JP2004231121A - 車両用空調ユニットおよび車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユニットの外形寸法の増大を極力抑えながら、低騒音・高風量化を実現する。
【解決手段】空調ケース１０内にエバポレータ５０をコ字形に垂直に立った姿勢で配置することで、ユニットの左右幅寸法を抑えつつ、エバポレータ５０の通風面積の拡大を図る。コ字形に配置したエバポレータ５０の各通風面に対して略垂直に空調風が通過するようにエバポレータ５０の外側と内側にそれぞれ外側流路と内側流路を確保し、コ字形配置のエバポレータ５０の内側の空間にヒータコア６０を後傾姿勢で配置する。
【選択図】 図１
【解決手段】空調ケース１０内にエバポレータ５０をコ字形に垂直に立った姿勢で配置することで、ユニットの左右幅寸法を抑えつつ、エバポレータ５０の通風面積の拡大を図る。コ字形に配置したエバポレータ５０の各通風面に対して略垂直に空調風が通過するようにエバポレータ５０の外側と内側にそれぞれ外側流路と内側流路を確保し、コ字形配置のエバポレータ５０の内側の空間にヒータコア６０を後傾姿勢で配置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インストルメントパネル内に搭載するのに適した車両用空調ユニット、及び、それを用いた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車では、前座席の前面のインストルメントパネル内にエアコンユニットを搭載することが多い。インストルメントパネルには、車両のエレクトロニクス化に伴い各種の機器を搭載することが多くなってきたので、インストルメントパネル内におけるエアコンユニットの搭載スペースは、その影響で徐々に縮小されてきている。
【０００３】
インストルメントパネル内にエアコンユニットを配置する場合、エバポレータとヒータコアを車両前後方向に配置して一体化した空調ユニットを車幅方向の中央部に設置し、送風ユニットを車幅方向中央部から助手席側にオフセットして配置することが行われている（例えば、特許文献１参照）。このようなレイアウトはセンタ置きタイプと呼ばれており、このセンタ置きタイプのレイアウトによれば、エバポレータとヒータコアを車幅方向の中央部に集中して設置しているので、インストルメントパネル内でのスペース確保が容易になる利点が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２３７４８号公報（図２６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では車室内の静穏化の要請に伴い、エアコンの騒音低下の要望も強まってきた。エアコンの騒音低下を図るためには、風量を低下させればよいが、風量を低下させると当然空調能力も劣ってしまうため、風量を落とさずに、つまり、高風量を維持しながら、低騒音を実現する対策が求められている。
【０００６】
低騒音・高風量を実現するためには、熱交換器（特にエバポレータ）の通風面積を拡大することが最も有効である。しかし、通風面積を拡大するために、例えば、エバポレータの幅寸法を単に大きくすると、エバポレータの幅方向の占有スペースの拡大により、空調ユニット自体が大型化し、前記のセンタ置きタイプの場合、運転席側の足元スペースの確保や、助手席側のグローブボックスの容量確保が難しくなってしまう。このため、それらスペースを犠牲にしての低騒音・高風量化の実現には無理があると見られていた。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、ユニットの外形寸法の増大を極力抑えながら、低騒音・高風量化を実現することのできる車両用空調ユニット、及び、それを使用した車両用空調装置をを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の車両用空調ユニットは、空調ケース内にエバポレータを略コ字形に配置し、略コ字形に配置したエバポレータの各通風面に対して略垂直に空調風が通過するように、エバポレータの外側と内側にそれぞれ外側流路と内側流路を確保すると共に、エバポレータ通過後の空調風が流下する空調ケース内の流路途中にヒータコアを配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の車両用空調ユニットは、請求項１記載の車両用空調ユニットであって、前記エバポレータを、コ字形配置の中央に位置する中央部エバポレータと、その両側に位置する両側部エバポレータとで構成し、コ字の開口部が空調風の流れ方向の下流側に向くように前記中央部エバポレータ及び両側部エバポレータを配置すると共に、前記ヒータコアを前記中央部エバポレータと対面する姿勢で配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の車両用空調ユニットは、請求項２記載の車両用空調ユニットであって、前記ヒータコアを、前記コ字形に配置したエバポレータの内側の空間の内部に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の車両用空調ユニットは、請求項３記載の車両用空調ユニットであって、前記エバポレータを垂直に立てた姿勢で配置すると共に、前記ヒータコアを前記中央部エバポレータの前面に後傾姿勢で立設し、前記中央部エバポレータとヒータコアの間に、エバポレータ通過後の空調風をヒータコアの背面に流入させる中央空間を確保し、前記コ字形配置のエバポレータの内側に確保した内側流路を全て前記中央空間に合流させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の車両用空調ユニットは、請求項４記載の車両用空調ユニットであって、前記ヒータコアの上側に、前記中央空間内に導入されたエバポレータ通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコアの下流側空間にバイパスさせるバイパス通路を設け、このバイパス通路に該バイパス通路を開閉するバイパスドアを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の車両用空調ユニットは、請求項４記載の車両用空調ユニットであって、前記両側部エバポレータに対応して確保した内側流路の一部に、該両側部エバポレータ通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコアの下流側空間にバイパスさせるバイパス通路を設け、このバイパス通路に該バイパス通路を開閉するバイパスドアを設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明の車両用空調ユニットは、請求項５または６記載の車両用空調ユニットであって、前記ヒータコアの後流に、前記バイパス通路を通過して来た空調風とヒータコアを通過して来た空調風を混合させるためのエアミックス空間を確保し、そのエアミックス空間に臨ませてそれぞれドアで開閉調節可能なベント吹出口とフット吹出口を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明の車両用空調ユニットは、請求項３〜７のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、前記エバポレータの外側に確保した外側流路を、前記中央部エバポレータの外側に確保した中央流路と両側部エバポレータの各外側に確保した側部流路とからなる平面視コ字形の空間として構成し、前記中央流路と前記一方の側部流路の連通する角部に、前記中央流路の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入するための空調風導入口を設け、該空調風導入口に送風ユニットの吐出口を接続可能としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の車両用空調ユニットは、請求項８記載の車両用空調ユニットであって、前記空調風導入口から中央流路への連絡部に、前記一方の側部流路への風量配分を増すための流路絞り込み部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の車両用空調ユニットは、請求項８または９記載の車両用空調ユニットであって、前記一方の側部流路及び他方の側部流路を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の車両用空調ユニットは、請求項８〜１０のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、前記中央流路から前記他方の側部流路へ至る曲がり部の流路形状を、外周側の流路壁を丸めることで湾曲状に形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の車両用空調ユニットは、請求項８〜１１のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、中央部エバポレータと両側部エバポレータの交差部に空調風の流れを円滑にする整流部材を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１３記載の車両用空調ユニットは、請求項８〜１２のいずれかに記載の車両用空調ユニットを用いて構成した車両用空調装置であって、前記空調ユニットの側方に送風ユニットを配置して、該送風ユニットの吐出口を前記空調風導入口に接続し、前記空調ユニットを、前記コ字形配置のエバポレータの開口部及びヒータコアが車両後方に向く姿勢で、車両前席前方のインストルメントパネルの車幅方向中央部に配置することにより、前記送風ユニットを助手席側にオフセット配置したことを特徴とする。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、エバポレータを略コ字形に配置しているので、エバポレータを横一列に配置する場合と違って、エバポレータの配置幅寸法を抑えつつエバポレータの通風面積の拡大を図ることができる。従って、空調ケースの幅寸法、つまり空調ユニットの幅寸法を抑えつつ、低騒音・高風量を実現することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、ヒータコアを、略コ字形に配置したエバポレータのうちの中央部エバポレータと対面する姿勢で配置しているので、流路構成が単純でコンパクトな構造の空調ユニットを実現することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、ヒータコアを、略コ字形に配置したエバポレータの内側の空間の内部に配置しているので、ヒータコアと直交する方向の空調ユニット寸法を小さくすることができる。例えば、エバポレータとヒータコアを車両前後方向に位置するように据え付けた場合、空調ユニットの前後方向寸法の縮小が図れる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、エバポレータもヒータコアも立てた姿勢で配置しているので、水平方向に空調風を通過させることになり、良好な熱交換性能を得ることができる。また、ヒータコアを後傾姿勢で配置しているので、占有スペースを拡大せずにヒータコアの通風面積の拡大を図ることができ、熱交換性能のアップを図ることができる。また、ヒータコアの前面がやや上向きになるので、車内に上向き風を楽に出せるようになる。
【００２５】
また、ヒータコアの背後に確保した中央空間にエバポレータの内側通路を合流させたので、中央部及び両側部エバポレータを通過した後の空調風を全部ヒータコアに通過させることができる。なお、このようにエバポレータ通過後の空調風を全部ヒータコアに通過させる場合、空調風の加熱が不要の際にはヒータコアを加熱モードにしなければよい。例えば、加熱の不要なベントモードの際には、ヒータコアへの熱媒供給をストップすることで、エバポレータ通過後の冷風を、温度の低いヒータコアを介して車内に供給することになる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、バイパスドアを開制御することで、ヒータコアを通過させずに直接エバポレータ通過後の空調風の一部を車内に吹き出すことができる。この場合、ヒータコアの上側にバイパス通路を設けているので、空調ユニットの上面側にベント吹出口が配置されている場合は、ベント吹出口から直接エバポレータ通過後の冷風を吹き出すことができる。また、ヒータコアを加温モードにして、エバポレータ通過後の空調風の一部をヒータコアで昇温させる場合には、その温風とバイパス通路から出てくる冷風をミックスすることで、適度の温度の空調風を車内に吹き出すことができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、バイパスドアを開制御することで、ヒータコアを通過させずに直接両側部エバポレータ通過後の空調風の一部を車内に吹き出すことができる。また、ヒータコアを加温モードにして、エバポレータ通過後の空調風の一部をヒータコアで昇温させる場合には、その温風とバイパス通路から出てくる冷風をミックスすることで、適度の温度の空調風を車内に吹き出すことができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、ヒータコアの後流に、バイパス通路を通過して来た空調風とヒータコアを通過して来た空調風を混合させるためのエアミックス空間を確保し、そのエアミックス空間に臨ませてそれぞれドアで開閉調節可能なベント吹出口とフット吹出口を設けているので、バイパスドアの制御により冷風と温風の混合割合を調整して、ベント吹出口及びフット吹出口から車内へ吹き出す空調風の温度調節を行うことができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、エバポレータの外側に確保した外側流路を、中央部エバポレータの外側に確保した中央流路と両側部エバポレータの各外側に確保した側部流路とからなる平面視コ字形の空間として構成し、中央流路と一方の側部流路の連通する角部に、中央流路の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入するための空調風導入口を設け、該空調風導入口に送風ユニットの吐出口を接続可能としているので、送風ユニットを空調ユニットの側方に並べて配置することができる。従って、空調ユニットと送風ユニットを車幅方向に並べて配置することで、空調ユニット及び送風ユニットからなるエアコンユニットの前後占有スペースを小さく抑えることができる。また、そのように配置した状態で、送風ユニットから、エバポレータの外側に確保した平面視コ字形の空間（外側流路）を介して、エバポレータに良好に空調風を送ることができる。
【００３０】
請求項９の発明によれば、空調風導入口から中央流路への連絡部に、一方の側部流路（空調風導入口に近い方の側部流路）への風量配分を増すための流路絞り込み部を設けているので、一方の側部流路へも十分な送風を行うことができる。
【００３１】
即ち、空調風導入口から勢い良く流入する空調風は、慣性作用によって一方の側部流路よりも中央流路側へ大量に流れがちであるが、その連絡部に流路絞り込み部があるので、風量配分が適量に制御される。
【００３２】
請求項１０の発明によれば、一方の側部流路及び他方の側部流路を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成したため、エバポレータの通過風の風速分布を良くすることができる。
【００３３】
即ち、各側部流路の先端部は、風の流れの実質的な行き止まりになっている。ところが、送風ユニットのブロアからは大きな押し込み力で中央流路内に風が送られてくる一方、エバポレータは通風抵抗が大きいので、行き止まり部分が高圧となり、エバポレータを通過する風の速度分布が不均一になる。しかし、上記のように流路形状を定めることにより、円滑な流れを促進することができ、風速分布を改善することができる。
【００３４】
請求項１１の発明によれば、中央流路から他方の側部流路へ至る曲がり部の流路形状を、外周側の流路壁を丸めることで湾曲状に形成したため、風速分布をさらに改善することができる。即ち、中央流路から他方の側部流路へ至る曲がり部は、風の流れの実質的な行き止まりになっている。そのため、曲がり部が高圧となり、エバポレータを通過する風の速度分布が不均一になる。しかし、上記のように流路形状を定めることにより、円滑な流れを促進することができ、風速分布を改善することができる。
【００３５】
請求項１２の発明によれば、中央部エバポレータと両側部エバポレータの交差部に空調風の流れを円滑にする整流部材（湾曲部材）を設けたため、風速分布をさらに改善することができる。
【００３６】
請求項１３の発明によれば、空調ユニット及び送風ユニットをセンタ置きタイプのレイアウトで配置したので、エアコンユニットの車幅方向寸法を小さく抑え、運転席の足元スペースやグローブボックスの容量を確保しながら、低騒音・高風量化を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
図１は本発明の第１実施形態の空調ユニットの概略構成図であって、内部構造を部分的に透視しながら示す斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は同空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【００３９】
空調ユニット１Ａは、箱形の空調ケース１０を主体に構成されている。空調ケース１０の内部には、空調風を冷却するエバポレータ５０が平面視コ字形に配置されており、このエバポレータ５０は、コ字の開口部が空調風の流れ方向の下流側に向くように垂直に立てた姿勢で配置されている。即ち、エバポレータ５０は、図３に示すように、コ字形配置の中央に位置する中央部エバポレータ５１と、その左右両側に位置する両側部エバポレータ５２、５３とで構成されている。
【００４０】
空調ケース１０の内部には、コ字形配置のエバポレータ５０（５１、５２、５３）の各通風面に対して略垂直に空調風が通過するように、エバポレータ５０の外側と内側に、それぞれ外側流路と内側流路とが確保されている。エバポレータ５０の外側に確保された外側流路は、中央部エバポレータ５１の外側に確保された中央流路１１と、両側部エバポレータ５２、５３の各外側に確保した側部流路１２、１３とからなる平面視コ字形の空間として構成されている。また、エバポレータ５０の内側に確保された内側流路は、中央部エバポレータ５１の内側の中央内側流路２１と、両側部エバポレータ５２、５３の各内側の側部内側流路２２、２３とからなる平面視コ字形の空間として構成されている。ここで、側部内側流路２２、２３は、それぞれ流路壁２２Ｈ、２３Ｈをエバポレータ５２、５３の内側に間隔をおいて配することで形成されている。また、中央内側流路２１は単なる空間として形成されている。
【００４１】
また、空調ケース１０の内部のエバポレータ５０通過後の空調風が流下する流路途中には、空調風を加温するヒータコア６０が配置されている。ヒータコア６０は、コ字形に配置されたエバポレータ５０の内側の空間の内部に配置されており、図２に示すように、中央部エバポレータ５１の前面に後傾姿勢で立設されている。そして、中央部エバポレータ５１とヒータコア６０の間に、エバポレータ５０通過後の空調風をヒータコア６０の背面に流入させる中央空間２５が確保されている。
【００４２】
コ字形配置のエバポレータ５０の内側に確保された内側流路２１、２２、２３は、全て中央空間２５に合流している。即ち、中央内側流路２１は中央空間２５にそのまま連続している。また、側部内側流路２２、２３は、これらの内側流路２２、２３を画成する流路壁２２Ｈ、２３Ｈの中央部エバポレータ５１寄りの位置に連通用の開口２２ｅ、２３ｅを設けることで、これら開口２２ｅ、２３ｅを通して中央空間２５に合流している。
【００４３】
また、図２に示すように、ヒータコア６０の上側には、中央空間２５内に導入されたエバポレータ５０通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコア６０の下流側空間であるエアミックス空間２６に向けてバイパスさせるバイパス通路３１が設けられている。このバイパス通路３１には、該バイパス通路３１を開閉するバタフライ形のバイパスドア３１Ｄが設けられている。ヒータコア６０の後側（後流）に確保されたエアミックス空間２６は、バイパス通路３１を通過して来た空調風とヒータコア６０を通過して来た空調風とを混合させるための空間である。
【００４４】
空調ケース１０には、このエアミックス空間２６に臨ませてベント吹出口３２とフット吹出口３４が設けられており、それらベント吹出口３２とフット吹出口３４にはそれぞれ開閉可能なベントドア３２Ｄとフットドア３４Ｄとが設けられている。
【００４５】
なお、フット吹出口３４の下流部は、フロント側フット吹出口３５とリア側フット吹出口３６に分岐されている。また、バイパスドア３１Ｄの真上には、デフドア３３Ｄを備えたデフ吹出口３３が設けられている。
【００４６】
また、この空調ユニット１Ａの空調ケース１０には、送風ユニット７０からの空調風を導入するための空調風導入口１４が設けられている。空調風導入口１４は、エバポレータ５０の外側流路を構成する中央流路１１と左側の側部流路１２の連通する角部に設けられており、中央流路１１の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入する向きに配置されている。そして、この空調風導入口１４に送風ユニット７０の吐出口を接続することができるようになっている。図３は送風ユニット７０を接続した状態での構成を示している。
【００４７】
この空調ユニット１Ａを車両に据え付ける場合は、空調ユニット１Ａの側方に送風ユニット７０を配置して、この送風ユニット７０の吐出口を空調ユニット１Ａの空調風導入口１４に接続する。そしてその状態で、空調ユニット１Ａを、コ字形配置のエバポレータ５０の開口部及びヒータコア６０が車両後方に向く姿勢で、車両前席前方のインストルメントパネル内の車幅方向中央部に配置し、それにより、送風ユニット７０を助手席側にオフセット配置して車両用空調装置を構成する。
【００４８】
次に作用を説明する。
【００４９】
送風ユニット７０を作動させると、空調風は空調風導入口１４から空調ケース１０内に導入され、エバポレータ５０の外側流路である中央流路１１、両側部流路１２、１３から、各エバポレータ５１、５２、５３を通過して内側流路２１、２２、２３に抜ける。この間、空調風はエバポレータ５１、５２、５３によって除湿・冷却される。エバポレータ５１、５２、５３を通過した空調風は、内側流路２１、２２，２３からヒータコア６０の背後の中央空間２５に合流し、ヒータコア６０を通過して、開放された少なくともいずれかの吹出口３２、３３、３４から車内へ吹き出される。
【００５０】
例えば、フルクールモードの場合は、ヒータコア６０を加温モードにせずに空調風を通過させる。それにより、冷風がそのまま車内へ吹き出される。また、ヒートモードの場合は、ヒータコア６０を加温モードにして空調風を通過させる。それにより、エバポレータ５０を通過した空調風が加温されて車内へ吹き出される。
【００５１】
また、エアミックスさせるモードの場合は、バイパスドア３１Ｄを開いてエバポレータ５０通過後の空調風を直接ヒータコア６０の下流側のエアミックス空間２６に導入することで、ヒータコア６０通過後の温風と、バイパス通路３１から出てくる冷風とをエアミックス空間２６で混合して、車内へ吹き出させる。従って、バイパスドア３１Ｄの制御によって、ベント吹出口３２及びフット吹出口３４から車内へ吹き出す空調風の温度調節を行うことができる。
【００５２】
このように空調を行う場合、エバポレータ５０がコ字形に配置されることによって、通風面積が大幅に拡大されているので、つまり、中央部エバポレータ５１を基本として見た場合、左右側部エバポレータ５２、５３の通風面積分が増加しているので、低騒音・高風量を実現することができる。
【００５３】
特にエバポレータ５０がコ字形に配置されることによって、エバポレータ５０が横一列に並ぶ場合と違ってエバポレータ５０の配置幅寸法が抑えられるので、空調ケース１０の幅寸法、つまり空調ユニット１Ａの幅寸法を抑えつつ低騒音・高風量を実現することができる。
【００５４】
また、エバポレータ５０もヒータコア６０も、立った姿勢で配置されているので、水平方向に空調風が通過することになって、良好な熱交換性能が得られる。また、ヒータコア６０が後傾姿勢で配置されることで、占有スペースを拡大せずにヒータコア６０の通風面積の拡大が図られているので、ヒータコア６０の熱交換性能がアップする。
【００５５】
また、ヒータコア６０は、中央部エバポレータ５１と対面する姿勢で配置されているので、流路構成が単純化され、コンパクトな構造の空調ユニット１Ａとなっている。特に、ヒータコア６０は、コ字形配置のエバポレータ５０の内側の空間の内部に配置されているので、ヒータコア６０と直交する車両前後方向の空調ユニット１Ａの寸法を小さく抑えることができる。
【００５６】
また、以上のように空調ユニット１Ａの幅寸法を制限することができるので、図３に示すように、空調ユニット１Ａ及び送風ユニット７０をセンタ置きタイプのレイアウトで配置した場合に、運転席の足元スペースやグローブボックスの容量を十分に確保することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態の空調ユニット１Ａでは、バイパス通路３１及びバイパスドア３１Ｄをヒータコア６０の上側に設けていたが、図４に示す第２実施形態の空調ユニット１Ｂのように、両側部エバポレータ５２、５３に対応して確保した内側流路２２、２３の一部に、両側部エバポレータ５２、５３通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコア６０の下流側空間にバイパスさせるバイパス通路４２、４３を設け、これらバイパス通路４２、４３にバイパスドア４２Ｄ、４３Ｄを設けて、バイパス通路４２、４３を開閉制御するようにしてもよい。
【００５８】
この場合も、バイパスドア４２Ｄ、４３Ｄを開いてエバポレータ５２、５３通過後の冷風を直接ヒータコア６０の下流側空間に導くことにより、エアミックス空間２６にてヒータコア６０通過後の温風とバイパスされた冷風とをミックスすることができて、温度調節された空調風を車内に吹き出すことができる。
【００５９】
また、図５の第３実施形態の空調ユニット１Ｃに示すように、バイパス通路を設けずに、エバポレータ５１、５２、５３を通過した空調風を、どのような場合も全てヒータコア６０に通過させるようにしてもよい。この場合は、モードに応じてヒータコア６０のＯＮ／ＯＦＦを行う必要がある。
【００６０】
また、図６の第４実施形態の空調ユニット１Ｄのように流路を形成することにより、空調ケース１０内での空調風の流れをより円滑にすることができ、空調性能アップを図ることができる。
【００６１】
この第４実施形態の空調ユニット１Ｄでは、空調風導入口１４から中央流路１１への連絡部に、左側の側部流路１２への風量配分を増すための流路絞り込み部（段差）１５を設けている。
【００６２】
また、左側の側部流路１２及び右側の側部流路１３を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成している。この実施形態では、外周側の流路壁１２Ｈ、１３Ｈを先端側に向けて絞り込むことで、側部流路１２及び右側の側部流路１３を先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成している。なお、外周側の流路壁１２Ｈ、１３Ｈを直線状にしたまま、両側部エバポレータ５２、５３をハ字形に拡開配置させることで、側部流路１２、１３の先端側を先窄まり形状に形成してもよい。
【００６３】
とくに右側の側部流路１３の形状は、中央流路１１から右側の側部流路１３へ至る曲がり部１６の流路形状を、外周側の流路壁１６ＨをＲ状の丸めることで湾曲状に形成し、このＲ状湾曲部１６Ｈに沿うように、右側の側部流路１３の先端側を、外周側の流路壁１３Ｈを内側に湾曲させることで先窄まり形状に形成している。
【００６４】
更に、中央部エバポレータ５１と両側部エバポレータ５２、５３の交差部に、空調風の流れを円滑にするための整流部材５５、５６を取り付けている。また、側部内側流路２２、２３にバイパス通路２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを設けている。
【００６５】
図７は第４実施形態の空調ユニット１Ｄにおける静圧分布、図８は比較例として示す空調ユニット１Ｅ（第１実施形態のものに近い構成例）における静圧分布をそれぞれ示している。
【００６６】
両図を比較してみると分かるように、図７の方が高静圧成分が平均化され、エバポレータ５０直後の静圧が均一化されている。
【００６７】
まず、空調風導入口１４から勢い良く流入する空調風は、慣性作用によって左側の側部流路１２よりも中央流路１１側へ大量に流れがちであるが、図８のものに比較し図７のものでは、その連絡部分に流路絞り込み部１５があるので、風量配分が適量に制御され、左側の側部流路１２へも十分な送風が行われる。
【００６８】
また、図８に示すように、中央流路１１から右側の側部流路１３へ至る曲がり部１６や各側部流路１２、１３の先端部は、風の流れの実質的な行き止まりになっており、送風ユニット７０のブロアからの大きな押し込み力とエバポレータ５１、５２、５３の大きな通風抵抗の影響で、行き止まり部分が高圧（斜線部Ａ、Ｂ）となり、その結果、エバポレータ５１、５２、５３を通過する風の速度分布が不均一になりがちであるが、図７のものでは、上記のように流路形状が定められていることにより、図７のように円滑な流れが促進され、エバポレータ５０前後の静圧分布が改善される。
【００６９】
なお、上述の実施形態ではエバポレータをコ字形に配置した例であるが、本発明にあっては中央エバポレータに対して両側部エバポレータが完全に直交してない構造も含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空調ユニットの概略構成図であって、内部構造を部分的に透視しながら示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】同空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の空調ユニットの構成を示す概略平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の空調ユニットにおける静圧分布を示す図である。
【図８】図７との比較のために示す別の空調ユニットの静圧分布の図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ 空調ユニット
１０ 空調ケース
１１ 中央流路（外側流路）
１２，１３ 側部流路（外側流路）
１３Ｈ 流路壁
１４ 空調風導入口
１５ 流路絞り込み部
１６ 曲がり部
１６Ｈ 流路壁
２１，２２，２３ 内側流路
２５ 中央空間
２６ エアミックス空間
３１ バイパス通路
３１Ｄ バイパスドア
４２，４３ バイパス通路
４２Ｄ，４３Ｄ バイパスドア
５０ エバポレータ
５１ 中央部エバポレータ
５２，５３ 側部エバポレータ
５５，５６ 整流部材
６０ ヒータコア
３２ ベント吹出口
３２Ｄ ベントドア
３４ フット吹出口
３４Ｄ フットドア
７０ 送風ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、インストルメントパネル内に搭載するのに適した車両用空調ユニット、及び、それを用いた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車では、前座席の前面のインストルメントパネル内にエアコンユニットを搭載することが多い。インストルメントパネルには、車両のエレクトロニクス化に伴い各種の機器を搭載することが多くなってきたので、インストルメントパネル内におけるエアコンユニットの搭載スペースは、その影響で徐々に縮小されてきている。
【０００３】
インストルメントパネル内にエアコンユニットを配置する場合、エバポレータとヒータコアを車両前後方向に配置して一体化した空調ユニットを車幅方向の中央部に設置し、送風ユニットを車幅方向中央部から助手席側にオフセットして配置することが行われている（例えば、特許文献１参照）。このようなレイアウトはセンタ置きタイプと呼ばれており、このセンタ置きタイプのレイアウトによれば、エバポレータとヒータコアを車幅方向の中央部に集中して設置しているので、インストルメントパネル内でのスペース確保が容易になる利点が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２３７４８号公報（図２６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では車室内の静穏化の要請に伴い、エアコンの騒音低下の要望も強まってきた。エアコンの騒音低下を図るためには、風量を低下させればよいが、風量を低下させると当然空調能力も劣ってしまうため、風量を落とさずに、つまり、高風量を維持しながら、低騒音を実現する対策が求められている。
【０００６】
低騒音・高風量を実現するためには、熱交換器（特にエバポレータ）の通風面積を拡大することが最も有効である。しかし、通風面積を拡大するために、例えば、エバポレータの幅寸法を単に大きくすると、エバポレータの幅方向の占有スペースの拡大により、空調ユニット自体が大型化し、前記のセンタ置きタイプの場合、運転席側の足元スペースの確保や、助手席側のグローブボックスの容量確保が難しくなってしまう。このため、それらスペースを犠牲にしての低騒音・高風量化の実現には無理があると見られていた。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、ユニットの外形寸法の増大を極力抑えながら、低騒音・高風量化を実現することのできる車両用空調ユニット、及び、それを使用した車両用空調装置をを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の車両用空調ユニットは、空調ケース内にエバポレータを略コ字形に配置し、略コ字形に配置したエバポレータの各通風面に対して略垂直に空調風が通過するように、エバポレータの外側と内側にそれぞれ外側流路と内側流路を確保すると共に、エバポレータ通過後の空調風が流下する空調ケース内の流路途中にヒータコアを配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の車両用空調ユニットは、請求項１記載の車両用空調ユニットであって、前記エバポレータを、コ字形配置の中央に位置する中央部エバポレータと、その両側に位置する両側部エバポレータとで構成し、コ字の開口部が空調風の流れ方向の下流側に向くように前記中央部エバポレータ及び両側部エバポレータを配置すると共に、前記ヒータコアを前記中央部エバポレータと対面する姿勢で配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の車両用空調ユニットは、請求項２記載の車両用空調ユニットであって、前記ヒータコアを、前記コ字形に配置したエバポレータの内側の空間の内部に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の車両用空調ユニットは、請求項３記載の車両用空調ユニットであって、前記エバポレータを垂直に立てた姿勢で配置すると共に、前記ヒータコアを前記中央部エバポレータの前面に後傾姿勢で立設し、前記中央部エバポレータとヒータコアの間に、エバポレータ通過後の空調風をヒータコアの背面に流入させる中央空間を確保し、前記コ字形配置のエバポレータの内側に確保した内側流路を全て前記中央空間に合流させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の車両用空調ユニットは、請求項４記載の車両用空調ユニットであって、前記ヒータコアの上側に、前記中央空間内に導入されたエバポレータ通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコアの下流側空間にバイパスさせるバイパス通路を設け、このバイパス通路に該バイパス通路を開閉するバイパスドアを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の車両用空調ユニットは、請求項４記載の車両用空調ユニットであって、前記両側部エバポレータに対応して確保した内側流路の一部に、該両側部エバポレータ通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコアの下流側空間にバイパスさせるバイパス通路を設け、このバイパス通路に該バイパス通路を開閉するバイパスドアを設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明の車両用空調ユニットは、請求項５または６記載の車両用空調ユニットであって、前記ヒータコアの後流に、前記バイパス通路を通過して来た空調風とヒータコアを通過して来た空調風を混合させるためのエアミックス空間を確保し、そのエアミックス空間に臨ませてそれぞれドアで開閉調節可能なベント吹出口とフット吹出口を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明の車両用空調ユニットは、請求項３〜７のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、前記エバポレータの外側に確保した外側流路を、前記中央部エバポレータの外側に確保した中央流路と両側部エバポレータの各外側に確保した側部流路とからなる平面視コ字形の空間として構成し、前記中央流路と前記一方の側部流路の連通する角部に、前記中央流路の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入するための空調風導入口を設け、該空調風導入口に送風ユニットの吐出口を接続可能としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の車両用空調ユニットは、請求項８記載の車両用空調ユニットであって、前記空調風導入口から中央流路への連絡部に、前記一方の側部流路への風量配分を増すための流路絞り込み部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の車両用空調ユニットは、請求項８または９記載の車両用空調ユニットであって、前記一方の側部流路及び他方の側部流路を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の車両用空調ユニットは、請求項８〜１０のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、前記中央流路から前記他方の側部流路へ至る曲がり部の流路形状を、外周側の流路壁を丸めることで湾曲状に形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の車両用空調ユニットは、請求項８〜１１のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、中央部エバポレータと両側部エバポレータの交差部に空調風の流れを円滑にする整流部材を設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１３記載の車両用空調ユニットは、請求項８〜１２のいずれかに記載の車両用空調ユニットを用いて構成した車両用空調装置であって、前記空調ユニットの側方に送風ユニットを配置して、該送風ユニットの吐出口を前記空調風導入口に接続し、前記空調ユニットを、前記コ字形配置のエバポレータの開口部及びヒータコアが車両後方に向く姿勢で、車両前席前方のインストルメントパネルの車幅方向中央部に配置することにより、前記送風ユニットを助手席側にオフセット配置したことを特徴とする。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、エバポレータを略コ字形に配置しているので、エバポレータを横一列に配置する場合と違って、エバポレータの配置幅寸法を抑えつつエバポレータの通風面積の拡大を図ることができる。従って、空調ケースの幅寸法、つまり空調ユニットの幅寸法を抑えつつ、低騒音・高風量を実現することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、ヒータコアを、略コ字形に配置したエバポレータのうちの中央部エバポレータと対面する姿勢で配置しているので、流路構成が単純でコンパクトな構造の空調ユニットを実現することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、ヒータコアを、略コ字形に配置したエバポレータの内側の空間の内部に配置しているので、ヒータコアと直交する方向の空調ユニット寸法を小さくすることができる。例えば、エバポレータとヒータコアを車両前後方向に位置するように据え付けた場合、空調ユニットの前後方向寸法の縮小が図れる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、エバポレータもヒータコアも立てた姿勢で配置しているので、水平方向に空調風を通過させることになり、良好な熱交換性能を得ることができる。また、ヒータコアを後傾姿勢で配置しているので、占有スペースを拡大せずにヒータコアの通風面積の拡大を図ることができ、熱交換性能のアップを図ることができる。また、ヒータコアの前面がやや上向きになるので、車内に上向き風を楽に出せるようになる。
【００２５】
また、ヒータコアの背後に確保した中央空間にエバポレータの内側通路を合流させたので、中央部及び両側部エバポレータを通過した後の空調風を全部ヒータコアに通過させることができる。なお、このようにエバポレータ通過後の空調風を全部ヒータコアに通過させる場合、空調風の加熱が不要の際にはヒータコアを加熱モードにしなければよい。例えば、加熱の不要なベントモードの際には、ヒータコアへの熱媒供給をストップすることで、エバポレータ通過後の冷風を、温度の低いヒータコアを介して車内に供給することになる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、バイパスドアを開制御することで、ヒータコアを通過させずに直接エバポレータ通過後の空調風の一部を車内に吹き出すことができる。この場合、ヒータコアの上側にバイパス通路を設けているので、空調ユニットの上面側にベント吹出口が配置されている場合は、ベント吹出口から直接エバポレータ通過後の冷風を吹き出すことができる。また、ヒータコアを加温モードにして、エバポレータ通過後の空調風の一部をヒータコアで昇温させる場合には、その温風とバイパス通路から出てくる冷風をミックスすることで、適度の温度の空調風を車内に吹き出すことができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、バイパスドアを開制御することで、ヒータコアを通過させずに直接両側部エバポレータ通過後の空調風の一部を車内に吹き出すことができる。また、ヒータコアを加温モードにして、エバポレータ通過後の空調風の一部をヒータコアで昇温させる場合には、その温風とバイパス通路から出てくる冷風をミックスすることで、適度の温度の空調風を車内に吹き出すことができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、ヒータコアの後流に、バイパス通路を通過して来た空調風とヒータコアを通過して来た空調風を混合させるためのエアミックス空間を確保し、そのエアミックス空間に臨ませてそれぞれドアで開閉調節可能なベント吹出口とフット吹出口を設けているので、バイパスドアの制御により冷風と温風の混合割合を調整して、ベント吹出口及びフット吹出口から車内へ吹き出す空調風の温度調節を行うことができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、エバポレータの外側に確保した外側流路を、中央部エバポレータの外側に確保した中央流路と両側部エバポレータの各外側に確保した側部流路とからなる平面視コ字形の空間として構成し、中央流路と一方の側部流路の連通する角部に、中央流路の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入するための空調風導入口を設け、該空調風導入口に送風ユニットの吐出口を接続可能としているので、送風ユニットを空調ユニットの側方に並べて配置することができる。従って、空調ユニットと送風ユニットを車幅方向に並べて配置することで、空調ユニット及び送風ユニットからなるエアコンユニットの前後占有スペースを小さく抑えることができる。また、そのように配置した状態で、送風ユニットから、エバポレータの外側に確保した平面視コ字形の空間（外側流路）を介して、エバポレータに良好に空調風を送ることができる。
【００３０】
請求項９の発明によれば、空調風導入口から中央流路への連絡部に、一方の側部流路（空調風導入口に近い方の側部流路）への風量配分を増すための流路絞り込み部を設けているので、一方の側部流路へも十分な送風を行うことができる。
【００３１】
即ち、空調風導入口から勢い良く流入する空調風は、慣性作用によって一方の側部流路よりも中央流路側へ大量に流れがちであるが、その連絡部に流路絞り込み部があるので、風量配分が適量に制御される。
【００３２】
請求項１０の発明によれば、一方の側部流路及び他方の側部流路を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成したため、エバポレータの通過風の風速分布を良くすることができる。
【００３３】
即ち、各側部流路の先端部は、風の流れの実質的な行き止まりになっている。ところが、送風ユニットのブロアからは大きな押し込み力で中央流路内に風が送られてくる一方、エバポレータは通風抵抗が大きいので、行き止まり部分が高圧となり、エバポレータを通過する風の速度分布が不均一になる。しかし、上記のように流路形状を定めることにより、円滑な流れを促進することができ、風速分布を改善することができる。
【００３４】
請求項１１の発明によれば、中央流路から他方の側部流路へ至る曲がり部の流路形状を、外周側の流路壁を丸めることで湾曲状に形成したため、風速分布をさらに改善することができる。即ち、中央流路から他方の側部流路へ至る曲がり部は、風の流れの実質的な行き止まりになっている。そのため、曲がり部が高圧となり、エバポレータを通過する風の速度分布が不均一になる。しかし、上記のように流路形状を定めることにより、円滑な流れを促進することができ、風速分布を改善することができる。
【００３５】
請求項１２の発明によれば、中央部エバポレータと両側部エバポレータの交差部に空調風の流れを円滑にする整流部材（湾曲部材）を設けたため、風速分布をさらに改善することができる。
【００３６】
請求項１３の発明によれば、空調ユニット及び送風ユニットをセンタ置きタイプのレイアウトで配置したので、エアコンユニットの車幅方向寸法を小さく抑え、運転席の足元スペースやグローブボックスの容量を確保しながら、低騒音・高風量化を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
図１は本発明の第１実施形態の空調ユニットの概略構成図であって、内部構造を部分的に透視しながら示す斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３は同空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【００３９】
空調ユニット１Ａは、箱形の空調ケース１０を主体に構成されている。空調ケース１０の内部には、空調風を冷却するエバポレータ５０が平面視コ字形に配置されており、このエバポレータ５０は、コ字の開口部が空調風の流れ方向の下流側に向くように垂直に立てた姿勢で配置されている。即ち、エバポレータ５０は、図３に示すように、コ字形配置の中央に位置する中央部エバポレータ５１と、その左右両側に位置する両側部エバポレータ５２、５３とで構成されている。
【００４０】
空調ケース１０の内部には、コ字形配置のエバポレータ５０（５１、５２、５３）の各通風面に対して略垂直に空調風が通過するように、エバポレータ５０の外側と内側に、それぞれ外側流路と内側流路とが確保されている。エバポレータ５０の外側に確保された外側流路は、中央部エバポレータ５１の外側に確保された中央流路１１と、両側部エバポレータ５２、５３の各外側に確保した側部流路１２、１３とからなる平面視コ字形の空間として構成されている。また、エバポレータ５０の内側に確保された内側流路は、中央部エバポレータ５１の内側の中央内側流路２１と、両側部エバポレータ５２、５３の各内側の側部内側流路２２、２３とからなる平面視コ字形の空間として構成されている。ここで、側部内側流路２２、２３は、それぞれ流路壁２２Ｈ、２３Ｈをエバポレータ５２、５３の内側に間隔をおいて配することで形成されている。また、中央内側流路２１は単なる空間として形成されている。
【００４１】
また、空調ケース１０の内部のエバポレータ５０通過後の空調風が流下する流路途中には、空調風を加温するヒータコア６０が配置されている。ヒータコア６０は、コ字形に配置されたエバポレータ５０の内側の空間の内部に配置されており、図２に示すように、中央部エバポレータ５１の前面に後傾姿勢で立設されている。そして、中央部エバポレータ５１とヒータコア６０の間に、エバポレータ５０通過後の空調風をヒータコア６０の背面に流入させる中央空間２５が確保されている。
【００４２】
コ字形配置のエバポレータ５０の内側に確保された内側流路２１、２２、２３は、全て中央空間２５に合流している。即ち、中央内側流路２１は中央空間２５にそのまま連続している。また、側部内側流路２２、２３は、これらの内側流路２２、２３を画成する流路壁２２Ｈ、２３Ｈの中央部エバポレータ５１寄りの位置に連通用の開口２２ｅ、２３ｅを設けることで、これら開口２２ｅ、２３ｅを通して中央空間２５に合流している。
【００４３】
また、図２に示すように、ヒータコア６０の上側には、中央空間２５内に導入されたエバポレータ５０通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコア６０の下流側空間であるエアミックス空間２６に向けてバイパスさせるバイパス通路３１が設けられている。このバイパス通路３１には、該バイパス通路３１を開閉するバタフライ形のバイパスドア３１Ｄが設けられている。ヒータコア６０の後側（後流）に確保されたエアミックス空間２６は、バイパス通路３１を通過して来た空調風とヒータコア６０を通過して来た空調風とを混合させるための空間である。
【００４４】
空調ケース１０には、このエアミックス空間２６に臨ませてベント吹出口３２とフット吹出口３４が設けられており、それらベント吹出口３２とフット吹出口３４にはそれぞれ開閉可能なベントドア３２Ｄとフットドア３４Ｄとが設けられている。
【００４５】
なお、フット吹出口３４の下流部は、フロント側フット吹出口３５とリア側フット吹出口３６に分岐されている。また、バイパスドア３１Ｄの真上には、デフドア３３Ｄを備えたデフ吹出口３３が設けられている。
【００４６】
また、この空調ユニット１Ａの空調ケース１０には、送風ユニット７０からの空調風を導入するための空調風導入口１４が設けられている。空調風導入口１４は、エバポレータ５０の外側流路を構成する中央流路１１と左側の側部流路１２の連通する角部に設けられており、中央流路１１の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入する向きに配置されている。そして、この空調風導入口１４に送風ユニット７０の吐出口を接続することができるようになっている。図３は送風ユニット７０を接続した状態での構成を示している。
【００４７】
この空調ユニット１Ａを車両に据え付ける場合は、空調ユニット１Ａの側方に送風ユニット７０を配置して、この送風ユニット７０の吐出口を空調ユニット１Ａの空調風導入口１４に接続する。そしてその状態で、空調ユニット１Ａを、コ字形配置のエバポレータ５０の開口部及びヒータコア６０が車両後方に向く姿勢で、車両前席前方のインストルメントパネル内の車幅方向中央部に配置し、それにより、送風ユニット７０を助手席側にオフセット配置して車両用空調装置を構成する。
【００４８】
次に作用を説明する。
【００４９】
送風ユニット７０を作動させると、空調風は空調風導入口１４から空調ケース１０内に導入され、エバポレータ５０の外側流路である中央流路１１、両側部流路１２、１３から、各エバポレータ５１、５２、５３を通過して内側流路２１、２２、２３に抜ける。この間、空調風はエバポレータ５１、５２、５３によって除湿・冷却される。エバポレータ５１、５２、５３を通過した空調風は、内側流路２１、２２，２３からヒータコア６０の背後の中央空間２５に合流し、ヒータコア６０を通過して、開放された少なくともいずれかの吹出口３２、３３、３４から車内へ吹き出される。
【００５０】
例えば、フルクールモードの場合は、ヒータコア６０を加温モードにせずに空調風を通過させる。それにより、冷風がそのまま車内へ吹き出される。また、ヒートモードの場合は、ヒータコア６０を加温モードにして空調風を通過させる。それにより、エバポレータ５０を通過した空調風が加温されて車内へ吹き出される。
【００５１】
また、エアミックスさせるモードの場合は、バイパスドア３１Ｄを開いてエバポレータ５０通過後の空調風を直接ヒータコア６０の下流側のエアミックス空間２６に導入することで、ヒータコア６０通過後の温風と、バイパス通路３１から出てくる冷風とをエアミックス空間２６で混合して、車内へ吹き出させる。従って、バイパスドア３１Ｄの制御によって、ベント吹出口３２及びフット吹出口３４から車内へ吹き出す空調風の温度調節を行うことができる。
【００５２】
このように空調を行う場合、エバポレータ５０がコ字形に配置されることによって、通風面積が大幅に拡大されているので、つまり、中央部エバポレータ５１を基本として見た場合、左右側部エバポレータ５２、５３の通風面積分が増加しているので、低騒音・高風量を実現することができる。
【００５３】
特にエバポレータ５０がコ字形に配置されることによって、エバポレータ５０が横一列に並ぶ場合と違ってエバポレータ５０の配置幅寸法が抑えられるので、空調ケース１０の幅寸法、つまり空調ユニット１Ａの幅寸法を抑えつつ低騒音・高風量を実現することができる。
【００５４】
また、エバポレータ５０もヒータコア６０も、立った姿勢で配置されているので、水平方向に空調風が通過することになって、良好な熱交換性能が得られる。また、ヒータコア６０が後傾姿勢で配置されることで、占有スペースを拡大せずにヒータコア６０の通風面積の拡大が図られているので、ヒータコア６０の熱交換性能がアップする。
【００５５】
また、ヒータコア６０は、中央部エバポレータ５１と対面する姿勢で配置されているので、流路構成が単純化され、コンパクトな構造の空調ユニット１Ａとなっている。特に、ヒータコア６０は、コ字形配置のエバポレータ５０の内側の空間の内部に配置されているので、ヒータコア６０と直交する車両前後方向の空調ユニット１Ａの寸法を小さく抑えることができる。
【００５６】
また、以上のように空調ユニット１Ａの幅寸法を制限することができるので、図３に示すように、空調ユニット１Ａ及び送風ユニット７０をセンタ置きタイプのレイアウトで配置した場合に、運転席の足元スペースやグローブボックスの容量を十分に確保することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態の空調ユニット１Ａでは、バイパス通路３１及びバイパスドア３１Ｄをヒータコア６０の上側に設けていたが、図４に示す第２実施形態の空調ユニット１Ｂのように、両側部エバポレータ５２、５３に対応して確保した内側流路２２、２３の一部に、両側部エバポレータ５２、５３通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコア６０の下流側空間にバイパスさせるバイパス通路４２、４３を設け、これらバイパス通路４２、４３にバイパスドア４２Ｄ、４３Ｄを設けて、バイパス通路４２、４３を開閉制御するようにしてもよい。
【００５８】
この場合も、バイパスドア４２Ｄ、４３Ｄを開いてエバポレータ５２、５３通過後の冷風を直接ヒータコア６０の下流側空間に導くことにより、エアミックス空間２６にてヒータコア６０通過後の温風とバイパスされた冷風とをミックスすることができて、温度調節された空調風を車内に吹き出すことができる。
【００５９】
また、図５の第３実施形態の空調ユニット１Ｃに示すように、バイパス通路を設けずに、エバポレータ５１、５２、５３を通過した空調風を、どのような場合も全てヒータコア６０に通過させるようにしてもよい。この場合は、モードに応じてヒータコア６０のＯＮ／ＯＦＦを行う必要がある。
【００６０】
また、図６の第４実施形態の空調ユニット１Ｄのように流路を形成することにより、空調ケース１０内での空調風の流れをより円滑にすることができ、空調性能アップを図ることができる。
【００６１】
この第４実施形態の空調ユニット１Ｄでは、空調風導入口１４から中央流路１１への連絡部に、左側の側部流路１２への風量配分を増すための流路絞り込み部（段差）１５を設けている。
【００６２】
また、左側の側部流路１２及び右側の側部流路１３を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成している。この実施形態では、外周側の流路壁１２Ｈ、１３Ｈを先端側に向けて絞り込むことで、側部流路１２及び右側の側部流路１３を先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成している。なお、外周側の流路壁１２Ｈ、１３Ｈを直線状にしたまま、両側部エバポレータ５２、５３をハ字形に拡開配置させることで、側部流路１２、１３の先端側を先窄まり形状に形成してもよい。
【００６３】
とくに右側の側部流路１３の形状は、中央流路１１から右側の側部流路１３へ至る曲がり部１６の流路形状を、外周側の流路壁１６ＨをＲ状の丸めることで湾曲状に形成し、このＲ状湾曲部１６Ｈに沿うように、右側の側部流路１３の先端側を、外周側の流路壁１３Ｈを内側に湾曲させることで先窄まり形状に形成している。
【００６４】
更に、中央部エバポレータ５１と両側部エバポレータ５２、５３の交差部に、空調風の流れを円滑にするための整流部材５５、５６を取り付けている。また、側部内側流路２２、２３にバイパス通路２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを設けている。
【００６５】
図７は第４実施形態の空調ユニット１Ｄにおける静圧分布、図８は比較例として示す空調ユニット１Ｅ（第１実施形態のものに近い構成例）における静圧分布をそれぞれ示している。
【００６６】
両図を比較してみると分かるように、図７の方が高静圧成分が平均化され、エバポレータ５０直後の静圧が均一化されている。
【００６７】
まず、空調風導入口１４から勢い良く流入する空調風は、慣性作用によって左側の側部流路１２よりも中央流路１１側へ大量に流れがちであるが、図８のものに比較し図７のものでは、その連絡部分に流路絞り込み部１５があるので、風量配分が適量に制御され、左側の側部流路１２へも十分な送風が行われる。
【００６８】
また、図８に示すように、中央流路１１から右側の側部流路１３へ至る曲がり部１６や各側部流路１２、１３の先端部は、風の流れの実質的な行き止まりになっており、送風ユニット７０のブロアからの大きな押し込み力とエバポレータ５１、５２、５３の大きな通風抵抗の影響で、行き止まり部分が高圧（斜線部Ａ、Ｂ）となり、その結果、エバポレータ５１、５２、５３を通過する風の速度分布が不均一になりがちであるが、図７のものでは、上記のように流路形状が定められていることにより、図７のように円滑な流れが促進され、エバポレータ５０前後の静圧分布が改善される。
【００６９】
なお、上述の実施形態ではエバポレータをコ字形に配置した例であるが、本発明にあっては中央エバポレータに対して両側部エバポレータが完全に直交してない構造も含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空調ユニットの概略構成図であって、内部構造を部分的に透視しながら示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】同空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の空調ユニットと送風ユニットを組み合わせたエアコンユニットの構成を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の空調ユニットの構成を示す概略平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の空調ユニットにおける静圧分布を示す図である。
【図８】図７との比較のために示す別の空調ユニットの静圧分布の図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ 空調ユニット
１０ 空調ケース
１１ 中央流路（外側流路）
１２，１３ 側部流路（外側流路）
１３Ｈ 流路壁
１４ 空調風導入口
１５ 流路絞り込み部
１６ 曲がり部
１６Ｈ 流路壁
２１，２２，２３ 内側流路
２５ 中央空間
２６ エアミックス空間
３１ バイパス通路
３１Ｄ バイパスドア
４２，４３ バイパス通路
４２Ｄ，４３Ｄ バイパスドア
５０ エバポレータ
５１ 中央部エバポレータ
５２，５３ 側部エバポレータ
５５，５６ 整流部材
６０ ヒータコア
３２ ベント吹出口
３２Ｄ ベントドア
３４ フット吹出口
３４Ｄ フットドア
７０ 送風ユニット
Claims (13)
- 空調ケース（１０）内にエバポレータ（５０）を略コ字形に配置し、略コ字形に配置したエバポレータ（５０）の各通風面に対して略垂直に空調風が通過するように、エバポレータ（５０）の外側と内側にそれぞれ外側流路（１１、１２、１３）と内側流路（２１、２２、２３）を確保すると共に、エバポレータ（５０）通過後の空調風が流下する空調ケース（１０）内の流路途中にヒータコア（６０）を配置したことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）。
- 請求項１記載の車両用空調ユニットであって、
前記エバポレータ（５０）を、略コ字形配置の中央に位置する中央部エバポレータ（５１）と、その両側に位置する両側部エバポレータ（５２、５３）とで構成し、コ字の開口部が空調風の流れ方向の下流側に向くように前記中央部エバポレータ（５１）及び両側部エバポレータ（５２、５３）を配置すると共に、前記ヒータコア（６０）を前記中央部エバポレータ（５１）と対面する姿勢で配置したことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）。 - 請求項２記載の車両用空調ユニットであって、
前記ヒータコア（６０）を、前記略コ字形に配置したエバポレータ（５０）の内側の空間の内部に配置したことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）。 - 請求項３記載の車両用空調ユニットであって、
前記エバポレータ（５０）を垂直に立てた姿勢で配置すると共に、前記ヒータコア（６０）を前記中央部エバポレータ（５１）の前面に後傾姿勢で立設し、前記中央部エバポレータ（５１）とヒータコア（６０）の間に、エバポレータ（５０）通過後の空調風をヒータコア（６０）の背面に流入させる中央空間（２５）を確保し、前記略コ字形配置のエバポレータ（５０）の内側に確保した内側流路（２１、２２、２３）を全て前記中央空間（２５）に合流させたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）。 - 請求項４記載の車両用空調ユニットであって、
前記ヒータコア（６０）の上側に、前記中央空間（２５）内に導入されたエバポレータ（５０）通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコア（６０）の下流側空間（２６）にバイパスさせるバイパス通路（３１）を設け、このバイパス通路（３１）に該バイパス通路（３１）を開閉するバイパスドア（３１Ｄ）を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ）。 - 請求項４記載の車両用空調ユニットであって、
前記両側部エバポレータ（５２、５３）に対応して確保した内側流路（２２、２３）の一部に、該両側部エバポレータ（５２、５３）通過後の空調風の少なくとも一部を直接ヒータコア（６０）の下流側空間（２６）にバイパスさせるバイパス通路（４２、４３）を設け、このバイパス通路（４２、４３）に該バイパス通路（４２、４３）を開閉するバイパスドア（４２Ｄ、４３Ｄ）を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ｂ）。 - 請求項５または６記載の車両用空調ユニットであって、
前記ヒータコア（６０）の後流に、前記バイパス通路（３１、４２、４３）を通過して来た空調風とヒータコア（６０）を通過して来た空調風を混合させるためのエアミックス空間（２６）を確保し、そのエアミックス空間（２６）に臨ませてそれぞれドア（３２Ｄ、３３Ｄ）で開閉調節可能なベント吹出口（３２）とフット吹出口（３３）を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ）。 - 請求項３〜７のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、
前記エバポレータ（５０）の外側に確保した外側流路を、前記中央部エバポレータ（５１）の外側に確保した中央流路（１１）と両側部エバポレータ（５２、５３）の各外側に確保した側部流路（１２、１３）とからなる平面視コ字形の空間として構成し、前記中央流路（１１）と前記一方の側部流路（１２）の連通する角部に、前記中央流路（１１）の延在方向に向けて真っ直ぐに空調風を導入するための空調風導入口（１４）を設け、該空調風導入口（１４）に送風ユニット（７０）の吐出口を接続可能としたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）。 - 請求項８記載の車両用空調ユニットであって、
前記空調風導入口（１４）から中央流路（１１）への連絡部に、前記一方の側部流路（１２）への風量配分を増すための流路絞り込み部（１５）を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ｄ）。 - 請求項８または９記載の車両用空調ユニットであって、
前記一方の側部流路（１２）及び他方の側部流路（１３）を、先端に行くほど流路を狭くした先窄まり形状に形成したことを特徴とする車両用空調ユニット。 - 請求項８〜１０のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、
前記中央流路（１１）から前記他方の側部流路（１３）へ至る曲がり部（１６）の流路形状を、外周側の流路壁（１６Ｈ）を丸めることで湾曲状に形成したことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ｄ）。 - 請求項８〜１１のいずれかに記載の車両用空調ユニットであって、
中央部エバポレータ（５１）と両側部エバポレータ（５２、５３）の交差部に空調風の流れを円滑にする整流部材（５５、５６）を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット（１Ｄ）。 - 請求項８〜１２のいずれかに記載の車両用空調ユニットを用いて構成した車両用空調装置であって、
前記空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）の側方に送風ユニット（７０）を配置して、該送風ユニット（７０）の吐出口を前記空調風導入口（１４）に接続し、前記空調ユニット（１Ａ〜１Ｅ）を、前記略コ字形配置のエバポレータ（５０）の開口部及びヒータコア（６０）が車両後方に向く姿勢で、車両前席前方のインストルメントパネルの車幅方向中央部に配置することにより、前記送風ユニット（７０）を助手席側にオフセット配置したことを特徴とする車両用空調装置。
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