JPH11294872A - 空調装置の冷媒回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】圧縮機の吐出側と吸入側を短時間で均圧させる
ことが可能で、また圧縮機内の油が希釈を防止し、再起
動後には短時間で安定する空調用冷媒回路の提供。 【解決手段】圧縮機４６の吐出側に逆止弁７５を設け、
逆止弁と圧縮機の間と、圧縮機の吸入側とをキャピラリ
チューブ７７でつなぐ。圧縮機と逆止弁との間に油分離
器７６を設け、油分離器にキャピラリチューブの一端を
つなぐ。またキャピラリチューブと直列に電磁弁を設
け、これを開閉制御する。また室内熱交換器３９と室外
熱交換器４３との間に、圧縮機停止時に室内熱交換器と
室外熱交換器との間の流路を遮断する膨脹弁６２または
電磁弁８１を設ける。また、圧縮機の吸入側に設けたア
キュムレータ６３に接ぐ配管７９，８０の端部７９ａ，
８０ａはアキュムレータの上部に位置させ、且つアキュ
ムレータの底部と圧縮機の吸入側とをキャピラリチュー
ブ７８でつなぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空調装置の冷媒回路
に関し、特に、走行駆動手段としてエンジンと走行モー
タとを有するハイブリッド車に備えた車両用空調装置の
冷媒回路に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】図７はハイブリッド車に備えた従来の車
両用空調装置の要部構成の一例を示す説明図、図８は前
記車両用空調装置の冷媒回路例を示す構成図である。な
お、図７及び図８に示す装置は特開平５−１６２５３６
号公報において開示されたものである。

【０００３】図７に示すハイブリッド車１４は、車両後
部にエンジン１３が搭載され、車両前部に走行用モータ
５が搭載されている。また、ハイブリッド車１４には、
走行用モータ５の駆動のために図示しないバッテリやイ
ンバータ等も搭載されている。

【０００４】ハイブリッド車１４の車両用空調装置は、
吸気孔１，６，８，９，１０，１２と排気孔４とを有す
るダクト７を有している。ダクト７の内部には切換ダン
パ２、室外熱交換器３及び送風機１４が設けられてい
る。また、排気孔４は車両の下面に設けられており、こ
の排気孔４の直前に室外熱交換器３及び送風機１４が設
けられている。切換ダンパ２は室外熱交換器３の上方に
設けられており、図示しないモータ等によって図７中の
ａ側又はｂ側に回動され、排気孔４へ連通する流路を吸
気孔１側又は他の吸気孔６，８，９，１０，１２側に切
り換える。なお、図７中の１１はラジエータである。

【０００５】従って、この車両用空調装置では、冷房運
転を行う場合には、切換ダンパ２が図７中のａ側に回動
されて流路が吸気孔１側に切り換えられ、図７中に白抜
き矢印で示すように、送風機１４によって吸気孔１から
吸い込まれた空気が室外熱交換器３を通って排気孔４か
ら車外に排出される。また、暖房運転を行う場合には、
切換ダンパ２が図７中のｂ側に回動されて流路が吸気孔
６，８，９，１０，１２側に切り換えられ、図７中に黒
矢印で示すように、送風機１４によって吸気孔６，８，
９，１０，１２から吸い込まれた空気が室外熱交換器３
を通って排気孔４から車外に排出される。

【０００６】そして、この車両用空調装置の冷媒回路
は、図８に示すように、ヒートポンプとして作用するも
のであり、四方弁１５によって冷媒の流路を切り換える
ことにより冷房運転と暖房運転とを行うようになってい
る。

【０００７】即ち、冷房運転時には、冷媒がコンプレッ
サ１６、四方弁１５、室外熱交換器３、逆止弁２２、キ
ャピラリーチューブ（毛細管）２０、室内熱交換器２
１、四方弁１５、アキュムレータ１７，１８、コンプレ
ッサ１６の順に流れる。このときには、室内熱交換器２
１が吸熱器（エバポレータ）、室外熱交換器３が放熱器
（コンデンサ）となり、車室２４（図７参照）内は冷房
される。一方、暖房運転時には、冷媒がコンプレッサ１
６、四方弁１５、室内熱交換器２１、逆止弁２３、キャ
ピラリーチューブ１９、室外熱交換器３、四方弁１５、
アキュムレータ１７，１８、コンプレッサ１６の順に流
れる。このときには、室外熱交換器３が吸熱器（エバポ
レータ）、室内熱交換器２１が放熱器（コンデンサ）と
なり、車室２４内が暖房される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用空調装置の冷媒回路では、コンプレッサ１６
を一旦停止した後に再起動する場合、すぐには再起動さ
せることができず、比較的長い待ち時間を要する。つま
り、コンプレッサ１６は吐出側と吸入側の圧力差が大き
いとトルクが大き過ぎるため、吐出側と吸入側が均圧す
るまで（例えば圧力差が１〜２ｋｇ／ｃｍ² になるま
で）再起動させることができない。ところが、冷媒回路
には冷媒を減圧する絞り機構（図示例の場合にはキャピ
ラリーチューブ１９，２０）等が設けられているため、
コンプレッサ１６の吐出側と吸入側はなかなか均圧しな
い。例えば、均圧するのに３分程度の時間がかかる。

【０００９】このことは、特に、ハイブリッド車１４の
場合に問題になると考えられる。即ち、ハイブリッド車
１４では始動時（低速時）に高トルクが得られる走行用
モータ５の特性と、高速時に高トルクが得られるエンジ
ン１３の特性とを生かすために、車両の始動時（低速
時）には走行用モータ５によって走行し、高速時にはエ
ンジン１３によって走行することが考えられるが、この
場合、走行用モータ５とエンジン１３との切り換えが頻
繁に行われる可能性がある。そして、ハイブリッド車１
４ではコンプレッサ１６をエンジン１３と図示しないコ
ンプレッサ用モータとで選択的に駆動するように構成す
る場合があり、この場合には、上記のように走行用モー
タ５とエンジン１３との切り換えが頻繁に行われると、
これに伴ってコンプレッサ１６の起動・停止も頻繁に繰
り返されることになる。このため、上記のようにコンプ
レッサ１６の再起動に時間がかかると、適切な空調が行
えなくなり、非常に不都合である。快適性の観点から
も、再起動までの待ち時間はできるだけ短い方がよい。

【００１０】また、例えば暖房運転時にコンプレッサ１
６を停止すると、高圧側である室内熱交換器（コンデン
サ）２１内の液冷媒が低圧側である室外熱交換器（エバ
ポレータ）３側に流れ込むが、上記のようにコンプレッ
サ１６の起動・停止が頻繁に繰り返されると、室外熱交
換器（エバポレータ）３内の液冷媒がコンプレッサ１６
に戻り、冷媒と共に循環している油がコンプレッサ１６
内において希釈されてしまう。このため、コンプレッサ
１６のベアリング部の油膜が薄くなり、コンプレッサ１
６は焼きつき起こして故障する虞がある。

【００１１】更には、コンプレッサ１６を再起動した後
には短時間で安定する（冷媒分布が停止前の状態に短時
間で回復する）ことが好ましく、このことからも、高圧
部（コンデンサ）と低圧部（エバポレータ）と間の流路
を瞬時に遮断して、高圧部（コンデンサ）から低圧部
（エバポレータ）への冷媒の移動を阻止することが望ま
れる。

【００１２】ところが、一般に例えば、エバポレータ出
口の冷媒の過熱度を一定に制御するために温度式膨張弁
を用いるような場合には、コンプレッサが停止してから
温度式膨張弁が全閉に達するまでの時間が長くなるのは
その構造上避けられない。即ち、温度式膨張弁は、閉弁
方向に蒸発圧力とバネ力とを作用させる一方、開弁方向
に前記過熱度に相当する圧力だけ高めの圧力を作用させ
るものであり、前記過熱度が大きくなって温度式膨張弁
に作用する前記両圧力の差圧Δｐが大きくなれば開度が
大きくなって冷媒流量を増加させ、前記過熱度が小さく
なって前記差圧Δｐが小さくなれば開度が小さくなって
冷媒流量を減少させることにより前記過熱度を一定に制
御する。このため、温度式膨張弁は、コンプレッサを停
止させると、前記過熱度がなくなるために閉じる。しか
し、温度式膨張弁が全閉に達するまでには時間がかか
る。従って、この間に冷媒が高圧部（コンデンサ）から
低圧部（エバポレータ）へ移動してしまい、再起動後に
冷媒分布が元の状態に戻るには時間がかかる。即ち、安
定に達するまでの所要時間が長くなる。

【００１３】また、起動時等にエバポレータ（室内熱交
換器２１又は室外熱交換器３）で未蒸発の冷媒（液冷
媒）がコンプレッサ１６に直接流入すると、上記の場合
と同様に油が希釈されてコンプレッサ１６が故障してし
まう虞があるため、コンプレッサ１６の吸入側には液冷
媒を溜めて蒸気冷媒だけをコンプレッサ１６に戻すため
にアキュムレータが設けられる（図示例の場合には２段
アキュムレータ１７，１８が設けられている）。

【００１４】かかるアキュムレータとしては、一般に図
７に示すような構造のものが知られている。同図に示す
アキュムレータ２５では、アキュムレータ２５に接続す
る一方の配管２７の端部２７ａはアキュムレータ２５の
上部（気相部２５ａ）に位置する一方、アキュムレータ
２５に接続する他方の配管２６の端部２６ａはＵ字状に
形成され、アキュムレータ２５の液相部２５ｂ内に位置
すると共に先端が気相部２５ａに突出している。また、
アキュムレータ２５の液相部２５ａには油も溜まり、こ
のままではコンプレッサ内の油がなくなってしまうた
め、配管２６の端部２６ａにはアキュムレータ２５に溜
まっている油を吸い込んでコンプレッサに供給するため
に、油ピックアップホール２６ｂが設けられている。

【００１５】ところが、このようなＵ字管タイプのアキ
ュムレータ２５では、コンプレッサの起動・停止が繰り
返されることによりアキュムレータ２５に溜まる液冷媒
が増えて液面が上昇したときに、配管２６の端部２６ａ
（Ｕ字状部）に液冷媒が入ってしまい、この液冷媒がコ
ンプレッサの起動時にコンプレッサに吸い込まれてしま
う。その結果、上記の場合と同様に、コンプレッサ内の
油が希釈されてコンプレッサが故障してしまう虞があ
る。

【００１６】従って本発明は上記従来技術に鑑み、コン
プレッサの吐出側と吸入側を短時間で均圧させることが
できる空調装置の冷媒回路を提供することを第１課題と
する。

【００１７】また、コンプレッサの停止時に高圧側から
低圧側に液冷媒が移動するのを防止して、コンプレッサ
の起動・停止が頻繁に繰り返されてもコンプレッサ内の
油が希釈されるのを防止することができ、且つ再起動後
には短時間で安定に達する空調装置の冷媒回路を提供す
ることを第２課題とする。

【００１８】また、コンプレッサの起動・停止が頻繁に
繰り返されてアキュムレータに液冷媒が多量に溜まって
も、この液冷媒がコンプレッサに吸い込まれるのを防止
して、コンプレッサ内の油が希釈されるのを防止するこ
とができる空調装置の冷媒回路を提供することを第３課
題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１課題を解決する
第１発明の空調装置の冷媒回路は、コンプレッサで圧縮
した冷媒を、コンプレッサの吐出側から室外熱交換器又
は室内熱交換器へと送出し、再び前記室内熱交換器又は
前記室外熱交換器から前記コンプレッサの吸入側へと戻
すよう構成した空調装置の冷媒回路において、前記コン
プレッサの吐出側に逆止弁を設けると共に、この逆止弁
と前記コンプレッサとの間と、前記コンプレッサの吸入
側とをキャピラリーチューブでつないだことを特徴とす
る。

【００２０】また、第２発明の空調装置の冷媒回路は、
第１発明の空調装置の冷媒回路において、前記キャピラ
リーチューブと直列に開閉弁を設け、制御装置により、
運転時には前記開閉弁を閉め、停止時には前記開閉弁を
開けるよう制御する構成としたことを特徴とする。

【００２１】また、第３発明の空調装置の冷媒回路は、
第１発明の空調装置の冷媒回路において、前記コンプレ
ッサと前記逆止弁との間にオイルセパレータを設けて、
このオイルセパレータに前記キャピラリーチューブの一
端側を接続したことを特徴とする。

【００２２】また、第４発明の空調装置の冷媒回路は、
第１発明の空調装置の冷媒回路において、前記キャピラ
リーチューブと直列に開閉弁を設け、且つ、前記コンプ
レッサと前記逆止弁との間に液面検出手段を具備したオ
イルセパレータを設けて、このオイルセパレータに前記
キャピラリーチューブの一端側を接続すると共に、前記
開閉弁の開閉制御をする制御装置を設けて、この制御装
置により、運転時には前記オイルセパレータの液面を検
出する液面検出手段の検出信号に基づいて前記開閉弁を
開閉し、停止時には前記開閉弁を開けるよう制御する構
成としたことを特徴とする。

【００２３】また、上記第２課題を解決する第５発明の
空調装置の冷媒回路は、第１、第２、第３又は第４発明
の空調装置の冷媒回路において、前記室内熱交換器と前
記室外熱交換器との間に、前記コンプレッサを停止した
ときに前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間の流
路を瞬時に遮断する遮断手段を設けたことを特徴とす
る。

【００２４】また、上記第３課題を解決する第６発明の
空調装置の冷媒回路は、コンプレッサで圧縮した冷媒
を、室外熱交換器又は室内熱交換器へと送出し、再び前
記室内熱交換器又は前記室外熱交換器から前記コンプレ
ッサの吸入側へと戻すよう構成した空調装置の冷媒回路
において、前記コンプレッサの吸入側にアキュムレータ
を設けると共に、前記アキュムレータに接続する配管の
端部は前記アキュムレータの上部に位置させ、且つ、前
記アキュムレータの底部と前記コンプレッサの吸入側と
をキャピラリーチューブでつないだことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明の実施の形態に係る車両用空
調装置の冷媒回路を備えたハイブリッド車の熱システム
に関するレイアウトを示す平面図、図２は前記熱システ
ムの系統図、図３は前記冷媒回路を抽出して示す構成図
である。

【００２７】＜構成＞図１に示すハイブリッド車３１は
所謂パラレル式のハイブリッド車であり、車両前部には
走行用モータ等からなるドライブユニット３３が搭載さ
れ、車両後部にはエンジン３２が搭載されている。ま
た、車両後部にはトランスミッション４８、発電機３
５、バッテリ３４等が搭載され、車両前部にはインバー
タ３６等が搭載されている。

【００２８】従って、このハイブリッド車３１では、後
輪３７はトランスミッション４８を介してエンジン３２
により回転駆動され、前輪３８はドライブユニット３３
により回転駆動される。また、ハイブリッド車３１は、
始動時（低速時）に高トルクが得られるドライブユニッ
ト３３（走行モータ）の特性と、高速時に高トルクが得
られるエンジン３２の特性とを生かすために、車両の始
動時（低速時）にはドライブユニット３３によって走行
し、高速時にはエンジン３２とドライブユニット３３の
両方或いはエンジン３２のみによって走行する。

【００２９】なお、ドライブユニット３３の走行用モー
タは、バッテリ３４からインバータ３６を介して電力が
供給されると共にインバータ３６等によって回転速度等
が制御されるようになっている。また、エンジン３２の
作動時には発電機３５がエンジン３２により回転駆動さ
れて発電し、この発電電力がバッテリ３４に充電される
と共にインバータ３６を介して走行用モータにも供給さ
れるようになっている。

【００３０】また、ハイブリッド車２１には車両用空調
装置等の熱システムに関する各コンポーネントが次のよ
うに配置されている。

【００３１】即ち、車両用空調装置の室内熱交換器３
９、ヒータコア４０及びブロア４１（モータによって回
転駆動される）は、車室４２の前部に配置されている。
車両用空調装置の室外熱交換器４３や送風機４４（モー
タ４４ａによって回転駆動される）は、車両側面後部に
沿って配置されている。従って、送風機４４により室外
熱交換器４３に送風された空気は、車両側面後部に設け
られた排気孔４５から車外に排出される。車両用空調装
置のコンプレッサ４６はエンジン３２の近傍に配置され
ており、エンジン３２又はコンプレッサ用モータ４７に
よって選択的に回転駆動されるようになっている。

【００３２】また、車両後部にはエンジン用ラジエータ
４９が配置されると共に、このエンジン用ラジエータ４
９に隣接して送風機５０（モータ５０ａによって回転駆
動される）が配置されている。車両前部には電気機器用
ラジエータ５１とバッテリ用ラジエータ５２とが隣接し
て配置されると共に、バッテリ用ラジエータ５２に隣接
して送風機５３（モータ５３ａによって回転駆動され
る）が配置されている。また、車両前端には吸気孔７６
が設けられ、車両後端にはモータ５５によって開閉する
シャッタ５４が設けられている。

【００３３】次に、図２に基づいて熱システムの系統構
成を説明する。図２中、太線は冷媒の循環回路（冷媒回
路）、細線は冷却水（ロングライフクーラント（ＬＬ
Ｃ）等）の循環回路（冷却水回路）を示している。

【００３４】車両用空調装置の冷媒回路Ａはヒートポン
プとして作用するものであり、四方弁６１によって冷媒
の流路を切り換えることにより、冷房運転と暖房運転と
を行うようになっている。なお、この冷媒回路Ａの詳細
な説明は後述する。

【００３５】冷却水回路としては、エンジン冷却水回路
Ｂ、バッテリ冷却水回路Ｃ及び電気機器冷却水回路Ｄが
設けられている。

【００３６】これらのうち、エンジン冷却水回路Ｂで
は、ポンプ６４によってエンジン冷却水が主にエンジン
３２とエンジン用ラジエータ４９との間で循環すると共
に、エンジン冷却水の一部が絞り弁６５を介して車両用
空調装置のヒータコア４０にも流れ、且つ、絞り弁６６
を介してバッテリ暖機用熱交換器６７にも流れるように
なっている。なお、エンジン３２からエンジン用ラジエ
ータ４９までの通路には、絞り弁６６及びバッテリ暖機
用熱交換器６７をバイパスする別の絞り弁７５が設けら
れおり、この絞り弁７５と絞り弁６６との間の流量調節
を行うことよってバッテリ暖機用熱交換器６７での放熱
調節が可能となっている。

【００３７】バッテリ冷却水回路Ｃでは、バッテリ３４
を冷却する場合と暖機する場合とでバッテリ冷却水の流
れが切り換えられる。即ち、バッテリ３４を冷却する場
合には、バッテリ用ラジエータ５２をバイパスする絞り
弁６８は閉じ且つ絞り弁６９は開けた状態で、ポンプ７
０によってバッテリ冷却水がバッテリ３４とバッテリ用
ラジエータ５２との間で循環する。なお、このときには
絞り弁６６を閉じてエンジン冷却水がバッテリ暖機用熱
交換機６７に流れないようにする。一方、バッテリ３４
を暖機する場合には、絞り弁６６を開けてエンジン冷却
水がバッテリ暖機用熱交換機６７に流れるようにすると
共に絞り弁６８を開け且つ絞り弁６９を閉じた状態で、
ポンプ７０によってバッテリ冷却水が、バッテリ用ラジ
エータ５２をバイパスし、バッテリ３４とバッテリ暖機
用熱交換機６７との間で循環する。

【００３８】電気機器冷却水回路Ｄでは、ポンプ７２に
よって電気機器冷却水が各種の電気機器（ドライブユニ
ット等）７１と電気機器用ラジエータ５１との間で循環
する。

【００３９】かくして、車両用空調装置では室内熱交換
器３９（冷媒回路Ａ）による冷暖房とエンジン冷却水
（ヒータコア４０）による暖房とが行われ、エンジン冷
却水回路Ｂではエンジン冷却水によるエンジン冷却が行
われ、バッテリ冷却水回路Ｃではバッテリ冷却水による
バッテリ冷却とエンジン冷却水によるバッテリ暖機とが
行われ、電気機器冷却水回路Ｄでは電気機器冷却水によ
る電気機器冷却が行われる。

【００４０】なお、図２中の７４は図示しないモータ等
によって回動される切換ダンパであり、この切換ダンパ
７４によって車両用空調装置の送風機４４による空気の
吸入方向が切り換えられるようになっている。即ち、冷
房運転時には、切換ダンパ７４を図２中のａ側に回動さ
せ、送風機４４で外気を直接吸い込んで排気孔４５から
車外に排出する。一方、暖房運転時には、エンジン３２
やバッテリ３４等の排熱を有効に利用して冬場の暖房能
力を補助するために、切換ダンパ７４を図２中のｂ側に
回動させ、エンジン３２（エンジン用ラジエータ４９）
やバッテリ３４等の排熱によって温められた空気を、送
風機４４で吸い込んで排気孔４５から車外に排出する。
また、図２中の７３は外気導入と内気循環との切り換え
を行う切換ダンパであり、図示しないモータ等によって
回動される。

【００４１】ここで、図３に基づいて、冷媒回路Ａの構
成を詳細に説明する。

【００４２】図３に示すように、冷媒回路Ａには四方弁
６１が設けられており、この四方弁６１によって冷媒の
流路を切り換えることにより冷房運転又は暖房運転を行
う。即ち、冷房運転時には、冷媒がコンプレッサ４６、
四方弁６１、室外熱交換器４３、膨張弁（絞り弁）６
２、室内熱交換器３９、四方弁６１、アキュムレータ６
３、コンプレッサ４６の順に流れる。このときには室内
熱交換器３９が吸熱器（エバポレータ）、室外熱交換器
４３が放熱器（コンデンサ）となり、車室４２内は冷房
される。一方、暖房運転時には、冷媒がコンプレッサ４
６、四方弁６１、室内熱交換器３９、膨張弁６２、室外
熱交換器４３、四方弁６１、アキュムレータ６３、コン
プレッサ４６の順に流れる。このときには室外熱交換器
４３が吸熱器（エバポレータ）、室内熱交換器３９が放
熱器（コンデンサ）となり、車室４２内が暖房される。
図４は冷媒回路Ａの特性例を示す線図である。

【００４３】そして、コンプレッサ４６の吐出側には逆
止弁７５が設けられている。また、コンプレッサ４６と
逆止弁７５との間にはオイルセパレータ７６が設けられ
ており、このオイルセパレータ７６とコンプレッサ４６
の吸入側とがキャピラリーチューブ（毛細管）７７によ
ってつながれている。即ち、キャピラリーチューブ７７
の一端はオイルセパレータ７７に接続され、他端はコン
プレッサ４６の吸入側（配管７９）に接続されている。

【００４４】このことによって、運転時には、コンプレ
ッサ４６から吐出された冷媒と油との混合流体をオイル
セパレータ７６で冷媒と油とに分離して、冷媒は四方弁
６１を介して室内熱交換器３９又は室外熱交換器４３に
送出する一方、油はキャピラリーチューブ７７によって
コンプレッサ４６の吸入側に戻し、停止時には、コンプ
レッサ４６と逆止弁７５との間の冷媒を油と共にキャピ
ラリーチューブ７７を介してコンプレッサ４６の吸入側
に戻してコンプレッサ４６の吐出側と吸入側とを均圧さ
せるようになっている。

【００４５】なお、オイルセパレータは一般にフロート
スイッチ等の液面検出装置の検出信号に基づいてオイル
セパレータに備えた油戻し管を開閉することにより、オ
イルセパレータ内の油の液面が低下したときに前記油戻
し管からガス（冷媒）が吹き抜けてしまうのを防止する
ようになっている。そして、具体的には、フロートスイ
ッチと開閉弁とを一体にしたフロート式開閉弁が用いら
れることが多い。しかし、フロート式開閉弁を用いた場
合には、停止時に冷媒をバイパスさせてコンプレッサの
吐出側と吸入側とを均圧させることと、運転時に冷媒が
吹き抜けてしまうのを防止することとを同時に満足させ
ることはできない。

【００４６】そこで、この停止時の均圧と運転時の冷媒
の吹き抜け防止とを同時に満足させるには、図５に示す
ように、キャピラリーチューブ７７に直列に電磁弁で代
表される開閉弁１００を設け、この開閉弁１００を制御
装置１０１によって開閉制御するようにすればよい。

【００４７】即ち、運転時には、オイルセパレータ７６
の液面を検出する液面検出器１０２の検出信号に基づい
て開閉弁１００を開閉する。具体的には、オイルセパレ
ータ７６内の液面が所定値以上の高い場合には開閉弁１
００を開き、オイルセパレータ７６内の液面が所定値よ
りも低下した場合には開閉弁１００を閉じて冷媒の吹き
抜けを防止する。そして、停止時には、オイルセパレー
タ７６内の液面に係わらず、開閉弁１００を開くように
する。

【００４８】但し、停止時の均圧を主体に考えた場合に
は、キャピラリーチューブ７７はガス流動抵抗は甚だし
く大であり、液流動抵抗は甚だしく小であるから、運転
中の冷媒の吹き抜けによる多少の性能低下を犠牲にすれ
ば、開閉弁１００は不要である。

【００４９】一方、停止時の均圧と運転時の冷媒の吹き
抜け防止とを同時に満足させようとする場合には、上記
の如く、開閉弁１００を設け、制御装置１０１により、
運転時には液面検出装置１０２の検出信号に基づいて開
閉弁１００を開閉し、停止時にはオイルセパレータ７６
内の液面に係わらず開閉弁１００を開けるよう制御す
る。なお、液面検出装置としては、フロートスイッチや
超音波などで直接液面を検出するものや、油戻し管（こ
こではキャピラリーチューブ）内の流体の状態（ガス又
は油）を温度等で間接的に判別するものなどがある。

【００５０】また、図３に示すように、膨張弁６２は室
内熱交換器３９と室内熱交換器４３との間の流路に設け
られている。この膨張弁６２は電動式のもの（ＥＥＶ）
であって、ステッピングモータによって軸を回転するこ
とにより先端のニードルが移動して流路を瞬時に開閉す
ることができるものであり、暖房運転時又は冷房運転時
にはそれぞれの時の蒸発圧力とエバポレータの出口温度
により過熱度が一定になるよう適度に調節された開度で
流路を絞ると共に、暖房運転時又は冷房運転時にコンプ
レッサ４６を停止したときには例えば図５に示す制御装
置１０１からの制御信号（コンプレッサの停止指令信
号）に基づいて瞬時に全閉し、室内熱交換器３９と室外
熱交換器４３との間の流路を瞬時に遮断することができ
る。

【００５１】即ち、膨張弁６２は冷媒を減圧する絞り機
構としての機能と、暖房運転時又は冷房運転時にコンプ
レッサ４６を停止させたときに、室内熱交換器３９と室
外熱交換器４３との間の流路を瞬時に遮断することによ
り、コンデンサとして機能している高圧側の室内熱交換
器３９又は室外熱交換器４３からエバポレータとして機
能している低圧側の室外熱交換器４３又は室内熱交換器
３９へ液冷媒が流れ込むのを防止する機能とを兼ね備え
ている。

【００５２】なお、この膨張弁６２に代えてキャピラリ
ーチューブと開閉弁とを設けてもよい。例えば、図３中
に一点鎖線で示すように、膨張弁６２に代えて、絞り機
構としてのキャピラリーチューブ８２と、開閉弁として
の電磁弁８１とを直列に設けてもよい。そして、運転時
には電磁弁８１を開とし、停止時には前記停止指令信号
に基づいて電磁弁８１を閉とする。つまり、膨張弁（Ｅ
ＥＶ）６２は開閉制御自在に行うことができるが、温度
式や固定絞り式（キャピラリーチューブ）の膨張弁は開
閉動作が本質的に不能又は瞬時の開閉動作が不能であ
る。そこで、これを電磁弁で補う。

【００５３】また、図３に示すように、コンプレッサ４
６の吸入側に設けられたアキュムレータ６３は従来のよ
うなＵ字管タイプのものではなく、アキュムレータ６３
に接続された配管７９，８０の端部７９ａ，８０ａが何
れもアキュムレータ６３の上部（気相部６３ａの上部）
に位置している。そして、アキュムレータ６３の底部
（液相部６３ｂの底部）とコンプレッサ４６の吸入側
（配管７９）とがキャピラリーチューブ７８によってつ
ながれている。

【００５４】＜作用・効果＞上記構成の冷媒回路Ａによ
れば、暖房運転時又は冷房運転時にはコンプレッサ４６
から吐出された冷媒と油との混合流体がオイルセパレー
タ７６において冷媒と油とに分離され、冷媒は四方弁６
１を介して室内熱交換器３９又は室外熱交換器４３に送
出される一方、油はキャピラリーチューブ７７によって
コンプレッサ４６の吸入側に戻される。

【００５５】そして、例えば、ハイブリッド車３１の走
行駆動手段をドライブユニット３３からエンジン３２に
切り換えるのに伴ってコンプレッサ４６の駆動手段をコ
ンプレッサ用モータ４７からエンジン３２に切り換える
ために、コンプレッサ４６を一旦停止した場合には、コ
ンプレッサ４６と逆止弁７５との間の冷媒が油と共にキ
ャピラリーチューブ７７を介してコンプレッサ４６の吸
入側に流れ、しかも逆止弁７５によって冷媒回路Ａの高
圧側（室内熱交換器３９側又は室外熱交換器４３側）の
冷媒がコンプレッサ４６の吐出側に流れてくるのを阻止
するため、コンプレッサ４６の吐出側と吸入側とが短時
間で均圧される。

【００５６】このため、冷媒回路Ａ全体は均圧されなく
ても、コンプレッサ４６をすぐに再起動させることがで
きる。従って、ドライブユニット３３とエンジン３２と
の切り換えが頻繁に行われることによってコンプレッサ
１６の起動・停止が頻繁に繰り返されても、特に不都合
がなく、適切な空調を行うことができる。

【００５７】また、オイルセパレータ７６を設けたこと
によって、運転時には油だけをキャピラリーチューブ７
７によりコンプレッサ４６の吐出側から吸入側に戻すこ
とができる。即ち、オイルセパレータ７６を設けず、単
にコンプレッサ４６と逆止弁７５の間と、コンプレッサ
４６の吸入側とをキャピラリーチューブ７７によってつ
ないでも、上記と同様にコンプレッサ４６の吐出側と吸
入側とを短時間に均圧させることはできるが、、この場
合には、運転時に油と共に冷媒の一部もキャピラリーチ
ューブ７７を通ってコンプレッサ４６の吸入側に戻って
しまうため、冷媒回路ＡのＣＯＰ（成績係数）が低下し
てしまう。これに対して、上記のようにオイルセパレー
タ７６を設け、このオイルセパレータ７６にキャピラリ
ーチューブ７７の一端を接続すれば、油のみをコンプレ
ッサ４６の吸入側に戻すことができるため、ＣＯＰが向
上する。

【００５８】なお、ここで用いるオイルセパレータ７６
の油戻し回路は油量によって開閉制御されることを前提
にしていないから、運転条件によっては油がなくなって
ガス（冷媒）の吹き抜けが生じる場合もある。しかし、
運転範囲の大部分の領域ではオイルセパレータ７６内で
油が満杯にならない範囲で運転可能なように設計される
ものであるから、上記のような作用・効果が得られる。
また、オイルセパレータ７６によって冷媒と油とを分離
するため、室内熱交換器３９や室外熱交換器４３におけ
る冷媒側の熱伝達率が高くなると共に流路の圧力損失も
低減し、このことによっても冷媒回路ＡのＣＯＰを向上
させることができる。即ち、コンプレッサ４６の吐出側
と吸入側の均圧を短時間で行うことができ、且つ、冷媒
回路ＡのＣＯＰを向上させることができる。

【００５９】なお、図６に示すように、オイルセパレー
タ７６は設けず、キャピラリーチューブ７７に開閉弁１
００を直列に接続し、この開閉弁１００を制御装置１０
１によって開閉制御するようにしてもよい。この場合、
制御装置１０１により、運転時には開閉弁１００を閉
じ、停止時には開閉弁１００を開くように制御する。こ
のことによって、停止時の均圧と運転時の冷媒の吹き抜
け防止とを同時に満足させることができる。

【００６０】但し、ＣＯＰ向上の観点からは、上記によ
うに、オイルセパレータ４６を設けることが好ましく、
更には、開閉弁１００も設けることが好ましい。即ち、
オイルセパレータ４６を設けることによって油と冷媒と
を分離することができると共に、開閉弁１００を設けた
ことにより停止時の均圧と運転時の冷媒の吹き抜け防止
とを同時に満足させることができるため、ＣＯＰを更に
向上させることができる。

【００６１】また、上記構成の冷媒回路Ａによれば、コ
ンプレッサ４６を停止させたときに室内熱交換器３９と
室外熱交換器４３との間の流路を膨張弁６２或いは電磁
弁８１によって瞬時に遮断するようにしたため、高圧側
の室内熱交換器３９又は室外熱交換器４３から低圧側の
室外熱交換器４３又は室内熱交換器３９へ液冷媒が流れ
込むのを防止することができる。このため、コンプレッ
サ４６の起動・停止を繰り返しても、コンプレッサ４６
内の油が液冷媒によって希釈されるのを防止することが
できる。しかも、コンプレッサ４６の運転時と停止時と
で冷媒分布にあまり差がないため、コンプレッサ４６を
起動したときの立ち上がりが早い。即ち、コンプレッサ
４６を再起動した後に短時間で安定する（冷媒分布が停
止前の状態に短時間で回復する）。

【００６２】また、アキュムレータ６３に接続する配管
７９，８０の端部７９ａ，８０ａはアキュムレータ６３
の上部に位置させ、且つ、アキュムレータ６３の底部と
コンプレッサ４６の吸入側とをキャピラリーチューブ７
８でつないだため、アキュムレータ６３の液相部６３ｂ
の油はキャピラリーチューブ７８を介してコンプレッサ
４６に供給されるようになると共に、コンプレッサ４６
の起動・停止が頻繁に繰り返されてアキュムレータ４６
に液冷媒が多量に溜まっても、この液冷媒がコンプレッ
サ４６に吸い込まれるのを防止して、コンプレッサ４６
内の油が希釈されるのを防止することができる。特に、
室内熱交換器３９と室外熱交換器４３との間の流路を瞬
時に遮断する遮断手段（膨張弁（ＥＥＶ）６２又は電磁
弁８１）がない場合に有効である。また、冷房運転時と
暖房運転時とで必要冷媒量が異なるが、この余剰冷媒を
アキュムレータ６３に容易に溜めておくことができる。

【００６３】なお、本発明は、特にハイブリッド車の車
両用空調装置の冷媒回路に適用して有用なものである
が、必ずしもこれに限定するものではなく、その他の空
調装置の冷媒回路にも適用することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明の空調装置の冷媒回路は、コ
ンプレッサで圧縮した冷媒を、コンプレッサの吐出側か
ら室外熱交換器又は室内熱交換器へと送出し、再び前記
室内熱交換器又は前記室外熱交換器から前記コンプレッ
サの吸入側へと戻すよう構成した空調装置の冷媒回路に
おいて、前記コンプレッサの吐出側に逆止弁を設けると
共に、この逆止弁と前記コンプレッサとの間と、前記コ
ンプレッサの吸入側とをキャピラリーチューブでつない
だことを特徴とする。

【００６５】従って、この第１発明の空調装置の冷媒回
路によれば、コンプレッサを停止すると、コンプレッサ
と逆止弁との間の冷媒が油と共にキャピラリーチューブ
を介してコンプレッサの吸入側に流れ、しかも逆止弁に
よって冷媒回路の高圧側（室内熱交換器側又は室外熱交
換器側）の冷媒がコンプレッサの吐出側に流れてくるの
を阻止するため、コンプレッサの吐出側と吸入側とが短
時間で均圧される。このため、コンプレッサをすぐに再
起動させることができ、コンプレッサの起動・停止が頻
繁に繰り返されも、特に不都合がなく、適切な空調を行
うことができる。

【００６６】また、第２発明の空調装置の冷媒回路は、
第１発明の空調装置の冷媒回路において、前記キャピラ
リーチューブと直列に開閉弁を設け、制御装置により、
運転時には前記開閉弁を閉め、停止時には前記開閉弁を
開けるよう制御する構成としたことを特徴とする。

【００６７】従って、この第２発明の空調装置の冷媒回
路によれば、キャピラリーチューブと直列に開閉弁を設
けたことによって、停止時の均圧（コンプレッサの吐出
側と吸入側との均圧）と運転時の冷媒の吹き抜け防止と
を同時に満足させることができ、単にコンプレッサの吐
出側と吸入側とをキャピラリーチューブでつないだ場合
に比べて、ＣＯＰの向上を図ることができる。

【００６８】また、第３発明の空調装置の冷媒回路は、
第１発明の空調装置の冷媒回路において、前記コンプレ
ッサと前記逆止弁との間にオイルセパレータを設けて、
このオイルセパレータに前記キャピラリーチューブの一
端側を接続したことを特徴とする。

【００６９】従って、この第３発明の空調装置の冷媒回
路によれば、オイルセパレータを設けたことによって、
運転時には油だけをキャピラリーチューブによりコンプ
レッサの吐出側から吸入側に戻すことができ、また、冷
媒と油とを分離するため、室内熱交換器や室外熱交換器
における冷媒側の熱伝達率が高くなると共に流路の圧力
損失も低減する。このため、停止時の均圧を短時間で行
うことができ、且つ、冷媒回路のＣＯＰを向上させるこ
とができる。

【００７０】また、第４発明の空調装置の冷媒回路は、
第１発明の空調装置の冷媒回路において、前記キャピラ
リーチューブと直列に開閉弁を設け、且つ、前記コンプ
レッサと前記逆止弁との間に液面検出手段を具備したオ
イルセパレータを設けて、このオイルセパレータに前記
キャピラリーチューブの一端側を接続すると共に、前記
開閉弁の開閉制御をする制御装置を設けて、この制御装
置により、運転時には前記オイルセパレータの液面を検
出する液面検出手段の検出信号に基づいて前記開閉弁を
開閉し、停止時には前記開閉弁を開けるよう制御する構
成としたことを特徴とする。

【００７１】従って、この第４発明の空調装置の冷媒回
路によれば、オイルセパレータを設けたことにより油と
冷媒とを分離することができると共に、開閉弁を設けた
ことにより停止時の均圧と運転時の冷媒の吹き抜け防止
とを同時に満足させることができるため、ＣＯＰを更に
向上させることができる。

【００７２】また、第５発明の空調装置の冷媒回路は、
第１、第２、第３又は第４発明の空調装置の冷媒回路に
おいて、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間
に、前記コンプレッサを停止したときに前記室内熱交換
器と前記室外熱交換器との間の流路を瞬時に遮断する遮
断手段を設けたことを特徴とする。

【００７３】従って、この第５発明の空調装置の冷媒回
路によれば、コンプレッサを停止させたときに室内熱交
換器と室外熱交換器との間の流路を遮断手段によって瞬
時に遮断するようにしたため、高圧側の室内熱交換器又
は室外熱交換器から低圧側の室外熱交換器又は室内熱交
換器へ液冷媒が流れ込むのを防止することができる。こ
のため、コンプレッサの起動・停止を繰り返しても、コ
ンプレッサ内の油が液冷媒によって希釈されるのを防止
することができる。しかも、コンプレッサの運転時と停
止時とで冷媒分布にあまり差がないため、コンプレッサ
を起動したときの立ち上がりが早い。即ち、コンプレッ
サを再起動した後に短時間で安定する（冷媒分布が停止
前の状態に短時間で回復する）。なお、遮断手段として
ＥＥＶの如く弁開度を任意に制御可能な弁を用いた場合
には停止指令信号等に基づいて同弁を全閉作動させれば
よく、電磁弁のような開閉弁を用いた場合には停止指令
信号等に基づいて同弁を閉とすればよい。

【００７４】また、第６発明の空調装置の冷媒回路は、
コンプレッサで圧縮した冷媒を、室外熱交換器又は室内
熱交換器へと送出し、再び前記室内熱交換器又は前記室
外熱交換器から前記コンプレッサの吸入側へと戻すよう
構成した空調装置の冷媒回路において、前記コンプレッ
サの吸入側にアキュムレータを設けると共に、前記アキ
ュムレータに接続する配管の端部は前記アキュムレータ
の上部に位置させ、且つ、前記アキュムレータの底部と
前記コンプレッサの吸入側とをキャピラリーチューブで
つないだことを特徴とする。

【００７５】従って、この第６発明の空調装置の冷媒回
路によれば、アキュムレータに接続する配管の端部はア
キュムレータの上部に位置させ、且つ、アキュムレータ
の底部とコンプレッサの吸入側とをキャピラリーチュー
ブでつないだため、アキュムレータの液相部の油はキャ
ピラリーチューブを介してコンプレッサに供給されるよ
うになると共に、コンプレッサの起動・停止が頻繁に繰
り返されてアキュムレータに液冷媒が多量に溜まって
も、この液冷媒がコンプレッサに吸い込まれるのを防止
して、コンプレッサ内の油が希釈されるのを防止するこ
とができる。特に、室内熱交換器と室外熱交換器との間
の流路を瞬時に遮断する遮断手段がない場合に有効であ
る。また、冷媒の流れる方向を切り換えて冷房運転と暖
房運転とを行うことができるようにした場合には、冷房
運転時と暖房運転時とで必要冷媒量が異なるが、この余
剰冷媒をアキュムレータに容易に溜めておくことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の冷
媒回路を備えたハイブリッド車の熱システムに関するレ
イアウトを示す平面図である。

【図２】前記熱システムの系統図である。

【図３】前記冷媒回路を抽出して示す構成図である。

【図４】前記冷媒回路の特性例を示す線図である。

【図５】前記冷媒回路の他の構成例を示す要部構成図で
ある。

【図６】前記冷媒回路の他の構成例を示す要部構成図で
ある。

【図７】ハイブリッド車に備えた従来の車両用空調装置
の要部構成の一例を示す説明図である。

【図８】前記車両用空調装置の冷媒回路例を示す構成図
である。

【図９】従来のアキュムレータの一般的な例を示す構造
図である。

【符号の説明】

３１ ハイブリッド車 ３２ ドライブユニット ３３ エンジン ３９ 室内熱交換器 ４３ 室外熱交換器 ４６ コンプレッサ ４７ コンプレッサ用モータ ６１ 四方弁 ６２ 膨張弁 ６３ アキュムレータ ７５ 逆止弁 ７６ オイルセパレータ ７７，７８，８２ キャピラリーチューブ ７９，８０ 配管 ７９ａ，８０ａ 配管の端部 ８１ 電磁弁 １００ 電磁弁 １０１ 制御装置 １０２ 液面検出装置 Ａ 冷媒回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサで圧縮した冷媒を、コンプ
   レッサの吐出側から室外熱交換器又は室内熱交換器へと
   送出し、再び前記室内熱交換器又は前記室外熱交換器か
   ら前記コンプレッサの吸入側へと戻すよう構成した空調
   装置の冷媒回路において、 前記コンプレッサの吐出側に逆止弁を設けると共に、こ
   の逆止弁と前記コンプレッサとの間と、前記コンプレッ
   サの吸入側とをキャピラリーチューブでつないだことを
   特徴とする空調装置の冷媒回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する空調装置の冷媒回路
   において、 前記キャピラリーチューブと直列に開閉弁を設け、制御
   装置により、運転時には前記開閉弁を閉め、停止時には
   前記開閉弁を開けるよう制御する構成としたことを特徴
   とする空調装置の冷媒回路。
3. 【請求項３】 請求項１に記載する空調装置の冷媒回路
   において、 前記コンプレッサと前記逆止弁との間にオイルセパレー
   タを設けて、このオイルセパレータに前記キャピラリー
   チューブの一端側を接続したことを特徴とする空調装置
   の冷媒回路。
4. 【請求項４】 請求項１に記載する空調装置の冷媒回路
   において、 前記キャピラリーチューブと直列に開閉弁を設け、且
   つ、前記コンプレッサと前記逆止弁との間に液面検出手
   段を具備したオイルセパレータを設けて、このオイルセ
   パレータに前記キャピラリーチューブの一端側を接続す
   ると共に、前記開閉弁の開閉制御をする制御装置を設け
   て、この制御装置により、運転時には前記オイルセパレ
   ータの液面を検出する液面検出手段の検出信号に基づい
   て前記開閉弁を開閉し、停止時には前記開閉弁を開ける
   よう制御する構成としたことを特徴とする空調装置の冷
   媒回路。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４に記載する空調
   装置の冷媒回路において、 前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に、前記コ
   ンプレッサを停止したときに前記室内熱交換器と前記室
   外熱交換器との間の流路を瞬時に遮断する遮断手段を設
   けたことを特徴とする空調装置の冷媒回路。
6. 【請求項６】 コンプレッサで圧縮した冷媒を、室外熱
   交換器又は室内熱交換器へと送出し、再び前記室内熱交
   換器又は前記室外熱交換器から前記コンプレッサの吸入
   側へと戻すよう構成した空調装置の冷媒回路において、 前記コンプレッサの吸入側にアキュムレータを設けると
   共に、前記アキュムレータに接続する配管の端部は前記
   アキュムレータの上部に位置させ、且つ、前記アキュム
   レータの底部と前記コンプレッサの吸入側とをキャピラ
   リーチューブでつないだことを特徴とする空調装置の冷
   媒回路。