JPS605291Y2 - 空調設備の動作制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、空調設備について、空調空間内の恒温を維
持するための動作制御を行なう動作制御装置に、関する
ものである。

空調設備について、温度検出によるフィードバック制御
により運転状態を切替えて温度制御を行なうときは、精
密な温度制御が期待されるも、温度センサーの温度検出
スイッチング動作等が頻繁となり、電気系統の寿命が短
かくなる。

このため、空調設備の動作制御方式として、タイマー制
御により運転状態を切替えて温度制御を行なう方式が採
られる場合が多く、この場合には、経験則等からタイマ
ーへの設定時間を、各種の外部的条件に合せて所要のよ
うに温度制御が遠戚されるように、決定されるが、例え
ばその配筋にしては気温が異常に高いとか低い場合、空
調空間内の人員数が予定をはるかに越えて多人数となっ
た場合、或は冷却水の水温が何らかの原因で異常に高く
なった場合等、外部的な特異条件が発生すると、タイマ
ー制御ではもはや追いつかず、所要の温度制御が遠戚さ
れなくなる。

この考案の目的とするところは、タイマー制御により運
転状態を切替えて温度制御を行なうようにされた空調設
備において、上記のような事態の発生を避けさせ、しか
も他の不都合の発生をおさえる、新規な動作制御装置を
、提供するにある。

図示の実施例について、この考案に係る空調設備の動作
制御装置の構成を説明すると、第１図において１は、空
調設備において空調空間内への送風を行なう空調用ファ
ンまたは空調設備における冷凍機等に冷却水を送水する
冷却水ポンプであって、この空調用ファンまたは冷却水
ポンプ１は、通例のように電動モータ２によって回転駆
動されるものとなされている。

そして図示の場合には、このモータ２により空調用ファ
ンまたは冷却水ポンプ１を直接には駆動せず、特に、駆
動経路中に変速機３を設けて、モータ２からＶベルト４
伝動により該変速機３へと入力し、変速機３でモータ２
動力についての変速を行なった上で、該変速機３からＶ
ベルト５伝動により空調用ファンまたは冷却水ポンプ１
へと出力伝動して、該空調用ファンまたは冷却水ポンプ
１の回転駆動を行なうように、なされている。

変速機３は、第２図に示すように、変速ケース６に、互
に平行する入力軸７と出力軸８とを回転自在に支持させ
、これらの入力軸７と出力軸８間に、入力軸７に１対の
ボールベアリング９を介して遊嵌して設けた遊転歯車１
０と出力軸８に嵌着して設けた伝動歯車１１とを噛合せ
てなる第１の歯車列と、入力軸７に嵌着して設けた伝動
歯車１２と出力軸８に１対のボールベアリング１３を介
し遊嵌して設けた遊転歯車１４とを噛合せてなる第２の
歯車列とを、設けであるものに構成されている。

第１の歯車列における両歯車１０．１１間のギヤ比と第
２の歯車列における両歯車１２，１４間のギヤ比との関
係は、第１の歯車列における遊転歯車１０を入力軸７に
結合し、該第１の歯車列を介して入力軸７と出力軸８間
を連動連結した場合に、出力軸８に得られる回転数ｎ□
の方が、第２の歯車列における遊転歯車１４を出力軸８
に結合し、該第２の歯車列を介して入力軸７と出力軸８
間を連動連結した場合に、出力軸８に得られる回転数）
よりも大（ｎ、＞ｎ２）であるように、設定されている
。

第１の歯車列における遊転歯車１０を入力軸７に選択的
に結合するための結合手段として、該遊転歯車１０と入
力軸７間に、次のような油圧クラッチ１５を配設しであ
る。

すなわち、伝動歯車１２に固定してクラッチハウジング
１６を、入力軸７上に設けてあり、このクラッチハウジ
ング１６内へと延出させである、遊転歯車１０のボス部
延長部１０ａとクラッチハウジング１６とにそれぞれ、
複数枚宛の一方及び他方の摩擦エレメント１７．１８を
、交互に配し且つクラッチ１５軸線方向に沿い摺動のみ
自在に支持させて、それ自体は周知の多板式油圧クラッ
チ１５が、構成されている。

この油圧クラッチ１５はクラッチハウジング１６内に設
けられたピストン１９であって入力軸７上のばね受リン
グ２０と該ピストン１９とに両端を受けさせて入力軸７
上に設けであるリターンばね２１にて後退附勢されてい
るピストン１９を、該ピストン１９背後の油室２２への
作動油の供給で前進させ、クラッチハウジング１６に支
持させた受圧板２３に対し摩擦エレメント１７，１Ｂを
押付けると共に該摩擦エレメント１７．１８間を摩擦係
合させることで、係合作動せしめられる。

油圧クラッチ１５の作動によっては、遊転歯車１０が入
力軸７に結合されて、入力軸７と出力軸８間が第１の歯
車１０．１１列を介し連動連結され、出力軸８が比較的
高速で回転せしめられる。

第２の歯車列における遊転歯車１４を選択的に出力軸８
に結合するための結合手段として、前記両ボールベアリ
ング１３間において遊転歯車１４と出力軸８間に、オー
バランニング・クラッチ２４を配設しである。

このオーバランニング・クラッチ２４は、これが遊転歯
車１４側から駆動されるとクラッチ係合するものと、さ
れている。

したがって、油圧クラッチ１５が作動し、第１の歯車１
０．１１列を介し入力軸７により出力軸８が回転せしめ
られている状態では、出力軸８が前記した回転数ｎ、で
回転しているのに対し遊転歯車１４がより小な前記回転
数馬で回転していて、オーバランニング・クラッチ２４
は、相対的に出力軸８側から駆動されて、クラッチ係合
しない。

このため、オーバランニング・クラッチ２４は、油圧ク
ラッチ１５の非作動状態でのみクラッチ係合して、遊転
歯車１４を出力軸８に結合するものとなっており、油圧
クラッチ１５が非作動状態をとると自動的に、第２の歯
車１２．１４列を介して入力軸７と出力軸８間が連動連
結され、出力軸８が比較的低速で回転せしめられる。

上記した油圧クラッチ１５に対し選択的に油圧を作用さ
せるためには、第３図に示すような油圧回路が設けられ
ている。

この油圧回路には、油タンク２５に兼用させである変速
ケース６内の低部から油圧ポンプ２６により油圧クラッ
チ１５方向に作動油を供給する給油回路２７と、油圧ク
ラッチ１５方向から上記油タンク２５へと作動油を戻す
排油回路２８とに、−次側の２ポートをそれぞれ接続し
である電磁切換弁２９を設けであるものに、構成されて
いる。

この電磁切換弁２９の二次側の１ポートは、油圧クラッ
チ１５ないしその前記油室２２へと接続されており、該
切換弁２９は、給油回路２７を油圧クラッチ１５へと接
続すると共に排油回路２８端をブロックして、油圧クラ
ッチ１５を作動させる第１の位置１と、給油回路２７と
油圧クラッチ１５とを共に油タンク２５へと接続して油
圧クラッチ１５を非作動状態とする第２の位置■とを、
備えている。

したがって、電磁切換弁２９の第１の位置１では前記第
１の歯車１０．１１列を介して変速伝動が行なわれ、ま
た該切換弁２９の第２の位置■では前記第２の歯車１２
．１４列を介して変速伝動が行なわれることとなる。

電磁切換弁２９は、ソレノイドＳＬの励磁により第１の
位置１へと変位せしられる。

第３図において３１は、油圧クラッチ１５に対する作用
油圧を設定するリリーフ弁であり、また上記した油圧ポ
ンプ２６は、第２図に示すように、前記変速ケース６の
一端開口部を閉鎖するケース蓋６ａの外面上に設置され
ていて、前記入力軸７から駆動を受けるものとされてい
る。

上記した電磁切換弁２９の位置を変更制御し変速機３の
変速段を切替え制御するために、第４図に示すような電
気制御回路が設けられている。

この電気制御回路において電磁切換弁２９のソレノイド
ＳＬは、タイマー回路Ｔｃを挿入されたタイマー制御回
路Ｃ□を介して電源Ｂへと接続されており、タイマー回
路Ｔｃは、各種の外部的条件に応じ設定時間を調整して
セットすることで、例えば１粉間だけソレノイドＳＬに
通電し２紛間だけ同通電を断つように、スイッチング動
作を反復するものに構成されている。

通例は、このタイマー回路ＴＣによりソレノイドＳＬの
励解磁制御、したがって変速機３の変速段の切替え制御
が行なわれるが、外部的な特異条件に対応するために、
第４図に図示の制御回路にはさらに、次のような機構を
組込んである。

すなわち、空調空間内において、例えば２５°Ｃといっ
た、維持しようとする所望温度においてスイッチング動
作するＮ温度センサースイッチＳＷｎと、上記の例えば
２５℃といった所望温度よりも例えば４−５℃高い２９
−３０℃といった上限温度でスイッチング動作する上限
温度センサースイッチＳＷｈと、上記の例えば２５℃と
いった所望温度よりも例えば４−５℃低い２０−２１’
Ｃといった下限温度でスイッチング動作する下限温度セ
ンサースイッチＳＷＩとが、設けられている。

これらの温度センサースイッチＳＷｎ、ＳＷｈ、ＳＷＩ
のうち、Ｎ温度センサースイッチＳＷｎは、空調装置の
冷房運転時には、空調空間内の温度が上記の所望温度よ
り高いとオフし低いとオンするものとされ、逆に暖房運
転時には、空調空間内の温度が上記の所望温度より高い
とオンし低いとオフするものとされる。

また、上限温度センサースイッチＳＷｈは、空調空間内
の温度が上記の上限温度より高くなるとオンするものに
、また下限温度スイッチＳＷＩは、空調空間内の温度が
上記の下限温度より低くなるとオンするものに、それぞ
れ構成されている。

そして第４図に図示のように、タイマー制御回路Ｃ１Ａ
と並列接続したフィードバック制御回路Ｃ２が設けられ
ており、上限温度センサースイッチＳＷｈと下限温度セ
ンサースイッチＳＷＩとは互に並列に接続した上で、Ｎ
温度センサースイッチＳＷｎと共に該フィードバック制
御回路Ｃ２中に挿入されている。

さらに、上限温度センサースイッチＳＷｈに連動して該
スイイツチＳＷｈがオンするとオフする上限温度連動ス
イッチ５Ｗｈａと、下限温度センサースイッチＳＷＩに
連動して該スイッチＳＷＩがオンするとオフする下限温
度連動スイッチ５Ｗｌａとが、設けられており、これら
の連動スイッチ５Ｗｈａ、 ５Ｗｌａは、互に直列に接
続して、前記タイマー制御回路Ｃ□中に挿入されている
。

図示の空調設備の動作制御装置は、以上に説明して来た
ように構成されていて、タイマー回路ＴＣは、通常の条
件下において、ソレノイドＳＬを間欠的に励解磁させ変
速機３の変速段を２段に切替えて、空調用ファンまたは
冷却水ポンプ１の駆動回転数を時間的に比較的高くした
り低くしたりすることで、温度制御を行なう。

そして、例えばその季節にしては気温が異常に高いとか
低い、空調空間内の人員数が予定をはるかに越えて多人
数となった、或は冷却水の水温が何らかの原因で異常に
高くなった等の、外部的な特異条件が発生して、もはや
タイマー制御によっては所要のように温度制御が行なわ
れず、空調空間内の温度が異常に高くなったり低くなっ
たりして、上限温度センサースイッチＰＷｈまたは下限
温度検出スイッチＳＷＩがオンするに至ると、次のよう
な制御に自動的に切替えられる。

すなわち先ず、上限温度センサースイッチＳＷｈまたは
下限温度センサースイッチＳＷＩのオンによっては、上
限温度連動スイッチ５Ｗｈａまたは下限温度連動スイッ
チ５Ｗｌａやオフするから、タイマー回路Ｔｅへの給電
が断たれ、タイマー制御が行なわれなくなる。

そして、冷房運転時についてみると、上限温度センサー
スイッチＳＷｈがオンした状態では、Ｎ温度センサース
イッチＳＷｎがオフしているから、ソレノイドＳＬへの
通電が行なわれず、電磁切換弁２９が２速位置■をとり
、空調用ファンまたは冷却水ポンプ１の駆動回転数が高
く維持され、空調空間内の温度が異常に高くなったこと
に対応して高冷却運転が行なわれる。

これにより空調空間内の冷却が進み、上限温度センサー
スイッチＳＷｈがオフするに至ると、それまでオフして
いた上限温度連動スイッチ５Ｗｈａがオンするから、再
びタイマー回路ＴｃによるソレノイドＳＬの励解磁制御
が行なわれるが、特異条件が継続する限り、比較的短時
間で再び上限温度センサースイッチＳＷｈがオンし、温
度センサー側からのフィードバック制御が優先される。

また冷房運転時において、特異条件が空調空間内の冷却
を促進するような条件であって下限温度センサースイッ
チＳＷＩがオンしたとすると、この場合にはＮ温度セン
サースイッチＳＷｎがオンしているから、ソレノイドＳ
Ｌへの通電が行なわれ、電磁切換弁２９が１速位置Ｉを
とり、空調用ファンまたは冷却水ポンプ１の駆動回転数
が低く維持され、空調空間内の温度が異常に低くなった
ことに対応して低冷却運転が行なわれる。

これにより空調空間内の温度が上昇して来て、下限温度
センサースイッチＳＷＩがオフするに至ると、それまで
オフしていた下限温度連動スイッチ５Ｗｌａがオンする
から、再びタイマー回路ＴｃによるソレノイドＳＬの励
解磁制御が行なわれるが、特異条件が継続する限り、比
較的短時間で再び下限温度センサースイッチＰＷＩがオ
ンし、温度センサー側からのフィードバック制御が優先
される。

暖房運転時についてもほぼ同様であって、特異条件が空
調空間内の暖房を促進する方向に作用し上限温度スイッ
チＳＷｈがオンしたとすると、このときはＮ温度センサ
ースイッチＳＷｎが冷房運転時とは逆にオンしているか
ら、ソレノイドＳＬへの通電が行なわれて電磁切換弁２
９が１速位置１をとり、空調用ファンまたは冷却水ポン
プ１の駆動回転数が低く維持され、暖房時に空調空間内
の温度が異常に高くなったことに対応して低暖房運転が
行なわれる。

これにより空調空間内の温度が低下して来て、上限温度
センサースイッチＳＷｈがオフするに至ると、それまで
オフしていた上限温度連動スイッチ５Ｗｈａがオンする
から、再びタイマー回路ＴｃによるソレノイドＳＬの励
解磁制御が行なわれるが、特異条件が継続する限り、比
較的短時間で再び上限温度センサースイッチＳＷｈがオ
ンし、温度センサー側からのフィードバック制御が優先
される。

また暖房運転時において、特異条件が空調空間内の暖房
を妨げるような条件であって下限温度センサースイッチ
ＳＷＩがオンしたとすると、この場合には冷房運転時と
は逆にＮ温度センサースイッチＳＷｎがオフしているか
ら、ソレノイドＳＬへの通電が行なわれず、電磁切換弁
２９が２速位置■をとり、空調用ファンまたは冷却水ポ
ンプ１の駆動回転数が高く維持され、暖房時に空調空間
内の温度が異常に低くなったことに対応して高暖房運転
が行なわれる。

これにより空調空間内の温度が上昇して来て、下限温度
センサースイッチＳＷＩがオフするに至ると、それまで
オフしていた下限温度連動スイッチ５Ｗｌａがオンする
から、再びタイマー回路ＴｃによるソレノイドＳＬの励
解磁制御が行なわれるが、特異条件が継続する限り、比
較的短時間で再び下限温度センサースイッチＳＷＩがオ
ンし、センサー側からのフィードバック制御が優先され
る。

このように、上限温度センサースイッチＳＷｈと下限温
度センサースイッチＳＷＩとは空調空間内の異常温度か
ら外部的な特異条件を検出する特異条件検出スイッチを
構成していて、これらのスイッチＳＷｈ、ＳＷＩとそれ
に連動する上限温度連動スイッチ５Ｗｈａ及び下限温度
連動スイッチ５Ｗｌａとを含むスイッチ機部ＷＭ （第
４図）は、互に並列接続されたタイマー制御回路Ｃ１と
フィードバック制御回路Ｃ２とのうち、常時はタイマー
制御回路Ｃ□を制御動作させ、特異条件が発生するとフ
ィードバック制御回路Ｃ２を制御動作させるように回路
を切替える回路切替えスイッチ機構を、構成している。

以上のように、図示の空調設備の動作制御装置は、空調
空間内の異常高温もしくは異常低温により、タイマー制
御によってはもはやカバーし得い外部的な特異条件を検
出し、このような特異条件下では、温度検出によるフィ
ードバック制御をタイマー制御に優先させて、変速機３
の変速段切替えによる運転制御を行なうこととしたもの
であり、特異条件がまれにしか発生しないものであるこ
とから、空調設備の動作制御をもっばら温度検出による
フィードバック制御で行なう場合のように、温度センサ
ーの頻繁なスイッチング動作等で電気系統の寿命が短か
くなるといった不都合を、伴なうことなしに、特異条件
にも対応できる空調設備動作制御を行なう装置と、なっ
ている。

以上の実施例では、空調設備側の直接的な動作制御対象
を空調用ファンまたは冷却水ポンプ１としたが、ボイラ
ーに附設され温水を循環させる温水ポンプ、冷凍機のコ
ンプレッサー等、他の直接的な動作制御対象とすること
もできる。

また、変速機３を介して空調用ファンまたは冷却水ポン
プ１等の駆動回転数を制御する方式を示したが、このよ
うな変速機３を設けずして、空調用ファンまたは冷却水
ポンプ等の駆動源をなす可変速モータ或は多段変速モー
タの回転数制御を行なうとか、空調空間内への送風量を
制御するシャッターの開閉或は開口度制御を行なうとか
の、他の制御方式も採れる。

さらに、特異条件の検出は、気温、冷却水の温度検出等
によってもよい。

以上の説明から明らかなように、この考案の空調設備の
動作制御装置は、空調設備の運転状態を切替え制御する
ための電気制御回路中に、タイマーにより運転状態を切
替え制御するタイマー制御回路Ｃ１と空調空間内の温度
に応じ運転状態を切替え制御するフィードバック制御回
路Ｃ２とを、互に並列接続して設けると共に、異常温度
から外部的な特異条件を検出する特異条件検出スイッチ
ＳＷｈ、 ＳＷＩを含む回路切替えスイッチ機構ＳＷＭ
であって常時はタイマー制御回路Ｃ１を制御動作させ特
異条件検出スイッチＳＷｈ、ＳＷＩの検出動作によりフ
ィードバック制御回路Ｃ２を制御動作させる回路切替え
スイッチＳＷＭを、設けるといった構成により、常時は
タイマー制御により空調設備の運転状態を切替えて温度
制御を行ない、外部的な特異条件下では温度検出による
フィードバック制御を上記タイマー制御に優先させて、
空調設備の運転状態を切替え温度制御を行なうべくした
もので、特異条件がまれにしか発生しないものであるこ
とから、空調設備の動作制御をも、つばら温度検出によ
るフィードバック制御で行なう場合のように、温度セン
サーの頻繁なスイッチング動作等で電気系統の寿命が短
かくなるといった不都合を、伴なうことなしに、タイマ
ー制御によッテハもはやカバーし得ない外部的な特異条
件にも対応できる空調設備動作制御を行なうものと、な
っている。

【図面の簡単な説明】

第１図６よこの考案の一実施例を示す模式的側面図、第
２図は同実施例に用いられている変速機の縦断側面図、
第３図は同実施例における油圧回路の回路図、第４図は
同実施例における電気制御回路の回路図である。 １・・・・・・空調用ファンまたは冷却水ポンプ、２°
°。 ・・・電動モータ、３・・・・・・変速機、７・・・・
・・入力軸、８・・・・・・出力軸、１０・・・・・・
遊転歯車、１１・・・・・・伝動歯車、１２・・・・・
・伝動歯車、１４・・・・・・遊転歯車、１５・・・・
・・油圧クラッチ、２４・・・・・・オーバランニング
・クラッチ、２６・・・・・・油圧ポンプ、２９・・・
・・・電磁切換弁、ＳＬ・・・・・・ソレノイド、ＴＣ
・・・・・・タイマー回路、ＳＷｎ・・・・・・Ｎ温度
センサースイッチ、ＳＷｈ・・・・・・上限温度センサ
ースイッチ、ＳＷＩ・・・・・・下限温度センサースイ
ッチ、５Ｗｈａ・・・・・・上限温度連動スイッチ、５
Ｗｌａ・・・・・・下限温度連動スイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空調設備の運転状態を切替え制御するための電気制御回
   路中に、タイマーにより運転状態を切替え制御するタイ
   マー制御回路Ｃ□と空調空間内の温度に応じ運転状態を
   切替え制御するフィードバック制御回路Ｃ２とを互に並
   列接続して設けると共に、異常温度から外部的な特異条
   件を検出する特異条件検出スイッチＳＷｈ、ＳＷＩを含
   む回路切替えスイッチ機構ＳＷＭであって常時はタイマ
   ー制御回路Ｃ１を制御動作させ特異条件検出スイッチＳ
   Ｗｈ、ＳＷＩの検出動作によりフィードバック制御回路
   Ｃ２を制御動作させる回路切替えスイッチ機構ＳＷＭを
   、設けたことを特徴としてなる空調設備の動作制御装置
   。