(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ(20)、コンデンサ(30)、流量制御部(60)、エバポレータ(70)を冷媒配管(80)により閉回路を構成するように接続してなる冷凍サイクルを備え、前記コンプレッサ(20)が停止した時に、コンプレッサ(20)の吐出側から当該流量制御部(60)までの高圧領域と、この流量制御部(60)から前記コンプレッサ(20)の吸入側までの低圧領域との間の圧力差を解消するようにした車両用空調装置において、
前記流量制御部(60)は、弁本体(170）と、当該弁本体(170）内に設けられた冷媒が流通する流路(171）を遮断するように形成された仕切壁(173）と、当該仕切壁(173）と接離し前記流路(171）を開閉するダイヤフラム弁(172）と、このダイヤフラム弁(172）の上下に作用する冷媒の圧力を制御する制御部(180）と、前記仕切壁(173）を貫通するように設けられた絞り管(176）とを有し、前記制御部(180）による圧力制御により当該ダイヤフラム弁(172）を膜動させ前記仕切壁(173）と離間させることにより前記流路(171）を開放し、前記圧力差を解消するようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサの吐出側と吸入側の差圧が過大になるのを防止し、円滑にコンプレッサが再始動できるようにした車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用空調装置は、例えば、図３に示すような装置が知られている。
図示の車両用空調装置２００は、コンプレッサ２０、コンデンサ３０、ヒータとして機能するサブコンデンサ４０、受液器５０、膨張弁２１０、エバポレータ７０を、冷媒配管８０により閉回路を形成するように連結して冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルの構成要素であるサブコンデンサ４０及びエバポレータ７０を車室内に設けたユニットケース９０内に設置したものである。
【０００３】
なお、図３中、「２１」はコンプレッサ２０からの冷媒の逆流を防止するアキュムレータ、「３１」はコンデンサ３０に送風するファン、「ｉ」はインバータを示す。
【０００４】
また、ユニットケース９０は、インテークユニット１３０、クーラユニット１４０及びヒータユニット１６０を直列的に配置することにより構成され、前記インテークユニット１３０は、空気の流れ方向（白抜き矢印で示す）の上流側から外気と内気とを選択的に導入するためのインテークドア１００、フィルタ１１０及び室内送風機１２０からなり、クーラユニット１４０は、風路９１内にエバポレータ７０が設けられたものであり、ヒータユニット１６０は、風路９１内に設けられたサブコンデンサ４０により加熱される温風と当該サブコンデンサ４０をバイパスして流れる冷風の混合割合を調節するためのミックスドア１５０を有している。
【０００５】
ところで、このような車両用空調装置２００においては、コンプレッサ２０を一旦停止させた後、再び起動する際に、コンプレッサ２０の吐出側と吸入側との冷媒の圧力差が大きいと、過大圧縮力が発生して、コンプレッサ２０がロックする虞れがある。コンプレッサ２０が一旦停止すると、コンプレッサ２０の吐出側と吸入側の圧力差が小さくなるまでは再起動できず、再起動可能な圧力差に到達するまでに長時間を要し、その間は空調装置が停止することになるため、搭乗者に不快感を与える虞れがある。
【０００６】
したがって、冷凍サイクルにおいては、コンプレッサ２０の吐出側と吸入側の冷媒配管８０をバイパス管２２０により接続するとともに当該バイパス管２２０に開閉弁２３０を設ける等により、コンプレッサ２０の吐出側と吸入側の冷媒の圧力差が過大にならないようにし、コンプレッサ２０の再起動までの時間を短縮している（例えば、特開平８−８５４５４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された従来の車両用空調装置では、通常の冷凍サイクルの他にバイパス管２２０や開放弁２３０等が必要となるのみでなく、これらを取付けるための配管作業等も必要となり、製造コストがアップするのみでなく作業性の点でも問題である。
【０００８】
本発明は、上記した従来の技術の有する問題に鑑み提案されたもので、バイパス管等を使用することなく、通常の冷凍サイクルに僅かな改良を施すのみでコンプレッサの吐出側と吸入側との冷媒の過大な圧力差の発生を防止することが可能な車室用空調装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１０】
（１）  コンプレッサ、コンデンサ、流量制御部、エバポレータを冷媒配管により閉回路を構成するように接続してなる冷凍サイクルを備え、前記コンプレッサが停止した時に、コンプレッサの吐出側から当該流量制御部までの高圧領域と、この流量制御部から前記コンプレッサの吸入側までの低圧領域との間の圧力差を解消するようにした車両用空調装置において、前記流量制御部は、弁本体と、当該弁本体内に設けられた冷媒が流通する流路を遮断するように形成された仕切壁と、当該仕切壁と接離し前記流路を開閉するダイヤフラム弁と、このダイヤフラム弁の上下に作用する冷媒の圧力を制御する制御部と、前記仕切壁を貫通するように設けられた絞り管とを有し、前記制御部による圧力制御により当該ダイヤフラム弁を膜動させ前記仕切壁と離間させることにより前記流路を開放し、前記圧力差を解消するようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態である車室用空調装置を示す概略構成図、図２は図１に示す流量制御部を構成する電磁弁の縦断面図であり、（Ａ）は開放状態を、（Ｂ）は絞り状態をそれぞれ示している。なお、これら図面中、図３に使用した符号と共通する部材には同一符号を使用する。
【００１３】
図１に示す車室用空調装置１０は、コンプレッサ２０から吐出された冷媒が、コンデンサ３０、サブコンデンサ４０、受液器５０、電磁式の弁からなる流量制御部６０およびエバポレータ７０を経てコンプレッサ２０に帰還する冷凍サイクルを有し、コンデンサ３０にはファン３１が近接して設けられ、コンプレッサ２０の上流側の冷媒配管８０には、コンプレッサ２０からの冷媒の逆流を防止するアキュムレータ２１が設けられている。
【００１４】
また、車室内に設けられたユニットケース９０は、空気の流れ方向（白抜き矢印で示す）の上流側から、前述した図３に示す車両用空調装置と同様のインテークユニット１２０、クーラユニット１３０、ヒータユニット１４０を直列的に連結することにより形成されている。
【００１５】
なお、図示しないが、風路９１の出口側には、調和空気が車室内の所定部位に向かって吹き出される各種吹出口（例えば、窓の曇りを晴らすための空気を吹き出すデフ吹出口、乗員の上半身に向かって冷風を吹き出すベント吹出口、乗員の足元に向かって温風を吹き出すフット吹出口等）が設けられている。
【００１６】
前記コンプレッサ２０により圧縮された冷媒は、コンデンサ３０で放熱して液化し、さらにサブコンデンサ４０で放熱し、流量制御部６０により膨張された後にエバポレータ７０内に導かれてコンプレッサ２０に帰還する。
【００１７】
したがって、風路９１内の空気は、エバポレータ７０で冷却された後に流下し、ミックスドア１５０によりサブコンデンサ４０を流れる空気流とサブコンデンサ４０をバイパスする空気流とに分岐され、所定温度の空気流となって前記各吹出口より車室内に吹き出される。
【００１８】
ここにおいて、一般的に、冷凍サイクルにおいては、コンプレッサ２０の吐出側から流量制御部６０までの間は高圧領域となり、流量制御部６０からコンプレッサ２０の吸入側までの間は低圧領域となる。本実施形態では、この高圧領域と低圧領域とを区画する流量制御部６０の部分を改良することによりコンプレッサ２０の吐出側と吸入側との圧力差を解消するようにしている。
【００１９】
さらに詳述すれば、本実施の形態の流量制御部６０は、冷媒の流れを開放状態と絞り状態とに選択的に切替可能な電磁式の弁により構成し、この弁を選択的に作動することにより冷凍サイクルの高圧領域と低圧領域との間の圧力差を解消し、コンプレッサ２０の吐出側と吸入側との間で過大な差圧が生じないようにしている。
【００２０】
この流量制御部６０は、図２に示すように、下部に設けられた弁本体１７０と、上部に設けられた制御部１８０とを有し、弁本体１７０のメイン流路１７１に設けられたダイヤフラム弁１７２を制御部１８０により作動し、メイン流路１７１を流れる冷媒量を制御するようにしている。
【００２１】
この制御部１８０は、後述のパイロットポート１７８を開閉するパイロット弁１８１と、このパイロット弁１８１を作動させるプランジャ１８２と、このプランジャ１８２を駆動する電磁力を発生させるコイル１８３とを備えている。
【００２２】
前記プランジャ１８２は、通常、ばね１８４により下方に付勢され、支持ばね１８５により支持されているパイロット弁１８１をパイロットニードル１８６により押圧して前記パイロットポート１７８を閉じる構成となっている。
【００２３】
そして、コイル１８３の通電による電磁力によりプランジャ１８２が引き上げられると、パイロット弁１８１がフリーな状態となってパイロットポート１７８が開放される。
【００２４】
前記メイン流路１７１は、冷媒配管８０からの冷媒が導入される第１の接続口１７４と、冷媒が冷媒配管８０に流出する第２の接続口１７５との間を遮断するように仕切壁１７３が形成され、この仕切壁１７３に絞り管１７６が設けられている。
【００２５】
この絞り管１７６は、メイン流路１７１内を流れる冷媒の流れ方向と平行になるように、仕切壁１７３に圧入固定された、所定の内径Ｄおよび長さＬを有するオリフィスチューブから構成されているが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、ダイヤフラム弁１７２がメイン流路１７１を閉じたときに、冷媒を仕切壁１７３を越えて流すことができるものであれば、どのようなものでも良く、例えば前記仕切壁１７３に通孔を開設することにより構成しても良い。
【００２６】
ここに、ダイヤフラム弁１７２は、上面側と下面側との圧力差に応じて中央に位置する弁シール部が上下動し、仕切壁１７３との当接状態によりメイン流路１７１の開閉を行うように構成され、また、その周縁部には、その上面側と下面側とを連通する均圧孔１７７が形成されている。この均圧孔１７７を通過した冷媒は、パイロットポート１７８を通って第２の接続口１７５に導かれるようになっている。
【００２７】
したがって、このメイン流路１７１の開放状態（全開状態）と閉鎖状態は、コイル１８３に対する電源のオン・オフにより選択することができ、前記高圧領域と低圧領域との差圧を簡単に解消することができることになる。
【００２８】
ただし、前記閉鎖状態の場合であっても、メイン流路１７１に設けられた絞り管１７６により完全閉鎖という状態ではなく、多少冷媒通路が開いている絞り状態となり、絞り管１７６により絞られた所定流量の冷媒が流される。
【００２９】
なお、この絞り管１７６の内径Ｄ及び長さＬを適宜選択すれば、当該流量制御部６０の冷媒流量特性を調整することができる。
【００３０】
次に、作用を説明する。
（冷房運転）
冷房運転を行なう場合には、図２（Ｂ）に示すように、流量制御部６０のダイヤフラム弁１７２を閉じ、絞り管１７６による絞り状態とする。すなわち、コイル１８３への通電をオフすると、ばね１８４によりプランジャ１８２及びパイロットニードル１８６が下方へ押圧されてパイロット弁１８１が押し下げられ、パイロットポート１７８が閉じられる。
【００３１】
これにより第１の接続口１７４から矢印方向に流入される高圧の冷媒（圧力ＰＨ）は、ダイヤフラム弁１７２の均圧孔１７７よりダイヤフラム室１７９に入るが（圧力ＰＭ）、パイロット弁１８１が閉じているため、パイロットポート１７８へは流れず、ダイヤフラム弁１７２を押し下げる方向に作用する。ここでは、ＰＨとＰＭとはほぼ等しい。ただし、第２の接続口１７５部分の圧力をＰＬとすれば、ＰＭ＞ＰＬとなる。
【００３２】
よって、ダイヤフラム弁１７２の上部の圧力（ＰＭ）より下部の圧力（ＰＨとＰＬとが作用）の方が低くなり、この差圧によりダイヤフラム弁１７２は押し下げられ、メイン流路１７１を閉じて冷媒の流れを止めようとする。
【００３３】
しかし、本実施形態では、第１の接続口１７４とメイン流路１７１の下流側とを連通する絞り管１７６が設けられているため、第１の接続口１７４からの高温高圧の冷媒は、絞り弁１７６により断熱膨張され低温低圧の状態となる。
【００３４】
したがって、この状態では、コンデンサ３０及びサブコンデンサ４０により凝縮された冷媒は、受液器５０によりある程度貯溜された後に、流量制御部６０において断熱膨張され低温低圧の状態となってエバポレータ７０に導かれ、ここで蒸発するという通常の冷房運転が行なわれる。
【００３５】
この結果、インテークユニット１２０から送られてきた空気は、エバポレータ７０により冷却されて風路９１内を流下し、ミックスドア１５０の位置が、例えば中間位置にセットされている場合には、一部がサブコンデンサ４０側に、残りは冷風のまま当該サブコンデンサ４０をバイパスして流され、前記サブコンデンサ４０により加熱された温風と混合され、所定の温度の空気流となって車室内に吹き出されるという冷房運転が行なわれることになる。
【００３６】
（コンプレッサの停止状態）
一方、コンプレッサ２０を停止すると、流量制御部６０の仕切り効果によりコンプレッサ吐出側から流量制御部６０までが高圧領域となり、流量制御部６０からコンプレッサ吸入側までが低圧領域となるが、本実施の形態では、この流量制御部６０の仕切り効果を解消する手段を設けたので、前記高圧領域と低圧領域との間の過大な圧力差を速やかに解消することができる。
【００３７】
すなわち、図２（Ａ）に示すように、流量制御部６０のコイル１８３に電流を流し、その電磁力によりプランジャ１８２を引き上げてパイロット弁１８１をフリーとすることにより、第１の接続口１７４から矢印方向に流入する高圧冷媒（圧力ＰＨ）は、ダイヤフラム弁１７２の均圧孔１７７よりダイヤフラム室１７９へ入り、フリーになったパイロット弁１８１の周囲を抜けてパイロットポート１７８と流れることとなる。
【００３８】
ここで、パイロット弁１８１の開口部に対して均圧孔１７７の大きさは小さいため、ダイヤフラム室１７９の圧力をＰＭとすれば、ＰＨ＞ＰＭとなり、第２の接続口１７５部分の圧力をＰＬとすれば、ＰＭとＰＬとはほぼ等しくなる。
【００３９】
よって、ダイヤフラム弁１７２の上部の圧力（ＰＭ）より下部の圧力（ＰＨとＰＬとが作用）の方が高くなり、この差圧によりダイヤフラム弁１７２は押し上げられ、メイン流路１７１が開いて、電磁弁６０は冷媒が流れる開放状態とされる。
【００４０】
したがって、この状態では、冷媒配管８０内の冷媒圧力が速やかに均一となる。特に、圧力は温度と異なり均一化に時間を要しないので、ほとんど瞬時にコンプレッサ２０の吐出側と流入側において、過大な圧力差の発生を防止することができ、コンプレッサ２０の再起動を直ちに行うことができることになる。
【００４１】
本発明は、上述した実施の形態のみに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができる。
例えば、上述した実施の形態では、冷房運転のみを行なうことができる装置に差圧解消機能を備えた流量制御部６０を組み込んだものであるが、冷凍サイクル中に回路切替え弁を設けることにより冷媒の流れを反転させ、冷暖房運転が可能となるようにした装置にも適用することができることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、コンプレッサの吐出側と吸入側との間を別途バイパス配管を設けて連通することなく、冷房サイクルの高圧側と低圧側とを仕切る流量制御部自体にコンプレッサが停止すると、冷房サイクルの高圧側と低圧側の圧力差を解消する手段を設けたので、コンプレッサ停止時に流量制御部を作動させ開状態に切替制御すると、冷房サイクルの高圧側と低圧側と圧力差を速やかに解消することができる。
【００４３】
この結果、コンプレッサの吐出側と吸入側との間の過大な圧力差も速やかに解消され、速やかにコンプレッサを再始動させることができる。
【００４４】
また、このようにすれば、従来の装置のようにコンプレッサの吐出側と吸入側とを接続するバイパス配管を設ける必要がなく、装置構造が簡単になり、製造時の作業性も向上し、総じて製造コストを低減させることが可能となる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、ダイヤフラム弁等を用いて冷媒の流量を制御する制御する流量制御部のダイヤフラム弁を利用して差圧を解消するようにしたので、差圧解消手段を設けやすく、組み付け作業性が向上するのみでなく、冷凍サイクル運転を行う場合と、コンプレッサが停止した場合の、流量制御部の絞り状態あるいは開放状態の切り替えが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】  図１に示される本実施形態にかかる流量制御部を示す縦断面図であり、（Ａ）は開放状態を、（Ｂ）は絞り状態をそれぞれ示す図である。
【図３】  従来の空気調和装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
２０…コンプレッサ、
３０…コンデンサ、
６０…流量制御部、
７０…エバポレータ、
８０…冷媒配管、
１７０…弁本体、
１７１…メイン流路、
１７２…ダイヤフラム弁、
１７３…仕切壁、
１７６…絞り管、
１８０…制御部、
１７２…ダイヤフラム弁、
１７３…仕切壁。
【図１】
0003830239.tif 000002
【図２】
0003830239.tif 000003
【図３】
0003830239.tif 000004