JP3707179B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調空気の通路を内気側の第１空気通路と外気側の第２空気通路とに区画形成することにより、フット吹出開口部からは暖められた高温内気を再循環して吹き出し、一方、デフロスタ吹出開口部からは低湿度の外気を吹き出す、いわゆる内外気２層流モードを設定して、冬期における暖房能力の向上と窓ガラスの防曇性との両立を図った車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような車両用空調装置の従来技術として、特開平５−１２４４２６号公報に開示されたものがある。この従来技術の概要を説明すると、車両用空調装置の空調ケースの一端側に内気吸入口および外気吸入口が形成され、他端側にフット吹出開口部、デフロスタ吹出開口部、およびフェイス吹出開口部がそれぞれ形成されている。これら各吹出開口部に対応して、空気流れを制御する吹出モードドアが設置されている。
【０００３】
そして、この空調ケース内に、上記内気吸入口から上記フェイス吹出開口部およびフット吹出開口部にかけての第１空気通路と、上記外気吸入口から上記デフロスタ吹出開口部にかけての第２空気通路とを区画形成する仕切り板が設けられている。この仕切り板のうち、上記吹出モードドアの上流部位に、第１空気通路と前記第２空気通路とを連通する連通路を設け、この連通路を連通ドアにより開閉するようにしている。
【０００４】
さらに、上記両空気通路内には、暖房用熱交換器、この暖房用熱交換器をバイパスするバイパス通路、およびエアミックスドアがそれぞれ設けられた構成となっている。
そして、吹出モードとしてフェイスモード、バイレベルモード、およびフットモードのいずれかが選択されたときは、そのときの内外気モードが内気循環モードであれば、上記両空気通路内に内気を導入し、外気導入モードであれば、上記両空気通路内に外気を導入する。また、吹出モードとしてデフロスタモードが選択されたときは、上記両空気通路内に外気を導入する。これらの吹出モードのときには、上記連通路を上記連通ドアにより開くことにより、上記両空気通路内の空気を上記吹出モードドアの上流側で合流した後に、選択された所定の吹出開口部に導入する。
【０００５】
一方、吹出モードとしてフットデフロスタモードが選択されたときは、上記連通路を上記連通ドアにより閉じるとともに、上記吹出モードドアによりフット吹出開口部とデフロスタ吹出開口部を開口する。さらに、第１空気通路内には内気を導入し、第２空気通路内には外気を導入して２層流モードとする。こうすることによって、既に温められている内気を第１空気通路を通してフット吹出開口部から吹き出して車室内を暖房できるので、暖房性能が向上できる。これと同時に、デフロスタ吹出開口部からは第２空気通路を通して低湿度の外気を窓ガラスへ吹き出すので、窓ガラスの防曇性能を確保できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吹出モードとしてフットデフロスタモード以外の他の吹き出しモード（フェイスモード、バイレベルモード、およびフットモード）が選択されたときは、上記両空気通路内の空気を上記吹出モードドアの上流側において仕切り板の連通路を通して合流しているが、スペース的な制約から、連通路の開口面積がどうしても小さくなるとともに、この連通路前後における流路の急激な曲がりや、流路の急激な拡大、縮小が余儀なくされ、その結果、この連通路による合流部での圧力損失が大きくなり、吹出風量の低下、送風騒音の増大等の不具合があった。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、内外気２層流モードを設定可能な車両用空調装置において、内外気２層流モードを設定しない場合における、第１、第２の両空気通路からの空気の合流部における圧力損失を低減することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、吹出モードドアの上流側の狭いスペース内に配置される連通路の存在が圧力損失増大の原因であるという点に着目して、この連通路を廃止し、そして、第１、第２の両空気通路からの空気を吹出モードドアの下流側で合流して、複数の吹出開口部のうち選択された所定の吹出開口部に導く構成とすることにより、上記目的を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１〜６記載の発明によれば、吹出モードドア（４５）により、フット吹出開口部（２７、２８）とデフロスタ吹出開口部（２１、２２）の両方から同時に空気を吹き出す吹出モードが設定されたとき、内気吸入口（５ａ、５ｂ、５ｃ）からの内気を第１空気通路（１３、１４）を通してフット吹出開口部（２７、２８）から吹き出し、外気吸入口（４ａ、４ｂ、４ｃ）からの外気を第２空気通路（１２、１５）を通してデフロスタ吹出開口部（２１、２２）から吹き出す内外気２層流モードを設定するとともに、
フット吹出開口部（２７、２８）とデフロスタ吹出開口部（２１、２２）の両方から同時に空気を吹き出す吹出モード以外の他の吹き出しモードが設定されたときは、第１空気通路（１３、１４）および第２空気通路（１２、１５）からの空気を吹出モードドア（４５）の下流側で合流して、複数の吹出開口部（２１〜２８）のうち選択された所定の吹出開口部に導くことを特徴としている。
【００１０】
これによると、内外気２層流モードの設定により、冬期における暖房能力の向上と窓ガラスの防曇性との両立を図ることができる。しかも、内外気２層流モードを設定しない場合には、第１、第２の２つの空気通路からの空気を吹出モードドア（４５）の下流側で合流することにより、従来技術のようなスペース的な制約の大きい連通路前後での急激な曲がり、急拡大、急縮小等を起こすことなく、スムーズな流れでもって、空気流れを合流できる。そのため、空気流れの合流部における圧力損失を低減でき、送風量を増大できる。
【００１１】
特に、請求項２記載の発明では、フェイス吹出開口部（２３、２４、２５）から空気を吹き出すフェイス吹出モードにおいて、第１空気通路（１３、１４）および第２空気通路（１２、１５）からの空気を吹出モードドア（４５）の下流側で合流して、フェイス吹出開口部（２３、２４、２５）に導くとともに、
デフロスタ吹出開口部（２１、２２）から空気を吹き出すデフロスタ吹出モードにおいて、第１空気通路（１３、１４）および第２空気通路（１２、１５）からの空気を吹出モードドア（４５）の下流側で合流して、デフロスタ吹出開口部（２１、２２）に導くことを特徴としている。
【００１２】
これによると、フェイス吹出モードおよびデフロスタ吹出モードにおいて、空気流れの合流部における圧力損失を低減して、送風量を増大できる。従って、フェイス吹出モード時にはクールダウン性能の向上により冷房始動時に車室内冷房温度を急速に低下でき、また、デフロスタ吹出モード時には、窓ガラスの曇り除去を急速に行うことができる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明では、吹出モードドア（４５）を、複数の吹出開口部（２１〜２８）に対応した複数の開口部（４５ａ〜４５ｅ）を有するフィルム状の可撓性部材から構成することを特徴としている。
このようなフィルム状の吹出モードドア（４５）の使用により、吹出モード切替機構を簡略化できる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明では、内気が流れる第１空気通路（１３、１４）を空調ケース（２）の中央部に形成し、外気が流れる第２空気通路（１２、１５）を空調ケース（２）内において、第１空気通路（１３、１４）の両側に形成することを特徴としている。
また、請求項５記載の発明では、第２空気通路（１２、１５）において、暖房用熱交換器（１７）の下流側と吹出モードドア（４５）の上流側との間に、車両側面窓ガラスまたは車室内側方部に向けて空気を吹き出すサイドフェイス吹出開口部（２９、３０）が開口していることを特徴としている。
【００１５】
これによると、サイドフェイス吹出開口部（２９、３０）は、吹出モードドア（４５）の操作位置と無関係に、全吹出モードにおいて、常時空気を吹き出して、冬期における車両側面窓ガラスの曇り止めおよび夏期における車室内側方部の冷房作用を果たすことができる。その場合、請求項４記載の発明のように、外気が流れる第２空気通路（１２、１５）を、内気が流れる第１空気通路（１３、１４）の両側に形成することにより、左右のサイドフェイス吹出開口部（２９、３０）を第２空気通路（１２、１５）に対して簡単に配置でき、空調ケースの構造が簡単となる。
【００１６】
また、請求項６記載の発明では、空調ケース（２）を車室内前方の計器盤部に、車両左右方向の略中央部に位置するように設置し、空調ケース（２）内において、暖房用熱交換器（１７）の上流側に空気を冷却する冷房用熱交換器（１６）を設置し、空調ケース（２）内の空気通路を、冷房用熱交換器（１６）および暖房用熱交換器（１７）の順に、車両前方から車両後方側へ向かって空気が流れることを特徴としている。
【００１７】
このような配置レイアウトにより、冷房機能部と暖房機能部とを一体化した空調ユニットを車室内中央部に一体的に搭載できる。
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。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１〜１３は本発明の一実施形態を示すものであり、図１、２は全外気モード、図３、４は内外気２層流モード、図５、６は全内気モードの状態をそれぞれ示している。図１〜６において、本実施形態の空調装置通風系は、１つの一体形空調ユニット１として構成され、この空調ユニット１は車室内前方の計器盤（図示せず）下方のうち、車両左右方向の中央部に設置される。この際、空調ユニット１は車両の前後、左右、上下方向に対して図示の方向となるように配置されて、車両に搭載される。
【００１９】
そして、空調ユニット１は空気通路を形成する樹脂製の空調ケース２を有し、この空調ケース２内に後述の各機器が収容される。空調ユニット１のうち、最も車両前方側の部位に、内外気切替箱３が配置されており、この内外気切替箱３には車両前方側から外気（車室外空気）を吸入する３個の外気吸入口４ａ、４ｂ、４ｃが車両左右方向に並列に設けられている。また、この３個の外気吸入口４ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれ隣接して、空調ユニット１の下方側から内気（車室内空気）を吸入する３個の内気吸入口５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている。
【００２０】
内外気切替箱３の内部には、上記した３個づつ設けた外気吸入口４ａ、４ｂ、４ｃと内気吸入口５ａ、５ｂ、５ｃとを切替開閉する３枚の平板状の内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃが回動可能に配置されている。ここで、この３枚の内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃを回動させる回転軸は、図示上は１本の回転軸として図示しているが、実際は外側の中空パイプ状の第１回転軸６０の内周に、中実の第２回転軸６１を摺動可能に収納した構成としている。
【００２１】
そして、第１回転軸６０には、左右両側の２枚の内外気切替ドア６ａ、６ｃを連結し、また、第２回転軸６１には中央部の内外気切替ドア６ｂを連結している。第１、第２回転軸６０、６１は車両左右方向に延びるように配置され、内外気切替箱３に対して回動可能に支持されており、内外気切替箱３の外部に突出している第１、第２回転軸６０、６１の一端部にはそれぞれ第１駆動用リンク６０ａ、第２用駆動リンク６１ａを連結している。この駆動用リンク６０ａ、６１ａは、それぞれ図示しない操作リンク機構を介して、サーボモータのようなアクチュエータに連結され、このアクチュエータによって、内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃは空調装置の内外気導入モード制御信号に応じて操作される。
【００２２】
そして、上記外気吸入口４ａ、４ｂ、４ｃと内気吸入口５ａ、５ｂ、５ｃからの吸入空気を送風する送風機として、本例では、車両右側および左側に配置された２個の送風機７、８を用いている。この送風機７、８にはそれぞれ２個の送風ファン７ａ、７ａ、８ａ、８ａを設け、これらの送風ファン７ａ、７ａ、８ａ、８ａをそれぞれ回転軸７ｃ、８ｃを介してモータ７ｂ、８ｂにより回転駆動する構成となっている。
【００２３】
これらの送風ファン７ａ、７ａ、８ａ、８ａは周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）からなるものであって、図２等に示すスクロールケース７ｄ、８ｄ内に配置され、ファン吸入口７ｅ、８ｅから吸入した空気をスクロールケース７ｄ、８ｄの渦巻き形状に沿って矢印Ａのように送風する。
一方、空調ケース２内の空気通路は、本例では、車両右側の仕切り板９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄと、車両中央部の仕切り板１０ａ、１０ｂと、車両左側の仕切り板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとにより４つの空気通路１２、１３、１４、１５とに仕切られている。ここで、後述するように、図３、４の内外気２層流モード時には、車両中央側の２つの空気通路１３、１４が内気の流れる第１空気通路をなし、車両左右両側の空気通路１２、１５が外気の流れる第２空気通路をなす。上記各仕切り板は樹脂製の空調ケース２に一体成形することができる。
【００２４】
空調ケース２内において、送風機７、８のスクロールケース７ｄ、８ｄの出口直後の部位に蒸発器（冷房用熱交換器）１６が上記空気通路１２〜１５の全域を横切るように配置されている。この蒸発器１６は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して空調空気を冷却するものであって、本例では、蒸発器１６の車両左右方向の寸法を長くした横長形状とすることより蒸発器１６の上下方向の寸法を小さくしている。
【００２５】
なお、蒸発器１６は周知の積層型のものであって、アルミニュウム等の２枚の金属薄板を最中状に張り合わせて構成した偏平チューブをコルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。蒸発器１６内部はコルゲートフィンのフィン面または偏平チューブの偏平面によって、前記各仕切り板の延長線上で空気通路を仕切ることができる。
【００２６】
そして、蒸発器１６の空気流れ下流側（車両後方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア（暖房用熱交換器）１７が隣接配置されている。このヒータコア１７は、蒸発器１６を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温のエンジン冷却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として空気を加熱するものである。このヒータコア１７も蒸発器１６と同様の横長形状とすることより上下方向の寸法を小さくしている。
【００２７】
また、ヒータコア１７は周知の構成であって、アルミニュウム等の金属薄板を溶接等により断面偏平状に接合してなる偏平チューブをコルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。ヒータコア１７内部はコルゲートフィンのフィン面または偏平チューブの偏平面によって前記各仕切り板の延長線上で空気通路を仕切ることができる。
【００２８】
また、本例では、ヒータコア１７に流入する温水の流量（または温水の温度）を調整する温水弁１８を設けて、この温水弁１８の温水流量（または温水温度）調整作用により吹出空気温度を調整できるようにしてある。従って、温水弁１８は本例では温度調整手段であって、図示しないリンク機構に連結されて、サーボモータのようなアクチュエータにより、空調装置の温度制御信号に応じて操作されるようになっている。
【００２９】
また、空調ケース２内で、ヒータコア１７の上方部位には、このヒータコア１７をバイパスして空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路１９が形成されており、この冷風バイパス通路１９を冷風バイパスドア２０により開閉する。この冷風バイパスドア２０は、最大冷房時とかバイレベル吹出モード時に冷風バイパス通路１９を開くことにより、冷風量を増加して冷房能力の向上を図ったり、バイレベル吹出モード時の上下の吹出空気に所定の温度差を持たせるものである。
【００３０】
なお、冷風バイパス通路１９および冷風バイパスドア２０は図１等に平面形状を図示していないが、上記空気通路１２〜１５のいずれにも設けられている。
次に、本実施形態における吹出モード切替機構を説明すると、空調ケース２の空気通路下流端には複数の吹出開口部２１〜３０が形成されており、この各吹出開口部２１〜３０の下流側に、さらに、空調空気を車室内の所定場所に向けて吹き出させるための吹出ダクト３１〜４０が接続される。図７は空調ケース２における吹出開口部２１〜３０のうち、後述のフィルム状の吹出モードドア４５により開閉される吹出開口部２１〜２８の開口パターンを示すもので、一平面上に展開して示すものである。
【００３１】
このうち、デフロスタ吹出開口部２１、２２は図２等に示すように空調ケース２の上面部において車両前方側へ向かって開口している。図７に図示するように、右側のデフロスタ吹出開口部２１は、右側の２つの空気通路１２、１３からの空気を導入できるように形成されており、また、左側のデフロスタ吹出開口部２２は、左側の２つの空気通路１４、１５からの空気を導入できるように形成されている。
【００３２】
そして、左右のデフロスタ吹出開口部２１、２２にはそれぞれデフロスタダクト３９、４０が接続され、このデフロスタダクト３９、４０の先端には車両窓ガラス内面に向けて空調空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口（図示せず）が設置されている。
また、左右のフェイス吹出開口部２３、２４は空調ケース２の最も車両後方側の部位で、かつ、上方側に配置され、車両後方側へ向かって開口している。右側のフェイス吹出開口部２３は右側の２つの空気通路１２、１３からの空気を導入できるように形成され、また、左側のフェイス吹出開口部２４は左側の２つの空気通路１４、１５からの空気を導入できるように形成されている。そして、この左右のフェイス吹出開口部２３、２４には、それぞれフェイスダクト３１、３２が接続され、このフェイスダクト３１、３２の先端には乗員の頭部に向けて空調空気を吹き出すためのフェイス吹出口（図示せず）が設置されている。
【００３３】
次に、上部フェイス吹出開口部２５は、空調ケース２の上面部の最も車両後方側部位に配置され、中央寄りの２つの空気通路１３、１４からの空気を導入できるように形成され、そして、この上部フェイス吹出開口部２５には、上部フェイスダクト３３が接続され、この上部フェイスダクト３３の先端には、上記フェイス吹出口よりもさらに車室内上方側へ向けて空調空気を吹き出すための上部フェイス吹出口（図示せず）が設置されている。
【００３４】
フット吹出開口部２７、２８は、空調ケース２の最も車両後方側の下方側部位に配置され、右側のフット吹出開口部２７は右側の中央寄りの空気通路１３のみから空気を導入できるように形成され、また、左側のフット吹出開口部２８は左側の中央寄りの空気通路１４のみから空気を導入できるように形成されている。そして、この左右のフット吹出開口部２７、２８には、それぞれフットダクト３５、３６が接続され、このフットダクト３５、３６の先端には乗員の足元部に向けて空調空気を吹き出すためのフット吹出口４１、４２が設置されている。
【００３５】
サイドフェイス吹出開口部２９、３０は、空調ケース２内部のヒータコア１７直後の部位に直接開口している。すなわち、右側のサイドフェイス吹出開口部２９は最も右側の空気通路１２からの空気を常時、導入できるように、この空気通路１２においてヒータコア１７直後の部位に直接開口している。左側のサイドフェイス吹出開口部３０は最も左側の空気通路１５からの空気を常時、導入できるように、この空気通路１５においてヒータコア１７直後の部位に直接開口している。このサイドフェイス吹出開口部２９、３０にはサイドフェイスダクト３７、３８が接続され、このサイドフェイスダクト３７、３８の先端には車両の側面窓ガラスまたは乗員の頭部側に向けて空調空気を吹き出すためのサイドフェイス吹出口（図示せず）が設置されている。
【００３６】
図２等に示すように、空調ケース２内には、駆動軸４３と従動軸４４が、空調ケース２に対して回転自在に支持されている。この駆動軸４３および従動軸４４には、フィルム状の吹出モードドア４５の両端が固定および巻回されている。このフィルム状の吹出モードドア４５は薄膜状の可撓性材料、具体的には、ポリエチレン樹脂のごとく可撓性、強度に優れた樹脂製フィルム材にて構成された周知のものである。
【００３７】
このフィルム状の吹出モードドア４５は図１等に示すように空調ケース２の車両左右方向の幅寸法と略同等の幅寸法を有し、後述の所定の開口パターンの形成により、上記の各吹出開口部２１〜２８への空気流れを切替制御するものである。なお、サイドフェイス吹出開口部２９、３０はフィルム状の吹出モードドア４５よりも空気流れの上流側にて空調ケース２内部に開口しているので、フィルム状の吹出モードドア４５の開口パターンの操作位置と無関係に、全吹出モードにおいてサイドフェイス吹出開口部２９、３０に空調空気が流れる。
【００３８】
そして、このフィルム状の吹出モードドア４５は、駆動軸４３と従動軸４４と中間ガイド部４６〜４７とによって上記の各吹出開口部２１〜２８をそれぞれ横切るようにして、一定の張力が付与された状態で空調ケース２の内壁面に沿って摺動可能に張設されている。
上記駆動軸４３はステップモータ等のアクチュエータ（図示せず）によって駆動され、このアクチュエータの回転量は空調装置の吹出モード制御信号により制御される。駆動軸４３の回転は回転伝達機構を介して従動軸４４に伝達される。従って、アクチュエータにより駆動軸４３を正逆両方向に回転させることにより、従動軸４４も連動して正逆両方向に回転し、これにより、フィルム状の吹出モードドア４５の一端部が両軸４３、４４の一方から巻き戻され、他方に巻回されるという運動を行って、各吹出開口部２１〜２８の内壁面に沿ってフィルム状の吹出モードドア４５が摺動する。
【００３９】
そして、フィルム状の吹出モードドア４５には、図８に示すように、空気を通過させるための５つの開口部４５ａ〜４５ｅが形成されており、上記アクチュエータにより駆動軸４３を正逆両方向に回転させて吹出モードドア４５を所定の位置で停止させることによって、この開口部４５ａ〜４５ｅと前記各吹出開口部２１〜２８との連通、遮断を切り替えることにより、吹出モードの切替を行うようになっている。ここで、５つの開口部４５ａ〜４５ｅのうち、右側の開口部４５ａ、４５ｂは右側の２つの空気通路１２、１３からの空気を導入できるように形成され、左側の開口部４５ｃ、４５ｄは左側の２つの空気通路１４、１５からの空気を導入できるように形成され、さらに、中央部の開口部４５ｅは中央寄りの２つの空気通路１３、１４からの空気を導入できるように形成されている。
【００４０】
次に、上記構成において本実施形態の作動を吹出モードごとに説明する。
「フット吹出モード」
フット吹出モード時にはフィルム状の吹出モードドア４５がアクチュエータにより図９の位置に操作されるため、吹出モードドア４５の開口部４５ｂ、４５ｄによりフット吹出開口部２７、２８は空気通路１３、１４に全開状態で連通する。また、デフロスタ吹出開口部２１、２２は吹出モードドア４５の開口部４５ａ、４５ｃにより空気通路１２、１５に小開度で連通する。このとき、フェイス吹出開口部２３、２４および上部フェイス吹出開口部２５は全閉状態にある。
【００４１】
一方、暖房始動時のごとく、最大暖房状態を設定するときは、温水弁１８を全開して、ヒータコア１７に最大流量の温水を流すとともに、冷風バイパスドア２０を図２等に示す実線位置に操作して冷風バイパス路１９を閉塞する。そして、最大暖房状態を設定するときは、内外気２層流モードを設定する。すなわち、内外気切替箱３においては、図示しないアクチュエータおよびリンク機構により内外気切替ドア６ａ、６ｃが図３、４の位置に回動操作され、左右両側の内外気切替ドア６ａ、６ｃにより内気吸入口５ａ、５ｃを閉じて、外気吸入口４ａ、４ｃを開くとともに、中央部の内外気切替ドア６ｂにより外気吸入口４ｂを閉じて、内気吸入口５ｂを開く。
【００４２】
これにより、送風機７、８を作動させると、左右両側の送風ファン７ａ、８ａは外気吸入口４ａ、４ｃから外気を吸入して左右両側の空気通路１２、１５に送風する。また、中央寄りの送風ファン７ａ、８ａは、内気吸入口５ｂから内気を吸入して中央寄りの空気通路１３、１４に送風する。
従って、内気は、中央寄りの空気通路１３、１４の蒸発器１６を通過した後、ヒータコア１７にて加熱されて、温風となる。この温風は吹出モードドア４５の開口部４５ｂ、４５ｄによりフット吹出開口部２７、２８に流入し、フットダクト３５、３６を経てフット吹出口４１、４２から車室内の乗員足元に吹き出す。
【００４３】
これと同時に、外気は、左右両側の空気通路１２、１５の蒸発器１６を通過した後、ヒータコア１７にて加熱されて、温風となる。この温風は吹出モードドア４５の開口部４５ａ、４５ｃによりデフロスタ吹出開口部２１、２２に流入し、デフロスタダクト３９、４０を経てデフロスタ吹出口から車両窓ガラス内面に吹き出す。
【００４４】
また、左右両側の空気通路１２、１５において、ヒータコア１７直後の部位にサイドフェイス吹出開口部２９、３０が直接開口しているので、空気通路１２、１５の温風の一部はサイドフェイス吹出開口部２９、３０を経てサイドフェイスダクト３７、３８に流入し、このサイドフェイスダクト３７、３８の先端のサイドフェイス吹出口から車両の側面窓ガラスに向けて吹き出す。
【００４５】
ここで、フット吹出口４１、４２から車室内の乗員足元に吹き出す温風は、車室内の温度の高い内気を再循環して加熱しているので、温風温度が十分高くなり、暖房効果を向上できる。しかも、デフロスタ吹出口およびサイドフェイス吹出口から車両窓ガラスに向けて吹き出す温風は低湿度の外気を加熱した温風であるので、窓ガラスの防曇性を十分確保できる。
【００４６】
また、前述した通り、デフロスタ吹出開口部２１、２２は吹出モードドア４５の開口部４５ａ、４５ｃにより空気通路１２、１５に小開度で連通するので、フット吹出モードにおける、デフロスタ吹出開口部２１、２２からの吹出風量を少量に抑制して、乗員の頭部が火照るのを防止している。ここで、デフロスタ吹出開口部２１、２２およびサイドフェイス吹出開口部２９、３０からの吹出風量と、フット吹出開口部２７、２８からの吹出風量との風量割合は例えば、２：８程度である。
【００４７】
次に、車室内温度が上昇して、暖房負荷が減少すると、吹出空気温度制御のため、温水弁１８を全開位置（最大暖房状態）から中間開度位置に操作し、ヒータコア１７に流入する温水流量を減少させる。
中間温度制御域では、最大暖房能力を必要としないため、内外気吸入モードは、通常、３個の内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃにより内気吸入口５ａ、５ｂ、５ｃ、２ａを全て閉塞し、外気吸入口４ａ、４ｂ、４ｃを全て開放する全外気モードに設定する。図１、２はこの全外気モードが設定された状態を示す。
【００４８】
しかし、乗員の手動操作よる設定にて、３個の内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃにより外気吸入口４ａ、４ｂ、４ｃを全て閉塞して、内気吸入口５ａ、５ｂ、５ｃ、２ａを全て開放する全内気モード（図５、６参照）としたり、前述のように内気と外気とを同時に導入する内外気２層流モードとすることもできる。
なお、冬期の暖房時には外気温度が低いため、蒸発器１６を有する冷凍サイクルは停止している。
【００４９】
「フットデフロスタ吹出モード」
フットデフロスタ吹出モードでは、フィルム状の吹出モードドア４５がアクチュエータにより図１０の位置に操作されるため、吹出モードドア４５の開口部４５ｂ、４５ｄによりフット吹出開口部２７、２８は空気通路１３、１４にそれぞれ略半分の開度で連通する。また、デフロスタ吹出開口部２１、２２は吹出モードドア４５の開口部４５ａ、４５ｃにより空気通路１２、１５にそれぞれ略半分の開度で連通する。このとき、フェイス吹出開口部２３、２４および上部フェイス吹出開口部２５は全閉状態にある。
【００５０】
そして、温水弁１８を全開して、最大暖房状態を設定するときは、内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃにより図３、４に示す内外気２層流モードを設定する。従って、内気が中央寄りの空気通路１３、１４を通過して、ヒータコア１７にて加熱されて温風となり、この温風がフット吹出開口部２７、２８に流入し、フットダクト３５、３６を経てフット吹出口４１、４２から車室内の乗員足元に吹き出す。
【００５１】
これと同時に、外気が左右両側の空気通路１２、１５を通過して、ヒータコア１７にて加熱されて温風となり、この温風がデフロスタ吹出開口部２１、２２に流入し、デフロスタダクト３９、４０を経てデフロスタ吹出口から車両窓ガラス内面に吹き出す。また、左右両側の空気通路１２、１５において、ヒータコア１７直後の部位から温風の一部がサイドフェイス吹出開口部２９、３０、サイドフェイスダクト３７、３８を経てサイドフェイス吹出口から車両の側面窓ガラスに向かって吹き出す。
【００５２】
従って、フットデフロスタ吹出モードにおいても内外気２層流モードの設定により、温度の高い内気の再循環により乗員足元に吹き出す温風の温度を高めて暖房効果を向上できる。これと同時に、デフロスタ吹出口およびサイドフェイス吹出口からは低湿度の外気を加熱した温風を車両窓ガラスに向けて吹き出すことにより、窓ガラスの防曇性を十分確保できる。
【００５３】
また、前述した通り、デフロスタ吹出開口部２１、２２と空気通路１２、１５との開度、およびフット吹出開口部２７、２８と空気通路１３、１４との開度をともに略半分程度として、デフロスタ吹出開口部２１、２２およびサイドフェイス吹出開口部２９、３０からの吹出風量と、フット吹出開口部２７、２８からの吹出風量との風量割合を例えば、５：５程度にすることができる。
【００５４】
次に、車室内温度が上昇して、暖房負荷が減少すると、吹出空気温度制御のため、温水弁１８を全開位置（最大暖房状態）から中間開度位置に操作し、ヒータコア１７に流入する温水流量を減少させる。
中間温度制御域では、最大暖房能力を必要としないため、内外気吸入モードは、通常、図１、２に示す全外気モードに切り替える。しかし、乗員の手動操作よる設定にて、全内気モード（図５、６参照）としたり、内外気２層流モード（図１、２参照）とすることもできる。
【００５５】
「デフロスタ吹出モード」
デフロスタ吹出モードにおいては、フィルム状の吹出モードドア４５がアクチュエータにより図１１の位置に操作されるため、吹出モードドア４５の開口部４５ａ、４５ｃによりデフロスタ吹出開口部２１、２２が空気通路１２、１３、１４、１５にそれぞれ全開状態で連通する。このとき、フェイス吹出開口部２３、２４、上部フェイス吹出開口部２５およびフット吹出開口部２７、２８は全閉状態にある。
【００５６】
従って、右側の２つの空気通路１２、１３からの温風は吹出モードドア４５の開口部４５ａを通過した後に、右側のデフロスタ吹出開口部２１を通って右側のデフロスタダクト３９にて合流する。同様に、左側の２つの空気通路１４、１５からの温風は吹出モードドア４５の開口部４５ｃを通過した後に、左側のデフロスタ吹出開口部２２を通って左側のデフロスタダクト４０にて合流する。このように、デフロスタダクト３９、４０にて合流した温風は、デフロスタ吹出口から窓ガラス内面に吹き出して、窓ガラスの曇り止めを行う。
【００５７】
また、左右両側の空気通路１２、１５において、ヒータコア１７直後の部位から温風の一部がサイドフェイス吹出開口部２９、３０、サイドフェイスダクト３７、３８を経てサイドフェイス吹出口から車両の側面窓ガラスに向かって吹き出す。
このデフロスタ吹出モードにおいては、窓ガラスの防曇性確保のために、内外気吸入モードを通常図１、２に示す全外気モードとする。
【００５８】
また、デフロスタ吹出モードにおいて、右側の２つの空気通路１２、１３からの温風および左側の２つの空気通路１４、１５からの温風を、それぞれ、上記のごとく吹出モードドア４５の開口部４５ａ、４５ｃ、デフロスタ吹出開口部２１、２２を通過した後にデフロスタダクト３９、４０にて合流させているから、従来技術のようなスペース的な制約の大きい連通路前後での急激な曲がり、急拡大、急縮小等を起こすことなく、スムーズな流れでもって、温風を合流できる。
【００５９】
従って、この温風の合流に伴う圧力損失の増大を最小限に抑制でき、温風の送風量を増加できるため、デフロスタ（防曇）能力を向上できる。
「フェイス吹出モード」
フェイス吹出モードにおいては、フィルム状の吹出モードドア４５がアクチュエータにより図１２の位置に操作されるため、吹出モードドア４５の開口部４５ｂ、４５ｄによりフェイス吹出開口部２３、２４が空気通路１２、１３、１４、１５にそれぞれ全開状態で連通する。これと同時に、吹出モードドア４５の開口部４５ｅにより上部フェイス吹出開口部２５が中央寄りの空気通路１３、１４に全開状態で連通する。このとき、デフロスタ吹出開口部２１、２２およびフット吹出開口部２７、２８は全閉状態にある。
【００６０】
ここで、フェイス吹出モードは主に夏期の冷房時に使用されるため、冷凍サイクルが運転され、蒸発器１６により各空気通路１２、１３、１４、１５の送風空気は冷却されて、冷風となる。この冷風はヒータコア１７により再加熱されて、所定温度に調整される。
そして、右側の２つの空気通路１２、１３からの冷風は吹出モードドア４５の開口部４５ｂを通過した後に、右側のフェイス吹出開口部２３を通って右側のフェイスダクト３１にて合流する。同様に、左側の２つの空気通路１４、１５からの冷風は吹出モードドア４５の開口部４５ｄを通過した後に、左側のフェイス吹出開口部２４を通って左側のフェイスダクト３２にて合流する。このように、フェイスダクト３１、３２にて合流した冷風は、フェイス吹出口から乗員の頭部に向かって吹き出して、車室内の冷房作用を行う。
【００６１】
また、中央寄りの２つの空気通路１３、１４からの冷風の一部は吹出モードドア４５の開口部４５ｅを通過した後に、上部フェイス吹出開口部２５から上部フェイスダクト３３に流入し、ここで冷風は合流して上部フェイス吹出口からフェイス吹出口よりもさらに車室内上方側へ吹き出して車室内の冷房作用を行う。
また、左右両側の空気通路１２、１５において、ヒータコア１７直後の部位から冷風の一部がサイドフェイス吹出開口部２９、３０、サイドフェイスダクト３７、３８を経てサイドフェイス吹出口から車室内の左右両サイドの上方部に向かって吹き出し、冷房作用を行う。なお、サイドフェイス吹出口は手動操作にて空気の吹出方向が調整可能なグリル機構を有しているので、夏期の冷房時には空気の吹出方向を乗員側に変更する。
【００６２】
このフェイス吹出モードでも、内外気吸入モードは内外気切替ドア６ａ、６ｂ、６ｃにより、全内気、全外気、内外気２層流のいずれも選択可能となる。
なお、最大冷房状態では、全内気吸入モードとし、また、温水弁１８を全閉状態として、ヒータコア１７への温水循環を遮断するとともに、冷風バイパスドア２０により冷風バイパス通路１９を開くので、冷風の送風量を増加でき、冷房能力が最大となる。
【００６３】
しかも、右側の２つの空気通路１２、１３からの冷風および左側の２つの空気通路１４、１５からの冷風を、それぞれ、前述のごとく吹出モードドア４５の開口部４５ｂ、４５ｄ、フェイス吹出開口部２３、２４を通過した後にフェイスダクト３１、３２にて合流させている。同様に、中央寄りの２つの空気通路１３、１４からの冷風の一部も吹出モードドア４５の開口部４５ｅ、上部フェイス吹出開口部２５を通過した後に、上部フェイスダクト３３にて合流させている。
【００６４】
このように、吹出モードドア４５の下流側にて冷風を合流させているから、急激な曲がり、急拡大、急縮小等を起こすことなく、スムーズな流れでもって、冷風を合流できる。そのため、冷風の合流に伴う圧力損失の増大を最小限に抑制でき、冷風の送風量を増加できるので、より一層、冷房能力を向上できる。
「バイレベル吹出モード」
バイレベル吹出モードにおいては、フィルム状の吹出モードドア４５がアクチュエータにより図１３の位置に操作されるため、吹出モードドア４５の開口部４５ｂ、４５ｄによりフェイス吹出開口部２３、２４とフット吹出開口部２７、２８が両方とも、空気通路１２、１３、１４、１５に対してそれぞれ所定の中間開度で連通する。これと同時に、吹出モードドア４５の開口部４５ｅにより上部フェイス吹出開口部２５が中央寄りの空気通路１３、１４にそれぞれ所定の中間開度で連通する。このとき、デフロスタ吹出開口部２１、２２は全閉状態にある。
【００６５】
ここで、バイレベル吹出モードは主に春秋の中間季節に使用されるため、冷凍サイクルが運転され、蒸発器１６により各空気通路１２、１３、１４、１５の送風空気は冷却されて、冷風となった後に、この冷風はヒータコア１７により再加熱されて、所定温度に調整される。
以上により、フェイス吹出開口部２３、２４および上部フェイス吹出開口部２５を通して車室内の上方側に空気を吹き出すとともに、フット吹出開口部２７、２８を通して車室内の乗員足元側にも空気を吹き出すことができる。
【００６６】
そして、バイレベル吹出モード時に、冷風バイパスドア２０により冷風バイパス通路１９を開くことにより、冷風バイパス通路１９を通過した冷風を、冷風バイパス通路１９の出口部に開口するフェイス吹出開口部２３、２４および上部フェイス吹出開口部２５に直接導くことができる。これにより、フェイス吹出開口部２３、２４および上部フェイス吹出開口部２５からの吹出空気温度をフット吹出開口部２７、２８からの吹出空気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得ることができる。
【００６７】
また、バイレベル吹出モード時においても、吹出モードドア４５の下流側にて冷風を合流させることにより、冷風の合流に伴う圧力損失の増大を最小限に抑制でき、冷風の送風量を増加できる。
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、吹出空気温度の調整手段として、ヒータコア１７に循環する温水の流量または温度を調整する温水弁１８を用いているが、ヒータコア１７を通過する温風とヒータコア１７をバイパスする冷風との風量割合を調整するエアミックスドアを用い、このエアミックスドアの開度により吹出空気温度を調整する方式の空調装置においても、本発明は実施できる。
【００６８】
また、上記実施形態では、遠心多翼ファンからなる送風ファン７ａ、７ａ、８ａ、８ａを備えた２個の送風機７、８を使用しているが、これを横長の１つのクロスフローファンを備えた送風機に置換することも可能である。
また、上記実施形態では、吹出モードドアとして、５つの開口部４５ａ〜４５ｅを有するフィルム状の吹出モードドア４５を使用しているが、フィルム状の吹出モードドア４５の代わりに、複数枚の板状の吹出モードドアを使用できる。
【００６９】
また、上記実施形態では、フット吹出モードおよびフットデフロスタ吹出モードにおける最大暖房時のみにおいて、内外気２層流モードを設定しているが、フット吹出モードおよびフットデフロスタ吹出モードには、この吹出モードの設定と連動して常時、内外気２層流モードを設するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、車室内の右側と左側をそれぞれ独立に温度制御可能とするために、右側と左側にそれぞれ２個づつの空気通路１２、１３、空気通路１４、１５を配置する構成としているが、車室内の左右で独立に温度制御する必要がない場合には、前述の特開平５−１２４４２６号公報と同様に、内気が流れる第１空気通路と、外気が流れる第２空気通路との２つの通路に仕切るだけの構成において本発明を同様に実施できることはもちろんである。
【００７０】
また、各ドア６ａ、６ｂ、６ｃ、２０、４５や温水弁１８の操作をリンク機構を介してサーボモータのようなアクチュエータにより行う場合について説明したが、空調操作パネルに設けられた手動操作部材に加えられる手動操作力にて、上記各ドアや温水弁１８等を操作するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、車両の前後方向に内外気切替箱３、送風機７、８、蒸発器１６、およびヒータコア１７の四者を直列的に配置し、これらを空調ユニット１内に一体的に構成しているが、蒸発器１６、およびヒータコア１７を収容する空調ケース２を車室内の左右方向の中央部に配置し、そして、内外気切替箱３と送風機７、８はこの中央部の空調ケース２の側方にオフセット配置する構成でもよい。
【００７１】
また、空調ユニット１内に蒸発器（冷房用熱交換器）１６を配設しないタイプの空調装置、あるいは上部フェイス吹出開口部２５を配設しないタイプの空調装置にも同様に本発明を適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全外気モード時における概略平面断面図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の内外気２層流モード時における概略平面断面図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の全内気モード時における概略平面断面図である。
【図６】図５の縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態における空調ケースの吹出開口部の開口パターンを示す展開図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるフィルム状の吹出モードドアの開口パターンを示す展開図である。
【図９】本発明の一実施形態のフット吹出モードにおける、空調ケースの吹出開口部とフィルム状吹出モードドアの開口部との位置関係を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態のフットデフロスタ吹出モードにおける、空調ケースの吹出開口部とフィルム状吹出モードドアの開口部との位置関係を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態のデフロスタ吹出モードにおける、空調ケースの吹出開口部とフィルム状吹出モードドアの開口部との位置関係を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態のフェイス吹出モードにおける、空調ケースの吹出開口部とフィルム状吹出モードドアの開口部との位置関係を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態のバイレベル吹出モードにおける、空調ケースの吹出開口部とフィルム状吹出モードドアの開口部との位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
２…空調ケース、４ａ、４ｂ、４ｃ…外気吸入口、
５ａ、５ｂ、５ｃ…内気吸入口、６ａ、６ｂ、６ｃ…内外気切替ドア、
７、８…送風機、９ａ〜９ｄ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ〜１１ｄ…仕切り部材、
１２〜１５…空気通路、２１、２２…デフロスタ吹出開口部、
２３、２４…フェイス吹出開口部、２５…上部フェイス吹出開口部、
２７、２８…フット吹出開口部、２９、３０…サイドフェイス吹出開口部、
４５…フィルム状吹出モードドア、４５ａ〜４５ｅ…開口部。

Claims (6)

1. 空気通路を形成する空調ケース（２）と、
   前記空気通路の一端側に配置され、外気を吸入する外気吸入口（４ａ、４ｂ、４ｃ）および内気を吸入する内気吸入口（５ａ、５ｂ、５ｃ）と、
   前記空気通路の他端側に配置され、車室内の乗員足元に空気を吹き出すフット吹出開口部（２７、２８）、車室内の乗員頭部に向かって空気を吹き出すフェイス吹出開口部（２３、２４、２５）、および車両窓ガラスに向かって空気を吹き出すデフロスタ吹出開口部（２１、２２）と、
   前記外気吸入口（４ａ、４ｂ、４ｃ）および前記内気吸入口（５ａ、５ｂ、５ｃ）から前記複数の吹出開口部（２１、２２、２３、２４、２５、２７、２８）に向かって空気を送風する送風機（７、８）と、
   前記空調ケース（２）内に収容され、前記送風機（７、８）の送風空気を加熱する暖房用熱交換器（１７）と、
   前記複数の吹出開口部（２１〜２８）への空気流れを制御する吹出モードドア（４５）と、
   前記空調ケース（２）内の空気通路を、前記内気吸入口（５ａ、５ｂ、５ｃ）からの内気が流れる第１空気通路（１３、１４）と前記外気吸入口（４ａ、４ｂ、４ｃ）からの外気が流れる第２空気通路（１２、１５）とに仕切る仕切り部材（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）とを備え、
   前記吹出モードドア（４５）により、前記フット吹出開口部（２７、２８）と前記デフロスタ吹出開口部（２１、２２）の両方から同時に空気を吹き出す吹出モードが設定されたとき、前記内気吸入口（５ａ、５ｂ、５ｃ）からの内気を前記第１空気通路（１３、１４）を通して前記フット吹出開口部（２７、２８）から吹き出し、前記外気吸入口（４ａ、４ｂ、４ｃ）からの外気を前記第２空気通路（１２、１５）を通して前記デフロスタ吹出開口部（２１、２２）から吹き出す内外気２層流モードを設定するとともに、
   前記フット吹出開口部（２７、２８）と前記デフロスタ吹出開口部（２１、２２）の両方から同時に空気を吹き出す吹出モード以外の他の吹き出しモードが設定されたときは、前記第１空気通路（１３、１４）および前記第２空気通路（１２、１５）からの空気を前記吹出モードドア（４５）の下流側で合流して、前記複数の吹出開口部（２１〜２８）のうち選択された所定の吹出開口部に導くことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記フェイス吹出開口部（２３、２４、２５）から空気を吹き出すフェイス吹出モードにおいて、前記第１空気通路（１３、１４）および前記第２空気通路（１２、１５）からの空気を前記吹出モードドア（４５）の下流側で合流して、前記フェイス吹出開口部（２３、２４、２５）に導くとともに、
   前記デフロスタ吹出開口部（２１、２２）から空気を吹き出すデフロスタ吹出モードにおいて、前記第１空気通路（１３、１４）および前記第２空気通路（１２、１５）からの空気を前記吹出モードドア（４５）の下流側で合流して、前記デフロスタ吹出開口部（２１、２２）に導くことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記吹出モードドア（４５）は、前記複数の吹出開口部（２１〜２８）に対応した複数の開口部（４５ａ〜４５ｅ）を有するフィルム状の可撓性部材により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 内気が流れる前記第１空気通路（１３、１４）を前記空調ケース（２）の中央部に形成し、外気が流れる前記第２空気通路（１２、１５）を前記空調ケース（２）内において、前記第１空気通路（１３、１４）の両側に形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記第２空気通路（１２、１５）において、前記暖房用熱交換器（１７）の下流側と前記吹出モードドア（４５）の上流側との間に、車両側面窓ガラスまたは車室内側方部に向けて空気を吹き出すサイドフェイス吹出開口部（２９、３０）が開口していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 前記空調ケース（２）が車室内前方の計器盤部に、車両左右方向の略中央部に位置するように設置され、
   前記空調ケース（２）内において、前記暖房用熱交換器（１７）の上流側に空気を冷却する冷房用熱交換器（１６）が設置されており、
   前記空調ケース（２）内の空気通路を、前記冷房用熱交換器（１６）および前記暖房用熱交換器（１７）の順に、車両前方から車両後方側へ向かって空気が流れることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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