KR100575448B1 - 가변용량형 압축기용 제어밸브 - Google Patents

Abstract

가변용량형 압축기의 토출압력을 제 1 중간압영역으로 도입함과 동시에 제 2 중간압영역에도 도입하고, 고압의 토출압력과 중간압력과의 압력차를 또한 유효하게 이용할 수 있는 가변용량형 압축기용 제어밸브를 제공한다. 상기 가변용량형 압축기용 제어밸브는, 중앙부에 배치한 솔레노이드 여자부와, 그 솔레노이드 여자부의 일측에 배치한 제어밸브 본체부와, 상기 솔레노이드 여자부의 타측에 배치한 압력감지부를 구비한 가변용량형 압축기용 제어밸브에 있어서, 상기 제어밸브 본체부는 상기 가변용량형 압축기의 토출압영역에 연이어 통하는 토출냉매포트와, 제 1 중간압영역에 연이어 통하는 제 1 중간냉매포트와, 흡입압영역에 연이어 통하는 흡입냉매포트를 구비함과 동시에, 상기 가변용량형 압축기의 제 2 중간압영역에 연이어 통하는 제 2 중간냉매포트를 구비한다.

가변용량형, 압축기, 제어밸브, 솔레노이드, 여자부

Description

가변용량형 압축기용 제어밸브{Control valve for variable capacity compressors}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 가변용량형 압축기용 제어밸브의 종단면도이다.

도 2는 도 1의 가변용량형 압축기용 제어밸브를 상세하게 도시한 종단면도이다.

도 3은 도 2의 가변용량형 압축기용 제어밸브를 90°회전시킨 종단면도이다.

도 4는 도 1의 제어밸브의 제어밸브 본체부의 확대종단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 가변용량형 압축기용 제어밸브를 상세하게 도시한 종단면도이다.

도 6은 도 5의 제어밸브의 제어밸브 본체부의 확대종단면도이다.

도 7의 (a)는 도 1 및 도 5의 제어밸브의 작동특성을 도시한 도면이고, (b)는 도 1 및 도 5의 제어밸브의 유량특성을 도시한 도면이다.
도 8는 일반적인 가변용량형 압축기에 본 발명의 제어밸브가 연결된 상태를 나타내는 개략도이다.

도 9은 종래의 제어밸브를 구비한 가변용량형 압축기를 도시한 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100, 100A : 가변용량형 압축기용 제어밸브

120, 120A : 제어밸브 본체부

123 : 밸브실(제 1 밸브실) 125 : 밸브공(제 1 밸브공)

126 : 토출냉매포트 126A : 토출냉매도입공

128 : 제 1 중간냉매포트 129 : 흡입냉매포트

130 : 솔레노이드 여자부 131A : 솔레노이드

132 : 제 1 밸브 133 : 플런저

145 : 압력감지부 162, 162A : 제 2 밸브

164, 164A : 제 2 중간냉매포트

본 발명은 차량 등의 공조장치에 사용하는 가변용량형 압축기용 제어밸브에 관한 것으로, 특히 필요에 따라 토출압영역에서 중간압영역으로 냉매가스의 공급을 제어하는 가변용량형 압축기용 제어밸브에 관한 것이다.

종래로부터 실린더, 피스톤, 경사판 등을 구비한 가변용량형 압축기는, 예를들면 자동차용 공기조화장치의 냉매가스를 압축해서 토출하기 위하여 사용되고 있으며, 그 가변용량형 압축기는 토출압영역과 중간압영역에 놓인 크랭크실과 통하는 냉매가스통로를 구비하며, 상기 크랭크실내의 압력을 조정함으로써 경사판의 경사각도를 변경시키고, 토출용량을 변경하도록 구성된 것이 알려져 있다. 그리고, 상기 크랭크실내의 압력조정은 상기 냉매가스통로의 도중에 설치된 제어밸브의 개도를 조정하고, 상기 토출압영역으로부터 상기 크랭크실내로 고압의 압축냉매가스를 공급함는 것으로 행해지고 있다.

이와 같은 제어밸브는, 예를들면 도 9에 도시한 바와 같은 가변용량형 압축기용 제어밸브(100')(이하 제어밸브라 함)이 있다(예를들면, 일본 특개평 11-218078호 공보 등 참조). 상기 제어밸브(100')는, 가변용량형 압축기(1)의 리어하우징(3)측에 설치되고, 그 리어하우징(3)의 공간(84)내에 O-링(121a', 121b', 131b')을 삽입하여 기밀성을 유지한 상태로 배설된다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제어밸브(100')는 제어밸브 본체부(120')와, 솔레노이드 여자부(130')와, 압력감지부(145')로 형성되어 있으며, 상기 솔레노이드 여자부(130')는 중앙부에 배치되고, 그 솔레노이드 여자부(130')의 측면에는 상기 제어밸브 본체부(120')와 상기 압력감지부(145')가 배치되어 있다.

상기 솔레노이드 여자부(130')는 그 외주에 솔레노이드 하우징(131')을 구비하고, 그 솔레노이드 하우징(131')의 내부에는 솔레노이드(131A')와, 그 솔레노이드(131A')의 여자에 의해 상하방향으로 이동하는 플런저(133')와, 흡인자(141')를 구비하며, 상기 플런저(133')를 배치한 플런저실(130a')은 상기 제어밸브 본체부(120')에 구비된 흡입냉매포트(129')와 통해 있다.

상기 압력감지부(145')는 솔레노이드 하우징(131')의 하측에 배치되고, 그 내부에 압력감지실(145a')를 구비하며, 그 압력감지실(145a')은 스템(138') 등에 의해 상기 플런저(133')를 작동시키는 벨로즈(146')와 스프링(159')을 배설하고 있다.

상기 제어밸브 본체부(120')는 밸브실(123')을 구비하며, 그 밸브실(123') 내에는 푸쉬로드(135')를 통하여 상기 플런저(133')에 의해 개폐작동하는 구형상의 밸브(132')가 배치되어 있으며, 밸브실(123')에는 고압의 토출압력(Pd)을 갖는 냉매가스가 도입된다. 밸브실(123')의 저면에는 크랭크실 냉매포트(128')에 통하는 밸브공(125')이 돌설되어 있을 뿐만 아니라 밸브실(123')의 상부 공간은 스톱퍼(124')에 의해 폐쇄되어 있다. 그 스톱퍼(124')는 그 중심부에 토출냉매도입공(126a')이 돌설되어 있으며, 그 저면부에는 밸브(132')를 밸브실(123')의 저면쪽으로 이동시키는 밸브폐쇄 스프링(127')이 배치되어 있다.

또한, 상기 제어밸브 본체부(120')에는, 압축기(1)의 중간압영역에 있는 크랭크실로 통로(57)를 통하여 연이어 통하게 되어 있으며, 그 크랭크실의 크랭크실 압력(Pc)으로 연이어 통하는 포트(114')가 설치되어 있으며, 상기 구형상의 밸브(132')에 의한 상기 밸브공(125')의 개방에 의하여, 상기 밸브실(123') 내부로 도입된 고압의 냉매가스는 그 포트(114') 및 상기 통로(57)로부터 상기 크랭크실쪽으로 도입되도록 되어 있다. 또한, 통로(80)를 통하여 상기 압축기(1)의 흡입압영역으로 연이어 통할 뿐만 아니라, 그 흡입압영역의 흡입압력(Ps)이 도입되는 상기 흡입포트(129')는 압력감지실(145a')에 연이어 통하게 구성될 뿐만 아니라, 상기 리어하우징(3)과 솔레노이드 하우징 (131')과의 사이에 설치되어 있는 흡입압력 도입공간(85)에 연이어 통하게 구성되어 있다.

솔레노이드 하우징(131') 내부의 플런저(133')는 상기 제어밸브 본체부 (120')의 단부에 2개의 O-링(134a', 134b')에 의해 밀접상태로 접하는 파이프 (136')에 활주가능하게 지지되며, 상기 플런저(133')와 상기 흡인자(141')와의 사이에는, 플런저(133')를 흡인자(141') 쪽에서 멀어지는 방향으로 이동시키는 밸브 개방스프링(144')이 설치되어 있다. 또한, 스템(138')의 하단부(138b')에는 압력감지실(145a') 내에 배설되는 벨로즈(146') 내부의 한쌍의 스톱퍼(147', 148')중 스톱퍼(147') 쪽이 붙었다 떨어졌다 할 수 있도록 장착되며, 그 스톱퍼(147')와 상기 흡인자(141')와의 사이에는 스톱퍼(147')를 흡인자(141') 쪽에서 멀어지는 방향으로 이동시키는 스프링(150')이 설치되어 있다.

상기 압력감지실(145a')을 형성할 뿐만 아니라 O-링(156')에 의해 밀착지지되어 있는 파이프(154')에는, 조정스프링홀더(152')가 고정설치되어 있다. 그 조정스프링홀더(152') 내부에는 상기 벨로즈(146')의 세기를 조정하는 조정스프링 (156')이 O-링(157')에 의해 밀접상태로 설치되어 있을 뿐만 아니라, 조정스프링 (156')의 단부가 상기 벨로즈(146')의 스톱퍼(148')에 접촉되어 있다.

한편, 상기 솔레노이드(131A') 쪽에는 상기 제어컴퓨터(도시생략)에 의해 제어되는 소정의 여자전류가 공급되는 코드(158')가 접속되어 있다.

그리고, 제어밸브(100')의 솔레노이드(131A')가 여자될때, 상기 플런저 (133')는 상기 스프링(144')의 바이어스힘에 대항하여 상기 흡인자(141') 쪽으로 당겨지며, 플런저(133')에 연결되어 있는 푸쉬로드(135')가 이동하는 것에 의해 상기 구형상의 밸브(132')는 상기 제어밸브 본체부(120')의 밸브공(125')을 폐쇄하는 방향으로 이동하며, 상기 압력감지실(145a') 내부의 흡입압력(Ps)이 높아질때, 상기 벨로즈(146')가 그 흡입압력(Ps)에 대응하여 수축되기 때문에 그 수축방향이 상기 솔레노이드(131A')에 의한 상기 플런저(133')의 흡인방향과 일치하며, 벨로즈(146')의 변위로 상기 구형상의 밸브(132')가 따라 구동되며, 상기 밸브공(125')의 개도가 감소한다. 이에 의해, 상기 토출압영역으로부터 토출압력 도입공(126')을 통하여 밸브실(123') 내부로 도입되며 상기 포트(114') 및 상기 통로(57)를 통하여 상기 크랭크실로 도입되는 고압 냉매가스의 양이 감소하며(상기 크랭크실 압력(Pc)이 저하된다), 압축기(1)의 경사판의 경사각도가 증대된다. 이에 대하여, 상기 압력감지실(145a') 내부의 흡입압력(Ps)이 저하될때, 상기 벨로즈(146')는 스프링(159')과 벨로즈 자신의 복원력작용에 의해 신장되며, 벨로즈(146')의 변위로 구형상 밸브(132')가 추종함으로 인해, 스템(138'), 플런저(133')를 통하여 상기 구형상 밸브(132')를 누르게 되며, 그 구형상 밸브(132')를 상기 밸브공(125')의 개도가 증가하는 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 상기 토출압영역으로부터 상기 스톱퍼(124')를 통하여 상기 밸브실(123') 내부로 도입되며, 상기 포트(114')를 통하여 상기 통로(57)로부터 상기 크랭크실 쪽으로 도입되는 고압 냉매가스의 양이 증대되며(상기 크랭크실 압력(Pc)가 상승한다), 상기 경사판의 경사각도가 감소한다.

한편, 상기 솔레노이드(131A')가 소자될때, 플런저(133')의 흡인자(141') 쪽으로의 인력이 소실되며, 상기 스프링(144')의 바이어스힘에 의해 상기 플런저 (133')가 상기 흡인자(141') 쪽과 반대방향으로 이동하며, 푸쉬로드(135')를 통하여 구형상 밸브(132')를 제어밸브 본체부(120')의 밸브공(125')을 개방하는 방향으 로 이동시킨다.

상술한 종래의 제어밸브(100')는 도 9에 도시한 바와 같이 상기 흡입압영역으로부터 상기 제어밸브 본체부(120')의 압력감지실(145a') 내로 도입된 저온의 냉매가스가, 상기 솔레노이드 하우징(131')과 상기 리어하우징(3)과의 사이에 설치되어 있는 흡입압력 도입공간(85)에 도입되며, 그 흡입압력 도입공간(85)은 솔레노이드 하우징(131')의 측면부에 설치되어 있는 O-링(131b')를 통하여 밀폐되며, 그 흡입압력 도입공간(85)을 설치함으로써 솔레노이드 하우징(131')의 측면전체가 냉각되며, 솔레노이드 하우징(131') 내부의 솔레노이드(131A')의 온도상승을 억제하여 여자력의 저하를 제어하는 것을 목적으로 하였다.

그러나, 상기 압축기(1)가 고압의 토출압력과 중간압력과의 압력차를 유효하게 이용하기 위하여, 상기 고압의 토출압력(Pd)을 제 1 중간압영역에 있는 상기 크랭크실내로 도입할 뿐만 아니라 다른 중간압영역에 있는 제 2 중간압영역에도 도입하는 것을 요하는 경우가 있는데, 상기 종래의 제어밸브(100')에서는 이러한 제 2 중간압력(Pc')을 확보하는데 부적합하다.

여기서, 본 출원인은 상기 문제점을 해결하기 위하여 연구를 하였으며, 가변용량형 압축기용 제어밸브의 발명을 선출원으로 하여 각종 제안을 하고 있지만(예를들면, 일본 특원평 10-295492호, 특원평 10-367979호), 그 제어밸브는 압축기(1)의 요구에 대응하여, 상기 고압의 토출압력(Pd)을 상기 제 2 중간압영역으로 도입하고, 상기 고압의 토출압력(Pd)과 상기 제 2 중간압력(Pc')와의 압력차를 이용하는 점에 있어서는 특별한 고려가 되어 있지 않았다.

본 발명은, 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가변용량형 압축기로부터 나온 토출압력을 제 1 중간압영역으로 도입함과 동시에 제 2 중간압영역에도 도입하며, 고압의 토출압력과 중간압력과의 압력차를 추가로 유효하게 이용하는 것이 가능한 가변용량형 압축기용 제어밸브을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가변용량형 압축기용 제어밸브는, 중앙부에 배치한 솔레노이드 여자부와, 그 솔레노이드 여자부의 일측에 배치한 제어밸브 본체부와, 상기 솔레노이드 여자부의 타측에 배치한 압력감지부를 구비하며, 상기 제어밸브 본체부는 상기 가변용량형 압축기의 토출압영역에 연이어 통하는 토출냉매포트와, 제 1 중간압영역에 연이어 통하는 제 1 중간냉매포트와, 흡입압영역에 연이어 통하는 흡입냉매포트를 구비함과 동시에, 상기 가변용량형 압축기의 제 2 중간압영역에 연이어 통하는 제 2 중간냉매포트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가변용량형 압축기용 제어밸브는, 상기 고압의 토출압력(Pd)을 제 2 중간압영역으로 도입하는 것이 가능하며, 가변용량형 압축기가 상기 고압의 토출압력(Pd)과 상기 제 1 중간압력(Pc)과의 압력차 외에 상기 제 2 중간압력(Pc')와의 압력차에 대해서도 유효하게 이용한다고 하는 요구에 확실히 대응하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 가변용량형 압축기용 제어밸브의 구체적인 예는, 상기 제어밸브 본체부가 상기 토출냉매포트와 상기 제 1 중간냉매포트를 개폐하는 제 1 밸브와, 상기 토출압영역과 상기 제 2 중간냉매포트를 개폐하는 제 2 밸브를 구비하는 것, 또는 상기 제 2 밸브는 상기 제 1 밸브가 상기 토출냉매포트와 상기 제 1 중간냉매포트를 폐쇄하기 전에 상기 토출압영역과 상기 제 2 중간냉매포트를 폐쇄하고 있는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 본 발명에 따른 가변용량형 압축기용 제어밸브의 또다른 구체적인 예는, 저면에 밸브공을 갖는 밸브실을 구비하며, 상기 제 1 밸브는 상기 밸브실내에 배치되어 상기 솔레노이드 여자부의 플런저에 의해 작동하고, 상기 제 2 밸브는 상기 플런저에 연동하여 작동하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명에 따른 가변용량형 압축기용 제어밸브의 일실시예에 대하여 설명한다. 종래의 기술과 동일한 기능을 가지는 경우에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 1 내지 도 4는 제 1 실시예의 가변용량형 압축기용 제어밸브(100)를 도시하고 있는데, 도 1은 제어밸브(100)를 가변용량형 압축기(1)에 조립한 상태를 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 제어밸브(100)를 상세히 도시한 종단면도이며, 도 3은 도 2의 제어밸브(100)를 90°회전시켜 본 종단면도이고, 도 4는 도 1의 제어밸브(100)의 부분확대종단면도이다.

도 1에 도시한 제어밸브(100)는 가변용량형 압축기(1)의 리어하우징(3) 측에 설치되고, 그 리어하우징(3)의 공간(84)내에 O-링(121a, 121b, 121c, 131b)을 삽입 하여 기밀을 유지한 상태로 배설된다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제어밸브(100)는 제어밸브 본체부(120)와, 솔레노이드 여자부(130)와, 압력감지부(145)로 형성되어 있으며, 상기 솔레노이드 여자부(130)는 중앙부에 배치되며 그 솔레노이드 여자부(130)의 양측에는 상기 제어밸브 본체부(120)와 상기 압력감지부(145)가 배치되어 있다.

상기 솔레노이드 여자부(130)는 그 외주에 솔레노이드 하우징(131)을 구비하며, 그 솔레노이드 하우징(131)의 내부에는 솔레노이드(131A)와, 그 솔레노이드 (131A)의 여자에 의해 상하방향으로 이동하는 플런저(133)와, 흡인자(141)를 구비하며, 상기 플런저(133)를 배치한 플런저실(130a)은 통로(80), 상기 제어밸브 본체부(120) 내에서 서로에 대해 직교하는 흡입냉매포트(129)와 연이어 통하게 구성되어 있다.

상기 압력감지부(145)는 솔레노이드 하우징(131)의 하측에 배치되며, 그 내부에 압력감지실(145a)을 구비하며, 그 압력감지실(145a)은 스템(138) 등을 통하여 상기 플런저(133)를 작동하는 벨로즈(146)와 스프링(159)을 배설하고 있다.

상기 제어밸브 본체부(120)는 밸브실(123)을 구비하며, 그 밸브실(123) 내에는 상기 플런저(133)에 의해 개폐작동하는 봉형상의 제 1 밸브(132)가 배치되어 있으며, 밸브실(123)에는 고압의 토출압력(Pd)의 냉매가스가 통로(81), 상기 제어밸브 본체부(120) 내에서 서로 직교하는 토출냉매포트(126)를 통하여 유입된다. 밸브실(123)의 저면에는 통로(57), 제 1 중간냉매포트에 있어서 상기 제어밸브 본체부(120) 내에서 서로에 직교하는 크랭크실 냉매포트(128)에 연이어 통하는 제 1 밸브공(125)이 돌설되어 있을 뿐만 아니라, 밸브실(123)의 상부 공간은 스톱퍼(124)에 의해 폐쇄되어 있다. 상기 스톱퍼(124)는, 그 중심부에 제 1 밸브공(125)과 대향하여 그 제 1 밸브공(125)과 동일한 단면적의 저면수직공을 갖는 압력실(151)이 돌설되어 있으며, 상기 압력실(151)은 스프링수납실(151a)로서도 형성되며 그 저면부에는 밸브(132)를 밸브실(123)의 저면측으로 이동시키는 밸브폐쇄스프링(127)이 배치되어 있다.

상기 밸브(132)는, 상부(132a), 확대밸브부(132b), 세경부(thin diametrical portion, 132c) 및 하부(132d)로 이루어진 봉형상체로서, 상부(132a)와 하부(132d)가 상기 제 1 밸브공(125)과 동일한 단면적을 가지며, 상기 상부(132a)가 압력실(151)을 가지는 스톱퍼(124)에 끼워져 지지되며, 상기 확대밸브부(132b)가 밸브실(123) 내에 배치되며, 상기 세경부(132c)가 상기 제 1 밸브공(125)내에 있어서 제 1 중간압영역에 놓인 압축기(1)의 크랭크실(크랭크실 압력 Pc)에 연이어 통하는 상기 크랭크실 냉매포트(128)와 직교하며, 상기 하부(132d)는 제어밸브 본체부(120)에 끼워져 지지되고, 그 단부가 흡입압력(Ps)의 냉매가스가 도입되는 크랭크실(130a)에 삽입되어 상기 플런저(133)에 접촉되어 있다. 그 플런저(133)가 상하이동하는 것에서, 상기 밸브(132)가 상하이동하며, 그 밸브(132)의 확대밸브부(132b)가 제 1 밸브공(125)의 상면 밸브자리(125a)와의 사이의 간격을 조정한다.

또한, 상기 제어밸브 본체부(120)는 상기 밸브실(123)에 연이어 통하는 제 2 밸브실(160)을 구비하며, 그 밸브실(160) 내에는 상기 플런저(133)의 이동에 따라 연동하는 푸쉬로드(161)를 통하여 개폐작동하는 제 2 밸브(162)가 배치되며, 밸브실(160)의 저면에는 압축기(1)의 상기 크랭크실과는 대조적으로 압축기(1)의 제 2 중간압영역(중간압력 Pc')에 연이어 통하는 제 2 밸브공(163)이 돌설되며, 고압의 토출압력(Pd)의 냉매가스는 상기 토출냉매포트(126)를 통하여 크랭크실 냉매포트 (128)로 유입될 뿐만 아니라, 제 2 밸브공(163), 제 2 중간냉매포트(164)를 통하여 상기 제 2 중간압영역에도 유입된다(도 4).

밸브실(160)의 상부 공간에는, 스톱퍼(165)를 통하여 밸브(162)를 밸브실 (160)의 저면쪽으로 이동시키는 밸브폐쇄스프링(166)이 배치되며, 상기 제 2 밸브 (162)는 상기 제 1 밸브(132)가 플런저(133)에 연동하여 상기 토출냉매포트(126)와 상기 크랭크실 냉매포트(128)를 폐쇄하기 전에 상기 토출압영역에 연이어 통하는 상기 토출냉매포트(126)와 상기 제 2 중간냉매포트(164)를 폐쇄하도록 구성되어 있다.
이 관계를 도 8에 의하여 설명한다. 도 8는 일반적인 가변용량형 압축기에 본 발명의 제어밸브가 연결된 상태를 나타내는 개략도이며, 여기서 도 2 내지 도 3과 동일부호는 동일기구를 나타내고 있다.
상술한 제어밸브 본체부(120)는, 한쪽 끝단에 상기 가변용량형 압축기 (1)의 토출압 영역(B)에 연이어 통하는 토출냉매포트 (126)와, 제 1 중간압 영역 (A)에 연이어 통하는 제 1 중간냉매포트 (128)와, 상기 토출냉매포트 (126)과 상기 제 1중간냉매포트 (128)를 개폐하는 제 1 밸브 (132)와 연결되어 있다.
또한 제어밸브 본체부 (120)의 다른 끝단에는 흡입압 영역 (D)에 연이어 통하는 흡입냉매포트 (129)와, 상기 가변용량형 압축기의 제 2 중간압 영역 (C)에 연이어 통하는 흡입냉매포트 (129)와, 상기 가변용량형 압축기의 제 2 중간압 영역 (C)에 연이어 통하는 제 2 중간냉매포트 (164)와, 상기 토출압 영역 (B)와 상기 제 2 중간냉매포트 (164)를 개폐하는 제 2 밸브 (162)를 구비하고 있다.
구체적으로는 상기 제2 중간냉매포트 (164)는 가변용량압축기 (1)의 제 2중간압 영역 (C), 예를 들면, 가변용량압축기 (1)의 흡입측의 제어기구 (AT)의 영역 (중간압력 Pc')등에 연이어 통해 있다.
여기서 나타내고 있는 제 2 중간압 영역 (C)은 상기 제 1 중간압 영역 (A)과는 다른 영역에 형성되어 가변용량형 압축기의 다른 여러가지 용도에 적용하기 위하여 구성된다.
상기 제 2 중간압 영역 (C)에 연이어 통하는 제 2밸브공 (163)은 압축기내에 흡입측에 있는 제어기구 등을 제어하기 위하여 토출냉매가 도입되는 통로이다.
상기와 같이 가변용량형 압축기의 토출압력을 제1의 중간압 영역 (A)과 제2중간압 영역 (C)에도 도입시키어 고압의 토출압력과 중간압력과의 차압을 유효하게 이용하여 2개의 중간압 영역에서 2개의 제어가 가능하게 되므로 압축기의 고도화 및 고 정밀화의 요구에 응할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 스톱퍼(124)에는 상기 압력실(151)에 연이어 통하는 횡공(lateral bore, 153)이 설치되며, 그 횡공(153)은 스톱퍼(124)와 제어밸브 본체부(120)에 의해 형성된 공간부(139)와 상기 압력실(151)을 연이어 통하고 있다. 한편, 제어밸브 본체부(120)에는 상기 공간부(139)와 흡입압력(Ps)의 냉매가스가 유입되는 플런저실(130a)을 연이어 통하는 캔설공(cancel bore, 155)이 돌설되어 있다. 따라서, 상기 플런저실(130a)내의 흡입압력(Ps)의 냉매가스는 상기 캔설공(155)을 통하여 상기 압력실(151)로 유입될 수 있으며, 상기 밸브(132)는 그 상하부(132a, 132b)의 양측으로부터 상기 흡입압력(Ps)을 받아들일 수 있으며, 또한 상기 밸브(132)의 상하부(132a, 132d)가 동일한 단면적으로 되어 있으므로, 상기 상하부(132a, 132d)의 양측으로부터 받는 흡입압력(Ps)은 밸런스로서 상쇄되며, 상기 밸브(132)가 실질적으로 상기 토출압력(Pd)의 영향을 받지 않도록 되어 있다. 또한, 상기 밸브(132)는, 크랭크실내 압력(Pc)을 갖는 압축기(1)의 상기 크랭크실내로 연이어 통하는 크랭크실 냉매포트(128) 부근이 세경부(132c)로 되어 있기 때문에, 상기 밸브(132)의 밸브부(132b)가 밸브자리(125a)에 놓인 상태에서는, 크랭크실내의 압력(Pc)을 받아도 그 상하방향의 힘이 밸런스로서 밸브(132)에 불필요한 힘으로 작용하지 않는다.

삭제

그리고, 플런저(130a)에 도입된 저온의 흡입압력(Ps)는, 후술하는 압력감지부(145) 내로 도입됨과 동시에, 상기 리어하우징(3)과 솔레노이드 하우징(131) 사이의 흡입압력 도입공간(85)에도 도입된다(도 1). 상기 흡입압력 도입공간(85)은, 솔레노이드 하우징(131)의 측면부에 설치되어 있는 O-링(131b)에 의해 밀폐되어 있으며, 상기 흡입압영역쪽에서 나온 저온의 냉매가스에 의해 솔레노이드 하우징(131)의 측면전체의 냉각이 이루어지도록 되어 있다.

솔레노이드 하우징(131)의 내부에는, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 밸브(132)를 연결고정하는 플런저(133)가 배설되며, 상기 플런저(133)는 상기 솔레노이드 하우징(131)의 단부에 1개의 O-링(134a)에 의해 밀접상태로 접하는 파이프(136)에 활주가능하게 지지되어 있다. 플런저(133)의 후단부에 형성되어 있는 수용공(accommodating hole, 137)에는 스템(138)의 상단부(138a)가 삽입 관통되어 공정됨과 동시에, 상기 스템(138)의 하단부(138b)는 흡인자(141)의 전단부 수용공(142) 쪽으로부터 후단부 수용공(143) 쪽으로 돌출한 상태에서 흡인자(141)에 대하여 활주가능하게 지지되어 있다. 상기 플런저(133)와 상기 흡인자(141)의 전단부 수용공(142)와의 사이에는, 플런저(133)를 흡인자(141) 쪽으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 밸브개방스프링(144)이 설치되어 있다.

또한, 스템(138)의 하단부(138b)에는, 압력감지실(145a) 내에 배설되는 벨로즈(146) 내부의 한쌍의 스톱퍼(147, 148)중 스톱퍼(147) 쪽이 붙었다 떨어졌다 할 수 있도록 장착되며, 상기 스톱퍼(147)의 플랜지(149)와 상기 흡인자(141)쪽의 후단부 수용공(143)과의 사이에는, 스톱퍼(147)를 흡인자(141) 쪽으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 스프링(150)이 설치되어 있다.

압력감지실(145a) 내의 흡입압력(Ps)이 상승하면, 벨로즈(146)의 수축에 의해 한쌍의 스톱퍼(147, 148)가 서로 접촉함으로써, 벨로즈(146)의 변위위치가 규제되며, 그 최대변위량은 상기 스템(138)의 하단부(138b)와 벨로즈(146)의 스톱퍼(147)와의 최대감합(嵌合)량보다 작도록 설정된다. 즉, 상기 솔레노이드 (131A)에는, 제어 컴퓨터(도시 생략)에 의해 제어되는 여자전류를 공급할 수 있는 코드(158)가 접속되어 있다(도 1).

차량에 장착된 엔진의 회전동력은, 벨트를 통하여 풀리로부터 압축기(1)의 샤프트로 상시 전달되고, 상기 샤프트의 회전력이 압축기(1)의 경사판을 회전시키며, 그 경사판의 회전에 의해 압축기(1)의 피스톤의 직선왕복운동으로 변환하여 용적변화가 생기며, 냉매가스의 흡입, 압축 및 토출이 순차적으로 수행되어 냉매가스가 토출된다.

열부하가 증가하는 경우에는, 상기 경사판의 경사각도가 커지며, 상기 토출압영역과 상기 크랭크실과의 압력차가 소정치 이상으로 된다. 이에 의하여, 제어밸브(100)의 솔레노이드(131A)가 여자되며, 플런저(133)가 흡인자(141) 쪽으로 당겨진다. 이 경우, 플런저(133)에 연동하는 푸쉬로드(161)에 연결되어 있는 제 2 밸브(162)가 상기 토출냉매포트(126)와 상기 제 2 중간냉매포트(164)와의 압력차(Pd-Pc') 및 밸브폐쇄스프링(166)의 바이어스힘에 의해 제 2 밸브공(163)을 폐쇄하는 방향으로 이동하며, 상기 제 2 중간압영역으로의 유입이 저지된다. 그리고, 플런저(133)가 흡인자(144) 쪽으로 더욱 더 당겨지면, 플런저(133)에 연결되어 있는 제 1 밸브(132)가 제 1 밸브공(125)을 폐쇄하는 방향으로 이동하며, 상기 크랭크실로의 유입이 저지된다. 한편, 저온의 냉매가스는, 상기 흡입압영역에 연이어 통되는 통로(80) 쪽으로부터 제어밸브 본체부(120)의 흡입냉매포트(129) 및 플런저실 (130a)을 통하여 압력감지부(145)로 유입되며, 압력감지부(145)의 벨로즈(146)는 상기 흡입압영역의 흡입압력(Ps)에 놓인 상기 냉매가스의 압력에 따라 변위되며, 상기 변위가 상기 스템(138), 상기 플런저(133)를 통하여 상기 밸브(132)에 전달된다. 즉, 상기 밸브(132)의 상기 제 1 밸브공(125)에 대한 개도위치는, 상기 솔레노이드(131A)에 의한 흡인력과, 상기 벨로즈(146)의 바이어스힘과, 상기 밸브폐쇄스프링(127) 및 밸브개방스프링(144)의 바이어스힘에 의해 결정된다.

그리고, 상기 압력감지실(145a) 내의 압력(흡입압력 Ps)이 상승할때, 상기 벨로즈(146)가 수축되며, 이것이 상기 솔레노이드(131A)에 의한 상기 플런저(133)의 흡인방향과 일치하기 때문에, 벨로즈(146)의 변위로 상기 밸브(132)의 이동이 추종되며, 상기 제 1 밸브공(125)의 개도가 감소한다. 이에 의해, 상기 토출압영역으로부터 밸브실(123) 내로 유입되는 고압의 냉매가스의 양은 감소(크랭크실 압력 Pc가 저하)되며, 상기 경사판의 경사각도가 증가한다. 또한, 상기 압력감지실 (145a) 내의 압력이 저하되면, 상기 벨로즈(146)는 스프링(159)과 벨로즈(146) 자신의 복원력에 의해 신장되며, 밸브(132)가 제 1 밸브공(125)의 개도를 증가하는 방향으로 이동시키며, 밸브실(123)내로 유입되는 고압의 냉매가스의 양이 증대(크랭크실 압력 Pc이 증가)되며, 상기 경사판의 경사각도가 감소한다.

이에 반해, 열부하가 점점 더 작아지는 경우에는, 고압의 냉매가스가 상기 토출압영역으로부터 상기 크랭크실로 유출되며, 상기 크랭크실의 압력이 증가되며, 상기 경사판의 경사각도가 작아지게 된다.

여기서, 상기 토출압영역과 상기 크랭크실과의 압력차가 소정치 이하로 되면, 상기 솔레노이드(131A)가 소자되며, 플런저(133)에 대한 흡인이 소실되며, 플런저(133)에 연동하는 푸쉬로드(161)에 연결되어 있는 제 2 밸브(162)가 밸브폐쇄스프링(166)의 바이어스힘에 대항하여 제 2 밸브공(163)을 폐쇄하는 방향으로 이동하며, 상기 제 2 중간압영역으로의 유입이 촉진됨과 동시에, 상기 밸브개방스프링 (144)의 바이어스힘에 의해 상기 플런저(133)가 상기 흡인자(141) 쪽으로부터 멀어지는 방향으로 이동하며, 밸브(132)가 제어밸브 본체부(120)의 제 1 밸브공(125)을 개방하는 방향으로 이동되고, 상기 크랭크실로의 유입이 촉진된다.

그리고, 상기 압력감지부(145) 내의 압력이 상승하면, 상기 벨로즈(146)가 수축되며, 밸브(132)의 개도가 감소하지만, 상기 스템(138)의 하단부(138b)는 상기 벨로즈(146)의 스톱퍼(147)에 대하여 붙었다 떨어졌다 할 수 있도록 장착되어 있기 때문에, 상기 벨로즈(146)의 변위가 밸브(132)에 대하여 영향을 주는 것은 아니다.

도 5 및 도 6은, 제 2 실시예의 제어밸브(100A)를 도시한 것으로, 제 2 중간냉매포트를 설치한 위치에 기초한 구성을 제외하고는 상기 제 1 실시예의 제어밸브(100)와 동일한 형태로 되어 있으며, 이하 이점에 있어서 상세히 설명한다.

도 5는 제어밸브(100A)의 상세를 도시한 종단면도, 도 6은 도 5의 제어밸브(100A)의 부분확대 종단면도이다.

상기 제어밸브(100A)는 제어밸브 본체부(120A)와, 솔레노이드 여자부(130)와, 압력감지부(145)로 구성되며, 상기 제어밸브 본체부(120A)는 밸브실(123)을 구비하며, 상기 밸브실(123) 내에는 플런저(133)에 의해 개폐작동하는 봉형상의 제 1 밸브(132)가 배치되어 있고, 밸브실(123)에는 고압의 토출압력(Pd) 냉매가스가 토출냉매포트(126) 등을 통하여 유입된다. 밸브실(123)의 저면에는 크랭크실 냉매포트(128) 등에 연이어 통되는 제 1 밸브공(125)가 돌설되어 있음과 동시에, 밸브실(123)의 상부의 공간은 제 1 스톱퍼(124A), 및 제 2의 스톱퍼(124B)에 의해 폐쇄되어 있다.

상기 제 1 스톱퍼(124A)는, 그 중심부에 제 1 밸브공(125)과 대향하여 상기 제 1 밸브공(125)과 동일한 단면적의 저면수직공을 갖는 압력실(151)이 돌설됨과 동시에, 상기 압력실(151)은 스프링수납실(151a)로서도 형성되며 그 저면부에는 밸브(132)를 밸브실(123)의 저면쪽으로 이동시키는 밸브폐쇄스프링(127)이 배치되어 있다.

상기 밸브(132A)는 감합볼록부(132e), 상부(132a), 확대밸브부(132b), 세경 부(132c), 및 하부(132d)로 이루어진 봉형상으로서, 상기 상부(132a)와 하부(132d)가 상기 제 1 밸브공(125)와 동일한 단면적으로 되어 있으며 상기 상부(132a)가 압력실(151)을 갖는 제 1 스톱퍼(124A)에 끼워져 지지됨과 동시에, 상기 상부(132a)의 상방에는 제 2 밸브공(163A)에 끼워져 지지되는 감합볼록부(132e)가 형성되어 있다.

상기 제 2 밸브실(160A) 내에는 상기 플런저(133)의 이동에 연동하는 제 1 밸브(132)를 끼우고, 상기 감합볼록부(132e)에 접촉되어 개폐작동하는 구형상의 제 2 밸브(162A)가 배치되어 있으며, 밸브실(160A)의 저면에는, 압축기(1)의 상기 크랭크실과는 다르지만, 압축기(1)의 제 2 중간압영역(중간압력 Pc')에 연이어 통하는 상기 제 2 밸브공(163A)가 돌설되며, 고압의 흡입압력(Pd)의 냉매가스는 상기 토출냉매포트(126)를 통하여 크랭크실 냉매포트(128)에 유입됨과 동시에, 상기 토출압영역에 연이어 통하는 토출냉매 도입공(126A), 제 2 밸브공(163A), 및 제 2 중간냉매포트 (164A)를 통하여 상기 제 2 중간압영역에도 유입된다.

밸브실(160A)의 상부공간에는, 제 2 스톱퍼(124B) 내의 스프링 스톱퍼(165A)를 통하여 밸브(162A)를 밸브실(160A)의 저면쪽으로 이동시키는 밸브폐쇄스프링 (166A)이 배치되어 있으며, 상기 제 2 밸브(162A)는 상기 제 1 밸브(132)가 상기 토출냉매포트(126)와 상기 크랭크실 냉매포트(128)를 폐쇄하기 전에, 상기 토출압영역에 연이어 통하는 토출냉매도입공(126A)와 상기 제 2 중간냉매포트(164A)를 폐쇄시키도록 구성되어 있다.

그리고, 제어밸브(100A)의 솔레노이드(131A)가 여자되며, 플런저(133)가 흡 인자(141) 쪽으로 당겨지면, 우선 플런저(133)에 연동되는 제 1 밸브(132)에 접촉하는 제 2 밸브(162A)가 상기 토출냉매도입공(126A)와 상기 제 2 중간내앰포트 (164A)와의 압력차(Pd-Pc') 및 밸브폐쇄스프링(166A)의 바이어스힘에 의해 제 2 밸브공(163A)을 폐쇄하는 방향으로 이동하고, 상기 제 2 중간압영역으로의 유입이 저지된다. 그리고, 플런저(133)가 흡인자(141) 쪽으로 더욱 더 당겨지면, 플런저(133)에 연결되어 있는 제 1 밸브(132)가 제 1 밸브공(125)을 폐쇄하는 방향으로 이동하고, 상기 크랭크실로의 유입이 저지된다.

이에 반해, 열부하가 작아지는 경우에는, 고압의 냉매가스가 상기 토출압영역으로부터 상기 크랭크실로 유출되고, 상기 크랭크실의 압력이 상승되며, 상기 경사판의 경사각도가 작아지게 된다. 여기서, 상기 토출압영역과 상기 크랭크실과의 압력차가 소정치 이하로 되면, 상기 솔레노이드(131A)가 소자되고, 플런저(133)에 대한 릅인이 소실되면 플런저(133)에 연동되는 제 1 밸브(132)에 접촉하는 제 2 밸브(162A)가 밸브폐쇄스프링(166A)의 바이어스힘에 대항하여 제 2 밸브공(163A)를 개방하는 방향으로 이동하고, 상기 제 2 중간압영역으로의 유입이 촉진됨과 동시에, 상기 밸브개방스프링(144)의 바이어스힘에 의해 사익 플런저(133)가 상기 흡인자(141) 쪽으로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 제 1 밸브(132)가 제어밸브 본체부(120)의 제 1 밸브공(125)을 개방하는 방향으로 이동하고, 상기 크랭크실로의 유입이 촉진된다.

이상과 같이, 본 발명의 상기 실시예는 상기 구성에 의해 다음의 기능을 취하는 것이다.
상기 제 1 실시예의 제어밸브(100) 및 제 2 실시예의 제어밸브(100A)는, 중앙부에 솔레노이드(131A)의 여자에 의해 상하방향으로 이동하는 플런저(133)를 구비한 솔레노이드 여자부(130)와, 상기 솔레노이드 여자부(130)의 하측으로 스템(138) 등을 통하여 플런저(133)와 연동하는 벨로즈(146)를 배설한 압력감지부 (145)와, 상기 솔레노이드 하우징(131)의 상측에 플런저(133)와 연동하는 밸브(132) 등이 배설된 밸브실(123)을 가지는 제어밸브 본체부(120)(120A)에 의해 형성되며, 상기 제어밸브 본체부(120)(120A)에는, 상기 압축기(1)의 토출압영역에 연이어 통하는 제 1 중간냉매포트(128)와, 흡입압영역에 연이어 통하는 흡입냉매포트(129)를 구비함과 동시에, 상기 압축기(1)의 제 2 중간압영역에 연이어 통하는 제 2 중간냉매포트(164)(164A)를 구비하며, 상기 토출냉매포트(126)와 상기 제 1 중간냉매포트 (128)를 개방하는 제 1 밸브(132)와, 상기 토출냉매포트(126)(상기 토출냉매 도입공(126A))와 상기 제 2 중간냉매포트(164)(164A)를 개방하는 제 2 밸브(162)(162A)를 구비함과 동시에, 상기 제어밸브 본체부(120)(120A)는 저면에 제 1 밸브공(125)을 가지는 밸브실(123)을 구비하고, 상기 제 1 밸브(132)는 상기 밸브실(123) 내에 배치되어 상기 솔레노이드 여자부(130)의 플런저(133)에 의해 작동하며, 상기 제 2 밸브(162)(162A)도 또한 상기 플런저(133)에 연동하며, 상기 제 1 밸브(132)가 상기 토출냉매포트(126)와 상기 제 1 중간냉매포트(128)를 폐쇄하기 전에 상기 토출냉매포트(126)(상기 토출냉매도입공(126A)와 상기 제 2 중간냉매포트(164)(164A)를 폐쇄하고 있다.

삭제

따라서, 도 7a의 압력과 전류로 표시된 제어밸브(100)(100A)의 작동특성도로 도시된 바와 같이, 종래의 제어밸브와 동일한 형태의 작동특성을 유지하는 것이 가능함과 동시에, 도 7b의 유량과 전류로 표시된 제어밸브(100)(100A)의 유량특성도로 도시된 바와 같이, 상기 종래의 제어밸브의 유량특성과는 다른 유량특성을 가지며 상기 고압의 토출압력(Pd)을 제 2 중간압영역에도 도입하는 것이 가능하며, 즉 제 2 밸브(162)(162A)는 완전개방시(전류치 0)에는 상기 제 2 중간압영역에 대한 필요유량을 확실히 얻을 수 있으며 완전폐쇄시(전류치 i)에는 상기 제 2 중간압영역에 대한 유량을 실질적으로 억제하는 것이 가능하기 때문에, 상기 압축기(1)가 상기 고압의 토출압력(Pd)과 상기 제 1 중간압력(Pc)과의 압력차 뿐만 아니라, 상기 고압의 토출압력(Pd)과 상기 제 2 중간압력(Pc')와의 압력차를 또한 유효하게 이용한다고 하는 요구에도 충분히 대응할 수 있다.

또한, 상기 제 1 실시예에 따른 제어밸브(100) 및 제 2 실시예에 따른 제어밸브(100A)는, 솔레노이드 여자부(130)와 제어밸브 본체부(120)(120A)와의 접합을 감안하면, 상기 밸브(132)를 연결고정하는 플런저(133)가 상기 솔레노이드 하우징(131)의 단부에 1개의 O-링(134a)을 삽입하여 밀접상태로 접하는 파이프 (136)에 활주가능하게 지지되어 있기 때문에, 예를들면 상기 제 2 중간냉매포트(164)(164A) 등을 설치하기 위하여 제어밸브 본체부(120)(120A)의 형상이 종래보다도 커지는 경우에도, 종래와 동일한 형태의 O-링의 수로 억제하는 것이 가능하며, 솔레노이드 여자부(130)와 제어밸브 본체부(120)(120A)와는 O-링의 수를 줄여 접합할 수 있기 때문에, 제어밸브(100)(100A)의 부품수의 삭감을 도모하였으며, 제조단가의 저감을 달성할 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 가변용량형 압축기용 제어밸브는, 가변용량형 압축기의 제 2 중간압영역에 연이어 통하는 제 2 중간냉매포트를 구비하고, 그 제 2 중간냉매포트와 토출압영역을 개폐하는 제 2 밸브를 구비한 구성으로 이루어져 있기 때문에, 가변용량형 압축기의 토출압력을 제 1 중간압영역에 도입함과 동시에 제 2 중간압영역에도 도입함으로써 고압의 토출압력과 중간압력과의 압력차를 유효하게 이용하는 것이 가능하다.

Claims (4)

1. 가변용량형 압축기내에 설치되고, 중앙부에 배치한 솔레노이드 여자부와, 그 솔레노이드 여자부의 일측에 배치한 제어밸브 본체부와, 상기 솔레노이드 여자부의 타측에 배치한 압력감지부를 구비한 가변용량형 압축기용 제어밸브에 있어서,

   상기 제어밸브 본체부는, 한쪽 끝단에 상기 가변용량형 압축기의 토출압 영역(B)에 연이어 통하는 토출냉매포트 (126)와, 제 1 중간압 영역 (A)에 연이어 통하는 제 1 중간냉매포트 (128)와, 상기 토출냉매포트 (126)과 상기 제 1중간냉매포트 (128)를 개폐하는 제 1 밸브 (132)를 구비하고,

   다른 끝단에 흡입압 영역 (D)에 연이어 통하는 흡입냉매포트 (129)와, 상기 가변용량형 압축기의 제 2 중간압 영역 (C)에 연이어 통하는 흡입냉매포트 (129)와, 상기 가변용량형 압축기의 제 2 중간압 영역 (C)에 연이어 통하는 제 2 중간냉매포트 (164)와, 상기 토출압 영역 (B)와 상기 제 2 중간냉매포트 (164)를 개폐하는 제 2 밸브 (162)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기용 제어밸브.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 밸브는, 상기 제 1 밸브가 상기 토출냉매포트와 상기 제 1 중간냉매포트를 폐쇄하기 전에 상기 토출압영역과 상기 제 2 중간냉매포트를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기용 제어밸브.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제어밸브 본체부는 저면에 밸브공을 갖는 밸브실을 구비하고, 상기 제 1 밸브는 상기 밸브실내에 배치되어 상기 솔레노이드 여자부의 플런저에 의해 작동하고, 상기 제 2 밸브는 상기 플런저에 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 압축기용 제어밸브.

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