JP2007051618A - Variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は可変容量圧縮機に関し、特に自動車用空調装置に用いられエンジンによって駆動されるときのトルクに応じて吐出容量を可変することができる可変容量圧縮機に関する。 The present invention relates to a variable capacity compressor, and more particularly, to a variable capacity compressor capable of varying a discharge capacity in accordance with a torque used in an air conditioner for an automobile and driven by an engine.
可変容量圧縮機は、エンジンによって駆動される回転軸に取り付けられた斜板に回転軸と平行に往復運動するピストンが連結され、ピストンが受けるクランク室内の圧力とピストンが受ける全シリンダ内の圧力の平均値との差に基づいて斜板の傾斜角度を制御することにより吐出容量を可変にするようにしている。斜板の傾斜角度と吐出容量とは対応関係にあるので、斜板の傾斜角度または斜板に連結されたピストンのストロークを検知することができれば可変容量圧縮機の吐出容量を正確に知ることができる。しかし、吐出容量が同じでも、可変容量圧縮機を駆動するのに必要な動力は、吸入圧力および吐出圧力によって大幅に変動することが知られており、使用条件によっては可変容量圧縮機の所要負荷トルクが大きくなる場合がある。負荷トルクが大きくなると、エンジンの動力が不足してくるため、エンジンが停止することがある。 In a variable capacity compressor, a piston that reciprocates in parallel with a rotating shaft is connected to a swash plate attached to a rotating shaft driven by an engine, and the pressure in the crank chamber that the piston receives and the pressure in all the cylinders that the piston receives. The discharge capacity is made variable by controlling the inclination angle of the swash plate based on the difference from the average value. Since the inclination angle of the swash plate and the discharge capacity have a corresponding relationship, if the inclination angle of the swash plate or the stroke of the piston connected to the swash plate can be detected, the discharge capacity of the variable capacity compressor can be accurately known. it can. However, even if the discharge capacity is the same, the power required to drive the variable capacity compressor is known to vary greatly depending on the suction pressure and discharge pressure. Depending on the usage conditions, the required load of the variable capacity compressor Torque may increase. When the load torque increases, the engine power may become insufficient, and the engine may stop.
そこで、エンジンの駆動力を受けるプーリから回転軸に伝わる駆動トルクをトルク検出器により計測して電気信号に変換し、それを可変容量圧縮機を駆動するときの負荷トルクとして、吐出圧力Pdのクランク室への冷媒導入量を制御する容量制御弁の制御装置にフィードバックし、負荷トルクが大きくなった場合は、その目標値になるように容量制御弁を制御することが提案されている(たとえば、特許文献1参照。)。 Therefore, the driving torque transmitted from the pulley that receives the driving force of the engine to the rotating shaft is measured by a torque detector and converted into an electric signal, and the crank torque of the discharge pressure Pd is used as a load torque when driving the variable capacity compressor. It has been proposed to feed back to a control device for a capacity control valve that controls the amount of refrigerant introduced into the chamber, and to control the capacity control valve so that the target value is reached when the load torque increases (for example, (See Patent Document 1).
この可変容量圧縮機では、駆動トルクをトルク検出器により検出し、これにより負荷トルクを予測して制御するため、制御誤差および応答遅れがあり、しかも、駆動トルクを検出するための機構が複雑で高価であった。 In this variable capacity compressor, since the drive torque is detected by a torque detector and the load torque is predicted and controlled by this, there is a control error and a response delay, and the mechanism for detecting the drive torque is complicated. It was expensive.
これに対し、エンジンの駆動力を受けるプーリと斜板の回転軸に固定されたブラケットとの間に弾性体を介挿し、弾性体を介してプーリからブラケットにエンジンの駆動力を伝達させることにより発生するプーリとブラケットとの相対回転角度の変化に基づいて吐出容量を制御する可変容量圧縮機も知られている(たとえば、特許文献2参照。)。 On the other hand, by inserting an elastic body between a pulley that receives the driving force of the engine and a bracket fixed to the rotation shaft of the swash plate, the driving force of the engine is transmitted from the pulley to the bracket via the elastic body. There is also known a variable displacement compressor that controls the discharge capacity based on the change in the relative rotation angle between the generated pulley and the bracket (for example, see Patent Document 2).
この可変容量圧縮機では、可変容量圧縮機の駆動トルクの変動をプーリとブラケットとの間の相対回転角度の変化で検出し、これをシャフトによって機械的に容量制御部に直接伝達させる構成にした。これにより、エンジンの負荷変動による駆動トルクの変化があると、即座に容量制御部に伝達されて吐出容量を制御するため、精度および応答性のよい制御が可能になり、エンジンの効率や応答性を向上させることができる。また、検出したトルクを機械的に容量制御部に伝達するというシンプルな構成であるため、安価に構成することができる。
しかしながら、特許文献2に記載の可変容量圧縮機では、相対回転角度の変化を回転軸の軸線方向の変化に変換し、それをプーリが設けられている側と反対の側に設けられた容量制御部へ、回転軸に回転自在かつ軸線方向に進退自在に保持されたシャフトを介して直接伝達させる構成にしているので、回転軸に対するシャフトの軸線方向の動きがそれらの間にある潤滑油を流出させるように作用してしまうという問題点があった。また、回転しているシャフトが固定されている容量制御部を駆動しているので、その間にねじれ荷重が発生し、駆動トルクに変化を容量制御部に精度よく伝達することができないという問題点があった。
However, in the variable capacity compressor described in
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、回転軸とシャフトとの間の潤滑油を漏れにくくし、シャフトと容量制御部との間にねじれ荷重を発生させることなく容量制御部を駆動することができる可変容量圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and makes it difficult for the lubricating oil between the rotating shaft and the shaft to leak, and without causing a torsional load between the shaft and the capacity control unit. An object of the present invention is to provide a variable capacity compressor capable of driving the compressor.
本発明では上記問題を解決するために、プーリが弾性体を介して斜板の回転軸に固定されたブラケットにエンジンの駆動力を伝達させることにより発生する前記プーリと前記ブラケットとの相対回転角度の変化を前記回転軸を駆動するトルクとして検出し、検出した前記トルクに応じて吐出容量を可変する可変容量圧縮機において、前記回転軸に回転自在に保持されて前記プーリの回転を容量制御部にて吐出容量の設定を行うソレノイド部の固定鉄芯に伝達するシャフトと、前記固定鉄芯と前記回転軸との相対回転角度の変化に応じて前記固定鉄芯を通過する磁気通路の磁気抵抗を変化させる磁気抵抗可変手段と、を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, a relative rotation angle between the pulley and the bracket generated by transmitting the driving force of the engine to a bracket fixed to the rotation shaft of the swash plate via the elastic body. In a variable displacement compressor that detects a change in the rotation as a torque for driving the rotating shaft and varies a discharge capacity in accordance with the detected torque, and a rotation of the pulley that is rotatably held by the rotating shaft. A shaft that transmits to a fixed iron core of a solenoid unit that sets a discharge capacity at a magnetic field, and a magnetic resistance of a magnetic passage that passes through the fixed iron core in accordance with a change in relative rotation angle between the fixed iron core and the rotating shaft There is provided a variable capacity compressor characterized by comprising a magnetoresistive variable means for changing the above.
このような可変容量圧縮機によれば、プーリとブラケットとの相対回転角度の変化を、固定鉄芯を通過する磁気通路の磁気抵抗の変化に変換し、相対回転角度の変化、すなわち回転軸を駆動するトルクが大きくなるに従って、容量制御部は吐出容量が少なくなるように容量制御できるようにした。これにより、回転軸を駆動するトルクは、容量制御部に非接触にて伝達されるため、回転しているシャフトと固定されている容量制御部との間にねじれ荷重が発生せず、シャフトは、その軸線方向に動くことなく回転軸内で回転しているだけなので、回転軸とシャフトとの間に存在する潤滑油の漏れを防止することができる。 According to such a variable capacity compressor, the change in the relative rotation angle between the pulley and the bracket is converted into the change in the magnetic resistance of the magnetic path passing through the fixed iron core, and the change in the relative rotation angle, that is, the rotation axis is changed. As the driving torque increases, the capacity control unit can control the capacity so that the discharge capacity decreases. As a result, the torque for driving the rotating shaft is transmitted to the capacity control unit in a non-contact manner, so that no torsional load is generated between the rotating shaft and the fixed capacity control unit. Since it is only rotating within the rotating shaft without moving in the axial direction, leakage of the lubricating oil existing between the rotating shaft and the shaft can be prevented.
本発明の可変容量圧縮機は、回転軸を駆動するトルクが非接触にて容量制御部に伝達される構成にしたことにより、回転しているシャフトと固定されている容量制御部との間にねじれ荷重を発生することはないので、制御精度を向上させることができるという利点がある。 The variable capacity compressor of the present invention is configured such that the torque for driving the rotating shaft is transmitted to the capacity control unit in a non-contact manner, so that the shaft between the rotating shaft and the fixed capacity control unit is interposed. Since no torsional load is generated, there is an advantage that the control accuracy can be improved.
また、シャフトは、相対回転角度の変化とともに回転軸内で回転するだけであって、軸線方向に動くことはないので、回転軸とシャフトとの間に存在する潤滑油の漏れを防止できるという利点がある。 In addition, the shaft only rotates within the rotation axis with a change in the relative rotation angle, and does not move in the axial direction, so that it is possible to prevent leakage of lubricating oil existing between the rotation axis and the shaft. There is.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す中央断面図である。
可変容量圧縮機は、その中央にシリンダブロック1を有し、その前端部分(図の左側を前方とする)には、フロントハウジング2が接合されている。シリンダブロック1は、また、その後端部にバルブプレート3を介してリアハウジング4が接合されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a central sectional view showing the configuration of the variable capacity compressor according to the first embodiment.
The variable capacity compressor has a
シリンダブロック1とフロントハウジング2とによって形成された内部空間はクランク室5を構成している。クランク室5の中心を貫通するように回転軸6が配置され、その回転軸6は、シリンダブロック1およびフロントハウジング2に設けられた軸受7,8によって回転自在に支持されている。回転軸6には、ラグプレート9が固定されており、このラグプレート9に突設された支持アーム10およびガイドピン11を介して斜板12が回転軸6の軸線に対して傾動可能に支持されている。斜板12は、シリンダブロック1に形成された複数のシリンダボア13に摺動自在に配置されたピストン14の頭部にシュー15を介して連結されている。
An internal space formed by the
回転軸6は、その前端部分がフロントハウジング2を貫通して外部に突出しており、回転軸6とフロントハウジング2との隙間を外側からシールするようリップシール16が設けられている。回転軸6は、また、その先端部分に回転軸6と一体に回転するようブラケット17が固着されている。
The
フロントハウジング2の前端部分には、エンジンからの駆動力が伝達されるプーリ18が軸受19によって回転自在に支持されている。このプーリ18とブラケット17との間には、図示はしないが、たとえば複数のスプリング(弾性体)が介挿されており、プーリ18が受けたエンジンの駆動力をスプリングを介してブラケット17に伝達するようになっている(このスプリングは、たとえば特許文献2の図2および図7に示した圧縮コイルスプリングとすることができる)。このとき、そのスプリングは、プーリ18がブラケット17を駆動するトルクに応じて伸縮し、これによりプーリ18に対するブラケット17の相対的な回転角度が変化する。すなわち、ブラケット17を駆動するトルクが小さいときは、スプリングの縮み量が小さいので、プーリ18とブラケット17との間の相対的な回転角度の変化分が小さく、ブラケット17を駆動するトルクが大きいときは、スプリングの縮み量が大きいので、プーリ18とブラケット17との間の相対的な回転角度の変化分が大きくなり、したがって、ブラケット17を駆動するトルクは、プーリ18とブラケット17との間の相対的な回転角度の変化として検出されることになる。
A
回転軸6の軸線位置には、これを貫通してシャフト20が配置され、その前端部分には、ディスク21が固定されている。このディスク21は、その外周部分がプーリ18に固定されていてシャフト20をプーリ18と同時に回転させるようになっている。また、回転軸6の前端近傍には、回転軸6とシャフト20との間のクリアランスを介して潤滑油が漏れるのを防止するようシール部材が設けられている。このシール部材は、図示の例では、2つのOリングにより二重シール構造にしている。ここで、シャフト20は、回転軸の中で回転するだけで、軸線方向の動きはないので、回転軸とシャフトとの間の潤滑油の漏れをOリングによって十分に防止することができる。
A
シャフト20の後端部分は、回転軸6の後端部分まで延びていて、たとえば断面六角形状に加工されている。回転軸6は、その後端部分にねじが内設され、これにねじが外設された容量制御弁22の固定鉄芯23が螺合され、その固定鉄芯23にシャフト20の後端部分が遊嵌されている。これにより、ブラケット17を駆動するトルクが非常に小さく、プーリ18とブラケット17との間の相対的な回転角度の変化分が小さいとき、固定鉄芯23は回転軸6の後端部分から最も突出した位置にあり、ブラケット17を駆動するトルクが大きくなるに従って、プーリ18とブラケット17との間の相対的な回転角度の変化分が大きくなると、固定鉄芯23は回転軸6の後端部分へ螺入されていく。つまり、回転軸6とシャフト20によって回動される固定鉄芯23とを螺合しているねじ部は、プーリ18とブラケット17との間の相対的な回転角度の変化分を、固定鉄芯23の軸線方向の運動に変換する機能を有している。
The rear end portion of the
リアハウジング4は、バルブプレート3に設けられた吸入用リリーフ弁24を介してシリンダボア13に連通された吸入室25と、バルブプレート3に設けられた吐出用リリーフ弁26を介してシリンダボア13に連通された吐出室27と、容量制御弁22とを有している。この実施の形態では、シリンダブロック1およびリアハウジング4は、たとえばアルミニウムのような非磁性体材料で作られ、バルブプレート3は、たとえば鉄のような磁性体材料で作られているとする。なお、図示はしないが、吐出室27は、空調装置の冷凍サイクルの凝縮器に接続され、吸入室25は、冷凍サイクルの蒸発器またはアキュムレータに接続される。
The
容量制御弁22は、吐出室27とクランク室5との間を連通するようリアハウジング4に形成された冷媒通路に配置され、吐出室27に吐出された高圧の冷媒の一部をクランク室5に導入することにより、クランク室5内の圧力を制御し、これによってこの可変容量圧縮機の吐出容量を制御するものである。なお、図示はしないが、クランク室5は、固定オリフィスを介して吸入室25に連通しており、容量制御弁22がクランク室5に導入した冷媒を常に吸入室25に微少漏れするようにしている。
The
図2は第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示す中央断面図である。
容量制御弁22は、回転軸6と同一軸線上に配置され、吐出室27からクランク室5に導入する冷媒の流量を制御する弁部と、外部信号によりこの可変容量圧縮機が吐出する冷媒の吐出容量を設定するソレノイド部とを備えている。
FIG. 2 is a central sectional view showing the configuration of the capacity control valve of the variable capacity compressor according to the first embodiment.
The
容量制御弁22の弁部は、ボディ31を有し、そのボディ31には、リアハウジング4の吐出室27に連通して吐出圧力Pdを受けるポート32と、クランク室5に連通して制御された圧力Pcを出力するポート33とが形成されている。ポート32とポート33との間の冷媒通路には、ボディ31と一体に形成された弁座34が配置され、その弁座34に対向してポート32に連通する空間の側に弁体35が弁座34に対して接離自在に配置されている。この弁体35は、ポート33に圧入されたばね受け部材36との間に配置されたスプリング37によって閉弁方向に付勢されている。
The valve portion of the
弁体35は、弁孔を介して延びるシャフト38が一体に形成されている。このシャフト38は、弁孔とほぼ同じ径を有する部分が軸線方向に進退自在にボディ31に支持されており、弁体35が設けられている側と反対側の端面は、ポート39を介してクランク室の圧力Pcが導入されている空間に露出している。
The
ソレノイド部は、弁部のボディ31に圧入して固定されたヨーク40を有し、その内側にはコイル41が配置され、その中心部には可動鉄芯42が軸線方向に進退自在に配置されている。この可動鉄芯42は、スプリング43によって弁部の側に付勢されており、弁部側の端面の中心に形成された凹部の底面が弁体35と一体のシャフト38の端面に当接するようになっている。この可動鉄芯42を弁部の方向に付勢してシャフト38を開弁方向に付勢しているスプリング43は、弁体35を閉弁方向に付勢しているスプリング37よりも大きなばね荷重に設定されており、したがって、ソレノイド部が非通電のときには、弁部を全開状態に維持するようにしている。
The solenoid portion has a
ソレノイド部はまた、回転軸6およびシャフト20とともに回転する固定鉄芯23と、ヨーク40の開口端が近接配置された磁性体のバルブプレート3とによって磁気回路を構成するようにしている。
The solenoid unit also forms a magnetic circuit by the fixed
なお、ボディ31の外周において、ポート32を挟んだ軸線方向の前後にOリング44,45が周設され、吐出圧力Pdが導入されるポート32をクランク室の圧力Pcからシールするようにしている。また、容量制御弁22は、リアハウジング4の中に設置されるため、ソレノイド部のための2本の電線を外部に引き出す必要があるが、そのうちの1本については、ボディアースとすることにより、引き出す電線の本数を1本にすることができる。
On the outer periphery of the
次に、以上の構成の可変容量圧縮機の動作について説明する。
まず、コイル41が通電されていないとき、弁体35は可動鉄芯42を付勢しているスプリング37よりもばね荷重の大きなスプリング43によって付勢されていて、容量制御弁22は全開になっている。
Next, the operation of the variable capacity compressor having the above configuration will be described.
First, when the
このとき、プーリ18がエンジンからの駆動力を受けると、その駆動力は、図示しないスプリングを介してブラケット17に伝えられることにより、ブラケット17に固定された回転軸6が回転駆動され、回転軸6に固定されたラグプレート9が回転して斜板12が揺動運動し、ピストン14が往復運動する。これにより、吸入圧力Psの冷媒が吸入室25から吸入用リリーフ弁24を介してシリンダボア13に吸入され、次いで圧縮された吐出圧力Pdの冷媒が吐出用リリーフ弁26を介して吐出室27に吐出される。
At this time, when the
吐出室27の冷媒は、全開になっている容量制御弁22を介してクランク室5へ導入されるので、クランク室5内の圧力Pcが最大となって、斜板12が回転軸6に対して直角方向に傾動する。これによりピストン14のストロークが最小になり、可変容量圧縮機は、最小容量の運転を行う。
Since the refrigerant in the
次に、コイル41に最大値の電流が供給されると、可動鉄芯42がスプリング43の付勢力に抗して固定鉄芯23により吸引され、弁体35がスプリング37の付勢力により弁座34に着座され、弁部は全閉状態になる。これによりクランク室5内の圧力Pcが最小になり、ピストン14のストロークが最大となって、可変容量圧縮機は、最大容量の運転を行う。
Next, when the maximum current is supplied to the
また、コイル41に所定の値の電流が供給されると、弁部の弁体35は、可動鉄芯42と固定鉄芯23との吸引力と、スプリング37,43の付勢力とがバランスした弁リフトに設定される。これにより、可変容量圧縮機は、コイル41への通電電流値に対応した吐出容量に制御されることになる。
Further, when a predetermined value of current is supplied to the
ここで、車輌が登坂走行状態、急加速走行状態などの高負荷状態になると、エンジンの駆動力が増加し、可変容量圧縮機は必要以上の駆動力で駆動されることになる。このため、駆動力伝達途中に設けられた図示しないスプリングは圧縮され、プーリ18とブラケット17とがねじれて相対的に回転することになる。そのねじれによる相対的な回転角度の変化分が可変容量圧縮機を駆動するのに与えられたトルクに相当する。相対的な回転角度の変化分は、プーリ18に固定されているディスク21に対してブラケット17を回転させる。ブラケット17がディスク21対して回転させられることで、ブラケット17に固定された回転軸6とシャフト20を介してディスク21と一体に回転している固定鉄芯23との間に介在するねじ部がその回転運動を固定鉄芯23の軸線方向の運動に変換し、固定鉄芯23を可動鉄芯42から離れる方向に移動させる。これにより、固定鉄芯23と可動鉄芯42との間の磁気ギャップが増えることにより吸引力が低下するため、スプリング43の荷重が増えて、弁体35は開弁方向に付勢される。この結果、クランク室5に導入される冷媒の流量が増え、可変容量圧縮機は吐出容量が小さくなる方向に制御される。このことは、可変容量圧縮機の負荷トルクが小さくなることを意味し、エンジンは、その負荷が減少するため、エンジンの効率や応答性を向上させることができる。
Here, when the vehicle enters a high load state such as an uphill traveling state or a sudden acceleration traveling state, the driving force of the engine increases and the variable capacity compressor is driven with an unnecessarily large driving force. For this reason, a spring (not shown) provided in the middle of transmission of the driving force is compressed, and the
このように、可変容量圧縮機は、エンジンの負荷変動による駆動トルクの増加をプーリ18とブラケット17との間に介在させたスプリングで感知し、それを直接、容量制御弁22の固定鉄芯23に伝達して容量制御弁22を吐出容量が少なく方向に制御する構成にしたことで、構成がシンプルになり、応答性のよい制御が可能になる。しかも、検出された可変容量圧縮機を駆動する駆動トルクの容量制御弁22への伝達は、非接触で行われるため、回転しているシャフト20と固定されている容量制御弁22との間でねじれ荷重が発生することがないので、制御精度を向上させることができる。
In this way, the variable capacity compressor senses an increase in driving torque due to engine load fluctuations with the spring interposed between the
図3は容量制御弁の吸引力特性の一例を示す図である。
この吸引力特性において、縦軸は固定鉄芯23と可動鉄芯42との間に発生する吸引力を示し、横軸は固定鉄芯23と可動鉄芯42との間の磁気ギャップを示している。この特性によれば、磁気ギャップが同じなら、吸引力は、ソレノイド部に供給する電流の値にほぼ比例して増加している。つまり、可変容量圧縮機の負荷トルクが変動しない場合には、ソレノイド部に供給する電流の値を増加するに従って固定鉄芯23が可動鉄芯42を吸引する吸引力が増加する。これにより、弁体35は、その弁リフトが小さくなる方向に移動するので、可変容量圧縮機は、その吐出容量が大きくなる方向に制御される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a suction force characteristic of the capacity control valve.
In this attractive force characteristic, the vertical axis indicates the attractive force generated between the fixed
ソレノイド部にある値の電流が供給されているとき、つまり、磁気ギャップが所定の値にあるときに、可変容量圧縮機の負荷トルクが増加すると、固定鉄芯23は磁気ギャップが増える方向に移動されるので、それに従って吸引力が低下していく。吸引力が低下することは、スプリング43の荷重が大きくなることを意味し、これによって可動鉄芯42はシャフトを開弁方向に付勢し、弁リフトを大きくする方向に作用する。これにより、可変容量圧縮機は、その吐出容量が小さくなる方向に制御されるので、可変容量圧縮機を駆動する所要トルクが小さくなり、エンジンの負荷を低減させることができる。
When a certain amount of current is supplied to the solenoid unit, that is, when the magnetic gap is at a predetermined value, if the load torque of the variable capacity compressor increases, the fixed
なお、図示の例では、同じ吸引力を得ようとする場合に、電流値を等間隔にて増加していったときの磁気ギャップの間隔は次第に開いていく傾向を有している。しかし、制御性の関係から、電流値と磁気ギャップの関係が比例的になるよう、同じ吸引力のところで、電流値の増加に対する磁気ギャップの変化間隔が等しくなるようにしておくとよい。 In the illustrated example, when the same attractive force is to be obtained, the magnetic gap interval tends to gradually increase when the current value is increased at equal intervals. However, from the relationship of controllability, it is preferable to make the change intervals of the magnetic gap equal to the increase of the current value at the same attractive force so that the relationship between the current value and the magnetic gap is proportional.
図4は第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示す中央断面図である。この図3において、図1および図2に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 4 is a central sectional view showing the configuration of the capacity control valve of the variable capacity compressor according to the second embodiment. In FIG. 3, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第2の実施の形態に係る可変容量圧縮機は、第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機と比較して、検出されたトルクに応じてソレノイド部の固定鉄芯23を軸線方向の運動に変換するねじ部の構成および固定鉄芯23の磁気回路の構成を変更した点で異なる。
Compared with the variable capacity compressor according to the first embodiment, the variable capacity compressor according to the second embodiment moves the fixed
すなわち、回転軸6は、その後端部分にねじが外設され、これにねじが内設された容量制御弁22の固定鉄芯23が螺合するように構成されている。さらに、固定鉄芯23は、バルブプレート3を挟んでヨーク40と反対側の位置に半径方向外方に突出されたフランジ部46が一体に形成されている。
That is, the
以上の構成により、可変容量圧縮機を駆動するトルクの変動に応じて生じる回転軸6とシャフト20との相対的な回転角度の変化分は、回転軸6と固定鉄芯23とが螺合するねじ部によって固定鉄芯23を軸線方向に動かし、トルクの増加に対して可変容量圧縮機を駆動する所要トルクを軽減するよう作用する。
With the above-described configuration, the
また、固定鉄芯23と一体に形成されたフランジ部46は、ヨーク40、バルブプレート3および固定鉄芯23によって形成される磁気通路において、バルブプレート3と固定鉄芯23との間の磁気抵抗を低減させるためのものであり、これによって磁気回路の吸引力を増加させるようにしている。
The
図5は第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す中央断面図、図6は第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示す中央断面図である。この図5および図6において、図1および図2に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 5 is a central sectional view showing the configuration of the variable displacement compressor according to the third embodiment, and FIG. 6 is a central sectional view showing the configuration of the displacement control valve of the variable displacement compressor according to the third embodiment. is there. 5 and 6, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機は、第1の実施の形態に係る可変容量圧縮機と比較して、バルブプレート3が非磁性体材料で作られている点で異なる。非磁性体のバルブプレート3は、ソレノイド部の磁気回路の一部として利用することができないので、可変容量圧縮機は、ヨーク40と固定鉄芯23との間の磁気通路を有する容量制御弁22をバルブプレート3を貫通して配置させる構成にしている。
The variable capacity compressor according to the third embodiment is different from the variable capacity compressor according to the first embodiment in that the
容量制御弁22は、コイル41のボビンに隣接するようヨーク40の中に磁性体の環状プレート47を配置して、ヨーク40と回転している固定鉄芯23との間に磁気通路を形成するようにしている。
In the
図7は第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示す中央断面図である。この図7において、図6に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 7 is a central sectional view showing the configuration of the capacity control valve of the variable capacity compressor according to the fourth embodiment. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機は、第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機と比較して、ヨーク40と固定鉄芯23との間に形成する磁気通路をヨーク40の側ではなく固定鉄芯23の側に設けた点で異なる。すなわち、この容量制御弁22は、固定鉄芯23から半径方向外方に突出されたフランジ部48が固定鉄芯23と一体に形成されていて、これがヨーク40と回転している固定鉄芯23との間に磁気通路を形成するようにしている。
The variable capacity compressor according to the fourth embodiment has a magnetic path formed between the
図8は第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機の構成を示す中央断面図、図9は第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示す中央断面図である。この図8および図9において、図5および図6に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 8 is a central sectional view showing the configuration of the variable capacity compressor according to the fifth embodiment, and FIG. 9 is a central sectional view showing the configuration of the capacity control valve of the variable capacity compressor according to the fifth embodiment. is there. 8 and 9, the same components as those shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機は、第3の実施の形態に係る可変容量圧縮機と比較して、容量制御弁22の弁部の構成を変更して、容量制御弁22の軸線方向の長さを短くし、これにより、リアハウジング4の奥行き、さらには可変容量圧縮機の全長を短くしている点で異なる。
The variable capacity compressor according to the fifth embodiment is different from the variable capacity compressor according to the third embodiment in that the configuration of the valve portion of the
すなわち、この容量制御弁22は、そのボディ31の先端に軸線方向に延びる筒状体51が固定されている。この筒状体51は、吐出圧力Pdの冷媒が導入されるポート32を構成し、かつ、可動鉄芯42を軸線方向に進退運動させるときのガイドを構成している。この筒状体51の内側先端には、弁体35が一体に形成され、それに対する弁座34が可動鉄芯42に設けられている。したがって、この容量制御弁22においては、弁体35がボディ31に関して固定され、弁座34がボディ31に関して可動となる弁部を構成している。
That is, the
可動鉄芯42は、スプリング52によって開弁方向に付勢され、さらにボディ31の先端近傍には、Oリング53が周設されている。
なお、この容量制御弁22の構成例では、クランク室5へ制御された冷媒を流出させるためのポートを特に設けていないが、ソレノイド部がバルブプレート3を貫通してシリンダブロック1内に配置され、ソレノイド部が配置されたシリンダブロック1の空間は、クランク室5を構成しているフロントハウジング2に連通しているので、弁体35および弁座34からなる弁部を介してソレノイド部内に流出した冷媒の圧力Pcは、クランク室5に導入されることになっている。
The
In the configuration example of the
構成の異なる容量制御弁22を備えたこの第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機においても、その動作は、第1ないし第4の実施の形態に係る可変容量圧縮機と同じである。すなわち、ソレノイド部が非通電状態では、可動鉄芯42がスプリング52によって固定鉄芯23から離れる方向に付勢されているので、弁座34は弁体35から離れて弁部は全開状態にあり、可変容量圧縮機は、最小容量の運転を行う。コイル41に最大値の電流が供給されると、弁部は全閉状態になり、可変容量圧縮機は、最大容量の運転を行う。コイル41に所定の値の電流が供給されると、可変容量圧縮機は、コイル41への通電電流値に対応した吐出容量に制御されることになる。ここで、エンジンの負荷変動により可変容量圧縮機を駆動するトルクが増加すると、固定鉄芯23が可動鉄芯42から離れる方向に移動することになるので、スプリング52の荷重が大きくなって弁部の弁リフトが大きくなり、可変容量圧縮機は吐出容量が小さくなる方向に制御され、可変容量圧縮機を駆動する所要トルクを軽減させる。
The operation of the variable capacity compressor according to the fifth embodiment including the
図10は第6の実施の形態に係る可変容量圧縮機の容量制御弁の構成を示す中央断面図、図11は図10のa−a矢視断面図であって、(A)ないし(D)は駆動トルクが最小から最大へ移行したときの状態変遷を示している。この図10および図11において、図1ないし図9に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 10 is a central sectional view showing the configuration of the capacity control valve of the variable capacity compressor according to the sixth embodiment, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line aa in FIG. ) Shows the state transition when the driving torque shifts from the minimum to the maximum. 10 and 11, the same components as those shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第6の実施の形態に係る可変容量圧縮機は、第1ないし第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機が、可変容量圧縮機を駆動する駆動トルクの変動に応じて固定鉄芯23と可動鉄芯42との磁気ギャップを変化させているのに対し、磁気通路の磁気抵抗を変化させている点で異なる。
In the variable capacity compressor according to the sixth embodiment, the variable capacity compressor according to the first to fifth embodiments has a fixed
この容量制御弁22の弁部は、図2、図4、図6および図7に示した構成と同じ構成を有しているが、ソレノイド部の構成を変更している。すなわち、固定鉄芯23は、これにシャフト20を圧入することによってシャフト20に固定され、コイル41のボビンに隣接して半径方向外方に突設した複数の爪61が一体に形成されている。この爪61は、図示の例では、円周方向に均等間隔を置いて4つ配置されているが、この数に限定されるものではない。したがって、固定鉄芯23と可動鉄芯42との間の磁気ギャップは変化せず一定である。一方、回転軸6の先端にもジョイント62を介して環状の磁性部材63が固定されている。この磁性部材63の内側には、固定鉄芯23の爪61に対向して4つの爪64が突設されている。
The valve portion of the
以上の構成の可変容量圧縮機において、この可変容量圧縮機を駆動するときの駆動トルクが小さくてシャフト20に対する回転軸6のねじれが小さいときは、図11の(A)に示したように、固定鉄芯23の爪61と磁性部材63の爪64とは、それらの中心が一致するよう位置関係になっている。これにより、ソレノイド部の磁気回路において、ヨーク40、磁性部材63、爪64、爪61および固定鉄芯23からなる磁気通路の磁気抵抗が最も小さくなっている。これは、上記の第1ないし第5の実施の形態の可変容量圧縮機において、固定鉄芯23と可動鉄芯42との間の磁気ギャップが最も小さいときの状態に相当する。
In the variable capacity compressor having the above configuration, when the driving torque when driving the variable capacity compressor is small and the twist of the
ここで、可変容量圧縮機を駆動するときの駆動トルクが大きくなってシャフト20に対する回転軸6のねじれが大きくなり、シャフト20と回転軸6との相対的な回転角度が大きくなると、図11の(B)さらには(C)に示したように、固定鉄芯23の爪61と磁性部材63の爪64との中心が次第にずれていき、それに伴って磁気通路の磁気抵抗が次第に大きくなっていく。
Here, when the driving torque when driving the variable capacity compressor is increased, the torsion of the
そして、可変容量圧縮機を駆動するときの駆動トルクが最大となるポイントでは、図11の(D)に示したように、固定鉄芯23の爪61の中心は、磁性部材63の隣接する爪64の間の谷の中心と一致するようになり、このときには、磁気通路の磁気抵抗は最大になる。これは、上記の第1ないし第5の実施の形態の可変容量圧縮機において、固定鉄芯23と可動鉄芯42との間の磁気ギャップが最も大きいときの状態に相当する。
At the point where the drive torque when driving the variable capacity compressor is maximum, the center of the
したがって、この第6の実施の形態に係る可変容量圧縮機においても、第1ないし第5の実施の形態に係る可変容量圧縮機と同じ動作をすることになる。
なお、上記した第1ないし第6の実施の形態に係る可変容量圧縮機において、ソレノイド部の固定鉄芯23は、その軸線方向の位置または回転軸6との相対角度を組み立て後に調整する必要があるが、その調整は、プーリ18とこれに固定されるディスク21との間の相対角度を変化させることにより容易に行うことができる。
Therefore, the variable capacity compressor according to the sixth embodiment also performs the same operation as the variable capacity compressor according to the first to fifth embodiments.
In the variable capacity compressor according to the first to sixth embodiments described above, the fixed
1 シリンダブロック
2 フロントハウジング
3 バルブプレート
4 リアハウジング
5 クランク室
6 回転軸
7,8 軸受
9 ラグプレート
10 支持アーム
11 ガイドピン
12 斜板
13 シリンダボア
14 ピストン
15 シュー
16 リップシール
17 ブラケット
18 プーリ
19 軸受
20 シャフト
21 ディスク
22 容量制御弁
23 固定鉄芯
24 吸入用リリーフ弁
25 吸入室
26 吐出用リリーフ弁
27 吐出室
31 ボディ
32,33 ポート
34 弁座
35 弁体
36 ばね受け部材
37 スプリング
38 シャフト
39 ポート
40 ヨーク
41 コイル
42 可動鉄芯
43 スプリング
44,45 Oリング
46 フランジ部
47 環状プレート
48 フランジ部
51 筒状体
52 スプリング
53 Oリング
61 爪
62 ジョイント
63 磁性部材
64 爪
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転軸に回転自在に保持されて前記プーリの回転を容量制御部にて吐出容量の設定を行うソレノイド部の固定鉄芯に伝達するシャフトと、
前記固定鉄芯と前記回転軸との相対回転角度の変化に応じて前記固定鉄芯を通過する磁気通路の磁気抵抗を変化させる磁気抵抗可変手段と、
を備えていることを特徴とする可変容量圧縮機。 A change in the relative rotation angle between the pulley and the bracket, which is generated when the driving force of the engine is transmitted to a bracket fixed to the rotating shaft of the swash plate via an elastic body, is used as a torque for driving the rotating shaft. In a variable capacity compressor that detects and varies the discharge capacity according to the detected torque,
A shaft that is rotatably held by the rotary shaft and transmits the rotation of the pulley to a fixed iron core of a solenoid unit that sets a discharge capacity in a capacity control unit;
Magnetoresistive variable means for changing the magnetic resistance of the magnetic path passing through the fixed iron core according to the change in the relative rotation angle between the fixed iron core and the rotating shaft,
A variable capacity compressor characterized by comprising:
A magnetic valve plate sandwiched between the cylinder block and the rear housing is disposed so as to be positioned in the vicinity of the outer periphery of the rotating shaft or the fixed iron core, so that the magnet between the yoke of the solenoid unit and the fixed iron core is arranged. The variable capacity compressor according to claim 1, wherein the variable capacity compressor is configured as a passage.
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