JP3949223B2

JP3949223B2 - 自動車用冷房装置

Info

Publication number: JP3949223B2
Application number: JP13524497A
Authority: JP
Inventors: 嗣崇石川; 信雄市村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2017-05-26
Also published as: JPH10325651A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクル中に冷媒膨張用のオリフィス部を有する自動車用冷房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用冷房装置の中には、温度式膨張弁の代わりに弁開度の調整機能がないオリフィス部を用いて冷凍サイクルを構成し、冷媒の絞り膨張を行うようにしたものがある。この種の自動車用冷房装置の冷凍サイクル１は、図１０に示すように、図示しない走行用のエンジンによって駆動されるコンプレッサ２と、このコンプレッサ２によって圧縮され高温高圧となった冷媒を凝縮液化させるコンデンサ３と、コンデンサ３からの冷媒を絞り減圧・膨張させるオリフィス部４と、冷媒を蒸発させて空気を冷却するエバポレータ５と、余剰冷媒の貯溜と気液の分離を行いガス冷媒のみをコンプレッサ２に戻すアキュムレータ６とから構成されている。なお、同図中、７はコンデンサ３に冷却空気を供給するコンデンサファン、８はユニット内に空気を取り入れ圧送するブロアファンである。
【０００３】
このように、エバポレータ５の手前に設置され、減圧させた冷媒をエバポレータ５に送り込む機能を持つオリフィス部４としては、従来一般に、絞り度（または絞り径）が一定で固定されている固定オリフィスチューブが用いられている。固定オリフィスチューブは、たとえば、内部に一本の細径チューブを通して構成されており、冷媒がその細径チューブの内部を通過することによって圧力降下が生じる。かかる固定オリフィスチューブを用いたシステム（固定オリフィスシステム）は、構造が簡単で製造コストが低く、レイアウトの自由度も高いというメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような固定オリフィスシステムにあっては、温度式膨張弁と違って元来冷媒流量調節機能がないため、特にアイドリング時の冷房能力が低下するという欠点がある。すなわち、上記システムでは、オリフィスチューブ内部の一本の細径チューブのみによって冷媒を減圧させる構造のため、オリフィスチューブ（オリフィス部４）の出口圧力は入口圧力のみによって決定される。そのため、アイドリング時などの高圧力状態では、オリフィスチューブ（オリフィス部４）の入口圧力、つまりコンデンサ３の出口圧力（凝縮圧力）が上昇し、これに伴ってオリフィスチューブ（オリフィス部４）の出口圧力も上昇する。そして、オリフィスチューブ（オリフィス部４）の出口圧力が上昇すると、エバポレータ５における冷媒の蒸発温度が上昇するため、冷房能力が低下することになる。なお、冷凍サイクルの特性としてアイドリング時などに凝縮圧力が上昇するのは、アイドリング時には走行時に比べて風の当たる量が大幅に減少しまたコンデンサ３を通過して加熱された空気が吹き返すなどしてコンデンサ３の能力が低下するとともにコンプレッサ回転数の低下により循環冷媒流量も減少するなどの理由からである。
【０００５】
また、アイドリング時の冷房能力を維持するために、入口と出口の圧力差によってオリフィス有効長さ（膨張させる長さ）を変化させ凝縮圧力が上昇した際の圧力降下を大きくするようにした可変（二段）構造のオリフィス部が提案されている（実開昭５６−１４８５７７号公報）。
【０００６】
しかしながら、この構造はあまり実用的ではない。すなわち、一般的にオリフィスチューブの絞り度は長さよりも内径（断面積）による影響度が支配的であるところ、実用上のオリフィス径はφ１.３〜φ１.８mm程度であり、普通はこの範囲で詳細なチューニングを０.１mm 刻みで実施している。一方、長さで同様のチューニングを行う場合には、刻みのレベルを５〜１０mmの単位で変化させる必要がある。したがって、オリフィス有効長さを変化させる構造のものでは、設定変更に大幅なストローク変更を要するため（実作動時のストロークも大きくする必要がある）、装置のボディは大きくなり、実際上、ボディ共用で設定値違いのバリエーションを設けることはきわめて困難である。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、確実に作動しアイドリング時でも所望の冷房能力を維持することができる作動圧力調整可能なオリフィス部を有する自動車用冷房装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、冷凍サイクルの高圧側回路から低圧側回路に向かって循環しエバポレータに流入する冷媒を絞り膨張させるオリフィス部を有する自動車用冷房装置において、前記オリフィス部は、冷媒配管に固定されるメインチューブと、該メインチューブ内に軸心方向に摺動自在に嵌挿されるインナーチューブとを有し、前記メインチューブは、前記高圧側回路側に位置し前記インナーチューブを収容する収容室と、前記低圧側回路と連通し冷媒の絞り膨張を行う第１オリフィスと、前記低圧側回路と連通し前記第１オリフィスをバイパスするバイパス通路とを有し、前記インナーチューブは、前記第１オリフィスよりも大きい開口面積を有し冷媒の絞り膨張を行う第２オリフィスを有するとともに、常時高圧側の方向にばね付勢されており、前記高圧側回路と前記低圧側回路との圧力差が所定値以上になると低圧側の方向に移動して前記バイパス通路を閉じるようにしてなることを特徴とする。
【０００９】
この発明にあっては、自動車の走行状態によって決まる高圧側回路と低圧側回路との圧力差がばね荷重との関係で決まる所定値以下のとき（通常走行時）には、インナーチューブはバイパス通路を開いており、冷媒入口部に圧送されてきた冷媒は、インナーチューブの第２オリフィスを通って絞り膨張され、収容室に噴出された後、メインチューブの第１オリフィスおよびバイパス通路を通過して冷媒出口部に噴出される。このとき、第２オリフィスは開口面積（絞り径）が大きく、かつ、第２オリフィスから噴出された冷媒の一部はバイパス通路の方へ逃げるため、第２オリフィスで減圧された冷媒はその後あまり圧力降下を受けることなくほとんど第２オリフィスで減圧された圧力のまま冷媒出口部に噴出される。
【００１０】
一方、アイドリング時など前記両回路の圧力差が所定値以上のときには、インナーチューブはバイパス通路を閉じており、冷媒入口部に圧送されてきた冷媒は、まずインナーチューブの第２オリフィスを通過して絞り膨張された後、さらにメインチューブの第１オリフィスのみを通って絞り膨張が行われ、冷媒出口部に噴出される。このとき、第１オリフィスは第２オリフィスよりも開口面積（絞り径）が小さいため、第２オリフィスで減圧された冷媒は第１オリフィスでさらに減圧されて、冷媒出口部に噴出される。つまり、上記の場合よりも大きな圧力降下が得られる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記メインチューブは、チューブ本体の低圧側に挿着されるキャップ部を有し、前記バイパス通路は、前記キャップ部の挿入部を軸心に平行な平面でカットしたその延長上に穿設されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明にあっては、挿入部をカットしてその延長上にバイパス通路を設けるので、円形よりも大きな断面積を持つ形状、たとえば三日月形のバイパス通路を設けることが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記インナーチューブの高圧側の端部にねじ部を形成して調整ねじを螺合し、該調整ねじの位置を変えることにより、前記所定値を変更可能としたことを特徴とする。
【００１４】
この発明にあっては、調整ねじを回してその位置を変えると、インナーチューブが後退位置にあるときのばね長が変わり、ばね荷重の大きさが変わるので、インナーチューブの作動（前進）に必要な圧力差（所定値）が変更されることになる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記インナーチューブの低圧側の先端部および前記第１オリフィスの入口部にはそれぞれテーパが付されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明にあっては、インナーチューブの低圧側の先端部と第１オリフィスの入口部にそれぞれテーパを付したので、インナーチューブが前進したときにテーパ面を介して第１オリフィスの入口部と面接触することになり、第２オリフィスから噴出された冷媒のバイパス通路への漏れに対するシール性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、冷凍サイクルの高圧側回路から低圧側回路に向かって循環しエバポレータに流入する冷媒を絞り膨張させるオリフィス部を有する自動車用冷房装置において、前記オリフィス部は、冷媒配管に固定されるメインチューブと、該メインチューブ内に軸心方向に摺動自在に嵌挿されるインナーチューブとを有し、前記メインチューブは、前記高圧側回路側に位置し前記インナーチューブを収容する収容室と、前記低圧側回路と連通し冷媒の絞り膨張を行う第１オリフィスと、前記低圧側回路と連通し前記第１オリフィスをバイパスするバイパス通路とを有し、前記インナーチューブは、前記第１オリフィスよりも大きい開口面積を有し冷媒の絞り膨張を行う第２オリフィスを有するとともに、常時高圧側の方向にばね付勢されており、前記高圧側回路と前記低圧側回路との圧力差が所定値以上になると低圧側の方向に移動して前記バイパス通路を閉じるようにしてなり、前記第２オリフィスには、前記エバポレータに流入する冷媒の全量が流入することを特徴とする。
【００１９】
このオリフィス部４ａは、図１０に示す冷凍サイクル１において冷媒を絞り減圧・膨張させて低温低圧の霧状冷媒にする機能を有し、エバポレータ５に案内する冷媒の流量および圧力を入口と出口の圧力差を感知して二段階に制御する装置（デュアルオリフィスチューブ）であって、冷媒配管に取り付け固定されるメインチューブ１０と、このメインチューブ１０内に軸心方向に摺動自在に嵌挿されるインナーチューブ２０と、メインチューブ１０とインナーチューブ２０の間に介装されるスプリング（ばね）３０と、このスプリング３０のばね付勢を規制するストッパ部材４０と、オリフィス部４ａの外周部の冷媒の流れをシールするＯリング５０とで構成されている。なお、このオリフィス部４ａは、たとえば、Ｏリング５０をメインチューブ１０に取り付けた状態で冷媒配管の内部に圧入して使用される。
【００２０】
メインチューブ１０には、コンデンサ３側に開設されインナーチューブ２０を収容する収容室１１と、エバポレータ５と連通し冷媒の絞り膨張を行うアウターオリフィス（第１オリフィス）１２と、同じくエバポレータ５と連通しアウターオリフィス１２をバイパスする抜け穴としてのバイパス穴（バイパス通路）１３とが形成されている。アウターオリフィス１２は、メインチューブ１０の低圧側の頭部の軸心上に形成され（内径ｂ）、バイパス穴１３は、同頭部の外周部に二か所１３ａ、１３ｂ形成されている。なお、コンデンサ３は高圧側回路の一部を構成し、エバポレータ５は低圧側回路の一部を構成している。
【００２１】
インナーチューブ２０は、メインチューブ１０の収容室１１内に軸心方向に摺動自在に嵌挿されている。このインナーチューブ２０には、軸心上、アウターオリフィス１２よりも大きい内径ａ（開口面積）を持ったインナーオリフィス（第２オリフィス）２１が形成されており（ａ＞ｂ）、その出口をアウターオリフィス１２の入口に臨ませてある。インナーチューブ２０は、該インナーチューブ２０の摺動部２２とメインチューブ１０の収容室１１の低圧側の底部との間に介装されたスプリング３０によって高圧側、つまり冷媒の流れの上流側の方向に常時ばね付勢されている。このようなインナーチューブ２０の低圧側の端部とメインチューブ１０のアウターオリフィス１２の入口に設けたテーパ部１４との間には、インナーチューブ２０のインナーオリフィス２１から流出した冷媒をメインチューブ１０のバイパス穴１３ａ、１３ｂに逃がす逃げ通路１５が形成され、インナーチューブ２０が進退移動することによって逃げ通路１５が開閉され、その結果メインチューブ１０のバイパス穴１３ａ、１３ｂが開閉されるようになっている。つまり、インナーチューブ２０が後退位置（インナーチューブ２０の摺動部２２がストッパ部材４０と当接する位置）にあるときには、図１に示すように、インナーチューブ２０の先端がアウターオリフィス１２入口のテーパ部１４から離れ、逃げ通路１５を開いているため、メインチューブ１０のバイパス穴１３ａ、１３ｂは開状態にあるが、この状態からインナーチューブ２０が前進移動すると、図２に示すように、インナーチューブ２０の先端がアウターオリフィス１２入口のテーパ部１４に当接して逃げ通路１５を閉じるため、メインチューブ１０のバイパス穴１３ａ、１３ｂは閉状態になる。
【００２２】
ストッパ部材４０は、メインチューブ１０の収容室１１内の高圧側の端部にインナーチューブ２０より高圧側に位置して、たとえば、圧入により嵌挿、固定され、インナーチューブ２０の摺動部２２が当接することによりスプリング３０のばね付勢を規制している。このストッパ部材４０には、軸心上、コンデンサ３とインナーチューブ２０のインナーオリフィス２１とを連通する連通部４１が入口ポートとして開設されている。
【００２３】
このようにオリフィス部４ａはメインチューブ１０とインナーチューブ２０を組み合わせた可変（二段）構造をしており、インナーチューブ２０は、入口と出口の圧力差とばね荷重とによって作動（可動）し、アイドリング時などの凝縮圧力上昇時（高圧力状態時）に低圧側、つまり冷媒の流れ方向に前進移動して、メインチューブ１０のバイパス穴１３を閉じるようになっている。
【００２４】
すなわち、インナーチューブ２０によるバイパス穴１３の開閉は、インナーチューブ２０に作用する三つの力、つまり高圧側回路の圧力と、スプリング３０の弾撥力と、低圧側回路の圧力によって決まる収容室１１内の圧力とのバランスによってなされる。特に、本実施形態では、高圧側回路の圧力（コンデンサ３における凝縮圧力）と低圧側回路の圧力（エバポレータ５における蒸発圧力）との圧力差が所定値以上になると、インナーチューブ２０がスプリング３０の弾撥力に抗して前進移動してバイパス穴１３を閉じるように、スプリング３０の弾撥力の値を設定してある。ここで、コンデンサ３における冷媒の凝縮圧力とは、コンプレッサ２の能力による循環冷媒流量とコンデンサ３での熱負荷とによって決まるものであり、エバポレータ５における冷媒の蒸発圧力とは、前記循環冷媒流量とエバポレータ５での熱負荷とによって決まるものであり、前記所定値とは、エンジンがアイドリング状態で自動車用冷房装置１を作動させたときに生じる圧力差を意味している。
【００２５】
上記のように、インナーオリフィス２１の開口面積（オリフィス径ａ）はアウターオリフィス１２の開口面積（オリフィス径ｂ）よりも大きく設定されているが、具体的に、これらオリフィス径ａ、ｂの値をどのように設定するかは、通常走行時（たとえば、中高速走行時）およびアイドリング時でそれぞれ最大冷房時に必要とされるエバポレータ５の冷媒圧力および循環冷媒流量が得られるように設定されている。ここでは、たとえば、インナーオリフィス２１の開口面積（オリフィス径ａ）はφ１.６mm 、アウターオリフィス１２の開口面積（オリフィス径ｂ）はφ１.３mm にそれぞれ設定されている。
【００２６】
また、スプリング３０の弾撥力は、その車種に最も適した作動特性が得られるように車種ごとに微調整されるべきものであるが、ここでは、たとえば、図３に示すような作動特性、つまり、圧力差が１７.０kg/cm² （所定値）以上に上昇するとインナーチューブ２０が前進移動してバイパス穴１３を閉じ、そしてこの状態から圧力差が１４.０kg/cm² 以下に下降するとインナーチューブ２０が後退移動してバイパス穴１３を開くように設定してある。後述するように、前者の場合には、主にアウターオリフィス１２（オリフィス径φ１.３mm）が作用し、後者の場合には、主にインナーオリフィス２１（オリフィス径φ１.６mm）が作用する。
【００２７】
また、バイパス穴１３は、インナーチューブ２０が後退位置にあるときにインナーオリフィス２１で減圧・膨張された冷媒がそのままの圧力で冷媒出口部に噴出されエバポレータ５に送られるようにするための抜け穴または逃げ穴的な機能を果たすものであるため、インナーオリフィス２１から流出した冷媒がさらに減圧されないよう、できるだけ大きな開口面積を持つことが好ましい。具体的には、バイパス穴１３ａ、１３ｂおよびアウターオリフィス１２の三つの出口穴の合計開口面積がインナーオリフィス２１の開口面積以上となることが好ましい。
【００２８】
次に、作用を説明する前に、自動車用冷房装置１の作動原理を図４に示すモリエル線図に基づいて簡単に説明しておく。
【００２９】
図中実線で示す冷凍サイクルは、自動車が通常に走行している場合を示しており、コンプレッサで断熱圧縮された高温高圧のガス冷媒（Ａ位置）は、コンデンサ３にて外部に熱を放出して中温高圧の液冷媒（Ｂ位置）となる。この液冷媒は、オリフィス部４ａを通過して絞り膨張が行われて低温低圧の霧状冷媒（Ｃ位置）となる。この霧状冷媒は、エバポレータ５にて空気と熱交換して該空気を冷却し、過熱蒸気（Ｄ位置）となってコンプレッサ２に吸引される。このとき、エンジンによって駆動されるコンプレッサ２の回転数が高いため、冷媒の圧送・吸引量（つまり、循環冷媒流量）は多く、吸入圧は低くなる。また、コンデンサ３に当たる風の量が多いため、冷媒は十分に凝縮され、凝縮圧力も低くなる。
【００３０】
一方、図中破線ａ→ｂ→ｃ→ｄで示す冷凍サイクルは、エンジンがアイドリング状態にある場合を示している。このとき、エンジンによって駆動されるコンプレッサ２の回転数が低いため、冷媒の圧送・吸引量（つまり、循環冷媒流量）は少なく、吸入圧は高くなる。また、コンデンサ３に当たる風の量が少ないため、冷媒は十分に凝縮されず、凝縮圧力も高くなる。
【００３１】
したがって、アイドリング時において、高圧側回路と低圧側回路との圧力差ΔＰ₂ は、通常走行時の圧力差ΔＰ₁ と比べて一般的に大きくなっている。そして、前記所定値は、このΔＰ₂ に相当するものである。
【００３２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３３】
まず、通常走行時にあっては、高圧側回路と低圧側回路との圧力差ΔＰ₁ が所定値以下であるため、図１に示すように、インナーチューブ２０は後退位置にあってバイパス穴１３ａ、１３ｂを開状態に維持している。つまり、収容室１１内の冷媒圧力とスプリング３０の弾撥力との合成力による開方向への力の方が、高圧側回路の圧力によってインナーチューブ２０に作用する閉方向への力よりも大きい状態となっている。
【００３４】
したがって、オリフィス部４ａの冷媒入口部に圧送されてきた冷媒は、ストッパ部材４０の連通部４１を通過してインナーチューブ２０のインナーオリフィス２１を通って収容室１１に噴出されて減圧・膨張された後、メインチューブ１０のアウターオリフィス１２およびバイパス穴１３ａ、１３ｂの三つの出口穴を通過して冷媒出口部に噴出される。このとき、上記のように三つの出口穴１２、１３ａ、１３ｂの合計開口面積はインナーオリフィス２１の開口面積以上であるため、インナーオリフィス２１で減圧・膨張された冷媒はそのままの圧力で冷媒出口部に噴出される。つまり、この場合には、主にインナーオリフィス２１（オリフィス径φ１.６mm）が作用している。そして、冷媒出口部に噴出した冷媒は、冷媒配管を通ってエバポレータ５に送られ、空気と熱交換を行って該空気を冷却する。
【００３５】
このように、通常走行時には、バイパス穴１３ａ、１３ｂを開いた状態でオリフィス径の大きい（φ１.６mm）インナーオリフィス２１によって絞り膨張が行われるので、エバポレータ５に達する冷媒の流量が多くなり、所定の冷房性能を発揮することができる。
【００３６】
一方、このような状態からたとえば渋滞などに会ってアイドリング状態になった場合には、上記の原理により高圧側回路と低圧側回路との圧力差ΔＰ₁ が所定値以上になるため、高圧側回路の圧力によってインナーチューブ２０に作用する閉方向への力の方が、収容室１１内の冷媒圧力とスプリング３０の弾撥力との合成力による開方向への力よりも大きい状態となり、図２に示すように、インナーチューブ２０は前進移動してバイパス穴１３ａ、１３ｂを閉じる。
【００３７】
したがって、オリフィス部４ａの冷媒入口部に圧送されてきた冷媒は、ストッパ部材４０の連通部４１を通過してインナーチューブ２０のインナーオリフィス２１を通って収容室１１に噴出されて第１段目の絞り膨張が行われた後、さらにメインチューブのアウターオリフィス１２のみを通過して冷媒出口部に噴出されて第２段目の絞り膨張が行われる。このとき、アウターオリフィス１２の内径ｂがインナーオリフィス２１の内径ａよりも小さいため、インナーオリフィス２１で減圧・膨張された冷媒は絞り度が大きいアウターオリフィス１２でさらに減圧・膨張されて冷媒出口部に噴出される。つまり、この場合には、結果的に見て主にアウターオリフィス１２（オリフィス径φ１.３mm）が作用している。そして、冷媒出口部に噴出した冷媒は、冷媒配管を通ってエバポレータ５に送られ、空気と熱交換を行って該空気を冷却する。
【００３８】
このようにして、アイドリング時には、バイパス穴１３ａ、１３ｂを閉じてインナーオリフィス２１からの冷媒をすべてオリフィス径の小さい（φ１.３mm)アウターオリフィス１２に導いてさらに絞り膨張を行うので、エバポレータ５内の冷媒の圧力が低くなる。このように冷媒の蒸発圧力が低い状態の下では、冷媒の蒸発温度も低くなり、自動車用冷房装置の冷房性能は比較的高い値を示すことになるので、アイドリング時の循環冷媒流量の少なさが補われ、所望の冷房能力が維持されることになる。
【００３９】
したがって、オリフィス部を有する自動車用冷房装置においても、通常走行時のみならずアイドリング時にも所望の冷房能力を維持することが可能となる。
【００４０】
図５は本発明の他の一実施形態に係るオリフィス部の構造を示す縦断面模式図である。
【００４１】
このオリフィス部４ｂは、図１に示すオリフィス部４ａを基本構造とし、これに、さらに確実な作動を得るためのバイパス構造および作動圧力調整構造などを加えたものである。なお、機能的に共通する部分には一部同一の符号を付してある。また、ここでは、共通する基本的な構造・作用の説明は一部省略し、異なる構造・作用を中心に説明する。
【００４２】
図５に示すオリフィス部４ｂは、メインチューブ（チューブ本体）１１０、インナーチューブ１２０、スプリング（ばね）１３０、フロントキャップ（キャップ部）１４０、リアキャップ（調整ねじ）１５０、およびＯリング１６０とで構成されている。このオリフィス部４ｂも、たとえば、Ｏリング１６０をメインチューブ１１０に取り付けた状態で冷媒配管の内部に圧入して使用される。
【００４３】
メインチューブ１１０とフロントキャップ１４０は、それぞれ、図１に示すメインチューブ１０をチューブ本体とキャップ部とに二部品化した場合におけるそれらチューブ本体およびキャップ部に相当するものであって、メインチューブ１１０には、インナーチューブ１２０を収容する収容室１１が形成され、フロントキャップ１４０には、エバポレータ５と連通し冷媒の絞り膨張を行うアウターオリフィス（第１オリフィス）１２と、同じくエバポレータ５と連通しアウターオリフィス１２をバイパスする抜け穴としてのバイパス穴（バイパス通路）１３ａ、１３ｂとが形成されている。アウターオリフィス１２は軸心上に形成され（内径ｂ）、バイパス穴１３ａ、１３ｂは外周部に二か所形成されている。
【００４４】
フロントキャップ１４０はメインチューブ１１０の低圧側の端部にねじ作用により挿着される。そのため、フロントキャップ１４０の挿入部１４１の外周部とメインチューブ１１０の内周壁の対応する部分にはそれぞれねじ部が形成されている。なお、フロントキャップ１４０のメインチューブ１１０への挿着方法としては、上記したねじ作用によるもの（螺合）以外に、たとえば、圧入などその他適当な方法を採用することが可能である。
【００４５】
上記したさらに確実な作動を得るためのバイパス構造として、ここでは、図６に示すように、フロントキャップ１４０の挿入部１４１を軸心に平行な平面でカットしてその延長上に三日月形の断面形状を持ったバイパス穴１３ａ、１３ｂを穿設してある。上記したように、バイパス穴１３は、インナーチューブ１２０が後退位置にあるとき、インナーオリフィス２１から流出した冷媒の圧力と三つの出口部１２、１３ａ、１３ｂ通過後の冷媒出口部の圧力とが等しくなるように、できるだけ大きな開口面積を持つことが好ましいが、このように挿入部１４１（のねじ部）をカットすることで、三日月形で円形よりも大きな開口面積を持つバイパス穴１３ａ、１３ｂを設けることが可能となる。したがって、大きなバイパス穴１３ａ、１３ｂによって冷媒入口部（高圧側）と冷媒出口部（低圧側）との間に大きな圧力差を確保することができ、確実な作動が得られる。
【００４６】
また、フロントキャップ１４０の挿入部１４１（のねじ部）をカットすることにより、円形の同じ開口面積のバイパス穴１３ａ、１３ｂを設ける場合に比べて、フロントキャップ１４０の外径を小さくすることができ、オリフィス部４ｂ全体の径の縮小化を図ることができる。
【００４７】
なお、図７はフロントキャップ１４０の詳細図であり、同図（Ａ）は二つのバイパス穴１３ａ、１３ｂが左右あるときの側面図、同図（Ｂ）はそれを前方から見た端面図、同図（Ｃ）は後方から見た端面図、同図（Ｄ）は二つのバイパス穴１３ａ、１３ｂが上下にあるときの側面図、同図（Ｅ）はそれを前方から見た端面図、同図（Ｆ）は同図（Ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。
【００４８】
インナーチューブ１２０は、メインチューブ１１０の収容室１１内に軸心方向に摺動自在に嵌挿され、また、軸心上アウターオリフィス１２よりも大きい内径ａ（開口面積）のインナーオリフィス（第２オリフィス）２１が形成されている（ａ＞ｂ）。インナーチューブ１２０の低圧側の端部にはメインチューブ１１０の内周壁に摺動する摺動部１２１が設けられ、この摺動部１２１には上下二か所に案内用の突起１２２が形成されている（なお、メインチューブ１１０の内周壁にはその突起１２２に対応する溝１１１が形成されている）。この突起１２２によって、インナーチューブ１２０は溝１１１に案内されつつ進退移動し、軸心回りの回転が阻止される。また、インナーチューブ１２０は、メインチューブ１１０の内周壁の中間部に突設されたストッパ部１１２とリアキャップ１５０との間に介装されたスプリング１３０によって高圧側、つまり冷媒の流れの上流側の方向に常時ばね付勢されており、入口と出口の圧力差とばね荷重とによって進退移動して逃げ通路１５を開閉してメインチューブ１０のバイパス穴１３ａ、１３ｂを開閉するようになっている。
【００４９】
また、インナーチューブ１２０の低圧側の先端には、アウターオリフィス１２入口のテーパ部１４と面接触可能な曲面テーパ部１２３（つまり、アールテーパ）が形成されている。これにより、インナーチューブ１２０が前進して逃げ通路１５を閉鎖したときのシール性が向上し、より一層確実な作動が得られる。なお、インナーチューブ１２０の低圧側先端のテーパ形状は、必ずしも上記のように曲面（アール）である必要はなく、アウターオリフィス１２入口のテーパ部１４と同様、通常の形状、つまり円錐状であってもよい。
【００５０】
また、インナーチューブ１２０の高圧側の端部には、リアキャップ１５０をねじ作用で止めるためのねじ部１２４が形成されている。
【００５１】
なお、図８はインナーチューブ１２０の詳細図であり、同図（Ａ）は側面図、同図（Ｂ）はそれを前方から見た端面図、同図（Ｃ）は後方から見た端面図、同図（Ｄ）は同図（Ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００５２】
リアキャップ１５０は、調整ねじとして作動圧力調整構造の一部をなすものであって、その内周面に形成されたねじ部１５１をインナーチューブ１２０のねじ部１２４と螺合させた状態でメインチューブ１１０の高圧側の端部に嵌挿し、さらにナット１７０を締結することによって（いわゆるダブルナット）、当該オリフィス部４ｂに固定される。
【００５３】
したがって、リアキャップ１５０を回してその螺合位置を変えることで、インナーチューブ１２０が後退位置にあるときのスプリング１３０の長さを変化させて、スプリング１３０の弾撥力（ばね荷重）の大きさを調整することができる。上記のように、スプリング１３０の弾撥力は、その車種に最も適した作動特性が得られるように車種ごとに微調整されるべきものであるため、このようなリアキャップ１５０を設けることで、きわめて簡単に、同一のスプリング１３０を用いていろいろな車種に対応することができる。
【００５４】
なお、図９はかかるオリフィス部４ｂの全体の詳細図であり、図９（Ａ）は二つのバイパス穴１３ａ、１３ｂが上下にあるときの側面図、同図（Ｂ）はそれを前方から見た端面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００５５】
【発明の効果】
したがって、請求項１記載の発明によれば、圧力差とばね荷重とでインナーチューブを作動させて、作用するオリフィス径を可変する構造とし、通常走行時にはオリフィス径（開口面積）が大きい方の第２オリフィスを主に作用させ、アイドリング時にはオリフィス径（開口面積）が小さい方の第１オリフィスを主に作用させるようにしたので、アイドリング時においてエバポレータ内の冷媒の圧力が低下し、この時の循環冷媒流量の少なさを補って、アイドリング時でも所望の冷房能力を維持することができる。
【００５６】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、挿入部をカットしてその延長上にバイパス通路を設けるので、断面積の大きなバイパス通路を設けることが可能となり、冷媒入口部（高圧側）と冷媒出口部（低圧側）との間に大きな圧力差を確保することができ、確実な作動が得られる。
【００５７】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、調整ねじを回すことによってインナーチューブの作動に必要な圧力差（所定値）を変更できるようにしたので、車種に適した作動特性が得られるように車種ごとに容易に微調整を行うことができる。
【００５８】
請求項４記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、インナーチューブの低圧側の先端と第１オリフィスの入口にそれぞれ面接触可能なテーパを設けたので、インナーチューブが前進してバイパス通路を閉じたときのシール性が向上し、より一層確実な作動が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動車用冷房装置に使用されるオリフィス部の構造を示す縦断面模式図である。
【図２】同オリフィス部のインナーチューブ作動後の状態を示す要部詳細図である。
【図３】同オリフィス部の作動特性図である。
【図４】冷凍サイクルをモリエル線図上に表したグラフである。
【図５】本発明の他の一実施形態に係るオリフィス部の構造を示す縦断面模式図である。
【図６】同オリフィス部のフロントキャップの斜視図である。
【図７】同フロントキャップの詳細図である。
【図８】図５のオリフィス部のインナーチューブの詳細図である。
【図９】同オリフィス部の全体の詳細図である。
【図１０】オリフィス部を有する自動車用冷房装置の冷凍サイクルの回路図である。
【符号の説明】
４ａ、４ｂ…オリフィス部
５…エバポレータ
１０…メインチューブ
１１…収容室
１２…アウターオリフィス（第１オリフィス）
１３ａ、１３ｂ…バイパス穴（バイパス通路）
１４、１２３…テーパ部
２０、１２０…インナーチューブ
２１…インナーオリフィス（第２オリフィス）
３０…スプリング（ばね）
１１０…チューブ本体
１２４、１５１…ねじ部
１４０…フロントキャップ（キャップ部）
１４１…挿入部
１５０…リアキャップ（調整ねじ）

Claims

冷凍サイクルの高圧側回路から低圧側回路に向かって循環しエバポレータ（５）に流入する冷媒を絞り膨張させるオリフィス部（４）を有する自動車用冷房装置において、
前記オリフィス部（４）は、冷媒配管に固定されるメインチューブ（１０）と、該メインチューブ（１０）内に軸心方向に摺動自在に嵌挿されるインナーチューブ（２０）とを有し、
前記メインチューブ（１０）は、前記高圧側回路側に位置し前記インナーチューブ（２０）を収容する収容室（１１）と、前記低圧側回路と連通し冷媒の絞り膨張を行う第１オリフィス（１２）と、前記低圧側回路と連通し前記第１オリフィス（１２）をバイパスするバイパス通路（１３ａ，１３ｂ）とを有し、
前記インナーチューブ（２０）は、前記第１オリフィス（１２）よりも大きい開口面積を有し冷媒の絞り膨張を行う第２オリフィス（２１）を有するとともに、常時高圧側の方向にばね付勢されており、前記高圧側回路と前記低圧側回路との圧力差が所定値以上になると低圧側の方向に移動して前記バイパス通路（１３ａ，１３ｂ）を閉じるようにしてなり、前記第２オリフィス（２１）には、前記エバポレータ（５）に流入する冷媒の全量が流入することを特徴とする自動車用冷房装置。
前記メインチューブは、チューブ本体（１１０）の低圧側に挿着されるキャップ部（１４０）を有し、
前記バイパス通路（１３ａ，１３ｂ）は、前記キャップ部（１４０）の挿入部（１４１）を軸心に平行な平面でカットしたその延長上に穿設されていることを特徴とする請求項１記載の自動車用冷房装置。
前記インナーチューブ（１２０）の高圧側の端部にねじ部（１２４）を形成して調整ねじ（１５０）を螺合し、
該調整ねじ（１５０）の位置を変えることにより、前記所定値を変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の自動車用冷房装置。
前記インナーチューブ（１２０）の低圧側の先端部および前記第１オリフィスの入口部にはそれぞれテーパ（１２３，１４）が付されていることを特徴とする請求項１記載の自動車用冷房装置。