JP2005112297A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 暖房用吹出口から吹き出される温風が乗員の上半身にあたらないように気流を起こさせることで暖房時の快適性を損なうことがなくなる車両用空調装置を実現する。
【解決手段】 車両屋根部に設置される空調ユニット１０、蒸発器２４、および加熱用熱交換器２７を備えて車室内を空調する車両用空調装置において、空調ユニット１０に形成され各吹出モードに応じて空気通路を開口する複数の吹出開口部１３〜１７と、車両天井部に設けられ吹出開口部１３〜１７のそれぞれに連通するように接続され温度調節された空調風を車室内に吹き出す複数の吹出口１３ａ〜１７ａと、吹出口１３ａ〜１７ａのうち温風が車室内下方に向けて吹き出されるフット吹出口１４ａと、フット吹出口１４ａから吹き出される温風を吸い込んで乗員の足元に向けて吹き出し可能な送風ユニット４０とを有する。これにより、暖房時の快適性を損なうことがない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、トラックなどの車両に搭載される車両用空調装置に関するものであり、特に、空調ユニットが車両屋根部に設置されて、暖房時に車両天井部から吹き出される空調風の快適性に関する。

従来、この種の車両用空調装置に構成される空気通路を形成する空調ユニットを車両の天井部もしくは屋根部に設置されたものとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この車両用空調装置では、建設機械などの小型特殊車両の運転室内を空調する空調装置であって、各種吹出モードに応じた複数の吹出口を乗員の頭部よりも上方の天井部に複数の吹出口およびこの吹出口に接続されて空調ユニットからの空調風を導入する吹出ダクトを設けている。

因みに、この特殊車両の場合は、車両前面の窓ガラスの内側面に沿って下方に空気を吹き出すフット・デフロスタ用吹出口を有する吹出ダクトを、車室天井部の最前部に配置し、この吹出ダクトに、車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口を有するフェイス用吹出ダクトを連結し、上記吹出ダクトより車室後方側に空調ユニットを配置するように構成している。これにより、乗員の頭部スペースを確保するとともに、冷房運転のときと、暖房運転のときとは異なる吹出口から空調風を吹き出させて乗員の快適性を損なわないようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０９−２４９０２０号公報

しかしながら、一般的に、乗員の上半身に向けて温風を吹き出させて暖房を行なうと、乗員に対する快適性を損なう問題がある。そこで、上記特許文献１によれば、温風を吹き出すフット・デフロスタ用吹出口を車室天井部の最前部に配置させて車両前面の窓ガラスの内側面に沿って下方に吹き出すようにしているが、この小型特殊車両に比べて、トラック車両においては、車両の走行性能を高めるために車両屋根部および車両天井部の前面側の形状が、概して流線状に形成されており、この部分に吹出口および吹出ダクトを設置するための取り付け空間を形成するには困難な問題がある。

また、トラック車両においては、各種吹出モードが上記特許文献１のように、冷房運転におけるフェイスモードと暖房運転におけるフット・デフロスタモードの２通りの他に、前面窓ガラスの曇りを晴らすためのデフロスタモード、左右側面の窓ガラスの曇りを晴らすためのサイドデフロスタモード、暖房運転におけるフットモード、および乗員席の後方に設けられた仮眠室を空調するための仮眠モードなどがあって、これらに応じた吹出口および吹出ダクトの配設が車両天井部に必要となってくる。

そこで、本発明は、上記点を鑑みたものであり、第一の目的として暖房用吹出口から吹き出される温風が乗員の上半身にあたらないように気流を起こさせることで暖房時の快適性を損なうことがなく、第二の目的として車両天井部に吹出口ダクトが配設されないように空調ユニットを構成させることで頭部スペースの確保を可能とする車両用空調装置を提供することにある。

上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項１０に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車両屋根部に設置され、空気通路を形成する空調ユニット（１０）と、この空調ユニット（１０）に配設され、空気を冷却する蒸発器（２４）およびこの蒸発器（２４）を通過した空気を加熱する加熱用熱交換器（２７、５０）とを備えて車室内を空調する車両用空調装置において、
空調ユニット（１０）に形成され、各種吹出モードに応じて空気通路を開口する複数の吹出開口部（１３〜１７）と、車両天井部に設けられ、吹出開口部（１３〜１７）のそれぞれに連通するように接続されて、空調ユニット（１０）により温度調節された空調風を車室内に吹き出す複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）と、この複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）のうち、車室内を暖房するための温風が車室内下方に向けて吹き出される暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）と、この暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）から吹き出される温風を吸い込んで乗員の足元に向けて吹き出し可能な送風ユニット（４０、４０ａ）とを有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、送風ユニット（４０、４０ａ）により暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）からの温風を吸い込んで乗員の足元に向けて吹き出すことで、乗員の上半身にあたる温風が極力低減できるとともに、足元側に温風が吹き出されることで暖房時における快適性が損なわれることはない。また、従来のように暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）を車両の前方側に設けなくても、車両前面の窓ガラスと乗員の間に設ければよいので、暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）の搭載が困難となる恐れはない。

請求項２に記載の発明では、暖房用吹出口（１４ａ）は、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に、下方に向けて温風を吹き出すように設けられ、送風ユニット（４０）は、上方端に吸込口（４２）を有し、吸込口（４２）が暖房用吹出口（１４ａ）から吹き出される温風の吹出範囲内に設置されることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、具体的には、吸込口（４２）が暖房用吹出口（１４ａ）から吹き出される温風の吹出範囲内に設置されることにより、暖房用吹出口（１４ａ）からの温風を吸い込んで足元側に温風が吹き出されることで暖房時における快適性が損なわれることはない。

請求項３に記載の発明では、送風ユニット（４０）は、車両前面のインストルメントパネル内に配設されたことを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、送風ユニット（４０）がインストルメントパネル内に一体で構成されるため車両側の内装を損なうことなく、しかも送風ユニット（４０）が低コストで収容できる。

請求項４に記載の発明では、暖房用吹出口（１５ａ）は、車両側面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すように設けられ、送風ユニット（４０ａ）は、上方端に吸込口（４２）を有し、この吸込口（４２）が暖房用吹出口（１５ａ）から吹き出される温風の吹出範囲内に設置されることを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、上述した請求項２と同様に、暖房用吹出口（１５ａ）からの温風を吸い込んで足元側に温風が吹き出されることで暖房時における快適性が損なわれることはない。

請求項５に記載の発明では、送風ユニット（４０ａ）は、車両のドアトリム内に配設されたことを特徴としている。請求項５に記載の発明によれば、上述した請求項３と同様に、送風ユニット（４０）がドアトリム内に一体で構成されるため車両側の内装を損なうことなく、しかも送風ユニット（４０ａ）が低コストで収容できる。

請求項６に記載の発明では、空調ユニット（１０）には、蒸発器（２４）の他に、車両用動力源の駆動により発電される電気を蓄電する蓄電手段（３３）または外部商用電源（３４）のいずれかの電源により駆動される電動圧縮機（２１）、凝縮器（２２）および減圧手段（２３）からなる冷凍サイクル装置（２０）を一体に構成したことを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、蓄電手段（３３）または外部商用電源（３４）のいずれかの電源により駆動される電動圧縮機（２１）を用いることで、車両停車時に車両用動力源が停止されても、蓄電された蓄電手段（３３）または外部商用電源（３４）のいずれかの電源により冷凍サイクル装置（２０）を作動させることで車室内の空調が可能である。これにより、近年のアイドリング規制による荷物の受け渡しによる車両用エンジンなどの車両用動力源が停止されたときにおいても車室内の空調ができる。

また、空調ユニット（１０）は、電動圧縮機（２１）を含め冷凍サイクル装置（２０）を一体に収容するように構成して車両屋根部に設置されることにより、エンジンルーム側と空調ユニット（１０）との間に設けられる冷凍サイクル装置（２０）を構成する配管部材を一切必要としないため、車両への空調ユニット（１０）の搭載が容易にできるとともに、空調装置の部品点数を低減することができる。

請求項７に記載の発明では、冷凍サイクル装置（２０）は、冷房運転と暖房運転とによって冷媒の流れ方向が切り換えられるヒートポンプサイクルであって、蒸発器（２４）には、暖房運転のときに、電動圧縮機（２１）により圧縮された高温高圧の冷媒が流入されることを特徴としている。請求項７に記載の発明によれば、従来周知の蒸発器（２４）と車両用エンジンの冷却水を熱源とするヒータコアを組み合わせて冷房と暖房を行なう装置では、ヒータコアに冷却水を流通させるための車両屋根部まで施設する配管部材が必要であるが、ヒートポンプサイクルにすることでこの配管部材が不要となり、より車両への空調ユニット（１０）の搭載が容易にできるとともに、空調装置の部品点数を低減することができる。

請求項８に記載の発明では、冷凍サイクル装置（２０）は、圧縮機（２１）で圧縮された高温高圧の冷媒の一部が加熱用熱交換器（２７）に流入するように構成されたことを特徴としている。請求項８に記載の発明によれば、蒸発器（２４）を通過した空気を加熱する加熱用熱交換器（２７）が設けられたことにより、外気温が比較的低いときの車両の窓ガラスが曇るときなど除湿暖房が要求される車両用空調装置では、冷凍サイクル装置（２０）における冷媒の一部を加熱用に活用することで容易に機能向上することができる。

請求項９に記載の発明では、空調ユニット（１０）は、上段と下段とを区画する区画部材（１２）が形成され、上段に冷凍サイクル装置（２０）を配設するとともに、区画部材（１２）に複数の吹出開口部（１３〜１７）を形成し、かつ下段にそれぞれの吹出開口部（１３〜１７）とそれぞれの吹出口（１３ａ〜１７ａ）とが連通する空気通路が形成されていることを特徴としている。請求項９に記載の発明によれば、吹出口（１３ａ〜１７ａ）と吹出開口部（１３〜１７）とを接続する吹出ダクトが空調ユニット（１０）内で形成できることで車両天井部に吹出ダクトを配設することもなく、乗員頭上と天井部との頭上スペースを確保することが可能となる。

請求項１０に記載の発明では、車両はトラック車両であって、複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）は、車両前面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すデフロスタ吹出口（１３ａ）、車両側面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すサイドデフロスタ吹出口（１５ａ）、乗員の上半身に向けて冷風を吹き出すフェイス吹出口（１６ａ）、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に下方に向けて温風を吹き出すフット吹出口（１４ａ）および乗員席の後方に設けられた仮眠室に向けて空調風を吹き出す仮眠用吹出口（１７ａ）であって、空調ユニット（１０）は、各種吹出モードに応じて複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）のうちから選定するように制御されることを特徴としている。

請求項１０に記載の発明によれば、トラック車両においては、一般的に運転の疲れを癒すための仮眠室が乗員席の後部に設けられている。そこで、仮眠室向けに空調風を吹き出すようにすることで、車両停車時に、車両用動力源が停止されても仮眠室内を空調することができる。また、上記、各種の吹出口（１３ａ〜１７ａ）を設けることでトラック車両における各種吹出モードに応じた快適な空調が可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による車両用空調装置を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は本発明をトラック車両に適用した車両用空調装置の概略構成を示す模式図、図２および図３はトラック車両の屋根部に搭載された空調ユニット１０の全体構成を示す模式図、図４は空調ユニット１０に構成される冷凍サイクル装置２０の全体構成を示す模式図である。

本実施形態の車両用空調装置は、図１に示すように、車両屋根部に搭載される空調ユニット１０、車両天井部に配設される複数の吹出口１３ａ〜１７ａ、車室内空気を吸い込む吸込口１８ａ、および車両のインストルメントパネル内に配設される送風ユニット４０から構成されている。空調ユニット１０は、吸込口１８ａから車室内空気を吸い込んで温度調節された空調風を複数の吹出口１３ａ〜１７ａに吹き出すユニットであり、空調ケース１１内を上段と下段とに区画部材１２により区画して、その上段に圧縮機２１、凝縮器２２などの冷凍サイクル装置２０を一体に配設するとともに、各種吹出モードに応じて空気通路を開口する複数の吹出開口部１３〜１７を形成し、下段に、その吹出開口部１３〜１７からそれぞれの吹出口１３ａ〜１７ａに連通する空気通路を形成している。

本実施形態の冷凍サイクル装置２０は、図４に示すように、冷房運転と暖房運転とにより、冷媒の流れ方向を切り換えるヒートポンプサイクルであって、圧縮機２１、凝縮器２２、減圧手段２３、蒸発器２４と環状に構成する冷房向けの冷凍サイクルに、四方弁２９、およびアキュームレータ２５を設けたものである。四方弁２９は、圧縮機２１により圧縮された高圧冷媒を冷房運転の時に凝縮器２２側に流入させ、暖房運転の時に蒸発器２４側に流入させるように切り換えるとともに、冷房運転の時に蒸発器２４もしくは暖房運転の時に凝縮器２２により蒸発された低圧冷媒が圧縮機２１の吸入側に切り換えられるように接続している。

また、アキュームレータ２５は、冷房運転の時に蒸発器２４もしくは暖房運転の時に凝縮器２２により蒸発された低圧冷媒を吸入し、気液分離させたガス冷媒を圧縮機２１に吸入させる容器であり、四方弁２９と圧縮機２１の吸入側との間に設けられている。これにより、冷房運転のときは図中に実線で示す矢印ａの方向に冷媒が循環され、暖房運転のときは図中に破線で示す矢印ｂの方向に冷媒が循環されるものである。

ここで、本実施形態の圧縮機２１は、電動機を有する電動圧縮機であり、インバータ２１ａを介して外部商用電源３４および車両用エンジンまたは電動機などの車両用動力源の駆動により発電される電気を蓄電する蓄電手段３３に電気的に接続され、外部商用電源３４または蓄電手段３３のいずれか一方の電源により駆動される。因みに、トラック車両が走行しているときは車両用動力源の駆動により蓄電される蓄電手段３３からインバータ２１ａに電源の供給を受けて圧縮機２１が駆動され、車両が停止して車両用動力源が停止したときは、蓄電された蓄電手段３３または外部商用電源３４のいずれか一方からインバータ２１ａに電源の供給を受けて圧縮機２１が駆動されるようにしている。

インバータ２１ａは、圧縮機２１に内蔵される電動機に出力する電源の回転数を制御するものであり、後述する制御装置３０に制御されるように電気的に接続されている。なお、インバータ２１ａが外部商用電源３４から電源の供給を受けるときは、図示しない電源元から電源コード（図示せず）を介して外部商用電源３４に電源が供給されるようにしている。

そして、凝縮器２２は、冷房運転時に圧縮機２１により圧縮された高温高圧の冷媒ガスを凝縮するものであり、凝縮ファン２２ａと組み合わせ、空調ユニット１０の外部の空気を取り入れて、凝縮器２２と熱交換させて凝縮させるように構成している。減圧手段２３は凝縮された冷媒を減圧させて膨張させるものであり、ここではキャピラリチューブなどで形成している。そして、減圧手段２３により減圧された冷媒は蒸発器２４に流入する。

蒸発器２４は、減圧された冷媒を蒸発する熱交換器であり、送風機２４ａと組み合わせ、蒸発器２４および送風機２４ａが車室内と連通するように構成されて、送風機２４ａの作動により車室内の空気を取り入れて蒸発器２４と熱交換させて複数の吹出口１３ａ〜１７ａのいずれかにより車室内に空調風が吹き出すようにしている。そして、蒸発器２４により蒸発された冷媒は、圧縮機２１の吸入側に流入するようにしている。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置２０には、冷房運転のときに、圧縮機２１により圧縮された高圧冷媒の一部が凝縮器２２を迂回するように迂回回路２６が設けられとともに、この迂回回路２６には、加熱用熱交換器２７、電磁弁２８、および逆止弁２８ａが設けられている。加熱用熱交換器２７は、蒸発器２４により冷却された空気と高圧冷媒とを熱交換させて加熱する熱交換器である。

また、電磁弁２８は、この加熱用熱交換器２７に流通する高圧冷媒の流通を開閉する制御弁であり、制御装置３０に電気的に接続されて制御されるようになっている。因みに、冷房運転のときに開弁するように制御される。なお、逆止弁２８ａは、凝縮器２２により凝縮された冷媒が加熱用熱交換器２７側に流入するのを防止する弁である。なお、インバータ２１ａの他に四方弁２９、凝縮ファン２２ａ、送風機２４ａ、および電磁弁２８などの電気部品は、制御装置３０により制御されるように電気的に接続されている。

制御装置３０は、周知のようにコンピュータからなり、内気温度センサ、外気温度センサ、日射センサなどの各種センサ３１からの検知信号および操作パネル３２からの操作信号に基づいて、予め設定されたプログラムに従って所定の演算処理を行なって上述した電気部品を制御するものである。そして、インバータ２１ａ、蓄電手段３３、外部商用電源３４および制御装置３０は、冷凍サイクル装置２０と同様に空調ユニット１０内に収容している。

具体的には、図１および図２に示すように、圧縮機２１は、空調ケース１１の車両左方側に配設し、その車両前方側に凝縮ファン２２ａおよび凝縮器２２を配設させている。そして、空調ケース１１に形成された前面開口部１１ａから取り入れた空気が凝縮器２２を通過し、凝縮ファン２２ａにより凝縮器２２を通過した空気が外部に排出されるとともに、凝縮器２２を通過した一部の空気が圧縮機２１を通過して空調ケース１１に形成されたグリル１１ｂから排出されるように構成している。

これにより、凝縮器２２を通過した一部の空気により圧縮機２１側の電動機の冷却ができる。なお、車両が走行しているときには前面開口部１１ａから走行風が取り入れられる。また、圧縮機２１の近傍には、図示していないが四方弁２９、電磁弁２８およびアキュームレータ２５を配設している。これにより、これらの冷凍サイクル部品を接続する冷媒配管が簡素となる。

次に、圧縮機２１に隣接して車両右方側に区画された部位に送風機２４ａ、および蒸発器２４が配設されている。また、送風機２４ａの空気流れの上流側には車室内と連通する吸込開口部１８が区画部材１２に形成され、その上流端が車両天井部に設けられた吸込口１８ａに接続されるように空気通路を形成している。これにより、送風機２４ａにより吸込口１８ａから吸い込んだ車室内の空気は、蒸発器２４に吹き出される。なお、減圧手段２３はこの蒸発器２４の流入側に設けられこの蒸発器２４近傍に配設されている。

また、図中に示す１９は外気導入口であって、吸込開口部１８の後方側の空調ケース１１側に形成される。この外気導入口１９と吸込開口部１８との間には図示しない内外気切換ドアが設けられ、この内外気切換ドアを制御することで、送風機２４ａに吸い込まれる内外気が切り換えられるようにしている。

そして、蒸発器２４の空気流れの下流側には、エアミックスドア１２１と加熱用熱交換器２７とが配設されて、これらの下流側に空気混合部１２ａを形成している。エアミックスドア１２１は、周知のように、加熱用熱交換器２７を迂回した空気と加熱用熱交換器２７を通過した空気との混合比を調節して温度調節する制御ドアである。また、空気混合部１２ａは、エアミックスドア１２１から流入する冷風と、加熱用熱交換器２７を通過した温風とが混合されるエアーチャンバーであり、ここには複数の吹出開口部１３〜１７が区画部材１２に形成している。

複数の吹出開口部１３〜１７は、後述する複数の吹出口１３ａ〜１７ａにそれぞれが連通するように接続される位置に形成されている。より具体的には、車両前方側から車両後方側に、例えば、デフロスタ開口部１３、フット開口部１４、サイドデフロスタ開口部１５、フェイス開口部１６および仮眠用開口部１７の順に形成している。そして、これらの吹出開口部１３〜１７のうち、デフロスタ開口部１３、フット開口部１４、サイドデフロスタ開口部１５は車両の左右方向の略中央側に形成され、フェイス開口部１６、仮眠用開口部１７は車両右方の運転席側に形成している。

これは、図３に示すように、車両天井部に設けられた複数の吹出口１３ａ〜１７ａに連通するように空気通路を空調ケース１１の下段に形成するためである。因みに、デフロスタ開口部１３は、車両前面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すデフロスタ吹出口１３ａと連通するように空気通路を形成している。

以下、同じように、フット開口部１４は、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に下方に向けて温風を吹き出すフット吹出口１４ａと連通するように空気通路を形成し、サイドデフロスタ開口部１５は、車両側面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すサイドデフロスタ吹出口１５ａと連通するように空気通路を形成し、フェイス開口部１６は、乗員の上半身に向けて冷風を吹き出すフェイス吹出口１６ａと連通するように空気通路を形成し、仮眠用開口部１７は、乗員席の後方に設けられた仮眠室に向けて空調風を吹き出す仮眠用吹出口１７ａと連通するように空気通路を形成している。

なお、図中に示す一点鎖線は運転席、助手席、および仮眠室に着座している乗員であって、これらの複数の吹出口１３ａ〜１７ａは運転席、助手席、および仮眠室との位置関係に基づいて車両天井部に設けられて、仮眠用吹出口１７ａを除いて、運転席用と助手席用の左右２個対向した位置に設けられている。また、フット吹出口１４ａおよびサイドデフロスタ吹出口１５ａは温風を吹き出すための吹出口であるため請求項で称する暖房用吹出口である。一方、吸込口１８ａは助手席側の右斜め後方に位置しており、空調ケース１１に形成された吸込開口部１８の略真下の位置に合致する位置である。

ところで、区画部材１２に形成される複数の吹出開口部１３〜１７には、それぞれの空気流れの上流側に制御ドア（図示せず）が設けられるとともに、この制御ドア（図示せず）を駆動するアクチュエータが設けられ、各種吹出モードに応じて開口するように制御装置３０により制御されるようにしている。この吹出モードは、デフロスタモード、冷房モード、暖房モード、除湿暖房モード、および仮眠室モードなどの運転モードであり、それぞれの吹出モードに応じて吹出開口部１３〜１７のいずれかが開口するようにしている。

因みに、デフロスタモードのときは、デフロスタ開口部１３が開口し、冷房モードのときはフェイス開口部１６が開口する。また、暖房モードのときはフット開口部１４が開口する。さらに、除湿暖房モードのときは、デフロスタ開口部１３およびサイドデフロスタ開口部１５が開口し、仮眠室モードのときは、仮眠用開口部１７が開口するようにしている。なお、暖房モードのときは、フット開口部１４の他にデフロスタ開口部１３およびサイドデフロスタ開口部１５の一部を開口して車両の窓ガラスの曇り止めをしても良い。

さらに、以上の構成のうち、インバータ２１ａ、蓄電手段３３、外部商用電源３４および制御装置３０などの電気部品は、図示していないが空気混合部１２ａ内の空間（例えば、空気流れの支障の無い位置）に収容している。また、蓄電手段３３については、空調ケース１１内に配設するよりも車両のエンジンルーム内に配設させても良い。この場合の方が車両側の発電手段と蓄電手段３３とを接続する線径の太い電源線の長さを短くすることができるため部品コストの低減が図れる。

次に、本発明の要部である車両のインストルメントパネル内に配設される送風ユニット４０について説明する。本発明では、吹出モードが暖房モードのときに、フット吹出口１４ａから吹き出される空調風は温風であるため、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に下方に向けて温風を吹き出す位置にフット吹出口１４ａを設けるとともに、このフット吹出口１４ａから吹き出された温風を吸い込んで乗員の足元に向けて吹き出す送風ユニット４０をインストルメントパネル内に配設したものである。

この送風ユニット４０は、図１に示すように、送風機４１、吸込口４２、および吹出口４３からなり、インストルメントパネル内に一体に構成されている。上端の吸込口４２は、フット吹出口１４ａから吹き出される空調風の吹出範囲内に設けられ、下端の吹出口４３は乗員の足元に向けて吹き出すようにしている。そして、送風機４１は、フット開口部１４が開口する吹出モードのときに、連動して制御されるように制御装置３０に電気的に接続されている。

次に、以上の構成による車両用空調装置の作動について説明する。まず、トラック走行中（車両用動力源が駆動中）における車室内を冷房する吹出モードのときは、操作パネル３２内の図示しない吹出モードスイッチより冷房モードおよび空調スイッチを操作すると、制御装置３０により、四方弁２９が冷房運転に切り換えられて、インバータ２１ａが車両用動力源の駆動により蓄電された蓄電手段３３から電源を受けるように制御されて圧縮機２１が駆動される。

この圧縮機２１の駆動により冷凍サイクル装置２０内の冷媒が循環する。一方、送風機２４ａの作動により、車室内の空気が蒸発器２４に取り入れられ、蒸発器２４により冷却された空調風がフェイス開口部１６を介してフェイス吹出口１６ａから冷風が乗員の上半身に向けて吹き出される。これにより、トラック車両の車室内の通常の冷房が行なえる。

一方、荷物の受け渡しのために車両用動力源を停止して長時間車両を停止させるときにおいて、トラック車両の車室内を冷房したいときは、図示しない吹出モードスイッチおよび空調スイッチを操作すると、制御装置３０により、インバータ２１ａが車両用エンジンの駆動により蓄電された蓄電手段３３から電源を受けるように制御されて圧縮機２１が駆動される。これにより、車両用エンジンを停止させても上述の走行中と同様に、圧縮機２１の駆動により冷凍サイクル装置２０内の冷媒が循環して、送風機２４ａの作動により、トラックの車室内の冷房が継続して行なえる。ただし、この場合は、蓄電手段３３に蓄えられた蓄電量に応じた時間分だけの空調運転が行なえるものである。

また、車両用動力源を停止したときに、図示しない電源コードを用いて、インバータ２１ａが外部商用電源３４から電源の供給を受けるときは、外部商用電源３４から電源の供給の信号を受けて制御装置３０により、インバータ２１ａが外部商用電源３４から電源を受けるように制御して圧縮機２１が駆動されて、トラックの車室内の冷房が行なえるものである。

また、荷物の受け渡しの他に、車両用動力源を停止して運転席の乗員が仮眠室にて仮眠を取りたいときは、図示しない吹出モードスイッチより仮眠モードおよび空調スイッチを操作すると、制御装置３０により、圧縮機２１が駆動されるとともに、仮眠用開口部１７が開口し、仮眠用吹出口１７ａより冷風が仮眠室に向けて吹き出される。これにより、仮眠室を冷房することができる。

また、外気温度が比較的低く、かつ湿度が高いときの吹出モードが除湿暖房モードのときは、図示しない吹出モードスイッチより除湿暖房モードおよび空調スイッチを操作すると、制御装置３０により、電磁弁２８が開弁して加熱用熱交換器２７に高温高圧の冷媒の一部が循環するとともに、デフロスタ開口部１３およびサイドデフロスタ開口部１５が開口し、デフロスタ吹出口１３ａおよびサイドデフロスタ吹出口１５ａから除湿された空調風が吹き出されてトラック車両の窓ガラスの曇りを晴らすことができる。

ところで、暖房モードにおいては、図示しない吹出モードスイッチより暖房モードおよび空調スイッチを操作すると、制御装置３０により、四方弁２９が暖房運転に切り換えられて圧縮機２１が駆動され、蒸発器２４側に圧縮機２１からの高圧ガスが流入される。一方、フット開口部１４が開口し、送風機２４ａによりフット吹出口１４ａから温風が吹き出されるとともに、送風ユニット４０の送風機４１が作動してフット吹出口１４ａより吹き出された温風を吸い込んで乗員の足元に温風を吹き出す。これにより、乗員の頭上から吹き出される温風を乗員の足元に導くことができる。

以上の第１実施形態による車両用空調装置によれば、蓄電手段３３または外部商用電源３４のいずれかの電源により駆動される電動機を有する圧縮機２１を用いることで、アイドリング規制により車両停車時に車両用動力源が停止されても、蓄電された蓄電手段３３または外部商用電源３４のいずれかの電源により冷凍サイクル装置２０を作動させることで車室内の空調が可能である。

また、空調ユニット１０は、圧縮機２１を含め冷凍サイクル装置２０を一体に収容するように構成して車両屋根部に設置されることにより、エンジンルーム側と空調ユニット１０との間に設けられる冷凍サイクル装置２０を構成する配管部材を一切必要としないため、車両への空調ユニット１０の搭載が容易にできるとともに、空調装置の部品点数を低減することができる。

また、車両屋根部に設置される空調ユニット１０と、車両天井部に設けられる複数の吹出口１３ａ〜１７ａと、車両のインストルメントパネル内に送風ユニット４０を設けることにより、吹出モードが暖房モードにおいては、特に、乗員の頭上から温風が吹き出されるため、フット吹出口１４ａからの温風を吸い込んで乗員の足元に向けて吹き出すことで、乗員の上半身にあたる温風が極力低減できるとともに、足元側に温風が吹き出されることで暖房時における快適性が損なわれることはない。また、従来のようにフット吹出口１４ａを車両の前方側に設けなくても、車両前面の窓ガラスと乗員の間に設ければよいので、フット吹出口１４ａの搭載が困難となる恐れはない。

また、送風ユニット４０の吸込口４２がフット吹出口１４ａから吹き出される温風の吹出範囲内に設置されることにより、フット吹出口１４ａからの温風を吸い込んで足元側に温風が吹き出されることで暖房時における快適性が損なわれることはない。さらに、送風ユニット４０は、車両前面のインストルメントパネル内に配設されたことにより、送風ユニット４０がインストルメントパネル内に一体で構成されるため車両側の内装を損なうことなく、しかも送風ユニット４０が低コストで収容できる。

また、冷凍サイクル装置２０は、冷房運転と暖房運転とによって冷媒の流れ方向が切り換えられるヒートポンプサイクルであって、蒸発器２４には、暖房運転のときに、電動圧縮機２１により圧縮された高温高圧の冷媒が流入されることにより、従来周知の蒸発器２４と車両用エンジンの冷却水を熱源とするヒータコアを組み合わせて冷房と暖房を行なう装置では、ヒータコアに冷却水を流通させるための車両屋根部まで施設する配管部材が必要であるが、ヒートポンプサイクルにすることでこの配管部材が不要となり、より車両への空調ユニット１０の搭載が容易にできるとともに、空調装置の部品点数を低減することができる。

また、冷凍サイクル装置２０は、圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒の一部が加熱用熱交換器２７に流入するように構成されたことにより、外気温が比較的低く車両の窓ガラスが曇るときなどの除湿暖房が要求される車両用空調装置では、冷凍サイクル装置２０における冷媒の一部を加熱用に活用することで容易に機能向上させることが可能である。

空調ユニット１０は、上段と下段とを区画する区画部材１２が形成され、上段に冷凍サイクル装置２０を配設するとともに、区画部材１２に複数の吹出開口部１３〜１７を形成し、かつ下段にそれぞれの吹出開口部１３〜１７とそれぞれの吹出口１３ａ〜１７ａとが連通する空気通路が形成されていることにより、吹出口１３ａ〜１７ａと吹出開口部１３〜１７とを接続する吹出ダクトが空調ユニット１０内で形成できることで車両天井部に吹出ダクトを配設することもなく、乗員頭上と天井部との頭上スペースを確保することが可能となる。

また、車両前面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すデフロスタ吹出口１３ａ、車両側面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すサイドデフロスタ吹出口１５ａ、乗員の上半身に向けて冷風を吹き出すフェイス吹出口１６ａ、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に下方に向けて温風を吹き出すフット吹出口１４ａおよび乗員席の後方に設けられた仮眠室に向けて空調風を吹き出す仮眠用吹出口１７ａを設けるとともに、制御装置３０により、各種吹出モードに応じて複数の吹出口１３ａ〜１７ａのうちから選定するように制御されることにより、トラック車両においては、一般的に運転の疲れを癒すための仮眠室が乗員席の後部に設けられている。そこで、仮眠室向けに空調風を吹き出すようにすることで、車両停車時に、車両用動力源が停止されても仮眠室内を空調することができる。また、上記、各種の吹出口１３ａ〜１７ａを設けることでトラック車両における各種吹出モードに応じた快適な空調が可能となる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、送風ユニット４０を車両前面のインストルメントパネル内に配設させたが、これに限らず、車両のドアトリム内に配設させても良い。具体的には、図５に示すように、車両左右のドアトリム内にそれぞれ送風ユニット４０ａを配設させたものであり、上端の吸込口４２は、サイドデフロスタ吹出口１５ａから吹き出される空調風の吹出範囲内に設けられ、下端の吹出口４３は乗員の足元に向けて吹き出すようにしている。また、送風機４１は、サイドデフロスタ開口部１５が開口する吹出モードのときに、連動して制御されるように制御装置３０に電気的に接続させている。

これにより、上述した第１実施形態と同様に、サイドデフロスタ吹出口１５ａからの温風を吸い込んで足元側に温風が吹き出されることで暖房時における快適性が損なわれることはない。また、送風ユニット４０ａを車両のドアトリム内に配設させることにより、送風ユニット４０ａがドアトリム内に一体で構成されるため車両側の内装を損なうことなく、しかも送風ユニット４０ａが低コストで収容できる。

（第３実施形態）
以上の実施形態では、空調ユニット１０内に収容される冷凍サイクル装置２０を冷房運転と暖房運転とによって冷媒の流れ方向が切り換えられるヒートポンプサイクルで構成させたが、これに限らず、図６に示すように、冷房運転のみを行なう冷凍サイクル装置２０と、蒸発器２４の空気流れの下流側に車両用エンジンの冷却水を熱源とする加熱用熱交換器であるヒータコア５０とを組み合わせて冷房運転と暖房運転とを行なう装置でも良い。なお、このときには、凝縮器２２と減圧手段２３の間には受液器２５ａが設けられ、減圧手段２３には膨張弁が設けられている。これにより、車両の走行中には暖房運転が全く問題はないが車両用動力源である車両用エンジンが停止したときには、長時間の暖房を所望するには困難だが、車両エンジンの停止後暫くの間においては車室内を暖房することができる。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、冷凍サイクル装置２０を空調ユニット１０内に一体に配設させたが、これに限らず、冷凍サイクル装置２０のうち、圧縮機２１、凝縮器２２、および凝縮ファン２２ａを車両のエンジンルーム内に配設させても良い。また、以上の実施形態では圧縮機２１をインバータ２１ａおよびインバータ２１ａに供給する電源により駆動する電動圧縮機で構成させたが、周知の車両用エンジンにより駆動する圧縮機２１でも良い。ただし、この場合は、車両用エンジンが停止したときに車室内を空調することができない。

また、以上の実施形態では、本発明をトラック車両に適用させたが、これに限らず、ワンボックス車両において、アウトドアキャンプなど車室後部の空間を駐車時に車両用エンジンを停止させて冷房、暖房するような用途に本発明装置を用いても良い。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示す車両屋根部に設置した空調ユニット１０の全体構成を示す模式図である。 図１に示す空調ユニット１０の吹出開口部と吹出口との空気通路の形成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における冷凍サイクル装置２０の全体構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における冷凍サイクル装置２０の全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１０…空調ユニット
１２…区画部材
１３…デフロスタ開口部（吹出開口部）
１３ａ…デフロスタ吹出部（吹出口）
１４…フット開口部（吹出開口部）
１４ａ…フット吹出部（吹出口、暖房用吹出口）
１５…サイドデフロスタ開口部（吹出開口部）
１５ａ…サイドデフロスタ吹出部（吹出口、暖房用吹出口）
１６…フェイス開口部（吹出開口部）
１６ａ…フェイス吹出部（吹出口）
１７…仮眠用開口部（吹出開口部）
１７ａ…仮眠用吹出部（吹出口）
２０…冷凍サイクル装置
２１…圧縮機（電動圧縮機）
２２…凝縮器
２３…減圧手段
２４…蒸発器
２７…加熱用熱交換器
３３…蓄電手段
３４…外部商用電源
４０、４０ａ…送風ユニット
４２…吸込口
５０…ヒータコア（加熱用熱交換器）

Claims (10)

1. 車両屋根部に設置され、空気通路を形成する空調ユニット（１０）と、
   前記空調ユニット（１０）に配設され、空気を冷却する蒸発器（２４）および前記蒸発器（２４）を通過した空気を加熱する加熱用熱交換器（２７、５０）とを備えて車室内を空調する車両用空調装置において、
   前記空調ユニット（１０）に形成され、各種吹出モードに応じて空気通路を開口する複数の吹出開口部（１３〜１７）と、
   車両天井部に設けられ、前記吹出開口部（１３〜１７）のそれぞれに連通するように接続されて、前記空調ユニット（１０）により温度調節された空調風を車室内に吹き出す複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）と、
   前記複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）のうち、車室内を暖房するための温風が車室内下方に向けて吹き出される暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）と、
   前記暖房用吹出口（１４ａ、１５ａ）から吹き出される温風を吸い込んで乗員の足元に向けて吹き出し可能な送風ユニット（４０、４０ａ）とを有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記暖房用吹出口（１４ａ）は、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に、下方に向けて温風を吹き出すように設けられ、前記送風ユニット（４０）は、上方端に吸込口（４２）を有し、前記吸込口（４２）が前記暖房用吹出口（１４ａ）から吹き出される温風の吹出範囲内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記送風ユニット（４０）は、車両前面のインストルメントパネル内に配設されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記暖房用吹出口（１５ａ）は、車両側面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すように設けられ、前記送風ユニット（４０ａ）は、上方端に吸込口（４２）を有し、前記吸込口（４２）が前記暖房用吹出口（１５ａ）から吹き出される温風の吹出範囲内に設置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記送風ユニット（４０ａ）は、車両のドアトリム内に配設されたことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記空調ユニット（１０）には、前記蒸発器（２４）の他に、車両用動力源の駆動により発電される電気を蓄電する蓄電手段（３３）または外部商用電源（３４）のいずれかの電源により駆動される電動圧縮機（２１）、凝縮器（２２）および減圧手段（２３）からなる冷凍サイクル装置（２０）を一体に構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
7. 前記冷凍サイクル装置（２０）は、冷房運転と暖房運転とによって冷媒の流れ方向が切り換えられるヒートポンプサイクルであって、前記蒸発器（２４）には、暖房運転のときに、前記電動圧縮機（２１）により圧縮された高温高圧の冷媒が流入されることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 前記冷凍サイクル装置（２０）は、前記圧縮機（２１）で圧縮された高温高圧の冷媒の一部が前記加熱用熱交換器（２７）に流入するように構成されたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記空調ユニット（１０）は、上段と下段とを区画する区画部材（１２）が形成され、上段に前記冷凍サイクル装置（２０）を配設するとともに、前記区画部材（１２）に前記複数の吹出開口部（１３〜１７）を形成し、かつ下段にそれぞれの前記吹出開口部（１３〜１７）とそれぞれの前記吹出口（１３ａ〜１７ａ）とが連通する空気通路が形成されていることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
10. 前記車両はトラック車両であって、前記複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）は、車両前面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すデフロスタ吹出口（１３ａ）、車両側面の窓ガラスの内側面に沿って下方に向けて温風を吹き出すサイドデフロスタ吹出口（１５ａ）、乗員の上半身に向けて冷風を吹き出すフェイス吹出口（１６ａ）、乗員と車両前面の窓ガラスとの間に下方に向けて温風を吹き出すフット吹出口（１４ａ）および乗員席の後方に設けられた仮眠室に向けて空調風を吹き出す仮眠用吹出口（１７ａ）であって、前記空調ユニット（１０）は、各種吹出モードに応じて前記複数の吹出口（１３ａ〜１７ａ）のうちから選定するように制御されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の車両用空調装置。

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