KR20140063439A

KR20140063439A - 복합 밸브

Info

Publication number: KR20140063439A
Application number: KR1020130137035A
Authority: KR
Inventors: 신지 사에키; 유우키 카네코; 마사아키 토네가와
Original assignee: 가부시키가이샤 테지케
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-05-27
Also published as: EP2733351B1; US20140130916A1; JP6064132B2; KR20140063434A; US9732874B2; CN103821707B; EP2733351A1; CN103821707A; JP2014095463A; KR102084613B1

Abstract

<과제>
메인 밸브와 서브 밸브를 단일 솔레노이드에 의해 구동하는 복합 밸브에 있어서, 메인 밸브체의 록을 해제하기 위한 기능과, 서브 밸브를 솔레노이드력에 의해 개폐하는 기능을 모두 실현 가능하게 한다.
<해결 수단>
제어 밸브(1)는, 솔레노이드력의 크기에 상응하여, 작동 로드(38)를 서브 밸브체와 일체로 변위시켜 서브 밸브를 개방시키는 동작과, 작동 로드(38)를 메인 밸브체(30)에 대해 상대 변위시키는 것에 의해 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 하중을 증대시키는 동작을, 동시 또는 연속적으로 실현시키는 연동 기구를 구비한다.

Description

복합 밸브{COMPLEX VALVE}

본 발명은 복합 밸브에 관한 것으로서, 특히 공용의 보디에 메인 밸브와 서브 밸브가 마련되고, 단일 솔레노이드에 의해 구동되는 복합 밸브에 관한 것이다.

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

이 압축기로서는, 엔진의 회전수에 상관없이 일정한 냉방 능력이 유지되도록, 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기(이하, "압축기"로 약칭하기도 한다)가 사용되고 있다. 이 압축기는, 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되고, 요동판의 각도를 변화시켜 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해 냉매의 토출량을 조정한다. 요동판의 각도는, 밀폐된 크랭크실 내에 토출 냉매의 일부를 도입하고, 피스톤의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시키는 것에 의해 연속적으로 변환된다. 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 약칭하기도 한다)에 의해 제어된다.

이와 같은 제어 밸브는, 구동부로서의 솔레노이드에 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 그 밸브 개도가 조정된다. 공조장치의 기동시 등 그 공기 조절 기능을 신속하게 발휘시킬 필요가 있을 때는, 예를 들면 솔레노이드에 최대 전류를 흘려보내는 것에 의해 밸브부를 밸브 폐쇄 상태로 하고, 크랭크 압력(Pc)을 낮게 하여 요동판을 회전축에 대해 크게 기울이는 것에 의해, 압축기를 최대 용량으로 운전시킬 수 있다. 차량 엔진 부하가 클 때는 솔레노이드를 오프로 하는 것에 의해 밸브부를 전개 상태로 하고, 크랭크 압력(Pc)을 높게 하여 요동판을 회전축에 대해 거의 직각으로 하는 것에 의해, 압축기를 최소 용량으로 운전시킬 수 있다.

이와 같은 제어 밸브에는, 토출실과 크랭크실을 연통시키는 메인 통로에 메인 밸브를 마련하는 한편, 크랭크실과 흡입실을 연통시키는 서브 통로에 서브 밸브를 마련하고, 이들의 밸브를 단일 솔레노이드에 의해 구동하는 것이 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이 제어 밸브에 의하면, 공조장치의 정상(定常) 운전시에는 서브 밸브를 폐쇄한 상태에서 메인 밸브의 개도가 조정된다. 이에 의해, 상술한 바와 같이 크랭크 압력(Pc)을 제어하고, 압축기의 토출 용량을 제어할 수 있다. 한편, 공조장치의 기동시에는 메인 밸브를 폐쇄한 상태에서 서브 밸브가 개방되고, 이에 의해 크랭크 압력(Pc)을 신속하게 저하시키는 것에 의해, 압축기를 신속하게 최대 용량 운전 상태로 이행시킬 수 있다. 또한, 단일 솔레노이드에 의해 복수의 밸브를 개폐시키는 구성으로 했기 때문에, 제어 밸브 전체를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

이와 같은 제어 밸브는, 단일 솔레노이드에 의해 메인 밸브와 서브 밸브를 구동하는 관계상, 메인 밸브체와 서브 밸브체를 동일 축선 상에 마련하고, 그 축선을 따라 배치된 작동 로드를 통해 각 밸브체에 솔레노이드력을 전달하는 기구를 구비한다. 제어 밸브의 보디에는 메인 밸브 구멍이 마련되고, 메인 밸브체에 서브 밸브 구멍이 마련된다. 즉, 서브 통로가 메인 밸브체를 관통하도록 마련된다. 그리고, 메인 밸브 구멍의 개구단부에 마련된 메인 밸브 시트에 대해 메인 밸브체가 탈착하는 것에 의해 메인 밸브가 개폐되고, 서브 밸브 구멍의 개구단부에 마련된 서브 밸브 시트에 대해 서브 밸브체가 탈착하는 것에 의해 서브 밸브가 개폐된다. 단, 압축기의 정상 운전시는 서브 밸브체가 스프링의 부세력에 의해 서브 밸브 시트에 가압되기 때문에, 서브 밸브의 폐쇄 상태가 유지된다. 압축기의 기동시에는 솔레노이드력을 최대로 하고, 메인 밸브체를 메인 밸브 시트에 착석시킨 상태에서 서브 밸브체를 밸브 개방 방향으로 부세하는 것에 의해 서브 밸브를 개방할 수 있다.

일본 공개특허공보 2008-240580호 공보

그러나, 이와 같은 제어 밸브는, 메인 밸브체가 보디에 슬라이딩 가능하게 지지되는 구성을 갖는데, 그 슬라이딩부로의 이물의 침입이 문제가 되는 경우가 많다. 즉, 압축기에 있어서의 피스톤의 마찰로 벗겨진 금속 분말 등의 이물이 토출 냉매에 포함되는 경우가 있고, 그 이물이 메인 밸브체와 보디의 슬라이딩부에 침입하여 메인 밸브체의 원활한 동작을 방해하고, 최악의 경우에는 메인 밸브체를 록시켜 버릴 우려가 있다. 특히, 압축기가 온에서 오프로 전환되어, 메인 밸브체가 전개 상태를 향해 크게 변위할 때 이물이 슬라이딩부에 끌려들어, 메인 밸브의 전개시에 슬라이딩부에 고착하는 경우가 발생할 수 있다.

이와 같은 경우, 예를 들면 인용문헌 1에 기재된 바와 같이, 메인 밸브체를 스프링만에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 구성에서는, 압축기를 다시 온으로 해도, 메인 밸브체를 밸브 폐쇄 방향으로 동작시킬 만큼의 구동력이 얻어지지 않는 경우가 있다. 그렇게 되면, 서브 밸브를 개방할 수 있어도 압축기를 기동하기 곤란해진다. 이 때문에, 이와 같은 록을 방지하기 위한 대책을 마련하는 것은 물론, 가령 록이 발생한 경우에도 그것을 신속하게 해제할 수 있도록 할 필요가 있다. 이 점에 대해서, 예를 들면 작동 로드와 메인 밸브체를 일체화하여, 작동 로드에 의해 메인 밸브체를 직접 가압하는 구성으로 하는 것도 생각할 수 있다. 하지만, 그렇게 되면 작동 로드에 의해 서브 밸브체를 메인 밸브체에 대해 변위시킬 수 없고, 서브 밸브를 솔레노이드력에 상응하여 개방할 수 없게 되는 딜레마에 빠져버린다. 또한, 이와 같은 문제는, 인용문헌 1에 제시된 바와 같은 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 한정되지 않고, 메인 밸브와 서브 밸브를 단일 솔레노이드에 의해 구동하는 복합 밸브에 있어서는 동일하게 발생할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 메인 밸브와 서브 밸브를 단일 솔레노이드에 의해 구동하는 복합 밸브에 있어서, 메인 밸브체의 록을 해제하기 위한 기능과, 서브 밸브를 솔레노이드력에 의해 개폐하는 기능을 모두 실현 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따른 복합 밸브는, 작동 유체를 도입 또는 도출하는 도입 도출 포트, 작동 유체를 도입하는 도입 포트, 작동 유체를 도출하는 도출 포트가 마련된 보디; 도입 포트와 도입 도출 포트를 연통시키는 메인 통로에 마련된 메인 밸브; 도입 도출 포트와 도출 포트를 연통시키는 서브 통로에 마련된 서브 밸브; 보디에 마련된 가이드 구멍에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 메인 통로에 마련된 메인 밸브 시트에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체; 서브 통로에 마련된 서브 밸브 시트에 탈착하여 서브 밸브를 개폐하는 서브 밸브체; 공급되는 전류량에 상응한 크기의 솔레노이드력을 발생시키는 솔레노이드; 솔레노이드에 연결되어, 메인 밸브체 및 서브 밸브체에 대해 직접 또는 간접적으로 솔레노이드력을 전달 가능한 작동 로드; 메인 밸브체를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 부세 부재; 솔레노이드력의 크기에 상응하여, 작동 로드를 서브 밸브체와 일체로 변위시켜 서브 밸브를 개방시키는 동작과, 그 서브 밸브의 개방 시작후에 작동 로드를 메인 밸브체에 대해 상대 변위시키는 것에 의해 메인 밸브체를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 가압하는 하중을 증대시키는 동작을, 연속적으로 실현시키는 연동 기구를 구비한다.

이 태양에 의하면, 가령 메인 밸브의 개방시에 있어서의 가이드 구멍으로의 이물의 침입에 의해 메인 밸브체가 록되었다고 해도, 솔레노이드력의 크기에 상응하여 연동 기구가 작동한다. 그 연동 기구에 의한 작동 로드의 변위에 의해, 서브 밸브체가 일체로 변위하여 서브 밸브를 확실하게 개방할 수 있다. 또한, 서브 밸브의 개방후에 작동 로드가 메인 밸브체에 대해 상대 변위하는 것에 의해 메인 밸브체를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향(즉, 록을 해제하는 방향)으로 가압하는 하중이 증대하기 때문에, 그 록을 해제하는 것이 가능해진다. 이와 같이 하여, 작동 로드를 변위시키는 과정에서 메인 밸브체의 록을 해제하기 위한 기능과, 서브 밸브를 솔레노이드력에 의해 개폐하는 기능을 모두 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 태양에 따른 복합 밸브는, 작동 유체를 도입 또는 도출하는 도입 도출 포트, 작동 유체를 도입하는 도입 포트, 작동 유체를 도출하는 도출 포트가 마련된 보디; 도입 포트와 도입 도출 포트를 연통시키는 메인 통로에 마련된 메인 밸브; 도입 도출 포트와 도출 포트를 연통시키는 서브 통로에 마련된 서브 밸브; 보디에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 메인 통로에 마련된 메인 밸브 시트에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체; 서브 통로에 마련된 서브 밸브 시트에 탈착하여 서브 밸브를 개폐하는 서브 밸브체; 공급되는 전류량에 상응한 크기의 솔레노이드력을 발생시키는 솔레노이드; 솔레노이드에 연결되어, 메인 밸브체 및 서브 밸브체에 대해 직접 또는 간접적으로 솔레노이드력을 전달 가능한 작동 로드; 메인 밸브체를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 부세 부재; 작동 로드를 메인 밸브체에 대해 상대 변위시키는 것에 의해 메인 밸브체를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 가압하는 하중을 증대시키는 가압 기구를 구비한다.

이 태양에 의하면, 가령 메인 밸브의 개방시에 메인 밸브체와 보디의 간극에 이물이 침입하여 메인 밸브체가 록되었다고 해도, 솔레노이드력의 크기에 상응하여 가압 기구가 작동한다. 그 가압 기구의 작동에 의해 작동 로드가 메인 밸브체에 대해 상대 변위하는 것에 의해, 메인 밸브체를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향(록을 해제하는 방향)으로 가압하는 하중이 증대하기 때문에, 그 록을 해제하는 것이 가능해진다. 또한, 메인 밸브체의 록이 해제되는 것에 의해 작동 로드의 부하가 경감되기 때문에, 서브 밸브체에 솔레노이드력을 전달하기 쉬워진다.

본 발명에 의하면, 메인 밸브와 서브 밸브를 단일 솔레노이드에 의해 구동하는 복합 밸브에 있어서, 메인 밸브체의 록을 해제하기 위한 기능과, 서브 밸브를 솔레노이드력에 의해 개폐하는 기능을 모두 실현할 수 있다.

도 1은 제1실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.
도 3은 제어 밸브의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 제어 밸브의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 D부 확대도에 상당하고, 록 해제 기구의 동작예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 D부 확대도에 상당하고, 록 해제 기구의 동작예를 나타내는 도면이다.
도 7은 변형예에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.
도 8은 제2실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.
도 10은 제3실시형태에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.

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

[제1실시형태]

도 1은 제1실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.

제어 밸브(1)는, 자동차용 공조장치의 냉동 사이클에 설치되는 도시하지 않는 가변 용량 압축기(이하, "압축기"로 약칭한다)의 토출 용량을 제어하는 전자 밸브로서 구성되어 있다. 이 압축기는, 냉동 사이클을 흐르는 냉매를 압축하여 고온 고압의 가스 냉매로 하여 토출한다. 그 가스 냉매는 응축기(외부 열교환기)에 의해 응축되고, 나아가 팽창 장치에 의해 단열 팽창되어 저온 저압의 안개 형태의 냉매가 된다. 이 저온 저압의 냉매가 증발기에 의해 증발하고, 그 증발 잠열에 의해 차량 실내 공기를 냉각한다. 증발기에 의해 증발된 냉매는, 다시 압축기에 되돌려져 냉동 사이클을 순환한다. 압축기는, 자동차 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축을 구비하고, 그 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되어 있다. 그 요동판의 각도를 변화시켜 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해, 냉매의 토출량이 조정된다. 제어 밸브(1)는, 그 압축기의 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 것에 의해 요동판의 각도, 나아가서는 그 압축기의 토출 용량을 변화시킨다.

제어 밸브(1)는, 압축기의 흡입 압력(Ps)을 설정 압력으로 유지하도록, 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 이른바 Ps감지 밸브로서 구성되어 있다. 제어 밸브(1)는, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)를 일체로 조립하여 구성된다. 밸브 본체(2)는, 압축기의 운전시에 토출 냉매의 일부를 크랭크실에 도입하기 위한 냉매 통로를 개폐하는 메인 밸브와, 압축기의 기동시에 크랭크실의 냉매를 흡입실로 이동시키는 이른바 블리드 밸브(bleed valve)로서 기능하는 서브 밸브를 포함한다. 솔레노이드(3)는, 메인 밸브를 개폐 방향으로 구동하여 그 개도를 조정하고, 크랭크실에 도입하는 냉매 유량을 제어한다. 밸브 본체(2)는, 단차를 갖는 원통 형상의 보디(5), 보디(5)의 내부에 마련된 메인 밸브 및 서브 밸브, 메인 밸브의 개도를 조정하기 위해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생하는 파워 엘리먼트(power element)(6) 등을 구비하고 있다. 파워 엘리먼트(6)는 "감압부"로서 기능한다.

보디(5)의 측부에는, 그 상단측에서부터 포트(12, 14, 16)가 마련되어 있다. 포트(12)는 크랭크실에 연통하는 "크랭크실 연통 포트"로서 기능하고, 포트(14)는 토출실에 연통하는 "토출실 연통 포트"로서 기능하고, 포트(16)는 흡입실에 연통하는 "흡입실 연통 포트"로서 기능한다. 보디(5)의 상단 개구부는 단부 부재(13)에 의해 봉지되고, 보디(5)의 하단부는 솔레노이드(3)의 상단부에 연결되어 있다. 보디(5) 내에는, 포트(12)와 포트(14)를 연통시키는 메인 통로와, 포트(12)와 포트(16)를 연통시키는 서브 통로가 형성되어 있다. 메인 통로에는 메인 밸브가 마련되고, 서브 통로에는 서브 밸브가 마련되어 있다. 메인 통로에는 메인 밸브 구멍(18)가 마련되고, 그 하단 개구단 가장자리의 테이퍼면에 메인 밸브 시트(20)가 형성되어 있다.

포트(14)는, 토출실로부터 토출 압력(Pd)의 냉매를 도입한다. 포트(12)는, 압축기의 정상 동작시에 메인 밸브를 경유한 크랭크 압력(Pc)의 냉매를 크랭크실을 향해 도출하는 한편, 압축기의 기동시에는 크랭크실로부터 배출된 크랭크 압력(Pc)의 냉매를 도입한다. 이때 도입된 냉매는 서브 밸브에 인도된다. 포트(12)와 메인 밸브 구멍(18) 사이에는, 크랭크 압력(Pc)이 채워지는 작동실(22)이 형성된다. 파워 엘리먼트(6)는 작동실(22)에 배치된다. 포트(16)는, 압축기의 정상 동작시에 흡입 압력(Ps)의 냉매를 도입하는 한편, 압축기의 기동시에는 서브 밸브를 경유한 흡입 압력(Ps)의 냉매를 흡입실을 향해 도출한다.

포트(14)와 포트(16) 사이에는, 메인 밸브 구멍(18)과 동축 형태로 가이드 구멍(24)이 형성되어 있다. 가이드 구멍(24)과 포트(14) 사이에는 밸브실(26)이 형성되고, 가이드 구멍(24)과 포트(16) 사이에는 압력실(28)이 형성되어 있다. 가이드 구멍(24)에는, 원통 형상의 메인 밸브체(30)가 슬라이딩 가능에 삽통(揷通)되어 있다. 메인 밸브체(30)는, 밸브실(26)측에서 메인 밸브 시트(20)에 탈착하는 것에 의해 메인 밸브를 개폐하고, 토출실로부터 크랭크실로 흐르는 냉매 유량을 조정한다. 한편, 메인 밸브체(30)의 내부에는 서브 밸브 구멍(32)이 마련되고, 그 서브 밸브 구멍(32)의 상단 개구부에 서브 밸브 시트(34)가 형성되어 있다. 메인 밸브체(30)의 하부는 압력실(28)로 연장되고, 그 하단부 근방에 내외를 연통하는 연통 구멍(35)이 마련되어 있다. 작동실(22)에는, 단차를 갖는 원판 형상의 서브 밸브체(36)가 배치되어 있다. 서브 밸브체(36)는, 메인 밸브체(30)와 축선 방향으로 상대 배치되어, 서브 밸브 시트(34)에 탈착하는 것에 의해 서브 밸브를 개폐한다.

또한, 보디(5)의 축선을 따라 길이가 긴 작동 로드(38)가 마련되어 있다. 작동 로드(38)의 상단부는 파워 엘리먼트(6)와 작동 연결 가능하게 접속되고, 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 상단부 근방에 마련된 단차부로 서브 밸브체(36)를 하방에서 지지한다. 작동 로드(38)의 중간부에는, 스프링 베어링 부재(40)가 마련되어 있다. 메인 밸브체(30)와 스프링 베어링 부재(40) 사이에는, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 스프링(42)("제1부세 부재", "탄성체"로서 기능한다)이 배치되어 있다. 한편, 파워 엘리먼트(6)와 서브 밸브체(36) 사이에는, 서브 밸브체(36)를 서브 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 한편, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 개방 방향으로 부세 가능한 스프링(44)("제2부세 부재", "탄성체"로서 기능한다)이 배치되어 있다.

또한, 파워 엘리먼트(6)는, 크랭크 압력(Pc)을 감지하여 변위하는 벨로우즈(bellows)(45)를 포함하고, 그 벨로우즈(45)의 변위에 의해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생시킨다. 이 대항력은, 작동 로드(38) 및 서브 밸브체(36)를 통해 메인 밸브체(30)에도 전달된다. 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석하여 서브 밸브를 폐쇄하는 것에 의해, 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매의 릴리프가 차단된다. 또한, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브를 개방하는 것에 의해, 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매의 릴리프를 허용한다.

한편, 솔레노이드(3)는, 단차를 갖는 원통 형상의 코어(46)와, 코어(46)의 하단 개구부를 봉지하도록 조립된 저부를 갖는 원통 형상의 슬리브(48)와, 슬리브(48)에 수용되어 코어(46)와 축선 방향으로 상대 배치된 원통 형상의 플런저(50)와, 코어(46) 및 슬리브(48)에 외측으로 삽입된 원통 형상의 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취되어, 통전에 의해 자기 회로를 생성하는 전자 코일(54)과, 전자 코일(54)을 외측에서 덮도록 마련되고, 요크로서도 기능하는 원통 형상의 케이스(56)와, 케이스(56)의 하단 개구부를 봉지하도록 마련된 단부 부재(58)를 구비한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 보디(5), 코어(46), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(1) 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)는, 그 상반부가 확경(擴徑)되어 있고, 보디(5)와의 사이에 흡입 압력(Ps)을 채우기 위한 압력실(28)을 형성한다. 코어(46)의 중앙을 축선 방향으로 관통하도록 작동 로드(38)가 삽통되어 있다. 작동 로드(38)의 하단부가 플런저(50)의 상반부에 삽통되는 것에 의해, 작동 로드(38)와 플런저(50)가 동축 형태로 접속되어 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, 한쪽에서 서브 밸브체(36)에 직접 전달하고, 다른 한쪽에서 스프링(42)을 통해 메인 밸브체(30)에 전달한다. 작동 로드(38)는 또한, 파워 엘리먼트(6)의 신축 동작에 의한 반력, 즉 솔레노이드력에 대항하는 힘을 플런저(50)에 전달한다. 또한, 본 실시형태에서는, 스프링(44)의 부세력이 서브 밸브체(36)를 통해 작동 로드(38)에 전달되고, 이에 의해 작동 로드(38)가 플런저(50)에 가압되기 때문에, 작동 로드(38)와 플런저(50)의 접속 상태가 안정하게 유지된다.

코어(46)의 상단부에는 링 형상의 축지(軸支) 부재(60)가 압입되어 있고, 작동 로드(38)는, 그 축지 부재(60)에 의해 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 축지 부재(60)의 외주면의 소정 개소에는, 축선에 대해 평행한 도시하지 않는 연통홈이 형성되어 있다. 포트(16)로부터 도입 도출되는 흡입 압력(Ps)은, 그 연통홈, 작동 로드(38)와 코어(46)의 간극에 의해 형성되는 연통로(62)를 통해 슬리브(48)의 내부에도 인도된다.

연통로(62)는, 슬리브(48) 내를 오일 댐퍼실로 하기 위한 오리피스(orifice)로서 기능한다. 즉, 본 실시형태에서는, 제어 밸브(1)의 제조 공정에 있어서, 압축기의 윤활용으로서 냉매에 포함되는 오일과 동종의 오일을 미리 슬리브(48) 내에 넣어 둔다. 본 실시형태에서는, 축지 부재(60)에 마련된 연통홈이, 슬리브(48)로의 오일의 출입에 대해 저항이 되는 조임 통로(throttling passage)로서 기능한다. 이와 같은 구성에 의해, 슬리브(48)를 오일 댐퍼실로서 기능시킬 수 있고, 그 슬리브(48)에 배치된 플런저(50)의 미소 진동 등이 억제된다. 그 결과, 그러한 미소 진동에 의한 소음의 발생이 방지 또는 억제된다. 또한, 변형예에 있어서는, 연통로(62)가, 슬리브(48)로의 오일의 출입에 대해 저항이 되는 조임 통로로서 기능하도록 해도 좋다. 즉, 축지 부재(60)에 마련된 연통홈 및 연통로(62)의 적어도 한쪽이, 조임 통로로서 기능하도록 하면 된다. 또한, 스프링(44)이, 코어(46)와 플런저(50)를 서로 이격시키는 방향으로 부세하는 오프 스프링으로서 기능한다. 스프링(44)의 스프링 하중은 스프링(42)의 스프링 하중보다 크게 설정되어 있다.

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(68)이 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 도시된 바와 같이 플런저(50)가 하사점에 위치해도, 흡입 압력(Ps)이 플런저(50)와 슬리브(48)의 간극을 통해 배압실(70)에 인도되도록 되어 있다.

보빈(52)으로부터는 전자 코일(54)에 연결되는 한쌍의 접속 단자(72)가 연장되어, 각각 단부 부재(58)를 관통하여 외부로 인출되어 있다. 상기 도면에는 설명의 편의상, 그 한쌍 중의 하나만 표시되어 있다. 단부 부재(58)는, 케이스(56)에 내포되는 솔레노이드(3) 내의 구조물 전체를 하방으로부터 봉지하도록 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 수지재가 케이스(56)와 전자 코일(54)의 간극에 채워지는 것에 의해, 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 2는 도 1의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.

메인 밸브체(30)의 가이드 구멍(24)과의 슬라이딩면에는, 냉매의 유통을 억제하기 위한 복수 링 형상의 홈으로 이루어지는 래버린스실(Labyrinth Seal)(74)이 마련되어 있다. 메인 밸브체(30)의 하단 개구부는 내경이 약간 축경(縮徑)되어 있고, 그 축경부의 하단면이 작동 로드(38)와 적절히 계합(係合) 연결 가능한 작동면(76)("피계합부"로서 기능한다)을 구성한다. 작동 로드(38)는, 상방을 향해 단계적으로 축경되는 단차를 갖는 원주 형상으로 되어 있고, 작동면(76)의 근방에 마련된 제1단차에 의해 계합부(78)가 구성된다. 또한, 서브 밸브 시트(34)의 근방에 마련된 제2단차에 의해 지지부(80)가 구성된다.

서브 밸브체(36)의 중앙에는, 축선 방향의 관통 구멍이 형성되어 있고, 작동 로드(38)의 상단부를 삽통시키고 있다. 서브 밸브체(36)는, 그 하단면 중앙이 평탄하게 형성되고, 지지부(80)에 당접하도록 하여 하방에서 지지되어 있다. 서브 밸브체(36)는, 그 하단면 중앙보다 외측에 상방을 향해 단면이 커지는 테이퍼 형상으로 되어 있고, 그 테이퍼면에 의해 서브 밸브 시트(34)에 탈착한다. 작동 로드(38)는, 도시된 바와 같이 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석한 상태에 있어서는, 계합부(78)가 작동면(76)으로부터 소정 간격(L)을 두고 이격하도록 각 단차의 위치가 설정되어 있다. 이 소정 간격(L)은, 이른바 "유간"로서 기능한다.

솔레노이드력을 크게 하면, 스프링(42)의 부세력에 저항하여 작동 로드(38)를 메인 밸브체(30)에 대해 상대 변위시키고, 이에 의해 서브 밸브체(36)를 서브 밸브 시트(34)로부터 리프트시켜 서브 밸브를 개방할 수 있다. 또한, 계합부(78)와 작동면(76)을 계합(당접)시킨 상태에서 솔레노이드력을 메인 밸브체(30)에 직접 전달할 수 있고, 스프링(42)의 부세력보다 큰 힘으로 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 가압할 수 있다. 이 구성은, 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(24)의 슬라이딩부로의 이물의 침입에 의해 메인 밸브체(30)가 록되었을 경우에, 그것을 해제하는 록 해제 기구(연동 기구)로서 기능하지만, 상세한 것은 후술한다. 또한, 본 실시형태에서는, 메인 밸브체(30)에 "피계합부"로서의 작동면(76)을 마련하고, 작동 로드(38)의 계합부(78)가 작동면(76)에 면접촉하여 이를 가압하는 구성으로 했지만, 계합부(78)와 피계합부의 당접 상태는 면접촉에 한정되지 않고, 선접촉 또는 점접촉이어도 좋고, 양자의 계합에 의해 솔레노이드력이 메인 밸브체(30)에 직접 전달되면 된다.

작동 로드(38)의 중간부에는 스냅링(82)이 감합되고, 그 스냅링(82)에 의해 하방으로의 이동이 규제되도록 스프링 베어링 부재(40)가 마련되어 있다. 파워 엘리먼트(6)는, 벨로우즈(45)의 상단 개구부를 제1스토퍼(84)("베이스 부재"에 해당)에 의해 폐지하고, 하단 개구부를 제2스토퍼(86)("베이스 부재"에 해당)에 의해 폐지하여 구성되어 있다. 벨로우즈(45)의 내부는 밀폐된 기준 압력실(S)로 되어 있어, 제1스토퍼(84)와 제2스토퍼(86) 사이에 벨로우즈(45)를 신장 방향으로 부세하는 스프링(88)이 배치되어 있다. 기준 압력실(S)은, 본 실시형태에서는 진공 상태로 되어 있다. 제1스토퍼(84)는, 단부 부재(13)와 일체로 성형되어 있다. 따라서, 제1스토퍼(84)는 보디(5)에 대해 고정된 상태가 된다.

한편, 제2스토퍼(86)의 하면 중앙에는, 축선 방향을 따른 소정 깊이의 감합홈(90)이 마련되고, 작동 로드(38)의 상단부가 탈착 가능하게 연결되어 있다. 감합홈(90)은, 그 평탄한 저면(92)에 의해 작동 로드(38)의 상단면과 당접한다. 감합홈(90)은, 저면(92)으로부터 하방을 향해 내경이 확대되는 테이퍼 형상으로 되어 있기 때문에, 작동 로드(38)의 상단부는 감합홈(90)에 대해 슬라이딩되지 않는다. 작동 로드(38)는, 그 상단면이 제2스토퍼(86)에 계지(係止)된 상태에서 파워 엘리먼트(6)와 일체로 변위 가능하고, 그 상단면이 제2스토퍼(86)로부터 이격한 상태에서 파워 엘리먼트(6)와 상대 변위 가능하게 되어 있다.

스프링(88)이 제1스토퍼(84)와 제2스토퍼(86)를 서로 이격시키는 방향으로 부세하기 때문에, 벨로우즈(45)는, 작동실(22)의 크랭크 압력(Pc)과 기준 압력실(S)의 기준 압력의 차압에 상응하여 축선 방향(메인 밸브 및 서브 밸브의 개폐 방향)으로 신장 또는 수축한다. 단, 그 차압이 커져도 벨로우즈(45)가 소정량 수축하면, 제1스토퍼(84)와 제2스토퍼(86)의 서로의 선단면이 당접하여 계지되기 때문에, 그 수축은 규제된다.

이상의 구성에 있어서, 메인 밸브체(30)와 메인 밸브 시트(20)에 의해 메인 밸브가 구성되고, 그 메인 밸브의 개도에 의해 토출실로부터 크랭크실에 도입되는 냉매 유량이 조정된다. 또한, 서브 밸브체(36)와 서브 밸브 시트(34)에 의해 서브 밸브가 구성되고, 그 서브 밸브의 개폐에 의해 크랭크실로부터 흡입실로의 냉매의 도출이 허용 또는 차단된다. 즉, 제어 밸브(1)는, 메인 밸브와 서브 밸브 중의 임의의 한쪽을 개방시키는 것에 의해 냉매의 흐름을 전환하는 3방 밸브로서도 기능한다.

본 실시형태에 있어서는, 벨로우즈(45)의 유효 수압 지름 A와, 메인 밸브체(30)의 메인 밸브에 있어서의 유효 수압 지름 B와, 메인 밸브체(30)의 슬라이딩부의 유효 수압 지름 C가 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 실질적으로 캔슬된다. 그 결과, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서, 메인 밸브체(30)는, 압력실(28)에서 받는 흡입 압력(Ps)에 기초하여 개폐 동작하게 된다. 즉, 제어 밸브(1)는, 이른바 Ps감지 밸브로서 기능한다.

이와 같은 구성에 있어서, 제어 밸브(1)의 안정된 제어 상태에 있어서는, 압력실(28)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 내의 온도와 흡입 압력(Ps)의 관계로부터, 증발기의 동결을 방지할 수 있는 압력값으로 설정된다. 설정 압력(Pset)은, 솔레노이드(3)로의 공급 전류(설정 전류)를 바꾸는 것에 의해 변화시킬 수 있다. 본 실시형태에서는, 제어 밸브(1)의 조립이 건의 완료된 상태에서 단부 부재(13)의 압입량을 재조정하는 것에 의해 스프링의 설정 하중을 미세 조정할 수 있어, 설정 압력(Pset)을 정확하게 조정할 수 있다.

다음으로, 제어 밸브의 동작에 대해 설명한다.

도 3 및 도 4는 제어 밸브의 동작을 나타내는 도면으로서, 도 2에 대응한다. 이미 설명한 도 2는 제어 밸브의 최소 용량 운전 상태를 나타내고 있다. 도 3은 제어 밸브의 블리드 기능을 동작시켰을 때의 상태를 나타내고 있다. 도 4는 비교적 안정된 제어 상태를 나타내고 있다. 이하에 있어서는, 도 1에 기초하여, 적절히 도 2~도 4를 참조하면서 설명한다.

제어 밸브(1)에 있어서 솔레노이드(3)가 비통전일 때, 즉 자동차용 공조장치가 동작하지 않고 있을 때는, 코어(46)와 플런저(50) 사이에 흡인력이 작용하지 않는다. 한편, 흡입 압력(Ps)은 비교적 높은 상태에 있다. 이 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 벨로우즈(45)가 축소된 상태에서 스프링(44)의 부세력이 서브 밸브체(36)를 통해 메인 밸브체(30)에 전달된다. 그 결과, 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(20)로부터 이격하여 메인 밸브가 전개 상태로 된다. 이때, 서브 밸브체(36)는 서브 밸브 시트(34)에 착석해 있기 때문에, 서브 밸브는 밸브 폐쇄 상태로 된다. 파워 엘리먼트(6)는 실질적으로 기능하지 않는다.

한편, 자동차용 공조장치의 기동시 등, 솔레노이드(3)의 전자 코일(54)에 최대 제어 전류가 공급되면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드력에 의해 작동 로드(38)가 구동된다. 이 솔레노이드력은, 한쪽에서 스프링(42)을 통해 메인 밸브체(30)에 전달되고, 다른 한쪽에서 작동 로드(38)에 의해 서브 밸브체(36)에 직접 전달된다. 그 결과, 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(20)에 착석하여 메인 밸브를 폐쇄하고, 그 메인 밸브의 폐쇄와 함께 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브를 개방시킨다. 단, 계합부(78)가 작동면(76)에 계지되는 것에 의해 작동 로드(38)의 변위가 규제되기 때문에, 서브 밸브체(36)의 리프트량(즉 서브 밸브의 개도)은, 도 2에 나타낸 소정 간격(L)에 일치한다. 한편, 기동시에는 통상, 흡입 압력(Ps)이 비교적 높기 때문에, 벨로우즈(45)가 축소 상태를 유지하고, 서브 밸브의 개방 상태가 유지된다. 즉, 솔레노이드(3)에 기동 전류가 공급되면, 메인 밸브가 폐쇄되어 크랭크실로의 토출 냉매의 도입을 규제하는 한편 서브 밸브가 즉시 개방되어 크랭크실 내의 냉매를 흡입실로 신속하게 릴리프 시킨다. 그 결과, 압축기를 신속하게 기동시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 차량이 저온 환경에 놓여진 경우와 같이, 흡입 압력(Ps)이 낮고, 벨로우즈(45)가 신장된 상태에 있어서도, 솔레노이드(3)에 큰 전류를 공급하는 것에 의해 서브 밸브를 개방시킬 수 있어, 압축기를 신속하게 기동시킬 수 있다.

그리고, 솔레노이드(3)에 공급되는 전류값이 소정값으로 설정된 제어 상태에 있을 때는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 흡입 압력(Ps)이 비교적 낮기 때문에 벨로우즈(45)가 신장하고, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석하여 서브 밸브를 밸브 폐쇄시킨다. 한편, 그와 같이 서브 밸브가 폐쇄된 상태에서 메인 밸브체(30)가 동작하여 메인 밸브의 개도를 조정한다. 이때, 메인 밸브체(30)는, 스프링(44)에 의한 밸브 개방 방향의 힘과, 스프링(42)에 의한 밸브 폐쇄 방향의 힘과, 솔레노이드(3)에 의한 밸브 폐쇄 방향의 솔레노이드력과, 흡입 압력(Ps)에 상응하여 동작하는 파워 엘리먼트(6)에 의한 솔레노이드력에 대항하는 힘이 균형된 밸브 리프트 위치에서 정지한다.

그리고, 예를 들면 냉동 부하가 커져 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 높아지면, 벨로우즈(45)가 축소하기 때문에, 메인 밸브체(30)가 상대적으로 상방(밸브 폐쇄 방향)으로 변위한다. 그 결과, 메인 밸브의 개도가 작아지고, 압축기는 토출 용량을 증가시키도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 저하되는 방향으로 변화한다. 반대로, 냉동 부하가 작아져 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 낮아지면, 벨로우즈(45)가 신장한다. 그 결과, 파워 엘리먼트(6)에 의한 부세력이 솔레노이드력에 대항하는 방향으로 작용한다. 이 결과, 메인 밸브체(30)로의 밸브 폐쇄 방향의 힘이 저감되어 메인 밸브의 개도가 커지고, 압축기는 토출 용량을 줄이도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)으로 유지된다.

이와 같은 정상 제어가 이루어지고 있는 사이에 엔진의 부하가 커져, 공조장치에 대한 부하를 저감시키고자 하는 경우, 제어 밸브(1)에 있어서 솔레노이드(3)가 온에서 오프로 전환된다. 그렇게 되면, 코어(46)와 플런저(50) 사이에 흡인력이 작용하지 않게 되기 때문에, 벨로우즈(45)가 신장하고, 스프링(44)의 부세력에 의해 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(20)로부터 이격하여, 메인 밸브가 전개 상태로 된다. 이때, 서브 밸브체(36)는 서브 밸브 시트(34)에 착석해 있기 때문에, 서브 밸브는 밸브 폐쇄 상태로 된다. 이때, 압축기의 토출실로부터 포트(14)에 도입된 토출 압력(Pd)의 냉매는, 전개 상태의 메인 밸브를 통과하여, 포트(12)로부터 크랭크실로 흐르게 된다. 따라서, 크랭크 압력(Pc)이 높아지고, 압축기는 최소 용량 운전을 하게 된다.

특히, 이와 같이 솔레노이드(3)가 온에서 오프로 전환될 때, 포트(14)로부터 냉매와 함께 침입된 이물이, 메인 밸브체(30)의 밸브 개방 동작에 맞춰서 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(24)의 슬라이딩부에 끌려 들어오기 쉬워진다. 솔레노이드(3)의 오프 직후는 포트(14)와 포트(16) 사이의 차압(Pd-Ps)이 비교적 크고, 또한, 가이드 구멍(24)의 고압측 개구단에 퇴적된 이물을 메인 밸브체(30)가 그 슬라이딩부에 끌어 들이는 방향으로 동작하기 때문이다. 그리고, 다시 솔레노이드(3)를 오프에서 온으로 전환하는 것에 의해 메인 밸브체(30)가 밸브 폐쇄 방향으로 변위하려고 했을 때, 그 이물의 침입에 의한 록이 발생할 가능성이 있다. 본 실시형태에서는, 이와 같은 록이 발생했을 경우에도, 이를 해제 가능한 연동 기구(록 해제 기구)을 제공한다. 또한, 서브 밸브체(36)는, 스프링(44)에 의한 밸브 폐쇄 방향의 힘과, 스프링(42)에 의한 밸브 개방 방향의 힘과, 솔레노이드(3)에 의한 밸브 개방의 솔레노이드력과, 흡입 압력(Ps)에 상응하여 동작하는 파워 엘리먼트(6)에 의한 솔레노이드력에 대항하는 힘의 밸런스에 의해 개폐 상태가 결정되는데, 기동시 이외 등에서 소정의 흡입 압력(Ps)값보다 낮을 때는 서브 밸브를 폐쇄하도록 이들의 밸런스가 설정되어 있다. 이 때문에, 서브 밸브가 개방된 때의 흡입 압력(Ps)의 설정값(밸브 개방 설정값)을, 솔레노이드(3)에 공급하는 전류값에 의해 설정 변경할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 연동 기구에 의하면, 서브 밸브의 개방 설정값을 솔레노이드(3)로의 공급 전류에 의해 변화시킬 수 있는 한편, 그 솔레노이드력에 의해 메인 밸브체(30)의 록을 해제할 수 있다. 이하, 이에 대해 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6은 도 2의 D부 확대도에 상당하고, 록 해제 기구의 동작예를 나타내는 도면이다. 각 도면의 (A)~(C)는 그 동작 과정을 나타내고 있다. 한단, 각 도면에는 편의상, 도 2의 D부 확대도의 좌반부가 도시되어 있다. 도면 중의 흑점은 금속 분말 등의 이물을 나타내고 있다.

도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 포트(14)로부터 도입되는 토출 냉매에는 금속 분말 등의 이물(흑점 참조)이 포함되어 있는 경우가 있고, 그 이물이 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(24)의 슬라이딩부에 침입하여 메인 밸브체(30)의 원활한 동작을 방해하고, 최악의 경우에는 메인 밸브체(30)의 작동을 록시켜 버리는 것이 염려된다. 포트(14)와 포트(16) 사이에 비교적 큰 차압(Pd-Ps)이 있기 때문에, 포트(14)로부터 침입한 이물이 가이드 구멍(24)의 개구부에 끌려들기 쉽고, 압축기가 온에서 오프로 전환되면, 메인 밸브체(30)가 전개 상태를 향해 크게 변위할 때, 그 이물이 슬라이딩부에 끌려들기 쉬워지기 때문이다.

이와 같이 하여, 메인 밸브의 전개시에 이물이 슬라이딩부에 퇴적하여 고착하면, 압축기를 다시 온으로 했을 때 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(24) 사이에 그 이물이 침입하여, 메인 밸브체(30)의 동작을 록시켜 버릴 우려가 있다. 이 경우, 만약 스프링(42)만에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 구성에서는, 이물을 밀어내고 메인 밸브체(30)를 밸브 폐쇄 방향으로 동작시킬 만큼의 구동력이 얻어지지 않는 경우가 있다. 그렇게 되면, 가령 서브 밸브를 개방할 수 있어도 메인 밸브의 개도가 크기 때문에, 압축기를 기동하는 것은 곤란해진다.

여기서, 본 실시형태에서는, 솔레노이드력을 작동 로드(38)의 계합부(78)를 통해 메인 밸브체(30)에 직접 전달하는 것에 의해 록을 해제시킨다. 또한, 이와 같은 구성에 의해, 정상 제어일 때 공급되는 최대 전류를 상회하는 전류를 공급하는 것에 의해, 더 큰 하중을 부여하여 록을 해제하는 것도 가능해진다. 즉, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(24) 사이에 그 이물이 침입하여, 메인 밸브체(30)의 동작을 록시킨 경우에는, 솔레노이드력에 의해 작동 로드(38)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 구동한다. 이때, 원래는 서브 밸브는 밸브 폐쇄 상태를 유지해야 하지만, 메인 밸브체(30)가 록되어 있기 때문에, 작동 로드(38)가 메인 밸브체(30)에 대해 상대 변위하여, 서브 밸브체(36)를 서브 밸브 시트(34)로부터 리프트 시켜버린다. 즉, 서브 밸브는 메인 밸브가 폐쇄되기 전에 개방 상태가 되어버린다. 그러나, 여기서는 작동 로드(38)를 그대로 구동하여, 계합부(78)를 작동면(76)에 당접시켜 솔레노이드력을 메인 밸브체(30)에 직접 부여한다.

이에 의해, 메인 밸브체(30)에는 스프링(42)의 부세력뿐만 아니라, 큰 솔레노이드력이 직접 부여된다. 또한, 이때 스프링(42)도 압축되기 때문에, 정상 제어를 위해 설정된 설정 하중보다 큰 부세력으로 메인 밸브체(30)를 가압하게 된다. 그 결과, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이, 슬라이딩부에 침입한 이물에 의한 메인 밸브체(30)의 록을 해제하고, 메인 밸브체(30)를 밸브 폐쇄 방향으로 동작시키는 과정에서 그 이물을 밀어내는 것도 가능해진다. 이때 밀어내진 이물은, 예를 들면 도 6(A)에 나타내는 바와 같이, 밸브실(26)로 부유한다. 한편, 메인 밸브체(30)의 록이 해제된 것에 의해, 메인 밸브를 폐쇄할 수 있다. 이와 같이 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 동작시키는 과정에서 록이 해제되면, 스프링(42)의 부세력에 의해 계합부(78)가 작동면(76)으로부터 이격하여, 서브 밸브가 일시적으로 폐쇄 상태로 된다.

그리고, 도 6(B)에 나타내는 바와 같이, 메인 밸브의 폐쇄 후에 더욱 작동 로드(38)를 구동하는 것에 의해, 본래와 같이 서브 밸브를 개방하여, 크랭크실로부터 흡입실로 냉매를 시동시킬 수 있다(도면 중의 굵은 선 화살표 참조). 이에 의해 압축기가 기동되고, 도 6(C)에 나타내는 바와 같이 메인 밸브가 개방되면, 토출실로부터 크랭크실로 냉매를 공급할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이 부유한 이물을 냉매와 함께 메인 밸브를 통해 배출하는 것도 가능해진다(도면 중의 굵은 선 화살표 참조). 또한, 메인 밸브체(30)에 대한 이물의 고착 상황에 따라서는, 이물에 의한 록을 해제할 수는 있어도, 고착한 이물을 모두 벗길 수 없는 경우도 상정된다. 그러나, 이와 같이 록을 해제 할 수 있는 것에 의해, 제어 밸브(1)의 기능을 확보할 수는 있다. 또한, 잔류한 이물에 대해서도 솔레노이드(3)의 온/오프를 반복하는 과정에서 점차 제거되는 것을 기대할 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 가령 메인 밸브의 개방시에 있어서의 가이드 구멍(24)으로의 이물의 침입에 의해 메인 밸브체(30)가 록되었다고 해도, 솔레노이드력에 의한 록 해제 기구가 작동한다. 또한, 정상 제어의 최대 전류를 공급해도 록을 해제할 수 없는 경우에는, 솔레노이드(3)로의 추가 전류의 공급에 의해 더욱 큰 솔레노이드력을 부여하여 록을 해제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 작동 로드(38)의 구동에 수반하는 부세력이, 메인 밸브체(30)에 대해 메인 밸브를 폐쇄하는 방향(즉 록을 해제하는 방향)으로 작용하는 한편, 서브 밸브체(36)에 대해 서브 밸브를 개방하는 방향(즉 서브 밸브를 기능시키는 방향)으로 작용한다. 즉, 메인 밸브체(30)의 록을 해제하기 위한 기능과, 서브 밸브를 개폐하는 기능(서브 밸브의 개방 설정값을 전류 공급 값에 의해 변화시키는 기능)을 동시에 작동시킬 수 있다. 그 결과, 록을 확실하게 해제하는 한편, 서브 밸브를 개방하여 압축기를 정상적으로 기동시킬 수 있다.

[변형예]

도 7은 변형예에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다. 도 7은 도 2에 대응한다. 또한, 도 7에 있어서 상기 실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 본 변형예의 제어 밸브(101)는, 스프링(42)을 작동 로드(138)에 의해 직접 지지하지 않고, 메인 밸브체(30)와 솔레노이드(3) 사이에 배치하고 있다. 구체적으로는, 코어(46)의 상단부에 압입된 축지 부재(160)와 메인 밸브체(30) 사이에 스프링(42)을 배치하고 있다. 이와 같은 구성에 있어서도, 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(24) 사이에 이물이 침입한 경우에는, 솔레노이드(3)로의 전류 공급에 의해 서브 밸브를 개방할 수 있고, 또한 작동 로드(138)의 단차로 메인 밸브체(30)를 직접 가압할 수 있고, 록을 해제할 수 있다.

[제2실시형태]

도 8은 제2실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 9는 도 8의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다. 본 실시형태의 제어 밸브는, 밸브 본체의 구성이 제1실시형태와 상이하다. 이 때문에, 이하에서는 제1실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 도면에 있어서 제1실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(201)는, Ps감지 밸브로서 구성되지만, 파워 엘리먼트(206)가 크랭크 압력(Pc)이 아닌 흡입 압력(Ps)을 직접 감지하고 있는 점에서 제1실시형태와는 상이하다. 제어 밸브(201)는, 밸브 본체(202)과 솔레노이드(203)를 일체로 조립하여 구성된다. 또한, 본 실시형태에 있어서도, 보디(205), 하우징(207), 코어(46), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(201) 전체의 보디를 형성하고 있다.

파워 엘리먼트(206)는, 원통 형상의 하우징(207)을 구비하고, 보디(205)의 상단 개구부를 봉지하도록 고정되어 있다. 하우징(207)의 상단 개구부는 단부 부재(213)에 의해 봉지되고, 하단 개구부에는 서브 밸브체(236)가 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 보디(205)와 하우징(207)의 접속부에 포트(12)가 마련되어 있다. 서브 밸브체(236)는, 작동 로드(238)의 상단부에 압입 고정되어 있고, 제1실시형태와는 상이하게, 서브 밸브체(236)를 서브 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 직접 부세하는 스프링은 마련되어 있지 않다. 한편, 플런저(50)와 코어(46) 사이에는, 플런저(50)를 코어(46)로부터 이격하는 방향으로 부세하는 스프링(244)("부세 부재"로서 기능한다)이 배치되어 있다.

서브 밸브체(236)에는 이를 축선 방향으로 관통하는 연통 구멍(237)이 형성되어 있다. 그 결과, 메인 밸브체(230)와 서브 밸브체(236) 사이에는, 하우징(207) 내의 압력실(222)과 압력실(28)을 연통시키는 연통로(235)가 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 포트(16)로부터 도입된 흡입 압력(Ps)은, 그 연통로(235)를 통해 하우징(207) 내에도 도입되고, 파워 엘리먼트(206)에 의해 직접 감지된다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 메인 밸브체(230)의 축선 방향 중간부에는 격벽(250)이 마련되어 있고, 그 격벽(250)의 하면이 작동면(76)으로 되어 있다. 작동 로드(238)는, 격벽(250)의 중앙에 마련된 삽통 구멍을 관통하고, 작동면(76)의 근방에 마련된 단차에 의해 계합부(78)가 구성된다. 본 실시형태에 있어서도, 작동 로드(238)는, 도시된 바와 같이 서브 밸브체(236)가 서브 밸브 시트(34)에 착석한 상태에 있어서는, 계합부(78)가 작동면(76)으로부터 소정 간격(L)을 두고 이격하도록 단차의 위치가 설정되어 있다. 작동 로드(38)의 중간부에는 스냅링(282)이 감합되고, 그 스냅링(282)과 격벽(250) 사이에 스프링(42)이 배치되어 있다. 서브 밸브체(236)는, 하우징(207)의 하단부 근방에 마련된 가이드 구멍(290)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 메인 밸브체(230)에 있어서의 격벽(250)의 근방의 측부에는, 내외를 연통하는 연통 구멍(35)이 형성되어 있다.

솔레노이드력을 크게 하면, 스프링(42)의 부세력에 저항하여 작동 로드(238)를 메인 밸브체(230)에 대해 상대 변위시켜, 이에 의해 서브 밸브체(236)를 서브 밸브 시트(34)로부터 리프트시켜 서브 밸브를 개방할 수 있다. 또한, 계합부(78)와 작동면(76)을 계합(당접)시킨 상태에서 솔레노이드력을 메인 밸브체(230)에 직접 전달할 수 있어, 스프링(42)의 부세력보다 큰 힘으로 메인 밸브체(230)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 가압할 수 있다. 이 구성은, 메인 밸브체(230)와 가이드 구멍(24)의 슬라이딩부로의 이물의 침입에 의해 메인 밸브체(230)가 록되었을 경우에, 이를 해제하는 록 해제 기구(연동 기구)로서 기능한다.

파워 엘리먼트(206)는, 저부를 갖는 원통 형상의 벨로우즈(245)의 상단 개구부를 스토퍼(284)("베이스 부재"에 해당)에 의해 폐지하여 구성되어 있다. 스토퍼(284)는, 단부 부재(213)와 일체로 성형되어 있다. 벨로우즈(245)는, 그 저면에 의해 서브 밸브체(236)의 상단면에 탈착 가능하게 당접한다. 스프링(88)은, 벨로우즈(245)를 신장시키는 방향으로 부세한다. 벨로우즈(245)는, 압력실(222)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. 단, 그 차압이 커져도 벨로우즈(245)가 소정량 수축하면, 그 저면이 스토퍼(284)의 하면에 당접하여 계지되기 때문에, 그 수축은 규제된다.

본 실시형태에 있어서는, 서브 밸브체(236)의 슬라이딩부의 유효 수압 지름 A와, 메인 밸브체(230)의 메인 밸브에 있어서의 유효 수압 지름 B와, 메인 밸브체(230)의 슬라이딩부의 유효 수압 지름 C가 동일하게 설정되어 있다. 이 때문에, 메인 밸브체(230)와 서브 밸브체(236)의 결합체에 작용하는 토출 압력(Pd), 크랭크 압력(Pc) 및 흡입 압력(Ps)의 영향은 캔슬된다. 그 결과, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서, 메인 밸브체(230)는, 압력실(222)에서 받는 흡입 압력(Ps)에 기초하여 개폐 동작하게 된다. 즉, 제어 밸브(201)는 이른바 Ps감지 밸브로서 기능한다.

이와 같은 구성에 있어서, 제어 밸브(201)의 안정된 제어 상태에 있어서는, 압력실(222)의 흡입 압력(Ps)이 소정의 설정 압력(Pset)이 되도록 메인 밸브가 자율적으로 동작한다. 이 설정 압력(Pset)은, 기본적으로는 스프링(42, 244, 88)의 스프링 하중에 의해 미리 조정된다. 설정 압력(Pset)은, 솔레노이드(203)로의 공급 전류(설정 전류)를 바꾸는 것에 의해 변화시킬 수 있다.

[제3실시형태]

도 10은 제3실시형태에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다. 본 실시형태의 제어 밸브는, 밸브 본체의 구성이 제1, 제2실시형태와 상이하다. 이 때문에, 이하에서는 제1, 제2실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 한편, 도 10에 있어서 제1, 제2실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

제어 밸브(301)는, 파워 엘리먼트(306)가 흡입 압력(Ps)을 직접 감지하고 있는 점에서 제2실시형태와 공통되지만, 서브 밸브 시트(34)가 메인 밸브체(330)가 아닌 하우징(307)에 마련되어 있는 점에서 제1, 제2실시형태와는 상이하다. 제어 밸브(301)는, 밸브 본체(302)와 솔레노이드(303)를 일체로 조립하여 구성된다. 또한, 본 실시형태에 있어서도, 보디(305), 하우징(307), 코어(346), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(301) 전체의 보디를 형성하고 있다.

메인 밸브체(330)의 격벽(350)에는, 냉매를 통과시키기 위한 복수의 관통 구멍(335)이 형성되어 있다. 또한, 작동 로드(38)의 중간부에는 원통 형상의 계지 부재(340)가 압입되어 있다. 이 때문에, 계합부(78)와 계지 부재(340)에 의해 격벽(350)의 상대적인 이동 범위가 규제되게 된다. 상기 도면에는, 격벽(350)이 계지 부재(340)에 당접하고, 메인 밸브체(330)가 작동 로드(38)에 대해 상대적으로 상사점에 위치한 상태가 도시되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 솔레노이드(303)가 비통전일 때는, 스프링(244)(도 8참조)의 부세력에 의해 작동 로드(38)가 밀려내려 지지만, 그때, 계지 부재(340)가 격벽(350)에 당접하여 메인 밸브체(330)를 밸브 개방 방향으로 부세한다. 그 결과, 도시된 바와 같이, 메인 밸브가 전개 상태로 된다.

하우징(307)의 하부가 축경되고, 그 내방에 서브 밸브 구멍(32)이 형성되어 있다. 서브 밸브 구멍(32)의 상단 개구부에 서브 밸브 시트(34)가 형성되어 있다. 서브 밸브체(336)은 단차를 갖는 원주 형상으로 되어 있고, 그 축선을 따라 관통 구멍(338)이 마련되어 있다. 작동 로드(38)의 상단부는, 그 관통 구멍(338)을 관통하여 파워 엘리먼트(306)에 접속된다. 서브 밸브체(336)는, 그 본체가 서브 밸브 구멍(32)을 관통하도록 배치되고, 상단부가 반경 방향 외측으로 연장되어 탈착부(339)를 구성한다. 탈착부(339)가 압력실(222)측에서 서브 밸브 시트(34)에 탈착하여 서브 밸브를 개폐한다.

작동 로드(38)의 상부에 마련된 단차는 가압부(380)로서 기능한다. 즉, 가압부(380)는, 도시된 상태에서는 서브 밸브체(336)로부터 이격되어 있지만, 작동 로드(38)가 보디(305)에 대해 상대 변위하는 것에 의해 서브 밸브체(336)의 저면에 계합되고, 서브 밸브체(336)에 서브 밸브의 밸브 개방의 솔레노이드력을 직접 전달 가능해진다.

파워 엘리먼트(306)는, 벨로우즈(45)의 저부가 원판 형상의 스토퍼(386)에 의해 봉지되어 있다. 스토퍼(386)의 저면은 평탄면으로 되어 있지만, 작동 로드(38)의 상단면은 R형상으로 되어 있다. 이 때문에, 작동 로드(38)가 파워 엘리먼트(306)에 대해 작동 연결될 때는, 작동 로드(38)와 스토퍼(386)가 거의 점접촉이 된다. 이 때문에, 가령 작동 로드(38)와 파워 엘리먼트(306) 중의 한쪽에 횡하중이 발생해도, 그 횡하중이 다른 한쪽에 작용하기 어려워져, 작동 연결되는 각 밸브체의 거동이 안정하게 유지된다. 서브 밸브체(336)와 스토퍼(386) 사이에는 스프링(44)이 배치되어 있다.

단부 부재(13)의 외주면에는 복수의 연통홈(315)이 마련되어 있고, 하우징(307)과 연통홈(315) 사이에 포트(316)가 형성되어 있다. 포트(316)는, 포트(16)와는 별도로 흡입실에 연통하는 "흡입실 연통 포트"로서 기능한다. 서브 밸브를 경과한 흡입 압력(Ps)의 냉매는, 이 포트(312)를 통해 흡입실로 도출된다. 또한, 본 실시예에 있어서도 포트(16)가 흡입실에 연통하지만, 포트(16)의 흡입 압력(Ps)이 압력실(28)에 도입되지 않는다. 압력실(28)에는, 포트(12)로부터 도입 또는 도출되는 크랭크 압력(Pc)이 채워진다. 포트(16)는, 포트(14)로부터 도입된 고압의 토출 압력(Pd)이 가이드 구멍(24)을 통해 누설된 경우에, 이를 압력실(28)에 인도되지 않도록 흡입실로 이동시키기 위한 것이다.

이와 같은 구성에 있어서, 솔레노이드력을 크게 하면, 작동 로드(38)를 보디(305)에 대해 상대 변위시키고, 이에 의해 서브 밸브체(336)를 서브 밸브 시트(34)로부터 리프트시켜 서브 밸브를 개방할 수 있다. 또한, 계합부(78)와 작동면(76)을 계합(당접)시킨 상태에서 솔레노이드력을 메인 밸브체(330)에 직접 전달할 수 있어, 스프링(42)의 부세력보다 큰 힘으로 메인 밸브체(330)를 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 가압할 수 있다. 이 구성은, 메인 밸브체(330)와 가이드 구멍(24)의 슬라이딩부로의 이물의 침입에 의해 메인 밸브체(330)가 록되었을 경우에, 이를 해제하는 록 해제 기구(연동 기구, 가압 기구)로서 기능한다.

본 실시형태에 있어서는, 메인 밸브체(330)의 메인 밸브에 있어서의 유효 수압 지름 B와, 메인 밸브체(330)의 슬라이딩부의 유효 수압 지름 C가 동일하게 설정되어 있다. 이 때문에, 메인 밸브체(330)에 작용하는 토출 압력(Pd), 크랭크 압력(Pc) 및 흡입 압력(Ps)의 영향은 캔슬된다. 그 결과, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서, 메인 밸브체(330)는, 압력실(222)의 흡입 압력(Ps)에 기초하여 개폐 동작하게 된다. 즉, 제어 밸브(301)는 이른바 Ps감지 밸브로서 기능한다.

본 실시형태에 의하면, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는, 서브 밸브체(336)가 메인 밸브체(330)와 일체로 동작되지 않는다. 메인 밸브체(330)가 메인 밸브 시트(20)에 착석하여 메인 밸브를 폐쇄하고, 나아가 작동 로드(38)가 상방으로 구동되는 것에 의해, 가압부(380)가 서브 밸브체(336)에 계합하여 이를 가압한다. 이에 의해, 서브 밸브체(336)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브를 개방시킬 수 있다. 이와 같이, 서브 밸브 시트(34)를 메인 밸브체(330)가 아닌 제어 밸브(301)의 보디에 마련하는 것에 의해, 서브 밸브 구멍(32)의 크기를 메인 밸브체(330)에 상관없이 설정할 수 있다. 이 때문에, 서브 밸브를 크게 하여 냉매 유량을 증대시킬 수 있어, 블리드 기능을 높일 수 있게 된다. 본 실시형태에서는, 서브 밸브체(336)의 서브 밸브에 있어서의 유효 수압 지름 A와, 메인 밸브체(330)의 메인 밸브에 있어서의 유효 수압 지름 B를 동일하게 했지만, 유효 수압 지름 A를 유효 수압 지름 B보다 크게 할 수도 있다.

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

상기한 각 실시형태에서는, 작동 로드(38, 238)에 마련한 단차를 이용하여 계합부(78)를 구성하고, 그 계합부(78)에 의해 메인 밸브체(30, 230)의 작동면(76)을 직접 가압할 수 있는 구성으로 했다. 변형예에 있어서는, 예를 들면 스프링(42)의 스프링 하중 또는 스프링 상수를 충분히 크게 하는 것에 의해, 스프링(42)(탄성체)을 통하면서도 솔레노이드력이 메인 밸브체(30, 230, 330)에 대해 크게 전달되는 구성으로 해도 좋다. 즉, 메인 밸브체(30, 230, 330)가 록된 후에, 솔레노이드력이 커짐에 따라 스프링(42)의 하중이 그 설정 하중(정상 제어를 위해 설정된 하중)보다 증대하여, 그 록을 해제할 수 있는 구성으로 해도 좋다.

즉, 메인 밸브체(30, 230, 330)에 대해 솔레노이드력을 직접 부여하는 것이 바람직하지만, 이와 같이 탄성체를 통해 간접적으로 부여하는 구성으로 해도, 메인 밸브체(30, 230, 330)의 밸브 개방 하중보다 큰 하중을 부여하는 것에 의해, 록을 해제할 수 있게 된다. 또한, 탄성체를 통해 메인 밸브체와 작동 로드가 상대 변위할 수 있기 때문에, 솔레노이드에 대한 전류 공급에 의해 서브 밸브를 개방할 수 있다. 즉, 솔레노이드력의 부여에 의한 록 해제와 서브 밸브의 개폐를 양립시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 구성하면, 계합부(78)를 없애고, 작동 로드(38, 238)를 더욱 간소한 형상으로 구성할 수 있다. 단, 제1실시형태의 경우 작동 로드와 서브 밸브체가 고정되지 않고, 스프링(42)의 하중을 서브 밸브체를 통해 스프링(44)에 의해 받는 형태의 경우에는, 스프링(42)의 스프링 하중이 커지면, 스프링(44, 244)의 스프링 하중과의 밸런스가 어려워져, 솔레노이드(3, 203을)를 오프로 한 상태에서 메인 밸브의 개방 상태를 유지하기 어려워질 가능성이 있다. 이와 같은 점을 고려하면, 상기 실시형태와 같이 단차로 가압하는 구성으로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

상기 제1실시형태에서는, 제어 밸브(1)로서, 크랭크 압력(Pc)이 채워지는 작동실(22)에 파워 엘리먼트(6)를 배치하는 한편, 크랭크 압력(Pc)을 캔슬하는 구조를 채용하는 것에 의해, 실질적으로 흡입 압력(Ps)을 감지하여 동작하는 이른바 Ps감지 밸브를 제시했다. 변형예에 있어서는, 흡입 압력(Ps)이 채워지는 압력실에 파워 엘리먼트(6)를 배치하고, 흡입 압력(Ps)을 직접 감지하여 동작하는 이른바 Ps감지 밸브로서 구성해도 좋다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 작동실(22)을 상하로 구획하고, 상부 압력실에 파워 엘리먼트(6)를 배치하여 흡입 압력(Ps)을 도입하도록 하고, 하부 압력실을 작동실(22)로 하여 크랭크 압력(Pc)을 채우도록 해도 좋다. 작동 로드(38)에 대해서는, 필요한 실링성을 확보하면서 그 구획을 관통하도록 마련하도록 하면 된다.

상기한 각 실시형태에서는, 제어 밸브로서, 흡입 압력(Ps)을 감지하여 동작하는 이른바 Ps감지 밸브를 제시했지만, 크랭크 압력(Pc)을 감지하여 동작하는 이른바 Pc감지 밸브로서 구성해도 좋다. 그 경우, 포트(16)를 크랭크실에 연통시키도록 한다.

상기 실시형태에서는, 파워 엘리먼트(6, 206, 306)를 구성하는 감압 부재로서 벨로우즈(45, 245)를 채용하는 예를 제시했지만, 다이어프램을 채용해도 좋다. 그 경우, 그 감압 부재로서 필요한 동작 스트로크를 확보하기 위해, 복수의 다이어프램을 축선 방향으로 연결하는 구성으로 해도 좋다.

상기한 각 실시형태에서는, 크랭크실에 연통하는 크랭크실 연통 포트(도입 도출 포트)로서, 단일 포트(12)를 마련하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 크랭크실 연통 포트를, 작동실(22)의 냉매를 크랭크실로 도출하는 제1포트(도출 포트)와, 크랭크실의 냉매를 작동실(22)에 도입하는 제2포트(도입 포트)로 나누어 구성해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 메인 밸브체(30)가 록된 상황을 전제로 한 설명을 했지만, 상기 구성에 의하면, 그 록이 없는 상황에 있어서도, 메인 밸브의 밸브 폐쇄 후에 서브 밸브를 솔레노이드력에 의해 개방하는 구성이 실현 가능한 것은 물론이다. 즉, 상기 실시형태에 의하면, 통상 제어 상태(록되어 있지 않은 상태)에서, 메인 밸브의 밸브 폐쇄 후에 서브 밸브를 솔레노이드 전류에 상응한 흡입 압력(Ps)의 값에 의해 개방할 수 있다. 상기 실시형태는, 메인 밸브의 밸브 폐쇄 후에 서브 밸브를 개방할 수 있는 구성 자체에도 특징이 있다고 할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 스프링(42, 44, 88, 244) 등에 관해, 부세 부재로서 스프링(코일 스프링)을 예시했지만, 고무나 수지 등의 탄성재료, 혹은 판스프링 등의 탄성기구를 채용해도 좋은 것은 물론이다.

상기 실시형태에서는, 파워 엘리먼트(6, 206, 306)를 구성 요건으로 했지만, 그러한 감압부를 구비하지 않는 제어 밸브에 대해, 상술한 록 해제 기구(연동 기구)를 적용해도 좋다. 단, 제어 밸브의 구동부로서 솔레노이드를 구비하는 것으로 한다.

상술한 록 해제 기구(연동 기구)를 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 적용한 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 예를 들면 다른 형태의 3방 밸브 등, 공용의 보디에 메인 밸브와 서브 밸브가 마련되고, 단일 솔레노이드에 의해 구동되는 복합 밸브라면, 상술한 록 해제 기구를 적용할 수 있다.

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 개시되는 전체 구성 요소에서 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 좋다.

1: 제어 밸브
2: 밸브 본체
3: 솔레노이드
5: 보디
6: 파워 엘리먼트
12, 14, 16: 포트
18: 메인 밸브 구멍
20: 메인 밸브 시트
22: 작동실
24: 가이드 구멍
26: 밸브실
28: 압력실
30: 메인 밸브체
32: 서브 밸브 구멍
34: 서브 밸브 시트
36: 서브 밸브체
38: 작동 로드
42, 44: 스프링
45: 벨로우즈
76: 작동면
78: 계합부
101: 제어 밸브
138: 작동 로드
201: 제어 밸브
202: 밸브 본체
203: 솔레노이드
205: 보디
206: 파워 엘리먼트
222: 압력실
230: 메인 밸브체
234: 서브 밸브 시트
236: 서브 밸브체
238: 작동 로드
244: 스프링
245: 벨로우즈
290: 가이드 구멍
301: 제어 밸브
302: 밸브 본체
303: 솔레노이드
305: 보디
306: 파워 엘리먼트
330: 메인 밸브체
336: 서브 밸브체

Claims

유체를 도입 또는 도출하는 도입 도출 포트, 유체를 도입하는 도입 포트, 유체를 도출하는 도출 포트가 마련된 보디;
상기 도입 포트와 상기 도입 도출 포트를 연통시키는 메인 통로에 마련된 메인 밸브;
상기 도입 도출 포트와 상기 도출 포트를 연통시키는 서브 통로에 마련된 서브 밸브;
상기 보디에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 상기 메인 통로에 마련된 메인 밸브 시트에 탈착하여 상기 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체;
상기 서브 통로에 마련된 서브 밸브 시트에 탈착하여 상기 서브 밸브를 개폐하는 서브 밸브체;
공급 전류값에 상응한 크기의 솔레노이드력을 발생시키는 솔레노이드;
상기 솔레노이드에 연결되어, 상기 메인 밸브체 및 상기 서브 밸브체에 대해 직접 또는 간접적으로 솔레노이드력을 전달 가능한 작동 로드를 구비하고,
상기 솔레노이드에 대한 공급 전류값에 상응하여, 상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄후에 상기 서브 밸브체를 밸브 개방으로 변위시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제1항에 있어서,
흡입실에 도입되는 냉매를 압축하여 토출실로부터 토출하는 가변 용량 압축기의 토출 용량을, 상기 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매의 유량을 제어하는 것에 의해 변화시키는 가변 용량 압축기용 제어 밸브로서 구성되고,
상기 도입 도출 포트로서 상기 크랭크실에 연통하는 크랭크실 연통 포트와, 상기 도입 포트로서 상기 토출실에 연통하는 토출실 연통 포트와, 상기 도출 포트로서 상기 흡입실에 연통하는 흡입실 연통 포트가 마련된 상기 보디;
상기 흡입실의 흡입 압력 또는 상기 크랭크실의 크랭크 압력을 피감지 압력으로서 감지하여 상기 메인 밸브의 개폐 방향으로 변위하는 감압 부재를 포함하고, 그 감압 부재의 변위에 상응하여 상기 메인 밸브체에 밸브 개방의 구동력을 부여 가능한 파워 엘리먼트를 구비하고,
상기 솔레노이드는, 통전에 의해 상기 파워 엘리먼트의 구동력에 대항하는 힘을 발생 가능한 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제2항에 있어서,
상기 보디의 일단측으로부터 상기 파워 엘리먼트, 상기 서브 밸브, 상기 메인 밸브, 상기 솔레노이드가 차례로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 작동 로드와 상기 메인 밸브체가 별체로 구성되고,
상기 메인 밸브의 개방시에 상기 메인 밸브체가 상기 작동 로드 및 상기 감압 부재의 동작에 추종할 수 있도록 상기 메인 밸브체를 밸브 폐쇄 방향으로 부세(付勢)하는 부세 부재를 구비하고,
상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄시에는, 상기 메인 밸브체와 상기 작동 로드를 상대 변위시키는 것에 의해 상기 서브 밸브가 개방 가능해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서브 밸브체의 상기 서브 밸브에 있어서의 실링부 지름 및 상기 보디 내에 슬라이딩 가능하게 지지된 상기 서브 밸브체의 슬라이딩부 지름 중의 적어도 한쪽과, 상기 메인 밸브체의 상기 메인 밸브에 있어서의 실링부 지름과, 상기 메인 밸브체의 슬라이딩부 지름이, 거의 동일해지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.