JP3791126B2

JP3791126B2 - Air conditioner for vehicles

Info

Publication number: JP3791126B2
Application number: JP16308997A
Authority: JP
Inventors: 英治井上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-06-19
Also published as: JPH1111135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内計器盤下方部の車両左右方向の中央部に配設された１つの共通の空調ケース内に、冷房用熱交換器を車両前方側に、暖房用熱交換器を車両後方側に直列に配列する車両用空調装置において、フェイスモードの最大冷房時における風量増加を図るための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置においては、車両搭載スペースの低減を図るために、車室内計器盤下方部のうち、車両左右方向の中央部に配設された１つの共通の空調ケース内に蒸発器（冷房用熱交換器）とヒータコア（暖房用熱交換器）とを車両前後方向に配設するものが実用化されている。この配置レイアウトのものは、一般にセンター置きユニットと称されている。
【０００３】
そして、このセンター置きユニットにおいて、空調空気の温度制御は、通常、ヒータコアを通る温風と、ヒータコアと並列に設けられた冷風バイパス通路を通る冷風との風量割合をエアミックスドアにより調整して行うエアミックス方式を採用している。温度制御された空調空気の吹出方向を吹出モードドアにて切替えることにより、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、デフロスタモード等の吹出モードを得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乗員の頭部側に冷風を吹き出すフェイスモードにおいて、エアミックスドアが冷風バイパス通路を全開してヒータコア側の空気通路を全閉する最大冷房時には冷風の風量増加を図って、冷房能力を向上させることが望まれる。しかるに、従来のセンター置きタイプの空調装置では、車両前後方向の搭載スペースが車両計器盤による制約を受けてどうしても小さくなり、蒸発器、ヒータコア等の機器を車両前後方向の小さなスペース内に収容しなければならない。
【０００５】
その結果、本発明者の実験検討によると、冷風バイパス通路からフェイス開口部に向かう空気流れに曲げが発生して、圧損を増加させるので、冷風の風量減少、送風騒音の増加等の不具合が生じることが分かった。
そこで、本発明は上記点に鑑みて、センター置きタイプの空調装置において、最大冷房時における冷風流路の圧損の低減を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、温度制御用の平板状のエアミックスドア（１６）と、フェイスモードにフェイス開口部（２２）を開口する平板状のフェイスフット切替ドア（２５）の配置形態に着目して、この両ドアの配置形態を工夫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。
【０００７】
すなわち、請求項１〜５記載の発明では、フェイスモードの最大冷房時には、冷風バイパス通路（１５）を全開する平板状のエアミックスドア（１６）と、フェイス開口部（２２）を開口するとともにフット開口部（２４）を閉塞する平板状のフェイスフット切替ドア（２５）とが略一直線上に配列するように、この両ドアを配置することを特徴としている。
これによると、略一直線上に配列された平板状のエアミックスドア（１６）と平板状のフェイスフット切替ドア（２５）に沿って、冷風バイパス通路（１５）から冷風をフェイス開口部（２２）に向かって直線的に流すことができる。
そのため、冷風バイパス通路（１５）からフェイス開口部（２２）に向かう冷風の流れに曲げがなくなり、冷風流路の圧損を従来装置に比して大幅に低減でき、最大冷房時の冷房能力の向上、送風騒音の低減を効果的に達成できる。
【０００８】
本発明における平板状のエアミックスドア（１６）と平板状のフェイスフット切替ドア（２５）との配列は、完全な一直線上の配列だけに限定されないことはもちろんであり、本発明者の実験検討によると、請求項３に記載のように、平板状のエアミックスドア（１６）と、平板状のフェイスフット切替ドア（２５）との傾き角θが１５°以内であれば、冷風流路の圧損増加を僅少に抑えることができ、最大冷房時の冷房能力の向上等に実用上有効であることがわかっている。
つまり、本発明における両ドア（１６、２５）の略一直線上の配列とは、傾き角θ≦１５°以内の若干量の傾き配置をも包含するものである。
請求項４に記載の発明では、冷房用熱交換器（１２）を上下方向に延びるように配置し、
エアミックスドア（１６）およびフェイスフット切替ドア（２５）はいずれも回転軸（１６ａ、２５ａ）を中心として回動可能に構成し、
エアミックスドア（１６）の回転軸（１６ａ）およびフェイスフット切替ドア（２５）の回転軸（２５ａ）は冷房用熱交換器（１２）の上端面よりも下方に配置している。
また、請求項５に記載の発明では、フェイス開口部（２２）とフット開口部（２４）には、冷温風混合空間（１９）から空調空気が空気通路（２３）を通して流入するようになっており、
さらに、冷温風混合空間（１９）からの空調空気を車両窓ガラス内面に向けて吹き出すデフロスタ開口部（２０）と、
デフロスタ開口部（２０）と空気通路（２３）を切替開閉する平板状のデフロスタドア（２１）とを備え、
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し、
デフロスタドア（２１）の回転軸（２１ａ）は冷房用熱交換器（１２）の上端面よりも下方に配置している。
【０００９】
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。
【００１０】
【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。
【００１１】
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（ラジアルファン）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分割のケースに、上記熱交換器１２、１３、後述のドア等の機器を収納した後に、左右２分割のケースを金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合して空調ユニット１０を構成する。
【００１２】
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が配設されている。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流れ、この温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。
【００１５】
但し、ヒータコア１３は、空調ケース１１内で下方側の部位に配置されるとともに、垂直より若干の角度だけ車両後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。
【００１６】
そして、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、平板状のエアミックスドア１６が配置されている。このエアミックスドア１６は、ヒータコア１３で加熱される温風と、ヒータコア１３をバイパスして、冷風バイパス通路１５を流れる冷風と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。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。
【００１７】
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。
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仕切り壁１７が空調ケース１１に一体成形されている。この仕切り壁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。
【００１８】
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からの空調空気を図示しないデフロスタダクトおよびデフロスタ吹出口を介して、車両窓ガラス内面に向けて風を吹き出す。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は回転軸２１ａにより回動自在になっている。
【００１９】
空調ケース１１の上面部において、デフロスタ開口部２０よりも車両後方側（乗員寄り）の部位にはフェイス開口部２２が開口している。このフェイス開口部２２には、冷温風混合空間１９からの空調空気が空気通路２３を通して流入する。この空気通路２３はデフロスタドア２１により開閉される。
フェイス開口部２２には図示しない前席側のフェイスダクトを介して計器盤上方部の前席側フェイス吹出口が接続され、この前席側フェイス吹出口より前席の乗員頭部に向けて、空調空気を吹き出す。
【００２０】
また、フェイス開口部２２には後席側フェイス通路２２ａが接続され、この後席側フェイス通路２２ａの下流端の開口部２２ｂには図示しない後席側フェイスダクトを介して後席側フェイス吹出口が接続され、この後席側フェイス吹出口より後席の乗員頭部に向けて、空調空気を吹き出す。
一方、空調ケース１１のうち、車両後方側の側面の上部側には、前席側のフット開口部２４が開口している。この前席側のフット開口部２４には冷温風混合空間１９からの空調空気が空気通路２３、入口穴２４ａを通って流入する。この前席側フット開口部２４には図示しない前席側フットダクトを介して前席側フット吹出口が接続され、このフット吹出口から前席側の乗員足元に温風を吹き出す。ここで、前席側フット開口部２４よりも下方部位に、後席側フット開口部２４ｂが配置され、この後席用フット開口部２４ｂには図示しない後席側フットダクトを介して後席側フット吹出口が接続され、このフット吹出口から後席側の乗員足元に温風を吹き出す。
【００２１】
前席側フット開口部２４の入口穴２４ａと、フェイス開口部２２との間に、フェイスドア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が切替開閉される。従って、本例のフェイスドア２５はフェイスフット切替ドアの役割を果たす。
デフロスタドア２１と、フェイスドア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等）により連動操作されるようになっている。
【００２２】
なお、上述した各ドア１６、２１、２５は、基本的には平板状の同一構造であり、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。
ところで、本発明は、センター置きタイプの空調ユニット１０において、エアミックスドア１６とフェイスドア２５との配置形態に特徴を有するものであって、フェイスドア２５が前席側フット開口部２４の入口穴２４ａを全閉して、フェイス開口部２２を全開する位置（図１の実線位置）に操作されるフェイスモードにおいて、エアミックスドア１６が冷風バイパス通路１５を全開し、ヒータコア１３の空気流路を全閉する位置（図１の実線位置）に操作される最大冷房時には、平板状のエアミックスドア１６と平板状のフェイスドア２５とが略一直線上に配列されるように、この両ドア１６、２５を配置している。
【００２３】
ここで、ヒータコア１３は前述したように蒸発器１２の車両後方側で、かつ、下方側の部位に配置され、ヒータコア１３の上方側に冷風バイパス通路１５が配置されているので、フェイスモードにおける最大冷房時に、蒸発器１２の直後の部位から車両後方側へ向かって、冷風バイパス通路１５、冷温風混合空間１９およびフェイス開口部２２が、エアミックスドア１６とフェイスドア２５に沿って斜め上方に直線的に配置されている。
【００２４】
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、２５の位置が制御される。
【００２５】
図１は夏期に用いられるフェイス（ＦＡＣＥ）モードの状態を示しており、このフェイスモードでは、デフロスタドア２１はデフロスタ開口部２０の入口穴２０ａを閉塞し、空気通路２３を開放している。また、フェイスドア２５は、フェイス開口部２２を全開して、フット開口部２４の入口穴２４ａを閉塞している。従って、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り、この冷風はすべてフェイス開口部２２を通って乗員頭部に向かって吹き出される。
【００２６】
ところで、図１では、エアミックスドア１６が冷風バイパス通路１５を全開し、ヒータコア１３への空気流路を全閉する最大冷房位置に操作されている状態を示している。この最大冷房状態では、平板状のエアミックスドア１６と平板状のフェイスドア２５とが略一直線上に配列されるため、蒸発器１２で冷却された冷風は冷風バイパス通路１５から冷温風混合空間１９を通過してフェイス開口部２２に向かって矢印Ａのごとく直線的に流れる。
【００２７】
そのため、蒸発器１２の直後から冷風バイパス通路１５、冷温風混合空間１９を通過してフェイス開口部２２に向かう冷風の流れに曲げがなくなり、冷風流路の圧損を従来装置に比して大幅に低減できる。その結果、最大冷房時の冷房能力の向上、送風騒音の低減を効果的に達成できる。
一方、フェイスモードにおいて吹出空気の温度制御を行う場合には、エアミックスドア１６を最大冷房状態（図１の実線位置）から最大暖房側（図１の一点鎖線位置側）へ回動操作する。これにより、ヒータコア１３への空気流路を一部開放して、冷風の一部をヒータコア１３に流入させる。ヒータコア１３で加熱された温風は温風通路１８を経て冷温風混合空間１９に流入する。
【００２８】
そして、この冷温風混合空間１９にて温風通路１８からの温風と冷風バイパス通路１５からの冷風とが混合して所望温度の冷風が得られる。従って、エアミックスドア１６の回動位置の選択によりフェイスモードにおける吹出空気温度を任意に調整できる。
なお、フェイスモードでは、フェイス開口部２２に流入した冷風の一部を矢印Ｂのごとく後席側フェイス通路２２ａに流入させて後席側に吹き出すことができる。
【００２９】
図２は、春秋期のような中間シーズンにおいて用いられるバイレベルモードが設定された状態を示しており、このバイレベルモードでは、デフロスタドア２１はデフロスタ開口部２０の入口穴２０ａを閉塞し、空気通路２３を開放している。また、フェイスドア２５は、フェイス開口部２２とフット開口部２４の入口穴２４ａとの中間位置に操作されて、フェイス開口部２２およびフット開口部２４の入口穴２４ａをいずれも開放している。
【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に操作されている。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蒸発器１２にて冷却されて冷風となった後に、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。この冷温風混合空間１９では、冷風バイパス通路１５からの冷風と温風通路１８からの温風が混合されて所定温度に調整され、しかるのち空間１９からの空気は空気通路２３を通過してフェイス開口部２２とフット開口部２４に流れる。
【００３２】
ここで、フェイスドア２５の中間位置への操作により、冷風バイパス通路１５からの冷風はフェイス開口部２２側に流れやすく、また、温風通路１８からの温風はフット開口部２４の入口穴２４ａ側に流れやすいので、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へ向かう空気の温度が低くなる。その結果、フェイス開口部２２を通って乗員の頭部に吹き出される吹出空気温度がフット開口部２４を通って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。
【００３３】
次に、図３はデフロスタモードが設定された状態を示しており、デフロスタドア２１により空気通路２３が閉塞されるので、デフロスタ開口部２０のみが開放される。従って、空調空気はすべてデフロスタ開口部２０を通って車両窓ガラスに向けて吹き出され、窓ガラスの曇り止めを行う。
図２のバイレベルモードおよび図３のデフロスタモードでは、いずれもエアミックスドア１６は最大暖房位置と最大冷房位置との中間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の操作位置をこの中間位置から最大冷房側または最大暖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。
【００３４】
次に、図４はフットモードの状態を示しており、２枚のモードドア２１、２５によりフェイス開口部２２のみが閉塞され、デフロスタ開口部２０およびフット開口部２４はいずれも開放される。但し、デフロスタドア２１は図４の実線位置に操作されて、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位置に操作されている。
【００３５】
これにより、デフロスタ開口部２０およびサイドフェイス開口部（図示せず）への吹出風量をそれぞれ２０％程度に設定し、フット開口部２４への吹出風量を６０％程度に設定している。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。
なお、図４では、エアミックスドア１６を最大暖房位置近傍に操作して、冷風バイパス通路１５の開度を大きく絞っている状態を示しているが、エアミックスドア１６の操作位置の調整によりフットモードにおける吹出空気温度を任意に調整できる。
【００３６】
また、デフロスタドア２１を図４の実線で示すフットモードの位置から所定量だけ反時計方向に回動操作して図４の一点鎖線位置に移行させると、図４の実線状態よりもデフロスタ開口部２０の入口穴２０ａの開度が大きくなり、空気通路２３の開度が小さくなるので、デフロスタ開口部２０とフット開口部２４への吹出風量をともに４０％程度（同等の風量）に設定し、サイドフェイス開口部（図示せず）への吹出風量を２０％程度に設定するフットデフロスタモードが得られる。
【００３７】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、フェイスモードにおける最大冷房時に、平板状のエアミックスドア１６と平板状のフェイスドア２５とが略一直線上に配列されるように、この両ドア１６、２５を配置しているが、図５あるいは図６に示すように、平板状のエアミックスドア１６と平板状のフェイスドア２５とが若干量の傾き角θを持って配置しても、冷風流路の圧損増加を僅少に抑えることができる。
【００３８】
本発明者の実験検討によると、エアミックスドア１６とフェイスドア２５との傾き角θは１５°以内であれば、冷風流路の圧損増加を僅少に抑えることができ、最大冷房時の冷房能力の向上に有効であることがわかった。なお、傾き角θは、より好ましくは、１０°以内とするのがよい。
このように、本発明におけるエアミックスドア１６とフェイスドア２５との配列は、完全な一直線上の配列だけに限定されないものであり、若干量の傾き角θを持って配置してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、フェイスドア２５にフット開口部２４の入口穴２４ａを開閉する役割を兼務させて、フェイス、フット切替ドアとして構成しているが、フェイスドア２５とは別にフットドアを設けて、専用のフットドアによりフット開口部２４を開閉するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、各ドア１６、２１、２５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、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。
【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、フェイスモードの最大冷房状態を示す。
【図２】図１の空調ユニット部のバイレベルモードの状態を示す断面図である。
【図３】図１の空調ユニット部のデフロスタモードの状態を示す断面図である。
【図４】図１の空調ユニット部のフットモードの状態を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す空調ユニット部の要部断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す空調ユニット部の要部断面図である。
【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、２２…フェイス開口部、
２３…空気通路、２４…フット開口部、２５…フェイスドア。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a cooling heat exchanger on the front side of the vehicle and a heating heat exchanger on the rear side of the vehicle in a common air-conditioning case disposed in the vehicle laterally central portion at the lower part of the vehicle interior instrument panel. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement for increasing an air volume at the time of maximum cooling in a face mode in a vehicle air conditioner arranged in series on the side.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a vehicle air conditioner, in order to reduce a vehicle mounting space, an evaporator (within a common air conditioning case disposed in a central portion of the vehicle left-right direction in a lower part of a vehicle interior instrument panel is provided. A system in which a cooling heat exchanger) and a heater core (heating heat exchanger) are arranged in the vehicle front-rear direction has been put into practical use. This arrangement layout is generally called a center placement unit.
[0003]
In this center-placed unit, the temperature control of the conditioned air is normally performed by adjusting the air volume ratio between the hot air passing through the heater core and the cold air passing through the cold air bypass passage provided in parallel with the heater core by the air mix door. The air mix method is adopted. The blowing mode such as the face mode, the bi-level mode, the foot mode, and the defroster mode is obtained by switching the blowing direction of the temperature-controlled conditioned air at the blowing mode door.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the face mode that blows out cool air toward the passenger's head, the air mix door fully opens the cool air bypass passage and fully closes the air passage on the heater core side. It is hoped that However, in the conventional center-type air conditioner, the mounting space in the vehicle longitudinal direction is inevitably reduced due to restrictions imposed by the vehicle instrument panel, and devices such as evaporators and heater cores must be accommodated in the small space in the vehicle longitudinal direction. I must.
[0005]
As a result, according to the inventor's experimental study, bending occurs in the air flow from the cold air bypass passage toward the face opening and increases the pressure loss, which causes problems such as a decrease in the amount of cold air and an increase in blowing noise. I understood that.
Therefore, in view of the above points, the present invention aims to reduce the pressure loss of the cold air flow path during maximum cooling in a center-place type air conditioner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a flat air mixing door for temperature control (16), by paying attention to arrangement of the flat face foot switching door which opens the face opening (22) in the face mode (25), this The above object is achieved by devising the arrangement of both doors.
[0007]
That is, according to the first to fifth aspects of the invention, at the time of the maximum cooling in the face mode, the flat air mix door (16) that fully opens the cold air bypass passage (15), the face opening (22) and the foot are opened. Both doors are arranged so that the flat face foot switching doors (25) closing the openings (24) are arranged in a substantially straight line.
According to this, along the flat air mix doors (16) and the flat face foot switching doors (25) arranged substantially in a straight line, cool air is blown from the cold air bypass passage (15) to the face opening (22). It can flow straight toward
Therefore, the flow of the cold air from the cold air bypass passage (15) toward the face opening (22) is not bent, and the pressure loss of the cold air passage can be greatly reduced as compared with the conventional device, and the cooling capacity at the maximum cooling is improved. Reduction of blowing noise can be effectively achieved.
[0008]
Of course, the arrangement of the flat air mix door (16) and the flat face foot switching door (25) in the present invention is not limited to a complete straight line arrangement. according to, as described in claim 3, the flat of the air mix door (16), if it is within the tilt angle θ is 15 ° to a flat face foot switching door (25), the cold air flow path It has been found that the increase in pressure loss can be suppressed to a small extent and is practically effective for improving the cooling capacity at the maximum cooling.
That is, the substantially linear arrangement of the doors (16, 25) in the present invention includes a slight amount of inclination arrangement within an inclination angle θ ≦ 15 °.
In the invention according to claim 4, the cooling heat exchanger (12) is arranged to extend in the vertical direction,
Both the air mix door (16) and the face foot switching door (25) are configured to be rotatable about the rotation shafts (16a, 25a),
The rotary shaft (16a) of the air mix door (16) and the rotary shaft (25a) of the face foot switching door (25) are arranged below the upper end surface of the cooling heat exchanger (12).
In the invention according to claim 5, conditioned air flows from the cool / warm air mixing space (19) through the air passage (23) into the face opening (22) and the foot opening (24). And
Furthermore, a defroster opening (20) for blowing out the conditioned air from the cold / hot air mixing space (19) toward the inner surface of the vehicle window glass,
A defroster opening (20) and a flat plate-shaped defroster door (21) for switching the air passage (23).
The defroster door (21) is configured to be rotatable about the rotation shaft (21a),
The rotating shaft (21a) of the defroster door (21) is disposed below the upper end surface of the cooling heat exchanger (12).
[0009]
In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means shows the correspondence with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and the ventilation system of the vehicle air conditioner of this embodiment is roughly divided into two parts, an air conditioning unit 10 and a blower unit (not shown). The blower unit portion is arranged offset from the center portion to the passenger seat side in the lower portion of the instrument panel in the passenger compartment, whereas the air conditioning unit 10 portion is the left-right direction in the lower portion of the instrument panel in the passenger compartment. It is arrange | positioned in the approximate center part.
[0011]
As is well known, the blower unit not shown in the drawing includes an inside / outside air switching box for switching between the inside air (vehicle interior air) and the outside air (vehicle outside air), and a blower for blowing air introduced from the inside / outside air switching box. It is configured. This blower rotates a known centrifugal multiblade fan (radial fan) with an electric motor.
The air conditioning unit 10 is of a type in which both an evaporator (cooling heat exchanger) 12 and a heater core (heating heat exchanger) 13 are integrally incorporated in one common air conditioning case 11. The air conditioning case 11 is made of a resin molded product having a certain degree of elasticity and excellent strength, such as polypropylene, and is divided into a left and right divided case having a dividing surface in the vertical direction (vehicle vertical direction) in FIG. Become. After housing the heat exchangers 12 and 13 and doors, which will be described later, in the left and right divided case, the left and right divided case are integrally coupled by a fastening means such as a metal spring clip and a screw to form an air conditioning unit. 10 is configured.
[0012]
The air conditioning unit 10 part is arranged in the form shown in FIG. 1 with respect to the front and rear and up and down directions of the vehicle in the substantially central part of the lower part of the instrument panel in the passenger compartment. An air inlet 14 is disposed at the site. Air-conditioned air blown from the above-described blower unit flows into the air inlet 14. The air inflow port 14 is opened on the side surface of the air conditioning case 11 on the passenger seat side in order to connect to the air outlet portion of the blower unit disposed in the front portion of the passenger seat.
[0013]
In the air conditioning case 11, the evaporator 12 is disposed at a position immediately after the air inlet 14 so as to cross the entire area of the air passage. As is well known, this evaporator 12 absorbs the latent heat of evaporation of the refrigerant in the refrigeration cycle from the conditioned air and cools the conditioned air. Here, as shown in FIG. 1, the evaporator 12 is installed in the air conditioning case 11 so as to be thin in the longitudinal direction of the vehicle and in the longitudinal direction in the vertical direction of the vehicle.
[0014]
Further, the evaporator 12 is a well-known laminated type, in which a large number of flat tubes formed by laminating two metal thin plates such as aluminum are laminated with corrugated fins and integrally brazed.
A heater core 13 is disposed adjacent to the downstream side of the air flow (the vehicle rear side) of the evaporator 12 with a predetermined interval. The heater core 13 reheats the cold air that has passed through the evaporator 12, and hot water (engine cooling water) flows through the heater core 13 and heats the air using the hot water as a heat source. Like the evaporator 12, the heater core 13 is also installed in the air conditioning case 11 so that it is thin in the vehicle front-rear direction and has a longitudinal direction in the vehicle vertical direction.
[0015]
However, the heater core 13 is disposed at a lower portion in the air conditioning case 11 and is inclined to the vehicle rear side by a slight angle from the vertical. The heater core 13 is a well-known one, and is formed by laminating a large number of flat tubes formed by joining thin metal plates such as aluminum in a flat cross section by welding or the like with corrugated fins and integrally brazing them. .
[0016]
In the air conditioning case 11, a cold air bypass passage 15 that bypasses the heater core 13 and flows air (cold air) is formed above the heater core 13. A flat air mix door 16 is arranged between the heater core 13 and the evaporator 12 in the air conditioning case 11. The air mix door 16 adjusts the air volume ratio between the warm air heated by the heater core 13 and the cool air that bypasses the heater core 13 and flows through the cool air bypass passage 15 to adjust the temperature of air blown into the vehicle interior. . Here, the air mix door 16 is integrally coupled to a rotary shaft 16a arranged in the horizontal direction, and can be rotated in the vehicle vertical direction together with the rotary shaft 16a.
[0017]
The rotary shaft 16a is rotatably supported by the air conditioning case 11, and one end portion of the rotary shaft 16a protrudes outside the air conditioning case 11 and is coupled to a link mechanism (not shown), so that the temperature control mechanism (servo motor) of the air conditioner is provided. The actuator is rotated by an actuator or the like.
In the air conditioning case 11, a partition wall 17 extending in the vertical direction with a predetermined interval from the heater core 13 is integrally formed in the air conditioning case 11 at a downstream side of the heater core 13 (on the vehicle rear side). ing. The partition wall 17 forms a hot air passage 18 that extends upward immediately after the heater core 13. The downstream side (upper side) of the hot air passage 18 merges with the cold air bypass passage 15 in the upper portion of the heater core 13, A cold / hot air mixing space 19 for mixing hot air is formed.
[0018]
On the upper surface of the air conditioning case 11, a defroster opening 20 is opened at a front portion of the vehicle. The defroster opening 20 blows the conditioned air from the cool / warm air mixing space 19 toward the inner surface of the vehicle window glass through a defroster duct and a defroster outlet (not shown). An inlet hole 20 a provided in a passage leading to the defroster opening 20 is opened and closed by a defroster door 21. The defroster door 21 is rotatable by a rotating shaft 21a.
[0019]
On the upper surface of the air-conditioning case 11, a face opening 22 is opened at a position on the vehicle rear side (occupant side) with respect to the defroster opening 20. The conditioned air from the cool / warm air mixing space 19 flows into the face opening 22 through the air passage 23. The air passage 23 is opened and closed by a defroster door 21.
The face opening 22 is connected to a front seat-side face air outlet at the upper part of the instrument panel via a face duct on the front seat side (not shown), from the front seat-side face air outlet toward the passenger head of the front seat, Blow out conditioned air.
[0020]
A rear seat face passage 22a is connected to the face opening 22, and a rear seat face outlet is connected to an opening 22b at the downstream end of the rear seat face passage 22a via a rear seat face duct (not shown). Is connected, and air-conditioned air is blown out from the rear-seat-side face outlet toward the passenger seat on the rear seat.
On the other hand, in the air conditioning case 11, a front seat side foot opening 24 is opened on the upper side of the side surface on the vehicle rear side. The conditioned air from the cold / hot air mixed space 19 flows into the foot opening 24 on the front seat side through the air passage 23 and the inlet hole 24a. A front-seat foot outlet is connected to the front-seat-side foot opening 24 via a front-seat-side foot duct (not shown), and hot air is blown from the foot outlet to the passenger's feet on the front-seat side. Here, a rear-seat-side foot opening 24b is disposed below the front-seat-side foot opening 24, and the rear-seat foot opening 24b is arranged on the rear-seat side via a rear-seat-side foot duct (not shown). A foot outlet is connected, and warm air is blown from the foot outlet to the passenger's feet on the rear seat side.
[0021]
Between the entrance hole 24a of the front seat side foot opening 24 and the face opening 22, a face door 25 is rotatably installed by a rotating shaft 25a. The door 25 allows the entrance hole 24a of the foot opening 24 to The face opening 22 is switched and opened. Accordingly, the face door 25 of this example serves as a face foot switching door.
The defroster door 21 and the face door 25 are door means for blowing mode switching, and are connected to a link mechanism (not shown) so as to be operated in conjunction by a blowing mode switching mechanism (an actuator such as a servo motor). It has become.
[0022]
Each of the doors 16, 21, 25 described above is basically the same structure in a flat plate shape, and has a resin or metal door substrate integrally coupled to each of the rotation shafts 16 a, 21 a, 25 a, This substrate has a structure in which an elastic sealing material such as urethane foam is attached to both front and back surfaces of the substrate.
By the way, this invention has the characteristics in the arrangement | positioning form of the air mix door 16 and the face door 25 in the center-place type air conditioning unit 10, Comprising: The face door 25 is the entrance hole of the front seat side foot opening part 24. In the face mode in which the air opening 24a is fully closed and the face opening portion 22 is fully opened (solid line position in FIG. 1), the air mix door 16 fully opens the cold air bypass passage 15 and opens the air flow path of the heater core 13. At the time of maximum cooling operated to the fully closed position (solid line position in FIG. 1), both the doors 16 and 16 so that the flat air mix door 16 and the flat face door 25 are arranged in a substantially straight line. 25 is arranged.
[0023]
Here, as described above, the heater core 13 is disposed on the vehicle rear side and the lower side of the evaporator 12, and the cold air bypass passage 15 is disposed on the upper side of the heater core 13. During cooling, the cool air bypass passage 15, the cool / warm air mixing space 19, and the face opening portion 22 straightly obliquely upward along the air mix door 16 and the face door 25 from the portion immediately after the evaporator 12 toward the rear side of the vehicle. Are arranged.
[0024]
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. As is well known, the vehicle air conditioner includes operation signals from various operation members provided on the air conditioning operation panel and sensors from various sensors for air conditioning control. An electronic control device (not shown) to which a signal is input is provided, and the position of each door 16, 21, 25 is controlled by an output signal of this control device.
[0025]
FIG. 1 shows the state of the face (FACE) mode used in summer, and in this face mode, the defroster door 21 closes the inlet hole 20a of the defroster opening 20 and opens the air passage 23. Further, the face door 25 fully opens the face opening 22 and closes the inlet hole 24 a of the foot opening 24. Therefore, in this state, blown air from a blower unit (not shown) flows into the air conditioning unit 10 from the air inlet 14 and is cooled by the evaporator 12 to become cold air, and all this cold air passes through the face opening 22. It is blown out toward the head of the passenger.
[0026]
Incidentally, FIG. 1 shows a state where the air mix door 16 is operated to the maximum cooling position in which the cold air bypass passage 15 is fully opened and the air flow path to the heater core 13 is fully closed. In this maximum cooling state, the flat air mix doors 16 and the flat face doors 25 are arranged in a substantially straight line, so that the cold air cooled by the evaporator 12 passes from the cold air bypass passage 15 to the cold / hot air mixing space 19. And flows linearly as indicated by an arrow A toward the face opening 22.
[0027]
Therefore, the flow of the cold air flowing through the cold air bypass passage 15 and the cold / hot air mixing space 19 immediately after the evaporator 12 and going to the face opening portion 22 is not bent, and the pressure loss of the cold air flow path is significantly larger than that of the conventional device. Can be reduced. As a result, it is possible to effectively improve the cooling capacity at the maximum cooling and reduce the blowing noise.
On the other hand, when controlling the temperature of the blown air in the face mode, the air mix door 16 is turned from the maximum cooling state (solid line position in FIG. 1) to the maximum heating side (one-dot chain line position side in FIG. 1). Thereby, a part of the air flow path to the heater core 13 is opened, and a part of the cold air is caused to flow into the heater core 13. The warm air heated by the heater core 13 flows into the cool / warm air mixing space 19 through the warm air passage 18.
[0028]
In the cold / hot air mixing space 19, the hot air from the hot air passage 18 and the cold air from the cold air bypass passage 15 are mixed to obtain cold air having a desired temperature. Therefore, the blown air temperature in the face mode can be arbitrarily adjusted by selecting the rotation position of the air mix door 16.
In the face mode, a part of the cool air flowing into the face opening 22 can flow into the rear seat side face passage 22a as indicated by an arrow B and blown out to the rear seat side.
[0029]
FIG. 2 shows a state in which a bi-level mode used in an intermediate season such as spring / autumn is set. In this bi-level mode, the defroster door 21 closes the inlet hole 20a of the defroster opening 20 and air The passage 23 is opened. Further, the face door 25 is operated at an intermediate position between the face opening 22 and the entrance hole 24 a of the foot opening 24 to open both the face opening 22 and the entrance hole 24 a of the foot opening 24.
[0030]
Further, the air mix door 16 is operated to an intermediate position between the maximum cooling position and the maximum heating position. In this state, air blown from a blower unit (not shown) is cooled by the evaporator 12 to become cold air, and then this air is reheated by the air mix door 16 through the portion of the cold air bypass passage 15 and the heater core 13. Sorted into parts.
[0031]
The hot air heated by the heater core 13 moves up the hot air passage 18 and then travels to the cold / hot air mixing space 19. In this cool / warm air mixing space 19, the cool air from the cool air bypass passage 15 and the warm air from the warm air passage 18 are mixed and adjusted to a predetermined temperature, and then the air from the space 19 passes through the air passage 23 to face. It flows through the opening 22 and the foot opening 24.
[0032]
Here, by operating the face door 25 to an intermediate position, the cold air from the cold air bypass passage 15 easily flows to the face opening portion 22 side, and the hot air from the hot air passage 18 flows into the inlet hole 24a of the foot opening portion 24a. Therefore, the temperature of the air toward the face opening 22 is lower than the temperature of the air toward the foot opening 24. As a result, the temperature of the air blown out to the head of the occupant through the face opening 22 becomes lower than the temperature of the air blown out to the foot of the occupant through the foot opening 24, which is a comfortable temperature of the head cold foot heat type. Distribution is obtained.
[0033]
Next, FIG. 3 shows a state where the defroster mode is set. Since the air passage 23 is closed by the defroster door 21, only the defroster opening 20 is opened. Therefore, all the conditioned air is blown out toward the vehicle window glass through the defroster opening 20 to prevent the window glass from being fogged.
In both the bi-level mode of FIG. 2 and the defroster mode of FIG. 3, the air mix door 16 is shown in a state of being operated to an intermediate position between the maximum heating position and the maximum cooling position. Is rotated from this intermediate position to the maximum cooling side or the maximum heating side, whereby the blown air temperature can be arbitrarily adjusted.
[0034]
Next, FIG. 4 shows the state of the foot mode. Only the face opening 22 is closed by the two mode doors 21 and 25, and the defroster opening 20 and the foot opening 24 are both opened. However, the defroster door 21 is operated to a position where the opening of the inlet hole 20a of the defroster opening 20 is reduced and the opening of the air passage 23 is increased by being operated to the position of the solid line in FIG.
[0035]
Thereby, the amount of blowing air to the defroster opening 20 and the side face opening (not shown) is set to about 20%, respectively, and the amount of blowing air to the foot opening 24 is set to about 60%. As a result, it is possible to perform a heating operation by blowing warm air to the passenger's feet while preventing fogging of the window glass.
FIG. 4 shows a state where the air mix door 16 is operated near the maximum heating position and the opening degree of the cold air bypass passage 15 is greatly reduced, but the foot can be adjusted by adjusting the operation position of the air mix door 16. The air temperature in the mode can be adjusted arbitrarily.
[0036]
Further, when the defroster door 21 is rotated counterclockwise by a predetermined amount from the foot mode position indicated by the solid line in FIG. 4 to shift to the one-dot chain line position in FIG. Since the opening degree of the 20 inlet holes 20a is increased and the opening degree of the air passage 23 is decreased, both the blowing air amount to the defroster opening 20 and the foot opening 24 are set to about 40% (equivalent air volume), A foot defroster mode in which the amount of air blown to the side face opening (not shown) is set to about 20% is obtained.
[0037]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the doors 16 and 25 are arranged so that the flat air mix door 16 and the flat face door 25 are arranged in a substantially straight line at the maximum cooling in the face mode. However, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, even if the flat air mix door 16 and the flat face door 25 are arranged with a slight amount of inclination angle θ, the pressure loss of the cold air flow path is increased. Slightly reduced.
[0038]
According to the inventor's experimental study, if the inclination angle θ between the air mix door 16 and the face door 25 is within 15 °, an increase in the pressure loss of the cool air flow path can be suppressed to a small extent, and the cooling capacity at the maximum cooling time. It was found to be effective in improving The tilt angle θ is more preferably within 10 °.
Thus, the arrangement of the air mix door 16 and the face door 25 in the present invention is not limited to a complete straight line arrangement, and may be arranged with a slight amount of inclination angle θ.
[0039]
In the above embodiment, the face door 25 is also used as a face / foot switching door while also having the role of opening and closing the inlet hole 24a of the foot opening 24. However, a foot door is provided separately from the face door 25. The foot opening 24 may be opened and closed by a dedicated foot door.
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where operation of each door 16, 21, 25 was performed with an actuator like a servomotor via a link mechanism, the temperature control lever, mode lever, etc. which were provided in the air-conditioning operation panel etc. Each of the doors may be operated via an operation cable or the like with a manual operation force applied to the manual operation member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an air conditioning unit according to an embodiment of the present invention, showing a maximum cooling state in a face mode.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of a bi-level mode of the air conditioning unit section of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a state of a defroster mode of the air conditioning unit in FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing a state of a foot mode of the air conditioning unit of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of an air conditioning unit showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of an air conditioning unit showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Air-conditioning unit, 11 ... Air-conditioning case, 12 ... Evaporator, 13 ... Heater core, 15 ... Cold air bypass passage, 16 ... Air mix door, 19 ... Cold / hot air mixing space,
20 ... Defroster opening, 21 ... Defroster door, 22 ... Face opening,
23 ... Air passage, 24 ... Foot opening, 25 ... Face door.

Claims

An air-conditioning case (11) disposed at the center of the vehicle left-right direction at the lower part of the vehicle interior instrument panel;
A cooling heat exchanger (12) which is disposed in a portion of the air conditioning case (11) on the front side of the vehicle and cools the conditioned air;
In the air conditioning case (11), a heating heat exchanger that is disposed in a vehicle rear side portion of the cooling heat exchanger (12) and heats the conditioned air that has passed through the cooling heat exchanger (12). (13)
A cold air bypass passage (15) that is formed in the air conditioning case (11) and that flows the conditioned air bypassing the heating heat exchanger (13);
A flat air mix door that is arranged in the air conditioning case (11) and adjusts the air volume ratio between the hot air passing through the heating heat exchanger (13) and the cold air passing through the cold air bypass passage (15). (16) and
A cold / hot air mixing space (19) formed in the air conditioning case (11) and mixing hot air that has passed through the heat exchanger for heating (13) and cold air that has passed through the cold air bypass passage (15);
A face opening (22) that blows out the conditioned air from the cold / hot air mixing space (19) toward the head of the passenger in the vehicle interior;
A foot opening (24) for blowing out the conditioned air from the cold / hot air mixing space (19) toward the feet of passengers in the vehicle cabin;
A flat face foot switching door (25) that switches between opening and closing the face opening (22) and the foot opening (24) ;
The face opening (22) is opened by the face foot switching door (25), and the foot opening (24) is closed by the face foot switching door (25 ), and air is conditioned from the face opening (22). In the face mode for blowing out the air, the air-mix door (16) fully opens the cold air bypass passage (15) and fully closes the air flow path of the heating heat exchanger (13) . These doors (16, 25) are arranged so that the air mix door (16) and the flat face foot switching door (25) are arranged in a substantially straight line,
The vehicle air conditioner characterized in that the cold air in the cold air bypass passage (15) flows linearly toward the face opening (22) through the cold / hot air mixing space (19).

The heating heat exchanger (13) is disposed on the vehicle rear side of the cooling heat exchanger (12) and on a lower portion thereof,
The cold air bypass passage (15) is disposed above the heating heat exchanger (13),
During the maximum cooling in the face mode, the cold air bypass passage (15), the cold / hot air mixing space (19), and the face opening are directed from the portion immediately after the cooling heat exchanger (12) toward the vehicle rear side. part (22), air-conditioning system according to claim 1, characterized in that arranged the obliquely upward linearly along the air mixing said face foot switching door and a door (16) (25).

Both doors (16, 25) so that an inclination angle (θ) between the air mix door (16) and the face foot switching door (25) is within 15 ° during the maximum cooling in the face mode. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the vehicle air conditioner is arranged.

The cooling heat exchanger (12) is arranged to extend in the vertical direction,
The air mix door (16) and the face foot switching door (25) are both configured to be rotatable about a rotation axis (16a, 25a),
Rotating shaft (16a) of the air mix door (16) and the face foot switching door The vehicle (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotary shaft (25a) of (25) is disposed below the upper end surface of the cooling heat exchanger (12). Air conditioner.

Air-conditioned air flows from the cold / hot air mixing space (19) through the air passage (23) into the face opening (22) and the foot opening (24),
Furthermore, a defroster opening (20) for blowing out the conditioned air from the cold / hot air mixing space (19) toward the inner surface of the vehicle window glass,
A flat defroster door (21) for switching the opening and closing of the defroster opening (20) and the air passage (23);
The defroster door (21) is configured to be rotatable about a rotation axis (21a),
The vehicle air conditioner according to claim 4, wherein the rotation shaft (21a) of the defroster door (21) is disposed below the upper end surface of the cooling heat exchanger (12).