KR20060050534A - Control valve for variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토출 압력과 흡입 압력과의 차압의 변화에 대한 크랭크 압력 영향의 정도에 관한 특성을, 원하는 특성에 간이하게 설정할 수 있는 Pd - Ps 차압 제어 방식의 가변 용량 압축기용 제어 밸브를 제공하는 것이다. The present invention provides a control valve for a variable displacement compressor of the Pd-Ps differential pressure control system which can easily set the characteristics relating to the degree of the crank pressure influence on the change in the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure to desired characteristics. .
가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서는 밸브 부재(14)와 샤프트(18)가 일체화된 상태의 중간체의 토출 압력측의 유효 수압 면적(A)과, 그 중간체의 흡입 압력측의 유효 수압 면적(B)과의 차를 적절하게 조정한다. 이에 의해, 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 사양에 따른 원하는 차압ㆍ크랭크압 특성이 얻어진다. 이 유효 수압 면적의 변경은 솔레노이드(2)에 공급하는 전류치와, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압과의 관계인 전류ㆍ차압 특성에는 거의 영향을 주는 일이 없기 때문에, 간이하게 실현할 수 있다. In the control valve for the variable displacement compressor, the effective hydraulic pressure area A on the discharge pressure side of the intermediate body in which the valve member 14 and the shaft 18 are integrated, and the effective hydraulic pressure area B on the suction pressure side of the intermediate body. Adjust the difference between As a result, desired differential pressure and crank pressure characteristics in accordance with the specifications of the control valve for the variable displacement compressor are obtained. Since the change of the effective hydraulic pressure area hardly affects the current value and the differential pressure characteristic which is a relationship between the current value supplied to the solenoid 2 and the differential pressure between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps, it is easily It can be realized.
밸브 부재, 샤프트, 유효 수압 면적, 흡입 압력, 토출 압력, 솔레노이드 Valve member, shaft, effective hydraulic pressure area, suction pressure, discharge pressure, solenoid
Description
도1은 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a control valve for a variable displacement compressor according to an embodiment.
도2는 도1의 상부 확대도. Figure 2 is an enlarged top view of Figure 1;
도3은 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 차압ㆍ크랭크압 특성을 나타내는 설명도. 3 is an explanatory diagram showing differential pressure and crank pressure characteristics of a control valve for a variable displacement compressor.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 밸브 구성부1: valve component
2 : 솔레노이드2: solenoid
3 : 상부 몸체3: upper body
4 : 토출압 포트4: discharge pressure port
6 : 크랭크압 포트6: crank pressure port
7 : 흡입압 포트7: suction pressure port
8 : 크랭크실 연통실8: crankcase communication room
9 : 가이드 구멍9: guide hole
10 : 밸브 시트 형성 부재10: valve seat forming member
12 : 밸브 구멍12: valve hole
13 : 밸브 시트13: valve seat
14 : 밸브 부재14: valve member
15 : 홀더15: holder
16 : 볼16: ball
18, 28 : 샤프트18, 28: shaft
19 : 하부 몸체19: lower body
20 : 코어20: core
26 : 베어링 부재26: bearing member
27 : 플런저27: plunger
33 : 전자 코일33: electronic coil
A, B : 유효 수압 면적A, B: effective hydraulic pressure area
Pc : 크랭크 압력Pc: crank pressure
Pd : 토출 압력Pd: discharge pressure
Ps : 흡입 압력Ps: suction pressure
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-328936호 공보(단락〔0040〕내지〔0045〕, 도3)[Patent 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2003-328936 (paragraphs [0040] to [0045], FIG. 3)
본 발명은 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것으로, 특히 자동차용 공기 조절 장치의 가변 용량 압축기에 의해 냉매의 토출 용량을 제어하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다. The present invention relates to a control valve for a variable displacement compressor, and more particularly to a control valve for a variable displacement compressor for controlling the discharge capacity of the refrigerant by the variable capacity compressor of the automotive air conditioner.
자동차용 공기 조절 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. Since the compressor used for the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner uses an engine whose rotation speed changes in accordance with the running state, the rotation speed control cannot be performed. Therefore, in general, a variable displacement compressor capable of varying the discharge capacity of the refrigerant is used in order to obtain an appropriate cooling capability without being limited by the rotational speed of the engine.
이 가변 용량 압축기는, 일반적으로 기밀로 형성된 크랭크실 내에서 경사각 가변에 설치된 경사판이 회전축의 회전 운동에 의해 구동되어 요동 운동을 하고, 그 경사판의 요동 운동에 의해 회전축과 평행한 방향으로 왕복 운동하는 피스톤이 흡입실의 냉매를 실린더 내로 흡입하여 압축한 후, 토출실로 토출한다. 이 때, 크랭크실 내의 압력을 변화시킴으로써, 경사판의 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. In this variable displacement compressor, an inclined plate provided at a variable inclination angle is generally driven by a rotational motion of a rotating shaft in a crank chamber formed in a hermetic seal, and oscillates, and a reciprocating motion in a direction parallel to the rotating shaft is performed by the rotating motion of the inclined plate. The piston sucks the refrigerant in the suction chamber into the cylinder, compresses it, and discharges it into the discharge chamber. At this time, by changing the pressure in the crank chamber, the inclination angle of the inclined plate can be changed, whereby the stroke of the piston is changed, and the discharge amount of the coolant is changed. It is a control valve for a variable displacement compressor that controls to change the pressure in this crank chamber.
이러한 가변 용량 압축기의 토출 용량을 가변 제어하기 위한 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 일반적으로 토출실로부터 토출된 토출 압력(Pd)의 냉매의 일부를 감압하여 크랭크실로 도입하도록 하고, 그 도입량을 제어함으로써 크랭크실 내의 압력(크랭크 압력)(Pc)을 제어한다. 이 도입량의 제어는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 설치된 솔레노이드에 외부 전류를 공급하여 내부 밸브 부재를 구동 제어함으로써 실현되고, 구체적으로는, 예를 들어 흡입실의 흡입 압력(Ps)에 따라서 행하는 방법이 있다. 이 제어는 흡입 압력(Ps)을 반응하여 그 흡입 압력(Ps)이 일정하게 유지되도록 토출실로부터 크랭크실로 도입되는 토출 압력(Pd)의 냉매의 유량을 제어하는 것이다. 가변 용량 동작에 들어갈 때 흡입 압력(Ps)의 값은 솔레노이드에 공급되는 전류량에 의해 자유롭게 설정할 수 있다. A control valve for variable capacity compressors for variably controlling the discharge capacity of such a variable capacity compressor is generally designed to reduce a portion of the refrigerant of the discharge pressure Pd discharged from the discharge chamber to introduce the crank chamber into a crank chamber, thereby controlling the introduction amount thereof. The pressure (crank pressure) Pc in the crank chamber is controlled. The introduction amount is controlled by supplying an external current to the solenoid provided in the control valve for the variable displacement compressor to drive control the internal valve member. Specifically, a method performed according to the suction pressure Ps of the suction chamber, for example, have. This control controls the flow rate of the refrigerant of the discharge pressure Pd introduced from the discharge chamber to the crank chamber so that the suction pressure Ps is kept constant by reacting the suction pressure Ps. When entering the variable capacitance operation, the value of the suction pressure Ps can be freely set by the amount of current supplied to the solenoid.
그러나, 이와 같이 흡입 압력(Ps)을 기준으로 한 용량 제어를 행하기 위해서는 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 내부에, 이 흡입 압력(Ps)을 감지하는 다이어프램이나 벨로우즈 등의 가요성 부재를 가동에 배치할 필요가 있고, 장치가 비교적 커지기 쉽다. However, in order to perform the capacity control based on the suction pressure Ps as described above, a flexible member such as a diaphragm or a bellows for sensing the suction pressure Ps is disposed in the inside of the control valve for the variable displacement compressor. It is necessary to do it, and the apparatus tends to be relatively large.
그래서, 이와는 다른 제어 방법으로서 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압(Pd - Ps)을 기준으로 제어하는 방법이 취해지거나 한다(이하, 이 제어를「Pd - Ps 차압 제어」라 함). 이 Pd - Ps 차압 제어는 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압(Pd - Ps)을 반응하여, 그 차압(Pd - Ps)이 일정하게 유지되도록 토출실로부터 크랭크실로 도입되는 토출 압력(Pd)의 냉매의 유량을 제어하는 것이다. 이러한 제어 방식의 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 밸브 부재 및 피스톤 로드 등으로 이루어지는 중간체의 토출 압력(Pd)에 대한 유효 수압 면적과, 그 중간체에 있어서의 흡입 압력(Ps)에 대한 유효 수압 면적을 같게 하여, 중간체에 부하되는 크랭크 압력(Pc)이 캔슬되도록 구성된다. 이에 의해, 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 밸브부가 크랭크 압력(Pc)에 상관없이, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차 압(Pd - Ps)에 의해 개폐 동작하도록 되어 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조). For this reason, a control method based on the differential pressure Pd-Ps between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps is taken as a different control method (hereinafter, this control is referred to as "Pd-Ps differential pressure control"). box). This Pd-Ps differential pressure control reacts the differential pressures Pd-Ps between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps, and discharges introduced into the crank chamber from the discharge chamber so that the differential pressures Pd-Ps are kept constant. The flow rate of the refrigerant at the pressure Pd is controlled. The control valve for a variable displacement compressor of such a control system has the same effective hydraulic pressure area with respect to the discharge pressure Pd of the intermediate body which consists of a valve member, a piston rod, etc., and an effective hydraulic pressure area with respect to the suction pressure Ps in the intermediate body. Thus, the crank pressure Pc loaded on the intermediate body is configured to be canceled. Thereby, the valve part of the control valve for variable displacement compressors is made to open and close by the differential pressure Pd-Ps of discharge pressure Pd and suction pressure Ps irrespective of crank pressure Pc (for example, See, for example, Patent Document 1).
이러한 제어 방식의 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 의하면, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)을 직접 밸브 부재로 받아 그 차압을 감지하기 위해, 상술한 가요성 부재가 불필요해진다. 또한, 특히 토출 압력(Pd)을 직접 감지하기 때문에, 가변 용량 압축기의 압력 변동을 여실히 반영할 수 있어 응답성이 좋은 용량 제어를 실현할 수 있다. According to the control valve for the variable displacement compressor of such a control system, in order to receive the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps directly as a valve member, and to sense the differential pressure, the above-mentioned flexible member becomes unnecessary. In addition, in particular, since the discharge pressure Pd is directly sensed, the pressure fluctuation of the variable displacement compressor can be effectively reflected, and capacity control with good responsiveness can be realized.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-328936호 공보(단락〔0040〕내지〔0045〕, 도3)[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-328936 (paragraphs [0040] to [0045], FIG. 3)
상술된 바와 같이, Pd - Ps 차압 제어는, 본래 크랭크 압력(Pc)에 상관없이, 솔레노이드로 통전하는 전류치에 따라서 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압(Pd - Ps)이 일정해지도록 제어하는 것이다. 그러나, 실제로는 차압(Pd - Ps)을 크게 함으로써 크랭크 압력(Pc)이 커지는 것이고, 반대로 그 차압(Pd - Ps)도 크랭크 압력(Pc)의 변동의 영향 등을 받아 다소 변화하는 것이 보통이다. 구체적으로는 크랭크 압력(Pc)이 커짐에 따라서, 차압(Pd - Ps)이 근소한 경사를 갖고 커지거나 한다. As described above, in the Pd-Ps differential pressure control, the differential pressure (Pd-Ps) between the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps is constant according to the current value energized by the solenoid regardless of the original crank pressure Pc. It is controlled to terminate. However, in practice, the crank pressure Pc is increased by increasing the differential pressures Pd-Ps, and on the contrary, the differential pressures Pd-Ps also change somewhat under the influence of the fluctuation of the crank pressure Pc. Specifically, as the crank pressure Pc increases, the differential pressure Pd-Ps increases with a slight inclination.
이는, 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 특성에 대해서만 보면 이상적이지 않다라고 말할 수 있지만, 가변 용량 압축기와의 제어의 매칭을 생각한 경우에는 반드시 그렇지 않다. 즉, 솔레노이드로 공급하는 전류치의 변화에 대해 차압(Pd - Ps)이 순간 일정치로 상승하면, 밸브부가 순간 개방되어 가변 용량 압축기의 경사 판의 응답성을 좋게 하지만, 반면 용량 제어에 헌팅이나 오버슈트를 발생시키는 경우가 있어 안정된 제어가 어렵게 된다. 한편, 전류치에 대해 차압(Pd - Ps)의 상승이 느리면, 경사판의 응답성을 악화시킨다. 또한, 동일한 전류치라도 크랭크 압력(Pc)의 값에 의해 제어해야 할 차압(Pd - Ps)의 값이 변해 버린다. 이는, 용량 제어의 히스테리시스에 연결되는 경우가 있고, 가변 용량 압축기의 제어상 바람직하지 못하다. 이로 인해, 전류치에 따라서 차압(Pd - Ps)을 적절한 응답성(기울기)으로 상승시키는 것이 바람직하다고 되어 있다. 예를 들어, 가변 용량 압축기의 경사판이 움직이기 어려운 경우에는, 응답성을 올려 경사판의 움직임을 좋게 하고, 반대로 경사판이 과도하게 쉽게 움직이는 경우에는 응답성을 내려 경사판의 움직임을 안정화시키는 것이 요구된다. This can be said to be not ideal only in terms of the characteristics of the control valve for the variable displacement compressor, but this is not necessarily the case when a control matching with the variable displacement compressor is considered. That is, when the differential pressure (Pd-Ps) rises at a constant level with respect to the change in the current value supplied to the solenoid, the valve portion is opened momentarily to improve the responsiveness of the inclined plate of the variable displacement compressor, while hunting or overloading the capacity control. A chute may be generated, making stable control difficult. On the other hand, if the rise of the differential pressures Pd-Ps with respect to the current value is slow, the response of the inclined plate is deteriorated. Further, even at the same current value, the value of the differential pressure Pd-Ps to be controlled is changed by the value of the crank pressure Pc. This is sometimes connected to the hysteresis of the capacity control, which is undesirable for the control of the variable capacity compressor. For this reason, it is said that it is desirable to raise the differential pressure (Pd-Ps) to appropriate responsiveness (tilt) according to a current value. For example, when the inclined plate of the variable capacity compressor is difficult to move, it is required to increase the responsiveness to improve the movement of the inclined plate, and conversely, when the inclined plate moves excessively easily, it is required to lower the responsiveness to stabilize the inclined plate movement.
이로 인해, 종래 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 요구되는 특성에 따라서, 밸브 부재를 그 동작 방향으로 압박하는 스프링의 특성을 바꾸거나, 솔레노이드의 흡인력 특성을 바꾸는 등으로 하여 차압(Pd - Ps)의 변화에 대한 크랭크 압력(Pc)의 영향의 정도(기울기)를 조정하는 것이 행해지고 있었다. 그러나, 이와 같이 스프링의 특성이나 솔레노이드의 흡인력 특성을 바꾸면, 전류치와 차압(Pd - Ps)과의 관계인 차압 특성까지 바꿔 버리는 경우가 있고, 전체적인 튜닝이 어렵게 된다는 문제가 있었다. For this reason, according to the characteristic required for the control valve for variable displacement compressor conventionally, by changing the characteristic of the spring which presses a valve member to the operation direction, changing the suction force characteristic of a solenoid, etc. of a differential pressure (Pd-Ps), Adjusting the degree (tilt) of the influence of the crank pressure Pc on the change was performed. However, if the characteristics of the spring and the attraction force of the solenoid are changed in this way, the differential pressure characteristic, which is the relationship between the current value and the differential pressure (Pd-Ps), may be changed, and the overall tuning becomes difficult.
본 발명은, 이러한 점에 비추어 이루어진 것으로, 토출 압력과 흡입 압력과의 차압의 변화에 대한 크랭크 압력 영향의 정도에 관한 특성을, 원하는 특성에 간이하게 설정할 수 있는 Pd - Ps 차압 제어 방식의 가변 용량 압축기용 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of this point, and the variable capacity of the Pd-Ps differential pressure control system which can easily set the characteristics relating to the degree of the crank pressure influence on the change in the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure can be set to the desired characteristics. It is an object to provide a control valve for a compressor.
본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 가변 용량 압축기에 장착되어 크랭크실 내의 압력을 제어함으로써 냉매의 토출 용량을 변화시키는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 상기 가변 용량 압축기의 토출 압력을 도입하는 토출압 포트와, 내부에서 생성된 크랭크 압력을 상기 크랭크실로 도출하는 크랭크압 포트와, 흡입 압력을 도입하는 흡입압 포트가 일단부측으로부터 차례로 설치된 몸체와, 상기 토출압 포트와 상기 크랭크압 포트 사이에 설치된 밸브 시트에 접촉 분리하고, 상기 토출압 포트로부터 도입된 토출 압력을, 상기 밸브 시트 사이에 형성한 교축 유로를 통해 감압하여 상기 크랭크 압력을 생성하는 밸브 부재와, 상기 밸브 부재를 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄 방향으로 지지하고, 상기 밸브 부재와 일체적으로 동작 가능한 샤프트와, 상기 몸체의 상기 토출압 포트 반대측의 단부에 접속되고, 코어와, 상기 샤프트를 통해 상기 밸브 부재와 일체화 가능한 플런저와, 통전에 의해 상기 플런저 및 상기 코어를 포함하는 자기 회로를 생성하는 전자 코일로 이루어지는 솔레노이드를 구비하고, 상기 밸브 부재와 상기 샤프트가 일체화된 상태의 중간체에 있어서의 상기 토출 압력에 대한 유효 수압 면적과, 상기 중간체에 있어서의 상기 흡입 압력에 대한 유효 수압 면적과의 차를 조정함으로써, 상기 토출 압력과 상기 흡입 압력과의 차압의 변화에 대한 상기 크랭크 압력 영향의 정도를 조정한 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브가 제공된다. In the present invention, in order to solve the above problem, in the control valve for a variable displacement compressor mounted on the variable displacement compressor to control the pressure in the crankcase to change the discharge capacity of the refrigerant, the discharge to introduce the discharge pressure of the variable displacement compressor A pressure port, a crank pressure port for introducing the crank pressure generated therein into the crank chamber, a suction pressure port for introducing suction pressure, are sequentially installed from one end side, and are provided between the discharge pressure port and the crank pressure port. A valve member that contacts and separates the valve seat and decompresses the discharge pressure introduced from the discharge pressure port through an throttle flow path formed between the valve seats to generate the crank pressure, and the valve member opens or closes the valve. In the direction and operable integrally with the valve member And an electromagnetic coil connected to an end opposite to the discharge pressure port of the body, the plunger being integral with the valve member via the shaft, and the magnetic coil including the plunger and the core by energization. A solenoid comprising: a difference between an effective hydraulic pressure area for the discharge pressure in the intermediate body in which the valve member and the shaft are integrated, and an effective hydraulic pressure area for the suction pressure in the intermediate body. Thereby, a control valve for a variable displacement compressor is provided, wherein the degree of influence of the crank pressure on the change in the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure is adjusted.
또,「샤프트를 통해 밸브 부재와 일체화 가능한 플런저」로 하였지만, 플런 저는 샤프트에 직접 접속되어야만 하는 것은 아니라, 이와는 별도 부재의 개재물을 통해 샤프트에 접속되어 있어도 좋다. In addition, although the "plunger which can be integrated with a valve member through a shaft" is used, the plunger does not have to be directly connected to the shaft, but may be connected to the shaft through an inclusion of a separate member.
이러한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에서는 토출 압력과 흡입 압력과의 차압에 근거하는 차압 제어에 있어서, 본래와 같게 되도록 설정되는 중간체의 토출 압력측의 유효 수압 면적과, 중간체의 흡입 압력측의 유효 수압 면적과의 밸런스를 의도적으로 무너뜨리도록 하고 있다. 그리고, 이러한 유효 수압 면적의 차를 조정함으로써, 토출 압력과 흡입 압력과의 차압의 변화에 대한 크랭크 압력 영향의 정도에 관한 특성(이하「차압ㆍ크랭크압 특성」이라 함)이 원하는 특성이 되도록 조정된다. 단, 요구되어야 할 특성에 의해 양 유효 수압 면적을 같게 할 수도 있다. In such a variable displacement compressor control valve, in the differential pressure control based on the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, the effective hydraulic pressure area on the discharge pressure side of the intermediate body and the effective hydraulic pressure area on the suction pressure side of the intermediate body are set to be the same as the original. Intentional balance breaks. Then, by adjusting the difference of the effective hydraulic pressure area, the characteristics relating to the degree of crank pressure influence on the change in the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure (hereinafter referred to as "differential pressure / crank pressure characteristic") are adjusted to be desired characteristics. do. However, both effective hydraulic pressure areas can be made equal by the characteristics to be required.
또, 이 유효 수압 면적의 변경은 솔레노이드에 공급하는 전류치와, 토출 압력과 흡입 압력과의 차압과의 관계(이하「전류ㆍ차압 특성」이라 함)에 대해 거의 영향을 주는 일은 없다. In addition, the change in the effective hydraulic pressure area hardly affects the relationship between the current value supplied to the solenoid and the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure (hereinafter referred to as "current / differential pressure characteristic").
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.
도1은 본 실시 형태에 관한 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 구성을 도시하는 단면도이며, 도2는 도1의 상부 확대도이다. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a control valve for a variable displacement compressor according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged top view of FIG.
도1에 도시한 바와 같이, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브는, 도시하지 않은 가변 용량 압축기의 토출 냉매의 일부를 도입하고, 그 냉매 유량을 제어하여 크랭크실로 유입시키는 제어 밸브이며, 그 냉매 유량을 조정하는 밸브부를 내부에 갖는 밸브 구성부(1)와, 그 밸브부의 밸브 개방도를 제어하기 위한 솔레노이드(2)를 일체로 조립 부착하여 구성된다. As shown in Fig. 1, the control valve for the variable displacement compressor is a control valve which introduces a part of the discharge refrigerant of the variable displacement compressor (not shown), controls the refrigerant flow rate, and introduces the refrigerant into the crank chamber. It is comprised by integrally attaching and attaching the
밸브 구성부(1)는 단차식 원통형의 상부 몸체(3)의 상단 개구부가 가변 용량 압축기의 토출실에 연통하여 토출 압력(Pd)을 받는 토출압 포트(4)를 구성하고, 그 상부 몸체(3)의 상부 모서리부를 덮도록 스트레너(5)가 씌워 부착되어 있다. 토출압 포트(4)는 상부 몸체(3)의 중앙측부에 개구한 크랭크압 포트(6)와 내부에서 연통하고 있고, 그 크랭크압 포트(6)는 가변 용량 압축기의 크랭크실에 연통하고, 크랭크실에 제어된 압력(크랭크 압력)(Pc)을 도출한다. 또한, 상부 몸체(3)의 하부측부에는 가변 용량 압축기의 흡입실에 연통하여 흡입 압력(Ps)을 도입하는 흡입압 포트(7)가 개구되고, 이 흡입압 포트(7)에 연결되는 냉매 통로가 상부 몸체(3)의 내부에서 하방으로 방향 절환하고, 상부 몸체(3)의 하단부면에 개구하고 있다. The
상부 몸체(3)의 상부에 있어서의 토출압 포트(4)와 크랭크압 포트(6) 사이에는 크랭크 압력(Pc)이 충족되는 크랭크실 연통실(8)이 형성되어 있다. 상부 몸체(3)의 하부 중앙부에는, 이를 축선 방향으로 관통하고, 후술하는 샤프트를 삽입 관통하여 이를 가이드하는 가이드 구멍(9)이 형성되어 있다. 이 가이드 구멍(9)은 그 상단 개구부에 있어서 크랭크실 연통실(8)에 연통하고 있다. A
상부 몸체(3)의 상부에는 크랭크실 연통실(8)에 내부 삽입되도록 단차식 원통형의 밸브 시트 형성 부재(10)가 배치되어 있다. A stepped cylindrical valve
도2에 도시한 바와 같이, 밸브 시트 형성 부재(10)는 그 상단 외주부가 상부 몸체(3)의 상단부에 압입되고, 그 하부가 일단 관을 축소하여 크랭크실 연통실(8) 내를 하방으로 연장되어 있다. 이 관 축소부의 기단부에는 내외를 연통하는 연통 구멍(11)이 마련되어 있다. 또한, 밸브 시트 형성 부재(10)의 내부 중간부에는 토 출실측 및 크랭크실측의 각 공간을 연통하도록 밸브 구멍(12)이 형성되어 있고, 이 밸브 구멍(12)의 크랭크실측의 개구 모서리부가 밸브 시트(13)를 구성하고 있다. As shown in Fig. 2, the valve
밸브 시트 형성 부재(10)의 하부 개구부 내에는 밸브 부재(14)가 축선 방향으로 진퇴 가능하게 배치되어 있다. 이 밸브 부재(14)는 밸브 시트 형성 부재(10)의 내벽에 따라서 미끄럼 이동 가능한 홀더(15)와, 홀더(15)의 상단 중앙부에 압입된 볼(16)로 구성되어 있다. 홀더(15)는, 그 상부 외주부가 직경 축소하고 있고, 그 직경 축소부에 스프링(17)이 외부 삽입되어 있다. 이 스프링(17)은 밸브 시트 형성 부재(10)와 홀더(15) 사이에 개재 장착되고, 볼(16)을 밸브 시트(13)로부터 떨어지는 방향으로 압박하고 있다. 또, 홀더(15)의 측부에는 내외를 연통하는 연통 구멍(15a)이 마련되어 있다. 볼(16)은 홀더(15)와 일체가 되어 동작하고, 착좌 가능하게 되어 있다. 토출압 포트(4)로부터 도입된 토출 압력(Pd)은 볼(16)과 밸브 시트(13) 사이의 교축 유로를 통과함으로써 감압되고, 그에 의해 크랭크 압력(Pc)이 생성된다. In the lower opening part of the valve
도1로 복귀하고, 상부 몸체(3)의 가이드 구멍(9)에는 샤프트(18)가 축선 방향으로 진퇴 가능하게 삽입 관통되어 있다. 이 샤프트(18)의 일단부는 홀더(15)를 관통하여 볼(16)에 접촉하고 있고, 타단부는 상부 몸체(3)의 하방으로 연장되어 있다. Returning to Fig. 1, the
이와 같이, 샤프트(18)의 밸브 부재(14)와의 접촉 위치를 홀더(15)가 아니라, 이 홀더(15)를 관통한 앞에 있는 볼(16)로 함으로써, 밸브 부재(14)는 균형 유지하는 것으로 작용한다. 이 결과, 밸브 부재(14)의 가로 방향의 움직임이 억제되 기 때문에, 밸브 부재(14)는 가로 하중이 감소되어 안정된 상태에서 축선 방향의 진퇴 이동을 행할 수 있게 된다. 또한, 진퇴 이동시에 발생하는 밸브 부재(14)로의 가로 하중이 감소됨으로써, 밸브의 개폐 특성에 있어서 히스테리시스가 저감하고, 밸브 부재(14)의 옆으로 어긋남이 억제됨으로써 밸브 부재(14)의 완전한 폐지를 기대할 수 있다. In this way, the contact position with the
상부 몸체(3)의 하부에는 하부 몸체(19)의 상부 개구부가 코오킹 접합되고, 상부 몸체(3)의 하단부에는 솔레노이드(2)의 코어(20)가 나사 부착되어 있다. 코어(20)의 축선 위치에는 중앙 개구부(21)가 관통 형성되고, 코어(20)의 상부에는 주위로부터 뚫어 설치되어 중앙 개구부(21)와 연통하는 연통 구멍(22)과, 코어(20)의 상단부를 향해 개구하고, 한 쪽에서 흡입압 포트(7)에 연결되는 냉매 통로에 연통하는 동시에, 다른 쪽에서 연통 구멍(22)에 연통하는 연통 구멍(23)이 마련되어 있다. 이에 의해, 샤프트(18)의 단부에 흡입 압력(Ps)을 수압하도록 되어 있다. The upper opening of the
하부 몸체(19)의 내부에는 슬리브(24)가 배치되어 있다. 이 슬리브(24)의 도면의 하부 개구부에는 덮개형의 스토퍼(25)가 끼워 부착되고, 이 스토퍼(25)의 내주부에는 링형의 베어링 부재(26)가 압입되어 있다. 또한, 슬리브(24) 내에는 상부 몸체(3)에 나사 부착된 코어(20) 및 플런저(27)가 배치되어 있다. 이 플런저(27)는 일단부가 코어(20)를 관통하여 상부 몸체(3)의 하단 개구부에 지지되고, 타단부가 베어링 부재(26)에 지지된 샤프트(28)에 고정 부착되어 있고, 샤프트(28)에 끼워 맞춘 고정 링(29)에 의해 샤프트(18)의 방향으로의 이동이 규제되어 있다. 이에 의해, 플런저(27)는 슬리브(24)와는 접촉하지 않고 축선 방향으로 진퇴 가능 하게 되어 있다. 또한, 코어(20)와 플런저(27) 사이에는 스프링(30)이 배치되고, 플런저(27)와 베어링 부재(26) 사이에는 스프링(31)이 배치되어 있다. The
슬리브(24)의 외주에는 요오크(32), 전자 코일(33) 및 이들을 둘러싸는 케이스(34)가 설치되고, 코어(20) 및 플런저(27)와 동시에 솔레노이드(2)를 구성하고 있다. 케이스(34)의 하단부에는 하네스(35)를 삽입 관통한 손잡이(36)가 설치되고, 솔레노이드(2)의 하단부를 폐지하고 있다. The outer periphery of the
다음에, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 동작을 가변 용량 압축기의 동작과 더불어 설명한다.Next, the operation of the control valve for the variable displacement compressor will be described together with the operation of the variable displacement compressor.
가변 용량 압축기용 제어 밸브의 내부에 있어서, 볼(16)에는 토출실로부터 도입되는 냉매의 토출 압력(Pd)이 도면의 상측 방향으로부터 가해진다. 한편, 볼(16)에 접촉하고 있는 샤프트(18)에는 흡입실의 흡입 압력(Ps)이 흡입압 포트(7), 연통 구멍(23, 22)을 통해 중앙 개구부(21)로 도입되고, 또한 상부 몸체(3)와 샤프트(28) 사이의 클리어런스를 통해 도면의 하측 방향으로 가해진다. 이로 인해, 샤프트(18)의 직경과[즉 가이드 구멍(9)의 직경과] 밸브 구멍(12)의 직경이 동일하면, 볼(16)에 있어서의 토출 압력(Pd)의 유효 수압 면적과, 샤프트(18)에 있어서의 흡입 압력(Ps)의 유효 수압 면적이 동일해진다. 따라서, 밸브 부재(14)와 샤프트(18)가 일체화된 상태의 중간체에 부하되는 크랭크 압력(Pc)이 캔슬되고, 토출실로부터 크랭크실로 흐르는 냉매의 유량을 제어하는 볼(16)은 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압을 반응하여 동작하는 차압 밸브를 구성한다. 단, 본 실시 형태에서는, 이러한 유효 수압 면적 중 어느 한 쪽을 크게 하는 등, 이러한 유효 수압 면적의 차를 조정함으로써, 토출 압력과 흡입 압력과의 차압의 변화에 대한 크랭크 압력 영향의 정도에 관한 특성(차압ㆍ크랭크압 특성)이 원하는 특성이 되도록 조정한다. 이에 대해서는, 후에 상세하게 서술한다. Inside the control valve for the variable displacement compressor, the discharge pressure Pd of the refrigerant introduced from the discharge chamber is applied to the
이러한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서, 솔레노이드(2)의 전자 코일(33)에 제어 전류가 공급되어 있을 때에는, 토출 압력(Pd)이 볼(16)을 밀어서 열기 때문에, 볼(16)은 완전 개방 상태가 된다. 이에 의해, 가변 용량 압축기에서는 크랭크 압력(Pc)이 토출 압력(Pd)에 가까운 값이 되고, 크랭크실에 면하여 설치된 냉매의 흡입 압축용의 피스톤에 있어서는 그 양면에 관한 압력 차가 가장 작아진다. 따라서, 피스톤의 스트로크를 결정하는 크랭크실 내의 경사판이 스트로크를 가장 작게 하는 경사각을 갖게 되고, 가변 용량 압축기는 최소 용량의 운전을 행하게 된다. In the control valve for the variable displacement compressor, when the control current is supplied to the
또한, 솔레노이드(2)의 전자 코일(33)에 최대의 제어 전류가 공급되면, 플런저(27)가 코어(20)에 흡인되어 도면의 상부 방향으로 이동하고, 이에 의해 샤프트(28) 및 샤프트(18)가 도면의 상부 방향으로 밀어 올려져 볼(16)은 완전 폐쇄 상태가 된다. 이 때, 크랭크실은 도시하지 않은 고정 오리피스를 통해 흡입실에 연통되어 있기 때문에, 크랭크실의 냉매가 이 고정 오리피스를 통해 흡입실로 흐르고, 크랭크 압력(Pc)이 흡입실의 흡입 압력(Ps)에 가까운 값까지 저하한다. 이에 의해, 피스톤의 양면에 관한 압력 차가 가장 커져 경사판이 피스톤의 스트로크를 가장 크게 하는 경사각을 갖게 되고, 가변 용량 압축기는 최대 용량의 운전으로 이행한다. In addition, when the maximum control current is supplied to the
여기서, 솔레노이드(2)의 전자 코일(33)에 소정의 제어 전류가 공급되는 통상의 제어가 행해지고 있는 경우에는, 그 제어 전류의 크기에 따라서 플런저(27)가 코어(20)에 흡인되고, 도면의 상부 방향으로 소정량 이동하는 힘이 생긴다. 이 힘이 차압 밸브로서 동작하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 설정치가 된다. 따라서, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브는 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압을 감지하고, 그 차압이 솔레노이드(2)에 의해 설정된 값에 대응하는 차압을 유지하도록, 토출실로부터 크랭크실로 흐르는 냉매의 유량을 제어한다는 동작을 행하게 된다. Here, in the case where normal control in which a predetermined control current is supplied to the
다음에, 상술한 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서의 차압ㆍ크랭크압 특성의 조정 방법에 대해 설명한다. Next, the adjustment method of the differential pressure and crank pressure characteristic in the control valve for variable displacement compressor mentioned above is demonstrated.
본 실시 형태에서는, 도2에 도시한 밸브 부재(14)와 샤프트(18)가 일체화된 상태의 중간체의 토출 압력측의 유효 수압 면적(A)과, 흡입 압력측의 유효 수압 면적(B)과의 차를 조정함으로써, 원하는 차압ㆍ크랭크압 특성이 얻어지도록 하고 있다. 또, 토출 압력측의 유효 수압 면적(A)에 대해서는 밸브 구멍(12)의 직경을 조정함으로써 행하고, 흡입 압력측의 유효 수압 면적(B)에 대해서는 샤프트(18)의 직경[즉 가이드 구멍(9)의 직경]을 조정함으로써 행할 수 있다. 도3은, 이 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 차압ㆍ크랭크압 특성을 나타내는 설명도이며, 도3의 (a)는 유효 수압 면적(A)과 유효 수압 면적(B)이 동일한 경우, 도3의 (b)는 유효 수압 면적(A)이 유효 수압 면적(B)보다 작은 경우, 도3의 (c)는 유효 수압 면적(A)이 유효 수압 면적(B)보다 큰 경우를, 각각 나타내고 있다. In this embodiment, the effective hydraulic pressure area A on the discharge pressure side of the intermediate body in which the
도3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 토출 압력측의 유효 수압 면적(A)과 흡입 압력측의 유효 수압 면적(B)이 동일한 경우에는, 솔레노이드(2)에 공급하는 전류치가 일정해도, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압(Pd - Ps)이 크랭크 압력(Pc)의 영향을 받아 약간 변화한다. 이 차압(Pd - Ps)은 솔레노이드(2)로 공급하는 전류치(Isol)의 크기에 따라서 변화한다. As shown in Fig. 3A, when the effective hydraulic pressure area A on the discharge pressure side and the effective hydraulic pressure area B on the suction pressure side are the same, even if the current value supplied to the
즉, 토출 압력측의 유효 수압 면적(A)과 흡입 압력측의 유효 수압 면적(B)이 동일하기 때문에, 본래 크랭크 압력(Pc)이 캔슬되고, 차압(Pd - Ps)이 크랭크 압력(Pc)에 의하지 않고 일정치가 되는 부분, 실제로는 크랭크 압력(Pc)의 영향을 완전하게 배제하는 일은 어렵고, 상기 도면과 같이 특성에 약간의 기울기를 볼 수 있다. That is, since the effective hydraulic pressure area A on the discharge pressure side and the effective hydraulic pressure area B on the suction pressure side are the same, the original crank pressure Pc is canceled, and the differential pressures Pd-Ps are the crank pressure Pc. It is difficult to completely exclude the influence of the crank pressure Pc, which becomes a constant value regardless of the actual value, and a slight inclination to the characteristic can be seen as shown in the above figure.
도3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 유효 수압 면적(A)을 유효 수압 면적(B)보다 작게 설정하면, 밸브 부재(14)와 샤프트(18)가 일체화된 상태의 중간체에 대해 크랭크 압력(Pc)의 밸런스가 무너지고, 이 크랭크 압력(Pc)에 의한 밸브 개방 방향으로의 기여분이 커져 밸브부가 보다 쉽게 개방된다. 그 결과, 차압(Pd - Ps)이 빠르게 상승하고, 유효 수압 면적(A)과 유효 수압 면적(B)이 동일한 경우보다도 크랭크 압력(Pc)의 영향이 작아지고, 가변 용량 압축기의 경사판의 응답성이 향상된다. As shown in Fig. 3B, when the effective hydraulic pressure area A is set smaller than the effective hydraulic pressure area B, the crank pressure ( The balance of Pc is broken, and the contribution to the valve opening direction by this crank pressure Pc becomes large, and the valve part is opened more easily. As a result, the differential pressure Pd-Ps rises rapidly, and the influence of the crank pressure Pc becomes smaller than when the effective hydraulic pressure area A and the effective hydraulic pressure area B are the same, and the responsiveness of the inclined plate of the variable displacement compressor This is improved.
도3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 유효 수압 면적(A)을 유효 수압 면적(B)보다 크게 설정하면, 밸브 부재(14)와 샤프트(18)가 일체화된 상태의 중간체에 대해 크랭크 압력(Pc)의 밸런스가 무너지고, 이 크랭크 압력(Pc)에 의한 밸브 폐쇄 방향으로의 기여분이 커져 밸브부가 보다 어렵게 개방된다. 그 결과, 차압(Pd - Ps)이 완만하게 상승하고, 유효 수압 면적(A)과 유효 수압 면적(B)이 동일한 경우보다도 크랭크 압력(Pc)의 영향이 커져 가변 용량 압축기의 경사판의 응답성이 저하한다. As shown in Fig. 3 (c), when the effective hydraulic pressure area A is set to be larger than the effective hydraulic pressure area B, the crank pressure (for the intermediate body in the state in which the
이상과 같이, 유효 수압 면적(A)과 유효 수압 면적(B)과의 차를 조정함으로써, 차압ㆍ크랭크압 특성을 바꿀 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 가변 용량 압축기의 경사판의 응답성을 종래의 특성보다도 특히 향상시키고자 한 경우에는, 유효 수압 면적(A)이 유효 수압 면적(B)보다도 작아지도록 구성하면 좋고, 반대로 경사판의 응답성을 종래의 특성보다도 완만하게 하고 싶은 경우에는, 유효 수압 면적(A)이 유효 수압 면적(B)보다도 커지도록 구성하면 좋다. As described above, the differential pressure / crank pressure characteristics can be changed by adjusting the difference between the effective hydraulic pressure area A and the effective hydraulic pressure area B. FIG. For this reason, for example, when the responsiveness of the inclined plate of the variable displacement compressor is particularly desired to be improved from the conventional characteristics, the effective hydraulic pressure area A may be configured to be smaller than the effective hydraulic pressure area B. When responsiveness is desired to be gentler than the conventional characteristics, the effective hydraulic pressure area A may be configured to be larger than the effective hydraulic pressure area B.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 있어서는, 밸브 부재(14)와 샤프트(18)가 일체화된 상태의 중간체의 토출 압력측의 유효 수압 면적(A)과, 그 중간체의 흡입 압력측의 유효 수압 면적(B)과의 차를 적절하게 조정한다. 이에 의해, 가변 용량 압축기용 제어 밸브의 사양에 따른 원하는 차압ㆍ크랭크압 특성이 얻어진다. 이 유효 수압 면적의 변경은 솔레노이드(2)에 공급하는 전류치와, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과의 차압의 관계인 전류ㆍ차압 특성에는 거의 영향을 주는 일이 없기 때문에, 간이하게 실현할 수 있다. As explained above, in the control valve for variable displacement compressors of the present embodiment, the effective hydraulic pressure area A on the discharge pressure side of the intermediate body in which the
본 발명의 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 따르면, 밸브 부재와 샤프트가 일체화된 상태의 중간체의 토출 압력측의 유효 수압 면적과, 그 중간체의 흡입 압력측의 유효 수압 면적과의 차를 조정함으로써, 원하는 차압ㆍ크랭크압 특성이 얻어진다. 이 유효 수압 면적의 변경은 솔레노이드에 공급하는 전류치와, 토출 압력 과 흡입 압력과의 차압과의 관계인 차압 특성에는 거의 영향을 주는 일이 없기 때문, 원하는 차압ㆍ크랭크압 특성을 간이하게 얻을 수 있다. According to the control valve for a variable displacement compressor of the present invention, by adjusting the difference between the effective hydraulic pressure area on the discharge pressure side of the intermediate body with the valve member and the shaft integrated, and the effective hydraulic pressure area on the suction pressure side of the intermediate body, Differential pressure and crank pressure characteristics are obtained. Since the change of the effective hydraulic pressure area hardly affects the differential pressure characteristic which is the relationship between the current value supplied to the solenoid and the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, the desired differential pressure and crank pressure characteristics can be easily obtained.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
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JPJP-P-2004-00239161 | 2004-08-19 | ||
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