(57)【特許請求の範囲】
【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（２１）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であって、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）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、
さらに、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）を設けたことを特徴とする容量可変斜板式コンプレッサ。
【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であって、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、
さらに、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。
【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１８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３６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５８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５４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８０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６２→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Ｐｃ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Ｐｃ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７０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５１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３３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。さらに、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
【図１】
0004118413.tif 000002
【図２】
0004118413.tif 000003
【図３】
0004118413.tif 000004