JP2009012597A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却用熱交換器および加熱用熱交換器の下流側に送風機が配置された車両用空調装置において、フェイス開口部から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部から車室内へ吹き出される空調風との温度差を充分に確保する
【解決手段】スクロールケーシング２１ｂ、２２ｂのうち、最下流部の流出口２１ｄ、２２ｄから流出する空気の平均温度よりも低い温度の低温空気が通過する部位の近傍に、低温空気を流出させる低温側流出口２１ｅ、２２ｅを形成し、この低温側流出口２１ｅ、２２ｅから流出した低温空気をフェイス開口部２７側へ導く低温側空気通路２３を設ける。これにより、フェイス開口部から車室内へ吹き出される空調風の温度を、フット開口部から車室内へ吹き出される空調風の温度よりも低くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却用熱交換器および加熱用熱交換器の下流側に送風機が配置された車両用空調装置に関する。

従来、冷却用熱交換器である蒸発器にて冷却された冷風と、加熱用熱交換器であるヒータコアにて加熱された温風との混合割合を調整して、車室内へ送風される空調風の温度を調整するエアミックス方式の車両用空調装置が知られている。

さらに、この種のエアミックス方式の車両用空調装置には、蒸発器およびヒータコアの下流側に車室内へ空調風を送風する送風機が配置された、いわゆる吸い込み型レイアウトのものがある。

この吸い込み型レイアウトの車両用空調装置では、冷風および温風が送風機内で混合されるため、送風機から吹き出される送風空気の温度分布を抑制して、例えば、乗員の顔部（上半身）側へ向けて空調風を吹き出すフェイス開口部、乗員の足元側へ向けて空調風を吹き出すフット開口部等の開口部から車室内へ均一な温度の空調風を送風できる。

その一方で、吸い込み型レイアウトの車両用空調装置では、フェイス開口部およびフット開口部から均一な温度の空調風が吹き出されるので、双方の開口部から同時に空調風を吹き出すバイレベルモードにおいて、車室内の温度分布を頭寒足熱型として、乗員の空調フィーリングを向上させることが難しい。

そこで、例えば、特許文献１の吸い込み型レイアウトの車両用空調装置では、送風機の上流側に冷風と温風とを分けて送風機へ吸入させる上流側ドア手段を配置し、さらに、送風機の下流側に送風機から吹き出された空調風を冷風と温風とに分ける下流側ドア手段を配置して、下流側ドア手段によって分けられた冷風をフェイス開口部へ導き、温風をフット開口部へ導くようにしている。

これにより、バイレベルモード時に、フェイス開口部から冷風を吹き出させ、フット開口部から温風を吹き出させるようにして、車室内の頭寒足熱型の温度分布の実現を図ろうとしている。
特開昭６０−１９７４２０号公報

しかし、本発明者らの検討によれば、特許文献１の車両用空調装置を実際に作動させると、バイレベルモード時に、フェイス開口部から吹き出される空調風の温度とフット開口部から吹き出される空調風の温度との温度差を充分に確保することができず、車室内の頭寒足熱型の温度分布を実現できないことがある。

その理由は、特許文献１の車両用空調装置では、単に、送風機の上流側および下流側にそれぞれドア手段を配置しているだけなので、送風機内における冷風および温風の混合状態を調整できないからである。

つまり、例えば、送風機の回転数が変化して、送風機へ吸入された冷風および温風が送風機内で充分に混合されてしまうと、送風機から吹き出される空調風を冷風と温風とに分けることができず、フェイス開口部へ導かれる空調風とフット開口部へ導かれる空調風との温度差が小さくなってしまう。

そのため、フェイス開口部から車室内へ吹き出される空調風の温度と、フット開口部から車室内へ吹き出される空調風の温度との温度差も充分に確保することができなくなり、車室内の頭寒足熱型の温度分布を実現することができなくなってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、冷却用熱交換器および加熱用熱交換器の下流側に送風機が配置された車両用空調装置において、フェイス開口部から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部から車室内へ吹き出される空調風との温度差を充分に確保することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、ケース（１１）内に配置されて、空気を冷却する冷却用熱交換器（１４）と、ケース（１１）内に配置されて、空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、冷却用熱交換器（１４）および加熱用熱交換器（１５）の空気流れ下流側に配置されて、車室内に向けて空気を送風する送風ファン（２１ａ、２２ａ）と、送風ファン（２１ａ、２２ａ）を収容するファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）と、送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の顔部側へ向けて吹き出すフェイス開口部（２７）と、送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の足元側へ向けて吹き出すフット開口部（２９）とを備える車両用空調装置であって、
ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）には、その内部を通過する空気流れの最下流部に送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を流出させる流出口（２１ｄ、２２ｄ）が形成され、さらに、ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）のうち、流出口（２１ｄ、２２ｄ）から流出する空気の平均温度よりも低い温度の低温空気が通過する部位の近傍には、低温空気を流出させる低温側流出口（２１ｅ、２２ｅ）が形成され、低温側流出口（２１ｅ、２２ｅ）から流出した低温空気をフェイス開口部（２７）側へ導く低温側空気通路（２３）が形成されている車両用空調装置を第１の特徴とする。

これによれば、低温側流出口（２１ｅ、２２ｅ）から流出した低温空気が、低温側空気通路（２３）を介して、フェイス開口部（２７）側へ導かれるので、フェイス開口部（２７）から車室内へ吹き出される空調風の温度を、フット開口部（２９）から車室内へ吹き出される空調風の温度よりも確実に低くできる。

従って、フェイス開口部（２７）から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部（２９）から車室内へ吹き出される空調風との温度差を充分に確保することができる。その結果、例えば、上述のバイレベルモード時に、車室内の頭寒足熱型の温度分布を確実に実現して、乗員の空調フィーリングを確実に向上できる。

また、上記第１の特徴の車両用空調装置において、低温側空気通路（２３）は、ケース（１１）の内部に形成されていてもよいし、ケース（１１）の外部に配策されたダクト（３１）によって形成されていてもよい。

また、本発明は、空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、ケース（１１）内に配置されて、空気を冷却する冷却用熱交換器（１４）と、ケース（１１）内に配置されて、空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、冷却用熱交換器（１４）および加熱用熱交換器（１５）の空気流れ下流側に配置されて、車室内に向けて空気を送風する送風ファン（２１ａ、２２ａ）と、送風ファン（２１ａ、２２ａ）を収容するファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）と、送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の顔部側へ向けて吹き出すフェイス開口部（２７）と、送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の足元側へ向けて吹き出すフット開口部（２９）とを備える車両用空調装置であって、
ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）には、その内部を通過する空気流れの最下流部に送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を流出させる流出口（２１ｄ、２２ｄ）が形成され、さらに、ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）のうち、流出口（２１ｄ、２２ｄ）から流出する空気の平均温度よりも高い温度の高温空気が通過する部位の近傍には、高温空気を流出させる高温側流出口（２１ｇ、２２ｇ）が形成され、高温側流出口（２１ｇ、２２ｇ）から流出した高温空気をフット開口部（２９）側へ導く高温側空気通路（３２）が設けられている車両用空調装置を第２の特徴とする。

これによれば、高温側流出口（２１ｇ、２２ｇ）から流出した高温空気が、高温側空気通路（３２）を介して、フット開口部（２９）側へ導かれるので、フット開口部（２９）から車室内へ吹き出される空調風の温度を、フェイス開口部（２７）から車室内へ吹き出される空調風の温度よりも、確実に高くできる。

従って、フェイス開口部（２７）から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部（２９）から車室内へ吹き出される空調風との温度差を充分に確保することができる。その結果、第１の特徴の車両用空調装置と同様に、例えば、バイレベルモード時に、乗員の空調フィーリングを向上できる。

また、上記第２の特徴の車両用空調装置において、高温側空気通路（３２）は、ケース（１１）の内部に形成されていてもよいし、ケース（１１）の外部に配策されたダクト（３４）で形成されていてもよい。

また、上述の第１、２の特徴の車両用空調装置において、送風ファンは、回転軸方向から空気を吸い込む遠心ファン（２１ａ、２２ａ）で構成され、ファンケーシングは、遠心ファン（２１ａ、２２ａ）の回転方向に向かって通路断面積が徐々に拡大する渦巻き状のスクロールケーシング（２１ｂ、２２ｂ）で構成されていてもよい。

後述する実施形態で説明するように、遠心ファン（２１ａ、２２ａ）とスクロールケーシング（２１ｂ、２２ｂ）とを有して構成される遠心式送風機では、スクロールケーシング（２１ｂ、２２ｂ）内に形成される空気通路内に図３に示すような温度分布が生じる。

従って、上記の遠心式送風機を第１、２の特徴の車両用空調装置に適用することで、フェイス開口部（２７）から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部（２９）から車室内へ吹き出される空調風との温度差を、より効果的に確保することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲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）
図１〜３により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニット１０の断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、各図の前後上下左右の各矢印は、室内空調ユニット１０の車両搭載状態における方向を示している。

なお、この室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側のうち、車両幅方向（左右方向）の略中央部に配置されている。また、室内空調ユニット１０は、その外殻を形成するとともに、車室内へ向かって送風される室内送風空気の空気通路を形成するケース１１を有している。このケース１１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

さらに、ケース１１は、車両幅方向の略中央部に車両上下方向の分割面を有しており、この分割面で左右２つの分割部に分割できる。そして、左右２つの分割部は、その内部に後述する蒸発器１４、ヒータコア１５等の各構成機器を収容した状態で、金属バネ、クリップ、ネジ等の締結手段によって一体に結合されている。

図１に示すように、ケース１１の車両前方側かつ上方側であって、ケース１１に形成された空気通路の最上流部には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替部１２が設けられている。この内外気切替部１２には、ケース１１内に内気を導入させる内気導入口１２ａおよび外気を導入させる外気導入口１２ｂが形成されている。

さらに、内外気切替部１２の内部には、内気導入口１２ａおよび外気導入口１２ｂを開閉する内外気切替ドア１３が回転自在に配置されている。この内外気切替ドア１３は、板状のドア本体部１３ａの一端側に、車両幅方向に延びる回転軸１３ｂが一体に結合された、いわゆる片持ちドアである。

そして、内外気切替部１２では、図示しないサーボモータあるいはマニュアル操作によって回転軸部１３ｂを回転させ、ドア本体部１３ａを回転変位させることによって、内気導入口１２ａおよび外気導入口１２ｂの開口面積を連続的に調整できるようになっている。

内外気切替部１２の空気流れ下流側には、蒸発器１４が略上下方向（略鉛直方向）に配置されている。蒸発器１４は、周知の蒸気圧縮式冷凍サイクル（図示せず）を構成する機器の１つであり、冷凍サイクル内の低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることで、室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

蒸発器１４の空気流れ上流側には、蒸発器１４の熱交換面（コア面）の全面を覆うように、フィルタ１４ａが設けられている。このフィルタ１４ａは、内外気切替部１２からケース１１内へ流入した内気および外気中の粉塵等を捕捉するものである。

蒸発器１４の空気流れ下流側の車両後方側かつ上方側には、ヒータコア１５が配置されている。ヒータコア１５は、図示しないエンジン冷却水回路を循環する高温のエンジン冷却水を内部に流入させ、エンジン冷却水と蒸発器１４にて冷却された冷風とを熱交換させて、冷風を再加熱する加熱用熱交換器である。

このヒータコア１５も略上下方向に配置されているが、上側よりも下側が車両後方側へ若干傾斜するように配置されている。これにより、後述するエアミックスドア２０の作動空間を確保している。なお、蒸発器１４およびヒータコア１５が略上下方向に配置されるとは、その熱交換面（コア面）が略上下方向に延びるように配置されることを意味する。

ヒータコア１５の車両後方側には、ケース１１に一体に形成された壁部１６が配置されており、ヒータコア１５と壁部１６との間には、ヒータコア１５にて加熱された温風が上方から下方へ流れる温風通路１７が形成される。また、温風通路１７の下流側には、後述する第１、２送風機２１、２２が配置されている。

蒸発器１４の後方側であって、かつ、ヒータコア１５の下方側には、冷風通路１９が形成されている。この冷風通路１９は、蒸発器１４通過後の冷風がヒータコア１５を迂回して流れるバイパス通路である。また、冷風通路１９の下流側（車両後方側）には第１、２送風機２１、２２が配置されている。

さらに、図１に示すように、蒸発器１４の直後には、ヒータコア１５側へ流入させる冷風および冷風通路１９側へ流入させる冷風の風量割合を調整するエアミックスドア２０が配置されている。このエアミックスドア２０は、車両上下方向に円弧状に湾曲して延びる板状部２０ａを、ギア機構２０ｂを介して、図示しないサーボモータあるいはマニュアル操作によって板状部２０ａの湾曲方向に駆動変位させるスライドドアで構成されている。

より具体的には、エアミックスドア２０の板状部２０ａを車両上方に移動（スライド）させることによって、冷風通路１９側の通路開度を増加させ、ヒータコア１５側の通路開度を減少させる。逆に、板状部２０ａを車両下方に移動（スライド）させることによって、冷風通路１９側の通路開度を減少させ、ヒータコア１５側の通路開度を増加させる。

そして、このエアミックスドア２０の開度調整によって、第１、２送風機２１、２２へ吸入される冷風（矢印Ｂ１）および温風（矢印Ｂ２）の風量割合が調整され、第１、２送風機２１、２２から、車室内に向けて送風される室内送風空気の温度調整がなされる。つまり、エアミックスドア２０は、室内送風空気の温度調整手段を構成する。

前述の如く、蒸発器１４およびヒータコア１５の空気流れ下流側には、図２に示すように、第１、２送風機２１、２２が配置されている。この第１、２送風機２１、２２は、車室内に向けて空気を送風するもので、これらの２つの送風機２１、２２の基本的構成は同一である。

まず、第１送風機２１は、車両幅方向に延びる回転軸Ｃ回りに一定間隔で環状に配置された複数枚のブレードを有する周知の遠心式多翼ファン２１ａ、および、この遠心式多翼ファン２１ａを収容するとともに、遠心式多翼ファン２１ａから流出した空気が通過する流出空気通路２１ｃを形成するスクロールケーシング２１ｂを有して構成される。

この遠心式多翼ファン２１ａは、回転軸Ｃ方向の両側から空気を吸い込む両吸込式の送風ファンである。また、スクロールケーシング２１ｂは、流出空気通路２１ｃの通路断面積が、遠心式多翼ファン２１ａの回転方向に向かって徐々に拡大する渦巻き形状のファンケーシングであり、ケース１１に一体に形成されている。

さらに、スクロールケーシング２１ｂの流出空気通路２１ｃの空気流れ最下流部には、遠心式多翼ファン２１ａから送風された空気を流出させる流出口２１ｄが形成されている。また、スクロールケーシング２１ｂには、流出口２１ｄから流出する空気の平均温度よりも低い温度の空気（低温空気）を流出させる低温側流出口２１ｅが形成されている。

この低温側流出口２１ｅは、スクロールケーシング２１ｂのうち、低温空気が通過する部位の近傍に開口するように形成されている。このことを、図３の温度分布図に基づいて説明する。なお、図３は、第１送風機２１内部を通過する空気の温度を数値解析により求め、図１と同一方向の断面での温度分布図として示したものである。

図３のうち破線ハッチングで示す領域Ｄ３は、流出口２１ｄから流出する空気の平均温度に相当する値（具体的には、約２４℃程度）の平均温度領域を示す。この領域Ｄ３に対して、実線ハッチングで示す領域Ｄ４（約３７℃程度）→編み目ハッチングで示す領域Ｄ５（約５０℃程度）の順で温度が高くなり、一方、点ハッチングで示す領域Ｄ２（約１７℃程度）→ハッチング無し領域Ｄ１（約１０℃程度）の順で温度が低くなる。

図３から明らかなように、最も温度が低くなるハッチング無し領域Ｄ１は、遠心式多翼ファン２１ａの車両後方側に位置している。つまり、スクロールケーシング２１ｂの流出空気通路２１ｃのうち、遠心式多翼ファン２１ａの車両後方側には、低温空気が通過する部位が存在する。そこで、本実施形態では、スクロールケーシング２１ｂのうち、この領域Ｄ１の近傍に低温側流出口２１ｅが形成されている。

さらに、低温側流出口２１ｅは、図１、２に示すように、低温側空気通路２３に接続されている。この低温側空気通路２３は、ケース１１の最後方側壁面とケース１１内部に設けられた壁部２４との間に形成されており、低温側流出口２１ｅから流出した低温空気を後述するフェイス開口部２７側へ導くものである。

より具体的には、低温側空気通路２３は、図２の二点鎖線（仮想線）で示すように、略上下方向に延びて、低温側流出口２１ｅから流出した低温空気を、フェイス開口部２７の近傍に配置された低温空気導出口２１ｆへ導いている。一方、第１送風機２１の流出口２１ｄから流出した空気は、壁部１６と壁部２４との間に形成される空気通路を下方から上方へ流れる。

第２送風機２２も、第１送風機２１と同様の遠心式多翼ファン２２ａおよびスクロールケーシング２２ｂを有して構成される。このスクロールケーシング２２ｂには、流出空気通路２２ｃ、流出口２２ｄおよび低温側流出口２２ｅが形成されている。さらに、第２送風機２２の低温側流出口２２ｅも、低温空気を低温空気導出口２２ｆへ導く低温側空気通路２３に接続されている。

また、第２送風機２２の遠心式多翼ファン２２ａは、図２に示すように、第１送風機２１の遠心式多翼ファン２１ａと同軸上に配置されて、第１送風機２１と第２送風機２２との間であって車両幅方向略中央部に配置された共通の電動モータ２５から回転駆動力を伝達される。もちろん、電動モータを２つ設けて、それぞれの遠心式多翼ファン２１ａ、２２ａを独立して回転駆動させるようにしてもよい。

次に、ケース１１の上面部であって、車両前後方向略中央部には、第１、２送風機２１、２２から送風された空気を車両前面窓ガラスに向けて吹き出すデフロスタ開口部２６が設けられている。具体的には、このデフロスタ開口部２６を通過した空気は、図示しないデフロスタダクトおよび車両計器盤上側面に設けられたデフロスタ吹出口を介して、車両前面窓ガラスの内面に向けて吹き出される。

また、ケース１１の上面部であって、デフロスタ開口部２６の後方には、第１、２送風機２１、２２から送風された空気を車室内乗員の顔部側へ向けて吹き出すフェイス開口部２７が設けられている。具体的には、このフェイス開口部２７を通過した空気は、図示しないフェイスダクトおよび車両計器盤乗員に向いたフェイス吹出口を介して、車室内乗員に向けて吹き出される。

さらに、図１に示すように、デフロスタ開口部２６およびフェイス開口部２７の直下には、デフロスタ開口部２６を通過させる空調風およびフェイス開口部２７を通過させる空調風の風量を調整するデフロスタ・フェイスドア２８が配置されている。

このデフロスタ・フェイスドア２８は、前述のエアミックスドア２０と同様に、車両前後方向に円弧状に湾曲して延びる板状部２８ａを、ギア機構２８ｂを介して、図示しないサーボモータあるいはマニュアル操作によって板状部２８ａの湾曲方向に駆動変位させるスライドドアで構成されている。

より具体的には、デフロスタ・フェイスドア２８の板状部２８ａを車両後方に移動させることによって、デフロスタ開口部２６の開度を増加させ、逆に、板状部２８ａを車両前方に移動させることによって、フェイス開口部２７の開度を増加させることができる。

さらに、ケース１１の車両幅方向両側面の上方部には、図２に示すように、第１、２送風機２１、２２から送風された空気を車室内乗員の足元側へ向けて吹き出すフット開口部２９が設けられている。具体的には、このフット開口部２９を通過した空気は、図示しないフットダクトおよび車室内の乗員の足元近傍に設けられたフット吹出口を介して、車室内乗員の足元側に向けて吹き出される。

また、各フット開口部２９には、フット開口部２９を開閉するフットドア３０が設けられている。このフットドア３０は、板状のドア本体部３０ａの略中央部に車両前後方向に延びる回転軸部３０ｂが一体に結合された、いわゆるバタフライドアである。そして、図示しないサーボモータあるいはマニュアル操作によって回転軸部３０ｂを回転させ、ドア本体部３０ａを回転変位させることで、フット開口部２９を開閉する。

次に、本実施形態の電気制御部の概要を説明する。上述したエアミックスドア２０、デフロスタ・フェイスドア２８およびフットドア３０用の各サーボモータ並びに第１、２送風機２１、２２用の電動モータ２５等の各種アクチュエータは、図示しない空調制御装置の出力側に接続されており、空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

空調制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この空調制御装置は、そのＲＯＭ内に空調装置制御プログラムを記憶しており、その空調装置制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された空調制御機器の作動を制御する。

空調制御装置の入力側には、外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、車室内に入射する日射量Ｔｓ等の車両環境状態を検出するセンサ群、および、車両用空調装置の作動指令信号を出力する作動スイッチ、車室内目標温度Ｔｓｅｔを設定する温度設定スイッチ等が設けられた操作パネルが接続される。

次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。車両作動状態において、作動スイッチが投入されると空調制御装置がＲＯＭに記憶している空調装置制御用プログラムを実行する。空調装置制御用プログラムが実行されると、前述のセンサ群により検出された検出信号および操作パネルの操作信号が読込まれる。そして、これらの信号に基づいて、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯが算出される。

さらに、空調制御装置は目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、第１、２送風機２１、２２の回転数（送風量）、デフロスタ・フェイスドアおよびフットドアの開閉状態（吹出モード）、エアミックスドア２０の目標開度等を決定し、決定した制御状態が得られるように各種アクチュエータに制御信号を出力する。

そして、再び、操作信号および検出信号の読込み→ＴＡＯの算出→新たな制御状態の決定→制御信号の出力といったルーチンを繰り返す。

ここで、デフロスタ・フェイスドア２８およびフットドア３０の開閉状態（吹出モード）の制御状態について説明する。吹出モードは目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、あらかじめ空調制御装置に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切替える。

以下、各吹出モードにおけるデフロスタ・フェイスドア２８およびフットドア３０の開閉状態について説明する。

フェイスモードは、フェイス吹出口から乗員の顔部側に向けて空調風を吹き出すモードである。従って、フェイスモードでは、デフロスタ・フェイスドア２８は、フェイス開口部２７を全開する位置に回転操作され、フットドア３０は、フット開口部２９を全閉する位置に回転操作される。

フットモードは、フット吹出口から乗員の足元側へ向けて空調風を吹き出すモードである。従って、フットモードでは、デフロスタ・フェイスドア２８は、フェイス開口部２７を全閉する位置に回転操作され、フットドア３０は、フット開口部２９を全開する位置に回転操作される。

バイレベルモードは、フェイス吹出口から乗員の顔部側と向けて空調風を吹き出すと同時にフット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すモードである。従って、バイレベルモードでは、デフロスタ・フェイスドア２８は、フェイス開口部２７を開く位置に回転操作され、フットドア３０は、フット開口部２９を開く位置に回転操作される。

なお、乗員のマニュアル操作によって吹出モードの１つとして、デフロスタモードの運転を行うこともできる。このデフロスタモードは、デフロスタ吹出口から車両窓ガラス側に向けて空調風を吹き出すモードである。従って、デフロスタモードでは、デフロスタ・フェイスドア２８は、デフロスタドア２４を全開する位置に回転操作される。

以上の吹出モードのうち、本実施形態では、特にバイレベルモードにおいて以下のような優れた効果を発揮できる。

車両用空調装置が作動し、空調制御装置の制御信号が出力されると、第１、２送風機２１、２２が作動する。そして、蒸発器１４にて冷却された冷風およびヒータコア１５にて加熱された温風が矢印Ｂ１、Ｂ２に示すように遠心式多翼ファン２１ａ、２２ｂに吸い込まれて混合され、図２の矢印Ｅに示すように各流出口２１ｄ、２２ｄからフェイス開口部２７およびフット開口部２９へ向かって流れる。

この際、第１、２送風機２１、２２の低温側流出口２１ｅ、２２ｅから流出した低温空気が、低温側空気通路２３および低温空気導出口２１ｆ、２２ｆを介して、矢印Ｆのように、フェイス開口部２７の近傍に導かれる。

従って、フェイス開口部２７から車室内へ吹き出される空調風の温度を、フット開口部２９から車室内へ吹き出される空調風の温度よりも確実に低くできる。そして、フェイス開口部２７から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部２９から車室内へ吹き出される空調風との温度差を充分に確保することができる。

その結果、上述のバイレベルモード時に、車室内の頭寒足熱型の温度分布を確実に実現して、乗員の空調フィーリングを確実に向上できる。

さらに、本実施形態では、遠心式多翼ファン２１ａ、２２ａおよびスクロールケーシング２１ｂ、２２ｂによって構成された第１、２送風機２１、２２を採用しているので、前述の図３で説明したように、スクロールケーシング２１ｂ、２２ｂ内の流出空気通路２１ｃ、２２ｃを通過する空気に確実に温度分布を生じさせることができる。従って、フェイス開口部２７から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部２９から車室内へ吹き出される空調風との温度差を、より確実に確保することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、低温側空気通路２３を、ケース１１の最後方側壁面とケース１１内部に設けられた壁部２４との間、すなわちケース１１の内部に形成しているが、本実施形態では、図４に示すように、ケース１１の外部で、低温側流出口２１ｅ、２２ｅと低温空気導出口２１ｆ、２２ｆとをそれぞれ接続するように配策されたダクト３１で低温側空気通路２３を形成している。

なお、図４は、本実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニット１０の断面図であり、図４では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。これは、以下の実施形態においても同様である。その他の構成は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置を作動させても、第１実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、低温側流出口２１ｅ、２２ｅおよび低温側空気通路２３を設け、低温空気を後述するフェイス開口部２７側へ導いたが、本実施形態では、図５に示すように、低温側流出口２１ｅ、２２ｅおよび低温側空気通路２３を廃止して、高温側流出口２１ｇ、２２ｇおよび高温側空気通路３２を設けた例を説明する。

本実施形態においても、第１、２送風機２１、２２の基本的構成は同様なので、第１送風機２１を例に説明する。本実施形態のスクロールケーシング２１ｂには、流出口２１ｄから流出する空気の平均温度よりも高い温度の空気（高温空気）を流出させる高温側流出口２１ｇが形成されている。この高温側流出口２１ｇは、スクロールケーシング２１ｂのうち、高温空気が通過する部位の近傍に開口するように形成されている。

具体的には、前述の図３の温度分布図に示すように、平均温度領域である領域Ｄ３に対して温度の高い領域Ｄ４（約３７℃程度）は、遠心式多翼ファン２１ａの車両下方側に位置している。つまり、スクロールケーシング２１ｂの流出空気通路２１ｃのうち、遠心式多翼ファン２１ａの車両下方側には、高温空気が通過する部位が存在する。

そこで、本実施形態では、スクロールケーシング２１ｂのうち、この領域Ｄ４の近傍に高温側流出口２１ｇが形成されている。

さらに、高温側流出口２１ｇは、図５に示すように、高温側空気通路３２に連通している。この高温側空気通路３２は、ケース１１の最後方側壁面とケース１１内部に設けられた壁部３３との間に形成されており、高温側流出口２１ｇから流出した高温空気をフット開口部２９側へ導くものである。

より具体的には、高温側空気通路３２は、第１実施形態の低温側空気通路２３と同様に、略上下方向に延びて、高温側流出口２１ｇから流出した高温空気を、フット開口部２９の近傍に配置された高温空気導出口２１ｈへ導いている。なお、第１送風機２１の流出口２１ｄから流出した空気は、壁部１６と壁部３３との間に形成される空気通路を下方から上方へ流れる。

また、第２送風機２２のスクロールケーシング２２ｂにも、第１送風機２１と同様の高温側流出口２２ｇが形成され、この高温側流出口２２ｇにも、高温空気を高温空気導出口２２ｈへ導く高温側空気通路３２が接続されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態の車両用空調装置を作動させると、第１実施形態と同様に、蒸発器１４にて冷却された冷風およびヒータコア１５にて加熱された温風が遠心式多翼ファン２１ａ、２２ｂに吸い込まれて混合され、各流出口２１ｄ、２２ｄからフェイス開口部２７およびフット開口部２９へ向かって流れる。

この際、第１、２送風機２１、２２の高温側流出口２１ｇ、２２ｇから流出した高温空気が矢印Ｇのように流れ、高温側空気通路３２および高温空気導出口２１ｈ、２２ｈを介して、フット開口部２９の近傍に導かれる。

従って、フット開口部２９から車室内へ吹き出される空調風の温度を、フェイス開口部２７から車室内へ吹き出される空調風の温度よりも確実に高くできる。そして、フェイス開口部２７から車室内へ吹き出される空調風とフット開口部２９から車室内へ吹き出される空調風との温度差を充分に確保することができる。

その結果、第１実施形態と同様に、バイレベルモード時に、車室内の頭寒足熱型の温度分布を確実に実現して、乗員の空調フィーリングを確実に向上できる。

（第４実施形態）
第３実施形態では、高温側空気通路３２を、ケース１１の最後方側壁面とケース１１内部に設けられた壁部３３との間、すなわちケース１１の内部に形成しているが、本実施形態では、図６に示すように、ケース１１の外部で、高温側流出口２１ｇ、２２ｇと高温空気導出口２１ｈ、２２ｈとをそれぞれ接続するように配策されたダクト３４で高温側空気通路３２を形成している。

なお、図６は、本実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニット１０の断面図である。その他の構成は、第３実施形態と同様である。従って、本実施形態の車両用空調装置を作動させても、第３実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
第１実施形態では、第１、２送風機２１、２２として、両吸込式の遠心式多翼ファン２１ａ、２２ａを採用したが、本実施形態では、図７に示すように、片吸込式の遠心式多翼ファン２１ａ’、２２ａ’を採用している。なお、図７は、図１のＡ−Ａ断面図に対応する断面図で、第１、２送風機２１、２２が配置される箇所の周辺部分のみを図示している。

従って、蒸発器１４にて冷却された冷風およびヒータコア１５にて加熱された温風は、矢印Ｈ方向に流れて、各遠心式多翼ファン２１ａ’、２２ａ’に吸い込まれる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。もちろん、本実施形態のように片吸込式の遠心式多翼ファン２１ａ’、２２ａ’を第２〜４実施形態に適用してもよい。

（第６実施形態）
本実施形態では、図８に示すように、第２送風機２２を廃止して、第１送風機２１（以下、単に、送風機２１と記載する。）のみを採用した例を説明する。なお、図８は、図１のＡ−Ａ断面図に対応する断面図で、送風機２１が配置される箇所の周辺部分のみを図示している。

この送風機２１の遠心式多翼ファン２１ａは、車両幅方向略中央部に配置され、第１実施形態と同等の送風量を確保できるように、第１実施形態に対して車両幅方向のブレード長さが長くなっている。また、本実施形態では、電動モータ２５を車両幅方向一端側に配置している。

従って、蒸発器１４にて冷却された冷風およびヒータコア１５にて加熱された温風は、矢印Ｉ方向に流れて、遠心式多翼ファン３５ａに吸い込まれる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。もちろん、第２〜４実施形態において、本実施形態のように送風機２１のみとしてもよい。

（第７実施形態）
第６実施形態では、送風機２１として、両吸込式の遠心式多翼ファン２１ａを採用したが、本実施形態では、図９に示すように、片吸込式の遠心式多翼ファン２１ａ’を採用している。なお、図９は、図１のＡ−Ａ断面図に対応する断面図で、送風機２１が配置される箇所の周辺部分のみを図示している。

従って、蒸発器１４にて冷却された冷風およびヒータコア１５にて加熱された温風は、矢印Ｊ方向に流れて、遠心式多翼ファン２１ａ’に吸い込まれる。その他の構成は、第６実施形態と同様である。

このような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。もちろん、第２〜４実施形態において、本実施形態のように送風機２１のみとしてもよい。

（他の実施形態）
上述の各実施形態では、遠心式多翼ファンとスクロールケーシングとによって構成された遠心式送風機を採用しているが、送風機の形式はこれに限定されない。すなわち、冷風と温風とを吸い込み、流出口から流出させるまでに、ファンケーシングの空気通路内に温度分布を生じるであれば、他の形式の送風機であっても採用できる。

第１〜４、６実施形態のように、Ｃ方向の両側から空気を吸い込む両吸込式の遠心式多翼ファンを採用する場合は、遠心式多翼ファンの内部空間をボス部によって、回転軸Ｃに対して垂直に仕切って第１ファン部および第２ファン部に分割し、第１、２ファン部に、それぞれ低温側流出口あるいは高温側流出口を設けてもよい。

第１実施形態の室内空調ユニットの断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態の第１送風機内の空気の温度分布図である。 第２実施形態の室内空調ユニットの断面図である。 第３実施形態の室内空調ユニットの断面図である。 第４実施形態の室内空調ユニットの断面図である。 第５実施形態の図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 第６実施形態の図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。 第７実施形態の図１のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。

符号の説明

１１…ケース、１４…蒸発器、１５…ヒータコア、１８…温風ガイド部材、
２１ａ、２２ａ、２１ａ’、２２ａ’…遠心式多翼ファン、
２１ｂ、２２ｂ…スクロールケーシング、２１ｄ、２２ｄ…流出口、
２１ｅ、２１ｅ…低温側流出口、２１ｇ、２２ｇ…高温側流出口、
２３…低温側空気通路、２７…フェイス開口部、２９…フット開口部、
３２…高温側空気通路。

Claims (7)

1. 空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、
   前記ケース（１１）内に配置されて、前記空気を冷却する冷却用熱交換器（１４）と、
   前記ケース（１１）内に配置されて、前記空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
   前記冷却用熱交換器（１４）および前記加熱用熱交換器（１５）の空気流れ下流側に配置されて、車室内に向けて前記空気を送風する送風ファン（２１ａ、２２ａ）と、
   前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）を収容するファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）と、
   前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の顔部側へ向けて吹き出すフェイス開口部（２７）と、
   前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の足元側へ向けて吹き出すフット開口部（２９）とを備える車両用空調装置であって、
   前記ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）には、その内部を通過する空気流れの最下流部に前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を流出させる流出口（２１ｄ、２２ｄ）が形成され、
   さらに、前記ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）のうち、前記流出口（２１ｄ、２２ｄ）から流出する空気の平均温度よりも低い温度の低温空気が通過する部位の近傍には、前記低温空気を流出させる低温側流出口（２１ｅ、２２ｅ）が形成され、
   前記低温側流出口（２１ｅ、２２ｅ）から流出した低温空気を前記フェイス開口部（２７）側へ導く低温側空気通路（２３）が設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記低温側空気通路（２３）は、前記ケース（１１）の内部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記低温側空気通路（２３）は、前記ケース（１１）の外部に配策されたダクト（３１）で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、
   前記ケース（１１）内に配置されて、前記空気を冷却する冷却用熱交換器（１４）と、
   前記ケース（１１）内に配置されて、前記空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
   前記冷却用熱交換器（１４）および前記加熱用熱交換器（１５）の空気流れ下流側に配置されて、車室内に向けて前記空気を送風する送風ファン（２１ａ、２２ａ）と、
   前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）を収容するファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）と、
   前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の顔部側へ向けて吹き出すフェイス開口部（２７）と、
   前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を車室内乗員の足元側へ向けて吹き出すフット開口部（２９）とを備える車両用空調装置であって、
   前記ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）には、その内部を通過する空気流れの最下流部に前記送風ファン（２１ａ、２２ａ）から送風された空気を流出させる流出口（２１ｄ、２２ｄ）が形成され、
   さらに、前記ファンケーシング（２１ｂ、２２ｂ）のうち、前記流出口（２１ｄ、２２ｄ）から流出する空気の平均温度よりも高い温度の高温空気が通過する部位の近傍には、前記高温空気を流出させる高温側流出口（２１ｇ、２２ｇ）が形成され、
   前記高温側流出口（２１ｇ、２２ｇ）から流出した高温空気を前記フット開口部（２９）側へ導く高温側空気通路（３２）が設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
5. 前記高温側空気通路（３２）は、前記ケース（１１）の内部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記高温側空気通路（３２）は、前記ケース（１１）の外部に配策されたダクト（３４）で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
7. 前記送風ファンは、回転軸方向から空気を吸い込む遠心ファン（２１ａ、２２ａ）で構成され、
   前記ファンケーシングは、前記遠心ファン（２１ａ、２２ａ）の回転方向に向かって通路断面積が徐々に拡大する渦巻き状のスクロールケーシング（２１ｂ、２２ｂ）で構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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