自動車用空調装置の歴史と構造

カーエアコンとは、自動車の車内環境を快適に保つために装備されているエア・コンディショナーである。初期の車載空調装置は、ヒーターやクーラーがそれぞれ独立して装備されており、温度調節機能はほとんど存在しなかった。その後、ヒーターコアとエバポレーターを通過する空気を混合する方式が考案され、幅広い温度域への対応と除湿暖房が可能となった。

構造と作動原理

暖房は、水冷エンジン搭載車であればエンジンの冷却水（ロングライフクーラント）をヒーターコアに引き込むことで温風を得るのが一般的である。空冷エンジンでは排気マニホールドのヒートエクスチェンジャーや燃焼式ヒーターを利用する。一方、電動車（ハイブリッドカーやバッテリー式電気自動車）では、原動機の廃熱を利用できない場合があり、電動インバーターコンプレッサーを用いたヒートポンプによる冷暖房が主として採用されている。

冷房には蒸気圧縮冷凍サイクルが利用され、コンプレッサーの駆動は従来エンジンの回転によって行われてきたが、電動車では専用の電動コンプレッサーが広く採用されている。また、冷房サイクルを通した乾燥した送風は、窓ガラスの曇り取りや霜取りにも活用される。

歴史的変遷

カーエアコンの歴史は第二次大戦以前のアメリカ車やドイツ車に遡る。1930年代にミスト散布式カークーラーが登場し、1939年にはパッカードがコンプレッサー式冷房装置を導入した。1938年にはナッシュ・モーターズが温水式カーヒーターを開発し、1954年には暖房と冷房を統合した世界初のシステム「オール・ウェザーアイ」が登場した。

日本車においては、1955年の初代トヨタ・クラウンが外国車並みの温水式ヒーターを初搭載し、ヤナセによる吊り下げ式カークーラーの開発などを経て、1970年代以降にディーラーオプションとして普及が進んだ。1980年代以降は物品税の廃止なども相まって、ダッシュボード内部に組み込まれるインライン化が急速に進展した。

冷媒の環境対応

冷媒としては長らくフロン12（R12）が使用されていたが、オゾン層保護の観点から1990年代以降はR134aへの切り替えが進められた。さらに地球温暖化係数の低いHFO-1234yfへの移行が欧州連合（EU）の規制を発端として進められている。