JP2689777B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車室内の環境を快適に
するための、自動車用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用空調装置としては、例え
ば、車両のインストルメントパネル下部の、ほぼ乗員の
膝部高さに空調風の吹出口を設け、空調風を吹き出すも
のとして、特開昭６１−１３９８０８号公報、特開昭６
２−２３８１３号公報、特開昭６３−５９７１８号公報
に開示されているものがある。また車両のインストルメ
ントパネル下部の、ほぼ乗員膝部の高さに吹出口を設
け、該吹出口から吹き出す吹出空気の方向を冷房時と暖
房時とで車室の上下方向に大きく変更する自動車用空調
装置が特開昭５２−１５４８５１号公報に開示されてい
る。またインストルメントパネルの上下に設けた吹出口
を車室内の熱負荷に応じて制御するものとして実開昭６
３−１３２２３９号公報に開示されたものがあり、更に
縦横比の大きい横長の吹出口を有する自動車用空調装置
が例えば特開昭５９−１７１７１０号公報に開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自動車用空調装置にあっては、いずれの空調
装置であっても車両のインストルメントパネルの下部
で、ほぼ乗員の膝部の高さに位置する吹出口を設け、空
調風を吹き出す自動車用空調装置の場合、膝部吹出口か
らの温風は、乗員の上半身に舞い上がり易く、長時間使
用すると乗員顔面のかさかさ感や、頭部のもやもや感が
起こり易いという問題点があった。

【０００４】図７は、吹出し風速が２ｍ／ｓで室温と吹
出し風速の温度差が４０℃（室温：２０℃、吹出し風
温：６０℃）の場合の気流温度分布を赤外線温度計を用
いて計測した結果を示したものである。

【０００５】この計測結果から分かるように吹出し風は
浮力のため上昇し、乗員の顔面部のかさつき感や、乗員
頭部に滞留してもやもや感の原因となる。また、乗員が
女性の場合、衣類によっては膝部に速い流速を吹き出す
と衣類がまき上がるなどの問題点があった。

【０００６】また、ヒータ吹出の場合、温風を足元に固
定して吹き出すと、足元の一部のみが加熱され不快感を
おぼえると共に、足元より上部では依然として温まらな
いという問題点があった。

【０００７】さらに、冷房時と暖房時とで吹出方向を車
室の上下方向に変更する自動車用空調装置にあっては、
吹出し方向を単に変更するのみであるので、暖房時に足
元のみが局所的に加熱され、膝関節から足元上部を適切
に加熱し得ないという問題点があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたものであり、乗員の空調風によるもやもや
感、または顔面のかさつき感、乗員が女性の場合の衣類
のまき上がり、また、乗員へ不快感を与える顔面への吹
出し、等の問題点を解消し、乗員の快適感を向上させた
自動車用空調装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、図１
に示すように、空調風の吹出モードを切り換えるモード
切換部１と、空調風の吹き出し方向を車室内の上下方向
に揺動可能な上下風向切換部２と、これら２つの切換部
１，２をつなぐ配風ダクト部３とからなる吹出口装置４
を複数相対的に上下に位置するように配置した吹出装置
５を、インストルメントパネルに複数設置する。また吹
出モードを決定して前記モード切換部１を制御する吹出
モード決定手段６、吹出方向を決定して前記上下風向切
換部２を制御する吹出方向決定手段７、空調風を吹き出
す吹出口装置４を選択して空調風を吹き出す吹出口モー
ド決定手段８、及び実施例では車室の熱環境を検出する
各種センサーよりなるセンサー群９が設けられている。

【００１０】そして、実施例では吹出口モード決定手段
８によって最下部以外の吹出口装置４を選択し吹出モー
ド決定手段６によって拡散モードを選択して、胸元に向
けて空調風を吹き出しエアカーテン効果によって最下部
に位置する吹出口装置より吹き出される空調風の車室内
上部への上昇を阻止する。

【００１１】また、吹出口装置４が上下に３個以上設置
される吹出装置のときは、中間に位置する吹出口装置よ
り胸元に向けて空調風を吹き付け、顔面の圧力を高め、
最上部に位置する吹出口装置から顔面に向けて吹き出さ
れた空調風が直接顔面に当たらないようにする。

【００１２】また、まず吹出方向決定手段７によって、
吹出方向を頭上に向け、吹出モード決定手段６によって
集中モードを選択して、空調風を吹き出し、頭上の温風
を吹きはらう。次いで吹出方向決定手段７によって頭上
から首または胸の間に空調風を揺動させると決定すると
ともに、吹出モード決定手段６によって回避モードを選
択して、空調風を揺動させるが顔面に当たらないように
する。

【００１３】更に、吹出モード決定手段８で最下部の吹
出口装置４を選び、吹出方向決定手段７で吹出方向を水
平より上向きにするとともに、吹出口モード決定手段８
で最上部に位置する吹出口装置４を選び、吹出モード決
定手段６で吹出モードを拡散に、吹出方向決定手段７で
吹出方向を胸元として吹き出し、エアカーテン効果によ
り最下部の吹出口装置４よりの空調風の上昇を押さえ
る。また、最下部吹出口装置４よりの空調風を吹出方向
決定手段７により水平より下向きとしたときには、ま
ず、吹出方向決定手段７により頭上を選択するとともに
吹出モード決定手段８で集中モードを選択して、頭上に
集中風を吹き出す。次に、吹出方向決定手段７で揺動を
選択するとともに吹出モード決定手段６で回避モードを
選択して、空調風を上下に揺動させかつ顔面には当たら
ないようにする。

【００１４】

【作用】最下部を除く吹出口装置の吹出口より胸元に向
けて拡散モードで空調風を吹き付けると、該空調風のエ
アカーテン効果によって最下部の吹出口装置よりの空調
風は上昇を押さえられる。

【００１５】また、実施例では最上部の吹出口装置より
頭上に向けて集中モードで空調風を吹き掛けると、頭上
に停滞する温風が吹きとばされるため乗員の空調風によ
るもやもや感が解消される。

【００１６】吹出方向を揺動させるとともに回避モード
を選択するときは、空調風は広く乗員に掛かるとともに
顔面に当たることはないので、顔面に空調風が当たる不
快感が解消される。

【００１７】また、中間に位置する中部吹出口より胸に
拡散モードで空調風を吹き掛けると、顔面の圧力が上昇
するので、上部吹出口より顔面に向けて吹き出した空調
風は直接顔面に当たらない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
２〜図５は、本発明の第１実施例の構成を示す図であ
る。

【００１９】まず構成を説明する。図２に、全体構成を
示す。空調装置本体１１は、ブロアユニット１２、クー
リングユニット１３、ヒータユニット１４を連結して構
成されている。前記ブロアユニット１２には、外気吸入
口１５と内気吸入口１６とを開閉するインテークドア１
７、および、ブロアファンモータ１８を駆動源とする送
風手段たるブロアファン１９が設けられており、前記イ
ンテークドア１７にはインテークドア・アクチュエータ
２０が連係されている。前記クーリングユニット１３内
にはエバポレータ２１が、また、前記ヒータユニット１
４内にはエンジン冷却水を熱源とするヒータコア２２が
置設されており、該ヒータコア２２の前面にはエアミッ
クスドア・アクチュエータ２３に連係されたエアミック
スドア２４が枢設されている。さらにヒータユニット１
４には、従来のベンチレータ吹出口に相当する上部吹出
口２５、デフロスタ吹出口２６、従来の足元吹出口に相
当する下部吹出口２７が形成されており、各吹出口２
５，２６，２７の基端部には、上部ドアアクチュエータ
２８に連係された上部ドア２９、およびデフロスタ・下
部切換ドアアクチュエータ３０に連係されたデフロスタ
・下部切換ドア３１が枢支されている。

【００２０】上部吹出口２５は前席３２に着座する図示
しない乗員の前方に配設されるインストルメントパネル
３３（図においては説明を分かり易くするために計器類
等は全て除いて描いてある）の上部に複数車幅方向に細
長いスリット状に形成されている。また下部吹出口２７
はインストルメントパネル３３の下部に複数スリット状
に形成されている。

【００２１】上部吹出口２５を有する上方に位置する吹
出口装置４である上部吹出口装置３４は、アクチュエー
タ３５で駆動されるモード切換部３６、アクチュエータ
３７で駆動される上下風向切換部３８、及び両切換部３
６，３８をつなぐ配風ダクト部３９で構成されている。
また同様に下部吹出口２７を有する下部に位置する吹出
口装置４である下部吹出口装置４０はアクチュエータ４
１で駆動されるモード切換部４２、アクチュエータ４３
で駆動される上下風向切換部４４、及び両切換部４２，
４４をつなぐ配風ダクト部４５で構成されている。

【００２２】そして、上部吹出口装置３４と下部吹出口
装置４０とは相対位置が上下にあるように設けられて吹
出装置５を構成し、該吹出装置５がインストルメントパ
ネル３３に複数設けられている。

【００２３】さらに空調装置本体１１には、一端を外気
導入口１５に連通され他端を上部吹出口２５に連通され
た、非空調風導入手段たる外気導入ダクト７１が付設さ
れており、該外気導入ダクト７１の上部吹出口２５側端
部には、ドアアクチュエータ７２に連係された非空調風
導入ドア７３が枢支されている。

【００２４】一方、制御装置たるコントローラ４６の入
力部には、外気温センサ４７、室温センサ４８、室温設
定器４９、日射量センサ５０からの検出信号が入力され
るようになっている。また、コントローラ４６の出力部
からは、前記空調装置本体１１のアクチュエータ２０，
２３，２８，３０、ブロアファンモータ１８、及び吹出
口装置３４，４０のアクチュエータ３５，３７，４１，
４３に制御信号を出力するように構成されている。

【００２５】図３には、上部吹出口装置３４を示す、
（なお下部吹出口装置４０も同様の構造をしている）。
３６はモード切換部、３８は上下風向切換部、３９は配
風ダクト部、５１，５２，５３はダンパ、５４はモード
切換部３６の内壁に固定された仕切板、５５はガイドベ
ーン、５６は空調風導入部、５７は上下風向切換プーリ
で図示しない上下風向切換ダンパを回動する、５８はダ
ンパ回転軸である。

【００２６】図４にはモード切換部を拡大して、また図
５にはダンパ５１，５２，５３を拡大して示す。ダンパ
５１，５２，５３はダンパ回転軸５８に角度を変えて
（図３においては９０°）取り付けられ、互いに交差状
に組み合わされている。ダンパ５１は、５１ａ，５１
ｂ，５１ｃと異なる面積に形成され、ダンパ５２、及び
ダンパ５３も同様に異なる面積５２ａ，５２ｂ及び５３
ａ，５３ｂに形成されている。また、ダンパ５１，５
２，５３の回転軸面の空調風流通断面積は仕切板５４に
より変えられている。そして、アクチュエータ３５でダ
ンパ回転軸５８を中心としてダンパ５１，５２，５３を
回転させ、空調風の吹出モードを切り換える。図２にお
いて矢印５９は集中吹出モードにした場合の流れを示
す。

【００２７】同様に、上下風向切換プーリ５７をアクチ
ュエータ４３で回転することによって上下吹出方向を制
御する。

【００２８】図６には、吹出装置の吹出モードと回転ダ
ンパの動きの関係を示す。中央のダンパ５１のみを開
き、ダンパ５２，５３を閉じることによって、対象乗員
に集中して空調風を吹き出す集中吹出モードとする。

【００２９】ダンパ５１〜５３を傾斜させ、全てのダン
パ５１〜５３を半開き状態として、対象乗員を含みなが
ら車室内の広い領域に空調風を吹き出す拡散吹出モード
とする。また、端部のダンパ５２，５３を開き対象乗員
を含まずに車室内に空調風を吹き出す回避モードとす
る。

【００３０】図７は、前述の如く吹出し風速が２ｍ／ｓ
で室温と吹出し風温の温度差が４０℃（室温：２０℃、
吹出し風温：６０℃）の場合の気流温度分布を赤外線温
度計を用いて計測した結果を示したものである。

【００３１】この計測結果から分かるように吹出し風は
浮力のため上昇する。そこで、本発明では、この上昇を
抑える。

【００３２】つぎにこのような構成からなる空調装置の
制御の一例を、図８及び図９に示すフローチャートによ
り説明する。

【００３３】ステップ１０１では、この制御フローチャ
ートで用いている定数の初期値セットを行う。すなわち
目標吹出温Ｔｏｆの計算式に用いる定数Ａ〜Ｅとエアミ
ックスドア２４の開度Ｘの計算式に用いるＦ，Ｇ，Ｈの
セットである。

【００３４】ステップ１０２では、センサ群９の各セン
サよりデータを入力する。すなわち外気温Ｔａ、室温Ｔ
ｉｃ、室温設定値Ｔｓｅｔ、日射量Ｓである。

【００３５】ステップ１０３では、ブロアファン１９の
風量を印加電圧により制御するために室温と室温設定値
との差、すなわち（Ｔｉｃ−Ｔｓｅｔ）により印加電圧
Ｖｆａｎを決める。具体的には、この偏差が大きいほど
印加電圧を増加し、風量を大きくすることで室温設定値
に早急に近づける。

【００３６】ステップ１０４では、目標吹出温Ｔｏｆを
外気温、室温、室温設定値、日射量から算出する。

【００３７】ステップ１０５では、この目標吹出温に基
づいてエアミックスドア２４の開度Ｘを決定する。

【００３８】ステップ１０６では、この目標吹出温に基
づいて、吹出しモードを決定する。すなわち目標吹出温
が高ければ、ヒータモード、中程度であれば、バイレベ
ルモード、低ければベントモードである。

【００３９】ステップ１０７では、吹出口がヒータモー
ドかどうかを判別し、ヒータモードであれば、ステップ
１０９へ進み、そうでなければステップ１０８へ進む。

【００４０】ステップ１０８では、吹出口がバイレベル
モードかどうかを判別し、バイレベルモードであれば、
ステップ１１０へ進み、そうでなければステップ１１１
へ進む。

【００４１】ステップ１０９では、吹出しモード、吹出
し方向、風量、および、吹出温度を変化させて下部吹出
口２７から空調風を吹き出す。図１０を参照してこのス
テップ１０９の制御を説明する。図１０（ｂ）に示すよ
うに吹出方向は足、膝、胸であるが、図１０（ａ）に示
すように風向が足元および胸のときには吹出モードは拡
散、膝部のときには集中吹出である。また、ステップ１
０３で決められた印加電圧Ｖｆａｎを図１０（ｃ）に示
すように膝部吹出の場合はある決められた電圧分だけ下
げて印加する。さらに、ステップ１０４で決められた吹
出温を膝部吹出の時には、図１０（ｄ）に示すようにあ
る決められた温度分だけ上昇させ、胸部吹出の場合には
減少させる。

【００４２】このステップで説明した制御を図１１〜図
１３を用いて説明する。図１１は吹出モードが拡散吹出
で足元６６に向けて吹き出している図である。この時、
風量、すなわちファン印加電圧はステップ１０３で決め
られた値Ｖｆａｎである。この状態である決められた時
間の後に、吹出モードを集中吹出にして膝部６５に吹き
出している図を図１２に示す。この時、風量、すなわち
ファン印加電圧はＶｆａｎより小さく、目標吹出温はＴ
ｏｆより大きく設定してある。この後、図１３に示すよ
うに吹出は胸６４方向に向けられ、吹出モードは拡散吹
出になっている。この時、風量すなわちファン印加電圧
はＶｆａｎであり、目標吹出温はＴｏｆよりある決めら
れた値分だけ低く設定される。また、この胸への吹出時
間は足元吹出時間より少なく取られている。この後、
膝、足の順に吹出方向を変えていき、上述の制御を繰り
返す。

【００４３】このようにして、吹出口モードがヒータモ
ードの場合には、足元には拡散吹出で足元全体に温風を
吹き付け、膝部には集中吹出で足元吹出より高い温風を
吹き付けることにより乗員付近の温度を、下半身が高温
の温度分布にすることができる。このことにより、従来
例のようにヒータモード初期において、足元の一部だけ
が熱せられ、かつ、足元より上部は依然として温まらな
い等の問題点を解決でき乗員によりいっそうの快適感を
与えることができる。また、膝吹出の場合にはファン印
加電圧を低く修正することにより、乗員が女性の場合の
衣類のまき上がるなどの問題点等を解消することができ
る。

【００４４】ステップ１１０では、吹出しモード、吹出
し方向、風量、および吹出温度を変化させある相関をも
たせて上部吹出口２５と下部吹出口２７から空調風を吹
き出す。図１４によりステップ１１０の制御内容を説明
する。図１４（ｂ），（ｅ）に示すように、吹出方向は
下部吹出口１７が足、膝で、上部吹出口２５は頭上、
顔、胸に渡って吹き出す。下部吹出の制御を説明する。
下部吹出口２７の風向が足元の時には図１４（ｄ）に示
すように吹出モードは拡散、膝部の時には集中吹出であ
る。吹出時間は足および胸とも同じであり、交互に繰り
返す。また、図１４（ｇ）に示すようにステップ１０３
で決められた印加電圧Ｖｆａｎを膝部吹出の場合はある
決められた電圧分だけ下げて印加する。さらに、図１４
（ｆ）に示すようにステップ１０４で決められた吹出温
を膝部吹出の時には、ある決められた温度分だけ上昇さ
せる。

【００４５】つぎに上部吹出の制御を説明する。図１４
（ｅ）に示すように下部吹出方向が足の時、図１４
（ｂ）に示すように上部吹出方向は頭上および頭上から
胸に吹出しをする。図１４（ａ）に示すように頭上への
吹出モードは集中であり、頭上から胸への移動の吹出モ
ードは回避が選択される。吹出方向が頭上の時には、図
１４（ｃ）に示すように上部吹出口からの吹出温度は非
空調風導入ドア７３を開き外気を導入することにより目
標吹出温Ｔｖｉより小さく設定される。ここで、Ｔｖｉ
はステップ１０４で決められた目標吹出温度Ｔｏｆのと
き非空調風導入ドア７３を閉めた状態で上部吹出口２５
から吹き出される吹出温である。この上部吹出温Ｔｖｉ
（ベンチレータ吹出温）はヒータユニット１４に取り付
けた上部吹出口２５の取付方により下部吹出口（足元吹
出口）からの風温より低く設定されている。つぎに図１
４（ｅ）に示すように下部吹出方向が膝の場合は、図１
４（ｂ）に示すように上部吹出方向は胸で、図１４
（ａ）に示すように拡散吹出に設定される。このとき、
図１４（ｇ）に示すようにファン印加電圧は上述のよう
にＶｆａｎより低く設定されている。

【００４６】この図１４で説明したステップ１１０の制
御を図１５〜図１７を用いて説明する。図１５は下部吹
出口２７の吹出モードが拡散吹出で足元６６に向けて吹
き出し、かつ、上部吹出口２５の吹出モードが集中で頭
６１の上に吹き出している図である。この時、風量、す
なわちファン印加電圧は図１４（ｇ）に示すようにステ
ップ１０３で決められた値Ｖｆａｎであり、下部吹出口
２７の目標吹出温度は図１４（ｆ）に示すようにステッ
プ１０４で決めた値Ｔｏｆであり、上部吹出口温は図１
４（ｃ）に示すように目標吹出温Ｔｖｉより低く設定さ
れている。

【００４７】このように制御することにより、足元全体
に温風を吹き付けると共に、上部吹出口２５から温度の
低く流速の速い集中風を吹き出すことにより乗員の頭部
付近に温度の高い空気が漂うのを防ぎ、乗員のもやもや
感や顔面のかさかさ感をなくすことができ、温度分布的
には頭寒足熱状態となっている。

【００４８】図１６は下部吹出口２７より吹き出す空調
風の下部吹出方向、モードは足元拡散で、上部吹出は頭
上から胸６４の間の顔面６２付近を回避モードで移動し
ている図である。この時、図１４（ｇ）に示すように風
量、すなわちファン印加電圧はＶｆａｎで、下部吹出口
温は図１４（ｆ）に示すように目標吹出温Ｔｏｆに設定
してあり、上部吹出温は図１４（ｃ）に示すように設定
吹出温Ｔｖｉである。

【００４９】このように、上部吹出方向が頭上から胸に
変わるときは、吹出モードを図１４（ａ）に示すように
回避モードにしている。乗員の顔面に直接空調風を吹き
出すと大変不快になるので、このように制御することに
より、顔面吹出を避けると共に、乗員顔面付近の温度の
高い空気を強制対流により吹き流している。したがっ
て、乗員のもやもや感やかさかさ感はよりいっそう抑え
ることができ、しかも、頭寒足熱の温度分布を保つこと
ができる。

【００５０】図１７は下部吹出方向、モードは膝集中
で、上部吹出は胸部６４に拡散吹出している図である。
この時、風量、すなわちファン印加電圧は図１４（ｇ）
に示すようにＶｆａｎより小さく、下部吹出口温は図１
４（ｆ）に示すように目標吹出温Ｔｏｆより高く設定し
てあり、上部吹出温は設定吹出温Ｔｖｉに設定されてい
る。

【００５１】このように制御することにより、下部吹出
口２７から膝に向けて目標吹出温Ｔｏｆより高く、風量
が小さく設定した空調風が集中モードで吹出し、膝部へ
の吹出しの時の衣類のまき上がりの問題を解消してい
る。またこのとき、上部吹出口２５からは拡散モードで
胸部に吹き出すことにより、エアカーテンの働きによ
り、下部吹出口からの気流が乗員上部に舞い上がるのを
防ぐことができる。

【００５２】このようにして、吹出口モードがバイレベ
ルモードの場合には、暖房時の乗員顔面のかさかさ感、
および、乗員が女性の場合の衣類のまき上がりなどの問
題点を解消する。さらに、乗員付近の温度を頭寒足熱タ
イプの温度分布にすることにより、乗員に快適感を与え
ることができる。

【００５３】つぎに相対的に上下に位置する２つのスリ
ット状の吹出口２５，２７を有する、上部吹出口装置及
び下部吹出口装置４よりなる空調風吹出装置５の、エア
カーテン効果及びエアカーテン効果以外の圧力分布効果
による、下部吹出口２７から吹き出された空調風が乗員
上部へ上昇することを抑える働きについて説明する。

【００５４】図１８〜図２１は、吹出装置からの主な流
れの流跡を図示したものである。設定条件は各吹出口か
らの流量一定、上部吹出口２５から吹き出される空調風
の風温は３９℃、下部吹出口２７の風温５３℃である。

【００５５】図１８は下部吹出口２７から乗員６０の膝
部６５に向けて集中風を吹き出した場合。図１９は下部
吹出口２７から乗員６０の足部６６に拡散風を吹き出し
た場合。図２０は下部吹出口２７から乗員６０の膝部６
５へ向けて集中風を吹き出し、上部吹出口２５からは乗
員６０の胸部６４に拡散風を吹き出した場合。図２１は
下部吹出口２７から乗員６０の足部６６に向けて拡散風
を吹き出し、上部吹出口２５から乗員６０の頭６１の上
に集中風を吹き出した場合の流れの流跡をそれぞれ表し
ている。

【００５６】また、図２２〜図２５は図１８〜図２１に
それぞれ対応した吹出方法での前席３２の圧力分布の等
圧線を示した図である。なお、図中圧力の大きさはＰ₁
＞Ｐ₂＞Ｐ₃＞Ｐ₄＞Ｐ₅である。

【００５７】図１８では、下部吹出口２７から乗員６０
の膝部６５に向けて吹き出した空調風温は、噴流の吹出
し位置と乗員の着座位置との関係により人体６０に沿っ
て、乗員６０の上部に流れ易く、さらに、空調風は流体
の浮力によって乗員６０の上部へ上昇し易くなる。

【００５８】図１９に示す場合は、下部吹出口２７から
乗員６０の足部６６に向けて吹き出した空調風は、流体
の浮力により乗員６０の上部に上昇する。

【００５９】図２０に示す場合は、下部吹出口２７の吹
き出し方向は、図２７の場合と同じに膝部６５に向け集
中風を吹き出しているが、上部吹出口２５から乗員６０
の胸部６３に吹き出している拡散吹出し風による、エア
カーテン効果によって、下部吹出口２７から吹き出され
た温風が、乗員６０の上部へ上昇するのを抑えられてい
る。

【００６０】図２１は、前述した図１５の場合の流れの
流跡図である。この場合は乗員６０の頭６１の上部に停
滞する温風を強制対流により吹き流すようにしている。
このように上部吹出口２５からの吹出し方向を乗員６０
の上部にした場合には、上部吹出口２５のエアカーテン
効果は当然得られない。しかし図２５に示すように上部
吹出口２５からの吹出し流れにより乗員頭部に高圧域が
形成され、該高圧力により、下部吹出口２７からの温風
が乗員６０の上部に上昇するのが抑えられる。

【００６１】すなわち、圧力と風速の関係式であるベル
ヌーイの定理により、一般的に、噴流が物体に当たる場
合には、その部分の圧力が高くなる。ベルヌーイの定理
は同一流線上で次のように現せる。

【００６２】 Ｐ_a＋（１／２）ρｕ_a ²＝Ｐ_b＋（１／２）ρｕ_b ² ただし、Ｐ：圧力、ρ：流体密度、ｕ：流速、添え字
ａ，ｂは同一流線上の任意の位置を表す。なお、流体が
空気であるので位置のエネルギーは無視した。

【００６３】ここで、流線を吹出口から吹出し噴流が物
体に当たるよどみ点（その地点での流速がゼロになる地
点）までの流線を選び、添え字ｂを吹出口位置、ａを物
体上のよどみ点、とすれば、ｕ_a＝０より、 Ｐ_a＝Ｐ_b＋（１／２）ρｕ_b ² となり、吹出口で有する流体のエネルギーは、よどみ点
ですべて圧力に変換される。また、よどみ点付近におい
ても噴流が物体に当たる付近では圧力が高くなる。

【００６４】図２３では、噴流が当たる足部６６の圧力
が高くなり、乗員６０上部の圧力は低くなっている。こ
のため温風は乗員６０の上部へ上昇する。ところが図２
５に示すように乗員６０の頭６１上部に集中風を吹き付
けることによって、噴流は乗員６０上部のルーフ５４に
当たり、乗員６０の頭上６１から首６３付近にかけて圧
力は高くなる。このため、足元６６から浮力により顔面
６２付近へ上昇する流速の遅い流れは、この高圧部を避
けて流れる。

【００６５】このようにエアカーテン効果以外にも、下
部吹出口２７からの温風が乗員６０の顔面６２付近を流
れるために起こる、乗員顔面６２のかさかさ感や顔面付
近に温風が停滞するもやもや感等、顔面６２付近の温風
による不快感を無くすことができる。

【００６６】本発明の第２実施例を説明する。この実施
例は、乗員６０の顔面付近に設けた顔面室温センサによ
って得られる乗員の顔面付近の温度Ｔｆａｃｅを制御特
性値として加えたものである。

【００６７】制御内容は前記第１実施例と略同じであ
り、第１実施例の制御ステップ１１０の制御内容を、顔
面付近温度Ｔｆａｃｅを予め決められた温度Ｔｃｏｍと
比較して、Ｔｆａｃｅ＞Ｔｃｏｍとなっているときは、
前記ステップ１１０と同じ制御を行い、Ｔｆａｃｅ＜Ｔ
ｃｏｍならば上部吹出口２５より吹き出す空調風につい
て、吹出モードは拡散モード、吹出し方向は胸、吹出温
はＴｖｉ一定の状態を維持し、下部吹出口２７の空調風
を、前記第１実施例のステップ１１０と同じ制御内容と
したものである。

【００６８】このような制御にすれば頭部付近の温度が
確実に高くなったときのみ、乗員の頭部付近の温度の高
い空気を一層することができ、Ｔｆａｃｅ＜Ｔｃｏｍの
ときは、上部吹出口２５からの拡散風がエアカーテンの
役割を果たし、下部吹出口２７から吹き出される温風が
乗員６０の上部に舞い上がるのを防ぐことができる。

【００６９】図２６には本発明の第３実施例を示す。こ
の実施例は、吹出口を前席乗員１人に対して上下方向に
３箇所設けたものである。以下、最上部、真ん中、およ
び最下部の吹出口をそれぞれ、上部吹出口８１、中部吹
出口８２、下部吹出口８３と称する。ここで上部吹出口
８１及び中部吹出口８２は空調装置本体１１の従来のベ
ンチレータ吹出口相当部から空調風を導入し、下部吹出
口８３は従来の足元吹出口相当部から空調風を導入して
いる。

【００７０】次に、第３実施例の制御方法を説明する。
制御ステップは、第１実施例と略同じでステップ１１０
のみが異なるので、この部分についてのみ説明する。第
３実施例における該ステップ２１０の制御内容を図２７
に示す。

【００７１】ステップ２１０では、中部吹出口８２から
図２７（ｃ），（ｄ）に示すように、常時拡散風を乗員
２６の胸６３に吹き出す。これにより下部吹出口８３か
ら吹き出される温風が乗員６０の上部に上昇するのをカ
ーテン効果により防ぐことができる。

【００７２】また、上、下部吹出口８１，８２からの吹
出方向は下部吹出口８３が図２７（ｆ）に示すように
足、膝で、上部吹出口８１は図２７（ｂ）に示すように
頭上、顔に渡って吹き出す。下部吹出口８３の吹出モー
ドは図２７（ｅ）に示すように拡散吹出である。下部吹
出方向が膝の時、上部吹出方向は図２７（ｆ），（ｂ）
に示すように頭上から胸に吹出しであり、それ以外は頭
上へ集中吹出しである。このとき、頭上から顔への移動
の吹出モードは図２７（ａ）に示すように回避が選択さ
れる。ここで、上部吹出口８１および中部吹出口８２か
らの吹出温は、下部吹出口８３（足元吹出口）からの風
温より低く設定されている。

【００７３】このステップで説明した制御を図２８及び
図２９を用いて説明する。図２８は下部吹出口８３の吹
出モードが拡散吹出で足元６６に向けて吹き出し、中部
吹出口８２からは乗員６０の胸６４に拡散風、かつ、上
部吹出口８１の吹出モードが集中で頭６１の上に吹き出
している図である。このように制御することにより、足
元全体に温風を吹き付け、中部吹出口８２により下部吹
出口８３よりの温風が上昇するのを防ぐと共に、上部吹
出口８１から温度の低い流速の速い集中風を吹き出すこ
とにより乗員６０の頭部６１付近に温度の高い空気が漂
うのを防ぎ、乗員６０のもやもや感や顔面６２のかさか
さ感をなくすことができ、温度分布的には頭寒足熱状態
となっている。

【００７４】図２９は下部吹出口８３の吹出方向、モー
ドは膝部６５、拡散、中部吹出口８２は常に胸部、拡散
であり、上部吹出口８１の吹出しは頭上６１から首６３
間の顔面６２付近を回避モードで移動している図であ
る。

【００７５】このように、乗員６０の顔面６２に直接空
調風を吹出すると大変不快になるので、このように制御
することにより、顔面吹出を避けると共に、乗員６０の
頭６１の上ばかりでなく乗員顔面６２付近の温度の高い
空気も強制対流により吹き流している。したがって、乗
員６０のもやもや感やかさかさ感をよりいっそうに抑え
ることができ、しかも頭寒足熱の温度分布を保つことが
できる。

【００７６】次に、上，中，下と３段にスリット状の吹
出口８１，８２，８３を設けた第３実施例の吹出装置に
おいて、車室内に形成される圧力分布により最上部吹出
口５６が拡散吹出しで、頭６１の上から首部６３に揺動
しても、この拡散風が乗員顔面６２に直接当たらない効
果を説明する。

【００７７】図３０，図３１および図３２は、第３実施
例における上，中，下３箇所にスリット状の吹出口８
１，８２，８３を設けた吹出装置からの主な流れの流跡
を図示したものである。設定条件は各吹出口８１，８
２，８３からの流量一定、上部吹出口８１及び中部吹出
口８２の吹出風温は３９℃、下部吹出口８３の吹出風温
５３℃である。

【００７８】図３０は、上部吹出口８１から乗員顔面部
６２に向けて拡散風を吹出し、中部吹出口８２から乗員
胸部６４に向けて拡散風を吹出した場合。図３１は、上
部吹出口８１からのみ乗員顔面６２に拡散風を吹出した
場合。図３２は、中部吹出口８２から乗員胸部６４に向
けて拡散風のみを吹き出した場合の流れの流跡をそれぞ
れ表している。

【００７９】また図３３〜図３４は図３０〜図３１に各
々対応した吹出方法で、図３０〜図３１にＡ−Ａ破線で
示した上部吹出口８１から乗員顔面部６２までの平面内
の流れの流跡を示した図である。

【００８０】また、図３５〜図３７は図３０〜図３２の
各々に対応した吹出方法での前席３３乗員６０に対する
圧力分布の等圧線を示す図である。

【００８１】これ等の図を用いて、車室内に形成した圧
力分布により、最上部吹出口８１が拡散吹出しで、頭６
１の上から首部６３に揺動しても、この拡散風が乗員顔
面６２に直接当たらない効果を説明する。

【００８２】図３０及び図３３では、中部吹出口８２か
ら乗員胸部に向けて吹き出した空調風温は乗員６０の胸
部６４に当たり乗員の頭部６１方向、腹部６７方向およ
び肩６８から側頭部等に気流が流れる。

【００８３】そして、上部吹出口８１から乗員６０の顔
面部６２に向けて吹き出された拡散風は、中部吹出口８
２からの吹出し流によって形成された圧力分布により乗
員顔部を避け、図３０に示すように頭６１の上方向およ
び図３３に示すように、頭部６１の左右から後方へ流れ
る。

【００８４】これに対して、図３１および図３４に示す
場合には、上部吹出口６１から乗員顔面６２に向けて吹
き出された温風は、当然顔面６２に当たって、頭６１の
上方および頭６１の左右から後方へと流れる。

【００８５】また、図３２に示すように中部吹出口８２
から乗員胸部６４に向けて吹き出した空調温風は、乗員
６０の胸部６４に当たり、頭部６１方向、腹部６７方向
および肩６８から側頭部方向等に流れる。このように、
中部吹出口８２からの吹出流によって形成した圧力分布
により上部吹出口８１から、乗員顔面６２に向けて吹き
出した拡散風は直接乗員の顔面６２に当たるのが抑えら
れる効果があることを、図３５〜図３７により説明す
る。

【００８６】図３２に示すように乗員６０の胸部６４に
拡散風を吹き付けることにより、流れは胸部６４に当た
り、頭部６１方向に流れた気流が頭上付近のルーフ７４
に当たる。従って図３７に示すように胸６４付近から頭
６１の上にかけて圧力は高くなる。

【００８７】この状態の流れに図３０に示すように、上
部吹出口８１から乗員６０の顔面６２に向けて拡散風を
流しても、顔面６２付近の圧力が高いので、拡散風は顔
面６２付近を回避して流れる。このときの圧力分布を図
３５に示す。顔面６２の圧力は高くなっていない。空調
風が顔面６２に直接当たるのが抑えられ不快感を無くす
ことができる。

【００８８】中部吹出口８２から胸に向けての拡散風の
無い図３１および図３６に示す場合には、上部吹出口８
１からの乗員顔面６２に向けた吹出し流は顔面６２に直
接当たり図３６に示すように顔面６２の圧力が高い分布
となる。

【００８９】このように、中部吹出口８２から拡散風を
胸に向けて吹き出すことによって、上部吹出口８１の頭
６１から首６３への揺動モードは、頭上で集中モード、
頭６１から首６３にかけて回避モードのみでなく、頭上
で集中モード、頭６１から首６３にかけて拡散モードと
することができ、更に、全てを拡散モードとすることも
できる。

【００９０】本実施例によれば、中部吹出口８２から常
時拡散モードで胸部に空調風を吹き出すことによって、
エアカーテン効果によって下部吹出口８３からの気流が
乗員６０の上部に舞い上がるのを防ぐことができる。ま
た、上部吹出口８１からの吹出モードを揺動モードとし
たときに乗員の顔面６２に直接温風が当たるのを防ぐこ
とができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明してきたように構成されている
ので、本発明によれば、複数の吹出口の最下部ではない
吹出口から拡散吹出モード風を吹き出すことにより下部
吹出口からの空調温風が乗員の車両上部付近に上昇する
ことを押さえることができる。また、この複数の吹出口
の最上部吹出口からの空調風で車両上部に停滞した温風
を吹き流すと共に、前記最上部吹出口が上下に揺動する
時、空調風を止めること無く乗員の顔面部に空調風が当
たらないよう揺動させるように、前記相対的に上下に位
置する複数の吹出口からの空調風の吹出しモードおよび
上下吹出し方向を上下の吹出口で相関をもたせて制御さ
せることにより、乗員の空調風によるもやもや感または
顔面のかさつき感、乗員が女性の場合の衣類のまき上が
り、および、乗員へ不快感を与える乗員顔面への吹出し
等の問題点等を解消し、乗員に快適感を与えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機能的構成を示すブロック図。

【図２】本発明の第１実施例の構成を示す概略全体構成
図。

【図３】同じく第１実施例の吹出口装置を示す斜視図。

【図４】同じく第１実施例のモード切換部を示す斜視
図。

【図５】同じく第１実施例のダンパ部を示す斜視図。

【図６】同じく第１実施例の吹出モードとダンパの動き
の関係を示す図。

【図７】同じく第１実施例の吹出し風速２ｍ／ｓ，室温
と吹出風温の温度差が４０℃の場合の気流温度分布を赤
外線温度計を用いて計測した結果を示す図。

【図８】同じく第１実施例の制御動作を説明するフロー
チャートのステップ１０１からステップ１０６までを示
す図。

【図９】同じく第１実施例の制御動作を説明するフロー
チャートのステップ１０７からステップ１１２迄を示す
図。

【図１０】同じく第１実施例の制御動作を説明するフロ
ーチャートのステップ１０９の制御内容を示す図。

【図１１】同じく第１実施例の下部吹出口より拡散モー
ドで足元に向けて吹き出している状態を示す側面図。

【図１２】同じく第１実施例の下部吹出口より集中モー
ドで膝に向けて吹き出している状態を示す側面図。

【図１３】同じく第１実施例の下部吹出口より拡散モー
ドで胸に向けて吹き出している状態を示す側面図。

【図１４】同じく第１実施例の制御動作を説明するフロ
ーチャートのステップ１１０の制御内容を示す図。

【図１５】同じく第１実施例の上部吹出口より頭上に集
中モードで、下部吹出口より足元に拡散モードで空調風
を吹き出している状態を示す側面図。

【図１６】同じく第１実施例の上部吹出口より顔面回避
モードで、下部吹出口より足元に拡散モードで空調風を
吹き出している状態を示す側面図。

【図１７】同じく第１実施例の上部吹出口より胸に拡散
モードで、下部吹出口より膝に集中モードで空調風を吹
き出している状態を示す側面図。

【図１８】同じく第１実施例の下部吹出口より膝に集中
モードで吹き出した空調風の流跡を示す側面図。

【図１９】同じく第１実施例の下部吹出口より足元に拡
散モードで吹き出した空調風の流跡を示す側面図。

【図２０】同じく第１実施例の上部吹出口より胸に拡散
モードで、下部吹出口より膝に集中モードで吹き出した
空調風の流跡を示す側面図。

【図２１】同じく第１実施例の上部吹出口より頭上に集
中モードで、下部吹出口より足元に拡散モードで吹き出
した空調風の流跡を示す側面図。

【図２２】図１８に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【図２３】図１９に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【図２４】図２０に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【図２５】図２１に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【図２６】本発明の第３実施例の吹出口の状態を示す斜
視図。

【図２７】同じく第３実施例の制御動作を説明するフロ
ーチャートのステップ２１０の制御内容を示す図。

【図２８】同じく第３実施例の上部吹出口より頭上に集
中モードで、中部吹出口より胸に拡散モードで、下部吹
出口より足元に拡散モードで空調風を吹き出している状
態を示す側面図。

【図２９】同じく第３実施例の上部吹出口より顔面に回
避モードで、中部吹出口より胸に拡散モードで、下部吹
出口より膝に拡散モードで空調風を吹き出している状態
を示す側面図。

【図３０】同じく第３実施例の上部吹出口より顔面に拡
散モードで、中部吹出口より胸に拡散モードで空調風を
吹き出している状態を示す側面図。

【図３１】同じく第３実施例の上部吹出口より顔面に拡
散モードで空調風を吹き出している状態を示す側面図。

【図３２】同じく第３実施例の中部吹出口より胸に拡散
モードで空調風を吹き出している状態を示す側面図。

【図３３】図３０に示す吹出状態のときの流跡を示す平
面図。

【図３４】図３１に示す吹出状態のときの流跡を示す平
面図。

【図３５】図３０に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【図３６】図３１に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【図３７】図３２に示す吹出状態のときの圧力分布を示
す側面図。

【符号の説明】

２５…上部吹出口 ２７…下部吹出口 ３３…インストルメントパネル ３４…上部吹出口装置 ３６，４２…モード切換部 ３８，４４…上下風向切換部 ３９，４５…配風ダクト ４０…下部吹出口装置 ４６…コントローラ ５１，５２，５３…ダンパ ８１…上部吹出口 ８２…中部吹出口 ８３…下部吹出口

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調風の吹出モードを選択するモード切
   換部と、空調風の吹き出し方向を車室内の上下方向に揺
   動可能な上下風向切換部と、これら２つの切換部をつな
   ぐ配風ダクト部とからなる吹出口装置を複数相対的に上
   下に位置するように配置した吹出装置を、インストルメ
   ントパネルに複数設置し、最下部に位置する吹出口装置
   より上方に位置する吹出口装置の吹出口より拡散モード
   風を吹き出すことにより、最下部に位置する吹出口装置
   の吹出口から吹き出す空調風が乗員の上部付近に上昇す
   ることを押さえることを特徴とする自動車用空調装置。
2. 【請求項２】 空調風の吹出モードを切り換えるモード
   切換部と、空調風の吹き出し方向を車室内の上下方向に
   揺動可能な上下風向切換部と、これら２つの切換部をつ
   なぐ配風ダクト部とからなる吹出口装置を複数相対的に
   上下に位置するように配置した吹出装置を、インストル
   メントパネルに複数設置し、最上部に位置する吹出口装
   置の吹出口から吹き出す空調風で車両上部に停滞する温
   風を吹き流すとともに、最上部吹出口装置の上下風向切
   換部が上下に揺動するときに、相対的に上下に位置する
   吹出口装置の、それぞれの吹出モード及び吹出方向を互
   いに相関をもたせて変化させることにより最上部吹出口
   装置よりの空調風が乗員の顔面に当たらないようにした
   ことを特徴とする自動車用空調装置。
3. 【請求項３】 空調風の吹出モードを切り換えるモード
   切換部と、空調風の吹き出し方向を車室内の上下方向に
   揺動可能な上下風向切換部と、これら２つの切換部をつ
   なぐ配風ダクト部とからなる吹出口装置を複数相対的に
   上下に位置するように配置した吹出装置を、インストル
   メントパネルに複数設置し、更に吹出モード決定手段、
   吹出方向決定手段、吹出口モード決定手段を設け、最下
   部に位置する吹出口装置からの空調風を水平方向より上
   向きにした場合には、最上部に位置する吹出口装置から
   の空調風を拡散モードで乗員の胸元部に吹き付け、最下
   部に位置する吹出口装置よりの空調風を水平方向より下
   向きにした場合には最上部に位置する吹出口装置から吹
   き出す空調風で車両上部に停滞する温風を吹き流すとと
   もに、最上部に位置する吹出口装置の空調風吹出方向を
   上下に揺動するときは、相対的に上下に位置する吹出口
   装置の、それぞれの吹出モード及び吹出方向を互いに相
   関をもたせて変化させることにより最上部に位置する吹
   出口装置の空調風が乗員の顔面に当たらないようにした
   ことを特徴とする自動車用空調装置。