JP3686154B2

JP3686154B2 - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JP3686154B2
Application number: JP05333196A
Authority: JP
Inventors: 英信荒川; 隆行清水
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-03-11
Also published as: JPH09240253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空気調和装置に関し、特に高風量化・低騒音化及びエアーミックス性やバイレベルモードの温度差の向上を図ることができる自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用空気調和装置には、頭寒足熱の状態とするバイレベルモードがあるが、このモードにおける上下の温度差の改善を図ったものとして、例えば特開昭６３−１７，１０９号公報に開示された自動車用空気調和装置が知られている。
【０００３】
この自動車用空気調和装置は、ユニット内に設けられたヒータコアと、これを迂回する第１のバイパス路と、ヒータコア側に流れる空気量と第１のバイパス路側に流れる空気量の比を制御するエアミックスダンパとを有し、さらにベント吹出口へ冷風を案内する第２のバイパス路と、この第２のバイパス路を開閉するダンパとを有している。
【０００４】
この装置は、バイレベルモードにおいてエアミックスダンパの開度を制御すると、ベント吹出口に案内される冷風量が変化するので、ベント吹出口とフット吹出口から吹き出される空気の温度差を制御できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車用空気調和装置において、車室内に大量の調和空気を供給しようとすると、ユニット内を通過する空気量も必然的に増加することから騒音の問題が生じることとなる。
【０００６】
また、調和空気のエアーミックス性あるいは上述したバイレベルモードの温度差を向上させるために、ユニット内にエアーミックス用リブや偏向リブあるいは上述したダンパが設けられたこともあるが、このようなリブやダンパも騒音の増加につながる。
【０００７】
このように高風量化や調和空気の温度制御の向上と、騒音とは、互いに相反する技術的課題であり、高風量化及び低騒音化を同時に実現するために高効率の送風機を採用することも考えられるが、消費電力が大きくなる等、新たな問題が生じる虞れがある。
【０００８】
また、ユニット自体を大きくすると、高風量化及び低騒音化が達成されるが、現在でも狭小な車室内スペースをさらに狭小なものとすることになるので、これも現実的でない。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、自動車用空気調和装置において、高風量化及び低騒音化を同時に達成し、エアーミックス性及びバイレベルモード時の温度差も好適に設定できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の自動車用空気調和装置は、空気通路となるユニットケースと、前記空気通路内に設けられたヒータコアと、取入空気が前記ヒータコアを迂回するように前記空気通路に形成されたバイパス路と、前記空気通路内に回動自在に設けられ、前記ヒータコアと前記バイパス路とをそれぞれ通過する空気量比率を調節するエアーミックスダンパと、前記空気通路内に形成され前記ヒータコアを通過した空気と前記バイパス路を通過した空気とを混合する混合室と、前記混合室の前記ユニットケースの壁面に少なくともベント吹出口及びフット吹出口が開設された自動車用空気調和装置において、
前記ベント吹出口は、前記ユニットケースの前記ヒータコアの対面側の側壁に、前記フット吹出口は、前記ベント吹出口の下流側にそれぞれ開設され、前記バイパス路の入口側と前記ベント吹出口とを直接結ぶ冷風路が前記ユニットケースの前記側壁に形成され、
前記エアーミックスダンパを前記冷風路の入口も開閉制御するように、また前記ベント吹出口に設けられたベントダンパを当該ベント吹出口を閉塞するとき前記冷風路の出口も一緒に閉塞するように設け、
前記エアーミックスドア及びベントダンパは、前記冷風路を常時開放する構成としたことを特徴とする。
請求項２に記載の自動車用空気調和装置は、前記エアーミックスドア及びベントダンパは、前記冷風路に通じる開口を形成するかあるいは前記冷風路の分だけ短くしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の自動車用空気調和装置では、バイパス路入口側とベント吹出口とを直接結ぶ冷風路がユニットケースの側壁に形成されているので、バイレベルモード時において、取入空気はエアーミックスダンパによりヒータコアとバイパス路及び冷風路とに分割されるが、冷風路を流通する冷風はそのままベント吹出口に導かれ、一方、ヒータコアを通過した温風は、混合室をターンしてベント吹出口に隣接するフット吹出口に導かれるので、両者が混合する可能性は著しく少なくなり、温風と冷風との温度差を大きくすることができる。また、種々のモード時においても、ヒータコアを迂回する空気流の抵抗となることがきわめて少なくなり、高風量化及び低騒音化を両立させることができる。
また、冷風路を、エアーミックスダンパを併用して開閉制御するので、冷風路専用のダンパが不要であり、これにともなうリンク機構、アクチュエータ及び制御回路等の各種部品の増加が抑制できる。
さらに、ベント吹出口の下流側にフット吹出口が開設され、前記ベント吹出口をベントダンパが閉塞するとき前記冷風路の出口も一緒に閉塞するようにしたので、フルホット状態以外のヒータモードにおいて、ヒータコアとバイパス路を通過した空気を混合室でミックスするとき、ユニットケースの側壁からバイパス路側に突出するように設けられた冷風路自体により、冷風の流れが変向されるので、混合性はより良くなり、騒音の発生も低減できる。
加えて、エアーミックスドア及びベントダンパが冷風路を常時開放するように構成したので、常時冷風路からベント吹出口を介してサイドベントグリルに空気を導くことができ、窓ガラスの曇りを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の自動車用空気調和装置の本実施の形態を示す全体断面図であり、便宜上、インテークユニットは側面断面図、クーラユニット及びヒータユニットは平面断面図を示す。
【００１６】
この自動車用空気調和装置は、ブロア１２を回転し、インテークドア１１を選択的に開閉することにより車室内空気と車室外空気とを選択的に取り込むインテークユニット１０と、周知の冷房サイクル系と接続されているエバポレータ２２が設けられたクーラユニット２０と、前記インテークユニット１０から取り込まれ、クーラユニット２０のエバポレータ２２により冷却され、或いは冷却されないでそのまま通過した空気を、ヒータコア３１及び／又はバイパス路３２を通過させることにより所望の温度の空気とし、ベント吹出口３３、デフロスト吹出口３５あるいはフット吹出口３４などの複数の吹出口から各ダクトを介して車室内に配風するようにしたヒータユニット３０とからなっている。
【００１７】
このヒータコア３１には、７０〜８０℃程度のエンジン冷却水が内部に導かれ、このエンジン冷却水により通過空気を加熱するようになっているが、このヒータコア３１は、図１に示すように、ヒータユニットケース３０ａの側壁の一方からユニットケース３０ａ内の略中央部まで挿入されて固定される構造となっている。
【００１８】
また、ヒータユニットケース３０ａのヒータコア３１の対面側には、クーラユニット２０から流下した空気が、当該ヒータコア３１を迂回するバイパス路３２が形成されており、これらヒータコア３１とバイパス路３２を流通する空気の比率をエアーミックスダンパ３６により制御している。このエアーミックスダンパ３６は、ヒータコア３１の前面を完全に閉塞する位置（図１に実線で示す）から、バイパス路３２及び後述する冷風路３７を完全に閉塞する位置（図１に二点鎖線で示す）までの間を回動するようになっているが、その制御はリンク機構及びアクチュエータ等により行なわれる。
【００１９】
また、ヒータユニットケース３０ａのヒータコア３１及びバイパス路３２の下流には混合室３８が形成され、ヒータコア３１を通過した温風とバイパス路３２を通過した冷風を適度に混合する空間となっている。
【００２０】
なお、この温風と冷風との混合をより高めるために、ヒータユニットケース３０ａの内面に突起あるいはリブ等が設けてもよい。
【００２１】
一方、ヒータコア３１が挿入された側壁に対面するヒータユニットケース３０ａの他方の側壁には、ベント吹出口３３と、下流側のフット吹出口３４とが隣接して開設されている。
【００２２】
ベント吹出口３３は、ダクト３３ａを介して車室内のインストルメントパネルに設けられたベントグリル３３ｂ，３３ｃに接続されており、乗員の上半身に向かって調和空気（主として冷風）を供給する。
【００２３】
フット吹出口３４は、図外のダクトが接続されており、車室内のフロア近傍、すなわち乗員の足元に調和空気（主として温風）を供給する。
【００２４】
なお、前述したベント吹出口３３及びフット吹出口３４以外にも、ヒータユニットケース３０ａのさらに他の側壁にデフロスト吹出口３５が開設され、図外のダクトを介して車室内のインストルメントパネルに設けられたデフロストグリルに接続されて、主として温風をフロントガラス内面に向かって供給するようになっている。
【００２５】
上述したベント吹出口３３、フット吹出口３４及びデフロスト吹出口３５には、それぞれベントダンパ３３Ｄ、フットダンパ３４Ｄ及びデフダンパ３５Ｄが回動自在に設けられており、図示しないリンク機構あるいはアクチュエータ等によって所定の組合せをもって開閉制御される。
【００２６】
例えば、バイレベルモードにおいては、デフダンパ３５Ｄが全閉で、ベントダンパ３３Ｄとフットダンパ３４Ｄとがそれぞれ半開となる。このとき、エアーミックスダンパ３６を中間位置に回動させると、ベント吹出口３３から乗員の上半身に向かって冷風を供給すると同時にフット吹出口３４からは乗員の足元に向かって温風を供給し、いわゆる頭寒足熱型の温調を行う。
【００２７】
ヒータモードでは、ベントダンパ３３Ｄとデフダンパ３５Ｄとが全閉で、フットダンパ３４Ｄが全開とされる。このとき、エアーミックスダンパ３６がバイパス路３２等を狭めると、これにより多量の温風をフット吹出口３４を介して乗員の足元に供給する。
【００２８】
ベントモードでは、フットダンパ３４Ｄ及びデフダンパ３５Ｄが全閉で、ベントダンパ３３Ｄが全開となる。このとき、エアーミックスダンパ３６がヒータコア３１を通る空気が少なくなるように回動されると、多量の冷風がベント吹出口３３を介して乗員の上半身に供給される。
【００２９】
特に、本実施の形態では、ヒータユニットケース３０ａ内において、エバポレータ２２側に入口３７ａを有し、当該ヒータユニットケース３０ａの側壁からバイパス路３２側に突出するように当該側壁に沿って伸延し、ベント吹出口３３の部分に出口３７ｂを有する冷風路３７が形成されている。
【００３０】
しかも、この冷風路３７の入口３７ａは、上述したエアーミックスダンパ３６の先端部分によってバイパス路３２とともに開閉制御され、冷風路３７の出口３７ｂは、ダクト３３ａ内に設けられたベントダンパ３３Ｄによって、その余のベント吹出口３３とともに開閉制御されるようになっている。
【００３１】
次に、前記実施の形態の作用を説明する。
例えば、図２に示すバイレベルモードにおいては、エアーミックスダンパ３６は中間位置に回動し、デフダンパ３５Ｄは全閉位置に、ベントダンパ３３Ｄ及びフットダンパ３４Ｄはそれぞれ半開位置にセットされる。
【００３２】
エアーミックスダンパ３６が、バイパス路３２を全閉する位置から開放する方向に移動すると、冷風路３７の入口３７ａが開口されることになるので、インテークユニット１０で取り入れられ、クーラユニット２０を通過することにより冷却された空気は、当該エアーミックスダンパ３６により一部はヒータコア３１側に、残りはバイパス路３２と冷風路３７にそれぞれ流れるように分割される。
【００３３】
この分割された空気の内、まず、冷風路３７を通過する冷風は、そのままベント吹出口３３に導かれる。バイパス路３２を通過する冷風は、冷風路３７の外壁に沿って混合室３８に流下し、該混合室３８の最も上流側に開口したベント吹出口３３に導かれる。一方、ヒータコア３１側に導かれた空気は、ヒータコア３１で加熱されて温風となり、混合室３８の内壁に沿ってターンし、フット吹出口３４に導かれる。
【００３４】
したがって、ベント吹出口３３にはクーラユニット２０により冷却された状態の冷風そのものが導かれ、フット吹出口３４にはヒータコア３１により加熱された温風が導かれることになるので、乗員の頭部に配風するベント口と足元に配風するフット口からそれぞれ吹き出される空気の温度差は、大きくなり、いわゆる頭寒足熱型の温調が実現できる。
【００３５】
このとき、ヒータユニットケース３０ａ内の空気通路を通気抵抗の観点からみると、ヒータコア３１は明らかに大きな抵抗となっており、これに比較すればバイパス路３２側における冷風路３７の占める抵抗は殆ど無視できる程度の抵抗である。すなわち、冷風路３７がないとした場合におけるバイパス路３２は、全く干渉物がないので大量の空気を低騒音で流すことができる。
【００３６】
このため、本実施の形態のように冷風路３７が形成され、その分だけ通気抵抗が増加して供給空気量が減少し騒音が増加したとしても、それは乗員が感じるほどのものではなく相対的には微差となる。
【００３７】
また、冷風路３７がバイパス路３２側の通気抵抗になるとしても、ヒータユニットケース３０ａの側壁に沿って形成されており、しかも冷風路３７内を通過する空気は、そのままベント吹出口３３に導かれるので、やはり通気抵抗の増加分は著しく小さい。
【００３８】
このようなことから、本実施の形態では、高風量化及び低騒音化を実現することができ、消費電力が増加する高効率の送風機を採用する必要もなく、またヒータユニット３０を大きくする必要もない。
【００３９】
さらに、本実施の形態の冷風路３７は、エアーミックスダンパ３６により開閉されるので、特開昭６３−１７，１０９号公報に開示された自動車用空気調和装置のように冷風路３７に専用のダンパを設けることが省略でき、これにともなうリンク機構やアクチュエータ等の部品を削減できる。
【００４０】
また、図２にＸで示す領域は、循環する温水の影響でヒータコア３１の周囲の温度が高くなっている部分を示すものである。ヒータコア３１は、前述したようにヒータユニット３０内に、熱いものを、いわば挿入された状態となっているので、ヒータコア３１を通過した空気のみならず、バイパス路３２を通過して混合室３８に流下した空気も、このヒータコア３１からの輻射熱によって加熱されることになり、前記したＸ部分が生じるのである。
【００４１】
このようなＸ部分が存在していると、必然的に混合室３８で得られた調和空気は、当初予定している温度よりも高めになりがちであるが、本実施の形態では、ヒータユニット３０内に冷風路３７を形成しているので、いわば冷たいものをヒータユニット３０内に挿入している状態となっており、この冷風路３７を通過する冷風は、ヒータコア３１からの輻射熱の影響を受けず、またこの冷風路３７を通過する冷風がバイパス路３２を通過する空気を冷却し、前記Ｘ部分による温度上昇を補正する機能を発揮することとなり、これにより高くなりがちな混合空気を適度な温度に調節することができる。
【００４２】
本実施の形態の自動車用空気調和装置は、図２に示すバイレベルモード以外のモードにおいても、高風量化と低騒音化を両立させることができる。
【００４３】
例えば、図１に示すベントモードでは、エアーミックスダンパ３６がヒータコア３１の前面を全閉する、いわゆるフルクール状態においては、クーラユニット２０からの冷風は、バイパス路３２及び冷風路３７に分割されながらベント吹出口３３に導かれるが、上述した理由により、たとえ冷風路３７が設けられていても、バイパス路３２及び冷風路３７の通気抵抗は著しく小さいので、大量の冷風を低騒音で供給することが可能となる。特に、ベントモードでは、大量の風量を吹き出した方が冷風感が得られることが知られているが、このような大風量を必要とする場合でも、ベント吹出口３３から高風量を吹き出すことができ、しかも低騒音が可能となる。
【００４４】
また、ヒータモードにおいて、エアーミックスダンパ３６がバイパス路３２及び冷風路３７をともに全閉するフルホット状態の場合は、通常のものと同様に、すべての空気がヒータコア３１により加熱されてフット吹出口３４より乗員の足元に供給される。
【００４５】
しかし、フルホット状態以外のときには、クーラユニット２０からの空気は、ヒータコア３１とバイパス路３２を通過し、ここで加熱された空気と加熱されなかった空気が混合室３８でミックスされ、ターンしてフット吹出口３４に導かれる。この場合、ベント吹出口３３は、ベントダンパ３３Ｄにより閉じられているので、冷風は、バイパス路３２を通るとき、ユニットケースの側壁からバイパス路側に突出するように設けられた冷風路３７自体により流れが変向されることになり、温風に対して流れが乱れた状態の冷風が吹き込むので、両者の混合性はより向上することになる。しかも、ヒータモードは、ベントモードに比べ小風量で行なわれるので、騒音の発生はない。
【００４６】
以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００４７】
例えば、図３に示すように、エアーミックスダンパ３６の先端に冷風路３７に通じる開口３６ａを形成するかあるいはエアーミックスダンパ３６を冷風路３７の分だけ短くする。また、ベントダンパ３３Ｄの先端に冷風路３７に通じる開口３３Ｄａを形成するかあるいはベントダンパ３３Ｄも冷風路３７の後端の分だけ短くする。
【００４８】
このように構成すれば、エアーミックスダンパ３６がバイパス路３２を全閉し、ベントダンパ３３Ｄがベント吹出口３３を全閉し、窓の曇りを晴らすデフロストモードにしても、クーラユニット２０からの冷風を、常時冷風路３７からベント吹出口３３を介してサイドベントグリル３３ｃに導くことができるので、フロントドアの窓ガラスの曇りも同時に晴らすことができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、冷風路が設けられているけれども、これはユニットケースの側壁に形成されているので、ヒータコアを迂回する空気流の抵抗となることがきわめて少なく、したがって高風量化及び低騒音化を両立させることができる。しかも、バイレベルモードにおいて、冷風路、及びベント吹出口とフット吹出口との設定位置関係により、温風と冷風との両者が混合する可能性が著しく少なくなり、両者の温度差を大きくすることができるので、いわゆるモヤモヤ感のない頭寒足熱型の温調を実現できる。
【００５０】
このように、本発明の自動車用空気調和装置は、高風量化及び低騒音化を同時に達成でき、エアーミックス性及びバイレベルモードにおける温度差も好適に設定できる。
【００５１】
また、この冷風路は、エアーミックスダンパを併用して開閉制御されるので、冷風路専用のダンパが不要であり、これにともなうリンク機構、アクチュエータ及び制御回路等の各種部品の増加が抑制できる。
【００５２】
さらに、ヒータモードにおいてベント吹出口を開閉するベントダンパが冷風路の出口を閉塞するようにすれば、フルホット状態以外のときに、冷風と温風の混合性はより良くなり、騒音の発生も低減できる。
【００５３】
加えて、ダンパ自体を切り欠く等により常時冷風路に冷風が流れるようにすれば、窓ガラスの曇りも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】同実施の形態のバイレベルモード時を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
３０…ヒータユニット、
３１…ヒータコア、
３２…バイパス路、
３３…ベント吹出口、
３４…フット吹出口、
３５…デフ吹出口、
３６…エアーミックスダンパ、
３７…冷風路、
３８…混合室。

Claims

空気通路となるユニットケース(30a）と、前記空気通路内に設けられたヒータコア(31)と、取入空気が前記ヒータコア(31)を迂回するように前記空気通路に形成されたバイパス路(32)と、前記空気通路内に回動自在に設けられ、前記ヒータコア(31)と前記バイパス路(32)とをそれぞれ通過する空気量比率を調節するエアーミックスダンパ(36)と、前記空気通路内に形成され前記ヒータコア(31)を通過した空気と前記バイパス路(32)を通過した空気とを混合する混合室(38)と、前記混合室(38)の前記ユニットケース(30a）の壁面に少なくともベント吹出口(33)及びフット吹出口 (34)が開設された自動車用空気調和装置において、
前記ベント吹出口(33)は、前記ユニットケース(30a）の前記ヒータコア(31)の対面側の側壁に、前記フット吹出口 (34) は、前記ベント吹出口 (33) の下流側にそれぞれ開設され、前記バイパス路(32)の入口側と前記ベント吹出口(33)とを直接結ぶ冷風路(37)が前記ユニットケース(30a）の前記側壁に形成され、
前記エアーミックスダンパ (36) を前記冷風路 (37) の入口も開閉制御するように、また前記ベント吹出口 (33) に設けられたベントダンパ (33D ）を当該ベント吹出口 (33) を閉塞するとき前記冷風路 (37) の出口も一緒に閉塞するように設け、
前記エアーミックスドア (36) 及びベントダンパ (33D ）は、前記冷風路 (37) を常時開放する構成としたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
前記エアーミックスドア(36)及びベントダンパ(33D）は、前記冷風路(37)に通じる開口(36a,33Da)を形成するかあるいは前記冷風路(37)の分だけ短くしたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用空気調和装置。