JP2005329837A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の乗員にとって快適な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 空調機４を内蔵したエアダクト２は、複数のレジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口へと接続されており、温度調整された空気は各レジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口から車室ＶＲ内に吹出される。エアホース７１にはサーミスタ７７が設置されるとともに、その端部にはアスピレータ７４が設けられ、このアスピレータ７４がエアダクト２内に配設されることにより、エアホース７１はインパネ９に形成された空気吸入口７６とエアダクト２とを接続している。空気吸入口７６から吸入された車室ＶＲ内の空気は、サーミスタ７７によってその温度を検出することに利用された後、アスピレータ７４からエアダクト２内に排出される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車室内の空気温度を調整する車両用空調装置に関する。

車室内の空気温度を調整する車両用空調装置に関する従来技術として、車室内の温度を検出するために設けられた空気流通用のエアホースの下流端に、アスピレータを備えたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。これは、図６に示すように、送風機１０１から送られた空気が空調機１０２によって温度調整され、その空気をエアダクト１０３が車室内の各吹出口に伝えている。一方、その途中に車室温度を検出するサーミスタ１０４が配設されたエアホース１０５と、このエアホース１０５の下流側端部に設けられたアスピレータ１０６を備え、これにエアダクト１０３内の温度調整された空気を導入することにより、アスピレータ１０６の圧力を低下させて、エアホース１０５内に空気の流動状態を形成してサーミスタ１０４が精度良く車室温度を検出し、空調装置の作動制御を行っている。
しかしながら、この従来技術による空調装置においては、エアホース１０５に接続されたアスピレータ１０６がエアダクト１０３外に設けられているため、車室内の吹出口の開閉操作に拘わらず、常にアスピレータ１０６の排出管１０６ａから車室内に空気が排出されるため、車両の乗員が違和感を感ずることがあった。
特開２００４−５８７７５公報（第７−１３頁、第１図および第２図）

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、車両の乗員にとって快適な車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、空調機からの空気を車室内の吹出口に伝えるエアダクト、この空調機の作動を制御する制御装置、および一端部が車室内に開口しているとともに他端部にアスピレータが設けられ、その途中に空気温度センサが配設された車室温度検出路を備え、前記アスピレータに前記エアダクト内の温度調整された空気を導入することによりその圧力を低下させ、これにより前記車室温度検出路に前記一端部から前記他端部に向けて空気を流動させて車室温度を検出する車両用空調装置において、前記アスピレータの少なくとも空気を排出する部位が前記エアダクト内に配設され、前記車室温度検出路を通過した空気が前記エアダクト内に排出されることを特徴とする車両用空調装置とした。

請求項２の発明は、前記エアダクトは複数の前記吹出口に接続され、前記アスピレータの少なくとも空気を排出する部位を、前記エアダクト内における前記複数の吹出口への分岐点よりも前記空調機よりに配設したことを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置とした。

請求項３の発明は、前記車室温度検出路が前記制御装置に設けられ、前記制御装置は前記エアダクトに連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用空調装置とした。

＜請求項１の発明＞
アスピレータの少なくとも空気を排出する部位がエアダクト内に配設され、車室温度検出路を通過した空気がエアダクト内に排出される構成としたことにより、車両の乗員が吹出口の開閉操作をすることにより、アスピレータからの空気の吹出しも調整可能となり、乗員に違和感を与えることを防ぐことができる。

＜請求項２の発明＞
アスピレータの少なくとも空気を排出する部位を、エアダクト内における複数の吹出口への分岐点よりも空調機よりに配設した構成としたことにより、車両の乗員の所望するところにより一部の吹出口が閉じられた場合でも、いずれかの吹出口を介してアスピレータからの空気を排出することが可能となる。

＜請求項３の発明＞
車室温度検出路が制御装置に設けられ、制御装置はエアダクトに連結されている構成としたことにより、制御装置と車室温度検出路をユニット化することができ、空気温度センサを有したエアホースを特別に配索しなくても、車室温度検出路を形成することができ、取り付けの容易な車両用空調装置とすることができる。

＜第１実施形態＞
本発明による車両用空調装置１の第１実施形態を、図１乃至図３によって説明する。図１に示すように、車室ＶＲの前方に位置するインパネ９（インスツルメントパネル）の下方には合成樹脂材料にて形成されたエアダクト２が設置され、インパネ９の前面に形成された空気の吹出口である各々一対のサイドレジスタ３ａ、センターレジスタ３ｂ、およびインパネ９の上面に形成されてフロントウインドウガラスＦＧの曇り取りを行うデフロスター３ｃへと接続されている。また、エアダクト２はインパネ９の下方に開口した図示しない足元吹出口にも接続されている。更に、エアダクト２にはエアホース７１が連結され、インパネ９の前面に形成された空気吸入口７６とエアダクト２とを接続している。

図２に示すように、エアダクト２内にはブロアモータ４１と空調機５が設置されている。ブロアモータ４１は図示しない電動モータによって駆動され、一対の内外気切替用ダンパ４２が回動可能に取り付けられた空気吸引用ダクト４３に接続されており、これらとともにブロア装置４を構成している。内外気切替用ダンパ４２は、乗員が後述するスイッチパネル８ａのスイッチを操作することで図示しない電動モータにより回動され、その閉状態（図２において破線で示した位置）にある場合、ブロアモータ４１（図示しない電動モータにより回転される）が空気吸引用ダクト４３の外気導入口４３ａから車室ＶＲ外の空気を吸引して、空調機５に向けて送風する。また、内外気切替用ダンパ４２が開状態（図２において実線で示した位置）にある時は、内気導入口４３ｂから車室ＶＲ内の空気が導入される。

空調機５は、ブロア装置４によって送風された空気を冷却する公知技術によるエバポレータ５１と、エバポレータ５１によって冷却された空気を再度過熱する同じく公知技術によるヒーターコア５２とを有している。エバポレータ５１は、冷媒を蒸発させるための潜熱を空気から奪うことにより、ブロア装置４から送風された空気の冷却を行う。また、ヒーターコア５２は、車両のエンジンから供給された温水を利用して、エバポレータ５１を通過した空気の再加熱を行っている。エアミックスダンパ５３はエアダクト２内に設置されており、図示しないステッピングモータにより回動可能にされており、バイパス通路５４の開閉動作を行う。

エアミックスダンパ５３がバイパス通路５４を閉状態にしている（図２において破線で示した位置にある）場合、エバポレータ５１を通過した空気がヒーターコア５２を通過することにより最大限に加熱される。また、エアミックスダンパ５３がバイパス通路５４を開状態にしている（図２において実線で示した位置にある）場合、エバポレータ５１を通過した空気の大部分が、ヒーターコア５２をバイパスしてバイパス通路５４を通過するため、その加熱が抑制される。エアミックスダンパ５３は、上述したようなバイパス通路５４を開閉する２位置のみでなく、双方の中間位置にあることも可能であるため、その位置を適当な位置に作動させることにより、ヒータコア５２を通過する空気量を制御し、エアダクト２内の空気を乗員の所望する温度に調整することが可能となる。

図２に示すように、エアダクト２は、上述したブロアモータ４１と空調機５を内蔵したダクト基部２１、ダクト基部２１と上述したデフロスター３ｃとを連結する上部ダクト２２、およびダクト基部２１と足元吹出口とを連結する下部ダクト２３を一体に有している。また、エアダクト２はインパネ９内を前方に延びる前方ダクト２４を一体に有し、これには、上述した一対のサイドレジスタ３ａおよびセンターレジスタ３ｂに、それぞれ接続される一対のサイドダクト２５およびセンターダクト２６とが一体に連結されている。

ダクト基部２１と上部ダクト２２および下部ダクト２３との間には、それぞれこれらの間を開閉するために回動可能なデフロスターダンパ６１およびヒートダンパ６２が取り付けられ、それぞれダクト基部２１から上部ダクト２２あるいは下部ダクト２３への空気の流れを調整している。また、前方ダクト２４とサイドダクト２５およびセンターダクト２６との間には、それぞれこれらの間を開閉するために回動可能なサイドベントダンパ６３およびセンターベントダンパ６４が取り付けられ、やはり前方ダクト２４からサイドダクト２５およびセンターダクト２６への空気の流れを調整している。これらのダンパ６１、６２、６３、６４は、車両の乗員が後述するスイッチパネル８ａのスイッチを操作することにより、それぞれ該当するものが図示しない電動モータにより回動される。

ダクト基部２１には上述したエアホース７１がエアダクト２内に突出するように連結され、車室ＶＲ内に開口したインパネ９の空気吸入口７６とエアダクト２の内部とを接続している（エアホース７１の空気吸入口７６側の端部が本発明の車室温度検出路の一端部に該当する）。エアホース７１はダクト基部２１に取り付けられたホース体７２と、これに液密的に接続されたセンサホルダ７３とにより構成されている。これらはともに合成樹脂材料にて形成されており、ホース体７２は可撓性を有し、外周部に形成されたフランジ７２ａがエアダクト２の外周面に当接することにより、エアダクト２に対する位置決めが行われている。

ダクト基部２１の内側壁面には内部に絞り部７５ａを有した排出管７５が取り付けられ、ホース体７２の端部７２ｂ（本発明の車室温度検出路の他端部に該当する）が排出管７５内に進入している。排出管７５とホース体７２の端部７２ｂとにより、公知技術によるアスピレータ７４がエアダクト２内に収容されている。図２から明らかなように、アスピレータ７４はエアダクト２内において、複数のレジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口に連結されたダクト２２、２３、２５、２６への分岐点よりも空調機５より（上流側）に配置されている。

センサホルダ７３の内周側には、本発明の空気温度センサに該当するサーミスタ７７が取り付けられている。サーミスタ７７はエアホース７１の途中において、その内周部から突出することにより、エアホース７１内を通過する空気に晒され、その温度を検出可能にしている。エアホース７１、排出管７５、空気吸入口７６およびサーミスタ７７によって、本発明の車室温度検出路に該当するセンサーダクト７を構成している。また、インパネ９の前面には、車両用空調装置１の作動を制御するためのＥＣＵ（図示せず）、および車両用空調装置１の操作のためのスイッチ類が収められたスイッチパネル８ａ（図１示）を備えたヒーターコントロールユニット８が取り付けられている。ＥＣＵはスイッチパネル８ａのスイッチの操作状態、およびサーミスタ７７によって検出された車室ＶＲ内の空気温度に基づいて、ブロアモータ４１の回転状態、エアミックスダンパ５３を駆動するステッピングモータの駆動状態、および内外気切替用ダンパ４２、エアダクト２内のダンパ６１〜６４を回動させる電動モータの駆動状態を制御する。

次に、図２および図３に基づいて、車両用空調装置１の作動方法について説明する。上述したように、車両の乗員によりスイッチパネル８ａのスイッチが操作されると、その操作状態、およびサーミスタ７７によって検出された車室ＶＲ内の空気温度に基づいて、内外気切替用ダンパ４２、エアミックスダンパ５３、およびエアダクト２内のダンパ６１〜６４の開閉状態が制御される。また、それと同時に、ブロアモータ４１が回転されてエアダクト２内に車室ＶＲの内あるいは外の空気が導入される。導入された空気はエバポレータ５１内を通過して冷却された後、エアミックスダンパ５３の開閉状態に応じてヒーターコア５２内を通過あるいはバイパスすることにより、乗員の所望する温度に調整される。調整された空気は、ダクト基部２１から各ダクト２２〜２６を介して、各レジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口から車室ＶＲ内の所望する位置に吹き出される。

エアダクト２内を温度調整された空気が流動することにより、アスピレータ７４の排出管７５内にも、図３において左端から空気が導入され、内部を通過後、右端から排出される。排出管７５内を通過する空気の流速によって、絞り部７５ａの圧力が低下して（ベンチュリ効果）、エアホース７１にも空気吸入口７６から端部７２ｂに向けて、自動的に空気の流れが発生する。したがって、空気吸入口７６から吸引された車室ＶＲ内の空気が、エアホース７１を通った後、排出管７５を介してエアダクト２内に排出される。エアホース７１内を移動する空気が、サーミスタ７７を通過することにより車室ＶＲ内の空気温度を正確に検出することができる。サーミスタ７７によって検出された車室ＶＲ内の空気温度の検出値はＥＣＵへと送信され、上述したように車両用空調装置１の作動制御に使用される。

本実施形態によれば、アスピレータ７４がエアダクト２内に配設され、センサダクト７を通過した空気がエアダクト２内に排出される構成としたことにより、車両の乗員が各レジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口の開閉操作をすることにより、アスピレータ７４からの空気の吹き出しも調整可能となり、乗員の意図しないアスピレータ７４からの空気の吹き出しを防止でき、乗員に違和感を与えることがない。また、アスピレータ７４をエアダクト２内に配設したことにより、車両用空調装置１の小型化が可能になる。更に、アスピレータ７４がエアダクト２内に収容されて外部へ突出しないため、組立作業時に他の車両構成部品に干渉したりすることがない。

また、アスピレータ７４を、エアダクト２内におけるレジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口へ接続されるダクト２２〜２６の分岐点よりも空調機５よりに配設した構成としたことにより、車両の乗員の所望するところによりレジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口の内のいずれかが閉じられた場合でも、閉じられていない残りのいずれかを介してアスピレータ７４からの空気を排出することが可能となる。乗員がレジスタ３ａ、３ｂ、デフロスター３ｃおよび足元吹出口のすべてを閉じた場合は、ＥＣＵがこれらを作動させる電動モータの回転位置を検出することにより、ブロアモータ４１の作動を停止させるため、センサダクト７を空気が通過することもなくなって不都合は発生しない。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図４および図５によって説明する。以下、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。本実施形態において、ヒーターコントロールユニット８Ｂ（第１実施形態のヒーターコントロールユニット８と同様のものであり、本発明の制御装置に該当する）のハウジング８１には、その前後方向に貫通するようにエア通路８２が形成されており、エア通路８２内に突出するように第１実施形態と同様のサーミスタ７７が内蔵されている。ハウジング８１には合成ゴム等によって形成されたパッキン８３を介して、エア導入管８４（第１実施形態におけるホース体７２に該当する）が取り付けられている。

ヒーターコントロールユニット８Ｂがスクリュー、ナット（いずれも符号なし）によってインパネ９に取り付けられることにより、エア導入管８４が第１実施形態と同様にエアダクト２内に突出するように接続される。これにより、パッキン８３がエア導入管８４とハウジング８１との間で挟圧され、エア導入管８４を備えたヒーターコントロールユニット８Ｂは、エアダクト２と液密的に連結される。エア導入管８４の端部は第１実施形態と同様に排出管７５内に進入しており、排出管７５とともにアスピレータ７４を形成している。ヒーターコントロールユニット８Ｂの空気吸入口８２ａは、エア通路８２、エア導入管８４を介してエアダクト２の内部と接続される。空気吸入口８２ａ、エア通路８２、エア導入管８４およびサーミスタ７７により、本発明の車室温度検出路を構成する。

本実施形態によれば、エア通路８２がヒーターコントロールユニット８Ｂを貫通しているとともに、サーミスタ７７がヒーターコントロールユニット８Ｂに内蔵され、更にヒーターコントロールユニット８Ｂはエアダクト２に連結されている構成としたことにより、エア通路８２とヒーターコントロールユニット８Ｂとをユニット化でき、ヒーターコントロールユニット８Ｂをインパネ９に取り付けるだけで、サーミスタ７７を備えたエアホース７１を特別に配索しなくても、車室温度を検出する通路を形成することができる。したがって、部品点数を削減でき、取り付けの容易な車両用空調装置とすることができる。また、フレキシブルなエアホース７１が他部材と干渉して異音を発生することもない。

＜他の実施形態＞
本発明は上述の記載および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、以下の記載のもの以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明の車両用空調装置は、車室の前方に格納され、インパネの前面から空気を吹き出すものばかりでなく、車両のあらゆる部位に設置されることが可能で、車輌ドアの内側、後部席、サイドウインドウガラス、リヤウインドウガラス等のあらゆる箇所に空気を吹き出すものに適用可能である。
（２）エアホース内に配設される温度検出手段はサーミスタに限られるものではなく、その他の熱電式温度センサ、あるいは抵抗式センサ等でもかまわない。
（３）車両用空調装置の各ダンパは電動モータにより作動されるものでなく、スイッチの操作によりリンクまたはケーブル等を介して作動されるものでもよい。
（４）上述した実施形態においては、ベンチュリ効果を利用してアスピレータの吸引排出効率を高めるため、絞り部を有した排出管を設け、この排出管内にエアホースの排出側端部を収容しているが、必ずしも排出管を設ける必要はなく、例えば、エアダクトを局部的に屈曲あるいは細径化して絞り部を設けてもよい。
（５）本発明においては、必ずしもアスピレータ全体がエアダクト内に配設される必要はなく、アスピレータの少なくとも空気を排出する部位（図３において排出管７５の右端部）がエアダクト内、あるいはエアダクト内における複数のレジスタ、デフロスターおよび足元吹出口への分岐点よりも空調機よりに配設されていればよい。
（６）第２実施形態において、ヒーターコントロールユニットのハウジングとエア導入管との表面粗度を十分向上させることにより、パッキンを使用せずに双方間を液密的に接続することもできる。
（７）第２実施形態において、エア通路はヒーターコントロールユニットを貫通していなくともヒーターコントロールユニットに設けられていればよく、例えば、ハウジングの外周面に一体に形成されていてもよい。

第１実施形態による車両用空調装置が設けられた車室内を示す平面図である。 図１に示した車両用空調装置の全体図である。 図２の要部拡大図である。 第２実施形態による車両用空調装置の全体図である。 図４の要部拡大図である。 従来技術による車両用空調装置の全体図である。

符号の説明

１…車両用空調装置
２…エアダクト
３ａ、３ｂ…レジスタ
３ｃ…デフロスター
５…空調機
７…センサダクト
８、８Ｂ…ヒーターコントロールユニット
７１…エアホース
７２ｂ…ホース体の端部
７４…アスピレータ
７５…排出管
７６、８２ａ…空気吸入口
７７…サーミスタ
８２…エア通路
８４…エア導入管
ＶＲ…車室

Claims (3)

1. 空調機からの空気を車室内の吹出口に伝えるエアダクト、
   この空調機の作動を制御する制御装置、および
   一端部が車室内に開口しているとともに他端部にアスピレータが設けられ、その途中に空気温度センサが配設された車室温度検出路を備え、
   前記アスピレータに前記エアダクト内の温度調整された空気を導入することによりその圧力を低下させ、これにより前記車室温度検出路に前記一端部から前記他端部に向けて空気を流動させて車室温度を検出する車両用空調装置において、
   前記アスピレータの少なくとも空気を排出する部位が前記エアダクト内に配設され、前記車室温度検出路を通過した空気が前記エアダクト内に排出されることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記エアダクトは複数の前記吹出口に接続され、前記アスピレータの少なくとも空気を排出する部位を、前記エアダクト内における前記複数の吹出口への分岐点よりも前記空調機よりに配設したことを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記車室温度検出路が前記制御装置に設けられ、前記制御装置は前記エアダクトに連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用空調装置。

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