(57)【要約】【課題】稼働効率を低下することなく、潤滑オイルの流出によるコンプレッサの焼き付きを防止する。【解決手段】コンプレッサ１の低圧通路１５と高圧通路１７をバイパス通路１８で連通し、バイパス通路１８にトリガーバルブ２０を設ける。コンプレッサ作動時に冷媒の圧力差によりトリガーバルブ２０を閉鎖する。これにより低圧ポート１２から流入した冷媒はバイパス通路１８を通過することなくハウジング１０内に導かれ、ピストンで圧縮されて高圧ポート１３から流出する。コンプレッサ停止時には、ばね２３の付勢力によりトリガーバルブ２０を開放する。これにより低圧ポート１２から流入した冷媒はバイパス通路１８を通過して高圧ポート１３から流出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の貯留空間を有するコンプレッサハウジングと、
前記コンプレッサハウジングに内蔵された冷媒圧縮機構と、
低圧ポートから流入した冷媒を前記冷媒圧縮機構で圧縮して高圧ポートに導く冷媒経路と、
前記冷媒経路の少なくとも一部をバイパスして前記低圧ポートから流入した冷媒を前記高圧ポートに導くバイパス通路と、
コンプレッサ作動時に前記バイパス通路を閉鎖し、コンプレッサ停止時に前記バイパス通路を開放する弁機構とを備えることを特徴とする車両空調用コンプレッサ。
【請求項２】
請求項１に記載の車両空調用コンプレッサにおいて、
前記バイパス通路は、前記コンプレッサハウジングに形成されることを特徴とする車両空調用コンプレッサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両空調用コンプレッサにおいて、
前記弁機構は、前記低圧用通路と高圧用通路の差圧により前記バイパス通路を閉じる方向に移動する弁体と、前記バイパス通路を開く方向に前記弁体に付勢力を及ぼすばねとを有することを特徴とする車両空調用コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に用いて好適な車両空調用コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両を長期間放置すると、車室内と車室外の温度差に起因し、高温のエバポレータ側から低温のコンプレッサ側に冷媒ガスが移動する。これによりコンプレッサ内に冷媒ガスが侵入し、低温のコンプレッサ内で冷やされて液化した冷媒がコンデンサ側に押し出される。その際、コンプレッサの潤滑オイルが液化冷媒に溶け込み、液化冷媒とともにコンプレッサから流出する。この現象が繰り返されると、コンプレッサの潤滑オイルが徐々に不足するおそれがある。
【０００３】
このようなコンプレッサの潤滑オイルの不足を防止するため、コンプレッサへの冷媒ガスの流入通路に弾性変形可能な弁体を設けるようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。これによればコンプレッサ停止時に弁体により通路を閉じ、コンプレッサ内への冷媒ガスの侵入を阻止する。コンプレッサの作動により冷媒ガスの流入圧が上昇すると、この流入圧により弁体を弾性変形させて流入通路を開き、冷媒ガスをコンプレッサ内に導く。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５２３７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したものは、冷媒ガスの流入圧により弁体を弾性変形させて流入通路を開くので、通路抵抗が増加し、コンプレッサの稼働効率が低下する。通路抵抗の増加を抑えるために弁体の弾性率を小さくし、弁体を弾性変形しやすくすると、車両放置時にコンプレッサへの冷媒ガスの侵入を確実に阻止することができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、稼働効率を低下することなくコンプレッサ潤滑オイルの不足を防止することができる空調用コンプレッサを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両空調用コンプレッサは、コンプレッサハウジングと、コンプレッサハウジングに内蔵された冷媒圧縮機構と、低圧ポートから流入した冷媒を冷媒圧縮機構で圧縮して高圧ポートに導く冷媒経路と、冷媒経路の少なくとも一部をバイパスして低圧ポートから流入した冷媒を高圧ポートに導くバイパス通路と、コンプレッサ作動時にバイパス通路を閉鎖し、コンプレッサ停止時にバイパス通路を開放する弁機構とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明では、冷媒経路の少なくとも一部をバイパスして低圧ポートからの冷媒を高圧ポートに導くためのバイパス通路を設け、コンプレッサ作動時にバイパス通路を閉鎖し、コンプレッサ停止時にバイパス通路を開放するようにした。これによりコンプレッサ停止時のコンプレッサ潤滑オイルの流出およびコンプレッサ作動時の通路抵抗の増加を防止することができ、稼働効率を低下することなくコンプレッサ潤滑オイルが不足することを抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる車両空調用コンプレッサ１を示す外観側面図であり、図２は、空調用冷媒の流れを示す図である。図２に示すように、コンプレッサ１により圧送される冷媒は、コンプレッサ１とともに周知の冷凍サイクルを形成するコンデンサ２、膨張弁３、エバポレータ４を順次通過し、コンプレッサ１に戻る。すなわち、コンプレッサ１で圧縮された冷媒は、コンデンサ２で外気と熱交換して放熱された後、膨張弁３で膨張される。そして、エバポレータ４で車室内に通じる空調ダクト内の空気と熱交換して吸熱され、空調ダクト内の空気を冷却する。
【００１０】
コンプレッサ１は斜板式可変容量コンプレッサであり、プーリ１１を介して入力されるエンジンの駆動力によりコンプレッサ１内のピストンを駆動し、低圧ポート１２から流入した冷媒を圧縮し、高圧ポート１３（図３参照）から流出する。また、冷媒の吸入圧力に応じてコンプレッサ１内の斜板の傾きを変化させ、冷媒吐出量を変更する。コンプレッサ１は、一体または分割して鋳造成型されたハウジング１０を有し、ハウジング１０には以下のような冷媒の通過通路が設けられる。
【００１１】
図３（ａ）は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。なお、図３（ａ）は車両搭載時の上下方向の向きに一致している。低圧ポート１２と高圧ポート１３は、ハウジング１０の上方側部に互いに近接して設けられている。低圧ポート１２および高圧ポート１３にはそれぞれ低圧通路１５および高圧通路１７が設けられ、各通路１５，１７の端部１５ａ，１７ａはハウジング１０の上部に位置している。ハウジング１０内の周方向外径側には低圧室１４が設けられ（図５参照）、低圧通路１５と低圧室１４は図示しない断面で連通している。また、低圧室１４の内径側には隔壁１０ａを介して高圧室１６が設けられ、高圧通路１７と高圧室１６は連通している。低圧室１４と高圧室１６はハウジング１０内のピストン室を介して連通し、ピストンの駆動により低圧室１４内の冷媒がピストン室に導かれて高圧とされ、高圧室１６に送られる。
【００１２】
本実施の形態の特徴的構成として、低圧通路１５と高圧通路１７は図３（ｂ）に示すようにバイパス通路１８を介して連通し、バイパス通路１８にトリガーバルブ２０（チェックバルブ）が設けられている。なお、バイパス通路１８はハウジング１０に形成されている。
【００１３】
図４は、トリガーバルブ２０の構成を示す図３（ｂ）のＩＶ部拡大図である。トリガーバルブ２０は略円筒状のブッシュ２１と、ブッシュ２１内に配設されたボール２２およびばね２３を有する。ブッシュ２１は高圧ポート１３側の大径部２１ａと、低圧ポート１２側の小径部２１ｂ、および中間のテーパ部２１ｃからなり、バイパス通路１８内に高圧ポート１３側から挿入され、通路１８の段部１８ａに係止されている。ボール２２は小径部２１ｂより大径で、かつ大径部２１ａより小径であり、テーパ部２１ｃとボール挿入後にブッシュ内壁面に設けた凸部２１ｄとの間を移動可能である。ばね２３の一端はブッシュ２１の低圧ポート側端部２１ｅに固定され、他端はボール２２に当接している。
【００１４】
低圧ポート１２側と高圧ポート１３側の圧力差がばね２３の付勢力よりも大きいと、図５（ａ）に示すようにボール２２は低圧ポート１２側に押され、ボール２２がテーパ部２１ｃに当接する。これによりトリガーバルブ２０が閉鎖し、バイパス通路１８内の冷媒の流れが阻止される。一方、低圧ポート１２側と高圧ポート１３側の圧力差がばね２３の付勢力以下のときは、図５（ｂ）に示すようにボール２２はばね２３の付勢力により高圧ポート１３側に押され、ボール２２がテーパ部２１ｃから離間する。これによりトリガーバルブ２０が開放し、バイパス通路１８内の冷媒の流れが許容される。このように冷媒の圧力差とばね２３の付勢力に応じてトリガーバルブ２０は開閉されるが、本実施の形態では、コンプレッサ１の作動時にトリガーバルブ２０が閉鎖し、コンプレッサ１の停止時に開放するようにばね２３が設定されている。
【００１５】
ここで、図６の模式図を用いてコンプレッサ１の焼き付き発生現象を説明する。なお、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線断面図に相当する。コンプレッサ１の停止時においては、図６（ａ）に示すようにハウジング１０内の低圧室１４および高圧室１６がが液冷媒で満たされる。この状態で車両を長期間放置すると日射により車室内温度が上昇し、エバポレータ４のガス冷媒の圧力が増加する。これによりエバポレータ４のガス冷媒が低温側すなわちコンプレッサ１側に移動し、図６（ｂ）に示すようにハウジング１０内の液冷媒が押され、液冷媒は高圧ポート１３からコンデンサ２側に流出する。このとき、液冷媒に溶け込んでいるコンプレッサ１の潤滑オイルがハウジング１０内から持ち出される。
【００１６】
液冷媒の流出によりハウジング１０内の冷媒の液面高さＨが徐々に減少し、図６（ｃ）に示すように液面高さＨがポート１２，１３よりも低くなると、より詳しくは通路端部１５ａ，１７ａよりも低くなると、低圧ポート１２と高圧ポート１３が液冷媒を介さずに連通する。これによりエバポレータ４からのガス冷媒はハウジング１０内の低圧室１４および高圧室１６を通過し、液冷媒を持ち出すことなくコンデンサ２側へ流れる。このような現象が繰り返されると、コンプレッサ１の潤滑オイルが徐々に減少し、潤滑不良によりコンプレッサ１が焼き付くおそれがある。
【００１７】
これに対して本実施の形態では、コンプレッサ１の停止時にトリガーバルブ２０がばね２３の付勢力により開放されている（図５（ｂ））。そのため、図７に示すように、エバポレータ４からのガス冷媒がバイパス通路１８を介して高圧通路１７に抜ける。つまり、ハウジング１０内の低圧室１４および高圧室１６をバイパスして低圧ポート１２から高圧ポート１３にガス冷媒が流れる。これによりコンプレッサ１からの液冷媒の持ち出しが阻止され、車両放置時に潤滑オイルが減少することを防止できる。
【００１８】
また、コンプレッサ１の作動時には低圧通路１５と高圧通路１７に圧力差が発生し、この圧力差によりばね２３の付勢力に抗してトリガーバルブ２０が閉鎖される（図５（ａ））。これにより低圧ポート１２からの冷媒は低圧室１４および高圧室１６をバイパスすることなく全てハウジング１０内に導かれ、ピストンで圧縮される。この場合、冷媒の圧力差によりバルブ２０を閉じるので、低圧通路１４から高圧通路１６への冷媒の漏れを防止することができる。また、コンプレッサ作動時の冷媒の循環通路（例えば低圧通路１５は高圧通路１７）に開閉バルブを設けるのではないので、通路抵抗は大きくならず、コンプレッサ１の稼働効率の低下を防ぐことができる。
【００１９】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）低圧通路１５と高圧通路１７を連通するバイパス通路１８を設け、バイパス通路１８にトリガーバルブ２０を設けるとともに、コンプレッサ停止時にばね２３によりバルブ２０を開放し、コンプレッサ作動時に冷媒の圧力差によりバルブ２０を閉鎖するようにした。これによりコンプレッサ停止時のコンプレッサ潤滑オイルの流出およびコンプレッサ作動時の通路抵抗の増加を防止することができ、稼働効率を低下することなくコンプレッサ潤滑オイルの不足を防止することができる。
（２）バイパス通路１８およびトリガーバルブ２０をハウジング１０に設けたので、バイパス通路１８を別途パイプなどで構成する必要がなく、安価に構成することができる。
（３）ブッシュ２１内に、冷媒の圧力差によりバイパス通路１８を閉じる方向に移動するボール２２と、通路１８を開く方向にボール２２に付勢力を及ぼすばね２３とを設けるようにしたので、トリガーバルブ２０を簡易に構成することができるとともに、バルブ２０のシール性が向上する。
（４）通路端部１５ａ，１７ａをハウジング１０の上部に設けたので、コンプレッサ停止時の液冷媒の流出を最大限阻止することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、ハウジング１０内の低圧室１４、高圧室１６およびピストン室を全てバイパスするようにバイパス通路１８を形成したが、冷媒経路の一部をバイパスするようにバイパス通路１８を形成してもよい。例えば、低圧室１４の上部から高圧通路１７にかけて、あるいは低圧通路１５から高圧室１６の上部にかけてバイパス通路１９を形成してもよい。バイパス通路１８をハウジング１０に形成したがこれに限らず、パイプなどで通路１５，１７を連通するようにしてもよい。
【００２１】
ボール２２とばね２３によりトリガーバルブ２３を形成したが、コンプレッサ作動時にバイパス通路１８を閉鎖し、コンプレッサ停止時にバイパス通路１８を開放するのであれば、他の弁機構を採用してもよい。ハウジング１０を鋳造成型するようにしたが、ハウジング１０の製法はこれに限らない。ポート１２，１３および通路１５の形状はコンプレッサ１の種類により種々変更されるものであり、上述したものに限らない。すなわち、上記実施の形態は、斜板式可変容量コンプレッサ１に適用したが、固定容量式でもよい。また、他の冷媒圧縮機構（例えばスクロール型やベーン型等）を有するコンプレッサにも同様に適用することができる。したがって、コンプレッサ１を循環する冷媒の経路も上述したものに限らず、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の車両空調用コンプレッサに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両空調用コンプレッサの外観側面図。
【図２】空調用冷媒の流れを示す図。
【図３】（ａ）は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ線断面図。
【図４】図３（ｂ）のＩＶ部拡大図。
【図５】図４のトリガーバルブの動作を示す図。
【図６】コンプレッサの焼き付き発生現象を説明する図。
【図７】本実施の形態に係わる車両用空調コンプレッサの動作を示す図。
【符号の説明】
１  コンプレッサ                １０  ハウジング
１２  低圧ポート                  １３  高圧ポート
１４  低圧室                      １５  低圧通路
１６  高圧室                      １７  高圧通路
１８  バイパス通路                ２０  トリガーバルブ
２１  ブッシュ                    ２２  ボール
２３  ばね
【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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