JPH0885456A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】温冷感の個人差を補正できるように、乗客が個
別に風量調節および風向調節を容易にできるような車両
用空調装置を提供することにある。また、遠隔操作およ
びそれを最適制御に取り入れ、乗車率、乗客の要望を判
断し、客室内を快適な温度状態にできるような車両用空
調装置を提供することにある。 【構成】座席の背もたれ部背面から後部座席に向かって
冷房空気を吐出す冷風吐出グリル１３と、冷房、暖房の
切り替えを行う冷・暖切り替えダンパ７と、その切り替
えにより暖房時は座席下部の取付け脚部から暖房空気を
吐出す温風吐出グリル９ａ，９ｂと、風量調節装置８
ａ，８ｂ，１２とから構成したことを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置に係
り、特に鉄道車両に好適な車両用空調装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両にあっては、客室内の温
度分布を均一化するために種々の工夫がなされている。
ヨーロッパの鉄道車両、あるいは、日本の一部の鉄道車
両では、車体の床下に配置された、空調装置からの調和
空気を側構体の腰部近傍に配置された空調ダクト吐出口
まで立ち上げ、窓面に沿って上方へ調和空気を吹き出す
方式が考えられている（特開平２−２５４０５４号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、空
調装置の室内機を床下に配置し、窓面に沿って上方へ調
和空気を吹き出す方式になっており、乗客が個別に風量
調節および風向調節を容易にできるような構成になって
いなかった。人間の体感温度には個人差があることは言
うまでもないが、特に、冷房時には体感温度差が大き
く、従来のように車両全体を均一に空調する方式では厚
手のものを一枚余計に羽織るなどの自己防衛策で凌ぐ他
なく、温冷感の個人差を補正できないという問題があっ
た。

【０００４】本発明の目的は、温冷感の個人差を補正で
きるように、乗客が個別に風量調節および風向調節を容
易にできるような車両用空調装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は座席の背もたれ部背面から後部座席に向か
って調和空気を吐出する調和空気ダクトを設けており、
乗客の遠隔操作により風量調節および風向調節を行う調
和空気調整手段を前記調和空気ダクトに設置したことを
特徴とするものである。

【０００６】また、本発明は荷棚下面に座席方向に向け
て調和空気を吐出する上部調和空気ダクトを備えてお
り、乗客の遠隔操作により風量調整および風向調整を行
う調和空気調整手段を前記上部調和空気ダクトに設置し
たことを特徴とするものである。 さらに、本発明は複
数の乗客の風量調整指令を制御入力とし、前記風量調整
指令の増減に対応させて空調能力を変化させる制御出力
を出力する制御手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】前記調和空気調整手段は、遠隔操作によって調
和空気の風量および風向を調整可能であって、乗客は座
席から離れることなく前記調整を行うことができ乗客自
信が快適と考える条件に容易に設定することができる。

【０００８】また、乗客の直接的な要求に対応して空調
能力を制御するために、座席に設置した乗客用遠隔操作
手段の操作状況を把握して、複数の乗客の要求を分析
し、空調能力の制御を行うことにより、最適な環境を提
供することができる。

【０００９】なお、前記遠隔操作式の空調制御機構は、
客室全体の空調を行う主空調手段に併設して設けられる
ものであり、前記複数の乗客の要求を考慮した制御は、
前記主空調手段について行われる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例および他の実施例を
図によって説明する。まず、図１から図４により座席の
背もたれ部背面から後部座席に向かって調和空気を吐出
して、乗客が個別に風量調節および風向調節を容易にで
きるように構成した車両用空調装置のダクト構造の一実
施例を説明する。図１は座席の概略断面図であり、１は
座席の着座部で、２は背もたれ部、３は肘掛である。４
は座席の取付け脚であり、床面５との間を適切な高さに
保っている。６は空調装置からの調和空気を立ち上げる
脚中ダクトで、７は脚中ダクト６内に設置され、冷房、
暖房でダクトの切り替えを行う冷・暖切り替えダンパで
ある。８ａ，８ｂは暖房空気の風量調節を行う風量調節
装置で、９ａ，９ｂは客室に向かって暖房空気を吐出す
温風吐出グリルである。また、冷房時には冷・暖切り替
えダンパ７を図のように切り替え、冷房空気を上方へと
供給する。１０はフレキシブルダクトであり、該フレキ
シブルダクト１０には座席ダクト１１が接続されてい
る。１２は座席ダクト１１内に設置され、冷房空気の風
量調節を行う風量調節装置で、１３は後部座席に向かっ
て冷房空気を吐出す冷風吐出グリルである。

【００１１】図２は座席の背面視図であり、図１と同一
符号並びに同一部材を示すものである。暖房空気を吐出
す温風吐出グリル９ａは座席の取付け脚４に設けられ、
各座席ごとに配置される。１４は暖房空気の風量調節を
行う風量調節装置８ａの風量調節ダイヤルである。冷房
空気を吐出す冷風吐出グリル１３は座席の背もたれ部２
の背面に設置され、各座席ごとに配置される。１５は冷
房空気の風量調節を行う風量調節装置１２の風量調節ダ
イヤルである。１６は折りたたみ式の簡易テーブルであ
り、１７はネット状の雑誌ポケットである。冷風吐出グ
リル１３および風量調節ダイヤル１５は簡易テーブル１
６と雑誌ポケット１７の機能をそこねない位置に配置さ
れ、後部座席の乗客が手を伸ばせば容易に風量調節およ
び風向調節ができる。

【００１２】図３は風量および風向調節を説明する概略
断面図で、図４は風量調節装置および風向調節装置の構
造説明立体図であり、図１と同一符号並びに同一部材を
示すものである。図３の冷・暖切り替えダンパ７を暖房
時には図のように切り替え、風量調節装置８ａ，８ｂを
通過した後に、温風吐出グリル９ａ,９ｂへ暖房空気を
供給する。逆に、冷・暖切り替えダンパ７を冷房時には
図１に示したように切り替えれば、風量調節装置１２を
通過した後に、冷風吐出グリル１３へ冷房空気を供給す
る。その時、冷房あるいは暖房空気は図４に示すように
風量絞りドラム１８により風量が調節されて温風吐出グ
リル９ａ,９ｂまたは冷風吐出グリル１３に供給され
る。温風吐出グリル９ａ,９ｂと冷風吐出グリル１３は
軸中心に回転し、上下方向の風向を自由に変えることが
できる。さらに、温風吐出グリル９ａ,９ｂと冷風吐出
グリル１３にはフラップ１９があり、左右風向調節つま
み２０により軸中心に回転し、左右方向の風向を自由に
変えることができる。また、その横には風量調節ダイヤ
ル１４または１５があり、歯車２１を介して風量絞りド
ラム１８と連結されて、ダイヤルを回転させることで、
風量を自由に調節できる。

【００１３】このような構成にすれば、乗客は風量調節
および風向調節を手を伸ばせば容易にできるので、個別
に温冷感の個人差を補正できる。

【００１４】次に、図５〜図７により座席を対面座席に
した場合の実施例を説明する。図５は暖房運転時の調和
空気の流れの説明図である。図６は冷房運転時の調和空
気の流れの説明した車体の長手方向概略断面図であり、
図７は図６のＡＡ位置の平面断面図である。また、床上
の座席断面は上記一実施例と同一符号並びに同一部材配
置であるので必要なもの以外は符号を省略する。図５は
座席に座っている乗客の足元近傍へ暖房空気を吐出でき
るように、冷・暖切り替えダンパ７を図のように切り替
え、温風吐出グリル９ａ,９ｂへ暖房空気を供給してい
る状態である。２２は床面５の下部、すなわち床中に車
体長手方向に引通して配置された、空調床中ダクトから
調和空気を供給するための連結ダクトである。２３は車
両の窓で、２４は荷棚で、２５は車体の側壁をなす側構
体に沿って、垂直方向に立ち上げた立ち上げダクトであ
る。２６は立ち上げダクト２５から供給される冷房空気
を客室に吐出するように、荷棚２４の下部に配置される
冷風吐出グリルである。冷風吐出グリル２６の前段には
風量調節装置が配置され、図４に示したように風量およ
び風向が自由に調節できる構造となっている。

【００１５】このような構成において、暖房運転時には
座席に座っている乗客の足元近傍へ温風吐出グリル９
ａ,９ｂから暖房空気が吐出されている。この場合には
座席を対面座席にしても調和空気の流れは変わらない構
造で、乗客は風量調節および風向調節を手を伸ばせば容
易にできるので、個別に温冷感の個人差を補正できる。

【００１６】ところが、冷房運転時に座席を対面座席に
すれば、座席背もたれ部背面からは空調ができないの
で、図６に示すように、荷棚２４の下部に配置された冷
風吐出グリル２６から冷房空気を吐出するように、座席
の回転と連動させて座席への冷房空気の供給を休止し、
立ち上げダクト２５へ冷房空気を供給するように床中で
供給口を切り替える。すなわち、図７に示すように、冷
房運転の場合だけ、暖房から冷房に切り替えると、同時
にクラッチ装置３０が動作して、二又に別れた連結ダク
ト２２の片方の開口部に合致する開口を有する回転板２
７の回転軸と座席の回転軸が連動して１８０度回転する
ように作用する。そうすることで、背中合わせの座席双
方の空調床中ダクト２８から連結ダクト２２への入り口
である脚中ダクト入口２９ａ，２９ｂを塞ぐと同時に、
対面する座席中央付近に配置された立ち上げダクト入口
３１を開放する仕組みである。

【００１７】このような構成において、脚中ダクト入口
２９ａ，２９ｂと立ち上げダクト入口３１に電気的にダ
ンパを設けることで、機械的ではなく自動制御すること
も可能である。また、荷棚２４の下部に配置された冷風
吐出グリル２６はその位置を限定するものではなく、例
えば、図中Ｂ点付近の車体の側壁の窓下部への設置も可
能である。

【００１８】次に、本発明の遠隔操作およびそれを最適
制御に取り入れた場合の一実施例を図８から図１０によ
って説明する。図８は風量および風向の遠隔調節の説明
図であり、図９は風量および風向の遠隔調節装置の構造
説明立体図で、図１０は風量および風向の遠隔調節と空
調装置自動制御の説明図である。また、上記一実施例と
同一符号は同一部材を示すものである。図８における３
２は座席肘掛３の上面に設置された操作盤である。操作
盤３２には図中拡大上面図に示すように風量を大，中，
少の三段階で切り替えることができるように押しボタン
スイッチが設けられており、風向を上，下，左，右それ
ぞれの押しボタンスイッチにより、可動範囲内の任意の
位置に調節できるように構成されている。図９における
３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、温風吐出グリル９ａおよび
９ｂ，冷風吐出グリル１３，フラップ１９，風量絞りド
ラム１８を駆動するステッピングモータである。また、
図１０における３４は着座部１の下に設けられ、その荷
重が一定値を超えると乗客の在席を確認する乗客検知手
段をなす荷重センサである。

【００１９】３５は荷重センサ３４により検出した在席
確認信号と各座席個別の操作盤３２からの風量調節ある
いは風向調節の信号とを入力とする制御器である。制御
器３５は各座席個別に在席を確認すると、風量調節装置
８ａ，８ｂあるいは１２を全閉から全開にして、乗客の
風量調節あるいは風向調節の信号をもとに制御を開始す
る。３６は制御器３５から各座席の在席の有無データ
と、各座席の風量調節データを受信し、集計演算を行う
マイクロコンピュータである。マイクロコンピュータ３
６は通常の車内温度のフィードバック制御に加え、上記
データをもとに乗車率を計算し、最適な車内温度に空調
装置３７を制御する。また、各座席の風量調節データを
集計して、乗客の体感温度を温冷感の補正データとして
フィードバック制御する。さらに、空調装置３７が分散
型の場合には、各座席の風量調節の大，中，少のデータ
を集計して、例えば、冷房運転であれば、風量大の要望
が多い場合には設定温度を下げ、風量少の要望が多い場
合には設定温度を上げて、要望が多い区域だけの最適制
御が可能である。

【００２０】このような構成において、乗客数を前記荷
重センサ３４によって把握し、かつ、各乗客からの要求
をすべて把握することができることから、乗客数或いは
各乗客の要求を総合的に判断して、最適な空調制御が行
える。このことは、無駄な冷暖房動作を抑制することに
もなり、空調装置を効率的に運用することができる。し
たがって、多大な経費の節減につながるものである。

【００２１】以上説明した各実施例によれば、乗客が個
別に温冷感の個人差を補正するように、風量調節および
風向調節を容易にでき、客室内を快適な温度分布になし
得る空調ダクト構造にできる。さらに、風量調節および
風向調節を遠隔操作できるように構成することで、手元
操作で容易調節ができ、乗客個別の遠隔操作の信号をも
とに、在席の有無あるいは乗客個別の体感温度を集計演
算することで、適切な空調が経済的に行なえる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、乗
客は風量調節および風向調節を手を伸ばせば容易にでき
るので、個別に温冷感の個人差を補正できる。また、マ
イクロコンピュータにより通常の車内温度制御に加え、
乗車率、乗客の要望を判断し、客室内を快適な温度状態
にすることができる。したがって、省エネルギー化が図
れ、秀ては経費の多大な節減効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用空調装置の一実施例を示す座席
部の概略断面図である。

【図２】図１の座席の背面視図である。

【図３】図１の風量および風向調節を説明する概略断面
図である。

【図４】図１の風量調節装置および風向調節装置の構造
を説明する立体図である。

【図５】図１の空調装置における暖房運転時の調和空気
の流れの説明図である。

【図６】図１の空調装置におけるダクト構造の車体の長
手方向概略断面図である。

【図７】図６のＡＡ部断面図である。

【図８】本発明の他の実施例であって風量および風向の
遠隔調節手段を備えた空調装置の概略断面図である。

【図９】図８の風量および風向の遠隔調節装置の構造を
説明する立体図である。

【図１０】本発明の他の実施例であって風量および風向
遠隔調節と空調制御を行う空調装置の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

７…冷・暖切り替えダンパ、８ａ，８ｂ，１２…風量調
節装置、９ａ，９ｂ…温風吐出グリル、１１…座席ダク
ト、１３…冷風吐出グリル、１４，１５…風量調節ダイ
ヤル、２２…連結ダクト、２５…立ち上げダクト、２７
…回転板、２８…空調床中ダクト、３０…クラッチ装
置、３２…操作盤、３４…荷重センサ、３５…制御器、
３６…マイクロコンピュータ、３７…空調装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座席の背もたれ部背面から後部座席に向か
   って調和空気を吐出する調和空気ダクトを設けており、
   乗客の遠隔操作により風量調節および風向調節を行う調
   和空気調整手段を前記調和空気ダクトに設置したことを
   特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】荷棚下面に座席方向に向けて調和空気を吐
   出する上部調和空気ダクトを備えており、乗客の遠隔操
   作により風量調整および風向調整を行う調和空気調整手
   段を前記上部調和空気ダクトに設置したことを特徴とす
   る車両用空調装置。
3. 【請求項３】座席に乗客検知手段を設けており、該乗客
   検知手段が乗客不在を検知した際に前記調和空気調整手
   段を風量を減少させるように制御する制御手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両
   用空調装置。
4. 【請求項４】複数の乗客の風量調整指令を制御入力と
   し、前記風量調整指令の増減に対応させて空調能力を変
   化させる制御出力を出力する制御手段を備えたことを特
   徴とする車両用空調装置。