JPH0213904Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は、冷房サイクル中に冷媒膨張用のオリ
フイスチユーブを有する自動車用冷房装置に関す
る。

（技術の背景） 自動車用冷房装置には実開昭57−87268号公報
に開示されるようにオリフイス部により冷媒の絞
り膨張を行なうものがある。このようなタイプの
冷房装置１は第１図に示すように、コンプレツサ
２、コンデンサ３、エバポレータ４の他に冷媒を
絞り膨脹させるために設けられたオリフイス部５
と、余剰冷媒の貯溜と気液分離を行いガス状の冷
媒のみをコンプレツサ２に戻すためのアキユムレ
ータ６とを冷房サイクル中に設け、コンデンサ側
の高圧側回路７からの冷媒をオリフイス部５によ
り絞り膨脹して低圧側回路８に流している。この
オリフイス部５は第２図に詳示するようにその絞
り度が固定である。図示するように、このオリフ
イス部５は冷房サイクルの一部を構成する導管９
内に金網等のフイルター５ａを設け、このフイル
ター５ａにより濾過された冷媒をオリフイスチユ
ーブ５ｂに導き、再度導管９中に吹き出して絞り
膨張を行うようにしたものである。

冷媒を膨脹するための膨張弁のように、エバポ
レータの熱負荷変動による冷媒蒸発圧力と温度に
より開度を変え冷媒量を制御し得るものではエバ
ポレータで気化できなかつた液状冷媒がコンプレ
ツサに帰還することはないが、前述のごとき固定
開度のオリフイス部５を用いた場合熱負荷変動に
応じて制御しないためこのような事態が生じるた
めエバポレータ４とコンプレツサ３との間にアキ
ユムレータ６を設けてて液冷媒がコンプレツサに
帰還しないようにしている。

第１図に示すようにオリフイス部５を用いた冷
房サイクルにあつては、オリフイス部５を通過し
てエバポレータ４内において蒸発する冷媒によ
り、エバポレータ４の温度が定まることになり、
エバポレータ４により熱交換された空気を車室内
に案内して車室内の冷房がなされるようにしたも
のである。このエバポレータ４の温度はエバポレ
ータ４内における冷媒の圧力と密接な関係があ
る。つまり、圧力が低くなれば冷媒の蒸発温度が
低下するので、エバポレータ４の温度も低くな
る。一方、冷媒の圧力が高くなれば冷媒の蒸発温
度が上るためエバポレータ４の温度も高くなると
いう関係がある。また、エバポレータ４内の圧力
はオリフイス部５内のチユーブの内径、つまり絞
り度によつて影響を受けることになる。したがつ
て、オリフイス部５内のチユーブの内径をより小
さくして、絞り度を高めれば高める程、エバポレ
ータ４内の圧力が低下し、冷媒の蒸発が促進され
てエバポレータ４の温度が低下して冷房能力が向
上することになる。

しかしながら、必要以上に絞り度を高めること
はエバポレータ４内を流れる冷媒の量が少なくな
り、熱交換能力つまり冷房能力は冷媒を多量に流
した場合と比較して全体的に低下するので、車室
内に吹き出される風の温度を低下させることがで
きなくなる。

したがつて、オリフイス部５を用いた自動車用
の冷房サイクルにあつては、エバポレータ４内の
冷媒の圧力を最大冷房時に必要とする程度の低い
圧力に維持し得る程度の高い絞り度にオリフイス
部５の内径を設定すると共に、最大冷房時に必要
となる冷媒量をエバポレータ４内に流す必要があ
る。このためオリフイス部５を用いた冷房サイク
ルは、エバポレータ４の容量が大きい場合つま
り、大型のエバポレータ４を有し冷房能力に余裕
がある場合に構造簡単で安価なりで、有用である
という特性がある。

（先行技術の問題点） ところが、エバポレータ４の容量を比較的小さ
くしなければならない場合には、エバポレータ４
の容量を余裕のある容量とすることができず、上
述のようにオリフイス部５を用いた冷房サイクル
では次のような問題点がある。まずオリフイス部
５のチユーブの内径により定まる液冷媒の流量を
自動車の中速域で最大冷房状態が得られるように
設定すると、アリドリング時のようにエンジン回
転数が低いときには、エンジンで駆動されるコン
プレツサの回転もエンジン回転数に伴ない低くな
るから、アイドリンク時にはエバポレータ４への
冷媒流量が少なくなり、また、オリフイス部５の
チユーブ内径が中高速域で最大冷房状態が得られ
るように設定されているためにオリフイス部５に
おける圧力低下が充分でなく、所望の冷房効果が
得られなくなる。一方、オリフイス部５のチユー
ブ内径により定まる液冷媒の流量をアイドリング
時に最大冷房状態が得られるように設定すると、
エバポレータ４の容量に対して相対的に絞り度が
高くなることから、中速ないし高速時に必要とす
る冷媒の流量、つまりオリフイス部５を通過する
液冷媒の流量が足りずに所望の冷房能力が維持で
きなくなる。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の問題点に鑑み、オリフ
イスチユーブ式の冷房サイクルの特性を生かしつ
つ、全車速の範囲において所望の流量の冷媒をエ
バポレータに案内し得るようにすることを目的と
する。

（考案の構成） 上記目的を達成するための本考案は、冷房サイ
クルの高圧側回路から低圧側回路に向けて循環
し、エバポレータに流入する冷媒を絞り膨脹させ
るオリフイス部を設けてなる自動車冷房装置にお
いて、前記オリフイス部にここで冷媒に第１段階
目の絞り膨張を行なわせるオリフイスチユーブを
取付け、最小流路面積とこれより大きな流路面積
とを有する第２絞り膨張部を前記オリフイス部に
形成し、前記オリフイスチユーブから噴出した冷
媒が衝突する受け部を有し前記第２絞り膨張部の
流路面積を変えるスプールを前記オリフイス部内
に進退自在に収容し、前記スプールに対して前記
流路面積を小さくするように作用するばね力を付
加するスプリングと、前記冷媒の温度に感応して
伸縮し前記スプールの進退位置を制御するベロー
ズとを前記オリフイス部に取付けてなる自動車用
冷房装置である。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面につき説明する。

第３図は本考案の一実施例に係る自動車用冷房
装置に使用されるオリフイス部を示す縦断面図、
第４図及び第５図はその作用を説明するための縦
断面図である。

本実施例において、このオリフイス部１０は冷
房サイクルの回路の一部を構成する導管９内に嵌
合されるケーシング１１を備えており、ケーシン
グ１１の内部にはスプール収容室内１２が導管９
の中心軸とほぼ平行方向に形成されている。この
収容室１２内にはスプール１３が中心軸とほぼ平
行方向に摺動自在に嵌装されており、スプール１
３は収容室１２の低圧側に介設されたスプリング
１４により高圧側、つまり冷媒の上流側の方向に
常時付勢されている。スプール１３は先端側に位
置する受け部１３ａと、後端側に位置するばね受
け部１３ｂと、これらを結ぶ小径のくびれ部１３
ｃとからなる。ケーシング１１の前壁には、第１
オリフイスチユーブ１５がスプール１３の中心延
長線上に挿入固定されており、このオリフイスチ
ユーブ１５の噴出口はスプール１３の受け部１３
ａに相対向するようになつている。

ケーシング１１の内部には、隔壁１９により前
後に仕切られた前記通路１７と後部通路１８とが
スプール収容室１２に隣接しこれに沿うように形
成されており、前記通路１７の前端部は第１オリ
フイスチユーブ１５の噴出口に臨み、後部通路１
８の後端は導管９の低圧側に臨んでいる。隔壁１
９には第２オリフイスチユーブ２０が両通路１７
と１８とを連通させるように貫通固定されてい
る。スプール収容室１２と通路１７，１８とを区
切る隔壁１６には、第２オリフイスチユーブ２０
の内径よりも大きな開口面積を有する迂回通路２
１が通路１７および１８と収容室１２とを連通さ
せるように介設されており、この迂回通路２１は
スプール１３の前後位置により開度が調整される
ようになつている。すなわち、迂回通路２１はス
プール１３がスプリング１４に付勢されて最も前
進した状態において迂回通路２１を遮断し、スプ
ール１３がスプリング１４に抗して後退すること
により、くびれ部１３ｃを通じて迂回通路を解放
するようになつている。このように、第３〜５図
に示す実施例にあつては、第１オリフイスチユー
ブ１５により第１段階目の絞り膨張がなされ、最
小流路面積を有する第２オリフイスチユーブ２０
と、これより大きな流路面積を有する迂回通路２
１とにより第２絞り膨張部が形成されている。

スプリング１４とスプール収容室１２の底部と
の間には、ベローズ１６が設けられている。この
ベローズ１６は内部に気体が封入され外部の冷媒
の温度に感応して伸縮し、スプール１３の進退位
置を制御するものである。したがつて、エバポレ
ータ４の入口側に相当する通路１８の部分の冷媒
の温度が高くなつた場合にはベローズ１６は伸長
してスプール１３が迂回通路２１を閉じるように
これを作動し、逆の場合には収縮して開く方向に
作動する。

次に作用を説明すると、エンジンを始動させ、
いわゆるエアコンを作動させるためエアコンスイ
ツチを押すと、電磁クラツチがオンしてコンプレ
ツサ２とエンジンとの連結が行われコンプレツサ
２は始動するが、エンジン回転数が低くコンプレ
ツサの回転数が低い状態では吐出冷媒量は少な
い。またコンデンサ３に当る風の量が少ないた
め、冷媒は十分な過冷却とならずにオリフイス部
１０に至る。すなわち、アイドリング時にオリフ
イス部１０に至る液状の冷媒は比較的高温高圧で
あるが、それが保有する速度エネルギないしは運
動エネルギ（いわゆる動圧）は比較的小さい。

このときに、オリフイス部１０に流下して来た
液冷媒は第１オリフイスチユーブ１５を通じてケ
ーシング１１内の前記通路１７に噴出する。この
第１オリフイスチユーブ１５を通過することによ
り、冷媒の第１段目の絞り膨張が行われる。そし
て、噴出した冷媒は第１オリフイスチユーブ１５
に相対向するスプール１３の受け部１３ａに衝突
し慣性力をスプール１３に付勢することになる。
しかし、前述したように、アイドリング時には動
圧が小さいため、この冷媒の付勢力はスプリング
１４の押し戻し力に及ばない。したがつて、スプ
ール１３は第３図に示すように、スプリング１４
により前進された状態を維持し、迂回通路２１は
全閉し続けることになる。

迂回通路２１が全閉されることによつて前後部
通路１７と１８とが遮断されているため、前部通
路１７を流れる冷媒は第２オリフイスチユーブ２
０を通じて後部通路１８に噴出することになる。
この第２オリフイスチユーブ２０の通過により、
冷媒は第２段目の絞り膨張が行なわれる。

このようにして、アイドリング時には、第１オ
リフイスチユーブ１５と第２オリフイスチユーブ
２０の両方で絞り膨張が行なわれるので、エバポ
レータ４内の圧力が低くなる。このように低い蒸
発圧力のもとでは冷媒の蒸発温度も低くなり、た
とえ冷媒の総流量が少ない状態であつても、自動
車用冷房装置の冷房能力は比較的高い値を示すこ
とになり、アイドリング時の冷房不足を抑制する
ことになる。

一方、自動車の中高速運転時においては、エン
ジンにより駆動されるコンプレツサ２の回転数が
高いため、冷媒の圧送量は大きい。また、コンデ
ンサ３に当る風の量が大きいため、冷媒は十分に
凝縮される。すなわち、中高速運転時にオリフイ
ス部１０に圧送されて来る冷媒が保有する動圧は
アイドリング時に比べて大きくなつている。そし
て、オリフイス部１０に送給されて来た冷媒は、
第１オリフイスチユーブ１５を通じてケーシング
１１内の前部通路１７に噴出する。このとき、冷
媒は流量大であり噴出した冷媒は第１オリフイス
チユーブ１５に相対向するスプール１３の受け部
１３ａに衝突し慣性力をスプール１３に付勢する
ことになる。中高速運転時には冷媒の動圧が大き
いため、この冷媒の付勢力はスプリング１４の押
し戻し力よりも大きくなる。したがつて、スプー
ル１３は第４図に示すように、スプリング１４に
抗して後退され、その後退ストロークに応じて迂
回通路２１が開かれる。

迂回通路２１が開かれることによつて前後部通
路１７と１８がくびれ部１３ｃを介して連通され
るため、前部通路１７を流れる冷媒は、第２オリ
フイスチユーブ２０を迂回して、くびれ部１３ｃ
から後部通路１８に流れるようになる。したがつ
て、中高速運転時には第１オリフイスチユーブ１
５における絞り効果のみであり、エバポレータ４
内の冷媒の圧力はやや高めになるが、エバポレー
タ４内に達する冷媒の量は多量となり、所望の冷
房能力が維持されることになる。

これにより、オリフイス部を有する冷房装置に
おいてもアイドリング等の低速回転のみならず、
中高速時においても所望の冷房能力を維持するこ
とが可能となる。

そして、中高速時において、車室内の雰囲気温
度が高い時には冷房サイクル内を循環する冷媒の
温度も相対的に高くなるため、ベローズ１６に封
入された冷媒は外部の冷媒温度に感応して膨脹
し、これによりベローズ１６は第５図に示すよう
に伸長してスプール１３を前方に押す。この状態
においては、スプール１３に大きい動圧が作用し
ても、スプール１３は伸長したベローズ１６によ
り前方に押されてスプリング１４による付勢力が
高められているため、スプール１３は冷媒の動圧
によつて後退されることが抑制されることにな
る。したがつて、スプール１３は迂回通路２１を
全閉して全後部通路１７，１８を遮断する。これ
により、前部通路１７を流れる冷媒は第２オリフ
イスチユーブ２０を通じて後部通路１８に噴出す
るため、冷媒は第２段階目の絞り膨張が行なわれ
る。このようにして中高速時にあつてもエバポレ
ータの温度が高くなつた場合には冷媒の温度に応
じて高い絞り度による制御が可能となる。

そして、車室内が充分に冷房され車室内の雰囲
気温度が低くなると、冷房サイクル内のを循環す
る冷媒の温度も相対的に低くなるため、ベローズ
１６に封入された冷媒は外部の冷媒温度に感応し
て収縮し、ベローズ１６が収縮する。この収縮に
伴なつてスプリング１４による付勢力が弱まるの
で、スプール１３は冷媒の動圧に応答して後退す
るようになり、第４図または第３図に示すように
なる。

第６図は本考案の他の実施例を示す縦断面図、
第７，８図はその作用を説明するための断面図、
第９図は第６〜８図におけるスプールを示す斜視
図である。

この実施例が前記実施例と相違する点は、第２
オリフイスチユーブを用いることなく、スプール
１３を受け部１３ａと、ばね受け部１３ｂと、開
度調整部１３ｃと、くびれ部１３ｄとにより形成
し、スプール１３ａの開度調整部１３ｃにより可
変オリフイス通路２１ａの開度を調整するように
したことである。そして、スプール１３の開度調
整部１３ｃは第９図に示すように、スプール１３
の外周面に溝２３を設けることにより形成されて
いる。

したがつて、アイドリング時においては冷媒の
動圧が小さいため、第６図に示すように、スプー
ル１３はスプリング１４により前進された状態を
維持し続け、この状態において、可変オリフイス
通路２１ａはその最も小さい断面積となつてい
る。すなわち、オリフイス部１０全体の絞り度は
最大となつており、冷媒は可変オリフイス通路２
１ａにより第２段階目の絞り膨張が行なわれるこ
とになる。

自動車の中高速時においては動圧が大きいた
め、第７図に示すように、スプール１３はスプリ
ング１４に抗して後退し、その後退に応じてスプ
ール１３が後退して絞り度を次第に緩和すること
になる。これにより、中高速時における冷房能力
の不足は回避される。

そして、中高速時に熱負荷が多くなり冷媒の温
度が高くなつた場合には、ベローズ１６が冷媒の
温度に感応して伸長するため、第８図に示すよう
にスプール１３が前方に押し出され、冷媒の動圧
によつて後退することを阻止する。したがつて、
スプール１３による絞り度は最大に絞り込まれる
ため、冷媒は第２段階目の絞り膨張が行なわれる
ことになる。

（考案の効果） 以上の説明より明らかなように、本考案によれ
ば、オリフイス部にここで冷媒に第１段階目の絞
り膨張を行なわせるオリフイスチユーブを取付
け、最小流路面積とこれより大きな流路面積とを
有する第２絞り膨張部を前記オリフイス部に形成
し、前記オリフイスチユーブから噴出した冷媒が
衝突する受け部を有し前記第２絞り膨張部の流路
面積を変えるスプールを前記オリフイス部内に進
退自在に収容し、前記スプールに対して前記流路
面積を小さくするように作用するばね力を付加す
るスプリングと、前記冷媒の温度に感応して伸縮
し前記スプールの進退位置を制御するベローズと
を前記オリフイス部に取付けたので、エンジンの
アイドリング時のように冷媒の圧送量が少ない場
合には、２段階の絞り膨張により、エバポレータ
内の冷媒の圧力を十分低下させてエンジンの低回
転時における冷房能力の維持を図ることができ
る。また、中高速運転時のように冷媒の圧送量が
多い場合には、オリフイスチユーブのみで絞り膨
脹させると共に、第２絞り膨張部を通じて冷媒流
量の増大を図ることにより、エバポレータにおけ
る冷媒の気化を適正に保ち、所望の冷房能力の維
持を達成することができる。更に熱負荷が大きく
中高速時に冷媒の温度が上昇した場合には、冷媒
の温度に対応して絞り度を下げることにより冷房
能力を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なオリフイス部を有する自動車
用冷房装置の冷房サイクルの回路図、第２図は従
来のオリフイス部を示す断面図、第３図は本考案
に係る自動車用冷房装置のオリフイス部を示す断
面図、第４，５図はその作動状態を説明するため
の断面図第６図は本考案の他の実施例を示す断面
図、第７，８図はその作動状態を示す断面図、第
９図はスプールを示す斜視図である。 ２……コンプレツサ、３……コンデンサ、４…
…エバポレータ、７……高圧側回路、８……低圧
側回路、９……導管、１０……オリフイス部、１
１……ケーシング、１２……スプール収容室、１
３……スプール、１３ａ……受け部、１４……ス
プリング、１５……オリフイスチユーブ、１７…
…前部通路、１８……後部通路、１９……隔壁、
２０……オリフイスチユーブ、２１……迂回通
路、２１ａ……可変オリフイス通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷房サイクルの高圧側回路から低圧側回路に向
   けて循環し、エバポレータに流入する冷媒を絞り
   膨脹させるオリフイス部を設けてなる自動車冷房
   装置において、前記オリフイス部にここで冷媒に
   第１段階目の絞り膨張を行なわせるオリフイスチ
   ユーブを取付け、最小流路面積とこれより大きな
   流路面積とを有する第２絞り膨張部を前記オリフ
   イス部に形成し、前記オリフイスチユーブから噴
   出した冷媒が衝突する受け部を有し前記第２絞り
   膨張部の流路面積を変えるスプールを前記オリフ
   イス部内に進退自在に収容し、前記スプールに対
   して前記流路面積を小さくするように作用するば
   ね力を付加するスプリングと、前記冷媒の温度に
   感応して伸縮し前記スプールの進退位置を制御す
   るベローズとを前記オリフイス部に取付けてなる
   自動車用冷房装置。