JP2002067669A - 車両空調装置の冷媒配管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前席側の蒸発器にのみ冷媒を供給する場合に
おいても、十分な量の潤滑油が圧縮機に戻るようにす
る。 【解決手段】 第１屈曲部６４ｂのうち、立ち上がり部
６４ａ側に直線的に傾いた第１屈曲傾斜部ｂ１の占める
割合を、立ち下がり部６４ｃ側に円弧状に傾いた第２屈
曲傾斜部ｂ２の占める割合より大きくする。これによ
り、接合部位Ｊの角部（エッジ部）に衝突して第２冷媒
配管６４側に飛散して第１屈曲傾斜部ｂ１の上方側内壁
ｂ３に衝突した潤滑油の多くは、重力により第１屈曲傾
斜部ｂ１の内壁を伝って立ち上がり部６４ａに向かって
流れて第１冷媒配管６３に至る。したがって、第１蒸発
器５１にのみ冷媒を供給する場合であっても、十分な量
の潤滑油を圧縮機１０に戻すことができるので、圧縮機
１０の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両空調装置の冷
媒配管構造に関するもので、前席用クーラ（前席用蒸発
器）及び後席用クーラ（後席用蒸発器）を有する、いわ
ゆるデュアルエアコンに適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】図６は一般的なデュアルエアコンを示す
模式図であり、圧縮機１から吐出されて凝縮器２にて凝
縮した冷媒は、前席用蒸発器４と後席用蒸発器５とに分
流し、分流した冷媒は、前席用膨張弁６及び後席用膨張
弁７にて減圧膨張し、各蒸発器４、５にて蒸発して車室
内に吹き出す空気を冷却する。そして、各蒸発器４、５
にて蒸発した冷媒は、圧縮機１の吸入側で合流して圧縮
機に吸引される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空調装置で
は、一般的に冷媒中に潤滑油（冷凍機油）を混合するこ
とにより圧縮機１の潤滑を図っているので、冷媒と共に
圧縮機１から吐出した潤滑油が冷媒配管（蒸発器や凝縮
器も含む。）に滞留してしまい、圧縮機１に戻ってくる
潤滑油の量が減少すると、圧縮機１を十分に潤滑するこ
とができない。

【０００４】また、デュアルエアコンにおいて前席用蒸
発器４及び後席用蒸発器５の両者に冷媒を供給している
場合には、冷媒と共に圧縮機１から吐出した潤滑油の多
くは圧縮機１に戻ってくるが、例えば前席用蒸発器４の
みに冷媒を供給して後席用蒸発器５に冷媒を供給しない
前席冷房運転モードにおいては、後席用蒸発器５から圧
縮機１に至る後席用冷媒配管８に潤滑油が滞留してしま
い、圧縮機１に戻ってくる潤滑油の量が減少してしま
う。

【０００５】ここで、前席冷房運転モードにおいて、後
席用冷媒配管８に潤滑油が滞留してしまう原因として、
以下の点が発明者等の試験検討により明らかになってい
る。

【０００６】すなわち、前席冷房運転モードにおいて、
前席用蒸発器４から圧縮機１に至る前席用冷媒配管９を
流通する冷媒は、前席用冷媒配管９と後席用冷媒配管８
との接合部において、その流れが乱れ易いので、接合部
の角部（エッジ部）に冷媒が衝突してしまい、潤滑油と
共に冷媒が後席用冷媒配管８側に飛散してしまう。

【０００７】そして、前席冷房運転モードにおいては、
後席用冷媒配管８に冷媒流れがないので、後席用冷媒配
管８に飛散した潤滑油は、そのまま後席用冷媒配管８に
滞留してしまう。

【０００８】そこで、発明者等は、図７に示すように、
前席用冷媒配管９の上方側から後席用冷媒配管８を前席
用冷媒配管９に接続することにより、後席用冷媒配管８
側に飛散した潤滑油を自重にて前席用冷媒配管９に戻す
配管構造を検討したが、十分な量の潤滑油を圧縮機１に
戻すことができなかった。

【０００９】本発明は、上記点に鑑み、複数の蒸発器を
有する車両用空調装置において、一方の蒸発器にのみ冷
媒を供給する場合においても、十分な量の潤滑油が圧縮
機に戻るようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、冷媒を吸入
圧縮する圧縮機（１０）、及び車室内に吹き出す空気と
冷媒とを熱交換する第１、２熱交換器（５１、５２）を
有し、圧縮機（１０）を潤滑する潤滑油と冷媒とを混合
した状態で冷媒を循環させる蒸気圧縮式冷凍サイクル
（Ｒｃ）と、第１熱交換器（５１）の冷媒流出側と圧縮
機（１０）の吸入側とを繋ぐ第１冷媒配管（６３）と、
第２熱交換器（５２）の冷媒流出側と圧縮機（１０）の
吸入側とを繋ぐとともに、第１冷媒配管（６３）に接続
された第２冷媒配管（６４）とを備え、第２冷媒配管
（６４）は、第１冷媒配管（６３）との接続部位（Ｊ）
から上方側に立ち上がって略１８０°屈曲した立ち上が
り屈曲部（６４ａ、６４ｂ）、及び立ち上がり屈曲部
（６４ａ、６４ｂ）から連なって第２熱交換器（５２）
の冷媒流出側に繋がる立ち下がり部（６４ｃ）を有して
おり、さらに、立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４ｂ）
は、接続部位（Ｊ）側が低くなるように傾いた第１屈曲
傾斜部（ｂ１）及び立ち下がり部（６４ｃ）側が低くな
るように傾いた第２屈曲傾斜部（ｂ２）を有して構成さ
れているとともに、立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４
ｂ）のうち第１屈曲傾斜部（ｂ１）の占める割合が第２
屈曲傾斜部（ｂ２）の占める割合より大きくなるように
形成されていることを特徴とする。

【００１１】これにより、接続部位（Ｊ）の角部（エッ
ジ部）等に冷媒が衝突して第２冷媒配管（６４）側に飛
散して第１屈曲傾斜部（ｂ１）の上方側内壁に衝突した
潤滑油の多くは、重力により第１屈曲傾斜部（ｂ１）の
内壁を伝って第１冷媒配管（６３）側に流れる。

【００１２】したがって、第１熱交換器（５１）にのみ
冷媒を供給する場合においても、十分な量の潤滑油を圧
縮機（１０）に戻すことができるので、圧縮機（１０）
の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明では、立ち下がり部
（６４ｃ）のうち略鉛直方向に延びる部位には、１８０
°以上屈曲した立ち下がり屈曲部（６４ｄ）が設けられ
ていることを特徴とする。

【００１４】これにより、第２冷媒配管（６４）側に飛
散した潤滑油が、仮に、立ち下がり部（６４ｃ）側に流
れた場合であっても、その立ち下がり部（６４ｃ）側に
流れた潤滑油は、第２屈曲部（６４ｄ）を通過すること
ができず、第２屈曲部（６４ｄ）の底部に滞留する。

【００１５】したがって、立ち下がり部（６４ｃ）側に
流れた潤滑油に対して第２屈曲部（６４ｄ）は、潤滑油
がそれ以上の第２熱交換器（５２）側に流れることを防
止するオイル溜め機構として機能するので、第２屈曲部
（６４ｄ）に滞留した潤滑油を圧縮機（１０）にて吸引
することにより十分な量の潤滑油を圧縮機（１０）に戻
すことができる。

【００１６】なお、立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４
ｂ）は、請求項３に記載の発明のごとく、接続部位
（Ｊ）から上方側に直線的に立ち上がった立ち上がり部
（６４ａ）、及び立ち上がり部（６４ａ）から連なって
略１８０°屈曲した屈曲部（６４ｂ）から構成する場合
には、立ち上がり部（６４ａ）の立ち上がり高さ（ｈ）
を１００ｍｍ以上とすることが望ましい。

【００１７】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る車両空調装置の冷媒配管構造を後席側に荷
室が設けられたワゴンタイプ（エステートワゴン）の車
両用空調装置に適用したもので、図１は車両用空調装置
（蒸気圧縮式冷凍サイクルＲｃ）の模式図である。

【００１９】図１中、１０は走行用エンジン（内燃機
関）から駆動力を得て冷媒（本実施形態では、フロン）
を吸入圧縮する圧縮機であり、２０は圧縮機１０から吐
出した冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却凝縮させる
凝縮器（放熱器）である。

【００２０】３０は凝縮器２０から流出した冷媒を気相
冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるとと
もに、冷凍サイクル中の余剰冷媒を蓄えるレシーバ（気
液分離手段）であり、４１、４２はレシーバ３０から流
出した高圧の液相冷媒を第１、２減圧する減圧器であ
る。

【００２１】なお、本実施形態では、両減圧器４１、４
２は後述する蒸発器５１、５２の冷媒出口側における冷
媒加熱度が所定値となるように開度を調節する温度式膨
張弁を採用している。

【００２２】５１は第１減圧器（前席用減圧器）４１に
て減圧された冷媒を蒸発させて車室内前席側に吹き出す
空気を冷却する第１蒸発器（前席用蒸発器）であり、５
２は第２減圧器（後席用減圧器）４２にて減圧された冷
媒を蒸発させて車室内後席側に吹き出す空気を冷却する
第２蒸発器（前席用蒸発器）である。

【００２３】また、６１〜６５は冷媒通路を構成して各
機器（圧縮機１０、凝縮器２０及び蒸発器５１、５２
等）を繋ぐ冷媒配管であり、第１蒸発器５１の冷媒流出
側と圧縮機１０の吸入側とを繋ぐ冷媒配管６３（以下、
第１冷媒配管６３と呼ぶ。）には、図２に示すように、
上方側から第２蒸発器５２の冷媒流出側と圧縮機１０の
吸入側とを繋ぐ冷媒配管６４（以下、第２冷媒配管６４
と呼ぶ。）に接続されている。

【００２４】そして、第２冷媒配管６４は、第１冷媒配
管６３との接続部位Ｊから上方側に直線的に立ち上がっ
た立ち上がり部６４ａ、立ち上がり部６４ａから連なっ
て略１８０°屈曲した第１屈曲部６４ｂ、及び第１屈曲
部６４ｂから連なって立ち上がり部６４ａと略平行に延
びて第２蒸発器５２の冷媒流出側に繋がる立ち下がり部
６４ｃが設けられ、さらに、立ち下がり部６４ｃのうち
略鉛直方向に延びる部位Ｓには、１８０°以上（本実施
形態では、３６０°）屈曲したループ状の第２屈曲部
（立ち下がり屈曲部）６４ｄが設けられている。

【００２５】なお、以下、立ち上がり部６４ａと立ち上
がり部６４ａとを総称して立ち上がり屈曲部と呼ぶ。

【００２６】さらに、第１屈曲部６４ｂは、立ち上がり
部６４ａ側が低くなるように直線的に傾いた第１屈曲傾
斜部ｂ１、及び立ち下がり部６４ｃ側が低くなるように
円弧状に傾いた第２屈曲傾斜部ｂ２を有して構成されて
いるとともに、第１屈曲部６４ｂのうち第１屈曲傾斜部
ｂ１の占める割合が第２屈曲傾斜部ｂ２の占める割合よ
り大きくなるように形成されている。

【００２７】ここで、第１屈曲傾斜部ｂ１とは、第１屈
曲部６４ｂのうち上方側に向けって凸となるように屈曲
した第１屈曲部６４ｂの頂部Ｔから立ち上がり部６４ａ
に至る部位であって、前述のごとく、立ち上がり部６４
ａ側が低くなるように傾いた部位を言い、第２屈曲傾斜
部ｂ１とは、第１屈曲部６４ｂの頂部Ｔから立ち下がり
部６４ｃに至る部位であって、前述のごとく、立ち下が
り部６４ｃ側が低くなるように傾いた部位を言うもので
ある。

【００２８】また、第１屈曲部６４ｂのうち第１屈曲傾
斜部ｂ１の占める割合が第２屈曲傾斜部ｂ２の占める割
合より大きくなるとは、第１屈曲傾斜部ｂ１の通路長さ
Ｌ１が第２屈曲傾斜部ｂ２の通路長さＬ２より長くなる
ような状態を言うものである。

【００２９】なお、図３は各機器（圧縮機１０、凝縮器
２０及び蒸発器５１、５２等）及び冷媒配管６１〜６５
を車両に実装した状態を示すもので、少なくとも第１冷
媒配管６３と第２冷媒配管６４との接続部位Ｊは、圧縮
機１０と同じ又は圧縮機１０より高い位置に設け、第２
屈曲部６４ｄは、接続部位Ｊより低く、かつ、第２冷媒
配管６４の最下部（床下配管部分）より高い位置に設け
られている。

【００３０】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００３１】本実施形態によれば、第１屈曲部６４ｂの
うち第１屈曲傾斜部ｂ１の占める割合が第２屈曲傾斜部
ｂ２の占める割合より大きくなっているので、接合部位
Ｊの角部（エッジ部）に衝突して第２冷媒配管６４側に
飛散して第１屈曲傾斜部ｂ１の上方側内壁ｂ３（図２参
照）に衝突した潤滑油の多くは、重力により第１屈曲傾
斜部ｂ１の内壁を伝って立ち上がり部６４ａに向かって
流れて第１冷媒配管６３に至る。

【００３２】したがって、第１蒸発器５１にのみ冷媒を
供給する前席運転モード時においても、十分な量の潤滑
油を圧縮機１０に戻すことができるので、圧縮機１０の
耐久性及び信頼性を向上させることができる。

【００３３】また、立ち下がり部６４ｃのうち略鉛直方
向に延びる部位Ｓには、１８０°以上屈曲した第２屈曲
部６４ｄが設けられているので、第２冷媒配管６４側に
飛散した潤滑油が、仮に、立ち下がり部６４ｃ側に流れ
た場合であっても、その立ち下がり部６４ｃ側に流れた
潤滑油は、第２屈曲部６４ｄを通過することができず、
第２屈曲部６４ｄの底部ｄ１（図２参照）に滞留する。

【００３４】したがって、立ち下がり部６４ｃ側に流れ
た潤滑油に対して第２屈曲部６４ｄは潤滑油がそれ以上
の第２蒸発器５２側に流れることを防止するオイル溜め
機構として機能するので、第２屈曲部６４ｄに滞留した
潤滑油を圧縮機１０にて吸引することにより十分な量の
潤滑油を圧縮機１０に戻すことができる。

【００３５】なお、この説明からも明らかなように、第
２屈曲部６４ｄ（オイル溜め機構）を設ける位置は、第
２屈曲部６４ｄに滞留した潤滑油を圧縮機１０にて吸引
することが可能な位置であり、その位置は厳密には車両
毎に相違するが、概略、接続部位Ｊより低く、かつ、第
２冷媒配管６４の最下部（床下配管部分）より高い位置
である。

【００３６】ところで、立ち上がり部６４ａの立ち上が
り高さｈ（図２参照）を十分に高くすれば、接合部位Ｊ
の角部（エッジ部）に衝突した潤滑油は、第１屈曲部６
４ｂの頂部Ｔを超えることができないので、第１屈曲部
６４ｂのうち第１屈曲傾斜部ｂ１の占める割合が第２屈
曲傾斜部ｂ２の占める割合より大きくしなくても、第２
冷媒配管２４側に潤滑油が流れ込んでしまうことを防止
できるが、この手段では、冷媒配管を設置するためのス
ペースが大きくなり、車両用空調装置の車両用への搭載
性が悪化する。

【００３７】そこで、本実施形態では、立ち上がり高さ
ｈを１００ｍｍ以上、１２０ｍｍ以下程度として第２冷
媒配管６４側に潤滑油が飛散することを抑制しつつ、第
１屈曲部６４ｂのうち第１屈曲傾斜部ｂ１の占める割合
が第２屈曲傾斜部ｂ２の占める割合より大きくして、第
２冷媒配管６４側に多くの潤滑油が流れ込んでしまうこ
とを確実に防止している。

【００３８】（第２実施形態）第１実施形態では、立ち
上がり部６４ａ及び第１屈曲部６４ｂにより立ち上がり
屈曲部が構成されていたが、本実施形態は、図４に示す
ように、頂部Ｔに水平方向に延びる平行部ｂ４を設けと
ともに、立ち上がり部６４ａを廃止して立ち上がり屈曲
部を第１屈曲部６４ｂのみにて構成したものである。

【００３９】なお、本実施形態において、第１屈曲傾斜
部ｂ１及び第２屈曲傾斜部ｂ２とは、第１屈曲部６４ｂ
のうち平行部ｂ４を除いた部位について考えるものと
し、平行部ｂ４の立ち上がり部６４ａ側端部から立ち上
がり部６４ａに至る部位を第１屈曲傾斜部ｂ１とし、平
行部ｂ４の立ち下がり部６４ｃ側端部から立ち下がり部
６４ｃに至る部位を第２屈曲傾斜部ｂ２とする。

【００４０】（第３実施形態）第１、２実施形態では、
第１屈曲傾斜部ｂ１と第２屈曲傾斜部ｂ２との接続部部
における曲率半径ｒが比較的に小さいので、第２蒸発器
５２に冷媒を供給する際に、第２冷媒配管６４で発生す
る圧力損失が大きい。

【００４１】そこで、本実施形態では、図５に示すよう
に、第１屈曲傾斜部ｂ１と第２屈曲傾斜部ｂ２との接続
部部における曲率半径ｒを第１、２実施形態に比べて大
きくすることにより、第２蒸発器５２に冷媒を供給する
際に第２冷媒配管６４で発生する圧力損失を低減してい
る。

【００４２】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、オイル溜め機構として立ち下がり部６４ｃループ状
の第２屈曲部６４ｄを設けたが、１８０°以上屈曲させ
れば、潤滑油が滞留するので、第２屈曲部６４ｄの形状
はループ状に限定されるものではなく、例えば水平方向
に開口したＵ字状であってもよい。

【００４３】また、上述の実施形態では、ワゴンタイプ
の車両を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、セダン（３ボックス）、１ボック
スや１．５ボックス（ミニバン）等にも適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る配管構造を用いた
冷凍サイクルの模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る配管構造の模式図
である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る配管構造を用いた
冷凍サイクルの実装状態を示す模式図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る配管構造の模式図
である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る配管構造の模式図
である。

【図６】従来の技術に係る配管構造を用いた冷凍サイク
ルの模式図である。

【図７】（ａ）は発明者等の検討品に係る配管構造の模
式図であり、（ｂ）は（ａ）の斜視図である。

【符号の説明】

６３…第１冷媒配管、６４…第２冷媒配管、６４ａ…立
ち上がり部、６４ｂ…第１屈曲部、６４ｃ…立ち下がり
部、６４ｄ…第２屈曲部（オイル溜め機構）、ｂ１…第
１屈曲傾斜部ｂ１、ｂ２…第２屈曲傾斜部ｂ２。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 充宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 沓名 喜代治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を吸入圧縮する圧縮機（１０）、及
   び車室内に吹き出す空気と冷媒とを熱交換する第１、２
   熱交換器（５１、５２）を有し、前記圧縮機（１０）を
   潤滑する潤滑油と冷媒とを混合した状態で冷媒を循環さ
   せる蒸気圧縮式冷凍サイクル（Ｒｃ）と、 前記第１熱交換器（５１）の冷媒流出側と前記圧縮機
   （１０）の吸入側とを繋ぐ第１冷媒配管（６３）と、 前記第２熱交換器（５２）の冷媒流出側と前記圧縮機
   （１０）の吸入側とを繋ぐとともに、前記第１冷媒配管
   （６３）に接続された第２冷媒配管（６４）とを備え、 前記第２冷媒配管（６４）は、前記第１冷媒配管（６
   ３）との接続部位（Ｊ）から上方側に立ち上がって略１
   ８０°屈曲した立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４ｂ）、
   及び前記立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４ｂ）から連な
   って前記第２熱交換器（５２）の冷媒流出側に繋がる立
   ち下がり部（６４ｃ）を有しており、 さらに、前記立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４ｂ）は、
   前記接続部位（Ｊ）側が低くなるように傾いた第１屈曲
   傾斜部（ｂ１）及び前記立ち下がり部（６４ｃ）側が低
   くなるように傾いた第２屈曲傾斜部（ｂ２）を有して構
   成されているとともに、前記立ち上がり屈曲部（６４
   ａ、６４ｂ）のうち前記第１屈曲傾斜部（ｂ１）の占め
   る割合が前記第２屈曲傾斜部（ｂ２）の占める割合より
   大きくなるように形成されていることを特徴とする車両
   空調装置の冷媒配管構造。
2. 【請求項２】 前記立ち下がり部（６４ｃ）のうち略鉛
   直方向に延びる部位には、１８０°以上屈曲した立ち下
   がり屈曲部（６４ｄ）が設けられていることを特徴とす
   る請求項１に記載の車両空調装置の冷媒配管構造。
3. 【請求項３】 前記立ち上がり屈曲部（６４ａ、６４
   ｂ）は、前記接続部位（Ｊ）から上方側に直線的に立ち
   上がった立ち上がり部（６４ａ）、及び前記立ち上がり
   部（６４ａ）から連なって略１８０°屈曲した屈曲部
   （６４ｂ）から構成されており、 さらに、前記立ち上がり部（６４ａ）の立ち上がり高さ
   （ｈ）は、１００ｍｍ以上であることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の車両空調装置の冷媒配管構造。