JP3147641B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両等の室外ユニ
ットを有する空調装置に係り、特に走行風を利用して冷
媒を液化する凝縮器（室外熱交換器）を冷却する車両用
空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、乗用車のように、一方向にのみ進
行する車両の場合は、車両の走行に伴う走行風が受けら
れるように、車両の前部に凝縮器を配置し、走行風を利
用して凝縮器の放熱性能を向上させ、省動力、省燃費を
図り、さらに、凝縮器冷却用の電動ファンの省エネルギ
ーを図ることが知られている。また、凝縮器冷却用の電
動ファンを冷凍サイクル内の圧力に基づき、オン、オフ
させる回路を設け、この電動ファンのオフ時間の割合を
長くするように制御して省動力、省燃費を図ることも知
られている。

【０００３】また、実開平２−２１７号公報には、室外
ユニットの前後両端面に走行風取り入れ口を設け、この
走行風取り入れ口の内側にダンパを設けて、どちらの方
向に列車が進行しても、列車の走行による走行風により
熱交換器を冷却することが記載されている。具体的に
は、室外ユニットの前後両端面に設けた風速センサによ
り風速を検知し、ある風速以上になるとファンを停止さ
せ、進行方向のダンパを開くとともに、もう一方のダン
パを閉じるようにするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
開平２−２１７号公報に記載のものにおいては、走行風
がない場合は、ファンの作動により、室外ユニット内の
空間が正圧となり、両ダンパが閉じられて熱交換器がフ
ァンにより冷却されるが、列車の走行時において、走行
風が生じた場合、停止しているファンを通じて、走行風
の大部分が室外ユニットの外部へ漏れてしまうという問
題を生じる。そして、走行風の大部分が室外ユニットの
外部へ漏れることにより、熱交換器の冷却が十分になさ
れなくなるという問題が生じる。そこで、本発明は上記
問題点に鑑みてなされたものであり、車両の走行風の全
てを積極的に利用して、効率よく熱交換器（凝縮器）を
冷却し、省動力、省燃費を達成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ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の構成上の特徴
は、請求項１記載の発明においては、冷媒を液化する凝
縮器と、該凝縮器を冷却する電動ファンとからなる室外
ユニットを有する車両用空調装置において、前記車両の
進行方向一端部に設けられた第１の空気吸い込み口と、
前記車両の進行方向他端部に設けられた第２の空気吸い
込み口と、前記第１および第２の空気吸い込み口を各々
開閉する第１および第２の空気吸い込み口開閉手段と、
前記第１および第２の空気吸い込み口の中間部に設けら
れた凝縮器と、前記第１の空気吸い込み口と前記凝縮器
との中間部に設けられた凝縮器を冷却する第１の電動フ
ァンと、前記第２の空気吸い込み口と前記凝縮器との中
間部に設けられた凝縮器を冷却する第２の電動ファンと
を有する室外ユニットと、前記室外ユニット外部の車両
の進行方向一端部に配置された風圧センサと、前記風圧
センサの出力の有無に基づいて車両の進行方向を判定す
る進行方向判定手段と、前記進行方向判定手段の判定結
果に基づいて前記第１および第２の空気吸い込み口開閉
手段を選択する空気吸い込み口選択手段と、前記空気吸
い込み口選択手段の選択結果に基づいて前記第１および
第２の空気吸い込み口開閉手段を開閉駆動する空気吸い
込み口開閉駆動手段と、前記進行方向判定手段の判定結
果に基づいて前記第１および第２の電動ファンを選択す
る電動ファン選択手段と、前記電動ファン選択手段の選
択結果に基づいて前記第１および第２の電動ファンを駆
動する電動ファン駆動手段とを備えたことにある。

【０００６】また、請求項２記載の発明においては、請
求項１記載の発明に凝縮器の冷媒の入力側あるいは吐出
側に冷媒圧力センサを付加し、さらに、第１もしくは第
２の電動ファン駆動手段に速度制御機能を付加して前記
冷媒圧力センサの出力に基づき、前記第１の電動ファン
および前記第２の電動ファンの駆動、停止および速度制
御を行う電動ファン制御手段を備えたことにある。

【０００７】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、請求項１記載の発明においては、車両の進行方
向一端部に第１の空気吸い込み口と、車両の進行方向他
端部に第２の空気吸い込み口とが設けられており、室外
ユニット外部の車両の進行方向一端部に配置された風圧
センサの出力に基づいて、進行方向判定手段が風圧の有
無に応じて車両の進行方向を判定し、この判定結果に基
づいて、空気吸い込み口選択手段が第１もしくは第２の
空気吸い込み口開閉手段を選択し、この選択結果に基づ
いて、第１もしくは第２の空気吸い込み口開閉駆動手段
が第１および第２の空気吸い込み口開閉手段を開閉駆動
する。これにより、車両の進行方向に係わりなく、第１
および第２の空気吸い込み口が各々開閉されて、第１も
しくは第２の空気吸い込み口が開口し、第２もしくは第
１の吸い込み口が閉口するので、第１および第２の空気
吸い込み口の中間部に設けられた凝縮器は、第１もしく
は第２の空気吸い込み口より導入された全ての走行風に
より冷却されることとなる。

【０００８】また、これと同時に、進行方向判定手段の
判定結果に基づいて、電動ファン選択手段が、第１もし
くは第２の電動ファンを選択し、この選択結果に基づい
て、第１もしくは第２の電動ファン駆動手段が第１もし
くは第２の電動ファンを駆動する。第１もしくは第２の
電動ファンが駆動されると、第１もしくは第２の空気吸
い込み口より導入された全ての走行風は、凝縮器を冷却
した後、室外ユニットの外部へ排出されることとなる。
これにより、車両走行時の走行風を積極的に凝縮器の冷
却用に利用することができるようになり、凝縮器の放熱
性能を向上させることができるとともに、省動力、省燃
費の向上を図ることができる。

【０００９】また、請求項２記載の発明においては、請
求項１記載の発明に冷媒圧力センサを付加し、さらに第
１もしくは第２の電動ファン駆動手段に速度制御機能を
付加しているので、冷媒圧力センサの出力に基づいて、
電動ファン制御手段が、第１の電動ファンもしくは第２
の電動ファンを速度制御する。これにより、第１もしく
は第２の空気吸い込み口より導入された全ての走行風
は、凝縮器を冷却した後、室外ユニットの外部へ排出さ
れることとなる。これにより、車両走行時の走行風を積
極的に凝縮器の冷却用に利用することができ、第１およ
び第２の電動ファンの省動力は無論のこと、走行時に
は、第１および第２の電動ファンを使用する以上の冷却
能力を発揮することが可能となり、冷凍サイクルの冷媒
の吐出圧力を低くすることが可能となるため、省動力、
省燃費がさらに向上するという格別の効果を生じる。

【００１０】

【実施例】

実施例１ 図１は本発明の車両用空調装置を鉄道車両に適用した場
合の一実施例を示している。図１において、車両１００
の屋根部１１０上に空調装置２００が配設されている。
この空調装置２００は、室外ユニット２００ａと、室内
ユニット２００ｂとから構成されている。エバポレータ
（図示せず）等を備えた室内ユニット２００ｂと車両１
００内に配設されたエアダクト（図示せず）とは配管
（図示せず）を介して接続されており、室内ユニット２
００ｂにより冷却された空気は、車両１００内に配設さ
れたエアダクトを通じて送風され、車両１００内に冷却
された空気が送り込まれて車両１００内は冷房される。

【００１１】本第１実施例の室外ユニット２００ａの構
成は図２および図３に示されている。図２および図３に
おいて、室外ユニット２００ａの車両の進行方向の一端
部には、第１の空気吸い込み口２５０ａが設けられてい
る。車両の進行方向の他端部には、第２の空気吸い込み
口２５０ｂが設けられている。この第１の空気吸い込み
口２５０ａの近傍には、この第１の空気吸い込み口２５
０ａを開閉する第１のダンパ２３１ａが設けられてい
る。また、第２の空気吸い込み口２５０ｂの近傍には、
この第２の空気吸い込み口２５０ｂを開閉する第２のダ
ンパ２３１ｂが設けられている。

【００１２】また、室外ユニット２００ａの上部には、
第１の開口部２４５ａおよび第２の開口部２４５ｂが設
けられている。この第１の開口部２４５ａ内および第２
の開口部２４５ｂ内には、それぞれ第１のファン２４１
ａおよび第２のファン２４１ｂが配置されている。これ
らの第１のファン２４１ａおよび第２のファン２４１ｂ
には、それぞれファンモータ２４２ａおよび２４２ｂが
軸着されていて、ファンモータ２４２ａが駆動すること
により第１のファン２４１ａが回転し、ファンモータ２
４２ｂが駆動することにより第２のファン２４１ｂが回
転する。ここで、第１のファン２４１ａおよびファンモ
ータ２４２ａとで第１の電動ファン２４０ａを構成し、
第２のファン２４１ｂおよびファンモータ２４２ｂとで
第２の電動ファン２４０ｂを構成する。

【００１３】第１のダンパ２３１ａは、第１の空気吸い
込み口２５０ａおよび第１の電動ファン２４０ａの開口
部２４５ａを塞ぐ大きさとなっている。また、第２のダ
ンパ２３１ｂも、同様に第２の空気吸い込み口２５０ｂ
および第２の電動ファン２４０ｂの開口部２４５ｂを塞
ぐ大きさとなっている。第１のダンパ２３１ａは第１の
サーボモータ２３２ａに軸着されていて、第１のサーボ
モータ２３２ａを駆動することにより、この第１のダン
パ２３１ａは回動し、第１の空気吸い込み口２５０ａを
開閉して、開口部２４５ａを閉開する。また、第２のダ
ンパ２３１ｂは第２のサーボモータ２３２ｂに軸着され
ていて、第２のサーボモータ２３２ｂを駆動することに
より、第２のダンパ２３１ｂは回動し、第２の空気吸い
込み口２５０ｂを閉開して、開口部２４５ｂを開閉す
る。ここで、第１のダンパ２３１ａおよび第１のサーボ
モータ２３２ａとで第１の空気吸い込み口開閉手段２３
０ａを構成し、第２のダンパ２３１ｂおよび第２のサー
ボモータ２３２ｂとで第２の空気吸い込み口開閉手段２
３０ｂを構成する。

【００１４】また、室外ユニット２００ａの外部の車両
の進行方向の一端部には風圧センサ２６０が設けられて
いる。この風圧センサ２６０は、所定の風圧を受けると
風圧に応じて出力電圧を発生するものである。また、第
１の空気吸い込み口２５０ａと第２の空気吸い込み口２
５０ｂとの中間部には、冷媒を液化する凝縮器（コンデ
ンサ）２１０が配置されている。

【００１５】ここで、図２は車両が図２の実線矢印方向
（図の左方向）に車両が走行する場合の各ダンパの開閉
状態を示しており、第１のダンパ２３１ａは第１の空気
吸い込み口２５０ａに対して開いており、第２のダンパ
２３１ｂは第２の空気吸い込み口２５０ｂに対して閉じ
ている。この時、第１の電動ファン２４０ａは停止して
おり、第２の電動ファン２４０ｂは駆動されている。し
たがって、図２においては、走行風は図の点線矢印のよ
うに流れる。また、図３は車両が図３の実線矢印方向
（図の右方向）に車両が走行する場合の各ダンパの開閉
状態を示しており、第１のダンパ２３１ａは第１の空気
吸い込み口２５０ａに対して閉じており、第２のダンパ
２３１ｂは第２の空気吸い込み口２５０ｂに対して開い
ている。この時、第２の電動ファン２４０ｂは停止して
おり、第１の電動ファン２４０ａは駆動されている。し
たがって、図３においては、走行風は図の点線矢印のよ
うに流れる。

【００１６】図４は上述の室外ユニット２００ａの第１
実施例の制御ブロック図を示している。図４において、
風圧センサ２６０および車速センサ２８０等よりなる各
種センサの出力は、後述する制御装置３００に入力さ
れ、この制御装置３００の演算結果に基づいて、空気吸
い込み口開閉手段２３０ａおよび２３０ｂが開閉され
る。例えば、第１のサーボモータ２３２ａおよび第２の
サーボモータ２３２ｂが制御され、それに伴いサーボモ
ータ２３２ａおよび２３２ｂに軸着された第１のダンパ
２３１ａおよび第２のダンパ２３１ｂが回動されて、各
吸い込み口２５０ａおよび２５０ｂが開閉される。ま
た、制御装置３００の演算結果に基づいて、電動ファン
２４０ａおよび２４０ｂが駆動される。例えば、第１の
ファンモータ２４２ａおよび第２のファンモータ２４２
ｂが制御され、それに伴い、ファンモータ２４２ａおよ
び２４２ｂに軸着された第１のファン２４１ａもしくは
第２のファン２４１ｂが回転駆動される。

【００１７】制御装置３００は、図示しないＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭおよび各種入出力装置よりなる周知のマイ
クロコンピュータ（図示せず）および各種回路により構
成されている。各種回路は、車速センサの検出出力に基
づいて車速を判断する車速判定回路３１０と、風圧セン
サの検出出力に基づいて車両の進行方向を判断する進行
方向判定回路３２０と、空気吸い込み口選択回路３４０
と、電動ファン選択回路３５０と、第１および第２の空
気吸い込み口開閉駆動回路３６０、３７０と、第１およ
び第２の電動ファン駆動回路３８０、３９０とよりな
る。ここで、進行方向判定回路３２０、空気吸い込み口
選択回路３４０、電動ファン選択回路３５０、第１およ
び第２の空気吸い込み口開閉駆動回路３６０、３７０、
第１および第２の電動ファン駆動回路３８０、３９０は
それぞれ進行方向判定手段、空気吸い込み口選択手段、
電動ファン選択手段、空気吸い込み口開閉駆動手段、電
動ファン駆動手段ということができる。

【００１８】空気吸い込み口選択回路３４０は、進行方
向判定回路３２０の判定結果に基づき、第１の空気吸い
込み口２５０ａを選択するかあるいは第２の空気吸い込
み口２５０ｂを選択するかを判断し、この選択結果に対
応した空気吸い込み口開閉駆動回路３６０、３７０に出
力する。例えば、進行方向判定回路３２０の判定結果に
基づき、第１の空気吸い込み口２５０ａが選択される
と、この空気吸い込み口選択回路３４０は第１の空気吸
い込み口開閉駆動回路３６０に信号を送り、この第１の
空気吸い込み口開閉駆動回路３６０は、空気吸い込み口
選択回路３４０からの出力信号に基づき、第１の空気吸
い込み口開閉手段２３０ａである第１のサーボモータ２
３２ａを駆動し、この第１のサーボモータ２３２ａに軸
着された第１のダンパ２３１ａを開方向に回動する。第
１のダンパ２３１ａを開方向に回動することにより、第
１の空気吸い込み口２５０ａは開となる。また、同時
に、第１の空気吸い込み口２５０ａが選択されると、こ
の空気吸い込み口選択回路３４０は第２の空気吸い込み
口開閉駆動回路３７０に信号を送り、この第２の空気吸
い込み口開閉駆動回路３７０は、空気吸い込み口選択回
路３４０からの出力信号に基づき、第２の空気吸い込み
口開閉手段２３０ｂである第２のサーボモータ２３２ｂ
を駆動し、この第２のサーボモータ２３２ｂに軸着され
た第２のダンパ２３１ｂを閉方向に回動する。第２のダ
ンパ２３１ｂを閉方向に回動することにより、第２の空
気吸い込み口２５０ｂは閉となる。

【００１９】また、電動ファン選択回路３５０は、進行
方向判定回路３２０の判定結果に基づきに、第１の電動
ファン２４０ａを選択するかあるいは第２の電動ファン
２４０ｂを選択するかを判断し、この選択結果に対応し
た電動ファン駆動回路３８０、３９０に出力する。例え
ば、進行方向判定回路３２０の判定結果に基づきに第２
の電動ファン２４０ｂが選択されると、この電動ファン
選択回路３５０は第２の電動ファン駆動回路３９０に信
号を送り、この第２の電動ファン駆動回路３９０は、電
動ファン選択回路３５０からの出力信号に基づき、第２
の電動ファン２４０ｂのファンモータ２４２ｂを駆動
し、第２のファンモータ２４２ｂに軸着された第２のフ
ァン２４１ｂを回転駆動する。また、同時に電動ファン
選択回路３５０は第１の電動ファン駆動回路３８０に信
号を送り、この第１の電動ファン駆動回路３８０は、電
動ファン選択回路３５０からの出力信号に基づき、第１
の電動ファン２４０ａのファンモータ２４２ａの駆動を
停止する。ファンモータ２４２ａの停止に伴い、第１の
ファンモータ２４２ａに軸着された第１のファン２４１
ａはその回転を停止する。

【００２０】ついで、上述の実施例の動作を図５のフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、車両が停止して
いる場合、ステップ４００にて吸い込み口開閉制御を開
始すると、ステップ４１０において、車速センサ２８０
は検出出力を発しないので、車速判定回路３１０は「Ｎ
Ｏ」と判定する。ステップ４１０において「ＮＯ」と判
定すると、ステップ４２０に進み、このステップ４２０
において、制御装置３００は第１および第２の空気吸い
込み口開閉手段２３０ａ、２３０ｂを前回停止時の状態
に駆動する。ついでステップ４３０に進み、このステッ
プ４３０において、制御装置３００は、第１および第２
の電動ファン２４０ａ、２４０ｂを前回停止時の状態に
駆動する。

【００２１】この状態において、車両が発車すると、車
速センサ２８０が検出出力を発生し、車速判定回路３１
０が車速有りと判定する。車速判定回路３１０が車速有
りと判定すると、ステップ４１０において「ＹＥＳ」と
判定する。ステップ４１０において「ＹＥＳ」と判定す
ると、次のステップ４４０に進み、このステップ４４０
において、進行方向判定回路３２０が風圧センサ２６０
の検出出力が有りか否かの判定を行う。ここで、車両が
図２において左側（図２の実線矢印方向）に進行してい
る場合は、風圧センサ２６０は室外器２１０ａの左側外
面に配置されているため、車両の走行に伴う走行風を受
け、風圧センサ２６０は検出出力を発生する。風圧セン
サ２６０が検出出力を発生すると、進行方向判定回路３
２０は検出出力が有ると判定し、ステップ４４０におい
て「ＹＥＳ」と判定する。即ち、車両が左方向（図２の
実線矢印方向）に進行していると判定し、次のステップ
４５０に進む。

【００２２】一方、車両が図３において右側（図３の実
線矢印方向）に進行している場合は、風圧センサ２６０
は室外器２１０ａの左側外面に配置されているため、車
両の走行に伴う走行風を受けることはなく、風圧センサ
２６０は検出出力を発生しない。風圧センサ２６０が検
出出力を発生しないと、進行方向判定回路３２０は検出
出力が無いと判定し、ステップ４４０において「ＮＯ」
と判定する。即ち、車両が右方向（図３の実線矢印方
向）に進行していると判定し、次のステップ４７０に進
む。

【００２３】ステップ４４０において「ＹＥＳ」と判定
していることは、車両が左方向（図２の実線矢印方向）
に進行していることを意味しているので、ステップ４５
０において、空気吸い込み口選択回路３４０は、第１の
空気吸い込み口２５０ａを選択する。すると、空気吸い
込み口選択回路３４０は第１の空気吸い込み口開閉駆動
回路３６０に信号を送り、この第１の空気吸い込み口開
閉駆動回路３６０は、空気吸い込み口選択回路３４０か
らの出力信号に基づき、第１の空気吸い込み口開閉手段
２３０ａである第１のサーボモータ２３２ａを駆動し、
この第１のサーボモータ２３２ａに軸着された第１のダ
ンパ２３１ａを開方向に回動する。第１のダンパ２３１
ａを開方向に回動することにより、第１の空気吸い込み
口２５０ａは開となる。また、同時に、第１の空気吸い
込み口２５０ａが選択されると、この空気吸い込み口選
択回路３４０は第２の空気吸い込み口開閉駆動回路３７
０に信号を送り、この第２の空気吸い込み口開閉駆動回
路３７０は、空気吸い込み口選択回路３４０からの出力
信号に基づき、第２の空気吸い込み口開閉手段２３０ｂ
である第２のサーボモータ２３２ｂを駆動し、この第２
のサーボモータ２３２ｂに軸着された第２のダンパ２３
１ｂを閉方向に回動する。第２のダンパ２３１ｂを閉方
向に回動することにより、第２の空気吸い込み口２５０
ｂは閉となる。

【００２４】その後、ステップ４６０に進む。ステップ
４４０において「ＹＥＳ」と判定していることは、車両
が左方向（図２の実線矢印方向）に進行していることを
意味しているので、ステップ４６０において、電動ファ
ン選択回路３５０は、第２の電動ファン２４０ｂの駆動
を選択する。すると、電動ファン選択回路３５０は第２
の電動ファン駆動回路３９０に信号を送り、この第２の
電動ファン駆動回路３９０は、電動ファン選択回路３５
０からの出力信号に基づき、第２の電動ファン２４０ｂ
のファンモータ２４２ｂを駆動し、第２のファンモータ
２４２ｂに軸着された第２のファン２４１ｂを回転駆動
する。また、同時に電動ファン選択回路３５０は第１の
電動ファン駆動回路３８０に信号を送り、この第１の電
動ファン駆動回路３８０は、電動ファン選択回路３５０
からの出力信号に基づき、第１の電動ファン２４０ａの
ファンモータ２４２ａの駆動を停止する。ファンモータ
２４２ａの停止に伴い、第１のファンモータ２４２ａに
軸着された第１のファン２４１ａはその回転を停止す
る。

【００２５】ステップ４４０において「ＮＯ」と判定し
ていることは、車両が右方向（図３の実線矢印方向）に
進行していることを意味しているので、ステップ４７０
において、空気吸い込み口選択回路３４０は、第２の空
気吸い込み口２５０ｂを選択する。すると、空気吸い込
み口選択回路３４０は第２の空気吸い込み口開閉駆動回
路３７０に信号を送り、この第２の空気吸い込み口開閉
駆動回路３７０は、空気吸い込み口選択回路３４０から
の出力信号に基づき、第２の空気吸い込み口開閉手段２
３０ｂである第２のサーボモータ２３２ｂを駆動し、こ
の第２のサーボモータ２３２ｂに軸着された第２のダン
パ２３１ｂを開方向に回動する。第２のダンパ２３１ｂ
を開方向に回動することにより、第２の空気吸い込み口
２５０ｂは開となる。また、同時に、第２の空気吸い込
み口２５０ｂが選択されると、この空気吸い込み口選択
回路３４０は第１の空気吸い込み口開閉駆動回路３６０
に信号を送り、この第１の空気吸い込み口開閉駆動回路
３６０は、空気吸い込み口選択回路３４０からの出力信
号に基づき、第１の空気吸い込み口開閉手段２３０ａで
ある第１のサーボモータ２３２ａを駆動し、この第１の
サーボモータ２３２ａに軸着された第１のダンパ２３１
ａを閉方向に回動する。第１のダンパ２３１ａを閉方向
に回動することにより、第１の空気吸い込み口２５０ａ
は閉となる。

【００２６】その後、ステップ４８０に進む。ステップ
４４０において「ＮＯ」と判定していることは、車両が
右方向（図３の実線矢印方向）に進行していることを意
味しているので、ステップ４８０において、電動ファン
選択回路３５０は、第１の電動ファン２４０ａの駆動を
選択する。すると、電動ファン選択回路３５０は第１の
電動ファン駆動回路３８０に信号を送り、この第１の電
動ファン駆動回路３８０は、電動ファン選択回路３５０
からの出力信号に基づき、第１の電動ファン２４０ａの
ファンモータ２４２ａを駆動し、第１のファンモータ２
４２ａに軸着された第１のファン２４１ａを回転駆動す
る。また、同時に電動ファン選択回路３５０は第２の電
動ファン駆動回路３９０に信号を送り、この第２の電動
ファン駆動回路３９０は、電動ファン選択回路３５０か
らの出力信号に基づき、第２の電動ファン２４０ｂのフ
ァンモータ２４２ｂの駆動を停止する。ファンモータ２
４２ｂの停止に伴い、第２のファンモータ２４２ｂに軸
着された第２のファン２４１ｂはその回転を停止する。

【００２７】以上に説明したように、本第１実施例にお
いては、車両の進行方向一端部に第１の空気吸い込み口
２５０ａと、車両の進行方向他端部に第２の空気吸い込
み口２５０ｂとが設けられており、室外ユニット２００
ａ外部の車両の進行方向一端部に配置された風圧センサ
２６０の出力に基づいて、進行方向判定回路３２０が風
圧の有無に応じて車両の進行方向を判定し、この判定結
果に基づいて、空気吸い込み口選択回路３４０が第１の
空気吸い込み口開閉手段２３０ａもしくは第２の空気吸
い込み口開閉手段２３０ｂを選択し、この選択結果に基
づいて、第１の空気吸い込み口開閉駆動回路３６０もし
くは第２の空気吸い込み口開閉駆動回路３７０が第１の
空気吸い込み口開閉手段２３０ａおよび第２の空気吸い
込み口開閉手段２３０ｂを開閉駆動する。

【００２８】これにより、車両の進行方向に係わりな
く、第１の空気吸い込み口２５０ａおよび第２の空気吸
い込み口２５０ｂが各々開閉されて、第１の空気吸い込
み口２５０ａもしくは第２の空気吸い込み口２５０ｂが
開口し、第２の吸い込み口２５０ｂもしくは第１の吸い
込み口２５０ａが閉口するので、第１の空気吸い込み口
２５０ａおよび第２の空気吸い込み口２５０ｂの中間部
に設けられた凝縮器２１０は、第１の空気吸い込み口２
５０ａもしくは第２の空気吸い込み口２５０ｂより導入
された全ての走行風により冷却されることとなる。

【００２９】また、これと同時に、進行方向判定回路３
２０の判定結果に基づいて、電動ファン選択回路３５０
が、第１の電動ファン２４０ａもしくは第２の電動ファ
ン２４０ｂを選択し、この選択結果に基づいて、第１の
電動ファン駆動回路３８０もしくは第２の電動ファン駆
動回路３９０が第１の電動ファン２４０ａもしくは第２
の電動ファン２４０ｂを駆動する。第１の電動ファン２
４０ａもしくは第２の電動ファン２４０ｂが駆動される
と、第１の空気吸い込み口２５０ａもしくは第２の空気
吸い込み口２５０ｂより導入された走行風は、凝縮器２
１０を冷却した後、室外ユニット２００ａの外部へ排出
されることとなる。

【００３０】これにより、車両走行時の走行風を積極的
に凝縮器２１０の冷却用に利用することができるように
なり、凝縮器２１０の放熱性能を向上させることができ
るとともに、省動力、省燃費の向上を図ることができ
る。

【００３１】実施例２ 本第２実施例において、上述の第１実施例と相違すると
ころは、図６および図７に示すように、第１の空気吸い
込み口２５０ａと第２の空気吸い込み口２５０ｂとの中
間部に配置された凝縮器２１０の冷媒の入り口側もしく
は冷媒の出口側の配管２７１に、この配管２７１から分
岐して冷媒圧力センサ２７０を配置したことである。こ
こで、冷媒圧力センサ２７０は冷媒圧力に応じて出力電
圧を発生するものである。図８は本第２実施例の制御ブ
ロック図を示している。

【００３２】この図８において、図４の第１実施例と相
違するところは、凝縮器２１０の冷媒の入り口側もしく
は冷媒の出口側の配管２７１に、この配管２７１から分
岐して冷媒圧力センサ２７０を配置したことに伴い、制
御装置３００に、冷媒圧力センサ２７０からの検出出力
に基づいて冷媒の圧力を判定する冷媒圧力判定回路３３
０を備え、さらに、この冷媒圧力判定回路３３０の判定
結果に基づいて第１の電動ファン２４０ａおよび前記第
２の電動ファン２４０ｂの駆動、停止および速度制御を
行う電動ファン制御回路３９１を備えたことにある。こ
こで、電動ファン制御回路３９１は電動ファン制御手段
ということができる。なお、本第２実施例においても、
空気吸い込み口開閉制御については上述の第１実施例
（図５のフローチャート）と同様であるので、その説明
は省略する。

【００３３】ついで、電動ファン２４０ａ、２４０ｂの
速度制御について説明する。図９は冷媒圧力センサ２７
０の出力Ｐｓと電動ファン２４０ａ、２４０ｂの回転速
度との関係を示す図であり、この図９は冷媒圧力センサ
２７０の出力Ｐｓが増大するに伴い、電動ファン２４０
ａ、２４０ｂの回転速度が増すことを示している。図９
において、本発明の空調装置の起動時は、冷媒圧力セン
サ２７０の出力Ｐｓは小さいため、電動ファン２４０
ａ、２４０ｂは起動しない。空調装置が起動するにつれ
て徐々に冷媒圧力が上昇し、冷媒圧力センサ２７０の出
力ＰｓがＰ_LO（例えば、１４ｋｇ／ｃｍ²）になると、
電動ファン２４０ａ、２４０ｂは起動し、その回転速度
はＬｏとなる。さらに、冷媒圧力が上昇し、冷媒圧力セ
ンサ２７０の出力ＰｓがＰ_HI（例えば、１８ｋｇ／ｃｍ
²）になると、第１の電動ファン制御回路３８１もしく
は第２の電動ファン制御回路３９１は、第１の電動ファ
ン２４０ａもしくは第２の電動ファン２４０ｂのファン
モータ２４２ａもしくは２４２ｂへの印加電圧を上昇さ
せて、ファンモータ２４２ａもしくは２４２ｂの回転速
度を上昇させ、第１の電動ファン２４０ａもしくは第２
の電動ファン２４０ｂの回転速度はＨｉとなる。

【００３４】この状態で空調装置の設定値を下げると、
冷媒圧力センサ２７０の出力Ｐｓが徐々に下降し、冷媒
圧力センサ２７０の出力ＰｓがＰ_LO（例えば、１４ｋｇ
／ｃｍ²）になると、第１の電動ファン制御回路３８１
もしくは第２の電動ファン制御回路３９１は、第１の電
動ファン２４０ａもしくは第２の電動ファン２４０ｂの
ファンモータ２４２ａもしくは２４２ｂへの印加電圧を
下降させ、ファンモータ２４２ａもしくは２４２ｂの回
転速度を下降させて、第１の電動ファン２４０ａもしく
は第２の電動ファン２４０ｂの回転速度はＬｏとなる。
さらに空調装置の設定値を下げると、さらに冷媒圧力が
下降し、冷媒圧力センサ２７０の出力Ｐｓがさらに小さ
くなって、やがて冷媒圧力センサ２７０の出力Ｐｓがな
くなり、その出力値ＰｓがＰ_OFF（０ｋｇ／ｃｍ²）にな
ると第１の電動ファン制御回路３８１もしくは第２の電
動ファン制御回路３９１は、第１の電動ファン２４０ａ
もしくは第２の電動ファン２４０ｂのファンモータ２４
２ａもしくは２４２ｂへ電圧を印加しなくなる。それに
伴い、ファンモータ２４２ａもしくは２４２ｂの回転は
停止し、電動ファン２４０ａ、２４０ｂは停止される。

【００３５】ここで、車速（Ｖ）と凝縮器２１０の能力
との関係について説明すると、図１０は車速（Ｖ）と凝
縮器２１０の能力との関係を示す図である。図１０にお
いて、車速が上昇するに従い、凝縮器２１０が冷却され
る能力が増すこととなり、凝縮器２１０の熱交換能力が
増すため、車速が上昇するに伴い、凝縮器能力が増大す
ることとなる。

【００３６】以上に説明したように、本第２実施例にお
いては、前述の第１実施例と同様に、空気吸い込み口開
閉手段２３０ａ、２３０ｂが選択された後、進行方向判
定回路３２０の判定結果に基づいて、電動ファン選択回
路３５０が、第１の電動ファン２４０ａもしくは第２の
電動ファン２４０ｂを選択し、この選択結果に基づい
て、第１の電動ファン制御回路３８１もしくは第２の電
動ファン制御回路３９１が第１の電動ファン２４０ａも
しくは第２の電動ファン２４０ｂを駆動する。第１の電
動ファン２４０ａもしくは第２の電動ファン２４０ｂが
駆動されると、第１の空気吸い込み口２５０ａもしくは
第２の空気吸い込み口２５０ｂより導入された全ての走
行風は、凝縮器２１０を冷却した後、室外ユニット２０
０ａの外部へ排出されることとなる。

【００３７】また、これと同時に、第１の電動ファン制
御回路もしくは第２の電動ファン制御回路が、冷媒圧力
センサ２７０の出力に応じて、即ち、図９に示されるよ
うな制御特性に応じて、第１の電動ファン２４０ａもし
く第２の電動ファン２４０ｂを速度制御する。これによ
り、第１の空気吸い込み口２５０ａもしは第２の空気吸
い込み口２５０ｂより導入された全ての走行風は、凝縮
器２１０を冷却した後、第１の開口部２４５ａもしくは
第２の開口部２４５ｂを通して室外ユニット２００ａの
外部へ排出することとなる。これにより、車両走行時の
走行風を積極的に凝縮器２１０の冷却用に利用すること
ができ、第１の電動ファン２４０ａおよび第２の電動フ
ァン２４０ｂの省動力は無論のこと、走行時には、第１
の電動ファン２４０ａおよび第２の電動ファン２４０ｂ
を使用する以上の冷却能力を発揮することが可能とな
り、冷凍サイクルの冷媒の吐出圧力を低くすることが可
能となるため、省動力、省燃費が向上するという格別の
効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調装置を鉄道車両に適用した実施例
を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例の空調装置の室外ユニット
を示す図であり、実線矢印方向（図の左方向）に車両が
走行する場合のダンパの開閉状態および走行風の進行状
態を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例の空調装置の室外ユニット
を示す図であり、実線矢印方向（図の右方向）に車両が
走行する場合のダンパの開閉状態および走行風の進行状
態を示す図である。

【図４】図２、図３の室外ユニットの第１実施例の制御
ブロック図である。

【図５】本発明の第１実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図６】本発明の第２実施例の空調装置の室外ユニット
を示す図であり、実線矢印方向（図の左方向）に車両が
走行する場合のダンパの開閉状態および走行風の進行状
態を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例の空調装置の室外ユニット
を示す図であり、実線矢印方向（図の右方向）に車両が
走行する場合のダンパの開閉状態および走行風の進行状
態を示す図である。

【図８】図６、図７の室外ユニットの第２実施例の制御
ブロック図である。

【図９】冷媒圧力センサの出力とファン回転速度の関係
を示す図である。

【図１０】車速と凝縮器能力の関係を示す図である。

【符号の説明】

２００ａ…室外ユニット、２１０…室外熱交換器（凝縮
器）、２３０ａ…第１のダンパ、２３０ｂ…第２のダン
パ、２３１ａ…第１のサーボモータ、２３１ｂ…第２の
サーボモータ、２４０ａ…第１の電動ファン、２４０ｂ
…第２の電動ファン、２４２ａ…第１のファンモータ、
２４２ｂ…第２のファンモータ、２５０ａ…第１の吸い
込み口、２５０ｂ…第２の吸い込み口、２６０…風圧セ
ンサ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61D 27/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒を液化する凝縮器と、該凝縮器を冷却
   する電動ファンとからなる室外ユニットを有する車両用
   空調装置において、 前記車両の進行方向一端部に設けられた第１の空気吸い
   込み口と、前記車両の進行方向他端部に設けられた第２
   の空気吸い込み口と、前記第１および第２の空気吸い込
   み口を各々開閉する第１および第２の空気吸い込み口開
   閉手段と、前記第１および第２の空気吸い込み口の中間
   部に設けられた凝縮器と、前記第１の空気吸い込み口と
   前記凝縮器との中間部に設けられた凝縮器を冷却する第
   １の電動ファンと、前記第２の空気吸い込み口と前記凝
   縮器との中間部に設けられた凝縮器を冷却する第２の電
   動ファンとを有する室外ユニットと、 前記室外ユニット外部の車両の進行方向一端部に配置さ
   れた風圧センサと、 前記風圧センサの出力の有無に基づいて車両の進行方向
   を判定する進行方向判定手段と、 前記進行方向判定手段の判定結果に基づいて前記第１お
   よび第２の空気吸い込み口開閉手段を選択する空気吸い
   込み口選択手段と、 前記空気吸い込み口選択手段の選択結果に基づいて前記
   第１および第２の空気吸い込み口開閉手段を開閉駆動す
   る空気吸い込み口開閉駆動手段と、 前記進行方向判定手段の判定結果に基づいて前記第１お
   よび第２の電動ファンを選択する電動ファン選択手段
   と、 前記電動ファン選択手段の選択結果に基づいて前記第１
   および第２の電動ファンを駆動する電動ファン駆動手段
   と、を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】冷媒を液化する凝縮器と、該凝縮器を冷却
   する電動ファンとからなる室外ユニットを有する車両用
   空調装置において、 前記車両の進行方向一端部に設けられた第１の空気吸い
   込み口と、前記車両の進行方向他端部に設けられた第２
   の空気吸い込み口と、前記第１および第２の空気吸い込
   み口を各々開閉する第１および第２の空気吸い込み口開
   閉手段と、前記第１および第２の空気吸い込み口の中間
   部に設けられた凝縮器と、前記第１の空気吸い込み口と
   前記凝縮器との中間部に設けられた凝縮器を冷却する第
   １の電動ファンと、前記第２の空気吸い込み口と前記凝
   縮器との中間部に設けられた凝縮器を冷却する第２の電
   動ファンとを有する室外ユニットと、 前記室外ユニット外部の車両の進行方向一端部に配置さ
   れた風圧センサと、 前記凝縮器の冷媒の入力側あるいは吐出側に配置された
   冷媒圧力センサと、 前記風圧センサの出力の有無に基づいて車両の進行方向
   を判定する進行方向判定手段と、 前記進行方向判定手段の判定結果に基づいて前記第１お
   よび第２の空気吸い込み口開閉手段を選択する空気吸い
   込み口選択手段と、 前記空気吸い込み口選択手段の選択結果に基づいて前記
   第１および第２の空気吸い込み口開閉手段を開閉駆動す
   る空気吸い込み口開閉駆動手段と、 前記進行方向判定手段の判定結果に基づいて前記第１お
   よび第２の電動ファンを選択する電動ファン選択手段
   と、 前記電動ファン選択手段の選択結果に基づいて前記第１
   および第２の電動ファンを駆動するとともに、前記冷媒
   圧力センサの出力に基づき、前記第１の電動ファンおよ
   び前記第２の電動ファンの駆動、停止および速度制御を
   行う電動ファン制御手段を備えたことを特徴とする車両
   用空調装置。