JP4059136B2 - 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、暖房用熱交換器に循環する温水の流量または温度を制御する制御弁を備え、この制御弁により車室内への吹出空気温度を調整する車両用空調装置において、特に、吹出モードにより吹出空気の温度差の目標値が異なる場合に、各吹出モードでの吹出空気の温度差を成立させ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、暖房用熱交換器を通過する吹出空気の温度を制御する方式には温水流量制御方式と温水温度制御方式の２つの方式が知られている。
【０００３】
温水流量制御方式は、暖房用熱交換器の流量制御弁をアナログ的に変化させることにより流れる温水の流量を変化させて熱交換部の温度を制御する方式である。
【０００４】
これに対して、温水温度制御方式は、エンジンの冷却系統から供給される高温の温水と熱交換部により放熱された後の低温の温水とを２つの弁のオンオフデューティ制御によって混合させて暖房用熱交換器に供給させる方式である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０７７３０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用空調装置において、フット開口部、デフロスタ開口部およびフェイス開口部から同時に空気を吹き出すマルチモードが知られている。このマルチモードはセントラルヒーティングのように空気を車室内全体に吹き出して、車室内全体を乗員の所望温度に近づけることで乗員の空調フィーリングを向上させることを目的としている。ところが、マルチモードに従来技術の両制御方式のいずれの暖房用熱交換器を使用しても、熱交換部の温水入口側は温度が高く、温水出口側は温度が低くなるので、吹出開口部の配置位置により吹出空気温度に温度差がある。
【０００７】
一方、マルチモードにおける吹出空気温度は暖かい順にフット開口部、デフロスタ開口部、フェイス開口部とすると乗員にとって快適な空調となる。このため、本発明者等により前述の吹出空気の温度差を利用して、吹出空気温度が暖かい順にフット開口部、デフロスタ開口部、フェイス開口部となるようにガイドを複数配置した車両用空調装置が試作検討された。
【０００８】
しかしながら、車両用空調装置に複数のガイドを設けると、圧損による風量の低減や、騒音上昇を招くという問題が生じ、実用段階には至らなかった。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、複数のガイドを設けることなくマルチモードの各吹出開口部からの吹出空気温度を暖房用熱交換器により目標温度に近づけることを目的とする。
【００１０】
また、本発明は暖房用熱交換器の熱交換部の高温の部位を通過した空気を長い通風路を設けることなく乗員の足元側に向けて吹き出すように構成することを他の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気を加熱する暖房用熱交換器（１４）と、暖房用熱交換器（１４）を通過した空気を車室内の乗員上半身に向けて吹き出すフェイス開口部（２０、２６）と、空気を車室内の乗員足元に向けて吹き出すフット開口部（１６）と、空気を車両フロントガラス内面に向けて吹き出すデフロスタ開口部（１９）とを有する空調ユニット（１０）を備えており、
フット開口部（１６）、フェイス開口部（２０、２６）およびデフロスタ開口部（１９）から空気を同時に吹き出すマルチモードが少なくとも設定可能となっており、
暖房用熱交換器（１４）にて温水が流通するチューブ（１４２）を車両幅方向に複数本並列に配列し、
チューブ（１４２）の長手方向の一端部においてチューブ配列方向の一端側に第１温水入口部（１５０）を、チューブ配列方向の他端側に第２温水入口部（１５１）をそれぞれ配置し、
チューブ（１４２）の長手方向の他端部においてチューブ配列方向の中央部に温水出口部（１４８）を配置し、
第１温水入口部（１５０）からの温水がチューブ（１４２）の長手方向の他端側に向かって流れ、温水がチューブ（１４２）の長手方向の他端側でＵターンしてからチューブ（１４２）の長手方向の一端側に向かって流れ、
温水がチューブ（１４２）の長手方向の一端側で再度Ｕターンしてから温水出口部（１４８）に向かって流れる第１温水経路（１５２）を構成しており、
第２温水入口部（１５１）からの温水がチューブ（１４２）の長手方向の他端側に向かって流れ、温水がチューブ（１４２）の長手方向の他端側でＵターンしてからチューブ（１４２）の長手方向の一端側に向かって流れ、
温水がチューブ（１４２）の長手方向の一端側で再度Ｕターンしてから温水出口部（１４８）に向かって流れる第２温水経路（１５３）を構成しており、
フット開口部（１６）を、空調ユニット（１０）の下側の車両幅方向の左右両端面において第１、第２温水入口部（１５０、１５１）近傍に位置するようにそれぞれ配置し、
デフロスタ開口部（１９）を、空調ユニット（１０）の上側においてチューブ（１４２）の長手方向の他端側近傍に位置するように配置し、
フェイス開口部（２０、２６）を、空調ユニット（１０）の上側においてチューブ（１４２）の長手方向の略中央部に位置するように配置することを特徴とする。
【００１２】
ところで、第１、第２温水入口部（１５０、１５１）には熱交換する前の温水が入ってくるので、温水出口部（１４８）と比較すると第１、第２温水入口部（１５０、１５１）の方が温度が高い。請求項１によると、第１、第２温水入口部（１５０、１５１）の近傍にフット開口部（１６）を配置しているので、暖房用熱交換器（１４）の温かい部位と熱交換した空気をフット開口部（１６）に送ることができる。このため、フット開口部（１６）から乗員足元に向けて暖かい空気を吹き出すことができる。
【００１３】
そして、第１、第２温水経路（１５２、１５３）において、チューブ（１４２）の他端側に到達した温水はフット開口部（１６）からの吹出空気と熱交換しており、第１、第２温水入口部（１５０、１５１）の温水よりも温度が低くなる。請求項１によると、チューブ（１４２）の他端側近傍にデフロスタ開口部（１９）を配置しているので、第１、第２温水入口部（１５０、１５１）の温水よりも低い温度の温水と熱交換した空気をフロントガラス内面に向けて吹き出すことができる。これにより、フロントガラスの曇りを抑制できる。
【００１４】
そして、第１、第２温水経路（１５２、１５３）において、チューブ（１４２）の一端側に向かう流路の温水はデフロスタ開口部（１９）からの吹出空気と熱交換しており、チューブ（１４２）の他端側の温水よりも温度が低くなっている。請求項１によると、フェイス開口部（２０、２６）をチューブ（１４２）の長手方向の略中央部の空気流れ下流側に配置しているので、チューブ（１４２）の他端側の温水よりも低い温度の温水と熱交換した空気を乗員上半身に向けて吹き出すことができる。これにより、デフロスタ開口部（１９）からの吹出空気の温度よりも低い温度の吹出空気を乗員上半身に向けて吹き出すことができる。このため、暖房による乗員頭部を含めた上半身の火照り感を抑制できる。
【００１５】
以上により、乗員の足元を温めるだけでなく、車両のフロントガラスの曇りを抑制するとともに乗員の頭部を含めた上半身の火照り感を抑制することができるので、乗員にとって心地よく快適な空調を実行できる。また、暖房用熱交換器（１４）の第１、第２温水経路（１５２、１５３）に工夫をし、この第１、第２温水経路（１５２、１５３）に合わせて各開口部を配置することにより、温度差のための複数のガイドを設けることなく各開口部からの吹出空気の温度を暖かい順にフット開口部（１６）、デフロスタ開口部（１９）、フェイス開口部（２０、２６）とすることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、フェイス開口部（２０、２６）は車室内の車両幅方向の略中央部から乗員上半身に向けて空気を吹き出すセンターフェイス開口部（２６）と、車室内の車両幅方向の両端部から乗員上半身に向けて空気を吹き出すサイドフェイス開口部（２０）とにより構成されている。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、空調ユニット（１０）の下側においてチューブ（１４２）の配列方向の略中央部に位置するように、後席側乗員上半身に向けて空気を吹き出す後席側フェイス開口部（３１）を配置していることを特徴とする。
【００１８】
これにより、第１、第２温水経路（１５２、１５３）において、チューブ（１４２）の一端側からＵターンした温水と熱交換した空気を後席側乗員の上半身に向けて吹き出すことができる。このため後席乗員の上半身の暖房による火照り感を抑制できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つにおいて、空調ユニット（１０）の上側においてチューブ（１４２）の配列方向の略中央部に位置するように、車室内上方に向けて空気を吹き出す上方開口部（２１）を配置していることを特徴とする。
【００２０】
これにより、第１、第２温水経路（１５２、１５３）において、チューブ（１４２）の一端側からＵターンした温水と熱交換した空気を上方開口部（２１）から吹き出すことができる。そのため、乗員に吹出空気が直接あたることによる風の煩わしさを抑制できるだけでなく、乗員の頭部を含めた上半身側の空気を温度の低くなった空気にすることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明では、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において、チューブ（１４２）の長手方向の一端部に、チューブ（１４２）の長手方向の一端部が連通するタンク（１４０ｂ）が配置され、
タンク（１４０ｂ）のうちチューブ配列方向の一端側に第１温水入口部（１５０）が設けられ、
タンク（１４０ｂ）のうちチューブ配列方向の他端側に第２温水入口部（１５１）が設けられ、
タンク（１４０ｂ）の内部には、タンク（１４０ｂ）をチューブ配列方向に３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）に仕切る２枚の仕切り板（１４９、１４９）が配置され、
３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）のうち、チューブ配列方向の一端側に位置する第１タンク部（１４０ｆ）により第１温水入口部（１５０）から温水が流入する空間が形成され、
３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）のうち、チューブ配列方向の他端側に位置する第２タンク部（１４０ｈ）により第２温水入口部（１５１）から温水が流入する空間が形成され、
３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）のうち、チューブ配列方向の中央部に位置する第３タンク部（１４０ｇ）により、温水がチューブ（１４２）の長手方向の一端側で再度Ｕターンするための空間が形成され、
２枚の仕切り板（１４９、１４９）のチューブ配列方向の位置によって、第１温水経路（１５２）及び第２温水経路（１５３）の温水流れ形態が決定されることを特徴とする。
【００２２】
これによると、２枚の仕切り板（１４９、１４９）のチューブ配列方向の位置を変えることで、第１、第２温水経路（１５２、１５３）の温水流れ形態を変更できる。そのため、暖房用熱交換器（１４）の吹出空気の温度分布を容易に調整することができる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は一実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略断面図である。
【００２５】
車両用空調装置は車室内前部のインストルメントパネル内側の略中央部に配置され、車室内へ向けて流れる空気の通路を形成している。車両用空調装置は、大別して図示しない送風機ユニットと、図１の空調ユニット１０との２つの部分から構成されており、図１において前後上下左右の各矢印は車両用空調装置の車両搭載状態における方向を示している。
【００２６】
図示しない送風機ユニットは内外気切替箱を有し、内外気切替箱には外気導入口と、内気導入口と、内外気切替ドアが備えられ、内外気切替ドアにより外気導入口と内気導入口を開閉して、外気と内気を切替導入する。また、送風機ユニットの下部には送風機が配置されている。
【００２７】
次に、空調ユニット１０について説明すると、樹脂製のケース１１を有し、このケース１１は、ポリプロピレンのような弾性を有し、機械的強度も高い樹脂にて成形されている。ケース１１は、成形上の型抜きの都合、ケース内への空調機器の組付上の理由等から具体的には複数の分割ケース体に分割して成形した後に、この複数の分割ケース体を一体に締結する構成になっている。
【００２８】
空調ユニット１０のケース１１内において、空気流入空間１２の後方には冷房用熱交換器をなす蒸発器１３が垂直方向に配置されている。従って、送風機ユニットの送風空気は空気流入空間１２に流入した後、この空気流入空間１２から蒸発器１３を車両前後方向において前方から後方に通過する。蒸発器１３は周知のように車両空調用冷凍サイクルの膨張弁等の減圧装置により減圧された低圧冷媒が流入し、この低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発するようになっている。
【００２９】
そして、蒸発器１３の後方（空気流れ下流側）には温水式ヒータコア１４が配置されている。このヒータコア１４は蒸発器１３を通過した空気がこのヒータコア１４の空気通路を前方から後方へと流れ、その際に車両エンジンからの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器である。なお、ヒータコア１４については後に詳述する。
【００３０】
ヒータコア１４はケース１１内の通路断面積より小さくして、ケース１１内のうち車両上方側に偏って配置してある。これにより、ヒータコア１４の車両下方側に、ヒータコア１４をバイパスして空気が流れる冷風バイパス通路１５を形成している。
【００３１】
ヒータコア１４の後方側（空気流れ下流側）にはフット開口部１６がケース１１の車両幅方向の左右両端面にそれぞれ配置されている。フット開口部１６近傍には矩形状のフットドア１７が配置され、フットドア１７の回転軸１８がアクチュエータ１８ａ（図２）により回転駆動されてフットドア１７が開閉されるようになっている。
なお、フット開口部１６は図示しないフットダクトと接続されており、このフットダクトの車両上下方向において上側が前席側フットダクトに、下側が後席側フットダクトにそれぞれ接続されている。そして、前席側フットダクトは前席乗員の足元、後席側フットダクトは後席乗員の足元に向けてそれぞれ空調空気を送風するように構成されている。
【００３２】
ケース１１の上側（空気下流端部）には、複数の吹出開口部、即ち、デフロスタ開口部１９、サイドフェイス開口部２０、上方開口部２１（以下インダイレクト開口部２１という）が配置されている。
【００３３】
デフロスタ開口部１９は図示しないデフロスタダクトを介して車両フロントガラス内面に向けて空調空気を吹き出すもので、図１、図３に示すようにヒータコア１４の上部においてケース１１の車両幅方向の全域に配置されている。
そして、デフロスタ開口部１９には回動自在な矩形状のデフロスタドア２２が配置されており、デフロスタドア２２の回転軸２３がアクチュエータ２３ａ（図２）により回転駆動されてデフロスタドア２２が開閉されるようになっている。なお、図３は図１の概略Ａ矢視図である。
【００３４】
サイドフェイス開口部２０は図示しないサイドフェイスダクトを介して車両前席側インストルメントパネルの幅方向の両端部から乗員に向けて空調空気を吹き出すもので、デフロスタ開口部１９の車両後方側の車両幅方向において左右両端の部位に配置されている。そして、サイドフェイス開口部２０には回動自在な矩形状のサイドフェイスドア２４が左右両側にそれぞれ配置され、サイドフェイスドア２４の回転軸２５がアクチュエータ２５ａ（図２）により回転駆動されてサイドフェイスドア２４が開閉されるようになっている。
【００３５】
インダイレクト開口部２１は図示しないインダイレクトダクトを介して車両の上方に向けて空調空気を吹き出す開口部である。このように上方に向けて空調空気を吹き出すことで、乗員に直接空調空気を吹き出さないので、風の煩わしさを感じさせないマイルドで、快適な空調フィーリングを提供できる。
インダイレクト開口部２１はデフロスタ開口部１９の車両後方側の車両幅方向において中心の部位に配置されている。そして、インダイレクト開口部２１には図示しない回動自在な矩形状のインダイレクトドアが配置されており、その回転軸がアクチュエータ２１ａ（図２）により回転駆動されてインダイレクトドアが開閉されるようになっている。
【００３６】
ケース１１の上側において、サイドフェイス開口部２０およびインダイレクト開口部２１の車両後方側にはセンターフェイス開口部２６が配置されている。センターフェイス開口部２６は図示しないセンターフェイスダクトを介して車室内前席側乗員の上半身に向けて空調空気を吹き出すための開口部である。
そして、センターフェイス開口部２６には回動自在な矩形状のセンターフェイスドア２７が配置されており、センターフェイスドア２７の回転軸２８がアクチュエータ２８ａ（図２）により回転駆動されてセンターフェイスドア２７が開閉され、前述した冷風バイパス通路１５からの空気とヒータコア１４からの空気との割合を調節するようになっている。
また、冷風バイパス通路１５には冷風バイパス通路１５を通過する空気の風量を調節する冷風バイパスドア２９が配置されており、冷風バイパスドア２９の回転軸３０がアクチュエータ３０ａ（図２）により回転駆動されて冷風バイパスドア２９が開閉されることでセンターフェイス開口部２６への風量が調節される。
【００３７】
ケース１１の下側において、フット開口部１６の空気流れ下流側には後席側フェイス開口部３１が配置されている。後席側フェイス開口部３１は図示しない後席側フェイスダクトを介して車室内後席側乗員の上半身に向けて空調空気を吹き出すための開口部である。そして、後席側フェイス開口部３１には回動自在な矩形状の後席側フェイスドア３２が配置されており、後席側フェイスドア３２の回転軸３３がアクチュエータ３３ａ（図２）により回転駆動されて後席側フェイスドア３２が開閉されるようになっている。
【００３８】
上述した吹出モード設定用の各ドア１７、２２、２４、２７、３２には各回転軸１８、２３、２５、２８を独立して制御するアクチュエータ１８ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２８ａ、３３ａをそれぞれ備えている。このため、多くの吹出モードが設定可能となっており、自動制御において設定可能な吹出モードとして、例えば、フェイスモード、フットモード、デフロスタモード、フットデフモード、マルチモードがある。
【００３９】
フェイスモードはセンターフェイス開口部２６、サイドフェイス開口部２０、デフロスタ開口部１９、後席側フェイス開口部３１から空気を吹き出す吹出モードである。なお、フェイスモードでの吹出空気の風量割合は、例えば、センターフェイス開口部２６側に３０％程度、サイドフェイス開口部２０側に２５％程度、デフロスタ開口部１９側に２０％程度、後席側フェイス開口部３１側に２５％程度としている。
【００４０】
フットモードはフット開口部１６側から主に空気を吹き出しデフロスタ開口部１９側から少量の空気を吹き出す吹出モードである。なお、フットモードの風量割合は、例えば、左右の前席側フットダクト側に４０％程度、左右の後席側フットダクト側に４０％程度、デフロスタ開口部１９側に２０％程度としている。また、サイドフェイス開口部２０からも少量の空気を吹き出してもよい。
【００４１】
デフロスタモードはデフロスタ開口部１９から主に空気を吹き出す吹出モードである。なお、デフロスタモードの風量割合は、例えば、デフロスタ開口部１９側に８０％程度、フット開口部１６側に２０％程度としている。また、サイドフェイス開口部２０からも少量の空気を吹き出してもよい。
【００４２】
フットデフモードはフット開口部１６側とデフロスタ開口部１９側とに空気を吹き出すモードである。なお、フットデフモードの風量割合は、例えば、フット開口部１６側から７０％程度、デフロスタ開口部１９側から３０％程度としている。なお、フット開口部１６側からの吹出空気はダクト内で分岐され、前席側乗員足元に向けて３５％程度、後席側乗員足元に向けて３５％程度の空気を吹き出すように構成してもよい。
【００４３】
マルチモードはセンターフェイス開口部２６、サイドフェイス開口部２０、後席側フェイス開口部３１、フット開口部１６、インダイレクト開口部２１、デフロスタ開口部１９から空気を吹き出す吹出モードである。なお、マルチモードの風量割合は、例えば、センターフェイス開口部２６側に２０％程度、サイドフェイス開口部２０側に１０％程度、後席側フェイス開口部３１側に１５％程度、インダイレクト開口部２１側に１５％程度、デフロスタ開口部１９側に１０％程度、フット開口部１６側に３０％程度としている。なお、フット開口部１６からの吹出空気は左右のダクトの内部で分岐され、前席左側乗員足元に向けて７．５％程度、前席右側乗員足元に向けて７．５％程度、後席左側乗員足元に向けて７．５％程度、後席右側乗員足元に向けて７．５％程度の空気を吹き出すように構成してもよい。
【００４４】
これらの各開口部１６、１９、２０、２１、２６、３１の風量割合は季節によって異なるようになっており、例えば、外気温が低いときはフット開口部１６とセンターフェイス開口部２６との風量割合はフット開口部１６の方が多くなり、車室内温度が目標温度に近づくにつれてセンターフェイス開口部２６の風量割合が増加する構成になっている。
【００４５】
また、上記吹出モードのうちいずれか１つが選択されており、この吹出モードが別の吹出モードに変化する場合には、吹出開口部からの吹出風量を時間の経過とともに滑らかに変化するように制御している。具体的には、センターフェイス開口部２６が開口し、フット開口部１６が閉塞した吹出モードからセンターフェイス開口部２６が閉塞し、フット開口部１６が開口する吹出モードに変化する場合で説明する。このような吹出モードの切換えでは、センターフェイス開口部２６からの吹出風量を時間の経過とともに減少させ、これとともにフット開口部１６からの吹出風量を時間の経過とともに増加させている。
【００４６】
また、後席側に乗員がいないときは図示しない操作部材により、後席側フェイス開口部３１、後席側フットダクトを閉塞して、前席側のみに空気が吹き出すように設定できる。
【００４７】
次に、本実施形態における電気制御部の概要を図２により説明すると、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されるもので、ＥＣＵ５０には、車両エンジンの図示しないイグニッションスイッチを介して車載バッテリから電源が供給される。
【００４８】
ＥＣＵ５０には、空調制御のために、センサ群７０から検出信号が入力される。これらのセンサとしては、エンジン冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ７１、内気温Ｔｒを検出する内気センサ７２、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ７３、日射量Ｔｓを検出する日射センサ７４、蒸発器１３を通過した直後の空気温度（以下、蒸発器後温度という）Ｔｅを検出する蒸発気温度センサ７５、ヒータコアに流れる温水温度Ｔｈｃを検出するリヒート温度フィードバックセンサ７６、センターフェイスの冷風温度Ｔｃｆを検出するセンターフェイス温度センサ７７が設けられている。
【００４９】
空調操作パネル８０のスイッチとしては、設定温度Ｔｓｅｔの信号を発生する温度設定スイッチ８１、図示しない送風機の風量切替信号を発生する風量スイッチ８２、内外気切替信号を発生する内外気スイッチ８３、図示しない圧縮機の電磁クラッチのオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ８４、空調の自動制御モード設定用のオート信号を発生するオートスイッチ８５、吹出モードを設定する吹出モードスイッチ８６が設けられている。
【００５０】
次に、ヒータコア１４の構成について詳述する。本実施形態では温水の流量を制御する図示しない流量制御弁を備えた温水流量制御方式のヒータコア１４を車両用空調装置に配置している。
【００５１】
図４に示すように、ヒータコア１４は大別すると空気流れ方向に対して並列に配置されたコア部１４１、上タンク１４０ａ、下タンク１４０ｂから構成されている。なお、図４はヒータコア１４の断面形状を概略図示したものである。
【００５２】
コア部１４１は、温水が流通する温水通路（流体通路）を内部に形成した多数のチューブ１４２と、この多数のチューブ１４２相互の間に配置され接合されたコルゲートフィン１４３とで構成されている。そして、左右方向の最外方のフィン１４３の更に外側には補強部材としてのサイドプレート１４５が設けられている。
【００５３】
複数配列されるチューブ１４２の中央部には、断面面積がこれらチューブ１４２と比較して大きい断面面積の中央チューブ１４４が配設されている。各チューブ１４２、中央チューブ１４４の長手方向には両端部には、外周に縁立て部が形成され、平面部に複数のチューブ穴が形成されたコアプレート１４６が配設され、各チューブ１４２中央チューブ１４４の長手方向両端部は、チューブ穴に嵌入して接合されている。また、サイドプレート１４５の長手方向両端部は、コアプレート１４６の平面部に嵌合されている。
【００５４】
上タンク１４０ａ、下タンク１４０ｂは、外形が直方体をなす容器体であり、コアプレート１４６側に開口しており、この開口側がそれぞれコアプレート１４６の縁立て部に嵌合して接合されている。
【００５５】
上タンク１４０ａの内部には、この内部空間を左上タンク部１４０ｃ、中央上タンク部１４０ｄ、右上タンク部１４０ｅの３つに仕切る仕切り板１４７が中央チューブ１４４を挟むように２つ設けられている。また、上タンク１４０ａの天井部において、２つの仕切り板１４７の間となる中央上タンク部１４０ｄに出口パイプ１４８が設けられている。これにより、上タンク１４０ａ内の左右のタンク部１４０ｃ、１４０ｅはそれぞれ左側、右側のチューブ１４２群と連通し、また、中央上タンク部１４０ｄは中央チューブ１４４および出口パイプ１４８と連通している。
【００５６】
下タンク１４０ｂの内部には、この内部空間を左下タンク部１４０ｆ、中央下タンク部１４０ｇ、右下タンク部１４０ｈの３つに仕切る仕切り板１４９が下タンク１４０ｂの長手方向両端部側近傍に２つ設けられている。また下タンク１４０ｂの両端部、即ち、左下タンク部１４０ｆ、右下タンク部１４０ｈには、第１入口パイプ１５０、第２入口パイプ１５１が設けられている。よって、下タンク１４０ｂ内の左右のタンク部１４０ｆ、１４０ｈにはそれぞれ左側、右側のチューブ１４２と連通し、また、中央下タンク部１４０ｇはその他のチューブ１４２および中央チューブ１４４と連通している。
【００５７】
このように、第１入口パイプ１５０、第２入口パイプ１５１から流入した温水は、下タンク１４０ｂの左右の仕切り板１４９により仕切られて、チューブ１４２を通って上タンク１４０ａに向けて流れるようになっている。そのため、この左右の仕切り板１４９の位置を変更することで、第１入口パイプ１５０、第２入口パイプ１５１から流入してチューブ１４２に向けて流れる温水の経路を変更することができる。つまり、上下タンク１４０ａ、１４０ｂ、仕切り板１４７、１４９、チューブ１４２、中央チューブ１４４によりヒータコア１４の左右の方向でＵターンする温水経路１５２、１５３が形成される。なお、この温水経路１５２、１５３は、図面理解の便宜をはかるため、左右のコア部においてコルゲートフィン１４３の部位に記入したが、実際にはチューブ１４２の内部を温水が流通するようになっている。また、チューブ１４２の本数も実際には図４に示されている本数とは異なる。
【００５８】
次に、上記構成における空調ユニット１０の作動を説明する。
【００５９】
空調ユニット１０は図示しない車両エンジンのイグニッションスイッチがオンされてＥＣＵ５０に電源が供給された状態において、空調操作パネル８０のオートスイッチ８５が投入されることにより空調の自動制御の実行が開始される。
【００６０】
空調の自動制御では、空調センサ群７０からの入力より目標吹出温度ＴＡＯを算出する。そして、ＴＡＯが例えば２２℃のときセンターフェイス、サイドフェイス、リアフェイス、インダイレクト、フット、デフロスタ吹き出し口からそれぞれ空気を吹き出すマルチモードが実行される。
【００６１】
一方、ヒータコア１４には車両エンジン始動後に、図示しないエンジンからの温水（内部流体）が、まず第１、第２入口パイプ１５０、１５１から下タンク１４０ｂの左右のタンク部１４０ｆ、１４０ｈに流入する。そして、左右両端部側のチューブ１４２を上側に向けて流れ、上タンク１４０ａの左右のタンク部１４０ｃ、１４０ｅでＵターンして中央チューブ１４４を上側に向けて流れ、上タンク１４０ａの中央上タンク部１４０ｄを経て出口パイプ１４８から流出する。
【００６２】
これと同時に図示しない送風ファンの風量が決定され、送風ファンにブロア電圧が印加される。そして、所定風量の空気が空調ユニット１０の空気流入空間１２に向けて送風され、送風された空気は蒸発器１３で冷却されてからヒータコア１４のコア部１４１を通過することで再加熱される。再加熱された空気は選択された吹出モードに基づいて開口した開口部から車室内に向けて吹き出される。
【００６３】
次に、本実施形態における作用効果について説明する。
【００６４】
（１）図５はヒータコア１４の温度分布を説明するための説明図である。この説明図ではヒータコア１４のコア部１４１の温度分布が高い順に第１範囲ａ〜第４範囲ｄとし、最も温度が低い範囲を第５、第６範囲ｅ、ｆとして示している。
【００６５】
図５に示すように、下タンク１４０ｂ近傍の第１範囲ａには熱交換する前の温水が流入するので、流路の出口付近の中央チューブ１４４近傍の温度と比較すると暖かくなっている。この温かい第１範囲ａの近傍かつ、空調ユニット１０の車両幅方向の両端面にフット開口部１６を配置しているので、ヒータコア１４の温かい部位と熱交換した吹出空気をフット開口部１６に送風できる。そのため、フット開口部１６から乗員足元に向けて暖かい空気を吹き出すことができる。
【００６６】
続いて、上タンク１４０ａに向けて下タンク１４０ｂ入口からの温水がチューブ１４２の流路から運ばれる。そのため、第２範囲ｂは、第１範囲ａより温度が少し低下している。この左右の第２範囲ｂの空気流れ下流側にデフロスタ開口部１９を上タンク１４０ａ近傍に配置すると、第２範囲ｂと熱交換した空気をフロントガラス内面に向けて吹き出すことができる。そのため、フロントガラスの曇りの発生を抑制できるだけでなく、空気が暖かすぎることによる、乗員上半身の火照り感を抑制できる。
【００６７】
次に、上タンク１４０ａには下タンク１４０ｂ入口からの温水がチューブ１４２の流路から運ばれている。このときの上タンク１４０ａ下方の第３範囲ｃの温度は第１、第２範囲ａ、ｂと比較すると低くなっている。従って、左右のサイドフェイス開口部２０をそれぞれ配置すると、車室内の乗員上半身のドアよりの部位に向けて第３範囲ｃから暖かい空気を吹き出すことができる。このため、図示しないサイドガラス内面の曇りの発生を抑制することができるだけでなく、空気が暖かすぎることによる、乗員上半身の火照り感を抑制できる。
【００６８】
次に、第３範囲ｃで熱交換した温水はチューブ１４２により下タンク１４０ｂに向けて流れる。第４範囲ｄはこの流路の下方の範囲になる。一方、フェイス開口部２６は車両幅方向において略中央部に配置しているので、第３範囲ｃより温度の低下した第４範囲ｄと熱交換した空気を乗員上半身に向けて吹き出すことができる。
【００６９】
次に、第４範囲ｄで熱交換した温水は下タンク１４０ｂに運ばれて最後に中央チューブ１４４に流入する。このため、流路の中心の部位に形成される第５範囲ｅおよび第６範囲ｆは第１範囲ａ〜第６範囲ｆの中で最も温度が低い範囲になる。一方、空調ユニット１０の車両幅方向の略中央の部位にはインダイレクト開口部２１および後席側フェイス開口部３１が配置しているので、温度が低い第５範囲ｅおよび第６範囲ｆからの吹出空気を天井または後席乗員の上半身に向けて吹き出すことができる。なお、第５範囲ｅおよび第６範囲ｆは上タンク１４０ａから下タンク１４０ｂに流れる流路のうち中央チューブ１４４よりの部位と中央チューブ１４４から出口パイプ１４８に向かう流路の範囲を含んでいる。
【００７０】
このように、複数の開口部から吹き出す吹出モード、例えば、フットデフモード、マルチモード等の吹出モードにおいて、各開口部からの吹出空気に温度差をつけて車室内に向けて吹き出すことができる。
【００７１】
ところで、上述したように、ヒータコア１４の温度分布である第１範囲ａ〜第６範囲ｆは、温水経路１５２、１５３により構成されている。この温水経路１５２、１５３は、仕切り板１４９の位置を変えることで変更できる。つまり、ヒータコア１４の温度分布を、仕切り板１４９の位置を変更することにより調整することができる。
【００７２】
（２）車両用空調装置が車室内前部のインストルメントパネル内側に配置されているので、空調ユニット１０の車両幅方向の左右両端面にフット開口部１６を配置すると左右の乗員座席に向かう位置にフット開口部１６が配置されることになる。このため乗員座席の足元部分までのダクト曲げ部を少なくして配設できるので、送風時の圧損を少なくできる。
【００７３】
（３）センターフェイス開口部２６に冷風バイパス通路１５から冷風を直接導入できるので、センターフェイス開口部２６からの吹出空気温度をヒータコア１４の温度分布に関係なく下げることができる。これにより前述の吹出モードにおけるセンターフェイス開口部２６と各開口部との温度差を調節できる。
【００７４】
（４）フット開口部１６に配設されている図示しないフットダクトにはフットダクトを上下に分岐させて上側を前席側の乗員の足元に、下側を後席側乗員足元に送るように構成している。このため、図示しない後席側フットダクトの方がその通風経路が長くなるので後席側フットダクトと送風空気とが熱交換することで送風空気の温度が低下する。このため、フットダクトの下側の空気、即ち、ヒータコア１４の温かい部位を通過した空気を送風して、空気の温度を前席側に近づけることができる。また、後席側フェイス開口部３１と後席側フットダクトとから温度差のある空気を同時に吹き出すように構成してあるので、前席側の各開口部から温度差のある空気を吹き出せるだけでなく、後席側にも上下温度差のある空気を同時に吹き出すことができる。
【００７５】
（５）各開口部１６、１９、２０、２１、２６、３１にはそれぞれ開口面積を独立して制御できるアクチュエータ１８ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２８ａ、３３ａを備えており、吹出モードスイッチ８６を乗員が操作することにより種々の吹出モードを設定できる。
【００７６】
（他の実施形態）
▲１▼本発明における実施形態において、上タンク１４０ａに仕切り板１４７を設けたが、中央チューブ１４４と上タンク１４０ａを接合して仕切り板１４７を廃止してもよい。
【００７７】
▲２▼本発明における実施形態において、第２タンク１４０ｂに仕切り板１４９を設け、この第２タンク１４０ｂの両端部から温水を流入するように構成した。本実施形態では第２タンク１４０ｂの代わりに２つのタンクを設け、この２つのタンクのヒータコア１４の幅方向の両端部側に温水入口を設け、流れを完全に分離するようにしてもよい。
【００７８】
▲３▼本発明における実施形態において、チューブ１４２の長手方向が車両上下方向となるようにヒータコア１４を配置して車両前方向から後方に空気が通過する通風路を形成した。本実施形態ではヒータコア１４のチューブ１４２の長手方向が車両前後方向となるように配置し、車両下方から上方に空気が通過する通風路を形成してもよい。
【００７９】
▲４▼本発明における実施形態において、温水流量制御方式のヒータコア１４について説明したが、本実施形態では温水の温度を制御する温水温度制御方式のヒータコアを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の空調ユニットの全体構成図である。
【図２】図１の電気制御部の概要を含めた全体構成図である。
【図３】図１の概略Ａ矢視図である。
【図４】図１のヒータコアの概略断面図である。
【図５】図１のヒータコアの温度分布を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０…空調ユニット、１４…ヒータコア、１６…フット開口部、
１９…デフロスタ開口部、２０…サイドフェイス開口部、
２６…センターフェイス開口部、１４０ａ…上タンク、１４０ｂ…下タンク、
１４２…チューブ、１４７、１４９…仕切り板。

Claims (5)

1. 空気を加熱する暖房用熱交換器（１４）と、
   前記暖房用熱交換器（１４）を通過した空気を車室内の乗員上半身に向けて吹き出すフェイス開口部（２０、２６）と、
   前記空気を車室内の乗員足元に向けて吹き出すフット開口部（１６）と、
   前記空気を車両フロントガラス内面に向けて吹き出すデフロスタ開口部（１９）とを有する空調ユニット（１０）を備えており、
   前記フット開口部（１６）、前記フェイス開口部（２０、２６）および前記デフロスタ開口部（１９）から空気を同時に吹き出すマルチモードが少なくとも設定可能となっており、
   前記暖房用熱交換器（１４）にて温水が流通するチューブ（１４２）を車両幅方向に複数本並列に配列し、
   前記チューブ（１４２）の長手方向の一端部において前記チューブ配列方向の一端側に第１温水入口部（１５０）を、前記チューブ配列方向の他端側に第２温水入口部（１５１）をそれぞれ配置し、
   前記チューブ（１４２）の長手方向の他端部において前記チューブ配列方向の中央部に温水出口部（１４８）を配置し、
   前記第１温水入口部（１５０）からの温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の他端側に向かって流れ、
   前記温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の他端側でＵターンしてから前記チューブ（１４２）の長手方向の一端側に向かって流れ、
   前記温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の一端側で再度Ｕターンしてから前記温水出口部（１４８）に向かって流れる第１温水経路（１５２）を構成しており、
   前記第２温水入口部（１５１）からの温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の他端側に向かって流れ、
   前記温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の他端側でＵターンしてから前記チューブ（１４２）の長手方向の一端側に向かって流れ、
   前記温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の一端側で再度Ｕターンしてから前記温水出口部（１４８）に向かって流れる第２温水経路（１５３）を構成しており、
   前記フット開口部（１６）を、前記空調ユニット（１０）の下側の車両幅方向の左右両端面において前記第１、第２温水入口部（１５０、１５１）近傍に位置するようにそれぞれ配置し、
   前記デフロスタ開口部（１９）を、前記空調ユニット（１０）の上側において前記チューブ（１４２）の長手方向の他端側近傍に位置するように配置し、
   前記フェイス開口部（２０、２６）を、前記空調ユニット（１０）の上側において前記チューブ（１４２）の長手方向の略中央部に位置するように配置することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記フェイス開口部（２０、２６）は前記車室内の車両幅方向の略中央部から乗員上半身に向けて空気を吹き出すセンターフェイス開口部（２６）と、
   前記車室内の車両幅方向の両端部から乗員上半身に向けて空気を吹き出すサイドフェイス開口部（２０）とにより構成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. 前記空調ユニット（１０）の下側において前記チューブ（１４２）の配列方向の略中央部に位置するように、後席側乗員上半身に向けて空気を吹き出す後席側フェイス開口部（３１）を配置し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. 前記空調ユニット（１０）の上側において前記チューブ（１４２）の配列方向の略中央部に位置するように、車室内上方に向けて空気を吹き出す上方開口部（２１）を配置し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. 前記チューブ（１４２）の長手方向の一端部に、前記チューブ（１４２）の長手方向の一端部が連通するタンク（１４０ｂ）が配置され、
   前記タンク（１４０ｂ）のうち前記チューブ配列方向の一端側に前記第１温水入口部（１５０）が設けられ、
   前記タンク（１４０ｂ）のうち前記チューブ配列方向の他端側に前記第２温水入口部（１５１）が設けられ、
   前記タンク（１４０ｂ）の内部には、前記タンク（１４０ｂ）を前記チューブ配列方向に３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）に仕切る２枚の仕切り板（１４９、１４９）が配置され、
   前記３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）のうち、前記チューブ配列方向の一端側に位置する第１タンク部（１４０ｆ）により前記第１温水入口部（１５０）から温水が流入する空間が形成され、
   前記３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）のうち、前記チューブ配列方向の他端側に位置する第２タンク部（１４０ｈ）により前記第２温水入口部（１５１）から温水が流入する空間が形成され、
   前記３つのタンク部（１４０ｆ、１４０ｇ、１４０ｈ）のうち、前記チューブ配列方向の中央部に位置する第３タンク部（１４０ｇ）により、前記温水が前記チューブ（１４２）の長手方向の一端側で再度Ｕターンするための空間が形成され、
   前記２枚の仕切り板（１４９、１４９）の前記チューブ配列方向の位置によって、前記第１温水経路（１５２）及び前記第２温水経路（１５３）の温水流れ形態が決定され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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