JP2007307974A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロワの吸い込み空気温度が車外の温度の影響を受けて空調性能が低下することを防止する。
【解決手段】空調ケース内にブロワおよび熱交換器等を備えた後席用空調装置は、アウターパネルとサイドトリムとの間のトリム内空間５ａ、５ｂに配置されている。トリム内空間は車室内吸込口以外には開口がなくほぼ密閉空間となっている。空調ケースのルーフ吹出口１６には天井へ延びる天井フェイスダクト１５が接続されて、空調空気の通風路１９が形成されている。この通風路には漏れ開口２０が設けられ、さらにこの漏れ開口を通風路内の風量、すなわち圧力に応じて開閉する開閉ドア２１が設けられている。最大冷房時にはこの開閉ドアが開き、空調空気の一部が漏れ開口よりトリム内空間に吐出され、これが下流側のブロワに再吸入されるので、トリム内空間の空気の対流を促進して空気温度を低下させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両のアウターパネルとトリムとの間に配置される車両用空調装置に関する。

従来より、車両のアウターパネルとトリムとの間のトリム内空間に配置される後席用の空調装置として、この空調装置が備えるブロワを両吸い込みタイプとすることにより、ブロワによる風量の確保および騒音の低減を図るものがあった（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１０９５１６号公報

しかし、従来は、空調装置は車両外側のアウターパネルや車室内側のトリムの内側との間の密閉空間内に配置されたもので、この空調装置が備えるブロワにより車室内より吸入された空気は、空調装置からシール接続されたダクトへと送風され、再び車室内へと吹き出される。

このとき、密閉空間内の空気の循環は不十分であり、夏期においては、空調装置とアウターパネルとの間の密閉空間内の空気温度はアウターパネルより受ける熱の影響により高くなっているため、ブロワの吸い込み空気温度が高くなり、冷房性能効率が低くなるという問題がある。このような車外の温度の影響により空調性能が低下することは冬期においても同様に発生する。

本発明は、上記点に鑑み、ブロワの吸い込み空気温度が車外の温度の影響を受けて空調性能が低下することを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、車両の外壁を構成するアウターパネル（３）と車室内壁を構成するトリム（４）との間のトリム内空間（５、５ａ、５ｂ）内において、通風路（１９）を形成する空調ケース（２）と、空調ケース（２）の上流側に配置され、トリム（４）に形成された車室内吸込口（１０）より空気を吸い込み空調ケース（２）内へ送風するブロワ（６）と、空調ケース（２）内においてブロワ（６）の下流側に配置される熱交換器（１１、１２）と、熱交換器（１１、１２）の下流側において通風路（１９）にトリム内空間（５、５ａ、５ｂ）に対して開口するよう設けられた漏れ開口（２０）と、通風路（１９）内の風量が大風量のときに漏れ開口（２０）を開き、風量が小風量のとき漏れ開口（２０）を閉じるように作動する開閉制御機構（２１）と、漏れ開口（２０）の下流側において空調ケース（２）と接続され、トリム内空間（５、５ａ、５ｂ）より車室内へ空気を送るよう配置されたダクトと、を備えることを特徴とする。

これにより、ブロワ風量が大風量のときには、開閉制御機構（２１）が漏れ開口（２０）を開くように作動して、熱交換器（１１、１２）を通過した空気を通風路（１９）をなす空調ケース（２）よりトリム内空間（５、５ａ、５ｂ）へ流し、ブロワ（６）に再度吸い込ませることができる。これにより、熱交換器（１１、１２）後の空気が空調ケース（２）の外側にてトリム内空間（５、５ａ、５ｂ）の空気を攪拌しつつ積極的に循環させることによりアウターパネル（３）から受ける熱の影響を低減させることができ、この空気をブロワ（６）が再度吸い込むことにより空調ケース（２）内における空調効率の低下を防止することができる。これにより、ブロワ風量が大きい、たとえば、急速冷房が必要な場合に、冷房性能の低下を防止して、車室内を急速に冷房することができ使用者の快適感を向上させることができる。

また、ブロワ風量が小さいときには、漏れ開口（２０）を閉じて熱交換器（１１、１２）後の空気をすべてダクトに送ることにより、ダクトからの吹出風量の低下を防止することができる。

なお、ブロワ（６）は、トリム内空間（５、５ａ、５ｂ）において空調ケース（２）内へ送風する空気を吸い込むための吸込口（８）を、アウターパネル（３）に面して設けることにより、吸込口における吸い込み騒音が車室内へ与える影響を小さくすることができる。しかも、アウターパネル（３）側でブロワ（６）に吸い込まれる空気は、漏れ開口（２０）から流れる熱交換器（１１、１２）後の空気により攪拌された空気であり、空調ケース（２）内での空調性能の低下を防止することができる。

また、漏れ開口（２０）を、通風路（１９）が車両の上下方向に形成される部位に設け、開閉制御機構（２１）として、自重と通風路（１９）内の圧力との差に応じて開閉作動を行うようにすれば、簡易な構成で漏れ開口（２０）を開閉制御することができる。

あるいは、開閉制御機構（２１）として、弾性材などの付勢手段により漏れ開口（２０）を閉じる方向に付勢するようにすれば、漏れ開口（２０）の姿勢によらず、通風路（１９）内の圧力が高いときに漏れ開口（２０）を開き、通風路（１９）内の圧力が小さいときには漏れ開口（２０）を閉じることができる。

あるいはまた、開閉制御機構（２１）は、車室内へ送風される空調風が最大冷房状態であるときに漏れ開口（２０）を開くよう作動することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の車両の後席用空調装置１の構成を示す上面図である。また、図２は、後席用空調装置１のワンボックスカーにおける配置位置を示す上面図であり、図３は、図２における側面図である。

後席用空調装置１の通風路１９を形成する空調ケース２は、車両の外壁を構成するアウターパネル３と車室内壁を構成するトリム４との間のトリム内空間５内に配置され、空調ケース２とアウターパネル３との間には車室外側空間５ａが形成され、空調ケース２とトリム４との間には車室内側空間５ｂが形成されている。この空調ケース２は、ブロワ６、エバポレータ１１、ヒータコア１２エアミックスドア１３およびモードドア１８をそなえている。

空調ケース２の最上流側には、スクロール形状のブロワケース７に収納されたブロワ６が配置されている。本実施形態のブロワ６においては、ブロワ吸込口８が、車室内側のトリム４とは反対側のアウターパネル３側に面するように配置され、ブロワ６を回転させるブロワモータ９は車室内側に配置されている。一方、トリム４には、ブロワケース７の近傍位置に車室内吸込口１０が形成されている。このように、ブロワ吸込口８をアウターパネル３側に設けることにより、吸い込み騒音の車室内への影響を小さくしている。

空調ケース２内において、ブロワ６の下流側には熱交換器としてのエバポレータ１１が配置されている。エバポレータ１１は内部を通過する冷媒とブロワ６にて圧送されてきた空気との熱交換を行うことにより、この空気を冷却する。

また、空調ケース２内において、エバポレータ１１の下流側には熱交換器としてのヒータコア１２およびエアミックスドア１３が配置されている。ヒータコア１２はエンジン冷却水とエバポレータ１１を通過してきた冷風との間で熱交換を行い、この冷風を加熱するためのものである。エアミックスドア１３は、全空気量をヒータコア１２へ導く位置（ＭＡＸ ＨＯＴ）と、全空気量をバイパス流路へ導く位置（ＭＡＸ ＣＯＯＬ）との間の任意の位置（エアミックスモード）に設定することができる。そしてヒータコア１２およびバイパス流路を通過した温風及び冷風が合流する位置はエアミックスチャンバー１４となっており、ここで冷風と温風が混合される。

さらにエアミックスチャンバー１４の下流側にはエアミックスチャンバー１４にて混合された空調空気を、天井付近に配置されたルーフ側吹出開口（図示せず）へ天井フェイスダクト１５を介して導くルーフ吹出口１６と、リアフロア付近に配置されたフット側吹出開口（図示せず）へ導くフット吹出口１７が配置されており、この分岐点にはモードドア１８が設置されている。

このモードドア１８は、全空気量をルーフ吹出口１６へ導くルーフ吹出しモードと、全空気量をフット吹出口１７へ導くフット吹出しモードと、これら両モードの中間の任意の位置で全空気量を所望の割合に分割するバイレベルモードとの３つの吹出しモードから選択して設定することができる。

上記エアミックスドア１３およびモードドア１８はそれぞれモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動され、これらアクチュエータとブロワモータ９とはエアコンＥＣＵ（図示せず）により制御される。

なお、本実施形態では後席用空調装置１は、図２および図３に示すように、車両の後部第３列シートのリアフロア付近に配置されている。さらに、後席用空調装置１の下流側のルーフ吹出口１６に接続される天井フェイスダクト１５は、車両のピラー部（図示せず）を通すように上下方向に配置されて、天井部でルーフ側吹出開口（図示せず）が設けられている。このルーフ側吹出開口より乗員に空調空気が吹き出される。なお、図２および図３では後席用空調装置１を簡略化して示している。

図４は、後席用空調装置１のルーフ吹出口１６と天井フェイスダクト１５との接続部分の車両上下方向における断面を示す図である。ルーフ吹出口１６と天井フェイスダクト１５とはシール構造により接続され、両者はブロワ６により圧送された空気の通風路１９を形成している。

さらに、本実施形態では、この通風路１９の壁面に漏れ開口２０が設けられているとともに、通風路１９の外側においてこの漏れ開口２０を開放および封止するよう開閉作動する開閉制御機構としての開閉ドア２１が設けられている。

なお、本実施形態では、漏れ開口２０は、後席用空調装置１の熱交換器の下流側に位置する天井フェイスダクト１５に設けられている。また、開閉ドア２１の外形は、漏れ開口２０の外形より大きく形成されているとともに、開閉ドア２１を回動自在とするヒンジ２２は漏れ開口２０の上端外側に設けられている。これにより、開閉ドア２１は、鉛直方向に位置するときは漏れ開口２０を封止し、開閉ドア２１の面に開閉ドア２１の自重より大きな力が作用して回動することにより漏れ開口２０を開くように作動する。

したがって、開閉ドア２１は、図４（ａ）に示すように、通風路１９内を通る空気流量が少ない、すなわち圧力が小さいときは、開閉ドア２１の自重により漏れ開口２０を封止するよう閉じている。このとき、トリム内空間５はトリム４に設けられた車室内吸込口１０が唯一の開口であり、したがってトリム内空間５の空気はほとんど流動せず滞留している。

したがって、ブロワ６が吸い込んだ空気はほとんどが車室内より車室内吸込口１０を介して流入する空気であり、空調ケース２内においてこの吸い込み空気が熱交換器であるエバポレータ１１およびヒータコア１２において熱交換されて空調空気とされる。そしてこの空調空気は通風路１９より通風路１９外への漏れなく、すなわち、送風量が減ずることなく天井フェイスダクト１５を通ることができる。

一方、最大冷房時であるＭＡＸ ＣＯＯＬ時においては、通風路１９内を通る空気流量は最大となる。このとき、通風路１９内の圧力が最大となり、図４（ｂ）に示すように、この圧力が開閉ドア２１の自重に抗して開閉ドア２１を開く。これにより、通風路１９内より通風路１９の外へ、すなわち、空調ケース２とアウターパネル３およびトリム４との間の空間へ、空調空気を一部漏れ出させることができる。なお、開閉ドア２１は、天井フェイスダクト１５に設けられたストッパ２３により最大開度が規定され、これにより漏れ開口２０からの吐出空気量が設定されている。

この漏れ開口２０よりトリム内空間５へ吐出された空調空気は、図１に矢印で示すように、空調ケース２とアウターパネル３およびトリム４との間の車室外側空間５ａおよび車室内側空間５ｂ内を、圧力が低くなっているブロワ吸込口８側に向かって流動する。このとき、車室外側空間５ａおよび車室内側空間５ｂ内では空気が攪拌されて、これにより特に車室外側空間５ａ内の外気に影響された高温空気が冷却されて、ブロワ６に吸入される。

これにより、外気によりアウターパネル３が高温となっても、ブロワ６よりエバポレータ１１に圧送される空気温度は比較的低く抑制されるので、空調ケース２内における熱交換（冷房）能力の低下を防止することができる。

また、最大暖房時であるＭＡＸ ＨＯＴ時においても、ＭＡＸ ＣＯＯＬ時と同様、通風路１９内を通る空気流量は最大となり、これに応じて開閉ドア２１が開かれて漏れ開口２０より空調空気の一部がトリム内空間５へ吐出される。これにより、外気によりアウターパネル３が低温となっても、ブロワ６より下流側へ圧送される空気温度を、比較的高くすることができ、空調ケース２内における熱交換（暖房）能力の低下を防止することができる。

なお、上記実施形態では開閉制御機構としての開閉ドア２１は、開閉ドア２１の自重と通風路１９内の圧力との大小関係に応じて開閉するものであったが、これに限らない。すなわち、開閉ドア２１自体の重量は小さくし、ヒンジ２２にバネ等の付勢手段を設け、この付勢手段により開閉ドア２１を常に漏れ開口２０を塞ぐようにしておく。そして、通風路１９内の圧力が所定値以上となったら、この圧力により開閉ドア２１が開くよう、バネの弾性力を設定すればよい。この場合には、開閉ドア２１の配置姿勢は、必ずしも鉛直方向とする必要はなく、例えば水平方向となるようにしてもよい。

あるいは、開閉ドア２１をアクチュエータにより開閉制御するようにしてもよい。すなわち、エアコンＥＣＵにより後席用空調装置１がＭＡＸ ＣＯＯＬ制御されるとき、開閉ドア２１のアクチュエータもエアコンＥＣＵにより開作動するように制御される。また、ＭＡＸ ＣＯＯＬ制御の終了時には、エアコンＥＣＵは、開閉ドア２１のアクチュエータを制御して閉作動させて、漏れ開口２０を塞ぐようにすることができる。

上記実施形態では、片吸い込みタイプのブロワ６のブロワ吸込口８がアウターパネル３側に面する例を示したが、これに限らず、両吸い込みタイプのブロワでも、あるいは、ブロワ吸込口がトリム側（車室内側）にある片吸い込みタイプのブロワでも、いずれのブロワでもよい。

また、上記実施形態では、後席用空調装置１が備える熱交換器として、エバポレータ１１およびヒータコア１２をともに備える例を示したが、これに限らず、いずれか一方のみを備えるものでもよい。

上記実施形態では、空調ケース２は、ブロワ６から各吹出口１６、１７までを直線状に配置するものとして示したが、これに限らず、車両構造に応じて、空調ケースを通風路方向において折り曲げて構成してもよい。

実施形態の後席用空調装置の構成を示す上面図である。 後席用空調装置のワンボックスカーにおける配置位置を示す上面図である。 図２における側面図である。 後席用空調装置のルーフ吹出口と天井フェイスダクトとの接続部分の車両上下方向における断面を示す図であり、（ａ）は開閉ドアが閉じている状態を示し、（ｂ）は開閉ドアが開いている状態を示す。

符号の説明

１…後席用空調装置、２…空調ケース、３…アウターパネル、４…トリム、
５…トリム内空間、５ａ…車室外側空間、５ｂ…車室内側空間、６…ブロワ、
１５…天井フェイスダクト、１６…ルーフ吹出口、１９…通風路、２０…漏れ開口、
２１…開閉ドア（開閉制御機構）、２２…ヒンジ。

Claims (5)

1. 車両の外壁を構成するアウターパネル（３）と車室内壁を構成するトリム（４）との間のトリム内空間（５、５ａ、５ｂ）内に配置される車両用空調装置であって、
   通風路（１９）を形成する空調ケース（２）と、
   前記空調ケース（２）の上流側に配置され、前記トリム（４）に形成された車室内吸込口（１０）より空気を吸い込み前記空調ケース（２）内へ送風するブロワ（６）と、
   前記空調ケース（２）内において前記ブロワ（６）の下流側に配置される熱交換器（１１、１２）と、
   前記熱交換器（１１、１２）の下流側において前記通風路（１９）に前記トリム内空間（５、５ａ、５ｂ）に対して開口するよう設けられた漏れ開口（２０）と、
   前記通風路（１９）内の風量が大風量のときに前記漏れ開口（２０）を開き、前記風量が小風量のとき前記漏れ開口（２０）を閉じるように作動する開閉制御機構（２１）と、
   前記漏れ開口（２０）の下流側において前記空調ケース（２）と接続され、前記トリム内空間（５、５ａ、５ｂ）より前記車室内へ空気を送るよう配置されたダクトと、
   を備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記ブロワ（６）は、前記トリム内空間（５、５ａ、５ｂ）において前記空調ケース（２）内へ送風する空気を吸い込むための吸込口（８）を備え、前記吸込口は前記アウターパネル（３）に面して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記漏れ開口（２０）は、前記通風路（１９）が前記車両の上下方向となる部位に設けられており、
   前記開閉制御機構（２１）は、自重と前記通風路（１９）内の圧力との差に応じて前記開閉作動を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記開閉制御機構（２１）は、付勢手段により前記漏れ開口（２０）を閉じる方向に付勢されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
5. 前記開閉制御機構（２１）は、前記車室内へ送風される空調風が最大冷房状態であるときに前記漏れ開口（２０）を開くよう作動することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
   

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