JPS6310007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輛空調用の圧縮機に関するものであ
つて、加速時において圧縮機に対する冷媒の供給
を規制し、小容量運転に切り替えることによりエ
ンジンに対する圧縮機の動力負荷を軽減し、その
加速性をアツプさせることを目的とするものであ
る。

一般に車輛空調用の圧縮機はエンジンとクラツ
チ等を介して連結される。そしてエンジンはその
出力幅に充分な余裕がないことにより圧縮機の運
転時に加速を得ようとする場合においてエンジン
に対して一時的に高負荷が掛ることによりその加
速性が阻害されるという不具合を生ずる。

従来上記の様な不具合を解消する方法として
は、加速時にエンジンに高負荷が掛つた場合にお
いてエンジンと圧縮機との間に設けられる電磁ク
ラツチを一時的にオフ操作させて圧縮機の駆動を
自動的に停止させることによりエンジンに対する
圧縮機の動力負荷を軽減する方法、−例えばアク
セルペダルと相対応させてエンジンの高負荷検出
スイツチを設け、アクセルペダルの踏み込み量が
設定位置を越えた場合において上記検出スイツチ
がオンとなりエンジンと圧縮機間に介在する電磁
クラツチを離断させる方法（特開昭56−39915
号）、あるいはエンジンマニホールド内に負圧検
出スイツチを設け、同マニホールド内の負圧が設
定値を越えた状態において上記検出スイツチがオ
ンとなり電磁クラツチを離断させる方法（特開昭
56−86820号）―等が提案されている。

しかして上記の様に電磁クラツチを離断させる
方法にあつては、電磁クラツチの断続が頻繁に繰
返されることにより走行フイーリングが損われる
とともに電磁クラツチ及び圧縮機の耐用性が縮め
られる点に問題点を有する。そして上記の様な問
題点を解消する方法としては、加速時にエンジン
に高負荷を生じた場合において、圧縮機に対する
冷媒の流入量を規制し、小容量運転に切り替える
ことによつて圧縮機の動力負荷を軽減する方法、
更に具体的には圧縮機に連結する吸入管路中にア
クセルペダルと連動させて制御弁を開度調整自在
に設け、エンジンに高負荷を生じた場合におい
て、上記制御弁を介して吸入管路の開度を絞るこ
とにより圧縮機に対する冷媒の流入量を規制し、
小容量運転に切り替える方法（特開昭57−121921
号）が提案されているのであるが、同提案にあつ
ては機構が複雑となりコスト高となる点に問題点
を有する。

本発明は上記の様な従来の実情に鑑みてその改
善を試みたものであつて、吸入管路及び圧縮機内
の吸入通路中に冷媒の流量をコントロールすべく
開度制御弁を設け、加速時に吸入系及び吐出系の
各部において一時的に生ずる圧力変化、更に具体
的には制御弁の両端部に対峙させて設けられる両
圧力室を吸入系若しくは吐出系の各部に対して選
択的に連通させて設け、加速時に吸入系及び吐出
系の各部に生ずる圧力変化と対応させて両圧力室
の圧力を時間的に遅れを生じて変化させ、この時
間的に遅れを生じている間において両圧力室間に
生ずる圧力差を利用して上記制御弁の開度を調整
し、同制御弁の開度調整を介して圧縮機に対する
冷媒ガスの供給量をコントロールする様にするこ
とによつて、（即ち圧縮機を小容量運転に切り替
えることによつて）圧縮機の動力負荷を軽減する
様にしたことをその特徴とするものである。そし
て本発明の要旨は圧縮機、凝縮器、膨張弁、冷却
ユニツト等を直列に連結すると共に、上記圧縮機
をクラツチを介してエンジンに連結して成る車輛
空調用冷凍サイクルにおいて、上記冷却ユニツト
と圧縮機を繋ぐ吸入管路若しくは圧縮機内の吸入
通路中に同吸入管路若しくは吸入通路の開度調整
スプールを全開から一部を遮断するに至る間に亘
つて進退自在で且つ常時は全開方向に付勢する状
態にある様に設け、スプールの両端部には一対の
圧力室を対峙させて設け、スプールの付勢方向と
対向する圧力室と、吐出管路若しくは圧縮機内の
圧縮行程間、あるいはもう一方の圧力室と、スプ
ールよりも圧縮機寄りに位置する吸入管路若しく
は圧縮機内の吸入行程間のいずれか一方を、導圧
孔によつて選択的に連通させるとともに両圧力室
間を上記導圧孔よりも小径の開口断面積の絞り孔
を介して相互に連通させる様に構成したことにあ
る。

以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面に
ついて説明する。

第１図乃至第３図に表わす第１の実施例におい
て、第１図は冷凍サイクルの概略を表わす図面で
あつて、同概略図において１はエンジン、２は圧
縮機を示す。エンジン１と圧縮機２はベルト伝導
機構１７及び電磁クラツチ１０を介してエンジン
１の回転駆動を圧縮機２に対して伝達することが
可能な如く設けられる。圧縮機２からは吐出管路
３が延設され、同吐出管路３に沿つて凝縮器４、
冷媒液タンク５、膨脹弁６、冷却ユニツト７が直
列させて設けられる。冷却ユニツト７は蒸発器７
ａと送風機７ｂより成り、同冷却ユニツト７から
は吸入管路８が延設される。同吸入管路８は圧縮
室２の吸入室（図示省略）と連通する如く設けら
れ、同吸入管路８には可及的に圧縮機２寄りに位
置して同吸入管路８の開度制御弁機構９が設けら
れる。

同制御弁機構９には吸入管路８に対して直交す
る方向に向けてスプール１１が進退自在に設けら
れる。即ち同スプール１１は吸入管路８を全開す
る状態よりその一部を遮断するに至る間に亘つて
進退させることが可能な如く設けられ、同スプー
ル１１の両端部には左右一対の圧力室１２Ａ，１
２Ｂが相対峙させて設けられる。両圧力室１２
Ａ，１２Ｂの内、その一方の圧力室１２Ｂからは
導圧孔１３が延設され、その先端部は制御弁機構
９よりも圧縮機２寄りに位置して吸入管路８と連
通する如く設けられる。

そして圧力室１２Ｂ内にはばね１４が介装さ
れ、上記スプール１１は同ばね１４によつて常時
はもう一方の圧力室１２Ａ方向に向けて付勢され
て吸入管路８を全開する状態にある様に設けられ
る。そして又、スプール１１にはその長手方向に
沿つて絞り孔１５が貫設される。同絞り孔１５は
上記導圧孔１３よりも小径の開口断面積を存して
設けられ、両圧力室１２Ａ，１２Ｂ間を相互に連
通する如く設けられる。尚上記実施例において導
圧孔１３は吸入管路８と連通する様に設けられて
いるが、同導圧孔１３は圧縮機２の吸入室（図示
省略）あるいは圧縮室の吸入口近傍位置（以下こ
れらを総称して「圧縮機２の吸入行程」という）
と連通する様に設けることも可能である。

第４図乃至第６図は第２の実施例を表わす図面
であつて、制御弁機構９において吸入管路８に対
して直交する方向に向けてスプール１１が進退自
在に設けられる。即ち同スプール１１は吸入管路
８を全開する状態よりその一部を遮断するに至る
間に亘つて進退させることが可能な如く設けら
れ、同スプール１１の両端部には左右一対の圧力
室１２Ａ，１２Ｂが対峙させて設けられる。両圧
力室１２Ａ，１２Ｂの内、その一方の圧力室１２
Ｂにはばね１４が介装され、上記スプール１１は
常時は同ばね１４によつてもう一方の圧力室１２
Ａ方向に向けて付勢されて吸入管路８を全開する
状態にある様に設けられる。ばね１４はスプール
１１を摺動抵抗に打勝つて移動させるだけの弱い
ものでよい。そしてもう一方の圧力室１２Ａ（ば
ね１４の付勢方向と対向する圧力室）からは導圧
孔１６が延設されて、その先端部は制御弁機構９
よりも圧縮機２寄りに位置して吐出管路３と連通
する如く設けられる。そしてスプール１１には上
記第１の実施例と同様両圧力室１２Ａ，１２Ｂ間
を連通する如く連通孔１５を穿設させるに同絞り
孔１５は上記導圧孔１６よりも小径の開口断面積
を存して設けられる。尚上記実施例において導圧
孔１６は吐出管路２内の吐出室（図示省略）及び
圧縮室の吐出口近傍位置（以下これらを総称して
「圧縮機２の圧縮行程」という）と連通する様に
設けることも可能である。なお、第１、第２の実
施例ともに、連通孔１５をスプール１１内に設け
なくて、開度制御弁機構９の壁面に、吸入通路と
連通しないように設けることも可能である。また
第７図および第８図に示すような実施例でも本発
明の実施は可能である。

すなわち、第７図に示した実施例においては、
吸入管路８を部分閉塞可能な弁体１１′をダイヤ
フラム装置２０で作動するような構成のものが示
されており、ダイヤフラム２１の図示左室は密閉
状とされ、図示右室は導圧孔２２を介して吸入管
路８と連通されている。そしてダイヤフラム２１
の適宜箇所には、導圧孔２２よりも小径の絞り孔
２３が設けられている。該実施例のものは上記第
１実施例と同様な作用をする。また第８図に示し
た実施例においては、ダイヤフラム装置２０′の
ダイヤフラム２１′に対して図示右室は密閉状と
され、図示左室は導圧孔２２′を介して吐出管路
３と連通されており、同じくダイヤフラム２１′
の適宜箇所には、左室と右室を連通する前記導圧
孔２２′よりも小径の絞り孔２３′が設けられてい
る。そして該実施例のものは上記第２実施例と同
様な作用をする。

次にその作用について説明する。第１図乃至第
３図に示す第１の実施例において、エンジン１が
回転駆動する状態において、電磁クラツチ１０を
接続操作させることによりエンジン１の駆動力が
圧縮機２に伝達されて冷媒を圧縮する作用が得ら
れる。圧縮機２において高温高圧に圧縮された冷
媒はガス状態にて吐出管路３を経て凝縮器４に送
られ、同凝縮器４において室外空気によつて冷却
される。冷却されて高圧常温の液状体となつた冷
媒は冷媒液タンク５を経て膨脹弁６に送られる。
膨脹弁６に送られた冷媒は同膨脹弁６において急
激に膨脹するとともにこの膨脹作用を介して低圧
低温となつた冷媒は液状体にて冷却ユニツト７内
に送られる。冷却ユニツト７内に送られた冷媒は
蒸発器７ａにおいて別途送風機７ｂによつて蒸発
器７ａに向けて送られる車室内の空気より熱を奪
い気化作用が得られる一方、冷却された空気は再
び車室内に放出される。

そしてこの様にして気化された冷媒は低圧のガ
ス状態にて吸入管路８内を送られて再び圧縮機２
内に吸入されて圧縮される。そしてこの様にして
冷媒が冷凍サイクルに沿つて循環を繰り返すこと
により車室内の空気を冷却する作用が得られる。

そしてエンジン１がその出力の許容範囲内にお
いて一定の回転数にて回転駆動する状態にあつて
は、制御弁機構９において両圧力室１２Ａ，１２
Ｂは同圧状態にありスプール１１はばね１４によ
り圧力室１２Ａ方向に向けて付勢されて、第２図
に示す様に吸入管路８を全開する状態にある。し
かしてこの様にエンジン１が一定の回転数にて回
転駆動する状態において、車輛を加速させるべく
アクセルペダルの踏圧操作を介してエンジン１の
回転を上昇させた場合において、圧縮機２はエン
ジン１と連動連結状態にあることにより、エンジ
ン１の回転の上昇に比例してその駆動を速めて圧
縮容量を急激にアツプさせる作用が得られる。即
ちスライドベーン及びスクロールタイプの回転型
圧縮機にあつてはベーン及びスクロールの回転数
が上昇し、又斜板及びクランクタイプの往復動型
圧縮機にあつてはピストンの往復回数が上昇し、
圧縮室に対する冷媒の吸入量が急激に増大する。
そしてこの様に圧縮室に対する冷媒の吸入量が急
激に増大することにより、吸入管路８及び圧縮機
２の吸入行程中の圧力が急激に低下して負圧状態
となる。しかして吸入管路８は導圧孔１３を介し
て圧力室１２Ｂと連通状態にあることにより圧力
室１２Ｂも又同時的に負圧状態となる。そして圧
力室１２Ｂが負圧状態となることにより両圧力室
１２Ａ，１２Ｂ間に圧力差が生ずる。尚スプール
１１には絞り孔１５が開口され、両圧力室１２
Ａ，１２Ｂはスプール１１によつて相互に連通可
能に設けられていることにより、圧力室１２Ａ内
の圧力も低下し負圧状態が得られることとなるの
であるが、絞り孔１５は導圧孔１３よりも小径寸
法を存して形成されていることにより、同圧力室
１２Ａ内が圧力室１２Ｂ内と同一の圧力状態に迄
低下するには多少の時間を必要とする。即ち圧力
室１２Ａの負圧状態は絞り孔１５の絞り作用によ
り時間的に遅れを生じて得られる。従つて時間的
に遅れを生じている間は両圧力室１２Ａ，１２Ｂ
間に圧力差を生ずる状態が得られるのである。

そしてその圧力差がばね１４の設定圧を上回つ
た状態においてスプール１１は上記圧力室１２Ｂ
側の負圧作用を介して圧力室１２Ｂ方向に向けて
引張られて第３図に示す様に吸入管路８に対する
絞り作用が得られる。そしてその様にスプール１
１によつて吸入管路８に対する絞り作用が得られ
ることにより、圧縮機２に対する冷媒の供給量を
規制する作用が得られる。即ち圧縮機２において
小容量運転状態が得られ、その分だけ圧縮機２の
動力負荷を軽減する作用が得られる。そしてこの
様に圧縮機２の動力負荷が軽減されることによ
り、エンジン１においてその出力に余裕を存して
加速する作用が得られる。

一方圧力室１２Ａ内の圧力は上記の様に時間的
に遅れを生じて徐々に低下することとなるのであ
るが、同圧力室１２Ａ内の圧力が圧力室１２Ｂと
同圧の状態に向けて低下していく状態の途中にお
いて、同圧力室１２Ａ内の圧力に対してばね１４
が打ち勝つてスプール１１を圧力室１２Ａ方向に
向けて付勢し、再び吸入管路８を全開する状態、
即ち100％運転状態が得られる。

第４図乃至第６図に示す第２の実施例におい
て、エンジン１が一定の回転数にて回転駆動する
状態において車輛を加速させるべくエンジン１の
回転を上昇させた場合において圧縮機２はエンジ
ン１の回転に比例してその駆動を速めてその圧縮
容量を急激に増大させる作用が得られる。そして
この様に圧縮容量が急激に増大し、圧縮機２から
吐出される高圧力の冷媒が急激に増えることによ
り、吐出管路３内の圧力が急激に高められるとと
もに吐出管路３は導圧孔１６を介して圧力室１２
Ａと連通する様に設けられていることにより、同
圧力室１２Ａ内の圧力も急激に高められる。そし
てこの様に圧力室１２Ａ内の圧力が上昇すること
により、両圧力室１２Ａ，１２Ｂ間に圧力差を生
じ、その圧力差がばね１４の設定圧を上回つた状
態においてスプール１１はばね１４の付勢圧に打
ち勝つて圧力室１２Ｂ方向に向けて移動し、第６
図に示す様に吸入管路８の一部を遮断する状態が
得られる。即ち吸入管路８の絞り作用が得られ
る。そしてこの様に吸入管路８がスプール１１に
よつて絞られることにより、圧縮機２に対する冷
媒の供給量が規制されて小容量運転状態が得ら
れ、圧縮機２の動力負荷を軽減する作用が得られ
る。

又両圧力室１２Ａ，１２Ｂはスプール１１に開
口する絞り孔１５によつて相互に連通する如く設
けられていることにより圧力室１２Ｂ内の圧力は
圧力室１２Ａに対して時間的に遅れを生じて高め
られることとなるのであるが、圧力室１２Ｂ内の
圧力が圧力室１２Ａ内の圧力と同圧状態に迄高め
られた状態においてばね１４によりスプール１１
が圧力室１２Ａ方向に向けて付勢されて再び吸入
管路８を全開する状態が得られる。即ち100％運
転状態が得られる。

尚上記両実施例において時間的な遅れを介して
両圧力室１２Ａ，１２Ｂ間に圧力差が生じ、同圧
力差によつて吸入管路８に対して絞り作用が得ら
れている時間は実際には数秒間にすぎないが、こ
の数秒間はエンジン１の加速を完了させるのに充
分な時間である。そしてその時間的な遅れは絞り
孔１５の長さ及び直径寸法を任意に選択すること
により、又圧力室の容積（第１実施例においては
圧力室１２Ａ、第２実施例においては圧力室１２
Ｂを適宜に変えることにより任意に設定すること
が可能である。なお、第７図および第８図に示し
た実施例は既述のごとくそれぞれ前記第１実施例
および第２実施例と同様の作用を発揮するもので
あるため、その詳細な説明は省略する。

本発明は以上の様に構成されるものであつて、
上記の様に吸入管路若しくは圧縮機内の吸入通路
中に同吸入管路及び吸入通路の開度制御弁機構を
設け、加速時においてエンジンの回転数の上昇と
連動して圧縮機の圧縮容量が急激に増大するのに
ともない吸入系あるいは吐出系の各部において生
ずる急激な圧力変化を介して上記制御弁機構にお
けるスプールの開度をコントロールすることによ
つて圧縮機に対する冷媒の供給量を規制し、小容
量運転に切り替える様にしたことにより、電磁ク
ラツチを頻繁に断続させることなく加速時におけ
る圧縮機の動力負荷を軽減させることが出来るに
至り、これにより加速時における走行フイーリン
グの悪化を防止することが出来るとともに電磁ク
ラツチ及び圧縮機の耐用性を高めることが出来る
に至つた。

特に本発明にあつては上記の様に加速時におい
て吸入系及び吐出系の各部に生ずる急激な圧力変
化を利用して制御弁機構におけるスプールの開度
をコントロールする様にしたことにより、その機
構を簡単化させることが出来るに至り、これによ
り故障の発生率を低下させ、且つコストを低減さ
せることが出来るに至つた。

そして又本発明にあつては上記の様に構成した
ことにより加速の程度に応じて圧縮機の動力負荷
を軽減させることが出来、これにより加速時にお
ける走行フイーリング及び空調機能に対する影響
を最小の範囲に抑えることが出来るとともに取り
付けの自由性及び汎用性を高めることが出来るに
至つた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は第１の実施例を表わす図面
であつて、第１図は冷凍サイクルの概略図、第２
図は制御弁機構の断面図、第３図は同作用状態を
表わす断面図である。又第４図乃至第６図は第２
の実施例を表わす図面であつて、第４図は冷凍サ
イクルの概略図、第５図は制御弁機構の断面図、
第６図は同作用状態を表わす断面図であり、第７
図および第８図はさらに別の実施例の要部を示す
それぞれ断面図である。 １…エンジン、２…圧縮機、３…吐出管路、４
…凝縮器、５…冷媒液タンク、６…膨脹弁、７…
冷却ユニツト、７ａ…蒸発器、７ｂ…送風機、９
…開度制御弁機構、１０…電磁クラツチ、１１…
スプール、１２Ａ，１２Ｂ…圧力室、１３…導圧
孔、１４…ばね、１５…絞り孔、１６…導圧孔、
１７…ベルト伝導機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、凝縮器、膨張弁、冷却ユニツト等を
   直列に連結すると共に、上記圧縮機をクラツチを
   介してエンジンに連結して成る車輛空調用冷凍サ
   イクルにおいて、上記冷却ユニツトと圧縮機を繋
   ぐ吸入管路若しくは圧縮機内の吸入通路中に同吸
   入管路及び吸入通路の開度調整スプールを全開か
   ら一部を遮断するに至る間に亘つて進退自在で且
   つ常時は全開方向に付勢する状態にある様に設
   け、同スプールの両端部には一対の圧力室を対峙
   させて設け、スプールへの付勢力付与手段を収納
   する圧力室と、スプールよりも圧縮機寄りに位置
   する吸入管路若しくは圧縮機内の吸入行程間を、
   導圧孔によつて連通させるとともに両圧力室間は
   上記導圧孔よりも小径の開口断面積を存して連通
   させて成る車輛空調用冷凍サイクルにおける圧縮
   機の圧縮容量制御機構。