JP2000130321A - 容量可変斜板式コンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部制御式のコントロールバルブのソレノイ
ドコイルの小型化を図ると共に消費電量の低減を図り得
る容量可変斜板式コンプレッサを提供する。 【解決手段】 媒体としての冷媒が外部制御式コントロ
ールバルブＣｖのソレノイドコイル５７の周囲を流れる
ように低圧側の連通路を構成する。すなわち、コントロ
ールバルブのソレノイドコイルを、リアヘッド１５の吸
入側圧力室１３に隔壁７１を介して臨むように配置し、
隔壁のうちソレノイドコイルに臨む部位に孔部７２を形
成する。さらに、リアヘッドの吸入側圧力室内に、流入
した冷媒が前記孔部７２に向けて流れるように仕切壁７
５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部制御式のコン
トロールバルブを備え、当該コントロールバルブの作動
によりクランク室内の圧力を調整し、駆動斜板の傾斜角
度を変化させて媒体の吐出容量を制御する容量可変斜板
式コンプレッサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置に使用されるコン
プレッサには、外部制御式のコントロールバルブを備え
た電子制御式の容量可変斜板式コンプレッサがある。

【０００３】前記コントロールバルブは、吸入側圧力室
とクランク室との低圧側連通路を開閉する低圧側弁体
と、吐出側圧力室とクランク室との高圧側連通路を開閉
する高圧側弁体と、これら弁体が設けられたプランジャ
と、当該プランジャを移動させる磁力を発生するソレノ
イドコイルと、を備えている。コントロールバルブのソ
レノイドコイルへの通電量は、外気温度、車室内温度、
日射量などに基づいて冷房能力の必要量を算出するオー
トアンプからの信号により制御される。

【０００４】そして、容量可変斜板式コンプレッサで
は、コントロールバルブを作動させてクランク室内の圧
力を調整し、これにより、駆動斜板の傾斜角度を変化さ
せて、冷媒の吐出容量を冷房能力の必要量に応じた容量
に制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】外部制御式のコントロ
ールバルブのソレノイドコイルは、小さな設置スペース
で大きな力を必要とするため、消費電力が比較的大き
く、当該ソレノイドコイルでのジュール熱による発熱量
は比較的大きいものである。

【０００６】しかしながら、ソレノイドコイルでの発熱
量が大きくなると、コイルの抵抗値が上がり、流れる電
流が下がり、発生する磁力が低下してしまう。このた
め、ソレノイドコイルでの発熱量が大きくなっても十分
な磁力を確保するために、ソレノイドコイルの設計には
比較的大きな安全率を見込んでいる。この結果、ソレノ
イドコイルの大型化、ひいては、外部制御式のコントロ
ールバルブが設けられる容量可変斜板式コンプレッサの
小型化も阻害されていた。

【０００７】従来、コンプレッサのケーシングないしリ
アヘッドの設計に際して、コントロールバルブのソレノ
イドコイルの冷却を考慮した設計がなされていないのが
実情である。

【０００８】そこで、本発明は、外部制御式コントロー
ルバルブのソレノイドコイルの冷却を促進するようにリ
アヘッドを設計し、ソレノイドコイルの小型化を図ると
共に消費電量の低減を図り得る容量可変斜板式コンプレ
ッサを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に記載の発明は、複数のシリンダボアが形成
されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの一
の側面に取り付けられ、吸入側圧力室と吐出側圧力室と
を形成する第１ヘッドと、前記シリンダブロックの他の
側面に取り付けられ、クランク室を形成する第２ヘッド
と、駆動軸に対して傾斜角度が可変に連結された駆動斜
板と、前記吸入側圧力室と前記クランク室との連通路
を、ソレノイドコイルへの通電に応じて弁体を移動させ
ることにより開閉する外部制御式のコントロールバルブ
と、を備え、前記コントロールバルブの作動により前記
クランク室内の圧力を調整し、前記駆動斜板の傾斜角度
を変化させて媒体の吐出容量を制御するようにした容量
可変斜板式コンプレッサにおいて、前記コントロールバ
ルブの前記ソレノイドコイルの周囲を前記媒体が流れる
ように前記連通路を構成したことを特徴とする容量可変
斜板式コンプレッサである。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、前記コン
トロールバルブの前記ソレノイドコイルを、前記第１ヘ
ッドの前記吸入側圧力室に隔壁を介して臨むように配置
し、前記ソレノイドコイルに臨む前記隔壁に孔部を形成
して前記連通路を構成してなることを特徴とする。

【００１１】また、請求項３に記載の発明は、前記第１
ヘッドの前記吸入側圧力室に流入した前記媒体が前記孔
部に向けて流れるように、前記吸入側圧力室内に仕切壁
を設けてなることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に
係る、外部制御式のコントロールバルブを備えた電子制
御式の容量可変斜板式コンプレッサを示す部分断面図、
図２は、図１に示されるリアヘッドを示す正面図、図３
は、コントロールバルブを示す断面図である。

【００１３】本実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ
１０は、自動車用空気調和装置の冷房サイクルを、コン
デンサ、膨張弁およびエバポレータとともに構成してい
る。コンプレッサ１０から吐出された高圧ガス状の冷媒
（媒体に相当する）は、コンデンサで凝縮された後、膨
張弁で断熱膨張されて低温低圧の気液混合冷媒となって
エバポレータに流入する。この冷媒は、エバポレータに
おいて車室内に吹き出される空気と熱交換してガス状冷
媒となり、コンプレッサ１０に帰還する。

【００１４】容量可変斜板式コンプレッサ１０は、複数
のシリンダボア１１が形成されたシリンダブロック１２
と、前記シリンダブロック１２の一の側面に取り付けら
れると共に吸入側圧力室１３と吐出側圧力室１４とを形
成するリアヘッド１５（第１ヘッドに相当する）と、前
記シリンダブロック１２の他の側面に取り付けられると
共にクランク室１６を形成するフロントヘッド１７（第
２ヘッドに相当する）と、を有している。前記クランク
室１６内には、軸受を介して駆動軸１８が回転自在に設
けられ、当該駆動軸１８は、エンジンの回転動がベル
ト、プーリ１９およびマグネットクラッチ２０を介して
伝達されて回転駆動される。

【００１５】駆動軸１８には、当該駆動軸１８とともに
回転する駆動棒２１が駆動軸１８と直交する方向に突出
して設けられている。この駆動棒２１にはピン２２を支
点として駆動斜板２３が駆動軸１８に対して傾斜して揺
動し得るように連結されている。これにより、駆動軸１
８の回転力が、駆動棒２１およびピン２２を介して駆動
斜板２３に伝達されるようになっている。そして、この
駆動斜板２３には、スラスト軸受２４およびラジアル軸
受２５を介して、非回転のソケットプレート２６が摺動
自在に取付けられている。

【００１６】ソケットプレート２６は、クランク室１６
に固定された案内プレート２７に対して滑動自在に連結
され、これにより、回転が防止される一方、軸線方向の
往復動が許容されている。このソケットプレート２６に
は、球面軸受２８を介して複数のピストンロッド２９が
円周方向等間隔に取付けられており、このピストンロッ
ド２９の他端には球面軸受３０を介しピストン３１が連
結されている。

【００１７】そして、駆動斜板２３の回転により、ソケ
ットプレート２６がいわゆるみそすり的動作をして軸線
方向に往復動して、ピストンロッド２９を介してピスト
ン３１を往復動させるようになっている。このピストン
３１が嵌挿されたシリンダボア１１のピストン３１の前
面側部分は圧縮室となり、背面側部分は前記クランク室
１６と連通している。

【００１８】図２に示すように、リアヘッド１５には、
吸入側圧力室１３に通路３５を介して連通する吸入ポー
ト３６と、吐出側圧力室１４に通路３７を介して連通す
る吐出ポート３８と、が設けられている。吸入ポート３
６にはエバポレータ３３に連通する低圧側導管３９が接
続され、吐出ポート３８にはコンデンサ３４に連通する
高圧側導管４０が接続されている。低圧側導管３９、吸
入ポート３６および通路３５を経て、エバポレータ３３
からの帰環冷媒が吸入側圧力室１３に導かれ、この冷媒
は、図１に示すように、バルブプレート４１に開設され
た吸入口４２を閉鎖する吸入弁の閉鎖弾発力に抗してシ
リンダボア１１内の圧縮室に流入する。一方、前記バル
ブプレート４１に開設された吐出口４３を閉鎖する吐出
弁４４の閉鎖弾発力に抗して吐出側圧力室１４に吐出さ
れた圧縮冷媒は、通路３７、吐出ポート３８および高圧
側導管４０を経て、コンデンサ３４に送り込まれる。

【００１９】図１に示すように、オートアンプからの信
号で作動する外部制御式のコントロールバルブＣｖがリ
アヘッド１５に設けられている。

【００２０】本実施形態のコントロールバルブＣｖは、
図３に示すように、吸入側圧力室１３とクランク室１６
とを連通する低圧側弁口５１（低圧側の連通路７０の一
部を構成する）を開閉する低圧側弁体５２と、吐出側圧
力室１４とクランク室１６とを連通する高圧側弁口５３
（高圧側の連通路の一部を構成する）を開閉する高圧側
弁体５４と、これら２つの弁体５２、５４が設けられた
ニードル５５と、進退移動（図示例では上下移動）自在
なプランジャ５６と、当該プランジャ５６を移動させる
磁力を発生するソレノイドコイル５７と、を備えてい
る。

【００２１】高圧側弁体５４はニードル５５の頂部に設
けられる一方、低圧側弁体５２はニードル５５の下部に
設けられている。プランジャ５６およびソレノイドコイ
ル５７は、ケース体５８内に収納され、このケース体５
８の上部開口を変位自在なダイアフラム５９により閉塞
することにより、冷媒からシールされている。ニードル
５５は、ダイアフラム５９を介してプランジャ５６の上
に配置されている。

【００２２】また、高圧側弁体５４の上方には、ニード
ル５５をダイアフラム５９を介してプランジャ５６に押
しつけるばね力を付勢するスプリング６０が設けられて
いる。一方、プランジャ５６の下方には、高圧側弁体５
４が高圧側弁口５３を開くと共に低圧側弁体５２が低圧
側弁口５１を閉じる方向にプランジャ５６を移動させる
ばね力を付勢するセットスプリング６１が設けられてい
る。

【００２３】ソレノイドコイル５７は、オートアンプ８
０からの信号に基づいて電流が印加されて前記磁力を発
生し、この磁力と両スプリング６０、６１のばね力との
均衡により、低圧側弁口５１および高圧側弁口５３の開
度が、低圧側弁体５２および高圧側弁体５４のそれぞれ
により調整される。これらの弁体５２、５４は連動して
動作し、低圧側弁体５２が低圧側弁口５１の開度を大き
くする場合には、高圧側弁体５４が高圧側弁口５３の開
度を小さくするように作動し、これとは逆に、低圧側弁
体５２が低圧側弁口５１の開度を小さくする場合には、
高圧側弁体５４が高圧側弁口５３の開度を大きくするよ
うに作動する。

【００２４】上記のコントロールバルブＣｖはつぎのよ
うに作用する。冷房サイクルにおける熱負荷が小さい場
合には、オートアンプ８０は、冷房能力の必要量は少な
くてよいと判断し、ソレノイドコイル５７に流す電流を
減じさせる信号を出力する。電流の減少に伴い、プラン
ジャ５６に下向きに働いていた磁力が減少し、セットス
プリング６１のばね力によって、ダイアフラム５９の上
にあるニードル５５が押し上げられ、高圧側弁体５４は
高圧側弁口５３を開く方向に、低圧側弁体５２は低圧側
弁口５１を閉じる方向に移動する。この結果、ピストン
３１によって圧縮された高圧冷媒（吐出圧力Ｐｄ）の一
部が、吐出側圧力室１４から高圧側弁口５３より通路６
２→中心孔６３を通ってクランク室１６に導入され、こ
のクランク室１６の内部圧力（クランク室圧Ｐｃ）が高
められる。

【００２５】ここに、ソケットプレート２６の傾斜角度
（駆動軸１８に直交する方向からの傾斜角度）は、複数
のピストン３１に対して加わる前後の圧力バランスによ
ってコントロールされている。つまり、クランク室圧Ｐ
ｃが吸入圧力Ｐｓより少しでも大きくなると、複数のピ
ストン３１の背面に加わる力の合成力は、ソケットプレ
ート２６に、ピン２２を中心とするモーメントとして働
き、このソケットプレート２６の傾斜角度を減少させる
にように作用する。

【００２６】このため、吸入工程にあるピストン３１
は、充分に大きなストロークとなるように後退できず、
次に圧縮工程に入るときに僅かな圧縮ストロークしかと
ることができない。したがって、冷媒の圧縮量は少なく
なり、吐出冷媒量は少なく、冷房サイクル内を循環する
冷媒流量が減少し、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量と
なる。

【００２７】一方、冷房サイクルにおける熱負荷が大き
い場合には、オートアンプ８０は、冷房能力の必要量が
多いと判断し、ソレノイドコイル５７に電流を印加する
信号を出力する。電流の印加に伴い、プランジャ５６に
下向きの磁力が発生し、セットスプリング６１のばね力
に抗して、ダイアフラム５９の上にあるニードル５５が
押し下げられ、高圧側弁体５４は高圧側弁口５３を閉じ
る方向に、低圧側弁体５２は低圧側弁口５１を開く方向
に移動する。この結果、高圧の吐出圧力Ｐｄはクランク
室１６内に導入されず、吸入圧力Ｐｓがクランク室圧Ｐ
ｃより小さいと、クランク室１６内の冷媒は、シリンダ
通路６４→低圧側弁口５１を通って吸入側圧力室１３に
流れ、これによりクランク室圧Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとが
ほぼ等しくなる。

【００２８】このため、前述したモーメントの作用によ
りソケットプレート２６が最大に傾斜することになり、
ピストン３１の往復動ストロークが長くなる。したがっ
て、この状態で圧縮を行なうと、吐出冷媒量は増大し、
冷房サイクル内を循環する冷媒流量が増大し、高い熱負
荷に応じた適正な冷媒流量となる。

【００２９】本実施形態の容量可変斜板式コンプレッサ
１０にあっては、低圧側弁口５１を含む低圧側連通路７
０を、コントロールバルブＣｖのソレノイドコイル５７
の周囲を冷媒が流れるように構成してある。

【００３０】すなわち、ソレノイドコイル５７は、リア
ヘッド１５の吸入側圧力室１３に隔壁７１を介して臨む
ように配置され、前記隔壁７１のうちソレノイドコイル
５７に臨む部位には、孔部７２が形成されている。この
孔部７２を通って、ソレノイドコイル５７の周囲に形成
される通路７３に吸入側圧力室１３内の冷媒が導かれる
ようになっている。また、この通路７３は低圧側弁口５
１と連通している。

【００３１】さらに、図２に明らかに示されるように、
吸入側圧力室１３内において、ヘッド中心に対して孔部
７２とは略反対側の部位には、仕切壁７５が設けられて
いる。この仕切壁７５により、吸入側圧力室１３に通路
３５を経て流入した帰還冷媒は、吸入側圧力室１３内で
矢印Ａで示す一の方向に沿って流れる。このように仕切
壁７５により帰還冷媒が二方向に分れて流れることがな
く、帰還冷媒は、前記孔部７２に向けて確実に流れ、ソ
レノイドコイル５７の周囲に確実に導かれることにな
る。

【００３２】低圧側連通路７０を上記のように構成した
本実施形態にあっては、コントロールバルブＣｖのソレ
ノイドコイル５７は通電に伴うジュール熱の発生により
比較的高温（約１００℃〜１２０℃）となっているが、
当該ソレノイドコイル５７の周囲には、エバポレータ３
３からの帰還冷媒や、コントロールバルブＣｖの作動に
伴うクランク室１６内の冷媒が導かれている。帰還冷媒
の温度は、ソレノイドコイル５７の温度よりもはるかに
低く、約０℃〜３０℃である。これらの冷媒がソレノイ
ドコイル５７の周囲を通過するときに、ソレノイドコイ
ル５７が冷却されることになる。

【００３３】このようにしてソレノイドコイル５７の冷
却が促進されると、冷却を促進しない場合に比べて、コ
イル５７の抵抗値が下がり、流れる電流が多くなり、十
分な大きさの磁力を発生させることができる。このた
め、ソレノイドコイル５７を設計する際に大きな安全率
を見込む必要がなくなり、この結果、ソレノイドコイル
５７の小型化、ひいては、外部制御式のコントロールバ
ルブＣｖが設けられる容量可変斜板式コンプレッサ１０
の小型化を図ることができる。しかも、ソレノイドコイ
ル５７における消費電量の低減も図ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２に記
載の発明によれば、外部制御式のコントロールバルブの
ソレノイドコイルの冷却を促進して、当該ソレノイドコ
イルの小型化を図ると共に消費電量の低減を図ることが
できる。

【００３５】また、請求項３に記載の発明によれば、第
１ヘッドの吸入側圧力室に流入した媒体が、仕切壁によ
ってソレノイドコイルの周囲に確実に導かれ、上記の効
果がより顕著なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る、外部制御式のコ
ントロールバルブを備えた電子制御式の容量可変斜板式
コンプレッサを示す部分断面図である。

【図２】 図１に示されるリアヘッドを示す正面図であ
る。

【図３】 ントロールバルブを示す断面図である。

【符号の説明】

１０…容量可変斜板式コンプレッサ １１…シリンダボア １２…シリンダブロック １３…吸入側圧力室 １４…吐出側圧力室 １５…リアヘッド（第１ヘッド） １６…クランク室 １７…フロントヘッド（第２ヘッド） １８…駆動軸 ２１…駆動斜板 ５１…低圧側弁口 ５２…低圧側弁体（弁体） ５３…高圧側弁口 ５４…高圧側弁体 ５７…ソレノイドコイル ７０…低圧側連通路（連通路） ７１…隔壁 ７２…孔部 ７５…仕切壁 Ｃｖ…外部制御式のコントロールバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H076 AA06 BB04 BB32 BB38 CC12 CC16 CC20 CC33 CC41 CC94 3H106 DA03 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC04 DD05 EE22 EE34 KK12 KK23

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のシリンダボア（１１）が形成され
   たシリンダブロック（１２）と、 前記シリンダブロック（１２）の一の側面に取り付けら
   れ、吸入側圧力室（１３）と吐出側圧力室（１４）とを
   形成する第１ヘッド（１５）と、 前記シリンダブロック（１２）の他の側面に取り付けら
   れ、クランク室（１６）を形成する第２ヘッド（１７）
   と、 駆動軸（１８）に対して傾斜角度が可変に連結された駆
   動斜板（２１）と、 前記吸入側圧力室（１３）と前記クランク室（１６）と
   の連通路（７０）を、ソレノイドコイル（５７）への通
   電に応じて弁体（５２）を移動させることにより開閉す
   る外部制御式のコントロールバルブ（Ｃｖ）と、を備
   え、 前記コントロールバルブ（Ｃｖ）の作動により前記クラ
   ンク室（１６）内の圧力を調整し、前記駆動斜板（２
   １）の傾斜角度を変化させて媒体の吐出容量を制御する
   ようにした容量可変斜板式コンプレッサにおいて、 前記コントロールバルブ（Ｃｖ）の前記ソレノイドコイ
   ル（５７）の周囲を前記媒体が流れるように前記連通路
   （７０）を構成したことを特徴とする容量可変斜板式コ
   ンプレッサ。
2. 【請求項２】 前記コントロールバルブ（Ｃｖ）の前記
   ソレノイドコイル（５７）を、前記第１ヘッド（１５）
   の前記吸入側圧力室（１３）に隔壁（７１）を介して臨
   むように配置し、 前記ソレノイドコイル（５７）に臨む前記隔壁（７１）
   に孔部（７２）を形成して前記連通路（７０）を構成し
   てなる請求項１に記載の容量可変斜板式コンプレッサ。
3. 【請求項３】 前記第１ヘッド（１５）の前記吸入側圧
   力室（１３）に流入した前記媒体が前記孔部（７２）に
   向けて流れるように、前記吸入側圧力室（１３）内に仕
   切壁（７５）を設けてなる請求項２に記載の容量可変斜
   板式コンプレッサ。