KR20190091835A - 전자식 제어 밸브 및 그를 포함한 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 토출 유량을 전자적으로 제어할 수 있는 전자식 제어 밸브 및 그를 포함하는 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면, 사판식 압축기의 토출실 및 크랭크실을 연통시키는 제1 연통로 및 상기 크랭크 실과 흡입실과 연통되는 제2 연통로를 갖는 케이싱; 상기 케이싱을 따라 이동하면서 상기 제1 연통로를 개폐하는 제1 밸브; 상기 제1 밸브와 접촉 또는 분리되면서 상기 제2 연통로를 개폐하는 제2 밸브; 상기 제2 밸브와 함께 이동하도록 상기 케이싱 내에 장착되는 작동 로드; 상기 작동 로드를 양방향으로 이동시키는 전자식 액츄에이터; 상기 제1 밸브에 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 및 상기 제1 밸브를 향하여 상기 제2 밸브에 탄성력을 가하는 제2 탄성수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브가 제공된다.

Description

전자식 제어 밸브 및 그를 포함한 압축기{ELECTRONIC CONTROL VALVE AND COMPRESSOR WITH THE SAME}

본 발명은 압축기의 토출 유량을 전자적으로 제어할 수 있는 전자식 제어 밸브 및 그를 포함하는 압축기에 관한 것이다.

통상적으로 차량용 공조장치에는 냉난방을 제공하기 위한 냉매압축 사이클 장치가 구비된다. 상기 냉매압축 사이클 장치는 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기가 구비되고, 가변용량형 사판식 압축기가 널리 사용되고 있다.

이러한 가변용량형 사판식 압축기는 회전하는 사판의 경사각에 따라서 피스톤의 스트로크가 조절될 수 있도록 구성된다. 상기 사판의 경사각은 크랭크실 내의 압력에 의해 조정될 수 있다. 즉, 토출실 내의 고압의 냉매를 크랭크실로 유입시켜서 크랭크실의 압력을 높이면 사판이 주축에 수직하게 배치되어 피스톤의 스트로크는 사실상 0이 된다. 반대로, 흡입실과 크랭크실을 연통시켜서 압력차를 줄이면 사판이 경사지게 배치되면서 피스톤의 스트로크가 증가하여 냉매의 토출 유량도 증가하게 된다.

이렇게 필요에 따라서 크랭크실을 토출실 또는 흡입실과 선택적으로 연결시키기 위한 제어밸브가 사판식 압축기에 구비되게 된다. 상기 제어밸브는 그 작동방식에 따라서 기계식 제어밸브와 전자식 제어밸브로 구분할 수 있는데, 기계식 제어밸브의 경우 외부의 제어없이 흡입되는 냉매의 조건에 의해 작동된다. 이러한 기계식 제어밸브는 소위 "내부제어방식 가변 압축기"와 함께 작동되며, 증발기 출구의 온도가 1 ~ 2℃로 유지되도록 제어하므로 온도제어의 폭이 적고, 압축기의 on/off를 위한 클러치를 별도로 필요로 하는 단점이 있다.

반면에, 전자식 제어밸브는 소위 "외부제어방식 가변 압축기"와 함께 사용되는 것으로서, 내부에 솔레노이드 등의 전자식 액츄에이터에 의해 구동되는 작동 로드를 포함하고 있다. 상기 작동 로드는 솔레노이드의 on/off에 따라서 밸브 몸체들을 이동시키고, 그에 따라 토출실, 크랭크실 및 흡입실이 선택적으로 연통될 수 있을 뿐만 아니라 그 개도도 조절될 수 있다. 이로 인해서, 외부제어방식 가변 압축기는 증발기의 출구 온도를 1 ~ 12℃의 범위로 조절할 수 있어, 냉방 부하에 맞게 최적화된 운전이 가능하여 전력 소모량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 클러치 없이 동작이 가능하기 때문에 제조비용도 절감할 수 있는 장점을 갖는다.

최근 환경 규제강화 및 전기자동차의 주행 거리 제한 등의 문제와 연관되어, 자동차에 탑재된 공조장치의 전력 사용량, 특히 압축기에서 소모되는 전력 사용량을 절감하기 위한 노력들이 이어지고 있다. 상술한 가변 압축기에서 냉방 부하가 큰 경우에는 밸브가 완전히 개방되어 작동되어 냉방 부하에 대응하게 되나, 냉방 부하가 크지 않은 경우에는 밸브의 개도를 조절하여 피스톤의 스트로크를 줄이고 그에 따라 전력 소모량을 줄일 수 있도록 한다.

일반적인 전자식 제어밸브의 경우 사판의 경사각을 조절하기 위해서 토출실과 크랭크실을 연통하는 유로 및 상기 유로를 개폐하는 밸브를 포함하는데, 상기 밸브를 통해 토출실로부터 크랭크실로 유입된 고압의 냉매는 크랭크실 내의 압력을 의도한 바대로 유지하기 위해서 흡입실 쪽으로 순환시켜 주어야 한다. 이를 위해서, 제어밸브에 구비되는 유로 외에 크랭크실과 흡입실을 연통시키는 오리피스 유로를 더 포함하게 된다. 상기 오리피스 유로는 상시 개방된 상태를 유지하여 크랭크실 내의 압력 유지에 기여하지만, 오리피스 유로를 통한 유량이 클수록 압축기를 통해 토출되는 냉매의 유량이 줄어들게 되어 효율을 저하시키는 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 오리피스 유로를 통해 배출되는 냉매 유량을 최소화 또는 최적화함으로써 압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 전자식 제어밸브를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명은 또한, 상기와 같은 전자식 제어밸브를 포함하는 압축기를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 크랭크실과 연통하는 제1 연통공, 토출실과 연통하는 제2 연통공, 흡입실과 연통하는 제3 연통공,을 포함하며, 내부에 상기 제1 연통공과 상기 제2 연통공을 연결하는 제1 연통로, 상기 제1 연통공과 상기 제3 연통공을 연결하는 제2 연통로가 형성되는 케이싱; 상기 케이싱 내에서 이동하면서 선택적으로 상기 제2 연통공을 차폐하고, 상기 제1 연통공과 상기 제3 연통공을 연결하는 밸브공이 형성되는 제1 밸브; 상기 밸브공을 선택적으로 차폐하여 상기 제2 연통로를 개폐하거나, 상기 제1 밸브를 이동시켜 상기 제1 연통로를 개폐하는 제2 밸브; 및 외부 신호에 따라서 상기 제2 밸브를 이동시키는 액츄에이터;를 포함하는 전자식 제어밸브가 제공된다.

여기서, 상기 제1 연통로와 상기 제2 연통로를 동시에 차폐하는 구간이 존재할 수 있다.

여기서, 상기 액츄에이터의 작동에 의해서 상기 제1 밸브가 제2 연통공을 폐쇄한 상태에서, 상기 제2 밸브가 제1 밸브의 밸브공을 폐쇄하여, 제1 및 제2 연통로가 동시에 차폐될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일측면에 의하면, 사판식 압축기의 토출실 및 크랭크실을 연통시키는 제1 연통로 및 상기 크랭크 실과 흡입실과 연통되는 제2 연통로를 갖는 케이싱; 상기 케이싱을 따라 이동하면서 상기 제1 연통로를 개폐하는 제1 밸브; 상기 제1 밸브와 접촉 또는 분리되면서 상기 제2 연통로를 개폐하는 제2 밸브; 상기 제2 밸브와 함께 이동하도록 상기 케이싱 내에 장착되는 작동 로드; 상기 작동 로드를 양방향으로 이동시키는 전자식 액츄에이터; 상기 제1 밸브에 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 및 상기 제1 밸브를 향하여 상기 제2 밸브에 탄성력을 가하는 제2 탄성수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브가 제공된다.

본 발명의 일측면에서는 제1 밸브에 의해 크랭크실과 토출실 사이에서의 연통을 제어하는 것과 독립적으로 제2 밸브를 이용하여 크랭크실과 흡입실 사이의 연통을 조절할 수 있도록 하고 있다. 즉, 요구되는 부하에 맞게 제1 연통로를 개폐한 상태에서 크랭크실로부터 흡입실로 냉매가 순환될 수 있는 유로를 제2 연통로를 통해 제공함으로써, 종래의 압축기에서의 효율 저하의 원인이 되었던 고정 오리피스의 직경을 축소하거나 또는 완전히 삭제할 수 있게 된다.

여기서, 상기 제2 밸브가 상기 제1 밸브를 향하여 이동할수록 상기 제2 연통로의 개도가 감소하도록 설정되되, 제2 밸브의 이동량을 X축, 제2 연통로의 개도를 Y축으로 하여 도시한 그래프에서, 이동 초기의 기울기가 이동 후기의 기울기보다 크게 할 수 있다. 즉, 제2 밸브가 제1 밸브를 향하여 갈수록 동일한 거리를 이동하더라도 제1 밸브와 근접한 상태에서는 개도의 변화가 더 적게 할 수 있다. 이를 통해서, 제2 연통로의 개도 조절을 보다 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 밸브는 중공 형태를 가지며, 제1 밸브의 내부 공간이 상기 제1 연통로의 일부를 구성하도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1 밸브의 내부 공간과 연통되는 밸브공이 상기 제1 밸브에 관통 형성되고, 상기 제2 밸브는 상기 밸브공과 맞물리는 삽입부를 가져서, 상기 삽입부가 상기 밸브공에 맞물리면서 상기 제1 연통로가 폐쇄되도록 할 수 있다. 이 경우, 제2 밸브가 제1 밸브의 밸브공 내에 삽입되기 전과 삽입된 후에 밸브 개도가 조절되는 정도가 달라지므로 보다 정밀한 개도 조절을 수행할 수 있다.

또한, 상기 밸브공의 측면은 외측으로 갈수록 확장되는 테이퍼면을 갖도록 할 수도 있다.

또한, 상기 제1 탄성수단의 일측 단부는 상기 제1 밸브의 내부 공간내에서 지지되고, 타측 단부는 상기 케이싱에 나사 결합되는 스프링 시트에 지지되도록 할 수 있다.

또한, 상기 제2 밸브는 상기 케이싱의 내부면과 슬라이드 가능하게 접하는 플랜지부를 포함하고, 상기 제2 탄성수단은 상기 플랜지부와 상기 케이싱의 내부 벽면 사이에서 지지되도록 할 수 있다.

또한, 상기 케이싱의 내부 공간에는 상기 제1 밸브의 제2 밸브측으로의 이동량을 제한하는 스토퍼가 형성될 수 있다. 상기 스토퍼에 의해서 상기 제2 밸브가 제1 밸브로부터 멀어지더라도 제1 밸브는 제1 연통로를 폐쇄한 상태를 유지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 케이싱은 상기 토출실과 연통되는 토출실측 연통공을 포함하고, 상기 스토퍼는 토출실측 연통공의 단부에 배치될 수 있다.

한편, 상기 작동 로드는 중공 형상을 갖도록 형성되고, 작동 로드내의 공간이 상기 제1 연통로의 일부를 구성하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 제1 밸브의 작동 로드측 단부에는 보스부가 형성되고, 상기 작동 로드의 단부가 상기 보스부 내에 삽입되면서, 제1 연통로의 개도가 조절되도록 할 수 있다.

또한, 상기 작동 로드의 제1 밸브측 단부는 인접한 부분에 비해 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 탄성수단은 상기 케이싱의 내부면과 상기 작동 로드의 단부 사이에서 지지될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 내부에 크랭크실, 흡입실 및 토출실이 형성되는 하우징; 상기 크랭크실 내에 회전 가능하게 장착되는 구동축; 상기 구동축에 대한 각도가 조절될 수 있도록 장착되며, 구동축과 함께 회전하는 사판; 상기 사판에 의해 왕복 운동하는 피스톤; 상기 피스톤이 삽입되어 냉매를 압축하는 압축공간을 제공하는 실린더; 및 상기 하우징에 장착되며, 상기 크랭크실과 상기 토출실, 상기 크랭크실과 상기 흡입실을 선택적으로 연통시키는 제어밸브;를 포함하는 사판식 압축기로서, 상기 제어밸브는 상기 제1 연통로를 개폐하는 제1 밸브, 상기 제1 밸브와 접촉 또는 분리되면서 상기 제2 연통로를 개폐하는 제2 밸브, 상기 제2 밸브에 상기 제1 밸브측으로 탄성력을 작용시키는 탄성수단 및 상기 제2 밸브를 상기 제1 밸브로부터 멀어지도록 이동시키는 작동 로드 및 전자식 액츄에이터를 포함하고, 상기 토출실로부터 상기 크랭크실로 유입된 냉매는 상기 제2 연통로를 통해서 상기 흡입실로 순환되되, 흡입실로의 순환유량은 상기 제1 및 제2 밸브에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기가 제공된다.

본 발명의 상기 측면에서는 크랭크실에서 흡입실로 순환되는 냉매가 제2 연통로를 통해 순환되고, 또한 그 유량이 제1 및 제2 밸브에 의해서 정밀하게 조절될 수 있기 때문에 냉매의 압축기 내부에서의 순환으로 인한 손실이 최소화될 수 있다.

여기서, 상기 제2 연통로 외에 흡입실과 토출실을 연통시키는 별도의 연통로를 포함하지 않을 수 있다.

또한, 상기 제어밸브는 측면에 상기 토출실과 연통되는 토출실측 연통구 및 상기 크랭크실과 연통되는 크랭크실측 연통구를 포함하고, 단부에 상기 흡입실과 연통되는 흡입실측 연통구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어밸브는 측면에 상기 토출실과 연통되는 토출실측 연통구, 상기 크랭크실과 연통되는 크랭크실측 연통구 및 상기 흡입실과 연통되는 흡입실측 연통구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전자식 엑츄에이터의 작동을 제어하기 위한 제어부를 추가적으로 구비하고, 상기 제어부는 요구되는 냉방 부하에 맞게 전자식 액츄에이터에 사전에 설정된 값의 전류를 공급하고,

상기 작동 로드가 공급되는 전류에 대응되는 위치로 이동한 상태에서 상기 제2 연통로는 크랭크실의 압력에 따라서 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.

본 발명의 일측면에 의하면, 제1 밸브에 의해 크랭크실과 토출실 사이에서의 연통을 제어하는 것과 독립적으로 제2 밸브를 이용하여 크랭크실과 흡입실 사이의 연통을 조절할 수 있으므로, 종래의 압축기에서의 효율 저하의 원인이 되었던 고정 오리피스의 직경을 축소하거나 또는 완전히 삭제할 수 있게 된다.

또한, 제2 밸브가 제1 밸브를 향하여 갈수록 동일한 거리를 이동하더라도 제1 밸브와 근접한 상태에서는 개도의 변화가 더 적게 하여, 제2 연통로의 개도 조절을 보다 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 제어밸브의 제1 실시예가 적용된 사판식 압축기의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 실시예를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2 중 제1 및 제2 밸브가 결합되는 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 상기 제1 실시예에서 제2 연통로가 완전히 개방된 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 상기 제1 실시예에서 제1 연통로가 완전히 개방된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 상기 제1 실시예에서 작동 로드의 이동량에 따른 제1 및 제2 밸브의 개도 변화를 도시한 단면도이다.
도 7은 상기 제1 실시예의 작동에 관련된 제어계통도이다.
도 8 및 도 9는 종래의 오리피스를 구비하는 사판식 압축기에서 시간에 따른 밸브 개도 변화를 도시한 그래프이다.
도 10 및 도 11은 상기 제1 실시예에서 시간에 따른 밸브 개도 변화를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 전자식 제어밸브의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.
도 13은 제2 실시예에서 제1 및 제2 연통로가 모두 폐쇄된 상태를 도시한 단면도이다.
도 14는 제2 실시예에서 제2 연통로가 미세하게 개방된 상태를 도시한 단면도이다.
도 15는 제2 실시예에서 제2 연통로가 완전히 개방된 상태를 도시한 단면도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자식 제어밸브의 실시예 및 그를 포함하는 사판식 압축기에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사판식 압축기(이하, '압축기')의 실린더(10) 중앙을 관통하여 센터보어(11)가 형성되고, 상기 센터보어(11)를 방사상으로 둘러서 실린더를 관통하도록 다수 개의 실린더보어(13)가 형성된다. 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 이동 가능하게 설치되어, 실린더보어(13) 내에서 냉매를 압축시킨다.

한편, 실린더(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 전방하우징(20)은 실린더(10)와 협력하여 내부에 크랭크실(21)을 형성한다.

그리고, 상기 실린더(10)의 타단, 즉 상기 전방하우징(20)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(30)이 설치된다. 후방하우징(30)에는 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 흡입실(31)이 형성된다. 이때, 흡입실(31)은 실린더보어(13) 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다.

후방하우징(30)에는 토출실(33)이 형성된다. 토출실(33)은 후방하우징(30) 중 실린더(10)와 마주보는 면의 중앙에 해당하는 영역에 형성된다. 상기 토출실(33)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다. 후방하우징(30)의 일측에는 제어밸브(100)가 구비되는데, 상기 제어밸브(100)는 토출실(33)과 크랭크실(21) 사이 유로의 개도와 흡입실(31)과 크랭크실(21) 사이 유로의 개도를 조절하여 후술하는 사판(48)의 각도를 조절하는 역할을 한다.

한편, 실린더(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전 가능하게 구동축(40)이 설치된다. 구동축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전한다. 상기 구동축(40)은 실린더(10)와 전방하우징(20)에 베어링(42)에 의해 회전 가능하게 설치된다.

또한, 구동축(40)이 중앙을 관통하고, 구동축(40)과 일체로 회전하는 로터(44)가 크랭크실(21)에 설치된다. 이때, 로터(44)는 대략 원판상으로 구동축(40)에 고정되어 설치되고, 로터(44)의 일면에는 힌지아암(46)이 돌출형성된다.

상기 구동축(40)에는 사판(48)이 로터(44)와 힌지 결합되어 함께 회전하도록 설치된다. 사판(48)은 압축기의 토출용량에 따라 구동축(40)에 대하여 각도가 가변되게 설치된다. 즉, 상기 구동축(40)의 길이 방향에 대해 직교한 상태 또는 구동축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태 사이에 있도록 된다. 사판(48)은 그 가장자리가 피스톤(15)들과 슈(50)를 통해 연결된다. 즉, 피스톤(15)의 연결부(17)에 사판(48)의 가장자리가 슈(50)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 피스톤(15)이 실린더보어(13)에서 직선 왕복운동하도록 한다.

상기 사판(48)에는 로터(44)의 힌지아암(46)과 연결되는 연결아암(52)이 돌출 형성된다. 연결아암(52)의 선단에는 연결아암(52)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(54)이 설치되는데, 힌지핀(54)은 로터(44)의 힌지아암(46)의 선단에 형성된 지지부(47)에 이동 가능하게 걸어진다.

로터(44)와 사판(48) 사이에는 탄성력을 제공하는 반경사스프링(56)이 설치된다. 상기 반경사스프링(56)은 구동축(40)의 외면을 둘러 설치되는 것으로, 사판(48)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 제공한다.

사판(48)의 일면에는 사판스토퍼(58)가 돌출 형성된다. 사판스토퍼(58)는 사판(48)이 구동축(40)에 대해 경사지게 기울어지는 정도를 규제하는 역할을 한다.

구동축(40)의 일단에는 축스토퍼(60)가 구비된다. 상기 축스토퍼(60)는 구동축(40)의 외면을 둘러 설치되어, 사판(48)이 구동축(40)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 세워질 때, 그 설치 위치를 규제하는 역할을 한다.

제1 실시예

이제 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 제어밸브(100)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2를 참조하면, 상기 제어밸브(100)는 도 2 기준으로 하향으로 갈수록 직경이 작아지는 원통형의 형상을 갖는 케이싱(110)을 포함한다. 상기 케이싱(110)의 외주면에는 복수 개의 홈이 형성되고, 상기 홈의 내부에 각각 제1 내지 제3 오링(102a, 102b, 102c)이 끼워진다. 상기 오링들은 도 1에도 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 제어밸브와 하우징 사이의 틈으로 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있도록 설치된다.

상기 케이싱(110)의 하단부의 내부에도 공간이 형성되는데, 상기 공간으로 흡입실, 크랭크실 및 토출실의 냉매가 밸브의 작동 상태에 따라 선택적으로 유입되게 된다. 구체적으로, 상기 케이싱(110)의 하단부에는 상기 크랭크실(21)과 연통되는 크랭크실측 연통공(110a), 상기 토출실(33)과 연통되는 토출실측 연통공(110b)이 순서대로 배치된다. 그리고, 상기 케이싱의 하단부면은 개방되어 있으며, 이러한 개방단부(110c)는 후술할 제2 연통로의 일부를 형성하게 된다.

상기 케이싱(110)의 상단부 내에 코일(112)이 설치된다. 상기 코일(112)의 반경 방향 내측에는 스테이터(114, 116)가 설치되어 코일(112)에 공급된 전류에 의해 자화되어 후술할 작동 로드(120)를 이동시키게 된다. 상기 코일 및 스테이터는 상기 제어밸브를 구동시키는 전자식 액츄에이터를 구성하는 것이지만, 본 발명에서 전자식 액츄에이터는 반드시 도시된 형태에 한하는 것은 아니며, 전류를 가하여 움직임을 제어할 수 있는 임의의 수단, 예를 들어 압전소자, 스텝핑 모터(stepping motor) 등을 활용하는 예도 고려할 수 있다.

상기 작동 로드(120)는 원기둥이거나, 내부가 비어있는 중공형의 원기둥으로서, 상측 단부(도 2 기준)는 상기 스테이터(114)의 내부에 삽입되어 있고, 타측 단부는 후술할 제2 밸브의 내부에 압입되어 있다. 따라서, 제2 밸브는 작동 로드(120)와 함께 이동하게 된다. 상기 작동 로드(120)는 상기 스테이터의 내부에서 슬라이드 이동이 가능하도록 장착된다. 아울러, 상기 작동 로드(120)는 자성체로 이루어져 상기 스테이터가 자화됨에 따라 발생되는 자력에 의해 이동하게 된다.

상기 제2 밸브(122)는 중앙부에 상기 작동 로드(120)가 삽입되어 고정되는 체결공(122a)이 형성되는 원통형 구조를 갖는다. 다만, 상기 제2 밸브(122)는 외주면에 플랜지(122b)가 형성되어 있고, 상기 플랜지(122b)의 말단면이 상기 케이싱(110)의 내부에 형성되는 내부 벽면과 접하도록 배치되어 있다. 따라서, 상기 제2 밸브(122)는 상기 플랜지(122b)에 의해 케이싱(110)의 내부 공간에 지지된 상태에서 상하로 이동될 수 있도록 장착된다.

여기서, 상기 제2 밸브(122)의 하반부(122c)는 나머지 부분에 비해서 작은 직경을 갖도록 형성되고, 특히 케이싱(110)의 내벽면과도 이격되어 간극을 형성하고 있다. 상기 간극은 제2 밸브가 후술할 제1 밸브로부터 분리되었을 때 냉매가 통과하는 연통로의 일부를 구성하게 된다. 그리고, 상기 하반부(122c)의 단부에는 밸브팁(122d)이 형성된다. 상기 밸브팁(122d)은 상기 하반부(122c)로부터 돌출되도록 형성되며, 후술할 제1 밸브의 밸브공 내에 삽입되도록 배치된다.

상기 플랜지(122b)의 상부면과 상기 케이싱의 내벽면 사이에 제2 코일 스프링(124)이 개재된다. 상기 제2 코일 스프링(124)은 상기 제2 밸브(122)를 도 2 기준으로 하향으로 미는 탄성력을 가하도록 장착된다. 따라서, 상기 코일(112)에 전류가 통전되면, 상기 제2 밸브에는 상기 제2 코일 스프링의 탄성력과 상기 작동 로드가 하향으로 이동하면서 가하는 압력이 함께 적용되며, 이는 후술할 크랭크실 압력 및 흡입실 압력 그리고 제1 코일 스프링(150)의 탄성력의 합력에 대항하게 된다.

상기 제2 밸브의 하부에 제1 밸브(130)가 장착된다. 상기 제1 밸브(130) 역시 상기 케이싱(110)의 하단부 내의 공간에서 상하 방향을 따라서 슬라이드 가능하게 장착되며, 내부에 형성된 공간은 흡입실(31)과 크랭크실(21)을 연통시키는 제2 연통로의 일부를 이루게 된다. 아울러, 상기 제1 밸브(130) 상단면, 즉 상기 제2 밸브와 대향하는 면에는 상술한 밸브팁(122d)이 삽입되는 밸브공(132)이 관통되어 형성된다. 상기 밸브공에 대해서는 후술한다.

상기 제1 밸브는 제1 코일 스프링(150)에 의해 상향으로 탄성력을 받게 된다. 따라서, 외력이 없는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 밸브는 각각 제1 및 제2 코일 스프링의 탄성력에 의해서 서로 접한 상태를 유지하게 된다. 이때, 상기 크랭크실과 토출실을 연통시키는 제1 연통로(굵은 화살표로 표시)가 연통되어 크랭크실의 압력이 높아지게 되고 그에 따라 사판은 구동축에 대해 직각인 상태로 배치되게 된다.

한편, 상기 케이싱(110) 하부의 개방단부(110c)를 막는 스프링 시트(140)가 장착된다. 상기 스프링 시트(140)는 상기 케이싱(110)의 내부면과 나사 결합되며, 상기 제1 코일 스프링이 이탈되지 않도록 지지하는 역할을 한다. 아울러, 상기 스프링 시트(140)의 대략 중앙에는 관통공(142)이 형성되어 흡입실(31)과 상기 케이싱의 내부 공간을 연통시키게 된다. 여기서, 상기 스프링 시트(140)는 상기 케이싱에 대한 상대 위치가 조절될 수 있도록 장착된다. 즉, 스프링 스트(140)를 회전시키면 나사산을 따라서 상향 또는 하향으로 이동하게 되고, 이로 인해 상기 제1 코일 스프링이 상기 제1 밸브에 가하는 탄성력을 조절할 수 있게 된다.

도 3은 도 2 중 B 부분을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 밸브공(132)의 벽면 중 적어도 일부는 상향으로 갈수록 폭이 넓어지는 테이퍼면(132a)을 갖는다 이로 인해서, 상기 밸브팁(122d)이 상기 밸브공(132) 내부로 삽입되는 과정에서 연통로의 개도가 급격하게 변화하는 것이 아니라 연속적으로 서서히 변화하게 된다. 이로 인해서, 제2 연통로의 개도를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1 밸브의 상단부 모서리부(134)는 상기 토출실측 연통공(110b)을 이루는 벽면 일부와 맞닿아 있다. 편의상 상기 벽면 일부를 스토퍼(110d)라 칭한다. 상기 스토퍼(110d)는 하측 부분에 비해서 상기 케이싱의 중심을 향하여 돌출되도록 형성되고, 그에 따라 상기 모서리부(134)와 접하게 되어 제1 밸브의 추가적인 이동을 저지하는 역할을 한다. 따라서, 도 3의 상태에서, 상기 제2 밸브가 상향으로 이동하여 제1 밸브를 누르던 압력이 사라지더라도 제1 밸브는 스토퍼에 의해서 도 3에 도시된 위치로 고정되게 된다.

이제 도 4 내지 도 11을 참조하여, 상기 제1 실시예의 작동에 대해서 설명하도록 한다.

도 4는 상기 코일(112)에 전류가 통전되어 전자식 액츄에이터가 작동된 상태를 도시한 것이다. 코일(112)에 통전되면, 상기 작동 로드(120)는 자기력에 의해서 도 4를 기준으로 상향으로 이동되고, 그에 따라, 작동 로드(120)에 결합된 제2 밸브(122)는 제2 코일 스프링(124)의 탄성력을 억누르고 작동 로드(120)와 함께 상향으로 이동하게 된다. 그렇지만, 상술한 바와 같이 상기 제1 밸브(130)는 상기 스토퍼(110d)에 의해서 추가적인 상승이 제지되므로, 제1 밸브와 제2 밸브가 서로 분리된다.

이로 인해서, 굵은 선 화살표로 표시한 바와 같은 제2 연통로가 완전히 개방된다. 또한, 제1 밸브가 상승한 상태이므로 상기 토출실측 연통로는 제1 밸브의 측면부에 의해서 폐쇄된 상태이다. 따라서, 크랭크실(21) 내의 냉매가 상기 제2 연통로를 따라서 흡입실(31)로 이동하면서 크랭크실 내의 압력이 낮아지게 된다. 그 결과 사판이 구동축에 대해서 경사지게 배치되면서 피스톤의 스트로크는 증가한다.

상기 코일(112)에 전류를 차단하면 전자식 액츄에이터의 작동이 정지되고 그에 따라서, 상기 작동 로드(120)는 제2 코일 스프링(124)의 탄성력에 의해서 하강하여 도 5에 도시된 상태에 이르게 된다. 상기 제2 밸브는 제2 코일 스프링에 의해서 제1 밸브를 하향으로 누르게 되고, 그로 인해서 제1 밸브가 하방으로 이동하면서 토출실측 연통공(110b)이 개방된다. 이로 인해서, 굵은선 화살표로 표시한 토출실과 크랭크실을 연통시키는 제1 연통로가 개방된다.

크랭크실의 압력이 상승하게 되므로, 사판은 구동축에 직각으로 배치되고, 피스톤의 스트로크는 사실상 제로이어서, 토출되는 냉매의 양도 제로이다.

도 6은 로드의 이동량에 따른 각각의 밸브의 개도 변화를 도시한 그래프이다. 도 6에서 A, B 구간은 밸브의 상태가 도 4에 도시된 상태에서 도 2에 도시된 상태로 변화하는 과정을 나타내고, C 구간은 밸브가 도 2에서 도 5의 상태로 변화하는 과정을 나타낸다.

A 구간에서의 그래프의 기울기는 B 구간에서의 그래프의 기울기보다 크다. A 구간은 상기 밸브팁(122d)이 밸브공 내부로 삽입되기 전까지에 해당되므로 로드가 약간만 이동하더라도 밸브의 개도는 급격히 변하게 된다.

상기 제1 실시예는 밸브팁과 밸브공, 그리고 테이퍼면 등을 두어 기울기가 낮은 B 구간을 추가로 포함하고 있다. 상기 B 구간에서는 개도의 변화가 크지 않기 때문에 원하는 정도로 개도를 정밀하게 제어하는 것이 용이하다. 이로 인해서, 별도의 고정 오리피스를 설치하지 않거나 종래에 비해서 매우 적은 크기의 오리피스(160, 도 7 참조)를 사용하더라도 시스템을 B 구간 내로 유지할 수 있게 된다. 이로 인해서, 압축기 내부에서의 순환 유량을 종래에 비해서 현격히 줄일 수 있게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉방시스템의 제어부(5)는 차량 실내(cabin)의 실온센서(7) 및 공조장치 스위치(8)로부터 전송되는 정보와, 엔진의 회전수(9) 등의 정보를 수신하여 상기 제1 실시예(100) 코일에 적정량의 전류를 통전하게 된다. 이로 인해서, 조절된 유량의 냉매가 압축기로부터 토출되어, 응축기(2), 팽창기(3) 및 증발기(4)를 순환하면서 냉방을 수행하게 된다. 여기서, 상기 증발기(4) 하류측에 설치된 온도센서(6)를 통해서, 상기 제어부는 의도한 온도 범위로 냉방장치가 작동되는지를 확인하게 된다.

앞서 설명한 도 2 및 도 3은 상기 밸브가 상기 도 6에서의 B 구간에 있는 상태를 나타낸다. 도 2의 상태로 운전 중, 크랭크실 내의 압력이 상승하면, 크랭크실측 연통로(110a)에 의해서 상기 케이싱의 내부의 압력도 상승하게 된다. 이로 인해서, 상기 제2 밸브가 상승하게 되고, 제2 연통로가 도 3에 도시된 바와 같이 소량 개방되어 증가된 압력을 해소하게 된다. 이렇게 압력이 해소되면 제2 밸브는 다시 제1 밸브측으로 이동하여 제2 연통로를 폐쇄하게 된다. 이로 인해서, 크랭크실의 압력을 효과적으로 해소할 수 있기 때문에, 별도의 고정 오리피스 등이 불필요하게 된다.

실내 온도가 높다고 느껴진 사용자의 선택에 의해 에어컨이 켜지면, 코일(112)에 전류가 공급되어 제2 밸브가 상승한다. 이로 인해서, 제2 연통로가 개방되어 크랭크실측의 압력이 낮아진다. 그 결과 사판의 경사각이 증가되면서 피스톤의 스트로크가 증가하고, 그에 따라 냉매 토출량이 증가한다.

반대로, 사용자가 설정한 온도에 도달할 경우, 코일(112)에 전류가 공급되지 않게 되어 제1 및 제2 밸브가 하향으로 이동하면서 제1 연통로가 개방된다. 이에 따라, 크랭크 실의 압력이 증가하고 이는 피스톤의 스트로크 감소로 이어져 냉매 토출량을 줄이게 된다.

도 8은 종래의 흡입실과 크랭크실 사이에 오리피스가 설치된 형태의 사판식 압축기에서 사판각을 증가시키는, 즉 사판을 구동축에 대해 경사지도록 하여 피스톤의 스크로크를 증가하는 과정을 도시한 그래프이다. 도 8에서

Ps PV: 흡입실 실제 압력

Ps SV: 흡입실 설정 압력

PcPs orifice: 오리피스의 개도

PdPc v/v: 제1 연통로 개도

이다.

상기 종래예에서 상기 오리피스는 상술한 바와 같이 사판식 압축기의 작동 과정에서 피스톤과 실린더 벽면 사이에서 누설되는 냉매를 흡입실 측으로 유도하는 역할을 하며, 별도의 개도 조절수단이 구비되지 않기 때문에 그 개도는 항상 일정하게 유지된다. 따라서, 크랭크실의 압력을 낮추기 위해서는 제1 연통로, 즉 크랭크실과 토출실을 연결하는 유로의 개도를 줄이는 것을 통해서 크랭크실의 압력을 낮추고 이로 인해 사판의 경사각을 크게 할 수 있다. 즉, 상기 종래예에서 사판의 경사각은 제1 연통로의 개도를 조절하는 것에 의해 제어된다. 이 과정에서, 토출실로부터 크랭크실로 유입되는 냉매 유량은 고스란히 압축기의 손실로 연결된다. 즉, 크랭크실로 도입된 냉매 유량만큼 토출유량이 감소하는 것이기에, 부족한 유량만큼 압축기가 추가적으로 작동하여야 하는 것이다.

반면에, 도 10에 도시된 상기 제1 실시예에서는 상기 제1 연통로는 폐쇄된 상태를 유지하는 반면에, 상기 제2 연통로의 개도를 조절하여 사판의 경사각을 조절하도록 한다. 구체적으로, 사판의 경사각을 증가시키는 경우 제1 연통로를 폐쇄하여 토출실로부터 크랭크실로 유입되는 냉매를 차단한 상태에서 제2 연통로의 개도를 조절하여 크랭크실로부터 흡입실로 흘러나가는 냉매의 유량을 조절한다. 여기서, 크랭크실 내부의 압력은 상술한 피스톤과 실린더 사이에서 누설되는 냉매에 의해 상승될 수 있으므로, 제2 연통로의 개도를 조절하여 크랭크실 내부의 압력을 의도한 범위로 설정할 수 있게 된다.

즉, 종래에는 오리피스를 통해서 흡입실로 환원되던 냉매를 적극적으로 활용하여 사판의 경사각 조절에 활용함으로써 토출실로부터 냉매를 도입할 필요성을 제거한 것이다. 그로 인해서, 사판식 압축기의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 9 및 도 11은 사판의 경사각을 감소시키는 경우를 도시한 것이다. 종래예에서는 제1 연통로의 개도를 증가시켜 토출실로부터 유입되는 냉매 유량을 크게 증가시켜서 크랭크 실의 압력을 높이고 이를 통해 사판의 경사각을 감소시키게 된다. 여기서, 피스톤과 실린더 사이로부터 누설되는 냉매는 상기 오리피스를 통해 흡입실로 다시 환원되기에 오리피스로부터 빠져나가는 냉매 유량을 상충할 수 있을 정도로 충분한 양의 냉매를 토출실로부터 유입해야 하며, 이는 효율을 더욱 낮추는 원인이 된다.

반면에, 도 11에 도시된 제1 실시예의 경우 오리피스가 존재하지 않으므로 누설 냉매를 압력 상승에 활용할 수 있으므로 토출실로부터 유입되는 냉매 유량을 최소화할 수 있다.

한편, 제2 연통로가 개방된 상태에서 사판각을 감소시키기 위해 액츄에이터로 인가되는 전류를 차단하면 상기 제1 및 제2 밸브가 하강하면서 일시적으로 두 개의 밸브가 모두 폐쇄되고 제1 및 제2 밸브가 추가적으로 하강하면서 제1 연통로가 개방된다. 그 후, 충분한 정도의 냉매가 토출실로부터 유입되면, 액츄에이터를 다시 작동시켜서 제1 연통로를 차단하고 제2 연통로를 소정 정도 개방한다. 이는 피스톤으로부터 누설되는 냉매를 흡입실로 재공급하기 위한 것이다.

제2 실시예

한편, 상기 제어밸브는 반드시 도시된 형태에 한하지 않으며 임의의 형태로 변경할 수 있다. 도 12 내지 도 15는 상기 제어밸브의 제2 실시예(200)를 도시한다.

도 12를 참조하면, 상기 제어밸브(20)는 도 12기준으로 하향으로 갈수록 직경이 작아지는 원통형의 형상을 갖는 케이싱(210)을 포함한다. 상기 케이싱(210)의 외주면에는 복수 개의 홈이 형성되고, 상기 홈의 내부에 각각 제1 내지 제3 오링(202a, 202b, 202c)이 끼워진다. 상기 오링들의 역할은 도 2의 제1 실시예와 동일하다.

상기 케이싱(210)의 하단부의 내부에도 공간이 형성되는데, 상기 공간으로 흡입실, 크랭크실 및 토출실의 냉매가 밸브의 작동 상태에 따라 선택적으로 유입되게 된다. 구체적으로, 상기 케이싱(210)의 하단부에는 상기 토출실(33)과 연통되는 토출실측 연통공(210a), 상기 크랭크실(21)과 연통되는 크랭크실측 연통공(210b) 및 상기 흡입실(31)과 연통되는 흡입실측 연통공(210c)이 순서대로 배치된다. 그리고, 상기 케이싱의 하단부면은 개방되어 있으며, 이러한 개방단부는 후술할 스프링 시트(250)에 의해 폐쇄된다.

상기 케이싱(210)의 상단부 내에 코일(212)이 설치된다. 상기 코일(212)의 반경 방향 내측에는 스테이터(214, 216)가 설치되어 코일(212)에 공급된 전류에 의해 자화되어 후술할 작동 로드(220)를 이동시키게 된다. 상기 코일 및 스테이터는 상기 제어밸브를 구동시키는 전자식 액츄에이터를 구성하는 것이지만, 제1 실시예와 마찬가지로 반드시 도시된 형태에 한하는 것은 아니며, 전류를 가하여 움직임을 제어할 수 있는 임의의 수단, 예를 들어 압전소자, 스테핑 모터(stepping motor) 등을 활용하는 예도 고려할 수 있다.

상기 작동 로드(220)는 내부가 비어있는 중공형의 원기둥으로서, 상측 단부(도 12 기준)는 상기 스테이터(114)의 내부에 삽입된 상태에서 제2 코일 스프링(218)에 의해 탄성적으로 지지된다. 구체적으로, 상기 제2 코일 스프링은 상기 작동 로드(220)를 하향으로 미는 탄성력을 가하도록 구성된다. 따라서, 상기 코일(212)에 전류가 통전되면, 상기 제2 밸브에는 상기 제2 코일 스프링의 탄성력과 상기 작동 로드가 하향으로 이동하면서 가하는 압력이 함께 적용되며, 이는 후술할 크랭크실 압력 및 흡입실 압력 그리고 제1 코일 스프링(252)의 탄성력의 합력에 대항하게 된다.

상기 작동 로드(220)의 타측 단부는 후술할 제2 밸브의 내부에 압입되어 있다. 따라서, 제2 밸브는 작동 로드(220)와 함께 이동하게 된다. 상기 작동 로드(220)는 상기 스테이터의 내부에서 슬라이드 이동이 가능하도록 장착된다. 아울러, 상기 작동 로드(220)는 자성체로 이루어져 상기 스테이터가 자화됨에 따라 발생되는 자력에 의해 이동하게 된다.

여기서, 상기 작동 로드(220)의 내부 공간에 관통로(222)가 형성되어 있음을 주목해야 한다. 상기 관통로(222)는 상기 제1 실시예에서 설명한 흡입실과 크랭크실을 연통시키는 제2 연통로의 일부를 이루는 바, 이에 대해서는 후술한다.

상기 제2 밸브(230)는 중앙부에 상기 작동 로드(220)가 삽입되어 고정되는 체결유로(234)이 형성되는 원통형 구조를 갖는다. 상기 체결유로(234)는 상기 작동 로드를 고정시키는 역할 외에도, 상기 제2 연통로의 일부를 이루게 되며, 상기 제2 밸브(230)의 대략 상단부에는 상기 관통로(222)로부터 분지되어 관통로(222)를 상기 케이싱(230)의 내부 공간과 연통시키는 분지유로(224)가 형성된다.

한편, 상기 제2 밸브(230)는 외주면에 플랜지(232)가 형성되어 있고, 상기 플랜지(232)의 말단면이 상기 케이싱(210)의 내부에 형성되는 내부 벽면과 접하도록 배치되어 있다. 따라서, 상기 제2 밸브(230)는 상기 플랜지(232)에 의해 케이싱(210)의 내부 공간에 지지된 상태에서 상하로 이동될 수 있도록 장착된다.

여기서, 상기 제2 밸브(230)의 말단부는 나머지 부분에 비해서 작은 직경을 갖도록 형성되어 있는 데, 이는 제1 밸브의 보스부의 내부로 삽입되는 삽입부(236)를 이루게 된다.

상기 제2 밸브의 하부에 제1 밸브(240)가 장착된다. 상기 제1 밸브(240) 역시 상기 케이싱(210)의 하단부 내의 공간에서 상하 방향을 따라서 슬라이드 가능하게 장착되며, 상부에는 상기 삽입부(236)가 삽입되는 공간을 정의하도록 대략 원형으로 돌출되는 보스부(242)가 형성된다.

상기 제2 밸브의 내부에 형성된 공간(244)이 형성되는 점은 제1 실시예에서의 제1 밸브와 같지만, 상기 공간은 냉매의 유로를 구성하지는 않으며 단지 그 내부에 제1 코일 스프링(252)이 삽입될 수 있도록 하는 공간을 제공할 뿐이다.

상기 제1 밸브는 제1 코일 스프링(252)에 의해 상향으로 탄성력을 받게 된다. 따라서, 외력이 없는 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 밸브는 각각 제1 및 제2 코일 스프링의 탄성력에 의해서 서로 접한 상태를 유지하게 된다. 이때, 상기 크랭크실과 토출실을 연통시키는 제1 연통로(굵은 화살표로 표시)가 연통되어 크랭크실의 압력이 높아지게 되고 그에 따라 사판은 구동축에 대해 직각인 상태로 배치되게 된다.

한편, 상기 케이싱(210) 하부의 개방단부를 막는 스프링 시트(250)가 장착된다. 상기 스프링 시트(250)는 상기 케이싱(210)의 내부면과 나사 결합되며, 상기 제1 코일 스프링이 이탈되지 않도록 지지하는 역할을 한다. 여기서, 상기 스프링 시트(140)는 상기 케이싱에 대한 상대 위치가 조절될 수 있도록 장착된다. 즉, 스프링 스트(250)를 회전시키면 나사산을 따라서 상향 또는 하향으로 이동하게 되고, 이로 인해 상기 제1 코일 스프링이 상기 제1 밸브에 가하는 탄성력을 조절할 수 있게 된다.

상기 보스부(242)는 제1 실시예에서의 밸브공과 유사하게 밸브의 개도가 급격하게 변화하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 보스부의 내벽면도 테이퍼면을 갖도록 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 토출실측 연통공(210a)을 이루는 벽면의 말단부는 상기 케이싱(210)의 중심을 향하여 돌출되도록 형성되는 스토퍼(204)로서 기능한다. 따라서, 도 13의 상태에서, 상기 제2 밸브가 상향으로 이동하여 제1 밸브를 누르던 압력이 사라지더라도 제1 밸브는 스토퍼에 의해서 도 13에 도시된 위치로 고정되게 된다.

도 12에서 제1 및 제2 밸브는 서로 맞물려있어 제2 연통로는 폐쇄된 상태이고, 제1 연통로(굵은선 화살표) 만이 개방되어 있다. 이 상태에서, 작동 로드(220)가 상승하면 도 13의 상태에 도달하는데, 이때에는 제1 밸브가 토출실측 연통공(210a)을 폐쇄한 상태여서 제1 및 제2 연통로 모두가 폐쇄된 상태에 있게 된다.

제1 밸브는 스토퍼(204)에 의해 저지된 상태에서 제2 밸브만이 상승하여 도 14의 상태에 있게 된다. 이때에는 제2 밸브의 상승량이 크지 않기 때문에 제2 연통로는 소량 개구되어 상기 도 6에서의 B 구간에 있게 된다.

Claims (21)

1. 크랭크실과 연통하는 제1 연통공, 토출실과 연통하는 제2 연통공, 흡입실과 연통하는 제3 연통공,을 포함하며, 내부에 상기 제1 연통공과 상기 제2 연통공을 연결하는 제1 연통로, 상기 제1 연통공과 상기 제3 연통공을 연결하는 제2 연통로가 형성되는 케이싱;
   상기 케이싱 내에서 이동하면서 선택적으로 상기 제2 연통공을 차폐하고, 상기 제1 연통공과 상기 제3 연통공을 연결하는 밸브공이 형성되는 제1 밸브;
   상기 밸브공을 선택적으로 차폐하여 상기 제2 연통로를 개폐하거나, 상기 제1 밸브를 이동시켜 상기 제1 연통로를 개폐하는 제2 밸브; 및
   외부 신호에 따라서 상기 제2 밸브를 이동시키는 액츄에이터;
   를 포함하는 전자식 제어밸브.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연통로와 상기 제2 연통로를 동시에 차폐하는 구간이 존재하는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 액츄에이터의 작동에 의해서 상기 제1 밸브가 제2 연통공을 폐쇄한 상태에서, 상기 제2 밸브가 제1 밸브의 밸브공을 폐쇄하여, 제1 및 제2 연통로가 동시에 차폐되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
4. 사판식 압축기의 토출실 및 크랭크실을 연통시키는 제1 연통로 및 상기 크랭크 실과 흡입실과 연통되는 제2 연통로를 갖는 케이싱;
   상기 케이싱을 따라 이동하면서 상기 제1 연통로를 개폐하는 제1 밸브;
   상기 제1 밸브와 접촉 또는 분리되면서 상기 제2 연통로를 개폐하는 제2 밸브;
   상기 제2 밸브와 함께 이동하도록 상기 케이싱 내에 장착되는 작동 로드;
   상기 작동 로드를 이동시키는 전자식 액츄에이터;
   상기 제1 밸브에 탄성력을 가하는 제1 탄성수단; 및
   상기 제1 밸브를 향하여 상기 제2 밸브에 탄성력을 가하는 제2 탄성수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 밸브가 상기 제1 밸브를 향하여 이동할수록 상기 제2 연통로의 개도가 감소하도록 설정되되, 제2 밸브의 이동량을 X축, 제2 연통로의 개도를 Y축으로 하여 도시한 그래프에서, 이동 초기의 기울기가 이동 후기의 기울기보다 큰 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 밸브는 중공 형태를 가지며, 제1 밸브의 내부 공간이 상기 제1 연통로의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 밸브의 내부 공간과 연통되는 밸브공이 상기 제1 밸브에 관통 형성되고, 상기 제2 밸브는 상기 밸브공과 맞물리는 삽입부를 가져서, 상기 삽입부가 상기 밸브공에 맞물리면서 상기 제1 연통로가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
8. 제7항에 있어서,
   상기 밸브공의 측면은 외측으로 갈수록 확장되는 테이퍼면을 갖는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제1 탄성수단의 일측 단부는 상기 제1 밸브의 내부 공간내에서 지지되고, 타측 단부는 상기 케이싱에 나사 결합되는 스프링 시트에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
10. 제4항에 있어서,
    상기 제2 밸브는 상기 케이싱의 내부면과 슬라이드 가능하게 접하는 플랜지부를 포함하고, 상기 제2 탄성수단은 상기 플랜지부와 상기 케이싱의 내부 벽면 사이에서 지지되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
11. 제4항에 있어서,
    상기 케이싱의 내부 공간에는 상기 제1 밸브의 제2 밸브측으로의 이동량을 제한하는 스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
12. 제11항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 토출실과 연통되는 토출실측 연통공을 포함하고, 상기 스토퍼는 토출실측 연통공의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
13. 제4항에 있어서,
    상기 작동 로드는 중공 형상을 갖도록 형성되고, 작동 로드내의 공간이 상기 제1 연통로의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 밸브의 작동 로드측 단부에는 보스부가 형성되고, 상기 작동 로드의 단부가 상기 보스부 내에 삽입되면서, 제1 연통로의 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
15. 제14항에 있어서,
    상기 작동 로드의 제1 밸브측 단부는 인접한 부분에 비해 작은 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 탄성수단은 상기 케이싱의 내부면과 상기 작동 로드의 단부 사이에서 지지되는 것을 특징으로 하는 전자식 제어밸브.
17. 내부에 크랭크실, 흡입실 및 토출실이 형성되는 하우징;
    상기 크랭크실 내에 회전 가능하게 장착되는 구동축;
    상기 구동축에 대한 각도가 조절될 수 있도록 장착되며, 구동축과 함께 회전하는 사판;
    상기 사판에 의해 왕복 운동하는 피스톤;
    상기 피스톤이 삽입되어 냉매를 압축하는 압축공간을 제공하는 실린더; 및
    상기 하우징에 장착되며, 상기 크랭크실과 상기 토출실 사이에서 연통되는 제1 연통로 및 상기 크랭크실과 상기 흡입실 사이에서 연통되는 제2 연통로를 선택적으로 연통시키는 제어밸브;를 포함하는 사판식 압축기로서,
    상기 제어밸브는 상기 제1 연통로를 개폐하는 제1 밸브, 상기 제1 밸브와 접촉 또는 분리되면서 상기 제2 연통로를 개폐하는 제2 밸브, 상기 제2 밸브에 상기 제1 밸브측으로 탄성력을 작용시키는 탄성수단 및 상기 제2 밸브를 상기 제1 밸브로부터 멀어지도록 이동시키는 작동 로드 및 전자식 액츄에이터를 포함하고,
    상기 토출실로부터 상기 크랭크실로 유입된 냉매는 상기 제2 연통로를 통해서 상기 흡입실로 순환되되, 흡입실로의 순환유량은 상기 제1 및 제2 밸브에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 연통로 외에 흡입실과 토출실을 연통시키는 별도의 연통로를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
19. 제17항에 있어서,
    상기 제어밸브는 측면에 상기 토출실과 연통되는 토출실측 연통구 및 상기 크랭크실과 연통되는 크랭크실측 연통구를 포함하고, 단부에 상기 흡입실과 연통되는 흡입실측 연통구를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
20. 제17항에 있어서,
    상기 제어밸브는 측면에 상기 토출실과 연통되는 토출실측 연통구, 상기 크랭크실과 연통되는 크랭크실측 연통구 및 상기 흡입실과 연통되는 흡입실측 연통구를 포함하는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
21. 제17항에 있어서,
    상기 전자식 엑츄에이터의 작동을 제어하기 위한 제어부를 추가적으로 구비하고, 상기 제어부는 요구되는 냉방 부하에 맞게 전자식 액츄에이터에 사전에 설정된 값의 전류를 공급하고,
    상기 작동 로드가 공급되는 전류에 대응되는 위치로 이동한 상태에서 상기 제2 연통로는 크랭크실의 압력에 따라서 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
    

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