KR101955038B1 - 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

작동 유체에 포함되는 이물의 진입에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제 가능한 전기 구동 밸브를 제공한다.
일 형태에 따른 제어 밸브(101)는, 밸브 구멍(114)과 동축 형태로 연장되어 돌출하는 원통 형상의 가이드부(119)와; 밸브 구멍(114)에 접리하여 밸브부를 개폐하는 저부를 구비하는 원통 형상의 밸브체(118)와; 밸브체(118)와 가이드부(119)로 둘러싸이는 배압실(154)과; 밸브 구멍(114)과 배압실(154)을 연통시키는 리크 통로를 포함하고, 리크 통로를 통한 배압실(154)로의 작동 유체의 도입에 의해, 밸브체(118)에 작용하는 작동 유체의 압력의 적어도 일부를 캔슬하는 캔슬 구조; 를 구비한다. 밸브체(118)와 가이드부(119)의 오버랩부에는 슬라이딩부와 간극부가 형성된다. 적어도 밸브 폐쇄시에는 슬라이딩부가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성되고, 밸브 개방시에는 오버랩부에 있어서의 간극부의 비율이 슬라이딩부보다 커지도록 구성되어 있다.

Description

제어 밸브{CONTROL VALVE}

본 발명은 작동 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브에 관한 것으로서, 특히 전기적으로 밸브 개도를 조정하기 위한 액추에이터를 구비하는 제어 밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치는, 일반적으로 압축기, 응축기, 증발기 등을 냉매 순환 통로에 배치하여 구성된다. 그리고 이와 같은 냉동 사이클의 운전 상태에 따른 냉매 순환 통로의 전환이나 냉매 유량의 조정 등을 위해, 다양한 제어 밸브가 마련되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 제어 밸브로서, 냉매로부터 받는 압력에 의한 힘과 그에 대항하는 스프링의 부세력의 밸런스에 의해 밸브부가 개폐되는 기계 밸브나, 또한, 외부로부터 전기적으로 개도를 조정하기 위한 액추에이터를 구비하는 전기 구동 밸브가 적절히 사용된다.

일본 특허출원공개 H11-287354호 공보

그러나, 이와 같은 공조 장치에 전기 구동 밸브를 마련하는 경우, 그 액추에이터로서 모터나 솔레노이드 등이 사용되는데, 스페이스를 절약하거나 전력을 절약하기 위해 그 액추에이터를 콤팩트하게 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 특히 비교적 큰 개폐 구동력을 필요로 하는 대구경의 밸브부를 구비하는 전기 구동 밸브에 있어서는, 그 밸브체에 작용하는 유체 압력을 캔슬하기 위한 배압 캔슬 구조가 마련되는 경우가 있다. 이와 같은 전기 구동 밸브에 있어서는 그 배압을 유지하기 위해, 배압실을 구획하는 밸브체의 슬라이딩부의 클리어런스(clearance)를 미소하게 설정하는 경우가 많다.

하지만, 이와 같은 공조 장치에 있어서는, 압축기의 토출 냉매에 그 슬라이딩부의 마모 등에 의해 발생한 금속 가루 등의 이물이 포함되는 경우가 있다. 그리고 냉매가 냉동 사이클을 순환하는 과정에서 그 이물이 전기 구동 밸브의 슬라이딩부로 유입하여, 그의 원활한 슬라이딩을 방해할 수 있다. 즉, 전기 구동 밸브의 밸브체에는 전후 차압이 작용하기 때문에, 그 밸브체의 슬라이딩부의 입구와 출구 사이에도 압력차가 발생하고, 그 압력차에 의해 이물이 슬라이딩부에 유입한다. 이와 같이 슬리이딩부에 이물이 퇴적되면, 그 이물이 밸브체에 고착하는 등, 밸브부의 원활한 개폐에 지장을 초래할 우려가 있다. 또, 이와 같은 문제는 차량에 한정되지 않고, 전기 구동 밸브를 탑재하는 장치에 있어서는 동일하게 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은, 작동 유체에 포함되는 이물의 진입에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제 가능한 전기 구동 밸브를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따른 제어 밸브는, 작동 유체의 도입포트 및 도출포트가 마련된 몸체와; 도입포트와 도출포트를 연결하는 통로에 마련된 밸브 구멍과; 몸체 내에 마련되고, 밸브 구멍과 동축 형태로 연장되어 돌출하는 원통 형상의 가이드부와; 가이드부에 슬라이딩 가능하게 삽통되고, 축선 방향으로 변위하는 것에 의해 저부가 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 저부를 구비하는 원통 형상의 밸브체와; 몸체에 장착되고, 밸브체에 축선 방향의 구동력을 부여 가능한 액추에이터와; 밸브체와 가이드부에 둘러싸이는 배압실과, 상기 밸브 구멍과 배압실을 연통시키는 리크 통로를 포함하고, 리크 통로를 통한 배압실로의 작동 유체의 도입에 의해, 밸브체에 작용하는 작동 유체의 압력의 적어도 일부를 캔슬하는 캔슬 구조; 를 구비한다. 밸브체가 가이드부에 삽통되는 것에 의해 형성되는 오버랩부에는 슬라이딩부와 간극부가 형성되고, 적어도 밸브 폐쇄시에는 슬라이딩부가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성됨과 동시에, 그 슬라이딩부의 클리어런스의 단면이 리크 통로의 단면보다 작아지고, 밸브 개방시에는 오버랩부에 있어서의 간극부의 비율이 슬라이딩부의 비율보다 커지도록 구성되어 있다.

이 형태에 의하면, 적어도 밸브 폐쇄시에는, 밸브체와 가이드부의 오버랩부에 있어서 슬라이딩부가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성되고, 그 슬라이딩부의 클리어런스의 단면이 리크 통로의 단면보다 작아진다. 이 때문에, 배압실에 도입되는 작동 유체의 압력을 안정적으로 유지하여 캔슬 구조를 유효하게 기능시킬 수 있고, 비교적 큰 밸브부인 경우에도 작은 구동력으로 구동할 수 있다. 한편, 이와 같은 상태에서 이물이 그 슬라이딩부로 끌려왔다 해도, 밸브 개방시에는 오버랩부에 있어서의 간극부의 비율이 슬라이딩부의 비율보다 커지기 때문에, 그 간극부를 통해 이물을 배출할 수 있게 된다. 즉, 작동 유체에 포함되는 이물의 진입에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 따른 제어 밸브는, 작동 유체의 도입포트 및 도출포트가 마련된 몸체와; 도입포트와 도출포트를 연결하는 통로에 마련된 밸브 구멍과; 몸체 내에 마련된 구획부와; 구획부에 대해 상대 변위 가능하게 삽통되고, 축선 방향으로 변위하는 것에 의해 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브체와; 밸브체에 축선 방향의 구동력을 부여 가능한 액추에이터와; 밸브체와 구획부에 둘러싸이는 배압실과, 상기 밸브 구멍과 배압실을 연통시키는 리크 통로를 포함하고, 리크 통로를 통한 배압실로의 작동 유체의 도입에 의해, 밸브체에 작용하는 작동 유체의 압력의 적어도 일부를 캔슬하는 캔슬 구조; 를 구비한다. 밸브체가 구획부로 삽통되는 것에 의해 형성되는 오버랩부의 클리어런스가, 밸브부의 완전 개방시에, 밸브 폐쇄시보다 커지도록 구성되어 있다.

이 형태에 의하면, 밸브부의 완전 개방시에는 밸브체와 구획부의 오버랩부의 클리어런스가 커지기 때문에, 오버랩부에 이물이 존재해도, 그 이물을 배출하기 쉬워진다. 즉, 작동 유체에 포함되는 이물의 존재에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 형태에 따른 제어 밸브는, 작동 유체의 도입포트 및 도출포트가 마련된 몸체와; 도입포트와 도출포트를 연결하는 통로에 마련된 밸브 구멍과; 몸체 내에 마련된 구획부와; 구획부에 대해 상대 변위 가능하게 삽통되고, 밸브 구멍과는 반대측에서 구획부와의 사이에 배압실을 형성하는 한편, 축선 방향으로 변위하는 것에 의해 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브체; 를 구비한다. 밸브체가 구획부로 삽통되는 것에 의해 형성되는 오버랩부의 클리어런스가, 밸브부의 완전 개방시에, 밸브 폐쇄시보다 커지도록 구성되어 있다.

이 형태에 의하면, 밸브부의 완전 개방시에는 밸브체와 구획부의 오버랩부의 클리어런스가 커지기 때문에, 오버랩부에 이물이 존재해도, 그 이물을 배출하기 쉬워진다. 즉, 작동 유체에 포함되는 이물의 존재에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 작동 유체에 포함되는 이물의 진입에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제 가능한 전기 구동 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 3은 밸브체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 4는 밸브체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 5는 밸브체의 슬라이딩부에 있어서 이물의 배출 기능을 나타내는 설명도이다.
도 6은 제 2 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 7은 제 2 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 8은 제 3 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 9는 제 3 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 10은 제 4 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 11은 제 4 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 12는 제 5 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 13은 제 5 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 14는 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 15는 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 16은 제 6 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 17은 제 6 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 18은 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 19는 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 20은 제 7 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 21은 제 7 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 22는 제 8 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 23은 제 8 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 24는 제 8 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 25는 제 9 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 26은 제 9 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 27은 제 10 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 28은 제 10 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 29는 밸브체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 30은 밸브체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[제 1 실시형태]

본 실시형태는, 본 발명의 제어 밸브를 전기자동차의 냉난방 장치에 적용하는 전자 밸브로서 구체화한 것이다. 이 차량용 냉난방 장치는, 압축기, 실내 응축기, 실외 열교환기, 증발기 및 어큐뮬레이터를 배관으로 접속한 냉동 사이클을 구비한다. 차량용 냉난방 장치는, 작동 유체로서의 냉매가 냉동 사이클을 상태 변화하면서 순환시키는 과정에서, 그 냉매의 열을 이용하여 차량 실내의 공조를 실행하는 히트 펌프식의 냉난방 장치로서 구성되어 있다.

차량용 냉난방 장치는, 냉방운전시와 난방운전시에 따라 복수의 냉매 순환 통로를 전환하도록 운전된다. 그리고 이 냉동 사이클은, 실내 응축기와 실외 열교환기가 응축기로서 병렬로 동작 가능하게 구성되고, 또한, 증발기와 실외 열교환기가 증발기로서 병렬로 동작 가능하게 구성되어 있다. 압축기는, 하우징 내에 모터와 압축기구를 수용하는 전동 압축기로서 구성된다. 실내 압축기는, 차량 실내에 마련되고, 실외 열교환기와는 별도로 냉매를 방열시키는 보조 응축기로서 작용한다. 실외 열교환기는, 차량 실외에 배치되고, 냉방 운전시에 내부를 통과하는 냉매를 방열시키는 실외 응축기로서 작용하는 한편, 난방 운전시에는 내부를 통과하는 냉매를 증발시키는 실외 증발기로서 작용한다. 증발기는, 차량 실내에 배치되고, 내부를 통과하는 냉매를 증발시키는 실내 증발기로서 작용한다. 어큐뮬레이터는, 증발기로부터 송출된 냉매를 기액 분리하여 모아두는 장치이고, 액상(液相)부와 기상(氣相)부를 구비하고, 기상부의 냉매를 압축기에 도출한다.

그리고 본 실시형태에 따른 제어 밸브는 증발기의 하류측에 마련되고, 그 증발기에 있어서의 냉매의 증발 압력을 제어하는 증발 압력 제어 밸브로서 작용한다. 즉, 본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 실내 증발기의 하류측과 실외 증발기의 하류측에 각각 마련되고, 전류 공급에 의해 밸브부의 개도를 조정하는 것에 의해 증발기의 하류측 통로의 개도를 조정하고, 이에 의해 증발기의 증발 압력을 조정한다. 또, 본 실시형태에는, 그 제어 밸브로서 통전 유무에 의해 개폐하는 개폐 밸브(온/오프 밸브)가 사용되고, 그 일정 시간당의 밸브 개방 시간을 조정하는 것에 의해 개도를 조정한다. 변형예에 있어서, 밸브부의 개구 면적 자체를 조정 가능한 비례 밸브나 차압 밸브로서 구성해도 좋다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성에 대해 설명한다. 도 1 및 도 2는 제 1 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(101)는, 내부에 밸브 기구를 수용한 밸브 본체(102)와, 그 밸브 기구를 구동하는 솔레노이드(104)를 조립하여 구성된다. 솔레노이드(104)는, 밸브 본체(102)에 있어서의 몸체(105)의 일단부(상단부)에 장착되어 있다. 몸체(105)의 타단부(하단부)에는 상류측 통로로 연결되는 도입포트(110)가 마련되고, 측부에는 하류측 통로로 연결되는 도출포트(112)가 마련되어 있다. 도입포트(110)와 도출포트(112)를 연결하는 내부 통로에는 밸브 구멍(114)이 마련되고, 그 하류측 개구 단부에 밸브 시트(116)가 형성되어 있다.

밸브 구멍(114)의 하류측의 압력실(117)에는, 저부를 구비하는 원통 형상의 밸브체(118)가 배치되어 있다. 몸체(105)의 상단부에서 압력실(117)을 향해 원통 형상의 가이드부(119)가 하방으로 연장되어 있고, 밸브체(118)가 가이드부(119)에 슬라이딩 가능하게 외부로 삽입되어 있다. 밸브체(118)와 가이드부(119)는, 밸브 구멍(114)에 동축 형태로(동일 축선 상에) 배치되어 있다. 밸브체(118)는, 가이드부(119)에 의해 가이드되면서 안정적으로 지지된다. 밸브체(118)와 몸체(105) 사이에는, 밸브체(118)를 밸브 개방 방향으로 부세하는 스프링(120)이 마련되어 있다.

한편, 솔레노이드(104)는, 몸체(105)의 상단 개구부를 밀봉하도록 장착되어 있다. 솔레노이드(104)는, 몸체(105)를 밀봉하는 접속 부재(107)에 연결된 코어(130)와, 코어(130)를 수용하도록 접속 부재(107)에 고정된 저부를 구비하는 원통 형상의 슬리브(132)와, 슬리브(132) 내에서 코어(130)에 축선 방향으로 대향으로 배치된 플런저(134)와, 슬리브(132)에 외부로 삽입되어 결합된 보빈(136)과, 보빈(136)에 권취된 전자 코일(138)을 포함한다. 플런저(134)는, 코어(130)에 대해 밸브 본체(102)의 반대측, 즉 슬리브(132)의 저부측에 배치되어 있다. 그리고 전자 코일(138)을 외부에서 덮도록 수지 몰드가 되어 있다. 보빈(136)의 상면에는 자성체로 이루어지는 링 형상 플레이트(139)가 마련되어 있다. 링 형상 플레이트(139)는, 솔레노이드(104)에 대한 통전시에 전기 회로를 구성하는 요크로서 작용한다.

코어(130)에는 그 축선을 따라 관통 구멍(131)이 마련되고, 관통 구멍(131)을 긴 막대 모양의 작동 로드(142)가 관통하고 있다. 작동 로드(142)는, 그 상단이 플런저(134)의 하면에 맞닿고, 하단이 밸브체(118)의 저부에 맞닿아 있다. 즉, 작동 로드(142)는, 플런저(134)와 밸브체(118) 사이에 고정되지 않고 끼워지도록 배치되고, 그들(플런저 및 밸브체)과 일체로 동작한다. 슬리브(132)의 저부와 플런저(134) 사이에는 배압실(146)이 형성된다. 플런저(134)는 단차를 갖는 원주 형상을 이루고, 그 외주면의 소정 개소에는 축선에 평행한 연통홈(143)이 형성되고, 또한, 상반부에는 그 연통홈(143)과 배압실(146)을 연통시키는 연통로(144)가 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 코어(130)와 플런저(134) 사이의 공간과 배압실(146)의 연통 상태가 유지된다.

슬리브(132)의 상단부는 그 내경이 축소되어 있고, 그 지름 축소부에 형성된 단차부에 의해 계지부(係止部)(148)가 구성되어 있다. 계지부(148)는, 플런저(134)의 축선 방향 상방으로의 변위를 규제한다. 한편, 플런저(134)의 상단부는 그 외경이 축소되어 있고, 그 지름 축소부에는 요상(凹狀)의 감합홈(150)가 둘레에 마련되어 있다. 그리고 그 감합홈(150)에 O링(152)("링 형상의 완충 부재"로서 기능함)이 끼워져 있다. 솔레노이드(104)의 비통전시에는, 이 O링(152)과 계지부(148)에 의해 소음 기구가 구성된다.

즉, 소레노이드(104)를 통전 상태에서 비통전 상태(온에서 오프)로 전환하면, 도시하는 같이 플런저(134)가 축선 방향의 상방으로 변위하지만, 계지부(148)가 O링(152)을 계지하는 것에 의해 그 변위를 규제한다. 이 O링(152)이 완충 부재로서 기능하여, 계지부(148)에 계지될 때 변형하여 충격을 흡수함으로써, 플런저(134)가 계지부(148)에 직접 계지되는 경우에 비해 충돌음의 발생이 억제된다.

또한, 슬리브(132)의 상단부가 지름이 축소되어 있고, 그 지름 축소부의 테이퍼면에 의해 O링(152)에 맞닿도록 구성되어 있다. 그 결과, O링(152)이 계지부(148)에 계지되었을 때는, O링(152)에 계지부(148)로부터의 반력으로서 대각선 방향 하방의 수직 항력이 작용하게 된다. 즉, O링(152)은 반력으로서 플런저(134)의 축선 방향의 성분뿐만 아니라, 축선과 직각 방향의 성분을 받게 된다. 또한, 그 직각방향의 성분이 반경 방향 내측으로 작용하기 때문에, O링(152)을 내측으로 풀어줄 수 있고, 축선 방향으로의 기운 변형을 방지 또는 억제할 수 있게 된다. 이와 같은 구성에 의해, 솔레노이드(104)의 온·오프에 의해 O링(152)에 압축 응력이 반복 작용해도, O링(152)에 영구 변형이 쉽게 발생하지 않게 할 수 있고, 그 소음 기능을 장기적으로 안정하게 유지할 수 있게 된다.

감합홈(150)는, 솔레노이드(104)에 대한 통전시에 플런저(134)가 코어(130)에 가장 근접한 상태에 있어서 링 형상 플레이트(139)보다 상방으로 위치하도록 플런저(134)에 형성되어 있다(도 2 참조). 그 결과, 소레노이드(104)의 통전시에 있어서도 O링(152)이 요크의 외측(링 형상 플레이트(139)보다 상방)으로 위치하고, 자기 특성의 로스가 발생하기 어려운 구성으로 되어 있다. 또, 변형예에 있어서는, 자기 특성의 로스가 미리 정하는 기준치 이하가 되는 범위에서 O링(152)과 요크가 부분적으로 오버랩하는 구성으로 해도 좋다. 예를 들면, 플런저(134)가 코어(130)에 가장 근접한 상태에 있어서, O링(152)과 링 형상 플레이트(139)가 반경 방향으로 부분적으로 오버랩하되, 링 형상 플레이트(139)와 플런저(134) 사이에 O링(152)을 개재시키지 않는 자로를 확보 가능한 구성으로 해도 좋다.

또한, 코어(130)의 하단부가 외방으로 코킹되는 것에 의해 상기 가이드부(119)가 고정되어 있다. 밸브체(118)는, 가이드부(119)에 슬라이딩 가능하게 외부에 삽입되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 밸브체(118)와 가이드부(119) 사이에 배압실(154)이 구획 형성된다. 배압실(154)은, 코어(130)와 작동 로드(142) 사이의 클리어런스, 코어(130)와 플런저(134) 사이의 공간, 연통홈(143), 연통로(144)를 통해 배압실(146)과 연통되어 있다. 밸브체(118)의 저부에는, 배압실(154)과 상류측의 압력실을 연통시키는 연통 구멍(122)("리크 통로"로서 기능함)이 형성되어 있다. 이 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같은 제어 밸브(101)의 제어시에는 배압실(154)에 상류측 압력(Pin)이 채워지게 된다.

이상과 같이 구성된 제어 밸브(101)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(104)가 오프로 된 상태(비통전 상태)에서는, 코어(130)와 플런저(134) 사이에 흡입력이 작용하지 않기 때문에, 밸브체(118)가 스프링(120)에 의해 밸브 개방 방향으로 부세되어 전체 개방 상태가 된다. 한편, 도 2에 나타내는 바와 같이 솔레노이드(104)가 온으로 된 상태(통전 상태)에서는, 코어(130)와 플런저(134) 사이에 흡입력이 작용하기 때문에, 그 솔레노이드력이 작동 로드(142)를 통해 밸브체(118)에 전달된다. 그 결과, 밸브체(118)가 밸브 폐쇄 방향으로 작동한다.

본 실시형태에서는, 연통 구멍(122)을 통해 배압실(154)에 상류측 압력(Pin)을 도입하는 것에 의해, 상류측 압력(Pin)과 하류측 압력(Pout)의 차압(Pin-Pout)이 있어도, 그 차압이 밸브체(118)에 작용하는 영향을 크게 캔슬하여, 비교적 작은 솔레노이드력으로 밸브체(118)를 밸브 폐쇄 방향으로 구동할 수 있게 되어 있다. 또, 단면적(B)는, 밸브체(118)에 있어서의 가이드부(119)와의 슬라이딩부의 내경의 지름으로 하는 단면적에 상당하고, 본 실시형태에는 단면적(A)과 단면적(B)을 실질적으로 동일하게 설정하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 연통 구멍(122)을 충분히 작게 하는 것에 의해, 연통 구멍(122)을 통한 배압실(154)로의 냉매의 도입 도출에 의해 밸브체(118)의 동작을 완화하는 댐퍼 기능을 발휘하게 된다. 본 실시형태에 있어서는, 제어 밸브(101)의 솔레노이드(104)의 통전 상태(온)와 비통전 상태(오프)의 시간의 비율, 즉, 온·오프의 듀티비를 조정하는 것에 의해, 그 전후 차압의 평균값인 평균 차압을 적절한 값으로 제어할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 주요 부분의 구성 및 상세한 동작에 대해 설명한다.

도 3 및 도 4는 밸브체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 3(A)는 도 1에 대응되고, 솔레노이드(104)가 오프로 된 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 3(B)는 도 3(A)의 A-A선 단면도이고, 도 3(C)는 도 3(A)의 B-B선 단면도이다. 도 4(A)는 도 2에 대응되고, 솔레노이드(104)가 온으로 된 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 4(B)는 도 4(A)의 C-C선 단면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 가이드부(119)는, 그 상반부(160)의 외주가 거의 육각 형상으로 되어 있고, 하반부(162)의 외주가 원형상으로 되어 있다. 상반부(160)의 외주의 정상부는 R형상으로 되어 있고, 각 정상부를 연결하는 외접원의 지름이 하반부(162)의 외경과 동등하게 설정되어 있다. 한편, 밸브체(118)는, 그 상반부(164)의 내주가 원형상으로 되어 있고, 하반부(166)의 내주가 상반부보다 큰 다각 형상(본 실시형태에는 거의 12각 형상)으로 되어 있다. 그리고 하반부(166)의 내접원의 지름이 상반부(164)의 내경과 동등하게 설정되어 있다.

또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 밸브체(118)의 상반부(164)의 내주면과 가이드부(119)의 하반부(162)의 외주면은, 그 내경과 외경이 거의 동등하게 설정되고, 밸브체(118)의 상반부(164)가 가이드부(119)의 하반부(162)와 대향하는 위치로 변위했을 때에는, 양자가 전체 둘레에 걸쳐 맞닿는 상보 형상으로 되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 밸브체(118)와 가이드부(19)가 반경 방향으로 겹치는 오버랩부에는, 밸브체(118)의 내주면과 가이드부(119)의 외주면 사이에 슬라이딩부(170)(굵은 선 참조)와 간극부(172)가 형성된다. 솔레노이드(104)가 오프로 된 밸브 개방 상태에 있어서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 밸브체(118)와 가이드부(119)의 오버랩부에 있어서 간극부(172)의 비율이 슬라이딩부(170)의 비율보다 커진다. 그 결과, 연통 구멍(122)으로부터 도입된 냉매가, 간극부(172)를 통해 배압실(154)의 외부로 배출되기 쉬워진다.

한편, 솔레노이드(104)가 온으로 된 밸브 폐쇄 상태에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 밸브체(118)와 가이드부(119)의 오버랩부에 있어서 슬라이딩부(170)가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성된다. 이때, 슬라이딩부(170)의 클리어런스의 단면이 연통 구멍(122)의 단면보다 작아지고, 배압실(154)의 압력이 상류측 압력(Pin)으로 안정적으로 유지된다.

도 5는 밸브체의 슬라이딩부에 있어서 이물의 배출 기능을 나타내는 설명도이다. 도 5(A)는 도 4(A)의 D부 확대도에 대응되고, 도 5(B)는 도 3(A)의 D부 확대도에 대응되다.

밸브 폐쇄 상태에서 밸브 개방 상태로 변화하면, 밸브체(118)와 가이드부(119)의 오버랩부의 상태가 도 5(A)에 나타나는 상태에서 도 5(B)에 나타나는 상태로 변화한다. 즉, 밸브체(118)와 가이드부(119)의 클리어런스가 커지고, 밸브체(118)와 가이드부(119)의 간극을 통해 냉매가 배출되기 쉬워진다. 이 때문에, 만약 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 밸브체(118)와 가이드부(119) 사이에 이물(흰색원(○) 참조)이 체류하고 있는 경우에는, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 그 이물의 배출을 촉진할 수 있다(이점 쇄선 화살표 참조).

[제 2 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 밸브체 및 가이드부의 구성이 상이한 이외에는 제 1 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 1 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 6 및 도 7은 제 2 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 6(A)는 솔레노이드가 오프로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 6(B)는 도 6(A)의 A-A선 단면도이고, 도 6(C)는 도 6(A)의 B-B선 단면도이다. 도 7(A)는 솔레노이드가 온으로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 7(B)는 도 7(A)의 C-C선 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 밸브체(118) 대신에 밸브체(218)를 채용하고, 가이드부(119) 대신에 가이드부(219)를 채용한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 가이드부(219)의 상반부(260)가 단면이 링 형상으로 형성되고, 그 외경이 밸브체(218)의 상반부(164)의 내경보다 작게 구성되어 있다. 또, 밸브체(218)의 하반부(266)가 단면이 링 형상으로 형성되고, 그 내경이 가이드부(219)의 하반부(162)의 외경보다 크게 구성되어 있다. 이 때문에, 솔레노이드(104)가 오프로 된 밸브 개방 상태에 있어서는, 밸브체(218)와 가이드부(219)의 오버랩부의 전체에 걸쳐 간극부(172)가 형성되고, 배압실(154)의 냉매가 제 1 실시형태보다 외부로 배출되기 쉬워진다.

또한, 본 실시형태에서는 도시하는 바와 같이, 동작 로드(142)의 하단부가 밸브체(218)의 저부 중앙으로 압입됨으로써, 밸브체(218)가 동작 로드(142)에 고정된다. 이 때문에, 도시된 밸브 개방 상태에 있어서도 밸브체(218)의 축선 방향으로의 안정된 동작을 유지할 수 있다.

한편, 도 7에 나타내는 바와 같이, 밸브체(218)의 상반부(164)의 내경과 가이드부(219)의 하반부(162)의 외경은 거의 동일하게 설정되어 있다. 이 때문에, 솔레노이드(104)가 온으로 된 밸브 폐쇄 상태에 있어서는, 밸브체(218)와 가이드부(219)의 오버랩부에 있어서 슬라이딩부(170)가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성된다.

즉, 본 실시형태에 따른 제어 밸브에 의하면, 밸브 폐쇄시에 있어서는 오버랩부에 있어서 슬라이딩부(170)가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성되지만, 밸브 개방시에 있어서는 오버랩부의 전체에 걸쳐 간극부(172)가 형성된다. 이 때문에, 가령 밸브 폐쇄시에 있어서 밸브체(218)와 가이드부(219) 사이에 이물이 체류해 있어도, 밸브 개방 동작에 의해 그 이물을 신속하게 배출할 수 있게 된다.

[제 3 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 밸브체 및 가이드부의 구성이 상이한 이외에는 제 1 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 1 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 8 및 도 9는 제 3 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 8(A)는 솔레노이드가 오프로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 8(B)는 도 8(A)의 A-A선 단면도이고, 도8(C)는 도 8(A)의 B-B선 단면도이다. 도 9(A)는 솔레노이드가 온으로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 9(B)는 도 9(A)의 C-C선 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 밸브체(118) 대신에 밸브체(318)를 채용하고, 가이드부(119) 대신에 가이드부(319)를 채용한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 밸브체(318)는, 단면이 링 형상으로 형성되고, 그 내경이 축선 방향의 전체에 걸쳐 일정하게 되어 있다. 한편, 가이드부(319)에는, 그 축선 방향 중간부에 돌출면부(362)가 둘레에 마련되어 있다. 돌출면부(362)는, 그 전체 둘레에 걸쳐 밸브체(318)의 내주면에 맞닿도록, 그 외경이 밸브체(318)의 내경과 거의 동일하게 설정되어 있다. 가이드부(319)의 외주면에 있어서 돌출면부(362)의 상하에는, 축선에 평행한 돌출 라인(320)이 등간격으로 둘레에 마련되어 있다. 본 실시형태에서는 8개의 돌출 라인(320)이 축선을 중심으로 45도 간격으로 마련되고, 각 돌출 라인(320)의 선단을 잇는 외접원의 지름이 밸브체(318)의 내경과 거의 동일하게 설정되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 도 8에 나타나는 밸브 개방시에 있어서도, 도 9에 나타나는 밸브 폐쇄시에 있어서도, 가이드부(319)의 돌출면부(362)와 밸브체(318)의 내주면이 항상 맞닿고, 밸브체(318)와 가이드부(319)의 오버랩부의 일부에 슬라이딩부(170)가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 항상 형성되게 된다. 이 때문에, 가령 밸브체(318)와 가이드부(319) 사이에 이물이 체류한 경우, 제 1, 제 2 실시형태와 같이는 그 배출을 촉진할 수 없다. 하지만, 돌출면부(362)가 축선 방향의 일부의 영역에 한정되어 있고, 그 전후에는 간극부(172)가 비교적 크게 형성되기 때문에, 밸브체(218)가 밸브 개방 방향으로 동작하는 과정에서 이물을 끌어들이면서 외부로 밀어내게 된다. 따라서, 밸브체와 가이드부가 축선 방향의 거의 전체 영역에 걸쳐 맞닿는 구성과 비교하면, 이물을 배출하기 쉬워진다.

[제 4 실시 형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 밸브체 및 가이드부의 구성이 상이한 이외에는 제 1 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 1 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 10 및 도 11은 제 4 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 10(A)는 솔레노이드가 오프로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 10(B)는 도 10(A)의 A-A선 단면도이고, 도 10(C)는 도 10(A)의 B-B선 단면도이다. 도 11(A)는 솔레노이드가 온으로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 11(B)는 도 11(A)의 C-C선 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 제 1 실시형태의 밸브체(118) 대신에 밸브체(418)를 채용하고, 가이드부(119) 대신에 가이드부(419)를 채용한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 가이드부(419)는, 단면이 링 형상으로 형성되고, 그 외경이 축선 방향의 전체에 걸쳐 일정하게 되어 있다. 한편, 밸브체(418)는, 저부를 구비하는 원통 형상의 본체(420)에 원통 형상의 슬라이딩 부재(422)를 내부에 삽입하도록 조립하여 구성된다. 슬라이딩 부재(422)는, 본체(420)의 상반부에 압입되어 있고, 그 내경이 가이드부(419)의 외경과 거의 동일하게 설정되고, 그 내주면이 전체 둘레에 걸쳐 가이드부(419)의 외주면에 맞닿는 돌출면부로 되어 있다. 또, 본체(420)의 하반부의 내주면에는, 축선에 평행한 돌출 라인(424)이 등간격으로 둘레에 마련되어 있다. 본 실시형태에는 12개의 돌출 라인(424)이 축선을 중심으로 30도 간격으로 마련되고, 각 돌출 라인(424)의 선단을 잇는 내접원의 지름이 가이드부(419)의 외경과 거의 동일하게 설정되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 도 10에 나타나는 밸브 개방시에 있어서도, 도 11에 나타나는 밸브 폐쇄시에 있어서도, 슬라이딩 부재(422)의 내주면(돌출면부)과 가이드부(419)의 외주면이 항상 맞닿고, 밸브체(418)와 가이드부(419)와의 오버랩부에 슬라이딩부(170)가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 항상 형성되도록 된다. 이 때문에, 만일 밸브체(418)와 가이드부(419) 간극에 이물이 체류한 경우, 제 1, 제 2 실시형태와 같이는 그 배출을 촉진할 수 없다. 하지만, 슬라이딩 부재(422)가 밸브체(418)의 개구 단부에 한정되어 마련되기 때문에, 밸브체와 가이드부가 축선 방향의 거의 전체 영역에 걸쳐 맞닿는 구성과 비교하면, 이물을 배출하기 쉬워진다. 한편, 밸브체(418)를 별체로 형성된 본체(420)와 슬라이딩 부재(422)를 조립하여 구성하도록 했기 때문에, 돌출면부의 형성이 쉬워지는 메리트가 있다.

[제 5 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 밸브체 및 가이드부의 구성이 상이한 이외에는 제 1 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 1 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 12 및 도 13은 제 5 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(501)는, 밸브 본체(502)와 솔레노이드(504)를 조립하여 구성된다. 몸체(105)를 밀봉하는 접속 부재(507)에 가이드부(519)가 고정되어 있다. 가이드부(519)는, 압력실(117)을 향해 하방으로 연설되어 있고, 밸브체(518)가 가이드부(519)에 슬라이딩 가능하게 내부에 삽입되어 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서는, 가이드부(519)가 밸브체(518)의 외측에 마련되어 있다.

본 실시형태에 있어서도, 밸브 구멍(114)의 단면적(A)과, 밸브체(518)에 있어서의 가이드부(519)와의 슬라이딩부의 외경을 지름으로 하는 단면적(B)을 실질적으로 동일하게 설정하고, 밸브체(518)에 작용하는 냉매의 압력의 영향이 크게 캔슬되도록 하고 있다.

작동 로드(142)는, 그 상단부가 플런저(534)의 하단부에 압입되고, 하단부가 밸브체(518)의 저부에 압입되어 있다. 즉, 작동 로드(142)는, 플런저(534) 및 밸브체(518)의 쌍방에 고정되어 있다. 스프링(120)은, 코어(530)와 플런저(534) 사이에 마련되고, 플런저(534)를 통해 밸브체(518)를 밸브 개방 방향으로 부세한다.

제어 밸브(501)는, 도 12에 나타내는 바와 같이 솔레노이드(504)가 오프로 된 상태에서는, 코어(530)와 플런저(534) 사이에 흡입력이 작용하지 않기 때문에, 밸브체(518)는 스프링(120)의 부세력에 의해 전체 개방 상태가 된다. 한편, 도 13에 나타내는 바와 같이 솔레노이드(504)가 온으로 된 상태에서는, 코어(530)와 플런저(534) 사이에 흡입력이 작용하기 때문에, 그 솔레노이드력이 작동 로드(142)를 통해 밸브체(518)로 전달된다. 그 결과, 밸브체(518)가 밸브 폐쇄 방향으로 동작한다.

도 14 및 도 15는 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 14(A)는 솔레노이드가 오프인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 14(B)는 도 14(A)의 A-A선 단면도이고, 도 14(C)는 도 14(A)의 B-B선 단면도이다. 도 15(A)는 솔레노이드가 온인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 15(B)는 도 15(A)의 C-C선 단면도이다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 가이드부(519)는, 그 상반부(560)의 내주가 육각 형상으로 되어 있고, 하반부(562)의 내주가 원형상으로 되어 있다. 그리고 상반부(560)의 내접원의 지름이 하반부(562)의 내경과 동등해지도록 설정되어 있다. 한편, 밸브체(518)는, 그 상반부(564) 및 하반부(566) 모두가 단면이 링 형상으로 형성되어 있지만, 하반부(566)의 외경이 상반부(564)보다 작게 설정되어 있다.

또, 도 15에 나타내는 바와 같이, 밸브체(518)의 상반부(564)의 내주면과 가이드부(519)의 하반부(562)의 외주면은, 그 내경과 외경이 거의 동일하게 설정되고, 밸브체(518)의 상반부(564)가 가이드부(519)의 하반부(562)와 대향하는 위치로 변위했을 때에는, 양자가 전체 둘레에 걸쳐 맞닿는 상보 형상으로 되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 도 15에 나타나는 밸브 폐쇄시에 있어서는, 밸브체(518)와 가이드부(519)의 오버랩부에 있어서 슬라이딩부(170)가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성된다. 한편, 도 14에 나타나는 밸브 개방시에 있어서는, 밸브체(518)와 가이드부(519)의 오버랩부에 슬라이딩부(170)와 간극부(172)가 형성된다. 이때, 밸브체(518)와 가이드부(519)의 오버랩부에 있어서의 간극부(172)의 비율이 슬라이딩부(170)의 비율보다 커진다. 그 결과, 연통 구멍(122)으로부터 도입된 냉매가, 간극부(172)를 통해 배압실(154)의 외부로 배출되기 쉬워진다.

[제 6 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 밸브체 및 가이드부의 구성이 상이한 이외에는 제 1 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 1 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 16 및 도 17은 제 6 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(601)는, 밸브 본체(602)와 솔레노이드(604)를 조립하여 구성된다. 몸체(105)를 밀봉하는 접속 부재(607)는, 그 중앙부가 하방, 즉 몸체(105)의 내측으로 연장되어 돌출하여 원통 형상의 구획부(608)를 구성하고 있다. 접속 부재(607)의 내측에는 코어(630)의 하반부가 삽통되어 있다. 또한, 구획부(608)의 하단과의 사이에 실링 부재(610)를 협지(挾持)하도록 지지 부재(612)가 조립되어 있다. 실링 부재(610)는, 링 형상을 이루는 박막 형태의 탄성체(예를 들면 고무)로 이루어지고, 그 내주 단부의 두꺼운 부분이 구획부(608)와 지지 부재(612) 사이에 끼워지도록 지지되어 있다. 실링 부재(610)의 얇은 부분은, 구획부(608) 및 지지 부재(612)의 각 외주면보다 반경 방향 외측으로 연장되어 돌출되어 있다.

구획부(608)의 하단은, 그 중앙부가 에지부보다 하방으로 돌출되어 엠보싱(Emboss)으로 되어 있고, 또한 그 중앙부와 에지부의 경계부에 링 형상의 홈이 형성되어 있다. 한편, 지지 부재(612)는, 외주 단부에 두꺼운 부분 및 단차를 구비하는 링 형상을 이루고 있다. 지지 부재(612)는, 그 상면 중앙부가 구획부(608)의 하면 중앙(엠보싱부 하단면)에 맞닿도록 조립되어 있고, 코어(630)의 하단부가 외측으로 코킹되어 있는 것에 의해 구획부(608)에 고정되어 있다.

구획부(608)의 하면과 지지 부재(612)의 상면 사이에는, 구획부(608)의 링 형상 홈의 위치에 링 형상의 수용부(614)가 형성되고, 그 수용부(614)에서 반경 방향 외측으로 연장되도록 슬릿상의 삽통부(616)가 형성되어 있다. 실링 부재(610)는, 그 두꺼운 부분이 수용부(614)에 수용되고, 그 얇은 부분이 삽통부(616)를 통해 반경 방향 외측으로 돌출하도록 배치되어 있다. 또, 지지 부재(612)에는, 상하로 관통하여 수용부(614)를 내외로 연통시키는 연통 구멍(620)이 마련되어 있다.

밸브체(618)는, 구획부(608)에 외부로 삽입되어 있다. 밸브체(618)의 상단 개구부에는, 반경 방향 내측으로 약간 돌출한 결합부(622)가 마련되어 있다. 그리고 실링 부재(610)가 그 상면의 외측 에지부에 의해 결합부(622)에 착탈하는 것에 의해, 배압실(154)의 상단 개구부를 개폐할 수 있도록 구성되어 있다.

코어(630)에는 그 축선을 따라 관통 구멍(131)이 마련되고, 그 관통 구멍(131)을 작동 로드(142)가 관통하고 있다. 또한, 코어(630) 및 구획부(608)는, 작동 로드(142)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 것에 의해 밸브체(618)를 축선 방향으로 가이드하는 가이드부로서 작용한다. 작동 로드(142)는, 그 상단이 플런저(134)의 하면에 맞닿고, 하단이 밸브체(618)의 저부 중앙에 마련된 오목부와 감합되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 작동 로드(142)는 밸브체(618)에 맞닿지만 고정되어 있지는 않다. 즉, 작동 로드(142)는, 플런저(134)와 밸브체(618) 사이에 고정되지 않고 끼워지도록 배치되고, 그들과 일체로 동작한다. 변형예에 있어서는, 작동 로드(142)의 하단부를 밸브체(618)에 압입하는 등으로 고정해도 좋다.

또한, 도 17에 나타내는 바와 같이, 밸브 구멍(114)의 단면적(A)과, 실링 부재(610)가 결합부(622)에 착석했을 때의 유효 수압 지름을 지름으로 하는 단면적(B)을 실질적으로 동일하게 설정하고, 밸브체(618)에 작용하는 냉매의 압력의 영향이 크게 캔슬되도록 하고 있다.

이상과 같이 구성된 제어 밸브(601)는, 도 16에 나타내는 바와 같이 솔레노이드(604)가 오프로 된 상태에서는, 코어(630)와 플런저(134) 사이에 흡입력이 작용하지 않기 때문에, 밸브체(618)는 스프링(120)의 부세력에 의해 전체 개방 상태가 된다. 한편, 도 17에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(604)가 온으로 된 상태에서는, 코어(630)와 플런저(134) 사이에 흡입력이 작용하기 때문에, 그 솔레노이드력이 작동 로드(142)를 통해 밸브체(618)로 전달된다. 그 결과, 밸브체(618)가 밸브 폐쇄 방향으로 동작한다.

도 18 및 도 19는 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 18(A)는 솔레노이드가 오프인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 18(B)는 도 18(A)의 A-A선 단면도이고, 도 19(C)는 도 18(A)의 B-B선 단면도이다. 도 19(A)는 솔레노이드가 온으로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 19(B)는 도 19(A)의 C-C선 단면도이다.

솔레노이드(604)가 오프로 된 전체 개방 상태에 있어서는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(610)가 결합부(622)로부터 이격하고, 실링 부재(610)의 외주면과 밸브체(618)의 내주면 사이에 소정의 클리어런스(672)가 형성된다. 한편, 결합부(622)와 구획부(608) 사이에는, 그보다 큰 클리어런스(674)가 형성된다. 즉, 배압실(154)의 상단부 개구부가 개방된다. 또한, 밸브체(618)와 구획부(608) 사이에는 슬라이딩부가 존재하지 않기 때문에, 밸브체(618)와 구획부(608)의 오버랩부의 전체 영역에 걸쳐 냉매의 흐름을 허용하는 간극 통로가 형성된다. 이 때문에, 밸브체(618)와 구획부(608) 사이에 이물이 체류한 경우에는, 그 이물의 배출을 효과적으로 촉진할 수 있다.

한편, 솔레노이드(604)가 온으로 된 밸브 폐쇄 상태에 있어서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(610)가 결합부(622)에 착석한다. 이때, 실링 부재(610)의 에지부가 탄성 변형하면서 결합부(622)에 밀착하기 때문에, 배압실(154)의 상단 개구부를 기밀하게 밀봉할 수 있고, 배압실(154)의 압력이 상류측 압력(Pin)으로 안정적으로 유지된다. 또, 이와 같이 실링 부재(610)가 탄성 변형 가능하기 때문에, 그 조립 공차가 흡수된다. 이 때문에, 밸브 폐쇄시에 있어서의 밸브체(618)와 실링 부재(610)의 위치 관계를 엄밀히 조정할 필요가 없어지고, 설계의 자유도가 향상한다.

또한, 상술한 바와 같이 지지 부재(612)에 연통 구멍(620)을 마련하는 것에 의해, 실링 부재(610)에 반경 방향 내측 및 외측으로부터 각각 작용하는 압력의 밸런스를 유지할 수 있고, 실링 부재(610)의 내경 방향으로의 변형을 방지 또는 억제할 수 있다. 즉, 도 18에 나타낸 밸브 개방시에 있어서는 실링 부재(610)와 밸브체(618)의 클리어런스를 설계한 대로 유지할 수 있고, 도 19에 나타낸 밸브 폐쇄시에 있어서는 실링 부재(610)를 결합부(622)에 확실하게 착석시키고 그 실링 기능을 유지할 수 있다.

[제 7 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 구획부 및 실링 부재의 구성이 상이한 이외에는 제 6 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 6 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 20 및 도 21은 제 7 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 20(A)는 솔레노이드가 오프로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 20(B)는 도 20(A)의 A-A선 단면도이고, 도 20(C)는 도 20(A)의 B-B선 단면도이다. 도 21(A)는 솔레노이드가 온으로 된 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 21(B)는 도 21(A)의 C-C선 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 구획부(708)(접속 부재)가 코어(730)와 일체로 성형되어 있다. 그리고 실링 부재(710)가 구획부(708)의 하면에 장착되어 있다. 실링 부재(710)는, 박막 링 형상의 탄성체(예를 들면, 고무 패킹)로 이루어지고, 그 내반부(內半部)가 구획부(708)의 하면에 소부(燒付)되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 제 6 실시형태와 동일한 기능이 발휘된다.

즉, 솔레노이드가 오프로 된 전체 개방 상태에 있어서는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(710)의 외주면과 밸브체(618)의 내주면 사이에 클리어런스(672)가 형성되고, 결합부(622)와 구획부(708) 사이에는 그보다 큰 클리어런스(674)가 형성된다. 또한, 밸브체(618)와 구획부(708)의 오버랩부의 전체 영역에 걸쳐 냉매의 흐름을 허용하는 간극 통로가 형성된다. 이 때문에, 연통 구멍(122)으로부터 도입된 냉매가, 밸브체(618)와 구획부(708)의 간극 통로를 통해 배압실(154)의 외부로 배출되고, 밸브체(618)와 구획부(708) 사이에 이물이 체류한 경우에는, 그 이물의 배출을 촉진한다. 한편, 솔레노이드가 온으로 된 밸브 폐쇄 상태에 있어서는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(710)가 결합부(622)에 착석한다. 이때, 실링 부재(710)의 에지부가 탄성 변형하면서 결합부(622)에 밀착하고, 배압실(154)의 상단 개구부를 기밀하게 밀봉한다.

[제 8 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 구획부 및 실링 부재의 구성이 상이한 이외에는 제 6 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 6 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 22는 제 8 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다. 도 23 및 도 24는 제 8 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 23(A)는 솔레노이드가 오프인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 23(B)는 도 23(A)의 A-A선 단면도이고, 도 23(C)는 도 23(A)의 B-B선 단면도이다. 도 24(A)는 솔레노이드가 온인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 24(B)는 도 24(A)의 C-C선 단면도이다.

제어 밸브(801)는, 밸브 본체(802)와 솔레노이드(804)를 조립하여 구성된다. 구획부(808)는, 제 7 실시형태와 동일하게 코어(830)와 일체로 성형되어 있다. 그리고 실링 부재(810)가 O링으로 이루어지고, 구획부(808)의 하단부의 외주면에 끼워져 있다. 이와 같은 구성에 의해, 제 6 실시형태와 동일한 기능이 발휘된다.

즉, 솔레노이드가 오프로 된 전체 개방 상태에 있어서는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(810)의 외주면과 밸브체(618)의 내주면 사이에 클리어런스(872)가 형성되고, 결합부(622)와 구획부(808) 사이에는 그보다 큰 클리어런스(674)가 형성된다. 또한, 밸브체(618)와 구획부(808)의 오버랩부의 전체 영역에 걸쳐 냉매의 흐름을 허용하는 간극 통로가 형성된다. 이 때문에, 연통 구멍(122)으로부터 도입된 냉매가, 밸브체(618)와 구획부(808)의 간극 통로를 통해 배압실(154)의 외부로 배출되고, 밸브체(618)와 구획부(808) 사이에 이물이 체류한 경우에는, 그 이물의 배출을 촉진한다. 한편, 솔레노이드가 온으로 된 밸브 폐쇄 상태에 있어서는, 도 24에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(810)가 결합부(622)에 착석한다. 이때, 실링 부재(810)의 에지부가 탄성 변형하면서 결합부(622)에 밀착하고, 배압실(154)의 상단 개구부를 기밀하게 밀봉한다.

본 실시형태에 있어서는, 실링 부재(810)를 O링으로 구성했기 때문에, 구획부(808)에 대해 장착할 때에는, 그 O링을 구획부(808)의 하단부에 원 터치로 감합시키기만 하면 되기 때문에, 제조 코스트를 줄일 수 있다. 단, O링은 비교적 두께가 있기 때문에, 패킹 정도의 가요성을 구비하지 않는다. 이 때문에, 설계 자유도의 관점에서는 제 6, 제 7 실시형태에 나타낸 바와 같은 박막상의 실링 부재를 사용하는 것이 바람직하다.

[제 9 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 밸브체 및 실링 부재의 구성이 상이한 이외에는 제 8 실시형태와 동일한 구성을 구비한다. 따라서, 제 8 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 25 및 도 26은 제 9 실시형태에 따른 밸브체 주변의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 25(A)는 솔레노이드가 오프인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 25(B)는 도 25(A)의 A-A선 단면도이고, 도 25(C)는 도 25(A)의 B-B선 단면도이다. 도 26(A)는 솔레노이드가 온인 상태에 있어서의 밸브체 주변의 부분 확대 단면도이다. 도 26(B)는 도 26(A)의 C-C선 단면도이다.

본 실시형태에 있어서는, 구획부(908)의 하단부에 끼워져 있는 실링 부재(910)가, 밸브체(918)의 결합부(922)에 삽탈(揷脫)된다. 즉, 결합부(922)가 제 8 실시형태의 결합부(622)에 비해 축선 방향으로 크게 형성되는 한편, 실링 부재(910)가 제 8 실시형태의 실링 부재(810)에 비해 작은 O링으로 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도, 제 8 실시형태와 동일한 기능이 발휘된다.

즉, 솔레노이드가 오프로 된 전체 개방 상태에 있어서는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(910)의 외주면과 밸브체(918)의 내주면 사이에 클리어런스(972)가 형성되고, 결합부(922)와 구획부(908) 사이에는 그보다 큰 클리어런스(974)가 형성된다. 또한, 밸브체(918)와 구획부(908)의 오버랩부의 전체 영역에 걸쳐 냉매의 흐름을 허용하는 간극 통로가 형성된다. 이 때문에, 연통 구멍(122)으로부터 도입된 냉매가, 밸브체(918)와 구획부(908)의 간극 통로를 통해 배압실(154)의 외부로 배출되고, 밸브체(918)와 구획부(908) 사이에 이물이 체류한 경우에는, 그 이물의 배출을 촉진한다. 한편, 솔레노이드가 온으로 된 밸브 폐쇄 상태에 있어서는, 도 26에 나타내는 바와 같이, 실링 부재(910)가 결합부(922)에 착석한다. 이때, 실링 부재(910)가 결합부(922)에 따라 슬라이딩하고, 배압실(154)의 상단 개구부를 기밀하게 밀봉한다.

본 실시형태에 있어서는, 실링 부재(910)를 O링으로 구성함과 동시에, 결합부(922)에 대해 삽탈되는 구성으로 했기 때문에, 그 슬라이딩 범위를 충분히 취하는 것에 의해, 제 6, 제 7 실시형태와 동일하게 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 단, O링의 실링 성능이 높기 때문에 그 슬라이딩 저항도 커지고, 밸브체(918)를 개폐시킬 때에 제 6, 제 7 실시형태보다 큰 구동력을 필요하게 된다.

[제 10 실시형태]

본 실시형태에 따른 제어 밸브는, 이른바 파일럿 작동식의 전자 밸브로서 구성된다. 도 27 및 도 28은 제 10 실시형태에 따른 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다. 도 27에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(1)는, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(4)를 조립하여 구성된다. 또한, 본 실시형태에 따른 제어 밸브(1)는, 도시하지 않는 팽창 밸브(온도식 팽창 밸브)에 조립되고, 그 팽창 밸브의 밸브부의 하류측에서 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 차단 밸브로서 기능하다. 제어 밸브(1)는, 그 팽창 밸브와 공용의 몸체(5)를 구비한다.

몸체(5)에는, 도시하지 않는 도입포트에 연결되는 도입 통로(10)와, 도출포트(12)에 연결되는 도출 통로(14)가 형성되어 있다. 그리고 도입 통로(10)와 토출 통로(14)의 중간부에 밸브 구멍(16)이 마련되고, 그 상류측 개구 단부에 밸브 시트(18)가 형성되어 있다. 몸체(5)와 솔레노이드(4)로 둘러싸인 압력실, 즉 밸브 구멍(16)의 상류측의 압력실(20)에는, 단차를 갖는 원주(圓柱) 형상의 밸브체(22)가 배치되어 있다. 그 밸브체(22)가 밸브 시트(18)에 착탈하는 것에 의해 메인 밸브가 개폐된다. 또, 솔레노이드(4)측에서 압력실(20)을 향해 단차를 갖는 원주 형상의 가이드부(24)("구획부"로서 작용함)가 연장되고, 밸브체(22)가 가이드부(24)에 내부로 삽입되어 있다. 밸브체(22)와 가이드부(24)는, 밸브 구멍(16)에 동축 형태로(동일 축선 상에) 배치되어 있다. 밸브체(22)는, 가이드부(24)와의 사이에 배압실(26)을 구획한다.

밸브체(22)는, 원주 형상의 본체(30)의 내측에 원주 형상의 탄성체(32)(예를 들면, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE)이나 고무)를 고정한 것이고, 그 탄성체(32)가 밸브 시트(18)에 착석하는 것에 의해, 메인 밸브의 실링성을 향상시킨다. 탄성체(32)에는 그 축선을 따라 파일럿 밸브 구멍(34)이 관통한다. 파일럿 밸브 구멍(34)의 배압실(26)측의 단부에는 파일럿 밸브 시트(36)가 형성되어 있다. 본체(30)의 에지부 근방에는, 배압실(26)의 내외를 연통하는 지름이 작은 오리피스(37)("리크 통로"로서 작용함)가 형성되어 있다. 또, 본체(30)의 외주면에는 오목홈이 둘레에 마련되고, O링(38)("실링 부재"로서 작용함)이 끼워져 있다. 밸브체(22)는, 그 O링(38)으로 가이드부(24)의 일부에 슬라이딩 가능하게 구성되어 있다. 밸브체(22)는, 가이드부(24)로 가이드되면서 안정적으로 지지된다. 가이드부(24)의 선단부와 밸브체(22) 사이에는, 밸브체(22)를 밸브 개방 방향으로 부세하는 스프링(40)("부세 부재")로서 작용함)이 마련되어 있다.

한편, 솔레노이드(4)는, 압력실(20)을 밀봉하도록 몸체(5)의 단면에 장착되어 있다. 솔레노이드(4)는, 가이드부(24)와 일체로 성형된 코어(50)와, 코어(50)에 고정된 슬리브(52)와, 슬리브(52) 내에서 코어(50)에 대해 대향으로 배치된 플런저(54)와, 슬리브(52)에 외부로 삽입되어 결합된 보빈(56)과, 보빈(56)에 권취된 전자 코일(58)을 포함한다. 플런저(54)는, 코어(50)에 대해 밸브체(2)의 반대측, 즉 슬리브(52)의 저부측에 배치되어 있다. 그리고 전자 코일(58)을 외부에서 덮도록 수지로 몰드 되어 있고, 그 몰드부의 더 외측을 덮도록 케이스(60)가 마련되어 있다. 케이스(60)는, 자기 회로를 구성하는 요크로서도 작용한다. 몰드부의 일단은 케이스(60)의 외측으로 연장되어 돌출하여 커넥터(62)로 되어 있고, 커넥터(62)의 접속 단자(64)가 전자 코일(58)에 접속되어 있다. 케이스(60)는, 실링 링(66)을 통해 몸체(5)와 연결되어 있다.

코어(50)는 단차를 갖는 원주 형상을 이루고, 그 하반부가 확경되어 가이드부(24)와 연결되어 있다. 플런저(54)는 단차를 갖는 원주 형상을 이루고, 코어(50)와는 반대측에 배압실(68)을 형성한다. 배압실(68)은, 플런저(54)의 측부에 마련된 연통로(70), 플런저(54)의 외주면에 형성된 연통홈(도시하지 않음), 코어(50)와 플런저(54) 사이의 공간, 및 코어(50)와 작동 로드(72) 사이의 클리어런스를 통해 배압실(26)과 연통되어 있다. 이 때문에, 도 28에 나타내는 바와 같이 제어 밸브(1)의 제어시에는 배압실(26) 및 배압실(68) 모두에 상류측 압력(Pin)이 채워지게 된다.

코어(50)와 플런저(54)의 내측에는 동작 로드(72)가 동축 형태로 삽통되어 있다. 작동 로드(72)는, 그 상단부에 약간 확경된 계지부(74)를 구비하고, 하단부가 테이퍼 형상의 파일럿 밸브체(76)로 되어 있다. 파일럿 밸브체(76)는, 배압실(26)로 연장되어 돌출하고, 파일럿 밸브 시트(36)에 착탈하여 파일럿 밸브를 개폐한다. 슬리브(52)의 저부와 계지부(74) 사이에는, 파일럿 밸브체(76)를 폐쇄 밸브 방향으로 부세하는 스프링(78)("부세 부재"로서 작용함)이 마련되어 있다. 또, 플런저(54)와 코어(50) 사이에는, 플런저(54)를 코어(50)로부터 이격시키는 방향으로 부세하는 스프링(80)("부세 부재"로서 작용함)이 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 스프링(80)이 스프링(78)보다 스프링 하중이 커지도록 설정되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 파일럿 밸브체(76)는, 기본적으로 플런저(54)와 일체로 동작하지만, 파일럿 밸브체(76)가 파일럿 밸브 시트(36)에 착석했을 때에는, 플런저(54)와 상대 변위 가능하게 된다. 이에 의해, 솔레노이드(4)를 온으로 했을 때 그 흡입력이 파일럿 밸브체(76)에 직접 작용하지 않는, 즉 스프링(78)의 부세력만으로 파일럿 밸브를 폐쇄할 수 있기 때문에, 파일럿 밸브 시트(36)에 대한 대미지(변형이나 파손 등)를 줄일 수 있다. 또한, 플런저(54)의 상단부에는, 링 형상의 탄성체(82)(예를 들면, 고무)가 끼워져 있다. 이에 의해, 솔레노이드(4)를 오프로 했을 때 플런저(54)가 슬리브(52)에 충돌할 때의 충돌음을 억제할 수 있다.

이와 같이 구성된 제어 밸브(1)는, 도 28에 나타내는 바와 같이 솔레노이드(4)가 온으로 되면(통전 상태), 코어(50)와 플런저(54) 사이에 흡입력이 작용하기 때문에, 작동 로드(72)는 스프링(78)의 부세력에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 변위 가능하게 되고, 파일럿 밸브체(76)가 파일럿 밸브 시트(36)에 착석하여 파일럿 밸브를 밸브 폐쇄시킨다. 이때, 도입 통로(10)의 냉매가 오리피스(37)를 통해 배압실(26)로 도입되기 때문에, 밸브체(22)에 밸브 폐쇄 방향의 차압이 크게 작용하고, 스프링(40)의 부세력에 저항하여 메인 밸브를 밸브 폐쇄시킨다. 솔레노이드(4)가 온으로 유지되는 상태에 있어서는, 메인 밸브 및 파일럿 밸브 모두가 밸브 폐쇄 상태를 유지하기 때문에, 배압실(26)의 압력은 유지된다. 그 결과, 메인 밸브의 밸브 폐쇄 상태도 안정적으로 유지된다.

한편, 도 27에 나타내는 바와 같이, 솔리노이드(4)가 온에서 오프(비통전 상태)로 되면, 코어(50)와 플런저(54) 사이의 흡입력이 없어지기 때문에, 파일럿 밸브체(76)가 인상되어 파일럿 밸브 시트(36)로부터 이격하고, 파일럿 밸브가 밸브 개방 상태가 된다. 이 결과, 배압실(26) 내의 냉매가 파일럿 밸브 구멍(34)을 통해 하류측으로 도출되고, 배압실(26)의 압력이 저하한다. 그리고 오리피스(37)의 통로 단면은 파일럿 밸브 구멍(34)의 통로 단면보다 작기 때문에, 밸브체(22)에는 일시적으로 밸브 개방 방향의 차압이 작용한다. 이 차압에 의한 힘과 스프링(40)의 부세력에 의해 밸브체(22)가 밀어 올려지고, 메인 밸브가 신속하게 개방된다.

다음으로, 본 실시형태의 주요 부분의 구성 및 상세한 동작에 대해 설명한다.

도 29 및 도 30은 밸브체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 29(A)는 도 27의 A부 확대도이고, 솔레노이드(4)가 오프인 상태를 나타낸다. 도 29(B)는 도 29(A)의 B-B선 단면도이고, 도 29(C)는 도 29(A)의 C-C선 단면도이다. 도 30(A)는 도 28의 A부 확대도이고, 솔레노이드(4)가 온인 상태를 나타낸다. 도 30(B)는 도 30(A)의 B-B선 단면도이고, 도 30(C)는 도 30(A)의 C-C선 단면도이다.

도 29(A) 및 도 30(A)에 나타내는 바와 같이, 가이드부(24)는, 밸브 구멍(16)의 근방에 단면이 원형상인 소경부(90)("결합부"로서 작용함)를 구비하고, 밸브 구멍(16)으로부터 이격된 위치에 단면이 원형상인 대경부(92)를 구비한다. 그리고 소경부(90)의 내경이 O링(38)의 외경과 거의 동일하게 설정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 밸브체(22)와 가이드부(24)가 반경 방향으로 오버랩하는 오버랩부의 최소 클리어런스는, O링(38)의 위치에 형성된다.

또한, 도시하는 바와 같이, O링(38)이 수용되는 오목홈(94)의 저면과 그 O링(38)의 사이에는 공극(空隙)이 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, O링(38)이 그 전후 차압에 의해 축선 방향으로 압축되고, 반경 방향 내측으로 커져도, O링(38)이 오목홈(94)의 저면으로부터 반력을 받기 어려운 구성으로 되어 있다. 이에 의해, O링(38)과 소경부(90) 사이의 슬라이딩 저항이 과대해지는 것을 방지하고, 밸브체(22)의 원활한 동작을 유지한다.

이와 같은 구성에 있어서, 도 30에 나타내는 메인 밸브의 밸브 폐쇄시에 있어서는, O링(38)이 소경부(90)와 대향으로 배치된다. 이 때문에, 도 30(B)에 나타내는 바와 같이, 최소 클리어런스(CL1)가 제로(극소)로 된다. 도 30(C)에 나타내는 바와 같이, 본체(30)의 위치에 있어서도 클리어런스(CL2)가 작아진다. 또한 상술한 바와 같이, 오목홈(94)의 저면과 O링(38) 사이에는 미소한 공극이 형성되지만, 메인 밸브가 밸브 폐쇄되는 과정에서 O링(38)이 오목홈(94)의 측면에 가압되어 밀착하고, 밸브 폐쇄 상태에 있어서 그 밀착 상태가 유지되기 때문에, O링(38)과 오목홈(94)의 간극을 통해 냉매가 누설되지 않고, 안정적으로 밸브 폐쇄 상태를 유지할 수 있다.

한편, 도 29에 나타나는 밸브 개방시에 있어서는, O링(38)이 대경부(92)와 대향으로 배치된다. 이 때문에, 도 29(B)에 나타내는 바와 같이, 최소 클리어런스(CL1)가 밸브 폐쇄시보다 커진다. 도 29(C)에 나타내는 바와 같이, 본체(30)의 위치에 있어서도 클리어런스(CL2)가 축선 방향 전체에 걸쳐 커진다. 이 결과, 가령 밸브 폐쇄시에 있어서 밸브체(22)와 가이드부(24) 사이에 이물이 체류한 경우에는, 밸브 폐쇄시에 그 이물의 배출을 촉진할 수 있다. 그 결과, 이물의 진입에 의한 밸브체(22)의 로크를 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 예를 들면 제어 밸브(1)가, 조립되는 팽창 밸브가 냉동 사이클에 설치되는 경우, 그 설치 당초에 냉동 사이클 내에 냉매를 충전시키기 위한 진공 흡입이 실행되고, 제어 밸브(1)에 역류가 흐르는 것이 상정된다. 이와 같은 경우, 압력의 대소 관계가 역전되기 때문에, 파일럿 밸브 구멍(34)을 통해 배압실(26)에 고압의 냉매가 도입되지만, 메인 밸브가 일단 개방되면, 밸브체(22)와 가이드부(24)의 클리어런스가 크게 유지되기 때문에, 밸브체(22)를 밸브 폐쇄 시킬 정도의 차압은 발생하기 어렵다. 즉, 냉동 사이클에 냉매를 충전시킬 때에 메인 밸브가 폐쇄되어 이를 곤란하게 하는 사태가 방지된다. 즉, 차단 밸브로서 마련되어도, 냉동 사이클에 대한 냉매의 충전을 촉진할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 그 특정의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다.

상기 실시형태에서는, 밸브체와 가이드부의 상보 형상이 되는 부분을 원형으로 구성하는 예를 나타냈지만, 예를 들면 다각 형상 등으로 구성해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 상술한 제어 밸브를 실내 증발기 및 실외 증발기 모두의 하류측에 각각 마련하는 예를 나타냈지만, 이중의 어느 한 증발기의 하류측에만 마련하도록 해도 좋다. 예를 들면, 실내 증발기의 하류측에 제어 밸브를 마련하고, 실외 열교환기(실외 증발기로서 작용할 때)의 하류측에는 제어 밸브를 마련하지 않는 구성으로 해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 본 발명의 제어 밸브를, 증발기에 있어서의 냉매의 증발 압력을 제어하는 증발 압력 제어 밸브로서 구성하는 예를 나타냈지만, 통전 유무에 따라 개폐하는 기타 밸브 개폐로서 구성해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 본 발명의 제어 밸브를, 외부로부터 전기적으로 개도를 조정하기 위한 액추에이터로서 솔레노이드를 구비하는 전자 밸브로서 구성한 예를 나타냈지만, 예를 들면, 모터를 액추에이터로 하는 전동 밸브 등, 기타 전기 구동 밸브로서 구성하는 것도 가능하다. 또, 본 발명의 제어 밸브를 전기자동차의 냉난방 장치에 적용하는 예를 나타냈지만, 내연 기관을 탑재한 자동차나, 내연 기관과 전동기를 모두 탑재한 하이브리드식 자동차의 냉난방 장치에도 적용 가능한 것은 물론이다. 상기 실시형태에서는, 압축기로서 전동 압축기를 채용하는 예를 나타냈지만, 엔진의 회전을 이용하여 용량 가변을 실행하는 가변 용량 압축기를 채용하는 것도 가능하다. 또한, 차량에 한정되지 않고 전기 구동 밸브를 탑재하는 장치에 적용 가능한 것은 물론이다.

상기 제 6~제 9 실시형태에는, 배압실의 개구 단부를 밀봉하는 실링 부재를 구획부측에 마련하는 예를 나타냈지만, 밸브체측에 마련하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 밸브체에 구획부측으로 연장되는 실링 부재를 마련하는 한편, 구획부에 밸브체측으로 돌출하는 결합부를 마련해도 좋다. 그리고 밸브 개방시에 있어서는 실링 부재와 구획부 사이에 소정의 클리어런스를 확보하여 배압실로부터의 냉매의 유출을 허용하는 한편, 밸브 폐쇄시에 있어서는 실링 부재를 결합부에 밀착시켜 배압실의 개구 단부를 밀봉하도록 해도 좋다. 그 경우, 제 6~제 9 실시형태와 같이 밸브체를 구획부에 외부 삽입하는 형태로 해도 좋고, 제 5 실시형태와 같이 밸브체를 구획부에 내부 삽입하는 형태로 해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 밸브체를 밸브 구멍에 대해 액추에이터(솔레노이드)와 동일 측의 압력실에 배치하고, 그 압력실에 배압실을 형성하는 예를 나타냈다. 변형예에 있어서는, 밸브체를 밸브 구멍에 대해 액추에이터와 반대측의 압력실에 배치하고, 몸체와 밸브체 사이에 배압실을 형성하고, 상기 실시형태와 동일한 실링 구성을 실현해도 좋다. 배압실은, 밸브 구멍의 상류측에 마련해도 좋고, 하류측에 마련해도 좋다. 상기 실시형태에서는, 제어 밸브를 솔레노이드의 비통전시에는 밸브 개방 상태가 되는 상시 개방형 전자 밸브로서 구성했지만, 솔레노이드의 비통전시에는 밸브 폐쇄 상태가 되는 상시 폐쇄형 전자 밸브로서 구성할 수도 있다.

상기 제 10 실시형태에서는, 밸브체(22)측에 O링(38)(실링 부재)을 마련하는 예를 나타냈지만, 가이드부(24)측에 마련해도 좋다. 구체적으로는, 가이드부(24)의 소경부(90)에 오목홈을 형성하고 O링을 끼우는 한편, 밸브체(22)의 외주면에는 O링을 마련하지 않고 동일 평면(面一)으로 해도 좋다. 그리고 밸브체(22)의 밸브 폐쇄 위치 및 그 근방에 있어서 O링이 밸브체(22)의 외주면에 맞닿(슬라이딩)고, 적어도 전체 개방 상태에 있어서는 그 맞닿은 상태가 해제되도록 해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 본 발명의 제어 밸브를, 외부에서 전기적으로 개도를 조정하기 위한 액추에이터를 구비하는 전기 구동 밸브로서 구성한 예를 나타냈지만, 밸브체가 그 전후 차압에 의해서만 개폐되는 기계식의 제어 밸브로서 구성할 수도 있다.

상기 실시형태에서는, 본 발명의 제어 밸브를, 팽창 밸브의 밸브부의 하류측에서 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 차단 밸브로서 구성하는 예를 나타냈지만, 팽창 밸브의 밸브부의 상류측에서 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 것으로 해도 좋다. 또한, 본 발명의 제어 밸브를 팽창 밸브와 일체가 아닌, 독립된 차단 밸브로서 구성해도 좋다.

1: 제어 밸브
2: 밸브 본체
4: 솔레노이드
5: 몸체
16: 밸브 구멍
18: 밸브 시트
22: 밸브체
24: 가이드부
26: 배압실
36: 파일럿 밸브 시트
37: 오리피스
38: O링
72: 작동 로드
76: 파일럿 밸브체
101: 제어 밸브
102: 밸브 본체
104: 솔레노이드
105: 몸체
110: 도입포트
112: 도출포트
114: 밸브 구멍
118: 밸브체
119: 가이드부
122: 연통 구멍
142: 작동 로드
154: 배압실
170: 슬라이딩부
172: 간극부
218: 밸브체
219: 가이드부
318: 밸브체
319: 가이드부
320: 돌출 라인
362: 돌출면부
418: 밸브체
419: 가이드부
424: 돌출 라인
501: 제어 밸브
502: 밸브 본체
504: 솔레노이드
518: 밸브체
519: 가이드부
601: 제어 밸브
602: 밸브 본체
604: 솔레노이드
608: 구획부
610: 실링 부재
618: 밸브체
620: 연통 구멍
622: 결합부
630: 코어
708: 구획부
710: 실링 부재
730: 코어
801: 제어 밸브
802: 밸브 본체
804: 솔레노이드
808: 구획부
810: 실링 부재
830: 코어
908: 구획부
910: 실링 부재
918: 밸브체
922: 결합부

Claims (11)

1. 작동 유체의 도입포트 및 도출포트가 마련된 몸체와;
   상기 도입포트와 상기 도출포트를 연결하는 통로에 마련된 밸브 구멍과;
   상기 몸체 내에 마련되고, 상기 밸브 구멍과 동축 형태로 연장되어 돌출하는 원통 형상의 가이드부와;
   상기 가이드부에 슬라이딩 가능하게 삽통되고, 축선 방향으로 변위하는 것에 의해 저부가 상기 밸브 구멍에 접리(接離)하여 밸브부를 개폐하는 저부를 구비하는 원통 형상의 밸브체와;
   상기 몸체에 장착되고, 상기 밸브체에 축선 방향의 구동력을 부여 가능한 액추에이터와;
   상기 밸브체와 상기 가이드부로 둘러싸이는 배압실과, 상기 밸브 구멍과 상기 배압실을 연통시키는 리크 통로를 포함하고, 상기 리크 통로를 통한 상기 배압실로의 작동 유체의 도입에 의해, 상기 밸브체에 작용하는 작동 유체의 압력의 적어도 일부를 캔슬시키는 캔슬 구조; 를 구비하고,
   상기 밸브체가 상기 가이드부에 삽통되는 것에 의해 형성되는 오버랩부에는 슬라이딩부와 간극부가 형성되고, 적어도 밸브 폐쇄시에는 상기 슬라이딩부가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성됨과 동시에, 그 슬라이딩부의 클리어런스의 단면이 상기 리크 통로의 단면보다 작아지고, 밸브 개방시에는 상기 오버랩부에 있어서의 상기 간극부의 비율이 상기 슬라이딩부의 비율보다 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드부와 상기 밸브체의 각각에 부분적으로 마련된 상보(相補) 형상의 둘레면이 밸브 폐쇄시에 결합되는 것에 의해, 상기 슬라이딩부가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 형성되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가이드부와 상기 밸브체의 상보 형상의 둘레면의 결합이 밸브 개방시에 해제되는 것에 의해, 상기 오버랩부의 전체에 걸쳐 상기 간극부가 형성되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 밸브체가 밸브 개방 상태와 밸브 폐쇄 상태 사이에서 상기 가이드부에 대해 변위하는 과정에서, 상기 슬라이딩부가 항상 확보되는 한편,
   상기 밸브체가 상기 가이드부에 대해 상기 오버랩부가 적어지는 방향으로 변위 할수록 상기 슬라이딩부의 비율이 커지고,
   상기 밸브체가 상기 가이드부에 대해 상기 오버랩부가 커지는 방향으로 변위 할수록 상기 슬라이딩부의 비율이 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 가이드부 및 상기 밸브체 중의 어느 하나의 둘레에 마련된 돌출면부와 다른 하나의 대향면에 의해, 상기 오버랩부의 일부에 상기 슬라이딩부가 둘레 방향으로 연결되는 상태가 항상 형성되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
6. 작동 유체의 도입포트 및 도출포트가 마련된 몸체와;
   상기 도입포트와 상기 도출포트를 연결하는 통로에 마련된 밸브 구멍과;
   상기 몸체 내에 마련된 구획부와;
   상기 구획부에 대해 상대 변위 가능하게 삽통되고, 축선 방향으로 변위하는 것에 의해 상기 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브체와;
   상기 밸브체에 축선 방향의 구동력을 부여 가능한 액추에이터와;
   상기 밸브체와 상기 구획부로 둘러싸이는 배압실과, 상기 밸브 구멍과 상기 배압실을 연통시키는 리크 통로를 포함하고, 상기 리크 통로를 통한 상기 배압실로의 작동 유체의 도입에 의해, 상기 밸브체에 작용하는 작동 유체의 압력의 적어도 일부를 캔슬시키는 캔슬 구조; 를 구비하고,
   상기 밸브체가 상기 구획부에 삽통되는 것에 의해 형성되는 오버랩부의 클리어런스가, 상기 밸브부의 완전 개방시에, 밸브 폐쇄시보다 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 구획부 및 상기 밸브체 중의 어느 하나에 마련된 가요성을 구비하는 실링 부재와;
   상기 구획부 및 상기 밸브체 중의 다른 하나에 마련되고, 상기 실링 부재가 착탈 가능한 결합부; 를 구비하고,
   상기 밸브부의 완전 개방시에는, 상기 실링 부재가 상기 결합부로부터 이격하여 상기 오버랩부의 간극을 개방하는 것에 의해 상기 배압실로부터의 작동 유체의 유출을 허용하고,
   상기 밸브부의 밸브 폐쇄시에는, 상기 실링 부재가 상기 결합부에 밀착하여 상기 오버랩부의 간극을 차단하는 것에 의해, 상기 배압실로부터의 작동 유체의 유출을 규제하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 실링 부재는, 상기 구획부 및 상기 밸브체 중의 어느 하나에서 다른 하나를 향해 돌출되도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 실링 부재는 박막 형태로 형성되고, 그 한쪽 면에 의해 상기 결합부에 착탈하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
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