KR20130043380A - 압축기용 제어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압한 후, 토출실로 토출하는 압축기의 압축기용 제어밸브에 있어서, 크랭크실과 토출실을 연통시키는 제어유로와, 크랭크실과 흡입실을 연통시키는 추기유로가 형성된 밸브본체; 밸브본체 내부에 구비되는 구동부; 밸브본체 내부에 축방향으로 삽입 고정되는 니들과, 니들에 슬라이딩 가능하게 결합하고 구동부에 의하여 니들을 따라 슬라이딩 이동하는 플런저와, 플런저의 내측에 위치하고 니들에 결합하는 지지부와, 플런저와 결합하여 제어유로를 개폐하는 급기밸브부와, 급기밸브부의 내측에 구비되어 흡입실의 압력에 따라 추기유로를 개폐하는 추기밸브부를 포함하는 작동부; 및 작동부의 슬라이딩 이동에 대한 저항을 발생시키도록 지지부와 플런저 사이에 개재되어 소음을 방지하는 소음방지부를 포함하는 축기용 제어밸브를 제공한다.
따라서, 소음방지부를 통하여 작동부가 밸브본체와의 접촉 시 축방향으로의 진동(진폭)을 감쇠시켜 소음을 저감시킬 수 있다.

Description

압축기용 제어밸브 {Control valve for compressor}

본 발명은 제어밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 공조장치의 냉방 시스템의 압축기에 적용되는 압축기용 제어밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 냉방 시스템에 포함되는 압축기는 벨트를 통해 엔진에 직접 연결되어 있기 때문에 회전수를 제어할 수 없다. 따라서, 근래에는 엔진의 회전수에 의해 규제되는 경우 없이 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출량을 변화시킬 수 있는 용량가변형 압축기가 많이 사용되고 있다. 이러한 용량가변형 압축기로는 사판식, 로터리식 및 스크롤식 등 다양한 종류가 개발되고 있으며, 이중 사판식 압축기는 크랭크실 내에서 경사각이 가변되도록 설치된 사판의 경사도를 조절하여, 상기 용량가변형 압축기의 용량을 조절한다. 한편, 상기 용량가변형 압축기는 크랭크실의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하기 위하여 제어밸브를 채택하고 있다.

이러한, 제어밸브의 일예로서, 국내 공개특허 제2010-0107178호에 개시된 용량제어밸브를 살펴보면, 상기 종래의 용량제어밸브는, 크랭크실 연결공과, 토출실 연결공 및 흡입실 연결공이 각각 형성된 밸브하우징과, 왕복운동하는 밸브체와, 상기 밸브체를 왕복 운동시키는 전자 솔레노이드와, 슬리브부재를 포함하고 있다.

그런데, 상기한 종래의 용량제어밸브는, 상기 밸브체가 왕복운동하여 상기 밸브하우징과 접촉과 비접촉을 반복적으로 하는 과정에서, 그 충격에 의하여 상기 밸브체의 축방향 진동이 발생하고 이에 전체적인 소음레벨이 높아져 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기 제어밸브의 작동 시 소음을 저감할 수 있는 압축기용 제어밸브를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압한 후, 토출실로 토출하는 압축기의 압축기용 제어밸브에 있어서, 상기 크랭크실과 상기 토출실을 연통시키는 제어유로와, 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 연통시키는 추기유로가 형성된 밸브본체; 상기 밸브본체 내부에 구비되는 구동부; 상기 밸브본체 내부에 축방향으로 삽입 고정되는 니들과, 상기 니들에 슬라이딩 가능하게 결합하고 상기 구동부에 의하여 상기 니들을 따라 슬라이딩 이동하는 플런저와, 상기 플런저의 내측에 위치하고 상기 니들에 결합하는 지지부와, 상기 플런저와 결합하여 상기 제어유로를 개폐하는 급기밸브부와, 상기 급기밸브부의 내측에 구비되어 상기 흡입실의 압력에 따라 상기 추기유로를 개폐하는 추기밸브부를 포함하는 작동부; 및 상기 작동부의 슬라이딩 이동에 대한 저항을 발생시키도록 상기 지지부와 상기 플런저 사이에 개재되어 소음을 방지하는 소음방지부를 포함하는 축기용 제어밸브를 제공한다.

여기서, 상기 소음방지부는, 상기 지지부의 외주측면을 따라 결합하는 소음방지링과, 상기 소음방지링의 외주면을 따라 서로 이격되게 돌출 형성된 복수개의 접촉돌기들을 포함한다. 이때, 상기 접촉돌기들은, 상기 소음방지링의 외주면을 따라 120도 간격을 두고 이격되게 배열되어 있다.

본 발명에 따른 압축기용 제어밸브는, 소음방지부를 통하여 작동부가 밸브본체와의 접촉 시 축방향으로의 진동(진폭)을 감쇠시켜 소음을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브를 나타내는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 소음방지부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 1의 소음방지부를 나타내는 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브를 나타내는 정단면도이고, 도 2는 도 1의 소음방지부를 나타내는 확대도이며, 도 3은 도 1의 소음방지부를 나타내는 사시도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브(이하, "제어밸브"라고 함;600)는, 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압한 후, 토출실로 토출하는 차량용 공조장치의 사판식 가변용량형 압축기에 적용된다. 여기서, 상기한 사판식 압축기의 구조는 공지의 사판식 가변용량형 압축기의 구조와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1을 참조하면, 상기 제어밸브(600)는, 밸브본체(100)와, 구동부(200)와, 작동부(300)와, 소음방지부재(400)를 포함한다. 상기 밸브본체(100)는, 내부에 원통형상의 삽입홀(101)이 형성되고, 외주 측면으로 크랭크실과 연통되는 크랭크실 포트(110)와, 토출실과 연통되는 토출실 포트(130)가 형성되어 있고, 축방향 단부로 흡입실과 연통되는 흡입실 포트(120)가 형성되어 있다. 상기 밸브본체(100)는, 내부로 상기 크랭크실 포트(110)와 상기 토출실 포트(130)가 연통되게 형성되어 상기 크랭크실과 상기 토출실이 서로 연통되는 제어유로와, 상기 크랭크실 포트(110)와 상기 흡입실 포트(120)가 서로 연통되게 형성되어 상기 크랭크실과 상기 흡입실이 서로 연통되게 형성된 추기유로가 형성되어 있다.

상기 구동부(200)는 상기 밸브본체(100)의 삽입홀(101)에 구비되어, 외부로부터 인가되는 전류에 따라 상기 작동부(300)를 축방향을 따라 왕복 이동 시키는 역할을 한다. 도면에서 상기 구동부(200)는 솔레노이드(210)로 되어 있다. 하지만, 이는 일 실시예로, 이에 한정하지는 않고 상기 작동부(300)의 작동력을 부여할 수 있는 구성이라면 모두 가능하다.

상기 작동부(300)는, 니들(310)과, 플런저(320)와, 급기밸브부(330)와, 추기밸브부(340)를 포함한다. 상기 니들(310)은 상기 밸브본체(100) 내부에 축방향으로 배치되어 그 위치가 고정되어 있다. 여기서, 미설명부호 311은 상기 니들(310)의 단부에 결합된 니들하우징을 나타낸다. 상기 플런저(320)는, 상기 니들(310)에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 상기 구동부(200)에 의하여 상기 니들(310)을 따라 왕복 이동한다.

상기 급기밸브부(330)는, 상기 밸브본체(100)의 내부에 구비되어 상기 구동부(200)에 의하여 상기 제어유로를 개폐하는 역할을 한다. 상세하게는, 상기 급기밸브부(330)는 상기 플런저(320)와 결합하여 상기 플런저(320)의 이동에 따라 축방향 이동하고, 내부에 수용부(331)가 형성되어 있으며, 외주측면으로 유출구(332)가 관통 형성되고, 일단부에 유입구(333)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 제어유로는, 상기 급기밸브부(330)의 외측면과 상기 밸브본체(100) 내측면 사이에 형성되며, 상기 급기밸브부(330)는 상기 플런저(320)의 이동에 따라 외측면이 상기 밸브본체(100) 내측면에 선택적으로 접촉 또는 분리되면서 상기 제어유로를 개폐한다.

상기 추기밸브부(340)는, 상기 급기밸브부(330)의 수용부(331)에 구비되고, 상기 흡입실의 압력에 따라 상기 추기유로를 개폐하는 역할을 한다. 상기 추기밸브부(340)는, 벨로우즈(341)와, 추기밸브 본체(342)를 포함한다. 상기 벨로우즈(341)는, 압력에 따라 팽창 또는 수축하는 특성을 지니고 있는 것으로, 상기 수용부(331)에 위치하여 상기 흡입실의 압력에 따라 팽창 또는 수축하고, 이러한 팽창 및 수축에 따라 축방향으로 이동한다. 상기 추기밸브 본체(342)는, 상기 벨로우즈(341)와 결합하여 상기 벨로우즈(341)의 팽창 또는 수축에 따라 이동하면서 상기 추기유로를 개폐한다. 여기서, 상기 추기유로는 상기 추기밸브 본체(342)의 단부 중앙으로부터 외주측면을 따라 연통되게 형성되어 있다.

한편, 상기 제어밸브(600)는, 상기 추기밸브부(340)를 지지하는 지지부(500)를 더 포함한다. 상기 지지부(500)는 지지부재(510)와, 스프링(520)과, 스토퍼(530)를 포함한다. 상기 지지부재(510)는, 일단부가 상기 니들(310)과 결합하여 그 위치가 고정되고, 타단부는 상기 벨로우즈(341)의 일단부와 결합하여 상기 벨로우즈(341)를 지지한다. 상기 스프링(520)은, 상기 벨로우즈(341)의 내측에 배치되고 일단부가 상기 지지부재(510)에 끼움 결합되고 타단부는 상기 스토퍼(530)와 결합되어, 상기 스토퍼(530)의 이동에 대하여 완충작용을 한다. 상기 스토퍼(530)는, 상기 스프링(520)과 결합되고 상기 추기밸브 본체(342)의 이동을 한정하는 역할을 한다.

도 2를 참조하면, 상기 소음방지부(400)는, 상기 지지부(500)와 상기 플런저(320) 사이에 개재되어 상기 작동부(300)의 슬라이딩 이동에 대하여 인위적인 저항력을 발생시켜, 상기 작동부(300)와 상기 밸브본체(100)가 접촉하여 충격이 발생할 시, 상기 작동부(300)의 축방향 진동(진폭)을 감쇠시켜 소음을 방지하는 역할을 한다.

상기 소음방지부(400)는, 소음방지링(410)과, 접촉돌기들(420)을 포함한다. 여기서, 상기 소음방지링(410)은, 링(Ring)형상으로 상기 지지부(500)의 외주측면을 따라 끼워져 있다.

상기 접촉돌기들(420)은, 상기 소음방지링(410)의 외주면에 돌출되게 구비되어 상기 플런저(320)의 내측면과 접촉하며, 상기 플런저(320)의 축방향 이동에 대하여 소정의 저항력을 발생시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 접촉돌기들(420)은 상기 플런저(320)와 접촉하여 플런저(320)의 이동에 대한 접촉저항력을 부여하는데 있어, 이러한 저항력은 상기 작동부(300)의 설계상 정상적인 작동에 영향을 미치지 않는 범위를 갖도록 한다.

상기 접촉돌기들(420)은, 반구형상으로 형성되어 있다. 이는, 상기 플런저(320)와 접촉하는 표면이 점접촉을 이루게 하기 위함이다. 하지만, 이러한 반구형상의 접촉돌기들(420)은 얻고자하는 저항력의 크기와 제어밸브의 설계에 따라 상기 플런저(320)와 선접촉 또는 면접촉이 되도록 그 형상을 달리할 수 있음은 물론이다.

도 3을 참조하면, 상기 접촉돌기들(420)은, 복수개로 상기 소음방지링(410)의 외주면을 따라 서로 이격되게 배치되어 있되, 상기 플런저(320)와 3개의 접촉부를 갖도록 상기 소음방지링(410)의 외주면을 따라 120도 간격을 두고 이격되게 배열되어 있다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기 접촉돌기들(420)을 2개, 4개 등을 구비하여 상기 플런저(320)와의 접촉부를 2군데 및 4군데를 갖도록 하는 등 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.

한편, 상기 소음방지링(410)은, 도면에서는 상기 지지부(500)에 외주측면에 결합된 경우를 나타내었으나, 이 외 상기 소음방지링(410)이 상기 니들(310)에 결합하여 그 위치가 고정되고 상기 접촉돌기들(420)이 상기 플런저(320)의 내측면과 접촉되게도 할 수 있다.

또한, 상기 접촉돌기들(420)은 상기 소음방지링(410)과 일체로 형성되어 하나의 바디(body)로 제작되거나, 각각 별도의 구성으로 하여 서로 결합하는 구조로 할 수 있다. 이때, 상기 소음방지링(410)과 상기 접촉돌기들(420)을 별도의 구성으로 하여 서로 결합하는 경우, 상기 접촉돌기들(420)을 상기 소음방지링(410)에 고정결합되는 구조 또는 볼(ball)형태로 형성하여 상기 플런저(320)의 축방향 이동 시 회전하는 구조로 할 수 있는 등 얻고자 하는 저항력에 따라 다양한 설계가 가능하다. 또한, 상기 소음방지부(400)는, 충격 및 마찰저항력에 따라 그 재질을 고무재질 등 다양하게 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 밸브본체 110... 크랭크실 포트
120... 흡입실 포트 130... 토출실 포트
200... 구동부 210... 솔레노이드
300... 작동부 310... 니들
320... 플런저 330... 급기밸브부
331... 수용부 332... 유출구
333... 유입구 340... 추기밸브부
341... 벨로우즈 342... 추기밸브본체
400... 소음방지부 410... 소음방지링
420... 접촉돌기 500... 지지부
510... 지지부재 520... 스프링
530... 스토퍼 600... 제어밸브

Claims (4)

1. 크랭크실에 배치된 사판에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압한 후, 토출실로 토출하는 압축기의 압축기용 제어밸브에 있어서,
   상기 크랭크실과 상기 토출실을 연통시키는 제어유로와, 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 연통시키는 추기유로가 형성된 밸브본체;
   상기 밸브본체 내부에 구비되는 구동부;
   상기 밸브본체 내부에 축방향으로 삽입 고정되는 니들과, 상기 니들에 슬라이딩 가능하게 결합하고 상기 구동부에 의하여 상기 니들을 따라 슬라이딩 이동하는 플런저와, 상기 플런저의 내측에 위치하고 상기 니들에 결합하는 지지부와, 상기 플런저와 결합하여 상기 제어유로를 개폐하는 급기밸브부와, 상기 급기밸브부의 내측에 구비되어 상기 흡입실의 압력에 따라 상기 추기유로를 개폐하는 추기밸브부를 포함하는 작동부; 및
   상기 작동부의 슬라이딩 이동에 대한 저항을 발생시키도록 상기 지지부와 상기 플런저 사이에 개재되어 소음을 방지하는 소음방지부를 포함하는 압축기용 제어밸브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 소음방지부는,
   상기 지지부의 외주측면을 따라 결합하는 소음방지링과,
   상기 소음방지링의 외주면을 따라 서로 이격되게 돌출 형성된 복수개의 접촉돌기들을 포함하는 압축기용 제어밸브.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 접촉돌기들은,
   상기 소음방지링의 외주면을 따라 120도 간격을 두고 이격되게 배열된 압축기용 제어밸브.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 접촉돌기들은,
   상기 플런저의 측면과 점접촉을 갖는 반구형상으로 형성된 압축기용 제어밸브.

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