KR20130132287A

KR20130132287A - 제어 밸브

Info

Publication number: KR20130132287A
Application number: KR1020130057117A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 토네가와
Original assignee: 가부시키가이샤 테지케
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-12-04
Also published as: JP2013245769A; US9285046B2; EP2667119B1; US20130313461A1; EP2667119A2; CN103423468A; EP2667119A3; JP5974239B2

Abstract

작동 유체에 포함되는 이물의 끼임에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있는 제어 밸브를 제공한다.
어느 양태의 제어 밸브(1)는, 냉매가 흐르는 내부 통로를 포함하는 보디(5)와, 내부 통로에 마련된 밸브 구멍(16)과, 밸브 구멍(16)에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브 구동체(22)와, 밸브 구동체(22)를 삽통하여 슬라이딩할 수 있게 지지하는 가이드부(24)와, 밸브 구동체(22)에 마련되고, 밸브부의 전부 개방시에 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)와의 간극의 일단 개구부를 폐지하는 차폐벽(38)을 구비한다.

Description

제어 밸브{CONTROL VALVE}

본 발명은 작동 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치는 일반적으로 압축기, 응축기, 증발기 등을 냉매 순환 통로에 배치하여 구성된다. 그리고 이와 같은 냉동 사이클의 운전 상태에 따른 냉매 순환 통로의 전환이나 냉매 유량의 조정 등을 위해 여러 가지의 제어 밸브가 마련되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 제어 밸브로서, 냉매에서 받는 압력에 의한 힘과 그것에 대항하는 스프링의 부세력과의 밸런스에 의해 밸브부가 개폐되는 기계 밸브나, 추가로 외부에서 전기적으로 개도를 조정하기 위한 액추에이터를 구비하는 전기 구동 밸브가 적절히 사용된다.

특개평 11-287354호 공보

하지만, 이와 같은 공조 장치에서는 압축기의 토출 냉매에 그 슬라이딩부의 마모 등으로 발생한 금속 분말 등의 이물이 포함되는 경우가 있다. 그리고 냉매가 냉동 사이클을 순환하는 과정에서 그 이물이 제어 밸브의 슬라이딩부에 유입하고, 그 원활한 슬라이딩을 방해하는 경우가 있다. 즉, 제어 밸브의 밸브체에는 전후 차압이 작용하기 때문에, 그 밸브체의 슬라이딩부의 입구와 출구와의 사이에도 압력차가 발생하고, 그 압력차에 의해 이물이 슬라이딩부에 유입한다. 그 이물이 슬라이딩부에 고착하면, 밸브부의 원활한 개폐에 지장을 줄 우려가 있다. 또한, 이와 같은 문제는 차량에 한하지 않고, 밸브체를 탑재하는 장치에서는 동일하게 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은, 작동 유체에 포함되는 이물의 끼임에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제 가능한 제어 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 양태의 제어 밸브는, 작동 유체가 흐르는 내부 통로를 포함하는 보디와, 내부 통로에 마련된 밸브 구멍과, 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브 구동체와, 밸브 구동체를 삽통하여 슬라이딩할 수 있게 지지하는 가이드부와, 밸브 구동체에 마련되고, 밸브부의 전부 개방시에 밸브 구동체와 가이드부와의 간극의 일단 개구부를 폐지하는 차폐부를 구비한다.

본 양태에 의하면, 적어도 밸브부의 전부 개방시에는 밸브 구동체와 가이드부와의 간극의 개구 단부가 폐지되기 때문에, 작동 유체와 함께 이물이 이끌렸다고 해도 그 간극으로 침입이 규제된다. 그 결과, 작동 유체에 포함되는 이물의 끼임에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 작동 유체에 포함되는 이물의 끼임에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있는 제어 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 관한 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 관한 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다.
도 3은 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 4는 변형예에 관한 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 5는 기타 변형예에 관한 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 6은 기타 변형예에 관한 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 7은 제 2 실시형태에 관한 제어 밸브의 주요부를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[제 1 실시형태]

본 발명의 실시형태는, 본 발명의 제어 밸브를 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 냉동 사이클에 적용하는 전자 밸브로서 구체화한 것이다. 본 냉동 사이클은, 자동차 실내를 공조하기 위한 제 1 냉매 순환 회로와 차재(車載) 배터리를 냉각하기 위한 제 2 냉매 순환 회로를 병렬로 접속하여 구성된다. 구체적으로는, 공용의 냉매 순환 통로에 압축기, 응축기, 수신기가 마련되고, 분기된 개별의 냉매 순환 통로의 한쪽에 제 1 팽창 장치와 공조용 증발기가 마련되고, 다른 한쪽에 제 2 팽창 장치와 배터리 냉각용 증발기가 마련되어 있다.

압축기에 의해 압축된 고온·고압의 냉매는, 응축기로 보내지고 자동차 실외의 공기와 열교환되고 응축된다. 응축된 냉매는 수신기에 의해 기액 분리되고, 그 액 냉매가 제 1 팽창 장치 및 제 2 팽창 장치의 적어도 한쪽으로 보내진다. 제 1 팽창 장치는 도입된 액 냉매를 수축 팽창시켜서 저온·저압의 기액 혼합 냉매로 하고, 공조용 증발기에 송출한다. 공조용 증발기는 제 1 팽창 장치에서 보내진 냉매를, 자동차 실내의 공기와 열교환시키는 것에 의해 증발시키고, 증발된 가스 냉매를 압축기로 되돌린다. 이때, 제 1 팽창 장치는 공조용 증발기의 출구에서 냉매 온도를 검출하여, 그 출구에서 냉매가 소정의 과열도를 갖도록 공조용 증발기로 송출하는 냉매의 유량을 제어한다.

동일하게 제 2 팽창 장치는, 도입된 액 냉매를 수축 팽창시켜서 저온·저압의 기액 혼합 냉매로 하고, 배터리 냉각용 증발기에 송출한다. 배터리 냉각용 증발기는, 제 2 팽창 장치에서 보내진 냉매를 배터리와 열교환시키는 것에 의해 증발시키고, 증발된 가스 냉매를 압축기로 되돌린다. 이때, 제 2 팽창 장치는 배터리 냉각용 증발기의 출구에서 냉매 온도를 검출하여 그 출구에 있어서의 냉매가 소정의 과열도를 갖도록 배터리 냉각용 증발기로 송출하는 냉매의 유량을 제어한다.

각 팽창 장치는, 미도시된 팽창 밸브(온도식 팽창 밸브)와, 그 팽창 밸브의 밸브부의 하류 측에서 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 차단 밸브(Shut-off Valves)를 맞붙인 복합 밸브로서 구성된다. 본 실시형태의 제어 밸브는, 그 차단 밸브로서 기능한다. 즉, 본 실시형태의 제어 밸브는 제 1 팽창 장치 및 제 2 팽창 장치의 각각에 마련된다. 공조 장치만을 기능시키는 경우에는 제 1 팽창 장치의 제어 밸브는 밸브 개방되고, 제 2 팽창 장치의 제어 밸브는 밸브 폐쇄된다. 반대로, 배터리의 냉각 장치만을 기능시키는 경우에는 제 1 팽창 장치의 제어 밸브는 밸브 폐쇄되고, 제 2 팽창 장치의 제어 밸브는 밸브 개방된다.

다음으로, 본 실시형태의 제어 밸브의 구체적 구성에 대해 설명한다. 본 실시형태의 제어 밸브는 이른바 파일럿 작동식의 전자 밸브로서 구성된다. 도 1 및 도 2는, 제 1 실시형태에 관한 제어 밸브의 구체적 구성 및 동작을 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이 제어 밸브(1)는 밸브 본체(2)와 솔레노이드(4)를 맞붙여서 구성된다. 제어 밸브(1)는 대응하는 팽창 밸브와 공용의 보디(5)를 구비한다.

보디(5)에는, 미도시된 도입 포트에 연결되는 도입 통로(10)와 도출 포트(12)에 연결되는 도출 통로(14)가 형성되어 있다. 그리고 도입 통로(10)와 도출 통로(14)와의 중간부에 밸브 구멍(16)이 마련되고, 그 상류 측 개구 단부에 밸브 시트(18)가 형성되어 있다. 보디(5)와 솔레노이드(4)에 둘러싸이는 압력실 즉, 밸브 구멍(16)의 상류 측의 압력실(20)에는 단부 원주형상의 밸브 구동체(22)가 배설되어 있다. 그 밸브 구동체(22)가 밸브 시트(18)에 착탈하는 것에 의해 메인 밸브가 개폐된다. 또, 솔레노이드(4) 측에서 압력실(20)로 향하여 단부 원주형상의 가이드부(24)가 연설(延設)되고, 밸브 구동체(22)가 가이드부(24)에 내삽되어 있다. 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)는 밸브 구멍(16)에 동축 형상으로(동일 축선 상에) 배설되어 있다. 밸브 구동체(22)는 가이드부(24)와의 사이에 배압실(26)을 구획한다.

밸브 구동체(22)는 원통 형상의 본체(30)의 안쪽으로 원주 형상의 탄성체(예컨대, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE)이나 고무)로 이루어지는 밸브체(32)를 고정한 것이고, 그 밸브체(32)가 밸브 시트(18)에 착탈하는 것에 의해 메인 밸브를 개폐한다. 밸브체(32)에는 그 축선에 따라 파일럿 밸브 구멍(34)이 관통하고 있다. 파일럿 밸브 구멍(34)의 배압실(26) 측의 단부에는 파일럿 밸브 시트(36)가 형성되어 있다. 본체(30)의 주연부 근방에는 배압실(26)의 내외를 연통하는 짧은 지름(소경)의 오리피스(37)("누설 통로"로서 기능한다)가 형성되어 있다. 또, 본체(30)의 하단부에는 반지름 방향 바깥쪽을 향해 플랜지 형상으로 연출(延出)하는 차폐벽(38)이 마련되어 있다. 차폐벽(38)은 냉매 중의 이물이 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)와의 슬라이딩부에 끼이는 것을 방지 또는 억제하지만, 그 상세한 것에 대해서는 후술한다. 밸브 구동체(22)는 그 외주면이 가이드부(24)의 내주면으로 슬라이딩할 수 있게 지지되고, 축선 방향(메인 밸브의 개폐 방향)에 안정적으로 동작한다. 보디(5)와 밸브 구동체(22)와의 사이에는 밸브 구동체(22)를 밸브 개방 방향으로 부세하는 스프링(40)("부세 부재"로서 기능한다)이 개재되어 있다.

한편, 솔레노이드(4)는 압력실(20)을 밀봉하도록 보디(50)의 단면에 설치되어 있다. 솔레노이드(4)는, 가이드부(24)와 일체 성형된 코어(50)와, 코어(50)에 고정된 슬리브(52)와, 슬리브(52) 내에서 코어(50)로 대향 배치된 플런저(54)와, 슬리브(52)에 외삽 감합된 보빈(56)과, 보빈(56)에 권회된 전자 코일(58)을 포함한다. 플런저(54)는 코어(50)에 대해 밸브 본체(2)의 반대쪽 즉, 슬리브(52)의 저부 측으로 배설되어 있다. 그리고 전자 코일(58)을 외부에서 덮도록 수지 몰드가 이루어지고, 그 몰드부의 한층 더 바깥쪽을 덮도록 케이스(60)가 마련되어 있다. 케이스(60)는, 자기 회로를 구성하는 요크(yoke)로서도 기능한다. 몰드부의 일단은 케이스(60)의 바깥쪽으로 연출하여 커넥터(62)로 되어 있고, 커넥터(62)의 접속 단자(64)가 전자 코일(58)에 접속되어 있다. 케이스(60)는, 실 링(66)을 통해 보디(5)와 연결되어 있다.

코어(50)는 단부 원통 형상을 이루고, 그 하반부가 확경되어 가이드부(24)와 연설되어 있다. 플런저(54)는 단부 원통 형상을 이루고, 코어(50)와는 반대쪽으로 배압실(68)을 형성한다. 배압실(68)은 플런저(54)의 측부에 마련된 연통로(70), 플런저(54)의 외주면에 형성된 연통홈(도시하지 않음), 코어(50)와 플런저(54)와의 사이의 공간 및 코어(50)와 작동 로드(72)와의 사이의 클리어런스를 통해 배압실(26)과 연통하고 있다. 이 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 밸브(1)의 제어시에는 배압실(26) 및 배압실(68)의 쌍방에, 상류 측 압력(Pin)이 만족하게 된다.

코어(50)와 플런저(54)의 안쪽에는 작동 로드(72)가 동축 형상으로 삽통되어 있다. 작동 로드(72)는 그 상단부에 다소 확경된 계지부(74)를 포함하고, 하단부가 테이퍼 형상의 파일럿 밸브체(76)로 되어 있다. 파일럿 밸브체(76)는 배압실(26)에 연출하고, 파일럿 밸브 시트(36)에 착탈하여 파일럿 밸브를 개폐한다. 슬리브(52)의 저부와 계지부(74)와의 사이에는, 파일럿 밸브체(76)를 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 스프링(78)("부세 부재"로서 기능한다)이 개재되어 있다. 또, 플런저(54)와 코어(50)와의 사이에는 플런저(54)를 코어(50)에서 이간시키는 방향으로 부세하는 스프링(80)("부세 부재"로서 기능한다)이 개재되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 스프링(80)의 쪽이 스프링(78)보다도 스프링 하중이 커지도록 설정되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 파일럿 밸브체(76)는 기본적으로 플런저(54)와 일체로 동작하지만, 파일럿 밸브체(76)가 파일럿 밸브 시트(36)에 착좌했을 때에는 플런저(54)와 상대 변위 가능하게 된다. 이것에 의해, 솔레노이드(4)를 온으로 했을 때 그 흡인력이 파일럿 밸브체(76)에 직접 작용하지 않고, 즉, 스프링(78)의 부세력만으로 파일럿 밸브를 폐쇄할 수 있기 때문에, 파일럿 밸브 시트(36)의 손상(변형이나 닳는 것 등)을 줄일 수 있다. 또한, 플런저(54)의 상단부에는 환상의 탄성체(82)(예컨대, 고무)가 감착되어 있다. 이것에 의해, 솔레노이드(4)를 오프로 했을 때 플런저(54)가 슬리브(52)에 충돌할 때의 충돌음을 억제할 수 있다.

이와 같이 구성된 제어 밸브(1)는 도 2에 나와 있는 바와 같이 솔레노이드(4)가 온으로 되면(통전 상태), 코어(50)와 플런저(54)와의 사이에 흡인력이 작용하기 때문에, 작동 로드(72)는 스프링(78)의 부세력에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 변위 가능하게 되고, 파일럿 밸브체(76)가 파일럿 밸브 시트(36)에 착좌하여 파일럿 밸브를 밸브 폐쇄시킨다. 이때, 도입 통로(10)의 냉매가 오리피스(37)를 통해 배압실(26)에 도입되기 때문에, 밸브 구동체(22)에 밸브 폐쇄 방향의 차압이 크게 작용하고, 스프링(40)의 부세력에 저항하여 메인 밸브를 밸브 폐쇄시킨다. 솔레노이드(4)가 온으로 유지되는 상태에서는 메인 밸브 및 파일럿 밸브의 쌍방이 밸브 폐쇄 상태를 유지하기 때문에, 배압실(26)의 압력은 유지된다. 그 결과, 메인 밸브의 밸브 폐쇄 상태도 안정적으로 유지된다.

한편, 도 1에 나와 있는 바와 같이, 솔리노이드(4)가 온에서 오프(비통전 상태)가 되면 코어(50)와 플런저(54)와의 사이의 흡인력이 없어지기 때문에, 파일럿 밸브체(76)가 끌어 올려져 파일럿 밸브 시트(36)에서 이간하고, 파일럿 밸브가 밸브 개방 상태로 된다. 이 결과, 배압실(26) 내의 냉매가 파일럿 밸브 구멍(34)을 통해 하류 측으로 도출되고, 배압실(26)의 압력이 저하된다. 여기서, 오리피스(37)의 통로 단면은 파일럿 밸브 구멍(34)의 통로 단면보다도 작기 때문에, 밸브 구동체(22)에는 일시적으로 밸브 개방 방향의 차압이 작용된다. 이 차압에 의한 힘과 스프링(40)의 부세력에 의해 밸브 구동체(22)가 밀어 올려지고, 메인 밸브가 신속하게 개방된다.

다음으로, 본 실시형태의 주요부의 구성 및 동작의 상세에 대해 설명한다.

도 3은, 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성 및 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 3(A)는 도 2의 A부 확대도이고, 솔레노이드(4)가 온의 상태를 나타낸다. 도 3(B)는 도 3(A)의 B부 확대도이다. 도 3(C)는 솔레노이드가 오프의 상태를 나타내는 확대도이다.

도 3(A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 밸브 구동체(22)에서 가이드부(24)와의 슬라이딩부와 차폐벽(38)과의 사이에는 오목부(39)가 마련되어 있다. 오목부(39)는 도 3(C)에 나타내는 메인 밸브의 전부 개방시에 가이드부(24)의 슬라이딩면과의 사이에 공극(S)을 형성하는 한편, 도 3(B)에 나타내는 밸브 폐쇄시에는 그 배압실 측(슬라이딩부 측)의 단면(41)이 가이드부(24)의 단면(25)과 동일면상에 위치하도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의해 도 3(B)에 도시된 바와 같이, 메인 밸브의 밸브 폐쇄시에 냉매에 포함되는 금속 분말 등의 이물(검정 동그라미 참조)이 차폐벽(38)을 돌아서 들어가 오목부(39)에 부착했다고 해도, 밸브 개방시에 밸브 구동체(22)가 가이드부(24)에 대해 상대 변위하는 과정에서 공극(S)으로 알맞게 들어가게 되고, 그 이물이 양자의 슬라이딩부에 끼이는 사태를 방지 또는 억제할 수 있다. 즉, 냉매 중에는 이와 같은 이물 외에 압축기의 윤활 오일이 포함되기 때문에, 그 윤활 오일이 밸브 구동체(22)의 바깥 표면에도 부착한다. 이 때문에, 밸브 구동체(22)에 형성되는 윤활 오일층을 통해 이물도 부착하기 쉬워지는 경향이 있다. 거기서 본 실시형태에는 가동 측인 밸브 구동체(22)에 오목부(39)를 마련하고, 밸브 개방 작동에 의해 밸브 구동체(22)가 가이드부(24)의 안쪽으로 끌려 들어간다고 해도, 부착한 이물이 슬라이딩면으로 접촉하기 어려운 구성으로 되어 있다.

또, 제어 밸브(1)는 이른바 온/오프 밸브이고, 밸브 개방이 개시되면 신속하게 도 3(C)에 나타내는 전부 개방 상태로 된다. 이 때문에, 차폐벽(38)이 가이드부(24)의 단면(25)으로 신속하게 착좌하고, 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)와의 간극의 일단 개구부가 폐지된다. 그 때문에, 메인 밸브의 밸브 개방시에 있어서도 그 간극으로의 이물의 침입이 규제된다. 그 결과, 이물의 끼임에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있다.

(변형예 1)

도 4는, 변형예에 관한 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 4(A)는 도 3(A)에 대응하고, 도 4(B)는 도 3(B)에 대응한다. 본 변형예에 있어서는, 밸브 구동체(22)에서 오목부(39)의 배압실 측의 단면(41)이 밸브 폐쇄 상태에서 가이드부(24)의 단면(25)보다도 배압실(26) 측(슬라이딩부 측)에 위치하도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)의 일단 개구부에 모따기(chamfering) 등을 실시했다고 해도, 밸브 구동체(22)의 슬라이딩면 근방에 이물이 부착하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이 때문에, 이물의 끼임을 보다 효과적으로 방지 또는 억제할 수 있다.

(변형예 2)

도 5는, 다른 변형예에 관한 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 상기 실시형태에는 말하지 않았지만, 도 5(A)에 나와 있는 바와 같이, 밸브 구동체(22)에서 가이드부(24)와의 슬라이딩면에 미로(labyrinth, 35)를 마련해도 좋다. 이와 같은 구성에 의해, 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)와의 간극을 통한 냉매의 흐름 자체를 규제할 수 있고, 그 간극으로 이물을 끌어들이는 것을 억제할 수 있다.

또, 도 5(B)에 나와 있는 바와 같이, 메인 밸브의 전부 개방시에 파일럿 밸브를 밸브 폐쇄시키도록 해도 좋다. 예컨대, 제어 밸브(1)가 맞붙는 팽창 밸브가 냉동 사이클에 설치될 때, 그 설치 당초에 냉동 사이클 내에 냉매를 충전시키기 위한 에어퍼지(air purge)가 진행되고, 제어 밸브(1)에 역류가 흐르는 것이 상정된다. 이와 같은 경우, 압력의 대소 관계가 역전하기 때문에, 파일럿 밸브 구멍(34)으로 고압의 냉매가 도입될 가능성이 있다. 이 점, 본 변형예에 의하면, 메인 밸브가 일단 밸브 개방하면, 도시와 같이 파일럿 밸브가 폐쇄되기 때문에, 밸브 구동체(22)를 밸브 폐쇄할 뿐인 차압은 생기기 어렵다. 즉, 냉동 사이클에 냉매를 충전시킬 때 메인 밸브가 폐쇄되어 그것을 곤란하게 하는 사태가 방지된다. 또, 역류 방지만의 관점에서는, 밸브 구동체(22)에 차폐벽(38)을 마련하지 않아도 좋다.

(변형예 3)

도 6은, 다른 변형예에 관한 밸브 구동체의 슬라이딩부의 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다. 상기 실시형태에는 말하지 않았지만, 도 6(A)에 나와 있는 바와 같이, 밸브 구동체(22)의 차폐벽(138)에서 도입 통로(10)와 대향하는 면(가이드부(24)에 착탈하는 면과는 반대쪽 면)을 가이드면(139)으로 하고, 도입 통로(10)를 통해 흘러오는 냉매에 포함되는 이물을 밸브 구멍(16)으로 안내하도록 해도 좋다. 도시의 예에는, 차폐벽(138)을 상기 실시형태의 차폐벽(38)보다도 반경 방향 바깥쪽을 향해 크게 하고, 가이드면(139)을 소정 각도의 테이퍼면으로 하고 있다.

이것에 의해, 상류 측에서 흘러오는 이물을 가이드면(139)에 충돌하기 쉽게 하고, 충돌한 이물을 반경 방향 안쪽으로 세게 튀게 하고 밸브 구멍(16)으로 이끌리기 쉽게 되어 있다. 특히, 메인 밸브가 밸브 개방을 개시하면서 전부 개방 상태로 될 때까지의 과정, 즉, 차폐벽(138)이 가이드부(24)에 착좌할 때까지의 과정에서, 이물이 밸브 구동체(22)와 가이드부(24)와의 간극 부근에 침입하는 것을 억제할 수 있다.

또, 도 6(B)에 나와 있는 바와 같이, 가이드부(24)의 하면에 환상홈(140)(오목부)을 형성하는 것에 의해, 차폐벽(138)을 우회한 이물이 밸브 구동체(22)와의 간극으로 이끌리는 것을 규제하는 벽부(142)를 형성해도 좋다. 또, 차폐벽(138)에 대해서도 도시와 같이, 가이드부(24)와의 대향면을 테이퍼 형상의 가이드면(144)으로 하고, 이물을 환상홈(140)으로 안내하도록 해도 좋다.

[제 2 실시형태]

본 실시형태의 제어 밸브는 제어 밸브가 파일럿 작동식이 아니고, 솔레노이드에 의한 직동식인 점 및 상폐 밸브인 점에서 제 1 실시형태와 상이한다. 도 7은 제 2 실시형태에 관한 제어 밸브의 주요부를 나타내는 단면도이다.

제어 밸브(201)는 밸브 본체(202)와 솔레노이드(204)를 맞붙여 구성된다. 제어 밸브(201)는 대응하는 팽창 밸브와 공용의 보디(205)를 구비한다. 보디(205)에는, 미도시된 도입 포트에 연결되는 도입 통로(10)와, 미도시된 도출 포트에 연결되는 도출 통로(14)가 형성되어 있다. 도입 통로(10)와 도출 통로(14)와의 중간부에는 소경의 밸브 구멍(16)이 마련되어 있다. 밸브 구멍(16)의 상류 측의 압력실(20)에는 밸브 구동체(222)가 배설되어 있다. 보디(205)에는 가이드부(224)가 고정되고, 밸브 구동체(222)를 슬라이딩할 수 있게 지지하고 있다. 밸브 구동체(222)는 밸브체(232)와 플런저(254)를 일체로 하여 구성된다. 밸브체(232)는 탄성체(본 실시형태에는 고무)로 이루어지고 밸브 시트(18)에 착탈하여 밸브부를 개폐한다.

본 실시형태에 있어서는 가이드부(224)가 솔레노이드(204)의 슬리브로서도 기능한다. 또, 상술한 바와 같이 밸브 구동체(222)가 솔레노이드(204)의 플런저로서도 기능한다. 즉, 솔레노이드(204)는 가이드부(224)와 일체 성형된 슬리브(252)와, 슬리브(252)의 상단부를 밀봉하도록 고정된 코어(250)와, 밸브 구동체(222)와 일체 성형되고, 코어(250)와 동축형상으로 배치된 플런저(254)와, 코어(250)에 외삽 감합된 보빈(256)과, 보빈(256)에 권회된 전자 코일(58)과, 전자 코일(58)을 외부에서 덮도록 코어(250)와 슬리브(252)에 맞붙인 케이스(260)를 포함한다.

코어(250)의 하면 중앙에는 스프링 받침(270)이 마련되고, 스프링 받침(270)과 플런저(254)와의 사이에는, 밸브 구동체(222)를 밸브 폐쇄 방향으로 부세하는 스프링(280)("부세 부재"로서 기능한다)이 개재되어 있다. 가이드부(224)는 그 하반부에서 확경하고, 보디(205)에 나합 고정되어 있다. 전자 코일(58)에서는 통전용의 하네스(Harness)(272)가 인출되어 있다.

밸브 구동체(222)의 하단부에는, 반경 방향 외향에 플런저 형상으로 연출하는 차폐벽(238)이 마련되어 있다. 밸브 구동체(222)에서 가이드부(224)와의 슬라이딩부와 차폐벽(238)과의 사이에는 오목부(39)가 마련되어 있다. 오목부(39)는, 밸브부의 전부 개방시에 가이드부(224)의 내주면과의 사이에 공극(S)을 형성하는 한편, 밸브 폐쇄시에는 그 슬라이딩부 측의 단면이 가이드부(224)의 하단면보다도 슬라이딩부 측에 위치하도록 구성되어 있다. 플런저(254)와 코어(250)와의 사이에 형성되는 압력실(226)은, 밸브 구동체(222)를 관통하도록 마련된 연통로(270)와 오목부(39)를 통해 압력실(20)로 연통할 수 있게 되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 밸브 폐쇄시에 냉매에 포함되는 이물이 차폐벽(238)을 돌아서 들어가서 오목부(39)에 부착했다고 해도, 밸브 개방시에는 공극(S)에 알맞게 들어가게 되고, 그 이물이 밸브 구동체(222)와 가이드부(224)와의 슬라이딩부에 끼이는 사태를 방지 또는 억제할 수 있다. 또, 제어 밸브(201)는 이른바 온/오프 밸브이고, 밸브 개방이 개시되면 신속하게 전부 개방 상태로 된다. 이 때문에, 차폐벽(238)이 가이드부(224)의 하단면에 신속하게 착좌하고, 밸브 구동체(222)와 가이드부(224)와의 간극의 일단 개구부가 폐지된다. 그 때문에, 밸브 개방시에서도 그 간극으로의 이물의 침입이 규제된다. 그 결과, 이물의 끼임에 의한 밸브부의 작동 불량을 방지 또는 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 그 특정의 실시형태에 한정된 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 당연하다.

상기 실시형태에는, 본 발명의 제어 밸브를 외부에서 전기적으로 개도를 조정하기 위한 액추에이터로서 솔레노이드를 구비하는 전자 밸브로 구성한 예를 나타냈지만, 예컨대 모터를 액추에이터로 하는 전동 밸브 등, 그 외의 전기 구동 밸브로서 구성할 수도 있다. 또, 밸브 구동체가 그 전후 차압에 의해서만 개폐되는 기계식의 제어 밸브로 구성할 수도 있다. 또, 상기 실시형태에는 본 발명의 제어 밸브를 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 적용하는 예를 나타냈지만, 내연기관을 탑재한 자동차에도 적용 가능한 것은 당연하다. 또한, 차량에 한하지 않고 작동 유체를 순환시키는 기타 장치에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또, 제 1 실시형태에는 밸브 구동체를 밸브 구멍에 대해 액추에이터(솔레노이드)와 같은 쪽의 압력실에 배치하고, 그 압력실에 배압실을 형성하는 예를 나타냈다. 변형예에 있어서는, 밸브 구동체를 밸브 구멍에 대해 액추에이터와 반대쪽의 압력실에 배치하고, 보디와 밸브 구동체와의 사이에 배압실을 형성해도 좋다. 배압실은 밸브 구멍의 상류 측에 마련되어도 좋고, 하류 측에 마련되어도 좋다.

상기 실시형태에는 차폐벽을 밸브 구동체에 일체 성형한 예를 나타냈다. 변형예에 있어서는, 차폐벽을 밸브 구동체와는 다른 공정에 의해 제작하고, 그들을 맞붙이도록 해도 좋다. 예컨대, 환상의 차폐 부재를 제작하고, 밸브 구동체의 단부에 외삽 감합시켜서 차폐부로 해도 좋다. 구체적으로는, 원통 형상의 밸브 구동체에 대해 고무 등의 탄성체로 이루어지는 환상의 차폐 부재를 압입하여 고정해도 좋다. 또는, O 링 등의 실 링을 차폐 부재로 하고, 밸브 구동체에 감착착시켜도 좋다.

또는, 가이드부에 고무 등의 탄성체로 이루어지는 환상의 차폐 부재를 맞붙이고 밸브 구동체 측으로 연출시키는 한편, 밸브 구동체에서 그 차폐 부재와의 대향면에 소정 폭의 오목부를 마련하고, 차폐 부재가 그 오목부의 폭 방향으로 변위할 수 있게 구성해도 좋다. 그리고 밸브부의 전부 개방시에 가이드부의 슬라이딩면과 오목부와의 사이에 공극이 형성되는 것과 동시에, 그 차폐 부재가 오목부의 슬라이딩부 측으로 착좌하고, 밸브 구동체와 가이드부와의 간극의 일단 개구부를 폐지하도록 구성해도 좋다.

상기 실시형태에는, 본 발명의 제어 밸브를 팽창 밸브의 밸브부의 하류 측에서 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 차단 밸브로서 구성하는 예를 나타냈지만, 팽창 밸브의 밸브부의 상류 측에서 냉매의 흐름을 허용 또는 차단하는 것으로 해도 좋다. 또, 본 발명의 제어 밸브를 팽창 밸브와 일체가 아니고, 독립한 차단 밸브로서 구성해도 좋다.

1: 제어 밸브
4: 솔레노이드
5: 보디
16: 밸브 구멍
18: 밸브 시트
22: 밸브 구동체
24: 가이드부
26: 배압실
32: 밸브체
34: 파일럿 밸브 구멍
35: 미로
38: 차폐벽
39: 오목부
72: 작동 로드
76: 파일럿 밸브체
138: 차폐벽
139: 가이드면
140: 환상홈
142: 벽부
144: 가이드면
201: 제어 밸브
202: 밸브 본체
204: 솔레노이드
205: 보디
222: 밸브 구동체
224: 가이드부
232: 밸브체
238: 차폐벽

Claims

작동 유체가 흐르는 내부 통로를 포함하는 보디와,
상기 내부 통로에 마련된 밸브 구멍과,
상기 밸브 구멍에 접리(接離)하여 밸브부를 개폐하는 밸브 구동체와,
상기 밸브 구동체를 삽통하여 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 가이드부와,
상기 밸브 구동체에 마련되고, 상기 밸브부의 전부 개방시에 상기 밸브 구동체와 상기 가이드부와의 간극의 일단 개구부를 폐지하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제1항에 있어서,
상기 차폐부는, 상기 밸브 구동체에서 밸브 폐쇄시에 상기 가이드부와의 슬라이딩부에서 노출되는 쪽의 단부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제2항에 있어서,
상기 차폐부는, 상기 가이드부의 일단 측의 단면에 착좌하는 것에 의해, 상기 일단 개구부를 폐지하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 구동체의 슬라이딩부와 상기 차폐부와의 사이에 오목부가 마련되고,
상기 오목부는, 상기 밸브부의 전부 개방시에 상기 가이드부의 슬라이딩면과의 사이에 공극을 형성하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제4항에 있어서,
상기 오목부는, 밸브 폐쇄시에 슬라이딩부 측의 단면이 상기 가이드부의 단면과 동일면상 또는 상기 가이드부의 단면보다도 슬라이딩부 측에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 구동체에서 상기 가이드부와의 슬라이딩면에 미로 구조가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차폐부는, 상기 가이드부와 맞닿는 면의 반대쪽에, 작동 유체에 포함되는 이물을 상기 밸브 구멍으로 안내하는 형상을 이루는 가이드면을 갖는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가이드부에는, 상기 차폐부를 우회한 작동 유체에 포함되는 이물이 상기 일단 개구부에 이끌리는 것을 규제하는 벽부(壁部)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.