KR101446438B1

KR101446438B1 - 가변용량 압축기의 용량제어밸브

Info

Publication number: KR101446438B1
Application number: KR1020130089546A
Authority: KR
Inventors: 인귀승; 김기연; 홍우주
Original assignee: 주식회사 엘티씨
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2014-10-07

Abstract

본 발명은 가변용량압축기의 용량제어밸브를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 흡입실측에 감압부를 구성하고, 이러한 감압부내에 흡입실의 흡입압력에 따라 수축 또는 이완작용하는 벨로우즈를 구성하면서 크랭크실과 흡입실의 연통로를 구성하되, 연통로에는 T자형 스톱퍼(T-Stopper)와 이에 결합되는 인밸브(In Valve)를 구성한 것이며, 이에따라 전원오프시에는 인밸브가 스톱퍼의 하단에 밀착시키면서 연통로를 효과적으로 차단시켜 토출실의 압력을 최대한 크랭크실로 안내하면서 크랭크실의 압력은 흡입실로 최소한만 안내하고, 전원인가시에는 밸브와 인밸브의 사이에 틈이 발생되도록 하면서 흡입실측 압력이 벨로우즈를 수축시켜 크랭크실과 흡입실을 연결하는 연통로를 통해 최대한의 유로를 형성하면서 고압의 크랭크실 압력을 최대한 흡입실측으로 안내하면서, 초기 에어컨 작동시 컴프레셔 내부의 크랭크실에 장기간 수용됨으로 인하여 고압화된 기체 또는 액체 냉매를 신속하게 배출할 수 있도록 하면서, 컴프레셔 더 나아가서는 에어컨의 준비 작동시간(워밍업)을 단축시킨 것이다.

Description

가변용량 압축기의 용량제어밸브{CAPACITY CONTROL VALVE OF VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

본 발명은 가변 용량 압축기의 용량제어밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡입실측에 감압부를 구성하고, 이러한 감압부내에 흡입실의 흡입압력에 따라 수축 또는 이완작용하는 벨로우즈를 구성하면서 크랭크실과 흡입실의 연통로를 구성하되, 연통로에는 T자형 스톱퍼(T-Stopper)와 이에 결합되는 인밸브(In Valve)를 구성하여 둠으로써, 토출실이나 크랭크실 압력에 의한 감압부내 압력의 변동에 의한 밸브작동의 영향을 저감시켜 밸브를 보다 정밀하게 제어하도록 개선하여 컴프레셔 더 나아가서는 에어컨의 준비 작동시간을 단축시킬 수 있도록 하는 가변용량압축기의 용량제어밸브에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치의 냉방회로는 콘덴서, 팽창밸브, 증발기 및 압축기를 포함하는데, 이때 압축기는 증발기로부터 흡입한 냉매가스를 압축하고, 이 압축가스를 콘덴서측으로 토출하는 역할을 한다.

그리고, 상기 증발기는 냉방회로를 흐르는 냉매와 차실내 공기와의 열교환을 수행하는 역할을 한다.

보통 열부하 또는 냉방 부하의 크기에 따라 증발기의 주변을 통과하는 공기의 열량이 증발기를 흐르는 냉매에 전달되기 때문에 증발기의 출구 또는 하류측에서의 냉매가스 압력은 냉방부하의 크기를 반영한다.

이러한 냉방회로에 이용되는 압축기는, 주행 상태에 따라 회전수가 변화되는 엔진 동력을 이용하게 되는 것이므로 회전수 조절을 통한 토출 용량의 제어가 불가능하며, 따라서 최근에는 엔진의 회전수와 관계없이 적절한 냉방 능력을 얻기 위하여 냉매의 토출 용량을 가변시키는 가변 용량 압축기가 많이 적용되고 있는 추세이다.

이와 같은 가변 용량 압축기는 냉매 토출량의 조절을 위하여 용량제어밸브가 구비되어 있으며, 이러한 용량제어밸브는 보통 토출실로부터 토출된 토출압력(Pd)의 냉매 일부를 크랭크실로 도입되도록 하여 그 도입량을 제어함으로써, 크랭크실 내부의 압력(Pc)을 제어하는 방식으로 되어 있다.

그러나, 종래 용량제어밸브는 크랭크실과 감압부가 연결되어 있지 않아, 초기 에어컨 작동시 컴프레셔 내부의 크랭크실에 장기간 머물러 고압화된 기체 또는 액체 냉매로 인해 크랭크실 압력이 높아지고, 이에 따라 컴프레셔 더 나아가서는 에어컨의 준비 작동시간이 길어지는 단점이 있었다.

즉, 종래의 용량제어밸브는 초기 에어컨 작동시 고압화된 기체 또는 액체 냉매를 신속하게 배출하는 기능이 없는 관계로, 에어컨의 준비 작동시간이 길어질 수 밖에 없는 것이다.

이에, 본원출원인은 종래 용량제어밸브가 가지는 단점을 개선하도록 특허등록 제10-1159501호(발명의 명칭; 가변용량 압축기의 용량제어밸브)를 개시하였으며, 본 발명은 이러한 본원출원인의 선행된 등록특허를 개량한 것이다.

(특허문헌)

한국 특허등록공보 제10-1159501호

한국 공개특허공보 제10-2011-0048108호

한국 공개특허공보 제10-2006-0105531호

한국 특허등록공보 제10-1083671호

일본 공개특허공보 10-2008-202572

본 발명의 목적은 종래의 용량제어밸브에서 에어컨의 준비 작동시간이 긴 문제점을 해결하고, 선행 등록특허를 개량하여 토출실이나 크랭크실 압력에 의한 감압부내 압력의 변동에 의한 밸브작동의 영향을 저감시켜 밸브를 보다 정밀하게 제어하도록 개선된 가변용량압축기의 용량제어밸브를 제공하는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 가변용량압축기의 용량제어밸브는, 가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,

상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,

밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 인밸브에 제 1 유로홀과 흡입실을 연통시키는 제 2 유로홀(U2)이 형성되고, 상기 밸브가 흡입실측으로 하방으로 직선 이동시에 상기 밸브가 밀착되어 인밸브의 제 2 유로홀(U2)이 막힘에 따라 상기 머리부의 제 1 유로홀(U1)과 밸브와 T자형 스톱퍼의 로드부 사이의 틈새 및 제 2 유로홀(U2)로 이루어지는 연통로(D)가 폐쇄되고, 상기 밸브(12)가 크랭크실측으로 직선 이동시에는 인밸브의 제2 유로홀(U2)이 열려 연통로(D)가 개방되도록 구성된다.

상기 인밸브는 저면을 밀폐하여서 되는 원통형 부재의 둘레면에 복수개의 통공으로 제 2 유로홀을 형성하며, 개방된 상면을 통해 상기 스톱퍼의 로드부 하단부와 조립 틈새를 유지한 체 분리가능하게 조립될 수 있다.

상기 인밸브는 또한, T자형 스톱퍼의 로드부 하단에 확장된 단면을 가지며 밸브 내벽면에 밀착되도록 일체로 형성되어, 상기 로드부와 확장된 단면을 갖는 상기 인밸브와의 경계부 단턱에 의해 밸브기능을 수행하도록 구성될 수도 있다.

상기 인밸브와 그 하단에 접촉하는 벨로우즈 상단 캡 사이에는 흡입실의 높은 압력으로 벨로우즈의 수축작용시 상기 밸브가 직선이동방향으로 이동이 용이하게 이루어지도록 상기 밸브의 직선이동방향과 반대방향으로 상기 벨로우즈를 밀어내도록 신장되는 인밸브 스프링을 결합 구성할 수 있다.

상기 T자형 스톱퍼의 로드부에 의한 벨로우즈의 누름 압력을 미세 조정할 수 있도록 상기 T자형 스톱퍼의 머리부에는 외주면에 나사가 형성되며, 외주면에 나사를 형성한 상기 머리부는 밸브본체 내벽면과 나사결합되는 것이 바람직하다.

상기 크랭크실의 압력이 감압부의 벨로우즈에 작용하도록 T자형 스톱퍼의 로드부 중심축 방향에는 크랭크실과 감압부를 연통시키는 관통공이 형성될 수 있다.

상기 솔레노이드부는 코일이 권선되는 코일 앗세이와, 솔레노이드 온시 자기력을 이용하여 플런저를 흡입하는 고정철심인 코어와, 솔레노이드 온시 상기 코어에 흡입되고 솔레노이드 오프시 상기 코어에서 이탈하는 가동철심인 플런저와, 솔레노이드 오프시 상기 플런저를 코어에서 이탈시키는 취부장력을 발생하는 플런저 스프링과, 자기장 로드를 형성하면서 상기 코어와 플런저를 가이드하는 슬리브와, 상기 코일 앗세이를 감싸면서 솔레노이드 로드를 형성하는 케이스와, 얇은 와셔 형상으로서 상기 케이스와 플런저의 사이에서 자기장을 형성하는 플레이트를 포함하는 비례솔레노이드밸브로서, 온(On) 동작시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매가 유입되는 것을 차단하도록 상기 밸브를 폐쇄방향으로 작동시키고, 오프(Off) 동작시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 밸브부를 개방시키도록 작동하도록 된다.

상기 플런저는 그 외측 둘레면에 냉매 유도용의 요홈부를 형성하여 상기 밸브샤프트를 타고 코어 하측으로 누설되는 냉매가 플런저 상면에 작용하지 못하도록 구성할 수 있다.

토출실이나 크랭크실 압력에 의해 밸브 진행 방향과 반대방향으로 밀리지 않도록 탄성적으로 지지하여 상기 감압부의 압력이 설정치 보다 높게 될 때, 밸브를 전진시켜 흡입실과 크랭크실 유로를 개방하도록 밸브하우징의 바닥부와 솔레노이드부의 케이스 상면 사이에 제공되는 밸런스 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 감압실의 바닥부에는 상하 관통하는 홀이 형성되어 감압실내의 흡입압력이 상기 홀을 통해 바닥부 저면으로 유입되어 바닥부에 대하여 상방향으로 압력을 작용하여 밸브가 개방되기 위한 상방향 이동이 보다 신속하게 이루어지도록 된다.

이와 같이 본 발명에 따라, T자형 스톱퍼와 인밸브 구성에 의해 크랭크실과 흡입실 유로를 개폐하도록 된 구성으로 밸브 구성을 보다 단순화하여 부품을 감소시킬 수 있고 동작의 신뢰성 향상 및 제조비용의 저감 효과를 얻으며, 흡입실의 압력에 따라 연동되는 벨로우즈 구성으로 밸브 스트로크를 정밀하게 제어할 수 있는 효과와 함께, 밸런스 스프링의 구성으로 밸브 진행 방향과 반대방향의 힘을 탄성력으로 지지하여 솔레노이드밸브의 작은 암페아에서도 밸브를 개방되도록 하여 밸브의 감압실의 흡입 압력에 따라 밸브를 신속하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있고, 나아가서는 에어컨의 준비 작동시간(워밍업)을 단축시키는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 전원오프시 용량제어밸브의 동작상태를 보인 단면도.
도 2는 도 1의 제 1 실시예의 분리형 인밸브를 채용한 T자형 스톱퍼의 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 초기전원공급시 용량제어밸브의 동작상태를 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 전원공급시 용량제어밸브의 동작상태를 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 용량제어밸브의 전원오프시 동작상태를 보인 단면도.
도 6은 도 5의 제 2 실시예에서 채용된 T자형 스톱퍼와 일체형의 인밸브의 사시도.
도 7은 도 5에 도시된 제 2 실시예에서 T자형 스톱퍼와 인밸브가 일체로 구성되고 밸런스 스프링이 제공된 용량제어밸브의 초기전원공급시 동작상태를 보인 단면도.
도 8은 도 5에 도시된 제 2 실시예에서 용량제어밸브의 전원공급시 동작상태를 보인 단면도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 용량제어밸브의 초기전원공급시 동작상태를 보인 단면도.
도 10은 도 8의 실시예에 채용된 T자형 스톱퍼와 일체형의 인밸브의 사시도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예로 일체형 인밸브와 밸런스 스프링이 제공된 용량제어밸브의 전원공급시 동작상태를 보인 단면도.
도 12는 도 11의 제 3 실시예에서 변형예의 T자형 스톱퍼와 플런저를 채용한 구성을 보여주는 단면도.
도 13은 본 발명 제 3 실시예의 변형예에 채용한 플런저 사시도.
도 14a, 14b, 14c는 본 발명 제 3 실시예의 변형예에 채용한 T자형 스톱퍼 사시도.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

[제 1 실시예]

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가변용량 압축기의 용량제어밸브는 밸브부(10)와 감압부(20) 및 솔레노이드부(30)를 포함하며, 이는 에어컨 가동과 동시에 최대 가변 용량을 구현하여 신속한 냉방이 이루어지도록 하는 방식, 즉 에어컨 작동 초기에 워밍업 시간을 단축할 수 있는 구조로 이루어진 것이다.

이에 따라, 상기 밸브부(10)는 에어컨 작동시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로의 냉매 유입을 차단하여 컴프레셔 내부의 사판 경사각을 증가시킴으로서 실린더실의 피스톤 흡입/압축 작용으로 고온/고압의 기체 냉매를 생성한 후 이를 응축기로 보내고, 에어컨 정지시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내어 컴프레셔 내부 사판의 경사각을 최소화 함으로서 실린더실 피스톤의 흡입/압축 작용을 정지시켜 에어컨의 냉매순환을 억제시키도록, 에어컨의 크랭크실측에 연통된 통로(15)와 에어컨의 토출실측에 연통된 통로(16)가 형성되어 있는 밸브본체(11)와, 상기 밸브본체(11)에 강제 압입된 T자형 스톱퍼(40), 및 상기 T자형 스톱퍼(40)의 외측에 배치되어 상기 솔레노이드부(30)에 의해 크랭크실측의 통로(15)와 토출실측의 통로(16) 사이의 유로를 개폐시키는 밸브(12)를 포함한다.

상기 T자형 스톱퍼(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 밸브본체(11)의 크랭크실측 통로(15)에 강제 압입되며 상기 통로(15)와 연통되는 제 1 유로홀(U1)을 갖는 머리부(41), 그리고 상기 머리부(41)로부터 하방으로 연장된 로드부(42) 및 그 로드부(42)의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)(50)를 포함하여 구성된다.

도 2에 도시된 실시예의 T자형 스톱퍼(40) 머리부(41)에서 제 1 유로홀(U1)은 머리부의 외주면에 형성된 복수의 요홈 형태로 도시되어 있으나, 이같은 제 1 유로홀(U1)은 도 14a에서와 같이 원판 형태의 머리부(41) 둘레면을 따라 내측에 상하 관통하는 홀로 형성될 수도 있으며, 도 14c에서 보여주고 있듯이 머리부(41)의 외주면 일부를 면취하여서 상기 밸브본체(11)의 크랭크실측 통로(15) 내벽면과 결합될 때 벽면과의 사이에 제공되는 미결합 틈새를 통해 제 1 유로홀(U1)을 형성할 수도 있게 된다.

상기 인밸브(50)는 저면을 밀폐하여서 되는 원통형 부재로서 그 둘레면에 복수개의 제 2 유로홀(U2)을 형성한 별개의 부재가 사용될 수 있으며, 이러한 인밸브(50)는 상기 T자형 스톱퍼(40)의 로드부(42) 하단부에 조립 틈새를 유지하며 분리가능하게 끼워져 조립된다.

상기 밸브(12)의 상부는 원통형 구조로 그 내측에 T자형 스톱퍼(40)의 로드부(42)가 관통하여 배치되며, 로드부(42)의 외주면과 그 외측에 배치된 밸브(12)의 내측면 사이의 틈새로서 연통로(D)가 형성되며, 상기 연통로는 밸브(12)의 동작에 따라 개폐되는 인밸브(50)의 제 2 유로홀(U2)을 통하여 후술하는 감압부의 감압실과 밸브본체(11)의 크랭크실측 통로(15)를 연통시킨다.

상기 감압부(20)에는 상기 밸브본체(11)의 하측에 배치되고 에어컨의 흡입실측에 연통되어 흡입실 압력(Ps)이 유입되는 통로(17)가 형성되고, 내부 공간에 밸브 하우징(13)이 배치된다. 상기 감압부(20)는 흡입압력(Ps)이 유입되는 공간으로서의 감압실(21)이 형성되고, 상기 밸브 하우징(13)은 상기 통로(17)와 동일 높이로 홀이 형성되어 흡입실 압력이 감압실(21)로 유입될 수 있게 한다. 상기 감압실의 상단부는 밸브(12)의 직경이 확대된 하단부에 의해 밀폐되고, 감압실의 바닥부(18)는 캡 형상으로서 후술하는 솔레노이드 밸브 샤프트(14)의 상단과 결합된다. 상기 바닥부와 소정간격 이격된 캡(60) 사이에서 벨로우즈(22)와 상기 벨로우즈(22)의 최초 작동 상태를 설정하도록 배치된 감압 스프링(23)을 포함한다.

상기 밸브본체(11)의 통로(17)와 동일 높이 수준으로 밸브 하우징(13)에 홀이 형성됨으로써, 감압실내 압력에 신속히 응답하여 감압실의 벨로우즈(22)의 수축 동작이 신속히 이루어지도록 한다. 그리고, 상기 감압실의 바닥부(18)에는 상하 관통하는 홀(19)들이 형성됨으로써 감압실내의 흡입압력이 홀(19)을 통해 바닥부(18) 저면으로 유입되어 바닥부에 대하여 상방향으로 압력을 작용하여 밸브가 개방되기 위한 상방향 이동이 보다 신속하게 이루어지도록 한다.

상기 솔레노이드부(30)는 코일(31)이 권선되는 코일 앗세이(32)와, 솔레노이드 온시 자기력을 이용하여 플런저(34)를 흡입하는 고정철심인 코어(33)와, 솔레노이드 온시 상기 코어(33)에 흡입되고 솔레노이드 오프시 상기 코어(33)에서 이탈하는 가동철심인 플런저(34)와, 솔레노이드 오프시 상기 플런저(34)를 코어(33)에서 이탈시키는 취부장력을 발생하는 플런저 스프링(35)과, 자기장로드를 형성하면서 상기 코어(33)와 플런저(34)를 가이드하는 슬리브(36)와, 상기 코일 앗세이(32)를 감싸면서 솔레노이드 로드를 형성하는 케이스(37)와, 얇은 와셔 형상으로서 상기 케이스(37)와 플런저(34)의 사이에서 자기장을 형성하는 플레이트(38)를 포함하는 비례솔레노이드밸브로 구성됨으로써, 온(On) 동작시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매가 유입되는 것을 차단하도록 상기 밸브부(10)를 폐쇄방향으로 작동시키고, 오프(Off) 동작시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 작동한다.

상기 솔레노이드부의 오프 동작시에는 밸브(12)가 흡입실측으로 하방으로 직선 이동하여, 상기 인밸브(5)와 상기 밸브(12)가 밀착되어 인밸브의 제 2 유로홀(U2)이 막힘에 따라 상기 머리부(41)의 제 1 유로홀(U1)과 연통로(D)의 유로가 폐쇄되고, 솔레노이드부의 온 동작시에는 상기 밸브(12)가 크랭크실측으로 상방으로 직선 이동(열림)되어, 인밸브의 제2 유로홀(U2)이 열리고 연통로(D)가 개방됨으로써 흡입실측의 통로와 연통된 감압실과 크랭크실측의 통로가 연통된다.

이때, 흡입실측 압력이 벨로우즈(22)를 수축시켜 크랭크실과 흡입실을 연결하는 제 2 유로홀(U2)이 더욱 개방됨으로써 연통로(D)를 통해 고압의 크랭크실 압력을 최대한 흡입실측으로 안내한다.

또한, 상기 흡입실측 통로의 흡입압력(Ps)이 설정압력 이상일 때, 바닥부(18)에 형성된 홀(19)을 통해 냉매가 바닥부와 상기 케이스(37) 상면 사이로 유입되어 바닥부(18)에 상방향으로 압력이 작용됨에 따라 밸브(12)를 밀어 올려 밸브가 개방됨으로써 낮은 암페어에서도 크랭크실에서 흡입실로의 통로인 상기 밸브(11)의 연통로(D)를 개방시키게 됨으로써 유로 개방이 이루어질 수 있게 된다.

상기 인밸브(50)와 그 하단에 접촉하는 벨로우즈 상단 캡(60) 사이의 감압실(21)에는 T자형 스톱퍼(40)를 지지하는 인밸브 스프링(70)이 결합되며, 상기 인밸브 스프링(70)은 벨로우즈(22)의 수축작용시 신장되면서 밸브(12)의 이동방향과 반대방향으로 상기 캡(60)과 벨로우즈(22)에 탄성력을 제공한다.

즉, 상기 밸브(12)의 하단에 구성되는 벨로우즈(22)는 흡입실 압력이 높으면 수축작용이 커지면서 T자형을 이루는 상기 스톱퍼(40) 방향으로의 스트로크를 낮춰 상기 밸브(12)의 닫힘 방향 이동이 용이하게 이루어지도록 함은 물론, 크랭크실 압력을 흡입실로 안내하는 유로(Pc→Ps)를 형성하고, 흡입실 압력이 낮으면 수축작용이 작아지면서 T자형을 이루는 스톱퍼(40) 방향으로의 스트로크를 높여 상기 밸브(12)의 열림 방향 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 인밸브 스프링(70)은 흡입실의 높은 압력으로 벨로우즈(22)의 수축작용시 상기 밸브(12)가 직선이동방향으로 이동이 용이하게 이루어지도록 상기 밸브(12)의 직선이동방향과 반대방향으로 상기 캡(60)과 벨로우즈(22)를 밀어내는 신장력을 발휘하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 용량 압축기의 용량제어밸브의 작동을 도 1, 3 및 4를 참고하여 설명하기로 한다.

우선 첨부된 도 1에 도시된 바와같이, 에어컨이 정지된 상태에서 솔레노이드부(30)는 오프 상태로서, 플런저 스프링(35)에 의해 하강된 플런저(34)에 결합된 밸브샤프트(14)와 결합된 밸브하우징(13)과 밸브(12)는 하강한 상태로 되어 토출실측 통로(16)가 개방되어 제 1 유로홀(U1)을 통하여 크랭크실측 통로(15)가 연통되어 냉매가 토출실에서 크랭크실로 유입된다.

에어컨이 가동되어 솔레노이드부(30)에 통전이 이루어지면서 온 상태로 되면, 도 3에 도시된 바와같이, 상기 솔레노이드부(30)에 포함되는 코어(33)가 자기장으로 발생한 흡입력으로 플런저(34)를 끌어당기게 되며, 이에 따라 플런저 스프링(35)은 압축되고, 상기 플런저(34)와 함께 그 플런저에 압입된 밸브부(10)의 밸브샤프트(14)가 상방향으로 이동하여 밸브하우징(13)과 밸브(12)가 상향이동하면서, 상기 밸브(12)가 밸브몸체(11)의 내벽면을 따라 슬라이드 이동이 원활하게 이루어지면서 그 밸브 선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)에 접촉하면서 닫힘상태로 전환됨에 따라 토출실측 통로(16)가 폐쇄된다.

이때, 밸브(12)가 상향 이동함에 따라 상기 T자형 스톱퍼(40)의 로드부(42)에 제공된 인밸브(50)의 제2 유로홀(52)이 개방되면서 크랭크실측 통로(15)로 부터 냉매가 제2 유로홀(U2), 연통로(D), 제 1 유로홀(U1) 및 흡입실측 통로(17)로 공급된다.

또한, 크랭크실측의 냉매가 감압실로 유입됨에 따라 벨로우즈(22)와 스프링이 압축되면서 인밸브(50)의 제 2 유로홀(U2)이 더욱 개방되어 크랭크실측 통로와 흡입실측 통로가 완전히 개방됨으로써 최대가변용량으로 냉매를 크랭크실로부터 흡입실측으로 공급하게 된다.

이와같이, 에어컨이 정지되어 밸브(12)가 오프됨에 따라 크랭크실의 압력이 흡입실로 유입되는 것이 차단된 상태에서 컴프레셔 내부의 크랭크실에 장기간 수용됨으로 인하여 크랭크실의 압력이 고압화된 기체 또는 액체 냉매가 초기 에어컨 작동시 개방되는 밸브(12)에 의해 신속하게 흡입실로 배출되고, 이에 따라 컴프레셔 더 나아가서는 에어컨의 준비 작동시간(워밍업)이 단축되면서 사판의 기울기가 커져 최대 가변 용량을 확보할 수 있게 되며, 결국 에어컨 작동과 동시에 최대 가변 용량으로 에어컨 성능을 발휘할 수 있어 신속한 냉방이 이루어질 수 있는 것이다.

이때, 상기 흡입실 압력(Ps)이 설정압력보다 낮거나, 크랭크실 압력(Pc)이 낮을 경우, 상기 밸브하우징(13)내에 구성되는 감압부(20)의 벨로우즈(22)는 감압스프링(23)의 취부장력에 의해 이완동작을 하게 되는 것이므로, 상기 형성된 유로는 좁아지게 되며, 이에 따라 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로로 통하는 통로인 연통로(D)는 좁아지게 되어, 상기 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실로 배출되지 않게 되는 것이다.

즉, 상기 벨로우즈(22)는 흡입실 압력이 낮을 때 수축작용이 작아지면서 T자형을 이루는 스톱퍼(40) 방향으로의 스트로크를 높이게 되고, 이에 따라 상기 밸브(12)의 열림 방향 이동이 용이하게 이루어지면서, 상기 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실로 배출되지 않도록 하는 것이다.

여기서, 에어컨 가동 후에 일정시간이 경과하여 실내가 시원해지게 되면, 컨트롤러의 제어에 의해 솔레노이드부(30)에 공급되었던 전류가 점차 감소되다가 차단되므로서, 용량제어밸브는 정상적인 가동상태로 전환될 수 있게 된다.

즉, 상기 솔레노이드부(30)가 오프동작시에는 첨부된 도 1에서와 같이, 자기장이 없어짐으로 코어(33)가 플런저(34)를 끌어당기는 흡입력을 잃게 되고, 이에 따라 상기 플런저(34)는 압축되어 있던 플런저 스프링(35)의 취부장력에 의해 코어(33)에서 분리된다.

그러면, 상기 플런저(34)에 압입된 밸브샤프트(14)와 이에 연결되는 밸브(12)가 연동되면서, 상기 밸브(12)는 슬라이드 이동하여 그 밸브 선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)로부터 분리되면서 열림상태로 전환된다.

이때, 닫힘상태로 전환되는 상기 밸브(12)는 연통로(D)에 형성되는 인밸브(50)의 제 2 유로홀(U2)을 차단하게 되며, 이에 따라 상기 토출실측 통로의 토출실 압력(Pd)이 크랭크실측 통로로 유입된다.

그러면, 사판의 경사각 감소가 이루어지면서 피스톤 스트로크가 감소되고, 이에 따라 컴프레셔의 압축작용은 정지됨은 물론, 상기 컴프레서에서 콘덴서로의 토출동작이 정지되는 것이다.

이 경우 상기 컴프레셔는 정상 운전상태이므로 컴프레셔 내부의 압력이 설정치보다 높지 않기 때문에, 즉 상기 컴프레셔의 내부압력은 벨로우즈(22)내에 구성되는 감압스프링(23)의 취부장력보다 작기 때문에, 상기 밸브(12)에 형성되는 연통로(D)는 T자형의 스톱퍼(40)에 구성되는 로드부(42)의 하단면에 결합되는 인밸브(50)의 제 2 유로홀(U2)은 차단되고, 이와 동시에 상기 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로로의 냉매 유입이 차단될 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예의 용량제어밸브에서 암페어에 따른 플런저 스트로크 변경과 함께 감압부내의 압력에 따라 신축되는 벨로우즈에 의해 밸브 스트로크를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

[제 2 실시예]

첨부된 도 5 내지 도 8은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하고 있으며, 본 실시예가 전술한 제 1 실시예와 다른 점은, 본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 T자형 스톱퍼(40)의 로드부(42) 하측에 인밸브(50')가 일체화된 점과, 인밸브(50')에 형성되는 제 2 유로홀(U2)은 인밸브(50')의 외주면에 상하로 연장된 홈으로서 구성되는 점과, 밸런스 스프링(80)이 밸브 하우징(13)의 바닥부(18) 저면측과 케이스(37) 상면 사이에 제공된 점에 있다. 본 실시예에서 제 1 실시예와 동일 부분에 대하여 동일 부호를 사용하였다.

본 실시예에서 T자형 스톱퍼(40)는, 도 6에 도시된 바와 같이 머리부(41)의 외주면에 복수개 형성된 제 1 유로홀(U1)을 가지고 있으며, 이같은 T자형 스톱퍼(40)에는 외주면에 상하로 연장된 복수개의 요홈부 형태의 제 2 유로홀(U2)을 가지고 있는 인밸브(50')가 로드부(52)와 별도로 제조되어 강제 끼움의 방법에 따라 일체로 결합되어 구성된다.

본 실시예에서 도 5는, 에어컨이 정지되고 솔레노이드부(30)는 오프 상태로서, 플런저 스프링(35)에 의해 하강된 플런저(34)에 결합된 밸브샤프트(14)와 결합된 밸브하우징(13)과 밸브(12)는 하강한 상태로 되어 토출실측 압력(Pd)의 냉매는 통로(16)와 T자형 스톱퍼(40)의 머리부(41)에 형성된 제 1 유로홀(U1)과 크랭크실측 통로(15)가 연통되어 냉매가 토출실에서 크랭크실로 유입된다.

본 실시예에서, 밸런스 스프링(80)은 밸브하우징(13)의 바닥부와 솔레노이드 케이스 상면 사이에 제공되어, 토출실이나 크랭크실 압력에 의해 밸브(12) 진행 방향과 반대방향으로 밸브가 밀리지 않도록 탄성적으로 지지하여 상기 감압부(20)의 압력이 설정치 보다 높게 될 때, 밸브(12)를 전진시켜 흡입실과 크랭크실 유로를 개방하도록 한다. 즉, 밸브(12)의 직선 이동방향(열림)과 반대방향으로 상기 캡(60)과 벨로우즈(22)를 밀어내는 힘을 작용하여, 토출실 압력(Pd)이나 크랭크실 압력(Pc)에 의해 밸브(12)가 직선 이동방향(열림)이나 반대방향으로 밀리지 않도록 잡아주는 작용을 하고, 감압부(20)의 흡입 압력이 설정치 보다 높을 때 수축되는 벨로우즈(22)에 대항하는 방향으로 탄성력을 작용하여 밸브(12)가 개방되도록 하여 작은 암페어에서도 밸브가 열리도록 한다.

에어컨이 가동되어 솔레노이드부(30)에 통전이 이루어지면서 온 상태로 되면, 도 7에 도시된 바와같이, 상기 솔레노이드부(30)에 포함되는 코어(33)가 자기장으로 발생한 흡입력으로 플런저(34)를 끌어당기게 되며, 이에 따라 플런저 스프링(35)은 압축되고, 상기 플런저(34)와 함께 그 플런저에 압입된 밸브부(10)의 밸브샤프트(14)가 상방향으로 이동하여 밸브하우징(13)과 밸브(12)가 상향이동하면서, 상기 밸브(12)가 밸브몸체(11)의 내벽면을 따라 슬라이드 이동이 원활하게 이루어지면서 그 밸브 선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)에 접촉하여 닫힘 상태로 전환됨에 따라 토출실측 통로(16)가 폐쇄된다.

이와 같이 밸브(12)가 상향 이동함에 따라 상기 T자형 스톱퍼(40)의 인밸브(50')의 제2 유로홀(U2)이 개방되면서 크랭크실측 통로(15)로 부터 냉매가 제2 유로홀(U2), 연통로(D), 제 1 유로홀(U1) 및 흡입실측 통로(17)로 공급된다.

도 7에서와 같이, 밸브하우징(13) 내에 구성되는 감압부(20)의 벨로우즈(22)는 상기 흡입실측 통로의 흡입실 압력(Ps)이 설정 압력보다 높은 상태 또는 크랭크축 통로의 크랭크실 압력(Pc)이 높은 상태에서 초기 전원공급으로 초기 에어컨을 동작시키고 있을 때, 상기 흡입실 압력(Ps)에 의해 수축이 이루어진다.

즉, 상기 벨로우즈(22)는 흡입실 압력이 높으면 수축작용이 커지면서 T자형을 이루는 상기 스톱퍼(40) 방향으로의 스트로크를 낮춰 상기 밸브(12)의 닫힘 방향 이동이 용이하게 이루어지도록 함은 물론, 크랭크실 압력을 흡입실로 안내하는 유로(Pc→Ps)를 형성하여 두는 것이다.

이때, 인밸브(50)와 그 하단에 접촉하는 벨로우즈 캡(60)과의 사이에 형성되는 인밸브 스프링(70)은 상기 벨로우즈(22)의 수축작용시 신장되면서 밸브(12)의 직선이동방향과 그 반대방향으로 상기 캡(60)과 벨로우즈(22)를 밀어주게 된다.

즉, 상기 인밸브 스프링(70)은 흡입실의 높은 압력으로 벨로우즈(22)의 수축작용시 상기 밸브(12)가 직선이동방향으로의 이동이 용이하게 이루어지도록 상기 밸브(12)의 직선이동방향과 반대방향으로 상기 캡(60)과 벨로우즈(22)를 밀어내는 신장력을 발휘한다.

또한, 상기 밸런스 스프링(80)은 토출실이나 크랭크실 압력에 의해 상기 밸브(12)가 진행방향과 반대방향으로 밀리지 않도록 상기 밸브(12)를 지지하며, 흡입압력(Ps)이 높아지면 벨로우즈(22)가 수축되고 인밸브 스프링이 신장되고, 전체적으로 밸브 진행방향과 반대방향의 힘이 약해져서 상기 밸브(12)는 밸런스 스프링(80)에 의해 밸브 진행발향으로 전진하게 됨으로써 밸브 선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)에 접촉하면서 2차 닫힘상태로 전환될 수 있는 것이다.

상기 밸브(12)에 형성되는 연통로(D)의 후단측이 개방되어 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로가 제 1 및 2 유로홀(U1)(U2)을 통해 하나의 유로를 형성될 때, 유로가 최대로 개방되어 크랭크실 압력(Pc)은 제 1 유로홀(U1)은 물론 연통로(D)에 마련되는 제 2 유로홀(U2)을 통해 흡입실 통로로 신속하게 배출될 수 있는 것이다.

이로써, 초기 에어컨 작동시 컴프레셔 내부의 크랭크실에 장기간 수용됨으로 인하여 고압화된 기체 또는 액체 냉매가 신속하게 배출되고, 이에 따라 컴프레셔 더 나아가서는 에어컨의 준비 작동시간(워밍업)이 단축되면서 사판의 기울기가 커져 최대 가변 용량을 확보할 수 있게 되며, 결국 에어컨 작동과 동시에 최대 가변 용량으로 에어컨 성능을 발휘할 수 있어 신속한 냉방이 이루어질 수 있는 것이다.

상기 흡입실 압력(Ps)이 설정압력보다 낮거나, 크랭크실 압력(Pc)이 낮을 경우, 상기 밸브하우징(13) 내에 구성되는 감압부(20)의 벨로우즈(22)는 감압스프링(23)의 취부장력에 의해 이완동작을 하게 되는 것이므로, 상기 형성된 유로는 좁아지게 되며, 이에 따라 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로로 통하는 통로인 연통로(D)는 좁아지게 되어, 상기 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실로 배출되지 않게 되는 것이다.

그러면, 상기 플런저(34)에 압입된 밸브샤프트(14)와 이에 연결되는 밸브(12)가 연동되면서, 상기 밸브(12)는 슬라이드 이동하여 그 밸브선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)로부터 분리되면서 열림상태로 전환된다.

이때, 닫힘상태로 전환되는 상기 밸브(12)는 연통로(D)에 형성되는 인밸브(50')의 제 2 유로홀(U2)을 차단하게 되며, 이에 따라 상기 토출실측 통로의 토출실 압력(Pd)이 크랭크실측 통로로 유입된다.

이 경우 상기 컴프레셔는 정상 운전상태이므로 컴프레셔 내부의 압력이 설정치보다 높지 않기 때문에, 즉 상기 컴프레셔의 내부압력은 벨로우즈(22)내에 구성되는 감압스프링(23)의 취부장력보다 작아서, 상기 밸브(12)에 형성되는 연통로(D)는 T자형의 스톱퍼(40)에 구성되는 로드부(42)의 하단면에 결합되는 인밸브(50')의 제 2 유로홀(U2)은 차단되고, 이와 동시에 상기 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로로의 냉매 유입이 차단될 수 있게 되는 것이다.

[제 3 실시예]

한편, 첨부된 도 9 내지 도 11은 본 발명의 제 3 실시예를 설명하고 있으며, 본 실시예가 제 2 실시예와 다른 점은, 도 10에 도시된 바와같이 인밸브 스프링을 사용하지 않으면서 T자형 스톱퍼(40)를 이루는 로드부(42)의 하부에 인밸브(50")를 로드부 보다 직경을 확대하여 일체로 구성하고, 상기 밸브(12) 내측면과 로드부(42) 외측면 사이의 일정 갭이 통로로서 형성되도록 함으로써 밸브의 이동에 따라 T자형 스톱퍼(40)의 인밸브(50")가 상기 밸브(12)의 내벽면에 밀착될 때 유로가 폐쇄되고 밀착되지 않을 때에는 유로가 개방되도록 한 것이다.

다시말해, 제 3 실시예에 따르면 상기 인밸브(50")는 T자형 스톱퍼(40)의 로드부(42) 하단에 확장된 단면을 가지며 밸브 내벽면에 밀착되도록 일체로 형성되는 것인데, 이는 상기 로드부(42)와 확장된 단면을 갖는 상기 인밸브(50")와의 경계부 단턱(S)에 의해 밸브기능을 수행하도록 구성된다.

본 발명의 제 3 실시예는 첨부된 도 9에서와 같이, 우선 흡입실측 통로의 흡입실 압력(Ps)이 설정 압력보다 높은 상태 또는 크랭크축 통로의 크랭크실 압력(Pc)이 높은 상태에서 초기 전원공급으로 초기 에어컨을 동작시킬 때, 초기 전원공급을 통해 솔레노이드부(30)에 통전이 이루어지면서, 상기 솔레노이드부(30)에 포함되는 코어(33)가 자기장으로 발생한 흡입력으로 플런저(34)를 끌어당기게 되며, 이에 따라 플런저 스프링(35)은 압축된다.

그러면, 상기 플런저(34)에 압입된 밸브부(10)의 밸브샤프트(14)와 밸브(12)가 연동하면서, 상기 밸브(12)가 밸브몸체(11)의 내벽면을 따라 슬라이드 이동이 원활하게 이루어지면서 그 밸브선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)에 접촉하면서 닫힘상태로 전환된다.

이때, 상기 밸브본체(11)에는 T자형 스톱퍼(40)에 포함되면서 제 1 유로홀(U1)을 형성한 머리부(41)가 강제 압입되어 고정되어 있고, 밸브(12)에 형성되는 연통로(D)에는 상기 머리부(41)로부터 연장되는 로드부(42)가 삽입되어 있으며, 상기 로드부(42)의 하단면에는 상기 로드부(42)의 폭보다 넓은 폭을 가지면서 유로를 형성한 인밸브(50")가 일체로 형성되어 있는 바, 상기 밸브(12)에 의해 밀폐되어 있던 상기 인밸브(50")의 유로는 상기 밸브(12)의 슬라이드 이동에 따라 개방된다.

즉, 상기 밸브(12)의 슬라이드 이동으로부터, 상기 밸브(12)와 인밸브(50")가 접촉상태에서 해제되고 상대적으로 직경이 작은 로드부와 밸브 내벽면 사이의 틈새가 개방됨으로써, 유로의 개방이 이루어지며, 이에 따라 크랭크실과 흡입실은 상기 머리부(41)에 형성되는 제 1 유로홀(U1)과 상기 개방된 유로에 의해 하나의 유로를 형성하게 된다.

상기 밸브하우징(13)내에 구성되는 감압부(20)에서 상기 흡입실측 통로의 흡입실 압력(Ps)이 설정 압력보다 높은 상태 또는 크랭크축 통로의 크랭크실 압력(Pc)이 높은 상태에서 초기 전원공급으로 초기 에어컨을 동작시키고 있을 때, 상기 흡입실 압력(Ps)에 의해 수축이 이루어진다.

즉, 상기 벨로우즈(22)는 흡입실 압력이 높으면 벨로우즈가 많이 수축되고, 수축작용이 커지면서 벨로우즈가 T자형을 이루는 상기 스톱퍼(40) 방향으로 미는 힘이 작아져 밸브(12)는 닫히는 방향으로 이동하기 용이하게 됨으로써 솔레노이드에 작은 암페어가 작용하더라도 밸런스 스프링(80)에 의해 밸브(12)가 쉽게 이동되어 그 밸브선단이 밸브몸체(11)의 밸브시트(11a)에 접촉하면서 닫힘상태로 전환될 수 있는 것이다.

그러면, 상기 밸브(12)에 형성되는 연통로(D)의 후단측이 개방되어 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로가 유로홀(U1)을 통해 하나의 유로가 형성될 때, 상기 하나의 유로는 상기 벨로우즈(22)의 수축으로부터 더욱 커지게 되고, 이에따라 크랭크실 압력(Pc)은 제 1 유로홀(U1)은 물론 연통로(D)에 마련되는 유로를 통해 흡입실 통로로 최대한 배출될 수 있는 것이다.

이때, 첨부된 도 11에서와 같이, 상기 흡입실 압력(Ps)이 설정압력보다 낮거나, 크랭크실 압력(Pc)이 낮을 경우, 상기 밸브하우징(13)내에 구성되는 감압부(20)의 벨로우즈(22)는 감압스프링(23)의 취부장력에 의해 이완동작을 하게 되는 것이므로, 상기 형성된 유로는 좁아지게 되며, 이에따라 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로로 통하는 통로인 연통로(D)는 좁아지게 되어, 상기 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실로 배출되지 않게 되는 것이다.

즉, 상기 벨로우즈(22)는 흡입실 압력이 낮을 때 수축작용이 작아지면서 T자형을 이루는 스톱퍼(40) 방향으로의 스트로크(저항력)를 높이게 되고, 이에따라 상기 밸브(12)의 열림 방향 이동이 용이하게 이루어지면서, 상기 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실로 배출되지 않도록 하는 것이다.

즉, 상기 솔레노이드부(30)가 오프동작시에는 자기장이 없어짐으로 코어(33)가 플런저(34)를 끌어당기는 흡입력을 잃게 되고, 이에 따라 상기 플런저(34)는 압축되어 있던 플런저 스프링(35)의 취부장력에 의해 코어(33)에서 분리된다.

이때, 닫힘상태로 전환되는 상기 밸브(12)는 연통로(D)에 형성되는 인밸브(50")의 유로를 차단하게 되며, 이에 따라 상기 토출실측 통로의 토출실 압력(Pd)이 크랭크실측 통로로 유입된다.

이 경우 상기 컴프레셔는 정상 운전상태이므로 컴프레셔 내부의 압력이 설정치보다 높지 않기 때문에, 즉 상기 컴프레셔의 내부압력은 벨로우즈(22)내에 구성되는 감압스프링(23)의 취부장력보다 작기 때문에, 상기 밸브(12)에 형성되는 연통로(D)는 T자형의 스톱퍼(40)에 구성되는 로드부(42)의 하단면에 결합되는 인밸브(50")의 유로가 차단되고, 이와 동시에 상기 크랭크실측 통로에서 흡입실측 통로로의 냉매 유입이 차단될 수 있게 되는 것이다.

즉, T자형 스톱퍼(40)의 로드부(42)에, 상기 로드부(42)의 폭보다 넓은 폭을 가지는 인밸브(50")를 일체형으로 형성한 본 발명의 제 3 실시예는 본 발명의 제 1 내지 제 2 실시예에서와 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 것이며, 이에 따라 그 설명에 있어 첨부된 도 1 내지 도 8에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로서 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따라, T자형 스톱퍼와 그 로드부에 제공되는 인밸브의 구성에 의해 밸브의 구조가 매우 단순화되고 제조비용을 저감시킬 수 있으며 작동이 신속하고 신뢰성이 향상된다. 또한, 본 발명에 따라, 벨로우즈가 감압실내의 압력에 따라 수측, 이완하면서 밸브 스트로크를 미세하게 조정할 수 있게 되어 흡입실과 크랭크실의 유로를 개방하는 방향으로의 밸브 개방이 용이하게 되도록 하고, 밸런스 스프링에 의해 토출실이나 크랭크실의 압력에 의해 밸브 진행방향과 반대방향으로 밀리지 않도록 잡아주고 흡입 압력이 설정치 보다 높게 될 때 벨로우즈와 연동하여 솔레노이드에 작용하는 작은 암페어에서도 밸브를 개방하여 밸브를 정밀하고 신속하게 제어할 수 있게 한다.

도 12는 도 11에 도시된 실시예에서, T자형 스톱퍼와 플런저의 변형예를 도시하고 있다.

본 변형예에서 머리부의 외주면에는 나사(26)가 형성되어 밸브본체(11)의 내부면서 나사결합될 수 있으며, 이로써 마지막으로 조립되는 T스톱퍼 상단 높이를 나사 조정함으로써 벨로우즈의 용량에 따라 T자형 스톱퍼의 상단 높이를 조정하여 벨로우즈에 대한 누름 압력을 미세하게 조절할 수 있으므로 요구되는 설계 특성에 맞추기 용이하다.

상기 T자형 스톱퍼에는 머리부와 로드부(42)의 중심축 방향으로 관통공(43)을 형성하여 크랭크실의 고압상태의 냉매가 감압실로 직접 유입되게 하여 벨로우즈 수축을 촉진시켜 솔레노이드 온시에 저암페어에서도 신속하게 밸브가 개방될 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 솔레노이드밸브의 플런저(34)에서 밸브샤프트(14)의 외주면을 타고 누설된 냉매가 플런저 상면과 코어 사이에서 갇혀 있게 되면 플런저가 충분하게 상하 동작을 할 수 없게 되므로, 이를 방지하기 위해 플런저 외주면에는 도 13에 도시된 바와같이 상하 방향으로 요홈부(39)를 형성하여 누설된 냉매가 플런저 상면에서 원활하게 배출될 수 있게 됨으로써 플런저의 상하 작동을 원활하게 하는 것이 바람직하다.

상기한 변형예의 T자형 스톱퍼 머리부 외주면의 나사(26)와, 머리부와 로드부(42)의 관통공(43)의 구성과, 플런저의 외주면에 형성된 누설 냉매 유도용 요홈부(39)의 구성들은 필요에 따라 전술한 실시예들에 선택적으로 적용될 수 있다.

상기한 실시예들과 및 변형예에서 밸런스 스프링 구성에 의해 저암페아에서 밸런스 스프링의 수축시의 탄성력으로 밸브의 전진 이동시 밸브의 이동을 원활하게 한다.

또한, 상기 밸브본체의 통로(17)와 동일 높이 수준으로 밸브 하우징(13)에 홀을 형성하여 흡입실의 압력에 신속히 응답하여 감압실의 벨로우즈(22)의 수축 동작이 신속히 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

도 14a 내지 도 14c는 도 10에 도시된 T자형 스톱퍼(40)의 변형예들을 보여주는 사시도로서, 도 14a는 유로홀(U1)이 원판 형태의 머리부(41) 둘레면을 따라 내측에 상하 관통하는 홀의 형태로 형성하는 동시에 로드부(42) 중심축 위치에는 길이방향의 관통공(43)이 형성된 실시예를 도시하고 있고, 도 14b은 유로홀(U1)이 외측에 나사를 가공하여서 되는 원판 형태의 머리부(41) 둘레면을 따라 외주면에 요홈 형태로 형성되어 있고 로드부(42) 중심축에는 다시 길이방향의 관통공(43)이 형성된 실시예를 도시하고 있으며, 도 14c은 둘레면에 나사를 가공하여서 되는 머리부(41)의 외주면 일부를 면취하여서 머리부(41)가 상기 밸브본체(11)의 크랭크실측 통로(15) 내벽면과 결합될 때 벽면과의 사이에 제공되는 미결합 틈새를 통해 제 1 유로홀(U1)을 형성하고 로드부(42) 중심축에 길이방향의 관통공(43)을 형성하야서 되는 변형된 실시예를 각각 도시하고 있는 것이다.

상기한 변형예들에서와 같이 상기 T자형 스톱퍼(40)의 머리부(41)에 형성되는 유로홀(U1)은 머리부의 외주면에 요홈 형태로 형성되거나 관통홀로서 형성될 수 있으며, 여기에 선택적으로 머리부에서 로드부(42)를 관통하는 관통공(43)을 형성하여 크랭크실의 압력이 밸브내의 감압실로 유입되어 벨로우즈(22)가 고압의 크랭크실 압력에 신속히 응답하여 수축됨으로써 솔레노이드 온시에 저암페어에서도 신속하게 밸브가 개방될 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 가변 용량 압축기의 용량제어밸브에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

본 발명은 에어컨등에 사용되는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에서 압축기의 동작을 신속하고 신뢰성 있도록 개선하도록 이용될 수 있다.

10; 밸브부 11; 밸브본체
11a; 밸브시트 12; 밸브
13; 밸브하우징 14; 밸브샤프트
20; 감압부 21; 감압실
22; 벨로우즈 23; 감압스프링
30; 솔레노이드부 31; 코일
32; 코일 앗세이 33; 코어
34; 플런저 35; 플런저 스프링
36; 슬리브 37; 케이스
38; 플레이트 40; T자형 스톱퍼
41; 머리부 42; 로드부
50,50',50"; 인밸브 60; 캡
70; 인밸브 스프링 80; 밸런스 스프링
D; 연통로 U1,U2; 제 1,2 유로홀

Claims

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가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,
상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,
밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하며,
상기 인밸브에 제 1 유로홀과 흡입실을 연통시키는 제 2 유로홀(U2)이 형성되고, 상기 밸브가 흡입실측으로 하방으로 직선 이동시에 상기 밸브가 밀착되어 인밸브의 제 2 유로홀(U2)이 막힘에 따라 상기 머리부의 제 1 유로홀(U1)과 밸브와 T자형 스톱퍼의 로드부 사이의 틈새 및 제 2 유로홀(U2)로 이루어지는 연통로(D)가 폐쇄되고, 상기 밸브(12)가 크랭크실측으로 직선 이동시에는 인밸브의 제2 유로홀(U2)이 열려 연통로(D)가 개방되도록 구성된 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
제 2 항에 있어서,
상기 인밸브는 저면을 밀폐하여서 되는 원통형 부재의 둘레면에 복수개의 통공으로 제 2 유로홀을 형성하며, 개방된 상면을 통해 상기 스톱퍼의 로드부 하단부와 조립 틈새를 유지한 체 분리가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,
상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,
밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하며,
상기 인밸브는 T자형 스톱퍼의 로드부 하단에 확장된 단면을 가지며 밸브 내벽면에 밀착되도록 일체로 형성되어, 상기 로드부와 확장된 단면을 갖는 상기 인밸브와의 경계부 단턱(S)에 의해 밸브기능을 수행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,
상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,
밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하며,
상기 인밸브와 그 하단에 접촉하는 벨로우즈 상단 캡 사이에는 인밸브 스프링을 결합 구성하는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,
상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,
밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하며,
상기 T자형 스톱퍼의 로드부에 의한 벨로우즈의 누름 압력을 미세 조정할 수 있도록 상기 T자형 스톱퍼의 머리부에는 외주면에 나사가 형성되며, 외주면에 나사를 형성한 상기 머리부는 밸브본체 내벽면과 나사결합된 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,
상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,
밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하며,
상기 크랭크실의 압력이 감압부의 벨로우즈에 작용하도록 T자형 스톱퍼의 로드부 중심축 방향에는 크랭크실과 감압부를 연통시키는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
가변용량압축기의 크랭크실측과 흡입실측 통로를 연결하는 연통로를 형성하면서 밸브본체를 상부가 관통하도록 배치된 밸브와 밸브하우징 및 밸브샤프트를 포함하는 밸브부; 흡입 압력이 유입하는 공간으로 감압실과 벨로우즈, 상기 벨로우즈의 최초 작동상태를 설정하는 감압스프링을 포함하는 감압부; 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매유입을 차단하도록 온동작하여 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 토출실측에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프동작하여 밸브를 개방방향으로 작동시키는 솔레노이드부를 구비하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브에 있어서,
상기 밸브본체에는 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성된 머리부가 고정되고, 상기 머리부로부터 연장된 로드부가 밸브의 원통형의 상부 내측에 배치되어 로드부의 외주면과 밸브 상부의 내측면 사이의 틈새로서 흡입실측에 연통되는 연통로(D)를 형성하도록 된 T자형 스톱퍼와,
밸브의 이동에 따라 크랭크실과 흡입실측 통로를 연통시키는 연통로(D)를 개폐하도록 상기 로드부의 하부에 제공된 인밸브(in-valve)를 포함하며,
상기 솔레노이드부는 코일이 권선되는 코일 앗세이와, 솔레노이드 온시 자기력을 이용하여 플런저를 흡입하는 고정철심인 코어와, 솔레노이드 온시 상기 코어에 흡입되고 솔레노이드 오프시 상기 코어에서 이탈하는 가동철심인 플런저와, 솔레노이드 오프시 상기 플런저를 코어에서 이탈시키는 취부장력을 발생하는 플런저 스프링과, 자기장 로드를 형성하면서 상기 코어와 플런저를 가이드하는 슬리브와, 상기 코일 앗세이를 감싸면서 솔레노이드 로드를 형성하는 케이스와, 얇은 와셔 형상으로서 상기 케이스와 플런저의 사이에서 자기장을 형성하는 플레이트를 포함하는 비례솔레노이드밸브로서, 온(On) 동작시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매가 유입되는 것을 차단하도록 상기 밸브부를 폐쇄방향으로 작동시키고, 오프(Off) 동작시 토출실측 통로에서 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 밸브부를 개방시키도록 작동하도록 된 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
제 8 항에 있어서,
상기 플런저는 그 외측 둘레면에 냉매 유도용의 요홈부를 형성하여 상기 밸브샤프트를 타고 코어 하측으로 누설되는 냉매가 플런저 상면에 작용하지 못하도록 구성함을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
토출실이나 크랭크실 압력에 의해 밸브 진행 방향과 반대방향으로 밀리지 않도록 탄성적으로 지지하여 상기 감압부의 압력이 설정치 보다 높게 될 때, 밸브를 전진시켜 흡입실과 크랭크실 유로를 개방하도록 밸브하우징의 바닥부와 솔레노이드부의 케이스 상면 사이에 제공되는 밸런스 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.
제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감압실의 바닥부에는 상하 관통하는 홀이 형성되어 감압실내의 흡입압력이 상기 홀을 통해 바닥부 저면으로 유입되어 바닥부에 대하여 상방향으로 압력을 작용하여 밸브가 개방되기 위한 상방향 이동이 보다 신속하게 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기의 용량제어밸브.