車両用空調装置
【課題】効率良く乗員に快適性を付与し得る空調装置を提供する。
【解決手段】車両天井１１に設けられる車両用空調装置１であって、車両天井１１に通風路を形成する内気用ダクト２と、内気用ダクト２内の空気に冷熱を供給する熱供給体４と、内気用ダクト２内の空気に流れを与える内気用ファン３を有する。内気用ダクト２には、車両１０の室内１２からダクト２内に空気を取入れ得る内気取入口２ａ１と、ダクト２内から室内１２へ空気を吹出し得る内気吹出し口２ｂ１が形成される。内気取入口２ａ１と内気吹出し口２ｂ１は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２に吹出された空気のうちの少なくとも一部が車両天井１１に沿って内気取入口２ａ１に空気が流れ得るような位置および開口向きを有するように設置される。
【解決手段】車両天井１１に設けられる車両用空調装置１であって、車両天井１１に通風路を形成する内気用ダクト２と、内気用ダクト２内の空気に冷熱を供給する熱供給体４と、内気用ダクト２内の空気に流れを与える内気用ファン３を有する。内気用ダクト２には、車両１０の室内１２からダクト２内に空気を取入れ得る内気取入口２ａ１と、ダクト２内から室内１２へ空気を吹出し得る内気吹出し口２ｂ１が形成される。内気取入口２ａ１と内気吹出し口２ｂ１は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２に吹出された空気のうちの少なくとも一部が車両天井１１に沿って内気取入口２ａ１に空気が流れ得るような位置および開口向きを有するように設置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両天井に設けられる空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両天井に設けられる空調装置は、従来例えばペルティエ素子（特許文献１参照）またはエバポレータを有する（特許文献２参照）。これら空調装置は、冷却した空気を車両天井から室内の広い範囲に吹出し、所定の場所から室内の空気を取入れる。従来、蓄冷材を有する空調装置も知られている。この空調装置は、車両運転時に冷媒装置から供給された冷熱を蓄冷材に蓄える。車両停止時に室内の空気を取入れ、該空気に蓄冷材から冷熱を供給し、仮眠室である室内の一部空間に該空気を吹出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４２７３１号公報
【特許文献２】実開昭６０−５５５０９号公報
【特許文献３】特開２００７−１１２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし効率良く乗員に快適性を付与し得る空調装置が従来求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える車両用空調装置であることを特徴とする。一つの特徴によると本発明は、車両天井に通風路を形成する内気用ダクトと、内気用ダクト内の空気に冷熱または温熱を供給する熱供給体と、内気用ダクト内の空気に流れを与える内気用ファンを有する。内気用ダクトには、車両の室内からダクト内に空気を取入れ得る内気取入口と、ダクト内から室内へ空気を吹出し得る内気吹出し口が形成される。内気取入口と内気吹出し口は、内気吹出し口から室内に吹出された空気のうちの少なくとも一部が車両天井に沿って内気取入口に空気が流れ得るような位置および開口向きを有するように設置される。
【０００６】
したがって熱供給体によって冷やされた空気または温められた空気は、内気吹出し口から室内へ吹出され、車両天井に沿って内気取入口に流れ、内気取入口から取入れられ得る。そのため空気は、車両天井周辺の室内の局部的な領域において循環し、空気が室内全体を循環する場合に比べて空気の循環経路が短くなる。これにより空調装置は、室内全体を所望の温度にする場合に比べて小さなエネルギーによって室内を局部的に所望の温度にすることができる。しかも空調装置は、温度を感じやすい乗員の顔の周辺である車両天井近傍を所望温度にし得る。そのためこの空調装置によると、比較的小さなエネルギーによって乗員に快適性を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】空調装置が設けられた車両の一部断面側面図である。
【図２】空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図３】逆止弁近傍における外気用ダクトの一部断面側面図である。
【図４】外気導入部の一部断面側面図である。
【図５】外気排出口近傍における外気用ダクトの一部断面側面図である。
【図６】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【図７】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【図８】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図９】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図１０】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図１１】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図１２】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【図１３】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一つの実施の形態を図１〜５にしたがって説明する。図１，２に示すように車両１０の車両天井１１には、空調装置１が設けられる。空調装置１は、熱供給体４と内気用ダクト２と外気用ダクト５を有する。
【０００９】
熱供給体４は、図１，２に示すように車両天井１１において車幅方向に延出し、車両天井１１に複数列設けられる。熱供給体４は、ぺルティエ素子等のヒートポンプであって、電気を流すことで熱を放散する放熱部４ａと、熱を吸収する吸熱部４ｂを有する。放熱部４ａと吸熱部４ｂには、熱伝導率の高い金属材料から形成されるフィン７，８が当接される。
【００１０】
内気用ダクト２は、図１，２に示すように車両天井１１に通風路を形成する部材であって、内気導入部２ａと内気熱移動部２ｃと内気排出部２ｂを有する。内気熱移動部２ｃは、熱供給体４の下側に位置し、複数の熱供給体４の下側面を覆い得る板状の底面２ｃ２を有する。内気熱移動部２ｃの上部には、熱供給体４の吸熱部４ｂを露出する開口部が形成される。吸熱部４ｂに当接されるフィン８は、開口部から内気熱移動部２ｃ内に突出して内気熱移動部２ｃに内設される。
【００１１】
内気導入部２ａは、図１，２に示すように内気熱移動部２ｃの後左部と後右部に設けられる。内気導入部２ａには、室内１２から空気を取入れ得る内気取入口２ａ１が形成される。内気取入口２ａ１は、下方でかつ前方に開口している。内気取入口２ａ１には複数の羽板２ａ２が角度調整不能または角度調整可能に設けられる。羽板２ａ２は、車両天井１１から下前方に延出するように配向、または該方向に調整されて配向され得る。
【００１２】
内気排出部２ｂは、図１，２に示すように内気熱移動部２ｃの前左部と前右部に設けられる。内気排出部２ｂには、室内１２へ空気を排出し得る内気吹出し口２ｂ１が形成される。内気吹出し口２ｂ１は、下方でかつ後方に開口している。内気吹出し口２ｂ１には複数の羽板２ｂ２が角度調整不能または角度調整可能に設けられる。羽板２ｂ２は、車両天井１１から下後方に延出するように配向、または該方向に調整されて配向され得る。
【００１３】
内気導入部２ａには、図１，２に示すように内気用ファン３が設けられる。内気用ファン３は、図示省略のモータによって回転して、室内１２の空気を内気導入部２ａに取入れ、該空気を内気導入部２ａから内気熱移動部２ｃに送る。内気熱移動部２ｃ内において空気は、フィン８を通過し、この時、空気に含まれる熱がフィン８を介して吸熱部４ｂによって奪われる。すなわち空気は、熱供給体４から供給された冷熱によって温度が低くなる。温度の低い空気は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２へ下後方に排出される。該空気は、シートに着座する乗員の首または胸よりも上側において、車両天井１１に沿って流れ、内気導入部２ａから内気用ダクト２に取入れられる。
【００１４】
なお空気が車両天井１１に沿って流れるとは、車両天井１１に接触しながら流れる場合に限定されず、空気が車両天井１１から少し離れた位置において車両天井１１と略平行に流れる場合も含む。さらに、内気吹出し口２ｂ１から吹出された空気の一部が室内１２の広い範囲に広がらずに、かつ乗員に当たらずに車両天井１１と略平行に流れ、内気取入口２ａ１に取込まれる場合も含む。
【００１５】
外気用ダクト５は、図１，２に示すように車両天井１１に通風路を形成する部材であって、外気導入部５ａと外気熱移動部５ｃと外気排出部５ｂを有する。外気熱移動部５ｃは、熱供給体４の上側に位置し、複数の熱供給体４の上側面を覆い得る大きさを有する。外気熱移動部５ｃによって形成される通風路５ｃ１には放熱部４ａに当接されるフィン７が設置される。
【００１６】
外気導入部５ａは、図１，２に示すように外気熱移動部５ｃから前方に延出する第一外気導入部５ａ１と第二外気導入部５ａ３を有する。第一外気導入部５ａ１は、外気熱移動部５ｃの前左部と前右部から車両天井１１の左右縁に沿って前方に延出し、端部に外気取入口５ａ２を有する。外気取入口５ａ２は、車両１０の前方に開口し、車両１０の走行時に生じる風圧によって車両１０の外側から空気を第一外気導入部５ａ１内に取入れ得る。第一外気導入部５ａ１は、内気用ダクト２の内気排出部２ｂと上下に重ならないように、内気導入部２ａよりも車幅方向外側に位置する。
【００１７】
第二外気導入部５ａ３は、図２に示すように外気熱移動部５ｃの前中央部から前方に延出し、端部に外気取入口５ａ４を有する。第二外気導入部５ａ３は、内気用ダクト２の内気排出部２ｂと上下に重ならないように、一対の内気排出部２ｂの間に位置する。第二外気導入部５ａ３には外気用ファン６が設けられる。外気用ファン６は、制御手段によって制御されるモータによって回転する。制御手段は、車両１０が停止時等においてモータを駆動し外気用ファン６を回転させる。外気用ファン６は、回転することで、車両１０の外側からの空気を外気取入口５ａ４から第二外気導入部５ａ３に取入れる。
【００１８】
第一外気導入部５ａ１には、図２，３に示すように空気の流れを一方向に規制し得る逆止弁（ダンパ）９が設けられる。逆止弁９は、弁部材９ａとストッパ９ｂを有する。弁部材９ａは、一端部９ａ１が回転可能に第一外気導入部５ａ１に取付けられ、重力あるいは図示省略の付勢部材によって先端部９ａ２がストッパ９ｂに当接される。
【００１９】
車両１０が走行して第一外気導入部５ａ１内の圧力が外気熱移動部５ｃ内の圧力よりも高くなると、逆止弁９が開き、第一外気導入部５ａ１から外気熱移動部５ｃに向けて空気が流れる。車両１０が停止している時に外気用ファン６が回転した場合は、外気熱移動部５ｃ内の圧力が第一外気導入部５ａ１内の圧力よりも高くなる。これにより弁部材９ａがストッパ９ｂに当接して逆止弁９が閉じる。そのため空気が外気熱移動部５ｃから第一外気導入部５ａ１に排出されることが逆止弁９によって防止され得る。
【００２０】
図４に示すように第一外気導入部５ａ１と第二外気導入部５ａ３には、水トラップ５ａ９とパイプ５ａ５とフィルター５ａ６が設けられる。水トラップ５ａ９は、外気導入部５ａの底面を貫通する孔５ａ７と、底面に対して起立する壁５ａ８を有し、外気導入部５ａから外気熱移動部５ｃに向けて水が流れることを防止する。パイプ５ａ５は、水トラップ５ａ９の孔５ａ７から延出し、水トラップ５ａ９に浸入した水を車両１０の外側へ排出し得る。
【００２１】
外気排出部５ｂは、図１，２に示すように内気熱移動部２ｃから後方に延出する首部５ｂ２と、首部５ｂ２から後方に延出する後部５ｂ３を有する。首部５ｂ２は、内気用ダクト２の内気導入部２ａと内気用ファン３に対して上下に重ならないように、一対の内気導入部２ａの間に位置する。後部５ｂ３は、内気用ダクト２よりも後方において、首部５ｂ２よりも車幅方向に幅が広い。後部５ｂ３の後端部には外気排出口５ｂ１が形成される。外気排出口５ｂ１は、図５に示すように後方向に開口するとともに車両の前進時に生じる走行風１４が流れる位置に開口する。例えば車両外面における車両後方を向いた面に対して開口する。
【００２２】
図１，２に示すように車両１０が走行することで、第一外気導入部５ａ１から空気が取入れられ、空気がフィン７を通過する。あるいは車両１０の停止時等において外気用ファン６が回転して、第二外気導入部５ａ３から空気が取入れられ、空気がフィン７を通過する。フィン７を通過することで、熱供給体４の放熱部４ａから放散した熱がフィン７を介して空気に移動する。これにより放熱部４ａから放出された熱が空気とともに外気用ダクト５から車両１０の外側へ排出される。
【００２３】
図１に示すように内気用ダクト２と外気用ダクト５の間には、熱の移動の少ない材料から形成される断熱材が設けられる。外気用ダクト５の上面にも、断熱材が設けられ、好ましくは内気用ダクト２の下面にも断熱材が設けられる。
【００２４】
以上のように内気用ダクト２には、図１に示すように内気取入口２ａ１と内気吹出し口２ｂ１が形成される。内気取入口２ａ１と内気吹出し口２ｂ１は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２に吹出された空気が車両天井１１に沿って内気取入口２ａ１に空気が流れるような位置および開口向きを有するように設置される。
【００２５】
したがって熱供給体４によって冷やされた空気は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２へ吹出され、車両天井１１に沿って内気取入口２ａ１に流れ、内気取入口２ａ１から取入れられ得る。そのため空気は、車両天井１１周辺の室内１２の局部的な領域において循環し、空気が室内１２全体を循環する場合に比べて空気の循環経路が短くなる。したがって空調装置１は、室内１２全体を所望の温度にする場合に比べて小さなエネルギーによって室内１２の温度を局部的に所望の温度にすることができる。しかも空調装置１は、温度を感じやすい乗員の顔の周辺である車両天井１１近傍を所望温度にし得る。そのためこの空調装置１によると、比較的小さなエネルギーによって乗員に快適性を提供することができる。
【００２６】
また内気吹出し口２ｂ１は、図１に示すように車両天井１１から下側にかつ内気取入口２ａ１へ向けて開口する。内気取入口２ａ１は、下側にかつ内気吹出し口２ｂ１へ向けて開口する。したがって内気吹出し口２ｂ１から吹出された空気は、内気取入口２ａ１に向けて吹出され、車両天井１１に沿って流れ易く、かつ内気取入口２ａ１によって取込まれ易い。
【００２７】
図１に示すように内気吹出し口２ｂ１から吹出される全ての空気は、下側でかつ内気取入口２ａ１の方向に吹出される。そのため内気用ダクト２から吹出される空気の一部が他の方向へ吹出される場合等に比べて、小さなエネルギーによって室内１２を局部的に所定の温度にすることができる。
【００２８】
また内気用ダクト２は、図１に示すように熱供給体４の下側にて吸熱部４ｂが露出または吸熱部４ｂに当接するフィン８が内設される通風路を形成する内気熱移動部２ｃを有する。外気用ダクト５は、熱供給体４の上側にて放熱部４ａが露出または放熱部４ａに当接するフィン７が内設される通風路を形成する外気熱移動部５ｃを有し、かつ図２に示すように内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１に対応する位置において内気用ダクト２と水平方向に隣接する部分を有する。好ましくは内気用ダクト２と上下位置を回避しつつ内気用ダクト２と水平方向に隣接する部分を有する。
【００２９】
したがって熱供給体４に対応する場所では、内気用ダクト２と外気用ダクト５が上下に重なる。そのため内気用ダクト２と外気用ダクト５は、熱供給体４との間で比較的広い面積にて熱移動が可能であり、これにより空調装置１のエネルギー効率を高くすることができる。一方、内気用ダクト２と外気用ダクト５は、内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１と外気用ファン６に対応する位置において上下に重ならず水平方向に隣接する。上下に重ならず水平方向に隣接する。
【００３０】
そのためこれら位置では、車両天井１１の厚みを厚くすることなく、内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１に対応する内気用ダクト２の断面積を十分に大きくすることができる。かくして車両天井１１の厚みを厚くすることなく、十分な大きさの内気用ファン３または外気用ファン６を設置し得る。あるいは内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１における内気用ダクト２の断面積を大きくすることで、圧力損失が少なくなる。これにより空調装置１のエネルギー効率を高くすることができる。また車両天井１１の厚みの増大を抑制することで、車両高さが高くなることを抑制でき、かつ室内１２の高さが低くなることも抑制できる。
【００３１】
また外気用ダクト５には、図４に示すように外気導入部５ａと外気熱移動部５ｃとの間に水を受け止め得る水トラップ５ａ９が設けられる。水トラップ５ａ９には車両外側に開口した開口部を有するパイプ５ａ５が連通される。したがって外気熱移動部５ｃ側の部材が水によって錆びたり、あるいは故障したりすることが低減され得る。
【００３２】
また外気用ダクト５の外気排出口５ｂ１は、図５に示すように車両１０の前進時に生じる走行風１４の流れる位置に開口する。あるいは外気排出口５ｂ１は、車両外面における車両後方を向いた面に対して開口する。したがって車両１０が前進すると、外気排出口５ｂ１の近傍に負圧が生じ、負圧によって外気用ダクト５内の空気が外気排出口５ｂ１から吸い出され得る。そのため外気用ダクト５を流れ得る空気の量が増加して、外気用ダクト５内の空気と熱供給体４との間における熱の移動量が多くなる。
【００３３】
また内気用ダクト２は、図１に示すように複数列のシートを備える車両１０において最前列の上方に位置する。そのため空調装置１は、最前列の乗員、例えば運転者の上部周辺を少ないエネルギーによって所望温度にすることができる。
【００３４】
（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。例えば、図１に示す内気用ダクト２に代えて、図６に示す内気用ダクト２０を有していても良い。内気用ダクト２０は、内気導入部２０ａと内気熱移動部２０ｃと内気排出部２０ｂを有する。
【００３５】
内気導入部２０ａは、図６に示すように内気用ダクト２０の前後方向の両端部に設けられる。内気導入部２０ａの端部には内気取入口２０ａ１が形成され、内気取入口２０ａ１は、下方向にかつ内気用ダクト２０の中央に向いて開口する。内気取入口２０ａ１には、複数の羽板２０ａ２が設けられる。
【００３６】
内気熱移動部２０ｃは、図６に示すように各内気導入部２０ａよりも内気用ダクト２０の中央側において各内気導入部２０ａに隣接する。内気熱移動部２０ｃ内には、熱供給体４と当接するフィン８が設置される。内気排出部２０ｂは、一対の内気熱移動部２０ｃの間に設けられる。内気排出部２０ｂには下方に開口する内気吹出し口２０ｂ１が形成される。内気吹出し口２０ｂ１には複数の羽板２０ｂ２が設けられる。
【００３７】
以上のように内気吹出し口２０ｂ１は、図６に示すように二つの内気取入口２０ａ１の間に位置する。二つの内気取入口２０ａ１は、車両天井１１から下側にかつ内気吹出し口２０ｂ１に向けて開口する。したがって内気吹出し口２０ｂ１から吹出された空気は、その両側に位置する二つの内気取入口２０ａ１から取入れられ得る。しかも内気取入口２０ａ１は、内気吹出し口２０ｂ１に向いているため、内気吹出し口２０ｂ１から吹出された空気は、車両天井１１に沿って流れ易く、かつ内気取入口２０ａ１から取入れられ易い。
【００３８】
また空調装置１は、図１に示す内気用ダクト２に代えて、図７に示す内気用ダクト３０を有していても良い。図７に示す内気用ダクト３０は、中央位置に内気導入部３０ａを有し、前後部に内気排出部３０ｂを有し、内気導入部３０ａと各内気排出部３０ｂの間に内気熱移動部３０ｃを有する。内気導入部３０ａには、下側にかつ前方の内気排出部３０ｂに向けて開口する内気取入口３０ａ１と、下側にかつ後方の内気排出部３０ｂに向けて開口する内気取入口３０ａ２が形成される。内気取入口３０ａ１，３０ａ２のそれぞれには複数の羽板３０ａ３，３０ａ４が設けられる。
【００３９】
各内気熱移動部３０ｃには、図７に示すように熱供給体４と当接するフィン８が内設される。各内気排出部３０ｂには、下方にかつ内気導入部３０ａに向けて開口する内気吹出し口３０ｂ１が形成される。内気吹出し口３０ｂ１には複数の羽板３０ｂ２が設けられる。内気排出部３０ｂには、内気排出部３０ｂから室内へ空気を排出し得る内気用ファン３が設けられる。
【００４０】
以上のように図７に示す空調装置１は、二つ（または二つ以上）の内気吹出し口３０ｂ１を有し、内気取入口３０ａ１，３０ａ２は、二つの内気吹出し口３０ｂ１の間に位置する。二つの内気吹出し口３０ｂ１は、車両天井１１から下側にかつ内気取入口３０ａ１，３０ａ２に向けて開口する。
【００４１】
したがって各内気吹出し口３０ｂ１から吹出された空気は、車両天井１１に沿って流れ易く、かつ内気取入口３０ａ１，３０ａ２から取入れられ易い。また二つの内気吹出し口３０ｂ１から吹出された空気は、その間に位置する内気取入口３０ａ１，３０ａ２から取入れられ得る。そのため内気吹出し口３０ｂ１から吹出された空気が乗員等に当たった場合であっても、二つの内気吹出し口３０ｂ１の間に位置する内気取入口３０ａ１，３０ａ２によって該空気が取入れられ易い。
【００４２】
また外気用ダクト５は、図２に示す外気導入部５ａに代えて図８に示す外気導入部５ａを有していても良い。図８に示す外気導入部５ａは、図２に示す第二外気導入部５ａ３と外気用ファン６と逆止弁９とを有していない点において図２に示す外気導入部５ａと異なる。そのため図８に示す外気導入部５ａは、図２に示す外気導入部５ａよりも簡易に構成され得る。
【００４３】
また外気用ダクト５に図９に示す外気用ファン２１を設けても良い。図９に示す外気用ダクト５は、図８に示す外気用ダクト５と同様に形成される。外気用ファン２１は、外気用ダクト５の外気排出部５ｂの首部５ｂ２に設けられる。外気用ファン２１は、内気用ファン３と同軸上に設置され、これらファン３，２１が車両天井１１に設けられた同一のモータによって回転され得る。かくしてモータを共通に使用し得る。
【００４４】
また外気用ダクト５に図１０に示すピラーダクト２２が接続されても良い。図１０に示す外気用ダクト５は、図９に示す外気用ダクト５と同様に形成される。ピラーダクト２２は、車両１０のピラー１５に沿って上下方向に延出する。ピラー１５は、車両天井１１の前部から下前方向に延出する。ピラーダクト２２の上部には、外気用ダクト５の外気導入部５ａに連通される接続部２２ａが設けられる。ピラーダクト２２の下部には、車両１０の外側から空気を取入れ得る外気取入口２２ｂが形成される。外気取入口２２ｂは、エンジンが収納されるエンジンルーム内などにおいて開口する。
【００４５】
以上のように空調装置１は、図１０に示すように外気導入部５ａに連通されかつ車両１０のピラー１５に沿って下方に延出するピラーダクト２２を有する。ピラーダクト２２の下部に空気を取入れ得る外気取入口２２ｂが形成される。したがって空気は、ピラーダクト２２の下部からピラー１５に沿って上方へ流れる。そのため空気とともに水と異物がピラーダクト２２の下部から浸入した場合、水と異物が重力によってピラーダクト２２の上方へ移動することが抑制され得る。その結果、外気用ダクト５に水と異物が浸入することが抑制され得る。
【００４６】
また外気用ダクト５に図１１に示すピラーダクト２３が接続されても良い。図１１に示す外気用ダクト５は、図９に示す外気用ダクト５と同様に形成される。ピラーダクト２３は、第一部２３ａと第二部２３ｂを有する。第一部２３ａは、車両天井１１の左右部に沿って前後方向に延出する。第一部２３ａの前部には、外気用ダクト５の外気導入部５ａに連通される接続部２３ｃが形成される。第二部２３ｂは、第一部２３ａからピラー１６に沿って上下方向に延出する。ピラー１６は、車両天井１１の後部から下後方向に延出する。第二部２３ｂの下部には、車両１０の外側から空気を取入れ得る外気取入口２３ｄが形成される。
【００４７】
また空調装置１は、図１に示す内気用ダクト２と熱供給体４に代えて、図１２，１３に示す内気用ダクト２４と熱供給体２５，２８を有しても良い。図１２，１３に示す内気用ダクト２４は、内気導入部２４ａと内気熱移動部２４ｃと内気排出部２４ｂを有する。内気導入部２４ａは、内気用ダクト２４の後部に設けられ、内気導入部２４ａには車両室内１２から空気を取入れ得る内気取入口２４ａ１が形成される。内気取入口２４ａ１には内気取入口２４ａ１を開閉し得る複数の羽板２４ａ２が設けられる。内気取入口２４ａ１は、羽板２４ａ２によって下方でかつ前方に開口され得る。
【００４８】
図１２，１３に示すように内気排出部２４ｂは、内気用ダクト２４の前部に設けられ、内気排出部２４ｂには車両室内１２へ空気を排出し得る内気吹出し口２４ｂ１が形成される。内気吹出し口２４ｂ１には内気吹出し口２４ｂ１を開閉し得る複数の羽板２４ｂ２が設けられる。内気排出部２４ｂは、羽板２４ｂ２によって下方でかつ後方に開口され得る。内気排出部２４ｂには、内気用ダクト２４内の空気に流れを与え得る内気用ファン２９が設けられる。
【００４９】
図１２，１３に示す熱供給体２５は、ペルティエ素子を有し、放熱部２５ａと吸熱部２５ｂを有する。一方、熱供給体２８は、冷熱または温熱を蓄え得る蓄熱材を有し、内気熱移動部２４ｃ内に設けられる。放熱部２５ａに当接されるフィン２７は、外気用ダクト５内に設置される。吸熱部２５ｂに当接されるフィン２６は、内気用ダクト２４内に設置される。
【００５０】
図１２に示すように羽板２４ａ２によって内気取入口２４ａ１を閉じ、羽板２４ｂ２によって内気吹出し口２４ｂ１を閉じ、内気用ファン２９をモータによって回転させると、空気が内気用ダクト２４内において熱供給体（蓄熱材）２８の回りを流れる。熱供給体（ペルティエ素子）２５に電流を流すことで、吸熱部２５ｂがフィン２６を介して内気用ダクト２４内の空気から熱を吸収する。これにより内気用ダクト２４内の空気が冷やされ、該空気から冷熱が熱供給体（蓄熱材）２８に伝わり、熱供給体２８に冷熱が蓄えられる。熱供給体（ペルティエ素子）２５の吸熱部２５ｂから放出された熱は、フィン２７を介して外気用ダクト５を流れる空気に伝わり、空気とともに車両の外側へ排出される。
【００５１】
図１３に示すように羽板２４ａ２によって内気取入口２４ａ１を開き、羽板２４ｂ２によって内気吹出し口２４ｂ１を開き、内気用ファン２９をモータによって回転させると、室内１２の空気が内気取入口２４ａ１から内気用ダクト２４に取入れられる。該空気は、熱供給体（蓄熱材）２８の上下両側を流れて、熱供給体２８から冷熱を受けて冷やされる。冷やされた空気は、内気吹出し口２４ｂ１から内気取入口２４ａ１に向けて室内１２へ吹出される。該空気は、車両天井１１の下面に沿って流れて、内気吹出し口２４ｂ１に向く内気取入口２４ａ１によって内気用ダクト２４に取入れられる。
【００５２】
また図１，１２に示す熱供給体４は、ペルティエ素子を有するが、他の熱交換機であってあっても良い。図１，１２に示す熱供給体４は、室内１２の空気を冷却するために下側に吸熱部４ｂ，２５ｂを有し、上側に放熱部４ａ，２５ａを有する。しかし室内の空気を暖かくするために熱供給体が下側に放熱部を有し、上側に吸熱部を有するように熱供給体に電気を流しても良い。図１２に示す空調装置１は、熱供給体（ペルティエ素子）２５と熱供給体（蓄熱材）２８を有する。しかし空調装置が熱供給体として蓄熱材を有し、蓄熱材がエンジンルームに設けられた他の空調装置等から供給された冷熱または温熱を蓄えても良い。また図１２，１３に示す熱供給体（蓄熱体）２８の表面にフィンを設けても良い。なおフィンの高さは通路高さより低い高さとして空気の流れを阻害しないようにすることが好ましい。
【００５３】
また図２に示す外気用ダクト５は、内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１に対応する位置のすべてにおいて内気用ダクト２と上下に重ならず、車両天井１１において内気用ダクト２に対して水平方向に隣接する部分を有する。しかし外気用ダクトが、内気用ファンと内気吹出し口と内気取入口のいずれか一つまたは二つに対応する位置において内気用ダクトと上下に重ならず車両天井において内気用ダクトに対して水平方向に隣接する部分を有していても良い。
【００５４】
図１，６に示す内気用ファン３は、内気導入部２ａ，２０ａに設けられる。しかし内気用ファンが内気排出部に設けられ、ファンによって空気が内気排出部から室内へ吹出されても良い。図９〜１０に示す外気用ファン２１は、外気熱移動部５ｃの下流側に設けられる。しかし外気用ファンが外気熱移動部の上流側に設けられても良い。
【００５５】
図１，６，７等に示す空調装置１は、空気が前後方向に流れ得るように前後方向に並べられる内気吹出し口と内気取入口を有する。しかし空調装置は、空気が左右方向に流れ得るように左右方向に並べられる内気吹出し口と内気取入口を有していても良い。図７に示す空調装置１は、内気吹出し口３０ｂ１を二つ有する。しかし空調装置が内気吹出し口を三つ以上有し、これら内気吹出し口の中間位置あるいは真ん中位置に内気取入口を有していても良い。
【００５６】
図１等に示す空調装置１は、内気吹出し口と内気取入口を所定の場所に有する。しかし空調装置が図１等に示す内気吹出し口と内気取入口を入れ替えた場所において内気吹出し口と内気取入口を有していても良い。これによって図１等の空気の流れる方向と逆方向の空気の流れが形成され得る。図１等に示す内気取入口は、下側にかつ内気吹出し口に向けて開口する。しかし内気取入口が下側のみを向いて開口していても良い。図１等に示す外気用ダクト５は、天井またはピラー等において開口して空気を取入れ得る外気取入口を有する。しかし外気用ダクトが車両の走行時の走行風により空気を取入得る他の場所に形成された外気取入口を有していても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１…空調装置
２，２０，２４…内気用ダクト
２ａ，２０ａ，２４ａ，３０ａ…内気導入部
２ａ１，２０ａ１，２４ａ１，３０ａ１，３０ａ２…内気取入口
２ｂ，２０ｂ，２４ｂ，３０ｂ…内気排出部
２ｂ１，２０ｂ１，２４ｂ１，３０ｂ１…吹出し口
２ｃ，２０ｃ，２４ｃ，３０ｃ…内気熱移動部
３，２９…内気用ファン
４，２５，２８…熱供給体
４ａ，２５ａ…放熱部
４ｂ，２５ｂ…吸熱部
５…外気用ダクト
５ａ…外気導入部
５ａ１…第一外気導入部
５ａ２，５ａ４，２２ｂ，２３ｄ…外気取入口
５ａ３…第二外気導入部
５ａ５…パイプ
５ａ９…水トラップ
５ｂ…外気排出部
５ｂ１…外気排出口
５ｃ…外気熱移動部
６…外気用ファン
７，８，２６，２７…フィン
９…逆止弁
１０…車両
１１…車両天井
１２…室内
１５，１６…ピラー
２１…外気用ファン
２２，２３…ピラーダクト
２２ａ，２３ｃ…接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両天井に設けられる空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両天井に設けられる空調装置は、従来例えばペルティエ素子（特許文献１参照）またはエバポレータを有する（特許文献２参照）。これら空調装置は、冷却した空気を車両天井から室内の広い範囲に吹出し、所定の場所から室内の空気を取入れる。従来、蓄冷材を有する空調装置も知られている。この空調装置は、車両運転時に冷媒装置から供給された冷熱を蓄冷材に蓄える。車両停止時に室内の空気を取入れ、該空気に蓄冷材から冷熱を供給し、仮眠室である室内の一部空間に該空気を吹出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４２７３１号公報
【特許文献２】実開昭６０−５５５０９号公報
【特許文献３】特開２００７−１１２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし効率良く乗員に快適性を付与し得る空調装置が従来求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える車両用空調装置であることを特徴とする。一つの特徴によると本発明は、車両天井に通風路を形成する内気用ダクトと、内気用ダクト内の空気に冷熱または温熱を供給する熱供給体と、内気用ダクト内の空気に流れを与える内気用ファンを有する。内気用ダクトには、車両の室内からダクト内に空気を取入れ得る内気取入口と、ダクト内から室内へ空気を吹出し得る内気吹出し口が形成される。内気取入口と内気吹出し口は、内気吹出し口から室内に吹出された空気のうちの少なくとも一部が車両天井に沿って内気取入口に空気が流れ得るような位置および開口向きを有するように設置される。
【０００６】
したがって熱供給体によって冷やされた空気または温められた空気は、内気吹出し口から室内へ吹出され、車両天井に沿って内気取入口に流れ、内気取入口から取入れられ得る。そのため空気は、車両天井周辺の室内の局部的な領域において循環し、空気が室内全体を循環する場合に比べて空気の循環経路が短くなる。これにより空調装置は、室内全体を所望の温度にする場合に比べて小さなエネルギーによって室内を局部的に所望の温度にすることができる。しかも空調装置は、温度を感じやすい乗員の顔の周辺である車両天井近傍を所望温度にし得る。そのためこの空調装置によると、比較的小さなエネルギーによって乗員に快適性を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】空調装置が設けられた車両の一部断面側面図である。
【図２】空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図３】逆止弁近傍における外気用ダクトの一部断面側面図である。
【図４】外気導入部の一部断面側面図である。
【図５】外気排出口近傍における外気用ダクトの一部断面側面図である。
【図６】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【図７】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【図８】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図９】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図１０】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図１１】他の構成の空調装置が設けられた車両の一部断面上面図である。
【図１２】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【図１３】他の構成にかかる空調装置の断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一つの実施の形態を図１〜５にしたがって説明する。図１，２に示すように車両１０の車両天井１１には、空調装置１が設けられる。空調装置１は、熱供給体４と内気用ダクト２と外気用ダクト５を有する。
【０００９】
熱供給体４は、図１，２に示すように車両天井１１において車幅方向に延出し、車両天井１１に複数列設けられる。熱供給体４は、ぺルティエ素子等のヒートポンプであって、電気を流すことで熱を放散する放熱部４ａと、熱を吸収する吸熱部４ｂを有する。放熱部４ａと吸熱部４ｂには、熱伝導率の高い金属材料から形成されるフィン７，８が当接される。
【００１０】
内気用ダクト２は、図１，２に示すように車両天井１１に通風路を形成する部材であって、内気導入部２ａと内気熱移動部２ｃと内気排出部２ｂを有する。内気熱移動部２ｃは、熱供給体４の下側に位置し、複数の熱供給体４の下側面を覆い得る板状の底面２ｃ２を有する。内気熱移動部２ｃの上部には、熱供給体４の吸熱部４ｂを露出する開口部が形成される。吸熱部４ｂに当接されるフィン８は、開口部から内気熱移動部２ｃ内に突出して内気熱移動部２ｃに内設される。
【００１１】
内気導入部２ａは、図１，２に示すように内気熱移動部２ｃの後左部と後右部に設けられる。内気導入部２ａには、室内１２から空気を取入れ得る内気取入口２ａ１が形成される。内気取入口２ａ１は、下方でかつ前方に開口している。内気取入口２ａ１には複数の羽板２ａ２が角度調整不能または角度調整可能に設けられる。羽板２ａ２は、車両天井１１から下前方に延出するように配向、または該方向に調整されて配向され得る。
【００１２】
内気排出部２ｂは、図１，２に示すように内気熱移動部２ｃの前左部と前右部に設けられる。内気排出部２ｂには、室内１２へ空気を排出し得る内気吹出し口２ｂ１が形成される。内気吹出し口２ｂ１は、下方でかつ後方に開口している。内気吹出し口２ｂ１には複数の羽板２ｂ２が角度調整不能または角度調整可能に設けられる。羽板２ｂ２は、車両天井１１から下後方に延出するように配向、または該方向に調整されて配向され得る。
【００１３】
内気導入部２ａには、図１，２に示すように内気用ファン３が設けられる。内気用ファン３は、図示省略のモータによって回転して、室内１２の空気を内気導入部２ａに取入れ、該空気を内気導入部２ａから内気熱移動部２ｃに送る。内気熱移動部２ｃ内において空気は、フィン８を通過し、この時、空気に含まれる熱がフィン８を介して吸熱部４ｂによって奪われる。すなわち空気は、熱供給体４から供給された冷熱によって温度が低くなる。温度の低い空気は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２へ下後方に排出される。該空気は、シートに着座する乗員の首または胸よりも上側において、車両天井１１に沿って流れ、内気導入部２ａから内気用ダクト２に取入れられる。
【００１４】
なお空気が車両天井１１に沿って流れるとは、車両天井１１に接触しながら流れる場合に限定されず、空気が車両天井１１から少し離れた位置において車両天井１１と略平行に流れる場合も含む。さらに、内気吹出し口２ｂ１から吹出された空気の一部が室内１２の広い範囲に広がらずに、かつ乗員に当たらずに車両天井１１と略平行に流れ、内気取入口２ａ１に取込まれる場合も含む。
【００１５】
外気用ダクト５は、図１，２に示すように車両天井１１に通風路を形成する部材であって、外気導入部５ａと外気熱移動部５ｃと外気排出部５ｂを有する。外気熱移動部５ｃは、熱供給体４の上側に位置し、複数の熱供給体４の上側面を覆い得る大きさを有する。外気熱移動部５ｃによって形成される通風路５ｃ１には放熱部４ａに当接されるフィン７が設置される。
【００１６】
外気導入部５ａは、図１，２に示すように外気熱移動部５ｃから前方に延出する第一外気導入部５ａ１と第二外気導入部５ａ３を有する。第一外気導入部５ａ１は、外気熱移動部５ｃの前左部と前右部から車両天井１１の左右縁に沿って前方に延出し、端部に外気取入口５ａ２を有する。外気取入口５ａ２は、車両１０の前方に開口し、車両１０の走行時に生じる風圧によって車両１０の外側から空気を第一外気導入部５ａ１内に取入れ得る。第一外気導入部５ａ１は、内気用ダクト２の内気排出部２ｂと上下に重ならないように、内気導入部２ａよりも車幅方向外側に位置する。
【００１７】
第二外気導入部５ａ３は、図２に示すように外気熱移動部５ｃの前中央部から前方に延出し、端部に外気取入口５ａ４を有する。第二外気導入部５ａ３は、内気用ダクト２の内気排出部２ｂと上下に重ならないように、一対の内気排出部２ｂの間に位置する。第二外気導入部５ａ３には外気用ファン６が設けられる。外気用ファン６は、制御手段によって制御されるモータによって回転する。制御手段は、車両１０が停止時等においてモータを駆動し外気用ファン６を回転させる。外気用ファン６は、回転することで、車両１０の外側からの空気を外気取入口５ａ４から第二外気導入部５ａ３に取入れる。
【００１８】
第一外気導入部５ａ１には、図２，３に示すように空気の流れを一方向に規制し得る逆止弁（ダンパ）９が設けられる。逆止弁９は、弁部材９ａとストッパ９ｂを有する。弁部材９ａは、一端部９ａ１が回転可能に第一外気導入部５ａ１に取付けられ、重力あるいは図示省略の付勢部材によって先端部９ａ２がストッパ９ｂに当接される。
【００１９】
車両１０が走行して第一外気導入部５ａ１内の圧力が外気熱移動部５ｃ内の圧力よりも高くなると、逆止弁９が開き、第一外気導入部５ａ１から外気熱移動部５ｃに向けて空気が流れる。車両１０が停止している時に外気用ファン６が回転した場合は、外気熱移動部５ｃ内の圧力が第一外気導入部５ａ１内の圧力よりも高くなる。これにより弁部材９ａがストッパ９ｂに当接して逆止弁９が閉じる。そのため空気が外気熱移動部５ｃから第一外気導入部５ａ１に排出されることが逆止弁９によって防止され得る。
【００２０】
図４に示すように第一外気導入部５ａ１と第二外気導入部５ａ３には、水トラップ５ａ９とパイプ５ａ５とフィルター５ａ６が設けられる。水トラップ５ａ９は、外気導入部５ａの底面を貫通する孔５ａ７と、底面に対して起立する壁５ａ８を有し、外気導入部５ａから外気熱移動部５ｃに向けて水が流れることを防止する。パイプ５ａ５は、水トラップ５ａ９の孔５ａ７から延出し、水トラップ５ａ９に浸入した水を車両１０の外側へ排出し得る。
【００２１】
外気排出部５ｂは、図１，２に示すように内気熱移動部２ｃから後方に延出する首部５ｂ２と、首部５ｂ２から後方に延出する後部５ｂ３を有する。首部５ｂ２は、内気用ダクト２の内気導入部２ａと内気用ファン３に対して上下に重ならないように、一対の内気導入部２ａの間に位置する。後部５ｂ３は、内気用ダクト２よりも後方において、首部５ｂ２よりも車幅方向に幅が広い。後部５ｂ３の後端部には外気排出口５ｂ１が形成される。外気排出口５ｂ１は、図５に示すように後方向に開口するとともに車両の前進時に生じる走行風１４が流れる位置に開口する。例えば車両外面における車両後方を向いた面に対して開口する。
【００２２】
図１，２に示すように車両１０が走行することで、第一外気導入部５ａ１から空気が取入れられ、空気がフィン７を通過する。あるいは車両１０の停止時等において外気用ファン６が回転して、第二外気導入部５ａ３から空気が取入れられ、空気がフィン７を通過する。フィン７を通過することで、熱供給体４の放熱部４ａから放散した熱がフィン７を介して空気に移動する。これにより放熱部４ａから放出された熱が空気とともに外気用ダクト５から車両１０の外側へ排出される。
【００２３】
図１に示すように内気用ダクト２と外気用ダクト５の間には、熱の移動の少ない材料から形成される断熱材が設けられる。外気用ダクト５の上面にも、断熱材が設けられ、好ましくは内気用ダクト２の下面にも断熱材が設けられる。
【００２４】
以上のように内気用ダクト２には、図１に示すように内気取入口２ａ１と内気吹出し口２ｂ１が形成される。内気取入口２ａ１と内気吹出し口２ｂ１は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２に吹出された空気が車両天井１１に沿って内気取入口２ａ１に空気が流れるような位置および開口向きを有するように設置される。
【００２５】
したがって熱供給体４によって冷やされた空気は、内気吹出し口２ｂ１から室内１２へ吹出され、車両天井１１に沿って内気取入口２ａ１に流れ、内気取入口２ａ１から取入れられ得る。そのため空気は、車両天井１１周辺の室内１２の局部的な領域において循環し、空気が室内１２全体を循環する場合に比べて空気の循環経路が短くなる。したがって空調装置１は、室内１２全体を所望の温度にする場合に比べて小さなエネルギーによって室内１２の温度を局部的に所望の温度にすることができる。しかも空調装置１は、温度を感じやすい乗員の顔の周辺である車両天井１１近傍を所望温度にし得る。そのためこの空調装置１によると、比較的小さなエネルギーによって乗員に快適性を提供することができる。
【００２６】
また内気吹出し口２ｂ１は、図１に示すように車両天井１１から下側にかつ内気取入口２ａ１へ向けて開口する。内気取入口２ａ１は、下側にかつ内気吹出し口２ｂ１へ向けて開口する。したがって内気吹出し口２ｂ１から吹出された空気は、内気取入口２ａ１に向けて吹出され、車両天井１１に沿って流れ易く、かつ内気取入口２ａ１によって取込まれ易い。
【００２７】
図１に示すように内気吹出し口２ｂ１から吹出される全ての空気は、下側でかつ内気取入口２ａ１の方向に吹出される。そのため内気用ダクト２から吹出される空気の一部が他の方向へ吹出される場合等に比べて、小さなエネルギーによって室内１２を局部的に所定の温度にすることができる。
【００２８】
また内気用ダクト２は、図１に示すように熱供給体４の下側にて吸熱部４ｂが露出または吸熱部４ｂに当接するフィン８が内設される通風路を形成する内気熱移動部２ｃを有する。外気用ダクト５は、熱供給体４の上側にて放熱部４ａが露出または放熱部４ａに当接するフィン７が内設される通風路を形成する外気熱移動部５ｃを有し、かつ図２に示すように内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１に対応する位置において内気用ダクト２と水平方向に隣接する部分を有する。好ましくは内気用ダクト２と上下位置を回避しつつ内気用ダクト２と水平方向に隣接する部分を有する。
【００２９】
したがって熱供給体４に対応する場所では、内気用ダクト２と外気用ダクト５が上下に重なる。そのため内気用ダクト２と外気用ダクト５は、熱供給体４との間で比較的広い面積にて熱移動が可能であり、これにより空調装置１のエネルギー効率を高くすることができる。一方、内気用ダクト２と外気用ダクト５は、内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１と外気用ファン６に対応する位置において上下に重ならず水平方向に隣接する。上下に重ならず水平方向に隣接する。
【００３０】
そのためこれら位置では、車両天井１１の厚みを厚くすることなく、内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１に対応する内気用ダクト２の断面積を十分に大きくすることができる。かくして車両天井１１の厚みを厚くすることなく、十分な大きさの内気用ファン３または外気用ファン６を設置し得る。あるいは内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１における内気用ダクト２の断面積を大きくすることで、圧力損失が少なくなる。これにより空調装置１のエネルギー効率を高くすることができる。また車両天井１１の厚みの増大を抑制することで、車両高さが高くなることを抑制でき、かつ室内１２の高さが低くなることも抑制できる。
【００３１】
また外気用ダクト５には、図４に示すように外気導入部５ａと外気熱移動部５ｃとの間に水を受け止め得る水トラップ５ａ９が設けられる。水トラップ５ａ９には車両外側に開口した開口部を有するパイプ５ａ５が連通される。したがって外気熱移動部５ｃ側の部材が水によって錆びたり、あるいは故障したりすることが低減され得る。
【００３２】
また外気用ダクト５の外気排出口５ｂ１は、図５に示すように車両１０の前進時に生じる走行風１４の流れる位置に開口する。あるいは外気排出口５ｂ１は、車両外面における車両後方を向いた面に対して開口する。したがって車両１０が前進すると、外気排出口５ｂ１の近傍に負圧が生じ、負圧によって外気用ダクト５内の空気が外気排出口５ｂ１から吸い出され得る。そのため外気用ダクト５を流れ得る空気の量が増加して、外気用ダクト５内の空気と熱供給体４との間における熱の移動量が多くなる。
【００３３】
また内気用ダクト２は、図１に示すように複数列のシートを備える車両１０において最前列の上方に位置する。そのため空調装置１は、最前列の乗員、例えば運転者の上部周辺を少ないエネルギーによって所望温度にすることができる。
【００３４】
（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。例えば、図１に示す内気用ダクト２に代えて、図６に示す内気用ダクト２０を有していても良い。内気用ダクト２０は、内気導入部２０ａと内気熱移動部２０ｃと内気排出部２０ｂを有する。
【００３５】
内気導入部２０ａは、図６に示すように内気用ダクト２０の前後方向の両端部に設けられる。内気導入部２０ａの端部には内気取入口２０ａ１が形成され、内気取入口２０ａ１は、下方向にかつ内気用ダクト２０の中央に向いて開口する。内気取入口２０ａ１には、複数の羽板２０ａ２が設けられる。
【００３６】
内気熱移動部２０ｃは、図６に示すように各内気導入部２０ａよりも内気用ダクト２０の中央側において各内気導入部２０ａに隣接する。内気熱移動部２０ｃ内には、熱供給体４と当接するフィン８が設置される。内気排出部２０ｂは、一対の内気熱移動部２０ｃの間に設けられる。内気排出部２０ｂには下方に開口する内気吹出し口２０ｂ１が形成される。内気吹出し口２０ｂ１には複数の羽板２０ｂ２が設けられる。
【００３７】
以上のように内気吹出し口２０ｂ１は、図６に示すように二つの内気取入口２０ａ１の間に位置する。二つの内気取入口２０ａ１は、車両天井１１から下側にかつ内気吹出し口２０ｂ１に向けて開口する。したがって内気吹出し口２０ｂ１から吹出された空気は、その両側に位置する二つの内気取入口２０ａ１から取入れられ得る。しかも内気取入口２０ａ１は、内気吹出し口２０ｂ１に向いているため、内気吹出し口２０ｂ１から吹出された空気は、車両天井１１に沿って流れ易く、かつ内気取入口２０ａ１から取入れられ易い。
【００３８】
また空調装置１は、図１に示す内気用ダクト２に代えて、図７に示す内気用ダクト３０を有していても良い。図７に示す内気用ダクト３０は、中央位置に内気導入部３０ａを有し、前後部に内気排出部３０ｂを有し、内気導入部３０ａと各内気排出部３０ｂの間に内気熱移動部３０ｃを有する。内気導入部３０ａには、下側にかつ前方の内気排出部３０ｂに向けて開口する内気取入口３０ａ１と、下側にかつ後方の内気排出部３０ｂに向けて開口する内気取入口３０ａ２が形成される。内気取入口３０ａ１，３０ａ２のそれぞれには複数の羽板３０ａ３，３０ａ４が設けられる。
【００３９】
各内気熱移動部３０ｃには、図７に示すように熱供給体４と当接するフィン８が内設される。各内気排出部３０ｂには、下方にかつ内気導入部３０ａに向けて開口する内気吹出し口３０ｂ１が形成される。内気吹出し口３０ｂ１には複数の羽板３０ｂ２が設けられる。内気排出部３０ｂには、内気排出部３０ｂから室内へ空気を排出し得る内気用ファン３が設けられる。
【００４０】
以上のように図７に示す空調装置１は、二つ（または二つ以上）の内気吹出し口３０ｂ１を有し、内気取入口３０ａ１，３０ａ２は、二つの内気吹出し口３０ｂ１の間に位置する。二つの内気吹出し口３０ｂ１は、車両天井１１から下側にかつ内気取入口３０ａ１，３０ａ２に向けて開口する。
【００４１】
したがって各内気吹出し口３０ｂ１から吹出された空気は、車両天井１１に沿って流れ易く、かつ内気取入口３０ａ１，３０ａ２から取入れられ易い。また二つの内気吹出し口３０ｂ１から吹出された空気は、その間に位置する内気取入口３０ａ１，３０ａ２から取入れられ得る。そのため内気吹出し口３０ｂ１から吹出された空気が乗員等に当たった場合であっても、二つの内気吹出し口３０ｂ１の間に位置する内気取入口３０ａ１，３０ａ２によって該空気が取入れられ易い。
【００４２】
また外気用ダクト５は、図２に示す外気導入部５ａに代えて図８に示す外気導入部５ａを有していても良い。図８に示す外気導入部５ａは、図２に示す第二外気導入部５ａ３と外気用ファン６と逆止弁９とを有していない点において図２に示す外気導入部５ａと異なる。そのため図８に示す外気導入部５ａは、図２に示す外気導入部５ａよりも簡易に構成され得る。
【００４３】
また外気用ダクト５に図９に示す外気用ファン２１を設けても良い。図９に示す外気用ダクト５は、図８に示す外気用ダクト５と同様に形成される。外気用ファン２１は、外気用ダクト５の外気排出部５ｂの首部５ｂ２に設けられる。外気用ファン２１は、内気用ファン３と同軸上に設置され、これらファン３，２１が車両天井１１に設けられた同一のモータによって回転され得る。かくしてモータを共通に使用し得る。
【００４４】
また外気用ダクト５に図１０に示すピラーダクト２２が接続されても良い。図１０に示す外気用ダクト５は、図９に示す外気用ダクト５と同様に形成される。ピラーダクト２２は、車両１０のピラー１５に沿って上下方向に延出する。ピラー１５は、車両天井１１の前部から下前方向に延出する。ピラーダクト２２の上部には、外気用ダクト５の外気導入部５ａに連通される接続部２２ａが設けられる。ピラーダクト２２の下部には、車両１０の外側から空気を取入れ得る外気取入口２２ｂが形成される。外気取入口２２ｂは、エンジンが収納されるエンジンルーム内などにおいて開口する。
【００４５】
以上のように空調装置１は、図１０に示すように外気導入部５ａに連通されかつ車両１０のピラー１５に沿って下方に延出するピラーダクト２２を有する。ピラーダクト２２の下部に空気を取入れ得る外気取入口２２ｂが形成される。したがって空気は、ピラーダクト２２の下部からピラー１５に沿って上方へ流れる。そのため空気とともに水と異物がピラーダクト２２の下部から浸入した場合、水と異物が重力によってピラーダクト２２の上方へ移動することが抑制され得る。その結果、外気用ダクト５に水と異物が浸入することが抑制され得る。
【００４６】
また外気用ダクト５に図１１に示すピラーダクト２３が接続されても良い。図１１に示す外気用ダクト５は、図９に示す外気用ダクト５と同様に形成される。ピラーダクト２３は、第一部２３ａと第二部２３ｂを有する。第一部２３ａは、車両天井１１の左右部に沿って前後方向に延出する。第一部２３ａの前部には、外気用ダクト５の外気導入部５ａに連通される接続部２３ｃが形成される。第二部２３ｂは、第一部２３ａからピラー１６に沿って上下方向に延出する。ピラー１６は、車両天井１１の後部から下後方向に延出する。第二部２３ｂの下部には、車両１０の外側から空気を取入れ得る外気取入口２３ｄが形成される。
【００４７】
また空調装置１は、図１に示す内気用ダクト２と熱供給体４に代えて、図１２，１３に示す内気用ダクト２４と熱供給体２５，２８を有しても良い。図１２，１３に示す内気用ダクト２４は、内気導入部２４ａと内気熱移動部２４ｃと内気排出部２４ｂを有する。内気導入部２４ａは、内気用ダクト２４の後部に設けられ、内気導入部２４ａには車両室内１２から空気を取入れ得る内気取入口２４ａ１が形成される。内気取入口２４ａ１には内気取入口２４ａ１を開閉し得る複数の羽板２４ａ２が設けられる。内気取入口２４ａ１は、羽板２４ａ２によって下方でかつ前方に開口され得る。
【００４８】
図１２，１３に示すように内気排出部２４ｂは、内気用ダクト２４の前部に設けられ、内気排出部２４ｂには車両室内１２へ空気を排出し得る内気吹出し口２４ｂ１が形成される。内気吹出し口２４ｂ１には内気吹出し口２４ｂ１を開閉し得る複数の羽板２４ｂ２が設けられる。内気排出部２４ｂは、羽板２４ｂ２によって下方でかつ後方に開口され得る。内気排出部２４ｂには、内気用ダクト２４内の空気に流れを与え得る内気用ファン２９が設けられる。
【００４９】
図１２，１３に示す熱供給体２５は、ペルティエ素子を有し、放熱部２５ａと吸熱部２５ｂを有する。一方、熱供給体２８は、冷熱または温熱を蓄え得る蓄熱材を有し、内気熱移動部２４ｃ内に設けられる。放熱部２５ａに当接されるフィン２７は、外気用ダクト５内に設置される。吸熱部２５ｂに当接されるフィン２６は、内気用ダクト２４内に設置される。
【００５０】
図１２に示すように羽板２４ａ２によって内気取入口２４ａ１を閉じ、羽板２４ｂ２によって内気吹出し口２４ｂ１を閉じ、内気用ファン２９をモータによって回転させると、空気が内気用ダクト２４内において熱供給体（蓄熱材）２８の回りを流れる。熱供給体（ペルティエ素子）２５に電流を流すことで、吸熱部２５ｂがフィン２６を介して内気用ダクト２４内の空気から熱を吸収する。これにより内気用ダクト２４内の空気が冷やされ、該空気から冷熱が熱供給体（蓄熱材）２８に伝わり、熱供給体２８に冷熱が蓄えられる。熱供給体（ペルティエ素子）２５の吸熱部２５ｂから放出された熱は、フィン２７を介して外気用ダクト５を流れる空気に伝わり、空気とともに車両の外側へ排出される。
【００５１】
図１３に示すように羽板２４ａ２によって内気取入口２４ａ１を開き、羽板２４ｂ２によって内気吹出し口２４ｂ１を開き、内気用ファン２９をモータによって回転させると、室内１２の空気が内気取入口２４ａ１から内気用ダクト２４に取入れられる。該空気は、熱供給体（蓄熱材）２８の上下両側を流れて、熱供給体２８から冷熱を受けて冷やされる。冷やされた空気は、内気吹出し口２４ｂ１から内気取入口２４ａ１に向けて室内１２へ吹出される。該空気は、車両天井１１の下面に沿って流れて、内気吹出し口２４ｂ１に向く内気取入口２４ａ１によって内気用ダクト２４に取入れられる。
【００５２】
また図１，１２に示す熱供給体４は、ペルティエ素子を有するが、他の熱交換機であってあっても良い。図１，１２に示す熱供給体４は、室内１２の空気を冷却するために下側に吸熱部４ｂ，２５ｂを有し、上側に放熱部４ａ，２５ａを有する。しかし室内の空気を暖かくするために熱供給体が下側に放熱部を有し、上側に吸熱部を有するように熱供給体に電気を流しても良い。図１２に示す空調装置１は、熱供給体（ペルティエ素子）２５と熱供給体（蓄熱材）２８を有する。しかし空調装置が熱供給体として蓄熱材を有し、蓄熱材がエンジンルームに設けられた他の空調装置等から供給された冷熱または温熱を蓄えても良い。また図１２，１３に示す熱供給体（蓄熱体）２８の表面にフィンを設けても良い。なおフィンの高さは通路高さより低い高さとして空気の流れを阻害しないようにすることが好ましい。
【００５３】
また図２に示す外気用ダクト５は、内気用ファン３と内気吹出し口２ｂ１と内気取入口２ａ１に対応する位置のすべてにおいて内気用ダクト２と上下に重ならず、車両天井１１において内気用ダクト２に対して水平方向に隣接する部分を有する。しかし外気用ダクトが、内気用ファンと内気吹出し口と内気取入口のいずれか一つまたは二つに対応する位置において内気用ダクトと上下に重ならず車両天井において内気用ダクトに対して水平方向に隣接する部分を有していても良い。
【００５４】
図１，６に示す内気用ファン３は、内気導入部２ａ，２０ａに設けられる。しかし内気用ファンが内気排出部に設けられ、ファンによって空気が内気排出部から室内へ吹出されても良い。図９〜１０に示す外気用ファン２１は、外気熱移動部５ｃの下流側に設けられる。しかし外気用ファンが外気熱移動部の上流側に設けられても良い。
【００５５】
図１，６，７等に示す空調装置１は、空気が前後方向に流れ得るように前後方向に並べられる内気吹出し口と内気取入口を有する。しかし空調装置は、空気が左右方向に流れ得るように左右方向に並べられる内気吹出し口と内気取入口を有していても良い。図７に示す空調装置１は、内気吹出し口３０ｂ１を二つ有する。しかし空調装置が内気吹出し口を三つ以上有し、これら内気吹出し口の中間位置あるいは真ん中位置に内気取入口を有していても良い。
【００５６】
図１等に示す空調装置１は、内気吹出し口と内気取入口を所定の場所に有する。しかし空調装置が図１等に示す内気吹出し口と内気取入口を入れ替えた場所において内気吹出し口と内気取入口を有していても良い。これによって図１等の空気の流れる方向と逆方向の空気の流れが形成され得る。図１等に示す内気取入口は、下側にかつ内気吹出し口に向けて開口する。しかし内気取入口が下側のみを向いて開口していても良い。図１等に示す外気用ダクト５は、天井またはピラー等において開口して空気を取入れ得る外気取入口を有する。しかし外気用ダクトが車両の走行時の走行風により空気を取入得る他の場所に形成された外気取入口を有していても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１…空調装置
２，２０，２４…内気用ダクト
２ａ，２０ａ，２４ａ，３０ａ…内気導入部
２ａ１，２０ａ１，２４ａ１，３０ａ１，３０ａ２…内気取入口
２ｂ，２０ｂ，２４ｂ，３０ｂ…内気排出部
２ｂ１，２０ｂ１，２４ｂ１，３０ｂ１…吹出し口
２ｃ，２０ｃ，２４ｃ，３０ｃ…内気熱移動部
３，２９…内気用ファン
４，２５，２８…熱供給体
４ａ，２５ａ…放熱部
４ｂ，２５ｂ…吸熱部
５…外気用ダクト
５ａ…外気導入部
５ａ１…第一外気導入部
５ａ２，５ａ４，２２ｂ，２３ｄ…外気取入口
５ａ３…第二外気導入部
５ａ５…パイプ
５ａ９…水トラップ
５ｂ…外気排出部
５ｂ１…外気排出口
５ｃ…外気熱移動部
６…外気用ファン
７，８，２６，２７…フィン
９…逆止弁
１０…車両
１１…車両天井
１２…室内
１５，１６…ピラー
２１…外気用ファン
２２，２３…ピラーダクト
２２ａ，２３ｃ…接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両天井に設けられる車両用空調装置であって、
前記車両天井に通風路を形成する内気用ダクトと、前記内気用ダクト内の空気に冷熱または温熱を供給する熱供給体と、前記内気用ダクト内の空気に流れを与える内気用ファンを有し、
前記内気用ダクトには、前記車両の室内から前記ダクト内に空気を取入れ得る内気取入口と、前記ダクト内から前記室内へ空気を吹出し得る内気吹出し口が形成され、
前記内気取入口と前記内気吹出し口は、前記内気吹出し口から前記室内に吹出された空気のうちの少なくとも一部が前記車両天井に沿って前記内気取入口に空気が流れ得るような位置および開口向きを有するように設置される車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記内気吹出し口は、前記車両天井から下側にかつ前記内気取入口へ向けて開口し、
前記内気取入口は、前記車両天井から下側にかつ前記内気吹出し口へ向けて開口する車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記内気吹出し口は、二つ以上設けられ、
前記内気取入口は、前記二つ以上の前記内気吹出し口の間に位置し、
前記二つ以上の内気吹出し口は、前記車両天井から前記下側にかつ前記内気取入口に向けて開口する車両用空調装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の車両用空調装置であって、
前記内気吹出し口から吹出される全ての空気は、下側でかつ前記内気取入口の方向に吹出される車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記熱供給体は、熱を吸収する吸熱部と、熱を放散する放熱部の両熱部を有し、
前記内気用ダクトは、前記熱供給体の下側にて前記両熱部の一つが露出または該一つに当接するフィンが内設される通風路を形成する内気熱移動部を有し、
前記車両天井には、前記車両の外側から空気を取入れ得る外気取入口と、前記車両の外側に開口する外気排出口とが形成された外気用ダクトが設けられ、
前記外気用ダクトは、前記熱供給体の上側にて前記両熱部の他の一つが露出または該一つに当接するフィンが内設される通風路を形成する外気熱移動部を有し、かつ前記内気用ファンと前記内気吹出し口と前記内気取入口の少なくとも一つに対応する位置において前記内気用ダクトと水平方向に隣接する部分を有する車両用空調装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用空調装置であって、
前記外気用ダクトには前記外気取入口と前記外気熱移動部との間に水を受け止め得る水トラップが設けられ、前記水トラップには車両外側に開口した開口部を有するパイプが連通される車両用空調装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の車両用空調装置であって、
前記外気用ダクトの前記外気取入口に連通されかつ前記車両のピラーに沿って下方に延出するピラーダクトを有し、前記ピラーダクトの下部に空気を取入れ得る外気取入口が形成される車両用空調装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記外気用ダクトの前記外気排出口は、車両外面における車両後方を向いた面に対して開口する車両用空調装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記内気用ダクトは、複数列のシートを備える車両において少なくとも最前列の上方に位置する車両用空調装置。
【請求項１】
車両天井に設けられる車両用空調装置であって、
前記車両天井に通風路を形成する内気用ダクトと、前記内気用ダクト内の空気に冷熱または温熱を供給する熱供給体と、前記内気用ダクト内の空気に流れを与える内気用ファンを有し、
前記内気用ダクトには、前記車両の室内から前記ダクト内に空気を取入れ得る内気取入口と、前記ダクト内から前記室内へ空気を吹出し得る内気吹出し口が形成され、
前記内気取入口と前記内気吹出し口は、前記内気吹出し口から前記室内に吹出された空気のうちの少なくとも一部が前記車両天井に沿って前記内気取入口に空気が流れ得るような位置および開口向きを有するように設置される車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記内気吹出し口は、前記車両天井から下側にかつ前記内気取入口へ向けて開口し、
前記内気取入口は、前記車両天井から下側にかつ前記内気吹出し口へ向けて開口する車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記内気吹出し口は、二つ以上設けられ、
前記内気取入口は、前記二つ以上の前記内気吹出し口の間に位置し、
前記二つ以上の内気吹出し口は、前記車両天井から前記下側にかつ前記内気取入口に向けて開口する車両用空調装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の車両用空調装置であって、
前記内気吹出し口から吹出される全ての空気は、下側でかつ前記内気取入口の方向に吹出される車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記熱供給体は、熱を吸収する吸熱部と、熱を放散する放熱部の両熱部を有し、
前記内気用ダクトは、前記熱供給体の下側にて前記両熱部の一つが露出または該一つに当接するフィンが内設される通風路を形成する内気熱移動部を有し、
前記車両天井には、前記車両の外側から空気を取入れ得る外気取入口と、前記車両の外側に開口する外気排出口とが形成された外気用ダクトが設けられ、
前記外気用ダクトは、前記熱供給体の上側にて前記両熱部の他の一つが露出または該一つに当接するフィンが内設される通風路を形成する外気熱移動部を有し、かつ前記内気用ファンと前記内気吹出し口と前記内気取入口の少なくとも一つに対応する位置において前記内気用ダクトと水平方向に隣接する部分を有する車両用空調装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用空調装置であって、
前記外気用ダクトには前記外気取入口と前記外気熱移動部との間に水を受け止め得る水トラップが設けられ、前記水トラップには車両外側に開口した開口部を有するパイプが連通される車両用空調装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の車両用空調装置であって、
前記外気用ダクトの前記外気取入口に連通されかつ前記車両のピラーに沿って下方に延出するピラーダクトを有し、前記ピラーダクトの下部に空気を取入れ得る外気取入口が形成される車両用空調装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記外気用ダクトの前記外気排出口は、車両外面における車両後方を向いた面に対して開口する車両用空調装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の車両用空調装置であって、
前記内気用ダクトは、複数列のシートを備える車両において少なくとも最前列の上方に位置する車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１９５０１６（Ｐ２０１１−１９５０１６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３８４１（Ｐ２０１０−６３８４１）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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