JP3699613B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケース内に冷却器（たとえばエバポレータ）と加熱器（たとえばヒータコア）を配設した車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
特開平８−５８３５１号公報の図９には、エバポレータで冷却された空気を再加熱するヒータコアと、エバポレータで冷却された空気をヒータコアへ導く割合を制御するドアと、このドアで制御された空気を、デフ吹出口、ベント吹出口、フット吹出口へ所定の配風比で導く複数の吹出口ドアとを備えた車両用空調装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の空調では次のような問題がある。
（１）厳寒のフルホット時や酷熱のフルクール時以外では、ヒータコアで再加熱されない冷却風とヒータコアで再加熱された再加熱風とを混合して適温の温調空気を生成し、この混合風を各吹出口から吹き出す必要がある。しかしながら、上記従来技術の空調装置では、再加熱風と混合されない冷却風がデフ吹出口から吹き出されたり、あるいは、冷却風と混合されない再加熱風がフット吹出口から吹き出されるおそれがある。
（２）フット吹出用開口から前席フットと後席フットとに向けて同じ温度の再加熱風を送り出すと、吹出口までのダクトの長さが必然的に長くなる後席フット吹出口から吹き出される再加熱風の温度は、吹出口の長さが短い前席フットの吹出口から吹き出される再加熱風の温度よりも低くなってしまい、前席の足下に比べて後席が暖まりにくくなってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、加熱されない冷却風とヒータコアで再加熱された再加熱風とを十分に混合することができ、かつ、前席フットよりも暖かい再加熱風を後席フットへ吹き出すことができる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】
一実施の形態の図１に対応づけて本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、空気導入用開口１１３が設けられ、この空気導入用開口１１３から導入された空気を冷却する冷却器１２が収容された第１の室Ｒ１と、この第１の室Ｒ１とは第１の隔壁１１６を隔てて車両後方に並設され、冷却器１２で冷却された冷却風を再加熱する加熱器１３が収容された第２の室Ｒ２と、第１の室Ｒ１から第２の室Ｒ２へ流れる冷却風に対して、車両熱負荷に応じて加熱器１３で再加熱する冷却風の割合を制御する第１のドア１４と、ベント吹出口４Ｂへダクト２０を介して連通するベント吹出用開口ＶＡと、デフロスト吹出用開口ＤＡと、前席乗員用の前席フット吹出用開口１１４とを有する車両用空調装置に適用される。 そして、上述の目的は次のような構成により達成される。すなわち、第２の室Ｒ２には、第１のドア１４を通過する冷却風の吹出方向と直交する方向に広がる仕切壁１１９が形成され、仕切壁１１９の車両後方には、第２の室Ｒ２に連通する一方、ベント吹出用開口ＶＡ、前席フット吹出用開口１１４および後席乗員用の後席フット吹出用開口１１５を有する第３の室Ｒ３が設けられ、仕切壁１１９には、（ａ）第１のドア１４を通過する再加熱されない冷却風を第２の室Ｒ２を横断して第３の室Ｒ３へ導くための開口１１９ａおよびこの開口１１９ａを開閉し、少なくともフルクール時には開かれる第２のドア１５が設けられ、かつ、（ｂ）加熱器１３と対向する部位に、加熱器１３により加熱された直後の空気を後席フット吹出用開口１１５へバイパスさせるための後席フットバイパス開口１１８ａおよびこの開口１１８ａを開閉するバイパスドア１８が設けられ、加熱器１３で再加熱された再加熱風と冷却風とが混合される混合空間Ｍ１が第２の室Ｒ２の上方に形成される一方、第２の室Ｒ２の上端部１１１ａにデフロスト吹出用開口ＤＡが形成されている。
（２）請求項２の発明は、第１のドア１４、第２のドア１５、ベント吹出用開口ＶＡおよびベント吹出口４Ｂを略直線に配置したものである。
【０００６】
【発明の効果】
（１）本発明によれば、開口を有する仕切壁を第２の室に設ける一方、開口を開閉する第２のドアを設け、第２のドアが閉じているときに冷却器１２から吐き出される冷却風と加熱器１３から吐き出される再加熱風とを混合する空間を第２の室の上部に形成し、第２のドアが開いているときには第１のドアを通過する冷却風は第２の室を横断して上記開口を通って第３の室へ導かれるようにしたので、冷却器と加熱器とが車両前後方向に並設されている場合でも、たとえば第１のドアがフルクールとフルホットの中間位置にある場合、混合空間において冷却風と再加熱風とを十分に混合することができ、また、とくにフルクール時には、再加熱されずにケース内を流れてベント吹出口へ流れる冷却風の圧力損失を低減することができる。さらに本発明によれば、加熱器と対向する部位に、加熱器により加熱された直後の空気を後席フット吹出用開口へバイパスさせるための後席フットバイパス開口、およびこの開口を開閉するバイパスドアが設けられているため、加熱器で再加熱された直後の空気を後席フット吹出用開口へバイパスさせることができ、前席フットよりも暖かい再加熱風を後席フットへ吹き出すことができる。
（２）請求項２に記載の発明によれば、第１のドア、第２のドア、ベント吹出用開口、およびベント吹出口が略直線に配置されているため、ベント吹出モードの際の冷却風の圧力損失をさらに低減することができる。
【０００７】
以上の課題を解決するための手段の項では、実施の形態の図に用いた符号を使用したが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による車両用空調装置の一実施の形態を図１〜図３により説明する。図１は車両中央部のセンタコンソール部分での縦断面図である。エンジンルーム１と車室２とは隔壁３により区画されている。車両中央部においてセンタコンソールパネル４が車室２内に突設してその内部に空調装置収容空間５が形成されている。
【０００９】
収容空間５には空調装置１０が収容されている。その空調装置１０は、第１の室Ｒ１、この第１の室Ｒ１とは隔壁１１６を隔てて車両前後方向に並設された第２の室Ｒ２とが設けられたケース１１を有する。図２によく示すように、ケース１１の上壁１１１は、上端部１１１ａと、その上端部１１１ａから車両後方側に下り勾配の傾斜部１１１ｂとから成る。上端部１１１ａにはデフロスト吹出用開口ＤＡが、傾斜部１１１ｂにはベント吹出用開口ＶＡが形成されている。ケース１１の左側（図２において）の側壁１１２には空気導入口１１３が形成されるとともに、左右の側壁１１２のそれぞれに前席フット吹出ダクト１１４が突設されている。ケース前部には後席フット吹出用ダクト１１５が形成され、ダクト１１５に後席フット吹出アダプタＡＤを接続して後席へ温調空気を送風するように構成されている。
【００１０】
図１において、ケース１１内には、ケース後壁１１７と隔壁１１６との間に第１の室Ｒ１が形成され、前壁１１８と隔壁１１６との間に第２の室Ｒ２が形成されている。空気導入口１１３からケース１１内に導入された空気を冷却するエバポレータ１２は第１の室Ｒ１に車両前方へ傾けて配設されている。冷却後の空気を再加熱するヒータコア１３は第２の室Ｒ２の底部１２Ｌに垂直に配設され、ヒータコア１３を通過した空気はケース１１の前壁１１８の内面に案内されてケース１１の上方へ導かれる。第２の室Ｒ２の上方部には、隔壁１１６と対向して、図１において前壁１１８に連なるように仕切壁１１９が設けられ、隔壁１１６と仕切壁１１９との間に形成される第２の室上部空間が混合空間Ｍ１となる。
【００１１】
隔壁１１６には、第１の室Ｒ１と第２の室Ｒ２を連通する開口１１６ａと１１６ｂが設けられ、この開口１１６ａ，１１６ｂはスライドドア１４で開閉される。スライドドア１４は、車両熱負荷に応じて、エバポレータ１２で冷却された空気をヒータコア１３へ導く割合を制御するドアである。
【００１２】
仕切壁１１９は、スライドドア１４を通過する冷却風の吹出方向と直交する方向に広がるように形成され、仕切壁１１９の車両後方には第２の室Ｒ２に連通する第３の室Ｒ３が設けられている。仕切壁１１９には開口１１９ａが形成され、この開口１１９ａには回転式ドア１５が設けられている。開口１１９ａは、フルクール時に全開する開口１１６ａから吐き出される冷却風が第２の室Ｒ２を横断して第３の室Ｒ３へ導かれるような位置に形成されている。
【００１３】
後席フットバイパス開口１１８ａは、加熱器１３と対向する前壁１１８の部位に形成されて、この後席フットバイパス開口１１８ａを開閉するバイパスドア１８が設けられている。このバイパスドア１８は開口１１８ａを全閉する位置から後席フット吹出用ダクト１１５側へ開かれる。このバイパスドア１８は、後席暖房の優先度に応じて開度が適宜制御され、後席暖房の優先度が最大の時には開度は最大となり、後席暖房の優先度が最小の時には開度は最小となる。フットモード時には、混合空間Ｍ１で冷却空気と混合された後の空気が前席フット吹出ダクト１１４へ導かれるとともに、バイパスドア１８が開かれると、混合空間Ｍ１で冷却空気と混合される前の暖かい空気が第２の室Ｒ２から後席フット吹出用ダクト１１５へ導かれ、前席フット吹出ダクト１１４へ導かれる空気よりも暖かい空気が後席フットへ吹き出す。ここで、バイパスドア１８は後席フット吹出用ダクト１１５側へ開かれるため、バイパスドア１８が開いたときには、後席フット吹出用ダクト１１５における、混合空間Ｍ１で冷却空気と混合された後の空気の流通通路が狭められてこの空気の通過量が減少する。しかしながら、減少した空気の流通量を補うように第２の室Ｒ２から暖かい空気が後席フット吹出用ダクト１１５へ流入する。このため、バイパスドア１８の開度によらず後席フットへ吹き出す空気量はほぼ一定に保たれる。
【００１４】
デフロスト吹出用開口ＤＡにはデフロストドア１６が、ベント吹出用開口ＶＡにはベントドア１７がそれぞれ設けられている。ベントドア１７は図１に示されているように、前席フット吹出ダクト１１４を開閉するフットドアも兼用し、構成部品の減少が図られている。デフロスト吹出用開口ＤＡにはデフロスト導風ダクト１９が接続され、デフロスト導風ダクト１９の他端は、センタコンソールパネル４のダッシュボードに設置したデフロスト吹出口４Ａに接続されている。ベント吹出用開口ＶＡにはベント導風ダクト２０が接続され、ベント導風ダクト２０の他端はセンタコンソールパネル４のベント吹出口４Ｂに接続されている。
【００１５】
スライドドア１４は、酷暑時のフルクール位置と、厳寒時のフルホット位置と、フルクール位置とフルホット位置との間の任意の中間位置に切換えられる。フルクール位置では開口１１６ａが全開、開口１１６ｂが全閉となり、エバポレータ１２で冷却された空気の全量がヒータコア１３で再加熱されずに混合空間Ｍ１に送り出される。フルホット位置では開口１１６ａが全閉、開口１１６ｂが全開となり、エバポレータ１２で冷却された空気の全量がヒータコア１３で再加熱されて混合空間Ｍ１および第３の室Ｒ３へ送り出される。スライドドア１４が両者の中間位置にあるときは、開口１１６ｂを通過するエバポレータ１２で冷却された空気の一部がヒータコア１３で再加熱され、後述する混合空間Ｍ１や第３の室Ｒ３にて、開口１１６ａを通過する冷風と混合されて適温の空気が生成される。
【００１６】
回転式ドア１５は、少なくともフルクール時は開き、フルホット時は閉じる。
したがって、少なくともスライドドア１４がフルクール位置にあるときに、開口１１６ａを通過する冷却風が第２の室Ｒ２あるいは混合空間Ｍ１を横断して開口１１９ａから第３の室Ｒ３、ひいてはベント吹出口４Ｂへ導かれる。また、この回転式ドア１５により、このスライドドア１４で制御された空気が、デフロスト吹出用開口ＤＡ、ベント吹出用開口ＶＡ、前席フット吹出ダクト１１４、後席フット吹出用ダクト１１５へ所定の配風比で導かれる。
【００１７】
以上のように構成された車両用空調装置の温調動作についてさらに詳細に説明する。
（１）ベントモードのフルクール時
ベントモードのフルクール時、回転式ドア１５とデフロストドア１６とベントドア１７はそれぞれ実線の位置に切換えられ、さらにスライドドア１４が最下方位置に駆動され、開口１１６ａを通過するエバポレータ１２で冷却された空気は、ヒータコア１３で再加熱されずにベント吹出口４Ｂからだけ吹出される。換言すると、スライドドア１４がフルクール位置にあるときに、エバポレータ１２で冷却された冷風は第２の室Ｒ２あるいは混合空間Ｍ１を横断して第３の室Ｒ３へ直接導かれる。このとき、バイパスドア１８は全閉となっている。
【００１８】
（２）デフロストモードのフルホット時
デフロストモードのフルホット時、回転式ドア１５とデフロストドア１６とベントドア１７はそれぞれ２点鎖線の位置に切換えられ、さらにスライドドア１４が最上方位置に駆動され、開口１１６ｂを通過するエバポレータ１２で冷却された空気は、ヒータコア１３で再加熱されて適温となってデフロスト吹出口４Ａから吹出される。このとき、バイパスドア１８は全閉となっている。
（３）デフロストモードのフルホットとフルクールの中間時
デフロストモード時、スライドドア１４がフルホットとフルクールの中間位置にあるときは、エバポレータ１２で冷却された空気と開口１１６ｂを通過してヒータコア１３で再加熱された空気とが混合空間Ｍ１で混合されてデフ吹出口４Ａから吹き出される。このとき、バイパスドア１８は全閉となっている。
【００１９】
（４）フットモード時
フットモード時、スライドドア１４がフルホットとフルクールの中間位置にある場合、開口１１６ａを通過するエバポレータ１２で冷却された空気と開口１１６ｂを通過してヒータコア１３で再加熱された空気とが混合空間Ｍ１及び第３の室Ｒ３で混合されてフット吹出口から吹き出される。また、前述したように、バイパスドア１８は、後席暖房の優先度に応じて開度が適宜制御され、後席暖房の優先度が最大の時に開度は最大となり、後席暖房の優先度が最小の時は開度が最小となる。
【００２０】
以上のように本実施の形態では、空調装置１０の上部の車両後方角部に傾斜部１１１ｂを設けるため、エバポレータ１２を車両前方に傾斜させているが、さらに、本実施の形態では、混合空間Ｍ１の容積を十分にするため、ヒータコア１３の幅寸法を長くして高さ寸法を低くするとともに、ヒータコア１３をエバポレータ１２よりも下方のケース底面１２Ｌに配置している。その結果、エバポレータ１２よりも車両後方部の容積を広くとることができ、仕切壁１１９によって、開口１１６ａを通ってエバポレータ１２から吐き出される冷風と開口１１６ｂを通過してヒータコアー１３で再加熱された温風とを混合する混合空間Ｍ１を十分確保することができる。
【００２１】
また、本実施の形態では、開口１１６ａとベント吹出用開口ＶＡとが、開口１１９ａを介してほぼ対向する位置関係となる。その結果、ベントモードのフルクール時に、図１に示すように、エバポレータ１２から吐き出される冷風は、抵抗となる曲がりくねった通路を通過することなくベント吹出し用開口ＶＡに導かれるので、エバポレータ１２からベント吹出し口４Ｂまでの通路長が短くされ、圧力損失を低くすることができる。これにより、低いファン電圧でも大流量の冷風を吐き出すことができ、消費電力を抑制することができるとともに、従来と同様のファン電圧でもより大量の冷風を車室内へ吹き出すことができ、冷房性能が向上する。
【００２２】
図１において、符号ＳＭはステアリングメンバーであり、ステアリングメンバーＳＭの左右両端は、図３に示すように、Ａピラー３１と一体のダッシュサイドパネル３２に固定されている。本実施の形態では、空調装置１０の上部の車両後方部に傾斜部１１１ｂを設け、図１において符号Ｔで示す三角形領域にステアリングメンバＳＭを通過させるようにしている。その結果、ステアリングメンバＳＭを直線状にすることができ、軸径を太くする必要がないので、重量増やコスト増を防止できる。また、スペース効率を向上できる。たとえば、領域ＴにステアリングメンバＳＭが位置しない場合には、領域Ｔを他の機器、たとえば、ポップアップ式液晶装置をダッシュボード内部に格納する空間とすることもできる。ステアリングメンバＳＭが存在する場合でも、それと干渉しないかぎりでは、他の機器を併存することができる。
【００２３】
本実施の形態では、傾斜面１１１ｂにベント吹出し用開口ＶＡを設けたので、センタセンタコンソールパネル４上でのベント吹出し口４Ｂの高さを、ほぼ矩形の断面積を有する従来の空調装置に比べて低く設定することができるなど、その配置の自由度が向上する。
【００２４】
なお、エバポレータ１２と同等の他の冷却器や、ヒータコア１３と同等の他の加熱器を使用する空調装置にも本発明を適用できる。スライドドアも実施の形態に限定されず、回転式ドアでもよい。
【００２５】
特許請求の範囲の各構成要素と実施の形態の構成要素との対応関係は次のとおりである。エバポレータ１２が冷却器に、ヒータコア１３が加熱器に、隔壁１１６が第１の隔壁に、仕切壁１１９が第２の隔壁に、スライドドア１４が第１のドアに、回転式ドア１５が第２のドアにそれぞれ対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用空調装置を車両に搭載して示す縦断面図
【図２】本発明による車両用空調装置の外観斜視図
【図３】ステアリングメンバーを示す斜視図
【符号の説明】
１０：空調装置 １１：ケース
１２：エバポレータ １３：ヒータコア
１４：スライドドア １５：回転式ドア
１６：デフロストドア １７：ベントドア
１１１ｂ：傾斜部 １１６：隔壁
１１６ａ，１１６ｂ：開口 １１９：仕切壁
１１９ａ：開口 ＤＡ：デフロスト吹出し用開口
ＶＡ：ベント吹出し用開口 ＳＭ：ステアリングメンバ
Ｒ１：第１の室 Ｒ２：第２の室
Ｒ３：第３の室 Ｍ１：混合空間

Claims (2)

1. 空気導入用開口が設けられ、この空気導入用開口から導入された空気を冷却する冷却器が収容された第１の室と、
   この第１の室とは第１の隔壁を隔てて車両後方に並設され、前記冷却器で冷却された冷却風を再加熱する加熱器が収容された第２の室と、
   前記第１の室から前記第２の室へ流れる前記冷却風に対して、車両熱負荷に応じて前記加熱器で再加熱する冷却風の割合を制御する第１のドアと、
   ベント吹出口へダクトを介して連通するベント吹出用開口と、
   デフロスト吹出用開口と、
   前席乗員用の前席フット吹出用開口とを有する車両用空調装置において、
   前記第２の室には、前記第１のドアを通過する冷却風の吹出方向と直交する方向に広がる仕切壁が形成され、
   前記仕切壁の車両後方には、前記第２の室に連通する一方、前記ベント吹出用開口、前記前席フット吹出用開口および後席乗員用の後席フット吹出用開口を有する第３の室が設けられ、
   前記仕切壁には、（ａ）前記第１のドアを通過する再加熱されない冷却風を第２の室を横断して前記第３の室へ導くための開口およびこの開口を開閉し、少なくともフルクール時には開かれる第２のドアが設けられ、かつ、（ｂ）前記加熱器と対向する部位に、前記加熱器により加熱された直後の空気を前記後席フット吹出用開口へバイパスさせるための後席フットバイパス開口およびこの開口を開閉するバイパスドアが設けられ、
   前記加熱器で再加熱された再加熱風と前記冷却風とが混合される混合空間が前記第２の室の上方に形成される一方、前記第２の室の上端部に前記デフロスト吹出用開口が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記第１のドア、第２のドア、ベント吹出用開口およびベント吹出口が略直線に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。

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