KR20200009070A - 용량 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

(과제)밸브부의 개변도(開弁度)에 따라 용량 가변형 압축기의 유량 또는 압력을 제어하는 용량 제어 밸브에 있어서, 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있는 용량 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
(해결 수단)밸브부의 개변도에 따라 가변 용량 압축기의 유량 또는 압력을 제어하는 용량 제어 밸브(1)에 있어서, 제1 밸브실(14), 제2 밸브실(15) 및 제3 밸브실(16)을 갖는 밸브 본체(10)와, 제1 밸브실(14)과 제3 밸브실(16)을 연통하는 중간 연통로(26), 제1 밸브실(14)에 배열 형성되는 제1 밸브부(21a), 제3 밸브실(16)과 제2 밸브실(15)과의 연통을 개폐하는 제2 밸브부(21b), 및, 상기 제3 밸브실과 상기 중간 연통로를 연통하는 제3 연통공을 갖는 밸브체(20)와, 밸브체(20)와 접속되는 제1 플런저를 갖는 솔레노이드(30)와, 솔레노이드(30)와 밸브체(20)와의 사이에 배열 설치되는 제2 플런저(37)를 구비한다.

Description

용량 제어 밸브

본 발명은, 용량 가변형 압축기의 유량 또는 압력을 제어하는 용량 제어 밸브에 관한 것으로, 특히, 자동차 등의 공조 시스템에 사용되는 용량 가변형 압축기 등의 토출량을 압력 부하에 따라 제어하는 용량 제어 밸브 에 관한 것이다.

자동차 등의 공조 시스템에 사용되는 사판식 용량 가변형 압축기는, 엔진의 회전력에 의해 회전 구동되는 회전축, 회전축에 대하여 경사 각도를 가변할 수 있게 연결된 사판, 사판에 연결된 압축용의 피스톤 등을 구비하고, 사판의 경사 각도를 변화시킴으로써, 피스톤의 스트로크를 변화시켜 냉매의 토출량을 제어하는 것이다.

이 사판의 경사 각도는, 냉매를 흡입하는 흡입실의 흡입 압력, 피스톤에 의해 가압한 냉매를 토출하는 토출실의 토출 압력, 사판을 수용한 제어실(크랭크실)의 제어실 압력을 이용하면서, 전자력에 의해 개폐 구동되는 용량 제어 밸브를 사용하고, 제어실 내의 압력을 적절히 제어하여, 피스톤의 양면에 작용하는 압력의 밸런스 상태를 조정함으로써 연속적으로 변화시킬 수 있게 되어 있다.

이러한 용량 제어 밸브(160)로서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 토출실과 제2 연통로(173)를 통하여 연통하는 제2 밸브실(182), 흡입실과 제1 연통로(171)를 통하여 연통하는 제1 밸브실(183), 제어실과 제3 연통로(174)를 통하여 연통하는 제3 밸브실(184)을 갖는 밸브부(170)와, 제3 밸브실 내에 배치되고 주위의 압력에 의해 신축함과 동시에 신축 방향의 자유단에 형성된 밸브 시트체(180)를 갖는 감압체(178)와, 제2 밸브실(182)과 제3 밸브실(184)을 연통하는 밸브공(177)을 개폐하는 제2 밸브부(176), 제1 연통로(171)와 유통홈(172)을 개폐하는 제1 밸브부(175), 및 제3 밸브실(184)에서 밸브 시트체(180)와의 계합 및 이탈에 의해 제3 밸브실(184)과 유통홈(172)을 개폐하는 제3 밸브부(179)를 갖는 밸브체(181)와, 밸브체(181)에 전자 구동력을 미치게 하는 솔레노이드부(190) 등을 구비하고 있다.

그리고, 이 용량 제어 밸브(160)에서는, 용량 가변형 압축기에 클러치 기구를 설치하지 않아도, 제어실 압력을 변경할 필요가 발생한 경우에는, 토출실과 제어실을 연통시켜 제어실 내의 압력(제어실 압력)(Pc), 흡입 압력(Ps)(흡입 압력)을 제어할 수 있게 한 것이다(이하, 「종래 기술」이라고 한다. 예를 들면 특허문헌 1 참조.).

특허문헌 1: 일본특허공보 제5167121호

종래 기술에 있어서, 사판식 용량 가변형 압축기를 정지하고, 장시간 방치한 후에 기동시키고자 한 경우, 제어실(크랭크실)에는 액냉매(방치 중에 냉각되어 냉매가 액화된 것)가 고이기 때문에, 이 액냉매를 배출하지 않는 한 냉매를 압축하여 설정대로의 토출량을 확보할 수 없다. 이 때문에, 기동 직후부터 소망하는 용량 제어를 행하기 위해서는, 제어실(크랭크실)의 액냉매를 가능한 한 빠르게 배출시킬 필요가 있다.

그래서, 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 종래의 용량 제어 밸브(160)에 있어서는 기동시에 제어실(크랭크실)의 액냉매를 가능한 한 빠르게 배출시키기 위해 액냉매 배출 기능을 구비하고 있다. 즉, 용량 가변형 압축기를 정지하고, 장시간 방치한 후에 기동시키고자 한 경우에, 제어실(크랭크실)에 고인 고압의 액냉매가, 제3 연통로(174)로부터 제3 밸브실(184)로 유입된다. 그러면, 감압체(벨로우즈)(178)는 수축하여 제3 밸브부(179)와 밸브 시트체(180)와의 사이가 개변(開弁)하여, 제3 밸브실(184)로부터 보조 연통로(185), 중간 연통로(186) 및 유통홈(172)을 통하고, 액냉매를 제어실(크랭크실)로부터 흡입실을 통하여 토출실로 배출하고 급속하게 기화시켜, 단시간에 냉방 운전 상태로 할 수 있게 되어 있다.

다음으로, 제어실(크랭크실)의 액냉매의 배출을 완료하면 제어실 압력(Pc) 및 흡입 압력(Ps)은 저하되어, 제3 밸브부(179)와 밸브 시트체(180)는 폐변(閉弁) 상태가 된다. 동시에, 솔레노이드부(S)에 의해 제2 밸브부(176)는 전폐(全閉) 상태로부터 제어 상태가 되고, 토출 압력(Pd)의 유체가 제2 밸브실(182)로부터 제3 밸브실(184)로 공급됨으로써, 흡입 압력(Ps)과 제어실 압력(Pc)과의 차압이 변화하고, 사판의 경사 각도가 변화하여 피스톤의 스트로크(토출 용량)가 제어된다.

그러나, 상기의 종래 기술에서는, 제어실(크랭크실)의 액냉매의 배출이 완료되어 제어 운전 상태로 이행하고, 제3 밸브부(179)와 밸브 시트체(180)의 밸브 시트면과의 사이는 폐변 상태가 되어도, 흡입 압력(Ps)을 제어하기 위해, 제어실에 통하는 제3 밸브실(184)과 흡입실에 통하는 제1 밸브실(183)은 보조 연통로(185) 및 중간 연통로(186)를 통하여 상시 연통하고 있다. 이 때문에, 제어실의 압력을 제어하기 위해 토출실로부터 제어실로 공급된 냉매는, 제어실로부터 중간 연통로를 통하여 흡입실로 흘러 버려, 용량 가변형 압축기의 운전 효율의 악화를 초래한다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 밸브부의 개변도에 따라 용량 가변형 압축기의 유량 또는 압력을 제어하는 용량 제어 밸브에 있어서, 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있는 용량 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 용량 제어 밸브는

밸브부의 개변도에 따라 용량 가변형 압축기의 유량 또는 압력을 제어하는 용량 제어 밸브에 있어서,

제1 압력의 유체를 통과시키는 제1 연통로와 연통하는 제1 밸브실, 제3 압력의 유체를 통과시키는 제3 연통로에 연통하는 제3 밸브실, 그리고, 상기 제1 연통로와 상기 제3 연통로와의 사이에 배열 형성되고 제2 압력의 유체를 통과시키는 제2 연통로에 연통함과 동시에 상기 제3 밸브실과 연통하는 밸브공 및 당해 밸브공에 배열 형성되는 제2 밸브 시트를 갖는 제2 밸브실을 갖는 밸브 본체와,

상기 제3 밸브실 내에 배치되고 상기 제3 밸브실의 압력에 응동하여 신축하는 감압체와,

상기 제1 밸브실과 상기 제3 밸브실을 연통하는 중간 연통로, 상기 제1 밸브실에 배열 형성되는 제1 밸브부, 상기 제2 밸브 시트와 이접(離接)하여 상기 밸브공을 개폐하는 제2 밸브부, 및, 상기 제3 밸브실에 배열 형성되는 밸브체 단부를 갖는 밸브체와,

상기 제3 밸브실 내에 배열 형성되고 상기 제3 밸브실과 상기 중간 연통로(26)에 연통하는 제3 연통공과,

전자 코일부, 제1 플런저, 고정자 철심, 및 상기 밸브체와 상기 제1 플런저를 접속하는 로드를 갖는 솔레노이드와, 및,

상기 고정자 철심과 상기 밸브체와의 사이에 제2 플런저를 구비한다.

이 구성에 의해, 고정자 철심과 밸브체와의 사이에 배열 형성되는 제2 플런저가, 제1 밸브실과 제3 밸브실을 연통하는 중간 연통로의 흐름을 규제하기 때문에, 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 용량 제어 밸브는,

상기 제2 플런저는, 상기 제1 밸브부와 이접하여 상기 제1 밸브실과 상기 중간 연통로와의 연통을 개폐하는 보조 밸브 시트를 구비한다.

이 구성에 의해, 제1 밸브부와 제2 플런저의 보조 밸브 시트와의 이접에 의해, 제3 밸브실로부터 중간 연통로를 통하여 제1 밸브실에 이르는 흐름을 조정할 수 있기 때문에, 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 용량 제어 밸브는,

상기 제2 플런저는, 상기 제1 밸브부와 병렬하여 상기 제1 밸브실과 상기 중간 연통로를 연통하는 보조 연통공을 추가로 구비한다.

이 구성에 의해, 제1 밸브부와 보조 연통공은 병렬하고 있기 때문에, 제1 밸브부가 닫힌 상태에 있어서는 보조 연통공에 의해 유로를 일정하게 좁힐 수 있고, 제1 밸브부를 연 상태에 있어서는 보조 연통공에 의한 규제를 해제하여 제1 밸브부의 개방도에 의해 유로를 제어할 수 있다.

본 발명의 용량 제어 밸브는,

상기 보조 연통공은 상기 제3 연통공보다 작은 개구 면적을 구비하고, 상기 제3 연통공은 상기 제1 밸브부와 상기 제2 플런저와의 사이의 개구 면적보다 작은 개구 면적을 구비한다.

이 구성에 의해, 제1 밸브부가 닫힌 상태에 있어서 가장 작은 개구 면적을 갖는 보조 연통공에 의해, 제3 밸브실로부터 중간 연통로를 통하여 제1 밸브실로 흐르는 유체량을 규제할 수 있다. 또한, 제1 밸브부를 연 상태에 있어서는 보조 연통공의 보틀넥이 해소되어 제3 밸브실로부터 제1 밸브부로의 많은 유량을 흘릴 수 있음과 동시에, 제1 밸브부가 전개(全開)가 되어도 제3 연통공이 보틀넥이 되어 유량을 제한하기 때문에, 불필요하게 유체가 흐르는 일이 없다.

본 발명의 용량 제어 밸브는,

상기 보조 연통공은, 상기 중간 연통로의 유로 단면적보다 작은 개구 면적을 구비한다.

이 구성에 의해, 보조 연통공이 보틀넥이 되기 때문에, 제3 밸브실로부터 중간 연통로를 통하여 제1 밸브실로 흐르는 유량을 규제할 수 있고, 제3 밸브실로부터 제1 밸브실로의 유량을 감소시켜 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 용량 제어 밸브는,

상기 제2 플런저는 상기 로드에 대하여 상대 이동 가능하게 되는 감합 간극을 갖는다.

이 구성에 의해, 제2 플런저는 로드의 이동과 관계없이, 제1 밸브실과 제3 밸브실을 연통하는 중간 연통로를 좁히고, 제3 밸브실로부터 제1 밸브실로의 유량을 감소시켜 용량 가변형 압축기의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 밸브체의 밸브체 단부는, 상기 감압체와 이접하여 상기 중간 연통로와 상기 제3 밸브실과의 연통을 개폐하는 제3 밸브부를 추가로 구비한다.

이 구성에 의해, 중간 연통로와 제3 밸브실을 개폐하는 제3 밸브부에 의해, 기동시에 액냉매를 단시간에 배출할 수 있다.

본 발명의 용량 제어 밸브는,

상기 제1 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 흡입 압력, 상기 제2 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 토출 압력, 상기 제3 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력이다.

상기 제1 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력, 상기 제2 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 토출 압력, 상기 제3 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 흡입 압력이다.

이 구성에 의해, 여러 가지 용량 가변형 압축기에 대응할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브를 나타내는 정면 단면도이다.
[도 2] 도 1의 밸브 본체, 밸브체 및 솔레노이드의 일부의 확대도이다.
[도 3] 본 발명의 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브를 나타내는 정면 단면도이며, 저전류 제어시의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 4] 본 발명의 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브를 나타내는 정면 단면도이며, 고전류 제어시의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 5] 본 발명의 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브를 나타내는 정면 단면도이며, 액냉매 배출시의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 6] 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브의 Pc-Ps 유로, Pd-Pc 유로의 개구 면적과 밸브체의 솔레노이드 전류와의 관계를 설명하는 설명도이다.
[도 7] 본 발명의 실시예 2에 따른 용량 제어 밸브이며, 저전류 제어의 제어시의 용량 제어 밸브의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 8] 도 7의 밸브 본체, 밸브체 및 솔레노이드의 일부의 확대도이다.
[도 9] 본 발명의 실시예 2에 따른 용량 제어 밸브를 나타내는 정면 단면도이며, 고전류 제어시의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 10] 실시예 2에 따른 용량 제어 밸브의 Pc-Ps 유로, Pd-Pc 유로의 개구 면적과 솔레노이드 전류와의 관계를 설명하는 설명도이다.
[도 11] 종래의 용량 제어 밸브이며, 저전류 제어의 제어시의 용량 제어 밸브의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 12] 종래의 용량 제어 밸브이며, 액냉매 배출시의 용량 제어 밸브의 상태를 나타내는 도면이다.
[도 13] 종래의 용량 제어 밸브의 Pc-Ps 유로, Pd-Pc 유로의 개구 면적과 솔레노이드 전류와의 관계를 설명하는 설명도이다.

이하에 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 기초하여 예시적으로 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적인 위치 등은, 특별히 명시적인 기재가 없는 한, 그들에만 한정하는 취지의 것은 아니다.

실시예 1

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브에 대해서 설명한다. 도 1에 있어서, 1은 용량 제어 밸브이다. 용량 제어 밸브(1)는, 밸브 본체(10), 밸브체(20), 감압체(24) 및 솔레노이드(30)로 주로 구성된다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 용량 제어 밸브(1)를 구성하는 각각의 구성에 대해서 설명한다.

밸브 본체(10)는, 놋쇠, 철, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속 또는 합성 수지재 등으로 구성된다. 밸브 본체(10)는 축방향으로 관통하는 관통공을 갖는 중공 원통 형상의 부재이며, 관통공의 구획에는 제1 밸브실(14), 제1 밸브실(14)에 인접한 제2 밸브실(15), 제2 밸브실(15)에 인접한 제3 밸브실(16)이 연속하여 배열 형성된다.

제2 밸브실(15)에는 제2 연통로(12)가 이어져 설치된다. 이 제2 연통로(12)는, 용량 가변형 압축기의 토출실 내(도시 생략)에 연통하여 토출 압력(Pd)의 유체가 용량 제어 밸브(1)의 개폐에 의해 제2 밸브실(15)로부터 제3 밸브실(16)로 유입될 수 있게 구성된다.

제3 밸브실(16)에는 제3 연통로(13)가 이어져 설치된다. 제3 연통로(13)는, 용량 가변형 압축기의 제어실(도시 생략)과 연통하고 있고, 용량 제어 밸브(1)의 개폐에 의해 제2 밸브실(15)로부터 제3 밸브실(16)로 유입된 토출 압력(Pd)의 유체를 용량 가변형 압축기의 제어실(크랭크실)로 유출시키거나, 제3 밸브실(16)로 유입된 제어실 압력(Pc)의 유체를 후술하는 중간 연통로(26)를 통하고 제1 밸브실(14)을 거쳐 용량 가변형 압축기의 흡입실로 유출시킨다.

또한, 제1 밸브실(14)에는 제1 연통로(11)가 이어져 설치된다. 이 제1 연통로(11)는, 용량 가변형 압축기의 제어실(크랭크실)로부터 제3 밸브실(16)로 유입된 제어실 압력(Pc)의 유체를 후술하는 중간 연통로(26)를 통하고 제1 밸브실(14)을 거쳐 흡입실로 유출시킨다.

제2 밸브실(15)과 제3 밸브실(16)과의 사이에는 이들 실(室)의 지름보다 소경(小徑)의 밸브공(17)이 이어져 형성되고, 제2 밸브실(15)측의 밸브공(17)의 주위에는 제2 밸브 시트(15b)가 형성된다. 또한, 제1 밸브실(14)과 제2 밸브실(15)과의 사이에는 이들 실의 지름보다 소경의 구멍부(18)가 이어져 형성된다.

또한, 제1 연통로(11), 제2 연통로(12), 제3 연통로(13)는, 밸브 본체(10)의 둘레면에 각각, 예를 들면, 2등배(等配)로부터 6등배로 관통하고 있다. 또한, 밸브 본체(10)의 외주면에는 O링용의 장착홈이 축방향으로 이간하여 3개소에 형성된다. 그리고, 이 각 장착홈에는, 밸브 본체(10)와, 밸브 본체(10)를 감합하는 케이싱의 장착공(도시 생략)과의 사이를 시일하는 O링(41, 42, 43)이 장착되고, 제1 연통로(11), 제2 연통로(12), 제3 연통로(13)의 각 유로는 독립적인 유로로서 구성된다.

제3 밸브실(16) 내에는 감압체(24)가 배열 설치된다. 이 감압체(24)는, 금속제의 벨로우즈(24a)의 일단부가 칸막이 조정부(3)에 밀봉 상태로 결합된다. 이 벨로우즈(24a)는, 인청동, 스테인리스 등에 의해 제작되지만, 그 스프링 정수는 소정의 값으로 설계되어 있다. 감압체(24)의 내부 공간은 진공 또는 공기가 내재되어 있다. 그리고, 이 감압체(24)의 벨로우즈(24a)의 유효 수압(受壓) 면적에 대하여, 제3 밸브실(16) 내의 압력이 작용하여 감압체(24)를 신축 작동시키도록 구성되어 있다. 제3 밸브실(16) 내의 흡입 압력에 응동하여 신축 이동하는 감압체(24)의 자유단부측에는 밸브 시트(24c)가 배열 형성된다.

그리고, 감압체(24)의 칸막이 조정부(3)는, 밸브 본체(10)의 제3 밸브실(16)을 막도록 밀봉 감착, 고정된다. 또한, 칸막이 조정부(3)는 비틀어 넣음으로 하여 고정 나사(도시 생략)에 의해 고정하면, 벨로우즈(24a) 내에 병렬로 배치한 압축 스프링 또는 벨로우즈(24a)의 스프링력을 축방향으로 이동 조정할 수 있게 된다.

다음으로 밸브체(20)에 대해서 설명한다. 밸브체(20)는 중공 원통 형상의 부재로 이루어지는 밸브체 제1 부재(21)와 밸브체 제2 부재(23)(본 발명에 따른 밸브체 단부)로 이루어진다. 먼저, 밸브체 제1 부재(21)에 대해서 설명한다. 밸브체 제1 부재(21)는 제1 밸브실(14)에 배치되는 제1 축부(21g)와, 제1 축부(21g)에 이어져 형성되고 제1 축부(21g)보다 대경(大徑)으로 형성된 제2 축부(21c)로 주로 형성된다. 제2 축부(21c)의 축방향의 중간 위치의 외주부에는 래버린스부(21f)가 형성된다. 제2 축부(21c)는 래버린스부(21f)를 사이에 끼워 제1 밸브실(14)측과 제2 밸브실(15)측에 배치되고, 래버린스부(21f)는 제1 밸브실(14)측과 제2 밸브실(15)측과의 사이에 형성된 구멍부(18)와 슬라이딩하여 제1 밸브실(14)과 제2 밸브실(15)을 시일한다. 이에 따라, 제1 밸브실(14)과 제2 밸브실(15)은 독립적인 밸브실로서 구성된다.

제2 밸브실(15)에 배치되는 제2 축부(21c)의 단부에는 제2 밸브부(21b)가 형성되고, 제2 밸브부(21b)는 제2 밸브 시트(15b)와 이접하여 제2 밸브실(15)과 제3 밸브실(16)을 연통하는 밸브공(17)을 개폐한다. 또한, 제1 밸브실(14)에 배치되는 제2 축부(21c)의 단부에는 제1 밸브부(21a)가 형성되고, 제1 밸브부(21a)는 후술하는 제2 플런저와 이접하여, 중간 연통로(26)와 제1 밸브실(14)과의 연통을 개폐한다. 제1 축부(21g)의 단부(21h)는 후술하는 솔레노이드 로드(36)와 일체로 결합되어 밸브체(20)와 솔레노이드 로드(36)는 일체로 구동한다.

또한, 밸브체 제1 부재(21)는, 밸브체 제1 부재(21)를 축방향으로 관통하는 제1 중간 연통로(26a)와, 제1 축부(21g)에 형성되고 제1 중간 연통로(26a)와 제1 밸브실(14)을 연통하는 제1 연통공(26b)을 구비한다.

다음으로, 밸브체(20)를 구성하는 밸브체 제2 부재(23)에 대해서 설명한다. 밸브체 제2 부재(23)는 제3 밸브실(16)에 배치되는 제3 밸브부(23c)와, 제3 밸브부(23c)보다 소경으로 형성되는 통부(23d)로 주로 구성되고, 통부(23d)는 밸브체 제1 부재(21)의 제2 밸브부(21b)에 형성된 개방 단부와 감합한다. 또한, 밸브체 제2 부재(23)는, 밸브체 제2 부재(23)의 중심부를 축방향으로 관통하는 제2 중간 연통로(23a)와, 밸브체 제2 부재(23)의 통부(23d)를 직경 방향으로 관통하는 제3 연통공(23b)을 구비하고, 제3 연통공(23b)에 의해 제3 밸브실(16)은 제2 중간 연통로(23a)에 연통한다. 또한, 제3 연통공(23b)에 병렬하여, 제3 밸브부(23c)는 감압체(24)의 밸브 시트(24c)와 접촉, 이간하고, 제3 밸브실(16)과 제2 중간 연통로(23a)와의 연통을 개폐한다. 이하, 제2 중간 연통로(23a), 제1 중간 연통로(26a) 및 제1 연통공(26b)으로 구성되는 유로를 중간 연통로(26)라고 기재한다. 여기에서, 즉, 제3 밸브실(16)로부터 중간 연통로(26)에 이르는 경로는 병렬한 두 개의 경로가 존재한다. 즉, 제3 밸브실(16)로부터 제3 연통공(23b)을 통하여 중간 연통로(26)에 이르는 제1경로와, 제3 밸브실(16)로부터 제3 밸브부(23c)를 통하여 중간 연통로(26)에 이르는 제2 경로가 있다. 그리고, 제1 경로의 최소 유로 단면적은 제3 연통공(23b)의 개구 면적(S2)이며, 제2 경로의 최소 유로 단면적은 제3 밸브부(23c)의 개구 면적, 즉 제3 밸브부(23c)와 감압체(24)의 밸브 시트(24c)와의 사이의 개구 면적(S5)이며, 개구 면적(S5)은 개구 면적(S2)보다 충분히 크게 설정되어 있다.

다음으로, 솔레노이드(30)에 대해서 설명한다. 솔레노이드(30)는, 솔레노이드 로드(36)(본 발명에 따른 로드), 플런저 케이스(38), 플레이트(34), 전자 코일(31), 전자 코일(31)의 내주부에 배치되는 센터 포스트(32a)와 베이스부(32b)로 이루어지는 고정자 철심(32), 제1 플런저(35), 및 제1 플런저(35)와 센터 포스트(32a)와의 사이에 배열 설치되는 부세(付勢) 수단(39a)이 솔레노이드 케이스(33)에 수용되어 구성된다. 밸브체(20)와 제1 플런저(35)는, 고정자 철심(32)의 관통공(32d) 내로 이동이 자유롭게 감합되는 솔레노이드 로드(36)에 의해 결합되어, 밸브체(20)와 제1 플런저(35)는 일체로 구동한다.

고정자 철심(32)의 센터 포스트(32a)와 제1 플런저(35)와의 사이에는, 제1 플런저(35)를 고정자 철심(32)으로부터 떼어 놓도록 부세하는 부세 수단(39a)이 배치되어 있다. 즉, 부세 수단(39a)은 제2 밸브부(21b)를 닫은 상태로부터 연 상태가 되도록 부세한다.

또한, 솔레노이드(30)의 고정자 철심(32)과 밸브체(20)와의 사이에는 제2 플런저(37)가 배열 설치되어 있다. 제1 플런저(35)와 제2 플런저(37)는 고정자 철심(32)을 사이에 끼워 배열 설치된다. 제2 플런저(37)는, 솔레노이드 로드(36)와 간극을 갖고 감합되는 구멍부(37f)를 갖는 기부(37a), 기부(37a)로부터 축방향으로 연설(延設)되는 통부(37b), 통부(37b)에 형성된 보조 연통공(37c), 및 통부(37b)의 단부에 배열 형성되는 보조 밸브 시트(37d)로 주로 구성된다. 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)는, 제1 밸브부(21a)와 접촉, 이간하여 중간 연통로(26)와 제1 밸브실(14)과의 연통을 개폐한다. 또한, 제2 플런저(37)는, 제1 밸브부에 병렬하여 보조 연통공(37c)을 갖기 때문에, 제1 밸브부(21a)가 닫힌 상태라도, 중간 연통로(26)와 제1 밸브실(14)은, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)만에 의해 연통될 수 있다. 또한, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)은, 중간 연통로(26)의 개구 면적보다도 작게 설정되어 있다. 이에 따라, 제1 밸브부(21a)가 닫힌 상태에서는, 제3 밸브실(16)로부터 중간 연통로(26)를 통하여 제1 밸브실(14)에 이르는 유로에 있어서의 최소 면적이 되는 보조 연통공(37c)에 의해, 유로를 일정하게 좁힐 수 있고, 병렬하는 제1 밸브부를 연 상태로 하면 보조 연통공에 의한 규제를 해제하여 유로를 크게 변화시킬 수 있다. 또한, 기부(37a)의 구멍부(37e)는, 솔레노이드 로드(36)와 간극을 갖고 감합되고, 제2 플런저(37)는 솔레노이드 로드(36)에 대하여 이동이 자유롭게 장착되어 있다.

고정자 철심(32)과 제2 플런저(37)와의 사이에는, 제2 플런저(37)를 고정자 철심(32)으로부터 이간하도록 부세하는 부세 수단(39b)이 배치되어 있다. 즉, 부세 수단(39b)은 보조 밸브 시트(37d)를 제1 밸브부(21a)에 접촉시켜, 연 상태로부터 닫은 상태가 되도록 부세한다.

플런저 케이스(38)는 한쪽이 개방된 바닥이 있는 형상의 중공 원통 부재이다. 플런저 케이스(38)의 개방단은 고정자 철심(32)의 베이스부(32b)에 밀봉 상태로 고정되고, 플런저 케이스(38)의 바닥부와 고정자 철심(32)의 센터 포스트(32a)와의 사이에는 제1 플런저(35)가 축방향으로 이동이 자유롭게 배치된다. 이에 따라, 전자 코일(31)은 플런저 케이스(38), 고정자 철심(32)의 베이스부(32b), 및 솔레노이드 케이스(33)에 의해 밀봉되어, 냉매와 접촉하는 일이 없기 때문에 절연 저항의 저하를 방지할 수 있다.

이상 설명한 구성을 갖는 용량 제어 밸브(1)의 동작에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 또한, 제3 밸브실(16)로부터 중간 연통로(26)를 통하여 제1 밸브실(14)에 이르는 유로를, 이하 「Pc-Ps 유로」라고 기재한다. 또한, 제2 밸브실(15)로부터 밸브공(17)을 통하여 제3 밸브실(16)에 이르는 유로를, 이하 「Pd-Pc 유로」라고 기재한다. 도 6은, 솔레노이드 전류와 각 유로의 유로 단면적의 최소값의 관계를 나타낸다. 도 6의 일점 쇄선은 솔레노이드 전류와 Pc-Ps 유로에 있어서의 최소 개구 면적의 관계를 나타내고, 도 6의 실선은 솔레노이드 전류와 Pd-Pc 유로에 있어서의 최소 개구 면적의 관계를 나타낸다. 여기에서, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1), 밸브체 제2 부재(23)의 제3 연통공(23b)의 개구 면적(S2), 제1 밸브부(21a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적(S3)은, S3>S2>S1이 되도록 형성된다. 또한, 중간 연통로(26)를 구성하는 제2 중간 연통로(23a) 및 제1 중간 연통로(26a)의 유로 단면적 및 제1 연통공(26b)의 개구 면적은, S1, S2, S3보다 크게 형성되어 있다. 또한, 제1 밸브부(21a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적(S3)은, 줄여서, 제1 밸브부(21a)의 개구 면적(S3), 또한 제2 밸브부(21b)와 제2 밸브 시트(15b)와의 사이의 개구 면적(S4)은, 줄여서 제2 밸브부(21b)의 개구 면적(S4), 또한, 제3 밸브부(23c)와 감압체(24)의 밸브 시트(24c)와의 사이의 개구 면적(S5)은, 줄여서 제3 밸브부(23c)의 개구 면적(S5)이라고 기재하는 경우가 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(30)의 전자 코일(31)의 무통전 상태, 즉 도 6의 솔레노이드 전류 I=0의 상태에서는, 부세 수단(39a)의 반발에 의해 고정자 철심(32)의 흡인면(32c)과 제1 플런저(35)의 작동면(35c)의 사이는 최대 공극이 되어 제2 밸브부(21b)는 개변한다. 따라서, 솔레노이드 전류 I=0의 상태에서는 Pd-Pc 유로의 제2 밸브부(21b)의 개구 면적(S4)은 최대가 된다. 한편, 제2 플런저(37)는, 부세 수단(39b)의 반발에 의해 보조 밸브 시트(37d)는 제1 밸브부(21a)에 접촉하여, 제1 밸브부(21a)는 닫힌 상태가 되고 중간 연통로(26)와 제1 밸브실(14)은, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)만에 의해 연통한다. 게다가, 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)은 중간 연통로(26)의 개구 면적보다 작게 형성되어 있기 때문에, 솔레노이드 전류 I=0의 상태에서는, 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)이 Pc-Ps 유로에 있어서의 최소 개구 면적으로 되어 있다.

다음으로, 솔레노이드(30)에 통전이 개시되고, 솔레노이드 전류가 제1 전류값 I1이하의 상태, 즉 제어 상태에 대해서 도 1∼도 3 및 도 6을 참조하여 설명한다. 제어 상태는, 흡입실의 압력을 설정값 Pset이 되도록 제어하는 상태이다. 솔레노이드에 통전이 개시되면, 제1 플런저(35)의 작동면(35c)은 고정자 철심(32)의 흡인면(32c)에 서서히 흡인되고, 제2 밸브부(21b)의 개구 면적은 솔레노이드 전류에 반비례하여 서서히 좁혀진다. 따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드 전류가 제1 전류값 I1 이하의 상태(0<I<I1)에 있어서, 제2 밸브부(21b)의 개구 면적(S4)은 서서히 좁아지기 때문에, Pd-Pc 유로의 면적도 전류의 증가에 따라 서서히 작아진다.

한편, 솔레노이드 전류가 제1 전류값 I1 이하의 상태(0<I<I1)에 있어서, 제2 플런저(37)의 부세 수단(39b)의 부세력은, 제2 플런저(37)가 고정자 철심(32)에 흡인되는 힘보다도 항상 커지도록 설정되어 있기 때문에, 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)는, 부세 수단(39b)의 부세력에 의해 제1 밸브부(21a)와 접촉한 상태가 유지되어, 제1 밸브부(21a)는 닫힌 상태가 되고 중간 연통로(26)와 제1 밸브실(14)은, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)만에 의해 연통한다. 솔레노이드 전류 I가 0<I<I1에 있어서, 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)이 Pc-Ps 유로에 있어서의 최소 개구 면적으로 되어 있다.

이에 따라, 제어 상태(0<I<I1)에 있어서, 중간 연통로(26)와 제1 밸브실(14)과의 사이는, 최소 개구 면적(S1)이 되는 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)에 의해 좁혀지기 때문에, 제3 밸브실(16)로부터 중간 연통로(26)를 통하여 제1 밸브실(14)로 흐르는 냉매량을 저감할 수 있고, 나아가서는 제어실로부터 흡입실로 흐르는 냉매를 제한하여 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제어 상태에 있어서, 용량 가변형 압축기의 제어 응답성을 높이기 위해, 흡입실에 제어실 압력(Pc)의 유체를 많이 공급하는 경우를 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다. 솔레노이드 통전을 늘려 제1 전류값 I1 이상, 제2 전류값 I2 이하의 상태(I1<I<I2)가 되는 제어를 행한다. 솔레노이드 통전이 제1 전류값 I1 이상이 되면, 제1 플런저(35)는 고정자 철심(32)에 흡인되는 상태가 유지되어, 제2 밸브부(21b)의 개구 면적은 매우 작게 좁혀지고, Pd-Pc 유로의 개구 면적도 작게 좁혀진다.

한편, 솔레노이드 통전이 I1<I<I2(제 2전류)의 범위에서는, 제2 플런저(37)가 고정자 철심(32)에 흡인되는 힘은 부세 수단(39b)의 부세력보다 크게 설정되어 있기 때문에, 제2 플런저(37)는 고정자 철심(32)에 흡인되고 보조 밸브 시트(37d)는 제1 밸브부(21a)로부터 이탈하여 제1 밸브부(21a)는 개변한다. 여기에서, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1), 밸브체 제2 부재(23)의 제3 연통공(23b)의 개구 면적(S2), 제1 밸브부(21a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적(S3)은, S3>S2>S1이 되도록 형성되어 있다. 게다가, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)(개구 면적(S1))과 제1 밸브부(21a)(개구 면적(S3))는 병렬하여 형성되어 있기 때문에, 제1 밸브부(21a)가 열린 상태에서는, Pc-Ps 유로의 최소 개구 면적은 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)으로부터 제3 연통공(23b)의 개구 면적(S2)으로 이행한다. 이에 따라, 도 6에 나타내는 바와 같이 Pc-Ps 유로의 개구 면적은 확대되어, 제어실로부터 흡입실로 많은 냉매를 공급할 수 있게 되고, 흡입실의 압력(Ps)을 설정값 Pset으로 신속하게 수속(收束)시킬 수 있으며, 나아가서는 용량 가변형 압축기의 제어 응답성을 높일 수 있다.

또한, 용량 가변형 압축기를 정지하고 제어실(크랭크실)에 고인 고압의 액냉매를 배출하는 상태를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 이러한 액냉매 배출시에는, 솔레노이드 전류를 제2 전류값 I2로 설정하고 제2 플런저(37)를 고정자 철심(32)에 최대의 자기 흡인력으로 흡인시켜 제1 밸브부(21a)를 연다. 또한, 제3 밸브실(16)에는 고압의 액냉매가 유입되기 때문에 감압체(24)는 수축하고, 제3 밸브부(23c)는 감압체(24)의 밸브 시트(24c)로부터 이간하여 개변한다. 여기에서, 제3 밸브부(23c)의 개구 면적(S5)은, 제3 밸브실(16)과 중간 연통로(26)를 연통하는 제3 연통공(23b)의 개구 면적(S2)보다 훨씬 크게 설정되어 있다. 이에 따라, 제3 밸브실로부터 제1 밸브실에 이르는 보틀넥이 되는 최소 개구 면적(S2)이 해소되기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이Pc-Ps 유로의 개구 면적은 급확대되어, 냉매는 제어실(크랭크실)로부터 흡입실로 액냉매를 급속하게 배출시킨다.

본 발명의 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브(1)의 구성은 상기한 대로이며, 이하와 같은 우수한 효과를 나타낸다.

본 발명에 따른 용량 가변형 압축기의 용량 제어 밸브(1)는, 솔레노이드 전류가 0<I<I1(제1 전류)인 통상 제어 상태에 있어서는, 제2 플런저(37)의 자기 흡인력보다도 부세 수단(39b)의 부세력이 크게 설정된다. 따라서, 보조 밸브 시트(37d)는 제1 밸브부(21a)에 접촉하여 제1 밸브부(21a)는 폐변하기 때문에, Pc-Ps 유로 면적은, 보틀넥이 되는 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)에 의해 좁혀져, 제3 밸브실(16)로부터 제1 밸브실(14)로 흐르는 냉매량을 저감할 수 있다. 이에 따라, 제어실로부터 흡입실로 흐르는 냉매를 제한하여 효율의 저하를 방지할 수 있다.

제3 밸브실(16)로부터 제1 밸브실(14)로의 냉매 공급량을 많게 하고 싶은 경우에는, 솔레노이드 전류를 I1<I<I2(제2 전류)로 하고, 부세 수단(39b)의 부세력보다도 제2 플런저(37)의 자기 흡인력을 크게 한다. 이에 따라, 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)는 제1 밸브부(21a)로부터 이탈하여 제1 밸브부(21a)는 개변하기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이 Pc-Ps 유로의 개구 면적은 확대되어, 제어실로부터 흡입실로 많은 냉매를 공급할 수 있게 된다.

또한, 용량 가변형 압축기의 기동시와 같이 액냉매를 배출할 때에는, 솔레노이드 전류를 제2 전류값 I2로 설정하고 최대 자기 흡인력에 의해 제1 밸브부(21a)의 개구 면적을 최대로 함과 동시에, 고압의 액냉매에 의해 감압체(24)를 수축시켜 제3 밸브부(23c)를 개변시킴으로써, 도 6에 나타내는 바와 같이 Pc-Ps 유로의 개구 면적을 급확대시켜, 냉매를 제어실(크랭크실)로부터 흡입실로 급속하게 배출할 수 있다.

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.

상기 실시예에 있어서, 제2 플런저(37)에 중간 연통로(26)의 면적보다 좁은 보조 연통공(37c)을 형성함으로써, 중간 연통로(26)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁혔지만, 중간 연통로(26)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름의 좁힘 방법은 이것에 한정하지 않는다. 예를 들면, 제2 플런저(37)에 보조 연통공(37c)을 형성하지 않고, 솔레노이드(30)의 전류를 제어하여 제1 밸브부(21a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적(S3)을 제어함으로써, 중간 연통로(26)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁혀도 좋다. 또한, 제2 플런저(37)의 구멍부(37f)와 솔레노이드 로드(36)와의 감합 간극을 조정하고, 이 감합 간극을 이용하여 중간 연통로(26)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁혀도 좋다.

또한, 실시예 1에 있어서, 제1 밸브실(14)의 제1 압력은 용량 가변형 압축기의 흡입 압력(Ps), 제2 밸브실(15)의 제2 압력은 용량 가변형 압축기의 토출 압력(Pd), 제3 밸브실(16)의 제3 압력은 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력(Pc)으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 제1 밸브실(14)의 제1 압력은 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력(Pc), 제2 밸브실(15)의 제2 압력은 용량 가변형 압축기의 토출 압력(Pd), 제3 밸브실(16)의 제3 압력은 용량 가변형 압축기의 흡입 압력(Ps)으로 하여, 여러 가지 용량 가변형 압축기에 대응시킬 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 밸브체(20)는 중공 원통 형상의 부재로 이루어지는 밸브체 제1 부재(21)와 밸브체 제2 부재(23)를 별개로 제작하여 일체로 조립하고 있지만, 밸브체 제1 부재(21)와 밸브체 제2 부재(23)를 일체로 제작해도 좋다.

도 6에 있어서, 제2 밸브부의 최대 개구 면적(S4)은, 제1 밸브부(21a)의 최대 개구 면적(S3)보다 크게 설정되어 있지만, 도 6은 일례이며, 제1 밸브부(21a)의 최대 개구 면적(S3)을 제2 밸브부의 최대 개구 면적(S4)보다 크게 해도 좋다. 또한, 제3 연통공(23b)은 밸브체(20)에 형성되어 있지만, 감압체(24)의 밸브 시트(24c)측에 형성해도 좋다.

실시예 2

도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 용량 제어 밸브(1)에 대해서 설명한다. 실시예 1에 따른 용량 제어 밸브(1)의 밸브체(20)는, 제1 밸브부, 제2 밸브부 및 제3 밸브부를 갖고, 제3 밸브부는, 제3 밸브실(16)에 배열 형성되는 감압체(24)와 접촉, 이간하여, 제3 밸브실(16)과 중간 연통로(26)와의 연통을 개폐하고 있었다. 실시예 2의 용량 제어 밸브(50)의 밸브체(70)는, 제1 밸브부 및 제2 밸브부를 갖지만, 제3 밸브부는 없다. 제3 밸브실(16)에 배열 형성되는 밸브체(70)의 단부는, 감압체(24)와 항상 접촉하여 닫힌 상태로 되어 있는 점에서 주로 상위하지만, 그 외의 기본 구성은 실시예 1과 동일하고, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.

밸브체(70)에 대해서 설명한다. 밸브체(70)는 축방향으로 관통하는 제1 중간 연통로(76a)를 갖는 중공 원통 형상의 부재로 이루어진다. 밸브체(70)는 제1 밸브실(14)에 배치되는 제1 축부(71g)와, 제1 축부(71g)에 연접(連接)되고 제1 축부(71g)보다 대경으로 형성된 제2 축부(71c)와, 제2 축부(71c)에 연접되고 제2 축부(71c)보다 소경으로 형성된 제3 축부(71j)(본 발명에 따른 밸브체 단부)로 주로 형성된다. 제2 축부(71c)의 축방향의 중간 위치의 외주부에는 래버린스(71f)가 형성된다. 제2 축부(71c)는 래버린스(71f)를 사이에 끼워 제1 밸브실(14)측과 제2 밸브실(15)측에 배치되고, 래버린스(71f)는 제1 밸브실(14)측과 제2 밸브실(15)측과의 사이에 형성된 구멍부(18)와 슬라이딩하여 제1 밸브실(14)과 제2 밸브실(15)을 시일한다. 이에 따라, 제1 밸브실(14)과 제2 밸브실(15)은 독립적인 밸브실로 구성된다.

제2 밸브실(15)에 배치되는 제2 축부(71c)의 단부에는 제2 밸브부(71b)가 형성되고, 제2 밸브부(71b)는 제2 밸브 시트(15b)와 이접하여 제2 밸브실(15)과 제3 밸브실(16)을 연통하는 밸브공(17)을 개폐한다. 또한, 제1 밸브실(14)에 배치되는 제2 축부(71c)의 단부에는 제1 밸브부(71a)가 형성되고, 제1 밸브부(71a)는 후술하는 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와 이접하여 제1 중간 연통로(76a)와 제1 밸브실(14)과의 연통을 개폐한다. 또한, 밸브체(70)는, 제1 축부(71g)에 형성되어 제1 밸브실(14)과 제1 중간 연통로(76a)를 연통하는 제1 연통공(71k), 제3 축부(71j)에 형성되어 제3 밸브실(16)과 제1 중간 연통로(76a)를 연통하는 제3 연통공(71m)을 구비한다. 제1 축부(71g)의 단부(71h)는 후술하는 솔레노이드 로드(36)와 일체로 결합되어 밸브체(70)와 솔레노이드 로드(36)는 일체로 구동된다. 이하, 제1 중간 연통로(76a) 및 제1 연통공(71k)으로 구성되는 유로를 중간 연통로(76)라고 기재한다. 또한, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1), 제3 축부(71j)의 제3 연통공(71m)의 개구 면적(S2), 제1 밸브부(71a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적(S3)은, S3>S2>S1이 되도록 형성된다. 또한, 중간 연통로(76)를 구성하는 제1 중간 연통로(76a) 및 제1 연통공(71k)은, S1, S2, S3보다 크게 형성되어 있다.

제3 밸브실(16) 내에는 감압체(74)가 배열 형성된다. 이 감압체(74)는, 금속제의 벨로우즈(74a)의 일단부가 칸막이 조정부(3)에 밀봉하게 결합된다. 이 벨로우즈(74a)는, 인청동, 스테인리스 등에 의해 제작되지만, 그 스프링 정수는 소정의 값으로 설계되어 있다. 감압체(74)의 내부 공간은 진공 또는 공기가 내재되어 있다. 그리고, 이 감압체(74)의 벨로우즈(74a)의 유효 수압 면적에 대하여, 제3 밸브실(16) 내의 제어실 압력(Pc)이 작용하여 감압체(74)를 신축 작동시키도록 구성되어 있다. 제3 밸브실(16) 내의 흡입 압력에 응동하여 신축 이동하는 감압체(74)의 단부측에는 밸브체(70)의 제3 축부(71j)와 상대적으로 이동 가능하게 감합하는 단부(74c)가 형성되고, 밸브체(70)의 제3 축부(71j)와 감압체(74)의 단부(74c)와의 간극으로부터의 누설은 거의 무시할 수 있는 정도의 간극으로 형성된다. 또한, 제3 밸브실(16) 내의 흡입 압력에 의해 감압체(74)가 최대로 줄어들어도, 밸브체(70)의 제3 축부(71j)와 감압체(74)의 단부(74c)는 감합 상태를 유지하도록 형성되어 있다.

솔레노이드(30)의 전자 코일(31)에 무통전 상태, 즉 도 10의 솔레노이드 전류 I=0의 상태에서는, 부세 수단(39a)의 반발에 의해 고정자 철심(32)의 흡인면(32c)과 제1 플런저(35)의 작동면(35c)의 사이는 최대 공극이 되어 제2 밸브부(71b)는 개변한다. 따라서, 솔레노이드 전류 I=0의 상태에서는 Pd-Pc 유로 개구 면적(S4)은 최대가 된다. 한편, 제2 플런저(37)는, 부세 수단(39b)의 반발에 의해 보조 밸브 시트(37d)는 제1 밸브부(71a)에 접촉하여, 제1 밸브부(71a)는 닫힌 상태가 되고, 중간 연통로(76)와 제1 밸브실(14)은, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)만에 의해 연통한다. 게다가, 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)은 중간 연통로(76)의 개구 면적보다 작게 형성되어 있기 때문에, 솔레노이드 전류 I=0의 상태에서는, 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)이 Pc-Ps 유로에 있어서의 최소 개구 면적으로 되어 있다.

다음으로, 솔레노이드(30)에 통전이 개시되고, 솔레노이드 전류가 제1 전류값 I1 이하의 상태, 즉 제어 상태에 대해서 도 7, 도 8 및 도 10을 참조하여 설명한다. 제어 상태는, 흡입실의 압력을 설정값 Pset이 되도록 제어하는 상태이다. 솔레노이드에 통전이 개시되면, 제1 플런저(35)의 작동면(35c)은 고정자 철심(32)의 흡인면(32c)에 서서히 흡인되고, 제2 밸브부(71b)의 개구 면적은 솔레노이드 전류에 반비례하여 서서히 좁혀진다. 따라서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드 전류가 제1 전류값 I1 이하인 상태(0<I<I1)에 있어서, 제2 밸브부(71b)의 개구 면적은 서서히 좁아지기 때문에, Pd-Pc 유로의 면적도 전류의 증가에 따라 서서히 작아진다.

한편, 솔레노이드 전류가 제1 전류값 I1 이하인 상태(0<I<I1)에 있어서, 제2 플런저(37)의 부세 수단(39b)의 부세력은, 제2 플런저(37)가 고정자 철심(32)에 흡인되는 힘보다도 항상 커지도록 설정되어 있기 때문에, 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)는, 부세 수단(39b)의 부세력에 의해 제1 밸브부(71a)와 접촉하여, 제1 밸브부(71a)는 닫힌 상태를 유지한다. 중간 연통로(76)와 제1 밸브실(14)은, 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)만에 의해 연통하고, 게다가 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)은 중간 연통로(76)의 개구 면적보다 작게 형성되어 있다. 따라서, 제어 상태(0<I<I1)에 있어서, Pc-Ps 유로 면적은, 보틀넥이 되는 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)에 의해 좁혀져, 제3 밸브실(16)로부터 제1 밸브실(14)로 흐르는 냉매량을 저감할 수 있고, 나아가서는 제어실로부터 흡입실로 흐르는 냉매를 제한하여 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제어 상태에 있어서, 용량 가변형 압축기의 제어 응답성을 높이기 위해, 흡입실에 제어실 압력(Pc)의 유체를 많이 공급하는 경우를 도 8∼도 10을 참조하여 설명한다. 이 경우 솔레노이드 통전을 늘려 제1 전류값 I1 이상, 제2 전류값 I2 이하의 상태(I1<I<I2)가 되는 제어를 행한다. 솔레노이드 통전이 제1 전류값 I1 이상이 되면, 제1 플런저(35)는 고정자 철심(32)에 흡인되는 상태가 유지되어, 제2 밸브부(71b)의 개구 면적은 매우 작게 좁혀지고, 도 10에 나타내는 바와 같이Pd-Pc 유로의 개구 면적도 작게 좁혀진다.

한편, 솔레노이드 통전이 I1<I<I2(제2 전류)인 범위에서는, 제2 플런저(37)가 고정자 철심(32)에 흡인되는 힘은 부세 수단(39b)의 부세력보다 크게 설정되어 있기 때문에, 제2 플런저(37)는 고정자 철심(32)에 흡인되고 보조 밸브 시트(37d)는 제1 밸브부(71a)로부터 이탈하여 제1 밸브부(71a)는 개변한다. 제1 밸브부(71a)의 개구 면적(S3)은 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)의 개구 면적(S1)보다 크게 설정되어 있기 때문에, 도 10에 나타내는 바와 같이 Pc-Ps 유로의 개구 면적은 확대되어, 제어실로부터 흡입실로 많은 냉매를 공급할 수 있게 된다. 이에 따라, 제어실로부터 흡입실로 많은 냉매를 공급하여, 용량 가변형 압축기의 제어 응답성을 높일 수 있다.

본 발명의 실시예 2에 따른 용량 제어 밸브(50)는 실시예 1의 효과에 더하여, 이하와 같은 우수한 효과를 나타낸다.

실시예 2의 용량 제어 밸브(50)의 밸브체(70)는, 감압체(74)와 개폐하는 제3 밸브부가 없기 때문에, 구조를 간략화할 수 있고, 제작이 용이해짐과 동시에, 제어실로부터 흡입실로 흐르는 냉매를 제한하여 효율의 저하를 방지할 수 있어, 용량 가변형 압축기의 제어 응답성을 높일 수 있다.

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.

상기 실시예에 있어서, 제2 플런저(37)에 중간 연통로(76)의 면적보다 좁은 보조 연통공(37c)을 형성함으로써, 중간 연통로(76)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁혔지만, 중간 연통로(76)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁히는 방법은 이것에 한정하지 않는다. 예를 들면, 제2 플런저(37)에 보조 연통공(37c)을 형성하지 않고, 솔레노이드(30)의 전류를 제어하여 제1 밸브부(71a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적(S3)을 제어함으로써, 중간 연통로(76)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁혀도 좋다. 또한, 제2 플런저(37)에 보조 연통공(37c)을 형성하지 않고, 제2 플런저(37)의 구멍부(37f)와 솔레노이드 로드(36)와의 간극을 조정하고, 이 간극을 이용하여 중간 연통로(76)로부터 제1 밸브실(14)로의 흐름을 좁혀도 좋다.

또한, 실시예 2에 있어서, 제1 밸브실(14)의 제1 압력은 용량 가변형 압축기의 흡입 압력(Ps), 제2 밸브실(15)의 제2 압력은 용량 가변형 압축기의 토출 압력(Pd), 제3 밸브실(16)의 제3 압력은 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력(Pc)으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 제1 밸브실(14)의 제1 압력은 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력(Pc), 제2 밸브실(15)의 제2 압력은 용량 가변형 압축기의 토출 압력(Pd), 제3 밸브실(16)의 제3 압력은 용량 가변형 압축기의 흡입 압력(Ps)으로 하여, 여러 가지 용량 가변형 압축기에 대응시킬 수 있다.

1, 50 용량 제어 밸브
3 칸막이 조정부
10 밸브 본체
11 제1 연통로
12 제2 연통로
13 제3 연통로
14 제1 밸브실
15 제2 밸브실
16 제3 밸브실
20 밸브체
21 밸브체 제1부재
21a 제1 밸브부
21b 제2 밸브부
23 밸브체 제2 부재
23a 제2 중간 연통로
23b 제3 연통공
23c 제3 밸브부
24 감압체
24c 밸브 시트
26 중간 연통로
26a 제1 중간 연통로
26b 제1 연통공
30 솔레노이드부
31 전자 코일
32 고정 철심
33 솔레노이드 케이스
35 제1 플런저
36 솔레노이드 로드
37 제2 플런저
37c 보조 연통공
70 밸브체
71 밸브체 제1 부재
71a 제1 밸브부
71b 제2 밸브부
74 감압체
74c 단부
76 중간 연통로
Pd 토출실 압력
Ps 흡입실 압력
Pc 제어실 압력
S1 제2 플런저(37)의 보조 연통공(37c)의 개구 면적
S2 밸브체 제2 부재(23)의 제3 연통공(23b)의 개구 면적
S3 제1 밸브부(21a)와 제2 플런저(37)의 보조 밸브 시트(37d)와의 사이의 개구 면적
S4 제2 밸브부(21b)와 제2 밸브 시트(15b)와의 사이의 개구 면적
S5 제3 밸브부(23c)와 감압체(24)의 밸브 시트(24c)와의 사이의 개구 면적

Claims (9)

1. 밸브부의 개변도(開弁度)에 따라 용량 가변형 압축기의 유량 또는 압력을 제어하는 용량 제어 밸브에 있어서,
   제1 압력의 유체를 통과시키는 제1 연통로와 연통하는 제1 밸브실, 제3 압력의 유체를 통과시키는 제3 연통로에 연통하는 제3 밸브실, 그리고, 상기 제1 연통로와 상기 제3 연통로와의 사이에 배열 형성되고 제2 압력의 유체를 통과시키는 제2 연통로에 연통함과 동시에 상기 제3 밸브실과 연통하는 밸브공 및 당해 밸브공에 배열 형성되는 제2 밸브 시트를 갖는 제2 밸브실을 갖는 밸브 본체와,
   상기 제3 밸브실 내에 배치되고 상기 제3 밸브실의 압력에 응동하여 신축하는 감압체와,
   상기 제1 밸브실과 상기 제3 밸브실을 연통하는 중간 연통로, 상기 제1 밸브실에 배열 형성되는 제1 밸브부, 상기 제2 밸브 시트와 이접(離接)하여 상기 밸브공을 개폐하는 제2 밸브부, 및, 상기 제3 밸브실에 배열 형성되는 밸브체 단부를 갖는 밸브체와,
   상기 제3 밸브실 내에 배열 형성되고 상기 제3 밸브실과 상기 중간 연통로에 연통하는 제3 연통공과,
   전자 코일부, 제1 플런저, 고정자 철심, 및 상기 밸브체와 상기 제1 플런저를 접속하는 로드를 갖는 솔레노이드와, 및,
   상기 고정자 철심과 상기 밸브체와의 사이에 제2 플런저를 구비하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 플런저는, 상기 제1 밸브부와 이접하여 상기 제1 밸브실과 상기 중간 연통로와의 연통을 개폐하는 보조 밸브 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 플런저는, 상기 제1 밸브부와 병렬하여 상기 제1 밸브실과 상기 중간 연통로를 연통하는 보조 연통공을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보조 연통공은 상기 제3 연통공보다 작은 개구 면적을 구비하고, 상기 제3 연통공은 상기 제1 밸브부와 상기 제2 플런저와의 개구 면적보다 작은 개구 면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 보조 연통공은, 상기 중간 연통로의 유로 단면적보다 작은 개구 면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 플런저는 상기 로드에 대하여 상대 이동 가능하게 되는 감합 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브체의 상기 밸브체 단부는, 상기 감압체와 이접하여 상기 중간 연통로와 상기 제3 밸브실과의 연통을 개폐하는 제3 밸브부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 흡입 압력, 상기 제2 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 토출 압력, 상기 제3 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력인 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 크랭크실의 압력, 상기 제2 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 토출 압력, 상기 제3 압력은 상기 용량 가변형 압축기의 흡입 압력인 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.

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