JP3900645B2

JP3900645B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3900645B2
Application number: JP00904198A
Authority: JP
Inventors: 辰夫角岡; 亘泰内藤; 裕史菅田; 毅中村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: US6148904A; JPH11208245A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置に関するもので、特に、乗員足元部と車両窓ガラスの両方に風を吹き出すフット・デフロスタモードにおける風量バランスの確保と吹出温度差の低減を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置においては、暖房用熱交換器を通過する温風と暖房用熱交換器をバイパスする冷風との風量割合をエアミックスドアにより調整して、車室内への吹出空気温度を制御する、いわゆるエアミックスタイプの温度制御方式が多く採用されている。
【０００３】
このエアミックスタイプの空調装置では、空調ケース内において、車室内の上方側に冷風のバイパス通路を配置し、車室内の下方側に暖房用熱交換器を配置している。これに伴って、空調ケースの下方部にフット開口部を配置するとともに、空調ケースの上方部にフェイス開口部およびデフロスタ開口部を配置している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような配置レイアウトにおいては、デフロスタ開口部およびデフロスタドアがエアミックスドア下流側の冷風バイパス通路に面するように配置されるので、フット・デフロスタモード時にどうしても、デフロスタ開口部側への冷風流入量がフット開口部への冷風流入量に比して過大となる。この結果、フット吹出空気温度に比してデフロスタ吹出空気温度が低くなりすぎ、デフロスタ能力（窓ガラス曇り止め能力）の低下を引き起こすという不具合があった。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、フット・デフロスタモード時におけるデフロスタ吹出空気温度の上昇を図ることを目的とする。
また、本発明の他の目的は、デフロスタ吹出空気温度の上昇を簡素な手段にて実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１〜４記載の発明では、デフロスタ開口部（２１）およびフット開口部（３２）の両方を同時に開口する吹出モードにおいて、デフロスタドア（２２）をデフロスタ開口部（２１）の全開位置と全閉位置との中間位置に操作して、デフロスタドア（２２）の先端部（２２ａ）と空調ケース（１１）の内壁部（１１ａ）との間に、冷風バイパス通路（１５）から冷風をデフロスタ開口部（２１）に流入させる第１通路（３３）を形成するとともに、デフロスタドア（２２）の側端部（２２ｂ）と空調ケース（１１）の内壁部（１１ｂ）との間に、空気混合部（２０）から空気をデフロスタ開口部（２１）に流入させる第２通路（３４、３４）を形成し、
デフロスタドア（２２）の先端部（２２ａ）と空調ケース（１１）の内壁部（１１ａ）との間の隙間（Ｄ）よりもデフロスタドア（２２）の側端部（２２ｂ）と空調ケース（１１）の内壁部（１１ｂ）との間の隙間（Ｂ）を大きくして、第１通路（３３）の断面積よりも第２通路（３４、３４）の断面積を大きくし、
第１通路（３３）を通過する冷風流量よりも第２通路（３４、３４）を通過する空気流量を多くしたことを特徴としている。
【０００７】
これによると、デフロスタ開口部（２１）およびフット開口部（３２）の両方を同時に開口する吹出モードにおいて、冷温風が混合され所望温度となった空気混合部（２０）の空気を主にデフロスタ開口部（２１）に流入させることができ、冷風バイパス通路（１５）からの冷風流入を少量に抑えることができる。そのため、デフロスタ吹出空気温度をフット吹出空気温度に近接したレベルまで上昇させることができ、デフロスタ能力を向上できる。また、暖房時に、デフロスタ吹出温度の過度な温度低下（クールデフ）による不快感も解消でき、暖房フィーリングを向上できる。
【０００８】
さらには、特別な部品の追加設置なしで、デフロスタドア（２２）周囲の通路形態の工夫により上記作用効果を達成しているから、空調装置の構成の簡素化を達成できる。
【０００９】
そして、第２通路（３４、３４）については、請求項２に記載のごとくデフロスタドア（２２）の幅方向の両方の側端部（２２ｂ、２２ｂ）と空調ケース（１１）の幅方向の両方の内壁部（１１ｂ、１１ｂ）との間に形成することができる。
また、デフロスタドア（２２）については、請求項３記載のごとくフット開口部（３２）およびフェイス開口部（２５）の上流側に位置する連通口（２４）を開閉する役割を兼務するように構成できる。
【００１０】
さらに、デフロスタドア（２２）については、請求項４記載のごとく配置するのがよい。すなわち、デフロスタドア（２２）を回転させる回転軸（２３）を有し、デフロスタ開口部（２１）の周縁部のうち、冷風バイパス通路（１５）から空気混合部（２０）に向かう冷風流れの下流側部位に回転軸（２８）を配置して、デフロスタドア（２２）の先端部（２２ａ）が冷風流れの上流側に向かうように、デフロスタドア（２２）を配置すればよい。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。本実施形態の車両用空調装置の通風系は、大別して、図示しない送風機ユニットと、図１に示す空調ユニット１０との２つの部分に分かれている。送風機ユニットは車室内の計器盤下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ユニット１０は車室内の計器盤下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されている。
【００１３】
送風機ユニットは周知のごとく内気（車室内空気）と外気（車室外空気）を切替導入する内外気切替箱と、この内外気切替箱を通して空気を吸入して送風する送風機とから構成されている。
空調ユニット１０部は、１つの共通の空調ケース１１内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２とヒータコア（暖房用熱交換器）１３を両方とも一体的に内蔵するタイプのものである。空調ケース１１はポリプロピレンのような、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなる。空調ケース１１は具体的には複数の分割ケースからなり、この複数の分割ケースは、上記熱交換器１２、１３、後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ユニット１０を構成する。
【００１４】
空調ユニット１０部は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後、左右および上下方向に対して、図１に示す形態で配置され、そして、空調ケース１１の、最も車両前方側の部位には空気入口１４が形成されている。この空気入口１４には、前述の送風機ユニットから送風される空調空気が流入する。
空調ケース１１内において空気入口１４直後の部位に蒸発器１２が配置されている。この蒸発器１２は車両前後方向には薄型の形態で空調ケース１１内通路を横断するように上下方向に配置されている。従って、蒸発器１２の車両上下方向に延びる前面に空気入口１４からの送風空気が流入する。この蒸発器１２は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して、空調空気を冷却するものである。
【００１５】
そして、蒸発器１２の空気流れ下流側（車両後方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア１３が配置されている。このヒータコア１３は空調ケース１１内の下方側において、車両後方側に傾斜して配置されている。このヒータコア１３は、蒸発器１２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。
【００１６】
空調ケース１１内の空気通路において、ヒータコア１３の上方部位には、このヒータコア１３をバイパスして空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路１５が形成されている。また、ヒータコア１３と蒸発器１２との間の部位には、ヒータコア１３で加熱される温風と、冷風バイパス通路１５を通ってヒータコア１３をバイパスする冷風との風量割合を調整する平板状のエアミックスドア１６が配置されている。
【００１７】
ここで、このエアミックスドア１６は、水平方向に配置された回転軸１７と一体に結合されており、この回転軸１７とともに車両上下方向に回動可能になっている。このエアミックスドア１６は上記風量割合の調整により車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段をなす。
回転軸１７は、空調ケース１１に回転自在に支持され、かつ回転軸１７の一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構を介して、サーボモータ等を用いたアクチュエータ機構または手動操作機構に連結され、このアクチュエータ機構または手動操作機構によりエアミックスドア１６の回動位置を調整するようになっている。
【００１８】
そして、空調ケース１１において、ヒータコア１３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア１３との間に所定間隔を開けて上下方向に延びる壁面１８が空調ケース１１に一体成形されている。この壁面１８によりヒータコア１３の直後から上方に向かう温風通路１９が形成されている。
温風通路１９の下流側（上方側）はヒータコア１３の上方部において冷風バイパス通路１５と合流し、冷風と温風の混合を行う空気混合部２０を形成している。
【００１９】
空調ケース１１の上面部において、車両前方側の部位にはデフロスタ開口部２１が冷風バイパス通路１５および空気混合部２０に隣接して開口している。このデフロスタ開口部２１は冷風バイパス通路１５からの冷風および空気混合部２０から温度制御された空調空気が流入するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から、車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹き出す。
【００２０】
デフロスタ開口部２１は平板状のデフロスタドア２２により開閉される。このデフロスタドア２２は、空調ケース１１の上面部近傍にて水平方向に配置された回転軸２３により回動するようになっている。デフロスタ開口部２１の周縁部のうち、冷風バイパス通路１５から空気混合部２０に向かう冷風流れの下流側部位に回転軸２３を配置して、デフロスタドア２２の先端部は冷風流れの上流側に向かうようにしてある。
【００２１】
デフロスタドア２２が２点鎖線位置ｃに操作されると、デフロスタ開口部２１を全開するとともに連通口２４を閉じるようになっている。この連通口２４は空気混合部２０からの空気を後述のフェイス開口部２５、フット開口部３２側へ流すための通路となる。
空調ケース１１の上面部において、デフロスタ開口部２１よりも車両後方側（乗員寄り）の部位にフェイス開口部２５が設けられており、このフェイス開口部２５は図示しないフェイスダクトを介して、計器盤上方側に配置されているセンターフェイス吹出口に接続され、この吹出口から車室内の乗員頭部に向けて風を吹き出す。
【００２２】
また、フェイス開口部２５にはリヤフェイス通路２６の上端部が接続される。そして、このリヤフェイス通路２６の下方部に形成された開口端２７にリヤフェイスダクト（図示せず）が接続され、このリヤフェイスダクトの先端に設けたリヤフェイス吹出口から後席の乗員の頭部側に向けて風を吹き出すようになっている。
【００２３】
次に、空調ケース１１内で、連通口２４より車両後方側の部位にフット用空気入口部２８が開口している。このフット用空気入口部２８はフェイス開口部２５に対向して設けられ、この両者２５、２８の間に平板状のフットフェイス切替用ドア２９が回転軸３０により回動可能に配置されている。そして、フット用空気入口部２８とフェイス開口部２５はドア２９により切替開閉される。
【００２４】
前記した壁面１８の車両後方側にフット用通路３１が形成され、このフット用通路３１のさらに車両後方側にリヤフェイス通路２６が形成されている。そして、フット用空気入口部２８にフット用通路３１の上端部が接続され、このフット用通路３１の途中部位に前席用フット開口部３２が開口している。このフット開口部３２からの空気は図示しない前席用フットダクト、前席用フット吹出口を経て前席の乗員足元に吹き出す。
【００２５】
また、フット用通路３１の下方部に形成される開口端（図示せず、上記開口端２７に対して左右方向にずれた位置に配置される）に、図示しない後席用フットダクト、後席用フット吹出口を接続し、この後席用フット吹出口を経て後席の乗員足元に風を吹き出す。
デフロスタドア２２とフットフェイス切替用ドア２９は、吹出モード切替用のドア手段であって、図示しないリンク機構を介して、サーボモータ等からなる吹出モード切替用のアクチュエータ機構もしくは手動操作機構に連結されて、このアクチュエータ機構もしくは手動操作機構により連動操作されるようになっている。
【００２６】
図２、図３はデフロスタ開口部２１およびフット開口部３２の両方を同時に開口するフットデフロスタ吹出モードにおけるデフロスタドア２２の配置関係を拡大図示するもので、このフットデフロスタ吹出モードでは、デフロスタドア２２がデフロスタ開口部２１の全開位置と全閉位置との間の中間位置ａに操作される。この中間位置ａは、デフロスタドア２２の先端部２２ａが空調ケース１１の内壁部１１ａに微小隙間Ｄを介して近接する位置にしてある。
【００２７】
また、フットフェイス切替用ドア２９は、フェイス開口部２５を全閉し、フット用空気入口部２８を全開する位置に操作される。
そして、図２に示すように、デフロスタドア２２の先端部２２ａと空調ケース１１の内壁部１１ａとの間に、冷風バイパス通路１５から冷風を矢印Ａのごとくデフロスタ開口部２１側へ流入させる第１通路３３を形成するようになっている。また、デフロスタドア２２の幅方向（図２の紙面垂直方向）の両側端部２２ｂと空調ケース１１の内壁部１１ｂとの間にそれぞれ所定隙間Ｂ、Ｂ（図３）を設定して、この隙間Ｂ、Ｂにより第２通路３４、３４を形成している。この第２通路３４、３４は、図２の矢印Ｃのように、空気混合部２０からの空気をデフロスタ開口部２１側へ流入させるためのものである。
【００２８】
上記の第１通路３３を通過する冷風流量よりも、第２通路３４、３４を通過する合計空気流量が多くなるように、第１通路３３と、第２通路３４、３４の通路断面積が設定されている。具体的設計例を説明すると、デフロスタドア２２の先端部２２ａと空調ケース１１の内壁部１１ａとの間の隙間Ｄを例えば、５ｍｍとし、デフロスタドア２２の側端部２２ｂと空調ケース１１の内壁部１１ｂとの間の隙間Ｂを例えば、１２ｍｍとして、隙間Ｄより隙間Ｂを大きくして、第１通路３３の断面積よりも第２通路３４、３４の断面積を大きくしている。
【００２９】
ここで、各通路３３、３４、３４の通路断面積の具体的割合は、第１通路３３：２０％、一方の第２通路３４：４０％、他方の第２通路３４：４０％であり、２つの第２通路３４、３４の合計の通路断面積は８０％を占めることになる。
なお、フットデフロスタ吹出モード時には、デフロスタドア２２が空調ケース１１の内壁部１１ａに近接した中間位置ａに位置することより、デフロスタ開口部２１からみてデフロスタドア２２の背面側に空気混合部２０の空気混合領域２０ａ（図２）が形成される。
【００３０】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明すると、本実施形態の車両用空調装置は吹出モード切替用のドア手段をなすデフロスタドア２２とフットフェイス切替用ドア２９の操作位置を選択することにより、以下の吹出モードを設定できる。
（１）フェイス吹出モード
デフロスタドア２２を図１の２点鎖線位置ｂに操作して、デフロスタ開口部２１を閉じるとともに連通口２４を全開する。また、フットフェイス切替用ドア２９を図１の２点鎖線位置に操作してフット用空気入口部２８を閉塞する。これにより、図示しない送風機ユニットからの送風空気を蒸発器１２で冷却して冷風とし、この冷風をフェイス開口部２５およびリヤフェイス通路２６側へ送り込んで、前席および後席の乗員頭部側に吹き出す。
【００３１】
（２）バイレベル吹出モード
デフロスタドア２２を図１の２点鎖線位置ｂに操作して、デフロスタ開口部２１を閉じるとともに連通口２４を全開する。また、フットフェイス切替用ドア２９を図１の実線位置と２点鎖線位置の中間位置に操作して、フェイス開口部２５およびフット用空気入口部２８をともに開放する。
【００３２】
このため、送風機ユニット１０からの送風空気を、フェイス開口部２５およびリヤフェイス通路２６を通して乗員の頭部側に吹き出すとともに、フット用通路３１、フット開口部３２を通して乗員の足元側にも吹き出す。
（４）フットデフロスタ吹出モード
図２はフットデフロスタ吹出モードの状態を示しており、フットフェイス切替用ドア２９は実線位置に操作されて、フェイス開口部２５およびリヤフェイス通路２６を閉塞し、フット用空気入口部２８を全開する。一方、デフロスタドア２２は、その先端部２２ａが空調ケース１１の内壁部１１ａに近接する中間位置ａに操作され、連通口２４をほぼ全開する。
【００３３】
このとき、デフロスタ開口部２１は、デフロスタドア２２の先端部２２ａ側に形成される第１通路３３を介して冷風バイパス通路１５に連通するので、この第１通路３３を通って冷風が矢印Ａのごとくデフロスタ開口部２１に流入する。また、デフロスタ開口部２１はデフロスタドア２２の側端部２２ｂ側に形成される第２通路３４、３４を介して空気混合部２０にも連通するので、この第２通路３４、３４を通って、空気混合部２０の空気が矢印Ｃごとくデフロスタ開口部２１に流入する。
【００３４】
このとき、エアミックスドア１６が図２に示す中間位置に操作されることにより、温風通路１９からの温風Ｅと、冷風バイパス通路１５からの冷風Ｆが空気混合部２０の混合領域２０ａで混合され、所望温度の空気が得られる。この所望温度の空気がフット用空気入口部２８、フット開口部３２を経て乗員足元側に吹き出す。そして、混合領域２０ａで混合された所望温度の空気の一部が第２通路３４、３４を通って矢印Ｃのごとくデフロスタ開口部２１側に流入するとともに、第２通路３４、３４の通路断面積を第１通路３３の通路断面積より十分大きくしている（本例では、前述のごとく４倍にしている）ので、デフロスタ吹出温度をフット吹出温度に近接したレベルまで高めることができる。
【００３５】
従って、フットデフロスタ吹出モードにおいて、デフロスタ吹出温度がフット吹出温度に比較して極端に低くなるという現象を回避して、デフロスタ能力および暖房フィーリングの向上を図ることができる。
（３）フット吹出モード
フットフェイス切替用ドア２９はフットデフロスタ吹出モード時と同じ操作位置であり、フット用空気入口部２８を全開する。一方、デフロスタドア２２は図２の操作位置から若干量時計方向に回動操作されて、デフロスタドア２２の先端部２２ａが空調ケース１１の内壁部１１ａの内側に位置する。この操作位置においても、デフロスタドア２２の先端部２２ａと空調ケース１１の内壁部１１ａの内側面との間に、微小隙間からなる第１通路３３が形成されるが、この第１通路３３の通風抵抗がフットデフロスタ吹出モード時より増大するので、この第１通路３３を通過する冷風量が減少して、デフロスタ吹出温度がフット吹出温度により一層近接した温度になるとともに、デフロスタ吹出風量が減少して、その分だけフット吹出風量が増加する。
【００３６】
（５）デフロスタ吹出モード
デフロスタドア２２を図１の２点鎖線位置ｃに操作して、連通口２４を閉じるので、送風機ユニットからの送風空気の大部分が空気混合部２０よりデフロスタ開口部２１に流入し、デフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスに向けて吹き出され、前面窓ガラスの曇り止めを行う。
【００３７】
このとき、同時に、送風空気の一部は空気混合部２０より左右のサイドフェイス開口部（図示せず）を通って、サイドフェイス吹出口から車両側面窓ガラスに向かって吹き出され、側面窓ガラスの曇り止めを行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図で、フットデフロスタ吹出モードを示す。
【図３】図１、２のデフロスタドア部分の横断面図である。
【符号の説明】
１１…空調ケース、１２…蒸発器、１３…ヒータコア、
１５…冷風バイパス通路、１６…エアミックスドア、２０…空気混合部、
２１…デフロスタ開口部、２２…デフロスタドア、２５…フェイス開口部、
３２…フット開口部、３３…第１通路、３４…第２通路。

Claims

空気通路を形成する空調ケース（１１）と、
前記空調ケース（１１）内の下方側に設置され、空気を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、
前記空調ケース（１１）内の上方側に形成され、前記暖房用熱交換器（１３）をバイパスして冷風が流れる冷風バイパス通路（１５）と、
前記空調ケース（１１）内に設置され、前記暖房用熱交換器（１３）を通過する温風と前記冷風バイパス通路（１５）を通過する冷風との風量割合を調整するエアミックスドア（１６）と、
前記空調ケース（１１）内の上方側に形成され、前記暖房用熱交換器（１３）を通過した温風と前記冷風バイパス通路（１５）を通過した冷風とを混合する空気混合部（２０）と、
前記空調ケース（１１）の上方側において、前記冷風バイパス通路（１５）および前記空気混合部（２０）に隣接した部位に開口したデフロスタ開口部（２１）と、
前記空調ケース（１１）に設けられ、前記空気混合部（２０）からの空気が流入するフット開口部（３２）と、
前記デフロスタ開口部（２１）を開閉する板状のデフロスタドア（２２）とを備え、
前記デフロスタ開口部（２１）および前記フット開口部（３２）の両方を同時に開口する吹出モードにおいて、前記デフロスタドア（２２）を前記デフロスタ開口部（２１）の全開位置と全閉位置との中間位置に操作して、前記デフロスタドア（２２）の先端部（２２ａ）と前記空調ケース（１１）の内壁部（１１ａ）との間に、前記冷風バイパス通路（１５）から冷風を前記デフロスタ開口部（２１）に流入させる第１通路（３３）を形成するとともに、前記デフロスタドア（２２）の側端部（２２ｂ）と前記空調ケース（１１）の内壁部（１１ｂ）との間に、前記空気混合部（２０）から空気を前記デフロスタ開口部（２１）に流入させる第２通路（３４、３４）を形成し、
前記デフロスタドア（２２）の先端部（２２ａ）と前記空調ケース（１１）の内壁部（１１ａ）との間の隙間（Ｄ）よりも前記デフロスタドア（２２）の側端部（２２ｂ）と前記空調ケース（１１）の内壁部（１１ｂ）との間の隙間（Ｂ）を大きくして、前記第１通路（３３）の断面積よりも前記第２通路（３４、３４）の断面積を大きくし、
前記第１通路（３３）を通過する冷風流量よりも前記第２通路（３４、３４）を通過する空気流量を多くしたことを特徴とする車両用空調装置。
前記第２通路（３４、３４）は、前記デフロスタドア（２２）の幅方向の両方の側端部（２２ｂ、２２ｂ）と前記空調ケース（１１）の幅方向の両方の内壁部（１１ｂ、１１ｂ）との間に形成さ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。
前記空調ケース（１１）の上方側において、前記デフロスタ開口部（２１）より車両後方側の部位に開口しているフェイス開口部（２５）と、
前記フット開口部（３２）および前記フェイス開口部（２５）の上流側に位置する連通口（２４）とを備え、
前記デフロスタドア（２２）が前記連通口（２４）を開閉する役割を兼務してい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。
前記デフロスタドア（２２）を回転させる回転軸（２３）を有し、
前記デフロスタ開口部（２１）の周縁部のうち、前記冷風バイパス通路（１５）から前記空気混合部（２０）に向かう冷風流れの下流側部位に前記回転軸（２８）を配置して、前記デフロスタドア（２２）の先端部（２２ａ）が前記冷風流れの上流側に向かうように、前記デフロスタドア（２２）を配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。