JP2015042521A - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】デフロスト吹出風量の変化に伴うサイドベントブリード量の変化を低減する車両用空調ユニットの実現。
【解決手段】冷気流路１１、暖気流路１２、冷気と暖気を混合する混合室１３、混合室１３下流の第１の吹出流路１４および第２の吹出流路１５、第１の吹出流路１４下流の第３の吹出流路１４１および第４の吹出流路１４２、第１および第２の吹出流路１４，１５への配風手段２０、第３の吹出流路１４１と第４の吹出流路１４２の分岐部に配設されたドア部３０を備え、主ドア３１は、第１および第２の停止位置の間を変位し、第１の停止位置で第１の吹出流路１４を通流する空気を第４の吹出流路１４２に導入する導入通気路、導入通気路の上流に配設されて第１の停止位置で第１の吹出流路１４の一部を下流側かつ導入通気路と相対する側に向け狭める第１の整流部を有し、副ドア３２は主ドア３１が第２の停止位置に変位したとき導入通気路を狭める構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両における冷暖房およびフロントガラスなどの曇り止めを行うための車両用空調ユニットに関するものである。

車両用空調ユニットは、エバポレータによって冷却された冷気と、ヒータコアによって加熱された暖気とを、混合室において混合して空調用空気とし、この空調用空気を車室に吹出すことで、搭乗者に快適な冷暖房を行い、またフロントガラス、サイドガラスなどの曇り止めを行う。冷房は空調用空気における冷気混合比率を高めることで行われ、暖房は暖気混合比率を高めることで行われる。また除湿は、エバポレータによって冷却された冷気をヒータコアによって加熱して湿度を低くした空調用空気によって行われる。

冷暖房は、たとえば車両用空調ユニットからセンタベント吹出口およびサイドベント吹出口を経て車室に吹き出された空調用空気（上方吹出空気）、およびフット吹出口を経て車室に吹き出された空調用空気（下方吹出空気）によって行われる。車両用空調ユニットは、快適な空調状態（いわゆる頭寒足温の状態）を得るために、上方吹出空気と下方吹出空気との温度差や、上方吹出空気の風量と下方吹出空気の風量との比率を調整することが求められる。

フロントガラスの曇り止めは、車両用空調ユニットからデフロスタを経て吹き出される空調用空気（上方吹出空気）によって行われる。デフロスタから吹き出される空調用空気の風量は、運転者によって増減調整されあるいは遮断される。これに対し、サイドベント吹出口から吹き出される空調用空気（上方吹出空気）は、サイドから冷暖房効果を高めるとともにサイドガラスの曇り止めに供されるため、サイドベントブリードなどと呼ばれて比較的少ない風量に設定される。サイドベント吹出口には、サイドベントブリード量の設定のために、たとえばドアやダンパが配設される。

こうした車両用空調ユニットとして、特許文献１が開示する技術においては、混合室から流下する空調用空気は、フットドアなどと呼ばれる第１のドアによって、上方吹出空気となって、センタベント吹出口、サイドベント吹出口およびデフロスタへと通流し、または下方吹出空気となってフット吹出口へと通流する。さらに上方吹出空気は、第１のドア１の下流に配設されたデフベントドアなどと呼ばれる第２のドアによって整流され、デフロスタに向け通流するか、センタベント吹出口およびサイドベント吹出口に向け通流する。

該技術が採用する二つのドアによる配風は、必要かつ最小限のドアで所望の配風を行うことができ、製造コストも低減できるなどの利点がある。しかし、第１のドア１で上方吹出空気および下方吹出空気に分流した空調用空気を、さらに下流の第２のドア２で分流するため、フット吹出口への風量の増加または減少に伴う上方吹出空気の風量の減少または増加によって、サイドベントブリード量が減少または増加することが否めない。

ところで、車両内の快適性をさらに向上するために、各吹出しモードにおけるサイドベントブリード量を調整することの重要性が高まっている。例えば、フット吹出しモードのときのサイドベントブリード量が少ないと、乗員は上半身に暑さや寒さを感じる。またデフロスト吹出しモードのときのサイドベントブリード量が多いと、デフロスタを通流する風量が不足し、フロントガラスの曇り止めを十分に行うことができない。

これに対し、特許文献２が開示する自動車用暖房装置（車両用空調ユニット）は、ダクト本体内で混合された冷気および暖気（空調用空気）を、フットドアの開閉調整によってフットダクト（フット吹出口）へと、センタベントドアの開閉調整によってセンタベントダクト（センタベント吹出口）へと、サイドベントドアの開閉調整によってサイドベントダクト（サイドベント吹出口）へと、そしてデフロスタドアの開閉調整によってデフロストダクト（デフロスタ）へと分流する。

ここで、サイドベントドアの操作は、フットドアやデフロスタドアの操作と独立して行うことができるから、吹出モードの変更に伴うサイドベントブリード量の変化に対し、サイドベントドアの位置を操作することで、サイドベントブリード量を調節することができる。

特開２００６−０８８７８４号公報 特開２０００−２８０７２２号公報

しかし、特許文献２が開示する技術では、開閉調整を行うためのドアがフットドア、センタベントドア、サイドベントドアおよびデフロスタドアと４つのドアが必要となる。ここで、フットダクト（フット吹出口）、サイドベントダクト（サイドベント吹出口）およびデフロスタダクト（デフロスタ）のドアに限定しても、フットドア、サイドベントドアおよびデフロスタドアの３つのドアが必要となる。

したがって、自動車用暖房装置（車両用空調ユニット）の部品点数の増加、部品点数の増加に伴う部品管理のコスト増加、組立工数の増加などの問題が生じる。

また、特許文献１が示す技術のような、第１のドアと第２のドアとで配風を行う構成では、デフロスト吹出口への風量が増加するとき、サイドベントブリード量も増加するので、フロントガラスの曇り止めを十分に行うことができない問題が生じる。

そこで本発明は、少ない配風手段（たとえばドア）で所望の配風を行うことができ、製造コストなどを低減でき、デフロスト吹出口への風量の増加があってもサイドベントブリード量の変化を低減することができる車両用空調ユニットの実現を課題とした。

上記課題を解決するため本発明にかかる車両用空調ユニットは、吸込口と複数の吹出口とを有する空気流路が内部に形成されたケースと、空気流路に空気を送風する送風機と、送風された空気の冷却が可能な冷却用熱交換器および加熱が可能な加熱用熱交換器と、冷却用熱交換器により冷却された空気と加熱用熱交換器により加熱された空気の混合割合を調整する温度調整手段と、混合割合が調整された空気（空調用空気）を複数の吹出口に配風する配風手段およびドア部とを備え、空気流路は、冷却用熱交換器が配置された冷気流路と、加熱用熱交換器が配置された暖気流路と、冷気流路および暖気流路の下流に配設された混合室と、混合室の下流に配設された第１の吹出流路および第２の吹出流路と、第１の吹出流路の下流に配設された第３の吹出流路および第４の吹出流路とを有している。かくして、混合室で混合割合が調整された空調用空気は、配風手段によって、第１の吹出流路および第２の吹出流路へと配風され、さらにドア部によって第３の吹出流路および第４の吹出流路へと配風される。

ここで、ドア部が有する主ドアは、第１の吹出流路の下流に配設された第３の吹出流路と第４の吹出流路との分岐部近傍に配設されており、第１の吹出流路を通流する空気を第３の吹出流路側に通流させるための第１の停止位置と、第１の吹出流路を通流する空気を第４の吹出流路側に通流させるための第２の停止位置との間を変位することができる。この結果、配風手段で整流されて、第１の吹出流路へと流入した空調用空気は、ドア部によって、第３の吹出流路および第４の吹出流路へと配風される。

ドア部は、第１の停止位置において、第１の吹出流路を通流する空気の一部を第４の吹出流路に導入するための導入通気路を有する主ドアと、同じく第１の停止位置において、第１の吹出流路を通流する空気の一部を第４の吹出流路に導くための副ドアを有している。したがって、ドア部の主ドアが、第１の停止位置に変位して、第１の吹出流路を通流する空気を第３の吹出流路側に通流させている場合であっても、第３の吹出流路へと通流する空気の一部は、導入通気路を通過し、第４の吹出流路に向け通流することができる（請求項１）。

ここで、第３の吹出流路を通流した空気がデフロスタ吹出口に流れ、そして第４の吹出流路を通流した空気が少なくともサイドベント吹出口に流れるとすれば（請求項９）、フロントガラスの曇り止めを最も強力にしたときであっても、サイドベントブリード量がゼロとなることはない。

また主ドアは、導入通気路の上流に配設されて、第１の停止位置において、第１の吹出流路の少なくとも一部を上流側から下流側に向け且つ導入通気路と相対する側に向け狭くする第１の整流部とを有している（請求項１）。そして、第１の整流部は、ドア部の上流側からの空気流の少なくとも一部を導入通気路から遠ざかるように整流するドア整流斜面を有している（請求項３）。そのため第１の整流部の近傍を通流する空気は、ドア整流斜面によって流路を狭められたのち、導入通気路近傍に至る。ところで流体は、流路が狭まると流速を増し、この流速増加に伴い流路と交差する方向（ラジアル方向）への圧力が低下する。

ここで、第２の吹出流路１５通流した空気がフット吹出口に流れるとすれば（請求項１０）、配風手段の操作によってフット吹出口への通気量が少なくなって、第１の吹出流路の通気量が増加したときには、第１の整流部近傍を通過する空気の流速が増加し、ラジアル方向の圧力は低下する。一方、配風手段の操作によってフット吹出口への通気量が多くなって、第１の吹出流路の通気量が低下したときには、第１の整流部近傍のラジアル方向の圧力は増加する（請求項５）。

すなわち、配風手段の操作によって、フット吹出口への通気量を増加させると、主ドアの近傍を通過する空気の流速が低下して、導入通気路方向への空気の圧力を増加させるから（少なくとも左記圧力低下を緩和するから）、導入通気路を通過する空気の流量低下が緩和される（サイドベントブリード量低下も緩和される）。一方、配風手段の操作によって、デフロスタ吹出口などへの通気量を増加させても同様の理由によって、導入通気路を通過する空気の流量増加が緩和される（サイドベントブリード量増加も緩和される）。

ところで、主ドアが、第１の吹出流路を通流する空気を第４の吹出流路側に通流させるために、第２の停止位置にあるときには、導入通気路の開口を狭め又は閉塞しなければ、第１の吹出流路を通流する空気が導入通気路を通過して第３の吹出流路へと通流してしまう。

そこで、ドア部が有する副ドアは、第１の整流部よりも下流側に配設されて、たとえば副ドアは、第３の吹出流路と第４の吹出流路との分岐部近傍から上流方向へと延出しており（請求項６）、主ドアが第２の停止位置にあるときには、導入通気路の開口を狭め又は閉塞する（請求項１）。そして、主ドアが前記第１の停止位置にあるときには、第１の整流部で整流された空気を前記第３の吹出流路に導くものである（請求項４）。

第１の吹出流路を通流する空気を整流する主ドアは、第３の吹出流路と第４の吹出流路との分岐部近傍において回動自在に支持される軸部を有している（請求項２）。

該車両用空調ユニットが、ドア部の上流側に配設されて、第１の停止位置にあるときのドア部の第１の整流部に向け、第１の吹出流路を通流する空気流の少なくとも一部を整流する第２の整流部を有していれば、第１の整流部に向け通流する空気の流速を早めることができる（請求項７）。

したがって、第２の整流部は、配風手段の操作によって、デフロスタ吹出口などへの通気量を増加させたときに、主ドアの近傍を通過する空気の流速増加を促進して、導入通気路方向への空気の圧力を低下させるから（少なくとも左記圧力増加を緩和するから）、導入通気路を通過する空気の流量増加がさらに緩和される（サイドベントブリード量増加がさらに緩和される）。デフロスタ吹出口などへの通気量を減少させたときにも、同様の理由でサイドベントブリード量減少がさらに緩和される。

第２の整流部が、第１の吹出流路の壁部に形成された流路側整流斜面を有していれば、サイドベントブリード量の変化をより一層緩和することができる（請求項８）。

以上説明したように本発明にかかる車両用空調ユニットは、配風手段およびドア部の、２つの配風手段（ドア）で所望の配風を行うことができるから製造コストなどを低減できる。また該車両用空調ユニットによれば、フット吹出口への風量の変化に伴う、サイドベントブリード量の変化を低減することができるから、フット吹出口の調整にともなう、サイドベントブリード量の変化を緩和することができ、フロントガラスの曇り止めを行うことができる。

本発明にかかる車両用空調ユニットの一実施例における断面概略構成を示す図である。 図１に示す車両用空調ユニットのデフベントドアが有する主ドアの概略斜視構成を示す図である。 図１に示す車両用空調ユニットのデフベントドアによる配風などを説明するための、デフベントドア近傍の断面概略構成図である。 図１に示す車両用空調ユニットにおいて第１の整流部を有しない主ドアを使用した場合における、サイドベントブリード量変動のシミュレーションを説明するための図である。 図１に示す車両用空調ユニットにおける、サイドベントブリード量変動のシミュレーションを説明するための図である。 本発明にかかる車両用空調ユニットの変形例における、サイドベントブリード量変動のシミュレーションを説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明にかかる車両用空調ユニットについて説明する。

＜車両用空調ユニット＞
図１に示すように車両用空調ユニット１は、内部に空気が通流できるケース１０を備え、送風器ＢＲから供給された空気が通流する冷気流路１１、冷気流路１１に接続された暖気流路１２、混合室１３、冷気流路１１と混合室１３との間に介在する冷気開口部１１１、暖気流路１２と混合室１３との間に介在する暖気開口部１２１、混合室１３に配設されたミックスドア（温度調整手段）１６、混合室１３の下流でかつ冷気開口部１１１側に配設された上部吹出流路（第１の吹出流路）１４、同じく混合室１３の下流でかつ暖気開口部１２１側に配設された下部吹出流路（第２の吹出流路）１５、ミックスドア１６の下流に配設された配風ドア（配風手段）２０、および上部吹出流路１４の下流に配設されたデフベントドア（ドア部）３０を有している。ここで上部吹出流路１４は、冷気開口部１１１の上方に配設されており、下部吹出流路１５は、冷気開口部１１１よりも暖気開口部１２１に近いところに配設されている。冷気流路１１にはエバポレータＮ１を配設することができ、暖気流路１２にはヒータコアＮ２を配設することができる。

ミックスドア１６は、暖気と冷気との混合比率を調整するためのものであり、配風ドア２０は、混合室１３で混合された空調用空気を、上部吹出流路１４と下部吹出流路１５とに分配するためのものである。デフベントドア３０は、上部吹出流路１４の通気を整流して、上部吹出流路１４の下流に配設されたデフロストダクト（第３の吹出流路）１４１およびセンタ・サイドベントダクト（第４の吹出流路）１４２からの、それぞれの吹出風量の比率を調整するものである。

以上の構成を有する車両用空調ユニット１では、冷気流路１１に供給された空気は、エバポレータＮ１によって冷却されて冷気となるとともに、この冷気の一部が暖気流路１２に導入され、ヒータコアＮ２によって加熱されて暖気となる（図１に示すように、暖気流路１２の上流端は、エバポレータＮ１の下流と冷気開口部１１１との間において、冷気流路１１に接続されている。）。暖気流路１２を通流した空気は、温度が上昇して乾燥する。

冷気開口部１１１を経て混合室１３に流入した冷気と、暖気開口部１２１を経て混合室１３に流入した暖気は、混合室１３で所定の比率で混合されて空調用空気となって、配風ドア２０で整流されて、上部吹出流路１４、または下部吹出流路１５へと流入する。

上部吹出流路１４は、下流側でデフロストダクト１４１とセンタ・サイドベントダクト１４２とに連通している。上部吹出流路１４へと通流した上方吹出空気は、デフロストダクト１４１を経てデフロスタ吹出口から吹出され、あるいはセンタ・サイドベントダクト１４２を経て、たとえばセンタベント吹出口およびサイドベント吹出口から吹出される。一方、下部吹出流路１５へと通流した下方吹出空気は、たとえばフット吹出口側から吹出される。

なおエバポレータＮ１は、空気を冷却する機能を有するものであればよく、たとえば冷水などを通流させる冷却装置であってもよい。またヒータコアＮ２は、空気を加熱する機能を有するものであればよく、典型的には温水ヒータ、またはジュール熱を利用するヒータなどだが、これらに限定されるものではない。

＜混合室における冷気と暖気との混合＞
ミックスドア１６は、ミックスドア軸受部（図示せず）に支持されて、冷気開口部１１１と暖気開口部１２１との間で移動可能となっている。冷気開口部１１１を略塞ぐようにミックスドア１６を変位させると、冷気開口部１１１の開口面積が最小化する一方、暖気開口部１２１の開口面積が最も広くなる。暖気開口部１２１を略塞ぐようにミックスドア１６を変位させると、暖気開口部１２１の開口面積が最小化する一方、冷気開口部１１１の開口面積が最も広くなる。

したがって、ミックスドア１６を冷気最小化位置に変位させることで、混合室１３で混合されて流下する空調用空気の温度を最も高くすることができ、またミックスドア１６を暖気最小化位置に変位させることで、混合室１３から流下する空調用空気の温度を最も低くすることができる。なおミックスドア１６は、冷気流路１１からの冷気および暖気流路１２からの暖気の混合比率を調整できるものであれば、上記構成に限定されない。

＜上部吹出流路および下部吹出流路への配風＞
配風ドア２０は、混合室１３の下流端近傍において、配風ドア軸受部（図示せず）に支持されて移動可能となっている。配風ドア２０を図１中の一点鎖線矢印Ａで示すように変位させることで、混合室１３で混合された冷気および暖気（空調用空気）を上部吹出流路１４および下部吹出流路１５へと配風することができる。

たとえば、配風ドア２０の操作によって上部吹出流路１４への配風を最大化すると（デフ吹出モード）下部吹出流路１５への配風が最小化され、配風ドア２０の操作によって下部吹出流路１５への配風を最大化すると（フット吹出モード）上部吹出流路１４への配風が最小化される。もちろん、配風ドア２０の操作によって上部吹出流路１４および下部吹出流路１５の両方へ配風することもできる（デフフット吹出モード）。なお、配風ドア２０によって上部吹出流路１４への配風を最小化したときでも、乗員の上半身に向けて空調用空気を吹き出す必要があるので、配風ドア２０は、上部吹出流路１４を完全には閉塞しないように操作され、または構成される。

なお配風ドア２０は、混合室１３で混合された空調用空気を上部吹出流路１４および下部吹出流路１５の配風比率を調整できるものであれば、上記構成に限定されない。

＜デフベントドアの構成など＞
デフベントドア３０は、図１に示すように主ドア３１および副ドア３２を備え、第３の吹出流路と第４の吹出流路との分岐部近傍に配設されている。そして主ドア３１は、図２に示すように、その輪郭形状が略長方形状をなし、軸部３１３、導入通気路３１１および第１の整流部３１２を備えている。

軸部３１３は、主ドア３１の輪郭形状の一方の長辺部に形成されており、導入通気路３１１は、同輪郭形状の短辺側でかつ軸部３１３側において主ドア３１の一部を略矩形に切り抜いて形成されている（２つの短辺側にそれぞれ形成されている。）。

図２に示すように第１の整流部３１２は、ドア整流斜面３１２ｓを備え、主ドア３１の表面３１ｓにおいて、軸部３１３と相対する長辺側と導入通気路３１１との間に形成されている（２ヶ所に形成されている。）。軸部３１３の軸方向に沿った第１の整流部３１２の長さ（第１の整流部３１２の幅）は、同方向における導入通気路３１１の長さ（導入通気路３１１の切り抜き深さ）よりも若干長く、第１の整流部３１２の側端３１２ａは、主ドア３１の輪郭形状の略短辺に位置している。ドア整流斜面３１２ｓは、導入通気路３１１近傍において最も高く（ドア整流頂点３１２ｔ）、導入通気路３１１から離れるほど低くなっている。

主ドア３１は、軸部３１３がデフロストダクト１４１とセンタ・サイドベントダクト１４２との分岐部近傍かつ境界領域に配設されたデフベントドア軸受部（図示せず）に支持されて回転方向に移動することができる（図１中の一点鎖線矢印Ｂ）。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、副ドア３２は、デフロストダクト１４１とセンタ・サイドベントダクト１４２との分岐部近傍から上流に向け延出している（副ドア３２は回転方向に移動しない。）。副ドア３２は、少なくとも主ドア３１の導入通気路３１１の切り抜き形状（略矩形）の面積よりも広い面積を有して、主ドア３１と当接したときには導入通気路３１１を略閉塞することができる。

なおデフベントドア３０は、上記構成に限定されるものではなく、導入通気路が、センタ・サイドベントダクト１４２のうちサイドベントダクトに対応した位置に配置されていればよい。例えば主ドア３１の軸部３１３が主ドア３１の輪郭形状の短辺に配設され、導入通気路３１１が同輪郭形状の短辺側に形成されていてもよい。また導入通気路３１１の数は２つに限定されない。また、導入通気路が複数設けられたとして、その面積は、同一でなくともよい。

＜デフベントドアの主ドアおよび副ドア＞
フロントガラスの曇り止めを強力に行うためには、配風ドア２０の操作によって、混合室１３からの空調用空気の多くを上部吹出流路１４へと配風する。さらに上部吹出流路１４を通流する上部吹出主流１４ａの多くをデフロストダクト１４１に通流させるため、主ドア３１を第１の停止位置３０ｘに変位させて（図３（ａ））、センタ・サイドベントダクト１４２側を略塞ぐようにする（デフ吹出モードとする）。

そうすると、第１の整流部３１２は、混合室１３と導入通気路３１１との間の流路を上流側から下流側に向け且つ導入通気路３１１と相対する側に向け狭くして、第１の整流部３１２のドア整流斜面３１２ｓに到達した上部吹出主流１４ａを主ドア３１から遠ざかる方向へと整流するとともに、その流速を増加させる。こうして流速が増加した上部吹出主流１４ａは、流路と交差する方向への圧力（ラジアル方向の圧力）が低下する。

ところで前述したように副ドア３２は、センタ・サイドベントダクト１４２とデフロストダクト１４１との間に延出している。デフ吹出モードにおいては、副ドア３２の先端部３２ｔとドア整流頂点３１２ｔとは、導入通気路３１１の開口面積を狭めるように上部吹出流路１４側に延出するもので、ここでドア整流頂点３１２ｔと副ドア３２の先端部３２ｔとを結ぶ線は、デフロストダクト１４１の対向する壁部と略平行となっている。

したがって第１の整流部３１２で整流された上部吹出主流１４ａの多くは、副ドア３２の先端部３２ｔの近傍をデフロストダクト１４１へと通流する第１上部吹出副流１４ｂとなる。一方、上部吹出主流１４ａのラジアル方向に作用する圧力によって、副ドア３２の先端部３２ｔとドア整流頂点３１２ｔとの間から導入通気路３１１に向け通流する第２上部吹出副流１４ｃが発生する。この第２上部吹出副流１４ｃは、センタ・サイドベントダクト１４２へと流入する（図３（ａ））。

ここで第１の整流部３１２は、ドア整流斜面３１２ｓに到達した上部吹出主流１４ａの流速を増加させて、ラジアル方向の圧力を低下させる（導入通気路３１１方向における圧力を低下させる。）。しかも、第１の整流部３１２は、流路を上流側から下流側に向け狭くしているから、ドア整流頂点３１２ｔを通過した上部吹出主流１４ａを、導入通気路３１１から遠ざかる方向に通流して、導入通気路３１１方向における圧力をさらに低下させる。こうして第１の整流部３１２は、上部吹出主流１４ａの流速増加にともなう導入通気路３１１方向における圧力低下を促進することができる。

したがって、上部吹出主流１４ａの流量が増すことで上部吹出主流１４ａの流速が増しても、第１の整流部３１２は、上部吹出主流１４ａの導入通気路３１１方向における圧力増加を抑制して、第２上部吹出副流１４ｃの増加を抑制することができる。

なお、上部吹出主流１４ａの多くをセンタ・サイドベントダクト１４２に通流させるためには、図３（ｂ）に示すように、主ドア３１を第２の停止位置３０ｙに変位させて、デフロストダクト１４１側を略塞ぐようにする（ベント吹出モードとする）。このとき副ドア３２は主ドア３１と当接して導入通気路３１１を略閉塞して、第１上部吹出副流１４ｂが略最小化される一方、第２上部吹出副流１４ｃが略最大化される。

＜フット吹出モードまたはデフフット吹出モードからデフ吹出モードとしたとき＞
配風ドア２０が混合室１３で混合された空調用空気の下部吹出流路１５への配風を最大化し、かつデフベントドア３０の主ドア３１が第１の停止位置３０ｘにあるとき、車両用空調ユニット１はフット吹出モードにある。また、配風ドア２０が混合室１３で混合された空調用空気を上部吹出流路１４と下部吹出流路１５とに分配し、かつデフベントドア３０の主ドア３１が第１の停止位置３０ｘにあるとき、車両用空調ユニット１はデフフット吹出モードにある。そして、配風ドア２０を操作して、フット吹出モードまたはデフフット吹出モードからデフ吹出モードに移行すると、すなわちフット吹出口への通気量を少なくする一方、上部吹出流路１４の通気量を増加させると、デフベントドア３０近傍に至る上部吹出主流１４ａの流量が増加して、導入通気路３１１へと通流する第２上部吹出副流１４ｃの流量も増加するため、サイドベントブリード量も増加する。

ところで、前述したとおり、第１の整流部３１２は、上部吹出主流１４ａの流量が増すことで上部吹出主流１４ａの流速が増しても、上部吹出主流１４ａの導入通気路３１１方向における圧力増加を抑制して、第２上部吹出副流１４ｃの増加を抑制することができる。したがって車両用空調ユニット１は、上部吹出主流１４ａの流量増加にともなうサイドベントブリード量の増加を抑制することができる（フット吹出モードまたはデフフット吹出モードからデフ吹出モードとしたことにともなう、サイドベントブリード量の増加を抑制することができる。）。このため車両用空調装置１は、デフ吹出モードのとき、十分にデフ吹出風量を得て、フロントガラスの曇り止めを十分おこなうことができる。

＜デフ吹出モードからデフフット吹出モードまたはフット吹出モードとしたとき＞
一方、デフ吹出モード時に、配風ドア２０を操作して、フット吹出モードからデフフット吹出モードまたはフット吹出しモードに移行すると、すなわちフット吹出口への通気量を多くする一方、上部出流路１４の通気量を減少させると、デフベントドア３０近傍に至る上部吹出主流１４ａの流量が減少して、導入通気路３１１へと通流する第２上部吹出副流１４ｃの流量も減少する（サイドベントブリード量が減少する。）。

ところで、前述したとおり、第１の整流部３１２は、上部吹出主流１４ａの流量増加にともなう第２上部吹出副流１４ｃの増加を抑制するから、上部吹出主流１４ａの流量減少にともなう第２上部吹出副流１４ｃの減少も抑制することができる。したがって車両用空調ユニット１は、上部吹出主流１４ａの流量減少にともなうサイドベントブリード量の減少を抑制することができる（たとえばデフ吹出モードからデフフット吹出モードまたはフット吹出モードとしたことにともなう、サイドベントブリード量の減少を抑制することができる。）。このため車両用空調装置１は、デフフットモードやフットモードのとき、十分にサイドベントブリード量を得て、乗員の上半身に向けて空調された空気を確保することができる。

＜サイドベントブリード量変動のシミュレーション＞
以上のとおり、車両用空調ユニット１は、上部吹出流路１４および下部吹出流路１５への空調用空気の配風によるサイドベントブリード量変動を抑制することができる。以下、本発明におけるサイドベントブリード量変動の抑制について、発明者が行ったシミュレーションについて説明する（図４、図５）。

図４は、本発明におけるサイドベントブリード量変動の抑制効果を示すため、車両用空調ユニット１の主ドア３１から第１の整流部３１２を取り除いた場合における、サイドベントブリード量変動のシミュレーション結果を説明するための図である。

ここで図４（ａ）は、デフ吹出モードとしたときのデフベントドア３０近傍における空調用空気の通流を模式的に示す図である。上部吹出主流１４ａのうち、主ドア３１の表面３１ｓ近傍を通流する空気は、導入通気路３１１の下流側において延出している副ドア３２によって整流されて、導入通気路３１１へと向かう第２上部吹出副流１４ｃとなり、導入通気路３１１を通過してセンタ・サイドベントダクト１４２へと流入する。一方、上部吹出主流１４ａのうち、主ドア３１の表面３１ｓから離れたところを通流する空気は、副ドア３２の先端部３２ｔの左方（主ドア３１から離間する方向）を通流して、デフロストダクト１４１へと流入する第１上部吹出副流１４ｂとなる。

図４（ｂ）は、フット吹出モードとしたときのデフベントドア３０近傍における空調用空気の通流を模式的に示す図である。配風ドア２０の操作によって、上部吹出主流１４ａの流量が減少すると、主ドア３１の表面３１ｓ近傍を通流する空気の流量、および主ドア３１の表面３１ｓから離れたところを通流する空気の流量が減少して、デフロストダクト１４１へと流入する第１上部吹出副流１４ｂの流量および導入通気路３１１へと向かう第２上部吹出副流１４ｃの流量が減少する。

デフ吹出モード（図４（ａ））とフット吹出モードと（図４（ｂ））とのサイドベントブリード量を対比すると、フット吹出モード（図４（ｂ））では車両用空調ユニット１の全体の吹出量のうち１３．２％が吹出されたのに対し、デフ吹出モード（図４（ａ））では３３．９％も吹出され、２０．７％の増加となった。

図５は、車両用空調ユニット１におけるサイドベントブリード量変動のシミュレーション結果を説明するための図である。

ここで図５（ａ）は、デフ吹出モードとしたときのデフベントドア３０近傍における空調用空気の通流を模式的に示す図である。第１の整流部３１２で整流された上部吹出主流１４ａの多くは、副ドア３２の先端部３２ｔの近傍をデフロストダクト１４１へと通流する第１上部吹出副流１４ｂとなる。一方、上部吹出主流１４ａの一部は、上部吹出主流１４ａのラジアル方向に作用する圧力によって、ドア整流頂点３１２ｔと副ドア３２の先端部３２ｔとの間から導入通気路３１１に向け通流する第２上部吹出副流１４ｃとなって、センタ・サイドベントダクト１４２へと流入する。

図５（ｂ）は、フット吹出モードとしたときのデフベントドア３０近傍における空調用空気の通流を模式的に示す図である。配風ドア２０の操作によって、上部吹出主流１４ａの流量は減少する。しかし前述したとおり、第１の整流部３１２は、上部吹出主流１４ａの流量減少にともなう第２上部吹出副流１４ｃの流量減少を抑制する。

デフ吹出モード（図５（ａ））とフット吹出モードと（図５（ｂ））とのサイドベントブリード量を対比すると、フット吹出モード（図５（ｂ））では車両用空調ユニット１の全体の吹出量のうち８．９％が吹出されたのに対し、デフ吹出モード（図５（ａ））では２１．５％が吹出され、１２．６％の増加にとどまった。

このシミュレーション結果（１２．６％の増加）を、車両用空調ユニット１の構成要素である主ドア３１から第１の整流部３１２を取り除いた場合のシミュレーション結果（２０．７％の増加）と比較すると、サイドベントブリード量の変動は約６０％に抑制される。このように車両用空調ユニット１は、フット吹出口への風量の変化に伴うサイドベントブリード量変動を抑制することができる。

＜変形例＞
次に車両用空調ユニット１の変形例について説明する。図６に示すように、車両用空調ユニット１の変形例においては、デフベントドア３０の上流側に配設されて、第１の停止位置３０ｘに変位したデフベントドア３０の第１の整流部３１２に向け、上部吹出流路１４を通流する上部吹出主流１４ａを整流する第２の整流部４０が配設されている。

第２の整流部４０は、センタ・サイドベントダクト１４２と相対する上部吹出流路１４の内壁１４ｘにおいて、かつセンタ・サイドベントダクト１４２の若干上流において形成され、その上流側に形成された流路側整流斜面４０ｓを有している。そして第２の整流部４０は、上部吹出流路１４の内壁１４ｘ近傍において上部吹出流路１４を狭くして上部吹出主流１４ａの流速を増加させるとともに、上部吹出主流１４ａを第１の整流部３１２へと向け整流する。

したがって、第２の整流部４０は、配風ドア２０の操作によって、上部吹出流路１４への通気量が増加したときに、上部吹出流路１４を第１の整流部３１２に向け通流する上部吹出主流１４ａの流速増加を促進する。その結果、ドア整流斜面３１２ｓに到達した上部吹出主流１４ａの流速増加がさらに促進されて、またドア整流頂点３１２ｔを通過した上部吹出主流１４ａの、導入通気路３１１から遠ざかる方向への通流がさらに促進されて、導入通気路３１１に向けた圧力低下がさらに促進される。

このように、該変形例では、配風ドア２０の操作による上部吹出主流１４ａの変動に伴う、第１の整流部３１２を通過した直後における上部吹出主流１４ａの導入通気路３１１方向の圧力変動がさらに抑制されて、配風ドア２０の操作に伴うサイドベントブリード量の変動をさらに少なくすることができる。

ここで図６（ａ）は、デフ吹出モードとしたときのデフベントドア３０近傍における空調用空気の通流を模式的に示す図である。ドア整流頂点３１２ｔの近傍における上部吹出主流１４ａの流速は、第２の整流部４０を設けない場合（図５の場合）よりも速いため、上部吹出主流１４ａの変動に伴う、第２上部吹出副流１４ｃの変動は、さらに抑制される。

図６（ｂ）は、フット吹出モードとしたときのデフベントドア３０近傍における空調用空気の通流を模式的に示す図である。配風ドア２０の操作によって、上部吹出主流１４ａの流量は減少する。しかし、ドア整流頂点３１２ｔの近傍における上部吹出主流１４ａの流速の減衰は、第２の整流部４０を設けない場合（図５の場合）よりも大きいため、上部吹出主流１４ａの流量変動にともなう第２上部吹出副流１４ｃの流量変動は、第２の整流部４０を設けない場合（図５の場合）よりも抑制される。

デフ吹出モード（図６（ａ））とフット吹出モードと（図６（ｂ））とのサイドベントブリード量を対比すると、フット吹出モード（図６（ｂ））では車両用空調ユニット１の全体の吹出量のうち５．５％が吹出されたのに対し、デフ吹出モード（図６（ａ））では１５．５％が吹出され、１０．３％の増加にとどまった。

このように、該変形例におけるサイドベントブリード量の変動（１０．３％の増加）を、車両用空調ユニット１の構成要素である主ドア３１から第１の整流部３１２を取り除いた場合のシミュレーション結果（２０．７％の増加）と比較すると、サイドベントブリード量の変動は約５０％に抑制される。このように本発明にかかる車両用空調ユニットは、第２の整流部４０を設けることで、フット吹出口への風量の変化に伴うサイドベントブリード量の変化をさらに低減することができる。

なお本発明にかかる車両用空調ユニットは、実施例に記載されたものに限定されるものではなく、それらの趣旨を変更することなく、適宜変形して実施することができる。

本発明にかかる車両用空調ユニットは、工業的に製造および使用などすることができるから、また商業的に販売などすることができるから、本発明は経済的価値を有して産業上利用することができる発明である。

１ 車両用空調ユニット
１０ ケース
１１ 冷気流路
１２ 暖気流路
１３ 混合室
１４ 第１の吹出流路（上部吹出流路）
１４１ 第３の吹出流路（デフロストダクト）
１４２ 第４の吹出流路（センタ・サイドベントダクト）
１５ 第２の吹出流路（下部吹出流路）
２０ 配風手段（配風ドア）
３０ ドア部（デフベントドア）
３０ｘ 第１の停止位置
３０ｙ 第２の停止位置
３１ 主ドア
３１１ 導入通気路
３１２ 第１の整流部
３１３ 軸部
３２ 副ドア
４０ 第２の整流部
４０ｓ 流路側整流斜面

Claims (10)

1. 吸込口と複数の吹出口とを有する空気流路が内部に形成されたケースと、前記空気流路に空気を送風する送風機と、送風された空気の冷却が可能な冷却用熱交換器および加熱が可能な加熱用熱交換器と、前記冷却用熱交換器により冷却された空気と前記加熱用熱交換器により加熱された空気の混合割合を調整する温度調整手段と、混合割合が調整された空気を前記複数の吹出口に配風する配風手段およびドア部と、を備え、
   前記空気流路は、前記冷却用熱交換器が配置された冷気流路と、前記加熱用熱交換器が配置された暖気流路と、前記冷気流路および前記暖気流路の下流に配設された混合室と、前記混合室の下流に配設された第１の吹出流路および第２の吹出流路と、前記第１の吹出流路の下流に配設された第３の吹出流路および第４の吹出流路と、を有し、
   前記温度調整手段は前記混合室に配置され、
   前記配風手段は前記第１の吹出流路および前記第２の吹出流路との分岐部近傍に配置され、
   前記ドア部は前記第３の吹出流路と前記第４の吹出流路との分岐部近傍に配置された車両用空調ユニットにおいて、
   前記ドア部は主ドアと副ドアとを有し、
   前記主ドアは、前記第４の吹出流路の開口面積を最少化する第１の停止位置と、前記第３の吹出流路の開口面積を最少化する第２の停止位置との間を変位することができ、前記第１の停止位置において、前記第１の吹出流路と前記第４の吹出流路とを連通する導入通気路と前記第１の吹出流路の少なくとも一部を前記導入通気路と相対する側に向け狭くする第１の整流部とを有し、前記第１の整流部は前記導入通気路の上流側に配置され、
   前記副ドアは、前記主ドアが前記第２の停止位置にあるとき、前記導入通気路の開口を狭め又は閉塞することを特徴とする車両用空調ユニット。
2. 前記主ドアは、前記第３の吹出流路と前記第４の吹出流路との分岐部近傍において回動自在に支持される軸部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調ユニット。
3. 前記第１の整流部は、前記ドア部の上流側からの空気流の少なくとも一部を前記導入通気路から遠ざかるように整流するドア整流斜面を有す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ユニット。
4. 前記副ドアは、前記主ドアが前記第１の停止位置にあるとき、第１の整流部で整流された空気を前記第３の吹出流路に導くことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用空調ユニット。
5. 前記副ドアは、前記主ドアが前記第１の停止位置にあるとき、前記第１の整流部で整流された空気流の流速が速くなるほど、前記導入通気路側へと通流する空気量を、前記第３の吹出流路側へと通流する空気量に対して減少させることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調ユニット。
6. 前記副ドアは、前記第３の吹出流路と前記第４の吹出流路との分岐部近傍から上流方向へと延出していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用空調ユニット。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の車両用空調ユニットにおいて、
   前記ドア部の上流側に配設されて、
   前記第１の停止位置にあるときの前記第１の整流部に向け、前記第１の吹出流路を通流する空気流の少なくとも一部を整流する第２の整流部を、さらに有することを特徴とする車両用空調ユニット。
8. 前記第２の整流部が、前記第１の吹出流路の壁部に形成された流路側整流斜面を有することを特徴とする請求項７に記載の車両用空調ユニット。
9. 前記第３の吹出流路を通流した空気はデフロスタ吹出口に流れ、前記第４の吹出流路を通流した空気は少なくともセンタベント吹出口またはサイドベント吹出口に流れることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の車両用空調ユニット。
10. 前記第２の吹出流路を通流した空気はフット吹出口に流れることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の車両用空調ユニット。
    

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