KR20210142188A - 용량 제어 밸브 - Google Patents

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KR20210142188A
KR20210142188A KR1020217035025A KR20217035025A KR20210142188A KR 20210142188 A KR20210142188 A KR 20210142188A KR 1020217035025 A KR1020217035025 A KR 1020217035025A KR 20217035025 A KR20217035025 A KR 20217035025A KR 20210142188 A KR20210142188 A KR 20210142188A
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valve body
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KR1020217035025A
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마사히로 하야마
코헤이 후쿠도메
토시노리 칸자키
와타루 타카하시
케이고 시라후지
Original Assignee
이구루코교 가부시기가이샤
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Abstract

밸브체를 원활하게 제어할 수 있음과 동시에, 밸브체를 최대 스트로크 위치에 있어서 안정적으로 보지(保持)할 수 있는 용량 제어 밸브를 제공한다. 전자 코일(86)로의 통전에 의해 고정 철심(82)에 가동 철심(84)을 자력으로 흡인 이동시킴으로써, 밸브체(51)의 위치를 변화시키는 용량 제어 밸브(80)로서, 한쪽의 철심(82)은 외경측에 볼록부(90)를 구비하고, 다른 한쪽의 철심(84)은 내경측에 볼록부(92)를 구비하고, 이들이 흡착 이동한 상태에서 유감(遊嵌) 가능하도록 되어 있고, 한쪽의 볼록부(90)는, 그 선단의 유효 자력면(90a)이 대향하는 철심(84)과의 대향면(93)보다도 작게 형성되고, 또한 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다.

Description

용량 제어 밸브
본 발명은, 작동 유체의 용량을 가변 제어하는 용량 제어 밸브에 관한 것으로, 예를 들면, 자동차의 공조 시스템에 사용되는 용량 가변형 압축기의 토출량을 압력에 따라 제어하는 용량 제어 밸브에 관한 것이다.
자동차 등의 공조 시스템에 사용되는 용량 가변형 압축기는, 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축, 회전축에 대하여 경사 각도를 변화시킬 수 있도록 연결된 사판, 사판에 연결된 압축용 피스톤 등을 구비하고, 사판의 경사 각도를 변화시킴으로써, 피스톤의 스트로크량을 변화시켜 유체의 토출량을 제어한다. 이 사판의 경사 각도는, 전자력에 의해 개폐 구동되는 용량 제어 밸브를 사용하여, 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 있도록 되어 있다.
용량 가변형 압축기의 연속 구동시에 있어서, 용량 제어 밸브는, 제어 컴퓨터에 의해 통전 제어되어, 솔레노이드에서 발생하는 전자력에 의해 밸브체를 축방향으로 이동시켜, 토출 압력(Pd)의 토출 유체가 통과하는 토출 포트와 제어 압력(Pc)의 제어 유체가 통과하는 제어 포트 사이에 마련되는 DC 밸브를 개폐하여 용량 가변형 압축기의 제어실의 제어 압력(Pc)을 조정하는 통상 제어를 행하는 형식의 것과, 흡입 압력(Ps)의 흡입 유체가 통과하는 흡입 포트와 제어 압력(Pc)의 제어 유체가 통과하는 제어 포트 사이에 마련되는 CS 밸브를 개폐하여 용량 가변형 압축기의 제어실의 제어 압력(Pc)을 조정하는 통상 제어를 행하는 형식의 것이 있다.
용량 제어 밸브의 통상 제어시에 있어서는, 용량 가변형 압축기에 있어서의 제어실의 압력이 적절히 제어되어, 회전축에 대한 사판의 경사 각도를 연속적으로 변화시킴으로써, 피스톤의 스트로크량을 변화시켜 토출실에 대한 유체의 토출량을 제어하여, 공조 시스템이 소망하는 냉각 능력이 되도록 조정하고 있다. 또한, 용량 제어 밸브는, 솔레노이드로의 인가 전류에 의한 전자력에 따라 밸브체의 밸브 개도(開度)가 변화하고, 이에 대응하여 압력차의 목표값이 변경되어, 제어 압력(Pc)을 변화시키도록 되어 있다.
특허문헌 1에 있어서의 종래 기술의 설명에도 있는 바와 같이, 종래는 가동 철심과 고정 철심의 2개의 철심끼리의 대향면을 이들 철심의 축방향에 대하여 직교하는 평면으로 한 것이 있다. 이러한 구조에서는, 철심끼리가 근접하면, 즉 밸브체가 초기 위치에서 최대 스트로크 위치까지 이동함에 수반하여, 철심끼리의 대향면에 축방향으로 작용하는 자력이 급증하기 때문에, 밸브체의 미세한 개폐 조정이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 한쪽의 철심의 대향면을 원추 형상으로 하고, 다른 한쪽을 이 원추 형상의 대향면과 요철 유감(遊嵌)하는 형상으로 한 것이 있다. 이러한 구조에서는, 밸브체가 초기 위치에서 최대 스트로크 위치까지 이동함에 수반하여, 경사져서 평행하게 대향하는 대향면의 사이에, 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 서서히 작용하기 때문에, 철심끼리의 대향면에 작용하는 자력의 급증이 방지되어, 밸브체의 미세한 개폐 조정이 가능하도록 되어 있다. 그러나, 대향면의 사이에 작용하는 자력이 작아 가동 철심을 축방향으로 전자력에 의해 이동시키는 축방향 추력이 작다는 결점이 있어, 축방향 추력을 충분히 확보하기 위해서는, 대형의 강력한 솔레노이드를 필요로 한다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1의 실시예로서, 한쪽의 철심의 선단에 철심의 축방향에 대하여 직교하는 평면을 넓게 갖는 재두 원추 형상, 환언하면 단면에서 보았을 경우 사다리꼴 형상의 볼록부를 형성하고, 이 볼록부에 대응하는 형상의 오목부를 다른 한쪽의 철심에 형성하고 있는 것도 제시되어 있다.
일본특허공보 제2892473호(2페이지, 도 2)
특허문헌 1의 실시예로서 개시된 용량 제어 밸브에 있어서는, 상기한 바와 같은 구조로 함으로써, 철심의 축방향에 대하여 직교하는 평면에 의해 대향면의 사이에 작용하는 자력을 증대시켜, 밸브체의 최대 스트로크 위치에서 밸브체를 확실하게 보지(保持)하는 축방향 추력을 확보하면서, 밸브체가 초기 위치에서 최대 스트로크 위치까지 이동함에 수반하여, 철심끼리의 대향면에 작용하는 자력이 급증하는 것을 방지함으로써, 밸브체의 미세한 개폐 조정이 가능하도록 되어 있다. 그러나, 한쪽의 철심의 대향면은 재두 원추 형상이며, 다른 한쪽의 철심의 대향면은 재두 원추 형상과 상보적인 오목 형상이 되고, 양(兩) 철심은 서로 요철 유감하는 형상이기 때문에, 밸브체의 최대 스트로크 위치에 있어서의 축방향 추력을 높이고 싶은 경우에는 전체의 구조가 대형화되어 버린다. 한편, 양 철심의 밸브체의 최대 스트로크 위치에 있어서의 이간 거리가 작아지는 배치 구성으로 하면 경사지는 대향면끼리의 사이에 작용하는 자력이 축방향의 근접에 기인하여 상승해 버려, 밸브체의 미세한 개폐 조정을 원활하게 제어할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 문제점에 착목하여 이루어진 것으로, 밸브체를 원활하게 제어할 수 있음과 동시에, 밸브체를 최대 스트로크 위치에 있어서 안정적으로 보지할 수 있는 용량 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 용량 제어 밸브는,
전자 코일로의 통전에 의해 고정 철심에 가동 철심을 자력으로 흡인 이동시킴으로써, 밸브체의 위치를 변화시키는 용량 제어 밸브로서,
한쪽의 상기 철심은 외경측에 볼록부를 구비하고, 다른 한쪽의 상기 철심은 내경측에 볼록부를 구비하고, 이들이 흡착 이동한 상태에서 유감 가능하도록 되어 있고,
한쪽의 상기 볼록부는, 그 선단의 유효 자력면이 대향하는 철심의 대향면보다도 작게 형성되고, 또한 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다.
이에 의하면, 한쪽의 볼록부가 끝이 가늘어지는 형상이기 때문에, 그 선단측에서는 다른 한쪽의 볼록부와의 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 작고, 근원측에서는 다른 한쪽의 볼록부와의 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 커지기 때문에, 밸브체의 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서 철심끼리의 사이에서 작용하는 자력은, 그 축방향의 근접의 영향을 받기 어렵고, 축방향 추력이 플랫해지는 특성을 가짐과 동시에, 밸브체의 최대 스트로크 근방 이후에서는, 볼록부의 선단의 유효 자력면이 대향하는 철심과의 대향면과 근접하여, 축방향으로 작용하는 자력이 급격하게 증가하여 축방향 추력이 급증하는 특성, 즉 축방향 추력이 플랫해지는 영역을 넓게 확보하면서 최대 스트로크 근방에서 급격하게 증가하는 특성으로 할 수 있다. 이에 따라, 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서는 작은 축방향 추력이기 때문에 밸브체를 원활하게 제어할 수 있음과 동시에, 최대 스트로크 위치에 있어서는 밸브체를 큰 축방향 추력으로 안정적으로 보지할 수 있다.
한쪽의 상기 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면과, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면은 비평행해도 좋다.
이에 의하면, 한쪽의 볼록부의 경사면과 다른 한쪽의 볼록부의 둘레면이 비평행하기 때문에, 밸브체의 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위와, 밸브체의 최대 스트로크 위치측에서, 축방향 추력의 특성을 현저하게 구별할 수 있다.
다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면은, 상기 철심의 축방향에 대하여 평행해도 좋다.
이에 의하면, 철심의 축방향에 대하여 평행하다는 점에서, 한쪽의 볼록부와의 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력을 매우 작게 할 수 있어, 밸브체의 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서의 축방향 추력의 상승을 효과적으로 플랫하게 할 수 있다.
상기 볼록부의 선단의 유효 자력면과, 상기 철심의 대향면은, 상기 철심의 축방향에 대하여 직교하여 형성되어 있어도 좋다.
이에 의하면, 유효 자력면과 대향면이 축방향에 대하여 직교하여 형성되어 있음으로써, 이들이 근접했을 때에 있어서의 축방향으로 작용하는 자력을 크게 확보할 수 있어, 밸브체의 최대 스트로크 위치에 있어서 축방향 추력을 급증시킬 수 있다.
한쪽의 상기 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면은, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면과 대향하고 있어도 좋다.
이에 의하면, 한쪽의 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면과 다른 한쪽의 볼록부의 둘레면이 대향함으로써, 밸브체의 최대 스트로크 근방 이후에서는, 한쪽의 볼록부의 경사면의 근원측과 다른 한쪽의 볼록부의 둘레면이 근접하여, 이들 사이에 있어서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 커지기 때문에, 밸브체를 최대 스트로크 위치에 있어서 안정적으로 보지할 수 있다.
한쪽의 상기 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면은, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면과 대향하지 않는 측에 위치하고 있어도 좋다.
이에 의하면, 한쪽의 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면과 다른 한쪽의 볼록부의 둘레면이 대향하지 않음으로써, 밸브체의 이동시에 이들의 지름 방향의 이간 거리가 근접하는 일은 없고, 이들 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력의 영향을 매우 작게 할 수 있어, 밸브체의 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서의 축방향 추력의 상승을 효과적으로 플랫하게 할 수 있다.
상기 전자 코일로의 비통전시에 개방 상태가 되는 노멀 오픈 형식이라도 좋다.
이에 의하면, 통전시의 폐색 상태에 있어서, 유체로부터 밸브체로 압력이 작용해도 폐색 상태인 밸브체의 최대 스트로크 위치에서는 축방향 추력이 강하기 때문에, 폐색 상태를 확실하게 유지할 수 있다.
본 발명의 용량 제어 밸브는,
전자 코일로의 통전에 의해 고정 철심에 가동 철심을 자력으로 흡인 이동시킴으로써, 밸브체의 위치를 변화시키는 용량 제어 밸브로서,
한쪽의 상기 철심은 외경측에 볼록부, 내경측에 오목부를 구비하고, 다른 한쪽의 상기 철심은 내경측에 볼록부, 외경측에 오목부를 구비하고, 이들이 흡착 이동한 상태에서 유감 가능하도록 되어 있고,
흡인시에 있어서, 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단의 간격은, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단의 간격과 상이하고,
비흡인시에 있어서, 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단이 유효 자력 범위 내에 위치함과 동시에, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단은 유효 자력 범위 밖에 위치하도록 형성되어 있다.
이에 의하면, 비흡인시에 있어서 유효 자력 범위 내에 위치하는 한쪽의 볼록부의 선단과 오목부 안쪽 단이 작동력으로서 밸브체를 이동시킨다. 이때, 유효 자력 범위 밖에 위치하는 다른 한쪽의 볼록부의 선단과 오목부 안쪽 단은 작동력이 초기 단계에서는 현재화(顯在化)하지 않고, 한쪽의 작동을 수반하여 다른 한쪽이 유효 자력 범위 내에 진입 후 현재화한다. 이 때문에, 밸브체의 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서 철심끼리의 사이에서 작용하는 자력은, 축방향 추력이 플랫해지는 특성을 가짐과 동시에, 축방향으로 작용하는 자력이 급격하게 증가하여 축방향 추력이 급증하는 특성, 즉 축방향 추력이 플랫해지는 영역을 넓게 확보하면서 최대 스트로크 근방에서 급격하게 증가하는 특성으로 할 수 있다. 이에 따라, 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서는 작은 축방향 추력이기 때문에 밸브체를 원활하게 제어할 수 있음과 동시에, 최대 스트로크 위치에 있어서는 밸브체를 큰 축방향 추력으로 안정적으로 보지할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 실시예의 용량 제어 밸브가 조입되는 사판식 용량 가변형 압축기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 1의 용량 제어 밸브의 비통전 상태에 있어서 CS 밸브가 개방된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 실시예 1의 용량 제어 밸브의 통전 상태(통상 제어시)에 있어서 CS 밸브가 폐색된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 실시예 1의 가동 철심과 센터 포스트의 대향 형상을 나타내는 요부(要部)를 확대한 단면도이며, 통전 직후의 CS 밸브체가 초기 위치에 위치하는 상태를 나타낸다.
도 5는, 마찬가지로, 통전시에 있어서 CS 밸브체가 폐변(閉弁) 위치에 위치하는 상태를 나타내는 요부를 확대한 단면도이다.
도 6은, CS 밸브체의 스트로크와 가동 철심의 축방향 추력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 실시예 1의 가동 철심과 센터 포스트의 대향 형상을 나타내는 요부를 확대한 단면도이며, (a)는, 통전 직후의 CS 밸브체가 초기 위치에 위치하는 상태를 나타내고, (b)는, 통전시에 있어서 CS 밸브체가 폐변 위치에 위치하는 상태를 나타낸다.
도 8은, 실시예 2의 가동 철심과 센터 포스트의 대향 형상을 나타내는 요부를 확대한 단면도이며, 통전 직후의 CS 밸브체가 초기 위치에 위치하는 상태를 나타낸다.
도 9는, 마찬가지로, 통전시에 있어서 CS 밸브체가 폐변 위치에 위치하는 상태를 나타내는 요부를 확대한 단면도이다.
도 10은, 실시예 3의 용량 제어 밸브의 통전 상태(통상 제어시)에 있어서 CS 밸브가 폐색된 모습을 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 용량 제어 밸브를 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 이하에 설명한다.
실시예 1
실시예 1에 따른 용량 제어 밸브에 대해, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 이하, 도 2의 정면측으로부터 보아 좌우측을 용량 제어 밸브의 좌우측으로 하여 설명한다.
본 발명의 용량 제어 밸브(V)는, 자동차 등의 공조 시스템에 사용되는 용량 가변형 압축기(M)에 조입되어, 냉매인 작동 유체(이하, 단순히 「유체」라고 표기함)의 압력을 가변 제어함으로써, 용량 가변형 압축기(M)의 토출량을 제어하여 공조 시스템을 소망하는 냉각 능력이 되도록 조정하고 있다.
우선, 용량 가변형 압축기(M)에 대해서 설명한다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 용량 가변형 압축기(M)는, 토출실(2)과, 흡입실(3)과, 제어실(4)과, 복수의 실린더(4a)를 구비하는 케이싱(1)을 갖고 있다. 또한, 용량 가변형 압축기(M)에는, 제어실(4)과 흡입실(3)을 직접 연통하는 도시하지 않는 연통로가 마련되어 있고, 이 연통로에는 흡입실(3)과 제어실(4)의 압력을 평형 조정시키기 위한 고정 오리피스가 마련되어 있다.
또한, 용량 가변형 압축기(M)는, 케이싱(1)의 외부에 설치되는 도시하지 않는 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축(5)과, 제어실(4) 내에 있어서 회전축(5)에 대하여 힌지 기구(8)에 의해 편심 상태로 연결되는 사판(6)과, 사판(6)에 연결되고 각각의 실린더(4a) 내에 있어서 왕복동이 자유롭게 감합된 복수의 피스톤(7)을 구비하고, 전자력에 의해 개폐 구동되는 용량 제어 밸브(V)를 사용하여, 유체를 흡입하는 흡입실(3)의 흡입 압력(Ps), 피스톤(7)에 의해 가압된 유체를 토출하는 토출실(2)의 토출 압력(Pd), 사판(6)을 수용한 제어실(4)의 제어 압력(Pc)을 이용하면서, 제어실(4) 내의 압력을 적절히 제어함으로써 사판(6)의 경사 각도를 연속적으로 변화시킴으로써, 피스톤(7)의 스트로크량을 변화시켜 유체의 토출량을 제어하고 있다. 또한, 설명의 편의상, 도 1에 있어서는, 용량 가변형 압축기(M)에 조입되는 용량 제어 밸브(V)의 도시를 생략하고 있다.
구체적으로는, 제어실(4) 내의 제어 압력(Pc)이 고압일수록, 회전축(5)에 대한 사판(6)의 경사 각도가 작아져 피스톤(7)의 스트로크량이 감소하지만, 일정 이상의 압력이 되면, 회전축(5)에 대하여 사판(6)이 대략 수직 상태, 즉 수직보다 근소하게 경사진 상태가 된다. 이때, 피스톤(7)의 스트로크량이 최소가 되어, 피스톤(7)에 의한 실린더(4a) 내의 유체에 대한 가압이 최소가 됨으로써, 토출실(2)로의 유체의 토출량이 감소하여, 공조 시스템의 냉각 능력은 최소가 된다. 한편으로, 제어실(4) 내의 제어 압력(Pc)이 저압일수록, 회전축(5)에 대한 사판(6)의 경사 각도가 커져 피스톤(7)의 스트로크량이 증가하지만, 일정 이하의 압력이 되면, 회전축(5)에 대하여 사판(6)이 최대 경사 각도가 된다. 이때, 피스톤(7)의 스트로크량이 최대가 되어, 피스톤(7)에 의한 실린더(4a) 내의 유체에 대한 가압이 최대가 됨으로써, 토출실(2)로의 유체의 토출량이 증가하여, 공조 시스템의 냉각 능력은 최대가 된다.
도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 용량 가변형 압축기(M)에 조입되는 용량 제어 밸브(V)는, 솔레노이드(80)를 구성하는 전자 코일(86)에 통전하는 전류를 조정하여, 용량 제어 밸브(V)에 있어서의 CS 밸브(50)의 개폐 제어를 행함으로써, 제어실(4)로부터 흡입실(3)로 유출되는 유체를 제어함으로써 제어실(4) 내의 제어 압력(Pc)을 가변 제어하고 있다. 또한, 용량 가변형 압축기(M)에는, 토출실(2)과 제어실(4)을 직접 연통하는 연통로가 마련되어 있고, 이 연통로에는 토출실(2)과 제어실(4)의 압력을 평형 조정시키기 위한 고정 오리피스(9)가 마련되어 있다. 즉, 토출실(2)의 토출 압력(Pd)의 토출 유체가 고정 오리피스(9)를 통하여 제어실(4)에 상시 공급되어 있고, 용량 제어 밸브(V)에 있어서의 CS 밸브(50)를 폐색시킴으로써 제어실(4) 내의 제어 압력(Pc)을 상승시키도록 되어 있다.
본 실시예에 있어서, CS 밸브(50)는, 밸브체로서의 CS 밸브체(51)와 밸브 하우징(10)의 내주면에 형성된 CS 밸브 시트(10a)에 의해 구성되어 있고, CS 밸브체(51)의 축방향 좌단(51a)이 CS 밸브 시트(10a)에 접리함으로써, CS 밸브(50)가 개폐하도록 되어 있다.
이어서, 용량 제어 밸브(V)의 구조에 대해서 설명한다. 도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 용량 제어 밸브(V)는, 금속 재료 또는 수지 재료에 의해 형성된 밸브 하우징(10)과, 밸브 하우징(10) 내에 축방향 좌단부가 배치되는 CS 밸브체(51)와, 밸브 하우징(10)에 접속되어 CS 밸브체(51)에 구동력을 미치는 솔레노이드(80)로 주로 구성되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, CS 밸브체(51)는, 단면이 일정한 주상체이며, 솔레노이드(80)의 전자 코일(86)에 대하여 관통 배치되는 로드를 겸하고 있다.
도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 밸브 하우징(10)에는, 용량 가변형 압축기(M)의 흡입실(3)과 연통하는 흡입 포트로서의 Ps 포트(11)와, 용량 가변형 압축기(M)의 제어실(4)과 연통하는 제어 포트로서의 Pc 포트(12)가 형성되어 있다.
밸브 하우징(10)의 내부에는, 밸브실(20)이 형성되고, 밸브실(20) 내에는 CS 밸브체(51)의 축방향 좌단부가 축방향으로 왕복동이 자유롭게 배치된다. 또한, Ps 포트(11)는, 밸브 하우징(10)의 외주면으로부터 내경 방향으로 연장되어 밸브실(20)과 연통하고, Pc 포트(12)는, 밸브 하우징(10)의 축방향 좌단의 내경측으로부터 축방향 오른쪽으로 연장되어 밸브실(20)과 연통하고 있다.
밸브 하우징(10)의 내주면에는, Pc 포트(12)의 밸브실(20)측의 개구 단연에 CS 밸브 시트(10a)가 형성되어 있다. 또한, 밸브 하우징(10)의 내주면에는, CS 밸브 시트(10a) 및 밸브실(20)보다도 솔레노이드(80)측에 CS 밸브체(51)의 외주면이 대략 밀봉 상태로 슬라이딩 가능한 가이드공(10b)이 형성되어 있다.
또한, 밸브 하우징(10)은, 축방향 우단의 내경측이 축방향 왼쪽으로 오목한 오목부(10c)를 구비하고, 솔레노이드(80)를 구성하는 고정 철심인 센터 포스트(82)의 플랜지부(82d)가 축방향 오른쪽으로부터 감삽(嵌揷)됨으로써 일체로 대략 밀봉 상태로 접속 고정되어 있다. 또한, 밸브 하우징(10)의 오목부(10c)의 바닥면의 내경측에는, 가이드공(10b)의 솔레노이드(80)측의 개구단이 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 나타나는 바와 같이, 솔레노이드(80)는, 축방향 왼쪽으로 개방하는 개구부(81a)를 갖는 케이싱(81)과, 케이싱(81)의 개구부(81a)에 대하여 축방향 왼쪽으로부터 삽입되어 케이싱(81)의 내경측에 고정되는 대략 원통 형상의 센터 포스트(82)와, 센터 포스트(82)에 삽입 통과되어 축방향으로 왕복동이 자유롭고, 또한 그 축방향 좌단부가 밸브 하우징(10) 내에 배치되는 CS 밸브체(51)와, CS 밸브체(51)의 축방향 우단부가 감삽·고정되는 가동 철심(84)과, 센터 포스트(82)와 가동 철심(84) 사이에 마련되어 가동 철심(84)을 CS 밸브(50)의 개변(開弁) 방향인 축방향 오른쪽으로 부세(付勢)하는 스프링으로서의 코일 스프링(85)과, 센터 포스트(82)의 외측에 보빈을 개재하여 감긴 여자용의 전자 코일(86)로 주로 구성되어 있다.
이어서, 도 4를 사용하여 센터 포스트(82)와 가동 철심(84)의 구조에 대해서 설명한다. 센터 포스트(82)는, 가동 철심(84)과 대향하는 측으로 돌출되어 형성된 대향면으로부터 보아 환상(環狀)으로 연속하는 볼록부(90)를 구비하고 있다. 볼록부(90)는 외경측에 형성되어 있고, 축방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 선단면(90a)과, 당해 선단면(90a)에 연속하는 센터 포스트(82)의 축방향에 대하여 경사지는 내주면(90b)을 구비한 끝이 가늘어지는 형상으로 되어 있다. 볼록부(90)의 근원 부분의 내경측에는 센터 포스트(82)의 축방향에 대하여 직교하는 오목부 안쪽 단으로서의 대향면(91)이 형성되어 있다.
가동 철심(84)은, 센터 포스트(82)와 대향하는 측으로 돌출되어 형성된 대향면으로부터 보아 환상으로 연속하는 볼록부(92)를 구비하고 있다. 볼록부(92)는 내경측에 형성되어 있고, 축방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 선단면(92a)과, 당해 선단면(92a)에 연속하고 가동 철심(84)의 축방향에 대하여 평행한 면을 이루는 외주면(92b)을 구비한 균등폭의 형상으로 되어 있다. 볼록부(92)의 근원 부분의 외경측에는 가동 철심(84)의 축방향에 대하여 직교하는 오목부 안쪽 단으로서의 대향면(93)이 형성되어 있다. 센터 포스트(82)의 선단면(90a), 대향면(91)과, 가동 철심(84)의 대향면(93), 선단면(92a)은, 각각 평행하다.
또한, 센터 포스트(82)의 외경은, 바람직하게는 φ7.4~φ9.4의 범위, 더욱 바람직하게는 φ7.9~φ8.9로 형성되어도 좋다. 또한, 센터 포스트(82)의 내경은, 바람직하게는 φ2.0~φ4.0의 범위, 더욱 바람직하게는 φ2.5~φ3.5의 범위로 형성되어도 좋다. 또한, 센터 포스트(82)의 축방향에 대한 내주면(90b)의 경사 각도(α)는, 바람직하게는 5도~15도의 범위, 더욱 바람직하게는 8도~12도의 범위로 형성되어도 좋고, 이에 의하면, 축방향 추력이 작아지는 것을 방지하면서, 후술하는 추력 플랫부의 범위를 넓게 확보할 수 있다.
추가로 또한, 가동 철심(84)의 외경은, 바람직하게는 φ7.5~φ9.5의 범위, 더욱 바람직하게는φ8.0~φ9.0의 범위로 형성되어도 좋다. 또한, 가동 철심(84)의 내경은, 바람직하게는 φ3.3~φ5.3의 범위, 더욱 바람직하게는φ3.8~φ4.8의 범위로 형성되어도 좋다. 또한, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)의 지름 방향의 치수(L2)는, 바람직하게는 1.0㎜ 이상으로 형성되어도 좋고, 이에 의하면, 축방향 추력이 작아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 외주면(92b)과 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 내주면(90b)의 사이에 있어서의 최소 극간의 지름 방향의 치수(L1)는, 바람직하게는 0.1㎜~0.3㎜의 범위, 더욱 바람직하게는 0.15㎜~0.25㎜ 범위로 형성되어도 좋고, 이에 의하면, 축방향 추력이 작아지는 것을 방지하면서, 통전 직후의 CS 밸브체(51)가 초기 위치에 위치하는 상태에 있어서의 추력 저하를 억제할 수 있다.
이어서, 용량 제어 밸브(V)의 동작, 주로 CS 밸브(50)의 개폐 동작에 대해서 설명한다.
우선, 용량 제어 밸브(V)의 비통전 상태에 대해서 설명한다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 용량 제어 밸브(V)는, 비통전 상태에 있어서, 가동 철심(84)이 솔레노이드(80)를 구성하는 코일 스프링(85)의 부세력에 의해 축방향 오른쪽으로 압압됨으로써, CS 밸브체(51)가 축방향 오른쪽으로 이동하여, CS 밸브체(51)의 축방향 좌단(51a)이 밸브 하우징(10)의 내주면에 형성된 CS 밸브 시트(10a)로부터 이간하여, CS 밸브(50)가 개방된다. 도 2에서는, CS 밸브체(51)가 초기 위치에 위치하는 상태를 나타낸다.
도 3에 나타나는 바와 같이, 용량 제어 밸브(V)는, 통전 상태, 즉 통상 제어시, 소위 듀티 제어시에 있어서, 솔레노이드(80)에 전류가 인가됨으로써 가동 철심(84)이 센터 포스트(82)측, 즉 축방향 좌측으로 끌어당겨져, 가동 철심(84)에 고정된 CS 밸브체(51)가 축방향 왼쪽으로 함께 이동함으로써, CS 밸브체(51)의 축방향 좌단(51a)이 밸브 하우징(10)의 CS 밸브 시트(10a)에 착좌하여, CS 밸브(50)가 폐색된다. 도 3에서는, CS 밸브체(51)가 최대 스트로크 위치까지 이동하여, CS 밸브(50)가 폐변된 상태를 나타낸다.
도 4는 통전 직후이며, CS 밸브체(51)가 초기 위치에 위치하는 상태를 나타내고, 도 5는 최대의 전류값으로 통전되어 CS 밸브체(51)가 폐변 위치까지 이동한 상태를 나타낸다. 도 4에 나타나는 바와 같이, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)가 끝이 가늘어지는 형상이기 때문에, 볼록부(90)의 선단측에서는 가동 철심(84)의 볼록부(92)와 지름 방향으로 이간하고 있고, 이들 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력의 영향이 매우 작아져 있다. 이와 같이, 통전에 의해 가동 철심(84)이 센터 포스트(82)를 향하여 흡착 이동한 상태에서, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)와 가동 철심(84)의 볼록부(92)는, 유감 가능하게 되어 있다. 도 4와 도 5에서는 CS 밸브체(51)의 초기 위치와 폐변 위치에 있어서의 자력선의 모습을 개념적으로 표시하고 있다.
또한, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 내주면(90b)과, 축방향과 평행한 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 외주면(92b)이 상이한 각도인 점에서, CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 폐변 위치의 바로 앞까지의 범위에 있어서는, 이들 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력의 증가가 적다.
게다가, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)가 끝이 가늘어지는 형상인 것에 의한 효과로서는, 상기한 볼록부(90)와 볼록부(92)의 이간 거리의 관계에 더하여, 센터 포스트(82)는 선단측에 비하여 근원측의 단면적이 크기 때문에, 가동 철심(84)의 볼록부(92)와의 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 선단측에서 작아져 있다.
또한, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 외주면(92b)이 가동 철심(84)의 축방향에 대하여 평행한 면을 이루고 있기 때문에, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)와의 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력을 매우 작게 할 수 있어, CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 폐변 위치의 바로 앞까지의 넓은 범위에 있어서 축방향 추력의 상승을 효과적으로 플랫하게 할 수 있다(도 6 참조). 참고로, 외주면(92b)이 경사지는 내주면(90b)과 평행해지도록 경사져서 형성되어 있으면, 폐변 방향으로의 가동 철심(84)의 이동에 수반하여 이들 외주면(92b)과 내주면(90b)을 통과하는 자속이 많아, 본 실시예 1의 형태보다도 축방향 추력이 플랫해지는 영역이 좁아져, 완만하게 축방향 추력이 증가하는 특성이 된다.
또한, CS 밸브체(51)가 폐변 위치까지 이동해 있을 때에는, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단의 유효 자력면인 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93), 센터 포스트(82)의 대향면(91)과 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)이 각각 접근하기 때문에, 이들 센터 포스트(82)와 가동 철심(84)의 축방향으로 작용하는 자력이 급격하게 증가한다. 환언하면, CS 밸브체(51)가 폐변 위치까지 이동하기 전, 즉 CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 폐변 위치의 바로 앞까지의 범위에 있어서는, 센터 포스트(82)와 가동 철심(84)의 축방향으로 작용하는 자력이 급격하게 증가하는 일이 없다.
또한, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단의 유효 자력면인 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93), 센터 포스트(82)의 대향면(91)과 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단의 유효 자력면인 선단면(92a)은, 각각 센터 포스트(82) 및 가동 철심(84)의 축방향에 대하여 직교하여 형성되어 있기 때문에, 이들이 근접했을 때에 있어서의 축방향으로 작용하는 자력을 크게 확보할 수 있어, CS 밸브(50)의 폐변 위치에 있어서 가동 철심(84)의 축방향 추력을 효과적으로 급증시킬 수 있다.
또한, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단의 유효 자력면인 선단면(90a)보다도 가동 철심(84)의 대향면(93)의 대향 면적이 크고, 센터 포스트(82)의 대향면(91)은 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단의 유효 자력면인 선단면(92a)보다도 대향 면적이 크기 때문에, 자속이 통하기 쉬워, 이들 대향하는 면끼리의 사이에 있어서 큰 자력에 의한 흡인력을 확보할 수 있다. 또한, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단이 센터 포스트(82) 내경보다도 내측까지 연장되고, 센터 포스트(82)의 대향면(91)은 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단의 유효 자력면인 선단면(92a)보다도 대향 면적이 작은 형태도 무방하다.
상기한 바와 같은 구성을 채용함으로써, 도 6에 나타내는 CS 밸브체(51)의 스트로크와 가동 철심(84)의 축방향 추력의 관계를 나타내는 그래프로부터도 알 수 있는 바와 같이, 당해 특성은 점근선이 각각 x축, y축인 쌍곡선에 가까운 형상을 이루고 있다. 그리고, CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 폐변 위치의 바로 앞까지의 범위에 있어서는 작은 축방향 추력의 상태가 플랫하게 추이하는 추력 플랫부를 나타내고, CS 밸브체(51)를 원활하게 제어할 수 있음과 동시에, CS 밸브체(51)의 폐변 위치에 있어서는 CS 밸브체(51)를 큰 축방향 추력으로 안정적으로 보지할 수 있다. 즉, 제어 압력(Pc)이 가해지는 CS 밸브(50)의 폐변 상태를 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 내주면(90b)은, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 외주면(92b)과 대향하는 측에 위치하고 있고, 도 3과 같이 CS 밸브체(51)가 폐변 위치까지 이동해 가는 과정에 있어서, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 근원측에서 가동 철심(84)의 볼록부(92)가 지름 방향으로 접근하기 때문에, 이들 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 축방향의 근접에 기인하여 완만하게 상승한다. 즉, 폐변 위치의 근방 이후에서는 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 축방향 추력을 보조하도록 되어 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서의 용량 제어 밸브(V)는, 전자 코일(86)로의 비통전시에 개방 상태가 되는 노멀 오픈 형식이다. 상기한 바와 같이 통전시의 폐색 상태에 있어서, 유체로부터 CS 밸브체(51)로 압력이 작용해도 폐색 상태인 CS 밸브체(51)의 폐변 위치에서는 축방향 추력이 강하기 때문에, 폐색 상태를 확실하게 유지할 수 있기 때문에, 본 발명의 구성은 이러한 노멀 오픈 타입에 유용하다. 게다가, 실시예 1의 용량 제어 밸브(V)는 폐색 상태인 경우에, 토출 압력(Pd)의 영향에 의해 Pc 포트(12)에 작용하는 압력이 시간과 함께 높아지는 형식인 점에서도 유용하다.
또한, 도 7(b)에 나타나는 바와 같이, 흡인시, 즉 CS 밸브체(51)가 폐변 위치에 위치하는 상태에 있어서, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)과 센터 포스트(82)의 대향면(91)의 간격(L8)은, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93)의 간격(L7)과 상이하다.
또한, 도 7(a)에 나타나는 바와 같이, 비흡인시, 즉 CS 밸브체(51)가 초기 위치에 위치하는 상태에 있어서, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)과 센터 포스트(82)의 대향면(91)이 유효 자력 범위(E) 내에 위치한다. 즉, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)과 센터 포스트(82)의 대향면(91)의 간격(L6)이 유효 자력 범위(E)보다도 짧아진다.
또한, 비흡인시에 있어서, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93)은 유효 자력 범위(E) 밖에 위치한다. 즉, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93)의 간격(L5)이 유효 자력 범위(E)보다도 길어지도록 형성되어 있다.
이에 의하면, 비흡인시에 있어서 유효 자력 범위(E) 내에 위치하는 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)과 센터 포스트(82)의 대향면(91)이 작동력으로서 CS 밸브체(51)를 이동시킨다. 이때, 유효 자력 범위(E) 밖에 위치하는 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93)은 작동력이 초기 단계에서는 현재화하지 않고, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)과 센터 포스트(82)의 대향면(91)의 작동을 수반하여 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단면(90a)과 가동 철심(84)의 대향면(93)이 유효 자력 범위(E) 내에 진입 후 현재화한다. 이 때문에, CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서 센터 포스트(82)와 가동 철심(84)의 사이에서 작용하는 자력은, 축방향 추력이 플랫해지는 특성을 가짐과 동시에, 축방향으로 작용하는 자력이 급격하게 증가하여 축방향 추력이 급증하는 특성, 즉 축방향 추력이 플랫해지는 영역을 넓게 확보하면서 최대 스트로크 근방에서 급격하게 증가하는 특성으로 할 수 있다. 이에 따라, 초기 위치에서 최대 스트로크 근방까지의 범위에 있어서는 작은 축방향 추력이기 때문에 CS 밸브체(51)를 원활하게 제어할 수 있음과 동시에, 최대 스트로크 위치에 있어서는 CS 밸브체(51)를 큰 축방향 추력으로 안정적으로 보지할 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 유효 자력 범위(E)란, 소정값 이상의 자기 흡인력이 발생하는 축방향의 거리를 나타내고 있다.
실시예 2
실시예 2에 따른 용량 제어 밸브에 대해, 도 8과 도 9를 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예 1과 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.
도 8에 나타나는 바와 같이, 센터 포스트(94)는, 가동 철심(84)과 대향하는 측으로 돌출되어 형성된 볼록부(95)를 구비하고 있다. 볼록부(95)는 외경측에 형성되어 있고, 선단면(95a)에 걸쳐 센터 포스트(82)의 축방향에 대하여 경사지는 외주면(95b)을 구비한 끝이 가늘어지는 형상으로 되어 있다. 볼록부(95)의 내주면(95c)은 센터 포스트(94)의 축방향에 대하여 평행한 면을 이루고 있다. 또한, 볼록부(95)의 근원 부분의 내경측에는 센터 포스트(82)의 축방향에 대하여 직교하는 오목부 안쪽 단으로서의 대향면(96)이 형성되어 있다.
또한, 센터 포스트(94)의 축방향에 대한 외주면(95b)의 경사 각도(β)는, 바람직하게는 15도~25도의 범위, 더욱 바람직하게는 18도~22도의 범위로 형성되어도 좋고, 이에 의하면, 축방향 추력이 작아지는 것을 방지하면서, 추력 플랫부의 범위를 넓게 확보할 수 있다.
도 8과 도 9에 나타나는 바와 같이, 센터 포스트(94)의 볼록부(95)가 끝이 가늘어지는 형상이기 때문에, 선단측에 비하여 근원측의 단면적이 크고, 가동 철심(84)의 볼록부(92)와의 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 선단측에서 작고, 근원측에서 커진다. 그 때문에, CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 폐변 위치의 바로 앞까지의 범위에 있어서 센터 포스트(94)와 가동 철심(84)의 사이에서 작용하는 자력은 작은 채로 추이하여, 축방향 추력이 급증하지 않고 플랫해진다.
또한, CS 밸브체(51)가 폐변 위치측까지 이동해 있을 때에는, 센터 포스트(94)의 볼록부(95)의 선단의 유효 자력면인 선단면(95a)과 가동 철심(84)의 대향면(93), 센터 포스트(94)의 대향면(96)과 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단면(92a)이 각각 접근하기 때문에, 이들 센터 포스트(94)와 가동 철심(84)의 축방향으로 작용하는 자력이 급격하게 증가한다.
또한, 센터 포스트(94)의 볼록부(95)의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 외주면(95b)은, 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 외주면(92b)과 대향하지 않는 측에 위치하고 있고, 센터 포스트(94)의 볼록부(95)의 내주면(95c)은 센터 포스트(94)의 축방향에 대하여 평행한 면을 이루고 있다. 이에 의하면, CS 밸브체(51)의 이동시에, 서로 평행한 센터 포스트(94)의 볼록부(95)의 내주면(95c)과 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 외주면(92b)이 지름 방향으로 근접하는 일이 없어, 이들 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력의 영향을 매우 작게 할 수 있어, CS 밸브체(51)의 초기 위치에서 폐변 위치의 바로 앞까지의 범위에 있어서의 축방향 추력의 상승을 효과적으로 플랫하게 할 수 있다.
또한, 도 9와 같이 CS 밸브체(51)가 폐변 위치까지 이동해 있을 때에는, 센터 포스트(94)의 볼록부(95)의 근원측에서는 단면적이 서서히 커지기 때문에, 자기 포화에 의한 자속의 억제가 서서히 적어지기 때문에, 이들 사이에서 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 축방향의 근접에 기인하여 완만하게 상승한다. 즉, 폐변 위치의 근방 이후에서는 지름 방향의 성분을 갖고 작용하는 자력이 축방향 추력을 보조하도록 되어 있다.
실시예 3
실시예 3에 따른 용량 제어 밸브에 대해, 도 10을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 실시예 1과 동일한 구성, 중복하는 구성의 설명은 생략한다.
용량 제어 밸브(V2)는, 비통전 상태에 있어서, 가동 철심(84)이 코일 스프링(85)의 부세력에 의해 축방향 오른쪽으로 압압됨으로써, CS 밸브체(151)가 축방향 오른쪽으로 이동하여, CS 밸브체(151)의 대경부(大徑部; 151a)의 축방향 우측면이 CS 밸브 시트(110a)에 착좌하여, CS 밸브(150)가 폐색된다. 그리고, 통전 상태, 즉 통상 제어시, 소위 듀티 제어시에 있어서, 솔레노이드(80)에 전류가 인가됨으로써 가동 철심(84)이 센터 포스트(82)측, 즉 축방향 좌측으로 끌어당겨져, 가동 철심(84)에 고정된 CS 밸브체(151)가 축방향 왼쪽으로 함께 이동함으로써, CS 밸브체(151)의 대경부(151a)의 축방향 우측면이 밸브 하우징(110)의 CS 밸브 시트(110a)로부터 이간하여, CS 밸브(150)가 개방된다. 도 10에서는, CS 밸브체(151)가 최대 스트로크 위치까지 이동하여, CS 밸브(150)가 개변된 상태를 나타낸다.
이에 의하면, 용량 제어 밸브(V2)는, CS 밸브체(151)가 코일 스프링(85)에 의해 CS 밸브(150)의 폐변 방향으로 부세되는 노멀 클로즈 타입으로서 구성되어 있는 점에서, 상기한 바와 같이 통전시의 개방 상태에 있어서, CS 밸브체(151)는 코일 스프링(85)에 저항하는 전자력에 의해서만 위치가 보지되는 구성이다. 본 발명의 용량 제어 밸브(V2)는 전술한 바와 같은 가동 철심(84)과 센터 포스트(82)의 대향 형상을 구비하는 점에서, CS 밸브체(151)의 개변 위치에서는 축방향 추력이 강하기 때문에, CS 밸브체(151)의 개변 위치를 확실하게 유지할 수 있기 때문에, 본 발명의 구성은 이러한 노멀 클로즈 타입에도 유용하다.
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.
예를 들면, 상기 실시예에서는, 2개의 철심인 가동 철심(84)과 센터 포스트(82) 중, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)를 끝이 가늘어지는 형상으로 했지만, 이에 한정하지 않고 가동 철심을 끝이 가늘어지는 형상으로 하고 센터 포스트의 내주면과 외주면을 각각 축방향으로 평행한 면으로 해도 좋고, 가동 철심과 센터 포스트 모두 끝이 가늘어지는 형상으로 해도 좋다. 또한 가동 철심과 센터 포스트 모두 끝이 가늘어지는 형상인 경우에는, 이들이 서로 축방향에 대하여 상이한 각도로 경사져 있으면 좋다.
또한, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)의 선단의 유효 자력면인 선단면(90a), 가동 철심(84)의 대향면(93), 센터 포스트(82)의 대향면(91), 가동 철심(84)의 볼록부(92)의 선단의 유효 자력면인 선단면(92a)은, 각각 축방향에 대하여 직교하는 각도로 형성되는 구성에 한정하지 않고, 직교 방향에 대하여 근소하게 경사져 있어도 좋다.
또한, 센터 포스트(82)의 볼록부(90)를 구성하는 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면인 내주면(90b)과, 센터 포스트(94)의 볼록부(95)를 구성하는 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면인 외주면(95b)은, 평면에 한정하지 않고 곡면 형상이라도 좋다.
또한, 용량 가변형 압축기(M)의 제어실(4)과 흡입실(3)을 직접 연통하는 연통로 및 고정 오리피스는 마련하지 않아도 좋다.
또한, 용량 제어 밸브(V, V2)는, CS 밸브의 개폐 동작을 행함으로써 제어실(4) 내의 제어 압력(Pc)을 조정하는 구성이지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 토출 압력(Pd)의 토출 유체가 통과하는 토출 포트와 제어 압력(Pc)의 제어 유체가 통과하는 제어 포트 사이에 마련되는 DC 밸브를 개폐하여 용량 가변형 압축기의 제어실의 제어 압력(Pc)을 조정하는 통상 제어를 행하는 용량 제어 밸브라도 좋다.
1; 케이싱
2; 토출실
3; 흡입실
4a; 실린더
4; 제어실
5; 회전축
6; 사판
7; 피스톤
9; 고정 오리피스
10; 밸브 하우징
10a; 밸브 시트
50; CS 밸브
51a; 축방향 좌단
51; CS 밸브체
80; 솔레노이드
82; 센터 포스트(고정 철심)
84; 가동 철심
85; 코일 스프링
86; 전자 코일
90; 볼록부
90a; 선단면(유효 자력면)
90b; 내주면
91; 대향면(오목부 안쪽 단)
92b; 외주면
92a; 선단면(유효 자력면)
92; 볼록부
93; 대향면(오목부 안쪽 단)
94; 센터 포스트(고정 철심)
95; 볼록부
95a; 선단면(유효 자력면)
95b; 외주면
95c; 내주면
96; 대향면(오목부 안쪽 단)
110; 밸브 하우징
110a; 밸브 시트
150; CS 밸브
151; CS 밸브체
E; 유효 자력 범위
M; 용량 가변형 압축기
V; 용량 제어 밸브
V2; 용량 제어 밸브

Claims (8)

  1. 전자 코일로의 통전에 의해 고정 철심에 가동 철심을 자력으로 흡인 이동시킴으로써, 밸브체의 위치를 변화시키는 용량 제어 밸브로서,
    한쪽의 상기 철심은 외경측에 볼록부를 구비하고, 다른 한쪽의 상기 철심은 내경측에 볼록부를 구비하고, 이들이 흡착 이동한 상태에서 유감(遊嵌) 가능하도록 되어 있고,
    한쪽의 상기 볼록부는, 그 선단의 유효 자력면이 대향하는 철심의 대향면보다도 작게 형성되고, 또한 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    한쪽의 상기 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면과, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면은 비평행한 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면은, 상기 철심의 축방향에 대하여 평행한 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부의 선단의 유효 자력면과, 상기 철심의 대향면은, 상기 철심의 축방향에 대하여 직교하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    한쪽의 상기 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면은, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면과 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    한쪽의 상기 볼록부의 끝이 가늘어지는 형상을 구성하는 경사면은, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 둘레면과 대향하지 않는 측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 코일로의 비통전시에 개방 상태가 되는 노멀 오픈 형식인 것을 특징으로 하는 용량 제어 밸브.
  8. 전자 코일로의 통전에 의해 고정 철심에 가동 철심을 자력으로 흡인 이동시킴으로써, 밸브체의 위치를 변화시키는 용량 제어 밸브로서,
    한쪽의 상기 철심은 외경측에 볼록부, 내경측에 오목부를 구비하고, 다른 한쪽의 상기 철심은 내경측에 볼록부, 외경측에 오목부를 구비하고, 이들이 흡착 이동한 상태에서 유감 가능하도록 되어 있고,
    흡인시에 있어서, 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단의 간격은, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단의 간격과 상이하고,
    비흡인시에 있어서, 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단이 유효 자력 범위 내에 위치함과 동시에, 다른 한쪽의 상기 볼록부의 선단과 상기 오목부 안쪽 단은 유효 자력 범위 밖에 위치하도록 형성되어 있는 용량 제어 밸브.
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