KR102178579B1 - 가변 용량 압축기 및 유량 센서의 장착 구조 - Google Patents

Abstract

<과제>
가변 용량 압축기에 대한 유량 센서의 장착 구조를 저비용으로 실현한다.
<해결 수단>
일 형태에 따른 장착 구조는, 제어 밸브(150)에 의해 토출 냉매의 유량이 제어되는 압축기에 대해, 그 냉매의 유량을 검출하는 유량 센서(170)를 장착하기 위한 장착 구조이다. 유량 센서(170)는, 압축기에 있어서 제어 밸브(150)가 장착되는 리어 하우징(rear housing)(104)에 형성된 냉매 통로의 소정의 2점간의 차압을 감지하는 것에 의해 냉매의 유량을 검출하는 차압식의 센서이고, 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디(172)와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드(174)를 포함한다. 리어 하우징(104)에 마련된 수용실(155)에 센서 보디(172)가 조립되어 있다.

Description

가변 용량 압축기 및 유량 센서의 장착 구조{VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR AND MOUNTING STRUCTURE OF FLOW SENSOR}

본 발명은, 가변 용량 압축기에 대한 유량 센서의 장착 구조에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치는, 일반적으로, 그 냉동 사이클을 흐르는 냉매를 압축하여 고온·고압의 가스 냉매로 하여 토출하는 압축기, 그 가스 냉매를 응축하는 응축기, 응축된 액냉매를 단열 팽창 시킴으로써 저온·저압의 냉매로 하는 팽창 장치, 그 냉매를 증발시키는 것에 의해 차량 실내 공기와의 열교환을 진행하는 증발기 등을 구비하고 있다. 증발기에서 증발된 냉매는, 다시 압축기로 되돌아와 냉동 사이클을 순환한다.

이 압축기로서는, 엔진의 회전수에 관계없이 일정한 냉방 능력이 유지되도록, 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기(이하 "압축기"로 약칭하는 경우도 있다)가 사용되고 있다. 이 압축기는, 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되고, 요동판의 각도를 변화시켜서 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해 냉매의 토출량을 조정한다. 요동판의 각도는, 밀폐된 크랭크실 내에 토출 냉매의 일부를 도입하고, 피스톤의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시킴으로써 연속적으로 변화된다. 이 크랭크실 내의 압력(이하 "크랭크 압력"이라 한다)(Pc)은, 압축기의 토출실과 크랭크실 사이에 마련된 가변 용량 압축기용 제어 밸브(이하 "제어 밸브"로 약칭하는 경우도 있다)에 의해 제어된다.

이와 같은 압축기는, 일반적으로, 크랭크실 및 실린더가 구획 형성된 본체 하우징과, 냉매의 흡입실, 토출실 및 밸브 수용실이 구획 형성되는 헤더 하우징을 일체로 조립하여 구성되어 있다. 밸브 수용실에는 제어 밸브가 수용된다. 압축기의 상류측에서 헤더 하우징의 냉매 입구를 통해 흡입실로 도입된 냉매는, 피스톤의 스트로크에 따라 실린더 내에 흡입되어, 압축된다. 압축된 냉매는, 토출실로 토출되어, 헤더 하우징의 냉매 출구에서 압축기의 하류측으로 도출된다.

이와 같은 압축기에는, 토출실로부터 토출되는 냉매의 유량을 검출하기 위한 유량 센서가 마련되는 경우가 있다. 적절한 유량이 얻어지고 있는지 여부를 검출하면서 제어 밸브의 밸브 개도 특성을 적절히 조정하는 것에 의해, 제어의 응답성을 높이는 것이다. 예컨대, 압축기의 토출실과 냉매 출구 사이에 교축부 등의 차압 생성 수단을 마련하고, 그 차압을 감지하여 유량을 검출하는 유량 센서가 채용된다(특허문헌 1, 2 참조). 압축기의 토출 유량이 커지면 교축부의 전후 차압(교축부의 상류측과 하류측의 차압)이 커지고, 토출 유량이 작아지면 교축부의 전후 차압이 작아지는 것을 이용하는 것이다.

일본 특허공개공보 2008-45522호 공보 일본 특허공개공보 2007-303416호 공보

이와 같은 유량 센서는, 일반적으로, 압축기의 하우징에 대해 분리 가능하게 장착되는 별도의 부재에 수용된다. 특허문헌 1에는, 하우징과 별도의 부재 사이에 실링용의 개스킷을 마련하고, 그 개스킷에 형성된 교축 구멍에 의해 유량 검출용의 차압을 생성하는 구성이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 별도의 부재 그 자체의 격벽에 교축부를 마련하고, 유량 검출용의 차압을 생성하는 구성이 개시되어있다.

그러나, 이와 같은 유량 센서의 장착 구조는, 압축기의 하우징에 대해 별도의 부재를 장착하게 되는 만큼, 부품 점수를 증가시킨다. 또한, 별도의 부품에 대해 유량 검출용의 통로를 별도로 가공할 필요가 있는 만큼, 제조 프로세스도 증가한다. 이 때문에, 제조 비용이 증가하는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서, 가변 용량 압축기에 대한 유량 센서의 장착 구조를 저비용으로 실현하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따른 유량 센서의 장착 구조는, 제어 밸브에 의해 토출 냉매의 유량이 제어되는 가변 용량 압축기에 대해, 그 냉매의 유량을 검출하는 유량 센서를 장착하기 위한 장착 구조이고, 유량 센서는, 압축기에 있어서 제어 밸브가 장착되는 헤더 하우징에 형성된 냉매 통로의 소정의 2점간의 차압을 감지하는 것에 의해 냉매의 유량을 검출하는 차압식의 센서이고, 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드를 포함한다. 헤더 하우징에 마련된 수용 구멍에 센서 보디가 조립되어 있다.

이 형태에 의하면, 제어 밸브가 장착되는 헤더 하우징에 센서 보디가 수용된다. 즉, 압축기의 하우징 그 자체에 대해 센서 보디를 조립하는 구조로 했기 때문에, 유량 센서의 감압부를 압축기에 장착하기 위한 별도의 부재를 별도로 마련할 필요가 없어진다. 또한, 헤더 하우징이라는 단일 부재에 대해 제어 밸브의 장착 구멍과 센서 보디의 수용 구멍을 성형하면 되기 때문에, 제조 프로세스도 간소화된다. 이 때문에, 압축기에 대한 유량 센서의 장착 구조를 저비용으로 실현할 수 있다.

본 발명의 다른 형태는 가변 용량 압축기이다. 이 가변 용량 압축기는, 크랭크실 및 실린더가 구획 형성된 본체 하우징; 크랭크실에 있어서 회전축에 대해 경사각 가변으로 마련되어 그 회전축의 회전 구동에 의해 요동 운동을 하는 한편, 그 경사각이 크랭크실의 크랭크 압력에 의해 변화하는 요동체; 요동체에 연결되어, 그 요동체의 요동 운동에 의해 축선 방향으로 왕복 운동하는 것에 의해, 흡입실에서 실린더 내로의 냉매의 흡입, 실린더 내에서의 냉매의 압축, 및 실린더에서 토출실로의 냉매의 토출을 진행하는 피스톤; 본체 하우징과 일체로 마련되고, 흡입실 및 토출실이 구획 형성되는 한편, 냉동 사이클의 상류측에서 흡입실로 냉매를 도입하는 냉매 입구, 및 토출실에서 냉동 사이클의 하류측으로 토출 냉매를 도출하는 냉매 출구가 마련된 헤더 하우징; 토출실로부터 토출되는 냉매의 유량을 제어하는 제어 밸브; 및 헤더 하우징에 형성된 냉매 통로에 있어서의 소정의 2점간의 차압을 검지하는 것에 의해, 토출실로부터 토출되는 냉매의 유량을 검출하기 위한 유량 센서를 구비한다. 유량 센서는, 2점간의 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드를 포함한다. 제어 밸브는, 냉매의 유량을 제어하기 위해 개폐되는 밸브부를 수용하는 밸브 본체와, 밸브부를 개폐 구동하기 위한 솔레노이드를 포함한다. 밸브 본체와 센서 보디가, 각각 헤더 하우징에 수용되어 있다.

이 형태에 의하면, 제어 밸브의 밸브 본체가 수용되는 헤더 하우징에 센서 보디가 수용된다. 즉, 압축기의 하우징 그 자체에 대해 센서 보디를 조립하는 구조로 했기 때문에, 유량 센서의 감압부를 압축기의 하우징에 장착하기 위한 별도의 부재를 별도로 마련할 필요가 없어진다. 또한, 헤더 하우징이라는 단일 부재에 대해 밸브 본체의 장착 구멍과 센서 보디의 수용 구멍을 성형하면 되기 때문에, 제조 프로세스도 간소화 된다. 이 때문에, 압축기에 대한 유량 센서의 장착 구조를 저비용으로 실현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 가변 용량 압축기에 대한 유량 센서의 장착 구조를 저비용으로 실현할 수 있게 된다.

도 1은 제1실시형태에 따른 압축기를 중심으로 한 냉동 사이클의 개략도이다.
도 2는 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.
도 5는 제2실시형태에 따른 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 제3실시형태에 따른 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 제4실시형태에 따른 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 제5실시형태에 따른 압축기에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 편의상, 도시한 상태를 기준으로 각 구조의 위치 관계를 상하로 표현하는 경우가 있다.

[제1실시형태]

도 1은, 제1실시형태에 따른 압축기를 중심으로 한 냉동 사이클의 개략도이다.

이 냉동 사이클은, 차량용 공조 장치를 구성하고, 가변 용량 압축기(100), 응축기(120) 팽창 장치(130) 및 증발기(140)를 구비한다. 냉동 사이클을 순환하는 냉매는, 압축기(100)에 의해 압축되어 고온·고압의 가스 냉매가 되고, 응축기(120)에 의해 응축되어 액냉매가 된다. 그리고, 팽창 장치(130)에 의해 단열 팽창되어 저온·저압의 기액 2상의 냉매가 되고, 증발기(140)를 통과하는 과정에서 증발한다. 그 증발 잠열에 의해 차량 실내의 공기가 냉각된다.

압축기(100)는, 그 토출 냉매의 유량을 제어하는 제어 밸브(150), 토출 냉매의 역류를 방지 또는 억제하는 토출 밸브(160), 및 토출 냉매의 유량을 검출하기 위한 유량 센서(170)를 구비한다. 압축기(100)는, 증발기(140)측에서 흡입실(151)로 도입된 냉매 가스를 실린더(152)에 도입하여 압축하고, 토출실(153)에서 응축기(120)측으로 고온·고압의 냉매를 토출한다. 이 토출 냉매의 일부는 제어 밸브(150)를 통해 크랭크실(154) 내에 도입되어, 압축기(100)의 용량 제어에 제공된다. 제어 밸브(150)는, 솔레노이드 구동의 전자 밸브로서 구성되고, 도시하지 않는 제어부가 구동 회로를 구동하여 이를 통전 제어한다. 토출 밸브(160)는, 압축기(100)의 토출실(153)과 냉매 출구(158) 사이에 마련되어, 일방향으로의 냉매의 흐름을 허용한다. 유량 센서(170)는, 토출실(153)과 냉매 출구(158) 사이의 냉매 통로에 마련된 교축 통로(180)(차압 생성 수단인 "교축부"로서 기능한다)의 전후 차압을 감지하여 토출 냉매의 유량을 검출한다.

압축기(100)는, 그 하우징으로서, 복수의 실린더(152)가 형성된 실린더 블록(101)과, 그 전단측에 접합된 프론트 하우징(102)과, 후단측에 밸브 플레이트(valve plate)(103)를 통해 접합된 리어 하우징(104)을 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 실린더 블록(101)과 프론트 하우징(102)에 의해 "본체 하우징"이 구성되고, 이들에 둘러싸인 내부 공간에 크랭크실(154) 및 실린더(152)가 구획 형성되어 있다. 리어 하우징(104)은, "헤더 하우징"으로서 기능하고, 그 내부에 흡입실(151), 토출실(153) 및 수용실(155)("장착 구멍" 및 "수용 구멍"으로서 기능한다)이 구획 형성되어 있다. 리어 하우징(104)에는, 또한, 증발기(140)측에서 흡입실(151)로 냉매를 도입하는 냉매 입구(156), 및 토출실(153)에서 응축기(120)측으로 토출 냉매를 도출하는 냉매 출구(158), 흡입실(151)과 수용실(155)을 연통시키는 연통로(182), 크랭크실(154)과 수용실(155)을 연통시키는 연통로(184), 토출실(153)과 수용실(155)을 연통시키는 연통로(186), 교축 통로(180)의 하류측 통로와 수용실(155)을 연통시키는 연통로(188)가 마련되어 있다.

크랭크실(154)에는, 그 중심을 관통하도록 회전축(106)이 배치되어 있다. 이 회전축(106)은, 실린더 블록(101)에 마련된 베어링(107)과, 프론트 하우징(102)에 마련된 베어링(108)에 의해 회전 자유로이 지지되어 있다. 회전축(106)에는 러그 플레이트(lug plate)(109)가 고정되어 있고, 그 러그 플레이트(109)에 돌출된 지지 암(110) 등을 통해 요동판(111)("요동체"에 해당)이 지지되어 있다. 요동판(111)은, 회전축(106)의 축선에 대해 경동(傾動) 가능하게 되어있고, 복수의 실린더(152)에 슬라이딩 자유로이 배치된 피스톤(112)에 슈(114)를 통해 연결되어 있다. 회전축(106)은, 그 전단 부분이 프론트 하우징(102)을 관통하여 외부로 연장되어 있고, 그 선단 부분에는 브래킷(bracket)(117)이 나착(螺着)되어 있다. 또한, 회전축(106)과 프론트 하우징(102)의 전단 부분의 간극을 외측으로부터 실링하도록, 축실링 부재로서의 립실(lip seal)(115)이 마련되어 있다. 립실(115)은, 회전축(106)의 둘레면에 접접(摺接)하면서, 그 둘레면에 따른 냉매 가스의 누설을 방지하고 있다.

프론트 하우징(102)의 전단 부분에는, 엔진으로부터의 구동력을 전달하는 풀리(118)가 베어링(119)을 통해 회전 자유로이 지지되어 있다. 이 풀리(118)는, 엔진의 구동력을 브래킷(117)을 통해 회전축(106)에 전달한다.

리어 하우징(104)의 흡입실(151)은, 밸브 플레이트(103)에 마련된 흡입용 릴리프 밸브(121)를 통해 실린더(152)에 연통되는 한편, 냉매 입구(156)를 통해 증발기(140)에도 연통되어 있다. 토출실(153)은, 밸브 플레이트(103)에 마련된 토출용 릴리프 밸브(122)를 통해 실린더(152)에 연통되는 한편, 냉매 출구(158)를 통해 응축기(120)에도 연통되어 있다. 또한, 크랭크실(154)과 흡입실(151)을 연통하는 도시하지 않는 냉매 통로에는, 단면적이 고정된 오리피스(orifice)가 배치되어 있어, 크랭크실(154)에서 흡입실(151)로 미리 설정한 최저 유량의 냉매의 흐름을 허용하고, 압축기(100)에 있어서의 냉매의 내부 순환을 확보하고 있다.

유량 센서(170)는, 2점간의 차압을 감지하는 것에 의해 냉매의 유량을 검출하는 차압식의 센서이고, 그 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디(172)와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드(174)를 포함한다. 본 실시형태에서는 교축 통로(180)의 전후 차압, 즉 토출실(153)의 토출 압력(Pd)과, 교축 통로(180)의 하류측 압력(Pp)의 차압(Pd-Pp)에 기초하여, 냉매의 토출 유량이 검출된다.

토출 밸브(160)는, 리어 하우징(104)에 있어서의 토출실(153)과 냉매 출구(158) 사이에 배치되고, 압축기(100)의 토출 냉매의 순방향의 흐름을 허용하지만, 역방향의 흐름을 차단하는 역지 밸브로서 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 토출 밸브(160)가 교축 통로(180)의 하류측에 마련되어 있다. 토출 밸브(160)는, 단차를 갖는 원통 형상의 보디(162)에 바닥을 갖는 원통 형상의 밸브체(164)를 슬라이딩 가능하게 배치하여 구성된다. 보디(162)의 상류측 단부에 밸브 구멍(166)이 마련되고, 그 밸브 구멍(166)이 토출실(153)과 냉매 출구(158)를 연결하는 통로("토출 통로"라고도 한다)의 일부를 구성한다. 보디(162)의 하류측 단부와 밸브체(164) 사이에는, 밸브체(164)를 밸브 폐쇄 방향으로 부세(付勢)하는 스프링(168)이 마련되어 있다. 밸브체(164)가 밸브 구멍(166)에 접리(接離)하는 것에 의해 토출 통로를 개폐한다. 이와 같은 토출 밸브(160)의 배치 구성에 의해, 토출 밸브(160)의 상류측 압력은 교축 통로(180)의 하류측 압력(Pp)과 동일해진다. 냉매의 유동 저항에 의한 압력 손실을 고려하면, 토출 밸브(160)의 하류측 압력(압축기(100)의 출구 압력 PdL)은, 압력(Pp)보다 약간 낮아진다. 즉, 토출 압력 Pd(PdH)>압력 Pp>출구 압력 PdL의 관계가 되지만, 이들의 압력차는 압축기(100)의 성능에 실질적으로 영향이 없는 레벨로 되어 있다.

압축기(100)의 요동판(111)은, 그 각도가 크랭크실(154) 내에서 그 요동판(111)을 부세하는 스프링(125, 126)의 하중이나, 요동판(111)에 연결되는 피스톤(112)의 양면에 가해지는 압력에 의한 하중 등이 균형된 위치로 유지된다. 이 압축기(100)의 요동판(111)의 각도는, 크랭크실(154) 내에 토출 냉매의 일부를 도입하여 크랭크 압력(Pc)을 변화시켜, 피스톤(112)의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시키는 것에 의해 연속적으로 변화된다. 이 요동판(111)의 각도의 변화에 의해 피스톤(112)의 스트로크를 변화시키는 것에 의해, 냉매의 토출 용량을 조정하도록 하고 있다. 이 크랭크실(154) 내의 압력은, 제어 밸브(150)에 의해 제어된다.

도 2는, 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다. 유량 센서(170)는, 센서 보디(172)와 센서 헤드(174)가 별체로 되어, 리어 하우징(104)에 조립되었을 때에 양자가 협동 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 센서 보디(172)가 수용실(155)의 내부에 수용되고, 센서 헤드(174)는 수용실(155)의 외부에 장착된다. 센서 보디(172)와 센서 헤드(174)는 리어 하우징(104)의 벽을 사이에 두고 대향 배치 되어있다.

센서 헤드(174)는, 와셔(189)를 통해 리어 하우징(104)에 고정되어 있다. 센서 헤드(174)는, 자기 센서(175)가 마련된 기판(177)과, 자기 센서(175)에 의한 검출 신호를 출력하는 출력 단자(179)를 구비한다. 센서 헤드(174)는, 자기 센서(175)가 센서 보디(172)의 축선상에 위치하도록 위치가 결정 되어있다.

구체적으로는 도시한 바와 같이, 수용실(155)의 내경이 그 개구단(하단 개구부)으로부터 안쪽(상단부)을 향해 단계적으로 축경(縮經)되어 있고, 그 수용실(155)의 안쪽에 센서 보디(172)가 삽입되고, 이어서 제어 밸브(150)가 삽입되어 있다. 센서 보디(172)는, 바닥을 갖는 원통 형상의 본체(190)를 구비하고, 그 내방에 감압 부재(192)를 슬라이딩 가능하게 배치하여 구성되어 있다. 본체(190)는, 그 축선 방향 중간부에 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(194)를 구비한다. 그 플랜지부(194)가 수용실(155)의 안쪽에 압입되는 것에 의해, 센서 보디(172)가 수용실(155)에 대해 고정되어 있다.

플랜지부(194)는, 본체(190)의 상단 개구부가 수용실(155)의 상저면에 당접할 때까지 압입된다. 이에 의해, 수용실(155) 내에 있어서의 센서 보디(172)의 위치 결정이 이루어진다. 수용실(155)에 있어서의 플랜지부(194)의 상방의 압력실(196)은 연통로(186)에 연통하고 있고, 토출 압력(Pd)이 도입된다. 플랜지부(194)의 하방의 압력실(198)은 연통로(188)에 연통하고 있고, 압력(Pp)이 도입된다. 본체(190)의 상부측 벽에는 내외를 연통하는 연통 구멍(200)이 마련되어 있다. 본체(190)의 하부측 벽에도 내외를 연통하는 연통 구멍(202)이 마련되어 있다.

감압 부재(192)는, 하방을 향해 개구하는 바닥을 갖는 원통 형상을 이루고, 본체(190)에 의해 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 감압 부재(192)의 저부 상면에는 엠보싱 형상의 지지부(193)가 돌출되고, 그 내방에 자석(195)(본 실시형태에서는 영구 자석)이 고정되어 있다. 자기 센서(175)는, 자석(195)의 축선상에 위치한다. 본체(190)의 상단부와 감압 부재(192) 사이에는, 감압 부재(192)를 하방으로 부세하는 스프링(208)이 마련되어 있다. 한편, 본체(190)의 저부와 감압 부재(192) 사이에는, 감압 부재(192)를 상방으로 부세하는 스프링(210)이 마련되어 있다. 또한, 스프링(208)의 스프링 정수는, 스프링(210)의 스프링 정수보다 작다.

수용실(155)의 상저부와 감압 부재(192) 사이에는 제1압력실(204)이 형성되고, 본체(190)의 저부와 감압 부재(192) 사이에는 제2압력실(206)이 형성된다. 제1압력실(204)은, 연통 구멍(200)을 통해 압력실(196)에 연통되기 때문에, 토출 압력(Pd)이 도입된다. 제2압력실(206)은, 연통 구멍(202)을 통해 압력실(198)에 연통되기 때문에, 압력(Pp)이 도입된다. 이와 같은 구성에 의해, 감압 부재(192)는, 차압(Pd-Pp)을 감지하여 변위하게 된다.

자기 센서(175)는, 감압 부재(192)의 변위에 따른 자석(195)의 변위에 상응한 검출 신호를 출력한다. 감압 부재(192)는, 차압(Pd-Pp)이 작용하지 않을 때의 작동 기준 위치가 스프링(208, 210)에 의한 스프링 하중에 의해 설정된다. 그리고, 차압(Pd-Pp)이 커지면 자기 센서(175)로부터 이격하는 방향으로 변위하고, 차압이 작아지면, 자기 센서(175)에 근접하는 방향으로 변위한다. 그 결과, 자석(195)이 그 기준 위치에 대응하는 초기 위치로부터 변위한다. 자기 센서(175)는, 그 변위에 상응한 검출 신호를 출력한다. 도시하지 않는 제어부(판정부)는, 자기 센서(175)의 검출값을 샘플링하고, 그것을 적산하는 것에 의해 냉매의 유량을 산출할 수 있다.

제어 밸브(150)는, 센서 보디(172)가 삽입된 후, 수용실(155)에 그 상단측으로부터 삽통(揷通)되고, 와셔(212)를 통해 고정되어 있다. 제어 밸브(150)의 외주면에는 복수의 O링이 끼워져 있고, 이들 O링에 의해 각 냉매 통로간 및 리어 하우징(104)의 내외의 실링성이 확보되어 있다. 즉, O링(214)에 의해 연통로(188)와 연통로(182) 사이의 실링성이 확보되고, O링(216)에 의해 연통로(182)와 연통로(184) 사이의 실링성이 확보되며, O링(218)에 의해 연통로(184)와 연통로(186) 사이의 실링성이 확보되어 있다. O링(220, 222)에 의해 리어 하우징(104)의 내외의 실링성이 확보되어 있다.

도 3은, 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 제어 밸브(150)는, 압축기의 흡입 압력(Ps)("피감지 압력"에 해당)을 설정 압력으로 유지하도록, 토출실(153)에서 크랭크실(154)로 도입하는 냉매 유량을 제어하는 이른바 Ps감지 밸브로서 구성되어 있다. 제어 밸브(150)는, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)를 일체로 조립하여 구성된다. 밸브 본체(2)는, 압축기의 운전시에 토출 냉매의 일부를 크랭크실(154)로 도입하기 위한 냉매 통로를 개폐하는 메인 밸브와, 압축기의 기동시에 크랭크실(154)의 냉매를 흡입실(151)로 보내는 이른바 블리드 밸브(bleed valve)로서 기능하는 서브 밸브를 포함한다. 솔레노이드(3)는, 메인 밸브를 개폐 방향으로 구동하여 그 개도를 조정하고, 크랭크실(154)로 도입하는 냉매 유량을 제어한다. 밸브 본체(2)는, 단차를 갖는 원통 형상의 보디(5), 보디(5) 내에 마련된 메인 밸브 및 서브 밸브, 메인 밸브의 개도를 조정하기 위해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생하는 파워 엘리먼트(6) 등을 구비하고 있다. 파워 엘리먼트(6)는, 제어 밸브(150)의 "감압부"로서 기능한다.

보디(5)에는, 그 상단측에서부터 포트(12, 14, 16)가 마련되어 있다. 포트(12)는 "흡입실 연통 포트"로서 기능하고, 연통로(182)를 통해 흡입실(151)에 연통한다. 포트(14)는 "크랭크실 연통 포트"로서 기능하고, 연통로(184)를 통해 크랭크실(154)에 연통한다. 포트(16)는 "토출실 연통 포트"로서 기능하고, 연통로(186)를 통해 토출실(153)에 연통한다. 보디(5)의 상단 개구부를 폐쇄하도록 단부 부재(133)가 고정되어 있다. 보디(5)의 하단부는 솔레노이드(3)의 상단부에 연결되어 있다.

보디(5) 내에는, 포트(16)와 포트(14)를 연통시키는 메인 통로와, 포트(14)와 포트(12)를 연통시키는 서브 통로가 형성되어 있다. 메인 통로에는 메인 밸브가 마련되고, 서브 통로에는 서브 밸브가 마련된다. 즉, 제어 밸브(150)는, 일단측에서부터 파워 엘리먼트(6), 서브 밸브, 메인 밸브, 솔레노이드(3)가 차례로 배치되는 구성을 갖는다. 메인 통로에는 메인 밸브 구멍(20)과 메인 밸브 시트(22)가 마련된다. 서브 통로에는 서브 밸브 구멍(32)과 서브 밸브 시트(34)가 마련된다.

포트(12)는, 보디(5)의 상부에 구획된 압력실(23)과 흡입실(151)을 연통시킨다. 파워 엘리먼트(6)는, 압력실(23)에 배치되어 있다. 포트(16)는, 토출실(153)로부터 토출 압력(Pd)의 냉매를 도입한다. 포트(14)는, 압축기의 정상 동작시에 메인 밸브를 경유한 크랭크 압력(Pc)의 냉매를 크랭크실(154)을 향해 도출하는 한편, 압축기의 기동시에는 크랭크실(154)로부터 배출된 크랭크 압력(Pc)의 냉매를 도입한다. 이 때 도입된 냉매는, 서브 밸브로 가이드된다. 포트(12)는, 압축기의 정상 동작시에 흡입 압력(Ps)의 냉매를 도입하는 한편, 압축기의 기동시에는 서브 밸브를 경유한 흡입 압력(Ps)의 냉매를 흡입실(151)을 향해 도출한다. 포트(14, 16)에는, 고리 모양의 스트레이너(strainer)(15, 17)가 각각 장착되어 있다. 스트레이너(15, 17)는, 보디(5)의 내부로의 이물의 침입을 억제하기 위한 필터를 포함한다.

포트(14)와 포트(16) 사이에 메인 밸브 구멍(20)이 마련되고, 그 하단 개구부에 메인 밸브 시트(22)가 형성되어 있다. 포트(14)와 압력실(23) 사이에는 가이드 구멍(25)이 마련되어 있다. 보디(5)의 하부(포트(16)의 메인 밸브 구멍(20)과는 반대측)에는 가이드 구멍(26)이 마련되어 있다. 가이드 구멍(26)에는, 원통 형상의 메인 밸브체(30)가 슬라이딩 가능하게 삽통되어 있다. 메인 밸브체(30)의 상부에는 외경이 약간 작은 서브 밸브체(36)가 연결되어 있다. 서브 밸브체(36)는, 메인 밸브 구멍(20)을 관통하고 있다. 메인 밸브체(30)가 포트(16)측으로부터 메인 밸브 시트(22)에 착탈하는 것에 의해 메인 밸브를 개폐하여, 토출실(153)에서 크랭크실(154)로 흐르는 냉매 유량을 조정한다.

한편, 가이드 구멍(25)에는, 단차를 갖는 원통 형상의 밸브 시트 형성 부재(33)가 슬라이딩 가능하게 삽통되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(33)의 내부에는 서브 밸브 구멍(32)이 마련되고, 그 서브 밸브 구멍(32)의 하단 개구부에 서브 밸브 시트(34)가 형성되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(33)가 축선 방향으로 변위 가능하기 때문에, 서브 밸브 시트(34)는 가동 밸브 시트로서 기능한다. 서브 밸브체(36)와 밸브 시트 형성 부재(33)는, 축선 방향으로 대향 배치되어 있다. 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착탈하는 것에 의해 서브 밸브를 개폐한다.

또한, 보디(5)의 축선을 따라 긴 막대 모양의 작동 로드(38)가 마련되어 있다. 작동 로드(38)의 상단부는, 밸브 시트 형성 부재(33)를 통해 파워 엘리먼트(6)와 작동 연결 가능하게 접속된다. 작동 로드(38)의 하단부는, 솔레노이드(3)의 후술하는 플런저(50)에 작동 연결 가능하게 접속되어 있다. 작동 로드(38)의 상반부는 메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36)를 관통하고, 그 상단부에서 밸브 시트 형성 부재(33)를 하방에서 지지한다. 메인 밸브체(30)와 솔레노이드(3) 사이에는, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 스프링(42)("부세 부재"로서 기능한다)이 마련되어 있다. 한편, 파워 엘리먼트(6)와 밸브 시트 형성 부재(33) 사이에는, 밸브 시트 형성 부재(33)를 서브 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 한편, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 개방 방향으로 부세 가능한 스프링(44)("부세 부재"로서 기능한다)이 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 스프링(44)의 하중이 스프링(42)의 하중보다 커지도록 설정되어 있다.

파워 엘리먼트(6)는, 흡입 압력(Ps)을 감지하여 변위하는 벨로우즈(45)를 포함하고, 그 벨로우즈(45)의 변위에 의해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생시킨다. 이 대항력은, 밸브 시트 형성 부재(33) 및 서브 밸브체(36)를 통해 메인 밸브체(30)에도 전달된다. 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착좌하여 서브 밸브를 폐쇄하는 것에 의해, 크랭크실(154)에서 흡입실(151)로의 냉매의 릴리프가 차단된다. 또한, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브를 개방하는 것에 의해, 크랭크실(154)에서 흡입실(151)로의 냉매의 릴리프를 허용한다.

한편, 솔레노이드(3)는, 단차를 갖는 원통 형상의 코어(46)와, 코어(46)의 하단 개구부를 밀봉하도록 조립된 바닥을 갖는 원통 형상의 슬리브(48)와, 슬리브(48)에 수용되어 코어(46)와 축선 방향으로 대향 배치된 원통 형상의 플런저(50)와, 코어(46) 및 슬리브(48)에 외부로 삽입된 원통 형상의 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취되어, 통전에 의해 자기 회로를 생성하는 전자 코일(54)과, 전자 코일(54)을 외방에서 덮도록 마련되고, 요크로서도 기능하는 원통 형상의 케이스(56)와, 케이스(56)의 하단 개구부를 밀봉하도록 마련된 단부 부재(58)를 구비한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 보디(5), 코어(46), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(150) 전체의 보디를 형성하고 있다.

밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)는, 보디(5)의 하단부가 코어(46)의 상단 개구부에 압입되는 것에 의해 고정되어 있다. 코어(46)와 메인 밸브체(30) 사이에 압력실(24)이 형성되어 있다. 한편, 코어(46)의 중앙을 축선 방향으로 관통하도록, 작동 로드(38)가 삽통되어 있다. 압력실(24)로 도입되는 흡입 압력(Ps)은, 작동 로드(38)와 코어(46)의 간극에 의해 형성되는 연통로(62)를 통해 슬리브(48)의 내부에도 가이드된다. 작동 로드(38)의 하단부가 플런저(50)의 상반부에 압입되어, 작동 로드(38)와 플런저(50)가 동축 형태로 접속되어 있다. 스프링(44)은, 코어(46)와 플런저(50)를 서로 이격시키는 방향으로 부세하는 오프 스프링으로서도 기능한다. 또한, 변형예에 있어서는, 작동 로드(38)의 하단부를 플런저(50)에 압입 고정하지 않고, 당접시키는 것 만으로도 좋다. 마찬가지로, 작동 로드(38)의 상단부를 밸브 시트 형성 부재(33)에 압입 고정하지 않고, 당접시키는 것만으로도 좋다. 밸브 시트 형성 부재(33)와 파워 엘리먼트(6) 사이에 스프링(44)(오프 스프링)을 마련하고 있기 때문에, 밸브 시트 형성 부재(33)와 작동 로드(38)의 압입 고정, 및 작동 로드(38)와 플런저(50)의 압입 고정 중의 일방 또는 쌍방을 생략해도 문제없기 때문이다. 오히려, 이와 같은 압입 고정을 없애는 것에 의해, 밸브 시트 형성 부재(33), 작동 로드(38) 및 플런저(50)의 각 부품 가공성 및 이들의 조립성을 향상시킬 수 있다.

작동 로드(38)는, 플런저(50)에 의해 하방에서 지지되고, 메인 밸브체(30), 서브 밸브체(36) 및 파워 엘리먼트(6)와 작동 연결 가능하게 구성되어 있다. 작동 로드(38)는, 코어(46)와 플런저(50)의 흡인력인 솔레노이드력을, 메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36)에 적절히 전달한다. 한편, 작동 로드(38)에는, 파워 엘리먼트(6)의 신축 작동에 의한 구동력("감압 구동력"이라고도 한다)이 솔레노이드력과 대항하도록 부하된다. 즉, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는, 솔레노이드력과 감압 구동력에 의해 조정된 힘이 메인 밸브체(30)에 작용하여, 메인 밸브의 개도를 적절히 제어한다. 메인 밸브의 폐쇄시에는, 솔레노이드력의 크기에 상응하여 작동 로드(33)가 스프링(44)의 부세력에 저항하여 보디(5)에 대해 상대 변위하여, 밸브 시트 형성 부재(33)를 밀러 올려서 서브 밸브를 밸브 개방시킨다. 이에 의해 블리드 기능을 발휘시킨다.

슬리브(48)는 비자성 재료로 이루어진다. 플런저(50)의 측면에는 축선에 대해 평행한 복수의 연통홈(66)이 마련되고, 플런저(50)의 하단면에는 반경 방향으로 연장되어 내외를 연통하는 복수의 연통홈(66)이 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 도시한 바와 같이 플런저(50)가 하사점에 위치해도, 흡입 압력(Ps)이 플런저(50)와 슬리브(48)의 간극을 통해 배압실(70)에 가이드되도록 되어 있다.

보빈(52)으로부터는 전자 코일(54)에 연결되는 한 쌍의 접속 단자(72)가 돌출되어, 각각 단부 부재(58)를 관통하여 외부에 인출되어 있다. 동도면에는 설명의 편의상, 그 한 쌍 중의 하나만 표시되어 있다. 단부 부재(58)는, 케이스(56)에 내포되는 솔레노이드(3) 내의 구조물 전체를 하방에서 밀봉하도록 장착되어 있다. 단부 부재(58)는, 내식성을 갖는 수지재의 몰드 성형(사출 성형)에 의해 형성되고, 그 수지재가 케이스(56)와 전자 코일(54)의 간극에도 채워져 있다. 이와 같이 케이스(56)와 전자 코일(54)의 간극에 수지재를 채움으로써, 전자 코일(54)에서 발생한 열을 케이스(56)에 전달하기 쉽게 하여, 그 방열 성능을 높이고 있다. 단부 부재(58)로부터는 접속 단자(72)의 선단부가 인출되어 있고, 도시하지 않는 외부 전원에 접속된다.

도 4는, 도 3의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도 이다.

메인 밸브체(30)의 가이드 구멍(26)과의 슬라이딩면에는, 냉매의 유통을 억제하기 위한 복수의 고리 모양의 홈으로 이루어지는 래비린스실(labyrinth seal)(74)이 마련되어 있다. 메인 밸브체(30)의 축선 방향 중간부에는 격벽(76)이 마련되어 있다. 격벽(76)은, 그 하면에서 작동 로드(38)와 적절히 계합 연결 가능한 "피계합부"로서 기능한다. 작동 로드(38)는, 그 상부가 축경되어, 격벽(76)의 중앙에 마련된 삽통 구멍을 관통한다. 작동 로드(38)에는, 그 축경부의 단차에 의해 계합부(78)가 구성된다. 격벽(76)의 삽통 구멍의 주위에는, 냉매를 통과시키기 위한 복수의 관통 구멍(80)이 형성되어 있다.

밸브 시트 형성 부재(33)에는, 메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36)의 내부 통로(35)와 압력실(23)을 연통시키기 위한 복수의 연통로(39)가 형성되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(33)의 측면의 복수 개소와 하면에 연통로(39)의 개구부가 마련되어 있다. 또한 작동 로드(39)는, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착좌한 상태에 있어서는, 계합부(78)가 격벽(76)으로부터 적어도 소정 간격(L)을 두고 이격하도록 단차의 위치가 설정되어 있다. 이 소정 간격(L)은, 이른바 "유간"으로서 기능한다.

솔레노이드력을 크게 하면, 작동 로드(38)를 메인 밸브체(30)에 대해 상대 변위시켜서 밸브 시트 형성 부재(33)를 밀어 올릴 수도 있다. 이에 의해, 서브 밸브체(36)와 서브 밸브 시트(34)를 이격시켜서 서브 밸브를 개방할 수 있다. 또한, 계합부(78)와 격벽(76)을 계합(당접)시킨 상태에서 솔레노이드력을 메인 밸브체(30)에 직접 전달할 수 있어, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 큰 힘으로 가압할 수 있다. 이 구성은, 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(26)의 슬라이딩부로의 이물의 혼입에 의해 메인 밸브체(30)가 록된 경우에, 그것을 해제하는 록해제 기구로서 기능한다.

파워 엘리먼트(6)는, 베이스 부재(84)와 벨로우즈(45)를 포함하여 구성된다. 베이스 부재(84)는, 금속재를 프레스 성형하여 바닥을 갖는 원통 형상으로 구성되어 있고, 그 하단 개구부에 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(86)를 구비한다. 벨로우즈(45)는, 주름 형태의 본체의 상단부가 폐지되고, 하단 개구부가 플랜지부(86)의 상면에 기밀하게 용접되어 있다. 벨로우즈(45)의 내부는 밀폐된 기준 압력실(S)로 되어 있고, 벨로우즈(45)와 플랜지부(86) 사이에, 벨로우즈(45)를 신장 방향으로 부세하는 스프링(88)이 마련되어 있다. 기준 압력실(S)은, 본 실시형태에서는 진공 상태로 되어 있다. 벨로우즈(45)는, 베이스 부재(84)의 본체를 축심으로 하여 신축한다. 벨로우즈(45)는, 플랜지부(86)와는 반대측 단부가 단부 부재(13)에 지지되어 있다.

즉, 파워 엘리먼트(6)는, 단부 부재(13)와 밸브 시트 형성 부재(33) 사이에 탄성적으로 지지되어 있다. 단부 부재(13)의 보디(5)로의 압입량을 조정하는 것에 의해, 파워 엘리먼트(6)의 설정 하중(스프링(88)의 설정 하중)을 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 베이스 부재(84)의 본체는, 벨로우즈(45)의 내방을 그 저부 근방까지 연장하고, 그 상저부가 벨로우즈(45)의 저부에 근접 배치된다. 밸브 시트 형성 부재(33)는, 그 상단면 중앙에 상방으로 돌출되는 감합부(37)가 마련되고, 그 감합부(37)가 베이스 부재(84)의 본체에 감합되어 있다. 벨로우즈(45)는, 압력실(23)의 흡입 압력(Ps)과 기준 압력실(S)의 기준 압력의 차압에 상응하여 축선 방향(메인 밸브 및 서브 밸브의 개폐 방향)으로 신장 또는 수축한다. 다만, 그 차압이 커져도 벨로우즈(45)가 소정량 수축하면, 베이스 부재(84)의 본체가 당접하여 계지되기 때문에, 그 수축은 규제된다.

본 실시형태에 있어서는, 벨로우즈(45)의 유효 수압 지름(A)과, 메인 밸브체(30)의 메인 밸브에 있어서의 유효 수압 지름(B)(실링부 지름)과, 메인 밸브체(30)의 슬라이딩부의 유효 수압 지름(C)(실링부 지름)과, 밸브 시트 형성 부재(33)의 슬라이딩부의 유효 수압 지름(D)(실링부 지름)이 동일하게 설정되어 있다. 이 때문에, 메인 밸브체(30)와 파워 엘리먼트(6)가 작동 연결된 상태에 있어서는, 메인 밸브체(30)에 작용하는 토출 압력(Pd) 및 크랭크 압력(Pc)의 영향이 캔슬된다. 그 결과, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서, 메인 밸브체(30)는, 압력실(23)에서 받는 흡입 압력(Ps)에 기초하여 개폐 동작하게 된다. 즉, 제어 밸브(150)는, 이른바 Ps감지 밸브로서 기능한다.

또한, 변형예에 있어서는, 유효 수압 지름(B, C, D)을 동일하게 하는 한편, 유효 수압 지름(A)을 이들과 상이하게 해도 좋다. 즉, 본 실시형태와 같이, 유효 수압 지름(B, C, D)을 동일하게 하는 한편, 밸브체(메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36))의 내부 통로(35)를 상하로 관통시킴으로써, 밸브체에 작용하는 압력(Pd, Pc, Ps)의 영향을 캔슬할 수 있다. 즉, 밸브 시트 형성 부재(33), 서브 밸브체(36), 메인 밸브체(30), 작동 로드(38) 및 플런저(50)의 결합체의 전후(도면에서는 상하)의 압력을 동일한 압력(흡입 압력(Ps))으로 할 수 있고, 이에 의해 압력 캔슬이 실현된다. 이에 의해, 벨로우즈(45)의 지름에 의존하지 않고 각 밸브체의 지름을 설정할 수 있다. 예컨대, 벨로우즈(45)를 작게 해도, 밸브 지름을 크게 한 채로 구성할 수 있다. 즉, 메인 밸브를 크게 할 수 있고, 또한 서브 밸브를 크게 할 수 있다. 그 결과, 블리드 밸브의 유량을 크게 할 수 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 제어 밸브(150)의 안정된 제어 상태에 있어서는, 압력실(23)의 흡입 압력(Ps)이 소정의 설정 압력(Pset)이 되도록 메인 밸브가 자율적으로 동작한다. 이 설정 압력(Pset)은, 기본적으로는 스프링(42, 44, 88)의 스프링 하중에 의해 미리 조정되고, 증발기(140) 내의 온도와 흡입 압력(Ps)의 관계로부터, 증발기(140)의 동결을 방지할 수 있는 압력값으로서 설정된다. 설정 압력(Pset)은, 솔레노이드(3)의 공급 전류(설정 전류)를 변경하는 것에 의해 변화 시킬 수 있다. 본 실시형태에서는, 제어 밸브(150)의 조립이 거의 완료된 상태에서 단부 부재(13)의 압입량을 재조정함으로써, 스프링의 설정 하중을 미세 조정할 수 있고, 설정 압력(Pset)을 정확하게 조정할 수 있다.

한편, 제어 밸브(150)의 기동시에 있어서는, 솔레노이드(3)의 통전에 의해 작동 로드(38)를 상방으로 변위시키는 것에 의해, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브 시트(22)에 착좌시켜서 메인 밸브를 폐쇄하고, 나아가 밸브 시트 형성 부재(33)에 서브 밸브의 밸브 개방 방향의 구동력을 부여할 수 있다. 이에 의해, 서브 밸브체(36)와 서브 밸브 시트(34)를 이격시켜서 서브 밸브를 개방할 수 있다. 즉, 제어 밸브(150)는, 솔레노이드(3)의 구동력을 이용하여 서브 밸브를 강제적으로 밸브 개방시키기 위한 "강제 밸브 개방 기구"를 구비한다, 또한, 이 구성은, 밸브 시트 형성 부재(33)와 가이드 구멍(25)의 슬라이딩부로의 이물의 혼입에 의해 밸브 시트 형성 부재(33)가 록된 경우에, 그것을 해제하는 록해제 기구(연동 기구, 가압 기구)로서도 기능한다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 압축기(100)에 있어서 제어 밸브(150)가 장착되는 리어 하우징(104)에 유량 센서(170)의 센서 보디(172)가 수용된다. 즉, 압축기(100)의 하우징 그 자체에 대해 센서 보디(172)를 조립하는 구조로 했기 때문에, 유량 센서(170)의 감압 부재(192)(자석(195))를 압축기(100)에 장착하기 위한 별도의 부재를 별도로 마련할 필요가 없어진다. 또한, 리어 하우징(104)이라는 단일 부재에 대해 제어 밸브(150)의 장착 구멍과 센서 보디(172)의 수용 구멍을 성형하면 되기 때문에, 제조 프로세스도 간소화된다. 이 때문에, 압축기(100)에 대한 유량 센서(170)의 장착 구조를 저비용으로 실현할 수 있다.

또한, 센서 보디(172)와 제어 밸브(150)가, 수용실(155)에 동축 형태로 수용됨으로써, 리어 하우징(104)의 스페이스가 효율적으로 이용된다. 센서 보디(172) 및 제어 밸브(150)의 쌍방을 수용실(155)의 입구측에서 삽입하는 것만으로도 좋기 때문에, 이들의 조립 작업을 간이하게 진행할 수 있다. 또한, 수용실(155)을 센서 보디(172)의 수용 구멍 및 제어 밸브(150)의 장착 구멍으로서 공용하는 구성으로 한 것에 의해, 수용실(155)의 성형 공정에 있어서 그 수용 구멍 및 장착 구멍을 동시 또는 연속적으로 가공할 수 있고, 가공 효율이 좋아, 제조 비용의 삭감으로 연결된다.

[제2실시형태]

도 5는, 제2실시형태에 따른 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다. 이하에서는 제1실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 또한, 동도면에 있어서 제1실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.

본 실시형태에서는, 유량 센서(270)의 센서 보디(272)가, 제어 밸브(250)의 선단에 일체로 마련되어 있다. 즉, 제어 밸브(250)의 보디(205)와 센서 보디(272)의 본체(290)가 일체로 성형되어 있다. 스프링(210)은, 제어 밸브(250)의 단부 부재(213)와 감압 부재(192) 사이에 마련되어 있다. 또한, 본체(290)의 플랜지부(294)와 리어 하우징(104)의 내벽면과의 간극에는, 교축 통로(280)가 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 감압 부재(192)의 전후 차압을 생성하는 차압 생성 구조를 수용실(155) 내에 형성하고 있다. 이 때문에, 제1실시형태와 같은 교축 통로(180)를 마련할 필요가 없다.

본 실시형태에 있어서도 제1실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있지만, 또한, 제1실시형태와 같은 교축 통로(180)의 가공이 불필요해지기 때문에, 제조 비용을 삭감할 수 있게 된다. 또한, 센서 보디(272)를 제어 밸브(250)에 일체로 마련했기 때문에, 이들을 리어 하우징(104)의 수용실(155)에 장착할 때의 작업성이 향상된다.

[제3실시형태]

도 6은, 제3실시형태에 따른 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다. 이하에서는, 제1, 제2실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 동도면에 있어서 제1, 제2실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.

본 실시형태에서는, 제2실시형태와 마찬가지로, 유량 센서(370)의 센서 보디(372)가, 제어 밸브(250)의 선단에 일체로 마련되어 있다. 한편, 센서 보디(372)가 리어 하우징(104)을 관통하고, 센서 헤드(174)와 당접하도록 위치 결정되는 점에서 제2실시형태와는 상이하다.

즉, 리어 하우징(104)에 있어서 수용실(355)이 상하로 관통하도록, 리어 하우징(104)에 있어서의 센서 헤드(174)와의 대향면에 삽통 구멍(357)이 마련되어 있다. 이에 의해, 센서 보디(372)의 상단면이 그 삽통 구멍(357)으로부터 노출된다. 센서 보디(372)의 본체(390)는, 제어 밸브(250)의 보디(205)와 일체로 성형되어 있지는 않고, 별체로 성형된 후, 그 하단부가 보디(205)의 상단부에 압입되어 일체화 되어 있다. 본체(390)의 상단부에는 O링(380)이 끼워져, 리어 하우징(104)의 내외의 실링성이 확보되어 있다. 또한, 본체(390)의 플랜지부(394)에도 O링(382)이 끼워져, 연통로(186)와 연통로(188) 사이의 실링성이 확보되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 제1실시형태와 마찬가지로, 리어 하우징(104)에 교축 통로(180)가 마련된다(도 1 참조).

본 실시형태에 따른 장착 구조에 의하면, 센서 보디(372)를 제어 밸브(250)에 일체로 마련했기 때문에, 제2실시형태와 마찬가지로, 이들을 리어 하우징(104)의 수용실(155)에 장착할 때의 작업성이 향상된다. 또한, 센서 보디(372)와 센서 헤드(174)를 당접 가능한 구성으로 했기 때문에, 자기 센서(175)와 자석(195)의 위치 관계를 고정밀도로 조정할 수 있다. 즉, 유량 센서(370) 및 제어 밸브(250)의 특성을 압축기(100)와는 독립적으로 미리 조정할 수 있게 된다.

[제4실시형태]

도 7은, 제4실시형태에 따른 리어 하우징에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다. 이하에서는 제1~제3실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 동도면에 있어서 제1~제3실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.

본 실시형태에서는, 제어 밸브(250)와 유량 센서(470)가 유닛화되어 있다. 즉, 제어 밸브(250)의 선단에 센서 보디(472)가 일체로 마련되고, 그 센서 보디(472)의 선단에 센서 헤드(474)가 일체로 마련되어 있다. 센서 헤드(474)의 길이 방향의 방향이 센서 보디(472)의 축선 방향과 일치되어 있고, 그 결과, 유닛의 길이 방향이 길어지지만, 폭 방향의 치수가 작아지기 때문에, 그 유닛 전체를 수용실(355)의 입구측에서 삽입할 수 있다. 센서 보디(472)의 본체(490)의 선단부가 내방으로 코킹되는 것에 의해, 센서 헤드(474)가 센서 보디(472)에 고정되어 있다. 또한, 센서 헤드(474)에 있어서의 자기 센서(175)의 자석(195)에 대한 위치 관계는, 제3실시형태와 동일하게 하고 있다.

본 실시형태의 장착구조에 의하면, 제어 밸브(250)와 유량 센서(470)가 유닛화되기 때문에, 리어 하우징(104)의 수용실(155)에 장착할 때의 작업성이 제2실시형태 보다 더욱 향상된다. 또한, 자기 센서(175)와 자석(195)의 위치 관계를 유닛 단체(簞體)로 미리 조정할 수 있기 때문에, 그 점에서도 작업성이 향상된다.

[제5실시형태]

도 8은, 제5실시형태에 따른 압축기에 대한 유량 센서 및 제어 밸브의 장착 구조를 나타내는 도면이다. 이하에서는 제1실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 동도면에 있어서 제1실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.

본 실시형태의 압축기(500)에서는, 센서 보디(175)에서 감지하는 차압을, 토출 밸브(160)의 밸브 구멍(166)의 하류측 압력(Pp2)과 출구 압력(PdL)의 차압(Pp2-PdL)으로 하고 있다. 즉, 토출 밸브(160)가 수용되는 압력실과 냉매 출구(158) 사이에 교축 통로(180)를 마련하고 있다. 이와 같이, 토출 유량을 검출하기 위한 2점간의 차압은, 토출실(153)과 냉매 출구(158) 사이에 적절히 설정할 수 있다. 변형예에 있어서는, 토출 밸브(160)의 밸브 구멍(166)의 상류측 압력과 하류측 압력의 차압을 감지하는 구성으로 해도 좋다. 그 경우, 밸브 구멍(166)을 교축 통로로서 이용하기 때문에, 별도로 교축 통로(180)를 마련할 필요가 없어진다. 또한, 본 실시형태 및 변형예는, 제1실시형태뿐만 아니라, 제2~제4실시형태의 제어 밸브 및 유량 센서의 장착 구조에 대해서도 적용 가능한 것은 물론이다.

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

상기 실시형태에서는, 수용실(155)을 센서 보디(172)의 수용 구멍 및 제어 밸브(150)의 장착 구멍으로서 공용하는 것에 의해, 동시 또는 연속적으로 성형 가능한 구성으로 했다. 변형예에 있어서는, 리어 하우징(104)에 대해, 센서 보디(172)의 수용 구멍과 제어 밸브(150)의 장착 구멍을 개별로 성형해도 좋다. 예컨대, 도 2에 나타낸 구성에 있어서, 리어 하우징(104)에 있어서, 제어 밸브(150)의 장착 구멍을 하방에서 천설하고, 센서 보디(172)의 수용 구멍을 상방에서 천설해도 좋다. 그 경우, 장착 구멍과 수용 구멍을 동축 형태로 형성해도 좋고, 서로의 축선이 평행에 어긋나게 형성해도 좋다. 그 경우, 장착 구멍과 수용 구멍 사이에 격벽을 남기고, 양자가 직접 연통하지 않는 구성으로 해도 좋다. 그 때, 센서 보디(172)를 리어 하우징(104)으로부터 노출시키고, 도 6에 나타낸 바와 같이 센서 헤드(174)와 당접시키도록 해도 좋다. 또는, 도 2에 나타낸 센서 보디(172)와 센서 헤드(174)를 미리 일체화한 유량 센서(172)로서 구성하고, 리어 하우징(104)에 마련한 수용 구멍에 대해 센서 보디(172)측으로부터 끼우도록 해도 좋다. 이와 같은 구성에 의해, 센서 보디(172)의 자석(195)과 센서 헤드(174)의 자기 센서(175)의 위치 관계를 당초부터 고정밀도로 설정할 수 있어, 유량 센서(170)의 특성의 조정이 용이해 진다.

상기 실시형태에서는, 차압식의 유량 센서로서 자기 센서를 예시했지만, 예컨대, 감압 부재를 다이어프램 등의 가요성 부재에 의해 구성하고, 그 한쪽 측면에 스트레인 게이지(strain gauge)를 첩착(貼着)한 압력 센서를 채용해도 좋다. 가요성 부재의 전후 차압에 상응하여 변화하는 스트레인 게이지의 출력으로부터 냉매의 유량을 산출해도 좋다. 그 경우에도 센서 보디(172)에 그 감압 부재를 배치하고, 상기 실시형태와 마찬가지로 수용실(155, 355)에 장착하도록 한다.

상기 실시형태에서는, 제어 밸브(150, 250)의 대부분을 수용실(155, 355)에 수용하는 구성을 예시했지만, 제어 밸브의 밸브 본체(2)를 수용실에 수용하고, 솔레노이드(3)의 대부분을 수용실 밖으로 노출시켜도 좋다.

상기 실시형태에서는, 제어 밸브로서, 피감지 압력으로서 흡입 압력(Ps)을 감지하여 동작하는 이른바 Ps감지 밸브를 나타냈지만, 그 밖의 다양한 제어 밸브를 적용할 수도 있다. 예컨대, 크랭크 압력(Pc)을 감지하여 동작하는 이른바 Pc감지 밸브로서 구성해도 좋다. 그 경우, 포트(12)를 크랭크실(154)에 연통시킨다. 또는, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)의 차압이 설정 차압이 되도록 동작하는 이른바 Pd-Ps 밸브로서 구성해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 가변 용량 압축기의 토출실(153)에서 크랭크실(154)로 도입하는 냉매의 유량 또는 압력을 조정하는 이른바 도입 제어의 제어 밸브를 나타냈지만, 변형예에 있어서는, 크랭크실(154)에서 흡입실(151)로 도출하는 냉매의 유량 또는 압력을 조정하는 이른바 도출 제어의 제어 밸브로서 구성해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 벨로우즈(45)의 내부의 기준 압력실(S)을 진공 상태로 했지만, 대기를 채우거나, 기준이 되는 소정의 가스를 채우는 등으로 해도 좋다. 또는 토출 압력(Pd), 크랭크 압력(Pc), 및 흡입 압력(Ps) 중 어느 하나를 채워도 좋다. 그리고, 파워 엘리먼트(6)가 적절히 벨로우즈의 내외의 압력차를 감지하여 작동하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 파워 엘리먼트(6)를 구성하는 감압 부재로서 벨로우즈(45)를 채용하는 예를 나타냈지만, 다이어프램을 채용해도 좋다. 그 경우, 그 감압 부재로서 필요한 동작 스트로크를 확보하기 위해, 복수의 다이어프램을 축선 방향으로 연결하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태나 변형예에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 상기 실시형태나 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합하는 것에 의해 다양한 발명을 형성해도 좋다. 또한, 상기 실시형태나 변형예에 제시되는 전체 구성 요소에서 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 좋다.

2: 밸브 본체
3: 솔레노이드
5: 보디
6: 파워 엘리먼트
22: 메인 밸브 시트
30: 메인 밸브체
34: 서브 밸브 시트
36: 서브 밸브체
38: 작동 로드
45: 벨로우즈
100, 500: 압축기
101: 실린더 블록
102: 프론트 하우징
104: 리어 하우징
106: 회전축
111: 요동판
112: 피스톤
120: 응축기
130: 팽창 장치
140: 증발기
150: 제어 밸브
151: 흡입실
152: 실린더
153: 토출실
154: 크랭크실
155: 수용실
156: 냉매 입구
158: 냉매 출구
160: 토출 밸브
170: 유량 센서
172: 센서 보디
174: 센서 헤드
175: 자기 센서
179: 출력 단자
180: 교축 통로
182, 184, 186, 188: 연통로
192: 감압 부재
195: 자석
204: 제1압력실
205: 보디
206: 제2압력실
250: 제어 밸브
270: 유량 센서
272: 센서 보디
280: 교축 통로
355: 수용실
370: 유량 센서
372: 센서 보디
470: 유량 센서
472: 센서 보디
474: 센서 헤드

Claims (13)

1. 제어 밸브에 의해 토출 냉매의 유량이 제어되는 가변 용량 압축기에 대해, 그 냉매의 유량을 검출하는 유량 센서를 장착하기 위한 장착 구조이고,
   상기 유량 센서는, 상기 압축기에 있어서 상기 제어 밸브가 장착되는 헤더 하우징에 형성된 냉매 통로의 소정의 2점간의 차압을 감지하는 것에 의해 냉매의 유량을 검출하는 차압식의 센서이고, 상기 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드를 포함하고,
   상기 헤더 하우징에 마련된 수용 구멍에 상기 센서 보디가 조립되어 있고,
   상기 헤더 하우징에 있어서, 상기 제어 밸브가 장착되는 장착 구멍과 상기 수용 구멍이 동축 형태 또는 서로의 축선이 평행해지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 장착 구멍은, 상기 제어 밸브를 도입하는 입구측으로부터 안쪽을 향해 단계적으로 소경화되는 단차를 갖는 구멍으로 이루어 지고, 그 선단측에 상기 수용 구멍이 동축 형태로 연결되고,
   상기 센서 보디가, 상기 제어 밸브의 삽입에 앞서 상기 장착 구멍의 입구측으로부터 삽입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 센서 헤드가, 상기 센서 보디와 별체로 구성되고, 상기 헤더 하우징에 있어서의 상기 수용 구멍의 외부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 감압부는, 상기 센서 보디에 지지되고, 축선 방향으로 상기 차압을 받아 변위하는 감압 부재와, 상기 감압 부재에 일체로 마련된 자석을 포함하고,
   상기 센서 헤드는, 상기 자석의 변위에 상응한 검출 신호를 출력하는 자기 센서를 구비하고, 상기 자기 센서가 상기 자석의 축선상에 위치하도록 상기 헤더 하우징에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 센서 보디와 상기 센서 헤드가, 상기 헤더 하우징의 벽을 사이에 두고 대향 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 장착 구멍이 상기 헤더 하우징을 관통하도록 형성되고,
   상기 센서 보디가 상기 센서 헤드에 당접하도록 상기 헤더 하우징에 위치 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센서 보디가, 상기 제어 밸브의 선단에 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
9. 제6항에 있어서,
   상기 센서 보디가, 상기 제어 밸브의 선단에 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
10. 제7항에 있어서,
    상기 센서 보디가, 상기 제어 밸브의 선단에 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
11. 제3항에 있어서,
    상기 장착 구멍이 상기 헤더 하우징을 관통하도록 형성되고,
    상기 센서 헤드와 상기 센서 보디와 상기 제어 밸브가 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
12. 제어 밸브에 의해 토출 냉매의 유량이 제어되는 가변 용량 압축기에 대해, 그 냉매의 유량을 검출하는 유량 센서를 장착하기 위한 장착 구조이고,
    상기 유량 센서는, 상기 압축기에 있어서 상기 제어 밸브가 장착되는 헤더 하우징에 형성된 냉매 통로의 소정의 2점간의 차압을 감지하는 것에 의해 냉매의 유량을 검출하는 차압식의 센서이고, 상기 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드를 포함하고,
    상기 헤더 하우징에 마련된 수용 구멍에 상기 센서 보디가 조립되어 있고,
    상기 2점간의 차압을 생성하기 위한 차압 생성 구조가, 상기 수용 구멍과 상기 센서 보디의 간극에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 센서의 장착 구조.
13. 크랭크실 및 실린더가 구획 형성된 본체 하우징;
    상기 크랭크실에 있어서 회전축에 대해 경사각 가변으로 마련되어 그 회전축의 회전 구동에 의해 요동 운동을 하는 한편, 그 경사각이 상기 크랭크실의 크랭크 압력에 의해 변화하는 요동체;
    상기 요동체에 연결되어, 그 요동체의 요동 운동에 의해 축선 방향으로 왕복 운동하는 것에 의해, 흡입실에서 상기 실린더 내로의 냉매의 흡입, 상기 실린더 내에서의 냉매의 압축, 및 상기 실린더에서 토출실로의 냉매의 토출을 진행하는 피스톤;
    상기 본체 하우징과 일체로 마련되고, 상기 흡입실 및 상기 토출실이 구획 형성되는 한편, 냉동 사이클의 상류측에서 상기 흡입실로 냉매를 도입하는 냉매 입구, 및 상기 토출실에서 상기 냉동 사이클의 하류측으로 토출 냉매를 도출하는 냉매 출구가 마련된 헤더 하우징;
    상기 토출실로부터 토출되는 냉매의 유량을 제어하는 제어 밸브; 및
    상기 헤더 하우징에 형성된 냉매 통로에 있어서의 소정의 2점간의 차압을 검지하는 것에 의해, 상기 토출실로부터 토출되는 냉매의 유량을 검출하기 위한 유량 센서를 구비하고,
    상기 유량 센서는, 상기 2점간의 차압을 감지하여 변위하는 감압부가 마련되는 센서 보디와, 검출 신호를 출력하기 위한 출력 단자가 마련되는 센서 헤드를 포함하고,
    상기 제어 밸브는, 냉매의 유량을 제어하기 위해 개폐되는 밸브부를 수용하는 밸브 본체와, 상기 밸브부를 개폐 구동하기 위한 솔레노이드를 포함하고,
    상기 밸브 본체와 상기 센서 보디가, 각각 상기 헤더 하우징에 수용되어 있고,
    상기 헤더 하우징은 상기 밸브 본체를 수용하는 장착 구멍과 상기 센서 보디를 수용하는 수용 구멍을 포함하고,
    상기 장착 구멍과 상기 수용 구멍이 동축 형태 또는 서로의 축선이 평행해지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.

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