JP2005088629A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンプレッサのＯＦＦ時に急激に吹出温度が変動することのない車両用空調装置の提供を図る。
【解決手段】 エバポレータ５からの冷風を受風可能な位置に、エバポレータ５からの冷風の冷熱を蓄積可能であるとともに蓄積した冷熱を放出可能な蓄冷手段６７を配置した。これにより、コンプレッサＯＮ状態つまりエバポレータ５内を冷媒が流通してエバポレータ５からの冷風温度が低い状態では、蓄冷手段６７に冷熱が蓄積される。ここで、コンプレッサＯＦＦ時にはエバポレータ５内の冷媒流通量が急激に減少してエバポレータ５からの冷風温度が急に上昇してしまうが、このとき蓄冷手段６７に蓄冷された冷熱がバイパス通路１３に放熱される。このため、コンプレッサＯＦＦ時に急激に吹出温度が変化してしまうことを防止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

この種の車両用空調装置は、内外気が導入される送風路内に、冷媒サイクルに介装される冷却用熱交換器としてのエバポレータと、加熱用熱交換器（例えばエンジンの排熱を循環する温水ラインに介装された放熱手段としてのヒータコア）と、を備え、前記エバポレータで送風路中の空気を除湿冷却することで冷風を生成する一方で前記加熱用熱交換器で送風路中の空気を加熱することで温風を生成し、これら冷風と温風の割合をエアミックスドアにより調整することで車室内の温度を調整している（例えば特許文献１参照）。

なお、エバポレータが介装される冷凍サイクルを循環する冷媒は、コンプレッサの搬送力により循環するようになっている。
特開平１１−１１１４号公報

ここで、従来の車両用空調装置にあっては、コンプレッサがＯＮ／ＯＦＦするものがある。例えば、コンプレッサの駆動源（車両用駆動源としてのエンジンまたは電動モータや、車両用駆動源とは別途設けられたコンプレッサ専用駆動源など）とコンプレッサとをクラッチを介して連結した構造にあっては、コンプレッサの保護やエバポレータの保護のため、クラッチによりコンプレッサをＯＮ／ＯＦＦする。また、コンプレッサの駆動源が車両駆動源である構造にあっては、アイドリングストップ車に搭載するとアイドルストップ時に車両駆動源と連動するコンプレッサがＯＦＦする。

このようなコンプレッサがＯＮ／ＯＦＦする構造では、コンプレッサがＯＦＦした際にエバポレータを循環する冷媒量が急激に変化するため、車両用空調装置から吹き出される空気の温度が急激に変化して、乗員に違和感を与えてしまう虞がある。

本発明はこのような従来技術をもとに為されたもので、コンプレッサのＯＦＦ時に急激に吹出温度が変動することのない車両用空調装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明にあっては、冷却用熱交換器としてのエバポレータと、加熱用熱交換器と、前記加熱用熱交換器が配置される温風通路およびこの温風通路をバイパスして冷風をそのまま通風するバイパス通路への風量割合を調節するエアミックスドアと、を備えた車両用空調装置において、
前記エバポレータより後流側で該エバポレータからの冷風を受風可能な位置に、前記エバポレータからの冷風の冷熱を蓄積可能であるとともに蓄積した冷熱を放出可能な蓄冷手段を配置したことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の車両用空調装置において、前記エアミックスドアは、前記エバポレータと前記加熱用熱交換器との間に配置され前記温風通路および前記バイパス通路の入口で両通路に亘ってスライド自在なスライド式エアミックスドアであって、前記スライド式エアミックスドアの風上面に前記蓄冷手段を付設したことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明にあっては、請求項１記載の車両用空調装置において、前記エアミックスドアは、前記エバポレータと前記加熱用熱交換器との間に配置され前記温風通路および前記バイパス通路の入口で両通路に亘ってスライド自在なスライド式エアミックスドアであって、前記蓄冷手段は前記スライド式エアミックスドアの風上側で該スライド式エアミックスドアに沿ってスライド自在なスライド式蓄冷ドアであることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明にあっては、請求項３記載の車両用空調装置において、前記スライド式蓄冷ドアは、通風口を有して通風可能に形成されていることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明にあっては、請求項４記載の車両用空調装置において、前記スライド式エアミックスドアおよび前記スライド式蓄冷ドアとの間に隙間を設けて、前記スライド式エアミックスドアおよび前記スライド式蓄冷ドアが温風通路を全閉且つバイパス通路を全開する位置において前記通風口を通じて前記スライド式蓄冷ドアを冷風が通り抜けできるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、コンプレッサＯＮ状態つまりエバポレータ内を冷媒が流通してエバポレータからの冷風温度が低い状態では、蓄冷手段に冷熱が蓄積される。ここで、コンプレッサＯＦＦ時にはエバポレータ内の冷媒流通量が急激に減少してエバポレータからの冷風温度が急に上昇してしまうが、このとき蓄冷手段に蓄冷された冷熱が放熱される。このため、この請求項１記載の発明によれば、コンプレッサＯＦＦ時に急激に吹出温度が変化してしまうことを防止できる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、エアミックスドアはスライド式エアミックスドアであって、このスライド式エアミックスドアの風上面に蓄冷手段を付設したため、送風路を不用意に大きくすることがない。

請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、エアミックスドアは、スライド式エアミックスドアであって、蓄冷手段はスライド式エアミックスドアの風上側でスライド自在なスライド式蓄冷ドアであるため、送風路を不用意に大きくすることがない。しかも、コンプレッサＯＦＦ時には、必要に応じてスライド式蓄冷ドアをバイパス通路に臨むように位置させることができるため、より多く風をスライド式蓄冷ドアに当ててスライド式蓄冷ドアからの放熱量を多くすることも可能である。

なお、請求項３記載の発明にあっては、スライド式蓄冷ドアは通風口を有して通風可能であってもよいし通風口を有さずに通風不可能であってもよい。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加え、スライド式蓄冷ドアは通風口を有して通風可能に形成されているため、コンプレッサＯＦＦ時には必要に応じてスライド式蓄冷ドアの全体をバイパス通路に位置させて、蓄冷ドアの全面を通風させることができる。これによりバイパス通路を流れる風は全てスライド式蓄冷ドアを通過するため、蓄冷ドアからの放熱量を極めて大きくすることができ、コンプレッサＯＦＦ時の吹出温度の変化を極めて小さくすることができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加え、例えばコンプレッサＯＮ状態でスライド式エアミックスドアおよびスライド式蓄冷ドアがバイパス通路を全開する位置などで両ドアが重なり合う状態においても、両ドアの間の隙間を通じてスライド式蓄冷ドアの通風口を冷風が通り抜けるため、蓄冷ドアに十分に冷風を通過させることができて、蓄冷ドアに十分に蓄冷できる。そのため、コンプレッサＯＦＦ時に蓄冷ドアが蓄冷不足となるようなことを防止できる。

以下、本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明する。

第１実施形態：図１〜図３は本発明の第１実施形態を示す。図１は本発明の第１実施形態の車両用空調装置の全体構成を示す概略図、図２は同車両用空調装置の空調ユニットの縦断面図、図３は同車両用空調装置の空調ユニットの拡大要部断面図である。

この第１実施形態の車両用空調装置は、車両のインストルメントパネル内に配置される空調ユニットを備えて構成される。空調ユニット１は、ケース２内に形成される送風路中に、送風手段としてのブロア３および冷却用熱交換器としてのエバポレータ５およびエアミックスドア６２および加熱用熱交換器としてのヒータコア７を備えている。

空調ケース２には、送風路上流端としての内気吸込口８ａおよび外気吸込口８ｂと、送風路下流端としての吹出口９、１０、１１と、が開口しており、吸込口８ａ、８ｂから選択的に取り込まれた空気は送風路で温調されて吹出口９、１０、１１から吹き出されるようになっている。

冷却用熱交換器としてのエバポレータ５は、周知の如くコンプレッサ２１およびコンデンサ２２およびリキッドタンク２３とともに冷凍サイクルＬ１を構成し、内部に循環する低温低圧状態の冷媒に熱を吸熱させることで通風する空気を冷却除湿するものである。

加熱用熱交換器としてのヒータコア７は、温水ラインＬ２に介装されエンジンＥの排熱によって高温になったエンジン冷却水を熱源として、通風する空気を加熱するものである。

エアミックスドア６２は、エバポレータ５の下流側且つヒータコア７の上流側に配設されていて、エバポレータ５からの冷風をヒータコア７に通風させる温風通路１２とヒータコア７をバイパスさせて流通させるバイパス通路１３とへの冷風量を分配調節するものである。この実施形態のエアミックスドア６２は、ドアケース６１の円弧状の後壁に沿って温風通路入口６５およびバイパス通路入口６６に亘ってスライド作動するスライド式エアミックスドア６２である。

温風通路１２およびバイパス通路１３の下流の合流部分は、温風と冷風とをミックスするためのエアミックスチャンバ１４として設定される。このエアミックスチャンバ１４には、フット吹出口１１に連通するフット吹出通路１５の入口１６と、ベント吹出口１０に連通するベント吹出通路１７の入口１８と、前記デフロスタ吹出口９に連通するデフロスタ吹出通路１９の入口２０と、が連設されている。

ここで、デフロスタ吹出口９は、図示せぬデフロスタダクトが接続され車両前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すものである。ベント吹出口１０は、乗員胸部に向けて配設されるセンタベントダクトおよび車両側面窓ガラスに向けて配設されるサイドベントダクトが接続され乗員胸部および車両側面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すものである。フット吹出口１１は、乗員足下に向けて配設されるフロントフットダクトおよびリアフットダクトが接続され、乗員足下に向けて空調風を吹き出すものである。

以下、主なモードにおける空調風の流れを説明する。

暖房時（フルホット時）
フルホット時には、エアミックスドア６２は上端位置にセットされる。つまり、フルホット時には温風通路１２は全開されバイパス通路１３が全閉され、これによりエバポレータ５により冷却除湿された風は全て温風通路１２を通り、温風が所定の吹出口から吹き出される。

エアミックス時
エアミックス時には、エアミックスドア６２は、要求される吹出温度に応じて、下端位置および上端位置の間に調整セットされる。つまり、エアミックス時には温風通路１２およびバイパス通路１３がともに開かれ、これによりバイパス通路１３を通風した冷風と温風通路１２を通風した温風が混合されて、冷風が所定の吹出口から吹き出される。

冷房時（フルクール時）
フルクール時には、エアミックスドア６２は下端位置にセットされる。つまり、フルクール時には温風通路１２は全閉されバイパス通路１３が全開され、これにより、エバポレータ５により冷却された冷風は全てバイパス通路１３を通り、冷風が所定の吹出口から吹き出される。

ここで、この実施形態の車両用空調装置にあっては、車両駆動源としてのエンジンＥと連動するコンプレッサ２１によって、冷凍サイクルＬ１を冷媒が循環するようになっている。そのため、例えばアイドリングストップなどでエンジンＥが停止するとコンプレッサ２１がＯＦＦして冷凍サイクルＬ１内の冷媒循環量が急激に減少して、エバポレータ５からの冷風温度が急激に上昇する虞がある。

しかしながら、この実施形態にあっては、「エバポレータ５からの冷風を受風可能な位置」としてスライド式エアミックスドア６２の風上面に、エバポレータ５からの冷風の冷熱を蓄積可能であるとともに蓄積した冷熱を放出可能な「蓄冷手段」としての蓄冷部材６７が付設してある。そのため、コンプレッサＯＮ状態つまりエバポレータ５内を冷媒が流通してエバポレータ５からの冷風温度が低い状態では、蓄冷部材６７に冷熱が蓄積される。ここで、コンプレッサＯＦＦ時にはエバポレータ５内の冷媒流通量が急激に減少してエバポレータ５からの冷風温度が上昇してしまうが、このとき蓄冷部材６７に蓄冷された冷熱が放熱される。

このため、この実施形態の車両用空調装置によれば、コンプレッサＯＦＦ時に急激に吹出温度が変化してしまうことを防止できる。

また、この実施形態にあっては、スライド式エアミックスドア６２の風上面に「蓄冷手段」としての蓄冷部材６７を付設したため、蓄冷手段を配置するにあたり送風路を不用意に大きくすることがない。特に、エアミックスドア６２がスライド式エアミックスドアであるため、回転式のエアミックスドアを利用した場合に比べてスペース効率に優れる。

第２実施形態：図４〜図６は本発明の第２実施形態を示す。図４は第２実施形態の車両用空調装置の空調ユニットの要部拡大断面図であり、冷房時で且つコンプレッサＯＮ状態を示す図、図５は同車両用空調装置の空調ユニットの要部拡大断面図であり、冷房時で且つコンプレッサＯＦＦ状態を示す図、図６は同車両用空調装置の蓄冷手段としてのスライド式蓄冷ドアの詳細図である。

この第２実施形態の車両用空調装置は、「蓄冷手段」がスライド式エアミックスドア６２の風上側で該スライド式エアミックスドア６２に沿ってスライド自在なスライド式蓄冷ドア８１であることが、「蓄冷手段」がエアミックスドア６２に付設された第１実施形態と異なっている。

スライド式蓄冷ドア８１は、エアミックスドア６２と略同一面積で形成され且つエアミックスドア６２と同様にバイパス通路１３および温風通路１２に亘ってスライド自在に設けられている。つまりバイパス通路１３および温風通路１２を全開，全閉する位置にスライドできるようになっている。

このスライド式蓄冷ドア８１は、図６に示すように枠体８２とこの枠体８２に網目状に張られた蓄冷部材８３となら構成され、網目として複数形成される通風口８４を通じて通風可能に形成されている。そのため、図５に示すようにスライド式蓄冷ドア８１でバイパス通路１３を全閉する位置において、そのままバイパス通路１３に風を通風させることができるようになっている。

なお、スライド式蓄冷ドア８１は図１０のようにエアミックスドア６２と同様に、ラック８５とピニオン８６の噛合により駆動モータ８７からの駆動力を受けて、ドアケース６１に形成された図示せぬスライド溝に沿ってスライドするようになっている。ここで図１０は駆動機構を説明するために蓄冷部材などその他の部位を省略して図示した模式図である。

また、この第２実施形態においは、スライド式エアミックスドア６２およびスライド式蓄冷ドア８１との間に隙間Ｓを設けてあり、蓄冷ドア８１がエアミックスドア６２と重なり合うような位置であっても、図４中仮想線で示すように蓄冷ドア８１にそのまま冷風を通風させることで、蓄冷ドアに十分に冷風を通過させて十分に蓄冷できる。

このような第２実施形態の車両用空調装置によれば、まず第１に、第１実施形態と同様にエバポレータ５からの冷風を受風可能な位置に「蓄冷手段」としての蓄冷ドア８１を設けてあるため、コンプレッサＯＮ状態つまりエバポレータ５内を冷媒が流通してエバポレータ５からの冷風温度が低い状態では、蓄冷ドア８１に冷熱が蓄積される。ここで、コンプレッサＯＦＦ時にはエバポレータ５内の冷媒流通量が急激に減少してエバポレータ５からの冷風温度が上昇してしまうが、このとき蓄冷ドア８１に蓄冷された冷熱が放熱される。これにより、コンプレッサＯＦＦ時に急激に吹出温度が変化してしまうことを防止できる。

第２に、エアミックスドア６２はスライド式エアミックスドアであり蓄冷手段はスライド式エアミックスドア６２の風上側で該ミックスドア６２に沿ってスライド自在なスライド式蓄冷ドア８１であるため、蓄冷手段を配置するにあたり送風路を不用意に大きくすることがない。特に、エアミックスドア６２がスライド式エアミックスドアであるため、回転式のエアミックスドアを利用した場合に比べてスペース効率に優れる。

第３に、スライド式蓄冷ドア８１は通風口８４を有して通風可能に形成されているため、コンプレッサＯＦＦ時にはスライド式蓄冷ドア８１の全体をバイパス通路１３に位置させて、蓄冷ドア８１の全面を通風させることができる。これにより蓄冷ドア８１からの放熱量を極めて大きくすることができ、コンプレッサＯＦＦ時の吹出温度の変化を極めて小さくすることができる。

第４に、両ドア６２、８１の間に隙間Ｓを形成して蓄冷ドア８１がエアミックスドア６２と重なり合うような位置であっても蓄冷ドア８１にそのまま冷風を通風できるようにしてあるので、冷房時（コンプレッサＯＮ状態）においてバイパス通路１３の通風抵抗を考慮してスライド式蓄冷ドア８１がバイパス通路１３を全開する位置にスライドした際に、両ドア６２、８１が重なり合う状態となっても蓄冷ドア８１に十分に冷風を通過させて十分に蓄冷できる。そのため、コンプレッサＯＦＦ時に蓄冷ドア８１が蓄冷不足となるようなことを防止できる。

次に、このスライド式蓄冷ドアの変形例を説明する。

図７から図８はスライド式蓄冷ドアの変形例である。

図７に示すスライド式蓄冷ドア９１は、枠体９２内に複数の板状の蓄冷部材９３を並べて該蓄冷部材９３、９３間にスリット状の通風口９４を設けた例である。

図８に示すスライド式蓄冷ドア９５は、図７に平行に示すスライド式蓄冷ドア９１と枠体９２内に複数の板状の蓄冷部材９３を並べて該蓄冷部材９３、９３間にスリット状の通風口９４を設けるとともに、隣り合う蓄冷部材９３、９３の間に例えばアルミニウムなどの比熱の小さい伝熱材９６を架設したものである。この図８のスライド式蓄冷ドアでは、蓄冷時にあっては伝熱材９６が蓄冷部材９３、９３間の温度の偏りを小さくする利点がある。また、放熱時にあっては伝熱材９６が伝熱フィンの役割を果たす利点がある。

なお、第２実施形態におけるスライド式蓄冷ドアは、上記図７、８のようにその他の変更が可能であるとともに、図９に示すスライド式蓄冷ドア１０１のように枠体１０２内に立方体の蓄冷部材１０３を格子状に並べて蓄冷部材１０３、１０３間に通風口１０４を設けた構造など、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成を変更してもよい。

以上要するに、この発明によれば、コンプレッサＯＮ状態つまりエバポレータ内を冷媒が流通してエバポレータからの冷風温度が低い状態では、蓄冷手段に冷熱が蓄積される。ここで、コンプレッサＯＦＦ時にはエバポレータ内の冷媒流通量が急激に減少してしまうが、このとき蓄冷手段に蓄冷された冷熱が放熱される。このため、コンプレッサＯＦＦ時に急激に吹出温度が変化してしまうことを防止できる。

本発明の第１実施形態の車両用空調装置の全体構成を示す概略図。 同車両用空調装置の空調ユニットの縦断面図。 同車両用空調装置の拡大要部断面図。 本発明の第２実施形態の車両用空調装置の要部拡大断面図であり、コンプレッサＯＮ状態を示す図。 同車両用空調装置の要部拡大断面図であり、コンプレッサＯＦＦ状態を示す図。 同車両用空調装置の蓄冷手段としてのスライド式蓄冷ドアの詳細図であって、分図ａは側面図、分図ｂは分図ａ中ＳＢ−ＳＢ断面図、分図ｃは分図ａ中ＳＣ−ＳＣ断面図。 第２実施形態のスライド式蓄冷ドアの一変形例であって、分図ａは側面図、分図ｂは分図ａ中ＳＢ−ＳＢ断面図、分図ｃは分図ａ中ＳＣ−ＳＣ断面図。 第２実施形態のスライド式蓄冷ドアの一変形例であって、分図ａは側面図、分図ｂは分図ａ中ＳＢ−ＳＢ断面図、分図ｃは分図ａ中ＳＣ−ＳＣ断面図。 第２実施形態のスライド式蓄冷ドアの一変形例であって、分図ａは側面図、分図ｂは分図ａ中ＳＢ−ＳＢ断面図、分図ｃは分図ａ中ＳＣ−ＳＣ断面図。 第２実施形態のスライド式蓄冷ドアおよびスライド式エアミックスドアの駆動機構を示す概略図。

符号の説明

５…エバポレータ（冷却用熱交換器）
７…ヒータコア（加熱用熱交換器）
１２…温風通路
１３…バイパス通路
１４…エアミックスチャンバ
２１…コンプレッサ
６２…スライド式エアミックスドア（エアミックスドア）
６５…温風通路入口
６６…バイパス通路入口
６７…蓄冷部材（蓄冷手段）
８１…スライド式蓄冷ドア（蓄冷手段）
８４…通風口
９１…スライド式蓄冷ドア（蓄冷手段）
９３…蓄冷部材
９４…通風口
９５…スライド式蓄冷ドア（蓄冷手段）
１０１…スライド式蓄冷ドア（蓄冷手段）
１０３…蓄冷部材
１０４…通風口
Ｓ…隙間

Claims (5)

1. 冷却用熱交換器としてのエバポレータ（５）と、加熱用熱交換器（７）と、前記加熱用熱交換器（７）が配置される温風通路（１２）およびこの温風通路（１２）をバイパスして冷風をそのまま通風するバイパス通路（１３）への風量割合を調節するエアミックスドア（６２）と、を備えた車両用空調装置において、
   前記エバポレータ（５）より後流側で該エバポレータ（５）からの冷風を受風可能な位置に、前記エバポレータ（５）からの冷風の冷熱を蓄積可能であるとともに蓄積した冷熱を放出可能な蓄冷手段（６７、８１、９１、９５、１０１）を、配置したことを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記エアミックスドア（６２）は、前記エバポレータ（５）と前記加熱用熱交換器（７）との間に配置され前記温風通路（１２）および前記バイパス通路（１２）の入口（６５、６６）で両通路（１２、１３）に亘ってスライド自在なスライド式エアミックスドア（６２）であって、
   前記スライド式エアミックスドア（６２）の風上面に前記蓄冷手段（６７）を付設したことを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記エアミックスドア（６２）は、前記エバポレータ（５）と前記加熱用熱交換器（７）との間に配置され前記温風通路（１２）および前記バイパス通路（１２）の入口（６５、６６）で両通路（１２、１３）に亘ってスライド自在なスライド式エアミックスドア（６２）であって、
   前記蓄冷手段（８１、９１、９５、１０１）は、前記スライド式エアミックスドア（６２）の風上側で該スライド式エアミックスドア（６２）に沿ってスライド自在なスライド式蓄冷ドア（８１、９１、９５、１０１）であることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項３記載の車両用空調装置において、
   前記スライド式蓄冷ドア（８１、９１、９５、１０１）は、通風口（８４、９４、１０４）を有して通風可能に形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項４記載の車両用空調装置において、
   前記スライド式エアミックスドア（６１）および前記スライド式蓄冷ドア（８１、９１、９５、１０１）との間に隙間（Ｓ）を設けたことを特徴とする車両用空調装置。

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