(57)【要約】      （修正有）【課題】コストを抑えた車両用空気調和機を提供する。【解決手段】連結された複数の車両を空調する車両用空気調和機６００において、複数の車両のうち少なくとも連結された所定数の車両から１つの車両を特定車両として特定し、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも所定数の車両の空調を制御する。【選択図】図１
2012032027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結された複数の車両を空調する車両用空気調和機において、
前記複数の車両のうち連結された所定数の車両から１つの車両を特定車両として特定し、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも前記所定数の車両の空調を制御する
ことを特徴とする車両用空気調和機。
【請求項２】
前記特定車両に入射される太陽光を環境状態として検知している
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和機。
【請求項３】
前記特定車両の車幅方向において、前記特定車両の一方側及び他方側から入射される太陽光の輻射量に応じて、前記所定数の車両の一方側と他方側に供給する空調空気の風量を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和機。
【請求項４】
前記特定車両の車幅方向において、前記特定車両の一方側及び他方側から入射される太陽光の輻射量に応じて、前記所定数の車両の一方側と他方側に供給する空調空気の温度を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和機。
【請求項５】
前記太陽光を検知する検知装置が前記特定車両に少なくとも１台設置される
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和機。
【請求項６】
前記検知装置は、前記特定車両の両側の窓の近傍に設置される
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道等の車両に搭載される車両用空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の車両から構成される鉄道等の車両用空気調和機において、各車両の両側に設けられている窓から照射される太陽光（輻射）が、強い側と強くない側が存在する。そこで、それぞれの車両の両側の窓に隣接するように輻射センサーや温度センサーを設置し、当該輻射センサーや温度センサーの検出値に基づいて、空調空気の温度、放出量等を調整し、車両内を快適にする車両用空気調和機の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両の幅方向を中心としたときに、温度センサーを、車両内の対称な位置に設け、一方の温度センサーの検出値が、他方の温度センサの検出値より定められた値より差がある場合には、当該他方の温度センサーの検出値に基づいて、空調空気の温度、放出量等を制御し、車両内を快適にする車両用空気調和機が提案されている（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３２６号公報（１頁、２頁、第２図）
【特許文献２】特開２００９−２０７５４１号公報（１頁、２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載の複数の車両から構成される鉄道等の車両用空気調和機は、車両内の温度又は車両に入射される太陽光の輻射を検知する検知装置が、各車両ごとに設けられているので、その分コストアップとなってしまっていた。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コストを抑えた車両用空気調和機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用空気調和機は、連結された複数の車両を空調する車両用空気調和機において、複数の車両のうち連結された所定数の車両から１つの車両を特定車両として特定し、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも所定数の車両の空調を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る車両用空気調和機は、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも所定数の車両の空調を制御するので、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における車両用空気調和機が設けられている車両の断面図である。
【図２】図１に示す車両用空気調和機に第１室内ファン及び第２室内ファンが設けられている場合の車両の断面図である。
【図３】図１に示す車両用空気調和機を上面視したときの概要構成例図である。
【図４】図２に示す車両用空気調和機を上面視したときの概要構成例図である。
【図５】図１に示す車両用空気調和機の空調制御装置の接続図である。
【図６】本発明の実施の形態２における車両用空気調和機の概要構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．  
図１は、本発明の実施の形態１における車両用空気調和機６００が設けられている特定車両５０１の断面図である。図３は、図１に示す車両用空気調和機６００を上面視したときの概要構成例図である。図５は、図１に示す車両用空気調和機６００の空調制御装置８の接続図である。
【００１１】
図１に示すように、車両用空気調和機６００は、例えば各車両の上面で車室外に設置されている。また、車両用空気調和機６００は、１台の車両に設けられる台数は、特に限定されるものではないが、少なくとも１台設置されているものとして説明する。
【００１２】
車両用空気調和機６００は、圧縮機１ａ、圧縮機１ｂ、第１熱交換器２ａ、第１熱交換器２ｂ、絞り装置３ａ、絞り装置３ｂ、第２熱交換器４ａ、第２熱交換器４ｂ、排気ファン５、室内ファン６、冷媒配管７、ダンパ装置５０３、検知装置５０４、車両情報処理装置９、空調制御装置８及び検知情報通信網２１を有している。  
【００１３】
［冷媒回路構成］
図３より、車両用空気調和機６００の冷媒回路構成について説明する。  
図３に示すように、車両用空気調和機６００は、第１冷媒回路１００ａと、第２冷媒回路１００ｂと、排気ファン５と、室内ファン６から構成されており、それらが一つの筐体に収納されて車室外に設置されている。なお、図１に示すように車両用空気調和機６００の天面を覆う部材を天面部材２０とする。
【００１４】
第１冷媒回路１００ａは、圧縮機１ａと、第１熱交換器２ａと、絞り装置３ａと、第２熱交換器４ａと、が冷媒配管７を介して環状に接続されている。また、第２冷媒回路１００ｂは、圧縮機１ｂと、第１熱交換器２ｂと、絞り装置３ｂと、第２熱交換器４ｂと、が冷媒配管７を介して環状に接続されている。
【００１５】
第１熱交換器２ａは、車幅方向の一方の脇に設置され、第１熱交換器２ｂは、他方の脇に設置される。第１熱交換器２ａは、圧縮機１ａ及び絞り装置３ａに冷媒配管７を介して接続している。同様に、第１熱交換器２ｂは、圧縮機１ｂと絞り装置３ｂに、冷媒配管７を介して接続している。
【００１６】
第２熱交換器４ａは、図３に示すように、車幅方向の一方の脇に設置され、第１熱交換器４ｂは、他方の脇に設置される。また、第２熱交換器４ａは、第１熱交換器２ａに対して車両の長手方向の前方または後方に設置される。同様に、第２熱交換器４ｂは、第１熱交換器２ｂに対して、車両の長手方向の前方または後方に設置される。
【００１７】
第２熱交換器４ｂは、圧縮機１ｂ及び絞り装置３ｂに、冷媒配管７を介して接続している。同様に、第１熱交換器２ｂは、圧縮機１ｂ、絞り装置３ｂに、冷媒配管７を介して接続している。
【００１８】
第１熱交換器２ａ、第１熱交換器２ｂ、第２熱交換器４ａ及び第２熱交換器４ｂは、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成するとよい。また、第１熱交換器２ａ及び第１熱交換器２ｂは、冷房運転時において、凝縮器（放熱器）として機能して空気に放熱し、暖房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却している。また、第２熱交換器４ａ及び第２熱交換器４ｂは、冷房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時において、凝縮器（放熱器）として機能して空気を加熱している。
【００１９】
圧縮機１ａは、図３に示すように、第１熱交換器２ａ及び第２熱交換器４ａに冷媒配管７を介して接続している。圧縮機１ｂは、図３に示すとおり、第１熱交換器２ｂ及び第２熱交換器４ｂに冷媒配管７を介して接続している。
【００２０】
圧縮機１ａ及び圧縮機１ｂは、冷媒を圧縮するもので、運転容量を可変することが可能であり、例えばインバータにより制御されるモータ（図示せず）によって駆動される容積式圧縮機を用いればよい。
【００２１】
絞り装置３ａは、図３に示すように、第１熱交換器２ａ及び第２熱交換器４ａに冷媒配管７を介して接続している。絞り装置３ｂは、第１熱交換器２ａ及び第２熱交換器４ｂに冷媒配管７を介して接続している。絞り装置３ａ（絞り装置３ｂ）は、絞り開度が可変であり、第１冷媒回路１００ａ（第２冷媒回路１００ｂ）内を流れる冷媒の流量の調節等を行う。
【００２２】
以上のように、第１冷媒回路１００ａ及び第２冷媒回路１００ｂは、それぞれ独立した環状構成を形成し、第１冷媒回路１００ａ及び第２冷媒回路１００ｂに、冷媒を循環させることで冷暖房を行うことができるようになっている。
【００２３】
天面部材２０は、車両の車幅方向に略垂直な面に、第１吸気部１１ａ及び第２吸気部１１ｂが形成されている。
【００２４】
室内ファン６は、第２熱交換器４ｂと第２熱交換器４ｂの間（車幅方向の中央部）で、且つ、排気ファン５の車両の長手方向前方または後方に設置されている。図３に示すように、室内ファン６は、第１吸気部１１ａ及び第２吸気部１１ｂから車内の空気Ｂを車両用空気調和機６００内に取り込み、第１熱交換器４ａ及び第２熱交換器４ｂと当該空気Ｂを熱交換させ、冷風を車両内に供給するようになっている。
【００２５】
排気ファン５は、第１熱交換器２ａと第１熱交換器２ｂの間（車幅方向の中央部）に設けられている。排気ファン５は、天面部材２０の車両幅方向に垂直な面に形成されている第１排気開口（図示省略）及び第２排気開口（図示省略）から、空気を取り込んで第１熱交換器２ａと第１熱交換器２ｂと当該空気と熱交換させてから排気するようになっている。
【００２６】
［ダンパ装置５０３、検知装置５０４の説明］  
ダンパ装置５０３は、第１吹出口５０３ａ及び第２吹出口５０３ｂが設けられている。
ダンパ装置５０３は、室内ファン６の略鉛直下方に設けられている。そして、室内ファン６によって、車両用空気調和機６００内に取り込まれた空気Ｂは、第１吹出口５０３ａ及び第２吹出口５０３ｂを介して、風向が調整されて、車両内に供給されるようになっている。  
【００２７】
また、ダンパ装置５０３には、傾きが可変な平板部材であるダンパ５０３ｃが設けられている。ダンパ５０３ｃの形状は特に限定されるものではないが、例えば略長方形形状の板材でよい。また、ダンパ５０３ｃには、ダンパ５０３ｃの傾きが調節可能なようにダンパ軸５０３ｄが挿通されている。このダンパ軸５０３ｄの回転に伴って、ダンパ５０３ｃの角度が変化し、室内ファン６によって車両内に流入する空気が、車両の両側に分流するようになっている。  
【００２８】
このように、車両用空気調和機６００は、ダンパ装置５０３によって、車両の両側（車両の幅方向側）に送り込む空調空気の風量を可変させることが可能となっている。これにより、車両の両側の温度が異なっている場合には、ダンパ５０３ｃの角度を制御することで車両の両側に送り込む空調空気の風量が制御され、車両内の両側を共に快適性を保つことができるようになっている。なお、車両用空気調和機６００には、ダンパ装置５０３を設けて、車両の両側に送り込む風量を変化させるようにしているが、ダンパ装置５０３に限定されるものではない。  
【００２９】
検知装置５０４は、後述して詳しく説明する特定車両５０１の両側の太陽光Ａの輻射量を検知できるものである。検知装置５０４は、図１に示すように、特定車両５０１の両側に１つずつ設けているものとして説明するが、特定車両５０１の両側に少なくとも１台ずつ設置されていれば、設置台数は特に限定されるものではない。
【００３０】
［車両用空気調和機６００が、２つの室内ファンを有する場合］
図２は、図１に示す車両用空気調和機６００に第１室内ファン６ａ及び第２室内ファン６ｂが設けられている場合の車両の断面図である。図４は、図２に示す車両用空気調和機６００を上面視したときの概要構成例図である。図２及び図４に示すように、車両用空気調和機６００は、２台の第１室内ファン６ａ及び第２室内ファン６ｂが設けられ、また、ダンパ装置５０３が、ダンパ５０３ｃ及びダンパ軸５０３ｄの代わりに隔壁５０３ｅが設けられているような構成でもよい。なお、隔壁５０３ｅは、第１室内ファン６ａから車両内に供給される空気と第２室内ファン６ｂから車両内に供給される空気を分ける部材である。この構成の場合には、第２熱交換器４ａで冷却された空気を第１室内ファン６ａによって第１吸気部１１ａから車両内に供給するようにし、第２熱交換器４ｂで冷却された空気を第２室内ファン６ｂによって、第２吸気部１１ｂから車両内に供給するようになっている。
【００３１】
つまり、冷媒回路１００ａ及び冷媒回路１００ｂの運転稼働率、インバーター電源による運転周波数又は冷媒流量等を個別に制御すると、第２熱交換器４ａと第２熱交換器４ｂの冷却温度を個別に制御することができるので、車両の両側の温度が異なっている場合には、上記の制御によって、第１吹出口５０３ａ及び第２吹出口５０３ｂから車両の両側に送り込まれる空調空気の温度が調整され車両内の両側をともに快適に保つことができる。
以下、再び図１、図３及び図５に基づいて車両用空気調和機６００の説明をする。
【００３２】
［特定車両５０１、その他の車両］
実施の形態１に係る車両用空気調和機６００は、複数の車両が連結された電車に設置されることを想定している。そして、複数の車両のうち所定車両数に対して連結された１台の車両を特定車両５０１として規定している。所定車両数とは、複数の車両のうちの任意の車両数をいう。たとえば、図５に示すように、４車両連結の電車において所定車両数を４車両としたり、所定車両数を２車両ずつとしたり、すればよい。また、１０車両連結の電車においては、所定車両数を５車両ずつとしたり、所定車両数を６車両と４車両としたり、すればよい。なお、図５では特定車両５０１が１車両である場合を例に図示しているが、特定車両５０１の両数を特に限定するものではない。
【００３３】
特定車両５０１及びその他の車両（特定車両以外の車両）には、それぞれ車両用空気調和機６００及び空調制御装置８が設置されている。つまり、いずれの車両においても、車両用空気調和機６００及び空調制御装置８によって車内の空調が実行できるようになっている。
【００３４】
その他の車両及び特定車両５０１には、後述する空調制御装置８が設けられており、特定車両５０１の検知装置５０４が検知した環境情報に基づいて、その他の車両及び特定車両５０１の空調制御がされるようになっている。
【００３５】
車両の一方側（例えば、特定車両５０１内の窓付近）に設置される検知装置５０４を第１検知装置５０４ａとし、車両の他方側に設置される検知装置５０４を第２検知装置５０４ｂとする。
【００３６】
［車両用空気調和機の電気的接続］
まとめると、図５に示すように、所定車両５００の各車両には、車両用空気調和機６００及び空調制御装置８が備えられている。また、特定車両５０１には、検知装置５０４が備えられている。さらに、いずれかの車両には、車両情報処理装置９が備えられている。
【００３７】
検知装置５０４は、車両情報処理装置９に接続され（図示省略）、特定車両５０１の車両環境状態（太陽光の輻射等）を検知し、その検知結果を検知情報として、車両情報処理装置９に送信するものである。
【００３８】
車両情報処理装置９は、特定車両５０１に設けられている検知装置５０４の検知情報を収集し、所定車両５００の各車両に設けられている空調制御装置８に検知情報を送信するものである。車両情報処理装置９が設置される車両は、特に、限定されるものではないが、例えば、図５に示すように、検知装置５０４が設けられている車両等としたり、先頭車両及び最後尾車両等としたりすればよい。
【００３９】
空調制御装置８は、図５に示すように、車両用空気調和機６００が備えられている車両ごとに設けられている。空調制御装置８は、車両情報処理装置９から受信した検知情報に基づいて、車両用空気調和機６００を制御するものである。  
【００４０】
検知情報通信網２１は、所定車両５００の各車両の空調制御装置８と車両情報処理装置９とを接続する通信網である。車両情報処理装置９から送信された検知情報は、検知情報通信網２１を介して、所定車両５００の各車両の空調制御装置８に送信されるようになっている。
【００４１】
［車両の概要説明］
図１に示すように、所定車両５００の各車両は、窓５２０及び座席５０２等を有している。
【００４２】
窓５２０は、車両の両側（車両の幅方向の両側）に設けられている。この窓５２０は、ガラスで構成されており、太陽光Ａが車両内に入るようになっている。
【００４３】
座席５０２は、例えば車両の両側に設けられている。鉄道によっては、車両内に座席５０２が設けられていないものもあるが、所定車両５００の各車両内には、設置されているものとして説明する。
【００４４】
［動作説明］
まず、第１検知装置５０４ａ及び第２検知装置５０４ｂが、特定車両の車両環境状態を検知する。この検知結果を検知情報として、第１検知装置５０４ａ及び第２検知装置５０４ｂは、車両情報処理装置９に、検知情報を送信する。
【００４５】
検知情報を受信した車両情報処理装置９は、所定車両５００の各車両にそれぞれ設けられている各空調制御装置８に、この検知情報を、検知情報通信網２１を介して送信する。検知情報を受信した各空調制御装置８は、この空調制御装置８に対応する車両用空気調和機６００を制御する。
【００４６】
当該制御は、例えば、第１検知装置５０４ａが第２検知装置５０４ｂよりも太陽光Ａの輻射が強い場合には、ダンパ５０３ｃの傾きを変化させて、第１吹出口５０３ａから放出される空気Ｂの風量を大きくして、車両内の両側を共に快適に保つようにしている。
【００４７】
［車両用空気調和機６００の有する効果］
車両用空気調和機６００は、車両内の温度又は車両に入射される太陽光Ａの輻射を検知する検知装置５０４が、特定車両５０１の両側に設けられている。特定車両５０１に連結された複数の車両には、太陽光が、ほぼ同じ方向からほぼ同じ強さで入射しており、この検知装置５０４の検知情報を、全車両の空調制御に採用することが可能であるため、車両用空気調和機６００のコストを抑えることができる。
【００４８】
実施の形態２．  
図６は、本発明の実施の形態２における車両用空気調和機６０１の概要構成例である。なお、本実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号とし、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。
【００４９】
車両用空気調和機６０１においては、特定車両５０１に設けられる検知装置１０が１つとしている。ここで、検知装置１０は、特定車両５０１に１つしか設置されていなくても、車両の両側の太陽光Ａの輻射を区別して検知することができるものとする。そのようなものとして、例えば、検知装置１０が赤外線で太陽光Ａの輻射を検知するようにすればよい。このような場合には、検知装置１０は、車両内の天井などに設置すればよい。  
【符号の説明】
【００５０】
１ａ  圧縮機、１ｂ  圧縮機、２ａ  第１熱交換器、２ｂ  第１熱交換器、３ａ  絞り装置、３ｂ  絞り装置、４ａ  第２熱交換器、４ｂ  第２熱交換器  ５  排気ファン、６  室内ファン、６ａ  第１室内ファン、６ｂ  第２室内ファン、７  冷媒配管、８  空調制御装置、９  車両情報処理装置、１０  検知装置、１１ａ  第１吸気部、１１ｂ  第２吸気部、１００ａ  第１冷媒回路、１００ｂ  第２冷媒回路、５００  所定車両、５０１  特定車両、５０２  座席、５０３  ダンパ装置、５０３ａ  第１吹出口、５０３ｂ  第２吹出口、５０３ｃ  ダンパ、５０３ｄ  ダンパ軸、５０３ｅ  隔壁、５０４  検知装置、５０４ａ  第１検知装置、５０４ｂ  第２検知装置、５２０  窓、６００  車両用空気調和機、６０１  車両用空気調和機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012032027.tif 000006
【図５】
2012032027.tif 000007
【図６】
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