JP2006117018A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置において、冷房時にヒータコアの上方空間に回り込みヒータコアで暖められた空気（暖気）が、冷風に混ざってフェイス吹出口から吹き出すことがあった。
【解決手段】車両空調装置は、フェイス吹出口１７及びフット吹出口２１を備えたケース１０と、ケース内に収容された蒸発器３０と、ケース内において、空気の流れ方向で蒸発器の下流側に並んで配置及び形成されたヒータコア３５及び空気通路３７と、ケース内において、空気の流れ方向でヒータコア及び空気通路の上流側に配置されヒータコアを通過する空気量と空気通路を通過する空気量とを調整するエアミックスドア４０と、空気通路を通過する空気量が最大となる位置にエアミックスドアがあるときヒータコアの直下流側空間の空気を吸引するアスピレータ４５と、から成る。空気通路を通過する空気量が最大となるとき（例えば冷房時）は、アスピレータがヒータコアの直下流空間内の暖気を吸引するので、暖気が冷風に混じることが防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用空調装置、特に冷房時にヒータコアで暖められた冷風が車室に吹き出さないものに関する。

車両用空調装置の一種に、吹出口を備えたケースの下部寄りに蒸発器が収容され、その上方にヒータコア及び空気通路が並んで収容及び形成されたタイプがある。蒸発器とヒータコアとが上下方向に離れているこのタイプでは、冷房時は空気を蒸発器での熱交換で冷風に換えた後空気通路を通過させ、暖房時は空気をヒータコアでの熱交換で暖風に換える。

空気の空気通路の通過を許容したり禁止するために使用されるエアミックスドアの一種に、スライド式エアミックスドアがある（特許文献１参照）。スライド式エアミックスドアは冷房時は、蒸発器で熱交換された冷風を空気通路を通過させるために、空気通路を開放すべくヒータコアの下方にスライドされる。これに対して、暖房時は、空気がヒータコアで熱交換されるようにヒータコアの下方空間を開放すべく、空気通路を閉鎖する位置にスライドされる。
特開２００３−３３５１２２号公報

スライド式エアミックスドアを使用した場合、冷房時に冷風の一部がヒータコアで暖められることがある。即ち、空気通路を開放する位置にあるスライド式エアミックスドアはヒータコアの下方空間をふさぐことはできても、ヒータコアの側方空間をふさぐことができず、冷風の一部が側方空間からヒータコアの上方空間に回り込むからである。回り込んだ冷風はヒータコアで暖められた後上方空間から出て冷風に合流し、フェイス吹出口から乗員の上半身に向かって吹き出される。その結果、冷風の温度が所望温度よりも上昇し、乗員は不快感を持つことがある。

なお、蒸発器とヒータコアとが上下（縦）方向でなく横方向に離れているものもあり、またエアミックスドアはスライド式以外にヒンジ式のものもある。このようなタイプでも同様の問題が生ずることがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、冷房時にヒータコアで暖められた冷風（暖気）がフェイス吹出口から吹き出さない車両用空調装置を提供することを目的とする。

本願の発明者は、エアミックスドアが空気通路を最大に開放する位置（空気通路を通過する空気量が最大となる位置）にあるとき、例えば冷房時に、ヒータコアで暖められた冷風をヒータコアの直下流空間から吸引し、フェイス吹出口以外へ導くことを着想して、本発明を完成した。

本発明による車両用空調装置は、請求項１に記載したように、フェイス吹出口及びフット吹出口を備えたケースと、ケース内に収容された蒸発器と、ケース内において空気の流れ方向で蒸発器の下流側に並んで配置及び形成されたヒータコア及び空気通路と、ケース内において空気の流れ方向でヒータコア及び空気通路の上流側に配置されヒータコアを通過する空気量と空気通路を通過する空気量とを調整するエアミックスドアと、
空気通路を通過する空気量が最大となる位置に前記エアミックスドアがあるときヒータコアの直下流側空間の空気を吸引するアスピレータと、から成る。

アスピレータは、空気通路を通過する空気量が最大となる位置にエアミックスドアがあるとき例えば冷房時に、冷風の一部がヒータコアの直下流空間に進入しヒータコアで暖められた場合でも、この暖気を直下流空間から吸引し、冷風に混じることを防止する。

なお、車両用空調装置にアスピレータを配置すること自体は知られている（たとえば特開２００４−５８７７５号公報参照）。ただし、このアスピレータの目的及び配置場所は本発明とは異なる。

本発明にかかる車両用空調装置によれば、エアミックスドアが空気通路を通過する空気量が最大となる位置にあるとき、ヒータコアで暖められた冷風の一部がアスピレータによりヒータコアの直下流空間から吸引でき、冷風に混じることが防止されるので、冷風の温度上昇が防止できる。

請求項２の車両用空調装置によれば、蒸発器とヒータコアが上下（縦）方向に離れ、両者間にスライド式エアミックスドアが配置されているとき、ヒータコアで暖められた冷風の一部がアスピレータによりヒータコアの直下流空間から吸引できる。請求項３の車両用空調装置によれば、専用のアスピレータを配置することが不要となり、配置スペースが小さくでき、コストが安価になる。

請求項４の車両用空調装置によれば、排気口から排出する空気流によって生ずる負圧により、吸気口を通してヒータコアの上方空間内の暖気を排出することができる。請求項５の車両用空調装置によれば、コンパクトな構造でありながらエアミックスドアは冷房時等は空気通路を開放して冷風の通過を許容し、暖房時は空気通路を閉鎖し、また高さ方向で占めるスペースが小さくできる。

本発明の車両用空調装置は、ケース、蒸発器、ヒータコア及び空気通路、エアミックスドア及びアスピレータから成る。

（イ）ケース、蒸発器、ヒータコア、エアミックスドア
ケースは複数の吹出口を備え、各吹出口を開閉する複数のドアが回動可能に軸支されている。また複数の吹出口に通じる通路とヒータコアの上方空間とを仕切る仕切り壁を有する。

蒸発器はケース内で空気流れ方向で上流側に空気の流れを横切るように配置される。ケースの下部の横方向に配置される場合、蒸発器の下流側にヒータコア及び空気通路が並んで配置及び形成されている。蒸発器の一側の上方にヒータコアが位置し、他側の上方に空気通路が位置する。これに対して、蒸発器がケースの側部に縦方向に配置される場合、蒸発器の側方にヒータコア及び空気通路が並んで配置及び形成される。空気通路は主に冷風の流通路となる。

（ロ）エアミックスドア
上記空気通路を開閉するエアミックスドアはスライド式でも、ヒンジ式でも良い。蒸発器とヒータコア及び空気通路とが上下方向に離れ、両者間にスライド式エアミックスドアが配置されている場合に、ヒータコアの上方空間に冷風が流入し易い。しかし、蒸発器とヒータコア及び空気通路とが上下方向以外（例えば横方向）に離れている場合は、エアミックスドアがヒンジ式であっても、ヒータコアの下流側空間に冷風が流入することがある。

エアミックスドアは蒸発器よりも長さが短く、ヒータコアの下方空間又は側方空間をふさぎ、空気通路を閉鎖できる長さを持つ。スライド式ではヒータコアの長手方向と平行にスライドし、スライドにより空気通路の開放位置又は閉鎖位置に移動する。ヒンジ式では空気通路内でヒータコア側又は反ヒータコア側で軸支されている。

（ハ）アスピレータ
アスピレータは軸方向の一端部（先端）の外周面に吸気口を、先端面に排気口を備え、吸気口が３つの吹出口に通じる通路とヒータコアの周囲空間とにまたがるように配置される。ブロワによりケース内に生ずる空気流れの一部が吸気口を介してアスピレータ内に吸引される。このとき生ずる負圧によりヒータコアの直下流空間（例えば上方空間）内の暖気が吸引され、アスピレータの排気口から他の部分（例えばフット吹出口）に向けて吹き出す。フット吹出口はもともと暖房時に暖気を吹き出すものなので、冷房時に少し暖かい空気が吹き出されても乗員は気にならない。

なお、暖気を吸引するために（専用の）アスピレータを設けても良いが、内気温度検知用アスピレータを暖気吸引用に兼用しても良い。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。

＜実施例＞
（構成）
図１に示すように、車両用空調装置はケース１０と、その内部に収容された蒸発器３０、ヒータコア３５及びエアミックスドア４０等とから成る。蒸発器３０とヒータコア３５とが上下方向に離れエアミックスドア４０がスライド式のタイプである。このうちケース１０は側壁１２及び１３や端壁を含み、上方部に仕切り壁１５で仕切られたデフロスタ吹出口１６及びフェイス吹出口１７を備えている。下方部のフット吹出口２１が、側壁１２と外壁２２とで形成される通路２３によりデフロスタ吹出口１６につながっている。

デフロスタ吹出口１６はデフロスタドア２５ａで開閉され、フェイス吹出口１７はフェイスドア２４で開閉され、フット吹出口２１へ通じる通路２３はデフロスタドア２５ａと一体化されたフットドア２５ｂで開閉される。デフロスタドア２５ａ、フェイスドア２４及びフットドア２５は何れも側壁１２及び１３に回動可能に軸支されている。ケース１０は、デフロスタ吹出口１６，フェイス吹出口１７及び通路２３に通じる通路２７と後述するヒータコア３５の上方空間２８とを仕切る仕切り壁２９を備えている。

ケース１０の下部に一方側壁１２から他方側壁１３にかけて蒸発器３０が収容され、その一端３１ａが一方側壁１２に支持され、他端３１ｂが他方側壁１３で支持され傾斜している。蒸発器３０の上方にヒータコア３５及び空気通路３７が並んで配置及び形成されている。ヒータコア３５は蒸発器３０よりも長さ（図１で左右方向寸法）が短く、蒸発器３０の左半分３２ａの上方に配置されている。その結果、蒸発器３０の右半分３２ｂの上方に空気通路３７が位置している。

蒸発器３０とヒータコア３５及び空気通路３７との間に横方向（図１で左右方向）にスライド可能なエアミックスドア４０が配置されている。エアミックスドア４０は蒸発器３０の長さの半分、即ちヒータコア３５と同程度の長さ持ち、ヒータコア３５と平行にスライド可能にケース１０に支持されている。駆動部材４２により駆動され、空気通路３７を開放しヒータコア３５の下方を覆う開放位置（図１に実線で示す）と、空気通路３７を閉鎖する閉鎖位置との間でスライド可能である。

上記仕切り壁２９に樹脂から成る内気温度検知用アスピレータ４５が取り付けられている。図２に示すように、アスピレータ４５は内気センサ４８、筒状ケース４９、Ｌ字形ケース５２及びホース４６から成る。車室内に配置された内気センサ４８と筒状ケース４９とをホース４６がつないでいる。

Ｌ字形ケース５２は、途中に形成された貫通孔５３に筒状ケース４９が挿入され、一端の吸気口５４が側面で開口し、他端の排気口５５が下面で開口している。筒状ケース４９の下端とＬ字形ケース５２の屈曲部との間にベンチュリ部５６が形成されている。

仕切り壁２９に取り付けられたアスピレータ４５は、吸気口５４が通路２７及び上方空間２８にまたがり、排気口５５はフット吹出口２１に向けられている。

（作用）
ａ．デフロスタモード
デフロスタドア２５ａを回動してデフロスタ吹出口１６を開き、フェイスドア２４及びフットドア２５ｂでフェイス吹出口１７及びフット吹出口２１を閉じる。駆動部材４２によりエアミックスドア４０を半開位置に移動させ、空気通路３７を半分程開放し、ヒータコア３５の下方空間を半分程度ふさぐ。ブロワ（不図示）から送られる空気は蒸発器３０で除湿され、ヒータコア３５で暖められた後、通路２７を通ってデフロスタ吹出口１６から吹き出す。

ｂ．フェイスモード（冷房時）
フェイスドア２４を回動してフェイス吹出口１７を開き、デフロスタ２５ａ及びフットドア２５ｂでデフロスタ吹出口１７及びフット吹出口２１を閉じる。駆動部材４２によりエアミックスドア４０を図１に示す開放位置に移動させ、空気通路３７を開放しヒータコア３５の下方空間をふさぐ。空気が蒸発器３０で熱交換され冷風に換わり、空気通路３７を通過し通路２７からフェイス吹出口１７に導かれる。

ｃ．フットモード（暖房時）
フットドア２５ｂを回動してフット吹出口２１につながった通路２３を開く。デフロスタ２５ａ及びフェイスドア２４でデフロスタ吹出口１７及びフェイス吹出口１７を閉じる。駆動部材４２によりエアミックスドア４０を閉鎖位置に移動させ、空気通路３７を閉鎖しヒータコア３５の下方空間を開放する。空気がヒータコア３５で熱交換され温風に換わり、通路２７及び通路２３からフット吹出口２１に導かれる。

ｄ．温度検出、アスピレータの作用
上記説明から分かるように、３つの何れのモードでも空調空気が通路２７内をａ方向に流れる。図２において、通路２７内をａ方向に流れる空調空気の一部がｃ方向に流れる。ベンチユリ部５６の作用で生ずる負圧により、内気がｂ方向に吸引されるとともに、上方空間２８内の暖かい空気がｄ方向に吸引される。ｂ方向の空気流れにより内気センサ４８で内気温度が検知され、ｄ方向の空気流れにより暖気が上方空間２８から除去され、排気口５５からフット吹出口２１に向けて吹き出される。

（効果）
この車両用空調装置では、上下方向に離れた蒸発器３０とヒータコア３５及び空気通路３７との間にスライド式エアミックスドア４０が配置され、上方空間２８に冷風が回り込み易い。しかし、フェイスモード時上方空間２８内に入り込みヒータコア３５で暖められた冷風の一部（暖気）は矢印ｄで示すようにアスピレータ４５の吸気口５４から吸引されるので、ａ方向の冷風の流れに混じることが防止される。

また、１つの通路２７が３つのデフロスタ吹出口１６，フェイス吹出口１７及びフット吹出口２１につながっており、ケース１０の構造がコンパクトである。これに関連して、エアミックスドア４０がスライド式なのでヒンジ式の場合に比べてケース１０の高さを抑えることができる。

更に、内気温度検知アスピレータ４５を利用して上方空間２８の暖気を吸引するので、アスピレータ４５自体には特別の改良を施すことは不安で、コストの上昇が防止できる。上記暖気の吸引に加えて、デフロスタモード、フェイスモード及びフットモードの全てにおいて、アスピレータ４５内の内気センサ４８により車室内の空調空気の温度が検出され、その結果に応じて蒸発器３０及びヒータコア３５等の作動を制御することにより、最適な空調温度が設定できる。

＜比較例＞
図３及び図４に示す比較例のアスピレータ４５は実施例のアスピレータと同じ構成を持つが、その配置場所及び方向が異なる。アスピレータ４５は通路２７内に仕切り壁２９と平行に配置され、吸気口５４は通路２７に開口し、上方空間２８には開口していない。

この比較例では、フェイスモード時に通路２７をａ方向に流れる空調空気（冷風）に、上方空間２８内で暖められた冷風の一部がｘ方向に流れて混じる。その分、フェイス吹出口１７から吹き出す冷風は温度が高くなり、乗員は不快な気持ちになる。

本発明の実施例を示す正面断面図である。 実施例のアスピレータの詳細図である。 比較例を示す要部断面図である。 比較例の図２に対応する詳細図である。

符号の説明

１０：ケース １６，１７，１８：吹出口
２３，２４，２５：ドア ２７：通路
２８：周囲空間 ３０：蒸発器
３５：ヒータコア ３７：空気通路
４５：アスピレータ ５４：吸気口
５５：排気口

Claims (5)

1. フェイス吹出口（１７）及びフット吹出口（２１）を備えたケース（１０）と、
   前記ケース内に収容された蒸発器（３０）と、
   前記ケース内において、空気の流れ方向で前記蒸発器の下流側に並んで配置及び形成されたヒータコア（３５）及び空気通路（３７）と、
   前記ケース内において、空気の流れ方向で前記ヒータコア及び前記空気通路の上流側に配置され、該ヒータコアを通過する空気量と該空気通路を通過する空気量とを調整するエアミックスドア（４０）と、
   前記空気通路を通過する空気量が最大となる位置に前記エアミックスドアがあるとき、
   前記ヒータコアの直下流側空間（２８）の空気を吸引するアスピレータ（４５）と、
   から成ることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記蒸発器は前記ケースの下部寄りに収容され該蒸発器の上方にヒータコア（３５）及び空気通路（３７）が配置及び形成され、 前記エアミックスドアは前記ヒータコア及び前記空気通路の下方に配置され該空気通路を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置との間でスライド可能であり、前記アスピレータは該ヒータコアの上方空間（２８）から空気を吸引する請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記アスピレータは内気温度検知用アスピレータである請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記アスピレータは吸気口及び排気口を有し、該吸気口が前記フェイス吹出口及び前記フット吹出口に通じる通路（２７）とヒータコアの上方空間（２８）とにまたがって配置されている請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記ヒータコアは前記蒸発器よりも短く、前記蒸発器の一側の上方に前記ヒータコアが配置され、他側の上方に前記空気通路が位置し、前記エアミックスドアは前記ヒータコアの下方空間を塞ぎ該空気通路を閉鎖する長さを持つ請求項４に記載の車両用空調装置。
   

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