JPH0510019U - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リリ−フバルブに作動油が流通し且つ油圧モ
−タと圧縮機とが連結されたときでもエンジンに過大な
負荷が生じないようにし、車両の走行性能の低下を防止
する。 【構成】 リリ−フバルブ３４に電磁比例式のものを用
いてそのリリ−フ圧力を任意に変えられるようにすると
ともに、第１油圧ポンプ３１ａに最大負荷の生ずる除湿
暖房運転時においてリリ−フ圧力の上限値を暖房運転時
の１／２に制限し、第１油圧ポンプ３１ａの所要動力を
大幅に軽減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は油圧回路と冷凍回路とを備えた車両、例えばラフテレ−ンクレ−ン等 の作業用車両に適した車両用空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、キャビンが３６０°以上回転するラフテレ−ンクレ−ンの場合は、普 通の自動車と異なりキャビンの下方で循環するエンジン冷却水をキャビン内に導 入することができず、このエンジン冷却水を暖房用熱源として利用することがで きない。そこで、このような車両の冷暖房を行なう空気調和装置として、図４に 示すものを出願人は提案している（実願平１−１２３８３６号）。

【０００３】 この車両用空気調和装置は、油圧回路Ａと冷凍回路Ｂとを備え、油圧回路Ａは 油圧モ−タ駆動回路Ａ１と暖房回路Ａ２とから構成されている。この油圧モ−タ 駆動回路Ａ１は、油タンク１０、第１油圧ポンプ１１ａ及び油圧モ−タ１２を有 し、油タンク１０内の作動油を第１油圧ポンプ１１ａにて汲み上げ、この汲み上 げられた作動油により油圧モ−タ１２が駆動される。尚、１３は油圧モ−タ１２ への圧力を制限する安全弁である。

【０００４】 暖房回路Ａ２は、油タンク１０、第２油圧ポンプ１１ｂ、リリ−フバルブ１４ 、放熱器１５、常開の電磁弁１６を有している。電磁弁１６が開となっていると きは、第２油圧ポンプ１１ｂにて汲み上げられた作動油が電磁弁１６を介して油 タンク１０に直に戻り、また、電磁弁１６が閉となっているときは、リリ−フバ ルブ１４を介して放熱器１５に作動油が流れるようになっている。尚、各油圧ポ ンプ１１ａ，１１ｂは車両のエンジンで駆動され、図示しない各種の油圧アクチ ュエ−タにも作動油を流すようになっている。また、リリ−フバルブ１４は入口 側と出口側との間に圧力差を生じさせ、下流側の作動油を発熱させるようになっ ている。

【０００５】 冷凍回路Ｂは、圧縮機２０に凝縮器２１、受液器２２、膨張弁２３、蒸発器２ ４を順次連結したもので、凝縮器２１及び蒸発器２４はそれぞれ送風ファン２１ ａ，２４ａにより強制的に空気熱交換するようになっている。また、圧縮機２０ はクラッチ機構２５を介して油圧モ−タ１２に連結している。更に、この送風フ ァン２４ａはキャビン内に空調空気を導く空調風路２６内に設置されている。

【０００６】 この車両用空気調和装置において、冬期に暖房運転を行なうときはクラッチ機 構２５により油圧モ−タ１２と圧縮機２０の連結を解除するとともに、電磁弁１ ６を閉とし、更に送風ファン２４ａを駆動する。

【０００７】 このとき、油圧モ−タ駆動回路Ａ１においては、図５の破線矢印に示すように 作動油が流れて油圧モ−タ１２が駆動するが、圧縮機２０は停止状態となってい る。また、第２油圧ポンプ１１ｂにより汲み上げられた作動油が図５の破線矢印 に示すように、リリ−フバルブ１４→放熱器１５→油タンク１０と順次循環する 。ここで作動油がリリ−フバルブ１４を通るとき、リリ−フバルブ１４の入口側 と出口側との間で圧力差を生じ作動油が発熱する。この作動油の熱は放熱器１５ で放出され、送風ファン２４ａにて送風される空調風路２６内の空気を加熱する 。これにより、キャビン内の暖房が行なわれることとなる。

【０００８】 夏期に冷房運転を行なうときは、クラッチ機構２５により油圧モ−タ１２と圧 縮機２０とを連結し、更に各送風ファン２１ａ，２４ａを駆動する。これにより 、第１油圧ポンプ１１ａにより汲み上げられた作動油は、図５の破線矢印に示す ように、油圧モ−タ１２に循環しこれを駆動する。この油圧モ−タ１２の回転力 により圧縮機２０が駆動し、圧縮機２０から吐出される冷媒が実線矢印に示すよ うに、凝縮器２１→受液器２２→膨脹弁２３→蒸発器２４→圧縮機２０と順次循 環する。これにより、空調風路２６内の空気が蒸発器２４にて冷却され、キャビ ン内の冷房が行なわれる。

【０００９】 梅雨期等に除湿暖房運転を行なうときは、クラッチ機構２５により油圧モ−タ １２と圧縮機２０とを連結するとともに、電磁弁１４を閉とし、更に各送風ファ ン２１ａ，２４ａを駆動する。これにより、圧縮機２０から吐出した冷媒は、冷 房運転時と同様に実線矢印に示すように循環し、蒸発器２４にて空調風路２６内 の空気が除湿冷却される。また、第２油圧ポンプ１１ｂにて汲み上げられた作動 油は、暖房運転時と同様に破線矢印に示すように循環し、放熱器１５により空調 風路２６内の空気が加熱される。この蒸発器２４による除湿冷却と放熱器１５に よる加熱によりキャビン内の除湿暖房が行なわれることとなる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記各油圧ポンプ１１ａ，１１ｂは車両のエンジンによって駆 動されるため、除湿暖房運転時、即ちリリ−フバルブ１４に作動油が流通し且つ 油圧モ−タ１１ａと圧縮機２０とが連結されたときには、エンジンに過大な負荷 が生じ、車両の走行性能を著しく低下させるという問題点があった。

【００１１】 本考案は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、 リリ−フバルブに作動油が流通し且つ油圧モ−タと圧縮機とが連結されたときで もエンジンに過大な負荷を与えることのない車両用空気調和装置を提供すること にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記課題を解決するために、油圧モ−タに作動油を供給する第１油圧 ポンプを車両のエンジンによって駆動するとともに、油圧回路の第２油圧ポンプ を油圧モ−タに連結し、油圧回路における第２油圧ポンプの下流側には作動油に 圧力差を生じさせるリリ−フバルブと該圧力差によって発生した作動油の熱を放 熱する放熱器を順次接続し、リリ−フバルブの上流側にはリリ−フバルブへの作 動油の流通を規制する切換手段を設け、圧縮機と油圧モ−タとの間には両者の連 結及び解除を行うクラッチ機構を設けた車両用空気調和装置において、前記リリ −フバルブをリリ−フ圧力を任意に変え得る電磁比例式となすとともに、該リリ −フバルブに作動油が流通し且つ前記圧縮機と油圧モ−タとが連結されたとき、 リリ−フ圧力を所定値まで下げる圧力制御手段を設けている。

【００１３】

【作用】

本考案の車両用空気調和装置によれば、リリ−フバルブに作動油が流通し且つ 圧縮機と油圧モ−タとが連結されたとき、リリ−フ圧力の上限値が所定値まで下 げられる。即ち、油圧モ−タを駆動する第１油圧ポンプの所要動力は、リリ−フ 圧力によって決まる負荷と、圧縮機の動力とを合わせたものであるから、リリ− フ圧力が所定値に制限されることによって第１油圧ポンプの所要動力が少なくな り、エンジンへの負荷が軽減される。

【００１４】

【実施例】

図１乃至図３は本考案の一実施例を示すもので、Ｃは油圧回路、Ｄは冷凍回路 である。

【００１５】 この油圧回路Ｃは、油圧モ−タ駆動回路Ｃ１と暖房回路Ｃ２とから構成されて いる。油圧モ−タ駆動回路Ｃ１は、第１油タンク３０ａ、第１油圧ポンプ３１ａ 及び油圧モ−タ３２を有し、第１油タンク３０ａ内の作動油を第１油圧ポンプ３ １ａにて汲み上げ、この汲み上げられた作動油により油圧モ−タ３２が駆動され る。また、第１油圧ポンプ３１ａは車両のエンジンで駆動するようになっている 。尚、３３は油圧モ−タ３２への圧力を制限する安全弁である。

【００１６】 暖房回路Ｃ２は、第２油タンク３０ｂ、第２油圧ポンプ３１ｂ、電磁比例式リ リ−フバルブ３４、放熱器３５、切換手段をなす常開の電磁弁３６を有している 。電磁弁３６が開となっているときは、第２油圧ポンプ３１ｂにて汲み上げられ た作動油が電磁弁３６を介して第２油タンク３０ｂに直に戻り、電磁弁３６が閉 となっているときは、リリ−フバルブ３４を介して放熱器３５に作動油が流れる ようになっている。また、第２油圧ポンプ３１ｂは油圧モ−タ３２に連結され、 この油圧モ−タ３２の回転力によって駆動するようになっている。尚、３７はリ リ−フバルブ３４への圧力を制限する安全弁である。

【００１７】 リリ−フバルブ３４は入口側と出口側との間で作動油に圧力差を生じさせ、作 動油を発熱させる。この発熱量は下記の式により求められる。即ち、 Ｈ＝1.41×Ｑ×ΔＰ Ｈ：発熱量（kcal/h），Ｑ：作動油流量（ｌ/min），ΔＰ：圧力差（kgf/cm² ） 1.41：定数 ΔＰ＝Ｐ−Ｐ’ Ｐ：リリーフバルブの入口側圧力（リリーフ圧力），Ｐ’：リリーフバルブの出 口側圧力 従って、リリーフバルブ３４の発熱量は、リリ−フバルブ３４の設定圧力（以下 、リリ−フ圧力という）に比例することとなる。

【００１８】 冷凍回路Ｄは、図４に示す従来例と同様に、圧縮機４０に凝縮器４１、受液器 ４２、膨脹弁４３、蒸発器４４を順次連結したもので、凝縮器４１及び蒸発器４ ４はそれぞれ送風ファン４１ａ，４４ａにより強制的に空気熱交換するようにな っている。また、圧縮機４０は第２クラッチ機構４５を介して油圧モ−タ３２に 連結している。

【００１９】 図２は本実施例に係る車両用空気調和装置をラフテレ−ンクレ−ンに装着した 状態を示す概略構成図である。即ち、キャビン５０内には空調ユニット５１を設 置しており、この空調ユニット５１内の空調風路５２内には送風ファン４４ａ、 蒸発器４４及び放熱器３５を設置している。また、この空調風路５２はダンパ５ ３により暖房用の風路と冷房用の風路とに切換えることができる。即ち、暖房及 び除湿暖房時は実線矢印に示すように、キャビン５０内の空気を空調ユニット５ １の吸入口５４より吸入し蒸発器４４及び放熱器３５を通じてキャビン５０内に 吹出し、冷房時は破線矢印に示すように蒸発器４４のみを通じてキャビン５０内 に吹出すようになっている。尚、５５は蒸発器４４の下流側に設けられた第１の 温度センサ、５６は放熱器３５の下流側に設けられた第２の温度センサである。

【００２０】 図３はリリ−フバルブ３４の制御系を示すもので、６０はリリ−フバルブ３４ 及びクラッチ機構４５の制御部である。この制御部６０は、リリ−フバルブ３４ クラッチ機構４５、第１の温度センサ５５及び第２の温度センサ５６に接続され 、第１の温度センサ５５の検出温度及び図示しない操作部に入力された設定温度 に基づいてクラッチ機構４５を制御する。また、第２の温度センサ５６の検出温 度及び図示しない操作部に入力された設定温度に基づいてリリ−フバルブ３４の リリ−フ圧力を制御する。即ち、冷房運転時においてはクラッチ機構４５の連結 及び解除の指令を発して圧縮機４０のＯＮ／ＯＦＦを行い、暖房運転時において は、リリ−フバルブ３４のリリ−フ圧力を０〜上限値Ｐmax の範囲内で制御する 。また、除湿暖房運転時においては冷房及び暖房の両運転を行うが、この場合、 リリ−フ圧力に対する二つの上限値Ｐmax ，１／２Ｐmax を設定しており、クラ ッチ機構４５が解除されているときは上限値をＰmax とし、クラッチ機構４５が 連結されているときは上限値を１／２Ｐmax とするようになっている。

【００２１】 本実施例において、冬期に暖房運転を行なうときは、クラッチ機構４５により 油圧モ−タ３２と圧縮機４０の連結を解除するとともに、電磁弁３６を閉とし、 送風ファン４４ａを駆動する。

【００２２】 この時、油圧モ−タ駆動回路Ｃ１においては、図１の破線矢印に示すように作 動油が流れ、油圧モ−タ３２が駆動するが、圧縮機４０は停止状態となっている 。また、油圧ポンプ３１ｂにより汲み上げられた作動油が図１の破線矢印に示す ように、リリ−フバルブ３４→放熱器３５→第２油タンク３０ｂと順次循環する 。ここで作動油がリリ−フバルブ３４を通るとき、リリ−フバルブ３４の入口側 と出口側との間で圧力差を生じ作動油が発熱する。この作動油の熱は放熱器３５ で放出され、送風ファン４４ａにて送風される空調風路５２内の空気を加熱する 。これにより、キャビン５０内の暖房が行なわれることとなる。

【００２３】 夏期に冷房運転を行なうときは、クラッチ機構４５により油圧モ−タ３２と圧 縮機４０とを連結するとともに、各送風ファン４１ａ，４４ａを駆動する。これ により、第１油圧ポンプ３１ａにより汲み上げられた作動油が、図１の破線矢印 に示すように、油圧モ−タ３２に循環しこれを駆動する。この油圧モ−タ３２の 回転力により圧縮機４０が駆動され、圧縮機４０から吐出される冷媒が実線矢印 に示すように、凝縮器４１→受液器４２→膨脹弁４３→蒸発器４４→圧縮機４０ と順次循環する。これにより、空調回路５２内の空気が蒸発器４４にて冷却され 、キャビン５０内の冷房が行なわれる。この時のクラッチ機構４５の連結及び解 除は、制御部６０によって第１の温度センサ５５の検出温度及び図示しない操作 部に入力された設定温度に基づいて制御される。

【００２４】 梅雨期等に除湿暖房運転を行なうときは、クラッチ機構４５により油圧モ−タ ３２と圧縮機４０とが所定時間Ｔａの連結と所定時間Ｔｂの解除を繰り返すとと もに、電磁弁３６を閉とし、送風ファン４１ａ（クラッチ機構４５が連結された ときのみ運転）及び送風ファン４４ａを駆動する。これにより、圧縮機４０から 吐出した冷媒は、冷房運転時と同様に実線矢印に示すように循環し、蒸発器４４ にて空調風路５２内の空気が除湿冷却される。また、第２油圧ポンプ３１ｂにて 汲み上げられた作動油は、暖房運転時と同様に破線矢印に示すように循環し、放 熱器３５により空調風路５２内の空気が加熱される。この蒸発器４４による除湿 冷却と放熱器３４による加熱によりキャビン５０内の除湿暖房が行なわれること となる。この時、リリ−フバルブ３４のリリ−フ圧力は制御部６０によって上限 値を１／２Ｐmax に制限される。

【００２５】 ところで、除湿暖房運転時においては、リリ−フバルブ３４に作動油が流通し 且つ油圧モ−タ３２と圧縮機４０とが連結されるため、第１油圧ポンプ３１ａの 負荷が最大となる。この時の第１油圧ポンプ３１ａの所要動力Ｌとリリ−フバル ブ３４の圧力差ΔＰとの関係を以下に説明する。

【００２６】 まず、暖房回路Ｃ２を駆動する第２油圧ポンプ３１ｂの所要動力Ｌｐは下記の 式により表される。 Ｌｐ＝（ΔＰ×Ｑ）／（４５０×ηp ） (ps) ηp ：全効率 ここで、Ｑとηp を一定とおくとＬｐはΔＰに比例する。従って、ΔＰを１／ ２にすると、Ｌｐも１／２になる。

【００２７】 次に、冷凍回路Ｄを駆動する圧縮機４０の所要動力をＬｃとおくと、第１油圧 ポンプ３１ａの所要動力Ｌは下記の式により表される。 Ｌ＝（Ｌｐ＋Ｌｃ）×ηM (ps) ηM ：油圧モ−タの全効率 ここで、ＬｃとηM を一定とおくと、ＬはＬｐ×ηM だけ変化する。従って、 Ｌｐが１／２になると、Ｌは１／２×Ｌｐ×ηM だけ減少する。故に、圧力差が １／２ΔＰmax のときはΔＰmax のときよりも１／２×Ｌｐ×ηM だけ第１油圧 ポンプ３１ａの所要動力を少なくすることができる。

【００２８】 このように、本実施例の車両用空気調和装置によれば、リリ−フバルブ３４に 電磁比例式のものを用いてそのリリ−フ圧力を任意に変えられるようにするとと もに、第１油圧ポンプ３１ａに最大負荷の生ずる除湿暖房運転時においてリリ− フ圧力の上限値を例えば暖房運転時の１／２に制限するようにしたので、第１油 圧ポンプ３１ａの所要動力を大幅に軽減することができる。従って、除湿暖房運 転時においても車両のエンジンに過大な負荷を与えることがなく、車両の走行性 能の低下を確実に防止することができる。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の車両用空気調和装置によれば、リリ−フバルブ に作動油が流通し且つ油圧モ−タと圧縮機とが連結されたときの油圧ポンプの所 要動力を大幅に軽減することができるので、車両のエンジンに過大な負荷を与え ることがなく、車両の走行性能の低下を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す車両用空気調和装置の
回路図

【図２】車両用空気調和装置の設置状態を示す概略構成
図

【図３】車両用空気調和装置の制御系を示すブロック図

【図４】従来例を示す車両用空気調和装置の回路図

【符号の説明】

３１ａ…第１油圧ポンプ、３１ｂ…第２油圧ポンプ、３
２…油圧モ−タ、３４…リリ−フバルブ、３４ａ…駆動
モ−タ、３５…放熱器、３６…電磁弁、４５…クラッチ
機構、６０…制御部、Ｃ…油圧回路、Ｄ…冷凍回路

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 油圧モ−タに作動油を供給する第１油圧
   ポンプを車両のエンジンによって駆動するとともに、油
   圧回路の第２油圧ポンプを油圧モ−タに連結し、油圧回
   路における第２油圧ポンプの下流側には作動油に圧力差
   を生じさせるリリ−フバルブと該圧力差によって発生し
   た作動油の熱を放熱する放熱器を順次接続し、リリ−フ
   バルブの上流側にはリリ−フバルブへの作動油の流通を
   規制する切換手段を設け、圧縮機と油圧モ−タとの間に
   は両者の連結及び解除を行うクラッチ機構を設けた車両
   用空気調和装置において、 前記リリ−フバルブをリリ−フ圧力を任意に変え得る電
   磁比例式となすとともに、 該リリ−フバルブに作動油が流通し且つ前記圧縮機と油
   圧モ−タとが連結されたとき、リリ−フ圧力を所定値ま
   で下げる圧力制御手段を設けたことを特徴とする車両用
   空気調和装置。