JP2007276678A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転式加熱用熱交換器の温度コントロール性能におけるリニア性を向上させる。
【解決手段】室内空調ユニット部１には、送風機部３の下流側に、蒸発器４およびヒータコア６が配置されている。ヒータコアは、空調ケース２に固定された回転軸７ａ回りに、最大冷房位置Ｍ／Ｃより最大暖房位置Ｍ／Ｈまで回転角θが設定される。蒸発器の下流側には最大冷房位置の熱交換部６ａを覆うように遮風壁９が設けられて、冷房能力の低下を防止している。さらに、遮風壁の壁先端部９ｂは、ヒータコアの先端側に設けられた入口側ヘッダタンク６ｃと熱交換部との境界部６ｂ付近に位置しており、ヘッダタンクが遮風壁より露出している。さらに境界部には、風上側に向かうように傾斜した配風ガイド８が設けられている。これらにより、ヒータコアの回転角θが小さい、最大冷房位置に近い領域で熱交換部への冷風量が増加し、温コンリニア性が改善される。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱用熱交換器を回転可能に構成する空調装置に関し、特に、温水式加熱用熱交換器を回転可能に構成する車両用空調装置に用いて好適である。

従来、車両用空調装置の温度調節方式としては、冷風と温風との風量割合をエアミックスドアにより調整して、車室内吹出空気温度を調整するエアミックスタイプが代表的である。

このエアミックスタイプの車両用空調装置において、温水式の加熱用熱交換器自体を回転可能に構成することにより、加熱用熱交換器にエアミックスドアの役割を兼務させるものが提案されている。

具体的には、加熱用熱交換器の一端部に回転軸を配置し、この回転軸を回転駆動することにより、最大暖房時ないし最大冷房時の間で冷風流れの通風抵抗を変化させ、これによりエアミックスドアを廃止するようにしている。

特に最大冷房時には、冷房性能確保のため、加熱用熱交換器の風上側に遮風用の壁を配置するとともに、この遮風壁が加熱用熱交換器全体に冷風が当たらないよう、遮風壁の端部が加熱用熱交換器の端部まで設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−８０４７号公報

しかし、上記従来技術では、加熱用熱交換器を通過する風量が、最大冷房時付近において少なく、加熱用熱交換器のエアミックスポジションに対する温度コントロール性能におけるリニア性が悪いという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、回転式加熱用熱交換器の温度コントロール性能におけるリニア性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、空調ケース（２）内の冷却用熱交換器（４）の風下側において、空気と熱源流体との間で熱交換して空気を加熱する熱交換部（６ａ）を備えた加熱用熱交換器（６）が回転軸（７ａ）を中心として回転可能に配置されるとともに、前記冷却用熱交換器（４）と前記加熱用熱交換器（６）との間において、加熱用熱交換器（６）が最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときに加熱用熱交換器（６）の風上側の面（６ｅ）を塞ぐよう、遮風壁（９）が形成された空調装置であって、遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）は、最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときの加熱用熱交換器（６）の先端部（６ｄ）より回転軸（７ａ）側の風上側面（６ｅ）上の位置に位置していることを第１の特徴とする。

これにより、空調ケース（２）に設けられた遮風壁（９）が、最大冷房時の加熱用熱交換器（６）の風上側面（６ｅ）の通風面積を減少させて冷房性能を確保するとともに、遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）が加熱用熱交換器（６）の先端（６ｄ）よりも回転軸（７ａ）側へ短くなるよう形成されているため、最大冷房時より暖房側へ変化する領域、すなわち、加熱用熱交換器（６）の回転角度（θ）が小さい領域における加熱用熱交換器（６）への風量を増加させることができるので、温度コントロール性能のリニア性を向上させることができる。

なお、加熱用熱交換器（６）は、熱交換部（６ａ）の回転軸（７ａ）に対する先端側に熱交換部（６ａ）へ熱源流体を供給するためのタンク部（６ｃ）を備え、遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）は、最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときの加熱用熱交換器（６）のタンク部（６ｃ）の先端（６ｄ）と熱交換部（６ａ）の境界部（６ｂ）との間に位置させることができる。これにより、加熱用熱交換器（６）の先端側に設けられるタンク部（６ｃ）は熱交換にほとんど寄与しないので、最大冷房時における加熱用熱交換器（６）の吹出し温度の上昇を抑えることができ、これにより冷房性能の悪化を抑制しつつ、温度コントロール性能のリニア性を向上させることができる。

さらに、加熱用熱交換器（６）の風上側面（６ｅ）における回転軸（７ａ）方向への風流れを形成するための配風ガイド（８、８ａ）を、加熱用熱交換器（６）の風上側面（６ｅ）上に、あるいは、加熱用熱交換器（６）の回転軸（７ａ）に対向する側の空調ケースの内壁（２ｂ）に設けることができる。これにより、加熱用熱交換器（６）の回転角度（θ）が小さいときの風上側面（６ｅ）への風量を増加させることができ、温度コントロール性能のリニア性を改善することができる。

さらに、本発明は、遮風壁（９）に冷風通路孔（９０）が形成されているとともに、加熱用熱交換器（２）が最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときに加熱用熱交換器（６）に流れる熱源流体の流量を遮断する遮断手段（１７ｃ、２０ａ）を備えていることを第２の特徴とする。

これにより、加熱用熱交換器（６）の回転軸（７ａ）が、最大冷房時より暖房側へ回転した場合は、加熱用熱交換器（６）の風上側面（６ｅ）への通風量が、冷風通路孔（９０）を貫通して流れる風量分増加させることができ、これにより温度コントロール性能のリニア性を改善することができる。

しかも、加熱用熱交換器（６）は、回転軸（７ａ）の回転角度（θ）が最大冷房時にあるとき、熱源流体の流れが遮断されるので、加熱用熱交換器（６）自体は加熱されない。したがって、最大冷房時には、遮風壁（９）に設けられた冷風通路孔（９０）より加熱用熱交換器（６）の風上側面（６ｅ）に風が送られても、空気が加熱用熱交換器（６）により加熱されないため、冷房能力の悪化を防止することができる。

この遮風壁（９）に冷風通路孔（９０）が設けられている場合、遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）の位置を、最大冷房位置にあるときの加熱用熱交換器６の先端部（６ｄ）の位置と一致するように配置してもよく、あるいは、この先端部（６ｄ）よりも短い位置となるよう配置してもよい。

なお、冷風通路孔（９０）の面積は、加熱用熱交換器（６）に流れる熱源流体の流量増加を考慮して、加熱用熱交換器（６）の熱交換部（６ａ）の面積の半分以下とすることができる。これにより加熱用熱交換器（６）の吹出し温度の急激な温度上昇を防止し、温度コントロール性能のリニア性を向上させることができる。なお、冷風通路孔（９０）の面積が熱交換部（６ａ）の面積の半分より大きくなると、加熱用熱交換器（６）の吹出し温度が最大冷房時付近の回転角度で急激に上昇し、温度コントロール性のリニア性を損なうこととなる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の車両用空調装置の室内空調ユニット部の概略断面図である。室内空調ユニット部１は室内前部の計器盤（インストルメントパネル、図示せず）内側において車両左右方向の略中央部に配置される。なお、図１における上下前後の矢印は車両搭載状態における方向を示す。図１の紙面垂直方向が車両左右（幅）方向となる。

室内空調ユニット部１は車室内へ向かって流れる空気の通路を構成する樹脂製の空調ケース２を備えている。この空調ケース２は樹脂成形上の都合、内蔵部品の組付上の都合等から、実際には複数の分割ケース体として成形され、この複数の分割ケース体をねじやクリップ等の締結手段により一体に締結することにより空調ケース２が構成される。

そして、本実施形態では、空調ケース２のうち、車両前方側の上方部に送風機部３を一体に配置した構成になっている。この送風機部３は、図示しない遠心式の送風ファンをモータ（図示せず）により回転駆動するようになっている。なお、送風ファンの吸入口に内外気切替箱（図示せず）を接続し、この内外気切替箱からの導入空気（内気または外気）を送風ファンにより矢印ａのように上方から下方へ向かって送風するようになっている。

空調ケース２内部のうち、車両前方側の下方部に冷却用熱交換器をなす蒸発器４が配置されている。ここで、蒸発器４は矩形状の薄型形状であり、送風機部３の送風空気の全量が通過する。蒸発器４は、周知のように蒸気圧縮式冷凍サイクルの低圧側熱交換器であり、通過空気から低圧冷媒が吸熱して蒸発することにより、この通過空気を冷却する。そして、空調ケース２の底面部の最低部位に排水口５が設けられ、この排水口５から蒸発器４で発生する凝縮水が車室外へ排水される。

空調ケース２内において、蒸発器４の空気流れ下流側にヒータコア６が配置されている。より具体的には、蒸発器４の車両後方側で、かつ、上方側部位にヒータコア６が配置される。ここで、ヒータコア６は、車両エンジン（図示せず）からの温水（エンジン冷却水）を熱源流体として空気を加熱する熱交換部６ａを備えた加熱用熱交換器である。

そして、ヒータコア６の熱交換部６ａの外形も矩形状の薄型形状であり、その矩形状の外形をなす熱交換部６ａの一端部に、後述する温水入出用の同軸二重配管部７を有し、この同軸二重配管部７の中心を回転軸７ａとしてヒータコア６を空調ケース２に対して回転角θで回転可能に支持するようになっている。本実施形態では、回転軸７ａをなす同軸二重配管部７を蒸発器４の上端部の後方側に隣接配置している。

ここで、ヒータコア６について説明する。図１において、ヒータコア６のＡ−Ａ断面の一部を図２に示す。図２では、ヒータコア６の入口および出口配管付近のみを示すとともに、一部断面ハッチングを施している。また、図２にも、図１と同様、ヒータコア６が車室内に配置されるときの、車両上下（天地）方向および車両左右方向を矢印で示している。

図２において、ヒータコア６は、左右方向にそれぞれ延びる入口側ヘッダタンク６ｃ、出口側ヘッダタンク１３と、これらヘッダタンク６ｃ、１３の間を連通する多数のチューブ１４と、隣接するチューブ１４間を接続するコルゲートフィン１５とを備え、外形が矩形をなしている。

このコルゲートフィン１５とチューブ１４とからなる通風領域が、熱交換部６ａに相当する。なお、通風方向は、図２紙面垂直方向である。また、タンク部としての入口側ヘッダタンク６ｃは、熱交換部６ａの先端側で境界部６ｂを介して熱交換部６ａと接続されている。

出口側ヘッダタンク１３の長手方向は回転軸７ａに一致するよう配置され、この回転軸７ａおよび出口側ヘッダタンク１３の長手方向と平行に入口側ヘッダタンク６ｃが形成される。

入口側ヘッダタンク６ｃの図中左側端部には、チューブ１４と平行に出口側ヘッダタンク１３の方向に延びる連絡配管１６が連通可能に固着されている。一方、出口側ヘッダタンク１３の図中左側端部には、同軸二重配管部７を構成する回転側配管１７に連通可能に固着されている。

この回転側配管１７は、回転軸７ａと同軸に形成された外側管１７ａと内側管１７ｂとを備えている。内側管１７ｂは出口側ヘッダタンク１３と回転軸７ａ方向に連通固着されている。外側管１７ａは、内側管１７ｂの外周との間に同軸的に温水通路を形成すると共に、連絡配管１６と連通するように固着されている。

このように、回転側配管１７と連絡配管１６およびヒータコア６とは、それぞれが一体的に固着されている。なお、回転側配管１７と連絡配管１６とは、図示していないが、複数の部材に分割して作成しておき、室内空調ユニット部１の組み立て時にそれらの部材を接合して一体的に形成することができる。

同軸二重配管部７を構成する固定側配管１８は、回転側配管１７の外側管１７ａおよび内側管１７ｂと回転軸７ａ回りに相対回転可能に嵌合されている。固定側配管１８には、回転軸７ａ方向に出口側ヘッダタンク１３および内側管１７ｂと連通可能に出口配管２０が設けられている。また、固定側配管１８には、回転側配管１７の内側管１７ｂの外周部において、外側管１７ａとのみ連通可能に入口配管１９が形成されている。

回転側配管１７と固定側配管１８との間には、回転軸７ａ周りに複数のＯリング２１、２２が嵌合されており、それぞれ、入口配管１９から空調ケース２内への温水漏れ、および入口配管１９から出口配管２０への温水漏れを防いでいる。さらにまた、固定側配管１８は、室内空調ユニット部１の空調ケース２にパッキン２３を介して固定されており、このパッキン２３により、空調ケース２の内外部での温水漏れを防止している。

なお、固定側配管１８は、図示しない固定部材により空調ケース２とビス止めなどにより固定されている。したがって、空調ケース２に固定された固定側配管１８に嵌合された回転側配管１７が固定側配管１８との間でＯリング２１、２２を介して回転軸７ａ回りに摺動可能である。一方、出口側ヘッダタンク１３の図示しない図２紙面右側の回転軸７ａ上の端部は、空調ケース２に設けられた軸受（図示せず）により回動自在に保持されている。このように、回転側配管１７は固定側配管１８を回転軸７ａの一方の軸受とし、回転側配管１７に一体的に接続された出口側ヘッダタンク１３の他端側の空調ケース２に設けた軸受を回転軸７ａの他方の軸受とし、両軸受の間でヒータコア６が回転軸７ａ回りに回転することができる。

なお、図２において、各管路内の温水の流れ方向を矢印で示している。すなわち、入口配管１９より流れ込んだ温水は、内側管１７ｂの外周部から外側管１７ａを通って連絡配管１６へ達する。この温水は、連絡配管１６内を紙面下方向に流れて一旦、入口側ヘッダタンク６ｃ内に入り、ここより各チューブ１４に分岐して出口側ヘッダタンク１３へと流れる。温水がチューブ１４を通るときに、図２において紙面垂直方向に流れる空気がコルゲートフィン１５を介して温水と熱交換することにより加熱される。

次に、ヒータコア６の回転駆動方法について説明する。図３は、図２においてＢ方向から見たヒータコア６の先端部付近の概略構成を示す図である。連絡配管１６の側面の下方端部にはガイド部材２４が設けられている。ガイド部材２４には、連絡配管１６の長手方向、すなわちチューブ１４の流れ方向に所定の長さの溝２５が形成されている。

一方、アクチュエータ３０により正逆方向に回転されるネジ２９が、アクチュエータ３０とともに空調ケース２に固定されている。ネジ２９にはナット２６が螺合するとともに、ナット２６は空調ケース２に凹部として設けられたナットガイド２８により拘束され、ネジ２９の回転に応じて図３上で左右方向に移動する。ナット２６にはピン２７が一体的に設けられ、このピン２７がガイド部材２４の溝２５に嵌り込んでいる。

これにより、アクチュエータ３０によりネジ２９が回転し、このネジ２９の回転に応じてナット２６がネジ２９の長手方向を移動する。このときピン２７はナット２６と一体的に移動しようとするが、ピン２７に働く力のうち溝２５の方向にはピン２７を移動させて力を緩和し、溝２５と垂直方向にはガイド部材２４に反力を与える。この反力により、ガイド部材２４および入口側ヘッダタンク６ｃは、回転軸７ａ回り（図３中、矢印Ｃ方向）に回動することができる。

したがって、ヒータコア６の回転角θ、すなわちエアミックスポジションは、ナット２６のネジ２９上の変位、すなわちアクチュエータ３０の回転数により決定することができる。

図１において、上述のようにヒータコア６の熱交換部６ａの他端は、境界部６ｂを介して先端側にタンク部としての入口側ヘッダタンク６ｃが設けられている。入口側ヘッダタンク６ｃの先端部はヒータコア６の最先端部６ｄとなる。そして、ヒータコア６の風上側面６ｅの先端側にある境界部６ｂには配風ガイド８が設けられている。

配風ガイド８は、一端がこの境界部６ｂに接続され他端がヒータコア６の風上側面６ｅより所定角度（例えば３０〜４０度）で風上側へ向かうように傾斜し、ヒータコア６の車両左右方向（図１の紙面垂直方向）にわたって形成された板状物である。

蒸発器４とヒータコア６との間には、最大冷房用の遮風壁９が空調ケース２と一体成形され、空調ケース２の壁基部９ａより壁先端部９ｂまで鉛直方向に垂下する板状物として構成される。この板状の遮風壁９は、車両左右方向に対して空調ケース２内部の全域に形成され、遮風壁９の左右両側部は空調ケース２の左右の側壁部に結合される。

さらに、遮風壁９は、ヒータコア６の風上側面６ｅにおける熱交換部６ａの全体を覆うことができるように、熱交換部６ａとほぼ同一面積に形成される。したがって、この遮風壁９の壁先端部９ｂの位置は、最大冷房時のヒータコア６の境界部６ｂに等しい位置となる。また、壁先端部９ｂと、空調ケース２との間には所定の間隙が設定され、この所定の間隙によってヒータコア６の風上側の空気通路９ｃが形成される。

図４に、図１における最大冷房時のＢ−Ｂ断面を示す。なお、図４には配風ガイド８は省略している。図４に示すように、ヒータコア６の回転位置がＭ／Ｃのとき、ヒータコア６の風上側面６ｅのうち、熱交換部６ａは遮風壁９によりふさがれる。一方、ヒータコア６の先端側の入口側ヘッダタンク６ｃは、遮風壁９の壁先端部９ｂより下方へ露出し、さらに、それら壁先端部９ｂおよび入口側ヘッダタンク６ｃより下方には空気通路９ｃが形成されている。

ヒータコア６は、最大冷房時には遮風壁９の風下側の面（図１の右側面）に沿った破線位置Ｍ／Ｃ（θ＝０°）に回転操作される。この最大冷房位置Ｍ／Ｃでは、遮風壁９がヒータコア６の熱交換部６ａの風上側面６ｅを全閉して、蒸発器４の風下側の空気がヒータコア６の熱交換部６ａを通過することを阻止する。したがって、蒸発器４を通過する空気（冷風）ＣＷ１、ＣＷ２の全量がヒータコア６をバイパスして下流側の各吹出開口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流入するので、最大冷房性能を発揮することができる。

入口側ヘッダタンク６ｃは、ヒータコア６において熱源流体を同軸二重配管部７側へ折り返し、熱交換部６ａのチューブ１４に熱源流体を供給するために設けられており、周辺空気と熱交換するものではない。したがって、最大冷房時に熱交換部６ａの全面を遮風壁９により塞ぐことにより、入口側ヘッダタンク６ｃを遮風壁９より露出させていても、冷房能力の低下を防止することができる。

なお、各吹出開口部である、デフロスタ開口部１１ａ、フェイス開口部１１ｂ、フット開口部１１ｃは、空調ケース２のうち送風機部３の車両後方側部位に配置されており、これら各吹出開口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃには、それぞれ図示しないダクトおよび吹出口が接続される。各吹出口は、図示しない吹出モードドアにより開閉され、これにより車室内に空調風が吹き出される。

図１において、空調ケース２の内壁面におけるヒータコア６の風下側部位にシールリブ１０が形成されている。このシールリブ１０は空調ケース２のヒータコア６の回転軸７ａと対向する内壁面２ｂに一体成形され最大暖房時のケース側シール面を構成する。

最大暖房時には、ヒータコア６は図１の一点鎖線位置Ｍ／Ｈ（θ＝最大）に回転操作され、ヒータコア６の矩形状の周縁部がシールリブ１０の額縁状の突出形状に圧接する。これにより、最大暖房時には空気通路９ｃを通る冷風流れＣＷ１、ＣＷ２が全量、ヒータコア６の熱交換部６ａを通過し、加熱されて温風ＨＷとなる。

また、ヒータコア６の図１実線位置は温度制御時の中間開度（中間回転位置）の一例であり、この中間開度の操作位置であると、蒸発器４を通過した空気（冷風）のうち、ヒータコア下方側の流れは矢印ＣＷ２のようにヒータコア６をバイパスして流れ、蒸発器通過空気（冷風）のうち、上方側の流れは矢印ＣＷ１のようにヒータコア６の熱交換部６ａを通過して流れ加熱されて温風ＨＷとなる。これら冷風ＣＷ２と温風ＨＷとは、ヒータコア６の下流側のエアミックス空間１２において混合され、所望温度の空調風となった後に、各吹出開口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流入する。

このように、ヒータコア６の回転位置を調整することにより、ヒータコア６をバイパスする冷風ＣＷ２と、ヒータコア６を通過する温風ＨＷとの風量割合を調整して、車室内吹出空気温度を連続的に調整できる。

上述のように、本実施形態では、ヒータコア６の回転位置が最大冷房位置Ｍ／Ｃにあるとき、遮風壁９の壁先端部９ｂの位置は、ヒータコア６の先端部に設けられた入口側ヘッダタンク６ｃと熱交換部６ａとの境界部６ｂとほぼ一致する部位に位置する。すなわち、入口側ヘッダタンク６ｃは最大冷房時にも遮風壁９より空気通路９ｃへ露出した状態になっている。

これにより、ヒータコア６が最大冷房位置Ｍ／Ｃ（エアミックスポジション＝０％）より暖房側にわずかに回転操作されたとき、すなわち、ヒータコア６の回転角度が比較的小さいときは、蒸発器４を通過する空気（冷風）ＣＷ１の一部が、ヒータコア６の先端側にある入口側ヘッダタンク６ｃ付近に当たる。

このとき、ヒータコア６の風上側面６ｅの境界部６ｂに設けた配風ガイド８により、冷風ＣＷ１が遮風壁９の風下側面とヒータコア６とに挟まれたヒータコア６の風上側面６ｅを回転軸７ａ方向へ曲げられ、熱交換部６ａを通過する効果を高めることができる。すなわち、エアミックスポジションが小さい領域で、ヒータコア６による冷風の加熱効果を高めることができる。

この配風ガイド８の効果は、ヒータコア６の回転操作位置が、最大冷房位置Ｍ／Ｃより暖房側にある、エアミックスポジションが小さい領域で、顕著である。

図５は、ヒータコア６の回転位置に相当するエアミックスポジションを横軸に、フェイス吹出口（図示せず）から吹き出される空調風の吹き出し平均温度を縦軸にとった、実験結果を示す図である。エアミックスポジション＝０％は最大冷房時に相当し、エアミックスポジション＝１００％は最大暖房時に相当する。

また、図５中、理想ライン（一点鎖線）は、空調ユニット１の温度コントロール性能における完全なリニア性を示すものである。「従来技術」は、遮風壁９の壁先端部９ｂがヒータコア６をすべて覆う、すなわち、入口側ヘッダタンク６ｃも遮風壁９に覆われて空気通路９ｃに露出していない場合を示している。

遮風壁９の壁先端部９ｂが熱交換部６ａのみを覆い、入口側ヘッダタンク６ｃを露出させた場合は、図５中●（「壁先端位置のみ」）で示すように、エアミックスポジションが小さい範囲で、従来技術に比べて吹出平均温度を上昇させて、温度コントロール性能のリニア性を向上させることができる。これは、蒸発器４を通過する冷風ＣＷ１の一部が、入口側ヘッダタンク６ｃに当たって遮風壁９の風下側面とヒータコア６の風上側面６ｅとの間を回転軸７ａ方向へ流れ、熱交換部６ａを通過する効果によるものである。

この入口側ヘッダタンク６ｃを遮風壁９より露出させたものに、熱交換部６ａと入口側ヘッダタンク６ｃとの間の境界部６ｂに配風ガイド８を設けた場合は、図５中◆（「壁先端位置のみ＋配風ガイド」）で示すように、エアミックスポジションが小さい範囲で、配風ガイド８がない場合（図５中●）と比べ、さらに熱交換器６ａを通過する空気流量を増加させて、温度コントロール性能のリニア性を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本第２実施形態は、温度コントロール性能のリニア性を向上させるために、遮風壁に冷風通路孔を設けて、冷風の通風抵抗を小さくすることが特徴である。

図６は、第２実施形態の室内空調ユニット部１の概略断面の一部を示す図である。なお、図６においては、蒸発器４および蒸発器４の下流側から、ヒータコア６の下流側までを示し、送風機部や吹出開口部など、他の部分は省略している。

第２実施形態において、遮風壁９は、第１実施形態と同様、蒸発器４とヒータコア６との間において空調ケース２と一体成形され、空調ケース２の壁基部９ａより壁先端部９ｂまで鉛直方向に垂下する板状物として構成される。ただし、第２実施形態では、遮風壁９の壁基部９ａと壁先端部９ｂとの間の部位に、冷風通路孔９０が設けられている。

この冷風通路孔９０は、図６におけるＣ−Ｃ断面として図７に示すように、空調ケース２の左右壁面間を一辺とする矩形状の貫通孔としての開口であり、上下方向における開口位置は、ヒータコア６の回転位置が最大冷房位置Ｍ／Ｃにあるときの熱交換部６ａと重なるように配置される。また、壁先端部９ｂは、ヒータコア６の、より詳しくは入口側ヘッダタンク６ｃの先端部６ｄに一致するように設定される。

すなわち、温度コントロール性能のリニア性を改善するために、冷風の風量を増加させる場合、第１実施形態では遮風壁９の壁先端部９ｂまでの距離を短くして、通風抵抗を少なくするようにしたが、本第２実施形態では、遮風壁９の任意の位置に、冷風を貫通するように流すための冷風通路孔９０を設けることで実現している。

ところで、本第２実施形態においては、ヒータコア６の回転位置が最大冷房位置Ｍ／Ｃにあるとき、熱源流体がヒータコア６に流れ込まないように遮断する手段を備えている。本実施形態では、ヒータコア６の同軸二重配管部７にヒータコア６の回転位置に応じて弁開度が変化する構造を備えている。図８は、第２実施形態のヒータコア６の、上記図２と同様のＡ−Ａ断面の一部を示す。なお、図８において、第１実施形態のヒータコア６と同じ構成には同一符号を付して、その説明を省略する。

図８において、回転側配管１７の内側管１７ｂには、その先端部を塞ぐように開口付壁部１７ｃが一体に形成される。固定側配管１８の内壁部には、この開口付壁部１７ｃと一対の開口付壁部２０ａが一体に形成される。この開口付壁部２０ａは開口付壁部１７ｃと対向かつ密着するように配置される。

本実施形態では、開口付壁部１７ｃはアルミニウム等の金属で内側管１７ｂと一体成形され、開口付壁部２０ａは出口配管２０と樹脂材料にて一体成形される。なお、開口付壁部１７ｃをアルミニウム等の金属で内側管１７ｂと別体に成形し、ろう付け等の手段により内側管１７ｂに一体に接合してもよい。また、開口付壁部２０ａを樹脂材料にて出口配管２０と別体に成形し、接着や溶着等の手段により開口付壁部２０ａを出口配管２０に一体に接合してもよい。

図９に示すように、開口付壁部１７ｃ、２０ａには温水が流通する流通孔１７ｄ、２０ｂがそれぞれ設けられる。本例では、流通孔１７ｄ、２０ｂは外周側円弧Ａ１および内周側円弧Ａ２と、線分Ｓ１、Ｓ２とで囲まれる略台形の形状を有し、開口付壁部１７ｃ、２０ａの円周方向に等間隔にそれぞれ６つずつ配置される。ここで、外周側円弧Ａ１と内周側円弧Ａ２は開口付壁部１７ｃ、２０ａと同心で中心角φを共有する２つの円弧である。線分Ｓ１は外周側円弧Ａ１および内周側円弧Ａ２の一端を結ぶ線分であり、線分Ｓ２は外周側円弧Ａ１および内周側円弧Ａ２の他端を結ぶ線分である。

この開口付壁部１７ｃ、２０ａの流通孔１７ｄ、２０ｂはヒータコア６の回転位置により重なり量が変化して温水の流れを断続することができる。即ち、ヒータコア６が最大冷房時の回転位置Ｍ／Ｃにあるときは、流通孔１７ｄ、２０ｂの重なりが全くない全閉状態となり、ヒータコア６への温水の流れが遮断されるのでヒータコア６は放熱を停止する。ヒータコア６が最大暖房時の回転位置Ｍ／Ｈにあるときは、流通孔１７ｄ、２０ｂの重なり量が最大の状態となり、ヒータコア６内の温水流量は最大となるのでヒータコア６は最大暖房状態となる。この流通孔１７ｄ、２０ｂが設けられた開口付壁部１７ｃ、２０ａが遮断手段に相当する。

図１０は、冷風通路孔９０の面積とヒータコアの熱交換部６ａの面積との比Ｓをパラメータとして、エアミックスポジションに対する吹出し平均温度の変化を調べた実験結果である。すなわち、Ｓ＝０（％）は、冷風通路孔９０の面積が０（冷風通路孔が設けられていない）に相当する。

この結果より、面積比Ｓが５０％以下ではリニア性の改善が顕著であるが、面積比Ｓがそれより大きくなると、例えば７５％では、エアミックスポジションが小さい領域で吹出し温度が急激に上昇しリニア性が損なわれている。これは、ヒータコア６が最大冷房位置Ｍ／Ｃから暖房側に回転したとき、ヒータコア６に温水が流れるため、冷風通路孔９０の大きさを大きくし過ぎると、冷房性能が低下するため、リニア性が損なわれると考えられる。

このように、冷風通路孔９０の面積は、熱交換部６ａの面積の１／２程度までが適切である。

（他の実施形態）
（１）上記第１実施形態では、温度コントロール性能のリニア性を改善するために、ヒータコア６の先端側にある境界部６ｂに配風ガイド８を設けた例を示したが、これに限らず、配風ガイドを設けなくてもよい。この場合でも、上述したように、壁先端部９ｂより露出した入口側ヘッダタンク６ｃに当たった冷風ＣＷ１の一部が、回転軸７ａ方向へ曲げられて熱交換部６ａを通過する効果が得られ、図５中、●「壁先端位置のみ」により示したように、エアミックスポジションが小さい領域での温度コントロール性能におけるリニア性を改善することができる。

（２）上記第１実施形態では、温度コントロール性能のリニア性を改善するために、配風ガイド８をヒータコア６の先端側にある境界部６ｂに設けた例を示したが、これに限らず、図１１に示すように、配風ガイド８ａを空調ケース２の内壁２ｂに設けてもよい。なお、図１１において、上記各実施形態と同じ構成には同一符号を付して、それについての説明を省略する。

図１１に示す例では、配風ガイド８ａは、ヒータコア６の回転軸７ａと対向する側の空調ケース内壁２ｂに、左右方向にわたって、風下側に鋭角となるよう設けられている。この配風ガイド８ａにより、ヒータコア６をバイパスする冷風ＣＷ２の一部がヒータコア６の風上側面６ｅ方向へ流れ込む冷風ＣＷ１に加わって、熱交換部６ａを通る風量を増加させることができる。したがって、第１実施形態と同様、エアミックスポジションが小さい領域での温度コントロール性能のリニア性を改善することができる。

（３）上記第１実施形態では、温度コントロール性能のリニア性を改善するために、配風ガイド８をヒータコア６の先端側にある境界部６ｂに設けた例を示したが、これに限らず、上記他の実施形態（２）に示した、空調ケース内壁２ｂにも配風ガイド８ａを設けてもよい。この場合は、ヒータコア６の先端側の配風ガイド８とケース内壁２ｂの配風ガイド８ａとにより、エアミックスポジションが小さい領域における熱交換器６ａへの通過冷風量をさらに増加させることができ、これにより温度コントロール性能のリニア性をさらに改善することができる。

（４）上記第２実施形態では、エアミックスポジションが小さい領域での温度コントロール性能のリニア性を改善するために、遮風壁９に冷風通路孔９０を設けた例を示したが、これに限らず、さらに、第１実施形態と同様、ヒータコア６の先端側に配風ガイド８、または／および、空調ケース内壁２ｂ上に配風ガイド８ａを設けてもよい。

これにより、エアミックスポジションが小さい領域で、熱交換部６ａを通過する冷風は、冷風通路孔９０を通過する冷風と、配風ガイド８、８ａにより回転軸７ａ方向に曲げられる冷風とが加わって、さらに増加させることができ、温度コントロール性能のリニア性を改善することができる。

なお、この場合、冷風通路孔９０の面積は、大きすぎると冷房性能が低下（暖房性能が増加）してリニア性を損なうので、比較的小さく設定しておくことが望ましい。

（５）上記第２実施形態では、エアミックスポジションが小さい領域での温度コントロール性能のリニア性を改善するために、遮風壁９に冷風通路孔９０を設けるとともに、遮風壁９の壁先端部９ｂを、Ｍ／Ｃ時のヒータコア６の先端部６ｄの位置と一致するよう配置した例を示したが、これに限らず、図１２に示すように、壁先端部９ｂの位置を、Ｍ／Ｃ時のヒータコア６の先端部６ｄよりも短い位置に配置してもよい。

図１２に示す例では、壁先端部９ｂの位置を、熱交換部６ａと入口側ヘッダタンク６ｃとの境界部６ｂに一致するよう配置されている。

これにより、エアミックスポジションが小さい（Ｍ／Ｃに近い）領域での熱交換器６ａへの通過冷風量を増加させることができ、これにより温度コントロール性能のリニア性を改善することができる。

（６）上記第２実施形態では、ヒータコア６が最大冷房位置Ｍ／Ｃにあるとき、熱源流体の流量を遮断する遮断手段として、ヒータコア６の温水入出用の同軸二重配管部７にヒータコア６の回転位置に応じて弁開度が変化する流通孔１７ｄ、２０ｂを備えた開口付壁部１７ｃ、２０ａにより構成する例を示したが、これに限らず、例えば、ヒータコア６の入口配管１９に管路を開閉する電磁弁を設け、ヒータコア６の回転位置が最大冷房位置Ｍ／Ｃになったことを検出してこれに応じて、電磁弁を閉じるようにした遮断手段を用いてもよい。

第１実施形態の室内空調ユニット部の概略断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面の一部を示す図である。 図２においてＢ方向から見たヒータコアの先端部付近の概略構成を示す図である。 図１における最大冷房時のＢ−Ｂ断面を示す。 第１実施形態におけるエアミックスポジションと吹出し平均温度との関係を示す線図である。 第２実施形態の室内空調ユニット部の概略断面の一部を示す図である。 図６におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。 第２実施形態のヒータコアのＡ−Ａ断面の一部を示す図である。 第２実施形態のヒータコアの開口付壁部の正面図である。 第２実施形態におけるエアミックスポジションと吹出し平均温度との関係を示す線図である。 他の実施形態の室内空調ユニット部の概略断面の一部を示す図である。 他の実施形態の室内空調ユニット部の概略断面の一部を示す図である。

符号の説明

１…室内空調ユニット部、２…空調ケース、３…送風機部、４…蒸発器、
６…ヒータコア（加熱用熱交換器）、６ａ…熱交換部、６ｂ…境界部、
６ｃ…入口側ヘッダタンク（タンク部）、７…同軸二重配管部、７ａ…回転軸、
８、８ａ…配風ガイド、９…遮風壁、９ｂ…壁先端部、９０…冷風通路孔、
Ｍ／Ｃ…最大冷房位置、Ｍ／Ｈ…最大暖房位置、θ…回転角。

Claims (9)

1. 冷却用熱交換器（４）を備えた空調ケース（２）内において、前記冷却用熱交換器（４）の風下側に、空気と熱源流体との間で熱交換して前記空気を加熱する熱交換部（６ａ）を備えた加熱用熱交換器（６）が回転軸（７ａ）を中心として回転可能に配置されるとともに、前記冷却用熱交換器（４）と前記加熱用熱交換器（６）との間において、前記加熱用熱交換器（６）が最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときに前記加熱用熱交換器（６）の風上側の面（６ｅ）を塞ぐよう、遮風壁（９）が形成された空調装置であって、
   前記遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）は、前記加熱用熱交換器（６）が前記最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときの前記加熱用熱交換器（６）の先端部（６ｄ）より短い位置に位置していることを特徴とする空調装置。
2. 前記加熱用熱交換器（６）は、前記熱交換部（６ａ）の前記回転軸（７ａ）に対する先端側に前記熱交換部（６ａ）へ前記熱源流体を供給するためのタンク部（６ｃ）を備え、
   前記遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）は、前記加熱用熱交換器（６）が前記最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときの前記タンク部（６ｃ）の先端（６ｄ）と前記熱交換部（６ａ）の境界部（６ｂ）との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記加熱用熱交換器（２）の前記風上側面（６ｅ）には、前記回転軸（７ａ）方向への風流れを形成するための配風ガイド（８）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
4. 前記空調ケース（２）内には、前記加熱用熱交換器（６）の前記回転軸（７ａ）に対向する側の前記空調ケース（２）の内壁（２ｂ）に、前記風上側面（６ｅ）における前記回転軸（７ａ）方向への風流れを形成するための配風ガイド（８ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
5. 前記遮風壁（９）には、冷風通路孔（９０）が形成されているとともに、
   前記加熱用熱交換器（２）が最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときに前記加熱用熱交換器（６）に流れる前記熱源流体の流量を遮断する遮断手段（１７ｃ、２０ａ）を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空調装置。
6. 前記冷風通路孔（９０）の面積は、前記加熱用熱交換器（６）の熱交換部（６ａ）の面積の半分以下であることを特徴とする請求項５に記載の空調装置。
7. 冷却用熱交換器（４）を備えた空調ケース（２）内において、前記冷却用熱交換器（４）の風下側に、空気と熱源流体との間で熱交換して前記空気を加熱する熱交換部（６ａ）を備えた加熱用熱交換器（６）が回転軸（７ａ）を中心として回転可能に配置されるとともに、前記冷却用熱交換器（４）と前記加熱用熱交換器（６）との間において、前記加熱用熱交換器（６）が最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときに前記加熱用熱交換器（６）の風上側の面（６ｅ）を塞ぐよう、遮風壁（９）が形成された空調装置であって、
   前記遮風壁（９）には、冷風通路孔（９０）が形成されているとともに、
   前記加熱用熱交換器（２）が前記最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときに前記加熱用熱交換器（６）に流れる前記熱源流体の流量を遮断する遮断手段（１７ｃ、２０ａ）を備えていることを特徴とする空調装置。
8. 前記加熱用熱交換器（６）は、前記熱交換部（６ａ）の前記回転軸（７ａ）に対する先端側に前記熱交換部（６ａ）へ前記熱源流体を供給するためのタンク部（６ｃ）を備え、
   前記遮風壁（９）の壁先端部（９ｂ）は、前記加熱用熱交換器（６）が前記最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）に回転したときの前記タンク部（６ｃ）の先端（６ｄ）と一致する位置に位置していることを特徴とする請求項７に記載の空調装置。
9. 前記冷風通路孔（９０）の面積は、前記加熱用熱交換器（６）の熱交換部（６ａ）の面積の半分以下であることを特徴とする請求項７または８に記載の空調装置。
   

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