JP2018079719A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置において車室内への送風量を増加させつつ、温度センサ設置部へ十分な送風を行う。【解決手段】車両用空調装置１０を構成する空調ケース１４が、幅方向に分割可能な第１及び第２分割ケース２６、２８からなり、第１分割ケース２６の端部と第２分割ケース２８の端部とに挟持されるアスピレータを備える。アスピレータは、車室内の空気が吸入されるボディ５８と、該ボディ５８と接続され空調ケース１４内の空気の一部を一次空気として取り込む空気導入管６０とを有する。そして、空気導入管６０の端部を通じて流入した空気が本体部６２の内部へと流れ、それに伴って、車室内と連通した導入部６４を通じて車室内の空気が吸い込まれ温度センサの設置部位を通過することで車室内の温度が検出される。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に関し、一層詳細には、車室内温度を検出する温度センサ設置部へと車室内の空気を導くためのアスピレータを有した車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、車室内の温度を検出する温度センサを備え、この温度センサの設置部位に車室内の空気を導くためのアスピレータが設けられている。このアスピレータは、ケース本体の幅方向に沿った側壁に設置され、車室内の空気を二次空気として温度センサの設置部位へと吸引するノズルと、該ノズルの外周を取り囲むように空気流路を形成する本体と、空調ケースの内部を流通する空気の一部を一次空気として前記本体の内部へと取り込む一次空気導入部とからなる。

そして、車両用空調装置におけるケース本体内を流れる空気の一部をアスピレータの一次空気導入部へ導入することで、ベンチュリー効果によりノズルを通じて車室内の空気を二次空気として温度センサの設置部位へと吸引することで車室内の空気温度を検出している。

特開２０１４−１４１１８５号公報

近年、上述したような車両用空調装置では、車室内への送風量をより増加させることを目的として通気抵抗の低減が図られており、このような通気抵抗の低減に伴ってケース本体内の圧力が低下し、アスピレータによって車室内の空気を十分な流量で吸引できないという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、車室内への送風量を増加させつつ温度センサ設置部へ十分な送風を行うことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路及び送風口を有した空調ケースと、空調ケースに設けられ車室内の空気を取り込んで温度センサ設置部へと供給するアスピレータとを有した車両用空調装置において、
アスピレータは、流路を流れる空気が導入される空気導入部を備え、空気導入部が、空調ケースの内部において流路に沿って延在するように設けられることを特徴とする。

本発明によれば、車両用空調装置を構成する空調ケースには、車室内の空気を取り込んで温度センサ設置部へと供給するアスピレータが設けられ、このアスピレータには、空調ケースの内部において流路に沿って延在し、流路を流れる空気の導入される空気導入部を備えている。

従って、空調ケースの流路を流れる空気を空気導入部を通じてアスピレータへと確実に導くことができるため、例えば、空調ケース内の通気抵抗を低減させ送風口から送風される送風量を増加させた場合でも、アスピレータへと所望の流量で空気を取り込んで流通させることが可能となり、温度センサ設置部へ十分な流量で車室内の空気を送風することで車室内の温度を検出できる。

また、空気導入部の入口を、送風口よりも上流側となるように配置するとよい。

さらに、空気導入部を、空調ケースにおいて流路の流通方向と略直交する幅方向中央に配置するとよい。

さらにまた、空気導入部を空調ケースと別体に構成し、幅方向に分割可能な一方の空調ケースと他方の空調ケースとの間に挟み込んで保持するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、車両用空調装置を構成する空調ケースに、車室内の空気を取り込んで温度センサ設置部へと供給するアスピレータを設け、このアスピレータには、空調ケースの内部において流路に沿って延在し、流路を流れる空気の導入される空気導入部を備えることで、空気導入部を通じて空調ケースの流路を流れる空気をアスピレータへと確実に導くことができるため、例えば、空調ケース内の通気抵抗を低減させ送風口から送風される送風量を増加させた場合でも、アスピレータへと所望の流量で空気を取り込むことができ、それに伴って、車室内の空気を温度センサ設置部へ十分な流量で送風することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の一部省略正面図である。 図１に示す車両用空調装置の断面図である。 図１の車両用空調装置におけるアスピレータの拡大断面図である。 図４Ａは、図１のＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図であり、図４Ｂは、図１のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った断面図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。

この車両用空調装置１０は、図１及び図２に示されるように、空気の各通路（流路）１２を構成する空調ケース１４と、該空調ケース１４の内部に配設される送風機１６と、前記空気を冷却するエバポレータ１８と、該空気を加熱するヒータコア２０と、前記各通路１２内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構２２と、前記空調ケース１４に設けられ車室内の空気を吸引するためのアスピレータ２４とを含む。なお、空調ケース１４の側部には、外気・内気を取り込むための内外気切替ユニット（図示せず）が連結されている。

空調ケース１４は、例えば、略対称形状の第１及び第２分割ケース２６、２８から構成され、前記第１及び第２分割ケース２６、２８は車両の幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割可能に設けられている。この空調ケース１４の上方には、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口（送風口）３０と、車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口（送風口）３２とが隣接して開口し、前記デフロスタ送風口３２が車両前方側（図２中、矢印Ｂ１方向）、前記ベント送風口３０が車両後方側（図２中、矢印Ｂ２方向）となるように配置される。

また、空調ケース１４における車両後方側（矢印Ｂ２方向）の壁部には、車室内における乗員の足元近傍へ送風するヒート送風口（送風口）３４が開口し、該ヒート送風口３４は、例えば、空調ケース１４の高さ方向中央近傍に設けられ、図１に示されるように、第１分割ケース２６側（矢印Ａ１方向）に形成される第１開口３６と、前記第２分割ケース２８側（矢印Ａ２方向）に形成される第２開口３８とに分割された一対の開口からなる。

さらに、空調ケース１４の車両後方側となる壁部には、ヒート送風口３４に対して上方となる位置にアスピレータ２４の装着される装着孔４０が形成される。

この装着孔４０は、例えば、断面円形状で空調ケース１４の内部と外部とを連通するように高さ方向に貫通し、第１分割ケース２６と第２分割ケース２８とに跨るように形成される。すなわち、装着孔４０は、図４Ａに示されるように、第１及び第２分割ケース２６、２８に対してそれぞれ断面半円状となるように形成される。

一方、空調ケース１４の内部には、図２に示されるように、車両用空調装置１０を車両に搭載した際に車両前方側（矢印Ｂ１方向）となる位置に送風機１６が収納され、該送風機１６の下方にエバポレータ１８が収納されると共に、前記エバポレータ１８に対して車両後方側（矢印Ｂ２方向）となる位置にヒータコア２０が収納される。

送風機１６は、例えば、複数のフィンを有した回転ファン４２と、該回転ファン４２を回転駆動する駆動モータ４４とを有した遠心式ファンであり、前記回転ファン４２及び駆動モータ４４の軸線が空調ケース１４における車両の幅方向（図１中、矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在するように略水平に配置される。

そして、図示しないコントローラからの制御信号に基づき駆動モータ４４が回転駆動することで、回転ファン４２が回転して内外気切替ユニット（図示せず）から取り込まれた空気が空調ケース１４側へと導入され通路１２へと送出される。

エバポレータ１８は、例えば、空調ケース１４において送風機１６の下方に設けられ、図示しない複数のチューブを通じて冷媒が循環されており、空気が通過することで前記冷媒と熱交換がなされ、冷却された空気がエバポレータ１８の下流側へと供給される。

ヒータコア２０は、例えば、空調ケース１４においてエバポレータ１８より車両後方側（矢印Ｂ２方向）となる下流側に設けられ、図示しない複数のチューブを通じて温水が循環されており、空気が通過することで前記温水と熱交換がなされ、加熱された空気がヒータコア２０の下流側へと供給される。

ダンパ機構２２は、例えば、エバポレータ１８とヒータコア２０との間に回動自在に設けられる第１エアミックスダンパ４６と、前記エバポレータ１８の下流側で前記ヒータコア２０の上部に回動自在に設けられる第２エアミックスダンパ４８と、ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２の送風状態を切り替える第１切替ダンパ５０と、ヒート送風口３４への送風状態を調整する第２切替ダンパ５２とを有する。

第１及び第２エアミックスダンパ４６、４８は、例えば、中央に回転軸を有したバタフライ式からなり、該回転軸の両端部が第１及び第２分割ケース２６、２８の側壁に軸支されることでそれぞれ回動自在に支持される。

第１切替ダンパ５０は、ベント送風口３０とデフロスタ送風口３２との間に回転軸が軸支され、図示しないアクチュエータの駆動作用下に回転軸を中心としてドア部が所定角度だけ回動することで、ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２のいずれか一方を選択的に開放・閉塞する。

第２切替ダンパ５２は、ヒート送風口３４の上方に回転軸が軸支され、その回動作用下にドア部が開閉することで該ヒート送風口３４の連通状態を切り替えている。

また、第２切替ダンパ５２は、図１に示されるように、空調ケース１４の幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って延在し、そのドア部はヒート送風口３４の第１開口３６を閉塞する第１分割ドア５４と、該ヒート送風口３４の第２開口３８を閉塞する第２分割ドア５６とを有し、前記第１及び第２分割ドア５４、５６は、第２切替ダンパ５２の幅方向中央からそれぞれ互いに所定間隔離間するように形成される。なお、第１及び第２分割ドア５４、５６は、ヒート送風口３４の第１及び第２開口３６、３８に対応した断面矩形状に形成される。

アスピレータ２４は、図１〜図３に示されるように、例えば、空調ケース１４の幅方向中央に設けられ、第１分割ケース２６の端部と第２分割ケース２８の端部とに跨って挟持されるように配置され、ボディ５８と、該ボディ５８に接続され空調ケース１４内の空気を導く空気導入管（空気導入部）６０とを含み、前記ボディ５８が空調ケース１４の外側に設けられ、前記空気導入管６０が前記空調ケース１４の内部となるように設けられる。

ボディ５８は、例えば、断面略円弧状で中空状に形成される本体部６２と、該本体部６２に接続され車室内の空気（内気）が導入される導入部６４と、該本体部６２に対して前記導入部６４とは反対側に接続され本体部６２内に取り込まれた空気の導出される導出部６６とを含む。

この本体部６２の一端部には、断面円形状に開口し空気導入管６０が挿入され接続される接続部６８が形成され、該接続部６８の外周面には開口方向に向かって延在した一対の係合爪７０が形成されると共に、前記接続部６８の外周側を覆うように環状のシール部材７２が設けられる。そして、本体部６２は、その接続部６８が空調ケース１４の装着孔４０に挿通された状態で固定され、シール部材７２が前記本体部６２と前記装着孔４０との間に挟持される。

導入部６４は、例えば、ボディ５８の一端部と他端部との間に接合され、その一端部が本体部６２に対して所定長さだけ突出し、他端部が前記本体部６２の内部まで延在するように一直線状に形成されると共に、その内周径が一端部側から他端部側（矢印Ａ２方向）に向かって徐々に縮径するように形成される。

一方、導入部６４の外周面は、ボディ５８の内部まで延在し他端部側に向かって所定長さで形成されると共に、その長手方向に沿った途中から他端部側に向かって徐々に外周径が縮径したテーパ状に形成される。

そして、導入部６４の一端部には、例えば、車室内に設置された温度センサＳ（図１参照）との間を繋ぐ配管７６が接続されている。なお、温度センサＳは、図１に示されるように、例えば、車室内前方に設けられたインストルメントパネルに装着される収納部材（温度センサ設置部）７８に収納され、該収納部材７８とアスピレータ２４とが配管７６を通じて接続され連通している。

導出部６６は、本体部６２の他端部に接合され、該本体部６２側が縮径し該本体部６２から離間する方向（矢印Ａ２方向）に向かって徐々に拡径する円筒テーパ状に形成され、その内部が本体部６２を通じて導入部６４及び空気導入管６０と連通している。また、図３に示されるように、導出部６６は導入部６４と同軸状となるように設けられると共に、その一端部が前記導入部６４の他端部に臨むように設けられる。

空気導入管６０は、例えば、筒状に形成され、長手方向に沿って所定長さ且つ一直線状に形成される。この空気導入管６０の一端部は、断面円形状に形成され、開口した接続部６８の一端部へと挿入されると共に、空気導入管６０の内部に挿入された接続部６８の係合爪７０が、外周面に形成された一対の係合孔８０にそれぞれ係合されることで一体的に接続される。なお、空気導入管６０の他端部側は断面矩形状に形成され開口している。

また、空気導入管６０の外側には、その長手方向に沿った略中央近傍に支持部８２が形成され、この支持部８２は、前記空気導入管６０の壁部から所定距離だけ突出し該壁部と略平行な一対のピン８４ａ、８４ｂを有している。そして、アスピレータ２４を空調ケース１４に対して装着する際、図４Ｂに示されるように、一方のピン８４ａが第１分割ケース２６の端部に形成された第１孔部８６に挿入され、他方のピン８４ｂが第２分割ケース２８の端部に形成された第２孔部８８へと挿入されることで固定されると共に、空調ケース１４における車両後方側（図２中、矢印Ｂ２方向）の壁部に臨み、且つ、第１分割ケース２６と第２分割ケース２８とに跨るように配置される（図１及び図２参照）。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に空調ケース１４に対してアスピレータ２４を組み付ける場合について説明する。

先ず、空調ケース１４を構成する第１分割ケース２６と第２分割ケース２８とを幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割した状態とし、例えば、前記第１分割ケース２６の装着孔４０に対してアスピレータ２４の接続部６８を挿入すると共に、支持部８２における一方のピン８４ａを第１孔部８６へと挿入する。これにより、アスピレータ２４が接続部６８及び支持部８２を介して第１分割ケース２６に対して２点で支持され、ボディ５８が前記第１分割ケース２６の外側、空気導入管６０が前記第１分割ケース２６の内側となるように配置された仮組み状態となる。

次に、この第１分割ケース２６の開口した端部に対して第２分割ケース２８の端部を合わせるように幅方向に接近させ、その装着孔４０にアスピレータ２４の接続部６８を挿入すると共に、支持部８２における他方のピン８４ｂを前記第２分割ケース２８の第２孔部８８へと挿入しながら、前記第１分割ケース２６の端部と前記第２分割ケース２８の端部とを当接させ互いに接続する。

これにより、アスピレータ２４は、そのボディ５８の接続部６８が装着孔４０を介して第１分割ケース２６と第２分割ケース２８との間に挟持されると共に、支持部８２のピン８４ａ、８４ｂがそれぞれ第１及び第２分割ケース２６、２８へと挿入された状態で固定され、前記第１分割ケース２６と前記第２分割ケース２８とに跨るように幅方向中心に配置される。

また、アスピレータ２４の空気導入管６０は、ヒート送風口３４の第１開口３６と第２開口３８との間で、且つ、第２切替ダンパ５２の第１分割ドア５４と第２分割ドア５６との間に、空気導入管６０の入口がヒート送風口３４の上流側となるように配置される。

さらに、アスピレータ２４は、図１に示されるように、ボディ５８の導入部６４が第１分割ケース２６側（矢印Ａ１方向）、導出部６６が第２分割ケース２８側（矢印Ａ２方向）となるように設けられる。そして、導入部６４には温度センサＳの収納された収納部材７８に接続された配管７６が接続される。

さらにまた、アスピレータ２４は、ボディ５８の接続部６８に装着されたシール部材７２が装着孔４０へと当接することで、前記アスピレータ２４と前記装着孔４０との間を通じた空調ケース１４内の空気の外部への漏出が防止される。

次に、上述したようにアスピレータ２４の組み付けられた車両用空調装置１０の動作について説明する。

先ず、車室内の室温を低下させる冷房運転を行う場合について説明する。図示しない乗員が車室内において操作レバーを操作して冷房運転を選択することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動し、図２に示されるように、第１エアミックスダンパ４６が回動して全閉状態となると共に、第２エアミックスダンパ４８が全開状態となる。

また、同時に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機１６の回転ファン４２が回転することにより、空調ケース１４内へと吸い込まれた空気が通路１２に沿って下方へと流通した後、エバポレータ１８を通過することで熱交換され所定温度に冷却される。

そして、冷却された空気は、ヒータコア２０側へと流れることなく上方に向かって流通した後、第１切替ダンパ５０の切替作用下に開口しているベント送風口３０を通じて車室内における乗員の顔近傍へと送風される。

次に、車室内における乗員の足元近傍へ温風を送風する暖房運転を行う場合には、図示しない操作レバーの操作に伴って第１エアミックスダンパ４６が全開状態となり、第２エアミックスダンパ４８が回動して全閉状態となる。

そして、送風機１６から送風されエバポレータ１８を通過することで冷却された空気は、ヒータコア２０を通過することで所定温度に加熱され、第２切替ダンパ５２によって開放されたヒート送風口３４の第１及び第２開口３６、３８から車室内へと供給される。この際、第２切替ダンパ５２は、空調ケース１４の幅方向中央に設けられたアスピレータ２４の空気導入管６０を避けるように２枚の第１及び第２分割ドア５４、５６から構成されているため、回動動作させた場合にアスピレータ２４と接触することがない。

上述したように冷房運転や暖房運転させた際、エバポレータ１８を通過した空気やヒータコア２０を通過した空気の一部が、アスピレータ２４の空気導入管６０の開口した下端部から内部へと取り込まれ本体部６２の内部を通じて導出部６６へと流れることで、ベンチュリー効果によって前記本体部６２の内部で負圧が生じ、該負圧によって導入部６４及び配管７６内の空気が吸引され、それに伴って、収納部材７８の設置された車室内の空気がアスピレータ２４におけるボディ５８の内部へと吸い込まれる。

これにより、車室内の空気が収納部材７８から配管７６を通じてアスピレータ２４へと吸い込まれる際、温度センサＳを通過する空気の温度（車室内温度）が検出され図示しないコントローラへと出力される。また、ボディ５８の内部に取り込まれた車室内の空気及び空調ケース１４から取り込まれた空気は導出部６６を通じて車室内へと排出される。

以上のように、本実施の形態では、車両用空調装置１０を構成する空調ケース１４において、幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割可能な第１及び第２分割ケース２６、２８の端部に跨るようにアスピレータ２４を配置し、上流側に向かって開口した管状の空気導入管６０をボディ５８に接続することにより、例えば、空調ケース１４内を流れる空気の一部を空気導入管６０を通じてアスピレータ２４のボディ５８側へ確実に導くことが可能となる。

従って、空調ケース１４内の通気抵抗を低減させるために低圧損化させ内圧が低い場合でも、該空調ケース１４から車室内へ送出される送風量を増加させつつ、アスピレータ２４へと所望の流量で空気を流入させることが可能となるため、温度センサＳの設置部位へ十分な流量で車室内の空気（内気）を流通させ車室内の温度を検出することができる。

また、アスピレータ２４における空気導入管６０の開口した下端部を、ベント送風口３０やデフロスタ送風口３２よりも上流側で、ヒート送風口３４と並ぶ位置に配置することで、例えば、ベント送風口３０から送風するベントモードや、デフロスタ送風口３２から送風するデフロスタモード、ヒート送風口３４から送風するヒートモード等の送風モードに関わらず、空気の一部を空気導入管６０からボディ５８へと安定した流量で取り込んで流通させることが可能となる。なお、空気導入管６０の下端部を、ヒート送風口３４よりもさらに上流側となるように配置してもよい。

さらに、アスピレータ２４を、分割可能な第１及び第２分割ケース２６、２８の端部に跨るように幅方向中央に配置することで、空調ケース１４において幅方向中央の比較的送風量や温度の安定した空気を前記アスピレータ２４へと取り込むことができる。そのため、幅方向に沿ったケース本体の側壁にアスピレータを設置していた従来技術に係る車両用空調装置と比較し、前記アスピレータ２４へ取り込まれる空気の温度や送風量にばらつきが生じることが抑制され、安定した送風量や温度の空気を取り込んで利用することができる。

さらにまた、アスピレータ２４を空調ケース１４とは別体で構成し、その第１分割ケース２６と第２分割ケース２８との間に挟持することで、必要とされる空気の流量に応じて容易に別のアスピレータへと交換することが可能となり、しかも、その組み付けも容易である。

またさらに、アスピレータ２４は、ボディ５８の接続部６８を装着孔４０を介して第１分割ケース２６と第２分割ケース２８との間に挟持すると共に、空気導入管６０に設けられた一対のピン８４ａ、８４ｂを前記第１及び第２分割ケース２６、２８へと挿入することで固定しているため、高さ方向に長尺なアスピレータ２４を空調ケース１４に対して確実且つ安定的に固定することができると共に、組付作業性も良好とすることができる。

また、空気導入管６０を空調ケース１４と一体的に形成するようにしてもよい。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １４…空調ケース
２４…アスピレータ ２６…第１分割ケース
２８…第２分割ケース ３４…ヒート送風口
３６…第１開口 ３８…第２開口
４０…装着孔 ５２…第２切替ダンパ
５４…第１分割ドア ５６…第２分割ドア
５８…ボディ ６０…空気導入管
６２…本体部 ６４…導入部
６６…導出部 ８２…支持部
Ｓ…温度センサ

Claims (4)

1. 空気の流通する流路及び送風口を有した空調ケースと、該空調ケースに設けられ車室内の空気を取り込んで温度センサ設置部へと供給するアスピレータとを有した車両用空調装置において、
   前記アスピレータは、前記流路を流れる空気が導入される空気導入部を備え、前記空気導入部が、前記空調ケースの内部において前記流路に沿って延在するように設けられることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記空気導入部の入口は、前記送風口よりも上流側となるように配置されることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
   前記空気導入部は、前記空調ケースにおいて前記流路の流通方向と略直交する幅方向中央に配置されることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項３記載の車両用空調装置において、
   前記空気導入部は前記空調ケースとは別体に構成され、前記幅方向に分割可能な一方の空調ケースと他方の空調ケースとの間に挟み込んで保持されることを特徴とする車両用空調装置。

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