JP2009292240A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】助手席の前方に送風機を配置した空調装置において、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差を少なくする。
【解決手段】蒸発器通過後の冷風が流れる多数の案内通路が形成された風向案内部材６を、エアミックスドア９よりも空気流れ上流側に配置する。また、案内通路が車両前後方向に向き、且つ蒸発器通過後の冷風が車両前方側から案内通路に流入するように、風向案内部材６を配置する。風向案内部材６によって空気流れ方向が車両前後方向に制御された空気がヒータコア７や冷風バイパス通路８に流入するため、ヒータコア７や冷風バイパス通路８を通過した空気が運転席側に偏って流れてしまうことが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車室内の空調を行う車両用空調装置に関する。

従来の車両用空調装置として、助手席の前方に送風機を配置し、ヒータコアや冷風バイパス通路さらにはエアミックスドアを車両左右方向の略中央部に配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなレイアウトの車両用空調装置では、送風機から吹き出された空気は、まず助手席側から車両左右方向中央部に向かって車両左右方向に流れ、ヒータコアや冷風バイパス通路において流れの向きが変わり、略車両前方から車両後方に向かう流れとなる。

しかしながら、ヒータコアや冷風バイパス通路に入ってくる空気はヒータコアや冷風バイパス通路において９０度に曲がれず、ヒータコアや冷風バイパス通路を通過した空気は、助手席側よりも運転席側に偏って流れてしまう。したがって、助手席側に吹き出される風量と運転席側に吹き出される風量に差が生じてしまう。

また、ヒータコアを通過した空気よりも冷風バイパス通路を通過した空気の方が、運転席側に偏って流れる傾向が強いため、助手席側に吹き出される空気の温度と運転席側に吹き出される空気の温度に差が生じてしまう。

そこで、冷風バイパス通路を通過する空気を助手席側に案内するガイド板をエアミックスドアに一体的に設けて、上記の吹き出し風量差や吹き出し空気温度差が少なくなるようにした車両用空調装置が実用化されている。
特開２００２−３７０５２６号公報

しかしながら、エアミックスドアは可動部品のため、ガイド板の効果がエアミックスドアの回動位置によって変化し易く、特に、冷風バイパス通路を大きく開いた状態ではガイド板の効果が殆ど得られないという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、エアミックスドアの回動位置に拘わらず、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差を少なく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、空気流を発生させる送風機（３ａ）と、この送風機（３ａ）からの送風空気が流通する空気通路を形成する空調ケース（４）と、空調ケース（４）内に配置され、送風機（３ａ）からの送風空気を冷却する冷却用熱交換器（５）と、空調ケース（４）内に配置され、冷却用熱交換器通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器（７）と、空調ケース（４）内に配置され、加熱用熱交換器（７）をバイパスして冷風が流れる冷風バイパス通路（８）と、冷却用熱交換器（５）よりも空気流れ下流側で且つ加熱用熱交換器（７）および冷風バイパス通路（８）よりも空気流れ上流側に配置され、冷風バイパス通路（８）と加熱用熱交換器（７）に流入する空気の風量割合を調整して、車室内に吹き出す空気温度を調整するエアミックスドア（９）と、このエアミックスドア（９）よりも空気流れ上流側に配置され、冷却用熱交換器通過後の冷風が流れる多数の案内通路（６ａ）が形成された風向案内部材（６）とを備え、送風機（３ａ）から風向案内部材（６）に至る間の空気流れ方向は、車両左右方向であり、風向案内部材（６）は、案内通路（６ａ）が車両前後方向に向き、且つ冷却用熱交換器通過後の冷風が車両前方側から案内通路（６ａ）に流入するように構成されていることを特徴とする。

これによると、エアミックスドア（９）の回動位置に拘わらず、風向案内部材（６）によって空気流れ方向が車両前後方向に制御される。そして、空気流れ方向が車両前後方向に制御された空気が加熱用熱交換器（７）や冷風バイパス通路（８）に流入するため、加熱用熱交換器（７）や冷風バイパス通路（８）を通過した空気が運転席側に偏って流れてしまうことが抑制される。したがって、エアミックスドア（９）の回動位置に拘わらず、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差を少なくすることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、風向案内部材（６）は、案内通路（６ａ）が格子状に配置されるとともに、送風機（３ａ）から遠い側において案内通路（６ａ）の一部が閉塞されていることを特徴とする。

これによると、加熱用熱交換器（７）や冷風バイパス通路（８）に流入する空気の風速分布が均一化されるため、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差をさらに少なくすることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、風向案内部材（６）は、この風向案内部材（６）の空気流入面側で且つ風向案内部材（６）内の車両左右方向中間部に、風向案内部材（６）における送風機（３ａ）から遠い側に向かう空気の流れを制限する邪魔板（６ｂ）が設けられていることを特徴とする。

これによると、加熱用熱交換器（７）や冷風バイパス通路（８）に流入する空気の風速分布が均一化されるため、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差をさらに少なくすることができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、空調ケース（４）における風向案内部材（６）の空気流入面と対向する部位（４ａ）は、風向案内部材（６）の空気流入面との間の隙間が、送風機（３ａ）に近い側から遠い側に向かって小さくなるように構成されていることを特徴とする。

これによると、加熱用熱交換器（７）や冷風バイパス通路（８）に流入する空気の風速分布が均一化されるため、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差をさらに少なくすることができる。

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。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る車両用空調装置における室内ユニット部を上方から見た模式的な図、図２は図１の室内ユニット部を側面から見た模式的な図である。なお、図１および図２の、前後、左右、上下の各矢印は、車両搭載状態における方向を示している。

室内ユニット部１は、空調ユニット２と、この空調ユニット２に空気を送風する送風機ユニット３とに大別される。空調ユニット２は車室内前側の計器盤（図示せず）内側のうち、車両左右方向の略中央部に配置される。より詳細には、空調ユニット２における風向案内部材６やヒータコア７が、車両左右方向の略中央部に配置される。送風機ユニット３は車室内前側の計器盤内側のうち、車両左右方向の右側（左ハンドル車における助手席側前方）に配置されている。

送風機ユニット３は、周知の如く、外気（車室外空気）と内気（車室内空気）とを切替導入する内外気切替箱（図示せず）、この内外気切替箱を通して空気を吸入して送風する送風機３ａ、および送風機３ａを収納するスクロールケーシング３ｂによって構成される。この送風機３ａは、周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）と、この遠心多翼ファンを回転駆動する電動モータ（図示せず）とからなる。

空調ユニット２は空調ケース４を有し、空調ケース４の内部には、送風機３ａからの送風空気が流通して車室内へ向かって流れる空気通路が形成されている。

空調ケース４の内部における送風機３ａの空気流れ下流側に冷却用熱交換器をなす蒸発器５が配置されている。より詳細には、直方体の蒸発器５はその空気流入面が上下方向および車両前後方向に延びるように配置されている。そして、冷凍サイクルの減圧手段（図示せず）にて減圧された低圧冷媒が蒸発器５の熱交換コア部（図示せず）のチューブにて蒸発器５の通過空気から吸熱して蒸発することにより通過空気が冷却される。

蒸発器５の空気流れ下流側には、所定の間隔を開けて風向案内部材６（詳細後述）が配置されている。

風向案内部材６の空気流れ下流側には、所定の間隔を開けて加熱用熱交換器をなすヒータコア７が配置されている。より詳細には、直方体のヒータコア７はその空気流入面が車両左右方向および車両前後方向に延びるように配置されている。そして、ヒータコア７は、高温のエンジン冷却水（温水）が内部に導入され、この温水と蒸発器５を通過した冷風とを熱交換させることで冷風を再加熱するものである。

空調ケース４内には、ヒータコア７と並列に冷風バイパス通路８が形成されている。この冷風バイパス通路８は、蒸発器５通過後の冷風がヒータコア７を迂回して流れる通路を構成する。

風向案内部材６よりも空気流れ下流側で、且つ、ヒータコア７および冷風バイパス通路８よりも空気流れ上流側部位に、エアミックスドア９が配置されている。このエアミックスドア９は、回転軸９ａと回転軸９ａに結合された板ドア部９ｂを有する回転式ドアであり、この回転軸９ａは車両左右方向に延びるように配置されている。

エアミックスドア９は、冷風バイパス通路８およびヒータコア７の入口通風路１０の開度を調整することにより、入口通風路１０を通過してヒータコア７で再加熱される冷風と冷風バイパス通路８を通過する冷風との風量割合を調整するものである。このように、エアミックスドア９により風量割合を調整して、空調風の温度を所望温度に調整することができる。

空調ケース４における空気流れ最下流部には、温度調整された空調風が流出するデフロスタ開口部１１、フェイス開口部１２、フット開口部１３が配置されている。

このデフロスタ開口部１１は、デフロスタダクト（図示せず）を介して車室内に配置されたデフロスタ吹出口（図示せず）に接続され、デフロスタ吹出口から車両窓ガラスの内面に向けて空調風（主に温風）が吹出される。

フェイス開口部１２は、フェイスダクト１４を介して車室内に配置されたフェイス吹出口（図示せず）に接続され、フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風（主に冷風）が吹出される。

また、フット開口部１３は、フットダクト（図示せず）を介して車室内に配置されたフット吹出口（図示せず）に接続され、フット吹出口から車室内の乗員の足元に向けて空調風（主に温風）が吹出される。

空調ケース４内には、各開口部１１〜１３を切替開閉する吹出モード切替ドアが備えられている。本実施形態では、吹出モード切替ドアとして２つのドア１５、１６を用いている。具体的には、軸１５ａを中心に回転するバタフライ形の第１モードドア１５は、フット開口部１３側を閉じてデフロスタ開口部１１およびフェイス開口部１２側を開口させた状態と、デフロスタ開口部１１およびフェイス開口部１２側を閉じてフット開口部１３側を開口させた状態と、いずれも開口させた状態が設定可能である。また、軸１６ａを中心に回転する片持ち形の第２モードドア１６は、デフロスタ開口部１１およびフェイス開口部１２のうち一方を開口させた状態が設定可能である。

次に、風向案内部材６について説明する。図３は風向案内部材単体を示す図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、図３および図４の、前後、左右、上下の各矢印は、車両搭載状態における方向を示している。

風向案内部材６は、樹脂よりなる。図３、図４に示すように、風向案内部材６は、直方体であり、空気が流れる多数の案内通路６ａが格子状に配置されている。また、風向案内部材６のうち送風機３ａ（図１参照）から遠い側（図３の紙面右側、運転席側）の部位においては、案内通路６ａの一部が閉塞されている。なお、図３においては、閉塞された部位を便宜的に斜線で表示している。案内通路６ａの断面形状は矩形である。但し、案内通路６ａの断面形状は、円形等の他の形状でもよい。

図１、図２に示すように、風向案内部材６は、空気流入面が略上下方向および車両左右方向に延びるように配置されている。より詳細には、風向案内部材６は、空気流入面の上端が下端よりも車両後方側になるように、傾斜して配置されている。案内通路６ａは、車両前後方向に向いており、蒸発器５を通過した冷風が車両前方から案内通路６ａに流入するようになっている。

上記構成において、送風機３ａから吹き出された空気は、送風機３ａから風向案内部材６の空気流入面に至るまでは、助手席側から車両左右方向中央部に向かって車両左右方向に流れる。そして、車両左右方向に流れてきた空気は、風向案内部材６の案内通路６ａを通過する際に、略車両前方から車両後方に向かう流れとなる。なお、空気流れ方向を車両前後方向に確実に制御するためには、風向案内部材６の厚さ（すなわち、案内通路６ａの長さ）ｔは、１０ｍｍ以上が望ましく、２０ｍｍ以上がより望ましい。

このように、風向案内部材６によって空気流れ方向が車両前後方向に制御された空気がヒータコア７や冷風バイパス通路８に流入するため、ヒータコア７や冷風バイパス通路８を通過した空気が運転席側に偏って流れてしまうことが抑制される。したがって、エアミックスドア９の回動位置に拘わらず、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差を少なくすることができる。

また、風向案内部材６のうち送風機３ａから遠い側（すなわち、運転席側）の部位において案内通路６ａの一部を閉塞しているため、風向案内部材６のうち送風機３ａから遠い側を通過する空気の量が抑制され、風向案内部材６のうち送風機３ａに近い側を通過する空気の量と送風機３ａから遠い側を通過する空気の量が略等しくなる。これにより、ヒータコア７や冷風バイパス通路８に流入する空気の風速分布が均一化されるため、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差をさらに少なくすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図５は第２実施形態に係る車両用空調装置における風向案内部材を示す図、図６は図５のＢ矢視図である。なお、図５および図６の、前後、左右、上下の各矢印は、車両搭載状態における方向を示している。

本実施形態は、案内通路６ａの一部を閉塞せずに、風向案内部材６における送風機３ａから遠い側に向かう空気の流れを邪魔板６ｂにより制限するようにしている。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

図５、図６に示すように、邪魔板６ｂは、風向案内部材６の空気流入面側で且つ風向案内部材６内の車両左右方向中間部に配置され、板面が上下方向および車両前後方向に延びるように配置されている。

これによると、風向案内部材６における送風機３ａ（図１参照）から遠い側に向かう空気の流れが邪魔板６ｂにより制限されるため、風向案内部材６のうち送風機３ａに近い側を通過する空気の量と送風機３ａから遠い側を通過する空気の量が略等しくなる。したがって、ヒータコア７（図１参照）や冷風バイパス通路８（図１参照）に流入する空気の風速分布が均一化されるため、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差を少なくすることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図７は第３実施形態に係る車両用空調装置における室内ユニット部を上方から見た模式的な図である。なお、図７の、前後、左右の各矢印は、車両搭載状態における方向を示している。

本実施形態は、案内通路６ａの一部を閉塞せずに、空調ケース４における風向案内部材６の空気流入面と対向する部位の形状を変更することにより、風向案内部材６における送風機３ａから遠い側に向かう空気の流れを制限するようにしている。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

図７に示すように、空調ケース４における風向案内部材６の空気流入面と対向する部位４ａは、風向案内部材６の空気流入面との間の隙間が、送風機３ａに近い側から遠い側に向かって小さくなるように構成されている。具体的には、空調ケース４における風向案内部材６の空気流入面と対向する部位４ａは、送風機３ａに近い側から遠い側に向かって段階的に風向案内部材６の空気流入面に近づくように、階段状に形成されている。

これによると、風向案内部材６における送風機３ａ（図１参照）から遠い側に向かう空気に対する通風抵抗が大きくなるため、風向案内部材６を通過する空気の風速分布が均一化され、ひいてはヒータコア７（図１参照）や冷風バイパス通路８（図１参照）に流入する空気の風速分布が均一化されるため、助手席側と運転席側とにおける吹き出し風量差や吹き出し空気温度差を少なくすることができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置における室内ユニット部を上方から見た模式的な図である。 図１の室内ユニット部を側面から見た模式的な図である。 図１の風向案内部材単体を示す図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置における風向案内部材を示す図である。 図５のＢ矢視図である。 本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置における室内ユニット部を上方から見た模式的な図である。

符号の説明

４ 空調ケース
５ 蒸発器（冷却用熱交換器）
６ 風向案内部材
７ ヒータコア（加熱用熱交換器）
８ 冷風バイパス通路
９ エアミックスドア
３ａ 送風機
６ａ 案内通路

Claims (5)

1. 空気流を発生させる送風機（３ａ）と、
   この送風機（３ａ）からの送風空気が流通する空気通路を形成する空調ケース（４）と、
   前記空調ケース（４）内に配置され、前記送風機（３ａ）からの送風空気を冷却する冷却用熱交換器（５）と、
   前記空調ケース（４）内に配置され、前記冷却用熱交換器通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器（７）と、
   前記空調ケース（４）内に配置され、前記加熱用熱交換器（７）をバイパスして冷風が流れる冷風バイパス通路（８）と、
   前記冷却用熱交換器（５）よりも空気流れ下流側で且つ前記加熱用熱交換器（７）および前記冷風バイパス通路（８）よりも空気流れ上流側に配置され、前記冷風バイパス通路（８）と前記加熱用熱交換器（７）に流入する空気の風量割合を調整して、車室内に吹き出す空気温度を調整するエアミックスドア（９）と、
   このエアミックスドア（９）よりも空気流れ上流側に配置され、前記冷却用熱交換器通過後の冷風が流れる多数の案内通路（６ａ）が形成された風向案内部材（６）とを備え、
   前記送風機（３ａ）から前記風向案内部材（６）に至る間の空気流れ方向は、車両左右方向であり、
   前記風向案内部材（６）は、前記案内通路（６ａ）が車両前後方向に向き、且つ前記冷却用熱交換器通過後の冷風が車両前方側から前記案内通路（６ａ）に流入するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記送風機（３ａ）は、助手席の前方に配置され、
   前記風向案内部材（６）は、車両左右方向の略中央部に配置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. 前記風向案内部材（６）は、前記案内通路（６ａ）が格子状に配置されるとともに、前記送風機（３ａ）から遠い側において前記案内通路（６ａ）の一部が閉塞されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記風向案内部材（６）は、この風向案内部材（６）の空気流入面側で且つ前記風向案内部材（６）内の車両左右方向中間部に、前記風向案内部材（６）における前記送風機（３ａ）から遠い側に向かう空気の流れを制限する邪魔板（６ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
5. 前記空調ケース（４）における前記風向案内部材（６）の空気流入面と対向する部位（４ａ）は、前記風向案内部材（６）の空気流入面との間の隙間が、前記送風機（３ａ）に近い側から遠い側に向かって小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。

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