(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）車両の床下スペースに架装され、車室内を空調する空調ユニットと、
（ｂ）車両の下方に向けて開口し、前記空調ユニットが挿通可能な開口部を有するアンダーフレームと、
（ｃ）車両の下方側から前記開口部を塞ぐように前記アンダーフレームに取り付けられ、上部に前記空調ユニットを載せる空調架装台と
を備えた車両用空気調和装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
前記空調架装台は、前記アンダーフレームの強度を向上させる補強フレームであることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用空気調和装置において、
前記空調ユニットと前記空調架装台との間には防振ゴムが装着されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和装置において、
前記空調ユニットは、下流側が車室内に空気を吹き出す吹出ダクトに連結された空調ケースと、
この空調ケース内において空気流を発生させる送風機と、
車両走行用エンジンとは別に設けられる補助エンジンと、
この補助エンジンによって駆動される冷媒圧縮機より吐出された冷媒を、前記空調ケース内に配された冷却用熱交換器に流し、再度前記冷媒圧縮機に戻す冷凍サイクルと、
前記車両走行用エンジンで温められた冷却水を、前記空調ケース内に配された加熱用熱交換器に流し、再度前記車両走行用エンジンに戻す冷却水循環回路と
を備えたことを特徴とする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、観光バスや路線バス等の大型車両の客室を空調する車両用空気調和装置に関するものであり、特に車両走行用の動力源とは別に設けられた補助エンジンを動力源とし、且つ補助エンジンの冷却水を熱源とする空調ユニットを、車両のアンダーフレームの下方より搭載するようにしたバス車両用空気調和装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、実公平７−４２８２４号公報においては、バス車両の車体両側の側板間に張設された高床式のフロワパネルの下方にバス車両の前後方向に配された２本のシャシーフレームと、これらのシャシーフレーム上においてバス車両の左右方向に架設された２本の搭載用レールと、車体片側の側板に形成された開口部より２本の搭載用レールの延長方向に沿って挿入され、２本の搭載用レール上に載置される１ユニットの冷房ユニットとを備えたバス車両用空気調和装置（第１従来例）が提案されている。
【０００３】
また、従来より、図４に示したように、バス車両の下部で前後方向に配されたアンダーフレーム１０１を補助エンジン付エアコンユニット（以下エアコンユニットと略す）１０２の幅部分だけ切欠き、バス車両の下部で上下方向に配されたクロスフレーム１０３、１０４の対向面から突出したブラケット１０５、１０６と、エアコンユニット１０２を載置するベースフレーム１０７の両側に設けられたブラケット１０８、１０９との間にクッションゴム１１０、１１１を介して架装されたバス車両用空気調和装置（第２従来例）が知られている。
【０００４】
この第２従来例は、バス車両のアンダーフレーム１０１の強度上、剛性の高いクロスフレーム１０３、１０４からエアコンユニット１０２を架装するためのブラケット１０５、１０６を所定の突出量（例えはＡｍｍ）だけそれぞれ突出している。このため、クロスフレーム１０３、１０４の間のエアコンユニット１０２の収容室の幅寸法（バス車両の前後方向の寸法）がＢ2 ｍｍとなる。なお、１１２は補強フレームで、１１３〜１１６は締結用ボルトで、１１７、１１８は締結用ナットである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１従来例は、バス車両のシャシーフレームを避けるように、バス車両の側方からフォークリフトを使ってバス車両の左右方向にスライドさせて、２本の搭載用レール上に架装するようにしているが、２本の搭載用レールがフロワパネルとシャシーフレームとの間に存在するため、フロワパネルの下方の床下スペース（冷房ユニットの収容室）の縦寸法（上下方向寸法）が狭くなるという問題が生じている。また、２本の搭載用レールが必要となるので、部品点数が多く、組付作業が複雑化することにより製品コストを上昇させるという問題が生じている。
【０００６】
また、第２従来例においては、エアコンユニット１０２の架装部分のみバス車両のアンダーフレーム１０１が切欠かれた状態となり、バス車両のフレーム全体の強度を低下させるという問題が生じている。そして、エアコンユニット１０２を架装する時に、バス車両の下方よりエアコンユニット１０２の架装作業を行うため、エアコンユニット１０２の両側に作業可能なスペースを確保する必要がある。すなわち、車体側のブラケット１０５、１０６とエアコンユニット１０２側のブラケット１０８、１０９との締結作業を行うスペースを確保する必要がある。この結果、エアコンユニット１０２の両側に幅寸法Ａが必要となり、収容室全体の幅寸法を拡大させている。これにより、バス車両のフロワパネルの下方の床下スペース（収容室）の横寸法（前後方向寸法）が狭くなり、フロワパネルの下方で、且つ収容室のバス車両の後方側に隣設して形成される荷物室のスペースが狭くなるという問題が生じている。
【０００７】
さらに、エアコンユニット１０２側では、ベースフレーム１０７の形状が複雑で、製品コストを上昇させている。そして、バス車両へのエアコンユニット１０２の架装作業がエアコンユニット１０２とバス車両のクロスフレーム１０３、１０４との間の隙間に手を入れて作業をする必要があるため、架装作業がし難いという問題が生じている。
【０００８】
【発明の目的】
本発明の目的は、空調ユニットの架装作業を車両の外部で行うことにより、車両の床下スペースを広げることができ、且つ製品コストを低下させることができる車両用空気調和装置を提供することにある。また、車両への空調ユニットの架装作業が簡単にでき、且つ車両のアンダーフレームの剛性の低下を防止することのできる車両用空気調和装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、上部に空調ユニットを載せた状態で空調架装台を、車両の下方側から開口部を塞ぐように車両のアンダーフレームに取り付けることにより、空調ユニットを車両の床下スペースに簡単に架装することができる。これにより、搭載用レールや複雑形状なベースフレームを使用することなく、車両の床下スペースへの空調ユニットの架装作業を簡単に行うことができるので、部品点数を減少でき、製品コストを低減することができる。また、空調架装台への空調ユニットの架装作業を、車両の床下スペースへの架装前に行うことができるので、空調ユニットの周囲の作業スペースが不要となり、車両の床下スペースを広げることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、車両のアンダーフレームの開口部を補強フレームによって塞ぐことにより、アンダーフレームの強度が向上し、アンダーフレームの剛性の低下を抑えることができる。
請求項３に記載の発明によれば、空調ユニットと空調架装台との間に、防振ゴムを装着することにより、空調ユニットを作動させる際に発生する振動が防振ゴムに伝わって吸収されるので、車室内に騒音が聞こえ難くなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、補助エンジンが運転されることにより冷媒圧縮機が補助エンジンによって駆動されると、冷却用熱交換器内に冷媒が流れ込む。そして、送風機によって空調ケース内に吸い込まれた空気が冷却用熱交換器を通過する際に冷却されて冷風となり、この冷風が吹出ダクトを通った後に車室内に吹き出される。これにより、車室内が冷房される。また、車両走行用エンジンが運転されることにより、加熱用熱交換器内に冷媒が流れ込む。送風機によって空調ケース内に吸い込まれた空気が加熱用熱交換器を通過する際に加熱されて温風となり、この温風が吹出ダクトを通った後に車室内に吹き出される。これにより、車室内が暖房される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔実施形態の構成〕
図１ないし図３は本発明の実施形態を示したもので、図１はエアコンユニットのバス車両への架装位置を示した概略図で、図２はバス車両用空気調和装置の全体構成を示した図である。
【００１３】
本実施形態のバス車両用空気調和装置１は、図示しない車両走行用ディーゼルエンジン（以下メインエンジンと呼ぶ）を後部に搭載した、観光バスや路線バス等の高床式のバス車両２の客室および乗務員室等の車室内を空調する１ユニットタイプのサブエンジン式エアコンユニット（以下エアコンユニットと略す）３の各空調手段を、空調制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ）によって制御するように構成されている。
【００１４】
先ず、エアコンユニット３を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はエアコンユニット３を示した図である。本実施形態のエアコンユニット３は、本発明の空調ユニットに相当する空調手段群で、バス車両２のアンダーフレーム４を補強するための２本の補強フレーム（本発明の空調架装台に相当する）５上にボルト６やナット７等の締結具を用いて締め付け固定される略Ｈ形状のベースフレーム８上に載置された状態で、バス車両２の床下スペースに架装されている。
【００１５】
なお、アンダーフレーム４は、シャシーフレーム等の車体の最下部に配されるフレームで、バス車両２のフロワパネル（床）９とバス車両２のフロント側、リヤ側クロスフレーム１０ａ、１０ｂとで囲まれた空間を、エアコンユニット３を収容する収容室１１としている。また、補強フレーム５は、アンダーフレーム４に形成された長方形状の開口部１２を塞ぐように、アンダーフレーム４の下面にボルト１３やナット１４等の締結具を用いて締め付け固定されている。なお、アンダーフレーム４の開口部１２は、後記するエアコンユニット３をアンダーフレーム４の下方より収容室１１内に挿入することが可能な大きさに形成されている。
【００１６】
そして、補強フレーム５は、板厚を従来の補強フレームよりも厚くしたり、Ｈ鋼等の剛性の高い材料を使用したり剛性を向上して、開口部１２を形成することによるアンダーフレーム４の剛性の低下を補うようにしている。これにより、補強フレーム５は、約４００ｋｇのエアコンユニット３を架装できる。さらに、２本の補強フレーム５とベースフレーム８との間には、振動を吸収するクッションゴム（本発明の防振ゴムに相当する）１５が装着されている。
【００１７】
そして、エアコンユニット３は、バス車両２の前輪２ａと後輪２ｂとの間のうち、前輪２ａ直後（リヤ側）のフロワパネル（床）９下の収容室１１内に収容され、上記のベースフレーム８上に、バス車両２の天井ダクト（冷房用吹出ダクト）２１および床上ダクト（暖房用吹出ダクト）２２に下流側端が連通する空調ケース２３と、この空調ケース２３内において空気流を発生させる送風機２４と、メインエンジンとは別途設けられたサブエンジン（本発明の補助エンジンに相当する）２５と、このサブエンジン２５により駆動される冷房装置の冷凍サイクルと、メインエンジンの冷却水を熱源とする暖房装置の冷却水回路とが架装されている。
【００１８】
空調ケース２３の上流側には、客室や乗務員室等の車室内の空気を吸い込む内気吸込口２６、車室外の空気を吸い込む外気吸込口２７、および内気吸込口２６より吸い込まれる内気量と外気吸込口２７から吸い込まれる外気量とを調節する内外気切替ドア（図示せず）よりなる内外気切替手段が設けられている。なお、外気吸込口２７は、バス車両２の車体の片側の側板１９で開口している。
【００１９】
送風機２４は、空調ケース２３の下流側と天井ダクト２１および床上ダクト２２との間に連結されたスクロールケーシング２８と、このスクロールケーシング２８内に回転自在に収容された遠心式ファン（図示せず）と、サブエンジン２５の出力軸にベルト駆動されて遠心式ファンを回転させる回転軸２９とから構成されている。スクロールケーシング２８の下流端は、内部に吹出口切替ドア（図示せず）を収容した吹出口切替箱（図示せず）を介して天井ダクト２１および床上ダクト２２に連結している。なお、空調ケース２３およびスクロールケーシング２８は、取付用ステー１６を介してベースフレーム８に取り付けられている。
【００２０】
サブエンジン２５の排気管の途中には、消音装置（マフラー）３０が設けられている。
冷凍サイクルは、サブエンジン２５の出力軸に駆動連結された冷媒圧縮機（コンプレッサ）３１、この冷媒圧縮機３１で圧縮された高温高圧の冷媒を冷却ファン３２の送風を受けて凝縮液化させる冷媒凝縮器（コンデンサ）３３、およびこの冷媒凝縮器３３で液化された後、図示しない膨張弁等の減圧手段で減圧された低温低圧の冷媒を送風機２４により吸い込まれる空気と熱交換して蒸発気化させる冷媒蒸発器（エバポレータ）３４等から構成される。なお、冷却ファン３２の駆動軸は、サブエンジン２５の出力軸にベルト駆動されている。
【００２１】
このうち冷媒蒸発器３４は、本発明の冷却用熱交換器に相当する部品で、空調ケース２３内の通風路を塞ぐように配設され、通過する空気を冷却する。そして、冷媒蒸発器３４で冷却された空気は、空調ケース２３からスクロールケーシング２８を通って吹出口切替箱を経て天井ダクト２１へ送り込まれ、天井ダクト２１に設けられた冷風吹出グリル２１ａより車室内に吹き出される。なお、本実施形態では、空調ケース２３、送風機２４および冷凍サイクルからバス車両用冷房装置（冷房ユニット）が構成される。
【００２２】
冷却水回路は、メインエンジンで温められた冷却水をウォータポンプ（図示せず）によりヒータコア４１に流し、再度メインエンジンに戻す温水ヒータ回路を有し、ヒータコア４１の他に、冷却水の温度が第１設定水温（例えば６５℃）以下の時に燃料を燃焼させて冷却水を加熱する予熱機４２、および冷却水の温度が第２設定水温（例えば８５℃）以上に上昇しないように冷却水を冷やすラジエータ４３等から構成されている。
【００２３】
このうちヒータコア４１は、本発明の加熱用熱交換器に相当する部品で、空調ケース２３内において冷媒蒸発器３４よりも下流側に配設され、内部に冷却水が流れ、この冷却水を熱源として空気を加熱する。そして、ヒータコア４１で加熱された空気は、空調ケース２３からスクロールケーシング２８を通って吹出口切替箱を経て床上ダクト２２へ送り込まれ、床上ダクト２２に設けられた温風吹出グリル２２ａより車室内に吹き出される。なお、本実施形態では、空調ケース２３、送風機２４および冷却水回路からバス車両用暖房装置（暖房ユニット）が構成される。
【００２４】
また、ラジエータ４３および冷媒凝縮器３３を収容する送風ダクト４４は、取付用ステー１７を介してベースフレーム８に取り付けられている。そして、エアコンユニット３としては、上記の各部品の他に、リザーブタンク、冷媒用ドライヤ、スタータ、エアクリーナ、フューエルフィルタ、冷媒用レシーバ等がある。さらに、送風機２４と冷却ファン３２を電動式とする場合には、ブロワモータやファンモータが必要となる。
【００２５】
エアコンユニット３の各空調手段を制御するＥＣＵには、乗務員室に設けられたエアコンコントロールパネル５１上の各空調スイッチ（例えば車室内の設定温度を乗務員が設定するための温度設定スイッチなど）からの各スイッチ信号が入力される。そして、ＥＣＵには、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ等からの各センサ信号が入力される。そして、ＥＣＵは、入力した各スイッチ信号や各センサ信号に応じて電気部品収納ボックス５２内の各空調手段の電気部品への通電および通電停止を制御する。
【００２６】
〔実施形態の架装方法〕
次に、本実施形態のエアコンユニット３の架装方法を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００２７】
先ず、図３に示したように、ベースフレーム８上に、サブエンジン２５等のエアコンユニット３を架装する。次に、２本の補強フレーム５の長手方向に直交するように、エアコンユニット３を載せて、ボルト６やナット７等の締結具を用いて２本の補強フレーム５とベースフレーム８を含むエアコンユニット３を締め付け固定する。このとき、２本の補強フレーム５の上面とベースフレーム８の下面との間にクッションゴム１５を介在させる。
【００２８】
次に、フォークリフトの２本のフォークを、２本の補強フレーム５の長手方向に直交するように、すなわち、エアコンユニット３の長手方向に沿うように入れて、フォークリフトの２本のフォーク上に２本の補強フレーム５ごとエアコンユニット３を載せる。そして、バス車両２の前輪２ａ直後の車体の側板１９側に外気吸込口２７が来るように、バス車両２の車体の下方、つまりアンダーフレーム４の下方に一旦エアコンユニット３を挿入する。
【００２９】
その後に、フォークリフトの２本のフォークを上昇させて、図１に示したように、アンダーフレーム４の開口部１２からフロント側、リヤ側クロスフレーム１０ａ、１０ｂ間にエアコンユニット３を挿入する。次に、２本の補強フレーム５を、アンダーフレーム４の下面にボルト１３やナット１４等の締結具を用いて締め付け固定することにより、図２に示したように、バス車両２の前輪２ａ直後の床下スペース（フロワパネル９下の収容室１１内）にエアコンユニット３が架装される。
【００３０】
〔実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態では、２本の補強フレーム５上にクッションゴム１５を介してエアコンユニット３を載せた状態で、バス車両２のアンダーフレーム４の開口部１２から収容室１１内に挿入するように、アンダーフレーム４の下方からエアコンユニット３を架装するようにしており、エアコンユニット３と車体との組付作業を車体の下方外側から作業できるようにしている。これにより、エアコンユニット３のバス車両２の床下スペースへの架装作業が非常に簡単なものとなる。
【００３１】
また、エアコンユニット３と車体との組付作業を車体の下方外側から作業できるようにしているので、フロント側、リヤ側クロスフレーム１０ａ、１０ｂ間に手を入れるスペースＡ（図４参照）が不要となり、幅寸法Ｂ1 を従来の技術よりも狭くすることができる。また、エアコンユニット３をバス車両２の床下スペースに架装する際に、２本の搭載用レールを使用しないので、エアコンユニット３の収容スペースの高さ方向寸法も低く設定できる。これにより、バス車両２のフロワパネル９の下方の床下スペースが狭くなることを防止できるので、その床下スペースを有効利用でき、例えばバス車両２の荷物室を床下スペースに設ける場合にその荷物室を広くすることができる。
【００３２】
さらに、エアコンユニット３をバス車両２に架装する際に従来の技術では必要であったブラケットや２本の搭載用レール等の部品を廃止することができるので、部品点数が少なくなり、組付作業性も向上することにより、バス車両用空気調和装置１の製品価格を低減することができる。そして、従来のものよりも強度を向上した補強フレーム５をアンダーフレーム４に締め付け固定しているので、アンダーフレーム４を含むバス車両２の全フレームの強度を向上する必要がなく、バス車両２の製品価格を低減することができる。また、従来のものよりもベースフレーム８の形状を簡素化することができ、軽量化を図ることもできる。このため、エアコンユニット３のバス車両２の床下スペースへの架装作業をより容易に行うことができる。
【００３３】
そして、本実施形態でも、２本の補強フレーム５とエアコンユニット３のベースフレーム８との間にクッションゴム１５を装着しているので、サブエンジン２５の振動がベースフレーム８を経てクッションゴム１５に伝わると、そのクッションゴム１５でサブエンジン２５の振動が吸収される。また、送風機２４の運転により空調ケース２３やスクロールケーシング２８に生じる振動も、ベースフレーム８を経てクッションゴム１５に伝わると、そのクッションゴム１５で吸収される。これにより、エアコンユニット３で生じる振動はクッションゴム１５で吸収されることによって、バス車両２の車室内に騒音として導入されることはなく、車室内に導入される騒音を低減することができる。また、バス車両２自体の振動も、クッションゴム１５が吸収されるので、エアコンユニット３にバス車両２自体の振動が伝わり難くなる。
【００３４】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、本発明をバス車両用空気調和装置１に適用した例を示したが、乗用車、トラック、鉄道車両等の他の車両の空気調和装置に適用しても良い。もちろんサブエンジンを搭載しない車両用空気調和装置に適用しても良い。すなわち、車両走行用エンジンや電動モータで冷媒圧縮機を駆動しても良い。
【００３５】
本実施形態では、メインエンジンの冷却水を熱源として車室内を暖房するエアコンユニット３を使用したが、サブエンジン２５の冷却水を熱源として車室内を暖房するエアコンユニット３を使用しても良い。また、冷却水回路の途中に、電気ヒータや、電気部品等の発熱部品の排熱を吸収する排熱吸収器を連結しても良い。
【００３６】
本実施形態では、エアコンユニット３を２本の補強フレーム５に架装したが、空調ケース内に冷媒蒸発器等の冷却用熱交換器のみを収容した、冷房のみ可能なクーリングユニット、空調ケース内にヒータコア等の加熱用熱交換器のみを収容した、暖房のみ可能なヒータユニット、あるいは冷媒凝縮器、過冷却器（スーパークーラ）やレシーバを一体化したコンデンシングユニットを補強フレームや蓋部材等の空調架装台に架装しても良い。また、空調ケースから吹き出す空気の吹出温度のコントロール方式は、エアミックス温度コントロール方式でも、リヒート式温度コントロール方式でも、流調式温度コントロール方式でも何でも良い。
【００３７】
本実施形態では、エアコンユニット（空調ユニット）３をバス車両２の前輪２ａ直後の床下に架装したが、空調ユニットをバス車両２の後輪２ｂ直前の床下に架装しても良い。また、空調ユニットをバス車両２の前輪２ａ直前の床下に架装しても良く、空調ユニットをバス車両２の後輪２ｂ直後の床下に架装しても良い。さらに、上記の他、バス車両２の床下スペースのどこに配置されていても良い。
【００３８】
本実施形態では、アンダーフレーム４の下面に補強フレーム（空調架装台）５をボルト１３およびナット１４等の締結具により締め付け固定したが、アンダーフレーム４の下面に空調架装台を固定ねじ等の締結具により締め付け固定しても良い。また、アンダーフレーム４の下面に空調架装台を溶接したり、接着したりしても良い。さらに、アンダーフレーム４に形成された係止孔等の嵌合部と空調架装台に形成された係止爪等の被嵌合部とを嵌合させることにより、アンダーフレーム４の下面に空調架装台を固定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】エアコンユニットのバス車両への架装位置を示した概略図である（実施形態）。
【図２】バス車両用空気調和装置の全体構成を示した透視図である（実施形態）。
【図３】エアコンユニットを示した概略図である（実施形態）。
【図４】車両用空気調和装置を示した断面図である（第２従来例）。
【符号の説明】
１  バス車両用空気調和装置
２  バス車両
３  エアコンユニット（空調ユニット）
４  アンダーフレーム
５  補強フレーム（空調架装台）
８  ベースフレーム
９  フロワパネル（床）
１１  収容室
１２  開口部
１５  クッションゴム（防振ゴム）
２３  空調ケース
２４  送風機
２５  サブエンジン（補助エンジン）
３１  冷媒圧縮機
３３  冷媒凝縮器
３４  冷媒蒸発器（冷却用熱交換器）
４１  ヒータコア（加熱用熱交換器）
４２  予熱機
４３  ラジエータ
【図１】
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【図２】
0003684742.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003684742.tif 000005