JP2007131137A - 自動車用空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両のステアリングメンバを空気流路として利用する。自動車用空調装置の一部を分離して混合・吹出モードユニットとし、この混合・吹出モードユニットの設置場所を従来デッドスペースだった場所にする。これにより、自動車用空調装置の設置容積の相対的な削減を図る。
【解決手段】 エアミックス機構と吹出モード切換機構とを備えた混合・吹出モードユニット24を温冷風供給ユニット2から分離する。温冷風案内構造体16はステアリングメンバを利用したものであり、内部に温風通路18と冷風通路19とを有する。温冷風案内構造体16の車両進行方向前方に温風通路18及び冷風通路19の下流側となる下流側接続口21を形成する。そして、混合・吹出モードユニット24を前記温冷風案内構造体16の下流側接続口21に接合する。
【選択図】 図3

Description

この発明は、例えば自動車等に搭載される省スペース型の空調装置、特に空気流路の風下側に位置する混合・吹出モードユニットの構造及びそれを用いた自動車用空調装置に関するものである。
自動車用空調装置は、例えばフル一体型と称される構造にあっては、温調ユニットに対し、送風機、冷却用熱交換器、ミックスドア等からなるエアミックス機構、加熱用熱交換器、空気混合室、温調空気の吹出用開口部、並びに吹出用開口部の近傍に配された切換ドア等からなる吹出モード切換機構とを一つのケースに集約して構成されるのが通常である(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照。)。
また、ステアリングメンバ等の車両左右方向に延びる構造体の内部を中空状とし、この構造体の内部空間を空気流路の一部に利用した空調装置も既に公知となっている(例えば、特許文献3及び特許文献4を参照)。
特開2003−312231号公報 特開2004−149015号公報 特開2003−170729号公報 特開2004−114863号公報
しかしながら、上述のように、冷風と温風とを混合させ、車室内に吹出させる混合・吹出モード機能を有する部位について、冷却用熱交換器、加熱用熱交換器等を備えた温冷風供給ユニット部位よりも通風方向の風下側で且つ当該温冷風供給ユニット部位と一体構造とすることにより、空調装置の小型化を図る場合には、冷却用熱交換器、加熱用熱交換器から混合室に至る空気流路の空気の流動方向や通路面積、混合室の容積、吹出モード切換機構の各吹出用開口部の配置等の構造について制限を受け、しかも空気流路が相対的に狭まることで騒音が発生するという不具合も生じうる。
一方、ステアリングメンバ等の構造体に対しその車両進行方向の前方側となる領域は、従来ではデッドスペースとなっており、近年における車両の省スペース化の要請に十分に応えることができないという不具合を有していたが、特許文献3及び特許文献4に示す従来例からでは、このデッドスペースの解消を図ることができない。
そこで、本発明は、車両の構造体を積極的に空気流路として利用すると共に、自動車用空調装置の一部を分離してユニット化し、このユニットの設置場所の自由度を高めるようにして、自動車用空調装置の設置容積の相対的な削減を図ることを目的とする。
本発明に係る自動車用空調装置は、中空状の構造体に、温風が流れる温風通路と冷風が流れる冷風通路とを画成し、この両通路の下流側に温風と冷風とを送出することのできる下流側接続口を形成し、この下流側接続口に、前記温風通路からの温風と前記冷風通路からの冷風との混合比を制御するエアミックス機構と所望の吹出モードに従って切換ドアを動かすことで各吹出用接続口を開閉する吹出モード切換機構とを有する混合・吹出モードユニットを接合して構成したことを特徴とする(請求項1)。
これにより、エアミックス機構と吹出モード切換機構とを備えた部位を分離し、独立した混合・吹出モードユニットとして構成することから、この分離した混合・吹出モードユニットの設置位置の自由度を高めることができ、これに伴い、例えば構造体がステアリングメンバである場合にはその車両進行方向の前面のデッドスペースに配置することができる。また、構造体の内部に温風通路及び冷風通路とを画成して自動車用空調装置の一部として利用することから、各温風通路及び冷風通路の容積の拡大のみならず、空調装置の省スペース化も図ることができる。更に、混合・吹出モードユニットを構造体と接続するのみで自動車用空調装置を組み立てることができるので、自動車用空調装置の組み立てを容易にする。
そして、前記構造体に対し前記温風通路及び冷風通路の上流側に上流側接続口を設け、この上流側接続口に、前記温風通路に温風を供給するための加熱器と前記冷風通路に冷風を供給するための冷却器とを少なくとも有する温冷風供給ユニットを接合することを特徴とする(請求項2)。これにより、温冷風供給ユニットから構造体の温風通路及び冷風通路に空気が流れるにあたり、温風通路には加熱器を空気が通過することで所望の温度まで加熱された温風が、冷風通路には冷却器を空気が通過することで所望の温度まで冷却された冷風が供給される。
前記エアミックス機構は、ミックスドアと、このミックスドアを駆動するアクチュエータとにより成ることを特徴とする(請求項3)。前記ミックスドアは、第1のドアと第2のドアとに分けて構成され、前記アクチュエータは、これら第1のドアと第2のドアとを別個独立に制御することが可能である(請求項4)。
これにより、例えばバイレベルモード時にあっては、第1のドアと第2のドアとが別個独立に制御されて、接続口の車両左右方向の一方側から流入する空気が、車両左右方向の他方側から流入する空気よりも温度を高くでき、しかも、混合・吹出モードユニット内を並行的に流れるので混合せず、そのままフット吹出用接続口から吹き出される温風とベント吹出用接続口から吹き出される冷風との温度差を維持することができる。
前記吹出モード切換機構は、前記各吹出用接続口に設けられる切換ドアと、この切換ドアを動かすアクチュエータとにより成るものである(請求項5)。そして、前記各切換ドアは、別個独立に前記各吹出用接続口を開閉することが可能である(請求項6)。
本発明に係る自動車用空調装置は、前記構造体に対し温風通路及び冷風通路の下流側に温風と冷風とを送出することのできる下流側接続口を2つ形成し、各下流側接続口に、前記温風通路からの温風と前記冷風通路からの冷風との混合比を制御するエアミックス機構と所望の吹出モードに従って切換ドアを動かすことで各吹出用接続口を開閉する吹出モード切換機構とを有する混合・吹出モードユニットを接合して構成しても良い(請求項7)。
これにより、一方の混合・吹出モードユニットを構造体に対し運転手席側に、他方の混合・吹出モードユニットを構造体に対し助手席側に接合することで、運転手側と助手席側とでそれぞれ独立空調制御することが可能であり、また、一方の混合・吹出モードユニットを前席用の空調制御に用い、他方の一方の混合・吹出モードユニットを前席用の空調制御に用いることも可能である。
一方、前記混合・吹出モードユニットは、その内部で前記各吹出用接続口のうちフット吹出用接続口及びデフ吹出用接続口に至る空気流路上に暖房補器を設けるようにしても良いし(請求項8)、また、前記混合・吹出モードユニットは、その内部で前記各吹出用接続口のうちベント系の吹出用接続口に至る空気流路上に空気清浄器を設けるようにしても良い(請求項9)。
請求項1に記載の発明によれば、エアミックス機構と吹出モード切換機構とを備えた部位を分離し、独立した混合・吹出モードユニットとして構成することから、この分離した混合・吹出モードユニットの設置位置の自由度を高めることができ、これに伴い、例えば構造体がステアリングメンバである場合にはその車両進行方向の前面のデッドスペースに配置することができる。また、ステアリングメンバ等の構造体の内部に温風通路及び冷風通路とを画成して自動車用空調装置の一部として利用することから、各温風通路及び冷風通路の容積の拡大のみならず、空調装置の省スペース化も図ることができる。更に、混合・吹出モードユニットをステアリングメンバ等の構造体と接続するのみで自動車用空調装置を組み立てることができるので、自動車用空調装置の組み立てを容易にすることができる。
請求項2に記載の発明によれば、温冷風供給ユニットから構造体の温風通路及び冷風通路に空気を流入させるにあたり、温風通路には加熱器を空気が通過することで所望の温度まで加熱された温風を、冷風通路には冷却器を空気が通過することで所望の温度まで冷却された冷風を供給することができる。また、温冷風供給ユニットをステアリングメンバ等の構造体と接続するのみで自動車用空調装置を組み立てることができるので、自動車用空調装置の組み立てを容易にすることができる。
請求項3及び4に記載の発明によれば、第1のドアの開閉と第2のドアの開閉とを別個独立に制御することにより、例えばバイレベルモード時にフット吹出用接続口から吹き出される風とベント吹出用接続口から吹き出される風との温度差を、適宜に決定することができる。
特に請求項7に記載の発明によれば、一方の混合・吹出モードユニットを構造体に対し運転手席側に、他方の混合・吹出モードユニットを構造体に対し助手席側に接合することで、一方を運転手側、他方を助手席側として用いてそれぞれ独立に空調制御することが可能であり、また、一方を前席用、他方を後席用として用いてそれぞれ独立に空調制御することも可能である。
特に請求項8に記載の発明によれば、混合・吹出モードユニット内の暖房補器を作動させることで、加熱器の熱量が不足している場合にはその不足する熱量を補うことができる。また、特に請求項9に記載の発明によれば、混合・吹出モードユニット内の空気清浄器を作動させることで、ベント系吹出用接続口から車室内に吹き出される空気の浄化を図ることができる。
以下、この発明の実施形態を図面により説明する。
図1から図5に示される空調装置1は、車両用のしかも単一の配風システム用として使用されるもので、温冷風供給ユニット2と、温冷風案内構造体16と、1の混合・吹出モードユニット24とで基本的に構成されている。
温冷風供給ユニット2は、図2及び図3に示されるように、スクロール部3と、このスクロール部3に対し風下側、すなわち車両進行方向後方側に位置する温冷風発生部4とから成る。
このうち、スクロール部3は、スクロール状のケーシング5内に例えばファン6A及びその駆動モータ6Bから成る送風機6が収納されている。送風機6は、ファン6Aと駆動モータ6Bと車両左右方向に沿って並設するように横倒し状になっており、ケーシング5の一方側には空気吸込口7が開口している。この空気吸込口7は、図示しない公知のインテーク装置と連結されて、このインテーク装置の内外気導入口からインテークドアにより選択的に導入した空気を取り込むようにしている。
温冷風発生部4は、前記ケーシング5から連なるケーシング8内に、送風機6の風下側から車両進行方向に沿って延びた後、車両上下方向の上方に延びる空気流路9を有している。ケーシング8の底面には、後述する冷却器13から垂下するドレン水を外部に排出するためのドレン水排出口10が形成されている。
前記空気流路9のうち車両上下方向の上方に延びた部位の最風下側は開口部11が形成されている。そして、車両進行方向前方側にはヒータコア等の加熱器12が、その車両進行方向後方側にはエバポレータ等の冷却器13が、それぞれ空気流路9内に配置されている。すなわち、加熱器12と冷却器13とは、各々車両上下方向の下方が空気流入側面、車両上下方向の上方を空気流出面としつつ、加熱器12が冷却器13よりも車両進行方向の前方で且つ車両上下方向的には略同じ高さとなるように設置されている。
尚、加熱器12と冷却器13との間には、熱伝導を相互に防止するために断熱材14を介在させることが好ましい。
温冷風案内構造体(以下、構造体という。)16は、この実施形態では車両左右方向に沿って延びるステアリングメンバが用いられているもので、図3から図4に示されるように、その内部は中空状としつつ仕切り壁17により温風通路18と冷風通路19とに画成されている。
より具体的に説明すると、構造体16は、その短手方向から見て、特に図3及び図4に示されるように、温冷風供給ユニット2の開口部11の車両進行方向に沿った底面16Aと、略車両上下方向に沿って延びる車両後方側面16Bと、車両上下方向に進むにつれて車両後方に向けて傾斜した傾斜面及びこの傾斜面の上縁から略車両上下方向に沿って延びる立面から成る車両前方側面16Cと、車両進行方向に沿って延びる上面16Dとで囲まれた中空状のものである。
そして、図3に示されるように、構造体16は、底面16Aのうち温冷風供給ユニット2の開口部11と対峙する部位にこの開口部11と略同じ開口面積の上流側接続口20が開口し、車両前方側面16Cのうち立面に後述する混合・吹出モードユニット26の開口部25、26と連通する下流側接続口21が開口している。仕切り壁17は、内部を温風通路18と冷風通路19とに画成している。
これにより、温冷風供給ユニット2の開口部11と上流側接続口20との接続部位を介して送られてきた温風及び冷風は、温風が温風通路18を通り、冷風が冷風通路19を通ることで、別々に構造体16内を流動し、下流側接続口21に接合した混合・吹出モードユニット24にそのまま混合されることなく案内される。
混合・吹出モードユニット24は、この実施形態では、構造体16の下流側接続口21から当該構造体16内にその一部が挿嵌できるような外形状のケーシング30を有するもので、構造体16への挿嵌側には車両左右方向に沿って開口部25が開口しており、この開口部25は、エアミックス機構を構成するミックスドア28によって開閉されるようになっている。
ミックスドア28は、この実施形態では、略半円の円弧状の閉塞部29A、29Aを主部材とするロータリ型の2つのドア29、29から構成されたもので、各ドア29は、閉塞部29A、29Aの外側側方に設けられた側部29B、29Bに回転軸31、31が固定されて成る共通のもので、閉塞部29Aは回転軸31を軸心として90度の範囲で揺動可能となっている。そして、図5に示されるように、各ドア29、29は、回転軸31に回転力を与える駆動源として、別々にアクチュエータ33、33が設けられており、これにより、ドア29、29は同時に揺動制御されるが、一方のドア29と他方のドア29とを個別に揺動制御することも可能である。
例えば、一方のドア29は、構造体16の下流側接続口21のうち温風通路18の開口の開度を100%とし、他方のドア29は、構造体16の下流側接続口21のうち冷風通路19の開口の開度を100%とするように、ドア29、29の開度を別々に可変することも可能である。尚、ドア29の構造は、必ずしもロータリ型のものに限定されず、例えば、フラッグ型、バタフライ型のものであっても良い。
ケーシング30のミックスドア28よりも風下側となる内部にはエアミックス機構を構成する温冷風混合室34A、34Bが車両左右方向に沿って画成されている。温冷風混合室34Aは、開口部25の車両左右方向の左側部位を介して温風通路18から導入される温風と冷風通路19から導入される冷風とが適宜混合される空間であり、温冷風混合室34Bは、開口部25の車両左右方向の右側部位を介して温風通路18から導入される温風と冷風通路19から導入される冷風とが適宜混合される空間である。
そして、ケーシング30の温冷風混合室34A、34Bよりも風下側は、この実施形態では、吹出モード別の接続口36乃至39に分かれている。そして、接続口36乃至39は、それぞれの開口が車両上下方向の上方に向けて曲折し、吹出モード別の接続口36乃至39の曲折部位の基部側において、それぞれの接続口36乃至39を開閉するための切換ドア41乃至44が配置されている。
各切換ドア41乃至44は、この実施形態では、略半円の円弧状の閉塞部を主部材とするロータリ型のものであるが、必ずしもロータリ型のものに限定されず、例えば、フラッグ型、バタフライ型のものであっても良い。そして、各切換ドア41乃至44を揺動する機構は、その長手方向の一方端にアクチュエータ45が配置された回転軸46と、この回転軸46の回転を各切換ドア41乃至44に適宜伝達する伝達機構48乃至51とで構成されている。
従って、各切換ドア41乃至44について共通の構成とすることができ、また、これら切換ドア41乃至44について、単一の駆動源たるアクチュエータ45に対し伝達機構48乃至51を適宜に構成することによって、適宜に揺動することができる。
更に、吹出モード別の接続口36乃至39については、例えば、接続口37、38をVENT系、接続口36、39をFOOT系又はDEF系としている。もっとも、接続口37、38FOOT又はDEF系、接続口36、39をVENT系とし、或いは、接続口36、37をVENT系、接続口38、39をFOOT系又はDEF系と自由に選択し設定することも可能である。
上記のような構造とした場合には、吹出モードの切換制御は以下のように行なわれる。すなわち、ベントモード時には、C/V(センターベント)用接続口たる接続口36、S/V(サイドベント)用接続口たる接続口37が開放され、FOOT用接続口たる接続口38、DEF用接続口たる接続口39は切換ドア43、44で閉塞されることとなる。すなわち、開口部25から導入された空気は全てC/V用、S/V用の接続口36、37に向う。
また、B/Lモード時には、C/V用、S/V用の接続口36、37及びFOOT用の接続口38が開放され、DEF用の接続口39は切換ドア44で閉塞される。そして、FOOT用の接続口38が温風の風量を増大するように設定され、C/V用、S/V用接続口36、37からの冷風との温度差を適宜に採ることができる。しかも、開口部25の車両左右方向の右側から流入する風と開口部25の車両左右方向の左側から流入する風とが並行的に流れるので、この2つの風が混ざってC/V用、S/V用の接続口36、37から吹き出される空気の温度とFOOT用の接続口38から吹き出される空気温度との差がなくなるのを防止することもできる。
更に、HEATモード時には、接続口36、37、39が切換ドア41、42、44で閉塞され、FOOT用の接続口38のみが開放されるので、開口部25から導入された空気は全てFOOT用の接続口38に向うこととなる。この際、ミックスドア28のドア29、29は温風通路18から温風が導入されるように揺動する。
そして、DEFモード時には、接続口36、37、38が切換ドア41、42、43で閉塞され、DEF用の接続口39のみが開放されるので、開口部25から導入された空気は全てDEF用の接続口39に向うこととなる。
そして、接続口36をC/V用の接続口、接続口37をS/V用の接続口、接続口38をFOOT用の接続口、接続口39をDEF用の接続口と選択した場合には、図5に示されるように、開口部25から接続口36、37までの空気流路上に暖房補器53を配置したり、開口部25から接続口38、39までの空気流路上に空気清浄器54と、必要な機器をコンパクト且つ集中的にケーシング30内に配置することもできる。これにより、FOOTモード、DEFモードにおける接続口38、39から吹き出される温風の温度をより好適なものとし、車両内の搭乗者に対し接続口36、37を介して吹き出される空気の清浄化を図ることができる。
尚、構造体16の各温風通路18、冷風通路19に対し、車両左右方向の両側において吸音装置52、52を配置しても良い。これによって、構造体16の温風通路18、冷風通路19内を空気が流動する際の騒音を吸収することができるので、車両の搭乗者への不快感を減少させることができる。
ところで、これまでこの空調装置1について単一の配風システム用として使用されるものを前提に説明してきたがこれに限定されるものではない。以下、図6を用いて異なる構成の空調装置1について説明する。
この空調装置1は、図6に示されるように、単一の温冷風供給ユニット2と、単一の構造体16と、2つの混合・吹出モードユニット24、24とで構成されているものである。
このうち、温冷風供給ユニット2は、スクロール部3と、このスクロール部3に対し風下側、すなわち車両進行方向後方側に位置する温冷風発生部4とから成り、スクロール部3には送風機6が収納され、温冷風発生部4には車両進行方向に沿って車両前方に加熱器12、車両後方に冷却器13が並列的に配置されている点では、先の実施例と同様である。このため、温冷風供給ユニット2の構造の詳細については、先の実施例と同一の符号を付してその説明を省略する。
また、混合・吹出モードユニット24は、その数こそ先の実施例とは異なるが、各混合・吹出モードユニット24については、その上流側に開口した開口部25と、この開口部25から導入される温風と冷風との混合割合を調整するためのエアミックスドア28と、このエアミックスドア28の風下側に位置し、エアミックスドア28で適宜混合された空気が混合される温冷風混合室34A、34Bと、この温冷風混合室34A、34Bで適宜混合された空気を吹き出すための吹出モード別の接続口36乃至39と、これらの接続口36乃至39を開閉するための切換ドア41乃至44とを有して構成されている点では、先の実施例と同様である。このため、混合・吹出モードユニット24の構造の詳細についても、先の実施例と同一の符号を付してその説明を省略する。
これに対し、構造体16は、その内部が中空状としつつ仕切り壁17により温風通路18と冷風通路19とに画成されている点で先の実施例と共通している一方で、その構造体16に対し車両左右方向に沿って運転手席側と助手席側とに下流側接続口21を2つ設けている点で異なるものである。
これにより、各混合・吹出モードユニット24を構造体16の下流側接続口21に接合させるのみで、車両の左右配風型又は車両の前席と後席との配風型のものとすることができる。尚、構造体16の他の構造は、先の実施例と共通するので、同一の符号を付してその説明を省略した。
図1は、この発明に係る自動車用空調装置の実施形態の一例を示す概略平面図である。 図2は、同上の自動車用空調装置の断面図である。 図3は、同上の自動車用空調装置に対し温冷風供給ユニット、構造体、混合・吹出モードユニットに分離した状態を示す断面図である。 図4は、構造体及び混合・吹出モードユニットの構成を示した斜視図である。 図5は、混合・吹出モードユニットの断面図である。 図6は、図1の自動車用空調装置に対し他の実施形態例を示した平面図である。
符号の説明
1 空調装置(自動車用空調装置)
2 温冷風供給ユニット
11 開口部
12 加熱器
13 冷却器
16 温冷風案内構造体(構造体)
17 仕切り壁
18 温風通路
19 冷風通路
20 上流側接続口
21 下流側接続口
24 混合・吹出モードユニット
25 開口部
28 ミックスドア
29 ドア(第1のドア、第2のドア)
33 アクチュエータ
34 アクチュエータ
36 吹出用接続口(接続口)
37 吹出用接続口(接続口)
38 吹出用接続口(接続口)
39 吹出用接続口(接続口)
41 切換ドア
42 切換ドア
43 切換ドア
44 切換ドア
46 回転軸
47 アクチュエータ
48 伝達機構
49 伝達機構
50 伝達機構
51 伝達機構
53 暖房補器
54 空気清浄器

Claims (9)

  1. 中空状の構造体に、温風が流れる温風通路と冷風が流れる冷風通路とを画成し、この両通路の下流側に温風と冷風とを送出することのできる下流側接続口を形成し、
    この下流側接続口に、前記温風通路からの温風と前記冷風通路からの冷風との混合比を制御するエアミックス機構と所望の吹出モードに従って切換ドアを動かすことで各吹出用接続口を開閉する吹出モード切換機構とを有する混合・吹出モードユニットを接合して構成したことを特徴とする自動車用空調装置。
  2. 前記構造体に対し前記温風通路及び冷風通路の上流側に上流側接続口を設け、この上流側接続口に、前記温風通路に温風を供給するための加熱器と前記冷風通路に冷風を供給するための冷却器とを少なくとも有する温冷風供給ユニットを接合したことを特徴とする請求項1に記載の自動車用空調装置。
  3. 前記エアミックス機構は、ミックスドアと、このミックスドアを駆動するアクチュエータとにより成ることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空調装置。
  4. 前記ミックスドアは、第1のドアと第2のドアとに分けて構成され、前記アクチュエータは、これら第1のドアと第2のドアとを別個独立に制御することが可能であることを特徴とする請求項3に記載の自動車用空調装置。
  5. 前記吹出モード切換機構は、前記各吹出用接続口に設けられる切換ドアと、この切換ドアを動かすアクチュエータとにより成ることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空調装置。
  6. 前記各切換ドアは、別個独立に前記各吹出用接続口を開閉することが可能であることを特徴とする請求項5に記載の自動車用空調装置。
  7. 前記構造体に対し温風通路及び冷風通路の下流側に温風と冷風とを送出することのできる下流側接続口を2つ形成し、
    各下流側接続口に、前記温風通路からの温風と前記冷風通路からの冷風との混合比を制御するエアミックス機構と所望の吹出モードに従って切換ドアを動かすことで各吹出用接続口を開閉する吹出モード切換機構とを有する混合・吹出モードユニットを接合して構成したことを特徴とする請求項1に記載の自動車用空調装置。
  8. 前記混合・吹出モードユニットは、その内部で前記各吹出用接続口のうちフット吹出用接続口及びデフ吹出用接続口に至る空気流路上に暖房補器を設けたことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の自動車用空調装置。
  9. 前記混合・吹出モードユニットは、その内部で前記各吹出用接続口のうちベント系の吹出用接続口に至る空気流路上に空気清浄器を設けたことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の自動車用空調装置。
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