JP2006062500A

JP2006062500A - 自動車の空気調和システム

Info

Publication number: JP2006062500A
Application number: JP2004246755A
Authority: JP
Inventors: Akira Tanoi; 晃田野井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP4525248B2

Abstract

【課題】吹出口の下部に棚部が設けられていても、該棚部に沿って空調風が流れるコアンダ効果を好適に抑制することができる自動車の空気調和システムを提供する。
【解決手段】インストルメントパネル１の外表面１ａに吹出口３を設け、該吹出口３の下部に車両後方に向けて延びる棚部１７を形成すると共に、前記インストルメントパネル１の内部に、前記吹出口３と空調ユニットとを連通する空調ダクトを設け、前記空調ユニットからの空調風を空調ダクトを介して吹出口３から車両室内に向けて吹き出す自動車の空気調和システムにおいて、前記空調ダクトを車両前方側が凸になるように湾曲させ、前記吹出口３の上面２７を正面視で逆Ｖ字状に形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の空気調和システムに関し、更に詳しくは、自動車のインストルメントパネルの内部に設けた空調ダクト及び吹出口近傍の構造に関する。

一般の自動車用空気調和装置においては、ブロワからの空調風を空調ユニットのエバポレータやヒータコアによって所定温度に調整した後、空調ダクトを介して吹出口から車両室内に吹き出すようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
特公平４−５９１６５号公報特開昭５９−１４９８１２号公報

しかしながら、インストルメントパネルの吹出口の下部に車両後方に延びる棚部が形成されている場合は、コアンダ効果によって、吹出口から出た空調風が棚部の棚面から角部に沿って下方に流れてしまい、風軸に沿って効率的に吹き出されないおそれがあった。

そこで、本発明は、吹出口の近傍に棚部が設けられていても、該棚部に沿って空調風が流れるコアンダ効果を好適に抑制することができる自動車の空気調和システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明は、インストルメントパネルの外表面に吹出口を設け、該吹出口の下部に、車両後方に向けて延びる棚面を有する棚部を形成すると共に、前記インストルメントパネルの内部に、空調ユニットからの空調風を前記吹出口に送給する空調ダクトを設け、前記空調ユニットからの空調風を空調ダクトを介して吹出口から車両室内に向けて吹き出す自動車の空気調和システムにおいて、前記空調ダクトを車両前方側または上方側が凸になるように湾曲させ、前記吹出口の上面の少なくとも一部に、斜め上方に延びる傾斜部を設けたことを特徴としている。

本発明に係る自動車の空気調和システムによれば、吹出口から吹き出された空調風が棚部に沿って流れてしまうコアンダ効果を効率的に抑制することができるため、車両室内の後席側や乗員の体などの意図した風軸方向に、確実に空調風を送給することができる。

即ち、まず、空調ダクトが車両前方側または上方側が凸になるように湾曲しているため、空調ダクト内を流れる空調風の流量は、空調ダクトの径方向において、湾曲外周側から内周側に沿って徐々に空調風の流量や流速が減少するように分布している。従って、吹出口から吹き出される空調風は、上下方向で見た場合、上部から下部に向かうにつれて徐々に空調風の流量が小さくなるように分布している。よって、空調ダクトが湾曲していることによって、上下方向においては、吹出口近傍で棚部に近い部分の空調風の流量が小さくなる。

次いで、吹出口を車両後方から見た場合、吹出口の上面の少なくとも一部に傾斜部が形成されているため、該傾斜部の上面高さが最も高い頂部から吹き出す空調風の流量は、傾斜部の他の部位からの空調風の流量よりも大きくなる。このように、吹出口の車幅方向では、傾斜部の頂部側に空調風の流量が大きくなるように分布される。

以上より、吹出口からの空調風の流量が、上部側でかつ傾斜部の頂部側に偏って分布されるため、棚部に沿って空調風が流れるコアンダ効果を効率的に抑制することができ、本来の意図する方向に空調風を確実に吹き出すことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

[第１の実施形態]
図１は本発明の第１実施形態による空気調和システムを適用したインストルメントパネルの要部を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線による断面図、図３は図２の矢視Ｐ方向から見た吹出口の正面図である。

図１に示すように、車両室内の前部にはインストルメントパネル１が配設されている。このインストルメントパネル１の外表面１ａにおける車幅方向中央部には、空気調和システムの吹出口３が設けられ、該吹出口３の下方には、インストルメントパネル１の縦壁面にオーディオユニット等の計器類５が配設されている。

図２に示すように、インストルメントパネル１の内部の前側下部には、空調ユニット７が配設されている。該空調ユニット７の上面には空調口９が開口しており、該空調口９は開閉ドア１１によって開閉自在に構成されている。また、本発明に係る空気調和システム１３は、空調ユニット７、空調ダクト１５及び吹出口３を備えている。そして、空調ユニット７から送給された空調風は、空調口９で定まる速度を有している。

また、図１，２に示すように、インストルメントパネル１の外表面１ａには、吹出口３が設けられている。この吹出口３の下部には、車両後方に向けて延びる棚部１７が設けられている。即ち、該棚部１７は、正面視逆Ｖ字状に形成されて後方斜め上方に向けて延びる棚面１９と、該棚面１９の後端に設けられた角部２１と、該角部２１から屈曲して下方に伸びる縦面２５とから構成されている。さらに、図１に示すように、前記吹出口３の上面２７は、車幅方向中央の頂部２９が最も高く形成され、車幅方向外側に沿って徐々に低くなり、車幅方向両端が最も低くなっているため、吹出口３の全体形状は、吹出口３の面直方向から見た場合に正面視逆Ｖ字状に形成されている。

そして、図２の一点鎖線に示すように、吹出口３における頂部２９の外表面２９ａは、棚部１７の角部２１とほぼ同一高さに形成されている。よって、インストルメントパネル１の外表面１ａの最大高さは、これらの吹出口３における頂部２９の外表面２９ａと棚部１７の角部２１によって定められる。また、図２に示すように、空調ダクト１５の上流端部２３の底面と、該底面に続く棚面１９とは、断面直線状に形成されている。

そして、図３に示すように、吹出口３の上面全体３１は、上方側に凸に屈曲した逆Ｖ字状に形成されており、この上面全体３１が、斜め上方に延びる傾斜部３３に構成されている。

また、吹出口３には、吹出口３の上面２７に沿った横グリル部３５と上下方向に沿った縦グリル部３７からなる複数のグリル（格子）３９が設けられ、これらのグリル３９によって吹出口３は、複数の平行四辺形のグリル穴４１に分割されている。

図４は、空調ダクトを示す斜視図であり、前記空調ユニット７の空調口９と吹出口３とは、車両前方側が凸状に湾曲した空調ダクト１５を介して連結されている。

図４に示すように、空調ダクト１５は、下端部４３が車幅方向に沿って細長く延びる矩形状に形成され、上方斜め後方に向けて湾曲しながら延び、途中から車幅方向中央部４５を境にして車幅方向両側が車両後方側に折れ曲がって、吹出口３に接続される上端部４７の開口部４９の形状は逆Ｖ字状に形成されている。従って、車幅方向中央部４５の上下方向に沿った曲率は、車幅方向両端５１の曲率よりも大きく形成されており、経路長についても、車幅方向中央部４５の方が車幅方向両端５１の経路長よりも長く形成されている。

図５は、本発明の第１実施形態による空調ダクトと吹出口の近傍部における空調風の流量分布を示す断面図である。

図５に示すように、空調ダクト１５は車両前方側が凸状になるように湾曲しているため、空調ユニット７から送給された空調風Ｅは空調ダクト１５内を流れると、該空調ダクト１５の湾曲外周側に空調風の流量が偏り、空調ダクト１５内の空調風Ｅの流量は外周側から内周側に向かうにつれて徐々に低下する。また、吹出口３の近傍では、吹出口３の上端から棚面１９にかけて上下方向に沿って徐々に空調風Ｅの流量が減少するように分布され、棚部１７の角部２１における空調風の流量も上部から下部にかけて徐々に小さくなっている。そして、吹出口３からの空調風Ｅは、矢印に示すように、棚面１９とほぼ平行な方向に直線状に車両室内に向けて吹き出す。

図６は図５の空調ダクト内における空調風の流量を空調ダクトの径方向から見た概略図、図７は図５の吹出口近傍における空調風の流量を上方から見た概略図、図８は図５の棚部後端における空調風の流量を上方から見た概略図である。

まず、図６に示すように、空調ダクト１５の内部においては、空調風の流量が車幅方向に沿ってほぼ同一大きさに分布されているが、吹出口３の近傍では、図７に示すように、車幅方向中央部の空調風の流量が最も大きく、車幅方向両端に向かうにつれて、徐々に小さくなると共に空調風Ｅの流れ方向が中央側に引き寄せられていく。これは、前述したように、吹出口３の形状が正面視逆Ｖ字状に形成されており、空調ダクト１５の車幅方向中央部における曲率が、空調ユニット７から吹出口３の車幅方向両側に至る空調ダクト１５の曲率よりも大きいため、空調ダクト１５内の中央側を流れる空調風Ｅの方が両側よりも流れ抵抗が小さくなる。従って、吹出口３の車幅方向中央部から吹き出す空調風Ｅの流量は、車幅方向両端からの空調風Ｅの流量よりも大きくなっている。

なお、図８に示すように、棚部１７の角部２１においては、空調風Ｅが大気中に出ているため、車幅方向両端における空調風Ｅの方向は、吹出口近傍ほど寄せられずに、ほぼ車両後方に向いている。

前記第１実施形態によれば、以下の作用効果を有する。

まず、インストルメントパネル１の外表面１ａに吹出口３を設け、該吹出口３の下部に車両後方に向けて延びる棚部１７を形成すると共に、前記インストルメントパネル１の内部に、前記吹出口３と空調ユニット７とを連通する空調ダクト１５を設け、前記空調ユニット７からの空調風Ｅを空調ダクト１５を介して吹出口３から車両室内に向けて吹き出す自動車の空気調和システムにおいて、前記空調ダクト１５を車両前方側が凸になるように湾曲させ、前記吹出口３の上面に、斜め上方に延びる傾斜部３３を設けている。

このため、空調ダクト１５内を流れる空調風Ｅの流量は、湾曲内周側よりも湾曲外周側に偏って大きくなるように分布する。また、吹出口３の近傍においては、傾斜部３３のうち最も高さが高くなる頂部２９からの空調風の流量が最も大きくなり、頂部以外の部位からの空調風Ｅは、前記頂部２９からの空調風Ｅに引き寄せられて頂部側に向けて斜め方向に吹き出される。このように、高さ方向においては下部側である棚面１９の空調風の流量が小さくなると共に、車幅方向においては頂部２９に向けて空調風の流量が偏って大きく分布されるため、インストルメントパネル１に棚部１７が設けられた場合でも、吹出口３からの空調風Ｅは、棚部１７に沿って流れるコアンダ効果を生じることなく、吹出口３における所定の部位に空調風の流量が高まるようにして、意図した方向に空調風Ｅを確実に吹き出すことができる。

前記吹出口３の形状を、上面全体３１が上方側に凸に屈曲した逆Ｖ字状に形成しているため、例えばアーチ状の吹出口よりも、吹出口３の頂部２９の高さをより高く設定することができ、棚部１７における空調風Ｅのコアンダ効果を更に効率的に抑制することができる。

前記空調ダクト１５の上流端部２３の底面から棚部１７の棚面１９に至る断面形状を略直線状に形成しているため、吹出口３からの空調風Ｅを棚面１９に平行な方向に確実に吹き出すことができる。従って、空調風Ｅを吹き出す際の狙い方向の精度を更に高めることができる。

なお、図２にて説明したように、インストルメントパネル１の外表面１ａの最大高さは、吹出口３における頂部２９の外表面２９ａと棚部１７の角部２１の最も高い部位によって定められると共に、吹出口３がインストルメントパネル１に上方に大きく突出することなく設けられている。このため、インストルメントパネル１の高さを低めに抑えることができ、乗員の視界性能を高めることができる。また、吹出口３を空調風流れの上流側である車両前方側に配置することができるため、乗員に対する圧迫感を低減することができる。

[第２の実施形態]
次いで、第２の実施形態について説明するが、前述した第１の実施形態と同一構造の部位は同一符号を付して、その説明を省略する。

図９は、本発明の第２の実施形態による空気調和システムを適用したインストルメントパネルの要部を示す斜視図、図１０は、本発明の第２の実施形態による吹出口を示す正面図である。

前記第１の実施形態の場合と同様に、インストルメントパネル６１の外表面６１ａの車幅方向中央部には、吹出口６３の面直方向から見た場合に正面視アーチ状（逆Ｕ字形状）の吹出口６３が設けられている。この吹出口６３は、車幅方向中央部が最も高い頂部６５に形成され、左右両側に向かうにつれて徐々に湾曲しながら下方に延びており、吹出口６３の全体として左右対称に形成されている。このように、吹出口６３の上面６７は、左右両端から中央側に向けて斜め上方に延びる傾斜部６９に形成されている。また、吹出口６３には、上面６７に沿って湾曲しながら車幅方向に延びる横グリル部７１と、上下方向に延びて横グリル部７１に交差する縦グリル部７３とからなるグリル７５が設けられており、このグリル７５によってグリル穴７６が形成されている。なお、棚部８１は、棚面８３、角部８５及び縦面８７から構成されている。

図１１は図１０のＢ−Ｂ線による断面図、図１２は図１０のＣ−Ｃ線による断面図である。

これらの図１１，１２に示すように、空調ダクト７７の上流端部７９と棚面８３とは、断面直線状に形成されている。また、吹出口６３の車幅方向両端部の後方における棚部８１の角部８５の曲率Ｒｓ（図１２参照）は、吹出口６３の車幅方向中央部の後方における棚部８１の角部８５の曲率Ｒｃ（図１１参照）よりも大きく形成されている。このように、棚部８１の角部８５は、車幅方向中央部から左右両側に向かうにつれて徐々に拡大するように設定されている。

前記第２実施形態によれば、以下の作用効果を有する。

前記吹出口６３の形状を、上面全体が上方側に凸に湾曲した正面視アーチ状に形成しているため、棚面１９におけるコアンダ効果を抑制すると共に、吹出口６３の外観上の見栄え向上を図ることができる。また、外表面の形状が曲面状に形成されたインストルメントパネル６１にも設けることができ、乗員への圧迫感の低減も図ることができる。

前記棚部８１の後端に角部８５を設け、前記吹出口６３の傾斜部６９のうち、上面高さの最も高い頂部６５の後方側に配置された角部８５の曲率を、前記頂部以外の部位の後方側に配置された角部８５の曲率よりも小さく設定しているため、頂部６５の後方側の角部８５におけるコアンダ効果を防止して空調風Ｅの吹出方向の精度を高めることができる。

また、頂部以外の部位の後方側に配置された棚部８１の角部８５を、頂部６５の後方側の角部８５よりも大きく設定することができるため、吹出口６３の近傍の外観を向上させることができる。即ち、一般的には、棚部８１の角部８５の曲率をできるだけ大きく設定した方がインストルメントパネル６１の外観上の見栄えが向上するが、曲率を大きくすると、角部８５に沿って空調風Ｅが流れるコアンダ効果が生じやすくなる。しかし、前述したように、空調風Ｅの流量は吹出口６３の頂部近傍に偏って分布され、頂部以外の部位の空調風Ｅ流量は相対的に小さくなるため、頂部以外の部位の後方側に配置された棚部８１の角部８５においては、曲率を大きく設定してもコアンダ効果が生じにくくなる。

なお、吹出口６３において、前記頂部６５から頂部以外の部位に沿って連続的に曲率を変化させることによって、造形面での見栄え向上を図ることができる。

[第３の実施形態]
次いで、第３の実施形態について説明するが、前述した第１及び第２の実施形態と同一構造の部位は同一符号を付して、その説明を省略する。

図１３は、本発明の第３実施形態による吹出口を示す正面図、図１４は、第３の実施形態による吹出口から吹き出す空調風の流れを示す概略図である。

本実施形態においては、インストルメントパネル９１の車幅方向中央部に、２つの空調ダクト９３，９５に連通する吹出口９７，９９を左右に分割して設けている。即ち、図１３の左側に配置された左側吹出口９７には、図１４に示す左側空調ダクト９３が接続されており、右側に配置された右側吹出口９９には、右側空調ダクト９５が接続されている。

また、第１実施形態と第２実施形態においては、吹出口が左右対称な形状に形成されているが、第３実施形態においては、図１３に示すように、左側吹出口９７と右側吹出口９９とが非対称な形状に形成されている。左側吹出口９７は、上面９７ａと下面９７ｂとが平行に形成され、上面９７ａは左側端から車幅方向中央に向けて斜め上方に傾斜して傾斜部１０１を構成している。また、右側吹出口９９においては、上面９９ａが中央に向かうにつれて徐々に上方に傾斜して傾斜部１０３を構成しているが、下面９９ｂは、右側端部が略水平状に形成され、左側端部は上面９９ａに平行に形成されている。このように、吹出口９７，９９の下面９７ｂ，９９ｂは、上面９７ａ，９９ａに平行に形成されていなくても良い。

そして、図１４に示すように、左側空調ダクト９３は車両後方に向けて延びているため、左側吹出口９７からは、空調風Ｅが車両後方の後席に向けて吹き出される。一方、右側空調ダクト９５は、右側に向けて斜めに指向されているため、運転席に向けて空調風Ｅが吹き出される。

前記第３実施形態によれば、吹出口９７，９９の形状が左右非対称であっても、吹出口９７，９９の上面９７ａ，９９ａが斜め上方に傾斜していれば、コアンダ効果を抑制する効果を奏する。

なお、左側吹出口９７の上面９７ａにおいては、右側端部に頂部９７ｃが設けられており、右側吹出口９９の上面９９ａには左側端部に頂部９９ｃが設けられている。

また、吹出口９７，９９の下面９７ｂ，９９ｂの形状が上面９７ａ，９９ａに平行でなくとも、上面９７ａ，９９ａに傾斜部１０１，１０３が設けられていれば、コアンダ効果を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による空気調和システムを適用したインストルメントパネルの要部を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線による断面図である。図２の矢視Ｐ方向から見た吹出口の正面図である。本発明の第１の実施形態による空調ダクトの斜視図である。本発明の第１の実施形態による空調ダクトと吹出口の近傍部における空調風の流量分布を示す断面図である。図５の空調ダクト内における空調風の流量を空調ダクトの径方向から見た概略図である。図５の吹出口近傍における空調風の流量を上方から見た概略図である。図５の棚部後端における空調風の流量を上方から見た概略図である。本発明の第２の実施形態による空気調和システムを適用したインストルメントパネルの要部を示す斜視図である。図９の吹出口近傍を示す正面図である。図１０のＢ−Ｂ線による断面図である。図１０のＣ−Ｃ線による断面図である。本発明の第３の実施形態による吹出口近傍を示す正面図である。本発明の第３の実施形態による吹出口から吹き出す空調風の流れを上方から見た概略図である。

符号の説明

１，６１，９１…インストルメントパネル
３，６３，９７，９９…吹出口
７…空調ユニット
１３…空気調和システム
１５，７７，９３，９５…空調ダクト
１７，８１…棚部
１９，８３…棚面
２１，８５…角部
２３，７９…上流端部
２７，３３，６７，９７ａ，９９ａ…上面
２９，６５，９７ｃ，９９ｃ…頂部
３１，６９…上面全体
１０１，１０３…傾斜部
Ｅ…空調風
Ｒｃ，Ｒｓ…曲率

Claims

インストルメントパネルの表面に吹出口を設け、該吹出口の下部に、車両後方に向けて延びる棚面を有する棚部を形成すると共に、前記インストルメントパネルの内部に、前記吹出口と空調ユニットとを連通する空調ダクトを設け、前記空調ユニットからの空調風を空調ダクトを介して吹出口から車両室内に向けて吹き出す自動車の空気調和システムにおいて、
前記空調ダクトを車両前方側または上方側が凸になるように湾曲させ、前記吹出口の上面の少なくとも一部に、斜め上方に延びる傾斜部を設けたことを特徴とする自動車の空気調和システム。
前記吹出口の形状を、上面全体が上方側に凸に屈曲した逆Ｖ字状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車の空気調和システム。
前記吹出口の形状を、上面全体が上方側に凸に湾曲したアーチ状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車の空気調和システム。
前記空調ダクトの上流端部の底面から棚部の棚面に至る断面形状を略直線状に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車の空気調和システム。
前記棚部の後端に角部を設け、前記吹出口の傾斜部のうち、上面高さの最も高い頂部の後方側に配置された角部の曲率を、前記頂部以外の部位の後方側に配置された角部の曲率よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車の空気調和システム。