JP3411377B2 - Automotive air conditioner with clutchless compressor - Google Patents
Automotive air conditioner with clutchless compressorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの駆動力が常
時伝達されるクラッチレスコンプレッサを有する自動車
用空気調和装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle air conditioner having a clutchless compressor to which engine driving force is constantly transmitted.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的な自動車用空気調和装置は、周知
のように、モータ駆動される送風ファンにより車室内空
気あるいは車室内空気を選択的に取り込むインテークユ
ニットと、エバポレータが内蔵され前記取り込んだ空気
を冷却するクーラユニットと、ヒータコアが迂回路を有
するように設けられクーラユニットからの空気を所定温
度とした後に車室内の所定位置に配風するヒータユニッ
トとを連結して構成されている。2. Description of the Related Art As is well known, a general automobile air conditioner has a built-in evaporator and an intake unit that selectively takes in vehicle interior air or vehicle interior air by means of a fan driven by a motor. A cooler unit that cools air is connected to a heater unit that is provided with a heater core having a detour and that distributes air from the cooler unit to a predetermined position in the vehicle compartment after the air has a predetermined temperature.
【0003】この自動車用空気調和装置に使用される冷
房サイクル50は、図5に示すように、その構成要素と
して、車載エンジンにより駆動されるコンプレッサ51
と、このコンプレッサ51で圧縮されて高温高圧となっ
たガス状冷媒を外部の空気と熱交換して高圧の液状冷媒
とするコンデンサ52と、この液状冷媒を一時貯溜して
冷媒中の水分や塵埃を取り除くと共に気体冷媒と液体冷
媒を分離するリキッドタンク53と、エバポレータ55
の出口で所定のスーパヒートが得られるように冷媒量を
コントロールしつつ前記液状冷媒を断熱膨張して低圧霧
状の冷媒とする膨張弁54と、この低圧霧状の冷媒を気
化させて車室内へ吹き出す空気を冷却するエバポレータ
55とを有している。As shown in FIG. 5, a cooling cycle 50 used in this automobile air conditioner has, as its constituent elements, a compressor 51 driven by an in-vehicle engine.
A condenser 52 that heat-exchanges the gaseous refrigerant that has been compressed by the compressor 51 and has a high temperature and high pressure with the outside air to form a high-pressure liquid refrigerant; and a moisture and dust in the refrigerant that temporarily stores the liquid refrigerant. And a liquid tank 53 for removing the gas refrigerant and the liquid refrigerant, and an evaporator 55.
Expansion valve 54 that adiabatically expands the liquid refrigerant into a low-pressure mist-like refrigerant while controlling the amount of the refrigerant so that a predetermined superheat is obtained at the outlet, and evaporates the low-pressure mist-like refrigerant into the vehicle interior. And an evaporator 55 that cools the blown air.
【0004】コンプレッサ51は、プーリ56に掛け渡
したベルトを介して図示しないエンジンの駆動力が伝達
されるが、コンプレッサ51のシャフトとプーリ56と
の間には、エンジンの駆動力の伝達をオン、オフするた
めにマグネットクラッチ57が設けられている。つま
り、コンプレッサ51の運転が必要なときには、マグネ
ットクラッチ57の電磁コイルに通電してシャフトに接
続されたクラッチ板をプーリ56に吸着し、プーリ56
の回転動をシャフトに伝達する。一方、コンプレッサ5
1の運転が不要なときには、電磁コイルへの通電を停止
してクラッチ板をプーリ56から離反させ、プーリ56
のみを空回転するようになっている。The compressor 51 transmits the driving force of the engine (not shown) via a belt wound around the pulley 56, and the transmission of the driving force of the engine is turned on between the shaft of the compressor 51 and the pulley 56. , A magnetic clutch 57 is provided to turn off. That is, when the compressor 51 needs to be operated, the electromagnetic coil of the magnet clutch 57 is energized to attract the clutch plate connected to the shaft to the pulley 56, and
Transmits the rotational movement of to the shaft. On the other hand, the compressor 5
When the operation of No. 1 is unnecessary, the energization of the electromagnetic coil is stopped and the clutch plate is separated from the pulley 56.
It is designed to rotate only in the air.
【0005】しかしながら、マグネットクラッチ57
は、電磁コイルや、ある程度の剛性が必要であるために
鉄板からなるクラッチ板などから構成されていることか
ら、コンプレッサ全体の重量の増加を招き、構造も複雑
であるために組み立て性も悪く、さらにはコンプレッサ
のコストの上昇をも招いていた。However, the magnetic clutch 57
Since it is composed of an electromagnetic coil and a clutch plate made of an iron plate because it requires a certain degree of rigidity, it causes an increase in the weight of the entire compressor, and the structure is complicated, so the assemblability is poor, In addition, the cost of the compressor increased.
【0006】そこで、近年では、周知の容量可変斜板式
コンプレッサをベースとしてマグネットクラッチを使用
しない構造を有するクラッチレスコンプレッサと指称さ
れるタイプのコンプレッサが種々提案されている(例え
ば、特開平3−37378号公報参照)。容量可変斜板
式コンプレッサ60は、図6に示すように、コントロー
ルバルブCvによってシリンダにおけるピストン5の往
復動ストロークをコンプレッサ60の吸入圧Ps に応じ
て変化せしめ、コンプレッサ60の吐出量を変化させる
ようにしたものである。Therefore, in recent years, various types of compressors called clutchless compressors having a structure in which a magnet clutch is not used based on a known variable displacement swash plate type compressor have been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-37378). (See the official gazette). As shown in FIG. 6, the variable capacity swash plate compressor 60 changes the reciprocating stroke of the piston 5 in the cylinder according to the suction pressure Ps of the compressor 60 by the control valve Cv, and changes the discharge amount of the compressor 60. It was done.
【0007】例えば、熱負荷が低く、多量の冷媒が不要
の場合には、ピストン5のストロークを小さくする。熱
負荷が低いと、エバポレータ55で熱交換を終わってコ
ンプレッサ60に帰還する冷媒の圧力も低圧であるの
で、吸入室1の圧力Ps が周囲に適用されるベローズ2
は上方に伸び、第1弁口3を閉止し、第2弁口4を大き
く開いている。ピストン5によって圧縮され吐出口6か
ら吐出弁7に抗して吐出室34に吐出された高圧冷媒
(吐出圧Pd )の一部は、矢印で示すように吐出側圧力
室8を通って第2弁口4より第1連通路R1(通路9
a、通路9b、中心孔10等の総称)を通ってクランク
室11に導入される。これにより、クランク室11の内
部圧力(以下、クランク室圧Pc )が高まる。ソケット
プレート16および駆動斜板17は、シャフト18に設
けられたラグ21にピン22で支持されているので、中
央からずれている。よって、それぞれのピストン5のシ
リンダ側とクランク室11側とに働く力の差のモーメン
トの作用により、駆動軸18に直交する位置からのソケ
ットプレート16および駆動斜板17の傾斜が減少し、
ピストン5の往復動ストロークが小さくなる。この結
果、冷媒の圧縮量が低減することにより冷媒流量が抑制
され、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量となるようにし
ている。For example, when the heat load is low and a large amount of refrigerant is unnecessary, the stroke of the piston 5 is reduced. When the heat load is low, the pressure of the refrigerant that has finished heat exchange in the evaporator 55 and returns to the compressor 60 is also low, so the pressure Ps of the suction chamber 1 is applied to the surroundings of the bellows 2.
Extends upward, closing the first valve opening 3 and widening the second valve opening 4. A part of the high-pressure refrigerant (discharge pressure Pd) that is compressed by the piston 5 and discharged from the discharge port 6 against the discharge valve 7 into the discharge chamber 34 passes through the discharge side pressure chamber 8 as shown by the arrow and is discharged to the second side. From the valve port 4, the first communication passage R1 (passage 9
It is introduced into the crank chamber 11 through a, a passage 9b, a central hole 10 and the like). As a result, the internal pressure of the crank chamber 11 (hereinafter, crank chamber pressure Pc) increases. Since the socket plate 16 and the drive swash plate 17 are supported by the pin 22 on the lug 21 provided on the shaft 18, they are displaced from the center. Therefore, the inclination of the socket plate 16 and the drive swash plate 17 from the position orthogonal to the drive shaft 18 is reduced by the action of the moment of the difference in the force acting between the cylinder side of each piston 5 and the crank chamber 11 side,
The reciprocating stroke of the piston 5 becomes smaller. As a result, the refrigerant flow rate is suppressed by reducing the refrigerant compression amount, and an appropriate refrigerant amount corresponding to a low heat load is provided.
【0008】一方、熱負荷が大きく、多量の冷媒が必要
な場合には、ピストン5のストロークを大きくする。熱
負荷が高いと、エバポレータ55で熱交換を終わってコ
ンプレッサ60に帰還する冷媒の吸入圧Ps も高くなる
ので、吸入室1から連通孔12を通って、コントロール
バルブCv のベローズ室13内に流入するガス圧により
ベローズ2は縮少して第1弁口3を開放し、第2弁口4
を閉止する。クランク室11内の冷媒は、第2連通路R
2(通路14、シリンダ通路15等の総称)を通って吸
入室1側に流れる。これによりクランク室圧Pc が低下
して吸入圧Psとほぼ等しくなり、それぞれのピストン
5のシリンダ側とクランク室11側とに働く力の差のモ
ーメントの作用により、駆動軸18に直交する位置から
のソケットプレート16および駆動斜板17の傾斜が増
加し、ピストン5の往復動ストロークが長くなる。この
状態で圧縮を行なうと、吐出冷媒量は増大し、高い熱負
荷に応じた適正な冷媒流量となる。On the other hand, when the heat load is large and a large amount of refrigerant is required, the stroke of the piston 5 is increased. When the heat load is high, the suction pressure Ps of the refrigerant that returns to the compressor 60 after the heat exchange in the evaporator 55 is also increased, so that it flows from the suction chamber 1 through the communication hole 12 into the bellows chamber 13 of the control valve Cv. The bellows 2 contracts due to the gas pressure to open the first valve opening 3 and opens the second valve opening 4
Close. The refrigerant in the crank chamber 11 is the second communication passage R.
2 (collectively referred to as the passage 14 and the cylinder passage 15) flows to the suction chamber 1 side. As a result, the crank chamber pressure Pc decreases and becomes almost equal to the suction pressure Ps, and due to the action of the moment of the difference in the forces acting on the cylinder side of each piston 5 and the crank chamber 11 side, from the position orthogonal to the drive shaft 18. The inclination of the socket plate 16 and the drive swash plate 17 increases, and the reciprocating stroke of the piston 5 increases. If compression is performed in this state, the amount of discharged refrigerant increases, and the refrigerant flow rate becomes appropriate according to a high heat load.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このような容量可変斜
板式コンプレッサ60では、構造的には、ソケットプレ
ート16および駆動斜板17の傾斜角度をゼロ(駆動軸
18に対して直立する状態)にして圧縮容量をゼロにす
ることができる。しかしながら、駆動斜板17の傾斜角
度がゼロのままであると、コンプレッサ60の起動時に
ピストン5の背圧が得られなくなる。そこで、起動時で
も所定の吐出量が得られるようにするために、設計的に
最小傾斜角を与えるか、コイルばねよりなるリタ―ンス
プリング39で与えるか、またはその両方を用いること
により、最小傾斜角度が得られるようにし、吐出冷媒量
がゼロとならないようにしてある。In such a variable capacity swash plate compressor 60, structurally, the inclination angles of the socket plate 16 and the drive swash plate 17 are set to zero (a state of standing upright with respect to the drive shaft 18). Compression capacity to zero. However, if the inclination angle of the drive swash plate 17 remains zero, the back pressure of the piston 5 cannot be obtained when the compressor 60 is started. Therefore, in order to obtain a predetermined discharge amount even at the time of start-up, the minimum inclination angle is designed, the return spring 39 including a coil spring is used, or both are used to minimize the discharge amount. The inclination angle is obtained so that the discharged refrigerant amount does not become zero.
【0010】このように容量可変斜板式コンプレッサ6
0をベースとしたクラッチレスコンプレッサにあっては
駆動斜板17等の傾斜角度を完全にゼロにすることがで
きないことから、この種のクラッチレスコンプレッサを
適用した冷房サイクル50では、エンジンが駆動してい
る場合には、たとえエバポレータ55の熱負荷が小さい
ときであっても僅かながら仕事をするため、エバポレー
タ55に凍結が生じるという問題があった。Thus, the variable capacity swash plate compressor 6
In a 0-based clutchless compressor, the inclination angle of the drive swash plate 17 and the like cannot be completely zero. Therefore, in the cooling cycle 50 to which this type of clutchless compressor is applied, the engine is driven. In such a case, even if the heat load on the evaporator 55 is small, the evaporator 55 will work a little, so there is a problem that the evaporator 55 freezes.
【0011】かかる問題を解決するために前記公報に開
示されるクラッチレスコンプレッサでは、コンプレッサ
の吸入口に至る通路を閉塞する電磁弁からなる通路開閉
装置を設けると共に、吸入室とクランク室とを連通する
細管を設けてある。この細管の流路断面積は流体抵抗が
生じるように所定の範囲に設定されており、クランク室
の冷媒がその圧力が減じられて吸入室に導かれるように
設計してある。そして、自動車用空気調和装置の稼働を
停止したときには、通路開閉装置により吸入口に至る通
路を閉塞し、クランク室内の冷媒を細管を通して低圧に
して吸入室内に導き、コントロールバルブを、吐出室か
らクランク室への冷媒流路(図6においては第1連通路
R1で示される流路に相当する)を確保するように作動
させる。これにより、駆動斜板17等の傾斜角度を強制
的に最小にし、コンプレッサ内部で冷媒循環を行いつつ
潤滑油も循環させるようにしている。In order to solve such a problem, the clutchless compressor disclosed in the above publication is provided with a passage opening / closing device formed of an electromagnetic valve that closes a passage leading to the suction port of the compressor, and connects the suction chamber and the crank chamber. There is a thin tube. The cross-sectional area of the flow path of the thin tube is set in a predetermined range so that a fluid resistance is generated, and the refrigerant in the crank chamber is designed to be reduced in pressure and guided to the suction chamber. Then, when the operation of the automobile air conditioner is stopped, the passage opening / closing device closes the passage leading to the intake port, and the refrigerant in the crank chamber is reduced in pressure through a thin tube to be guided into the intake chamber. It operates so as to secure the refrigerant flow path to the chamber (corresponding to the flow path indicated by the first communication passage R1 in FIG. 6). As a result, the inclination angle of the drive swash plate 17 and the like is forcibly minimized, and the lubricating oil is circulated while the refrigerant is circulated inside the compressor.
【0012】[0012]
【0013】しかしながら、自動車用空気調和装置の運
転状況あるいは乗員の操作によっては、駆動斜板17な
どが最大傾斜角度に傾斜している状態の下で、自動車用
空気調和装置の稼働を停止する場合もある。かかる場合
のように、コンプレッサが大きな仕事をしているにも拘
らず通路開閉装置を作動させて吸入口に至る通路を閉塞
すると、コンプレッサの運転条件が急激に変化するた
め、コンプレッサは機械的なダメージを受け、コンプレ
ッサの耐久性が低下する一要因ともなる。 However , depending on the operating conditions of the vehicle air conditioner or the operation of the occupant, the operation of the vehicle air conditioner may be stopped under the condition that the drive swash plate 17 or the like is inclined at the maximum inclination angle. There is also. When the passage opening / closing device is actuated to block the passage leading to the suction port even though the compressor is performing a great work, as in such a case, the operating conditions of the compressor change abruptly. It is also one of the factors that reduce the durability of the compressor due to damage.
【0014】また、クラッチレスコンプレッサはエンジ
ンにより常時駆動されるものであるため、自動車用空気
調和装置を稼働しないときには、燃費の向上のために、
コンプレッサの所要トルクを小さな値に保つ必要があ
る。容量可変斜板式コンプレッサで所要トルクを小さく
するためには、駆動斜板17などを最小傾斜角度に維持
し続ける必要がある。Since the clutchless compressor is always driven by the engine, when the automobile air conditioner is not in operation, in order to improve fuel economy,
It is necessary to keep the required torque of the compressor at a small value. In order to reduce the required torque in the variable displacement swash plate compressor, it is necessary to keep the drive swash plate 17 and the like at the minimum tilt angle.
【0015】また、潤滑油はコンプレッサから吐出され
る冷媒とともに冷房サイクル内を循環しているが、入口
部に至る通路を閉塞すると、その潤滑油がコンプレッサ
に帰還しなくなり、コンプレッサの耐久性が低下する虞
がある。Further, the lubricating oil circulates in the cooling cycle together with the refrigerant discharged from the compressor, but if the passage leading to the inlet is blocked, the lubricating oil will not return to the compressor and the durability of the compressor will be deteriorated. There is a risk of
【0016】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、容量可変斜板式コンプ
レッサをベースとしたクラッチレスコンプレッサを有す
る自動車用空気調和装置であって、容量可変斜板式コン
プレッサから構成されるクラッチレスコンプレッサの所
要トルクを小さな値に確実に保ちつつ、エバポレータの
凍結防止を達成し得る自動車用空気調和装置を提供する
ことを第1の目的とする。[0016] The present invention has been made to solve the problems associated with the prior art, a motor vehicle air conditioner having a clutchless compressor which is based on a variable capacity swash plate type compressor, a variable capacity swash Board type
A clutchless compressor consisting of a presser
While keeping the required torque at a small value, the evaporator
A first object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner capable of achieving antifreeze .
【0017】[0017]
【0018】さらに、クラッチレスコンプレッサの耐久
性を高めつつエバポレータの凍結防止を達成し得る自動
車用空気調和装置を提供することを第2の目的とする。A second object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner capable of preventing the evaporator from freezing while enhancing the durability of the clutchless compressor.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るための請求項1記載の本発明は、車載エンジンの駆動
力がプーリを介して常時伝達されるクラッチレスコンプ
レッサと、このクラッチレスコンプレッサで圧縮されて
高温高圧となったガス状冷媒を外部の空気と熱交換して
高圧の液状冷媒とするコンデンサと、この液状冷媒を断
熱膨張して低圧霧状の冷媒とする膨張弁と、この低圧霧
状の冷媒を気化させて車室内へ吹き出す空気を冷却する
エバポレータとを有する自動車用空気調和装置におい
て、前記クラッチレスコンプレッサを、吸入室とクラン
ク室とを連通する第1弁口および吐出室とクランク室と
を連通する第2弁口の開閉制御をコントロールバルブに
より吸入圧の変動に応じて行うことによって、シリンダ
におけるピストンの往復動ストロークを吸入圧に応じて
変化せしめて吐出容量を変化させる容量可変斜板式コン
プレッサから構成し、さらに、当該冷房サイクルの液状
冷媒領域の終端部から液状冷媒を取り込み、取り込んだ
液状冷媒を少なくとも前記膨張弁をバイパスさせてクラ
ッチレスコンプレッサに戻すバイパス通路と、液状冷媒
を前記バイパス通路路を流下させるか、前記膨張弁を流
下させるかを選択的に切り替える流路切替手段と、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときに、冷媒の流通
路が、前記膨張弁を流れる流路から前記バイパス通路を
流れる流路に切り替わるように前記流路切替手段を作動
させる制御手段と、を有し、容量可変斜板式コンプレッ
サからなる前記クラッチレスコンプレッサに、吐出室と
クランク室とを連通する連通孔と、当該連通孔を開閉す
る開閉手段とを設け、前記制御手段は、自動車用空気調
和装置の稼働を停止するときに、前記吐出室と前記クラ
ンク室とを連通するために前記連通孔を開くように前記
開閉手段を制御することを特徴とするクラッチレスコン
プレッサを有する自動車用空気調和装置である。SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the first object, the present invention according to claim 1 is a clutchless compressor in which the driving force of a vehicle-mounted engine is always transmitted through a pulley, and the clutchless compressor. A condenser that heats the gaseous refrigerant that has been compressed by the compressor and has become high temperature and high pressure with the outside air to form a high pressure liquid refrigerant, and an expansion valve that adiabatically expands this liquid refrigerant into a low pressure atomized refrigerant, In an automobile air conditioner having an evaporator that vaporizes the low-pressure mist-like refrigerant and cools the air blown into the vehicle compartment, the clutchless compressor includes a suction chamber and a clan.
The first valve port and the discharge chamber that communicate with the crank chamber, and the crank chamber
Control valve for opening / closing the second valve opening
It is composed of a variable capacity swash plate compressor that changes the reciprocating stroke of the piston in the cylinder according to the suction pressure to change the discharge capacity by performing it according to the fluctuation of the suction pressure. A bypass passage that takes in the liquid refrigerant from the end portion of the region and returns the taken-in liquid refrigerant to the clutchless compressor by bypassing at least the expansion valve, and causing the liquid refrigerant to flow down the bypass passage path or down the expansion valve. When the operation of the air conditioner for a vehicle is stopped, the flow passage of the refrigerant is switched from the flow passage through the expansion valve to the flow passage through the bypass passage. A control means for operating the flow path switching means, and the compressor comprising a variable capacity swash plate compressor. The chitchless compressor is provided with a communication hole that communicates the discharge chamber and the crank chamber, and an opening / closing unit that opens and closes the communication hole, and the control unit, when stopping the operation of the vehicle air conditioner, An air conditioner for a vehicle having a clutchless compressor, characterized in that the opening / closing means is controlled so as to open the communication hole so as to connect the discharge chamber and the crank chamber.
【0020】[0020]
【0021】上記第2の目的を達成するための請求項2
記載の本発明は、前記制御装置は、自動車用空気調和装
置の稼働を停止するときに、前記連通孔を開くように前
記開閉手段を制御した後に、液状冷媒の流通路が前記バ
イパス通路を流れる流路に切り替わるように前記流路切
替手段を作動させることを特徴としている。Claim 2 for achieving the second object.
In the present invention described, the control device controls the opening / closing means to open the communication hole when the operation of the vehicle air conditioner is stopped, and then the flow passage of the liquid refrigerant flows through the bypass passage. It is characterized in that the flow path switching means is operated so as to switch to the flow path.
【0022】また、前記バイパス通路は、取り込んだ液
状冷媒を前記膨張弁および前記エバポレータをバイパス
させてクラッチレスコンプレッサに戻すように構成する
のが好ましい。Further, it is preferable that the bypass passage is configured to return the liquid refrigerant taken in to the clutchless compressor by bypassing the expansion valve and the evaporator.
【0023】[0023]
【作用】請求項1記載の構成によれば、自動車用空気調
和装置の稼働を停止するときに、冷媒の流通路が、膨張
弁を流れる流路からバイパス通路を流れる流路に切り替
わるので、液状冷媒は膨張弁によって断熱膨張されず
に、クラッチレスコンプレッサに帰還することになる。
これにより、エバポレータが凍結する事態が防止され、
さらには、自動車用空気調和装置の稼働を停止するとき
には連通孔が開かれてクランク室が吐出室と同じ圧力と
なることから、容量可変斜板式コンプレッサの機能によ
り、吐出冷媒量は最小なものに維持される。したがっ
て、所要トルクは小さな値に保たれる。 According to the structure of claim 1, when the operation of the vehicle air conditioner is stopped, the flow passage of the refrigerant is switched from the flow passage through the expansion valve to the flow passage through the bypass passage. The refrigerant is not adiabatically expanded by the expansion valve and is returned to the clutchless compressor.
This prevents the evaporator from freezing,
Furthermore , when stopping the operation of the air conditioner for automobiles
A communication hole is opened in the crank chamber and the crank chamber has the same pressure as the discharge chamber.
Therefore, depending on the function of the variable capacity swash plate compressor,
Therefore, the amount of discharged refrigerant is kept to a minimum. According to
Therefore, the required torque is kept at a small value.
【0024】[0024]
【0025】また、請求項2記載の構成によれば、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときには、容量可変
斜板式コンプレッサの吐出冷媒量が最小になった後に、
液状冷媒の流通路がバイパス通路を流れる流路に切り替
えられる。したがって、運転状態の切り替えに伴うクラ
ッチレスコンプレッサが受ける機械的なダメージが低減
され、クラッチレスコンプレッサの耐久性が高められ
る。According to the second aspect of the present invention, when the operation of the vehicle air conditioner is stopped, after the amount of refrigerant discharged from the variable capacity swash plate compressor is minimized,
The flow passage of the liquid refrigerant is switched to the flow passage that flows through the bypass passage. Therefore, the mechanical damage to the clutchless compressor due to the switching of the operating state is reduced, and the durability of the clutchless compressor is improved.
【0026】また、請求項3記載の構成によれば、自動
車用空気調和装置の稼働が停止しているときには、液状
冷媒は、膨張弁およびエバポレータをバイパスして流れ
ている。したがって、エバポレータに凍結が生じること
が根本的になくなる。According to the third aspect of the present invention, the liquid refrigerant flows while bypassing the expansion valve and the evaporator when the operation of the vehicle air conditioner is stopped. Therefore, freezing of the evaporator is basically eliminated.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0028】図1は、クラッチレスコンプレッサを有す
る自動車用空気調和装置に使用される冷房サイクルを示
す構成図、図2は、図1に示されるクラッチレスコンプ
レッサを構成する容量可変斜板式コンプレッサを示す要
部断面図であり、図5および図6に示した部材と共通す
る部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略す
る。FIG. 1 is a block diagram showing a cooling cycle used in an automobile air conditioner having a clutchless compressor, and FIG. 2 shows a variable capacity swash plate type compressor constituting the clutchless compressor shown in FIG. It is a cross-sectional view of an essential part, and members common to those shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.
【0029】図1に示すように、本実施例の冷房サイク
ル70は、車載エンジンの駆動力が常時伝達されるクラ
ッチレスコンプレッサ71と、このクラッチレスコンプ
レッサ71で圧縮されて高温高圧となったガス状冷媒を
外部の空気と熱交換して高圧の液状冷媒とするコンデン
サ52と、この液状冷媒を一時貯溜して冷媒中の水分や
塵埃を取り除くと共に気体冷媒と液体冷媒を分離するリ
キッドタンク53と、この液状冷媒を断熱膨張して低圧
霧状の冷媒とする膨張弁54と、この低圧霧状の冷媒を
気化させて車室内へ吹き出す空気を冷却するエバポレー
タ55とを、冷媒導管72(72a〜72eの総称)で
接続することにより構成されている。As shown in FIG. 1, the cooling cycle 70 of the present embodiment includes a clutchless compressor 71 to which the driving force of an on-vehicle engine is constantly transmitted, and a gas compressed by the clutchless compressor 71 to a high temperature and high pressure. A condenser 52 for exchanging heat of the liquid refrigerant with the outside air into a high-pressure liquid refrigerant, and a liquid tank 53 for temporarily storing the liquid refrigerant to remove water and dust in the refrigerant and separate the gas refrigerant and the liquid refrigerant. An expansion valve 54 that adiabatically expands the liquid refrigerant into a low-pressure atomized refrigerant, and an evaporator 55 that vaporizes the low-pressure atomized refrigerant and cools the air blown into the vehicle compartment. 72e (generic name of 72e).
【0030】特に、本実施例の冷房サイクル70にあっ
ては、冷房サイクル70のうち液状冷媒領域の終端部か
ら液状冷媒を取り込み、膨張弁54およびエバポレータ
55をバイパスさせて冷媒をコンプレッサ71に戻すバ
イパス通路73が設けられている。このバイパス通路7
3の冷媒取込口73aは、リキッドタンク53と膨張弁
54との間の冷媒配管72dに臨ませ、冷媒流出口73
bは、エバポレータ55出口側の冷媒配管72aに臨ま
せてある。Particularly, in the cooling cycle 70 of the present embodiment, the liquid refrigerant is taken in from the end of the liquid refrigerant region of the cooling cycle 70, the expansion valve 54 and the evaporator 55 are bypassed, and the refrigerant is returned to the compressor 71. A bypass passage 73 is provided. This bypass passage 7
The refrigerant intake port 73a of No. 3 faces the refrigerant pipe 72d between the liquid tank 53 and the expansion valve 54, and the refrigerant outlet port 73a.
b is exposed to the refrigerant pipe 72a on the outlet side of the evaporator 55.
【0031】なお、液状冷媒領域の終端部とは、膨張弁
54において液状冷媒の断熱膨張が行われるよりも前の
部位を意味しており、バイパス通路73の設置位置は図
示例の場合に限定されるものではない。例えば、コンデ
ンサ52とリキッドタンク53との間の冷媒配管72c
に接続しても良く、あるいは、断熱膨張される直前の液
状冷媒を取り出し得るように膨張弁54を改変しても良
い。また、エバポレータ55の凍結防止のためには、液
状冷媒を少なくとも膨張弁54を迂回して流せばよいた
め、バイパス通路73の冷媒流出口73bを膨張弁54
とエバポレータ55との間の冷媒配管72eに臨ませて
も良い。The term "end portion of the liquid refrigerant region" means a portion before the adiabatic expansion of the liquid refrigerant in the expansion valve 54, and the installation position of the bypass passage 73 is limited to the illustrated example. It is not something that will be done. For example, the refrigerant pipe 72c between the condenser 52 and the liquid tank 53
Alternatively, the expansion valve 54 may be modified so that the liquid refrigerant immediately before being adiabatically expanded can be taken out. Further, in order to prevent the evaporator 55 from freezing, it is sufficient to flow the liquid refrigerant at least by bypassing the expansion valve 54. Therefore, the refrigerant outlet port 73b of the bypass passage 73 is connected to the expansion valve 54.
It may be exposed to the refrigerant pipe 72e between the evaporator 55 and the evaporator 55.
【0032】さらに、冷房サイクル70には、液状冷媒
をバイパス通路73を流下させるか、あるいは膨張弁5
4およびエバポレータ55を流下させるかを選択的に切
り替えるための流路切替手段74が設けられている。こ
の流路切替手段は、図示するように、例えば電磁弁など
からなる三方弁74より構成してある。三方弁74は、
外部信号であるオン信号に基づいて、冷媒の流通路が膨
張弁54およびエバポレータ55を流れる流路となるよ
うに作動され、オフ信号に基づいて、冷媒の流通路がバ
イパス通路73を流れる流路となるように作動される。Further, in the cooling cycle 70, the liquid refrigerant is made to flow down the bypass passage 73, or the expansion valve 5
4 and a flow path switching means 74 for selectively switching whether to flow down the evaporator 55. As shown in the drawing, the flow path switching means is composed of a three-way valve 74, which is, for example, an electromagnetic valve. The three-way valve 74
Based on an ON signal, which is an external signal, the refrigerant flow passage is operated so as to be a flow passage that flows through the expansion valve 54 and the evaporator 55, and based on the OFF signal, the refrigerant flow passage flows through the bypass passage 73. Is operated.
【0033】なお、流路切替手段74も図示例に限定さ
れるものではない。例えば、バイパス通路73の流路途
上およびバイパス通路73の冷媒取込口73aと膨張弁
54との間の冷媒導管72d途上に開閉弁をそれぞれ設
けることによっても、液状冷媒が流下する流路を選択的
に切替えることができる。The flow path switching means 74 is not limited to the illustrated example. For example, a flow path through which the liquid refrigerant flows can be selected by providing an on-off valve on the way of the bypass passage 73 and on the way of the refrigerant conduit 72d between the refrigerant intake port 73a of the bypass passage 73 and the expansion valve 54. Can be switched to each other.
【0034】次ぎに、クラッチレスコンプレッサを構成
する容量可変斜板式コンプレッサを図2〜図4を参照し
つつ説明する。Next, a variable displacement swash plate type compressor which constitutes a clutchless compressor will be described with reference to FIGS.
【0035】この容量可変斜板式コンプレッサは、図3
に示すように、シリンダブロック30に5つのシリンダ
室33が開設されている。図2に示すように、シリンダ
室33内のそれぞれにピストン5が設けられている。ま
た、シリンダブロック30にはシリンダヘッド31とハ
ウジング32とが取付けられ、このシリンダヘッド31
内に、エバポレータ55あるいはバイパス通路73から
帰還した冷媒が流入する吸入室1と、ピストン5により
吸入室1から吸引した冷媒が圧縮された後に吐出される
吐出室34とが形成されている。吸入室1に開設された
吸入ポートにはエバポレータ55と連通する吸入導管7
2aが接続され、吐出室34に開設された吐出ポートに
はコンデンサ52と連通する吐出導管72bが接続され
ている。そして、吸入導管72aを通ってエバポレータ
55あるいはバイパス通路73から吸入室1内に帰還し
た冷媒は、シリンダブロック30に形成されたシリンダ
室33内に、ピストン5の往動により吸入弁37に抗し
てバルブプレート35に形成した吸入口38を通って吸
入される。一方、ピストン5の復動により圧縮された冷
媒は、バルブプレート35に形成した吐出口6から吐出
弁7に抗して吐出室34内に吐出され、吐出導管72b
を通ってコンデンサ52に向けて流出される。This variable capacity swash plate compressor is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, five cylinder chambers 33 are opened in the cylinder block 30. As shown in FIG. 2, the piston 5 is provided in each of the cylinder chambers 33. A cylinder head 31 and a housing 32 are attached to the cylinder block 30.
The suction chamber 1 into which the refrigerant returned from the evaporator 55 or the bypass passage 73 flows, and the discharge chamber 34 from which the refrigerant sucked from the suction chamber 1 by the piston 5 is compressed and then discharged are formed. The suction port formed in the suction chamber 1 has a suction conduit 7 communicating with the evaporator 55.
2a is connected, and a discharge conduit 72b communicating with the condenser 52 is connected to the discharge port opened in the discharge chamber 34. Then, the refrigerant returned from the evaporator 55 or the bypass passage 73 into the suction chamber 1 through the suction conduit 72a resists the suction valve 37 by the forward movement of the piston 5 into the cylinder chamber 33 formed in the cylinder block 30. Is sucked through the suction port 38 formed in the valve plate 35. On the other hand, the refrigerant compressed by the backward movement of the piston 5 is discharged from the discharge port 6 formed in the valve plate 35 into the discharge chamber 34 against the discharge valve 7 and the discharge conduit 72b.
Through to the condenser 52.
【0036】また、前記ハウジング32内にはクランク
室11が形成されている。このクランク室11内には、
ピストン5を駆動する駆動機構M等が設けられ、この駆
動機構M等の機械的摺動部分を潤滑する潤滑油Oが充填
されている。ここに、機械的摺動部分とは、駆動軸18
を支持するラジアル軸受19a、19b、スラスト軸受
19cや、駆動斜板17や、駆動斜板17とソケットプ
レート16との間に設けられたスラスト軸受20aおよ
びラジアル軸受20b等である。A crank chamber 11 is formed in the housing 32. In this crank chamber 11,
A drive mechanism M for driving the piston 5 and the like are provided, and lubricating oil O for lubricating mechanically sliding parts of the drive mechanism M and the like is filled. Here, the mechanical sliding portion means the drive shaft 18
And the radial bearings 19a and 19b for supporting the thrust bearing 19c, the drive swash plate 17, the thrust bearing 20a and the radial bearing 20b provided between the drive swash plate 17 and the socket plate 16, and the like.
【0037】コントロールバルブCv は、前述したもの
と同様に構成されており、エバポレータ55の熱負荷の
変動つまり吸入圧Ps の変動に応じて第1弁口3および
第2弁口4の開閉制御を行う。コントロールバルブCv
により前記弁口3、4の開閉制御を行うことによって、
ピストン5の往復動ストロークを吸入圧Ps に応じて変
化せしめ、コンプレッサ71の吐出量の容量制御がなさ
れている。The control valve Cv has the same structure as that described above, and controls the opening and closing of the first valve opening 3 and the second valve opening 4 in accordance with the fluctuation of the heat load of the evaporator 55, that is, the fluctuation of the suction pressure Ps. To do. Control valve Cv
By controlling the opening and closing of the valve openings 3 and 4 by
The reciprocating stroke of the piston 5 is changed according to the suction pressure Ps to control the displacement of the compressor 71.
【0038】さらに、本実施例の容量可変斜板式コンプ
レッサでは、図3および図4にも示すように、吐出室3
4とクランク室11とを連通する連通孔75がシリンダ
ブロック30およびバルブプレート35に形成されてい
る。また、吐出室34に臨む前記連通孔75の入口部7
6には、当該入口部76を開閉する開閉手段77が設け
られている。この開閉手段は、例えば電磁弁などからな
る開閉弁77より構成され、作動ロッド78の先端部に
は前記入口部76を開閉するための弁体79が設けられ
ている。Furthermore, in the variable displacement swash plate type compressor of this embodiment, as shown in FIGS.
4 and the crank chamber 11, a communication hole 75 is formed in the cylinder block 30 and the valve plate 35. Further, the inlet portion 7 of the communication hole 75 facing the discharge chamber 34
6, an opening / closing means 77 for opening / closing the inlet portion 76 is provided. This opening / closing means is composed of an opening / closing valve 77 such as an electromagnetic valve, and a valve body 79 for opening / closing the inlet portion 76 is provided at the tip of the operating rod 78.
【0039】開閉弁77は、外部信号であるオン信号に
基づいて連通孔75の入口部76を閉じるように作動さ
れ、オフ信号に基づいて入口部76を開くように作動さ
れる。開閉弁77がオフ信号に基づいて入口部76を開
くと、吐出室34内の高圧冷媒の一部は、連通孔75を
通ってクランク室11に直接導入される。これにより、
クランク室圧Pc が強制的に高められ、それぞれのピス
トンのシリンダ側とクランク室11側とに働く力の差の
モーメントの作用により、ソケットプレート16および
駆動斜板17の傾斜角度は、リターンスプリング39の
弾発力との釣り合いにより定まる最小傾斜角度となる。
すなわち、開閉弁77により入口部76を開くことによ
り、コントロールバルブCv の作用による駆動斜板17
などの傾斜角度の制御を待たずとも、駆動斜板17など
は最小傾斜角度の位置に強制的に移動される。The on-off valve 77 is operated to close the inlet portion 76 of the communication hole 75 on the basis of an on signal which is an external signal, and is operated to open the inlet portion 76 on the basis of an off signal. When the opening / closing valve 77 opens the inlet portion 76 based on the OFF signal, a part of the high pressure refrigerant in the discharge chamber 34 is directly introduced into the crank chamber 11 through the communication hole 75. This allows
The crank chamber pressure Pc is forcibly increased and the inclination angle of the socket plate 16 and the drive swash plate 17 is changed by the action of the moment of the difference between the forces acting on the cylinder side of each piston and the crank chamber 11 side. The minimum tilt angle is determined by the balance with the elastic force of.
That is, by opening the inlet portion 76 with the opening / closing valve 77, the drive swash plate 17 is operated by the action of the control valve Cv.
The drive swash plate 17 and the like are forcibly moved to the position of the minimum tilt angle without waiting for the control of the tilt angle.
【0040】図1に示すように、流路切替手段としての
三方弁74および開閉手段としてのとしての開閉弁77
は制御装置(制御手段)80に接続されており、三方弁
74および開閉弁77の作動は制御装置80からの制御
信号に基づいて制御されている。また、自動車用空気調
和装置の稼働あるいは停止を指示するエアコンスイッチ
81が制御装置80に接続されている。このエアコンス
イッチ81は、車室内のインストルメントパネルに設置
したコントロールパネルに設けられている。また、イン
テークユニットに内蔵した送風ファン82駆動用のモー
タ83も制御装置80に接続され、エアコンスイッチ8
1のオン、オフ操作に連動して、モータ83の駆動がオ
ン、オフされるようになっている。As shown in FIG. 1, a three-way valve 74 as a flow path switching means and an opening / closing valve 77 as an opening / closing means.
Is connected to a control device (control means) 80, and the operations of the three-way valve 74 and the opening / closing valve 77 are controlled based on a control signal from the control device 80. An air conditioner switch 81 for instructing the operation or stop of the vehicle air conditioner is connected to the control device 80. The air conditioner switch 81 is provided on a control panel installed on an instrument panel in the vehicle compartment. Further, the motor 83 for driving the blower fan 82 built in the intake unit is also connected to the control device 80, and the air conditioner switch 8
The driving of the motor 83 is turned on and off in conjunction with the on / off operation of 1.
【0041】また、制御装置80における三方弁74お
よび開閉弁77の作動タイミングは次ぎのように設定さ
れている。乗員がエアコンスイッチ81をオフし、送風
ファン82の駆動モータ83を停止して自動車用空気調
和装置の稼働を停止すると、制御装置80は、まず、オ
フ信号を出力して開閉弁77を開作動する。これによ
り、駆動斜板17などは、最小傾斜角度の位置に強制的
に移動する。この状態の下で所定時間運転した後、制御
装置80は三方弁74を作動させ、冷媒の流通路を、膨
張弁54およびエバポレータ55を流れる流路から、バ
イパス通路73を流れる流路に切り替える。開閉弁77
を開作動してから三方弁74を作動するまでの時間は、
例えば、30秒程度に設定するのが好ましい。The operation timings of the three-way valve 74 and the opening / closing valve 77 in the control device 80 are set as follows. When the occupant turns off the air conditioner switch 81 and stops the drive motor 83 of the blower fan 82 to stop the operation of the vehicle air conditioner, the control device 80 first outputs an off signal to open the opening / closing valve 77. To do. As a result, the drive swash plate 17 and the like are forcibly moved to the position of the minimum tilt angle. After operating for a predetermined time under this state, the control device 80 operates the three-way valve 74 to switch the flow passage of the refrigerant from the flow passage flowing through the expansion valve 54 and the evaporator 55 to the flow passage flowing through the bypass passage 73. Open / close valve 77
The time from opening the valve to operating the three-way valve 74 is
For example, it is preferable to set it to about 30 seconds.
【0042】次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0043】自動車用空気調和装置を稼働するために乗
員がエアコンスイッチ81をオンすると、送風ファン8
2が駆動を開始し、インテークユニットで車室外空気あ
るいは車室内空気が選択的に取り込まれ、この空気はク
ーラユニットに内蔵したエバポレータ55を流れる冷媒
と熱交換を行って冷却され、ヒータユニットに流下す
る。ヒータユニットでは、クーラユニットからの空気を
ヒータコアと迂回路とを所定の比率で流下させることに
より所定温度とした後、車室内の所定位置に配風する。When the occupant turns on the air conditioner switch 81 in order to operate the automobile air conditioner, the blower fan 8
2 starts driving, and the air outside the vehicle compartment or the air inside the vehicle compartment is selectively taken in by the intake unit, and this air is cooled by exchanging heat with the refrigerant flowing through the evaporator 55 built into the cooler unit, and then flows down to the heater unit. To do. In the heater unit, air from the cooler unit is made to flow to the heater core and the detour at a predetermined ratio to reach a predetermined temperature, and then the air is distributed to a predetermined position in the vehicle compartment.
【0044】冷房サイクル70では、車載エンジンの駆
動力がベルトおよびプーリ56を介して常時伝達される
クラッチレスコンプレッサ71が冷媒を圧縮している。
圧縮されて高温高圧となったガス状冷媒は、コンデンサ
52において、外部の空気と熱交換して高圧の液状冷媒
となり、この液状冷媒は、リキッドタンク53におい
て、一時貯溜されて冷媒中に混入した水分や塵埃が取り
除かれると共に気体冷媒と液体冷媒とが分離される。リ
キッドタンク53から流出した液状冷媒は、膨張弁54
において、断熱膨張して低圧かつ低温の霧状の冷媒とな
る。この霧状の冷媒は、エバポレータ55において車室
内へ吹き出す空気と熱交換して気化した後、コンプレッ
サ71の吸入室1に帰還する。冷房サイクル70では、
このような冷媒の流れが繰り返される。In the cooling cycle 70, the clutchless compressor 71, to which the driving force of the vehicle-mounted engine is constantly transmitted via the belt and the pulley 56, compresses the refrigerant.
The compressed high-temperature high-pressure gaseous refrigerant exchanges heat with the outside air in the condenser 52 to become a high-pressure liquid refrigerant, and this liquid refrigerant is temporarily stored in the liquid tank 53 and mixed into the refrigerant. Water and dust are removed and the gas refrigerant and the liquid refrigerant are separated. The liquid refrigerant flowing out of the liquid tank 53 is stored in the expansion valve 54.
At, adiabatic expansion results in a low-pressure low-temperature atomized refrigerant. The atomized refrigerant exchanges heat with the air blown into the vehicle compartment in the evaporator 55 to be vaporized, and then returns to the suction chamber 1 of the compressor 71. In the cooling cycle 70,
Such a refrigerant flow is repeated.
【0045】自動車用空気調和装置の稼働中には、容量
可変斜板式コンプレッサからなるクラッチレスコンプレ
ッサ71では、ピストン5の往復動ストロークを吸入圧
Psに応じて変化せしめ、コンプレッサ71の吐出量の
容量制御を以下のように行っている。During operation of the vehicle air conditioner, in the clutchless compressor 71 composed of a variable displacement swash plate compressor, the reciprocating stroke of the piston 5 is changed according to the suction pressure Ps, and the capacity of the discharge amount of the compressor 71 is changed. The control is performed as follows.
【0046】エバポレータ55における熱負荷が低くコ
ンプレッサ71に帰還する冷媒の圧力すなわち吸入圧P
s が低いときには、コントロールバルブCvは、第1弁
口3を閉止し、第2弁口4を開放する。このため、吐出
室34に吐出された高圧冷媒の一部が吐出側圧力室8→
第2弁口4→第1連通路R1と流れてクランク室11に
導入され、ソケットプレート16および駆動斜板17の
傾斜角度が減少してピストン5の往復動ストロークが小
さくなる。この結果、吐出冷媒量が減じられ、低い熱負
荷に応じた適正な冷媒量となる。The heat load on the evaporator 55 is low and the pressure of the refrigerant returned to the compressor 71, that is, the suction pressure P.
When s is low, the control valve Cv closes the first valve opening 3 and opens the second valve opening 4. Therefore, a part of the high pressure refrigerant discharged into the discharge chamber 34 is partially discharged from the discharge side pressure chamber 8 →
It flows from the second valve port 4 to the first communication passage R1 and is introduced into the crank chamber 11, the inclination angle of the socket plate 16 and the drive swash plate 17 is reduced, and the reciprocating stroke of the piston 5 is reduced. As a result, the amount of discharged refrigerant is reduced, and the amount of refrigerant is appropriate according to the low heat load.
【0047】一方、エバポレータ55における熱負荷が
大きく吸入圧Ps が高いときには、コントロールバルブ
Cvは、第1弁口3を開放し、第2弁口4を閉止する。
このため、クランク室11内の冷媒が第2連通路R2を
通って吸入室1側に流れてクランク室圧Pc が低下して
吸入圧Ps とほぼ等しくなり、ソケットプレート16お
よび駆動斜板17の傾斜角度が増加してピストン5の往
復動ストロークが長くなる。この結果、吐出冷媒量は増
大し、高い熱負荷に応じた適正な冷媒流量となる。On the other hand, when the heat load on the evaporator 55 is large and the suction pressure Ps is high, the control valve Cv opens the first valve port 3 and closes the second valve port 4.
Therefore, the refrigerant in the crank chamber 11 flows to the suction chamber 1 side through the second communication passage R2, the crank chamber pressure Pc decreases and becomes almost equal to the suction pressure Ps, and the socket plate 16 and the drive swash plate 17 The tilt angle increases and the reciprocating stroke of the piston 5 increases. As a result, the amount of discharged refrigerant increases, and the flow rate of the refrigerant becomes appropriate according to the high heat load.
【0048】次に、自動車用空気調和装置の稼働を停止
する場合について説明する。Next, a case where the operation of the automobile air conditioner is stopped will be described.
【0049】乗員がエアコンスイッチ81をオフする
と、送風ファン82の駆動が停止され、車室内への配風
が停止される。クラッチレスコンプレッサ71はエンジ
ンの駆動が常時伝達され、さらにソケットプレート16
および駆動斜板17は最小傾斜角度においてもその傾斜
角度がゼロでないことから、僅かながら仕事を行い冷媒
を吐出している。したがって、膨張弁54での断熱膨張
によって低温となった霧状冷媒をエバポレータ55内を
流し続けると、当該エバポレータ55では空気との熱交
換が行われなくなったために、当該エバポレータ55が
凍結するという事態を招いてしまう。When the occupant turns off the air conditioner switch 81, the drive of the blower fan 82 is stopped and the air distribution into the passenger compartment is stopped. The clutchless compressor 71 is constantly transmitted with the drive of the engine, and further, the socket plate 16
Since the drive swash plate 17 has a non-zero inclination angle even at the minimum inclination angle, it slightly performs work and discharges the refrigerant. Therefore, if the atomized refrigerant that has become low in temperature due to adiabatic expansion in the expansion valve 54 continues to flow in the evaporator 55, the evaporator 55 freezes because heat exchange with the air is no longer performed in the evaporator 55. Will be invited.
【0050】そこで、本実施例の自動車用空気調和装置
では、自動車用空気調和装置の稼働を停止すると、ま
ず、制御装置80は開閉弁77にオフ信号を出力し、開
閉弁77を開作動させる。これにより、開閉弁77が入
口部76に対して後退移動して、連通孔75の入口部7
6が開かれる。すると、吐出室34内の高圧冷媒の一部
が連通孔75を通ってクランク室11に直接導入される
ので、コントロールバルブCv の作用による駆動斜板1
7などの傾斜角度の制御を待たずとも、駆動斜板17な
どは最小傾斜角度の位置に強制的かつ迅速に移動される
ことになる。Therefore, in the vehicle air conditioner of this embodiment, when the operation of the vehicle air conditioner is stopped, the control device 80 first outputs an off signal to the opening / closing valve 77 to open the opening / closing valve 77. . As a result, the opening / closing valve 77 moves backward with respect to the inlet portion 76, and the inlet portion 7 of the communication hole 75 is moved.
6 is opened. Then, a part of the high pressure refrigerant in the discharge chamber 34 is directly introduced into the crank chamber 11 through the communication hole 75, so that the drive swash plate 1 is operated by the control valve Cv.
Even without waiting for the control of the inclination angle of 7 or the like, the drive swash plate 17 or the like is forcibly and quickly moved to the position of the minimum inclination angle.
【0051】また、連通孔75を通って冷媒がクランク
室11に導入されることにより、駆動機構M等の機械的
摺動部分には潤滑油が供給され、円滑な作動が確保され
ている。Further, when the refrigerant is introduced into the crank chamber 11 through the communication hole 75, the lubricating oil is supplied to the mechanical sliding portion of the drive mechanism M and the like, and smooth operation is ensured.
【0052】この状態の下で所定時間運転した後、制御
装置80は三方弁74にオフ信号を出力し、冷媒の流通
路が、膨張弁54およびエバポレータ55を流れる流路
からバイパス通路73を流れる流路に切り替わるように
三方弁74を作動させる。すると、リキッドタンク53
から流出した液状冷媒は、三方弁74を通ってバイパス
通路73に取り込まれ、膨張弁54およびエバポレータ
55を迂回して流れ、エバポレータ55の出口側冷媒導
管72aに導かれ、コンプレッサ71の吸入室1に帰還
する。したがって、エバポレータ55には断熱膨張され
た低温の冷媒が流れないため、このエバポレータ55に
凍結が生じることがない。After operating for a predetermined time in this state, the control device 80 outputs an off signal to the three-way valve 74, and the refrigerant flow passage flows from the flow passage that flows through the expansion valve 54 and the evaporator 55 to the bypass passage 73. The three-way valve 74 is operated so as to switch to the flow path. Then, the liquid tank 53
The liquid refrigerant that has flowed out of the compressor is taken into the bypass passage 73 through the three-way valve 74, bypasses the expansion valve 54 and the evaporator 55, is guided to the outlet side refrigerant conduit 72 a of the evaporator 55, and is sucked into the suction chamber 1 of the compressor 71. Return to. Therefore, the adiabaticly expanded low-temperature refrigerant does not flow into the evaporator 55, so that the evaporator 55 does not freeze.
【0053】また、自動車用空気調和装置を稼働しない
ときには、連通孔75を開いて吐出室34内の高圧冷媒
の一部をクランク室11に導入しているため、車両の運
転状態が変動しても、駆動斜板17などは最小傾斜角度
の位置に確実に維持されている。したがって、容量可変
斜板式コンプレッサの所要トルクが小さな値に保たれる
こととなり、車両の燃費の向上を図ることができる。When the automobile air conditioner is not in operation, the communication hole 75 is opened and a part of the high-pressure refrigerant in the discharge chamber 34 is introduced into the crank chamber 11, so that the operating condition of the vehicle fluctuates. However, the drive swash plate 17 and the like are reliably maintained at the position of the minimum inclination angle. Therefore, the required torque of the variable displacement swash plate compressor is kept at a small value, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
【0054】このような自動車用空気調和装置の停止状
態からエアコンスイッチ81がオンされて稼働状態に切
り替える際には、制御装置80は、上記とは逆の手順で
三方弁74および開閉弁77の作動を制御する。つま
り、まず、制御装置80は三方弁74にオン信号を出力
し、冷媒の流通路が、バイパス通路73を流れる流路か
ら膨張弁54およびエバポレータ55を流れる流路に切
り替わるように三方弁74を作動させる。この状態の下
で所定時間運転した後、制御装置80は開閉弁77にオ
ン信号を出力し、開閉弁77を閉作動させて連通孔75
の入口部76を閉じる。その後は、前述したように通常
運転が行われる。When the air conditioner switch 81 is turned on and switched to the operating state from the stopped state of the automobile air conditioner, the control unit 80 controls the three-way valve 74 and the opening / closing valve 77 in the reverse order of the above procedure. Control operation. That is, first, the control device 80 outputs an ON signal to the three-way valve 74, and controls the three-way valve 74 so that the flow passage of the refrigerant is switched from the flow passage flowing through the bypass passage 73 to the flow passage flowing through the expansion valve 54 and the evaporator 55. Activate. After operating for a predetermined time in this state, the control device 80 outputs an ON signal to the opening / closing valve 77 to close the opening / closing valve 77 to open the communication hole 75.
The entrance 76 of the is closed. After that, the normal operation is performed as described above.
【0055】以上説明したように、本実施例の自動車用
空気調和装置によれば、容量可変斜板式コンプレッサ7
1をベースとしたクラッチレスコンプレッサを使用して
冷房サイクル70を簡単に構成することができるので、
エバポレータ55の凍結防止を、簡便かつ低コストに達
成することができる。[0055] As described above, according to the automotive air conditioner of this embodiment, capacity variable swash plate compressor 7
Since the cooling cycle 70 can be easily configured by using the clutchless compressor based on 1,
Prevention of freezing of the evaporator 55 can be achieved easily and at low cost.
【0056】また、自動車用空気調和装置の停止時には
開閉弁77を開作動させ、吐出室34内の高圧冷媒の一
部を連通孔75を介してクランク室11に直接導入する
構成としたため、駆動斜板17などは最小傾斜角度の位
置に強制的かつ迅速に移動される。したがって、駆動斜
板17などが最大傾斜角度に傾斜している状態の下で自
動車用空気調和装置の稼働を停止する操作を行った場合
でも、まず、駆動斜板17などを最小傾斜角度にした後
に冷媒流路をバイパス通路73側に切り替えるようにし
たため、コンプレッサ71が機械的なダメージを受け難
くなり、耐久性を高めることが可能となった。Further, when the automobile air conditioner is stopped, the on-off valve 77 is opened to introduce a part of the high-pressure refrigerant in the discharge chamber 34 directly into the crank chamber 11 through the communication hole 75. The swash plate 17 and the like are forcibly and quickly moved to the position of the minimum inclination angle. Therefore, even when the operation of stopping the operation of the vehicle air conditioner is performed under the state where the drive swash plate 17 and the like are inclined at the maximum inclination angle, first, the drive swash plate 17 and the like are set to the minimum inclination angle. Since the refrigerant passage is switched to the bypass passage 73 side later, the compressor 71 is less likely to be mechanically damaged, and the durability can be improved.
【0057】また、自動車用空気調和装置を稼働しない
ときには、駆動斜板17などは最小傾斜角度の位置に確
実に維持されているので、容量可変斜板式コンプレッサ
71の所要トルクを小さな値に保ち、車両の燃費の向上
を図ることができる。When the vehicle air conditioner is not in operation, the drive swash plate 17 and the like are reliably maintained at the position of the minimum tilt angle, so that the required torque of the variable capacity swash plate compressor 71 is kept at a small value. The fuel efficiency of the vehicle can be improved.
【0058】また、冷媒とともに冷媒サイクル70内を
循環している潤滑油もコンプレッサ71に帰還するた
め、コンプレッサ71の耐久性が高められる。The lubricating oil circulating in the refrigerant cycle 70 together with the refrigerant is also returned to the compressor 71, so that the durability of the compressor 71 is improved.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、容量可変斜板式コンプレッサをベースとし
たクラッチレスコンプレッサを有する自動車用空気調和
装置であって、当該自動車用空気調和装置の稼働を停止
するときに、制御手段により連通孔を開くように開閉手
段を制御するので、容量可変斜板式コンプレッサの吐出
冷媒量を確実に最小なものとすることができ、所要トル
クを小さな値に保ちつつ、エバポレータの凍結防止を達
成することが可能となる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided a vehicle air conditioner having a clutchless compressor based on a variable displacement swash plate compressor, the vehicle air conditioner. Stop working
When opening, the control means opens and closes so that the communication hole is opened.
Since the stage is controlled, the discharge of the variable capacity swash plate compressor
The amount of refrigerant can be reliably minimized, and the required torque
To prevent the evaporator from freezing, while keeping the
Can be achieved.
【0060】[0060]
【0061】また、請求項2記載の発明のように、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときには、容量可変
斜板式コンプレッサの吐出冷媒量を最小にした後に、液
状冷媒の流通路がバイパス通路を流れる流路に切り替わ
るようにすれば、運転状態の切り替えに伴うクラッチレ
スコンプレッサが受ける機械的なダメージが低減され、
クラッチレスコンプレッサの耐久性をより一層高めつつ
エバポレータの凍結防止を達成することができる。When the operation of the automobile air conditioner is stopped as in the second aspect of the invention, the flow passage of the liquid refrigerant is changed to the bypass passage after the discharge refrigerant amount of the variable capacity swash plate compressor is minimized. By switching to the flow path that flows through, the mechanical damage to the clutchless compressor due to the switching of the operating state is reduced,
It is possible to achieve freeze prevention of the evaporator while further enhancing the durability of the clutchless compressor.
【0062】また、請求項3記載の発明によれば、自動
車用空気調和装置の稼働が停止しているときには、液状
冷媒は、膨張弁およびエバポレータをバイパスして流れ
ているため、エバポレータに凍結が生じることを根本的
に防止することができる。Further, according to the third aspect of the present invention, when the operation of the vehicle air conditioner is stopped, the liquid refrigerant flows by-passing the expansion valve and the evaporator, so that the evaporator is frozen. It can be fundamentally prevented from occurring.
【図1】 クラッチレスコンプレッサを有する自動車用
空気調和装置に使用される冷房サイクルを示す構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing a cooling cycle used in an automobile air conditioner having a clutchless compressor.
【図2】 図1に示されるクラッチレスコンプレッサを
構成する容量可変斜板式コンプレッサを示す要部断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts showing a variable displacement swash plate type compressor that constitutes the clutchless compressor shown in FIG.
【図3】 図2の3−3線に沿うシリンダブロックの断
面図である。3 is a sectional view of the cylinder block taken along line 3-3 of FIG.
【図4】 図3の4−4線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG.
【図5】 一般的な自動車用空気調和装置に使用される
冷房サイクルを示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a cooling cycle used in a general automobile air conditioner.
【図6】 クラッチレスタイプとした容量可変斜板式コ
ンプレッサを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a clutchless type variable displacement swash plate compressor.
5…ピストン
11…クランク室
33…シリンダ
34…吐出室
50、70…冷房サイクル
52…コンデンサ
53…リキッドタンク
54…膨張弁
55…エバポレータ
56…プーリ
71…クラッチレスコンプレッサ(クラッチレスタイプ
容量可変斜板式コンプレッサ)
73…バイパス通路
74…三方弁(流路切替手段)
75…連通孔
77…開閉弁(開閉手段)
80…制御手段
Cv …コントロールバルブ
Ps …吸入圧
Pd …吐出圧
Pc …クランク室圧5 ... Piston 11 ... Crank chamber 33 ... Cylinder 34 ... Discharge chamber 50, 70 ... Cooling cycle 52 ... Condenser 53 ... Liquid tank 54 ... Expansion valve 55 ... Evaporator 56 ... Pulley 71 ... Clutchless compressor (Clutchless type variable capacity swash plate type) Compressor 73 ... Bypass passage 74 ... Three-way valve (flow path switching means) 75 ... Communication hole 77 ... Open / close valve (opening / closing means) 80 ... Control means Cv ... Control valve Ps ... Suction pressure Pd ... Discharge pressure Pc ... Crank chamber pressure
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−78051(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/32 624 F04B 27/14 F04B 35/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-78051 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B60H 1/32 624 F04B 27/14 F04B 35 / 00
Claims (3)
を介して常時伝達されるクラッチレスコンプレッサ(7
1)と、 このクラッチレスコンプレッサ(71)で圧縮されて高
温高圧となったガス状冷媒を外部の空気と熱交換して高
圧の液状冷媒とするコンデンサ(52)と、 この液状冷媒を断熱膨張して低圧霧状の冷媒とする膨張
弁(54)と、 この低圧霧状の冷媒を気化させて車室内へ吹き出す空気
を冷却するエバポレータ(55)とを有する自動車用空
気調和装置において、 前記クラッチレスコンプレッサ(71)を、吸入室
(1)とクランク室(11)とを連通する第1弁口
(3)および吐出室(34)とクランク室(11)とを
連通する第2弁口(4)の開閉制御をコントロールバル
ブ(Cv)により吸入圧(Ps)の変動に応じて行うこ
とによって、シリンダ(33)におけるピストン(5)
の往復動ストロークを吸入圧(Ps)に応じて変化せし
めて吐出容量を変化させる容量可変斜板式コンプレッサ
から構成し、さらに、 冷房サイクル(70)の液状冷媒領域の終端部から液状
冷媒を取り込み、取り込んだ液状冷媒を少なくとも前記
膨張弁(54)をバイパスさせてクラッチレスコンプレ
ッサ(71)に戻すバイパス通路(73)と、 液状冷媒を前記バイパス通路路(73)を流下させる
か、前記膨張弁(54)を流下させるかを選択的に切り
替える流路切替手段(74)と、 自動車用空気調和装置の稼働を停止するときに、冷媒の
流通路が、前記膨張弁(54)を流れる流路から前記バ
イパス通路(73)を流れる流路に切り替わるように前
記流路切替手段(74)を作動させる制御手段(80)
と、を有し、 容量可変斜板式コンプレッサからなる前記クラッチレス
コンプレッサ(71)に、吐出室(34)とクランク室
(11)とを連通する連通孔(75)と、当該連通孔
(75)を開閉する開閉手段(77)とを設け、 前記制御手段(80)は、自動車用空気調和装置の稼働
を停止するときに、前記吐出室(34)と前記クランク
室(11)とを連通するために前記連通孔(75)を開
くように前記開閉手段(77)を制御することを特徴と
するクラッチレスコンプレッサを有する自動車用空気調
和装置。1. The driving force of an in-vehicle engine is a pulley (56).
Clutchless compressor (7
1), a condenser (52) that heat-exchanges the gaseous refrigerant that has been compressed by the clutchless compressor (71) and has become high temperature and high pressure with the outside air to form a high pressure liquid refrigerant, and adiabatic expansion of this liquid refrigerant. An air conditioner for a vehicle, comprising: an expansion valve (54) for converting the low-pressure atomized refrigerant into a low-pressure atomized refrigerant; and an evaporator (55) for cooling the air blown into the vehicle interior by vaporizing the low-pressure atomized refrigerant. Install the compressor (71) in the suction chamber
A first valve port that connects (1) and the crank chamber (11)
(3) and the discharge chamber (34) and the crank chamber (11)
Control valve for opening / closing control of the communicating second valve (4)
It should be performed according to the fluctuation of suction pressure (Ps) by the valve (Cv).
By the piston (5) in the cylinder (33)
The variable displacement swash plate compressor is configured to change the reciprocating stroke of the compressor according to the suction pressure (Ps) to change the discharge capacity. Further, the liquid refrigerant is taken in from the end of the liquid refrigerant region of the cooling cycle (70), A bypass passage (73) for returning the taken-in liquid refrigerant to at least the expansion valve (54) and returning it to the clutchless compressor (71); and flowing the liquid refrigerant through the bypass passage path (73), or the expansion valve (73). 54), the flow path switching means (74) for selectively switching whether or not to flow down the flow path, and the flow path of the refrigerant from the flow path flowing through the expansion valve (54) when the operation of the vehicle air conditioner is stopped. Control means (80) for operating the flow passage switching means (74) so as to switch to the flow passage that flows through the bypass passage (73).
And a communication hole (75) for connecting the discharge chamber (34) and the crank chamber (11) to the clutchless compressor (71) composed of a variable displacement swash plate compressor, and the communication hole (75). An opening / closing means (77) for opening and closing is provided, and the control means (80) communicates the discharge chamber (34) with the crank chamber (11) when the operation of the vehicle air conditioner is stopped. In order to open the communication hole (75), the opening / closing means (77) is controlled so as to open the communication hole (75).
調和装置の稼働を停止するときに、前記連通孔(75)
を開くように前記開閉手段(77)を制御した後に、液
状冷媒の流通路が前記バイパス通路(73)を流れる流
路に切り替わるように前記流路切替手段(74)を作動
させることを特徴とする請求項1記載のクラッチレスコ
ンプレッサを有する自動車用空気調和装置。2. The control device (80) controls the communication hole (75) when the operation of the air conditioner for a vehicle is stopped.
After controlling the opening / closing means (77) to open the opening, the flow passage switching means (74) is operated so that the flow passage of the liquid refrigerant is switched to the flow passage flowing through the bypass passage (73). An air conditioner for a vehicle, comprising the clutchless compressor according to claim 1.
だ液状冷媒を前記膨張弁(54)および前記エバポレー
タ(55)をバイパスさせてクラッチレスコンプレッサ
(71)に戻すように構成したことを特徴とする請求項
1または請求項2記載のクラッチレスコンプレッサを有
する自動車用空気調和装置。3. The bypass passage (73) is configured to return the taken-in liquid refrigerant to the clutchless compressor (71) by bypassing the expansion valve (54) and the evaporator (55). An air conditioner for an automobile, comprising the clutchless compressor according to claim 1 or 2.
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