(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を冷却するエバポレータと車室内に配設され多数の吹出口を備えたクーラダクトに上記エバポレータにより冷却された冷風を給送する冷風送風機とを含むクーラユニットと、エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱するヒータと車室内に配設され多数の吹出口を備えたヒータダクトに上記ヒータにより加熱された温風を給送する温風送風機とを含むヒータユニットと、一端が上記クーラユニットのエバポレータと冷風送風機との間の冷風通路に連通し他端がヒータユニットの温風送風機の吐出通路に連通した調温ダクトと、同調温ダクト内に配設され、上記クーラユニットの冷風通路とヒータユニットの吐出通路とを選択的に連通させる第１位置と、上記クーラユニットの冷風通路と車室内気とを選択的に連通させる第２位置と、上記クーラユニットの冷風通路を温風送風機の吐出通路及び車室内気の何れにも連通させない第３位置の何れかに制御される三方弁とを具備したことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
上記温風送風機の吐出通路と調温ダクトとの接続部分に、上記吐出通路と調温ダクトとを連通させると共に上記吐出通路とヒータダクトとの連通を遮断する第１位置と、上記吐出通路とヒータダクトとを連通させると共に上記吐出通路と調温ダクトとの連通を遮断する第２位置の何れかに選択的に制御される切換弁が設けられたことを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両特に直結式冷房装置を備えたバスに採用されて好適な空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製造コスト上の利点から広く路線バスに採用され、また前後輪間における車体側方下部に十分大きな容積のトランクルームを設けることができるという利点があるため、一部の観光バスにも所謂直結式冷房装置が採用されている。直結式冷房装置又はシステムを備えたバス（以下直結式冷房バスという）では、冷房装置と暖房装置とが別個の独立したシステムを構成し、かつ冷房装置の要部を形成するエバポレータ及び冷風送風機を含むクーラユニットが車体の天井部分に配置されている。いま、直結式冷房バスの概略構造を、便宜的に本発明の好ましい実施形態を示した図１の斜視図を採用して説明する。
【０００３】
図１に総括的に符号１０で示されたバスの前端付近の天井部分に、少くともエバポレータ及び冷風送風機を含むクーラユニット１２が配置され、同クーラユニット１２の前方に協働するコンデンサユニット１４が配置されている。また、車室１６の天井部分の左右両側部に沿い車両前後方方向に延在する一対のクーラダクト１８が設けられ、各クーラダクト１８には、車室１６の中央通路上方部分に向って横方向に冷風を吹出す多数の吹出口２０及び乗客の座席に向って下向きに冷風を吹出す多数の吹出口２２とが設けられている。さらに、車室１６のフロアの左右両側部に沿い車両前後方向に延在する一対のヒータダクト２４が設けられ、各ヒータダクト２４には、座席に着座した乗客の足元部分に温風を吹き出す多数の吹出口２６が設けられている。
【０００４】
上記ヒータダクト２４の前後端付近に、エンジン２８の冷却水を熱源として空気を加熱するヒータと、同ヒータにより加熱された温風を上記ヒータダクト２４内に給送する温風送風機とを収蔵したヒータユニット３０が配設されている。各ヒータユニット３０には、エンジン２８の冷却水系に連通する給水管３２及び戻り管が接続されているが、図１では、図面の過度の混雑を避けるため給水管３２の一部のみが示され、戻り管は省略されている。また、エンジン２８によってベルト駆動される冷媒コンプレッサ３４が設けられ、同コンプレッサ３４で圧縮された高温高圧の冷媒は、冷媒供給管３６からコンデンサユニット１４内のコンデンサに送られ  冷却されて高温高圧の液相冷媒となる。液相冷媒は、図示を省略されているレシーバから膨張弁を経てクーラユニット１２内に収容されたエバポレータに供給され、ここで周囲の空気から熱を奪って気化し、戻り管３８から再びコンプレッサ３４に戻る。エバポレータにより冷却された空気は、上記クーラダクト１８の吹出口２０，２２から車室１６内に供給され、車室内気の冷房が行なわれる。なお、図１において、符号４０で示した調温ダクトは、後に詳細に説明するように、本発明の特徴的な構成部材であり、従来の直結式冷房バスには設けられていない。
【０００５】
上記直結式冷房バスでは、夏季高温時に、冷媒コンプレッサ３４、クーラユニット１２、コンデンサユニット及びクーラダクト１８を含む冷房システムが作動して車室１６の冷房が行なわれ、また冬季寒冷時には、ヒータユニット３０及びヒータダクト２４を含む暖房システムが作動し、車室１６の暖房が行なわれる。さらに、春、秋等において車室１６内の温度が若干高く、微弱な冷房が望ましい場合があるが、この場合、従来は冷房システムと暖房システムとを同時に作動させて、車室１６の天井部分のクーラダクト１８から冷風を吹出すと共に、床付近のヒータダクト２４から暖風を吹出す手法が採用されているが、乗員に冷風と温風とが同時に作用するため決して快適とは謂えない不具合がある。また、上記微弱冷房を行なう他の手法として、クーラユニット１２内に、従来のヒータユニットと同様なヒータユニット３０を配置して、クーラユニット１２内で冷風に温風を加えて混合し調温したのち、クーラダクト１８から車室１６内に吹出す構造が考慮されるが、この構造では、重いヒータユニット３０を天井部分のクーラユニット１２内に収容しなければならないので、最大安定傾斜角度が小さくなり、傾斜地での停車や旋回走行時の走行安定性に問題が生じる不具合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基本的には独立に作動する冷房システム及び暖房システムを備えた直結式冷房バス等の車両において、最大安定傾斜角の減少等の不具合を生じることなく、快適な微弱冷房を容易に達成することができ、ひいては居住性の向上を達成することができる車両用空気調和装置を提供することを、主たる目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、空気を冷却するエバポレータと車室内に配設され多数の吹出口を備えたクーラダクトに上記エバポレータにより冷却された冷風を給送する冷風送風機とを含むクーラユニットと、エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱するヒータと車室内に配設され多数の吹出口を備えたヒータダクトに上記ヒータにより加熱された温風を給送する温風送風機とを含むヒータユニットと、一端が上記クーラユニットのエバポレータと冷風送風機との間の冷風通路に連通し他端がヒータユニットの温風送風機の吐出通路に連通した調温ダクトと、同調温ダクト内に配設され、上記クーラユニットの冷風通路とヒータユニットの吐出通路とを選択的に連通させる第１位置と、上記クーラユニットの冷風通路と車室内気とを選択的に連通させる第２位置と、上記クーラユニットの冷風通路を温風送風機の吐出通路及び車室内気の何れにも連通させない第３位置の何れかに制御される三方弁とを具備したことを特徴とする車両用空気調和装置を提案するものである。
【０００８】
また、本発明においては、上記温風送風機の吐出通路と調温ダクトとの接続部分に、上記吐出通路と調温ダクトとを連通させると共に上記吐出通路とヒータダクトとの連通を遮断する第１位置と、上記吐出通路とヒータダクトとを連通させると共に上記吐出通路と調温ダクトとの連通を遮断する第２位置の何れかに選択的に制御される切換弁が設けられることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、従来の直結式冷房バスの構成と実質的に同一又は対応する部材及び部分には同一の符号を用い、重複説明は省略する。
先ず、図２は車体１０の天井部分における左右各側に車両前後方方向中心線に対し略対称的に配置される前記クーラユニット１２の概念的平面図（図では、便宜的に車両前方に向い右側の部分のみが示されているが左側も同様である。）図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図、図３はクーラユニット１２及び暖房システムの概念的構成図を示す。
左右のクーラユニット１２は、車室１６の天井部分の左右各側に配置されて夫々天井の一部を形成する底板４２と、図４に２点鎖線で示されているクーラを具備しない車体１６の通常のルーフパネル４４より上方に突出した頂板４６とで形成されたケーシング４８内に収容されたエバポレータ５０と複数（図示の場合は４個）の冷風送風機５２とを備えている。エバポレータ５０はコンデンサユニット１４から供給された冷媒を流通させる多数の銅管と、同銅管に密着連結された銅板又はアルミニウム板からなる多数のフィンとを有するプレートフィン型の熱交換器であり、また冷風送風機５２は電動機により回転されるファンを有するシロッコファン等の回転型送風機である。各冷風送風機５２の吐出ダクト５４は、夫々クーラダクト１８に開口している。
【００１０】
エバポレータ５０は、車室１６内の空気（以下内気という）を冷却することによって生成する凝結水を受ける受皿５６上に装架され、受皿５６に隣接して底板４２に内気取入口５８が設けられると共に、上記エバポレータ５０と冷風送風機５２との間に冷風通路６０が形成されている。図１及び図４に良く示されているように、前記調温ダクト４０は、車体１０の乗降用ドア開口のやや後方における車体側壁に沿い立上って配置され、その一端上端部分は車体の天井付近で上記左右の底板４２に沿って車幅方向に延び、左右夫々複数（図示の場合、一例として各側２個）の分岐ダクト４０′を形成している。各分岐ダクト４０′は左右のクーラユニット１２内に形成された上記冷風通路６０に開口６２を介し夫々連通している。一方、上記ヒータユニット３０は、電動機によって回転されるファンを有するシロッコファン等回転型の温風送風機６４と、同送風機の吐出通路６６内に介装されたヒータ６８とを備えている。図３に示されているように、調温ダクト４０が配置された側のヒータダクト２４の車両前方側に設けられたヒータユニット３０の吐出通路６６に調温ダクト４０の他端が接続されている。
【００１１】
また、調温ダクト４０における分岐ダクト４０′の分岐点とヒータユニット３０の吐出通路６６との接続部との間の適所に三方弁７０が配設され、さらに、調温ダクト４０とヒータユニット３０の吐出通路６６との接続部分に、二方弁又は切換弁７２が設けられている。上記三方弁７０は、図示の場合、Ｔ字通路を備えた回転弁として示されているが、三つの通路切換えが可能なスプール弁、ポペット弁等任意構造の弁装置を採用することができ、弁アクチュエータ７４によって通路切換えが行なわれる。また、切換弁７２は、図示の場合、バターフライ弁として示されているが、スライド弁等任意の弁装置を用いることができ、弁アクチュエータ７６によって通路切換えが行なわれる。上記弁アクチュエータ７４及び７６は、夫々コントロールユニット７８によって制御され、同コントロールユニットは、車室１６内の適所に設けられた内気温度センサ８０、外気温度センサ８２、日照センサ８４、その他冷房条件に関連する湿度等を検知する任意数の補助的センサ８６の信号を受容して上記弁アクチュエータ７４及び７６に夫々駆動出力を供給する。なお、図４において、符号８８はクーラユニット１２の頂板４６の上方に配置された車体１０のルーフパネルである。
【００１２】
上記冷房装置の作動を図５ないし図７の概略説明図について説明する。なお、図５ないし図７においては、ヒータユニット３０の温風送風機６４が吸引型送風機として示されヒータ６８の下流側に配置され、一方図３では、温風送風機６４が押込み型送風機として示されヒータ６８の上流側に配置されているが、実質的に両者は同等であり、何れか一方を適宜選択することができる。先ず、図５は夏季高温時等において、冷房のみが行なわれている状態を示す。このとき、切換弁７２は、コントロールユニット７８の駆動出力に基づき弁アクチュエータ７６によって、調温ダクト４０とヒータユニット３０における温風送風機６４の吐出通路６６との連通を遮断すると共に、同吐出通路６６をヒータダクト２４に連通させる第２位置に駆動され、また三方弁７０はコントロールユニット７８の駆動出力に基づき弁アクチュエータ７４によってクーラユニット１２の冷風通路６０と温風送風機６４の吐出通路６６との連通を遮断する第３位置に設定されている。従って、クーラユニット１２に取入れられた内気Ａｉもしくは外気Ａｏ又は内気と外気との混合空気Ａｉ＋Ａｏが、エバポレータ５０を通過して冷風となってクーラダクト１８に供給され、多数の吹出口２０及び２２から車室１６内に吹出され、通常の冷房が行なわれる。勿論、このときヒータユニット３０のヒータ６８にはエンジン２８からの冷却水が供給されず、ヒータユニット３０は休止している。
【００１３】
次に、図６は春、秋等において微弱冷房が行なわれている状態を示す。このとき、コントロールユニット７８の指令により切換弁７２は温風送風機６４の吐出通路６６とヒータダクト２４との連通を遮断しすると共に、同吐出通路６６と調温ダクト４０とを連通させる第１位置に駆動され、また三方弁７０はクーラユニット１２の冷風通路６０とヒータユニット３０の温風送風機６４の吐出通路６６とを選択的に連通させ、内気Ａｉを調温ダクト４０に流入させない第１位置に駆動されている。一方、調温ダクト４０に隣接するヒータユニット３０のヒータ６８にはエンジン２８の冷却水が供給されると共に温風送風機６４が駆動されているので、内気Ａｉもしくは外気Ａｏ又はこれらの混合空気Ａｉ＋Ａｏが、ヒータ６８により加熱され温風となって調温ダクト４０に流れ、三方弁７０を経て開口６２からクーラユニット１２の冷風通路６０内に流入する。冷風通路６０がミキサー室として作用し、エバポレータ５０を通った冷風と混合して実質的に均等な温度の調温された冷風となりクーラダクト１８の多数の吹出口２０，２２から車室１６内に吹出されるので、乗客及び乗員にとって快適な微弱冷房が行なわれる。勿論、このとき、調温ダクト４０に隣接するヒータユニット３０以外のヒータユニットは休止しており、座席の足元から不快な温風が吹出されることはない。
【００１４】
さらに、図７は図５に示した通常冷房及び図６に示した微弱冷房の中間程度の冷房、謂わば緩冷房が行なわれている状態を示す、このとき、切換弁７２は第２位置に駆動されると共に、すべてのヒータユニット３０が休止している。一方、コントロールユニット７８の指令により三方弁７０は、クーラユニット１２の冷風通路６０と車室内気とを選択的に連通させる第２位置に設定される。従って、車室内気Ａｉが三方弁７０から調温ダクト４０の分岐ダクト４０′を通って冷風通路６０に流入し、エバポレータ５０を通った冷風と混合して実質的に均等な温度の調温冷風となり、クーラダクト１８から車室内に供給され、通常冷房より冷風温度が若干高い緩冷房が行なわれる。このとき、すべてのヒータユニット３０は勿論休止しているので、座席の足元から不快な温風が吹出されることはない。なお、寒冷時暖房が行なわれる場合は、クーラユニット１２が休止され、ヒータユニット３０が夫々作動するので、ヒータダクト２４の多数の吹出口２６から座席の足元に温風が吹出され、暖房が行なわれる。このとき、切換弁７２は第２位置に駆動されていて調温ダクト４０を閉止しているので、温風がクーラユニット１２側に流れることはない。
【００１５】
上記構成によれば、車体１０の天井部分に、重いヒータユニット３０を搭載することなく、冷風の調温を行なうことができるので、車両の最大安定傾斜角度が小さくなることがなく、傾斜地停車時の安全及び旋回走行時の走行安定性を損なう不具合がない。また、製造コストが安い直結式冷房システムの利点を確保しながら、調温ダクト４０、三方弁７０、切換弁７２等の僅かな部材を追加するだけで、通常冷房、微弱冷房、これらの中間の緩冷房からなる三種の冷房を任意に行なうことができるので、車室の居住性を効果的に向上することができる。なお、上記三方弁７０を切換弁７２と同種の二方弁として、通常冷房と微弱冷房の二段階の冷房を行ない得るようにすることもでき、この場合にもなお十分な居住性の向上を達成することができる。
【００１６】
【発明の効果】
叙上のように、本発明に係る車両用空気調和装置は、製造コストが安い直結式冷房システムの利点を温存すると共に、最大安定傾斜角度の低減等の不具合を伴なうことなく、冷房時における冷風温度を、通常冷房、微弱冷房及びこれらの中間の緩冷房の三段階に調温することができるので、一層居住性を改善し得る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態を示す車両全体の概略斜視図である。
【図２】図１におけるクーラユニット１２の内部構造を示した概略平面図である。
【図３】図１におけるクーラユニット１２及びヒータユニット３０を含む冷房システム全体の概略構成図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図である。
【図５】通常の冷房が行われている場合における冷房装置の各構成部材の作動態様を示した概略説明図である。
【図６】微弱冷房が行なわれている場合における冷房装置の各構成部材の作動態様を示した概略説明図である。
【図７】通常冷房と微弱冷房の中間程度の緩冷房が行なわれている場合における冷房装置の各構成部材の作動態様を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１０…車体、１２…クーラユニット、１４…コンデンサユニット、１６…車室、１８…クーラダクト、２４…ヒータダクト、２８…エンジン、３０…ヒータユニット、３４…冷媒コンプレッサ、４０…調温ダクト、５０…エバポレータ、５２…冷風送風機、５４…吐出ダクト、５８…内気取入口、６０…冷風通路、６４…温風送風機、６６…吐出通路、６８…ヒータ、７０…三方弁、７２…切換弁、７４及び７６…弁アクチュエータ、７８…コントロールユニット。
【図１】
0003630022.tif 000002
【図２】
0003630022.tif 000003
【図３】
0003630022.tif 000004
【図４】
0003630022.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003630022.tif 000008