JP2009274526A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吹出温度を均一化するための整流板を備えていても工数の増大を抑制することが可能な空調装置を提供すること。
【解決手段】冷温風混合空間２０を全周にわたって取り囲む空調ケース１０の筒状体１１１には、温風通路１８の出口と冷風通路１５の出口との配列方向ＡＡに延びて冷温風混合空間２０を区画するように設けられた整流板１１２が一体成形されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷風と温風とを冷温風混合部で混合して吹き出す空調装置に関する。

従来から、加熱用熱交換器で加熱され温風通路を流れる温風と、加熱用熱交換器をバイパスする冷風通路を流れる冷風とを、冷温風混合部で混合してから室内に吹き出す空調装置があり、温風通路出口と冷風通路出口との配列方向に直交する方向における混合風温度を均一化するために、温風通路や冷温風混合部に整流板を配設したものが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。
特開平１１−１１５４５６号公報

しかしながら、上記従来技術の空調装置では、整流板は加熱用熱交換器に取り付けられる等、空調ケースとは別体となっている。したがって、整流板の製造や取付けに工数を必要とし、製造工程が複雑となってコストアップの要因となるという問題がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、吹出温度を均一化するための整流板を備えていても工数の増大を抑制することが可能な空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
室内に吹き出すための空気を内部に流通する空調ケース（１１）と、
空調ケース（１１）内に設けられ、内部を流通する空気を加熱するための加熱用熱交換器（１３）と、
空調ケース（１１）内の加熱用熱交換器（１３）よりも空気流れ下流側に形成されて、加熱用熱交換器（１３）によって加熱された温風が流通する温風通路（１８）と、
空調ケース（１１）内に形成されて、加熱用熱交換器（１３）をバイパスして空気を流通する冷風通路（１５）と、
互いに並設された温風通路（１８）の出口と冷風通路（１５）の出口とが臨むように空調ケース（１１）内に形成されて、温風通路（１８）出口からの温風と冷風通路（１５）出口からの冷風とを混合する冷温風混合部（２０）と、
空調ケース（１１）に一体成形されて、温風通路（１８）出口と冷風通路（１５）出口との配列方向（ＡＡ）に延びて冷温風混合部（２０）を区画するように設けられた整流板（１１２）と、を備えることを特徴としている。

これによると、整流板（１１２）は空調ケース（１１）に一体成形するので、整流板（１１２）の製造や取付けに工数を必要とせず、工数の増大を抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明では、
空調ケース（１１）は、温風通路（１８）出口および冷風通路（１５）出口が形成されるとともに冷温風混合部（２０）を全周にわたって取り囲む筒状体（１１１）を有し、
この筒状体（１１１）は、一体物として成形されており、
整流板（１１２）は、筒状体（１１１）に一体成形されて、筒状体（１１１）が延びる方向にも延びて冷温風混合部（２０）を区画していることを特徴としている。

これによると、冷温風混合部（２０）を全周にわたって取り囲む筒状体（１１１）を成形する際に、筒状体（１１１）が延びる方向に延びる整流板（１１２）を容易に一体成形することができる。

また、請求項３に記載の発明では、
空調ケース（１１）は、冷温風混合部（２０）より空気流れ下流側に、室内に吹き出す空気を流通する複数の開口部（２１、２３、２５）と複数の開口部（２１、２３、２５）を開閉する吹出モードドア（２６）とを備えており、
整流板（１１２）は、吹出モードドア（２６）の移動軌跡（Ｂ）に沿う位置にまで延びていることを特徴としている。

これによると、整流板（１１２）を空気流れ方向に比較的大きく形成することができる。したがって、冷温風混合部（２０）における混合風温度を確実に均一化して、温風通路（１８）出口と冷風通路（１５）出口との配列方向（ＡＡ）に直交する方向における開口部（２１、２３、２５）からの吹き出し空気温度を均一化することができる。

また、請求項４に記載の発明では、整流板（１１２）は、温風通路（１８）出口において、温風通路（１８）を形成する壁部のうち、温風通路（１８）出口と冷風通路（１５）出口との配列方向（ＡＡ）で対向する壁部（１１８ａ、１１８ｂ）同士を橋絡していることを特徴としている。

これによると、冷温風混合部（２０）を全周にわたって取り囲む筒状体（１１１）を成形する際に、成形歪みが発現し易い温風通路（１８）を形成する壁部（１１８ａ、１１８ｂ）同士を整流板（１１２）で橋絡して、成形歪みを低減することができる。

また、請求項５に記載の発明では、整流板（１１２）は、冷風通路（１５）の出口において、冷風通路（１５）を形成する壁部のうち、温風通路（１８）出口と冷風通路（１５）出口との配列方向（ＡＡ）で対向する壁部（１１５ａ、１１５ｂ）同士を橋絡している
ことを特徴としている。

これによると、冷温風混合部（２０）を全周にわたって取り囲む筒状体（１１１）を成形する際に、成形歪みが発現し易い冷風通路（１５）を形成する壁部（１１５ａ、１１５ｂ）同士を整流板（１１２）で橋絡して、成形歪みを低減することができる。

また、請求項６に記載の発明では、筒状体（１１１）には、複数の整流板（１１２）が相互に離間して設けられていることを特徴としている。

これによると、冷温風混合部（２０）での温風通路（１８）出口と冷風通路（１５）出口との配列方向（ＡＡ）に直交する方向における混合風温度を容易に均一化して、上記配列方向（ＡＡ）に直交する方向における開口部（２１、２３、２５）からの吹き出し空気温度を確実に均一化することができる。

また、請求項７に記載の発明では、筒状体（１１１）には、複数の整流板（１１２）が、等間隔に配設されていることを特徴としている。

これによると、冷温風混合部（２０）での温風通路（１８）出口と冷風通路（１５）出口との配列方向（ＡＡ）に直交する方向における混合風温度を容易かつ確実に均一化して、上記配列方向（ＡＡ）に直交する方向における開口部（２１、２３、２５）からの吹き出し空気温度を一層確実に均一化することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明を適用した実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態における車両用の空調装置の室内ユニットのうち空調ユニット部分の正面図（車両後方側から見た図）であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図３は、図２のＩＩＩ矢視図（ＩＩＩ方向から見た斜視図）である。

本実施形態の車両用空調装置の通風系は、大別して、図１および図２に示す空調ユニット１０と図示しない送風機ユニットとの２つの部分に分かれている。送風機ユニット部は車室内の計器盤下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ユニット１０は車室内の計器盤下方部のうち、左右方向の略中央部に配置されている。

図示しない送風機ユニット部は、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切換導入する内外気切換箱と、この内外気切換箱から導入される空気を送風する送風機とから構成されている。この送風機は、例えば遠心多翼ファン（例えばシロッコファン）を電動モータにて回転駆動するものである。

空調ユニット１０は、１つの共通の空調ケース１１内にエバポレータ（冷房用熱交換器、冷却用熱交換器）１２とヒータコア（暖房用熱交換器、加熱用熱交換器）１３とを内蔵するタイプのものである。

空調ケース１１はポリプロピレン樹脂のような、ある程度弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなり、分割された複数のケースからなる。この分割されたケースは、上記熱交換器１２、１３、後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ケース１１を構成する。

空調ユニット１０は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後および上下方向に対して、図２に示す形態で配置されている。

図２に示すように、空調ケース１１の最も車両前方部の部位には、空気流入口１４が配設されており、この空気流入口１４には、前述の送風機ユニットから送風される空気が流入する。この空気流入口１４は助手席前方の部位に配置される送風機ユニットの空気出口部に接続するために、空調ケース１１のうち、助手席側の側面に開口している。

空調ケース１１内において、空気流入口１４直後の部位にエバポレータ１２が空気通路の全域を横切るように配置されている。このエバポレータ１２は冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空気から吸収して、空気を冷却するものである。

ここで、エバポレータ１２は、図２に示すように、車両前後方向には薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に若干傾斜して設置されている。

エバポレータ１２は、例えば、積層型のものであって、アルミニウム等の金属薄板等により構成した偏平チューブをコルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。そして、エバポレータ１２の空気流れ下流側（車両後方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア１３が隣接配置されている。

このヒータコア１３は、エバポレータ１２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温のエンジン冷却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として空気を加熱するものである。このヒータコア１３もエバポレータ１２と同様に、車両前後方向には薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に若干傾斜して設置されている。

ヒータコア１３は、例えば、アルミニウム等の金属薄板等により構成した偏平チューブをコルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。

また、空調ケース１１内で、エバポレータ１２とヒータコア１３との間の上方部位には、ヒータコア１３をバイパスして空気（冷風）が流れるバイパス通路である冷風通路１５が形成されている。そして、ヒータコア１３の上端部の車両前方側の部位に、ヒータコア１３を通る空気（温風）と冷風通路１５を通る空気（冷風）の風量割合を調整するエアミックスドア１６が配置されている。

エアミックスドア１６は平板状のものであって、水平方向に配置された回転軸１６ａと一体に結合されており、この回転軸１６ａとともに車両上下方向に回動可能になっている。

一方、空調ケース１１内において、ヒータコア１３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア１３の直後から上方に向かう温風通路１８が形成されている。

冷風通路１５の下流側（車両後方側かつ上方側）の部位には、冷風通路１５からの冷風と温風通路１８からの温風とを交差する方向から合流させて、冷風と温風とを混合させる冷温風混合空間２０（冷温風混合部に相当）が形成されている。

空調ケース１１の上面部において、車両前方側の部位にはデフロスタ開口部２１が開口している。このデフロスタ開口部２１は冷温風混合空間２０から温度制御された空気が流入するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出口に接続され、この吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹き出すようになっている。

空調ケース１１の上面部において、デフロスタ開口部２１よりも車両後方側の部位にはフェイス開口部２３が開口している。このフェイス開口部２３も冷温風混合空間２０から温度制御された空気が流入するものである。フェイス開口部２３は、図示しないフェイスダクトを介してフェイス吹出口に接続され、この吹出口から車室内の乗員頭部に向けて風を吹き出すようになっている。

また、図２に示すように、空調ケース１１の後方面部において、車両上方側の部位にはフット開口部２５が開口している。このフット開口部２５は冷温風混合空間２０から温度制御された空気が流入するものであって、フット開口部２５の下流側には図１に示す実質的なフット開口部であるフット導出口２５ａが形成され、フット開口部２５とフット導出口２５ａとは通風路２５ｂにより連通している。そして、フット導出口２５ａは図示しないフットダクトを介してフット吹出口に接続され、フット開口部２５に流入した空調風はフット吹出口から乗員の足元に向けて風を吹き出すようになっている。

上述した複数の開口部、すなわち、デフロスタ開口部２１、フェイス開口部２３、およびフット開口部２５は、ロータリドア２６により開閉されるようになっている。ロータリドア２６は吹出モード切替用の吹出モードドアであって、その回動停止位置に応じて、デフロスタ開口部２１、フェイス開口部２３、およびフット開口部２５のいずれか１つもしくは複数を開く吹出モードを形成するようになっている。

上記構成の車両用空調装置は、空調操作パネルに設けられた各種操作部材からの操作信号および空調制御用の各種センサからのセンサ信号が入力される電子制御装置（図示せず）を備えており、この制御装置の出力信号により各ドア１６、２６の位置が制御されるようになっている。

次に、本実施形態の車両用空調装置の要部である冷温風混合空間２０を形成する部位の構成について説明する。

図２から明らかなように、空調ケース１１は、上下方向に３分割して成形した複数の（本例では３つの）ケース体を組み合わせて構成されている。すなわち、空調ケース１１は、分割面がほぼ横方向（略水平方向）に延びるように分割成形された、下ケース１１Ａ、中ケース１１Ｂ、上ケース１１Ｃからなっている。

中ケース１１Ｂは、中央部に略角筒形状の筒状体１１１を有するように一体成形されている。この筒状体１１１は、下方部に温風通路１８の出口および冷風通路１５の出口が形成されているとともに、温風通路１８の出口および冷風通路１５の出口が臨む冷温風混合空間２０を全周にわたって取り囲むように形成されている。

この筒状体１１１には、温風通路１８の出口と冷風通路１５の出口との配列方向ＡＡ（車両前後方向）に延びるとともに、筒状体１１１が延びる方向（車両上下方向）にも延びる整流板１１２が一体成形されている。

図３に示すように、整流板１１２は複数（本例では７枚）等間隔に設けられており、冷温風混合空間２０を複数（本例では６つ）に区画している。

複数の整流板１１２は、それぞれが略三日月形状に形成されており、図２図示下方右辺側の部分（下方車両後方側縁部）が、温風通路１８の出口において、温風通路１８を形成する壁部のうち上記配列方向ＡＡで対向する壁部１１８ａ、１１８ｂ同士（側面の壁部ではない壁部同士）を橋渡しするように連結している。

一方、それぞれの整流板１１２の図２図示下方左辺側の部分（下方車両前方側縁部）が、冷風通路１５の出口において、冷風通路１５を形成する壁部のうち上記配列方向ＡＡで対向する壁部１１５ａ、１１５ｂ同士を橋渡しするように連結している。

また、それぞれの整流板１１２の上方側辺部は、円弧形状もしくは直線等を組み合わせてなる略円弧形状に形成されており、ロータリドア２６の回動軌跡Ｂに沿う位置にまで延びている。すなわち、整流板１１２は、温風通路１８出口および冷風通路１５出口から下流側に向かって、ロータリドア２６と干渉しない範囲で冷温風混合空間２０のほぼ全域にわたって延びている。

そして、中ケース１１Ｂは、筒状部１１１と複数の整流板１１２とからなる部分ばかりでなく、エバポレータ１２上部を収納する部分および通風路２５ｂの中間部を形成する部分も含め、アンダーカット構造部を有しておらず、図示ＣＣ方向に型開きするスライドコア部等を有しないシンプルな金型により容易に成形することができるようになっている。

上記構成の空調ユニット１０に対し図示しない送風ユニットが作動して送風が行われると、送風ユニットからの送風空気が空気流入口１４より空調ユニット１０内に流入し、送風空気がエバポレータ１２にて冷却されて冷風となる。そして、この冷風がエアミックスドア１６により、冷風通路１５を流れる部分とヒータコア１３で再加熱される部分とに振り分けられる。

その後、ヒータコア１３で加熱され温風通路１８を流れた温風と冷風通路１５からの冷風とは、冷温風混合空間２０において混合される。このとき、冷風通路１５を流れた冷風は、冷風通路１５の出口において、整流板１１２で区画された冷温風混合空間２０の各領域に、上記配列方向ＡＡに直交する方向（車両幅方向）においてほぼ均等に分流する。また、温風通路１８を流れた温風も、温風通路１８の出口において、整流板１１２で区画された冷温風混合空間２０の各領域に、上記配列方向ＡＡに直交する方向（車両幅方向）においてほぼ均等に分流する。

整流板１１２で区画された冷温風混合空間２０の各領域にそれぞれ分流された冷風と温風とは、各領域内でそれぞれ混合されて、下流側の各吹出口方向に流れ、ロータリドア２６により形成された吹出モードに応じて開口する開口部に流入し、車室内に吹き出される。

上述の構成および作動によれば、整流板１１２は筒状体１１１とともに一体成形されて中ケース１１Ｂを構成している。したがって、整流板を中ケースと別体で成形し装着する場合に対し、整流板１１２の製造や取付けの工数を必要としないため、工数の増大を抑制することができる。また、整流板１１２は、筒状体１１１を含む中ケース１１Ｂ成形時の型開き方向に延びているので、シンプルな構造の金型で容易に成形することができる。

さらに、整流板１１２は、車両幅方向（配列方向ＡＡに直交する方向）において冷温風混合空間２０を均等に区画するように複数形成されている。したがって、冷温風混合空間２０の各区画領域に流入した温風と冷風とは、他の領域に移動することなく各領域内でそれぞれ混合されるので、冷温風混合空間２０での車両幅方向における混合風温度を容易に均一化して、各開口部からの吹き出し空調風温度を車両幅方向において確実に均一化することができる。

また、整流板１１２は、上辺部がロータリドア２６の回動軌跡Ｂに沿う位置にまで延びており、整流板１１２を空気流れ方向に比較的大きく形成することで、冷温風混合性能を向上して、車両幅方向における吹き出し空調風温度の均一化を一層確実なものとしている。

また、整流板１１２は、温風通路１８出口において、温風通路１８を形成する壁部のうち、温風通路１８出口と冷風通路１５出口との配列方向ＡＡで対向する壁部１１８ａ、１１８ｂ同士を橋絡している。さらに、整流板１１２は、冷風通路１５の出口において、冷風通路１５を形成する壁部のうち、温風通路１８出口と冷風通路１５出口との配列方向ＡＡで対向する壁部１１５ａ、１１５ｂ同士を橋絡している。

樹脂成形品の壁部は、成形時にその両面に配置される金型部位の温度差等により成形歪みが発生し易い。ところが、本実施形態では、中ケース１１Ｂを成形する際に、整流板による連結がなければ成形歪みを発現し易い通路を形成する対向する壁部同士を整流板１１２で橋絡している。

したがって、各空気通路を形成する壁部の成形歪みを低減することが可能である。これにより、各通路を所定の設計寸法で形成して安定した通風抵抗を得ることができ、空調風温度コントロール性能を向上することができる。また、これに伴い、金型チューニング等に要する工数を低減することができる。

特に、空気流通方向に壁部が比較的長く延び、かつ、対向する壁部の間隔が比較的狭い温風通路１８の出口では、整流板１１２による橋絡がなければ成形歪みにより温風通路出口寸法を所定寸法とすることが困難であるが、本実施形態によれば容易に所定寸法とすることができる。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、整流板１１２は、等間隔に複数配設されて冷温風混合空間２０を区画していたが、冷風通路１５出口や温風通路１８出口の風量分布等に応じて不等間隔に配設されるものであってもよい。

また、上記一実施形態では、整流板１１２は、温風通路１８出口において壁部１１８ａ、１１８ｂ同士を橋絡し、冷風通路１５の出口において壁部１１５ａ、１１５ｂ同士を橋絡していたが、いずれかの通路出口のみにおいて対向する壁部同士を橋絡するものであってもよい。また、成形歪みを発現し難いケースであれば、いずれの出口においても対向する壁部同士を橋絡しないものであってもよい。

また、上記一実施形態では、吹出モードドアは、ロータリドア２６であったが、これに限定されるものではなく、例えば、回動する板ドアであってもよいし、スライド移動するドアであってもよい。

また、上記一実施形態では、本発明を車両用の空調装置に適用した場合について説明したが、本発明は車両用以外の空調装置、例えば定置式の空調装置に適用しても有効である。

本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置の室内ユニットのうち空調ユニット部分の正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２のＩＩＩ矢視図である。

符号の説明

１０ 空調ユニット
１１ 空調ケース
１１Ｂ 中ケース
１３ ヒータコア（加熱用熱交換器）
１５ 冷風通路
１８ 温風通路
２０ 冷温風混合空間（冷温風混合部）
２６ ロータリドア（吹出モードドア）
１１１ 筒状体
１１２ 整流板
１１５ａ、１１５ｂ 壁部（冷風通路の対向する壁部）
１１８ａ、１１８ｂ 壁部（温風通路の対向する壁部）
ＡＡ 温風通路出口と冷風通路出口の配列方向
Ｂ ロータリドアの回動軌跡（吹出モードドアの移動軌跡）

Claims (7)

1. 室内に吹き出すための空気を内部に流通する空調ケース（１１）と、
   前記空調ケース（１１）内に設けられ、前記空気を加熱するための加熱用熱交換器（１３）と、
   前記空調ケース（１１）内の前記加熱用熱交換器（１３）よりも空気流れ下流側に形成されて、前記加熱用熱交換器（１３）によって加熱された温風が流通する温風通路（１８）と、
   前記空調ケース（１１）内に形成されて、前記加熱用熱交換器（１３）をバイパスして前記空気を流通する冷風通路（１５）と、
   互いに並設された前記温風通路（１８）の出口と前記冷風通路（１５）の出口とが臨むように前記空調ケース（１１）内に形成されて、前記温風通路（１８）の出口からの温風と前記冷風通路（１５）の出口からの冷風とを混合する冷温風混合部（２０）と、
   前記空調ケース（１１）に一体成形されて、前記温風通路（１８）の出口と前記冷風通路（１５）の出口との配列方向（ＡＡ）に延びて前記冷温風混合部（２０）を区画するように設けられた整流板（１１２）と、を備えることを特徴とする空調装置。
2. 前記空調ケース（１１）は、前記温風通路（１８）の出口および前記冷風通路（１５）の出口が形成されるとともに前記冷温風混合部（２０）を全周にわたって取り囲む筒状体（１１１）を有し、
   前記筒状体（１１１）は、一体物として成形されており、
   前記整流板（１１２）は、前記筒状体（１１１）に一体成形されて、前記筒状体（１１１）が延びる方向にも延びて前記冷温風混合部（２０）を区画していることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記空調ケース（１１）は、前記冷温風混合部（２０）より空気流れ下流側に、前記室内に吹き出す空気を流通する複数の開口部（２１、２３、２５）と前記複数の開口部（２１、２３、２５）を開閉する吹出モードドア（２６）とを備えており、
   前記整流板（１１２）は、前記吹出モードドア（２６）の移動軌跡（Ｂ）に沿う位置にまで延びていることを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
4. 前記整流板（１１２）は、前記温風通路（１８）の出口において、前記温風通路（１８）を形成する壁部のうち前記配列方向（ＡＡ）で対向する壁部（１１８ａ、１１８ｂ）同士を橋絡していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空調装置。
5. 前記整流板（１１２）は、前記冷風通路（１５）の出口において、前記冷風通路（１５）を形成する壁部のうち前記配列方向（ＡＡ）で対向する壁部（１１５ａ、１１５ｂ）同士を橋絡していることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の空調装置。
6. 前記筒状体（１１１）には、複数の前記整流板（１１２）が相互に離間して設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の空調装置。
7. 前記複数の整流板（１１２）は、等間隔に配設されていることを特徴とする請求項６に記載の空調装置。

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