JP6128778B2 - 車両用空調システム - Google Patents

Description

本発明は、旅客用の鉄道車両や大型バス等の車両に用いられる車両用空調システムに関するものである。

従来の車両用空調システムでは、車両の屋根に空気調和機が設けられ、客室の天井に空気調和機の吸い込み口と吹き出し口とが設けられる。
例えば、客室の空気がこのような車両用空調システムの暖房運転によって暖められる場合には、空気調和機の吹き出し口から吹き出された暖房気流は、客室の上方に溜まることとなる。そのため、座席等が設けられた客室の下方の空気の温度が低いままとなり、足下が寒いと乗客が感じてしまい、快適性が保たれなくなることがあった。
また、例えば、客室の空気がこのような車両用空調システムの冷房運転によって冷やされる場合には、空気調和機の吹き出し口から吹き出された冷房気流は、客室の下方に溜まることとなる。そのため、客室の下方の空気の温度が低く、客室の上方の空気の温度が高いままとなり、足下が寒く、頭部が暑いと乗客が感じてしまい、快適性が保たれなくなることがあった。
そこで、例えば、暖房気流が、客室の壁面に設けられた風路を通って床近傍から吹き出されることで、客室の空気が均一に暖められる車両用空調システムが提案されている（特許文献１参照）。

特開平２−２００５６３号公報（第２頁左下欄第１４行−第１８行）

そのような車両用空調システムでは、客室の壁面に風路が設けられるため、客室の寸法が小さくなるという問題点があった。また、客室の壁面に風路が設けられるため、構造が複雑になるという問題があった。また、客室の空気の温度分布を均一にするために吹き出し口が多く設けられる必要があるため、構造が更に複雑になるという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、客室の寸法を確保しつつ客室の空気の温度分布を均一にする車両用空調システムを得るものである。また、簡易な構造で客室の空気の温度分布を均一にする車両用空調システムを得るものである。

本発明に係る車両用空調システムは、車両内部の空間の空気を空調して吹き出し口から前記空間に送る少なくとも一つの空気調和機と、前記空間の天井の裏側で且つ前記吹き出し口に対して前記車両の幅方向の両側に設けられ、前記空間に前記吹き出し口から吹き出された空気とは別の空気を送る複数の横断流送風機と、前記空気調和機の空調動作と前記複数の横断流送風機の送風動作とを制御する制御手段と、を備え、前記複数の横断流送風機は、その長手方向が前記車両の長手方向に平行となるように設けられ、前記複数の横断流送風機の少なくとも一つは、前記車両の幅方向に回転可能に設けられ、前記制御手段は、前記複数の横断流送風機の少なくとも一つの回転角度を前記吹き出し口の両側の一方に設けられた前記横断流送風機の送風方向と前記吹き出し口の両側の他方に設けられた前記横断流送風機の送風方向とが互いに交差するような回転角度として、前記複数の横断流送風機により同時に送風を行わせて前記吹出し口から吹き出された空気を前記複数の横断流送風機が送る空気で両側から押さえて前記空間の床面に衝突させる、ものである。

本発明に係る車両用空調システムは、客室の空気を空調して吹き出し口から客室に送る少なくとも一つの空気調和機と、客室の天井の裏側で且つ吹き出し口に対して車両の幅方向の両側に設けられ、客室に空気を送る複数の横断流送風機と、空気調和機の空調動作と複数の横断流送風機の送風動作とを制御する制御手段と、を備えることで、客室の空気の温度分布を短時間で均一にすることができるため、乗客の快適性を向上することができる。また、客室の壁面等に新たな風路が設けられなくてもよいため、乗客の快適性を簡易な構造で向上することができる。

本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの横断流送風機の動作を示す図である。 比較例１に係る車両用空調システムの空気調和機の暖房運転を開始した後における客室の空気の温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの空気調和機の暖房運転と横断流送風機の送風動作を開始した後における客室の空気の温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。 比較例１に係る車両用空調システムと実施の形態１に係る車両用空調システムの客室の空気の温度の時間変化をシミュレーションした結果を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの冷房運転時の気流を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの動作の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの動作の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの構成と動作の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの構成と動作の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの構成と動作の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空調システムの構成と動作の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空調システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空調システムのドアが開いた時の気流を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空調システムの構成の変形例を示す図である。

以下、本発明に係る車両用空調システムについて、図面を用いて説明する。
なお、実施の形態の説明においては、旅客用の鉄道車両に用いられる車両用空調システムについて説明しているが、本発明に係る車両用空調システムには、他の車両に用いられる車両用空調システムが含まれる。また、各図において、同一部材又は同一部分には同一の符号を付している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係る車両用空調システムを説明する。
（車両用空調システムの構成）
まず、実施の形態１に係る車両用空調システムの構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る車両用空調システムの構成を示す図である。図１に示すように、車両用空調システム１は、空気調和機２と、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂと、吸い込み口温度センサ４と、制御部５と、を少なくとも有する（なお、制御部５は、本発明における「制御手段」に相当する。）。

空気調和機２は、車両２１の屋根２２に設けられる。横断流送風機３Ａ、３Ｂは、車両２１の客室２３の天井２４の裏側で且つ車両２１の幅方向の略中央に対して対称の位置に設けられる（なお、客室２３は、本発明における「車両内部の空間」に相当する。）。空気調和機２で空調される客室２３の空気は、吸い込み口２５から吸い込まれる。１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂの間にはダクト（図示せず）が設けられ、空気調和機２で空調された空気は、ダクト（図示せず）を介して吹き出し口２６から客室２３へ吹き出される。吸い込み口２５と吹き出し口２６とは、天井２４に設けられる。吹き出し口２６は、車両２１の幅方向の略中央に位置する。

空気調和機２は、制御部５によって制御され、暖房運転や冷房運転等を行って客室２３の空気を空調する。客室２３の空気は、空気調和機の吸い込み気流を示す矢印４１のように吸い込み口２５から吸い込まれる。空気調和機２からの暖房気流や冷房気流は、空気調和機の吹き出し気流を示す矢印４２のように客室２３へ吹き出される。

横断流送風機３Ａ、３Ｂは、その長手方向が車両２１の長手方向に平行となるように設けられ、横断流送風機の動きを示す矢印４３Ａ、４３Ｂの方向、つまり車両２１の幅方向に回転可能である。また、天井２４に設けられた吹き出し口２７Ａ、２７Ｂから横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印４４Ａ、４４Ｂのように気流を客室２３へ吹き出す。

吸い込み口温度センサ４は、吸い込み口２５の近傍に設けられ、吸い込み口２５から吸い込まれる空気調和機２の吸い込み気流の温度を検出する。吸い込み口温度センサ４は、例えばサーミスタ等からなる。

制御部５は、空気調和機２の内部に設けられ、例えば運転室に設けられた操作部（図示せず）からの操作に基づいて、空気調和機２の運転（暖房運転や冷房運転等）を制御する。制御部５は、操作部（図示せず）で客室２３の空気の温度が設定された場合には、吸い込み口温度センサ４で検出された空気調和機２の吸い込み気流の温度が操作部（図示せず）で設定された温度になるように、空気調和機２の運転を制御する（以下、操作部（図示せず）で設定された温度を「設定温度」という。）。

制御部５は、更に、空気調和機２の運転時に横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を制御する。

（車両用空調システムの動作）
次に、実施の形態１に係る車両用空調システムの動作について説明する。
ここでは、説明を容易にするため、空気調和機２が暖房運転を行う場合について説明する。空気調和機２が冷房運転を行う場合においても、同様に動作する。

制御部５は、空気調和機２の暖房運転時に、横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を開始する。この時、制御部５は、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂのそれぞれを吹き出し口２６の方向、つまり互いに対向する方向に回転させて送風を行わせる。

図２は、実施の形態１に係る車両用空調システムの横断流送風機の動作を示す図である。ここで、θＡ、θＢは、鉛直下向きの状態に対する横断流送風機３Ａ、３Ｂのそれぞれの回転角度である。図中、時計回りを正、反時計回りを負としている。制御部５は、横断流送風機３Ａ、３Ｂのそれぞれを互いに対向する方向に同一角度だけ、つまりθＡ＋θＢ＝０となるように回転させる。例えば、横断流送風機３ＡのθＡは、０°〜−６０°、横断流送風機３ＢのθＢは、０°〜６０°の範囲にするとよい。

（車両用空調システムの作用）
次に、実施の形態１に係る車両用空調システムの作用について説明する。
まず、従来の車両用空調システムとして、横断流送風機３Ａ、３Ｂを有しない車両用空調システム（以下、「比較例１」という。）の作用について説明する。
空気調和機２の暖房運転を開始する前は、客室２３の空気の温度は設定温度以下である。空気調和機２の暖房運転を開始した後は、吹き出し口２６から暖房気流が吹き出されるため、客室２３の空気の温度は上昇するが、暖房気流は、客室２３の空気より密度が小さく、客室２３の上方に溜まって客室２３の下方まで到達しない。そのため、客室２３の空気は、高さ方向に大きな温度分布を生じ、例えば座席２８に座った乗客は寒さを感じることとなる。

図３は、比較例１に係る車両用空調システムの空気調和機の暖房運転を開始した後における客室の空気の温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。なお、図３は、空気調和機２の暖房運転を開始した後１分後における温度分布をシミュレーションした結果である。図３に示すように、客室２３の空気には、大きな温度分布が生じる。温度分布は、車両２１の高さ方向に層状となり、特に、乗客が座る客室２３の下方で大きい温度差が生じる。

次に、実施の形態１に係る車両用空調システムの作用について説明する。
実施の形態１に係る車両用空調システムでは、空気調和機２の暖房運転時に、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが互いに対向する方向に回転して送風を行う。このような動作によって、図１に示すように、空気調和機２で空調され吹き出し口２６から吹き出された暖房気流は、横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印４４Ａ、４４Ｂのように吹き出された横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流によって両側から押さえられるため、客室２３の上方に広がって溜まることがない。また、横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流が、横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印４４Ａ、４４Ｂのように客室２３の下方に向かうため、空気調和機２の吹き出し気流も、空気調和機の吹き出し気流を示す矢印４２のように客室２３の下方に運ばれることとなる。

図４は、実施の形態１に係る車両用空調システムの空気調和機の暖房運転と横断流送風機の送風動作を開始した後における客室の空気の温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。なお、図４は、図３と同様、空気調和機２の暖房運転と横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を開始した後１分後における温度分布をシミュレーションした結果である。図４に示すように、実施の形態１に係る車両用空調システムでは、客室２３の空気の温度分布が飛躍的に低減される。

図５は、比較例１に係る車両用空調システムと実施の形態１に係る車両用空調システムの客室の空気の温度の時間変化をシミュレーションした結果を示す図である。なお、図５は、比較例１に係る車両用空調システムと実施の形態１に係る車両用空調システムにおける、客室２３の床面近傍での空気の温度の時間変化について示している。図５に示すように、比較例１に係る車両用空調システムでは、車両２１の高さ方向に大きな温度分布が生じるため、客室２３の床面近傍での空気の温度の上昇が遅い。それに対して、実施の形態１に係る車両用空調システムでは、車両２１の高さ方向の温度分布が小さくなるため、客室２３の床面近傍での空気の温度の上昇が速い。

以上のように、実施の形態１に係る車両用空調システムでは、空気調和機２の暖房運転時に、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが互いに対向する方向に回転して送風を行って、客室２３の空気の温度分布を低減することで、客室２３の床面近傍での空気の温度を速く上昇させることが可能となる。
そのため、乗客の快適性を向上することができる。また、客室２３の壁面等に新たな風路が設けられなくてもよいため、乗客の快適性を簡易な構造で向上することができる、という顕著な効果が奏される。

なお、暖房運転の場合について説明しているが、冷房運転の場合についても同様である。冷房運転の場合には、吹き出し口２６からは冷房気流が吹き出される。冷房気流は、客室２３の空気より密度が高く、客室２３の下方に溜まる。そのため、客室２３の空気は、高さ方向に大きな温度分布を生じ、暖房運転の場合と同様に、例えば座席２８に座った乗客は寒さを感じることとなる。

図６は、実施の形態１に係る車両用空調システムの冷房運転時の気流を示す図である。図６に示すように、空気調和機２で空調され吹き出し口２６から吹き出された冷房気流は、横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印４４Ａ、４４Ｂのように吹き出された横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流によって両側から押さえられ、客室２３の下方に運ばれる。横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流は、客室２３の床面に衝突した後、図中左右方向に分かれて天井２４の方向へ向かう。その時、客室２３の床面近傍に溜まった冷気は、天井２４の方向へ向かう横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流と混合され、或いは、天井２４の方向へ向かう横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流に誘引され、天井２４の方向へ向かうこととなる。つまり、冷房運転の場合でも、冷気が客室２３の下方に溜まることがなく、客室２３の空気の温度分布を均一にすることができる。

また、制御部５が、図２における横断流送風機３ＡのθＡが０°〜−６０°、横断流送風機３ＢのθＢが０°〜６０°の範囲になるように横断流送風機３Ａ、３Ｂを回転させているが、そのような範囲に限定されない。例えば、横断流送風機３ＡのθＡが略−９０°、横断流送風機３ＢのθＢが略９０°になるように横断流送風機３Ａと横断流送風機３Ｂを回転させた場合等では、横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流は客室２３の床面の方向へ向かわず、充分な効果を得られない。そのため、横断流送風機３ＡのθＡと横断流送風機３ＢのθＢはそのような範囲とすることが好ましいが、横断流送風機３Ａと横断流送風機３Ｂとの間の距離や吹き出し口２６の位置によって適宜変更されてもよい。具体的な値は、客室２３の空気の温度分布を実測する等によって設定されるとよい。

また、制御部５が、横断流送風機３ＡのθＡと横断流送風機３ＢのθＢがθＡ＋θＢ＝０となるように横断流送風機３Ａ、３Ｂを回転させているが、そのような場合に限定されない。図１では、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが互いに対向する方向に回転しているため、空気調和機２の吹き出し気流は、空気調和機の吹き出し気流を示す矢印４２のように、客室２３の床面の車両２１の幅方向の略中央に到達する。しかし、乗客が空気調和機２の吹き出し気流の到達位置に居る場合は、その乗客が常に気流を感じるため、快適性が損なわれる可能性がある。

図７及び図８は、実施の形態１に係る車両用空調システムの動作の変形例を示す図である。そこで、制御部５が、図７に示すように、例えば、横断流送風機３ＡのθＡが−６０°の時、横断流送風機３ＢのθＢが−４５°となり、横断流送風機３ＡのθＡが−１５°の時、横断流送風機３ＢのθＢが０°となり、横断流送風機３ＡのθＡが０°の時、横断流送風機３ＢのθＢが１５°となり、横断流送風機３ＡのθＡが４５°の時、横断流送風機３ＢのθＢが６０°となるように、つまり、横断流送風機３Ａと横断流送風機３ＢがθＢ−θＡ＝Ｃ（Ｃは定数）となる関係を維持しつつ同一方向に同期して揺動を行いながら送風するように、制御を行ってもよい（図７は、横断流送風機３ＡのθＡが１５°で、横断流送風機３ＢのθＢが３０°の状態を示す。）。そのように制御を行った場合には、図８に示すように、空気調和機２の吹き出し気流は、空気調和機の吹き出し気流を示す矢印４２のようになり、客室２３の床面での到達位置が変化する。そして、横断流送風機３Ａと横断流送風機３Ｂが揺動を行いながら送風を行うことで、特定の乗客が連続して気流を感じることがなくなり、乗客の快適性が損なわれることなく客室２３の空気の温度を均一にすることができる。

その際、横断流送風機３ＡのθＡと横断流送風機３ＢのθＢの相対角度、つまりＣ（＝θＢ−θＡ）は、０°より大きくする必要がある。すなわち、Ｃ（＝θＢ−θＡ）が０°以下である場合、つまり横断流送風機３Ａの送風方向と横断流送風機３Ｂの送風方向とが互いに交差しない場合には、横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流は、空気調和機２の吹き出し気流を押さえられないため、空気調和機２の吹き出し気流を客室２３の床面まで運ぶことができない。そのため、Ｃ（＝θＢ−θＡ）は、例えば１５°以上が望ましい。なお、Ｃ（＝θＢ−θＡ）の値は、横断流送風機３Ａと横断流送風機３Ｂとの間の距離や吹き出し口２６の位置によって適宜変更されてもよい。Ｃ（＝θＢ−θＡ）の具体的な値は、客室２３の空気の温度分布を実測する等によって設定されるとよい。

また、１つの空気調和機２に対して１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが設けられる場合について説明しているが、１つの空気調和機２に対して車両２１の長手方向に１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが複数対並べて設けられ、１つの空気調和機２が暖房運転を行う際に、複数対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行ってもよい。また、車両２１の長手方向に空気調和機２が複数並べて設けられ、複数の空気調和機２のそれぞれに対して１対又は複数対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが設けられてもよい。

また、空気調和機２で空調された空気が１つの吹き出し口２６から吹き出され、吹き出し口２６の両側に１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが設けられる場合について説明しているが、複数の横断流送風機が吹き出し口２６の両側に設けられていればよく、１つの空気調和機２に対する吹き出し口２６の数や横断流送風機の数に制約はない。

図９及び図１０は、実施の形態１に係る車両用空調システムの構成と動作の変形例を示す図である。例えば、図９に示すように、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂの間に２つの吹き出し口２６Ａ、２６Ｂが設けられてもよい。このような場合においても、横断流送風機３Ａ、３Ｂが、互いに対向する方向に回転して送風することで、吹き出し口２６Ａ、２６Ｂから吹き出された空気調和機２の吹き出し気流は両側から押さえられ、客室２３の床面へ運ばれる。図１０に示すように、このような場合においても、図７及び図８と同様に、θＢ−θＡ＝Ｃ（Ｃは定数）となる関係に横断流送風機３ＡのθＡと横断流送風機３ＢのθＢを変化させることで、空気調和機２の吹き出し気流の客室２３の床面での到達位置を変化させることができる。

図１１及び図１２は、実施の形態１に係る車両用空調システムの構成と動作の変形例を示す図である。また、例えば、図１１に示すように、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂの間に吹き出し口２６Ａが設けられ、１対の横断流送風機３Ｃ、３Ｄの間に吹き出し口２６Ｂが設けられてもよい。このような場合においても、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂと１対の横断流送風機３Ｃ、３Ｄのそれぞれが、互いに対向する方向に回転して送風することで、吹き出し口２６Ａ、２６Ｂから吹き出される空気調和機２の吹き出し気流は両側から押さえられ、客室２３の床面へ運ばれる。図１２に示すように、この場合においても、図７及び図８と同様に、θＢ−θＡ＝Ｃ１（Ｃ１は定数）、θＤ−θＣ＝Ｃ２（Ｃ２は定数）となる関係に横断流送風機３ＡのθＡと横断流送風機３ＢのθＢ、横断流送風機３ＣのθＣと横断流送風機３ＤのθＤを変化させることで、空気調和機２の吹き出し気流の客室２３の床面での到達位置を変化させることができる。

また、空気調和機２の暖房運転時に、横断流送風機３Ａ、３Ｂが常に送風動作を行ってもよく、また、空気調和機２の暖房運転の開始から第１の所定の時間のみ横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行ってもよく、また、第１の所定の時間だけ横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行い、第２の所定の時間が経過した後に再び横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行うことを繰り返してもよい。また、空気調和機２が暖房運転を行っていない状態で、横断流送風機３Ａ、３Ｂが何らかの送風動作を行い、空気調和機２の暖房運転時に、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが互いに対向する方向に回転して送風を行ってもよい。なお、第１の所定の時間は、客室２３の形態等に応じて設定される必要がある。また、第１の所定の時間は、乗客が受ける不快感がどの程度かを考慮して設定される。また、第２の所定の時間は、客室２３の熱漏洩量等の熱的な負荷に応じて設定される必要があり、横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を停止した後の客室２３の空気の温度分布の経時変化を実測する等によって設定される。

実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る車両用空調システムについて説明する。なお、実施の形態１に係る車両用空調システムと重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
（車両用空調システムの構成）
まず、実施の形態２に係る車両用空調システムの構成について説明する。
図１３は、実施の形態２に係る車両用空調システムの構成を示す図である。図１３に示すように、車両用空調システム６は、空気調和機２と、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂと、吸い込み口温度センサ４と、制御部７と、を少なくとも有する（なお、制御部７は、本発明における「制御手段」に相当する。）。

空気調和機２は、車両２１の屋根２２に設けられる。横断流送風機３Ａ、３Ｂは、車両２１の客室２３の天井２４の裏側で且つ車両２１の幅方向の略中央に対して対称の位置に設けられる。空気調和機２で空調される客室２３の空気は、吸い込み口２５から吸い込まれる。１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂの間にはダクト（図示せず）が設けられ、空気調和機２で空調された空気は、ダクト（図示せず）を介して吹き出し口２６から客室２３へ吹き出される。吸い込み口２５と吹き出し口２６とは、天井２４に設けられる。吹き出し口２６は、車両２１の幅方向の略中央に位置する。

空気調和機２は、制御部７によって制御され、暖房運転や冷房運転等を行って客室２３の空気を空調する。客室２３の空気は、空気調和機の吸い込み気流を示す矢印４１のように吸い込み口２５から吸い込まれる。空気調和機２からの暖房気流や冷房気流は、空気調和機の吹き出し気流を示す矢印４２のように客室２３へ吹き出される。

横断流送風機３Ａ、３Ｂは、その長手方向が車両２１の長手方向に平行となるように設けられ、横断流送風機の動きを示す矢印４３Ａ、４３Ｂの方向、つまり車両２１の幅方向に回転可能である。また、天井２４に設けられた吹き出し口２７Ａ、２７Ｂから横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印４４Ａ、４４Ｂのように気流を客室２３へ吹き出す。

吸い込み口温度センサ４は、吸い込み口２５の近傍に設けられ、吸い込み口２５から吸い込まれる空気調和機２の吸い込み気流の温度を検出する。吸い込み口温度センサ４は、例えばサーミスタ等からなる。

制御部７は、空気調和機２の内部に設けられ、例えば運転室に設けられた操作部（図示せず）からの操作に基づいて、空気調和機２の運転（暖房運転や冷房運転等）を制御する。制御部７は、操作部（図示せず）で設定温度が設定された場合には、吸い込み口温度センサ４で検出された空気調和機２の吸い込み気流の温度が設定温度になるように、空気調和機２の運転を制御する。

制御部７は、更に、空気調和機２の運転時に横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を制御する。

また、制御部７には、客室２３に設けられたドア２９の開閉動作を制御するためのドア開閉制御装置３０が接続され、ドア開閉制御装置３０のドア開閉信号が入力される。制御部７は、更に、ドア２９の開閉動作の状態に応じて、横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を制御する。ドア開閉制御装置３０は、車両２１に設けられる。

（車両用空調システムの動作）
次に、実施の形態２に係る車両用空調システムの動作について説明する。
ここでは、例えば、車両２１が駅に停車し、乗客が乗り降りを行う時の動作について説明する。空気調和機２は常に暖房運転を行っているものとする。空気調和機２が冷房運転を行う場合においても、同様に動作する。

制御部７は、空気調和機２の暖房運転時に、横断流送風機３Ａ、３Ｂの送風動作を開始する。この時、制御部７は、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂのそれぞれを吹き出し口２６の方向、つまり互いに対向する方向に回転させて送風を行わせる。そして、制御部７は、ドア２９が開いた時に、開いたドア２９から遠い側の横断流送風機３Ｂをドア２９側に回転させ、開いたドア２９から近い側の横断流送風機３Ａを鉛直下向きに又はドア２９側に回転させて送風させる。制御部７は、ドア２９が閉じた時に、横断流送風機３Ｂと横断流送風機３Ａの向きをドア２９が開く前の状態に戻して送風させる。

（車両用空調システムの作用）
次に、実施の形態２に係る車両用空調システムの作用について説明する。なお、空気調和機２が暖房運転を行う場合の作用を説明するが、空気調和機２が冷房運転を行う場合の作用も同様である。
乗客が乗り降りする際にドア２９が開閉動作を行うと、客室２３に冷たい外気が流入するため、客室２３の空気の温度は外気温と略等しくなる。そのため、客室２３の空気の温度の急激な変化により、乗客の快適性が損なわれる。また、ドア２９が閉じた後に客室２３の空気の温度を設定温度まで上昇させるのに多くの時間と電力が必要となる。

図１４は、実施の形態２に係る車両用空調システムのドアが開いた時の気流を示す図である。実施の形態２に係る車両用空調システムでは、制御部７が、ドア２９が開いた時に、開いたドア２９から遠い側の横断流送風機３Ｂをドア２９側に回転させ、開いたドア２９から近い側の横断流送風機３Ａを鉛直下向きに又はドア２９側に回転させて送風させるため、図１４に示すように、横断流送風機３Ａ、３Ｂの吹き出し気流によって、外気の進入が外気の流れを示す矢印４５のように遮られるため、外気が客室２３の内部まで流入せず、客室２３の空気の温度を一定に保つことができる。すなわち、乗客の快適性を損ねることがなく、また、消費電力を低減することができる。

なお、１つの空気調和機２に対して１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが設けられる場合について説明しているが、１つの空気調和機２に対して車両２１の長手方向に１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが複数対並べて設けられ、１つの空気調和機２が暖房運転を行う際に、複数対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行ってもよい。また、車両２１の長手方向に空気調和機２が複数並べて設けられ、複数の空気調和機２のそれぞれに対して１対又は複数対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが設けられてもよい。

また、制御部７は、ドア２９が開いた時及びドア２９が閉じた時に、横断流送風機３Ａ、３Ｂを回転させているが、横断流送風機３Ａ、３Ｂを回転させるタイミングは、ドア２９が開いた時及びドア２９が閉じた時に対して数秒程度前後してもよい。

また、空気調和機２で空調された空気が１つの吹き出し口２６から吹き出され、吹き出し口２６の両側に１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂが設けられる場合について説明しているが、複数の横断流送風機が吹き出し口２６の両側に設けられていればよく、１つの空気調和機２に対する吹き出し口２６の数や横断流送風機の数に制約はない。

図１５は、実施の形態２に係る車両用空調システムの構成の変形例を示す図である。例えば、図１５に示すように、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂの間に吹き出し口２６Ａが設けられ、１対の横断流送風機３Ｃ、３Ｄの間に吹き出し口２６Ｂが設けられてもよい。このような場合には、制御部７は、１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂのみを、ドア２９側に回転させて送風させることで、外気の客室２３への進入を防ぐことができる。

また、空気調和機２が暖房動作を行っているだけの状態では横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行わず、空気調和機２が暖房動作を行っている状態でドア２９の開閉動作が行われた時だけ横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行ってもよい。ドア２９の開閉動作が行われていない状態で横断流送風機３Ａ、３Ｂが送風動作を行う場合には、乗客の快適性をより向上することが可能となる。

また、制御部７が、ドア２９の開閉動作に応じて、横断流送風機３Ａ、３Ｂの向きのみを制御しているが、例えば、ドア２９が開いているときは１対の横断流送風機３Ａ、３Ｂ又はドア２９に近い横断流送風機３Ａの風量を増加する等、向きに加えて風量を制御してもよい。

以上、実施の形態１及び実施の形態２について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態や各変形例を組み合わせることも可能である。

１、６ 車両用空調システム、２ 空気調和機、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 横断流送風機、４ 吸い込み口温度センサ、５、７ 制御部、２１ 車両、２２ 屋根、２３ 客室、２４ 天井、２５ 吸い込み口、２６、２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ 吹き出し口、２８ 座席、２９ ドア、３０ ドア開閉制御装置、４１ 空気調和機の吸い込み気流を示す矢印、４２、４２Ａ、４２Ｂ 空気調和機の吹き出し気流を示す矢印、４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄ 横断流送風機の動きを示す矢印、４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ 横断流送風機の吹き出し気流を示す矢印、４５ 外気の流れを示す矢印。

Claims (3)

1. 車両内部の空間の空気を空調して吹き出し口から前記空間に送る少なくとも一つの空気調和機と、
   前記空間の天井の裏側で且つ前記吹き出し口に対して前記車両の幅方向の両側に設けられ、前記空間に前記吹き出し口から吹き出された空気とは別の空気を送る複数の横断流送風機と、
   前記空気調和機の空調動作と前記複数の横断流送風機の送風動作とを制御する制御手段と、を備え、
   前記複数の横断流送風機は、その長手方向が前記車両の長手方向に平行となるように設けられ、前記複数の横断流送風機の少なくとも一つは、前記車両の幅方向に回転可能に設けられ、
   前記制御手段は、前記複数の横断流送風機の少なくとも一つの回転角度を前記吹き出し口の両側の一方に設けられた前記横断流送風機の送風方向と前記吹き出し口の両側の他方に設けられた前記横断流送風機の送風方向とが互いに交差するような回転角度として、前記複数の横断流送風機により同時に送風を行わせて前記吹出し口から吹き出された空気を前記複数の横断流送風機が送る空気で両側から押さえて前記空間の床面に衝突させる、
   ことを特徴とする車両用空調システム。
2. 前記複数の横断流送風機の少なくとも一つは、前記車両の幅方向の回転が鉛直下向きに対して角度が変化するように揺動自在に設けられ、
   前記制御手段は、前記複数の横断流送風機の少なくとも一つを前記送風方向が互いに交差した状態で揺動させつつ前記複数の横断流送風機により同時に送風を行わせて前記空気調和機の吹出し口から吹き出された空気が前記床面に到達する位置を変化させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
3. 前記複数の横断流送風機の少なくとも一つは、回転自在に設けられ、
   前記制御手段は、更に、前記空間に設けられたドアの開閉信号に基づいて、前記ドアが開いたら、前記複数の横断流送風機の少なくとも一つの回転角度を前記横断流送風機の送風方向が開いている前記ドア側を向くような回転角度として送風を行わせる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調システム。

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