KR20190119146A - 용량 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

연속 구동시에 흡입실로의 불필요한 유체의 유입을 저감할 수 있는 용량 제어 밸브를 제공한다. 제1실(21)과, 제2실(22)과, 제3실(23)을 구비하는 밸브 본체(10)와, 상기 제1실(21)에서 토출측 통로를 개폐하는 제1 밸브부(52)를 갖고, 그 왕복 운동에 의해 개폐 동작을 행하는 밸브체(50)와, 상기 밸브체(50)에 대하여 상기 제1 밸브부(52)를 밸브 폐쇄시키는 방향으로 전자(電磁) 구동력을 미치는 솔레노이드(80)를 구비하는 용량 제어 밸브(V)로서, 상기 밸브체(50)의 외주부(30)에 의해 구성되는 스풀 밸브부(32)와, 상기 밸브 본체(10)의 내주부(40)에 의해 구성되는 스풀 시트부(42)로 이루어지고, 당해 밸브체(50)의 왕복 운동에 의해 상기 제1 밸브부(52)와 반대 방향의 개폐 동작을 행하여 제어실(4)과 흡입실(2)과의 사이의 유량을 제어하는 스풀 밸브 구조(SP)를 갖는다.

Description

용량 제어 밸브

본 발명은, 작동 유체의 용량 또는 압력을 가변 제어하는 용량 제어 밸브에 관한 것으로, 특히, 자동차 등의 공조 시스템에 사용되는 용량 가변형 압축기의 토출량을 제어하는 용량 제어 밸브에 관한 것이다.

자동차 등의 공조 시스템에 사용되는 용량 가변형 압축기는, 엔진의 회전력에 의해 회전 구동되는 회전축, 회전축에 대하여 경사 각도를 가변하게 연결된 사판(斜板), 사판에 연결된 압축용의 피스톤 등을 구비하고, 사판의 경사 각도를 변화시킴으로써, 피스톤의 스트로크를 변화시켜 유체의 토출량을 제어하는 것이다. 이 사판의 경사 각도는, 전자력(電磁力)에 의해 개폐 구동되는 용량 제어 밸브를 사용하고, 유체를 흡입하는 흡입실의 흡입 압력(Ps), 피스톤에 의해 가압된 유체를 토출하는 토출실의 토출 압력(Pd), 사판을 수용한 제어실의 제어 압력(Pc)을 이용하면서, 제어실 내의 압력을 적절히 제어함으로써 연속적으로 변화시킬 수 있게 되어 있다.

그런데, 이러한 용량 가변형 압축기에 있어서는, 용량 가변형 압축기가 정지한 후, 장시간 정지 상태로 방치되면, 용량 가변형 압축기의 흡입 압력(Ps), 토출 압력(Pd) 및 제어 압력(Pc)이 균압이 되고, 제어 압력(Pc) 및 흡입 압력(Ps)은 용량 가변형 압축기의 연속 구동시(이하, 단순히 「연속 구동시」라고 표기하는 경우도 있음)에 있어서의 제어 압력(Pc) 및 흡입 압력(Ps)보다도 훨씬 높은 상태가 된다. 그 때문에, 제어 압력(Pc)의 감소에 시간을 필요로 하여, 토출량을 목표값으로 제어할 때까지의 응답성이 나빴다. 이 점에서, 용량 가변형 압축기의 기동시에, 용량 가변형 압축기의 제어실 내에서 유체를 단시간에 배출하는 것을 가능하게 한 용량 제어 밸브가 있다.

특허문헌 1에 나타나는 용량 제어 밸브(100)는, 도 11에 나타나는 바와 같이, 토출실과 제어실을 연통시키는 토출측 통로(112a, 112b)의 도중에 형성된 제1 밸브실(120)과, 흡입실과 제어실을 연통시키는 흡입측 통로(113a, 113b)의 도중에 형성된 제2 밸브실(130)과, 제1 밸브실(120)을 제2 밸브실(130)과 함께 사이에 두는 위치에 형성된 제3 밸브실(140)을 구비하는 밸브 본체(110)와, 제1 밸브실(120)에서 토출측 통로(112a, 112b)를 개폐하는 제1 밸브부(152)와, 제2 밸브실(130)에서 흡입측 통로(113a, 113b)를 개폐하는 제2 밸브부(153)를 일체적으로 갖고, 그 왕복 운동에 의해 서로 반대 방향의 개폐 동작을 행하는 밸브체(150)와, 제2 밸브실(130)과 제3 밸브실(140)을 연통시키는 밸브체(150) 내에 형성된 중간 연통로(155)(제2 연통로)와, 제3 밸브실(14) 내에 배치되고 그 신장에 의해 제1 밸브부(152)를 개폐시키는 방향으로 부세력(付勢力)을 미침과 동시에 주위의 압력 증가에 수반하여 수축하는 감압체(160)와, 감압체(160)의 신축 방향의 자유단에 설치되고 환상(環狀)의 시트면을 갖는 어댑터(170)와, 제3 밸브실(140)에서 밸브체(150)와 일체적으로 이동함과 동시에 어댑터(170)와의 착좌 및 이탈에 의해 흡입측 통로(113a, 113b)를 개폐할 수 있는 계합면을 갖는 제3 밸브부(154)와, 밸브체(150)에 전자(電磁) 구동력을 미치는 솔레노이드(180)와, 제3 밸브실(140) 내와 중간 연통로(155)를 연통하도록 어댑터(170)에 형성된 보조 연통로(190)를 구비하고 있다.

용량 가변형 압축기의 기동시에, 용량 제어 밸브(100)의 솔레노이드(180)에 통전되어 밸브체(150)가 이동하면, 제1 밸브부(152)가 밸브 폐쇄 방향으로 이동함과 동시에 제2 밸브부(153)가 밸브 개방 방향으로 이동함으로써, 보조 연통로(190) 및 중간 연통로(155)에 의해 제3 밸브실(140)로부터 제2 밸브실(130)에 걸쳐 연통되기 때문에, 흡입측 통로(113a, 113b)가 개방된 상태가 된다(도 11에 나타나는 상태). 이에 따라, 용량 가변형 압축기의 제어실의 고압 상태에 있는 유체가 보조 연통로(190)와 중간 연통로(155)를 통하여 흡입실로 배출된다. 또한, 제어 압력(Pc)에 의해 감압체(160)가 수축되고, 제3 밸브부(154)를 어댑터(170)로부터 이탈시켜 밸브 개방시켜, 중간 연통로(155)로의 유로가 확장된 상태가 되고, 유체를 제어실 내로부터 흡입실 내로 배출시켜 보다 신속하게 제어 압력(Pc)을 저하시키는 것이 가능하게 된다. 그 후, 제어 압력(Pc)이 연속 구동시의 압력으로 저하되면, 감압체(160)는 탄성 복귀하여 신장되고, 제3 밸브부(154)는 어댑터(170)에 착좌하여 밸브 폐쇄하게 되어 있다.

일본 특허공보 제5167121호(제12쪽, 도2)

특허문헌 1에 있어서는, 연속 구동시에는, 솔레노이드(180)의 구동 전류를 제어함으로써, 제1 밸브부(152)를 축방향으로 이동시켜 제1 밸브부(152)와 시트면과의 사이의 개구 면적을 변화시키고, 토출측 통로(112a, 112b)의 유량을 제어하여, 용량 가변형 압축기의 토출 유량을 목표값이 되도록 하고 있다. 이때, 제2 밸브부(153)와 시트면이 이간되어 있는 동안에는, 보조 연통로(190)를 통하여 흡입측 통로(113a, 113b)는 제어실로 연통하고, 제어실로부터 흡입실로 유체 예를 들면 냉매가 흘러들게 되어 있다. 그 때문에, 연속 구동시에 있어서도, 보조 연통로(190)를 통하여 비교적 많은 유체가 흡입실로 흘러들어, 흡입실의 압력이 상승하게 되어 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 저하시키고 있었다.

본 발명은, 이러한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 연속 구동시에 흡입실로의 불필요한 유체의 유입을 저감할 수 있는 용량 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 용량 제어 밸브는,

유체를 토출하는 토출실과 유체의 토출량을 제어하는 제어실을 연통시키는 토출측 통로의 도중에 형성된 제1실과, 유체를 흡입하는 흡입실과 상기 제어실을 연통시키는 흡입측 통로의 도중에 형성된 제2실과, 상기 제1실에 대하여 상기 제2실과는 반대측에 형성된 제3실을 구비하는 밸브 본체와,

상기 제1실에서 상기 토출측 통로를 개폐하는 제1 밸브부를 갖고, 그 왕복 운동에 의해 개폐 동작을 행하는 밸브체와,

상기 밸브체에 대하여 상기 제1 밸브부를 밸브 폐쇄시키는 방향으로 전자 구동력을 미치는 솔레노이드를 구비하는 용량 제어 밸브로서,

상기 밸브체의 외주부에 의해 구성되는 스풀 밸브부와, 상기 밸브 본체의 내주부에 의해 구성되는 스풀 시트부로 이루어지고, 당해 밸브체의 왕복 운동에 의해 상기 제1 밸브부와 반대 방향의 개폐 동작을 행하여 상기 제어실과 상기 흡입실과의 사이의 유량을 제어하는 스풀 밸브 구조를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 밸브체의 이동에 의해, 스풀 밸브 구조의 개구 면적과 제1 밸브부의 개구 면적은 반대 방향으로 증감하기 때문에, 토출실-제어실 간의 유량과 흡입실-제어실 간의 유량이 동시에 제어되고, 용량 가변형 압축기의 연속 구동시에 제어실로부터 흡입실로 흐르는 유량이 제한되어 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 높일 수 있다. 또한, 흡입실-제어실 간에 스풀 밸브 구조를 형성하고 있기 때문에, 정밀도 좋게 유량을 제어할 수 있다.

상기 스풀 시트부는, 상기 밸브 본체의 내주부에 있어서의 대경부와 소경부와 이들 대경부와 소경부를 접속하는 측단부(側端部)를 갖는 단차부로 구성되고, 상기 스풀 밸브부는, 상기 밸브체의 외주부에 있어서의 소경부와 대경부와 이들 대경부와 소경부를 접속하는 측단부를 갖는 단차부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 단순한 구조에 의해 스풀 밸브 구조를 구성할 수 있다.

상기 스풀 밸브부의 측단부는 상기 스풀 밸브부의 소경부와 대경부에 직교하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 밸브체의 이동량이 적어도 스풀 밸브 구조의 유량을 확보할 수 있기 때문에, 단시간에 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 스풀 시트부의 측단부는 상기 스풀 시트부의 소경부와 대경부에 직교하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 밸브체의 이동량이 적어도 스풀 밸브 구조의 유량을 확보할 수 있기 때문에, 단시간에 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 솔레노이드로의 비통전시에, 상기 스풀 시트부의 소경부와 상기 스풀 밸브부의 대경부가 지름 방향으로 서로 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 경년(經年) 열화 등에 의해 근소하게 밸브체의 이동량이 변화해도 솔레노이드의 비통전시에 스풀 밸브 구조에 의해 확실하게 닫힌 상태를 만들어낼 수 있다. 여기에서, 닫힌 상태는, 완전 밀폐가 아니라, 스풀 밸브 구조가 갖는 닫혀 있을 때의 누출을 허용하는 것을 의미한다.

상기 스풀 밸브 구조는, 상기 솔레노이드로의 비통전시에, 상기 제어실과 상기 흡입실과의 사이의 스로틀을 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 용량 제어 밸브의 비사용시에 제어실과 흡입실과의 사이가 대략 동일한 압력이 되기 때문에, 솔레노이드로의 통전 개시시에 밸브체는 원활하게 이동할 수 있다.

상기 제1실과 상기 제2실과의 사이에 상기 스풀 밸브 구조가 배치되는 제4실이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 용량 제어 밸브를 단순한 구성으로 할 수 있다.

상기 밸브 본체에는, 상기 제3실을 상기 제어실로 연통하는 관통공과, 상기 제4실을 상기 제어실로 연통하는 관통공이 형성되고, 상기 제3실과 상기 제4실은 격리되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 제3실과 제4실을 용량 가변형 압축기의 제어실로 연통하는 통로를, 용량 제어 밸브의 외부에 형성할 수 있기 때문에, 넓은 유로 면적을 확보할 수 있어, 유체를 배출시키기 쉽다.

상기 밸브 본체에는, 상기 제3실을 상기 제어실로 연통하는 관통공과, 당해 밸브 본체 내에 있어서 상기 제4실을 상기 제3실로 연통하는 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 특징에 의하면, 밸브 본체의 내외로 연통하는 관통공이 적기 때문에, 밸브 본체를 축방향으로 작게 구성할 수 있어, 밸브체나 스풀 밸브부와 밸브 본체(10)와의 동축도(同軸度)를 유지하기 쉽다.

도 1은, 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브를 구비한 사판식 용량 가변형 압축기를 나타내는 개략 구성도이고,
도 2는, 실시예 1의 솔레노이드에 통전된 상태를 나타내는 용량 제어 밸브의 단면도이고,
도 3은, 실시예 1의 스풀 밸브 구조의 확대 단면도이며, (a)는 통전이 이루어지지 않는 닫힌 상태를 나타내는 확대 단면도, (b)는 통전이 이루어져 오프닝 포인트를 나타내는 확대 단면도, (c)는 코일에 통전이 이루어져 최대의 개구 면적이 된 상태를 나타내는 확대 단면도이고,
도 4는, 실시예 1의 전류(I)와 밸브체 스트로크(S)와의 관계를 나타내는 도면이고,
도 5는, 실시예 1의 밸브체 스트로크(S)와 개구 면적(A)과의 관계를 나타내는 도면이고,
도 6은, 실시예 2에 관련한 용량 제어 밸브를 구비한 사판식 용량 가변형 압축기를 나타내는 개략 구성도이고,
도 7은, 실시예 3에 관련한 용량 제어 밸브의 스풀 밸브 구조의 확대 단면도이고,
도 8은, 실시예 4에 따른 용량 제어 밸브의 스풀 밸브 구조의 확대 단면도이며, (a)는 통전이 이루어지지 않는 닫힌 상태를 나타내는 확대 단면도, (b)는 통전이 이루어져 오프닝 포인트를 나타내는 확대 단면도, (c)는 코일에 통전이 이루어져 최대의 개구 면적이 된 상태를 나타내는 확대 단면도이고,
도 9는, 실시예 5에 따른 용량 제어 밸브의 기동시의 제어를 나타내는 플로우차트이고,
도 10은, 실시예 6의 솔레노이드에 통전된 상태를 나타내는 용량 제어 밸브의 단면도이고,
도 11은, 종래의 솔레노이드에 통전된 상태를 나타내는 용량 제어 밸브의 단면도이다.

본 발명에 따른 용량 제어 밸브를 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 이하에 설명한다.

실시예 1

실시예에 따른 용량 제어 밸브에 대해, 도 1~도 5를 참조하여 설명한다. 설명의 편의상, 도 2, 도 3 및 도 5에 있어서, 제어 압력(Pc)에 대해서, 제어 압력(Pc1)과 제어 압력(Pc2)이라는 상이한 부호를 붙이고 있다.

용량 가변형 압축기(M)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 토출실(2)과, 흡입실(3)과, 제어실(4)과, 복수의 실린더(4a)를 구비하고, 토출실(2)과 제어실(4)을 연통시키는 토출측 통로로서의 연통로(5)와, 흡입실(3)과 제어실(4)을 연통시키는 흡입측 통로로서의 연통로(6)와, 토출측 통로로서의 역할 및 흡입측 통로로서의 역할을 겸하는 연통로(7)를 획정하는 케이싱(1)을 갖고 있다. 이 케이싱(1)에는, 용량 제어 밸브(V)가 장착되어 있다.

또한, 용량 가변형 압축기(M)는, 토출실(2) 및 흡입실(3)이 외부의 냉동냉각 회로에 접속되어 있다. 또한, 여기에서 말하는 냉동냉각 회로란, 콘덴서(응축기)(C), 팽창 밸브(EV), 이베퍼레이터(증발기)(E)가 차례로 배열되어 설치된 것이며, 공조 시스템의 주요부를 구성하고 있다.

또한, 용량 가변형 압축기(M)는, 제어실(4)과 흡입실(3)을 직접 연통하는 연통로(9)가 설치되어 있고, 연통로(9)에는 흡입실(3)과 제어실(4)의 압력을 평형 조정시키기 위한 고정 오리피스(9a)가 설치되어 있다.

또한, 용량 가변형 압축기(M)는, 케이싱(1)의 외부에서 도시하지 않는 V벨트에 접속되는 피동 풀리(8)와, 제어실(4) 내로부터 케이싱(1)의 외부로 돌출되어 피동 풀리(8)에 고정되는 회전 운동이 자유로운 회전축(8a)과, 힌지 기구(8e)에 의해 편심 상태에서 회전축(8a)에 연결된 사판(8b)과, 각각의 실린더(4a) 내에 있어서 왕복 운동이 자유롭게 감합된 복수의 피스톤(8c)과, 사판(8b)과 각각의 피스톤(8c)을 연결하는 복수의 연결 부재(8d)와, 회전축(8a)에 삽입 통과되는 스프링(8f)을 구비하고 있다.

사판(8b)은, 제어 압력(Pc)에 따라 경사 각도가 가변하게 되어 있다. 이것은, 사판(8b)에는 스프링(8f)과 힌지 기구(8e)에 의해 상시력(常時力)이 작용하고 있지만, 제어 압력(Pc)에 의해 복수의 피스톤(8c)의 스트로크 폭이 변화하기 때문에, 복수의 피스톤(8c)의 스트로크 폭에 사판(8b)의 경사 각도가 제한되게 된다. 그 때문에, 제어 압력(Pc)이 고압일수록 사판(8b)의 경사 각도는 작아지지만, 일정 이상의 압력이 되면, 힌지 기구(8e)에 의해 제한이 이루어져, 사판(8b)이 회전축(8a)에 대하여 대략 수직 상태(수직보다 근소하게 경사진 상태)가 된다. 또한, 제어 압력(Pc)이 저압일수록 사판(8b)의 경사 각도는 커지지만, 일정 이하의 압력이 되면, 힌지 기구(8e)에 의해 제한이 이루어지고, 그 때의 각도가 최대 경사 각도가 된다.

또한, 사판(8b)이 회전축(8a)에 대하여 대략 수직일 때, 피스톤(8c)의 스트로크량은 최소가 되고, 실린더(4a)와 피스톤(8c)에 의한 유체에 대한 가압은 최소가 되고, 공조 시스템의 냉각 능력은 최소가 되고, 사판(8b)이 최대 경사 각도일 때, 피스톤(8c)의 스트로크량은 최대가 되고, 실린더(4a)와 피스톤(8c)에 의한 유체에 대한 가압은 최대가 되고, 공조 시스템의 냉각 능력은 최대가 된다.

또한, 용량 가변형 압축기(M)는, 용량 제어 밸브(V)의 전자력을 예를 들면 듀티 제어에 의해 조정하고, 제어실(4) 내의 제어 압력(Pc)을 조정함으로써, 냉매인 유체의 토출량을 조정하고 있다. 구체적으로는, 용량 제어 밸브(V)의 코일(87)에 통전하는 전류를 조정하고, 후술하는 제1 밸브부(52), 제2 밸브부(53) 및 스풀 밸브 구조(SP) 등의 개방도 조정을 행하고, 제어실(4) 내에 유입되는, 또는 제어실(4)로부터 유출되는 유량을 조정함으로써 제어 압력(Pc)을 조정하고 있다. 이 조정에 의해, 용량 가변형 압축기(M)는, 복수의 피스톤(8c)의 스트로크량을 변화시키고 있다.

용량 제어 밸브(V)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 금속 재료 또는 수지 재료에 의해 형성된 밸브 본체(10)와, 밸브 본체(10) 내에 왕복 운동이 자유롭게 배치된 밸브체(50)와, 밸브체(50)를 일 방향(솔레노이드(80) 방향)으로 부세하는 감압체(60)와, 밸브 본체(10)에 접속되고 밸브체(50)에 전자 구동력을 미치는 솔레노이드(80) 등을 구비하고 있다.

또한, 이하 설명의 편의상, 도 2에 나타나는 용량 제어 밸브(V)의 단면도는, 축심에서 직교하는 2개의 평면에 의해 절단한 단면에 의해 나타내고 있다.

솔레노이드(80)는, 밸브 본체(10)에 연결되는 케이싱(81)과, 일단부가 닫힌 슬리브(82)와, 케이싱(81) 및 슬리브(82)의 내측에 배치된 원통상의 고정 철심(83)과, 고정 철심(83)의 내측에 있어서 왕복 운동이 자유롭게 또한 그 선단이 밸브체(50)에 연결되는 구동 로드(84)와, 구동 로드(84)의 타단측에 고착된 가동 철심(85)과, 제1 밸브부(52)를 밸브 개방시키는 방향으로 가동 철심(85)을 부세하는 코일 스프링(86)과, 슬리브(82)의 외측에 보빈을 통하여 권회된 여자(勵磁)용의 코일(87) 등을 구비하고 있다.

고정 철심(83)은, 철이나 규소강 등의 자성 재료인 강체로 형성되어 있다. 고정 철심(83)의 일단에는, 지름 방향 외측으로 연장되는 환상의 플랜지부(83d)가 형성되어 있고, 이 플랜지부(83d)는, 후술하는 밸브 본체(10)의 개구부(11)에 삽감(揷嵌)되어 액밀하게 고정되어 있다.

밸브 본체(10)는, 대략 원통 형상으로 형성되어 있고, 일단에는 솔레노이드(80)가 장착 고정되는, 단면에서 보았을 때 오목자(凹字) 형상의 개구부(11)와, 타단에는 구분 조정 부재(16)가 압입되는 개구부(17)와, 그 내주에는 밸브체(50)를 슬라이딩 가능하게 맞닿는 소경의 가이드면(15)이 형성되어 있다.

구분 조정 부재(16)는, 밸브 본체(10)의 일부를 구성함과 동시에 제3 밸브실(23)을 획정하고 있고, 개구부(17)에 압입되는 구분 조정 부재(16)의 위치를 조정함으로써, 감압체(60)의 감도를 조정할 수 있다.

또한, 밸브 본체(10)는, 토출측 통로로서 기능하는 연통로(12a(관통공), 12b, 12d(관통공))와, 밸브체(50)의 제2 연통로(55)와 함께 흡입측 통로로서 기능하는 연통로(13a, 13b)와, 연통로(13a)와 함께 흡입측 통로로서 기능하는 연통로(18a)(관통공)와, 토출측 통로의 도중에 형성된 제1 밸브실(21)(제1실)과, 흡입측 통로의 도중에 형성된 제2 밸브실(22)(제2실)과, 제3 밸브실(23)(제3실)과, 제1 밸브실(21)과 제2 밸브실(22)과의 사이에 형성된 제4 밸브실(24)(제4실)을 구비하고 있다. 즉, 제3 밸브실(23)은, 토출측 통로 및 흡입측 통로의 일부를 겸하도록 형성되고, 제4 밸브실(24)은 흡입측 통로의 일부가 되어 있다. 또한, 연통로(13b)는, 상세하게는 밸브 본체(10)와 고정 철심(83)의 플랜지부(83d) 및 오목부(83e)에 의해 형성되어 있다.

밸브체(50)는, 주밸브체(56)와, 부밸브체(57)로 형성되어 있고, 주밸브체(56)의 일단측에 구비되는 제1 밸브부(52)와, 주밸브체(56)의 타단측에 구비되는 제2 밸브부(53)와, 제1 밸브부(52)를 사이에 두고 제2 밸브부(53)의 반대측에 나중에 장착하여 주밸브체(56)에 연결된 부밸브체(57)에 구비되는 제3 밸브부(54)와, 주밸브체(56)의 외주부(30)에 구비되는 제4 밸브부(32)(스풀 밸브부(32)라고도 함.) 등을 구비하고 있다. 또한, 부밸브체(57)는, 주밸브체(56)에 연결되어 있기 때문에, 주밸브체(56)와 일체적으로 이동한다.

또한, 밸브체(50)는, 그 축선 방향에 있어서 제2 밸브부(53)에서 제3 밸브부(54)까지 관통하여 흡입측 통로로서 기능하는 제2 연통로(55)를 구비하는 대략 원통상으로 형성되어 있다. 또한, 밸브부는, 시트면이나 시트부와 계합하여 밸브를 구성하는 것이다.

또한, 밸브체(50)는, 제1 밸브부(52)가 제1 밸브실(21)의 연통로(12a)의 가장자리부에 형성된 제1 시트면(12c)에 착좌함으로써 연통로(12a, 12b)를 폐쇄하고, 제2 밸브부(53)가 제2 밸브실(22)에 있어서, 고정 철심(83)의 단부에 형성된 제2 시트면(83c)에 착좌함으로써, 연통로(13a, 13b)를 폐쇄할 수 있다. 상세는 후술하는 바와 같이, 스풀 밸브부(32)가 밸브 본체(10)의 내주부(40)에 구비된 스풀 시트부(42)와 계합함으로써, 연통로(13a, 18a) 간의 유량을 변화시킬 수 있다.

주밸브체(56)에는, 제2 밸브부(53)로부터 솔레노이드(80) 방향에 있어서 제2 밸브부(53)보다 소경의 목부(56b)가 형성되어 있고, 오목부(83e)에 삽입 통과되어 있다.

부밸브체(57)는, 대략 원통상으로 형성되어 있고, 감압체(60)측에 쥘부채 형상으로 형성된 제3 밸브부(54)를 구비하고, 제3 밸브부(54)는, 연통로(12b)에 삽입 통과됨과 동시에, 그 외주연에 있어서 어댑터(70)와 계합되어 있다.

감압체(60)는, 벨로우즈(61)와, 어댑터(70) 등을 구비하고 있고, 벨로우즈(61)는, 그 일단이 구분 조정 부재(16)에 고정되고, 그 타단에 어댑터(70)를 보지(保持)하고 있다. 이 어댑터(70)는, 선단에 제3 밸브부(54)의 계합면(54c)과 대향하여 착좌 및 이탈하는 환상의 제3 시트면(70c)을 구비하는, 단면에서 보았을 때 대략 상향 コ자 형상으로 형성되어 있다.

감압체(60)는, 제3 밸브실(23) 내에 배치되고, 그 신장(팽창)에 의해 제1 밸브부(52)를 밸브 개방시키는 방향으로 부세함과 동시에, 제3 밸브실(23) 내에 있어서의 압력의 상승에 수반하여 수축함으로써 어댑터(70)의 제3 시트면(70c)이 제3 밸브부(54)의 계합면(54c)으로부터 이간되도록 작동한다.

도 3을 참조하여, 스풀 밸브 구조(SP)에 대해서 설명한다. 주밸브체(56)의 외주부(30)에는 내경측에 오목한 환상의 오목홈(31)이 형성되고, 밸브 본체(10)의 내주부(40)에는 내경측으로 돌출되는 환상의 랜드(41)가 형성되고, 이들 오목홈(31)과 랜드(41)가 지름 방향으로 보았을 때 일부 혹은 전부 겹치는 위치에 배치되어 있다.

상세하게는, 오목홈(31)은, 외주부(30)의 외주면인 대경면(33)(대경부)에 직교하여 내경측으로 연속하는 측단면(34)(측단부)과, 측단면(34)에 직교하여 축방향으로 연장되는 소경면(35)(소경부)과, 소경면(35)에 직교하여 외경측으로 연속하는 측단면(36)에 의해 획성(劃成)되어 있다. 측단면(36)에는 대경면(33)과 동일한 지름을 이루는 대경면(37)이 연속하고 있다. 대경면(33), 측단면(34) 및 소경면(35)에 의해 단차부를 이루는 스풀 밸브부(32)가 구성되어 있다.

랜드(41)는, 내주부(40)의 내주면인 대경면(43)(대경부)에 직교하여 내경측으로 연속하는 측단면(44)(측단부)과, 측단면(44)에 직교하여 축방향으로 연장되는 소경면(45)(소경부)과, 소경면(45)에 직교하여 외경측으로 연속하는 측단면(46)에 의해 획성되어 있다. 측단면(46)에는 대경면(43)과 동일한 지름을 이루는 대경면(47)이 연속하고 있다. 대경면(43), 측단면(44) 및 소경면(45)에 의해 단차부를 이루는 스풀 시트부(42)가 구성되어 있다. 즉 스풀 밸브 구조(SP)는, 이들 스풀 밸브부(32)와 스풀 시트부(42)로 이루어진다.

솔레노이드(80)에 통전하고 있지 않은 상태에서는, 밸브체(50)의 스트로크는, 비통전시의 밸브체(50)의 이동량이 제로인 최소 스트로크(Soff)이며, 도3(a)에 나타내는 바와 같이, 스풀 시트부(42)의 소경면(45)과 스풀 밸브부(32)의 대경면(33)은 지름 방향으로 축방향 길이(Loff)만큼 서로 겹치도록 되어 있다. 또한, 랜드(41)의 축방향 길이를 짧게 하고, 대경면(33)이 축방향의 전부에 걸쳐 소경면(45)과 대경면(33)이 지름 방향으로 서로 겹치도록 해도 좋다.

또한, 스풀 시트부(42)의 소경면(45)과 스풀 밸브부(32)의 대경면(33)은, 지름 방향 길이 만큼 근소하게 이간되어 개구 면적(A1)으로 되어 있고(도 5 참조.), 소위 스로틀(38)(도 1, 도 3 참조.)로서 기능하고, 장시간 경과 후는 제어 압력(Pc2)과 흡입 압력(Ps)은 대략 동일해지도록 되어 있다. 이와 같이, 스풀 밸브 구조(SP)의 닫힌 상태는, 완전 밀폐가 아니라, 스풀 밸브 구조(SP) 자체가 갖는 닫혀 있을 때의 누출을 허용하는 것을 의미한다.

솔레노이드(80)에 통전하면 밸브체(50)가 이동하고, 밸브체(50)의 스트로크를 최대 스트로크(SMAX)만큼 이동시키면 도 3(c)의 상태가 된다. 이때, 측단면(34)과 측단면(44)은 축방향 거리(LMAX)만큼 이간된다. 대경면(33)까지의 반경을 r이라고 하면, 개구 면적(A2)은 2πrLMax이다. 또한, 도 3(b)는, 밸브체(50)를 오프닝 스트로크(S0)까지 이동시킨 상태이며, 측단면(34)이 측단면(44)과 지름 방향으로 동일면이 되도록 위치하고 있고, 축방향 거리(L0)가 제로인 오프닝 포인트를 나타내고 있다.

이어서, 용량 제어 밸브(V)의 동작에 대해서 설명한다.

솔레노이드(80)에 통전되어 있지 않은 비통전시, 밸브체(50)는 감압체(60)에 의해 솔레노이드(80) 방향으로 압압됨으로써, 제2 밸브부(53)는 제2 시트면(83c)에 착좌하고, 흡입측 통로인 연통로(13a, 13b)가 폐쇄된다. 제1 밸브부(52)는 제1 시트면(12c)으로부터 이간되고, 토출측 통로인 연통로(12a, 12b)가 개방된다. 이때, 전술한 바와 같이, 밸브체(50)는 최소 스트로크(Soff)이며, 스풀 밸브부(32)는 스풀 시트부(42)를 닫고 있다(도 3(a), 도 5(a) 참조.).

통전되어 있었던 솔레노이드(80)의 코일(87)이 비통전이 되었을 때에는, 토출실(2) 내의 유체는, 용량 제어 밸브(V)에 의해 토출측 통로인 연통로(12a, 12b)가 개방됨으로써 토출실(2)로부터 용량 제어 밸브(V)를 경유하여 제어실(4)로 유입되어 간다. 이것은, 비통전이 된 직후는 토출 압력(Pd)이 제어 압력(Pc)보다 높은 압력이기 때문이다.

또한, 제어 압력(Pc)이 높아짐으로써, 제어실(4) 내의 유체는, 연통로(9) 및 고정 오리피스(9a)(도 1 참조.)를 경유하여 흡입실(3)에 유입되어 간다. 이들 유체의 유입은, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과 제어 압력(Pc)이 평형할 때까지 행해진다. 그러므로, 장시간 방치되면, 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)과 제어 압력(Pc)이 평형하게 되어 균압(Ps>PC>Pd에서 Ps=PC=Pd가 됨)이 되고, 흡입 압력(Ps)과 제어 압력(Pc)은, 연속 구동시에 있어서의 이들의 압력보다도 훨씬 높은 상태로 되어 있다.

용량 가변형 압축기(M)를 재기동시킬 때에는, 제어 압력(Pc)은 연속 구동시의 제어 압력(Pc)보다도 훨씬 높은 압력을 갖고 있기 때문에, 피스톤(8c)의 스트로크가 작아져 있다.

이때, 용량 제어 밸브(V)는 코일(87)에 발생하는 자력이 감압체(60) 및 코일 스프링(86)의 압압력을 상회하면, 고정 철심(83)에 가동 철심(85)이 흡착되어, 구동 로드(84) 및 밸브체(50)는 감압체(60) 방향으로 이동한다.

밸브체(50)의 이동에 의해, 제1 밸브부(52)는 제1 시트면(12c)에 착좌하여 토출측 통로인 연통로(12a, 12b)는 폐쇄됨과 동시에, 제2 밸브부(53)는 제2 시트면(83c)으로부터 이간되어 흡입측 통로인 연통로(13a, 13b)가 개방된다. 이때, 전술한 바와 같이, 스풀 밸브부(32)는 스풀 시트부(42)로부터 이간되고, 연통로(13a, 18a)를 개방한다(도 3(c)를 참조.). 이에 따라, 제어실(4)의 유체는 연통로(13a, 18a)를 통하여 흡입실(3)에 유입된다.

또한, 장시간 방치하여 제어실(4) 내의 냉매 등의 유체가 액화된 경우에는, 용량 가변형 압축기(M)의 재기동시에 제어 압력(Pc)이 높아져 있는 경우가 있고, 제어 압력(Pc)(=Pc1)이 소정값 이상이면, 벨로우즈(61)가 수축하고, 제3 밸브부(54)의 계합면(54c)으로부터 어댑터(70)의 제3 시트면(70c)이 이간되기 때문에, 유체는 제2 연통로(55), 연통로(13a, 13b)를 통하여 흡입실(3)에 유입된다. 또한, 제어 압력(Pc)(=Pc1) 미만이 되면, 벨로우즈(61)는 신장하고, 제3 밸브부(54)의 계합면(54c)에 어댑터(70)의 제3 시트면(70c)이 착좌하여, 제2 연통로(55)와 제3 밸브실(23)의 연통이 폐쇄된다.

이와 같이, 용량 가변형 압축기(M)를 재기동한 직후는, 스풀 밸브 구조(SP)에 더하여 제3 밸브부(54)로부터도 제어실(4)의 유체를 흡입실(3)로 유입 가능하게 되어 있기 때문에, 제어 압력(Pc)의 하강이 신속하게 행해져, 용량 가변형 압축기(M)의 목표값으로의 응답성이 우수하다.

연속 구동시에는, 전술한 주지와 같이, 용량 가변형 압축기(M)의 목표 토출 유량을 얻기 위해, 솔레노이드(80)에 목표 토출 유량에 대응한 전류를 통전한다. 여기에서, 도 4에 나타나는 바와 같이 밸브체 스트로크(S)는, 비통전시의 밸브체(50)의 이동량이 제로인 스트로크(Soff)로부터, 전류(I)를 증가시키면 대략 정비례로 증가하고, 전류(I1)로 제1 밸브부(52)가 제1 시트면(12c)에 착좌하여 최대 스트로크(SMAX)가 된다. 그 후, 전류(I)를 증가시켜도 스트로크는 증가하지 않는다.

도 5에 나타나는 바와 같이, 제1 밸브부(52)와 제1 시트면(12c)의 개구 면적(V52)(Pd-Pc1 간의 개구 면적이라고도 함.)은, 밸브체 스트로크(S)의 증가에 수반하여 최대 개구 면적(A3)으로부터 제로인 최소 개구 면적(A0)까지 정비례로 감소한다. 또한, 스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적(VSP)(Pc2-Ps 간의 개구 면적이라고도 함.)은, 밸브체 스트로크(S)의 증가에 수반하여 밸브체 스트로크(S)가 S0(도 3(b)의 상태)까지는 최소의 일정값의 개구 면적(A1)을 유지하고, 그 후, 정비례로 최대의 개구 면적(A2)(도 3(c)의 상태)까지 증가한다.

이와 같이, 스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적(VSP)은, 스트로크(S)가 오프닝 스트로크(S0)를 넘으면, 제1 밸브부(52)와 제1 시트면(12c)의 개구 면적(V52)과 반대 방향의 증감을 행하게 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 용량 제어 밸브(V)는, 밸브체(50)의 이동에 의해, 스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적(VSP)과 제1 밸브부(52)의 개구 면적(V52)은 반대 방향으로 증감하기 때문에, 토출실(2)-제어실(4) 간의 유량과 흡입실(3)-제어실(4) 간의 유량이 동시에 제어되고, 용량 가변형 압축기(M)의 연속 구동시에 제어실(4)로부터 흡입실(3)로 흐르는 유량이 제한되어 용량 가변형 압축기(M)의 운전 효율을 높일 수 있다. 즉, 도 5의 종래 기술의 제1 밸브부의 개구 면적은 실시예 1과 동일한 특성이 되지만, 보조 연통로(190)는 개구 면적이 일정한 개구이기 때문에, 밸브체 스트로크(S)에 대하여 보조 연통로(190)의 개구 면적(VP)은 실시예 1의 제1 밸브부(52)의 개구 면적(V52)보다도 커져 있고, 실시예 1은 종래 기술보다도 도 5의 사선 부분의 면적만큼 흡입실(3)로의 유체의 흘러듬이 적어져 있어, 용량 가변형 압축기(M)의 운전 효율을 높일 수 있다.

또한, 실시예 1에 있어서, 흡입실(3)-제어실(4) 간에 스풀 밸브 구조(SP)를 형성하고 있어, 정밀도 좋게 유량을 제어할 수 있다.

또한, 밸브 본체(10)의 내주부(40)와 밸브체(50)의 외주부(30)에 의해 스풀 밸브 구조(SP)가 구성되어 있기 때문에, 밸브체(50)의 중심에서 스풀 밸브부(32)까지의 지름 방향 거리인 반경 r을 길게 할 수 있고, 그 결과 스풀 밸브 구조(SP)의 둘레 방향 길이가 길어, 스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적(VSP)을 크게 확보할 수 있다. 그 때문에, 정밀도 좋게 유량을 제어할 수 있다. 게다가, 밸브 본체(10) 자신의 내주부(40)와 밸브체(50) 자신의 외주부(30)에 의해 스풀 밸브 구조(SP)가 구성되어 있기 때문에, 바꿔 말하면 별도의 환상 링 등이 개재하고 있지 않기 때문에, 구조가 간단하고 또한 밸브 본체(10)의 외경 치수를 작게 할 수 있다.

게다가, 오목홈(31)의 깊이인 측단면(34)의 지름 방향 길이는, 랜드(41)의 높이인 측단면(44)의 지름 방향 길이와 동등, 구체적으로는 1/5~5배, 바람직하게는 1/2~2배의 범위 내이면, 도 5(c)에 나타내는 상태에 있어서 충분한 유량을 확보할 수 있음과 동시에 주밸브체(56)나 밸브 본체(10)를 지름 방향으로 필요 이상으로 대형화하는 일 없이, 용량 제어 밸브(V)를 소형화할 수 있다.

또한, 스풀 밸브 구조(SP)는, 오목홈(31)과 랜드(41)에 의해 형성되어 있기 때문에 단순한 구조로 할 수 있다.

게다가, 오목홈(31)을 형성하고 이 오목홈(31)의 축방향 양단에 대경면(33)과 대경면(37)이 형성되어 있음과 동시에, 대경면(37)의 솔레노이드(80)측에는 제2 밸브부(53)가 형성되어 있다. 그리고, 대경면(37)은 소경면(35)보다도 외경측에 위치하기 때문에, 제2 밸브부(53)를 중심축으로부터 먼 위치에 배치하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 스풀 시트부(42)의 측단면(44)은 소경면(45)과 대경면(43)에 직교하기 때문에, 밸브체 스트로크(S)가 오프닝 포인트(도 5(b))를 넘으면 넓은 개구 면적이 형성된다(예를 들면, 후술하는 도 8의 측단면(44)이 경사지는 경우와 비교하여 밸브체 스트로크(S)에 대한 개구 면적이 넓어지게 된다. 즉 도 8에 있어서 치수 관계는 LMAX>h가 되기 때문이다. 여기에서, h는 모서리부에서 경사 측단면(44')까지의 최소 길이이다.). 그 때문에, 밸브체(50)의 이동량이 적어도 스풀 밸브 구조(SP)의 유량을 확보할 수 있기 때문에, 단시간에 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 스풀 밸브부(32)의 측단면(34)은 소경면(35)과 대경면(33)에 직교하기 때문에, 밸브체 스트로크(S)가 오프닝 포인트를 넘으면 넓은 개구 면적이 형성된다. 그 때문에, 밸브체(50)의 이동량이 적어도 스풀 밸브 구조(SP)의 유량을 확보할 수 있기 때문에, 단시간에 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 솔레노이드(80)로의 비통전시에, 스풀 시트부(42)의 소경면(45)과 스풀 밸브부(32)의 대경면(33)이 지름 방향으로 서로 겹치도록 배치되어 있다. 그 때문에, 경년 열화 등에 의해 근소하게 밸브체(50)의 이동량이 변화해도, 스풀 밸브 구조(SP)에 의해 확실하게 닫힌 상태를 만들어낼 수 있다. 실시예 1의 닫힌 상태에서는, 완전 밀폐가 아니라, 극간(△)에 의한 스로틀(38)이 형성되어 있다.

또한, 스로틀(38)에 의해, 용량 제어 밸브의 비사용시에 제4 밸브실(24)과 제2 밸브실(22)이 대략 동일한 압력이 되기 때문에, 솔레노이드(80)로의 통전 개시시에 밸브체(50)는 원활하게 이동할 수 있다.

또한, 제1 밸브실(21)과 제2 밸브실(22)과의 사이에 스풀 밸브 구조(SP)가 배치되는 제4 밸브실(24)이 설치되어 있기 때문에, 용량 제어 밸브(V)를 단순한 구성으로 할 수 있다.

또한, 제4 밸브실(24)과 제3 밸브실(23)을 제어실(4)로 연통하는 통로를, 용량 제어 밸브(V)의 외부에 설치하고 있기 때문에, 넓은 유로 면적을 확보할 수 있어, 유체를 유입·배출시키기 쉽다.

실시예 2

이하, 실시예 2에 대해서 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 2에 있어서는, 연통로(9) 및 고정 오리피스(9a)를 폐지하고 있다. 그 이외의 구성은 실시예 1과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

용량 제어 밸브(V) 내에 제2 밸브실(22)과 제4 밸브실(24)을 연통하는 스로틀(38)을 설치하고, 솔레노이드(80)로의 비통전시에 제2 밸브실(22)과 제4 밸브실(24)과의 사이에서 유체가 이동할 수 있게 되어 있다. 그 때문에 구조를 단순화할 수 있다.

실시예 3

이하, 실시예 3에 대해서 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 실시예 3에서는, 랜드(39)를 주밸브체(56)에 설치하고, 홈부(49)를 밸브 본체(10)에 형성하고 있다. 그 이외의 구성은 실시예 1과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

홈부(49)를 외경측의 밸브 본체(10)에 형성하고 있기 때문에, 중심축에서 홈부(49)까지의 지름 방향 길이가 길어지고 그 결과 홈부(49)의 둘레 방향 길이가 길어져, 스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적을 넓게 할 수 있다. 결과적으로, 용량 제어 밸브(V)의 축방향 길이를 짧게 할 수 있다.

실시예 4

이하, 실시예 4에 대해서 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 실시예 4에서는, 랜드(41')의 형상이 단면 대략 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 그 이외의 구성은 실시예 1과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

랜드(41')는, 대경면(43)으로부터 대략 45도 경사져 내경측으로 연속하는 경사 측단면(44')(측단부)과, 경사 측단면(44')에 연속하고 대경면(43)보다도 내경측의 축방향으로 연장되는 소경면(45)과, 소경면(45)에 직교 외경측으로 연속하는 측단면(46)에 의해 획성되어 있다. 대경면(43), 경사 측단면(44') 및 소경면(45)에 의해 단차부를 이루는 스풀 시트부(42')가 구성되어 있다. 경사 측단면(44')이 설치되어 있기 때문에, 제4 밸브실(24)과 제2 밸브실(22)의 유체의 흐름이 원활하게 된다. 또한, 오목홈(31)의 측단면(34)을 경사시켜도 좋다.

실시예 5

이하, 실시예 5에 대해서 설명한다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적(A)이 최대의 개구 면적(A2)이 되는 것은 밸브체 스트로크(S)가 최대 스트로크(SMAX)일 때이기 때문에, 재기동시에는 다음과 같이 솔레노이드(80)에 통전하는 전류를 제어하면 좋다.

도 9를 참조하여, 용량 제어 밸브(V)의 도시하지 않는 제어 회로는 목표 전류(Id)의 구동 전류에 의한 구동 명령을 받으면(S1), 솔레노이드(80)를 전류(I1)로 구동하고(S2), 소정 시간(t0)이 경과하면(S3), 전류를 목표 전류(Id)로 한다. 여기에서, 전류(I1)는 밸브체 스트로크(S)가 최대 스트로크(SMAX)가 되는 전류이며(도 5 참조.), 전류(I)는 전류(I1) 이상이면 좋지만 소비 전력의 관점에서는 전류(I1)로 하는 것이 바람직하다. 또한, 소정 시간(t0)은 제어실(4)의 제어 압력(Pc)이 소정값을 하회하는 시간이며, 미리 정해 두면 좋다.

이와 같이, 재기동시에는, 솔레노이드(80)는, 목표 전류(Id)를 통전하기 전에, 소정 시간 전류(I1)로 통전되기 때문에, 최대의 개구 면적(A2)에서 유체를 흘릴 수 있고, 장시간 구동을 정지하고 있었던 경우라도, 신속하게 제어실(4)의 제어 압력(Pc)을 저하시킬 수 있다.

실시예 6

이하, 실시예 6에 대해서 설명한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 실시예 6에 있어서는, 밸브 본체(10)를 지름 방향 내외로 연통하는 연통로(18a)를 형성하지 않고, 밸브 본체(10) 내를 축방향으로 연통하는 연통로(18e)를 형성하고 있다. 그 이외의 구성은 실시예 1과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다. 또한, 실시예 6에 실시예 2~5의 구성을 채용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

도 10에 나타나는 바와 같이, 밸브 본체(10) 내에는, 제4 밸브실(24)과 제3 밸브실(23)을 연통하는 축방향으로 연장되는 관통공인 연통로(18e)가 형성되어 있다. 이 연통로(18e)는, 제4 밸브실(24)과 제3 밸브실(23)의 축방향 사이에 있는 연통로(12a)와는 연통하고 있지 않다. 이와 같이 구성했기 때문에, 제4 밸브실(24)에는 연통로(18e)를 통하여 제어 압력(Pc1)이 작용한다. 또한, 밸브 본체(10)에는, 외부를 향하는 포트를 갖는 지름 방향 내외로 연통하는 연통로(12a, 12d, 13a)의 개수가(실시예 1과 비교하여) 적고, 밸브 본체(10)의 외주에 배치하는 O링의 개수를 적게 할 수 있다. 그 때문에, 밸브 본체(10)의 축방향 길이를 짧게 구성하는 것이 가능해지고, 밸브체(50)나 스풀 밸브부(32)와 밸브 본체(10)의 동축도를 유지하기 쉬워, 밸브체(50)나 스풀 밸브부(32)의 작동성이 우수하다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명했지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 변경이나 추가가 있어도 본 발명에 포함된다.

제2 밸브부(53)가 착좌하는 제2 시트면(83c)은, 밸브 본체(10)의 일단을 폐색하는 고정 철심(83)의 단부에 형성되어 있는 양태로서 설명했지만, 형성되는 부위는 이것에 한정되지 않는다.

또한, 스풀 밸브부 구조(SP)는 랜드와 오목홈에 의해 형성되는 양태로서 설명했지만, 적어도 어느 한쪽은 대경부와 소경부와 측단부를 갖는 단차부만이라도 좋다. 또한, 도 3 등에 있어서, 측단면(34)과 측단면(44)의 거리가 최대일 때, 측단면(34)과 측단면(44)의 거리와 측단면(36)과 측단면(46)의 거리가 동등 이상으로 기재되어 있지만, 측단면(34)과 측단면(44)의 거리가 최대일 때, 측단면(34)과 측단면(44)의 거리가 측단면(36)과 측단면(46)의 거리보다도 크게 형성되어 있어도 좋다.

또한, 실시예 1에 있어서 연통로(12a, 12d, 13a, 18a)는, 밸브 본체(10)에 2등배(等配)로 형성되어 있는 예에 대해서 설명을 했지만, 이에 한정하지 않고, 밸브 본체(10)의 동일한 측에 각각 하나만 형성되어 있어도 좋고, 밸브 본체(10)의 둘레 방향으로 구조 강도가 허용하는 한 복수 형성되어 있어도 좋다. 실시예 6에 있어서의 연통로(12a, 12d, 13a)도 동일하다.

또한, 밸브체(50)는, 제2 연통로(55)를 구비하는 양태로서 설명을 했지만, 이에 한정하지 않고, 솔리드라도 좋다.

2; 토출실
3; 흡입실
4; 제어실
10; 밸브 본체
12a; 연통로
12b; 연통로
12c; 제1 시트면
12d; 연통로
13a; 연통로
13b; 연통로
18a; 연통로
18e; 연통로
21; 제1 밸브실(제1실:제어 압력(Pd)이 작용하는 실)
22; 제2 밸브실(제2실:흡입 압력(Ps)이 작용하는 실)
23; 제3 밸브실(제3실:제어 압력(Pc1)이 작용하는 실)
24; 제4밸브실(제4실:제어 압력(Pc2)이 작용하는 실)
30; 외주부
31; 오목홈
32; 스풀 밸브부
33; 대경면(대경부)
34; 측단면(측단부)
35; 소경면(소경부)
38; 스로틀
39; 랜드
40; 내주부
41; 랜드
41'; 랜드
42; 스풀 시트부
42'; 스풀 시트부
43; 대경면(대경부)
44; 측단면(측단부)
44'; 경사 측단면(측단부)
45; 소경면(소경부)
49; 홈부
50; 밸브체
52; 제1 밸브부
53; 제2 밸브부
54; 제3 밸브부
54c; 계합면
70c; 제3 시트면
80; 솔레노이드
83c; 제2 시트면
83d; 플랜지부
A; 개구 면적
M; 용량 가변형 압축기
Pc; 제어 압력
Pc1; 제어 압력
Pc2; 제어 압력
Pd; 토출 압력
Ps; 흡입 압력
S; 밸브체 스트로크
V; 용량 제어 밸브
V52; 개구 면적(제1 밸브부(52)의 개구 면적)
VSP; 개구 면적(스풀 밸브 구조(SP)의 개구 면적)
△: 극간

Claims (9)

1. 유체를 토출하는 토출실과 유체의 토출량을 제어하는 제어실을 연통시키는 토출측 통로의 도중에 형성된 제1실(室)과, 유체를 흡입하는 흡입실과 상기 제어실을 연통시키는 흡입측 통로의 도중에 형성된 제2실과, 상기 제1실에 대하여 상기 제2실과는 반대측에 형성된 제3실을 구비하는 밸브 본체와,
   상기 제1실에서 상기 토출측 통로를 개폐하는 제1 밸브부를 갖고, 그 왕복 운동에 의해 개폐 동작을 행하는 밸브체와,
   상기 밸브체에 대하여 상기 제1 밸브부를 밸브 폐쇄시키는 방향으로 전자(電磁) 구동력을 미치는 솔레노이드를 구비하는 용량 제어 밸브로서,
   상기 밸브체의 외주부에 의해 구성되는 스풀 밸브부와, 상기 밸브 본체의 내주부에 의해 구성되는 스풀 시트부로 이루어지고, 당해 밸브체의 왕복 운동에 의해 상기 제1 밸브부와 반대 방향의 개폐 동작을 행하여 상기 제어실과 상기 흡입실과의 사이의 유량을 제어하는 스풀 밸브 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스풀 시트부는, 상기 밸브 본체의 내주부에 있어서의 대경부와 소경부와 이들 대경부와 소경부를 접속하는 측단부를 갖는 단차부로 구성되고, 상기 스풀 밸브부는, 상기 밸브체의 외주부에 있어서의 소경부와 대경부와 이들 대경부와 소경부를 접속하는 측단부를 갖는 단차부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 스풀 밸브부의 측단부는 상기 스풀 밸브부의 소경부와 대경부에 직교하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 스풀 시트부의 측단부는 상기 스풀 시트부의 소경부와 대경부에 직교하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 솔레노이드로의 비통전시에, 상기 스풀 시트부의 소경부와 상기 스풀 밸브부의 대경부가 지름 방향으로 서로 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스풀 밸브 구조는, 상기 솔레노이드로의 비통전시에, 상기 제어실과 상기 흡입실과의 사이의 스로틀을 구성하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1실과 상기 제2실과의 사이에 상기 스풀 밸브 구조가 배치되는 제4실이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 밸브 본체에는, 상기 제3실을 상기 제어실로 연통하는 관통공과, 상기 제4실을 상기 제어실로 연통하는 관통공이 형성되고, 상기 제3실과 상기 제4실은 격리되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 밸브 본체에는, 상기 제3실을 상기 제어실로 연통하는 관통공과, 당해 밸브 본체 내에 있어서 상기 제4실을 상기 제3실로 연통하는 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.

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