JP2005059654A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吹出モード切替ドアを設けることなく、吹出モードを選択し、所望の温度の空調風を選択された吹出モードに応じて各吹出口から吹き出すことが可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 車室内の異なる部位へと通じる複数の開口部が形成されたケース内に回動自在に配置され、スクロール出口部が開口したスクロールケースを備え、スクロールケースを回動させると、スクロール出口部の向きが変わり、複数の開口部のうちスクロール出口部と対面した一つまたは二つ以上の開口部に、送風機によって発生した空気流を送り込む。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両用空調装置に関するものである。

従来、熱交換器の下流側に送風機を設け、この送風機の下流側に吹出モード切替ドアを設け、車室内の異なる部位へと通じる複数の開口部へ所望の温度の空調風を振り分けるという技術が知られている（例えば特許文献１）。
特開平８−２７６７７２号公報

近年、車室内空間を広くとりたいという要望があり、車両用空調装置はよりいっそうの小型化を求められるようになった。

特許文献１に記載の車両用空調装置は、送風機の下流側に吹出モード切替ドアが設けられており、この吹き出しモード切替ドアが車両用空調装置の小型化の弊害となってしまっている。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、吹出モード切替ドアを設けることなく、吹出モードを選択し、所望の温度の空調風を選択された吹出モードに応じて各吹出口から吹き出すことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

そこで、請求項１に記載の発明は、一端側に車室内もしくは車室外に通じる開口部（５ａ、５ｂ）を有し、他端側に車室内の異なる部位へと通じる複数の開口部（１８、２０、２２）を有するケース（５、８、１４）と、ケース（５、８、１４）内に配置され、前記ケース（５、８、１４）内の一端側から他端側に向けて空気流を発生させる送風機（１６）と、送風機（１６）の上流側に配置され、送風機（１６）によって発生した空気流と熱交換をする熱交換器（９、１１）と、送風機（１６）を収納するとともに、ケース（５、８、１４）内に回動自在に配置され、送風機（１６）によって発生した空気流を吹き出すスクロール出口部（１５ａ）が開口したスクロールケース（１５）とを備え、上記複数の開口部（１８、２０、２２）は、スクロール出口部（１５ａ）の周囲に開口し、スクロールケース（１５）を回動させると、スクロール出口部（１５ａ）の向きが変わり、複数の開口部（１８、２０、２２）のうちスクロール出口部（１５ａ）と対面した一つまたは二つ以上の開口部（１８、２０、２２）に、送風機（１６）によって発生した空気流を送り込むことを特徴とする。

これにより、熱交換器（９、１１）によって熱交換をされ、所望の温度となった空気流を、車室内の異なる部位へと通じる複数の開口部（１８、２０、２２）のうち、スクロール出口部（１５ａ）と対面した一つまたは二つ以上の開口部（１８、２０、２２）に送り込むことができるので、吹出モード切替ドアを設けずに、吹出モードを選択し、所望の温度の空気流を選択された吹出モードに応じて吹出口から吹き出すことが可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の開口部（１８、２０、２２）は、乗員の上半身へ向けて空気流を吹き出すＦＡＣＥ吹出口へと通じるＦＡＣＥ開口部（１８）、乗員の下半身へ向けて空気流を吹き出すＦＯＯＴ吹出口へと通じるＦＯＯＴ開口部（２０）、窓ガラスへ向けて空気流を吹き出すＤＥＦ吹出口へと通じるＤＥＦ開口部（２２）であり、ＦＡＣＥ開口部、ＦＯＯＴ開口部、ＤＥＦ開口部の順に、スクロールケース（１５）の周囲にスクロールケース（１５）の回転方向と平行に並んで開口していることを特徴とする。

これにより、スクロールケース（１５）を回動させることによって、ＦＡＣＥ開口部（１８）に空気流を送り込むＦＡＣＥモード、ＦＡＣＥ開口部（１８）とＦＯＯＴ開口部（２０）の両方に空気を送り込むＢ／Ｌモード、ＦＯＯＴ開口部（２０）に空気流を送り込むＦＯＯＴモード、ＦＯＯＴ開口部（２０）とＤＥＦ開口部（２２）に空気流を送り込むＦ／Ｄモード、ＤＥＦ開口部（２２）に空気流を送り込むＤＥＦモードを順に実現することが可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、熱交換器（９、１１）が加熱用熱交換器（１１）と冷却用熱交換器（９）であることを特徴とする。

これにより、冷却用熱交換器（９）と加熱用熱交換器（１１）によって送風機（１６）の上流側で容易に所望の温度の空気流を作ることが可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明において、ケース（５、８、１４）のうち、複数の開口部（１８、２０、２２）が開口している部分（１４）が、スクロール出口部（１５ａ）の回動軌跡に沿った形状となっていることを特徴とする。

これにより、複数の開口部（１８、２０、２２）のうちスクロール出口部（１５ａ）と対面した一つまたは二つ以上の開口部（１８、２０、２２）に、送風機（２３）によって発生した空気流を、より確実に送り込むことが可能である。

（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図８を用いて説明する。図１は第１実施形態における車両用空調装置１の構成を示す模式図である。

車両用空調装置１は大きく分けて内外気切替ユニット２、空調ユニット３、吹き出しモード切替ユニット４とから構成されている。

内外気切替ユニット２は、内気導入開口部５ａおよび外気導入開口部５ｂが開口した内外気切替ユニットケース５と、内外気切替ドア６から構成されるものであり、車両用空調装置１に導入する空気を、図示しない車室内もしくは車室外のどちらから導入するかを切り替えるものである。

内気導入開口部５ａは、図示しない車室内に設けられた内気取り込み口に通じており、内外気切替ユニットケース５に内気を導入するものである。

外気導入開口部５ｂは、図示しない車室外に設けられた外気取り込み口に通じており、内外気切替ユニットケース５に外気を導入するものである。

内外気切替ドア６は、回転軸がサーボモータ７に連結された板状のドアであり、内気導入開口部５ａまたは外気導入開口部５ｂのいずれか一方を開き、他方を塞ぐように回動するものである。

空調ユニット３は、内外気切替ユニット２で導入された内気または外気が流れる空調ユニットケース８と、この空調ユニットケース８内に配置された、エバポレータ９、ヒータコア１１、エアミックスドア１０から構成されるものであり、空調ユニットケース８内を流れる空気を所望の温度に空調するものである。

エバポレータ９は、周知の冷凍サイクルを構成するものであり、内部を流れる冷媒とエバポレータ９を通過する空気との熱交換によって、エバポレータ９を通過する空気を冷却するものである。

ヒータコア１１は、図示しない車両の走行用エンジンのエンジン冷却水が内部を流れ、エンジン冷却水とヒータコア１１を通過する空気との熱交換によって、ヒータコア１１を通過する空気を加熱するものである。

エアミックスドア１０は、回転軸がサーボモータ１３に連結された板状のドアであり、車室内に吹き出される空気が、所望の吹き出し温度となるようにエバポレータ９を通過した空気を、ヒータコア１１とヒータコア１１を迂回するバイパス流路１２とに振り分けるものである。

ヒータコア１１およびバイパス流路１２を通過した空気は、モード切替ユニット４の送風機１６に吸い込まれ、混合され、所望の吹き出し温度となる。

次にモード切替ユニット４について図２および図３を用いて説明する。尚、図２はモード切替ユニット４の外観を示す図であり、図３は空調ユニット３および後述するＦＡＣＥダクト１７、ＦＯＯＴダクト１９、ＤＥＦダクト２１とモード切替ユニット４との結合関係を示す図である。

モード切替ユニット４は、切り欠き部１４ａを有する略円筒状のモード切替ユニットケース１４と、このモード切替ユニットケース１４内に配置され、モード切替ユニットケース１４の内壁に沿って回動するスクロールケース１５を有する送風機１６からなる。

モード切替ユニットケース１４は、図示しないＦＡＣＥ吹出口へと通じるＦＡＣＥダクト１７が接続されるＦＡＣＥ開口部１８、同じく図示しないＦＯＯＴ吹出口へと通じるＦＯＯＴダクト１９が接続されるＦＯＯＴ開口部２０、図示しないＤＥＦ吹出口へと通じるＤＥＦダクト２１が接続されるＤＥＦ開口部２２を有する。

送風機１６は、回転軸２３ｂを中心に図示しないブロワモータによって回転する遠心式ファン２３と、この遠心式ファン２３を収納し、図示しないサーボモータなどのアクチュエータによってモード切替ユニットケース１４の内壁に沿って回動するスクロールケース１５からなる。

遠心式ファン２３は、回転軸２３ｂの一方の側にブロワモータが接続され、他方の側の周囲に空気吸入口２３ａが設けられた周知のファンであり、この空気吸入口２３ａから吸い込んだ空気を、回転することによって径外方向へと吹き出すものである。

スクロールケース１５は、遠心式ファン２３を収納し、遠心式ファン２３から径外方向へと吹き出される空気の方向を転換させ、空気に圧力を発生させるべく、遠心式ファン２３の回転軸２３ｂを中心にした渦巻状に形成されており、この渦巻の出口に当たるスクロール出口部１５ａから空気を圧送するものである。

そして、このスクロールケース１５が回動することで、スクロール出口部１５ａが、モード切替ユニットケース１４に設けられたＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２のうち、一つまたは二つ以上の開口部に対面した時、対面した開口部に空気を圧送するものである。

そして、ＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２に流れ込んだ空気は、それぞれＦＡＣＥダクト１７、ＦＯＯＴダクト１９、ＤＥＦダクト２１を通って、図示しない車室内に設置されたＦＡＣＥ吹出口、ＦＯＯＴ吹出口、ＤＥＦ吹出口より吹き出される。

（本実施形態の作動）
次に本実施形態の作動について図４ないし図８を用いて説明する。

図４はモード切替ユニット４がＦＡＣＥ吹出口から乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すＦＡＣＥモードである場合の構成を示す図である。

スクロールケース１５のスクロール出口部１５ａは、モード切替ユニットケース１４に設けられたＦＡＣＥ開口部１８に対面する位置で静止している。

そして、スクロール出口部１５ａから送り出された空気は、ＦＡＣＥ開口部１８に流れ込み、ＦＡＣＥダクト１７を通じてＦＡＣＥ吹出口から吹き出される。

図５はモード切替ユニット４がＦＡＣＥ吹出口とＦＯＯＴ吹出口の両方から同時に空気を吹き出すＢ／Ｌモードである場合の構成を示す図である。

スクロールケース１５は、上述したＦＡＣＥモードの位置から図面反時計周り方向に少し回転し、スクロール出口部１５ａがモード切替ユニットケース１４に設けられたＦＡＣＥ開口部１８とＦＯＯＴ開口部２０とに対面する位置に静止している。

そして、スクロール出口部１５ａから送り出された空気は、ＦＡＣＥ開口部１８とＦＯＯＴ開口部２０の両方に流れ込み、それぞれＦＡＣＥダクト１７とＦＯＯＴダクト１９を通じてＦＡＣＥ開口部とＦＯＯＴ開口部の両方から吹き出されることになる。

図６はモード切替ユニット４が主にＦＯＯＴ吹出口から乗員の下半身に向けて空気を吹き出すＦＯＯＴモードである場合の構成を示す図である。

スクロールケース１５は、上述したＢ／Ｌモードの位置から図面時計回り方向に更に回転し、スクロール出口部１５ａがモード切替ユニットケース１４に設けられたＦＯＯＴ開口部２０に対面する位置で静止している。

そして、スクロール出口部１５ａから送り出される空気は、ＦＯＯＴ開口部２０に流れ込み、ＦＯＯＴダクト１９を通じてＦＯＯＴ吹出口から吹き出される。

図７はモード切替ユニット４がＦＯＯＴ吹出口とＤＥＦ吹出口の両方から同時に空気を吹き出すＦ／Ｄモードである場合の構成を示す図である。

スクロールケース１５は、上述したＦＯＯＴモードの位置から図面反時計周り方向に更に回転し、スクロール出口部１５ａがモード切替ユニットケース１４に設けられたＦＯＯＴ開口部２０とＤＥＦ開口部２２とに対面する位置に静止している。

そして、スクロール出口部１５ａから送り出された空気は、ＦＯＯＴ開口部２０とＤＥＦ開口部２２の両方に流れ込み、それぞれＦＯＯＴダクト１９とＤＥＦダクト２１を通じてＦＯＯＴ開口部とＤＥＦ開口部の両方から吹き出されることになる。

図８はモード切替ユニット４が主にＤＥＦ吹出口から図示しない窓ガラスに向けて空気を吹き出し、窓ガラスの曇り止めを行なうＤＥＦモードである場合の構成を示す図である。

スクロールケース１５は、上述したＦ／Ｄモードの位置から図面時計回り方向に更に回転し、スクロール出口部１５ａがモード切替ユニットケース１４に設けられたＤＥＦ開口部２２に対面する位置で静止している。

そして、スクロール出口部１５ａから送り出される空気は、ＤＥＦ開口部２２に流れ込み、ＤＥＦダクト２１を通じてＤＥＦ吹出口から吹き出される。

（本実施形態の効果）
以上のように本発明は、送風機１６のスクロールケース１５を回動させることによって、スクロール出口部１５ａから送り出される空気の向きを変え、モード切替ユニットケース１４に設けられたＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２のうち、一つまたは二つの開口部に空気を送り込事が可能である。

即ち、モード切替ドアを設けることなく、ＦＡＣＥ開口部１８に空気を送り込むＦＡＣＥモード、ＦＡＣＥ開口部１８およびＦＯＯＴ開口部２０に空気を送り込むＢ／Ｌモード、ＦＯＯＴ開口部２０に空気を送り込むＦＯＯＴモード、ＦＯＯＴ開口部２０およびＤＥＦ開口部２２に空気を送り込むＦ／Ｄモード、ＤＥＦ開口部２２に空気を送り込むＤＥＦモードを切替えることが可能である。

また、モード切替ユニットケース１４は、ＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２が設けられた面は、スクロール出口部１５ａの回動軌跡に沿って湾曲しているので、ＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２のうちスクロール出口部１５ａと対面した一つまたは二つ以上の開口部に、遠心式ファン２３によって発生した空気流を、より確実に送り込むことが可能である。

（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図９および図１０を用いて説明する。図９は本実施形態における車両用空調装置１の構成を車両上方から見た場合を示す模式図であり、図１０は本実施形態における車両用空調装置１の構成を車両後方側から見た場合を示す模式図である。

第１実施形態では、車両の前方から後方に向かって、内外気切替ユニット２、空調ユニット３、モード切替ユニット４の順で配置したが、本実施形態では、車両の助手席側から運転席側に向かって、内外気切替ユニット２、空調ユニット３、モード切替ユニット４を順に配置する。

尚、内外気切替ユニット２、空調ユニット３、モード切替ユニット４のそれぞれ単体については第１実施形態と同様のものであり、本実施形態は空調ユニット３に対するモード切替ユニット４の相対的な向きが異なるものである。

ここで、モード切替ユニット４は、空気吸入口２３ａを空調ユニット３側に向けて配置されているので、第１実施形態同様、ＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２は車両後方に向かって開口することになる。

この結果、車両用空調装置１内を流れる空調風の流れは、図９中（Ａ）で示す矢印のようになる。

（他の実施形態）
上記実施形態ではＦＡＣＥ開口部１８、ＦＯＯＴ開口部２０、ＤＥＦ開口部２２の形状を同一のものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１１に示すようにＦＡＣＥ開口部１８をＦＯＯＴ開口部２０の方へ広げるようにしてもよいし、図１２に示すようにＤＥＦ開口部２２をＦＯＯＴ開口部２０の方に広げるようにしてもよい。

これにより、モード切替ユニット４がＦＯＯＴモードである時でもＦＡＣＥ開口部１８またはＦＯＯＴ開口部２２に空気を送り込むことができる。

また、上記実施形態では、スクロールケース１５をＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモード、Ｆ／Ｄモード、ＤＥＦモードの５つのモードを実現するように５段階に回動させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクロールケース１５を無段階で回動させ、吹き出しモードを無段階に切替えるようにしてもよい。

これにより、各吹出口から吹き出す空気流の風量割合を、微妙に調整することができる。

さらに、上記実施形態では、エアミックスドア１０を設けてヒータコア１１を通過する空気と、バイパス流路１２を通ってヒータコア１１を迂回する空気を振り分けるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアミックスドア１０を設けず、ヒータコア１１内を流れる温水の流量を調整して、所望の温度の空気流を作り出すようにしてもよい。

第１実施形態における車両用空調装置の構成を示す模式図である。 第１実施形態におけるモード切替ユニット４の外観を示す図である。 第１実施形態における空調ユニット３とモード切替ユニット４の結合関係を示す図である。 第１実施形態においてモード切替ユニット４がＦＡＣＥモードである場合の構成を示す図である。 第１実施形態においてモード切替ユニット４がＢ／Ｌモードである場合の構成を示す図である。 第１実施形態においてモード切替ユニット４がＦＯＯＴモードである場合の構成を示す図である。 第１実施形態においてモード切替ユニット４がＦ／Ｄモードである場合の構成を示す図である。 第１実施形態においてモード切替ユニット４が主にＤＥＦ吹出口から図示しない窓ガラスに向けて空調風を吹き出し、窓ガラスの曇り止めを行なうＤＥＦモードである場合の構成を示す図である。 第２実施形態における車両用空調装置の構成を車両上方から見た場合を示す模式図である。 第２実施形態における車両用空調装置の構成を車両後方側から見た場合を示す模式図である。 他の実施形態におけるＦＡＣＥ開口部、ＦＯＯＴ開口部、ＤＥＦ開口部の形状をしめす模式図である。 他の実施形態におけるＦＡＣＥ開口部、ＦＯＯＴ開口部、ＤＥＦ開口部の形状をしめす

符号の説明

１…車両用空調装置、
２…内外気切替ユニット、
３…空調ユニット、
４…モード切替ユニット、
５…内外気切替ユニットケース、
５ａ…内気導入開口部、
５ｂ…外気導入開口部、
６…内外気切替ドア、
７…サーボモータ、
８…空調ユニットケース、
９…エバポレータ、
１０…エアミックスドア、
１１…ヒータコア、
１２…バイパス流路、
１３…サーボモータ、
１４…モード切替ユニットケース、
１４ａ…切り欠き部、
１５…スクロールケース、
１５ａ…スクロール出口部、
１６…送風機、
１７…ＦＡＣＥダクト、
１８…ＦＡＣＥ開口部、
１９…ＦＯＯＴダクト、
２０…ＦＯＯＴ開口部、
２１…ＤＥＦダクト、
２２…ＤＥＦ開口部、
２３…遠心式ファン、
２３ａ…空気吸入口、
２３ｂ…回転軸。

Claims (4)

1. 一端側に車室内もしくは車室外に通じる開口部（５ａ、５ｂ）を有し、他端側に車室内の異なる部位へと通じる複数の開口部（１８、２０、２２）を有するケース（５、８、１４）と、
   前記ケース（５、８、１４）内に配置され、前記ケース（５、８、１４）内の一端側から他端側に向けて空気流を発生させる送風機（１６）と、
   前記送風機（１６）の上流側に配置され、前記送風機（１６）によって発生した空気流と熱交換をする熱交換器（９、１１）と、
   前記送風機（１６）を収納するとともに、前記ケース（５、８、１４）内に回動自在に配置され、前記送風機（１６）によって発生した空気流を吹き出すスクロール出口部（１５ａ）が開口したスクロールケース（１５）とを備えており、
   前記複数の開口部（１８、２０、２２）は、前記スクロール出口部（１５ａ）の周囲に開口し、
   前記スクロールケース（１５）を回動させると、前記スクロール出口部（１５ａ）の向きが変わり、前記複数の開口部（１８、２０、２２）のうち前記スクロール出口部（１５ａ）と対面した一つまたは二つ以上の開口部（１８、２０、２２）に、前記送風機（１６）によって発生した空気流を送り込むことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記複数の開口部（１８、２０、２２）は、乗員の上半身へ向けて空気流を吹き出すＦＡＣＥ吹出口へ通じるＦＡＣＥ開口部（１８）、乗員の下半身へ向けて空気流を吹き出すＦＯＯＴ吹出口へ通じるＦＯＯＴ開口部（２０）、窓ガラスへ向けて空気流を吹き出すＤＥＦ吹出口へ通じるＤＥＦ開口部（２２）であり、
   前記ＦＡＣＥ開口部（１８）、前記ＦＯＯＴ開口部（２０）、前記ＤＥＦ開口部（２２）の順に、前記スクロール出口部（１５ａ）の周囲に前記スクロールケース（１５）の回動方向と平行に並んで開口し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。
3. 前記熱交換器（９、１１）は、加熱用熱交換器（１１）と冷却用熱交換器（９）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記ケース（５、８、１４）のうち、前記複数の開口部（１８、２０、２２）が開口している部分（１４）が、前記スクロール出口部（１５ａ）の回動軌跡に沿った形状となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用空調装置。

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