KR20170072150A - 가변 용량형 압축기용 제어 밸브 - Google Patents

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KR20170072150A
KR20170072150A KR1020160170243A KR20160170243A KR20170072150A KR 20170072150 A KR20170072150 A KR 20170072150A KR 1020160170243 A KR1020160170243 A KR 1020160170243A KR 20160170243 A KR20160170243 A KR 20160170243A KR 20170072150 A KR20170072150 A KR 20170072150A
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요시유키 쿠메
히사시 아사노
마사키 토마루
마사하루 이토
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가부시기가이샤 후지고오키
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Abstract

[과제]
엄격한 부품 정밀도를 필요로 하지 않고, 밸브 내부에서의 누설량을 저감하여 효율 저하를 억제할 수 있음과 함께, 작동 불량이 생기기 어렵고, 또한, 활주 저항에의 영향, 나아가서는 제어 특성에의 영향도 적어도 되는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브를 제공한다.
[해결 수단]
밸브체(10)를 구성하는 주밸브체(15) 또는 밸브 본체(20)에, 가요성 또는 탄성을 갖는 실 부재(14)가 배설되고, 그 실 부재(14)가, 주밸브체(15)에 의해 밸브구(22)가 폐쇄되어 있을 때에 주밸브체(15)와 그 주밸브체(15)가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍(19)과의 사이에 형성된 활주면 간극의 고압측 단부에 당접하여 당해 활주면 간극을 봉지한다.

Description

가변 용량형 압축기용 제어 밸브{VARIABLE-CAPACITY COMPRESSOR CONTROL VALVE}
본 발명은, 카 에어컨 등에 사용되는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다.
종래로부터, 카 에어컨용 압축기로서, 도 10에 간략 도시되어 있는 바와 같은 사판식(斜板式) 가변 용량형 압축기가 사용되고 있다. 이 사판식 가변 용량형 압축기(100)는, 차량탑재 엔진으로 회전 구동되는 회전축(101), 이 회전축(101)에 부착된 사판(102), 이 사판(102)이 배치되어 있는 크랭크실(104), 상기 사판(102)에 의해 왕복 운동시켜지는 피스톤(105), 이 피스톤(105)에 의해 압축된 냉매를 토출하기 위한 토출실(106), 냉매를 흡입하기 위한 흡입실(107), 크랭크실(104)의 압력(Pc)을 흡입실(107)에 도피시키기 위한 기내 도피 통로(고정 오리피스)(108) 등을 갖고 있다.
한편, 상기 가변 용량형 압축기에 사용되는 제어 밸브(1')는, 압축기(100)의 토출실(106)로부터 토출 압력(Pd)이 도입됨과 함께, 그 토출 압력(Pd)을 압축기(100)의 흡입 압력(Ps)에 응하여 조압(調壓)함에 의해 크랭크실(104)의 압력(Pc)을 제어하도록 되어 있고, 기본 구성으로서, 밸브구(弁口)가 마련된 밸브실 및 압축기(100)의 흡입실(107)에 연통하는 Ps 도입구를 가지며, 상기 밸브구보다 상류측에 압축기(100)의 토출실(106)에 연통하는 Pd 도입구가 마련됨과 함께, 상기 밸브구보다 하류측에 상기 압축기(100)의 크랭크실(104)에 연통하는 Pc 도출구가 마련된 밸브 본체와, 상기 밸브구를 개폐하기 위한 밸브체(밸브봉)와, 그 밸브체를 밸브구 개폐 방향(상하 방향)으로 이동시키기 위한 플런저를 갖는 전자식 액추에이터와, 상기 압축기(100)로부터 흡입 압력(Ps)이 상기 Ps 도입구를 통하여 도입되는 감압실과, 그 감압실의 압력에 응하여 상기 밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 가세하는 감압 응동 부재를 구비하고 있고, 상기 밸브체와 상기 밸브구로 도 10에서 부호 11'로 도시되는 밸브부가 구성된다(예를 들면 하기 특허 문헌 1 등을 참조).
이와 같은 구성의 제어 밸브(1')에서는, 전자식 액추에이터의 코일, 스테이터 및 흡인자(吸引子, attractor)로 이루어지는 솔레노이드부가 통전되면, 흡인자에 플런저가 끌어당겨지고, 이에 수반하여, 밸브체가 밸브폐쇄 스프링의 가세력에 의해, 플런저에 추종하도록 밸브폐쇄 방향으로 이동시켜진다. 한편, 압축기(100)로부터 Ps 도입구를 통하여 도입된 흡입 압력(Ps)은, 입출실로부터 플런저와 그 외주에 배치된 안내 파이프와의 사이에 형성되는 간극 등을 통하여 감압실에 도입되고, 감압 응동 부재(예를 들면 벨로우즈 장치)는 감압실의 압력(흡입 압력(Ps))에 응하여 신축 변위(흡입 압력(Ps)이 높으면 수축, 낮으면 신장)하고, 그 변위(가세력)가 밸브에 전달되고, 그에 의해, 밸브구에 대해 밸브체의 밸브체부가 승강하여 밸브부(11')의 밸브 개방도가 조정된다. 즉, 밸브 개방도는, 솔레노이드부에 의한 플런저의 흡인력과, 감압 응동 부재의 신축 변위에 의한 가세력(신축력)과, 플런저 스프링(밸브개방 스프링) 및 밸브폐쇄 스프링에 의한 가세력에 의해 결정되고, 그 밸브 개방도에 응하여, 크랭크실(104)의 압력(Pc)(이하, 크랭크실 압력(Pc) 또는 단지 압력(Pc)이라고 부르는 일이 있다)이 제어된다.
또한, 상기 가변 용량형 압축기에 대해, 예를 들면, 압축기 기동시에 있어서 토출 용량이 커질 때까지 필요로 하는 시간을 단축하는 것, 통상 제어시에 있어서 압축기의 운전 효율이 저하되는 것을 억제 내지 저감하는 것 등을 목적으로 한, 도 11에 간략 도시되는 바와 같은 개량형의 사판식 가변 용량형 압축기도 이미 제안되어 있다.
이 개량형의 사판식 가변 용량형 압축기(200)는, 그것에 사용되는 제어 밸브에서의 밸브체(밸브봉)를 주밸브체와 부밸브체로 구성하고, 그 주밸브체 내에 밸브 내 도피 통로(16')를 마련함으로써, 그 제어 밸브(2')는, 기본적으로, 밸브구가 마련된 밸브실 및 압축기(200)의 흡입실(107)에 연통하는 Ps 입출구를 가지며, 상기 밸브구보다 상류측에 압축기(200)의 토출실(106)에 연통하는 Pd 도입구가 마련됨과 함께, 상기 밸브구보다 하류측에 상기 압축기(200)의 크랭크실(104)에 연통하는 Pc 입출구가 마련된 밸브 본체와, 상기 밸브구를 개폐하기 위한 주밸브체와, 그 주밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 이동시키기 위한 플런저를 갖는 전자식 액추에이터와, 상기 압축기(200)로부터 흡입 압력(Ps)이 상기 Ps 입출구를 통하여 도입되는 감압실과, 그 감압실의 압력에 응하여 상기 주밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 가세하는 감압 응동 부재를 구비하고, 상기 크랭크실(104)의 압력(Pc)을 상기 Ps 입출구를 통하여 상기 압축기(200)의 흡입실(107)에 도피시키기 위한 밸브 내 도피 통로(16')가 상기 주밸브체 내에 마련됨과 함께, 그 밸브 내 도피 통로(16')를 개폐하는 부밸브체가 마련되고, 상기 전자식 액추에이터의 흡인력에 의해 상기 플런저가 최하강 위치로부터 상방향으로 연속적으로 이동시켜질 때, 상기 플런저와 함께 상기 부밸브체가 상기 밸브 내 도피 통로(16')를 폐쇄한 채로 상방향으로 이동함과 함께, 그 부밸브체에 추종하도록 주밸브체가 상방향으로 이동시켜지고, 상기 주밸브체에 의해 상기 밸브구가 폐쇄된 후, 다시 상기 플런저가 상방향으로 이동시켜지면, 상기 부밸브체가 상기 밸브 내 도피 통로(16')를 개방하도록 되어 있고, 상기 주밸브체와 상기 밸브구로 도 11에서 부호 11'로 도시되는 주밸브부가 구성되고, 상기 부밸브체와 상기 밸브 내 도피 통로로 부호 12'로 도시되는 부밸브부가 구성된다(예를 들면 하기 특허 문헌 2 등을 참조).
이러한 구성의 제어 밸브(2')에서는, 통상 제어시(Pd→ Pc 제어시)에는, 전자식 액추에이터의 코일, 스테이터 및 흡인자로 이루어지는 솔레노이드부가 통전되면, 흡인자에 플런저가 끌어당겨지고, 이에 수반하여, 플런저와 일체로 부밸브체가 상방향으로 이동함과 함께, 이 움직임에 추종하여, 주밸브체가 밸브폐쇄 스프링의 가세력에 의해 밸브폐쇄 방향으로 이동시켜진다. 한편, 압축기(200)로부터 Ps 입출구를 통하여 도입된 흡입 압력(Ps)은, 입출실로부터 플런저의 가로구멍 등을 통하여 감압실에 도입되고, 감압 응동 부재(예를 들면 벨로우즈 장치)는 감압실의 압력(흡입 압력(Ps))에 응하여 신축 변위(흡입 압력(Ps)이 높으면 수축, 낮으면 신장)하고, 그 변위(가세력)가 주밸브체에 전달되고, 그에 의해, 밸브구에 대해 주밸브체의 주밸브부가 승강하여 주밸브부(11')의 밸브 개방도가 조정된다. 즉, 밸브 개방도는, 솔레노이드부에 의한 플런저의 흡인력과, 감압 응동 부재의 신축 변위에 의한 가세력(신축력)과, 플런저 스프링(밸브개방 스프링) 및 밸브폐쇄 스프링에 의한 가세력과, 주밸브체에 작용하는 밸브개방 방향의 힘과 밸브폐쇄 방향의 힘에 의해 결정되고, 그 밸브 개방도에 응하여, 크랭크실(104)의 압력(Pc)이 제어된다. 이 경우, 주밸브체는 밸브폐쇄 스프링의 가세력에 의해 항상 상향으로 가세되어 있음과 함께, 부밸브체는 밸브개방 스프링의 가세력에 의해 항상 하향으로 가세되어 있기 때문에, 부밸브부(12')가 밸브폐쇄가 되어, 밸브 내 도피 통로(16')는 주밸브체 내에서 차단되고, 밸브 내 도피 통로(16')를 통하여 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실(107)에 도피시켜지는 일은 없다.
그에 대해, 압축기 기동시에는, 솔레노이드부가 통전되고, 흡인자에 플런저가 끌어당겨지고, 이 플런저와 함께 부밸브체가 상방향으로 이동함과 함께, 이 상방향 이동에 추종하여, 주밸브체가 밸브폐쇄 스프링의 가세력에 의해 밸브폐쇄 방향으로 이동시켜지고, 주밸브체의 주밸브부에 의해 밸브구가 폐쇄된 후, 다시 플런저가 상방향으로 이동시켜지고, 이에 의해 부밸브체가 밸브 내 도피 통로(16')를 개방하도록 되고, 크랭크실 압력(Pc)이 기내 도피 통로(108)와 밸브 내 도피 통로(16')의 2개의 통로를 통하여 흡입실(107)에 도피되게 된다(상세는, 하기 특허 문헌 2 등을 참조하기 바란다).
일본 특개2010-185285호 공보 일본 특개2013-130126호 공보 일본 특개2011-043102호 공보
그런데, 상기 각종의 가변 용량형 압축기용 제어 밸브에서는, 밸브구가 폐쇄되어 있을 때에, 밸브체(의 외주면)와 그 밸브체가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍(의 내벽면)과의 사이에 형성되는 활주면 간극(클리어런스)을 실(seal)하여, 밸브 내부에서의 누설량을 저감함과 함께, 당해 활주면 간극(클리어런스)에 이물이 막히는 등 하여 밸브체가 움직이지 못하게 되는 사태(밸브 로크, 밸브체 내버려둠(left behind) 등의 작동 불량)가 생기기 어렵게 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 요청에 대해, 밸브에 외삽되는 가요성을 갖는 환상체(環狀體)로 구성된 실 부재(O링)를 당해 밸브체와 안내구멍과의 사이에 개장(介裝)하는 것이 제안되어 있다(예를 들면 상기 특허 문헌 3 등을 참조).
그러나, 밸브와 안내구멍과의 사이에 O링 등의 실(seal) 부재를 개장하는 경우, 활주 저항을 억제하기 위해 부품 정밀도가 냉엄해진다는 문제나, 압력차에 응한 실 부재의 변형에 의해 활주 저항이 변화하고(예를 들면, 압력차가 커진다면 실 부재가 크게 변형하여 활주 저항이 커지고), 제어 특성이 악화하는(히스테리시스가 커진다는) 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 엄격한 부품 정밀도를 필요로 하지 않고, 밸브 내부에서의 누설량을 저감하여 효율 저하를 억제할 수 있음과 함께, 작동 불량이 생기기 어렵고, 또한, 활주 저항에의 영향, 나아가서는 제어 특성에의 영향도 적어지는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브는, 기본적으로, 밸브구(弁口)가 마련된 밸브실 및 압축기의 흡입실에 연통하는 Ps 입출구를 가지며, 상기 밸브구보다 상류측에 압축기의 토출실에 연통하는 Pd 도입구가 마련됨과 함께, 상기 밸브구보다 하류측에 상기 압축기의 크랭크실에 연통하는 Pc 입출구가 마련된 밸브 본체와, 상기 밸브구를 개폐하기 위한 밸브체와, 그 밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 이동시키기 위한 플런저를 갖는 전자식 액추에이터와, 상기 압축기로부터 흡입 압력(Ps)이 상기 Ps 입출구를 통하여 도입되는 감압실(感壓室)과, 그 감압실의 압력에 응하여 상기 밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 가세하는 감압 응동(應動) 부재를 구비하고, 상기 밸브체가, 상기 밸브 본체에 마련된 안내구멍에 활주 자유롭게 삽입됨과 함께, 상기 밸브체 또는 상기 밸브 본체에, 그 밸브에 의해 상기 밸브구가 폐쇄되어 있을 때에 상기 밸브체와 상기 안내구멍과의 사이에 형성되는 활주면 간극의 고압측 단부(端部)에 당접(當接)하여 당해 활주면 간극을 봉지(封止)하기 위해, 가요성 또는 탄성을 갖는 실 부재가 배설되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직한 양태에서는, 상기 실 부재는, 상기 밸브체의 외주에 마련된 환상(環狀) 홈(溝)에 장착된다.
더욱 바람직한 양태에서는, 상기 실(seal) 부재는, 내주 부분이 상기 환상 홈에 감입(嵌入)되고, 외주 부분이 상기 환상 홈으로부터 돌출한 링형상을 나타낸다.
상기 실 부재는, 바람직하게는, 내주 부분에 적어도 하나의 칼집이 형성된다.
상기 실 부재는, 바람직하게는, 둘레 방향의 일부가 절단된다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 실 부재는, 상기 환상 홈에 상하동(上下動) 가능하게 장착된다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 실 부재는, 상기 밸브 본체에 장착된다.
더욱 바람직한 양태에서는, 상기 실 부재는, 내주 부분이 상기 밸브체의 외주에 마련된 환상 홈에 감입되고, 외주 부분이 상기 밸브 본체에 부착된 링형상을 나타낸다.
상기 실 부재는, 바람직하게는, 내주 부분에 적어도 하나의 칼집이 형성된다.
상기 실 부재는, 바람직하게는, 둘레 방향의 일부가 절단된다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 실 부재는, 상기 밸브 본체에 고정되는, 또는, 상기 밸브 본체에 상하동 가능하게 장착된다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 활주면 간극의 고압측 단부에 평면부(平面部)가 마련되고, 그 평면부에 상기 실 부재가 당접시켜진다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 실 부재는, 상기 밸브구가 개방되어 있을 때에는 상기 활주면 간극의 고압측 단부로부터 이간(離間)한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 밸브체는, 상기 밸브구를 개폐함과 함께, 상기 크랭크실의 압력(Pc)을 상기 Ps 입출구를 통하여 상기 압축기의 흡입실에 도피시키기 위한 밸브 내 도피 통로가 그 내부에 마련된 주밸브체와, 그 밸브 내 도피 통로를 개폐하는 부밸브체로 구성되고, 상기 안내구멍에 삽입되는 상기 주밸브체 또는 상기 밸브 본체에 상기 실 부재가 배설된다.
본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브에 의하면, 밸브체 또는 밸브 본체에, 가요성 또는 탄성을 갖는 실 부재가 배설되고, 그 실 부재가, 밸브체에 의해 밸브구가 폐쇄되어 있을 때에 밸브체와 그 밸브체가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍과의 사이에 형성되는 활주면 간극의 고압측 단부에 당접하여 당해 활주면 간극을 봉지하기 때문에, 예를 들면 밸브체와 안내구멍과의 사이에 O링 등의 실 부재를 개장한 종래례의 것에 비하여, 엄격한 부품 정밀도를 필요로 하지 않고서, 밸브 내부에서의 누설량을 저감하여 효율 저하를 억제할 수 있음과 함께, 밸브 로크, 밸브체 내버려둠 등의 작동 불량이 생기기 어렵고, 또한, 활주 저항에의 영향, 나아가서는 제어 특성에의 영향도 낮게 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제1 실시 형태의 주밸브:개, 부밸브:폐 상태(통상 제어시)를 도시하는 종단면도.
도 2는 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제1 실시 형태의 주밸브:폐, 부밸브:폐 상태(압축기 기동 이행시)를 도시하는 종단면도.
도 3은 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제1 실시 형태의 주밸브:폐, 부밸브:개의 상태(압축기 기동시)를 도시하는 종단면도.
도 4는 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브에 사용되는 플런저를 도시하는 도면으로, (A)는 정면도, (B)는 좌측면도, (C)는 하면도, (D)는 (A)의 X-X화살 시선(視線)에 따른 단면도, (E)는 (B)의 Y-Y화살 시선에 따른 단면도.
도 5(A), (B)는, 제1 실시 형태에서의 실 부재의 한 예를 도시하는 평면도.
도 6은 제1 실시 형태의 제어 밸브의 변형례를 도시하는 주요부 확대 단면도이고, (A)는 통상 제어시, (B)는 압축기 기동 이행시 및 압축기 기동시를 도시하는 종단면도.
도 7은 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제2 실시 형태의 주밸브:개, 부밸브:폐 상태(통상 제어시)를 도시하는 종단면도.
도 8은 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제2 실시 형태의 주밸브:폐, 부밸브:폐 상태(압축기 기동 이행시)를 도시하는 종단면도.
도 9는 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제2 실시 형태의 주밸브:폐, 부밸브:개의 상태(압축기 기동시)를 도시하는 종단면도.
도 10은 제1의 종래례에서의 압축기와 제어 밸브 사이의 냉매 압력 유통 상황을 도시하는 도면.
도 11은 제2의 종래례에서의 압축기와 제어 밸브 사이의 냉매 압력 유통 상황을 도시하는 도면으로, (A)는 통상 운전시, (B)는 압축기 기동시를 도시하는 도면.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
<제1 실시 형태>
도 1∼도 3은, 각각 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제1 실시 형태를 도시하는 종단면도이고, 도 1은 주밸브:개(開), 부밸브:폐(閉) 상태(통상 제어시), 도 2는 주밸브:폐, 부밸브:폐 상태(압축기 기동 이행시), 도 3은 주밸브:폐, 부밸브:개의 상태(압축기 기동시)를 도시하고 있다.
또한, 본 명세서에서, 상하, 좌우, 전후 등의 위치, 방향을 나타내는 기술(記述)은, 설명이 번잡하게 되는 것을 피하기 위해 도면에 따라 편의상 붙여진 것이고, 실제로 압축기에 조립된 상태에서의 위치, 방향을 가리킨다고는 한하지 않는다.
또한, 각 도면에서, 부재 사이에 형성되는 간극이나 부재 사이의 이격(離隔) 거리 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 또한, 제도상의 편리를 도모하기 위해, 각 구성 부재의 치수에 비하여 크게 또는 작게 그려져 있는 경우가 있다.
도시한 실시 형태의 제어 밸브(1)는, 밸브구(22)가 마련된 밸브 본체(20)와, 밸브구(22)를 개폐하기 위한 주밸브체(15)를 갖는 밸브체(10)와, 그 밸브체(10)(주밸브체(15))를 밸브구 개폐 방향(상하 방향)으로 이동시키기 위한 전자식 액추에이터(30)와, 감압(感壓) 응동(應動) 부재로서의 벨로우즈 장치(40)를 구비하고 있다.
전자식 액추에이터(30)는, 보빈(38), 그 보빈(38)에 외장된 통전 여자용의 코일(32), 부착판(39)을 통하여 보빈(38)의 상측에 부착된 커넥터 헤드(31), 코일(32)의 내주측에 배치된 스테이터(33) 및 흡인자(吸引子, attractor)(34), 스테이터(33) 및 흡인자(34)의 하단부 외주(단차부)에 그 상단부가 용접에 의해 접합된 안내 파이프(35), 흡인자(34)의 하방에서 안내 파이프(35)의 내주측에 상하 방향으로 활주 자유롭게 배치된 단면 오목형상의 플런저(37), 상기 코일(32)에 외삽되는 원통형상의 하우징(60), 및, 그 하우징(60)의 하단부와 안내 파이프(35)와의 사이에 배치되고 그들을 밸브 본체(20)의 상부에 고정하기 위한 홀더(29)를 구비하고 있다. 본 예에서는, 원통형상의 스테이터(33)의 하부 내주에, 단면 요자형상(凹字狀)의 흡인자(34)가 일체 성형되어 있다. 여기서는, 전자식 액추에이터(30) 중의, 플런저(37)를 제외한, 코일(32), 스테이터(33), 및 흡인자(34) 등으로 이루어지는 부분을 솔레노이드부(30A)라고 칭한다.
또한, 상기 스테이터(33)의 상부에는, 단원주형상(短圓柱狀)의 고정자(65)가 압입 등에 의해 고착되고, 스테이터(33)의 내주측에서의 상기 고정자(65)와 흡인자(34)와의 사이에는, 압축기(100)의 흡입 압력(Ps)이 도입되는 감압실(感압室)(45)이 형성되고, 이 감압실(45)에는 감압 응동 부재로서의, 벨로우즈(41), 역철자형상(逆凸字狀)의 상스토퍼(42), 역요자형상(逆凹字狀)의 하(下)스토퍼(lower stopper)(43), 및 압축 코일 스프링(44)으로 이루어지는 벨로우즈 장치(40)가 배치되어 있다. 또한, 하스토퍼(43)의 오목부 내에는 후술하는 부밸브체(17)의 상부 소경부(부밸브부(17a)와는 반대측의 단부)(17d)가 삽입되어 지지되어 있고, 하스토퍼(43)와 흡인자(34)와의 사이에는, 벨로우즈 장치(40)를 수축시키는 방향으로 가세하는 압축 코일 스프링(46)이 수축하여 장착(縮裝)되어 있다.
플런저(37)는, 원통형상 상반부(37A)와 원주형상 하반부(37B)로 이루어져 있고, 원주형상 하반부(37B)의 중앙부에는, 상기 흡인자(34)를 관통하여 하방으로 늘어나는 부밸브체(17)의 몸통부(胴部)(17b) 및 주밸브체(15)의 상부 소경부(15f)(후에 상세히 기술)를 삽통하는 삽통구멍(37b)이 형성되고, 원주형상 하반부(37B)의 상면에서의 상기 삽통구멍(37b)의 외주 부분이, 부밸브체(17)의 중간 대경 계지부(17c)를 괘지(掛止)하기 위한 괘지부(掛止部)(37a)로 되어 있다.
또한, 흡인자(34)와 부밸브체(17)의 중간 대경 계지부(17c)와의 사이(플런저(37))에는, 부밸브체(17) 및 플런저(37)를 하방(밸브개방 방향)으로 가세하는 원통형상의 압축 코일 스프링으로 이루어지는 플런저 스프링(밸브개방 스프링)(47)이 수축하여 장착되어 있고, 당해 플런저 스프링(47)에 의해 부밸브체(17)(의 중간 대경 계지부(17c))가 플런저(37)에 꽉 눌려 그 플런저(37)와 함께 상하동하도록 되어 있다.
또한, 도 4를 참조하면 잘 이해되는 바와 같이, 플런저(37)에서의 원주형상 하반부(37B)의 하부(하단부로부터 소정 거리만큼 상방의 부분)에는, 상기 삽통구멍(37b)에 겹쳐지도록, 평면시(平面視)로 개략 반원형의 패인 홈(cut-in)(37t)이(횡방향을 향하여) 형성되고, 그 패인 홈(37t)의 하측(즉, 패인 홈(37t)과 원주형상 하반부(37B)의 하단부 사이의 부분)에, 원주형상 하반부(37B)의 하단 연부로부터 상기 삽통구멍(37b)까지 직선형상으로 늘어나는, 상기 삽통구멍(37b)의 구멍 지름과 개략 같은 폭의 슬릿(37s)이 형성되어 있다. 상기 패인 홈(37t)의 (상하 방향의) 높이는, 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k)의 높이보다 약간 크게되어 있고, 상기 슬릿(37s)의 (상하 방향의) 높이는, 주밸브체(15)의 상부 소경부(15f)의 높이보다 약간 작게 되어 있고, 주밸브체(15)는, 플런저(37)에 대해 상하동 가능하게 되어 있다(상세는 후술). 또한, 상기 슬릿(37s)의 (횡방향의) 폭은, 조립성 등을 고려하여, 주밸브체(15)의 상부 소경부(15f)의 외경보다 약간 크게 됨과 함께, 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k)의 외경보다 작게 되어 있다.
밸브체(10)는, 종방향으로 나열하여(축선(O) 방향에 따라) 배치된 주밸브체(15)와 부밸브체(17)로 이루어져 있다.
하측에 배치된 주밸브체(15)는, 아래로부터 차례로, 하부 감삽부(嵌揷部)(15b), 하측 소경부(15c), 주밸브체부(15a), 중간 소경부(15d), 상부 감삽부(15e), 상부 소경부(15f), 및 플랜지형상 계지부(15k)로 이루어져 있고, 그 내부 중앙에는 종방향으로 관통하도록 밸브 내 도피 통로(16)의 일부를 구성하는 단(段)이 붙은 관통 도피구멍(16A)이 마련되어 있고, 이 관통 도피구멍(16A)의 상단부가, 부밸브체(17)의 하단부(부밸브부)(17a)가 이접하는 부밸브 시트부(23)로 되어 있다. 또한, 주밸브체(15)의 중간 소경부(15d)에는, 복수개의 가로구멍(16s)이 마련되어 있다.
주밸브체(15)의 상부 소경부(15f)는, 상기 감삽구멍(37b)(의 패인 홈(37t)보다 하측의 부분)에 완만하게 내감(內嵌)되고, 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k)는 상기 감삽구멍(37b)보다 대경으로 되어 있고, 플런저(37)가 주밸브체(15)에 대해 상방향으로 이동시켜질 때, 상기 감삽구멍(37b)의 외주 부분으로 이루어지는 내플랜지형상 괘지부(37k)에 의해 플랜지형상 계지부(15k)가 걸려서 빠짐방지 계지되도록 되어 있다.
또한, 주밸브체(15)의 하부 감삽부(15b)의 상단 외주(또는, 하측 소경부(15c)의 하단 외주)에, 상하 방향으로 소정폭을 갖는 환상(環狀) 홈(15h)이 마련되고, 그 환상 홈(15h)에, 테플론(등록상표)이나 고무 등의 가요성 재료 또는 탄성 재료로 제작된 박판 링형상의 실 부재(패킹)(14)가 상하동 가능하게 외장되어 있다.
본 예에서는, 상기 환상 홈(15h)은, 밸브구(22)가 전개(全開) 상태에 있을 때(주밸브체(15)가 최하강 위치에 있을 때, 도 1 참조)에 그 상면(15ha)이 밸브 본체(20)의 수용구멍(18)의 저면(평면부)보다 실 부재(14)의 두께분만큼 상방에 위치하고, 밸브구(22)가 폐쇄된 때(주밸브체(15)가 최상승 위치에 있을 때, 도 2 및 도 3 참조)에 그 하면(15hb)이 수용구멍(18)의 저면(평면부)과 개략 같은 면이 되도록 형성되어 있다. 또한, 가요성 또는 탄성을 갖는 상기 실 재(14)는, 내주 부분이 상기 환상 홈(15h)에 감입되고, 외주 부분이 상기 환상 홈(15h)으로부터 돌출하도록 하여, 상기 환상 홈(15h)에 외장되어 있다.
여기서, 상기 실 부재(14)는, 주밸브체(15)(의 환상 홈(15h))에의 장착성을 고려하여, 예를 들면 도 5(A)에 도시되는 바와 같이, 내주 부분에 적어도 하나(도시례에서는, 등각도 간격으로 4개)의 칼집(14a)을 형성하여도 좋고, 도 5(B)에 도시되는 바와 같이, 둘레 방향의 일부(1개소)를 절단하여 있어도 좋다(절단 부분(14b)). 또한, 예를 들면 당해 실 부재(14)가 고무 등의 비교적 탄성의 큰 재료로 제작된 경우에는, 상기한 칼집(14a)이나 절단 부분(14b)은 생략하여도 좋다.
또한, 상기 주밸브체(15)의 상측에 배치된 부밸브체(17)는, 아래로부터 차례로, 관통 도피구멍(16A)의 상단 연부인 부밸브 시트부(23)에 이접하는 역(逆)원추형상의 테이퍼부(17a), 중간 대경 계지부(17c)가 형성된 몸통부(17b), 원추대부(17e), 및 하스토퍼(43)의 오목부 내에 삽입되어 지지되는 상부 소경부(17d)로 되어 있고, 상기 테이퍼부(17a)가, 밸브 내 도피 통로(16)를 개폐하는 부밸브부로 되어 있다. 여기서는, 부밸브 시트부(23)와 부밸브부(17a)로 부밸브부(12)가 구성된다. 본 예에서는, 상기 몸통부(17b) 중, 중간 대경 계지부(17c)보다 하측의 부분이 플런저(37)의 삽통구멍(37b)에 약간의 간극을 갖고서 내삽되고, 중간 대경 계지부(17c)보다 상측이면서 흡인자보다 하측의 부분(원통형상 상반부(37A)의 내측에 배치된 부분)이 다른 부분보다 약간 확경(擴俓)되어 있다.
부밸브체(17)의 주위의 각 부분의 치수 형상(예를 들면, 몸통부(17b)와 삽통구멍(37b)과의 간극 등)은, 부밸브체(17)가 주밸브체(15)에 대해 상방향으로 이동시켜진 위치(즉, 밸브 내 도피 통로(16)가 개방된 위치)에서 다소 기울어진 상태라도, 당해 부밸브체(17)가 주밸브체(15)에 근접함에 따라(즉, 부밸브체(17)가 밸브 내 도피 통로(16)를 폐쇄할 때에), 역원추형상의 부밸브부(테이퍼부)(17a)의 하단부가 관통 도피구멍(16A) 내로 들어가고, 그 부밸브부(17a)에 의해 부밸브체(17)가 주밸브체(15)에 대해 조심(調芯)되도록, 설정되어 있다. 보다 상세하게는, 부밸브체(17)가 주밸브체(15)에 대해 최상승 위치에 있을 때에, 역원추형상의 부밸브부(17a)의 일부가 관통 도피구멍(16A) 내에 위치하도록, 각 부분의 치수 형상이 설정되어 있다(특히, 도 3 참조).
상기 밸브체(10)(주밸브체(15) 및 부밸브체(17))와 플런저(37)와의 조립에 즈음하여서는, 예를 들면, 미리 밸브 본체(20)(의 안내구멍(19))에 조립한 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k) 및 상부 소경부(15f)가 각각 플런저(37)의 패인 홈(37t) 및 슬릿(37s)에 삽입되도록, 당해 주밸브체(15)를 플런저(37)에 대해 가로이동시켜, 플런저(37)의 중앙에 마련된 감삽구멍(37b)에 상부 소경부(15f)를 감삽(嵌揷)한 상태로 하고, 그 후, 부밸브체(17)(의 중간 대경 계지부(17c)보다 하측의 부분)를 감삽구멍(37b)에 위로부터 삽입하면 좋다.
한편, 상기 밸브 본체(20)는, 상부 중앙에 갑합용의 오목구멍(20C)이 마련된 본체 부재(20A)와, 상기 오목구멍(20C)에 압입 등에 의해 내삽 고정되는 지지 부재(20B)와의 2분할 구성으로 되어 있다.
지지 부재(20B)는, 예를 들면 스테인리스(SUS) 등의 비교적 경도가 높은 재료로 제작되고, 상기 오목구멍(20C)에 감삽되는 감삽부(24)의 상측에, 플런저(37)의 최하강 위치를 규정하기 위한 볼록형상의 스토퍼부(24A)가 돌설되어 있다. 또한, 지지 부재(20B)의 중앙부에는, 종방향으로 관통하도록 상기 주밸브체(15)의 상부 감삽부(15e)가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍(19)(상측 안내구멍(19A))이 형성되고, 이 상측 안내구멍(19A)의 하단부가 상기 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)에 의해 개폐되는 밸브구(22)(밸브 시트부)로 되어 있다. 여기서는, 주밸브체부(15a)와 밸브구(22)로 주밸브부(11)가 구성된다. 상술한 바와 같이, 지지 부재(20B)는, 스테인리스 등의 고경도의 재료로 제작되어 있기 때문에, 그 비중도 높다.
본체 부재(20A)는, 예를 들면 알루미늄이나 진유(眞鍮), 또는 수지 등의 스테인리스 등에 비하면 비교적 비중이 낮은 재료(즉, 비교적 경도가 낮은 재료)로 제작되고, 본체 부재(20A)의 오목구멍(20C)에 지지 부재(20B)(의 감삽부(24))가 내삽된 상태에서, 상기 스토퍼부(24A)의 외주에는, 압축기(100)의 흡입 압력(Ps)의 입출실(28)이 형성됨과 함께, 그 입출실(28)의 외주측에 복수개의 Ps 입출구(27)가 형성되어 있다. 이 Ps 입출구(27)로부터 입출실(28)에 도입된 흡입 압력(Ps)은, 플런저(37)의 저부에 형성된 슬릿(37s) 및 패인 홈(37t), 부밸브체(17)의 몸통부(17b)와 플런저(37)의 삽통구멍(37b)과의 사이에 형성되는 간극, 플런저(37)의 외주와 안내 파이프(35)와의 사이에 형성되는 간극(36) 등을 통하여 상기 감압실(45)에 도입된다.
또한, 본체 부재(20A)의 오목구멍(20C)의 저부 중앙에는, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)를 수용하기 위한, 안내구멍(19) 및 상기 주밸브체부(15a)보다 대경이면서 오목구멍(20C)의 구멍 지름보다 소경의 수용구멍(18)이 연속 마련되고, 이 수용구멍(18)의 하부 중앙에는, 상기 주밸브체(15)의 하부 감삽부(15b)가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍(19)(하측 안내구멍(19B))이 형성되어 있다. 수용구멍(18)의 저부 외주 귀퉁이부(角部)와 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)의 하부 외주에 마련된 단차부(단구부(段丘部))(15g)와의 사이에는, 원추형상의 압축 코일 스프링으로 이루어지는 밸브폐쇄 스프링(50)이 수축하여 장착되어 있고, 이 밸브폐쇄 스프링(50)의 가세력에 의해 주밸브체(15)(의 상부 감삽부(15e)와 상부 소경부(15f)와의 단차부)가 플런저(37)에 꽉 눌린다.
상기 수용구멍(18) 내(상기 지지 부재(20B)의 밸브구(22)보다 하측 부분)가 밸브실(21)로 되어 있고, 이 밸브실(21)에는, 압축기(100)의 토출실(106)에 연통하는 Pd 도입구(25)가 복수개 개구하도록 되어 있다. 본체 부재(20A)에서의 Pd 도입구(25)의 외주에는, 링형상의 필터 부재(25A)가 배치되어 있다.
또한, 본체 부재(20A)의 하단부에는, 필터로서 기능하는 덮개형상 부재(48)가 계합·압입 등에 의해 고정되어 있고, 이 덮개형상 부재(48)보다 상측으로 주밸브체(15)보다 하측이, 압축기(100)의 크랭크실(104)에 연통하는 Pc 입출실(입출구)(26)로 되어 있다. 이 Pc 입출실(입출구)(26)은, 관통 도피구멍(16A)→ 가로구멍(16s)→ 상측 안내구멍(19A)의 하부와 중간 소경부(15d) 사이의 간극→ 밸브구(22)와 주밸브체부(15a) 사이의 간극→ 밸브실(21)을 통하여 상기 Pd 도입구(25)에 연통한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 주밸브체(15)에 형성된 관통 도피구멍(16A), 플런저(37) 내에 마련된 패인 홈(37t) 및 슬릿(37s), 입출실(28) 등으로, 크랭크실(104)의 압력(Pc)을 Ps 입출구(27)를 통하여 압축기(100)의 흡입실(107)에 도피시키기 위한 밸브 내 도피 통로(16)가 구성되고, 주밸브체(15)의 관통 도피구멍(16A)의 상단 연부인 부밸브 시트부(23)에 부밸브체(17)의 부밸브부(17a)가 이접함에 의해, 상기 밸브 내 도피 통로(16)가 개폐되도록 되어 있다.
여기서, 본 실시 형태의 제어 밸브(1)에서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 플런저(37), 주밸브체(15), 및 부밸브체(17)가 최하강 위치에 있는 상태(플런저(37)의 최하단면이 스토퍼부(24A)에 당접, 주밸브부(11)는 전개(全開), 부밸브부(12)는 전폐)에서, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)와 밸브구(22)(밸브 시트부) 사이의 상하 방향의 이격 거리가 제1 리프트량(Lv)이 되고, 플런저(37)의 내플랜지형상 괘지부(37k)와 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k)와의 이격 거리는 소정량(La)이 되고, 상기 플런저(37)의 최대 리프트량(제2 리프트량)(Lp)(플런저(37)의 최하강 위치로부터 최상승 위치까지의 리프트량)은, 제1 리프트량(Lv)+소정량(La)으로 되어 있다.
다음에, 상기 구성으로 된 제어 밸브(1)의 동작을 개설(槪說)한다.
통상 제어시(Pd→ Pc 제어시)에는, 플런저(37)의 리프트량은, 최대라도 상기 제1 리프트량(Lv) 강(强)으로 되고, 압축기 기동시(Pc→ Ps 제어시)에는, 플런저(37)의 리프트량은, 상기 제2 리프트량(Lp)이 된다.
즉, 통상 제어시(Pd→ Pc 제어시)에는, 코일(32), 스테이터(33) 및 흡인자(34) 등으로 이루어지는 솔레노이드부(30A)가 통전 여자되면, 흡인자(34)에 플런저(37)가 끌어당겨지고, 이에 수반하여, 플런저(37)의 괘지부(37a)에 부밸브체(17)의 중간 대경 계지부(17c)가 계지되기 때문에, 플런저(37)와 일체로 부밸브체(17)가 상방향으로 이동함과 함께, 이 움직임에 추종하여, 밸브폐쇄 스프링(50)의 가세력에 의해 주밸브체(15)가 상방(밸브폐쇄 방향)으로 이동하게 된다. 한편, 압축기(100)로부터 Ps 입출구(27)에 도입된 흡입 압력(Ps)은, 입출실(28)로부터 플런저(37)의 슬릿(37s) 및 패인 홈(37t) 등을 통하여 감압실(45)에 도입되고, 벨로우즈 장치(40)(내부는 진공압)는 감압실(45)의 압력(흡입 압력(Ps))에 응하여 신축 변위(흡입 압력(Ps)이 높으면 수축, 낮으면 신장)하고, 그 변위가 플런저(37)나 부밸브체(17)를 통하여 주밸브체(15)에 전달되고, 그에 의해, 밸브 개방도(밸브구(22)와 주밸브체부(15a)와의 이격 거리)가 조정되고, 그 밸브 개방도에 응하여, 크랭크실(104)의 압력(Pc)이 조정된다. 이에 수반하여, 압축기(100)의 사판(102)의 경사각도 및 피스톤(105)의 스트로크가 조정되고, 토출 용량이 증감된다.
이 경우, 주밸브체(15)는 밸브폐쇄 스프링(50)의 가세력에 의해 항상 상향으로 가세되어 있음과 함께, 부밸브체(17)는 밸브개방 스프링(47)의 가세력에 의해 항상 하향으로 가세되어 있기 때문에, 부밸브부(17a)는 부밸브 시트부(23)에 꽉 눌려진 상태(부밸브부(12)가 밸브폐쇄)가 되고, 밸브 내 도피 통로(16)는 주밸브체(15) 내에서 차단되어 있다. 그 때문에, 밸브 내 도피 통로(16)를 통하여 크랭크실 압력(Pc)이 흡입실(107)에 도피시켜지는 일은 없다.
그에 대해, 압축기 기동시에는, 솔레노이드부(30A)가 통전 여자되고, 흡인자(34)에 플런저(37)가 끌어당겨지고, 이 플런저(37)와 함께 부밸브체(17)가 상방향으로 이동하고, 이 상방향 이동에 추종하여 주밸브체(15)가 상방향으로 이동시켜지고, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)에 의해 밸브구(22)가 폐쇄된 후, 다시 플런저(37)가 상방향으로 이동시켜지고, 이에 의해 부밸브체(17)가 밸브 내 도피 통로(16)를 개방하도록 되고, 크랭크실(104)의 압력(Pc)이 기내 도피 통로(108)와 밸브 내 도피 통로(16)의 2개의 통로를 통하여 흡입실(107)에 도피된다.
상세하게는, 플런저(37)의 상방향 이동량이 제1 리프트량(Lv)에 달할 때까지는, 주밸브체(15)가 밸브폐쇄 스프링(50)의 가세력에 의해 플런저(37) 및 부밸브체(17)의 상방향 이동에 추종하도록 밸브폐쇄 방향으로 이동하고, 상기 상방향 이동량이 상기 제1 리프트량(Lv)에 달하면, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)에 의해 밸브구(20)가 폐쇄되고(도 2에 도시하는 상태), 이 주밸브부(11)의 밸브폐쇄 상태로부터 더욱 플런저(37)가 상기 소정량(La)만큼 상방향으로 이동하게 된다(도 3에 도시하는 상태). 환언하면, 플런저(37)의 상방향 이동량이 상기 제1 리프트량(Lv)에 달한 후, 플런저(37)의 내플랜지형상 괘지부(37k)가 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k)에 계지될 때까지의 소정량(La)분만큼 부밸브체(17)가 끌어올려진다(제1 리프트량(Lv)+소정량(La)=제2 리프트량(Lp)). 이 경우, 주밸브체(15)는 밸브폐쇄 상태인 채로 부동이기 때문에, 부밸브체(17)의 부밸브부(17a)는, 부밸브 시트부(23)로부터 소정량(La)만큼 리프트시켜지고, 이에 의해 밸브 내 도피 통로(16)가 개방된다. 플런저(37)의 내플랜지형상 괘지부(37k)가 주밸브체(15)의 플랜지형상 계지부(15k)에 계지되면, 솔레노이드부(30A)가 흡인력을 발생하여도, 플런저(37) 및 부밸브체(17)는 그 이상 끌어올려지지 않는다.
여기서, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)에 의해 밸브구(20)가 폐쇄되면(도 2 및 도 3에 도시하는 상태), Pd 도입구(25)를 통하여 압축기(100)의 토출실(106)에 연통하는 수용구멍(18) 내(밸브실(21) 내)는, 크랭크실(104)에 연통하는 Pc 입출실(입출구)(26)보다 고압이 된다. 그 때문에, 밸브실(21) 내에 배치되도록 주밸브체(15)의 환상 홈(15h)에 상하동 가능하게 외장된 실 부재(14)는, 당해 밸브실(21)과 Pc 입출실(입출구)(26)과의 차압에 의해, 주밸브체(15)의 하부 감삽부(15b)(의 외주면)와 하측 안내구멍(19B)과의 사이(의 내주면)에 형성된 활주면 간극의 밸브실(21) 측(고압측)단부에 밀착하도록 꽉 눌리고(여기서, 외주 부분은 활주면 간극의 밸브실(21)측(고압측) 단부를 구성하는 수용구멍(18)의 저면(평면부)에 당접된다), 당해 실 부재(14)에 의해 밸브실(21)과 Pc 입출실(입출구)(26) 사이의 활주면 간극이 봉지된다.
또한, 도시례에서는, 밸브구(20)가 개방되어 있을 때도(도 1에 도시하는 상태), 실 부재(14)가 활주면 단부(端部)의 밸브실(21)측(고압측) 단부에 당접되도록, 주밸브체(15)의 환상 홈(15h) 등의 치수 형상이 설정되어 있지만, 이 상태에서는, Pd 도입구(25)는, 밸브실(21)→ 밸브구(22)와 주밸브체부(15a) 사이의 간극→ 상측 안내구멍(19A)의 하부와 중간 소경부(15d) 사이의 간극→ 가로구멍(16s)→ 관통 도피구멍(16A)을 통하여 Pc 입출실(입출구)(26)에 연통하기 때문에, 반드시 상기 활주면 단부를 봉지할 필요는 없다.
이와 같이, 본 실시 형태의 제어 밸브(1)에서는, 밸브체(10)를 구성하는 주밸브체(15)에, 가요성 또는 탄성을 갖는 실 부재(14)가 배설되고, 그 실 부재(14)가, 주밸브체(15)에 의해 밸브구(22)가 폐쇄되어 있을 때에 주밸브체(15)(하부 감삽부(15b))(의 외주면)와 그 주밸브체(15)가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍(19)(하측 안내구멍(19B))과의 사이(의 내주면)에 형성된 활주면 간극의 고압측 단부에 당접하여 당해 활주면 간극을 봉지하기 때문에, 예를 들면 밸브체와 안내구멍과의 사이에 O링 등의 실 부재를 개장한 종래례의 것에 비하여, 엄격한 부품 정밀도를 필요로 하지 않고, 밸브 내부에서의 누설량을 저감하여 효율 저하를 억제할 수 있음과 함께, 밸브 로크, 밸브체 내버려둠 등의 작동 불량이 생기기 어렵고, 또한, 활주 저항에의 영향, 나아가서는 제어 특성에의 영향도 낮게 억제할 수 있다.
또한, 상기한 활주면 간극을 봉지하는 실 부재(패킹)(14)는, 도 6(A), (B)에 도시되는 바와 같이, 밸브 본체(20)(의 본체 부재(20A))측에 장착하여도 좋다. 이 경우, 실 부재(14)는, 내주 부분이 밸브체(10)(의 주밸브체(15))의 외주에 형성된 환상 홈(15h)(도시례에서는, 주밸브체부(15a)와 하부 감삽부(15b) 사이의 하측 소경부(15c)의 외주 부분)에 감입되고, 외주 부분이 밸브 본체(20)(의 본체 부재(20A)의 수용구멍(18)의 저면)에 부착된다. 여기서, 상기 실 부재(14)는, 도시례와같이, 코킹 등에 의해 밸브 본체(20)에 고정하여도 좋고, 상술의 실시 형태와 같이, 밸브 본체(20)에 상하동 가능하게 장착하여도 좋다. 또한, 이 경우에도, 상기 실 부재(14)는, 상술한 바와 같이, 내주 부분에 적어도 하나의 칼집을 형성하여도 좋고, 둘레 방향의 일부(2개소)를 절단하여 두어도 좋다.
이와 같이, 밸브 본체(20)에, 가요성 또는 탄성을 갖는 실 부재(14)를 배설한 경우에도, 그 실 부재(14)가, 주밸브체(15)에 의해 밸브구(22)가 폐쇄되어 있을 때에 주밸브체(15)(하부 감삽부(15b))(의 외주면)와 그 주밸브체(15)가 활주 자유롭게 감삽되는 안내구멍(19)(하측 안내구멍(19B))(의 내주면)과의 사이에 형성되는 활주면 간극의 고압측 단부에 당접하여 당해 활주면 간극을 봉지하기 때문에, 상기 실시 형태의 제어 밸브(1)와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 7∼도 9는, 각각 본 발명에 관한 가변 용량형 압축기용 제어 밸브의 제2 실시 형태를 도시하는 종단면도이고, 도 7은 주밸브:개, 부밸브:폐 상태(통상 제어시), 도 8은 주밸브:폐, 부밸브:폐 상태(압축기 기동 이행시), 도 9는 주밸브:폐, 부밸브:개의 상태(압축기 기동시)를 도시하고 있다.
본 제2 실시 형태의 제어 밸브(2)는, 상기 제1 실시 형태에서의 제어 밸브(1)에 대해, 기본적으로, 밸브 본체 및 밸브에서의 주밸브체의 구성만이 상위하여 있다. 따라서 제1 실시 형태와 같은 기능을 갖는 구성에 관해서는 같은 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략하고, 이하에서는, 상기한 상위점만에 관해 상세히 설명한다.
본 실시 형태의 제어 밸브(2)에서는, 상기 제1 실시 형태의 제어 밸브(1)에 대해, 주밸브체(15)에서의 상부 감삽부(15e) 및 중간 소경부(15d)가 길게 형성되고, 주밸브체부(15a)의 하측의 하측 소경부(15c) 및 하부 감삽부(15b)가 생략되어 있다.
또한, 주밸브체(15)에서의 중간 소경부(15d)의 상단 외주(또는, 상부 감삽부(15e)의 하단 외주)에 환상 홈(15i)이 형성되고, 그 환상 홈(15i)에, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 실 부재(패킹)(14)가 약간의 상하동 가능하게 외장되어 있다.
본 예에서는, 상기 환상 홈(15i)은, 밸브구(22)가 전개 상태에 있을 때(주밸브체(15)가 최하강 위치에 있을 때, 도 1 참조)에 그 하면(15ib)이 밸브 본체(20)의 지지 부재(20B)에서의 감삽부(24)의 하측 소경부(24b)의 중턱(中腹)에 마련된 가로구멍(25s)(상세 기술은 후술)보다 상방에 위치하고, 밸브구(22)가 폐쇄된 때(주밸브체(15)가 최상승 위치에 있을 때, 도 2 및 도 3 참조)에 그 상면(15ia)이 상기 감삽부(24)의 하측 소경부(24b)의 내주에 마련된 내주 홈(24d)의 상면(평면부)(상세 기술은 후술)과 개략 같은 면이 되도록 형성되어 있다.
또한, 밸브 본체(20)의 지지 부재(20B)에서의 감삽부(24)는 단이 붙여져서 형성되고, 상측 대경부(24a)(제1 실시 형태의 감삽부(24)에 상당하는 외형)의 하측에, 그 상측 대경부(24a)보다 상하 방향 길이가 긴 하측 소경부(24b)가 마련되고, 그 하측 소경부(24b)의 하단에, 본체 부재(20A)의 오목구멍(20C)과 수용구멍(18) 사이의 단차부(단구부)에 당접시켜지는 플랜지형상 당접부(24c)가 외측을 향하여 비어져 나오도록 마련되어 있다.
또한, 감삽부(24)의 하측 소경부(24b)의 내주에는, 상기 환상 홈(15i)에 외장된 실 부재(14) 중 당해 환상 홈(15i)으로부터 돌출한 외주 부분을 받아들이기 위해, 상하 방향에 긴 내주 홈(24d)이 형성되어 있다.
한편, 밸브 본체(20)의 본체 부재(20A)에서의 오목구멍(20C)도 단이 붙여져서 형성되고, 상기 상측 대경부(24a)가 감삽되는 상측 대경구멍(20Ca)(제1 실시 형태의 오목구멍(20C)에 상당하는 외형)과 상기 하측 소경부(24b)가 감삽되는 하측 소경구멍(20Cb)으로 구성되고, 하측 소경구멍(20Cb)의 저부 중앙에, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)를 수용하는 단이 붙은 수용구멍(18)이 연속 마련되어 있다. 수용구멍(18)의 내주에 마련된 단차부와 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)의 하부 외주에 마련된 단차부(단구부(段丘部))(15g)와의 사이에는, 원추형상의 압축 코일 스프링으로 이루어지는 밸브폐쇄 스프링(50)이 수축하여 장착되어 있다.
또한, 수용구멍(18) 내(상기 지지 부재(20B)의 밸브구(22)보다 하측 부분)가 밸브실(21)로 되어 있지만, 여기서는, 상기 오목구멍(20C)에서의 하측 소경구멍(20Cb)에, 압축기(100)의 토출실(106)에 연통하는 Pd 도입구(25)가 복수개 개구되고, 그 Pd 도입구(25)의 외주에 링형상의 필터 부재(25A)가 외장되고, (주밸브체(15)의 중간 소경부(15d)에 대신하여) 상기 감삽부(24)에서의 하측 소경부(24b)에, 상기 Pd 도입구(25)에 연통하는 복수개의 가로구멍(25s)이 마련되어 있고, 압축기(100)의 크랭크실(104)에 연통하는 Pc 입출실(입출구)(26)은, 밸브실(21)→ 밸브구(22)와 주밸브체부(15a) 사이의 간극→ 안내구멍(19)(상측 안내구멍(19A))의 하부와 중간 소경부(15d) 사이의 간극→ 하측 소경부(24b)의 가로구멍(25s)→ 하측 소경부(24b)와 하측 소경구멍(20Cb) 사이의 간극(상세는 후술)을 통용하여 상기 Pd 도입구(25)에 연통한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상측 대경부(24a)의 외주와 상측 대경구멍(20Ca)의 내주가 당접하고(환언하면, 상측 대경구멍(20Ca)에 상측 대경부(24a)가 감합(내접)시켜지고), 하측 소경부(24b)의 외주와 하측 소경구멍(20Cb)의 내주와의 사이에 약간의 간극을 갖는 자세로, 본체 부재(20A)의 오목구멍(20C)에 지지 부재(20B)가 내삽 고정되어 있다.
본 실시 형태의 제어 밸브(2)에서도, 주밸브체(15)의 주밸브체부(15a)에 의해 밸브구(20)가 폐쇄되면(도 8 및 도 9에 도시하는 상태), Pd 도입구(25)를 통하여 압축기(100)의 토출실(106)에 연통하는 하측 소경구멍(20Cb) 내는, Ps 입출구(27)를 통하여 압축기(100)의 흡입실(107)에 연통하는 입출실(28)보다 고압이 된다. 그 때문에, 하측 소경구멍(20Cb) 내에 배치되도록 주밸브체(15)의 환상 홈(15i)에 상하동 가능하게 외장된 실 부재(14)는, 당해 하측 소경구멍(20Cb) 내와 입출실(28)과의 차압에 의해, 주밸브체(15)의 상부 감삽부(15e)(의 외주면)와 안내구멍(19)(상측 안내구멍(19A))과의 사이(의 내주면)에 형성된 활주면 간극의 하측 소경구멍(20Cb)측(고압측) 단부에 밀착하도록 꽉 눌리고(여기서, 외주 부분은 활주면 간극의 하측 소경구멍(20Cb)측(고압측) 단부를 구성하는 내주 홈(24d)의 상면(평면부)에 당접된다), 당해 실 부재(14)에 의해 하측 소경구멍(20Cb) 내와 입출실(28) 사이의 활주면 간극이 봉지된다.
그 때문에, 이러한 구성의 제2 실시 형태의 제어 밸브(2)에서도, 상기 제1 실시 형태의 제어 밸브(1)와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 제2 실시 형태에서는, 밸브구(20)가 개방된 때에(도 7에 도시하는 상태), 실 부재(14)가 활주면 단부의 하측 소경구멍(20Cb)측(고압측) 단부로부터 이간하도록, 주밸브체(15)의 환상 홈(15i) 등의 치수 형상이 설정되어 있다.
상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 밸브체(10)를 주밸브체(15)와 부밸브체(17)로 구성하고, 주밸브체(15) 내에 형성한 밸브 내 도피 통로(16)(관통 도피구멍(16A))을 이용하여 압축기(100)의 크랭크실(104)의 압력(Pc)을 Ps 입출구(27)를 통하여 흡입실(107)에 도피시키는 타입의 제어 밸브(1, 2)를 채용하였지만, 본 발명은, 밸브체(10)의 주밸브체(15)와 부밸브체(17)를 일체로 성형하고, 주밸브체(15)에서의 관통 도피구멍(및, 그에 수반하는 밸브 내 도피 통로)를 생략한 타입의 제어 밸브(예를 들면 특허 문헌 1 등을 참조)에도 적용할 수 있음은 물론이다.
1 : 가변 용량형 압축기용 제어 밸브(제1 실시 형태)
2 : 가변 용량형 압축기용 제어 밸브(제2 실시 형태)
10 : 밸브
11 : 주밸브부
12 : 부밸브부
14 : 실 부재
15 : 주밸브체
15a : 주밸브체부
15h : 환상 홈(제1 실시 형태)
15i : 환상 홈(제2 실시 형태)
15k : 플랜지형상 계지부
16 : 밸브 내 도피 통로
17 : 부밸브체
17a : 부밸브체부(테이퍼부)
19 : 안내구멍
19A : 상측 안내구멍
19B : 하측 안내구멍
20 : 밸브 본체
20A : 본체 부재
20B : 지지 부재
20C : 오목구멍
21 : 밸브실
22 : 밸브구
23 : 부밸브 시트부
25 : Pd 도입구
26 : Pc 입출구
27 : Ps 입출구
30 : 전자식 액추에이터
30A : 솔레노이드부
37 : 플런저
37k : 내플랜지형상 괘지부
37s : 슬릿
37t : 패인 홈
40 : 벨로우즈 장치(감압 응동 부재)
45 : 감압실
50 : 밸브폐쇄 스프링
Lv : 제1 리프트량
La : 소정량
Lp : 제2 리프트량

Claims (14)

  1. 밸브구가 마련된 밸브실 및 압축기의 흡입실에 연통하는 Ps 입출구를 가지며, 상기 밸브구보다 상류측에 압축기의 토출실에 연통하는 Pd 도입구가 마련됨과 함께, 상기 밸브구보다 하류측에 상기 압축기의 크랭크실에 연통하는 Pc 입출구가 마련된 밸브 본체와, 상기 밸브구를 개폐하기 위한 밸브체와, 그 밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 이동시키기 위한 플런저를 갖는 전자식 액추에이터와, 상기 압축기로부터 흡입 압력(Ps)이 상기 Ps 입출구를 통하여 도입되는 감압실과, 그 감압실의 압력에 응하여 상기 밸브체를 밸브구 개폐 방향으로 가세하는 감압 응동 부재를 구비하고,
    상기 밸브체가, 상기 밸브 본체에 마련된 안내구멍에 활주 자유롭게 삽입됨과 함께, 상기 밸브체 또는 상기 밸브 본체에, 그 밸브에 의해 상기 밸브구가 폐쇄되어 있을 때에 상기 밸브체와 상기 안내구멍과의 사이에 형성된 활주면 간극의 고압측 단부에 당접하여 당해 활주면 간극을 봉지하기 위해, 가요성 또는 탄성을 갖는 실 부재가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실 부재는, 상기 밸브체의 외주에 마련된 환상 홈에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실 부재는, 내주 부분이 상기 환상 홈에 감입되고, 외주 부분이 상기 환상 홈으로부터 돌출한 링형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실 부재는, 내주 부분에 적어도 하나의 칼집이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 실 부재는, 둘레 방향의 일부가 절단되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실 부재는, 상기 환상 홈에 상하동 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실 부재는, 상기 밸브 본체에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실 부재는, 내주 부분이 상기 밸브체의 외주에 마련된 환상 홈에 감입되고, 외주 부분이 상기 밸브 본체에 부착된 링형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실 부재는, 내주 부분에 적어도 하나의 칼집이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 실 부재는, 둘레 방향의 일부가 절단되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  11. 제7항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실 부재는, 상기 밸브 본체에 고정되어 있는, 또는, 상기 밸브 본체에 상하동 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활주면 간극의 고압측 단부에 평면부가 마련되고, 그 평면부에 상기 실 부재가 당접되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실 부재는, 상기 밸브구가 개방되어 있을 때에는 상기 활주면 간극의 고압측 단부로부터 이간하는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브체는, 상기 밸브구를 개폐함과 함께, 상기 크랭크실의 압력(Pc)을 상기 Ps 입출구를 통하여 상기 압축기의 흡입실에 도피시키기 위한 밸브 내 도피 통로가 그 내부에 마련된 주밸브체와, 그 밸브 내 도피 통로를 개폐하는 부밸브체로 구성되고,
    상기 안내구멍에 삽입되는 상기 주밸브체 또는 상기 밸브 본체에 상기 실 부재가 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 압축기용 제어 밸브.
KR1020160170243A 2015-12-16 2016-12-14 가변 용량형 압축기용 제어 밸브 KR20170072150A (ko)

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