JP2001039149A - 車両の空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全ての着座席に対して均等で淀みのない調和空
気の流れを形成する。 【解決手段】自動車Ｃのエンジンルームと車室との間に
配置された熱交換器１０を含む空調ユニット１０と、空
調ユニット１０に連通して車室内の床部２を車体前方か
ら後方に調和空気を流通させる床部風路１１と、床部風
路１１に連通して車両中央部から上方に立ち上がり床部
２から天井部１に調和空気を流通させる天井部風路１２
と、天井部風路１２の上端に連通して天井部１から調和
空気を吹き出す上部吹出口１３と、床部風路１１に連通
して床部２から調和空気を吹き出す下部吹出口１４とを
備える。上部吹出口１３は前部座席３と後部座席４の間
の天井部１に設置され、下部吹出口１４は前部座席３と
後部座席４の床部２に夫々設置され、各吹出口１３、１
４は同時に車室内を循環する調和空気の吸込口（或いは
排出口）としても機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の空調装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両に搭載される空調装置は図１
８に示す構造を有しており、特殊な車種を除いてこの構
造は変わらない。

【０００３】ラジエータ空調装置１０’で調和された空
気は、図中矢印Ａ１’で示すように、前席前面の中央部
分に設置された吹出口から車室内に吹き出され、車室内
を循環した後、前席前面下部に設置された排出口から吸
引除去される。他のもう一つの気流Ａ２’は前面ガラス
に沿って流動するように図られており、前面ガラスの曇
りを除去するデフロスタとして機能している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の空調装置に関す
る第１の問題は、車室内を循環する調和空気の流れ方に
ある。即ち、吹出口から放出された調和空気は前席の搭
乗者に対しては比較的良好に供給されるものの、後席の
搭乗者に対しては前席の搭乗者やシートなどが障害とな
って調和空気の供給が十分に行えない。後席搭乗者の空
調要件を満たそうとすると、前席搭乗者は過度の調和空
気を受け、「冷え過ぎ」や「暖まり過ぎ」を感じること
になる。また、冷房時などでは調和空気の流れに淀みが
生ずると、重い冷気が搭乗者の足元に停留し、「頭寒足
熱」の温度分布が阻害されることになり、異常な寒さを
感ずることになる。

【０００５】次に、第２の問題は、前面ガラスの曇り防
止に用いる調和空気の流れにある。所謂デフロスタとし
て用いる気流には、車室内の相対湿度よりも低い相対湿
度の気流をながし、ガラスの曇りを防止するように図ら
れている。このような機能を実現するために、車室内に
放出されるのと同じ調和空気を一旦加温して相対湿度を
低減させており、デフロスタ用の気流は車室内に放出さ
れる気流に対して温度が高く設定してある。このため、
空調条件によっては前席や後席の搭乗者に温度の高い調
和空気が供給されることになり、快適性の基本である
「頭寒足熱」の温度分布を損なう結果となる。

【０００６】夏季、太陽光の照射する場所に自動車を放
置している場合、車室内は異常に高温度の状況になるこ
とはよく知られている。この状況で、自動車を運転する
には空調装置による車室内の空気温度低減が先ず必要に
なる。しかし、高温度の空気を冷却するためには図１８
に示すように車室前面下部にある空気排出口に高温度の
空気を導かねばならない。しかし、温度の高い空気は軽
いため、車室前面下部にある排出口へは流れにくいのが
現状である。このため、運転者によっては運転開始当初
窓ガラスを開放し、熱気を車室外に放出する光景がよく
見受けられる。しかし、このような対処の仕方は原始的
であり、同時に調和した空気をも車室外に排出すること
になり、エネルギロスを生じている。

【０００７】上述の問題点を回避するため、従来の空調
装置の構造を保持したまま車両の特質に応じて改良がな
されている。その一例を図１９により説明する。

【０００８】車両の前部に設置された空調装置１０’か
ら後部座席に向かって車室内を循環した空気を吸い込む
吸込口を有する風路１１’と調和空気の吹出口１４’と
を配し、後部座席を単独に空気調和する方式が提唱され
ており、既に実用化されている。図１９に示す方式は図
１８に示す方式に比較して確かに後部座席搭乗者の空調
環境は改善されている。しかし、デフロスタ気流Ａ２’
による「頭寒足熱」の温度分布の阻害、急速冷房等に対
して十分な効果を発揮できないだけではなく、前部座席
に放出される調和空気Ａ１’と後部座席に放出される調
和空気Ａ２’の間に風路中を搬送される際のコンダクタ
ンス（通風経路の違いによる送風抵抗）に差が生じ、後
部座席の空調条件達成のためにはより多くのエネルギを
必要とすることになる。このような不都合を回避する目
的から、前部座席用と後部座席用の２組の空調装置を搭
載し、より均一な空調条件を達成しようとする方法も提
唱されているが、車両重量の増加を伴い、結果的にエネ
ルギの浪費を引き起こす。

【０００９】例えば、特開昭５６−３９９１３号公報に
は、車室内の天井部分と床部分に空調空気の吹出口を設
け、頭寒足熱を図るべく吹出口からの風量を制御するも
のが開示されている。しかしながら、空調空気を吹き出
すだけで吸い込むことは行っておらず、空調空気を車室
内で効率良く循環させて、急速に冷房或いは暖房できな
いという欠点がある。

【００１０】本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、そ
の目的は下記［１］〜［６］を達成する車両の空調装置
を提供することである。 ［１］全ての着座席に対して均等で淀みのない調和空気
の流れを形成する。 ［２］デフロスタ用調和空気がガラス表面上だけを流動
するよう図る。 ［３］急速冷房時、熱気を効率良く車室外に排出し、冷
却した調和空気で置換できる。 ［４］急速暖房時、冷気を効率良く加温し調和空気の循
環を図る。 ［５］搭乗者の着席部分のみ空調を作用させ、消費エネ
ルギの低減を可能とする。 ［６］上記［１］，［２］，［３］，［４］，［５］の
機能を１基の空調装置で実現する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の車両の空調装置は、車室
内の上部に設けられて熱交換器を介して調和された調和
空気を吹き出す上部吹出口と、車室内の下部に設けられ
て該車室内の空気を吸い込む下部吸込口とを具備する。

【００１２】また、本発明の車両の空調装置は、車室内
の下部に設けられて熱交換器を介して調和された調和空
気を吹き出す下部吹出口と、車室内の上部に設けられて
該車室内の空気を吸い込む上部吸込口とを具備する。

【００１３】また、本発明の車両の空調装置は、車室内
の上部に設けられて熱交換器を介して調和された調和空
気を吹き出す上部吹出口と、車室内の下部に設けられて
熱交換器を介して調和された調和空気を吹き出す下部吹
出口とを備え、前記上部吹出口と前記下部吹出口は前記
車室内の空気を吸い込み可能となっている。

【００１４】また、好ましくは、前記上部吹出口及び／
又は前記下部吹出口を複数設けた。

【００１５】また、好ましくは、前記上部吹出口及び／
又は前記下部吹出口は、車室内の全座席に対応して配設
されている。

【００１６】また、好ましくは、前記上部吹出口から分
岐され、車両の屋根と天井との隙間を通って前面ガラス
又は後面ガラスの表面に調和空気を吹き出す上部空気通
路を有する。

【００１７】また、好ましくは、前記下部吹出口から分
岐され、車両の床部の隙間を通って前面ガラス又は後面
ガラスの表面に調和空気を吹き出す下部空気通路を有す
る。

【００１８】また、好ましくは、前記車室内温度が所定
の第１温度以上ならば、前記上部吸込口から調和空気を
吹き出し、前記下部吹出口から車室内の空気を吸い込む
ように前記上部吸込口と下部吹出口とを制御する制御手
段を備える。

【００１９】また、好ましくは、前記車室内温度が所定
の第２温度以下ならば、前記下部吸込口から調和空気を
吹き出し、前記上部吹出口から車室内の空気を吸い込む
ように前記上部吸込口と下部吹出口とを制御する制御手
段を備える。

【００２０】また、好ましくは、前記車室内温度が目標
温度に対して所定の第２温度以上ならば、前記上部吹出
口から調和空気を吹き出し、前記下部吸込口から車室内
の空気を吸い込むように前記上部吸込口と下部吹出口と
を制御する制御手段を備える。

【００２１】また、好ましくは、前記車室内温度が目標
温度に対して所定の第３温度以下ならば、前記下部吸込
口から調和空気を吹き出し、前記上部吹出口から車室内
の空気を吸い込むように前記上部吸込口と下部吹出口と
を制御する制御手段を備える。

【００２２】また、好ましくは、前記吸い込んだ空気の
一部を前記吹き出す空気に循環させる。

【００２３】また、好ましくは、前記上部吹出口及び／
又は前記下部吹出口からの調和空気の吹出量を調整する
ための調整手段を備える。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、車室内の上部に設けられて熱交換器を介して調和さ
れた調和空気を吹き出す上部吹出口と、車室内の下部に
設けられて該車室内の空気を吸い込む下部吸込口とを具
備することにより、全ての着座席に対して均等で淀みの
ない調和空気の流れを形成でき、デフロスタ用調和空気
をガラス表面上だけを流動させることができ、急速冷房
時、熱気を効率良く車室外に排出し、冷却した調和空気
で置換でき、急速暖房時、冷気を効率良く加温し調和空
気の循環を図ることができ、搭乗者の着席部分のみ空調
を作用させ、消費エネルギの低減を可能とする。また、
これらの効果を１基の空調装置で実現できる。

【００２５】請求項２の発明によれば、車室内の下部に
設けられて熱交換器を介して調和された調和空気を吹き
出す下部吹出口と、車室内の上部に設けられて該車室内
の空気を吸い込む上部吸込口とを具備することにより、
全ての着座席に対して均等で淀みのない調和空気の流れ
を形成でき、デフロスタ用調和空気をガラス表面上だけ
を流動させることができ、急速冷房時、熱気を効率良く
車室外に排出し、冷却した調和空気で置換でき、急速暖
房時、冷気を効率良く加温し調和空気の循環を図ること
ができ、搭乗者の着席部分のみ空調を作用させ、消費エ
ネルギの低減を可能とする。また、これらの効果を１基
の空調装置で実現できる。

【００２６】請求項３の発明によれば、車室内の上部に
設けられて熱交換器を介して調和された調和空気を吹き
出す上部吹出口と、車室内の下部に設けられて熱交換器
を介して調和された調和空気を吹き出す下部吹出口とを
備え、上部吹出口と前記下部吹出口は車室内の空気を吸
い込み可能となっていることにより、全ての着座席に対
して均等で淀みのない調和空気の流れを形成でき、デフ
ロスタ用調和空気をガラス表面上だけを流動させること
ができ、急速冷房時、熱気を効率良く車室外に排出し、
冷却した調和空気で置換でき、急速暖房時、冷気を効率
良く加温し調和空気の循環を図ることができ、搭乗者の
着席部分のみ空調を作用させ、消費エネルギの低減を可
能とする。

【００２７】請求項４の発明によれば、上部吹出口及び
／又は下部吹出口を複数設けたことにより、急速冷房
時、熱気を効率良く車室外に排出し、冷却した調和空気
で置換でき、急速暖房時、冷気を効率良く加温し調和空
気の循環を図ることができる。請求項５の発明によれ
ば、上部吹出口及び／又は下部吹出口は、車室内の全座
席に対応して配設されていることにより、全ての着座席
に対して均等で淀みのない調和空気の流れを形成でき、
搭乗者の着席部分のみ空調を作用させ、消費エネルギの
低減を可能とする。

【００２８】請求項６の発明によれば、上部吹出口から
分岐され、車両の屋根と天井との隙間を通って前面ガラ
ス又は後面ガラスの表面に調和空気を吹き出す上部空気
通路を有することにより、デフロスタ用調和空気をガラ
ス表面上だけを流動させることができる。

【００２９】請求項７の発明によれば、下部吹出口から
分岐され、車両の床部の隙間を通って前面ガラス又は後
面ガラスの表面に調和空気を吹き出す下部空気通路を有
することにより、全ての着座席に対して均等で淀みのな
い調和空気の流れを形成でき、急速冷房時、熱気を効率
良く車室外に排出し、冷却した調和空気で置換でき、急
速暖房時、冷気を効率良く加温し調和空気の循環を図る
ことができる。

【００３０】請求項８の発明によれば、車室内温度が所
定の第１温度以上ならば、上部吸込口から調和空気を吹
き出し、下部吹出口から車室内の空気を吸い込むように
上部吸込口と下部吹出口とを制御することにより、急速
冷房時、熱気を効率良く車室外に排出し、冷却した調和
空気で置換できる。

【００３１】請求項９の発明によれば、車室内温度が所
定の第２温度以下ならば、下部吸込口から調和空気を吹
き出し、上部吹出口から車室内の空気を吸い込むように
上部吸込口と下部吹出口とを制御することにより、急速
暖房時、冷気を効率良く加温し調和空気の循環を図るこ
とができる。

【００３２】請求項１０の発明によれば、車室内温度が
目標温度に対して所定の第２温度以上ならば、上部吹出
口から調和空気を吹き出し、下部吸込口から車室内の空
気を吸い込むように上部吸込口と下部吹出口とを制御す
ことにより、急速冷房時、熱気を効率良く車室外に排出
し、冷却した調和空気で置換できる。

【００３３】請求項１１の発明によれば、車室内温度が
目標温度に対して所定の第３温度以下ならば、下部吸込
口から調和空気を吹き出し、上部吹出口から車室内の空
気を吸い込むように上部吸込口と下部吹出口とを制御す
ることにより、急速暖房時、冷気を効率良く加温し調和
空気の循環を図ることができる。

【００３４】請求項１２の発明によれば、吸い込んだ空
気の一部を吹き出す空気に循環させることにより、全て
の着座席に対して均等で淀みのない調和空気の流れを形
成できる。

【００３５】請求項１３の発明によれば、上部吹出口及
び／又は下部吹出口からの調和空気の吹出量を調整する
ための調整手段を備えることにより、全ての着座席に対
して均等で淀みのない調和空気の流れを形成でき、急速
冷房時、熱気を効率良く車室外に排出し、冷却した調和
空気で置換でき、急速暖房時、冷気を効率良く加温し調
和空気の循環を図ることができ、搭乗者の着席部分のみ
空調を作用させ、消費エネルギの低減を可能とする。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照して詳細に説明する。

【００３７】図１は、第１実施形態の車両の空調装置を
搭載する自動車において車室内側面からの透視図であ
る。

【００３８】図１に示すように、第１実施形態の車両の
空調装置は、自動車Ｃのエンジンルームと車室との間に
配置された熱交換器を含む空調ユニット１０と、空調ユ
ニット１０に連通して車室内の床部２を車体前方から後
方に調和空気を流通させる床部風路１１と、床部風路１
１に連通して車両中央部から上方に立ち上がり床部２か
ら天井部１に調和空気を流通させる天井部風路１２と、
天井部風路１２の上端に連通して天井部１から調和空気
を吹き出す天井部吹出口１３と、床部風路１１に連通し
て床部２から調和空気を吹き出す床部吹出口１４とを備
える。

【００３９】天井部吹出口１３は前部座席３と後部座席
４の間の天井部１に設置され、床部吹出口１４は前部座
席３と後部座席４の床部２に夫々設置され、各吹出口１
３、１４は同時に車室内を循環する調和空気のを吸い込
む吸込口（或いは排出口）としても機能する。

【００４０】今、冷房モードでは、天井部吹出口１３か
ら矢印Ａ１で示すように天井部１から床部２に向けて調
和空気は流動することになるが、この際、調和空気の流
動を阻止する物体はなく、図示していないが搭乗者の体
の表面に沿って流動する。この流動する調和空気は下方
へ流れる過程で外部から浸入した熱や搭乗者の発する産
熱によって加温されて必然的に「頭寒足熱」の温度分布
を有するようになる。一方、天井部と屋根部５の隙間を
流動するデフロスタ用の調和空気は、屋根部５で発生す
る輻射熱により僅かに加温され、矢印Ａ２で示すように
前面ガラス６の表面に沿って上部から下部に流動したの
ち前部デフロスタ吸込口３１ａから吸い込まれて車室内
に回り込むことはなく、「頭寒足熱」の温度分布を損な
うことはない。

【００４１】以上、冷房モードの例について説明した
が、暖房モードでは床部吹出口１４（図２参照）から暖
気を送り出し、天井部１の吹出口から吸い込むと冷房モ
ードと同じ（調和空気の流動方向は逆転する）効果が得
られ、デフロスタ用の調和空気も下部から上部に流れる
ことによって車室内への流れ込みを防止できる。

【００４２】更に、急速冷房および急速暖房に効果的な
作用を発揮できる。夏季の日中に自動車を放置した場
合、車室内は７０〜９０℃に達する。この状態で、天井
部吹出口１３から熱気を吸い込んで車室外に排出する。
車室外に排出した空気に見合う量の調和空気を床部吹出
口１４から車室内に導入すると車室内の熱気は調和空気
と置換でき、熱気を熱交換して調和空気として車室内に
循環させるよりもエネルギ効率がよく、短時間内に車室
内の温度環境を調和させることができる。

【００４３】次に、冬期に自動車を野外に放置した後に
運転する場合、車室内の温度をできるだけ速く設定温度
にしたい。このような場合、ヒートポンプと当該方式の
空調方式を選択することによってこの目的を達成するこ
とができる。即ち、ヒートポンプによって加温された暖
気を天井部吹出口１３から吹き出し、床部吹出口１４か
ら寒気を吸い込むと共に熱交換器によって加温して、天
井部吹出口１３から再度吹き出し循環させる。この方式
は、寒気は重く車室下部に滞留するので、より低いエネ
ルギで調和空気の循環が図られることになる。

【００４４】また、搭乗者の着座する領域のみを空調す
ることができ、消費エネルギの低減を図ると共に、搭乗
者個々が自分に適合した空調条件を、他の搭乗者の選択
した条件に左右されることなく選択できることにある。
この機能の実現方法を図２を用いて説明する。

【００４５】図２は、通常冷房時の領域別空調について
説明する図である。

【００４６】図２に示すように、車室内を左右の前部座
席と左右の後部座席の４つの空調ゾーンI-IVに便宜上分
割して説明すると、天井部吹出口１３から空調ゾーンI
とIIIの領域に調和空気を吹き出しており、この吹き出
された調和空気は車室内を鉛直方向に流れて床部吸込口
（吹出口にもなる）１４から吸引除去され車室内を循環
する。図示のように調和空気を循環させると空調ゾーン
IIとIVには調和空気が供給されず、空調効果が上がらな
い。今、空調ゾーンIとIIIに搭乗者があり、空調ゾーン
IIとIVに搭乗者がない場合には、上記調和空気の循環が
必要ない領域の空調を行わないため、少ない消費エネル
ギで済む。さらに、空調ゾーンIとIIIでは吹き出される
調和空気の量と方向を適宜選択することができ、搭乗者
の好む空調条件（調和空気の吹出量と方向）を独立して
選択できる。

【００４７】以上、冷房モードについて領域別空調の作
用と効果を説明したが、暖房モードについても同様であ
る。ただし、この場合は調和空気が床部吹出口１４から
吹き出され、天井部吹出口（吸込口にもなる）１３から
吸引除去されることになり、必要な領域だけを空調する
ことに変わりはなく、エネルギ消費の低減化と各領域の
搭乗者の好む空調条件を独立に選択できるこに変わりは
ない。以上のように、本方式の空調では従来の方式の持
つ構造的に避け難い欠点を払拭できるものであるが、本
実施形態の空調装置を達成するためには熱交換器，送風
機，送風路，切り替えバルブ，等々を最小限に限定でき
るか否かに懸かっている。

【００４８】図３は床部風路の構造を示す図である。図
４は天井部風路の構造を示す図である。

【００４９】図３に示すように、セダン系（低い車高）
の乗用車に適用した場合には、先ず、熱交換器１５と不
図示の送風機によって発生した調和空気は、床部２に設
置された床部風路１１を通り、風路切替バルブ１６を介
してＢピラー内に設置されたピラー部風路１７を経由し
て車室内に吹き出される。一方、風路切替バルブ１６か
ら別に分岐した床部風路１１は床部２で各空調ゾーンに
設けられた床部吹出口１４に連通されている。

【００５０】図４に示すように、熱交換器１５と不図示
の送風機によって発生した調和空気は、床部２に設置さ
れた床部風路１１を経由して天井部風路１２を通り、天
井部吹出口１３から車室内に吹き出される。

【００５１】図３の風路切替バルブ１６は特に必要では
ないが、調和空気をピラー部風路１７へ搬送するのため
の揚圧、また天井部吹出口１３または床部吹出口１４か
らの調和空気吸引のための補助ファンを用いる場合に必
要となる。尚、図３、４中ピラー部風路１７を所謂Ｂピ
ラーに設定した構造としているが、これに限定されるも
のではなくＡピラーもしくはＣピラーに設定することに
制限はない。また、本図においては後述するのでデフロ
スタ用の調和空気搬送風路は含めていない。

【００５２】図５及び図６は、熱交換器の内部構造を示
す図である。

【００５３】図５及び図６に示すように、熱交換器１５
は、内気または外気またはこれらの混合空気を吸引し、
冷房時には冷却を施すエバポレータ２１、暖房時にヒー
タコアもしくは冷媒を逆流させてエバポレータ２１をラ
ジエータにすることで熱交換させる空気通路２２、空気
を吸引し搬送するためのファン送風２３、調和空気の搬
送方向を逆転する連動バルブ２４及び連動ダンパ２５か
ら構成される。

【００５４】連動バルブ２４と連動ダンパ２５を同期さ
せることによって、車室内の調和空気の流れを調整でき
る。たとえば、図６に示す場合、車室内には天井部吹出
口１３から床部吹出口１４に向けて気流を発生させるこ
とができる。また、図７に示す場合、連動バルブ２４と
連動ダンパ２５を同期させて切り替えることによって、
車室内の調和空気の流れを逆転できる。尚、送風ファン
２３には、図８乃至１０で説明する内外気切替え装置は
付記していない。

【００５５】図７は外気導入モードでの内外気切替え装
置の動作を説明する図である。図８は内気循環モードで
の内外気切替え装置の動作を説明する図である。図９は
内外気混合モードでの内外気切替え装置の動作を説明す
る図である。

【００５６】図７乃至図９に示すように、図５及び図６
の送風ファンの上流位置の風路に内気排気口と外気吸気
口に連通する２つの開口端２２ａ，２２ｂを設け、図示
するような２つの連動するダンパ２２ｃ，２２ｄを設け
る。これらのダンパ２２ｃ，２２ｄが夫々の開口端２２
ａ，２２ｂを開放し、お互いの位置が重なる図８に示す
場合には車室内を流動した調和空気は全て車室外に排出
され、これに見合う外気が吸い込まれる。一方、夫々の
ダンパ２２ｃ，２２ｄが開口端２２ａ，２２ｂを閉じる
位置にある図８に示す場合には車室内を流動した調和空
気は全て再度熱交換され車室内に吹き出される。夫々の
ダンパ２２ｃ，２２ｄが図７と図８の中間にある図９に
示す場合には、内外気混合のモードにあり、ダンパ２２
ｃ，２２ｄの開く角度によって内気と外気の混合比が変
化する。

【００５７】ここで、図５乃至図９を参照して本実施形
態で実現可能な４つの空調モードについて説明する。 急速冷房 急速冷房モードは、天井部吸込口（吹出口と共用）から
車室内の熱気を全て車室外に投棄し、床部吹出口（吸込
口と共用）から冷却された調和空気を導入すればよいの
で図６と図７を組み合わせて実現できる。 通常冷房 通常冷房モードは、天井部吹出口から調和空気を導入
し、床部吸込口から吸い込めばよいので図５と図７乃至
図９を適宜選択して実現できる。 急速暖房 急速暖房モードは、天井部吹出口から暖気を導入し、車
室内を流動した後、床部吸込口から吸い込み、熱交換器
を介して循環させればよいので図５と図８を組み合わせ
て実現できる。ただし、この場合の熱交換器は冷媒の流
れを逆転し、エバポレータをラジエータとして作用させ
るヒートポンプ方式の熱交換器において特に効果的であ
る。 通常暖房 通常暖房モードは、床部吹出口から暖気を導入し、天井
部吸込口から吸い込めばよいので、図６と図７乃至図９
を適宜選択して実現できる。ただし、この場合はヒート
ポンプによる熱交換の必要性は特にはなく、ヒータコア
による通常の方式でも目的は達成される。 ［風路切替えバルブ］風路切替えバルブ１６は、調和空
気の天井部および床部への搬送に際して、天井部および
床部からの調和空気を吸い込むための送風ファンが必要
な場合に適用される。

【００５８】図１０は、通常冷房および急速暖房の場合
の風路切替えバルブの動作を示す図である。図１１は、
通常暖房および急速冷房の場合の風路切替えバルブの動
作を示す図である。

【００５９】図１０及び図１１は熱交換器から天井部に
到る経路に設置される風路切替えバルブと床部から熱交
換器に到る経路に設置される風路切替えバルブを示して
いる。図１０では調和空気を天井部から吹き出して床部
から吸い込む通常冷房及び急速暖房モードを示し、連動
バルブ１９を操作することによって図１１に示すように
天井部から吹き出す通常暖房および急速冷房モードに切
り替えることができる。ただし、これら連動バルブ１９
（および連動ダンパ）は図５及び図６に示した連動バル
ブと連動ダンパに同期させておくことは勿論のことであ
る。 ［天井部吹出口およびデフロスタ］天井部の風路は、車
室内に調和空気を吹き出し或いは車室内の空気を吸い込
むための天井部吹出口と前後の窓ガラスの曇り防止のた
めに調和空気を吹き出しあるいは吸い込むデフロスタに
連通してなるものである。

【００６０】図１２は、天井部の風路構造を示す図であ
る。

【００６１】図１２に示すように、ピラー部風路１７を
経由して床部から天井部に搬送された調和空気の一部
は、天井部吹出口１３から車室内に吹き出され、他の部
分は前後のデフロスタ３１、３２から前後のガラス表面
に吹き出される。尚、後部ガラスに向けた後部デフロス
タ３２は必要がなければ設けなくともよく、削除するこ
とは構造上何の制約も生じない。天井部吹出口１３から
の調和空気の吹き出しは主に夏季において利用されるも
ので、デフロスタ３１、３２の風路が太陽からの熱を受
け易くしておけばデフロスタ３１、３２に用いられる調
和空気の相対湿度が低下し、より効果的な曇り除去作用
が発揮される。 ［床部吹出口およびデフロスタ］図１３は、床部の風路
構造を示す図である。

【００６２】図１３に示すように、連動ダンパ４１〜４
４を連動させ、さらに連動バルブ５１、５２を連動させ
て風路を切り替えれば下部前面デフロスタ４６と下部後
面デフロスタ４７を作動させることができる。尚、図１
３の連動ダンパ４１〜４５及び連動バルブ５１、５２の
位置は冷房時の状態を示すもので、前後ガラスの上部か
ら放出される調和空気を吸い込むようになっている。暖
房時にはこれら連動ダンパ４１〜４５及び連動バルブ５
１、５２の位置を逆転させればよい。また、デフロスタ
を使用しないときにはこれらのダンパは閉位置にしてお
けばよい。

【００６３】次に、連動ダンパ４８、４９は前部座席の
左右スポット吹出口５３および不図示の前部座席中央部
への吹出口に連通する風路である。この風路は、搭乗者
の好みによって利用されるものであるが、他の機能とし
ては急速冷房から通常冷房もしくは急速暖房から通常暖
房に切り替わる際に車室内の調和空気の流れが逆転し、
車室内に乱流状態を生じさせることがあり、これを防止
するために遷移的に前面からの吹き出しを利用すること
ができる。 ［他の実施形態］以上は、１基の熱交換器を用いて、当
初の課題解決を実現する方法を示した。しかし、熱交換
器には図１３に示すごとく圧縮機６１、凝縮器６２、減
圧器６３及び蒸発器６４から構成されており、蒸発器６
４を複数基用いることによってさらに効果的に空調装置
を構成することができる。

【００６４】図１４は、他の実施形態による熱交換プロ
セスについて説明する図である。

【００６５】図１４に示す熱交換プロセスでは、切替え
バルブを90度回転させることによって、冷媒の循環経路
を熱交換器Iを経由する場合と熱交換器IIを経由する場
合とを選別できる。例えば、熱交換器Iを車両の天井部
に設置し、熱交換器IIを床部に設置すると、３つの空調
モードに関して下記のように切替えバルブ６５を設定す
ればよい。 急速冷房 切替えバルブ６５を冷媒が破線の経路で循環するように
設定すれば、床部から冷気を導入できる。 通常冷房 切替えバルブを冷媒が実線経路で循環するべく設定する
と、天井部から冷気が導入できる。 通常暖房 暖房であるから、熱交換器の作用は基本的にはないが、
除湿を行うためには冷媒の循環系路が破線になるように
バルブを設定すればよい。尚、従来の空調装置では、暖
房に際し熱源をエンジン冷却水によっているためエンジ
ン始動時の急速暖房は不可能である。 ［ヒートポンプ方式を適用する場合の実施形態］図１４
は、ヒートポンプ方式を用いた場合の冷媒循環経路を示
す図である。

【００６６】図１４に示すヒートポンプ方式による熱交
換プロセスでは、切替えバルブと空調モードは図１４の
場合と同一であるが、この場合には急速暖房が可能とな
る。以下、４つの空調モードについて下記に示す。 急速冷房 破線矢印方向に冷媒が循環するように四方弁６６と切替
えバルブ６５を設定すればよい。 通常冷房 実線矢印方向に冷媒が循環するように四方弁６６と切替
えバルブ６５を設定すればよい。 急速暖房 経路としては実線矢印に示す状態となるように切替えバ
ルブ６５を設定し、冷媒の循環方向は図１５に示す方向
とは逆になるように四方弁６６を設定すればよい。 通常暖房 経路としては破線矢印に示す状態となるように切替えバ
ルブ６５を設定し、冷媒の循環方向は図１５に示す方向
とは逆になるように四方弁６６を設定すればよい。 ［従来方式と本実施形態との比較］図１６は、従来方式
と本実施形態とを夏期の冷房時において比較（車室
内への投入エネルギを同一とした場合）した結果を示し
ている。

【００６７】図１６から明らかなように、本実施形態
では、車室内の前部座席と後部座席の各頭部及び足部に
淀みなく調和空気を送り込むことが可能になり、従来方
式に比べて優れた冷却特性を示している。 ［制御フロー］図１７は、本実施形態の車両の空調装置
の制御フローチャートである。

【００６８】図１７に示すように、ステップＳ２では、
車室内温度Ｔｎと第１温度Ｔ１（例えば、３０℃）の差
が所定温度差Ｔ１１（例えば、５℃）を超えているか否
かを判定する。

【００６９】ステップＳ２で所定温度差Ｔ１１を超えて
いるならば（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ１０
で天井部吸込口から車室内の空気を吸い込み、床部吹出
口から温度Ｔ２（＜Ｔ１）の調和空気を吹き出す。

【００７０】一方、ステップＳ２で所定温度差Ｔ１１を
超えていないならば（ステップＳ２でＮＯ）、ステップ
Ｓ４で第２温度Ｔ３（例えば、３℃）と車室内温度Ｔｎ
との差が所定温度差Ｔ２２（例えば、２℃）を超えてい
るか否かを判定する。

【００７１】ステップＳ４で所定温度差Ｔ２２を超えて
いるならば（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ１４
で床部吸込口から車室内の空気を吸い込み、天井部吹出
口から温度Ｔ４（＞Ｔ３）の調和空気を吹き出す。

【００７２】一方、ステップＳ４で所定温度差Ｔ２２を
超えていないならば（ステップＳ４でＮＯ）、ステップ
Ｓ６で車室内温度Ｔｎが目標温度差Ｔ５（例えば、オー
トエアコンでは設定温度、マニュアルエアコンなら２５
℃程度）を超えているか否かを判定する。

【００７３】ステップＳ６で目標温度Ｔ５を超えている
ならば（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ１２で床
部吸込口から車室内の空気を吸い込み、天井部吹出口か
ら温度Ｔ６（＞Ｔ５）の調和空気を吹き出す。

【００７４】一方、ステップＳ６で目標温度Ｔ５を超え
ていないならば（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ８
で車室内温度Ｔｎが目標温度差Ｔ５未満であるか否かを
判定する。

【００７５】ステップＳ８で目標温度Ｔ５未満ならば
（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１６で天井部吸
込口から車室内の空気を吸い込み、床部吹出口から温度
Ｔ８（＞Ｔ５）の調和空気を吹き出す。

【００７６】一方、ステップＳ８で目標温度Ｔ５未満で
ないならば（ステップＳ８でＮＯ）、リターンする。

【００７７】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の車両の空調装置を搭載する自動
車において車室内側面からの透視図である。

【図２】通常冷房時の領域別空調について説明する図で
ある。

【図３】床部風路の構造を示す図である。

【図４】天井部風路の構造を示す図である。

【図５】熱交換器の内部構造を示す図である。

【図６】熱交換器の内部構造を示す図である。

【図７】外気導入モードでの内外気切替え装置の動作を
説明する図である。

【図８】内気循環モードでの内外気切替え装置の動作を
説明する図である。

【図９】内外気混合モードでの内外気切替え装置の動作
を説明する図である。

【図１０】通常冷房および急速暖房の場合の風路切替え
バルブの動作を示す図である。

【図１１】通常暖房および急速冷房の場合の風路切替え
バルブの動作を示す図である。

【図１２】天井部の風路構造を示す図である。

【図１３】床部の風路構造を示す図である。

【図１４】他の実施形態による熱交換プロセスについて
説明する図である。

【図１５】ヒートポンプ方式を用いた場合の冷媒循環経
路を示す図である。

【図１６】従来方式と本実施形態とを夏期の冷房時
において比較した結果を示す図である。

【図１７】本実施形態の車両の空調装置の制御フローチ
ャートである。

【図１８】従来の車両の空調装置を搭載する自動車にお
いて車室内側面からの透視図である。

【図１９】従来の車両の空調装置を搭載する自動車にお
いて車室内側面からの透視図である。

【符号の説明】

１０…空調装置 １１…床部風路 １２…天井部風路 １３…天井部吹出口 １４…床部吹出口 １５…熱交換器 １６…風路切替えバルブ １７…ピラー部風路 Ｃ…自動車

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内の上面部に設けられて熱交換器を
   介して調和された調和空気を吹き出す上部吹出口と、車
   室内の下面部に設けられて該車室内の空気を吸い込む下
   部吸込口とを具備することを特徴とする車両の空調装
   置。
2. 【請求項２】 車室内の下面部に設けられて熱交換器を
   介して調和された調和空気を吹き出す下部吹出口と、車
   室内の上面部に設けられて該車室内の空気を吸い込む上
   部吸込口とを具備することを特徴とする車両の空調装
   置。
3. 【請求項３】 車室内の上面部に設けられて熱交換器を
   介して調和された調和空気を吹き出す上部吹出口と、車
   室内の下面部に設けられて熱交換器を介して調和された
   調和空気を吹き出す下部吹出口とを備え、 前記上部吹出口と前記下部吹出口は前記車室内の空気を
   吸い込み可能となっていることを特徴とする車両の空調
   装置。
4. 【請求項４】 前記上部吹出口及び／又は前記下部吹出
   口を複数設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れか１項に記載の車両の空調装置。
5. 【請求項５】 前記上部吹出口及び／又は前記下部吹出
   口は、車室内の全座席に対応して配設されていることを
   特徴とする請求項４に記載の車両の空調装置。
6. 【請求項６】 前記上部吹出口から分岐され、車両の屋
   根と天井との隙間を通って前面ガラス又は後面ガラスの
   表面に調和空気を吹き出す上部空気通路を有することを
   特徴とする請求項１又は３に記載の車両の空調装置。
7. 【請求項７】 前記下部吹出口から分岐され、車両の床
   部の隙間を通って前面ガラス又は後面ガラスの表面に調
   和空気を吹き出す下部空気通路を有することを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の車両の空調装置。
8. 【請求項８】 前記車室内温度が所定の第１温度以上な
   らば、前記上部吸込口から調和空気を吹き出し、前記下
   部吹出口から車室内の空気を吸い込むように前記上部吸
   込口と下部吹出口とを制御する制御手段を備えることを
   特徴とする請求項２又は３に記載の車両の空調装置。
9. 【請求項９】 前記車室内温度が所定の第２温度以下な
   らば、前記下部吸込口から調和空気を吹き出し、前記上
   部吹出口から車室内の空気を吸い込むように前記上部吸
   込口と下部吹出口とを制御する制御手段を備えることを
   特徴とする請求項１又は３に記載の車両の空調装置。
10. 【請求項１０】 前記車室内温度が目標温度に対して所
    定の第２温度以上ならば、前記上部吹出口から調和空気
    を吹き出し、前記下部吸込口から車室内の空気を吸い込
    むように前記上部吸込口と下部吹出口とを制御する制御
    手段を備えることを特徴とする請求項１又は３に記載の
    車両の空調装置。
11. 【請求項１１】 前記車室内温度が目標温度に対して所
    定の第３温度以下ならば、前記下部吸込口から調和空気
    を吹き出し、前記上部吹出口から車室内の空気を吸い込
    むように前記上部吸込口と下部吹出口とを制御する制御
    手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の
    車両の空調装置。
12. 【請求項１２】 前記吸い込んだ空気の一部を前記吹き
    出す空気に循環させることを特徴とする請求項１０又は
    １１に記載の車両の空調装置。
13. 【請求項１３】 前記上部吹出口及び／又は前記下部吹
    出口からの調和空気の吹出量を調整するための調整手段
    を備えることを特徴とする請求項５に記載の車両の空調
    装置。