KR100529230B1 - 제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 용량을 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능한 제어밸브를 제공하기 위한 것으로서, 제어밸브(1)와, 그 하부에 배치된 밸브기구(7)와, 상부에 배치되는 감압기구(8)를 구비하고 있다. 감압기구(8)는 흡입압력(Ps)이 흡입되는 감압실(34)과, 케이스(10)와, 다이어프렘(30)에 의해 정해지는 조절실(35)을 구비하고 있다. 조절실(35)은 기준압력(바람직하게는 진공)으로 유지된다. 다이어프렘(30)은 감압실(34) 내의 흡입압력(Ps)과, 조절실(35) 내의 압력의 압력차에 대응하여 변위하고, 상기 다이어프렘(30)의 변위가 로드(16)를 통해서 밸브체(14)에 전달되어, 밸브공(12)의 개도를 조절한다.

Description

제어밸브{A control valve}

본 발명은, 예를 들어 차량공조장치에 사용되는 가변용량형 압축기의 용량을 제어하기 위한 제어밸브에 관한 것이다.

냉매회로에 이용되는 일반적인 가변용량형 압축기는, 크랭크실, 크랭크실 내에 설치되며 경사지게 이동가능한 경사판, 경사판에 의해 왕복이동되는 피스톤을 구비하고 있다. 크랭크실 내의 압력(크랭크 압력)에 따라서 경사판의 경사각이 변화한다. 피스톤은 경사판의 경사각에 대응하는 스트로크만큼 이동한다. 피스톤의 스트로크에 따라서 압축기의 용량이 변화한다.

상기 크랭크 압력을 조절하기 위해, 상기 압축기에는 제어밸브가 설치되어 있다. 상기 제어밸브는, 예를 들어 압축기의 토출실을 상기 크랭크실에 접속하는 가스공급통로의 도중에 설치된다. 제어밸브는 냉매회로에 설치된 증발기로부터 압축기에 흡입된 냉매가스의 압력(흡입압력)에 대응하여, 토출실로부터 가스공급통로을 통하여 크랭크실에 공급되는 냉매가스의 양을 조절한다.

도 3은 종래의 용량제어밸브의 일예를 도시한 것이다. 상기 제어밸브의 밸브 하우징(101)의 하부에는 밸브실(102)이 설치되어 있다. 밸브실(102)은 압축기에 형성된 가스공급통로(143)의 상류부를 통하여, 압축기의 토출실(142)에 접속되어 있다. 밸브실(102)은 또한, 밸브공(103) 및 가스공급통로(143)의 하류부를 통하여, 압축기의 크랭크실(140)에 접속되어 있다. 구형태의 밸브체(104)는 밸브실(102) 내에 수용되며, 스프링(105)에 의해 밸브공(103)을 향하여 눌려지고 있다.

밸브 하우징(101)의 상부에는 감압기구(108)가 설치되어 있다. 감압기구(108)는 플라스틱 수지 또는 금속제의 다이어프렘(109)에 의해 구획되는 조절실(110)과 감압실(111)을 갖는다. 감압실(111)은 검압통로(144)을 통하여 압축기의 흡입실(141)에 접속되어 있다. 밸브 하우징(101)에는 감압실(111)을 형성하는 단면이 원형인 로드공(112)이 설치되어 있다.

감압기구(108)는 상기 조절실(110)의 경계를 정하는 원통형태의 케이스(115)를 구비하고 있다. 상기 원통형 케이스(115)는 밸브 하우징(101)의 상부에 고정된다. 상기 다이어프렘(109)은 원통형 케이스(115)와 밸브 하우징(101)에 의해 끼워져서 고정된다.

상기 로드공(112)은 밸브 하우징(101)에 형성된 연통공(116)을 통하여, 상기 밸브공(103)에 접속된다. 축방향으로 이동 가능한 로드(117)는 로드공(112)에 수용되고, 상기 로드(117)의 선단은 연통공(116)을 통하여 상기 밸브공(103)까지 연장된다. 상기 밸브실(102) 내의 스프링(105)은 밸브체(104)를 로드(117)의 하단면에 압착되도록 하기 위해, 상기 밸브체(104)를 누른다. 감압실(111) 내에 배치된 스프링(119)은 로드(117)를 통해서 상기 다이어프렘(109)을 도 3의 윗쪽으로 민다.

상기 조절실(110)에는 조절 스프링(125)이 설치되어 있다. 조절 스프링(125)은 접촉편(126)을 통해서, 상기 다이어프렘(109)을 도 3의 아래쪽으로 민다. 조절체(127)는 축방향으로 이동가능하게 상기 원통형 케이스(115)에 나사결합된다. 조절체(127)는 접촉편(128)을 통해서 상기 조절 스프링(125)을 수용, 지지한다. 원통형 케이스(115)에 대한 조절체(127)의 축방향 위치에 따라서, 조절 스프링(125)이 다이어프렘(109)을 미는 힘이 변경된다.

상기 감압실(111)에는 흡입압력(Ps)이 흡입실(141)로부터 검압통로(144)를 통하여 도입된다. 다이어프렘(109)은 감압실(111) 내의 흡입압력(Ps)에 대응하여 변위한다. 다이어프렘(109)의 변위는 로드(117)를 통해서 밸브체(104)에 전달된다. 따라서, 밸브체(104)는 감압실(111) 내의 흡입압력(Ps)에 대응하여 밸브공(103)의 개도를 조절하도록, 다이어프렘(109)에 의해 움직인다. 밸브공(103)의 개도에 따라서 토출실(142)로부터 가스공급통로(143)를 통해서 크랭크실(140)에 공급된 냉매가스의 양이 조절된다. 크랭크실(140)에 공급된 냉매가스의 양에 따라서 크랭크 압력(Pc)이 변화하고, 이에 따라서 압축기의 경사판의 경사각도 변경된다. 그 결과 흡입압력(Ps)이 소정의 목표치(목표흡입압력)로 수속(收束)되도록 압축기의 용량이 조절된다.

상기 조절 스프링(125)의 미는 힘은 상기 목표흡입압력을 반영한다. 제어밸브의 제조시에 있어서, 원통형 케이스(115)에 대하여 조절체(127)의 축방향 위치를 조절하는 것에 의해, 조절 스프링(125)의 미는 힘, 환언하면 목표흡입압력이 결정된다. 제어밸브는 흡입압력(Ps)이 조절체(127)에 의해서 설정된 목표흡입압력으로 수속되도록 작동한다.

상기와 같은 제어밸브의 경우, 흡입압력에 따라서 다이어프렘이 변형되고, 그 변형이 밸브공을 개폐하는 밸브체에 전달된다. 상기 다이어프렘의 변형량과 흡입압력의 관계는 비례관계가 아니므로, 제어밸브의 작동특성을 원하는 특성으로 하기 위해서는, 예를 들어 흡입압력(Ps)에 대해서 조절실의 압력을 일정하게 할 필요가 있다.

그런데, 제어밸브의 조절실(110)은 대기압에 의해 제어되고 있다. 조절실(110)의 대기압은, 예를 들면 날짜와 시간, 기후 등에 의해 변화한다. 그로 인해, 압축기를 제어하는 경우에 대기압에 의한 오차가 생겨서, 제어밸브의 제어정밀도가 저하한다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 압축기의 용량을 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능한 제어밸브를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 흡입압력에 노출되는 흡입압 영역과, 토출압력에 노출되는 토출압 영역과, 크랭크실을 상기 토출압 영역에 접속하는 가스공급통로를 구비한 가변용량형 압축기의 용량을 변경하기 위한 크랭크실 내의 압력을 조정하는 제어밸브에 있어서, 상기 가스공급통로의 도중에 설치되는 밸브 하우징과, 상기 가스공급통로의 개도를 조절하기 위해 상기 밸브 하우징 내에 설치되는 밸브체와, 다이어프렘에 의해 구획된 조절실과 갑압실을 갖는 감압기구로서, 상기 흡입압 영역의 흡입압력이 상기 감압실에 도입되고, 상기 다이어프렘은 상기 감압실 내의 흡입압력에 따라서 변위하며, 상기 다이어프렘의 변위를 상기 밸브체에 전달하기 위해, 상기 밸브 하우징 내부에서 연장되는 로드와, 상기 다이어프렘을 사이에 두고 상기 로드의 반대측에 배치되는 접촉편과, 상기 다이어프렘이 상기 접촉편과 상기 로드에 의해 끼워져서 고정되도록 하기 위해, 상기 접촉편 및 상기 로드를 각각 상기 다이어프렘을 향하여 미는 누름수단을 구비하며, 상기 갑압기구는 상기 조절실을 구획하는 케이스를 구비하며, 상기 케이스는 선단부에 밀봉체를 용착하기 위한 상부공을 구비하고, 상기 상부공을 통하여 상기 조절실을 진공 또는 기준압력으로 유지한 상태에서 상기 밀봉체를 상기 상부공에 고정시켜 상기 조절실을 밀폐하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 밸브 하우징에 있어서, 상기 감압기구측의 단부에 상기 다이어프렘을 지지하고 위치 결정하기 위한 위치 결정부를 형성한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 감압기구는 상기 접촉편을 다이어프렘을 항하여 미는 상기 누름수단의 미는 힘을 조정하기 위한 어드져스터를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 밸브체는 상기 누름수단에 의해 상기 로드에 눌려서 고정되어 있고, 밸브체와 로드의 사이에는 밸브체와 로드를 서로 위치 결정하는 위치 결정수단이 설치되어 있다.

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이하, 본 발명의 일실시예에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 용량제어밸브(1)는 냉매회로에 조립된 가변용량형 압축기에 장착된다. 또한, 가변용량형 압축기의 상세한 구성은 특별히 도시되지 않지만, 상기 압축기는 크랭크 압력(Pc)을 받는 크랭크실(2)과, 흡입압력(Ps)을 받는 흡입실(흡입압 영역, 3)과, 토출압력(Pd)을 받는 토출실(토출압 영역, 4)를 구비하고 있다. 크랭크실(2) 내에는 경사이동 가능한 경사판이 설치되어 있다. 압축기의 구동축이 회전하면, 피스톤이 경사판에 의해서 왕복이동된다. 피스톤은 냉매회로 중간에 설치된 증발기로부터 흡입실(3)에 도입된 냉매가스를 실린더 보어 내로 흡입한다. 피스톤은 또한, 냉매가스를 실린더 보어 내에서 압축하여, 압축된 냉매가스를 토출실(4)로 토출한다. 그리고, 토출실(4) 내의 압축냉매가스는 냉매회로로 송출된다.

압축기는 또한, 토출실(4)을 크랭크실(2)에 접속하는 가스공급통로(5)를 구비하고 있다. 제어밸브(1)는 가스공급통로(5)의 도중에 설치되어 있다. 제어밸브(1)는 흡입실(3)로부터 검압통로(6)를 통해서 도입된 흡입압력(Ps)에 따라서, 토출실(4)로부터 가스공급통로를 통해서 크랭크실(2)에 공급된 냉매가스의 양을 조절한다.

제어밸브(1)는 하부에 형성된 밸브기구(7)와, 상부에 형성된 감압기구(8)를 가지고 있다. 제어밸브(1)는 하부케이스로서의 밸브 하우징(9)과 상부케이스로서의 케이스(10)를 가지고 있다. 밸브기구(7)는 밸브 하우징(9)의 하부에 형성되고, 감압기구(8)는 밸브 하우징(9)의 상부와 케이스(10)에 형성되어 있다.

우선, 밸브기구(7)에 대해서 설명한다.

밸브 하우징(9)의 하부에는, 밸브실(11)이 설치되어 있다. 밸브실(11)은 가스공급통로(5)의 상류부를 통해서 토출실(4)에 접속되어 있다. 밸브 하우징(9)은 밸브실(11)의 천정면(11a)에 개구된 밸브공(12)과, 밸브공(12)에 연통되는 포트(13)를 갖는다.

밸브공(12)은 포트(13) 및 가스공급통로(5)의 하류부를 통해서 크랭크실(2)에 접속되어 있다. 밸브실(11), 밸브공(12) 및 포트(13)는 가스공급통로(5)의 일부를 형성하도록 밸브 하우징(9) 내에 설치된 내부통로에 위치한다.

밸브실(11) 내에는 구형의 밸브체(14)와 스프링(15)이 수용되어 있다. 스프링(15)은 밸브실(11) 내에 배치되고, 밸브체(14)를 밸브공(12)을 향하여 누른다. 밸브실(11) 내에는 스프링(15)을 수용하는 스프링 받이(17)가 설치되어 있다. 스프링 받이(17)는 밸브실(11)을 가스공급통로(5)의 상류부로 연통시키는 가스유통공(流通孔)(18)을 갖는다. 상기 가스유통공(18)의 입구에는 필터(19)가 장착되어 있다.

밸브 하우징(9)의 상부에는 감압기구(8)가 설치되어 있다. 감압기구(8)는 감압부재, 즉 다이어프렘(30)과, 이에 의해 구획되는 갑압실(34)과 조절실(35)을 갖는다. 다이어프렘(30)은, 예를 들면 수지재료 혹은 금속재료로 이루어진다.

밸브 하우징(9)에는 갑압실(34)을 형성하는 단면이 원형인 로드공(40)이 설치되어 있다. 로드공(40)은 밸브 하우징(9)의 축방향을 따라서 연장되며, 또한 밸브 하우징(9)의 윗방향(도 1에서 윗방향)을 향하여 개방되고 있다. 밸브 하우징(9)의 상단면에는 고리형 홈(61)이 로드공(40)의 개구 주위에 위치하도록 형성된다. 상기 고리형 홈(61)에는 실링(64)이 장착되어 있다.

감압기구(8)는 또한, 조절실(35)을 구획하는 원통형 케이스(10)와, 상기 케이스(10)와 함께 다이어프렘(30)을 끼워서 고정하는 링부재(62)를 갖고 있다. 케이스(10)는 아래쪽을 향하여 개구하고, 상기 케이스(10)에 있어서 하단에는 외연부로서의 플랜지(70)가 일체로 형성되어 있다. 링부재(62)는 플랜지(70)와 거의 동일한 원형 고리형태로 형성되어 있다. 케이스(10)의 플랜지(70)와 링부재(62)는 케이스(10)의 플랜지(70)와 링부재(62)에 의해 다이어프렘(30)을 끼워서 고정한 상태에서, 플랜지(70) 및 링부재(62)의 외주를 용접(예를 들면, 플라즈마 용접, 레이져 용접 또는 빔 용접)에 의해 봉합되어 일체화되어 있다.

이렇게 일체화된 케이스(10), 다이어프렘(30) 및 링부재(62)는 상기 다이어프렘(30)이 로드공(40)의 개구를 막도록, 실링(64)을 통해서 밸브 하우징(9) 상에 배치된다. 그리고, 밸브 하우징(9)의 상단을 코오킹하는 것에 의해, 감압기구(8)(조절실 35)가 밸브 하우징(9)에 고정된다.

밸브 하우징(9)은 링부재(62)를 지지하는 위치 결정부로서의 위치 결정면(63)과, 케이스(10)(조절실 35)를 고정하기 위한 걸림후크(65)를 갖는다. 위치 결정면(63)은 다이어프렘(30)과 밸브실(11)의 천정면(11a)의 거리(A)가 소정값이 되도록 형성된다. 걸림후크(65)는 케이스(10)(조절실 35)와 밸브 하우징(9)의 접합을 견고하게 한다. 걸림후크(65)는 링부재(62)가 위치 결정면(63)에 접한 상태에서, 케이스(10)의 플랜지(70)에 걸리게 된다. 이 때, 링부재(62)의 하단은 밸브 하우징(9)으로부터 떨어져있는 것이 바람직하다.

여기서, 위치 결정면(63) 및 천정면(11a)에 대해서 설명한다. 다이어프렘(30)의 변형량은 제어밸브(1)의 밸브 개방압력에 관련된다. 또한, 다이어프렘(30)의 반발력은 그 변형량에 대해서 직선적이 아니라 곡선적으로 변화한다. 이로 인해, 다이어프렘(30)의 초기 변형량은 엄밀하게 조정되어야 한다. 본 실시예에서는, 케이스(10)와 밸브 하우징(9)이 용접되는 때에 다이어프렘(30)과 밸브공(12)의 거리가 소정의 거리가 되도록, 천정면(11a)와 위치 결정면(63)의 거리(A)가 설정되어 있다.

조절실(35) 내부는 소정의 기준압력(바람직하게는 진공)으로 유지된다. 케이스(10)는 그 선단부에 상부공(72), 즉 압력설정공을 갖는다. 상부공(72)은 밀봉체(73)에 의해 막혀 있다. 상부공(72)은 원형인 것이 좋으며, 밀봉체(73)는 구형인 것이 좋다.

조절실(35) 내부에는 상기 어드져스터(31), 접촉편(32) 및 누름수단으로서의 조절 스프링(33)이 배치되어 있다. 어드져스터(31)의 외측면에는 걸림홈(74)이 형성되고, 케이스(10)에는 그 내측으로 돌출되는 걸림돌출부(75)가 형성되어 있다. 케이스(10)의 걸림돌출부(75)는 코킹(calking)가공에 의해 형성되고, 상기 걸림돌출부(75)에 어드져스터(31)의 걸림홈(74)이 결합하는 것에 의해, 어드져스터(31)가 케이스(10)에 고정된다. 어드져스터(31)의 중심에는 상하로 관통하는 관통공(76)이 형성되어 있다.

또한, 어드져스터(31)의 하면에는 원주형의 결합돌출부(77)가 형성되어 있다. 접촉편(32)의 윗면에도 원주형의 결합돌출부(78)가 형성되어 있다. 조절 스프링(33)의 상단은 어드져스터(31)에 대해서 위치 결정되도록, 어드져스터(31)의 결합돌출부(77)에 결합된다. 조절 스프링(33)의 하단도 동일하게, 접촉편(32)에 대하여 위치 결정되도록, 접촉편(32)의 결합돌출부(78)에 결합된다. 조절 스프링(33)은 외경이 케이스(10)의 내경과 거의 동일하게 설정되고, 케이스(10)의 내주면을 축방향을 따라서 슬라이드한다.

케이스(10)에 대한 어드져스터(31)의 축방향 위치에 의해, 조절 스프링(33)이 다이어프렘(30)을 미는힘이 변경되고, 제어밸브(1)의 특성이 조정된다. 구체적으로는, 감압기구(8)의 제조시에 있어서, 상부공(72)으로부터 공구를 투입하여 어드져스터(31)의 위치를 조정한 후, 케이스(10)를 코오킹한다. 상기 코오킹 가공에 의해 케이스(10)가 내측으로 돌출하므로 걸림돌출부(75)가 형성되고, 상기 걸림돌출부(75)가 어드져스터(31)의 걸림홈(74)에 끼워진다. 이로 인해, 조절 스프링(33)의 길이, 즉 미는힘이 조정되고, 제어밸브(1)가 원하는 특성이 되도록 조정된다.

어드져스터(31)의 고정 후, 감압기구(8)는 소정의 기준압력 분위기하에서 배치된다. 예를 들면, 감압기구(8)는 기준압력(바람직하게는 진공)의 압력실 내에 배치된다. 상부공(72) 및 관통공(76)을 통해서 조절실(35)의 압력은 압력실의 압력으로 부드럽게 평형화되고, 조절실(35)의 압력이 기준압력으로 설정된다. 이 상태에서, 밀봉체(73)에 의해 상부공(72)이 막히게 된다. 밀봉체(73)를 케이스(10)에 용접하는 것에 의해 조절실(35)은 밀폐된다.

또, 케이스(10)에는 플랜지(70)와 원통부분과의 사이에 단차부(71)가 형성되어 있다. 단차부(71)는 접촉편(32) 외연부와 접하여, 상기 접촉편(32)의 상방으로의 이동을 규제한다.

상기 로드공(40)은 로드공(40)의 개구 주위에 위치하는 대경부(41)와, 로드공(40)의 축방향 중간부에 위치하는 중경부(42)와, 로드공(40)의 끝부분에 위치하는 소경부(43)를 갖는다. 밸브 하우징(9)은 소경부(43)와 상기 밸브공(12)의 사이에 설치된 격벽(44)을 구비하고 있다. 격벽(44)은 소경부(43)를 밸브공(12)에 연통시키는 연통공(45)을 갖는다.

로드공(40), 연통공(45) 및 밸브공(12)에는 로드(16)가 밸브 하우징(9)에 대해서 축방향으로 이동가능하도록 연통되어 있다. 로드(16)는 대경부(46), 중경부(47), 소경부(48) 및 플랜지부(49)를 구비하고 있다.

로드(16)의 대경부(46)는 로드공(40)의 대경부(41) 및 중경부(42)에 관통되게 삽입된다. 로드(16)의 대경부(46)의 직경은 로드공(40)의 중경부(42)의 직경과 거의 동일하거나, 약간 작다. 감압실(34)은 로드(16)의 대경부(46)와 로드공(40)의 대경부(41)와의 사이에 형성된다.

로드(16)의 대경부(46)의 외주면에는 고리형 홈(50) 및 연장홈(51)이 형성되어 있다. 연장홈(51)은 감압실(34)을 고리형 홈(50)에 연통시키도록, 로드(16)의 축선을 따라서 연장된다. 고리형 홈(50)은 밸브 하우징(9)에 형성된 포트(52)를 통하여, 검압통로(6)에 접속되어 있다. 따라서, 흡입실(3)의 흡입압력(Ps)이 검압통로(6), 포트(52), 고리형 홈(50) 및 연장홈(51)을 통하여 감압실(34)에 도입된다.

로드(16)의 중경부(47)는 로드(16)의 대경부(46)측 선단(도 1에 있어서 위쪽)에 형성된다. 로드(16)의 중경부(47)의 직경은 로드(16)의 대경부(46)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 중경부(47)는 그 윗면(도 1에서 위쪽)에 다이어프렘(30)의 거의 중앙부를 지지하고 있다.

로드(16)의 대경부(46)와 중경부(47)의 사이에는, 로드(16)의 직경방향 외쪽으로 돌출하는 플랜지부(49)가 형성되어 있다. 플랜지부(49)의 직경은 로드(16)의 대경부(46)의 직경보다도 크게 형성되어 있다.

상기 감압실(34) 내에는 누름 수단으로서의 스프링(53)이 배치되어 있다. 스프링(53)의 선단은 로드(16)의 플랜지부(49)에 결합되어 있다. 스프링(53)의 하단은 로드공(40)의 대경부(41)와 중경부(42) 사이의 단차(54)에 결합되어 있다. 스프링(53)은 로드(16)를 통해서 상기 다이어프렘(30)을 도 1의 위쪽을 향하여 민다.

로드(16)의 소경부(48)는 대경부(46)의 하단으로부터 도 1의 아래쪽을 향하여 연장되어, 상기 연통공(45)을 통하여 밸브공(12)까지 도달한다. 밸브실(11) 내에 설치된 누름수단으로서의 스프링(15)은 밸브체(14)를 소경부(48)의 하단으로 누른다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연통공(45)의 위쪽(도 1에서 위쪽)의 주연부, 바꾸어 말하면 격벽(44)의 윗면과 연통공(45)의 개구 코너부에는 절구형의 경사면(55)이 형성되어 있다. 상기 경사면(55)은 로드공(40)으로부터 밸브공(12)을 향하여 갈수록 점차 직경이 작아진다.

로드공(40)의 소경부(43)에는 거의 원통형을 이루는 푸셔(pusher, 56)가 압입되어 있다. 푸셔(56)는 로드(16) 소경부(48)의 통과를 허용하는 압통공(57)을 갖는다. 푸셔(56)는 또한, 경사면(55)에 대응하는 테이퍼면(58)을 갖는다.

푸셔(56)와 격벽(44)의 사이에는 도우넛 판 형태의 실링판(59)이 끼워져서 고정되어 있다. 상기 실링판(59)은 탄성을 갖는 수지재료로 이루어지며, 제어밸브(1)에 고정되기 전에는 거의 평판형을 이룬다. 격벽(44)의 경사면(55)과 푸셔(56)의 테이퍼면(58)에 의해서 실링판(59)이 끼워져서 고정될 때, 실링판(59)은 이들 면(55, 58)에 따라서 테이퍼 형으로 휘어진다. 로드(16)가 제어밸브(1)에 조립되는 상태에서는 실링판(59)의 내주 테두리는 실링판(59)의 탄성력에 의해서 소경부(48)에 밀착된다.

밸브체(14)와 상기 로드(16)의 사이에는 밸브체(14)와 로드(16)를 서로 위치 결정하는 위치 결정수단(20)이 설치되어 있다. 구체적으로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 로드(16)의 하단면에는 원추형의 위치 결정 오목부(22)가 형성되어 있다. 밸브체(14)는 로드(16)의 하단면의 위치 결정 오목부(22)에 끼워져 있다.

다음에, 상기와 같이 구성된 제어밸브(1)의 작용에 대해서 설명한다.

감압실(34)에는 흡입실(3)의 흡입압력(Ps)이 검압통로(6)를 통하여 도입된다. 다이어프렘(30)은 감압실(34) 내의 흡입압력(Ps)에 따라서 변위한다. 다이어프렘(30)의 변위는 로드(16)를 통해서 밸브체(14)에 전달된다. 따라서, 밸브체(14)는 감압실(34) 내의 흡입압력(Ps)에 대응하여 밸브공(12)의 개도를 조절하도록, 다이어프렘(30)에 의해 움직인다. 밸브공(12)의 개도에 대응하여 토출실(4)로부터 가스공급통로(5)를 통해 크랭크실(2)에 공급된 냉매가스의 양이 조절된다.

예를 들어, 냉매회로에 걸리는 냉방부하가 저하하면, 증발기로부터 흡입실(3)에 도입된 냉매가스의 압력, 즉 흡입압력(Ps)이 저하한다. 그러면, 다이어프렘(30)이 밸브체(14)를 도 1의 아래쪽으로 이동시키도록 변위하고, 밸브공(12)의 개도가 커진다. 그 결과, 토출실(4)로부터 크랭크실(2)에 공급된 냉매가스의 양이 증가하고, 크랭크압력(Pc)이 상승한다. 그 결과, 압축기의 경사판의 경사각이 작아지고, 압축기의 용량이 감소한다.

반대로, 냉매회로에 걸리는 냉방부하가 증가하면, 흡입압력(Ps)가 상승한다. 그러면, 다이어프렘(30)이 밸브체(14)를 도 1의 윗쪽으로 이동시키도록 변위하고, 밸브공(12)의 개도가 작아진다. 그 결과, 토출실(4)로부터 크랭크실(2)에 공급된 냉매가스의 양이 감소하고, 크랭크압력(Pc)이 저하한다. 그 결과, 압축기의 경사판의 경사각이 커지고, 압축기의 용량이 증가한다.

조절 스프링(33)의 미는힘은 흡입압력(Ps)의 목표치(목표흡입압력)을 반영한다.

제어밸브(1)의 제조시에 있어서, 케이스(10)에 대한 어드져스터(31)의 축방향 위치를 조절하는 것에 의해, 조절 스프링(33)의 미는힘, 바꾸어 말하면 목표흡입압력이 결정된다. 제어밸브(1)는 실제의 흡입압력(Ps)이 어드져스터(31)에 의해서 설정된 목표흡입압력으로 수속되도록 압축기의 용량을 제어한다.

또, 케이스(10)의 내주면에는 접촉편(32)과 접촉가능한 단차부(71)가 형성되어 있다. 접촉편(32)은 단차부(71)에 접하는 것에 의해, 그 이상 위쪽으로 이동하는 것이 저지된다. 따라서, 흡입압력(Ps)이 과도하게 상승하여도 단차부(71)가 접촉편(32)을 수용하여 정지시키므로 다이어프렘(30)이 과도하게 변형하는 것이 방지된다.

더욱이, 조절 스프링(33)은 케이스(10)의 내주면을 슬라이드한다. 접촉편(32)은 조절 스프링(33)이 케이스(10)의 내부면을 축방향을 따라서 슬라이드하는 것에 의해 다이어프렘(30)에 대한 반경방향 위치 결정이 이루어진다.

이상에서 기술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 이하의 작용, 효과가 달성된다.

제어밸브(1)의 조절실(35) 내는 기준압력(바람직하게는 진공)으로 유지되고 있다. 따라서, 제어밸브(1)는 측정조건(예를 들면, 대기압 등)이 변화하여도 압축기를 양호하게 제어하는 것이 가능하다.

위치 결정면(63)과 링부재(62)의 접촉에 의해, 다이어프렘(30)과 밸브공(12)의 거리가 소정치가 되도록 위치 결정면(63)과 천정면(11a)은 거리(A)를 이루도록 설정되어 있다. 이와 같이 하면, 다이어프렘(30)의 초기 변형량은 설계치와 일치한다. 따라서, 제어밸브(1)의 특성 설정이 용이하고, 제어밸브(1)의 정밀도가 향상된다.

접촉편(32)의 외부테두리가 케이스(10)의 단차부(71)에 접촉하는 것에 의해 위쪽으로의 다이어프렘(30)의 변위가 규제된다. 따라서, 흡입압력(Ps)이 비정상적으로 높은 때에 있어서도, 다이어프렘(30)의 필요이상의 변위가 확실하게 방지되므로 다이어프렘(30)의 내구성을 보다 높일 수 있다.

조절 스프링(33)은 케이스(10)의 내주면을 축방향을 따라서 슬라이드한다. 따라서, 접촉편(32)은 조절 스프링(33)이 케이스(10)의 내주면을 슬라이드하는 것에 의해 다이어프렘(30)에 대한 반경방향의 위치 결정이 이루어지고, 제어밸브(1)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

밸브체(14)는 로드(16)의 위치 결정 오목부(22)와 결합하고 있으므로, 밸브체(14)가 로드(16)에 대하여 확실하게 위치 결정되고, 또한 로드(16)에 대해서 위치가 어긋나지 않는다. 즉, 밸브체(14)는 로드(16)에 대하여 제어밸브(1)의 축방향과 직교하는 방향으로의 변위가 없다. 따라서, 밸브체(14)가 밸브실(11)을 구별하여 정하는 밸브 하우징(9)의 내벽에 접촉할 염려가 없어, 제어밸브(1)는 감압실(34) 내의 압력에 대하여 양호하게 동작한다.

본 발명의 실시예는 상기의 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위내에서 이하와 같이 적절하게 변경되는 것도 좋다.

로드(16)에 대한 밸브체(14)의 위치어긋남을 방지할 수 있는 위치 결정수단이라면, 어떠한 구성이 채용되어도 좋다.

로드(16)의 위치 결정 오목부(22)의 형상 및 크기는 도면에 도시된 것에 한정되지 않으므로, 적절하게 변경하여도 좋다.

도 1과는 반대로, 밸브공(12)이 가스공급통로(5)의 상류부를 통하여 토출실(4)에 접속되고, 밸브실(11)이 가스공급통로(5)의 하류부를 통하여 크랭크실(2)에 접속되어도 좋다.

이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 압축기의 용량을 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능한 제어밸브를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 제어밸브의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 실시예 중 위치 결정수단에 대한 설명도이다.

도 3은 종래의 제어밸브의 단면도이다.

[도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 …제어밸브, 2 …크랭크실,

3 …흡입실, 4 …토출실,

5 …가스공급통로, 6 …검압통로,

7 …밸브기구, 9 …하부케이스로서의 밸브 하우징,

10 …상부케이스로서의 케이스, 11 …밸브실,

12 …밸브공, 11a …천정면,

16 …로드, 30 …다이어프렘,

31 …어드져스터, 32 …접촉편,

33 …조절 스프링, 34 …감압실,

35 …조절실, 40 …로드공,

53 …스프링, 62 …외연부로서의 링부재,

63 …위치 결정면, 70 …외연부로서의 플랜지,

72 …상부공, 73 …밀봉체,

76 …관통공, A …거리,

Pd …토출압력, Ps …흡입압력.

Claims (5)

1. 삭제
2. 흡입압력에 노출되는 흡입압 영역과, 토출압력에 노출되는 토출압 영역과, 크랭크실을 상기 토출압 영역에 접속하는 가스공급통로를 구비한 가변용량형 압축기의 용량을 변경하기 위한 상기 크랭크실 내의 압력을 조정하는 제어밸브에 있어서,

   상기 가스공급통로의 도중에 설치되는 밸브 하우징과;

   상기 가스공급통로의 개도를 조절하기 위해 상기 밸브 하우징 내에 설치되는 밸브체와;

   다이어프렘에 의해 구획된 조절실과 감압실을 갖는 감압기구로서, 상기 흡입압 영역의 흡입압력이 상기 감압실에 도입되고, 상기 조절실은 진공 또는 기준압력으로 유지되며, 상기 다이어프렘은 상기 감압실 내의 흡입압력에 따라 변위하며,

   상기 다이어프렘의 변위를 상기 밸브체에 전달하기 위해, 상기 밸브 하우징 내부에서 연장되는 로드와,

   상기 다이어프렘을 사이에 두고 상기 로드의 반대측에 배치되는 접촉편과,

   상기 다이어프렘이 상기 접촉편과 상기 로드에 의해 끼워져서 고정되도록 하기 위해, 상기 접촉편 및 상기 로드를 각각 상기 다이어프렘을 향하여 미는 누름수단을 구비하고,

   상기 갑압기구는 상기 조절실을 구획하는 케이스를 구비하며, 상기 케이스는 선단부에 밀봉체를 용착하기 위한 상부공을 구비하고, 상기 상부공을 통하여 상기 조절실을 진공 또는 기준압력으로 유지한 상태에서 상기 밀봉체를 상기 상부공에 고정시켜 상기 조절실을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 제어밸브.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브 하우징에 있어서, 상기 감압기구측의 단부에 상기 다이어프렘을 지지하고 위치 결정하기 위한 위치 결정부를 형성한 것을 특징으로 하는 제어밸브.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 감압기구는 상기 접촉편을 상기 다이어프렘을 향하여 미는 상기 누름수단의 미는힘을 조정하기 위한 어드져스터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 제어밸브.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브체는 상기 누름수단에 의해 상기 로드에 눌려서 고정되어 있고, 상기 밸브체와 상기 로드의 사이에는 상기 밸브체와 상기 로드를 서로 위치 결정하는 위치 결정수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제어밸브.