JP3582219B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空調装置において、特に、後席側の冷風吹出機能と、前席側の冷風吹出機能とを、共通の冷風取入口を用いて達成するようにした空調ユニット構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車用空調装置においては、蒸発器、ヒータコア、および送風機を一体化した空調ユニットを車室内前部の計器盤中央部に配置する構成のものが知られている。
この空調ユニットにおいて、上方側のフェイス吹出口の吹出空気温度を、下方側のフット吹出口の吹出空気温度より低くするために、蒸発器下流側から冷風をバイパスして、直接、フェイス吹出口に導入する冷風バイパス機能を設定することはしばしば採用されている。また、後席側の冷房感を向上させるために、後席側にもフェイス吹出口を設け、このフェイス吹出口に、蒸発器下流側から冷風を導入する後席側の冷風吹出機能を同時に設定する場合がある。
【0003】
この場合、蒸発器下流側直後の位置に2つの冷風取入口を設置し、この2つの冷風取入口の一方に冷風バイパス通路を、また、他方に、後席用フェイス吹出口の冷風吹出通路をそれぞれ接続するのが通常である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来装置では、蒸発器下流側直後の位置に2つの冷風取入口を設置しているので、この冷風取入口の設置部位のスペースが大きくなり、空調ユニットの大型化を招くとともに、空調ユニットの空気通路構成が煩雑化するという問題があった。
【0005】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、前席側の冷風バイパス機能と後席側の冷風吹出機能とを設定する自動車用空調装置において、空調ユニットの冷風取入口部位のスペースの低減と空調ユニットの空気通路構成の簡素化を図ることを目的とする。
【0006】
【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、以下の技術的手段を採用する。
本発明では、後席側の冷風吹出機能が主に夏季に使用されるのに対して、前席側の冷風バイパス機能は、主に冬季において乗員顔部のほてり感を解消するために使用される、つまり、上記両機能の使用シーズンが異なっている点に着目し、後席側の冷風吹出機能および前席側の冷風バイパス機能のための冷風取入口を1つのものに共通化することを特徴としている。
【0007】
具体的には、請求項1〜2記載の発明では、冷房用熱交換器(4)の下流側直後の部位に、冷風を取り入れる冷風取入口(20)を開口させ、この冷風取入口(20)から取り入れられた冷風を、前席用冷風バイパス通路(22)を通して、前席用フェイス吹出口
(18)に直接導入可能とし、かつ、冷風取入口(20)の下流側において、前席用冷風バイパス通路(22)と分岐する後席用冷風吹出通路(23)を設け、冷風取入口(20)からの冷風を後席用冷風吹出通路(23)を経て後席用フェイス吹出口(25)にも導入可能とし、さらに、前席用冷風バイパス通路(22)および後席用冷風吹出通路(23)への空気流れを調整する流れ調整手段(24、25a)を備え、
ケース(2)内において、冷房用熱交換器(4)は車両前方側に配置され、暖房用熱交換器(5)は車両後方側に配置され、
冷風取入口(20)は、冷房用熱交換器(4)の下流側直後で、かつ下方側の部位に配置されており、
この冷風取入口(20)は、暖房用熱交換器(5)の下方側の部位を車両後方側へ延びる冷風通路(21)に接続され、
この冷風通路(21)はその車両後方端の部位にて前席用冷風バイパス通路(22)と後席用冷風吹出通路(23)とに分岐されており、
この後席用冷風吹出通路(23)は、運転席と助手席との間のセンターコンソールに沿って配設され、
更に、流れ調整手段は、前席用冷風バイパス通路(22)を開閉する冷風バイパスドア(24)と、後席用フェイス吹出口(25)に設けられ、空気流れを断続可能なグリル機構(25a)とを備えていることを特徴としている。
【0008】
このように構成することにより、1つの冷風取入口(20)から取り入れた冷風を前席用フェイス吹出口(18)と後席用フェイス吹出口(25)に振り分けて導入することができる。そして、流れ調整手段(24、25a)により冷風の流れ方向を切り替えて、主に夏季には、後席用フェイス吹出口(25)から冷風を吹き出して、後席への冷風吹出機能を確保し、後席の冷房感を高めることができる。一方、冬季には、前席用フェイス吹出口(18)から冷風を吹き出して、温風の上昇による乗員顔部のほてりを解消でき、冬季の暖房フィーリングを良好にすることができる。
【0009】
しかも、後席側の冷風吹出機能のための冷風取入口と、前席側の冷風バイパス機能のための冷風取入口とを1つの冷風取入口(20)に共通化できるため、空調ユニットの冷風取入口部位のスペースの低減と空調ユニットの空気通路構成の簡素化を達成できる。
その結果、空調ユニット全体形状の小型化により車室内スペースの制約が大きい車両においても、空調ユニットの設置が容易になるとともに、空調ユニットの小型簡素化によりコスト低減を図ることができる。
【0010】
また、1つの冷風取入口(20)から取り入れた冷風を前席用フェイス吹出口(18)と後席用フェイス吹出口(25)に振り分けても、後席への冷風吹出機能は主に夏季に使用され、前席側の冷風バイパス機能は主に冬季に使用されるので、冷風取入口(20)の共通化による空調性能への悪影響はほとんど問題とならない。
【0011】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図1において、1は自動車用空調装置のうち、車室内計器盤の下方部に設置される空調ユニットで、本例では、車室内前部の計器盤のうち、車両幅方向の略中央部に配設されている。この空調ユニット1はポリプロピレン等の樹脂で成形されたケース2を有している。
【0013】
このケース2はその内部に空気流路を形成するとともに、後述する熱交換器等の機器類を収納している。また、ケース2は周知のように複数の分割ケース体に分割されており、後述の熱交換器、ドア等の機器類を収納した後に、金属クリップ、ねじ止め等の適宜の結合手段にて複数の分割ケース体を一体に結合する構造となっている。
【0014】
3は送風機で、空調ユニット1内で、車両前方側に配置され、、遠心多翼ファン3aと、このファン3aを駆動するモータ(図示せず)と、スクロールケーシング3bとを有する周知のものである。この送風機3は、周知の内外気切替箱(図示せず)を介して外気または内気を導入して、ケース2内の空気流路に送風するようになっている。
【0015】
4はケース2内の車両前方側で、送風機3の下方側部位に配設された蒸発器であり、この蒸発器4は図示しない圧縮機,凝縮器,受液器,減圧器とともに周知の冷凍サイクルを構成するものであって、ケース2内への送風空気を除湿冷却する冷房用熱交換器として作用するものである。なお、冷凍サイクルの圧縮機は電磁クラッチ(図示せず)を介して自動車エンジンにより駆動される。
【0016】
5はヒータコアで、蒸発器4の空気下流側に配設されるものであって、ケース2内の車両後方側の下方部位に配設されている。このヒータコア5は自動車エンジンの冷却水を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器であり、上記蒸発器4にて冷却された冷風を再加熱するものである。
また、6はバイパス通路で、蒸発器4の空気下流側で、かつヒータコア5の上方部位に形成されている。このバイパス通路6は、蒸発器4で冷却された冷風をヒータコア5をバイパスして流すためのものである。7はヒータコア5の空気下流側から上方へ延びるように形成された温風通路で、ヒータコア5で加熱された温風が流れるものである。
8は冷温風混合空間で、バイパス通路6からの冷風と、温風通路7からの温風とが合流する部位に形成されており、冷温風を混合するためのものである。
【0017】
9は温度調整用エアミックスドアで、蒸発器4とヒータコア5との間の空間に配置され、ヒータコア5の上端部近傍に配置された軸9aを中心として回動可能になっている。このエアミックスドア9の開度によりバイパス通路6と温風通路7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ようになっている。
【0018】
10はフットドアで、ケース2内において、冷温風混合空間8の上方側に配置され、軸10aを中心として回動可能になっている。このフットドア10は、、冷温風混合空間8の上方側(空気下流側)と、フット吹出空気通路11またはフェイス・デフロスタ用通路12との連通を切替えるものである。
このフット吹出空気通路11は、空調ユニット1の車両後方側において上方から下方へ垂下し、その途中に前席側のフット空気開口13が開口している。このフット空気開口13には運転席側および助手席側の左右2つのフット通路13aが接続され、この左右2つのフット通路13aの先端部には乗員足元へ温風を吹き出す運転席側および助手席側のフット吹出口13bが設けられている。
【0019】
なお、図1では、図作成上の便宜のため、フット通路13aとフット吹出口13bを車両後方側へ突出させて図示しているが、実際は、フット通路13aとフット吹出口13bをフット空気開口13に対して車両左右方向の両側に位置させ、その位置から下方へ垂下させている。
また、フット吹出空気通路11の下端部には、後席側のフット空気開口14が開口しており、この後席側のフット空気開口14には図示しない後席用フット通路が接続され、この後席用フット通路の先端部に後席の乗員足元に温風を吹き出す後席用フット吹出口(図示せず)が設けられている。
【0020】
一方、フェイス・デフロスタ用通路12の上方側(空気下流側)は、2つの空気通路に分岐されて、フェイス吹出空気通路15とデフロスタ吹出空気通路16とを形成してる。この両通路15、16の分岐部に、フェイス・デフロスタドア17が設けられており、このドア17は 軸17aを中心として回動可能になっており、両通路15、16を切替開閉する。
【0021】
ここで、フェイス吹出空気通路15には送風空気を前席側の上方へ吹き出す前席用フェイス吹出口18が設けられている。このフェイス吹出口18は、周知のごとく車室左右方向の中央部から乗員上半身に向かってに空気を吹き出すセンターフェイス吹出口と、計器盤の左右両端部から車室内の左右両側部の乗員上半身に向かって空気を吹き出すサイドフェイス吹出口とから構成される。なお、これらのフェイス吹出口18にはそれぞれ周知の風向変更グリル機構(図示せず)が備えられている。
【0022】
デフロスタ吹出空気通路16の先端部には、車両の前面窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口19が設けられている。
なお、上記した2つのモード切替用のドア10、17は図示しないリンク機構に連結されて、連動して作動する。このリンク機構の駆動機構は周知のものでよく、例えば、車室内計器盤部に設けられる空調制御パネル(図示せず)の手動操作レバー(吹出モード切替用操作レバー)に加わる手動操作力をコントロールケーブルを介してリンク機構に伝達することにより、ドア10、17を回動させる機構とする。あるいは、空調用制御装置により自動制御されるサーボモータなどのアクチュエータによりリンク機構を駆動してドア10、17を回動させるようにしてもよい。同様に、エアミックスドア9の開度も、空調制御パネル(図示せず)の手動操作レバー(温度調整レバー)に加わる手動操作力またはアクチュエータにより、調整できるようになっている。
【0023】
20は冷風取入口で、蒸発器4の下流側直後で、かつ下方側の位置に開口され、蒸発器4で冷却された冷風を取り入れるためのものである。本例では、冷風取入口20をエアミックスドア9の下方側の部位に設定してある。そして、冷風取入口20は、ヒータコア5の下方側の部位を車両後方側へ延びる冷風通路21に接続され、この冷風通路21はその車両後方端の部位にて前席用冷風バイパス通路22と後席用冷風吹出通路23とに分岐されている。
【0024】
前席用冷風バイパス通路22は、空調ユニット1の最も車両後方側の部位を下方から上方に向かって延びて、フェイス・デフロスタドア17の下流部に接続されている。つまり、前席用冷風バイパス通路22の上端部は前席用フェイス吹出口18の直前の部位に直接連通している。
24は前席用冷風バイパス通路22の途中に設けられた冷風バイパスドアで、バイパス通路22を開閉するためのものである。この冷風バイパスドア24は、軸24aを中心として回動可能になっており、そして、冷風バイパスドア24は前席用フェイス吹出口18近傍(下側部)に配設された手動操作ノブ24bに連結され、このノブ24bの手動操作により冷風バイパスドア24が開閉される。このノブ24bと冷風バイパスドア24との間は、リンク、ケーブル等の周知の手段にて連結されている。
【0025】
また、後席用冷風吹出通路23は運転席と助手席との間のセンターコンソールに沿って配設され、そして、センターコンソールの後端面において上方側へ屈曲され、その上方端部に後席用フェイス吹出口25が設けられている。この後席用フェイス吹出口25には、空気吹出の開閉と風向の変更が可能な周知のグリル機構25aが備えられている。なお、本例では、冷風バイパスドア24とグリル機構25aとにより、前席用冷風バイパス通路22および後席用冷風吹出通路23への空気流れを調整する流れ調整手段を構成している。
【0026】
次に、上述した構成において本実施形態の作動について説明する。いま、送風機3を作動させると、内外気切替箱(図示せず)から内気または外気が吸入され、この吸入空気は送風機3のスクロールケーシング3bの吹出口部から下方へ向かい、蒸発器4の上流側にて車両後方側へ方向を転換し、蒸発器4に送風される。そして、蒸発器4において、送風空気は冷却されて冷風となる。
【0027】
次いで、この冷風はエアミックスドア9の開度位置に従ってバイパス通路6と、ヒータコア5側の温風通路7とに分岐して流れ、ヒータコア5に流入した冷風はヒータコア5にて再加熱されて、温風となり、温風通路7を流れる。そして、この温風通路7からの温風とバイパス通路6からの冷風は、冷温風混合空間8にて混合されて所望温度の空調風となり、しかるのち、モード切替用のドア10、17にて選択された吹出空気通路11、15、16のいずれか1つまたは複数個を通って所定の吹出口から車室内へ吹き出す。
【0028】
以上は、空調装置全体の作動の概要であるので、次に、各吹出モードでの空気流れについて簡単に述べる。
使用者が空調制御パネルの吹出モード切替レバーを操作することにより、その操作力がコントロールケーブル及びリンク機構を介して、2つのモード切替用(フェイス・デフロスタ用、およびフット用)のドア10、17に伝達され、この両ドア10、17が連動操作され、所定の吹出モードが設定される。
【0029】
まず、「フェイスモード」について説明すると、フェイス・デフロスタドア17が図1のa位置に操作されて、デフロスタ吹出空気通路16を全閉し、フェイス吹出空気通路15を全開する。また、フットドア10は図1のc位置に操作されて、フット吹出空気通路11を全閉する。
これにより、冷温風混合空間8からの空調風(冷風)が前席用フェイス吹出空気通路15に流入し、前席用フェイス吹出口18から車室内の上方側へ吹き出し、前席側を冷房する。
【0030】
このとき、夏季において、後席側でも冷房する必要があるときは、手動操作ノブ24bにより冷風バイパスドア24を閉位置に操作するとともに、後席用フェイス吹出口25のグリル機構を開状態に設定しておく。これより、冷風取入口20から取り入れられた冷風は、冷風通路21および後席用冷風吹出通路23を経て後席用フェイス吹出口25に到達し、ここから後席側の上方へ向かって冷風が吹き出されるので、後席側も良好に冷房することができる。
【0031】
もし、冷風バイパスドア24を開位置に操作すると、前席側の冷風バイパス通路22に冷風が流れるので、後席用フェイス吹出口25に到達する冷風量が減少するが、この場合、前席側の冷風バイパス通路22に比して後席用冷風吹出通路23の方が通風抵抗が小となるように通路の設計がしてあるので、後席用フェイス吹出口25への冷風量の方が多くなる。
【0032】
また、後席側に乗員がいない場合には、後席用フェイス吹出口25のグリル機構25aを閉状態に設定するとともに、冷風バイパスドア24を開位置に操作することにより、冷風バイパス通路22を通る冷風量を前席用フェイス吹出空気通路15に送り込むことができるので、その分だけ、前席用フェイス吹出口18からの冷風吹出量を増加できる。
【0033】
次に、「バイレベルモード」について説明すると、フェイス・デフロスタドア17が図1のa位置に操作されて、デフロスタ吹出空気通路16を全閉し、フェイス吹出空気通路15を全開する。一方、フットドア10は図1の全閉位置cから若干開いた中間開度位置dに操作されて、フット吹出空気通路11を若干量開口する。
【0034】
これにより、冷温風混合空間8からの空調風の一部はフット吹出空気通路11に流入し、前席側のフット空気開口13から運転席側および助手席側の左右2つのフット通路13aを経て運転席側および助手席側のフット吹出口13bから前席側の乗員足元に吹き出す。また、フット吹出空気通路11に流入した空調風の一部は、後席側のフット空気開口14から後席用フット通路を経て後席用フット吹出口(図示せず)から後席の乗員足元に温風を吹き出す。
【0035】
また、これと同時に、冷温風混合空間8からの空調風は、フェイス・デフロスタ用通路12を経て、フェイス吹出空気通路15に流入し、前席用フェイス吹出口18から車室内の上方側へ吹き出す。
次に、「フットモード」について説明すると、フェイス・デフロスタドア17が図1のb位置に操作されて、デフロスタ吹出空気通路16を全開し、フェイス吹出空気通路15側を閉じる。
【0036】
一方、フットドア10は図1の最大開度位置eに操作されて、フット吹出空気通路11の開度を最大量付近に広げるとともに、冷温風混合空間8とフェイス・デフロスタ用通路12との間を微小通路で連通させる。
以上により、冷温風混合空間8からの空調風の大部分はフット吹出空気通路11に流入し、前席側のフット吹出口13bおよび後席側のフット吹出口から乗員足元部へ吹き出す。これと同時に、空調風の一部はフェイス・デフロスタ用通路12を経てデフロスタ吹出空気通路16を通り、デフロスタ吹出口19から車両前面窓ガラスに向かって吹き出して、車両前面窓ガラスの曇り止めを行うことができる。
【0037】
次に、「フット・デフロスタモード」について説明すると、フェイス・デフロスタドア17が図1のb位置に操作され、かつフットドア10は図1の中間開度位置dに操作される。
これにより、冷温風混合空間8からの空調風の略半分がフット吹出空気通路11に流入し、前席側のフット吹出口13bおよび後席側のフット吹出口から乗員足元部へ吹き出す。これと同時に、空調風の残りの略半分がデフロスタ吹出口19から吹出す。従って、デフロスタ吹出口19からの吹出風量が増加し、窓ガラスの曇り止め効果が増大する。
【0038】
次に、「デフロスタモード」について説明すると、フェイス・デフロスタドア17が図1のb位置に操作され、かつフットドア10は図1のc位置に操作されて、フット吹出空気通路11を全閉する。
これにより、冷温風混合空間8からの空調風がすべてデフロスタ吹出空気通路16を通って、デフロスタ吹出口19から車両前面窓ガラスに向かって吹き出す。従って、デフロスタ吹出口19からの吹出風量がさらに増加し、窓ガラスの曇り止め効果がさらに増大する。
【0039】
また、上記した「フットモード」、「フット・デフロスタモード」、「デフロスタモード」は、冬季に使用される場合が多いが、その際に、これら吹出モードを長時間継続すると、温風が自然対流にて車室内の上方へ上昇して、乗員が顔部にほてりを感じて、不快に思うことがある。
そこで、このような場合には、手動操作ノブ24bにより冷風バイパスドア24を開位置に操作するとともに、後席用フェイス吹出口25のグリル機構25aを閉状態に設定しておく。これより、冷風取入口20から取り入れられた冷風は、冷風通路21および前席用バイパス通路22を経て前席用フェイス吹出通路15に流入し、前席用フェイス吹出口18に到達し、ここから前席側の上方へ向かって冷風が吹き出されるので、前席側の乗員顔部のほてりを解消でき、頭寒足熱の快適な空調フィーリングを与えることができる。
【0040】
また、「バイレベルモード」においても、上記と同様に冷風バイパスドア24を開、後席用フェイス吹出口25のグリル機構25aを閉とすることにより、前席側の頭寒足熱状態をより一層強調することができる。
(他の実施形態)
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施可能であり、例えば、上述の実施形態では、冷風と温風の風量割合をエアミックスドア9により調整して吹出空気温度を調整する、いわゆるエアミックス式の自動車用空調装置について述べたが、ヒータコア5に流入する温水流量を調整して吹出空気温度を調整する、温水流量調整式等の自動車用空調装置にも本発明は適用可能である。
【0041】
また、上述した実施形態では、冷風バイパスドア24を手動操作ノブ24bにて直接、手動操作する例について説明したが、例えば、冬季のフットモード時に車室内温度が上昇して、前席乗員顔部にほてり感を感ずる条件を、車室内温度等から判定して、空調用の電子制御装置により冷風バイパスドア24を自動的に開くようにしてもよい。
【0042】
また、上述した実施形態では、冷風バイパスドア24を前席用冷風バイパス通路22の途中に設けたが、例えば、冷風バイパスドア24を前席用冷風バイパス通路22と後席用冷風吹出通路23との分岐点に設けて、このドア24により前席用冷風バイパス通路22と後席用冷風吹出通路23とを切替開閉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形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1…空調ユニット、2…ケース、4…蒸発器、5…ヒータコア、
13…前席用フット開口、13b…前席用フット吹出口、
18…前席用フェイス吹出口、20…冷風取入口、2120…冷風通路、
22…前席用冷風バイパス通路、23…後席用冷風吹出通路、
24…前席用冷風バイパスドア、25…後席用フェイス吹出口、
25a…グリル機構。
Claims (2)
- 空気流路を形成するケース(2)と、
このケース(2)内に設けられ、送風空気を冷却する冷房用熱交換器(4)と、
この冷房用熱交換器(4)の下流側に設けられ、送風空気を所定温度まで再加熱する暖房用熱交換器(5)と、
この暖房用熱交換器(5)を通過した送風空気を前席側の上方へ吹き出す前席用フェイス吹出口(18)と、
前記暖房用熱交換器(5)を通過した送風空気が導入され、この送風空気を前席側の足元へ吹き出す前席用フット吹出口(13b)と、
送風空気を後席側の上方へ吹き出す後席用フェイス吹出口(25)と、
前記冷房用熱交換器(4)の下流側直後の部位に開口され、前記冷房用熱交換器(4)で冷却された冷風を取り入れる冷風取入口(20)と、
この冷風取入口(20)から取り入れられた冷風を、前記暖房用熱交換器(5)をバイパスして、前記前席用フェイス吹出口(18)に直接導入する前席用冷風バイパス通路(22)と、
前記冷風取入口(20)の下流側において、前記前席用冷風バイパス通路(22)と分岐して設けられ、前記冷風取入口(20)から取り入れられた冷風を前記後席用フェイス吹出口(25)に導入する後席用冷風吹出通路(23)と、
前記前席用冷風バイパス通路(22)および前記後席用冷風吹出通路(23)への空気流れを調整する流れ調整手段(24、25a)とを備え、
前記ケース(2)内において、前記冷房用熱交換器(4)は車両前方側に配置され、前記暖房用熱交換器(5)は車両後方側に配置され、
前記冷風取入口(20)は、前記冷房用熱交換器(4)の下流側直後で、かつ下方側の部位に配置されており、
この冷風取入口(20)は、前記暖房用熱交換器(5)の下方側の部位を車両後方側へ延びる冷風通路(21)に接続され、
この冷風通路(21)はその車両後方端の部位にて前記前席用冷風バイパス通路(22)と前記後席用冷風吹出通路(23)とに分岐されており、
この後席用冷風吹出通路(23)は、運転席と助手席との間のセンターコンソールに沿って配設され、
更に、前記流れ調整手段は、前記前席用冷風バイパス通路(22)を開閉する冷風バイパスドア(24)と、前記後席用フェイス吹出口(25)に設けられ、空気流れを断続可能なグリル機構(25a)とを備えていることを特徴とする自動車用空調装置。 - 前記前席用冷風バイパス通路(22)の下流端は、前記前席用フェイス吹出口(18)の直前の部位に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の自動車用空調装置。
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