JP2019052549A - 車両用空調装置の安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両、特にバス等の大型車両用の空調装において、圧縮機内部の圧力が異常に高まったとしても、高圧の作動流体を安全に車両の外部に放出することが可能な車両用空調装置の安全装置を提供する。【解決手段】車両２００のエンジンルームＳに設置した圧縮機１に異常高圧を放出する安全弁７０を設け、この安全弁７０の吐出口７４と、エンジンルームＳの空間と車外とを連通する排出部２０１とを弾性ホース８０で接続する。【選択図】図２

Description

この発明は、車両用の空調装置に用いられる圧縮機内の異常高圧を圧縮機外部に放出する安全弁を用いた安全装置に関し、特にバス等の大型車両に用いられる空調装置の安全装置に関する。

バス等の大型車両用の空調装置は、冷媒を利用した冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機として、例えば特許文献１に示されるような大型の圧縮機を用い、更に、このような大型の圧縮機を、例えば特許文献２に示されるように、当該圧縮機をバス車両の後方に配置することが少なくない。

一方で、冷媒を冷凍サイクルに過剰充填してしまう等、さまざまな要因により、圧縮機の内部圧力が異常に高くなることがある。この場合、普通自動車等の車両用空調装置においては、圧縮機内の異常高圧を下げる手段として、特許文献３に示されるように、圧縮機が備える安全弁から冷媒ガス（圧力）を圧縮機の外部（エンジンルーム内）に放出することで、圧縮機内の異常高圧を下げる構成が採られている。

これに対し、バス用空調装置の圧縮機においては、当該圧縮機内の異常高圧を下げるために、高圧圧力を低圧ライン側にバイパスさせる構成が一般的に採られてきたが、普通自動車等の車両用空調装置と同様に、冷媒ガスを圧縮機の外部に放出する安全弁を備えることが要請される場合がある。

実用新案登録第３１６８３８２号公報 特開２０１４−１２９０９５号公報 特開２００７−２０５１６５号公報 実用新案登録第２５９９０３７号公報

しかしながら、オイルを含んだ冷媒ガスを、圧縮機の外部として、当該圧縮機を駆動させるためのエンジンの高温部に向けて放出することにより、エンジンの高温部と接触して火災が発生する等の危険性がある。特に、バスの場合には、搭乗者数が多いので、前述の火災の危険性についてより考慮する必要がある。そして、エンジンや圧縮機が大型車両の後方に位置すると、火災の初期段階に気づくことができず、火災を拡大させてしまうおそれもある。

この点、圧縮天然ガスを燃料に用いる大型車両において、圧縮天然ガスを蓄えるボンベに異常高圧を開放する安全弁を設け、この安全弁の出口にガス放出管を接続し、このガス放出管を車両の外部まで引き回して、車両の外部に高圧ガスを放出する配管装置が知られている（特許文献４）。このような配管には、通常銅管や鋼管が用いられる。しかしながら、車両用空調装置の圧縮機の場合、圧縮機そのものが振動を発生するのに加え、車両やエンジンの振動を受けやすい状態で車両に取り付けられているため、圧縮機の安全弁にこのような放出管を接続すると、圧縮機の振動や不安定な揺れ動き（ぐらつき）によって、硬質な素材で成る配管に負荷が掛り、配管の破損など、様々な不都合が生ずるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、車両、特にバス等の大型車両用空調装置の圧縮機が備える安全弁から車両の外部に向けて、安全に作動流体を放出することができる車両用空調装置の安全装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成すべく、請求項１に記載の車両用空調装置の安全装置は、車両のエンジンルーム内に設けられ、車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機と、この圧縮機に取り付けられ、圧縮機内部の圧力が所定値以上になったとき圧縮機内部の作動流体を吐出口から前記圧縮機の外部に放出する安全弁と、前記エンジンルームの空間と前記車両の車外とを連通する排出部とを備え、前記安全弁の吐出口と前記排出部とを弾性ホースで接続したことを特徴としている。車両は、例えばバス等の大型車両である。圧縮機に取り付けられた安全弁は、例えば、圧縮機に直接に取り付けられている態様と、圧縮機に接続されたコネクタを介して取り付けられている態様とがある。エンジンルームの空間と車両の車外とを連通する排出部の位置は、車両の下方とすることが好ましい。

これにより、高圧配管よりも柔軟性を有する弾性ホースを用いて、安全弁の吐出口と、エンジンルームの空間と車外とを連通する排出部とを接続するので、エンジンや車両の振動を受けて圧縮機が不安定にぐらぐらと揺れ動いても、圧縮機のぐらつき（揺れ動き）を弾性ホースが吸収することができる。このため、弾性ホースが折れたり、破損したりすることなく、作動流体（オイルを含んだ冷媒ガス）を安全弁から弾性ホースを経て車両の車外に確実に放出することが可能になる。作動流体を弾性ホースから車両の外部に放出するので、エンジンルーム内に放出する場合と比較して安全性が向上し、車両が多数の人員が搭乗するバスである場合に特に好適なものとなる。

請求項２に記載の車両用空調装置の安全装置では、前記弾性ホースの一方側の端部を、前記安全弁の吐出口に接続するとともに、この弾性ホースの他方側端部を、前記排出部を挿通させて前記車両の下方に突出させるようにしたことを特徴としている。このようにすることで、安全弁から放出された作動流体は確実に車両の下側に放出され、車両の周囲の人や車両等にかかる恐れがない。

請求項３に記載の車両用空調装置の安全装置では、前記弾性ホースを、前記安全弁の吐出口が開口した端部に、その外方を覆うかたちで嵌合したことを特徴としている。さらには、請求項４に記載の車両用空調装置の安全装置では、前記安全弁の端部の外周に環状の溝部を形成し、前記弾性ホースが装着された前記安全弁の端部に、環状部分を有する締め付け部材を前記環状部分が前記溝部に保持されるように締め付け、固定することで、前記弾性ホースが前記安全弁の端部に嵌合されていることを特徴としている。

これにより、弾性ホースと安全弁の吐出口が開口した端部とが確実に嵌合するので、弾性ホースに負荷が掛っても、弾性ホースが安全弁から外れることが防止される。

請求項５に記載の車両用空調装置の安全装置では、前記安全弁の端部の軸方向から見た形状を多角形状とし、前記弾性ホースの前記安全弁の端部と接続する側の内形状を円形状としたことを特徴としている。安全弁の端部の軸方向から見た形状は、例えば六角形状である。

これにより、弾性ホースが安全弁の端部に装着されるときに、弾性ホースが円形状から多角形状に変形して、弾性ホースと安全弁の端部とが密着するので、弾性ホースが安全弁の端部から抜け難くなる。

請求項６に記載の車両用空調装置の安全装置では、前記圧縮機は前記安全弁を複数備え、一端が前記安全弁の端部にそれぞれ嵌合される前記弾性ホースの他端側の部位を１つに集約したことを特徴としている。これにより、車両に設ける排出部を１つにすることができる。

以上に述べたように、本発明によれば、高圧配管よりも柔軟性を有する弾性ホースを用いて、安全弁の吐出口と、車両のエンジンルームの空間と車外とを連通する排出部とを接続するので、エンジンや車両の振動を受けて圧縮機が不安定にぐらぐらと揺れ動いても、圧縮機のぐらつき若しくは揺れ動きを弾性ホースが吸収することができる。このため、弾性ホースが折れたり、破損したりすることなく、安全弁から作動流体を車両の外部に確実に放出することが可能になる。作動流体を安全弁から弾性ホースを経て車両の外部に放出するので、エンジンルーム内に放出する場合と比較して安全性が向上し、車両が多数の人員が搭乗するバスである場合により好適なものとなる。

車両の一例のバスの後方のエンジンルームに圧縮機が配置された状態を示す概略図である。 エンジンルームに圧縮機がエンジンの補機として配置された状態を示す概略図である。 前記圧縮機の全体構成の一例を側方から見た状態を示す断面図である。 （ａ）は、前記圧縮機の全体構成の一例を上方から見た状態を示す平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のガスポートに配管接続用コネクタを接続した状態を示す平面図である。 前記圧縮機のガスポートに配管接続用コネクタを取り付けた状態を示す斜視図である。 前記圧縮機のガスポートに取り付けられた配管接続用コネクタを正面から見た拡大図である。 前記配管接続用コネクタに取り付けられた安全弁の外観構成を示す側面図、（ｂ）は前記安全弁の正面図である。 前記安全弁に締め付け部材を介して弾性ホースが取り付けられる工程を示す説明図である。 （ａ）は、弾性ホースが先端まで各々独立の態様を示す要部拡大図であり、（ｂ）は、弾性ホースが途中から集約された態様を示す要部拡大図である。 （ａ）は、弾性ホースをバス車両の車体に固定するための保持具の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、弾性ホースがバス車両の車体に前記保持具により固定された状態を示す断面図である。 （ａ）は、弾性ホースをバス車両の車体に固定するための保持具の他例を示す斜視図であり、（ｂ）は、弾性ホースがバス車両の車体に前記保持具により固定された状態を示す断面図である。

以下、この発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。

この発明が適用される圧縮機１を用いた空調装置の冷凍サイクル１００の一例が図１に示されている。そして、この発明が適用される圧縮機１の一例として、エンジン３０１（図２に示す。）の補機としての往復動式圧縮機が図２から図５に示されている。

図１に示される空調装置の冷凍サイクル１００は、冷媒を作動流体とするもので、バス車両等の大型車両に用いられ、この図１では、バス車両の車体２００の後方側のエンジン３０１が収納されたエンジンルームＳ内に配置された前述の圧縮機１と、バス車両の車体２００の屋根の上に設置されたコンデンサユニット１０１と、同じくバス車両の車体２００の屋根の上に設置されたエバポレータユニット１０２と、圧縮機１とコンデンサユニット１０１とを連結する高圧配管１０３と、コンデンサユニット１０１とエバポレータユニット１０２とを接続する低圧配管１０４と、エバポレータユニット１０２と圧縮機１とを接続する低圧配管１０５とを備えている。

圧縮機１は、図２に示されるように、この実施例では、エンジン３０１の側方に配置されており、フロント側にプーリ１１を有し、このプーリ１１とエンジン３０１のプーリ３０２との間に駆動ベルト１２が掛け渡されている。

そして、圧縮機１は、この実施例では、図３に示されるように、フロント側シリンダボア２０が形成されたフロント側シリンダブロック２と、リア側シリンダボア３０が形成されたリア側シリンダブロック３と、フロント側シリンダブロック２のフロント側（図３において左側）においてバルブプレート４を介して組み付けられるフロントヘッド５と、リア側シリンダブロック３のリア側（図３において右側）においてバルブプレート６を介して組み付けられるリアヘッド７とを有して構成されている。これらフロントヘッド５、バルブプレート４、フロント側シリンダブロック２、リア側シリンダブロック３、バルブプレート６及びリアヘッド７は、締結ボルト８によって軸方向に締結され、圧縮機のハウジングを構成している。

フロント側シリンダブロック２に形成されたフロント側シリンダボア２０とリア側シリンダブロック３に形成されたリア側シリンダボア３０とのそれぞれは、図示しないが、シャフト１６を中心とした仮想円の円周上に沿って等間隔に複数配置されている。フロント側シリンダブロック２とリア側シリンダブロック３とは、それぞれの対向するシリンダボア２０、３０同士を、中心線を一致させて組み合わせることで、間にクランク室１０を画成している。そして、このシリンダブロック（フロント側シリンダブロック２、リア側シリンダブロック３）には、クランク室１０を貫通するシャフト１６が回転自在に支承されている。

また、クランク室１０内には、シャフト１６に固装された斜板４３が配設され、シャフト１６の回転により斜板４３を回転させることでフロント側シリンダブロック２とリア側シリンダブロック３との対向するシリンダボア内を摺動する両頭ピストン４０を往復動させるようにしている。これにより、各シリンダボア２０、３０内には、ここに挿入された両頭ピストン４０とバルブプレート４、６との間に両頭ピストン４０の動きに伴って容積が変化する圧縮室４１、４２が画成されている。

各バルブプレート４、６には、吸入弁によって開閉される吸入孔４ａ、６ａと、吐出弁によって開閉される吐出孔４ｂ、６ｂとが、各シリンダボア２０、３０に対応して形成されている。また、フロントヘッド５とリアヘッド７とには、圧縮室４１、４２に供給する冷媒を収容するための吸入室５ａ，７ａと、圧縮室４１、４２から吐出された冷媒を収容するための吐出室５ｂ、７ｂとがそれぞれ形成されている。ここで、吸入室５ａ、７ａは、フロントヘッド５及びリアヘッド７の略中央に形成され、吐出室５ｂ、７ｂは、この吸入室５ａ、７ａの周囲に形成されている。

また、フロント側シリンダブロック２とリア側シリンダブロック３には、図４（ａ）に示されるように、双方を貫通するように吸入側及び吐出側の対をなすガス通路（吸入側ガス通路５１、吐出側ガス通路５２）がシャフト１６の軸方向に沿って形成されている。この吸入側ガス通路５１と吐出側ガス通路５２とは、シャフト１６の軸を通り、且つ、両ガス通路５１、５２の中間を通る平面に対して対称形状に形成されている。吸入側ガス通路５１と吐出側ガス通路５２とは、この実施例ではリア側シリンダブロック３に吸入側ガス通路５１と接続する吸入側ガスポート５３を設けると共に、他方に前記吐出側ガス通路５２と接続する吐出側ガスポート５４を設けている。これらのガスポート５３、５４は、シリンダブロック３を外方に向けて隆起した隆起部３ａを形成し、この隆起部３ａの頂面に開口するかたちで設けられている。そして、吸入側ガスポート５３を、吸入側ガス通路５１を介して、フロントヘッド５及びリアヘッド７に形成された吸入室５ａ、７ａに連通し、吐出側ガスポート５４を、吐出側ガス通路５２を介して、フロントヘッド５及びリアヘッド７に形成された吐出室５ｂ、７ｂに連通するようにしている。

このような構成において、圧縮機１は、内部に例えば１０ｋｇなどの相対的に多量の冷媒が封入されているため、メンテナンス時等には、配管を取り外して内部の冷媒を一旦抜き、作業後に再び配管を接続して冷媒を再注入する作業が必要となり、作業が非常に大掛かりになると共に、作業に伴う費用も大きなものとなる。このため、吸入側ガスポート５３や吐出側ガスポート５４には、シャットオフ弁を備えた配管接続用コネクタ６０を介して配管を接続し、配管を取り外す場合には、シャットオフ弁を閉じて、圧縮機１と冷凍サイクルの他の構成機器との間の冷媒の流通を遮断するようにしている。すなわち、配管接続用コネクタ６０は、吸入側ガスポート５３や吐出側ガスポート５４と連通する内部通路（図示せず。）を有したものとなっている。

そして、この実施例においては、安全装置として、吐出側ガスポート５４に接続された配管接続用コネクタ６０に、例えば図７に示されるような。安全弁７０が２つ設けられている。各安全弁７０は、配管接続用コネクタ６０の圧縮機のフロント側の側面に開口し、且つ、内部通路と連通した装着口６１にネジ止めにより脱着可能に装着されている。これらの安全弁７０は、圧縮機１の内部圧力が所定値以上に高圧になると開弁して、外部に高圧冷媒ガスを放出するものである。

安全弁７０の構造の一例を、図７により主としてその外観を中心に説明すると、安全弁７０の外部に出た端部となる柱状の本体部７１と、この本体部７１の軸方向の一方に連接された装着部７２とを有する。本体部７１は、この実施例では、略六角柱形状をなしていると共に、その外周側面において環状に溝部７３を有している。装着部７２は、配管接続用コネクタ６０の装着口６１に挿入可能であると共に、装着口６１の内面に形成されたネジ溝と係合可能なネジ溝が側方外面に形成されている。そして、本体部７１は、装着部７２とは反対側に開口した高圧冷媒の吐出口７４が開口していると共に、本体部７１及び装着部７２は、図示しないが、配管接続用コネクタ６０内と装着口６１を介して連通する内部通路を有している。安全弁７０の内部通路内には、図示しないが弁機構が収容されている。これにより、通常時にはこの弁機構により吐出口７４が閉塞され、圧縮機１の内部圧力および／又は冷凍サイクル１００の高圧ラインが異常高圧になったときに弁機構が作動して、吐出口７４が開放されるようになっている。

更に、この実施例では、図１、図２及び図８から図１０に示されるように、安全装置として、安全弁７０の吐出口７４から放出された高圧の作動流体をバス車両の車体２００の外に送り出すための弾性ホース８０を有している。この弾性ホース８０は、例えば１２０℃以上、好ましくは１６０℃以上の熱に耐える耐熱素材で形成されている可撓性を有する筒状のもので、例えばＩＩＲ、ＥＰＲ，ＮＢＲ等のゴム製ホースや、シリコン製ホースを用いることができる。弾性ホース８０は、一方側の端部が安全弁７０の本体部７１に外方を覆うかたちで嵌合され、他方側の端部がバス車両の車体２００の壁面を貫通してエンジンルームＳの空間と車外とを連通するように設けられた排出部２０１に接続されている。

弾性ホース８０の安全弁７０側から排出部２０１までの配管レイアウトの一例について、図１、図２及び図９を用いて詳述すると、安全弁７０と嵌合した一方側の端部８１から車体２００の側壁２００ａの内面側に向かって曲折した後、この側壁２００ａの内面に沿って下方に下り、車体２００の下壁２００ｂに達した後は、下壁２００ｂに貫設された排出部２０１内に挿入されている。そして、弾性ホース８０の他方側の端部は、排出部２０１から車体２００の下壁２００ｂよりも下方に突出している。なお、排出部２０１は、図２では便宜上、下壁２００ｂを貫通する孔状に示したが、バス等の大型車両において下壁２００ｂがない構造の場合には、エンジンルームＳの下方の当該エンジンルームＳと車外と連通した空間を排出部２０１とすることができる。

ところで、弾性ホース８０は、図８に示されるように、環状部分９０ａを有する締め付けクリップ９０の当該環状部分９０ａを安全弁７０の本体部７１の溝部７３の位置で外装することにより、安全弁７０に強固に装着される。尚、締め付けクリップ９０の構造は、図８に示されるものに限定されない。

また、この実施例では、図６や図８に示されるように、配管接続用コネクタ６０に２つの安全弁７０が設置されている。各安全弁７０に装着される弾性ホース８０は、図９（ａ）に示されるように、安全弁７０と接続した一方側の端部８１ａから排出部２０１より車体２００の外部まで突出する部位までそれぞれ別個独立のものとしても良いが、図９（ｂ）に示されるように、その途中で１つに集約されて、全体形状が略Ｙ字状となるような配管レイアウトしても良い。このように排出部２０１側が１つに集約されることにより、排出部２０１の数も１つに削減することが可能となる。

更にまた、この実施例では、図２に示されるように、弾性ホース８０を車体２００の側壁２００ａの内面や下壁２００ｂの内面に固定するために保持具９２が用いられている。保持具９２は、例えば図１０に示されるように、一枚のプレート状部材９３を折り曲げて円弧状の部位９３ａを形成し、この円弧状の部位９３ａで弾性ホース８０の略全周を囲むと共に、双方の端部近傍に設けた通孔９４、９４にネジ等の固定具９５を挿入した後、車体２００に螺合することで、車体２００に固定されるものとなっている。

また、保持具９２は、例えば図１１に示されるように、一枚のプレート状部材９３の中央部を円弧状に湾曲させて、湾曲部位９３ｂを形成し、この湾曲部位９３ｂで弾性ホースの側周の上方及び両側方を囲むと共に、双方の端部近傍に設けた通孔９４、９４にネジ等の固定具９５を挿入した後、車体２００に螺合することで、弾性ホース８０が車体２００側に押し付けられて、車体２００に固定されるものとなっている。もっとも、保持具９２の種類は、図１０や図１１に示されるものに限定されない。例えば、図示しないが、車体２００に固定された基部から上方に延びる２つの挟持部位で弾性ホース８０を挟持して、弾性ホース８０を保持するようにしても良い。

以上の構成によれば、安全弁７０の本体部７１に設けられた吐出口７４から放出された高圧の作動流体は、弾性ホース８０を通って、バス車両の車体２００の排出部２０１から車外に送り出される。よって、圧縮機１がエンジンルームＳ内に配置されても、安全弁７０の吐出口７４から放出された高圧の作動流体（オイルを含んだ冷媒ガス）がエンジン３０１の高温部にかかることがなくなる。しかも、弾性ホース８０は、排出部２０１がバス車両の車体２００の下壁２００ｂに形成され、更に、先端が排出部２０１よりも下方に突出しているので、車外に高圧の作動流体が排出されても、車両の周囲の人や車両等にかかることもない。

なお、上述においては、弾性ホースの他方側の端部が、下壁２００ｂに設けられた排出部２０１内に挿入されている態様について説明したが、排出部２０１のエンジンルーム側の開口にタケノコ状の外周面を持つニップルを設け、このニップルの外周面にホース８０の他端を外嵌するようにしてもよい。

また、これまで安全弁７０を配管接続用コネクタ６０に設ける態様を前提として説明してきたがこれに限定されず、安全弁７０を圧縮機１に直接に設ける場合にも、本発明を適用することが可能である。

１ 圧縮機
７０ 安全弁
７１ 本体部（端部）
７３ 環状の溝部
７４ 吐出口
８０ 弾性ホース
９０ 締め付けクリップ
９０ａ 環状部分
１００ 冷凍サイクル
２００ バス車両の車体
２０１ 排出部
３０１ エンジン
Ｓ エンジンルーム

Claims (6)

1. 車両のエンジンルーム内に設けられ、車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機と、この圧縮機に取り付けられ、圧縮機内部の圧力が所定値以上になったとき圧縮機内部の作動流体を吐出口から前記圧縮機の外部に放出する安全弁と、前記エンジンルームの空間と前記車両の車外とを連通する排出部とを備え、
   前記安全弁の吐出口と前記排出部とを弾性ホースで接続したことを特徴とする車両用空調装置の安全装置。
2. 前記弾性ホースの一方側の端部を、前記安全弁の前記吐出口に接続するとともに、この弾性ホースの他方側端部を、前記排出部を挿通させて前記車両の下方に突出させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の安全装置。
3. 前記弾性ホースを、前記安全弁の吐出口が開口した端部に、その外方を覆うかたちで嵌合したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置の安全装置。
4. 前記安全弁の端部の外周に環状の溝部を形成し、前記弾性ホースが装着された前記安全弁の端部に、環状部分を有する締め付け部材を前記環状部分が前記溝部に保持されるように締め付け、固定することで、前記弾性ホースが前記安全弁の端部に嵌合されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置の安全装置。
5. 前記安全弁の端部の軸方向から見た形状を多角形状とし、前記弾性ホースの前記安全弁の端部と接続する側の内形状を円形状としたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用空調装置の安全装置。
6. 前記圧縮機は前記安全弁を複数備え、一端が前記安全弁の端部にそれぞれ嵌合される前記弾性ホースの他端側の部位を１つに集約したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用空調装置の安全装置。

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