JP2000006638A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エバポレータに当たる風速を均一化して温度
むらを解消し、空調効果を向上させた自動車用空気調和
装置を提供する。 【解決手段】 自動車用空気調和装置の内外気切換ドア
２の表面に乱流リブ４を設ける。導入空気Ｆはこの乱流
リブ４により本来の気流に加えて新たに乱流Ｆ´を生じ
る。乱流Ｆ´はエバポレータ３の温度むらを解消する。
サーモセンサーの取り付け位置が最適にできるので凍結
を効果的に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エバポレータに当
たる風速を均一化して温度むらを解消し、空調効果を向
上させた自動車用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車においては車室内の環境を
乗車者にとって快適で好ましいものにするために自動車
用空気調和装置を備えて空調を行っている。

【０００３】特に軽自動車などの小型車に装置する場合
にはその設置のスペ−スは限られており、自動車用空気
調和装置の設計においては特に小型化が求められる。

【０００４】以上のような要求に応える自動車用空気調
和装置の一つの方式として吸い込み型の自動車用空気調
和装置が提案され用いられている。この吸い込み型の自
動車用空気調和装置の特徴は、軽自動車などにおいてダ
ッシュボ−ドのスペ−スが小さくかつボンネット内のス
ペ−スも小さい場合に、空気の流通経路を小さく設計す
ることができ、全体を小型にできるところにある。

【０００５】図４に従来の技術による自動車用空気調和
装置の一つの構成例を示す。

【０００６】この吸い込み型の自動車用空気調和装置
は、車外の外気を導入する外気導入口１と、車室内の内
気を導入する内気導入口５とを備えている。このそれぞ
れの導入口は内気／外気導入の切換えを行う内外気切換
ドア２によって開閉されており、乗車者の操作あるいは
自動制御手段により動作制御される。

【０００７】このようにして導入された内気あるいは外
気の導入空気はエバポレータ３にて冷却される。このエ
バポレ−タ３は図示しないコンプレッサ、コンデンサ等
で構成されている一般的な冷房サイクルの構成の一部分
をなしており、図示しない冷媒の流通する冷媒チュ−ブ
に熱交換フィンが設けられている。この図示しない熱交
換フィンに導入空気Ｆが接触しつつ通過して行くこと
で、導入空気Ｆの持つ熱を冷却された冷媒ガスが熱交換
によって奪い去り、冷却を行う。

【０００８】以上の構成を主体に冷房部分が成り立って
おり、外気／内気の導入および全体の空気の流れを生じ
させる吸引力となる負圧は、前記エバポレータ３の下流
に設けられたインテークブロア７の動作により発生す
る。

【０００９】暖房部分はヒータコア８を備えており、こ
のヒータコア８にはエンジンからの冷却水が内部を通過
している。この通過する図示しない管の外周表面には多
数の放熱フィンが設けられており、この放熱フィン部分
に接触している周囲の空気にエンジン冷却水の熱が伝導
される。この熱の伝導により暖気が生み出され、前述の
冷気との混合も同時に行われて、快適な調和空気が作り
出される。

【００１０】この調和空気は車室内のダッシュパネルな
どに設けられた吹出し口６等から車室内へと吐出され
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成による従来の自動車用空気調和装置にあって
は、冷房部分における外気導入の冷房運転で風速が不均
一の場合に、エバポレータの過度の冷却による凍結が生
じたりしていた。この凍結により発生する結氷はエバポ
レータの熱交換フィンの隙間を塞いでしまうので、通気
ができなくなる。このため車室内に調和空気が吐出され
なくなるので、自動車用空気調和装置の温度制御部分は
車室内に吐出される空気の温度を下げるためにより一層
のエバポレータの冷却運転を指示することとなり、更に
凍結が進行してしまう。

【００１２】このような凍結現象は、特に外気導入モー
ドにおける車室外の湿気を多く含んだ外気が導入される
場合に顕著に発生する。これは結氷するための基礎とな
る水分が外気より大量に供給され続けるからである。

【００１３】このエバポレータの凍結現象の原因は、エ
バポレータの表面に設けられた凍結防止のためのサーモ
センサーの位置が適切でないことによる。一般にサーモ
センサーの取付け位置はエバポレータ表面の温度分布の
うち、平均的な温度を示す部分に決められる。たとえ
ば、温度が最も高い部分にサーモセンサーを取り付けた
ならば、温度が低い他の部分で凍結が起こっても検出で
きず、エバポレータ全体に凍結が広がってしまう。また
逆に最も温度が低い部分にサーモセンサーを取り付けた
ならば、十分な冷房効果が得られる前にエバポレータの
冷却動作を停止させてしまうので、やはり快適な空気調
和効果は得られない。

【００１４】また、特に吸い込み型の自動車用空気調和
装置においては軽自動車等への適用のために通気ダクト
の寸法を小さくかつ変形させざるを得ず、導入空気の流
れにおいて風速むらが生じてしまうのが避けられない。
この風速むらは場所により比較的大きな差を生じてお
り、この状態においてサーモセンサーを取り付けても最
適な場所が無く、冷房性能もしくは凍結防止性能のどち
らかを犠牲にせざるを得なかった。

【００１５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、エバポレータを通気する導
入空気の温度むらを解消し、エバポレータの温度分布を
平均化することで凍結防止することを目的とする。

【００１６】また、これにより小型で効率の高い空気調
和効果をもたらす自動車用空気調和装置を提供すること
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の冷房装置は、外気を導入する外気
導入口と、内気を導入する内気導入口と、前記外気導入
口および前記内気導入口の開閉をして内気／外気導入の
切換えを行う内外気切換ドアと、導入された前記内気／
外気を冷却するエバポレータと、暖気を作り出すヒ−タ
コアと、前記暖気と前記冷気を混合し車室内に調和空気
を吹出し口より吐出させるインテークブロアと、を備え
た自動車用空気調和装置において、前記内外気切換ドア
に複数の乱流リブが設けられてなり、前記乱流リブによ
り外気導入口から導入された導入空気に乱流を発生さ
せ、前記エバポレ−タの上流入口側に平均して前記導入
空気が通気される構成を有することを特徴とする自動車
用空気調和装置をもって解決手段とする。

【００１８】この請求項１に記載の自動車用空気調和装
置では、エバポレータの上流側入口面に通気される導入
空気の流れに乱流を作り出すことで平均化できる。これ
によりエバポレータの温度むらが解消されて均一化され
るので、最適な位置に凍結防止のサーモセンサーを設置
することが可能となる。

【００１９】さらに、乱流リブを設けるのみでエバポレ
ータの温度むらが解消できるので、安価でかつ信頼性の
高い自動車用空気調和装置を提供できる。

【００２０】また、請求項２に記載の自動車用空気調和
装置は、前記乱流リブが導入空気の流れの方向に対して
位置的に交互に所定の角度をもって設けられていること
を特徴とする、請求項１記載の自動車用空気調和装置を
もって解決手段とする。

【００２１】この請求項２に記載の冷房装置では、乱流
リブに所定の角度を持たせて設けることで、設計の意図
する様々な方向及び強さの乱流を発生させることができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】図１は、本発明の自動車用空調装置の一実
施形態を示す構成図である。

【００２４】この吸い込み型の自動車用空気調和装置
は、車外の外気を導入する外気導入口１と、車室内の内
気を導入する内気導入口５とを備えている。このそれぞ
れの導入口は内気／外気導入の切換えを行う内外気切換
ドア２によって開閉されており、乗車者の操作あるいは
自動制御手段により動作制御される。

【００２５】このようにして導入された内気あるいは外
気の導入空気Ｆはエバポレータ３にて冷却される。この
エバポレ−タ３は図示しないコンプレッサ、コンデンサ
等で構成される一般的な冷房サイクルの構成の一部分を
なしており、図示しない冷媒の流通する冷媒チュ−ブに
熱交換フィンが設けられている。この図示しない熱交換
フィンに導入空気Ｆが接触しつつ通過して行くことで、
導入空気Ｆの持つ熱を冷却された冷媒ガスが熱交換によ
って奪い去り、冷却を行う。

【００２６】以上の構成を主体に冷房部分が成り立って
おり、外気／内気の導入および全体の空気の流れを生じ
させる吸引力となる負圧は、前記エバポレータ３の下流
に設けられたインテークブロア７の動作により発生す
る。

【００２７】暖房部分はヒータコア８を備えており、こ
のヒータコア８にはエンジンからの冷却水が内部を通過
している。この通過する図示しない管の外周表面には多
数の放熱フィンが設けられており、この放熱フィン部分
に接触している周囲の空気にエンジン冷却水の熱が伝導
される。この熱の伝導により暖気が生み出され、前述の
冷房部分にて作り出された冷気との混合も同時に行われ
て、快適な調和空気が作り出される。

【００２８】この調和空気は車室内のダッシュパネルな
どに設けられた吹出し口６等から車室内へと吐出され
る。

【００２９】以上の基本的な構成において、内外気切換
ドア２の外気導入口１の開口に対向する面、つまりは内
気導入時に外気導入口１の当該開口面を閉じる側の面に
は本発明に係る複数の乱流リブ４が設けられている。こ
の乱流リブ４は内外気切換ドア２の面に対して垂直ある
いは設計の意図により決定された角度をなして固定され
ている。また導入空気Ｆの流れの方向に対しては平行で
はなく、設計の意図により決定された角度をもって設置
されている。

【００３０】車室内の内外気切換え操作手段や自動制御
手段により外気導入モードが選択された場合には、この
内外気切換ドア２は回動軸２２を中心にして回動して内
気導入口５を閉じる。図１はこの状態を示すものであ
り、外気導入口１からは導入空気Ｆが通気ダクト３０内
に流入する。なお、この導入空気Ｆの流れはインテーク
ブロア７の動作により生み出された負圧により発生して
いる。

【００３１】外気導入口１より侵入した導入空気Ｆは最
初に内外気切換ドア２の面に吹き付ける。内外気切換ド
ア２の面は、吹き付ける導入空気Ｆの流れの方向をエバ
ポレータ３に向かうように方向転換させている。この面
には前述の乱流リブ４が設けられているので図１に示す
ように、エバポレータに向かって流れる導入空気Ｆの他
に、従来の技術による自動車用空気調和装置には無かっ
た乱流Ｆ´が新たに生じる。これは乱流リブ４の形状に
よる気流抵抗により導入空気Ｆの流れが乱されることで
発生する。なお、この乱流リブ４の詳細については後述
する。

【００３２】通気ダクト３０の形状は、軽自動車等のダ
ッシュボード内に収納する必要性から、小型でかつ収納
性を第１に考慮した形状に設計されるのが一般的であ
る。図１の通気ダクト３０はその理由から断面が略三角
形に設計されており、導入空気Ｆは主にエバポレータ３
の上部に向けて吹き付けることとなる。この偏った導入
空気Ｆの吹き付けにより、エバポレータ３の図示しない
熱交換フィンの表面の場所による温度むらが生じるので
ある。

【００３３】乱流Ｆ´は従来の導入空気Ｆが到達しにく
かったエバポレータ３の、たとえば図１の場合におけ
る、下部分の面に有効に到達する。結果としてエバポレ
ータ３の図示しない熱交換フィンの表面には全面に均等
に導入空気Ｆ、Ｆ´が到達するようになり、エバポレー
タ３を通過する風量も均一になることから温度むらも解
消される。

【００３４】エバポレータ３の温度むらが解消され温度
が均一になるので、凍結防止のためのサーモセンサーの
設置場所は従来の温度むらがあった場合に比べて最適な
位置に設置することができる。

【００３５】図２は、本発明に係るドア面に一体的に設
けられた乱流リブの実施形態の例を示す構成図であっ
て、（Ａ）は、内外気切換えドアの外気導入口に対向す
る面に設けられた乱流リブの例を示しており、（Ｂ）
は、内外気切換えドアの外気導入口に対向する面に設け
られた乱流リブの別の例を示しており、（Ｃ）は、内外
気切換えドアの外気導入口に対向する面に設けられた乱
流リブのさらに別の例を示している。

【００３６】パッキング２１は外気導入口１を閉じる場
合に、車室外からの外気が侵入するのを防止するために
設けられている。また補強リブ２３は内外気切換ドア２
の表面に設けられて軽量かつ面強度の高い構造を構成し
ている。

【００３７】内外気切換ドア２の表面には前述の乱流リ
ブ４が複数枚設けられている。（Ａ）に示すのは乱流リ
ブ４を回動軸２２側から見てハの字状に配置した例であ
る。さらに、（Ｂ）に示すのは回動軸２２の反対側端部
側から見てハの字になるように乱流リブ４を設けてあ
り、パッキング２１に沿う形の例である。（Ｃ）は
（Ａ）の乱流リブ４を逆ハの字にした例である。これら
（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの場合においても、導入空気Ｆ
は図面に向かって左側から右側に向けて流れ、この流れ
に対して乱流リブ４は角度をもって設けられているので
気流抵抗を生じ、乱流Ｆ´を発生させる。

【００３８】２枚の互いに対向した乱流リブ４の、互い
に最もはなれた間隙に入り込んだ導入空気Ｆは次第に狭
まる間隙を進行するうちに逃げ場を失い、上方に向かう
上昇気流が発生する。また狭い間隙に入り込んだ導入空
気Ｆは次第に広がって行く間隙によって圧力の低下を来
たし、乱流リブ４の間隙を通過するときには下降気流と
なる。これらの上昇気流および下降気流を複数発生させ
てやることで、導入空気Ｆ以外に乱流Ｆ´を作り出すこ
とができる。この乱流リブ４の角度や大きさ、枚数など
を設計の意図により変更することで所望の乱流Ｆ´を作
り出すこともできる。

【００３９】図３は、本発明に係る乱流リブの実施形態
の他の一例を示す構成図であって、（Ａ）は、互いに対
向する乱流リブの配置を垂直上方から見下ろした図であ
り、（Ｂ）は、（Ａ）の乱流リブの横平面に平行に真横
から見た図である。

【００４０】乱流リブ４は固定板４０に垂直に設けられ
ており、一組の乱流リブ４が互いに対向して所定の角度
にて固定されている。この組になった乱流リブ４は図示
されないが、さらに複数の組の乱流リブ４を固定板４０
の表面に設けることでより一層の乱流Ｆ´の発生が得ら
れる。

【００４１】図３（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明に係る乱
流リブ４の実施形態の一例は、たとえば既存の内外気切
換ドア２に後から乱流リブ４を任意の位置に設けること
ができるように、固定板４０に設置されている。この固
定板４０は内外気切換ドア２と接合する側の面に、たと
えば接着剤や機械的な接合手段を備えている。これらの
接合手段により内外気切換ドア２に容易に乱流リブ４を
固定することができる。

【００４２】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の自
動車用空気調和装置によれば、エバポレータの上流側入
口面に通気される導入空気の流れを乱流を作り出すこと
で平均化できる。これによりエバポレータの温度むらが
解消されて均一化されるので、最適な位置に凍結防止の
サーモセンサーを設置することが可能となる。

【００４４】さらに、乱流リブを設けるのみでエバポレ
ータの温度むらが解消できるので、安価でかつ信頼性の
高い自動車用空気調和装置を提供できる。

【００４５】また、請求項２に記載の自動車用空気調和
装置によれば、乱流リブに所定の角度を持たせて設ける
ことで、設計の意図する様々な方向及び強さの乱流を発
生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の自動車用空調装置の実施形態を示す
構成図である。

【図２】 （Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る乱流リブの実
施形態の例を示す構成図であって、内外気切換えドアの
外気導入口に対向する面に設けられた乱流リブの例を示
している。

【図３】 本発明に係る乱流リブの実施形態の一例を示
す構成図であって、（Ａ）は、互いに対向する乱流リブ
の配置を垂直上方から見下ろした図であり、（Ｂ）は、
（Ａ）の乱流リブの横平面に平行に真横から見た図であ
る。

【図４】 従来の自動車用空気調和装置を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

２…内外気切換ドア ３…エバポレータ ４…乱流リブ ６…吹出し口 ７…インテークブロア Ｆ…導入空気 Ｆ´…乱流

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外気（F)を導入する外気導入口（1)と、
   内気を導入する内気導入口（5)と、前記外気導入口（1)
   および前記内気導入口（5)の開閉をして内気／外気導入
   の切換えを行う内外気切換ドア（2)と、導入された前記
   内気／外気を冷却するエバポレータ（3)と、暖気を作り
   出すヒ−タコア（8)と、前記暖気と前記冷気を混合し車
   室内に調和空気を吹出し口（6)より吐出させるインテー
   クブロア（7)と、を備えた自動車用空気調和装置におい
   て、 前記内外気切換ドア（2)に複数の乱流リブ（4)が設けら
   れたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記乱流リブ（4)が前記外気（F)の流れ
   の方向に対して位置的に交互に所定の角度をもって設け
   られていることを特徴とする、請求項１記載の自動車用
   空気調和装置。