『地球に優しいエアコン』
◆独ボッシュ、車室内のCO2濃度を測る空調制御センサを開発したと発表
「CCS (Climate Control Sensor)」は、赤外線分光器で空中のCO2濃度を
測り、0.02％以下の濃度でも測定できる。エアコン冷房時に、外気を冷や
して室内に送るより室内気を循環させるほうが効率よく温度まで下げられ、
車内の空気を良好に保ちながら、最大で燃費を10％程度低減できるという。
＜2007年04月01日号掲載記事＞
◆米デュポンと米ハネウェル、自動車エアコン向けに次世代冷媒を共同開発へ
地球温暖化係数(GWP)の低い次世代の冷媒を製品化する為、世界規模の共同
開発契約に合意したと発表。各社で開発が進むCO2ベースでなく、従来の
HFC-134aを使う技術と互換性があるフッ素系冷媒の開発に力を注ぐ。
＜2007年04月02日号掲載記事＞
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【はじめに】
現在の国内自動車市場において、カーエアコンは、必須の快適装備となって
いる。かつては「エアコン付き」とアピールポイントになっていた時代もあっ
たが、現在では、カーエアコンが付いていないクルマを探す方が難しいぐらい
である。実際、国内のカーエアコンの出荷台数は約 10 百万台であり、国内の
自動車生産台数とほぼ同じ規模である。
最近の主流は、車外温度、室内温度、日射量などを検知し、空調温度、風量
配分を巧みに制御し、乗員が設定した温度に車室内を保持するオートエアコン
である。高級車やミニバン等には、運転席側と助手席側、前席側と後部座席側
で独立して温度設定ができるタイプのエアコンの採用も増えている。
昨年発売となったレクサス LS460 では、乗員自身の表面温度を赤外線センサ
で検知し、それぞれの乗員の状態に合わせて自動的に空調温度、風量を調節す
る機能が搭載（※）されている。電子化技術の高度化に伴い、カーエアコンの
分野にも新技術が導入されており、機能・性能の進化により快適性は確実に向
上し続けている。
※一部の海外仕様車のみに搭載されており、国内仕様車には搭載されていない。
普段クルマを使用する際に意識されている方がどれぐらいいるか不明だが、
この快適装備の恩恵を受けるために、払っている環境負荷は意外に大きい。そ
の要因の一つは燃費に対する負荷、もう一つはエアコンの冷媒自体の地球温暖
化に対する影響である。
今回のコラムでは、カーエアコンに関する技術開発の動向とその意義につい
て考えてみたい。
【省燃費に関する技術開発】
まず、燃費に対する負荷についてであるが、文字通り、カーエアコンを稼動
させると、燃費が悪化してしまうということである。
いわゆる 10 ・ 15 モードに基づくカタログ燃費と実際の走行時の燃費との
値の乖離は、走り方（アクセルの踏み方等）や平均車速、走行距離など様々な
条件によって生じるが、その中でもエアコンのオン／オフは大きな要因の一つ
となっている。夏場の燃費が悪化するのもエアコンの影響が大きいと言われて
いる。
その原因は、冷媒の吸引・圧縮を行うコンプレッサによる負荷が大きい。一
般的に、カーエアコンのコンプレッサは、エンジンの動力によって駆動してい
るため、エアコンを作動させるためには、エアコンをオフにした状態よりもエ
ンジン回転数を高める必要があるからである。特に排気量の小さいクルマでは
燃費の悪化や出力の低下を招きやすい。
最近では、コンプレッサの稼動頻度を最低限に下げる制御技術や、バルブ等
を制御することによってコンプレッサ自体の容量を連続的に変化させることで
必要最低限の負荷にする制御技術が実用化されている。
また、エンジンを動力源としないコンプレッサも実用化が進められている。
2003年に発売となったトヨタプリウスには、モーターによって駆動する電動コ
ンプレッサが搭載され、注目を集めた。これにより、アイドリングストップ時
（エンジン停止時）にもエアコンの作動を可能にした。内蔵モーターを駆動す
るインバータも一体化することで、既存の電動コンプレッサよりも大幅に小型・
軽量化を実現している。
省燃費に対するエアコン技術開発は、コンプレッサだけに限られたものでは
ない。今回ボッシュが発表した技術は、車室内の CO2 濃度を検知し、車室内の
空気を良好な状態に保ちながら、可能な限り内気循環に切り替えることで、エ
アコンに必要なエネルギー量を低減し、コンプレッサの駆動を低下させること
で、燃費向上を実現するというものである。同社の実験によると、最大 10 ％
の燃料消費量の削減が確認されたという。
エアコン自体が燃費に大きな負荷を与える存在であることは明白であり、環
境問題への注目が高まる昨今、エアコン周りの省燃費化技術の開発意義は重要
性を増している。
【冷媒に関する技術開発】
カーエアコンが抱えるもう一つの環境負荷は、冷媒の存在である。1990年代
以降、オゾン層破壊が問題となった特定フロン（CFC-12）から世界的なエアコ
ン用冷媒の転換が進み、現在では代替フロン（HFC-134a）が主流となっている。
しかし、この代替フロンも、地球温暖化に対する影響が大きいことがわかって
おり、現在、代替技術の確立が求められている。
地球温暖化係数（※）を見ると、特定フロンは 8,100、代替フロンでは 1,300
である。これを、地球温暖化係数が低い冷媒、自然界に存在する冷媒（自然冷
媒）で代替することができれば、より環境に優しいエアコン（クルマ）を実現
することができるというわけである。
※地球温暖化に対する効果を示す相対的な指標。
（CO2 を 1 として、その何倍かを示す。）
現在、その代替冷媒として最も有力視されているのが、CO2 である。地球温
暖化係数が低く（1 である）オゾン層も破壊しない、不燃性ガスで無害のため
安全性も高い、冷媒としての性能に優れる、化学工場等で二次的に発生するも
のを利用可能、などの特徴から、CO2 エアコンの開発が進められてきた。
単に冷媒を置き換えるだけではすまない。フロン系の冷媒は、10 気圧程度で
気化・液化を繰り返して冷暖房を行うが、CO2 の場合、100 気圧に圧縮して温
度を上げたり、急速に減圧して温度を下げたりするため、各構成部品はこの高
圧に耐えられるものである必要があるからである。家庭用のヒートポンプ式給
湯器の世界では既に実用化されているが、カーエアコンにおいて実用化するた
めには、使用環境・重量・コストの面でも制約が多く、ハードルは高い。
しかし、既にデンソーは、2003年に CO2 を冷媒にしたカーエアコンを実用化
し、トヨタの燃料電池自動車 FCHV に搭載している。今後、更なる性能向上や
コスト・重量の削減を進め、量産車への実用化が期待されている。
こうした中、今回の米デュポンと米ハネウェルの取り組みは、冷媒自体の開
発という別のアプローチを進めているものである。現在普及している代替フロ
ン（HFC-134a）と互換性のあるフッ素系冷媒を開発するというものである。新
たな機器やシステムの構築を最低限に留めることで、実現性の高い代替技術を
普及させていくという。
将来的には、地球温暖化係数の低い冷媒の使用を義務付ける法規制が欧州で
施行されるという話もある。こうした流れが世界的に拡大する可能性も十分に
ある。こうした冷媒に関する技術開発に、時間的な余裕は少ない。
【地球に優しいエアコンの登場を期待して】
こうしたカーエアコンの技術開発において、今後鍵を握ると考えられるのが、
異業種からの技術導入ではなかろうか。省燃費技術の開発や代替冷媒技術の開
発において、自動車メーカーや関連部品メーカーの開発はかなり進められてお
り、実用化の目途が立ちつつある技術も多い。そこに、新たなセンサ・制御技
術や耐圧・封止技術、新材料技術などが加わることで、実用化が加速するもの
も少なくないのではなかろうか。
エアコン市場全体において、カーエアコン市場は一つの巨大なマーケットと
なっている。しかし、近年住宅・ビル用のエアコンも市場を拡大させており、
アジアだけでも年間 30 百万台を超える規模となっている。エアコンに関する
環境技術の開発は、自動車業界だけの問題ではなく、社会全体としても存在感
を増しているはずである。つまり、エアコン関連の新技術に成功すれば、それ
だけの巨大市場への展開が期待できる可能性があるとも言える。
だからこそ、自動車業界単独の取り組みではなく、電気、機械、化学品、建
築など様々な分野の技術を結集して、地球に優しいエアコンの開発に取り組む
べきだと考える。
もっとも、ユーザーにおいては、指をくわえて地球に優しいエアコンの開発
を待っていれば良いというわけではない。京都議定書以降、地球温暖化対策に
ついては、国民の認知度も高まっており、家庭・オフィスではエアコンの温度
設定を制限する文化も広がりつつあるが、こうした取り組みは、強制力を持っ
たものではなく、個人・企業側の自主性に委ねられているからである。
エアコンのないクルマに戻れない現在、エアコンの使用頻度を下げ、窓を開
けて走ってみたり、設定温度を緩めに調節するのも有効であろう。こうしたち
ょっとした気遣いをしながら、地球に優しいエアコン技術の登場を期待したい。
＜本條 聡＞
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