KR101139062B1

KR101139062B1 - 가변 용량 압축기용 제어 밸브

Info

Publication number: KR101139062B1
Application number: KR1020050099410A
Authority: KR
Inventors: 가쯔미 고야마
Original assignee: 가부시키가이샤 테지케
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2012-04-30
Also published as: JP2006118462A; EP1650435A1; JP4331667B2; US20060086918A1; CN1763369A; CN100378325C; KR20060049110A

Abstract

본 발명의 과제는 무클러치 가변 용량 압축기의 토출실로부터 크랭크실로의 냉매 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매 유량을 제어하는 제2 제어 밸브를 갖고, 흡입 압력(Ps)을 감지하여 그 흡입 압력(Ps)이 솔레노이드에 의해 설정된 값으로 유지되도록 크랭크실의 압력(Pc)을 제어하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 제1 및 제2 제어 밸브의 구성을 간단하게 하는 것이다.

토출 압력(Pd)의 포트(12)를 끼워 솔레노이드측에 흡입 압력(Ps)의 포트(16), 반대측에 크랭크실로의 포트(14)와 크랭크실로부터의 포트(15)를 배치하여 이들을 관통하도록 통 형상 부재(17)를 배치하고, 그 통 형상 부재(17)를 밸브 부재로 하는 제1 제어 밸브(21)와 통 형상 부재(17)를 밸브 시트로 하는 제2 제어 밸브(35)를 구성하여 이러한 구조를 간단하게 하였다.

흡입 압력, 포트, 제1 제어 밸브, 제2 제어 밸브, 통 형상 부재, 토출 압력

Description

가변 용량 압축기용 제어 밸브{CONTROL VALVE FOR VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

도1은 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.

도2는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 통전 직후의 상태를 도시하는 중앙 종단면도.

도3은 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 제1 제어 밸브가 완전 폐쇄시의 상태를 도시하는 중앙 종단면도.

도4는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 제2 제어 밸브가 완전 개방시의 상태를 도시하는 중앙 종단면도.

도5는 제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.

도6은 제3 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 보디

12 : 포트(Pd)

13 : 스트레이너

14 : 포트(Pc1)

15 : 포트(Pc2)

16 : 포트(Ps)

17 : 통 형상 부재

18 : 베어링부

19 : 스프링

20 : 조정 나사

21 : 제1 제어 밸브

22 : 다이어프램

23 : 코어

24 : 제1 플런저

25 : 제2 플런저

26 : 코일

27 : 샤프트

28 : 스프링

29 : 링 형상부

30 : 케이스

31 : 파지부

32 : 조정 나사

33 : 시일 링

34 : 스프링

35 : 제2 제어 밸브

36 : 볼

37 : 오리피스

38 : 포트(Pc)

39 : 스토퍼

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-107854호 공보(단락 번호 [0035] 내지 [0036], 도3)

본 발명은 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것이고, 특히 자동차용 공조 장치의 가변 용량 압축기로 냉매의 토출 용량을 제어하는 데 적절한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에 이용되는 압축기는, 주행 상태에 의해 회전수가 변화하는 엔진을 구동원으로 하고 있으므로 회전수 제어를 행할 수 없다. 그래서, 일반적으로는 엔진의 회전수에 제약되지 않고 적절한 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기가 이용되고 있다.

가변 용량 압축기는, 일반적으로 기밀하게 형성된 크랭크실 내에서 경사각 가변하게 설치된 요동판이 회전축의 회전 운동에 의해 구동되어 요동 운동을 하고, 그 요동판의 요동 운동에 의해 회전축과 평행한 방향으로 왕복 운동하는 피스톤이 흡입실의 냉매를 실린더 내로 흡입하여 압축한 후 토출실로 토출한다. 이 때, 크랭크실 내의 압력을 변화시킴으로써 요동판의 경사 각도를 변화시킬 수 있고, 이에 의해 피스톤의 스트로크가 변화되어 냉매의 토출량이 변화된다. 이 크랭크실 내의 압력을 변화시키도록 제어하는 것이 가변 용량 압축기용 제어 밸브이다.

이와 같은 가변 용량 압축기의 토출 용량을 가변 제어하기 위한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 일반적으로 토출실로부터 토출된 토출 압력(Pd)의 냉매의 일부를 기밀하게 형성된 크랭크실로 도입하도록 하고, 그 도입량을 제어함으로써 크랭크실 내의 압력(Pc)을 제어하고 있다. 그 크랭크실로의 냉매 도입량의 제어는, 예를 들어 흡입실의 흡입 압력(Ps)에 따라 행하는 것이 알려져 있다. 즉, 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 흡입 압력(Ps)을 감지하여 그 흡입 압력(Ps)이 일정하게 유지되도록 토출실로부터 크랭크실로 도입되는 토출 압력(Pd)의 냉매의 유량을 제어하고 있다.

이로 인해, 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 흡입 압력(Ps)을 감지하는 감압부와, 그 감압부가 감지한 흡입 압력(Ps)에 따라 토출실로부터 크랭크실로 통하는 통로를 개폐 제어하는 밸브부를 구비하고 있다. 또한, 가변 용량 동작에 들어 갈 때의 흡입 압력(Ps)의 값을 외부로부터 자유롭게 설정할 수 있도록 한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에서는, 감압부의 설정치를 외부 전류에 의해 가변할 수 있는 솔레노이드를 구비하고 있다.

그런데, 외부 제어가 가능한 종래의 가변 용량 압축기용 제어 밸브 중에는, 엔진과 요동판이 설치된 회전축 사이에 엔진에 구동력을 전달하거나 차단하거나 하는 전자(電磁) 클러치를 이용하지 않고 엔진과 회전축을 직결한, 소위 무클러치 가변 용량 압축기를 제어하기 위한 제어 밸브가 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

본 제어 밸브는, 토출실로부터 크랭크실로 통하는 통로를 개폐 제어하는 밸브부와, 그 밸브부를 폐쇄 방향으로 작용시키는 전자력을 발생시키는 솔레노이드와, 대기압과 비교하여 흡입 압력(Ps)이 낮아짐에 따라서 밸브부를 개방 방향으로 작용시키는 감압부를 이 순서로 배치된 구성을 갖고 있다. 이로 인해, 솔레노이드가 통전되어 있지 않을 때에는, 밸브부는 완전 개방 상태가 되어 있어 크랭크실 내의 압력(Pc)을 토출 압력(Pd)에 가까운 압력으로 유지할 수 있고, 이에 의해 요동판이 회전축에 대해 대략 직각 방향으로 경사 이동하여 가변 용량 압축기를 최소 용량으로 운전시킬 수 있다. 이러한 점은, 엔진과 회전축이 직결되어 있어도 실질적으로 토출 용량을 0에 근접하게 할 수 있으므로 전자 클러치를 배제할 수 있는 것이다.

또한, 흡입 압력(Ps)을 감지하여 그 흡입 압력(Ps)이 일정하게 유지되도록 크랭크실 내의 압력(Pc)을 제어하는 무클러치 가변 용량 압축기용의 제어 밸브에 있어서, 가변 용량 압축기의 회전 변동에 대한 토출 용량의 변화를 좋게 반응하도록 한 것을 본 출원인에 의해 제안하고 있다(일본 특허 출원 제2003-289581, 도5, 도13). 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 토출실로부터 크랭크실로 도입하는 냉매의 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와 크랭크실로부터 흡입실로 도출하는 냉매의 유량을 제어하는 제2 제어 밸브를 구비하고, 한 쪽이 개방 밸브 방향으로 동작할 때에 이에 연동하여 다른 쪽이 폐쇄 방향으로 동작하고, 한 쪽이 폐쇄 방향으로 동작할 때에는 이에 연동하여 다른 쪽이 개방 밸브 방향으로 동작하도록 하고 있다.

또한, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 솔레노이드의 전체가 내압을 고려한 설계의 불필요한 구조로 되어 있다. 즉, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브에서는 솔레노이드의 구성 요소인 플런저를 제1 플런저와 제2 플런저 2개로 분할하고, 그들 사이에 흡입 압력(Ps)을 감지하는 다이어프램을 배치하고, 그 다이어프램에 의해 흡입 압력(Ps)을 솔레노이드의 대부분이 배치되는 대기압으로부터 격리하는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 솔레노이드가 통전 상태일 때는 제1 플런저 및 제2 플런저는 서로 흡인되어 1개의 플런저로서 행동하지만, 솔레노이드가 비통전일 때에는 흡입 압력(Ps)을 수용하는 측에 배치된 제2 플런저는, 제1 플런저와는 독립되어 제1 제어 밸브를 완전 개방 상태로 보유 지지할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 무클러치 가변 용량 압축기용의 제어 밸브로 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-107854호 공보(단락 번호 [0035] 내지 [0036], 도3)

그러나, 토출실로부터 크랭크실로의 냉매 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매 유량을 제어하는 제2 제어 밸브를 갖고, 흡입 압 력(Ps)을 감지하여 그 흡입 압력(Ps)이 일정하게 유지되도록 무클러치 가변 용량 압축기의 크랭크실의 압력(Pc)을 제어하는 종래의 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서는, 제1 및 제2 제어 밸브를 구성하는 구성 부품 요소가 많아 구성이 복잡해진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 점에 비추어 이루어진 것으로, 무클러치 가변 용량 압축기의 토출실로부터 크랭크실로의 냉매 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매 유량을 제어하는 제2 제어 밸브를 갖고, 흡입 압력(Ps)을 감지하여, 그 흡입 압력(Ps)이 일정하게 유지되도록 크랭크실의 압력(Pc)을 제어하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 제1 및 제2 제어 밸브의 구성을 간단하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 가변 용량 압축기의 토출실로부터 크랭크실로의 냉매 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와, 상기 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매 유량을 제어하는 제2 제어 밸브와, 상기 흡입실의 흡입 압력을 감지하는 감압부와, 상기 감압부의 설정치를 외부 전류에 의해 임의로 설정하는 솔레노이드를 구비하고, 상기 감압부가 상기 솔레노이드의 분할된 제1 플런저와 제2 플런저 사이에 배치되어 있는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 상기 토출실로부터 토출 압력을 수용하는 제1 포트와, 상기 제1 포트의 상기 솔레노이드와 반대측에 배치되어 상기 크랭크실로 연통하는 제2 포트와, 상기 제1 포트의 상기 솔레노이드측에 배치되어 상기 흡입실로 연통하는 제3 포트와, 상기 솔레노이드의 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있고, 일단부가 상기 제2 포트에 개구하고, 타단부가 상기 제3 포트에 개구하는 동시에 상기 감압부 사이에 배치되어 상기 감압부로부터 떨어진 방향으로 압박된 상기 제2 플런저에 의해 상기 타단부의 개구부가 개폐되는 통 형상 부재를 구비하고, 상기 통 형상 부재는 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에서 상기 통 형상 부재가 관통 배치되어 있어 밸브 구멍을 이루는 냉매 통로와 상기 제2 포트 내에 위치하는 부분이 상기 냉매 통로의 내경보다도 큰 외경으로 형성된 대경부로 상기 제1 제어 밸브를 구성하고, 상기 타단부의 단부면과 상기 제2 플런저로 상기 제2 제어 밸브를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브가 제공된다.

이와 같은 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 따르면, 토출 압력을 수용하는 제1 포트를 끼워 솔레노이드와 반대측에 크랭크실로의 제2 포트 및 솔레노이드측에 흡입 압력의 제3 포트를 배치하고, 이들을 관통하도록 통 형상 부재를 배치하고, 제1 제어 밸브는 그 통 형상 부재를 밸브 부재 및 통 형상 부재가 배치되는 관통 구멍을 밸브 시트로 구성되고, 제2 제어 밸브는 통 형상 부재를 밸브 시트 및 제2 플런저를 밸브 부재로 구성되도록 하였다. 이에 의해, 1개의 통 형상 부재가 제1 및 제2 제어 밸브의 공통 부품으로 구성할 수 있으므로 제1 및 제2 제어 밸브의 구조를 간단하게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다.

본 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 도면의 상방에 밸브부, 하방에 솔레노이드를 구비하고 있다. 밸브부는 보디(11)의 높이 방향 중앙측부에, 가변 용량 압축기의 토출실로부터 토출 압력(Pd)을 수용하는 포트(12)를 갖고 있다. 이 포트(12)가 있는 위치에는 포트(12)를 둘러싸도록 스트레이너(13)가 주위 설치되어 있다. 보디(11)에는, 또한 포트(12)보다도 도면의 상방 위치에 가변 용량 압축기의 크랭크실에 제어된 압력(Pc1)을 도출하는 포트(14)가 설치되고, 도면의 정상부에 가변 용량 압축기의 크랭크실로부터 압력(Pc2)을 도입하는 포트(15)가 설치되고, 포트(12)보다도 도면의 하방 위치에는 제어되어 흡입 압력(Ps)이 되는 압력을 가변 용량 압축기의 흡입실로 도출하는 포트(16)가 설치되어 있다.

보디(11)는, 또한 그 중심에서 도면의 상방을 향하여 내경이 단계적으로 확대된 관통 구멍으로 형성되어 있고, 내부에서는 그 관통 구멍에 의해 도면의 상방으로부터 압력(Pc2)의 포트(15), 압력(Pc1)의 포트(14), 토출 압력(Pd)의 포트(12) 및 흡입 압력(Ps)의 포트(16)가 서로 연통되어 있다. 특히, 압력(Pc1)의 포트(14)와 토출 압력(Pd)의 포트(12) 사이의 관통 구멍은 포트(14)측이 대경, 포트(12)측이 소경으로 되어 있고, 그 소경의 관통 구멍은 토출 압력(Pd)의 포트(12)와 흡입 압력(Ps)의 포트(16) 사이에 형성되는 관통 구멍과 동일 내경을 갖고 있다.

관통 구멍에는 통 형상 부재(17)가 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있다. 이 통 형상 부재(17)는 그 도면의 하방 부분이 토출 압력(Pd)의 포트(12)와 흡입 압력(Ps)의 포트(16) 사이에 형성된 관통 구멍에 보디(11)와 거의 간극이 없는 상태에서 축선 방향으로 진퇴 가능하게 지지되고, 상방 부분이 압력(Pc2)의 포 트(15) 내에 고정되어 압력(Pc1)의 포트(14)와는 분리되어 있는 베어링부(18)에 의해 축선 방향으로 진퇴 가능하게 지지되어 있다. 통 형상 부재(17)는 압력(Pc2)의 포트(15) 내에 배치된 스프링(19)에 의해 도면의 하방으로 압박되어 있고, 그 압박력은 압력(Pc2)의 포트(15)에 나사 부착된 조정 나사(20)에 의해 조정되도록 되어 있다.

통 형상 부재(17)는 그 외주 부분에 가공이 실시되어 있어, 축선 방향의 위치에 의해 각종 기능을 갖게 하고 있다. 즉, 통 형상 부재(17)의 도면의 하방 부분은 토출 압력(Pd)의 포트(12)와 흡입 압력(Ps)의 포트(16) 사이에 형성된 관통 구멍의 내경에 거의 같은 외경으로 형성되고, 토출 압력(Pd)의 포트(12)가 위치하고 있는 부분은 상기한 소경의 관통 구멍의 내경보다도 작은 외경을 갖고, 그 소경의 관통 구멍의 내벽 사이에 냉매 통로를 형성하도록 하고 있다. 상기한 대경의 관통 구멍에 위치하고 있는 부분은, 상기한 소경의 관통 구멍의 내경보다도 큰 외경을 갖도록 형성되어 있다. 따라서, 통 형상 부재(17)의 토출 압력(Pd)의 포트(12)가 위치하고 있는 소경 부분과 압력(Pc1)의 포트(14)로 연통하는 대경의 관통 구멍 내에 위치하고 있는 대경 부분과의 경계의 단차부가 토출 압력(Pd)의 포트(12)로부터 압력(Pc1)의 포트(14)로 흐르는 냉매의 유량을 제어하는 제1 제어 밸브(21)의 밸브 부재를 구성하고, 상기한 소경의 관통 구멍이 제1 제어 밸브(21)의 밸브 구멍을 구성하고, 상기한 소경의 관통 구멍과 상기한 대경의 관통 구멍과의 경계의 단차부가 제1 제어 밸브(21)의 밸브 시트를 구성하고 있다. 통 형상 부재(17)는, 또한 베어링부(18)의 도면의 하단부면에 접촉하는 스토퍼가 주위 설치되어 있고, 제1 제어 밸브(21)의 완전 개방시에 있어서의 리프트를 제한하도록 하고 있다.

보디(11)의 도면의 하부에는 솔레노이드와 감압부의 다이어프램(22)이 설치되어 있다. 솔레노이드는 다이어프램(22)이 감압해야만 하는 설정치를 외부로부터의 제어 전류에 의해 임의로 설정할 수 있는 것이며, 코어(23)와, 제1 플런저(24) 및 제2 플런저(25)와, 코일(26)과, 코어(23)를 관통하여 배치된 샤프트(27)를 통하여 제2 플런저(25)를 코어(23)로부터 떨어진 방향으로 압박하는 스프링(28)과, 요크를 구성하는 자성 재료의 링 형상부(29), 케이스(30) 및 파지부(31)를 구비하고 있다. 샤프트(27)는 그 일단부가 제1 플런저(24)로 고정되고, 타단부가 파지부(31)에 나사 부착되어 스프링(28)의 하중을 조정할 수 있는 조정 나사(32)에 의해 축선 방향으로 진퇴 가능하게 지지되어 있다.

제1 플런저(24)와 제2 플런저(25) 사이에는 다이어프램(22)이 배치되고, 그 다이어프램(22)은 그 외주 모서리부가 링 형상부(29)와 케이스(30)로 협지되고, 시일 링(33)에 의해 흡입 압력(Ps)을 대기압으로부터 차단하도록 하고 있다.

제2 플런저(25)는 다이어프램(22)과 반대측에 링 형상부(29)와 축선 방향에 부분적으로 오버랩하는 플랜지부를 갖고, 그 플랜지부와 링 형상부(29)의 다이어프램(22)측에 내측을 향하여 연장된 플랜지부 사이에 개재 삽입된 스프링(34)에 의해 도면의 상방으로 압박되어 있는 동시에 축선 방향의 움직임이 가이드되어 있다. 제2 플런저(25)는, 또한 도면의 상단 중앙부에 돌기부를 갖고, 그 상단부면이 평탄하게 형성되어 있어 스프링(34)의 압박력에 의해 흡입 압력(Ps)의 포트(16)로 연통 하는 공간으로 돌출된 통 형상 부재(17)의 하단부면에 접촉되어 있다. 여기서, 통 형상 부재(17) 및 제2 플런저(25)가 압력(Pc2)의 포트(15)로부터 흡입 압력(Ps)의 포트(16)로 흐르는 냉매의 유량을 제어하는 포핏 밸브 구조의 제2 제어 밸브(35)로 되어 있어, 통 형상 부재(17)의 하단부면이 제2 제어 밸브(35)의 밸브 시트를 구성하고, 제2 플런저(25)의 상단 중앙부의 돌기부가 제2 제어 밸브(35)의 밸브 부재를 구성하고 있다.

이상의 구성에 있어서, 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 도시한 상태는 솔레노이드가 통전되어 있지 않을 때의 상태를 도시하고 있다. 이 때, 제1 플런저(24)는 스프링(28)에 의해 코어(23)로부터 떨어진 방향으로 압박되어 있어 다이어프램(22)에 접촉되어 있다. 한편, 제2 플런저(25)는 스프링(34)에 의해 다이어프램(22)으로부터 떨어진 방향으로 압박되어 있고, 동시에 통 형상 부재(17)를 스프링(19)의 압박력에 저항하여 통 형상 부재(17)에 설치된 스토퍼가 베어링부(18)에 접촉할 때까지 도면의 상방으로 밀어 올리고 있다. 이에 의해, 제1 제어 밸브(21)는 완전 개방 상태, 제2 제어 밸브(35)는 완전 폐쇄 상태로 되어 있고, 게다가 통 형상 부재(17)를 밀어 올리고 있는 제2 플런저(25)는 흡입 압력(Ps)의 변화에 의해 변위하는 다이어프램(22)으로부터 떨어져 있어 그 영향을 받지 않는 상태로 되어 있다. 따라서, 이 상태에서 가변 용량 압축기의 회전축이 엔진에 의해 회전 구동되어 있어도 가변 용량 압축기는 토출 용량이 최소의 상태에서 운전하게 된다.

다음에, 가변 용량 압축기가 기동하였을 때의 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 동작에 대해서 설명한다.

도2는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 통전 직후의 상태를 도시하는 중앙 종단면도, 도3은 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 제1 제어 밸브가 완전 폐쇄시의 상태를 도시하는 중앙 종단면도, 도4는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 제2 제어 밸브가 완전 개방시의 상태를 도시하는 중앙 종단면도이다.

본 가변 용량 압축기용 제어 밸브에서는 케이스(30), 링 형상부(29), 제2 플런저(25), 제1 플런저(24), 코어(23) 및 파지부(31)가 자성체에 의해 형성되고, 코일(26)에 의해 발생된 자력선은 그들의 자성체로 이루어지는 자기 회로를 통하게 된다. 우선, 가변 용량 압축기가 기동되었을 때와 같이 솔레노이드의 코일(26)에 제어 전류가 공급되어 그 제어 전류가 어느 값에 도달하면, 도2에 도시한 바와 같이 제1 플런저(24)는 제2 플런저(25)로 흡인되고 다이어프램(22)을 통하여 제2 플런저(25)와 자기적으로 결합된다. 그 후, 이 제1 플런저(24) 및 제2 플런저(25)는 일체가 되어 1개의 플런저로서 행동하게 된다.

또한, 제어 전류가 증가되어 가면 코어(23)가 제1 플런저를 흡인하고, 일체가 된 제1 플런저(24) 및 제2 플런저(25)를 도면의 하방으로 끌어내린다. 이에 추종하여, 통 형상 부재(17)를 스프링(19)의 압박력에 의해 밀어 내릴 수 있고, 도3에 도시한 바와 같이 제1 제어 밸브(21)가 완전 폐쇄 상태가 된다. 이 때, 제2 제어 밸브(35)는 완전 폐쇄 상태 그대로이다.

또한, 코어(23)가 제1 플런저(24)를 흡인되면, 일체가 된 제1 플런저(24) 및 제2 플런저(25)는 계속해서 도면의 하방으로 끌어내릴 수 있지만, 통 형상 부재 (17)는 제1 제어 밸브(21)가 완전 폐쇄 상태가 됨으로써 그 이상 도면의 하방으로 밀어 내릴 수는 없게 된다. 따라서, 제2 플런저(25)가 통 형상 부재(17)로부터 분리되도록 되어 제2 제어 밸브(35)는 개방하기 시작하고, 제1 플런저(24)가 코어(23)에 흡착되었을 때에 완전 개방이 된다. 이에 의해, 가변 용량 압축기는 신속하게 최대 용량의 운전으로 이행하게 된다.

가변 용량 압축기가 최대 용량의 운전을 계속하여 흡입실의 흡입 압력(Ps)이 충분히 낮아지면, 다이어프램(22)이 그 흡입 압력(Ps)을 감지하여 도면의 상방으로 변위하고자 한다. 이 때, 코일(26)로 공급되는 제어 전류를 공조의 설정 온도에 따른 값까지 작게 하면 제1 플런저(24), 다이어프램(22) 및 제2 플런저(25)는 흡착 상태 그대로 일체가 되어 흡입 압력(Ps)과 스프링(19, 28, 34)의 하중과 솔레노이드의 흡인력이 균형된 위치까지 도면의 상방으로 이동한다. 균형 상태에서는 제1 제어 밸브(21) 및 제2 제어 밸브(35)가 폐쇄되어 크랭크실의 압력(Pc)이 일정하게 유지되고, 가변 용량 압축기는 제어 전류에 대응한 토출 용량의 운전을 유지하게 된다.

그 균형 상태로부터, 예를 들어 엔진의 회전수가 저하되거나 혹은 냉동 부하가 커지면, 흡입 압력(Ps)이 높아지므로 다이어프램(22)은 도면의 하방으로 변위된다. 이에 의해, 제2 제어 밸브(35)가 개방되어 크랭크실의 압력(Pc)을 저하시키므로 가변 용량 압축기는 토출 용량을 늘리도록 동작한다. 반대로, 균형 상태로부터 엔진의 회전수가 상승되거나 냉동 부하가 작아지면, 흡입 압력(Ps)이 낮아지므로 다이어프램(22)은 도면의 상방으로 변위되어 통 형상 부재(17)를 밀어 올리고, 제1 제어 밸브(21)를 개방한다. 이에 의해, 크랭크실의 압력(Pc)이 상승되고, 가변 용량 압축기는 토출 용량을 줄이도록 동작한다. 이 결과, 가변 용량 압축기는 솔레노이드의 제어 전류에 의해 설정된 흡입 압력(Ps)이 되도록 크랭크실의 압력(Pc)이 제어되게 된다.

도5는 제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 이 도5에 있어서, 도1 내지 도4에 도시한 구성 요소와 동일 요소에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브와 비교하여, 그 제2 제어 밸브(35)가 포핏 밸브의 구조를 하고 있는데 반해 볼 밸브의 구조로 한 점에서 다르다. 즉, 본 제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제2 플런저(25)의 상부 중앙부에 오목부를 형성하고, 그 오목부에 볼(36)을 배치하여 제2 제어 밸브(35)의 밸브 부재를 구성하도록 하고 있다. 이에 의해, 제2 제어 밸브(35)가 폐쇄되어 있는 상태에서 스프링(34)에 의해 가이드되어 있는 제2 플런저(25)가 축선 방향으로 진퇴 이동할 때에 축선 방향에 대해 경사가 발생하였다고 해도, 볼(36)의 밸브 부재와 통 형상 부재(17)의 단부면의 밸브 시트가 항상 접촉되어 있음으로써, 제2 제어 밸브(35)는 제2 플런저(25)의 경사에 의한 냉매 누설을 방지할 수 있다.

또한, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브에서는, 통 형상 부재(17)의 밸브 시트를 구성하는 단부면의 근방에 제2 제어 밸브(35)를 바이패스하는 오리피스(37)를 구비하고 있다. 이 오리피스(37)는 제1 제어 밸브(21)에 의한 크랭크실로의 냉매 의 유입량과 제2 제어 밸브(35)에 의한 크랭크실로부터의 냉매의 제외량과의 균형의 관계에서 제외량을 많게 하고자 하는 경우에 설치되는 것이다. 따라서, 이 오리피스(37)는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서도 필요에 따라 통 형상 부재(17)에 설치된다.

제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 그 동작에 관해서는 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브와 같으므로, 여기서는 동작의 상세한 설명은 생략한다.

도6은 제3 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 본 도6에 있어서, 도1 내지 도4에 도시한 구성 요소와 같은 요소에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

제3 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 제1 및 제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브가 크랭크실에 압력(Pc1)을 도출하는 전용 포트(14)와 크랭크실로부터 압력(Pc2)을 도입하는 전용 포트(15)를 갖고 있는 데 반해, 크랭크실에 통하는 포트를 1개로 하여 공통의 구조로 한 점에서 다르다. 즉, 이 제3 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 보디(11)의 도면의 정상부에 가변 용량 압축기의 크랭크실에 연통하여 압력(Pc)의 도출입을 행하는 포트(38)가 설치되고, 토출 압력(Pd)의 포트(12) 사이에 제1 제어 밸브(21)를 구성하고 있다. 또한, 통 형상 부재(17)는 그 도면의 하단부 근방에 스토퍼(39)가 주위 설치되어 있어, 제1 제어 밸브(21)의 완전 개방시의 리프트 위치를 규제하고 있다.

본 제3 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 그 동작에 관해 서는 제1 및 제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브와 같으므로, 여기서는 동작의 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제1 및 제2 제어 밸브의 주요부 구성 부품을 1개의 통 형상 부재에 의해 구성하였기 때문에, 제1 및 제2 제어 밸브의 구조를 간단하게 할 수 있으므로 부품 및 제조 비용을 저감할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제1 및 제2 제어 밸브의 한 쪽이 폐쇄된 후 다른 쪽이 개방되기 시작한다는 동작을 하므로, 가변 용량 압축기의 용량 제어 동작시는 제1 및 제2 제어 밸브의 한 쪽이 반드시 폐쇄된다. 이로 인해, 크랭크실은 냉매를 도입할 때 흡입실측의 제2 제어 밸브가 폐쇄되고, 냉매를 추기(抽氣)할 때는 토출실측의 제1 제어 밸브가 폐쇄되기 때문에 냉매의 출입 속도, 즉 응답 속도를 향상시킬 수 있다.

Claims

가변 용량 압축기의 토출실로부터 크랭크실로의 냉매 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와, 상기 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매 유량을 제어하는 제2 제어 밸브와, 상기 흡입실의 흡입 압력을 감지하는 감압부와, 상기 감압부의 설정치를 외부 전류에 의해 임의로 설정하는 솔레노이드를 구비하고, 상기 감압부가 상기 솔레노이드의 분할된 제1 플런저와 제2 플런저 사이에 배치되어 있는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서,

상기 토출실로부터 토출 압력을 수용하는 제1 포트와,

상기 제1 포트의 상기 솔레노이드와 반대측에 배치되어 상기 크랭크실로 연통하는 제2 포트와,

상기 제1 포트의 상기 솔레노이드측에 배치되어 상기 흡입실로 연통하는 제3 포트와,

상기 솔레노이드의 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있어, 일단부가 상기 제2 포트로 개구하고, 타단부가 상기 제3 포트로 개구되는 동시에 상기 감압부 사이에 배치되어 상기 감압부로부터 떨어진 방향으로 압박된 상기 제2 플런저에 의해 상기 타단부의 개구부가 개폐되는 통 형상 부재를 구비하고,

상기 통 형상 부재는, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에서 상기 통 형상 부재가 관통 배치되어 있어 밸브 구멍을 이루는 냉매 통로와 상기 제2 포트 내에 위치하는 부분이 상기 냉매 통로의 내경보다도 큰 외경으로 형성된 대경부로 상 기 제1 제어 밸브를 구성하고, 상기 타단부의 단부면과 상기 제2 플런저로 상기 제2 제어 밸브를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
제1항에 있어서, 상기 제2 포트로 연통하는 공간이 상기 통 형상 부재를 상기 일단부측으로 진퇴 가능하게 지지하는 베어링부에 의해 2개로 분리되고, 상기 베어링부와 상기 제1 제어 밸브 사이에 형성되어 분리된 상기 공간의 한 쪽을 상기 크랭크실로 연통시키기 위한 제4 포트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
제1항에 있어서, 상기 제2 플런저는 상기 통 형상 부재의 상기 타단부의 단부면에 대향하는 면이 평탄하게 형성되어 있고, 상기 제2 제어 밸브를 포핏 밸브의 구조로 한 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
제1항에 있어서, 상기 제2 플런저는 상기 통 형상 부재의 상기 타단부의 단부면에 대향하는 위치에 볼을 배치하여, 상기 제2 제어 밸브를 볼 밸브의 구조로 한 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
제1항에 있어서, 상기 통 형상 부재는 상기 제2 제어 밸브를 바이패스하는 오리피스를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.