(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積変化自在な液室を備え、気液変化する媒体を外部からの熱で気化させ、媒体の蒸気圧で液室を圧縮して液圧を発生させる液圧発生装置において、
液圧発生装置の容器を、液室を内蔵する液圧発生容器と、液圧発生容器の下方に配置する媒体容器とに２分して、媒体容器内で気化された媒体の蒸気を連通路を介して液圧発生容器に導入自在とし、
媒体容器と液圧発生容器との夫々に外部からの熱を入力する加熱用熱交換部を設ける、
ことを特徴とする熱駆動式液圧発生装置。
【請求項２】
媒体容器に設ける加熱用熱交換部への熱の入力を液圧発生容器に設ける加熱用熱交換部への熱の入力とは独立して制御する手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の熱駆動式液圧発生装置。
【請求項３】
媒体容器に冷却用の熱交換部を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱駆動式液圧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載する流体アクチュエータ用の液圧源として好適な熱駆動式液圧発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に、車高調整用の油圧シリンダや４輪操舵車における後輪操舵用の油圧シリンダといった流体アクチュエータを搭載する場合、従来は、流体アクチュエータ用の液圧源として電動モータやエンジンで駆動されるポンプを用いているが、これでは消費エネルギーが増加し、燃費性が悪くなる。
【０００３】
そこで、ポンプに代わる液圧源として、車両に搭載する動力源の廃熱を利用して液圧を発生し得るようにした熱駆動式の液圧発生装置を用いることが望まれている。
【０００４】
かかる液圧発生装置としては、体積変化自在な液室を内蔵する容器に気液変化する媒体を封入し、容器の底部に、外部からの熱、即ち、動力源の廃熱を入力する熱交換部を設けて、容器の底部に溜る液相媒体を加熱気化させ、媒体の蒸気圧により液室を圧縮して液圧を発生させるようにしたものが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き熱駆動式液圧発生装置では、液室の圧縮に伴い容器の液室以外の内容積が増加するため、媒体蒸気が断熱膨張して温度が下がり、蒸気圧が低下したり、更には、媒体が凝縮して、液圧の昇圧に時間がかかり、また、熱交換部への入熱を停止しても、容器全体が冷却するまでは蒸気圧が余り低下せず、液圧の降圧にも時間がかかる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、液圧を応答性良く昇圧及び降圧できるようにした熱駆動式液圧発生装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、体積変化自在な液室を備え、気液変化する媒体を外部からの熱で気化させ、媒体の蒸気圧で液室を圧縮して液圧を発生させる液圧発生装置において、液圧発生装置の容器を、液室を内蔵する液圧発生容器と、液圧発生容器の下方に配置する媒体容器とに２分して、媒体容器内で気化された媒体の蒸気を連通路を介して液圧発生容器に導入自在とし、媒体容器と液圧発生容器との夫々に外部からの熱を入力する加熱用熱交換部を設けている。
【０００８】
本発明によれば、液室の圧縮に伴い液圧発生容器の液室以外の内容積が増加しても、液圧発生容器の加熱用熱交換部からの入熱で媒体蒸気の温度低下が抑制される。そのため、液圧が応答性良く昇圧される。
【０００９】
また、液圧発生容器の温度が高くても、媒体容器の温度が下がれば、温度差によって媒体蒸気が媒体容器に戻り、液圧発生容器内の蒸気圧が低下して液圧が降圧される。このように、媒体容器を冷却するだけで液圧を降圧できるため、降圧時に冷却すべきヒートマスが小さくなり、液圧の降圧も応答性良く行なわれる。
【００１０】
ところで、媒体容器に設ける加熱用熱交換部への熱の入力を液圧発生容器に設ける加熱用熱交換部への熱の入力とは独立して制御する手段を設ければ、液圧発生容器の加熱用熱交換部に常時入熱しておき、媒体容器の加熱用熱交換部には液圧を昇圧するときにのみ入熱することができる。これによれば、昇圧に際し液圧発生容器が予め加温されているため、昇圧の応答性が一層向上する。
【００１１】
また、媒体容器に冷却用の熱交換部を設ければ、媒体容器の加熱用熱交換部への入熱を停止して液圧を降圧する際、媒体容器を冷却用熱交換部で迅速に冷却でき、降圧の応答性が一層向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は車両に搭載する熱駆動式液圧発生装置を示している。
この装置は、液圧発生容器１と、その下方に配置する媒体容器２とを備えている。
【００１３】
液圧発生容器１は上下方向に長手のシリンダ状に形成されており、該容器１にピストン１ａを上下動自在に内挿して、該容器１内のピストン上室を、車高調整用の油圧シリンダといった流体アクチュエータ３に配管部材３ａを介して接続される液室１ｂに構成している。
【００１４】
媒体容器２は、パイプから成る連通路４を介して液圧発生容器１のピストン下室１ｃに連通している。そして、媒体容器２にアンモニアや代替フロン（例えばフロン１３４Ａ）等の低沸点の媒体を封入し、媒体容器２内で気化した媒体の蒸気が連通路４を介してピストン下室１ｃに導入されるようにしている。
【００１５】
媒体容器２には、多数のフィン５ａを有するチューブから成る加熱用の熱交換部５が該容器２内を横断するように設けられており、また、媒体容器２の外表面には、多数のフィンから成る冷却用の熱交換部６が設けられている。尚、この冷却用熱交換部６には、図示しないが、シャッター付きのダクトを介して走行風等の冷却風が導かれる。
【００１６】
また、液圧発生容器１には、該容器１の周壁部を囲うジャケットから成る加熱用の熱交換部７が設けられている。そして、エンジンや電気自動車におけるモータから成る動力源８を冷却する水や油等の冷媒の循環回路９に、液圧発生容器１の加熱用熱交換部７と媒体容器２の加熱用熱交換部５とを直列に介入したバイパス回路１０を電磁弁１１を介して接続している。
【００１７】
以上の構成によれば、電磁弁１１を開弁すると、冷媒が前記両加熱用熱交換部７，５に流れ、動力源８の廃熱が両加熱用熱交換部７，５に入力される。すると、加熱用熱交換部５からの入熱により媒体容器２内の媒体が加熱気化され、媒体蒸気が連通路４を介して液圧発生容器１のピストン下室１ｃに流入し、ピストン１ａが蒸気圧で押し上げられて液室１ｂが圧縮され、流体アクチュエータ３に供給される液圧が上昇する。
【００１８】
この場合、ピストン１ａの上動に伴ってピストン下室１ｃの容積が増すが、加熱用熱交換部７に対するピストン下室１ｃの伝熱面積がピストン１ａの上動に伴って増加するため、加熱用熱交換部７からのピストン下室１ｃへの入熱量もピストン１ａの上動に伴って増加する。そのため、ピストン下室１ｃの膨張による媒体蒸気の温度低下が抑制され、液圧が応答性良く昇圧される。
【００１９】
液圧を降圧する際は、電磁弁１１を閉弁して両加熱用熱交換部７，５への廃熱の入力を断つと共に、冷却用熱交換部６に冷却風を導いて媒体容器２を冷却する。これによれば、液圧発生容器１と媒体容器２との温度差により媒体蒸気が媒体容器２に戻り、液圧発生容器１が冷却される前からピストン下室１ｃ内の蒸気圧が低下して、液圧が応答性良く降圧される。
【００２０】
ところで、上記実施形態では、冷媒循環回路９に電磁弁１１を介して接続されるバイパス回路１０に圧力発生容器１の加熱用熱交換部７と媒体容器２の加熱用熱交換部５とを直列に介入したが、図２に示す実施形態のように、液圧発生容器１の加熱用熱交換部７を冷媒循環回路９に介入し、バイパス回路１０には媒体容器１の加熱用熱交換部５のみを介入し、加熱用熱交換部５への廃熱の入力を電磁弁１１の開閉で加熱用熱交換部７への廃熱の入力とは独立して制御し得るようにしても良い。
【００２１】
図２に示すものでは、液圧発生容器１が常時加温されることになり、電磁弁１１の開弁で加熱用熱交換部５に廃熱を入力して媒体容器２を加熱するだけで、液圧発生容器１での熱ロスを生ずることなく液圧を一層応答性良く昇圧できる。
【００２２】
尚、上記実施形態では、液圧発生容器１と媒体容器２とを上下に離間させているが、両容器１，２を上下に接触させて配置することも可能である。この場合、両容器１，２の接触面間に断熱材を介挿し、両容器１，２を熱的に遮断することが望ましい。
【００２３】
以上、動力源８の廃熱を利用する車両用の液圧発生装置について説明したが、太陽熱の他の熱を利用するものや車両用以外の液圧発生装置にも同様に本発明を適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、熱の入力と停止とで液圧を応答性良く昇圧及び降圧でき、液圧の制御が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態の示す図
【図２】  本発明の第２の実施形態を示す図
【符号の説明】
１    液圧発生容器              １ｂ  液室
２    媒体容器                  ４    連通路
５    媒体容器の加熱用熱交換部
６    媒体容器の冷却用熱交換部
７    液圧発生容器の加熱用熱交換部
【図１】
0003748984.tif 000002
【図２】
0003748984.tif 000003