JP3687174B2

JP3687174B2 - 車載用空調装置

Info

Publication number: JP3687174B2
Application number: JP06116996A
Authority: JP
Inventors: 和啓福田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-03-18
Also published as: JPH09249020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械、農機、産業機械等の車両に搭載される車載用空調装置において、特に、天井置き空調ユニットの小形化を図るための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車載用空調装置としては、特開平６−９２１３３号公報に記載されたものがある。この従来装置では、車室天井部の後方側から前方側へ向かって、送風機、冷房用熱交換器、暖房用熱交換器、および吹出モード切替用のドア機構部を順次配置する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような配置であるため、車室天井部のスペースのほぼ全体を空調ユニットが占めるようになり、車両運転者の頭部スペースの確保が困難となる。そのため、車両運転者に圧迫感を与えるという問題があり、特に、車両全高に制限のある小型特殊車両では空調装置の搭載が困難となる。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、車室天井部に空調ユニットを設置する車載用空調装置において、空調ユニットの小型化を図ることを目的とする。
【０００５】
【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。請求項１〜４記載の発明では、車両前面の窓ガラス（１１）の内側面に沿って下方に空気を吹き出すフット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）を有する吹出ダクト（１６）を、車室天井部の最前部に配置し、
この吹出ダクト（１６）に、車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口（２８ａ〜２８ｄ）を有するフェイス吹出ダクト（２７）を連結し、
吹出ダクト（１６）に隣接して、この吹出ダクト（１６）より車室後方側に空調ユニット（１４）を配置し、
空調ユニット（１４）の暖房用熱交換器（１８）の左右両側にバイパス通路（２４）を配置し、
吹出ダクト（１６）内に、左右両側のバイパス通路（２４）の開度を調整する左右両側の温度調整用エアミックスドア（２５）と、フェイス吹出ダクト（２７）への空気流れを断続する吹出モード切替用ドア（２６）とを回動可能に設け、
吹出ダクト（１６）内において、フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）の左右両側で、かつ温度調整用エアミックスドア（２５）より下方の部位に空気ガイド手段（３０）を備え、
この空気ガイド手段（３０）により、左右両側のバイパス通路（２４）からの冷風を一旦、上方側へ偏向させてから前記フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）側へ導くようにしたことを特徴としている。
【０００６】
このように、車室天井部の最前部に設けた吹出ダクト（１６）内に、温度調整用エアミックスドア（２５）および吹出モード切替用ドア（２６）を設けているから、従来装置に比して、この両ドア（２５、２６）の設置スペース分だけ、空調ユニット（１４）を車室前方側に配置することができる。その結果、空調ユニット（１４）の位置を車両乗員の頭部上方よりも車室前方側にずらすことが可能となり、車両乗員の頭部スペースの確保が容易となる。
【０００７】
特に、車両全高に制限のある小型特殊車両でも車両運転者に圧迫感を与えることがなくなるため、このような小型特殊車両でも空調装置の搭載が容易となる。
ところで、本発明装置では、温度調整用エアミックスドア（２５）が吹出ダクト（１６）内に配置されているため、吹出ダクト（１６）に設けたフット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）への冷風、温風の混合スペースの確保がどうしても困難となるが、空気ガイド手段（３０）の冷風偏向作用により、フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）への冷風、温風の混合を良好ならしめて、吹出口（２９ａ〜２９ｃ）での吹出空気の温度バラツキを低減できる。
また、請求項２記載の発明では、空調ユニット（１４）の冷房用熱交換器（１７）の上流側に空気を送風する送風機（１９）を、空調ユニット（１４）に対して車両左右方向の側方に配置しているから、空調ユニット（１４）と送風機（１９）とを含めた全体の車両前後方向の寸法をより一層短縮でき、乗員の頭部スペースをさらに拡大できる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明では、暖房用熱交換器（１８）に温水を循環させる温水回路に、温水量を調整可能な温水弁（２３）を備え、
この温水弁（２３）と温度調整用エアミックスドア（２５）とを連動させ、温度調整用エアミックスドア（２５）がバイパス通路（２４）の全開位置のとき、温水弁（２３）が閉弁し、
温度調整用エアミックスドア（２５）がバイパス通路（２４）の全開位置から全閉側に移動するに従って、温水弁（２３）が開弁し、次第に開度を増加させるようにしている。
【００１１】
このように、温水弁（２３）とエアミックスドア（２５）とを連動させることにより、エアミックスドア（２５）が暖房用熱交換器（１８）の空気流路を全閉しない配置レイアウトを採用しても、フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）およびフェイス吹出口（２８ａ〜２８ｄ）からの吹出空気温度を良好に制御できる。
【００１２】
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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明を小型特殊車両（例えば、農業用トラクター）に適用した例を示すもので、１０は車両の天井部外板、１１は車両前面の窓ガラス、１２は車両後面の窓ガラス、１３は車両の天井部内板、１４は空調ユニット、１５はこのユニット１４のケースで、本例では樹脂にて後述する吹出ダクト１６部分と一体成形されている。このケース１５は、図示を省略しているが、上ケースと下ケースとに２分割され、その内部にエバポレータ（冷房用熱交換器）１７、ヒータコア（暖房用熱交換器）１８等の機器を内蔵した後、上ケースと下ケースを適宜の締結手段にて一体に結合するようになっている。
【００１４】
エバポレータ１７は、図示しない車両エンジンにて駆動される圧縮機をもつ冷凍サイクルに設けられ、送風空気を冷媒の蒸発潜熱により冷却する。また、ヒータコア１８は車両エンジンの冷却水（温水）を熱源として送風空気を加熱する。車両の天井部において、吹出ダクト１６部分は最前部に配置され、空調ユニット１４はこの吹出ダクト１６の後方側に隣接して配置されている。そして、送風機１９は空調ユニット１４の車両左右方向の側方、本例では右側の側方に配置されている。この送風機１９は周知の遠心式多翼ファン１９ａをスクロールケーシング１９ｂ内に収納した構成であり、このスクロールケーシング１９ｂの吹出口部を、空調ユニット１４においてエバポレータ１７の空気上流側（車両後方側）に連結して、ファン１９ａの送風空気がエバポレータ１７の空気上流側に流入するようになっている。
【００１５】
また、車両の天井部外板１０と天井部内板１３との間の空間を利用して、空調ユニット１４の空気吸入流路２０（図１（ｂ）参照）が形成されており、スクロールケーシング１９ｂの空気吸入口（図示せず）は上面側に配置されて、空気吸入流路２０に連通している。この空気吸入流路２０は、天井部外板１０の内側に全面的に形成されるものであって、その最も後方側の部位に、外気を導入する外気導入口２１および内気を導入する内気導入口２２が配置されている。この内外気の両導入口２１、２２は内外気切替ドア３１により、空気吸入流路２０に対して連通、遮断される。また、内外気の両導入口２１、２２には、それぞれ空気中の塵埃等を除去するフィルタ部材（図示せず）が設けられている。
【００１６】
前記したヒータコア１８に温水を循環させる温水回路には、ヒータコア１８への温水量を調整する温水弁２３が設けられている。
次に、図２〜図５に基づいて、車室内への吹出空気温度の制御機構および吹出モード切替機構を説明すると、ヒータコア１８は空調ユニット１４のケース１５内において、エバポレータ１７の空気下流側の中央部位に配置され、ヒータコア１８の左右両側には冷風のバイパス通路２４が形成してある。そして、ヒータコア１８の空気下流側の面は、直接、吹出ダクト１６に面して、吹出ダクト１６に連通している。
【００１７】
この吹出ダクト１６内には、温度調整用のエアミックスドア２５が軸２５ａにより回動可能に配置されており、このドア２５によりバイパス通路２４の開度を調整して、冷風量を調整できる。ここで、温度調整用エアミックスドア２５が左右両側のバイパス通路２４を全開する位置に操作されると、このバイパス通路２４とフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃとの間の流路が温度調整用エアミックスドア２５により全閉される（図２参照）ようにしてある。
【００１８】
なお、エアミックスドア２５と温水弁２３は、図示しない空調制御パネルに設けられた温度調整部材（手動操作部材）に連結され、この温度調整部材の手動操作により連動して作動するようになっている。
また、吹出ダクト１６内において、エアミックスドア２５に隣接して、バイパス通路２４からフェイス吹出ダクト２７（図１参照）に向かう流路に、吹出モード切替用ドア２６が軸２６ａにより回動可能に配置されている。このドア２６はエアミックスドア２５より空気下流側の部位を開閉して、フェイス吹出ダクト２７への空気流れを断続する。吹出モード切替用ドア２６は空調制御パネルに設けられた吹出モード切替部材（手動操作部材）に連結され、この切替部材の手動操作により開閉される。
【００１９】
フェイス吹出ダクト２７は図１に示すように、車室天井部の左右両側において、車室前部から後部に向かって延びるように配置されるとともに、車室前部の位置にて吹出ダクト１６の左右両端部に連結されている。そして、この左右のフェイス吹出ダクト２７にはそれぞれ２個づつのフェイス吹出口２８ａ〜２８ｄが設けられ、このフェイス吹出口２８ａ〜２８ｄから運転者Ａの上半身に向かって冷風を吹き出す。なお、フェイス吹出口２８ａ〜２８ｄには、手動操作にて吹出空気の遮断および吹出方向の調整が可能なグリル機構（図示せず）が備えられている。
【００２０】
また、吹出ダクト１６において、ヒータコア１８の空気下流側の直後の部位に、下方に向けて、フット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃが設けてある。この吹出口２９ａ〜２９ｃは複数個、本例では３個、車両左右方向に並べて配置してあり、この吹出口２９ａ〜２９ｃからの吹出空気は、車両前面の窓ガラス１１の内側面に沿って下方に向かうので、運転者の足元部に温風を到達させるフット吹出口としての役割と窓ガラス１１の曇り止めを行うデフロスタ吹出口としての役割を兼ねるものである。この吹出口２９ａ〜２９ｃにも、手動操作にて冷風吹出の遮断および吹出方向の調整が可能なグリル機構（図示せず）が備えられている。
【００２１】
本実施形態では、３個のフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃ間の吹出温度バラツキを低減するために、図６に示すように、３個のフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃの左右両側にガイド板（空気ガイド手段）３０を配置して、バイパス通路２４からの冷風が、このガイド板３０を乗り越えて上方へ偏向してから吹出口２９ａ〜２９ｃ側へ流入するようにしてある。なお、ガイド板３０は本例では、吹出ダクト１６の底面側に樹脂にて一体成形されている。
【００２２】
図６から理解されるように、ガイド板３０の上端面よりも、上方側に、ヒータコア１８、バイパス通路２４およびエアミックスドア２５を配置してある。
図７はエアミックスドア２５と温水弁２３の連動関係を示すグラフで、エアミックスドア２５の開位置はバイパス通路２４を全開する位置で、エアミックスドア２５の閉位置はバイパス通路２４を全閉する位置である。
【００２３】
次に、上記構成において作動を説明する。
図２は最大冷房モードの状態を示し、冷凍サイクルの圧縮機および送風機１９を作動させることにより、エバポレータ１７に冷媒が循環するとともに、送風機１９の送風空気（内気または外気）がエバポレータ１７に送風され、エバポレータ１７にて送風空気が冷却され、冷風となる。
【００２４】
ここで、図２に示すように、エアミックスドア２５がバイパス通路２４の全開位置に操作されると、図７の制御特性から、温水弁２３は全閉位置に操作される。また、吹出モード切替用ドア２６は全開位置に操作され、フェイス吹出ダクト２７への流路を全開している。
従って、エバポレータ１７で冷却された冷風は、バイパス通路２４を通って、吹出ダクト１６を経由して車室左右のフェイス吹出ダクト２７に至る。そして、このダクト２７に設けられたフェイス吹出口２８ａ〜２８ｄから運転者Ａの上半身に向かって冷風が吹き出され、車室の冷房が行われる。
【００２５】
なお、最大冷房モード時には、温水弁２３の全閉によりヒータコア１８への温水の循環が停止されており、冷風中への放熱を防止する。また、吹出ダクト１６のフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃに備えたグリル機構を手動操作して、吹出口２９ａ〜２９ｃを閉鎖することにより、吹出口２９ａ〜２９ｃからの冷風の吹出が阻止される。
【００２６】
冷房モードにおける吹出空気温度の調整は、エアミックスドア２５をバイパス通路２４の全開位置から閉位置側に開くことにより行うことができる。すなわち、エアミックスドア２５を開くことにより、図７の制御特性に従って温水弁２３が開弁して、ヒータコア１８への温水の循環が開始されるので、ヒータコア１８を通過する空気が加熱され、温風となる。この温風とバイパス通路２４からの冷風とを吹出ダクト１６において混合することにより、フェイス吹出口２８ａ〜２８ｄから車室内へ吹き出す冷風温度を調整できる。
【００２７】
次に、図３は春秋期のような中間シーズンに用いるバイレベルモードの状態を示す。このバイレベルモードでは、上記冷房モードに対して、エアミックスドア２５をバイパス通路２４の中間の開度位置に操作する。また、フット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃに備えたグリル機構を手動操作して、吹出口２９ａ〜２９ｃを全開するとともに、吹出モード切替用ドア２６を全開する。
【００２８】
これにより、ヒータコア１８を通過して加熱された温風の多くがフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃ側へ流れ、この温風の一部が吹出ダクト１６を通って、バイパス通路２４からの冷風と混合してフェイス吹出ダクト２７側へ流れる。従って、このダクト２７のフェイス吹出口２８ａ〜２８ｄから吹き出す空気の温度を、フット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃから吹き出す空気の温度より低くすることができ、頭寒足熱型の快適な温度分布を車室内に形成できる。
【００２９】
次に、図４は除湿暖房モードであり、外気温度が比較的低く、かつ湿度が高いような条件で使用する。この除湿暖房モードでは、吹出モード切替用ドア２６を全閉位置に操作して、フェイス吹出ダクト２７への流路を全閉する。また、エアミックスドア２５をバイパス通路２４の中間の開度位置に操作するとともに、フット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃを全開する。
【００３０】
これにより、エバポレータ１７で冷却、除湿された冷風と、ヒータコア１８で加熱された温風とが混合した後、この混合空気はすべてフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃから車両前面の窓ガラス１１の内側面に沿って下方に吹出し、窓ガラス１１の曇り止めを行いながら、車室の暖房を行う。
次に、図５は最大暖房モードを示し、エアミックスドア２５をバイパス通路２４の全閉位置に操作する。また、吹出モード切替用ドア２６を全閉位置に操作するとともに、フット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃを全開する。
【００３１】
これにより、送風機１９の送風空気が全量、ヒータコア１８を通過して加熱され、温風となるので、最大暖房状態となる。このとき、吹出モード切替用ドア２６によりフェイス吹出ダクト２７への流路を全閉されるので、ヒータコア１８で加熱された温風はすべてフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃから車室内へ吹出す。
【００３２】
なお、上記したバイレベルモードおよび除湿暖房モードにおいても、エアミックスドア２５の開度を調整して、冷風と温風の混合割合を調整することにより、吹出空気温度の調整を行うことができる。
ところで、フット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃを設けた吹出ダクト１６内にエアミックスドア２５を設置するとともに、この吹出口２９ａ〜２９ｃがヒータコア１８直後の部位に位置しているので、吹出口２９ａ〜２９ｃに流れる冷風と温風の混合スペースを十分確保することができない。そのため、このままの流路構成では、３個のフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃ相互間で、吹出空気温度のバラツキが発生しやすい。
【００３３】
すなわち、３個のフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃのうち、左右両側の吹出口２９ａ、２９ｃにバイパス通路２４からの冷風が多量に流入し、中央の吹出口２９ｂには少量の冷風が流入するのみで、ヒータコア１８からの温風は中央の吹出口２９ｂに集中しやすい。
そこで、本実施形態では、３個のフット・デフロスタ用吹出口２９ａ〜２９ｃの左右両側にガイド板３０を配置して、バイパス通路２４からの冷風が、図６の矢印イに示すように、ガイド板３０を乗り越えてから、吹出口２９ａ〜２９ｃ側へ流入するようにしてある。これにより、左右両側の吹出口２９ａ、２９ｃに冷風が直接、多量に流入するという事態を防止して、３個の吹出口２９ａ〜２９ｃに比較的均一な割合で冷風と温風を流入させることができ、３個の吹出口２９ａ〜２９ｃ相互間の吹出空気温度のバラツキを低減できる。
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、空調ユニット１４の樹脂製のケース１５に吹出ダクト１６部分を一体成形しているが、ケース１５に対して吹出ダクト１６を別体で形成してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明装置の一実施形態を示す平面配置図、（ｂ）はその側面配置図である。
【図２】本発明装置の最大冷房モードを示す要部配置図である。
【図３】本発明装置のバイレベルモードを示す要部配置図である。
【図４】本発明装置の除湿暖房モードを示す要部配置図である。
【図５】本発明装置の最大暖房モードを示す要部配置図である。
【図６】本発明装置の要部の斜視図である。
【図７】本発明装置におけるエアミックスドア２５と温水弁２３の開度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…車両の天井部外板、１１…車両前面の窓ガラス、
１３…車両の天井部内板、１４…空調ユニット、１６…吹出ダクト、
１７…エバポレータ（冷房用熱交換器）、１８…ヒータコア（暖房用熱交換器）
１９…送風機、２３…温水弁、２４…バイパス通路、２５…エアミックスドア、
２６…吹出モード切替ドア、２７…フェイス吹出ダクト、
２８ａ〜２８ｄ…フェイス吹出口、
２９ａ〜２９ｃ…フット・デフロスタ用吹出口、３０…ガイド板。

Claims

空調ユニット（１４）を車室天井部に設置するとともに、この空調ユニット（１４）に空気を冷却する冷房用熱交換器（１７）およびこの冷房用熱交換器（１７）を通過した空気を加熱する暖房用熱交換器（１８）を備え、
この暖房用熱交換器（１８）の側方に、前記冷房用熱交換器（１７）で冷却された冷風をバイパスするバイパス通路（２４）を設け、
このバイパス通路（２４）の開度を温度調整用エアミックスドア（２５）により調整するようにした車載用空調装置において、
車両前面の窓ガラス（１１）の内側面に沿って下方に空気を吹き出すフット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）を有する吹出ダクト（１６）を、車室天井部の最前部に配置し、
この吹出ダクト（１６）に、車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口（２８ａ〜２８ｄ）を有するフェイス吹出ダクト（２７）を連結し、
前記吹出ダクト（１６）に隣接して、この吹出ダクト（１６）より車室後方側に前記空調ユニット（１４）を配置し、
前記バイパス通路（２４）は、前記暖房用熱交換器（１８）の左右両側の側方に配置されており、
前記バイパス通路（２４）および前記暖房用熱交換器（１８）を通過した空気が前記吹出ダクト（１６）に流入するようになっており、
さらに、前記吹出ダクト（１６）内に、前記温度調整用エアミックスドア（２５）、および前記フェイス吹出ダクト（２７）への空気流れを断続する吹出モード切替用ドア（２６）を回動可能に設け、
前記温度調整用エアミックスドア（２５）は前記左右両側のバイパス通路（２４）に対応して前記暖房用熱交換器（１８）の左右両側に配置されており、
前記吹出ダクト（１６）内において、前記フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）の左右両側で、かつ前記温度調整用エアミックスドア（２５）より下方の部位に空気ガイド手段（３０）を備え、
この空気ガイド手段（３０）により、前記左右両側のバイパス通路（２４）からの冷風を一旦、上方側へ偏向させてから前記フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）側へ導くようにしたことを特徴とする車載用空調装置。
前記空調ユニット（１４）の前記冷房用熱交換器（１７）の上流側に空気を送風する送風機（１９）を、前記空調ユニット（１４）に対して車両左右方向の側方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車載用空調装置。
前記フット・デフロスタ用吹出口（２９ａ〜２９ｃ）は、前記暖房用熱交換器（１８）直後の部位に配置されており、
前記フェイス吹出ダクト（２７）は、前記吹出ダクト（１６）の左右両側端部に連結されて車室前部から後部に向かって延びるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用空調装置。
前記暖房用熱交換器（１８）に温水を循環させる温水回路に、温水量を調整可能な温水弁（２３）を備え、
この温水弁（２３）と前記温度調整用エアミックスドア（２５）とを連動させ、前記温度調整用エアミックスドア（２５）が前記バイパス通路（２４）の全開位置のとき、前記温水弁（２３）が閉弁し、前記温度調整用エアミックスドア（２５）が前記バイパス通路（２４）の全開位置から全閉側に移動するに従って、前記温水弁（２３）が開弁し、次第に開度を増加させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車載用空調装置。