JPS5851383Y2 - 空調装置の温度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジン駆動式の車両用冷房装置あるいはコン
テナ用冷凍装置（以下空調装置という。

）の温度制御装置に関するものである。

第１図は従来の車両用空調装置の温度制御装置を示すも
ので、１は空調装置駆動用エンジンの吸気管、２は吸気
管１に設けられたスロットルバルブ、３はバッテリー、
４はスイッチ、５はソレノイド、６はソレノイド５の可
動鉄片、７は可動鉄片６とスロットルバルブ２を連結す
る変速レバーであり、スイッチ４のオン、オフでソレノ
イド５ヲ作動させてスロットルバルブ２を制御しエンジ
ンの回転を高速又は低速に切換え空調装置の能力を強弱
２段に調節して温度をｆｆ１ｌｌｌｌする構成となって
いた。

すなわち、空調すべき室内の温度が上昇したとき、スイ
ッチ４をオンにしてソレノイド５に通電すると、可動鉄
片６は吸引され、変速レバー７を介してスロットルづ〈
ルプ２を破線位置となすので、吸気管１内を流れる空気
量は増加してエンジンは高速回転し、空調装置の能力が
増大される。

スイッチ４をオフにするとスロットルバルブ２は実線位
置となり、空気量は減少してエンジンは低速回転し、空
調装置の能力は減少する。

しかし、上記したような構成では、空調装置の能力を強
、弱の２段にしか調節できないため、外気温度、あるい
は乗客数等の条件変化に充分対応することができず、室
内の温度変化が大きくなると共に運転手が室内温度から
判断して手動により切換操作しなければならず煩わしい
等の欠点があった。

本考案は上記した点に鑑み提案されたもので温度設定用
可変抵抗器と、温度上昇変化に対して抵抗値の減少する
特性をもつ温度センサーとを有し、同温度センサーの検
知温度に応じて、２つのリレー接点を開閉する電子式２
段サーモスタットと、同２段サーモスタットのリレー接
点を介して電源に接続される２つのコイルと、同コイル
に対応する２つの可動鉄片とを有し、同可動鉄片の移動
にともないシャフトを３位置動作させる２段ソレノイド
と、同２段ソレノイドのシャフトと連結され、空調装置
駆動用エンジンの回転速度を３段階に調節するエンジン
回転速度調節部とからなることを特徴とし、その目的と
するところは、室内温度を常に適温に自動的に制御する
ことのできる空調装置の温度制御装置を提供しようとす
るものである。

本考案は上記したように構成されているため、温度設定
用可変抵抗器によって設定した所定の温度に対する室温
の変化を温度センサーが検知して電子式２段サーモスタ
ットの２つのリレー接点を開閉する。

このリレー接点の開閉により２段ソレノイドの２つのコ
イルが、それぞれ通電又はしゃ断され、可動鉄片を移動
させるので、シャン）Ｈ３３位置動する。

すなわちシャフトは、２つのコイルがともに無通電のと
きに、１段目のコイルが通電されたときと、２つのコイ
ルがともに通電されたときの３つの状態により３位置動
作し、エンジン回転速度調節部、例えばスロットルバル
ブを３位置に制御してエンジンの回転速度を３段階に調
節する。

従って空調装置はエンジンの高速、中速及び低速の３段
階の回転速度に対応して能力がそれぞれ強冷、中冷及び
弱冷の３段階に調節され、室内温度を常に設定温度に自
動的に維持することができるようになる。

以下、本考案の一実施例を第２図乃至第６図に基づいて
説明する。

第２図において、１Ｆは空調装置駆動用エンジンの吸気
管、１２は吸気管１１に設けられたスロットルバルブ、
１３はバッチＩＪ−１４は、後述する電気回路を具えた
本体１５と、温度設定用可変抵抗器１６と、温度上昇変
化に対して抵抗値の減少する特性をもつ、例えがサーミ
スタ等の温度センサー１７とからなる電子式２段サーモ
スタットで、本体１５には後述する１段目の出力リレー
の常時開接点４７ａと２段目の出力リレーの常時開接点
４８ａが設けられている。

１８は上記接点４７ａ及び４８ａを介してバッテリー１
３に接続された２段ソレノイド、１９は２段ソレノイド
１５により３位置動作するシャフト、２０はシャフト１
９とスロットルバルブ１２を連結する変速レバーである
。

２段ソレノイド１８は第３図に示すように上記した接点
４７ａを介してバッテリー１３に接続される１段目のコ
イル２１と、コイル２１への通電により継鉄２２に吸引
される可動鉄片２３と、可動鉄片２３の復帰ばね２４と
、上記した接点４８ａを介してバッテリー１３に接続さ
れる２段目のコイル２５と、コイル２５への通電により
継鉄２６に吸引される可動鉄片２７と、可動鉄片２７の
復帰ばね２８と、可動鉄片２３及び２７の吸引、復帰の
動きにともなって３位置動作する上記したシャフト１９
と、シャフト１９を可動鉄片２７に固定するピン２９と
から構成されている。

また電子式２段サーモスタット１４の電気回路は第４図
に示すように定電圧部Ａと、設定検出部Ｂと、比較部Ｃ
と出力部りとから構成され、定電圧部Ａはツェナーダイ
オード３０、コンデンサー３１及び抵抗３２からなり設
定検出部Ｂと比較部Ｃに一定電圧ＶＣを供給するように
なっている。

設定検出部Ｂは前記した温度設定用可変抵抗器ｊ６、温
度上昇変化に対して抵抗値の減少する特性をもつ例えば
サーミスタ等の温度センサー１７及び抵抗３３の直列回
路からなり、ｇは、これらの接続点で、その電位は、上
記、温度設定用可変抵抗値の増減によって、変化するよ
うになっている。

比較部Ｃは増幅器３４．３５及び抵抗３６゜３７．３８
，３９，４０，４１．４２からなり、増幅器３４はコン
パレータとして使用され、抵抗３７と３８の直列回路の
接続点りの電位と前述のｇの電位を比較して、出力回路
りのトランジスタ４３をオン（飽和状態）、又はオフ（
しゃ断状態）させるものである。

抵抗４１は増幅器３４の出力（接続点ｊ）から入力（接
続点ｈ）に正帰還をかけて、コンパレータの入出力特性
にヒステリシスをもたせるためのものである。

同様に、増幅器３５は接続点ｉの電位と接続点ｇのｔＣ
を比較してトランジスタ４４をオン、又はオフにし、抵
抗４２（ｒｉ増幅器３５の出力（接続点ｋ）から入力（
接続点ｉ）に正帰還してヒステリシスをもたせるための
ものである。

なお、ｈの電位はｉの電位より高い。

出力部りは出力トランジスタ４３，４４、抵抗４５．４
６．１段目出力リレー４１とその常時開接点４７ａ、２
段目出力リレー４８とその常時開接点４８ａ、リレー４
７に対するサージ電圧吸収用のダイオード４９、同じく
リレー４８に対するサージ電圧吸収用のダイオード５０
からなり、比較部Ｃの出力を受けて、トランジスタ４３
及び４４が、オン、オフのスイッチング動作をし、それ
ぞれリレー４７及び４８を励磁、又は消磁するようにな
っている。

つぎに作用を第５図及び第６図を参照して説明する。

電子式２段サーモスタット１４の温度設定用可変抵抗器
１６を成る抵抗値に設定した場合、温度センサー１７の
検知する温度（室内温度）の上昇、又は下降に伴い、温
度センサー１７の抵抗値は減少、又は増加し、１段目出
力リレー４７の常時開接点４７ａ、及び２段目出力リレ
ー４８の常時開接点４８ａは、それぞれ第５図に示され
るようなヒステリシス（開、閉の温度差）を持ったオン
、オフの動作をする。

すなわち、室内温度がＴ１より高いと、室内温度を検知
する温度センサー１７の抵抗値は小さく、接続点ｇの電
位は接続点り、ｉの電位のいずれよりも低く、増巾器３
４の出力ｊ１及び増幅器３５の出力にはいずれも正（電
圧Ｖ。

）となる。このためトランジスタ４３，４４Ｈオンであ
り、リレー４７，４８は励磁され、その常時開接点４７
ａ。

４８ａは共にオンとなるのでバッテリー１３より、２段
ソレノイド１８の１段目コイル２１と２段目コイル２５
に通電され、シャフト１９は矢印ａの方向にフルストロ
ーク吸引されて変速レバー２０ヲ介して、スロットルバ
ルブ１２をｅの位置にする。

従って、吸気管１１を流れる空気量は増加し、エンジン
回転は高速となり、エンジンによって駆動される空調装
置の圧縮機は高速で運転され、冷房又は冷凍能力は強冷
の状態となり、室内温度は、第６図に示すように下がっ
てゆく。

室内温度が下降してゆくと、温度センサーの抵抗値は増
加し、接続点ｇの電位は上昇し、室内温度がＴ３になる
と、ｇの電位はｉの電位と等しくなり、温度Ｔ３以下で
は増巾器３５の出力には正から零に反転するので、トラ
ンジスタ４４はオンからオフに転じ、リレー４８は消磁
し、接点４８ａはオフとなる。

このため２段ソレノイド１８の２段目コイル２５への通
電がしゃ断され、シャフト１９は矢印すの方向へ戻され
て、ストローク中間位置をとり、変速レバー２０を介し
て、スロットルバルブ１２をＣ位置からｄ位置に回転さ
せる。

従って吸気管１１を流れる空気量は減少しエンジン回転
は高速から中速に減速され、冷房又は冷凍能力は減少し
て、強冷から中冷へ切り換り、室内温度は第６図に示さ
れるように、下降から上昇に転する。

室内温度が上昇して、Ｔ４になると、接点４８ａがオフ
からオンに転じ、前述と同様の作用にてエンジン回転は
高速になり、冷房又は冷凍能力は中冷から強冷に切り換
わるので、室内温度は上昇から下降に転する。

このように、冷房又は冷凍負荷が犬なる場合には、エン
ジン回転は高速と中速の間で、切換すしたがって冷房又
は冷凍能力は強冷と中冷のくり返しで、室内温度をほぼ
、Ｔ３〜Ｔ４の範囲に調節する。

な釦増幅器３５の出力にの正から零への反転は抵抗４２
により、入力部ｉに正帰還され、ｉの電位は、出力ｋが
正の時に較べ低下する。

このためその後、室内温度の上昇、すなわち、ｇの電位
の低下があっても、すぐには増巾器３５の出力には正に
反転せず、室内温度がＴ４に上昇した時点で、反転する
というヒステリシス特性をもつ。

次に外気温度の下降、乗客数の減少等で、冷房又は冷凍
負荷が減少すると、Ｔ４から下降してきた室内温度が、
Ｔ３にとなり、エンジン回転が高速から中速に切り換っ
ても、室内温度は更に下降を続ける。

この場合、室内温度が、更に下がって、Ｔ１になると、
温度センサー１７の抵抗値が増加して、ｇの電位が上昇
し、ｈの電位に等しくなり、温度Ｔ４以下では、増巾器
３４の出力ｊも正から零に反転し、トランジスタ４３が
オンからオフに転じ、リレー４７も消磁して接点４７ａ
もオフとなる。

この場合も、増巾器３４の出力ｊの正から零への反転は
抵抗４１により、入力部りに正帰還されるので、室内温
度がＴ２に上昇する１で、接点４７ａはオンに切り換わ
らない。

接点４７ａがオンからオフに転すると、２段ソレノイド
１８の１段目コイル２１への通電がしゃ断されるので、
シャフト１９は更に矢印すの方向に戻され、スロットル
バルブ１２はｂ位置からＣ位置に回転する。

従って吸気管１１を流れる空気量は、さらに減少し、エ
ンジン回転は中速から低速になり冷房又は冷凍能力は中
冷から弱冷に切り換わるので、室内温度は第６図に示す
ように、下降から上昇に転する。

次第に室内温度が上がって、Ｔ２になると接点４７ａが
オフからオンに転じ、エンジン回転は低速から中速にな
り、冷房又は冷凍能力は弱冷から中冷に切り換わるので
、室内温度は、第６図に示すように上昇から下降に転す
る。

このように、冷房又は冷凍負荷が小なる場合にはエンジ
ン回転は中速と低速の間で切換り、したがって、冷房又
は冷凍能力は中冷と弱冷のくり返しで、室内温度はほぼ
、Ｔ０〜Ｔ２の範囲に調節する。

な釦、増巾器３４の出力ｊの零から正への反転が抵抗４
１により入力部りに正帰還され、出力ｊが零の時に較べ
、ｈの電位は上昇する。

このため、その後、室内温度が下降した場合でも、Ｔ□
になって始めて、接点３８ａＵオンからオフに転すると
いうヒステリシス特性をもつ。

その後、外気温度の上昇、乗客数の増加等で再び冷房又
は冷凍負荷が増加すると、Ｔ□がら上昇してきた室内温
度がＴ２になり、エンジン回転が低速から中速になり冷
房又は冷凍能力か弱冷から中冷に切り換わっても、室内
温度は更に上昇を続け、温度がＴ４に達すると、増巾器
３５の出力ｋが零から正に反転し、接点４８ａがオンと
なる。

この場合も、一旦、増巾器３５の出力ｋが正になると抵
抗４２の正帰還作用により、室内温度がＴ３に下降する
１で、増巾器３５の出力ｋ（／′ｉ零に反転せず、した
がって接点４８ａはオフに切り換わらない。

接点４８ａがオフからオンに転すると、エンジン回転は
中速から高速になり、冷房又は冷凍能力は中冷から強冷
に切り換わって室内温度は第６図に示すように、下降に
転じ、以後は、はぼＴ３〜Ｔ４の温度範囲に調節される
。

以上述べたように、設定温度Ｔ□とＴ４の間で、温度セ
ンサ２３の検知温度に応じて、自動的に冷房又は冷凍能
力を３段階に切り換えて、室内温度を常に適温に自動的
に調節することが可能となると共に運転者が手動操作に
よる煩わしさを解消できる。

なお、設定温度Ｔ□、Ｔ４は温度設定用可変抵抗器１６
の抵抗値を増減することにより、希望温度に設定できる
。

また、上記実施例では、スロットルバルブ１２の開度を
制御してエンジンの回転を調節しているが、２段ソレノ
イドを燃料調整機構と連結して、燃料の量を制御するこ
とによりエンジンの回転を調節するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものを示す概略構成図、第２図乃至第６
図は本考案の一実施例を示すもので、第２図は概略構成
図、第３図は２段ソレノイドの断面図１．第４図は電子
式２段サーモスタットの電気回路図、第５図はリレー接
点がオン、オフ動作するヒステリシスを示す図、第６図
は室内温度の制御状態を示す図である。 １１：空調装置駆動用エンジンの吸気管、１２：スロッ
トルバルブ、１３：バッテリー、１４：電子式２段サー
モスタット、１６：温度設定用可変抵抗器、１７：温度
センサー、１８：２段ソレノイド、１９：シャフト、２
０：変速レバー、２１：１段目のコイル、２３：１段目
の可動鉄片、２５：２段目のコイル、２７：２段目の可
動鉄片、４７ａ、４８ａ：リレー接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 温度設定可変抵抗器と温度上昇変化に対して抵抗値の減
   少する特性をもつ温度センサーとを有し、同温度センサ
   ーの検知温度に応じて２つのリレー接点を開閉する電子
   式２段サーモスタットと、同２段サーモスタットのリレ
   ー接点を介して電源に接続される２つのコイルと、同コ
   イルに対応する２つの可動鉄片とを有し、同可動鉄片の
   移動にともないシャフトを３ｔｉ置動作させる２段ソレ
   ノイドと、同２段ソレノイドのシャフトと連結され、空
   調装置駆動用エンジンの回転速度を３段階に調節するエ
   ンジン回転速度調節部とからなることを特徴とする空調
   装置の温度制御装置。