JPH07228132A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビスカスヒーターを使用することなく、エン
ジンの始動後に比較的迅速に車室内の暖房を行うことが
できるとともに、油圧回路や冷房回路の耐久性を向上す
ることができる車両用暖房装置を提供する。 【構成】 エンジン１の動力により駆動されるオイルポ
ンプ１５に油配管１６Ａを介してフローディバイダー１
７を接続する。このディバイダーには油配管１６Ｂを介
して第１油圧モータ１８及び第２油圧モータ２０を接続
する。両モータ１８，２０から出る作動油の合流配管３
０を前記ポンプ１５に接続する。又、エンジン１の循環
水の配管３にラジエータ４を接続する。この配管３の途
中には油配管３０の外周を覆うようにウォータージャケ
ット３３を設ける。そして、油配管３０の油の熱をウォ
ータージャケット３３内で循環水に変換して循環水の温
度を上昇させ、ヒーターコア８に供給し、車室内の冷房
をエンジンの始動後迅速に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用暖房装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な車両用暖房装置は、エン
ジンの冷却に供された高温の循環水をラジエータへ供給
して冷却するとともに、その一部をヒーターにも供給
し、ヒーターにおいて高温の循環水から空気への熱交換
を図り、車室内に温風を供給するようになっている。ヒ
ーターを経た循環水はラジエータからの帰還循環水とと
もに再びエンジンの冷却に用いられる。

【０００３】上記車両用暖房装置では、エンジンを冷却
する循環水が高温にならなければ車室内に温風を供給す
ることができず、特に寒冷地等の比較的低温環境化で
は、エンジンの始動から車室内の暖房の実現までに長時
間を要してしまう。

【０００４】そこで、エンジンの始動により比較的迅速
に車室内の暖房を実現可能とするため、エンジンにより
温められた中温の循環水をビスカスヒーターに送り、こ
のヒーターにより高温の循環水にした後、暖房用のヒー
ターコアに供給するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した車
両用暖房装置は、寒冷地等で始動後迅速に暖房を実現す
るため、前述した高価なビスカスヒーターが必要で暖房
装置のコストダウンを図ることができないという問題が
あった。又、ビスカスヒーターの熱量不足によりエンジ
ン始動後の暖房機能を充分確保することができないとい
う問題もあった。

【０００６】一方、エンジンルーム内には例えば空調装
置用の圧縮機やパワーステアリング機構を動作するため
のオイルポンプ、油圧モータを備えた油圧回路が設けら
れている。この油圧回路においては油配管、ポンプある
いはモータ等が加熱され、作動油の温度が高くなるの
で、ポンプや油圧モータ等のシールや配管の耐久性及び
ポンプや油圧モータの容積効率が低下するという問題が
あった。

【０００７】この発明の目的はビスカスヒーターを使用
することなく、エンジンの始動により比較的迅速に車室
内の暖房を実現することができるとともに、油圧回路や
冷房回路の耐久性を向上することができ、ポンプや油圧
モータの容積効率を向上することができる車両用暖房装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両用エンジンのラジエータを含む循環水冷却回路と、
前記循環水冷却回路の前記ラジエータの上流側配管に設
けられ、エンジンの発生熱により加熱された循環水の熱
を利用する車室暖房用ヒーターと、前記車両用エンジン
により駆動され、油圧ポンプを介して油圧モータ等の補
機を作動する補機駆動回路と、前記循環水冷却回路の前
記ヒーター上流側水配管に設けられ、前記補機駆動回路
の配管途中において該配管内を流れる流体の熱を循環水
の温度上昇に変換する熱交換器とを備えている。

【０００９】又、請求項２記載の発明は、請求項１にお
いて、前記熱交換器を補機駆動回路に設けられた複数の
補機の下流側の合流配管に設けている。又、請求項３記
載の発明は、請求項１又は２において、前記熱交換器を
補機油圧駆動回路の油配管に介在したオイルジャケット
と、該オイルジャケット内に収容された通水管とにより
構成している。

【００１０】又、請求項４記載の発明は、請求項１〜３
のいずれか１項において、前記補機に対し該補機の発生
熱を循環水に変換する熱交換器を設けるという手段をと
っている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、車両用エンジンが駆
動されると、補機駆動回路が作動され、その配管内の流
体が負荷により熱を発生する。この流体の発熱は補機駆
動回路中のポンプ及び油圧モータとエンジンとの熱容量
の相違によりエンジンの発熱よりも迅速になる。この発
生熱は流体配管途中に設けられた熱交換器によって潤滑
水冷却回路の配管内を流れる循環水の温度上昇に変換さ
れ、加熱された高温の循環水は車室暖房用ヒーターに送
られる。ヒーターで高温の循環水から空気への熱交換が
図られ、車室内へ温風が供給される。そして、ヒーター
を経た循環水はラジエータにより冷却された後、再びエ
ンジンの冷却に供される。従って、請求項１記載の発明
は補機駆動回路の発生熱を利用するので、ビスカスヒー
ターを用いることなく、エンジンの起動後に車室内の迅
速な暖房が可能となる。

【００１２】さらに、請求項１記載の発明では、補機駆
動回路の発生熱を熱交換器により吸収するので、補機や
配管の温度上昇が抑制され、それらの耐久性が向上する
とともに、前記ポンプや油圧モータの容積効率が高くな
る。

【００１３】又、請求項２記載の発明では、補機駆動回
路に設けられた複数の補機の下流側の合流配管に熱交換
器が設けられているので、流体から循環水への熱交換を
効率的に行うことができる。

【００１４】さらに、請求項３記載の発明では、油配管
に設けたオイルジャケット内に循環水の通水管が配設さ
れているので、循環水がオイルジャケット内の高温の油
により効率的に加熱され、油から循環水への熱交換が効
率的に行われる。

【００１５】さらに、請求項４記載の発明では、補機か
ら発生する熱を循環水に変換する熱交換器を設けたの
で、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の作用に
加えて、補機駆動回路の流体から循環水への熱交換が効
率的に行われる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図１
に基づいて説明する。車両用エンジン１内に設けられた
循環水のジャケット２の出口２Ａには配管３を介してラ
ジエータ４が接続されている。又、このラジエータ４は
配管５を介して前記ジャケット２の入口２Ｂに接続され
ている。前記配管３の途中には温風吹出ユニット６が介
在されている。このユニット６はダクト７と配管３に介
在されたヒーターコア８と、前記ダクト７の吹出口に設
けられたブロアー９とを備えている。又、前記ダクト７
内にはダンパー１０が設けられ、該ダンパー１０がアク
チュエータ１１により外気の取入量を調節すべく開閉動
作される。さらに、前記ヒーターコア８には循環水の温
度を検出するセンサ１２が設けられ、このセンサ１２の
検出信号に基づいて前記アクチュエータ１１が動作され
て、車室内への空気の吹出温度が調整される。

【００１７】一方、前記エンジン１には補機駆動回路と
しての油圧回路を構成する可変容量型のオイルポンプ１
５が作動連結されている。このポンプ１５の吐出フラン
ジには油配管１６Ａを介してフローディバイダー１７が
接続されている。このフローディバイダー１７には油配
管１６Ｂを介して第１油圧モータ１８が接続されてい
る。この第１油圧モータ１８により車両空調用の圧縮機
１９が回転駆動されるようになっている。又、前記フロ
ーディバイダー１７には第２油圧モータ２０が一体的に
取り付けられ、該モータ２０の回転によりファン２１及
びオルタネータ２２が回転駆動される。さらに、フロー
ディバイダー１７からは油配管２３を介してパワーステ
アリング機構２４に圧油が供給されるようになってい
る。このステアリング機構２４の作動油は油配管２５を
介して前記オイルポンプ１５に帰還されるようになって
いる。

【００１８】前記第１油圧モータ１８及び第２油圧モー
タ２０の出口側の油配管２６，２８にはそれぞれモータ
側への逆流を阻止する逆止弁２７，２９が接続され、両
油配管２６，２８は逆止弁２７，２９の下流側で合流さ
れ、この合流油配管３０は前記オイルポンプ１５の吸入
フランジに接続されている。前記合流油配管３０には第
１熱交換器３１が設けられている。又、前記フローディ
バイダー１７及び第２油圧モータ２０には第２熱交換器
３２が設けられている。

【００１９】前記第１熱交換器３１は合流油配管３０の
外周を囲繞するように円筒状に配設されたウォータージ
ャケット３３により構成されている。このウォータージ
ャケット３３の入口３３Ａには前記水配管３の上流側３
Ａが接続され、出口３３Ｂには水配管３の下流側３Ｂが
接続されている。又、前記第２熱交換器３２はフローデ
ィバイダー１７及び第２油圧モータ２０のハウジングの
外壁を覆うように形成されたウォータージャケット３４
により構成されている。該ウォータージャケット３４の
入口３４Ａには前記水配管３の上流側３Ａが接続され、
出口３４Ｂには下流側３Ｂが接続されている。

【００２０】次に、前記のように構成した車両用暖房装
置について、その動作を説明する。今、車両用エンジン
１が起動されると、オイルポンプ１５が起動され、該ポ
ンプ１５から吐出された圧油は配管１６Ａを通してフロ
ーディバイダー１７に送られる。その後、圧油は該ディ
バイダー１７から第１油圧モータ１８、第２油圧モータ
２０及びパワーステアリング機構２４に供給され、第１
油圧モータ１８により圧縮機１９が駆動される。この圧
縮機１９の駆動により空調装置が動作されて車室内の冷
房や除湿が可能となる。又、第２油圧モータ２０により
ファン２１及びオルタネータ２２が駆動されるととも
に、パワーステアリング機構２４が作動可能となる。

【００２１】このように油圧回路が起動されると、前記
オイルポンプ１５、両油圧モータ１８，２０は荷役負荷
を受けるので、作動油及びオイルポンプ１５、両油圧モ
ータ２０，１８の温度が上昇する。この温度上昇はエン
ジン１と油圧回路のオイルポンプ及び油圧モータとの熱
容量の相違により、エンジン１の循環水の温度上昇より
も迅速に行われる。従って、合流油配管３０及びフロー
ディバイダー１７，油圧モータ２０に設けた第１及び第
２の熱交換器３１，３２によって水配管３内を流れる中
温の循環水はウォータージャケット３３，３４内で圧油
の発生熱によりさらに加熱される。加熱された高温の循
環水は配管３Ｂを通して温風吹出ユニット６のヒーター
コア８に供給され、このヒーターコア８により高温の循
環水から空気への熱交換が図られ、車室内へ温風が供給
される。さらに、ヒーターコア８を経た循環水はラジエ
ータ４により冷却された後、再びエンジン１のウォータ
ージャケット２に流入し、エンジンの冷却に供される。

【００２２】この実施例では、油圧回路に設けた第１熱
交換器３１及び第２熱交換器３２により循環水の加熱を
行うようにしたので、低温環境下であってもビスカスヒ
ーターを用いることなく、エンジン１の始動後に比較的
迅速に車室内の暖房を実現することができる。又、この
実施例では暖房専用の高価なビスカスヒーターを省略す
ることができるので、暖房装置のコストダウンを図るこ
とができる。

【００２３】又、この実施例では油配管３０に第１熱交
換器３１を設けたので、交換熱量を配管３０の長さを調
節することにより、適正量に調整することができる。
又、前記実施例では油圧回路の温度上昇を抑制すること
ができるので、ポンプ１５やモータ１８，２０等のシー
ル機構、配管１６Ａ，１６Ｂ，２６，２８，３０等の耐
久性を向上して油圧回路の寿命を高めることができ、ポ
ンプ及びモータの容積効率を向上することができる。

【００２４】以下、この発明の別の実施例を図２〜図１
２に基づいて順次説明する。図２及び図３は合流油配管
３０の途中に設けた第１熱交換器３１の別例を示す。

【００２５】この熱交換器３１は横円筒状のオイルジャ
ケット３５の左右両端部に合流油配管３０の作動油の導
入フランジ３６、導出フランジ３７を備えている。又、
オイルジャケット３５内の油室３８には左右一対の取付
プレート３９，４０が複数の連結ロッド４１により互い
に連結され、両取付プレート３９，４０には水配管３
Ａ，３Ｂに連通する複数の通水管４２が互いに平行状に
支持されている。前記オイルジャケット３５には油室３
８内で油を蛇行させるための複数の偏向板４３が配設さ
れている。又、オイルジャケット３５の右端部にはフロ
ントカバー４４が接合固定されていて、このカバー４４
には配管３Ａに接続される第１区画室４５と、配管３Ｂ
に接続される第２区画室４６とが設けられている。又、
オイルジャケット３５の左端部にはリヤカバー４７が接
合固定され、その内部には循環水の合流・分配を行う室
４８が形成されている。

【００２６】従って、前記水配管３Ａからカバー４４内
の第１区画室４５に導かれた循環水は、下側に位置する
複数の通水管４２を通ってカバー４７内の室４８に導か
れた後、上側に位置する複数の通水管４２内を通ってカ
バー４４内の第２区画室４６に流れ、その後水配管３Ｂ
に流れる。この循環の過程で、オイルジャケット３５内
の油室３８を蛇行して流れる高温の油によって通水管４
２内の循環水が加熱される。

【００２７】この実施例の第１熱交換器３１は、複数の
通水管４２内に循環水を通し、その通水管４２の外側に
高温の油が蛇行するオイルジャケット３５を設けたの
で、ウォータージャケット方式と比較して多量の高温油
により通水管４２内の循環水への熱交換を迅速に行うこ
とができる。

【００２８】図４及び図５は前記第１熱交換器３１の別
例を示す。この熱交換器３１はオイルジャケット３５の
油室３８内において、二本の通水管４２を並列接続し、
両通水管４２に多数のフィン４９を設けたものである。
この熱交換器３１によりオイルジャケット３５内を流れ
る高温の作動油によって通水管４２内の循環水を迅速か
つ効率的に加熱することができる。この別例においてフ
ィン４９を備えた通水管４２の本数を３本以上並列に接
続してもよく、本数が増えるに従い熱交換効率が向上す
る。

【００２９】図６に示す第１熱交換器３１はオイルジャ
ケット３５の油室３８内に通水管４２を螺旋状に配設し
たものである。この別例においては、通水管４２が螺旋
状に配設されているので、油から循環水への熱交換を効
率的に行うことができる。

【００３０】図７に示す別例は、オイルジャケット３５
内に収容される通水管４２を蛇行状に湾曲形成し、その
外側に複数のフィン４９を互いに平行状に取付たもので
ある。この別例においてオイルジャケット３５内の熱が
多数のフィン４９を介して通水管４２内の循環水に効率
的に伝達され、熱交換効率が向上する。

【００３１】図８に示す別例はオイルジャケット３５内
に収容される通水管４２を複数並列にそれぞれ蛇行さ
せ、それらの通水管４２に複数のフィン４９を取り付け
ている。この別例においては図７に示す別例よりもさら
に油から循環水への熱交換効率が向上する。

【００３２】図９に示す別例は、図８に示す別例におい
て、通水管４２の端部を互いに接続して一本の通水管４
２としたものである。この別例においても図７に示す別
例よりも熱交換効率が向上する。

【００３３】次に、図１０により第２熱交換器３２の変
形例について説明する。この実施例においては、前記第
１油圧モータ１８と第２油圧モータ２０をフローディバ
イダー１７の両側部に接合固定している。又、両モータ
１８，２０のハウジング内にウォータージャケット５
１，５２を設け、両ジャケットを連通路５３により互い
に連通している。そして、エンジン１からの上流側配管
３Ａをウォータージャケット５１に接続し、下流側配管
３Ｂをウォータージャケット５２に接続している。な
お、これ以外の構成は図１の実施例と同様である。

【００３４】従って、この実施例においては、両油圧モ
ータ１８，２０のハウジング内の油の熱を循環水の加熱
に効率的に利用することができるので、図１に示す実施
例と比較して循環水の温度を迅速かつ効率的に上昇する
ことができる。

【００３５】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、次のように具体化することも可能であ
る。 （１）前記実施例では油圧回路の油配管及び油圧モータ
１８，２０等の補機に第１及び第２の熱交換器３１，３
２を設けたが、これに代えて、あるいはこれに加えて前
記圧縮機１９を含む車両空調装置の配管及び圧縮機１９
に対し第１及び第２の熱交換器３１，３２を設けるこ
と。この場合にも圧縮機１９の発生熱や配管の発生熱を
循環水の加熱に利用することができ、ビスカスヒーター
なしで、エンジン起動後の車室内の暖房を比較的迅速に
行うことができる。

【００３６】（２）図１に示す第１熱交換器３１の油配
管３０にフィン（図示略）を取り付けたり、油配管３０
をコイル状に形成したりすること。この場合には油から
循環水への熱交換効率を高めることができる。

【００３７】（３）第２熱交換器３２を省略すること。
この場合には第１交換器３１の熱交換量を大きくするこ
とにより、ビスカスヒーターなしで、エンジン起動後の
車室内の暖房を比較的迅速に行うことができる。

【００３８】上記各実施例から把握できる請求項１〜４
以外の技術思想について、以下にその効果とともに記載
する。請求項１又は２において、第１熱交換器３１を油
配管３０の途中に設けたオイルジャケット３５とその油
室３８内に収容した複数の通水管４２と、この通水管４
２の外周に取り付けたフィン４９とにより構成した車両
用暖房装置。

【００３９】この発明ではフィン４９により油から循環
水への熱伝達が促進されて、熱交換効率をさらに向上す
ることができる。請求項４において、第２熱交換器３２
は補機のハウジング内に設けたウォータージャケットで
ある車両用暖房装置。

【００４０】この発明では補機のハウジングの外側にウ
ォータージャケットを別途形成するのと比較して、補機
の体積を増大することなく、油から循環水への熱交換が
可能となるので、エンジンルーム内への補機の搭載性を
向上することができる。

【００４１】又、この明細書において、熱交換器とは前
記各実施例の構成以外に例えば、多数の熱交換素子を格
子状にクロスしたもの、あるいは油配管と循環水の配管
をそれぞれ偏平状に形成して互いに接触させたもの等を
含むものとする。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明は、ビスカスヒーターを使用することなく、エンジン
の始動により比較的迅速に車室内の暖房を実現すること
ができるとともに、油圧回路や冷房回路の耐久性を向上
することができ、油圧回路中のポンプ及び油圧モータの
容積効率を向上することができる。

【００４３】又、請求項２記載の発明は、補機駆動回路
に設けられた複数の補機の下流側の合流配管に熱交換器
が設けられているので、補機駆動回路の流体から循環水
への熱交換を効率的に行い、請求項１記載の発明の効果
をさらに向上することができる。

【００４４】さらに、請求項３記載の発明では、補機駆
動回路の流体配管の途中に設けたオイルジャケット内に
通水管を収容し、通水管の外周側から循環水を加熱する
ようにしたので、補機駆動回路の流体から循環水への熱
交換を効率的に行い、請求項１又は２記載の発明の効果
をさらに向上することができる。

【００４５】さらに、請求項４記載の発明では、補機に
対し該補機の熱を循環水に変換する熱交換器を設けたの
で、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の効果を
さらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を具体化した車両用暖房装置の回路
図である。

【図２】 第１熱交換器の別例を示す縦断面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】 第１熱交換器の別例を示す縦断面図である。

【図５】 図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】 第１熱交換器の別例を示す縦断面図である。

【図７】 第１熱交換器の別例を示す部分斜視図であ
る。

【図８】 第１熱交換器の別例を示す部分斜視図であ
る。

【図９】 第１熱交換器の別例を示す部分斜視図であ
る。

【図１０】 この発明の別の実施例を示す部分回路図で
ある。

【符号の説明】

１…エンジン、３…循環水配管、３Ａ…上流側配管、３
Ｂ…下流側配管、４…ラジエータ、６…温風吹出ユニッ
ト、８…ヒーターコア、１５…オイルポンプ、１６Ａ，
２６…油配管、１７…フローディバイダー、１８…第１
油圧モータ、２０…第２油圧モータ、３０…合流油配
管、３１…第１熱交換器、３２…第２熱交換器、３３，
３４，５１，５２…ウォータージャケット、３５…オイ
ルジャケット、４２…通水管、４３…フィン、５３…連
通路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両用エンジンのラジエータを含む循環
   水冷却回路と、 前記循環水冷却回路の前記ラジエータの上流側配管に設
   けられ、エンジンの発生熱により加熱された循環水の熱
   を利用する車室暖房用ヒーターと、 前記車両用エンジンにより駆動され、油圧ポンプを介し
   て油圧モータ等の補機を作動する補機駆動回路と、 前記循環水冷却回路の前記ヒーター上流側水配管に設け
   られ、前記補機の駆動回路の配管途中において該配管内
   を流れる流体の熱を循環水の温度上昇に変換する熱交換
   器とを備えた車両用暖房装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記熱交換器は補機
   駆動回路に設けられた複数の補機の下流側の合流配管に
   設けられている車両用暖房装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記熱交換器
   は補機油圧駆動回路の油配管に介在したオイルジャケッ
   トと、該オイルジャケット内に収容された通水管とによ
   り構成されている車両用暖房装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記補機に対し該補機の発生熱を循環水に変換する熱交
   換器を設けた車両用暖房装置。