JP2006082655A - 車輌用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力損失の低減と、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能の維持と、を両立することのできる車輌用空調装置を提供すること。
【解決手段】インストルメントパネル上面４１に形成されるダクト吹出口１１から吹き出す空気を、ウインドシールド５０に衝突させることのできる角度でデフロスタダクト１０を形成している。このように、ウインドシールド５０に空気を衝突させることのできる角度でデフロスタダクト１０を形成することにより、デフロスタダクト１０を直線状の形状で形成することができ、圧力損失を低減できる。また、ウインドシールド５０に衝突した空気は上方と下方とに分流するので、ウインドシールド５０が曇った際に曇りを除去したり、氷結した際に解氷したりすることができる。この結果、圧力損失の低減と、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能の維持と、を両立することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車輌用空調装置に関するものである。特に、この発明は、圧力損失を低減させることのできる車輌用空調装置に関するものである。

従来の車輌用空調装置は、車輌室内に形成されるインストルメントパネル内に空調装置本体部を設け、当該インストルメントパネルの上面にデフロスタダクトの開口部であるダクト吹出口を設けている。例えば、特許文献１では、ダクト吹出口を車輌室内の前方に位置するウインドシールドの下端部付近に位置させ、前記デフロスタダクトを前記ウインドシールドの傾斜角度に近い角度で形成している。このような位置及び形状でダクト吹出口とデフロスタダクトとを設けることにより、ウインドシールドが曇った際の曇りの除去や、ウインドシールドが氷結した際の解氷を可能にしている。

例えば、この車輌用空調装置が搭載される車輌の運転時にウインドシールドの車内側が曇った場合に、前記ダクト吹出口から空気を吹き出すと、デフロスタダクトがウインドシールドの傾斜角度に近い角度で形成されているので、ダクト吹出口から吹き出される空気はウインドシールドに沿って吹き出される。これにより、この空気がウインドシールドの車内側の面全体に広がり、曇りが除去される。また、ウインドシールドの外側の面が氷結した場合でも、温風をダクト吹出口から吹き出すことにより、温風はウインドシールドの全面に広がる。これにより、ウインドシールド全体が温められ、解氷することができる。

特開２００３−２７６４３１号公報

しかしながら、従来の車輌用空調装置では、デフロスタダクトが上述したようにウインドシールドの傾斜角度に近い角度で形成されているので、デフロスタダクトを曲げて形成する必要がある。このように、デフロスタダクトを曲げると、ダクト吹出口から空気を吹き出す際に、曲げた部分での圧力損失が生じる虞があった。特に、近年の車輌のウインドシールドは大きく傾斜しているものも多く、デフロスタダクトもその分大きく曲げる必要がある。このように、デフロスタダクトを大きく曲げると、その部分での圧力損失がさらに大きくなる虞があった。また、ウインドシールドへの良好な風速分布を得る為に、吹出口の面積を絞り、吹出風速を増加させていたので、この吹出口面積を小さくすることにより圧力損失が増加する虞があった。このように、圧力損失が大きくなると、騒音が大きくなり、また、風量が低下する要因になっていた。また、圧力損失が生じないようにデフロスタダクトの形成方向に当該デフロスタダクトに空気を送る空調装置本体部を設けるには、車輌室内の前方に位置するエンジン等により設置スペースが少ないため、空調装置本体部を小さくする必要がある。この場合、ダクト吹出口から吹き出す空気の風量が減少するので、曇りの除去や解氷の性能が低下する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圧力損失の低減と、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能の維持と、を両立することのできる車輌用空調装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車輌用空調装置は、車輌室内の前方に設けられたウインドシールドの下方に位置するインストルメントパネル内に、前記ウインドシールドに空気を衝突させることのできる角度で形成されるデフロスタダクトと、前記インストルメントパネルの前記ウインドシールド側の面に前記デフロスタダクトの開口部として形成されて前記ウインドシールドに衝突させる空気を吹き出すダクト吹出口と、を備えることを特徴とする。

この発明では、デフロスタダクトを、ウインドシールドに空気を衝突させることのできる角度で形成しているため、当該デフロスタダクトは直線に近い形状で形成することができる。これにより、圧力損失を低減することができる。また、ウインドシールドに空気を衝突させると、空気はウインドシールドに沿って流れるため、この空気はウインドシールドの、衝突した側の面の全面に行き渡る。このため、曇りの除去や氷結時の氷解性能を確保することができる。この結果、圧力損失の低減と、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能の維持と、を両立することができる。

また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記デフロスタダクトは、ダクト吹出口面積とダクト入口面積とが等しいことを特徴とする。

この発明では、デフロスタダクトの、ダクト吹出口面積とダクト入口面積とが等しく形成されているので、空気がデフロスタダクトを通過する際に、ダクトの面積の変化に起因する圧力損失を低減できる。この結果、より確実に圧力損失の低減を図ることができる。

また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記デフロスタダクトは、前記ウインドシールドに空気を衝突させた際にその空気を前記ウインドシールドの上方と下方とに分流させることのできる角度で形成されていることを特徴とする。

この発明では、ダクト吹付部から吹き出した空気がウインドシールドに衝突した際に、その空気がウインドシールドの上方と下方とに分流する角度でデフロスタダクトは形成されている。これにより、より確実に空気が衝突した側のウインドシールドの全面に、衝突した空気を流すことができる。この結果、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記デフロスタダクトは、前記ウインドシールドに４０〜６０°の衝突角度で空気を衝突させることのできる角度で形成されていることを特徴とする。

この発明では、デフロスタダクトの角度を、適切な衝突角度で空気がウインドシールドに衝突するように形成しているので、より確実に空気が衝突した側のウインドシールドの全面に、この空気を流すことができる。即ち、この衝突角度が適切でない場合には、衝突後の空気がウインドシールドの当該空気が衝突した側の面を流れる際に、偏って流れる虞がある。そこで、ウインドシールドに対する空気の衝突角度が適切な角度になるようにデフロスタダクトを形成することにより、この空気をウインドシールドの全面に流すことができる。この結果、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記デフロスタダクトは、前記デフロスタダクトに空気を送り込む空調装置本体部に接続されおり、前記ダクト吹出口は、前記空調装置本体部の上方に位置していることを特徴とする。

この発明では、ダクト吹出口を空調装置本体部の上方に位置させているので、デフロスタダクトを曲げずに、直線に近い形状で形成することができる。この結果、より確実に圧力損失の低減を図ることができる。

また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記ダクト吹出口は、ダクト吹出口中央部と、前記ダクト吹出口が設けられている車輌の幅方向において前記ダクト吹出口中央部の両端部に位置するダクト吹出口端部と、から形成されており、前記ダクト吹出口中央部は、前記車輌の前後方向における幅が前記ダクト吹出口端部よりも狭く形成されていることを特徴とする。

この発明では、ダクト吹出口中央部の前後方向の幅を、ダクト吹出口端部の前後方向の幅よりも狭くすることにより、ダクト吹出口端部から多く空気を吹き出すことができる。つまり、当該車輌用空調装置が搭載される車輌の左右方向に向けて、多くの空気を吹き出すことができる。上下方向には、上述したように適切な衝突角度で空気が衝突するようにデフロスタダクトを形成することにより、空気が上下方向に分流するのでウインドシールドの上下方向に空気を流すことができる。さらに、上記のようにダクト吹出口中央部の幅とダクト吹出口端部との幅を変えることにより、左右方向にも空気を流すことができる。これにより、より確実にウインドシールドの全面に空気を流すことができる。この結果、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記デフロスタダクトが前記ウインドシールドに対して空気を衝突させる位置は、前記ウインドシールドの上端部と前記ウインドシールドの下端部との中間に位置する中間部であることを特徴とする。

この発明では、ダクト吹出口からの空気をウインドシールドの中間部付近に衝突させることにより、より効果的に曇りの除去や解氷を行うことができる。即ち、車輌の運転時にウインドスクリーン越しに外部を視認する際には、ウインドシールドの中間部付近越しに視認する。このため、この中間部に空気を衝突させることにより、中間部から曇りが除去されたり解氷されたりするので、車輌走行時に必要な部分から視界を確保できる。この結果、より効果的にウインドシールドの曇りの除去や解氷を行うことができ、また、車輌走行時の安全性の向上を図ることができる。

本発明にかかる車輌用空調装置は、圧力損失の低減と、ウインドシールドの曇りの除去性能や解氷性能の維持と、を両立することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる車輌用空調装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の説明では、本発明の車輌用空調装置が搭載される車輌の上方、下方、前方、後方、左右方向を、当該車輌用空調装置の上方、下方、前方、後方、左右方向として説明する。

図１は、本発明の実施例に係る車輌用空調装置と、ウインドシールド及びインストルメントパネルの要部断面図である。同図に示す車輌用空調装置１は、車輌室内に設けられるインストルメントパネル４０内に空調装置本体部５が形成されている。また、インストルメントパネル４０の上方には、ウインドシールド５０が形成されている。このウインドシールド５０は、車輌室内の前方に設けられており、ガラスなど透明な部材で形成されている。また、このウインドシールド５０は、車輌前方に向かうに従って下方に位置するように傾斜して形成されている。このため、ウインドシールド５０とインストルメントパネル４０とは、ウインドシールド下端部５１で接続、または最接近している。前記インストルメントパネル４０は、このように傾斜しているウインドシールド５０の下方に位置している。

インストルメントパネル４０内に設けられる空調装置本体部５からは複数のダクトが車輌室内に向けて形成されている。具体的には、インストルメントパネル上面４１の方向にはデフロスタダクト１０が形成されており、車輌室内の乗員の上半身の方向にはフェイスダクト３０が形成されており、乗員の足元の方向にはフットダクト（図示省略）が形成されている。このうち、デフロスタダクト１０がインストルメントパネル上面４１に開口している部分はダクト吹出口１１として形成されている。このダクト吹出口１１は、デフロスタダクト１０の開口部として形成されている。また、このダクト吹出口１１の縁部であるダクト吹出口縁部１５は、曲面で形成されており、これにより、デフロスタダクト１０とインストルメントパネル上面４１とは、ダクト吹出口縁部１５を形成する曲面によって接続されている。また、デフロスタダクト１０の、前記空調装置本体部５に接続されて当該空調装置本体部５に対して開口している部分は、ダクト入口部１２として形成されている。前記ダクト吹出口１１は、ダクト入口部１２よりも若干前方に位置しつつ前記空調装置本体部５の上方に位置している。

前記デフロスタダクト１０は、ダクト吹出口１１がダクト入口部１２よりも前方に位置しているため、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１の方向に向かうに従って後方から前方に位置するように傾いて形成されており、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１にかけてほぼ直線状に形成されている。このため、ダクト吹出口１１から空気を吹き出す際には、このデフロスタダクト１０の傾斜方向に吹き出す。また、このデフロスタダクト１０からの空気の吹き出し方向である吹出方向仮想線１３の、前記ウインドシールド５０に対する角度のうち、ウインドシールド５０の下側と吹出方向仮想線１３の前側とでなす角度、或いはウインドシールド５０の上側と吹出方向仮想線１３の後ろ側とでなす角度は、衝突角度θとして形成されており、デフロスタダクト１０は、この衝突角度θが、４０〜６０°の範囲内となるように形成されるのが好ましい。また、吹出方向仮想線１３の、前記ダクト吹出口１１に位置する部分は吹出中心１４となっており、デフロスタダクト１０は、前記ウインドシールド下端部５１から吹出中心１４までの距離Ｌが１００〜３００ｍｍ程度となる位置に形成されているのが好ましい。

図２は、図１のデフロスタダクト斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視図である。
図４は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。前記デフロスタダクト１０は、ダクト入口部１２よりも、ダクト吹出口１１の方が、当該車輌用空調装置１が搭載されている車輌の左右方向における幅が広く形成されている。また、前記ダクト入口部１２は前後方向よりも左右方向の方が幅広く形成された略長方形の形状で形成されているのに対し、ダクト吹出口１１は、ダクト吹出口中央部１６と、ダクト吹出口端部１７とにより形成されている。ダクト吹出口中央部１６はダクト吹出口１１の左右方向における中央部付近に位置し、ダクト吹出口端部１７はダクト吹出口１１の左右方向における両端部に位置している。ダクト吹出口中央部１６は、このようにダクト吹出口端部１７の間に形成されており、前後方向の幅がダクト吹出口端部１７の前後方向幅よりも狭くなっている。このため、ダクト吹出口１１は、左右方向における中央部のみ前後方向の幅が狭くなった形状となっている。なお、このダクト吹出口中央部１６の前後方向の幅は、５〜１０ｍｍ程度が好ましい。また、ダクト吹出口１１とダクト入口部１２との面積比は、（ダクト入口の面積／ダクト吹出部の面積）が１．０であることが好ましい。すなわち、ダクト入口の面積とダクト吹出部の面積が等しいことが好ましい。ただし、これに限られるものではなく、面積比が０．７〜１．３程度であってもよい。

また、ダクト吹出口１１の左右方向の幅は、ダクト入口部１２の左右方向の幅よりも広く形成されているため、デフロスタダクト１０は、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１に向かうに従って左右方向に広くなるように形成されている。また、デフロスタダクト１０の左右方向の側面であるダクト側面１８は、当該デフロスタダクト１０の内側方向、或いは、反対側のダクト側面１８の方向に凸となる曲面の形状で形成されており、この形状でダクト入口部１２とダクト吹出口１１との左右方向における端部を接続している。なお、このダクト側面１８の形状である内側方向に凸となる曲面の半径Ｒは、１００〜４００ｍｍ程度となるのが好ましい。

この実施例に係る車輌用空調装置１は以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。当該車輌用空調装置１を作動させると、設定された温度に空気を空調装置本体部５で温度調節する。そして、その温度調節された空気が当該車輌用空調装置１の運転モードに応じて各ダクトを通じて車輌室内に吹き出される。また、当該車輌用空調装置１が搭載されている車輌の運転時に外部の気温が低い場合などには、ウインドシールド５０の車輌室内側が曇る場合があるが、このような場合には、車輌用空調装置１を、デフロスタモードなど空調装置本体部５で温度調整した空気をダクト吹出口１１から吹き出すことのできる運転モードにすることにより、曇りを除去する。

例えば、車輌用空調装置１の運転モードをデフロスタモードにした場合には、空調装置本体部５で温度調節された空気はダクト入口部１２からデフロスタダクト１０内に入る。さらに、デフロスタダクト１０内の空気は、インストルメントパネル上面４１に開口されたダクト吹出口１１から吹き出す。このダクト吹出口１１は上方に向けて開口しており、当該ダクト吹出口１１が形成されているインストルメントパネル上面４１の上方には前記ウインドシールド５０が形成されているため、ダクト吹出口１１から吹き出された空気は、ウインドシールド５０の方向に吹き出される。このようにダクト吹出口１１から吹き出される空気は、デフロスタダクト１０を左右方向に沿った方向に見た場合の形状（図１の方向から見た形状）がダクト入口部１２からダクト吹出口１１までほぼ直線状の形状で形成されているので、ほとんど圧力損失を生じずにダクト吹出口１１から吹き出される。

また、デフロスタダクト１０は、ダクト入口部１２よりもダクト吹出口１１の方が前方に位置するように傾いて形成され、吹出方向仮想線１３がウインドシールド５０に対して衝突角度θとなるように形成されているので、ダクト吹出口１１から吹き出された空気は、ウインドシールド５０に対して衝突角度θの角度で衝突する。このようにウインドシールド５０に対して衝突角度θで衝突した空気は、衝突した際に分流して上方に流れる空気と下方に流れる空気とに分かれ、ウインドシールド５０に沿って上方と下方とに分かれて流れる。

図５は、図１のＣ−Ｃ矢視図である。また、前記デフロスタダクト１０は、ダクト入口部１２よりもダクト吹出口１１の方が左右方向の幅が広くなるように形成されている。このため、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１に向かってデフロスタダクト１０内を流れる空気は、左右方向に広がりながら流れる。これにより、ダクト吹出口１１から吹き出た空気は、左右方向に広がりながら流れる。さらに、ダクト吹出口１１は、ダクト吹出口中央部１６よりもダクト吹出口端部１７の方が、前後方向の幅が広く形成されている。このため、デフロスタダクト１０内を流れる空気は、ダクト吹出口中央部１６よりもダクト吹出口端部１７に多く流れ、ダクト吹出口端部１７から多くウインドシールド５０に対して吹き出される。これらのため、ウインドシールド５０に衝突した空気は、上方と下方とに分流するのみでなく左右方向にも分流し、これにより、上下方向や左右方向を含むあらゆる方向に分流するので、ウインドシールド５０に沿って広がりながら流れる。

また、デフロスタダクト１０は、ダクト吹出口１１がウインドシールド下端部５１から所定の距離Ｌで離れた位置に吹出中心１４が位置するように形成されている。このため、ダクト吹出口１１から吹き出された空気がウインドシールド５０に対して衝突する位置は、ウインドシールド上端部５２とウインドシールド下端部５１とのほぼ中間部分である中間部５３付近に衝突する。ウインドシールド５０に衝突した空気は、上記のようにあらゆる方向に広がりながらウインドシールド５０に沿って流れるので、中間部５３付近に衝突した空気は中間部５３からあらゆる方向に広がる。このように空気がウインドシールド５０に沿って流れることにより、ウインドシールド５０の車輌室内側の曇りは空気の流れに沿って除去され、曇りが除去された明瞭範囲５４は、中間部５３付近から外側方向に広がりながら面積が大きくなっていく。このように、曇りが除去されて明瞭範囲５４が広くなることにより、車輌室内から外部を視認する際の視界は確保される。

また、上記のようにウインドシールド５０の車輌室内側が曇った場合のみでなく、外気温が低くなることによりウインドシールド５０の外側が氷結した場合でも、当該車輌用空調装置１の運転モードをデフロスタモードにすることにより、氷結した部分を解氷することができる。具体的には、ウインドシールド５０の外側が氷結した場合に、車輌用空調装置１の運転モードをデフロスタモードにして前記ダクト吹出口１１から温風を吹き出し、ウインドシールド５０の車輌室内側の面に対して、温風を衝突させる。これにより、この温風は上記のようにウインドシールド５０の中間部５３付近衝突し、上方や下方を含むあらゆる方向に分流し、温風が分流した方向にウインドシールド５０に沿って流れる。

このように、温風がウインドシールド５０に沿って流れることにより、ウインドシールド５０は温風によって加熱され、ウインドシールド５０自体の温度が上昇する。これにより、ウインドシールド５０の外側の氷結している部分が解氷される。この解氷は、ウインドシールド５０の温度が上昇した部分から解氷されるので、ウインドシールド５０の内側の曇りが除去される場合と同様に、中間部５３付近から周囲に向けて氷結が順次解氷される。これにより、中間部５３付近から上方や下方を含むあらゆる方向に明瞭範囲５４が広がり、車輌室内から外部を視認する際の視界は確保される。

図６は、吹出中心の位置に対する理想衝突角度を示す図である。ウインドシールド５０に対してデフロスタダクト１０からの空気を衝突させる際に、衝突した空気を上方と下方とに分流させてウインドシールド５０全体にきれいに流すには、ウインドシールド下端部５１から吹出中心１４までの距離Ｌと衝突角度θとが、所定の関係となっているのが好ましい。具体的には、ウインドシールド下端部５１から吹出中心１４までの距離Ｌが大きくなるに従って衝突角度θも大きくなるのが好ましく、もっとも理想的な関係を示す線である理想衝突角度線７０は比例した状態を示す直線となる。また、ウインドシールド下端部５１から吹出中心１４までの距離Ｌと衝突角度θとが好ましい関係となる衝突角度θの上限を示す線は理想衝突角度上限線７１となり、衝突角度θの下限を示す線は理想衝突角度下限線７２となる。また、この理想衝突角度上限線７１と理想衝突角度下限線７２との間の範囲は衝突角度理想範囲７３となり、デフロスタダクト１０は、ウインドシールド下端部５１から吹出中心１４までの距離Ｌと衝突角度θとの関係が、この範囲内となるように形成されるのが好ましい。

図７は、風量に対する圧力損失比を示す図である。この図７は、横軸はデフロスタダクト１０内を流れる風量を示しており、縦軸は圧力損失比、つまり、ダクト入口部１２とダクト吹出口１１との圧力損失量のうち、従来のデフロスタダクト１０内を流れる風量が２００ｍ^３／ｈのときの圧力損失量を１００％とした時の比を示している。従来のデフロスタダクト１０は、ウインドシールド５０に沿うように空気を吹き出すため、ダクト入口部１２とダクト吹出口１１との間で大きく曲げられている。このため圧力損失が大きく、特に、風量が多い場合には、曲げた部分が大きな抵抗となるので圧力損失はさらに大きくなり、従来デフロスタダクト圧力損失比線８１は風量が多くなるに従って１００％に近付く。これに対し、本発明の車輌用空調装置１が有するデフロスタダクト１０は、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１までほぼ直線状に形成されているため、圧力損失は極めて少ない。このため、デフロスタダクト圧力損失比線８０は、全体的に従来デフロスタダクト圧力損失比線８１よりも小さくなっており、特に、風量が多くなるに従って、その差は大きくなる。

図８は、ダクト高さＨとダクト側面Ｒとの関係を示す図である。デフロスタダクト１０のダクト入口部１２からダクト吹出口１１までの高さＨ（図３参照）と、デフロスタダクト１０の内側方向に凸となるダクト側面１８を形成する曲面の半径Ｒであるダクト側面Ｒとは、所定の関係を有することによりダクト入口部１２とダクト吹出口１１との面積を変えた場合でも圧力損失を低減させることができる。図８は、その一例を示している。ダクト高さＨとダクト側面Ｒとの関係は所定の範囲内にあれば圧力損失を低減することができ、双方の関係はダクト側面Ｒ限界線９０よりもダクト側面Ｒが大きくなる範囲となっているのが好ましい。なお、この関係は、デフロスタダクト１０の形状やデフロスタダクト１０内を通過する風量によって異なる。

図９は、ダクト吹出部とダクト入口部との面積比に対する損失係数ζを示す図である。ダクト入口部１２とダクト吹出口１１との大きさを変えた場合には、デフロスタダクト１０を通過する空気の断面積の大きさが変化するので、圧力損失が生じる。図９は、そのダクト入口部１２とダクト吹出口１１との面積比と、損失係数ζとの関係の一例を示している。図９に示すように、損失係数曲線９５はダクト入口部１２とダクト吹出口１１との面積比が１の場合は、損失係数ζは０になり、この面積比が小さくなる場合、つまり、ダクト吹出口１１の方がダクト入口部１２よりも小さくなる場合や、面積比が大きくなる場合、つまり、ダクト吹出口１１の方がダクト入口部１２よりも大きくなる場合のいずれの場合でも、損失係数ζは大きくなる。このため、面積比は（ダクト入口部１２／ダクト吹出部１１）＝１．０が好ましい。ただし、これに限られるものではなく、０．７〜１．３程度であっても良い。

以上の車輌用空調装置１は、インストルメントパネル上面４１に形成されるダクト吹出口１１から吹き出す空気を、ウインドシールド５０に衝突させることのできる角度でデフロスタダクト１０を形成している。これにより、デフロスタダクト１０を簡単な形状で形成することができ、デフロスタダクト１０内に空気を流す際に、圧力損失を低減することができる。

また、デフロスタダクト１０をこのように形成することにより、車輌用空調装置１をデフロスタモードなどデフロスタダクト１０のダクト吹出口１１から空気を吹き出すことのできる運転モードで運転した際に、ウインドシールド５０に空気を衝突させることができる。このように空気をウインドシールド５０に衝突させると、その空気はウインドシールド５０に沿って流れるため、衝突した空気はウインドシールド５０の衝突した側の面全体に行き渡る。これにより、ウインドシールド５０の車両室内側が曇った際に曇りを除去したり、ウインドシールド５０の外側が氷結した場合に車輌室内側から温風を衝突させてウインドシールド５０を温めて氷結を解氷したりすることができる。これらの結果、圧力損失の低減と、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能の維持と、を両立することができる。また、このように圧力損失を低減することにより、車輌用空調装置１の運転時の騒音を低減させることができる。また、圧力損失を低減することにより、ダクト吹出口１１から吹き出す風量を増加させることができので、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、前記デフロスタダクト１０は、当該デフロスタダクト１０から吹き出した空気がウインドシールド５０に衝突した際に、その空気を上方と下方とに分流させることのできる角度で形成されている。これにより、ウインドシールド５０に衝突した空気を、より確実に衝突した側の面の全体に流すことができる。この結果、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、前記デフロスタダクト１０から吹き出した空気をウインドシールド５０に対して適切な衝突角度θで衝突させることのできるように、当該デフロスタダクト１０は形成されており、具体的には、衝突角度θが４０〜６０°の範囲内となるように形成されている。この衝突角度θが適切でない場合には、ウインドシールド５０に衝突した空気は偏って流れる虞があるが、衝突角度θを上記のように適切な角度にすることにより、ウインドシールド５０に衝突した空気を、より確実に分流させてウインドシールド５０の広い範囲に流すことができる。この結果、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、ダクト吹出口１１を空調装置本体部５の上方に位置させているので、デフロスタダクト１０を曲げずに、簡単な形状で形成することができる。また、ダクト吹出口１１を空調装置本体部５の上方に位置させることにより、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１までの距離が短くなり、デフロスタダクト１０の全長を短くすることができる。これらの結果、より確実に圧力損失の低減を図ることができる。

また、ダクト吹出口１１を、ダクト吹出口中央部１６とダクト吹出口端部１７とにより形成している。ダクト吹出口端部１７は、左右方向においてダクト吹出口中央部１６の両端部に位置しており、前後方向におけるこれらの幅は、ダクト吹出口端部１７よりもダクト吹出口中央部１６の方が狭く形成されている。これにより、ダクト吹出口１１から空気を吹き出す際に、ダクト吹出口中央部１６よりもダクト吹出口端部１７から多く吹き出すことができ、つまり、左右方向におけるダクト吹出口１１の中央部付近よりも両端部付近から多くの空気を吹き出すことができる。このため、ウインドシールド５０に衝突した空気を上述したように上方と下方とに分流する際に、上下方向のみでなく、左右方向にも流すことができる。これにより、より確実にウインドシールド５０の広い範囲に、衝突した空気を流すことができる。この結果、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能を向上させることができる。

また、ダクト吹出口１１からの空気は、ウインドシールド５０の、ウインドシールド上端部５２とウインドシールド下端部５１との中間部分となる中間部５３付近に衝突させている。このように、空気を中間部５３に衝突させることにより、衝突した空気は中間部５３から周囲に広がる。このため、ウインドシールド５０が曇った場合や氷結した場合には、曇りの除去や氷結が解氷された範囲である明瞭範囲５４は、中間部５３付近から広がっていく。ここで、車輌の運転時には、ウインドシールド５０越しに前方を視認する場合には、ウインドシールド５０の中間部５３付近越しに視認する。このため、上記のようにこの中間部５３付近から曇りの除去や氷結が解氷されて明瞭範囲５４が広がることにより、車輌の運転時に、より早く視界の確保が必要な部分から明瞭範囲５４が広がることになる。この結果、より効果的にウインドシールド５０の曇りの除去や解氷を行うことができ、また、車輌走行時の安全性の向上を図ることができる。

また、前記ダクト側面１８をデフロスタダクト１０の内側方向に凸となる曲面の形状で形成し、さらに、前記曲面の半径Ｒは、２００〜４００ｍｍ程度となるようにしているので、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１にかけて、緩やかに左右方向に広がっている。このため、左右方向に広がったデフロスタダクト１０内に空気を流す場合でも、緩やかに広がっているので、圧力損失が少ない。この結果、より確実に圧力損失の低減を図ることができる。

また、ダクト吹出口縁部１５を曲面で形成されているため、ダクト吹出口１１から吹き出た空気は広がりながらウインドシールド５０に衝突するので、衝突した空気をより確実に分流させることができる。これにより、衝突した空気を、より確実にウインドシールド５０に沿わせて流すことができ、容易に明瞭範囲５４を広げることができる。この結果、ウインドシールド５０の曇りの除去性能や解氷性能を、より確実に向上させることができる。

なお、ダクト入口部１２の面積とダクト吹出口１１の面積との関係や、デフロスタダクト１０内を流れる風量・風速等により、ダクト入口部１２からダクト吹出口１１にかけて直線的に形状が変化しても圧力損失があまり生じない場合には、前記ダクト側面１８は直線で形成してもよい。また、ダクト吹出口縁部１５を曲面で形成しなくてもよく、ダクト吹出口１１からの空気がウインドシールド５０に衝突した部分から、当該ウインドシールド５０に沿って周囲に広がる空気の広がり方が良好である場合には、ダクト吹出口縁部１５は曲面で形成せず、デフロスタダクト１０とインストルメントパネル上面４１との接続部分は角部を有していてもよい。

以上のように、本発明にかかる車輌用空調装置は、圧力損失の低減に有用であり、特に、ウインドシールドが大きく傾斜している車輌に搭載する場合に適している。

本発明の実施例に係る車輌用空調装置と、ウインドシールド及びインストルメントパネルの要部断面図である。 図１のデフロスタダクト斜視図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図１のＣ−Ｃ矢視図である。 吹出中心の位置に対する理想衝突角度を示す図である。 風量に対する圧力損失比を示す図である。 ダクト高さＨとダクト側面Ｒとの関係を示す図である。 ダクト吹出部とダクト入口部との面積比に対する損失係数ζを示す図である。

符号の説明

１ 車輌用空調装置
５ 空調装置本体部
１０ デフロスタダクト
１１ ダクト吹出口
１２ ダクト入口部
１３ 吹出方向仮想線
１４ 吹出中心
１５ ダクト吹出口縁部
１６ ダクト吹出口中央部
１７ ダクト吹出口端部
１８ ダクト側面
３０ フェイスダクト
４０ インストルメントパネル
４１ インストルメントパネル上面
５０ ウインドシールド
５１ ウインドシールド下端部
５２ ウインドシールド上端部
５３ 中間部
５４ 明瞭範囲
７０ 理想衝突角度線
７１ 理想衝突角度上限線
７２ 理想衝突角度下限線
７３ 衝突角度理想範囲
８０ デフロスタダクト圧力損失比線
８１ 従来デフロスタダクト圧力損失比線
９０ ダクト側面Ｒ限界線
９５ 損失係数曲線

Claims (7)

1. 車輌室内の前方に設けられたウインドシールドの下方に位置するインストルメントパネル内に、前記ウインドシールドに空気を衝突させることのできる角度で形成されるデフロスタダクトと、
   前記インストルメントパネルの前記ウインドシールド側の面に前記デフロスタダクトの開口部として形成されて前記ウインドシールドに衝突させる空気を吹き出すダクト吹出口と、
   を備えることを特徴とする車輌用空調装置。
2. 前記デフロスタダクトは、ダクト吹出口面積とダクト入口面積とが等しいことを特徴とする請求項１に記載の車輌用空調装置。
3. 前記デフロスタダクトは、前記ウインドシールドに空気を衝突させた際にその空気を前記ウインドシールドの上方と下方とに分流させることのできる角度で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用空調装置。
4. 前記デフロスタダクトは、前記ウインドシールドに４０〜６０°の衝突角度で空気を衝突させることのできる角度で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。
5. 前記デフロスタダクトは、前記デフロスタダクトに空気を送り込む空調装置本体部に接続されおり、
   前記ダクト吹出口は、前記空調装置本体部の上方に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。
6. 前記ダクト吹出口は、ダクト吹出口中央部と、前記ダクト吹出口が設けられている車輌の幅方向において前記ダクト吹出口中央部の両端部に位置するダクト吹出口端部と、から形成されており、
   前記ダクト吹出口中央部は、前記車輌の前後方向における幅が前記ダクト吹出口端部よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。
7. 前記デフロスタダクトが前記ウインドシールドに対して空気を衝突させる位置は、前記ウインドシールドの上端部と前記ウインドシールドの下端部との中間に位置する中間部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。

Images