JP3752757B2 - 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、車室内の計器盤左右両端部に配置されて、冷房時には乗員頭部に向けて冷風を吹出し、暖房時には車両側面窓ガラスに向けて温風を吹出して窓ガラスの曇り止めを行うサイドフェイス吹出口を有する車両用空調装置において、サイドフェイス吹出口への空気配風構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置において、サイドフェイス吹出口は、上記のごとく冷房時にも、暖房時にも空調風を吹出すものであるため、全吹出モードにおいて空調風を吹出すようになっている。
このため、車両用空調装置の空調ユニットにおいて、温度制御後の空調空気を吹出モードの変化にかかわらず、常に取り出すことができる部位に、サイドフェイス吹出口を接続する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空調ユニットの吹出モード切替機構の簡素化のために、計器盤部のセンタフェイス吹出口に接続されるセンタフェイス開口部と、乗員足元のフット吹出口に接続されるフット開口部とを隣接して設け、このセンタフェイス開口部とフット開口部への空気流れを１枚のフットフェイス切替用ドアにより制御するとともに、このセンタフェイス開口部とフット開口部の両方に通じるフットフェイス共通の空気通路とデフロスタ開口部への空気流れを１枚のデフロスタドアにより制御するようにして、吹出モードドアを２枚だけですむようにした空調ユニットのレイアウト構成が考えられている。
【０００４】
しかし、この吹出モードドアが２枚だけですむレイアウト構成では、センタフェイス開口部、フット開口部およびデフロスタ開口部への流路が各吹出モードに対応して必ず閉塞される場合があるので、温度制御後の空調空気を全吹出モードで常に取り出すことが必要なサイドフェイス開口部の設置が困難となる。
そこで、本発明は上記点に鑑みて、吹出モードドアが２枚だけですむレイアウト構成においても、温度制御後の空調空気を全ての吹出モードで、常に簡単な構成で取り出すことができるようにすることを目的とする。
【０００５】
【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１〜５記載の発明では、温度調整手段（１６）により温度調整された後の空調空気が流れる部位にデフロスタドア（２１）を配置して、デフロスタ開口部（２０）への空気流れを制御するようにし、かつ、このデフロスタドア（２１）の回転軸（２１ａ）の車両前後両側に、温度調整手段（１６）により温度調整された後の空調空気が常時流入し得る空間（２６）を形成し、この空間（２６）にサイドフェイス開口部（２７、２８）を連通させたことを特徴としている。
【０００６】
この構成によれば、デフロスタドア（２１）の回転軸（２１ａ）の周囲の空間（２６）を通して、全吹出モードにて温度調整後の空調空気を常にサイドフェイス開口部（２７、２８）側へ流すことができる。
従って、デフロスタドア回転軸の周囲のスペースを有効活用して、極めて簡単な構成でもって、サイドフェイス開口部側への空気取り出しを実現できる。
【０００７】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、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。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態を示すものであり、本実施形態の車両用空調装置の通風系は、大別して、空調ユニット１０と図示しない送風機ユニットとの２つの部分に分かれている。送風機ユニット部は車室内の計器盤下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ユニット１０部は車室内の計器盤下方部のうち、左右方向の略中央部に配置されている。
【０００９】
図示しない送風機ユニット部は周知のごとくは内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替箱と、この内外気切替箱から導入される空気を送風する送風機とから構成されている。この送風機は周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて回転駆動するものである。
空調ユニット１０部は、１つの共通の空調ケース１１内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２とヒータコア（暖房用熱交換器）１３を両方とも一体的に内蔵するタイプのものである。空調ケース１１はポリプロピレンのような、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなり、図１の上下方向（車両上下方向）に分割面を有する左右２分割のケースからなる。この左右２分割のケースは、上記熱交換器１２、１３、後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ケース１１を構成する。
【００１０】
空調ユニット１０部は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後および上下方向に対して、図１に示す形態で配置され、そして、空調ケース１１の、最も車両前方側の部位には、空気流入口１４が配設されており、この空気流入口１４には、前述の送風機ユニットから送風される空調空気が流入する。この空気流入口１４は助手席前方の部位に配置される送風機ユニットの空気出口部に接続するために、空調ケース１１のうち、助手席側の側面に開口している。
【００１１】
空調ケース１１内において、空気流入口１４直後の部位に蒸発器１２が空気通路の全域を横切るように配置されている。この蒸発器１２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る。ここで、蒸発器１２は図１に示すように、車両前後方向には薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に設置されている。
【００１２】
また、蒸発器１２は周知の積層型のものであって、アルミニュウム等の金属薄板を２枚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。
そして、蒸発器１２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１３が隣接配置されている。このヒータコア１３は、蒸発器１２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１３も蒸発器１２と同様に、車両前後方向には薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に設置されている。
【００１３】
但し、ヒータコア１３は垂直より若干の角度だけ車両前方側へ傾斜して配置されている。また、ヒータコア１３は周知のものであって、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。
また、空調ケース１１内で、ヒータコア１３の上方部位には、このヒータコア１３をバイパスして空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路１５が形成されている。空調ケース１１内で、ヒータコア１３と蒸発器１２との間には、ヒータコア１３で加熱される温風とヒータコア１３をバイパスする冷風（すなわち、冷風バイパス通路１５を流れる冷風）との風量割合を調整する平板状のエアミックスドア１６が配置されている。
【００１４】
ここで、このエアミックスドア１６は、水平方向に配置された回転軸１６ａと一体に結合されており、この回転軸１６ａとともに車両上下方向に回動可能になっている。このエアミックスドア１６は上記風量割合の調整により空気温度を調整する温度調整手段をなす。
回転軸１６ａは、空調ケース１１に回転自在に支持され、かつ回転軸１６ａの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構に結合されて、空調装置の温度制御機構（サーボモータのようなアクチュエータ等）により回動操作されるようになっている。
【００１５】
そして、空調ケース１１内において、ヒータコア１３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア１３との間に所定間隔を開けて上下方向に延びる壁面１７が空調ケース１１に一体成形されている。この壁面１７によりヒータコア１３の直後から上方に向かう温風通路１８が形成され、この温風通路１８の下流側（上方側）はヒータコア１３の上方部において冷風バイパス通路１５と合流し、冷風と温風の混合を行う冷温風混合空間１９を形成している。
【００１６】
空調ケース１１の上面部において、車両前方側の部位にはデフロスタ開口部２０が開口している。このデフロスタ開口部２０は冷温風混合空間１９から温度制御された空調空気が流入するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出口に接続され、この吹出口から、車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹き出す。
【００１７】
デフロスタ開口部２０に至る通路に設けられた入口穴２０ａはデフロスタドア２１により開閉される。このデフロスタドア２１は、空調ケース１１の上面部近傍にて水平方向に配置された回転軸２１ａにより回動自在になっている。
この回転軸２１ａの軸方向に沿って、回転軸２１ａの半径方向両側に、冷温風混合空間１９から温度制御された空調空気が常時流入し得る空間２６が形成されている。この空間２６に、図２に示す左側および右側のサイドフェイス開口部２７、２８が連通している。
【００１８】
この左右のサイドフェイス開口部２７、２８は図示しない左右のサイドフェイスダクトを介して、計器盤左右両端部の上方側に配置されている左右のサイドフェイス吹出口に接続され、この吹出口から車室内左右両側部の乗員頭部側または車両側面窓ガラスに向けて風を吹き出す。サイドフェイス吹出口は周知なごとく手動操作される風向変更装置を備えており、この風向変更装置の風向板の方向の調整により、吹出空気を車室内左右両側部の乗員頭部側または車両側面窓ガラスに向けて風を吹き出すことが可能になっている。
【００１９】
空調ケース１１の上面部において、車両後方側（乗員寄り）の部位にはセンタフェイス開口部２２が開口している。このセンタフェイス開口部２２には冷温風混合空間１９から温度制御された空調空気が空気通路２３を通して流入する。センタフェイス開口部２２は、図示しないフェイスダクトを介して、計器盤左右方向の中央部上方側に配置されているセンターフェイス吹出口に接続され、この吹出口から車室内中央部の乗員頭部に向けて風を吹き出す。
【００２０】
また、センタフェイス開口部２２の車両左右方向の両側には、図２に示すように左側および右側の補助サイドフェイス開口部２９、３０が開口している。この両補助サイドフェイス開口部２９、３０にも冷温風混合空間１９から温度制御された空調空気が空気通路２３を通して流入する。この両補助サイドフェイス開口部２９、３０はそれぞれ前述した左右のサイドフェイスダクトに連結されて、このダクトを介して計器盤左右両端部の左右のサイドフェイス吹出口に接続される。
【００２１】
図２の図示形態から理解されるように、回転軸２１ａ周囲の空間２６に連通している左側および右側のサイドフェイス開口部２７、２８は、車両前方側のデフロスタ開口部２０と、車両後方側の、センタフェイス開口部２２および左右の補助サイドフェイス開口部２９、３０との間に配置されている。
前記したデフロスタドア２１はデフロスタ開口部２０への空気流れのみならず、空気通路２３への空気流れをも制御できるように、入口穴２０ａと空気通路２３の両方を開閉する。
【００２２】
また、空調ケース１１のうち、車両後方側の側面の上方側には、フット開口部２４が開口している。このフット開口部２４には冷温風混合空間１９から温度制御された空調空気が空気通路２３を通って流入する。そして、フット開口部２４は図示しないフットダクトを介してフット吹出口に接続され、このフット吹出口から乗員足元に温風を吹き出す。
【００２３】
フット開口部２４の入口穴２４ａと、センタフェイス開口部２２および両補助サイドフェイス開口部２６、２７との間に、フットフェイス切替用ドア２５が回転軸２５ａにより回動自在に設置され、このドア２５によりフット開口部２４の入口穴２４ａとフェイス開口部２２、２６、２７が切替開閉される。
デフロスタドア２１とフットフェイス切替用ドア２５は、吹出モード切替用のドア手段であって、図示しないリンク機構に連結されて、吹出モード切替機構（サーボモータのようなアクチュエータ）により連動操作されるようになっている。
【００２４】
なお、上述した各ドア１６、２１、２５は、いずれも単体の状態では同一構造であり、各回転軸１６ａ、２１ａ、２５ａと一体に結合された樹脂または金属製のドア基板を有し、この基板の表裏両面にウレタンフォームのような弾性シール材を貼着した構造である。
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明すると、車両用空調装置は、周知のように、空調操作パネルに設けられた各種操作部材からの操作信号および空調制御用の各種センサからのセンサ信号が入力される電子制御装置（図示せず）を備えており、この制御装置の出力信号により各ドア１６、２１、２６の位置が制御される。
【００２５】
図１はデフロスタ吹出モードが設定された状態を示しており、２枚のモードドア２１、２６によりデフロスタ開口部２０のみが開放され、センタフェイス開口部２２、左右の補助サイドフェイス開口部２９、３０およびフット開口部２４はいずれも閉塞される。従って、図示しない送風機ユニットからの送風空気は主にデフロスタ開口部２０を通って車両前面窓ガラスに向けて吹き出され、前面窓ガラスの曇り止めを行う。
【００２６】
このとき、デフロスタドア２１の回転軸２１ａ周囲の空間２６は、このドア２１の操作位置に関係なく常に冷温風混合空間１９に連通（具体的には、回転軸２１ａの車両前方側の間隙を通して連通）しているので、送風空気の一部は空間１９から空間２６に流入し、そして、左右のサイドフェイス開口部２７、２８を通って、図示しないサイドフェイス吹出口から車両側面窓ガラスに向かって吹き出され、側面窓ガラスの曇り止めを行う。
【００２７】
なお、このとき、左右の補助サイドフェイス開口部２９、３０が閉塞されているので、サイドフェイス吹出口からの吹出風量はサイドフェイス開口部２７、２８を通過する風量のみとなるが、デフロスタ吹出モードではサイドフェイス吹出口からの吹出風は側面窓ガラスの曇り止めのためのものであって、風量は少量でよいので、なんら不都合はない。
【００２８】
図１のデフロスタ吹出モードでは、エアミックスドア１６は最大暖房位置に操作された状態を示しているが、エアミックスドア１６をこの最大暖房位置から最大冷房側へ回動操作することにより、吹出空気温度を任意に調整できる。
次に、図３はバイレベル吹出モードの状態を示しており、デフロスタドア２１は図３の実線位置（図１の１点鎖線位置２１ｂ）に操作されて、デフロスタ開口部２０の入口穴２０ａを閉塞し、空気通路２３を開放している。このとき、サイドフェイス開口部２７、２８は回転軸２１ａ周囲の空間２６のうち、回転軸２１ａの車両後方側の間隙を通して冷温風混合空間１９に連通する。
【００２９】
また、フットフェイス切替用ドア２５は、フェイス開口部２２とフット開口部２４の入口穴２４ａとの中間位置（図１の１点鎖線位置２５ｂ）に操作されて、センタフェイス開口部２２、補助サイドフェイス開口部２９、３０と、フット開口部２４の入口穴２４ａの両方をいずれも開放している。
このため、サイドフェイス吹出口からは、サイドフェイス開口部２７、２８と補助サイドフェイス開口部２９、３０との両方を経由した風が吹き出すようになる。
【００３０】
さらに、エアミックスドア１６は最大冷房位置と最大暖房位置の中間位置１６ｂ（図１参照）に操作される。この状態では、図示しない送風機ユニットからの送風空気が空気流入口１４より空調ユニット１０内に流入し、蒸発器１２にて冷却されて冷風となる。そして、この冷風がエアミックスドア１６により冷風バイパス通路１５を流れる部分とヒータコア１３で再加熱される部分とに振り分けられる。
【００３１】
そして、ヒータコア１３で加熱された温風は温風通路１８を上昇した後に、冷温風混合空間１９に向かう。冷温風混合空間１９では、冷風バイパス通路１５からの冷風と温風通路１８からの温風とが混合されるが、冷風は主にフェイス開口部２２、２７、２８、２９、３０側に流れ、温風は主にフット開口部２４側に流れる。これにより、フット開口部２４側へ向かう空気の温度よりも、フェイス開口部２２、２７、２８、２９、３０へ向かう空気の温度が低くなる。
【００３２】
その結果、乗員の頭部に吹き出される吹出空気温度が乗員の足元部に吹き出される吹出空気温度より低くなり、頭寒足熱型の快適な温度分布が得られる。
次に、フェイス吹出モード時には、デフロスタドア２１は図１の一点鎖線位置２１ｂに操作されてデフロスタ開口部２０を閉塞する。フットフェイス切替用ドア２５は図１の実線位置のままであり、フット開口部２４の入口穴２４ａを閉塞して、センタフェイス開口部２２、補助サイドフェイス開口部２９、３０を開放する。従って、送風空気はセンタフェイス開口部２２を通ってセンタフェイス吹出口から乗員頭部に向かって吹き出されるとともに、サイドフェイス開口部２７、２８と補助サイドフェイス開口部２９、３０との両方を経由した風がサイドフェイス吹出口から吹き出す。
【００３３】
ところで、バイレベル吹出モード時およびフェイス吹出モード時には、通常、センタフェイス吹出口からの吹出風量とサイドフェイス吹出口からの吹出風量とを略同等にして、乗員の上半身に対する空調フィーリング（主に冷風感）を高めるようにしているが、上記のように、サイドフェイス開口部２７、２８と補助サイドフェイス開口部２９、３０との両方を経由した風をサイドフェイス吹出口から吹き出させることにより、上記吹出風量の配分を達成できる。
【００３４】
次に、フット吹出モード時には、フットフェイス切替用ドア２５は図１の１点鎖線位置２５ｃに操作されてフェイス開口部２２、２９、３０を閉塞する。一方、デフロスタドア２１はデフロスタ開口部２０の入口穴２０ａの開度を絞り、空気通路２３の開度を大きくする１点鎖線位置２１ｃに操作される。これにより、デフロスタ開口部２０とフット開口部２４の入口穴２４ａがいずれも開放される。また、サイドフェイス開口部２７、２８は、このとき、回転軸２１ａ周囲の空間２６のうち、回転軸２１ａの車両前後両側の間隙を通して冷温風混合空間１９に連通して、開放状態を維持する。
【００３５】
デフロスタドア２１の上記操作位置２１ｃにより、デフロスタ開口部２０とサイドフェイス開口部２７、２８への吹出風量を２０％程度に設定し、フット開口部２４への吹出風量を８０％程度に設定できる。この結果、窓ガラスの曇り止めを行いながら、乗員足元への温風吹出による暖房作用を行うことができる。
また、上記したフット吹出モードの状態からデフロスタドア２１を所定量だけ時計方向に回動操作して、デフロスタ開口部２０の入口穴２０ａの開度を大きくするとともに、空気通路２３の開度を小さくすることにより、デフロスタ開口部２０、サイドフェイス開口部２７、２８への吹出風量とフット開口部２４への吹出風量をともに５０％程度（同等の風量）に設定することができ、フットデフロスタ吹出モードが得られる。
【００３６】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、各ドア１６、２１、２６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温度制御レバー、吹出モードレバー等の手動操作部材に加えられる手動操作力にて、操作ケーブル等を介して上記各ドアを操作するようにしてもよい。
【００３７】
また、空調ユニット１０内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２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。
また、フット開口部２４として、前席側への温風吹出用の他に、後席用のフット開口部を追加設置して、車室内の後席側の乗員足元にも温風を吹き出すようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、センタフェイス開口部２２に隣接して左右の補助サイドフェイス開口部２９、３０を設置しているが、左右のサイドフェイス開口部２７、２８の開口面積を増大でき、フェイスモード時に左右のサイドフェイス開口部２７、２８のみで、所要のサイドフェイス吹出風量を確保できる場合は、左右の補助サイドフェイス開口部２９、３０を廃止することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における空調ユニット部の断面図で、デフロスタ吹出モードの状態を示す。
【図２】図１の空調ユニット部の上面図である。
【図３】図１の空調ユニット部のバイレベル吹出モードの状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０…空調ユニット、１１…空調ケース、１２…蒸発器、１３…ヒータコア、
１５…冷風バイパス通路、１６…エアミックスドア、１９…冷温風混合空間、
２０…デフロスタ開口部、２１…デフロスタドア、２１ａ…回転軸、
２２…センタフェイス開口部、２３…空気通路、２４…フット開口部、
２５…フットフェイス切替用ドア、２６…空間、
２７、２８…サイドフェイス開口部、２９、３０…補助サイドフェイス開口部。

Claims (5)

1. 空調空気を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、
   この暖房用熱交換器（１３）による空調空気の加熱量を調整して空気温度を調整する温度調整手段（１６）と、
   車室内乗員の足元に向けて風を吹き出すフット吹出口に接続されるフット開口部（２４）と、
   車両前面窓ガラスに向けて風を吹き出すデフロスタ吹出口に接続されるデフロスタ開口部（２０）と、
   車室内中央部から乗員頭部側に向けて風を吹き出すセンタフェイス吹出口に接続されるセンタフェイス開口部（２２）と、
   車室内左右両端部から乗員頭部側および車両側面窓ガラスに向けて風を吹き出すことが可能なサイドフェイス吹出口に接続されるサイドフェイス開口部（２７〜３０）と、
   前記温度調整手段（１６）により温度調整された後の空調空気が流れる部位に配置され、前記デフロスタ開口部（２０）への空気流れを制御するデフロスタドア（２１）とを備え、
   このデフロスタドア（２１）は、回転軸（２１ａ）を中心として回動可能に構成されており、
   この回転軸（２１ａ）の車両前後両側に、前記温度調整手段（１６）により温度調整された後の空調空気が常時流入し得る空間（２６）を形成し、この空間（２６）に前記サイドフェイス開口部（２７、２８）を連通させたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記回転軸（２１ａ）は水平方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記暖房用熱交換器（１３）を収容する空調ケース（１１）の上面部に、前記センタフェイス開口部（２２）および前記デフロスタ開口部（２０）が配設されており、
   前記センタフェイス開口部（２２）と前記デフロスタ開口部（２０）との間に前記サイドフェイス開口部（２７、２８）が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記センタフェイス開口部（２２）と前記フット開口部（２４）に、前記温度調整手段（１６）により温度調整された後の空調空気を流入させる空気通路（２３）を備え、
   前記デフロスタドア（２１）は、前記デフロスタ開口部（２０）への空気流れを制御するとともに、前記空気通路（２３）への空気流れを制御するように構成されており、
   さらに、前記センタフェイス開口部（２２）と前記フット開口部（２４）への空気流れを制御するフットフェイス切替用ドア（２５）を備えてい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. 前記センタフェイス開口部（２２）が前記フットフェイス切替用ドア（２５）により開放されるとき、同時に開放される補助サイドフェイス開口部（２９、３０）を備え、
   前記サイドフェイス吹出口には、前記サイドフェイス開口部（２７、２８）と前記補助サイドフェイス開口部（２９、３０）の両方が接続され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。

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