KR20050077777A - 가변 용량 압축기용 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 플런저를 분할하여 구성한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 그 흡입력 특성을 향상시키는 동시에 제조 비용의 저감을 실현하는 데 있다.

가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)에 있어서는, 홀더(41)와 이에 삽입 통과된 제2 플런저(32)의 소경부(33) 사이에 소정의 공간(S)이 형성되므로, 솔레노이드(20)에의 통전시에 제2 플런저(32)의 반경 방향에 작용하는 흡입력을 작게 할 수 있다. 한편, 제2 플런저(32)의 대경부(34)와 홀더(41) 사이에 축선 방향에 대향하는 대향면(34a, 41a)이 설치되고, 솔레노이드(20)에의 통전시에 그 대향면을 거쳐서 자기 회로가 형성되도록 구성되어 있으므로, 제2 플런저(32)의 동작 방향의 흡입력을 크게 할 수 있다. 이 결과, 솔레노이드(20)에의 통전시에 있어서 제2 플런저(32)에 연결되는 밸브 부재(16)의 폐쇄 방향에의 흡입력을 상대적으로 크게 할 수 있어, 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 전체적인 흡입력 특성이 향상된다.

Description

가변 용량 압축기용 제어 밸브{CONTROL VALVE FOR VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

본 발명은 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것으로, 특히 자동차용 공조 장치의 가변 용량 압축기로 냉매의 토출 용량을 제어하는 데 적합한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에 이용되는 압축기는 주행 상태에 따라서 회전수가 변화하는 엔진을 구동원으로 하고 있으므로 회전수 제어를 행할 수 없다. 그래서, 일반적으로는 엔진의 회전수에 제약되는 일 없이 적절한 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기가 이용되고 있다.

가변 용량 압축기는 일반적으로 기밀하게 형성된 크랭크실 내에서 경사각 가변으로 설치된 요동판이 회전축의 회전 운동에 의해 구동되어 요동 운동을 하고, 그 요동판의 요동 운동에 의해 회전축과 평행한 방향으로 왕복 운동하는 피스톤이 흡입실의 냉매를 실린더 내에 흡입하여 압축한 후, 토출실에 토출한다. 이 때, 크랭크실 내의 압력을 변화시킴으로써 요동판의 경사 각도를 변화시킬 수 있고, 이에 의해 피스톤의 스트로크가 변화되어 냉매의 토출량이 변화하게 된다. 이 크랭크실 내의 압력을 변화시키도록 제어하는 것이 가변 용량 압축기용 제어 밸브이다.

이와 같은 압축기의 토출 용량을 가변 제어하기 위한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 일반적으로 토출실로부터 토출된 토출 압력(Pd)의 냉매의 일부를 기밀하게 형성된 크랭크실에 도입하도록 하고, 그 도입량을 제어함으로써 크랭크실 내의 압력(Pc)을 제어하고, 그 도입량의 제어는 예를 들어 흡입실의 흡입 압력(Ps)에 따라서 행하도록 하고 있다. 즉, 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 흡입 압력(Ps)을 줄이고, 그 흡입 압력(Ps)이 일정하게 유지되도록 토출실로부터 크랭크실로 도입되는 토출 압력(Pd)의 냉매의 유량을 제어하고 있다.

이로 인해, 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 흡입 압력(Ps)을 감지하는 감압부와, 그 감압부가 감지한 흡입 압력(Ps)에 따라서 토출실로부터 크랭크실로 통하는 통로를 개폐 제어하는 밸브부를 구비하고 있다. 또한, 가변 용량 동작으로 들어갈 때의 흡입 압력(Ps)의 값을 외부로부터 자유롭게 설정할 수 있도록 한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에서는 감압부의 설정치를 외부 전류에 의해 가변할 수 있는 솔레노이드를 구비하고 있다.

그런데, 외부 제어가 가능한 종래의 가변 용량 압축기용 제어 밸브 중에는 엔진과 요동판이 설치된 회전축 사이에 엔진에 구동력을 전달하거나 차단하거나 하는 전자 클러치를 이용하지 않고, 엔진과 회전축을 직결한 이른바 무클러치 가변 용량 압축기를 제어하기 위한 제어 밸브가 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

이 제어 밸브는 토출실로부터 크랭크실로 통하는 통로를 개폐 제어하는 밸브부와, 그 밸브부를 폐쇄 방향으로 작용시키는 전자력을 발생시키는 솔레노이드와, 대기압과 비교하여 흡입 압력(Ps)이 낮아짐에 따라서 밸브부를 개방 방향으로 작용시키는 감압부를 이 순서로 배치된 구성을 갖고 있다. 이로 인해, 솔레노이드가 통전되어 있지 않을 때에는, 밸브부는 완전 개방 상태로 되어 있어 크랭크실 내의 압력(Pc)을 토출 압력(Pd)에 가까운 압력으로 유지할 수 있고, 이에 의해 요동판이 회전축에 대해 대략 직각이 되어 가변 용량 압축기를 최소 용량으로 운전시킬 수 있다. 이는 엔진과 회전축이 직결되어 있어도 실질적으로 토출 용량을 0에 가깝게 할 수 있으므로, 전자 클러치를 배제할 수 있는 것이다.

그러나, 전자 클러치를 필요로 하지 않는 가변 용량 압축기를 제어하기 위한 종래의 제어 밸브에서는 감압부 및 밸브부가 솔레노이드를 사이에 두고 배치되어 있고, 흡입 압력(Ps)과 대기압을 비교하는 감압부에는 솔레노이드를 거쳐서 흡입 압력(Ps)을 유도하도록 구성되어 있으므로, 솔레노이드의 전체를 압력실 내에 수용해야만 해 솔레노이드의 부분에 대해서도 내압을 고려한 설계를 해야만 한다.

그래서, 본 출원인은 솔레노이드의 플런저를 제1 플런저와 제2 플런저의 2개로 분할하여 이들 사이에 흡입 압력을 감지하는 다이어프램 또는 벨로우즈와 같은 감압 부재를 배치하고, 분할된 제2 플런저로 크랭크실의 압력을 제어하는 밸브부의 개방도 제어를 행하도록 구성한 가변 용량 압축기용 제어 밸브를 출원하고 있다(일본 특허 출원 제2003-289581).

구체적으로는, 예를 들어 도8에 도시된 바와 같이 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(101)는 밸브부(110)와 솔레노이드(120)를 수용한 본체(102)를 갖고, 그 본체(102) 내에 솔레노이드(120)를 구성하는 코어(121), 제1 플런저(122), 제2 플런저(123)가 직렬로 배치되어 있다. 그 본체(102)에 있어서의 밸브부(110)와 솔레노이드(120) 사이에는 자성체로 이루어지는 홀더(131)가 설치되고, 이 홀더(131) 중에는 제2 플런저(123)가 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있다.

제2 플런저(123)는 예를 들어 폴리테트라플루오르에틸렌으로 만들어진 미끄럼 이동 저항이 낮은 비자성의 가이드(133)가 주위 설치되어 있어, 그 외주면은 홀더(131)의 내벽에 미끄럼 접촉되어 있고, 제2 플런저(123)가 축선 방향으로 진퇴 이동할 때에 홀더(131)의 내벽면과 소정 간격을 유지하면서 가이드하는 기능을 갖고 있다. 이 가이드(133)의 주위 방향의 일부는 절단되어 있어, 흡입 압력(Ps)이 제2 플런저(123)의 하단부면측에 형성되는 공간으로 도입할 수 있도록 되어 있다.

또한, 제2 플런저(123)는 그 상단부 위치에 환형의 플랜지부(124)가 조립되어 고정되어 있고, 그 플랜지부(124)와 홀더(131)의 상단부면 사이에 스프링(161)이 개재 삽입되어 있다. 제2 플런저(123)의 상부 축선 위치에는 본체(102)의 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치된 밸브부(110)의 샤프트(113)의 하단부가 접촉하고 있다.

제2 플런저(123)를 상방으로 압박하고 있는 스프링(161)은 밸브부(110)의 밸브 부재(111)를 폐쇄 밸브 방향으로 압박하고 있는 스프링(162)보다도 큰 스프링력을 갖도록 하고 있다. 따라서, 솔레노이드(120)에의 통전이 없을 때에는, 샤프트(113) 선단부의 밸브 부재(111)가 본체(102)의 내부에 형성된 밸브 시트(115)로부터 이격되어 밸브부(110)는 그 완전 개방 상태에 위치하고 있다.

제2 플런저(123)의 하방에는 감압부를 구성하는 감압 부재(151)(상기 도면에서는 다이어프램)가 배치되어 있다. 이 감압 부재(151)는 그 외주연부가 홀더(131)와 본체(102)의 일부를 구성하는 솔레노이드(120)의 케이스(141)에 의해 협지되어 있다. 이에 의해, 이 감압 부재(151)에 의해 구획된 부분까지가 가변 용량 압축기용 제어 밸브(101)의 압력실을 구성하고, 이보다도 하방 부분에 대기압이 가해지도록 되어 있다.

케이스(141) 내에는 전자 코일(142)이 배치되고, 그 내측에는 슬리브(143)가 배치되어 있다. 이 슬리브(143)의 하방 부분에는 코어(121)가 삽입되어 고정되어 있다. 코어(121)와 감압 부재(151) 사이에는 제1 플런저(122)가 슬리브(143) 내를 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있다. 이 제1 플런저(122)는 축선 위치에 배치된 샤프트(126)의 상단부가 삽입 통과되어 접속되어 있고, 그 샤프트(126)의 하단부는 본체(102) 내에 설치된 베어링 부재(135)에 의해 지지되어 있다. 베어링 부재(135)와 샤프트(126)에 주위 설치된 플랜지부(127) 사이에는 스프링(163)이 배치되고, 제1 플런저(122)를 감압 부재(151) 측으로 압박하고 있다.

이상과 같은 구성에 의해, 감압 부재(151)가 제1 플런저(122)를 배치하고 있는 공간과 제2 플런저(123)를 배치하고 있는 공간을 유체적으로 이격하고 있다. 즉, 밸브부(110)로부터 이 밸브부(110)의 개방도 제어를 행하는 측의 제2 플런저(123)를 포함하여 감압 부재(151)가 배치되어 있는 부분까지를 압력이 가해지는 부분으로서 구성하고, 그 제2 플런저(123)를 제외한 솔레노이드(120)는 압력실에 수용하는 일 없이 대기 개방 상태에서 구성하는 것을 가능하게 하고 있다. 게다가, 밸브부(110)의 개방도 제어를 행하는 측의 제2 플런저(123)가 감압 부재(151)로부터 떨어지는 방향으로 압박되어 있으므로, 솔레노이드(120)의 비통전시에는 감압 부재(151)의 변위가 밸브부(110)에는 전달되지 않고, 또한 밸브부(110)는 완전 개방 상태로 유지되므로 가변 용량 압축기를 최소 용량으로 제어하는 것을 가능하게 하고 있다.

솔레노이드(120)가 분할된 제1 플런저(122)와 제2 플런저(123)는 비통전시에는 서로 이격되어 있고, 통전시에는 서로 흡입되어 하나의 플런저로서 역할을 한다. 이로 인해, 솔레노이드(120)를 통전하였을 때에는, 제1 플런저(122)와 제2 플런저(123)가 흡착하여 일체가 된 플런저에 의해 제어를 행하게 된다. 제1 플런저(122)와 제2 플런저(123) 사이에는 감압 부재(151)가 배치되어 있으므로, 제1 플런저(122)와 제2 플런저(123)의 대향면은 각각 평면형으로 형성되어 있다. 따라서, 솔레노이드(120)의 통전시에는 그 평평한 대향면 사이에서 자기 회로가 형성되고, 제1 플런저(122)와 제2 플런저(123)는 감압 부재(151)를 개재 장착한 상태에서 서로 흡입되게 된다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2000-110731호 공보(단락 번호 [0010], [0044], 도1)

그런데, 상기 구성에 있어서는 코어(121), 제1 플런저(122), 제2 플런저(123), 홀더(131), 케이스(141) 등에 의해 전자 코일(142)을 둘러싸는 솔레노이드(120)의 자기 회로가 구성된다. 이 경우, 제2 플런저(123)가 홀더(131)에 삽입 통과된 상태에서 그 자기 회로가 형성되고, 제2 플런저(123)에 대해 솔레노이드(120)의 흡입력이 그 반경 방향으로 작용하게 된다. 이로 인해, 그 흡입력이 크면 제2 플런저(123)의 축선 방향의 움직임이 저해되거나, 제2 플런저(123)에 그 흡입력에 의한 진동 등이 발생할 우려가 있다. 그래서, 종래는 도8에 도시한 바와 같이 제2 플런저(123)에 비자성의 가이드(133)를 주위 설치하여 홀더(131)의 내벽에 미끄럼 접촉시키도록 하거나, 혹은 제2 플런저(123)와 홀더(131) 사이에 비자성의 슬리브(도시하지 않음)를 개재 장착하고 있었지만, 이와 같은 비자성체를 설치하면 부품 개수가 많아져 비용이 비싸지는 등의 문제가 있었다.

또한, 이와 같이 제2 플런저(123)에 대해 홀더(131)로부터는 반경 방향의 흡입력이 가해지므로, 제2 플런저(123)의 작동 방향인 축방향의 흡입력이 약하고, 특히 제1 플런저(122)와 코어(121)가 떨어진 상태에서는 충분한 흡입력 특성을 얻기 어려워지는 등의 문제가 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 제2 플런저(123)가 홀더(131)를 미끄럼 이동하는 구성에 있어서는, 그 미끄럼 이동시의 마찰력의 영향 등에 의해 밸브 부재(111)의 제어 위치가 동일한 설정 위치에 대해 개방 밸브시와 폐쇄 밸브시에 다른 히스테리시스의 문제가 커진다.

본 발명은 이와 같은 점에 비추어 이루어진 것으로, 플런저를 분할하여 구성한 무클러치 가변 용량 압축기를 위한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 그 흡입력 특성을 향상시키는 동시에 제조 비용의 저감을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 가변 용량 압축기에 장착되고, 그에 기밀식으로 형성된 크랭크실 내의 압력을 제어함으로써 냉매의 토출 용량을 변화시키기 위한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 내부에 냉매 통로가 형성된 본체와, 상기 가변 용량 압축기의 토출 냉매의 일부를 상기 크랭크실로 유입시킬 때의 냉매 유량을 조정하기 위해 상기 본체 내에 형성된 밸브 시트에 접촉 분리하는 밸브 부재와, 상기 본체에 미끄럼 이동 가능하게 피봇 지지되는 한편, 상기 밸브 부재를 지지하여 상기 밸브 부재를 일체적으로 동작시키는 것이 가능하게 구성된 샤프트를 구비한 밸브부와, 상기 본체 내에 고정된 코어와, 상기 밸브부를 개폐 제어하기 위해 상기 본체 내에서 상기 샤프트를 거쳐서 상기 밸브 부재를 진퇴시키는 플런저와, 외부로부터의 공급 전류에 의해 상기 플런저 및 상기 코어를 포함하는 자기 회로를 생성하는 전자 코일로 이루어지는 솔레노이드를 구비하고, 상기 플런저가 상기 코어에 대향하는 제1 플런저와, 상기 샤프트의 상기 밸브 부재와는 반대측 단부가 접속된 제2 플런저를 축선 방향으로 직렬로 배치하여 구성되는 동시에, 양 플런저 사이에 흡입실의 흡입 압력을 감지하는 감압 부재와, 그 감압 부재를 상기 솔레노이드에 고정하기 위한 통형의 자성 부재를 배치하여 구성되고, 상기 제1 플런저는 상기 코어로부터 떨어지는 방향으로 압박되는 동시에, 상기 솔레노이드에의 통전시에는 상기 제2 플런저를 축선 방향으로 지지하도록 구성되고, 상기 제2 플런저는 상기 자성 부재에 소정의 공간을 두고 내부 삽입되는 소경부와, 상기 소경부보다도 반경 방향 외부 방향으로 연장 돌출되는 동시에, 상기 자성 부재 사이에 축선 방향에 대향하는 대향면을 형성하는 대경부를 갖고, 상기 제1 플런저로부터 떨어지는 방향으로 압박되는 한편, 상기 솔레노이드에의 통전시에는 상기 대향면을 거쳐서 상기 자기 회로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브가 제공된다.

여기서 말하는「본체」라 함은, 가변 용량 압축기용 제어 밸브 전체의 본체를 의미한다. 이로 이해, 예를 들어 후술하는 발명의 실시 형태에 나타낸 바와 같이, 밸브부를 수용하는 본체와 솔레노이드의 케이스가 별개 부재로 조립 부착되어 있는 구조에 있어서는, 그 밸브부의 본체와 솔레노이드의 케이스를 맞춘 것이 여기서 말하는「본체」에 해당한다.

또한,「밸브 부재」와「밸브부」는 서로 분리 가능하게 구성되어 있어도 좋고, 일체적으로 형성되어 있어도 좋다. 전자의 경우에는, 밸브 부재를 밸브 시트측으로 압박하는 탄성 부재를 별도 설치하도록 하면 된다.

이와 같은 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 솔레노이드의 플런저를 제1 플런저와 제2 플런저로 분할하여 그들 사이에 흡입 압력을 감지하는 감압 부재를 배치하고, 분할된 제2 플런저에 의해 크랭크실의 압력을 제어하는 밸브부의 개방도 제어를 행하도록 구성되어 있다. 이로 인해, 솔레노이드의 비통전시에는 감압 부재가 밸브부의 개방도 제어를 행하는 측의 플런저로부터 떨어져 감압 부재의 변위가 밸브부에 전달되지 않고, 또한 밸브부는 완전 개방 상태로 유지되므로, 전자 클러치를 이용하지 않고 가변 용량 압축기를 최소 용량으로 제어할 수 있다.

그리고 특히, 자성 부재와 이에 삽입 통과된 제2 플런저의 소경부 사이에 소정의 공간이 형성되므로, 자성 부재와 제2 플런저의 간극이 작은 구성에 비해, 솔레노이드에의 통전시에 제2 플런저의 반경 방향으로 작용하는 흡입력을 작게 할 수 있다. 한편, 제2 플런저의 대경부와 자성 부재 사이에는 축선 방향, 즉 제2 플런저의 동작 방향에 대향하는 대향면이 설치되고, 솔레노이드에의 통전시에 그 대향면을 거쳐서 자기 회로가 형성되도록 구성되어 있으므로 제2 플런저의 동작 방향의 흡입력을 크게 할 수 있다. 이는 솔레노이드에의 통전시에 있어서 제2 플랜저의 폐쇄 방향으로의 흡입력이 커지는 것을 의미하므르, 또한 탄성체 등을 설치하여 이 흡입력에 보충적으로 폐쇄 방향으로의 압박력을 부여하는 경우에는 그 압박력을 작게 할 수 있다.

또한, 제2 플런저가 본체에 미끄럼 이동 가능하게 피봇 지지된 샤프트에 접속된 상태에서 동작하도록 구성되어 있으므로, 제2 플런저 자체를 가이드하지 않아도 이를 소정의 동작 방향에 따라서 진퇴시킬 수 있다.

또, 자성 부재는 반드시 단일 부재 부품일 필요는 없고, 예를 들어 솔레노이드를 구성하는 요오크의 일부로 구성되어 감압 부재의 단연부가 그 요오크의 내면에 고정 부착되어 있어도 좋다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[제1 실시 형태]

도1은 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이다.

이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)는 도시하지 않은 가변 용량 압축기의 토출 냉매의 일부를 그 크랭크실로 유입시키기 위한 냉매 유로를 개폐하는 밸브부(10)와, 그 밸브부(10)의 개방량을 조정하여 통과하는 냉매 유량을 제어하기 위한 솔레노이드(20)를 일체로 조립 부착하여 구성된다.

밸브부(10)는 그 본체(11)의 측부 개구부가 가변 용량 압축기의 토출실에 연통하여 토출 압력(Pd)을 받는 포트(12)를 구성하고, 그 포트(12)의 주위에는 스트레이너(13)가 주위 부착되어 있다. 토출 압력(Pd)을 받는 포트(12)는 본체(11)의 상부에 개구된 포트(14)와 내부에서 연통하고 있고, 그 포트(14)는 가변 용량 압축기의 크랭크실에 연통하고 있어 크랭크실에 제어된 압력(Pc)을 도출한다.

포트(12)와 포트(14)를 연통하는 냉매 통로에는 밸브 시트(15)가 본체(11)와 일체로 형성되어 있다. 이 밸브 시트(15)의 압력(Pc)을 도출하는 측으로부터 대향하여 밸브 부재(16)가 축선 방향으로 접촉 분리 가능하게 배치되어 있다. 이 밸브 부재(16)는 밸브 구멍을 거쳐서 도면의 하방으로 연장되어 있어, 본체(11)에 축선 방향으로 진퇴 가능하게 보유 지지된 감압 피스톤(17)(샤프트)과 일체로 형성되어 있다. 밸브 부재(16)와 감압 피스톤(17)을 결합하고 있는 세경부에는 토출실로부터의 토출 압력(Pd)이 도입된다. 감압 피스톤(17)의 외경은 밸브 시트(15)를 구성하는 밸브 구멍의 내경과 동일하게 하여, 밸브 부재(16)의 수압 면적과 감압 피스톤(17)의 수압 면적을 동일하게 하고 있다. 이에 의해, 토출 압력(Pd)이 밸브 부재(16)를 도면의 상방으로 작용하는 힘을 감압 피스톤(17)을 도면의 하방으로 작용하는 힘에 의해 캔슬하여, 밸브부(10)의 제어가 고압의 토출 압력(Pd)의 영향을 받지 않도록 하고 있다.

밸브 부재(16)는 스프링(61)에 의해 폐쇄 방향으로 압박되어 있고, 그 스프링(61)은 포트(14) 내에 나사 부착된 조정 나사(18)에 의해 하중이 조정되고 있다.

또한, 본체(11)의 도면의 하방에는 가변 용량 압축기의 흡입실에 연통하여 흡입 압력(Ps)을 받는 포트(19)가 형성되어 있다.

한편, 솔레노이드(20)는 그 케이스(21) 내에 고정된 코어(22)와, 밸브부(10)를 개폐 제어하기 위해 감압 피스톤(17)을 거쳐서 밸브 부재(16)를 진퇴시키는 플런저(23)와, 외부로부터의 공급 전류에 의해 코어(22) 및 플런저(23)를 포함하는 자기 회로를 생성하는 전자 코일(24)을 구비하고 있다. 플런저(23)는 후술하는 제1 플런저(31)와 제2 플런저(32)로 분할되어 구성되어 있다.

밸브부(10)의 본체(11)와 솔레노이드(20)의 케이스(21) 사이에는 원통형의 자성체로 이루어지는 홀더(41)(자성 부재)가 배치되고, 그 홀더(41) 중에는 제2 플런저(32)가 부분적으로 삽입 통과되어 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있다.

즉, 제2 플런저(32)는 바닥이 있는 단차식 원통형을 이루고, 홀더(41)에 소정의 공간(S)을 두고 내부 삽입되는 소경부(33)와, 소경부(33)의 일단부측에서 반경 방향 외부 방향으로 플랜지 형상으로 연장 돌출된 대경부(34)를 갖는다. 소경부(33)는 다이어프램(51)(감압 부재)을 거쳐서 제1 플런저(31)의 단부면과 대향하는 대향면을 갖고, 대경부(34)는 그 플랜지 부분에 홀더(41)의 단부면(41a)(도면의 상단부면)과 축선 방향에 대향하는 대향면(34a)을 갖는다. 또한, 상기 공간(S)에 있어서, 제2 플런저(32)의 대향면(34a)과 홀더(41)의 하부에 형성된 단차면 사이에는 제2 플런저(32)를 개방 밸브 방향으로 압박하는 비자성체(스테인레스 등)로 이루어지는 스프링(62)(탄성 부재)이 개재 삽입되어 있다. 제2 플런저(32)의 대경부(34)의 축선 위치에 설치된 삽입 통과 구멍(32a)에는 본체(11)와는 거의 간극이 없는 상태에서 미끄럼 이동 가능하게 피봇 지지된 상기 감압 피스톤(17)의 하단부가 미끄럼 이동 가능하게 삽입 통과되어 접속되어 있다. 단, 삽입 통과 구멍(32a)의 깊이나 스프링(61, 62)의 가압력에 의한 밸런스 등의 관계로부터 제2 플런저(32)는 감압 피스톤(17)으로부터 빠지는 일은 없고, 감압 피스톤(17)과 일체적으로 동작하거나 이에 의해 가이드되면서 동작한다.

제2 플런저(32)를 도면의 상방으로 압박하고 있는 스프링(62)은 밸브 부재(16)를 폐쇄 밸브 방향으로 압박하고 있는 스프링(61)보다도 큰 스프링력을 갖고 있다. 따라서, 솔레노이드(20)에의 통전이 없을 때에는, 도시한 바와 같이 제2 플런저(32)는 포트(19)에 연통하는 방의 천정에 접촉할 때까지 감압 피스톤(17)을 밀어 올려 밸브 부재(16)를 그 완전 개방 위치로 유지시킬 수 있다.

제2 플런저(32)의 도면의 하방에서 감압부를 구성하는 다이어프램(51)은 그 외주연부가 홀더(41)와 솔레노이드의 케이스(21)에 의해 협지되고, 패킹(43)에 의해 밀봉되어 있다. 홀더(41)와 솔레노이드(20)의 케이스(21)에 의한 다이어프램(51)의 협지는 케이스(21)의 도면의 상연부를 홀더(41)를 사이에 두고 본체(11)의 도면의 하단부에 코오킹 가공에 의해 고정함으로써 행해진다. 이에 의해, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 압력실을 구성하는 부분은 이 다이어프램(51)에 의해 구획된 부분까지이고, 이보다도 도면의 하방 부분은 대기압이 가해지는 부분이다.

본 실시 형태에 있어서, 이 다이어프램(51)은 1매의 예를 들어 폴리이미드 필름에 의해 구성되지만, 필요에 따라서 복수매 포개어 사용하면, 제1 플런저(31)가 반복 충돌함에 따른 내파손성을 높일 수 있다. 또, 이 다이어프램(51)은 이와 같이 폴리이미드 등의 수지재로 이루어지는 것이라도 좋지만, 베릴륨구리나 스테인레스강 등의 금속재로 형성되어도 좋다.

제1 플런저(31)는 상단부에 테이퍼부를 갖는 원주형을 이루고, 솔레노이드(20)의 상부에 고정된 원통형의 슬리브(25) 내를 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있다. 그 슬리브(25)의 도면의 하방 개구부에는 하방으로 직경 확대부를 갖는 단차식 원통형의 코어(22)가 삽입되어 고정되어 있다.

제1 플런저(31)의 축선 위치에서 하방으로 개구되어 설치된 삽입 통과 구멍(31a)에는 코어(22)를 관통하여 그 축선 위치에 배치된 샤프트(26)의 도면의 상단부가 미끄럼 이동 가능하게 삽입 통과되어 접속되어 있고, 샤프트(26)에 의해 제1 플런저(31)를 하방으로부터 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 그 샤프트(26)의 하단부는 케이스(21)의 개구단부를 폐지하고 있는 손잡이(71)에 나사 부착된 조정 나사(72)에 오목하게 설치되어 있는 베어링부에 의해 지지되어 있다. 샤프트(26)의 도중에는 고정륜(73)이 끼워 맞춤되고, 그 고정륜(73)에 의해 도면의 상방에의 이동이 규제되도록 스프링 받침(74)이 설치되어 있어, 그 스프링 받침(74)과 조정 나사(72) 사이에 스프링(63)이 배치되어 있다. 이 스프링(63)에 의해 제1 플런저(31)는 코어(22)로부터 떨어지는 방향으로 샤프트(26)를 거쳐서 압박되어 있다. 또한, 이 스프링(63)은 어저스트 나사(72)의 나사 삽입량을 조절함으로써 하중을 바꿀 수 있어, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 설정치를 조정할 수 있다.

슬리브(25)의 도면의 상단부에는 비자성체에 의해 형성된 컬러(45)가 부여되어 있다. 이 컬러(45)는 케이스(21)와 제1 플런저(31)를 이격시켜 그들 사이에 흡입력이 거의 발생하지 않도록 하는 동시에, 흡입 압력(Ps)을 받는 다이어프램(51)의 유효 수압 직경을 결정하고 있다.

슬리브(25) 및 코어(22)의 외주에는 전자 코일(24)이 배치되고, 그 전자 코일(24)은 자성체로 이루어지는 케이스(21)에 의해 둘러싸여 있다. 그리고, 전자 코일(24)에는 하네스(75)를 거쳐서 제어 전류를 공급하도록 하고 있다.

이상의 구성에 있어서, 밸브부(10)의 본체(11), 솔레노이드(20)의 케이스(21) 및 손잡이(71)에 의해 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1) 전체의 본체가 형성되어 있다. 그리고, 코어(22), 제1 플런저(31), 제2 플런저(32), 홀더(41), 케이스(21) 등에 의해 전자 코일(24)을 둘러싸는 솔레노이드(20)의 자기 회로가 구성된다. 즉, 솔레노이드(20)에의 통전시에는 제2 플런저(32)의 동작 방향(축선 방향)에 대향한 대향면(34a)을 거쳐서 자기 회로가 형성된다.

이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)를 도시한 상태는 솔레노이드(20)가 통전되어 있지 않아서 흡입 압력(Ps)이 높은 경우의 상태, 즉 공조 장치가 동작하고 있지 않을 때의 상태를 도시하고 있다. 흡입 압력(Ps)이 높기 때문에 다이어프램(51)에 접촉한 제1 플런저(31)는 스프링(63)의 하중에 대항하여 도면의 하방으로 변위하여 제1 플런저(31)를 코어(22)에 접촉시키고 있다. 한편, 제2 플런저(32)는 스프링(62)에 의해 제1 플런저(31)로부터 떨어지도록 도면의 상방으로 압박되어 있으므로, 감압 피스톤(17)을 거쳐서 밸브 부재(16)를 그 완전 개방 위치로 압박하고 있다. 따라서, 이 상태에서 가변 용량 압축기의 회전축이 엔진에 의해 회전 구동되어 있어도, 가변 용량 압축기는 토출 용량이 최소인 상태에서 운전되게 된다.

여기서, 자동차용 공조 장치가 기동되었을 때와 같이 솔레노이드(20)의 전자 코일(24)에 최대의 제어 전류가 공급되면, 제1 플런저(31)에 대해서는 높은 흡입 압력(Ps)에 의해 도면의 하방으로 눌려져 코어(22)에 접촉하고 있으므로, 코어(22) 사이에서 흡입 상태가 되어도 그대로의 위치에 있다. 따라서, 이 때에는 제1 플런저(31) 및 코어(22)는 고정 철심과 같은 역할을 하고, 제1 플런저(31)가 스프링(62)의 압박력에 대항하여 제2 플런저(32)를 흡입한다. 제2 플런저(32)는 흡입되어 제1 플런저(31)에 흡착됨으로써 도면의 하방으로 이동하고, 이에 수반하여 밸브 부재(16)가 스프링(61)에 의해 밀려 내려가 밸브 시트(15)에 착좌되고, 밸브부(10)는 완전 폐쇄가 된다. 이에 의해, 토출실로부터 크랭크실로의 통로는 차단되므로, 가변 용량 압축기는 빠르게 최대 용량의 운전으로 이행하게 된다.

가변 용량 압축기가 최대 용량의 운전을 계속하여 흡입실의 흡입 압력(Ps)이 충분히 낮아지면, 다이어프램(51)이 그 흡입 압력(Ps)을 감지하여 도면의 상방으로 변위하고자 한다. 이 때, 솔레노이드(20)의 전자 코일(24)에 공급되는 제어 전류를 공조의 설정 온도에 따라서 작게 하면, 제2 플런저(32) 및 제1 플런저(31)는 흡착 상태인채 일체가 되어, 흡입 압력(Ps)과 스프링(61, 62, 63)의 하중과 솔레노이드(20)의 흡입력이 균형잡힌 위치까지 도면의 상방으로 이동한다. 이에 의해, 밸브 부재(16)가 제2 플런저(32)에 의해 밀려 올라가, 밸브 시트(15)로부터 떨어져 소정의 개방도로 설정된다. 따라서, 토출 압력(Pd)의 냉매가 개방도에 따른 유량으로 제어되어 크랭크실로 도입되고, 가변 용량 압축기는 제어 전류에 대응한 용량의 운전으로 이행하게 된다.

솔레노이드(20)의 전자 코일(24)에 공급되는 제어 전류가 일정한 경우, 다이어프램(51)은 흡입 압력(Ps)을 감지하여 밸브부(10)의 개방도를 제어한다. 예를 들어 냉동 부하가 커져 흡입 압력(Ps)이 높아진 경우에는, 제1 플런저(31)는 도면의 하방으로 변위하므로, 밸브 부재(16)도 하방으로 이동하여 밸브부(10)의 개방도가 작아지고, 가변 용량 압축기는 토출 용량을 늘리려고 동작한다. 반대로, 냉동 부하가 작아져 흡입 압력(Ps)이 낮아진 경우에는, 제1 플런저(31)는 도면의 상방으로 변위하여 밸브부(10)의 개방도를 크게 하므로, 가변 용량 압축기는 토출 용량을 줄이려고 동작한다. 이와 같이 하여, 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 흡입 압력(Ps)이 일정해지도록 가변 용량 압축기의 토출 용량을 제어한다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)에 있어서는, 홀더(41)와 이에 삽입 통과된 제2 플런저(32)의 소경부(33) 사이에 소정의 공간(S)이 형성되므로, 솔레노이드(20)에의 통전시에 제2 플런저(32)의 반경 방향으로 작용하는 흡입력을 작게 할 수 있다. 한편, 제2 플런저(32)의 대경부(34)와 홀더(41) 사이에 축선 방향에 대향하는 대향면(34a, 41a)이 설치되고, 솔레노이드(20)에의 통전시에 그 대향면을 거쳐서 자기 회로가 형성되도록 구성되어 있으므로, 제2 플런저(32)의 동작 방향의 흡입력을 크게 할 수 있다. 이 결과, 솔레노이드(20)에의 통전시에 있어서 제2 플런저(32)에 연결되는 밸브 부재(16)의 폐쇄 방향으로의 흡입력을 상대적으로 크게 할 수 있어, 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 전체적인 흡입력 특성이 향상된다.

도3은 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 흡입력 특성을 나타내는 그래프로, 횡축은 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 자기 회로의 갭의 크기를 나타내고, 횡축은 솔레노이드에 의한 축선 방향의 흡입력의 크기를 나타내고 있다. 도면 중 점선으로 나타낸 것이 도8에 도시한 바와 같은 제2 플런저(123)가 반경 방향의 흡입력을 받는 타입의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(101)의 흡입력 특성이고, 도면 중 가는 실선으로 나타낸 것이 도1에 도시한 바와 같은 제2 플런저(32)가 주로 축선 방향의 흡입력을 받는 타입의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 흡입력 특성이다. 이 그래프로부터 본 실시 형태의 구성에 의해 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 전체적인 흡입력 특성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

그리고, 이와 같이 밸브 부재(16)의 폐쇄 방향에의 흡입력이 커지므로, 밸브 부재(16)를 보조적으로 폐쇄 방향으로 압박하는 스프링(61)의 스프링력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 솔레노이드(20)에의 비통전시에는 반대로 밸브부(10)를 완전 개방하기 쉬워지고, 가변 용량 압축기를 빠르게 최소 운전 모드로 이행시키기 쉬워진다.

또한, 제2 플런저(32)가 본체(11)에 미끄럼 이동 가능하게 피봇 지지된 감압 피스톤(17)에 접속된 상태에서 동작할 수 있도록 구성되어 있으므로, 제2 플런저(32) 자체를 가이드하지 않아도 이를 축선 방향으로 진퇴시켜 동작시킬 수 있다. 이로 인해, 제2 플런저(32)를 가이드하기 위한 비자성체로 이루어지는 가이드 부재나 슬리브 등의 부품을 별도로 조립할 필요가 없어져, 부품 개수 삭감에 의한 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 제2 플런저(32)와 홀더(41) 사이에 공간(S)을 마련하여 제2 플런저(32) 자체를 본체(11)에 대해 미끄럼 이동시키지 않도록 하였으므로, 밸브 부재(16)의 제어 위치의 히스테리시스를 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 공간(S)에 스프링(62)을 배치함으로써 빈 공간을 유효하게 활용할 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 한편, 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제1 플런저와 코어의 대향면의 구조가 다른 이외에는 상기 제1 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 같은 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 등하여 그 설명을 생략한다. 도2는 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이다.

도2에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(201)에 있어서는, 분할 구성된 플런저(223)의 제1 플런저(231)와 코어(222)의 대향면(231a, 222a)이 각각 상보 형상의 테이퍼면으로서 형성되어 있다.

즉, 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브(1)의 제1 플런저(31)와 코어(22)는 대향 단부면의 형상을 대략 평행 평면으로 하였다. 이에 대해, 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브(201)에서는 제1 플런저(231)의 코어(222)와의 대향면(231a)을 그 중심부를 제외하고 원뿔 형상으로 돌출 설치된 테이퍼면으로 하고, 코어(222)의 제1 플런저(231)와의 대향면(222a)을 그 중심부를 제외하고 원뿔 형상으로 절취된 대향면(231a)과는 상보 형상의 테이퍼면으로서 형성하고 있다. 이와 같이 제1 플런저(231)와 코어(222)의 대향면을 테이퍼 형상으로 하여 경사지게 함으로써 자기 회로에 본래의 흡입 방향인 축선 방향과 직각인 반경 방향의 성분이 발생하는 이른바 자기 누설 현상이 발생하므로, 제1 플런저(231)와 코어(222)가 접근하였을 때의 흡입력은 작아진다. 그러나, 반대로 제1 플런저(231)와 코어(222)가 떨어진 상태에 있어서는 제1 플랜저(231)와 코어(222) 사이의 축선 방향의 이격 거리가 같아도, 대향면(231a, 222a) 사이의 최단 거리는 짧아지므로, 자기 갭을 실질적으로 작게 할 수 있다. 이 결과, 이들 제1 플런저(231) 및 코어(222)의 대향면(231a, 222a) 사이에 작용하는 흡입력은 평행 평면 사이에 작용하는 흡입력보다도 높게 할 수 있다. 그 결과, 제1 플런저(231)와 코어(222)의 거리가 떨어져 있을 때에 양자 사이에 작용하는 흡입력을 더욱 향상시킬 수 있다.

도3의 그래프에 있어서 굵은 실선으로 나타낸 것이 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브(201)의 흡입력 특성을 나타내고 있다. 도3에 도시된 바와 같이 제1 플런저(231)와 코어(222) 사이의 갭이 작을 때, 즉 제1 플런저(231)와 코어(222)가 접근하고 있을 때에는 제1 실시 형태의 경우보다도 흡입력이 작아진다. 그러나, 제1 실시 형태와 마찬가지로 제2 플런저(32)의 대경부(34)와 홀더(41) 사이에 축선 방향에 대향하는 대향면(34a, 41a)이 설치되어 축선 방향의 흡입력이 높아져 있으므로, 도8에 도시한 가변 용량 압축기용 제어 밸브(101)보다도 큰 흡입력을 얻을 수 있다.

한편, 제1 플런저(231)와 코어(222)의 거리가 떨어져 있을 때에는, 양자 사이에 작용하는 흡입력이 제1 실시 형태의 경우보다도 커진다.

본 실시 형태에 따르면, 제1 플런저(231)와 코어(222)가 접근해 있을 때에도, 도8에 도시한 타입의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(101)보다도 충분히 큰 흡입력을 얻을 수 있고, 또한 제1 플랜저(231)와 코어(222)의 거리가 떨어져 있을 때에도 큰 흡입력을 얻을 수 있으므로, 전체적으로 보다 크게 안정된 흡입력 특성을 얻을 수 있다.

[제3 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제2 플런저의 대경부의 구조가 다른 이외에는 상기 제1 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 같은 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 등하여 그 설명을 생략한다. 도4는 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이다.

도4에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(301)에 있어서는, 분할되어 구성된 플런저(323)를 구성하는 제2 플런저(332)의 대경부(334)의 형상이 도1에 도시한 제1 실시 형태와 다르다.

즉, 대경부(334)의 홀더(41)의 단부면(41a)과 대향하는 주연부가 부분적으로 절결되어, 대경부(334)의 대향면(334a)의 주연부가 홀더(41)와의 이격 방향으로 경사지는 테이퍼 형상으로 되어 있다.

이와 같은 구성에 의해 제2 플런저(332)와 홀더(41) 사이의 자기 갭을 크게 함으로써, 제1 실시 형태의 경우보다도 흡입력을 저하시킬 수 있다. 즉, 제1 실시 형태에 의해 흡입력 특성을 향상시킬 수 있었지만, 이와 같이 제2 플런저(332)와 홀더(41)의 대향면의 구조를 연구함으로써 흡입력이 원하는 값이 되도록 할 수 있다.

[제4 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 또, 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제1 플런저와 코어의 대향면의 구조가 다른 것 이외에는 상기 제3 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 같은 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 등하여 그 설명을 생략한다. 도5는 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이다.

도5에 도시한 바와 같이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(401)는 상기 제3 실시 형태에 대해 제2 실시 형태와 같이 플런저(423)의 제1 플런저(231)와 코어(222)의 대향면(231a, 222a)을 각각 상보 형상의 테이퍼면으로서 형성하고 있다.

이에 의해, 제1 플런저(231)와 코어(222)의 거리가 떨어져 있을 때에도 큰 흡입력을 얻을 수 있으므로, 전체적으로 보다 크게 안정된 흡입력 특성을 얻을 수 있다.

[제5 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 또, 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제2 플런저의 대경부 및 홀더의 구조가 다른 것 이외에는 상기 제1 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 같은 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 등하여 그 설명을 생략한다. 도6은 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이다.

도6에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브(501)에 있어서는, 분할하여 구성된 플런저(523)를 구성하는 제2 플런저(532)의 대경부(534)와, 이에 대향하는 홀더(541)의 형상이 도1에 도시한 제1 실시 형태와 다르다.

즉, 대경부(534)의 홀더(541)의 대향면(534a)을 그 외주를 향해 홀더(541)와 떨어지는 측으로 경사지는 테이퍼면으로 하고, 홀더(541)의 대경부(534)와의 대향면(541a)을 대경부(534)의 대향면(534a)과 대략 평행해지도록 경사지는 상보 형상의 테이퍼면으로 하여 형성하고 있다. 이와 같이 제2 플런저(532)의 대경부(534)와 홀더(541)와의 대향면을 테이퍼 형상으로 하여 경사지게 함으로써, 자기 회로에 본래의 흡입 방향인 축선 방향과 직각인 반경 방향의 성분이 발생하는 이른바 자기 누설의 현상이 발생하므로, 제2 플런저(532)의 대경부(534)와 홀더(541)와 접근하였을 때의 흡입력은 작아진다. 그러나, 반대로 그 대경부(534)와 홀더(541)가 떨어진 상태에 있어서는, 제2 플런저(532)의 대경부(534)와 홀더(541) 사이의 축선 방향의 이격 거리가 같아도 대향면(534a, 541a) 사이의 최단 거리는 짧아지므로, 자기 갭을 실질적으로 작게 할 수 있다. 이 결과, 이들 대향면(534a, 541a) 사이에 작용하는 흡입력은 평행 평면 사이에 작용하는 흡입력보다도 높게 할 수 있다.

[제6 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 한편, 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제1 플런저와 코어의 대향면의 구조가 다른 것 이외에는 상기 제5 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 같은 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 등하여 그 설명을 생략한다. 도7은 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이다.

도7에 도시한 바와 같이 가변 용량 압축기용 제어 밸브(601)는 상기 제5 실시 형태에 대해 제2 실시 형태와 같이 플런저(623)의 제1 플런저(231)와 코어(222)의 대향면(231a, 222a)을 각각 상보 형상의 테이퍼면으로 하여 형성하고 있다.

이에 의해, 제1 플런저(231)와 코어(222)의 거리가 떨어져 있을 때에도 큰 흡입력을 얻을 수 있으므로, 전체적으로 보다 크게 안정된 흡입력 특성을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 그 특정 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신의 범위 내에서의 변화 변형이 가능한 것은 물론이다.

예를 들어, 상기 각 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서는, 감압 부재로서 다이어프램을 채용한 구성을 나타내었지만, 벨로우즈 그 밖의 감압 부재를 채용해도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는 자성 부재로서의 홀더를 솔레노이드의 케이스와는 별개 부재로 구성하여 다이어프램을 이들 사이에 개재 장착시키는 구조로 하였지만, 예를 들어 홀더를 솔레노이드의 케이스(요오크)의 일부로서 일체적으로 형성하여 그 내주면의 소정 위치에 다이어프램 등의 감압 부재를 배치해도 좋다. 예를 들어 다이어프램 등의 주연부를 용접 등에 의해 고정 부착함으로써 실현할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는 밸브 부재(16)와 감압 피스톤(17)을 일체 성형한 예를 나타냈지만, 예를 들어 밸브 부재를 볼 밸브와 같은 것으로 구성하여 이를 감압 피스톤(17) 대신 시프트로 지지 가능하게 구성해도 좋다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는 제1 플런저와 코어 사이나 제2 플런저와 홀더사이에 테이퍼면을 형성하는 경우의 테이퍼 형상 일예를 나타냈지만, 테이퍼 형상은 상술한 것에 한정되지 않고, 그 각도, 방향, 테이퍼의 기점 등을 적절하게 변경할 수 있다.

본 발명의 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 제2 플런저를 소경부와 대경부로 구성하여, 솔레노이드에의 통전시에 제2 플런저의 반경 방향으로 가해지는 흡입력이 작아지고, 제2 플런저의 동작 방향, 즉 폐쇄 밸브 방향으로 가해지는 흡입력이 커지도록 하였으므로, 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 흡입력 특성이 향상된다. 이로 인해, 솔레노이드에의 비통전시에는 이 큰 흡입력이 해제되므로 반대로 밸브부를 완전 개방하기 쉬워지고, 가변 용량 압축기를 빠르게 최소 운전 모드로 이행시키기 쉬워진다.

또한, 제2 플런저가 본체 내에서 미끄럼 이동하는 샤프트에 접속된 상태에서 동작할 수 있도록 구성되어 있으므로, 제2 플런저를 가이드하기 위한 비자성체로 이루어지는 가이드 부재나 슬리브 등의 부품을 별도로 조립할 필요가 없게 되어 부품 개수 삭감에 의한 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 제2 플런저와 자성 부재 사이에 공간을 마련하여 제2 플런저 자체를 본체에 대해 미끄럼 이동시키지 않도록 하였으므로, 밸브 부재의 제어 위치의 히스테리시스를 저감시킬 수 있다.

도1은 제1 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도.

도2는 제2 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도.

도3은 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 흡입력 특성을 나타내는 그래프.

도4는 제3 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도.

도5는 제4 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도.

도6은 제5 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도.

도7은 제6 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도.

도8은 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 다른 구성예를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 201, 301, 401, 501, 601 : 가변 용량 압축기용 제어 밸브

10 : 밸브부

15 : 밸브 시트

16 : 밸브 부재

17 : 감압 피스톤

20 : 솔레노이드

21 : 케이스

22, 222 : 코어

24 : 전자 코일

31, 231 : 제1 플런저

32, 332, 432 : 제2 플런저

33 : 소경부

34, 334, 434 : 대경부

41, 541 : 홀더

51 : 다이어프램

61, 62, 63 : 스프링

S : 공간

Claims (4)

1. 가변 용량 압축기에 장착되고, 그에 기밀식으로 형성된 크랭크실 내의 압력을 제어함으로써 냉매의 토출 용량을 변화시키기 위한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서,

   내부에 냉매 통로가 형성된 본체와,

   상기 가변 용량 압축기의 토출 냉매의 일부를 상기 크랭크실로 유입시킬 때의 냉매 유량을 조정하기 위해 상기 본체 내에 형성된 밸브 시트에 접촉 및 분리하는 밸브 부재와, 상기 본체에 미끄럼 이동 가능하게 피봇 지지되는 한편, 상기 밸브 부재를 지지하여 상기 밸브 부재를 일체적으로 동작시키는 것이 가능하게 구성된 샤프트를 구비한 밸브부와,

   상기 본체 내에 고정된 코어와, 상기 밸브부를 개폐 제어하기 위해 상기 본체 내에서 상기 샤프트를 거쳐서 상기 밸브 부재를 진퇴시키는 플런저와, 외부로부터 공급된 전류에 의해 상기 플런저 및 상기 코어를 포함하는 자기 회로를 생성하는 전자 코일로 이루어지는 솔레노이드를 구비하고,

   상기 플런저가 상기 코어에 대향하는 제1 플런저와, 상기 샤프트의 상기 밸브 부재와는 반대측 단부가 접속된 제2 플런저를 축선 방향으로 직렬로 배치하여 구성되는 동시에, 양 플런저 사이에 흡입실의 흡입 압력을 감지하는 감압 부재와, 그 감압 부재를 상기 솔레노이드에 고정하기 위한 통형의 자성 부재를 배치하여 구성되고,

   상기 제1 플런저는 상기 코어로부터 떨어지는 방향으로 압박되는 동시에, 상기 솔레노이드에의 통전시에는 상기 제2 플런저를 축선 방향으로 지지하도록 구성되고,

   상기 제2 플런저는 상기 자성 부재에 소정의 공간을 두고 내부 삽입되는 소경부와, 상기 소경부보다도 반경 방향 외부 방향으로 연장 돌출되는 동시에, 상기 자성 부재 사이에 축선 방향에 대향하는 대향면을 형성하는 대경부를 갖고, 상기 제1 플런저로부터 떨어지는 방향으로 압박되는 한편, 상기 솔레노이드에의 통전시에는 상기 대향면을 거쳐서 상기 자기 회로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 플런저의 상기 소경부와 상기 자성 부재 사이에 상기 제2 플런저를 상기 제1 플런저로부터 떨어지는 방향으로 압박하는 비자성체로 이루어지는 탄성 부재가 배치된 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 플런저 및 상기 코어가 그 대향면에 각각 상보 형상의 테이퍼면을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 플런저 및 상기 자성 부재가 상기 대향면에 각각 상보 형상의 테이퍼면을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.