JP2011522736A - 車両特に商用車両の補助装置を操作する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハウジング（１４）を含む車両特に商用車両の補助装置（１６）を操作する装置に関し、トルクを供給するため別のハウジング（１８）を含む駆動装置（１２）、及び駆動装置（１２）から補助装置（１６）へトルクを伝達する軸（３０）を有して、軸（３０）が補助装置（１６）のハウジング（１４）又は駆動装置（１２）の別のハウジング（１８）へ入り込んでいる。更に駆動装置（１２）及び補助装置（１６）が、駆動装置（１２）及び補助装置（１６）を冷却する共通な冷媒回路（５２）を形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジングを含む車両特に商用車両の補助装置を操作する装置であって、トルクを供給するため別のハウジングを含む、駆動装置、及び駆動装置から補助装置へトルクを伝達する軸を有するもの、及びこのような装置を含む車両に関する。

このような装置は従来技術から公知であり、あらゆる種類の車両における補助装置を操作するためにしばしば使用される。典型的に駆動装置により、この補助装置へトルクを導入して、これを操作することができる。大抵の場合トルクは、回転可能に支持される軸により補助装置へ導入され、その際軸は継手を介して駆動装置に結合される。その際あらゆる種類の継手例えば耐捩性、弾性又は切換え継手を使用することができる。構造に応じて継手は種々の欠点を持ち、例えば切換え継手は摩耗する傾向があるので、規則正しく交換せねばならず、それにより装置の操作費用が高くなり、故障が予測なしに起こる可能性がある。継手を切換え可能に又は弾性的に構成することが必要な場合、耐捩性継手は選択の手段である。なぜならば、これは簡単に構成されかつ信頼性があるからである。この場合２つの軸は、ねじを使用してフランジにより互いに結合される。しかしこのような軸では、結合すべき軸又はそれを結合する駆動装置を１列にずれなしに互いに整列することが必要である。更に両方のフランジをねじにより互いに結合できるようにするため、両方のフランジのフランジ形状が同じでなければならない。これはこれらの継手の使用の融通性をなくし、更に両方の軸の一直線配置は、特に空間的に狭く限定されかつ接近困難な周辺では困難である。

従って本発明の課題は、従来技術の欠点を少なくとも減少し、トルクを供給する駆動装置を一層速くかつ簡単にトルク伝達用補助装置に結合できる装置を提示することである。

最初にあげた種類の装置においてこの課題は、軸が補助装置のハウジング又は駆動装置の別のハウジングへ入り込んでいることによって解決される。補助装置は、トルクにより駆動可能なあらゆる形で構成可能である。摩耗し易く故障し易い継手をなくすことができるので、装置の操作は一層確実になり、一層大きい保守間隔により寿命が増大される。更に装置を場所及び重量を少なくして構成し、一層安価に製造することができる。更にトルクを供給する駆動装置と補助装置との結合は一層簡単に行われる。なぜならば、軸自体が心出し作用するからである。

本発明に有利な構成は、軸が駆動装置にある第１の部分を軸受により支持され、軸の第２の部分が駆動装置から突出して、駆動装置のハウジングへ入り込んでおり、軸が駆動装置の回転可能な構成部分とはまり合い又は摩擦で結合されていることを特徴としている。軸が１つの構成部分から突出して他の構成部分へ入り込んでいることによって、軸が他の構成部分の適当な凹所へ導入されるので、構成部分を他の構成部分と簡単に結合することができる。軸が同時に回転可能な構成部分とはまり又は摩擦結合を引受けるので、駆動装置を補助装置に結合した後、トルクが伝達可能であり、両方の構成部分が互いに連結される。ここでは特別な心出し段階及び結合段階はもはや必要でない。

駆動装置と補助装置が互いにすぐに隣接して設けられていることによって、本発明が更に展開されるので、僅かな空間しか必要でない。こうして駆動装置と補助装置は高度に集積される装置にまとめられる。

本発明の好ましい展開は、回転可能な構成部分が、軸の第２の部分及び駆動装置のハウジングに設けられる別の軸受により支持されることを特徴としている。回転可能な構成部分の支持は軸及び軸受が引受け、このことは特に有利である。なぜならば、軸受は一方で場所を必要とし、他方で摩耗する傾向があり、規則正しく交換せねばならないからである。更に軸受の数の減少は故障の確率を減少させる。回転する構成部分を含む駆動装置において、軸受けを潤滑する特別な潤滑剤回路をなくすことができるので、構造を簡単化することができる。構成部分の数の減少及び構造の簡単化により、装置を全体として一層安価に製造し、一層確実に操作することができる。保守間隔が著しく減少される。

潤滑剤回路へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を持つ本発明による装置は、潤滑剤供給手段が軸により駆動可能であることによって展開される。付加的な駆動装置又は駆動系列又は電動装置は余分であり、それにより本発明による装置を簡単かつ安価に製造し、その信頼性を高めることができる。

好ましい構成は、潤滑剤供給手段がポンプ特に歯車ポンプ又はねじポンプとして構成されていることを特徴としている。ポンプは、潤滑剤を供給するため、選択の手段であり、簡単に構成され、高い信頼性の点ですぐれている。歯車ポンプ及びねじポンプは脈動供給の利点を持っている。特にねじポンプでは、静かな運転かつ高い回転数で供給を行うことができ、潤滑剤が高い粘度を持っている時、歯車ポンプが好んで使用される。

本発明は潤滑剤を貯蔵しかつ保持する貯蔵部分により展開される。この貯蔵部分はタンクまたは貯槽とすることができる。貯蔵部分を装置に直接統合することにより、橋絡せねばならない通路例えばポンプへ至る潤滑剤用導管が短縮される。それだけでも装置の故障し易さが少なくなる。更に装置の周辺にある物体により損傷されるか又はてんのような動物によりかじられ従って漏れる可能性のある外部の長いホースをなくすことができる。

本発明の有利な構成によれば、駆動装置を補助装置に結合して心出しする差込み継手が使用される。差込み継手により、特別な工具を必要とすることなく、駆動装置と補助装置が速やかにかつ互いに結合されかつ分離される。更に大きな製造技術的費用なしに、対応する突起がはまり込む凹所により、駆動装置と補助装置との結合の際心出しを行うことができる。本発明のこの構成は、工具をよく使用することができない特に空間的に狭い取付け環境において与えられる。

本発明は、駆動装置を補助装置に結合するフランジ装置によって有利に展開される。駆動装置を補助装置に結合するこのようなフランジ装置は、簡単に製造され、高い操作安全性の点ですぐれている。更にフランジ装置が駆動装置と補助装置とを互いに心出しすると、有利である。この心出し作用も、例えば対応する突起がはまり込む凹所によって実現される。これに関連して主としてフランジの重要な寸法例えば外径、心出し直径、穴円直径及びねじを通す穴の直径及び数があげられる。この場合現行の規格に従ってフランジを構成するのが好都合である。こうして駆動装置が他の製造者によるものであっても、装置を多くの駆動装置の結合に使用することができる。従って装置の使用分野が広がり、販路が増大する。しかし顧客に特有なフランジを使用することも同様に可能なので、顧客は、例えば標準化されるか又は規格に合ったフランジを持たない固有の駆動装置又は補助装置も使用することができる。特に本発明による装置によって、顧客の個々の要求に合うように、大した費用なしに圧縮機を選ぶことができる。

駆動装置が軸により補助装置に結合されるのがよい。この構成では、トルクが伝達されるように軸が構成部分へはまり込むだけでなく、駆動装置を補助装置と結合するために別の結合個所を設ける必要のないように、結合部を構成することができる。結合に必要な素子の数はこうして減少し、結合に必要な工程が短縮される。

本発明の別の局面によれば、駆動装置及び補助装置が、結合後に駆動装置及び補助装置を冷却する共通な冷媒回路を持つ。この構成では、駆動装置又は補助装置のすでに存在する冷媒回路を、固有の冷媒回路を持たない駆動装置又は補助装置が一緒に使用することができる。例えば駆動装置用送風機の形の別個の冷却装置又は通風装置をなくすことができる。それにより駆動装置は周囲温度とは十分に無関係である。更に冷媒回路だけを制御する必要がなく、それにより装置の構造が全体として一層簡単かつ小形になる。更に重量の低減、信頼性の向上、予備部品在庫及び保守の簡単化が、部品数の減少により行われる。

冷媒回路が、冷媒特に水を冷媒回路において供給する供給手段特にポンプと、冷媒回路から熱を導出する熱交換器を持っていることによって、本発明による装置が有利に展開される。こうして補助装置及び駆動装置の効果的な冷却が、簡単かつ安価に行われる。冷媒として水の使用は、特にそれが殆ど至る所で使用可能であり、漏れのある場合環境を汚染する作用を生じない、という利点を持っている。水の代わりに他の液状伝熱媒体を使用することもできる。

好ましい展開は、駆動装置が電動機として構成され、補助装置が圧縮空気を発生する圧縮機として、又は車両の空気を調和する空気調和装置用空気調和圧縮機として、又は車両のかじ取りを援助するかじ取り補助ポンプとして構成され、電動機が回転子として構成される回転可能な構成部分及び巻線を含んでいることを特徴としている。電動機はますます選択される駆動手段である。なぜならば、電動機はすべての重要な回転数範囲で一定のトルクを発生し、作動中に環境を害する廃ガスを生じないからである。圧縮機は、商用車両及び自動車において特に圧縮空気の発生のためしばしば使用される構成部分である。空調装置及びこれに必要な空気調和圧縮機も同様に広く普及してますます使用されて、快適さの要求特に商用車両の運転者に、その能力をできるだけ長く維持する作業場所を提供する。全く同じ観点が、車両特に商用車両のかじ取りを援助するかじ取り補助ポンプの使用についても当てはまる。かじ取り補助装置を使用すると、かじ取りの際必要な力が少なくなり、運転者の疲労が遅くなる。

電動機が非同期電動機又はサーボモータとして構成され、かつ任意に設けることができるサーボ変換装置、周波数変換装置又は逆変換装置特に多周波数逆変換装置を持っていると、更に有利である。サーボ変換装置、周波数変換装置又は逆変換装置は、特定の周波数を持つ交流電圧又は三相電圧から又は直流電圧から、振幅及び周波数の異なる電圧を発生するために用いられる。この変換される電圧により、負荷この場合電動機が駆動され、電動機の回転数が制御可能である。サーボ変換装置、周波数変換装置又は逆変換装置は作動のために最良の周囲条件が与えられるように選ぶことができる車両の任意の場所に設けることができる。例えばこれを侵食性媒体及び高まる温度変動から保護して設けることができる。電動機と変換又は逆変換装置との間の接続は、導電ケーブルを介して実現される。多周波数変換装置を使用すると、１つの構成部分により、複数の電動機例えば圧縮機用電動機及び別の補助装置の駆動用の電動機を、互いに無関係に制御することができるので、車両に存在する各電動機に対して固有の周波数変換装置を設けなくてよい。それにより取付けが簡単化され、所要空間が減少する。更に多周波数変換装置の使用は、一層安価である。電動機はしばしば非同期電動機として構成される。なぜならば、それが保守不要で頑丈だからである。

圧縮機がクランク軸を持つピストン圧縮機として構成されていることによって、本発明による装置が更に有利に展開される。大気圧から通常１２〜１２．５ｂａｒの作動圧力への必要な圧縮は、ピストン圧縮機により１段で実施することができ、それにより油なしの２段ねじ圧縮機と比較して、こじんまりした構造が可能になる。１段で作用するピストン圧縮機は、購入において一層有利であり、ねじ圧縮機に比べて別の利点を持っている。

本発明の特に好ましい展開は、ハウジングと別のハウジングが一体に構成されていることを特徴としている。組立て及び保守のために、蓋を適当な個所に設けることができる。両方のハウジングの一体構成により、駆動装置及び補助装置は、もはや別々の結合個所により互いに結合する必要がない。更に補助装置及び駆動装置が高度に集積されている装置が生じ、更にこの構成がハウジングをこじんまりと重量を少なくして形成するのを可能にする。

別の局面は、本発明による装置を含む車両特に商用車両に関する。本発明による装置の前述した利点は、この装置を含む車両にもすべて当てはまる。

本発明の好ましい実施例が図面により以下に詳細に説明される。

本発明による装置の原理的構造を示す。 本発明による実施例を示す。

図１に示す装置１０は、ハウジング１４及び回転可能な構成部分２０を持つ駆動装置１２と、別のハウジング１８を持つ補助装置１６を含み、図示した例において駆動装置１２は、非同期電動機２４の形の電動機２２として構成され、補助装置１６は圧縮機２６例えばピストン圧縮機２８として構成されている。補助装置１６は考えられるあらゆる形で構成され、駆動装置１２のトルクにより駆動可能であり、例えば空気圧縮機、車両の空気調和用空気調和圧縮機２７、又は車両のかじ取りを援助するかじ取り補助ポンプ２９として構成されている。

ピストン圧縮機２８は、クランク軸３２として構成されかつ軸受３４特に転がり軸受３４により支持される軸３０を含み、軸の支持に適したあらゆる形の軸受３４を使用することができる。クランク軸３２は第１の部分３６及び第２の部分３８を持っている。第１の部分３６はピストン圧縮機２８の別のハウジング１８内に延びているが、第２の部分３８は別のハウジング１８から突出している。図示した非同期電動機２４では、回転可能な構成部分２０は、巻線４２により包囲される回転子４０として構成されている。回転子４０は、非同期電動機２４をピストン圧縮機２８に結合する際、クランク軸３２がはまり合い又はその代りに摩擦で回転子４０に係合するように、形成されているので、非同期電動機２４により供給されるトルク従って軸動力は、圧縮機２８を駆動するクランク軸３２へ伝達可能である。

結合された状態で、ハウジング１４と別のハウジング１８は互いにすぐ隣接して設けられ、接触面４４において接触し、フランジ装置４６又は差込み継手４８により互いに固定されている。他の適当な種類の固定も使用できる。非同期電動機２４の回転数は周波数変換装置５０により制御される。

装置１０は、ピストン圧縮機２８及び非同期電動機２４を冷却する冷媒回路５２を持っている。冷媒回路５２は、ハウジング１４にある第１の通路５４、別のハウジング１８にある第２の通路５６、第１の通路５４と第２の通路５６とを連絡する第１の接続部分５８及び第２の接続部分６０を含んでいる。図示したように接続部分５８，６０は、ピストン圧縮機２８及び非同期電動機２４の外に延び、可撓ホースとして又は限られた範囲でのみ変形可能な金属導管の形で構成されることができる。更に接続部分を少なくとも一部１つの部分にまとめることができる。更に接続部分５８，６０をピストン圧縮機２８及び非同期電動機２４内に設け、ピストン圧縮機２８を非同期電動機２４に結合する際、第１の通路５４と第２の通路５６との連絡が行われるように構成することも考えられる。冷媒回路５２における冷媒の供給のため、供給手段６２特にポンプ６４が使用される。図示した例ではポンプ６４が第２の接続部分６０に設けられているが、第１の接続部分５８、又は第２又は第２の通路５４，５６に設けることもできる。ピストン圧縮機２８及び非同期電動機２４から熱を導出するため装置１０は、図示した実施例では同様に第２の接続部分６０に設けられている熱交換器６６を含んでいる。熱交換器６６を冷媒回路５２内に設けることもできる。

図２には本発明による実施例が示され、ピストン圧縮機２８と非同期電動機２４は、フランジ装置４６により接触面４４で結合されている。ピストン圧縮機２８と非同期電動機２４の心出しのため、クランク軸３２は円錐状部分６８を持ち、非同期電動機２４により発生されるトルクを摩擦及び／又は付加的にはまり合いで伝達するために、この円錐状部分が用いられる。クランク軸３２の部分３８は、巻線４２により包囲される回転子４０へ少なくとも一部入り込んでいる。図には示されていないやり方で、図の右の部分においてハウジング内に、クランク軸即ちクランク軸３２の部分３８を支持する別の軸受が設けられている。即ち実施例では、クランク軸３２を支持するために全部で３つの軸受が設けられている。回転子４０の片持ち支持も考えられるので、ハウジング１８内に位置する両方の軸受３４のみがクランク軸３２を支持し、ハウジング１４へ入り込むクランク軸３２の部分３８上に、回転子４０が片持ち支持されている。更にクランク軸３８を２つの軸受３４により支持することも同様に可能であり、その際第１の軸受３４がハウジング１４に設けられ、第２の軸受３４が別のハウジング１８に設けられる。

クランク軸３２の円錐状部分６８に潤滑剤供給手段８６が設けられて、トルクが伝達可能であるように、クランク軸に結合されている。従ってクランク軸３２はピストン圧縮機２８を駆動するだけでなく、油ポンプ９０特に歯車ポンプ９２又はねじポンプ９４として構成可能な潤滑剤供給手段８６も駆動する。潤滑剤としてなるべく油が使用されて、貯蔵部分８２に貯蔵され、通路８４を経て油ポンプ９０により図示しない通路を経てピストン圧縮機２８へ圧送される。油は続いて図示しない別の通路を経て貯蔵部分へ戻るので、閉じた潤滑剤回路が形成される。更に装置は、潤滑剤の圧力を制限しかつ供給される量を制御するための図示しない圧力制限弁、及び／又は圧力開閉器８８、及び／又は装置に存在する潤滑剤の量を検出する図示しないレベルセンサを含んでいる。装置において潤滑剤の選ばれた圧力を超過すると、圧力制限弁により、供給手段の吸入範囲と吐出範囲との直接接続（短絡）を行うことができる。

巻線４２の周りに冷媒回路５２の第１の通路５４が設けられ、巻線４２外に冷媒ハウジング７０が形成されている。冷媒ハウジング７０はひれ７２を含み、それにより熱伝達を改善するため冷媒回路５２と接触する表面を増大している。装置１０の冷媒回路の換気のため、換気弁７６が設けられている。装置１０の組立て及び保守を簡単化するため、装置１０がフランジ装置４６と比較して一層よく近づき易い第２のフランジ装置７４を持っている。装置１０は脚７８を持ち、これらの脚により装置を図示しない任意の土台上に設置することができる。装置の作動中に生じる振動を土台へ全く伝達しないか僅かしか伝達しないようにするため、脚は振動吸収器８０を持っている。これは、特に装置１０を車両において使用する場合、快適な走行を悪くしないようにするのに役立つ。

その代りに図示しないやり方で、ハウジング１４及び別のハウジング１８を一体に、例えばまとまりのある鋳造部品として構成することができる。組立て及び保守のために、蓋を適当な個所に設けることができる。この場合駆動装置と補助装置をもはや別の結合手段により互いに結合しなくてよい。

Claims (18)

1. ハウジング（１４）を含む車両特に商用車両の補助装置（１６）を操作する装置であって、トルクを供給するため別のハウジング（１８）を含む駆動装置（１２）、及び駆動装置（１２）から補助装置（１６）へトルクを伝達する軸（３０）を有するものにおいて、軸（３０）が補助装置（１６）のハウジング（１４）又は駆動装置（１２）の別のハウジング（１８）へ入り込んでいることを特徴とする、装置。
2. 軸（３０）が駆動装置（１８）にある第１の部分（３６）を軸受（３４）により支持され、軸の第２の部分（３８）が駆動装置（１８）から突出して、駆動装置（１２）のハウジング（１４）へ入り込んでおり、軸（３０）が駆動装置（１２）の回転可能な構成部分（２０）とはまり合い又は摩擦で結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 駆動装置（１２）と補助装置（１６）が互いにすぐに隣接して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 回転可能な構成部分（２０）が、軸の第２の部分（３８）及び駆動装置（１２）のハウジング（１４）に設けられる別の軸受（３４）により支持されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の装置。
5. 装置が潤滑剤回路へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段（８６）を持っているものにおいて、潤滑剤供給手段（８６）が軸（３０）により駆動可能であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の装置。
6. 潤滑剤供給手段（８６）が油ポンプ（９０）特に歯車ポンプ（９２）又はねじポンプ（９４）として構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 潤滑剤を貯蔵しかつ保持する貯蔵部分（８２）を有することを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
8. 駆動装置（１２）を補助装置（１６）に結合して心出しする差込み継手（４８）を有することを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の装置。
9. 駆動装置（１２）を補助装置（１６）に結合するフランジ装置（４６）を有することを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の装置。
10. フランジ装置（４６）が駆動装置（１２）と補助装置（１６）とを互いに心出しすることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 駆動装置（１２）が軸（３０）により補助装置（１６）に結合されることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の装置。
12. 駆動装置（１２）及び補助装置（１６）が、結合後に駆動装置（１２）及び補助装置（１６）を冷却する共通な冷媒回路（５２）を持つことを特徴とする、先行する請求項の１つ又は請求項１の上位概念に記載の装置。
13. 冷媒回路（５２）が、冷媒特に水を冷媒回路（５２）において供給する供給手段（６２）特にポンプ（６４）と、冷媒回路（５２）から熱を導出する熱交換器（６６）を持っていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
14. 駆動装置（１２）が電動機（２２）として構成され、補助装置（１６）が圧縮空気を発生する圧縮機（２６）として、又は車両の空気を調和する空気調和装置用空気調和圧縮機（２７）として、又は車両のかじ取りを援助するかじ取り補助ポンプ（２９）として構成され、電動機（２２）が回転子（４０）として構成される回転可能な構成部分（２０）及び巻線（４２）を含んでいることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の装置。
15. 電動機（２２）が非同期電動機（２４）又はサーボモータとして構成され、かつ任意に設けることができるサーボ変換装置、周波数変換装置又は逆変換装置を持っていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の装置。
16. 圧縮機（２６）がクランク軸（３２）を持つピストン圧縮機（２８）として構成されていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の装置。
17. ハウジング（１４）と別のハウジング（１８）が一体に構成されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の装置。
18. 先行する請求項の１つに記載の装置を含む車両特に商用車両。

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