KR20140040039A - 복합 밸브 - Google Patents

Abstract

[과제]
2개의 밸브부를 연동시키는 복합 밸브에 있어서, 그 양호한 조립성을 확보한다.
[해결수단]
팽창 밸브(1)는, 일측면으로 개구하는 장착 구멍(32)의 안쪽에 밸브 구멍(18)이 형성된 보디(2)와, 장착 구멍(32)의 개구부에서 보디(2)에 삽입되어 고정되고, 밸브 구멍(18)과 동축 상의 밸브 구멍(22)이 관통 형성된 밸브시트 형성부재(40)와, 밸브구멍(18)과 밸브시트 형성부재(40) 사이에 형성된 밸브실(28)에 배치되고, 밸브 구멍(18)에 접리하여 제1 밸브부를 개폐하는 밸브체(38)와, 밸브시트 형성부재(40)의 밸브실(28)과는 반대측에 형성된 밸브실(30)에 배치되고, 밸브 구멍(22)에 접리하여 제2 밸브부를 개폐하는 한편, 밸브 구멍(22)을 관통하도록 연재하여 밸브체(38)에 맞닿는 축부(46)를 갖는 밸브체(44)와, 밸브체(44)를 밸브 폐쇄 방향으로 힘을 가하는 스프링(52)과, 스프링(52)이 보디(2)에 조립되기 전의 상태에서도 밸브체(44)가 장착 구멍(32)의 개구부 측으로 탈락하는 것을 방지하는 탈락 방지 기구를 구비한다.

Description

복합 밸브{COMPLEX VALVE}

본 발명은 복합 밸브에 관한 것이고, 특히 2개의 밸브부가 연동하여 개폐하는 복합 밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에는, 일반적으로 순환하는 냉매를 압축하는 컴프레서(Compressor), 압축된 냉매를 응축하는 콘덴서(condenser), 응축된 냉매를 기액으로 분리하는 리시버(receiver), 분리된 액 냉매를 스로틀(throttle) 팽창시켜서 안개 형상으로 하여 송출하는 팽창 밸브, 그 안개 형상의 냉매를 증발시켜서 그 증발 잠열을 이용하여 자동차 실내의 공기를 냉각시키는 증발기가 마련되어 있다. 팽창 밸브로서는, 증발기에서 도출된 냉매가 적당한 과열도를 갖도록, 예컨대 증발기 출구에 있어서의 냉매의 온도 및 압력을 감지하여 밸브부를 개폐하고, 증발기로 송출하는 냉매의 유량을 제어하는 온도식 팽창 밸브가 이용된다.

이와 같은 냉동 사이클에 있어서는, 냉매가 증발기 내의 배관을 통과하는 과정에서 압력 손실이 생기기 때문에, 그 배관이 길수록 그 운전 효율이 저하하게 된다. 거기서, 배관의 짧은 2개의 박형의 증발기를 병렬로 배치하고, 각각 열교환을 실행하는 구성이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 구성에 의해, 냉매가 각 증발기를 통과할 때의 압력 손실을 저감할 수 있고, 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

특개2010-38455호 공보

이와 같은 냉동 사이클에 적용되는 팽창 밸브로서 같은 인용문헌에는 2개의 증발기에 각각 대응하는 2개의 밸브부를 병렬로 마련하고, 그 2개의 밸브부에 의해 냉매를 독립으로 단열 팽창시키는 것이 개시되어 있다. 이 팽창 밸브는 2개의 밸브부를 연동 제어하는 복합 밸브로서 구성되고, 2개의 증발기의 하류 측에서 합류한 냉매의 온도 및 압력을 감지하여 그들의 밸브부를 개폐한다.

그런데 이와 같이 2개의 밸브부를 연동시키는 복합 밸브는, 비교적 구조가 복잡하지만 제조 단계에서 그 2개의 밸브부의 효율이 좋은 조립성을 확보할 필요가 있다. 또한, 이와 같은 과제는 상술한 팽창 밸브뿐만 아니라, 예컨대, 직렬로 연결된 2개의 역지 밸브 등, 2개의 밸브부를 갖는 기타 복합 밸브에 대해서도 동일하게 해당할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 2개의 밸브부를 연동시키는 복합 밸브에서 그 양호한 조립성을 확보하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태의 복합 밸브는 일측면으로 개구하는 장착 구멍이 유체 통로의 일부를 형성하고, 그 장착 구멍의 안쪽에 제1 밸브 구멍이 형성된 보디와, 장착 구멍의 개구부에서 보디에 삽입되어 고정되고, 제1 밸브 구멍과 동축 상의 제2 밸브 구멍이 관통 형성된 밸브시트 형성부재와, 제1 밸브 구멍과 밸브시트 형성부재와의 사이에 형성된 제1 밸브실에 배치되고, 제1 밸브 구멍에 접리하여 제1 밸브부를 개폐하는 제1 밸브체와, 밸브시트 형성부재의 제1 밸브실과는 반대측에 형성된 제2 밸브실에 배치되고, 제2 밸브 구멍에 접리하여 제2 밸브부를 개폐하는 한편, 제2 밸브 구멍을 관통하도록 연재(延在)하고 제1 밸브체에 맞닿는 축부를 갖는 제2 밸브체와, 제2 밸브체를 밸브 폐쇄 방향으로 힘을 가하는 부세부재와 부세부재가 보디에 조립되기 전의 상태에 있어서도 제2 밸브체가 장착 구멍의 개구부 측으로 탈락하는 것을 방지하는 탈락 방지 기구를 구비한다.

이 양태에 의하면, 보디에 마련된 장착 구멍에 대해 안쪽에서 제1 밸브체, 밸브시트 형성부재, 제2 밸브체, 부세부재를 순차 삽입하여 조립하는 것에 의해 복합 밸브가 조립되어 있다. 그때, 밸브시트 형성부재의 제2 밸브 구멍을 축부가 관통하도록 제2 밸브체를 조립한 상태에서 탈락 방지 기구에 의해 제2 밸브체의 탈락이 방지된다. 이 때문에, 그 후에 부세부재를 신중히 삽입할 수 있고, 그 조립성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 2개의 밸브부를 연동시키는 복합 밸브에서 그 양호한 조립성을 확보할 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 팽창 밸브의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선 단면도이다.
도 3은 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 기타 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 6은 기타 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 7은 기타 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이다.
도 8은 기타 변형예에 관한 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 아래 설명에 있어서 편의상 도시의 상태를 기준으로 각 구조의 위치 관계를 표현하는 것이 있다.

본 실시형태는, 본 발명의 복합 밸브를 자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에 적용되는 온도식 팽창 밸브("팽창 밸브"라고 함)로서 구체화한 것이다. 이 냉동 사이클은, 컴프레서, 콘덴서, 리시버, 팽창 밸브, 증발기가 마련되어 있다. 증발기로서 리시버와 컴프레서의 사이에 제1 증발기와 제2 증발기가 병렬로 배치되고, 각각 열교환이 실행된다. 2개의 증발기에 의해 냉각 능력을 유지하고, 각 증발기를 박형으로 구성함으로써 냉매가 통과될 때의 압력 손실을 억제하고, 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시키고 있다. 이와 같이 2개의 증발기를 병렬로 마련하는 것에 따라서, 팽창 밸브는 제1 증발기에 대응하는 제1 밸브부와, 제2 증발기에 대응하는 제2 밸브부를 갖는다.

도 1은 실시형태에 따른 팽창 밸브의 종단면도이다. 도 2는, 도 1의 A-A 선 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 팽창 밸브(1)는 알류미늄 합금으로 이루어지는 소재를 압출 성형하여 얻은 부재에 소정의 절삭 가공을 하여 형성된 보디(2)를 갖는다. 이 보디(2)는 각주 형상을 이루고, 그 내부에는 냉매의 스로틀 팽창을 실행하는 2개의 밸브부가 마련되어 있다. 보디(2)가 긴 방향의 단부에는, 감온부로서 기능하는 파워 엘리먼트(3) 및 이것을 외부에서 덮는 커버(4)가 마련되어 있다. 보디(2)는 그 압출성형에 의해 하부가 폭이 좁게 형성되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 보디(2)의 측부에는 리시버 측("외부 열교환기"로서의 콘덴서 측)에서 고온·고압의 액 냉매를 도입하는 입구 포트(6), 제1 밸브부에 의해 스로틀 팽창된 저온·저압의 냉매를 제1 증발기를 향해 도출하는 제1 도출 포트(7), 제2 밸브부에 의해 스로틀 팽창된 저온·저압의 냉매를 제2 증발기를 향해 도출하는 제2 도출 포트(8), 제1 증발기 및 제2 증발기에 의해 증발되고, 그들의 하류 측에서 합류하여 냉매를 도입하는 도입 포트(9), 팽창 밸브(1)를 통과한 냉매를 컴프레서 측으로 도출하는 출구 포트(10)가 마련되어 있다.

즉, 도 1에 도시하는 바와 같이, 보디(2)의 제1 측면의 하부에는 입구 포트(6)가 개구하고, 상부에는 출구 포트(10)가 개구하고 있다. 입구 포트(6)와 출구 포트(10) 사이에는, 나사 구멍(12)이 마련되어 있다. 한편, 도 2에 도시하는 바와 같이, 보디(2)의 제2 측면의 중앙부에는 제1 도출 포트(7)가 개구하고, 하부에는 제2 도출 포트(8)가 개구하고, 상부에는 도입 포트(9)가 개구하고 있다. 또, 제1 도출 포트(7)와 도입 포트(9)의 사이에는 한 쌍의 장착 구멍(13)(도 1 참조)이 옆으로 줄지어서 뚫려있다. 제1 도출 포트(7)와 제2 도출 포트(8)의 사이에도 하나의 장착 구멍(13)(도 1 참조)이 뚫려있다.

보디(2)에는 입구 포트(6)에 연통하는 제1 통로(14), 제1 도출 포트(7)에 연통하는 제2 통로(16) 및 이들을 연결하는 밸브 구멍(18)("제1 밸브 구멍"에 해당한다)에 의해, 제1 냉매 통로가 형성되어 있다. 즉, 제1 냉매 통로는 그 중간부에 마련된 제1 밸브부를 경계로 직각으로 휘어져 있고, 입구 포트(6)에서 도입된 냉매를 그 제1 밸브부에 의해 스로틀 팽창시켜서 안개 형상으로 하고, 제1 도출 포트(7)에서 증발기를 향해 도출한다.

또한, 보디(2)에는 제1 통로(14), 제 2 도출 포트(8)에 연통하는 제3 통로(20) 및 이들을 연결하는 밸브 구멍(22)("제2 밸브 구멍"에 해당한다)에 의해 제2 냉매 통로가 형성되어 있다. 즉, 제2 냉매 통로는 그 중간부에 마련된 제2 밸브부를 경계로 직각으로 구부러져 있고, 입구 포트(6)에서 도입된 냉매를 그 제2 밸브부에 의해 스로틀 팽창시켜서 안개 형상으로 하고, 제2 도출 포트(8)에서 제2 증발기를 향해 도출한다.

한편, 도입 포트(9)에 연통하는 제4 통로(24)와 출구 포트(10)에 연통하는 제5 통로(26)에 의해 제3 냉매 통로("저압 통로"에 해당한다)가 구성되어 있다. 즉, 제3 냉매 통로는 제4 통로(24)와 제5 통로(26)와의 접속부에서 직각으로 구부러져 있고, 도입 포트(9)에서 냉매를 도입하여 출구 포트(10)에서 컴프레서를 향해 도출한다.

즉, 제1 냉매 통로의 중간부에 밸브 구멍(18)이 마련되고, 제2 냉매 통로의 중간부에 밸브 구멍(22)이 마련되어 있다. 밸브 구멍(18)과 밸브 구멍(22)의 사이에는 밸브실(28)("제1 밸브실"에 해당한다)이 마련되어 있다. 밸브 구멍(22)의 밸브실(28)과 반대 측에는 밸브실(30)("제2 밸브실"에 해당한다)이 마련되어 있다. 밸브실(28)은, 제1 냉매 통로와 제2 냉매 통로와의 분기점으로 되어 있다. 밸브실(28) 및 밸브실(30)은, 보디(2)의 하단면("일측면"에 해당한다)에 개구하고, 밸브 구멍(18)의 바로 아래로 뚫린 장착 구멍(32)의 내방에 마련되어 있다. 제1 밸브부 및 제2 밸브부를 구성하는 각 기구 및 그 주변 기구는, 장착 구멍(32)의 개구부에서 삽입되고, 보디(2) 내에 조립될 수 있다.

밸브 구멍(18)의 상류 측 개구 단부에 의해 밸브시트(34)("제1 밸브시트"에 해당한다)가 형성되어 있다. 밸브실(28)에는, 수지제의 가이드부재(36)와 스테인리스제의 밸브체(38)("제1 밸브체"에 해당한다)가 동심 형상으로 배설되어 있다. 가이드부재(36)는 단차를 갖는 원통 형상을 이루고, 장착 구멍(32)의 안쪽에 압입되어 있다. 밸브체(38)는 저부를 구비하는 원통 형상을 이루고, 가이드부재(36)의 안쪽으로 삽입 통과되어 있다. 밸브체(38)는 밸브시트(34)에 접리하는 것에 의해 제1 밸브부의 개도를 조정한다. 즉, 밸브체(38)와 밸브시트(34)에 의해 제1 밸브부가 구성된다.

장착 구멍(32)의 중간 위치에는, 원판 형상의 밸브시트 형성부재(40)가 압입되어 있다. 이 밸브시트 형성부재(40)에 의해 밸브실(28)과 밸브실(30)이 구획되어 있다. 밸브시트 형성부재(40)의 중앙을 관통하도록 밸브 구멍(22)이 형성되어 있다. 밸브 구멍(18)과 밸브 구멍(22)은 동일 축선 상에 배치된다. 밸브 구멍(22)의 하류 측 개구 단부에 의해 밸브시트(42)("제2 밸브시트"에 상당한다)가 형성되어 있다. 밸브실(30)에는, 스테인리스 제품의 밸브체(44)("제2 밸브체"에 상당한다)가 배설되어 있다. 밸브체(44)는 밸브시트(42)에 접리하는 것에 의해 제2 밸브부의 개도를 조정한다. 즉, 밸브체(44)와 밸브시트(42)에 의해 제2 밸브부가 구성된다.

밸브체(44)는 그 상단부에서 축선 방향으로 연장하는 축부(46)를 갖는다. 축부(46)는 밸브 구멍(22)을 관통하여 밸브체(38)의 내방으로 연재하고, 그 선단면이 밸브체(38)의 저부에 맞닿는다. 이것에 의해, 밸브체(38)와 밸브체(44)가 연결되고, 축선 방향으로 일체 동작 가능하게 되어 있다. 또한, 각 밸브부 및 그 주변 구성의 상세에 대해서는 후술한다.

장착 구멍(32)의 하단부를 밀봉하도록 조정(adjust) 나사(48)가 나착(螺着)되어 있다. 밸브체(44)는 지지부재(50)에 의해 하방에서 지지되어 있고, 그 지지부재(50)와 조정 나사(48)의 사이에는, 밸브체(44)를 밸브 폐쇄 방향으로 힘을 가하는 스프링(52)("부세부재"로서 기능한다)이 개재되어 있다. 조정 나사(48)의 보디(2)에 대한 나입(螺入)량을 조정함으로써 스프링(52)의 하중을 조정할 수 있다. 조정 나사(48)와 보디(2)의 사이에는, 냉매의 누설을 방지하기 위한 O링(54)이 개재되어 있다.

한편, 보디(2)의 상단부에는, 제3 냉매 통로에 직교하도록 내외를 연통시키는 연통 구멍(60)이 형성되어 있고, 그 연통 구멍(60)을 밀봉하도록 파워 엘리먼트(3)가 나착되어 있다. 파워 엘리먼트(3)는 상부 하우징(62)과 하부 하우징(64)과의 사이에 금속 박판으로 이루어진 다이어프램(diaphragm)(66)을 끼우도록 개재하고, 그 하부 하우징(64) 측에 디스크(68)를 배치하여 구성되어 있다. 상부 하우징(62)과 다이어프램(66)에 의해 둘러싸이는 밀폐공간에는 감온용의 가스가 봉입되어 있다. 파워 엘리먼트(3)와 보디(2)의 사이에는, 냉매의 누설을 방지하기 위한 O링(70)이 개재되어 있다. 제3 냉매 통로를 통과하는 냉매의 압력 및 온도는, 연통 구멍(60)과 디스크(68)에 마련된 구멍 부분 또는 슬릿(slit)을 통해 다이어프램(66)의 하면에 전달된다.

보디(2)의 중앙부에는, 제1 냉매 통로와 제3 냉매 통로를 연결하는 단차를 갖는 구멍(72)이 마련되어 있고, 이 단차를 갖는 구멍(72)의 소경부에는 긴 막대 모양의 작동 로드(74)가 슬라이딩 가능하게 삽입 통과되어 있다. 작동 로드(74)는 디스크(68)와 밸브체(38)의 사이에 개재되어 있다. 작동 로드(74), 밸브체(38), 밸브체(44) 및 스프링(52)은, 동일 축선 상에 배설되어 있다. 이것에 의해, 다이어프램(66)의 변위에 따른 구동력이 디스크(68) 및 작동 로드(74)를 통해 밸브체(38) 더 나아가 밸브체(44)에 전달되고, 제1 밸브부 및 제2 밸브부를 개폐시키도록 되어 있다. 단차를 갖는 구멍(72)의 대경부에는, 작동 로드(74)에 외부로 삽입되도록 밀봉용 O링(76)이 배치되고, 제1 냉매 통로와 제3 냉매 통로의 사이에 냉매의 누설이 방지되어 있다.

작동 로드(74)의 상반부는 제2 냉매 통로를 횡단하도록 배치된 원통 형상의 홀더(78)에 내부로 삽입되어 있다. 홀더(78)는 그 하단부가 단차를 갖는 구멍(72)의 대경부에 압입되어 있고, 그 하부 단면에 의해 O링(76)의 이동을 규제하고 있다. 작동 로드(74)의 상단부는 디스크(68)의 하면에 마련된 오목부에 삽입 통과되면서 맞닿으며, 작동 로드(74)의 하단부는 밸브 구멍(18)에 삽입 통과되면서 밸브체(38)에 맞닿는다. 홀더(78)와 작동 로드(74)의 사이에는 작동 로드(74)에 소정의 횡 하중을 부여하는 스프링(80)이 개재되어 있다. 이 횡 하중에 의해 냉매 압력의 변동에 의한 작동 로드(74)의 진동이 억제된다.

도 3은 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다. (A)는 도 2의 B부 확대도이고, (B)는 가이드부재의 사시도이다.

가이드부재(36)는 소정의 금형을 이용한 수지재의 일체 성형(사출 성형)에 의해 얻어진다. 도 3(B)에 도시하는 바와 같이, 가이드부재(36)는 원통 형상의 본체(82)를 갖고, 그 본체(82)의 내방으로 형성된 삽통 구멍(83)에 밸브체(38)가 관통하도록 삽입 통과된다. 본체(82)의 상단부와 하단부에는, 각각 3개의 각부(84)가 반지름 방향 외향으로 돌출 마련되어 있다. 가이드부재(36)는, 그들의 각부(84)가 장착 구멍(32)의 내주면에 압입되는 양태로 고정되어 있다. 3개의 각부(84)는, 원통 형상의 본체(82)의 상단부 및 하단부가 확경되고, 확경부가 원주 방향의 3개소에서 절단된 잔여 부분에 의해 형성되어 있고, 각각의 외주면이 장착 구멍(32)의 내주면에 따른 곡면으로 되어 있다.

또한, 도시하는 바와 같이 상측 3개의 각부(84)와 하측 3개의 각부(84)는, 원주 방향에 서로 포개 넣는 위치 관계를 갖는다. 이와 같은 구성에 의해, 상하로 분할된 금형을 이용함으로써 용이하게 성형할 수 있도록 되어 있다. 각 각부의 선단부는 내방을 향해 경사지는 테이퍼 형상으로 되어 있고, 가이드부재(36)의 장착 구멍(32)의 삽입을 용이하게 하고 있다. 또, 가이드부재(36)는 그 중심에 대해 점대칭 형상을 갖고, 상하의 구별 없이 삽입할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 도시와 같이 가이드부재(36)는 상측의 각부(84)의 선단이 장착 구멍(32)의 안쪽 단부의 벽면에 계지되어 있는 것에 의해 그 위치가 결정된다.

이와 같이, 본체(82)의 외경을 각부(84)의 외접원의 지름보다 작게 하면서, 각 각부(84) 간에 절단부를 마련함으로써, 밸브실(28)에서 장착 구멍(32)과 가이드부재(36)의 사이에 비교적 큰 유로 면적이 확보되어 있다. 즉, 제1 통로(14)에서 밸브실(28)로 도입되고, 밸브 구멍(18) 또는 밸브 구멍(22)을 통해 도출되는 냉매의 유량을 충분히 확보할 수 있는 구성으로 되어 있다.

밸브체(38)는, 상측에 저부를 갖는 저부를 구비하는 원통 형상을 이룬다. 밸브체(38)의 상단부는 상방을 향해 소경화하는 테이퍼 형상으로 되어 있고, 그 테이퍼면에 의해 밸브시트(34)에 착탈한다. 밸브체(38)가 밸브시트(34)에 착좌했을 때 자율적으로 중심 조절이 가능해지도록 밸브체(38)와 가이드부재(36)와의 반지름 방향의 클리어런스의 크기가 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 그 자율적인 중심 조절이 가능해지도록 밸브체(38)의 외경이 본체(82)의 내경보다도 소정량 작게 형성되어 있다. 즉, 가이드부재(36)는 밸브체(38)를 지지하는 것보다, 밸브체(38)의 반지름 방향의 변위를 규제하는 규제부재로서 기능한다. 또한, 이와 같은 구성에 의하면, 도에서 명확한 바와 같이, 가이드부재(36)의 외측에 형성되는 유통로의 단면은, 밸브체(38)와 가이드부재(36)의 클리어런스보다도 상당히 커진다.

밸브체(38)는 하방으로 개구한 소정 깊이의 수용 구멍(86)을 갖고, 그 하단 개구부에서 밸브체(44)의 축부(46)를 삽입 통과하고 있다. 축부(46)는 밸브체(44)에서 상방으로 연장되어 돌출하고, 그 선단면이 밸브체(38)의 저부에 맞닿는 모양으로 연결되어 있다. 밸브체(44)가 밸브시트(42)에 착좌했을 때 자율적으로 중심 조절 가능하게 되도록 축부(46)와 밸브체(38)와의 반지름 방향의 클리어런스의 크기가 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 그 자율적인 중심 조절이 가능하게 되도록 축부(46)의 외경이 수용 구멍(86)의 내경보다도 소정량 작게 형성되어 있다. 즉, 밸브체(38)는 축부(46)의 반지름 방향의 변위를 규제하는 규제 부재로서 기능한다.

이와 같은 구성에 의해, 밸브체(38)가 밸브시트(34)에 착좌하여 제1 밸브부를 밸브 폐쇄하는 상태와, 밸브체(44)가 밸브시트(42)에 착좌하여 제2 밸브부를 밸브 폐쇄하는 상태를 동시에 실현하는 동시 착좌를 가능하게 하고, 밸브체(38)와 밸브체(44)가 각각 착좌시에 자율적으로 중심 조절 가능하게 되어 있다. 또한, 밸브체(38)와 축부(46)와의 안정적인 연결 상태가 유지되도록 밸브체(38)에 대한 축부(46)의 삽입 깊이가 밸브체(38)의 중심 위치보다도 깊어지도록 설정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 밸브체(38)의 상하의 지점간 거리가 짧아지고, 밸브체(38)에 모멘트가 작용하기 어려워지고, 그 동작을 안정화시킬 수 있다.

또, 밸브체(38)의 하단부가 확경되어 있고, 그 확경부(88)와 축부(46) 사이에 소형의 코일스프링(90)("탄성체"로서 기능한다)가 개재되어 있다. 코일 스프링(90)은, 그 축선 방향의 일단 측에 대경부(92), 타단 측에 소경부(94)를 갖는 단부 형상을 이루고, 확경부(88)에 삽입 통과되면서 축부(46)의 축부를 삽입 통과한다. 코일 스프링(90)은, 대경부(92)의 외주면에 의해 밸브체(38)의 내주면에 맞닿으며, 소경부(94)의 내주면에 의해 축부(46)의 외주면에 맞닿지만, 그 대경부(92)가 반지름 방향 내향으로 변형하고, 소경부(94)가 반지름 방향 외향으로 변형함으로써 반지름 방향의 탄성 반력을 생성한다. 코일 스프링(90)은 그 탄성 반력에 의해 밸브체(38)와 축부(46)를 연결한다.

즉, 밸브부 및 그 주변 기구가 조립될 때에는, 장착 구멍(32)에 대해 안쪽에서 밸브체(38) 및 가이드부재(36), 밸브시트 형성부재(40), 밸브체(44), 지지부재(50) 및 스프링(52)을 순차 삽입하여 조립하게 된다. 본 실시형태에는 먼저, 가이드부재(36)를 장착 구멍(32)의 맞닿는 곳까지 압입한다. 이때는 아직 보디(2)에 대해 파워 엘리먼트(3)가 장착되어 있지 않다. 이어서, 밸브체(38)가 밸브시트(34)에 착좌했을 때의 장착 구멍(32)에 대한 삽입 깊이를 확인하기 위해, 밸브체(38)를 가이드부재(36)에 삽입하여 밸브시트(34)에 부딪히고, 그때의 작동 로드(74)의 보디(2)로부터의 돌출 높이를 확인해 놓는다.

이어서, 그 밸브시트 형성부재(40)를 삽입하고, 그 정규의 압입 위치보다도 조금 직전까지 임시로 압입한다. 이때, 밸브체(38)는 그 후방에서 밸브시트 형성부재(40)로 지지되기 때문에, 장착 구멍(32)에서 탈락하는 일은 없다. 이 상태에서 밸브체(44)를 삽입하고, 그 축부(46)를 밸브체(38)에 삽입한다. 이때, 밸브체(38)는 축부(46)의 선단면에 맞닿은 상태에서 지지된다. 그리고 이 상태에서 밸브체(44)를 밸브시트(42)에 부딪히면서 밸브시트 형성부재(40)를 더 압입해 나아가고, 작동 로드(74)가 상술한 돌출 높이로 되었을 때, 즉, 밸브체(38)가 밸브시트(34)에 착좌했을 때 밸브시트 형성부재(40)의 위치를 고정한다. 이것에 의해, 밸브체(38)와 밸브체(44)의 동시 착좌를 실현할 수 있다.

이어서, 지지부재(50)와 스프링(52)과 조정 나사(48)를 조립한 조립체를 장착 구멍(32)에 삽입한다. 그 사이, 밸브체(44)가 밸브체(38)에 매달아 지지되기 때문에, 밸브체(44)가 장착 구멍(32)에서 탈락하는 일은 없다. 즉, 코일 스프링(90)에 의해 밸브체(38)와 축부(46)를 연결하는 기구가 "탈락 방지 기구"로서 기능한다. 이와 같이, 탈락 방지 기구에 의해 밸브체(44)의 탈락이 방지되기 때문에, 그 후에 코일 스프링(90)을 신중히 삽입할 수 있고, 그 조립성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에는, 밸브체(44)와 지지부재(50)를 별체로 하여 서로 맞닿아 있기 때문에, 만일 스프링(52)의 동작에 의해 지지부재(50)에 횡하중이 생겨도 밸브체(44)에 대한 영향을 적게 할 수 있다. 특히, 지지부재(50)의 상면이 평탄하게 형성되어 있는 것에 대해, 밸브체(44)의 지지부재(50)와의 맞닿는 면이 R형상으로 되어 있기 때문에, 축부(46)와 지지부재(50)와의 맞닿은 상태가 거의 점접촉의 상태가 되고, 그러한 횡하중의 영향을 받기 어렵게 되어 있다. 이와 같은 구성은, 상술한 밸브체(38)에 대한 축부(46)의 삽입 깊이를 크게 하는 구성과 함께 밸브체(44)의 동작을 안정화시킨다.

이와 같이 구성된 팽창 밸브(1)는, 제1 증발기 및 제2 증발기에서 되돌아온 냉매의 압력 및 온도를 파워 엘리먼트(3)가 감지하여 그 다이어프램(66)이 변위한다. 이 다이어프램(66)의 변위가 구동력이 되고, 디스크(68) 및 작동 로드(74)를 통해 밸브체(38) 및 밸브체(44)에 전달되어 제1 밸브부 및 제2 밸브부를 개폐시킨다. 한편, 리시버에서 공급된 액 냉매는, 입구 포트(6)에서 도입되고, 일방에서 제1 밸브부를 관통하는 것에 의해 스로틀 팽창되어, 저온·저압의 안개 형상의 냉매가 되어 제1 증발기로 공급된다. 또, 타방으로 제2 밸브부를 관통하는 것에 의해 스로틀 팽창되어, 저온·저압의 안개 형상의 냉매가 되어 제2 증발기로 공급된다.

이상, 본 발명의 적절한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 그 특정한 실시형태에 한정된 것이 아닌, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 각종 변형이 가능한 것은 당연한 일이다.

[변형예 1]

도 4는, 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이다. 상기 실시형태에는, 지지부재(50)의 상면을 평탄하게 하고, 밸브체(44)의 하단면을 R형상으로 하는 예를 나타냈다. 변형예에 있어서는, 도 4(A)에 도시하는 바와 같이, 지지부재(250)의 상면을 R형상으로 하고, 밸브체(244)의 하단면을 평탄하게 한다. 이와 같은 구성에 있어서도, 밸브체(244)와 지지부재(250)의 맞닿은 상태를 거의 점접촉으로 할 수 있고, 상기 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또는, 도 4(B)에 도시하는 바와 같이, 밸브체(245)의 하단면을 R형상으로 하고, 지지부재(255)의 상면에 역 테이퍼 형상의 오목부(253)를 마련해도 좋다. 이와 같은 구성에 의하면, 도 4(A)의 구성과 비교하여 밸브체(245)와 지지부재(255)와의 상대적인 움직임이 규제되지만, 밸브체(245)의 하단면이 R형상이기 때문에 그 규제가 다소 완화된다.

[변형예 2]

도 5는 다른 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다. (A)는 그 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이고, (B)는 탈락 방지 기구를 구성하는 탄성체의 평면도이고, (C)는 (B)의 C-C선 단면도이다. 즉, 상기 실시형태에는, 탄성체로서 코일 스프링(90)을 채용하는 예를 나타냈다. 본 변형예에는, 탄성체로서 도5(A)~(C)에 도시하는 것처럼 스프링재인 푸시 너트(290)를 채용한다.

이 푸시 너트(290)는, 그 축선 방향의 일단 측에 대경부(292), 타단 측에 소경부(294)를 갖는 형상을 이루고, 밸브체(38)의 확경부(88)에 삽입 통과되면서 축부(46)의 축부를 삽입 통과한다. 대경부(292)는 원통 형상을 이루고, 그 상단부에서 내방으로 테이퍼 형상으로 굴곡된 부분에 의해 소경부(294)가 형성된다. 도 5(B) 및 (C)에 도시하는 바와 같이, 소경부(294)는 그 선단을 향해 확장하여 개방하는 절단이 원주 방향으로 복수 형성되는 것에 의해 얻어진 복수(도시의 예에서는 8개)의 스프링 편(296)으로 이루어진다. 푸시 너트(290)는, 대경부(292)의 외주면에 의해 밸브체(38)의 내주면에 맞닿으며, 소경부(294)의 복수의 스프링 편(296)에 의해 축부(46)의 외주면에 맞닿지만, 그 대경부(292)가 반지름 방향 내향으로 변형하고, 각 스프링 편(296)이 반지름 방향 외향으로 변형함으로써 반지름 방향의 탄성 반력을 생성한다. 푸시 너트(290)는 그 탄성 반력에 의해 밸브체(38)와 축부(46)를 연결한다. 또한, 여기에서 푸시 너트를 예시했지만, 그 외의 판 스프링을 채용해도 좋다.

[변형예 3]

도 6은 다른 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다. (A)는 그 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이고, (B)는 탈락 방지 기구를 구성하는 탄성체의 평면도이고, (C)는 (B)의 C-C 선 단면도이다. 본 변형예에 있어서는, 탄성체로서 도 6(A)~(C)에 도시하는 바와 같이 고무(390)를 채용한다.

이 고무(390)는, 그 축선 방향의 일단 측에 대경부(392), 타단 측에 소경부(394)를 갖는 원통 형상을 이루고, 밸브체(38)의 확경부(88)에 삽입 통과하면서 축부(46)의 축부를 삽입 통과한다. 고무(390)는, 대경부(392)의 외주면에 등간격으로 마련된 4개의 돌출 라인(396)에 의해 밸브체(38)의 내주면에 맞닿으며, 소경부(294)의 내주면에 등간격으로 마련된 4개의 돌출 라인(398)에 의해 축부(46)의 외주면에 맞닿지만, 각 돌출 라인이 반지름 방향으로 변형함으로써 탄성 반력을 생성한다. 고무(390)는, 그 탄성 반력에 의해 밸브체(38)와 축부(46)를 연결한다. 또한, 여기에서는 고무(390)의 형상의 일례를 나타냈지만, 그 외 형상을 채용해도 좋다.

[변형예 4]

도 7은 다른 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이다. 본 변형예에서는, 탈락 방지 기구로서 정지링에 의한 변위 규제 구조를 채용한다. 즉, 밸브체(238)에는 상기 실시형태와 같은 탄성체는 배치되지 않고, 밸브체(44)의 축부(246)에 정지링(251)("피계지부"로서 기능한다)이 장착되어 있다. 축부(246)의 소정 위치에는, 정지링(251)을 고정하기 위한 감합 홈(248)이 계지된다. 이와 같은 구성에 의해, 축부(246)가 밸브체(238)에 고정되지 않지만, 감합 홈(248)이 밸브시트 형성부재(40)의 상면("계지부"로서 기능한다)에 계지되기 때문에, 밸브체(44)의 탈락이 방지된다. 정지링(251)에 의해, 밸브체(44)의 밸브 개방 방향에 대한 변위도 규제된다. 또한, 정지링(251)으로서는, 이른바 E링, C링, CA링, 클립 링(clip ring) 또는 푸시 너트 등 적절히 채용할 수 있다.

[변형예 5]

도 8은 다른 변형예에 따른 팽창 밸브의 밸브부 주변의 구성을 나타내는 설명도이다. (A)는 그 밸브부 주변의 구성을 나타내는 부분 확대도이고, (B)는 탈락 방지 기구를 구성하는 스토퍼의 평면도이다. (C) 및 (D)는 스토퍼의 새로운 변형예를 나타내는 평면도이다. 본 변형예에는, 탈락 방지 기구로서, 계지부재에 의한 변위 규제 구조를 채용한다. 즉, 도 8(A)에 도시하는 바와 같이, 밸브체(344)에서 하방에 축선 방향으로 연장하는 축부(348)가 마련되고, 그 하단면에 의해 지지부재(50)에 맞닿아 있다. 밸브시트 형성부재(340)의 하반부에는, 링 형상의 계지부재(350)가 압입되어 있다.

도 8(B)에도 도시하는 바와 같이, 계지부재(350)는 그 중앙에 축부(348)를 관통시키기 위한 삽통 구멍(352)이 마련되고, 그 주위에 복수(본 변형예에는 3개)의 연통 구멍(354)이 마련되어 있다. 밸브체(344)는 밸브시트(42)와 계지부재(350) 사이에 배치된다. 이와 같은 구성에 의해 축부(246)가 밸브체(238)에 고정되지 않지만, 밸브체(344)가 계지부재(350)의 상면("계지부"로서 기능한다)에 계지되어 있기 때문에, 밸브체(344)의 탈락이 방지된다. 즉, 본 변형예에는 밸브체(344)가 "피계지부"로서 기능한다. 이 구성에 있어서는, 축부(348)와 삽통 구멍(352)과의 클리어런스가 밸브체(344)의 반지름 방향에 대한 변위를 규제하면서 자율적인 중심 조절을 가능하게 한다. 즉, 밸브체(344)가 밸브시트(42)에 착좌했을 때 자율적으로 중심 조절 가능하게 되도록 축부(348)과 삽통 구멍(352)과의 반지름 방향의 클리어런스의 크기가 설정되어 있다.

또한, 본 변형예에서는 도 8(B)에 도시하는 바와 같이, 계지부재(350)의 외형 형상을 원형 형상으로 했지만, 도 8(C)에 도시하는 계지부재(360)와 같이 외형 형상을 다각 형상으로 해도 좋다. 이와 같은 구성에 의해, 계지부재(360)를 밸브시트 형성부재(340)의 하반부의 원형 구멍에 압입할 때, 계지부재(360)의 외주면과 밸브시트 형성부재(340)의 내주면과의 접촉 면적을 작게 하고, 그 압입에 있어서 계지부재(360)를 밀어 넣기 위해 필요한 하중(압입 하중)을 저감할 수 있다. 또는, 도 8(D)에 도시하는 계지부재(370)과 같이 삽통 구멍과 연통 구멍을 일체로 형성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태 및 변형예에 있어서, 본 발명의 복합 밸브를 팽창 밸브로서 구성하는 예를 나타냈지만, 예컨대 직렬로 연결된 2개의 역지 밸브 등, 2개의 밸브부를 갖는 기타 복합 밸브로서 구성해도 좋다. 또, 복합 밸브를 자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에 적용한 예를 나타냈지만, 작동 유체의 흐름을 제어하기 위해 2개의 밸브부를 구비하는 다른 장ㅈ치에 적용해도 좋은 것은 당연한 일이다.

1: 팽창 밸브
2: 보디
3: 파워 엘리먼트
6: 입구 포트
18, 22: 밸브 구멍
28, 30: 밸브실
32: 장착 구멍
36: 가이드부재
38: 밸브체
40: 밸브시트 형성부재
44: 밸브체
46: 축부
50: 지지부재
52: 스프링
74: 작동 로드
86: 수용 구멍
90: 코일 스프링
238, 244: 밸브체
246: 축부
250: 지지부재
251: 정지링
290: 푸시 너트
340: 밸브시트형성부재
344: 밸브체
348: 축부
350: 계지 부재
390: 고무

Claims (11)

1. 일측면으로 개구하는 장착 구멍이 유체 통로의 일부를 형성하고, 그 장착 구멍의 안쪽에 제1 밸브 구멍이 형성된 보디와,
   상기 장착 구멍의 개구부에서 상기 보디에 삽입되어 고정되고, 상기 제1 밸브 구멍과 동축 상의 제2 밸브 구멍이 관통 형성된 밸브시트 형성부재와,
   상기 제1 밸브 구멍과 상기 밸브시트 형성부재와의 사이에 형성된 제1 밸브실에 배치되고, 상기 제1 밸브 구멍에 접리하여 제1 밸브부를 개폐하는 제1 밸브체와,
   상기 밸브시트 형성부재의 상기 제1 밸브실과는 반대 측에 형성된 제2 밸브실에 배치되고, 상기 제2 밸브 구멍에 접리하여 제2 밸브부를 개폐하는 한편, 상기 제2 밸브 구멍을 관통하도록 연재하여 상기 제1 밸브체에 맞닿는 축부를 갖는 제2 밸브체와,
   상기 제2 밸브체를 밸브 폐쇄 방향으로 힘을 가하는 부세부재와,
   상기 부세부재가 상기 보디에 조립되기 전의 상태에 있어서도 상기 제2 밸브체가 상기 장착 구멍의 개구부 측으로 탈락하는 것을 방지하는 탈락 방지 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탈락 방지 기구가, 상기 제1 밸브체와 상기 축부와의 사이에 개재되느 탄성체로 이루어지고, 그 탄성체의 변형에 따른 탄성 반력에 의해 상기 제1 밸브체와 상기 축부를 연결하는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 밸브체는, 축선 방향으로 소정 깊이의 수용 구멍을 갖는 저부를 구비하는 통 형상의 본체를 갖고, 그 저부에 의해 상기 제1 밸브 구멍을 개폐하는 한편, 그 개구부에서 상기 축부를 삽입 통과하고,
   상기 탄성체는 축선 방향의 일단 측에 대경부, 타단 측에 소경부를 갖고, 그 대경부의 외주면에 의해 상기 제1 밸브체의 내주면에 맞닿고, 소경부의 내주면에 의해 상기 축부의 외주면에 맞닿도록 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
4. 제3항에 있어서,
   상기 탄성체가 축선 방향의 일단 측에 대경부, 타단 측에 소경부를 갖는 단차를 갖는 형상의 코일 스프링으로 이루어지고, 상기 제1 밸브체의 개구부 근방에 삽입 통과되면서 상기 제2 밸브체의 축부를 삽입 통과하는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탈락 방지 기구가, 상기 밸브시트 형성부재에 마련된 계지부와 상기 제2 밸브체에 마련된 피계지부와의 계합에 의해 상기 제2 밸브체의 밸브 개방 방향으로의 변위를 규제하는 규제 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 밸브체에는 상기 축부로서의 제1 축부와는 반대측에 제2 축부가 연장되어 설치되고,
   상기 밸브시트 형성부재에는 상기 제2 축부를 관통시키는 삽통 구멍을 갖는 계지부재가 마련되고,
   상기 제2 밸브체의 상기 제2 밸브 구멍과는 반대측면이 상기 피계지부를 구성하고,
   상기 계지부재에서 상기 제2 밸브체와의 대향면이 상기 계지부를 구성하고,
   상기 제2 밸브체의 자율적인 중심 조절을 촉진하도록 상기 제2 축부와 상기 삽통 구멍과의 반지름 방향의 클리어런스의 크기가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 제1 밸브체는, 축선 방향에 소정 깊이의 수용 구멍을 갖는 저부를 구비하는 통 형상의 본체를 갖고, 그 저부에서 상기 제1 밸브 구멍을 개폐하는 한편, 그 개구부에서 상기 축부를 삽입 통과하는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
8. 제3항 또는 제7항에 있어서,
   상기 제1 밸브 구멍의 개구 단부에 마련된 제1 밸브시트에 상기 제1 밸브체가 착좌하여 상기 제1 밸브부를 밸브 폐쇄하는 상태와, 상기 제2 밸브 구멍의 개구 단부에 마련된 제2 밸브시트에 상기 제2 밸브체가 착좌하여 상기 제2 밸브부를 밸브 폐쇄하는 상태를 동시에 실현하는 동시 착좌를 가능하게 하고, 상기 제1 밸브체와 상기 제2 밸브체가 각각의 착좌시에 자율적으로 중심 조절 가능하게 되도록 상기 제2 밸브체의 축부와 상기 제1 밸브체와의 반지름 방향의 클리어런스의 크기가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 밸브체에 대한 상기 축부의 삽입 깊이가, 상기 제1 밸브체의 중심 위치보다도 깊어지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 부세부재가 상기 보디에 대해 고정된 스프링과 그 스프링의 단부에 장착되는 지지부재로 이루어지고, 그 지지부재를 통해 상기 제2 밸브체에 부세력을 부여하도록 구성되고,
    상기 제2 밸브체와 상기 지지부재와의 적어도 일방의 당접면이 R형상이 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉동 사이클에 마련되고, 외부 열교환기를 거쳐 유입한 냉매를 내부의 각 밸브부를 통과시키는 것에 의해 스로틀 팽창시켜서 제1 증발기 및 제2 증발기로 공급하고, 각 증발기에서 되돌아온 냉매의 압력과 온도를 감지하여 각 밸브부의 개도를 제어하면서 그 냉매를 컴프레서를 향해 도출하는 팽창 밸브로서 구성되고,
    상기 외부 열교환기로부터의 냉매를 상기 제1 밸브실로 도입하기 위한 제1 통로와,
    상기 제1 밸브실과 상기 제1 밸브 구멍을 통해 접속되고, 상기 제1 밸브부를 거친 냉매를 상기 제1 증발기로 도출하기 위한 제2 통로와,
    상기 제2 밸브실과 접속되고, 상기 제2 밸브부를 거친 냉매를 상기 제2 증발기로 도출하기 위한 제3 통로와,
    상기 제1 증발기 및 상기 제2 증발기에서 되돌아오는 냉매를 도입하기 위한 제 4 통로와,
    상기 제 4 통로와 접속되어 저압 통로를 형성하고, 상기 컴프레서를 향해 냉매를 도출하기 위한 제 5 통로와,
    상기 보디에 마련되고, 상기 저압 통로에 흐르는 냉매의 온도와 압력을 감지하여 동작하고, 상기 저압 통로를 횡단하는 작동 로드를 통해 상기 제1 밸브체로 작동 연결되고, 상기 제1 밸브부 및 상기 제2 밸브부의 개도를 조정하는 파워 엘리먼트를 구비하고,
    상기 작동 로드와 상기 축부와의 사이에 상기 제1 밸브체를 유지하도록 상기 작동 로드, 상기 제1 밸브체, 상기 제2 밸브체 및 상기 부세부재가 동일 축선 상에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 밸브.

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