JPH1199825A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンプレッサの吐出側と吸入側との冷媒の圧
力差が過大とならず円滑にコンプレッサが再始動できる
ようにした「車両用空調装置」を提供する。 【解決手段】 コンプレッサ２０、コンデンサ３０、流
量制御部６０、エバポレータ７０を冷媒配管８０により
閉ループに接続してなる冷凍サイクルを備えた車両用空
調装置１０において、前記流量制御部６０が、コンプレ
ッサ２０が停止した時に、絞り状態から開放状態に切替
制御され、コンプレッサの吐出側と吸入側との冷媒の差
圧を解消するようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンプレッサの吐
出側と吸入側の差圧が過大になるのを防止し、円滑にコ
ンプレッサが再始動できるようにした車両用空調装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用空調装置は、例えば、図３
に示すような装置が知られている。図示の車両用空調装
置２００は、コンプレッサ２０、コンデンサ３０、ヒー
タとして機能するサブコンデンサ４０、受液器５０、膨
張弁２１０、エバポレータ７０を、冷媒配管８０により
閉回路を形成するように連結して冷凍サイクルを構成
し、この冷凍サイクルの構成要素であるサブコンデンサ
４０及びエバポレータ７０を車室内に設けたユニットケ
ース９０内に設置したものである。

【０００３】なお、図３中、「２１」はコンプレッサ２
０からの冷媒の逆流を防止するアキュムレータ、「３
１」はコンデンサ３０に送風するファン、「ｉ」はイン
バータを示す。

【０００４】また、ユニットケース９０は、インテーク
ユニット１３０、クーラユニット１４０及びヒータユニ
ット１６０を直列的に配置することにより構成され、前
記インテークユニット１３０は、空気の流れ方向（白抜
き矢印で示す）の上流側から外気と内気とを選択的に導
入するためのインテークドア１００、フィルタ１１０及
び室内送風機１２０からなり、クーラユニット１４０
は、風路９１内にエバポレータ７０が設けられたもので
あり、ヒータユニット１６０は、風路９１内に設けられ
たサブコンデンサ４０により加熱される温風と当該サブ
コンデンサ４０をバイパスして流れる冷風の混合割合を
調節するためのミックスドア１５０を有している。

【０００５】ところで、このような車両用空調装置２０
０においては、コンプレッサ２０を一旦停止させた後、
再び起動する際に、コンプレッサ２０の吐出側と吸入側
との冷媒の圧力差が大きいと、過大圧縮力が発生して、
コンプレッサ２０がロックする虞れがある。コンプレッ
サ２０が一旦停止すると、コンプレッサ２０の吐出側と
吸入側の圧力差が小さくなるまでは再起動できず、再起
動可能な圧力差に到達するまでに長時間を要し、その間
は空調装置が停止することになるため、搭乗者に不快感
を与える虞れがある。

【０００６】したがって、冷凍サイクルにおいては、コ
ンプレッサ２０の吐出側と吸入側の冷媒配管８０をバイ
パス管２２０により接続するとともに当該バイパス管２
２０に開閉弁２３０を設ける等により、コンプレッサ２
０の吐出側と吸入側の冷媒の圧力差が過大にならないよ
うにし、コンプレッサ２０の再起動までの時間を短縮し
ている（例えば、特開平８−８５４５４号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように構
成された従来の車両用空調装置では、通常の冷凍サイク
ルの他にバイパス管２２０や開放弁２３０等が必要とな
るのみでなく、これらを取付けるための配管作業等も必
要となり、製造コストがアップするのみでなく作業性の
点でも問題である。

【０００８】本発明は、上記した従来の技術の有する問
題に鑑み提案されたもので、バイパス管等を使用するこ
となく、通常の冷凍サイクルに僅かな改良を施すのみで
コンプレッサの吐出側と吸入側との冷媒の過大な圧力差
の発生を防止することが可能な車室用空調装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。

【００１０】（１）コンプレッサ、コンデンサ、流量制
御部、エバポレータを冷媒配管により閉回路を構成する
ように接続してなる冷凍サイクルを備えた車両用空調装
置において、前記流量制御部は、前記コンプレッサが停
止した時に、絞り状態から開放状態に切替制御され、こ
の流量制御部から前記コンプレッサの吸入側までの低圧
領域との間の圧力差を解消するようにしたことを特徴と
する車両用空調装置。

【００１１】（２）前記流量制御部は、弁本体と、当該
弁本体内に設けられた冷媒が流通する流路を遮断するよ
うに形成された仕切壁と、当該仕切壁と接離し前記流路
を開閉するダイヤフラム弁と、このダイヤフラム弁の上
下に作用する冷媒の圧力を制御する制御部と、前記仕切
壁を貫通するように設けられた絞り管とを有し、前記制
御部による圧力制御により当該ダイヤフラム弁を膜動さ
せ前記仕切壁と離間させることにより前記流路を開放
し、前記圧力差を解消するようにしたことを特徴とする
車両用空調装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態
である車室用空調装置を示す概略構成図、図２は図１に
示す流量制御部を構成する電磁弁の縦断面図であり、
（Ａ）は開放状態を、（Ｂ）は絞り状態をそれぞれ示し
ている。なお、これら図面中、図３に使用した符号と共
通する部材には同一符号を使用する。

【００１３】図１に示す車室用空調装置１０は、コンプ
レッサ２０から吐出された冷媒が、コンデンサ３０、サ
ブコンデンサ４０、受液器５０、電磁式の弁からなる流
量制御部６０およびエバポレータ７０を経てコンプレッ
サ２０に帰還する冷凍サイクルを有し、コンデンサ３０
にはファン３１が近接して設けられ、コンプレッサ２０
の上流側の冷媒配管８０には、コンプレッサ２０からの
冷媒の逆流を防止するアキュムレータ２１が設けられて
いる。

【００１４】また、車室内に設けられたユニットケース
９０は、空気の流れ方向（白抜き矢印で示す）の上流側
から、前述した図３に示す車両用空調装置と同様のイン
テークユニット１２０、クーラユニット１３０、ヒータ
ユニット１４０を直列的に連結することにより形成され
ている。

【００１５】なお、図示しないが、風路９１の出口側に
は、調和空気が車室内の所定部位に向かって吹き出され
る各種吹出口（例えば、窓の曇りを晴らすための空気を
吹き出すデフ吹出口、乗員の上半身に向かって冷風を吹
き出すベント吹出口、乗員の足元に向かって温風を吹き
出すフット吹出口等）が設けられている。

【００１６】前記コンプレッサ２０により圧縮された冷
媒は、コンデンサ３０で放熱して液化し、さらにサブコ
ンデンサ４０で放熱し、流量制御部６０により膨張され
た後にエバポレータ７０内に導かれてコンプレッサ２０
に帰還する。

【００１７】したがって、風路９１内の空気は、エバポ
レータ７０で冷却された後に流下し、ミックスドア１５
０によりサブコンデンサ４０を流れる空気流とサブコン
デンサ４０をバイパスする空気流とに分岐され、所定温
度の空気流となって前記各吹出口より車室内に吹き出さ
れる。

【００１８】ここにおいて、一般的に、冷凍サイクルに
おいては、コンプレッサ２０の吐出側から流量制御部６
０までの間は高圧領域となり、流量制御部６０からコン
プレッサ２０の吸入側までの間は低圧領域となる。本実
施形態では、この高圧領域と低圧領域とを区画する流量
制御部６０の部分を改良することによりコンプレッサ２
０の吐出側と吸入側との圧力差を解消するようにしてい
る。

【００１９】さらに詳述すれば、本実施の形態の流量制
御部６０は、冷媒の流れを開放状態と絞り状態とに選択
的に切替可能な電磁式の弁により構成し、この弁を選択
的に作動することにより冷凍サイクルの高圧領域と低圧
領域との間の圧力差を解消し、コンプレッサ２０の吐出
側と吸入側との間で過大な差圧が生じないようにしてい
る。

【００２０】この流量制御部６０は、図２に示すよう
に、下部に設けられた弁本体１７０と、上部に設けられ
た制御部１８０とを有し、弁本体１７０のメイン流路１
７１に設けられたダイヤフラム弁１７２を制御部１８０
により作動し、メイン流路１７１を流れる冷媒量を制御
するようにしている。

【００２１】この制御部１８０は、後述のパイロットポ
ート１７８を開閉するパイロット弁１８１と、このパイ
ロット弁１８１を作動させるプランジャ１８２と、この
プランジャ１８２を駆動する電磁力を発生させるコイル
１８３とを備えている。

【００２２】前記プランジャ１８２は、通常、ばね１８
４により下方に付勢され、支持ばね１８５により支持さ
れているパイロット弁１８１をパイロットニードル１８
６により押圧して前記パイロットポート１７８を閉じる
構成となっている。

【００２３】そして、コイル１８３の通電による電磁力
によりプランジャ１８２が引き上げられると、パイロッ
ト弁１８１がフリーな状態となってパイロットポート１
７８が開放される。

【００２４】前記メイン流路１７１は、冷媒配管８０か
らの冷媒が導入される第１の接続口１７４と、冷媒が冷
媒配管８０に流出する第２の接続口１７５との間を遮断
するように仕切壁１７３が形成され、この仕切壁１７３
に絞り管１７６が設けられている。

【００２５】この絞り管１７６は、メイン流路１７１内
を流れる冷媒の流れ方向と平行になるように、仕切壁１
７３に圧入固定された、所定の内径Ｄおよび長さＬを有
するオリフィスチューブから構成されているが、本発明
は、これのみに限定されるものではなく、ダイヤフラム
弁１７２がメイン流路１７１を閉じたときに、冷媒を仕
切壁１７３を越えて流すことができるものであれば、ど
のようなものでも良く、例えば前記仕切壁１７３に通孔
を開設することにより構成しても良い。

【００２６】ここに、ダイヤフラム弁１７２は、上面側
と下面側との圧力差に応じて中央に位置する弁シール部
が上下動し、仕切壁１７３との当接状態によりメイン流
路１７１の開閉を行うように構成され、また、その周縁
部には、その上面側と下面側とを連通する均圧孔１７７
が形成されている。この均圧孔１７７を通過した冷媒
は、パイロットポート１７８を通って第２の接続口１７
５に導かれるようになっている。

【００２７】したがって、このメイン流路１７１の開放
状態（全開状態）と閉鎖状態は、コイル１８３に対する
電源のオン・オフにより選択することができ、前記高圧
領域と低圧領域との差圧を簡単に解消することができる
ことになる。

【００２８】ただし、前記閉鎖状態の場合であっても、
メイン流路１７１に設けられた絞り管１７６により完全
閉鎖という状態ではなく、多少冷媒通路が開いている絞
り状態となり、絞り管１７６により絞られた所定流量の
冷媒が流される。

【００２９】なお、この絞り管１７６の内径Ｄ及び長さ
Ｌを適宜選択すれば、当該流量制御部６０の冷媒流量特
性を調整することができる。

【００３０】次に、作用を説明する。 （冷房運転）冷房運転を行なう場合には、図２（Ｂ）に
示すように、流量制御部６０のダイヤフラム弁１７２を
閉じ、絞り管１７６による絞り状態とする。すなわち、
コイル１８３への通電をオフすると、ばね１８４により
プランジャ１８２及びパイロットニードル１８６が下方
へ押圧されてパイロット弁１８１が押し下げられ、パイ
ロットポート１７８が閉じられる。

【００３１】これにより第１の接続口１７４から矢印方
向に流入される高圧の冷媒（圧力ＰＨ）は、ダイヤフラ
ム弁１７２の均圧孔１７６よりダイヤフラム室１７９に
入るが（圧力ＰＭ）、パイロット弁１８１が閉じている
ため、パイロットポート１７８へは流れず、パイロット
弁１８１を押し下げる方向に作用する。ここでは、ＰＨ
とＰＭとはほぼ等しい。ただし、第２の接続口１７５部
分の圧力をＰＬとすれば、ＰＭ＞ＰＬとなる。

【００３２】よって、ダイヤフラム弁１７２の上部の圧
力（ＰＭ）より下部の圧力（ＰＨとＰＬとが作用）の方
が低くなり、この差圧によりダイヤフラム弁１７２は押
し下げられ、メイン流路１７１を閉じて冷媒の流れを止
めようとする。

【００３３】しかし、本実施形態では、第１の接続口１
７４とメイン流路１７１の下流側とを連通する絞り管１
７６が設けられているため、第１の接続口１７４からの
高温高圧の冷媒は、絞り管１７６により断熱膨張され低
温低圧の状態となる。

【００３４】したがって、この状態では、コンデンサ３
０及びサブコンデンサ４０により凝縮された冷媒は、受
液器５０によりある程度貯溜された後に、流量制御部６
０において断熱膨張され低温低圧の状態となってエバポ
レータ７０に導かれ、ここで蒸発するという通常の冷房
運転が行なわれる。

【００３５】この結果、インテークユニット１２０から
送られてきた空気は、エバポレータ７０により冷却され
て風路９１内を流下し、ミックスドア１５０の位置が、
例えば中間位置にセットされている場合には、一部がサ
ブコンデンサ４０側に、残りは冷風のまま当該サブコン
デンサ４０をバイパスして流され、前記サブコンデンサ
４０により加熱された温風と混合され、所定の温度の空
気流となって車室内に吹き出されるという冷房運転が行
なわれることになる。

【００３６】（コンプレッサの停止状態）一方、コンプ
レッサ２０を停止すると、流量制御部６０の仕切り効果
によりコンプレッサ吐出側から流量制御部６０までが高
圧領域となり、流量制御部６０からコンプレッサ吸入側
までが低圧領域となるが、本実施の形態では、この流量
制御部６０の仕切り効果を解消する手段を設けたので、
前記高圧領域と低圧領域との間の過大な圧力差を速やか
に解消することができる。

【００３７】すなわち、図２（Ａ）に示すように、流量
制御部６０のコイル１８３に電流を流し、その電磁力に
よりプランジャ１８２を引き上げてパイロット弁１８１
をフリーとすることにより、第１の接続口１７４から矢
印方向に流入する高圧冷媒（圧力ＰＨ）は、ダイヤフラ
ム弁１７２の均圧孔１７７よりダイヤフラム室１７９へ
入り、フリーになったパイロット弁１８１の周囲を抜け
てパイロットポート１７８と流れることとなる。

【００３８】ここで、パイロット弁１８１の開口部に対
して均圧孔１７７の大きさは小さいため、ダイヤフラム
室１７９の圧力をＰＭとすれば、ＰＨ＞ＰＭとなり、第
２の接続口１７５部分の圧力をＰＬとすれば、ＰＭとＰ
Ｌとはほぼ等しくなる。

【００３９】よって、ダイヤフラム弁１７２の上部の圧
力（ＰＭ）より下部の圧力（ＰＨとＰＬとが作用）の方
が高くなり、この差圧によりダイヤフラム弁１７２は押
し上げられ、メイン流路１７１が開いて、電磁弁６０は
冷媒が流れる開放状態とされる。

【００４０】したがって、この状態では、冷媒配管８０
内の冷媒圧力が速やかに均一となる。特に、圧力は温度
と異なり均一化に時間を要しないので、ほとんど瞬時に
コンプレッサ２０の吐出側と流入側において、過大な圧
力差の発生を防止することができ、コンプレッサ２０の
再起動を直ちに行うことができることになる。

【００４１】本発明は、上述した実施の形態のみに限定
されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおい
て種々変形することができる。例えば、上述した実施の
形態では、冷房運転のみを行なうことができる装置に差
圧解消機能を備えた流量制御部６０を組み込んだもので
あるが、冷凍サイクル中に回路切替え弁を設けることに
より冷媒の流れを反転させ、冷暖房運転が可能となるよ
うにした装置にも適用することができることはいうまで
もない。

【００４２】

【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、コンプレッサの吐出側と吸入側との間を
別途バイパス配管を設けて連通することなく、冷房サイ
クルの高圧側と低圧側とを仕切る流量制御部自体にコン
プレッサが停止すると、冷房サイクルの高圧側と低圧側
の圧力差を解消する手段を設けたので、コンプレッサ停
止時に流量制御部を作動させ開状態に切替制御すると、
冷房サイクルの高圧側と低圧側と圧力差を速やかに解消
することができる。

【００４３】この結果、コンプレッサの吐出側と吸入側
との間の過大な圧力差も速やかに解消され、速やかにコ
ンプレッサを再始動させることができる。

【００４４】また、このようにすれば、従来の装置のよ
うにコンプレッサの吐出側と吸入側とを接続すバイパス
配管を設ける必要がなく、装置構造が簡単になり、製造
時の作業性も向上し、総じて製造コストを低減させるこ
とが可能となる。

【００４５】請求項２に記載の発明によれば、ダイヤフ
ラム弁等を用いて冷媒の流量を制御する制御する流量制
御部のダイヤフラム弁を利用して差圧を解消するように
したので、差圧解消手段を設けやすく、組み付け作業性
が向上するのみでなく、冷凍サイクル運転を行う場合
と、コンプレッサが停止した場合の、流量制御部の絞り
状態あるいは開放状態の切り替えが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】 図１に示される本実施形態にかかる流量制御
部を示す縦断面図であり、（Ａ）は開放状態を、（Ｂ）
は絞り状態をそれぞれ示す図である。

【図３】 従来の空気調和装置を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

２０…コンプレッサ、 ３０…コンデンサ、 ６０…流量制御部、 ７０…エバポレータ、 ８０…冷媒配管、 １７０…弁本体、 １７１…メイン流路、 １７２…ダイヤフラム弁、 １７３…仕切壁、 １７６…絞り管、 １８０…制御部、 １７２…ダイヤフラム弁、 １７３…仕切壁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサ(20)、コンデンサ(30)、流
   量制御部(60)、エバポレータ(70)を冷媒配管(80)により
   閉回路を構成するように接続してなる冷凍サイクルを備
   えた車両用空調装置において、 前記流量制御部(60)は、前記コンプレッサ(20)が停止し
   た時に、絞り状態から開放状態に切替制御され、コンプ
   レッサ(20)の吐出側から当該流量制御部(60)までの高圧
   領域と、この流量制御部(60)から前記コンプレッサ(20)
   の吸入側までの低圧領域との間の圧力差を解消するよう
   にしたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記流量制御部(60)は、弁本体(170）
   と、当該弁本体(170）内に設けられた冷媒が流通する流
   路(171）を遮断するように形成された仕切壁(173）と、
   当該仕切壁(173）と接離し前記流路(171）を開閉するダ
   イヤフラム弁(172）と、このダイヤフラム弁(172）の上
   下に作用する冷媒の圧力を制御する制御部(180）と、前
   記仕切壁(173）を貫通するように設けられた絞り管(17
   6）とを有し、前記制御部(180）による圧力制御により
   当該ダイヤフラム弁(172）を膜動させ前記仕切壁(173）
   と離間させることにより前記流路(171）を開放し、前記
   圧力差を解消するようにしたことを特徴とする請求項１
   に記載の車両用空調装置。