KR100933830B1 - 용량제어밸브 - Google Patents

Abstract

밸브몸체에 불필요한 압력을 작용시키지 않도록 하여 밸브몸체에 높은 정밀도의 압력제어를 가능하도록 함과 동시에, 제어압력이 공급되는 제어실 내의 압력을 신속하게 변경하도록 하여 제어실의 동작을 변경하는 것으로, 본 발명은 용량제어밸브(1)에 있어서, 밸브몸체와 일체인 개방연결부(30)를 감압장치(22)와 일체인 계합부(22B)로부터 신속히 이탈 가능하도록 하여 밸브몸체의 신속한 밸브 개방을 가능하게 하고, 제어실내의 용량 또는 압력을 전환하도록 구성한 것이다. 또한, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)에 대해 밸브몸체(21)의 실링수압면적(As)을, 나아가 밸브몸체(21)의 작동면(23) 수압면적(Ar2)을 동일한 면적으로 구성하고, 혹은 실링수압면(As)과 작동면(23)의 수압면적을 동일한 면적으로 해서 밸브본체에 설정된 압력만을 작용시키도록 한 것이다.

밸브, 수압면적

Description

용량제어밸브 {Capacity control valve}

도 1은 본 발명의 제 1실시 형태에 따른 용량제어밸브의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 밸브부의 확대단면도이다.

도 3은 도 1, 도 4및 도 5에 도시한 용량제어밸브의 개방상태를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 2실시 형태에 따른 용량제어밸브의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 3실시 형태에 따른 용량제어밸브의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 용량가변형 압축기와 용량제어밸브의 배관을 나타낸 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제 4실시 형태를 나타내는 용량제어밸브에 있어서 밸브부의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제 5실시 형태를 나타내는 용량제어밸브에 있어서 밸브부의 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제 6실시 형태를 나타내는 용량제어밸브에 있어서 밸브부의 단면도이다.

도 10은 본 발명의 제 7실시 형태를 나타내는 용량제어밸브의 단면도이다.

도 11은 도 10에 나타낸 용량제어밸브에 있어서 밸브부의 단면도이다.

도 12는 본 발명의 제 8실시 형태를 나타내는 용량제어밸브의 단면도이다.

도 13은 도 12에 나타낸 용량제어밸브에 있어서 밸브부의 단면도이다.

도 14는 본 발명의 제 9실시 형태를 나타내는 용량제어밸브의 단면도이다.

도 15는 본 발명에 관련하는 용량가변형 압축기용 제어밸브의 단면도이다.

<도면 주요부호에 대한 간단한 설명>

1.....용량제어밸브 2.....밸브하우징 2A....제 1밸브하우징

2B....제 2밸브하우징 2B1...감합공 3.....경계조정부

4.....용량실 5.....밸브공 6.....밸브실

6A....밸브시트 7.....작동실 7A....내경면

8.....제 1연통로 9.....제 2연통로 10....검출연통로

15....밸브부 17....코일스프링(탄성수단)

20....감압 로드 21A...밸브부면 21B...돌출부

21C...소직경부 22....감압장치 22A...벨로우즈

22B...계합부 22C...안내면 22D...시트면

22F...분할부 22F1..분할면 22H...凹부

22H1..제 2개방통로 22H2..제 3개방통로 22P...베이스부

22P1..평면분할면 23....작동면 24....제 2밸브부

24A...제 2밸브부면 25....솔레노이드 로드 26....개방통로

28....개방탄성수단(제 1개방탄성수단)

30....개방연결부 30A...개방통로(확대한 개방통로)

30B...미끄럼이동면 30C...끼움면 30D...수압면

30E...凸면 31....연결부 32....개방실

33....탄성수단(제 2개방스프링수단)

40....솔레노이드부 42....플랜져 42A...끼움공

42B...접합면 43....솔레노이드 케이스 43A...공실(空室)

44....플랜져 케이스 45....전자코일 46....오링 취부홈

47....오링 51....고정철심 51A...내주면

51A1..통로 51B...흡착면 51C...스프링시트실

51D...제 2밸브시트

Ps....흡입압력

Pd....제어압력(토출압력)

Pc....제어실압력(크랭크실 압력)

Ab....감압장치의 유효수압면적

As....밸브부면의 실링수압면적

Ar2...작동면의 수압면적

S1....스프링(탄성)수단의 탄성력

Fb...감압장치의 스프링(탄성)력

본 발명은 작동유체의 용량 또는 압력을 가변되도록 제어하는 용량제어밸브에 관한 것이다. 특히, 공기기계 등의 제어실 내부 용량 또는 압력을 제어함과 동시에 급속제어를 가능하게 하는 용량제어밸브에 관한 것이다.

본 발명에 관한 관련기술로서 공기기계에 속하는 경사판식 용량가변형 압축기용 용량제어밸브가 알려져 있다. 이 용량제어밸브의 관련기술로서 도 15에 나타낸 것이 존재한다.

도 15에 나타낸 용량제어밸브(200)의 하단에 설치된 흡입실(206)에는 감압소자(210)가 배치되어 있다. 상기 감압소자(210)는, 스프링을 내장하는 탄성가능한 벨로우즈로 형성되어 외부로부터 흡수되는 흡입압력(Ps)에 따라 수축해서 상단이 변위하도록 구성되어 있다. 또한, 이 감압소자(210)의 상단에는, 중간로드(207)가 하우징(220)에 설치된 안내공에 이동 가능하도록 배치되어 있다. 또한, 중간로드 (207)에 연결된 밸브몸체(201)가 하우징(220)의 도면상부 밸브공(208)에 배치되어 있다. 상기 밸브몸체(201)의 개폐이동에 의해 밸브공(208)이 밸브시트에 접리(接離)해서 밸브공(208)을 개폐한다.

하우징(220)에는 Ps용 흡입공과 Pd용 토출공과, Pc용 크랭크실 유입공이 형성되어 있으며, Pd용 토출공과 밸브공(208)은 연통로(209)에 의해 연통되어 있다. 따라서, 밸브공(208)이 개폐하면 밸브공(208)과 Pc용 크랭크실 유입공이 연통해서 유체는 미도시된 크랭크실로 유입한다.

상기 밸브몸체(201)의 개폐는, 용량제어밸브(200)의 도면 상부에 설치된 전자코일장치(202)의 발생하중에 대응해서 감압소자(210)의 설정 유입압(Ps설정값)을 변경 설정하고, 밸브몸체(201)의 개폐도에 대응해서 용량가변형 압축기의 크랭크실에 도입하는 토출압력(Pd)의 도입량을 제어하면서 크랭크실의 크랭크압력(Pc)을 조정하여 용량가변형 압축기의 용량제어를 수행한다.

흡입실(206)에 배치된 감압소자(210)는, 흡입압력(Ps)에 감응하여 흡입압력 (Ps)의 사용압력 영역에서 신축하도록 하중특성이 설정되어 있다.

따라서, 전자코일장치(202)에 전기가 통전되지 않을 때에는, 밸브몸체(201)는 밸브개방스프링(203)의 탄성력에 의해 완전 개방상태로 유지되고 있다. 이 완전개방 상태는, 풀 언로드(full unload) 운전상태이다. 전자코일장치(202)에 전류가 통전되면, 플랜져(204)와 고정철심(205) 사이에 전자흡인력이 발생한다. 상기 밸브개방스프링(203)의 스프링 하중과 대항하는 전자흡인력이 밸브개방스프링(203)의 스프링하중 이상이 될때까지는 밸브몸체(201)가 완전 개방 상태를 유지하고 있다.

한편, 전자흡인력이 밸브개방스프링(203)의 스프링하중 이상이 되면, 밸브몸체(201)는 전자흡인력에 의해 밀폐방향으로 이동해서 Ps 제어영역으로 들어간다. 이 경우에는, 코일전류가 클수록 밀폐밸브력이 커지게 되어 Ps 설정값이 낮게 된다.

또한, 상기와 같은 용량제어밸브(200)에서는 냉방부하가 과대한 경우 흡입압력(Ps)에 의해 급속하게 밀폐하기 때문에 냉방부하를 저하하는 것을 곤란하다. 이 때문에, 클러치로 압축기를 정지해서 공조기를 오프상태로 하지 않으면 안된다.

또한, 연결된 각 로드의 직경이 서로 다르기 때문에, 상기 로드의 수압면적(受壓面積)에 흡입압력(Ps), 토출압력(Pd), 크랭크실 압력(Pc)이 가해지면, 밸브몸 체를 포함한 로드 작동기구에 미치는 힘의 균형이(각 로드의 수압면적 비율에 의해) 밸브몸체(201)의 개폐도에 큰 악영향을 끼친다.

나아가, 압축기의 운전상항에 따라 다양하게 변화하는 크랭크 압력(Pc)이 불가편적으로 흡입압력(Ps)의 외란요인이 된다. 이 때문에, 전자코일의 통전제어에 정확성을 기하더라도 설정된 흡입압력(Ps)에 의해 용량의 가변정밀도를 향상시키는 것은 어렵다.

또한, 감압소자(210)와 고정철심(205) 사이에 위치하는 연결로드는 중간로드 (207), 밸브몸체(201A), 플랜져로드(204A)에 의해 연결되어 작동하도록 구성되어 있다. 이 연결로드는 각 로드의 연결부가 작동중에 마모하면 밸브몸체(202)의 개폐도에 영향을 미친다.

또한, 감압소자(210)와 밸브몸체(201)의 연결로드 작동특성은, 각 로드가 접촉하는것만 접속하고 있기때문에, 이 접촉면이 마모하면 전체 길이가 단축되어 밸브몸체(201)의 작동에 악영향을 끼치게 된다.

상기 용량가변형 압축기용 용량제어밸브에서는 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에 이하와 같은 문제점이 존재한다. 우선, 용량제어밸브에서는 제어실의 압력을 급속히 변경하는 것이 곤란하기 때문에 예를 들어, 용량가변형 압축기 등에서는 클러치가 필요하며, 이는 용량가변형 압축기의 구조를 복잡하게 하므로 비용이 상승하는 문제가 존재한다.

또한, 밸브몸체, 밸브로드, 중간로드 등의 수압면적에 각 유체압력이 작용하는 힘의 균형 관계를 고려하지 않았기 때문에, 제어압력유체의 용량 또는 압력의 제어에 있어서 정밀도에 악영향을 미치게 된다.

나아가. 밸브몸체, 밸브로드, 중간로드 등을 개별적으로 연결하는 개폐작동은 이들 부품의 접합부 마모 등에 의해 개폐 정밀도에 악영향을 미치고 있다.

본 발명은 상술한 문제점에 착안한 것으로, 이 발명이 해결하고자 하는 문제는 용량제어밸브의 압력 또는 용량 제어를 다른 압력에 영향을 받지 않으면서 정확하게 제어할 수 있도록 하면서, 작동부하값이 설정값을 초과할 경우에는 신속하게 변경할 수 있도록 한다. 예를 들어, 용량가변형 압축기의 클러치 등이 필요할 때에, 클러치를 필요없도록 하여 제어하는 용량가변형 압축기의 비용을 저감하는 것이다.

또한, 밸브몸체를 포함하는 로드 작동기구에 동작하는 힘의 밸런스를 선택하고, 설정된 흡입압력(Pset)에서 제어실의 용량 또는 압력을 제어할 때 다른 압력의 영향을 받지 않고 정확하게 제어할 수 있는 용량제어밸브를 얻는 것이다.

예컨대, 용량제어밸브를 용량가변형 압축기에 채용해서 흡입압력(Ps)에 따라 제어할 때, 크랭크실 압력(Pc) 또는 토출압력(Pd)에 영향을 미치는 일 없이 설정된 흡입압력(Ps)에 의해 정확하게 제어할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 1 개의 감압로드로 가공정밀도를 향상시키면서 가공비용을 절감시키는 것이다.

또한, 밸브하우징에 감압로드와 감압장치를 결합하여 조립을 용이하게 하며, 감압로드의 작동을 향상시키는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 기술적 해결수단은 이하와 같이 구성된다.

본 발명의 용량제어밸브는, 밸브부의 개폐도를 조절하여 제어된 제어압력유체를 흐르도록 제어실 내의 유량 또는 압력을 제어하는 용량제어밸브에 있어서, 밸브부에 설치되어 제 2연통로와 연결되는 용량실과, 용량실과 연통하는 밸브공용의 밸브시트를 가지면서 제 1연통로와 연통하는 밸브실, 밸브실에 연통하면서 검출연통로와 연통하는 작동실과, 작동실 내에 배치되어 검출연통로로부터 흡입압력이 작용가능한 수압면적을 가지는 작동면과, 작동면과 일체로 상기 밸브실에 이동 가능하도록 배치되어 상기 밸브시트와 착탈가능한 밸브면을 가지는 밸브몸체와, 밸브몸체에 일체이며 수압면을 가지는 개방연결부와, 개방연결부의 수압면에 밀접하여 연결함과 동시에 밸브몸체가 개폐할 때 수압면과 연결을 이탈하는 계합부와, 계합부를 지지함과 동시에 용량실 내에 배치되어 용량실 내의 작동유체압력을 유효 수압면적에 받아서 밸브몸체를 밀폐하는 방향으로 바이어스(bias)하는 감압장치와, 밸브몸체에 연결함과 동시에 플랜져를 가지는 솔레노이드 로드를 밸브몸체의 개폐방향으로 작동하는 솔레노이드부를 구비하는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 용량제어밸브는 흡입압력 (Ps)으로 제어압력을 제어할 때, 제어실의 압력을 신속하게 변경할 필요가 있다. 예를 들어, 작동중에 설정값을 변경하기 위하여 솔레노이드부의 전류를 차단하는 경우가 있다. 본 발명의 용량제어밸브는 상기와 같은 경우에도 대응하는 기능을 발 휘한다. 구체적으로는, 작동중 제어밸브몸체에서 흡입압력(Ps)에 의해 통상의 용량 또는 압력제어를 정확히 작동시킴과 동시에, 제어해야 하는 유체압력의 부하가 상승할 때 등에는 외부로부터의 지시에 근거하여 작동하는 솔레노이드부에 따라 연결하는 개방연결부를 계합부로부터 이격시켜 신속하게 개방시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 개방연결부는 감압장치와 밸브몸체 사이에 설치되어 있으며, 밸브몸체가 작동중에는 솔레노이드에 흐르는 전류값의 크기에 대응하는 솔레노이드부의 힘과, 작동유체압력에서 작동하는 감압장치의 힘과, 각 면에 작동하는 힘의 밸런스에 의해 개방연결부와 계합부가 연결되면서 밸브부의 개방도를 제어한다. 이때, 계합부와 개방연결부의 미끄럼이동면이 접합하면서 일체로 작동하고 있다.

따라서, 용량실 내에 배치된 개방연결부와 계합부의 접합면은, 미도시된 제어컴퓨터에 의해 지시된 솔레노이드부를 따라 밸브몸체가 신속하게 개방할 때 미끄럼이동가능하도록 접합하고만 있기 때문에, 계합부로부터 개방연결부를 개방방향으로 상대적으로 이동시키는 것이 매우 용이하게 된다. 그 결과, 신속하게 밸브몸체를 개방해서 제어압력유체를 신속하게 제어실에 유출시켜 제어해야 하는 제어실의 용량 또는 압력값을 필요로 하는 설정값으로 전환하는 것이 가능하다.

본 발명의 용량제어밸브는, 개방연결부에는 수압면과 미끄럼이동면을 가지고, 계합부에는 상기 수압면에 연결되는 시트면과 미끄럼이동면에 밀접하는 안내면을 가지며, 개방연결부의 미끄럼이동면과 계합부 안내면과 접하는 면의 내측 즉, 개방연결부와 계합부의 사이에 개방실을 가짐과 동시에 개방실과 작동실에 연통하는 개방통로를 가지는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 용량제어밸브는, 흡입압력(Ps)으로 제어압력의 흐름을 제어할 때에 제어실의 압력을 신속하게 변경할 필요가 있다. 이를 위해, 밸브몸체에서 흡입압력(Ps)에 의해 통상의 용량 또는 압력제어를 정확하게 작동시킴과 동시에, 제어해야 하는 유체압력의 부하가 상승할 때 등과 같은 경우에는 외부로부터 받은 지시에 근거하여 작동중의 솔레노이드부 동작을 변경하고, 밸브몸체를 신속하게 개방한다. 이때, 개방연결부와 계합부에 유체압력이나 탄성수단의 힘이 복잡하게 작용하기 때문에, 신속하게 연결을 해제하면 감압장치 및 밸브몸체에 무리한 힘을 작용시키게 되지만, 미끄럼이동면과 안내면의 접합구조 및 개방통로의 작용에 의해 감압장치와 일체인 계합부로부터 밸브몸체와 일체인 개방연결부를 재빠르게 이탈시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 신속하게 밸브몸체를 밸브시트로부터 개방시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 개방연결부와 계합부의 연결구조는 감압장치와 밸브몸체 사이에 설치되어 유체압력의 작용을 받고 있으며, 밸브몸체가 작동중에는 감압장치도 작동상태에 있기때문에 계합부의 시트면과 개방연결부의 수압면은 상호간에 가압된 연결상태에서 작동하고 있다. 이때, 미끄럼이동면과 안내면은 끼워맞춰져 밀접상태로 있기때문에 개방실과 용량실을 차단하고 있다. 또한, 개방실은 개방통로를 거쳐서 흡입압력의 작동실과 같은 압력상태에 있다.

따라서, 제어컴퓨터에 의해 지시받은 솔레노이드부의 정지에 의해 밸브몸체가 개방할 때 개방연결부의 수압면에 개방통로로부터 흡입압력이 작용하고 있기 때문에, 감압장치 등에 무리한 힘을 작용시키는 일 없이 계합부로부터 밸브연결부를 개방방향으로 신속하게 이탈시키는 것이 가능하게 된다, 그 결과, 신속하게 밸브몸체를 개방할 수 있고, 밸브공으로부터 제어압력을 신속하게 제어실로 유출시켜 제어해야 하는 제어실의 용량 또는 압력값을 전환값으로 변경하는 것이 가능하게 된다.

더욱이, 개방연결부는 밸브몸체와 일체로 하여 감압장치와의 사이에 설치되어 있기 때문에, 개방연결부의 미끄럼이동면이 계합부의 안내면과 슬라이딩하면 밸브몸체가 편심하는 일 없이 개방하는 것이 가능하다. 또한, 개방연결부는 용량실에 설치되어 있지만, 개방통로로부터 흡입압력을 받는 수압면의 수압면적은 반대측에서 흡입압력을 받은 밸브몸체의 작동면 수압면적과 동일한 면적을 갖을 수 있다. 이 구조는 밸브부전체를 소형으로 구성하는 것을 가능하게 함과 동시에, 수압면에 작용하는 힘에 의해 무리없이 개방연결부를 작동시키는 것이 가능하게 되어 밸브몸체의 개방 응답성을 양호하게 한다.

본 발명의 용량제어밸브는 개방연결부의 수압면에 凸부를 가지고 凸부의 단면에 계합부의 시트면과 연결되는 제 2수압면을 가지며, 제 2수압면과 시트면과의 접합에 의해 수압면과 시트면 사이에 개방실을 가지는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 용량제어밸브는, 수압면에 凸부를 설치하고 있기 때문에 수압면과 시트면 사이에 간격을 형성하는 것이 가능하다. 이때문에 개방통로로부터 유입된 흡입압력은 수압면과 신속하게 작용하는 것이 가능하다. 그 결과, 밸브몸체의 개방시 개방연결부와 계합부의 이탈이 매우 용이하게 된다.

본 발명의 용량제어밸브는 개방연결부에 수압면을 가지고, 계합부에는 수압면과 유동가능하도록 접합하는 시트면을 가지며, 수압면과 시트면과의 접합면 내부 즉, 개방연결부와 계합부와의 사이에 개방실을 가짐과 동시에 개방실과 작동실을 연통하는 개방통로를 가지고, 수압면과 시트면의 이반(離反)과 동시에 개방통로를 차단하는 제 2개폐밸브를 가지는 것이다.

또한, 본 발명의 용량제어밸브는 상기 수압면과 상기 시트면의 일측이 테이퍼면으로 형성됨과 동시에 타측이 단면원호상으로 형성되어 접합하고 있는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는 감압장치의 벨로우즈에 지지된 계합부의 시트면이 개방연결부의 수압면과 유동가능하도록 압접하고 있기 때문에 시트면이 유동하더라도 수압면이 항상 밀접하고 있는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 유동가능한 접합은 밸브몸체를 항상 축심방향으로 가압하고 있기 때문에 작동하는 밸브몸체를 밸브하우징에 압접시키는 일 없이 응답성이 좋도록 작동시키는 것이 가능하다.

더욱이, 밸브몸체와 감압장치는 개방연결부와 계합부가 접촉면적을 작게 한 접합상태로 연결하고 있기때문에, 밸브하우징에 대해 밸브몸체와 일체인 감압로드와 감압장치의 조립작업이 용이하게 된다. 따라서, 조립의 정밀도가 향상한다.

또한, 본 발명의 용량제어밸브는 나아가, 개방연결부와 계합부의 접합이 테이퍼면상과 구면상의 연결로 접합면의 폭이 좁기 때문에 접합면의 유동이 용이하게 된다. 또한, 개방연결부와 계합부에 있어서 테이퍼면상과 구면상의 연결은 용량제어밸브의 조립을 매우 용이하게 한다.

본 발명의 용량제어밸브는 계합부가 감압장치의 베이스부와 분할되어 있으면서 계합부의 분할면이 감압장치의 베이스부 평면분할면과 접합하고 있는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는, 계합부가 감압장치의 베이스부로부터 분할되어 있기때문에, 베이스부의 평면분할면과 계합부의 분할면이 동일 평면을 따라 미끄럼이동하도록 된다. 이 때문에, 밸브몸체와 감압장치의 축방향에 있어서 이탈이 있더라도 계합부와 베이스부의 분할면에 있어서 동일 평면 슬라이딩에 의해 무리한 힘의 작동이 해소가능하다. 이를 위해, 밸브몸체에 형성된 감압로드는 작동시 밸브하우징과의 마찰이 저감하게 되고 응답성이 향상된다. 더욱이, 밸브몸체에 형성된 감압로드와 감압장치의 조립작업이 매우 용이하게 된다. 따라서, 조립의 정밀도가 향상된다.

본 발명의 용량제어밸브는 계합부에 개방실과 분할면 내부에 관통하는 개방통로를 가지는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는 계합부에 개방실과 분할면에 관통하는 개방통로가 설치되어 있기 때문에 용량실내의 압력유체가 분할면 사이에 축적해서 밸브몸체에 이상한 작용력이 작용하는 것을 방지한다. 이것은, 분할면 사이에 축적하는 유체압력을 개방통로로부터 작동실에 유출시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 밸브몸체의 작동중에는 계합부가 용량실 내의 압력유체에 의해 변경되어 밸브몸체에 악영향을 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 용량제어밸브는 계합부의 시트면이 평면으로 형성되어 있으면서 개방연결부의 수압면과 동일평면에서 밀접하는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는 개방연결부의 수압면과 계합부의 시트면이 동일 평면에서 밀접하고 있기 때문에, 감압장치의 벨로우즈에 지지된 불안정한 계합부에 대한 밸브몸체와의 연결에 축심 이탈이 있더라도, 밸브몸체의 작동에 악영향을 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 감압장치측과 밸브몸체측의 연결접합면이 동일면에서 접합하고 있기 때문에, 밸브하우징에 대하여 감압장치와 밸브몸체의 조립이 매우 용이하게 된다. 따라서, 개방연결부의 수압면과 계합부의 시트면이 동일 평면에서 밀접하고만 있기 때문에 밸브몸체가 개방하면 상기 연결하고 있는 접합면은 간단히 이탈가능하다.

본 발명의 용량제어밸브는 개방실에 개방연결부와 계합부를 서로 반대 방향으로 압박하는 탄성수단을 가지는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는 개방실에 개방연결부와 계합부를 서로 반대 방향으로 이동시키는 예를 들어, 압축된 탄성수단이 설치되어 있기 때문에, 밸브몸체의 개방시에 개방연결부와 계합부의 연결 이탈을 매우 용이하게 한다.

특히, 밸브몸체에 있어서 수압면과 작동면을 동일한 면적으로 할 때에는 상기 수압면과 작동면에 작용하는 유체압력의 크기는 상호간에 없어지기 때문에 탄성수단의 크기로 개방연결부를 임의의 속도로 이탈시키는 것이 가능하게 된다. 이때문에 설정값의 설계변경이 용이하게 된다.

본 발명의 용량제어밸브는 상기 밸브몸체가 감압로드에 일체로 가짐과 동시에 상기 검출연통로와 연통하는 개방통로를 가지면서, 밸브몸체가 개방될때 상기 개방통로를 차단하는 제 2개폐밸브의 제 2밸브부를 상기 감압로드에 가지는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는 감압로드에 개방통로를 가짐과 동시에 밸브몸체가 개방할 때 개방통로를 차단하는 제 1밸브부가 감압로드에 설치되어 있기 때문에, 밸브몸체의 개방과 동시에 제 2밸브부를 밀폐가능하다. 이 때문에, 제어실압력유체 또는 토출압력유체가 개방통로를 거쳐서 검출연통로로 유입하는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 흡입실이나 제어실의 압력이 이상압력으로 되어 작동불량이 되는 것을 방지한다.

본 발명의 용량제어밸브는 감압장치에 상기 밸브몸체를 개방하는 방향으로 바이어스(bias)되어 있는 탄성수단을 가지는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브는 특히, 상기 밸브몸체를 개방하는 방향으로 편향되어 있는 탄성수단이 용량실 내부의 벨로우즈 내측 또는 외측으로 개방방향에 작용하도록 배치가능하기 때문에, 탄성수단의 부가에 의해 감압수단을 콤팩트하게 형성가능하다. 나아가, 탄성수단은 벨로우즈와 동일한 위치에서 작용하기 때문에 감압로드의 축심방향으로 밸브몸체 및 계합부를 편심시키는 일 없이 탄성하여 개방 또는 밀폐할 때의 응답성과, 축심 이탈에 의한 마모가 방지가능하다.

본 발명의 용량제어밸브는 감압장치의 유효수압면적과 밸브몸체의 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적을 동일한 면적으로 구성하고 있는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브에서 용량제어밸브의 밸브몸체를 포함하는 각 수압면적의 작동기구에 작용하는 힘의 균형식은 Pc(Ab - Ar1) + Pc(Ar1 - As) + Ps × Ar1 + Ps(Ar2 - Ar1) + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다. 상기 식을 바꿔쓰면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 감압장치의 유효수압면적(Ab)과, 밸브몸체에 있어서 밸브부면의 밸브시트가 접촉하는 실링수압면적(As)을 동일 또는 대략 동등하게 구성하면(Ab = As), 상기 식은 Ps × Ar2 + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다. 그 결과, 제어실압력(크랭크실 압력)(Pc)은 밸브공을 거쳐서 유체의 수압면에서 상호간에 상쇄되어 없어지기 때문에, 각 수압면적의 작동기구에 작용하는 힘의 균형에서 제외된다. 이 때문에, 제어실압력(Pc)을 제외한 제어의 용량제어밸브를 얻는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제어실압력(Pc)을 밸브몸체의 작동에 대해 관여하지 않도록 한 것이 되어 제어압력(Pd)으로만 보정되는 제어가 가능하기 때문에 제어능력이 향상된다.

나아가, 제어실압력(Pc)이 극대값을 나타낼 때 등과 같이, 솔레노이드부를 거쳐서 밸브몸체를 급히 개방하고 제어압력(Pd)을 전환하는 것이 간단하게 가능하게 된다. 예를 들어, 공조기 등의 용량가변형 압축기의 냉방부하가 크게 될 때에 용량가변형 압축기의 작동을 기능적으로 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 용량가변형 압축기에 클러치를 설치하지 않아도 된다.

본 발명의 용량제어밸브는 감압장치의 유효수압면적과, 밸브몸체의 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적과, 작동면의 수압면적을 동일한 면적으로 구성하고 있는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브에서 감압장치와 밸브몸체의 작동면을 포함하는 유체가 각 수압면적의 작동기구에 작용하는 힘의 균형식은 Pc(Ab - Ar1) + Pc(Ar1 - As) + Ps × Ar1 + Ps(Ar2 - Ar1) + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다. 상기 식을 바꿔쓰면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 감압장치의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면의 밸브시트가 접촉하는 실링수압면적(As)과, 밸브몸체의 작동면에 작용하는 수압면적(Ar2)을 동일한 수압면적으로 구성하면(Ab = As = Ar2), 상기 식은 Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 되어, 제어실압력(Pc) 및 제어압력(Pd)은 밸브공을 거쳐서 각 수압면에 작용하더라도, 상기 작용력은 상쇄되어 없어진다. 제어압력(Pd) 및 제어실압력(Pc)이 밸브몸체에 작용시키는 힘은 0이된다.

상기와 같은 밸브몸체를 포함하는 각 수압면의 작동기구에 작용하는 힘의 균형관계에서, 용량제어밸브는 흡입압력(Ps)이 밸브몸체의 배면 유효수압면적에 작용하고, 제어압력(Pd) 및 제어실압력(Pc)의 영향이 없는 밸브몸체의 작동을 가능하게 해서 정확한 제어를 가능하게 한다.

나아가, 제어실압력이 극대값을 나타낼 때 등에서, 솔레노이드부를 거쳐서 제 2밸브몸체에 급히 개방해서 제어압력을 전환하는 것이 간단히 가능하게 된다. 예컨대, 공조기 등의 용량가변형 압축기의 냉방부하가 크게 될때, 용량가변형 압축 기의 작동을 기능적으로 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 용량가변형 압축기에 클러치를 설치하지 않아도 되며, 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

본 발명의 용량제어밸브는 밸브몸체의 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적과, 상기 작동면의 수압면적을 동일한 면적으로 구성하고 있는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브에서 감압장치와 밸브몸체의 작동면을 포함하는 유체가 각 수압면적의 작동기구에 작용하는 힘의 균형식은 Pc(Ab - Ar1) + Ps × Ar1 + Pc(Ar1 - As) + Ps(Ar2 - Ar1) + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Pso1이 된다. 상기 식을 바꿔쓰면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적(As)과, 밸브몸체의 작동면에 작용하는 수압면적(Ar2)을 동일한 수압면적으로 구성하면 (As = Ar2), 상기 식은 Pc(Ab - As) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 되어, 제어압력(Pd)은 밸브공을 거쳐서 수압면에 작용하더라도, 상기 작용력이 상쇄되어 없어지기 때문에 제어압력(Pd)의 밸브몸체에 작용시키는 힘은 0이 된다. 결국, 흡입압력 (Ps)에 의한 제어는 제어압력(Pd)을 무시하고 제어실압력(Pc)에 의해 보정한 작동이 가능하게 된다.

그 위에, 제어실압력이 설정값을 초과할 때에는(극대값을 나타낼 때 등), 솔레노이드부를 거쳐서 계합부로터 개방연결부를 급히 이격시켜 제어실 내부의 압력을 전환하는 것이 간단히 가능하게 된다. 예컨대, 공조기 등의 용량가변형 압축기 의 냉방부하가 크게 될때, 용량가변형 압축기의 작동을 기능적으로 정지시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 용량가변형 압축기에 클러치를 설치하지 않아도 되며, 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

본 발명의 용량제어밸브는 개방연결부의 수압면과 작동면의 수압면적을 동일 또는 대략 동등하게 구성하고 있는 것이다.

바람직하게, 상기와 같은 구조를 가지는 용량제어밸브에서는 개방연결부의 수압면과 작동면의 수압면적을 대략 동등하게 형성하고 있으며, 흡입압력은 개방통로를 거쳐 상기 수압면과 작동면의 양면에 상호간에 대항하는 동일한 힘으로 작용하고 있기 때문에, 개방연결부의 이동시 밸브몸체는 유동하는 외력을 받지 않고 개방하는 탄성수단에 설정된 개방 응답 속도가 우수한 효과가 있다.

이하, 본 발명에 관한 바람직한 실시 형태의 용량제어밸브를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 각 도면은 설계도에 근거한 정확한 도면이다.

도 1은 본 발명에 있어서 용량제어밸브의 단면도이다.

도 1및 도 2에 있어서, (1)은 용량제어밸브이다. 용량제어밸브(1)에는 외형을 형성하는 밸브하우징(2)이 설치되어 있다. 상기 밸브하우징(2)은 내부에 기능이 부여된 관통공을 형성하는 제 1밸브하우징(2A)과, 상기 제 1밸브하우징(2A)의 일단부에 일체로 끼워져 결합된 제 2밸브하우징(2B)으로 구성되어 있다. 상기 제 1밸브하우징(2A)은 철, 알루미늄, 스텐레스 등의 금속, 합성수지재 등으로 제작되어 있다. 또한, 제 2밸브하우징(2B)은 철 등의 자성체로 형성되어 있다.

제 1밸브하우징(2A)에는 관통공의 일단에 경계조정부(3)가 결합되어 있다. 또한, 제 2밸브하우징(2B)은 솔레노이드부(40)를 결합하기 위해 자성체로 이루어져야 하기 때문에, 제 1밸브하우징(2A)의 재질과 기능적으로 다르도록 분리해서 설치한 것이다. 이 점을 고려한다면, 도 1에 도시된 형상은 적절히 변경될 수도 있다.

또한, 경계조정부(3)는 제 1밸브하우징(2A)의 용량실(4)을 막도록 밀봉해서 끼워져 있지만, 밀봉하도록 나사결합하여 고정하다면 벨로우즈(22A)와 병렬의 미도시된 압축스프링 또는 벨로우즈(22A)의 탄성력을 축방향으로 이동조절할 수 있도록 된다.

제 1밸브하우징(2A)을 축방향으로 관통한 관통공의 구획은 일단이 용량실(4)에 형성되어 있다. 또한, 관통공에는 용량실(4)에 연통해서 용량실(4)의 직경보다 작은 밸브공(5)이 연결설치되어 있다. 아울러, 관통공의 구획에는 밸브공(5)에 연통하는 밸브공(5)보다 직경이 큰 밸브실(6)이 설치되어 있다. 또한, 관통공의 구획에는 밸브실(6)에 연통하는 작동실(7)이 연결설치되어 있다. 그리고, 밸브실(6)에 있어서 밸브공(5)에는 밸브시트(6A)가 형성되어 있다. 이 밸브시트(6A)의 형성면은 밸브공(5)을 향해서 테이퍼면으로 형성되어 있으며, 평면의 밸브면(21A)이 테이퍼면에 접합하면 접촉폭을 작게 접촉하기 때문에 밀접능력이 우수하다.

밸브하우징(2)의 밸브실(6)에는 제 1연통로(8)가 형성되어 있다. 상기 제 1연통로(8)는 도시되지 않은 공기기계(외부)의 제어압력(Pd) 유체 예를 들어, 용량가변형 압축기에서는 토출압력(제어압력)(Pd)의 유체에 연통가능하도록 이루어져 있다.

또한, 밸브하우징(2)의 작동실(7)에는 외부 흡입압력(Ps)의 유체를 도입하는 검출연통로(10)가 형성되어 있다. 상기 작동실(7)은 밸브실(6)보다 큰 직경면에 형성하고 있으며, 상기 큰 직경면 내의 밸브몸체(21) 단면에 설치된 작동면(23)에 흡입압력(Ps)이 작용할 수 있도록 되어 있다. 또한, 큰 직경면에서 밸브실(6)측은 미끄럼이동면(7A)에 형성되어 밸브몸체(21)와 밀봉해서 미끄럼이동하도록 이루어져 있다.

상기 미끄럼이동면(7A)은, 밸브몸체(21)가 끼워맞춤되어 있기만 하면 되지만, 미도시된 실링부를 설치할 수도 있다. 상기 실링부는 저마찰계수의 재료로 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 실링부는 미끄럼이동면(7A)에 불소수지 막을 부착시킨 실링막, 또는 저마찰계수의 고무재료, 불소 수지재의 오링(o-ring)으로 제조한 것이 설치되어 있다. 상기 밸브몸체(21)의 외주면을 불소 수지등의 오링만으로 밀봉해서 미끄럼이동되도록 지지하고, 감압로드(20) 전체의 응답성을 양호하게 할 수도 있다. 즉, 작동면(23)은 밸브몸체(21)의 배면에 형성되어 있지만, 임의의 위치에 설치하는 것이 가능하다. 또한, 작동실(7)과 밸브실(6)을 일체의 밸브실로 할 수도 있다.

더욱이, 용량실(4)에는 유입된 제어압력(Pd)의 유체를 도시하지 않은 제어실 (예를 들어 크랭크실)에 유출시키는 제 2연통로(9)가 형성되어 있다. 즉, 제 1연통로(8), 제2연통로(9), 검출연통로(10)는 밸브하우징(2)의 주면에 예컨대, 2배 또는 4배로 관통하고 있다.

또한, 반대로 필요에 따라 제 2연통로(9)로부터 제 1연통로(8)에 제어압력 (Pd)의 유체를 도입하는 것도 가능하다. 각 통로를 교환 배치하는 기술은, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과, 밸브몸체(21)의 실링수압면적(As)과, 밸브몸체(21)의 작동면(23) 수압면적(Ar2)을 두 개 이상 대략 동일 면적으로 구성하고 있기 때문에, 상기 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과, 밸브몸체(21)의 실링수압면적(As)에 작용하는 제어압력(Pd) 및 제어실압력(Pc)이 상쇄되어 없어질 수 있기 때문이다. 그러므로, 상기와 같은 각 통로의 배치를 변경하더라도 본 발명에서와 동일한 각종 효과를 가진다. 이 때문에, 용량가변형 압축기 등의 공기기계 설치장소에 문제가 있을 때 설계변경 또는 설치변경을 용이하게 실시할 수 있다는 이점이 있다.

나아가, 밸브하우징(2)의 외주면은 4단면으로 형성되어 있으며, 상기 4단면의 외주면은 오링용 취부홈이 3 개소에 설치되어 있다. 따라서, 각 취부홈(46)에는 밸브하우징(2)과 밸브하우징(2)을 끼워맞춤하는 미도시의 케이싱 장착공과의 사이를 실링하는 오링(47)이 취부되어 있다.

용량실(4) 내부에는 감압장치(22)가 설치되어 있다. 상기 감압장치(22)는 금속재질의 벨로우즈(22A) 일단부를 경계조정부(3)에 밀봉하게 결합함과 동시에, 타단을 베이스부(계합부(22B)와 일체)에 결합하고 있다. 상기 벨로우즈(22A)는 링 청동 등에 의해 제작되어 있지만, 이 스프링정수는 소정 값으로 설계되어 있다. 또한, 벨로우즈(22A)에는 미도시의 코일스프링을 내재 또는 외재해서 벨로우즈(22A)의 탄성력과 협동하도록 설계해도 된다.

상기 감압장치(22)는, 용량실(4) 내부에서 감압장치(22)로서의 탄성력과 제어압력(Pd) 또는 제어실압력(Pc)의 상관관계에 따라 신축하도록 설계되어 있다. 감 압장치(22)의 내부공간에는 진공 또는 공기가 내재되어 있다. 그리고, 상기 감압장치(22)의 벨로우즈(22A) 유효수압면적(Ab)에 대해 제어압력(Pd), 또는 제어실압력 (Pc)이 작용해서 감압장치(22)를 수축작동시키도록 구성되어 있다.

도 2에 나타낸 것처럼, 감압장치(22)의 일단에는 원통상을 이루는 계합부 (22B)가 설치되어 있다. 계합부(22B)의 원통상 내주에는 안내면(22C)이 설치되어 있으면서, 저면에 시트면(22D)이 형성되어 있다.

밸브몸체(21)에는, 상기 계합부(22B)의 안내면(22C)를 끼워맞춤하는 개방연결부(30)가 일단에 설치되어 있다. 상기 개방연결부(30)의 외주는 미끄럼이동면(3 0B)에 형성되어 있다. 상기 미끄럼이동면(30B)은 단면적이 Ar1을 이루면서 수압면을 형성하고 있다. 상기 미끄럼이동면(30B)은 안내면(22C)과 밀접해서 미끄럼이동하도록 형성되어 있다. 또한, 개방연결부(30)의 단면에는 수압면(30D)이 설치되어 있다. 상기 수압면(30D)은 시트면(22D)과 접합해서 연결하도록 형성되어 있다.

그리고, 수압면(30D)은 밸브몸체(21)가 급속개방할 때 시트면(22D)으로부터 이탈하도록 구성된다. 상기 미끄럼이동면(30B)과 안내면(22C)이 접합한 내주의 개방연결부(30)과 계합부(22B) 사이에는 개방실(32)이 형성되어 있다.

개방연결부(30)의 내부는 테이퍼면상으로 확대된 개방통로(30A)가 설치되어 있으며, 상기 개방통로(30A)의 도면 상부와 계합부(22B) 시트면(22D)에 있어서 凹상 시트면의 사이에는 개방실(32)을 개방하도록 탄성하는 제 2탄성수단(33)이 설치되어 있다.

더욱이, 개방연결부(30)의 수압면(30D)과 반대측에는 밸브공(5) 내부에 연장 되어 있는 연결부(31)가 설치됨과 동시에, 그 내주에는 끼워맞춤면(30C)이 형성되어 있다. 상기 끼워맞춤면(30C)은 밸브몸체(21)의 돌출부(21B)와 끼워맞춤 결합하고 있다. 또한, 밸브몸체(21)의 중심에는 개방실(32)로부터 개방통로(30A)를 거쳐서 작동실(7)과 검출연통로(10)에 연통하는 개방통로(26)가 형성되어 있다. 상기 개방통로(26)에 의해 개방실(32)은 부압(負壓)이 되지않도록 할 수 있다.

아울러, 용량실(4)의 유체압력이 개방연결부(30)에 작용하더라도, 그 힘에 대항하여 극복하는 유체압력을 작용시킬 수 있다. 이때문에, 개방연결부(30)를 계합부(22B)로부터 신속하게 이탈시켜 밸브몸체(21)를 신속 개방할 수 있도록 된다.

상기 밸브몸체(21)와 개방연결부(30)는 밸브하우징(2)의 밸브공(5)에 설치되기 때문에 분할되어 있지만, 필요에 따라 일체로 형성될 수도 있다.

상기 연결부(31)의 외경은 밸브공(5)의 직경보다 작게 형성되고, 밸브공(5)과 연결부(31) 사이를 유체가 통과할 수 있도록 밸브공(5)으로서의 간격통로로 형성되어 있다.

도 1 또는 도 2에 나타낸 것과 같이 개방연결부(30)에 결합된 밸브몸체(21)가 밸브실(6) 내부에 배치되어 있다. 밸브몸체(21)에는 밸브시트(6A)와 접합하는 밸부면(21A)이 설치되어 있다. 상기 밸브면(21A)의 밸브시트(6A)와 접합하는 내주면적이 실링수압면적(As)이다.

밸브시트(6A)와 밸브부면(21A)이 접합하는 밀페면은, 평면접합이라도 좋지만 밸브시트(6A)를 테이퍼면으로 형성하거나, 밸브실(6)의 밸브시트(6A)측 전면을 테이퍼면으로 형성하면 밀폐되었을 때의 밀폐능력과 함께, 접합상태를 양호하게 할 수 있다. 그리고, 상기 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)은 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 동일면적 또는 대략 동일면적으로 구성되어 있다.

또한, 밸브몸체(21)의 작동면(23)에 유체가 작용하는 면적은 수압면적(Ar2)이다. 그리고, 밸브몸체(21)의 외경은 밸브실(6)의 내경과 대략 동일한 직경으로 미끄럼이동되도록 끼워맞춰져 있다.

상기 밸브몸체(21)는, 밸브실(6) 또는 작동실(7)의 미끄럼이동면(7A)과 끼워맞춰져서 흡입압력(Ps)의 유체가 누출되지 않도록 정밀한 맞춤상태라면 다소의 누출은 문제가 되지 않는다. 따라서, 상기 맞춤 사이에 오링 등의 실링부를 설치하지 않아도 된다.

오히려, 밸브실(6)과 제 1연통로(8)의 접속부는 밸브실(6)보다 큰 직경의 고리 형태 홈으로 형성되어 토출압력(Pd)이 유입하기 쉽도록 구성되어 있다. 그리고, 작동면(23)의 수압면적(Ar2)과, 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)과 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)는 동일 또는 대략 동일 면적으로 구성되어 있다. 또한, 상기 1실시예의 형태에서는 흡입압력(Ps)이 작용하는 작동면(23)의 수압면적(Ar2)을 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 동일하게 할 필요는 없다.

작동실(7)은 밸브몸체(21)의 외형보다 조금 큰 직경면에 형성되어 검출연통로(10)에서의 흡입압력(Ps) 유체가 작동실(7)에 유입하기 쉽도록 구성되어 있다. 따라서, 유체가 유입가능하도록 한다면 작동실(7)을 생략하고 밸브실(6)만으로 상기 밸브실(6)에 밸브몸체(21)를 배치해도 된다. 이상의 구성이 밸브부(15)이다.

또한, 밸브몸체(6)의 작동면(23)에는 솔레노이드 로드(25)가 일체로 형성되 어 있다. 그리고, 선단의 개방연결부(30)로부터 후단의 솔레노이드 로드(25)까지를 감압로드(20)로 구성한다. 감압로드(20)를 일체로 형성가능하다는 것은 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

솔레노이드 로드(25)의 단부는 플랜져(42)의 끼움공(42A)에 끼워져 결합하고 있다. 작동면(23)과 플랜져(42) 사이에는 제 1밸브하우징(2A)에 고착된 고정철심 (51)이 설치되어 있다. 그리고, 솔레노이드 로드(25)는 고정철심(51)의 내주면 (51A)과 이동 가능하도록 끼워맞춰져 있다.

고정철심(51)의 플랜져(42)측에는 스프링시트실(51c)이 형성되어 있다. 상기 스프링시트실(51C)에는 밸브를 밀폐로부터 개방하는 스프링수단(이하, 탄성수단으로 칭한다)(28)이 배치되어 있다. 그리고, 탄성수단(28)은 플랜져(42)를 고정철심 (51)으로부터 떨어뜨리도록 탄성되어 있다.

고정철심(51)의 흡착면(51B)과 플랜져(42)의 접합면(42B)은 상호간에 대향하는 테이퍼면을 이루고 이접(離接) 가능하도록 구성되어 있다. 상기 고정철심(51)의 흡착면(51B)과 플랜져(42)의 접합면(42B) 간의 이접은 전자코일(45)에 흐르는 전류의 강도에 따라 수행된다. 또한, 솔레노이드 케이스(43)는 제 2밸브하우징(2B)의 일측단부에 고정되어 있으면서 공실(43A) 내에 전자코일(45)을 배치하고 있다. 솔레노이드부(40)는 전체구성을 나타낸 것이며, 상기 솔레노이드부(40)에 설치된 전자코일(45)은 미도시된 제어컴퓨터에 의해 제어된다.

플랜져 케이스(44)는 고정철심(51)과 끼어짐과 동시에, 플랜져(42)와는 미끄럼이동되도록 끼워맞춰져 있다. 상기 플랜져 케이스(44)는 일단이 제 2밸브하우징 (2B)의 감합공(2B1)과 끼워져 있으면서, 타단이 솔레노이드 케이스(43)의 단부 끼움공에 고정되어 있다. 이상의 구성이 솔레노이드부(40)이다.

상기와 같이 구성된 용량제어밸브(1)에 있어서, 배치되어 있는 가압력발생의 각 탄성력과, 유입하는 작동유체압력에 의해 발생하는 균형력의 관계식은 도 1에 나타낸 구성을 바탕으로 고려하면, Pc(Ab - Ar1) + Pc(Ar1 - As) + Pd(As - Ar2) + Ps(Ar2 - Ar1) + Ps × Ar1 = Fb + S1 - Fso1이 된다. 상기 관계식을 정리하면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적 (As)의 각 수압면적 관계를 Ab = As 라고 한다면, 상기 식은 Ps × Ar2 + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다.

결국, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과, 밸브부면(21A)의 실링수압면적 (As)을 동일 또는 대략 동일하게 하면, 용량제어밸브(1)는 검출연통로(10)로부터 유입하는 흡입압력(Ps)과 제 1연통로(8)로부터 유입하는 제어압력(Pd)만이 밸브몸체(21)에 작용하게 된다. 따라서, 흡입압력(Ps)은 제어압력(Pd)에 의해 보정되면서 제어실압력(Pc)를 제어하는 것이 가능하기 때문에 제어정밀도가 향상된다.

여기서, 상술한 식에 있어서 부호는 하기와 같다.

Ab....감압장치(22)의 유효수압면적

As....밸브몸체(21)의 실링수압면적

Ar1...개방연결부(30)의 수압면적(단면적)

Ar2...밸브몸체(21)의 작동면(23) 수압면적

Fb....감압장치(전체)의 탄성(스프링)력

S1....스프링(탄성)수단(28)(+개방탄성수단(33))의 탄성력

Fso1..전자코일 전자력

Ps....흡입압력

Pd....제어압력(토출압력)

Pc....제어실압력(크랭크실 압력)

도 4는 본 발명에 있어서 제 2실시 형태를 나타내는 용량제어밸브(1)의 단면도이다.

도 4의 용량제어밸브(1)는, 도 1의 용량제어밸브(1)와 구성은 대략 동일하다. 도 4에 있어서, 도 1과 다른점은 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과, 밸브부면(21A)의 밸브시트(6A)가 접촉하는 실링수압면적(As)과, 밸브몸체(21) 또는 작동면(23)에 작용하는 수압면적(Ar2)을 동일 또는 대략 동일한 수압면적으로 구성한 점이다.

따라서, 밸브몸체(21)의 상태는 검출연통로(10)로부터 설정값 이상의 흡입압력(Ps)이 밸브몸체(21)에 작용하고, 전자코일(45)에 설정값 이상의 전류가 흐르고 있는 플랜져(42)와 고정철심(51)에 자력이 발생하고 있는 상태이다. 즉, 밸브몸체 (21)가 중간에 개방상태이다.

이 경우, 제어압력(Pd)이 제 1연통공(8)으로부터 밸브공(5)을 통과해서 용량실(4)에 유입하고, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)에 작용하면서 제 2연통로(9)로부터 미도시의 제어실로 유출해서 제어압력(Pd)에 의해 제어실 내부의 제어실압 력(Pc)를 제어한다.

이때의 용량제어밸브(1) 작용은, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)에 작용하는 제어압력(Pd)에 따른 힘과 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)에 작용하는 제어압력(Pd)에 따른 힘이 상쇄해서 없어진다.

따라서, 설정된 밸브몸체(21)의 흡입압력(Ps)에 의해 밸브공(5)을 흐르는 제어용량은, 제어압력(Pd) 및 제어실압력(Pc)의 작용력을 받는 일 없이 제어하는 것이 가능하게 된다.

이때, 감압장치(22)의 유효수압면과 밸브부면(21A)의 실링수압면과 밸브몸체 (21)의 작동면(23)을 포함하는 유체의 각 수압면적 작동기구에 작용하는 힘의 균형식은, Pc(Ab - Ar1) + Pc(Ar1 - As) + Ps × Ar1 + Ps(Ar2 - Ar1) + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다. 상기 식을 바꿔쓰면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 밸브시트(6A)가 접촉하는 실링수압면적(As)과, 밸브몸체의 작동면에 작용하는 수압면적(Ar2)을 동일 또는 대략 동일한 수압면적으로 구성하면(Ab = As = Ar2), 상기 식은 Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 되어, 제어실압력(Pc) 및 제어압력(Pd)은 밸브공을 거쳐서 각 수압면에 작용하더라도, 상기 작용력은 상쇄되어 없어진다. 제어압력(Pd) 및 제어실압력(Pc)이 밸브몸체(21)에 작용시키는 힘은 0이된다. 이 때문에, 밸브몸체 (21)는 흡수압력(Ps)에 의해 제어가능하기 때문에, 고정밀도의 용량제어가 가능하게 된다.

더욱이, 제어실압력(Pc)이 설정값을 초과하는 경우에는(극대값을 나타낼 때 등), 솔레노이드부(40)에 흐르는 전류를 끊으면 개방탄성수단(28, 33)과 개방통로 (26)에 흐르는 유체압력의 작용에 의해 개방연결부(30)는 신속히 계합부(22B)로부터 이격되어 제어압력(Pd)을 전환하는 것이 가능하게 된다. 이때 감압장치(22)는 흡입압력(Ps)(제어압력(Pd)과 대략 동일하게 된다)에 의해 압축되어 있기 때문에, 밸브몸체(21)는 개방상태를 유지하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 공조기 등의 용량가변형 압축기의 냉방부하가 커지게 될 때 등과 같이 용량가변형 압축기의 작동을 기능적으로 정지시키는 것이 가능하게 된다. 이 때문에 용량가변형 압축기에 클러치가 있을 필요없이 용량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 용량제어밸브(1)는 흡입압력(Ps)에 의해 제어되며 감압장치(22)와 밸브몸체(21)에 작용하는 힘이 상쇄되는 구성이기 때문에, 흡입압력(Ps)에 의해 작동면 (23)이 가압되어 밸브몸체(21)의 밸브부면(21A)과 밸브시트(6A)의 밸브 개폐도가 제어된다. 따라서, 용량제어밸브(1)는, 흡입압력(Ps)에 의해 제어압력(Pd)의 유체 용량이 제어된다.

도 5는, 본 발명의 제3실시 형태를 나타낸 용량제어밸브(1)의 단면도이다.

도 5에 있어서 도 1의 용량제어밸브(1)와 다른 점은, 밸브부면(21a)의 밸브시트(6A)와 접촉하는 실링수압면적(As)과, 밸브몸체의 작동면에 작용하는 수압면적 (Ar2)을 동일한 수압면적으로 구성한 점이다. 그 외에는 주요부의 부품부호에 나타낸 것처럼 대략 동일하다.

도 5는, 용량제어밸브(1)의 작동면(23)에 흡입압력(Ps)이 최대로 작용하고, 전자코일(45)에 전류가 흘러서 플랜져(42)가 고정철심(51)에 흡인되어 있는 상태이다. 따라서, 밸브몸체(21)의 개폐도가 밀폐상태에 가까운 위치를 나타내고 있다.

이 상태에서는, 밸브몸체(21)는 밸브시트(6A)에 접합함과 동시에, 제 1연통로(8)로부터 도입되는 제어압력(Pd)의 유체는 밸브몸체(21)의 외주면에 작용하기 때문에, 제어압력(Pd)의 유체가 고압이더라도 밸브몸체(21)는 변동하지 않는다.

그리고, 밸브몸체(21)의 상태는 검출연통로(10)로부터 설정값 이상의 흡입압력(Ps)이 밸브몸체(21)에 작용하고, 전자코일(45)에 설정값 이상의 전류가 흘러서 플랜져(42)와 고정철심(51)에 자력이 발생하고 있는 상태이다. 즉, 밸브몸체(21)는 밀폐상태에 가까운 형태이다.

이 경우에는, 제어압력(Pd)이 제 1연통공(8)으로부터 밸브공(5)을 통과해서 용량실(4)에 유입하는 용량은 적게 된다.

이때의 용량제어밸브(1)는 유체압력이 밸브몸체(21)의 작동면(23)에 작용하는 힘과 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)에 작용하는 힘과의 관계에서 제어압력 (Pd)이 제거된다. 따라서, 작동실(7)에 설정된 흡입압력(Ps)에 의해 밸브공(5)을 흐르는 제어용량을 제어압력(Pd)의 작용력을 받는 일 없이 제어실압력(Pc)의 압력값에 따라 보정되어 제어하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 용량제어밸브(1)의 밸브몸체(21) 용량제어가 향상된다.

이때, 감압장치(22)와 밸브몸체(21)의 밸브부면(21A)과 작동면(23)을 포함하는 유체의 수압면적 작동기구에 작용하는 힘의 균형식은, Pc(Ab - Ar1) + Ps × Ar1 + Pc(Ar1 - As) + Ps(Ar2 - Ar1) + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Pso1이 된다. 상기 식을 바꿔쓰면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 밸브부면(21A)의 밸브시트(6A)와 접촉하는 실링수압면적(As)과, 밸브몸체(21)의 작동면(23)에 작용하는 수압면적(Ar2)을 동일한 수압면적으로 구성하면 (As = Ar2), 상기 식은 Pc(Ab - As) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 되어, 제어압력(Pd)은 밸브공(5)을 거쳐 수압면에 작용하더라도, 상기 작용력이 상쇄되어 없어지기 때문에 제어압력(Pd)의 밸브몸체(21)에 작용시키는 힘은 0이 된다.

그 위에, 제어실압력(Pc)이 설정값을 초과할 때에는(극대값을 나타낼 때 등), 솔레노이드부(40)에 흐르는 전류를 끊으면 개방탄성수단(28, 33)과 개방통로 (26)에 흐르는 유체압력의 작용에 의해 밸브몸체(21)를 신속히 개방하여 제어압력을 전환하는 것이 간단히 가능하게 된다. 이때 감압장치(22)는 흡입압력(Ps)(제어압력(Pd)와 동일하게 된다)에 의해 압축되어 있기 때문에, 밸브몸체(21)는 개방상태를 유지하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 공조기 등의 용량가변형 압축기의 냉방부하가 커지게 될 때 등과 같이 용량가변형 압축기의 작동을 기능적으로 정지시키는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 용량가변형 압축기에 클러치가 있을 필요없이 용량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

도 7은, 본 발명의 제 4실시 형태를 나타낸 용량제어밸브(1)의 일부 단면도 이다.

도 7의 용량제어밸브(1)는, 도 1에 나타낸 용량제어밸브(1)의 구성과 대략 동일하다. 다른 점은, 감압장치(22)에 밸브몸체(21)를 개방하는 방향으로 탄성하는 코일스프링(탄성수단)(17)을 설치한 것이다. 상기 코일스프링(17)은 벨로우즈(22A) 내부에 설치될 수도 있지만, 계합부(22B)를 안정시키면서 탄성하여 지지가능하도록 코일의 권취직경을 크게 한 것이다.

코일스프링(17)에 상당하는 탄성수단은, 도 1과 같이 감압장치(22)의 설치위치와 다른 위치에 설치할 수 있다 .상기 코일스프링(17)의 설치위치는 밸브하우징 (2)과 감압로드(20)의 설계상에 있어서 설정장소의 문제이며, 감압장치(22) 전체의 고유 스프링으로서 1 개소에 결집시키면 효과적이다. 상기 코일스프링(17)을 포함해서 감압장치(22)를 구성한다.

도 8은, 본 발명의 제 5실시 형태를 나타낸 용량제어밸브(1)의 일부단면도이다.

도 8에 나타낸 용량제어밸브(1)는, 도 1에 나타낸 용량제어밸브(1)와 대략 동일하다. 다른 점은, 밸브시트(6A)가 밸브실(6)의 밸브공(5)측 내주면에 형성되어 있는 것이다. 또한, 밸브몸체(21)의 외주면이 밸브부면(21A)에 구성되어 있다.

따라서, 밸브부면(21A)이 밸브시트(6A)에 미끄럼이동 가능하도록 밀봉 끼워맞춤하여 밀폐한다. 상기 구성에 있어서는, 수압면(30D)의 수압면적과 작동면(23)의 수압면적을 동일 또는 대략 동일하게 되어 있으며, 나아가, 수압면(30D)의 수압면적과 벨로우즈(22A)의 유효수압면적을 동일 또는 대략 동일하게 구성되어 있는 경우에 유효한 효과가 발휘된다.

또한, 도 8에 있어서 개방연결부(30)를 계합부(22B)와 동형상으로 하고, 미끄럼이동면(30B)을 내주면에 형성한다. 또한, 계합부(22B)는 개방연결부(30)와 동일하도록 원주상에 형성해서 외주면에 안내면(22C)을 형성할 수도 있다. 그리고, 개방연결부(30)의 미끄럼이동면(30B)과 계합부(22B)의 안내면(22C)이 미끄럼이동하고, 상기 양부품이 끼워맞춤된 축방향의 대향면 사이에 개방실(32)을 형성한다. 상기 개방실(32)은 밸브몸체(21)의 중심에 형성된 개방통로(26)와 연통하고 있다. 따라서, 상기 개방통로(26)는 작동실(7)에 연통한다.

도 9는, 본 발명의 제 6실시 형태를 나타내는 용량제어밸브(1)의 일부단면도이다.

도 9에 나타낸 용량제어밸브(1)는, 도 1에 나타낸 용량제어밸브(1)와 대략 동일하다. 다른 점은, 개방연결부(30)의 수압면(30D)에 돌출하는 凸부(30E)를 설치함과 동시에, 테이퍼상에 확대된 개방통로(30A)를 없애고 경사진 복수의 개방통로 (30A)를 형성하여 개방실(32)에 연통시키고 있다. 상기 凸부(30E)를 설치한 개방연결부(30)의 구성에서는 계합부(22B)와의 사이에 개방실(32) 형성이 용이하게 된다. 또한, 흡입압력(Ps)은 항상 개방통로(26)를 거쳐서 수압면(30D)에 작용하고 있기 때문에, 수압면(30D)에 작용하는 힘과 작동면(23)에 작용하는 힘이 정(正)과 부(負)로서 균형을 유지하여 상호간에 없어진다.

도 2및 도 3은, 도 1, 도 4, 도 5에 나타낸 용량제어밸브(1)의 밸브몸체(21)가 개방된 상태이다.

도 1, 도 4, 도 5에 있어서, 용량제어밸브(1)는, 상술한 바와 같이 없어진 작동유체압력 이외는 흡입압력(Ps)을 보정하는 형태로 밸브몸체(21)에 작용한다. 한편, 솔레노이드부(40)에 전류가 흐르면, 그 전류의 크기에 대응해서 플랜져(42)를 작동시킴과 동시에, 밸브몸체(21)를 탄성수단(28, 33)에 대항해서 밀폐하는 방향으로 이동시킨다. 동시에 밸브몸체(21)의 작동면(23)에 흡입압력(Ps)이 작용해서 밸브몸체(21)를 밀폐하는 방향으로 이동시키도록 이루어져 있다.

따라서, 작동시에 제어실압력(Pc)이 설정범위를 초과할 때에는, 미도시된 제어컴퓨터에 의해 전자코일(45)의 전류를 끊으면 플랜져(42)는 탄성수단(28, 33)에 의해 개방하는 방향으로 가압됨과 동시에, 신속히 개방연결부(30)는 계합부(22B)로부터 밸브몸체(21)의 개방방향으로 이동한다. 이 밸브몸체(21)의 개방상태에서는 개방연결부(30)의 미끄럼이동면(30B)과 계합부(22B)의 안내면(22C) 사이가 끼워맞춤형식으로 구성되어 있기 때문에, 상기 미끄럼이동하는 미끄럼이동면(30B)과 안내면(22C)의 끼워맞춤면 사이를 통과하는 제어압력(Pd)의 유체는 미묘해서 문제는 되지 않는다. 특히, 개방실(32) 내부에는 개방통로(26)를 거쳐서 흡입압력(Ps)이 유입하고 있기 때문에, 미끄럼이동면(30B)과 안내면(22C)의 끼워맞춤면 사이를 거쳐서 제어압력(Pd)이 침입하는 것을 효과적으로 실링한다.

따라서, 감압장치(22)는 압력이 증가된 흡입압력(Ps)에 의해 수축하는 방향으로 가압되기 때문에, 밸브몸체(21)는 개방상태로 유지되고, 용량가변형 압축기의 클러치와 같은 전환 역할을 한다. 즉, 클러치가 없는 용량가변형 압축기의 용량제어밸브(1)로도 채용할 수 있다.

또한, 도 1, 도 4 및 도 5의 용량제어밸브(1)에 설치된 감압로드(20)는, 밸브몸체(21)와 솔레노이드 로드(25)등 전체가 일체이기 때문에, 기계가공에서도 전체의 가공이 용이하며, 감압로드(20) 특히, 밸브몸체(21)등에 끼워맞춰지는 면의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 감압로드(20)의 미끄럼이동시 미끄럼이동 저항을 감소시키고, 작동시의 응답성을 양호하게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상술한 것과 같이 밸브하우징(2)의 관통공의 각 기능면은 기계가공으로 전체를 동시 가공할 수 있기때문에, 가공정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 아울러, 이것은 용량제어밸브(1)의 작동에 있어서, 감압로드(20)의 미끄럼이동 저항을 감소시키는 것이 가능하게 된다.

도 10은 본 발명의 제 7실시 형태를 나타낸 용량제어밸브(1)의 단면도이다. 또한, 도 11은 도 10의 용량제어밸브(1)의 밸브부(15)를 확대한 단면도이다.

도 10및 도 11에 도시한 용량제어밸브(1)는, 제 1요부를 제외하고, 도 1과 대략 동일하게 구성되어 있다. 상기 도 10및 도 11에 나타낸 제 1요부의 구성은, 계합부(22B)의 선단측 시트면(22D)이 원추 구면(球面) 상으로 형성되어 있다. 상기 계합부(22B)의 시트면(22D)은 구면에 형성되어 있지만 테이퍼면 등으로 형성할 수도 있다.

한편, 상기 시트면(22C)과 면을 접하는 개방연결부(30)의 수압면(30D)은, 테이퍼면으로 형성되어 있지만 구면으로 형성할 수도 있다. 따라서, 시트면(22D)과 수압면(30B)은, 구면과 테이퍼면의 대향면을 조합해서 약선(略線) 접촉 또는 좁은 폭의 접촉상태로 접합하도록 조합된다. 상기 좁은 폭의 연결접합은 유동접합을 가 능하게 한다.

또한, 시트면(22D)과 수압면(30D)은, 凸면과 凸면 또는 크기가 다른 凹면과 凸면으로 접합하는 구면에 형성해도 된다. 상기 凹면과 凸면의 구면들이 접합하는 경우에는 접합폭 치수를 작게할 필요가 있다. 상기 접합폭 치수를 작게 하면 마찰도 작아지게 되며, 상기 시트면(22D)과 수압면(30D)의 밸브기구를 이루는 접촉면은 미끄럼접촉하기 때문에, 감압장치(22)에 지지된 계합부(22B)가 유동하더라도 감압로드(20)에 편심시키지않도록 작용한다.

또한, 다른 실시예의 양태로서, 도 10에 도시한 용량제어밸브(1)에 있어서, 밸브몸체(21)에 개방통로(26)를 설치하지 않은 것도 있다. 상기 용량제어밸브(1)는 도 10 내지 도 14에 나타낸 것처럼 개방연결로(30)의 수압면(30D)과 시트면(22D)의 연결접합면의 폭이 좁은 경우에 가능하게 된다. 상기 수압면(30D)과 시트면(22D)의 연결접합면 폭이 좁은 경우에 개방연결부(30)와 계합부(22B)의 연결면이 간단히 이격될 수 있기 때문이다.

이 같이 구성하기 위해서는, 도 10및 도 11에 나타낸 개방통로(30A)는, 도 1의 개방통로(30A)보다도 큰 직경으로 형성되어 있다. 따라서, 상기 시트면(22D)과 수압면(30D)의 좁은 접촉상태에서 접합하는 개방연결부(30)의 수압면적(Ar1) 직경은, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab) 및 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)과 대략 동일한 직경으로 형성하면 된다.

또한, 계합부(22B)의 원추형 면에는 凹부(22H)가 형성되어 있어서 상기 凹부(22H)는, 밸브몸체(21)의 개방통로(26)와 연통하고 있다. 따라서, 계합부(22B) 는 베이스부(22P)를 거쳐서 감압장치(22)의 벨로우즈(22A)와 일체로 결합하고 있다.

상기와 같이 구성된 계합부(22B)와 개방연결부(30)의 접합상태는, 경사방향 및 직경방향으로 변형하기 쉬워 가소성의 벨로우즈(22A)에 의해 계합부(22B)가 지지되고 있다. 이 때문에, 계합부(22B)의 시트면(22D)은, 작동중에 경사지면서 개방연결부(30)의 수압면(30D)과 접합해서 연결하는 것이 가능하다.

그러나, 시트면(22D)과 수압면(30D) 중의 일측면이 구면으로 형성되어 좁은 폭의 접촉상태로 접합하기 때문에, 계합부(22B)가 경사져서 개방연결부(30)에 접합하더라도 밸브몸체(21)의 축방향 작동에 대해 편심하도록 무리한 작용력을 발생시키지 않는다.

이 때문에, 감압로드(20)가 축방향으로 작동할 때, 밸브몸체(21)와 제 1밸브하우징(2A)의 미끄럼이동면 혹은 감압로드(20)와 제1밸브하우징(2A)의 미끄럼이동면이 압접(壓接)되어 마모하는 일 없이 작동하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 감압로드(20)의 응답성이 양호하게 된다.

또한, 벨로우즈(22A) 내에는 코일스프링(17)이 배치되어 있다. 상기 코일스프링(17)은, 계합부(22B)를 경사지게 하는 일 없이 정확하게 축방향으로 작동시키도록 하는 작용을 한다. 이를 위해, 계합부(22B)는 경사지는 일 없이, 축방향으로 작동할 수 있게 된다. 따라서, 작동중의 감압로드(20)는 미끄럼이동 저항이 작게 되기 때문에 응답성이 양호하게 된다. 또한, 벨로우즈(22A) 내에 설치된 상하 스토퍼사이의 거리(X)는 1실시예로서 0.5mm부터 0.8mm로 설치되어 있다.

다음으로, 도 1에 도시된 용량제어밸브(1)와 다른 제 2요부는, 감압로드(20)의 중심에 설치된 개방통로(26)가 고정철심(51) 내의 통로(51A1)까지 연통하고 있다. 따라서, 고정철심(51) 내의 통로(51A1) 내에 개방통로(26)가 가로 구멍의 개방통로(26)를 거쳐 연통하고 있다.

또한, 밸브몸체(21)에는 고정철심(51)의 단면에 있는 제 2밸브시트(51D)와 개폐가능한 제 2밸브부(24)가 플랜지 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 제 2밸브부 (24)의 제 2밸브부면(24A)은 고정철심(51)의 제 2밸브시트(51D)와 개폐함으로서 검출연통로(10)와 개방통로(26)의 제 2개폐밸브(24A, 51D)를 개폐한다.

상기 제 2밸브부(24)의 제 2밸브부면(24A)이 제 2밸브시트(51D)와 접합해서 밀폐하면, 제어실압력(Pc)의 유체가 개방통로(26)에 유입하더라도, 검출연통로(10) 로 흐르는 것이 차단된다. 즉, 제 2밸브부면(24A)과 제 2밸브시트(51D)는 감압로드 (20)의 작동시 제 2연통로(9)와 검출연통로(10)가 연통을 차단한다.

상기 제 2밸브부면(24A)의 이동거리는, 일 실시예로서 0.2mm부터 0.5mm의 범위이다. 또한, 제 2밸브부면(24A)의 직경방향 크기는 제 2밸브시트(51D)와 밀폐가능한 크기이면 된다.

상기 제 2개폐밸브(24A, 51D)의 구성은, 기타 여러 종류가 있다. 예를 들면, 도 10에 있어서, 제 2밸브부(24) 대신에 감압로드(20)의 홈에 오링을 장착하고, 밸브몸체(21)가 개방한 때 오링이 고정철심(51)의 내주면(51A)에 끼워맞춰져서 실링하도록 할 수도 있다. 나아가, 감압로드(20)와 내주면의 끼워맞춤 간격을 미소하게 해서 실링하면 된다. 이것은, 상기 솔레노이드 로드(25)와 내주면과의 끼워맞춤 간 격으로부터 누출되는 유체가 미소한 경우에는 문제가 되지 않기 때문이다. 상기 밸브몸체(21) 또는 감압로드(20)에 설치된 밸브부(24)가 개방통로(26)를 차단하는 개폐밸브이다.

또한, 제 2밸브부(24)와 밸브몸체(21) 사이의 작동실(7)에는, 소직경부(21C)가 설치되어 있으며, 상기 소직경부(21C)에 의해 밸브몸체(21)의 배면에 작동면 (23)을 형성하고 있다. 또한, 상기 소직경부(21C)에 의해 검출연통로(10)와 개방통로(26)의 유체 흐름을 좋게 한다.

도 10의 용량제어밸브(1)에 있어서 기타 구성은, 도 1의 용량제어밸브(1)의 부호와 동일부호로 나타낸 것처럼 대략 동일하다.

상기와 같이 구성된 용량제어밸브(1)에 있어서, 배치되어 있는 가압력 발생의 각 탄성력과, 유입하는 작동유체압력에 의해 발생하는 균형력의 관계식은, 도 10에 나타낸 구성에 근거하여 고려하면, Pc(Ab - Ar1) + Pc(Ar1 - As) + Pd(As - Ar2) + Ps(Ar2 - Ar1) + Ps × Ar1 = Fb + S1 - Fso1이 된다. 또한, 상기 관계식을 정리하면, Pc(Ab - As) + Pd(As - Ar2) + Ps × Ar2 = Fb + S1 - Fso1이 된다.

따라서, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적 (As)의 각 수압면적 관계를 Ab = As로하면, 상기 식은 Ps × Ar2 + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다.

결국, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적 (As)을 동일 또는 대략 동일하게 하면, 용량제어밸브(1)는, 검출연통로(10)로부터 유입하는 흡입압력(Ps)과 제 1연통로(8)로부터 유입하는 제어압력(Pd)만이 밸브몸 체(21)에 작용하게 된다. 따라서, 흡입압력(Ps)은 제어압력(Pd)에 의해 보정되면서 제어실압력(Pc)를 제어하는 것이 가능하기 때문에 제어정밀도가 향상한다.

도 12및 도 13은, 제 8실시 형태를 나타내는 용량제어밸브(1)의 단면도이다.

도 12및 도 13에 있어서, 도 10과 다른 점은, 계합부(22B)와 베이스부(22P)가 분할되어 있는 것이다.

계합부(22B)에는 베이스부(22P)와 접합하는 밀접면을 설치한 분할부(22F)가 형성되어 있다. 상기 분할부(22F)는, 계합부(22B)로부터 일체로 베이스부(22P)측에 링 형태로 돌출형성되어 있으며, 분할부(22F)의 내경측은 원주상의 공간인 제 3개방통로(22H2)에 형성되어 있다.

또한, 상기 제 3개방통로(22H2)는, 도면 상방의 제 2개방통로(22H1)를 거쳐서 凹부(22H)에 연통하고 있다. 따라서, 凹부(22H)와 개방통로(26)는 확대된 개방통로(30A)를 거쳐 연통하고 있다.

상기 계합부(22B)의 구면상의 시트면(22D)은, 개방연결부(30)의 수압면(30D)과 미끄럼이동가능하도록 접합하고 있으며, 또한 분할부(22F)의 분할면(22F1)이 베이스부(22P)의 평면분할면(22P1) 평면을 따라 미끄럼이동되도록 밀접하고 있기 때문에, 작동중에 벨로우즈(22)의 베이스부(22P)가 경사지더라도 감압로드(20)는 축심방향으로 정상적으로 이동하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 감압로드(20)는 작동중에 마찰력을 강하게 하지 않고 응답성이 발휘된다. 더욱이, 계합부(22B)는 감압장치(22)와 개방연결부(30)로부터 분할되어 있기 때문에 밸브하우징(2)에 대해 감압장치(22)와 감압로드(20)와의 조립이 용이하다.

나아가, 베이스부(22P)와 계합부(22B)는 분할되어 상호간의 분할면(22P1, 22F1)이 밀접하고 있더라도, 제 3개방통로(22H2)가 개방통로(26)와 연통하고 있기 때문에, 베이스부(22P)의 평면분할면(22P1)과 계합부(22B)의 분할면(22F1) 사이에 유체압력이 작용하여 상기 양 분할면(22P1, 22F1)이 슬라이드해서 감압로드(20)의 작동이 불량하게 되는 것을 방지한다.

도 13에 나타낸 용량제어밸브(1)의 기타 구성은, 도 10의 용량제어밸브(1)와 동일 보호로 나타낸 것처럼 대략 동일하다. 이처럼 구성된 용량제어밸브(1)에 있어서, 배치되어 있는 가압력 발생의 각 탄성력과, 유입하는 작동유체압력에 의해 발생하는 균형력의 관계식은, 상술한 바와 같이 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)의 각 수압면적 관계를 Ab = As로 하면, Ps × Ar2 + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다.

즉, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과, 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)를 동일 또는 대략 동일하게 한다면, 용량제어밸브(1)는 검출연통로(10)로부터 유입하는 흡입압력(Ps)과 제 1연통로(8)로부터 유입하는 제어압력(Pd)만이 밸브몸체 (21)에 작용하게 된다. 따라서, 흡입압력(Ps)은 제어압력(Pd)에 의해 보정되면서 제어실 압력(Pc)을 제어하는 것이 가능하기 때문에, 제어정밀도가 향상한다.

도 14는 본 발명에 있어서 제 9실시 형태의 용량제어밸브(1)의 단면도이다.

도 14에 있어서, 도 10의 용량제어밸브(1)와 다른 점은 계합부(22B)가 저면을 가진 통상으로 형성되어 있고, 상기 저면이 시트면(22D)에 형성되어 있다. 또한, 통상의 내주가 안내면(22C)이며, 상기 안내면(22C)은 도면 상방을 향해서 테이 퍼면으로 형성되어 있다. 상기 통상부(筒狀部)는 미끄럼이동면(30B)을 가이드하는 역할을 하며, 중요한 기능을 하는 것은 아니므로 녹(綠)을 설치한 간단한 평판이어도 된다.

한편, 안내면(22C)에 삽입된 개방연결부(20)의 미끄럼이동면(30B)은 원주면에 형성되어 있다. 그리고, 계합부(22B)의 안내면(22C)과 개방연결부(30)의 미끄럼이동면(30B) 사이는 개방연결부(30)와 계합부(22B)의 직경방향 작동을 규제하지 않는 치수의 간격으로 형성되어 있으며, 계합부(22B)의 시트면(22D)과 개방연결부 (30)의 수압면(30D) 간의 접합면은 도면 횡방향으로 미끄럼이동되도록 접합하고 있다.

따라서, 개방연결부(30)의 확대된 개방통로(30A)는, 개방통로(26)와 연통하고 있으며, 작동유체가 수압면(30D)에 작용하더라도 개방통로(26)에 유입해서 수압면(30D)이 이동하지 않도록 구성되어 있다.

이 때문에, 벨로우즈(22A)에 지지된 계합부(22B)가 축심이탈하더라도, 수압면(30D)은 미끄럼이동가능하기 때문에, 감압로드(20)의 작동시에 무리한 작용력이 작용하지 않아 감압로드(20)의 응답성을 양호하게 한다. 또한, 계합부(22B)의 안내면(22C)과 개방연결부(30)의 미끄럼이동면(30B)은, 간격을 설치해서 유합(游合)하고 있기 때문에, 감압장치(22)와 감압로드(20)등의 조립이 용이하게 된다.

도 14의 용량제어밸브(1)의 기타 구성은, 도 10의 용량제어밸브(1)의 부호와 동일한 부호로 나타낸 것처럼 도 10의 용량제어밸브(1)와 대략 동일하다.

상기와 같이 구성된 용량제어밸브(1)에 있어서, 배치되어 있는 가압력 발생 의 각 탄성력과, 유입하는 작동유체압력에 의해 발생하는 균형력의 관계식은, 상술한 바와 같이 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적 (As)의 각 수압면적 관계를 Ab = As로 하면, Ps × Ar2 + Pd(As - Ar2) = Fb + S1 - Fso1이 된다.

즉, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과, 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)을 동일 또는 대략 동일하게 한다면, 용량제어밸브(1)는 검출연통로(10)로부터 유입하는 흡입압력(Ps)과 제 1연통로(8)로부터 유입하는 제어압력(Pd)만이 밸브몸체 (21)에 작용하게 된다. 따라서, 흡입압력(Ps)은 제어압력(Pd)에 의해 보정되면서 제어실압력(Pc)을 제어하는 것이 가능하기 때문에, 제어정밀도가 향상한다.

이상, 제 1실시 형태부터 제 9실시 형태에 있어서, 감압로드(20)와 감압장치 (22)의 연결부에 개방연결부(30)의 수압면(30D)과 계합부(22B)의 시트면(22D)을 미끄럼이동되도록 연결접합시켜서 개방실(32)을 형성했기 때문에, 밸브몸체(21)를 신속하게 개방할 때, 개방연결부(30)와 계합부(22B)의 연결접합도 신속하게 해제할 수 있게 된다. 따라서, 밸브몸체(21)를 밸브시트(6A)부터 개방해서 밸브공(5)을 거쳐 토출압력(Pd)의 유체를 제어실(55)에 유입시켜서 제어실(55)을 설정압력으로 제어한다. 동시에, 개방연결부(30)의 미끄럼이동면(30B)과 안내면(22C)으로 이루어지는 밀봉밸브, 또는 개방통로(26)의 도중에 제 2개폐밸브(24A, 51D)를 설치해서 용량실(4)부터 검출연통로(10)에 유입하는 것을 효과적으로 방지한다. 나아가, 개방통로를 설치하지 않고, 개방연결부(30)와 계합부(22B)를 밸브몸체(21)의 개방시에 용이하게 이탈가능하도록 해서 용량실(4)로부터 검출연통로(10)에 유입하는 것을 효과적으로 방지한다.

다음으로, 본 발명의 용량제어밸브(1)는 공기펌프, 압축기 등의 공기기계에 이용하는 것이 가능하다. 이하, 일 실시예로서 용량가변형 압축기에 이용한 경우를 설명한다.

도 6은, 상기 용량가변형 압축기(50)와 용량제어밸브(1)의 관계를 나타낸 단면도이다. 이 안에 용량제어밸브(1)는 도 1, 도 4 및 도 5와 동일한 구성이기 때문에 용량제어밸브(1)의 구성 설명은 상술한 바와 같다.

도 6에 있어서, 상기 용량가변형 압축기(50)는 복수의 실린더 보어(51A)를 설치한 실린더 블럭(51)과, 실린더 블럭(51)의 일단에 설치된 전면하우징(52)과, 실린더 블럭(51)의 밸브판 장치(54)를 거쳐서 결합된 후면하우징(53)에 의해 전체 외형을 이루는 케이싱이 형성되어 있다.

상기 케이싱에는 실린더 블럭(51)과, 전면하우징(52)에 의해 구획된 크랭크실(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크실(55) 내부에는 횡단된 샤프트(56)가 설치되어 있다. 상기 샤프트(56)의 중심부 주위에는 원판상을 이루는 경사판(57)이 배치되어 있다. 상기 경사판(57)은 샤프트(56)에 고정된 로우터(58)와 연결부(59)를 거쳐 연결하고, 샤프트(56)에 대해 경사진 각도를 가변할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 로우터(58)의 측면은 베어링(76)에 의해 지지되어 있다.

샤프트(56)의 일단은, 전면하우징(52)의 외측에 돌출된 보스부(52A) 내부를 관통해서 외부까지 연장 형성되어 있다. 보스부(52A)의 내주에는 실링부(52B)가 설치되어 있다. 상기 실링부(52B)에 의해 크랭트실(55) 내부가 밀봉되어 있다.

샤프트(56)와 보스부(52A)의 사이에는 베어링(75)이 배치되어 있으며, 또한 샤프트(56)의 타단에도 베어링(77)이 설치되어 있다. 따라서, 상기 베아링(75, 77)이 샤프트(56)를 회전가능하도록 지지하고 있다. 또한, 샤프트(56)의 타단은 실린더 블럭(51) 내부에 배치되어 있다.

일정한 간격으로 배치된 복수의 실린더 보아(51A) 내부에는 각 피스톤(62)이 설치되어 있다. 또한, 상기 피스톤(62)의 일단 내측에는 凹부(62A)가 설치되어 있다. 따라서, 경사판(57)의 외주가 상기 피스톤(62)의 凹부(62A) 내부에 배치된 슈 (63)를 거쳐서, 미끄럼이동되도록 연결되어 있다. 또한, 경사판(57)과 연결부(59)는 링을 사이에 두고 함께 회전가능하게 연결되어 있다. 따라서, 피스톤(62)과 경사판(57)은 링기구를 이루어서 상호간에 연동하도록 구성되어 있다.

후면하우징(53)은 토출실(64) 및 흡입실(65)이 구획되어 형성되어 있다. 흡입실(65)과 실린더 보아(51A)는 밸브판장치(54)에 설치된 흡입밸브를 거쳐서 연통하고 있다. 또한, 토출실(64)은 실린더 보아(51A)와 밸브판장치(54)에 설치된 토출밸브를 거쳐서 연통하고 잇다. 흡입실(65)은 오리피스를 설치한 통로를 거쳐서 크랭크실(55)과 연통하고 있다.

용량제어밸브(1)를 설치한 용량가변형 압축기(50)의 구성에 있어서, 로우터 (58)의 회전에 의해 경사판(57)이 함께 회전하기 때문에 경사판(57)의 경사각도 변화에 따라 피스톤(63)이 왕복운동을 한다. 상기 피스톤(63)의 왕복운동에 따라 토출실(64)로부터 토출되는 냉매는 응축실(P)로부터 팽창밸브를 거쳐서 증발실(G)에 공급되고, 설정된대로 냉방을 수행하면서 흡입실(65)로 되돌아오도록 구성되어 있 다.

다음으로, 상술한 용량가변형 압축기(50)에 연결된 용량제어밸브(1)의 동작 일예를 설명한다.

지금, 토출압력(제어압력)(Pd)이 일정한 경우 흡입압력(Ps)이 제어점(설정흡입압(Ps1))보다 저하하면 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)과 작동면(23)의 수압면적(Ar2)을 동일하게 구성한 경우는, 각 탄성수단의 힘 내부, 가장 크게 설정되어 있는 감압장치(22)에 설치된 벨로우즈(22A) 또는/및 코일스프링(17) 등의 탄성수단 탄성력에 대응해서 밸브몸체(21)를 밸브시트(6A)로부터 개방한다. 상기 용량제어밸브(1)의 개방상태는 도 3에 도시된 상태가 된다. 그리고, 밸브몸체(21)가 개방하면 용량실(4)과 밸브실(6)은 밸브공(5)을 거쳐서 연통한다.

상기 개방작동에 의해 토출실(64)의 토출압력(Pd)을 가진 유체는 제 1연통로 (8)에 유입한다. 상기 제 1연통로(8)로부터 밸브실(6)에 유입된 토출압력(Pd)의 유체는 밸브공(5)부터 용량실(4)에 유입하고, 감압장치(22)에 작용하면서 제 2연통로 (9)에 흘러 크랭크실(55)에 유입한다.

크랭크실(55)에 유입된 토출압력(Pd)은, 크랭크실(55)의 압력을 상승시키기 때문에, 흡입실(65)의 흡입압력(Ps)과 크랭크실(55)의 크랭크실 압력(Pc)의 차압이 크게 되어, 용량가변형 압축기(50)의 경사판(57) 경사각도를 감소시킨다. 이는 피스톤실 유체의 용량을 감소시키기 때문에, 흡입압력(Ps)을 설정한 제어점에 근접하도록 제어된다.

상술한 바와는 반대로, 흡입압력(Ps)이 제어점이상의 압력이 되면, 감압장치 (22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As)이 동일하게 구성되어 있기 때문에, 상기 각 수압면적(Ab, As)에 작용하는 힘은 상쇄되어 없어지고, 흡입압력(Ps)이 작동면(23)의 수압면적(Ar2)에 작용해서 밸브몸체(21)를 밸브시트 (6A)에 이동시켜 밸브공(5)의 유량을 억제함과 동시에, 결국에는 밀폐하도록 된다.

또한, 상기 밸브몸체(21)가 밀폐하면 토출압력(Pd)의 유체는 밸브몸체(21)의 외주면에만 작용하는 구성이기 때문에, 밸브몸체(21)를 개방방향으로 이동시키는 작용력이 발생하지 않는다.

이때문에 크랭크실(55)의 크랭크실 압력(Pc)과 흡입압력(Ps)의 차압이 작게 되기 때문에 상술한 것과 반대로, 용량가변형 압축기(50)의 경사판(57) 경사각도가 커져 용량가변형 압축기(50)의 토출압력(Pd)의 유체 유량을 증가하도록 제어한다.

이상이 흡입압력(Ps)에 의한 밸브몸체(21)의 작동 일예이다. 그리고, 상기 작동중에 외부 컴퓨터를 거쳐서 솔레노이드부(40)에서 지령이 출력된다. 상기 솔레노이드부(40)는 외부제어이다. 솔레노이드부(40)에 의해 솔레노이드 로드(25)를 거쳐 밸브몸체(21)에 전자편향이 일어나면, 밸브실(6) 내부에서 밸브몸체(21)의 위치 결정에 관여하는 힘은 감압장치(22)에 설치된 탄성력에서 밸브몸체(21)를 개방시키도록 하는 힘(Fb)이 작용한다. 동시에, 흡입압력(Ps)은 밸브몸체(21)에 대해 밀폐시키도록 작용력(Ar2 × Ps)이 된다. 또한, 솔레노이드부(40)의 전자편향력이 전류에 대응해서 밸브몸체(21)를 밀폐하도록 힘(Fso1)이 작용한다. 이 3개의 힘에 기초해서 밸브몸체(21)의 작동위치가 결정된다. 결국, 용량제어밸브(1)에서의 용량제어 개폐도가 결정된다.

상기 전자편향력은 외부로부터 전기제어가 있기 때문에 용량제어가 제어범위를 초과할 때에는 솔레노이드부(40)의 전류를 끊음으로서 탄성수단(28)에 의해 밸브몸체(21)를 신속하게 개방하고 유량제어를 해제한다. 이때, 제어압력(토출압력) (Pd)은 밸브공(5)으로부터 용량실(4)을 통해 제 2연통로(9)에 유체가 흘러, 제 2연통로(9)와 연통하는 제어실압력(크랭크실 압력)(Pc)의 압력을 고압으로 해서 피스톤(62)의 작동을 정지시키도록 경사판(57)의 경사각도를 0에 근접시킨다.

한편, 용량제어밸브(1) 내부에 있어서, 감압장치(22)는 밸브몸체(21)의 개방에 의해 용량실(4) 내부가 제어압력(Pd)의 고압상태로 되기 때문에, 벨로우즈(22A)의 유효수압면적(Ab)에 받는 압력에 의해 압축된 상태로 유지된다. 그리고, 개방연결부(30)의 수압면(30D)이 계합부(22B)의 시트면(22D)으로부터 간격이 벌어진 상태가 유지되어 밸브몸체(21)의 개방상태를 유지한다. 이 상태에서는 흡입압력(Ps)이 수압면(30D)과 작동면(23)에 대향해서 작용하고, 그 힘이 없어지기 때문에(Ar1 = Ar2), 밸브몸체(21)에는 솔레노이드부(40) 이외의 작용력은 동작하지 않고, 외력에 의해 밸브몸체(21)의 개방상태가 정확히 유지된다. 이 상태는, 용량가변형 압축기에 있어서, 작동중에 회전축(56)용의 클러치가 끊어진것과 같은 상태로 되기 때문에, 클러치가 없는 용량가변형 압축기와 같은 기능을 용량제어밸브(1)로 할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명의 용량가변형 압축기(50)에 의하면, 감압장치(22)의 유효수압면적(Ab)과 밸브부면(21A)의 실링수압면적(As) 또는 작동면(23)의 수압면적 (Ar2)이 동일 또는 대략 동일하게 구성되어 있기 때문에, 제어압력(Pd) 또는/및 제어실압력(Pc)이 취소되고, 제어압력(Pd) 또는/및 제어실압력(Pc) 내에서 없어지지 않는 압력만이 흡입압력(Ps)를 보정해서 유량제어한다.

또한, 흡입압력(Ps)의 제어점을 솔레노이드부(40)에 의해 임의로 설정한다면, 용량가변형 압축기(50)의 정확한 냉매 제어가 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 용량제어밸브(1)는 전체의 부품이 적고, 또한 구조가 간단하기 때문에 고장을 줄이는 것이 가능하다. 나아가, 밸브하우징(2) 및 감압로드(20)의 구조가 간단하여 조립이 용이하면서 기계가공에서도 가공이 용이하여 간단히 고정밀도가 얻어지므로, 밸브하우징(2) 및 감압로드(20)의 양산을 가능하게 하고 저비용의 용량제어밸브(1)를 제공하는 것을 기대할 수 있다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 개방연결부와 계합부의 연결은 감압장치와 밸브몸체의 사이에 설치되며, 밸브몸체가 작동중에는 솔레노이드에 흐르는 전류값에 대응하는 힘과 작동유체압력의 균형에 의해 밸브부의 개폐도를 제어한다. 이때, 계합부의 시트면과 개방연결부의 수압면이 접합해서 연결되고 있다.

따라서, 미도시의 제어컴퓨터에 의해 지시된 솔레노이드부에 따라 밸브몸체가 신속하게 개방할 때에, 계합부의 시트면과 개방연결부의 수압면은 상호간에 가압되어 접합된 상태로 연결되고 있기 때문에, 상기 계합부와 개방연결부의 연결도 밸브몸체의 개방속도에 대응하여 이탈하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 신속하게 밸브몸체를 개방해서 제어압력을 신속히 제어실로 유출시켜, 제어하고자 하는 제어 실의 용량 또는 압력값을 필요로 하는 설정값으로 전환하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 용량제어밸브에 의하면 계합부의 미끄럼이동면과 개방연결부의 안내면이 밀접해서 내부에 개방실을 형성함과 동시에, 시트면에 수압면이 연결된다. 그리고, 개방실은 작동실과 개방통로를 거쳐서 연통하고, 밸브몸체를 급속개방할 때에는 흡입압력에 의해 개방실을 팽창시켜서 개방연결부를 계합부로부터 신속하게 이탈시키는 효과가 있다.

이 때문에, 제어하는 밸브몸체에서 흡입압력에 의해 통상의 용량 또는 압력제어를 정확하게 작동시킴과 동시에, 제어하고자 하는 유체압력의 부하가 상승할 때 등에는 솔레노이드부에 흐르는 전류를 오프해서 계합부로부터 개방연결부를 신속하게 이격시키고, 제어실의 용량 또는 압력을 변경할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 이를 위해, 용량가변형 압축기 등에 상기 용량제어밸브를 이용함으로 클러치가 없는 용량가변형 압축기를 사용할 수 있으며, 용량가변형 압축기의 생산비용을 감소시키면서도 기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 용량제어밸브에 의하면 개방연결부의 수압면에 凸부를 가지고 凸부의 단면에 계합부의 시트면과 연결하는 제 2수압면을 설치했기 때문에, 수압면과 시트면 사이에 개방실이 형성가능하게 되어 개방통로로부터 유입압력이 항상 작용된 상태로 유지가능하다. 이 때문에, 계합부로부터 개방연결부를 재빠르게 이탈시키는 것이 가능하게 되며, 밸브몸체의 급속개방이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 용량제어밸브에 의하면 개방연결부의 수압면과 계합부의 시트면을 평면적으로 접합해서 연결하고 있기 때문에, 밸브하우징 및 감압로드의 가공정밀도가 저하하더라도 감압장치에 대한 감압로드의 축심이탈에 동반하는 불량 작동을 방지하고, 급속개방속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

개방연결부의 수압면과 계합부의 시트면과의 접합면을 감압로드의 직경방향으로 또는 경사방향으로 미끄럼이동되도록 접합한 구성이기 때문에, 감압로드의 작동중에 마찰력을 발생시키는 일 없이 응답성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 밸브하우징에 대해 감압로드와 감압장치의 조립작업이 매우 용이하게 된다. 이 때문에, 조립비용의 저감과 함께 기능정밀도도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 개방실에 개방연결부를 계합부로부터 개방시키는 탄성수단이 설치되어 있기때문에, 밸브몸체의 급속개방에 대응하여 개방연결부를 계합부로부터 신속하게 이탈시킬 수 있는 효과가 있다. 그러므로, 작동면과 수압면의 수압면적을 동일하게 한다면 탄성수단만의 탄성력으로 개방연결부의 이탈속도를 설계할 수 있게 되며, 밸브몸체의 급속개방속도를 설계할 수 있는 효과가 발생한다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면 감압로드에 개방통로를 설치함과 동시에, 밸브몸체를 급속개방 할 때에 상기 개방통로를 차단하는 밸브부를 감압로드에 설치함으로서, 개방연결부와 계합부의 연결구조가 간단하게 된다. 또한, 밸브몸체의 급속개방시 개방연결부의 이탈구조도 간단해질수 있는 효과가 있다. 따라서, 제작비 용을 줄일 수 있는 효과가 발생한다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 감압장치에 밸브몸체가 개방하는 탄성력(벨로우즈 또는/및 코일스프링)을 집중해서 배치할 수 있기때문에, 탄성력의 작용과 벨로우즈의 수축력의 작용력을 동시에 1개소에서 실시할 수 있게 된다. 따라서, 감압장치의 콤팩트가 가능하고, 용량제어밸브의 소형화를 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 제어실압력(크랭크실 압력)은 수압면에서 상쇄되어 없어지기 때문에 상기 수압면의 작동기구에 작용하는 힘의 균형으로부터 제외된다. 이 때문에, 제어압력을 제외한 흡입압력에 의해 고정밀도의 제어를 가능하게한 용량제어밸브를 얻는 것이 가능하게 된다.

흡입압력으로 제어압력을 제어할 때에, 제어실의 압력이 설정범위로부터 이탈될 때 등에는 신속하게 변경할 필요가 있다. 이 때문에, 제어하는 밸브몸체로 흡입압력에 의한 통상의 용량 또는 압력제어를 정확하게 작동시킴과 동시에, 제어하고자 하는 유체압력의 부하가 상승할 때 등에는 개방연결부를 계합부로부터 솔레노이드부에 의해 신속하게 떨어뜨려 제어실의 용량을 변경하는 것이 가능하게 되는 효과가 발생한다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 제어압력 및 제어실압력은 밸브공을 거쳐서 각 수압면에 작용하더라도 상기 작용력이 상쇄되어 없어지기 때문에, 제어압력 및 제어실압력이 밸브몸체에 작용하는 힘은 0이 된다. 따라서, 흡입압력으로 작동면을 작동시킬 때, 제어압력 및 제어실압력의 작용력을 제외하고 정확한 제어가 가 능하게 되는 효과가 발생한다.

그 위에, 제어실압력이 극대값을 나타낼 때 등에는 솔레노이드부를 거쳐서 개방연결부를 신속하게 계합부로부터 떨어뜨려서 밸브몸체에 압력이 작용하더라도 개방상태를 유지하며, 제어압력을 간단히 전환하는 것이 가능하게 되는 효과가 발생한다. 예를 들어, 공조기 등의 용량가변형 압축기의 냉방부하가 커질 때 등에서, 용량가변형 압축기의 운전에 관계없이 공조기능을 변경 또는 정지시키는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 용량가변형 압축기 등에 있어서 클러치가 없는 제어가 가능하게 되어 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 발생한다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 제어실압력은 각 수압면에 작용하더라도 상기 작용력이 상쇄되어 없어지기 때문에 제어압력이 밸브몸체에 작용하는 힘은 0이 된다. 흡입압력으로 작동면을 작동시킬 때 제어압력의 작용력을 제외하므로 정확한 제어가 가능하게 되는 효과가 발생한다.

그 위에, 제어실압력이 극대값을 나타낼 때 등에는 솔레노이드부를 거쳐서 개방연결부를 신속하게 계합부로부터 이격시켜서 밸브몸체를 개방상태로 유지하고, 간단히 제어압력을 전환하는 것이 가능하게 되는 효과가 발생한다. 예를 들어, 공조기 등의 용량가변형 압축기의 냉방부하가 커질 때 등에서, 용량가변형 압축기의 작용·기능을 변경 또는 정지시키는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 용량가변형 압축기 등에 있어서 클러치가 없는 제어가 가능하게 되어 부대비용 등의 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 발생한다.

본 발명의 용량제어밸브에 의하면, 개방연결부의 수압면과 작동면의 수압면 적을 대략 동일하게 형성하고 있기 때문에 흡입압력은 개방통로를 거쳐서 상기 양면에 동일한 힘으로서 작용하게 되므로 개방연결부의 이동시 밸브몸체에 대해 유체압력에 의한 외력을 받지 않고 개방탄성수단의 탄성력으로 설정된 응답성이 발휘되는 효과가 발생한다.

Claims (15)

1. 밸브부의 개폐도를 조절하여 제어된 제어압력유체를 흐르도록 제어실 내의 유량 또는 압력을 제어하는 용량제어밸브에 있어서,

   상기 밸브부에 설치되어 제 2연통로와 연결되는 용량실과,

   상기 용량실과 연통하는 밸브공용의 밸브시트를 가지면서 제 1연통로와 연통하는 밸브실,

   상기 밸브실에 연통하면서 검출연통로와 연통하는 작동실과,

   상기 작동실 내에 배치되어 상기 검출연통로로부터 흡입압력이 작용가능한 수압면적을 가지는 작동면과,

   상기 작동면과 일체로 상기 밸브실에 이동되도록 배치되어 상기 밸브시트와 착탈되도록 밸브면을 가지는 밸브몸체와,

   상기 밸브몸체에 일체이며 수압면을 가지는 개방연결부와,

   상기 개방연결부의 상기 수압면에 고리 형태로 접합하여 연결됨과 동시에 상기 밸브몸체가 개방할 때 상기 수압면과의 연결을 이탈하는 계합부와,

   상기 계합부를 일단에 지지함과 동시에 상기 용량실 내에 배치되어 상기 용량실 내의 작동유체압력를 유효 수압면적으로 받아서 상기 밸브몸체를 밀폐하는 방향으로 바이어스(bias)하는 감압장치와,

   상기 밸브몸체에 연결함과 동시에 플랜져를 가지는 솔레로이드 로드를 상기 밸브몸체의 개폐방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 개방연결부에는 수압면과 미끄럼이동면을 가지고,

   상기 계합부에는 상기 수압면에 연결되는 시트면과 상기 미끄럼이동면에 밀접하는 안내면을 가지며,

   상기 개방연결부의 상기 미끄럼이동면과 상기 계합부의 안내면의 접합면 내측의 상기 개방연결부와 상기 계합부의 사이에 개방실을 가짐과 동시에, 상기 개방실과 상기 작동실에 연통하는 개방통로를 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 개방연결부의 상기 수압면에 凸부를 가지고 상기 凸부의 단면에 상기 계합부의 시트면과 연결되는 제 2수압면을 가지며,

   상기 제 2수압면과 상기 시트면과의 접합에 의해 상기 수압면과 상기 시트면의 사이에 상기 개방실을 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 개방연결부에 수압면을 가지고, 상기 계합부에는 상기 수압면과 유동가능하도록 접합하는 시트면을 가지며,

   상기 수압면과 상기 시트면의 접합면의 내부에 상기 개방연결부와 상기 계합부의 사이에 개방실을 가짐과 동시에 상기 개방실과 상기 작동실을 연통하는 개방통로를 가지고,

   상기 수압면과 상기 시트면의 상반 이격과 동시에 상기 개방통로를 차단하는 제 2개폐밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 수압면과 상기 시트면의 일측이 테이퍼면으로 형성됨과 동시에 타측이 단면원호상으로 형성되어 접합하고 있는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 계합부가 상기 감압장치의 베이스부와 분할되어 있으면서 상기 계합부의 분할면이 상기 감압장치의 상기 베이스부 평면분할면과 접합하고 있는 것을 특징으로하는 용량제어밸브.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 계합부에 상기 개방실과 상기 분할면 내부에 관통하는 개방통로를 가지는 것을 특징으로하는 용량제어밸브.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 시트면이 평면으로 형성되어 있으면서 상기 개방연결부의 상기 수압면이 상기 계합부의 상기 시트면과 동일평면에서 밀접하는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
9. 제 2항에 있어서,

   상기 개방실에 상기 개방연결부와 상기 계합부를 상반하는 방향으로 가압하는 탄성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 밸브몸체를 가지는 감압로드에 상기 검출연통로와 연통하는 개방통로를 가지면서 밸브몸체가 개방될때 상기 개방통로를 차단하는 제 2개폐밸브의 제 2밸브부를 상기 감압로드에 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 감압장치에는 상기 밸브몸체를 개방하는 방향으로 바이어스(bias)되어 있는 탄성수단을 가지는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 감압장치의 유효수압면적과, 상기 밸브몸체의 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적을 동일한 면적으로 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
13. 제 1항에 있어서,

    상기 감압장치의 유효수압면적과, 상기 밸브몸체의 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적과, 상기 작동면의 수압면적을 동일한 면적으로 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
14. 제 1항에 있어서,

    상기 밸브몸체의 밸브부면의 밸브시트와 접촉하는 실링수압면적과, 상기 작동면의 수압면적을 동일한 면적으로 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 개방연결부의 상기 수압면과 상기 작동면의 수압면적을 동일하게 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 용량제어밸브.

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