KR20230121666A

KR20230121666A - 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브

Info

Publication number: KR20230121666A
Application number: KR1020220018399A
Authority: KR
Inventors: 김기연; 권영석
Original assignee: 주식회사 지에이티
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2023-08-21
Also published as: WO2023153584A1

Abstract

본 발명은 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브를 개시한다. 이러한 본 발명은 밸브체의 외주면에 Ps 포트로 진입되는 흔들림 방지용 돌기를 형성하는 한편, 슬라이딩 직선 이동하는 밸브체의 표면을 탄소복합재료 코팅 처리한 것이고, 이에 따라 밸브체의 작동시 흔들림에 의한 리크 개선, 그리고 밸브체의 슬라이딩 직선 이동에 따른 작동 내구성을 증대시키는 한편, 선공개특허와 같이 추가적인 Ps 포트의 가공없이도 Ps 포트에서 흡입압력(Ps)의 압축으로 인한 저항 발생을 방지시켜 압축기의 압축 효율이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 등 에어컨 초기 냉방 효율을 높이는 것이다.

Description

차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브 {Variable displacement control valve with improved shutoff adhesion}

본 발명은 밸브체의 작동시 흔들림에 의한 리크 개선, 그리고 밸브체의 슬라이딩 직선 이동시 밸브 상부몸체 내주면과의 접촉에 따른 마모를 줄이면서 작동 내구성을 증대시켜 리크를 개선함은 물론, 흡입 압력(Ps)의 저항을 방지할 수 있도록 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치의 냉방회로는 콘덴서, 팽창밸브, 증발기 및 압축기를 포함하는데, 이때 압축기는 증발기로부터 흡입한 냉매가스를 압축하고, 이 압축가스를 콘덴서측으로 토출하는 역할을 한다. 상기 증발기는 냉방회로를 흐르는 냉매와 차 실내 공기와의 열교환을 수행하는 역할을 한다.

보통 열부하 또는 냉방 부하의 크기에 따라 증발기의 주변을 통과하는 공기의 열량이 증발기를 흐르는 냉매에 전달되기 때문에 증발기의 출구 또는 하류측에서의 냉매가스 압력은 냉방 부하의 크기를 반영한다.

상기 냉방회로에 이용되는 가변 용량 압축기는, 주행상태에 따라 회전수가 변화되는 엔진 동력을 이용하는 것이므로 회전수 조절을 통한 토출 용량의 제어가 불가능하며, 따라서 최근에는 엔진의 회전수와 관계없이 적절한 냉방 능력을 얻기 위하여 냉매의 토출 용량을 가변시키는 가변 용량 압축기가 많이 적용되고 있는 추세이다.

상기와 같은 가변 용량 압축기는 냉매 토출량의 조절을 위하여 용량제어밸브(ECV)가 구비되어 있으며, 이러한 용량제어밸브는 보통 토출실로부터 토출된 토출압력(Pd)의 냉매 일부를 크랭크실로 도입되도록 하여 그 도입량을 제어함으로써, 크랭크실 내부의 압력(Pc)을 제어하는 방식으로 되어 있다.

그러나, 종래 용량제어밸브는 밸브 하단측에 분리형의 밸브 플레이트가 형성되면서, 상기 밸브 플레이트는 전원 오프시 토출실측의 압력(Pd)에 의해 하방향으로 직선 이동하면서 상기 밸브의 선단을 상기 밸브 상부몸체부의 밸브시트로부터 분리시켜 토출실측 압력(Pd)을 크랭크측으로 안내하지만, 전원 온시에는 벨로우즈 어셈블리가 상승하여 상기 밸브의 선단을 상기 밸브 상부몸체부의 밸브시트에 접촉시키면서 토출실측의 압력(Pd)이 크랭크측으로 안내되는 것이 차단될 때 상방향으로의 직선 이동이 정지되면서 고압의 크랭크실 압력(Pc)이 연통로를 통해 흡입실측으로 안내하게 되므로, 용량제어밸브(ECV)가 작동 후에도 크랭크실과 흡입실이 연통되면서 압축기의 사판 각도에 영향을 미처 압축기의 압축 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본원 출원인은 상기와 같은 문제를 개선하도록 등록특허공보 제10-2301578호를 개시하였다.

그러나, 상기의 선등록특허는 밸브체의 작동시 흔들림에 의한 리크가 발생하는 문제, 그리고 흡입 압력(Ps)의 저항이 발생하는 문제점을 가지고 있었다.

이에 종래에는 상기와 같은 문제를 방지시키도록 하는 공개특허공보 제10-2016-0114521호(공개일 2016.10.05.)이 개시되기도 하였다.

그러나, 선공개특허는 밸브체의 몸통돌기가 Ps 포트 위에 위치시키면서 밸브체가 작동시 흡입압력(Ps)이 압축되는 등의 문제를 방지시키도록 하였지만, 이는 별도의 Ps 포트를 추가 가공해야 하는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2016-0114521호(공개일 2016.10.05.) 등록특허공보 제10-2301578호(공고일 2021.09.14.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 밸브체의 외주면에 Ps 포트로 진입되는 흔들림 방지용 돌기를 형성함으로써, 밸브체의 작동시 흔들림에 의한 리크를 개선함은 물론, 선공개특허와 같이 추가적인 Ps 포트의 가공없이도 Ps 포트에서 흡입압력(Ps)의 압축으로 인한 저항 발생을 방지할 수 있도록 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브를 제공하려는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 슬라이딩 직선 이동하는 밸브체의 표면을 탄소복합재료 코팅 처리하면서, 밸브체의 슬라이딩 직선 이동에 따른 작동 내구성이 증대됨은 물론, 밸브 상부몸체의 내주면과의 접촉에 따른 마모를 줄이게 되면서 리크(Leak)를 개선하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브를 제공하려는 것이다.

본 발명의 과제 해결 수단인 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브는, 밸브 하부몸체와 결합되는 것으로, 압축기의 흡입실과 연통되어 흡입압력이 작용하는 제 1 포트, 압축기의 토출실과 연통되어 토출압력이 작용하는 제 2 포트, 압축기의 크랭크실과 연통되어 제어압력이 작용하는 제 3 포트가 각각 구비되는 밸브 상부몸체; 상기 밸브 상부몸체내에 설치되면서 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 직선 이동하여 상기 제 2 포트를 개폐시키는 밸브체; 감압스프링에 의해 최초 작동상태가 설정되는 것으로, 상기 밸브체내의 압력실에서 상단홀더 및 하단홀더에 의해 상단 및 하단이 지지되는 벨로우즈 어셈블리; 상기 밸브 하부몸체에 수용되는 것으로, 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매 유입을 차단하도록 온 동작하여 상기 밸브체를 제 1 방향으로 직선 이동시키고, 상기 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프 동작하여 상기 밸브체를 제 2 방향으로 직선 이동시키는 코어 어셈블리; 상하 관통되는 수직관통홀을 가지면서 밸브샤프트의 선단에 고정되는 밸브 캡; 및, 상기 밸브 상부몸체내의 상단에서 하단으로 투입되어 결합된 후 상기 밸브체내 상기 상단홀더에 형성되는 U자형 구조를 이루는 제 1 스프링 고정돌기의 내부홈으로 끝단이 강제 압입되어서, 상기 상단홀더에 대한 직선 이동 거리를 제한하면서 액체 냉매의 흡입량과 토출량에 따른 초기 냉방 효율의 제어성을 조정하는 스톱퍼; 를 포함하고, 상기 밸브체의 외주면에는 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 직선 이동하는 상기 밸브체의 흔들림을 방지하기 위한 외향 돌기를 형성하고, 상기 외향 돌기는 상기 제 1 포트에서의 흡입압력 압축으로 인한 저항 발생을 방지시키도록 상기 제 1 포트의 내부로 진입되도록 돌출되는 것이다.

또한, 상기 벨로우즈 어셈블리는 전원 오프시 흡입 압력과 크랭크실 제어 압력의 동시 작용으로부터 수축 작용이 이루어지도록 주름날개부와 밀폐된 연장캡부가 포함되는 것이다.

또한, 상기 밸브 캡은 상기 밸브샤프트의 선단이 고정되도록 상기 밸브체의 개구된 하단에서 상하 관통되는 수직관통홀을 가진 샤프트 결합부를 가진 것으로, 전원 오프시 수축 작용하는 상기 연장캡부와 일정거리 이격된 상태를 유지하면서 측면개방홀을 통해 상기 크랭크실측에서 발생하는 냉매를 상기 흡입실측으로 배출하고, 전원 온시에는 상기 밸브샤프트에 의해 직선 이동하여 상기 연장캡부와 접촉됨은 물론 상기 밸브체를 상기 제 1 방향으로 직선 이동시키면서 상기 크랭크실측의 냉매가 상기 측면개방홀을 통해 상기 흡입실측으로 배출되는 것을 차단하는 것이다.

또한, 상기 흡입압력은 전원 오프시 상기 벨로우즈 어셈블리의 하단측에 형성되는 밀폐된 상기 연장캡부에 작용하고, 상기 크랭크실의 제어압력은 전원 오프시 상기 벨로우즈 어셈블리의 하단측에 위치하는 상기 주름날개부에 작용하는 것이다.

또한, 상기 밸브 상부몸체에는 상기 크랭크실측의 상기 제 3 포트와 상기 흡입실측의 상기 제 1 포트를 연결하는 연통로가 형성되는 것이다.

또한, 상기 벨로우즈 어셈블리의 상단은 상기 상단홀더의 일부가 수용되도록 개방되고, 상기 벨로우즈 어셈블리 하단의 밀폐된 상기 연장캡부에는 상기 하단홀더가 수용되며, 상기 벨로우즈 어셈블리 내부에 수용되는 상기 감압스프링은 상기 벨로우즈 어셈블리내의 상단 및 하단에 각각 수용되는 상기 상단홀더 및 상기 하단홀더에 양단이 고정 지지되는 것이다.

또한, 상기 연장캡부는 상기 하단홀더를 수용하도록 상기 벨로우즈 어셈블리의 하단 중앙에서 하향 돌출되어 밀폐된 구조를 이루는 것이다.

또한, 상기 주름날개부는 상기 벨로우즈 어셈블리의 좌우 양측으로 형성되는 것으로서 상기 연장캡부의 상측에 위치하면서 상기 밸브 캡의 상부 평면으로부터 일정거리 이격되는 것이다.

또한, 상기 상단홀더는 상기 감압스프링의 상부를 지지하는 제 1 고정프레임과, 상기 제 1 고정프레임의 하부로 연장되어 상기 스톱퍼의 선단측 수용이 가능하도록 Ｕ자형 구조로서 상기 감압스프링의 내부로 연장되는 상기 제 1 스프링 고정돌기를 포함하는 것이며, 상기 상단홀더와 마주하여 상하 한쌍으로 설치되는 상기 하단홀더는 상기 연장캡부내에 수용되어 상기 감압스프링의 하부를 지지하는 제 2 고정프레임과, 상기 제 2 고정프레임의 상부로 연장되는 원추형 구조로서 상기 감압스프링의 내부로 연장되는 제 2 스프링 고정돌기를 포함하는 것이다.

또한, 상기 밸브 캡은, 상기 밸브체의 하단 개구부가 결합되도록 넓은 폭을 가지며 상기 연장캡부의 측면을 지지하는 밸브 결합부; 및, 상기 밸브 결합부의 하단 방향으로 연장되면서 상기 밸브샤프트가 삽입 결합되도록 상기 밸브 결합부의 넓은 폭에 비하여 좁은 폭을 가지는 상기 샤프트 결합부; 를 포함하고, 상기 샤프트 결합부의 내측 상부에는 상기 수직관통홀과 연결되는 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀이 형성되는 것이다.

또한, 상기 밸브 결합부의 상면에는 밀폐된 상기 연장캡부를 수평 유지시키도록 상기 연장캡부와 접촉되는 것으로, 상기 밸브 캡의 중앙을 상하로 관통하는 상기 수직관통홀에 작용하는 흡입압력과 그 외측부에 작용하는 제어압력을 분리하기 위한 격리벽으로서 링 형태의 캡 접촉부를 돌출되게 형성하고, 밀폐된 상기 연장캡부에 가해지는 상기 흡입압력은 상기 측면개방홀의 직경에 따라 결정되는 것이다.

또한, 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀은 상기 밸브 결합부와 상기 샤프트 결합부의 경계부위에 형성되며, 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀과 상부로 개방되어 상기 하단홀더로 향하는 상기 수직관통홀은 상기 하단 홀더에 의해 차단 또는 개방되는 것이다.

또한, 상기 스톱퍼는, 상기 밸브 상부몸체의 상단에 결합되는 것으로 상기 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀이 형성되는 머리부; 및, 상기 머리부로부터 연장되면서 끝단의 제 1 결합돌기가 상기 상단홀더에 강제 압입되는 것으로, 상기 밸브체의 상부 내측에 배치되면서 상기 연통로를 형성하게 되는 제 1 스톱퍼 핀; 이 일체로 이루어진 T자형 구조물인 것이다.

또한, 상기 밸브체는, 제 1 직경을 가지는 것으로 실링 몸체 및, 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 가지는 것으로 상기 외향돌기가 돌출 형성되는 슬라이딩 접촉 몸체를 포함하고, 상기 실링 몸체 또는 상기 슬라이딩 접촉 몸체의 표면에는 직선 이동시 표면 마모를 줄이기 위한 경도를 높이도록 상기 밸브 상부몸체 내주면과의 접촉에 따른 마찰계수를 줄이는 탄소복합재료 코팅층이 형성되는 것이다.

또한, 상기 탄소복합재료 코팅층에는 카본 또는 크롬과 그라바이트의 물질을 소정의 비율로 혼합하여서 되는 탄소복합재료 코팅액이 사용되며, 상기 실링 몸체와 상기 슬라이딩 접촉 몸체의 표면 코팅은 혼합 물질은 진공 챔버에 투입하며 코팅 두께를 일정하게 하기 위하여 상기 밸브체를 회전시키면서 진행하게 되는 것으로서. 코팅 방식은 CrN층에 WC/C를 적용하게 되는 것이고, 코팅두께는 3~4㎛이며 코팅온도는 250℃ 이하이고 안정적인 온도는 200~300℃ 이다.

또한, 상기 탄소복합재료 코팅층은 a-C:H:W의 기능층(Functional layer), CrC의 구배층(Gradient layer), CrN mono or multi layer의 지원층(Support layer), 그리고 Substtate Steel의 접착층(Adhesion layer)을 가지게 된다.

또한, 상기 슬라이딩 접촉 몸체에는 링 구조를 이루는 적어도 하나 또는 하나 이상의 홈부가 형성되는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 밸브체의 외주면에 Ps 포트로 진입되는 흔들림 방지용 돌기를 형성하는 한편, 슬라이딩 직선 이동하는 밸브체의 표면을 탄소복합재료 코팅 처리한 것이며, 이를 통해 밸브체의 작동시 흔들림에 의한 리크 개선, 그리고 밸브체의 슬라이딩 직선 이동에 따른 작동 내구성을 증대시키는 한편, 선공개특허와 같이 추가적인 Ps 포트의 가공없이도 Ps 포트에서 흡입압력(Ps)의 압축으로 인한 저항 발생을 방지시켜 압축기의 압축 효율이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 등 에어컨 초기 냉방 효율을 높이는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브의 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예로 도 1에 대한 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예로 밸브 상부몸체와 밸브체 및 스톱퍼에 대한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예로 밸브체의 구조를 보인 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예로 밸브 상부몸체와 밸브체의 슬라이딩 접촉 몸체의 접촉 상태를 보인 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예로 탄소복합재료 코팅층에 대한 확대도.
도 7은 본 발명의 실시예로 카본 또는 크롬과 그라바이트를 포함하는 탄소복합재료 코팅액이 밸브체에 코팅된 상태를 보인 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브의 단면 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 도 1에 대한 부분 확대도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 밸브 상부몸체와 밸브체 및 스톱퍼에 대한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 밸브체의 구조를 보인 확대도이며, 도 5는 본 발명의 실시예로 밸브 상부몸체와 밸브체의 슬라이딩 접촉 몸체의 접촉 상태를 보인 확대 단면도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브는, 밸브 상부몸체(10), 밸브체(20), 벨로우즈 어셈블리(30), 코어 어셈블리(40), 밸브 캡(50), 스톱퍼(60)를 포함하고, 및/또는 탄소복합재료 코팅층(70)을 더 포함할 수 있는 것이다.

상기 밸브 상부몸체(10)는 압축기의 흡입실과 연통되어 흡입압력(Ps)이 작용하는 제 1 포트(T1), 압축기의 토출실과 연통되어 토출압력(Pd)이 작용하는 제 2 포트(T2), 그리고 압축기의 크랭크실과 연통되어 제어압력(Pc)이 작용하는 제 3 포트(T3)를 각각 구비하는 것으로, 밸브 하부몸체(10a)와 결합되는 것이다.

상기 밸브체(20)는 압력실을 가지는 것이며, 상기 밸브 상부몸체(10)의 하단측 개구부를 통해 상기 밸브 상부몸체(10)내의 공간에 설치되는 것으로, 이는 상기 코어 어셈블리(40)에 포함되는 밸브샤프트(100)에 의해 상기 밸브 캡(50)이 제 1 방향(도면 기준 상승) 또는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향(도면 기준 하강)으로 직선 이동시, 상기 밸브 캡(50)과 연동하여 직선 이동이 이루어지면서 상기 제 2 포트(T2)를 개폐시키도록 구성되는 것이다.

이때, 상기 밸브체(20)의 외주면에는 상기 밸브체(20)가 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 직선 이동하도록 작동시 상기 밸브체(20)의 흔들림을 방지하기 위한 외향 돌기(21)를 형성되며, 상기 외향 돌기(21)는 상기 제 1 포트(T1)에서의 흡입압력(Ps) 압축으로 인한 저항 발생을 방지시키도록 상기 제 1 포트(T1)의 내부로 진입되도록 돌출될 수 있는 것이다.

한편, 상기 밸브체(20)는, 제 1 직경을 가지는 것으로 실링 몸체(22), 그리고 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 가지는 것으로 상기 외향돌기(21)가 돌출 형성되는 슬라이딩 접촉 몸체(23)로 구분될 수 있으며, 상기 슬라이딩 접촉 몸체(23)에는 링 구조를 이루는 적어도 하나 또는 하나 이상의 홈부(23a)가 형성될 수 있는 것이다.

상기 벨로우즈 어셈블리(30)는 감압스프링(31)에 의해 최초 작동 상태가 설정되는 것으로서 측면에 제공되는 주름날개부(32)와 하부에 제공되는 밀폐된 연장캡부(33)를 가지면서 상기 밸브체(20)내의 압력실에서 상단홀더(301) 및 하단홀더(302)에 의해 상단 및 하단이 지지되는 것이며, 이는 전원 오프시 흡입압력(Ps)과 크랭크실 제어압력(Pc)의 상기 연장캡부(33)와 상기 주름날개부(32)에 동시에 작용할 때 수축될 수 있는 것이다.

즉, 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 상단은 상기 상단홀더(301)의 일부가 수용되도록 개방되어 있고, 상기 벨로우즈 어셈블리(30) 하단의 밀폐된 상기 연장캡부(33)는 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단 중앙에서 하향 돌출되어 상기 하단 홀더(302)를 수용하는 것이며, 이에따라 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 내부에 수용되는 상기 감압스프링(31)은 상기 벨로우즈 어셈블리(30)내의 상단 및 하단에 각각 수용되는 상기 상단홀더(301) 및 상기 하단홀더(302)에 양단이 고정 지지될 수 있는 것이다.

이때, 상기 상단홀더(301)는 상기 감압스프링(31)의 상부를 지지하는 제 1 고정프레임(301a), 그리고 상기 제 1 고정프레임(301a)의 하부로 연장되어 상기 스톱퍼(60)의 선단측 수용이 가능하도록 Ｕ자형 구조로서 상기 감압스프링(31)의 내부로 연장되는 제 1 스프링 고정돌기(301b)를 포함하는 것이며, 상기 상단홀더(301)와 마주보며 상하로 쌍을 이루도록 설치되는 상기 하단홀더(302)는 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 상기 연장캡부(33)내에 수용되어 상기 감압스프링(31)의 하부를 지지하는 제 2 고정프레임(302a)과, 상기 제 2 고정프레임(302a)의 상부로 연장되는 원추형 구조로서 상기 감압스프링(31)의 내부로 연장되는 제 2 스프링 고정돌기(302b)를 포함할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 흡입압력(Ps)은 전원 오프시 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단측에 형성되는 밀폐된 상기 연장캡부(33) 하부면에 상방향으로 향하여 작용하는 것이고, 상기 크랭크실의 제어압력(Pc)은 전원 오프시 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단측에 위치하는 상기 주름날개부(32) 하부면에 상방향으로 향하여 작용하는 것이다.

즉, 상기 주름날개부(32)는 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 좌우 양측으로 형성되면서 상기 연장캡부(33)의 상측에 위치하여 상기 밸브 캡(50)의 상부 평면으로부터 일정거리 이격되는 것이며, 이에 상기 주름날개부(32)에는 전원 오프시 상기 크랭크실의 제어압력(Pc)이 작용 가능하게 되는 것이다.

이때, 상기 벨로우즈 어셈블리(30)는 상기 제 1 포트(T1)에 작용하는 흡입압력(Ps)이 설정값보다 낮을 때 토출압력(Pd)이 작용하는 상기 제 2 포트(T2)를 통해 냉매 가스를 크랭크실로 공급하면서 상기 크랭크실의 압력을 상승시켜 사판 경사각(미도시)의 열림 각도를 감소시키면서 냉매 토출 용량을 감소시키도록 제어전류가 낮아지며 신축되는 한편, 상기 제 1 포트(T1)에 작용하는 흡입압력(Ps)이 설정값보다 같거나 높은 상태에서 상기 흡입압력(Ps)이 밀폐된 상기 연장캡부(33)에 작용함과 동시에, 압축기의 크랭크실과 연통되는 제 3 포트(T3)에 작용하는 제어압력(Pc)이 상기 주름날개부(32)에 작용할 때, 토출압력(Pd)이 작용하는 상기 제 2 포트(T2)를 통해 냉매 가스가 크랭크실로 공급되는 것을 차단하면서 상기 크랭크실의 압력을 하강시켜 사판 경사각의 열림 각도를 증가시키면서 냉매 토출 용량을 증가시키도록 제어전류가 높아지며 수축이 이루어질 수 있는 것이다.

그리고, 상기 감압스프링(31)은 상기 제 1 포트(T1)에 작용하는 흡입압력(Ps)이 설정값보다 낮을 때 상기 벨로우즈 어셈블리(30)를 신축시키도록 일정한 취부 장력을 가지는 것이다.

상기 코어 어셈블리(40)는 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매 유입을 차단하도록 온 동작하여 상기 밸브체(20)를 제 1 방향으로 직선 이동시키고, 상기 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프 동작하여 상기 밸브체(20)를 제 2 방향으로 직선 이동시키는 것으로, 이는 통상적으로 코일(41)이 권선되는 코일 어셈블리(42)와, 솔레노이드 온시 자기력을 이용하여 플런저(44)를 흡입하는 고정철심인 코어(43)와, 솔레노이드 온시 상기 코어(43)에 흡입되고 솔레노이드 오프시 상기 코어(43)에서 이탈하는 가동철심인 플런저(44)와, 솔레노이드 오프시 상기 플런저(44)를 코어(43)에서 이탈시키는 취부장력을 발생하는 플런저 스프링(45)과, 자기장 로드를 형성하면서 상기 코어(43)와 플런저(44)를 가이드하는 슬리브(46)와, 상기 코일 어셈블리(42)를 감싸면서 솔레노이드 로드를 형성하는 케이스(47)와, 상기 케이스(47)와 상기 플런저(44) 사이에서 자기장 로드를 형성하는 플레이트(미도시)를 포함하여 구성될 수 있는 것이다.

상기 밸브 캡(50)은 상하 관통되는 수직관통홀(53)를 가지면서 상기 밸브샤프트(100)의 선단에 고정되는 것으로, 상기 밸브체(20)내의 압력실에 상기 벨로우즈 어셈블리(30)가 결합된 이후에 상기 밸브체(20)의 하단 개구부에 코킹 결합되며, 이는 전원 오프시 수축 작용하는 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 밀폐된 상기 연장캡부(33)와 일정거리 이격된 상태에서 상기 제어압력(Pc)이 상기 흡입압력(Ps)보다 높을때 측면개방홀(54)을 통해 상기 크랭크실측에서 발생하는 냉매를 상기 흡입실측으로 배출하여 초기 작동 지연을 개선하고, 전원 온시에는 상기 밸브체(20)와 함께 제 1 방향으로 직선 이동이 연동되면서 밀폐된 상기 연장캡부(33)와 접촉되어 상기 크랭크실측의 냉매가 상기 측면개방홀(54)을 통해 상기 흡입실측으로 배출되는 것을 차단시키도록 구성될 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 밸브 캡(50)은 상기 밸브체(20)의 하단 개구부가 결합되도록 넓은 폭을 가지며 상기 연장캡부(33)의 측면을 지지하는 밸브 결합부(51)와, 상기 밸브 결합부(51)의 하단 방향으로 연장되면서 상기 밸브샤프트(100)가 삽입 결합되도록 상기 밸브 결합부(51)의 넓은 폭에 비해 좁은 폭을 가지는 샤프트 결합부(52)를 포함할 수 있으며, 상기 샤프트 결합부(52)의 내측 상부에는 상기 수직관통홀(53)와 연결되는 측면벽으로 개방되는 측면개방홀(54)이 형성되는 것이다.

그리고, 상기 밸브 결합부(51)의 상면에는 밀폐된 상기 연장캡부(33)를 수평 유지시키도록 상기 연장캡부(33)와 접촉되는 것으로, 상기 밸브 캡(50)의 중앙을 상하로 관통하는 상기 수직관통홀(53)에 작용하는 흡입압력(Ps)과 그 외측부에 작용하는 제어압력(Pc)을 분리하기 위한 격리벽으로서 링형 구조를 이루는 연장 관체형의 캡접촉부(55)가 형성됨은 물론, 밀폐된 상기 연장캡부(33)에 가해지는 상기 흡입압력(Ps)은 상기 측면개방홀(54)의 직경에 따라 결정될 수 있는 것이다.

즉, 밀폐된 상기 연장캡부(33)에는 Φ5 이하인 상기 측면개방홀(54)의 직경에 의해 흡입압력(Ps)이 작용되는 것이고, 상기 주름날개부(32)에는 Φ5∼Φ8의 직경을 가지는 것으로서 이에 제어압력(Pc)이 작용될 수 있는 것이다.

이때, 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀(54)은 상기 밸브 결합부(51)와 상기 샤프트 결합부(52)의 경계부위에 형성될 수 있으며, 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀(54)과 상부로 개방되어 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 상기 하단홀더(302)로 향하는 상기 수직관통홀(53)은 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 상기 하단 홀더(302)에 의해 차단 또는 개방될 수 있는 것이다.

상기 스톱퍼(60)는 상기 밸브 상부몸체(10)내의 상단에서 하단으로 투입되어 결합된 후, 상기 밸브체(20)내 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 상단홀더(301)에 형성되는 U자형 구조를 이루는 제 1 스프링 고정돌기(301b)의 내부 홈으로 끝단이 강제 압입되어서, 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 상단홀더(301)에 대한 직선 이동 거리를 제한하면서 액체 냉매의 흡입량과 토출량에 따른 초기 냉방 효율의 제어성을 조정하는 것이며, 머리부(61)와 제 1 스톱퍼 핀(62)이 일체로 이루어진 T자형 구조물인 것이다.

상기 스톱퍼(60)의 머리부(61)는 상기 밸브 상부몸체(10)의 상단 입구부에 높낮이 조절이 가능하도록 나사 결합되는 것으로, 상기 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀(U1)이 형성되는 것이다.

상기 제 1 스톱퍼 핀(62)은 상기 머리부(61)로부터 연장되면서 끝단의 제 1 결합돌기(62a)가 상기 상단홀더(301)의 스프링 고정돌기(301b) 내부 홈으로 강제 압입되는 것이며, 상기 밸브체(20)의 상부 내측에 배치되면서 상기 크랭크실측의 상기 제 3 포트(T3)와 상기 흡입실측의 상기 제 1 포트(T1)를 연결하기 위한 연통로(d1)를 형성한 것이다.

여기서, 상기 코어 어셈블리(40)에 포함되는 상기 코어(43)의 상단부에는 상기 밸브 캡(50)의 일단이 강제 압입 방식으로 결합될 수 있는 것이다.

한편, 상기 밸브 상부몸체(10)의 외주면에는 적어도 하나 또는 하나 이상의 오링(90)이 결합되는 것이며, 토출압력(Pd)이 작용하는 상기 제 2 포트(T2)의 외측에는 디스챠지 필터(Discharge Filter, 92)가, 그리고 제어압력(Pc)이 작용하는 상기 제 3 포트(T3) 외측에는 크랭크 필터(Crank filter, 94)가 각각 결합 설치될 수 있는 것이다.

즉, 상기 오링(90)은 제어밸브가 압축기에 빈틈없이 끼워져 상기 압축기의 냉매가스 압력이 온전하게 상기 밸브 상부몸체(10)의 제 1 포트(T1)를 통해 상기 배브체(20)내 압력실에 전달되도록 하거나, 압축기 내의 냉매 가스 압력이 온전하게 제 2 포트(T2)를 통해 크랭크실에 전달시키도록 실링 작용을 하는 것이다.

상기 탄소복합재료 코팅층(70)은 상기 밸브체(20)를 이루는 상기 실링 몸체(22)와 상기 슬라이딩 접촉 몸체(23)의 표면에 형성되는 것으로, 이는 상기 밸브체(20)가 직선 이동시 표면 마모를 줄이기 위한 경도를 높이도록 상기 밸브 상부몸체(10) 내주면과의 접촉에 따른 마찰계수를 줄이는 것이다.

여기서, 상기 탄소복합재료 코팅층(70)에는 첨부된 도 7에서와 같이 카본 및/또는 크롬과 그라바이트의 물질을 소정의 비율로 혼합하여서 되는 탄소복합재료 코팅액이 사용되며, 상기 실링 몸체(22)와 상기 슬라이딩 접촉 몸체(23)의 표면 코팅은 첨부된 도 6에서와 같이 a-C:H:W의 기능층(Functional layer), CrC의 구배층(Gradient layer), CrN mono or multi layer의 지원층(Support layer), 그리고 Substtate Steel의 접착층(Adhesion layer)을 가지게 되는 것이다.

이를 위해, 상기 탄소복합재료 코팅액을 진공 챔버에 투입하며 코팅 두께를 일정하게 하기 위하여 상기 밸브체(20)를 회전시키면서 진행하게 되는 것이며. 코팅 방식은 CrN층에 WC/C를 적용하게 되는 것이고, 코팅두께는 3~4㎛이며 코팅온도는 250℃ 이하이고 안정적인 온도는 200~300℃ 이다.

이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브는 첨부된 도 1 내지 도 7에서와 같이, 전원 오프 상태에서 밸브샤프트(100)가 제 2 방향으로 하강하고 이 하강으로부터 밸브체(20)는 하강하게 된다.

이때, 상기 밸브체(20)에 포함되는 실링 몸체(22)의 외주면에는 외향돌기(21)가 돌출되도록 하되, 상기 외향돌기(21)는 밸브 상부몸체(10)에 형성되는 제 1 포트(T1)에 인입된 것이므로, 상기 밸브체(20)는 상기 외향돌기(21)에 의해 지지되면서 흔들림없이 제 2 방향으로 하강될 수 있으며, 상기 밸브체(20)의 하강에 따라 제 2 포트(T2)가 개방되면서, 상기 제 2 포트(T2)를 통해 크랭크실측으로는 토출실측의 토출압력(Pd)이 유입될 수 있는 것이다.

그러면, 상기의 토출압력(Pd)은 액체 냉매의 흡입량과 토출량에 따른 초기 냉방 효율의 제어성을 조정하기 위한 스톱퍼(60)에 포함되는 머리부(61)의 제 1 유로홀(U1)을 통해 크랭크실측으로 유입되면서, 상기 크랭크실측의 제어압력(Pc)은 상승할 수 있는 것이다.

이때, 상승된 상기 제어압력(Pc)은 상기 스톱퍼(60)를 이루는 제 1 스톱퍼 핀(61)의 연통로(d1)를 통해 밸브체(20)내의 압력실로 유입되면서, 상기 밸브체(20)내의 압력실에 배치되는 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단 주름날개부(32)에 작용하고, 동시에 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단측에 밀폐된 연장캡부(33)에는 흡입압력(Ps)이 동시에 작용하게 되면서 상기 벨로우즈 어셈블리(30)는 수축되며, 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 수축 작용에 따라 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단측으로 하단홀더(302)가 수용된 밀폐된 상기 연장캡부(33)와 밸브 캡(50) 사이에는 일정한 틈새가 발생하게 된다.

이때, 상기와 같은 틈새를 통해 상기 밸브체(20)내의 압력실로 유입되는 크랭크실측의 제어압력(Pc)은 상기 밸브 캡(50)의 수직관통홀(53) 측면벽에 형성되는 측면개방홀(54)을 통해 미세하게 배출되면서, 상기 크랭크실측의 제어압력(Pc)이 상기 흡입실측의 흡입압력(Ps)보다 높아지며(Ps＜Pc), 이는 상기 크랭크실측에서 역 냉매가 발생하더라도 상기 역 냉매는 상기 측면개방홀(54)을 통해 조기에 흡입실측으로 유출되면서, 압축기의 초기 작동 지연을 개선할 수 있음은 물론, 초기 냉방 효율을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기에서와 같이 크랭크실측에서 발생하는 역 냉매를 흡입실측으로 유출시킨 상태에서 전원 공급이 이루어지면, 초기 전원공급을 통해 코어 어셈블리(40)에 통전이 이루어지면서, 상기 코어 어셈블리(40)에 포함되는 코어(43)가 자기장으로 발생한 흡입력으로 플런저(44)를 끌어 당기게 되며, 이에 따라 플런저 스프링(45)은 압축된다.

그러면, 상기 플런저(44)에 압입된 밸브샤프트(100)가 제 1 방향으로 상승의 직선 이동하여, 수직관통홀(53)에 상기 밸브샤프트(100)가 삽입 결합되는 밸브 캡(50) 및 상기 밸브 캡(50)에 포함되는 넓은 폭의 밸브 결합부(51)에 결합되는 밸브체(20)를 상승시키게 된다.

이때, 상기 밸브체(20)에 포함되는 실링 몸체(22)의 외주면에 돌출 형성되면서 제 1 포트(T1)에 인입되는 외향돌기(21)로 인해 상기 밸브체(20)는 상승을 위한 직선 이동시 지지되면서 흔들림이 방지될 수 있는 것이고, 상기 밸브체(20)의 상승으로 토출실측의 제 2 포트(T2)가 차단되면서 상기 제 2 포트(T2)를 통한 냉매 가스 유입은 이루어지지 않게 되고, 이에 따라 크랭크실측의 제어압력(Pc)은 하강하게 되면서 사판(미도시)의 열림 경사각은 증가하게 되고, 상기 사판의 열림 경사각 증가로부터 냉매 가스의 토출 용량은 증대될 수 있는 것이다.

이때, 상기 밸브체(20)의 하단측 개구부에 결합된 상기 밸브 캡(50)의 넓은 폭을 가지는 밸브 결합부(51), 그리고 상기 밸브 캡(50)의 상면 중앙에 격리벽으로서 링형 구조로 돌출되는 캡 접촉부(55)는 상기 밸브체(20)내의 압력실에 형성되는 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단측 밀폐된 연장캡부(33)에 접촉하게 되면서 상기 연장캡부(33)를 수평 유지시키게 되며, 이로인해 상기 밸브 캡(50)의 수직관통홀(53) 측면벽에서 상기 밸브 결합부(51)와 샤프트 결합부(52)의 경계 부위에 형성되는 측면개방홀(54)을 차단시킬 수 있는 것이다.

그러면, 상기 크랭크실에서 증대되는 냉매 가스가 스톱퍼(60)에 포함되는 제 1 스톱퍼 핀(62)의 연통홀(d1)을 통해 상기 밸브체(20)내의 압력실에 유입되더라도, 상기 압력실내에 유입되는 냉매 가스는 흡입실측으로 유입되는 것이 방지되면서, 압축기의 압축 작용이 보다 더 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다.

즉, 상기 밸브샤프트(100)에 간섭없이 측면개방홀(54)과 연통되는 밸브 캡(50)의 수직관통홀(53)이 개방되어 있어서 하부 압력 지지 면적이 충분하게 확보될 수 있으며, 더욱이 상기 밸브 캡(50) 중앙을 상하로 관통하는 상기 수직관통홀(53)의 상면에 격리벽으로서 링형 구조로 돌출되는 캡 접촉부(55)가 형성되어 있으므로, 상기 캡 접촉부(55)는 상기 밸브 캡(50)의 중앙을 상하로 관통하는 상기 수직관통홀(53)에 작용하는 흡입압력(Ps)과 그 외측부에 작용하는 제어압력(Pc)을 분리할 수 있는 것인데. 이는 주변에 작용하는 제어압력(Pc)을 안정적으로 지지하기 위하여 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단 주름날개부(32)를 상기 밸브 캡(50)의 상면으로부터 이격되게 설치하기 때문에 가능할 수 있는 것이다.

다시말해, 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단 주름날개부(32)는 상기 밸브 캡(50)의 중앙을 상하로 관통되는 상기 수직관통홀(53)와 맞닿아 있는 상기 벨로우즈 어셈블리(30)의 하단측 연장캡부(33)에 작용하는 흡입압력(Ps)의 영향을 받지 아니하는 것인데, 이는 상기 밸브 캡(50) 중앙 상면에 링형 구조로 돌출되어 격리벽을 이루는 상기 캡 접촉부(55)에 의해서 외부 압력이 차단 분리되는 한편, 상기 밸브체(20)의 외주면에서 상기 밸브 상부몸체(10)의 제 1 포트(T1)에 인입되도록 돌출되는 외향 돌기(21)가 상기 제 1 포트(T1)에서의 흡입압력(Ps) 압축으로 인한 저항 발생을 방지시키기 때문이다.

한편, 본 발명의 실시예인 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브에 포함되는 상기 밸브체(20)의 표면, 즉, 실링 몸체(22)와 슬라이딩 접촉 몸체(23)의 표면에는 경도를 향상시키는 탄소복합재료 코팅층(70)에 형성되어 있으므로, 상기 밸브체(20)가 제 1 방향으로 슬라이딩 직선 이동하거나 또는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 슬라이딩 직선 이동시, 상기 탄소복합재료 코팅층(70)은 밸브 상부몸체(10)의 내주면과 접촉되더라도 그 접촉에 따른 마찰계수를 줄일 수 있고, 이에따라 상기 밸브체(20)의 표면이 쉽게 마모되는 것을 방지할 수 있다.

일예로, 본원출원인의 선등록특허로서 상기 탄소복합재료 코팅층(70)이 형성되지 않은 밸브체(20)의 표면 경도는 220HBW이면서 상기 밸브 상부몸체(10)와의 접촉에 따른 마찰계수는 0.7∼0.8로 측정되지만, 본 발명과 같이 상기 탄소복합재료 코팅층(70)이 형성되는 밸브체(20)는 그 표면 경도는 1300HBW로 증대됨은 물론, 상기 밸브 상부몸체(10)와의 접촉에 따른 마찰계수는 0.15∼0.2로 감소되는 것을 측정됨을 확인할 수 있었다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 밸브체(20; 22, 23)는 슬라이딩 직선 이동에 따른 작동 내구성이 증대됨은 물론, 상기 밸브 상부몸체(10)의 내주면과의 접촉에 따른 마모를 줄이게 되면서 리크(Leak)가 개선될 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 밸브 상부몸체 10a; 밸브 하부몸체
20; 밸브체 21; 외향돌기
22; 실링몸체 23; 슬라이딩 접촉몸체
23a; 홈부 30; 벨로우즈 어셈블리
31; 감압 스프링 32; 주름날개부
33; 연장캡부 40; 코어 어셈블리
50; 밸브 캡 51; 밸브 결합부
52; 샤프트 결합부 53; 수직관통홀
54; 측면개방홀 55; 캡 접촉부
60; 스톱퍼 61; 머리부
62; 제 1 스톱퍼 핀 62a; 제 1 결합돌기
70; 탄소복합재료 코팅층 90; 오링
100; 밸브샤프트 301; 상단 홀더
301a; 제 1 고정프레임 302b; 제 1 스프링 고정돌기
302; 하단 홀더 302a; 제 2 고정프레임
302b; 제 2 스프링 고정돌기 d1; 연통로
U1; 유로홀 T1, T2, T3; 포트

Claims

밸브 하부몸체와 결합되는 것으로, 압축기의 흡입실과 연통되어 흡입압력이 작용하는 제 1 포트, 압축기의 토출실과 연통되어 토출압력이 작용하는 제 2 포트, 압축기의 크랭크실과 연통되어 제어압력이 작용하는 제 3 포트가 각각 구비되는 밸브 상부몸체;
상기 밸브 상부몸체내에 설치되면서 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 직선 이동하여 상기 제 2 포트를 개폐시키는 밸브체;
감압스프링에 의해 최초 작동상태가 설정되는 것으로, 상기 밸브체내의 압력실에서 상단홀더 및 하단홀더에 의해 상단 및 하단이 지지되는 벨로우즈 어셈블리;
상기 밸브 하부몸체에 수용되는 것으로, 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매 유입을 차단하도록 온 동작하여 상기 밸브체를 제 1 방향으로 직선 이동시키고, 상기 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프 동작하여 상기 밸브체를 제 2 방향으로 직선 이동시키는 코어 어셈블리;
상하 관통되는 수직관통홀을 가지면서 밸브샤프트의 선단에 고정되는 밸브 캡; 및,
상기 밸브 상부몸체내의 상단에서 하단으로 투입되어 결합된 후 상기 밸브체내 상기 상단홀더에 형성되는 U자형 구조를 이루는 제 1 스프링 고정돌기의 내부홈으로 끝단이 강제 압입되어서, 상기 상단홀더에 대한 직선 이동 거리를 제한하면서 액체 냉매의 흡입량과 토출량에 따른 초기 냉방 효율의 제어성을 조정하는 스톱퍼; 를 포함하고,
상기 밸브체의 외주면에는 제 1 방향 또는 상기 제 2 방향으로 직선 이동하는 상기 밸브체의 흔들림을 방지하기 위한 외향 돌기를 형성하고,
상기 외향 돌기는 상기 제 1 포트에서의 흡입압력 압축으로 인한 저항 발생을 방지시키도록 상기 제 1 포트의 내부로 진입되도록 돌출되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
밸브 하부몸체와 결합되는 것으로, 압축기의 흡입실과 연통되어 흡입압력이 작용하는 제 1 포트, 압축기의 토출실과 연통되어 토출압력이 작용하는 제 2 포트, 압축기의 크랭크실과 연통되어 제어압력이 작용하는 제 3 포트가 각각 구비되는 밸브 상부몸체;
상기 밸브 상부몸체내에 설치되면서 제 1 방향 또는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 직선 이동하여 상기 제 2 포트를 개폐시키는 밸브체;
감압스프링에 의해 최초 작동상태가 설정되는 것으로, 상기 밸브체내의 압력실에서 상단홀더 및 하단홀더에 의해 상단 및 하단이 지지되는 벨로우즈 어셈블리;
상기 밸브 하부몸체에 수용되는 것으로, 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매 유입을 차단하도록 온 동작하여 상기 밸브체를 제 1 방향으로 직선 이동시키고, 상기 토출실측 통로에서 상기 크랭크실측 통로로 냉매를 보내도록 오프 동작하여 상기 밸브체를 제 2 방향으로 직선 이동시키는 코어 어셈블리;
상하 관통되는 수직관통홀을 가지면서 밸브샤프트의 선단에 고정되는 밸브 캡; 및,
상기 밸브 상부몸체내의 상단에서 하단으로 투입되어 결합된 후 상기 밸브체내 상기 상단홀더에 형성되는 U자형 구조를 이루는 제 1 스프링 고정돌기의 내부홈으로 끝단이 강제 압입되어서, 상기 상단홀더에 대한 직선 이동 거리를 제한하면서 액체 냉매의 흡입량과 토출량에 따른 초기 냉방 효율의 제어성을 조정하는 스톱퍼; 를 포함하고,
상기 밸브체는, 제 1 직경을 가지는 것으로 실링 몸체 및, 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 가지는 슬라이딩 접촉 몸체를 포함하며,
상기 실링 몸체 또는 상기 슬라이딩 접촉 몸체의 표면에는 직선 이동시 표면 마모를 줄이기 위한 경도를 높이도록 상기 밸브 상부몸체 내주면과의 접촉에 따른 마찰계수를 줄이는 탄소복합재료 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브체는, 제 1 직경을 가지는 것으로 실링 몸체 및, 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 가지는 것으로 상기 외향돌기가 돌출 형성되는 슬라이딩 접촉 몸체를 포함하고,
상기 실링 몸체 또는 상기 슬라이딩 접촉 몸체의 표면에는 직선 이동시 표면 마모를 줄이기 위한 경도를 높이도록 상기 밸브 상부몸체 내주면과의 접촉에 따른 마찰계수를 줄이는 탄소복합재료 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 탄소복합재료 코팅층에는 카본 또는 크롬과 그라바이트의 물질을 소정의 비율로 혼합하여서 되는 탄소복합재료 코팅액이 사용되며, 상기 실링 몸체와 슬라이딩 접촉 몸체의 표면 코팅은 혼합 물질을 진공 챔버에 투입하며 코팅 두께를 일정하게 하기 위하여 상기 밸브체를 회전시키면서 진행하게 되는 것으로서. 코팅 방식은 CrN층에 WC/C를 적용하게 되는 것이고, 코팅두께는 3~4㎛이며 코팅온도는 200~300℃ 인 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 4 항에 있어서,
상기 탄소복합재료 코팅층은, a-C:H:W의 기능층(Functional layer), CrC의 구배층(Gradient layer), CrN mono or multi layer의 지원층(Support layer), 그리고 Substtate Steel의 접착층(Adhesion layer)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 4 항에 있어서,
상기 슬라이딩 접촉 몸체에는 링 구조를 이루는 적어도 하나 또는 하나 이상의 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 벨로우즈 어셈블리는 전원 오프시 흡입 압력과 크랭크실 제어 압력의 동시 작용으로부터 수축 작용이 이루어지도록 주름날개부와 밀폐된 연장캡부가 포함되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 밸브 캡은 상기 밸브샤프트의 선단이 고정되도록 상기 밸브체의 개구된 하단에서 상하 관통되는 수직관통홀을 가진 샤프트 결합부를 가진 것으로, 전원 오프시 수축 작용하는 상기 연장캡부와 일정거리 이격된 상태를 유지하면서 측면개방홀을 통해 상기 크랭크실측에서 발생하는 냉매를 상기 흡입실측으로 배출하고, 전원 온시에는 상기 밸브샤프트에 의해 직선 이동하여 상기 연장캡부와 접촉됨은 물론 상기 밸브체를 상기 제 1 방향으로 직선 이동시키면서 상기 크랭크실측의 냉매가 상기 측면개방홀을 통해 상기 흡입실측으로 배출되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 흡입압력은 전원 오프시 상기 벨로우즈 어셈블리의 하단측에 형성되는 밀폐된 상기 연장캡부에 작용하고, 상기 크랭크실의 제어압력은 전원 오프시 상기 벨로우즈 어셈블리의 하단측에 위치하는 상기 주름날개부에 작용하는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 밸브 상부몸체에는 상기 크랭크실측의 상기 제 3 포트와 상기 흡입실측의 상기 제 1 포트를 연결하는 연통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 벨로우즈 어셈블리의 상단은 상기 상단홀더의 일부가 수용되도록 개방되고, 상기 벨로우즈 어셈블리 하단의 밀폐된 상기 연장캡부에는 상기 하단홀더가 수용되며, 상기 벨로우즈 어셈블리 내부에 수용되는 상기 감압스프링은 상기 벨로우즈 어셈블리내의 상단 및 하단에 각각 수용되는 상기 상단홀더 및 상기 하단홀더에 양단이 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 연장캡부는 상기 하단홀더를 수용하도록 상기 벨로우즈 어셈블리의 하단 중앙에서 하향 돌출되어 밀폐된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 주름날개부는 상기 벨로우즈 어셈블리의 좌우 양측으로 형성되는 것으로서 상기 연장캡부의 상측에 위치하면서 상기 밸브 캡의 상부 평면으로부터 일정거리 이격되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 7 항에 있어서,
상기 상단홀더는 상기 감압스프링의 상부를 지지하는 제 1 고정프레임과, 상기 제 1 고정프레임의 하부로 연장되어 상기 스톱퍼의 선단측 수용이 가능하도록 Ｕ자형 구조로서 상기 감압스프링의 내부로 연장되는 상기 제 1 스프링 고정돌기를 포함하는 것이며,
상기 상단홀더와 마주하여 상하 한쌍으로 설치된 상기 하단홀더는 상기 연장캡부내에 수용되어 상기 감압스프링 하부를 지지하는 제 2 고정프레임과, 상기 제 2 고정프레임의 상부로 연장되는 원추형 구조로서 상기 감압스프링의 내부로 연장되는 제 2 스프링 고정돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 8 항에 있어서,
상기 밸브 캡은, 상기 밸브체의 하단 개구부가 결합되도록 넓은 폭을 가지며 상기 연장캡부의 측면을 지지하는 밸브 결합부; 및, 상기 밸브 결합부의 하단 방향으로 연장되면서 상기 밸브샤프트가 삽입 결합되도록 상기 밸브 결합부의 넓은 폭에 비하여 좁은 폭을 가지는 상기 샤프트 결합부; 를 포함하고,
상기 샤프트 결합부의 내측 상부에는 상기 수직관통홀과 연결된 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 15 항에 있어서,
상기 밸브 결합부의 상면에는 밀폐된 상기 연장캡부를 수평 유지시키도록 상기 연장캡부와 접촉되는 것으로, 상기 밸브 캡의 중앙을 상하로 관통하는 상기 수직관통홀에 작용하는 흡입압력과 그 외측부에 작용하는 제어압력을 분리하기 위한 격리벽으로서 링 형태의 캡 접촉부를 돌출되게 형성하고, 밀폐된 상기 연장캡부에 가해지는 상기 흡입압력은 상기 측면개방홀의 직경에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 15 항에 있어서,
측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀은 상기 밸브 결합부와 상기 샤프트 결합부의 경계부위에 형성되며, 측면벽으로 개방되는 상기 측면개방홀과 상부로 개방되어 상기 하단홀더로 향하는 상기 수직관통홀은 상기 하단 홀더에 의해 차단 또는 개방되는 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.
제 10 항에 있어서,
상기 스톱퍼는, 상기 밸브 상부몸체의 상단에 결합되는 것으로 상기 크랭크실과 연통되는 제 1 유로홀이 형성되는 머리부; 및, 상기 머리부로부터 연장되면서 끝단의 제 1 결합돌기가 상기 상단홀더에 강제 압입되는 것으로, 상기 밸브체의 상부 내측에 배치되면서 상기 연통로를 형성하게 되는 제 1 스톱퍼 핀; 이 일체로 이루어진 T자형 구조물인 것을 특징으로 하는 차단 밀착성이 개선된 가변 용량형 제어밸브.