JP7211290B2 - 車載空調装置 - Google Patents

Description

本明細書は、車両に搭載される車載空調装置を開示する。

従来から空調装置を搭載した車両が広く知られている。車載の空調装置は、当然ながら、車両に搭載された車載バッテリの電力で駆動する。車載バッテリの電力には、限りがあるため、車載空調装置の消費電力の低減が従来から強く求められている。

そこで、一部では、冷房時における消費電力を低減するために、冷媒と外気との熱交換を行うコンプレッサの近傍に、ミスト（水）を噴霧し、当該ミストの気化熱により、冷媒の冷却効率、ひいては、空調装置の冷房効率を高める空調装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、エバポレータで発生した凝縮水を、コンデンサに噴霧する噴霧ノズルを備えた車両用一体型空調装置が開示されている。この特許文献１では、コンプレッサ、コンデンサ、絞り弁、エバポレータ、噴霧ノズル等は、全て同一のケース内に収容され、ユニット化されている。そして、このユニット化された空調装置は、車両の室外天井部分に配置されている。特許文献１のように、コンプレッサにミストを噴霧する構成とすることで、冷房効率をより向上できる。

特開平９－２０７５４２号公報

しかしながら、特許文献１では、凝縮水を回収する凝縮水回収皿よりも、水を噴霧する噴霧ノズルを、下方に配置している。この場合、噴霧を中止した後も、重力により、噴霧ノズルから凝縮水が漏出するおそれがあった。結果として、必要な場面で、水が不足し、噴霧できず、冷房効率の悪化を招くおそれがあった。

もちろん、噴霧ノズルの上流に別途バルブを設けておけば、こうした漏水は防止できる。しかし、別途バルブを設けた場合、部品点数の増加や制御の複雑化を招く。

そこで、本明細書では、簡易な構成でありながら、十分な冷房効率をより確実に維持できる車載空調装置を開示する。

本明細書で開示する車載空調装置は、車両に搭載される車載空調装置であって、冷媒を外気と熱交換させるコンデンサと、前記コンデンサに向かう外気に水を噴霧する１以上の噴霧ノズルと、出力ホースを介して前記噴霧ノズルに連通され、噴霧する水を貯留する水タンクと、を備え、前記１以上の噴霧ノズルを前記水タンクより上方に配置し、さらに、車室前側を空調する前側空調ユニットと、車室後側を空調する後側空調ユニットと、を備え、前側空調ユニットは、車両前下部にある前側収容空間に配置された前記コンデンサおよび前記１以上の噴霧ノズルと、車両床下に配置された前記水タンクと、を有し、後側空調ユニットは、車両後下部にある後側収容空間に配置された前記コンデンサおよび前記１以上の噴霧ノズルと、車両床下に配置された前記水タンクと、を有する、ことを特徴とする。

かかる構成とすることで、噴霧ノズルの上流にバルブを設けなくても、水タンクの水が、重力により噴霧ノズルから漏出することを効果的に防止できる。そのため、水が不足しにくくなり、必要に応じて水を噴霧できる。結果として、バルブを有さない簡易な構成でありながら、十分な冷房効率をより確実に維持できる。また、水タンクを、車両床下に配置することで、水タンクを噴霧ノズルの下方に配置でき、また、車両のデッドスペースを有効活用できる。

この場合、前記コンデンサを支持するべく、当該コンデンサの縁を囲む支持枠を備え、前記１以上の噴霧ノズルは、前記支持枠に固定されていてもよい。

かかる構成とすることで、噴霧ノズルを固定するために複雑な機構が不要となり、車載空調装置の構成を簡易化できる。

また、前記１以上の噴霧ノズルは、その噴霧軸が前記コンデンサの前面と平行になる姿勢で、前記コンデンサよりも前方位置に配置されていてもよい。

かかる構成とすることで、噴霧されたミスト（水）が、コンデンサに即座に当たらず、当該コンデンサの前方空間に広がりやすくなる。その結果、コンデンサの前面を均等に冷却でき、コンデンサによる冷媒の冷却効率を向上できる。

本明細書で開示する車載空調装置によれば、バルブを設けなくても噴霧用の水が無駄に漏出しないため、簡易な構成でありながら、十分な冷房効率をより確実に維持できる。

車両を外側から見た斜視図である。 車両中央から車両前方を見た車室内の斜視図である。 車両前部から車両後方を見た車室内の斜視図である。 車両のメインフレームの後方から見た斜視図である。 車両のメインフレームの側方から見た斜視図である。 空調装置の構成を示すブロック図である。 一つの空調ユニットの構成を示す模式図である。 空調装置の主な構成要素の配置を示す斜視図である。 天井アセンブリ周辺での概略断面図である。 前側収容空間に収容される下部パートの配置を示す模式図である。 前側空調ユニットのコンデンサ周辺の斜視図である。 前側空調ユニットのコンプレッサの配置を示す概略斜視図である。 後側空調ユニットに収容される下部パートの配置を示す模式図である。 後側空調ユニットのコンデンサ周辺の斜視図である。 センターパート周辺の概略斜視図である。 給水口周辺を正面から見た模式図である。

以下、図面を参照して空調装置５０を搭載した車両１０の構成について説明する。なお、以下で参照する各図面において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｌ」は、それぞれ、車両前方、車両上方、車幅方向左側を示している。

＜全体構成＞
はじめに、図１～図５を参照して、車両１０の全体構成について簡単に説明する。図１は、車両１０を外側から見た斜視図である。また、図２は、車両中央から車両前方を見た車室内の斜視図であり、図３は、車両前部から車両後方を見た車室内の斜視図である。さらに、図４、図５は、車両１０のメインフレーム１２の斜視図である。

この車両１０は、特定の敷地内において、規定のルートに沿って自動運転で走行しながら、乗客を輸送するバスとして利用される。したがって、当該車両１０は、比較的、高頻度で、停車と発進を繰り返し、また、比較的、高頻度で、乗客の乗降のためにドア２２を開閉する。また、この車両１０は、比較的、低速（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）で走行する。

ただし、本明細書で開示する車両１０の利用形態は、適宜、変更可能であり、例えば、当該車両１０を、移動可能なビジネススペースとして利用してもよい。例えば、車両１０は、各種商品を陳列販売する小売店や、飲食物を調理して提供する飲食店などの店舗として用いられてもよい。また、別の形態として、車両１０は、事務作業や顧客との打ち合わせ等を行うためのオフィスとして用いられてもよい。また、車両１０は、顧客や荷物を輸送するタクシーやバス、運送用車両として用いられてもよい。また、車両１０の利用シーンは、ビジネスに限らず、例えば、車両１０は、個人の移動手段として用いられてもよい。また、車両１０の走行パターンや走行速度も、適宜変更されてもよい。

この車両１０は、駆動モータを原動機として有した電気自動車である。車両１０には、この駆動モータに電力を供給するためのメインバッテリ１０６（図１５参照）が搭載されている。後述する空調装置５０は、このメインバッテリ１０６からの電力で駆動する。メインバッテリ１０６は、充放電可能な二次電池であり、定期的に外部電力により充電される。なお、空調装置５０に電力供給するバッテリを有するのであれば、車両１０は、電気自動車に限らず、他の形式の自動車でもよい。例えば、車両１０は、エンジンを原動機として搭載したエンジン自動車でもよいし、エンジンおよび駆動モータを原動機として搭載したハイブリッド自動車でもよい。さらに、車両１０は、燃料電池で発電した電力で駆動モータを駆動する燃料電池自動車でもよい。

また、この車両１０は、上述した通り自動運転で走行可能である。ここで、「自動運転」とは、動的運転タスクのほぼ全てを車両１０が行うことを意味しており、例えば、米国の自動車技術会（ＳＡＥ）で定められたレベル３からレベル５のいずれかを意味する。レベル３は、高速道路等、特定の場所において、全ての動的運転タスクが自動化されているものの、緊急時には、ドライバーの操作が必要となる運転形態である。また、レベル４は、特定の場所に限り、全ての動的運転タスクが自動化されており、緊急時の対応も自動的に処理される運転形態である。レベル５は、場所等の制限なく、ほぼ全ての条件で自動運転が可能な運転形態であり、いわゆる、「完全自動運転」を意味する。なお、車両１０は、自動運転機能ではなく、動的運転タスクの一部を車両１０が行う運転支援機能を有するものでもよい。「運転支援」とは、例えば、ＳＡＥで定められたレベル１またはレベル２を意味する。レベル１において、車両１０は、ステアリング操作および加減速のいずれか一方をサポートする。レベル２において、車両１０は、ステアリング操作と加減速の両方を、連携させながら運転をサポートする。

こうした自動運転または運転支援を可能にするために、車両１０には、当該車両１０の周辺の情報検知するための１以上の周辺情報センサ１３０が搭載されている。周辺情報センサ１３０は、周辺情報を検知できるセンサであれば、特に限定されない。したがって、周辺情報センサ１３０は、例えば、周辺の像を撮像するカメラ（可視光カメラや赤外線カメラ等）でもよい。また、周辺情報センサ１３０は、電波を使用して物体を検知するレーザセンサ、例えば、ミリ波レーダなどでもよい。さらに、周辺情報センサ１３０は、光を使用して物体を検知する光センサ、例えば、赤外線センサやライダー（Ｌｉｄａｒ）等でもよい。本例では、周辺情報センサ１３０のうち、少なくとも一つを、車両１０の天井の外表面に搭載している。

車両１０は、図１に示すとおり、ボンネットおよびトランクを有しておらず、前端面および後端面が略鉛直に立ち上がる略箱状（直方体状）の外形を有している。この車両１０の前端近傍には、一対の前輪１８が、後端近傍には、一対の後輪２０が、それぞれ設けられている。車両１０の側面には、大きな窓１３が設けられている。また、車両１０の左側面中央には、車両の前後方向にスライドして開閉する両開きスライドタイプのドア２２が設けられている。つまり、本例では、車幅方向両側面のうち、一方の側面にドア２２が形成され、他方の側面にはドア２２は、形成されていない。

車両１０の前端面には、ウィンドシールドとして機能する窓１３と、当該窓１３の下側に配されたランプ配置部１４と、が設けられている。ランプ配置部１４には、車両の存在および挙動を光によって車外者に知らせるための信号用ランプ１５が配置されている。このランプ配置部１４の下端には、車両内に外気を導くためのフロントグリル２４ｆが設けられている。車両１０の後端面は、車両の前端面とほぼ同じ構成となっており、窓１３とランプ配置部１４が上下に並ぶとともに、ランプ配置部１４の下端にリアグリル２４ｒ（図１では見えず）が配置されている。したがって、本例の車両１０は、ほぼ前後対称の外観を有している。

図２に示すように、車両１０の車室前部には、オペレーターからの支持を受け付ける操作パネル２６が設けられている。また、フロアパネル１００の前端近傍は、乗員が車両後方に向かって座ることができる座席２８を構成するように、盛り上がっている。同様に、図３に示すように、フロアパネル１００の後端近傍は、乗員が車両前方に向かって座ることができる座席２８を構成するように、盛り上がっている。車室のうちドア２２の周辺には、シート等の大型の内装品は、固定設置されておらず、広めの空間が確保されている。

本例の車両１０は、梯状のメインフレーム１２の上に、箱形のボディ１６が組み付けられるボディ・オン・フレーム構造となっている。メインフレーム１２は、図４、図５に示す通り、一対の前輪１８の間に位置するフロントパートＰｆと、一対の後輪２０の間に位置するリアパートＰｒと、フロントパートＰｆおよびリアパートＰｒの間に位置するセンターパートＰｃと、に大別される。フロントパートＰｆには、車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ３０と、当該一対のフロントサイドメンバ３０を連結するクロスメンバ３６ａ，３６ｂ，３６ｃと、が設けられている。クロスメンバ３６ｃは、二つのフロントサイドメンバ３０の後端同士を連結する。フロントサイドメンバ３０の上面からは、エアサスペンション（図示せず）を取り付けるためのサスペンションタワー４０が立脚している。

リアパートＰｒも、フロントパートＰｆと同様に、車両前後方向に延びる一対のリアサイドメンバ３４と、当該一対のリアサイドメンバ３４を連結するクロスメンバ３６ｉ，３６ｊ，３６ｋと、が設けられている。クロスメンバ３６ｉは、二つのリアサイドメンバ３４の前端同士を連結する。リアサイドメンバ３４の上面からは、エアサスペンション（図示せず）を取り付けるためのサスペンションタワー４０が立脚している。

センターパートＰｃには、車両前後方向に延びる一対のセンターサイドメンバ３２と、当該一対のセンターサイドメンバ３２を連結するクロスメンバ３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ，３６ｇ，３６ｈと、が設けられている。クロスメンバ３６ｄは、一対のセンターサイドメンバ３２の前端同士を連結しており、クロスメンバ３６ｈは、一対のセンターサイドメンバ３２の後端同士を連結している。また、クロスメンバ３６ｅは、クロスメンバ３６ｄの後方に隣接して設けられており、クロスメンバ３６ｇは、クロスメンバ３６ｈの前方に隣接して設けられている。換言すれば、センターパートＰｃの前端および後端には、車幅方向に延びる二本のクロスメンバ３６が前後方向に積層して配置されている。これにより、センターパートＰｃの歪みがより効果的に防止される。

ここで、図４、図５から明らかな通り、センターパートＰｃは、フロントパートＰｆおよびリアパートＰｒよりも下方に位置している。そのため、センターパートＰｃとフロントパートＰｆの境界には、上下に延びてクロスメンバ３６ｃとクロスメンバ３６ｄを接続するキック部材３８が設けられている。同様に、センターパートＰｃとリアパートＰｒとの境界にも、上下に延びてクロスメンバ３６ｉとクロスメンバ３６ｈを接続するキック部材３８が設けられている。

以上のようなメインフレーム１２に、原動機、動力伝達装置、ブレーキ装置、走行装置、懸架装置、かじ取り装置、電気装置等が組み付けられ、シャシを構成する。ここで、上述した通り、フロアパネル１００の前部（フロントパートＰｆに対応する部分）および後部（リアパートＰｒに対応する部分）は、上方に盛り上がっている。上述した原動機および各種装置の大部分は、このフロアパネル１００の盛り上がり部分の下側空間に配置される。以下では、フロアパネル１００の前部盛り上がり部分の下側（車両１０の前下角部であり、一対の前輪１８の間部分）の空間を「前側収容空間９４ｆ」と呼ぶ。同様に、フロアパネル１００の後部盛り上がり部分の下側（車両１０の後下角部であり、一対の後輪２０の間部分）の空間を「後側収容空間９４ｒ」と呼ぶ。さらに、前側、後側を区別しない場合には、添字ｆ，ｒを省略し、単に、「収容空間９４」と呼ぶ。

箱型のボディ１６は、このメインフレーム１２の上に組み付けられる。図１に示すように、ボディ１６は、例えば、車両上下方向に延びるピラー４２，４４や、車両１０の側面および天面の境界において前後方向に延びるレール４６、フロアパネル１００の車幅方向端部を下側から支えるべく前後方向に延びるロッカ４８（図１６参照、図１では、ロッカモール１１０で隠れて見えず）等を有している。なお、以下では、車両１０の側面と、前面または後面と、の境界に設けられるピラーを「第一ピラー４２」と呼び、車両１０の側面中間部分に設けられ、第一ピラー４２よりも車両前後方向中心寄りに位置するピラーを「第二ピラー４４」と呼ぶ。

＜空調装置５０の全体構成＞
次に、この車両１０に搭載される空調装置５０の全体構成について説明する。図６は、空調装置５０の構成を示すブロック図である。図６に示す通り、本例の空調装置５０は、車室の前部を空調する前側空調ユニット５２ｆと、車両の後部を空調する後側空調ユニット５２ｒと、これら二つのユニットの駆動を制御する制御部５１と、を有している。この二つの空調ユニット５２ｆ，５２ｒの構成は、ほぼ同じである。また、両者を区別しない場合には、添字ｆ，ｒを省略して「空調ユニット５２」呼ぶ。

制御部５１は、例えば、プロセッサとメモリとを有したコンピュータでもよいし、マイコンやアナログ回路、パワー・トランジスタ等を配線基板に搭載した電子制御ユニット（ＥＣＵ）などでもよい。制御部５１には、各空調ユニットに搭載されたセンサでの検知結果や、操作パネル２６を介して入力されたオペレーターからの指示等が入力される。制御部５１は、これらの入力された信号に基づいて、必要な制御量を算出し、当該制御量が得られるように、空調ユニット５２を構成する各機器に駆動信号を出力する。

二つの空調ユニット５２は、互いに独立して駆動可能となっている。このように互いに独立した空調ユニット５２を二つ設けることで、一方の空調ユニット５２に不備が生じた場合でも、他方の空調ユニット５２で空調できるため、空調装置５０の信頼性を向上できる。

次に、各空調ユニット５２の構成について説明する。図７は、一つの空調ユニット５２の構成を示す模式図である。この空調ユニット５２は、冷媒が循環して流れる冷媒配管７４と、当該冷媒配管７４の途中に設けられたコンプレッサ６０、コンデンサ６２、膨張弁５８、および、エバポレータ５４を有している。コンプレッサ６０は、気体状態の冷媒を圧縮し、高温高圧の液体状態にする。コンデンサ６２は、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器である。コンデンサ６２の背後には、外気をコンデンサ６２に導く電動ファン６４が設けられている。また、膨張弁５８は、冷媒を急速に膨張させてエバポレータ５４またはコンデンサ６２に送る。エバポレータ５４は、車室内の空気と熱交換する熱交換器である。エバポレータ５４の背後には、車室内空気をエバポレータ５４に送るとともに、熱交換後の空気を車室内に吹き出すブロアファン５６が設けられている。

冷房サイクルでは、コンプレッサ６０から高温高圧で半液状の冷媒がコンデンサ６２に出力される。コンデンサ６２は、この冷媒を外気で冷却し、液状に変化させる。膨張弁５８は、コンデンサ６２から送られた液状の冷媒を微細なノズル穴からエバポレータ５４内に噴射し、一気に気化させる。この冷媒の気化に伴い、エバポレータ５４の周辺の熱が奪われていき、エバポレータ５４が冷却される。このエバポレータ５４にブロアファン５６の風を通過させることで、車室内に冷気が送られる。エバポレータ５４を出た冷媒は、コンプレッサ６０に戻り再び圧縮される。なお、図７において、冷媒配管７４のうち、薄墨ハッチング部分は、冷房時において冷媒が気体状態となる範囲を、濃墨ハッチング部分は、冷房時において冷媒が液体または半液体状態となる範囲を示している。また、暖房サイクルでは、冷媒の流れが冷房サイクルと逆になる。

ここで、本例は、上述した通り、低速で走行し、停車とドア２２の開閉を頻繁に行う車両１０を想定している。かかる車両では、走行風が乏しく、コンプレッサ６０での冷媒の冷却効率が低くなりがちであった。また、頻繁にドア２２が開閉されることで、車室内の冷気が外部に逃げやすく、冷房効率が低下しやすかった。そのため、本例で想定するような車両１０では、冷房に際して多量の電力が必要になるという問題があった。

そこで、本例では、冷房時における消費電力を低減するために、コンプレッサ６０の前方に、水をミスト状にして噴霧する噴霧ノズル６６を設けている。このミスト水は、コンプレッサ６０を挟んで電動ファン６４の反対側、すなわち、コンプレッサ６０を通過する外気の流路途中であって、コンプレッサ６０より上流側位置に噴霧される。噴霧されたミスト水は、コンプレッサ６０の直前で気化し、周辺から熱を奪う。これにより、コンプレッサ６０には、当該噴霧ノズル６６が無い場合と比べて、冷たい空気が吹き込む。その結果、より効率的に冷媒を冷却でき、冷房効率を向上できる。そして、結果として、消費電力を大幅に低減できる。これは、メインバッテリ１０６に蓄電された電力を走行用のエネルギー源とする電気自動車では、連続走行時間の増加、充電頻度の低下に繋がるため、非常に大きなメリットとなる。

空調装置５０は、この噴霧ノズル６６に供給する水を貯留する水タンク６８も備えている。水タンク６８と噴霧ノズル６６は、出力ホース７６ａで連結されており、当該出力ホース７６ａの途中には、貯留水を噴霧ノズル６６に圧送するウォーターポンプ６９が設けられている。また、水タンク６８には、ドレンホース７６ｂおよび給水ホース７６ｄも接続されている。ドレンホース７６ｂは、冷房時にエバポレータ５４で発生した凝縮水を水タンク６８に導くホースである。このように、冷房時に発生する凝縮水を廃棄することなく、ミスト噴霧に利用することで、水タンク６８への給水の頻度を低減でき、空調装置５０の管理の手間を軽減できる。

ドレンホース７６ｂの途中には、雨水ホース７６ｃが合流している。雨水ホース７６ｃは、雨水回収口７８に接続されたホースである。雨水回収口７８は、車両１０の天面に設けられており、雨水を雨水ホース７６ｃに導く開口である。このように、凝縮水に加えて、雨水も回収して蒸留することで、水タンク６８への給水の頻度をより低減でき、空調装置５０の管理の手間を軽減できる。

さらに、給水ホース７６ｄは、水タンク６８と給水口７２とを連通するホースである。給水口７２は、後に詳説する通り、車両１０の下部に設けられ、外部の水道ホースと連結可能な部位である。凝縮水および雨水だけでは、水が不足する場合には、当該給水口７２から給水ホース７６ｄを介して水タンク６８に給水される。水タンク６８には、貯留量を検知するセンサ、例えば、液面レベルを検知するレベルセンサ７０や、貯留水の重量を検知する重量センサ等が設けられている。制御部５１は、このセンサでの検知結果に基づいて、貯留量が一定以下になれば、オペレーターにアラームを出力する。また、制御部５１は、空調装置５０の駆動に連動してウォーターポンプ６９を駆動し、ミスト水をコンプレッサ６０近傍に噴霧させる。このように、凝縮水および雨水を溜めるだけでなく、外部からも給水可能とすることで、より長期間、水の噴霧が可能となり、空調装置５０の冷房効率をより長期間、向上させることができる。

＜空調装置の配置の概要＞
次に、こうした空調ユニット５２を構成する各部材の配置について図７、図８を参照して説明する。図８は、空調装置５０の主な構成要素の配置を示す斜視図である。上述した通り、本例の空調装置５０は、前側空調ユニット５２ｆと後側空調ユニット５２ｒと、に大別される。各空調ユニット５２は、さらに、その配置に基づいて、天井パートＰｔ、下部パートＰｂ、給水パートＰｗに大別できる。

天井パートＰｔは、車両の天井部分に配置されるもので、エバポレータ５４、ブロアファン５６、膨張弁５８、および雨水回収口７８等が含まれる。このうち、エバポレータ５４、ブロアファン５６、および、膨張弁５８は、一つのケースに収容され、一部品化されている。以下では、この一部品化されたものを、「天井アセンブリ７９」と呼ぶ。

車両１０の天井部分には、天井外装パネル８４と天井内装パネル８６（図８では図示せず、図９参照）が設けられており、両者の間には、天井空間８８が存在している。本例では、この天井空間８８に、天井アセンブリ７９を配置している。なお、図８から明らかな通り、前側空調ユニット５２ｆの天井アセンブリ７９は、天井空間８８の前端近傍に、後側空調ユニット５２ｒの天井アセンブリ７９は、天井空間８８の後端近傍に、配置されている。また、雨水回収口７８として機能する開口は、車両１０の天井部の略中央に設けられている。

下部パートＰｂを構成するコンプレッサ６０、コンデンサ６２、および噴霧ノズル６６は、前側収容空間９４ｆまたは後側収容空間９４ｒに配置される。具体的には、前側収容空間９４ｆ内には、前側から順に、前側空調ユニット５２ｆの噴霧ノズル６６、コンデンサ６２、およびコンプレッサ６０が配置されている。また、後側収容空間９４ｒ内には、前側から順に、後側空調ユニット５２ｒのコンプレッサ６０、噴霧ノズル６６、およびコンデンサ６２が配置されている。なお、後側空調ユニット５２ｒのコンデンサ６２の上側には、モータユニット１１２の冷却に利用されるラジエータ８０が配置されている。

給水パートＰｗを構成する水タンク６８は、車両１０の床下に配置される。本例では、車両の床下のうち、前側収容空間９４ｆと隣接する箇所に、前側空調ユニット５２ｆの水タンク６８を、後側収容空間９４ｒと隣接する箇所に、後側空調ユニット５２ｒの水タンク６８を、それぞれ配置している。また、車両１０の側面下端（ロッカ４８の下側）には、給水口７２が設けられている。この給水口７２は、給水ホース７６ｄを介して、二つの水タンク６８に連結されている。したがって、本例では、前側空調ユニット５２ｆおよび後側空調ユニット５２ｒで、一つの給水口７２を共用している。

冷媒配管７４のうち、天井アセンブリ７９と下部パートＰｂとを接続する部分は、第一ピラー４２内を通っている。すなわち、第一ピラー４２は、インナパネルおよびアウターパネル（いずれも図示せず）を接合して構成されるが、両者の間には、空間が形成される。本例では、この空間内に、冷媒配管７４を通している。

また、天井アセンブリ７９および水タンク６８を接続するドレンホース７６ｂは、第二ピラー４４内を通っている。本例では、天井アセンブリ７９の車幅方向両端からドレンホース７６ｂを引き出し、車両の両サイドに設けられた第二ピラー４４に通している。したがって、車両全体では、４本のドレンホース７６ｂが４本の第二ピラー４４を通っている。

つまり、本例では、上下に延びる冷媒配管７４およびドレンホース７６ｂを、いずれも、ピラー４２，４４に通している。かかる構成とすることで、冷媒配管７４およびドレンホース７６ｂを隠すための専用の部材を別途設ける必要がなく、車両の構成をより簡易化できる。また、コンプレッサ６０は、車両１０の前部または後部に配置され、水タンク６８は、当該コンプレッサ６０よりも車両前後方向中心寄りに配置される。かかるコンプレッサ６０に連結される冷媒配管７４を第一ピラー４２に、コンプレッサ６０に連結されるドレンホース７６ｂを第一ピラー４２より中心寄りに位置する第二ピラー４４に、それぞれ通すことで、冷媒配管７４およびドレンホース７６ｂの距離を短くできる。その結果、材料費を低減できる。また、冷媒配管７４の距離が短くなれば、その分、冷媒の熱損失が低減されるため、空調効率の更なる向上が図れる。

雨水ホース７６ｃは、車両１０の天井近傍で、このドレンホース７６ｂに、合流している。給水口７２に接続された給水ホース７６ｄは、ロッカ４８の側部において前後方向に延び、二つの水タンク６８に連結されている。

＜天井アセンブリ＞
次に、天井アセンブリ７９の構成について説明する。図９は、天井アセンブリ７９周辺での概略断面図である。天井アセンブリ７９は、既述した通り、天井外装パネル８４と天井内装パネル８６との間に形成される天井空間８８に配置されている。天井内装パネル８６のうち、天井アセンブリ７９との対向部分には、車室内と天井空間８８とを連通する通気口９０が形成されている。また、通気口９０と天井アセンブリ７９との間には、空気流れをガイドするダクト８２が配置されている。この通気口９０およびダクト８２を介して、車室内の空気が天井アセンブリ７９に導かれるとともに、天井アセンブリ７９から出力される調温後の空気が車室内に放出される。したがって、空調空気は、車室の天面から噴き出される。

ここで、空調吹き出し口を車室の天面に設けた車両は、従来からいくつか知られている。しかしながら、従来の車両では、車両の天井空間に、エバポレータ、ブロアファン、および、膨張弁に加えて、さらに、コンプレッサやコンデンサも設けていた。この場合、これら全ての部品を収容するために、天井空間の厚みを増加させる必要がある。天井空間の厚みを増加させるために、空調ユニットの配置箇所において、天井外装パネルを外側（上側）に突出させることも考えられるが、この場合、車両の意匠の自由度が低下し、また、車高が増加するという問題があった。また、天井外装パネルではなく、天井内装パネルを内側（下側）に突出させれば、車高の増加を抑えつつ天井空間の厚みを確保できるが、この場合には、車室の天井が低くなり、車室空間の開放感が損なわれる。

本例では、天井空間８８に、天井アセンブリ７９（エバポレータ５４、ブロアファン５６、膨張弁５８）のみを配置しているため、天井空間８８の厚みを小さく抑えることができる。その結果、車高を抑えつつも、車室の天井を高くすることができる。また、天井空間８８を薄くできるため、車両の意匠の自由度を向上できる。

ここで、上述した通り、本例では、少なくとも一つの周辺情報センサ１３０が、車両１０の天井の外表面に搭載されている。周辺情報センサ１３０は、光または電波を送受して周辺情報を検知するため、周辺情報センサ１３０の近傍に光や電波を遮る突出部が存在すると、周辺情報を十分に検知できない。したがって、車両１０の天井外表面に突出部等がある場合、周辺情報センサ１３０の設置位置が制限される。本例では、上述した通り、天井に、天井アセンブリ７９のみを配置しており、車両１０の天井外表面に大きな突出部が存在していない。その結果、周辺情報センサ１３０の搭載位置の自由度が向上する。

ところで、車両１０の天井には、直射日光が当たりやすく、夏場には、天井空間８８の温度が上がりやすい。かかる天井空間８８に、エバポレータ５４等を配置した場合、冷却効率が低下するおそれがある。そこで、本例では、天井外装パネル８４の裏面（天井内装パネル８６との対向面）に、断熱シート９２を貼り付けている。断熱シート９２は、適度な断熱性を有するのであれば、その材質は特に限定されない。したがって、断熱シート９２は、例えば、グラスウールやロックウール等の繊維系断熱材で形成されてもよいし、ウレタンフォームやフェノールフォーム等の発泡系断熱材で形成されてもよい。いずれにしても、天井外装パネル８４の裏面に断熱シート９２を貼り付けることで、天井空間８８の温度上昇を抑制でき、空調装置５０の冷房効率を向上できる。

＜前側空調ユニットの下部パート＞
次に、前側空調ユニット５２ｆの下部パートＰｂについて説明する。図１０は、前側収容空間９４ｆに収容される下部パートＰｂの配置を示す模式図である。また、図１１は、前側空調ユニット５２ｆのコンデンサ６２周辺の斜視図である。また、図１２は、前側空調ユニット５２ｆのコンプレッサ６０の配置を示す概略斜視図である。

図１０に示すとおり、前側収容空間９４ｆ内には、前側から順に、噴霧ノズル６６、コンデンサ６２、電動ファン６４、コンプレッサ６０が配置されている。また、コンデンサ６２の前方には、前側収容空間９４ｆと外部とを連通するフロントグリル２４ｆが配置されている。このフロントグリル２４ｆは、車両１０の前端面の下端に設けられている。

フロントグリル２４ｆを、前端面下端に配置するのは、ランプ配置部１４を大きく確保するためである。ここで、フロントグリル２４ｆを前端面下端に配置した場合、図１０に示す通り、フロントグリル２４ｆの上端は、コンデンサ６２の高さ中心より下側に位置しており、フロントグリル２４ｆが、コンデンサ６２に比べて下側にオフセットしている。そのため、外気は、図１０において、二点鎖線で示すように、フロントグリル２４ｆから前側収容空間９４ｆ内に進入した後、電動ファン６４により吸い込まれて上方に進む。そして、この外気は、コンデンサ６２および電動ファン６４を通過した後は、下方へと進み、前側収容空間９４ｆの底部から外部へと流れていく。

つまり、本例において、コンデンサ６２に流れ込む外気は、当該コンデンサ６２周辺を頂部とする山なりの経路を流れる。フロントグリル２４ｆとコンデンサ６２との間には、こうした外気の流れをガイドするダクト８３が設けられている。なお、前側収容空間９４ｆには、空調ユニット５２を構成する部品だけでなく、ブレーキ装置や操舵装置、エアサスペンションのポンプやエアタンク等が配置されている。コンデンサ６２および電動ファン６４を通過した外気は、これらブレーキ装置や操舵装置等の隙間を通って外部に放出される。

前側空調ユニット５２ｆのコンデンサ６２は、図１１に示すように、扁平な直方体であり、正面視で横長の長方形となっている。このコンデンサ６２は、支持枠９９で支持されている。この支持枠９９の後部は、電動ファン６４を支持するファンシュラウド（図示せず）と連結されている。その結果、コンデンサ６２のすぐ背後には、電動ファン６４が位置している。

コンデンサ６２の前方には、複数の噴霧ノズル６６が配置されている。本例では、この噴霧ノズル６６を、コンデンサ６２の車幅方向両端近傍に二つずつ、合計四つ設けている。また、噴霧ノズル６６は、その噴霧軸方向が、コンデンサ６２の表面と平行になるような姿勢、具体的には、噴霧軸が車幅方向と平行になる姿勢で配置されている。かかる構成とすることで、ミストが、コンデンサ６２に当たりにくくなるため、コンデンサ６２の前方空間に広がりやすくなる。その結果、ミストをより均等に噴霧できる。各噴霧ノズル６６は、ノズルブラケット１２０で支持されており、当該ノズルブラケット１２０は、支持枠９９に取り付けられている。噴霧ノズル６６から噴霧されたミストが、コンデンサ６２の直前位置において、気化することでコンデンサ６２に流れ込む外気温度を低下させることができる。そして、これにより、コンデンサ６２での冷媒の冷却効率、ひいては、空調装置５０の冷房効率を向上できる。

ここで、図１０から明らかな通り、噴霧ノズル６６は、いずれも、水タンク６８よりも上方に配置されている。かかる構成とすることで、ウォーターポンプ６９から圧力が付与されない限り、噴霧ノズル６６から水が出力されない。その結果、出力ホース７６ａの途中に、水の漏出防止のためのバルブ等を設ける必要がなく、構成を簡易化できる。

前側空調ユニット５２ｆのコンプレッサ６０は、電動ファン６４の背後に配置されている。このコンプレッサ６０の配置を可能にするために、本例では、フロントパートＰｆに設けられた一対のクロスメンバ３６ａ，３６ｂ（図５、図１２参照）の間に支持プレート１０８を架け渡している。支持プレート１０８は、金属からなる略平板であり、その一端は、クロスメンバ３６ａに、その他端は、クロスメンバ３６ｂに溶接されている。コンプレッサ６０は、この支持プレート１０８の上に固定される。

なお、図１２から明らかな通り、二つのクロスメンバ３６ａ，３６ｂは、いずれも、その車幅方向両端が、フロントサイドメンバ３０に向かって立ち上がったような形状となっている。したがって、クロスメンバ３６ａ，３６ｂの車幅方向中間部分は、フロントサイドメンバ３０よりも下側に位置している。これにより、コンプレッサ６０の配置高さを低く抑えることができ、前側収容空間９４ｆの空間効率を向上できる。

ここで、繰り返し述べる通り、前側空調ユニット５２ｆのうち、コンデンサ６２、コンプレッサ６０、および噴霧ノズル６６は、前側収容空間９４ｆに配置している。かかる配置とするのは、上述した通り、天井アセンブリ７９のサイズを低減し、車両１０の天井周りの意匠の自由度を高めるためである。また、前側空調ユニット５２ｆのうち、比較的重量の大きいコンプレッサ６０を、車両１０の下部に配置することで、車両１０の安定性を向上できる。さらに、コンデンサ６２をフロントグリル２４ｆの背後に配置することで、当該コンデンサ６２を天井に配置した場合と比べて、走行風がコンデンサ６２に当たりやすくなり、冷却効率が向上する。

なお、本例では、車両１０前面のデザインの自由度を向上するために、コンデンサ６２に対してフロントグリル２４ｆが下方にオフセットした配置となっている。この場合でも、走行風が円滑にコンデンサ６２に到達するように、本例では、フロントグリル２４ｆの背後にダクト８３を設けている。また、十分な流量の外気がコンデンサ６２に流れるように、電動ファン６４の回転速度を制御している。

＜後側空調ユニットの下部パート＞
次に、後側空調ユニット５２ｒの下部パートＰｂについて説明する。図１３は、後側空調ユニット５２ｒに収容される下部パートＰｂの配置を示す模式図である。また、図１４は、後側空調ユニット５２ｒのコンデンサ６２周辺の斜視図である。図１３に示すとおり、後側収容空間９４ｒ内には、前側から順に、コンプレッサ６０、噴霧ノズル６６、コンデンサ６２、電動ファン６４が配置されている。また、電動ファン６４の後方には、後側収容空間９４ｒと外部とを連通するリアグリル２４ｒが配置されている。このリアグリル２４ｒは、フロントグリル２４ｆと同様に、車両１０の後端面の下端に設けられている。これにより、後側のランプ配置部１４も大きく確保できる。

したがって、後側空調ユニット５２ｒにおいても、リアグリル２４ｒの上端は、コンデンサ６２の高さ中心より下側に位置しており、リアグリル２４ｒが、コンデンサ６２に比べて下側にオフセットしている。そのため、外気は、図１３において、二点鎖線で示すように、後側収容空間９４ｒの下側から後側収容空間９４ｒ内に進入した後、電動ファン６４により吸い込まれて上方に進む。そして、この外気は、コンデンサ６２および電動ファン６４を通過した後は、下方へと進み、リアグリル２４ｒから外部へと流れていく。つまり、本例においても、外気は、コンデンサ６２周辺を頂部とする山なりの経路を流れる。このとき、電動ファン６４から出力される外気（排気）の逆流を防止するために、本例では、電動ファン６４とリアグリル２４ｒとの間に、排気の流れをガイドするダクト８３を設けている。

後側収容空間９４ｒには、空調ユニット５２を構成する部品に加え、駆動モータと伝達機構とを組み合わせたパワーユニット１１４や、当該パワーユニット１１４の駆動を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１１６等が配置されている。コンデンサ６２は、パワーユニット１１４のケースの側部に取り付けられている。

図１４に示すように、後側空調ユニット５２ｒのコンデンサ６２も、扁平な直方体であり、正面視で横長の長方形となっている。また、後側空調ユニット５２ｒのコンデンサ６２の上側には、扁平な直方体形状のラジエータ８０が配置されている。ラジエータ８０は、パワーユニット１１４の冷却用の冷媒を冷却するためのものである。支持枠９９は、このラジエータ８０およびコンデンサ６２を上下に並んだ状態で保持している。支持枠９９の後部には、電動ファン６４を支持するファンシュラウド（図示せず）と連結されており、コンデンサ６２およびラジエータ８０のすぐ背後には、電動ファン６４が位置している。

コンデンサ６２の前方には、複数（図示例では四つ）の噴霧ノズル６６が配置されている。この複数の噴霧ノズル６６は、いずれも、その噴霧軸方向が、コンデンサ６２の表面と平行になるような姿勢で配置されている。なお、後側空調ユニット５２ｒでは、前側空調ユニット５２ｆに比べて、複数の噴霧ノズル６６の配置がばらついている。これは、後側空調ユニット５２ｒのコンデンサ６２周辺に、配置された様々な部材と噴霧ノズル６６との干渉を避けるためである。すなわち、後側空調ユニット５２ｒのコンデンサ６２周辺には、空調に用いられる冷媒および水が流れる配管に加え、パワーユニット１１４の冷却用冷媒が流れる配管も設けられており、前側空調ユニット５２ｆに比べてコンデンサ６２周辺で利用できるスペースが限られている。その結果、後側空調ユニット５２ｒでは、前側空調ユニット５２ｆに比べて、複数の噴霧ノズル６６の配置がばらついている。

以上の通り、後側空調ユニット５２ｒにおいても、前側空調ユニット５２ｆと同様に、コンプレッサ６０、および噴霧ノズル６６を、車両１０の下部に配置することで、車両１０の天井周りの意匠の自由度が向上し、車両１０の安定性を向上できる。

ところで、これまでの説明で明らかな通り、本例では、コンデンサ６２および噴霧ノズル６６を含む下部パートＰｂを二つ用意し、この二つの下部パートＰｂを車両１０の前後に分割して配置している。かかる構成とすることで、コンデンサ６２を大型化することなく、コンデンサ６２をバランスよく配置できる。すなわち、コンデンサ６２での熱交換の効率を高めるためには、コンデンサ６２の表面積を広くすることが望ましい。しかし、車両１０内、特に本例のようにボンネットやトランクを有さない箱状の車両１０の場合、広い収容空間９４を確保することは難しく、表面積の大きいコンデンサ６２を搭載することは難しい。本例では、収容空間９４に収まる程度のコンデンサ６２を二つ用意し、これらを前後に分割して配置することで、一つ一つのコンデンサ６２のサイズは抑えつつ、十分な冷却能力を得ることができる。

＜給水パート＞
次に、給水パートＰｗの構成について説明する。図１５は、センターパートＰｃ周辺の概略斜視図である。給水パートＰｗは、ミスト水を貯留する水タンク６８を有する。この水タンク６８は、車室の床下に配置されている。より具体的には、前側空調ユニット５２ｆの水タンク６８は、センターサイドメンバ３２とクロスメンバ３６ｅとが交差する角部に配置されている。当該角部には、１辺がセンターサイドメンバ３２の底面に、他の１辺がクロスメンバ３６ｅの底面に溶接された、略三角形状の三角ブラケット１０４が設けられている。前側空調ユニット５２ｆの水タンク６８は、この三角ブラケット１０４の上に載置され、固定される。同様に、後側空調ユニット５２ｒの水タンク６８は、センターサイドメンバ３２とクロスメンバ３６ｇとが交差する角部に配置されている。当該角部にも、三角ブラケット１０４が設けられており、水タンク６８は、この三角ブラケット１０４の上に載置され、固定される。

車両の床下には、さらに、パワーユニット１１４に電力を供給するメインバッテリ１０６も配置されている。このメインバッテリ１０６は、車両前後方向に長尺な扁平形状である。このメインバッテリ１０６の厚み（高さ方向寸法）は、センターサイドメンバ３２の高さ方向寸法とほぼ同じとなっている。このメインバッテリ１０６は、クロスメンバ３６ｅおよびクロスメンバ３６ｇとの間に、適度な隙間が生じるように配置される。水タンク６８は、このメインバッテリ１０６と、クロスメンバ３６ｅおよびクロスメンバ３６ｇと、の間の隙間に配置されている。つまり、本例において水タンク６８は、メインバッテリ１０６の前後に生じるデッドスペースを利用して配置されている。なお、かかる配置を可能にするために、水タンク６８の厚み（高さ方向寸法）は、メインバッテリ１０６の厚み（高さ方向寸法）とほぼ同じになっている。

ここで、図１５から明らかな通り、二つの水タンク６８は、いずれも、車幅方向片側（本例では右側）に配置している。また、本例では、給水口７２も、二つの水タンク６８と同様に、車幅方向片側（本例では右側）に配置している。かかる構成とすることで、一つの給水口７２と、二つの水タンク６８を連通する給水ホース７６ｄの経路をほぼ直線状にでき（図８参照）、給水ホース７６ｄの取り回しを簡易化できる。また、本例では、車両１０のドア２２は、左側に設けられているが、二つの水タンク６８を、この反対側である右側に設けている。換言すれば、比較的、重量の大きい水タンク６８を、ドア２２の反対側に配置することで、乗客の乗降に伴う車両の揺れを効果的に低減できる。また、そもそも、重量の大きい水タンク６８を、床下に配置することで、車両１０の重心を下げることができ、車両１０の安定性をより向上できる。さらに、給水口７２もドア２２の反対側に配置することで、乗降時に、乗客の足等と給水口７２との接触が効果的に防止される。

次に、給水口７２の配置について図１６を参照して説明する。図１６は、給水口７２周辺を正面から見た模式図である。車両１０の側面下端には、車両前後方向に延びて、フロアパネル１００の車幅方向両端を下側から支えるロッカ４８が設けられている。給水口７２と水タンク６８を連結する給水ホース７６ｄは、当該ロッカ４８のすぐ外側を通っている。給水口７２は、例えば、略円筒形の流体継手で構成されており、ロッカ４８の斜め下方向に付き出るような姿勢で配置されている。

このロッカ４８の車幅方向外側には、当該ロッカ４８を隠して意匠性を保つための樹脂部材であるロッカモール１１０が設けられている。ロッカモール１１０は、図１６に示すように、水平方向外側に進んだ後、下方に垂れ下がる断面略Ｌ字形状のパネル部材である。給水口７２の下端は、このロッカモール１１０の下端とほぼ同じか、僅かに高い位置にあり、給水口７２は、車両１０の外部から見ても、ロッカモール１１０の裏側に隠れて見えないようになっている。その一方で、ロッカモール１１０の下側には、外部の水道ホースが十分に通過できる程度のスペースが確保されているため、当該水道ホースと給水口７２の接続は問題なく行える。

＜その他の構成＞
以上の説明から明らかな通り、本明細書で開示する空調装置５０では、コンプレッサ６０の直前で水を噴霧しているため、冷房効率をより向上できる。また、噴霧ノズル６６を水タンク６８より上方に配置しているため、噴霧ノズル６６の上流にバルブを設けなくても、水タンク６８の水が、重力により噴霧ノズル６６から漏出することを効果的に防止できる。その結果、水が不足しにくくなり、必要に応じて水を噴霧できる。結果として、バルブを有さない簡易な構成でありながら、十分な冷房効率をより確実に維持できる。ただし、これまで説明した構成は一例であり、噴霧ノズル６６を水タンク６８より上方に配置するのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。また、噴霧ノズル６６を水タンク６８より上方に配置するのであれば、その他の構成要素の配置は、適宜、変更されてもよい。例えば、コンプレッサ６０は、車両下部の収容空間９４ではなく、天井空間８８に配置されてもよい。同様に、膨張弁５８は、天井空間８８ではなく、収容空間９４や、第一ピラー４２内に設けられてもよい。また、各空調ユニット５２は、上下に分割される必要はなく、エバポレータ５４およびブロアファン５６も、車両の下部にある収容空間９４に配置されてもよい。

１０ 車両、１２ メインフレーム、１３ 窓、１４ ランプ配置部、１５ 信号用ランプ、１６ ボディ、１８ 前輪、２０ 後輪、２２ ドア、２４ｆ フロントグリル、２４ｒ リアグリル、２６ 操作パネル、２８ 座席、３０ フロントサイドメンバ、３２ センターサイドメンバ、３４ リアサイドメンバ、３６ａ～３６ｋ クロスメンバ、３８ キック部材、４０ サスペンションタワー、４２ 第一ピラー、４４ 第二ピラー、４６ レール、４８ ロッカ、５０ 空調装置、５１ 制御部、５２ｆ 前側空調ユニット、５２ｒ 後側空調ユニット、５４ エバポレータ、５６ ブロアファン、５８ 膨張弁、６０ コンプレッサ、６２ コンデンサ、６４ 電動ファン、６６ 噴霧ノズル、６８ 水タンク、６９ ウォーターポンプ、７０ レベルセンサ、７２ 給水口、７４ 冷媒配管、７６ａ 出力ホース、７６ｂ ドレンホース、７６ｃ 雨水ホース、７６ｄ 給水ホース、７８ 雨水回収口、７９ 天井アセンブリ、８０ ラジエータ、８２，８３ ダクト、８４ 天井外装パネル、８６ 天井内装パネル、８８ 天井空間、９０ 通気口、９２ 断熱シート、９４ｆ 前側収容空間、９４ｒ 後側収容空間、９９ 支持枠、１００ フロアパネル、１０４ 三角ブラケット、１０６ メインバッテリ、１０８ 支持プレート、１１０ ロッカモール、１１２ モータユニット、１１４ パワーユニット、１２０ ノズルブラケット、Ｐｂ 下部パート、Ｐｃ センターパート、Ｐｆ フロントパート、Ｐｒ リアパート、Ｐｔ 天井パート、Ｐｗ 給水パート。

Claims (3)

1. 車両に搭載される車載空調装置であって、
   冷媒を外気と熱交換させるコンデンサと、
   前記コンデンサに向かう外気に水を噴霧する１以上の噴霧ノズルと、
   出力ホースを介して前記噴霧ノズルに連通され、噴霧する水を貯留する水タンクと、
   を備え、前記１以上の噴霧ノズルを前記水タンクより上方に配置し、
   さらに、車室前側を空調する前側空調ユニットと、車室後側を空調する後側空調ユニットと、を備え、
   前側空調ユニットは、車両前下部にある前側収容空間に配置された前記コンデンサおよび前記１以上の噴霧ノズルと、車両床下に配置された前記水タンクと、を有し、
   後側空調ユニットは、車両後下部にある後側収容空間に配置された前記コンデンサおよび前記１以上の噴霧ノズルと、車両床下に配置された前記水タンクと、を有する、
   ことを特徴とする車載空調装置。
2. 請求項１に記載の車載空調装置であって、
   前記コンデンサを支持するべく、当該コンデンサの縁を囲む支持枠を備え、
   前記１以上の噴霧ノズルは、前記支持枠に固定されている、
   ことを特徴とする車載空調装置。
3. 請求項１または２に記載の車載空調装置であって、
   前記１以上の噴霧ノズルは、その噴霧軸が前記コンデンサの前面と平行になる姿勢で、前記コンデンサよりも前方位置に配置されている、ことを特徴とする車載空調装置。

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