(57)【要約】【課題】  車両事故時等において、圧縮機、凝縮器又は蒸発器の機器が破損しても、この破損機器からの可燃性冷媒の漏出を簡単な構成にして防止可能とした車両用空調機の弁装置を提供する。【解決手段】  車両用空調機の機器として圧縮機に適用された弁装置は、吐出ポート２２内に配置された流出逆止弁４０と、吸入ポート２０内に配置され、流出逆止弁４０の閉作動に機械的に連動して吸入ポート２０内の前進位置まで移動される遮断弁４８とを備えており、前進位置にある遮断弁４８は吸入ポート２０内にて、その前後に発生する差圧が大きい場合、前進位置から閉位置に向けて更に移動し、吸入ポート２０を閉じる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒の循環経路に圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸発器を順次配置した車両用空調機において、
前記圧縮機、凝縮器及び蒸発器の何れの機器に設けられ、互いに隣接して配置された可燃性冷媒の流入ポート及び流出ポートと、
前記流出ポート内に設けられ、可燃性冷媒が前記流出ポートを通じて流出されるとき、開弁状態に維持される流出逆止弁と、
前記流入ポート内に設けられ、前記流出逆止弁が開弁状態にあるときには全開状態に維持され、前記流出逆止弁が閉弁されるときには前記流出逆止弁の閉作動に機械的に連動して前記流入ポート内の所定の前進位置まで移動される遮断弁と
を備え、
前記前進位置にある前記遮断弁は、前記流入ポート内にて前記遮断弁の前後に発生する差圧により、前記前進位置から前記流入ポートを閉じる閉位置への移動が許容されていることを特徴とする車両用空調機の弁装置。
【請求項２】
前記遮断弁は、フラップ弁であることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調機の弁装置。
【請求項３】
前記遮断弁は、ポペット弁であることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調機の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性冷媒を使用した車両用空調機の弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境対策の観点から、可燃性冷媒を使用した車両用空調機の開発が進められているが、この種の空調機には車両事故等による破損を考慮する必要がある。即ち、空調機の破損はエンジンルーム内に可燃性冷媒を漏出させ、この漏出した可燃性冷媒がエンジンルーム内にて燃焼したり、また、最悪の場合には爆発を招く虞がある。
それ故、可燃性冷媒を使用するにあたっては、可燃性冷媒の循環経路中に電磁弁を配置し、車両の事故時、その電磁弁を閉じることで可燃性冷媒を漏出を低減するようにした車両用空調機が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平9-76741号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の電磁弁は、循環経路の流路断面積を絞り、圧力損失の増大を招くことから、車両用空調機の空調能力を悪化させるばかりでなく、その開閉作動のためには電気回路を別に必要とする。このため、空調機はその構成が複雑化し、しかも、そのコスト高となってしまう。
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成にして、車両事故時等における可燃性冷媒の漏出を低減することができる車両用空調機の弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明の車両用空調機の弁装置は、可燃性冷媒の循環経路に配置された圧縮機、凝縮器及び蒸発器の何れの機器に設けられ、互いに隣接して配置された可燃性冷媒の流入ポート及び流出ポートと、流出ポート内に設けられ、可燃性冷媒が流出ポートを通じて流出されるとき、開弁状態に維持される流出逆止弁と、流入ポート内に設けられ、流出逆止弁が開弁状態にあるときには全開状態に維持され、流出逆止弁が閉弁されるときには流出逆止弁の閉弁作動に機械的に連動して、流入ポート内の所定の前進位置まで移動する遮断弁とを備えており、前進位置にある遮断弁は、流入ポート内にて遮断弁の前後に発生する差圧により前進位置から流入ポートを閉じる閉位置への移動が許容れている（請求項１）。
【０００５】
具体的には、遮断弁は、フラップ弁であるか（請求項２）、又は、ポペット弁である（請求項３）。
本発明の弁装置によれば、車両事故等により機器の一部が破損されると、この破損個所から可燃性冷媒が漏出する。このような漏出は流出ポートからの可燃性冷媒の流出圧を低下させ、それ故、流出逆止弁が閉弁する一方、この閉弁作動に機械的に連動して、遮断弁は流入ポート内の前進位置まで移動される。
【０００６】
この後、機器の破損個所からの可燃性冷媒の漏出に起因し、流入ポートから機器内に向かう可燃性冷媒の流れが速くなり、この可燃性冷媒の流速が前進位置にある遮断弁の前後に大きな差圧を発生させると、この差圧を受けて、遮断弁は前進位置から流入ポートを閉じる閉位置に移動する。従って、機器の流入及び流出ポートが共に閉じられる結果、破損した機器が可燃性冷媒の循環経路から分離され、可燃性冷媒は破損機器以外の循環経路内に閉じ込められる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車両用空調機の弁装置は、車両事故時において、その破損を伴い機器が作動停止しても、破損機器の流出ポート及び流入ポートが流出逆止弁及び遮断弁により共に閉じられる結果、循環経路から破損機器が分離される。この結果、可燃性冷媒が破損機器から漏出し続けるようなことはなく、破損機器以外の循環経路内にて可燃性冷媒を閉じ込め、可燃性冷媒の漏出を最少限度に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、車両用空調機を概略的に示す。
車両用空調機は、可燃性冷媒（例えばプロパンやＲ１５２ａ）の循環経路２を備え、この循環経路２には、圧縮機４、凝縮器６、膨脹弁８及び蒸発器１０が順次配置されている。圧縮機４、凝縮器６及び膨脹弁８は車両のエンジンルール内に配置され、圧縮機４は車両のエンジン１２により駆動される。これに対し、蒸発器１０は車両のインパネボックス内に収容されている。
【０００９】
図２は圧縮機４の一部、具体的には、そのシリンダヘッド１４を示している。このシリンダヘッド１４はその内部に吸入室１６及び吐出室１８を有し、吸入室１６は吐出室１８の外側を囲む環状をなしている。
シリンダヘッド１４には吸入室１６に連通する流入ポート、即ち、吸入ポート２０が形成されているとともに、吐出室１８に連通する流出ポート、即ち、吐出ポート２２が形成されている。これら吸入ポート２０及び吐出ポート２２は互いに隣接し且つ平行に延びている。なお、吸入ポート２０は循環経路２を介して蒸発器８に接続され、吐出ポート２２は循環経路２を介して凝縮器６に接続されている。
【００１０】
従って、圧縮機４は、蒸発器８から流出した可燃性冷媒を循環経路２及び吸入ポート２０を通じて吸入室１６に受け取ることができる。そして、吸入室１６内の可燃性冷媒は、シリンダブロック内のピスントの往復運動に伴い、各圧縮室にて可燃性冷媒の吸入、圧縮及び吐出行程が順次実行され、可燃性冷媒は各圧縮室から吐出室１８に吐出される。この後、吐出室１８内の可燃性冷媒は吐出ポート２２及び循環経路２を通じて凝縮器６に供給される。
【００１１】
図３に詳図されているように、シリンダヘッド１４内には横断孔２４が形成されており、この横断孔２４は吸入ポート２０及び吐出ポート２２をそれぞれ分断すべく、これら吸入及び吐出ポート２０，２２間に亘って延びている。横断孔２４内には隔壁２６が配置され、この隔壁２６は横断孔２４内を吸入ポート２０側の低圧室２８と、吐出ポート２２側の高圧室３０とに区画する。より詳しくは、図３から明らかなように高圧室３０は、吐出ポート２２の一部に屈曲部を付与し、そして、高圧室３０は更に仕切板３２により、吐出室１８側の入口室３４と、凝縮器６側の出口室３６とに仕切られている。
【００１２】
仕切板３２には入口室３４と出口室３６とを連通させる弁孔３８が形成されており、この弁孔３８は吐出ポート２２の流路断面積と略同一の開口面積を有する。そして、出口室３６内には流出逆止弁４０が配置されており、この流出逆止弁４０は弁孔３８側とは逆向きに開口したカップ形状をなし、その開口端部が出口室３６内の弁ガイド４２内に摺動自在に嵌合されている。流出逆止弁４０内には弁ばね４４が収容され、この弁ばね４４は流出逆止弁４０の底と出口室３６の端壁との間に配置され、この弁ばね４４は弁孔３８を閉じる方向に、流出逆止弁４０を押圧付勢している。
【００１３】
なお、図３に示す状態にあるてとき、流出逆止弁４０は吐出室１８から吐出ポート２２を通じて入口室３４に流入する可燃性冷媒の吐出圧を受けることで、弁ばね４４に付勢力に抗して弁孔３８から離間し、弁孔３８を開いている。
流出逆止弁４０には押圧ロッド４６が取付けられ、この押圧ロッド４６は流出逆止弁４０から弁孔３８、入口室３４及び隔壁２６をそれぞれ貫通し、低圧室２８内に延びている。
【００１４】
一方、低圧室２８内には遮断弁４６が配置されている。この遮断弁４８は例えばフラップ弁からなり、図３に示す状態にあるとき、つまり、流出逆止弁４０が開弁状態にあるとき、遮断弁４８は押圧ロッド４６の先端と当接し、隔壁２６側の吸入ポート２０の内壁の一部を構成すべく位置付けられている。
遮断弁４８の基端は回動自在に支持されており、遮断弁４８は図３でみて反時計方向に回動されたとき、低圧室２８に向けて開いた吸入ポート２０の弁口５０を閉じることができる。
【００１５】
より詳しくは、図４に示されるように遮断弁４８の基端と低圧室２８の内壁とは、アングル形状をなしたワイヤスプリング５２により相互に連結されており、このワイヤスプリング５２は遮断弁４８を図３に示す垂直姿勢に保持する。遮断弁４８が図３でみて反時計方向に回動されるとき、ワイヤスプリング５２は、遮断弁４８が所定の許容回動角に達するまでは遮断弁４８に回動復帰力を発生するものの、遮断弁４８が許容回動角を越えて更に回動されると塑性変形を引き起こし、そのばね力が消滅するようなばね特性を有する。
【００１６】
上述した流出逆止弁４０及び遮断弁４８を含む弁装置によれば、圧縮機４が通常の作動状態にあるとき、流出逆止弁４０は可燃性媒体の吐出圧を受けて開弁され、そして、遮断弁４８は吸入ポート２０の弁口５０を全開した垂直姿勢にある。このとき、前述したように流出逆止弁４０の押圧ロッド４６はその先端が遮断弁４８に当接した状態にある。
圧縮機４の作動が停止されると、流出逆止弁４０は閉弁され、これに伴い、押圧ロッド４６は遮断弁４８を吸入ポート２０内に向けて押し出す。それ故、遮断弁４８はそのワイヤスプリング５２の付勢力に抗して、図５に示すように前述した許容回動角まで回動し、吸入ポート２０に対する前進位置に位置付けられる。
【００１７】
前進位置にある遮断弁４８は、その一部が吸入ポート２０内に進入し、吸入ポート２０内での可燃性冷媒の流れを受けるが、圧縮機４の通常の作動停止時における可燃性冷媒の流れは緩やかであり、遮断弁４８はその前進位置に保持される。
この後、圧縮機４の作動が再開され、流出逆止弁４０が開弁されると、遮断弁４８はそのワイヤスプリング５２の復帰力を受け、前進位置から図３に示す垂直姿勢に復帰する。
【００１８】
しかしながら、車両事故等により圧縮機４の作動がその一部に破損を伴って停止されると、前述したように流入逆止弁４０が閉弁し、また、この閉弁に機械的に連動して遮断弁４８は前進位置に位置付けられる。
ここで、圧縮機４の破損が可燃性冷媒の漏出を伴う場合には、循環経路２から吸入ポート２０を通じて圧縮機４内に可燃性冷媒が流入し、その流速は破損圧縮機４からの可燃性冷媒の漏出量に応じて速くなる。それ故、このような吸入ポート２０内での可燃性冷媒の流速は、通常の圧縮機４の作動停止時に比べて、遮断弁４８の前後に大きな差圧を発生させる。この結果、この差圧により遮断弁４８はワイヤスプリング５２の塑性変形を伴い、前進位置から吸入ポート２０の弁口５０に向けて更に回動され、図６に示すように弁口５０を閉じる。
【００１９】
従って、車両の事故等において、圧縮機４が作動停止し、そして、圧縮機４から可燃性媒体が漏出するような破損を圧縮機４が受けたとしても、流出逆止弁４０及び遮断弁４８は吐出ポート２２及び吸入ポート２０を共に閉じるので、圧縮機４の破損個所、つまり、破損圧縮機４は循環経路２から分離される。従って、破損圧縮機４から可燃性媒体の漏出が継続されることはなく、可燃性媒体を破損圧縮機４外の循環経路２内に閉じ込めることができ、可燃性冷媒の漏出を確実に防止且つ抑制することができる。
【００２０】
遮断弁４８は流出逆止弁４０の閉弁作動に機械的に連動して前進位置に位置付けられるから、弁装置は機構的に簡単になり、また、遮断弁４８の作動制御にコスト高となる電気回路を必要としない。
本発明は、上述の一実施例に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
一実施例の場合、遮断弁４８のワイヤスプリング５２は遮断弁４８が前進位置から更に回動されるとき塑性変形し、そのばね性を消滅するものであるが、これに代えて、遮断弁４８が弾性変形可能な合成樹脂から形成されている場合、図７に示すように遮断弁４８とワイヤスプリング５４とをスナップ係合させ、遮断弁４８が前進位置にて前述の差圧を受けたとき、そのスナップ係合が解除され、前進位置からの遮断弁４８の更なる回動を許容するようにしてもよい。この場合、ワイヤスプリング５４は通常のばね特性を有し、塑性変形を受ける必要はないので、圧縮機４の通常の作動開始時、作動遮断弁４８を前進位置から開位置に確実に復帰させることができる。
【００２１】
図８に示す弁装置はフラップ型の遮断弁４８に代えて、ポペット型の遮断弁５６を採用している。より詳しくは、図８から明らかなように低圧室２８もまた前述した高圧室３０と同様に、その吸入ポート２０に屈曲部を付与しており、低圧室２８には弁レスト５８が配置されている。この弁レスト５８は隔壁２６に固定され、その内部に押圧ロッド４６の挿通を許容する貫通孔６０が形成されている。流出逆止弁４０が開弁状態にあるとき、押圧ロッド４６は貫通孔６０から突出していない。
【００２２】
更に、低圧室２８には隔壁２６とは反対側の内端に弁ベース６２が固定して配置され、この弁ベース６２内に弁通路６４が形成されている。具体的には、弁ベース６２は吸入ポート２０を吸入室１６側の部位と蒸発器１０側の部位とに分断し、これら部位が弁通路６４を介して相互に連通している。ここで、弁通路６４もまたその流路方向に沿い、吸入ポート２０の流路断面積と略同一の流路断面積を有し、弁レスト５８に向けて開口した弁口６６を有する。
【００２３】
弁ベース６２と弁レスト５８との間には、前述したポペット型の遮断弁５６が配置され、この遮断弁５６は弁ロッド６８を有している。この弁ロッド６８は弁ベース６２に向けて延び、その先端部が弁ベース６２内のガイド孔７０に摺動自在に案内されている。更に、ガイド孔７０内にはコイル状の弁ばね７２が収容されており、この弁ばね７２は、流出逆止弁４０が開状態にあるとき弁ロッド６８を介して、遮断弁５６を弁レスト５８に密着させ、弁通路６４の弁口６６を全開状態に維持する。
【００２４】
図８から明らかなように遮断弁５６が弁レスト５８に密着状態にあるとき、遮断弁５６と弁レトス５８との間に吸入ポート２０内の可燃性冷媒が流入することはなく、可燃性冷媒の流れが遮断弁５６を閉弁方向、つまり、弁口６６を閉じる方向に働くことはない。
また、遮断弁５６の外周縁は弁レスト５８側に向けて拡径するようなテーパ状をなしているので、遮断弁５６は可燃性冷媒の流れにより弁レスト５８に押圧される力を受けることができる。
【００２５】
更に、弁ばね７２はその付勢力のみならず、その座屈に対する強度も小さく、前述したワイヤスプリング５２と同様なばね特性を発揮する。
即ち、圧縮機４が作動状態にあるとき、流出逆止弁４０及び遮断弁５６からなる弁装置はそれぞれ図８に示す状態にあるが、圧縮機４の作動停止に伴い、流出逆止弁４０が図９に示されるように閉弁されると、この閉弁に伴い、押圧ロッド４６は弁レスト５８から吸入ポート２０内、つまり、低圧室２８内の前進位置まで、遮断弁５６を弁ばね７２の付勢力に抗して機械的に移動させる。
【００２６】
この後、圧縮機４の作動が再開され、流出逆止弁４０が開弁されると、遮断弁５６は弁ばね７２の付勢力を受け、弁レスト５８に密着される。
しかしながら、車両事故等により圧縮機４がその破損を伴って作動停止した状況下にあっては、前述したように流入ポート２０内での可燃性冷媒の流速により遮断弁５６の前後に大きな差圧が発生し、この場合にも、遮断弁５６は弁ばね７２の座屈を伴い、前進位置から弁ベース６２の弁口６６に向けて移動し、図１０に示すように弁口６６を閉じる。
【００２７】
それ故、圧縮機４の吸入ポート２０及び吐出ポート２２が共に閉じられ、破損圧縮機４は循環経路２から分離される。この結果、破損圧縮機４から可燃性冷媒の漏出が継続されるようなことはなく、可燃性冷媒は破損圧縮機４外の循環経路２内に閉じ込められ、可燃性冷媒の漏出量を最小限度に抑えることができる。
遮断弁５６が弾性変形可能な合成樹脂で形成されている場合には、図１１に示されるように弁ベース６２における弁口６６の開口縁の一部又はその全周に突起７４を形成し、その閉弁時、遮断弁５６が突起７４を乗り越えるようにしてもよい。この場合、弁ばね７２は座屈される必要がないので、通常の作動開始時にあっては遮断弁５６を前進位置から開位置に確実に復帰させることができる。
【００２８】
更に、流出逆止弁４０にも図示の形態に限らず、種々の逆止弁を使用可能であることは勿論のこと、本発明の弁装置が圧縮機４のみならず、可燃性冷媒の流入ポート及び流出ポートを隣接させた凝縮器６や蒸発器１０にも同様に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】車両用空調機を概略的に示した構成図である。
【図２】図１の空調機に組み込まれた圧縮機のシリンダヘッドを一部破断して示した図である。
【図３】図２のシリンダヘッドの破断部を拡大して示した図である。
【図４】図３の遮断弁の基部を拡大して示した図である。
【図５】図３に示す状態から流出逆止弁が閉弁した状態を示す図である。
【図６】図５に示す状態から遮断弁が閉弁した状態を示す図である。
【図７】図３の遮断弁の変形例を示した図である。
【図８】他の形態の遮断弁を備えた弁装置の断面図である。
【図９】図８に示す状態から流出逆止弁が閉弁した状態を示す図である。
【図１０】図９に示す状態から遮断弁が閉弁した状態を示す図である。
【図１１】図８の遮断弁の変形例を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
２            循環経路
４            圧縮機
２０          吸入ポート（流入ポート）
２２          吐出ポート（流出ポート）
４０          流出逆止弁
４８，５６    遮断弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006052919.tif 000011
【図１０】
2006052919.tif 000012
【図１１】
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