JPH0739685Y2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （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
フテレーンクレーン車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。

（従来の技術） 一般に、キャビンが360°回転するラフテレーンクレー
ン車の場合は、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、ヒートポンプ式空気調和装
置を作業用車両に設置したものが提案されている（実開
昭61−122462号）。

このヒートポンプ式空気調和装置は、第２図に示すよう
に、油圧回路Ａと、冷凍回路Ｂとを有している。

油圧回路Ａは、油圧タンク10内の作動油を汲み上げる油
圧ポンプ11と、この汲み上げられた作動油により駆動す
る油圧モータ12と、油圧モータ12から流出した作動油の
熱を放出する放熱器13とを有し、図中一点鎖線矢印に示
すように作動油が流れ、油圧モータ12を駆動している。
また、リリーフバルブ14にて油圧モータ12への油圧の調
整を行なっている。

冷凍回路Ｂは圧縮機20、四方弁21、各熱交換器22,23,2
4、受液器25、膨脹弁26、逆止弁27a,27b,27c,27dにより
構成されている。この圧縮機20は油圧回路Ａの油圧モー
タ12の回転力により駆動するとともに、第１熱交換器22
は油圧回路Ａの放熱器14と熱的に接触している。また、
第２熱交換器23はキャビン内に連通する空調風路28内に
配置されている。

ここで、暖房運転を行なうときは、冷媒が実線矢印に示
すように、圧縮機20→四方弁21→第２熱交換器23→逆止
弁27a→受液器25→膨脹弁26→第１熱交換器22→逆止弁2
7b→四方弁21→圧縮機20と順次循環し、第２熱交換器23
の放熱作用によりキャビン内を暖房する。

他方、冷房運転を行なうときは、冷媒が破線矢印に示す
ように、圧縮機20→四方弁21→第３熱交換器24→逆止弁
27c→受液器25→膨脹弁26→逆止弁27d→第２熱交換器23
→四方弁21→圧縮機20と順次循環し、第２熱交換器23の
吸熱作用によりキャビン内を冷房する。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来の車両用空気調和装置では、夏
期においては冷房を、冬期においては暖房をそれぞれ行
なうことができるが、梅雨期等に要求される除湿暖房を
行なうことができなかったし、また、ヒートポンプ式空
気調和装置ではその構成部品が多数必要となりコストの
点でも不利なものとなっていた。

本考案の目的は前記従来の問題点に鑑み、ヒートポンプ
式空気調和装置を使用することなく冷房運転及び暖房運
転ができ、更には除湿暖房運転も可能な車両用空気調和
装置を提供することにある。

（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、油タンクから油圧ポ
ンプにより作動油を汲み上げこの作動油により駆動する
油圧モータの下流側に放熱器を設置した油圧回路と、蒸
発器を空調風路中に配置した冷凍回路とを備え、該冷凍
回路の圧縮機を該油圧モータの回転力により駆動する車
両用空気調和装置において、前記油圧モータの回転力を
前記圧縮機に伝達或いは伝達を解除するクラッチ機構を
設けるとともに、前記放熱器を前記空調風路中に設け、
前記油圧回路には、前記放熱器の下流側と前記油圧ポン
プの吸入側とを連結するバイパス管を設けるとともに、
前記油圧モータと該放熱器との間に位置し作動油に圧力
差を生ぜしめる発熱オリフィスと、該発熱オリフィスへ
の作動油の流量を規制或いは解除する第１切換え手段
と、該放熱器から流出した作動油の該バイパス管への流
通を規制或いは解除する第２切換え手段と、作動油の温
度に基づき設定温度に達していないときは該第２切換え
手段により該バイパス管へ作動油を流通させる制御手段
とを設けたことを特徴とする。

（作用） 本考案によれば、暖房運転を行なうときは、クラッチ機
構により油圧モータと圧縮機との連結を解除して油圧モ
ータを駆動する。このとき、作動油は油圧回路の管路中
での摩擦力により熱を発生するとともに、発熱オリフィ
スにおける抵抗により更に加熱される。この加熱さた作
動油は空調風路中に配置された放熱器にて放熱され、暖
房用の空調空気が生成される。

また、冷房運転を行なうときは、クラッチ機構により油
圧モータと圧縮機を連結するとともに、第１切換え手段
により放熱器への作動油の流通を規制する。これによ
り、冷凍回路の圧縮機が駆動し、蒸発器の吸熱作用によ
り冷房用の空調空気が生成される。

更に、除湿暖房運転を行なうときは、クラッチ機構によ
り油圧モータと圧縮機を連結して油圧モータを駆動す
る。このとき、前述の暖房運転と同様に作用して発熱オ
リフィスに作動油が流れ、放熱器の放熱作用により暖房
用の空調空気が生成される。一方、前述の冷房運転と同
様に作用して蒸発器にて除湿された冷房用の空調空気が
生成される。この両者の空調空気が空調風路内を通るこ
とにより除湿暖房用の空調空気か生成される。

更にまた、暖房及び除湿暖房運転の始動時に未だ作動油
の温度が暖房等の設定温度に達していないときは、放熱
器を出た作動油が第２切換え手段によりバイパス管に流
れ油圧ポンプに戻される。これにより、作動油が油タン
クに戻ることなく油圧回路内を循環し、加熱器に流通す
る作動油の温度が短時間で上昇することとなる。

（実施例） 第１図及び第３図は本考案に係る車両用空気調和装置の
一実施例を示すもので、第１図は油圧回路と冷凍回路を
示す回路図である。

この油圧回路Ｃは、作動油を貯留する油タンク30、油タ
ンク30内の作動油を汲み上げる油圧ポンプ31、油圧ポン
プ31により汲み上げられた作動油により駆動する油圧モ
ータ32、油圧モータ32から流出した作動油の熱を放出す
る放熱器33をそれぞれ有し、油圧ポンプ31にて汲み上げ
られた作動油を各機器31〜33に循環するようになってい
る。尚、34は油圧モータ32への油圧を調整するリリーフ
バルブである。以上の各機器30〜34は従来の各機器10〜
14と同様に構成されたものである。

また、油圧回路Ｃは、油圧モータ32の下流側が油タンク
30に直接に連通する管路と、放熱器33に連通する管路と
に分岐されており、この分岐点35と放熱器33との間には
作動油に所定の圧力差を生ぜしめる発熱オリフィス36を
設けている。また、分岐点35と油タンク30との間には第
１切換え手段、例えば電磁弁37を設けている。更に、発
熱オリフィス36と分岐点35との間には、発熱オリフィス
36への流量を制御する流量制御手段38を設けている。こ
の流量制御手段38は２個の電磁弁38a,38bからなり、各
電磁弁38a,38bはそれぞれ分岐点35と発熱オリフィス36
との間に並列に配置されている。また、電磁弁38aは電
磁弁38bより作動油の流通量を大きくし、各電磁弁38a,3
8bに間に流通差が生ずるようにしている。

ここで発熱オリフィス36による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 従って、放熱器33の放熱量は、発熱オリフィス36におけ
る圧力差及び流量制御手段38の制御に伴なう作動油流量
に比例することとなる。

また、油圧回路Ｃで放熱器33の出口側と油タンク30との
間にサブタンク39が配置されるとともに、サブタンク39
と油タンク30との間には油圧ポンプ31の吸入側に連結す
るバイパス管40が連結している。また、サブタンク39か
らの作動油をバイパス管40或いは油タンク30に切換える
第２切換え弁、例えば電磁式の二方弁41が設けられてい
る。更に、サブタンク39内の作動油の温度を検知し、こ
の温度に基づき二方弁41を操作するサーモスタット42が
設けられている。このサーモスタット42は設定温度（暖
房或いは除湿暖房に適した温度、例えば80℃）以下のと
きはサブタンク39から流出した作動油をバイパス管40に
流し、所定温度を越えるときは作動油を油タンク30に戻
すようになっている。尚、43はバイパス管40から流出し
た作動油が油タンク30へ戻るのを防止する逆止弁であ
る。

冷凍回路Ｄは、圧縮機50に凝縮器51、受液器52、膨脹弁
53、蒸発器54を順次連結したもので、凝縮器51及び蒸発
器54はそれぞれ送風ファン51a,54a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50はクラッ
チ機構55を介して油圧モータ32に連結している。

第３図は本実施例に係る車両用空気調和装置をラフテレ
ーンクレーン車に装着した状態を示す概略構成図であ
る。即ち、キャビン60内には空調ユニット61を設置して
おり、この空調ユニット61内の空調風路62内には送風フ
ァン54a、蒸発器54及び放熱器33を設置している。ま
た、この空調風路62はダンパ63により暖房用の風路と冷
房用の風路とに切換えができ、暖房及び除湿暖房時は実
線矢印に示すように、キャビン60内の空気を空調ユニッ
ト61の吸入口64より吸入し蒸発器54及び放熱器33を通じ
てキャビン60内に吹出し、他方、冷房時は破線矢印に示
すように蒸発器54のみを通じてキャビン60内に吹出すよ
うになっている。

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55により油圧モータ32と圧縮機50の連結を解
除し、かつ、電磁弁37を閉とし、更に送風ファン54aを
駆動する。これにより、油圧ポンプ31により汲み上げら
れた作動油が第１図の破線矢印に示すように、油圧モー
タ32→各電磁弁38a,38bの一方または双方→発熱オリフ
ィス36→放熱器33→サブタンク39と順次循環する。

ここで作動油が発熱オリフィス36を通るとき、発熱オリ
フィス36で圧力差を生じ作動油が発熱するが、サブタン
ク39内の作動油の温度が設定温度に達していないとき
（暖房運転始動時）は、サーモスタット42により二方弁
41がバイパス管40に作動油を流し油圧ポンプ31側に戻
す。これにより、発熱オリフィス36にて加熱された作動
油が油タンク30内に戻ることなく油圧回路Ｃ内を循環
し、循環作動油の温度が短時間で上昇することとなる。
その後設定温度に達したときは二方弁41は作動油を油タ
ンク30内に戻すこととなる。

このような、作動油の循環により生じた作動油の熱は放
熱器33で放出され、送風ファン54aにて送風される空調
風路62内の空気を加熱する。これにより、キャビン60内
の暖房が行なわれることとなる。

夏期に冷房運転を行なうときは、クラッチ機構55により
油圧モータ32と圧縮機50とを連結し、かつ、電磁弁37を
開とし、更に各送風ファン51a,54aを駆動する。これに
より、油圧ポンプ31により汲み上げられた作動油が、第
１図の一点鎖線矢印に示すように、油圧モータ32→電磁
弁37→油タンク30と順次循環する。また、油圧モータ32
の回転力により圧縮機50が駆動し、圧縮機50から吐出さ
れる冷媒が実線矢印に示すように、凝縮器51→受液器52
→膨脹弁53→蒸発器54→圧縮機50と順次循環する。これ
により、空調回路62内の空気が蒸発器54にて冷却され、
キャビン60内の冷房が行なわれる。

梅雨期等に除湿暖房運転を行なうときは、クラッチ機構
55により油圧モータ32と圧縮機50とを連結し、かつ、電
磁弁37を閉とし、更に、各送風ファン51a,54aを駆動す
る。これにより、油圧ポンプ31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33により空調風路62内の空気が加熱される。
また、圧縮機50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54にて空調風路
62内の空気が除湿冷却される。この蒸発器54による除湿
冷却と放熱器33による加熱によりキャビン60内の除湿暖
房が行なわれることとなる。

更に、前述の暖房運転及び除湿暖房運転時に流量制御手
段38により発熱オリフィス36に流通する作動油の量を調
節することができる。即ち、各電磁弁38a,38bを開とす
るときは「大流量」、電磁弁38aを開とするときは「中
流量」、電磁弁38bを開とするときは「小流量」とな
り、この電磁弁38a,38bの開閉制御により、発熱オリフ
ィス36における発熱量が制御され、暖房温度及び除湿暖
房温度を適宜変更することができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、従来の如く構造
複雑なヒートポンプ式空気調和装置を使用することなく
車内の冷暖房を行なうことができるし、また、車内の除
湿暖房も行なうことができ梅雨期等に適合した空調も行
なうことができる。更に、流量制御手段による流量調節
により作動油が設定温度に達していないとき（暖房運転
始動時）は、作動油が油タンクに戻ることなく循環する
から、作動油が短時間で上昇し、短時間で所望の暖房空
気を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本考案の一実施例を示すもので、第
１図は車両用空気調和装置の回路図、第２図は従来の車
両用空気調和装置の回路図、第３図は車両用空気調和装
置の設置状態を示す概略構成図である。 図中、30…油タンク、31…油圧ポンプ、32…油圧モー
タ、33…放熱器、36…発熱オリフィス、37…電磁弁、40
…バイパス管、41…二方弁、42…サーモスタット、50…
圧縮機、54…蒸発器、55…クラッチ機構、62…空調風
路、Ｃ…油圧回路、Ｄ…冷凍回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油タンクから油圧ポンプにより作動油を汲
   み上げこの作動油により駆動する油圧モータの下流側に
   放熱器を設置した油圧回路と、蒸発器を空調風路中に配
   置した冷凍回路とを備え、該冷凍回路の圧縮機を該油圧
   モータの回転力により駆動する車両用空気調和装置にお
   いて、 前記油圧モータの回転力を前記圧縮機に伝達或いは伝達
   を解除するクラッチ機構を設けるとともに、前記放熱器
   を前記空調風路中に設け、 前記油圧回路には、前記放熱器の下流側と前記油圧ポン
   プの吸入側とを連結するバイパス管を設けるとともに、
   前記油圧モータと該放熱器との間に位置し作動油に圧力
   差を生ぜしめる発熱オリフィスと、該発熱オリフィスへ
   の作動油の流量を規制或いは解除する第１切換え手段
   と、該放熱器から流出した作動油の該バイパス管への流
   通を規制或いは解除する第２切換え手段と、作動油の温
   度に基づき設定温度に達していないときは該第２切換え
   手段により該バイパス管へ作動油を流通させる制御手段
   とを設けた ことを特徴とする車両用空気調和装置。