JPH07290940A - クラッチレスコンプレッサを有する自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エバポレータの凍結防止を、現状構成のまま
の容量可変斜板式コンプレッサを使用することによって
簡便かつ低コストに達成すること。 【構成】 クラッチレスコンプレッサ７１を、シリンダ
３３におけるピストン５の往復動ストロークを吸入圧Ｐ
s に応じて変化せしめて吐出容量を変化させる容量可変
斜板式コンプレッサから構成する。さらに、冷房サイク
ル７０の液状冷媒領域の終端部から液状冷媒を取り込
み、取り込んだ液状冷媒を少なくとも膨張弁５４をバイ
パスさせてコンプレッサ７１に戻すバイパス通路７３
と、液状冷媒をバイパス通路路７３を流下させるか、膨
張弁５４を流下させるかを選択的に切り替える流路切替
手段としての三方弁７４と、制御装置８０とを有する。
この制御装置８０は、自動車用空気調和装置の稼働を停
止するときには、冷媒の流通路が、バイパス通路７３を
流れる流路に切り替わるように三方弁７４の作動を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの駆動力が常
時伝達されるクラッチレスコンプレッサを有する自動車
用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な自動車用空気調和装置は、周知
のように、モータ駆動される送風ファンにより車室内空
気あるいは車室内空気を選択的に取り込むインテークユ
ニットと、エバポレータが内蔵され前記取り込んだ空気
を冷却するクーラユニットと、ヒータコアが迂回路を有
するように設けられクーラユニットからの空気を所定温
度とした後に車室内の所定位置に配風するヒータユニッ
トとを連結して構成されている。

【０００３】この自動車用空気調和装置に使用される冷
房サイクル５０は、図５に示すように、その構成要素と
して、車載エンジンにより駆動されるコンプレッサ５１
と、このコンプレッサ５１で圧縮されて高温高圧となっ
たガス状冷媒を外部の空気と熱交換して高圧の液状冷媒
とするコンデンサ５２と、この液状冷媒を一時貯溜して
冷媒中の水分や塵埃を取り除くと共に気体冷媒と液体冷
媒を分離するリキッドタンク５３と、エバポレータ５５
の出口で所定のスーパヒートが得られるように冷媒量を
コントロールしつつ前記液状冷媒を断熱膨張して低圧霧
状の冷媒とする膨張弁５４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
５５とを有している。

【０００４】コンプレッサ５１は、プーリ５６に掛け渡
したベルトを介して図示しないエンジンの駆動力が伝達
されるが、コンプレッサ５１のシャフトとプーリ５６と
の間には、エンジンの駆動力の伝達をオン、オフするた
めにマグネットクラッチ５７が設けられている。つま
り、コンプレッサ５１の運転が必要なときには、マグネ
ットクラッチ５７の電磁コイルに通電してシャフトに接
続されたクラッチ板をプーリ５６に吸着し、プーリ５６
の回転動をシャフトに伝達する。一方、コンプレッサ５
１の運転が不要なときには、電磁コイルへの通電を停止
してクラッチ板をプーリ５６から離反させ、プーリ５６
のみを空回転するようになっている。

【０００５】しかしながら、マグネットクラッチ５７
は、電磁コイルや、ある程度の剛性が必要であるために
鉄板からなるクラッチ板などから構成されていることか
ら、コンプレッサ全体の重量の増加を招き、構造も複雑
であるために組み立て性も悪く、さらにはコンプレッサ
のコストの上昇をも招いていた。

【０００６】そこで、近年では、周知の容量可変斜板式
コンプレッサをベースとしてマグネットクラッチを使用
しない構造を有するクラッチレスコンプレッサと指称さ
れるタイプのコンプレッサが種々提案されている（例え
ば、特開平３−３７３７８号公報参照）。容量可変斜板
式コンプレッサ６０は、図６に示すように、コントロー
ルバルブＣｖによってシリンダにおけるピストン５の往
復動ストロークをコンプレッサ６０の吸入圧Ｐs に応じ
て変化せしめ、コンプレッサ６０の吐出量を変化させる
ようにしたものである。

【０００７】例えば、熱負荷が低く、多量の冷媒が不要
の場合には、ピストン５のストロークを小さくする。熱
負荷が低いと、エバポレータ５５で熱交換を終わってコ
ンプレッサ６０に帰還する冷媒の圧力も低圧であるの
で、吸入室１の圧力Ｐs が周囲に適用されるベローズ２
は上方に伸び、第１弁口３を閉止し、第２弁口４を大き
く開いている。ピストン５によって圧縮され吐出口６か
ら吐出弁７に抗して吐出室３４に吐出された高圧冷媒
（吐出圧Ｐd ）の一部は、矢印で示すように吐出側圧力
室８を通って第２弁口４より第１連通路Ｒ１（通路９
ａ、通路９ｂ、中心孔１０等の総称）を通ってクランク
室１１に導入される。これにより、クランク室１１の内
部圧力（以下、クランク室圧Ｐc ）が高まる。ソケット
プレート１６および駆動斜板１７は、シャフト１８に設
けられたラグ２１にピン２２で支持されているので、中
央からずれている。よって、それぞれのピストン５のシ
リンダ側とクランク室１１側とに働く力の差のモーメン
トの作用により、駆動軸１８に直交する位置からのソケ
ットプレート１６および駆動斜板１７の傾斜が減少し、
ピストン５の往復動ストロークが小さくなる。この結
果、冷媒の圧縮量が低減することにより冷媒流量が抑制
され、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量となるようにし
ている。

【０００８】一方、熱負荷が大きく、多量の冷媒が必要
な場合には、ピストン５のストロークを大きくする。熱
負荷が高いと、エバポレータ５５で熱交換を終わってコ
ンプレッサ６０に帰還する冷媒の吸入圧Ｐs も高くなる
ので、吸入室１から連通孔１２を通って、コントロール
バルブＣv のベローズ室１３内に流入するガス圧により
ベローズ２は縮少して第１弁口３を開放し、第２弁口４
を閉止する。クランク室１１内の冷媒は、第２連通路Ｒ
２（通路１４、シリンダ通路１５等の総称）を通って吸
入室１側に流れる。これによりクランク室圧Ｐc が低下
して吸入圧Ｐsとほぼ等しくなり、それぞれのピストン
５のシリンダ側とクランク室１１側とに働く力の差のモ
ーメントの作用により、駆動軸１８に直交する位置から
のソケットプレート１６および駆動斜板１７の傾斜が増
加し、ピストン５の往復動ストロークが長くなる。この
状態で圧縮を行なうと、吐出冷媒量は増大し、高い熱負
荷に応じた適正な冷媒流量となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような容量可変斜
板式コンプレッサ６０では、構造的には、ソケットプレ
ート１６および駆動斜板１７の傾斜角度をゼロ（駆動軸
１８に対して直立する状態）にして圧縮容量をゼロにす
ることができる。しかしながら、駆動斜板１７の傾斜角
度がゼロのままであると、コンプレッサ６０の起動時に
ピストン５の背圧が得られなくなる。そこで、起動時で
も所定の吐出量が得られるようにするために、設計的に
最小傾斜角を与えるか、コイルばねよりなるリタ―ンス
プリング３９で与えるか、またはその両方を用いること
により、最小傾斜角度が得られるようにし、吐出冷媒量
がゼロとならないようにしてある。

【００１０】このように容量可変斜板式コンプレッサ６
０をベースとしたクラッチレスコンプレッサにあっては
駆動斜板１７等の傾斜角度を完全にゼロにすることがで
きないことから、この種のクラッチレスコンプレッサを
適用した冷房サイクル５０では、エンジンが駆動してい
る場合には、たとえエバポレータ５５の熱負荷が小さい
ときであっても僅かながら仕事をするため、エバポレー
タ５５に凍結が生じるという問題があった。

【００１１】かかる問題を解決するために前記公報に開
示されるクラッチレスコンプレッサでは、コンプレッサ
の吸入口に至る通路を閉塞する電磁弁からなる通路開閉
装置を設けると共に、吸入室とクランク室とを連通する
細管を設けてある。この細管の流路断面積は流体抵抗が
生じるように所定の範囲に設定されており、クランク室
の冷媒がその圧力が減じられて吸入室に導かれるように
設計してある。そして、自動車用空気調和装置の稼働を
停止したときには、通路開閉装置により吸入口に至る通
路を閉塞し、クランク室内の冷媒を細管を通して低圧に
して吸入室内に導き、コントロールバルブを、吐出室か
らクランク室への冷媒流路（図６においては第１連通路
Ｒ１で示される流路に相当する）を確保するように作動
させる。これにより、駆動斜板１７等の傾斜角度を強制
的に最小にし、コンプレッサ内部で冷媒循環を行いつつ
潤滑油も循環させるようにしている。

【００１２】しかしながら、このように構成したクラッ
チレスコンプレッサは細管を設けるなどの改変を伴うも
のであることから、現状構成のままの容量可変斜板式コ
ンプレッサを使用して冷房サイクル５０を簡単に構成す
ることができず、コスト的に不利なものとなる。

【００１３】さらに、自動車用空気調和装置の運転状況
あるいは乗員の操作によっては、駆動斜板１７などが最
大傾斜角度に傾斜している状態の下で、自動車用空気調
和装置の稼働を停止する場合もある。かかる場合のよう
に、コンプレッサが大きな仕事をしているにも拘らず通
路開閉装置を作動させて吸入口に至る通路を閉塞する
と、コンプレッサの運転条件が急激に変化するため、コ
ンプレッサは機械的なダメージを受け、コンプレッサの
耐久性が低下する一要因ともなる。

【００１４】また、クラッチレスコンプレッサはエンジ
ンにより常時駆動されるものであるため、自動車用空気
調和装置を稼働しないときには、燃費の向上のために、
コンプレッサの所要トルクを小さな値に保つ必要があ
る。容量可変斜板式コンプレッサで所要トルクを小さく
するためには、駆動斜板１７などを最小傾斜角度に維持
し続ける必要がある。

【００１５】また、潤滑油はコンプレッサから吐出され
る冷媒とともに冷房サイクル内を循環しているが、入口
部に至る通路を閉塞すると、その潤滑油がコンプレッサ
に帰還しなくなり、コンプレッサの耐久性が低下する虞
がある。

【００１６】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、容量可変斜板式コンプ
レッサをベースとしたクラッチレスコンプレッサを有す
る自動車用空気調和装置であって、エバポレータの凍結
防止を、現状構成のままの容量可変斜板式コンプレッサ
を使用することによって簡便かつ低コストに達成し得る
自動車用空気調和装置を提供することを第１の目的とす
る。

【００１７】また、容量可変斜板式コンプレッサから構
成されるクラッチレスコンプレッサの所要トルクを小さ
な値に確実に保ちつつ、エバポレータの凍結防止を達成
し得る自動車用空気調和装置を提供することを第２の目
的とする。

【００１８】さらに、クラッチレスコンプレッサの耐久
性を高めつつエバポレータの凍結防止を達成し得る自動
車用空気調和装置を提供することを第３の目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための請求項１記載の本発明は、車載エンジンの駆動
力がプーリを介して常時伝達されるクラッチレスコンプ
レッサと、このクラッチレスコンプレッサで圧縮されて
高温高圧となったガス状冷媒を外部の空気と熱交換して
高圧の液状冷媒とするコンデンサと、この液状冷媒を断
熱膨張して低圧霧状の冷媒とする膨張弁と、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
エバポレータとを有する自動車用空気調和装置におい
て、前記クラッチレスコンプレッサを、シリンダにおけ
るピストンの往復動ストロークを吸入圧に応じて変化せ
しめて吐出容量を変化させる容量可変斜板式コンプレッ
サから構成し、さらに、当該冷房サイクルの液状冷媒領
域の終端部から液状冷媒を取り込み、取り込んだ液状冷
媒を少なくとも前記膨張弁をバイパスさせてクラッチレ
スコンプレッサに戻すバイパス通路と、液状冷媒を前記
バイパス通路路を流下させるか、前記膨張弁を流下させ
るかを選択的に切り替える流路切替手段と、自動車用空
気調和装置の稼働を停止するときに、冷媒の流通路が、
前記膨張弁を流れる流路から前記バイパス通路を流れる
流路に切り替わるように前記流路切替手段を作動させる
制御手段と、を有することを特徴とするクラッチレスコ
ンプレッサを有する自動車用空気調和装置である。

【００２０】上記第２の目的を達成するための請求項２
記載の本発明は、容量可変斜板式コンプレッサからなる
前記クラッチレスコンプレッサに、吐出室とクランク室
とを連通する連通孔と、当該連通孔を開閉する開閉手段
とを設け、前記制御手段は、自動車用空気調和装置の稼
働を停止するときに、前記吐出室と前記クランク室とを
連通するために前記連通孔を開くように前記開閉手段を
制御することを特徴とするクラッチレスコンプレッサを
有する自動車用空気調和装置である。

【００２１】上記第３の目的を達成するための請求項３
記載の本発明は、前記制御装置は、自動車用空気調和装
置の稼働を停止するときに、前記連通孔を開くように前
記開閉手段を制御した後に、液状冷媒の流通路が前記バ
イパス通路を流れる流路に切り替わるように前記流路切
替手段を作動させることを特徴としている。

【００２２】また、前記バイパス通路は、取り込んだ液
状冷媒を前記膨張弁および前記エバポレータをバイパス
させてクラッチレスコンプレッサに戻すように構成する
のが好ましい。

【００２３】

【作用】請求項１記載の構成によれば、自動車用空気調
和装置の稼働を停止するときに、冷媒の流通路が、膨張
弁を流れる流路からバイパス通路を流れる流路に切り替
わるので、液状冷媒は膨張弁によって断熱膨張されず
に、クラッチレスコンプレッサに帰還することになる。
これにより、エバポレータが凍結する事態が防止され、
さらには現状構成のままの容量可変斜板式コンプレッサ
をクラッチレスコンプレッサとして使用することができ
る。

【００２４】また、請求項２記載の構成によれば、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときには連通孔が開
かれてクランク室が吐出室と同じ圧力となることから、
容量可変斜板式コンプレッサの機能により、吐出冷媒量
は最小なものに維持される。したがって、所要トルクは
小さな値に保たれる。

【００２５】また、請求項３記載の構成によれば、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときには、容量可変
斜板式コンプレッサの吐出冷媒量が最小になった後に、
液状冷媒の流通路がバイパス通路を流れる流路に切り替
えられる。したがって、運転状態の切り替えに伴うクラ
ッチレスコンプレッサが受ける機械的なダメージが低減
され、クラッチレスコンプレッサの耐久性が高められ
る。

【００２６】また、請求項４記載の構成によれば、自動
車用空気調和装置の稼働が停止しているときには、液状
冷媒は、膨張弁およびエバポレータをバイパスして流れ
ている。したがって、エバポレータに凍結が生じること
が根本的になくなる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２８】図１は、クラッチレスコンプレッサを有す
る自動車用空気調和装置に使用される冷房サイクルを示
す構成図、図２は、図１に示されるクラッチレスコンプ
レッサを構成する容量可変斜板式コンプレッサを示す要
部断面図であり、図５および図６に示した部材と共通す
る部材には同一の符号を付し、その説明は一部省略す
る。

【００２９】図１に示すように、本実施例の冷房サイク
ル７０は、車載エンジンの駆動力が常時伝達されるクラ
ッチレスコンプレッサ７１と、このクラッチレスコンプ
レッサ７１で圧縮されて高温高圧となったガス状冷媒を
外部の空気と熱交換して高圧の液状冷媒とするコンデン
サ５２と、この液状冷媒を一時貯溜して冷媒中の水分や
塵埃を取り除くと共に気体冷媒と液体冷媒を分離するリ
キッドタンク５３と、この液状冷媒を断熱膨張して低圧
霧状の冷媒とする膨張弁５４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５５とを、冷媒導管７２（７２ａ〜７２ｅの総称）で
接続することにより構成されている。

【００３０】特に、本実施例の冷房サイクル７０にあっ
ては、冷房サイクル７０のうち液状冷媒領域の終端部か
ら液状冷媒を取り込み、膨張弁５４およびエバポレータ
５５をバイパスさせて冷媒をコンプレッサ７１に戻すバ
イパス通路７３が設けられている。このバイパス通路７
３の冷媒取込口７３ａは、リキッドタンク５３と膨張弁
５４との間の冷媒配管７２ｄに臨ませ、冷媒流出口７３
ｂは、エバポレータ５５出口側の冷媒配管７２ａに臨ま
せてある。

【００３１】なお、液状冷媒領域の終端部とは、膨張弁
５４において液状冷媒の断熱膨張が行われるよりも前の
部位を意味しており、バイパス通路７３の設置位置は図
示例の場合に限定されるものではない。例えば、コンデ
ンサ５２とリキッドタンク５３との間の冷媒配管７２ｃ
に接続しても良く、あるいは、断熱膨張される直前の液
状冷媒を取り出し得るように膨張弁５４を改変しても良
い。また、エバポレータ５５の凍結防止のためには、液
状冷媒を少なくとも膨張弁５４を迂回して流せばよいた
め、バイパス通路７３の冷媒流出口７３ｂを膨張弁５４
とエバポレータ５５との間の冷媒配管７２ｅに臨ませて
も良い。

【００３２】さらに、冷房サイクル７０には、液状冷媒
をバイパス通路７３を流下させるか、あるいは膨張弁５
４およびエバポレータ５５を流下させるかを選択的に切
り替えるための流路切替手段７４が設けられている。こ
の流路切替手段は、図示するように、例えば電磁弁など
からなる三方弁７４より構成してある。三方弁７４は、
外部信号であるオン信号に基づいて、冷媒の流通路が膨
張弁５４およびエバポレータ５５を流れる流路となるよ
うに作動され、オフ信号に基づいて、冷媒の流通路がバ
イパス通路７３を流れる流路となるように作動される。

【００３３】なお、流路切替手段７４も図示例に限定さ
れるものではない。例えば、バイパス通路７３の流路途
上およびバイパス通路７３の冷媒取込口７３ａと膨張弁
５４との間の冷媒導管７２ｄ途上に開閉弁をそれぞれ設
けることによっても、液状冷媒が流下する流路を選択的
に切替えることができる。

【００３４】次ぎに、クラッチレスコンプレッサを構成
する容量可変斜板式コンプレッサを図２〜図４を参照し
つつ説明する。

【００３５】この容量可変斜板式コンプレッサは、図３
に示すように、シリンダブロック３０に５つのシリンダ
室３３が開設されている。図２に示すように、シリンダ
室３３内のそれぞれにピストン５が設けられている。ま
た、シリンダブロック３０にはシリンダヘッド３１とハ
ウジング３２とが取付けられ、このシリンダヘッド３１
内に、エバポレータ５５あるいはバイパス通路７３から
帰還した冷媒が流入する吸入室１と、ピストン５により
吸入室１から吸引した冷媒が圧縮された後に吐出される
吐出室３４とが形成されている。吸入室１に開設された
吸入ポートにはエバポレータ５５と連通する吸入導管７
２ａが接続され、吐出室３４に開設された吐出ポートに
はコンデンサ５２と連通する吐出導管７２ｂが接続され
ている。そして、吸入導管７２ａを通ってエバポレータ
５５あるいはバイパス通路７３から吸入室１内に帰還し
た冷媒は、シリンダブロック３０に形成されたシリンダ
室３３内に、ピストン５の往動により吸入弁３７に抗し
てバルブプレート３５に形成した吸入口３８を通って吸
入される。一方、ピストン５の復動により圧縮された冷
媒は、バルブプレート３５に形成した吐出口６から吐出
弁７に抗して吐出室３４内に吐出され、吐出導管７２ｂ
を通ってコンデンサ５２に向けて流出される。

【００３６】また、前記ハウジング３２内にはクランク
室１１が形成されている。このクランク室１１内には、
ピストン５を駆動する駆動機構Ｍ等が設けられ、この駆
動機構Ｍ等の機械的摺動部分を潤滑する潤滑油Ｏが充填
されている。ここに、機械的摺動部分とは、駆動軸１８
を支持するラジアル軸受１９ａ、１９ｂ、スラスト軸受
１９ｃや、駆動斜板１７や、駆動斜板１７とソケットプ
レート１６との間に設けられたスラスト軸受２０ａおよ
びラジアル軸受２０ｂ等である。

【００３７】コントロールバルブＣv は、前述したもの
と同様に構成されており、エバポレータ５５の熱負荷の
変動つまり吸入圧Ｐs の変動に応じて第１弁口３および
第２弁口４の開閉制御を行う。コントロールバルブＣv
により前記弁口３、４の開閉制御を行うことによって、
ピストン５の往復動ストロークを吸入圧Ｐs に応じて変
化せしめ、コンプレッサ７１の吐出量の容量制御がなさ
れている。

【００３８】さらに、本実施例の容量可変斜板式コンプ
レッサでは、図３および図４にも示すように、吐出室３
４とクランク室１１とを連通する連通孔７５がシリンダ
ブロック３０およびバルブプレート３５に形成されてい
る。また、吐出室３４に臨む前記連通孔７５の入口部７
６には、当該入口部７６を開閉する開閉手段７７が設け
られている。この開閉手段は、例えば電磁弁などからな
る開閉弁７７より構成され、作動ロッド７８の先端部に
は前記入口部７６を開閉するための弁体７９が設けられ
ている。

【００３９】開閉弁７７は、外部信号であるオン信号に
基づいて連通孔７５の入口部７６を閉じるように作動さ
れ、オフ信号に基づいて入口部７６を開くように作動さ
れる。開閉弁７７がオフ信号に基づいて入口部７６を開
くと、吐出室３４内の高圧冷媒の一部は、連通孔７５を
通ってクランク室１１に直接導入される。これにより、
クランク室圧Ｐc が強制的に高められ、それぞれのピス
トンのシリンダ側とクランク室１１側とに働く力の差の
モーメントの作用により、ソケットプレート１６および
駆動斜板１７の傾斜角度は、リターンスプリング３９の
弾発力との釣り合いにより定まる最小傾斜角度となる。
すなわち、開閉弁７７により入口部７６を開くことによ
り、コントロールバルブＣv の作用による駆動斜板１７
などの傾斜角度の制御を待たずとも、駆動斜板１７など
は最小傾斜角度の位置に強制的に移動される。

【００４０】図１に示すように、流路切替手段としての
三方弁７４および開閉手段としてのとしての開閉弁７７
は制御装置（制御手段）８０に接続されており、三方弁
７４および開閉弁７７の作動は制御装置８０からの制御
信号に基づいて制御されている。また、自動車用空気調
和装置の稼働あるいは停止を指示するエアコンスイッチ
８１が制御装置８０に接続されている。このエアコンス
イッチ８１は、車室内のインストルメントパネルに設置
したコントロールパネルに設けられている。また、イン
テークユニットに内蔵した送風ファン８２駆動用のモー
タ８３も制御装置８０に接続され、エアコンスイッチ８
１のオン、オフ操作に連動して、モータ８３の駆動がオ
ン、オフされるようになっている。

【００４１】また、制御装置８０における三方弁７４お
よび開閉弁７７の作動タイミングは次ぎのように設定さ
れている。乗員がエアコンスイッチ８１をオフし、送風
ファン８２の駆動モータ８３を停止して自動車用空気調
和装置の稼働を停止すると、制御装置８０は、まず、オ
フ信号を出力して開閉弁７７を開作動する。これによ
り、駆動斜板１７などは、最小傾斜角度の位置に強制的
に移動する。この状態の下で所定時間運転した後、制御
装置８０は三方弁７４を作動させ、冷媒の流通路を、膨
張弁５４およびエバポレータ５５を流れる流路から、バ
イパス通路７３を流れる流路に切り替える。開閉弁７７
を開作動してから三方弁７４を作動するまでの時間は、
例えば、３０秒程度に設定するのが好ましい。

【００４２】次に、本実施例の作用を説明する。

【００４３】自動車用空気調和装置を稼働するために乗
員がエアコンスイッチ８１をオンすると、送風ファン８
２が駆動を開始し、インテークユニットで車室外空気あ
るいは車室内空気が選択的に取り込まれ、この空気はク
ーラユニットに内蔵したエバポレータ５５を流れる冷媒
と熱交換を行って冷却され、ヒータユニットに流下す
る。ヒータユニットでは、クーラユニットからの空気を
ヒータコアと迂回路とを所定の比率で流下させることに
より所定温度とした後、車室内の所定位置に配風する。

【００４４】冷房サイクル７０では、車載エンジンの駆
動力がベルトおよびプーリ５６を介して常時伝達される
クラッチレスコンプレッサ７１が冷媒を圧縮している。
圧縮されて高温高圧となったガス状冷媒は、コンデンサ
５２において、外部の空気と熱交換して高圧の液状冷媒
となり、この液状冷媒は、リキッドタンク５３におい
て、一時貯溜されて冷媒中に混入した水分や塵埃が取り
除かれると共に気体冷媒と液体冷媒とが分離される。リ
キッドタンク５３から流出した液状冷媒は、膨張弁５４
において、断熱膨張して低圧かつ低温の霧状の冷媒とな
る。この霧状の冷媒は、エバポレータ５５において車室
内へ吹き出す空気と熱交換して気化した後、コンプレッ
サ７１の吸入室１に帰還する。冷房サイクル７０では、
このような冷媒の流れが繰り返される。

【００４５】自動車用空気調和装置の稼働中には、容量
可変斜板式コンプレッサからなるクラッチレスコンプレ
ッサ７１では、ピストン５の往復動ストロークを吸入圧
Ｐsに応じて変化せしめ、コンプレッサ７１の吐出量の
容量制御を以下のように行っている。

【００４６】エバポレータ５５における熱負荷が低くコ
ンプレッサ７１に帰還する冷媒の圧力すなわち吸入圧Ｐ
s が低いときには、コントロールバルブＣｖは、第１弁
口３を閉止し、第２弁口４を開放する。このため、吐出
室３４に吐出された高圧冷媒の一部が吐出側圧力室８→
第２弁口４→第１連通路Ｒ１と流れてクランク室１１に
導入され、ソケットプレート１６および駆動斜板１７の
傾斜角度が減少してピストン５の往復動ストロークが小
さくなる。この結果、吐出冷媒量が減じられ、低い熱負
荷に応じた適正な冷媒量となる。

【００４７】一方、エバポレータ５５における熱負荷が
大きく吸入圧Ｐs が高いときには、コントロールバルブ
Ｃｖは、第１弁口３を開放し、第２弁口４を閉止する。
このため、クランク室１１内の冷媒が第２連通路Ｒ２を
通って吸入室１側に流れてクランク室圧Ｐc が低下して
吸入圧Ｐs とほぼ等しくなり、ソケットプレート１６お
よび駆動斜板１７の傾斜角度が増加してピストン５の往
復動ストロークが長くなる。この結果、吐出冷媒量は増
大し、高い熱負荷に応じた適正な冷媒流量となる。

【００４８】次に、自動車用空気調和装置の稼働を停止
する場合について説明する。

【００４９】乗員がエアコンスイッチ８１をオフする
と、送風ファン８２の駆動が停止され、車室内への配風
が停止される。クラッチレスコンプレッサ７１はエンジ
ンの駆動が常時伝達され、さらにソケットプレート１６
および駆動斜板１７は最小傾斜角度においてもその傾斜
角度がゼロでないことから、僅かながら仕事を行い冷媒
を吐出している。したがって、膨張弁５４での断熱膨張
によって低温となった霧状冷媒をエバポレータ５５内を
流し続けると、当該エバポレータ５５では空気との熱交
換が行われなくなったために、当該エバポレータ５５が
凍結するという事態を招いてしまう。

【００５０】そこで、本実施例の自動車用空気調和装置
では、自動車用空気調和装置の稼働を停止すると、ま
ず、制御装置８０は開閉弁７７にオフ信号を出力し、開
閉弁７７を開作動させる。これにより、開閉弁７７が入
口部７６に対して後退移動して、連通孔７５の入口部７
６が開かれる。すると、吐出室３４内の高圧冷媒の一部
が連通孔７５を通ってクランク室１１に直接導入される
ので、コントロールバルブＣv の作用による駆動斜板１
７などの傾斜角度の制御を待たずとも、駆動斜板１７な
どは最小傾斜角度の位置に強制的かつ迅速に移動される
ことになる。

【００５１】また、連通孔７５を通って冷媒がクランク
室１１に導入されることにより、駆動機構Ｍ等の機械的
摺動部分には潤滑油が供給され、円滑な作動が確保され
ている。

【００５２】この状態の下で所定時間運転した後、制御
装置８０は三方弁７４にオフ信号を出力し、冷媒の流通
路が、膨張弁５４およびエバポレータ５５を流れる流路
からバイパス通路７３を流れる流路に切り替わるように
三方弁７４を作動させる。すると、リキッドタンク５３
から流出した液状冷媒は、三方弁７４を通ってバイパス
通路７３に取り込まれ、膨張弁５４およびエバポレータ
５５を迂回して流れ、エバポレータ５５の出口側冷媒導
管７２ａに導かれ、コンプレッサ７１の吸入室１に帰還
する。したがって、エバポレータ５５には断熱膨張され
た低温の冷媒が流れないため、このエバポレータ５５に
凍結が生じることがない。

【００５３】また、自動車用空気調和装置を稼働しない
ときには、連通孔７５を開いて吐出室３４内の高圧冷媒
の一部をクランク室１１に導入しているため、車両の運
転状態が変動しても、駆動斜板１７などは最小傾斜角度
の位置に確実に維持されている。したがって、容量可変
斜板式コンプレッサの所要トルクが小さな値に保たれる
こととなり、車両の燃費の向上を図ることができる。

【００５４】このような自動車用空気調和装置の停止状
態からエアコンスイッチ８１がオンされて稼働状態に切
り替える際には、制御装置８０は、上記とは逆の手順で
三方弁７４および開閉弁７７の作動を制御する。つま
り、まず、制御装置８０は三方弁７４にオン信号を出力
し、冷媒の流通路が、バイパス通路７３を流れる流路か
ら膨張弁５４およびエバポレータ５５を流れる流路に切
り替わるように三方弁７４を作動させる。この状態の下
で所定時間運転した後、制御装置８０は開閉弁７７にオ
ン信号を出力し、開閉弁７７を閉作動させて連通孔７５
の入口部７６を閉じる。その後は、前述したように通常
運転が行われる。

【００５５】以上説明したように、本実施例の自動車用
空気調和装置によれば、現状構成のままの容量可変斜板
式コンプレッサ７１をベースとしたクラッチレスコンプ
レッサを使用して冷房サイクル７０を簡単に構成するこ
とができるので、エバポレータ５５の凍結防止を、簡便
かつ低コストに達成することができる。

【００５６】また、自動車用空気調和装置の停止時には
開閉弁７７を開作動させ、吐出室３４内の高圧冷媒の一
部を連通孔７５を介してクランク室１１に直接導入する
構成としたため、駆動斜板１７などは最小傾斜角度の位
置に強制的かつ迅速に移動される。したがって、駆動斜
板１７などが最大傾斜角度に傾斜している状態の下で自
動車用空気調和装置の稼働を停止する操作を行った場合
でも、まず、駆動斜板１７などを最小傾斜角度にした後
に冷媒流路をバイパス通路７３側に切り替えるようにし
たため、コンプレッサ７１が機械的なダメージを受け難
くなり、耐久性を高めることが可能となった。

【００５７】また、自動車用空気調和装置を稼働しない
ときには、駆動斜板１７などは最小傾斜角度の位置に確
実に維持されているので、容量可変斜板式コンプレッサ
７１の所要トルクを小さな値に保ち、車両の燃費の向上
を図ることができる。

【００５８】また、冷媒とともに冷媒サイクル７０内を
循環している潤滑油もコンプレッサ７１に帰還するた
め、コンプレッサ７１の耐久性が高められる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、容量可変斜板式コンプレッサをベースとし
たクラッチレスコンプレッサを有する自動車用空気調和
装置であって、エバポレータの凍結防止を、現状構成の
ままの容量可変斜板式コンプレッサを使用することによ
って簡便かつ低コストに達成することができる。

【００６０】さらに、請求項２記載の発明のように、自
動車用空気調和装置の稼働を停止するときに、制御手段
により連通孔を開くように開閉手段を制御すれば、容量
可変斜板式コンプレッサの吐出冷媒量を確実に最小なも
のとすることができ、所要トルクを小さな値に保ちつ
つ、エバポレータの凍結防止を達成することが可能とな
る。

【００６１】また、請求項３記載の発明のように、自動
車用空気調和装置の稼働を停止するときには、容量可変
斜板式コンプレッサの吐出冷媒量を最小にした後に、液
状冷媒の流通路がバイパス通路を流れる流路に切り替わ
るようにすれば、運転状態の切り替えに伴うクラッチレ
スコンプレッサが受ける機械的なダメージが低減され、
クラッチレスコンプレッサの耐久性をより一層高めつつ
エバポレータの凍結防止を達成することができる。

【００６２】また、請求項４記載の発明によれば、自動
車用空気調和装置の稼働が停止しているときには、液状
冷媒は、膨張弁およびエバポレータをバイパスして流れ
ているため、エバポレータに凍結が生じることを根本的
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 クラッチレスコンプレッサを有する自動車用
空気調和装置に使用される冷房サイクルを示す構成図で
ある。

【図２】 図１に示されるクラッチレスコンプレッサを
構成する容量可変斜板式コンプレッサを示す要部断面図
である。

【図３】 図２の３−３線に沿うシリンダブロックの断
面図である。

【図４】 図３の４−４線に沿う断面図である。

【図５】 一般的な自動車用空気調和装置に使用される
冷房サイクルを示す構成図である。

【図６】 クラッチレスタイプとした容量可変斜板式コ
ンプレッサを示す断面図である。

【符号の説明】

５…ピストン １１…クランク室 ３３…シリンダ ３４…吐出室 ５０、７０…冷房サイクル ５２…コンデンサ ５３…リキッドタンク ５４…膨張弁 ５５…エバポレータ ５６…プーリ ７１…クラッチレスコンプレッサ（クラッチレスタイプ
容量可変斜板式コンプレッサ） ７３…バイパス通路 ７４…三方弁（流路切替手段） ７５…連通孔 ７７…開閉弁（開閉手段） ８０…制御手段 Ｃv …コントロールバルブ Ｐs …吸入圧 Ｐd …吐出圧 Ｐc …クランク室圧

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載エンジンの駆動力がプーリ（５６）
   を介して常時伝達されるクラッチレスコンプレッサ（７
   １）と、 このクラッチレスコンプレッサ（７１）で圧縮されて高
   温高圧となったガス状冷媒を外部の空気と熱交換して高
   圧の液状冷媒とするコンデンサ（５２）と、 この液状冷媒を断熱膨張して低圧霧状の冷媒とする膨張
   弁（５４）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（５５）とを有する自動車用空
   気調和装置において、 前記クラッチレスコンプレッサ（７１）を、シリンダ
   （３３）におけるピストン（５）の往復動ストロークを
   吸入圧（Ｐs ）に応じて変化せしめて吐出容量を変化さ
   せる容量可変斜板式コンプレッサから構成し、さらに、 冷房サイクル（７０）の液状冷媒領域の終端部から液状
   冷媒を取り込み、取り込んだ液状冷媒を少なくとも前記
   膨張弁（５４）をバイパスさせてクラッチレスコンプレ
   ッサ（７１）に戻すバイパス通路（７３）と、 液状冷媒を前記バイパス通路路（７３）を流下させる
   か、前記膨張弁（５４）を流下させるかを選択的に切り
   替える流路切替手段（７４）と、 自動車用空気調和装置の稼働を停止するときに、冷媒の
   流通路が、前記膨張弁（５４）を流れる流路から前記バ
   イパス通路（７３）を流れる流路に切り替わるように前
   記流路切替手段（７４）を作動させる制御手段（８０）
   と、を有することを特徴とするクラッチレスコンプレッ
   サを有する自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】 容量可変斜板式コンプレッサからなる前
   記クラッチレスコンプレッサ（７１）に、吐出室（３
   ４）とクランク室（１１）とを連通する連通孔（７５）
   と、当該連通孔（７５）を開閉する開閉手段（７７）と
   を設け、 前記制御手段（８０）は、自動車用空気調和装置の稼働
   を停止するときに、前記吐出室（３４）と前記クランク
   室（１１）とを連通するために前記連通孔（７５）を開
   くように前記開閉手段（７７）を制御することを特徴と
   する請求項１記載のクラッチレスコンプレッサを有する
   自動車用空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置（８０）は、自動車用空気
   調和装置の稼働を停止するときに、前記連通孔（７５）
   を開くように前記開閉手段（７７）を制御した後に、液
   状冷媒の流通路が前記バイパス通路（７３）を流れる流
   路に切り替わるように前記流路切替手段（７４）を作動
   させることを特徴とする請求項２記載のクラッチレスコ
   ンプレッサを有する自動車用空気調和装置。
4. 【請求項４】 前記バイパス通路（７３）は、取り込ん
   だ液状冷媒を前記膨張弁（５４）および前記エバポレー
   タ（５５）をバイパスさせてクラッチレスコンプレッサ
   （７１）に戻すように構成したことを特徴とする請求項
   １〜請求項３のいずれかに記載のクラッチレスコンプレ
   ッサを有する自動車用空気調和装置。