KR20170092080A - Control valve for variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 냉매 압력과 대기압의 차압을 감지하여 작동하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
자동차용 공조 장치의 압축기로서, 엔진의 회전수에 상관없이 일정한 냉방 능력이 유지되도록 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기가 널리 사용되고 있다. 이 압축기의 용량 제어에는 일반적으로, 솔레노이드 구동식 제어 밸브가 사용된다. 이와 같은 제어 밸브는, 밸브 기구를 수용하는 밸브 본체와, 그 밸브 기구를 구동하는 솔레노이드를 축선 방향으로 조립하여 구성된다. BACKGROUND ART [0002] As a compressor of an air conditioner for a vehicle, a variable displacement compressor capable of varying the discharge capacity of a refrigerant so that a constant cooling capacity is maintained irrespective of the number of revolutions of the engine is widely used. Generally, a solenoid-driven control valve is used for capacity control of the compressor. Such a control valve is constituted by assembling a valve body for accommodating a valve mechanism and a solenoid for driving the valve mechanism in the axial direction.
이와 같은 제어 밸브로서, 압축기의 흡입 압력과 대기압의 차압을 감지하여 동작하고, 그 흡입 압력이 공급 전류값에 대응한 설정 압력이 되도록 밸브부의 개도가 자율적으로 제어되는 것이 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이 제어 밸브는, 밸브 본체와 솔레노이드 사이에 다이어프램을 개재시켜 양자를 구획하고, 밸브 본체측의 보디("밸브 보디"라고도 한다)에 흡입 압력을 도입하고, 솔레노이드측의 보디("솔레노이드 보디"라고도 한다)의 내부를 대기에 개방한다. 그에 의해, 다이어프램이 흡입 압력과 대기압의 차압을 감지하여 밸브부를 구동할 수 있다. As such a control valve, there is one in which the opening degree of the valve portion is controlled autonomously such that the suction pressure and the atmospheric pressure differential pressure of the compressor are sensed and operated so that the suction pressure becomes a set pressure corresponding to the supply current value 1). In this control valve, a diaphragm is interposed between a valve body and a solenoid to divide them, and a suction pressure is introduced into a body (also referred to as a "valve body") on the valve body side and a solenoid body ) Is opened to the atmosphere. Thereby, the diaphragm can sense the differential pressure between the suction pressure and the atmospheric pressure to drive the valve portion.
이와 같은 제어 밸브에 있어서는, 솔레노이드 보디의 내방에 코어가 고정되고, 그 코어와 다이어프램 사이에 플런저가 배치된다. 그리고, 플런저를 축선 방향으로 지지하기 위한 샤프트가, 코어를 관통하도록 마련된다. 이 샤프트는, 일단측이 플런저에 고정되고, 타단측이 솔레노이드 보디에 지지된다. 또한, 솔레노이드 보디에는, 통전이 오프로 되었을 때 플런저와 코어를 이격시키기 위한 스프링이 배치된다. 솔레노이드 보디에는, 플런저 등이 배치되는 작동 공간을 대기에 개방시키기 위한 통기 통로가 마련된다. 방수 등의 관점에서, 이 통기 통로는, 솔레노이드 보디에 있어서의 밸브 보디와는 반대측단부에 형성된다. In such a control valve, the core is fixed to the inside of the solenoid body, and the plunger is disposed between the core and the diaphragm. A shaft for supporting the plunger in the axial direction is provided so as to pass through the core. In this shaft, one end is fixed to the plunger, and the other end is supported by the solenoid body. Further, in the solenoid body, a spring is disposed for separating the plunger and the core when the energization is turned off. The solenoid body is provided with a ventilation passage for opening an operating space in which a plunger or the like is disposed to the atmosphere. From the viewpoint of waterproof and the like, this ventilation passage is formed at the end portion opposite to the valve body in the solenoid body.
하지만, 이와 같은 구성을 실현하기 위해, 솔레노이드 보디에 있어서 코어나 플런저와는 별도로 스프링을 수용하기 위한 스페이스나, 샤프트를 지지하는 베어링부를 마련하기 위한 스페이스 등을 확보해야 한다. 또한, 샤프트에는, 스프링을 받기 위한 스프링 베어링을 마련해야 한다. 이 때문에, 제어 밸브가 축선 방향으로 커지는 문제가 있었다. 또한, 플런저를 안정하게 지지하기 위해 샤프트와 베어링부 사이의 클리어런스가 비교적 작게 설정되기 때문에, 작동 공간의 압력이 변화했을 때 다시 대기압과 평형될 때까지 시간이 필요하다. 즉, 솔레노이드로의 통전에 의해 작동 공간의 온도 및 압력이 높아졌을 때, 그 작동 공간의 압력이 대기압이 될 때까지의 동안, 제어 응답성이 저하되는 문제가 있었다. However, in order to realize such a configuration, a space for accommodating the spring, a space for providing the bearing portion for supporting the shaft, etc. must be ensured separately from the core and the plunger in the solenoid body. In addition, the shaft is provided with a spring bearing for receiving the spring. For this reason, there has been a problem that the control valve is enlarged in the axial direction. Further, since the clearance between the shaft and the bearing portion is set to be relatively small in order to stably support the plunger, time is required until the pressure in the working space is again balanced with the atmospheric pressure. That is, when the temperature and the pressure of the operating space increase due to energization of the solenoid, there is a problem that the control responsiveness is lowered until the pressure in the working space becomes atmospheric pressure.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 그 목적은, 냉매 압력과 대기압의 차압을 감지하여 작동하는 제어 밸브에 있어서, 그 제어 응답성을 높게 유지하면서 소형화를 실현하는 것에 있다. The object of the present invention is to realize a control valve that operates by detecting a differential pressure between a refrigerant pressure and an atmospheric pressure while maintaining a high control response.
본 발명의 일 실시예는, 밸브 본체와 솔레노이드를 감압 부재를 통해 축선 방향으로 조립하여 구성되고, 냉매 압력과 대기압의 차압을 감지하여 밸브부를 구동하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브이다. 밸브 본체는, 냉매의 유통로와, 그 유통로에 마련된 밸브 구멍과, 냉매 압력이 도입되는 압력실을 구비하는 밸브 보디; 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브체; 및 밸브체와 감압 부재 사이에 마련되는 전달 부재를 구비한다. 솔레노이드는, 전자 코일을 유지하고, 그 전자 코일의 내방에 작동 공간이 형성되고, 그 작동 공간이 밸브 본체와는 반대측에서 대기에 개방되는 솔레노이드 보디; 작동 공간에 배치되도록 솔레노이드 보디에 고정되고, 축선 방향의 관통 구멍이 형성된 코어; 코어와 감압 부재 사이에 위치하도록 작동 공간에 배치되고, 솔레노이드 보디에 슬라이딩 가능하게 지지되는 플런저; 및 관통 구멍에 동축 형태로 삽통되도록 하여 코어에 지지되고, 플런저를 축선 방향으로 지지하고, 플런저를 코어로부터 이격하는 방향으로 부세하는 스프링을 구비한다. 감압 부재는, 압력실과 작동 공간을 구획하도록 밸브 보디와 솔레노이드 보디 사이에 개재된다. 감압 부재가 냉매 압력과 대기압의 차압을 감지하는 것에 의해 발생하는 힘 및 솔레노이드의 힘이, 전달 부재를 통해 밸브체에 전달된다. 코어에 삽통된 스프링의 내방 공간이 대기에 개방된다. An embodiment of the present invention is a control valve for a variable capacity compressor, which is constituted by assembling a valve body and a solenoid in an axial direction through a pressure reducing member and sensing a differential pressure between a refrigerant pressure and an atmospheric pressure to drive the valve portion. The valve body includes a valve body having a refrigerant flow passage, a valve hole provided in the flow passage, and a pressure chamber into which refrigerant pressure is introduced; A valve body that opens and closes the valve portion by being in contact with the valve hole; And a transmitting member provided between the valve body and the pressure-reducing member. The solenoid includes a solenoid body holding an electromagnetic coil, a working space formed inside the electromagnetic coil, the working space being open to the atmosphere on the opposite side of the valve body; A core fixed to the solenoid body so as to be disposed in the working space and having an axial through hole; A plunger disposed in the working space to be positioned between the core and the pressure-reducing member, the plunger slidably supported on the solenoid body; And a spring that is supported on the core so as to be inserted into the through hole in a coaxial shape, supports the plunger in the axial direction, and biases the plunger in a direction away from the core. The pressure-reducing member is interposed between the valve body and the solenoid body so as to partition the pressure chamber and the working space. The force generated by the differential pressure member sensing the differential pressure between the refrigerant pressure and the atmospheric pressure and the force of the solenoid is transmitted to the valve body through the transmitting member. The inner space of the spring inserted into the core is opened to the atmosphere.
이 실시예에 의하면, 코어가 스프링을 삽통하도록 하여 지지하고, 그 스프링의 부세력이 직접적으로 플런저에 부여된다. 이 때문에, 플런저를 지지하기 위한 샤프트나, 그 샤프트를 지지하기 위한 베어링부가 불필요해져, 제어 밸브를 축선 방향으로 콤팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 그러한 샤프트나 베어링부에 의해 작동 공간의 출입구가 좁혀지지 않기 때문에, 작동 공간의 압력의 출입이 용이해져, 설령 그 압력이 변화되었다고 해도 신속하게 대기압에 근접시킬 수 있다. 즉, 이 실시예에 의하면, 제어 밸브의 제어 응답성을 높게 유지하면서 소형화를 실현하는 것이 가능해진다. According to this embodiment, the core supports the spring to be inserted therethrough, and the biasing force of the spring is directly applied to the plunger. Therefore, the shaft for supporting the plunger and the bearing portion for supporting the shaft are unnecessary, so that the control valve can be made compact in the axial direction. Further, since the entrance and exit of the working space are not narrowed by such a shaft or bearing portion, the pressure of the working space can easily be taken in and out, and even if the pressure is changed, it can be brought close to the atmospheric pressure quickly. That is, according to this embodiment, it is possible to achieve miniaturization while maintaining high control response of the control valve.
본 발명에 의하면, 냉매 압력과 대기압의 차압을 감지하여 작동하는 제어 밸브에 있어서, 그 제어 응답성을 높게 유지하면서 소형화를 실현할 수 있다. According to the present invention, in a control valve that operates by detecting a differential pressure between a refrigerant pressure and an atmospheric pressure, it is possible to achieve miniaturization while maintaining high control responsiveness.
도 1은 실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부 확대도이다. 1 is a sectional view showing a configuration of a control valve according to an embodiment.
2 is an enlarged view of part A of Fig.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 설명에 있어서는 편의상, 도시한 상태를 기준으로 각 구조의 위치 관계를 상하로 표현하는 경우가 있다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. On the other hand, in the following description, for convenience, the positional relationship of each structure may be expressed up and down based on the illustrated state.
도 1은, 실시형태에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a control valve according to an embodiment.
제어 밸브(1)는, 자동차용 공조 장치의 냉동 사이클에 설치되는 가변 용량 압축기(단순히 "압축기"라 한다)의 토출 용량을 제어하는 전자 밸브로서 구성되어 있다. 이 압축기는, 냉동 사이클을 흐르는 냉매를 압축하여 고온·고압의 가스 냉매로 하여 토출한다. 그 가스 냉매는 응축기(외부 열교환기)에 의해 응축되고, 나아가 팽창 장치에 의해 단열 팽창되어 저온·저압의 안개 형태의 냉매가 된다. 이 저온·저압의 냉매가 증발기에 의해 증발하고, 그 증발 잠열에 의해 차량 실내 공기를 냉각한다. 증발기에서 증발된 냉매는, 다시 압축기에 되돌려져 냉동 사이클을 순환한다. The
압축기는, 자동차 엔진에 의해 회전 구동되는 회전축을 구비하고, 그 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되어 있다. 그 요동판의 각도를 변화시켜 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해, 냉매의 토출량이 조정된다. 제어 밸브(1)는, 그 압축기의 토출실로부터 제어실에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 것에 의해 요동판의 각도, 나아가서는 그 압축기의 토출 용량을 변화시킨다. 냉매에는 예를 들면 대체 프레온(HFC-134a)이 사용되지만, 다른 냉매(HFO-1234yf 등)을 사용해도 좋다. 한편, 본 실시형태의 제어실은 크랭크실로 이루어지지만, 변형예에 있어서는 크랭크실내 또는 크랭크실외에 별도로 마련된 압력실이어도 좋다. The compressor includes a rotation shaft that is rotationally driven by an automobile engine, and a compression piston is connected to a swing plate mounted on the rotation shaft. By changing the angle of the swing plate to change the stroke of the piston, the discharge amount of the refrigerant is adjusted. The
제어 밸브(1)는, 압축기의 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압(즉 흡입 압력의 게이지압)을 감지하여 동작하고, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력으로 유지하도록, 토출실로부터 제어실에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 이른바 Ps 감지 밸브로서 구성되어 있다. 제어 밸브(1)는, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)를 다이어프램(4)을 통해 축선 방향으로 조립하여 구성된다. 밸브 본체(2)는, 압축기의 운전시에 토출 냉매의 일부를 제어실에 도입하기 위한 냉매 통로를 개폐하는 밸브부를 포함한다. 솔레노이드(3)는, 밸브부를 개폐 방향으로 구동하여 그 개도를 조정하고, 제어실에 도입하는 냉매 유량을 제어한다. 밸브 본체(2)는, 단차가 있는 원통 형상의 보디(5), 보디(5)의 내부에 마련된 밸브부 등을 구비하고 있다. 다이어프램(4)은, 밸브 본체(2)의 보디(5)와 솔레노이드(3)의 보디(7) 사이에 개재되고, 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압을 감지하여 축선 방향으로 변위한다. 보디(5)는 "밸브 보디"로서 기능하고, 보디(7)는 "솔레노이드 보디"로서 기능하고, 다이어프램(4)은 "감압 부재"로서 기능한다. The
보디(5)의 상단 개구부에는 포트(12)가 마련되고, 측부에는 상방에서부터 포트(14, 16)가 마련되어 있다. 포트(12)는 "토출실 연통 포트"로서 기능하고, 압축기의 토출실에 연통한다. 포트(14)는 "제어실 연통 포트"로서 기능하고, 압축기의 제어실에 연통한다. 포트(16)는 "흡입실 연통 포트"로서 기능하고, 압축기의 흡입실에 연통한다. 보디(5)의 하단부가 솔레노이드(3)의 상단부에 압입되는 것에 의해, 밸브 본체(2)와 솔레노이드(3)가 고정되어 있다. A
보디(5)에는, 포트(14)와 포트(12)를 연통시키는 유통로(18)와, 포트(16)와 연통하는 압력실(20)이 형성되어 있다. 유통로(18)의 중도에는 밸브 구멍(22)이 마련되고, 밸브 구멍(22)의 상류측단부에 밸브 시트(24)가 마련되어 있다. 포트(12)는, 토출실로부터 토출 압력(Pd)의 냉매를 도입하는 "도입 포트"로서 기능한다. 포트(14)는, 밸브부를 경유한 제어 압력(Pc)의 냉매를 제어실을 향해 도출하는 "도출 포트"로서 기능한다. 포트(16)는, 흡입실로부터 흡입 압력(Ps)의 냉매를 도입하는 "도입 포트"로서 기능한다. 포트(12)에는, 저부가 있는 원통 형상의 필터 부재(15)가 장착되어 있다. 필터 부재(15)는, 보디(5)의 내부로의 이물의 침입을 억제하기 위한 메쉬를 포함한다. The
보디(5)에 있어서 유통로(18)와 압력실(20)의 격벽을 관통하도록, 가이드 구멍(28)이 마련되어 있다. 밸브 구멍(22) 및 가이드 구멍(28)은, 보디(5)의 축선을 따라 동축 형태로 형성되어 있다. 압력실(20)은, 보디(5)의 하방을 향해 크게 개구되고, 그 하단 개구부가 다이어프램(4)에 의해 봉지되어 있다. 압력실(20)에는, 저부가 있는 원통 형상의 연결 부재(30)가 보디(5)와 동축 형태로 배치되어 있다. 또한, 가이드 구멍(28)의 외측에는 연통로(32)가 마련되어 있다. 연통로(32)는, 가이드 구멍(28)과 평행하게 연장되어, 포트(16)와 압력실(20)을 연통시키고 있다. A
포트(12)와 밸브 구멍(22) 사이에 밸브실(34)이 형성되고, 그 밸브실(34)에 볼형상의 밸브체(36)가 배치되어 있다. 밸브 시트(24)는, 밸브체(36)의 탈착을 용이하게 하도록, 밸브체(36)보다 곡률 반경이 약간 큰 오목한 구면 형상으로 형성되어 있다. 밸브체(36)가 상류측에서 밸브 시트(24)에 탈착하는 것에 의해 밸브부를 개폐한다. 보디(5)의 상단부에는 스프링 베어링(38)이 고정되고, 밸브체(36)와 스프링 베어링(38) 사이에 스프링(40)이 개재되어 있다. 스프링(40)은, 밸브체(36)를 밸브 폐쇄 방향으로 부세한다. 보디(5)에 있어서의 스프링 베어링(38)의 고정 위치에 의해 스프링(40)의 하중이 조정되고 있다. A
밸브 구멍(22) 및 가이드 구멍(28)을 축선 방향으로 관통하도록 샤프트(42)가 마련되어 있다. 샤프트(42)는, 단차가 있는 원주 형상으로 되어 있고, 가이드 구멍(28)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 샤프트(42)의 상단부가 지름이 축소되어 밸브 구멍(22)을 관통하고, 밸브체(36)를 하류측에서 지지한다. 샤프트(42)의 하단부는, 압력실(20)에 돌출한다. 연결 부재(30)는, 그 샤프트(42)의 하단부를 동축 형태로 수용하도록 하여, 샤프트(42)와 다이어프램(4) 사이에 개재된다. 한편, 샤프트(42) 및 연결 부재(30)가 "전달 부재"로서 기능한다. A
한편, 솔레노이드(3)는, 보디(7)의 내방에 구동 기구를 수용하여 구성된다. 즉, 보디(7)는, 원통 형상의 케이스(50)와, 케이스(50) 내에 수용된 원통 형상의 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취된 전자 코일(54)과, 보빈(52)을 내방에서 지지하는 원통 형상의 슬리브(56)와, 케이스(50)의 하단 개구부를 거의 봉지하도록 마련된 단부 부재(58)와, 보빈(52)의 하방에서 단부 부재(58)에 매설된 자성 재료로 이루어지는 칼라(59)를 구비한다. On the other hand, the
그리고, 보디(7)의 내방에 형성되는 작동 공간(60)에 플런저(62) 및 코어(64)가 배치되어 있다. 슬리브(56)는, 비자성 재료로 이루어지고, 케이스(50)와의 사이에 전자 코일(54)을 유지한다. 슬리브(56)는, 그 상단 개구부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(57)를 구비하고, 그 플랜지부(57)가 보디(5)와 케이스(50) 사이에 끼워져 유지되고 있다. 코어(64)는, 단차가 있는 원통 형상으로 되어 있고, 그 상반부가 슬리브(56)의 하단부에 삽통되도록 하여 고정되어 있다. 코어(64)는, 축선 방향의 관통 구멍(66)을 구비한다. 관통 구멍(66)은, 상반부가 약간 지름이 확대된 단차가 있는 구멍으로 이루어지고, 그 대경부에 스프링(68)을 수용하고 있다. 코어(64)는, 플런저(62)를 지지하는 부재로서 스프링(68)만을 삽통하고 있다. 한편, 케이스(50) 및 칼라(59)가 요크를 구성한다. 스프링(68)은, 전자 코일(54)에 의해 생성되는 자기 회로 내에 배치되게 된다. The
플런저(62)는, 단차가 있는 원주 형상으로 되어 있고, 슬리브(56)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 플런저(62)는, 코어(64)와 다이어프램(4) 사이에 위치하도록 작동 공간(60)에 배치되고, 코어(64)와 축선 방향으로 대향한다. 코어(64)와 플런저(62) 사이에는, 비자성 재료로 이루어지는 원판 형상의 스페이서(70)가 배치되어 있다. 스페이서(70)는, 전자 코일(54)로의 공급 전류값이 코어(64)와 플런저(62)를 이격시켜야 하는 값까지 떨어졌을 때, 스프링(68)의 부세력에 의해 양자를 용이하게 이격시킬 수 있도록, 양자 사이에 배치된다. 스프링(68)은, 스프링(40)보다 하중이 큰 코일 스프링이고, 관통 구멍(66)에 마련된 단차부와 스페이서(70) 사이에 개재된다. 스프링(68)은, 스페이서(70)를 통해 플런저(62)를 축선 방향으로 지지하고, 플런저(62)를 코어(64)로부터 이격하는 방향으로 부세한다. The
보디(5)의 하단면에는, 실링용 O링(72)이 장착되어 있다. 슬리브(56)의 플랜지부(57)와 보디(5) 사이에 다이어프램(4)의 외주변부 및 O링(72)을 끼우도록 하여, 보디(5)가 케이스(50)의 상단부에 압입되어 있다. 그에 의해, 다이어프램(4)은, 밸브 본체(2)측의 압력실(20)과 솔레노이드(3)측의 작동 공간(60)을 구획하도록 하여, 보디(5)와 보디(7) 사이에 개재된다. 한편, 다이어프램(4)은, 본 실시형태에서는 폴리이미드 필름 등의 박막 형태의 수지재로 이루어지지만, 금속 박판으로 이루어지는 것이어도 좋다. 다만, 수지막이 금속막보다 큰 변형 스트로크가 얻어지는 점에서 바람직하다. 특히 제어 밸브(1)의 소형화를 실현함에 있어서 다이어프램(4)의 수압 지름을 작게 하거나, 솔레노이드(3)를 작게 할 필요가 있는 경우, 다이어프램(4)의 스트로크를 상대적으로 크게 할 수 있는 수지재로 하는 것이 바람직하다. An O-
보빈(52)로부터는 전자 코일(54)에 연결되는 한쌍의 접속 단자(74)가 연장되어, 각각 단부 부재(58)를 관통하여 외부로 인출되어 있다. 도 1에는 설명의 편의상, 그 한쌍중의 하나만 표시되어 있다. 단부 부재(58)는, 케이스(50)에 내포되는 솔레노이드(3) 내의 구조물 전체를 하방에서 봉지하도록 장착되어 있다. 단부 부재(58)는, 내식성을 구비하는 수지재의 몰드 성형(사출 성형)에 의해 형성되고, 그 수지재가 전자 코일(54)을 외측에서 덮도록 마련되어 있다. 단부 부재(58)의 선단부가 커넥터 접속부(76)가 되고, 그 커넥터 접속부(76)로부터 접속 단자(74)의 선단부가 인출되어 있다. 이 커넥터 접속부(76)에, 외부 전원과 연결되는 도시하지 않는 커넥터가 접속된다. A pair of
그리고, 단부 부재(58)에는, 작동 공간(60)의 내외를 연통시키는 통기 통로(78)가 마련되어 있다. 통기 통로(78)의 일단은 작동 공간(60)에 개구되고, 타단은 커넥터 접속부(76)에 개구되어 있다. 외부의 대기는, 그 통기 통로(78)를 통해 작동 공간(60)에 도입된다. The
도 2는, 도 1의 A부 확대도이다. 2 is an enlarged view of part A of Fig.
플런저(62)는, 코어(64)와의 대향면의 주변부를 따라 원형의 링형상으로 돌출하는 링형상 벽(80)을 구비한다. 그리고, 스페이서(70)가, 그 링형상 벽(80)의 내방에 배치되도록 플런저(62)에 조립되어 있다. 한편, 코어(64)는, 플런저(62)와의 대향면의 주변부가, 링형상 벽(80)과 상보 형상이 되도록 원형의 링형상으로 절삭된 형상을 구비한다. 즉, 플런저(62)의 하면에 원형상의 요부(82)가 마련되고, 코어(64)의 상면에 원형상의 돌출부(84)가 마련되어 있다. 링형상 벽(80)의 높이가 스페이서(70)의 두께에 비해 충분히 크기 때문에, 밸브 폐쇄 상태에 있어서는 도시한 바와 같이, 돌출부(84)와 요부(82)가 반경 방향으로 오버랩되는 상태가 된다. 링형상 벽(80)의 내형상과 스페이서(70)의 외형상이 상보 형상으로 되어, 양자가 감합되는 구성(스페이서(70)가 링형상 벽(80)에 움직임 가능하게 감합되는 구성)으로 했기 때문에, 링형상 벽(80)은, 플런저(62)측에서 스페이서(70)를 안정하게 유지하는 기능도 구비한다. The
이와 같이, 플런저(62)가 링형상 벽(80)만큼 축선 방향으로 크게 되어 있어, 플런저(62)가 슬리브(56)의 축선에 대해 쉽게 기울어지지 않게 되어 있다. 그에 의해, 플런저(62)가 슬리브(56)에 치우쳐 당접되는 것에 의한 편마모나, 플런저(62)의 작동에 있어서의 히스테리시스의 증대 등을 방지 또는 억제하고 있다. 즉, 제어 밸브(1)는, 상기 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 플런저를 지지하는 샤프트나, 그 샤프트의 베어링부를 구비하지 않지만, 플런저(62)의 축선 방향의 길이를 크게 하는 것에 의해, 그 경사를 억제하고, 안정된 동작을 확보하고 있다. 한편, 이와 같이 플런저(62)의 외주면의 축선 방향의 길이를 크게 해도, 그만큼, 코어(64)의 외주면의 축선 방향의 길이가 작게 되어 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서 실현하는 솔레노이드(3)의 소형화를 저해하지는 않는다. 다만, 플런저(62)와 코어(64)의 대향면의 요철 형상의 높이를 크게 하면, 양자의 흡인력 특성을 변화시킬 가능성이 있기 때문에, 링형상 벽(80)의 높이는, 설계상의 흡인력 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 값으로 되어 있다. As described above, the
또한, 도시한 바와 같이, 관통 구멍(66)의 대경부(92)의 내경을 스프링(68)의 외경과 거의 동일하게 하는 것에 의해, 코어(64)에 있어서의 스프링(68)의 덜컹거림을 방지 또는 억제하고 있다. 또한, 소경부(94)의 내경을 스프링(68)의 내경과 동일 정도로 설정하는 것에 의해, 플런저(62)와 코어(64) 사이의 압력을 외기에 개방시키기 쉽게 하고 있다. The inner diameter of the
다음으로, 제어 밸브(1)의 동작에 대해 설명한다. Next, the operation of the
제어 밸브(1)에 있어서, 솔레노이드(3)가 비통전일 때는, 코어(64)와 플런저(62) 사이에 흡인력이 작용하지 않는다. 한편, 스프링(68)의 하중이 스프링(40)의 하중보다 상당히 크게 설정되어 있기 때문에, 플런저(62)가 상방으로 변위하여, 다이어프램(4), 연결 부재(30), 샤프트(42)와 일체가 되어 밸브체(36)를 개방 작동시킨다. 그 결과, 토출실로부터 포트(12)에 도입된 토출 압력(Pd)의 냉매는, 전개 상태의 밸브부를 통과하고, 포트(14)로부터 제어실로 흐르게 된다. 따라서, 제어 압력(Pc)이 상승하고, 압축기는 최소 용량 운전을 한다. In the
한편, 자동차용 공조 장치가 기동되었을 때와 같이, 솔레노이드(3)에 제어 전류가 공급되면, 스프링(68)의 부세력에 저항하여 코어(64)가 플런저(62)를 흡인한다. 이에 따라, 밸브체(36)가 스프링(40)에 의해 밀어 내려져 밸브 시트(24)에 착석하여, 제어 밸브(1)는 밸브 폐쇄 상태가 된다. On the other hand, when a control current is supplied to the
이와 같이 하여 흡입실의 흡입 압력(Ps)이 충분히 낮아지면, 다이어프램(4)이 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압을 감지하여 상방으로 변위한다. 이때, 솔레노이드(3)에 공급되는 제어 전류를 공조 장치의 설정 온도에 따라 작게 하면, 토출 압력(Pd)과 제어 압력(Pc)의 차압에 의한 힘(즉 밸브체(36)에 작용하는 차압에 의한 힘), 제어 압력(Pc)과 흡입 압력(Ps)의 차압에 의한 힘(즉 샤프트(42)에 작용하는 차압에 의한 힘)과, 흡입 압력(Ps)과 대기의 차압에 의한 힘(즉 다이어프램(4)이 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압을 감지하는 것에 의해 발생하는 힘)과, 스프링(40), 스프링(68)의 합력과, 솔레노이드(3)의 흡인력이 균형되는 위치까지 상방으로 이동한다. 이에 의해, 밸브체(36)가 밀어 올려져, 밸브 시트(24)로부터 이격하여 소정의 개도로 설정된다. 따라서, 토출 압력(Pd)의 냉매가 개도에 따른 유량으로 제어되어 제어실에 도입되고, 압축기는, 제어 전류에 대응한 용량의 운전으로 이행하게 된다. When the suction pressure Ps of the suction chamber is sufficiently lowered in this manner, the
솔레노이드(3)의 전자 코일(54)에 공급되는 제어 전류가 일정한 경우, 다이어프램(4)이 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압을 감지하여 밸브 개도를 제어한다. 예를 들면 냉동 부하가 커져 흡입 압력(Ps)과 대기의 차압이 크진 경우에는, 밸브체(36)가 샤프트(42), 연결 부재(30), 다이어프램(4) 및 플런저(62)와 일체가 되어 하방으로 변위하기 때문에, 밸브 개도가 작아지고, 압축기는, 토출 용량을 늘리도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 저하되어 설정 압력에 근접하게 된다. 반대로, 냉동 부하가 작아져 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압이 작아진 경우는, 밸브체(36)가 상방으로 변위하여 밸브 개도를 크게 하기 때문에, 압축기는, 토출 용량을 줄이도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 상승하여 설정 압력에 근접하게 된다. 이와 같이 하여, 제어 밸브(1)는, 흡입 압력(Ps)이 솔레노이드(3)에 의해 설정된 설정 압력(Pset)이 되도록 압축기의 토출 용량을 제어한다. When the control current supplied to the
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 코어(64)가 스프링(68)을 삽통하도록 하여 지지하고, 그 스프링(68)의 부세력이 스페이서(70)를 통해 직접적으로 플런저(62)에 부여된다. 이 때문에, 플런저(62)를 지지하기 위한 샤프트나, 그 샤프트를 지지하기 위한 베어링부가 불필요해져, 제어 밸브(1)를 축선 방향으로 콤팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 그러한 샤프트나 베어링부에 의해 작동 공간의 출입구가 좁혀지지 않기 때문에, 작동 공간(60)의 압력의 출입이 용이해져, 설령 그 압력이 변화되었다고 해도 신속하게 대기압에 근접시킬 수 있다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 제어 밸브(1)의 제어 응답성을 높게 유지하면서 소형화를 실현하는 것이 가능해진다. As described above, according to the present embodiment, the
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 그 특정의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상기 실시형태에서는, 제어 밸브로서, 냉매 압력으로서의 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압을 감지하여 동작하는 이른바 Ps 감지 밸브를 예시했다. 변형예에 있어서는, 냉매 압력으로서의 제어 압력(Pc)과 대기압의 차압을 감지하여 동작하는 이른바 Pc 감지 밸브로 해도 좋다. 그 경우, 압력실(20)에 제어 압력(Pc)을 도입해도 좋다. In the above-described embodiment, a so-called Ps sensing valve which operates by detecting the suction pressure Ps as the refrigerant pressure and the pressure difference between the atmospheric pressure is exemplified as the control valve. In the modified example, a so-called Pc sensing valve may be used, which operates by sensing the differential pressure between the control pressure Pc as the refrigerant pressure and the atmospheric pressure. In this case, the control pressure Pc may be introduced into the
상기 실시형태에서는, 샤프트(42) 및 연결 부재(30)를 "전달 부재"로서 기능시키는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 밸브체가 감압 부재와 직접 연결되는 것이어도 좋다. 그 경우, 밸브체의 일부가 "전달 부재"로서 기능한다. In the above embodiment, the
상기 실시형태에서는, 감압 부재로서 다이어프램을 예시했지만, 벨로우즈나 기타의 감압 부재로 해도 좋다. 다만, 제어 밸브의 소형화를 실현함에 있어서는 박막 형태의 다이어프램을 채용하는 것이 바람직하다. In the above-described embodiment, the diaphragm is exemplified as the pressure-reducing member, but may be a bellows or other pressure-reducing member. However, it is preferable to employ a diaphragm of a thin film type in realizing the miniaturization of the control valve.
상기 실시형태에서는, 가변 용량 압축기의 토출실로부터 크랭크실에 도입하는 냉매의 유량 또는 압력을 조정하는 이른바 도입 제어의 제어 밸브를 제시했지만, 변형예에 있어서는, 크랭크실로부터 상기 흡입실로 도출하는 냉매의 유량 또는 압력을 조정하는 이른바 도출 제어의 제어 밸브로 구성해도 좋다. In the above-described embodiment, a so-called introduction control valve for adjusting the flow rate or pressure of the refrigerant introduced into the crank chamber from the discharge chamber of the variable displacement compressor is proposed. However, in the modified example, the refrigerant discharged from the crank chamber to the suction chamber Or a control valve of so-called derivation control for adjusting the flow rate or pressure.
한편, 본 발명은 상기 실시형태나 변형예에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 상기 실시형태나 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합하는 것에 의해 다양한 발명을 형성해도 좋다. 또한, 상기 실시형태나 변형예에 제시되는 전체 구성 요소에서 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 좋다. On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the gist. Various inventions may be formed by suitably combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiment or modified examples. Furthermore, some of the constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the above-described embodiment or modified examples.
1: 제어 밸브
2: 밸브 본체
3: 솔레노이드
4: 다이어프램
5: 보디
7: 보디
12: 포트
14: 포트
16: 포트
18: 유통로
20: 압력실
22: 밸브 구멍
36: 밸브체
42: 샤프트
54: 전자 코일
60: 작동 공간
62: 플런저
64: 코어
66: 관통 구멍
68: 스프링
70: 스페이서
78: 통기 통로
80: 링형상 벽 1: Control valve
2:
3: Solenoid
4: Diaphragm
5: Body
7: Body
12: Port
14: Port
16: Port
18: Distribution channel
20: Pressure chamber
22: valve hole
36: Valve body
42: Shaft
54: electromagnetic coil
60: working space
62: plunger
64: Core
66: Through hole
68: spring
70: Spacer
78: vent passage
80: ring-shaped wall
Claims (4)
상기 밸브 본체는,
냉매의 유통로와, 그 유통로에 마련된 밸브 구멍과, 상기 냉매 압력이 도입되는 압력실을 구비하는 밸브 보디;
상기 밸브 구멍에 접리하여 상기 밸브부를 개폐하는 밸브체; 및
상기 밸브체와 상기 감압 부재 사이에 마련되는 전달 부재를 구비하고,
상기 솔레노이드는,
전자 코일을 유지하고, 그 전자 코일의 내방에 작동 공간이 형성되고, 그 작동 공간이 상기 밸브 본체와는 반대측에서 대기에 개방되는 솔레노이드 보디;
상기 작동 공간에 배치되도록 상기 솔레노이드 보디에 고정되고, 축선 방향의 관통 구멍이 형성된 코어;
상기 코어와 상기 감압 부재 사이에 위치하도록 상기 작동 공간에 배치되고, 상기 솔레노이드 보디에 슬라이딩 가능하게 지지되는 플런저; 및
상기 관통 구멍에 동축 형태로 삽통되도록 하여 상기 코어에 지지되고, 상기 플런저를 축선 방향으로 지지하고, 상기 플런저를 상기 코어로부터 이격하는 방향으로 부세하는 스프링을 구비하고,
상기 감압 부재는, 상기 압력실과 상기 작동 공간을 구획하도록 상기 밸브 보디와 상기 솔레노이드 보디 사이에 개재되고,
상기 감압 부재가 상기 냉매 압력과 대기압의 차압을 감지하는 것에 의해 발생하는 힘 및 상기 솔레노이드의 힘이, 상기 전달 부재를 통해 상기 밸브체에 전달되고,
상기 코어에 삽통된 상기 스프링의 내방 공간이 대기에 개방되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브. A control valve for a variable capacity compressor, comprising a valve body and a solenoid assembled in an axial direction through a pressure reducing member, for sensing a differential pressure between a refrigerant pressure and an atmospheric pressure to drive the valve portion,
Wherein the valve body comprises:
A valve body having a refrigerant flow passage, a valve hole provided in the flow passage, and a pressure chamber into which the refrigerant pressure is introduced;
A valve body that opens and closes the valve portion by being in contact with the valve hole; And
And a transmitting member provided between the valve body and the pressure-reducing member,
The solenoid includes:
A solenoid body which holds an electromagnetic coil, in which an operating space is formed in the inside of the electromagnetic coil, the working space of which is open to the atmosphere on the opposite side of the valve body;
A core fixed to the solenoid body so as to be disposed in the operating space and having an axial through hole;
A plunger disposed in the operating space to be positioned between the core and the pressure-reducing member, the plunger slidably supported on the solenoid body; And
And a spring supported on the core so as to be inserted into the through hole in a coaxial manner to support the plunger in an axial direction and to bias the plunger in a direction away from the core,
Wherein the pressure-reducing member is interposed between the valve body and the solenoid body so as to partition the pressure chamber and the working space,
The force generated by the differential pressure member sensing the differential pressure between the refrigerant pressure and the atmospheric pressure and the force of the solenoid is transmitted to the valve body through the transmission member,
And an inner space of the spring inserted into the core is opened to the atmosphere.
상기 플런저는, 상기 코어와의 대향면의 주변부를 따라 축선 방향으로 돌출되고, 상기 솔레노이드 보디에 슬라이딩 가능하게 지지되는 링형상 벽을 구비하고,
상기 코어는, 상기 플런저와의 대향면의 주변부가, 상기 링형상 벽과 상보 형상이 되도록 환형상으로 절삭된 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브. The method according to claim 1,
Wherein the plunger has a ring-shaped wall protruding axially along a periphery of a surface facing the core and being slidably supported by the solenoid body,
Wherein the core has a shape cut in an annular shape such that the peripheral portion of the surface facing the plunger has a complementary shape to the ring-shaped wall.
상기 솔레노이드는, 상기 코어와 상기 플런저 사이에 배치되는 비자성 스페이서를 더 구비하고,
상기 스프링은, 상기 스페이서를 통해 상기 플런저를 축선 방향으로 지지하고,
상기 스페이서가 상기 링형상 벽의 내방에 배치되도록 상기 플런저에 대해 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브. 3. The method of claim 2,
The solenoid further comprises a nonmagnetic spacer disposed between the core and the plunger,
The spring supports the plunger axially through the spacer,
Wherein the spacer is assembled with respect to the plunger so as to be disposed inside the ring-shaped wall.
상기 감압 부재로서 다이어프램을 구비하고,
상기 냉매 압력으로서, 상기 가변 용량 압축기의 흡입 압력이 상기 압력실에 도입되고,
상기 다이어프램이, 상기 흡입 압력과 대기압의 차압을 감지하여, 그 차압의 크기에 상응한 힘을 발생하고,
상기 흡입 압력이 상기 솔레노이드로의 공급 전류값에 대응한 설정 압력이 되도록, 상기 밸브부의 개도가 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브. 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a diaphragm as the pressure-reducing member,
The suction pressure of the variable displacement compressor is introduced into the pressure chamber as the refrigerant pressure,
The diaphragm senses a differential pressure between the suction pressure and the atmospheric pressure, generates a force corresponding to the magnitude of the differential pressure,
Wherein the opening degree of the valve portion is controlled so that the suction pressure becomes a set pressure corresponding to a supply current value to the solenoid.
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