자클러치를 병설하면, 전체중량의 증가, 제조비용의 증가, 나아가서는 전자클러치를 작동시키기 위한 전력소비를 피할 수 없다는 결점이 있다. 따라서, 최근 전자클러치를 개재시키지 않고 외부구동원에 직결하여 외부구동원의 구동중에 항상 구동하는, 소위 클러치리스방식의 용량가변형 사판식 압축기가 제안되어 있다 (일본 공개특허공보 평10-205446 호).

동 공보에 기재된 압축기에서는 외부구동원과 직결되는 구동축에 대하여 경동(傾動) 가능한 사판이 0 % 가 아닌 토출용량을 초래하도록 그 최소경사각이 유지되도록 이루어져 있다. 따라서, 이 압축기에서는 전자클러치를 통하지 않고 작동연결함으로써 중량경감 등을 실현하면서 그 외부구동원의 동력소비를 매우 저감할 수 있다.

또한, 이 압축기에서는 도 13 에 나타내는 바와 같이 토출실 (91) 과, 이 토출실 (91) 에 인접하는 수납실 (92) 과, 수납실 (92) 을 냉방회로의 도시하지 않은 응축기로 연이어 통하게 하는 토출통로 (93) 가 하우징 (90) 에 형성되어 있으며,수납실 (92) 내에 냉매가스의 역류를 방지하는 역지밸브 (94) 가 O 링 (95) 및 스냅 링 (96) 과 함께 설치되어 있다. 보다 상세하게 말하자면, 이 역지밸브 (94) 는 도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이 밸브시트부재 (81) 와, 이 밸브시트부재 (81) 에 끼워 고정된 케이스 (82) 와, 케이스 (82) 내에서 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치된 밸브체 (83) 와, 케이스 (82) 내에서 밸브체 (83) 를 밸브시트부재 (81) 의 방향으로 힘을 인가하는 스프링 (84) 으로 이루어진다.

밸브시트부재 (81) 에는 토출실 (91) 과 연이어 통하는 유로 (81a) 가 관통형성되어 있으며, 케이스 (82) 의 내부로 개구된 유로 (81a) 의 유로구 둘레에는 지지면 (81b) 이 형성되어 있다. 또한, 지지면 (81b) 둘레의 외주면에는 환상의 오목부 (81c) 가 형성되어 있다.

케이스 (82) 의 개구단 내면에는 오목부 (81c) 에 외주측에서 끼워 고정되는 볼록부 (82a) 가 형성되고, 지지면 (81b) 에서 축방향측 주벽에는 연통구 (82b) 가 개구되어 있다.

밸브체 (83) 는 일방향으로 슬라이딩하여 지지면 (81b) 에 닿고, 타방향으로 슬라이딩하여 지지면 (81b) 에서 떨어지는 시일면 (83a) 과, 이 시일면 (83a) 과 직교하는 외주면 (83b) 을 갖고 있다.

이 역지밸브 (94) 에서는 도 14 에 나타내는 바와 같이 외부구동원이 정지됨으로써 압축기가 정지되면, 응축기측의 고압 냉매가스가 연통구 (82b) 에서 밸브체 (83) 를 일방향으로 가압하고, 스프링 (84) 의 인가력도 도와 밸브체 (83) 를 일방향으로 슬라이딩시킨다. 따라서, 시일면 (83a) 이 밸브시트부재 (81) 의 지지면 (81b) 에 닿아 유로 (81a) 와 연통구 (82b) 가 연이어 통하지 않게 된다. 따라서, 응축기측의 고압 냉매가스는 토출실 (91) 로 역류하지 않게 된다.

한편, 도 15 에 나타내는 바와 같이 압축기의 운전중에는 토출실 (91) 내의 고압 냉매가스가 유로 (81b) 에서 밸브체 (83) 를 타방향으로 가압하고, 스프링 (84) 의 인가력에 이겨서 밸브체 (83) 를 타방향으로 슬라이딩시킨다. 따라서, 시일면 (83a) 이 밸브시트부재 (81) 의 지지면 (81b) 에서 떨어져 유로 (81a) 와 연통구 (82b) 가 연이어 통한다. 따라서, 토출실 (91) 내의 고압 냉매가스가 응축기로 토출되도록 이루어진다.

이와 같이 하여 이러한 역지밸브 (94) 를 구비한 압축기에서는 정지중의 냉매가스의 역류를 방지할 수 있기 때문에, 압축기내로의 액냉매의 저류(貯留)를 방지함과 동시에 압축기내의 과도한 압력상승이나 온도상승을 방지하여 압축기의 내구성을 높일 수 있다.

또한, 토출실 (91) 에서 도시하지 않은 크랭크실로 유로가 개구된 압축기에 있어서는, 정지중에 있어서의 크랭크실의 압력상승을 억제할 수 있는 점에서 시동시에 있어서의 사판의 경사각증대, 용량복귀가 신속해지며, 나아가서는 신속한 냉방효과를 발휘할 수 있다.

그러나, 발명자들의 시험결과에 의하면, 상기 역지밸브 (94) 에서는 밸브체 (83) 의 외주면 (83b) 이 시일면 (83a) 의 착좌시에 연통구 (82b) 와 동일위치까지만 존재하고 있으며 또한 케이스 (82) 에 있어서의 밸브체 (82) 의 배후측으로 흘러들어간 유체를 케이스 (82) 와 밸브체 (83) 의 틈에서만 유출시킨 점에서, 밸브체 (83) 가 지지면 (81b) 에서 떨어져 유로 (81a) 와 연통구 (82b) 가 연이어 통하기 시작하는 밸브열림후에 밸브체 (83) 가 진동하기 쉬움이 밝혀졌다. 이 경우, 역지밸브 (94) 자체의 이음이나 진동이라는 문제점을 발생시킴과 동시에 밸브체 (83) 가 리프트되는 차압이 커져서 역지밸브 (94) 자체의 압력손실을 일으킨다.

특히, 역지밸브 (94) 가 냉방회로에 있어서의 압축기의 응축기측 또는 압축기의 토출실 (91) 의 하류측에 설치되는 경우에는, 유로 (81a) 내의 압력이 높으며, 그럼으로써 압력손실이 냉방회로 나아가서는 냉방회로를 탑재하는 차량의 큰 문제점으로 된다.

또한, 클러치리스방식으로 외부구동원과 작동연결되는 압축기에는 상기 작용효과로부터 이러한 역지밸브 (94) 의 장비가 바람직하지만, 이 역지밸브 (94) 로 인해 압력손실의 문제점이 발생하는 것이라면, 그 작용효과도 감쇄된다.

본 발명은 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 밸브열림후에 진동을 일으키기 어려운 역지밸브를 제공하고, 나아가서는 압축기 및 냉방회로의 이음, 진동 및 압력손실을 저감할 수 있으며, 또한 이들에 의거한 차량의 결점해소를 해결하는 것을 과제로 하고 있다.

도 1 은 실시형태에 관한 것으로서, 용량가변형 사판(斜板)식 압축기의 전체 종단면도이다.

도 2 는 실시형태에 관한 것으로서, 용량가변형 사판식 압축기의 일부를 이루는 제어밸브의 종단면도이다.

도 3 은 실시형태에 관한 것으로서, 용량가변형 사판식 압축기의 일부를 이루는 역지밸브의 정면도이다.

도 4 는 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 분해정면도이다.

도 5 는 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 케이스의 평면도이다.

도 6 은 실시형태에 관한 것으로서, 도 6a 는 역지밸브의 밸브체의 저면도, 도 6b 는 역지밸브의 밸브체의 상면도이다.

도 7 은 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 밸브체를 제조하기 위한 금형의 단면도이다.

도 8 은 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 밸브체의 확대저면도이다.

도 9 는 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 밸브체의 일부확대 측면도이다.

도 10 은 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 확대 종단면도이다.

도 11 은 실시형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 확대 종단면도이다.

도 12 는 평가에 관한 것으로서, 차압과 유량의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 13 은 종래형태에 관한 것으로서, 압축기의 일부를 이루는 역지밸브의 정면도이다.

도 14 는 종래형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 확대 종단면도이다.

도 15 는 종래형태에 관한 것으로서, 역지밸브의 확대 종단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

33 : 역지밸브

70,71 : 밸브하우징 (70 : 밸브시트부재, 71 : 케이스)

70f : 유로 70g : 지지면

71b : 연통구 71j : 댐퍼실

71f : 빠짐구멍 72 : 밸브체

72a : 시일면 72f : 외주면

73 : 인가부재 (스프링) CO : 응축기

EG : 외부구동원 (엔진)

본 발명의 역지밸브는 내부에 개구되는 유로구를 갖는 유로와, 이 유로구 둘레에 형성된 지지면과, 이 지지면에서 축방향측 주면에 형성된 연통구를 갖는 밸브하우징과, 이 밸브하우징내에서 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치되며, 일방향으로 슬라이딩하여 상기 지지면에 닿고, 타방향으로 슬라이딩하여 상기 지지면에서 떨어지는 시일면과, 이 시일면과 직교하는 외주면을 갖는 밸브체와, 이 밸브체를 상기 일방향으로 힘을 인가하는 인가부재로 이루어지는 역지밸브에 있어서, 상기 밸브하우징은 상기 밸브체의 진동을 흡수할 수 있는 댐퍼실을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 역지밸브에서는 밸브체가 지지면에서 떨어져 유로와 연통구가 연이어 통하기 시작하는 밸브열림후에 밸브하우징의 댐퍼실이 밸브체의 진동을 흡수한다. 이와 같이 하여 역지밸브 자체의 이음이나 진동이 방지됨과 동시에 밸브체가 리프트되는 차압은 커지지 않으므로 역지밸브 자체의 압력손실을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 역지밸브는 밸브열림후에 진동을 일으키기 어렵고, 나아가서는 압축기 및 냉방회로의 이음, 진동 및 압력손실을 저감할 수 있으며, 또한 이들에 의거한 차량의 결점을 해소할 수 있다.

본 발명의 작용효과는 우선 밸브체의 외주면이 시일면의 착좌시에 연통구에서 타측까지 존재함으로써 실현할 수 있다. 그럼으로써, 밸브하우징에 있어서의 밸브체의 배후측으로 흘러들어온 유체가 가둬진 공간으로 댐퍼실을 구성할 수 있다. 또한, 이와 같이 구성함으로서 밸브체를 밸브하우징내에서 바람직하게 슬라이딩시킬 수 있다.

단, 이러한 공간이 기밀성이 높은 것이라면, 내부의 유체가 외부로 유출되기 어려워서 밸브체의 진동을 감쇄시키는 효과를 얻기 어렵다. 또한, 밸브하우징과 밸브체의 틈에서만 그 유체를 외부로 유출시키는 것으로 하면, 유입되는 유체와 유출되는 유체가 충돌하여 내부의 유체가 역시 외부로 유출되기 어려워서 밸브체의 진동을 감쇄시키는 효과가 적다. 발명자들의 시험에 의하면, 밸브하우징과 밸브체의 틈의 단면적이 밸브하우징의 내면의 단면적의 3 % 이하이면, 밸브체의 진동을 감쇄시키는 효과가 크다.

또한, 밸브체가 수지성형품인 경우, 밸브하우징과 밸브체의 틈이 편차를 일으키기 쉬워서 밸브체의 진동을 안정되게 감쇄시킬 수 없다는 우려가 있다. 따라서, 밸브체가 수지성형품인 경우, 밸브하우징이 밸브체의 배후측에 관통형성된 빠짐구멍을 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 내부의 유체가 유입되는 유체와 충돌하는 일 없이 외부로 유출되기 쉽고 또한 밸브하우징과 밸브체의 틈이 어느 정도 편차를 일으켜도 밸브체의 진동을 감쇄시키는 효과가 크다. 발명자들의 시험에 의하면, 밸브하우징과 밸브체의 틈의 단면적과 빠짐구멍의 단면적의 합이 밸브하우징의 내면의 단면적의 5 % 이하이면, 밸브체의 진동을 감쇄시키는 효과가 크다.

본 발명의 역지밸브는 응축기와, 이 응축기로 연이어 통해지는 토출실을 갖는 용량가변형 압축기를 구비한 냉방회로에 사용되는 경우에 효과가 크다. 특히, 역지밸브의 연통구가 응축기로 연이어 통해지는 편이 효과가 크다.

본 발명의 역지밸브를 용량가변형 압축기에 설치하는 것이 바람직하다. 냉방회로의 배관 도중에 역지밸브를 설치하는 것으로 하면, 이 역지밸브의 상류측 배관중에서 재팽창하는 냉매가스가 압축기내로 역류하는 것에 비하여, 압축기내에역지밸브를 설치하면 이와 같은 경우가 없어지기 때문이다.

본 발명의 역지밸브는 용량가변형 압축기가 클러치리스방식으로 외부구동원과 작동연결되는 경우에 유효하다. 압축기내로의 액냉매의 저류를 방지함과 동시에 압축기내의 과도한 압력상승이나 온도상승을 방지하여 압축기의 내구성을 높일 수 있음과 아울러 시동시에 있어서의 사판의 경사각증대, 용량복귀가 신속해지고, 나아가서는 신속한 냉방효과를 발휘할 수 있기 때문이다.

특히, 용량가변형 압축기는 실질적으로 0 % 의 토출용량을 실현할 수 있는 것인 경우에 유효하다. 여기서, 실질적으로 0 % 의 토출용량을 실현할 수 있는 압축기란, 일본 특허출원 평10-101449 호와 같이 사판의 최소경사각이 토출반력에 의한 각도복귀를 확실하게 가능케 하는 임계각도 미만으로 설정되어 이루어지는 것이다.

본 발명의 역지밸브에 관한 밸브하우징은, 유로가 개구된 밸브시트부재와, 유로구를 내부에 개구시키기 위하여 이 밸브시트부재에 끼워 고정되며, 연통구가 형성된 케이스로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 별도의 부재로 밸브하우징을 구성하면, 역지밸브를 용이하게 제조할 수 있고, 제조비용의 저렴화를 실현할 수 있다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 역지밸브를 차량용 공조시스템에 사용되는 용량가변형 사판식 압축기에 설치한 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

이 압축기에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이 복수개의 실린더보어 (1a) 와축구멍 (1b) 과 머플러실 (1c) 과 흡입실 (1d) 이 형성된 실린더블록 (1) 의 전단에 컵형상의 프런트하우징 (2) 이 접합되고, 실린더블록 (1) 의 후단에는 흡입밸브 (3), 밸브판 (4), 토출밸브 (5) 및 리테이너 (6) 를 끼워 지지하여 리어하우징 (7) 이 접합되어 있다. 실린더블록 (1), 프런트하우징 (2) 및 리어하우징 (7) 은 알루미늄계 금속제이다.

프런트하우징 (2) 에도 축구멍 (2a) 이 형성되며, 실린더블록 (1) 의 전단과 프런트하우징 (2) 으로 형성되는 크랭크실 (8) 내에는 축구멍 (2a) 에 축봉장치 (9) 및 레이디얼 베어링 (10) 을 통해 또한 축구멍 (1b) 에 레이디얼 베어링 (11) 을 통해 구동축 (12) 이 회전가능하게 지지되어 있다.

크랭크실 (8) 내에서는 프런트하우징 (2) 과의 사이에 스러스트 베어링 (13) 을 통해 구동축 (12) 에 러그플레이트 (14) 가 고정되어 있다. 러그플레이트 (14) 에는 후방을 향해 1 쌍의 아암 (15) 이 돌출형성되어 있으며, 각 아암 (15) 에는 원통형상의 내면을 갖는 가이드구멍 (15a) 이 관통형성되어 있다. 또한, 구동축 (12) 은 사판 (16) 의 관통구멍 (16a) 을 끼워 통과하고 있으며, 사판 (16) 과 러그플레이트 (14) 사이에는 스프링 (17) 이 설치되어 있다. 사판 (16) 의 전단에는 각 아암 (15) 을 향해 1 쌍의 가이드 핀 (16b) 이 돌출형성되어 있으며, 각 가이드 핀 (16b) 의 선단에는 가이드구멍 (15a) 내를 슬라이딩하면서 회전구동이 가능한 구형상의 외면을 갖는 가이드부 (16c) 가 설치되어 있다. 또한, 사판 (16) 의 전후 가장자리에는 각각 쌍을 이루는 슈 (18) 를 통해 중공형상의 피스톤 (19) 이 설치되어 있으며, 각 피스톤 (19) 은 각 실린더보어 (1a) 내에 수용되어 있다.

프런트 하우징 (2) 에서 전방으로 돌출된 구동축 (12) 에는 보스 (20) 가 스플라인 끼워맞춤되어 있으며, 보스 (20) 는 키 (21) 에 의해 풀리 (22) 와 고정되어 있다. 이 풀리 (22) 는 구동축 (12) 과의 사이에서 볼트 (23) 에 의해 고정되어 있음과 동시에 프런트 하우징 (2) 과의 사이에서 볼 베어링 (24) 에 의해 지지되어 있다. 풀리 (22) 에는 엔진 (EG) 과 접속된 벨트 (24a) 가 감겨 있다.

구동축 (12) 의 사판 (16) 보다 약간 후방에는 스냅 링 (25) 에 의해 스프링 (26) 이 설치되어 있다. 사판 (16) 의 최소경사각은 토출반력에 의한 각도복귀를 확실하게 가능케 하는 임계각도 미만으로 설정되어 있으며, 최소경사각에서 최대경사각을 향한 사판 (16) 의 복귀는 이 사판 (16) 의 회전에 따라 경사각증대방향으로 작용하는 회전운동의 모멘트와 스프링 (26) 의 인가력에 의거하는 모멘트의 협동에 의해 확보되도록 이루어져 있다. 실린더블록 (1) 의 축구멍 (1b) 내에서는 구동축 (12) 의 후단에 스러스트 베어링 (27) 및 와셔 (28) 가 설치되며, 와셔 (28) 와 흡입밸브 (3) 사이에는 스프링 (29) 이 설치되어 있다.

리어하우징 (7) 의 내측에는 실린더블록 (1) 의 흡입실 (1d) 과 도시하지 않은 흡입통로에 의해 연이어 통하는 흡입실 (7a) 이 형성되며, 이 흡입실 (7a) 은 리테이너 (6), 토출밸브 (5) 및 밸브판 (4) 에 관통형성된 흡입포트 (30) 에 의해 각 실린더보어 (1a) 와 연이어 통해 있다. 흡입실 (1d) 은 냉방회로의 증발기 (EV) 에 배관에 의해 접속되며, 증발기 (EV) 는 배관에 의해 팽창밸브 (V) 를 통해 응축기 (CO) 에 접속되어 있다. 또한, 리어하우징 (7) 의 외측에는 토출실(7b) 이 형성되어 있다. 토출실 (7b) 의 후방에는 수납실 (7c) 이 형성되며, 수납실 (7c) 과 실린더블록 (1) 의 머플러실 (1c) 은 리테이너 (6), 토출밸브 (5), 밸브판 (4) 및 흡입밸브 (3) 를 관통하는 토출통로 (7d) 에 의해 연이어 통해져 있다. 머플러실 (1c) 은 냉방회로의 응축기 (CO) 에 배관에 의해 접속되어 있다. 토출실 (7b) 은 밸브판 (4) 및 흡입밸브 (3) 에 관통형성된 토출포트 (31) 에 의해 각 실린더보어 (1a) 와 연이어 통해 있다. 또한, 리어하우징 (7) 에는 제어밸브 (32) 가 수납되고, 수납실 (7c) 에는 역지밸브 (33) 가 수납되어 있다.

제어밸브 (32) 에서는 도 2 에 나타내는 바와 같이 밸브하우징 (41) 의 일단에 커버 (42) 가 고정되며, 커버 (42) 의 일단은 뚜껑부재 (43) 에 의해 폐색되어 있다. 밸브하우징 (41), 커버 (42) 및 뚜껑부재 (43) 내에는 감압실 (44) 이 형성되며, 감압실 (44) 내에는 벨로스 (45) 가 축방향으로 신축가능하게 수납되어 있다.

밸브하우징 (41) 의 타단에는 고정부재 (46) 를 통해 솔레노이드 (47) 가 고정되어 있다. 솔레노이드 (47) 의 내부에서는 고정철심 (48) 이 밸브하우징 (41) 의 타단에 고정되어 있음과 동시에 고정철심 (48) 의 타단측에서 솔레노이드 (47) 의 내면 등에 고정된 수용통 (49) 내에 가동철심 (51) 이 슬라이딩가능하게 설치되어 있다. 가동철심 (51) 은 타단측에 스프링실 (51a) 을 갖고 있으며, 스프링실 (51a) 내에는 가동철심 (51) 을 일단측에 인가하는 스프링 (50) 이 설치되어 있다.

밸브하우징 (41) 및 고정철심 (48) 에는 축방향으로 연장되는 축구멍 (52)이 관통형성되어 있으며, 축구멍 (52) 은 밸브하우징 (41) 의 타단측과 고정철심 (48) 사이에서 밸브실 (53) 과 연이어 통해 있다. 감압실 (44) 내에서 벨로스 (45) 의 타단측과 고정부재 (54) 에 의해 고정된 로드 (55) 는 이 축구멍 (52) 내를 슬라이딩 가능하게 이루어져 있으며, 로드 (55) 의 중간에는 밸브실 (53) 내에 위치하는 밸브체 (55a) 가 고정되어 있다. 밸브체 (55a) 와 밸브실 (53) 의 일단측 사이에는 스프링 (56) 이 설치되어 있다. 로드 (55) 의 타단은 가동철심 (51) 의 일단측과 맞닿아 있다.

또한, 커버 (42) 에는 개구 (42a) 가 형성되며, 그럼으로써 감압실 (44) 과 리어하우징 (7) 의 흡입실 (7a) 이 검압통로 (57) 에 의해 연이어 통해져 있다. 그리고, 밸브하우징 (41) 에는 밸브실 (53) 에서 벨로스 (45) 측 축구멍 (52) 으로 연이어 통하는 포트 (41a) 와, 밸브실 (53) 로 연이어 통하는 포트 (41b) 가 형성되어 있다. 밸브실 (53) 에서 벨로스 (45) 측 축구멍 (52) 과 크랭크실 (8) 은 포트 (41a) 를 통한 급기통로 (58) 에 의해 연이어 통해져 있다. 또한, 밸브하우징 (41), 고정철심 (48) 및 가동철심 (51) 은 급기통로 (58) 를 가동철심 (51) 내의 스프링실 (51a) 과 연이어 통하게 하는 상쇄통로 (59) 를 갖고 있다. 한편, 밸브실 (53) 과 리어하우징 (7) 의 토출실 (7b) 은 포트 (41b) 를 통한 급기통로 (60) 에 의해 연이어 통해져 있다. 그리고, 솔레노이드 (47) 의 코일은 구동회로 (61) 를 통해 제어컴퓨터 (62) 에 접속되어 있다. 그리고, 63, 64 는 제어밸브 (32) 를 리어하우징 (7) 내에 기밀하게 수납하기 위한 O 링이다.

역지밸브 (33) 는 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 토출실 (7b) 에 인접하는 수납실 (7c) 내에 압입되어 있다. 수납실 (7c) 은 도 3 에 나타내는 바와 같이 안쪽을 향해 끝이 가늘어지는 테이퍼면 (7x) 을 가지며, 테이퍼면 (7x) 의 안쪽은 외주가 단순한 원통면 (7y) 으로 형성되어 있다.

역지밸브 (33) 는 도 4 에 나타내는 바와 같이 밸브시트부재 (70) 와, 이 밸브시트부재 (70) 에 끼워 고정되며, 수납실 (7c) 의 저면과의 사이에 틈을 갖는 케이스 (71) 와, 케이스 (71) 내에서 축방향으로 슬라이딩가능하게 설치된 밸브체 (72) 와, 케이스 (71) 내에서 밸브체 (72) 를 밸브시트부재 (70) 방향으로 힘을 인가하는 인가부재로서의 스프링 (73) 으로 이루어진다. 밸브시트부재 (70) 는 황동제이고, 케이스 (71) 및 밸브체 (72) 는 나일론 46 의 사출성형품이고, 스프링 (73) 은 스프링강으로 이루어진다. 이와 같이 밸브시트부재 (70) 와 케이스 (71) 를 별도의 부재로 하고 있기 때문에, 역지밸브 (33) 를 용이하게 제조할 수 있으며, 제조비용의 저렴화를 실현하고 있다.

밸브시트부재 (70) 는 외면으로 축방향으로 연장되어 수납실 (7c) 의 원통면 (7y) 과 소정의 체결여유를 갖는 원통면 (70y) 이 형성된 본체부 (70a) 와, 이 본체부 (70a) 의 축방향 일단측에서 일체로 형성되며, 본체부 (70a) 측에 수납실 (7c) 의 테이퍼면 (7x) 과 정합되는 테이퍼면 (70x) 을 갖는 위치결정부 (70b) 와, 본체부 (70a) 의 축방향 타단측에서 직경이 작아지면서 일체로 형성된 소경부 (70d) 와, 소경부 (70d) 의 축방향 타단측에서 직경이 더욱 작아지면서 일체로 형성된 지지부 (70e) 로 이루어진다.

이 밸브시트부재 (70) 에는 토출실 (7b) 과 연이어 통하는 유로 (70f) 가 관통형성되어 있다. 위치결정부 (70b) 는 본체부 (70a) 측에 외측이 넓은 테이퍼면 (70x) 을 갖고 있다. 소경부 (70d) 는 외주면에 피착부로서의 환상의 오목부 (70c) 를 갖는다. 지지부 (70e) 에는 유로 (70f) 의 내부로 열리는 유로구 둘레에서 지지면 (70g) 이 형성되어 있다. 또한, 지지부 (70e) 는 소경부 (70d) 보다 직경이 더욱 작아짐으로써, 지지면 (70g) 둘레에서 밸브체 (72) 의 시일면 (72a) 의 외측가장자리와 이반하는 오목부 (70h) 로 되어 있다.

케이스 (71) 는 유로 (70f) 의 유로구를 내부에 개구시키고 있으며, 그 개구단 내면에는 오목부 (70c) 에 외주측에서 끼워 고정되는 축대칭을 이루는 1 쌍의 볼록부 (71a) 가 형성되어 있다. 이들 볼록부 (71a) 가 끼워붙임부이다. 케이스 (71) 의 개구단 외면에는 도 5 에도 나타내는 바와 같이 각 볼록부 (71a) 의 외측에만 위치하며, 수납실 (7c) 의 내벽과 맞닿는 부채꼴을 이루는 1 쌍의 플랜지 (71g) 가 형성되어 있다. 각 플랜지 (71g) 의 두께는 도 4 에 나타내는 바와 같이 각 볼록부 (71a) 의 두께를 포함하고 있으며, 각 플랜지 (71g) 의 외측면은 밸브시트부재 (70) 의 본체부 (70a) 의 외주면과 면일하다. 이러한 플랜지 (71g) 가 빠짐방지수단 및 직경확대방지수단이다.

또한, 지지면 (70g) 에서 축방향측 케이스 (71) 의 주벽에는 연통구 (71b) 가 형성되어 있다. 연통구 (71b) 는 지지면 (70g) 에서 축방향을 향해 연장되는 직선부분을 갖지 않으며, 축방향에 대하여 대칭임과 동시에 지지면 (70g) 측을 정각(頂角) (71c) 으로 하면서 타측을 그 대변 (71d) 으로 하는 이등변삼각형상이다. 이러한 연통구 (71b) 는 설계도 용이하며 실용적이다. 이와 같이 하여연통구 (71b) 는 그 개구면적이 지지면 (70g) 에서 타방향을 향하는 밸브체 (72) 의 리프트길이에 대하여 비례관계 미만으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 케이스 (71) 의 정면 내부에는 보스부 (71e) 가 돌출형성되며, 케이스 (71) 의 정면에는 도 5 에 나타내는 바와 같이 홈 (71h) 이 직경방향으로 오목형성되어 있다. 그리고, 71i 는 사출성형시의 게이트 흔적이다.

밸브체 (72) 는 도 4 및 도 6 에 나타내는 바와 같이 대략 컵형상으로 형성되어 있으며, 일방향으로 슬라이딩하여 지지면 (70g) 에 닿고, 타방향으로 슬라이딩하여 지지면 (70g) 에서 떨어지는 시일면 (72a) 을 그 저면으로서 갖고 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (71) 의 연통구 (71b) 의 정각 (71c) 은 이 밸브체 (72) 의 시일면 (72a) 이 밸브시트부재 (70) 의 지지면 (70g) 에 닿았을 때에 시일면 (72a) 과 일치한다. 한편, 케이스 (71) 의 연통구 (71b) 의 대변 (71d) 은 밸브체 (72) 의 시일면 (72a) 이 밸브시트부재 (70) 의 지지면 (70g) 에 닿았을 때에 밸브체 (72) 의 시일면 (72a) 과 직교하는 주벽의 상면보다 밸브시트부재 (70) 측에 위치한다. 즉, 밸브체 (72) 의 외주면 (72f) 은 시일면 (72a) 의 착좌시에 연통구 (71b) 에서 타측까지 존재하고 있다. 케이스 (71) 의 내주면과 밸브체 (72) 의 외주면 (72f) 의 틈은 수십 ∼ 이백 ㎛ 이다. 그리고, 케이스 (71) 의 정면의 홈 (71h) 내에는 도 5 에 나타내는 바와 같이 보스부 (71e) 를 회피하여 빠짐구멍 (71f) 이 관통형성되어 있다. 이와 같이 하여 도 10 에 나타내는 바와 같이 케이스 (71) 내에는 밸브체 (72) 의 배후에 댐퍼실 (71j) 이 형성되어 있다. 스프링 (73) 은 이 밸브체 (72) 의 주벽의 내면과 케이스 (71)의 보스부 (71e) 의 외면 사이에서 진동하지 않도록 지지된다. 또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이 밸브체 (72) 의 주벽의 외주면 (72f) 의 거의 축방향 중앙영역에는 떨어질 때에 연통구 (71b) 와 연이어 통하는 환상의 홈 (72b) 이 오목형성되어 있다. 이 홈 (72b) 이 간단하게 제조할 수 있는 안내수단 및 안내로이다.

이러한 밸브체 (72) 는 다음과 같이 제조된다. 우선, 도 7 에 나타내는 바와 같이 코어부 (75a) 를 갖는 제 1 형틀 (75) 과, 코어부 (75a) 의 외주측에 위치하며, 축방향으로 연장되는 맞춤면 (PL) 에서 서로 멀어지는 방향으로 형틀개방이 가능한 제 1 분할형틀 (76) 및 제 2 분할형틀 (77) 과, 코어부 (75a) 의 정면측에 위치하는 제 2 형틀 (78) 로 이루어지는 금형을 준비한다. 여기서, 제 1 분할형틀 (76) 및 제 2 분할형틀 (77) 로서는 금형에 의해 형성되는 캐버티 (C) 측에 맞춤면 (PL) 에 직교함과 동시에 축방향으로 연장되는 평탄면 (76a,77a) 을 갖는 것을 채택한다. 또한, 제 2 형틀 (78) 은 형틀체결시에 제 1 분할형틀 (76) 및 제 2 분할형틀 (77) 내에 위치하면서 코어부 (75a) 에서 멀어지는 축방향으로 형틀개방이 가능하도록 이루어져 있다. 그리고, 캐버티 (C) 내에 용융수지를 사출하여 형틀개방에 의해 밸브체 (72) 를 얻는다. 얻어진 밸브체 (72) 는 별도로 준비한 밸브시트부재 (70), 케이스 (71) 및 스프링 (73) 과 함께 설치되어 역지밸브 (33) 로 된다.

여기서 밸브체 (72) 의 주벽의 외주면 (72f) 에는 도 6a 및 도 6b 에 나타내는 바와 같이 서로 대향하면서 축방향으로 연장되는 쌍을 이루는 평탄면 (72c) 이 형성된다. 이러한 평탄면 (72c) 에 의해 쉽게 쥘 수 있으므로 잘못 설치되는것을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 평탄면 (72c) 은 도 8 에 나타내는 바와 같이 밸브체 (72) 의 제조시에 주벽에 잔존할 수 있는 금형의 맞춤면 (PL) 에 의해 발생하는 직경외측방향으로 돌출하는 버 (72d) 를 그 원주내에 확실하게 수납하여, 버 (72d) 가 케이스 (71) 의 내면에 걸림으로써 생기는 악영향을 방지할 수도 있다. 또한, 도 9 에 나타내는 바와 같이 밸브체 (72) 의 제조시에 시일면 (72a) 에 잔존할 수 있는 금형의 맞춤면 (PL) 에 의해 발생하는 축방향으로 돌출하는 버 (72d) 는 도 10 에 나타내는 바와 같이 밸브시트부재 (70) 의 오목부 (70h) 내에 확실하게 수납하여, 버 (72d) 가 지지면 (70g) 에 걸리게 됨으로써 생기는 악영향을 방지한다. 이러한 밸브시트부재 (70) 의 오목부 (70h) 는 지지면 (70g) 이 밸브체 (72) 의 시일면 (72a) 과 맞닿는 면적을 줄일 수 있기 때문에 밸브체 (72) 의 떨어짐성을 향상시킬 수도 있다.

그리고, 밸브체 (72) 의 주벽의 상면에는 도 6b 에 나타내는 바와 같이 직경방향으로 연장되는 홈 (72e) 이 오목형성되어 있다. 밸브체 (72) 를 반대로 설치한 경우에는 이러한 홈 (72e) 에 의해 역지밸브 (33) 의 성능이 발휘되지 못하므로 검사시에 잘못 설치한 것을 발견할 수 있다.

이상과 같이 구성된 압축기에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이 엔진 (EG) 이 구동되고 있는 동안, 벨트 (24a) 로 풀리 (22) 가 회전하여 구동축 (12) 이 구동된다. 그럼으로써, 사판 (16) 이 요동운동하여 피스톤 (19) 이 실린더보어 (1a) 내를 왕복운동한다. 따라서, 냉방회로의 증발기 (EV) 의 냉매가스가 압축기의 흡입실 (7a) 내로 흡입되어 실린더보어 (1a) 내에서 압축된 후에 토출실 (7b) 내로토출된다. 토출실 (7b) 의 냉매가스는 역지밸브 (33) 및 머플러실 (1c) 을 거쳐 응축기 (CO) 로 토출된다.

그 동안 도 2 에 나타내는 제어밸브 (32) 는 제어컴퓨터 (62) 에 의한 조정하에서 감압실 (44) 내에 있어서의 벨로스 (45) 의 설정압력과 흡입실 (7a) 에서 검압통로 (57) 로 안내되는 흡입압력 (Ps) 의 밸런스에 의해 토출실 (7b) 내의 토출압력 (Pd) 의 냉매가스를 급기통로 (60), 포트 (41b), 축구멍 (52), 포트 (41a) 및 급기통로 (58) 에 의해 크랭크실 (8) 로 공급한다. 따라서, 크랭크실 압력 (Pc) 이 가감되며, 그럼으로써 피스톤 (19) 에 작용하는 배압이 변화하므로 사판 (16) 의 경사각이 변화되어 실질적으로 0 % 에서 100 % 까지 토출용량을 변화시킬 수 있다.

또한, 역지밸브 (33) 에서는 도 11 에 나타내는 바와 같이 토출실 (7b) 내의 고압 냉매가스가 유로 (70f) 에서 밸브체 (72) 를 타방향으로 가압하고, 스프링 (73) 의 인가력에 이겨서 밸브체 (72) 를 타방향으로 슬라이딩시킨다. 따라서, 시일면 (72a) 이 밸브시트부재 (70) 의 지지면 (70g) 에서 떨어져 유로 (70f) 와 연통구 (71b) 가 연이어 통한다. 따라서, 토출실 (7b) 의 고압 냉매가스가 머플러실 (1c) 을 통해 응축기 (CO) 로 토출되도록 이루어진다.

밸브체 (72) 가 지지면 (70g) 에서 떨어져 유로 (70f) 와 연통구 (71b) 가 연이어 통하기 시작하는 밸브열림후에 케이스 (71) 에 있어서의 밸브체 (72) 의 배후측으로 흘러들어온 냉매가스는 빠짐구멍 (71f) 에서 외부로 유출되므로, 이 때에 유입되는 냉매가스와 충돌하는 경우가 없다. 이와 같이 케이스 (71) 의 댐퍼실(71j) 의 밸브체 (72) 의 진동을 흡수한다. 따라서, 역지밸브 (33) 자체의 이음이나 진동이 방지됨과 동시에 밸브체 (72) 가 리프트되는 차압은 커지지 않으므로 역지밸브 (33) 자체의 압력손실을 방지할 수 있다.

발명자들은 도 14 및 도 15 에 나타내는 종래의 역지밸브 (94) 와, 이 실시형태의 역지밸브 (33) 에 대하여 차압과 유량의 관계를 평가하였다. 결과를 도 12 에 나타낸다. 그리고, 양 역지밸브 (94,33) 는 S 점의 차압에 의해 밸브가 열리기 시작하여 일점쇄선의 직선은 계산식에 의거한 것이다. 도 12 에서 종래의 역지밸브 (94) 를 사용한 비교형태의 압축기에 대하여 실시형태의 압축기에서는 계산식에 의거한 직선 부근까지 압력손실을 저감할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 엔진 (EG) 이 구동되고 있는 동안에도 냉방이 불필요한 경우 제어밸브 (32) 에서는 제어컴퓨터 (62) 의 지령에 의거하여 구동회로 (61) 에서 솔레노이드 (47) 로의 전류공급이 정지된다. 따라서, 밸브체 (55a) 가 스프링 (56) 에 인가되며 제어밸브 (32) 의 밸브열림도가 최대로 되어 토출실 (7b) 내의 고압 냉매가스가 급기통로 (60,58) 를 통해 크랭크실 (8) 로 도입된다. 따라서, 크랭크실 (8) 내의 압력이 상승하고, 사판 (16) 은 최소용량으로 될 때까지 경사각이 변경되어 피스톤 (19) 의 스트로크가 감소한다. 이와 같이 피스톤보어 (1a) 로부터의 토출용량이 감소함으로써, 역지밸브 (33) 는 유로 (70f) 와 연통구 (71b) 의 연통을 차단한다. 이와 같이 냉방이 불필요할 때에는 역지밸브 (33) 에 의해 압축기로부터의 냉매가스의 토출이 억제되어 압축기는 0 용량 부근의 최소용량으로 운전된다.

한편, 엔진 (EG) 이 정지되면, 구동축 (12) 은 정지되어 제어밸브 (32) 도 작동하지 않는다. 그리고, 역지밸브 (33) 에서는 도 10 에 나타내는 바와 같이 응축기 (CO) 측의 고압 냉매가스가 연통구 (71b) 에서 밸브체 (72) 를 일방향으로 가압하고, 스프링 (73) 의 인가력도 도와 밸브체 (72) 를 일방향으로 슬라이딩시킨다. 따라서, 시일면 (72a) 이 밸브시트부재 (70) 의 지지면 (70g) 에 닿아 유로 (70f) 와 연통구 (71b) 가 연이어 통하지 않게 된다. 따라서, 응축기 (CO) 측의 고압 냉매가스는 토출실 (7b) 내로 역류하지 않게 된다.

이와 같이 이러한 역지밸브 (33) 를 구비한 압축기에서는 정지중의 냉매가스의 역류를 방지할 수 있기 때문에, 압축기내로의 액냉매의 저류를 방지함과 동시에 압축기내의 과도한 압력상승이나 온도상승을 방지하여 압축기의 내구성을 높일 수 있다.

그리고, 다시 엔진 (EG) 이 시동되면, 구동축 (12) 이 구동되어 제어밸브 (32) 가 작동한다. 또한, 역지밸브 (33) 는 도 11 에 나타내는 바와 같이 토출실 (7b) 내의 고압 냉매가스를 응축기 (CO) 로 토출한다.

이와 같이 하여 정지중에는 토출실 (7b) 내만의 냉매가스가 급기통로 (60,58), 포트 (41b,41a) 및 축구멍 (52) 에 의해 크랭크실 (8) 로 공급되고, 역류해 오는 냉매가스를 크랭크실 (8) 까지 도달하지 않게 하기 때문에, 크랭크실 (8) 의 압력상승을 억제할 수 있으므로 시동시에 있어서의 사판 (16) 의 경사각증대, 용량복귀가 신속해지며, 나아가서는 신속한 냉방효과를 발휘할 수 있다.

따라서, 실시형태의 역지밸브 (33) 는 밸브열림후에 진동을 일으키기 어렵고, 나아가서는 압축기 및 냉매회로의 이음, 진동 및 압력손실을 저감할 수 있으며, 또한 이들에 의거하는 차량의 결점을 해소할 수 있다.

본 발명의 실시형태와 같은 역지밸브를 구비한 압축기에서는 정지중의 냉매가스의 역류를 방지할 수 있기 때문에, 압축기내로의 액냉매의 저류를 방지함과 동시에 압축기내의 과도한 압력상승이나 온도상승을 방지하여 압축기의 내구성을 높일 수 있다.

또한, 정지중에는 토출실내만의 냉매가스가 급기통로, 포트 및 축구멍에 의해 크랭크실로 공급되고, 역류해 오는 냉매가스를 크랭크실까지 도달하지 않게 하기 때문에, 크랭크실의 압력상승을 억제할 수 있으므로 시동시에 있어서의 사판의 경사각증대, 용량복귀가 신속해지며, 나아가서는 신속한 냉방효과를 발휘할 수 있다.

따라서, 실시형태의 역지밸브는 밸브열림후에 진동을 일으키기 어렵고, 나아가서는 압축기 및 냉매회로의 이음, 진동 및 압력손실을 저감할 수 있으며, 또한 이들에 의거하는 차량의 결점을 해소할 수 있다.

Claims

내부에 개구되는 유로구를 갖는 유로와, 상기 유로구 둘레에 형성된 지지면과, 상기 지지면에서 축방향측 주면에 개구된 연통구(連通口)를 갖는 밸브하우징과,

상기 밸브하우징내에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 일방향으로 슬라이딩하여 상기 지지면에 닿고, 타방향으로 슬라이딩하여 상기 지지면에서 떨어지는 시일면과, 상기 시일면과 직교하는 외주면을 갖는 밸브체와,

상기 밸브체를 상기 일방향으로 힘을 인가하는 인가부재로 이루어지는 역지밸브에 있어서,

상기 밸브하우징은 상기 밸브체의 진동을 흡수할 수 있는 댐퍼실을 갖는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 밸브체의 외주면은, 상기 시일면의 착좌시에 상기 연통구에서 모두 덮도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브체는 수지성형품이고, 상기 밸브하우징은 상기 밸브체의 배후측에 관통형성된 빠짐구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 응축기와, 상기 응축기로 연이어 통해지는토출실을 갖는 용량가변형 압축기를 구비한 냉방회로에 사용되고, 연통구가 상기 응축기로 연이어 통해지는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
제 4 항에 있어서, 용량가변형 압축기에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
제 4 항에 있어서, 용량가변형 압축기는 클러치리스방식으로 외부구동원과 작동연결되어 있는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브하우징은 유로가 개구된 밸브시트부재와, 유로구를 내부에 개구시키기 위하여 상기 밸브시트부재에 끼워 고정되며, 연통구가 형성된 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 역지밸브.
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