JPS623190A - 冷媒圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車冷房用に使用される冷媒圧縮機の容量制
御に関するものである。

従来の技術 近年、自動車冷房用に使用される冷媒圧縮機は車室内の
熱負荷に応じて、冷媒ガスの吐出容量を制御し、省エネ
ルギー化とともに、快適性の向上　　　　　　　□をは
かることが強く要請されている。

この冷媒ガスの吐出容量を制御する方法として、本出願
らは、シリンダ内に冷媒ガスを供給する吸入孔を２箇所
に設け、一方の吸入孔を遮断して、冷媒ガスの供給を制
御する容量制御を提案している（例えば、特開昭５９−
１７０４８８号）。

上述した従来の冷媒圧縮機の一例について、第６図を参
照しながら説明する。図において、１は円筒状内壁を有
するシリンダで、内部にロータ２が配設される。前記ロ
ータ２には、放射状のスリットがあり、その中をベーン
３が滑動する。前記シリンダ１０両側面はフロントプレ
ート４とリアプレート６で閉塞され、上部には吸入ポー
ト６が設けられたシリンダへラドカバー７が固定され、
吸入室８が形成される。前記シリンダ１には第１吸入孔
９が設けられ、また、前記リアプレート６の吸入終了点
に第２吸入孔１０が設けられる。前記吸入室８から前記
第２吸入孔へ至る冷媒ガスの流通路１１には電磁弁１２
が設置される。前記電磁弁１２は、スリーブ１３内を滑
動する可動鉄芯１４と、前記可動鉄芯に取付けられた非
磁性材料から成るピストン１６と、鉄芯受け１６と、永
久磁石１７と、−次側コイル１８゛と、二次側コイル１
９と、バイアスバネ２ｏと、外側ヨーク２１と、下ヨー
ク２２とで構成される。なお、２３は中間プレート、２
４はリアケース、２６は吐出ポート、２６はシャフト、
２７はクラッチである。

以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その
動作を説明する。最大の冷房能力を出すフルロード運転
の場合、電磁弁１２の一次側コイルにパルス通電され、
可動鉄芯１４は鉄芯受け１６に吸引され、通電後は永久
磁石１７によシ保持される。このとき、可動鉄芯１４に
取付けられているピストン１５は、リアプレート５に形
成されている弁座２８から離脱し、冷媒ガスの流通路１
１を通じて、第２吸入孔１ｏからもシリンダ１内に冷媒
ガスが供給される。したがって、シリンダ１内には、第
１吸入孔９と第２吸入孔１０がら十分な冷媒ガスが供給
され、最大の冷房能力が得られる。

次に、冷房能力を制御するパー）ｃｒ−ド運転の場合、
電磁弁１２の二次側コイル１９にパルス通電すると、永
久磁石１７の磁力を消磁する方向に磁界がかかり、永久
磁石１７により保持されている可動鉄芯１４はバイアス
バネ２０のバネ力により鉄芯受け１６から離脱し、ピス
トン１５は弁座２８に密着する。したがって、流通路１
１は遮断され、第２吸入孔１ｏからは冷媒ガスは供給さ
れず、第１吸入孔９からのみ、シリンダ１内に供給され
、冷房能力が制御される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、パートロード運転
からフルロード運転に切り換えるとき、電磁弁１２の可
動鉄芯１４及びピストン１６前後に圧力差が発生してお
り、吸引力を大きくしなければ、可動鉄芯１４を吸引で
きない。これは、パートロード運転時、シリンダ１内へ
の冷媒ガスの供給は第１吸入孔９からだけであるため、
シリンダ１内は冷媒ガスが満たされておらず、供給圧力
よりも低下する。したがって、ピストン１６により遮断
されている流通路１１内の圧力は、ピストン１６より上
流側は供給圧力、下流側はシリンダ１内の平均圧力とな
り、上流側よりも低くなる。

ゆえに、可動鉄芯１４及びピストン１６には、上記差圧
による力が上流流側に加わり、可動鉄芯１４の吸引力が
大きくなる。第４図の破線イは、従来例における差圧に
対する可動鉄芯１４の作動限界である消費電力を示して
おシ、差圧が大きくなるほど、消費電力は増大する。ま
た、第５図の破線イは回転数に対する可動鉄芯１４の作
動限界である消費電力を示しており、回転数が大きくな
るほど、消費動力は増大する。これは、回転数が太きく
なるほど、第１吸入孔９からシリンダ１内に供給される
時間が短かくなり、供給冷媒量が減少するため、シリン
ダ１内の平均圧力が低下し、ピストン１５の上流側と下
流側の差圧が大きくなるからである。

以上のように、従来の構成では、可動鉄芯１４及びピス
トン１５の上流側と下流側の圧力差が発生し、この圧力
差が大きくなると、可動鉄芯１４を吸引するのに必要な
電磁弁１２の消費電力が増大し、可動鉄芯１４が吸引さ
れず、パートロード運転からフルロード運転への切り換
えができない場合が生じるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解消するものであり、可動鉄芯及
びピストン前後の圧力差を簡単な構成でなくすことによ
り、電磁弁の消費電力を減少させ、容量制御の作動信頼
性を高めた冷媒圧縮機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の冷媒圧縮機は、円
筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダ内に配設さ
れたロータと、前記ロータ内に放射状に形成された複数
個のスリットと、前記スリット内を滑動する複数枚のベ
ーンと、前記シリンダを両側面から閉塞する側板と、前
記シリンダ内に冷媒ガスを供給する２箇所の吸入孔と、
前記吸入孔のうち１箇所の吸入孔へ通じる冷媒ガスの流
通路を、ピストンが取付けられた可動鉄芯をパルス通電
により作動させ、直接、開閉する電磁弁を備えており、
前記ピストンと可動鉄芯は中央部に貫通穴があり、ピス
トンと前記流通路が線接触する形状に形成したものであ
る。

作　　用 本発明の上記した構成による作用は次のようになる。す
なわち、電磁弁の可動鉄芯はパルス通電により吸引され
、永久磁石により保持される。また、永久磁石を消磁さ
せる向きにパルス通電すると、可動鉄芯は永久磁石の磁
力から離脱する。この可動鉄芯にはピストンが取付けら
れており、冷媒ガスがシリンダ内に供給される２箇所の
吸入孔のうち、１箇所の吸入孔への流通路を直接、開閉
する。このようにして、前記流通路を開いている場合は
、２箇所の吸入孔から十分な冷媒ガスがシリンダ内に供
給され、最大の冷房能力を出すフルロード運転となり、
前記流通路を閉じた場合は、１箇所の吸入孔のみから、
冷媒ガスが供給されることになり、吐出容量を制御した
パートロード運転となる。このパートロード運転時、シ
リンダ内の平均圧力は低下し、ピストンの上流側と下流
側の流通路内に圧力差が生じることになるが、ピストン
及び可動鉄芯の中央部にあけた貫通穴により、下流側流
通路からピストンにかかる圧力と可動鉄芯上端にかかる
圧力と等圧にし、ピストンと流通路を線接触させること
により、ピストンの接触部の外側を上流側流通路の圧力
とすることで、可動鉄芯とピストンにかかる圧力差はほ
とんどなくなる。

この結果、パートロード運転時に可動鉄芯及びピストン
は圧力差の影響をほとんど受けることがないため、可動
鉄芯の作動限界となる電磁弁の消費電力が減少し、容量
制御の作動信頼性を高めるとともに、電磁弁の小型化、
省エネルギー化をはかることができる。

実施例 以下に、本発明の一実施例を第１〜３図にもとづいて説
明する。第１図、第２図において、２８は円筒状内壁を
有するシリンダで、内部にロータ２９が配設される。前
記ロータ２９には、放射状のスリン）３０があり、その
中をベーン３１が滑動する。前記シリンダ２８は両側面
でフロントプレート３２とリアプレート３３で閉塞され
る。３４はシリンダへラドカバーで吸入ポート３６が設
けられており、吸入室３６、吐出室３７が形成される。

前記シリンダ２８には第１吸入孔３８が設けられ、また
、前記リアプレート３３の吸入終了点に第２吸入孔３９
が設けられる。前記吸入室３６から前記第２吸入孔３９
へ至る冷媒ガスの流通路である上流側流通路４０と下流
側流通路４１の間に弁座４２が形成されており、電磁弁
４３が設置される。前記電磁弁４３は、スリーブ４４内
を滑動する可動鉄芯４５と、前記可動鉄芯４６に取付け
られた非磁性材料から成るピストン４６と、鉄芯受け４
７と、永久磁石４８と、−次側コイル４９と、二次側コ
イル６０と、バイアスバネ５１と、外側ヨーク６２と、
下ヨーク６３とで構成される。

前記可動鉄芯４５とピストン４６の中央部には貫通穴５
４がおいており、可動鉄芯４５とスリーブ４４の間には
シール部材６６が挿入されている。

また、ピストン４６が弁座４２に接する面は、鋭角に形
成されており、弁座４２とは線接触する。

なお、６６は中間プレート、６７は吐出孔、６８は吐出
弁、６９は吐出弁押え板、６０はリアケース、６１は吐
出ボート、６２はシャフト、６３はクラッチである。

以上のように構成された冷媒圧縮機における動作を説明
する。第３図は容量制御を行う電磁弁４３の作動状態を
示しており、第３図ａは最大の冷房能力を出すフルロー
ド運転時の状態、第３図すは容量制御するパートロード
運転時の状態である。

まず、フルロード運転の場合、−次側コイル４４にパル
ス通電すると、可動鉄芯４６が鉄芯受け４７に吸引され
、永久磁石４８によってその状態を保持する。可動鉄芯
４５に取付けられているピストン４６は弁座４２から離
脱し、上流側流通路４゜と下流側流通路４１がつながり
、冷媒ガスは第１吸入孔３８．第２吸入孔３９の両方か
らシリンダ２８内に供給され、最大の冷房能力が得られ
る。

次に、バートロード運転に切り換える場゛合、二次側コ
イル４９にパルス通電し、永久磁石４８の磁力を消磁さ
せる方向に磁界をかけると、バイアスバネ６１のバネ力
により、可動鉄芯４５は鉄芯受け４了から離脱し、ピス
トゾ４６が弁座に接触する。このとき、上流側流通路４
ｏと下流側流通路４１は遮断され、シリンダ２８内への
冷媒ガスの供給は第１吸入孔３８からだけであり、第２
吸入孔３９から供給されない冷媒ガス量だけ、冷房能力
は低下し、容量制御される。このパートロード運転時、
シリンダ２８内の平均圧力は供給圧力よりも低下するた
め、供給圧力にほぼ等しい上流側流通路４ｏに対して、
下流側流通路４１内の圧力は低下し、両流通路間には圧
力差が発生する０しかしながら、可動鉄芯４５及びピス
トン４６の中央部に貫通穴６４があけられており、また
、ピストン４６と弁座４２が線接触する形状に形成され
ているので、可動鉄芯４５及びピストン４６の上下方向
にかかる力は相殺される。なお、可動鉄芯４５とスリー
ブ４４の間にはシール部材５５が挿入されており、上流
側流通路４ｏからのもれを止めている。

したがって、パートロード運転からフルロード運転に切
り換える場合、可動鉄芯４６及びピストン４６にはほと
んど圧力差による力が作用しないので、バイアスバネ６
１のバネ力、シール部材６５の摺動抵抗及び可動鉄芯４
５とピストンの重量に打ち勝つ吸引力を与えればよい。

第４図の実線口は、本実施例における差圧に対する可動
鉄芯４６の作動限界である消費電力を示しており、差圧
による影響はごくわずかである０また、第５図の実線口
は回転数に対する可動鉄芯４６の作動限界である消費電
力を示しており、消費電力の増加はわずかである。

以上のように本実施例によれば、電磁弁の可動鉄芯及び
ピストンにかかる圧力差の影響を受けない構成にするこ
とにより、可動鉄芯の作動限界となる電磁弁の消費電力
を減少し、容量制御の作動信頼性を高めるとともに、電
磁弁の小型化、省エネルギー化に有用である。

なお、本実施例では、可動鉄芯を吸引し、保持する状態
において、フルロード運転としたが、バートロード運転
としても同様の構成が可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、円筒状内壁を有するシリンダと
、前記シリンダ内に配設されたロータと、前記ロータ内
に放射状に形成された複数個のスリットと、前記スリッ
ト内を滑動する複数枚のベーンと、前記シリンダを両側
面から閉塞する側板と、前記シリンダ内に冷媒ガスを供
給する２箇所の吸入孔と、前記吸入孔のうち１箇所の吸
入孔へ通じる冷媒ガスの流通路を直接開閉する可動鉄芯
、ピストン、永久磁石、バイアスバネ、−次側及び二次
側コイルから成る電磁弁とから構成され、パルス通電に
より、圧力差の影響を受けずに可動鉄芯を作動させて、
容量制御が行えることから、構成が簡単で、冷媒圧縮機
の小型化が可能となるとともに、容量制御の信頼性を高
め、省エネルギー化がはかれるなど、その実用的効果は
極めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷媒圧縮機の縦断面図、第
２図は同冷媒圧縮機の正面断面図、第３図ａ、ｂは同冷
媒圧縮機に用いられる電磁弁の作動説明図、第４図は差
圧に対する電磁弁の消費電力の関係を示す図、第５図は
回転数に対する電磁弁の消費電力の関係を示す図、第６
図は従来の冷媒圧縮機の縦断面図である。 ２８・・・・・・シリンダ、２９・川・・ロータ、３１
・・・・・・ベーン、３８・・・・・・第１吸入孔、３
９・・・・・・第２吸入孔、４ｏ・・・・・・上流側流
通路、４１・・・・・・下流側流通路、４２・・・・・
・弁座、４３・・・・・・電磁弁、４４・・・・・・ス
リーブ、４５・・・・・・可動鉄芯、４ｅ・・・・・・
ピストン、４８・・・・・・永久磁石、４９・・・・・
・−次側コイル、６゜・・・・・・二次側コイル、６１
・・・・・・ノ（イアスノ（ネ、５４・・・・・・貫通
穴。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２Ｔ
−−−１−一ン　　　　　　　　　　　　牛６−・−σ
０ストン手３−・一定繍庁 第２図 第　３　図 、ｔ、２ 第　４　図 第　５　図 回転数Ｕｐｍ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　円筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダ内に配
   設されたロータと、前記ロータ内に放射状に形成された
   複数個のスリットと、前記スリット内を滑動する複数枚
   のベーンと、前記シリンダを両側面から閉塞する側板と
   、前記シリンダ内に冷媒ガスを供給する２箇所の吸入孔
   と、前記吸入孔のうち１箇所の吸入孔へ通じる冷媒ガス
   の流通路を開閉する電磁弁を備え、前記電磁弁はスリー
   ブ内の可動鉄芯を吸引する一次側コイルと、吸引された
   前記可動鉄芯を保持する永久磁石と、前記永久磁石の磁
   力を消磁する二次側コイルと、前記可動鉄芯を復元させ
   るバイアスバネと、前記可動鉄芯に取付けられたピスト
   ンから構成され、前記可動鉄芯とピストンには中央部に
   貫通穴があり、また、前記ピストンと前記流通路が線接
   触する形状に形成された冷媒圧縮機。