JP3265801B2 - 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、頭寒足熱の快適な吹出
温度分布と、上方吹出モード時の風量確保とを良好に実
現し得る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においては、図
１０に示すように、送風機５１によって送風される空気
を蒸発器５２によって冷却した後、エアミックスダンパ
５３によって、ヒータコア５４を通る空気ＡＨと、バイ
パス路５５を通る空気ＡＣとに振り分け、これら２つの
流路を通る空気ＡＨ、ＡＣの風量割合をダンパ５３の開
度により調整して、車室内への吹出空気温度を調整して
いる。５６は車室内への吹出口である。

【０００３】このような従来装置では、ヒータコア５４
で加熱された温風ＡＨと、バイパス路５５を通る冷風Ａ
Ｃがヒータケース５７内で平行な流れとなってしまい、
充分に混合されないまま、吹出口５６に至り、車室内へ
の左右の吹出温度にばらつきが生じる。上記不具合を解
消するため、図１０の例では、バイパス路５５の下流側
にガイド板５８を設け、このガイド板５８により冷風を
温風に対して交差状態に混合させて、左右の温度分布を
均一化するようにしている。

【０００４】また、図１１の例では、ヒータコア５４の
空気下流側にエアミックスダンパ５３と連動する補助エ
アミックスダンパ５９を設け、このダンパ５９とガイド
板５８との組み合わせで、冷温風の混合性を向上させて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来装
置では、ガイド板５８の設置によってヒータケース５７
内の通風抵抗が常時増大してしまい、これが原因となっ
て、騒音の増大や風量の低下を招くという問題が生じ
る。また、図１１の装置では、補助エアミックスダンパ
５９の追加によって構成が煩雑となり、コスト高になる
という問題がある。

【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
ガイド板による通風抵抗増大の解消と、冷温風の混合性
確保とを巧みに両立できる自動車用空調装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するための技術的手段を下記のごとき自動車用空調装
置特有の制御特性に注目して案出したものである。すな
わち、 Ａ．自動車用空調装置では、車室内温度の急速な低下が
要求される最大冷房時（冷房起動時）に、冷房能力向上
のために最大限、風量を増加させることが必要となり、
また冷房時（上方吹出モード）ではエアミックスダンパ
３の開度を小さくしてヒータコア４への空気流入量（温
風量）が小さい領域、即ち低温領域での使用がほとんど
である。その結果、冷房時には、一般に低温領域での冷
温風混合性改善と風量増加の改善が望まれる。Ｂ．、こ
れに対し暖房時、デフロスタ時には一般的に言って、必
要能力の点から、最大冷房時ほどの風量が要求されず、
むしろ高温領域での冷温風混合性を改善して車室左右へ
の吹出空気温度のバラツキを小さくすることの方が望ま
れる。

【０００８】自動車用空調装置では、上記Ａ、Ｂのよう
に、冷房時と、暖房・デフロスタ時とでは要求される制
御特性が異なる点に注目して、本発明では冷房時に使用
される上方吹出モードの通風経路と、暖房時に使用され
る下方吹出モード及び窓ガラスの曇り除去に使用される
デフロスタ吹出モードの通風経路とをそれぞれ異なった
形態で構成するようにしたものであって、この考え方に
基づいて請求項１〜５に記載の技術的手段を採用したの
である。

【０００９】

【発明の作用効果】請求項１、２記載の発明によれば、
上方吹出手段１６を開口する上方吹出モードでは、空気
加熱手段１２の空気下流側において上方吹出手段１６に
向かう主流路内に突出量の小さい第１の案内手段２６が
存在するだけであるので、上方吹出手段１６に向かう空
気流の通風抵抗を充分低減でき、上方吹出モードにおけ
る風量増加を図り、冷房能力を向上できる。

【００１０】一方、下方吹出モード、デフロスタモード
では、上記第１の案内手段２６に比して、流路内への突
出量の大きい第２の案内手段２７によって、冷風と温風
の混合性を向上でき、車室左右への吹出空気の温度バラ
ツキを僅少にすることができる。請求項２記載の発明で
は、上記効果に加えて、上下方向に分割面を持つように
２分割されたヒータケース２１、２２を有効に活用し
て、各吹出手段１６、１８、２３及び第１、第２の案内
手段２６、２７を有するヒータユニット１０を簡潔な構
成で、低コストに製造できる。

【００１１】請求項３記載の発明では、ヒータケース１
１を樹脂の成形品から形成して、第１の案内部材２６を
２分割されたヒータケースの一方２２に一体成形し、第
２の案内部材２７を他方のヒータケース２１に一体成形
しているから、ヒータユニット１０部分の構造がより一
層簡潔で、低コストで製作できる。請求項４記載の発明
では、バイパス路１３下流側からデフロスタ吹出手段２
３に至る空気流路に、前記バイパス路１３を通る冷風を
前記デフロスタ吹出手段２３と反対の方向に案内するよ
うに流路内へ突出形成された第３の案内手段２８を備え
ているから、下方吹出モード、デフロスタモードにおけ
る冷温風の混合性をより一層向上できる。

【００１２】請求項５記載の発明では、空気加熱手段１
２及び前記バイパス路１３と並列的に配設され、前記空
気加熱手段上流側の冷風を前記空気加熱手段下流側で、
上方吹出手段１６近傍に直接導く冷風バイパス路１５を
備えるとともに、前記上方吹出手段１６の開閉手段とし
て、回転可能な軸１７ａと、この軸の径方向両側に延び
る板状体（１７ｂ、１７ｃ）とからなるバタフライ式ダ
ンパ１７を用い、前記冷風バイパス路１５から直接前記
上方吹出手段１６近傍に導かれる冷風を前記ダンパ１７
の板状体により、前記空気加熱手段１２で加熱された温
風側へ案内するように構成しているから、バイレベルモ
ード時に冷風バイパス路１５からの冷風が直接上方吹出
手段１６の流路に流入して、上方吹出手段１６における
吹出空気の温度バラツキが大きくなるのをダンパ１７の
案内作用により良好に防止でき、しかもバタフライ式ダ
ンパ１７自身をそのまま利用しているので、簡単な構造
ですむ。

【００１３】

【実施例】以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図１は自動車用空調装置の通風系の概要を示すも
ので、１は通風路全体を示し、その一端側（入口側）に
は空気吸入手段をなす内外気切替箱２が配置され、この
箱２には車室外空気を導入する外気導入口３と、車室内
空気を導入する内気導入口４と、これらの両導入口３、
４を開閉する内外気切替ダンパ５とが設けられている。

【００１４】上記内外気切替箱２の下流側には送風手段
をなす電動送風機６が配置されている。この電動送風機
６の下流側には、クーラユニット７が配置され、このク
ーラユニット７は冷却手段をなす冷凍サイクルの冷媒蒸
発器８と、これを収容するクーラケース９とから構成さ
れている。蒸発器８を有する冷凍サイクルは自動車用エ
ンジンで駆動される圧縮機（図示せず）によって冷媒が
循環するようになっている。

【００１５】上記クーラユニット７の下流側には、車室
内への吹出空気の加熱、温度調整を行うヒータユニット
１０が配置され、そのヒータケース１１内には、クーラ
ユニット７からの流入空気を加熱する加熱手段をなすヒ
ータコア１２が設置されており、このヒータコア１２は
エンジン冷却水を熱源として空気を加熱するものであ
り、その側方にはヒータコア１２をバイパスして空気を
流すバイパス路１３が形成されている。

【００１６】１４は上記ヒータコア１２とバイパス路１
３を流れる空気の風量割合を調整して車室内への吹出空
気温度を調整する温度調整手段をなすエアミックスダン
パ１４であって、軸１４ａを中心として回動可能になっ
ている。１５は冷風バイパス手段をなす冷風バイパス路
で、蒸発器８直後の冷風を直接上方吹出口１６側に導く
ものである。この上方吹出口１６は図示しないダクトを
介して車両計器盤部の上方吹出口より乗員頭部に向けて
空気を吹出すものであって、これらの部材により上方吹
出手段が構成される。

【００１７】上方吹出口１６は上方吹出ダンパ１７によ
って開閉されるようになっており、このダンパ１７はバ
タフライ式のダンパであって、図５に明示するように回
転可能な軸１７ａを中心として、この軸１７ａの径方向
両側に延び、一体に回動可能な板状体からなる主ダンパ
部１７ｂ及び副ダンパ部１７ｃを有している。この上方
吹出ダンパ１７は、上方吹出口１６の開放時に、 前記
冷風バイパス路１５から直接前記上方吹出口１６近傍に
導かれる冷風を前記主、副ダンパ部１７ｂ、１７ｃの板
状体により、前記ヒータコア１２で加熱された温風側
（下方側）へ案内する役割を果たす。

【００１８】１８は下方吹出口で、図示しないダクトを
介して車両運転席側及び助手席側（さらには、必要に応
じ後席側）の乗員足元部に向けて空気を吹出すものであ
って、これらの部材により下方吹出手段が構成される。
この下方吹出口１８は、軸１９ａを中心として回動可能
な下方吹出ダンパ１９ａによって開閉される。前記した
冷風バイパス路１５は、軸２０ａを中心として回動可能
な冷風バイパスダンパ２０によって開閉される。

【００１９】本発明の要部は上記ヒータユニット１０部
分にあり、その詳細について以下図２〜図６に基づいて
説明する。前記ヒータケース１１は図２、３に概略図示
するように上下方向に分割面を持つように２分割された
第１ケース２１と、第２ケース２２とから構成されてお
り、この両ケース２１、２２は樹脂の一体成形品よりな
る。

【００２０】図２、３は車両搭載状態に対応するように
描いてあるので、図２、３の上下、左右は車両の上下、
左右と同じであり、従って第１ケース２１は車両前後方
向において前方側に位置し、第２ケース２２は後方側に
位置している。なお図１の通風路１全体は、車両の車室
内計器盤部下方に設置されるので、第１ケース２１は計
器盤下方でエンジンルーム側に位置し、第２ケース２２
は車室側に位置することになる。

【００２１】図２〜６に図示するように、第１ケース２
１には、その通風路出口側の上方部にデフロスタ吹出口
２３が開口しており、そして通風路出口側の下方部に前
記した下方吹出口１８が開口している。また、第２ケー
ス２２には、その通風路出口側の上方部に前記した上方
吹出口１６が開口しており、そして通風路出口側の下方
部に前記した下方吹出口１８が開口している。

【００２２】また、第１、２ケース２１、２２の通風路
入口側の下方部には、前記ヒータコア１２を空気の流れ
に対して所定角度α（図５参照、例えば３０°程度）傾
けて保持、固定するための保持片２４、２５が一体成形
されている。そして、第２ケース２２において、ヒータ
コア１２の空気流路下流側から前記上方吹出口１６に至
る空気流路に、ヒータコア１２で加熱された温風をバイ
パス路１３を通る冷風側に案内する第１の案内片（第１
の案内手段）２６が流路内へ突出形成されている。

【００２３】第１ケース２１において、ヒータコア１２
の空気流路下流側から前記デフロスタ吹出口１６に至る
空気流路に、ヒータコア１２で加熱された温風をバイパ
ス路１３を通る冷風側に案内する第２の案内片（第２の
案内手段）２７が流路内へ突出形成されている。ここ
で、第２の案内片２７の突出量は、図５、６に明示する
ように第１の案内片２６の突出量に比して充分大きくし
てある。

【００２４】また、第１ケース２１において、前記バイ
パス路１３下流側から前記デフロスタ吹出口２３に至る
空気流路に、前記バイパス路１３を通る冷風を前記デフ
ロスタ吹出口２３と反対の方向（下方吹出口１８側）に
案内する第３の案内片２８（第３の案内手段）が流路内
へ突出形成されている。デフロスタ吹出口２３には、デ
フロスタダンパ２９が設けられており、このダンパ２９
は回転可能な軸２９ａを中心として回転可能なバタフラ
イ式のダンパで構成されている。

【００２５】第１、２ケース２１、２２の下方部には、
別体で成形された樹脂製のヒータダクト３０が取り付け
られ、このダクト３０によって下方吹出口１９に連通す
るヒータ吹出通路３１が形成されており、この通路３１
は車両左右方向に分岐され、その右側の開口端が運転席
側下方吹出口３２を構成し、左側の開口端が助手席側下
方吹出口３３を構成している。後席用の下方吹出口を設
ける場合は上記通路３１に後席用ヒータダクトを接続す
ればよい。

【００２６】次に、上記構成において本実施例の作動を
説明する。図７は作動説明のためのヒータコユニット１
０の第２ケース２２側の概略断面図で、図７の実線はバ
イレベルモード時の状態を示すもので、各ダンパ１４、
１７、１９、２０は図示の実線位置に操作されており、
バイパス路１３を通る冷風ＡＣと、ヒータコア１２で加
熱され、第１、第２の案内片２６、２７により案内され
る温風とが混合されて、所望温度の混合風ＡＭとなる。
しかるのち、この混合風ＡＭと冷風バイパス路１５から
の冷風Ａ２とが混合した後、上方吹出口１６及び下方吹
出口１８の両方から、車室内の乗員上半身及び乗員足元
部に吹出す。

【００２７】この際、上方吹出ダンパ１７によって冷風
Ａ２が矢印イのごとく下方側に案内されるので、冷風Ａ
２と混合風ＡＭとが良好に混合され、その結果上方吹出
口１６の左右の温度バラツキを僅少にすることができ
る。図８は上記バイレベルモード時の吹出温度特性を示
すものであり、下方吹出口１６の吹出温度に対して、所
定温度だけ上方吹出口１６の運転席側、助手席側の吹出
温度を低下させて、頭寒足熱の快適な温度分布を得るこ
とができる。

【００２８】次に、上方吹出（フエィス）モードでは、
図７において、上方吹出ダンパ１７は２点鎖線の開位置
に、また下方吹出ダンパ１９は１点鎖線の閉位置に、そ
れぞれ操作される。冷風バイパスダンパ２０は実線の開
位置に操作される。また、エアミックスダンパ１４は１
点鎖線のヒータコア閉位置側に操作されている。そし
て、上方吹出モードでは、ヒータコア１２の下流側流路
から上方吹出口１６に向かう空気流れの主流路内に突出
するのは第１の案内片２６のみであり、しかもこの第１
の案内片２６の突出量は後述の第２の案内片２７より小
さくしてあるので、ヒータユニット１０内における通風
抵抗を大幅に低減でき、風量アップ、ひいては冷房能力
アップを図ることができる。

【００２９】図９は作動説明のためのヒータユニット１
０の第１ケース２１側の概略断面図で、デフロスタモー
ド時には、ダンパ１９、２０は１点鎖線の閉位置に操作
され、またダンパ１７も閉位置に操作されており、一方
ダンパ２９は１点鎖線の開位置に操作され、デフロスタ
吹出口２３を開口する。従って、エアミックスダンパ１
４の開度によって振り分けられた冷風ＡＣと温風ＡＨは
第２、３の案内片２７、２８により案内され、良好に混
合された後、その混合風ＡＭはすべてデフロスタ吹出口
２３から図示しないデフダクト、デフノズルを介して窓
ガラスに向けて吹出され、窓ガラスの曇り止めを行う。

【００３０】デフロスタ・下方吹出併用モード時には、
ダンパ１９、２９がそれぞれ開と閉の中間位置に操作さ
れ、下方吹出口１８とデフロスタ吹出口２３の両方から
空気が吹出される。このときも、冷風ＡＣと温風ＡＨは
第２、３の案内片２７、２８により案内され、良好に混
合される。下方吹出（フット）モード時には、ダンパ１
９が２点鎖線の開位置に操作され、またダンパ２９は２
０％程度の小開度の開位置に操作され、全風量の８０％
程度が下方吹出口１８側から吹出し、２０％程度がデフ
ロスタ吹出口２３から吹出す。このフットモード時にお
いても、エアミックスダンパ１４の開度によって振り分
けられた冷風ＡＣと温風ＡＨは第２、３の案内片２７、
２８により案内され、良好に混合されるので、デフロス
タ吹出口２３及び下方吹出口１８からの吹出温度の左右
のバラツキを僅少にすることができる。ここで、下方吹
出口１８からの吹出空気は図５、６に示すヒータ吹出通
路３１内においても再度混合されるので、より一層左右
の温度バラツキを減少できる。

【００３１】バイレベルモード、デフロスタモード、下
方吹出モードではヒータユニット１０内の空気流れの主
流路に第２、３の案内片２７、２８が存在することによ
り、通風抵抗が増大するが、これらのモードでは上方吹
出モード時に比して必要風量が小さいので、実用上何ら
問題とならない。なお、冷風バイパス路１５からの冷風
Ａ２を上方吹出口１６だけでなく、デフロスタ吹出口２
３側にも導入できるようにして、デフロスタ・下方吹出
併用モード時におけるデフ側と足元側の吹出空気の温度
差を大きくするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す通風系の全体構成
図である。

【図２】図１に示すヒータユニットの第１ヒータケース
の斜視図である。

【図３】図１に示すヒータユニットの第２ヒータケース
の斜視図である。

【図４】上記ヒータユニットの平面図である。

【図５】上記第２ヒータケースの断面図で、図４のＡー
Ａ断面を示す。

【図６】上記第１ヒータケースの断面図で、図４のＢー
Ｂ断面を示す。

【図７】本発明装置の作動説明図で、ヒータユニット通
風系の概要図である。

【図８】本発明装置のバイレベルモード時の温度制御特
性図である。

【図９】本発明装置の作動説明図で、ヒータユニット通
風系の概要図である。

【図１０】従来装置の通風系概要図である。

【図１１】別の従来装置の通風系概要図である。

【符号の説明】

１ 通風路 ２、３ 外気、内気吸入口（空気吸入手段） ６ 送風機（送風手段） １０ ヒータユニット １１ ヒータケース １２ ヒータコア（空気加熱手段） １３ バイパス路 １４ エアミックスダンパ（温度調整手段） １５ 冷風バイパス路 １６ 上方吹出口（上方吹出手段） １７ 上方吹出ダンパ（開閉手段） １８ 下方吹出口（下方吹出手段） １９ 下方吹出ダンパ（開閉手段） ２０ 冷風バイパスダンパ ２１ 第１ヒータケース ２２ 第２ヒータケース ２３ デフロスタ吹出口（デフロスタ吹出手段） ２６ 第１の案内片 ２７ 第２の案内片 ２８ 第３の案内片 ２９ デフロスタダンパ（開閉手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 102

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通風路（１）と、 この通風路の一端側に設けられ、この通風路内に空気を
   吸入する空気吸入手段（３、４）と、 前記通風路内に設けられ、空気を送風する送風手段
   （６）と、 前記通風路内に設けられ、送風空気を加熱する空気加熱
   手段（１２）と、 前記通風路内で前記空気加熱手段の側方に設けられ、前
   記空気加熱手段を通過しない空気流路を形成するバイパ
   ス路（１３）と、 前記通風路内に設けられ、前記空気加熱手段を通る温風
   と前記バイパス路を通る冷風との風量割合を調整して、
   空気温度を調整する温度調整手段（１４）と、 前記通風路の他端側上方部に設けられ、前記温度調整手
   段により温度調整された空気を車室内の乗員上半身に向
   かって吹出す上方吹出手段（１６）と、 前記通風路の他端側下方部に設けられ、前記温度調整手
   段により温度調整された空気を車室内の乗員足元部に向
   かって吹出す下方吹出手段（１８）と、 前記通風路の他端側上方部に、前記上方吹出手段と並列
   に設けられ、前記温度調整手段により温度調整された空
   気を車室の窓ガラスに向かって吹出すデフロスタ吹出手
   段（２３）と、 前記上方吹出手段、前記下方吹出手段、及び前記デフロ
   スタ吹出手段を開閉する吹出開閉手段（１７、１９、２
   ９）と、 前記空気加熱手段の空気流路下流側から前記上方吹出手
   段に至る空気流路に、前記空気加熱手段で加熱された温
   風を前記バイパス路を通る冷風側に案内するように流路
   内へ突出形成された第１の案内手段（２６）と、 前記空気加熱手段の空気流路下流側から前記デフロスタ
   吹出手段に至る空気流路に、前記第１の案内手段より大
   きな突出量でもって流路内へ突出形成され、前記空気加
   熱手段で加熱された温風を前記バイパス路を通る冷風側
   に案内する第２の案内手段（２７）と、 を備えた自動車用空調装置。
2. 【請求項２】 通風路（１）と、 この通風路の一端側に設けられ、この通風路内に空気を
   吸入する空気吸入手段（３、４）と、 前記通風路内に設けられ、空気を送風する送風手段
   （６）と、 前記通風路のうち、空気の加熱、温度調整を行うヒータ
   ユニット（１０）部を収容するケースであって、上下方
   向に分割面を持つように２分割されたヒータケース（１
   １）と、 前記ヒータケース内に設けられ、送風空気を加熱する空
   気加熱手段（１２）と、 前記ヒータケース内で前記空気加熱手段の側方に設けら
   れ、前記空気加熱手段を通過しない空気流路を形成する
   バイパス路（１３）と、 前記ヒータケース内に設けられ、前記空気加熱手段を通
   る温風と、前記バイパス路を通る冷風との風量割合を調
   整して、空気温度を調整する温度調整手段（１４）と、 前記２分割されたヒータケースのうち、一方のヒータケ
   ース（２２）の通風路の出口側上方部に設けられ、前記
   温度調整手段により温度調整された空気を車室内の乗員
   上半身に向かって吹出す上方吹出手段（１６）と、 前記２分割されたヒータケースの通風路の出口側下方部
   に設けられ、前記温度調整手段により温度調整された空
   気を車室内の乗員足元部に向かって吹出す下方吹出手段
   （１８）と、 前記２分割されたヒータケースのうち、他方のヒータケ
   ース（２１）の通風路の出口側上方部に設けられ、前記
   温度調整手段により温度調整された空気を車室の窓ガラ
   スに向かって吹出すデフロスタ吹出手段（２３）と、 前記上方吹出手段、前記下方吹出手段、及び前記デフロ
   スタ吹出手段を開閉する吹出開閉手段（１７、１８、２
   ９）と、 前記一方のヒータケースにおいて、前記空気加熱手段の
   空気流路下流側から前記上方吹出手段に至る空気流路
   に、前記空気加熱手段で加熱された温風を前記バイパス
   路を通る冷風側に案内するように流路内へ突出形成され
   た第１の案内手段（２６）と、 前記他方のヒータケースにおいて、前記空気加熱手段の
   空気流路下流側から前記デフロスタ吹出手段に至る空気
   流路に、前記第１の案内手段より大きな突出量でもって
   流路内ヘ突出形成され、前記空気加熱手段で加熱された
   温風を前記バイパス路を通る冷風側に案内する第２の案
   内手段（２７）と、 を備えた自動車用空調装置。
3. 【請求項３】 前記ヒータケースは樹脂の成形品から形
   成され、前記第１の案内部材は前記２分割されたヒータ
   ケースの一方に一体成形され、前記第２の案内部材は他
   方のヒータケースに一体成形されている請求項２記載の
   自動車用空調装置。
4. 【請求項４】 前記バイパス路下流側から前記デフロス
   タ吹出手段に至る空気流路に、前記バイパス路を通る冷
   風を前記デフロスタ吹出手段と反対の方向に案内するよ
   うに流路内へ突出形成された第３の案内手段（２８）を
   備えた請求項１又は２に記載の自動車用空調装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の自動車用空調装置におい
   て、前記空気加熱手段及び前記バイパス路と並列的に配
   設され、前記空気加熱手段上流側の冷風を前記空気加熱
   手段下流側で、前記上方吹出手段近傍に直接導く冷風バ
   イパス路（１５）を備えるとともに、 前記上方吹出手段の開閉手段として、回転可能な軸（１
   ７ａ）と、この軸の径方向両側に延びる板状体（１７
   ｂ、１７ｃ）とからなるバタフライ式ダンパ（１７）を
   用い、 前記冷風バイパス路から直接前記上方吹出手段近傍に導
   かれる冷風を前記ダンパの板状体により、前記空気加熱
   手段で加熱された温風側へ案内するように構成した自動
   車用空調装置。