KR20150034104A - 전자 밸브 - Google Patents

Abstract

<과제>
파일럿 작동식의 전자 밸브에 있어서, 파일럿 밸브의 실링 성능을 유지하면서 그 개폐 제어 특성을 안정화시킨다.
<해결 수단>
파일럿 밸브체(98)는, 플런저에 일체로 마련된 금속제의 본체와, 본체의 선단부에 끼워져서 파일럿 밸브 시트(51)에 탈착하는 가요성을 구비하는 실링 부재(112)와, 실링 부재(112)가 파일럿 밸브 시트(51)에 착석한 후에 축선 방향으로 계지되는 것에 의해 밸브 구동체(40)에 대한 파일럿 밸브체(98)의 변위를 규제하는 스토퍼(118)를 포함한다. 실링 부재(112)가 파일럿 밸브 시트(51)에 당접한 후 스토퍼(118)의 계지에 의해 착석이 완료될 때까지, 파일럿 밸브(8)의 전후 차압을 받는 실링 부재(112)의 수압 지름이 변화되지 않도록 스토퍼(118)가 구성되어 있다.

Description

전자 밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은, 파일럿 작동식의 전자 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 다양한 제어 밸브가 마련되어 있다. 이와 같은 제어 밸브로서, 비교적 작은 전력에 의해 큰 밸브부를 개폐 제어 가능한 파일럿 작동식의 전자 밸브가 사용되는 경우가 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

이와 같은 전자 밸브는, 솔레노이드에 의해 작은 파일럿 밸브체를 구동하여 파일럿 밸브를 개폐하고, 그에 의해 조정된 차압에 의해 큰 메인 밸브체를 구동하여 메인 밸브를 개폐한다. 메인 밸브체에는 피스톤이 일체로 마련되고, 그 피스톤에 의해 보디 내에 배압실이 구획된다. 메인 밸브체에는 배압실에 냉매를 도입하기 위한 리크 통로와, 배압실로부터 냉매를 도출하는 파일럿 통로가 형성되고, 파일럿 밸브의 개폐에 의해 파일럿 통로가 개방 또는 차단된다. 그에 의해 배압실의 압력을 변화시키는 것에 의해 메인 밸브를 개폐 제어한다. 이 배압실의 압력은, 그 배압실에 도입되는 냉매의 유량과, 배압실로부터 도출되는 냉매의 유량의 밸런스에 의해 조정된다.

일본국 특허공개공보 2001-124440호 공보

이와 같은 전자 밸브로서, 파일럿 밸브의 실링성을 확보하기 위해 파일럿 밸브체의 선단부에 고무 등의 가요성 실링 부재를 장착하고, 메인 밸브체에 마련된 파일럿 밸브 시트에 탈착시키는 것이 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 실링 부재가 파일럿 밸브 시트에 착석했을 때에 적절하게 변형하여 밀착하기 때문에, 양호한 실링성을 얻을 수 있다. 하지만, 파일럿 밸브체가 솔레노이드의 가동 철심에 일체화되어 있기 때문에, 이와 같은 변형이 가동 철심의 스트로크에 영향을 미친다. 즉, 실링 부재의 변형량에 따라 가동 철심의 스트로크가 변화되기 때문에, 가동 철심과 고정 철심 사이의 자기 갭이 변화되어, 솔레노이드의 제어 성능에 영향을 미칠 우려가 있다. 경우에 따라서는, 가동 철심과 고정 철심이 충돌하여 노이즈를 발생시킬 우려가 있다. 또한, 파일럿 밸브 시트의 형상에 따라서는, 파일럿 밸브체의 스트로크가 변화되는 것에 의해 실링 부재의 수압 지름이 변화되어, 파일럿 밸브체에 작용하는 전후 차압과 솔레노이드의 흡인력의 밸런스가 깨지고, 솔레노이드의 제어 성능을 저하시킬 우려가 있다.

본 발명의 목적은, 파일럿 작동식의 전자 밸브에 있어서, 파일럿 밸브의 실링 성능을 유지하면서 그 개폐 제어 특성을 안정화시키는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따른 전자 밸브는, 파일럿 작동식의 전자 밸브에 있어서, 유체를 도입하는 도입 포트와, 유체를 도출하는 도출 포트와, 도입 포트와 도출 포트를 연결하는 메인 통로를 구비하는 보디; 메인 통로에 마련된 메인 밸브 시트에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체와, 메인 통로와 배압실을 구획하는 구획부를 일체로 구비한 금속제의 밸브 구동체; 도입 포트와 도출 포트를 배압실을 통해 연결하는 서브 통로에 마련된 파일럿 밸브 시트에 탈착하여 파일럿 밸브를 개폐하는 파일럿 밸브체; 및 파일럿 밸브체와 일체로 축선 방향으로 변위하는 제1철심과, 제1철심과 축선 방향으로 대향 배치되는 제2철심을 포함하는 솔레노이드를 구비한다. 밸브 구동체를 관통하도록 파일럿 통로가 형성되고, 파일럿 통로의 일단측에 배압실에 돌출하도록 파일럿 밸브 시트가 마련되고, 파일럿 통로의 타단이 도출 포트에 연통되고, 파일럿 밸브체는, 제1철심에 일체로 마련된 금속제의 본체와, 본체의 선단부에 끼워져서 파일럿 밸브 시트에 탈착하는 가요성을 구비하는 실링 부재와, 실링 부재가 파일럿 밸브 시트에 착석한 후에 축선 방향으로 계지되는 것에 의해 밸브 구동체에 대한 파일럿 밸브체의 변위를 규제하는 스토퍼를 포함한다. 실링 부재가 파일럿 밸브 시트에 당접한 후 스토퍼의 계지에 의해 착석이 완료될 때까지, 파일럿 밸브의 전후 차압을 받는 실링 부재의 수압 지름이 변화되지 않도록 스토퍼가 구성되어 있다.

이 태양에 의하면, 파일럿 밸브체가 파일럿 밸브 시트에 착석했을 때에 실링 부재가 변형하는 것에 의해 양호한 실링성이 유지된다. 한편, 실링 부재가 파일럿 밸브 시트에 착석한 후에 스토퍼가 계지되는 것에 의해 파일럿 밸브체의 변위가 규제되기 때문에, 솔레노이드의 자기 갭을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 파일럿 밸브체의 착석시의 수압 지름이 항상 일정하게 유지된다. 그 결과, 제1철심과 제2철심의 충돌에 의한 노이즈의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 솔레노이드에 의한 제어 성능이 안정된다.

본 발명에 의하면, 파일럿 작동식의 전자 밸브에 있어서, 파일럿 밸브의 실링 성능을 유지하면서 그 개폐 제어 특성을 안정화시킬 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 전자 밸브의 구체적 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 제어 밸브의 동작 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3은 밸브체에 있어서의 실링 부재의 탈락 방지 구조를 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는 실링 부재의 조립 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 지지 부재의 조립 전의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 밸브 구동체의 피스톤에 있어서의 실링 구조를 나타내는 부분 확대도이다.
도 7은 피스톤의 구성 부재의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 8은 피스톤의 실링 구조에 의한 작용 효과를 나타내는 도면이다.
도 9는 파일럿 밸브의 스토퍼 구조를 나타내는 부분 확대도이다.
도 10은 변형예에 따른 밸브 구동체의 피스톤에 있어서의 실링 구조를 나타내는 부분 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 설명에 있어서는 편의상, 도시한 상태를 기준으로 각 구조의 위치 관계를 표현하는 경우가 있다.

본 실시형태는, 본 발명의 제어 밸브를 전기자동차의 냉난방 장치에 적용하는 전자 밸브로서 구체화한 것이다. 이 차량용 냉난방 장치는, 압축기, 실내 응축기, 실외 열교환기, 증발기 및 어큐물레이터를 배관으로 접속한 냉동 사이클을 구비한다. 차량용 냉난방 장치는, 작동 유체로서의 냉매가 냉동 사이클을 상태 변화하면서 순환하는 과정에서, 그 냉매의 열을 이용하여 차량 실내의 공기 조절을 진행하는 히트펌프식의 냉난방 장치로서 구성되어 있다. 차량용 냉난방 장치는, 냉방 운전시와 난방 운전시에 복수의 냉매 순환 통로를 전환하도록 운전된다. 본 실시형태의 제어 밸브는, 이 냉매 순환 통로의 분기점에 마련되고, 냉매의 흐름을 전환하는 3방 밸브로서 구성된다.

다음으로, 본 실시형태의 제어 밸브의 구체적 구성에 대해 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 전자 밸브의 구체적 구성을 나타내는 단면도이다.

제어 밸브(1)는, 이른바 파일럿 작동식의 전자 밸브이고, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(4)를 축선 방향으로 조립하여 구성된다. 밸브 본체(2)의 보디(5)에는, 상류측 통로로부터의 냉매의 흐름을 제1하류측 통로 또는 제2하류측 통로로 전환하는 메인 밸브(6)와, 메인 밸브(6)의 개폐 상태를 제어하는 파일럿 밸브(8)가 조립되어 있다.

보디(5)는, 각주 형상의 제1보디(10)의 내방에 단차를 갖는 원통 형상의 제2보디(12) 및 제3보디(13)를 조립하여 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제1보디(10) 및 제2보디(12)는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 제3보디(13)는 스테인리스강(SUS)으로 이루어진다. 제1보디(10)의 한쪽의 측면에는, 상류측 통로에 연결되는 도입 포트(14)가 마련되어 있다. 제1보디(10)의 반대측의 측면에는, 그 상부에 제1하류측 통로에 연결되는 도출 포트(16)("제1도출 포트"에 해당)가 마련되고, 하부에 제2하류측 통로에 연결되는 도출 포트(18)("제2도출 포트"에 해당)가 마련되어 있다.

제2보디(12)는, 하방을 향해 지름이 축소되는 단차를 갖는 원통 형상의 본체를 구비하고, 제1보디(10)에 동축 형태로 유지되어 있다. 제2보디(12)의 상단부 외주면에는 O링(20)이 끼워져 있고, 하단부 외주면에는 O링(22)이 끼워져 있다. 이에 의해, 제1보디(10)와 제2보디(12)의 간격을 통한 냉매의 누설이 방지되고 있다. 제2보디(12)의 하단부에는 밸브 구멍(26)("제1밸브 구멍"에 해당)이 형성되고, 그 하단 개구부에 밸브 시트(28)("제1밸브 시트"에 해당)가 형성되어 있다. 제2보디(12)의 도출 포트(16)의 대향면에는, 내외를 연통시키는 연통 구멍(30)이 형성되어 있다. 도입 포트(14), 밸브 구멍(26), 및 도출 포트(16)를 연결하는 내부 통로에 의해, 상류측 통로와 제1하류측 통로를 연결하는 제1통로("제1의 메인 통로"에 해당)가 형성되어 있다.

제1보디(10)의 상부에 단차를 갖는 원통 형상의 제3보디(13)가 유지되어 있다. 제1보디(10)의 상단부와 제3보디(13) 사이에는 O링(27)이 배치되어 있어, 제1보디(10)와 제3보디(13)의 간격을 통한 냉매의 누설이 방지되고 있다. 제3보디(13)는, 그 상반부가 지름이 축소되어 있고, 그 축경부(縮徑部)가 솔레노이드(4)와의 접속부가 되고 있다. 제3보디(13)의 상단부 외주면에는 O링(29)이 끼워져 있다.

제1보디(10)에 있어서의 도입 포트(14)와 도출 포트(18)의 연통부에는, 원형 보스 형상의 밸브 시트 형성부(32)가 마련되어 있다. 밸브 시트 형성부(32)는, 제2보디(12)측으로 돌출되고, 그 내방에 밸브 구멍(34)("제2밸브 구멍"에 해당)이 형성되어 있다. 또한, 밸브 시트 형성부(32)의 상단 개구단에 의해 밸브 시트(36)("제2밸브 시트"에 해당)가 형성되어 있다. 도입 포트(14), 밸브 구멍(34) 및 도출 포트(18)를 연결하는 내부 통로에 의해, 상류측 통로와 제2하류측 통로를 연결하는 제2통로("제2의 메인 통로"에 해당)가 형성되어 있다. 밸브 구멍(26)과 밸브 구멍(34)은 동축 형태로 마련되어 있고, 양자 사이에는 밸브실(38)이 형성되어 있다.

보디(5)의 내방에는 밸브 구동체(40)가 배치되어 있다. 밸브 구동체(40)는, 보디(5)의 중앙부를 축선 방향으로 연장되는 원통 형상의 본체(42)와, 본체(42)의 하단부에 일체로 마련된 밸브체(44)와, 본체(42)의 상부에 일체로 마련된 피스톤(46)과, 본체(42)의 축선 방향 중간부에 반경 방향 외측으로 돌출된 구획부(48)를 구비한다. 본 실시형태에 있어서, 본체(42)는 알루미늄 합금으로 이루어진다. 본체(42)는, 제2보디(12)를 관통하도록 마련되어 있다. 본체(42)를 축선 방향으로 관통하도록 파일럿 통로(50)가 형성되어 있다. 본체(42)의 상단부의 내경이 약간 지름이 축소되어 파일럿 밸브 구멍(49)이 형성되고, 그 상단 개구부에 파일럿 밸브 시트(51)가 형성되어 있다.

밸브체(44)는, 본체(42)의 하단부에 외측으로 삽입되어 고정되는 지지 부재(52) 및 가이드 부재(54)와, 지지 부재(52)의 상면에 지지되는 패킹(56)("제1실링 부재"로서 기능함)과, 지지 부재(52)의 하면에 지지되는 패킹(58)("제2실링 부재"로서 기능함)를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 지지 부재(52) 및 가이드 부재(54)는 스테인리스강(SUS)으로 이루어진다. 패킹(56, 58)은, 링 형상의 탄성체(본 실시형태에서는 고무)로 이루어진다. 밸브체(44)는, 밸브실(38) 내를 변위하여, 패킹(56)이 밸브 시트(28)에 탈착하는 것에 의해 제1의 밸브부를 개폐하고, 패킹(58)이 밸브 시트(36)에 탈착하는 것에 의해 제2의 밸브부를 개폐한다. 한편, 밸브체(44)에는, 패킹(56, 58)의 탈락 방지 구조가 마련되지만, 그 상세에 대해서는 후술한다.

가이드 부재(54)는, 지지 부재(52)를 하방에서 지지하는 원판 형상의 본체와, 그 본체의 에지부에서 하방으로 연장된 복수의 다리부(60)(도 1에는 1개만 표시)를 구비하고, 밸브 구멍(34)의 내주면에 의해 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 밸브실(38)에는, 밸브체(44)를 외측에서 포위하도록 원통 형상의 스트레이너(62)가 배치되어 있다. 스트레이너(62)는, 밸브실(38)로의 이물의 침입을 억제하기 위한 필터를 포함한다.

피스톤(46)은, 제2보디(12)와 제3보디(13)에 의해 둘러싸이는 공간을 고압실(64)과 배압실(66)로 구획하는 "구획부"로서 기능한다. 고압실(64)은, 제2보디(12)에 마련된 연통로(67)를 통해 도입 포트(14)에 연통한다. 배압실(66)은, 솔레노이드(4)의 내부에 연통한다. 도입 포트(14)와 도출 포트(18)를 연통로(67), 고압실(64), 배압실(66) 및 파일럿 통로(50)를 통해 연결하는 통로에 의해 "서브 통로"가 형성되어 있다. 피스톤(46)은, 제3보디(13)의 내주면에 의해 구성된 가이드 구멍(73)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 밸브 구동체(40)는, 피스톤 링(72)과 다리부(60)가 보디(5)의 내주면에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 밸브부의 개폐 방향으로 안정하게 동작한다.

피스톤(46)은, 그 본체가 피스톤 본체(68)와 지지체(70)로 축선 방향으로 분할되고, 양자 사이에 피스톤 링(72)을 협지(挾持)하도록 하여 구성된다. 본 실시형태에 있어서, 피스톤 본체(68) 및 지지체(70)는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 피스톤 링(72)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어진다. 피스톤 본체(68)는, 하방을 향해 단계적으로 지름이 축소되는 단차를 갖는 원판 형상으로 되어 있고, 본체(42)의 상부에 동축 형태로 압입되어 고정되어 있다. 피스톤 본체(68)에는, 고압실(64)과 배압실(66)을 연통시키는 지름이 작은 리크 통로(74)가 형성되어 있다. 피스톤 본체(68)의 상단부에는, 반경 방향 외측으로 연장되어 피스톤 링(72)의 상면에 당접하는 플랜지부가 마련되어 있다.

지지체(70)는, 단차를 갖는 링 형상으로 되어 있고, 피스톤 본체(68)의 지름이 작은 하반부에 외측으로 끼워져 있다. 지지체(70)의 상단부에는, 반경 방향 외측으로 연장되어 피스톤 링(72)의 하면에 당접하는 플랜지부가 마련되어 있다. 지지체(70)와 제2보디(12) 사이에는, 피스톤(46)을 상방으로 부세하는 스프링(76)이 배치되어 있다. 스프링(76)은, 지지체(70)를 피스톤 본체(68)에 대해 접근시키는 방향으로 부세하는 "부세 부재"로서 기능한다. 피스톤 본체(68) 및 지지체(70)의 각 플랜지부는, 가이드 구멍(73)의 내경보다 약간 작은 외경을 구비한다.

피스톤 링(72)은, 피스톤 본체(68)와 지지체(70)에 의해 형성되는 요부(凹部)에 끼워지는 형태로 양자 사이에 조립된다. 피스톤 본체(68)의 외주면과 피스톤 링(72)의 내주면 사이에는, 텐션 링(78)이 배치되어 있다. 텐션 링(78)은, 스프링강으로 이루어지고, 피스톤 링(72)을 내방에서 반경 방향 외측으로 부세한다. 이에 의해, 피스톤 링(72)이 가이드 구멍(73)에 가압되어, 적절한 슬라이딩 저항을 얻는다. 즉, 피스톤(46)은, 피스톤 링(72)의 위치에서 가이드 구멍(73)에 슬라이딩 가능하게 지지된다. 한편, 본 실시형태에서는, 이 피스톤(46)이 특수한 조립 구조에 의해 실링성을 향상시키고 있지만, 그 상세에 대해서는 후술한다.

제2보디(12)의 상단 개구부에는, 제1의 밸브부가 밸브 폐쇄 상태가 될 때 구획부(48)에 밀착하여 그 유효 수압 면적을 조정하는 수압 조정 부재(53)가 배치되어 있다. 수압 조정 부재(53)는, 링 형상을 갖는 박막 형태의 탄성체(예를 들면 고무)로 이루어진다. 제2보디(12)의 상단부에는 계지링(55)이 압입되어 있다. 수압 조정 부재(53)는, 그 외주 단부의 두꺼운 부분이 제2보디(12)와 계지링(55) 사이에 끼워지도록 하여 지지되어 있다.

한편, 솔레노이드(4)는, 제3보디(13)의 상단부에 조립된 단차를 갖는 원통 형상의 코어(80)(고정 철심)와, 코어(80)의 상부를 수용하도록 조립된 바닥을 갖는 원통 형상의 슬리브(82)를 구비한다. 슬리브(82)는 비자성이고, 코어(80)에 조립되는 것에 의해 내부의 압력실을 폐지하는 캔을 구성한다. 슬리브(82) 내에는 원주 형상의 플런저(84)(가동 철심)가 수용되어 있다. 플런저(84)는, 코어(80)와 축선 방향으로 대향 배치되어 있다. 슬리브(82)의 저부와 플런저(84) 사이에는 배압실(85)이 형성된다.

제1보디(10)의 상단 개구부에 링 형상의 고정 부재(86)를 체결하는 것에 의해, 코어(80)가 제3보디(13)에 대해 고정되어 있다. 즉, 코어(80)의 하단부에는 반경 방향 외측으로 돌출하는 플랜지부가 마련되고, 고정 부재(86)의 하단부에는 그 플랜지부와 상보 형상의 감합 요부가 형성되어 있다. 한편, 고정 부재(86)의 외주에는 수나사부가 형성되고, 제1보디(10)의 상단 개구부에는 암나사부가 형성되어 있다. 이 때문에, 코어(80)의 하단부를 제3보디(13)의 상단부에 외측으로 삽입한 상태에서 고정 부재(86)를 제1보디(10)에 나사 체결하는 것에 의해, 코어(80)를 안정하게 고정할 수 있다. 코어(80)와 제3보디(13) 사이에는 O링(29)이 배치되어 있어, 양자 사이의 간격을 통한 냉매의 누설이 방지되고 있다.

슬리브(82)의 외주부에는 보빈(88)이 마련되고, 그 보빈(88)에 전자 코일(90)이 권취되어 있다. 그리고, 전자 코일(90)을 상하로 협지하도록 한쌍의 단부 부재(92)가 마련되어 있다. 단부 부재(92)는, 자기회로를 구성하는 요크로서도 기능한다. 캔은, 한쌍의 단부 부재(92)를 축선 방향으로 관통하고 있다. 전자 코일(90)로부터는 도시하지 않는 통전용 하니스(harness)가 인출되어 있다.

코어(80)의 축선 방향 중앙에는, 반경 방향 내측으로 도출된 가이드부(94)가 마련되어 있다. 코어(80)의 상단부에는 상방을 향해 내경이 커지는 테이퍼면이 형성되어 있다. 한편, 플런저(84)의 하단부에는, 하방을 향해 외경이 작아지는 테이퍼면이 형성되어 있다. 또한, 플런저(84)의 하단부 중앙에는, 코어(80)에 대해 삽입/인출되는 소경부(95)가 마련되어 있다. 즉, 플런저(84)와 코어(80)의 대향면을 상보 형상의 테이퍼면으로 하고, 나아가 플런저(84)의 일부를 코어(80)에 대해 삽입/인출시키는 구성으로 하는 것에 의해, 플런저(84)의 스트로크를 크게 확보하면서, 충분한 자기 흡인력이 얻어지도록 되어 있다. 또한, 소경부(95)의 외주면에는 비교적 큰 오목홈(96)이 마련되어 있고, 플런저(84)와 코어(80)의 반경 방향의 자기 누설이 억제되고 있다. 이와 같은 구성에 의해, 솔레노이드(4)에 의한 흡인력이 효율적이면서도 안정적으로 얻어지도록 되어 있다.

플런저(84)의 하반부에는, 파일럿 밸브체(98)를 연결하기 위한 감합 구멍(100)이 축선을 따라 마련되어 있다. 또한, 플런저(84)를 축선 방향으로 관통하는 연통로(102)와, 플런저(84)를 지름 방향으로 관통하는 연통로(104)와, 플런저(84)의 외주면을 따른 축선에 평행한 연통홈(106)이 형성되어 있다. 이 연통로(102, 104), 연통홈(106) 및 감합 구멍(100)은 서로 연통되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 코어(80)와 플런저(84) 사이의 공간과 배압실(85)의 연통 상태가 유지된다. 코어(80)와 플런저(84) 사이에는, 양자를 이격시키는 방향으로 부세하는 스프링(108)("부세 부재"로서 기능함)이 배치되어 있다.

파일럿 밸브체(98)는 단차를 갖는 원통 형상의 본체(110)를 구비하고, 그 본체(110)의 하단에 실링 부재(112)가 고정되어 있다. 본체(110)의 상단부가 플런저(84)의 하단부에 압입되는 것에 의해, 파일럿 밸브체(98)와 플런저(84)가 동축 형태로 일체화되어 있다. 본체(110)는, 코어(80)의 가이드부(94)를 관통한다. 본체(110)의 하단부가 약간 지름이 큰 밸브 형성부(114)가 되어 있고, 배압실(66)에 배치되어 있다. 밸브 형성부(114)의 하단부에 오목한 감합부(116)가 마련되고, 원판 형상의 실링 부재(112)가 끼워져 있다. 본 실시형태에 있어서, 본체(110)는 스테인리스강(SUS)으로 이루어지고, 실링 부재(112)는 고무로 이루어진다. 밸브 형성부(114)의 하단부가 내방으로 코킹되는 것에 의해 실링 부재(112)가 고정 지지되어 있다. 파일럿 밸브체(98)의 실링 부재(112)가 파일럿 밸브 시트(51)에 탈착하는 것에 의해, 파일럿 밸브(8)를 개폐한다. 한편, 밸브 형성부(114)의 코킹부는, 밸브 구동체(40)의 상단부에 계지되는 스토퍼(118)를 구성하지만, 그 상세에 대해서는 후술한다.

본체(110)에는, 그 상단부에서 감합부(116)에 걸쳐 축선 방향으로 관통하는 연통로(120)와, 밸브 형성부(114)를 지름 방향으로 관통하는 연통로(122)가 형성되어 있다. 연통로(120)와 연통로(122)는, 밸브 형성부(114)의 내방에서 연통되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 솔레노이드(4)의 내부(즉 코어(80)와 플런저(84) 사이의 공간이나 배압실(85))와 배압실(66)이 연통되어 있다. 즉, 배압실(66)의 압력이 솔레노이드(4)의 내부에 안정적으로 공급된다.

밸브 형성부(114)의 상부에는, O링(124)이 끼워져 있다. 이 O링(124)은, "완충 부재"로서 기능한다. 즉, 솔레노이드(4)를 통전 상태에서 비통전 상태(온에서 오프)로 전환하면, 도시한 바와 같이 플런저(84)가 축선 방향 상방으로 변위하지만, 코어(80)가 O링(124)을 계지하는 것에 의해 그 변위를 규제한다. 이 O링(124)이 완충 부재로서 기능하고, 코어(80)에 계지될 때 변형하여 충격을 흡수하는 것에 의해, 플런저(84)가 슬리브(82)의 저면에 직접 계지되는 경우보다 충돌음의 발생이 억제된다.

또한, 이와 같은 완충 부재를 코어(80), 슬리브(82), 플런저(84) 등의 솔레노이드(4)의 구성 부재에 마련하지 않고 파일럿 밸브체(98)에 마련하는 것에 의해, 그 완충 부재의 열변형이나 물성 변화를 방지할 수 있다. 즉, 코어(80)와 슬리브(82)의 조립이 그 내방에 플런저(84)를 수용한 상태로 양자를 용접하는 것에 의해 이루어지기 때문에, 완충 부재가 그들 중의 어느 하나에 마련되면, 용접열의 영향에 의해 변형될 우려가 있다. 여기서, 본 실시형태에서는, 완충 부재를 파일럿 밸브체(98)에 마련하도록 했기 때문에, 그러한 사태를 회피할 수 있다. 파일럿 밸브체(98)에 관해서는, 코어(80)와 슬리브(82)의 용접이 종료된 후에 슬리브(82)에 대해 압입할 수 있다.

이상과 같은 구성에 있어서, 도입 포트(14)로부터 도입된 상류측의 압력(P1)("상류측 압력(P1)"이라 한다)은, 제1통로에 있어서 메인 밸브(6)를 거치는 것에 의해 압력(P2)("하류측 압력(P2)"이라 한다)이 되는 한편, 제2통로에 있어서 메인 밸브(6)를 거치는 것에 의해 압력(P3)("하류측 압력(P3)"이라 한다)이 된다. 또한, 상류측 압력(P1)은, 연통로(67)를 통해 고압실(64)에 도입되고, 리크 통로(74)를 통과하는 것에 의해 배압실(66)에서 중간 압력(Pp)이 되고, 나아가 파일럿 밸브(8)를 거치는 것에 의해 하류측 압력(P3)이 된다.

여기서, 본 실시형태에 있어서는, 밸브 구멍(26)의 유효 수압 지름 A(실링부 지름)와 구획부(48)의 유효 수압 지름 B(실링부 지름)이 동일하게 설정되어 있기 때문에, 밸브 구동체(40)에 작용하는 하류측 압력(P2)의 영향은 캔슬된다. 특히, 수압 조정 부재(53)를 마련한 것이 그 압력 캔슬을 엄밀하게 실현하고 있다. 즉, 도시한 바와 같이 제1의 밸브부가 밸브 폐쇄 상태가 될 때, 수압 조정 부재(53)의 하면과 구획부(48)의 상면이 밀착하여, 정확한 압력 캔슬을 실현하고 있다.

이상과 같이 구성된 제어 밸브(1)는, 솔레노이드(4)에 대한 통전 상태에 따라서 냉매의 유통로를 전환하는 파일럿 작동식의 제어 밸브로서 기능한다. 이하, 그 동작에 대해 상세하게 설명한다. 도 2는 제어 밸브의 동작 상태를 나타내는 설명도이다. 도 2는 솔레노이드(4)가 온으로 된 통전 상태를 나타내고 있다. 한편, 이미 설명한 도 1은, 솔레노이드(4)가 오프로 된 비통전 상태를 나타내고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드(4)가 오프로 된 상태에서는 솔레노이드력이 작용하지 않기 때문에, 스프링(108)에 의해 파일럿 밸브체(98)가 밸브 개방 방향으로 부세되어, 파일럿 밸브(8)가 밸브 개방 상태가 된다. 이 때, 배압실(66)의 냉매가 파일럿 통로(50)를 통해 하류측으로 도출되어 중간 압력(Pp)이 저하되기 때문에, 밸브 구동체(40)가 상류측 압력(P1)과 중간 압력(Pp)의 차압(P1-Pp)에 의해 상방으로 부세된다. 이에 의해, 메인 밸브(6)에 관해서는 제1의 밸브부가 밸브 폐쇄 상태가 되고, 제2의 밸브부가 밸브 개방 상태가 된다. 그 결과, 도시한 바와 같이 제2통로가 개방되고, 제1통로가 폐쇄된 상태가 실현된다. 즉, 도입 포트(14)로부터 도입된 냉매는, 도출 포트(18)로부터 도출되게 된다.

한편, 솔레노이드(4)가 온으로 되면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 솔레노이드력에 의해 플런저(84)와 코어(80) 사이에 흡인력이 작용하기 때문에, 파일럿 밸브체(98)가 밸브 폐쇄 방향으로 부세되어, 파일럿 밸브(8)가 밸브 폐쇄 상태가 된다. 이 때, 상류측에서의 냉매가 리크 통로(74)를 통해 배압실(66)에 도입되기 때문에, 중간 압력(Pp)은 상류측 압력(P1)이 된다. 이 때, 밸브 구동체(40)에 작용하는 냉매의 압력이 캔슬되어 있기 때문에, 밸브 구동체(40)는 솔레노이드력에 의해 원활하게 구동된다. 그 결과, 메인 밸브(6)에 관해서는 신속하게 제1의 밸브부가 밸브 개방 상태가 되고, 제2의 밸브부가 밸브 폐쇄 상태가 된다. 즉, 도시한 바와 같이 제1통로가 개방되고 제2통로가 폐쇄된 상태가 실현되어, 도입 포트(14)로부터 도입된 냉매는, 도출 포트(16)로부터 도출되게 된다.

다음으로, 제어 밸브(1)에 있어서의 특징적 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 밸브체에 있어서의 실링 부재의 탈락 방지 구조를 나타내는 부분 확대도이다. 도 4는 실링 부재의 조립 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5는 지지 부재의 조립 전의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5(A)는 도 4의 화살표 C 방향에서 바라본 도면이고, 도 5(B)는 도 4의 화살표 D 방향에서 바라본 도면이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(52)는, 상반부의 외경이 하반부의 외경보다 작은 단차를 갖는 원판 형상으로 되어 있다. 도 5(A)에도 나타내는 바와 같이, 지지 부재(52)의 상면에는, 패킹(56)을 끼우기 위한 링 형상의 요부(130)가 형성되어 있다. 패킹(56)은, 요부(130)와 거의 상보 형상의 링 형상으로 되어 있고, 요부(130)에 끼워지는 형태로 조립된다. 요부(130)의 저면이, 패킹(56)을 하방에서 지지하는 지지면(134)이 되어 있다. 또한, 지지 부재(52)의 상단 개구부가 내방으로 코킹되어, 패킹(56)의 외주 에지부를 상방에서 지지하는 계합부(136)가 되어 있다.

패킹(56)의 내측 에지부는, 본체(42)의 하부에 반경 방향 외측으로 돌출된 플랜지부(138)에 의해 상방에서 지지되어 있다. 계합부(136)와 플랜지부(138) 사이에 패킹(56)의 실링면(140)이 노출되어 있다. 밸브체(44)는, 이 실링면(140)으로 밸브 시트(28)에 탈착한다. 한편, 패킹(56)이, 냉매에 노출되는 것에 의해 팽윤하는 재질로 이루어지기 때문에, 패킹(56)과 요부(130) 사이에는 지름 방향으로 적절한 클리어런스(유간)가 마련되어 있다. 이에 의해, 패킹(56)이 팽창해도 이를 흡수할 수 있도록 되어 있다.

또한, 지지 부재(52)에는, 지지면(134)에 링 형상으로 개구되는 링형태의 유통로(142)가 형성되고, 또한 그 링형태의 유통로(142)와 밸브실(38)을 연통시키기 위한 연통로(144)가 마련되어 있다. 연통로(144)는, 링형태의 유통로(142)에서 반경 방향으로 연장되어 지지 부재(52)의 측면에 개구되어 있다. 링형태의 유통로(142) 및 연통로(144)는, 패킹(56)의 실링면(140)과는 반대측면(지지면(134)과의 당접면)과 밸브실(38) 사이의 냉매 유통을 확보하기 위한 "유체류 통로"로서 기능한다. 다만, 링형태의 유통로(142)는, 패킹(56)과 밸브 시트(28)의 탈착 위치(1점 쇄선 참조)보다도 반경 방향 외측에 개구되고, 또한 계합부(136)의 선단 위치(2점 쇄선 참조)보다도 반경 방향 내측에 개구되도록 형성되어 있다.

마찬가지로, 도 5(B)에도 나타내는 바와 같이, 지지 부재(52)의 하면에는, 패킹(58)을 끼우기 위한 링 형상의 요부(150)가 형성되어 있다. 요부(150)의 내경 및 외경은, 각각 요부(130)의 내경 및 외경보다 크다. 패킹(58)은, 요부(150)와 거의 상보 형상의 링 형상으로 되어 있고, 요부(150)에 끼워지는 형태로 조립된다. 요부(150)의 저면이, 패킹(58)을 상방에서 지지하는 지지면(154)이 되어 있다. 또한, 지지 부재(52)의 하단 개구부가 내방으로 코킹되어, 패킹(58)의 에지부를 하방에서 지지하는 계합부(156)가 되어 있다.

패킹(58)의 내측 에지부는, 가이드 부재(54)에 의해 하방에서 지지되어 있다. 계합부(156)와 가이드 부재(54) 사이에 패킹(58)의 실링면(160)이 노출되어 있다. 밸브체(44)는, 이 실링면(160)으로 밸브 시트(36)에 탈착한다. 한편, 패킹(58)이, 냉매에 노출되는 것에 의해 팽윤하는 재질로 이루어지기 때문에, 패킹(58)과 요부(150) 사이에도 지름 방향으로 적절한 클리어런스가 마련되어 있다.

또한, 지지 부재(52)에는, 지지면(154)에 링 형상으로 개구되는 링형태의 유통로(162)가 형성되고, 또한 그 링형태의 유통로(162)와 밸브실(38)을 연통시키기 위한 연통로(164)가 마련되어 있다. 연통로(164)는, 링형태의 유통로(162)에서 축선 방향으로 연장되어 지지 부재(52)의 측면에 개구되어 있다. 링형태의 유통로(162) 및 연통로(164)는, 패킹(58)의 실링면(160)과는 반대측면(지지면(154)과의 당접면)과 밸브실(38) 사이의 냉매 유통을 확보하기 위한 "유체류 통로"로서 기능한다. 다만, 링형태의 유통로(162)는, 패킹(58)과 밸브 시트(36)의 탈착 위치(1점 쇄선 참조)보다도 반경 방향 외측에 개구되고, 또한 계합부(156)의 선단 위치(2점 쇄선 참조)보다도 반경 방향 내측에 개구되도록 형성되어 있다.

이와 같이 구성되는 밸브체(44)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 조립된다. 즉, 우선 지지 부재(52)의 요부(130)에 패킹(56)을 끼워넣고, 지지 부재(52)의 상단 개구부를 내방으로 코킹하는 것에 의해 패킹(56)을 고정한다. 또한, 요부(150)에 패킹(58)을 끼워넣고, 지지 부재(52)의 하단 개구부를 내방으로 코킹하는 것에 의해 패킹(58)을 고정한다(1점 쇄선 화살표 참조). 이와 같이 하여 얻어진 조립체와 가이드 부재(54)를 본체(42)에 하방에서 외측으로 삽입하도록 차례로 조립하고, 본체(42)의 하단 개구부를 외방으로 코킹하는 것에 의해 이들을 고정한다(실선 화살표 참조).

이와 같은 패킹(56, 58)의 지지 구조가, 각 패킹의 탈락 방지 구조로서 기능한다. 즉, 상기 지지 구조에 의하면, 지지 부재(52)에 링형태의 유통로(142)와 연통로(144)에 의한 유체 유통로가 형성되고, 패킹(56)에 있어서의 실링면(140)과는 반대측과 상류측 통로가 항상 연통된 상태가 유지되기 때문에, 패킹(56)의 상하면에 차압이 작용하기 어려워, 패킹(56)을 요부(130)로부터 이탈시킬 만큼의 힘이 발생하지 않는다. 이 때문에, 패킹(56)의 지지 부재(52)로부터의 탈락을 방지할 수 있다.

더욱 상세하게는, 도 3에 나타내는 바와 같은 제1의 밸브부의 밸브 폐쇄시에 있어서는, 패킹(56)의 실링면(140)에도 상류측 압력(P1)(고압)이 작용하기 때문에, 패킹(56)의 상하면의 압력은 거의 균형하게 유지된다. 더욱이, 패킹(56)이 밸브 시트(28)로부터 가압력을 받기 때문에, 요부(130)로부터 탈락되지 않는다. 한편, 제1의 밸브부가 밸브 폐쇄 상태에서 개방되면, 밸브 시트(28)가 패킹(56)으로부터 이격되는 동시에, 실링면(140)에 작용하는 압력이 급격하게 저하된다. 그러나, 그와 동시에 실링면(140)과는 반대측면(배면)에 작용하는 압력도 유체 유통로를 통해 신속하게 저감되기 때문에, 패킹(56)을 요부(130)로부터 이탈시킬 만큼의 힘은 발생하지 않는다. 즉, 유체 유통로를 마련한 것에 의해, 패킹(56)과 지지 부재(52)의 간격에 침입해 있던 고압을 신속하게 방출시킬 수 있어(즉, 고압 냉매에 의한 잔압을 신속하게 없앨 수 있어), 패킹(56)의 지지 부재(52)로부터의 탈락을 방지할 수 있는 것이다. 한편, 이와 같은 작용 효과는, 제2의 밸브부의 개폐시에 있어서의 패킹(58)에 관해서도 동일하게 얻어지지만, 그 설명에 대해서는 생략한다.

도 6은 밸브 구동체의 피스톤에 있어서의 실링 구조를 나타내는 부분 확대도이다. 도 6(A)는 피스톤 주변의 구조를 나타내고, 도 6(B)는 피스톤의 조립 공정을 나타낸다. 도 7은 피스톤의 구성 부재의 구조를 나타내는 사시도이다. 도 7(A)는 피스톤 링을 나타내고, 도 7(B)는 텐션 링을 나타내고 있다.

도 6(A)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(46)은, 피스톤 본체(68)와 지지체(70) 사이에 피스톤 링(72)을 협지하도록 하여 구성된다. 피스톤 본체(68)는, 피스톤 링(72)이 외측에 삽입되는 대경부(大徑部)(168)와, 지지체(70)가 외측에 삽입되는 소경부(170)를 구비한다. 대경부의 상방에 플랜지부(172)가 연결되어 있다. 한편, 지지체(70)는, 소경부(170)에 외측에 삽입되는 링 형상의 본체(174)와, 본체(174)의 상부에서 반경 방향 외측으로 연장된 플랜지부(176)를 구비한다. 스프링(76)의 상단은 플랜지부(176)에 지지되어 있다. 피스톤(46)의 조립시에는, 도 6(B)에 나타내는 바와 같이, 피스톤 본체(68)에 대해 텐션 링(78), 피스톤 링(72), 지지체(70)가 차례로 조립된다.

도 6(A)에 나타내는 바와 같이, 대경부(168)의 높이(h1)는, 피스톤 링(72)의 높이(h2)보다 약간 작게 되어 있다. 텐션 링(78)의 높이는, 피스톤 링(72)의 높이(h2)보다 약간 작게 되어 있다. 그 결과, 피스톤 본체(68)와 지지체(70) 사이에 축선 방향으로 소정의 클리어런스(CL)가 형성된다. 이에 의해, 피스톤 링(72)이 그 상단면으로 플랜지부(172)에, 하단면으로 플랜지부(176)에 확실하게 당접하도록 되어 있다. 즉, 피스톤 본체(68)와 지지체(70)에 의해 피스톤 링(72)이 확실하게 협지되도록 되어 있다.

도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 피스톤 링(72)은, 둘레 방향의 일단 및 타단이 계합되어 링 형상이 되도록 구성되고, 반경 방향으로 소정량 변형 가능하게 되어 있다. 한편, 도 7(B)에 나타내는 바와 같이, 텐션 링(78)은 C자모양의 단면을 구비하고, 반경 방향 외측으로 부세력을 발생시키는 판스프링으로 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 도 6(A)에 도시되는 바와 같이 피스톤(46)이 조립되면, 텐션 링(78)이 피스톤 링(72)을 내방에서 반경 방향 외측으로 가압한다. 이에 의해, 피스톤 링(72)과 가이드 구멍(73) 사이에 적절한 슬라이딩력이 얻어지게 된다.

도 8은 피스톤의 실링 구조에 의한 작용 효과를 나타내는 도면이다. 도 8의 횡축은 피스톤(46)에 작용하는 차압(ΔP)(고압실(64)과 배압실(66)의 차압(P1-Pp))을 나타내고, 종축은 피스톤(46)과 가이드 구멍(73)의 간격을 통한 고압실(64)로부터 배압실(66)로의 냉매의 누설량을 나타내고 있다. 도면 중의 실선이 본 실시형태에 의한 결과를 나타내고, 1점 쇄선은 비교예에 의한 결과를 나타내고 있다. 비교예는, 피스톤을 피스톤 본체와 지지체로 분할하지 않는 종래의 구성을 구비한다.

본 실시형태에 의하면, 상술한 바와 같이 피스톤(46)을 구성한 것에 의해, 도시한 바와 같이, 차압(ΔP)이 작은 영역에서 큰 영역에 이르기까지 냉매의 누설량을 적게 할 수 있다. 이에 대해, 비교예에서는, 차압(ΔP)이 작은 영역에 있어서 냉매의 누설량이 커져 있다. 이는, 이하의 이유에 의한 것으로 생각된다. 즉, 본 실시형태에서는 도 6(A)에 나타낸 바와 같이, 피스톤(46)을 피스톤 본체(68)와 지지체(70)로 분할하여 그 사이에 피스톤 링(72)을 끼우도록 하고, 차압(P1-Pp)뿐만 아니라, 스프링(76)의 부세력에 의해서도 그 협지력이 얻어지는 구성으로 했다. 이 때문에, 특히 차압(P1-Pp)이 작을 때에도 피스톤 링(72)의 상하면을 피스톤 본체(68) 및 지지체(70) 각각에 밀착시킬 수 있어, 피스톤(46)에 있어서의 피스톤 링(72)의 감합부의 간격을 통한 냉매의 누설이 억제된다.

이에 대해, 비교예에 있어서는, 피스톤 링에 대해 본 실시형태와 같은 협지력이 얻어지지 않기 때문에, 특히 차압(P1-Pp)이 작을 때에 피스톤 링이 움직임 가능한 감합 상태가 되어, 감합부의 간격을 통해 냉매의 누설이 쉽게 발생하게 되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 이와 같은 비교예의 문제를 해결하는 구성으로 되어 있다.

도 9는 파일럿 밸브의 스토퍼 구조를 나타내는 부분 확대도이다. 도 9(A)는 파일럿 밸브의 밸브 개방 상태를 나타내고(도 1의 1점 쇄선부 참조), 도 9(B)는 파일럿 밸브의 밸브 폐쇄 상태를 나타낸다(도 2의 1점 쇄선부 참조).

도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 파일럿 밸브체(98)에 있어서는, 밸브 형성부(114)의 하단 개구부가 내방으로 코킹되어 스토퍼(118)를 구성하고 있다. 스토퍼(118)는, 감합부(116)에 수용된 실링 부재(112)의 외주 에지를 하방에서 지지한다. 실링 부재(112)는, 그 하면에 노출된 실링면(180)이 파일럿 밸브 시트(51)에 탈착하여 파일럿 밸브(8)를 개폐한다. 실링 부재(112)가 파일럿 밸브 시트(51)에 착석을 시작한 후, 스토퍼(118)가 본체(42)의 상단면에 계지되는 것에 의해, 실링 부재(112)의 변형에 의한 파일럿 밸브체(98)의 변위가 규제된다.

한편, 파일럿 밸브 시트(51)는, 본체(42)의 상단면 중앙부에 원형 보스 형상으로 돌출되어 있다. 파일럿 밸브 시트(51)는, 본체(42)의 상단면에서 소정 높이(h3)까지는 상방을 향해 단면이 점차 작아지는 테이퍼부(182)로 되어 있고, 그 상방이 단면이 일정(외경이 일정)한 탈착부(184)로 되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 스토퍼(118)의 높이(h4)가 테이퍼부(182)의 높이(h3)보다 크게 되어 있다. 그 결과, 도 9(B)에 나타내는 바와 같이, 파일럿 밸브(8)의 밸브 폐쇄시에 실링 부재(112)의 실링면(180)이 테이퍼부(182)까지 도달하지 않도록 되어 있다. 즉, 실링 부재(112)가 가요성을 갖기 때문에, 파일럿 밸브(8)의 밸브 폐쇄시에는 파일럿 밸브 시트(51)가 실링 부재(112)에 박히게 되는데, 그 박히는 범위를 탈착부(184)의 연장되어 있는 범위에 그치게 할 수 있다. 이 때문에, 파일럿 밸브체(98)의 수압 지름 E를 항상 탈착부(184)의 외경과 동일하게 일정하게 할 수 있다.

또한, 스토퍼(118)의 하면에는, 복수의 연통홈(186)이 둘레 방향으로 소정 간격마다 마련되어 있다. 연통홈(186)은, 반경 방향으로 연장되도록 마련되고, 도 9(B)에 나타내는 바와 같이 스토퍼(118)가 본체(42)에 계지된 상태에 있어서, 스토퍼(118)와 파일럿 밸브 시트(51)에 의해 둘러싸이는 공간과 배압실(66)을 연통시킨다. 이와 같은 구성에 의해, 파일럿 밸브체(98)의 수압 지름 E를 그 착석 시작부터 항상 일정하게 유지할 수 있다.

이와 같이, 스토퍼(118)와 파일럿 밸브 시트(51)의 구성을 고안하는 것에 의해, 파일럿 밸브(8)의 밸브 폐쇄시에 있어서의 파일럿 밸브체(98)의 변위량을 정확하게 설정할 수 있고, 그 결과, 밸브 폐쇄시에 있어서의 코어(80)와 플런저(84)의 자기 갭을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 파일럿 밸브체(98)의 착석시의 수압 지름 E를 항상 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 코어(80)와 플런저(84)의 충돌에 의한 노이즈의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 파일럿 밸브(8) 나아가서는 제2의 밸브부의 밸브 폐쇄에 필요로 하는 솔레노이드(4)에 대한 공급 전류값을 일정하게 할 수 있어, 솔레노이드(4)에 의한 제어 성능이 안정된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이상의 특정 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다.

도 10은 변형예에 따른 밸브 구동체의 피스톤에 있어서의 실링 구조를 나타내는 부분 확대도이다. 도 10(A)는 피스톤 주변의 구조를 나타내고, 도 10(B)는 피스톤의 조립 공정을 나타낸다.

본 변형예에서는, 지지체(270)의 형상을 고안하는 것에 의해, 도 6에 나타낸 텐션 링(78)을 생략하고 있다. 즉, 지지체(270)의 플랜지부(276)에 테이퍼면(280)을 마련하고, 피스톤 본체(68)에 대해 지지체(270)를 접근시키는 것에 의해, 그 테이퍼면(280)이 피스톤 링(72)에 대해 반경 방향 외측으로의 부세력을 부여하는 구조로 되어 있다. 이 경우에도, 피스톤 본체(68)와 지지체(270) 사이에 축선 방향으로 소정의 클리어런스(CL)가 형성된다. 피스톤(246)의 조립시에는, 도 10(B)에 나타내는 바와 같이, 피스톤 본체(68)에 대해 피스톤 링(72), 지지체(270)가 차례로 조립된다. 이와 같은 구성에 의해서도, 피스톤(246)에 작용하는 차압(ΔP)이 작은 영역에서 큰 영역에 이르기까지 냉매의 누설량을 적게 할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 패킹(56, 58)(실링 부재)의 재질을 고무로 했다. 또한, 실링 부재(112)의 재질도 고무로 했다. 변형예에 있어서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 가요성을 구비하는 기타 재질을 채용해도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 밸브 구동체(40)의 본체(42)의 재질을 알루미늄 합금으로 하고, 파일럿 밸브체(98)의 본체(110)의 재질을 스테인리스강(SUS)으로 했다. 변형예에 있어서는, 양자를 동일한 재질로 해도 좋다. 그 경우, 양자의 재질을 알루미늄 합금 또는 스테인리스강으로 해도 좋고, 기타 금속재료를 채용해도 좋다. 나아가, 상기 실시형태에서는, 피스톤 링(72)의 재질을 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 했지만, 기타의 수지재, 카본, 금속 등 기타 재질을 채용해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 링형태의 유통로(142, 162)를 지지 부재(52)에 형성하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 링형태의 유통로(142)를 패킹(56)에 마련하고, 지지 부재(52)에 마련한 연통로(144)와 연통시켜도 좋다. 마찬가지로, 링형태의 유통로(162)를 패킹(58)에 마련하고, 지지 부재(52)에 마련한 연통로(164)와 연통시켜도 좋다.

상기 실시형태에서는, 링형태의 유통로(142, 162)를 하나의 링 형상으로 형성했지만, 단속적인 유통로를 가상원을 따른 링 형상으로 배치해도 좋다. 그 경우, 각 유통로에 대해 연통로를 마련하고, 밸브실(38)과 연통시키도록 한다.

상기 실시형태에서는, 패킹(56, 58)(실링 부재)을 지지 부재(52)에 대해 코킹(caulking)하여 접합하고, 실링 부재(112)를 밸브 형성부(114)에 대해 코킹하여 접합하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 적어도 어느 하나의 실링 부재에 대해, 예를 들면 나사 등을 사용하여 클램핑하는 등, 코킹 이외의 수단을 사용하여 접합해도 좋다.

상기 실시형태에서는, 스토퍼(118)를 파일럿 밸브체(98)의 선단에 마련하고, 밸브 구동체(40)에 계지시키는 구성을 제시했다. 변형예에 있어서는, 제3보디(13) 등 다른 부재에 계지시켜도 좋다. 또한, 스토퍼를 파일럿 밸브체(98)의 길이 방향 중간부에 마련하고, 코어(80)나 제3보디(13)에 의해 계지시키는 구성으로 해도 좋다. 그 경우에도, 실링 부재(112)가 파일럿 밸브 시트(51)에 대해 탈착부(184)의 연장되어 있는 범위에서 탈착할 수 있도록 위치 조정을 하는 것으로 한다.

상기 실시형태에서는, 제어 밸브(1)를, 1개의 도입 포트에 대해 2개의 도출 포트를 구비하는 3방 밸브로 구성한 예를 제시했지만, 예를 들면 1개의 도입 포트에 대해 1개의 도출 포트를 구비하는 2방 밸브로 구성할 수도 있다. 혹은, 2개의 도입 포트에 대해 2개의 도출 포트를 구비하는 4방 밸브로 구성할 수도 있다. 실링 부재가 끼워지는 밸브체는, 상기 실시형태와 동일하게 밸브부의 상류측에 마련되는 것이어도 좋다.

상기 실시형태에서는, 제어 밸브(1)를, 외부에서 전기적으로 개도를 조정하기 위한 액추에이터로서 솔레노이드를 구비하는 전자 밸브로 구성한 예를 제시했지만, 예를 들면 모터를 액추에이터로 하는 전동 밸브 등, 기타의 전기 구동 밸브로 구성할 수도 있다. 또한, 본 발명의 제어 밸브를 전기자동차의 냉난방 장치에 적용하는 예를 제시했지만, 내연 기관을 탑재한 자동차나, 내연 기관과 전동기를 함께 탑재한 하이브리드식 자동차의 냉난방 장치에도 적용 가능한 것은 물론이다. 나아가, 차량에 한정되지 않고 전기 구동 밸브를 탑재하는 장치에 적용 가능하고, 또한, 물이나 오일 등 냉매 이외의 유체가 흐르는 장치에 적용 가능한 것은 물론이다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태나 변형예에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 상기한 실시형태나 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합하는 것에 의해 다양한 발명을 형성해도 좋다. 또한, 상기한 실시형태나 변형예에 개시되는 전체 구성 요소에서 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 좋다.

1: 제어 밸브
2: 밸브 본체
4: 솔레노이드
5: 보디
6: 메인 밸브
8: 파일럿 밸브
14: 도입 포트
16, 18: 도출 포트
26: 밸브 구멍
28: 밸브 시트
34: 밸브 구멍
36: 밸브 시트
38: 밸브실
40: 밸브 구동체
42: 본체
44: 밸브체
46: 피스톤
49: 파일럿 밸브 구멍
50: 파일럿 통로
51: 파일럿 밸브 시트
52: 지지 부재
54: 가이드 부재
56, 58: 패킹
64: 고압실
66: 배압실
68: 피스톤 본체
70: 지지체
72: 피스톤 링
74: 리크 통로
76: 스프링
78: 텐션 링
80: 코어
84: 플런저
98: 파일럿 밸브체
110: 본체
112: 실링 부재
116: 감합부(嵌合部)
118: 스토퍼
130: 요부(凹部)
134: 지지면
136: 계합부(係合部)
140: 실링면
142: 링형태의 유통로
144: 연통로
150: 요부
154: 지지면
156: 계합부
160: 실링면
162: 링형태의 유통로
164: 연통로
180: 실링면
182: 테이퍼부
184: 탈착부
186: 연통홈
246: 피스톤
270: 지지체
276: 플랜지부
280: 테이퍼면

Claims (3)

1. 파일럿 작동식의 전자 밸브에 있어서,
   유체를 도입하는 도입 포트와, 유체를 도출하는 도출 포트와, 상기 도입 포트와 상기 도출 포트를 연결하는 메인 통로를 구비하는 보디;
   상기 메인 통로에 마련된 메인 밸브 시트에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체와, 상기 메인 통로와 배압실을 구획하는 구획부를 일체로 구비한 금속제의 밸브 구동체;
   상기 도입 포트와 상기 도출 포트를 상기 배압실을 통해 연결하는 서브 통로에 마련된 파일럿 밸브 시트에 탈착하여 파일럿 밸브를 개폐하는 파일럿 밸브체; 및
   상기 파일럿 밸브체와 일체로 축선 방향으로 변위하는 제1철심과, 상기 제1철심과 축선 방향으로 대향 배치되는 제2철심을 포함하는 솔레노이드를 구비하고,
   상기 밸브 구동체를 관통하도록 파일럿 통로가 형성되고, 상기 파일럿 통로의 일단측에 상기 배압실에 돌출하도록 상기 파일럿 밸브 시트가 마련되고, 상기 파일럿 통로의 타단이 상기 도출 포트에 연통되고,
   상기 파일럿 밸브체는, 상기 제1철심에 일체로 마련된 금속제의 본체와, 상기 본체의 선단부에 끼워져서 상기 파일럿 밸브 시트에 탈착하는 가요성을 구비하는 실링 부재와, 상기 실링 부재가 상기 파일럿 밸브 시트에 착석한 후에 축선 방향으로 계지(係止)되는 것에 의해 상기 밸브 구동체에 대한 상기 파일럿 밸브체의 변위를 규제하는 스토퍼를 포함하고,
   상기 실링 부재가 상기 파일럿 밸브 시트에 당접한 후 상기 스토퍼의 계지에 의해 착석이 완료될 때까지, 상기 파일럿 밸브의 전후 차압을 받는 상기 실링 부재의 수압 지름이 변화되지 않도록 상기 스토퍼가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는, 상기 본체의 선단에 마련되고, 상기 밸브 구동체에 계지되는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스토퍼가 상기 밸브 구동체에 계지된 상태에 있어서, 상기 스토퍼와 상기 파일럿 밸브 시트에 의해 둘러싸이는 공간과 상기 배압실을 연통시키는 연통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 밸브.

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