JP2019116233A

JP2019116233A - 空調装置

Info

Publication number: JP2019116233A
Application number: JP2017252019A
Authority: JP
Inventors: 輝大岩; Kira OIWA; 明規桑山; Akinori Kuwayama; 小松原　祐介; Yusuke Komatsubara; 祐介小松原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-07-18

Abstract

【課題】吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度の空気を吸湿材に供給することの可能な空調装置を提供する。【解決手段】空調ケース２は、空気が流れる通風路１０を形成する。エバポレータ４は、通風路１０を流れる空気を冷却する。ヒータコア５は、エバポレータ４の下流側に配置され、通風路１０を流れる空気を加熱する。エアミックスドア１７は、エバポレータ４とヒータコア５との間に設けられる。収容部２５は、空気に含まれる水分を吸着および脱離可能な吸湿材６を収容する。暖風通路４２は、通風路１０の中でヒータコア５の下流側に設けられた暖風取出口４５と収容部２５とを連通する。ここで、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の外側を冷風が流れる冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用の空調装置に関するものである。

従来、車室内の空気調和を行う空調装置に対し、無給水で作動可能な無給水式の加湿器を設置した加湿器付の空調装置が知られている。

特許文献１に記載の加湿器付の空調装置は、空調装置の外殻を構成する空調ケースの下側に、無給水式の加湿器を配置している。その加湿器の内側には、吸湿材が設けられている。この加湿器付の空調装置は、空調ケース内のエバポレータで冷却されて相対湿度の高くなった空気を加湿器の内側に導入し、その空気に含まれる水分を吸湿材に吸着させる。次に、空調ケース内のヒータコアで加熱されて相対湿度の低くなった空気を加湿器の内側に導入し、その空気に吸湿材の水分を脱離させる。この加湿器付の空調装置は、そのようにして加湿された空気を、加湿器に接続されたダクトを通じて乗員の顔に向けて吹き出すことが可能である。

国際公開第ＷＯ２０１６／１４７８２０号

上述した特許文献１に記載の空調装置は、送風機が、空調ケース内でヒータコアの下流側に配置されている。そして、この空調装置は、空調ケース内のヒータコアで加熱された空気を取り出すための暖風取出口が、その送風機よりも下流側に設けられている。空調ケース内で送風機より下流側の空間は、ヒータコアを通過した温度の高い空気と、ヒータコアを迂回した温度の低い空気とが完全に混ざり合っている。そのため、この加湿器付の空調装置は、空調ケース内の通風路から加湿器に対し、吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度（例えば７０℃以上）の空気を導入することが困難になる。したがって、加湿器から車室内に吹き出される加湿風の温度および湿度が低くなり、乗員のフィーリングが悪化することが懸念される。

本発明は上記点に鑑みて、加湿器付の空調装置において、吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度の空気を吸湿材に供給することの可能な空調装置を提供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に係る発明は、車室内の空気調和を行う空調装置であって、
空気が流れる通風路（１０）を形成する空調ケース（２）と、
通風路を流れる空気を冷却する冷却機器（４）と、
冷却機器の下流側に配置され、通風路を流れる空気を加熱する加熱機器（５）と、
冷却機器と加熱機器との間に設けられ、冷却機器を通過した後に加熱機器を通過しない風量と加熱機器を通過する風量との割合を調整するエアミックスドア（１７）と、
空気に含まれる水分を吸着および脱離可能な吸湿材（１６）を収容する収容部（２５）と、
通風路の中で加熱機器の下流側に設けられた暖風取出口（４５）と収容部とを連通する暖風通路（４２）と、を備え、
暖風通路の暖風取出口は、加熱機器の外側を冷風が流れる冷風流路（１００）のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。

これによれば、暖風通路の暖風取出口に対して加熱機器の外側の冷風流路から冷風が流れ込むことが抑制され、加熱機器を通過した暖風が高い温度を保った状態で流入する。そのため、暖風通路から収容部に、吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を供給することが可能である。このことは、発明者の実験により、エアミックスドアの動作により冷却機器を通過した後に加熱機器を通過しない風量が増え、加熱機器を通過する風量が少なくなった場合にも保証できる範囲が拡がることが判った。したがって、この空調装置は、吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を吸湿材の収容部に供給し、その収容部から乗員に対して安定して加湿風を吹き出すことができる。また、この空調装置は、その暖風を取り出すために部品等の追加を必要とすることなく、製造上のコストを下げることができる。なお、冷風流路とは、冷却機器の法線方向下流側の流路のうち加熱機器の外側の流路をいう。また、冷風流路とは、冷却機器の下流側の流路のうち加熱機器の外側を通過した冷風が流れる流路ということもできる。

なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。

第１実施形態の空調装置の正面図である。図１のＩＩ―ＩＩ線断面における空調装置の温度調整ユニットと加湿器の側面図である。図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面における空調装置の温度調整ユニットと加湿器の断面図である。比較例の空調装置の温度調整ユニットと加湿器の断面図である。エアミックスドアの動作を説明する説明図である。エアミックスドアの動作を説明する説明図である。エアミックスドアの動作を説明する説明図である。エアミックスドアの開度と暖風供給温度との関係を示すグラフである。第２実施形態の空調装置が備える温度調整ユニットの断面図である。第３実施形態の空調装置が備える温度調整ユニットと加湿器の断面図である。第４実施形態の空調装置が備える温度調整ユニットと加湿器の断面図である。図１１のＸＩＩ部分の拡大図である。空調装置の収容部に設けられた円錐ドアの斜視図である。空調装置の収容部に設けられた円錐ドアの正面図である。図１４のＸＶ―ＸＶ線の断面図である。

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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の空調装置１は、車両のインストルメントパネルの内側に搭載される。この空調装置１は、車室内または車室外から取り入れた空気の温度および湿度を調整し、その空気を車室内に設けられた複数の吹出口から車室内に吹き出すことにより車室内の空気調和を行うものである。また、この空調装置１は、給水を必要とすることなく、車室内に設けられた所定の吹出口から乗員の顔などに向けて加湿風を吹き出すことも可能である。

図１〜図３に示すように、空調装置１は、空調ケース２、送風機３、冷却機器としてのエバポレータ４、加熱機器としてのヒータコア５、および吸湿材６を収容する収容部２５などを備えている。

空調ケース２は、空調装置１の外殻を構成している。空調ケース２は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えばポリプロピレン）により成形されている。空調ケース２の内側には、空気が流れる通風路１０が形成されている。

空調ケース２の内側には、通風路１０を、重力方向上側の上通風路１１と、重力方向下側の下通風路１２に仕切る仕切板１３が設けられている。

空調ケース２は、通風路１０の空気流れ方向の最上流側に、車室内空気（すなわち内気）を通風路１０に導入するための内気導入口１４と、車室外空気（すなわち外気）を通風路１０に導入するための外気導入口１５を有している。内気導入口１４と外気導入口１５は、空調ケース２とは別部材として構成された図示していないダクトに接続される。それらのダクトを介して、内気導入口１４または外気導入口１５から、上通風路１１と下通風路１２に空気が導入される。

内気導入口１４と外気導入口１５の近傍には、内外気切替部としての内外気切替ドア１６が設けられている。内外気切替ドア１６は、内気導入口１４と外気導入口１５とを開閉するものである。なお、内外気切替ドア１６は、内気導入口１４を開閉するためのドアと、外気導入口１５を開閉するためのドアを別々に設けてもよい。

本実施形態の空調装置１は、内外気切替ドア１６を所望の位置に回転させることにより、上通風路１１と下通風路１２に対して外気または内気を導入するための空調モードを切り替えることが可能である。この空調モードとして、外気モード、内気モード、および内外気２層モードが設定可能である。

外気モードでは、内外気切替ドア１６により、外気導入口１５を開放し、内気導入口１４を閉塞する。このとき、外気導入口１５と上通風路１１と下通風路１２とが連通する。これにより、上通風路１１と下通風路１２に外気が導入される。

内気モードでは、内外気切替ドア１６により、外気導入口１５を閉塞し、内気導入口１４を開放する。このとき、内気導入口１４と上通風路１１と下通風路１２とが連通する。これにより、上通風路１１と下通風路１２に内気が導入される。

内外気２層モードでは、内外気切替ドア１６により、外気導入口１５と内気導入口１４の双方を開放する。このとき、外気導入口１５と上通風路１１とが連通し、内気導入口１４と下通風路１２とが連通する。これにより、上通風路１１に外気が導入され、下通風路１２に内気が導入される。なお、図１では、内外気２層モードが選択されたときの内外気切替ドア１６の位置を示している。

空調ケース２の内側の通風路１０には、送風機３が設けられている。送風機３は、第１遠心ファン３１、第２遠心ファン３２、および図示していない電動モータなどを有している。電動モータの駆動により、第１遠心ファン３１と第２遠心ファン３２が回転し、内気導入口１４または外気導入口１５から上通風路１１と下通風路１２に空気が導入される。第１遠心ファン３１によって送風される空気は上通風路１１を流れ、第２遠心ファン３２によって送風される空気は下通風路１２を流れる。

通風路１０を流れる空気は、空調モードに応じて、空気流れ方向の最下流側に設けられたデフロスタ吹出開口部１９、フェイス吹出開口部２０、図示していないフット吹出開口部、排気通路４３または加湿風通路４４のいずれかから吹き出される。なお、送風機３が有するファンは、遠心ファンに限らず、例えば、軸流ファンまたはクロスフローファンとしてもよい。

エバポレータ４は、通風路１０を流れる空気を冷却する熱交換器である。エバポレータ４は、図示していない圧縮機、凝縮器および膨張弁などと共に蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。エバポレータ４は、その冷凍サイクルにおいて、膨張弁の下流側、且つ、圧縮機の上流側に配置されている。エバポレータ４が有する図示していないチューブの中を、膨張弁によって減圧されて気液二層状態となった冷媒が流れる。エバポレータ４のチューブの内側を流れる冷媒と、通風路１０を流れる空気との熱交換により、通風路１０を流れる空気が冷却される。

ヒータコア５は、エバポレータ４に対し、空気流れ方向の下流側に設けられている。ヒータコア５は、通風路１０を流れる空気を加熱する熱交換器である。ヒータコア５が有する図示していないチューブの内側を温水（例えばエンジン冷却水）が流れる。ヒータコア５のチューブの内側を流れる温水と、通風路１０を流れる空気との熱交換により、通風路１０を流れる空気が加熱される。なお、ヒータコア５と共にＰＣＴ（Positive Temperature Coefficientの略）ヒータなどを併設してもよい。

エバポレータ４とヒータコア５との間の通風路１０には、２枚のエアミックスドア１７が設けられている。エアミックスドア１７はスライド式のフィルムドアであり、ギア１８の回転により駆動される。エアミックスドア１７は、エバポレータ４を通過した後にヒータコア５を通過しない風量と、エバポレータ４を通過した後にヒータコア５を通過する風量との割合を調整する。

空調ケース２は、通風路１０の空気流れ方向の最下流側に、通風路１０から車室内に空調風を送風するための複数の吹出開口部を有している。複数の吹出開口部は、デフロスタ吹出開口部１９、フェイス吹出開口部２０およびフット吹出開口部などにより構成されている。

空調装置１が車両に搭載された状態において、デフロスタ吹出開口部１９とフェイス吹出開口部２０は、空調ケース２のうち、重力方向上側の部位に設けられている。フェイス吹出開口部２０は、前座席に着座した乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すものである。フェイス吹出開口部２０の近傍には、フェイスドア２２が設けられている。フェイスドア２２は、フェイス吹出開口部２０を開閉する。フェイス吹出開口部２０には、図示していないフェイスダクトが接続される。フェイスダクトは、フェイス吹出開口部２０と、車室内に設けられた図示していないフェイス吹出口とを接続するダクトである。フェイスドア２２がフェイス吹出開口部２０を開くと、通風路１０を流れる空調風は、フェイス吹出開口部２０からフェイスダクトを通り、フェイス吹出口から前座席に着座した乗員の上半身に向けて吹き出される。

デフロスタ吹出開口部１９は、車両のフロントウィンドガラスに向けて空調風を吹き出すものである。デフロスタ吹出開口部１９の近傍には、デフロスタドア２３が設けられている。デフロスタドア２３は、デフロスタ吹出開口部１９を開閉する。デフロスタドア２３がデフロスタ吹出開口部１９を開くと、通風路１０を流れる空調風は、デフロスタ吹出開口部１９から図示していないデフロスタダクトを通り、車両のフロントウィンドガラスに向けて吹き出される。

フット吹出開口部は、空調装置１が車両に搭載された状態において、車幅方向の左右となる部位にそれぞれ設けられている。フット吹出開口部は、車両の右前座席および左前座席に着座した乗員の下半身側に向けて空調風を吹き出すものである。通風路１０とフット吹出開口部とが連通する箇所には、図示していないフットドアが設けられる。フットドアは、通風路１０とフット吹出開口部とを連通または遮断する。フットドアが通風路１０とフット吹出開口部とを連通すると、通風路１０を流れる空調風は、フット吹出開口部から乗員の下半身側に向けて吹き出される。

さらに、本実施形態の空調装置１は、吸湿材６を収容可能な収容部２５を備えている。有している。本実施形態では、空調ケース２と収容部２５とは別部材として構成されている。なお、後述する第４実施形態のように、空調ケース２と収容部２５とは一体に構成してもよい。

図２に示すように、収容部２５の内側に形成される収容空間２６に、吸湿材６が収容されている。吸湿材６は、空気の湿度に応じて空気中の水分を回収したり、空気中に水分を脱離したりする特性を有する吸湿物質が波板状の部材に担持されたものをロール状または直方体形状にしたものである。また、吸湿材６は、円柱状または直方体形状に形成されたハニカム状の構造体に、上述した吸湿物質が担持されたものであってもよい。上述した吸湿物質として、例えば、有機系材料の高分子吸着材、または、無機系材料のゼオライト、シリカゲルなどを採用することができる。

吸湿材６は、空気流入面６１と空気流出面６２とを有している。吸湿材６の空気流入面６１から流入した空気は、吸湿材６の内側に形成される構造体の隙間を流れ、空気流出面６２から流出する。なお、以下の説明では、収容部２５の内側の収容空間２６のうち、吸湿材６の空気流入面６１が配置される側の空間を流入空間２６１と呼び、吸湿材６の空気流出面６２が配置される側の空間を流出空間２６２と呼ぶこととする。収容空間２６を流入空間２６１から流出空間２６２に流れる空気の湿度が高い場合、吸湿材６は、空気中に含まれる水分を回収する。収容空間２６を流入空間２６１から流出空間２６２に流れる空気の湿度が低い場合、吸湿材６は、空気中に水分を脱離する。

収容部２５には、暖風通路４２、回収風通路４１、排気通路４３および加湿風通路４４が接続されている。

図２および図３に示すように、暖風通路４２は、通風路１０の中でヒータコア５の下流側に設けられた暖風取出口４５と収容部２５とを連通している。暖風取出口４５は、ヒータコア５により加熱されて相対湿度が高くなった空気を暖風通路４２に導入するための開口部である。暖風通路４２は、暖風取出口４５から導入された空気を収容部２５の流入空間２６１に導入するための通路である。

暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置に設けられている。なお、「ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置」とは、ヒータコア５と暖風取出口４５とが製造上の公差によって接触しない程度の位置をいう。また、「ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置」とは、冷風流路１００から暖風取出口４５に冷風が流れ込むことを抑制可能な程度に、ヒータコア５と暖風取出口４５との距離が近い状態にある位置ということもできる。

また、暖風取出口４５は、ヒータコア５の外側を冷風が流れる冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。言い換えれば、暖風取出口４５は、ヒータコア５の中央部を通る法線に向くように設けられている。なお、冷風流路１００とは、エバポレータ４の法線方向下流側の流路のうちヒータコア５の外側の流路をいう。また、冷風流路１００とは、エバポレータ４の下流側の流路のうちヒータコア５の外側を通過した冷風が流れる流路ということもできる。図２では、ヒータコア５の外側を冷風が流れる冷風流路１００のうち本実施形態の暖風取出口４５に最も近い流路を、符号１００ａを付した一点鎖線で示している。なお、「ヒータコア５の中央部」とは、ヒータコア５の下流側の面の外縁部より内側の領域において、ヒータコア５の下流側の面全体の半分の面積の領域をいうものとする。

本実施形態では、暖風取出口４５は、ヒータコア５の中央より重力方向下側の領域に設けられている。その場合、ヒータコア５の外側の冷風流路１００のうち最も近い流路は、ヒータコア５より下側の冷風流路１００である。暖風取出口４５は、そのヒータコア５より下側の冷風流路１００に対して、反対側（すなわち上側）を向くように設けられている。なお、ヒータコア５の中央より重力方向下側の領域を流れる空気は、内外気２層モードまたは内気モードが行われるとき、乗員の発汗などにより、絶対湿度が高くなっている。そのため、ヒータコア５の中央より重力方向下側の領域に暖風取出口４５を設けることで、絶対湿度の高い暖気を暖風取出口４５から暖風通路４２を通じて収容部２５に供給することが可能である。また、空調ケース２の内側は、静圧が大きいので、暖風取出口４５がヒータコア５側を向いていなくても、暖風取出口４５から暖風通路４２を通じて収容部２５に必要十分な風量を供給することが可能である。

図２では、ヒータコア５を通過した後に暖風取出口４５に流入する暖風の流れを、符号Ｆ１を付した矢印で示している。また、ヒータコア５より下側の冷風流路１００を流れる冷風の流れを、符号Ｆ２を付した矢印で示している。暖風通路４２の暖風取出口４５を上述した位置に設けることで、ヒータコア５の外側の冷風流路１００から暖風取出口４５に冷風が流れ込むことが抑制され、ヒータコア５を通過した暖風が高い温度を保った状態で暖風取出口４５に流入する。これにより、暖風通路４２から収容部２５に、吸湿材６から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を供給することが可能である。また、このことは、発明者の実験により、エアミックスドア１７の動作によりエバポレータ４を通過した後にヒータコア５を通過しない風量が増え、ヒータコア５を通過する風量が少なくなった場合にも保証できる範囲が拡がることが判った。これについては、発明者が行った実験データに基づき、後に詳細に説明する。

次に、図２および図３に示すように、回収風通路４１は、通風路１０に設けられた回収風取出口４０と収容部２５の流入空間２６１とを連通している。回収風取出口４０は、通風路１０の中でエバポレータ４で冷却された冷風が流れる流路に設けられている。回収風取出口４０は、エバポレータ４により冷却されて相対湿度が高くなった空気を回収風通路４１に導入するための開口部である。回収風通路４１は、回収風通路４１に導入された空気を収容部２５の流入空間２６１に導入するための通路である。

本実施形態では、回収風取出口４０は、エバポレータ４とヒータコア５との間で、エバポレータ４に対して垂直にヒータコア５を投影した高さ範囲（以下、「ヒータコア投影範囲ＨＳ」という）を含む位置に設けられている。なお、回収風取出口４０は、その少なくとも一部がヒータコア投影範囲ＨＳを含む位置に設けられていればよい。また、ヒータコア投影範囲ＨＳを含む位置とは、エバポレータ４の真横だけでなく、エバポレータ４とヒータコア５との間の位置も含んでいる。なお、本実施形態では、回収風取出口４０は、通風路１０の側壁２００に設けられている。通風路１０の側壁２００とは、空調装置１を車両に搭載した状態で、重力方向に対して交差する方向の壁であり、車幅方向の壁だけでなく、車両前後方向の壁も含んでいる。

なお、図示していないが、回収風通路４１を側壁２００から通風路１０内に差し込むように設ける場合にも、回収風取出口４０は、通風路１０のうちヒータコア投影範囲ＨＳの空間に設けることが好ましい。通風路１０のうちヒータコア投影範囲ＨＳの空間は、その空間より上方の空間および下方の空間に比べて、エアミックスドア１７の開度に応じた内圧の変化が小さい。そのため、通風路１０のうちヒータコア投影範囲ＨＳを含む位置に回収風取出口４０を設けることで、エアミックスドア１７の開度の影響を低減し、回収風取出口４０から回収風通路４１を通じて収容部２５に安定した風量の回収風を供給することが可能である。

また、回収風取出口４０は、下通風路１２に設けられている。下通風路１２は、内外気２層モードまたは内気モードが行われるとき、内気が循環する。内気循環の空気は、乗員の発汗などにより、絶対湿度が高くなっている。そのため、内気循環が行われる下通風路１２に回収風取出口４０を設けることで、絶対湿度および相対湿度の高い空気を、回収風取出口４０から回収風通路４１を通じて収容部２５に供給することが可能である。

排気通路４３は、一端が収容部２５に接続され、他端が収容部２５の外側に開口している。排気通路４３は、収容部２５の流出空間２６２から空気を排出するための通路である。

加湿風通路４４は、一端が収容部２５に接続され、他端が車室内に設けられた図示していないフェイス吹出口に接続されている。なお、加湿風通路４４の他端は、フェイス吹出口とは別に車室内に設けられた図示していない加湿風吹出口に接続されていてもよい。加湿風通路４４は、収容空間２６で加湿された空気を車室内に向けて吹き出すための通路である。

収容部２５の流入空間２６１には、回収風通路４１と収容空間２６との連通および遮断を行うための回収風ドア５１と、暖風通路４２と収容空間２６との連通および遮断を行うための暖風ドア５２が設けられている。また、収容部２５の流出空間２６２には、排気通路４３と収容空間２６との連通および遮断を行うための排気ドア５３と、加湿風通路４４と収容空間２６との連通および遮断を行うための加湿風ドア５４が設けられている。

図２とは異なる状態であるが、回収風ドア５１と排気ドア５３が開状態で、暖風ドア５２と加湿風ドア５４が閉状態のとき、回収風通路４１と収容空間２６とが連通し、排気通路４３と収容空間２６とが連通する。また、そのとき、暖風通路４２と収容空間２６とが遮断され、加湿風通路４４と収容空間２６とが遮断される。

その状態で、回収風通路４１から収容空間２６に導入された空気は、吸湿材６の空気流入面６１から吸湿材６の中を流れる。これにより、回収風通路４１から収容空間２６に導入される空気に含まれる水分が、吸湿材６に吸着される。そして、吸湿材６を通過して湿度が低くなった空気は、排気通路４３から空調ケース２の外側に排出される。

それに対し、図２に示すように、暖風ドア５２と加湿風ドア５４が開状態で、回収風ドア５１と排気ドア５３が閉状態のとき、暖風通路４２と収容空間２６とが連通し、加湿風通路４４と収容空間２６とが連通する。また、そのとき、回収風通路４１と収容空間２６とが遮断され、排気通路４３と収容空間２６とが遮断される。

この状態で、暖風通路４２から収容空間２６に導入された空気は、吸湿材６の空気流入面６１から吸湿材６の中を流れる。これにより、暖風通路４２から収容空間２６に導入される空気に対し、吸湿材６に含まれていた水分が放出される。そして、吸湿材６を通過して湿度が高くなった空気は、加湿風通路４４を通り、フェイス吹出口または加湿風吹出口から車室内に吹き出される。これにより、本実施形態の空調装置１は、無給水で車室内の加湿を行うことが可能である。

次に、暖風通路４２の暖風取出口４５を、ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置で、ヒータコア５の外側の冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けた意義について説明する。

図４は、本実施形態の空調装置１と比較するために、比較例の空調装置９を示したものである。比較例の空調装置９では、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置で、ヒータコア５の下流側の面に向くように設けられている。なお、暖風通路４２の暖風取出口４５と、ヒータコア５の下流側の面との間には、製造公差による互いの接触を防ぐことが可能な程度のクリアランスが設けられている。

比較例の構成では、エアミックスドア１７の動作によりエバポレータ４を通過した後にヒータコア５を通過しない風量が増えた場合、図４の符号Ｆ３を付した矢印に示すように、ヒータコア５の外側の冷風流路１００から暖風取出口４５に冷風が流れ込んでしまう。その場合、暖風通路４２には、その冷風とヒータコア５を通過した暖風とが混ざり合った状態で流れる。したがって、比較例では、暖風通路４２から収容部２５に、吸湿材６から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を供給することが困難になることがある。

図８は、実験に基づき、エアミックスドア１７の開度と、暖風通路４２から収容部２５に供給される空気の温度との関係を表したグラフである。まず、図５〜図７を参照し、エアミックスドア１７の開度について説明する。

図５は、エアミックスドア１７の開度が０％の状態を示している。この状態で、エアミックスドア１７は、ヒータコア５の気流流入面の略全面を覆い、ヒータコア５より上側と下側の流路を開放している。そのため、エバポレータ４を通過した空気の殆ど全てがヒータコア５を通過しないで流れる。したがって、エアミックスドア１７の開度が０％に近づくほど、空調装置１の各吹出開口部から吹き出される空調風の温度は低くなる。

図６は、エアミックスドア１７の開度が５０％の状態を示している。この状態で、エアミックスドア１７は、ヒータコア５の気流流入面の略半分を開放し、残りの略半分を覆っている。そのため、エバポレータ４を通過した空気は、ヒータコア５を通過する空気と、ヒータコア５を通過しない空気に分かれて流れる。

図７は、エアミックスドア１７の開度が１００％の状態を示している。この状態で、エアミックスドア１７は、ヒータコア５の気流流入面の略全面を開放し、ヒータコア５より上側と下側の流路を閉塞している。そのため、エバポレータ４を通過した空気の殆ど全てがヒータコア５を通過して流れる。したがって、エアミックスドア１７の開度が１００％に近づくほど、空調装置１の各吹出開口部から吹き出される空調風の温度は高くなる。

図８のグラフでは、本実施形態の構成において、暖風通路４２から収容部２５に供給される空気の温度と、エアミックスドア１７の開度との関係を、実線Ａで示している。比較例の構成において、暖風通路４２から収容部２５に供給される空気の温度と、エアミックスドア１７の開度との関係を、実線Ｂで示している。また、図８のグラフでは、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度（すなわち、吸湿材６から水分を離脱させるために必要十分な温度）の下限値を、実線Ｃで示している。

図８の実線Ｂに示すように、比較例の構成では、エアミックスドア１７の開度が１００％から５０％付近まで、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度の暖風を、暖風通路４２から収容部２５に供給することが可能である。しかし、比較例の構成では、エアミックスドア１７の開度が５０％付近より小さくなると、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度の暖風を、暖風通路４２から収容部２５に供給することができなくなる。これに対し、実線Ａに示すように、本実施形態では、エアミックスドア１７の開度が１００％から０％付近まで、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度の暖風を、暖風通路４２から収容部２５に供給することが可能である。したがって、本実施形態は比較例に対し、エバポレータ４を通過した後にヒータコア５を通過する風量が少なくなった場合にも、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度の暖風を収容部２５に供給することが可能である。よって、本実施形態は比較例に対し、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度の暖風を収容部２５に供給することを保証できる範囲を拡大することができる。

なお、一般的に、加湿器は、晩秋〜冬〜春先にかけて乗員によく使用されると考えられる。晩秋〜冬〜春先では、エアミックスドア１７の開度が０％付近の領域（すなわち、マックスクール側）に設定されることは少ないと考えられる。そのため、本実施形態の構成では、晩秋〜冬〜春先にかけてエアミックスドア１７が作動する略全ての領域で、吸湿材６からの湿度放出に必要な温度の暖風を収容部２５に供給することを保証できる。

以上説明した本実施形態の空調装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の外側を冷風が流れる冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。言い換えれば、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の中央部を通る法線に向くように設けられている。これによれば、暖風通路４２の暖風取出口４５に対してヒータコア５の外側の冷風流路１００から冷風が流れ込むことが抑制され、ヒータコア５を通過した暖風が高い温度を保った状態で流入する。そのため、暖風通路４２から収容部２５に、吸湿材６から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を供給することが可能である。このことは、発明者の実験により、エアミックスドア１７の動作によりエバポレータ４を通過した後にヒータコア５を通過しない風量が増え、ヒータコア５を通過する風量が少なくなった場合にも保証できる範囲が拡がることが判った。したがって、この空調装置１は、吸湿材６から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を吸湿材６の収容部２５に供給し、その収容部２５から乗員に対して安定して加湿風を吹き出すことができる。また、この空調装置１は、その暖風を取り出すために部品等の追加を必要とすることなく、製造上のコストを下げることができる。

（２）本実施形態では、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置に設けられている。これによれば、ヒータコア５の下流側でヒータコア５を通過した暖風と冷風流路１００を流れる冷風とが混ざり合う前に、ヒータコア５を通過した暖風を暖風取出口４５に導入することが可能である。

（３）本実施形態では、空調装置１は、回収風通路４１、排気通路４３および加湿風通路４４をさらに備える。回収風通路４１は、通風路１０の中でエバポレータ４で冷却された冷風が流れる流路に設けられた回収風取出口４０と収容部２５とを連通する。排気通路４３は、収容部２５から空気を排出する。加湿風通路４４は、収容部２５で加湿された空気を車室内に向けて吹き出す。これによれば、空調装置１は、回収風通路４１から収容部２５に導入される空気に含まれる水分を吸湿材６に吸着させた後、その吸湿材６を通過した空気を排気通路４３を通じて排出することが可能である。また、空調装置１は、暖風通路４２から収容部２５に導入される空気に対し吸湿材６から水分を脱離させ、その水分を含んだ空気を加湿風通路４４を通じて車室内に向けて吹き出すことが可能である。これにより、空調装置１は、無給水で作動可能な無給水加湿器の機能を備えることが可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して暖風通路４２の位置を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図９に示すように、第２実施形態では、暖風通路４２は、空調ケース２の底壁２０１から通風路１０内に差し込まれている。第２実施形態でも、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置に設けられている。また、暖風取出口４５は、ヒータコア５の外側の冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。言い換えれば、暖風取出口４５は、ヒータコア５の中央部を通る法線に向くように設けられている。

暖風通路４２の暖風取出口４５を上述した位置に設けることで、ヒータコア５の外側の冷風流路１００から暖風取出口４５に冷風が流れ込むことが抑制され、ヒータコア５を通過した暖風が高い温度を保った状態で暖風取出口４５に流入する。したがって、第２実施形態も、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態も、第１実施形態に対して暖風通路４２の位置を変更したものである。図１０に示すように、第３実施形態では、ヒータコア５が空調ケース２の底壁２０１に接するか、または、隣接するように設けられている。なお、第３実施形態では、空調ケース２の内側に仕切板１３が設けられておらず、通風路１０は上通風路１１と下通風路１２に仕切られていない。すなわち、空調装置１は、内外気２層モードの設定を行わないものである。また、エバポレータ４とヒータコア５との間の通風路１０には、１枚のエアミックスドア１７が設けられている。

第３実施形態では、暖風通路４２の暖風取出口４５は、ヒータコア５の中央部の下流側で、ヒータコア５に隣接する位置に設けられている。また、暖風取出口４５は、ヒータコア５の外側の冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。第３実施形態では、ヒータコア５は空調ケース２の底壁２０１に接するか、または、隣接するように設けられているので、ヒータコア５の外側の冷風流路１００のうち暖風取出口４５に最も近い流路は、ヒータコア５より上側の冷風流路１００である。図１０では、そのヒータコア５より上側の冷風流路１００を、符号１００ｂを付した一点鎖線で示している。暖風取出口４５は、そのヒータコア５より上側の冷風流路１００に対して反対側（すなわち、底壁２０１側）を向くように設けられている。

暖風通路４２の暖風取出口４５を上述した位置に設けることで、ヒータコア５の外側の冷風流路１００から暖風取出口４５に冷風が流れ込むことが抑制され、ヒータコア５を通過した暖風が高い温度を保った状態で暖風取出口４５に流入する。したがって、第３実施形態も、第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態に対して収容部２５の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１１および図１２に示すように、収容部２５は、空調ケース２と一体に構成されている。収容部２５は、筒状に形成された筒部２７、その筒部２７の軸方向の一方に設けられた第１円錐部２８、および、筒部２７の軸方向の他方に設けられた第２円錐部２９などにより構成されている。収容部２５は、空調装置１が車両に搭載された状態で、第１円錐部２８の頂点２８１が第２円錐部２９の頂点２９１より低い位置となるように設けられている。また、収容部２５は、第１円錐部２８の頂点２８１とエバポレータ４との距離Ｌ１が第２円錐部２９の頂点２９１とエバポレータ４との距離Ｌ２より近くなるように、エバポレータ４に対して傾斜して設けられている。

図１１および図１２に示すように、本実施形態では、暖風通路４２と回収風通路４１は、第１円錐部２８に接続されている。排気通路４３と加湿風通路４４は、第２円錐部２９に接続されている。図１２に示すように、第１円錐部２８には、暖風通路４２の開口部４２０と、回収風通路４１の開口部４１０とが設けられている。第２円錐部２９には、排気通路４３の開口部４３０と、加湿風通路４４の開口部４４０とが設けられている。

収容部２５の第１円錐部２８の内側には第１円錐ドア５５が設けられている。収容部２５の第２円錐部２９の内側には、第２円錐ドア５６が設けられている。図１３〜図１５に示すように、第１円錐ドア５５は、円錐の傘状に形成されており、周方向の一部に開口５５０を有している。第１円錐ドア５５は、第１円錐部２８の軸周りに回転可能に設けられている。図１２に示すように、第１円錐部２８に設けられた回収風通路４１の開口部４１０と、第１円錐ドア５５の有する開口５５０とが重なるとき、回収風通路４１と収容空間２６とが連通し、暖風通路４２と収容空間２６とが遮断される。これに対し、第１円錐部２８に設けられた暖風通路４２の開口部４２０と、第１円錐ドア５５の有する開口５５０とが重なるとき、暖風通路４２と収容空間２６とが連通し、回収風通路４１と収容空間２６とが遮断される。

第２円錐ドア５６も、第１円錐ドア５５と同様、円錐の傘状に形成されており、周方向の一部に開口５６０を有している。第２円錐ドア５６は、第２円錐部２９の軸周りに回転可能に設けられている。第２円錐部２９に設けられた加湿風通路４４の開口部４４０と、第２円錐ドア５６の有する開口５６０とが重なるとき、収容空間２６と加湿風通路４４とが連通し、収容空間２６と排気通路４３とが遮断される。これに対し、第２円錐部２９に設けられた排気通路４３の開口部４３０と、第２円錐ドア５６の有する開口５６０とが重なるとき、収容空間２６と排気通路４３とが連通し、収容空間２６と加湿風通路４４とが遮断される。

吸湿材６の空気流入面６１は、回収風通路４１から収容空間２６に導入される風の方向に対して傾斜しており、且つ、暖風通路４２から収容空間２６に導入される風の方向に対して傾斜した状態で、収容空間２６に収容されている。

なお、第１円錐ドア５５と第２円錐ドア５６とは、図示していない連結部材により接続され、同期して回転する。そのため、第１円錐ドア５５と第２円錐ドア５６の回転により、回収風通路４１と収容空間２６とが連通し、且つ、排気通路４３と収容空間２６とが連通する。このとき、暖風通路４２と収容空間２６とが遮断され、加湿風通路４４と収容空間２６とが遮断される。この状態で、回収風通路４１から収容空間２６に導入された空気は、吸湿材６の空気流入面６１に沿って広がり、吸湿材６の中に広範囲に流れる。これにより、回収風通路４１から収容空間２６に導入される空気に含まれる水分が、吸湿材６の全体に亘り吸着される。そして、吸湿材６を通過して湿度が低くなった空気は、排気通路４３から空調ケース２の外側に排出される。

一方、第１円錐ドア５５と第２円錐ドア５６の回転により、暖風通路４２と収容空間２６とが連通するとき、加湿風通路４４と収容空間２６とが連通する。このとき、回収風通路４１と収容空間２６とが遮断され、排気通路４３と収容空間２６とが遮断される。この状態で、暖風通路４２から収容空間２６に導入された空気は、吸湿材６の空気流入面６１に沿って広がり、吸湿材６の中に広範囲に流れる。これにより、暖風通路４２から収容空間２６に導入される空気に対し、吸湿材６に含まれていた水分が放出される。そして、吸湿材６を通過して湿度が高くなった空気は、加湿風通路４４を通り、フェイス吹出口または加湿風吹出口から車室内に吹き出される。これにより、本実施形態の空調装置１は、無給水で車室内の加湿を行うことが可能である。

以上説明した第４実施形態も、第１〜第３実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。さらに、第４実施形態では、空調ケース２と収容部２５とが、一体に構成されている。そのため、空調装置１の体格を小型化することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記実施形態では、空調ケース２の通風路１０を流れる空気を冷却する冷却機器として、エバポレータ４を用いる例について説明した。これに対し、他の実施形態では、冷却機器は、例えば、外気等の低温の空気を利用して空気を冷却する気−気熱交換器、または、ペルチェモジュールなどを用いてもよい。

（２）上記実施形態では、空調ケース２の通風路１０を流れる空気を加熱する加熱機器として、ヒータコア５を用いる例について説明した。これに対し、他の実施形態では、加熱機器は、例えば、電気ヒータ、ペルチェモジュール、またはヒートポンプサイクルの凝縮器などを用いてもよい。

（３）上記第２実施形態では、暖風通路４２は、空調ケース２の底壁２０１からから空調ケース２の内側に差し込む構成とした。これに対し、他の実施形態では、暖風通路４２は、例えば、空調ケース２の側壁２００または上壁などから空調ケース２の内側に差し込む構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、ヒータコア５は、重力方向に対して略平行に設置した。これに対し、他の実施形態では、ヒータコア５は、重力方向に対して斜めに設置してもよい。その場合にも、暖風通路４２の暖風取出口４５を、ヒータコア５の下流側の面に隣接する位置で、ヒータコア５の外側の冷風流路１００のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けることで、上述した各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（５）上記実施形態では、回収風取出口４０は、エバポレータ４とヒータコア５との間で、ヒータコア投影範囲ＨＳを含む位置に設ける構成とした。これに対し、他の実施形態では、回収風取出口４０は、エバポレータ４を通過した冷風が流れる流路であれば、どの位置に設けてもよい。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、車室内の空気調和を行う空調装置であって、空調ケース、冷却機器、加熱機器、エアミックスドア、収容部および暖風通路を備える。空調ケースは、空気が流れる通風路を形成する。冷却機器は、通風路を流れる空気を冷却する。加熱機器は、冷却機器の下流側に配置され、通風路を流れる空気を加熱する。エアミックスドアは、冷却機器と加熱機器との間に設けられ、冷却機器を通過した後に加熱機器を通過しない風量と加熱機器を通過する風量との割合を調整する。収容部は、空気に含まれる水分を吸着および脱離可能な吸湿材を収容する。暖風通路は、通風路の中で加熱機器の下流側に設けられた暖風取出口と収容部とを連通する。ここで、暖風通路の暖風取出口は、加熱機器の外側を冷風が流れる冷風流路のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている。

第２の観点によれば、暖風通路の暖風取出口は、加熱機器の中央部を通る法線に向くように設けられている。これによれば、暖風通路の暖風取出口に対して加熱機器の外側の冷風流路から冷風が流れ込むことが抑制され、加熱機器を通過した暖風が高い温度を保った状態で流入する。そのため、暖風通路から収容部に、吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を供給することが可能である。このことは、発明者の実験により、エアミックスドアの動作により冷却機器を通過した後に加熱機器を通過しない風量が増え、加熱機器を通過する風量が少なくなった場合にも保証できる範囲が拡がることが判った。したがって、この空調装置は、吸湿材から水分を離脱させるために必要十分な温度の暖風を吸湿材の収容部に供給し、その収容部から乗員に対して安定して加湿風を吹き出すことができる。また、この空調装置は、その暖風を取り出すために部品等の追加を必要とすることなく、製造上のコストを下げることができる。

第３の観点によれば、暖風通路の暖風取出口は、加熱機器の下流側の面に隣接する位置に設けられている。これによれば、一般に、加熱機器の下流側の面から離れるほど、加熱機器を通過した暖風と冷風流路を流れる冷風とが混ざり合う。そのため、加熱機器の下流側の面に隣接する位置に暖風通路の暖風取出口を設けることで、暖風通路の暖風取出口に対し、加熱機器の外側の冷風流路から冷風が流れ込むことを抑制し、加熱機器を通過した暖風を流入することができる。

第４の観点によれば、空調装置は、回収風通路、排気通路および加湿風通路をさらに備える。回収風通路は、通風路の中で冷却機器で冷却された冷風が流れる流路に設けられた回収風取出口と収容部とを連通する。排気通路は、収容部から空気を排出する。加湿風通路は、収容部で加湿された空気を車室内に向けて吹き出す。これによれば、空調装置は、回収風通路から収容部に導入される空気に含まれる水分を吸湿材に吸着させた後、その吸湿材を通過した空気を排気通路を通じて排出することが可能である。また、空調装置は、暖風通路から収容部に導入される空気に対し吸湿材から水分を脱離させ、その水分を含んだ空気を加湿風通路を通じて車室内に向けて吹き出すことが可能である。これにより、空調装置は、無給水で作動可能な無給水加湿器の機能を備えることが可能である。

第５の観点によれば、空調ケースと収容部とは、一体に構成されている。これにより、空調装置の体格を小型化することができる。

１空調装置
２空調ケース
４エバポレータ
５ヒータコア
６吸湿材
１０通風路
１７エアミックスドア
２５収容部
４２暖風通路
４５暖風取出口

Claims

車室内の空気調和を行う空調装置であって、
空気が流れる通風路（１０）を形成する空調ケース（２）と、
前記通風路を流れる空気を冷却する冷却機器（４）と、
前記冷却機器の下流側に配置され、前記通風路を流れる空気を加熱する加熱機器（５）と、
前記冷却機器と前記加熱機器との間に設けられ、前記冷却機器を通過した後に前記加熱機器を通過しない風量と前記加熱機器を通過する風量との割合を調整するエアミックスドア（１７）と、
空気に含まれる水分を吸着および脱離可能な吸湿材（１６）を収容する収容部（２５）と、
前記通風路の中で前記加熱機器の下流側に設けられた暖風取出口（４５）と前記収容部とを連通する暖風通路（４２）と、を備え、
前記暖風通路の前記暖風取出口は、前記加熱機器の外側を冷風が流れる冷風流路（１００）のうち最も近い流路に対して反対側を向くように設けられている、空調装置。
前記暖風通路の前記暖風取出口は、前記加熱機器の中央部を通る法線に向くように設けられている、請求項１に記載の空調装置。
前記暖風通路の前記暖風取出口は、前記加熱機器の下流側の面に隣接する位置に設けられている、請求項１または２に記載の空調装置。
前記通風路の中で前記冷却機器で冷却された冷風が流れる流路に設けられた回収風取出口（４０）と前記収容部とを連通する回収風通路（４１）と、
前記収容部から空気を排出する排気通路（４３）と、
前記収容部で加湿された空気を車室内に向けて吹き出す加湿風通路（４４）と、をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
前記空調ケースと前記収容部とは、一体に構成されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空調装置。