JPH07290941A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エバポレータの凍結防止を、現状構成のまま
の容量可変斜板式コンプレッサを使用することによって
簡便かつ低コストに達成すること。 【構成】 冷房サイクル７０の膨脹弁の上流位置（液状
冷媒領域下流域部）に冷媒の循環を停止させる遮断弁が
設けられている。自動車用空気調和装置の稼働を停止さ
せる際は、この弁を作動させて冷媒の循環を停止させ
る。したがって、エバポレータ冷媒が流入しなくなるの
で、エバポレータの凍結が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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
気あるいは車室外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。

【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７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ガス状冷媒と液状
冷媒を分離するリキッドタンク５３と、この液状冷媒を
エバポレータ出口で所定のスーパーヒートが得られるよ
うに温度センサ８４により測定したエバポレータ出口部
での冷媒温度を基に冷媒量をコントロールしつつ断熱膨
張して低圧霧状の冷媒とする膨張弁８５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。

【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のシャフトと前記プーリ５
６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５
６の回転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
のみを空回転させる。

【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。

【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８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。

【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ので、冷媒流量が抑制され、吐出
冷媒量は低い熱負荷に応じた適正量となる。

【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。

【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ーンス
プリング３９で与えるか、又はその両方を使って最小傾
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。

【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、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。

【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
停止するときは、まずこの通路開閉装置により吸入口に
至る通路を閉塞し、これによりクランク室内の冷媒が細
管を介して吸入室内に導いている。この結果、クランク
室内圧力が低下すると駆動斜板１７の傾斜角度が最小に
なり、またコントロールバルブの作動により、吐出室か
らクランク室への冷媒流路（図８においては第１連通路
Ｒ１で示される流路に相当する）が確保されることとな
る。このようにして駆動斜板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
滑油も循環させている。

【００１２】しかしながら、自動車用空気調和装置の稼
働を停止する際、まず第一番目に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、閉塞時に、配管系
の部材に冷媒からの衝撃的な力が加わり、自動車用空気
調和装置に機械的なダメージを与え兼ねない。特に、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は、通
路を閉塞することにより圧力が急激に変化するので、そ
れだけコンプレッサに与える機械的なダメージが大き
く、コンプレッサの耐久性が低下する一要因ともなる。

【００１３】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。

【００１４】さらに、電磁弁が設置されるコンプレッサ
の入口部は、気体状態の冷媒が通過する位置であり、冷
媒の流速は液体状態の冷媒が通過する位置に比べて速い
ので、圧力損失などの問題から、通路部の口径はできる
だけ大型に設計するのが好ましい。したがって、この位
置で回路を遮断するには、比較的大きな遮断弁が必要に
なる。また、通路閉鎖装置が冷媒から受ける力は、受圧
面積に比例して大きくなるので、流路の断面積が大きな
場合は、冷媒からの力に十分耐え得る構造でなければな
らない。このような面からも遮断弁は大型でなければな
らない。

【００１５】また、潤滑油は、コンプレッサから吐出さ
れる冷媒と共に吐出されて冷媒サイクル内を循環されて
おり、例えばエバポレータ内には比較的多量に存在す
る。したがって、コンプレッサの入口部において通路開
閉装置を閉塞して循環を停止させると、エバポレータ内
の潤滑油をはじめ、通路に残存する潤滑油がコンプレッ
サに帰還しなくなり、耐久性が低下する虞がある。

【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、エバポレータの凍結
防止を、現状構成のままの容量可変斜板式コンプレッサ
を使用することによって簡便かつ低コストに達成し得る
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。

【００１７】また、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２の目
的とする。

【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動作を迅速に行い
得る自動車用空気調和装置を提供することを第３の目的
とする。

【００１９】そして、遮断手段が小形化された自動車用
空気調和装置を提供することを第４の目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の本発明は、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、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、前記自動車用空気調和装置を停止するとき
に冷媒の流路を遮断して冷媒の循環を停止させる遮断手
段を、冷房サイクルの液状冷媒領域内下流域部に設ける
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。

【００２１】また、上記目的を達成する請求項２に記載
の本発明は、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）を制御する制御手段（８０）を設けたこ
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である。

【００２２】さらに上記第３の目的を達成するための請
求項３記載の本発明は、前記制御装置（８０）は、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときに、前記連通孔
（７５）を開くように前記開閉手段（７７）を制御した
後に、冷媒の流路を遮断して冷媒の循環を停止させる遮
断手段（８６）を作動させることを特徴とする請求項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
調和装置である。

【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、冷媒の流通路が遮断手
段により遮断されるので、液状冷媒は膨張弁によって断
熱膨張されない。これにより、エバポレータが凍結する
事態が防止され、さらには現状構成のままの容量可変斜
板式コンプレッサをクラッチレスコンプレッサとして使
用することができる。

【００２４】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。

【００２５】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遮断手段により遮断される。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。

【００２６】

【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。

【００２７】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７および図８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。

【００２８】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ガス状冷媒と液状冷媒を分離する
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８５を内臓する一体型のバル
ブ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〜７２ｄの総称）で接続することにより構
成されている。

【００２９】特に、本実施例の冷房サイクル７０にあっ
ては、膨脹弁８５が内臓されるバルブ５４に、冷媒導管
７２を遮断する遮断弁（遮断手段）８６が形成されてい
る（図５参照）。図５に示すように、バルブ５４には、
一端がリキッドタンク５３の出口に接続されると共に他
端がエバポレータ５５の入口に接続される第１流路８７
と、一端がエバポレータ５５の出口に接続されると共に
他端がコンプレッサ７１の入口に接続される第２流路８
８が形成されている。

【００３０】第１流路８７内には、コンデンサ５２から
の高圧の冷媒を断熱膨脹させる隘路部８９があり、球状
の弁体９０により隘路部８９の一端の弁座９１の開度が
調節される。弁体９０は、ロッド９２を介してバルブ５
４のケーシングの外に設置される感温部９３のダイヤフ
ラム９４と連動する。ダイヤフラム９４の上面には、第
２流路８８内を通過する冷媒の温度により膨脹収縮する
封入気体が接しており、下面には第２流路８８内を通過
する冷媒が接している。したがって、第２流路８８内の
冷媒温度が高くなると、封入気体が膨脹し、ダイヤフラ
ム９４が上面から押され、弁体９０が開く。一方、第２
流路８８内の冷媒温度が低くなると弁座９１は閉じる。
また図示すように弁体９０は、弁座９１の開度を小さく
する方向に付勢するバネ９５等の弾発部材に当接してお
り、弁座９１の開度はバネ９５の弾発力によって調節さ
れている。このようにして膨脹弁８５の弁座９１の開度
を調節し、断熱膨脹された後にエバポレータ５５に供給
される冷媒量を調節すると、エバポレータ５５の出口部
における冷媒の状態が一定になる。なお図５において符
号「９６」は弁体９０をバネ９５を介して支持するバル
ブホルダである。

【００３１】そして、第１流路８７内の隘路部８９の上
流部には、遮断弁８６が設置されている。遮断弁８６
は、図示するように例えば電磁弁からなるものであり、
外部信号であるオフ信号に基づいて遮断弁体９７により
流路を遮断するようになっている。またオン信号に基づ
いて流路を開くようになっている。このように、遮断弁
８６を強固な構造のバルブ５４に一体的に設けると、遮
断弁体９７を閉じた際確実に流路を遮断できる。また空
気調和装置自体をきわめてコンパクトにすることができ
る。さらに液状冷媒領域においては、気体状態の冷媒が
通過する領域に比較して流通路の直径が小さくなってい
る。したがって、小形の弁により流路を遮断することが
でき、自動車用空気調和装置の省電力化を図ることがで
きる。また、実施例の自動車用空気調和装置では、感温
部９３と膨張弁８５とが一体に形成されたバルブ５４に
遮断弁８６を取り付けているが、もちろん感温部９３と
膨張弁８５が別体であってもよく、この場合例えば図６
に示されるように、隘路部８９に達する前の第１通路部
８７に遮断弁８６を取り付けるとよい。なお、図６に示
す膨張弁８５において、実施例の部材と共通する部材に
は同一の符号を付している。

【００３２】さらに、遮断弁８６を設置する位置は、液
状冷媒領域の終端部であればよいのであり、バルブ５４
の隘路部８９の上流部に限られるものではない。この液
状冷媒領域の終端部とは、膨張弁８５において液状冷媒
の断熱膨張が行われるよりも上流側の位置を意味してお
り、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部も含まれる。

【００３３】次に、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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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
は前記入口部を開閉するための弁体７９が設けられてい
る。

【００３８】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。

【００３９】図１に示すように、および開閉手段として
の開閉弁７７および遮断手段としての遮断弁８６は、制
御装置（制御手段）８０に接続されており、開閉弁７７
および遮断弁８６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８
３も制御装置８０に接続され、エアコンスイッチ８１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。

【００４０】また、制御装置８０における開閉弁７７お
よび遮断弁８６の作動タイミングは次のように設定され
ている。すなわち、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は遮断弁８６を作動させて冷媒の流通
路を遮断し、冷媒の循環を停止される。開閉弁７７を開
作動してから遮断弁８６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。

【００４１】次に、本実施例の作用を説明する。

【００４２】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。

【００４３】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、一時貯溜されると共に冷媒中に混入した水分や塵埃
が取り除かれる。リキッドタンク５３から流出した液状
冷媒は、膨張弁８５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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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８５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。

【００４９】そこで、本実施例の自動車用空気調和装置
では、エアコンスイッチがオフされると、まず、制御装
置８０より開閉弁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７６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かつ迅速に移動されることにな
る。

【００５０】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。

【００５１】この状態の下で所定時間運転した後、制御
装置８０は遮断弁８６にオフ信号を出力し、冷媒の流通
路を遮断するように遮断弁８６を作動させ、流通路にお
ける冷媒の循環を停止させる。このようにすると、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。また、遮断弁を液状冷媒領域の下流域部、特に本実
施例のように膨脹弁が内臓されるバルブの膨脹弁より上
流側に一体的に設けると、流路を遮断する位置から膨脹
弁までの区間を極めて短くなるので、流路を遮断した後
に膨脹弁において断熱膨張される冷媒の量をきわめて少
量にすることができる。つまり、空気調和装置が稼働し
なくなるまでの時間を極めて短くすることができる。

【００５２】そして、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。

【００５３】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
開閉弁７７および遮断弁８６の作動を制御する。つま
り、まず、制御装置８０は遮断弁８６にオン信号を出力
して、流通路においる冷媒の循環が可能になるように作
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。

【００５４】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、現状構成のままの容量可変斜板
式コンプレッサ７１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】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
に冷媒流路を遮断するようにしたため、コンプレッサ７
１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。

【００５６】さらに、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。

【００５７】また、本実施例の位置に遮断弁８６を設置
すると、比較的多量の潤滑油が残存するエバポレータ５
５が、遮断弁８６とコンプレッサ７１の間に位置するよ
うになるので、遮断弁８６を閉じた際に、エバポレータ
５５内の潤滑油を含め、遮断弁８６とコンプレッサ７１
の間に存在する潤滑油をコンプレッサに戻すことがで
き、耐久性が向上する。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
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、エバポレータの凍結防止を、現状構成
のままの容量可変斜板式コンプレッサを使用することに
よって簡便かつ低コストに達成することができる。

【００５９】そして、遮断手段を液状冷媒領域の下流域
部に設けることにより、遮断手段から膨脹弁までの区間
が極めて短くなるので、流路を遮断した後に膨脹弁にお
いて断熱膨張される冷媒の量をきわめて少量にすること
ができる。したがって、空気調和装置が完全に稼働しな
くなるまでの時間を極めて短くすることができる。

【００６０】また、請求項２に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、制御手段
により連通孔を開くように開閉手段を制御すれば、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。

【００６１】さらに、請求項３に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、液状冷媒の流通路を遮断するようにすれば、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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】 図２の３−３線に沿うリンダブロックの断面
図である。

【図４】 図３の４−４線に沿う断面図である。

【図５】 膨脹弁と遮断弁が内臓されたバルブを示す側
断面図である。

【図６】 別の実施例において用いられる膨張弁を示す
側面図である。

【図７】 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。

【図８】 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。

【符号の説明】

５…ピストン、 １１…クランク室、 ３３…シリンダ、 ３４…吐出室、 ５２…コンデンサ、 ５３…リキッドタンク、 ５５…エバポレータ、 ５６…プーリ、 ７０…冷房サイクル、 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）、 ７５…連通孔、 ７７…開閉弁（開閉手段）、 ８０…制御手段、 ８５…膨張弁、 ８６…遮断弁（遮断手段）、 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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車載エンジンの駆動力がプーリ（５６）を
   介して常時伝達されるクラッチレスコンプレッサ（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（８５）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、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、 前記自動車用空気調和装置を停止するときに冷媒の流路
   を遮断して冷媒の循環を停止させる遮断手段（８６）
   を、冷房サイクル（７０）の液状冷媒領域内下流域部
   （５４、７２ｃ）に設け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。
2. 【請求項２】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）を制御する制御手段（８０）を設けたことを特
   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。
3. 【請求項３】前記制御装置（８０）は、自動車用空気調
   和装置の稼働を停止するときに、前記連通孔（７５）を
   開くように前記開閉手段（７７）を制御した後に、冷媒
   の流路を遮断して冷媒の循環を停止させる遮断手段（８
   ６）を作動させることを特徴とする請求項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。