KR20150011774A - 전자 밸브 - Google Patents

Abstract

<과제>
전자 밸브의 저비용화에 기여하는 이물 방지 구조를 제공한다.
<해결 수단>
제어 밸브(1)는, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)를 축선 방향으로 조립하여 구성된다. 밸브 본체(2)는, 냉매를 도입하는 포트(16) 및 냉매를 도입 또는 도출하는 포트(14)가 솔레노이드(3)의 측에서부터 차례로 마련된다. 제어 밸브(1)는, 포트(16)와 포트(14)를 격리하는 격벽(90)이 반경 방향 외측으로 돌출된 몸체(5)와, 격벽(90)의 외주를 따라 끼워져, 밸브 본체(2)가 대상 장치의 장착 구멍에 장착되었을 때 몸체(5)의 외측에서 포트(16)와 포트(14) 사이를 밀봉하는 O링(94)과, 몸체(5)가 솔레노이드(3)에 조립되기 전에, 몸체(5)의 외면에 솔레노이드(3)와의 연결부측에서 삽통되어 포트(16)를 덮도록 장착되어, 포트(16)로의 이물의 침입을 방지하는 통형상의 스트레이너(17)를 구비한다.

Description

전자 밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은, 대상 장치를 흐르는 유체의 흐름 제어에 바람직한 전자 밸브에 관한 것이다.

작동 유체를 사용하여 제어를 하는 장치에는, 그 작동 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브가 사용된다. 예를 들면, 자동차용 공조 장치에는, 엔진의 회전수에 관계 없이 일정한 냉방 능력이 유지되도록, 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기(이하 "압축기"로 약칭하는 경우도 있다)가 사용된다. 이 압축기의 용량 제어에는 일반적으로, 솔레노이드 구동의 전자 밸브가 사용된다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

이 압축기는, 엔진에 의해 구동되는 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되고, 요동판의 각도를 변화시켜서 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해 냉매의 토출량을 조정한다. 요동판의 각도는, 밀폐된 크랭크실 내에 토출 냉매의 일부를 도입하고, 피스톤의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시키는 것에 의해 연속적으로 변화된다. 압축기의 하우징에는 그 냉매 통로에 통하는 장착 구멍이 마련되고, 전자 밸브가 그 장착 구멍에 선단측(솔레노이드와는 반대측)으로부터 삽입되도록 장착된다. 전자 밸브는, 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매 유량, 및 크랭크실로부터 흡입실로 도출하는 냉매 유량 중의 적어도 하나를 제어하여, 압축기의 토출 용량을 변화시킨다.

일본 공개특허공보 2001-349278호 공보

그러나, 이와 같은 압축기는, 피스톤 등의 슬라이딩 부품이 많기 때문에, 동작 중의 마모에 의해 금속 가루 등의 이물이 발생하고, 냉매에 포함되는 형태로 냉동 사이클을 순환하는 경우가 있다. 이 때문에, 전자 밸브에는 일반적으로, 그 고압측의 도입 포트에 스트레이너가 마련되어, 이물의 침입이 억제되고 있다. 스트레이너는, 일반적으로는 수지 또는 금속제의 통모양 케이스 내에 필터를 수납하는 형태로 제공되고, 전자 밸브의 몸체에 있어서 도입 포트가 위치하는 부분에 원 터치로 끼워진다.

하지만, 전자 밸브의 도입 포트의 위치가 대상 장치의 통로 배치에 따라 결정되기 때문에, 그 도입 포트가 도출 포트보다도 솔레노이드에 가까운 측, 즉 몸체의 선단에서 떨어진 위치에 마련되면, 스트레이너의 사이즈가 커져, 그에 맞춰 전자 밸브의 외경도 커져버리는 등의 문제가 있다. 즉, 압축기의 장착 구멍은, 그 내측에서 개구측을 향해 단계적으로 확경(擴徑)되는 형상을 갖는다. 전자 밸브는, 그 장착 구멍과 상보 형상이 되도록 기본적으로 삽입 방향 선단측에서 후단측을 향해 단계적으로 외경이 커지는 형상을 갖는다. 이는, 그 단차 부분을 이용한 밀봉 구조를 마련하는 것에 의해, 장착 구멍과 전자 밸브의 간격을 통한 냉매의 외부 누설을 방지하는 한편, 도입 포트와 도출 포트 사이의 밀봉성을 확보하는 것이다. 몸체의 외주에 있어서의 도입 포트와 도출 포트 사이에는 밀봉 부재가 마련된다. 이 때문에, 도입 포트가 도출 포트보다도 솔레노이드에 가까운 측에 있으면, 스트레이너를 그 밀봉 부재를 타고 넘을 수 있을 정도로 크게 해야 한다. 그 결과, 몸체에 있어서 스트레이너가 끼워지는 부분의 외경을 크게 할 필요가 있어, 최근의 소형 경량화의 추세에 역행하고, 또한 재료 비용이 증가하는 요인이 되기도 했다. 또한, 전자 밸브에 따라서는 도입 포트가 복수 마련되는 것이 있고, 그 경우에는 사이즈가 상이한 스트레이너를 준비할 필요가 있어, 부품 비용이 증가하는 점에서 개선의 여지가 있었다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서, 전자 밸브의 저비용화에 기여하는 이물 방지 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따른 전자 밸브는, 밸브 본체와 솔레노이드를 축선 방향으로 조립하여 구성되고, 대상 장치를 흐르는 유체의 유량을 제어하기 위해 그 대상 장치에 형성된 장착 구멍에 밸브 본체측으로부터 수용된다. 밸브 본체는, 제1포트 및 제2포트가 솔레노이드의 측에서부터 차례로 마련되고, 제1포트와 제2포트를 연결하는 내부 통로에 밸브부를 구비하는 한편, 제1포트와 제2포트를 격리하는 격벽이 반경 방향 외측으로 돌출된 몸체와, 격벽의 외주를 따라 끼워져, 밸브 본체가 장착 구멍에 장착되었을 때 몸체의 외측에서 제1포트와 제2포트 사이를 밀봉하는 실링과, 몸체가 솔레노이드에 조립되기 전에, 몸체의 외면에 솔레노이드와의 연결부측에서 삽통되어 제1포트를 덮도록 장착되어, 제1포트로의 이물의 침입을 방지하는 통형상의 이물 침입 방지 부재를 구비한다.

이 태양에서는, 솔레노이드와 조립하기 전의 밸브 본체에 대해, 솔레노이드와의 연결부측에서 이물 침입 방지 부재를 조립하는 것으로 했다. 즉, 몸체의 베이스측(선단과는 반대측)으로부터 이물 침입 방지 부재를 외측에 삽입시키도록 했기 때문에, 이물 침입 방지 부재가 격벽이나 실링을 타고 넘을 필요가 없어진다. 이 때문에, 몸체의 격벽보다 베이스측의 외경을 작게 해도 이물 침입 방지 부재를 조립할 수 있다. 다시 말해, 그와 같이 몸체의 베이스측의 외경을 작게 하는 것에 의해, 이물 침입 방지 부재의 사이즈를 작게 할 수 있고, 결과적으로 밸브 본체를 작게 구성할 수 있게 된다. 그에 의해, 재료 비용을 억제할 수 있게 된다. 또한, 예를 들어 제2포트에도 이물 침입 방지 부재를 장착하는 바와 같은 경우에는, 몸체에 있어서의 제1포트가 마련되는 부분과 제2포트가 마련되는 부분의 외경을 거의 동일하게 하는 것에 의해, 같은 구조의 이물 침입 방지 부재를 사용할 수 있게 된다. 즉, 부품의 공통화에 의한 비용 삭감을 실현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전자 밸브의 저비용화에 기여하는 이물 방지 구조를 제공할 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 제어 밸브가 압축기에 장착된 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 이물 침입 방지 부재의 구체적 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 이물 침입 방지 부재의 형상과 몸체의 형상의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 이물 침입 방지 부재의 장착 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 제2실시형태에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.
도 10은 제3실시형태에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다.
도 11은 이물 침입 방지 부재의 형상과 몸체의 형상의 관계를 나타내는 도면이다.

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

[제1실시형태]

도 1은 제1실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.

제어 밸브(1)는, 자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에 설치되는 도시하지 않는 가변 용량 압축기(이하 "압축기"라고 한다)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)에서 응축되고, 나아가 팽창 장치에 의해 단열 팽창되어 저온 저압의 안개 형태의 냉매가 된다. 이 저온 저압의 냉매가 증발기에서 증발하고, 그 증발 잠열에 의해 차량 실내 공기를 냉각한다. 증발기에서 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)("피감지 압력"에 해당)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 보내는 이른바 블리드 밸브(bleed valve)로서 기능하는 서브 밸브를 포함한다. 솔레노이드(3)는, 메인 밸브를 개폐 방향으로 구동하여 그 개도를 조정하여, 크랭크실에 도입하는 냉매 유량을 제어한다. 밸브 본체(2)는, 단차를 갖는 원통 형상의 몸체(5), 몸체(5)의 내부에 마련된 메인 밸브 및 서브 밸브, 메인 밸브의 개도를 조정하기 위해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생하는 파워 엘리먼트(6) 등을 구비하고 있다. 파워 엘리먼트(6)는 "감압부"로서 기능한다.

몸체(5)에는, 그 상단측에서부터 포트(12, 14, 16)가 마련되어 있다. 포트(12)는 "흡입실 연통 포트"로서 기능하고, 압축기의 흡입실에 연통한다. 포트(14)는 "크랭크실 연통 포트"로서 기능하고, 압축기 크랭크실에 연통한다. 포트(16)는 "토출실 연통 포트"로서 기능하고, 압축기의 토출실에 연통한다. 몸체(5)의 상단 개구부를 폐쇄하도록 단부 부재(13)가 고정되어 있다. 몸체(5)의 하단부는 솔레노이드(3)의 상단부에 연결되어 있다.

몸체(5) 내에는, 포트(16)와 포트(14)를 연통시키는 메인 통로와, 포트(14)와 포트(12)를 연통시키는 서브 통로가 형성되어 있다. 메인 통로에는 메인 밸브가 마련되고, 서브 통로에는 서브 밸브가 마련된다. 즉, 제어 밸브(1)는, 일단측에서부터 파워 엘리먼트(6), 서브 밸브, 메인 밸브, 솔레노이드(3)가 차례로 배치되는 구성을 갖는다. 메인 통로에는 메인 밸브 구멍(20)과 메인 밸브 시트(22)가 마련된다. 서브 통로에는 서브 밸브 구멍(32)과 서브 밸브 시트(34)가 마련된다.

포트(12)는, 몸체(5)의 상부에 구획된 작동실(23)과 흡입실을 연통시킨다. 파워 엘리먼트(6)는 작동실(23)에 배치되어 있다. 포트(16)는, 토출실로부터 토출 압력(Pd)의 냉매를 도입한다. 포트(16)와 메인 밸브 구멍(20) 사이에는 메인 밸브실(24)이 마련되고, 메인 밸브가 배치되어 있다. 포트(14)는, 압축기의 정상(定常) 동작시에 메인 밸브를 경유하여 크랭크 압력(Pc)이 된 냉매를 크랭크실을 향해 도출하는 한편, 압축기의 기동시에는 크랭크실로부터 배출된 크랭크 압력(Pc)의 냉매를 도입한다. 포트(14)와 메인 밸브 구멍(20) 사이에는 서브 밸브실(26)이 마련되고, 서브 밸브가 배치되어 있다. 포트(12)는, 압축기의 정상 동작시에 흡입 압력(Ps)의 냉매를 도입하는 한편, 압축기의 기동시에는 서브 밸브를 경유하여 흡입 압력(Ps)이 된 냉매를 흡입실을 향해 도출한다.

포트(14, 16)에는, 원통 형상의 스트레이너(15, 17)("이물 침입 방지 부재"로서 기능함)가 각각 장착되어 있다. 스트레이너(15, 17)는, 몸체(5)의 내부로의 이물의 침입을 억제하기 위한 필터를 포함한다.

메인 밸브실(24)과 서브 밸브실(26) 사이에 메인 밸브 구멍(20)이 마련되고, 그 하단 개구단부에 메인 밸브 시트(22)가 형성되어 있다. 포트(14)와 작동실(23) 사이에는 가이드 구멍(25)("제2가이드 구멍"으로서 기능함)이 마련되어 있다. 몸체(5)의 하부(메인 밸브실(24)의 메인 밸브 구멍(20)과는 반대측)에는 가이드 구멍(27)("제1가이드 구멍"으로서 기능함)이 마련되어 있다. 가이드 구멍(27)에는, 원통 형상의 메인 밸브체(30)가 슬라이딩 가능하게 삽통되어 있다.

메인 밸브체(30)의 상반부가 약간 축경되어, 메인 밸브 구멍(20)을 관통하면서 내외를 구획하는 구획부(33)로 되어 있다. 메인 밸브체(30)의 중간부에 형성된 단차부가, 메인 밸브 시트(22)에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 밸브 형성부(35)로 되어 있다. 메인 밸브체(30)가 메인 밸브실(24)측에서 메인 밸브 시트(22)에 탈착하는 것에 의해 메인 밸브를 개폐하여, 토출실로부터 크랭크실로 흐르는 냉매 유량을 조정한다. 구획부(33)의 상단면에 의해 서브 밸브 시트(34)가 구성되어 있다. 서브 밸브 시트(34)는, 메인 밸브체(30)와 함께 변위하는 가동 밸브 시트로서 기능한다.

한편, 가이드 구멍(25)에는, 단차를 갖는 원통 형상의 서브 밸브체(36)가 슬라이딩 가능하게 삽통되어 있다. 서브 밸브체(36)의 내부 통로가 서브 밸브 구멍(32)으로 되어 있다. 이 내부 통로는, 서브 밸브의 개방에 의해 서브 밸브실(26)과 작동실(23)을 연통시킨다. 서브 밸브체(36)와 서브 밸브 시트(34)는, 축선 방향으로 대향 배치되어 있다. 서브 밸브체(36)가 서브 밸브실(26)에서 서브 밸브 시트(34)에 탈착하는 것에 의해 서브 밸브를 개폐한다.

또한, 몸체(5)의 축선을 따라 길게 형성된의 작동 로드(38)가 마련되어 있다. 작동 로드(38)의 상단부는, 서브 밸브체(36)를 통해 파워 엘리먼트(6)와 작동 연결 가능하게 접속된다. 작동 로드(38)의 하단부는, 솔레노이드(3)의 후술하는 플런저(50)에 작동 연결 가능하게 접속되어 있다. 작동 로드(38)의 상반부는 메인 밸브체(30)를 관통하고, 그 상단부로 서브 밸브체(36)를 하방에서 지지한다.

메인 밸브체(30)와 솔레노이드(3) 사이에는, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 폐쇄 방향으로 부세하는 스프링(42)("부세 부재"로서 기능함)이 배치되어 있다. 한편, 파워 엘리먼트(6)와 서브 밸브체(36) 사이에는, 서브 밸브체(36)를 서브 밸브의 폐쇄 방향으로 부세하는 한편, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 밸브 개방 방향으로 부세 가능한 스프링(44)("부세 부재"로서 기능함)이 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 스프링(44)의 하중이 스프링(42)의 하중보다 커지도록 설정되어 있다.

파워 엘리먼트(6)는, 흡입 압력(Ps)를 감지하여 변위하는 벨로우즈(45)를 포함하고, 그 벨로우즈(45)의 변위에 의해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생시킨다. 이 대항력은, 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 릴리프가 허용된다.

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 대향 배치된 단차를 갖는 원통 형상의 플런저(50)와, 코어(46) 및 슬리브(48)에 외측에 삽입된 원통 형상의 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취되어, 통전에 의해 자기 회로를 생성하는 전자 코일(54)과, 전자 코일(54)을 외방에서 덮도록 마련되고, 요크로서도 기능하는 원통 형상의 케이스(56)와, 케이스(56)의 하단 개구부를 봉지하도록 마련된 단부 부재(58)를 구비한다. 한편, 본 실시형태에 있어서는, 몸체(5), 코어(46), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(1) 전체의 몸체를 형성하고 있다.

밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)는, 몸체(5)의 하단부가 코어(46)의 상단 개구부에 압입되는 것에 의해 고정되어 있다. 코어(46)와 메인 밸브체(30) 사이에 압력실(28)이 형성되어 있다. 한편, 코어(46)의 중앙을 축선 방향으로 관통하도록, 작동 로드(38)가 삽통되어 있다. 압력실(28)에 도입되는 흡입 압력(Ps)은, 작동 로드(38)와 코어(46)의 간격에 의해 형성되는 연통로(62)를 통해 슬리브(48)의 내부에도 인도된다.

스프링(44)은, 코어(46)와 플런저(50)를 서로 이격시키는 방향으로 부세하는 오프 스프링으로서도 기능한다. 작동 로드(38)는, 서브 밸브체(36) 및 플런저(50)의 각각에 대해 동축 형태로 접속되어 있지만, 고정되어 있지는 않다. 즉, 작동 로드(38)는, 그 상단부가 서브 밸브체(36)에 움직임 가능하게 감합(嵌合)되어 있고, 하단부가 플런저(50)에 움직임 가능하게 감합되어 있다. 서브 밸브체(36)와 파워 엘리먼트(6) 사이에 스프링(44)(오프 스프링)을 마련하고 있기 때문에, 작동 로드(38)를 서브 밸브체(36) 및 플런저(50)의 각각에 대해 압입 등에 의해 고정하지 않아도 문제 없기 때문이다. 오히려, 그러한 압입 고정을 없애는 것에 의해, 서브 밸브체(36), 작동 로드(38) 및 플런저(50)의 각 부품 가공성 및 그들의 조립성을 향상시킬 수 있다. 한편, 변형예에 있어서는, 작동 로드(38)를 서브 밸브체(36) 및 플런저(50) 중의 적어도 하나에 대해 압입 고정해도 좋다.

작동 로드(38)는, 플런저(50)에 의해 하방에서 지지되고, 메인 밸브체(30), 서브 밸브체(36) 및 파워 엘리먼트(6)와 작동 연결 가능하게 구성되어 있다. 작동 로드(38)는, 코어(46)와 플런저(50)의 흡인력인 솔레노이드력을, 메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36)에 적절히 전달한다. 한편, 작동 로드(38)에는, 파워 엘리먼트(6)의 신축 작동에 의한 구동력("감압 구동력"이라고도 한다)이 솔레노이드력과 대항하도록 부하된다. 즉, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는, 솔레노이드력과 감압 구동력에 의해 조정된 힘이 메인 밸브체(30)에 작용하여, 메인 밸브의 개도를 적절하게 제어한다. 압축기의 기동시에는, 솔레노이드력의 크기에 상응하여 작동 로드(38)가 스프링(44)의 부세력에 저항하여 몸체(5)에 대해 상대 변위하여, 메인 밸브를 폐쇄한 후 서브 밸브체(36)를 밀어 올려서 서브 밸브를 개방시킨다. 또한, 메인 밸브의 제어중이여도, 흡입 압력(Ps)이 상당히 높아지면, 작동 로드(38)가 벨로우즈(45)의 부세력에 저항하여 몸체(5)에 대해 상대 변위하여, 메인 밸브를 폐쇄한 후 서브 밸브체(36)를 밀어 올려서 서브 밸브를 개방시킨다. 이에 의해 블리드 기능을 발휘시킨다.

슬리브(48)는 비자성 재료로 이루어진다. 플런저(50)의 측면에는 축선에 평행한 복수의 연통홈(66)이 마련되고, 플런저(50)의 하부에는 내외를 연통하는 연통 구멍(68)이 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 도시한 바와 같이 플런저(50)가 하사점에 위치해도, 흡입 압력(Ps)이 플런저(50)와 슬리브(48)의 간격을 통해 배압실(70)에 인도된다.

보빈(52)으로부터는 전자 코일(54)에 연결되는 한쌍의 접속 단자(72)가 돌출되어, 각각 단부 부재(58)를 관통하여 외부에 인출되어 있다. 동 도면에는 설명의 편의상, 그 한쌍 중의 하나만 표시되어 있다. 단부 부재(58)는, 케이스(56)에 내포되는 솔레노이드(3) 내의 구조물 전체를 하방에서 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 간격에도 채워져 있다. 이와 같이 케이스(56)와 전자 코일(54)의 간격에 수지재가 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(27)과의 슬라이딩면에는, 냉매의 유통을 억제하기 위한 복수의 링형상의 홈으로 이루어지는 래버린스실(labyrinth seal)(74)이 마련되어 있다. 메인 밸브체(30)의 축선 방향 중간부에는 격벽(76)이 마련되어 있다. 격벽(76)은, 그 하면에서 작동 로드(38)와 적절히 계합(係合) 연결 가능한 "피계합부"로서 기능한다. 작동 로드(38)는, 그 상부가 축경되고, 격벽(76)의 중앙에 마련된 삽통 구멍을 관통한다. 작동 로드(38)에는, 그 축경부의 단차에 의해 계합부(78)가 구성된다. 격벽(76)의 삽통 구멍의 주위에는, 냉매를 통과시키기 위한 복수 관통 구멍(80)이 형성되어 있다.

스프링(42)은, 격벽(76)과 코어(46) 사이에 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 스프링(42)과 메인 밸브체(30)의 당접 포인트가, 가이드 구멍(27)에 있어서의 슬라이딩부의 중앙보다도 메인 밸브실(24)측에 위치하기 때문에, 메인 밸브체(30)가 이른바 균형 장난감(balancing toy)과 같은 형태로 스프링(42)에 안정적으로 지지된다. 그 결과, 메인 밸브체(30)가 개폐 구동될 때의 요동에 의한 히스테리시스의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.

서브 밸브체(36)에는, 메인 밸브체(30)의 내부 통로(37)와 작동실(23)을 연통시키기 위한 복수의 내부 통로(39)가 형성되어 있다. 서브 밸브체(36)의 상부 측면의 복수 군데와 하면에 내부 통로(39)의 개구부가 마련되어 있다. 한편, 작동 로드(38)는, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석한 상태에 있어서는, 계합부(78)가 격벽(76)으로부터 적어도 소정 간격(L)을 두고 이격하도록 단차의 위치가 설정되어 있다. 소정 간격(L)은 이른바 "유간"으로서 기능한다.

솔레노이드력을 크게 하면, 작동 로드(38)를 메인 밸브체(30)에 대해 상대 변위시켜 서브 밸브체(36)를 밀어 올릴 수도 있다. 그에 의해, 서브 밸브체(36)와 서브 밸브 시트(34)를 이격시켜 서브 밸브를 개방할 수 있다. 또한, 계합부(78)와 격벽(76)을 계합(당접)시킨 상태로 솔레노이드력을 메인 밸브체(30)에 직접 전달할 수 있어, 메인 밸브체(30)를 메인 밸브의 폐쇄 방향으로 큰 힘으로 가압할 수 있다. 이 구성은, 메인 밸브체(30)와 가이드 구멍(27)의 슬라이딩부로의 이물의 진입에 의해 메인 밸브체(30)가 록된 경우에, 이를 해제하는 록해제 기구로서 기능한다.

메인 밸브실(24)은, 몸체(5)와 동축 형태로 마련되고, 메인 밸브 구멍(20)보다 지름이 큰 압력실로서 구성된다. 이 때문에, 메인 밸브와 포트(16) 사이에는 비교적 큰 공간이 형성되어, 메인 밸브를 개방시켰을 때 메인 통로를 흐르는 냉매의 유량을 충분히 확보할 수 있다. 마찬가지로, 서브 밸브실(26)도 몸체(5)와 동축 형태로 마련되고, 메인 밸브 구멍(20)보다 지름이 큰 압력실로서 구성된다. 이 때문에, 서브 밸브와 포트(14) 사이에도 비교적 큰 공간이 형성된다. 그리고 도시한 바와 같이, 메인 밸브체(30)의 상단과 서브 밸브체(36)의 하단의 탈착부가, 서브 밸브실(26)의 중앙부에 위치하도록 설정되어 있다. 즉, 서브 밸브 시트(34)가 항상 서브 밸브실(26)에 위치하도록 메인 밸브체(30)의 가동 범위가 설정되어, 서브 밸브실(26)에서 서브 밸브가 개폐되게 된다. 이 때문에, 서브 밸브를 개방시켰을 때 서브 통로를 흐르는 냉매의 유량을 충분히 확보할 수 있다. 즉, 블리드 기능을 효과적으로 발휘할 수 있다.

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

즉, 단부 부재(13)가 파워 엘리먼트(6)의 고정단이 되어 있다. 단부 부재(13)의 몸체(5)에 대한 압입량을 조정하는 것에 의해, 파워 엘리먼트(6)의 설정 하중(스프링(88)의 설정 하중)을 조정할 수 있도록 되어 있다. 한편, 베이스 부재(84)의 본체는, 벨로우즈(45)의 내부를 그 저부 근방까지 연장되어 있고, 그 바닥부가 벨로우즈(45)의 저부에 근접 배치된다. 서브 밸브체(36)는, 그 상단면 중앙에 상방으로 돌출하는 감합부(89)가 마련되고, 그 감합부(89)가 베이스 부재(84)의 본체에 감합되어 있다. 벨로우즈(45)는, 작동실(23)의 흡입 압력(Ps)과 기준 압력실(S)의 기준 압력의 차압에 상응하여 축선 방향(메인 밸브 및 서브 밸브의 개폐 방향)으로 신장 또는 수축한다. 벨로우즈(45)의 변위에 상응하여 메인 밸브체(30)에 밸브 개방 방향의 구동력이 부여된다. 다만, 그 차압이 커져도 벨로우즈(45)가 소정량 수축하면, 베이스 부재(84)의 본체가 당접하여 계지(係止)되기 때문에, 그 수축은 방지된다.

본 실시형태에 있어서는, 벨로우즈(45)의 유효 수압 지름 A와, 메인 밸브체(30)의 메인 밸브에 있어서의 유효 수압 지름 B(실링부 지름)와, 메인 밸브체(30)의 슬라이딩부 지름 C(실링부 지름)와, 서브 밸브체(36)의 슬라이딩부 지름 D(실링부 지름)가 동일하게 설정되어 있다. 이 때문에, 메인 밸브체(30)와 파워 엘리먼트(6)가 작동 연결된 상태에 있어서는, 메인 밸브체(30)와 서브 밸브체(36)의 결합체에 작용하는 토출 압력(Pd), 크랭크 압력(Pc) 및 흡입 압력(Ps)의 영향이 캔슬된다. 그 결과, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서, 메인 밸브체(30)는, 파워 엘리먼트(6)가 작동실(23)에서 받는 흡입 압력(Ps)에 기초하여 개폐 동작하게 된다. 즉, 제어 밸브(1)는 이른바 Ps감지 밸브로서 기능한다.

한편, 변형예에 있어서는, 지름 B, C, D를 동일하게 하는 한편, 유효 수압 지름 A를 이들과 다르게 해도 좋다. 즉, 본 실시형태에서는 상술한 바와 같이, 지름 B, C, D를 동일하게 하는 한편, 밸브체(메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36))의 내부 통로를 상하로 관통시키는 것에 의해, 밸브체에 작용하는 압력(Pd, Pc, Ps)의 영향을 캔슬할 수 있다. 즉, 서브 밸브체(36), 메인 밸브체(30), 작동 로드(38) 및 플런저(50)의 결합체의 전후(도면에서는 상하)의 압력을 같은 압력(흡입 압력(Ps))로 할 수 있어, 이에 의해 압력 캔슬이 실현된다. 이에 의해, 벨로우즈(45)의 지름에 의존하지 않고 각 밸브체의 지름을 설정할 수 있다. 예를 들면, 벨로우즈(45)를 작게 해도, 밸브 지름을 크게 한 채로 구성할 수 있다. 다시 말해, 메인 밸브를 크게 할 수 있고, 또한 서브 밸브를 크게 할 수 있다. 그 결과, 블리드 밸브의 유량을 크게 할 수 있다. 반대로, 벨로우즈(45)의 유효 수압 지름 A를 지름 B, C, D보다 크게 해도 좋다. 이 때문에, 벨로우즈(45), 메인 밸브체(30), 서브 밸브체(36)의 설계 자유도가 높다.

몸체(5)의 외면에는, 포트(14)와 포트(16)를 상하로 격리하는 격벽(90)이 반경 방향 외측으로 돌출 마련되어 있고, 그 격벽(90)의 외주면의 중앙에는 링형상의 홈(92)이 둘레에 마련되어 있다. 그리고, 밀봉용 O링(94)("실링"으로서 기능함)이 링형상의 홈(92)에 끼워져 있다. 스트레이너(15)는, 몸체(5)에 외측에 삽입되도록 끼워지지만, 격벽(90)의 상면("다른 한쪽의 측면"에 해당)에 계지되는 것에 의해, 몸체(5)에 대한 위치 결정이 이루어지고 있다. 한편, 스트레이너(17)도 몸체(5)에 외측에 삽입되도록 끼워지지만, 격벽(90)의 하면("한쪽의 측면"에 해당)에 계지되는 것에 의해, 몸체(5)에 대한 위치 결정이 이루어지고 있다.

몸체(5)의 외면에 있어서의 포트(12)와 포트(14) 사이에도 링형상의 홈(96)이 둘레에 마련되고, 밀봉용 O링(98)이 끼워져 있다. 코어(46)의 상단 근방의 측면에도 링형상의 홈(100)이 둘레에 마련되고, 밀봉용 O링(102)이 끼워져 있다. 이들의 O링(94, 98, 102)은, 제어 밸브(1)가 압축기의 장착 구멍에 장착되었을 때 냉매의 누설을 방지하지만, 그 상세에 대해서는 후술한다.

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 기동시 등에 블리드 기능을 동작시켰을 때의 상태를 나타내고 있다. 도 4는 비교적 안정된 제어 상태를 나타내고 있다. 이하에서는 도 1을 기초로 하고, 적절히 도 2~도 4를 참조하면서 설명한다.

제어 밸브(1)에 있어서 솔레노이드(3)가 비통전일 때, 즉 자동차용 공조 장치가 동작하지 않고 있을 때에는, 코어(46)와 플런저(50) 사이에 흡인력이 작용하지 않는다. 한편, 통상의 환경하에서는 흡입 압력(Ps)은 비교적 높은 상태에 있다. 이 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 벨로우즈(45)가 축소한 상태로 스프링(44)의 부세력이 서브 밸브체(36)를 통해 메인 밸브체(30)에 전달된다. 그 결과, 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(22)로부터 이격하여 메인 밸브가 전개 상태가 된다. 이 때, 파워 엘리먼트(6)는 실질적으로 기능하지 않고, 서브 밸브체(36)에는 밸브 개방 방향의 힘이 작용하지 않는다. 이 때문에, 서브 밸브는 밸브 폐쇄 상태를 유지한다.

한편, 자동차용 공조 장치의 기동시에 솔레노이드(3)의 전자 코일(54)에 기동 전류가 공급되면, 흡입 압력(Ps)이 그 공급 전류값에 의해 정해지는 밸브 개방 압력("서브 밸브 개방 압력"이라고도 한다)보다 높으면, 서브 밸브가 개방된다. 즉, 솔레노이드력이 스프링(44)의 부세력을 능가하여, 서브 밸브체(36)가 일체적으로 밀어 올려진다. 그 결과, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브가 개방되어, 블리드 기능이 효율적으로 발휘된다. 이 동작 과정에서 메인 밸브체(30)가 스프링(42)의 부세력에 의해 밀어 올려져, 메인 밸브 시트(22)에 착석한다. 그 결과, 메인 밸브는 밸브 폐쇄 상태가 된다. 즉, 메인 밸브가 폐쇄되어 크랭크실로의 토출 냉매의 도입을 방지한 후, 서브 밸브가 개방되어 크랭크실 내의 냉매를 흡입실로 신속하게 릴리프시킨다. 그 결과, 압축기를 신속하게 기동시킬 수 있다.

또한, 예를 들면 차량이 저온 환경에 놓여진 경우와 같이, 흡입 압력(Ps)이 낮고, 벨로우즈(45)가 신장한 상태여도, 흡입 압력(Ps)이 그 공급 전류값에 의해 정해지는 서브 밸브 개방 압력보다 높으면, 서브 밸브가 개방된다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드력이 벨로우즈(45)의 부세력을 능가하여, 파워 엘리먼트(6) 및 서브 밸브체(36)가 일체적으로 밀어 올려진다. 그 결과, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브가 개방되어, 블리드 기능이 효율적으로 발휘된다. 한편, "서브 밸브 개방 압력"에 대해서는, 차량이 놓여지는 환경에 따라 후술하는 설정 압력(Pset)이 변화되면, 그에 상응하여 변화된다.

솔레노이드(3)에 공급되는 전류값이 메인 밸브의 제어 전류값 범위에 있을 때에는, 흡입 압력(Ps)이 공급 전류값에 의해 설정된 설정 압력(Pset)이 되도록 메인 밸브의 개도가 자율적으로 조정된다. 스프링(44)의 하중이 충분히 크기 때문에, 이 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석하여, 서브 밸브는 밸브 폐쇄 상태를 유지한다. 한편, 흡입 압력(Ps)이 비교적 낮기 때문에 벨로우즈(45)가 신장하여, 메인 밸브체(30)가 동작하여 메인 밸브의 개도를 조정한다. 이 때, 메인 밸브체(30)는, 스프링(44)에 의한 밸브 개방 방향의 힘과, 스프링(42)에 의한 밸브 폐쇄 방향의 힘과, 밸브 폐쇄 방향의 솔레노이드력과, 흡입 압력(Ps)에 상응한 파워 엘리먼트(6)에 의한 밸브 개방 방향의 힘이 균행된 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 밸브 개도가 작아지고, 압축기는 토출 용량을 증가시키도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 저하되는 방향으로 변화된다. 반대로, 냉동 부하가 작아져 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 낮아지면, 벨로우즈(45)가 신장한다. 그 결과, 파워 엘리먼트(6)가 메인 밸브체(30)를 밸브 개방 방향으로 부세하여 메인 밸브의 밸브 개도가 커지고, 압축기는 토출 용량을 줄이도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)으로 유지된다. 한편, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 상당히 높아지면, 그 흡입 압력(Ps)의 높이에 따라서는 메인 밸브가 폐쇄되고, 서브 밸브가 개방되는 것도 상정된다. 다만, 메인 밸브가 폐쇄된 후에 서브 밸브가 개방될때까지 압력 범위(불감대)가 있기 때문에, 메인 밸브와 서브 밸브가 불안정하게 개폐되는 등의 사태는 방지된다.

이와 같은 정상 제어가 이루어지고 있는 사이에 엔진의 부하가 커져, 공조 장치에 대한 부하를 줄이고자 하는 경우, 제어 밸브(1)에 있어서 솔레노이드(3)가 온에서 오프로 전환된다. 그러면, 코어(46)와 플런저(50) 사이에 흡인력이 작용하지 않게 되기 때문에, 스프링(44)의 부세력에 의해 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(22)로부터 이격하여, 메인 밸브가 전개 상태가 된다. 이 때, 서브 밸브체(36)는 서브 밸브 시트(34)에 착석하고 있기 때문에, 서브 밸브는 밸브 폐쇄 상태가 된다. 그에 의해, 압축기의 토출실로부터 포트(16)에 도입된 토출 압력(Pd)의 냉매는, 전개 상태의 메인 밸브를 통과하여, 포트(14)로부터 크랭크실로 흐르게 된다. 따라서, 크랭크 압력(Pc)이 높아져, 압축기는 최소 용량 운전을 하게 된다.

다음으로, 본 실시형태의 제어 밸브의 이물 침입 방지 구조에 대해 상세하게 설명한다.

도 5는 제어 밸브가 압축기에 장착된 상태를 나타내는 부분 단면도이다. 도 6은 이물 침입 방지 부재의 구체적 구성을 나타내는 도면으로서, (A)는 정면도 이고, (B)는 (A)의 A-A 단면도이고, (C)는 (B)의 B-B 단면도이다. 도 7은 이물 침입 방지 부재의 형상과 몸체의 형상의 관계를 나타내는 도면으로서, (A)는 이물 침입 방지 부재의 형상을 나타내고, (B)는 몸체의 형상을 나타낸다. 도 8은 이물 침입 방지 부재의 장착 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 압축기의 하우징(110)에는, 제어 밸브(1)를 장착하기 위한 장착 구멍(112)이 마련되어 있다. 하우징(110)에는, 흡입실에 연통하는 연통로(114), 크랭크실에 연통하는 연통로(116), 토출실에 연통하는 연통로(118)가 형성되고, 각각 장착 구멍(112)에 개구되어 있다. 장착 구멍(112)은, 그 안쪽에서 개구단을 향해 복수단으로 확경되어 있고, 안쪽의 단에서부터 연통로(114, 116, 118)가 차례로 개구되어 있다.

제어 밸브(1)는, 장착 구멍(112)에 그 선단측에서 삽통되어, 그 후단부가 와셔(104)를 통해 장착 구멍(112)에 고정되어 있다. 포트(12)는 연통로(114)에 대향하고, 포트(14)는 연통로(116)에 대향하고, 포트(16)는 연통로(118)에 대향하도록 배치된다. 제어 밸브(1)의 외주면에는 상술한 O링(98, 94, 102)이 끼워져 있고, 이들의 O링에 의해 각 연통로 사이, 각 포트 사이, 및 장착 구멍(112)의 내외의 밀봉성이 확보되고 있다. 즉, O링(98)에 의해 연통로(114)와 연통로(116) 사이의 밀봉성이 확보되고, 또한 포트(12)와 포트(14) 사이의 밀봉성이 확보되고 있다. O링(94)에 의해 연통로(116)와 연통로(118) 사이의 밀봉성이 확보되고, 또한 포트(14)와 포트(16) 사이의 밀봉성이 확보되고 있다. 단부 부재(58)의 측면에도 O링(106)이 끼워져 있고, O링(102, 106)에 의해 장착 구멍(112)의 내외의 밀봉성이 확보되고 있다. 그리고 도시한 바와 같이, 스트레이너(15)는, 연통로(116)에 연통하는 압력실에 배치되어, 크랭크실로부터 도입되는 냉매에 이물이 포함될 경우에 그 이물이 포트(14)에 침입하는 것을 방지한다. 스트레이너(17)는, 연통로(118)에 연통하는 압력실에 배치되어, 토출실로부터 도입되는 냉매에 이물이 포함될 경우에 그 이물이 포트(16)에 침입하는 것을 방지한다.

도 6(A)~(C)에 나타내는 바와 같이, 스트레이너(15)는, 원통 형상의 필터(120)와, 이 필터(120)의 양단부를 각각 보강하는 링 형상의 프레임(122, 124)과, 이들의 프레임(122, 124)을 축선 방향으로 접속하는 복수의 프레임(126)을 구비한다. 필터(120)는 수지 메쉬로 이루어진다. 본 실시형태에서는, 3개의 프레임(126)이 스트레이너(15)의 중심에 대해 120도 간격으로 마련되어 있다. 프레임(122, 124, 126)은 수지재에 의해 일체로 성형되고, 필터(120)의 둘레 방향의 3군데가 프레임(126)에 매설 상태로 유지되고 있다. 프레임(122)의 상단 개구부가 약간 축경되어, 후술하는 압입 여유를 구성한다.

도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 스트레이너(15)는, 필터(120)가 위치하는 본체의 내경 d1보다 일단 개구부의 내경 d2가 약간 작게 되어 있다(d1>d2). 한편, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이, 몸체(5)는, 격벽(90)이 위치하는 부분의 외경이 최대로 되어 있고, 그 상방을 향해 복수 단계로 축경되고, 또한 하방을 향해 복수 단계로 축경되어 있다. 즉, 몸체(5)에 있어서의 격벽(90)의 바로 위의 외경 D1에 대해, 포트(14)의 바로 위의 외경 D2가 약간 작게 되어 있다(D1>D2). 한편, 몸체(5)에 있어서의 격벽(90)의 바로 아래의 외경 D3에 대해, 포트(16)의 바로 아래의 외경 D4가 약간 작게 되어 있고, 몸체(5)의 하단부의 외경 D5가 더욱 작게 되어 있다(D3>D4>D5).

여기서, 몸체(5)의 외경 D1과 D3이 동일하고(D1=D3), D2와 D4가 동일하게 되어 있다(D2=D4). 한편, 스트레이너(15)의 본체의 내경 d1은, 몸체(5)의 외경 D2보다 크고, 외경 D1보다 약간 작게 되어 있다. 스트레이너(15)의 일단 개구부의 내경 d2는, O링(98)의 외경 D6보다 크고, 몸체(5)의 외경 D2보다 약간 작게 되어 있다. 이와 같이 구성된 스트레이너(15)는, 그 타단 개구부로부터 몸체(5)에 장착된다. 스트레이너(15)는, 몸체(5)의 상단측으로부터 외측에 삽입되도록 장착되지만, 포트(14)의 근방에서 몸체(5)에 대해 소정의 압입 여유를 가지고 압입되게 된다. 이 때, 스트레이너(15)는 격벽(90)의 상면에 계지된다. 또한, 몸체(5)에 있어서의 포트(14)의 약간 위측에는 반경 방향 외측으로 돌출된 미소 돌기(130)가 둘레에 마련되어 있다. 이 미소 돌기(130)는, 도 2 등에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 스트레이너(15)가 규정 위치보다 상방으로 벗어났다고 해도 이를 계지하여, 그 몸체(5)로부터의 탈락을 방지한다.

스트레이너(17)는, 스트레이너(15)와 동일한 구성을 갖는다. 스트레이너(17)의 본체의 내경 d1은, 몸체(5)의 외경 D4, D5보다 크고, 외경 D3보다 약간 작게 되어 있다. 스트레이너(17)의 일단 개구부의 내경 d2는, 몸체(5)의 외경 D5보다 크고, 외경 D4보다 약간 작게 되어 있다. 이와 같이 구성된 스트레이너(17)는, 그 타단 개구부로부터 몸체(5)에 장착된다. 스트레이너(17)는, 몸체(5)의 하단측으로부터 외측에 삽입되도록 장착되지만, 포트(16)의 근방에서 몸체(5)에 대해 소정의 압입 여유를 가지고 압입되게 된다. 이 때, 스트레이너(17)는 격벽(90)의 하면에 계지된다. 스트레이너(17)가 예를 들어 규정 위치보다 하방으로 벗어났다고 해도, 코어(46)의 상단면이 이를 계지하여, 몸체(5)로부터의 탈락이 방지된다.

도 2에 도시되는 바와 같이, 스트레이너(15, 17)는, 그 외경이 O링(94)의 외경보다 작고, 또한 격벽(90)의 외경보다 작아지도록 구성되어 있다. 다시 말해, 몸체(5)의 외경은 격벽(90)에 있어서 최대가 되고, 그 상하를 향해 작아지도록 구성되어 있다. 한편, 변형예에 있어서는, 스트레이너(15, 17)의 외경을, 격벽(90)의 외경에 일치시키도록 해도 좋다.

이 2개의 스트레이너 중, 적어도 스트레이너(17)에 대해서는, 몸체(5)가 솔레노이드(3)에 장착되기 전에 몸체(5)에 장착된다. 즉, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(1)의 조립 공정에 있어서는, 밸브 본체(2) 및 솔레노이드(3)가 각각 개별적으로 조립된 후, 양자가 조립된다. 개략적으로는, 몸체(5)에 대해 파워 엘리먼트(6), 서브 밸브체(36), 메인 밸브체(30), O링(94, 98) 등을 조립한 것에 대해, 스트레이너(17)를 하방(몸체(5)의 솔레노이드(3)와의 연결부측)으로부터 조립하고, 스트레이너(15)를 상방(몸체(5)의 선단측)으로부터 조립한다. 상술한 몸체(5)와 각 스트레이너의 치수 관계가 있기 때문에, 각 스트레이너를 몸체(5)에 용이하게 삽통(외측에 삽입)시킬 수 있고, 몸체(5)의 규정 위치에 안정하게 고정(압입)할 수 있다. 이와 같이 각 스트레이너가 조립된 밸브 본체(2)의 하단부를 코어(46)의 상단부에 압입하는 것에 의해 제어 밸브(1)가 얻어진다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 솔레노이드(3)와 조립하기 전의 밸브 본체(2)에 대해, 솔레노이드(3)와의 연결부측에서 스트레이너(17)를 조립하는 것으로 했다. 즉, 몸체(5)의 베이스측에서 스트레이너(17)를 외측에 삽입하여 포트(16)의 위치에 조립하도록 했기 때문에, 스트레이너(17)이 격벽(90)이나 O링(94)을 타고 넘을 필요가 없어진다. 이 때문에, 몸체(5)의 격벽(90)보다 베이스측의 외경을 작게 해도 스트레이너(17)를 조립할 수 있다. 다시 말해, 그와 같이 몸체(5)의 베이스측의 외경을 작게 하는 것에 의해, 스트레이너(17)의 사이즈를 작게 할 수 있고, 결과적으로 밸브 본체(2)를 작게 구성할 수 있게 된다. 그에 의해, 몸체(5)의 재료 비용을 억제할 수 있게 된다. 또한, 포트(14)에도 스트레이너(15)가 장착되는 바, 몸체(5)에 있어서의 포트(16)가 마련되는 부분과 포트(14)가 마련되는 부분의 외경을 거의 동일하게 하는 것에 의해, 스트레이너(17)와 동일 구조인 것을 사용할 수 있게 된다. 이에 의해, 부품의 공통화에 의한 비용 삭감을 실현할 수 있다.

[제2실시형태]

도 9는 제2실시형태에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다. 이하에서는 제1실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 한편, 동 도면에 있어서 제1실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고 있다.

제어 밸브(201)는, 격벽 및 실링의 지지 구조가 제1실시형태와는 상이하다. 제어 밸브(201)는, 밸브 본체(202)와 솔레노이드(3)를 일체로 조립하여 구성된다. 한편, 본 실시형태에 있어서도, 몸체(205), 코어(46), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(201) 전체의 몸체를 형성하고 있다.

본 실시형태에서는, 몸체(205)에 마련된 격벽(290)에 O링(94)이 장착되고, 격벽의 상면에 의해 스트레이너(215)가 계지되고, 하면에 의해 스트레이너(217)가 계지되어 있다. 즉, 격벽(290) 그 자체에는 O링(94)을 끼우는 감합홈은 마련되어 있지 않고, 격벽(290)과 그 상하의 스트레이너에 의해 형성되는 요부에 O링(94)이 끼워져 있다. 한편, 스트레이너(215)와 스트레이너(217)는 동일한 구조를 가지고, 몸체(205)와 스트레이너(215, 217)의 치수 관계에 대해서는, 제1실시형태(도 7)와 동일하다. 다만, 스트레이너(215, 217)가 O링(94)의 탈락을 방지할 수 있도록, 그들의 외경이 제1실시형태의 스트레이너(15, 17)보다 약간 크게 되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 제1실시형태와 동일한 작용 효과가 얻어지는 한편, 격벽(290)이 작게 구성되는 결과, 포트(14)와 포트(16)의 간격을 작게 할 수 있다. 그 결과, 몸체(205)를 작게 구성할 수 있다. 또한, 격벽(290)의 구성이 간소하기 때문에, 그 가공도 용이해진다. 그 결과, 몸체(205)의 재료 비용 및 가공 비용을 줄일 수 있게 된다.

[제3실시형태]

도 10은 제3실시형태에 따른 제어 밸브의 상반부에 대응하는 부분 확대 단면도이다. 도 11은 이물 침입 방지 부재의 형상과 몸체의 형상의 관계를 나타내는 도면으로서, (A)는 이물 침입 방지 부재의 형상을 나타내고, (B)는 몸체의 형상을 나타낸다. 이하에서는 제1실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다. 동 도면에 있어서 제1실시형태와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고 있다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브(301)는, 이물 침입 방지 부재의 구조가 상이한 이외에는 제1실시형태의 제어 밸브(1)와 거의 동일한 구성을 갖는다. 제어 밸브(301)는, 밸브 본체(302)와 솔레노이드(3)를 일체로 조립하여 구성된다. 한편, 본 실시형태에 있어서도, 몸체(305), 코어(46), 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 제어 밸브(301) 전체의 몸체를 형성하고 있다. 본 실시형태의 이물 침입 방지 부재는, 필터(315, 317)로서 구성된다.

도 11(A)에 나타내는 바와 같이, 필터(315)는, 금속 메쉬로 이루어지고, 원통 형상의 본체(320)의 일단부가 테이퍼 형상으로 확경된 확경부(322)로 되어 있다. 즉, 확경부(322)의 개구단의 내경 d3은 본체(320)의 내경 d1보다 크다(d3>d1). 본체(320)는, 몸체(305)에 대해 소정의 압입 여유를 갖는다.

도 11(B)에 나타내는 바와 같이, 몸체(305)는, 격벽(90)의 바로 위의 외경과 포트(14)의 바로 위의 외경이 동일하게 D2로 되어 있고, 격벽(90)의 바로 아래의 외경과 포트(16)의 바로 아래의 외경이 동일하게 D4로 되어 있다. 이들의 외경 D2와 D4는 동일하다(D2=D4). 한편, 필터(315)의 개구단의 내경 d3은, 몸체(305)의 외경 D2보다 크게 되고 있다. 필터(315)의 본체(320)의 내경 d1은, O링(98)의 외경 D6보다 크고, 몸체(305)의 외경 D2보다 약간 작게 되어 있다. 이와 같이 구성된 필터(315)는, 확경부(322)로부터 몸체(305)에 장착된다. 이 때문에, 필터(315)를 몸체(305)의 상단측으로부터 외측에 삽입되도록 장착할 때의 삽입성이 양호해진다. 필터(315)는, 포트(14)의 근방에 있어서 몸체(305)에 대해 소정의 압입 여유를 가지고 압입된다. 이 때, 필터(315)는 격벽(90)의 상면에 계지된다. 미소 돌기(130)가 마련되어 있기 때문에, 필터(315)의 탈락은 확실하게 방지된다.

필터(315)는, 필터(317)와 동일한 구성을 구비하고, 확경부(322)로부터 몸체(305)에 장착된다. 이 때문에, 필터(317)를 몸체(305)의 하단측으로부터 외측에 삽입되도록 장착할 때의 삽입성이 양호해진다. 필터(317)는, 포트(16)의 근방에 있어서 몸체(305)에 대해 소정의 압입 여유를 가지고 압입된다. 이 때, 필터(317)는 격벽(90)의 하면에 계지된다. 코어(46)의 상단부가 필터(317)의 바로 아래에 위치하기 때문에, 필터(317)의 탈락은 확실하게 방지된다.

본 실시형태에 있어서도 2개의 필터 중, 적어도 필터(317)에 대해서는, 몸체(305)가 솔레노이드(3)에 장착되기 전에 몸체(305)에 장착된다. 또한, 2개의 필터가 동일한 구조를 갖는다. 이 때문에, 제1실시형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.

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

상기 실시형태에서는, 필터를 수지 메쉬로 했지만, 금속 메쉬로 구성해도 좋다.

상기 제1실시형태에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 스트레이너(15, 17)의 축선 방향 일단부와 타단부를 몸체(5)에 대해 압입하는 구성을 제시했다. 즉, 포트(14, 16)의 위치에 있어서, 스트레이너(15, 17)와 몸체(5)의 끼워맞춤을 억지 끼워맞춤으로 하는 구성을 제시했다. 변형예에 있어서는, 스트레이너(15, 17)와 몸체(5)의 클리어런스를 이물의 침입을 방지할 수 있을 정도로 충분히 작게 한 후 압입부를 적게 하거나, 혹은 압입부가 없는 구성으로 해도 좋다. 즉, 그들의 끼워맞춤을 중간 끼워맞춤이나 헐거운 끼워맞춤으로 해도 좋다.

구체적으로는, 도 7에 나타내는 구성에 있어서, 스트레이너(15)의 내경 d1을 몸체(5)의 외경 D1과 동일하게 또는 외경 D1보다 크게 해도 좋다. 또한, 스트레이너(15)의 내경 d2를 몸체(5)의 외경 D2와 동일하게 또는 외경 D2보다 크게 해도 좋다. 이와 같이 구성해도, 미소 돌기(130)에 의해 스트레이너(15)의 탈락은 방지된다. 마찬가지로, 스트레이너(17)의 내경 d1을 몸체(5)의 외경 D3과 동일하게 또는 외경 D3보다 크게 해도 좋다. 또한, 스트레이너(17)의 내경 d2를 몸체(5)의 외경 D4와 동일하게 또는 외경 D4보다 크게 해도 좋다. 이와 같이 구성해도, 코어(46)의 상단면에 의해 스트레이너(17)의 탈락은 방지된다. 마찬가지로, 상기 제3실시형태에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 필터(315, 317)를 몸체(305)에 대해 압입하는 구성을 제시했다. 변형예에 있어서는, 필터(315, 317)와 몸체(305)의 클리어런스를 이물의 침입을 방지할 수 있을 정도로 충분히 작게 한 후 압입부를 적게 하거나, 혹은 압입부가 없는 구성으로 해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 격벽을 경계로 하여 솔레노이드에 가까운 측의 포트를 토출실 연통 포트로 하고, 먼 측의 포트를 크랭크실 연통 포트로 하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는 반대로, 격벽을 경계로 하여 솔레노이드에 가까운 측의 포트를 크랭크실 연통 포트로 하고, 먼 측의 포트를 토출실 연통 포트로 하여, 상기 실시형태와 동일한 이물 침입 방지 부재를 각각의 포트를 덮도록 장착해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 가변 용량 압축기의 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매의 유량을 조정하는 이른바 도입 제어의 제어 밸브를 나타냈지만, 변형예에 있어서는, 크랭크실로부터 흡입실로 도출하는 냉매의 유량을 조정하는 이른바 도출 제어의 제어 밸브로서 구성해도 좋다. 또한, 상기 실시형태의 전자 밸브는, 하우징 내부를 흐르는 유체의 흐름을 제어할 필요가 있는 대상 장치이면 압축기에 한정되지 않고 적용 가능한 것은 물론이다. 상기 실시형태의 구성은, 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 한정되지 않고, 유체의 도입 포트와 도출 포트를 구비하는 전자 밸브이면 적용 가능한 것은 물론이다.

상기 실시형태에서는, 제어 밸브로서, 흡입 압력(Ps)이 채워지는 작동실(23)에 파워 엘리먼트(6)를 배치하고, 흡입 압력(Ps)을 직접 감지하여 동작하는 이른바 Ps감지 밸브를 예시했다. 변형예에 있어서는, 크랭크 압력(Pc)이 채워지는 용량실에 파워 엘리먼트를 배치하는 한편, 크랭크 압력(Pc)을 캔슬하는 구조를 채용하는 것에 의해, 실질적으로 흡입 압력(Ps)을 감지하여 동작하는 Ps감지 밸브로서 구성해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 파워 엘리먼트(6)를 구성하는 감압 부재로서 벨로우즈(45)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.

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

상기 실시형태에서는, 벨로우즈(45)의 내부의 기준 압력실(S)을 진공 상태로 했지만, 대기를 채우거나, 기준이 되는 소정의 가스를 채우는 등으로 해도 좋다. 혹은, 토출 압력(Pd), 크랭크 압력(Pc), 및 흡입 압력(Ps) 중의 어느 하나를 채우도록 해도 좋다. 그리고, 파워 엘리먼트가 적절히 벨로우즈의 내외 압력차를 감지하여 작동하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 메인 밸브체가 직접 받는 압력(Pd, Pc, Ps)를 캔슬하는 구성으로 했지만, 이들 중 적어도 어느 하나의 압력을 캔슬하지 않는 구성으로 해도 좋다.

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

1: 제어 밸브
2: 밸브 본체
3: 솔레노이드
5: 몸체
6: 파워 엘리먼트
12, 14: 포트
15: 스트레이너
16: 포트
17: 스트레이너
20: 메인 밸브 구멍
22: 메인 밸브 시트
30: 메인 밸브체
32: 서브 밸브 구멍
34: 서브 밸브 시트
36: 서브 밸브체
38: 작동 로드
42, 44: 스프링
90: 격벽
94, 98, 102: O링
110: 하우징
112: 장착 구멍
120: 필터
122, 126: 프레임
201: 제어 밸브
202: 밸브 본체
205: 몸체
215, 217: 스트레이너
130: 미소 돌기
290: 격벽
301: 제어 밸브
302: 밸브 본체
305: 몸체
315, 317: 필터

Claims (6)

1. 밸브 본체와 솔레노이드를 축선 방향으로 조립하여 구성되고, 대상 장치를 흐르는 유체의 유량을 제어하기 위해 그 대상 장치에 형성된 장착 구멍에 상기 밸브 본체 측으로부터 수용되는 전자 밸브에 있어서,
   상기 밸브 본체는,
   제1포트 및 제2포트가 상기 솔레노이드의 측에서부터 차례로 마련되고, 상기 제1포트와 상기 제2포트를 연결하는 내부 통로에 밸브부를 구비하되, 상기 제1포트와 상기 제2포트를 격리하는 격벽이 반경 방향 외측으로 돌출된 몸체;
   상기 격벽의 외주를 따라 끼워져, 상기 밸브 본체가 상기 장착 구멍에 장착되었을 때 상기 몸체의 외측에서 상기 제1포트와 상기 제2포트 사이를 밀봉하는 실링(seal ring); 및
   상기 몸체가 상기 솔레노이드에 조립되기 전에, 상기 몸체의 외면에 상기 솔레노이드와의 연결부측에서 삽통되어 상기 제1포트를 덮도록 장착되어, 상기 제1포트로의 이물질의 침입을 방지하는 통형상의 이물 침입 방지 부재를 갖추는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이물 침입 방지 부재는, 그 외경이 상기 실링의 외경보다 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이물 침입 방지 부재는, 상기 제1포트의 주위에 있어서 상기 몸체에 압입되도록 그 내주면에 소정의 압입 여유를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이물 침입 방지 부재는, 상기 격벽의 상기 제1포트측의 면에 계지되는 것에 의해 상기 몸체에 대한 위치 결정이 이루어지고 있는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이물 침입 방지 부재와 동일한 구조를 갖는 또 하나의 이물 침입 방지 부재가, 상기 몸체의 외면에 상기 솔레노이드와의 연결부와는 반대측으로부터 삽통되어 상기 제2포트를 덮도록 장착되어, 상기 제2포트로의 이물의 침입을 방지하고,
   상기 또 하나의 이물 침입 방지 부재는, 상기 격벽의 상기 제2포트측의 면에 계지되는 것에 의해 상기 몸체에 대한 위치 결정이 이루어지고 있는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   흡입실에 도입되는 냉매를 압축하여 토출실로부터 토출하는 가변 용량 압축기의 토출 용량을, 상기 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매의 유량을 조정하는 것에 의해 변화시키는 가변 용량 압축기용 제어 밸브로서 구성되고,
   상기 몸체에는, 상기 토출실에 연통하는 토출실 연통 포트와, 상기 크랭크실에 연통하는 크랭크실 연통 포트와, 상기 흡입실에 연통하는 흡입실 연통 포트와, 상기 토출실 연통 포트와 상기 크랭크실 연통 포트를 연통시키는 메인 통로와, 상기 크랭크실 연통 포트와 상기 흡입실 연통 포트를 연통시키는 서브 통로와, 상기 흡입실 연통 포트에 연통하여 상기 흡입실의 흡입 압력이 채워지는 작동실이 형성되고,
   상기 전자 밸브는,
   상기 메인 통로에 마련된 메인 밸브 시트;
   상기 메인 밸브 시트에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체;
   상기 작동실의 상기 흡입 압력을 감지하여 상기 메인 밸브의 개폐 방향으로 변위하는 감압 부재를 포함하고, 그 감압 부재의 변위에 상응하여 상기 메인 밸브체에 밸브 개방 방향의 구동력을 부여 가능한 파워 엘리먼트;
   상기 솔레노이드에 연결되어, 상기 솔레노이드의 힘을 상기 파워 엘리먼트에 대항력으로서 전달하기 위한 작동 로드;
   상기 서브 통로에 마련된 서브 밸브 시트; 및
   상기 서브 밸브 시트에 탈착하여 서브 밸브를 개폐하는 서브 밸브체를 더 구비하고,
   상기 토출실 연통 포트 및 상기 크랭크실 연통 포트 중의 하나가 상기 제1포트이고, 다른 하나가 상기 제2포트인 것을 특징으로 하는 전자 밸브.

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