JPH0563921U - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両用空調装置に用いられる油圧回路におい
てキャビテーションの発生を防止する。 【構成】 車両用空調装置は油圧ポンプ３１ｂからの作
動油に圧力差を生じさせるリリーフバルブ３４を備えて
いる。そして、リリーフバルブからの作動油は放熱器３
５に送られ、ここで放熱される。油圧ポンプ３１ｂは可
変容積タイプであり、制御部は作動油の検出温度が予め
定められた設定温度以下であると、油圧ポンプの押しの
け容積を最小容積に制御し、検知温度が設定温度を越え
た際油圧ポンプの押しのけ容積を最大容積に制御する。
このように、作動油の温度が低い場合には、油圧ポンプ
を最小押しのけ容積で運転するようにしたから、吸入抵
抗を低く抑えることができ、キャビテーションの発生を
防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は車両用空調装置に関し、特に、ラフテレーンクレーン等の作業用車両 に用いられる空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、キャビンが３６０度以上回転するラフテレーンクレーンの場合は、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、この冷却水を暖房用熱源として利用することができない 。

【０００３】 ラフテレーンクレーンでは油圧回路を備えており、ラフテレーンクレーンに用 いる空気空調装置では、一般に、油圧回路を利用して暖房を行う暖房回路と冷房 のための冷凍回路とを備えている。

【０００４】 油圧回路は作動油タンクを備えており、エンジンによって駆動される油圧ポン プによって作動油タンク内の作動油を汲み上げて油圧モータに供給し、これによ って油圧モータを駆動している。暖房回路は暖房用油圧ポンプを備えており、こ の暖房用油圧ポンプは前記油圧モータに連結されている。暖房用油圧ポンプの下 流側には並列に弁機構（リリーフバルブ）及び電磁弁が配置されており、電磁弁 を閉じると、弁機構に作動油が供給されることになる。そして、弁機構によって 暖房用油圧ポンプから供給される作動油に圧力差を生じさせている。さらに、弁 機構の下流側には放熱器が配置されており、この放熱器は弁機構から作動油を受 けて作動油から熱を放熱する。そして、この放熱器からの放熱によって暖房を行 うようにしている。

【０００５】 一方、冷凍回路は圧縮機を備えており、この圧縮機は、例えば、電磁クラッチ を介して前記油圧モータに連結されている。そして、電磁クラッチによって油圧 モータと圧縮機とを選択的に接続して圧縮機を駆動して冷房を行っている。

【０００６】 さらに、除湿暖房運転を行う際には、電磁クラッチによって油圧モータと圧縮 機を連結するとともに電磁弁を閉じる。これによって、冷凍回路及び暖房回路に よって除湿暖房が行われることになる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来の車両用空調装置では、例えば、暖房運転（又は除湿暖房運転 ）を開始した際には、作動油の温度が低いため、その粘度は高い状態にある。こ のような状態において、暖房用油圧ポンプが最大の押しのけ容積でで動作すると 、作動油の粘度が高いため、吸入抵抗が極めて高くなり、キャビテーションが発 生して場合によっては暖房回路が破損するという問題点がある。

【０００８】 本考案の目的はキャビテーションが発生することのない車両用空調装置を提供 することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、油圧ポンプを備え、前記油圧ポンプから供給される作動油を 受け前記作動油に圧力差を生じさせる弁機構と、該弁機構から前記作動油を受け 前記作動油から熱を放熱する放熱器とを有する車両用空調装置において、前記油 圧ポンプを可変容積油圧ポンプとし、前記作動油の温度を検知して温度検知信号 を送出する温度センサーと、予め定められた設定温度が設定されるとともに前記 温度検知信号を受け、前記温度検知信号で示される検知温度が前記設定温度以下 であると、前記油圧ポンプの押しのけ容積を最低に制御し、前記検知温度が前記 設定温度を越えた際前記油圧ポンプの押しのけ容積を最大に制御する制御手段と を有することを特徴とする車両用空調装置が得られる。

【００１０】

【作用】

本考案では、油圧ポンプ（暖房用油圧ポンプ）として可変容積油圧ポンプを用 いて、作動油の検出温度が予め定められた設定温度以下の場合には、油圧ポンプ を最小の押しのけ容積で運転制御するようにしたから、つまり、作動油の温度が 低く粘度が高い場合には、油圧ポンプを最小押しのけ容積で運転するため、吸入 抵抗を低く抑えることができ、キャビテーションの発生を防止できる。

【００１１】

【実施例】

以下本考案について実施例によって説明する。

【００１２】 図１を参照して、図示の車両用空調装置は、例えば、ラフテレーンクレーンに 適用される。この車両用空調装置は油圧回路Ｃ及び冷凍回路Ｄを有している。

【００１３】 油圧回路Ｃは、油圧モータ駆動回路Ｃ１と暖房回路Ｃ２とから構成されている 。油圧モータ駆動回路Ｃ１は、第１作動油タンク３０ａ、第１油圧ポンプ３１ａ 及び油圧モータ３２を有し、第１作動油タンク３０ａ内の作動油を第１油圧ポン プ３１ａにて汲み上げ、この汲み上げられた作動油により油圧モータ３２が駆動 される。上記第１油圧ポンプ３１ａは車両のエンジンで駆動される。尚、３３は 油圧モータ３２への圧力を制限する安全弁である。

【００１４】 暖房回路Ｃ２は、第２作動油タンク３０ｂ、第２油圧ポンプ３１ｂ、電磁比例 式リリーフバルブ３４、フィルター３４ａ、放熱器３５及び電磁弁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を開して第２油タンク３０ｂに直かに戻り、電磁弁３ ６が閉となっているときは、リリーフバルブ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。上記の第２油圧ポンプ３１ｂは油圧モータ３２に連結 され、この油圧モータ３２の回転力によって駆動される。尚、３７はリリーフバ ルブ３４及び電磁弁３６への圧力を制限する安全弁である。

【００１５】 リリーフバルブ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、こ の結果、作動油は発熱することになる。この発熱量ＨはＨ＝１．４１×Ｑ×ΔＰ で求められる。

【００１６】 ただし、Ｈ：発熱量（kcal/h）、Ｑ：作動油流量（ｌ/min）、ΔＰ：圧力差（ kgf/cm² ）、１．４１：定数である。

【００１７】 従って、放熱器３５の放熱量は、リリーフバルブ３４の設定圧力（以下、リリ ーフ圧力という）に比例することとなる。

【００１８】 一方、冷凍回路Ｄは、圧縮機４０を備えており、圧縮機４０には順次凝縮器４ １、受液器４２、膨張弁４３、蒸発器４４が接続され、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。そして、圧縮機４０はクラッチ機構４５を介して油圧モータ３２に連 結されている。

【００１９】 キャビン内の空調風路５２内には送風ファン４４ａ、蒸発器４４及び放熱器３ ５が設置されている。そして、この空調風路５２はダンパ（図示せず）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 時にはキャビン内の空気を空調風路５２の吸入口より吸入し、蒸発器４４及び放 熱器３５を通じてキャビン内に空気を吹出し、冷房時には蒸発器４４のみを通じ てキャビン内に空気を吹出すようになっている。そして、蒸発器４４の下流側に は第１の温度センサ（図１には示さず）が設けられ、放熱器３５の下流側には第 ２の温度センサ（図１には示さず）が設けられている。

【００２０】 ここで図２も参照して、上記のリリーフバルブ３４及びクラッチ機構４５は制 御部６０によって制御される。この制御部６０は、リリーフバルブ３４、クラッ チ機構４５、第１の温度センサー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の検出温度及び予め定めら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、制御部６０は第２の温度センサ５６の検出温度及 び設定温度に基づいてリリーフバルブ３４のリリーフ圧力を制御する。つまり、 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４ ０のＯＮ／ＯＦＦを行い、暖房運転時においては、リリーフバルブ３４のリリー フ圧力を下限値Ｐmin 〜上限値Ｐmax の範囲内で制御する。さらに、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。制御部６０には、圧縮機４０のＯ Ｎ時間Ｔａ（例えば２０秒）、ＯＦＦ時間Ｔｂ（例えば１００秒）と、リリーフ 圧力に対する少なくとも二つの上限値、例えば、Ｐmax 、１／２Ｐmax とが設定 され、除湿暖房運転時には、設定時間Ｔａ，Ｔｂおきに圧縮機４０のＯＮ／ＯＦ Ｆが行われるとともに、リリーフバルブ３４においては圧縮機４０のＯＮ／ＯＦ Ｆのときリリーフ圧力がＰmax となり、圧縮機４０がＯＮのときは１／２Ｐmax となる。

【００２１】 本実施例において、暖房運転を行なうときは、クラッチ機構４５により油圧モ ータ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。この時、油圧モータ駆動回路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、油圧モータ３２が駆動されるが、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、リリーフバルブ３４→放熱器３５→第２作動油 タンク３０ｂと順次循環する。ここで作動油がリリーフバルブ３４を通るとき、 リリーフバルブ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、キャビン内の暖房が行なわれること となる。

【００２２】 冷房運転を行なうときは、クラッチ機構４５により油圧モータ３２と圧縮機４ ０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、油圧モータ３２に循環しこれを駆動する。この油圧モータ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→膨張弁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 ビン内の冷房が行なわれる（この際、電磁弁３６は開とされている）。

【００２３】 除湿暖房運転を行なうときは、クラッチ機構４５により油圧モータ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内の除湿暖 房が行なわれることとなる。この時、圧縮機４０がＯＮになっている間だけリリ ーフバルブ３４のリリーフ圧力Ｐは制御部６０によって上限値を１／２Ｐmax に 制限される。

【００２４】 ここで、図２を参照して、制御部６０にはさらに第２油圧ポンプ３１ｂ及び第 ３の温度センサー５７が接続されている。第２油圧ポンプ３１ｂは可変容積ポン プであり（例えば、所謂斜板形容量可変ポンプ）、第３の温度センサー５７によ って暖房回路における作動油の温度が計測される（例えば、図１に示すように第 ３の温度センサー５７は第２油圧タンク３０ｂ内に配置される）。

【００２５】 制御部６０には予め定められた作動油設定温度が設定されており、第３の温度 センサー５７からは作動油検出温度が制御部６０に与えられる。可変容積油圧ポ ンプである第２油圧ポンプ３１ｂが駆動されると、つまり、第２油圧ポンプ３１ ｂが起動されたことを示す起動信号が制御部６０に与えられると、制御部６０は 作動油設定温度と作動油検出温度とを比較して、作動油設定温度≧作動油検出温 度であると、制御部６０は第２油圧ポンプ３１ｂに対して最小容積制御信号を送 出する。これによって、第２油圧ポンプ３１ｂは押しのけ容積が最小に制御され ることになる。つまり、第２油圧ポンプ３１ｂは最小容積で運転される。そして 、作動油検出温度が作動油設定温度を越えた時点で、制御部６０は第２油圧ポン プ３１ｂに対して最大容積制御信号を送出する。これによって、第２油圧ポンプ ３１ｂは押しのけ容積が最大に制御されることになる。つまり、第２油圧ポンプ ３１ｂは最大容積で運転される。

【００２６】 図３を参照して、上述の作動油設定温度を求める際には、予め作動油温度と粘 度との関係を作動油温度粘度特性線（実線で示す）として得る。そして、キャビ テーションが発生する粘度をキャビテーション発生粘度線（破線で示す）として 作動油温度粘度特性線とキャビテーション発生粘度線との交点を得て、この交点 を作動油設定温度とする。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案では、作動油検出温度が作動油設定温度以下である ときには、油圧ポンプの押しのけ容積を最小にするように制御しているから、作 動油温度が低くその粘度が高い場合にも、吸入抵抗が高くなることがなく、その 結果、キャビテーションの発生を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による車両用空調装置の一実施例を示す
図である。

【図２】図１に示す車両用空調装置に用いられる制御系
を説明するための図である。

【図３】作動油設定温度の算出を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

３０ａ 第１作動油タンク ３０ｂ 第２作動油タンク ３１ａ 第１油圧ポンプ ３１ｂ 第２油圧ポンプ ３２ 油圧モータ ３４ リリーフバルブ ３５ 放熱器 ３６ 電磁弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプを備え、前記油圧ポンプから
   供給される作動油を受け前記作動油に圧力差を生じさせ
   る弁機構と、該弁機構から前記作動油を受け前記作動油
   から熱を放熱する放熱器とを有する車両用空調装置にお
   いて、前記油圧ポンプは最低容量と最大容量との間で押
   しのけ容積が可変の可変容積油圧ポンプであり、前記作
   動油の温度を検知して温度検知信号を送出する温度セン
   サーと、予め定められた設定温度が設定されるとともに
   前記温度検知信号を受け、前記温度検知信号で示される
   検知温度が前記設定温度以下であると、前記油圧ポンプ
   の押しのけを容積を最低容積に制御し、前記検知温度が
   前記設定温度を越えた際前記油圧ポンプの押しのけを最
   大容積に制御する制御手段とを有することを特徴とする
   車両用空調装置。