JPH0413580Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （作業上の利用分野） 本考案は、自動車用空気調和装置の冷房サイク
ルに組み込まれる自動膨張弁の改良に関する。

（従来の技術） 第４図に示すように、一般に自動車用空気調和
装置に使用されている冷房サイクル１は、エンジ
ン（図示せず）によりベルト及びプーリ２及びマ
グネツトクラツチ２ａを介して駆動されるコンプ
レツサ３と、このコンプレツサ３で断熱圧縮して
高温高圧となつたガス状冷媒を外部の空気と熱交
換して低温高圧の液状冷媒とするコンデンサ４
と、この液状冷媒を一時貯留して冷媒中の水分や
塵埃を取り除くリキツドタンク５と、この液状冷
媒を絞り膨脹して低圧霧状の冷媒とする膨張弁６
と、この低圧霧状の冷媒を気化させて車室内へ吹
き出す空気を冷却するエバポレータ７と、を有し
ている。

このような冷房サイクル１に使用されるコンプ
レツサには、容量可変の斜板式コンプレツサが多
用されている（特開昭58−158382号公報参照）。
この斜板式コンプレツサは、シリンダにおける圧
縮室内の容量をコンプレツサの吸込圧に応じて変
化せしめて、コンプレツサの吐出量を変化させ、
コンプレツサの吸込圧が一定になるようにしたも
のである。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、このような容量可変の斜板式コンプ
レツサでは、第５図に示す圧縮室８の内容積を変
化させるために、駆動斜板９の駆動軸１０に対す
る傾斜角度を変化させているので、多数の摺動部
（スラスト軸受１１、ラジアル軸受部１２、ボー
ル軸受部１３，１４等）を必要とし、その潤滑性
の向上が問題となつていた。

従来では、第５図に示すようにクランク室１５
内のケーシング１６の下部に潤滑油０を貯留して
おき、駆動軸１０の回転に伴なう駆動棒１０ａ及
び駆動斜板９の回転によりこの貯留してある潤滑
油０を跳ね上げ、各摺動部に跳ねかけるようにし
ているが、十分ではない。

しかも、前記冷房サイクルではコンプレツサ３
から吐出される冷媒に潤滑油０が混入して吐出さ
れ、冷媒と一緒に冷房サイクル中を流れるので、
前記コンプレツサ３内に最も潤滑油０が必要とな
る冷房運転中に減少することになつている。

特に、この潤滑油０がコンプレツサ３に帰還す
るのを妨げている要因は主として膨張弁６にあ
る。例えば外気温が低く、熱負荷が小さいときに
はエバポレータ７に流入する冷媒量を少なくする
ために膨張弁６はその開度を絞るが、このような
場合には冷媒がエバポレータ７中に流入しないの
みでなく、潤滑油０がエバポレータ７に流れ込ま
ない。特に、従来の膨張弁にはこのような状態で
の弁閉止時に冷媒をバイパスさせる構造とはなつ
ていない（実開昭54−49655号公報、実開昭55−
111068号公報参照）。その結果コンプレツサ３に
帰還する冷媒量は低減し、この冷媒とともに循環
する潤滑油０のコンプレツサ３に帰還する量も低
減することになる。

しかし、前述したような状態でも膨張弁６の絞
りを開けば潤滑油６はコンプレツサ３に戻るが、
冷媒もエバポレータ７に多量に流入することにな
るので、エバポレータ７が必要以上の冷房性能を
発揮し、自動車用空気調和装置として所望の温調
状態が得られなくなる虞れがある。

本考案は、このうよな実情に鑑みてなされたも
のであり、コンプレツサの潤滑油帰還を妨げてい
る膨張弁を改良して冷房性能に悪影響を与えるこ
となく潤滑油をコンプレツサに戻すことを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本考案は、ボー
ル弁が開閉する冷媒通路のスロート部をバイパス
するバイパス路をケース内に形成し、該バイパス
路に形成した弁座の高圧側開口と低圧側開口にそ
れぞれ弁体を設けるとともに両弁体を前記弁座の
両開口を閉塞するようにばねにより付勢し、この
ばねの弾発力を、前記両弁体にかかる高圧側の圧
力と低圧側の圧力の差が所定値より小さくなると
低圧側弁体が高圧側弁体を押圧して前記弁座を解
放するように設定したことを特徴とする。

（作用） 上述した手段を採用すれば、高圧側と低圧側の
圧力差が小さい低負荷時にボール弁が冷媒流路を
閉塞した状態でもバイパス通路が解放され、冷媒
とともに潤滑油をコンプレツサに戻し、コンプレ
ツサの摺動部を確実に潤滑することができること
になる。

（実施例） 以下、本考案の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は本考案の実施例に係る自動膨張弁を示
す断面図であり、第２図は第１図の要部を示す拡
大断面図、第３図はバイパス弁を解放する状態を
示す説明図である。

一般に第４図に示すような冷房サイクル１に使
用される膨張弁６は、エバポレータ７の熱的負荷
の変動に応じて、必要冷房能力に合つた冷媒流量
を自動調節しつつ、冷媒の流量制御を行なうもの
であり、ケーシング２０内には入口側流路２１と
出口側流路２２とが形成され、これらの入口側流
路２１と出口側流路２２とを結ぶ冷媒流路２３中
には減径されたスロート弁２５が設置されてい
る。入口側流路２１は配管により第４図に示すコ
ンデンサ４にリキツドタンク５を介して接続され
出口側流路２２は配管によりエバポレータ７に接
続されている。

ケーシング２０には均圧ケース２６が取付けら
れ、この均圧ケース２６内に設けられたダイアフ
ラム２７の外側には圧力室２８が形成されてい
る。この圧力室２８はエバポレータ７の出口側に
取付けられ内部に冷媒が封入された感温筒２９に
連通されており、感温筒２９内の冷媒の温度変化
による圧力室２８内の圧力変化によりダイアフラ
ム２７が作動するようになつている。ダイヤフラ
ム２７は作動棒３０によりボール弁２５に連結さ
れ、前記ダイアフラム２７の膜動によりストロー
ク部２４の弁開度を調節するようになつている。
このボール弁２５に当接するリテーナ３１と、出
口側流路２２内にねじ止めされたばね押え３２と
の間には、コイルばね３３が設けられ、このコイ
ルばね３３によりボール弁２５にはスロート部２
４を閉じる方向の弾発力が付与されている。図示
する膨張弁６は内部均圧式膨張弁と呼ばれるタイ
プのものであり、ケーシング２０に形成された連
通孔３４によりダイアフラム２７の内側と出口側
流路２２とが連通されている。

ボール弁２５の開度は、圧力室２８内のガスの
圧力により弁体２５を開く方向に作用する力と、
連通孔３４を介してダイアフラム２７の内側に作
用する冷媒の圧力及びコイルばね３３の弾発力に
よりボール弁２５を閉じる方向に作用する力との
釣り合いによつて定まり、その開度に応じた流量
の冷媒がエバポレータ７内に流入することにな
る。

特に本実施例では、前記ボール弁２５が開閉す
る冷媒流路２３のスロート部２４をバイパスして
冷媒を流すバイパス路３５をケーシング２０内に
形成してあり、このバイパス路３５内には第２図
に詳示するようにバイパス弁体３６，３７を設け
ている。

この高圧側のバイパス弁体３６は前記バイパス
路３５に形成した弁座３８の高圧側開口３８ａを
閉塞する球弁であり、前記バイパス路３５に螺合
されたばね押え３９により弾発力が所定値に調整
されたコイルばね４０により前記高圧側開口３８
ａに弾接している。

他方の低圧側のバイパス弁体３７は弁座３８の
低圧側開口３８ｂを閉塞する断面逆Ｔ字状をした
もので、この弁体３７もバイパス路３５に螺合さ
れたばね押え４１により弾発力が所定値に調節さ
れた、コイルばね４２により前記低圧側開口３８
ｂに弾接するようになつている。

この低圧側のバイパス弁体３７に設けられた突
出棒４３は前記高圧側のバイパス弁体３６を押し
上げるためのものである。

ここに前記コイルばね４０，４２の弾発力はば
ね押え３９，４１によりそれぞれ調整されている
が、その弾発力は両バイパス弁体３６，３７にか
かる高圧側の圧力P₁と低圧側の圧力P₂の差が所
定値以下になると両バイパス弁体３６，３７がと
もに弁座３８の開口３８ａ，３８ｂを開放するよ
う設定されている。

つまり熱負荷が小さくエバポレータ７が冷房性
能を発揮する必要のないときには、ボール弁２５
は冷媒流路２３を閉じているが、このような場合
には冷媒がコンプレツサ３に戻らない。このコン
プレツサ３に帰還する冷媒がないということは冷
媒とともに循環する潤滑油もコンプレツサ中に存
在する潤滑油量が少ない場合には潤滑不足とな
り、コンプレツサは焼付く虞れがある。

そこで本実施例ではボール弁２５が冷媒流路３
３を閉じた状態でもスロート部２４をバイパスす
るバイパス路３５を開き、冷媒とともに潤滑油が
コンプレツサ３に戻るようにしている。

特に、冷房サイクル中を冷媒が流れるというこ
とはエバポレータ７あるいは配管中に存在してい
る潤滑油を冷媒がコンプレツサによつていわば押
し出されることになり、コンプレツサ３における
潤滑性能は向上することになる。

なお、この場合バイパス路２３を通つた冷媒は
当然エバポレータ７を通つてコンプレツサ３に戻
すことになるが、このためにエバポレータ７では
不必要な冷媒が流入し、冷力がさらに高まる虞れ
がある。しかしこの冷力の上昇はきわめてわずか
であり、実質的にはほとんど問題にならない程度
である。

次に作用を説明する。

例えば秋期または冬期のように外気温が低く、
エバポレータ７に加わる熱負荷が小さい場合に、
車室内が高温であるため冷房運転を行なうと、エ
バポレータ７に対する熱負荷が小さいので、膨張
弁６ではボール弁２５がスロート部２４を閉じ
る。

したがつてコンプレツサ３から吐出された冷媒
は膨張弁６により流れが停止されコンプレツサに
戻つてこない。

しかし、この膨張弁６において高圧側圧力P₁
と低圧側圧力P₂との差が所定以下になるとコイ
ルばね４２の弾発力によつて低圧側バイパス弁体
３７が高圧側バイパス弁体３６の押圧力に抗して
突出棒４３により押し上げ、弁座３８を開く。こ
の弁座３８の開放により冷媒流路２３の冷媒及び
潤滑油はバイパス路３５を通りエバポレータ７中
に流入する。

この冷媒等の流れにより、エバポレータ７等内
に溜つていた潤滑油は流れてコンプレツサに戻さ
れ、コンプレツサの各摺動部分の潤滑に寄与する
ことになる。

なお、前記冷房が流入したエバポレータ７では
必要以上に冷房性能を発揮することになるが、こ
れが原因でエバポレータから吹き出される空気の
温度が低下するのはきわめて僅かであり、実質的
に問題は生じない。

したがつて、実質的にエバポレータの冷房性能
に悪影響を与えることなく、コンプレツサの焼付
等という不具合を完全に解消することができるよ
うになる。

（考案の効果） 以上述べたように、本考案によれば、ボール弁
が開閉する冷媒通路のスロート部をバイパスする
バイパス路をケース内に形成し、該バイパス路に
形成した弁座の高圧側開口と低圧側開口にそれぞ
れ弁体を設けるとともに両弁体を前記弁座を閉塞
するようにばねにより付勢し、このばねの弾発力
を、前記両弁体にかかる高圧側の圧力と低圧側の
圧力の差が所定値より小さくなると、低圧側弁体
が高圧側弁体を押圧して前記弁座を開放するよう
に設定したため、冷房性能に悪影響を与えること
なく潤滑油をコンプレツサに戻し、コンプレツサ
の潤滑油を確実にすることができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す縦断面図、
第２図は、第１図のＡ部拡大図、第３図は、バイ
パス弁体の作動状態を示す説明図、第４図は、一
般的な冷房サイクルを示す説明図、第５図は従来
の斜板式コンプレツサを示す断面図である。 ２０……ケース、２３……冷媒流路、２４……
スロート部、２５……ボール弁、３５……バイパ
ス路、３６，３７……弁体、３８……弁座、３８
ａ……高圧側開口、３８ｂ……低圧側開口、４
０，４２……ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コンプレツサ、コンデンサ、及びエバポレータ
   とともに、冷房サイクルを構成し、前記エバポレ
   ータの熱負荷に応じて、ケース内の形成した冷媒
   通路２３の開度をボール弁２５により制御するよ
   うにした自動膨張弁において、前記ボール弁２５
   が開閉する前記冷媒通路２３のスロート部２４を
   バイパスするバイパス路３５を前記ケース２０内
   に形成し、該バイパス路３５に形成した弁座３８
   の高圧側開口３８ａと低圧側開口３８ｂにそれぞ
   れ弁体３６，３７を設けるとともに両弁体３６，
   ３７を前記弁座３８の両開口３８ａ，３８ｂを閉
   塞するようにばね４０，４２により付勢し、この
   ばね４０，４２の弾発力を、前記両弁体３６，３
   ７にかかる高圧側の圧力と低圧側の圧力の差が所
   定値より小さくなると、低圧側弁体３７が高圧側
   弁体３６を押圧して前記弁座３８を解放するよう
   に設定したことを特徴とする自動膨張弁。