(57)【要約】【課題】正確な量の冷媒を充填する。【解決手段】予め所定量の空調用冷媒が封入される冷媒貯留部３１と、空調用冷媒の循環回路に接続され、冷媒貯留部３１に封入された冷媒を循環回路に導く通路部３１２，３１３，３２２，３２３と、通路部３１２，３１３，３２２，３２３を開閉する開閉手段３１，３２とを備え、通路部３１２，３１３，３２２，３２３および冷媒貯留部３１により循環回路の一部を構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め所定量の空調用冷媒が封入される冷媒貯留部と、
空調用冷媒の循環回路に接続され、前記冷媒貯留部に封入された冷媒を前記循環回路に導く通路部と、
前記通路部を開閉する開閉手段とを備え、
前記通路部および前記冷媒貯留部により前記循環回路の一部を構成することを特徴とする冷媒充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷媒充填装置において、
前記循環回路は圧縮機を含み、
前記通路部は冷媒の循環回路における流入側通路部と流出側通路部を有し、
前記開閉手段は、
前記流入側通路部と前記流出側通路部を同時に閉鎖する第１のモードと、前記流入側通路部と前記流出側通路部のうち、前記圧縮機への経路が長い方の通路部のみを開放する第２のモードと、前記流入側通路部と前記流出側通路部を同時に開放する第３のモードに変更可能に構成されることを特徴とする冷媒充填装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷媒充填装置は、冷媒を気液分離するリキッドタンクもしくはアキュムレータであることを特徴とする冷媒充填装置。
【請求項４】
空調用冷媒の循環回路の一部をなす構成部品に予め所定量の冷媒を封入し、
前記構成部品を循環回路に組み付けた後に、封入された冷媒を循環回路に充填することを特徴とする冷媒充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用コンプレッサやエバポレータ，コンデンサ等からなるエアコンサイクル内に冷媒を充填する冷媒充填装置および冷媒充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンサイクル内に冷媒を充填する場合、従来は、冷媒が貯蔵されたボンベをエアコンサイクルに接続し、ボンベから冷媒を充填するようにしていた。この充填された冷媒の過不足を冷媒温度や冷媒圧力等に基づき監視するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１３８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ボンベからエアコンサイクル内に冷媒を充填する場合、冷媒充填量を間違えるおそれがあった。そのため、冷媒充填量を管理するために上述したような複雑で高価なシステムが必要とされた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による冷媒充填装置は、予め所定量の空調用冷媒が封入される冷媒貯留部と、空調用冷媒の循環回路に接続され、冷媒貯留部に封入された冷媒を循環回路に導く通路部と、通路部を開閉する開閉手段とを備え、通路部および冷媒貯留部により循環回路の一部を構成する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、空調用冷媒の循環回路の一部をなす構成部品に予め所定量の冷媒を封入し、構成部品を循環回路に組み付けた後に、封入された冷媒を循環回路に充填するようにしたので、冷媒充填量を管理するためのシステムが簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図５を参照して本発明による冷媒充填装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る車両空調用のエアコンサイクルの構成を示す図である。エアコンサイクルは、コンプレッサ１０，コンデンサ２０，リキッドタンク３０，膨張弁４０，およびエバポレータ５０を有する。
【０００８】
コンプレッサ１０は、エバポレータ５０で気化した冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒ガスとする。コンデンサ２０は、コンプレッサ１０から送られてきた冷媒ガスと外気とを熱交換し、液冷媒または気液混合冷媒にする。リキッドタンク３０は、冷媒を気液分離する気液分離装置として機能するとともに、コンデンサ２０で液化した冷媒および気液分離した液冷媒を一時的に蓄える。膨張弁４０は、リキッドタンク３０から送られた液冷媒を膨張させて低温低圧の液冷媒または気液混合冷媒とする。エバポレータ５０は、この低温低圧の冷媒と車室内に送られる空気とを熱交換し、ガス冷媒とする。
【０００９】
エバポレータ５０を流れる冷媒量は熱負荷に応じて変動し、余剰冷媒が生じるとリキッドタンク３０に一時的に貯留し、冷媒が不足の場合はリキッドタンク３０に貯留された冷媒をエバポレータ５０に供給する。以下に述べるように、本実施の形態では、リキッドタンク３０を冷媒充填装置として機能させる。
【００１０】
図２は、リキッドタンク３０の外観斜視図である。リキッドタンク３０は、冷媒を貯留する容器形状の本体３１と、本体３１の開口端面を閉塞する蓋３２とを有する。蓋３２にはコンデンサ２０からの冷媒を本体３１に流入する配管３３Ａと本体３１内の冷媒を膨張弁４０に向けて流出する配管３３Ｂが取り付けられている。なお、エアコンサイクルにおける配管３３Ｂからコンプレッサ１０までの経路長さは、配管３３Ａからコンプレッサ１０までの経路長さよりも長い。
【００１１】
図３は、リキッドタンク３０の要部断面図である。なお、図２とは天地を逆にした状態を示している。図３に示すように本体３１の端部３１Ａには凸部３１０が形成され、この凸部３１０の外周面にねじ部３１１が設けられている。凸部３１０には冷媒流入用および流出用の一対の貫通穴３１２，３１３が設けられ、貫通穴３１２にパイプ３４が連設されている。パイプ３４は本体３１内に収容された乾燥剤３５を貫通して延設されている。これにより貫通穴３１２を介して本体３１内に流入した冷媒は、パイプ３４を介して本体３１内上部に導かれ、気液分離した後、液冷媒が乾燥剤３５を通過し、貫通穴３１３を介して外部に流出する。
【００１２】
蓋３２は凸部３１０に対応して凹形状をなし、その内周面にねじ部３２１が設けられている。ねじ部３２１は本体３１のねじ部３１１に螺合し、本体３１に蓋３２が取り付けられる。蓋３２には本体３１の貫通穴３１２，３１３に対応して一対の貫通穴３２２，３２３が設けられ、この貫通穴３２２，３２３にそれぞれ配管３３Ａ，３３Ｂが連設されている。なお、図３は本体３１に対して蓋３２を最大にねじ込んだ状態を示している。この状態では貫通穴３１２，３１３および３２２，３２３同士が連通し、コンデンサ２０から送られた冷媒が本体３１内に流入し、本体３１内の冷媒が膨張弁４０に送出される。
【００１３】
凸部３１０の端面と蓋３２の内側端面の間にはＯリング３６，３７が設けられ、Ｏリング３６，３７により貫通穴３１２，３２２間および貫通穴３１３，３２３間からの冷媒のリークが防止される。図４（ａ）はＯリング３６，３７が収容される凸部３１０の端面を示す図であり、図４（ｂ）は蓋３２の内側端面を示す図である。なお、図では本体３１に対し蓋３２を９０度回転させた状態を示している。本体３１の端部３１Ａの外周形状と蓋３２の外周形状はほぼ等しい。
【００１４】
本体３１の貫通穴３１３の端部には、Ｏリング３７の内側に円弧状に座グリ３１５が設けられている。これにより蓋３２のねじ込み量を調整することで、冷媒の流入側の貫通穴３１２，３２２同士の連通を阻止したまま、座グリ３１５を介して冷媒の流出側の貫通穴３１３，３２３同士を連通させることができる。
【００１５】
また、本体３１の端部３１Ａの外周面および蓋３２の外周面には、それぞれ一対の平行な平面部３１ａ，３１ｂおよび３２ａ，３２ｂが形成されている。これら平面部３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂは、蓋３２をねじ込む際の工具の当接面となるだけでなく、本体３１に対する蓋３２の位相のずれを表す目印となる。
【００１６】
次に、第１の実施の形態に係る冷媒充填方法を説明する。
（１）冷媒充填前
まず、エアコンサイクルにリキッドタンク３０を組み込む前に、予めリキッドタンク３０の本体３１内に規定量の冷媒を封入し、図５（ａ）に示すように蓋３２のねじ込み量を最大ねじ込み量よりも９０度だけ緩めた状態（平面部３１ａ，３１ｂが平面部３２ａ，３２ｂに直交した状態）とする。この状態では、貫通穴３１２，３１３に対し貫通穴３２２，３２３の位相がずれているため、貫通穴３１２，３２２および３１３．３２３同士は連通することなく、Ｏリング３６，３７により本体３１内からの冷媒のリークが阻止される。すなわち本体３１と各配管３３Ａ，３３Ｂとを結ぶ通路が蓋３２によって閉鎖される。
【００１７】
次に、エアコンサイクルを構成する各部品１０〜５０を車両に取り付けた状態で、図１に示すように各部品１０〜５０を配管を介して接続し、エアコンサイクルを形成する。この状態で真空ポンプを用いてエアコンサイクル内を真空状態とする。
【００１８】
（２）冷媒充填
冷媒を充填する際は、まず図５（ｂ）に示すように図５（ａ）の状態から蓋３２を所定量（例えば４５°）だけねじ込む。これにより座グリ３１５を介して貫通穴３１３，３２３同士が連通し、本体３１内に封入された冷媒が配管３３Ｂを介して膨張弁４０側に流出し、冷媒の充填が開始される。
【００１９】
この場合、本体３１と配管３３Ｂを結ぶ通路のみが開放し、本体３１と配管３３Ａを結ぶ通路は閉鎖する。このため冷媒はコンプレッサ１０の反対側（膨張弁４０側）、つまりコンプレッサ１０までの距離が長い方の回路に流出する。その結果、液化冷媒の流れによりコンプレッサ１０の潤滑オイルがコンプレッサ１０から流出することを抑制することができ、潤滑不良を防止できる。すなわち、冷媒充填時にコンプレッサ１０内に液冷媒が流れ込むと、コンプレッサ１０の潤滑オイルがコンデンサ２０側へ移動し、潤滑不良を起こすおそれがあるが、コンプレッサ１０の反対側から冷媒の充填を開始することで、潤滑オイルの移動が少なくてすみ、信頼性が向上する。
【００２０】
（３）冷媒充填後
冷媒の充填がほぼ終了すると、図５（Ｃ）に示すように蓋３２を最大にねじ込む。これにより貫通穴３１３，３２３同士だけでなく貫通穴３１２，３２２同士も連通する。すなわち本体３１と各配管３３Ａ，３３Ｂとを結ぶ通路がそれぞれ開放し、リキッドタンク３０を介したエアコンサイクルの冷媒の循環が可能となる。
【００２１】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）予めリキッドタンク３０内に規定量の冷媒を封入し、各構成部品１０〜５０を組み込んでエアコンサイクルを形成した後に、リキッドタンク３０の蓋３２を所定量回転し、エアコンサイクル内に冷媒を充填するようにした。これにより、規定量の冷媒を確実にエアコンサイクル内に充填することができ、冷媒の管理が容易である。
（２）ボンベからエアコンサイクル内に冷媒を充填するといった工程が不要であり、工数の低減を図ることができる。
（３）ボンベからエアコンサイクル内に冷媒を充填する必要がないため、冷媒充填量を間違えることによる不具合（冷え不良やコンプレッサの焼き付き等）を防止することができる。
（４）コンプレッサ１０の反対側から冷媒の充填を開始するので、コンプレッサ１０からの潤滑オイルの流出を少なくすることができ、潤滑不良を防止できる。
（５）本体３１と蓋３２にそれぞれ平面部３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂを形成したので、貫通穴３１２，３１３と貫通穴３２２，３２３の位相のずれを容易に把握することができる。
【００２２】
−第２の実施の形態−
図５，６を参照して本発明による冷媒充填装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、リキッドタンク３０を冷媒充填装置として用いたが、第２の実施の形態では、アキュムレータを冷媒充填装置として用いる。以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２３】
図６は、第２の実施の形態に係る車両空調用のエアコンサイクルの構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を伏す。図６に示すように、エバポレータ５０とコンプレッサ１０の間には冷媒を気液分離するためのアキュムレータ６０が設けられている。６３Ｂはアキュムレータ６０に冷媒を流入する配管、６３Ａはアキュムレータ６０から冷媒を流出する配管であり、エアコンサイクルにおける配管６３Ｂからコンプレッサ１０までの経路長さは、配管６３Ａからコンプレッサ１０までの経路長さよりも長い。
【００２４】
図７はアキュムレータ６０の構成を示す図である。アキュムレータ６０も第１の実施の形態のリキッドタンク３０と同様、冷媒を貯留する本体６１と蓋６２とを有し、蓋６２を所定量ねじ込むことで、本体６１の貫通穴６１２と蓋６２の貫通穴６２２を連通する。そしてその状態からさらに蓋６２をねじ込むことで、本体６１の貫通穴６１２，６１３と蓋６２の貫通穴６２２，６２３をそれぞれ連通するようにしている。これにより予め本体６１内に封入した冷媒を配管６３Ｂを介してエアコンサイクル内に充填することができる。この場合、コンプレッサ１０の反対側の回路に冷媒が流出するので、コンプレッサ１０内のオイルの流出を防止することができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態ではリキッドタンク３０の本体３１内あるいはアキュムレータ６０の本体６１内に予め所定量の冷媒を封入したが、冷媒貯留部の構成はこれに限らない。予め封入した冷媒を貫通穴３１３，３２３を介してエアコンサイクルに導くようにしたが、通路部の形状は上述したものに限らない。蓋３２をねじ込んで貫通穴３１２，３１３に対する貫通穴３２２，３２３の位相をずらすことで、貫通穴同士を連通または遮断するようにしたが、他の構成により通路を開閉するようにしてもよい。すなわち本体３１の端面に座グリ３１５を設け、本体３１と各配管３３Ａ，３３Ｂとを遮断した状態（第１のモード）から、蓋３２を所定量ねじ込んで本体３１と配管３３Ｂを連通状態（第２のモード）とし、さらに蓋３２を最大までねじ込んで本体３１と各配管３３Ａ，３３Ｂを連通状態としたが、開閉手段の構成はこれに限らない。
【００２６】
リキッドタンク３０およびアキュムレータ６０などの気液分離装置を冷媒充填装置として用いたが、エアコンサイクルを形成する他の構成部品を冷媒充填装置として用いてもよい。すなわち、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冷媒充填装置に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両空調用エアコンサイクルの構成図。
【図２】第１の実施の形態に係る冷媒充填装置としてのリキッドタンクの外観斜視図。
【図３】第１の実施の形態に係る冷媒充填装置としてのリキッドタンクの要部断面図。
【図４】（ａ）はリキッドタンクの本体の端面形状を示す図であり、（ｂ）はリキッドタンクの蓋の内側の端面形状を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係る冷媒充填装置の動作の一例を示す図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る車両空調用エアコンサイクルの構成図。
【図７】第２の実施の形態に係る冷媒充填装置としてのアキュムレータの要部断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  コンプレッサ
３０  リキッドタンク
３１  本体
３２  蓋
３３Ａ，３３Ｂ  配管
６０  アキュムレータ
３１１，３１２，３２２，３２３  貫通穴
３１５  座グリ
【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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