JP2019177742A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置において、簡素な構成で送風抵抗の増加を抑制しつつ、ドアの開度に応じた送風温度の特性を得る。【解決手段】車両用空調装置１０を構成するエアミックス機構１８には、仕切壁３８に対して上方及び下方に設けられる第１及び第２エアミックスドア４４、４６に対し、上流側に向かって窪んだ凹部５２ａ、５２ｂが形成される。この凹部５２ａ、５２ｂは、第１及び第２エアミックスドア４４、４６の中間開度において、ヒータコア１６に設けられた第１及び第２リブ３４、３６に臨むように設けられ、エバポレータ１４を通過した冷風の一部が、ヒータコア１６の上流側で凹部５２ａ、５２ｂを通じて第１及び第２リブ３４、３６と第１及び第２エアミックスドア４４、４６の間から冷風通路４２側へとそれぞれ流通することで、送風抵抗を増加させることなく前記中間開度における送風温度を所望の特性へと調整できる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載され、空調ケース内の熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う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、例えば、特許文献１に示されるように、ケースの内部に蒸発器とヒータコアとが空気の流れ方向に沿って略並列に設けられ、この蒸発器とヒータコアとの間にエアミックスドアが上下方向にスライド自在に設けられている。そして、エアミックスドアの移動作用下に蒸発器によって冷却された冷風のヒータコア側への流通量を調整することで、ヒータコアの下流側における冷風と温風との混合割合を調節して車室内へと送風している。

特許第６１１５４６２号公報

上述したような車両用空調装置では、駆動源の駆動量に対してエアミックスドアをリニアに作動させた場合、蒸発器によって冷却された冷風とヒータコアによって加熱された温風との混合割合の変化に特性を持たせることが難しい。

そこで、エアミックスドアをリニアに作動させつつ所望の温度特性を得るためには、例えば、ケースの内壁面に突起を設けたり、空気の流通する流路構造を複雑にすることが考えられるが、この突起や複雑な流路構造によって空気が流通する際の送風抵抗が増加してしまい送風量の低下を招くと共に、製造コストが増加してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で送風抵抗の増加を抑制しつつ、ドアの開度に応じた送風温度の特性を得る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、複数の通路を内部に有した空調ケースと、空調ケースの内部に設けられ空気の冷却を行う冷却器と、冷却器の下流側に設けられ空気の加熱を行う加熱器と、加熱器の配置される温風通路と、冷却器の下流側に設けられ加熱器を迂回する冷風通路と、冷却器の下流側を温風通路と冷風通路とに分離する分離壁とを有した車両用空調装置において、
冷却器と分離壁との間には、冷風通路及び温風通路に流通させる空気の割合を調整自在な調整ドアが設けられ、
調整ドアの分離壁に臨む面の一部には、空気の流れ方向において分離壁から離間する方向に窪んだ凹部を備え、
調整ドアの駆動作用下に凹部と分離壁とが対向した際、凹部を介して温風通路から冷風通路側へと空気が流れることを特徴とする。

本発明によれば、空調ケースの内部における冷却器と分離壁との間には、冷風通路を流れる空気と温風通路を流れる空気との割合を調整自在な調整ドアを設け、この調整ドアには、温風通路と冷風通路とを分離する分離壁に臨む面の一部に、分離壁から離間する方向に窪んだ凹部を備えている。そして、調整ドアによって冷風通路と温風通路の一部をそれぞれ塞ぐ中間開度において、凹部と分離壁とを対向させ、この凹部を通じて温風通路から空気を冷風通路側へと流通させることができる。

その結果、調整ドアに凹部を設けるという簡素な構成で、空調ケースの形状を変更することなく、且つ、冷却器から加熱器側へと流れる空気の送風抵抗を増加させることなく、加熱器側への空気の一部を冷風通路へと流すことで中間開度における所望の温度特性を得ることができる。

また、凹部と分離壁の離間距離を、調整ドアの移動方向及び移動方向と直交する幅方向の少なくともいずれか一方向に沿って変化させるとよい。

さらに、空調ケースには、温風通路に臨み調整ドアによって開閉される温風通路開口と、冷風通路に臨み調整ドアによって開閉される冷風通路開口とを備え、
調整ドアの移動方向に沿った端部に設けられるシール部が冷風通路開口を閉塞する際に当接するシール面を備え、
冷風通路開口は、冷風通路開口の開口する壁面のうち、シール部がシール面に当接した状態から調整ドアが開き始めるまでの調整ドアの移動方向に沿った端部の移動範囲となる第１領域と、第１領域と分離壁の間となる第２領域とを有し、
調整ドアの端部が第２領域に位置している際に、凹部を分離壁と対向する調整ドアの面の少なくとも一部に設けるとよい。

さらにまた、空調ケースの内部が仕切壁によって上下方向に分離された二層式であり、仕切壁の上方に設けられる一方の調整ドアと、仕切壁の下方に設けられる他方の調整ドアとを備え、一方の調整ドアにおける凹部と、他方の調整ドアにおける凹部とを異なる形状で形成するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、空調ケースにおいて冷却器と分離壁との間に設けられた調整ドアには、温風通路と冷風通路とを分離する分離壁に臨む面の一部に、分離壁から離間する方向に窪んだ凹部を設けることにより、調整ドアによって冷風通路と温風通路の一部をそれぞれ塞ぐ中間開度において、この凹部と分離壁とを対向させ、凹部を通じて温風通路から冷風通路側へと空気の一部を流通させることができる。その結果、調整ドアに凹部を設けるという簡素な構成で、空調ケースの形状を変更することなく、且つ、冷却器から加熱器側へと流れる空気の送風抵抗を増加させることなく、中間開度において加熱器側への空気の一部を冷風通路へと流すことで所望の温度特性を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体断面図である。 図１の車両用空調装置において、中間開度にある第１エアミックスドア近傍を示す拡大断面図である。 図２の第１エアミックスドアの外観斜視図である。 図４Ａは、第１変形例に係る第１エアミックスドアの正面図であり、図４Ｂは、第２変形例に係る第１エアミックスドアの正面図である。

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、空気の各通路を構成する空調ケース１２と、該空調ケース１２の内部に配設され空気を冷却するエバポレータ（冷却器）１４と、前記空気を加熱するヒータコア（加熱器）１６と、前記空調ケース１２内に導入された空気を、エバポレータ１４及びヒータコア１６によって熱交換を行い、調温された冷風及び温風を所定の混合比率で混合させるエアミックス機構１８と、前記空調ケース１２の側面に設けられた駆動源（図示せず）の駆動力を前記エアミックス機構１８へと伝達する駆動力伝達機構２０とを含む。

この空調ケース１２の上方には、車室内における乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口２２と、該ベント送風口２２と隣接して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２４とが開口している。なお、デフロスタ送風口２４が車両前方側（矢印Ａ方向）、ベント送風口２２が車両後方側（矢印Ｂ方向）となるように隣接して形成される。

また、空調ケース１２の車両後方側（矢印Ｂ方向）には、車室内における乗員の足元近傍に送風を行うフット送風口２６が開口している。

そして、ベント送風口２２、デフロスタ送風口２４及びフット送風口２６には、それぞれの送風状態を切り替えるための切替ドア２８ａ、２８ｂ、２８ｃが開閉自在に設けられている。

一方、空調ケース１２の内部には、空気の流通方向における上流側（矢印Ａ方向）にエバポレータ１４が設けられ、前記エバポレータ１４に対して下流側（矢印Ｂ方向）となる位置に所定間隔離間してヒータコア１６が設けられる。そして、このヒータコア１６は温風通路４０に設けられると共に、該ヒータコア１６の上下を迂回するように冷風の流れる冷風通路４２が形成される。

このヒータコア１６は、その上端及び下端が空調ケース１２の上部ホルダ３０及び下部ホルダ３２によって保持されると共に、前記上部ホルダ３０及び下部ホルダ３２には、上流側（矢印Ａ方向）に向かって突出した第１及び第２リブ（分離壁）３４、３６が設けられる。この第１及び第２リブ３４、３６は、温風通路４０と冷風通路４２とを分離するように設けられている。

また、空調ケース１２には、エバポレータ１４の下流側（矢印Ｂ方向）において上下方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に分離する仕切壁３８が設けられ、この仕切壁３８は車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在すると共に、冷風通路４２を分離している。すなわち、この車両用空調装置１０は、仕切壁３８によって冷風通路４２が上下方向に分離された二層式である。

また、エバポレータ１４とヒータコア１６との間には、該エバポレータ１４によって冷却された空気を下流へと流通させる際、その流通量及び流通状態を調整するためのエアミックス機構１８が設けられる。

さらに、空調ケース１２には、エアミックス機構１８に対して上流側（矢印Ａ方向）となる位置に、例えば、図示しない駆動源による駆動力を前記エアミックス機構１８へと伝達して作動させるための駆動力伝達機構２０が設けられる。

エアミックス機構１８は、仕切壁３８の上方（矢印Ｃ方向）に設けられる第１エアミックスドア（調整ドア）４４と、該仕切壁３８の下方（矢印Ｄ方向）に設けられる第２エアミックスドア（調整ドア）４６とから構成される。

この第１及び第２エアミックスドア４４、４６は、例えば、大きな半径で形成された断面円弧状のプレートからなり、エバポレータ１４から離間する方向、すなわち、ヒータコア１６側（図１中、矢印Ｂ方向）に向かって緩やかな凸状となるように形成される。

また、第１及び第２エアミックスドア４４、４６は、空調ケース１２の幅方向に沿って設けられると共に、前記空調ケース１２の内壁面に設けられたガイド部４８に沿って案内され、エバポレータ１４に臨む内周面には、それぞれラックギア５０が設けられている。ラックギア５０は、第１及び第２エアミックスドア４４、４６のスライド方向に沿ってそれぞれ一直線状に形成される。

第１エアミックスドア４４は、図１〜図３に示されるように、そのスライド方向（移動方向）に沿った略中央部にエバポレータ１４側（矢印Ａ方向）に向かって窪んだ凹部５２ａを有し、この凹部５２ａは、例えば、図３に示されるように、上方が幅狭状となる略台形状に形成されると共に、厚さ方向（図１及び図２中、矢印Ａ、Ｂ方向）において断面長方形状に形成される。

第２エアミックスドア４６には、そのスライド方向（移動方向）に沿った略中央部にエバポレータ１４側（矢印Ａ方向）に向かって窪んだ凹部５２ｂを有し、この凹部５２ｂは、厚さ方向（図１及び図２中、矢印Ａ、Ｂ方向）において断面長方形状に形成される。この凹部５２ａ、５２ｂは、例えば、第１及び第２エアミックスドア４４、４６を成形する際に同時に形成される。

さらに、この第１及び第２エアミックスドア４４、４６のスライド方向に沿った両端部には、断面Ｌ字状に折曲されヒータコア１６側（矢印Ｂ方向）へ突出した一組の取付部を介してそれぞれ一対のシール部材５４が設けられる。

そして、図１に示されるように、第１及び第２エアミックスドア４４、４６が互いに接近した場合には、その下端及び上端のシール部材５４がそれぞれ仕切壁３８へと当接すると共に、前記第１エアミックスドア４４の上端のシール部材５４が第１リブ３４へと当接し、前記第２エアミックスドア４６の下端のシール部材５４が第２リブ３６へと当接することで、エバポレータ１４の下流側において冷風通路４２とヒータコア１６との連通が遮断される。

一方、第１及び第２エアミックスドア４４、４６が互いに離間するように移動した場合には、前記第１エアミックスドア４４の下端のシール部材５４が第１リブ３４へと当接し、前記第２エアミックスドア４６の上端のシール部材５４が第２リブ３６へと当接することで、エバポレータ１４の下流側においてヒータコア１６を迂回する冷風通路４２の連通が遮断される。

駆動力伝達機構２０は、空調ケース１２に対して回転自在に支持された一組の第１及び第２シャフト５６、５８を有し、第１及び第２エアミックスドア４４、４６とエバポレータ１４との間に設けられると共に、仕切壁３８を挟んで上下方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に所定間隔離間して設けられる。

この第１及び第２シャフト５６、５８にはピニオンギア６０を有し、第１及び第２エアミックスドア４４、４６のラックギア５０にそれぞれ噛合されると共に、前記第１及び第２シャフト５６、５８は、空調ケース１２の外側において図示しないリンク機構を介して駆動源と接続される。

そして、図示しない駆動源の駆動作用下に第１及び第２シャフト５６、５８が所定方向に回転することで、噛合された前記第１及び第２エアミックスドア４４、４６がガイド部４８に沿って上下方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）にスライド変位する。

また、第１及び第２エアミックスドア４４、４６と内壁面６２とによって形成される冷風通路開口において、第１エアミックスドア４４の上端に設けられたシール部材５４が、第１リブ３４の上方となる空調ケース１２の内壁面６２への当接によって圧縮された圧縮状態から、前記第１エアミックスドア４４の下降によって圧縮状態が解除され、その内壁面６２に対して非圧縮状態で当接している状態となるまでの領域を、前記第１エアミックスドア４４が全開状態から作動し始めた際の第１領域とし、この第１領域からさらに第１エアミックスドア４４が下降し始めた領域を第２領域とする。

第２エアミックスドア４６は、第１エアミックスドア４４と同様に、シール部材５４が第２エアミックスドア４６の下方となる空調ケース１２の内壁面６２への当接によって圧縮された圧縮状態から、前記第２エアミックスドア４６の上昇によって圧縮状態が解除され、その内壁面６２に対して非圧縮状態で当接している状態となるまでの領域を、前記第２エアミックスドア４６が全開状態から作動し始めた際の第１領域とし、この第１領域からさらに第２エアミックスドア４６が上昇し始めた領域を第２領域とする。

そして、第１及び第２エアミックスドア４４、４６に設けられた凹部５２ａ、５２ｂは、シール部材５４の先端が第２領域に位置する際に、第１及び第２リブ３４、３６と対向する位置に設けるとよい。

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、次にその動作並びに作用効果について説明する。

車室内に温調風を送風する場合には、図示しない駆動部の駆動作用下に第１及び第２シャフト５６、５８がそれぞれ所定方向に回転し、第１及び第２エアミックスドア４４、４６を目標温度に対応した停止位置へと移動させる。

そして、図示しない送風機から送風されエバポレータ１４を通過することで冷却された空気は、第１及び第２エアミックスドア４４、４６によって温風通路４０と冷風通路４２へと案内され、温風通路４０のヒータコア１６を通過することで加熱された空気と冷風通路４２を流れた空気とが、ヒータコア１６の下流で合流して温調風となり、切替ドア２８ａ、２８ｂ、２８ｃの切替作用下に開口したベント送風口２２、デフロスタ送風口２４、フット送風口２６からそれぞれ車室内へと送風される。

この際、第１及び第２エアミックスドア４４、４６は、その上下端に設けられたシール部材５４が、冷風通路開口における第２領域に位置し、且つ、冷風通路４２及び温風通路４０の一部をそれぞれ塞いだ中間開度において、前記第１及び第２エアミックスドア４４、４６を通過して温風通路４０へ流れる空気の一部を、凹部５２ａ、５２ｂを通じて上方及び下方の冷風通路４２側（矢印Ｃ、Ｄ方向）へと流通させる。これにより、ヒータコア１６側へと流れる空気の送風量を抑制することができ、それに伴って、前記中間開度における送風温度が所望の特性となるように調整される。

以上のように、本実施の形態では、車両用空調装置１０を構成するエアミックス機構１８において、第１及び第２エアミックスドア４４、４６に上流側（矢印Ａ方向）に向かって窪んだ凹部５２ａ、５２ｂを設けることで、ヒータコア１６の上流側を流れる空気の一部を、該ヒータコア１６と第１エアミックスドア４４との間を通じて流通させ、且つ、凹部５２ａ、５２ｂを通じて冷風通路４２側へと流通させることができる。

そのため、第１及び第２エアミックスドア４４、４６に凹部５２ａ、５２ｂを設けるという簡素な構成で、空調ケース１２の形状を変更することなく、しかも、エバポレータ１４からヒータコア１６側へと流れる冷風の送風抵抗を増加させることなく、中間開度においてヒータコア１６をバイパスさせるように冷風の一部を下流側へと流通させ、該中間開度における送風温度を所望の特性へと調整することができる。

また、凹部５２ａ、５２ｂは、第１及び第２エアミックスドア４４、４６の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）となる深さを、該第１エアミックスドア４４のスライド方向に沿って変化させることで、前記スライド方向に移動させた際の開度に応じて送風特性を自在に調整することが可能となり、一方、前記凹部５２ａ、５２ｂの深さを、前記第１及び第２エアミックスドア４４、４６の幅方向に沿って変化させることで、前記幅方向において送風特性を自在に調整することができる。

さらに、第１及び第２エアミックスドア４４、４６は、その上端及び下端のシール部材５４が空調ケース１２の内壁面６２へと当接した全開状態から第１領域分だけ微小な開度で作動し始めた際、冷風通路４２の開口面積の変化に対して下流側へと流入する送風量の変化が大きくなるため、前記内壁面６２の形状が送風量に対して大きな影響をあたえる。そのため、上述した第２領域における送風量の特性を最適化する際に、内壁面６２の形状を変更することなく、前記凹部５２ａ、５２ｂの形状のみを調整して送風量の特性を最適化することで、全開度領域における送風特性を容易に最適化することが可能となる。

さらにまた、空調ケース１２の内部に上下方向に分離可能な仕切壁３８を有した二層式とすることで、バイレベルモードにおいて、上側の通路を流れる空気（冷風）をベント送風口２２から乗員の顔近傍へと送風し、下側の通路を流れる空気（温風）を、フット送風口２６から前記乗員の足元近傍へと送風することができる。

またさらに、凹部５２ａ（５２ｂ）は、上述したような上方に向かって先細状となる略台形状で形成される場合に限定されるものではなく、例えば、図４Ａに示される第１エアミックスドア７０のように、幅方向（矢印Ｅ方向）に分割され同一形状からなる２つの凹部７２ａ、７２ｂとしてもよいし、図４Ｂに示される第１エアミックスドア８０のように、幅方向（矢印Ｅ方向）に分割され、且つ、形状の異なる２つの凹部８２ａ、８２ｂとしてもよい。

すなわち、第１エアミックスドア７０、８０の中間開度において温風通路４０から冷風通路４２へと流通させたい空気の送風量や位置等に応じて凹部７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂの形状、数量、位置等を適宜設定すればよい。

また、第１エアミックスドア４４における凹部５２ａの形状と、第２エアミックスドア４６における凹部５２ｂの形状とが異なるように設定することで、空調ケース１２の形状を変更することなく、ベント送風口２２から送風される冷風と、フット送風口２６から送風される温風との温度差を自在に調整することが可能となる。

さらには、第１及び第２エアミックスドア４４、４６の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）における凹部５２ａ、５２ｂの深さも、均一に形成される場合に限定されるものではなく、複数の異なる深さを有した段付状としてもよい。

すなわち、凹部５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂの位置、数量、形状を適宜変更することで、送風温度の特性を自在に調整することが可能となる。

さらにまた、上述した二層式の車両用空調装置１０ではなく、仕切壁３８を有していない一層式の車両用空調装置のエアミックスドアに凹部５２ａ、５２ｂを適用するようにしてもよい。

またさらに、上述したように凹部５２ａ、５２ｂが、第１及び第２エアミックスドア４４、４６に対してそれぞれ設けられる場合に限定されるものではなく、第１エアミックスドア４４及び第２エアミックスドア４６のいずれか一方のみに凹部を設け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 １２…空調ケース
１４…エバポレータ １６…ヒータコア
１８…エアミックス機構 ３４…第１リブ
３６…第２リブ ３８…仕切壁
４０…温風通路 ４２…冷風通路
４４、７０、８０…第１エアミックスドア
４６…第２エアミックスドア
５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ、８２ａ、８２ｂ…凹部

Claims (4)

1. 複数の通路を内部に有した空調ケースと、該空調ケースの内部に設けられ空気の冷却を行う冷却器と、該冷却器の下流側に設けられ前記空気の加熱を行う加熱器と、該加熱器の配置される温風通路と、前記冷却器の下流側に設けられ該加熱器を迂回する冷風通路と、前記冷却器の下流側を前記温風通路と前記冷風通路とに分離する分離壁とを有した車両用空調装置において、
   前記冷却器と前記分離壁との間には、前記冷風通路及び前記温風通路に流通させる空気の割合を調整自在な調整ドアが設けられ、
   前記調整ドアの前記分離壁に臨む面の一部には、前記空気の流れ方向において該分離壁から離間する方向に窪んだ凹部を備え、
   前記調整ドアの駆動作用下に前記凹部と前記分離壁とが対向した際、該凹部を介して前記温風通路から前記冷風通路側へと空気が流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、
   前記凹部と前記分離壁の離間距離は、前記調整ドアの移動方向及び該移動方向と直交する幅方向の少なくともいずれか一方向に沿って変化す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、
   前記空調ケースには、前記温風通路に臨み前記調整ドアによって開閉される温風通路開口と、前記冷風通路に臨み前記調整ドアによって開閉される冷風通路開口とを備え、
   前記調整ドアの移動方向に沿った端部に設けられるシール部が前記冷風通路開口を閉塞する際に当接するシール面を備え、
   前記冷風通路開口は、該冷風通路開口の開口する壁面のうち、前記シール部が前記シール面に当接した状態から前記調整ドアが開き始めるまでの該調整ドアの移動方向に沿った端部の移動範囲となる第１領域と、前記第１領域と前記分離壁の間となる第２領域とを有し、
   前記調整ドアの端部が前記第２領域に位置している際、前記凹部が、前記分離壁と対向する該調整ドアの面の少なくとも一部に設けられることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記空調ケースの内部が仕切壁によって上下方向に分離された二層式であり、前記仕切壁の上方に設けられる一方の調整ドアと、前記仕切壁の下方に設けられる他方の調整ドアとを備え、前記一方の調整ドアにおける凹部と、前記他方の調整ドアにおける凹部とが異なる形状で形成されることを特徴とする車両用空調装置。

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