JP2012121489A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吹き出し部からの風の広がり及び風速を調整可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】空調風を導入する導入部１２、空調風を吹き出す導入部より大きい面積の吹き出し部１４、及び導入部１２から吹き出し部１４に向かって空調風の流路を拡張する拡張部１６を有するグリル筐体１０と、空調風の流れと平行に配置されて空調風の流れを仕切り、空調風の流れと直交する方向にスライドする仕切り部２２、及び仕切り部２２の一端に設けられ、吹き出し部１４に配置して拡張部１６側に仕切られた空調風に対して通気抵抗をつける通気抵抗部２４を有し、グリル筐体１０に収納されるスライドドア２０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、車室内に吹き出す空調風の吹き出し幅を調整可能な車両用空調装置に関する。

車の空調装置の吹き出し部はインストメンタルパネルに設けてある。その吹き出し部への送風は空調ユニットの送風装置で風量制御され、ユニットから吹き出し部にいたるダクトの手前に空調ユニット側にドアがついており風の切り替えを行っている。

車両用空調装置の吹き出し部は、風向きと風量を乗員が好みで切り替えられるように、風向板とシャットドアが設定されている。風向き変更の機能拡大として、風向きを可変して風を広げる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。また、風向きを広げたり、狭めたりするモードを備えて風向きを可変させる方法もある（例えば、特許文献２参照。）。

一般的に乗用車の車両用空調装置は、運転席、助手席と後席を含む乗員すべてに快適になるように車室内を均一に冷暖房するようになっている。このため吹き出しグリルは、前席だけでなく後席まで風を飛ばすように設計したり、多数のグリルを設けたりするのが一般的である。

吹き出しグリルは、車両全体を均一に空調するため、風量と風速の兼ね合いからサイズが小さく設計される場合には、吹き出し部での風速が早いという特徴がある。サイズが小さい吹き出しグリルでは、乗員が少なく前席だけのゾーンを中心とした冷房をするために風量を減らしても、風の広がりが小さいため前席乗員の周囲に快適ゾーンをつくりにくいという面がある。

また、吹き出し口が小さいグリルは、風の広がりを大きくすることよりも、後席への風の到達が優先される場合に用いられる。そして、吹き出し口が小さいグリルは、ルーバー等を用いて風向を制御して吹き出し風の広がりを大きくすることは困難である。

上記の問題は吹き出しグリルを大きくすれば解消できる問題であるが、インストメンタルパネルは計器表示、オーディオ、ナビゲータ等の機器を納めるため吹き出し部の位置やサイズに実質的制約と、デザイン上から制限が生じるので、むやみに大きくできない。また、ダクトについてもフロントのインストメンタルパネル下の内容積、サイズの問題からダクトサイズを大きく取れない等の課題がある。

また、インストメンタルパネルの奥行きに制限があるので、風を広げるための距離が十分に確保できないので、風の広がりをつけるためにダクトから吹き出し部の通路の角度が急になってしまう。ダクトから吹き出し部の通路の角度が急になってしまうと、風の流れの剥離が生じるためうまく拡張できない等の課題がある。

風を広げるために、一度ダクト等を絞り、その後に流路を広げることで風を広げることができるが、空気の通気抵抗を上げてしまうことになる。空気の通気抵抗が上がれば、弁やドア等を稼動させるための動力が上がってしまうことにもなる。

特開２００７−８３９３０号公報 特開平４−３９１２１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、吹き出し部からの風の広がり及び風速を調整可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

更に、本発明は、風量を調整をすることで風の広がる効果を維持しながら、風速を落とすことでよりマイルドな風を作ることができ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、空調風を導入する導入部、空調風を吹き出す導入部より大きい面積の吹き出し部、及び導入部から吹き出し部に向かって空調風の流路を拡張する拡張部を有するグリル筐体と、空調風の流れと平行に配置されて空調風の流れを仕切り、空調風の流れと直交する方向にスライドする仕切り部、及び仕切り部の一端に設けられ、吹き出し部に配置して拡張部側に仕切られた空調風に対して通気抵抗をつける通気抵抗部を有し、グリル筐体に収納されるスライドドア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、吹き出し部からの風の広がり及び風速を調整可能な車両用空調装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、風量を調整をすることで風の広がる効果を維持しながら、風速を落とすことでよりマイルドな風を作ることができる。

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、本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置のグリル筐体を示し、図２（ｂ）はスライドドアを示す。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置の動作を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置の動作を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置の風速分布を示すグラフである。 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。 本発明の第２の実施の形態に係る車両用空調装置の風速分布を示すグラフである。

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，１ｂは、図１に示すように、空調風を導入する導入部１２、空調風を吹き出す導入部より大きい面積の吹き出し部１４、及び導入部１２から吹き出し部１４に向かって空調風の流路を拡張する拡張部１６を有するグリル筐体１０と、空調風の流れと平行に配置されて空調風の流れを仕切り、空調風の流れと直交する方向にスライドする仕切り部２２、及び仕切り部２２の一端に設けられ、吹き出し部１４に配置して拡張部１６側に仕切られた空調風に対して通気抵抗をつける通気抵抗部２４を有し、グリル筐体１０に収納されるスライドドア２０とを備える。

グリル筐体１０は、図２（ａ）に示すように、接続されたダクト（図示せず）からの空調風を導入部１２から導入して、空調風を吹き出し部１４から吹き出す。グリル筐体１０の側面は、導入部１２から一定の間は平行を保っているが、途中から一方の面が他方の面から離れるように広がっている。つまり、グリル筐体１０は、空調風の流路が途中から一方向に広がっていくことで拡張部１６を形成し、導入部１２より吹き出し部１４の面積が大きくなっている。

スライドドア２０の仕切り部２２は、図２（ｂ）に示すように、空調風の流れと平行に配置されて空調風の流れを仕切る板状の部材である。また、仕切り部２２は、スライドさせることによってグリル筐体１０の拡張部１６への空調風の侵入を防ぐことが可能となっている。

スライドドア２０の通気抵抗部２４は、空調風に対して通気抵抗をつけるメッシュ状の部材である。通気抵抗部２４は、開閉する構造にして通気風の風量を調整することで、通気抵抗を制御することも可能である。

スライドドア２０は、図２（ｂ）に示すように、仕切り部２２の一端に通気抵抗部２４が設けられており、Ｌ字型の形状となっている。スライドドア２０は、グリル筐体１０に収納され、通気抵抗部２４が吹き出し部１４に配置される。

スライドドア２０は、スライドさせることによって、前席を優先する風の広がりが設定と、車室全体を空調するため後席まで届く切り替えをすることができる。スライドドア２０をスライドさせてモードを切り替える動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。

図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、スライドドア２０が開いていて、空調風の流れ方向（風軸）に通気抵抗部２４がない状態を「開」とする。図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、スライドドア２０が閉じていて、空調風の風軸に通気抵抗部２４がある状態を「閉」とする。スライドドア２０は、スライドさせることで、「開」及び「閉」状態とすることもでき、「開」と「閉」の間の状態とすることもできる。

スライドドア２０は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示す「開」状態である場合、仕切り部２２が拡張部１６への空調風の侵入を防ぐことで、導入部１２に導入された空調風の風量を維持したまま吹き出し部１４から空調風を吹き出すことができる。スライドドア２０の「開」状態は、空調風が後席まで届くような強い風を供給することができるので、車室全体を空調するときのモードに用いることが好適である。

スライドドア２０は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示す「閉」状態である場合、空調風の風軸上に通気抵抗部２４による抵抗がつくために拡張部１６への空調風の流れを作る。また、このとき作られる拡張部１６への空調風は、通気抵抗部２４への空調風と剥離することないので、一様に風を広げることができる。つまり、スライドドア２０を「閉」状態にすることによって、空調風が広がり、風軸を変更したのと同じ効果が得られる。スライドドア２０の「閉」状態は、空調風を広げて供給することができるので、前席を優先して空調するときのモードに用いることが好適である。

スライドドア２０は、「開」と「閉」の間の状態とすることで、仕切り部２２で通気抵抗部２４（拡張部１６）へ流れる風量を調整することで、乗員にとって最適な風の強さ、風の広がり等を選択することができる。

スライドドア２０は、スライドさせる際に、空調風の流れと直交する方向にスライドするので、風圧を仕切り部２２の一端である狭小面（線）で受けるため、回転式のドア等に比べて風圧を受けにくいので抵抗が少なくなる。したがって、スライドドア２０をスライドさせるときに、風の強さによって抵抗が生じにくいので、スライドさせる力を小さいまま維持できる。

次に、図１に示すように、乗員３０に対して前方の左右に車両用空調装置１ａ，１ｂを配置した場合の前席乗員の頭部付近の風速について、図５のグラフに示す。尚、車両用空調装置１ａ，１ｂは、乗員３０側が拡張部１６となるように、左右対称に配置される。図５のグラフの横軸は乗員３０から両側方向への距離を示し、縦軸は風速を示す。

図５のグラフによると、スライドドア２０を「開」にした場合、車両用空調装置１ａ，１ｂの風速は吹き出し部１４の中心近傍で高くなる。しかし、スライドドア２０を「開」にした場合では、風の広がりがあまりないことが分かる。一方、スライドドア２０を「閉」にした場合、全体的に風速は低くなり、乗員３０の周囲に風が一定の強さで広がっていることが分かる。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ，１ｂによれば、スライドドア２０を「開」状態や「閉」状態にすることができるので、狭い範囲に風量を集中するモードと、広い範囲に風量を広げるモードとを切り替えることが可能となる。また、風量を調整することで風速をさらに減らすことが可能となり風速を遅くする効果が強調される。広い範囲に風量を広げるモード（ワイド風）を選択することで、風の広がりが大きく、風速が抑えられるので、風を人間に直接当てた場合でも乗員が不快になることがなくなる。このため顔、首、胸のゾーンを直接顔に当てることで風速による冷涼感を上げることが可能となり、冷房温度を下げないで冷房可能となり、省エネ効果を得る。

更に、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ，１ｂによれば、スライド可能なスライドドア２０を備えることで、通気抵抗部２４へ流れる風量を調整することが可能であるので、ワイド風を必要とする場合と不要の場合と切り替えが可能となる。また、スライドドア２０を「閉」状態にすることで、風を拡張部１６に広げることができるのでルーバーなしに風軸を変更した効果が得られる。

更に、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ，１ｂによれば、スライド可能なスライドドア２０を備えることで、拡張部１６の角度を大きくすることができるので、風の広がりを大きくすることが可能となる。

更に、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ，１ｂによれば、スライドドア２０に仕切り部２２を備えることで、「開」状態であっても、空調風の流れを乱すことなくまっすぐに吹き出し部１４へ向かわせることができる。また、仕切り部２２（スライドドア２０）を中間位置に設定したとき、仕切り部２２が風量を分ける効果が得られる。また、仕切り部２２とグリル筐体１０の壁部との間隔が狭くなると抵抗が大きくなり風の勢いを抑える効果があり、風を制御する効果が得られる。

更に、第１の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ，１ｂによれば、スライドドア２０は、スライドさせる際に、空調風の流れと直交する方向にスライドするので、風圧を仕切り部２２の一端である狭小面（線）で受けるため、回転式のドア等に比べて風圧を受けにくいので抵抗が少なくなる。したがって、スライドドア２０を移動させる力が小さくでき、省エネ効果を得る。

（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１ｃは、図６に示すように、第１の実施の形態で示した車両用空調装置１ａ，１ｂと比して、グリル筐体１０の両側に拡張部１６が設けられ、スライドドア２０が２つ収納されている点が異なる。その他については実質的に同様であるので記載を省略する。

スライドドア２０は、スライドさせることによって、前席を優先する風の広がりが設定と、車室全体を空調するため後席まで届く切り替えをすることができる。スライドドア２０をスライドさせてモードを切り替える動作について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。

図６（ａ）に示すように、スライドドア２０が開いていて、空調風の流れ方向（風軸）に通気抵抗部２４がない状態を「開」とする。図６（ｃ）に示すように、スライドドア２０が閉じていて、空調風の風軸に通気抵抗部２４がある状態を「閉」とする。図６（ｂ）に示すように、スライドドア２０を「開」と「閉」の間の状態にスライドさせることで、「開」と「閉」の中間状況とすることができる。

スライドドア２０は、図６（ａ）に示す「開」状態である場合、仕切り部２２が拡張部１６への空調風の侵入を防ぐことで、導入部１２に導入された空調風の風量を維持したまま吹き出し部１４から空調風を吹き出すことができる。スライドドア２０の「開」状態は、空調風が後席まで届くような強い風を供給することができるので、車室全体を空調するときのモードに用いることが好適である。

スライドドア２０は、図６（ｂ）に示す「開」と「閉」の間の状態とすることで、仕切り部２２で通気抵抗部２４（拡張部１６）へ流れる風量を調整することで、乗員にとって最適な風の強さ、風の広がり等を選択することができる。

スライドドア２０は、図６（ｃ）に示す「閉」状態である場合、空調風の風軸上に通気抵抗部２４による抵抗がつくために拡張部１６への空調風の流れを作る。また、このとき作られる拡張部１６への空調風は、通気抵抗部２４への空調風と剥離することないので、一様に風を広げることができる。つまり、スライドドア２０を「閉」状態にすることによって、空調風が広がり、風軸を変更したのと同じ効果が得られる。スライドドア２０の「閉」状態は、空調風を広げて供給することができるので、前席を優先して空調するときのモードに用いることが好適である。

スライドドア２０は、スライドさせる際に、空調風の流れと直交する方向にスライドするので、風圧を仕切り部２２の一端である狭小面（線）で受けるため、回転式のドア等に比べて風圧を受けにくいので抵抗が少なくなる。したがって、スライドドア２０をスライドさせるときに、風の強さによって抵抗が生じにくいので、スライドさせる力を小さいまま維持できる。

次に、車両用空調装置１ｃのスライドドア２０を「開」と「閉」にした場合の前席乗員の頭部付近の風速分布について、図７のグラフに示す。図７のグラフの横軸は吹き出し部１４の中心から片側方向への距離を示し、縦軸は吹き出し部１４の中心からスライドドア２０の可動方向に切った断面での風速を示す。

図７のグラフによると、スライドドア２０を「開」にした場合、車両用空調装置１ｃの風速は吹き出し部１４の中心で高くなる。一方、スライドドア２０を「閉」にした場合、全体的に風速は低くなり、吹き出し部１４の中心から一定の距離まで風速がゆるやかに広がっていることが分かる。

このように構成された本発明の第２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，１ｂと同様の効果を得ることができる。

（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１及び第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ〜１ｃの吹き出し部１４の先方にルーバーを設ける構成にしても良い。ルーバーを設けることで、車両用空調装置１ａ〜１ｃの吹き出し部１４から吹き出した空調風の風向きを変更することが可能になる。

また、第１及び第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ〜１ｃの吹き出し部１４の先方に空調風を遮るシャットドアを設ける構成にしても良い。シャットドアを設けることで、前席を空調するモードであっても助手席に乗員がいないときには、運転席だけに空調風を送風するように切り替えることが可能になる。

また、第１及び第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ａ〜１ｃのスライドドア２０は、モーター等の動力とスライドドア２０の位置測定装置等を設けて制御することも可能である。

また、第２の実施の形態に係る車両用空調装置１ｃのスライドドア２０は、左右対称にスライドさせるように記載したが、左右独立してスライドさせることも可能である。スライドドア２０を左右独立してスライドさせることで、運転席と助手席のそれぞれについて個別に風量を設定することができる。

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…グリル筐体
１２…導入部
１４…吹き出し部
１６…拡張部
２０…スライドドア
２２…仕切り部
２４…通気抵抗部
３０…乗員

Claims (4)

1. 空調風を導入する導入部、空調風を吹き出す前記導入部より大きい面積の吹き出し部、及び前記導入部から前記吹き出し部に向かって空調風の流路を拡張する拡張部を有するグリル筐体と、
   空調風の流れと平行に配置されて空調風の流れを仕切り、空調風の流れと直交する方向にスライドする仕切り部、及び前記仕切り部の一端に設けられ、前記吹き出し部に配置して前記拡張部側に仕切られた空調風に対して通気抵抗をつける通気抵抗部を有し、前記グリル筐体に収納されるスライドドア
   とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記仕切り部は、スライドさせることによって前記拡張部への空調風の侵入を防ぐことが可能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. 前記通気抵抗部は、メッシュ状の部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
4. 前記グリル筐体の両側に前記拡張部が設けられ、前記スライドドアが２つ収納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。

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