KR101178467B1 - 차량용 압축기의 석션밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 압축기의 석션밸브에 관한 것이다. 본 발명은 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되는 밸브시트와; 밸브시트의 상부에 설치되고, 외주면 일측에는 다수의 냉매배출구가 형성되며, 냉매배출구의 전방 또는 후방으로 기울어지게 설치되는 밸브케이스와; 밸브케이스의 내측에 이동가능하게 설치되어 냉매유입구와 냉매배출구를 선택적으로 개폐시키는 스풀밸브와; 밸브케이스와 스풀밸브 사이에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 스풀밸브의 이동 시에 밸브케이스와 접촉됨으로써 스풀밸브의 진동에 의하여 소음이 발생하는 것이 최소화될 수 있어 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

차량용 압축기의 석션밸브{Suction valve of compressor for vehicle}
본 발명은 차량용 압축기의 석션밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 압축기에 설치되는 석션밸브에서 스풀밸브가 진동에 의해 소음을 유발하는 것을 방지하기 위해 편심을 이용하여 스풀밸브의 소음을 저감시킨 차량용 압축기의 석션밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 에어컨용 압축기는 동력원으로부터 동력을 클러치의 단속작용에 의해 선택 전달받고, 증발기로부터 냉매가스를 내부에 흡입하여 피스톤의 직선 왕복운동에 의하여 압축하여 응축기쪽으로 보내주는 장치이다. 이러한 압축기는 최근에 사판(斜板)의 경사각을 제어하여 토출용량을 가변시키는 가변용량 압축기 타입으로 널리 적용되어 있다.
이러한 차량용 압축기의 내부에는 에어컨 오프 시에 냉매가 토출되는 것을 방지하고, 동시에 토출된 냉매가 응축기로부터 압축기로 역류하는 것을 방지하기 위하여 석션밸브가 설치된다.
한편, 한국 등록특허 제10-0940820호(이하 '선행문헌'이라 한다)에는 밸브케이스와 스풀밸브 사이에서 발생되는 밸브소음을 개선하기 위한 차량용 가변용량 압축기의 석션밸브에 관하여 개시되어 있다.
본 선행문헌에서는 밸브케이스의 전면 및 측면 쪽에 냉매배출구를 형성하고 이를 통해 냉매가 배출되도록 하며, 스풀밸브가 천천히 열리도록 하여 밸브소음을 줄이도록 하였다.
그러나, 상기 선행문헌에서는 냉매가 밸브케이스의 냉매배출구를 통해 배출되는 과정에서 진동에 의한 소음이 발생하게 된다. 이는 밸브케이스와 스풀밸브 사이에 공차가 존재하기 때문이다. 즉, 냉매배출을 위해 스풀밸브가 상승하는 과정에서 스프링의 반발력과 냉매의 압력이 상호 작용하면서 스풀밸브의 진동을 유발하게 되고, 이는 진동 소음으로 나타나게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스풀밸브의 작동 과정에서 스풀밸브의 진동으로 인해 소음이 발생하는 것을 방지하기 위해 편심을 이용한 구조를 가진 차량용 압축기의 석션밸브를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되는 밸브시트와; 상기 밸브시트의 상부에 설치되고, 외주면 일측에는 다수의 냉매배출구가 형성되며, 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방으로 기울어지게 설치되는 밸브케이스와; 상기 밸브케이스의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 냉매유입구와 냉매배출구를 선택적으로 개폐시키는 스풀밸브와; 상기 밸브케이스와 스풀밸브 사이에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다.
상기 냉매배출구는 상기 밸브케이스의 전면 및 측면에 각각 개구되게 형성됨을 특징으로 한다.
상기 밸브케이스의 하부에는 상기 밸브시트에 형성된 시트돌기에 끼워맞춤되는 케이스돌기가 돌출되어 형성됨을 특징으로 한다.
상기 밸브케이스의 하면에는 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방에 대하여 경사진 결합면이 형성됨을 특징으로 한다.
상기 밸브시트에서 상기 밸브케이스와 결합하는 부분에는 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방에 대하여 경사진 결합면이 형성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되는 밸브시트와; 상기 밸브시트의 상부에 설치되고, 외주면 일측에는 다수의 냉매배출구가 형성되는 밸브케이스와; 상기 밸브케이스의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 냉매유입구와 냉매배출구를 선택적으로 개폐시키는 스풀밸브와; 상기 밸브케이스와 스풀밸브 사이에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재와; 상기 밸브케이스의 내측에서 상기 스풀밸브를 향해 연장되어 형성되고, 상기 탄성부재의 일단부가 삽입되어 지지되며, 상기 스풀밸브의 중심축에 대하여 편심된 위치에 형성되는 가이드부를 포함한다.
본 발명에서는 스풀밸브가 밸브케이스와 접촉되도록 하기 위해 밸브케이스가 냉매배출구의 전방 또는 후방으로 기울어지게 설치되도록 하고, 탄성부재가 삽입되는 가이드부가 스풀밸브의 중심축에 대하여 편심되게 형성되게 하였다. 따라서, 스풀밸브의 이동 시에 밸브케이스와 접촉됨으로써 스풀밸브의 진동에 의하여 소음이 발생하는 것이 최소화될 수 있어 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도.
본 발명에 의한 차량용 압축기는 냉매가 유입되는 냉매유입구(12)가 형성되는 밸브시트(10)와; 상기 밸브시트(10)의 상부에 설치되고, 외주면 일측에는 다수의 냉매배출구(22)가 형성되는 밸브케이스(20)와; 상기 밸브케이스(20)의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 냉매유입구(12)와 냉매배출구(22)를 선택적으로 개폐시키는 스풀밸브(30)와; 상기 밸브케이스(20)와 스풀밸브(30) 사이에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재(40)를 포함한다.
그리고, 본 발명에서는 편심을 이용하여 밸브케이스(20)가 냉매배출구(22)의 전방 또는 후방으로 기울어지게 설치하였다. 또한, 상기 탄성부재(40)의 일단부가 삽입 지지되는 가이드부(24)가 상기 스풀밸브(30)의 중심축에 대하여 편심된 위치에 형성되도록 하였다. 참고로, 본 명세서에서 설명한 냉매배출구(22)의 전방은 도면에서 좌측 방향을 말하고, 후방은 도면에서 우측 방향을 말한다.
이와 같이 상기 밸브케이스(20) 및 가이드부(24)를 설계한 것은 밸브케이스(20)의 내면과 스풀밸브(30)의 외면이 서로 면접촉되도록 하기 위한 것이다. 상기 밸브케이스(20)와 스풀밸브(30)가 서로 접촉하게 되면 종래기술과 같이 스풀밸브(30)의 이동과정에서 진동이 발생하는 것이 방지되고 스풀밸브(30)의 안정적인 이동이 가능하다. 따라서, 스풀밸브(30)의 진동에 의해 발생하는 소음이 최소화될 수 있다.
이하에서는 각각의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 차례대로 설명하기로 한다.
[제 1실시예]
본 발명에 의한 차량용 압축기의 석션밸브는 압축기가 작동하면서 밸브케이스(20)와 주변의 압력이 낮아지면서 흡입하는 힘으로 스풀밸브(30)가 개방되는 구조를 가진다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도이다.
이를 참조하면, 밸브시트(10)는 중앙 부분에 냉매유입구(12)가 개구되어 형성된다. 상기 냉매유입구(12)로는 압축기 냉매가 유입된다. 그리고, 상기 밸브시트(10)에서 상기 밸브케이스(20)와 결합되는 부분에는 시트돌기(14)가 외측으로 돌출되어 형성된다. 상기 시트돌기(14)는 밸브케이스(20)의 케이스돌기(28)가 끼워맞춤 결합되는 부분이다. 물론, 상기 밸브시트(10)와 밸브케이스(20)는 이상에서 설명한 끼워맞춤에 의해 결합되어야 하는 것은 아니고 밸브케이스(20)가 밸브시트(10)의 안착홈에 안착된 상태에서 일측에 걸어지는 형태로 결합될 수도 있다.
다음으로, 상기 밸브케이스(20)는 대략 상부가 막힌 원통형 구조로 제작되며, 하부가 상기 밸브시트(10)와 결합된다. 상기 밸브케이스(20)의 전면 및 측면에는 다수의 냉매배출구(22)가 개구되어 형성된다. 상기 냉매배출구(22)는 상기 냉매유입구(12)로 유입된 냉매가 스풀밸브(30)의 이동에 의해 배출되는 통로이다. 냉매배출구(22)는 전면에 하나, 양측면에 각각 형성될 수 있다.
그리고, 상기 밸브케이스(20)의 내측 상부에는 가이드부(24)가 하방으로 연장되어 형성된다. 상기 가이드부(24)는 상기 스풀밸브(30)를 향해 소정의 길이만큼 연장되어 형성되고, 탄성부재(40)의 일단부가 삽입되어 지지된다.
또한, 상기 밸브케이스(20)에서 상기 밸브시트(10)와 결합되는 하면에는 냉매배출구(22)의 전방 또는 후방에 대해 경사진 결합면(26)이 형성된다. 즉, 상기 결합면(26)은 밸브케이스(20)가 밸브시트(10)와 결합할 때 기울어진 상태로 결합되도록 하기 위해 형성된 부분이다.
물론, 본 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 밸브시트(10)에서 상기 밸브케이스(20)와 결합하는 부분에 냉매배출구(22)의 전방 또는 후방에 대해 경사진 결합면이 형성되도록 구성할 수도 있다.
한편, 스풀밸브(30)의 내측에는 탄성부재(40)의 일단부가 안착되는 단차부(32)가 형성되는데, 상기 단차부(32)는 상기 탄성부재(40)가 직접 안착되는 제 1단차부(32a)와 상기 제 1단차부(32a)와 바닥면 사이에 형성된 제 2단차부(32b)로 구성된다.
또한, 탄성부재(40)는 상단이 가이드부(24)에 삽입되어 지지되고, 하단은 상기 단차부(32)에 지지되도록 설치된다. 상기 탄성부재(40)는 냉매의 압력이 해제될 때 스풀밸브(30)가 원래의 위치로 복귀하도록 탄성력을 제공하는 역할을 한다.
본 실시예에서 밸브케이스(20)는 도 1에 잘 도시된 바와 같이 냉매배출구(22)의 전방을 향하여 α(각도)만큼 기울어지게 설치된다. 이때, 상기 밸브케이스(20)의 내면은 스풀밸브(30)의 외면과 접촉하게 된다(점선으로 표시한 부분). 이와 같이 밸브케이스(20)와 스풀밸브(30)가 면접촉을 한 상태에서 스풀밸브(30)의 이동이 이루어지므로, 스풀밸브(30)의 진동이 방지되고 소음을 최소화한 상태로 석션밸브의 작동이 가능하다.
실제로 스풀밸브(30)의 이동시에 스풀밸브(30)는 냉매배출구(22)의 후방으로 약간 기울어진 상태로 이동을 하게 된다. 따라서, 본 실시예와 같이 설계되면 스풀밸브(30)는 이동 중에 충분히 밸브케이스(20)와 면접촉을 하게 되므로 진동에 의한 소음이 최소화될 수 있다.
[제 2실시예]
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도이다. 이하에서 상술한 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 편의상 생략하기로 한다.
제 2실시예에서는 위에서 설명한 제 1실시예와 달리 밸브케이스(20)가 냉매배출구(22)의 후방을 향하여 α(각도)만큼 기울어지게 설치된다. 이와 같이 되면 상술한 바와 같이 밸브케이스(20)와 스풀밸브(30)가 면접촉을 한 상태에서 스풀밸브(30)의 이동이 이루어지므로, 스풀밸브(30)의 진동이 방지되고 소음을 최소화한 상태로 석션밸브의 작동이 가능하다.
[제 3실시예]
도 3은 본 발명의 제 3실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도이다. 이하에서 상술한 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 편의상 생략하기로 한다.
제 3실시예에서는 상술한 실시예들과 달리 탄성부재(40)의 일단부를 지지하는 가이드부(24)의 구성의 변화가 있다. 본 실시예에서 상기 가이드부(24)는 스풀밸브(30)의 중심축에 대하여 냉매배출구(22)의 전방으로 일정한 간격(G)만큼 편심되게 형성된다.
상기 가이드부(24)를 이와 같이 구성한 것은 스풀밸브(30)의 이동시에 편심된 가이드부(24)를 따라 이동하기 때문에 스풀밸브(30)의 외면이 밸브케이스(20)의 내면과 접촉될 수 있기 때문이다. 즉, 제 1,2실시예와 마찬가지로 밸브케이스(20)와 스풀밸브(30)가 서로 접촉할 수 있도록 하여 스풀밸브(30)의 진동을 방지하도록 하였다.
[제 4실시예]
도 4는 본 발명의 제 4실시예에 따른 차량용 압축기의 석션밸브를 보인 단면도이다. 이하에서 상술한 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 편의상 생략하기로 한다.
제 4실시예에서는 위에서 설명한 제 3실시예와 달리 가이드부(24)가 스풀밸브(30)의 중심축에 대하여 냉매배출구(22)의 후방으로 일정한 간격(G)만큼 편심되게 형성된다.
이와 같이 되면 상술한 바와 같이 스풀밸브(30)의 이동시에 밸브케이스(20)의 내면과 접촉하기 때문에 스풀밸브(30)의 진동이 방지되고 소음을 최소화한 상태로 석션밸브의 작동이 가능하다.
이하에서는 본 발명에 의한 차량용 압축기의 석션밸브의 소음저감 효과에 대하여 데이터를 통해 설명하도록 한다.
위에서 설명한 각각의 실시예의 소음저감 효과를 증명하기 위해 평균 소음량(dB)을 측정하였다. 본 측정은 0.003kgf/㎟ 의 압력기준 하에서 실시되었다. 참고로, 암소음(현장 및 환경 소음)은 69dB이고 공기의 인가 시에 발생하는 소음은 73dB이다.
구분 평균 소음량(dB)
종래기술 77
제 1실시예 74
제 2실시예 73
제 3실시예 73
제 4실시예 73
상기 [표 1]에서 조사된 소음량을 보면 종래기술의 소음량인 74dB에 비하여 각각의 실시예에서 약 3 내지 4dB만큼의 소음이 감소하는 것을 볼 수 있다. 공기의 인가 시에 발생하는 소음이 73dB인 것을 감안할 때 거의 소음이 발생하지 않는 것으로 결론을 내릴 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
예를 들어, 상기에서는 총 4개의 실시예로 나누어 설명하였으나, 각각의 실시예는 다양하게 조합되어 적용될 수 있다. 즉, 제 1실시예와 제 3실시예가 조합된 형태(밸브케이스의 전방 기울임 설치와 가이드부의 전방 편심 설치) 실시예를 비롯하여 제 1실시예와 제 4실시예의 조합, 제 2실시예와 제 3실시예의 조합, 제 2실시예와 제 4실시예의 조합 등 다양한 조합의 실시예가 가능하다.
10 : 밸브시트 12 : 냉매유입구
14 : 시트돌기 20 : 밸브케이스
22 : 냉매배출구 24 : 가이드부
26 : 결합면 28 : 케이스돌기
30 : 스풀밸브 32 : 단차부
40 : 탄성부재

Claims (11)

  1. 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되는 밸브시트와;
    상기 밸브시트의 상부에 설치되고, 외주면 일측에는 다수의 냉매배출구가 형성되며, 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방으로 기울어지게 설치되는 밸브케이스와;
    상기 밸브케이스의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 냉매유입구와 냉매배출구를 선택적으로 개폐시키는 스풀밸브와;
    상기 밸브케이스와 스풀밸브 사이에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매배출구는 상기 밸브케이스의 전면 및 측면에 각각 개구되게 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브케이스의 하부에는 상기 밸브시트에 형성된 시트돌기에 끼워맞춤되는 케이스돌기가 돌출되어 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브케이스의 하면에는 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방에 대하여 경사진 결합면이 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브시트에서 상기 밸브케이스와 결합하는 부분에는 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방에 대하여 경사진 결합면이 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브케이스의 내측에서 상기 스풀밸브를 향해 연장되어 형성되고, 상기 탄성부재의 일단부가 삽입되어 지지되며, 상기 스풀밸브의 중심축에 대하여 편심된 위치에 형성되는 가이드부를 더 포함하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 스풀밸브의 중심축에 대하여 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방으로 일정한 간격만큼 편심되어 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  8. 냉매가 유입되는 냉매유입구가 형성되는 밸브시트와;
    상기 밸브시트의 상부에 설치되고, 외주면 일측에는 다수의 냉매배출구가 형성되는 밸브케이스와;
    상기 밸브케이스의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 냉매유입구와 냉매배출구를 선택적으로 개폐시키는 스풀밸브와;
    상기 밸브케이스와 스풀밸브 사이에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재와;
    상기 밸브케이스의 내측에서 상기 스풀밸브를 향해 연장되어 형성되고, 상기 탄성부재의 일단부가 삽입되어 지지되며, 상기 스풀밸브의 중심축에 대하여 편심된 위치에 형성되는 가이드부를 포함하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 스풀밸브의 중심축에 대하여 상기 냉매배출구의 전방 또는 후방으로 일정한 간격만큼 편심되어 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉매배출구는 상기 밸브케이스의 전면 및 측면에 각각 개구되게 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브케이스의 하부에는 상기 밸브시트에 형성된 시트돌기에 끼워맞춤되는 케이스돌기가 돌출되어 형성됨을 특징으로 하는 차량용 압축기의 석션밸브.

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