JP2013204562A - 斜板式可変容量型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費を低減することができ、且つ機械的損失を減らすこと。
【解決手段】斜板２３の傾角が最小傾角の状態から増大するときには、ソレノイド３２が一時的に励磁され、始動用クラッチＫが接続状態となり、第３回転体２５と第１回転体２２とが一体的に回転する。斜板２３の傾角が最小傾角よりも大きくなると、斜板２３に付与される圧縮反力が、第３回転体２５を第１回転体２２に接近させる方向へ作用するため、斜板２３に付与された圧縮反力により始動用クラッチＫの接続状態が維持され、ソレノイド３２を消磁状態にしたとしても始動用クラッチＫの接続状態が維持される。また、斜板２３の傾角が最小傾角のときにはソレノイド３２は消磁状態であり、斜板２３に付与される圧縮反力が低下するため、皿ばね３１のばね力により第３回転体２５が第１回転体２２から離間して、始動用クラッチＫが非接続状態となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸から駆動力を得て回転する傾角可変な斜板を備え、前記斜板に係留されたピストンが前記斜板の回転に基づいて前記斜板の傾角に応じたストロークで往復動する斜板式可変容量型圧縮機に関する。

斜板式可変容量型圧縮機では、回転軸の回転によって斜板が回転すると、斜板の回転力がシューを介してピストンに伝わり、ピストンが往復運動して冷媒の圧縮が行われる。また、回転軸に対する斜板の傾角を変更することにより、ピストンのストロークを変更することができ、これにより斜板式可変容量型圧縮機の吐出容量が変更可能である。

斜板式可変容量型圧縮機としては、特許文献１に開示のように、エンジンと回転軸との間の動力伝達機構に電磁クラッチを設けたもの（電磁クラッチ付きタイプ）がある。この電磁クラッチは、斜板式可変容量型圧縮機の全体ハウジングの外部に設けられている。また、これ以外にも、動力伝達機構に電磁クラッチを設けず、エンジンからの動力が常時伝達されるもの（電磁クラッチレスタイプ）も存在する。電磁クラッチレスタイプの斜板式可変容量型圧縮機は、エンジンの稼働時には、エンジンによって回転軸が常時回転駆動される。したがって、車両空調装置では、冷房不要時等においては、斜板の傾角を最小にして斜板式可変容量型圧縮機の吐出容量を最小化することが行われる。吐出容量の最小化は、エンジンに対する動力負荷の軽減、ひいてはエンジンの燃費の向上をもたらす。

しかしながら、前記した電磁クラッチ付きタイプ及び電磁クラッチレスタイプの斜板式可変容量型圧縮機においては、斜板に対してシューが摺接する構成を有している。したがって、斜板とシューとの接触部分における摺動抵抗に起因した機械的損失が生じ、エンジンに対する動力負荷が存在する。特に、クラッチレスタイプの斜板式可変容量型圧縮機においては、吐出容量最小状態（斜板の傾角が最小の状態）におけるエンジンに対する動力負荷をさらに軽減するために、斜板とシューとの接触部分における摺動抵抗に起因した機械的損失をさらに低減する必要がある。

特許文献２に開示の斜板式可変容量型圧縮機では、回転軸と一体的に回転する斜板支持部材に斜板が支持されている。斜板支持部材と斜板とは、クラッチを介して接離可能であり、斜板支持部材と斜板とが一体的に回転する第１状態（クラッチ接続状態）と、斜板が斜板支持部材に対して相対回転可能な第２状態（クラッチ非接続状態）とに切り換え可能な構成になっている。斜板支持部材側に設けられた圧縮バネのバネ力及び斜板と斜板支持部材との間に設けた球体に作用する遠心力は、斜板支持部材側の駆動力伝達部と斜板側の受動部とが切離される方向に斜板を付勢する。このような構成の採用により、斜板の傾角が最小傾角よりも大きいときの容量制御性を良好とすることを優先する第１状態と、斜板の傾角が最小傾角のときの回転抵抗の低減を優先する第２状態との一方から他方への切り換えが可能である。

最小傾角のときに斜板支持部材側の駆動力伝達部と斜板側の受動部とが切離されていれば、クラッチレスタイプの斜板式可変容量型圧縮機における前記した問題を解消することができる。また、電磁クラッチ付きタイプにおいて電磁クラッチＯＮ時の消費電力が大きいという欠点も解消することができる。

特開２００７−２４２５７号公報 特開２００６−１５２９１８号公報

しかし、斜板の傾角が最小傾角のときに斜板を斜板支持部材側に付勢する付勢荷重が回転数によって異なる。この場合の回転数の変化に対する付勢荷重の変化は、最小回転数から増大するにつれて低減してゆき、次いで増大に転じる。そのため、斜板と斜板支持部材とが離れた第２状態（クラッチ非接続状態）から斜板と斜板支持部材とが結合した第１状態（クラッチ接続状態）へ移行可能にするには、圧縮バネのバネ荷重を付勢荷重の最小値程度にする必要がある。そうすると、球体に作用する遠心力が小さい低回転数（例えば自動車のアイドリング時の圧縮機回転数）のときには、圧縮バネのバネ荷重ではクラッチ接続状態を解除することができず、アイドリング時のような低回転数のときの前記した機械的損失を減らすことができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力消費を低減することができ、且つ機械的損失を減らすことができる斜板式可変容量型圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転軸から駆動力を得て回転する傾角可変な斜板を備え、前記斜板に係留されたピストンが前記斜板の回転に基づいて前記斜板の傾角に応じたストロークで往復動する斜板式可変容量型圧縮機であって、前記回転軸と一体的に回転可能に前記回転軸に連結された第１回転体と、前記第１回転体の回転を前記斜板に伝達する第２回転体と、前記回転軸の軸方向において前記第１回転体と前記第２回転体との間に配設される第３回転体と、前記第１回転体と前記第３回転体とを互いに前記軸方向に接近させるように前記第１回転体、前記第２回転体又は前記第３回転体に電磁力を作用させるソレノイドと、前記ソレノイドの励磁によって前記第１回転体と前記第３回転体とが接続状態となる始動用クラッチと、前記第１回転体と前記第３回転体とを互いに前記軸方向に離間させる方向に付勢する付勢部材と、前記第１回転体の回転を前記第２回転体に伝達するためのコイルスプリングと、を備え、前記コイルスプリングは、該コイルスプリングの内周面が、前記第１回転体に設けられた第１伝達部、及び前記第２回転体に設けられた第２伝達部の外周を取り囲むように配置されており、前記コイルスプリングの一端は前記第３回転体に保持されるとともに、他端は前記第２回転体に保持されており、前記第３回転体が前記第２回転体に対して相対回転することで、前記コイルスプリングが縮径して、前記コイルスプリングの内周面が、前記第１伝達部及び前記第２伝達部に巻き付けられることを要旨とする。

この発明によれば、斜板の傾角が最小傾角の状態から増大するときには、ソレノイドが一時的に励磁され、第１回転体と第３回転体とが付勢部材の付勢力に抗して互いに接近して始動用クラッチが接続状態になり、第３回転体が第１回転体と一体的に回転する。すると、第３回転体が第２回転体に対して相対回転する。このとき、コイルスプリングの一端は第３回転体に保持されているとともに、他端は第２回転体に保持されているため、コイルスプリングが巻き締められて縮径し、コイルスプリングの内周面が第１回転体の第１伝達部及び第２回転体の第２伝達部に巻き付けられる。その結果、第１回転体の回転がコイルスプリングを介して第２回転体に伝達されるため、第１回転体と第２回転体とを一体的に回転させることができ、第１回転体の回転を、第２回転体を介して斜板に伝達することができる。

斜板の傾角が最小傾角よりも大きくなると、ピストンが冷媒を圧縮し、ピストンを介して斜板に圧縮反力が付与される。斜板に付与された圧縮反力は、第３回転体を第１回転体側に向けて回転軸の軸方向へ接近させる方向へ作用するため、斜板に付与された圧縮反力により第１回転体と第３回転体との接続状態が維持され、ソレノイドを消磁状態にしたとしても始動用クラッチの接続状態が維持される。その結果として、ソレノイドを、始動用クラッチを非接続状態から接続状態に移行する際に一時的に励磁させるだけで済むため、電力消費を低減することができる。

また、斜板の傾角が最小傾角のときにはソレノイドは消磁状態であるとともに、斜板に付与される圧縮反力が低下するため、付勢部材の付勢力により第３回転体が第１回転体から離間して、始動用クラッチが非接続状態となる。その結果として、コイルスプリングの巻き締めが解除され、第１回転体の回転が、コイルスプリングを介して第２回転体へ伝達されないため、斜板の傾角が最小傾角のときには斜板が第１回転体と一体的に回転することがなく、斜板の傾角が最小傾角のときの機械的損失を減らすことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１伝達部及び前記第２伝達部のうちの少なくとも一方は耐摩耗材により形成されていることを要旨とする。
この発明によれば、コイルスプリングの内周面との摩擦によって第１回転体の第１伝達部及び第２回転体の第２伝達部が摩耗してしまうことを抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第２回転体及び前記第３回転体のうちの少なくとも一方は、前記コイルスプリングが拡径状態であるときに前記コイルスプリングの外周面が接触する接触面を有していることを要旨とする。

この発明によれば、コイルスプリングが拡径状態であるときに、コイルスプリングの外周面が接触面に接触しているため、例えば、斜板式可変容量型圧縮機を搭載した車両の走行中において、車両が振動する度にコイルスプリングが動いて第２回転体又は第３回転体に当たってしまうことを抑制することができる。その結果として、車両が振動する度に、コイルスプリングと第２回転体又は第３回転体との接触音が発生してしまうことを抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記ソレノイドは環状に形成されており、前記第１回転体及び前記第３回転体は前記ソレノイドの径方向内側にあり、前記第２回転体は前記ソレノイドの電磁力により前記軸方向に吸引される被吸引部を有していることを要旨とする。

この発明によれば、回転軸の軸方向において、ソレノイドを第２回転体の被吸引部近傍まで延ばすことができ、ソレノイドと被吸引部との間に第１回転体又は第２回転体の一部が存在する場合に比べると、ソレノイドを軸方向へ大型化することができ、電磁力を増強させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記コイルスプリングは角ばねであることを要旨とする。
この発明によれば、例えば、コイルスプリングが円形断面のばねである場合に比べると、コイルスプリングの内周面と第１回転体の第１伝達部との接触面積、及びコイルスプリングの内周面と第２回転体の第２伝達部との接触面積を大きくすることができる。その結果、コイルスプリングの内周面と第１回転体の第１伝達部との間の伝達トルク、及びコイルスプリングの内周面と第２回転体の第２伝達部との間の伝達トルクを増すことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記第１伝達部の外周面と前記第２伝達部の外周面とが同一周面上に位置していることを要旨とする。

この発明によれば、第１伝達部の外周面と第２伝達部の外周面とが同一周面上に位置していない場合に比べると、コイルスプリングの内周面を、第１伝達部及び第２伝達部に巻き付け易くすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記第３回転体には前記コイルスプリングの一端を係止する第１係止溝が形成されるとともに、前記第２回転体には前記コイルスプリングの他端を係止する第２係止溝が形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、コイルスプリングの一端を第３回転体の第１係止溝に係止するだけで、コイルスプリングの一端を第３回転体に保持することができるとともに、コイルスプリングの他端を第２回転体の第２係止溝に係止するだけで、コイルスプリングの他端を第２回転体に保持することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記始動用クラッチは、前記第１回転体及び前記第３回転体の一方に設けられた凸円錐面と、他方に設けられて前記凸円錐面に接離する凹円錐面とを備えていることを要旨とする。

この発明によれば、例えば、第１回転体と第３回転体とを、互いに平行な面同士で面接触させてトルク伝達させる場合に比べると、第１回転体と第３回転体との間の伝達トルクを増すことができ、第１回転体と第３回転体との間のトルク伝達を良好なものとすることができる。

この発明によれば、電力消費を低減することができ、且つ機械的損失を減らすことができる。

実施形態における斜板式可変容量型圧縮機全体の側断面図。 斜板の傾角が最大傾角のときの部分拡大側断面図。 斜板の傾角が最小傾角のときの部分拡大側断面図。 角ばねの一端が第１係止溝に係止されている状態を示す断面図。 角ばねの他端が第２係止溝に係止されている状態を示す断面図。 ヒンジ機構を示す部分拡大平断面図。 別の実施形態における斜板の傾角が最小傾角のときの部分拡大側断面図。

以下、本発明を車両に搭載される斜板式可変容量型圧縮機に具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１１の前端にはフロントハウジング１２が連結されている。シリンダブロック１１の後端にはリヤハウジング１３がバルブプレート１４、弁形成プレート１５，１６及びリテーナ形成プレート１７を介して連結されている。シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、斜板式可変容量型圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。

制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１８がラジアルベアリング１９，２０を介して回転可能に支持されている。制御圧室１２１から外部へ突出する回転軸１８は、図示しない車両エンジンから回転駆動力を得る。フロントハウジング１２と回転軸１８との間にはリップシール型の軸封装置２１が介在されている。軸封装置２１は、制御圧室１２１から回転軸１８の周面に沿った冷媒洩れを防止する。

図２及び図３に示すように、回転軸１８には第１回転体２２が止着されている。第１回転体２２は、軸孔２２１を有する環状形状に形成されており、軸孔２２１に回転軸１８が嵌合して固定されている。また、回転軸１８には斜板２３が回転軸１８の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。回転軸１８の軸方向において、第１回転体２２と斜板２３との間には第２回転体２４及び第３回転体２５が設けられている。第３回転体２５は、第１回転体２２と第２回転体２４との間に配設されている。

第１回転体２２には、回転軸１８に連結して固定された円筒状の第１伝達部２２ａと、第１伝達部２２ａの外周側に連なる凸円錐部２２ｂとが形成されている。凸円錐部２２ｂには，斜板２３に向かうにつれて縮径するとともに、回転軸１８の回転軸線１８１を包囲する凸円錐面２２１ｂが形成されている。凸円錐面２２１ｂの軸線は、回転軸線１８１に一致する。凸円錐部２２ｂとフロントハウジング１２との間にはスラスト軸受２９が介在されている。

第２回転体２４には、回転軸１８の回転軸線１８１を包囲する円筒状の回転支持部２４ａと、回転支持部２４ａの外周側に連なる環状板形状の連繋部２４ｂと、連繋部２４ｂの外周側に連なる円筒状の本体部２４ｃと、本体部２４ｃの外周側に連なる環状板形状の被吸引部２４ｄとが形成されている。第２回転体２４は磁性体により形成されている。回転支持部２４ａと回転軸１８との間にはラジアルベアリング３０が介在されている。第２回転体２４は、ラジアルベアリング３０を介して回転軸１８に対して回転可能に支持されている。回転支持部２４ａの外周面２４１ａには耐摩耗材２４ｅが全周に亘って設けられている。第１伝達部２２ａの外周面２２１ａと耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとは同一周面上に位置している。なお、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａには耐摩耗性に優れた表面処理（例えば焼き入れ）が施されている。

第３回転体２５には、凸円錐部２２ｂに接離する凹円錐部２５ａと、凹円錐部２５ａの内周側に連なる環状板形状の保持部２５ｂとが形成されている。保持部２５ｂの内径は、第１伝達部２２ａの外径よりも大きくなっており、第１伝達部２２ａは、保持部２５ｂの内側に位置している。また、保持部２５ｂの内径は、第２回転体２４の本体部２４ｃの内径と同じになっている。よって、保持部２５ｂの内周面２５１ｂと本体部２４ｃの内周面２４１ｃとは同一周面上に位置している。保持部２５ｂの内周面２５１ｂには第１係止溝２６が形成されるとともに、本体部２４ｃの内周面２４１ｃには第２係止溝２７が形成されている。第１係止溝２６は保持部２５ｂの軸方向に沿って貫通している。

凹円錐部２５ａには、斜板２３に向かうにつれて縮径するとともに、回転軸１８の回転軸線１８１を包囲する凹円錐面２５１ａが形成されている。凹円錐面２５１ａと凸円錐面２２１ｂとは面接触可能になっている。凹円錐面２５１ａの軸線は、回転軸線１８１に略一致する。

保持部２５ｂの内周面２５１ｂ及び本体部２４ｃの内周面２４１ｃと、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａ及び耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとの間には、コイルスプリング２８が配設されている。コイルスプリング２８は四角形断面である角ばねである。コイルスプリング２８は、その内周面２８ｄが、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａ及び耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅを取り囲むように配置されている。コイルスプリング２８の一端２８ａは径方向外側に突出しているとともに、他端２８ｂは径方向外側に突出している。本実施形態では、コイルスプリング２８の一端２８ａ及び他端２８ｂの突出方向は同一方向になっている。

図４に示すように、コイルスプリング２８の一端２８ａは第１係止溝２６に係止されている。図５に示すように、コイルスプリング２８の他端２８ｂは第２係止溝２７に係止されている。このコイルスプリング２８の一端２８ａと第１係止溝２６との係止、及びコイルスプリング２８の他端２８ｂと第２係止溝２７との係止により、コイルスプリング２８における周方向への移動が規制されている。コイルスプリング２８が原形状である（拡径状態である）とき、コイルスプリング２８の外周面２８ｃは、保持部２５ｂの内周面２５１ｂ及び本体部２４ｃの内周面２４１ｃに面接触している。よって、本実施形態では、保持部２５ｂの内周面２５１ｂ及び本体部２４ｃの内周面２４１ｃは接触面として機能する。

図２及び図３に示すように、凸円錐部２２ｂと保持部２５ｂとの間には付勢部材としての皿ばね３１が介在されている。皿ばね３１は、第１伝達部２２ａを包囲しており、第３回転体２５を斜板２３側に向けて付勢している。

フロントハウジング１２の内面には円環状のソレノイド３２が取り付けられている。ソレノイド３２は、第１回転体２２及び第３回転体２５を包囲している。ソレノイド３２は、コイル３３と、コイル３３を収容するコイルホルダ３４とから形成されており、コイルホルダ３４は磁性体により形成されている。コイルホルダ３４は、第２回転体２４の被吸引部２４ｄに向けて開放している。そして、コイル３３に通電が行なわれると、被吸引部２４ｄがソレノイド３２から吸引力（電磁力）を受ける。

図６に示すように、第２回転体２４には一対の突起３７，３８が斜板２３に向けて突設されており、斜板２３には一対のアーム３５，３６が第２回転体２４に向けて突設されている。アーム３５，３６は、一対の突起３７，３８間に形成された凹部３９に挿入されている。アーム３５，３６は、一対の突起３７，３８に挟まれた状態で凹部３９内を移動可能である。凹部３９の底部は、カム面３９１に形成されており、アーム３５，３６の先端部３５１，３６１がカム面３９１を摺接可能である。斜板２３は、一対の突起３７，３８に挟まれたアーム３５，３６とカム面３９１との連係により回転軸１８の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１８と一体的に回転可能である。一対のアーム３５，３６及び突起３７，３８は、第２回転体２４に対して斜板２３を傾動可能、かつ第２回転体２４から斜板２３へトルク伝達可能なヒンジ機構４０を構成する。

図２及び図３に示すように、斜板２３の傾角θは、斜板２３の中心軸線２３１と回転軸１８の回転軸線１８１とがなす角度で表される。斜板２３の径中心部が第２回転体２４側へ移動（図１において右から左への移動）すると、斜板２３の傾角が増大する。斜板２３の最大傾角は、第２回転体２４と斜板２３との当接によって規制される。

斜板２３とシリンダブロック１１との間の回転軸１８の部位には容量復帰ばね６０が介在されている。容量復帰ばね６０は、斜板２３の傾角が増大する方向に斜板２３を付勢する。斜板２３の最小傾角は、容量復帰ばね６０の一端との当接によって規制されている。図１の実線及び図２で示す斜板２３の傾角は、最大傾角であり、図１の鎖線及び図３で示す斜板２３の傾角は、最小傾角である。斜板２３の最小傾角は、０°よりも僅かに大きくなるようにしてある。

第２回転体２４と斜板２３との間には傾角減少ばね４１が設けられており、傾角減少ばね４１と第２回転体２４との間にはリング形状の滑り軸受からなるストッパ４２が介在されている。傾角減少ばね４１は、斜板２３の傾角が減少する方向に斜板２３を付勢している。傾角減少ばね４１と容量復帰ばね６０との合成ばね特性は、斜板式可変容量型圧縮機１０内の圧力が均一かつ斜板２３が回転しない状態では、斜板２３を最小傾角の位置へ配置するように設定してある。

図１に示すように、シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１内にはピストン４５が収容されている。ピストン４５は、シュー４６を介して斜板２３の外周縁部に係留されている。斜板２３の回転運動は、シュー４６を介してピストン４５の前後往復運動に変換され、ピストン４５がシリンダボア１１１内を往復動する。ピストン４５は、斜板２３の回転に基づいて斜板２３の傾角に応じたストロークで往復動する。

リヤハウジング１３内には吸入圧領域である吸入室１３１及び吐出圧領域である吐出室１３２が区画形成されている。バルブプレート１４、弁形成プレート１６及びリテーナ形成プレート１７には吸入ポート４７が形成されており、バルブプレート１４及び弁形成プレート１５には吐出ポート４８が形成されている。弁形成プレート１５には吸入弁１５１が形成されており、弁形成プレート１６には吐出弁１６１が形成されている。シリンダボア１１１、弁形成プレート１５、ピストン４５により圧縮室１１２がシリンダブロック１１内に区画形成されている。

吸入室１３１内の冷媒は、ピストン４５の復動動作（図１において右側から左側への移動）により吸入ポート４７から吸入弁１５１を押し退けて圧縮室１１２内へ流入する。圧縮室１１２内へ流入した冷媒は、ピストン４５の往動動作（図１において左側から右側への移動）により吐出ポート４８から吐出弁１６１を押し退けて吐出室１３２へ吐出される。吐出弁１６１は、リテーナ形成プレート１７上のリテーナ１７１に当接して開度規制される。制御圧室１２１内の圧力が下がると、斜板２３の傾角が増大して吐出容量が増え、制御圧室１２１内の圧力が上がると、斜板２３の傾角が減少して吐出容量が減る。

吸入室１３１と吐出室１３２とは、外部冷媒回路４９で接続されている。外部冷媒回路４９上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器５０（凝縮器）、膨張弁５１、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器５２（蒸発器）が介在されている。吐出室１３２から外部冷媒回路４９に至る途中には逆止弁５３が設けられている。逆止弁５３が開いているときには、吐出室１３２内の冷媒は、外部冷媒回路４９へ流出する。

圧縮室１１２から冷媒を吐出したときの圧縮反力は、シリンダボア１１１からピストン４５、シュー４６、斜板２３、ヒンジ機構４０、第２回転体２４、第３回転体２５、第１回転体２２及びスラスト軸受２９を介してフロントハウジング１２にて受け止められる。

吐出室１３２と制御圧室１２１とは、供給通路５４で接続されており、制御圧室１２１と吸入室１３１とは、排出通路５５で接続されている。供給通路５４上には電磁式の容量制御弁５６が組み付けられている。容量制御弁５６に対しての通電制御（デューティ比制御）は、図示しない制御コンピュータによって行われる。容量制御弁５６における弁開度は、制御コンピュータによって容量制御弁５６に対する供給電流値（デューティ比）が高められると減少し、供給電流値（デューティ比）が下げられると増大する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
容量制御弁５６への通電が開始されると、ソレノイド３２への通電も開始される。ソレノイド３２への通電が開始されると、第２回転体２４の被吸引部２４ｄがソレノイド３２側へ引き寄せられるとともに、第２回転体２４の本体部２４ｃにおける第３回転体２５側の面である一端面２４２ｃが、第３回転体２５における第２回転体２４側の面である他端面２５１に当接する。さらに、第２回転体２４の被吸引部２４ｄがソレノイド３２側へ引き寄せられると、第２回転体２４の押圧力により第３回転体２５が皿ばね３１のばね力（付勢力）に抗して第１回転体２２側へ押圧され、凹円錐部２５ａの凹円錐面２５１ａが凸円錐部２２ｂの凸円錐面２２１ｂに面接触する。

凹円錐面２５１ａと凸円錐面２２１ｂとが面接触すると、第１回転体２２の回転が凹円錐面２５１ａ及び凸円錐面２２１ｂを介して第３回転体２５に伝達され、第３回転体２５が第１回転体２２と一体的に回転する。よって、本実施形態では、凸円錐面２２１ｂ及び凹円錐面２５１ａにより、ソレノイド３２の励磁によって第１回転体２２と第３回転体２５とが接続状態となる始動用クラッチＫが構成されている。

第３回転体２５が回転すると、第３回転体２５の回転が、第３回転体２５の他端面２５１及び第２回転体２４の本体部２４ｃの一端面２４２ｃを介して第２回転体２４に伝達され、第１回転体２２、第２回転体２４及び第３回転体２５が一体的に回転する。これにより、第２回転体２４及び斜板２３が一体的に回転する。

容量制御弁５６への通電が開始されたときには、容量制御弁５６の弁開度が減少する。すると、圧縮室１１２から吐出室１３２への吐出が行なわれる。これにより斜板２３の傾角が増大する。斜板２３の傾角が最小傾角から増大すると吐出圧が増大する。吐出圧が増大すると、逆止弁５３が開き、吐出室１３２内の冷媒が外部冷媒回路４９へ流出する。外部冷媒回路４９へ流出した冷媒は、吸入室１３１へ還流する。

圧縮室１１２から冷媒を吐出したときの圧縮反力は、シリンダボア１１１からピストン４５、シュー４６、斜板２３、ヒンジ機構４０を介して第２回転体２４に付与される。すると、第２回転体２４と第３回転体２５との間で回転抵抗が増大し、第２回転体２４の回転が第３回転体２５の回転に対して遅くなる。その結果、第２回転体２４と第３回転体２５とが相対回転することになる。

このとき、コイルスプリング２８の一端２８ａは第１係止溝２６に係止されているとともに、他端２８ｂは第２係止溝２７に係止されているため、第２回転体２４と第３回転体２５との相対回転によりコイルスプリング２８が巻き締められて縮径する。すると、図２に示すように、コイルスプリング２８の内周面２８ｄが第１伝達部２２ａの外周面２２１ａ及び耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅに巻き付けられる。その結果、第１回転体２２の回転がコイルスプリング２８を介して第２回転体２４に伝達されるため、第１回転体２２と第２回転体２４とが一体的に回転する。その結果として、第２回転体２４は、圧縮室１１２から冷媒を吐出したときの圧縮反力が付与されても、第１回転体２２と同じ回転速度で回転することが可能となる。よって、本実施形態では、耐摩耗材２４ｅが第２伝達部を形成している。

ソレノイド３２への通電は、この通電開始からの経過時間がコイルスプリング２８の内周面２８ｄが、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａ及び耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅに巻き付けられた状態へ移行したと見なし得る時間に達したときに停止される。ここで、斜板２３に付与された圧縮反力により、第３回転体２５が回転軸１８の軸方向において第１回転体２２に押し付けられている。このため、斜板２３に付与された圧縮反力により凹円錐面２５１ａと凸円錐面２２１ｂとが面接触された状態、すなわち、始動用クラッチＫの接続状態が維持され、ソレノイドを消磁状態にしたとしても始動用クラッチＫの接続状態が維持される。その結果として、ソレノイド３２を、始動用クラッチＫを非接続状態から接続状態に移行する際に一時的に励磁させるだけで済むため、電力消費が低減される。

容量制御弁５６に対する供給電流値（デューティ比）が高められると、容量制御弁５６における弁開度が減少し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量が減る。制御圧室１２１内の冷媒は、排出通路５５を介して吸入室１３１へ流出しているため、冷媒供給量が減ると制御圧室１２１内の圧力が下がり、斜板２３の傾角が増大して吐出容量が増える。容量制御弁５６に対する供給電流値（デューティ比）が下げられると、容量制御弁５６における弁開度が増大し、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量が増える。したがって、制御圧室１２１内の圧力が上がり、斜板２３の傾角が減少して吐出容量が減る。

そして、容量制御弁５６に対する供給電流値（デューティ比）が零（通電停止状態）になると容量制御弁５６における弁開度が最大となり、斜板２３の傾角が最小傾角に達する。すると、斜板２３及び第２回転体２４に付与される圧縮反力が低下するため、第２回転体２４と第３回転体２５との間での回転抵抗が無くなって、第２回転体２４と第３回転体２５との相対回転が生じなくなる。すなわち、第２回転体２４と第３回転体２５とが同じ速度で回転し始める。すると、コイルスプリング２８の復元力により、コイルスプリング２８が原形状に戻ろうとし、コイルスプリング２８の内周面２８ｄにおける第１伝達部２２ａの外周面２２１ａ及び耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅへの巻き付けが解除される。コイルスプリング２８が原形状に戻ると、コイルスプリング２８の外周面２８ｃと、保持部２５ｂの内周面２５１ｂ及び本体部２４ｃの内周面２４１ｃとが面接触する。

さらに、皿ばね３１のばね力が圧縮反力に打ち勝って第３回転体２５が元の位置（図３に示す位置）に復帰する。これにより、第３回転体２５が第１回転体２２と一体的に回転しなくなり、第２回転体２４及び第３回転体２５の回転が停止される。その結果、斜板２３が回転しなくなり、逆止弁５３が閉じて外部冷媒回路４９における冷媒循環が停止する。斜板２３の傾角が最小傾角のときにはソレノイド３２は消磁状態であるため、始動用クラッチＫが非接続状態となっており、第３回転体２５が第１回転体２２と一体的に回転しない。その結果、第１回転体２２の回転が、コイルスプリング２８を介して第２回転体２４へ伝達されないため、斜板２３の傾角が最小傾角のときの機械的損失が減る。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）斜板２３の傾角が最小傾角の状態から増大するときには、ソレノイド３２が一時的に励磁され、始動用クラッチＫが接続状態となり、第３回転体２５と第１回転体２２とが一体的に回転する。斜板２３の傾角が最小傾角よりも大きくなると、斜板２３に圧縮反力が付与される。斜板２３に付与された圧縮反力は、回転軸１８の軸方向において第３回転体２５を第１回転体２２に接近させる方向へ作用するため、斜板２３に付与された圧縮反力により始動用クラッチＫの接続状態が維持され、ソレノイド３２を消磁状態にしたとしても始動用クラッチＫの接続状態が維持される。その結果として、ソレノイド３２を、始動用クラッチＫを非接続状態から接続状態に移行する際に一時的に励磁させるだけで済むため、電力消費を低減することができる。また、斜板２３の傾角が最小傾角に移行したときにはソレノイド３２は消磁状態であり、斜板２３に付与される圧縮反力が低下するため、皿ばね３１のばね力により第３回転体２５が第１回転体２２から離間して、始動用クラッチＫが非接続状態となる。その結果として、第１回転体２２の回転が、コイルスプリング２８を介して第２回転体２４へ伝達されないため、斜板２３の傾角が最小傾角のときには斜板２３が第１回転体２２と一体的に回転することがなく、斜板２３の傾角が最小傾角のときの機械的損失を減らすことができる。

（２）回転支持部２４ａの外周面２４１ａに耐摩耗材２４ｅを設け、この耐摩耗材２４ｅにより第２伝達部を形成した。よって、コイルスプリング２８の内周面２８ｄとの摩擦によって第２回転体２４が摩耗してしまうことを抑制することができる。

（３）コイルスプリング２８が拡径状態であるときに、コイルスプリング２８の外周面２８ｃと、保持部２５ｂの内周面２５１ｂ及び本体部２４ｃの内周面２４１ｃとを面接触させた。よって、例えば、斜板式可変容量型圧縮機１０を搭載した車両の走行中において、車両が振動する度にコイルスプリング２８が動いて第２回転体２４又は第３回転体２５に当たってしまうことを抑制することができる。その結果として、車両が振動する度に、コイルスプリング２８と第２回転体２４又は第３回転体２５との接触音が発生してしまうことを抑制することができる。

（４）ソレノイド３２を環状に形成し、第１回転体２２及び第３回転体２５をソレノイド３２の径方向内側に配置させ、第２回転体２４に、ソレノイド３２の電磁力により回転軸１８の軸方向に吸引される被吸引部２４ｄを形成した。よって、回転軸１８の軸方向において、ソレノイド３２を第２回転体２４の被吸引部２４ｄ近傍まで延ばすことができ、ソレノイド３２と被吸引部２４ｄとの間に第１回転体２２又は第２回転体２４の一部が存在する場合に比べると、ソレノイド３２を軸方向へ大型化することができ、電磁力を増強させることができる。

（５）角ばねのコイルスプリング２８は、円形断面のばねに比べると、コイルスプリング２８の内周面２８ｄと第１伝達部２２ａの外周面２２１ａとの接触面積、及びコイルスプリング２８の内周面２８ｄと耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとの接触面積を大きくすることができる。その結果、コイルスプリング２８の内周面２８ｄと第１伝達部２２ａの外周面２２１ａとの間の伝達トルク、及びコイルスプリング２８の内周面２８ｄと耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとの間の伝達トルクを増すことができる。

（６）第１伝達部２２ａの外周面２２１ａと耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとを同一周面上に位置させた。よって、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａと耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとが同一周面上に位置していない場合に比べると、コイルスプリング２８の内周面２８ｄを、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａ及び耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅに巻き付け易くすることができる。

（７）第３回転体２５に第１係止溝２６を形成し、第２回転体２４に第２係止溝２７を係止した。よって、コイルスプリング２８の一端２８ａを第１係止溝２６に係止するだけで、コイルスプリング２８の一端２８ａを第３回転体２５に保持することができるとともに、コイルスプリング２８の他端２８ｂを第２係止溝２７に係止するだけで、コイルスプリング２８の他端２８ｂを第２回転体２４に保持することができる。

（８）凸円錐面２２１ｂ及び凹円錐面２５１ａにより始動用クラッチＫを構成した。よって、例えば、第１回転体２２と第３回転体２５とを、互いに平行な面同士で面接触させてトルク伝達させる場合に比べると、第１回転体２２と第３回転体２５との間の伝達トルクを増すことができ、第１回転体２２と第３回転体２５との間のトルク伝達を良好なものとすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図７に示すように、第２回転体２４の被吸引部２４ｄを削除するとともに、第３回転体２５に、ソレノイド３２の電磁力により回転軸１８の軸方向に吸引される被吸引部７１を形成してもよい。この場合、第３回転体２５は磁性体により形成されている。また、第２回転体２４を非磁性体で形成することで、被吸引部７１から第２回転体２４への磁束の洩れを防止してもよい。

○ 実施形態において、第１回転体２２に凹円錐面を形成するとともに、第３回転体２５に凸円錐面を形成し、第１回転体２２の凹円錐面と第３回転体２５の凸円錐面とで始動用クラッチＫを構成してもよい。

○ 実施形態において、第１回転体２２と第３回転体２５とを、互いに平行な面同士で面接触させてトルク伝達させるようにしてもよい。
○ 実施形態において、例えば、コイルスプリング２８の一端２８ａを第３回転体２５に対してねじ止めすることで、コイルスプリング２８の一端２８ａを第３回転体２５に対して保持するようにしてもよい。同様に、コイルスプリング２８の他端２８ｂを第２回転体２４に対してねじ止めすることで、コイルスプリング２８の他端２８ｂを第２回転体２４に対して保持するようにしてもよい。要は、コイルスプリング２８の両端が第２回転体２４及び第３回転体２５に保持されていれば、その保持するための構成は特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａと耐摩耗材２４ｅの外周面２４１ｅとが同一周面上に位置していなくてもよい。
○ 実施形態において、コイルスプリングは、例えば、円形断面のばねであってもよい。

○ 実施形態において、コイルスプリング２８が拡径状態であるときに、コイルスプリング２８の外周面２８ｃが、保持部２５ｂの内周面２５１ｂ又は本体部２４ｃの内周面２４１ｃに接触するようにしてもよい。

○ 実施形態において、コイルスプリング２８が拡径状態であるときに、コイルスプリング２８の外周面２８ｃと、保持部２５ｂの内周面２５１ｂ及び本体部２４ｃの内周面２４１ｃとが接触していなくてもよい。

○ 実施形態において、第１伝達部２２ａの外周面２２１ａに耐摩耗材を設けてもよい。この場合、当該耐摩耗材が第１伝達部を形成する。
○ 実施形態において、凸円錐面２２１ｂ及び凹円錐面２５１ａに耐摩耗性に優れた表面処理（例えば焼き入れ）を施してもよい。

○ 実施形態において、凸円錐部２２ｂとは別の耐摩耗材を凸円錐部２２ｂに嵌合して凸円錐面２２１ｂを形成してもよい。
○ 実施形態において、凹円錐部２５ａとは別の耐摩耗材を凹円錐部２５ａに嵌合して凹円錐面２５１ａを形成してもよい。

○ 実施形態において、付勢部材として、例えば、コイルばねを用いてもよい。
○ 実施形態において、斜板２３のアーム３５，３６を非磁性体で形成し、被吸引部２４ｄから斜板２３への磁束の洩れを防止するようにしてもよい。

○ 実施形態において、ソレノイド３２の通電により、第１回転体２２を第３回転体２５に回転軸１８の軸方向に接近させることで、始動用クラッチＫを接続状態にするようにしてもよい。

Ｋ…始動用クラッチ、１０…斜板式可変容量型圧縮機、１８…回転軸、２２…第１回転体、２２ａ…第１伝達部、２３…斜板、２４…第２回転体、２４ｄ…被吸引部、２４ｅ…第２伝達部を形成する耐摩耗材、２５…第３回転体、２６…第１係止溝、２７…第２係止溝、２８…コイルスプリング、２８ａ…一端、２８ｂ…他端、２８ｃ…外周面、２８ｄ…内周面、３１…付勢部材としての皿ばね、３２…ソレノイド、４５…ピストン、２２１ａ…外周面、２２１ｂ…凸円錐面、２４１ｃ…接触面として機能する内周面、２４１ｅ…外周面、２５１ａ…凹円錐面、２５１ｂ…接触面として機能する内周面。

Claims (8)

1. 回転軸から駆動力を得て回転する傾角可変な斜板を備え、前記斜板に係留されたピストンが前記斜板の回転に基づいて前記斜板の傾角に応じたストロークで往復動する斜板式可変容量型圧縮機であって、
   前記回転軸と一体的に回転可能に前記回転軸に連結された第１回転体と、
   前記第１回転体の回転を前記斜板に伝達する第２回転体と、
   前記回転軸の軸方向において前記第１回転体と前記第２回転体との間に配設される第３回転体と、
   前記第１回転体と前記第３回転体とを互いに前記軸方向に接近させるように前記第１回転体、前記第２回転体又は前記第３回転体に電磁力を作用させるソレノイドと、
   前記ソレノイドの励磁によって前記第１回転体と前記第３回転体とが接続状態となる始動用クラッチと、
   前記第１回転体と前記第３回転体とを互いに前記軸方向に離間させる方向に付勢する付勢部材と、
   前記第１回転体の回転を前記第２回転体に伝達するためのコイルスプリングと、を備え、
   前記コイルスプリングは、該コイルスプリングの内周面が、前記第１回転体に設けられた第１伝達部、及び前記第２回転体に設けられた第２伝達部の外周を取り囲むように配置されており、
   前記コイルスプリングの一端は前記第３回転体に保持されるとともに、他端は前記第２回転体に保持されており、前記第３回転体が前記第２回転体に対して相対回転することで、前記コイルスプリングが縮径して、前記コイルスプリングの内周面が、前記第１伝達部及び前記第２伝達部に巻き付けられることを特徴とする斜板式可変容量型圧縮機。
2. 前記第１伝達部及び前記第２伝達部のうちの少なくとも一方は耐摩耗材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の斜板式可変容量型圧縮機。
3. 前記第２回転体及び前記第３回転体のうちの少なくとも一方は、前記コイルスプリングが拡径状態であるときに前記コイルスプリングの外周面が接触する接触面を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の斜板式可変容量型圧縮機。
4. 前記ソレノイドは環状に形成されており、前記第１回転体及び前記第３回転体は前記ソレノイドの径方向内側にあり、前記第２回転体は前記ソレノイドの電磁力により前記軸方向に吸引される被吸引部を有していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の斜板式可変容量型圧縮機。
5. 前記コイルスプリングは角ばねであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の斜板式可変容量型圧縮機。
6. 前記第１伝達部の外周面と前記第２伝達部の外周面とが同一周面上に位置していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の斜板式可変容量型圧縮機。
7. 前記第３回転体には前記コイルスプリングの一端を係止する第１係止溝が形成されるとともに、前記第２回転体には前記コイルスプリングの他端を係止する第２係止溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の斜板式可変容量型圧縮機。
8. 前記始動用クラッチは、前記第１回転体及び前記第３回転体の一方に設けられた凸円錐面と、他方に設けられて前記凸円錐面に接離する凹円錐面とを備えていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の斜板式可変容量型圧縮機。