JP2011088622A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低外気温時における空調の暖房負荷を低減させつつ、優れた除湿性能を有する車両用空調装置を提供する。
【解決手段】少なくとも内気を取り入れフット吹出口１５に連通する第１送風路６０と、少なくとも外気を取り入れデフ吹出口１６に連通する第２送風路６１と、第１送風路６０及び第２送風路６１の各々に設けられ、空気を加熱する加熱用熱交換器５０と、第１送風路６０及び第２送風路６１のいずれかの加熱用熱交換器５０の上流に設けられ、空気を冷却する冷却用熱交換器４０と、冷却用熱交換器４０の下流側で第１送風路６０と第２送風路６１とを連通する連通路（第１連通路）９０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、特に、内気通路と外気通路を仕切って区分けした２層構造の車両用空調装置に関する。

車両用空調装置において、低外気温時に暖房負荷低減のために内気循環させながら外気を導入する２層構造の車両用空調装置がある（例えば、特許文献１参照。）。２層構造の車両用空調装置は、車室内へ空気を導く通路を２つに仕切り、それぞれの通路にファンを設置するものである。そして、この２層構造の車両用空調装置は、一方の通路の空気下流側にデフロスタ（デフ）吹出口を設け、他方の通路の空気下流側にフット（足元）吹出口を設けられている。このような２層構造の車両用空調装置によって、比較的低湿な外気を導入加熱しデフ吹出口から吹き出させて防曇効果を得ると共に、暖房能力を向上させるために比較的高温の内気を導入加熱しフット吹出口から吹き出させる吹き出しモードを２層流モードという。

上述した２層構造の車両用空調装置は、低外気温時で２層流モードを運転する場合、低温の外気と暖房中の内気が混合しないよう冷却用熱交換器（エバポレータ）を含めて二つの仕切られた空調装置内を送風されているため、冷却用熱交換器（エバポレータ）の表面温度が均一にならないため凍結防止について明確にしておらず問題があった。その問題の対策として、エバポレータの凍結を防止するために、検出手段を内気通路側に設け、エバポレータを通過した直後の冷風温度を検出手段で検出することで、エバポレータの凍結防止を図ることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この提案によって、エバポレータの凍結防止はすることができるが、エバポレータの凍結防止を優先することによって、２層構造の車両用空調装置の除湿性能が不足してしまう等の問題がある。

特開平５−１２４４２６号公報 特開平１０−８６６３８号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、低外気温時における空調の暖房負荷を低減させつつ、優れた除湿性能を有する車両用空調装置を提供することを目的とする。

本願発明の一態様によれば、少なくとも内気を取り入れフット吹出口に連通する第１送風路と、少なくとも外気を取り入れデフ吹出口に連通する第２送風路と、第１送風路及び第２送風路の各々に設けられ、空気を加熱する加熱用熱交換器と、第１送風路及び第２送風路のいずれかの加熱用熱交換器の上流に設けられ、空気を冷却する冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側で第１送風路と第２送風路とを連通する連通路とを備える車両用空調装置であることを要旨とする。

本発明によれば、低外気温時における空調の暖房負荷を低減させつつ、優れた除湿性能を有する車両用空調装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置の概略図である。 図２（ａ）は、図２（ｂ）に示すＡ−Ａ線における模式的断面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用空調装置の概略図である。 図３（ａ）は、図３（ｂ）に示すＡ−Ａ線における模式的断面図で空調空気の流れを示す概略図であり、図３（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用空調装置の空調空気の流れを示す概略図である。 本発明の第３の実施の形態に係る車両用空調装置の概略図である。 本発明の第３の実施の形態に係る車両用空調装置の空調空気の流れを示す概略図である。 本発明の第４の実施の形態に係る車両用空調装置の概略図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａは、図１に示すように、内気を導入する内気取り入れ口１０と、外気を導入する外気取り入れ口１１と、内気取り入れ口１０から導入される内気と外気取り入れ口１１から導入される外気との比率を選択的に切替可能な内外気切替装置２０と、内外気切替装置２０の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させる第１送風装置３０と、第１送風装置３０の下流側に設けられ、導入された空気を冷却する冷却用熱交換器（エバポレータ）４０と、冷却用熱交換器４０の下流側に設けられ、導入された空気を加熱する第１加熱用熱交換器（ヒートコア）５０ａと、内外気切替装置２０から導入され、冷却用熱交換器４０及び第１加熱用熱交換器５０ａによって空調された空調空気を足元に吹き出させるフット吹出口１５へと連通する第１送風路６０と、外気を導入する第２外気取り入れ口１２と、第２外気取り入れ口１２から外気を導入させるか否か選択可能な第２外気取り入れ選択装置２１と、第２外気取り入れ選択装置２１の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させる第２送風装置３２と、第２外気取り入れ口１２から導入され、導入された空気を加熱する第２加熱用熱交換器（ヒートコア）５０ｂによって空調された空調空気をウインドガラスに吹き出させるデフ吹出口１６へと連通する第２送風路６１と、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂの下流側で第１送風路６０と第２送風路６１とを連通する連通路（第１連通路）９０に設けられ、第１送風路６０と第２送風路６１との連通を制御する第１連通制御装置（第１エアミックスドア）２２とを備える。

内気取り入れ口１０は、車両用空調装置１ａ内に内気を導入するために開口している取り入れ口である。外気取り入れ口１１は、車両用空調装置１ａ内に外気を導入するために開口している取り入れ口である。内気取り入れ口１０及び外気取り入れ口１１の近傍には、内外気切替装置２０が設けられている。内外気切替装置２０は、内気取り入れ口１０及び外気取り入れ口１１を閉塞することが可能である。内外気切替装置２０は、外気取り入れ口１１を閉塞することで内気取り入れ口１０からの内気のみを導入させる制御をすることができ、また、内気取り入れ口１０を閉塞することで外気取り入れ口１１からの外気のみを導入させる制御をすることができる。また、内外気切替装置２０は、内気取り入れ口１０及び外気取り入れ口１１のいずれも閉塞しないで、内気取り入れ口１０及び外気取り入れ口１１の開口度を調整することで内気と外気との比率を選択的に切替することが可能である。

第１送風装置３０は、内外気切替装置２０の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させるブロワファン等である。第１送風装置３０は、ブロワモータ３１によって回転させられることで空気流を発生させる。第１送風装置３０によって発生させられた空気流は、内外気切替装置２０によって選択的に導入された内気及び外気を冷却用熱交換器４０に向かって送風させる。

冷却用熱交換器４０は、蒸発による気化熱を利用した冷却装置である。冷却用熱交換器４０は、第１送風装置３０によって送風された内気及び外気を冷却する。冷却用熱交換器４０の上流側には、塵やゴミ等が冷却用熱交換器４０へ進入することを防ぐ集塵用のフィルタ４１が設けられている。冷却用熱交換器４０の直ぐ下流には、凍結防止センサ（図示せず）が設けられている。凍結防止センサの検知温度によって、冷却用熱交換器４０を通過する送風温度が例えば３℃未満にならないように冷凍サイクルが制御される。

加熱用熱交換器５０は、第１送風路６０及び第２送風路６１の各々に設けられ、本実施の形態では、第１送風路６０には第１加熱用熱交換器５０ａが設けられ、第２送風路６１には第２加熱用熱交換器５０ｂが設けられている。第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂは、エンジン、圧縮機等の発熱により温められた媒体を利用して、内気及び外気と熱交換させることにより温風を発生させる装置である。第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂは、一体の加熱用熱交換器５０として用いることができる。加熱用熱交換器５０は、冷却用熱交換器４０の下流側で第１送風路６０と第２送風路６１とが隣接している箇所に設けられ、第１送風路６０と第２送風路６１とに渡って配置されている。

第１送風路６０は、少なくとも内気を取り入れフット吹出口１５に連通する送風路であり、本実施の形態では、内気取り入れ口１０から取り入れた内気及び外気取り入れ口１１から取り入れた外気をフット吹出口１５に送風する。第１送風路６０は、第１送風装置３０によって送風され、冷却用熱交換器４０及び第１加熱用熱交換器５０ａを通過した空調空気を乗員の足元に吹き出させるフット吹出口１５へと連通する送風路である。

第２外気取り入れ口１２は、外気取り入れ口１１とは別に外気を車両用空調装置１ａ内に導入するために開口している取り入れ口である。第２外気取り入れ口１２には、第２外気取り入れ選択装置２１が設けられている。第２外気取り入れ選択装置２１は、第２外気取り入れ口１２を閉塞することが可能であり、第２外気取り入れ口１２を閉塞することで第２外気取り入れ口１２からの外気の導入を遮断することができる。また、第２外気取り入れ選択装置２１が第２外気取り入れ口１２を開口した場合には、第２外気取り入れ口１２から外気を導入させることができる。

第２送風装置３２は、第２外気取り入れ選択装置２１の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させるブロワファン等である。第２送風装置３２によって発生させられた空気流は、第２外気取り入れ口１２から導入された外気を、ダクト７０を通過させ、第２加熱用熱交換器５０ｂに向かって送風させる。第２送風装置３２の下流側には、塵やゴミ等が第２加熱用熱交換器５０ｂへ進入することを防ぐ集塵用のフィルタ３３が設けられている。フィルタ３３は、第２送風装置３２の上流側に設けても構わないし、複数であっても構わない。

第２送風路６１は、少なくとも外気を取り入れデフ吹出口１６に連通する送風路であり、
本実施の形態では、第２外気取り入れ口１２から取り入れた外気をデフ吹出口１６に送風する。第２送風路６１は、第２外気取り入れ口１２から導入された外気が第２送風装置３２によって第２加熱用熱交換器５０ｂへ送風され、第２加熱用熱交換器５０ｂを通過した空調空気を車室内のウインドガラスに吹き出させるデフ吹出口１６へと連通する送風路である。第２送風路６１には、第２外気取り入れ口１２から導入された外気が第２送風装置３２によって第２加熱用熱交換器５０ｂへと送風される経路となるダクト７０が設けられている。ダクト７０は、第１送風装置３０で発生させられる空気流の方向に沿って吹き出すように設定されている。

第１エアミックスドア２２は、図１に示すように、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂ（加熱用熱交換器５０）の下流側で第１送風路６０と第２送風路６１とを連通する第１連通路９０に設けられ、第１送風路６０と第２送風路６１との連通を制御する。第１エアミックスドア２２は、板状のドアやシャッター等であり、第１連通路９０を閉塞及び開放を選択することが可能な形状であればよい。第１エアミックスドア２２は、第１連通路９０を閉塞することで、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂの下流側における第１送風路６０と第２送風路６１とを仕切ることができる。第１エアミックスドア２２で第１連通路９０を閉塞することで、２層の流路が形成され２層流モードとなる。また、第１エアミックスドア２２は、第１連通路９０を開放して連通させることで、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂの下流側における第１送風路６０と第２送風路６１とを合流させることができる。

第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａにおいて、外気のみを導入する外気モードで使用する場合は、内外気切替装置２０によって内気取り入れ口１０と外気取り入れ口１１との開口度を調整し、外気取り入れ口１１から導入される。この時第２外気取り入れ選択装置２１を調整し第２外気取り入れ口１２を閉塞させる。外気取り入れ口１１から導入された外気は、第１送風装置３０によって発生させられた空気流によって送風され、冷却用熱交換器４０へと向かう。外気取り入れ口１１から導入され、冷却用熱交換器４０を通過した外気は、第１加熱用熱交換器５０ａへと向かう。そして、第１加熱用熱交換器５０ａを通過した外気は、開放されているフット吹出口１５から吹き出される。又、第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を開放し、デフ吹出口１６とフット吹出口１５とを開口することで、ウインドガラスに吹出す。もしくは、第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を閉塞し、デフ吹出口１６を開口することで、ウインドガラスのみへ吹出すことができる。

第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａにおいて、外気モードで使用する場合の変形例として第２外気取り入れ選択装置２１を調整し第２外気取り入れ口１２を開放し第２送風装置３２を同時に作動させることもできる。この場合は第１送風路６０中の第１加熱用熱交換器５０ａおよび第２送風路６１中の第２加熱用熱交換器５０ｂに送風されるため効率よく熱交換ができる。

第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａにおいて、２層流モードで使用する場合は、内外気切替装置２０によって内気取り入れ口１０と外気取り入れ口１１との開口度を調整し、内気取り入れ口１０から内気を導入し、第２外気取り入れ口１２から外気を導入する。内気取り入れ口１０から導入された内気は、第１送風装置３０によって発生させられた空気流によって送風され、第１加熱用熱交換器５０ａへと向かう。一方、第２外気取り入れ口１２から導入された外気は、第２送風装置３２によって発生させられた空気流によって送風される。第２外気取り入れ口１２から導入された外気は、ダクト７０を通り、第２加熱用熱交換器５０ｂへと向かう。そして、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂを通過し加熱された後第２外気取り入れ口１２から導入された外気は、開放されているデフ吹出口１６から吹き出され、内気取り入れ口１０から導入された内気は、開放されているフット吹出口１５から吹出される。そのとき第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を閉塞してあるので、内気と外気が混合されずにそれぞれ吹出される。

第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、低外気温時において２層流モードで運転する場合、内気循環で暖房にかかる負荷を低減させることが可能であり、且つ、ダクト７０から低湿度の外気を導入し、第２加熱用熱交換器５０ｂを通過後に、デフ吹出口１６から排出することで窓曇りを防止することができる。

また、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、第１送風装置３０及び第２送風装置３２のブロワ出力を任意に調整することが可能であることによって、内気と外気の比率を調整可能とし、空調制御の自由度を向上させることができる。

また、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、ダクト７０は、第１送風路６０中で冷却用熱交換器４０の空気流れ下流側に挿入され、第１送風路６０の空気流れ上流側に壁を有しつつダクト７０開口が第１送風路６０の空気流れ下流側に開口し、空気が主流方向へ吹き出す構造となっているので、ダクト７０から空気が流入しやすくなる。ダクト７０から空気が流入しやすくなることで、第１送風装置３０及び第２送風装置３２のブロワ動力を低減させることができ、第１送風装置３０及び第２送風装置３２の消費電力を減少させることができる。

また、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、冷却用熱交換器４０の空気流れ上下流側において内外気の仕切りがないため、凍結防止センサの配置に関する制約から開放される。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａは、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、図１で示した車両用空調装置１ａと比して、第２送風路６１は、第２外気取り入れ口１２から冷却用熱交換器４０をバイパスするダクト（バイパスダクト）７０を経由し、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂ（加熱用熱交換器５０）を通過した空調空気を車室内のウインドガラスに吹き出させるデフ吹出口１６へと連通する送風路である点が異なる。第２の実施の形態においては、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂが一体となっている加熱用熱交換器５０として説明する。

また、第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａは、加熱用熱交換器５０の上流側で第１送風路６０と第２送風路６１とを連通する連通路（第２連通路）９１に設けられ、第１送風路６０と第２送風路６１との連通を制御する第２連通制御装置（第２エアミックスドア）２３と、冷却用熱交換器４０の下流側で加熱用熱交換器５０を経由しない送風路に設けられ、加熱用熱交換器５０を経由しない送風路を連通させるか否かを制御する第３連通制御装置（第３エアミックスドア）２４とを更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。

第２エアミックスドア２３及び第３エアミックスドア２４は、冷却用熱交換器４０で冷却し、除湿を行った後に、加熱用熱交換器５０へ行く空調空気の比率を制御する。具体的には、第２エアミックスドア２３を閉じて加熱用熱交換器５０へ行く空気を遮断し、第３エアミックスドア２４を開けば、加熱用熱交換器５０へは空調空気が全く行かないことになり、最大の冷房とすることができる。逆に、第３エアミックスドア２４を閉じて、第２エアミックスドア２３を開けば、全部の空調空気が加熱用熱交換器５０へ行くことになり、最大の暖房とすることができる。このように、第２エアミックスドア２３及び第３エアミックスドア２４を連動させて開口度を制御することによって、加熱用熱交換器５０へ向かう空調空気の比率を制御することができる。

第２エアミックスドア２３は、開いた状態にすることで、第２連通路９１を閉塞することができる。第２エアミックスドア２３で第２連通路９１を閉塞することで、加熱用熱交換器５０の上流側において、第１送風路６０と第２送風路６１とを仕切ることができる。また、第２エアミックスドア２３は、閉じた状態にすることで、第１送風路６０と第２送風路６１の加熱用熱交換器５０の空気流れ上流側を閉塞することが可能である。

第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａは、乗員の足元に空調空気を吹き出すフット吹出口１５、車室内のウインドガラスに空調空気を吹き出すデフ吹出口１６、乗員の上半身側に向けて空調空気を吹き出すベント吹出口１７が開口されている。フット吹出口１５には、足元に吹き出す空調空気を制御する足元吹出ドア８０が設けられている。デフ吹出口１６には、ウインドガラスに吹き出す空調空気を制御するデフ吹出ドア８１が設けられている。ベント吹出口１７には、上半身側に向けて吹き出す空調空気を制御するベント吹出ドア８２が設けられている。

以下に、車両用空調装置１ａの２層流モードでの運転について、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。車両用空調装置１ａにおいて、２層流モードで運転するのは、例えば、低外気温時であって最大暖房運転時である。

２層流モードでの空気取り入れ口の状態を、図３（ｂ）を用いて示す。内外気切替装置２０は、外気取り入れ口１１を閉塞して、内気取り入れ口１０からの内気のみを導入させる制御を行う。また、第２外気取り入れ選択装置２１は、第２外気取り入れ口１２を開放して、第２外気取り入れ口１２から外気を導入させる制御を行う。

２層流モードでの空気吹出口の状態を、図３（ａ）を用いて示す。フット吹出口１５は、足元吹出ドア８０が開く制御がなされ、開放される。また、デフ吹出口１６は、デフ吹出ドア８１が開く制御がなされ、開放される。また、ベント吹出口１７は、ベント吹出ドア８２が閉じる制御がなされ、閉塞される。

２層流モードでの第１エアミックスドア２２、第２エアミックスドア２３、第３エアミックスドア２４の状態を、図３（ａ）を用いて示す。第１エアミックスドア２２は、閉じる制御を行い、第１連通路９０を閉塞し、加熱用熱交換器５０の下流側における第１送風路６０と第２送風路６１とを仕切って２層流にする。第２エアミックスドア２３は、開く制御を行い、第２連通路９１を閉塞し、加熱用熱交換器５０の上流側における第１送風路６０と第２送風路６１とを仕切って２層流にする。第３エアミックスドア２４は、第２エアミックスドア２３と相反する制御を行うので、閉じる制御を行い、全部の空調空気が加熱用熱交換器５０へと向かうようにする。

２層流モードでの第１送風装置３０及び第２送風装置３２は、いずれも稼動させる。第１送風装置３０及び第２送風装置３２は、それぞれ空気流を発生させる。

２層流モードでの内気は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１送風装置３０によって発生させられた空気流によって送風される。２層流モードで冷却用熱交換器４０を通過した内気は、図３（ａ）に示すように、第２エアミックスドア２３が開いていて、第３エアミックスドア２４が閉じていることで加熱用熱交換器５０へと向かう。冷却用熱交換器４０を通過した後に、加熱用熱交換器５０へと向かう２層流モードでの内気は、第２エアミックスドア２３によって第２連通路９１が閉塞されているので、ダクト７０を経由してきた外気と合流しない。そして、２層流モードで加熱用熱交換器５０を通過した内気は、足元吹出ドア８０が開くように制御が行われていて開放されているフット吹出口１５から吹き出される。加熱用熱交換器５０を通過した後に、フット吹出口１５へと向かう２層流モードでの内気は、第１エアミックスドア２２によって第１連通路９０が閉塞されているので、加熱用熱交換器５０を通過した外気と合流しない。

２層流モードでの第２外気取り入れ口１２から取り入れられた外気は、図３（ｂ）に示すように、第２送風装置３２によって発生させられた空気流によって送風される。２層流モードでの外気は、ダクト７０を通ることで冷却用熱交換器４０を通過せずに加熱用熱交換器５０へと向かう。ダクト７０を経由してきた外気は、第１エアミックスドア２２及び第２エアミックスドア２３により遮断されているので、内気と合流しない。そして、加熱用熱交換器５０を通過した外気は、デフ吹出ドア８１が開くように制御が行われていて開放されているデフ吹出口１６から吹き出される。

このように構成された第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａでも、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａと同様の効果を得ることができる。

第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、低外気温時において２層流モードで運転する場合、低温で低湿度の外気が冷却用熱交換器４０をバイパスして、冷却用熱交換器４０が凍結することがないので凍結防止を図る必要がなく、除湿性能を確保することができる。

また、第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、冷却用熱交換器４０の下流側でかつ加熱用熱交換器５０の上流側の第１送風路６０と第２送風路６１とが隣接する隣接部（図示せず）において第１送風路６０と第２送風路６１は平行で同一方向に送風されるように配置され、隣接部に第２連通路９１が設けられている。ダクト７０は第１送風路中で冷却用熱交換器４０の空気流れ下流側に挿入され、第１送風路６０の空気流れ上流側に壁を有しつつダクト７０の加熱用熱交換器５０の上流側で、第１送風路６０と同一方向に空気が送風される構造となっているので、ダクト７０から空気が流入しやすくなる。

また、第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、第１送風路６０の冷却用熱交換器４０と加熱用熱交換器５０の間と、第２送風路６１であるダクト７０の第２外気取り入れ選択装置２１と加熱用熱交換器５０の間とに、連通する第２連通路９１と第２連通路９１を開閉する第２エアミックスドア２３が設けられている。このため、第２エアミックスドア２３を調整し第２連通路９１を連通状態にしつつ加熱用熱交換器５０への送風路を閉塞しない状態にして、第２外気取り入れ選択装置２１を調整し第２外気取り入れ口１８を閉塞することで、第１送風装置３０で送風した送風空気を加熱用熱交換器５０全面に送風可能となる。

また、第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａによれば、第１エアミックスドア２２、第２エアミックスドア２３、第３エアミックスドア２４によって空調空気の流路を変化させることができるので、装置内の通路を複雑化することなく換気損失低減による暖房負荷低減が得られるため、通路の単純化により経費削減が可能になる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る車両用空調装置１ｂは、図４に示すように、図１で示した車両用空調装置１ａと比して、ダクト７０が第２送風装置３２の下流で２本に分岐し、加熱用熱交換器５０の上流で合流する構造になっている点が異なる。また、第３の実施の形態においては、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂが一体となっている加熱用熱交換器５０であるとして説明する。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。

第３の実施の形態に係る車両用空調装置１ｂにおいて、２層流モードでの内気は、内外気切替装置２０によって外気取り入れ口１１を閉塞し、内気取り入れ口１０から導入される。そして、２層流モードでの内気は、図５に示すように、第１送風装置３０によって発生させられた空気流によって送風され、冷却用熱交換器４０へと向かう。冷却用熱交換器４０を通過した内気は、加熱用熱交換器５０へと向かう。そして、加熱用熱交換器５０を通過した内気は、開放されているフット吹出口から吹き出される。

第３の実施の形態に係る車両用空調装置１ｂにおいて、２層流モードでの外気は、図５に示すように、第２送風装置３２によって発生させられた空気流によって送風される。第２送風装置３２によって発生させられた空気流は、ダクト７０が分岐しているので、分岐した流れを形成する。ダクト７０は、分岐した後に加熱用熱交換器５０の上流で合流する構造であるので、ダクト７０を通った空気を加熱用熱交換器５０の両側から流入させられる。２層流モードでの外気は、分岐したダクト７０を通ることで、冷却用熱交換器４０を通過せずに多方向から加熱用熱交換器５０へと向かう。そして、加熱用熱交換器５０を通過した外気は、開放されているデフ吹出口から吹き出される。

このように構成された第３の実施の形態に係る車両用空調装置１ｂでも、第１及び第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａと同様の効果を得ることができる。

また、第３の実施の形態に係る車両用空調装置１ｂによれば、ダクト７０によって冷却用熱交換器４０をバイパスした空調空気が加熱用熱交換器５０へ２方向から流入させることができるので、加熱用熱交換器５０へ流入時の風速分布を良好にすることができる。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃは、図６に示すように、内気を導入する内気取り入れ口１０と、外気を導入する外気取り入れ口１１と、内気取り入れ口１０から導入される内気と外気取り入れ口１１から導入される外気との比率を選択的に切替可能な内外気切替装置２０と、内外気切替装置２０の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させる第１送風装置３０と、第１送風装置３０の下流側に設けられ、導入された空気を冷却する冷却用熱交換器（エバポレータ）４０と、冷却用熱交換器４０の下流側に設けられ、導入された空気を加熱する第１加熱用熱交換器（ヒートコア）５０ａと、内外気切替装置２０から導入され、冷却用熱交換器４０及び第１加熱用熱交換器５０ａによって空調された空調空気をウインドガラスに吹き出させるデフ吹出口１６へと連通する第２送風路６１と、内気を導入する第２内気取り入れ口１８と、第２内気取り入れ口１８から内気を導入させるか否か選択可能な第２内気取り入れ選択装置２６と、第２内気取り入れ選択装置２６の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させる第２送風装置３２と、第２内気取り入れ口１８から導入され、導入された空気を加熱する第２加熱用熱交換器（ヒートコア）５０ｂによって空調された空調空気を足元に吹き出させるフット吹出口１５へと連通する第１送風路６０と、第１加熱用熱交換器５０ａ及び第２加熱用熱交換器５０ｂの下流側で第１送風路６０と第２送風路６１とを連通する第１連通路９０に設けられ、第１送風路６０と第２送風路６１との連通を制御する第１連通制御装置（第１エアミックスドア）２２とを備える。

第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃについては、第１及び第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａと実質的に同様な箇所についての記載を省略する。

加熱用熱交換器５０は、第１送風路６０及び第２送風路６１の各々に設けられ、本実施の形態では、第１送風路６０には第２加熱用熱交換器５０ｂが設けられ、第２送風路６１には第１加熱用熱交換器５０ａが設けられている。

第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃにおいて、外気モードで使用する場合は、内外気切替装置２０によって内気取り入れ口１０と外気取り入れ口１１との開口度を調整し、外気取り入れ口１１から導入される。この時第２内気取り入れ選択装置２６を調整し第２内気取り入れ口１８を閉塞させる。外内気取り入れ口１１から導入された外気は、第１送風装置３０によって発生させられた空気流によって送風され、冷却用熱交換器４０へと向かう。外気取り入れ口１１から導入され、冷却用熱交換器４０を通過した外気は、第１加熱用熱交換器５０ａへと向かう。そして、第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を開放し、フット吹出口１５を開放することで第１加熱用熱交換器５０ａを通過した外気は、開放されているフット吹出口１５から吹き出される。又、第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を開放し、デフ吹出口１６とフット吹出口１５とを開口することで、ウインドガラスに吹出す。もしくは、第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を閉塞し、デフ吹出口１６を開口することで、ウインドガラスのみへ吹出すことができる。

第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃにおいて、２層流モードでの使用する場合は、内外気切替装置２０によって内気取り入れ口１０と外気取り入れ口１１との開口度を調整し、外気取り入れ口１１から外気を導入し、第２内気取り入れ口１８から内気を導入する。外気取り入れ口１１から導入された外気は、第１送風装置３０によって発生させられた空気流によって送風され、冷却用熱交換器４０へと向かう。冷却用熱交換器４０を通過した外気は、第１加熱用熱交換器５０ａへと向かう。そして、第１加熱用熱交換器５０ａを通過した外気は、開放されているデフ吹出口１６から吹き出される。一方、第２内気取り入れ口から導入された内気は、第２送風装置３２によって発生させられた空気風によって送風される。第２内気取り入れ口から導入された内気は、ダクト７０をとおり、第２加熱用熱交換器５０ｂへと向かう。そして、第２加熱用熱交換器５０ｂを通過した内気は、開放されているフット吹出口１５から吹出される。そのとき第１連通路９０の第１エアミックスドア２２を閉塞してあるので、内気と外気が混合されずにそれぞれ吹出される。

第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃによれば、低外気温時で２層流モードで運転する場合、既に加熱されている内気が冷却用熱交換器４０を通過しないので、内気循環で暖房にかかる負荷を低減させることが可能となる。

また、第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃによれば、内気循環で暖房にかかる負荷を低減させることが可能であるので、低温で低湿度の外気を外気取り入れ口１１から少量導入しても暖房効果に与える影響が少なく、低湿度の外気を導入することで窓曇りを防止することができる。導入する少量の外気によって、冷却用熱交換器４０が凍結することがないので凍結防止を図る必要がなく、除湿性能を確保することができる。

また、第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃによれば、第１送風装置３０及び第２送風装置３２のブロワ出力を任意に調整することが可能であることによって、内気と外気の比率を調整可能とし、空調制御の自由度を向上させることができる。

このように構成された第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃでも、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａと実質的に同様な構成要件の箇所については、同様の効果を得ることができる。

また、第４の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃにおいて、第１送風路６０の冷却用熱交換器４０と第１加熱用熱交換器５０ａの間と、第２送風路６１であるダクト７０の第２内気取り入れ選択装置２６と第２加熱用熱交換器５０ｂの間とに、連通する第２連通路９１と第２連通路を開閉する第２エアミックスドア２３を設けてもよい。この場合二層流モードでは第２エアミックスドア２３は閉塞状態で使用するが、外気モードで使用するときに第２内気取り入れ選択装置を閉塞し、第２エアミックスドア２３及び第１エアミックスドア２２を開放することで、第１送風路中の第１加熱用熱交換器５０ａおよび第２送風路中の第２加熱用熱交換器５０ｂにも送風されるため効率よく熱交換ができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。

例えば、第３の実施の形態における車両用空調装置１ｂは、ダクト７０の分岐が２本であったが、分岐数が２本以上の複数本であっても構わない。分岐数が２本以上の複数本であった場合は、冷却用熱交換器４０をバイパスした空調空気が加熱用熱交換器５０へ多方向から流入させることができるので、加熱用熱交換器５０へ流入時の風速分布を良好にすることができる。

又、凍結防止センサの検出温度によって、冷却用熱交換器４０を通過する送風温度が低くなり過ぎないように制御される冷凍サイクルに適用したものを元に説明しているが、凍結防止センサを用いない冷凍サイクルにも適用できる。例えば、冷却用熱交換器４０出口冷媒圧力を検出して目標冷媒圧力に冷媒流量を制限する低圧圧力制御弁や、回転当たりの吐出容量を可変する可変容量式圧縮機、回転数を可変する電動圧縮機などを用いた冷凍サイクルに本発明の車両用空気調和装置を組み合わせても本発明の内気と外気とが独立した流路に送風される二層流モードの空気調和装置において冷却用熱交換器を適正に機能させる効果が奏されることはいうまでもない。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１ａ〜１ｃ…車両用空調装置
１０…内気取り入れ口
１１…外気取り入れ口
１２…第２外気取り入れ口
１５…フット吹出口
１６…デフ吹出口
１７…ベント吹出口
１８…第２内気取り入れ口
２０…内外気切替装置
２１…第２外気取り入れ選択装置
２２…第１エアミックスドア
２３…第２エアミックスドア
２４…第３エアミックスドア
２６…第２内気取り入れ選択装置
３０…第１送風装置
３１…ブロワモータ
３２…第２送風装置
３３…フィルタ
４０…冷却用熱交換器
４１…フィルタ
５０ａ…第１加熱用熱交換器
５０ｂ…第２加熱用熱交換器
５０…加熱用熱交換器
６０…第１送風路
６１…第２送風路
７０…ダクト
８０…足元吹出ドア
８１…デフ吹出ドア
８２…ベント吹出ドア
９０…第１連通路
９１…第２連通路

Claims (11)

1. 少なくとも内気を取り入れフット吹出口に連通する第１送風路と、
   少なくとも外気を取り入れデフ吹出口に連通する第２送風路と、
   前記第１送風路及び前記第２送風路の各々に設けられ、空気を加熱する加熱用熱交換器と、
   前記第１送風路及び前記第２送風路のいずれかの前記加熱用熱交換器の上流に設けられ、空気を冷却する冷却用熱交換器と、
   前記冷却用熱交換器の下流側で前記第１送風路と前記第２送風路とを連通する連通路
   とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記連通路は、前記加熱用熱交換器の下流側で前記第１送風路と前記第２送風路とを連通する第１連通路、及び、前記加熱用熱交換器の上流側で前記第１送風路と前記第２送風路とを連通する第２連通路の少なくとも一方であ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. 前記第１連通路に設けられ、前記第１送風路と前記第２送風路との連通を制御する第１連通制御装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記冷却用熱交換器の下流側で前記第１送風路と前記第２送風路とが隣接し、前記第１送風路には前記加熱用熱交換器の一部である第１加熱用熱交換器が配置され、前記第２送風路には前記加熱用熱交換器の一部である第２加熱用熱交換器が配置され、前記加熱用熱交換器が前記第１送風路と前記第２送風路とに渡って配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
5. 前記第２連通路に設けられ、前記第１送風路と前記第２送風路との連通、又は、前記第２送風路の閉塞を制御する第２連通制御装置
   とを更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
6. 前記第２連通制御装置は、前記第１送風路及び前記第２送風路のいずれかの前記加熱用熱交換器の空気流れ上流側を閉塞することが可能であることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
7. 前記冷却用熱交換器の下流側でかつ前記加熱用熱交換器の上流側の前記第１送風路と前記第２送風路とが隣接する隣接部において、
   前記隣接部を構成する前記第１送風路と前記第２送風路は、互いに平行で同一方向に送風されるように配置され、
   前記隣接部に前記第２連通路が設けられていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
8. 内気を導入する内気取り入れ口と、
   外気を導入する外気取り入れ口と、
   前記内気取り入れ口から導入される内気と前記外気取り入れ口から導入される外気との比率を選択的に切替可能な内外気切替装置
   とを更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
9. 前記内外気切替装置の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させる第１送風装置を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
10. 外気を導入する第２外気取り入れ口と、
    前記第２外気取り入れ口から外気を導入させるか否か選択可能な第２外気取り入れ選択装置
    とを更に備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
11. 前記第２外気取り入れ選択装置の下流側に設けられ、車室内に向かって空気流を発生させる第２送風装置を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。

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