車両用空気調和装置の組立方法

本発明は、例えば鉄道車両の屋根に搭載される車両用空気調和装置の組立方法に関するものである。

従来の車両用空気調和装置として、例えば、空気調和装置のケーシング内の車両長方向の中央部に圧縮機を設置し、圧縮機の両端に室内送風機をそれぞれ配置し、さらに、各室内送風機の両側に室内熱交換器をそれぞれ配置すると共に、ケーシング内の車両長方向の両端部に室外送風機を配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、車両用空気調和装置は、生産ライン内にて車両用空調装置枠体に冷凍サイクルの主要機器である圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器、及び補助機器である逆止弁や電磁弁等を配置・固定し、それぞれを冷媒配管にてろう付けしている。 この組立方法では、ろう付け箇所によっては無理な体勢での作業となるため、品質にも影響を及ぼす虞れがあった。 また、前述した作業を全て生産ライン内で行うため、生産性を改善する必要があった。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、生産ライン内でのろう付け作業を軽減し、品質の改善及び生産性を向上させることのできる車両用空気調和装置の組立方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用空気調和装置の組立方法は、生産ライン内にて車両の空気調和に必要な各種機器を車両用空調装置枠体内に搭載して構成される車両用空気調和装置において、各種機器のうち少なくとも圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器を冷媒配管により接続して構成される冷凍サイクルを生産ライン外で組み立ててモジュール化し、それを冷凍サイクルモジュールとして生産ライン内の組立作業に入れるようにした。

本発明においては、少なくとも圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器を冷媒配管により接続して構成される冷凍サイクルを生産ライン外で組み立ててモジュール化し、それを冷凍サイクルモジュールとして生産ライン内の組立作業に入れるようにしている。 これにより、生産ライン内での冷媒配管のろう付け作業が不要になり、このため、作業が容易となり、品質の改善が可能となり、大幅に生産性を向上させることができる。

実施の形態に係る車両用空気調和装置を上方から見て示す平面図である。

実施の形態に係る車両用空気調和装置の冷凍サイクルの概略を示すブロック図である。

実施の形態に係る車両用空気調和装置の組立方法を示すフローチャートである。

実施の形態に係る車両用空気調和装置の圧縮機モジュールを示す斜視図である。

従来の圧縮機の取付例を示す正面図である。

図４に示す圧縮機の取付例を示す正面図である。

実施の形態に係る車両用空気調和装置の室内熱交換器モジュールを示す斜視図である。

実施の形態に係る車両用空気調和装置の室外熱交換器モジュールを示す斜視図である。

実施の形態に係る車両用空気調和装置の冷凍サイクルモジュールを示す斜視図である。

図９の冷凍サイクルモジュールを車両用空調装置枠体内に据え付ける前の状態を示す斜視図である。

図９の冷凍サイクルモジュールを車両用空調装置枠体内に据え付けるときの冷媒配管に対する仕切板の構成例を示す斜視図である。

図９の変形例を示す斜視図である。

図１は実施の形態に係る車両用空気調和装置を上方から見て示す平面図、図２は実施の形態に係る車両用空気調和装置の冷凍サイクルの概略を示すブロック図である。
実施の形態における車両用空気調和装置は、例えば鉄道車両（以下、「車両」という）の屋根に搭載されている。 その車両用空気調和装置は、図１に示すように、長方形状の車両用空調装置枠体１と、車両用空調装置枠体１を車両長方向に分割して室内室８及び室外室９を形成する仕切板１０と、室内室８の車両長方向の中心線上に取り付けられた室内送風機６と、室内送風機６の両側に固定された室内熱交換器４と、室外室９の車両長方向の中心線上に取り付けられた室外送風機７と、前記の中心線を中心として両側に設けられた圧縮機２及び冷媒気液分離器３と、室外送風機７の両側に固定された室外熱交換器５とを備えている。

車両用空気調和装置の冷凍サイクルは、図２に示すように、圧縮機２と冷媒気液分離器３の間、冷媒気液分離器３と室内熱交換器４の間、室内熱交換器４と室外熱交換器５の間をそれぞれ冷媒配管１１で接続して構成されている。

ここで、前述した車両用空気調和装置の組立方法について説明する。
図３は実施の形態に係る車両用空気調和装置の組立方法を示すフローチャートである。
車両用空気調和装置の組立は、生産ライン外で、圧縮機モジュール、室外熱交換器モジュール及び室内熱交換器モジュールを組み立て、各モジュールを冷媒配管１１により接続して構成される冷凍サイクルをモジュール化（以下、「冷凍サイクルモジュール」という）する。 そして、その冷凍サイクルモジュールを生産ライン内で室内送風機６と室外送風機７が搭載された車両用空調装置枠体１内に組み入れて、冷凍サイクルモジュールの据付及び配線の作業を行い、車両用空気調和装置の組立を完了する。

このように、生産ライン外にて冷凍サイクルモジュールを組み立てることにより、生産ライン内での冷媒配管１１のろう付け作業が殆ど不要となる。 このため、作業が容易となり、品質の改善が可能となり、また、冷凍サイクルモジュールの組み立てとそれ以外の機器の組み立てを並行して実施することができる。 さらに、冷凍サイクルの構成部品内の真空引き及び冷媒封入を生産ライン外にて実施可能となるため、大幅に生産性を向上させることができる。

次に、圧縮機モジュールの組み立てについて説明する。
図４は実施の形態に係る車両用空気調和装置の圧縮機モジュールを示す斜視図、図５は従来の圧縮機の取付例を示す正面図、図６は図４に示す圧縮機の取付例を示す正面図である。
前述の圧縮機モジュール１２は、図４に示すように、両端にフランジを有する断面溝状の支持体１３と、支持体１３の底板に設置された圧縮機２と、補助機器である冷媒気液分離器３、逆止弁１４、乾燥機１５、電磁弁１６及びフィルター１７と、圧縮機２や各補助機器にろう付けにて接続された冷媒配管１１とで構成されている。 電磁弁１６や支持の必要な補助機器は、支持体１３に設けられた取付部材１８に固定されている。 前述した逆止弁１４は冷媒の逆流を防止するための補助機器であり、乾燥機１５は冷媒内の水分を除去するための補助機器である。 また、電磁弁１６は冷媒の流量を制御するための補助機器であり、フィルター１７は冷媒をろ過するための補助機器である。

従来、圧縮機２は、図５に示すように、防振ゴム２５を介して車両用空調装置枠体１に固定されている。 この構造では、圧縮機２より発生する音が底板２６に伝播し、枠体１がスピーカーの役割を果たすため、音が増幅する現象が生じていた。 そこで、本実施の形態では、図６に示すように、圧縮機２と車両用空調装置枠体１との間に圧縮機モジュール１２の支持体１３及び防振ゴム２５を介することで、その支持体１３下部の底板を取り除くことができるため、底板２６への振動伝播を抑制し、音が増幅しないよう空間へ開放させることで低騒音化を実現できる。

次に、室内熱交換器モジュール及び室外熱交換器モジュールの組み立てについて説明する。
図７は実施の形態に係る車両用空気調和装置の室内熱交換器モジュールを示す斜視図、図８は実施の形態に係る車両用空気調和装置の室外熱交換器モジュールを示す斜視図である。

室内熱交換器モジュール１９は、図７に示すように、室内熱交換器４と、冷媒の容量を制御するための電磁弁１６と、冷媒を分配するためのディストリビュータ２３と、冷媒を膨張させるためのキャピラリーチューブと（図示せず）、室内熱交換器４の長手方向の両端に設けられた板金部材２１と、室内熱交換器４の幅方向の片側側面に設けられた風仕切板２２とで構成されている。

室外熱交換器モジュール２０は、図８に示すように、室外熱交換器５と、室外熱交換器５の長手方向の両端に設けられた板金部材２１と、室外熱交換器５の幅方向の片側側面に設けられた風仕切板２２とで構成されている。 前述した板金部材２１は、枠体１に取り付けるための部品である。 その板金部材２１を予め室内熱交換器４及び室外熱交換器５に取り付けることにより、生産ライン内での作業を軽減させ、さらに、生産性を向上させることができる。 風仕切板２２は、それぞれの熱交換器４、５を通過した直後の風が再度通過することを防止するための部品である。

次に、冷凍サイクルモジュールの組み立て、及び冷凍サイクルモジュールの据え付けについて説明する。
図９は実施の形態に係る車両用空気調和装置の冷凍サイクルモジュールを示す斜視図、図１０は図９の冷凍サイクルモジュールを車両用空調装置枠体内に据え付ける前の状態を示す斜視図、図１１は図９の冷凍サイクルモジュールを車両用空調装置枠体内に据え付けるときの冷媒配管に対する仕切板の構成例を示す斜視図である。

冷凍サイクルモジュール２４は、図４、図７及び図８で示した圧縮機モジュール１２、室内熱交換器モジュール１９及び室外熱交換器モジュール２０を冷媒配管１１により接続して構成される。 圧縮機モジュール１２、室内熱交換器モジュール１９及び室外熱交換器モジュール２０、これらのモジュール１２、１９、２０の組み合わせで構成された冷凍サイクルモジュール２４は、前述したように生産ライン外で組み立てられたものである。

その冷凍サイクルモジュール２４は、図１０に示すように、生産ライン内にて車両用空調装置枠体１内に室内送風機６や室外送風機７等を搭載した後に据え付けられる。 生産ライン内での組み立てと冷凍サイクルモジュール２４の組み立てを並行して実施することができ、生産性を向上させることができる。

冷凍サイクルモジュール２４を車両用空調装置枠体１内に据え付ける際には、冷媒配管１１が車両用空調装置枠体１の仕切板１０を跨るが、本実施の形態においては、図１１に示すように、仕切板１０の上部にＵ字状の切欠部１０ａが設けられているため、その冷媒配管１１を切欠部１０ａ内に上方から収めて冷凍サイクルモジュール２４を車両用空調装置枠体１内に据え付けることができる。 その後は、塞ぎ板１０ｂにて切欠部１０ａを塞ぎ、さらに、隙間部分にパテ埋めして室内室８と室外室９の気密を保持する。

以上のように実施の形態においては、生産ライン外で、圧縮機モジュール１２、室内熱交換器モジュール１９及び室外熱交換器モジュール２０を組み立て、さらに、これらのモジュール１２、１９、２０を冷媒配管１１にて接続して冷凍サイクルモジュール２４を組み立てるようにしている。 これにより、生産ライン内での冷媒配管１１のろう付け作業が殆ど不要になり、このため、作業が容易となり、品質の改善が可能となり、大幅に生産性を向上させることができる。

また、各モジュール１２、１９、２０の組み立てと冷凍サイクルモジュール２４の組み立てを生産ライン外で実施することにより、生産ライン外にて冷凍サイクル内の真空引き及び冷媒の封入、冷媒の漏れチェック等が可能となる。 そのため、生産ライン内での作業時間を大幅に減少させることができる。

なお、実施の形態では、各モジュール１２、１９、２０を用いて冷凍サイクルモジュール２４を組み立てるようにしたが、冷凍サイクルモジュール２４を組み立てなくても良い。 即ち、生産ライン外にて圧縮機モジュール１２、室内熱交換器モジュール１９及び室外熱交換器モジュール２０を組み立てるだけでも、作業性・品質・生産性を向上させることができる。 その際には、各モジュール単位にて機器の配置やろう付け作業を完了させ、車両用空調装置枠体１内に各モジュール１２、１９、２０を搭載する。 この場合、仕切板１０の切欠部１０ａが不要となる上、生産ライン内でのろう付け作業を最小３箇所まで低減させることができる。

また、生産ライン外にて圧縮機モジュール１２、室内熱交換器モジュール１９及び室外熱交換器モジュール２０の何れか１つ、あるいは２つのモジュールを組み立てるだけでも、前記と同様な効果が得られる。

また、実施の形態では、冷凍サイクルモジュール２４を車両用空調装置枠体１内に据え付ける際には、冷媒配管１１を車両用空調装置枠体１の仕切板１０の上部に設けられたＵ字状の切欠部１０ａ内に上方から収めるようにしたが、これに限定されるものではない。 例えば図１２に示すように、冷媒配管１１を逆Ｕ字状に折り曲げておくことにより、仕切板１０の上部に設けられたＵ字状の切欠部１０ａの切り欠き深さを浅くすることが可能になる。 また、振動箇所となる圧縮機モジュール１２と固定箇所となる室内・室外熱交換器モジュール１９、２０との間に配置してある冷媒配管１１にかかる応力を緩和することができる。 なお、この場合も塞ぎ板１０ｂにて切欠部１０ａを塞ぎ、さらに、隙間部分にパテ埋めして室内室８と室外室９の気密を保持する。

また、実施の形態では、車両の屋根に搭載される車両用空気調和装置の組立方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば車両の床、床中あるいは床下に設置される車両用空気調和装置に適用しても良い。

１ 車両用空調装置枠体、２ 圧縮機、３ 冷媒気液分離器、４ 室内熱交換器、５ 室外熱交換器、６ 室内送風機、７ 室外送風機、８ 室内室、９ 室外室、１０ 仕切板、１０ａ 切欠部、１０ｂ 塞ぎ板、１１ 冷媒配管、１２ 圧縮機モジュール、１３ 支持体、１４ 逆止弁、１５ 乾燥機、１６ 電磁弁、１７ フィルター、１８ 取付部材、１９ 室内熱交換器モジュール、２０ 室外熱交換器モジュール、２１ 板金部材、２２ 風仕切板、２３ ディストリビュータ、２４ 冷凍サイクルモジュール、２５ 防振ゴム、２６ 底板。