(57)【要約】【課題】二酸化炭素冷媒を用いた車両用冷凍サイクルにおいて、何らかの理由により圧縮機に取り付けられている容量制御弁の固定が外れて、容量制御弁が圧縮機から飛び出し可能な状態が生じたとしても、それが周囲に好ましくない影響を与えることを防止する。【解決手段】二酸化炭素冷媒を使用し、外部信号により容量を制御することが可能な容量制御弁を備えた圧縮機を有する車両用冷凍サイクルにおいて、容量制御弁が圧縮機への取付け位置から抜け出る方向に位置する部位で、かつ、容量制御弁が圧縮機から完全に脱落する位置よりも手前側に位置する部位に、容量制御弁の圧縮機への取付け位置から抜け出る方向への動きを止める脱落防止手段を設けたことを特徴とする車両用冷凍サイクル。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素冷媒が使用され、外部信号により容量を制御することが可能な容量制御弁を備えた圧縮機を有する車両用冷凍サイクルにおいて、前記容量制御弁が前記圧縮機への取付け位置から抜け出る方向に位置する部位で、かつ、前記容量制御弁が前記圧縮機から完全に脱落する位置よりも手前側に位置する部位に、前記容量制御弁の前記圧縮機への取付け位置から抜け出る方向への動きを止める脱落防止手段を設けたことを特徴とする車両用冷凍サイクル。
【請求項２】
前記脱落防止手段が車両のエンジンから構成されている、請求項１に記載の車両用冷凍サイクル。
【請求項３】
前記脱落防止手段が車両のエンジンに取り付けたブラケットから構成されている、請求項１に記載の車両用冷凍サイクル。
【請求項４】
前記脱落防止手段が前記圧縮機に取り付けられた保護部材から構成されている、請求項１に記載の車両用冷凍サイクル。
【請求項５】
前記保護部材にシール部材が設けられている、請求項４に記載の車両用冷凍サイクル。
【請求項６】
前記脱落防止手段と前記圧縮機との間に、前記圧縮機から抜け出てきた容量制御弁が衝突する際の衝撃を緩和可能な弾性材が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の車両用冷凍サイクル。
【請求項７】
前記容量制御弁の前記圧縮機への取付け位置に、容量制御弁を固定する固定部材が設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部信号制御方式容量制御弁が取り付けられた圧縮機を有する車両搭載の冷凍サイクルに関し、とくに二酸化炭素冷媒が使用される車両用冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
フロン系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を用いた従来の車両搭載冷凍サイクル１は、例えば図１に示すように、一般に、圧縮機２、放熱器３、膨張機構４、蒸発器５から構成されている。これに対し、二酸化炭素冷媒を用いた車両搭載冷凍サイクル１０では、図１に示したサイクルに比べ、例えば図２に示すように、高圧側と低圧側との内部熱交換器６、さらにはアキュムレータ７が付加された構成とされる（例えば、特許文献１）。これは、二酸化炭素冷媒による冷凍サイクル１０では、従来のフロンガス冷凍サイクル１に比べて、使用圧力範囲が高く、サイクル停止時で平均６〜７MPaG、運転時であれば14MPaG近くまで内部の圧力が上昇する場合があることが考慮されたものである。このような二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクル１０は、例えば図３に示すように車両に搭載される。すなわち、例えば車両２０のエンジン２１に圧縮機２が取り付けられ、放熱器３、膨張機構４、内部熱交換器６、蒸発器５が図３のように配置される（図３ではアキュムレータ７は図示を省略してある）。
【０００３】
この二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクル１０において、圧縮機２としては、高圧仕様とされるものの、従来のフロン系冷媒を使用する圧縮機とほぼ同じような構成部品で作られている。例えば図４に斜板式可変容量型圧縮機３１を例示するように、フロン系冷媒を使用する圧縮機とほぼ同様に構成されている。特に圧縮機３１の容量を制御するための容量制御弁３２、とくに外部信号によって容量を制御可能に構成された容量制御弁３２を使用するのが一般的であるが、この容量制御弁３２の圧縮機３１への取り付け方法も従来のフロン系冷媒用圧縮機と同様の方法によって取り付けられ固定されている場合が多い。図示例では、容量制御弁３２を所定の取付け部位に外部から挿入し、挿入された容量制御弁３２をスナップリング３３等で固定する構造とされている。また、容量制御弁３２は、一般的に、吐出室３４や吸入室３５を形成するシリンダーヘッド３６に取り付けられることが多いが、従来、容量制御弁３２の取付け位置についてはとくに規定されてはいない。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、圧縮機３１に容量制御弁取付け部３７が配置されている。
【０００４】
図５に示したような圧縮機３１を、格別に配慮することなく、例えば図３に示したような配置でエンジン２１に取り付けると、例えば図６に示すようになる。図６においては、エンジン２１の圧縮機取付け部位４１に、圧縮機３１が例えばボルト止め等により取り付けられ固定されている。この取付け状態では、図６に示すように、容量制御弁取付け部３７は下方に向けられている。
【０００５】
しかし、図４に示したような従来の固定方法で容量制御弁３２が固定されている場合、固定具（スナップリング３３など）の腐食や不良品の混入等の予期せぬトラブルが発生した場合には、容量制御弁３２の固定が外れるおそれが生じてしまう可能性がある。仮にそのような状態が生じた場合には、冷凍サイクルの内圧により容量制御弁３２が外方に飛びだしてくることが予想される。特に二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクルでは、前述の如く従来のフロン系冷媒を使用する場合に比べて平均的な作動圧力が約10倍と高いために、これまでどおりの設計思想では上記のような予期せぬ状態が発生する可能性がある。
【特許文献１】特開平１１−１９３９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、上記のような問題に鑑み、二酸化炭素冷媒を用いた車両用冷凍サイクルにおいて、何らかの理由により圧縮機に取り付けられている容量制御弁の固定が外れて、容量制御弁が圧縮機から飛び出し可能な状態が生じたとしても、それが周囲に好ましくない影響を与えることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用冷凍サイクルは、二酸化炭素冷媒が使用され、外部信号により容量を制御することが可能な容量制御弁を備えた圧縮機を有する車両用冷凍サイクルにおいて、前記容量制御弁が前記圧縮機への取付け位置から抜け出る方向に位置する部位で、かつ、前記容量制御弁が前記圧縮機から完全に脱落する位置よりも手前側に位置する部位に、前記容量制御弁の前記圧縮機への取付け位置から抜け出る方向への動きを止める脱落防止手段を設けたことを特徴とするものからなる。
【０００８】
すなわち、従来全く意図されていなかった部位、強いて言えば、容量制御弁の圧縮機への挿入、取付け、取外しメンテナンス等の観点からは、障害となる部位に、敢えて、容量制御弁の飛び出しを防ぐ手段、つまり、容量制御弁の圧縮機への取付け位置から抜け出る方向への動きを止める脱落防止手段を設けた構成である。この脱落防止手段の存在により、たとえ容量制御弁の圧縮機への固定が外れた場合にあっても、実際に容量制御弁が圧縮機から飛び出す事態が回避され、容量制御弁が飛び出すという予期せぬ状態が発生することが確実に防止される。
【０００９】
上記脱落防止手段としては、車両のエンジン自体から構成することが可能である。すなわち、後述の実施の形態にも示すように、容量制御弁が圧縮機から抜け出る方向にエンジン本体が位置するように、圧縮機の容量制御弁取付け部の形状、方向性を特定しておけば、実際に容量制御弁が圧縮機から飛び出す事態の発生が確実に防止される。エンジンは、十分に大きい質量を有しており、かつ、外殻が簡単には損傷を受けない構造に構成されているので、容量制御弁の圧縮機への固定が外れた場合にあっても、飛び出してきた容量制御弁が周囲に影響を及ぼすことが回避される。
【００１０】
また、上記脱落防止手段を車両のエンジンに取り付けたブラケットから構成することも可能である。質量の大きいエンジンに頑丈なブラケットを取り付けておき、そのブラケットにより容量制御弁が圧縮機から完全に脱落することにより、飛び出してきた容量制御弁がそれ以上に周囲に飛び出すことを確実に防止でき、やはり飛び出してきた容量制御弁が周囲に影響を及ぼすことが確実に回避される。
【００１１】
さらに、上記脱落防止手段を圧縮機に取り付けられた保護部材から構成することも可能である。例えば後述の実施の形態に示すように、従来と同様のスナップリング等により圧縮機の所定部位に固定されている容量制御弁に対し、その容量制御弁の圧縮機への取付け位置から抜け出る方向に位置する部位に保護部材としてのカバー部材やキャップ状部材を取付け、その保護部材により容量制御弁の飛び出しや、飛び出してきた容量制御弁のそれ以上の飛び出しを防ぐようにすることができ、それによってやはり飛び出してきた容量制御弁が周囲に影響を及ぼすことが確実に回避される。このような保護部材は、Ｏ−リング等のシール部材を取り付けておくことにより、容量制御弁や容量制御弁取付け部からの微少な冷媒漏れ、オイル漏れ等を防ぐ機能を持たせたものに構成することも可能である。
【００１２】
上記のような脱落防止手段と圧縮機との間には、圧縮機から抜け出てきた容量制御弁が衝突する際の衝撃を緩和可能な弾性材（例えばゴムからなる部材）が設けられている構成とすることもできる。このような衝撃緩和のための弾性材を設けておけば、飛び出してきた容量制御弁による衝撃力を受ける側の部品をより適切に保護することが可能になり、一層確実に飛び出してきた容量制御弁が周囲に影響を及ぼすことが回避される。
【００１３】
なお、容量制御弁の圧縮機への所定の取付け位置に、容量制御弁を固定する固定部材（従来同様のスナップリングなど）が設けられていることが好ましい。通常の作動状態では、容量制御弁を所定の位置に固定しておくことが必要だからである。なお、図４には容量制御弁を固定する固定部材としてスナップリングを用いた例を示したが、他の固定部材を用いた場合、あるいは他の固定構造を採用した場合にも、本発明は適用できる。例えば、容量制御弁にフランジ部を設け、そのフランジ部を圧縮機への所定の取付け部にボルトによって固定し、図４に示したようなスナップリングとそれを用いた固定部を不要化した固定構造に対しても本発明は適用できる。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明に係る車両用冷凍サイクルによれば、二酸化炭素冷媒が使用され、高圧で使用される圧縮機を有する冷凍サイクルであっても、特定の位置に脱落防止手段を位置させることにより、容量制御弁が圧縮機から完全に脱落して周囲に飛び出す状態の発生を確実に防止することが可能になり、万が一、圧縮機における容量制御弁の固定が外れたとしても、高圧により飛び出そうとする容量制御弁が実際に周囲へと飛び出すことが回避され、周囲に影響を及ぼすことが防止される。そして、この本発明に係る構造は安価に実施でき、容易に望ましい安全効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図７は、本発明の一実施態様に係る車両用冷凍サイクルの圧縮機取付け部の構造を示している。図７において、５１は圧縮機を示しており、この圧縮機５１は、図６に示したのと同様のエンジン２１の圧縮機取付け部位４１に、例えばボルト止め等により取り付けられ固定されている。本実施態様では、圧縮機５１の容量制御弁取付け部５２が、エンジン２１自体の方向に向けられている。すなわち、本発明における容量制御弁の脱落防止手段が、車両のエンジン２１自体から構成されている。換言すれば、エンジン２１自体を容量制御弁が抜け出る方向に障害物として位置されている。エンジン２１は容量制御弁に比べ十分に大きい質量を有しており、かつ、外殻が簡単には損傷を受けない構造に構成されているので、万が一容量制御弁の圧縮機５１への固定が外れた場合にあっても、飛び出してきた容量制御弁はエンジン２１によって圧縮機５１から完全に抜け出てしまうことが防止され、周囲に影響を及ぼすことが回避される。この構成は、意図的に、圧縮機５１の容量制御弁取付け部５２をエンジン２１方向に向けることによって初めて達成され、図６に示したような従来構造では達成し得ない。
【００１６】
図８は、本発明の別の実施態様に係る車両用冷凍サイクルの圧縮機取付け部の構造を示している。図８において、６１は圧縮機を示しており、この圧縮機６１は、図６に示したのと同様の構造に構成され、図６に示したのと同様にエンジン２１の圧縮機取付け部位６２に、ボルト等により固定される。本実施態様では、本発明における脱落防止手段が、エンジン２１に取り付けたブラケット６３から構成され、このブラケット６３が、圧縮機６１の容量制御弁取付け部６４から容量制御弁が抜け出る方向に障害物として位置されている。このブラケット６３は質量の大きいエンジン２１に取り付けられるので、かつ、ブラケット６３自身も十分に高強度構成としておくことで、容量制御弁取付け部６４から飛び出してきた容量制御弁のそれ以上の動きを十分に確実に阻止可能である。したがって、この構造によっても、飛び出してきた容量制御弁はエンジン２１によって圧縮機５１から完全に抜け出てしまうことが防止され、周囲に影響を及ぼすことが回避される。
【００１７】
図９（Ａ）、（Ｂ）は、本発明のさらに別の実施態様に係る車両用冷凍サイクルの圧縮機部の構造を示している。図９において、７１は圧縮機を示しており、この圧縮機７１には、その容量制御弁取付け部７２に、容量制御弁が外部に抜け出ることを防止する保護部材としてのカバー部材７３がボルト７４等によって取付け、固定されている。カバー部材７３およびその取付け構造に十分な強度を持たせておくことにより、容量制御弁が実際に外部に抜け出ることが防止され、問題となる容量制御弁の飛び出しが比較的早い段階で防止されることになる。また、この場合、図９（Ｃ）に示すように、保護部材としてのカバー部材７３に、Ｏ−リング等のシール部材７５を取り付けておくことも可能である。このようなシール部材７５を設けておくことにより、容量制御弁や容量制御弁取付け部からの微少な冷媒漏れやオイル漏れ等を防ぐ機能を持たせたことが可能にある。
【００１８】
さらに、上記図９に示したカバー部材７３に代えて、あるいはカバー部材７３とともに、図１０に示すようなキャップ状部材８１を容量制御弁取付け部７２の出口部に設けて、容量制御弁が実際に外部に抜け出ることを一層確実に防止することも可能である。キャップ状部材８１にはボルト穴８２等を形成しておき、容量制御弁取付け部７２にボルトで固定すればよい。なお、この場合にも、保護部材としてのキャップ状部材８１に、図９（Ｃ）に示したのと同様のシール部材を設けることが可能である。
【００１９】
さらに図示は省略するが、上記のような各種脱落防止手段と圧縮機との間には、圧縮機から抜け出てきた容量制御弁が衝突する際の衝撃を緩和可能なゴム部材等からなる弾性材を設けておくこともできる。このような弾性材を設けておくことにより、飛び出してきた容量制御弁による衝撃が緩和され、その衝撃力を受ける側の部品をより適切に保護することが可能になる。
【００２０】
なお、容量制御弁自身の圧縮機への所定の取付け位置への固定は、図４に示したと同様の固定部材、例えばスナップリングにより、行うようにすればよい。また、前述したように、容量制御弁にフランジ部を設け、そのフランジ部を圧縮機への所定の取付け部にボルトにより固定する構造等も採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る構造は、とくに二酸化炭素冷媒を使用する高圧仕様の冷凍サイクルに好適なものであり、あらゆる車両用冷凍サイクルに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】フロン系冷媒を用いた冷凍サイクルの例を示す概略機器系統図である。
【図２】二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクルの例を示す概略機器系統図である。
【図３】図２の冷凍サイクルの車両搭載例を示す概略構成図である。
【図４】容量制御弁を取り付けた圧縮機の例を示す縦断面図である。
【図５】容量制御弁取付け部の配置例を示す圧縮機の外観側面図（Ａ）および背面図（Ｂ）である。
【図６】図５の圧縮機のエンジンへの取付け例を示す概略構成図である。
【図７】本発明の一実施態様に係る車両用冷凍サイクルの圧縮機取付け部の構造を示す概略構成図である。
【図８】本発明の別の実施態様に係る車両用冷凍サイクルの圧縮機取付け部の構造を示す概略構成図である。
【図９】本発明の別の実施態様に係る車両用冷凍サイクルの圧縮機部の構造を示す概略構成図である。
【図１０】本発明における保護部材としてのキャップ状部材の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  二酸化炭素冷媒冷凍サイクル
２１  エンジン（脱落防止手段としてのエンジンも含む）
３１、４１、５１、６１、７１  圧縮機
３２  容量制御弁
３３  スナップリング
３７、５２、６４、７２  容量制御弁取付け部
４１、６２  エンジンの圧縮機取付け部位
６３  脱落防止手段としてのブラケット
７３  脱落防止手段としての保護部材（カバー部材）
７５  シール部材
８１  脱落防止手段としての保護部材（キャップ状部材）
【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】
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【図１０】
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