KR101796038B1

KR101796038B1 - 가변 용량 압축기용 전자제어밸브

Info

Publication number: KR101796038B1
Application number: KR1020160014690A
Authority: KR
Inventors: 이창훈; 노의동; 이기룡; 유병철
Original assignee: 주식회사 유니크
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2017-11-10
Also published as: KR20170094023A

Abstract

본 발명은 솔레노이드로 인가되는 전류의 크기에 따라 밸브의 제어압을 조절할 수 있으며, 솔레노이드의 작동성과 밸브의 응답성을 향상시킬 수 있는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브에 관한 것으로, 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 작동하여 냉매의 흐름을 제어하는 밸브를 포함한다. 상기 밸브는, 냉매의 출입과 이송을 위한 포트와 유로가 형성된 홀더와, 상기 홀더의 내부에 이동 가능하게 설치되어 냉매의 출입을 단속하며 냉매의 압력을 제어하는 스풀과, 상기 스풀에 접촉되는 밸브시트를 포함한다. 상기 솔레노이드는, 상기 홀더의 하단에 결합된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 하단에 결합된 코어와, 전원 인가 시 상기 밸브시트에 접촉되는 플런저를 포함한다. 상기 케이스의 상단 내부에는 상기 밸브시트와 상기 제1플런저가 설치되는 제1작동공간이 형성되고, 상기 보빈의 내부에는 상기 제2플런저가 설치되는 제2작동공간이 형성된다. 상기 제1작동공간과 상기 제2작동공간 사이에 다이어프램이 마련되되, 상기 다이어프램의 내주연은 상기 제1플런저와 상기 제2플런저 사이에 고정되고, 상기 다이어프램의 외주연은 상기 케이스의 내벽에 고정된다.

Description

가변 용량 압축기용 전자제어밸브{ELECTROMAGNETIC CONTROL VALVE FOR VARIABLE VOLUME COMPRESSOR}

본 발명은 차량의 공조장치 중 가변 용량 압축기에 사용되는 전자제어밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 솔레노이드로 인가되는 전류의 크기에 따라 밸브의 제어압을 조절할 수 있으며, 솔레노이드의 작동성과 밸브의 응답성을 향상시킬 수 있는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 냉동 사이클을 흐르는 냉매를 압축하여 고온 고압의 가스 냉매로 하여 토출하는 압축기, 가스 냉매를 응축하는 응축기, 응축된 액상 냉매를 단열 팽창시키는 것에 의해 저온 저압의 냉매로 하는 팽창 장치, 냉매를 증발시키는 것에 의해 차량 실내 공기와의 열교환을 진행하는 증발기를 포함한다. 이때, 증발기에서 증발된 냉매는, 다시 압축기에 되돌려져 냉동 사이클을 순환한다.

이러한 압축기로서는, 엔진의 회전수에 상관없이 일정한 냉방 능력이 유지되도록, 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기가 사용되고 있다. 가변 용량 압축기는, 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되고, 요동판의 각도를 변화시켜 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해 냉매의 토출량을 조정한다. 요동판의 각도는, 밀폐된 크랭크실 내에 토출 냉매의 일부를 도입하고, 피스톤의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시키는 것에 의해 연속적으로 바꿀 수 있다. 크랭크실 내의 압력(이하, ‘크랭크 압력’이라 함, Pc)은, 압축기의 토출실과 크랭크실 사이에 마련된 가변 용량 압축기용 제어 밸브(이하, ‘제어 밸브’라 함)에 의해 제어된다.

대한민국공개특허 제2010-0040158호(2010.04.19.)에는 용량 가변형 압축기의 용량제어밸브가 게재되어 있다. 상기 용량제어밸브는, 토출실 연결공간과 크랭크실 연결공간을 구비하는 밸브하우징, 전자 솔레노이드, 상기 전자 솔레노이드에 의해 상기 밸브하우징의 내부에서 왕복운동을 하는 밸브체를 포함한다. 이때, 밸브체는 턱부를 중심으로 전자 솔레노이드 측에 소경부가 형성되고 밸브 측에 대경부가 형성된 구조로, 토출실 연결공간과 크랭크실 연결공간 사이를 연결하는 제1안내공을 개방 또는 폐쇄한다.

그런데 종래의 용량제어밸브는 전원의 인가 여부에 따라 밸브체가 왕복운동을 하며 제1안내공을 개방 또는 폐쇄하는 구조로, 전자 솔레노이드로 인가되는 전류의 크기를 조절한다고 하더라도 밸브체의 이동을 미세하게 제어할 수 없는 문제가 있었다. 따라서 제1안내공을 통해 배출되는 제어압의 조절이 용이하지 못하고, 이로 인해 용량 가변형 압축기를 이용한 냉방 효율의 상승이 미미하였다

또한, 밸브 측과 전자 솔레노이드 측이 서로 연통되는 구조로 이루어져 밸브를 통해 흡입/배출되는 냉매의 일부가 전자 솔레노이드 측으로 유입될 수 있으며, 이럴 경우 솔레노이드의 작동성과 밸브의 응답성을 저하시켜 용량 가변형 압축기의 성능을 떨어뜨리게 된다.

대한민국공개특허 제2010-0040158호(2010.04.19.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 솔레노이드로 인가되는 전류의 크기에 따라 밸브의 제어압을 조절할 수 있으며, 솔레노이드의 작동성과 밸브의 응답성을 향상시킬 수 있는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 가변 용량 압축기용 전자제어밸브는, 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 작동하여 냉매의 흐름을 제어하는 밸브를 포함한다.

상기 밸브는, 냉매의 출입과 이송을 위한 포트와 유로가 형성된 홀더와, 상기 홀더의 내부에 이동 가능하게 설치되어 냉매의 출입을 단속하며 냉매의 압력을 제어하는 스풀과, 상기 스풀에 접촉되는 밸브시트를 포함한다.

상기 솔레노이드는, 상기 홀더의 하단에 결합된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 하단에 결합된 코어와, 전원 인가 시 상기 밸브시트에 접촉되는 플런저를 포함한다.

상기 플런저는, 상기 밸브시트에 접촉되는 제1플런저와, 상기 제1플런저의 하부에 결합된 제2플런저로 구성된다. 상기 제1플런저는 상기 밸브시트에 접촉되는 판형이고, 상기 제1플런저의 하면에는 상기 다이어프램을 관통하는 압입돌기가 돌출되며, 상기 제2플런저의 상면에는 상기 압입돌기가 삽입되는 압입홈이 형성된다. 이때, 상기 압입돌기는 상기 제1플런저와 상기 제2플런저 사이가 이격되도록 다단으로 형성된다.

상기 케이스의 상단 내부에는 상기 밸브시트와 상기 제1플런저가 설치되는 제1작동공간이 형성되고, 상기 보빈의 내부에는 상기 제2플런저가 설치되는 제2작동공간이 형성된다.

상기 제1작동공간과 상기 제2작동공간 사이에 다이어프램이 마련되되, 상기 다이어프램의 내주연은 상기 제1플런저와 상기 제2플런저 사이에 고정되고, 상기 다이어프램의 외주연은 상기 케이스의 내벽에 고정된다.

상기 다이어프램은, 관통공이 중앙에 형성된 환형의 시트와, 상기 시트의 내주연에 형성된 제1밀봉돌기와, 상기 시트의 외주연에 형성된 제2밀봉돌기로 이루어진다. 이때, 상기 다이어프램은 탄성고무 재질이고, 상기 제1 및 제2밀봉돌기의 두께가 상기 시트의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1플런저의 하면과 상기 제2플런저의 상면 중 적어도 하나에는 상기 제1밀봉돌기가 삽입되는 제1고정홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1작동공간의 하부에는 상기 제2밀봉돌기가 삽입되는 제2고정홈이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 솔레노이드로 인가되는 전류의 크기에 따라 스풀의 하강 거리를 제어하여 냉매의 출입을 단속하거나 냉매의 압력을 제어한다. 따라서 제어포트를 통해 배출되는 냉매의 압력(및 유량)을 필요에 따라 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 밸브와 솔레노이드 사이에 다이어프램을 추가하여 밸브에 공급된 냉매가 솔레노이드로 누출되는 것을 방지함으로써 냉매의 유량 및 압력을 더욱 미세하게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 다이어프램을 탄성고무 재질로 제작하여 플런저의 잦은 이동에 따른 변형에도 쉽게 찢어지거나 파손될 우려가 없으며, 내주연과 외주연에 마련된 제1 및 제2밀봉돌기가 시트보다 더 두껍게 형성되어 밸브와 솔레노이드 사이를 완벽하게 밀봉할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브의 사시도.
도 2와 도 3은 도 1의 A-A 단면도와, B-B 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브 중 일부를 확대한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브 중 스토퍼를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브 중 다이어프램의 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브의 변형례를 도시한 도면.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브의 작동상태도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 압축기용 전자제어밸브(이하 ‘전자제어밸브’라고 함)는, 냉매의 흐름을 제어하는 밸브(100)와, 밸브(100)를 작동시키는 솔레노이드(200)로 이루어진다.

밸브(100)는 냉매의 출입과 이송을 위한 포트(122~126)와 유로(142,144)가 형성된 홀더(110)를 포함한다. 홀더(110)는 상하로 연장된 중공의 관(pipe) 형상이며, 하부로 갈수록 외경이 커지는 다단으로 형성된다.

홀더(110)의 중단 외주면에는 가변 용량 압축기(이하 ‘압축기’라고 함, 미도시)의 토출실(미도시)에서 이송된 냉매가 공급되는 공급포트(122)가 형성된다. 홀더(110)의 하단 외주면에는 밸브(100) 내의 냉매를 압축기의 흡입실(미도시)로 배출하는 배출포트(124)가 형성된다. 이때, 홀더(110)의 중단 내부에는 공급로(128)가 형성되어 복수의 공급포트(122)를 연결한다.

홀더(110)의 상부 내측에는 후술할 제어포트(126)와 연결된 제1챔버(132)가 형성되고, 하부 내측에는 배출포트(124)와 연결된 제2챔버(134)가 형성된다. 제1챔버(132)와 제2챔버(134) 사이에는 제1유로(142)가 형성되고, 제1유로(142)는 공급로(128)를 통해 복수의 공급포트(122)와 연결된다.

제1유로(142)에는 스풀(150)이 설치된다. 스풀(150)은 제1유로(142)를 따라 연장된 관 형상이며, 스풀(150)의 내부에는 제1챔버(132)와 제2챔버(134)를 연결하는 제2유로(144)가 형성된다. 즉, 스풀(150)의 상단은 제1챔버(132) 상에 위치되고 하단은 제2챔버(134) 상에 위치되어 제1챔버(132)와 제2챔버(134)를 연결한다.

스풀(150)의 상단 외주면에는 제1유로(142)를 개폐하는 플랜지(152)가 형성된다. 플랜지(152)는 스풀(150)의 이동 시 제1유로(142)의 상단에 접촉되거나 이격되어 공급로(128)와 제1유로(142) 사이를 차단하거나 연결한다.

제1챔버(132)는 상향으로 개방된 홈 형상이고, 제2챔버(134)는 하향으로 개방된 홈 형상이다. 제1챔버(132)에는 스풀(150)을 하향으로 탄성 지지하는 스프링(S3)이 설치된다. 제1챔버(132)의 개방된 상부에는 컵(cup) 형상의 캡(160)이 결합되며, 캡(160)의 상면에는 연결공(162)이 형성된다. 캡(160)의 상부에는 컵 형상의 헤드(170)가 결합되고, 헤드(170)의 외주면에 제어포트(126)가 형성된다.

상술한 구성에 따르면, 스풀(150)이 상승하여 공급로(128)와 제1유로(142)가 연결될 경우 공급포트(122)를 통해 유입된 냉매는 제1유로(142), 제1챔버(132), 연결공(162)을 거쳐 제어포트(126)로 배출된 후 압축기(미도시)의 크랭크실로 이송된다. 이때, 제어포트(126)로 배출되는 냉매의 압력(및 유량)은 스풀(150)의 이동 거리에 따라 조절되며, 스풀(150)의 이동 거리는 솔레노이드(200)의 작동에 의해 제어된다.

제2챔버(134)는 하향으로 개방된 홈 형상이며, 후술할 케이스(210)의 제1작동공간(216)과 함께 소정의 공간, 즉 밸브시트(180)의 상승 및 하강을 위한 공간을 형성한다. 제2챔버(134)는 제2유로(144)를 통해 제1챔버(132)와 연결되고, 배출포트(124)를 통해 압축기의 흡입실(미도시)과 연결된다. 제2챔버(134)에 설치된 밸브시트(180)는 전원의 인가 여부에 따라 상승 또는 하강하며 제2유로(144)를 폐쇄 또는 개방한다.

제2챔버(134)의 상면에는 밸브시트(180)의 상승을 제한하는 돌기(136)가 형성되고, 돌기(136)의 하면에는 밸브시트(180)의 안착부(182)가 삽입되는 안착홈(138)이 형성된다. 이때, 안착홈(138)의 내주면은 경사지게 형성되되 안착부(182)의 외주면과 서로 다른 각도로 형성되어, 안착부(182)와 안착홈(138)이 선 접촉을 하도록 한다.

밸브시트(180)는, 소정의 두께를 가진 판형의 안착부(182)와, 안착부(182)의 하부에 형성된 몸체(188)로 이루어진다. 안착부(182)의 상면에는 스풀(150)의 하단이 삽입되는 삽입홈(184)이 형성되고, 삽입홈(184)의 바닥에는 배출공(186)이 형성된다. 몸체(188)는 소경부(188a)와 대경부(188b)로 이루어진 다단의 원주 형상으로 형성되는데, 이는 냉매가 배출공(186)을 통해 배출되는 과정에서 몸체(188)에 의한 간섭이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

한편, 홀더(110)의 외주면에는 제2필터(192)가 설치되고, 헤드(170)의 외주면에는 제2필터(194)가 설치된다. 제1필터(192)는 공급포트(122)를 통해 냉매가 공급되는 과정에서 이물질이 전자제어밸브(1)의 내부로 유입되는 것을 방지한다. 제2필터(194)는 제어포트(126)를 통해 냉매가 출입되는 과정에서 이물질이 전자제어밸브(1)의 내부로 유입되는 것을 방지한다. 이때, 제1필터(192)와 제2필터(194)는 홀더(110)와 헤드(190)의 외주면을 각각 감싸는 환형의 필터이다.

솔레노이드(200)는 홀더(110)의 하단에 결합된 케이스(210)를 포함한다. 케이스(210)는 상하로 연장된 중공의 관 형상이며, 상부로 갈수록 직경이 작아지는 다단으로 형성된다.

케이스(210)는, 후술할 하우징(220)을 감싸는 몸체부(212)와, 몸체부(212)의 상부로 돌출된 결합부(214)로 이루어진다. 결합부(214)는 몸체부(212)보다 작은 직경을 가진 다단으로 형성되고, 밸브(100)와의 결합 시 홀더(110)의 하단에 형성된 제2챔버(134)에 삽입된다.

결합부(214)의 내부에는 제1작동공간(216)이 마련된다. 제1작동공간(216)은, 상부에 위치된 상부공간(216a)과, 하부에 위치된 하부공간(216b)으로 이루어진다. 상부공간(216a)에는 밸브시트(180)와 밸브시트(180)를 상향으로 탄성 지지하는 스프링(S1)이 설치되고, 하부공간(216b)에는 후술할 제1플런저(260a)의 상승을 제한하는 스토퍼(220)가 마련된다. 이때, 상부공간(216a)과 하부공간(216b) 사이에는 스프링(S1)을 지지함과 동시에 스토퍼(220)의 설치를 위한 걸림턱(216c)이 형성된다.

도 4와 도 5를 참조하면, 스토퍼(220)는 중앙에 통공(222,224)이 형성된 링 형상이다. 통공(222,224)은, 밸브시트(180)의 하단이 삽입되는 제1통공(222)과, 제1플런저(260a)의 상단이 삽입되는 제2통공(224)으로 이루어진다. 이때, 밸브시트(180)의 외경(즉, 제1통공(222)에 삽입되는 밸브시트(180)의 하단의 외경)은 제1통공(222)의 내경과 같거나 작게 형성되는데, 이는 제1통공(222)의 내벽이 밸브시트(180)의 측면을 지지하여 밸브시트(180)가 편심되는 것을 방지하기 위함이다.

상술한 제1통공(222)의 내벽에는 복수의 통기공(226)이 방사상으로 배치된다. 통기공(226)은 스토퍼(220)의 상부와 하부를 연결하여 냉매가 제1플런저(260a) 측까지 유입되도록 한다. 즉, 제2유로(144)에서 배출된 냉매는 배출공(186)과 통기공(226)을 거쳐 제1플런저(260a)가 설치된 제2통공(224)의 내부까지 유입된다. 유입된 냉매는 제1플런저(260a)를 가압하여 플런저(260)가 원활하게 하강할 수 있도록 한다.

여기서, 제1통공(222)은 제2통공(224)보다 작은 직경으로 형성된다. 따라서 제1통공(222)과 제2통공(224) 사이에는 걸림턱(228)이 형성되고, 제1플런저(260a)가 걸림턱(228)에 밀착될 경우 상승이 제한된다.

케이스(210)의 내부에는 하우징(230)이 설치된다. 하우징(230)은 후술할 보빈(240)을 감싸는 원통 형상이며, 그 하단은 케이스(210)의 외부로 돌출된다. 케이스(210)의 외부로 돌출된 하단에는 전원 공급을 위한 커넥터(232)가 마련된다.

하우징(230)의 내부에는 보빈(242)이 설치되고, 보빈(242)의 외주면에는 코일(244)이 감긴다. 코일(244)은 전원이 인가될 경우 보빈(242)의 주위에 자기장을 발생시키는 도선으로, 보빈(242)의 외주면에 촘촘하고 균일하게 감겨 원통 형상을 이룬다. 전원 인가 시 코일(244)에서 발생된 자기장은 코어(250)에 의해 유도되어 플런저(260)를 상승시킨다.

보빈(242)의 하부에는 코어(250)가 결합된다. 코어(250)는 가동철심인 플런저(260)를 이동시키는 고정철심이다. 좀 더 상세하게는, 코어(250)는 전원 인가 시 플런저(260)를 끌어당기는 인력(attractive force)을 발생시키는 고정철심이다. 이러한 코어(250)는 소정의 길이를 갖는 관 형상이며, 보빈(230)의 내부에 삽입되되 하단 일부가 하우징(230) 측으로 돌출된다.

보빈(242)의 상단 내부에는 제2작동공간(246)이 형성되고, 제2작동공간(246)에는 플런저(260)가 설치된다. 플런저(260)는, 스토퍼(220)의 내부에 설치되는 제1플런저(260a)와, 제2작동공간(246)에 설치되는 제2플런저(260b)로 구성되며, 제1플런저(260a)와 제2플런저(260b) 사이에는 다이어프램(270)이 마련된다.

제1플런저(260a)는 밸브시트(180)에 접촉되는 판형이고, 제2플런저(260b)는 제1플런저(260a)의 하부에 결합되는 원주 형상이다. 제1플런저(260a)의 하면에는 다이어프램(270)을 관통하는 압입돌기(262)가 돌출되며, 제2플런저(260b)의 상면에는 압입돌기(262)가 삽입되는 압입홈(264)이 형성된다. 이때, 압입돌기(262)는 제1플런저(260a)와 제2플런저(260b) 사이가 이격되도록 다단으로 형성되는데, 이는 제1플런저(260a)와 제2플런저(260b) 사이에 다이어프램(270)이 고정될 수 있도록 하기 위함이다.

다이어프램(270)은 제1작동공간(216)과 제2작동공간(246)을 구획하여 밸브(100)에 공급된 냉매가 솔레노이드(200)로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 다이어프램(270)을 이용하여 밸브(100)를 밀봉시킬 경우 냉매의 압력(및 유량)을 미세하게 조절할 수 있다.

도 6을 참조하면, 다이어프램(270)은, 관통공(272)이 중앙에 형성된 환형의 시트(274)와, 시트(274)의 내주연과 외주연에 형성된 밀봉돌기(276)로 이루어진다. 밀봉돌기(276)는, 시트(274)의 내주연에 형성된 제1밀봉돌기(276a)와, 시트(274)의 외주연에 형성된 제2밀봉돌기(276b)로 구성된다.

다이어프램(270)은 밀봉성능이 우수하고 내열성, 내한성, 내화학성을 가진 탄성고무 재질로 제작되어, 플런저(260)의 잦은 이동에 따른 변형에도 쉽게 찢어지거나 파손될 우려가 없다. 또한, 다이어프램(270)의 제1밀봉돌기(276a)와 제2밀봉돌기(276b)는 시트(274)보다 두꺼운 두께로 제작되는데, 이럴 경우 제1 및 제2밀봉돌기(276a,276a)를 통해 밸브(100)와 솔레노이드(200) 사이를 완벽하게 밀봉할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1플런저(260a)의 하면에는 제1고정홈(266)이 형성되고, 케이스(210)의 몸체부(212)의 하부(제1작동공간(216)의 하부)에는 제2고정홈(218)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1고정홈(266)에는 다이어프램(270)의 제1밀봉돌기(276a)가 삽입, 고정되며, 제2고정홈(218)에는 다이어프램(270)의 제2밀봉돌기(276b)가 삽입, 고정될 수 있다.

이와 같이, 플런저(260)와 케이스(210)에 고정홈(266,218)을 형성하고, 다이어프램(270)의 밀봉돌기(276a,276b)를 삽입, 고정할 경우 밸브(100)와 솔레노이드(200) 사이를 더욱 완벽하게 밀봉할 수 있다.

제2작동공간(246)에는 제2플런저(260b)의 이동을 안내하는 가이드(280)가 설치된다. 가이드(280)의 상단은 외측으로 벤딩되어 케이스(210)와 보빈(242) 사이에 삽입되고, 가이드(280)의 상단과 보빈(242) 사이에는 스페이서(282)가 설치된다. 스페이서(282)는 가이드(280)의 상단을 상향으로 가압하여 다이어프램(270)의 제2밀봉돌기(276b)가 몸체부(212)에 밀착되도록 한다. 가이드(280)의 하단에는 코어(250)의 상단이 삽입되며, 가이드(280)와 코어(250)는 레이저 용접 또는 코킹 처리를 통해 접합된다.

코어(250)의 내부에는 제2플런저(260b)의 위치를 조절하기 위한 조절나사(290)가 결합되고, 조절나사(290)에는 제2플런저(260b)를 상향으로 탄성 지지하는 스프링(S2)이 개재된다.

밸브시트(180)를 상향으로 탄성 지지하는 스프링(S1)을 제1스프링이라 하고, 제2플런저(260b)를 상향으로 탄성 지지하는 스프링(S2)을 제2스프링이라 하며, 스풀(150)을 하향으로 탄성 지지하는 스프링(S3)을 제3스프링이라 하겠다. 이때, 본 실시예에 따른 전자제어밸브는 NO(Normal Open) 타입의 밸브로서, 제2스프링(S2)의 탄성력(E2)이 제1스프링(S1)의 탄성력(E1)과 제3스프링(S3)의 탄성력(E3)의 합보다 커야 한다.

E2 > E1 + E3

E1 : 제1스프링(S1)의 탄성력

E2 : 제2스프링(S2)의 탄성력

E3 : 제3스프링(S3)의 탄성력

이와 같이, 제2스프링(S2)의 탄성력(E2)이 제1스프링(S1)의 탄성력(E1)과 제3스프링(S3)의 탄성력(E3)의 합보다 커야만 전원이 인가되지 않은 상태에서 제1유로(142)가 개방된 상태로 유지될 수 있다.

도 8과 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 전자제어밸브의 작동을 살펴보도록 한다.

도 8은 전자제어밸브에 전원이 인가되지 않은 상태를 도시한다. 전원이 인가되지 않으면 솔레노이드(200)가 작동하지 않으므로 플런저(260)가 제2스프링(S2)에 의해 상승하게 된다. 또한, 밸브시트(180)는 상승한 플런저(260)에 의해 스풀(150)에 밀착되고, 스풀(150)은 밸브시트(180)에 의해 상승하게 된다. 이에, 스풀(150)의 플랜지(152)가 제1유로(142)의 상단에서 이격되며 공급로(128)와 제1유로(142)를 연결한다. 따라서 공급포트(122)를 통해 공급된 냉매(Pd)는 공급로(128), 제1유로(142), 제1챔버(132), 연결공(162)을 차례로 거쳐 제어포트(126)로 배출된 후 압축기(미도시)의 크랭크실로 이송된다.

반면, 전자제어밸브에 전원이 인가되면 솔레노이드(200)가 작동하여 플런저(260)를 하향으로 이동시킨다. 그와 동시에, 제3스프링(S3)이 스풀(150)을 하향으로 이동시켜 제1유로(142)의 상단을 폐쇄한다. 이때, 밸브시트(180)는 제1스프링(S1)에 의해 상향으로 탄성 지지되므로 제2유로(144)가 폐쇄된 상태로 유지된다.

한편, 제2유로(144)가 폐쇄된 상태에서, 제어포트(126)를 통해 배출되었던 냉매(Pc)가 유입될 경우 냉매(Pc)의 압력에 의해 밸브시트(180)가 하강하며 제2유로(144)를 개방한다. 따라서 제어포트(126)로 유입된 냉매(Pc)는 연결공(162), 제1챔버(132), 제2유로(144), 제2챔버(134)를 차례로 거쳐 배출포트(124)로 배출된 후 압축기(미도시)의 흡입실로 이송된다(도 9 참조).

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 밸브 110: 홀더
150: 스풀 160: 캡
170: 헤드 180: 밸브시트
200: 솔레노이드 210: 케이스
220: 스토퍼 230: 하우징
250: 코어 260: 플런저
270: 다이어프램 280: 가이드
290: 조절나사 S3: 스프링
S2: 스프링 S1: 스프링

Claims

삭제
솔레노이드 및 상기 솔레노이드에 의해 작동하여 냉매의 흐름을 제어하는 밸브를 포함하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브에 있어서,
상기 밸브는, 냉매의 출입과 이송을 위한 포트와 유로가 형성된 홀더와, 상기 홀더의 내부에 이동 가능하게 설치되어 냉매의 출입을 단속하며 냉매의 압력을 제어하는 스풀과, 상기 스풀에 접촉되는 밸브시트를 포함하고,
상기 솔레노이드는, 상기 홀더의 하단에 결합된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치된 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 감긴 코일과, 상기 보빈의 하단에 결합된 코어와, 전원 인가 시 상기 밸브시트에 접촉되는 플런저를 포함하며,
상기 플런저는, 상기 밸브시트에 접촉되는 제1플런저와, 상기 제1플런저의 하부에 결합된 제2플런저로 구성되고,
상기 케이스의 상단 내부에는 상기 밸브시트와 상기 제1플런저가 설치되는 제1작동공간이 형성되고, 상기 보빈의 내부에는 상기 제2플런저가 설치되는 제2작동공간이 형성되며,
상기 제1작동공간과 상기 제2작동공간 사이에 다이어프램이 마련되되, 상기 다이어프램의 내주연은 상기 제1플런저와 상기 제2플런저 사이에 고정되고, 상기 다이어프램의 외주연은 상기 케이스의 내벽에 고정되며,
상기 제1플런저는 상기 밸브시트에 접촉되는 판형이고, 상기 제1플런저의 하면에는 상기 다이어프램을 관통하는 압입돌기가 돌출되며, 상기 제2플런저의 상면에는 상기 압입돌기가 삽입되는 압입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 압입돌기는 상기 제1플런저와 상기 제2플런저 사이가 이격되도록 다단으로 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 다이어프램은, 관통공이 중앙에 형성된 환형의 시트와, 상기 시트의 내주연에 형성된 제1밀봉돌기와, 상기 시트의 외주연에 형성된 제2밀봉돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 다이어프램은 탄성고무 재질이고, 상기 제1 및 제2밀봉돌기의 두께가 상기 시트의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 5에 있어서,
상기 제1플런저의 하면과 상기 제2플런저의 상면 중 적어도 하나에는 상기 제1밀봉돌기가 삽입되는 제1고정홈이 형성되고, 상기 제1작동공간의 하부에는 상기 제2밀봉돌기가 삽입되는 제2고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 상기 보빈의 둘레를 감싸는 몸체부와, 상기 몸체의 상부로 돌출되고 상기 홀더의 내부로 삽입되는 결합부로 구성되며,
상기 결합부의 내부에 상기 제1작동공간이 마련된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 7에 있어서,
상기 제1작동공간은, 상기 결합부의 상단 내부에 형성된 상부공간과, 상기 결합부의 하단 내부에 형성된 하부공간으로 이루어지고,
상기 상부공간에는 상기 밸브시트를 상향으로 탄성 지지하는 제1스프링이 설치되며, 상기 하부공간에는 상기 제1플런저의 상승을 제한하는 스토퍼가 마련된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 8에 있어서,
상기 스토퍼는 중앙에 통공이 형성된 링 형상이고, 상기 통공의 내벽에는 상기 스토퍼의 상부와 하부를 연결하는 통기공이 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 9에 있어서,
상기 제2작동공간에는 상기 제2플런저의 이동을 안내하는 가이드가 설치되고, 상기 가이드의 상단은 외측으로 벤딩되어 상기 다이어프램의 외주연을 상기 케이스에 고정시키는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 10에 있어서,
상기 가이드의 하단에는 상기 코어의 상단이 삽입되고, 상기 가이드와 상기 코어는 레이저 용접을 통해 접합된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 11에 있어서,
상기 코어의 하단 내부에는 조절나사가 결합되고, 상기 제2플런저와 상기 조절나사 사이에 제2스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브시트는, 상기 제1플런저에 접촉되는 몸체와, 상기 몸체의 상부에 형성된 판형의 안착부로 이루어지고,
상기 몸체는, 상기 안착부의 하부에 형성된 소경부와, 상기 소경부의 하부에 형성된 대경부로 이루어지며,
상기 안착부의 상면에는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈에는 상기 스풀의 하단이 삽입되며, 상기 삽입홈의 바닥에는 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 13항에 있어서,
상기 포트는, 상기 홀더의 상단에 형성된 제어포트와, 상기 홀더의 중단에 형성된 공급포트와, 상기 홀더의 하단에 형성된 배출포트로 구성되고,
상기 제어포트와 연결된 제1챔버가 상기 홀더의 상단 내측에 형성되고, 상기 배출포트와 연결된 제2챔버가 상기 홀더의 하단 내측에 형성되며,
상기 유로는, 상기 공급포트와 상기 제1챔버를 연결하는 제1유로와, 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 연결하는 제2유로로 구성되고,
상기 홀더의 내부에는 스풀이 이동 가능하게 설치되어 상기 제1유로를 개폐하고, 상기 스풀의 내부에는 상기 제2유로가 형성되며,
상기 제1챔버에는 상기 스풀의 하향으로 탄성 지지하는 제3스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 14항에 있어서,
상기 제1챔버의 상단은 개방되되 개방된 상단에는 캡이 결합되고, 상기 캡의 상면에는 연결공이 형성되며,
상기 홀더의 상부에는 컵 형상의 헤드가 결합되고, 상기 헤드의 외주면에는 상기 제어포트가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.
청구항 15항에 있어서,
상기 제어포트가 형성된 상기 헤드의 외주면에 제1필터가 설치되고, 상기 공급포트가 형성된 상기 홀더의 외주면에 제2필터가 설치되며, 상기 제1필터와 상기 제2필터는 환형의 필터인 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 전자제어밸브.