JPH10119552A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換器に対する油圧作動回路の配管構造が
簡単であるとともに、油圧作動回路内の作動油の脈動が
直接車室内に伝わることがなく、車室内での騒音の発生
を抑制可能な車両用暖房装置を提供する。 【解決手段】 車両エンジン２１によりオイルポンプ１
２を回転させ、そのオイルポンプ１２から吐出される作
動油によりアクチュエータ２０を作動させるようにした
油圧作動回路１１を備える。オイルポンプ１２の吐出側
とアクチュエータ２０との間の油圧作動回路１１中に熱
交換器３９を接続する。油圧作動回路１１のオイルポン
プ１２で発生する熱を、熱交換器３９により作動油から
エンジン冷却用の冷却水に交換して、車室内の暖房に利
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の車両
において、車室内を暖房するための車両用暖房装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、乗用自動車等の車両において
は、パワーステアリング装置等を作動させるための油圧
作動回路が設けられ、その油圧作動回路にはオイルポン
プ及びパワーシリンダ等のアクチュエータが接続されて
いる。そして、オイルポンプが車両エンジンにより回転
され、オイルポンプから吐出される作動油がアクチュエ
ータに供給されて、そのアクチュエータが作動されるよ
うになっている。この種の油圧作動回路においては、オ
イルポンプの圧縮動作に伴って熱が発生し、オイルポン
プから吐出される作動油は高温となる。

【０００３】このため、従来装置では、油圧作動回路中
にオイルクーラが接続され、このオイルクーラにより油
圧作動回路内を流動する油が、所定温度を越えないよう
に冷却されている。つまり、この従来装置では、作動油
とともに流動する熱が有効に利用されることなく、オイ
ルクーラにより廃棄されている。

【０００４】ところで、例えば特開昭５９−１０２６１
１号公報には、産業車両等において、油圧作動回路で発
生する損失熱を、車室内の暖房に利用するようにした車
両用暖房装置が提案されている。この従来の暖房装置で
は、アクチュエータとオイルポンプの吸入側との間の油
圧作動回路中に熱交換器が接続され、この熱交換器が車
室内に設置されている。そして、この熱交換器により、
作動油とともに流動する熱が車室内を流通する空気に熱
交換されて、車室内が暖房されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載の車両用暖房装置においては、熱交換器が車室
内に設置され、作動油から車室内の空気に対して直接熱
交換されるようになっている。このため、油圧作動回路
を車室内の熱交換器に導く必要があって、配管構造が複
雑になるという問題があった。また、オイルポンプの脈
動が油圧作動回路を介して車室内に伝わって、騒音を発
生するという問題があった。特に、静粛性の要求の強い
乗用自動車等の車両においては、この騒音の発生が重大
な問題となる。

【０００６】また、この車両用暖房装置においては、熱
交換器がアクチュエータとオイルポンプの吸入側との間
の油圧作動回路中に接続され、オイルポンプから吐出さ
れる作動油が、アクチュエータに供給された後に熱交換
器へ導かれるようになっている。つまり、油圧作動回路
中を流動する油の温度が所定の温度以上に昇温されるの
は抑制されるものの、オイルポンプから吐出された高温
の作動油がアクチュエータに供給されてしまうものであ
った。このため、アクチュエータの耐久性の低下を招く
おそれがあるという問題があった。

【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その主たる
目的は、熱交換器に対する油圧作動回路の配管構造が簡
単であるとともに、オイルポンプの圧縮動作に伴う作動
油の脈動が油圧作動回路を介して直接車室内に伝わるこ
とがなく、車室内での騒音の発生を抑制可能な車両用暖
房装置を提供することにある。

【０００８】また、この発明のその上の目的は、オイル
ポンプから吐出される作動油の温度を、熱交換器により
アクチュエータへの供給に先立って有効に冷却ことがで
きる車両用暖房装置を提供することにある。

【０００９】さらに、この発明のその他の目的は、車両
エンジンの冷却水を使用した従来の車両用暖房装置に熱
交換器を付加するという簡単な構成により、油圧作動回
路で発生する熱を利用して、暖房性能を高めることがで
きる車両用暖房装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、車両エンジンにより
オイルポンプを回転させ、そのオイルポンプから吐出さ
れる作動油によりアクチュエータを作動させるようにし
た油圧作動回路を備え、前記車両エンジンを通る冷却水
の循環通路中にラジエータを接続するとともに、そのラ
ジエータに並列接続した冷却水の分岐路中にはヒータコ
アを接続し、そのヒータコアにより冷却水とともに流動
する熱を車室内に吹き出される空気に熱交換して車室内
の暖房を行うようにした車両において、前記オイルポン
プの吐出側とアクチュエータとの間の油圧作動回路中
に、作動油とともに流動する熱を車両エンジン冷却用の
冷却水に対して熱交換して車室内の暖房に利用するため
の熱交換器を接続したものである。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の車両用暖房装置において、前記オイルポンプの吐出
側とアクチュエータとの間の油圧作動回路中に固定絞り
部を設け、前記熱交換器はオイルポンプの吐出側と該固
定絞り部との間に接続したものである。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の車両用暖房装置において、前記ラジエータ
が接続される冷却水の循環通路中には冷却水が所定の温
度以下である場合に該冷却水のラジエータへの流入が閉
止されるサーモスタットバルブを設けるとともに、前記
ヒータコアが接続される冷却水の分岐路中には車室内の
暖房要求に応じてその分岐路を断続するための断続弁を
設け、前記熱交換器を前記循環通路の分岐路との分岐点
と前記ラジエータとの間を回避して配置したものであ
る。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の車両用暖房装置において、前記熱交換器は、前記分
岐路中でヒータコアへの冷却水の入口側に接続配置した
ものである。

【００１４】請求項５に記載の発明では、請求項３に記
載の車両用暖房装置において、前記熱交換器は、冷却水
の循環通路中で車両エンジンからの冷却水の出口の近傍
に接続配置したものである。

【００１５】請求項６に記載の発明では、請求項３に記
載の車両用暖房装置において、前記熱交換器は、冷却水
の循環通路中で車両エンジンへの冷却水の入口の近傍に
接続配置したものである。

【００１６】請求項７に記載の発明では、請求項１〜６
のいずれかに記載の車両用暖房装置において、前記油圧
作動回路中で熱交換器に対する作動油の入口側または出
口側には可変絞り部を設けたものである。

【００１７】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の車両用暖房装置において、前記冷却水の温度を温度
センサにより検出し、その検出結果に応じて可変絞り部
の絞り開度を調整するようにしたものである。

【００１８】請求項９に記載の発明では、請求項７また
は８に記載の車両用暖房装置において、前記可変絞り部
には、アクチュエータに対する作動油の入口側の圧力を
パイロット圧として導くようにしたものである。

【００１９】請求項１０に記載の発明では、請求項１〜
９のいずれかに記載の車両用暖房装置において、前記オ
イルポンプが、パワーステアリング装置を作動させるた
めのオイルポンプであるものである。

【００２０】さて、請求項１に記載の車両用暖房装置に
おいて、車両エンジンによりオイルポンプが回転される
と、オイルポンプから吐出される作動油が油圧作動回路
を介してアクチュエータに供給され、そのアクチュエー
タが作動される。このオイルポンプの回転に基づく圧縮
動作により熱が発生し、オイルポンプから吐出される作
動油の温度が高くなる。

【００２１】ここで、オイルポンプの吐出側とアクチュ
エータとの間の油圧作動回路中には、作動油とエンジン
冷却用の冷却水との間で熱交換するための熱交換器が接
続されている。このため、作動油が熱交換器を通して流
動されて、作動油とともに流動する熱がエンジン冷却用
の冷却水に対して熱交換される。そして、作動油が冷却
されるとともに、冷却水が加温されて車室内の暖房に利
用される。

【００２２】このように、この車両用暖房装置において
は、熱交換器を車室内に配置することなく、車両用エン
ジンの冷却水の流通路に配置して、作動油とともに流動
する熱を車室内の暖房に利用することができる。このた
め、熱交換器に対する油圧作動回路の配管構造が簡単な
ものとなる。また、オイルポンプの圧縮動作に伴う油圧
作動回路内の作動油の脈動が車室内に直接伝達されるこ
となく大きく減衰されて、車室内での騒音の発生が抑制
される。

【００２３】また、この車両用暖房装置においては、熱
交換器がオイルポンプの吐出側とアクチュエータとの間
の油圧作動回路中に接続されている。このため、オイル
ポンプから吐出される作動油の温度が、アクチュエータ
への供給に先立って熱交換器により有効に冷却される。
そして、アクチュエータが、高温高圧といった過酷な作
動条件下に置かれることが抑制される。

【００２４】さらに、この車両用暖房装置においては、
熱交換器により作動油からエンジン冷却用の冷却水に対
し熱交換されて、その冷却水の熱が車室内の暖房に利用
される。このため、車両エンジンの冷却水を使用した従
来の車両用暖房装置に熱交換器を付加するという簡単な
構成により、油圧作動回路で発生する廃熱を利用して、
暖房装置の暖房性能を高めることができる。特に、冬場
のような低温下での車両エンジン起動時において、迅速
に冷却水の温度を上昇させることができる。これによ
り、車室内温度の立ち上がりを速めることができるとと
もに、車両エンジンの暖機性能を向上することができ
る。しかも、既存の車両においても、油圧作動回路と冷
却水の循環通路との間にわたって熱交換器を付加するの
みで、暖房効果の向上を図ることができる。

【００２５】請求項２に記載の車両用暖房装置において
は、熱交換器がオイルポンプの吐出側と固定絞り部との
間に接続されている。ここで、熱交換器を固定絞り部の
下流側に接続した場合には、固定絞り部の通過時におけ
る断熱膨脹により、作動油の温度が下がって熱交換器の
熱交換効率が低下する。これに対して、固定絞り部の上
流側に熱交換器が配置されているため、前記のような作
動油の温度低下を経ることなく、作動油と冷却水との間
の熱交換を効率よく行うことができる。

【００２６】請求項３に記載の車両用暖房装置では、車
両エンジンを通る冷却水の温度が低い場合、例えば冬場
の車両エンジン始動時等には、サーモスタットバルブが
閉止されて、冷却水のラジエータへの供給が停止され
る。この状態で、車室内に暖房要求が存在するときに
は、分岐路中の断続弁が開放されて、車両エンジンから
流出した冷却水は、暖房用のヒータコアを含む分岐路中
を経て、車両エンジンに還流される。そして、熱交換器
において、油圧作動回路内の作動油と循環通路内の冷却
水との間で熱交換がなされ、さらにヒータコアにおい
て、温められた冷却水と車室内に吹き出される空気との
間で熱交換がなされて、車室内が暖房される。

【００２７】一方、車室内に暖房要求が存在しないとき
には、前記分岐路中の断続弁が閉止され、暖房用のヒー
タコアへの冷却水の供給が停止されて、車室内の過剰な
暖房が抑制される。さらに、冷却水が所定の温度を越え
た場合には、ラジエータの近傍のサーモスタットバルブ
が開放される。そして、車両エンジンから流出した冷却
水は、ラジエータを経由して、冷却された状態で車両エ
ンジンに還流されて、車両エンジンの冷却に供される。

【００２８】つまり、冷却水の温度、車室内の暖房要求
の有無に応じて、冷却水の循環経路が変更される。そし
て、冷却水循環通路の本来の冷却機能を損なうことな
く、車室内の暖房をより効率的に行うことができる。

【００２９】請求項４に記載の車両用暖房装置において
は、熱交換器が分岐路中でヒータコアへの冷却水の入口
側に接続配置されている。このため、冷却水の温度が低
くく車室内に暖房要求が存在するときには、分岐路中で
熱交換器により冷却水が加温される。そして、その熱交
換器とほぼ連続的に配置されたヒータコアにおいて、車
室内に吹き出される空気が効率よく暖められて、迅速な
暖房が可能となる。また、冷却水は、ヒータコアでの熱
交換の余熱を保持したまま車両エンジンに還流されるた
め、車両エンジンの暖機性能が向上される。これによっ
て、冷却水の温度をより迅速に上昇させることができ
て、さらに車室内の暖房の立ち上がり速くすることがで
きる。

【００３０】請求項５に記載の車両用暖房装置において
は、熱交換器が冷却水の循環通路中で車両エンジンから
の冷却水の出口側近傍に接続配置されている。このた
め、前記請求項４に記載の車両用暖房装置と同様に、冷
却水の温度が低くく車室内に暖房要求が存在するときに
は、迅速な車室内の暖房が可能になるとともに、車両エ
ンジンの暖機性能が向上される。

【００３１】また、この車両用暖房装置においては、冷
却水がラジエータを経由する状態では、熱交換器により
作動油から冷却水に交換された熱がラジエータで冷却さ
れる。このため、油圧作動回路中の作動油がアクチュエ
ータへの供給に先立って有効に冷却されて、アクチュエ
ータの作動条件が緩和される。

【００３２】請求項６に記載の車両用暖房装置において
は、熱交換器が冷却水の循環通路中で、車両エンジンへ
の冷却水の入口側近傍に接続配置されている。このた
め、冷却水の温度が低いときには、熱交換器において冷
却水と油圧作動回路内の作動油との間で熱交換がなされ
て、冷却水は加温された状態で車両エンジンに還流され
る。そして、車両エンジンがより効率的に暖機され、冷
却水の温度をより迅速に上昇させることができて、車室
内の暖房の立ち上がり速くすることができる。

【００３３】また、この車両用暖房装置においては、サ
ーモスタットバルブの開放により、ラジエータに冷却水
が循環されている状態では、熱交換器により作動油から
冷却水に交換された熱がラジエータで冷却される。この
ため、油圧作動回路中の作動油が、アクチュエータへの
供給に先立って有効に冷却されて、アクチュエータの作
動条件が緩和される。

【００３４】請求項７に記載の車両用暖房装置において
は、油圧作動回路中で熱交換器に対する作動油の入口側
または出口側に可変絞り部が設けられている。ここで、
オイルポンプの回転数、つまりエンジン回転数が低い場
合には、オイルポンプからの作動油の吐出流量及び吐出
圧力も低い状態となって、オイルポンプの圧縮動作に伴
う発熱も小さくなる。また、特に車両エンジン始動直
後、あるいは、車室内の温度が極めて低いとき等には、
車室内の暖房に大きな熱量を必要とする。これらのよう
な状態において、可変絞り部の絞り開度を縮小調整する
こと、つまり可変絞り部をより絞り込むことにより、作
動油の吐出圧力が高められて、作動油の温度が上昇す
る。従って、熱交換器により熱交換される冷却水の温度
が高くなって、暖房効率を向上させることができる。

【００３５】請求項８に記載の車両用暖房装置において
は、温度センサにより冷却水の温度が検出され、その検
出結果に応じて可変絞り部の絞り開度が調整される。こ
のため、冷却水の温度に応じて、可変絞り部の絞り開度
が自動的に調整され、その調整により作動油の吐出圧力
が変更されて、作動油の温度が昇降される。つまり、冷
却水の温度が十分に昇温されて、熱交換器によりそれ以
上の加熱を必要としない状態となったときに、自動的に
可変絞り部の絞り開度が拡大調整される。そして、冷却
水の過剰な昇温が抑制されるとともに、オイルポンプに
不要な負荷がかかるのが抑制される。

【００３６】請求項９に記載の車両用暖房装置において
は、可変絞り部に対してアクチュエータの入口側の圧力
がパイロット圧として導かれている。ここで、アクチュ
エータの作動時には、アクチュエータの入口の圧力が上
昇する。つまり、可変絞り部に導かれるパイロット圧も
上昇することになる。そして、このパイロット圧の上昇
に伴って可変絞り部の絞り開度が拡大されて、所要の作
動油流量が確保されるとともに、オイルポンプでの急激
な圧力上昇が抑制される。

【００３７】請求項１０に記載の車両用暖房装置におい
ては、オイルポンプがパワーステアリング装置を作動さ
せるためのオイルポンプとなっている。このため、オイ
ルポンプの本体に、作動油の流量を設定するための固定
絞り部、作動油の流量を調整するための流量調整弁、及
び、作動油の圧力を調整するための圧力調整弁が一体に
組み込まれている。よって、オイルポンプの周辺構造を
小型化することができて、エンジンルーム内の限られた
搭載スペースに容易に対応することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下に、この発明の第１の実施形態
を、図１〜図４に基づいて説明する。

【００３９】図１に示すように、パワーステアリング装
置の油圧作動回路１１には、オイルポンプ１２、固定絞
り部としてのメータリングオリフィス１３、流量調整弁
１４、圧力調整弁１５、オイルタンク１６、及びフィル
タ１７が接続されている。また、油圧作動回路１１に
は、コントロールバルブ１８及びチェックバルブ１９を
介して、アクチュエータとしてのパワーシリンダ２０が
接続されている。

【００４０】前記オイルポンプ１２は車両エンジン２１
に作動連結され、そのエンジン２１により回転されて、
油圧作動回路１１に作動油を吐出する。メータリングオ
リフィス１３はオイルポンプ１２の吐出側に接続され、
作動油の吐出流量を所定値に設定する。流量調整弁１４
はパワーシリンダ２０へ所定量の作動油が供給されるよ
うに、余剰の作動油をオイルタンク１６に戻して作動油
の流量を調整する。圧力調整弁１５は、下流側のコント
ロールバルブ１８あるいはパワーシリンダ２０等で何等
かの不具合が生じて過大な負荷が発生した場合に、作動
油の吐出圧力を調整して、油圧作動回路１１を保護する
役割を果たす。

【００４１】前記コントロールバルブ１８は車両のステ
アリングホイール２２に連結され、そのステアリングホ
イール２２の操舵に応じて作動される。そして、このコ
ントロールバルブ１８の作動に伴い、操作方向及び操作
速度に応じた流量で、操舵負荷に応じた圧力の作動油
が、パワーシリンダ２０に供給され、操舵出力が倍力さ
れる。

【００４２】図２に示すように、前記オイルポンプ１２
の本体２３の上部には、オイルタンク１６及びフィルタ
１７が一体に組み込まれている。また、オイルポンプ１
６の本体２３の下部には、メータリングオリフィス１
３、流量調整弁１４及び圧力調整弁１５よりなるバルブ
ユニット２４が一体に組み込まれている。

【００４３】そして、図１及び図３に示すように、車両
エンジン２１の低速回転に伴い、オイルポンプ１２が低
速で回転されるときには、オイルポンプ１２からポンプ
ポート２５を介してバルブユニット２４内に吐出される
作動油の流量が少なくなる。このため、作動油の全量が
メータリングオリフィス１３を通して、供給ポート２６
からパワーシリンダ２０に供給される。

【００４４】これに対して、図１及び図４に示すよう
に、車両エンジン２１の高速回転により、オイルポンプ
１２が高速で回転されるときには、オイルポンプ１２か
らポンプポート２５を介してバルブユニット２４内に吐
出される作動油の流量が多くなる。この場合、メータリ
ングオリフィス１３を通して、供給ポート２６からパワ
ーシリンダ２０に供給される作動油の流量が所定量に制
限される。このため、流量調整弁１４がバネ２７の付勢
力に抗して移動され、オイルポンプ１２への吸入ポート
２８が開放される。これにより、余剰の作動油が吸入ポ
ート２８を通して、オイルポンプ１２へと戻される。

【００４５】また、図１及び図３に示すように、オイル
ポンプ１２からポンプポート２５を介してバルブユニッ
ト２４内に吐出される作動油の圧力が高くなったときに
は、オリフィス２９及び通路３０を介して、流量調整弁
１４の右側室３１に流入する作動油の圧力が高められ
る。そして、この作動油の圧力が所定値を越えた場合に
は、圧力調整弁１５がバネ３２の付勢力に抗して開放さ
れる。これにより、作動油が流量調整弁１４内を通し
て、吸入ポート２８からオイルポンプ１２へと戻され、
作動油の圧力が一定に保たれる。

【００４６】図１に示すように、冷却水の循環通路３３
は前記車両エンジン２１を通るように形成され、この循
環通路３３中にはラジエータ３４が接続されている。サ
ーモスタットバルブ３５はラジエータ３４の出口側の循
環通路３３中に接続され、冷却水の温度が所定値より低
いとき、循環通路３３を閉じてラジエータ３４への冷却
水の循環を停止させる。

【００４７】分岐路３６は前記循環通路３３に対しラジ
エータ３４と並列に接続され、この分岐路３６中には暖
房用のヒータコア３７が接続されている。断続弁として
のウォータバルブ３８はヒータコア３７の入口側の分岐
路３６中に接続され、図示しない暖房用スイッチのオン
オフに連動して分岐路３６を断続する。このウォータバ
ルブ３８の開放時には、車両エンジン２１で加温された
冷却水がヒータコア３７を通して循環される。そして、
図示しない通風機により車室内あるいは車室外の空気を
ヒータコア３７の表面に接触されることにより、その空
気が暖められるとともに、車室内に吹き出されて車室内
が暖房される。

【００４８】熱交換器３９は、車両のエンジンルーム内
において、前記オイルポンプ１２の吐出側とパワーシリ
ンダ２０との間でかつ、メータリングオリフィス１３の
入口側の油圧作動回路１１中に接続されている。また、
この熱交換器３９は冷却水の循環通路３３における分岐
路３６中で、ヒータコア３７への冷却水の入口側に接続
配置されている。そして、油圧作動回路１１のオイルポ
ンプ１２で発生する熱が、この熱交換器３９により作動
油から冷却水に伝達されて車室内の暖房に利用される。

【００４９】バイパス通路４３は、前記循環通路３３に
対し、ラジエータ３４及び分岐路３６と並列をなすとと
もに、分岐路３６との接続点の下流とサーモスタットバ
ルブ３５の下流との間にわたって接続されている。

【００５０】可変絞り部としての可変絞り弁４０は、前
記油圧作動回路１１中で熱交換器３９からの作動油の出
口側近傍に接続され、手動コントローラ４１により絞り
開度を調整するようになっている。そして、車両エンジ
ン２１の低回転時等において、オイルポンプ１２からの
作動油の吐出流量及び吐出圧力が低いときには、手動コ
ントローラ４１にて可変絞り弁４０の絞り開度を縮小調
整することにより、作動油の吐出圧力を高くして、作動
油の温度を上昇させるようになっている。

【００５１】また、前記可変絞り弁４０のバネ室側には
パイロット圧供給路４２を介して、パワーシリンダ２０
に対する作動油の入口側の圧力がパイロット圧として導
入されている。そして、パワーステアリング装置におけ
るパワーシリンダ２０の作動時には、パイロット圧力の
上昇により、可変絞り弁４０の絞り開度が拡大調整され
て、オイルポンプ１２の急激な圧力上昇が抑制される。

【００５２】次に、前記のように構成された車両用暖房
装置の動作を説明する。さて、この車両用暖房装置にお
いて、車両エンジン２１によりオイルポンプ１２が回転
されると、オイルポンプ１２から油圧作動回路１１に高
圧の作動油が吐出される。この状態で、ステアリングホ
イール２２が操舵されると、その操舵に応じてコントロ
ールバルブ１８が作動され、操作方向及び操作速度に応
じた流量で、操舵負荷に応じた圧力の作動油が、パワー
シリンダ２０に供給されて、操舵出力が倍力される。

【００５３】ところで、車両エンジン２１が起動された
状態では、常時ステアリングホイール２２が操舵される
可能性があるため、オイルポンプ１２も常時回転され圧
縮動作を行っている。このオイルポンプ１２の圧縮動作
に伴って、断熱圧縮による発熱及びオイルポンプ１２内
部の摺動部分の摩擦熱が生じ、オイルポンプ１２から吐
出される作動油の温度が高くなる。

【００５４】ここで、前記オイルポンプ１２の吐出側と
パワーシリンダ２０との間の油圧作動回路１１中には、
車両エンジン２１用の冷却水の循環通路３３との間にわ
たって熱交換器３９が接続されている。その熱交換器３
９は、冷却水の循環通路３３において、分岐路３６中の
ヒータコア３７の入口側に接続配置されている。このた
め、作動油が熱交換器３９を通して流動されるとき、作
動油からエンジン冷却用の冷却水に対し熱が交換され、
その冷却水が加温される。

【００５５】さて、車両エンジン２１を通る冷却水の温
度が低い場合、例えば冬場の車両エンジン始動時等に
は、ラジエータ３４の近傍のサーモスタットバルブ３５
が閉止されて、冷却水のラジエータ３５への供給が停止
される。この状態で、車室内に暖房要求が存在して、図
示しない暖房用スイッチの操作により、ウォータバルブ
３８が開放されると、車両エンジン２１及び熱交換器３
９で加温された冷却水がもっぱらヒータコア３７を通し
て循環される。そして、図示しない通風機により、車室
内あるいは車室外の空気がヒータコア３７の表面に接触
されるように流通されると、冷却水と空気のとの間で熱
交換されて空気が暖められる。この暖められた空気が車
室内に吹き出されて、車室内が暖房される。これによ
り、油圧作動回路１１のオイルポンプ１２で発生した熱
が、車室内の暖房に有効に利用される。

【００５６】一方、車室内に暖房要求が存在しないとき
には、図示しない暖房用スイッチの操作により、前記分
岐路３６中のウォータバルブ３８が閉止されて、ヒータ
コア３７への冷却水の供給が停止される。これにより、
冷却水と車室内に吹き出される空気との間の熱交換が行
われなくなり、車室内が過剰に暖房されることが抑制さ
れる。

【００５７】さらに、冷却水が所定の温度を越えている
場合には、ラジエータ３４の近傍のサーモスタットバル
ブ３７が開放される。そして、車両エンジン２１から流
出した冷却水は、ラジエータ３４を経由して、冷却され
た状態で車両エンジン２１に還流されて、車両エンジン
２１の冷却に供される。

【００５８】ところで、冷却水が所定の温度に達してお
らず、かつ車室内に暖房要求が存在しない場合には、サ
ーモスタットバルブ及びウォータバルブ３８がともに閉
止される。そして、車両エンジン２１から流出した冷却
水は、バイパス通路４３を介して車両エンジン２１に還
流される。

【００５９】また、車両エンジン２１の低回転運転に伴
うオイルポンプ１２の低回転時等において、作動油の吐
出圧力が低いときには、手動コントローラ４１により可
変絞り弁４０の絞り開度を縮小調整する。これにより、
オイルポンプ１２からの作動油の吐出圧力が高められ
て、オイルポンプ１２のなす仕事が増大する。そして、
オイルポンプ１２から吐出される作動油の温度が上昇す
る。そのため、熱交換器３９において作動油から冷却水
に熱交換される熱量が増大して、冷却水の温度がさらに
上昇される。これに伴って、ヒータコア３７において冷
却水から車室内に吹き出される空気に熱交換される熱量
が増大し、その空気の温度がさらに上昇されて、車室内
をより効果的に暖房することができる。

【００６０】前記の実施形態によって期待できる効果に
ついて、以下に記載する。 （ａ） この実施形態の車両用暖房装置においては、熱
交換器３９が車室内に配置されることなく、車両用エン
ジン２１の冷却水の流通路に配置されている。このた
め、熱交換器３９に対する油圧作動回路１１の配管構造
を簡単にすることができる。また、オイルポンプ１２の
圧縮動作に伴う作動油の脈動が、油圧作動回路１１を介
して車室内に直接伝わることがないとともに、冷却水の
循環通路３３において大きく減衰される。従って、車室
内での騒音の発生が抑制されて、特に静粛性の要求の強
い乗用自動車の暖房装置として好適である。

【００６１】（ｂ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、熱交換器３９がオイルポンプ１２の吐出側と
パワーシリンダ２０との間の油圧作動回路１１中に接続
されている。このため、オイルポンプ１２から吐出され
る作動油を、パワーシリンダ２０への供給に先立って、
熱交換器３９により有効に冷却することができる。従っ
て、パワーシリンダ２０には冷却された作動油が供給さ
れることになり、そのパワーシリンダ２０が高温高圧と
いった過酷な条件下に置かれることが抑制される。従っ
て、パワーシリンダ２０の耐久性を向上することができ
る。

【００６２】（ｃ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、熱交換器３９によりパワーステアリング装置
の油圧作動回路１１内の作動油からエンジン冷却用の冷
却水に対し熱交換されて、その冷却水の熱が車室内の暖
房に利用されるようになっている。このため、車両エン
ジン２１の冷却水を使用した従来の車両用暖房装置に、
熱交換器３９を付加するという簡単な構成により、従来
は廃棄されていた油圧作動回路１１内の廃熱を利用し
て、暖房装置の暖房性能を高めることができる。特に、
冬場のような低温下での車両エンジン２１の起動時にお
いて、迅速に冷却水の温度を上昇させることができる。
これにより、車室内温度の立ち上がりを速めることがで
きるとともに、車両エンジン２１の暖機性能を向上する
ことができる。しかも、既存の車両においても、油圧作
動回路１１と冷却水の循環通路３３との間にわたって熱
交換器３９を付加するのみで、暖房効果の向上を図るこ
とができる。

【００６３】（ｄ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、熱交換器３９が油圧作動回路１１中で、オイ
ルポンプ１２の吐出側とメータリングオリフィス１３と
の間に接続されている。このため、熱交換器３９をメー
タリングオリフィス１３の下流側に接続した場合のよう
に、作動油がメータリングオリフィス１３を通過する際
の断熱膨脹による作動油の温度低下の影響を受けること
がない。従って、熱交換器３９の熱交換効率の低下を招
くことなく、作動油と冷却水との間の熱交換をより効果
的に行うことができる。

【００６４】（ｅ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、熱交換器３９が冷却水の循環通路３３中のラ
ジエータ３４と並列接続した分岐路３６中で、ヒータコ
ア３７への冷却水の入口側に接続配置されている。ここ
で、車両エンジン２１の始動に際して冷却水の温度が低
いとき、ラジエータ３４の出口側の循環通路３３中に接
続されたサーモスタットバルブ３５が閉じられ、ラジエ
ータ３４への冷却水の循環が停止される。このため、冷
却水は、もっぱら分岐路３６中を流れ、熱交換器３９に
より加温される。そして、その熱交換器３９とほぼ連続
的に配置されたヒータコア３７において、冷却水と車室
内に吹き出される空気との間で一層効率的に熱交換がな
されて、車室内の迅速な暖房が可能となる。

【００６５】また、冷却水は、ヒータコア３７での熱交
換の余熱を保持したまま車両エンジン２１に還流される
ため、車両エンジン２１の暖機性能が向上される。これ
によって、冷却水の温度をより迅速に上昇させることが
できて、さらに車室内の暖房の立ち上がり速くすること
ができる。

【００６６】（ｆ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、油圧作動回路１１中で熱交換器３９からの作
動油の出口側に可変絞り弁４０が接続されている。この
ため、オイルポンプ１２からの作動油の吐出圧力が低い
ときには、可変絞り弁４０の絞り開度を縮小調整し、作
動油の吐出圧力を高めて、作動油の温度を上昇させるこ
とができる。このため、熱交換器３９により変換される
冷却水の温度を高めることができて、暖房効率を向上さ
せることができる。

【００６７】（ｇ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、可変絞り弁４０のバネ室側にパイロット圧供
給路４２を介して、パワーシリンダ２０の入口側の圧力
がパイロット圧として導かれている。このため、パワー
シリンダ２０の作動時には、可変絞り弁４０の絞り開度
が拡大調整されて、所要の作動油流量が確保されるとと
もに、オイルポンプ１２における急激な圧力上昇を抑制
することができる。

【００６８】（ｈ） この実施形態の車両用暖房装置に
おいては、オイルポンプ１２がパワーステアリング装置
を作動させるためのオイルポンプとなっている。このた
め、オイルポンプ１２の本体２３に、メータリングオリ
フィス１３、流量調整弁１４及び圧力調整弁１５よりな
るバルブユニット２４が一体に組み込まれている。従っ
て、オイルポンプ１２の周辺構造を小型化することがで
きて、エンジンルーム内の限られた搭載スペースに容易
に対応することができる。

【００６９】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を、図５に基づいて説明する。さて、この第
２の実施形態では、油圧作動回路１１において、オイル
ポンプ１２の吐出側とパワーシリンダ２０との間に接続
された熱交換器３９が、冷却水の循環通路３３中で、車
両エンジン２１からの冷却水の出口側近傍に接続配置さ
れている。そのため、この第２の実施形態においても、
前述した第１の実施形態の場合とほぼ同様の作用効果を
発揮することができる。

【００７０】また、車両エンジン２１が十分に暖まっ
て、車両エンジン２１から冷却水にもたらされる熱量で
おおむね車室内の暖房が可能となった場合には、サーモ
スタットバルブ３５の開放によりラジエータ３４に冷却
水の一部が循環される。これにより、車両エンジン２１
及び熱交換器３９で冷却水にもたらされる過剰の熱量
が、ラジエータ３４において放熱される。そして、ヒー
タコア３７において、車室内に吹き出される空気に対し
て過剰な熱量が熱交換されることがなく、車室内が過剰
に暖房されるのが抑制される。

【００７１】しかも、この実施形態の車両用暖房装置に
おいて、サーモスタットバルブ３５の開放により、ラジ
エータ３４に冷却水が循環されている状態では、熱交換
器３９により作動油から冷却水に交換された熱がラジエ
ータ３４で冷却される。このため、ウォータバルブ３８
が閉じられて暖房装置のヒータコア３７が作動していな
い場合でも、油圧作動回路１１中の作動油がパワーシリ
ンダ２０への供給に先立って有効に冷却される。従っ
て、パワーシリンダ２０に高温の作動油が供給されるこ
とがなく、そのパワーシリンダ２０が過酷な状態に置か
れるのを抑制することができる。

【００７２】（第３の実施形態）次に、この発明の第３
の実施形態を、図６に基づいて説明する。さて、この第
３の実施形態においは、熱交換器３９が冷却水の循環通
路３３中で、車両エンジン２１への入口の近傍に接続配
置されている。この第３の実施形態においても、車両エ
ンジン２１の始動に際して冷却水の温度が低いときに
は、循環通路３３中に接続されたサーモスタットバルブ
３５が閉じられるようになっている。そして、ラジエー
タ３４への冷却水の循環が停止されるとともに、冷却水
が車両エンジン２１から分岐路３６を通して循環され
る。これにより、熱交換器３９において油圧作動回路１
１内の作動油との熱交換により、冷却水が加温された状
態で車両エンジン２１に還流される。従って、車両エン
ジン２１がより効率的に暖機され、冷却水の温度をより
迅速に上昇させることができて、車室内の暖房の立ち上
がり速くすることができる。

【００７３】また、この第３の実施形態においても、前
記第２の実施形態と同様に、サーモスタットバルブ３５
の開放により、ラジエータ３４に冷却水が循環されてい
る状態では、熱交換器３９により作動油から冷却水に交
換された熱がラジエータ３４で冷却される。このため、
ウォータバルブ３８が閉じられて暖房装置のヒータコア
３７が作動していない場合でも、油圧作動回路１１中の
作動油がパワーシリンダ２０への供給に先立って有効に
冷却される。従って、パワーシリンダ２０に高温の作動
油が供給されることがなく、そのパワーシリンダ２０が
過酷な状態に置かれるのを抑制することができる。

【００７４】（第４の実施形態）次に、この発明の第４
の実施形態を、図７に基づいて説明する。さて、この第
４の実施形態では、車両エンジン２１の出口側近傍の循
環通路３３中における冷却水の温度が、温度センサ４５
により検出されるようになっている。そして、その検出
温度に応じてコントローラ４６により、可変絞り弁４０
の絞り開度が調整される。

【００７５】このため、冷却水の温度に応じて、可変絞
り弁４０の絞り開度を自動的に調整することができ、そ
の調整により作動油の吐出圧力を変更して、作動油の温
度を昇降させることができる。従って、冷却水の温度が
十分に昇温されて、熱交換器３９によりそれ以上の加熱
を必要としない状態となったときに、自動的に可変絞り
弁４０の絞り開度が拡大調整される。そして、冷却水の
過剰な昇温が抑制されるとともに、オイルポンプ１２に
不要な負荷がかかるのを抑制することができる。

【００７６】なお、この発明は、次のように変更して具
体化することも可能である。 （１） 前記第１の実施形態及び第４の実施形態におい
て、可変絞り弁４０の絞り開度を無段階に変更するよう
に構成すること。

【００７７】（２） 前記第１の実施形態及び第４の実
施形態において、可変絞り弁４０を油圧作動回路１１中
で、熱交換器３９に対する作動油の入口側に接続するこ
と。 （３） 前記第４の実施形態において、温度センサ４５
により車両エンジン２１の入口側近傍で、循環通路３３
中の冷却水の温度を検出するように構成すること。

【００７８】（４） 前記第１の実施形態において、可
変絞り弁４０及び手動コントローラ４１を省略するこ
と。 これらのように構成しても、前記各実施形態に記載の暖
房装置とほぼ同様の効果を得ることができる。

【００７９】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明によれば、熱交換器が車室内に配置されていないた
め、熱交換器に対する油圧作動回路の配管構造を簡単に
することができる。また、オイルポンプの圧縮動作に伴
う作動油の脈動が、油圧作動回路を介して直接車室内に
伝わることがなく、車室内での騒音の発生を抑制するこ
とができる。

【００８０】また、熱交換器がオイルポンプの吐出側と
アクチュエータとの間の油圧作動回路中に接続されてい
るため、オイルポンプから吐出される作動油が、熱交換
器によりアクチュエータへの供給に先立って有効に冷却
される。従って、アクチュエータの作動条件をより緩や
かなものとできて、アクチュエータの耐久性を向上する
ことができる。

【００８１】さらに、熱交換器により作動油からエンジ
ン冷却用の冷却水に対し熱交換して車室内の暖房に利用
している。このため、車両エンジンの冷却水を使用した
従来の車両用暖房装置に熱交換器を付加するという簡単
な構成により、油圧作動回路で発生する熱を利用して、
暖房装置の暖房性能を高めることができる。

【００８２】請求項２に記載の発明によれば、熱交換器
がオイルポンプの吐出側と固定絞り部との間に接続され
ている。このため、熱交換器を固定絞り部の下流側に接
続した場合に発生するような、作動油が固定絞り部を通
過する際の断熱膨脹による作動油の温度低下の影響を回
避することができる。従って、作動油と冷却水との間の
熱交換を効率よくに行うことができる。

【００８３】請求項３に記載の発明によれば、冷却水の
温度、車室内の暖房要求の有無に応じて、冷却水の循環
経路が変更される。従って、冷却水の循環通路の本来の
冷却機能を損なうことなく、車室内の暖房をより効率的
に行うことができる。

【００８４】請求項４に記載の発明によれば、熱交換器
が分岐路中でヒータコアへの冷却水の入口側に接続配置
されている。このため、冷却水の温度が低くく車室内に
暖房要求が存在するときには、熱交換器とほぼ連続的に
配置されたヒータコアにおいて、車室内に吹き出される
空気がより効率的に暖められて、迅速な暖房が可能とな
る。

【００８５】また、冷却水は、ヒータコアでの熱交換の
余熱を保持したまま車両エンジンに還流されるため、車
両エンジンの暖機性能が向上される。これによって、冷
却水の温度をより迅速に上昇させることができて、さら
に車室内の暖房の立ち上がり速くすることができる。

【００８６】請求項５に記載の発明によれば、熱交換器
が冷却水の循環通路中で車両エンジンからの冷却水の出
口の近傍に接続配置されている。このため、冷却水の温
度が低くく車室内に暖房要求が存在するときには、迅速
な車室内の暖房が可能になるとともに、車両エンジンの
暖機性能が向上される。

【００８７】また、サーモスタットバルブの開放によ
り、ラジエータに冷却水が循環されている状態では、油
圧作動回路中の作動油をアクチュエータへの供給に先立
って有効に冷却ことができる。従って、アクチュエータ
の作動条件を緩和することができて、アクチュエータの
耐久性を向上することができる。

【００８８】請求項６に記載の発明によれば、熱交換器
が冷却水の循環通路中で、車両エンジンへの冷却水の入
口側近傍に接続配置されている。このため、冷却水の温
度が低いときには、熱交換器において油圧作動回路内の
作動油との熱交換により加温された冷却水が車両エンジ
ンに還流される。従って、車両エンジンがより効率的に
暖機され、冷却水の温度をより迅速に上昇させることが
できて、車室内の暖房の立ち上がり速くすることができ
る。

【００８９】また、サーモスタットバルブの開放によ
り、ラジエータに冷却水が循環されている状態では、油
圧作動回路中の作動油をアクチュエータへの供給に先立
って有効に冷却ことができる。従って、アクチュエータ
の作動条件を緩和することができて、アクチュエータの
耐久性を向上することができる。

【００９０】請求項７に記載の発明によれば、油圧作動
回路中で熱交換器に対する作動油の入口側または出口側
に可変絞り部が設けられている。このため、エンジン回
転数が低くくオイルポンプからの作動油の吐出流量及び
吐出圧力も低い状態において、可変絞り部の絞り開度を
縮小調整して、作動油の吐出圧力を高めることができ
る。従って、熱交換器を介して冷却水の温度を高めるこ
とができ、暖房効率を向上させることができる。

【００９１】請求項８に記載の発明によれば、温度セン
サにより冷却水の温度が検出され、その検出結果に応じ
て可変絞り弁の絞り開度が調整されるようになってい
る。このため、冷却水の温度が十分に昇温されて、熱交
換器によりそれ以上の加熱を必要としない状態となった
ときに、自動的に可変絞り部の絞り開度が拡大調整され
る。従って、冷却水の過剰な昇温を抑制できるととも
に、オイルポンプに不要な負荷がかかるのが抑制でき
る。

【００９２】請求項９に記載の発明によれば、可変絞り
弁に対してアクチュエータの入口側の圧力がパイロット
圧として導かれている。このため、アクチュエータの作
動時には、可変絞り弁の絞り開度が拡大調整されて、オ
イルポンプの急激な圧力上昇を抑制することができる。

【００９３】請求項１０に記載の発明によれば、オイル
ポンプの本体に、固定絞り部、流量調整弁及び圧力調整
弁が一体に組み込まれている。従って、オイルポンプの
周辺構造を小型化することができて、それらの間の配管
接続を省略することができる。そして、エンジンルーム
内の限られた搭載スペースに容易に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 車両用暖房装置の第１実施形態を示す油圧作
動回路図。

【図２】 オイルポンプを示す断面図。

【図３】 オイルポンプの低回転時における流量調整弁
を示す断面図。

【図４】 オイルポンプの高回転時における流量調整弁
を示す断面図。

【図５】 車両用暖房装置の第２実施形態を示す部分回
路図。

【図６】 車両用暖房装置の第３実施形態を示す部分回
路図。

【図７】 車両用暖房装置の第４実施形態を示す部分回
路図。

【符号の説明】

１１…油圧作動回路、１２…オイルポンプ、１３…固定
絞り部としてのメータリングオリフィス、１４…流量調
整弁、１５…圧力調整弁、１８…コントロールバルブ、
２０…アクチュエータとしてのパワーシリンダ、２１…
車両エンジン、２３…オイルポンプの本体、２４…バル
ブユニット、３３…冷却水の循環通路、３４…ラジエー
タ、３５…サーモスタットバルブ、３６…分岐路、３７
…ヒータコア、３８…断続弁としてのウォータバルブ、
３９…熱交換器、４０…可変絞り部としての可変絞り
弁、４１…手動コントローラ、４２…パイロット圧供給
路、４５…温度センサ、４６…コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 聖史 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 廣瀬 達也 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 三浦 慎太郎 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両エンジンによりオイルポンプを回転
   させ、そのオイルポンプから吐出される作動油によりア
   クチュエータを作動させるようにした油圧作動回路を備
   え、前記車両エンジンを通る冷却水の循環通路中にラジ
   エータを接続するとともに、そのラジエータに並列接続
   した冷却水の分岐路中にはヒータコアを接続し、そのヒ
   ータコアにより冷却水とともに流動する熱を車室内に吹
   き出される空気に熱交換して車室内の暖房を行うように
   した車両において、 前記オイルポンプの吐出側とアクチュエータとの間の油
   圧作動回路中に、作動油とともに流動する熱を車両エン
   ジン冷却用の冷却水に対して熱交換して車室内の暖房に
   利用するための熱交換器を接続した車両用暖房装置。
2. 【請求項２】 前記オイルポンプの吐出側とアクチュエ
   ータとの間の油圧作動回路中に固定絞り部を設け、前記
   熱交換器はオイルポンプの吐出側と該固定絞り部との間
   に接続した請求項１に記載の車両用暖房装置。
3. 【請求項３】 前記ラジエータが接続される冷却水の循
   環通路中には冷却水が所定の温度以下である場合に該冷
   却水のラジエータへの流入が閉止されるサーモスタット
   バルブを設けるとともに、前記ヒータコアが接続される
   冷却水の分岐路中には車室内の暖房要求に応じてその分
   岐路を断続するための断続弁を設け、前記熱交換器を前
   記循環通路の分岐路との分岐点と前記ラジエータとの間
   を回避して配置した請求項１または２に記載の車両用暖
   房装置。
4. 【請求項４】 前記熱交換器は、前記分岐路中でヒータ
   コアへの冷却水の入口側に接続配置した請求項３に記載
   の車両用暖房装置。
5. 【請求項５】 前記熱交換器は、冷却水の循環通路中で
   車両エンジンからの冷却水の出口の近傍に接続配置した
   請求項３に記載の車両用暖房装置。
6. 【請求項６】 前記熱交換器は、冷却水の循環通路中で
   車両エンジンへの冷却水の入口の近傍に接続配置した請
   求項３に記載の車両用暖房装置。
7. 【請求項７】 前記油圧作動回路中で前記熱交換器に対
   する作動油の入口側または出口側に可変絞り部を設けた
   請求項１〜６のいずれかに記載の車両用暖房装置。
8. 【請求項８】 前記冷却水の温度を温度センサにより検
   出し、その検出結果に応じて前記可変絞り部の絞り開度
   を調整するようにした請求項７に記載の車両用暖房装
   置。
9. 【請求項９】 前記可変絞り部には、アクチュエータに
   対する作動油の入口側の圧力をパイロット圧として導く
   ようにした請求項７または８に記載の車両用暖房装置。
10. 【請求項１０】 前記オイルポンプが、パワーステアリ
    ング装置を作動させるためのオイルポンプである請求項
    １〜９のいずれかに記載の車両用暖房装置。