JP2002260918A - 電磁アクチュエータ及び同電磁アクチュエータの製造方法並びに同電磁アクチュエータを用いた容量可変型圧縮機の制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大型化することなく所望の電磁力を発生できる
とともに、動作特性においてヒステリシスな傾向の発現
を抑え得る電磁アクチュエータを提供すること。 【解決手段】収容筒５２は、センタポスト５３及びプラ
ンジャ５６を取り囲む非磁性材よりなる第１筒状部材５
８と、磁性材よりなる第２筒状部材５９とからなってい
る。第１筒状部材５８においてプランジャ５６付近の部
位を薄肉として小径部５８ｂを形成するとともに、同小
径部５８ｂに第２筒状部材５９を外嵌配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁アクチュエー
タ及び同電磁アクチュエータの製造方法並びに同電磁ア
クチュエータを用いた容量可変型圧縮機の制御弁に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、空調装置の冷媒循環回路を構成す
る容量可変型圧縮機（以下単に圧縮機とする）の吐出容
量を制御するために、外部から給電制御可能な電磁弁よ
りなる制御弁を用いることがある。この制御弁には、図
８に示すような電磁アクチュエータ部１０１が設けられ
ている。

【０００３】すなわち、有底円筒状をなす収容筒１０２
内には、固定子１０３及び可動子１０４が配置されてい
る。同収容筒１０２の外周側にはコイル１０５が配置さ
れている。そして、同コイル１０５の通電に基づき固定
子１０３と可動子１０４との間に生じる電磁力によっ
て、同可動子１０４が収容筒１０２の内周面に摺動案内
されて移動し、同可動子１０４の移動力がロッド１０６
を介して弁体（図示しない）に伝達される。この可動子
１０４の移動に基づく弁体の変位によって、圧縮機の吐
出容量変更につながる制御弁の弁開度調節が行われるこ
ととなる。

【０００４】なお、例えば斜板式圧縮機の吐出容量変更
は、斜板収容室であるクランク室の内圧を変更すること
によって行われる。そして、前記制御弁は、吐出室から
クランク室へ高圧冷媒を供給するための給気通路の開度
を調節する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、空調装置におい
て冷媒として二酸化炭素を用いることが一般化されつつ
あり、この二酸化炭素冷媒を用いた場合には、冷媒圧力
がフロン冷媒を用いた場合よりも遥かに高くなる。従っ
て、圧縮機の吐出容量制御のために二酸化炭素冷媒を取
り扱う制御弁においても、内部の耐圧性を高める必要が
あり、例えば収容筒１０２として肉厚なものを用いるよ
うにしている。

【０００６】ところが、前記収容筒１０２は、固定子１
０３と可動子１０４との間からの磁束漏れを防止するた
めに非磁性材により構成されている。従って、同収容筒
１０２の肉厚を厚くしてゆくと、コイル１０５と可動子
１０４との間で磁束が通り難くなる。このため、電磁ア
クチュエータ部１０１が弁体に対して付与する電磁力が
小さくなり、所望の電磁力を得るためにはコイル１０５
を大型化しなければならない等、電磁アクチュエータ部
１０１つまり制御弁が大型化してしまう問題がある。

【０００７】前記のような問題（電磁アクチュエータ部
１０１の出力電磁力低下）を解決するためには、前記収
容筒１０２において可動子１０４付近を、部分的に磁性
材で構成することが考えられる。しかし、一般的に磁性
材（例えば鉄系材）よりなるものは、非磁性材（例えば
非磁性ステンレス材）よりなるものと比較して、同じ磁
性材よりなる他のものとの摺動性に難がある。従って、
収容筒１０２において磁性材部分の内径を大きくする等
して、同部分が可動子１０４と接触しないようにする必
要がある。このため、収容筒１０２による可動子１０４
の摺動案内が、非磁性材部分のみの狭い範囲によってし
か行われなくなり、同可動子１０４のガタツキが大きく
なって収容筒１０２との間の摺動抵抗が増大する。その
結果、制御弁の弁開度調節特性においてヒステリシスな
傾向が増大する問題を生じていた。

【０００８】本発明の目的は、大型化することなく所望
の電磁力を発生できるとともに、動作特性においてヒス
テリシスな傾向の発現を抑え得る、電磁アクチュエータ
及び同電磁アクチュエータの製造方法並びに同電磁アク
チュエータを用いた容量可変型圧縮機の制御弁を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、収容筒と、同収容筒内に配置され
た固定子及び可動子と、前記収容筒の外周側に配置され
たコイルとからなり、同コイルの通電に基づき固定子と
可動子との間に生じる電磁力によって、可動子が収容筒
内を移動される構成の電磁アクチュエータにおいて、前
記収容筒は、固定子及び可動子を取り囲む非磁性材より
なる第１筒状部材と、磁性材よりなる第２筒状部材とか
らなり、前記第１筒状部材において可動子付近の部位を
薄肉として小径部を形成するとともに、同小径部に第２
筒状部材を外嵌配置したことを特徴とする電磁アクチュ
エータである。

【００１０】この構成においては、第１筒状部材が可動
子を直接的に取り囲むようにして配置され、同第１筒状
部材の外周側に言い換えれば可動子との間に第１筒状部
材を挟んで、第２筒状部材が配置されている。従って、
可動子の摺動案内を第１筒状部材の内周面のみによって
行うようにすることと、同可動子と収容筒との接触面積
を広く確保することとを両立できる。このため、可動子
のガタツキを防止して収容筒との間の摺動抵抗を軽減す
ることができ、電磁アクチュエータの動作特性において
ヒステリシスな傾向が抑制される。

【００１１】また、非磁性材よりなる第１筒状部材にお
いて、可動子付近の部位は薄肉（小径部）とされてい
る。従って、コイルと可動子との間での磁束の通りが良
好となり、例えば小型のコイルであっても所望の電磁力
を発生できる。よって、電磁アクチュエータを小型化す
ることができる。

【００１２】さらに、第１筒状部材の小径部には第２筒
状部材が外嵌固定されている。従って、同小径部の薄肉
が第２筒状部材によって補強されることとなり、この第
１筒状部材の薄肉化によっても収容筒の所定の強度を確
保することができる。

【００１３】請求項２の発明は請求項１において固定子
と可動子との好適な位置関係を限定するものである。す
なわち、前記収容筒は有底筒状をなしており、同収容筒
内にはその底部側から順に可動子及び固定子が配置され
ており、前記第１筒状部材において収容筒の底部付近を
構成する端部に小径部を形成している。

【００１４】請求項３の発明は請求項２において、前記
第１筒状部材は有底筒状をなしていることを特徴として
いる。この構成においては、底が無い場合と比較して第
１筒状部材を高強度とすることができ、例えば薄肉であ
る小径部の形成をその変形等なく安定して行うことがで
きる。

【００１５】請求項４の発明は請求項２又は３におい
て、前記第２筒状部材は有底筒状をなしていることを特
徴としている。この構成においては、底が無い場合と比
較して第２筒状部材を高強度とすることができ、例えば
同第２筒状部材の第１筒状部材に対する組み付け（嵌
入）を、その変形等なく安定して行うことができる。

【００１６】請求項５の発明は請求項１〜４のいずれか
において、前記第１筒状部材において、小径部と同小径
部に隣接する大径部との接続部分は段状に形成されてい
ることを特徴としている。

【００１７】この構成においては、小径部の周壁及びそ
れに嵌合する第２筒状部材の周壁がそれぞれ等肉厚とな
り、それらの加工が容易となる。請求項６の発明は請求
項５において、前記第１筒状部材において、小径部と大
径部との接続部分以外に第２筒状部材との軸方向への当
接位置決めを行う位置決め部を設け、この位置決め状態
において、収容筒の外周面に表れる、第１筒状部材と第
２筒状部材との分割ラインに隙間が形成されるようにし
たことを特徴としている。

【００１８】この構成においては、例えばろう材又は接
着剤が分割ラインに入り込み易くなり、両筒状部材のろ
う付け固定又は接着剤固定を強固とすることができる。
請求項７の発明は請求項１〜６のいずれかにおいて、前
記収容筒の内周面において可動子の最外周面の移動範囲
に対向する領域は、全て第１筒状部材の内周面によって
構成されていることを特徴としている。

【００１９】この構成においては、可動子の摺動案内を
第１筒状部材の内周面のみによって行うようにすること
と、同可動子（最外周面）と収容筒との接触面積を広く
確保することとを高次元で両立できる。

【００２０】請求項８の発明は請求項１〜７のいずれか
に記載の電磁アクチュエータの製造方法であって、前記
第１筒状部材に第２筒状部材を嵌合固定した後に、同第
１筒状部材の内周面に対して加工を施すことを特徴とし
ている。

【００２１】この構成においては、第２筒状部材によっ
て薄肉の小径部が補強された状態で、第１筒状部材の内
周面に対する加工が行われる。従って、大径部よりも強
度的に劣る小径部の内周面に対しても、その変形等なく
安定して加工を施すことができる。

【００２２】請求項９の発明は請求項１〜７のいずれか
に記載の電磁アクチュエータと、同電磁アクチュエータ
の可動子に作動連結された弁体とからなり、同可動子の
変位に基づく弁体の弁開度調節動作によって、容量可変
型圧縮機の吐出容量を変更可能なことを特徴とする制御
弁である。

【００２３】この構成においては、制御弁の大型化を防
止することができるとともに、同制御弁の弁開度調節特
性においてヒステリシスな傾向の発現を抑え得る、請求
項１０の発明は請求項９において、前記容量可変型圧縮
機を冷媒循環回路に備える空調装置は、冷媒として二酸
化炭素を用いていることを特徴としている。

【００２４】この構成においては、フロン冷媒と比べて
制御弁内の圧力が高くなりがちであり、この耐圧のため
に例えば収容筒の肉厚を厚くする場合においても、請求
項９の効果を有効に奏することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、容量可変型斜板
式圧縮機の制御弁において具体化した一実施形態につい
て説明する。

【００２６】（容量可変型斜板式圧縮機）図１に示すよ
うに、容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とす
る）のハウジング１１内には、斜板収容室であるクラン
ク室１２が区画されている。同クランク室１２内には、
駆動軸１３が回転可能に配設されている。同駆動軸１３
は、車両の走行駆動源であるエンジンＥに作動連結さ
れ、同エンジンＥからの動力供給によって回転駆動され
る。

【００２７】前記クランク室１２において駆動軸１３上
には、ラグプレート１４が一体回転可能に固定されてい
る。同クランク室１２内にはカムプレートとしての斜板
１５が収容されている。同斜板１５は、駆動軸１３にス
ライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒン
ジ機構１６は、ラグプレート１４と斜板１５との間に介
在されている。従って、斜板１５は、ヒンジ機構１６を
介することで、ラグプレート１４及び駆動軸１３と同期
回転可能であるとともに、駆動軸１３に対して傾動可能
となっている。

【００２８】前記ハウジング１１内には複数（図面には
一つのみ示す）のシリンダボア１１ａが形成されてお
り、各シリンダボア１１ａ内には片頭型のピストン１７
が往復動可能に収容されている。各ピストン１７は、シ
ュー１８を介して斜板１５の外周部に係留されている。
従って、駆動軸１３の回転にともなう斜板１５の回転運
動が、シュー１８を介してピストン１７の往復運動に変
換される。

【００２９】前記シリンダボア１１ａ内の後方（図面右
方）側には、ピストン１７と、ハウジング１１に内装さ
れた弁・ポート形成体１９とで囲まれて圧縮室２０が区
画されている。ハウジング１１の後方側の内部には、吸
入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成されてい
る。

【００３０】そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピス
トン１７の上死点位置から下死点側への移動により、弁
・ポート形成体１９に形成された吸入ポート２３及び吸
入弁２４を介して圧縮室２０に吸入される。圧縮室２０
に吸入された冷媒ガスは、ピストン１７の下死点位置か
ら上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、
弁・ポート形成体１９に形成された吐出ポート２５及び
吐出弁２６を介して吐出室２２に吐出される。

【００３１】（圧縮機の容量制御構造）前記ハウジング
１１内には抽気通路２７及び給気通路２８が設けられて
いる。抽気通路２７はクランク室１２と吸入室２１とを
連通する。給気通路２８は吐出室２２とクランク室１２
とを連通する。ハウジング１１において給気通路２８の
途中には制御弁ＣＶが配設されている。

【００３２】そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節する
ことで、給気通路２８を介したクランク室１２への高圧
な吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室
１２からのガス導出量とのバランスが制御され、同クラ
ンク室１２の内圧が決定される。クランク室１２の内圧
変更に応じて、ピストン１７を介してのクランク室１２
の内圧と圧縮室２０の内圧との差が変更され、斜板１５
の傾斜角度が変更される結果、ピストン１７のストロー
クすなわち圧縮機の吐出容量が調節される。

【００３３】例えば、クランク室１２の内圧が低下され
ると斜板１５の傾斜角度が増大し、圧縮機の吐出容量が
増大される。逆に、クランク室１２の内圧が上昇される
と斜板１５の傾斜角度が減少し、圧縮機の吐出容量が減
少される。

【００３４】（冷媒循環回路）図１に示すように、車両
用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、上述し
た圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成されている。外
部冷媒回路３０は、凝縮器３１、膨張弁３２及び蒸発器
３３を備えている。冷媒としては二酸化炭素が用いられ
ている。

【００３５】第１圧力監視点Ｐ１は吐出室２２内に設定
されている。第２圧力監視点Ｐ２は、第１圧力監視点Ｐ
１から凝縮器３１側（下流側）へ所定距離だけ離れた冷
媒通路の途中に設定されている。第１圧力監視点Ｐ１と
制御弁ＣＶとは第１検圧通路３５を介して連通されてい
る。第２圧力監視点Ｐ２と制御弁ＣＶとは第２検圧通路
３６（図２参照）を介して連通されている。

【００３６】（制御弁の弁開度調節部及び感圧構造）図
２に示すように、前記制御弁ＣＶのバルブハウジング４
１内には、弁室４２、連通路４３及び感圧室４４が区画
されている。弁室４２及び連通路４３内には、作動ロッ
ド４５が軸方向（図面では垂直方向）に移動可能に配設
されている。連通路４３と感圧室４４とは、同連通路４
３に挿入された作動ロッド４５の上端部によって遮断さ
れている。弁室４２は、給気通路２８の上流部を介して
吐出室２２と連通されている。連通路４３は、給気通路
２８の下流部を介してクランク室１２と連通されてい
る。弁室４２及び連通路４３は給気通路２８の一部を構
成する。

【００３７】前記弁室４２内には、作動ロッド４５の中
間部に形成された弁体部４６が配置されている。弁室４
２と連通路４３との境界に位置する段差は弁座４７をな
しており、連通路４３は一種の弁孔をなしている。そし
て、作動ロッド４５が図２の位置（最下動位置）から弁
体部４６が弁座４７に着座する最上動位置へ上動する
と、連通路４３が遮断される。つまり作動ロッド４５の
弁体部４６は、給気通路２８の開度を調節可能な弁体と
して機能する。

【００３８】前記感圧室４４内には、ベローズよりなる
感圧部材４８が収容配置されている。同感圧部材４８の
上端部はバルブハウジング４１に固定されている。感圧
部材４８の下端部には作動ロッド４５の上端部が嵌入さ
れている。感圧室４４内は、有底円筒状をなす感圧部材
４８によって、同感圧部材４８の内空間である第１圧力
室４９と、同感圧部材４８の外空間である第２圧力室５
０とに区画されている。第１圧力室４９には、第１検圧
通路３５を介して第１圧力監視点Ｐ１の圧力ＰｄＨが導
かれ、第２圧力室５０には、第２検圧通路３６を介して
第２圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬが導かれている。

【００３９】（制御弁の電磁アクチュエータ部）図３に
示すように、前記バルブハウジング４１の下方側には電
磁アクチュエータ部５１が設けられている。同電磁アク
チュエータ部５１は、バルブハウジング４１内の中心部
に有底円筒状の収容筒５２を備えている。同収容筒５２
において上方側の開口には、磁性材（例えば鉄系材）よ
りなる円柱状のセンタポスト（固定子）５３が嵌入固定
されている。このセンタポスト５３の嵌入により、収容
筒５２内の最下部にはプランジャ室５４が区画されてい
る。同センタポスト５３は、弁室４２とプランジャ室５
４との間の区隔壁の役目もなしている。

【００４０】前記バルブハウジング４１において下方側
の開口端部には、磁性材よりなるドーナッツ状のプレー
ト５５が装着されている。同プレート５５は、中央透孔
の内周縁部が上方に向かって筒状に立ち上げられている
（筒状部５５ａ）。同プレート５５は、収容筒５２の下
端部に筒状部５５ａを以って外嵌されており、同収容筒
５２の下端部とバルブハウジング４１との環状間隙を閉
塞している。

【００４１】前記プランジャ室５４内には、磁性材より
なる有蓋円筒状のプランジャ（可動子）５６が、軸方向
に移動可能に収容されている。同プランジャ５６の移動
は、収容筒５２の内周面によって摺動案内される。セン
タポスト５３の中心には軸方向に延びるガイド孔５７が
貫通形成され、同ガイド孔５７内には、作動ロッド４５
の下端側が軸方向に移動可能に配置されている。作動ロ
ッド４５の下端は、プランジャ室５４内においてプラン
ジャ５６の上端面に当接されている。

【００４２】前記プランジャ室５４において収容筒５２
の内底面とプランジャ５６との間には、コイルバネより
なるプランジャ付勢バネ６０が収容されている。このプ
ランジャ付勢バネ６０は、プランジャ５６を作動ロッド
４５側に向けて付勢する。また、作動ロッド４５は、感
圧部材４８自身が有するバネ性（以下ベローズバネ４８
と呼ぶ）に基づいて、プランジャ５６側に向けて付勢さ
れている。従って、プランジャ５６と作動ロッド４５と
は常時一体となって上下動する。なお、ベローズバネ４
８は、プランジャ付勢バネ６０よりもバネ力の大きなも
のが用いられている。

【００４３】前記弁室４２とプランジャ室５４とは、ガ
イド孔５７と作動ロッド４５との間の隙間（図面におい
ては誇張して描いてある）を介して連通され、同プラン
ジャ室５４は弁室４２と同じ吐出圧力の雰囲気となって
いる。なお、詳述しないが、プランジャ室５４を弁室４
２と同じ圧力雰囲気とすることで、そうとはしない場合
と比較して、制御弁ＣＶの弁開度調節特性が良好となる
ことがわかっている。

【００４４】前記収容筒５２は、非磁性材（例えば非磁
性ステンレス材）よりなる有底円筒状の第１筒状部材５
８と、磁性材よりなる有底円筒状の第２磁性部材５９と
からなっている。第１筒状部材５８は、センタポスト５
３及びプランジャ５６を取り囲むようにして配置されて
いる。同第１筒状部材５８においてプランジャ５６付近
の下端部は、上端側（大径部５８ａ）よりも薄肉とされ
て小径部５８ｂをなしている。前記第２筒状部材５９
は、第１筒状部材５８に対して小径部５８ｂに外嵌固定
されている。なお、第２筒状部材５９の外径は第１筒状
部材５８の大径部５８ａの外径とほぼ同じに設定されて
いる。

【００４５】図４は、製造過程にある収容筒５２を示し
ている。この状態での収容筒５２は、第１筒状部材５８
の小径部５８ｂに第２筒状部材５９が外嵌されるととも
に、同第１筒状部材５８の外底面５８ｃに第２筒状部材
５９の内底面５９ａが当接することで、両者５８，５９
の軸方向への挿入位置決めがなされている。つまり、第
１筒状部材５８の外底面５８ｃが位置決め部をなし、第
２筒状部材５９の内底面５９ａが位置決め用の当接部を
なしている。

【００４６】前記第１筒状部材５８において大径部５８
ａと小径部５８ｂとの接続位置５８ｄは段状に形成され
ており、両筒状部材５８，５９の嵌合時において同接続
位置５８ｄの下端面は、第２筒状部材５９の上端面に対
向接近されることとなる。しかし、第２筒状部材５９に
おいて内周面の軸方向の長さは、小径部５８ｂの軸方向
の長さよりも若干短く設定されている。従って、第１筒
状部材５８と第２筒状部材５９との嵌合位置決め状態に
おいて、収容筒５２の外周面に表れる両者５８，５９の
分割ラインＰＬには、隙間が形成されることとなる。

【００４７】上記のようにして第１筒状部材５８と第２
筒状部材５９とが嵌合位置決めされた後、その分割ライ
ンＰＬに沿うようにしてろう付け或いは接着剤塗布
（「Ｒ」で示す）が行われ、両者５８，５９が固定され
る。なお、両筒状部材５８，５９の嵌合固定は、両者５
８，５９の圧入によるものであってもよい。このように
すれば、ろう材或いは接着剤等の固定材料及びその塗布
工程を削除することができる。

【００４８】そして、図面において二点鎖線で示すよう
に、第２筒状部材５９が嵌合固定された状態で、第１筒
状部材５８の内周面が加工具Ｋを用いたボーリング加工
等によって所望の内径に加工される。

【００４９】さて、図２及び図３に示すように、前記収
容筒５２の外周側には、センタポスト５３及びプランジ
ャ５６を跨ぐ範囲にコイル６１が巻回配置されている。
このコイル６１には、外部情報検知手段７２からの外部
情報（エアコンスイッチのオン・オフ情報、車室温度情
報及び設定温度情報等）に応じた制御装置（コンピュー
タ）７０の指令に基づき、駆動回路７１から電力が供給
される。

【００５０】前記駆動回路７１からの電力供給によりコ
イル６１に磁束が発生し、この磁束はプレート５５や第
２筒状部材５９から、第１筒状部材５８の小径部５８ｂ
を介してプランジャ５６に流れ込み、同プランジャ５６
からセンタポスト５３を介してコイル６１側へ流れるこ
ととなる。従って、コイル６１への電力供給量に応じた
大きさの電磁力（電磁吸引力）が、プランジャ５６とセ
ンタポスト５３との間に発生し、この電磁力はプランジ
ャ５６を介して作動ロッド４５に伝達される。なお、同
コイル６１への通電制御は印加電圧を調整することでな
され、この印加電圧の調整にはＰＷＭ（パルス幅変調）
制御が採用されている。

【００５１】（制御弁の動作特性）前記制御弁ＣＶにお
いては、次のようにして作動ロッド４５（弁体部４６）
の配置位置つまり弁開度が決まる。

【００５２】まず、図２に示すように、コイル６１への
通電がない場合（デューティ比＝０％）は、作動ロッド
４５の配置には、ベローズバネ４８の下向き付勢力の作
用が支配的となる。従って、作動ロッド４５は最下動位
置に配置され、弁体部４６は連通路４３を全開とする。
このため、クランク室１２の内圧は、その時おかれた状
況下において取り得る最大値となり、このクランク室１
２の内圧と圧縮室２０の内圧とのピストン１７を介した
差は大きくて、斜板１５は傾斜角度を最小として圧縮機
の吐出容量は最小となっている。

【００５３】次に、前記制御弁ＣＶにおいて、コイル６
１に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比（＞
０％）の通電がなされると、プランジャ付勢バネ６０に
加勢された上向きの電磁力が、ベローズバネ４８による
下向き付勢力を凌駕し、作動ロッド４５が上動を開始す
る。この状態では、プランジャ付勢バネ６０の上向きの
付勢力によって加勢された上向き電磁力が、ベローズバ
ネ４８の下向き付勢力によって加勢された二点間差圧Δ
Ｐｄ（＝ＰｄＨ−ＰｄＬ）に基づく下向き押圧力に対抗
する。そして、これら上下付勢力が均衡する位置に、作
動ロッド４５の弁体部４６が弁座４７に対して位置決め
される。

【００５４】例えば、エンジンＥの回転速度が減少して
冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、下向きの二点間
差圧ΔＰｄに基づく力が減少してその時点での電磁力で
は作動ロッド４５に作用する上下付勢力の均衡が図れな
くなる。従って、作動ロッド４５（弁体部４６）が上動
して連通路４３の開度が減少し、クランク室１２の内圧
が低下傾向となる。このため、斜板１５が傾斜角度増大
方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は増大される。圧縮機
の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒流量
も増大し、二点間差圧ΔＰｄは増加する。

【００５５】逆に、エンジンＥの回転速度が増大して冷
媒循環回路の冷媒流量が増大すると、下向きの二点間差
圧ΔＰｄに基づく力が増大して、その時点での電磁力で
は作動ロッド４５に作用する上下付勢力の均衡が図れな
くなる。従って、作動ロッド４５（弁体部４６）が下動
して連通路４３の開度が増加し、クランク室１２の内圧
が増大傾向となる。このため、斜板１５が傾斜角度減少
方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は減少される。圧縮機
の吐出容量が減少すれば冷媒循環回路における冷媒流量
も減少し、二点間差圧ΔＰｄは減少する。

【００５６】また、例えば、コイル６１への通電デュー
ティ比を大きくして上向きの電磁力を大きくすると、そ
の時点での二点間差圧ΔＰｄに基づく力では上下付勢力
の均衡が図れなくなる。このため、作動ロッド４５（弁
体部４６）が上動して連通路４３の開度が減少し、圧縮
機の吐出容量が増大される。その結果、冷媒循環回路に
おける冷媒流量が増大し、二点間差圧ΔＰｄも増大す
る。

【００５７】逆に、コイル６１への通電デューティ比を
小さくして上向きの電磁力を小さくすれば、その時点で
の二点間差圧ΔＰｄに基づく力では上下付勢力の均衡が
図れなくなる。このため、作動ロッド４５（弁体部４
６）が下動して連通路４３の開度が増加し、圧縮機の吐
出容量が減少する。その結果、冷媒循環回路における冷
媒流量が減少し、二点間差圧ΔＰｄも減少する。

【００５８】つまり、前記制御弁ＣＶは、コイル６１へ
の通電デューティ比によって決定された二点間差圧ΔＰ
ｄの制御目標（設定差圧）を維持するように、この二点
間差圧ΔＰｄの変動に応じて内部自律的に作動ロッド４
５（弁体部４６）を位置決めする構成となっている。ま
た、この設定差圧は、コイル６１への通電デューティ比
を調節することで外部から変更可能となっている。

【００５９】本実施形態においては次のような効果を奏
する。 （１）第１筒状部材５８がプランジャ５６を直接的に取
り囲むようにして配置されるとともに、同第１筒状部材
５８の外面側に、言い換えればプランジャ５６との間に
第１筒状部材５８を挟むようにして、第２筒状部材５９
が配置されている。従って、プランジャ５６の摺動案内
を第１筒状部材５８の内周面のみによって行うようにす
ることと、同プランジャ５６と収容筒５２（第１筒状部
材５８）との接触面積を広く確保することとを簡単に両
立できる。特に本実施形態においては、収容筒５２の内
周面においてプランジャ５６の最外周面の移動範囲に対
向する領域は、全て第１筒状部材５８の内周面によって
構成されている。このため、プランジャ５６のガタツキ
を防止して収容筒５２との間での摺動抵抗を軽減するこ
とができ、制御弁ＣＶの弁開度調節特性においてヒステ
リシスな傾向が抑制される。

【００６０】（２）非磁性材よりなる第１筒状部材５８
において、プランジャ５６付近の部位は薄肉（小径部５
８ｂ）とされている。従って、コイル６１とプランジャ
５６との間での磁束の通りが良好となり、例えば小型の
コイル６１であっても所望の電磁力を発生できる。よっ
て、電磁アクチュエータ部５１ひいては制御弁ＣＶを小
型化することができる。

【００６１】（３）第１筒状部材５８の小径部５８ｂに
は、第２筒状部材５９が外嵌固定されている。従って、
同小径部５８ｂの薄肉が第２筒状部材５９によって補強
されることとなり、この第１筒状部材５８の薄肉化によ
っても収容筒５２の所定の強度を確保することができ
る。よって、制御弁ＣＶの耐圧性の向上を図ることがで
き、フロン冷媒よりも遥かに高圧となる二酸化炭素を冷
媒として採用することも容易となる。また、プランジャ
室５４内に、高圧である吐出圧力を導入する構成の採用
も容易となる。

【００６２】（４）第１筒状部材５８は有底円筒状をな
している。従って、底が無い場合と比較して第１筒状部
材５８を高強度とすることができ、例えば薄肉である小
径部５８ｂの形成をその変形等なく安定して行うことが
できる。また、プランジャ室５４の底面に第２筒状部材
５９が露出されないため、プランジャ５６の最下動位置
においても同プランジャ５６の底面と第２筒状部材５９
の内底面５９ａとの近接を避けることができる。つま
り、同じ磁性材よりなるプランジャ５６の底面と第２筒
状部材５９の内底面５９ａとの近接は、両者５６，５９
間に下方側に向かう電磁吸引力が強く作用されることと
なり、電磁アクチュエータ部５１から出力される上方側
へ向かう電磁力の発生を大きく妨げるのである。従っ
て、後述する図５の態様のように、プランジャ５６の底
面と第２筒状部材５９の内底面５９ａとの間に非磁性材
よりなるシム６５を介在させる必要がなく、部品点数を
削減することができる。

【００６３】（５）第２筒状部材５９は有底円筒状をな
している。従って、底が無い場合と比較して第２筒状部
材５９を高強度とすることができ、例えば同第２筒状部
材５９の第１筒状部材５８に対する組み付け（嵌入）
を、その変形等なく安定して行うことができる。

【００６４】（６）第１筒状部材５８において、小径部
５８ｂと同小径部５８ｂに隣接する大径部５８ａとの接
続部分５８ｄは段状に形成されている。従って、小径部
５８ｂの周壁及び第２筒状部材５９の周壁がそれぞれ等
肉厚となり、例えば小径部５８ｂの外周面及びそれに嵌
合する第２筒状部材５９の内周面をそれぞれ軸方向のテ
ーパ状（傾斜面）とする態様（この態様も本発明の趣旨
を逸脱するものではない）と比較して、それらの製作が
容易となる。

【００６５】（７）第１筒状部材５８と第２筒状部材５
９との当接位置決めを、両者５８，５９の底面５８ｃ，
５９ａ同士の当接によって行うようにすることで、両者
５８，５９の分割ラインＰＬに隙間が形成されるように
した。従って、同分割ラインＰＬにろう材又は接着剤
（Ｒ）が入り込み易くなり、第１筒状部材５８と第２筒
状部材５９とのろう付け固定又は接着剤固定がより強固
となる。

【００６６】（８）収容筒５２の製造時においては、第
２筒状部材５９が嵌合固定された状態で、言い換えれ
ば、薄肉の小径部５８ｂが補強された状態で、第１筒状
部材５８の内周面に対する加工が行われる。従って、大
径部５８ａよりも強度的に劣る小径部５８ｂの内周面に
対しても、その変形等なく安定して加工を施すことがで
きる。これは小径部５８ｂの内周面の高精度加工につな
がる。

【００６７】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ・図５に示すように、上記実施形態の第１筒状部材５８
から底部を削除し、収容筒５２の底部を第２筒状部材５
９の底部のみにより構成すること。このようにすれば、
第１筒状部材５８として単なる円筒状（蓋及び底無し）
のものを採用することができ、その製作が容易となる。

【００６８】なお、図５の態様においては、小径部５８
ｂが二段に形成され（これに対応する第２筒状部材５９
の上端部側の内周面形状も段状に形成され）、この小径
部５８ｂの途中に形成された段状の下端面によって、第
２筒状部材５９との当接位置決めがなされる。従って、
第１筒状部材５８に底部が無い本態様においても、両者
５８，５９の分割ラインＰＬに隙間を形成することがで
きる。また、本態様においては、プランジャ室５４の底
面に磁性材よりなる第２筒状部材５９が露出されること
となる。このため、同底面とプランジャ５６との間に
は、両者の近接を避けるための非磁性材よりなるシム６
５が介在されている。なお、シム６５を介在させる理由
は上記実施形態の効果（４）中において述べている。

【００６９】・図６に示すように、上記実施形態におい
て第２筒状部材５９を削除し、プレート５５の筒状部５
５ａを第１筒状部材５８の小径部５８ｂに直接外嵌させ
ること。つまり、プレート５５の筒状部５５ａに第２筒
状部材の役目を兼ねさせ、同筒状部５５ａを収容筒５２
の一部として把握すること。このようにすれば、電磁ア
クチュエータ部５１の部品点数を削減することができ
る。また、プレート５５と第１筒状部材５８とが直接接
触されることとなり、コイル６１とプランジャ５６との
間の磁束の通りも良好となる。

【００７０】・上記実施形態においては、電磁アクチュ
エータ部５１の電磁力が作動ロッド４５を上方側に付勢
する構成であった（所謂プッシュタイプ）。これを変更
し、電磁アクチュエータ５１の電磁力が、作動ロッド４
５（弁体部４６）を下方側に付勢する構成とすること
（所謂プルタイプ）。例えば、図７に示すように、可動
子（プランジャ５６）と固定子６６の上下位置関係を、
上記実施形態と逆転させること。この場合、プランジャ
５６付近となる第１筒状部材５８の上端側に小径部５８
ｂが形成され、同小径部５８ｂに第２筒状部材５９が外
嵌固定されることとなる。なお、図７の態様において
は、作動ロッド４５とプランジャ５６とが嵌合固定され
ている。また、固定子６６はセンタポスト５３と別個に
備えられており、同センタポスト５３とプランジャ５６
との間には、図５の態様と同じ趣旨でシム６５が介装さ
れている。

【００７１】さらに、図７の態様においては、ベローズ
バネ４８、二点間差圧ΔＰｄ及び電磁力の全てが、作動
ロッド４５に対して下方側に向かって作用されることと
なる。従って、作動ロッド４５とバルブハウジング４１
との間には、これら下向き付勢力に対抗すべく、同作動
ロッド４５を上方側に向けて付勢するロッド付勢バネ６
７が備えられている。

【００７２】・給気通路２８ではなく、抽気通路２７の
開度調節によりクランク室１２の内圧を調節する、所謂
抜き側制御弁において具体化すること。 ・容量可変型圧縮機の制御弁ではなく、例えば冷媒循環
回路の通路を開閉する電磁開閉弁が備える電磁アクチュ
エータにおいて具体化すること。また、この電磁開閉弁
が用いられる流体回路は冷媒循環回路に限定されるもの
ではなく、油圧回路や水回路であってもよい。

【００７３】・車両や家屋のドアロック機構を施錠及び
解錠駆動する電磁アクチュエータにおいて具体化するこ
と。つまり本発明の電磁アクチュエータは、それにより
駆動されるものが弁体以外であっても適用可能である。

【００７４】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載する。 （１）前記容量可変型圧縮機はカムプレートを収容する
クランク室の内圧を調節することで吐出容量を変更可能
であり、同クランク室と冷媒循環回路の吸入圧力領域と
は抽気通路を介して連通されているとともに、冷媒循環
回路の吐出圧力領域とクランク室とは給気通路を介して
連通されており、前記弁体は抽気通路又は給気通路の開
度を調節することでクランク室の内圧を調節する構成で
ある請求項９又は１０に記載の制御弁。

【００７５】（２）冷媒循環回路に設定された圧力監視
点の圧力を検知可能であって、同圧力監視点の圧力変動
に基づいて感圧部材が変位することで、同圧力変動を打
ち消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるよ
うに弁体を動作させる感圧機構を備え、前記電磁アクチ
ュエータは、感圧部材に付与する力を外部からの給電制
御によって変更することで、同感圧部材による弁体の位
置決め動作の基準となる設定圧力を変更可能である請求
項９又は１０或いは前記（１）に記載の制御弁。

【００７６】（３）前記圧力監視点は冷媒循環回路に沿
って二箇所に設定され、前記感圧部材は二つの圧力監視
点間の圧力差変動に基づいて変位し、前記電磁アクチュ
エータは感圧部材による弁体の位置決め動作の基準とな
る設定差圧を変更可能な構成である前記（２）に記載の
制御弁。

【００７７】（４）前記二つの圧力監視点は、冷媒循環
回路の吐出圧力領域にそれぞれ設定されている前記
（３）に記載の制御弁。 （５）電磁アクチュエータに用いられ、固定子及び可動
子を収容するための収容筒であって、非磁性材よりなる
第１筒状部材と、磁性材よりなる第２筒状部材とからな
り、同第１筒状部材において可動子付近の部位を薄肉と
して小径部が形成されているとともに、同小径部に第２
筒状部材が外嵌配置されてなる収容筒。

【００７８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、大
型化することなく所望の電磁力を発生できるとともに、
動作特性においてヒステリシスな傾向の発現を抑え得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 容量可変型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】 制御弁の断面図。

【図３】 図２の要部拡大図。

【図４】 制御弁（収容筒）の製造工程を説明する図。

【図５】 別例を示す制御弁の要部拡大断面図。

【図６】 別の別例を示す制御弁の要部拡大断面図。

【図７】 別の別例を示す制御弁の要部拡大断面図。

【図８】 従来の制御弁の要部拡大断面図。

【符号の説明】

５１…電磁アクチュエータ（部）、５２…収容筒、５３
…固定子としてのセンタポスト、５６…可動子としての
プランジャ、５８…第１筒状部材、５８ｂ…小径部、５
９…第２筒状部材、６１…コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 裕人 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 清水 出 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 横町 尚也 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H076 AA06 BB33 BB38 CC12 CC20 CC84 3H106 DA05 DA12 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC02 DD03 EE04 EE22 GA25 JJ02 KK23 KK34 5E048 AA08 AB01 AD03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収容筒と、同収容筒内に配置された固定
   子及び可動子と、前記収容筒の外周側に配置されたコイ
   ルとからなり、同コイルの通電に基づき固定子と可動子
   との間に生じる電磁力によって、可動子が収容筒内を移
   動される構成の電磁アクチュエータにおいて、 前記収容筒は、固定子及び可動子を取り囲む非磁性材よ
   りなる第１筒状部材と、磁性材よりなる第２筒状部材と
   からなり、 前記第１筒状部材において可動子付近の部位を薄肉とし
   て小径部を形成するとともに、同小径部に第２筒状部材
   を外嵌配置したことを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記収容筒は有底筒状をなしており、同
   収容筒内にはその底部側から順に可動子及び固定子が配
   置されており、前記第１筒状部材において収容筒の底部
   付近を構成する端部に小径部を形成した請求項１に記載
   の電磁アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記第１筒状部材は有底筒状をなしてい
   る請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記第２筒状部材は有底筒状をなしてい
   る請求項２又は３に記載の電磁アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記第１筒状部材において、小径部と同
   小径部に隣接する大径部との接続部分は段状に形成され
   ている請求項１〜４のいずれかに記載の電磁アクチュエ
   ータ。
6. 【請求項６】 前記第１筒状部材において、小径部と大
   径部との接続部分以外に第２筒状部材との軸方向への当
   接位置決めを行う位置決め部を設け、この位置決め状態
   において、収容筒の外周面に表れる、第１筒状部材と第
   ２筒状部材との分割ラインに隙間が形成されるようにし
   た請求項５に記載の電磁アクチュエータ。
7. 【請求項７】 前記収容筒の内周面において可動子の最
   外周面の移動範囲に対向する領域は、全て第１筒状部材
   の内周面によって構成されている請求項１〜６のいずれ
   かに記載の電磁アクチュエータ。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の電磁ア
   クチュエータの製造方法であって、前記第１筒状部材に
   第２筒状部材を嵌合固定した後に、同第１筒状部材の内
   周面に対して加工を施すことを特徴とする電磁アクチュ
   エータの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載の電磁ア
   クチュエータと、同電磁アクチュエータの可動子に作動
   連結された弁体とからなり、同可動子の変位に基づく弁
   体の弁開度調節動作によって、容量可変型圧縮機の吐出
   容量を変更可能なことを特徴とする制御弁。
10. 【請求項１０】 前記容量可変型圧縮機を冷媒循環回路
    に備える空調装置は、冷媒として二酸化炭素を用いてい
    る請求項９に記載の制御弁。