(57)【要約】【課題】コンパクトな構成としながらも、フィルタから異物を自動的に除去することのできる空調装置を提供する。【解決手段】空調装置１０は、空気を外部から吸入する吸入口１１０と、吸入口１１０から吸入された空気の温度調節を行う温調部（凝縮器ＣＮ，蒸発器ＥＶ）と、温調部を通った後の空気を外部へと排出する排出口１２０、１３０と、吸入口１１０を通る空気から異物を除去するフィルタ３００と、を備える。空調装置１０は、フィルタ３００において、温調部から外部へと向かう方向に空気を通過させることにより、フィルタ３００に付着した異物を外部へと排出する異物排出機構を更に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置（１０）であって、
空気を外部から吸入する吸入口（１１０）と、
前記吸入口から吸入された空気の温度調節を行う温調部（ＣＮ，ＥＶ）と、
前記温調部を通った後の空気を外部へと排出する排出口（１２０，１３０）と、
前記吸入口を通る空気から異物を除去するフィルタ（３００）と、を備え、
前記フィルタにおいて、前記温調部から外部へと向かう方向に空気を通過させることにより、前記フィルタに付着した異物を外部へと排出する異物排出機構（１５０，４００，５００，６００，ＦＮ）を更に備える空調装置。
【請求項２】
前記異物排出機構は、
前記フィルタのうち前記吸入口を覆っていた部分を前記排出口へと移動させるように構成されている、請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記吸入口から前記温調部へと向かう方向に空気を送り出すファン（ＦＮ）を更に備え、
前記異物排出機構は、
前記ファンから送り出された空気が前記吸入口から外部へと排出される状態となるように、前記ファンの位置を変化させる、請求項１に記載の空調装置。
【請求項４】
前記吸入口から前記温調部へと向かう方向に空気を送り出すファンを更に備え、
前記異物排出機構は、
前記ファンから送り出された空気が前記吸入口から外部へと排出される状態となるように、前記ファンの回転方向を変化させる、請求項１に記載の空調装置。
【請求項５】
前記異物排出機構は、
車両の座席に着座した乗員の重量によって収縮し、その内部の空気を前記吸入口に向けて送り出すポンプ部材（６００）を有している、請求項１に記載の空調装置。
【請求項６】
前記吸入口は前記車両のドア（ＤＲ）に向けられている、請求項５に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置では、空調対象となる空気が吸入口を通じて吸入される。当該空気は、空調装置によって例えばその温度が調整された後、空調風として空調装置の排出口から排出される。
【０００３】
空調装置には、空気に含まれる埃等の異物が内部に侵入しないように、吸入口を通る空気から異物を除去するためのフィルタが設けられる。フィルタには、空気から除去された異物が徐々に堆積していく。このため、フィルタに堆積した異物を定期的に除去する必要がある。
【０００４】
下記特許文献１には、フィルタを清掃手段（例えばブラシ）に当接させた状態で移動させることにより、フィルタに堆積した異物を自動的に除去することのできる空調装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−２０７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されている空調装置では、清掃手段を設けるためのスペースが必要になるので、空調装置の全体が大型化してしまうという問題がある。特に車両用空調装置のように、空調装置を限られたスペースに配置する必要がある場合には、空調装置の大型化は好ましくない。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載されている空調装置では、清掃手段によって異物がフィルタに押し付けられる。このため、異物の一部がフィルタの内部に侵入し、フィルタの目詰まりが発生しやすくなってしまうという可能性も考えられる。
【０００８】
本開示は、コンパクトな構成としながらも、フィルタから異物を自動的に除去することのできる空調装置、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に係る空調装置（１０）は、空気を外部から吸入する吸入口（１１０）と、吸入口から吸入された空気の温度調節を行う温調部（ＣＮ，ＥＶ）と、温調部を通った後の空気を外部へと排出する排出口（１２０，１３０）と、吸入口を通る空気から異物を除去するフィルタ（３００）と、を備える。この空調装置は、フィルタにおいて、温調部から外部へと向かう方向に空気を通過させることにより、フィルタに付着した異物を外部へと排出する異物排出機構（１５０，４００，５００，６００，ＦＮ）を更に備える。
【００１０】
このような空調装置では、異物排出機構が、フィルタにおいて通常とは逆の方向に空気を通過させる。これにより、フィルタに付着していた異物は、空気の流れによって自動的に外部へと排出される。このような構成においては、異物を除去するためのブラシなどを設ける必要がないので、空調装置の全体をコンパクトな構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、コンパクトな構成としながらも、フィルタから異物を自動的に除去することのできる空調装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図３】図３は、図１の空調装置が備えるフィルタ移動機構の構成を示す図である。
【図４】図４は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、第１実施形態の変形例に係る空調装置が備える、フィルタ移動機構の構成を示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図９】図９は、第３実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図１０】図１０は、第４実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態に係る空調装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１４】
第１実施形態について説明する。図１に示される空調装置１０は、不図示の車両に搭載されるものであって、当該車両の車室内の空調を行うための装置として構成されている。空調装置１０は、ケース１００と、ファンＦＮと、凝縮器ＣＮと、蒸発器ＥＶと、フィルタ３００と、制御装置５００と、を備えている。
【００１５】
ケース１００は、後述のファンＦＮや凝縮器ＣＮ等を内部に収容する容器である。ケース１００には、吸入口１１０と、排出口１２０、１３０とが設けられている。
【００１６】
吸入口１１０は、空調の対象となる空気を外部から吸入するための部分である。本実施形態では、吸入口１１０によって吸引される空気は車室内の空気であるが、車両外部の空気であってもよい。吸入口１１０には、ケース１００の内外を連通させる開口が形成されている。本実施形態における吸入口１１０は、ケース１００の長手方向（図１では左右方向）に沿った略中央となる位置に設けられている。
【００１７】
排出口１２０は、凝縮器ＣＮを通った後の空気を外部へと排出するための部分である。排出口１２０には、ケース１００の内外を連通させる開口が形成されている。当該開口の形状は、吸入口１１０に形成されている開口の形状と同一である。本実施形態における排出口１２０は、ケース１００の長手方向に沿った一方側の端部（図１では左側の端部）となる位置に設けられている。空調装置１０によって車室内の暖房が行われる際には、排出口１２０から排出された空気が車室内に供給される。当該空気は、吸入口１１０から吸入された後、凝縮器ＣＮを通過して高温となった空気である。
【００１８】
排出口１２０には、ダクト２１０の上流側端部が接続されている。尚、ダクト２１０とケース１００との間には、後述のフィルタ３００を通すための微小な隙間が形成されている。ダクト２１０の下流側部分は、室内用ダクト２１１と室外用ダクト２１２の２つに分岐している。室内用ダクト２１１は、排出口１２０から排出された空気を車室内に導くためのダクトである。室外用ダクト２１２は、排出口１２０から排出された空気を車両の外部に導くためのダクトである。
【００１９】
ダクト２１０の内側にはシャッター２１３が設けられている。シャッター２１３は、室内用ダクト２１１及び室外用ダクト２１２のいずれか一方を閉塞するためのものである。図１のようにシャッター２１３によって室内用ダクト２１１が閉塞されているときには、排出口１２０から排出された空気は、その全てが室外用ダクト２１２を通って車両の外部へと排出される。一方、シャッター２１３によって室外用ダクト２１２が閉塞されているときには、排出口１２０から排出された空気は、その全てが室内用ダクト２１１を通って車室内へと排出される。シャッター２１３は電動のシャッターとして構成されており、その動作は制御装置５００によって制御される。
【００２０】
排出口１３０は、蒸発器ＥＶを通った後の空気を外部へと排出するための部分である。排出口１３０には、ケース１００の内外を連通させる開口が形成されている。当該開口の形状は、吸入口１１０に形成されている開口や、排出口１２０に形成されている開口の形状と同一である。本実施形態における排出口１３０は、ケース１００の長手方向に沿った他方側の端部（図１では右側の端部）となる位置に設けられている。空調装置１０によって車室内の冷房が行われる際には、排出口１３０から排出された空気が車室内に供給される。当該空気は、吸入口１１０から吸入された後、蒸発器ＥＶを通過して低温となった空気である。
【００２１】
排出口１３０には、ダクト２２０の上流側端部が接続されている。尚、ダクト２２０とケース１００との間には、後述のフィルタ３００を通すための微小な隙間が形成されている。ダクト２２０の下流側部分は、室内用ダクト２２１と室外用ダクト２２２の２つに分岐している。室内用ダクト２２１は、排出口１３０から排出された空気を車室内に導くためのダクトである。室外用ダクト２２２は、排出口１３０から排出された空気を車両の外部に導くためのダクトである。
【００２２】
ダクト２２０の内側にはシャッター２２３が設けられている。シャッター２２３は、室内用ダクト２２１及び室外用ダクト２２２のいずれか一方を閉塞するためのものである。図１のようにシャッター２２３によって室外用ダクト２２２が閉塞されているときには、排出口１３０から排出された空気は、その全てが室内用ダクト２２１を通って車室内へと排出される。一方、シャッター２２３によって室内用ダクト２２１が閉塞されているときには、排出口１３０から排出された空気は、その全てが室外用ダクト２２２を通って車両の外部へと排出される。シャッター２２３は電動のシャッターとして構成されており、その動作は制御装置５００によって制御される。
【００２３】
ファンＦＮは、吸入口１１０から凝縮器ＣＮ、蒸発器ＥＶのそれぞれに向かう方向に空気を送り出すための送風機である。ファンＦＮは、ケース１００の内部のうち、吸入口１１０と対向する位置に配置されている。ファンＦＮには不図示の回転翼が複数設けられており、これらが所定方向に回転することによって上記のような空気の送り出しが行われる。ファンＦＮが動作しているときには、吸入口１１０からファンＦＮへと空気が吸引され、当該空気がファンＦＮからその周囲へと排出される。当該空気のうち一部は凝縮器ＣＮに向かって流れ、他は蒸発器ＥＶに向かって流れる。
【００２４】
凝縮器ＣＮは、空気へと熱を放出するための熱交換器である。凝縮器ＣＮは、ケース１００の内部のうち、ファンＦＮと排出口１２０との間となる位置に配置されている。凝縮器ＣＮは、後述の蒸発器ＥＶと共に、不図示の冷凍サイクルの一部となっている。冷凍サイクルでは、コンプレッサによって冷媒が循環している。凝縮器ＣＮでは、供給された気相冷媒が空気との熱交換によって冷却されて凝縮する。また、ファンＦＮから凝縮器ＣＮへと送り込まれた空気は、凝縮器ＣＮを通過する際において上記熱交換により加熱される。凝縮器ＣＮは、吸入口１１０から吸入された空気の温度調節（具体的には加熱）を行うものであって、本実施形態における「温調部」の一つに該当する。
【００２５】
蒸発器ＥＶは、空気から熱を回収するための熱交換器である。蒸発器ＥＶは、ケース１００の内部のうち、ファンＦＮと排出口１３０との間となる位置に配置されている。蒸発器ＥＶでは、供給された液相冷媒が空気との熱交換によって加熱されて蒸発する。また、ファンＦＮから蒸発器ＥＶへと送り込まれた空気は、蒸発器ＥＶを通過する際において上記熱交換により冷却される。蒸発器ＥＶは、吸入口１１０から吸入された空気の温度調節（具体的には冷却）を行うものであって、先に述べた凝縮器ＣＮと共に、本実施形態における「温調部」の一つに該当する。
【００２６】
尚、上記のような凝縮器ＣＮや蒸発器ＥＶを備えた冷凍サイクルの構成としては、従来と同様の構成を採用することができる。このため、冷凍サイクルの更に詳細な図示や説明については省略する。
【００２７】
フィルタ３００は、吸入口１１０を通る空気から異物を除去するためのものである。本実施形態のフィルタ３００は、目の細かな網目状の材料をシート状に形成したものであり、可撓性を有するものとなっている。フィルタ３００は吸入口１１０の全体を外側から覆っている。このため、吸入口１１０から吸入される空気は、フィルタ３００を通過した後にケース１００の内部に流入する。その際、空気に含まれていた埃等の異物は、フィルタ３００によって取り除かれる。取り除かれた異物は、フィルタ３００のうち吸入口１１０を外側から覆っている部分の、更に外側に堆積する。このようにフィルタ３００に堆積した異物のことを、以下では「異物ＤＴ」とも称する。
【００２８】
制御装置５００は、空調装置１０の全体の動作を統括制御するための装置である。制御装置５００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。制御装置５００は、既に述べたようにシャッター２１３、２２３の動作を制御する他、ファンＦＮや冷凍サイクルの動作をも制御する。制御装置５００が空調装置１０の各部を制御することにより、空調装置１０による車室内の空調が適切に行われる。
【００２９】
図１では、空調装置１０によって車室内の冷房が行われているときの状態が示されている。冷房時においては、吸入口１１０から吸入された空気の一部が、蒸発器ＥＶを通って低温の空調風となった後、室内用ダクト２２１を通って車室内へと供給される。また、吸入口１１０から吸入された空気の残部は、凝縮器ＣＮを通って高温の空気となった後、室外用ダクト２１２を通って車両の外部へと排出される。
【００３０】
空調装置１０は、凝縮器ＣＮ及び蒸発器ＥＶの全体が単一のケース１００の内部に収容されており、その全体が比較的コンパクトな構成となっている。このため、例えば車室内に設けられた座席のそれぞれに空調装置１０を内蔵させ、各座席の近傍の空調を個別に行うようなことが可能となっている。
【００３１】
ところで、空調装置１０が動作しているときには、時間の経過とともに異物ＤＴの堆積量が増加して行き、吸入口１１０からの空気の流入が異物ＤＴによって阻害されることとなる。本実施形態に係る空調装置１０では、制御装置５００が後述の異物排出制御を実行することで、異物ＤＴをフィルタ３００から除去することが可能となっている。
【００３２】
異物排出制御を実現するための構成について説明する。本実施形態におけるフィルタ３００は、吸入口１１０の全体を覆うだけでなく、排出口１２０及び排出口１３０の全体をも覆うよう、ケース１００の外周面を環状に囲んでいる。ケース１００のうち角となる部分には、フィルタ３００を案内するためのローラー４０１が配置されている。
【００３３】
ケース１００の外周面にはフィルタ移動機構４００が設けられている。環状に配置されたフィルタ３００の両端は、いずれもこのフィルタ移動機構４００によって保持されている。フィルタ移動機構４００は、フィルタ３００を、ケース１００の外周面及びローラー４０１に沿って移動させるための装置である。図２に示される複数の矢印ＡＲ１は、フィルタ移動機構４００によってフィルタ３００が移動する方向を示している。
【００３４】
フィルタ移動機構４００の構成について、図３を参照しながら説明する。同図に示されるように、フィルタ移動機構４００には２つのローラー４１０、４２０が内蔵されている。
【００３５】
ローラー４１０には、フィルタ３００のうち排出口１２０側（図３においては左側）の端部を含む部分が巻き付けられている。ローラー４１０は、不図示のモーターによって回転することができる。矢印ＡＲ２で示される方向にローラー４１０が回転すると、フィルタ３００がローラー４１０によって巻き取られることにより、フィルタ３００が矢印ＡＲ１の方向に移動する。
【００３６】
ローラー４２０には、フィルタ３００のうち排出口１３０側（図３においては右側）の端部を含む部分が巻き付けられている。ローラー４２０は、ローラー４１０と同様に、不図示のモーターによって回転することができる。矢印ＡＲ３で示される方向にローラー４２０が回転すると、フィルタ３００のうちローラー４２０に巻き付けられていた部分が、ローラー４２０から矢印ＡＲ１の方向に送り出される。
【００３７】
ローラー４１０及びローラー４２０のそれぞれの動作は、制御装置５００によって制御される。本実施形態では、ローラー４１０によってフィルタ３００が巻き取られる速度と、ローラー４２０からフィルタ３００が送り出される速度とが、互いに同一とされる。このため、フィルタ３００は、その張力を概ね一定に保ったまま、図２や図３に示される矢印ＡＲ１の方向に移動することとなる。
【００３８】
図１に示されるような通常時においては、ローラー４１０及びローラー４２０はいずれも停止した状態となっている。このため、フィルタ３００も停止している。この状態においては、既に述べたように、フィルタ３００のうち吸入口１１０を外側から覆っている部分に異物ＤＴが堆積して行く。
【００３９】
異物ＤＴの堆積量が所定値を超えると、制御装置５００は異物排出制御を開始する。本実施形態では、フィルタ移動機構４００によってフィルタ３００を図２の矢印ＡＲ１の方向に移動させる処理が、異物排出制御として実行される。異物排出制御では、フィルタ３００のうち、図１において吸入口１１０の全体を外側から覆っていた部分が、排出口１２０の全体を外側から覆うような位置まで移動される。図２には、異物排出制御によってフィルタ３００の移動が完了した直後における、空調装置１０の状態が示されている。
【００４０】
フィルタ３００の移動が完了した時点においては、フィルタ３００に堆積していた異物ＤＴの全体が、排出口１２０と対向する位置まで移動している。
【００４１】
異物排出制御が行われているときにも、ファンＦＮによる空気の送り出しは継続されている。このため、図２の状態においては、フィルタ３００のうち異物ＤＴが堆積している部分を、排出口１２０から排出された空気が通過する。異物ＤＴは、当該空気の流れによってフィルタ３００から離脱した後、室外用ダクト２１２を通って車両の外部へと排出される。フィルタ３００のうち異物ＤＴが堆積していた部分では、最終的には殆どの異物ＤＴが除去される。
【００４２】
このように、本実施形態に係る空調装置１０は、フィルタ３００において、温調部である凝縮器ＣＮや蒸発器ＥＶから外部へと向かう方向（つまり、ケース１００の内側から外側へと向かう方向）に空気を通過させることにより、フィルタ３００に付着した異物ＤＴを外部へと排出するように構成されている。具体的には、フィルタ３００のうち吸入口１１０を覆っていた部分を排出口１２０へと移動させることにより、フィルタ３００の当該部分において通常とは逆の方向に空気を通過させるように構成されている。フィルタ移動機構４００及び制御装置５００は、このような異物ＤＴの排出を実現するための機構であり、本実施形態における「異物排出機構」に該当する。
【００４３】
このような構成においては、異物を除去するためのブラシなどを設ける必要がない。このため、空調装置１０の全体を更にコンパクトな構成とすることが可能となっている。
【００４４】
尚、以上においては、空調装置１０によって車室内の冷房が行われているときに、異物排出制御が行われる場合の例について説明した。しかしながら、異物排出制御は、空調装置１０によって車室内の暖房が行われているときにも実行することができる。この場合、図２の矢印ＡＲ１とは反対の方向にフィルタ３００を移動させればよい。具体的には、フィルタ３００のうち吸入口１１０を覆っていた部分を、排出口１３０へと移動させればよい。この場合には、フィルタ３００のうち異物ＤＴが堆積している部分を、排出口１３０から排出された空気が外側に向かって通過する。暖房時においては、シャッター２２３は室内用ダクト２２１を閉塞している。このため、異物ＤＴは、空気の流れによってフィルタ３００から離脱した後、室外用ダクト２２２を通って車両の外部へと排出されることとなる。
【００４５】
制御装置５００によって行われる処理について簡単に説明する。図４に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御装置５００によって繰り返し実現されるものである。尚、当該処理は、空調装置１０による車室内の空調が行われている期間においてのみ実行される。
【００４６】
当該処理の最初のステップＳ０１では、異物ＤＴの堆積量が、所定値以下であるか否かが判定される。ここでいう「所定値」とは、異物排出制御の実行が必要となるような異物ＤＴの堆積量として、予め設定されていたものである。
【００４７】
異物ＤＴの堆積量が増加すると、それに伴って吸入口１１０の通風抵抗が増加し、ファンＦＮの動作負荷が増加する。上記の判定は、例えば、ファンＦＮの動作負荷が所定の閾値を超えているか否かに基づいて行うことができる。
【００４８】
ステップＳ０１の判定は、これとは異なる方法で行ってもよい。例えば、フィルタ３００のうち吸入口１１０を覆っている部分をカメラで撮影し、得られた画像を解析することによって異物ＤＴの堆積量を推定し、その推定値に基づいて上記の判定を行うこととしてもよい。
【００４９】
その他、異物ＤＴを含むフィルタ３００の重量を重量センサで測定し、その推定値に基づいて上記の判定を行うこととしてもよい。また、ファンＦＮの動作時間に基づいて異物ＤＴの堆積量を推定し、その推定値に基づいて上記の判定を行うこととしてもよい。
【００５０】
異物ＤＴの堆積量が所定値以下であると判定された場合には、ステップＳ０１に移行する。ステップＳ０１では、空調装置１０の状態を変化させることなく、空調装置１０による車室内の空調が継続される。つまり、通常時の制御が継続して行われる。
【００５１】
ステップＳ０１において、異物ＤＴの堆積量が所定値を超えていると判定された場合には、ステップＳ０３に移行する。ステップＳ０３では、異物排出制御が実行される。本実施形態では上記のように、フィルタ移動機構４００によってフィルタ３００を移動させる処理が行われる。フィルタ３００の移動が完了し、図２に示される状態となった後は、そのまま空調装置１０による車室内の空調が継続される。
【００５２】
フィルタ３００から離脱した異物ＤＴは、室外用ダクト２１２（又は室外用ダクト２２２）を通って車両の外部へと排出される。このような態様に替えて、室外用ダクト２１２等の途中となる位置に、空気から異物ＤＴを回収して貯留するための容器が設けられているような態様としてもよい。
【００５３】
本実施形態の変形例について説明する。この変形例では、フィルタ移動機構４００の構成においてのみ本実施形態と異なっている。
【００５４】
図５に示されるように、本実施形態においては、フィルタ３００の全体が連続した環状のシートとして形成されており、その途中となる部分がフィルタ移動機構４００の内部に通されている。フィルタ移動機構４００の内部には、一対のローラー４１１、４１２が収容されている。ローラー４１１、４１２は、フィルタ３００を間に挟み込むように配置されている。ローラー４１１、４１２は、いずれも不図示のモーターによって回転することができる。
【００５５】
ローラー４１１、４１２が、それぞれ図５の矢印ＡＲ４、ＡＲ５で示される方向に回転すると、これらの間に挟まれているフィルタ３００は、矢印ＡＲ１で示される方向に送り出される。これにより、フィルタ３００のうち吸入口１１０を覆っていた部分を、排出口１２０へと移動させることができる。このように、フィルタ３００を移動させるための構成としては、本実施形態の構成に限定されることなく、様々な構成を採用することができる。
【００５６】
第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
【００５７】
図６を参照しながら、本実施形態に係る空調装置１０の構成について説明する。本実施形態では、ケース１００にダクト部１０１、１０２、１０３が形成されている。これら３つのダクト部１０１等は、ケース１００において１２０度等配となるような位置に形成されている。
【００５８】
ダクト部１０１には、車両外部の空間へと繋がる不図示のダクトが接続されている。ダクト部１０１の先端部は、ケース１００の外側から空気を吸入するための吸入口１１０となっている。このように、本実施形態では、吸入口１１０から吸引される空気は車両外部の空気となっている。ダクト部１０１の根元部分にはフィルタ３００が配置されている。以下では、当該部分に配置されたフィルタ３００のことを、特に「フィルタ３０１」と表記することがある。
【００５９】
ダクト部１０２には、車両外部の空間へと繋がる不図示のダクトが接続されている。ダクト部１０２の先端部は、車両外部の空間に向けて空気を排出するための排出口１２０となっている。ダクト部１０２の根元部分にはフィルタ３００が配置されている。以下では、当該部分に配置されたフィルタ３００のことを、特に「フィルタ３０２」と表記することがある。
【００６０】
ダクト部１０３には、車室内へと繋がる不図示のダクトが接続されている。ダクト部１０３の先端部は、車室内に向けて空気を排出するための排出口１３０となっている。ダクト部１０３の根元部分にはフィルタ３００が配置されている。以下では、当該部分に配置されたフィルタ３００のことを、特に「フィルタ３０３」と表記することがある。
【００６１】
ダクト部１０３の先端にはシャッター１３１が設けられている。シャッター１３１は、ダクト部１０３が閉塞されている状態と、図６のように閉塞されていない状態とを切り替えるためのものである。シャッター１３１は電動のシャッターとして構成されており、その動作は制御装置５００によって制御される。
【００６２】
図６の状態においては、ファンＦＮは、ケース１００の内部において、ダクト部１０１と対向する位置に配置されている。当該状態においてファンＦＮによって空気が送り出される方向は、吸入口１１０から、ケース１００の中心へと向かう方向となっている。
【００６３】
図６の状態においては、凝縮器ＣＮは、ケース１００の内部において、ダクト部１０２と対向する位置に配置されている。当該状態において凝縮器ＣＮを空気が通過する方向は、ケース１００の中心から排出口１２０へと向かう方向となっている。
【００６４】
図６の状態においては、蒸発器ＥＶは、ケース１００の内部において、ダクト部１０３と対向する位置に配置されている。当該状態において蒸発器ＥＶを空気が通過する方向は、ケース１００の中心から排出口１３０へと向かう方向となっている。
【００６５】
図６では、ケース１００の内部空間のうち、ダクト部１０１とファンＦＮとの間の空間を空間ＳＰ１とし、ダクト部１０２と凝縮器ＣＮとの間の空間を空間ＳＰ２とし、ダクト部１０３と蒸発器ＥＶとの間の空間を空間ＳＰ３としている。また、ファンＦＮ、凝縮器ＣＮ、及び蒸発器ＥＶの３つに囲まれた空間を空間ＳＰ０としている。これらの空間ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４は、直接的には連通されておらず、蒸発器ＥＶ等を介して互いに分離された空間となっている。このため、例えば空間ＳＰ０の空気が、蒸発器ＥＶを通ることなく空間ＳＰ３に到達すること等はできなくなっている。
【００６６】
図６では、空調装置１０によって車室内の冷房が行われているときの状態が示されている。冷房時においては、吸入口１１０から吸入された空気の一部が、蒸発器ＥＶを通って低温の空調風となった後、ダクト部１０３を通って車室内へと供給される。また、吸入口１１０から吸入された空気の残部は、凝縮器ＣＮを通って高温の空気となった後、ダクト部１０２を通って車両の外部へと排出される。
【００６７】
車室内の冷房が行われているときには、吸入口１１０に設けられたフィルタ３０１には異物ＤＴが堆積して行く。本実施形態でも、制御装置５００が後述の異物排出制御を実行することで、異物ＤＴをフィルタ３０１から除去することが可能となっている。
【００６８】
本実施形態の異物排出制御を実現するための構成について説明する。本実施形態では、ファンＦＮ、凝縮器ＣＮ、及び蒸発器ＥＶのそれぞれが、ケース１００の内部に設けられた回転機構１５０によって保持されている。回転機構１５０は、ファンＦＮ等と共に回転することで、ケース１００の内部におけるファンＦＮ等の位置を変化させることができる。図６では、当該回転の方向が複数の矢印ＡＲ６で示されている。回転機構１５０の動作は制御装置５００によって制御される。
【００６９】
異物ＤＴの堆積量が所定値を超えると、制御装置５００は異物排出制御を開始する。本実施形態では、ファンＦＮ、凝縮器ＣＮ、及び蒸発器ＥＶのそれぞれを、回転機構１５０によって矢印ＡＲ６の方向に回転させる処理が、異物排出制御として実行される。異物排出制御では、図６の状態から、回転機構１５０が矢印ＡＲ６の方向に１２０度回転する。これにより、ファンＦＮは、図６において凝縮器ＣＮが存在していた位置まで移動する。凝縮器ＣＮは、図６において蒸発器ＥＶが存在していた位置まで移動する。蒸発器ＥＶは、図６においてファンＦＮが存在していた位置まで移動する。
【００７０】
異物排出制御においては、上記のように回転機構１５０を回転させると共に、シャッター１３１によってダクト部１０３を閉塞させる処理が行われる。また、冷凍サイクルのコンプレッサを停止させる処理も併せて行われる。図７には、異物排出制御によってファンＦＮ等の移動等が完了した直後における、空調装置１０の状態が示されている。
【００７１】
異物排出制御が行われているときにも、ファンＦＮによる空気の送り出しは継続されている。ファンＦＮの位置が変化したことに伴って、図７の状態においては、排出口１２０及びダクト部１０２から外部の空気が吸引される。当該空気は、その全てが蒸発器ＥＶを通過した後、ダクト部１０１及び吸入口１１０を通って外部へと排出される。
【００７２】
フィルタ３０１に堆積していた異物ＤＴは、当該空気の流れによってフィルタ３０１から離脱した後、ダクト部１０１、及びこれに接続された不図示のダクトを通って車両の外部へと排出される。フィルタ３００のうち異物ＤＴが堆積していた部分では、最終的には殆どの異物ＤＴが除去される。
【００７３】
異物排出制御が完了すると、制御装置５００が、回転機構１５０を矢印ＡＲ６とは反対の方向に回転させる等により、図６の状態に戻す処理が行われる。
【００７４】
このように、本実施形態に係る空調装置１０は、フィルタ３０１において、温調部である凝縮器ＣＮや蒸発器ＥＶから外部へと向かう方向（つまり、ケース１００の内側から外側へと向かう方向）に空気を通過させることにより、フィルタ３０１に付着した異物ＤＴを外部へと排出するように構成されている。具体的には、ファンＦＮから送り出された空気が吸入口１１０から外部へと排出される状態となるように、回転機構１５０によってファンＦＮの位置を変化させる処理を、制御装置５００が異物排出制御として行うように構成されている。回転機構１５０及び制御装置５００は、このような異物排出制御を実現するための機構であり、本実施形態における「異物排出機構」に該当する。
【００７５】
制御装置５００によって行われる処理は、図４を参照しながら説明したものと同様であるので、その具体的な説明については省略する。尚、本実施形態では、異物排出制御が完了した場合、すなわち、ステップＳ０３の処理が行われた後にステップＳ０２の処理が再開された場合に、図７の状態から図６の状態に戻す処理が行われる点において第１実施形態と異なっている。
【００７６】
尚、空調装置１０でも、車室内の冷房だけでなく暖房をも行うことが可能となっている。暖房時においては、回転機構１５０によって、ファンＦＮ、凝縮器ＣＮ、及び蒸発器ＥＶのそれぞれが図７に示される位置に配置される。これにより、凝縮器ＣＮを通過した高温の空気を、排出口１３０から車室内へと供給することができる。
【００７７】
この場合、排出口１２０が「吸引口」として機能することとなり、排出口１２０に排出されたフィルタ３０２には異物ＤＴが堆積して行くことなる。この異物ＤＴを排出するためには、図６に示された状態となるように回転機構１５０を動作させると共に、シャッター１３１によってダクト部１０３を閉塞した状態とする処理を、異物排出制御として行えばよい。
【００７８】
第３実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
【００７９】
図８を参照しながら、本実施形態に係る空調装置１０の構成について説明する。本実施形態では、ケース１００のうち一方側（図８では右側）の部分に、室内用ダクト部１６０と室外用ダクト部１７０とが形成されている。室内用ダクト部１６０は、車室内の空気をケース１００の内部に導入するためのダクトである。室外用ダクト部１７０は、車両の外部の空気をケース１００の内部に導入するためのダクトである。
【００８０】
ケース１００の内側にはシャッター１８０が設けられている。シャッター１８０は、室内用ダクト部１６０及び室外用ダクト部１７０のいずれか一方を閉塞するためのものである。図８のようにシャッター１８０によって室外用ダクト部１７０が閉塞されているときには、ケース１００の内部には、室内用ダクト部１６０を通じて車室内からの空気が導入される。一方、シャッター１８０によって室内用ダクト部１６０が閉塞されているときには、ケース１００の内部には、室外用ダクト部１７０を通じて車両外部からの空気が導入される。シャッター１８０は電動のシャッターとして構成されており、その動作は制御装置５００によって制御される。
【００８１】
ケース１００の内部では、蒸発器ＥＶとファンＦＮとが、通常時において空気の流れる方向に沿ってこの順に並ぶように配置されている。
【００８２】
ケース１００の内部うち、蒸発器ＥＶと室内用ダクト部１６０等との間となる位置には、フィルタ３００が配置されている。ケース１００のうちフィルタ３００を保持している部分は、外部から空気を吸入する部分ということができるので、本実施形態における吸入口１１０に該当する。
【００８３】
図８では、空調装置１０によって車室内の冷房が行われているときの状態が示されている。このとき、ファンＦＮは、吸入口１１０から蒸発器ＥＶ側へと空気が吸引されるような回転方向に、不図示の回転翼を回転させる。回転翼の回転方向のことを、以下では「ファンＦＮの回転方向」と表記することがある。冷房時においては、吸入口１１０から吸入された空気が、蒸発器ＥＶを通って低温の空調風となった後、車室内へと供給される。
【００８４】
尚、図８においては、ケース１００のうち吸入口１１０の近傍の部分のみが図示されており、空調風を排出するための排出口１２０等についてはその図示が省略されている。蒸発器ＥＶを通過して低温となった空調風は、ケース１００のうち図８の左側部分に形成された不図示の排出口１２０から、車室内へと供給される。尚、車室内の暖房を可能とするために、ケース１００の内部には、蒸発器ＥＶと共に、または蒸発器ＥＶに替えて、第１実施形態と同様の凝縮器ＣＮが配置されていてもよい。
【００８５】
車室内の冷房が行われているときには、フィルタ３００のうち室内用ダクト部１６０側の面には異物ＤＴが堆積して行く。本実施形態でも、制御装置５００が異物排出制御を実行することで、異物ＤＴをフィルタ３００から除去することが可能となっている。
【００８６】
本実施形態の異物排出制御について説明する。本実施形態では、制御装置５００が、ファンＦＮの回転翼を通常時（図８）とは逆の方向に回転させる処理を、異物排出制御として行う。図９には、このような異物排出制御が実行されているときにおける、空調装置１０の状態が示されている。
【００８７】
制御装置５００は、ファンＦＮの回転方向を逆転させる処理を行うと共に、シャッター１８０によって室内用ダクト部１６０を閉塞させ、室外用ダクト部１７０を開放させる処理も併せて行う。
【００８８】
ファンＦＮの回転方向が変化したことに伴って、図９の状態においては、ファンＦＮから送り出された空気が吸入口１１０から室外用ダクト部１７０に向かう方向に流れる。フィルタ３００に堆積していた異物ＤＴは、当該空気の流れによってフィルタ３００から離脱した後、室外用ダクト部１７０を通って車両の外部へと排出される。フィルタ３００のうち異物ＤＴが堆積していた部分では、最終的には殆どの異物ＤＴが除去される。
【００８９】
異物排出制御が完了すると、ファンＦＮの回転方向を再び逆転させると共に、シャッター１８０によって室外用ダクト部１７０を閉塞させ、室内用ダクト部１６０を開放させる処理が行われる。これにより、空調装置１０は、図９の状態から図８の状態へと戻される。
【００９０】
このように、本実施形態に係る空調装置１０は、フィルタ３００において、温調部である蒸発器ＥＶから外部へと向かう方向（つまり、ケース１００の内側から外側へと向かう方向）に空気を通過させることにより、フィルタ３００に付着した異物ＤＴを外部へと排出するように構成されている。具体的には、ファンＦＮから送り出された空気が吸入口１１０から外部へと排出される状態となるように、ファンＦＮの回転方向を変化させる処理を、制御装置５００が異物排出制御として行うように構成されている。ファンＦＮ及び制御装置５００は、このような異物排出制御を実現するための機構であり、本実施形態における「異物排出機構」に該当する。
【００９１】
制御装置５００によって行われる処理は、図４を参照しながら説明したものと同様であるので、その具体的な説明については省略する。尚、本実施形態では、異物排出制御が完了した場合、すなわち、ステップＳ０３の処理が行われた後にステップＳ０２の処理が再開された場合に、図９の状態から図８の状態に戻す処理が行われる点において第１実施形態と異なっている。
【００９２】
第４実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
【００９３】
図１０を参照しながら、本実施形態に係る空調装置１０の構成について説明する。図１０には、車両に設けられた座席７００を前方側から見た様子が示されている。同図に示されるように、本実施形態に係る空調装置１０は座席７００に内蔵されている。図１０においては、空調装置１０の構成を明確に示すために、座席７００の形状が点線で示されている。符号７０１、７０２、７０３が付されているのは、それぞれ座席７００のヘッドレスト７０１、背もたれ７０２、座面７０３である。また、図１０には、車両に設けられたドアＤＲも示されている。ドアＤＲは、座席７００に着座する乗員が、車両に乗り込む際において開閉するドアである。
【００９４】
図１０に示されるように、本実施形態に係る空調装置１０が備えるケース１００には、吸気ダクト部１９１と排気ダクト部１９２とが形成されている。吸気ダクト部１９１は、車室内の空気を、空調対象の空気として吸入するためのダクトである。吸気ダクト部１９１の先端は、本実施形態における吸入口１１０となっている。吸入口１１０にはフィルタ３００が配置されている。また、本実施形態の吸入口１１０はドアＤＲに向けられている。
【００９５】
排気ダクト部１９２は、温調部である蒸発器ＥＶを通過した後の空気を、空調風として車室内に排出するためのダクトである。排気ダクト部１９２の先端は、本実施形態における排出口１２０となっているのであるが、図１０においては図示が省略されている。排出口１２０は、座席７００に着座した乗員に対して空調風を直接吹き付けられるように、例えば背もたれ７０２に配置されている。
【００９６】
ケース１００の内部では、蒸発器ＥＶとファンＦＮとが、通常時において空気の流れる方向（つまり、吸気ダクト部１９１から排気ダクト部１９２へと向かう方向）に沿って、この順に並ぶように配置されている。尚、車室内の暖房を可能とするために、ケース１００の内部には、蒸発器ＥＶと共に、または蒸発器ＥＶに替えて、第１実施形態と同様の凝縮器ＣＮが配置されていてもよい。
【００９７】
空調装置１０は、更にポンプ部材６００を有している。ポンプ部材６００は袋状の部材であって、例えばゴムのように、可撓性を有しており且つ空気を通さない材料によって形成されている。ポンプ部材６００は、座席７００のうち座面７０３の直下となる位置に配置されている。図１０のように、座席７００に乗員が着座していないときにおいては、ポンプ部材６００は、材料の弾性力によって大きく膨らんだ状態となっている。つまり、比較的多くの空気を内部に収容した状態となっている。
【００９８】
ポンプ部材６００とケース１００との間は、配管６０１によって接続されている。配管６０１は、ケース１００のうち、吸気ダクト部１９１と蒸発器ＥＶとの間となる位置に接続されている。また、ケース１００と配管６０１とが接続されている位置には、弁６０２が設けられている。
【００９９】
弁６０２は、図１０に示されるような通常時においては閉状態となっている。弁６０２によって、ケース１００からポンプ部材６００へと空気が流れることが防止されている。ただし、ポンプ部材６００の内部圧力が、ケース１００の内部圧力よりも高くなると、圧力差によって弁６０２は自動的に開状態となり、ポンプ部材６００からケース１００へと空気が流入する。このように、弁６０２は、ケース１００からポンプ部材６００へと空気が流れることを防止する一方で、ポンプ部材６００からケース１００へと空気が流れることを許容するように構成されている。
【０１００】
図１０では、空調装置１０によって車室内の冷房が行われているときの状態が示されている。冷房時においては、吸入口１１０から吸入された空気が、蒸発器ＥＶを通って低温の空調風となった後、排気ダクト部１９２を通って車室内へと供給される。車室内の冷房が行われているときには、吸入口１１０に設けられたフィルタ３００には異物ＤＴが堆積して行く。
【０１０１】
図１１に示されるのは、ドアＤＲから乗員が車室内に入り込み、当該乗員が座席７００に着座した直後の状態である。尚、図１１においては当該乗員の図示は省略されている。
【０１０２】
乗員が座席７００に着座すると、当該乗員の重量によって座面７０３は大きく沈み込む。同時に、当該乗員の重量によってポンプ部材６００は収縮し、ポンプ部材６００の内部の空気は配管６０１を通じてケース１００の内部へと流入する。当該空気の一部は、吸気ダクト部１９１を吸入口１１０側に向かって流れた後、吸入口１１０から外部へと排出される。
【０１０３】
フィルタ３００に堆積していた異物ＤＴは、当該空気の流れによってフィルタ３００から離脱した後、そのまま車両の外部へと排出される。
【０１０４】
乗員が座席７００に着座した時点、すなわち、空気の流れによってフィルタ３００から異物ＤＴが離脱した時点では、ドアＤＲは乗員によって開放された状態となっている。本実施形態では、先に述べたように、吸入口１１０はドアＤＲに向けられている。このため、吸入口１１０のフィルタ３００から離脱した異物ＤＴは、開放されたドアＤＲを通じて車両の外部へと排出されることとなる。
【０１０５】
このように、本実施形態に係る空調装置１０は、フィルタ３００において、温調部である蒸発器ＥＶから外部へと向かう方向（つまり、ケース１００の内側から外側へと向かう方向）に空気を通過させることにより、フィルタ３００に付着した異物ＤＴを外部へと排出するように構成されている。具体的には、ポンプ部材６００が、車両の座席７００に着座した乗員の重量によって収縮し、その内部の空気を吸入口１１０に向けて送り出すように構成されている。ポンプ部材６００は、上記のように空気を送り出して異物ＤＴを排出するための機構であり、本実施形態における「異物排出機構」に該当する。
【０１０６】
また、本実施形態では、吸入口１１０は車両のドアＤＲに向けられている。これにより、複雑な機構を設けることなく、車両の外側に異物ＤＴを自動的に排出することが可能となっている。
【０１０７】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０：空調装置
１１０：吸入口
１２０，１３０：排出口
１５０：回転機構
ＣＮ：凝縮器
ＥＶ：蒸発器
ＦＮ：ファン
３００：フィルタ
４００：フィルタ移動機構
５００：制御装置
６００：ポンプ部材
【図１】
2020040555.tif 000003
【図２】
2020040555.tif 000004
【図３】
2020040555.tif 000005
【図４】
2020040555.tif 000006
【図５】
2020040555.tif 000007
【図６】
2020040555.tif 000008
【図７】
2020040555.tif 000009
【図８】
2020040555.tif 000010
【図９】
2020040555.tif 000011
【図１０】
2020040555.tif 000012
【図１１】
2020040555.tif 000013