JP2003320841A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JP2003320841A JP2002288300A JP2002288300A JP2003320841A JP 2003320841 A JP2003320841 A JP 2003320841A JP 2002288300 A JP2002288300 A JP 2002288300A JP 2002288300 A JP2002288300 A JP 2002288300A JP 2003320841 A JP2003320841 A JP 2003320841A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の車両前後方向の寸法を短縮すると共
に、車両走行時のラム圧を利用してコンデンサへの吸い
込み風量を増加することができる車両用空気調和装置を
提供する。 【解決手段】 本発明の車両用空気調和装置は、バス車
両等の平坦な屋根に設置されるコンデンシングユニット
部１０の薄型コンデンサ２を、車両の前方から後方に向
けて下方に傾斜して設けると共に、コンデンサファン３
をコンデンサの真上に設け、コンデンサへの空気の吸い
込み口５１をコンデンサの前方に、吹き出し口５２をコ
ンデンサの上方に配置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バス等の車両の屋
根上に取り付ける空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のバス等の車両の屋根上に取り付け
る空気調和装置は、車両の高さ制限からコンデンサ及び
ファン＆モータを屋根の平面上に重ねることなく設置し
ている。図９，１０は、この従来の設置のレイアウト事
例を示している。即ち、図９では、空気調和装置のコン
デンシングユニット部Ａが、プレートフィン・チューブ
型のコンデンサＣを車両の屋根面に対して、吸い込み部
及び吹き出し部が水平になるように設置し、そのコンデ
ンサの両サイドにファン＆モータＤを設置するレイアウ
トになっている。なお、クーリングユニット部Ｂは、車
両の前後方向にコンデンシングユニット部Ａに隣接して
設置されている。
【０００３】また、図１０では、空気調和装置のコンデ
ンシングユニット部Ａには、同様のプレートフィン・チ
ューブ型のコンデンサＣを使用しており、このコンデン
サを車両の幅方向に２つに分割し、その中央にファン＆
モータＤを設置しており、吸い込み部が車両の幅方向を
向いているクーリングユニット部Ｂは、図９と同様に車
両の前後方向にコンデンシングユニット部Ａに隣接して
設置されている。
【０００４】図９，１０に示されるような従来の空気調
和装置の車両の屋根上のレイアウトでは、ユニットの高
さは押さえられるが、車両の前後方向或いは幅方向の寸
法が大きくなってしまう。また、コンデンサの吸い込み
部が車両の前方向を向いておらず、車両の走行した時の
ラム圧を有効に利用していないため、コンデンサの吸い
込み風量を増加させることができない等の問題があっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたもので、その目的は、コンデンシングユ
ニット部の車両前後方向の寸法を短縮、コンパクト化す
ることを可能にすると共に、車両の走行時のラム圧を有
効に利用して、コンデンサの吸い込み風量を増加させ、
圧縮機の吐出圧力を低減でき、圧縮機の成績係数（ＣＯ
Ｐ）をあげることにより、車両エンジンにかかる負荷動
力を大幅に低減できる車両用空気調和装置を提供するこ
とである。また本発明では、クーリングユニット部及び
コンデンシングユニット部を車両の屋根上に搭載し、走
行風を有効に取り入れる構造としたため、コンデンサル
ーム及びコンデンサのコア部の上流に異物が溜まり易
く、それによってコンデンサの性能が低下し、冷凍サイ
クルの圧力が上昇し、機器の破壊に繋がる恐れがあるた
め、本発明の別の目的は、この異物を容易に除去するこ
とができる屋根上に搭載される車両用空気調和装置を提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載の車両用空気調和装置を提供する。請求項１に記載
の車両用空気調和装置は、バス車両等の平坦な屋根上に
設置されるコンデンシングユニット部のコンデンサを車
両の前後方向に傾けると共に、コンデンサファンをコン
デンサの真上に設け、空気の吸い込み口をコンデンサの
前方に、吹き出し口をコンデンサの上方に配置するよう
にしたものである。これにより、コンデンシングユニッ
ト部の車両前後方向の寸法を短縮、コンパクト化するこ
とができる。また、車両の走行時のラム圧を有効に利用
して、コンデンサの吸い込み風量を増加させ、圧縮機の
吐出圧力を低減でき、圧縮機の成績係数を上げることが
できる。したがった、車両エンジンにかかる負荷動力を
大幅に低減できる。
【０００７】請求項２の車両用空気調和装置は、コンデ
ンサを車両の前方から後方に向って下方に傾斜するよう
にしたものであり、これにより、コンデンサの吸い込み
風量の増加を最も有効に生かすことができる。請求項３
の車両用空気調和装置は、コンデンサファンを水平に設
置したものであり、これにより、車両の高さを低減でき
る。
【０００８】請求項４の車両用空気調和装置は、コンデ
ンサ及びコンデンサファンを覆うユニットカバーが、前
方が開放され、後方及び両側方が閉鎖されるようにした
ものであり、これにより、吸い込んだ風量をコンデンサ
に無駄なく有効に導びくことができる。請求項５の車両
用空気調和装置は、コンデンシングユニット部の配置位
置を、バス車両等の走行時に車両の屋根上を流れる空気
流れが層流となる屋根上の部位に特定したものである。
これにより、空気流が有効にコンデンシングユニット部
に取り込まれる。
【０００９】請求項６の車両用空気調和装置は、バス車
両等の先端上部がエッジ形状の場合においては、車両全
長の２／３よりも後方にコンデンシングユニット部を配
置するようにしたものであり、これにより、屋根上の空
気流の乱流域ではなく層流域にコンデンシングユニット
部を配置でき、空気流を定常でかつ有効にコンデンシン
グユニット部内に取り込むことができる。請求項７の車
両用空気調和装置は、コンデンサの傾き角を略６〜１２
度に規定したものであり、この傾き角の範囲が、車両高
さを増加することなく、空気流を有効にコンデンサに取
り込める。
【００１０】請求項８の車両用空気調和装置は、コンデ
ンサへの空気の吸い込み口にネットを設け、車両用空気
調和装置を屋根上に搭載するための車両フレームには、
コンデンサの後方付近で、切り欠きが形成されている。
これにより、大きな異物はネットで捕捉され、小さな異
物は走行風によって車両フレームの切り欠きより外に排
出されるので、異物の滞留によるコンデンサの性能の低
下が防止できる。請求項９の車両用空気調和装置は、コ
ンデンサファンモータの制御手段を更に設け、これによ
って、一定時間毎に強制的にコンデンサファンモータを
ＯＦＦにするようにしたものである。これにより、コン
デンサルーム内に入ってくる走行風のうち、コンデンサ
ファンを通って排出される風を少なくし、車両フレーム
の切り欠きより排出される風を多くすることで、コンデ
ンサルーム内の異物を切り欠きより排出することができ
る。
【００１１】請求項１０の車両用空気調和装置は、コン
デンサファンモータの制御手段を更に設け、これによっ
て、車両用空気調和装置の起動後一定時間、コンデンサ
ファンモータを逆回転させるようにしたものである。こ
れにより、異物を強制的に車両フレームの切り欠きより
排出することができる。請求項１１の車両用空気調和装
置は、コンデンサファンモータの制御手段と圧縮機の吐
出圧力を検出する圧力検出手段とを更に設けて、圧縮機
の吐出圧力に応じてコンデンサファンモータを制御する
ようにしたものである。即ち、異物が溜まり吐出圧力が
上昇するとコンデンサファンモータをＯＦＦにして、異
物を切り欠きより排除するようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の実施
の形態の車両用空気調和装置について説明する。図１
は、本発明の実施の形態の車両用空気調和装置の全体構
成の斜視図であり、図２の（ａ）はコンデンシングユニ
ット部の平面図であり、（ｂ）はその側部断面図であ
る。図３は、コンデンシングユニット部のユニットカバ
ーの斜視図であり、図４は、コンデンシングユニット部
のユニットケースの斜視図である。
【００１３】車両用空気調和装置は、バス車両等の平坦
な屋根上に設置され、コンデンシングユニット部１０と
クーリングユニット部２０とから構成されている。コン
デンシングユニット部１０内には、後述するコンデンサ
やコンデンサファン等が設けられており、クーリングユ
ニット部２０内には、図示しない蒸発器や送風機等が設
けられている。これら両ユニット部１０，２０とは、車
両の前後方向に隣接して配置されている。
【００１４】コンデンシングユニット部１０は、主にユ
ニットケース１と、このユニットケース１を覆うユニッ
トカバー５とから構成されている。ユニットカバー５に
は、図１に示すように、車両の前方に向けて大きく開口
している吸い込み口５１と車両の上方へ向けて開口して
いる４つの吹き出し口５２とが設けられている。この吸
い込み口５１には、その開口を覆うようにネット５４が
設けられており、走行風と一緒に運ばれてくる大きな異
物は、このネット５４に捕捉され、コンデンサルーム内
に入るのを阻止できる。４つの吹き出し口５２にはグリ
ル５３が取り付けられている。従って、ユニットカバー
５は、車両の前後方向に対して、前方が開放され、後方
及び両側方が閉鎖される構造となっている。
【００１５】ユニットケース１内には、薄型コンデンサ
２と４つのコンデンサファンモータ３及びコンデンサフ
ァン４とが取り付けられている。ユニットケース１に
は、コンデンサファン４を包囲するようにシュラウド１
３が形成されている。またユニットケース１には、コン
デンシングユニット部１０とクーリングユニット部２０
とを取り付けるために、車両の前後方向に延在する３本
のフレーム１１が設けられており、これらのフレーム１
１に薄型コンデンサ２が、車両の前方から後方にかけて
下がるように傾斜して取り付けられる。この傾斜角は、
装置の設置高さ及びコンデンサへの吸い込み空気量との
関係を勘案すると、略６〜１２度の範囲が好適である。
またコンデンサ２は、その型式にこだわらないが、一般
には薄型のプレートフィンアンドチューブ型熱交換器が
好適である。
【００１６】また、ユニットケース１には、２本で１組
とされた取付材１２が４組、車両の前後方向に架設され
ており、この４組の取付材１２にそれぞれコンデンサフ
ァンモータ３が取り付けられている。コンデンサファン
モータ３の回転軸には、コンデンサファン４が回転自在
に取り付けられている。コンデンサファン４は、ユニッ
トカバー５の４つの吹き出し口５２にそれぞれ対応して
配置され、コンデンサ２の真上で、車両の平坦な屋根に
対して水平に設置される。更に、フレーム１１によって
一体化されたコンデンシングユニット部１０とクーリン
グユニット部２０とは、フレーム１１と屋根との間に介
在する車両フレーム１４によって車両の屋根に搭載・固
定される。即ち、フレーム１１が車両フレーム１４に取
り付けられる。この車両フレーム１４は、フレーム１１
と略同じ長さをしていて、コンデンサ２の後方（車両の
前後方向から見て）付近の位置に異物排出用の切り欠き
１４ａが形成されている。この切り欠き１４ａは、車両
フレーム１４を２つに分割し、両者を隙間（切り欠き）
をあけて配置することにより形成される。したがって、
コンデンサルーム内及びコンデンサ２のコアの上流に溜
まった小さな異物を、この車両フレーム１４の切り欠き
１４ａから排除することができる。
【００１７】以上のように構成されたコンデンシングユ
ニット部１０においては、ユニットカバー５の前方の吸
い込み口５１より吸い込まれた空気流は、コンデンサ２
を通過してユニットカバー５の上方の４つの吹き出し口
５２より、上方に吹き出される。この場合、コンデンサ
ファン４及びコンデンサモータ３をコンデンサ２の真上
に配置することで、コンデンシングユニット部１０の車
両の前後方向の寸法を短縮することができる。即ち、従
来のコンデンシングユニット部１０の前後方向の寸法は
１８０cmであったのに対し、本発明のコンデンシングユ
ニット部１０ではこれを７０cmに短縮することが可能と
なった。また、薄型コンデンサ２を傾斜させて配置し、
その真上にコンデンサモータ３を配置することで空間を
有効に利用でき、コンデンシングユニット部１０の高さ
も低く押えることができる。また、ユニットカバー５の
前側を開口し、コンデンサ２を車両前後方向に対し傾け
て配置することで、車両に走行時に生じるラム圧を有効
に利用でき、ラム圧によって取り入れた空気をコンデン
シングユニット部１０外に逃がすことなくコンデンサ２
に送ることが可能となり、コンデンサ２の吸い込み風量
が増加する。このことにより、圧縮機の吐出圧力を低減
でき、圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）を上げることができ
るので、車両のエンジンにかかる負荷動力を大幅に低減
させることが可能となる。更に、コンデンサ２の吸い込
み口５１にネット５４を設け、車両フレーム１４に切り
欠き１４ａを設けているので、大きな異物はネット５４
で捕捉され、ネット５４で捕捉されなかった比較的に小
さな異物は、走行風により切り欠き１４ａから排出され
るので、コンデンサ２の性能の低下を防止できる。
【００１８】図５の（ａ），（ｂ）は、バスの先端形状
がエッジ形状である場合の（ａ）風速分布（ｍ／ｓ）と
（ｂ）全圧分布（Pa）を示しており、（ｃ），（ｄ）
は、バスの先端形状が丸み（５Ｒ）を帯びた場合の
（ｃ）風速分布（ｍ／ｓ）と（ｄ）全圧分布（Pa）を示
している。なお、この場合の計測状態は、車両速度が２
９．５km／ｈで、風速は８．２ｍ／ｓであった。この図
５から解るように、バスの先端形状がエッジ状である場
合には、バスの屋根上には、その先端から車両全長Ｌの
１／３Ｌ近辺まで空気流に乱流が生じていて負圧域とな
っている。そして１／３Ｌを過ぎるあたりから空気流は
層流となっている。また、この乱流が発生している負圧
域は、風速も１〜３ｍ／ｓ程度であり、風速が低くラム
圧を有効に生かせない。そのため、バスの平坦な屋根上
への車両用空気調和装置の搭載可能位置Ｌａとしては、
バスの先端から１／３Ｌより後方、即ち車両全長Ｌの２
／３Ｌより後方が好適である。
【００１９】これに対して、バスの先端形状が丸み（５
Ｒ）を帯びている場合においては、図５（ｃ），（ｄ）
に示されるように、バスの平坦な屋根上全長に渡って、
空気流に乱流が発生せず、層流となっている。このた
め、屋根上には負圧域は存在せず、風速も、９〜１０ｍ
／ｓ程である。したがって、この場合においては、バス
の屋根上の全長に渡って、いずれの場所においても車両
用空気調和装置の搭載が可能である。
【００２０】また、本発明では、コンデンサファンモー
タ３が回転していると、コンデンサルーム内に入った走
行風の中で大部分はコンデンサ２のコアを通過してコン
デンサファン４より吹き出され、その一部分のみが車両
フレーム１４の切り欠き１４ａより吹き出されるため、
コンデンサルーム内に入った異物が排出されない場合が
ある。そこで、本発明では、コンデンサ内の異物を更に
効果的に排除するために、以下に述べるようなコンデン
サファンモータ３の制御手段を採用している。その１つ
の実施例のコンデンサファンモータ３の制御〔Ｉ〕で
は、制御手段としてタイマ等の制御機器（図示せず）を
使用し、図６に示すように、或る一定時間毎に強制的に
コンデンサファンモータ３をＯＦＦにしている。即ち、
コンデンサファンモータ３のＯＮとＯＦＦが一定時間毎
に繰り返えされる。こうすることで、コンデンサファン
モータ３がＯＦＦのときには、コンデンサルーム内に入
ってくる走行風の中で、コンデンサファン４から吹き出
される風が少なくなり、切り欠き１４ａから吹き出され
る風が多くなるので、コンデンサルーム内の異物を切り
欠き１４ａから効率的に排除することができる。
【００２１】別の実施例のコンデンサファンモータ３の
制御〔II〕では、制御手段としてタイマ等の制御機器
（図示せず）を使用し、図７に示すように、空気調和装
置の起動後、或る一定時間、コンデンサファンモータ３
を逆回転させ、その後は通常の正回転で駆動させるよう
にしている。このように、起動直後、一定時間だけコン
デンサファンモータ３、即ちコンデンサファン４を逆回
転させることで、吸い込み口５１と吹き出し口５２とか
らコンデンサルーム内に入ってくる風が、切り欠き１４
ａから出て行くことになり、コンデンサルーム内の異物
を切り欠き１４ａから効率的に排除できる。
【００２２】更に別の実施例のコンデンサファンモータ
３の制御〔III 〕では、コンデンサファンモータ３の駆
動を制御する制御手段としての制御機器（図示せず）
と、空気調和装置の圧縮機（図示せず）の吐出圧力を検
出して、その圧力情報を制御機器に出力する圧力検出手
段とを備えており、図８に示すように、圧縮機の吐出圧
力に基づいてコンデンサファンモータ３を制御してい
る。一般にコンデンサ２の内部或いはコンデンサ２のコ
アに異物が溜まると冷凍サイクル内の吐出圧力が上昇す
る。そこで、吐出圧力が上昇したときに、コンデンサフ
ァンモータ３をＯＦＦにして、異物を切り欠き１４ａよ
り効率良く排除するようにしている。具体的には、図８
に示すように、低吐出圧力Ｐ１＜中間吐出圧力Ｐ２＜高
吐出圧力の関係がある場合、低吐出圧力Ｐ１のときは、
コンデンサファンモータ３を低回転（Ｌｏ）で駆動し、
異物が溜まって吐出圧力が上昇して中間吐出圧力Ｐ２に
なったときには、コンデンサファンモータ３をＯＦＦに
して、異物を切り欠き１４ａより効率良く排除し、更に
吐出圧力が上昇し、高吐出圧力Ｐ３になったときには、
高回転（Ｈｉ）で駆動するようにし、これを繰り返し行
うようにしている。
【００２３】以上のようなやり方で、コンデンサファン
モータ３の駆動制御を行うことによって、コンデンサル
ーム内及びコンデンサ２のコアの上流に滞留した比較的
小さな異物を、車両フレーム１４の切り欠き１４ａから
効率的に排除することができ、コンデンサの性能の低下
が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の車両用空気調和装置の全
体構成を示す斜視図である。
【図２】コンデンシングユニット部の（ａ）平面図と、
（ｂ）側部断面図である。
【図３】コンデンシングユニット部のユニットカバーの
斜視図である。
【図４】コンデンシングユニット部のユニットケースの
斜視図である。
【図５】バスの先端形状の違いによるバス屋根上の、
（ａ），（ｃ）風速分布と、（ｂ），（ｄ）全圧分布と
を示す図である。
【図６】本発明の車両用空気調和装置のコンデンサファ
ンモータの制御〔Ｉ〕の１つの実施例を説明するグラフ
である。
【図７】同じくコンデンサファンモータの制御〔II〕の
別の実施例を説明するグラフである。
【図８】同じくコンデンサファンモータの制御〔III 〕
の更に別の実施例を説明するグラフである。
【図９】従来の車両用空気調和装置の全体構成を示す斜
視図である。
【図１０】従来の別の車両用空気調和装置の平面図と断
面図である。
【符号の説明】
１…ユニットケース １１…フレーム １２…取付材 １３…シュラウド １４…車両フレーム １４ａ…切り欠き ２…（薄型）コンデンサ ３…コンデンサファンモータ ４…コンデンサファン ５…ユニットカバー ５１…吸い込み口 ５２…吹き出し口 ５３…グリル ５４…ネット １０…コンデンシングユニット部 ２０…クーリングユニット部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 幸裕 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 神谷 博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バス車両等の平坦な屋根上に設置される
    クーリングユニット部とコンデンシングユニット部とを
    備えた車両用空気調和装置において、 前記コンデンシングユニット部のコンデンサを車両の前
    後方向に傾けると共に、コンデンサファンを前記コンデ
    ンサの真上に設け、前記コンデンサへの空気の吸い込み
    口を前記コンデンサの前方に、吹き出し口を前記コンデ
    ンサの上方に配置したことを特徴とする車両用空気調和
    装置。
  2. 【請求項２】 前記コンデンサが、車両の前方から後方
    に向かって下方に傾斜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装置。
  3. 【請求項３】 前記コンデンサファンが水平に設置され
    ていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用
    空気調和装置。
  4. 【請求項４】 前記コンデンサ及び前記コンデンサファ
    ンを覆うユニットカバーが、前方が開放され、後方及び
    両側方が閉鎖されていることを特徴とする請求項１〜３
    のいずれか一項に記載の車両用空気調和装置。
  5. 【請求項５】 前記コンデンシングユニット部の配置位
    置が、バス車両等の走行時に車両の屋根上を流れる空気
    流れが層流となる屋根上の部位であることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用空気調和装
    置。
  6. 【請求項６】 バス車両等の先端上部がエッジ形状の場
    合においては、車両全長の２／３よりも後方に前記コン
    デンシングユニット部を配置することを特徴とする請求
    項５に記載の車両用空気調和装置。
  7. 【請求項７】 前記コンデンサの傾き角が、略６〜１２
    度であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項
    に記載の車両用空気調和装置。
  8. 【請求項８】 前記コンデンサへの空気の吸い込み口を
    ネットで覆うと共に、車両用空気調和装置が車両フレー
    ムを介して車両の屋根上に設置されていて、前記車両フ
    レームには、前記コンデンサの後方付近で、異物を外に
    排出するための切り欠きが形成されていることを特徴と
    する請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用空気調
    和装置。
  9. 【請求項９】 前記コンデンサファンを作動するための
    コンデンサファンモータの駆動を制御する制御手段を更
    に備えていて、前記制御手段によって前記コンデンサフ
    ァンモータを一定時間毎に強制的にＯＦＦにすることを
    特徴とする請求項８に記載の車両用空気調和装置。
  10. 【請求項１０】 前記コンデンサファンを作動するため
    のコンデンサファンモータの駆動を制御する制御手段を
    更に備えていて、前記制御手段によって、車両用空気調
    和装置の起動後一定時間、前記コンデンサファンモータ
    を逆回転させることを特徴とする請求項８に記載の車両
    用空気調和装置。
  11. 【請求項１１】 前記コンデンサファンを作動するため
    のコンデンサファンモータの駆動を制御する制御手段
    と、車両用空気調和装置の圧縮機の吐出圧力を検出する
    圧力検出手段とを更に備えていて、圧縮機の吐出圧力に
    応じて前記コンデンサファンモータの運転を制御するこ
    とを特徴とする請求項８に記載の車両用空気調和装置。
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