JP3328984B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷風と温風をミックス
する機能を備えた車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用空調装置として、例えば
実開平１−９１６１４号公報に記載されたものが知られ
ている。図７に示すように、上記公報記載の空調装置
は、導風口１００ａから取り込まれる空気の流れ方向と
ほぼ直交する方向へ排風口１００ｂが開口するヒーター
ケース１００と、このヒーターケース１００の導風口１
００ａからの空気の流れ方向下流側へ向うほど排風口１
００ｂへ接近するように傾けてヒーターケース１００内
に収納されたヒーターコア１０１と、ヒーターコア１０
１の前面１０１ａ側で回動してヒーターコア１０１を通
過する空気の流量とヒーターコア１０１の前面１０１ａ
側を迂回する空気の流量との比率を調整するエアーミッ
クスドア１０２とを具備するもので、ヒーターコア１０
１の前面側を迂回した冷風とヒーターコア１０１を通過
した温風とを排風口１００ｂの直前のエアーミックス領
域ＡＭで合流させて排風口１００ｂから排出させる。排
風口１００ｂから排出された空気は、ヒーターケース１
００の下流のディストリビュータ（不図示）によって車
室各所の吹出口に分配され、車室内へ排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した公報記載の空
調装置では、ヒーターケース１００の排風口１００ｂの
直前にエアーミックス領域ＡＭを設けているので、ヒー
ターコア１０１を通過した温風とヒーターコア１０１を
迂回した冷風とが十分に混ざらないまま排風口１００ｂ
から排出され、排風口１００ｂ付近の温度分布に大きな
ばらつきが生じることがある。このため、車室への吹出
温度を安定させるには、ヒーターケース１００の下流の
ディストリビュータ内でさらに空気を混ぜ合わせる必要
がある。したがって、ディストリビュータの設計に際し
ては、空気の混合効率を優先する必要が生じて形状や寸
法の自由度がなくなり、多数の車種間で共用可能なディ
ストリビュータを設計することが困難であった。そし
て、ディストリビュータが車種毎に異なれば、これに応
じてヒーターケース側の形状も変更を余儀なくされ、車
種毎にそれぞれヒーターケースおよびディストリビュー
タを専用設計する必要が生じて設計作業が煩に堪えなか
った。かかる問題を解決する手段として、冷風や温風の
流れ方向を偏向させるリブをヒーターケース１００内に
適宜固設して、排風口１００ｂよりも上流で冷風と温風
をミックスさせることが考えられる。しかし、この場合
にはヒーターケース１００内での通気抵抗が増加するの
で、クールダウン時やウォームアップ時に送風量を増加
させたときの車室への吹出風量が減少し、騒音が上昇す
る。

【０００４】本発明の目的は、ヒーターケース内での通
気抵抗の増加を抑制しつつ、ヒーターケースの排風口付
近での温度分布のばらつきを解消できる車両用空調装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明は、導風口１０から取り込
まれる空気の流れ方向と交差する方向へ排風口１１が開
口する中空のヒーターケース１と、導風口１０からの空
気の流れ方向下流側へ向うほど排風口１１へ接近するよ
うに傾けてヒーターケース１内に配置されたヒーターコ
ア２と、このヒーターコア２を通過して排風口１１へ向
う空気の流量とヒーターコア２の導風口１０に臨む前面
２２側を迂回して排風口１１へ向う空気の流量との比率
を調整する調整手段４とを備えた車両用空調装置に適用
される。そして、上述した目的は、排風口１１の導風口
１０側の端部１１ｂを起点として排風口１１からヒータ
ーコア２の背面２３側へ向けて立上がってヒーターコア
２の前面２２側を迂回した空気をヒーターコア２の背面
２３側へ案内する冷風遮断位置Ｐｃｓと、排風口１１の
導風口１０と反対側の端部１１ａを起点として排風口１
１からヒーターコア２の前面２２側へ向けて立上がって
ヒーターコア２の背面２３側から排風口１１への空気の
通路を遮断する冷風通過位置Ｐｃｏとの間を回動可能な
案内ドア５をヒーターケース１内に配設し、この案内ド
ア５の中間部に回転中心５０を設け、この回転中心５０
に対する一端５ａ側が排風口１１の導風口１０側の端部
１１ｂからヒーターコア２の前面２２側に向う範囲で回
動し、回転中心５０に対する他端５ｂ側が排風口１１の
導風口１０と反対側の端部１１ａからヒーターコア２の
背面２３側へ向う範囲で回動するように、案内ドア５の
回動方向を設定することにより達成される。

【０００６】

【作用】案内ドア５を冷風通過位置Ｐｃｏに移動させた
ときは、排風口１１の導風口１０と反対側の端部１１ａ
からヒーターコア２の前面２２側へ向けて案内ドア５が
延在し、排風口１１の導風口１０側の端部１１ｂと案内
ドア５との間が開放されるので、ヒーターコア２の前面
２２側を迂回した空気をそのまま排風口１１からヒータ
ーケース１外へ排出できる。案内ドア５を冷風遮断位置
Ｐｃｓに移動させたときは、排風口１１の導風口１０側
の端部からヒーターコア２の背面２３側へ向けて延在す
るので、ヒーターコア２の前面２２側を迂回した空気を
ヒーターコア２の背面２３側へ導いてヒーターコア２を
通過した温風Ｈと合流させることができる。合流後の空
気は、排風口１１の導風口１０と反対側の端部１１ａと
案内ドア５の他端部５ｂとの間の隙間からヒーターケー
ス１外に排出できる。案内ドア５の両端５ａ，５ｂが排
風口１１の端部１１ｂ，１１ａからヒーターコア２の前
面２２側または背面２３側へ向う範囲で回動するので、
排風口１１から案内ドア５が突出しない。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明の一実施
例を説明する。図１および図２において符号１はヒータ
ーケース、２はヒーターコアである。ヒーターケース１
は直方体容器状をなし、不図示のクーリングユニットか
ら送られる冷風Ｃを取り込む導風口１０と、この導風口
１０と直交する方向に開口してディストリビュータ３へ
空気を排出する排風口１１とを備えている。なお、ディ
ストリビュータ３は排風口１１からの空気を車室各所へ
分配するもので、ベント吹出口３０、フット吹出口３１
およびデフ吹出口３２を備えている。冷風Ｃは、クーリ
ングユニット内のエバポレータで冷却されて送風される
ものと、エバポレータで冷却されることなく送風される
もののいずれも含む。

【０００９】ヒーターコア２は、導風口１０からの空気
の流れ方向下流側へ向うほど排風口１１へ接近するよう
に傾けてヒーターケース１内に配置され、その前端２０
は排風口１１と反対側の壁面１２に突き当てられて不図
示のヒーターパイプと接続されている。一方、ヒーター
コア２の後端２１はヒーターケース１の排風口１１と壁
面１２とのほぼ中間に位置している。ヒーターコア２を
このような配置におくのは、ヒーターケース１の奥行寸
法（図１の上下方向）の増加を防ぎつつヒーターコア２
の長さを大きくして十分な熱量を確保するとともに、ヒ
ーターコア２と接続されるヒーターパイプの長さをなる
べく短くして熱効率の低下を抑制し、さらにはヒーター
コア２の前面２２側を迂回して排風口１１へ向う冷風Ｃ
の流路をなるべく短くかつ直線的にして通気抵抗を極力
小さくするためである。

【００１０】ヒーターコア２の直前には、不図示のアク
チュエータによりヒーターコア２の後端２１近傍に設け
た軸４０を中心として回転駆動されるエアーミックスド
ア４が設けられている。このエアーミックスドア４がヒ
ーターコア２の前面２２を完全に覆う位置（以下、全閉
位置）Ｐｈｓにあるときは、導風口１０から取り込まれ
た冷風Ｃがヒーターコア２を通過することが阻止され
る。一方、エアーミックスドア４がヒーターコア２の前
面２２を完全に開放する位置（以下、全開位置）Ｐｈｏ
にあるときは、ヒーターケース１の排風口１１側の壁面
１３との隙間が閉塞されて導風口１０からの冷風Ｃの全
量がヒーターコア２へ導かれる。エアーミックスドア４
が全閉位置Ｐｈｓと全開位置Ｐｈｏの間にあるときは、
エアーミックスドア４の位置に応じた量の冷風Ｃがヒー
ターコア２の前面２２側へ導かれ、残余の冷風Ｃがヒー
ターコア２の前面２２側を迂回して排風口１１側へ導か
れる。

【００１１】排風口１１の手前には、ヒーターコア２の
後端２１から排風口１１側へ離して設けられた軸５０を
中心として不図示のアクチュエータにより回転駆動され
る案内ドア５が設けられている。この案内ドア５は、排
風口１１の導風口１０と反対側の端部１１ａを起点とし
て排風口１１からヒーターコア２の前面２２側へ当該前
面２２と略平行に立上がる冷風通過位置Ｐｃｏ（図１の
２点鎖線位置）と、排風口１１の導風口１０側の端部１
１ｂを起点として排風口１１からヒーターコア２の背面
２３側へ向けて立上がる冷風遮断位置Ｐｃｓ（図１の実
線位置）との間で回動可能とされる。案内ドア５が冷風
遮断位置Ｐｃｓと冷風通過位置Ｐｃｏとの間を回動する
ときの方向は、軸５０に対する一端５ａ側が排風口１１
の導風口１０側の端部１１ｂからヒーターコア２の前面
２２側に向う範囲で回動し、他端５ｂ側が排風口１１の
導風口１０と反対側の端部１１ａからヒーターコア２の
背面２３側へ向う範囲で回動するように定められる。

【００１２】案内ドア５が冷風遮断位置Ｐｃｓにあると
き、案内ドア５の他端５ｂはヒーターケース１内に設け
たエアーガイド６の先端６ａと略同一位置に移動する。
エアーガイド６は、ヒーターケース１の導風口１０と反
対側の壁面１４と略平行に延在し、ヒーターコア２の通
過後に壁面１４に沿って排風口１１へ向う温風Ｈを案内
するとともに、案内ドア５が冷風遮断位置Ｐｃｓにある
とき、ヒーターコア２の前面２２側を迂回した冷風Ｃを
案内ドア５と協動してヒーターコア２の背面２３側へ案
内する。エアーガイド６の後端６ｂは、ヒーターコア２
を通過した温風Ｈがヒーターコア２の前面２２側へ戻る
のを最小限に止めるべく、ヒーターコア２の後端２１側
のエッジＥとほぼ同一の高さに揃えられる。

【００１３】エアーミックスドア４および案内ドア５の
位置は、車室内に設けた不図示の温度調節レバーの指示
位置に基づいて不図示の制御装置で制御される。以下、
図１、図３および図４により温度調節レバーと各ドア
４，５の位置関係を説明する。

【００１４】温度調節レバーが最も高温側のフルホット
位置にあるときは、図３に示すようにエアーミックスド
ア４が全開位置Ｐｈｏに回動し、案内ドア５が冷風遮断
位置Ｐｃｓへ回動する。これにより、導風口１０からの
冷風Ｃの全量がヒーターコア２へ導かれ、ヒーターコア
２を通過した温風Ｈがエアーガイド６と壁面１４との間
の流路に導かれて排風口１１から排出される。以下、こ
の状態をフルホット状態と呼ぶ。一方、温度調節レバー
が最も低温側のフルクール位置にあるときは、図４に示
すようにエアーミックスドア４が全閉位置Ｐｈｓに回動
し、案内ドア５が冷風通過位置Ｐｃｏへ回動する。これ
により、導風口１０から取り込まれた冷風Ｃの全量がヒ
ーターコア２の前面２２を迂回して案内ドア５に案内さ
れつつ排風口１１から排出される。以下、この状態をフ
ルクール状態と呼ぶ。

【００１５】温度調節レバーがフルホット位置とフルク
ール位置との間にあるときは、図１に実線で示すよう
に、エアーミックスドア４が温度調節レバーの指示位置
に応じた位置に保持され、案内ドア５が冷風遮断位置Ｐ
ｃｓに保持される。これにより、導風口１０からの冷風
Ｃは、その一部がヒーターコア２に導かれ、残りがヒー
ターコア２の前面２２側を迂回してヒーターコア２の背
面側のエアーミックス領域ＡＭへ導かれる。このエアー
ミックス領域ＡＭでヒーターコア２を通過した温風Ｈと
ヒーターコア２を迂回した冷風Ｃとが合流し、排風口１
１からは温度調節レバーの指示位置に応じた温度の空気
が排出される。

【００１６】以上のエアーミックスドア４と案内ドア５
との位置関係を図５に示す。エアーミックスドア４は温
度調節レバーの操作に応じて全閉位置Ｐｈｓと全開位置
Ｐｈｏとの間で連続的に移動する。案内ドア５はエアー
ミックスドア４が全閉位置Ｐｈｓにあるときのみ冷風通
過位置Ｐｃｏに移動し、エアーミックスドア４が全閉位
置Ｐｈｓから移動すると、直ちに冷風遮断位置Ｐｃｓへ
移動する。

【００１７】本実施例では、ヒーターコア２の背面２３
側のエアーミックス領域ＡＭで冷風Ｃと温風Ｈが合流す
るので、ヒーターケース１内で冷風Ｃと温風Ｈとが十分
混ざり合い、排風口１１付近での温度分布が均一とな
る。したがって、ディストリビュータ３側で再度空気を
混ぜ合わせる必要がなく、ディストリビュータ３の寸法
形状に関する制約が解消される。ディストリビュータ３
とヒーターケース１との接続構造にも制約がなくなり、
ヒーターケース１を車両へ搭載する際の自由度も高ま
る。例えば、排風口１１を車両の後方へ向けて搭載する
ことも、車両の上方へ向けて搭載することもできる。

【００１８】案内ドア５の一端５ａ側が排風口１１の端
部１１ｂからヒーターコア２の前面２２側の範囲で回動
し、他端５ｂ側が排風口１１の端部１１ａからヒーター
コア２の背面２３側の範囲で回動するので、案内ドア５
がその回動途中で排風口１１からヒーターケース１の外
部へ突出せず、ヒーターケース１とディストリビュータ
３との接続部分の設計自由度が一層高くなる。案内ドア
５をその一端５ａが排風口１１の端部１１ａ，１１ｂ間
で回動するように設けた場合は、案内ドア５の一端５ａ
が排風口１１から突出するような弧を描いて移動するた
め、ヒーターケース１とディストリビュータ３との接続
部分に案内ドア５との干渉を避けるためのスペースを設
ける必要が生じ、設計自由度が低下する。

【００１９】フルクール状態のときは案内ドア５がヒー
ターコア２の前面２２側を迂回した冷風Ｃの流れ方向に
沿って傾斜し、フルホット状態のときはヒーターコア２
の背面２３側から排風口１１へ向う温風Ｈの流れ方向に
沿って案内ドア５が傾斜するので、案内ドア５の追加に
よる通気抵抗の増加はほとんどなく、温度調節レバーを
フルクール位置やフルホット位置にして風量を最大に設
定するクールダウン時やウォームアップ時の車室への吹
出風量や騒音に悪影響が生じない。エアーガイド６の通
気抵抗への影響については、フルクール状態のとき図４
に示すようにエアーガイド６が冷風Ｃの流路外におかれ
るので通気抵抗に影響がなく、フルホット状態では図３
に示すように壁面１４に沿って流れる温風Ｈの流れ方向
にエアーガイド６が延在するので、通気抵抗はほとんど
増加しない。

【００２０】エアーミックス時には、エアーミックス領
域ＡＭを通過した空気がエアーガイド４により壁面１４
に沿って大回りしつつ排風口１１へ達するので、エアー
ミックス領域ＡＭから排風口１１へ達するまでの移動距
離が長くなり、冷風Ｃと温風Ｈとが一層均一に混ざり合
う。なお、このエアーガイド６は本発明に必須でなく、
案内ドア５のみで冷風Ｃを十分にヒーターコア２の背面
２３側へ案内できるならば省略しても構わない。

【００２１】本実施例では回動式のエアーミックスドア
４を調整手段として用いたが、例えばヒーターコア２の
前面２２に沿って移動するシャッタ式のものでも良い。
案内ドア５は平板状に限定されず、例えば図６に示すよ
うにヒーターケース１の排風口１１やエアーガイド６、
ヒーターコア２の配置に合わせて屈曲した案内ドア５Ａ
を用いてもよく、あるいは湾曲形状の案内ドアを用いて
もよい。エアーミックスドア４と案内ドア５の動作は、
アクチュエータと制御装置とによって切換え制御するも
のに限らない。例えば、温度調節レバー、エアーミック
スドア４および案内ドア５をロッドやワイヤなどの機械
的手段で連結して所望の切換え動作を実現させるもので
もよい。エアーミックスドア４の開度は、温度調整レバ
ー以外にも目標吹出温度Ｘ_Mを用いて決めてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、案内
ドアを冷風遮断位置におくことにより、ヒーターコアを
迂回した冷風をヒーターコアの背面側へ導いて温風と十
分に混ぜ合わせることができるので、排風口付近での温
度分布のばらつきを解消してヒーターケースの下流に設
けるディストリビュータの寸法形状に関する制約を解消
し、多車種間でのディストリビュータの共用化を実現
し、ひいてはヒーターケースも共用化して空調装置の設
計工数、コストの削減を実現できる。ディストリビュー
タとヒーターケースとの接続構造の制約を解消してヒー
ターケースを車両へ搭載する際の自由度も高め得る。案
内ドアの回動途中に、案内ドアが排風口から突出するこ
とがないので、ヒーターケースとディストリビュータと
の接続部分に案内ドアの干渉を避けるスペースを設ける
必要がなく、これらの設計自由度が一層高まる。大風量
が要求されるクールダウン時やウォームアップ時には、
案内ドアを排風口へ向う空気の流れ方向に沿って傾斜さ
せて通気抵抗の増加を防止し、車室への吹出風量の減少
や騒音の上昇を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るヒーターケースのエア
ーミックス状態における断面図。

【図２】図１のヒーターケースとディストリビュータと
の接続構造を示す斜視図。

【図３】図１の実施例に係るヒーターケースのフルホッ
ト状態における断面図。

【図４】図１の実施例に係るヒーターケースのフルクー
ル状態における断面図。

【図５】図１の実施例に係るヒーターケース内の各ドア
の位置関係を示す図。

【図６】図１の実施例の案内ドアの変形例を示す図。

【図７】従来のヒーターケースの断面図。

【符号の説明】

１ ヒーターケース ２ ヒーターコア ４ エアーミックスドア（調整手段） ５，５Ａ 案内ドア ５ａ 案内ドアの一端 ５ｂ 案内ドアの他端 １０ 導風口 １１ 排風口 ２２ ヒーターコアの前面 ２３ ヒーターコアの背面 ＡＭ エアーミックス領域 Ｃ 冷風 Ｈ 温風 Ｐｃｏ 案内ドアの冷風通過位置 Ｐｃｓ 案内ドアの冷風遮断位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導風口から取り込まれる空気の流れ方向
   と交差する方向へ排風口が開口する中空のヒーターケー
   スと、前記導風口からの空気の流れ方向下流側へ向うほ
   ど前記排風口へ接近するように傾けて前記ヒーターケー
   ス内に配置されたヒーターコアと、このヒーターコアを
   通過して前記排風口へ向う空気の流量と当該ヒーターコ
   アの前記導風口に臨む前面側を迂回して前記排風口へ向
   う空気の流量との比率を調整する調整手段とを備えた車
   両用空調装置において、 前記排風口の前記導風口側の端部を起点として当該排風
   口から前記ヒーターコアの背面側へ向けて立上がって前
   記ヒーターコアの前記前面側を迂回した空気を当該ヒー
   ターコアの背面側へ案内する冷風遮断位置と、前記排風
   口の前記導風口と反対側の端部を起点として当該排風口
   から前記ヒーターコアの前面側へ向けて立上がって前記
   ヒータコアの背面側から前記排風口への空気の通路を遮
   断する冷風通過位置との間を回動可能な案内ドアを、前
   記ヒーターケース内に配設し、 この案内ドアが前記冷風遮断位置と冷風通過位置との間
   で回動するとき、当該案内ドアの中間部に回転中心を設
   け、この回転中心に対する一端側が前記排風口の前記導
   風口側の端部から前記ヒーターコアの前面側に向う範囲
   で回動し、他端側が前記排風口の前記導風口と反対側の
   端部から前記ヒーターコアの背面側へ向う範囲で回動す
   るように当該案内ドアの回動方向を設定したことを特徴
   とする車両用空調装置。