JP2735622B2 - 車載用冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，例えば乗用自動車に搭載可能の車載用冷蔵
庫のように，圧縮器および空冷式の凝縮器からなる高圧
ユニットと，蒸発器からなる低圧ユニットとを相互に隔
離して（例えばトランクルームと乗用席とに）設けると
共に，両ユニット間を冷媒配管を介して接続してなる車
載用冷却装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は従来の車載用冷蔵庫の構成の例を示す説明図
である。同図において１は高圧ユニット,2は低圧ユニッ
トであり，各々例えばトランクルームおよび乗用席内に
隔離して設けられ，両ユニット1,2間は冷媒配管３を介
して冷媒（図示せず）を矢印方向に循環可能に接続され
ている。まず高圧ユニット１は，圧縮機11,凝縮機12お
よびストレーナ13等の構成機器を直列に接続して構成さ
れる。なお凝縮器12は例えば九十九析に形成した冷媒管
12aに多数の冷却用フィン12bを介装させて形成し，冷却
用フィン12b間に冷却ファン（図示せず）からの空気流
を流通させるように形成するのが通常である。次に低圧
ユニット２は断熱材を設けたキャビネット21内に蒸発器
22を設けて構成される。なお蒸発器22は例えば前記凝縮
器12と同様に伝熱面積を増大させるために，フィンチュ
ーブ式のものが多用されている。冷媒配管３は液状の冷
媒を給送する吐出管31およびキャピラリチューブ32と，
ガス状の冷媒を給送する吸入管33とから構成される。34
はカプラー,4は隔壁である。

以上の構成により，まずガス状の冷媒は圧縮機11によ
って圧縮されて高温高圧状態になって凝縮器12に給送さ
れ，熱交換によって高圧の液体に凝縮し，ストレーナ13
を経由して異物を除去され，吐出管31内を給送される。
次にキャピラリチューブ32内において一定の圧力損失を
付与されるから，液状の冷媒の一部が気化し、気化の潜
熱を奪うため液状の冷媒が冷却される。このように冷却
された冷媒が蒸発器22内において気化蒸発することによ
り，キャビネット21内から熱を奪い，キャビネット21内
の温度を低下させ，所謂冷蔵庫として機能させることが
できる。ガス状の冷媒は次に吸入管33を経て圧縮機11に
戻り，再び圧縮されて循環使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなSCQTタイプの冷却装置においては，吐出
管31を吸入管33に沿って配設することができるため，高
圧ユニット１と低圧ユニット２とを少なくとも1m以上隔
離して設置することができるため，高圧ユニット１を例
えばフレーム上に組込んでコンパクトな構成とすること
ができる。

第８図（ａ）（ｂ）は各々従来の高圧ユニット１の例
を示す要部斜視図および要部縦断面図であり，同一部分
は前記第７図と同一の参照符号で示す。両図において15
はフレームであり，圧縮機11,駆動電源7,冷却ファン17
および凝縮器12を保持する。凝縮器12は縦断面を門型に
形成して，他の構成機器を包囲するように設けると共
に，その外側にはカバー18を設ける。18aは開口部であ
り冷却ファン17による気流を流通可能とする。19は配管
ジョイントであり，低圧ユニット（図示せず）との間の
冷媒配管（図示せず）を接続可能に設ける。

上記の構成の高圧ユニット１は，例えば第９図に示す
ように乗用自動車５のトランク51内に設置されるのが通
常であるが，前記第８図（ａ）（ｂ）に示すように高圧
ユニット１の外形輪郭が直方体であるため，トランク51
内の占有容積が大となり，トランク51の収容可能容積を
減少させる。また第８図（ｂ）に示す冷却ファン17は，
その気流により凝縮器12を初めとする各構成機器の冷却
を行うのであるが，気流の循環が必ずしも円滑に遂行さ
れず，冷却効率が低く，高圧ユニット１全体の効率を低
下させる。更に第８図（ａ）（ｂ）に示すように，凝縮
器12内の高圧高温の冷媒を冷却，放熱させるため開口部
18aを大きく形成しているため，圧縮機11および冷却フ
ァン17の作動音が外部に放散される結果，騒音の原因と
なる等の問題点がある。

上記の問題点を解決するために，本出願人は圧縮機を
初めとする高圧ユニット１を構成する機器を中空筒体内
に収容して冷却ファンにより冷却するように構成した車
載用冷却装置について別途出願している。

第６図は上記発明の実施例を示す要部斜視図であり，
同一部分は前記第７図〜第９図と同一の参照符号で示
す。第６図において,6は中空筒体であり，例えば鉄系材
料により，横断面形状を円形に形成し，両端部に開口部
61を設ける。なお中空筒体６は理解を容易するため透明
状態で表示してある。62は取付部材であり，中空筒体６
の外周に適宜に固着する。中空筒体内には，冷却ファン
17,駆動電源7,凝縮器12および圧縮機11を軸方向に順に
配設する。なお駆動電源７は冷却ファン17および圧縮機
11を駆動するモータ（図示せず）と電気的に接続する。
また冷却ファン17による気流は，中空筒体６内を一方の
開口部61から他方の開口部（図示せず）に向かって軸方
向に流通するように形成する。

上記の構成により，冷却ファン17による気流は，中空
筒体６内に設けた駆動電源7,凝縮器12および圧縮機11を
夫々効率よく冷却することができ，高圧ユニット１とし
ての機能を充分に発揮させることができる。また中空筒
体６に設ける開口部61は必要最小限の寸法に形成するこ
とができるため，内部に収容した構成機器からの騒音を
外部に放散させることがない。なお中空筒体６は取付部
材62を介して，例えば第９図に示すようにトランク51の
上部に取付け可能であるため，トランク51内における有
効空間を充分に確保することができる。

上記の構成により，コンパクトかつ低騒音の車載用冷
却装置とすることができるが，なお若干の改良を要する
課題がある。すなわち第６図において圧縮機11として振
動型圧縮機を使用する場合には，高圧ユニットが低温度
雰囲気にあるときには，吐出圧力が低くなり，非所望な
オーバーストロークが発生し，冷却装置全体としての冷
却効率が著しく低下するという問題点がある。また低圧
ユニット２を構成する蒸発器22の温度があまり低くな
く，高圧ユニット１を構成する凝縮器12の雰囲気温度の
みが低下した場合には，冷媒がキャピラリチューブ32の
手前で蒸発気化し，所謂フラッシュガスを発生し，キャ
ビネット21内を冷却が不円滑になるという問題点も併存
する。

本発明は上記問題点を解決し，低温度雰囲気において
もオーバーストロークを発生することがなく，また冷媒
配管内におけるフラッシュガスの発生を防止し得る小
型，低騒音である車載用冷却装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために，まず第１の発明において
は，圧縮機および空冷式の凝縮器からなる高圧ユニット
と，蒸発器からなる低圧ユニットとを相互に隔離して設
けると共に，両ユニット間を冷媒配管を介して接続して
なる車載用冷却装置において，中空筒状に形成しかつそ
の軸方向両端部に空気流通口を設けた容器内に、冷却フ
ァン、駆動電源、凝縮器および圧縮機をこの順に軸方向
に収容して高圧ユニットを形成し，冷却ファンによる気
流が容器内を流通するように構成すると共に，空気流通
口に開閉自在のダンパーを設け，凝縮器の近傍に設けた
温度検出手段をダンパーの駆動装置の制御回路に電気的
に接続し，凝縮器内の冷媒の過冷却を防止するように構
成する，という技術的手段を採用した。

次に第２の発明においては，圧縮機および空冷式の凝
縮器からなる高圧ユニットと，蒸発器からなる低圧ユニ
ットとを相互に隔離して設けると共に，両ユニット間を
冷媒配管を介して接続してなる車載用冷却装置におい
て，中空筒状に形成しかつその軸方向両端部に空気流通
口を設けた容器内に、冷却ファン、駆動電源、凝縮器お
よび圧縮機をこの順に軸方向に収容して高圧ユニットを
形成し，冷却ファンによる気流が容器内を流通するよう
に構成すると共に，凝縮器の近傍に設けた温度検出手段
を冷却ファンの駆動装置の制御回路に電気的に接続し、
冷却ファンの風量を多段階に制御可能に構成する，とい
う技術的手段を採用した。

更に第３の発明においては，圧縮機および空冷式の凝
縮器からなる高圧ユニットと，蒸発器からなる低圧ユニ
ットとを相互に隔離して設けると共に，両ユニット間を
冷媒配管を介して接続してなる車載用冷却装置におい
て，中空筒状に形成しかつその軸方向両端部に空気流通
口を設けた容器内に、冷却ファン、駆動電源、凝縮器お
よび圧縮機をこの順に軸方向に収容して高圧ユニットを
形成し，冷却ファンによる気流が容器内に流通するよう
に構成すると共に，凝縮器の近傍に設けた負特性を有す
るサーミスタを冷却ファンの駆動モータと直列に接続
し、冷却ファンの風量を可変に構成する，という技術的
手段を採用した。

〔作 用〕

上記の構成により，まず第１の発明においては，高圧
ユニットの雰囲気温度が低下した場合に，この温度を検
出し，空気流通口に設けた開閉自在のダンパーを閉鎖し
て凝縮器の温度を所定温度まで上昇させることができ，
凝縮器内の冷媒の過冷却を防止し，結果的に圧縮機のオ
ーバーストロークおよび／または冷媒配管内のフラッシ
ュガスの発生を防止する作用を期待できる。

次に第２の発明においては，凝縮器近傍に設けた温度
検出手段により，制御回路を介して冷却ファンの風量を
多段階制御することにより，凝縮器内の冷媒を必要以上
に冷却することを防止し，圧縮機のオーバーストローク
および／または冷媒配管内のフラッシュガスの発生を防
止することができる。

更に第３の発明においては，凝縮器近傍に設けた負特
性サーミスタにより，冷却ファンの駆動モータを制御し
て冷却ファンの風量を可変とし，前記第１および第２の
発明と同様の作用を期待できる。

〔実施例〕

第１図および第２図は各々本発明の第１実施例を示す
要部縦断面図および電気回路図であり，具一部分は前記
第６図と同一の参照符号を示す。第１図において,8はダ
ンパーであり，中空筒体６の開口部61の近傍に設ける。
ダンパー８は中空筒体６の内径と対応する直径を有する
円板81に軸82を固着して形成すると共に，駆動モータ83
を装着する。次に第２図において84はトランジスタであ
り，駆動モータ83と直列に接続する。９は制御回路であ
り，第１図に示す凝縮器12の近傍に設けたサーミスタ9a
からの出力信号を入力し，トランジスタ84にベース電圧
を出力するように構成する。

上記の構成により，通常運転時においては第２図に示
す制御回路９からトランジスタ84には充分なベース電圧
が印加されているため，駆動モータ83の作動により，第
１図において鎖線で示すようにダンパー８は開口部61を
全開状態に保持し，冷却ファン17による気流が中空筒体
６内を流通する。この気流により，凝縮器12を初めとす
る構成機器が冷却される。一方凝縮器12の雰囲気温度が
低下した場合には，その近傍に設けたサーミスタ9a（第
２図参照）の信号により制御回路９を介してトランジス
タ84への印加電圧を減少させるから，駆動モータ83の回
動力が低下し，第１図に示すダンパー８は，例えばばね
その他の復元手段（図示せず）により閉塞方向に作動す
る。従って中空筒体６内の流通気流量が減少し，凝縮器
12内の冷媒が過冷却されるのを防止する。この結果圧縮
機11のオーバーストロークおよび／または第６図に示す
冷媒配管３内におけるフラッシュガスの発生等の非所望
な状態が惹起するのを防止できるのである。

第３図は本発明の第２実施例を示す電気回路図であ
る。第３図において9b,9cはリレーであり，サーミスタ9
aの電気信号に基づいて制御回路９により作動するよう
に構成されており，例えば9bを低速側,9cを高速側とす
る。17aは駆動モータであり，第１図に示す冷却ファン1
7を駆動可能に接続されている。

上記の構成により，サーミスタ9aによる凝縮器12（第
１図参照）の近傍の温度が所定の温度より低い場合には
低速側のリレー9bを作動させて駆動モータ17aを低速回
転させ，一方温度が高ければ高速側のリレー9cを作動さ
せて駆動モータ17aを高速回転させることができる。こ
のように駆動モータ17aを複数段階に亘って回転させる
ことにより，第１図に示す冷却ファン17の風量を変化さ
せ，前記第１実施例と同様の作用を期待することができ
る。なおサーミスタ9aによる温度検出信号が異常に低い
場合には，第１図に示す凝縮器12が過冷却されて非所望
な現象が発生するため，この場合には第３図におけるリ
レー9b,9cを開放し，駆動モータ17aを停止させることが
できる。

第４図は本発明の第３実施例を示す電気回路図であ
り，冷却ファン17の駆動モータ17aと直列にトランジス
タ84を接続した例である。すなわちサーミスタ9aによ
り，制御回路９を介して電圧のデューティ制御を行うよ
うにしたものである。このように構成することにより，
駆動モータ17aに印加される電圧を多段階に変化させ得
るから，第１図に示す冷却ファン17による流通気流量を
より精密に制御することができる。

第５図は本発明の第４実施例を示す電気回路図であ
り，駆動モータ17aを直接サーミスタ9dによって制御す
るように構成したものである。なおサーミスタ9dは負特
性を有するものが好ましい。このように構成することに
より駆動モータ17aの回転数を制御し得ることは前記の
実施例と同様であるが，本実施例の場合には制御回路が
不要であるという利点がある。

上記の実施例においては，中空筒体の横断面輪郭形状
が円形の場合について記述したが、円形以外の他の幾何
学的形状としてもよく，冷却ファンによる気流が流通す
る限りにおいて，筒体以外の筐体若しくは容器であって
もよい。また低圧ユニットが冷蔵庫である場合について
記述したが，冷蔵庫であってもよく，その他例えば乗用
席内に冷気を供給する冷房装置として使用することもで
きる。更に第１の発明におけるダンパーの型式として
は，本実施例に示す回転円板状のもの以外のものであっ
ても当然に使用可能であり，要するに高圧ユニットを収
容する容器内への気流量の制御機能を有するものであれ
ばよい。なおまた本発明における温度検出手段として，
サーミスタ以外のものを使用することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら，下記の効果を奏し得る。

（１） 高圧ユニットの雰囲気温度が低い場合であって
も，圧縮機のオーバーストロークおよび／または冷媒配
管内におけるフラッシュガス発生等の非所望な事態の発
生を防止し，円滑な運転ができる。

（２） 雰囲気温度に応じてダンパーの開閉および／ま
たは冷却ファンの回転速度を制御できるため，不要な高
速回転を防止し，静粛な運転が可能である。

（３） ダンパーおよび／または冷却ファンの制御回路
を設けても全体の装置としてはコンパクトに構成できる
ため，小型軽量化を要求される車載用冷却装置として好
適である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各々本発明の第１実施例を示す要
部縦断面図および電気回路図，第３図ないし第５図は夫
々本発明の第２実施例ないし第４実施例を示す電気回路
図，第６図は改良発明における実施例を示す要部斜視
図，第７図は従来の車載用冷蔵庫の構成の例を示す説明
図，第８図（ａ）（ｂ）は各々従来の高圧ユニットの例
を示す要部斜視図および要部縦断面図，第９図は冷却装
置の取付状態の例を示す説明図である。 1:高圧ユニット,2:低圧ユニット,3:冷媒配管,6:中空筒
体,8:ダンパー,9:制御回路,9a,9d:サーミスタ,17:冷却
ファン,17a,83:駆動モータ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機および空冷式の凝縮器からなる高圧
   ユニットと、蒸発器からなる低圧ユニットとを相互に隔
   離して設けると共に、両ユニット間を冷媒配管を介して
   接続してなる車載用冷却装置において、 中空筒状に形成しかつその軸方向両端部に空気流通口を
   設けた容器内に、冷却ファン、駆動電源、凝縮器および
   圧縮機をこの順に軸方向に収容して高圧ユニットを形成
   し、冷却ファンによる気流が容器内を流通するように構
   成すると共に、空気流通口に開閉自在のダンパーを設
   け、凝縮器の近傍に設けた温度検出手段をダンパーの駆
   動装置の制御回路に電気的に接続し、凝縮器内の冷媒の
   過冷却を防止するように構成したことを特徴とする車載
   用冷却装置。
2. 【請求項２】圧縮機および空冷式の凝縮器からなる高圧
   ユニットと、蒸発器からなる低圧ユニットとを相互に隔
   離して設けると共に、両ユニット間を冷媒配管を介して
   接続してなる車載用冷却装置において、 中空筒状に形成しかつその軸方向両端部に空気流通口を
   設けた容器内に、冷却ファン、駆動電源、凝縮器および
   圧縮機をこの順に軸方向に収容して高圧ユニットを形成
   し、冷却ファンによる気流が容器内を流通するように構
   成すると共に、凝縮器の近傍に設けた温度検出手段を冷
   却ファンの駆動装置の制御回路に電気的に接続し、冷却
   ファンの風量を多段階に制御可能に構成したことを特徴
   とする車載用冷却装置。
3. 【請求項３】圧縮機および空冷式の凝縮器からなる高圧
   ユニットと、蒸発器からなる低圧ユニットとを相互に隔
   離して設けると共に、両ユニット間を冷媒配管を介して
   接続してなる車載用冷却装置において、 中空筒状に形成しかつその軸方向両端部に空気流通口を
   設けた容器内に、冷却ファン、駆動電源、凝縮器および
   圧縮機をこの順に軸方向に収容して高圧ユニットを形成
   し、冷却ファンによる気流が容器内に流通するように構
   成すると共に、凝縮器の近傍に設けた負特性を有するサ
   ーミスタを冷却ファンの駆動モータと直列に接続し、冷
   却ファンの風量を可変に構成したことを特徴とする車載
   用冷却装置。