(57)【要約】【課題】小型化や軽量化の要請に応え、空調装置稼動時における振動や騒音を防止し、高速走行時における十分な風量を確保することができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１００は高速走行時において、走行風２は、走行風吸込面６（フィンの−Ｘ方向側の縁同士の間隙）から室外熱交換器４に流入し、レール方向（車両の走行方向に同じ）Ｘに向かって流れることで室外熱交換器４を通過し、熱交換された走行風２は吐出面８（フィンの＋Ｘ方向側の縁同士の間隙）から車両の後方へ吐出する。このとき、室外送風機５は駆動せず、走行風２のみを利用して、室外熱交換器４に走行風２を直接当てて熱交換を行っている。【選択図】図２
2013116715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外ユニットを有し、車両に設置される車両用空調装置であって、
前記室外ユニットが、筐体と、該筐体の開口した底面に設けられた室外熱交換器と、該筐体の内部に設置された室外送風機とを具備し、
前記車両が高速走行している間、前記室外送風機を停止状態にして、走行風を前記車両の走行方向に沿って前記室外熱交換器内を通過させ、
前記車両が低速走行している間、走行風を前記車両の走行方向に沿って前記室外熱交換器内に取り込ませると共に、前記室外送風機を駆動させることによって、外気を前記筐体の底面に対する垂直方向に沿って前記室外熱交換器に取り込ませ、
前記車両が停止している間、前記室外送風機を駆動させることによって、外気を前記筐体の底面に対する垂直方向に沿って前記室外熱交換器内を通過させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記室外熱交換器の前記車両の走行方向の前後に、外気を取り込むダクトを設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記ダクト内に、前記外気の通過を防止するダンパを設けたことを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記室外熱交換器は、平行配置された複数枚のフィンと、該フィンを貫通する伝熱管とから形成され、
前記フィンが前記車両の走行方向に対して平行になるように、設置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用空調装置は、天井形、床下形、セパレート形などさまざまな搭載方式があり、その吹出し方にも集中式や拡散式などがある。
また、車両用空調装置は、室外熱交換器、室外送風機、圧縮機等を含む室外ユニットと室内熱交換器、室内送風機等を含む室内ユニットから構成されている。室外ユニットでは室外送風機により吸込んだ外気を用いて室外熱交換器を冷却し、熱交換した外気を再び外に吐き出す。室内ユニットでは室内送風機を稼動させ、車内の空気および車外の空気を室内熱交換器で熱交換させ、熱交換した空気を室内に吐き出す。これらは冷媒を循環させることで冷凍サイクルを形成している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３８２６４号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両用空調装置は、室外熱交換器の冷却には室外送風機によって車外から取り込まれた外気を利用するため、以下のような問題があった。
（あ）空調装置稼動時には、室外送風機による振動、騒音が生じる。
（い）高速走行時には、走行風の影響により吸込みの抵抗が増大するため、十分な風量を確保するには大型の室外送風機を必要とする。
（う）そのため、近年の車両用空調装置は小型化、軽量化が求められており大型の送風機はそれに適さず、さらにはコストやランニングコストの面においても好ましくない。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、小型化や軽量化の要請に応え、空調装置稼動時における振動や騒音を防止し、高速走行時における十分な風量を確保することができる車両用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】
【０００６】
本発明に係る車両用空調装置は、室外ユニットを有し、車両に設置される車両用空調装置であって、前記室外ユニットが、筐体と、該筐体の開口した底面に設けられた室外熱交換器と、該筐体の内部に設置された室外送風機とを具備し、前記車両が高速走行している間、前記室外送風機を停止状態にして、走行風を前記車両の走行方向に沿って前記室外熱交換器内を通過させ、前記車両が低速走行している間、走行風を前記車両の走行方向に沿って前記室外熱交換器内に取り込ませると共に、前記室外送風機を駆動させることによって、外気を前記筐体の底面に対する垂直方向に沿って前記室外熱交換器に取り込ませ、前記車両が停止している間、前記室外送風機を駆動させることによって、外気を前記筐体の底面に対する垂直方向に沿って前記室外熱交換器内を通過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両用空調装置は、高速走行時には室外送風機を停止するから、騒音、振動を抑えることができ、また、室外送風機の小型化、軽量化が可能になる。さらに、室外送風機の稼動が停車時または低速走行時だけに限定されるから、消費電力の低減にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置を説明する高速走行時における風流れを説明する側面図。
【図２】図１に示す車両用空調装置における高速走行時の風流れを説明する斜視図。
【図３】図１に示す車両用空調装置における低速走行時の風流れを説明する斜視図。
【図４】図１に示す車両用空調装置における停車時の風流れを説明する斜視図。
【図５】図１とは進行方向が逆の場合における風流れを説明する側面図。
【図６】本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置を説明する高速走行時における風流れを説明する側面図。
【図７】図６に示す車両用空調装置における高速走行時の風流れを説明する斜視図。
【図８】図６に示す車両用空調装置における低速走行時の風流れを説明する斜視図。
【図９】図６に示す車両用空調装置における停車時の風流れを説明する斜視図。
【図１０】図６とは進行方向が逆の場合における風流れを説明する側面図。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る車両用空調装置を説明する高速走行時における風流れを説明する側面図。
【図１２】図１１に示す車両用空調装置における高速走行時の風流れを説明する斜視図。
【図１３】図１１に示す車両用空調装置における低速走行時または停車時の風流れを説明する斜視図。
【図１４】図１１とは進行方向が逆の場合における風流れを説明する側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施の形態１］
図１〜図５は本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置を説明するものであって、図１は高速走行時における風流れを説明する側面図、図２は高速走行時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図３は低速走行時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図４は停車時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図５は図１とは進行方向が逆の場合における風流れを説明する側面図である。なお、各図は、模式的に描かれたものであって、本発明は描かれた形態に限定されるものではない。
【００１０】
（車両用空調装置）
図１において、車両用空調装置１００は、図示しない車両の床下に設置されるものであって、室外ユニット１０と、図示しない室内ユニットと、これらを接続する接続手段とから構成され、室外ユニット１０は、筐体３と、筐体３の開口した底面に取り付けられた室外熱交換器４と、筐体３の内部に設置された室外送風機５と、を有している。
そして、室外熱交換器４は、レール方向（車両の走行方向に同じ）Ｘと平行に配置され、空気との間で熱交換を行う複数枚のフィン（放熱板）と、該フィンを貫通し、内部を冷媒が通過する伝熱管とによって構成されている。
また、室外送風機５は最適な風量が得られるようにインバータを用いて走行風の速度によってモータの回転数を制御する。
なお、室外ユニット１０は、図示しない車両の底面に設置され、室外熱交換器４の底面（フィンの下縁）は、該車両の底面と略同じ位置、あるいは該車両の底面よりも下方に突出している。
【００１１】
（高速走行時）
図１および図２において、車両用空調装置１００は高速走行時において、室外熱交換器４に走行風２を直接当てて熱交換を行っている。すなわち、車両（図示しない）が進行方向１に進む場合、車両前方からの走行風２を、筐体３の開口した底面に設置された室外熱交換器４において熱交換させて走行風２を冷却する。
走行風２は、走行風吸込面６（フィンの−Ｘ方向側の縁同士の間隙）から室外熱交換器４に流入し、レール方向（車両の走行方向に同じ）Ｘに向かって流れることで室外熱交換器４を通過し、熱交換された走行風２は吐出面８（フィンの＋Ｘ方向側の縁同士の間隙）から車両の後方へ吐出する。このとき、室外送風機５は稼動せず、走行風２のみを利用する。
【００１２】
なお、本発明において「高速走行」とは、室外送風機５が停止しているとき、室外熱交換器４において所定の熱交換が実行される程度に、走行風２を室外熱交換器４内に流入させることができる速さの走行を意味している。すなわち、高速走行時には、室外送風機５なしで室外熱交換器４を冷却するだけの風量が得られ、一方、低速走行時には、室外送風機５なしで室外熱交換器４を冷却するだけの風量を得られず、室外送風機５を必要とする。
そして、低速走行から高速走行への移行の判断要領は限定するものではなく、例えば、実際に走行している車両の走行する速さから判断しても、あるいは、走行風２の室外送風機５への流入速度、温度や圧力等に基づいて判断してもよい。
図５において、車両（図示しない）の進行方向が、図１に示す場合と逆になった場合、走行風２の流れは逆になり、走行風２は、室外熱交換器４に走行風吸込面１３（フィンの＋Ｘ方向側の縁同士の間隙）から流入し、吐出面１４（フィンに＋Ｘ方向側の縁同士の間隙）から吐出する。
【００１３】
（低速走行時）
図３において、車両用空調装置１００は、低速走行時おいて、高速走行時とは異なり、走行風吸込面６から十分な走行風２を得られないため、室外送風機５を稼動させ、室外熱交換器４の底面（車両底面に同じ）の外気吸込面（フィンの下縁同士の間隙）７からも外気１２を取り込む。取り込まれた走行風２および外気１２は、室外熱交換器４において熱交換し、筐体３の側面に形成された開口部（図示しない）または吐出面８から吐出する。このとき走行風２はレール方向Ｘに向かって、外気１２は垂直方向Ｚに向かって、それぞれ室外熱交換器４内を通過する。
なお、車両（図示しない）の進行方向が逆になった場合は、図５に準じて走行風２の流れる方向が逆になる。すなわち、走行風２の流れは逆になり、走行風２は、室外熱交換器４に走行風吸込面１３（フィンの＋Ｘ方向側の縁同士の間隙）から流入し、吐出面１４（フィンに＋Ｘ方向側の縁同士の間隙）から吐出する。
【００１４】
（停車時）
図４において、車両用空調装置１００は、停車時には走行風２を得られないため室外送風機５を稼動させ、室外熱交換器４の底面（車両底面に同じ）の外気吸込面７から外気１２を取り込む。取り込まれた外気１２は室外熱交換器４において熱交換し、筐体３の側面から吐出する。このとき、外気１２は垂直方向Ｚに向かって室外熱交換器４を通過する。
【００１５】
（効果）
車両用空調装置１００は、高速走行時には室外送風機５を稼動しないため、騒音や振動を抑えることができ、また、室外送風機５の小型化、軽量化が可能になる。さらに、室外送風機の稼動が停車時または低速走行時に限られるため、消費電力の低減にもつながる。
【００１６】
［実施の形態２］
図６〜図１０は本発明の実施の形態２に係る車両用空調装置を説明するものであって、図６は高速走行時における風流れを説明する側面図、図７は高速走行時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図８は低速走行時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図９は停車時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図１０は図６とは進行方向が逆の場合における風流れを説明する側面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各図は、模式的に描かれたものであって、本発明は描かれた形態に限定されるものではない。
【００１７】
（車両用空調装置）
図６において、車両用空調装置２００には、筐体３の前後に突出して、室外熱交換器４の前方（−Ｘ方向）に走行風２を誘導する吸込ダクト１５と、室外熱交換器４の後方（＋Ｘ方向）に室外熱交換器４を通過した走行風２を誘導する吐出ダクト１６とが設けられている。
【００１８】
（高速走行時）
図６および図７において、車両用空調装置２００は、吸込ダクト１５および吐出ダクト１６を具備するから、吸込ダクト１５の吸込口１７より走行風２を確実に取り込み、室外熱交換器４において熱交換し、吐出ダクト１６の吐出口１８より吐出することができる。このとき、室外送風機５は稼動せず、走行風２のみを利用する。
よって、走行風２を室外熱交換器４に誘導し、十分な風量を確保することができる。
図１０において、車両（図示しない）の進行方向が、図６に示す場合と逆になった場合、走行風２の流れは逆になり、走行風２は、室外熱交換器４に吐出ダクト１６の吐出口１８（＋Ｘ方向の面）から流入し、吸込ダクト１５の吸込口１７（＋Ｘ方向の面）から吐出する。
【００１９】
（低速走行時）
図８において、車両用空調装置２００は、低速走行時には室外送風機５は稼動させ、走行風２を吸込ダクト１５の吸込口１７より取り込むと同時に、外気１２を筐体３の底面の外気吸込面７より取り込み、それぞれ室外熱交換器４において熱交換し、筐体３の側面に形成された開口部（図示しない）または吐出ダクト１６の吐出口１８から吐出する。
なお、車両（図示しない）の進行方向が逆になった場合は、図１０に準じて走行風２の流れる方向が逆になる。すなわち、走行風２の流れは逆になり、走行風２は、室外熱交換器４に吐出ダクト１６の吐出口１８（＋Ｘ方向の面）から流入し、吸込ダクト１５の吸込口１７（＋Ｘ方向の面）から吐出する。
【００２０】
（停車時）
図９において、車両用空調装置２００は、停車時には室外送風機５は稼動させ、外気１２を筐体３の底面の外気吸込面７、吸込ダクト１５の吸込口１７、および吐出ダクト１６の吐出口１８の３ヶ所から取り込み、室外熱交換器４において熱交換し、筐体３の側面に設けた開口部（図示しない）から吐出する。
【００２１】
［実施の形態３］
図１１〜図１４は本発明の実施の形態３に係る車両用空調装置を説明するものであって、図１１は高速走行時における風流れを説明する側面図、図１２は高速走行時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図１３は低速走行時および停車時における風流れを説明する一部を透過して示す斜視図、図１４は図１１とは進行方向が逆の場合における風流れを説明する側面図である。なお、実施の形態２と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各図は、模式的に描かれたものであって、本発明は描かれた形態に限定されるものではない。
【００２２】
（車両用空調装置）
図１１において、車両用空調装置３００には、吸込ダクト１５および吐出ダクト１６内にそれぞれ吸込ダンパ１９および吐出ダンパ２０が設けられている。吸込ダンパ１９および吐出ダンパ２０は、後記するように高速走行時には開け、低速走行時または停車時にはダンパを閉じることによって、熱交換器を有効に使うような制御に用いられる。
【００２３】
（高速走行時）
図１１および図１２において、車両用空調装置３００は、高速走行時には室外送風機５は停止し、吸込ダンパ１９および吐出ダンパ２０の両方を「開」の状態にしている。したがって、風の流れは車両用空調装置２００（実施の形態２）と同様に、高速走行時の走行風２がより確実に取り込まれる。
図１４において、車両（図示しない）の進行方向が、図１１に示す場合と逆になった場合、走行風２の流れは逆になり、走行風２は、室外熱交換器４に吐出ダクト１６の吐出口１８（＋Ｘ方向の面）から流入し、吸込ダクト１５の吸込口１７（＋Ｘ方向の面）から吐出する。
【００２４】
（低速走行時および停車時）
図１３において、車両用空調装置３００は、低速走行時および停車時には室外送風機５は駆動し、吸込ダンパ１９および吐出ダンパ２０の両方を「閉」の状態にしている。すなわち、吸込ダクト１５および吐出ダクト１６から外気１２を取り込まず、筐体３の底面に形成された外気吸込面７のみから外気１２を取り込む。これは外気１２を外気吸込面７からより多く取り込むためである。
よって、車両用空調装置３００は、低速走行時または停車時に吸込ダクト１５および吐出ダクト１６をそれぞれ吸込ダンパ１９および吐出ダンパ２０によって塞ぐことにより、室外熱交換器４の底面からより多くの外気を取り込むことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  進行方向、２  走行風、３  筐体、４  室外熱交換器、５  室外送風機、６  走行風吸込面、７  外気吸込面、８  吐出面、１０  室外ユニット、１２  外気、１３  走行風吸込面、１４  吐出面、１５  吸込ダクト、１６  吐出ダクト、１７  吸込口、１８  吐出口、１９  吸込ダンパ、２０  吐出ダンパ、１００  車両用空調装置（実施の形態１）、２００  車両用空調装置（実施の形態２）、３００  車両用空調装置（実施の形態３）。
【図１】
2013116715.tif 000003
【図２】
2013116715.tif 000004
【図３】
2013116715.tif 000005
【図４】
2013116715.tif 000006
【図５】
2013116715.tif 000007
【図６】
2013116715.tif 000008
【図７】
2013116715.tif 000009
【図８】
2013116715.tif 000010
【図９】
2013116715.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2013116715.tif 000013
【図１２】
2013116715.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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