JPS6229779A - 車輌用空調装置の圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は圧縮作動を継続したままで冷媒吐出量を制御
可能な車輌用空調装置の圧縮機に関する。

（従来の技術） 車輌用空調装置の圧縮機としては、例えば第３．４図に
示すようなベーン型回転圧縮機（以下、略して単に圧縮
機と言う）が知られている。これらの図において、１は
圧縮機のハウジング（図示省略）内に収装される圧縮機
構部を示し、この圧縮機構部ｌはカムリング２とロータ
３とを有している。カムリング２は、第３図に示すよう
に、断面略楕円形の筒体からなり、その内周面が小内部
２Ａと大内部２Ｂとにより構成されている。カムリング
２の両端開口はフロントプレート４およびリヤプレート
５により封止され、ロータ３はこれらの両プレート４．
５に軸受６Ａ、６Ｂを介しカムリング２内、特に小内部
２Ａ内で回転自在に支持されている。ロータ３には、第
３図に詳示するように、その軸方向にスリット８が４条
形成され、また各スリット８はロータ３の円周方向に等
間隔（９０度）で配されており、さらに各スリット８は
軸垂直方向断面にてその略半径方向（放射方向）に延在
している。これらのスリット８内には、矩形板状体のベ
ーン９Ａ〜９Ｄが摺動自在に収容されており、これらの
ベーン９Ａ〜９Ｄはロータ３の回転時、遠心力およびベ
ーン背圧により、各先端がカムリング２の内周面に摺接
する。カムリング２とロータ３と両プレート４．５とに
より作動室１０Ａ、ＩＯＢがそれぞれ画成され、各作動
室１０Ａ、１０Ｂはベーン９“Ａ〜９Ｄにより拡縮され
て吸入室または圧縮室として作用する。また、カムリン
グ２の内周面には円周方向に略１８０度離隔して冷媒の
吸入口（図外）および吐出口（図外）に連通ずる一対の
吸入ポート１１Ａ、ＩＩＢおよび吐出ポート１２Ａ、１
２Ｂがそれぞれ開口しており、吸入ポート１１Ａ、ＩＩ
Ｂより作動室１０Ａ、ＩＯＢ内に吸入された低温低圧の
冷媒は、ロータ３の回転により作動室１０Ａ、ＩＯＢ内
で圧縮されて高温高圧となって所定圧力で開く吐出弁７
Ａ、７Ｂを設けた吐出ポートＬ２Ａ、１２・Ｂから吐出
口を経て吐出される。前記ロータ３は図示しない駆動ベ
ルトを介してエンジンから伝達される駆動力を電磁クラ
ッチ１３　（第５図参照）の０Ｎ−ＯＦＦ作動によって
伝達・遮断され駆動、停止されるようになっている。し
かして、前記圧縮機Ｃの吐出口から吐出された高温高圧
の冷媒は、この圧縮機Ｃを組込んだ第５図に示すような
冷凍サイクルの配管１４を介してコンデンサ１５に送ら
れる。コンデンサ１５は送り込まれた冷媒を凝縮温度ま
で冷却し中温中圧の液体に還元する。

この冷却はラジェータの前面に取付けられた冷却ファン
や車速による空冷によって行われる。液体に還元された
冷媒はリキッドタンク１６へ送られて溜められる０次に
、この液状冷媒はリキッドタンク１６から膨張弁１７へ
送られ、急激に膨張させられて低温低圧の霧状となった
後、エバポレータ１８へ送られる。そして、このエバポ
レータ１８で冷却ファンにより周囲から気化熱を奪いな
がら蒸発して気体となる。このとき冷却された空気を送
風機によって冷風として車輌の室内に送り込み、室内を
冷却するのである。そして、蒸発した冷媒は再び圧縮機
Ｃへ送られて圧縮される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、一般に車輌用空調装置の圧縮機は、停車
中のエンジン低速回転時（所謂アイドリング時）にあっ
てもエバポレータ１８の冷力を確保する必要があるため
その容量を大きくしである。

このため、車輌の高速運転時には圧縮能力が過剰となっ
て車輌の室内が冷え過ぎるため、電磁クラッチ１３の０
Ｎ−ＯＦＦを頻繁に繰り返して圧縮機Ｃを全容量（１０
０％容量）で作動させるかあるいは停止させ、室内の温
度を調節しなければならなかった。ところが、このよう
に高速運転時に電磁クラッチ１３を頻繁に０Ｎ−ＯＦＦ
させた場合、圧縮機の圧縮機構部は停止状態からいきな
り高速作動に接続されることとなるため、大きなショッ
クを生じる上に０Ｎ−ＯＦＦ時の作動音もうるさく、運
転者のドライブフィーリングを著しく悪くしていた。更
に、電磁クラッチ１３を頻繁に０Ｎ−ＯＦＦさせるため
電磁クラッチ１３の摩擦−面の摩耗が激しく、耐用期間
が著しく短縮され不経済であるという問題点もあった。

そこで、このような問題点を解決すべく、圧縮機の吸入
口や吸入ポートＩＩＡ、１１Ｂにオリフィス等の絞り部
を設けて冷媒の吸入量を少なくする方法が提案された。

しかしながら、作動室１０Ａ、１０Ｂへの入口部に絞り
部を設けて冷媒吸入量を減少させた場合、吐出量（重量
）は減少するが、吸入時に絞り部を通過して通常の吸入
圧よりも更に低圧に減圧した冷媒を吐出ポート１２Ａ、
１２Ｂから吐出させるためには吐出弁７Ａ、７Ｂが開く
設定圧まで圧縮しなければならないため、圧縮比が極め
て大きくなる。したがって、作動室１０Ａ、ＩＯＢ内の
温度が異常に高温となり、圧縮機が損傷するという問題
が生じ、前述した問題点を解決することはできなかった
。

（問題点を解決するための手段および作用）この発明は
、このような従来の問題点に着目してなされたもので、
圧縮機の作動室へ冷媒を供給する吸入側の流路に開閉弁
を設け、圧縮機の１作動サイクルタイムにおける前記開
閉弁の開閉時間の割合を制御することによって、電磁ク
ラッチをＯＮにしたまま、すなわち圧縮機を作動させた
まま、の状態で冷媒の吐出量を制御できるようになし、
上記問題点を解決するものである。

（実施例） 以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明に係る圧縮機の一実施例を組込んだ冷
凍サイクルを示すものであり、１４は配管、１５はコン
デンサ、１６はリキッドタンク、１７は膨張弁、１８は
エバポレータ、２０は圧縮機構部の構成および作用が前
述した圧縮機Ｃと同様なこの発明に係る圧縮機である。

この圧縮機２０の各作動室１０Ａ、１０Ｂと連通ずる吸
入口には開閉弁としての２ポ一ト２位置電磁切換弁（以
下、略して切換弁と言う）２２Ａ、２２Ｂが取付けられ
ている。なお、切換弁２２Ａ、２２Ｂは圧縮機２０の各
吸入口とエバポレータ１８の出口とを接続する配管１４
の途中に設けてもよい。そして、この切換弁２２Ａ、２
２Ｂは図外のコンピュータ内蔵の制御装置から発せられ
る電気信号によって同時にあるいは選択的に切換えられ
、それぞれ全開あるいは全閉するようになっている。

次に作用を説明する。

配管１４から吸入口、吸入ポートＬＩＡ、ＩＩＢを経て
作動室１０Ａ、ＩＯＢ内に吸入された冷媒はロータ３の
回転によって圧縮され、吐出ポート１２Ａ、１２Ｂ、吐
出弁７Ａ、７Ｂ、吐出口を経た後、配管１４を介してコ
ンデンサ１５に送られる。ここで、車輌の車室内の温度
およびエンジンの回転数等の諸制御条件が予め制御装置
の記憶手段に記憶されている設定値に達したことをセン
サを介して制御装置が検知すると、制御装置から切換弁
２２Ａ、２２Ｂに制御信号が発せられる。この制御信号
は、圧縮機２０の１作動サイクルタイム（単位時間）の
間に切換弁２２Ａ、２２Ｂが開閉している時間の割合を
制御するための信号、すなわちデエーテイー比制御信号
である。そして、この制御信号により切換弁２２Ａ、２
２Ｂを、例えば第２図（ａｌ、山）、（Ｃ）に示すよう
に、圧縮機２０の１作動サイクルタイムのうちの１／２
．３／４あるいは１／４の時間だけ開き、残りの時間は
閉じるように開閉制御することにより、各作動室１０Ａ
、ＩＯＢへの冷媒供給量を切換弁２２Ａ、２２Ｂ全開時
の５０％、７５％、２５％に制御し、もって　　゛その
吐出量を制御することができる。したがって、切換弁２
２Ａ、２２Ｂ史うちの一方を全閉するとともに他方のデ
ユーティ−比を変えることによって、圧縮機２０全体の
吐出量を０〜５０％に制御することができ、また、切換
弁２２Ａ、２２Ｂのうちの一方を全開するとともに他方
のデユーティ−比を変えることによって圧縮機２０全体
の吐出量を５０〜１００％に制御することが可能である
。しかも、切換弁２２Ａ、２２Ｂは全開するか全閉する
かのいずれかであるため、全開しているときの冷媒の圧
縮比は前述した絞りを設けていない従来の圧縮機Ｃにお
けるそれと同じであり、作動室の温度上昇も従来と同じ
である。また、全閉しているときの圧縮比はＯであるた
め、作動室の温度上昇は低い。したがって、作動室の総
合的な温度上昇は冷媒の吸入量（吐出量）が減少しても
従来より低いものとなる。

更に、切換弁２２Ａ、２２Ｂの開閉制御に拘りなく電磁
クラッチ１３はＯＮすなわち接続したままでよいため、
運転者のドライブフィーリングを悪くする０Ｎ−ＯＦＦ
時のショックや作動音が無く、電磁クラッチ１３の摩擦
面の摩耗も従来と比較すると著しく減少する。

なお、前記実施例においては１対の作動室を有するベー
ン型回転圧縮機について説明したが、この発明は単一の
作動室を有するベーン型回転圧縮機および往復動式圧縮
機等についても適用可能なことは言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明してきたようにこの発明によれば、車輌用空調
装置の圧縮機の作動室へ冷媒を供給する吸入側の流路に
開閉弁を設け、圧縮機の１作動サイクルタイムにおける
前記開閉弁の開閉時間の割合を制御することによって冷
媒の吸入量を制御し、もって吐出量を制御することがで
きる。その結果、エンジンの回転数に拘りなく要求され
る冷房能力に応じた冷媒吐出量を得ることができるため
、エバポレータから吹き出される冷風の温度変化を小さ
くすることができ、快適な冷房効果を得ることができる
上に省エネルギー効果も大きい、また、従来の圧縮機に
おけるようにエンジンからの駆動力を圧縮機に伝達する
電磁クラッチを車室内の温度やエンジンの回転数に応じ
て繰り返し０Ｎ−ＯＦＦする必要がなく、車輌運転中は
常時ＯＮにしたままにしておくことができるため、０Ｎ
−ＯＦＦ時（特に車輌が高速走行中の場合）に生ずるシ
ョックや作動音が無くドライブフィーリングが良い上に
、電磁クラッチの摩擦面の摩耗も従来と比較して著しく
減少するため耐用期間が長くなる。

更に、切換弁の開閉制御によって圧縮機への冷媒供給量
を減らしても、作動室の温度上昇は従来と略同程度また
はそれ以下に抑えることができる、といった種々の効果
を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る圧縮機の一実施例を組込んだ車
輌用空調装置の冷凍サイクルの配管図、第２図（ａｌ、
ｆｂ）、（Ｃ）はそれぞれ圧縮機の１作動サイクルタイ
ムとこの間における開閉弁の開閉時間の割合との関係を
示す説明図、第３図および第４図は車輌用空調装置のベ
ーン型回転圧縮機の圧縮機構部を示すもので第３図はそ
の正面断面図、第４図はその側面断面図、第５図は従来
の圧縮機を組込んだ車輌用空調装置の冷凍サイクルの配
管図である。 １０Ａ、ＩＯＢ・・・・・・作動室、 １４・・・・・・配管（吸入側流路）、２０・・・・・
・圧縮機、 ２２Ａ、２２Ｂ・・・・・・２ポ一ト２位置電磁切換弁
（開閉弁）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒を圧縮する単一又は複数の作動室を有する車輌用空
   調装置の圧縮機において、作動室へ冷媒を供給する吸入
   側流路に開閉弁を設け、圧縮機の１作動サイクルタイム
   における前記開閉弁の開閉時間の割合を制御することに
   よって冷媒吐出量を制御するようになしたことを特徴と
   する車輌用空調装置の圧縮機。