JP2000142090A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前部空調ユニットの単独運転時に、後部空調
ユニットの冷媒回路の冷媒、潤滑オイルが停滞し、圧縮
機の潤滑不足が発生するのを防止する。 【解決手段】 後部空調ユニットＣが車室天井部に配さ
れる空調装置において、リア側エバポレータ６下流側と
合流部１２とを連結するリア側低圧配管９ｃ２のうち、
略水平方向に延在する第１配管１３および第３配管１５
は、冷媒下流側よりも冷媒上流側が上方となるように配
される。後部空調ユニットＣの冷媒回路中の潤滑オイル
は上方から下方へと流下し、合流部１２へと至る。流下
した潤滑オイルは、合流部１２においてフロント側低圧
配管９ｃ１を通過する冷媒と合流し、圧縮機１へと戻
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室の前部および
後部の両方に空調ユニットを備えたデュアル型の車両用
空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワンボックスカー等の普及によっ
て、車室の後席側空間の居住性を向上させる要求が強ま
ってきており、この要求を受けて車室の前部および後部
の両方に空調ユニットを備えたデュアル型の車両用空調
装置の搭載が増加している。このような空調装置として
は、図２、４に示すような空調装置が知られている。

【０００３】冷凍サイクルＡは、圧縮機１、凝縮器２、
第１、第２の膨張弁３、４、第１、第２の蒸発器５、６
とを備えており、これらの機器は冷媒配管９によって接
続されている。第１の蒸発器５および第２の蒸発器６は
凝縮器２の下流側に並列して配されており、各蒸発器
５、６の上流側にはそれぞれ、第１の膨張弁３および第
２の膨張弁４が配されている。

【０００４】空調空気を冷却する第１の蒸発器５は、空
調空気を送風する第１の送風機７、空調空気を加熱する
ヒータコア（図示しない）とともに前部空調ユニットＢ
に配設されている。一方、空調空気を冷却する第２の蒸
発器６は、空調空気を送風する第２の送風機８ととも
に、車室内後方天井部に設けられた後部空調ユニットＣ
に配設されている。フロント側冷凍サイクルとリア側冷
凍サイクルとを接続するリア側高圧配管２０およびリア
側低圧配管２１は、車室側壁面に収納されるとともに、
フロア下方を通過するように取り回されている。なお、
前部空調ユニットＢの単独運転時、圧縮機１に吸入され
る冷媒がリア側低圧配管２１に流入しないように、リア
側低圧配管２１の冷媒下流側端部はフロント側低圧配管
２２に上方から接続するような配管構造となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
空調装置では、前部空調ユニットＢの単独運転と、前部
および後部の両方の空調ユニットＢ, Ｃの同時運転と
は、後部空調ユニットＣに設けられた第２の送風機８の
作動を切り替えることによって行われる。そのため、前
部空調ユニットＢのみ単独運転させる場合、第２の送風
機８はオフとなり、第２の蒸発器６における冷媒の蒸発
は抑制されるため、第２の膨張弁４は第２の蒸発器６に
流入する冷媒量が減少するよう制御される。

【０００６】上述したように、従来の空調装置では、リ
ア側低圧配管２１の冷媒下流側端部において上方に向け
て延在するような配管構造となっていた。そのため、第
２の蒸発器６に流入する冷媒量の低下に伴い、冷媒と一
緒に冷凍サイクルに封入されている圧縮機保護用の潤滑
オイルは後部空調ユニットＣの冷媒回路中に停滞しやす
くなる。このように、第２の蒸発器６から圧縮機１へと
戻る潤滑オイル量が減少すると、圧縮機１の耐久性に悪
影響を及ぼすといった問題点があった。

【０００７】本発明は上記点に鑑み、後部空調ユニット
側への潤滑オイルの停滞を軽減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１〜４の発明によれば、第２の蒸発器の下流
側から合流部までを接続する冷媒配管のうち略水平方向
に配される冷媒配管を冷媒下流側よりも冷媒上流側のほ
うが上方となるように所定の角度で傾斜させることを特
徴とする。このような配管構造とすることにより、第２
の膨張弁よりも冷媒下流側に存在する冷媒中に含まれる
潤滑オイルは重力により、冷媒下流側、すなわち合流部
へと送られる。合流部へと送られた潤滑オイルは、第１
の蒸発器を通過した冷媒と合流し、圧縮機へ戻る。この
ように本発明によれば、第２の膨張弁を介して第２の蒸
発器に流入する冷媒量が低下したとしても、潤滑オイル
を第２膨張弁の下流側の冷媒配管に停滞させることな
く、圧縮機へ戻すことができる。

【０００９】請求項３の発明によれば、第１の蒸発器の
下流側から合流部までを接続する冷媒配管のうち略水平
方向に配される冷媒配管を傾斜させる角度としては、０
°よりも大きく、１０°以下であることが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明である車両用空調装
置について図面に基づいて説明する。

【００１１】冷凍サイクルＡは、コンプレッサ１、凝縮
器２、フロント側エバポレータ５（請求項における第１
の蒸発器）、リア側エバポレータ６（請求項における第
２の蒸発器）、第１、第２の膨張弁３、４、これらの機
能部品を連結する冷媒配管９とからなる。コンプレッサ
１は、本発明の圧縮機を構成するものであり、車両のエ
ンジンルーム内（図１中左側）に配設され、車両のエン
ジンからの駆動力を受け冷媒を圧縮することで高温高圧
の気相冷媒とするものである。そして、コンプレッサ１
は、動力断続機、具体的にはマグネットクラッチ（図示
しない）により、条件に応じてＯＮ─ＯＦＦ制御され
る。

【００１２】凝縮器２は、コンプレッサ１により高温高
圧の気相冷媒をクーリングファン（図示しない）の送風
を受けることで、空気と気相冷媒とを熱交換させ、気相
冷媒を凝縮液化させるものである。また、凝縮器２は車
両のエンジンルーム内で、車両の走行風を受ける位置に
配設されている。なお、凝縮器２には、凝縮液化された
冷媒のうち、気相状態の冷媒と液状の冷媒とに分離し、
液状の冷媒を一時的に貯留するレシーバ１０が一体に設
けられている。

【００１３】第１、第２の膨張弁３、４は、液状の冷媒
を膨張減圧させるものであり、フロント側、リア側エバ
ポレータ５、６の冷媒直下流側部位の冷媒温度に応じて
フロント側、リア側エバポレータ５、６に送られる冷媒
量を決定する冷媒量可変手段３ａ、４ａを備えている。
フロント側、リア側エバポレータ５、６は、第１、第２
の膨張弁３、４により減圧膨張することで冷却化された
冷媒と、車両用空気調和装置のダクト（図示しない）内
に配設された第１、第２の送風機７、８に生じせしめら
れた空気流とを熱交換させることで、冷媒を蒸発気化さ
せ、空気流を冷却するものである。

【００１４】Ｂは車室前部の空調を行う前部空調ユニッ
トであり、エンジンルームと車室との間で、車室内に配
設されたフロントパネル（図示しない）の下方に配設さ
れる。前部空調ユニットＢの内部には、フロント側エバ
ポレータ５、第１の送風機７などが配設されている。第
１の送風機７は、車両用空気調和装置に設けられた内外
気切換手段（図示しない）によって選択された車室内空
気（内気モード）または車室外空気（外気モード）を吸
入し、フロント側エバポレータ５に送風する。フロント
側エバポレータ５内を流れる冷媒は車室内空気または車
室外空気と熱交換し、車室内前方（フロント側）に配設
された吹出口から吹き出される空気を冷却する。

【００１５】Ｃは車室後部の空調を行う後部空調ユニッ
トであり、車両の後座席側（リア側）の壁部に配設され
る。後部空調ユニットＣの内部には、リア側エバポレー
タ６およびリア側エバポレータ６に送風する第２の送風
機８が配設される。リア側エバポレータ６内を流れる冷
媒は、第２の送風機８によって送風された車室内空気と
熱交換し、後部座席用吹出口から吹き出される空気を冷
却する。なお、第２の送風機８は、車室内に設置された
操作パネル（図示しない）を乗員が操作することにより
その作動は切り替えられる。なお、後部空調ユニットＣ
の作動は第２の送風機８の作動によって切り替えられ
る。

【００１６】冷媒配管９は、上述した機能部品を連結す
るものであり、コンプレッサ１の吐出側と凝縮器２との
冷媒上流側とを連結する吐出側冷媒配管９ａと、凝縮器
２の冷媒下流側と第１、第２の膨張弁７、８の冷媒上流
側とを連結するリキッド側冷媒配管９ｂと、フロント側
エバポレータ５およびリア側エバポレータ６の冷媒下流
側とコンプレッサ１の吸入側とを連結し、フロント側エ
バポレータ５およびリア側エバポレータ６の冷媒下流側
から放出される気相冷媒を合流させる吸入側冷媒配管９
ｃとからなる。なお、リキッド側冷媒配管９ｂは、分岐
部１１において、第１の膨張弁３上流側に連結されるフ
ロント側高圧配管９ｂ１と、第２の膨張弁４側に連結さ
れるリア側高圧配管９ｂ２とに分岐しており、第１の膨
張弁３とフロント側エバポレータ５、第２の膨張弁４と
リア側エバポレータ６とは、それぞれ凝縮器２の冷媒下
流側とコンプレッサ１の吸入側との間に並列に配設され
ている。一方、吸入側冷媒配管９ｃは、フロント側エバ
ポレータ５の冷媒下流側と連結されるフロント側低圧配
管９ｃ１と、リア側エバポレータ６の冷媒下流側と連結
されるリア側低圧配管９ｃ２とが合流部１２において合
流する構造となっている。なお、合流部１２において、
前部空調ユニットＢ単独運転時、冷媒がリア側エバポレ
ータ６に逆流しないように、リア側低圧配管９ｃ２の下
流側端部は上方からフロント側低圧配管９ｃ１に接続さ
れている。続いて、本発明の要部であるリア側低圧配管
９ｃ２について述べる。リア側低圧配管９ｃ２は、第１
配管１３、第２配管１４、第３配管１５から構成されて
いる。第１配管１３は、リア側エバポレータ６の出口側
に接続されており、略水平方向に延在している。第２配
管１４はジョイントを介して第１配管１３に接続されて
おり、上方から下方に向かって略鉛直方向に延在してい
る。第３配管１５はジョイントを介して第２配管１４に
接続されており、合流部１２においてフロント側低圧配
管９ｃ２と合流する。第３配管１５は車室内のフロアの
下方を通過するように配されており、その大部分は車両
後方から前方に向かって略水平方向に延在している。な
お、略水平方向に延在する第１配管１３および第３配管
１５は、冷媒下流側に対して冷媒上流側が上方となるよ
うに所定角度θ（例えば、０°より大きく１０°以下と
なるような角度）で傾斜している。

【００１７】以下、本実施の形態の作動について述べ
る。

【００１８】乗員が車室内に設置された操作パネルを操
作することにより、前部空調ユニットＢの単独運転と、
前部および後部の両方の空調ユニットB 、Ｃの同時運転
とが切り替えられる。前部および後部の両方の空調ユニ
ットB 、Ｃの同時運転が選択されると、第１、第２の送
風機７、８がオンとなり、前部空調ユニットＢでは第１
送風機７が空調空気を送風し、後部空調ユニットＣでは
第２送風機８が空調空気（車室内空気）を送風する。各
エバポレータ５、６を通過する冷媒はこれらの送風され
た空調空気から吸熱して蒸発する。これにより空調空気
が冷却されて冷風となり、各空調ユニットＢ、Ｃから車
室内に吹出される。一方、前部空調ユニットＢの単独運
転が選択されると、第１の送風機７はオン、第２の送風
機８はオフとなり、車室内後部への冷風の吹出しは停止
される。第２の送風機８がオフとなることにより、リア
側エバポレータ６における冷媒の蒸発は抑制され、リア
側エバポレータ６の出口側における冷媒温度が低下す
る。その結果、第２の膨張弁８はリア側エバポレータ６
に流入する冷媒量が減少するよう制御される。

【００１９】ところで、この冷凍サイクル１内には、コ
ンプレッサ１の摺動部を潤滑しコンプレッサ１の耐久性
を向上させるために、冷媒と共に所定量の潤滑オイルが
封入されている。本実施の形態によれば、リア側エバポ
レータ６の冷媒下流側から合流部１２までの冷媒配管で
あるリア側低圧配管９ｃ２のうち、略水平方向に延在す
る第１、第３配管１３、１５は、冷媒下流側（すなわ
ち、合流部１２側）よりも冷媒上流側（すなわち、リア
側エバポレータ６側）のほうが上方となるように傾斜し
ているため、冷媒中に封入された潤滑オイルは重力によ
り下方へと移動し、合流部１２へと送られる。合流部１
２へと送られた潤滑オイルは、フロント側低圧配管９ｃ
１を流れる冷媒とともに圧縮機１へと送られる。上述し
たように、略水平方向に延在する第１、第３冷媒配管１
３、１５を傾斜させることにより、後部空調ユニットＣ
が停止した状態であっても、潤滑オイルを第２膨張弁４
の冷媒下流側に停滞させることなく、圧縮機１に戻すこ
とができる。なお、前部空調ユニットＢの単独運転時、
潤滑オイルは液相冷媒と混合した状態で第1 〜第３冷媒
配管１３〜１５を通過するため、潤滑オイルのみの場合
よりも粘度が小さくなっており、潤滑オイルを容易に第
1 〜第３冷媒配管１３〜１５を通過を通過させることが
できる。

【００２０】また、第1 、第3 冷媒配管13、１５は、車
室内のフロアの下方を通過する配管であるため、その傾
斜角度は０°よりも大きく、10°以下であることが配管
の取り回し上、望ましい。

【００２１】次に、本発明者が、従来における配管構造
と本実施の形態に示した配管構造の冷凍サイクル装置に
おいて、前部空調ユニットＢの単独運転時のオイル循環
率を比較した実験結果について図に示す。なお、潤滑オ
イルの循環率については、凝縮器２の冷媒下流側に設け
たオイル循環率計（符号１６で示す）により測定を行
い、前部空調ユニットＢの単独運転開始（第２の送風機
８をオフとする）後の経時変化測定を行った。なお、実
験例における第１、３配管の傾斜角度θは５°とした。

【００２２】図３に示すように、前部空調ユニットＢの
単独運転開始直後は従来例および本実施の形態ともほぼ
同じオイル循環率を示す。しかし、時間の経過ととも
に、従来例では潤滑オイルの循環率が低下するのに対し
て、本実施の形態では大きな変動はみられない。つま
り、略水平方向に延在する第１、第３配管１３、１５を
傾斜させることにより、後部空調ユニットＣの作動状態
にかかわらず、潤滑オイルの戻り量を確保することがで
きる。

【００２３】なお、以上に述べた実施の形態では、リア
側低圧配管が第１〜３配管が連結した形態について述べ
たが、略水平方向に延在する冷媒配管が所定の角度で傾
斜する配管構造であればよく、リア側低圧配管を構成す
る冷媒配管の数は特に限定されるものではない。

【００２４】なお、本実施の形態では、所定の角度で傾
斜させる冷媒配管としては略水平方向に延在する冷媒配
管であればよく、配管が延在する方向については上記実
施の形態に示した車両前後方向に限定されるものではな
い。

【００２５】さらに、本実施の形態では、後部空調ユニ
ットを後部座席の壁面に収納した空調装置について述べ
たが、後部空調ユニットを天井部に配設する空調装置に
適用することも可能であり、後部空調ユニットの配設さ
れる位置については特に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における配管構造を示す図である。

【図２】本発明における冷凍サイクルを示す模式図であ
る。

【図３】本発明における実施の形態と従来例とを比較し
た実験結果を示す図である。

【図４】従来における配管構造を示す図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…凝縮器…、３…第１の膨張弁、４…第
２の膨張弁、５…フロント側蒸発器（第１の蒸発器）、
６…リア側蒸発器（第２の蒸発器）、７…第１の送風
機、８…第２の送風機、９…冷媒配管、１２合流部、１
６…車室内熱交換器、Ｓ…吸着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機に
   より圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器と、この凝縮
   器により凝縮液化された冷媒を減圧する第１の膨張弁
   と、 この第１の膨張弁により減圧された冷媒を蒸発させ、第
   １の送風機により送風される空気を冷却する第１の蒸発
   器と、前記第１の膨張弁と並列して配され、前記凝縮器
   により凝縮液化された冷媒を減圧する第２の膨張弁と、
   この第２の膨張弁により減圧された冷媒を蒸発させ、第
   ２の送風機８により送風される空気を冷却する第２の蒸
   発器と、これらを接続する冷媒配管とを有し、 合流部において、前記第１の蒸発器において蒸発した冷
   媒と前記第２の蒸発器において蒸発した冷媒とが合流す
   る冷凍サイクルを有する空調装置であって、 前記第２の蒸発器の冷媒下流側から前記合流部までの冷
   媒配管のうち、略水平方向に延在する冷媒配管が冷媒下
   流側よりも冷媒上流側が上方となるように所定の角度で
   傾斜していることを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記略水平方向に延在する冷媒配管は車
   両前後方向または車両左右方向に延在する冷媒配管であ
   ることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記冷媒配管の傾斜角度は０度よりも大
   きく、１０度以下であることを特徴とする請求項１また
   は２記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記第１の蒸発器は車室前部の空調を行
   う前部空調ユニットに配設され、前記第２の蒸発器は車
   室後部の空調を行う後部空調ユニットに配設されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１つ
   に記載の空調装置。