JP4635119B2 - 可変容量圧縮機 - Google Patents

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。

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。

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。）。

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。

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。）。

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。
特開２００１−１３２６３４号公報（段落番号〔００２８〕〜〔００３１〕、図３） 特開２００４−１２４８６７号公報（段落番号〔００１７〕〜〔００２１〕、図２〜図４）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 容量制御弁の吸引力特性の一例を示す図である。 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。 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である。 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。 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。 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である。 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。 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である。 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。

符号の説明

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

Claims (9)

1. 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。
2. 前記磁気抵抗可変手段は、前記固定鉄芯と前記回転軸との間に介在されて前記相対回転角度の変化に応じて前記固定鉄芯をその軸線方向に移動させることにより前記固定鉄芯と可動鉄芯との磁気ギャップを変化させるねじ部であることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
3. 前記ねじ部は、前記相対回転角度が大きくなるに従って前記固定鉄芯を前記可動鉄芯から離れる方向に移動させるよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機。
4. 前記ねじ部は、前記固定鉄芯の外周に設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するよう前記回転軸の内側に設けられた雌ねじとを有していることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機。
5. 前記ねじ部は、前記回転軸の外周に設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するよう前記固定鉄芯の内側に設けられた雌ねじとを有していることを特徴とする請求項２記載の可変容量圧縮機。
6. 前記磁気抵抗可変手段は、前記固定鉄芯の外周に円周方向に複数均等配置されて突設された第１の爪と、前記第１の爪の外周に配置されて前記回転軸とともに回転する環状の磁性部材と、前記磁性部材の内側に前記第１の爪に対向して突設された第２の爪とを有し、前記相対回転角度の変化に応じて前記第１の爪と前記第２の爪との中心がずれるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
7. 前記相対回転角度が小さいときに前記第１の爪と前記第２の爪との中心がほぼ一致しており、前記相対回転角度が大きくなるに従って前記第１の爪と前記第２の爪との中心のずれを大きくなるようにしたことを特徴とする請求項６記載の可変容量圧縮機。
8. 前記容量制御部は、吐出室とクランク室との間に形成された通路内に配置されて前記吐出室から前記クランク室へ流れる冷媒の流量を制御する容量制御弁であり、前記相対回転角度が大きくなるに従って前記磁気抵抗可変手段が前記磁気抵抗を大きくするよう変化させると前記冷媒の流量を増やすよう制御して前記回転軸を駆動する所要トルクが低減されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
9. シリンダブロックとリアハウジングとの間に挟持された磁性体のバルブプレートを、前記回転軸または前記固定鉄芯の外周近傍に位置するよう配置して前記ソレノイド部のヨークと前記固定鉄芯との磁気通路として構成したことを特徴とする請求項１記載の可変容量圧縮機。
   

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