JP4134207B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、本発明は、ベントモード時及びデフロストモード時における風量の増大を図る自動車用空気調和装置に関する。

一般に、取入れた空気を上方に向けて流す空気通路を有する自動車用空気調和装置としては、例えば、図１６に示すものがある。この空調ユニットは、取入れた空気を上方に向けて流す空気通路Ｄの入り口部分にミックスドア３が設けられ、この下流側に斜めに設けたヒータコア２が設置され、ヒータコア２の上方にベント吹出口５、デフロスト吹出口４が開設され、デフロスト吹出口４とベント吹出口５とを開閉するようにベント／デフドア６が設けられている。ベント吹出口５の斜め下方にフット吹出口７が設けられ、これらを切換えるようにベント／フットドア８が設けられている。

しかし、この空調ユニットにおいては、ベントモード時及びデフロストモード時に、風量が低下する虞れがある。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ベントモード時及びデフロストモード時における風量の増大を図る、コンパクトで及びコスト低減可能な自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る自動車用空気調和装置は、
上方に設けられ、遠心式多翼ファンを有するファンスクロールと、
当該ファンスクロールから下方に向けて吐出された空気をエバポレータにより冷却した後上方に向うようにＵターンさせるＵターン通路と、
このＵターンし上方に向けて流れる空気を、ミックスドアにより、内部に高温のエンジン冷却水が流通するヒータコア側とこれをバイパスするバイパス通路側に分岐して流し、前記ヒータコアの下流域に設けられたミックスチャンバでミックスして所定温度の空気とする空気通路と、
前記所定温度の空気を吹き出す上部吹出口と、
を有するユニットケースを備えた自動車用空気調和装置であって、
前記ヒータコアは、前記エバポレータの上部でかつ前記ファンスクロールの下方に位置し、さらに前記バイパス通路の前方側に位置するように配置し、前記ファンスクロール及び前記エバポレータと重なった状態で配置されることを特徴とする。

本発明は、ヒータコアを、エバポレータの上部でかつファンスクロールの下方に位置し、さらに前記バイパス通路の前方側に位置するように配置し、前記ファンスクロール及び前記エバポレータと重なった状態で配置されるようにしたので、空気の流れが円滑になり、ベントモード時とデフロストモード時の風量を増大させることができ、前後方向の寸法が小さく、全体的にコンパクトになり、コスト低減が可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る自動車用空気調和装置の空調ユニットの概略断面図であり、図２は図１に示すフットダクト及びフットドアを示す分解斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態１では、ユニットケース１０は、車室ＲとエンジンルームＥとを仕切るダッシュパネルＤＰの近傍であって、フロアパネルＦＰの上部の車室内に設けられ、前方から取り入れた空気を上方に向けて流す空気通路Ｄを有し、そして後方、側方あるいは上方に吹き出すようになっている。ここに、前後方向とは、車両の前後方向であり、側方とは車幅方向のことをいう。

ユニットケース１０は、前方上方に、遠心式多翼ファン１１を有するファンスクロール１２が設けられ、多翼ファン１１により取込まれた空気は、ファンスクロール１２から下方に向けて吐出する通路Ｄａを通って流下される。

ユニットケース１０の下方には、冷房サイクルの１構成要素であるエバポレータ１３が前方に向けて下り傾斜するように配置され、エバポレータ１３の下側には、Ｕターン流路１４が設けられている。

したがって、エバポレータ１３において、内部を循環している冷媒と熱交換して冷却された空気は、Ｕターン流路１４でＵターンして上方に向けて流れるようになっている。なお、図中「４２，４３」は、エバポレータ１３のタンク部、「ｄr 」はエバポレータから流出したドレン水を車室Ｒ内から外部に排出するドレンパイプ、「Ｍ」は当該ユニットケース１０全体を支持するメンバーであり、当該メンバーＭの両端は車体パネルに固着されている。

エバポレータ１３の上部には、水平に配置され、内部に高温のエンジン冷却水が流通しているヒータコア１７と、ヒータコア１７の側部に設けられたミックスドア１６が設けられ、Ｕターン流路１４でＵターンし上方に向けて流れる空気流が、ミックスドア１６によりヒータコア１７側と、これをバイパスするバイパス通路１５側に分岐されるようになっている。ミックスドア１６の位置により上方に流れる空気流をバイパス通路１６側とヒータコア１７側に配分し、ヒータコア１７の下流域に設けられたミックスチャンバ１８でミックスし、所定温度の空気流となるようにしている。

このようにヒータコア１７を、エバポレータ１３の上部でかつファンスクロール１２の下方に位置し、さらにバイパス通路１６の前方側に位置するように配置すると、ファンスクロール１２、ヒータコア１７及びエバポレータ１３が重なった状態で配置されることになり、前後方向の寸法が小さく、全体的にコンパクトになり、コストの低減も可能になる。

ユニットケース１０の上方には、ガラスの曇り除去を行うデフロスト吹出口Ｆd が開設され、このデフロスト吹出口Ｆdの後方には、乗員の上半身に向けて空気を吹き出して車室内の冷房を行うベント吹出口Ｆvが開設され、両者の間には、これらの切換えを行うベント／デフドア２０が設けられている。

図１に示すように、ユニットケース１０の背面側には、前記ベント吹出口Ｆv下方の背面壁１０ａに凹部１０ｂが形成され、この凹部１０ｂを形成することにより生じる斜面を利用してフット吹出口Ｆfが設けられている。

フット吹出口Ｆfは、図２に示すように、車幅方向に離間して一対設けられ、各フット吹出口Ｆfには、それぞれフットダクト２１が連設されている。さらに詳述すれば、これらフットダクト２１は、上端に空気を取込む入口であるフット吹出口Ｆfが斜めに開設され、凹部１０ｂを補うように膨出部２３が設けられ、下端には、乗員の足下に空気を吹出す出口２４が形成されている。

そして、膨出部２３の内側には、側壁２５が立設され、両フットダクト２１，２１の各側壁２５，２５間には空間、つまり、両側壁２５，２５の車幅方向中央部に形成される空間には、エバポレータ１３を通過した空気が上方に流れる中央通路２５ａが形成されている。

一方、これら一対のフット吹出口Ｆf，Ｆf及び中央通路２５ａの上側には、フットドア２６が設けられている。なお、理解を容易にするため、図２では、フットダクト２１の回転軸２７の位置を仮想線で示している。回転軸２７は、フット吹出口Ｆf，Ｆfとの関係では、図２に示すように、背面壁１０ａの内側でフット吹出口Ｆf，Ｆfの上部に位置している。回転軸２７の車幅方向中央には、側壁２５，２５の間で揺動して上方に流れる空気（冷風）の量を調整する中央ドア部２８が設けられ、回転軸２７の車幅方向両側には、上方に流れる空気（冷風及び温風）をフット吹出口Ｆf，Ｆfに導いたり、当該フット吹出口Ｆf，Ｆfを閉鎖する一対の側部ドア部２９，２９が設けられている。中央ドア部２８と両側部ドア部２９，２９とは、三角形状の立片３０，３０を介して一体的に連結されている。

次に、モード別に作用を説明する。

（１）デフロストモード
デフロストモードは、図３に示すように、デフロスト吹出口Ｆdから温風をフロントガラス内面に吹出すモードであり、ベント／デフドア２０がデフロスト吹出口Ｆdのみを全開する位置、ミックスドア１６がバイパス通路１５を全閉する位置に設定してある。

フットドア２６は、図４に示すように（図４のハッチングはデフロストモード時における中央ドア部２８及び側部ドア部２９，２９の位置を示す）、中央ドア部２８は、上部背面壁１０ａに当接した状態にあり、側部ドア部２９，２９は、フット吹出口Ｆf，Ｆfを全閉した状態にある。

多翼ファン１１からエバポレータ１３及びＵターン流路１４を介して上方に流れる空気は、バイパス通路１５に入りヒータコア１７により加温されて温風となって上昇し、デフロスト吹出口Ｆdからフロントガラス内面に吹き出され、フロントガラスの曇りを晴らすことになる。

（２）フットモード
フットモードは、図５及び図６に示すように、フット吹出口Ｆfから温風を乗員の足下に吹出すモードであり、ミックスドア１６がバイパス通路１５を全閉する位置に設定してある。

フットドア２６は、図５及び図６に示すように（図６のハッチングはフットモード時における中央ドア部２８及び側部ドア部２９，２９の位置を示す）、側部ドア部２９，２９は、フット吹出口Ｆf，Ｆfを全開した位置にあり、上部のデフロスト吹出口Ｆd等への温風の流れを遮断するようになっている。中央ドア部２８は、背面壁１０ａから最も離間した位置にある。

多翼ファン１１からエバポレータ１３及びＵターン流路１４を介して上方に流れる空気は、バイパス通路１５に入りヒータコア１７により加温されて温風となって上方に流れ、側部ドア部２９，２９により反転されてフット吹出口Ｆf，Ｆfに入り、出口２４，２４より乗員の足下に吹き出る。

（３）バイレベルモード
バイレベルモードは、図７〜図１０に示すように、ベント吹出口Ｆvから乗員の上半身に向けて冷風を吹出すと共にフット吹出口Ｆf，Ｆfから乗員の足下に温風を吹出して頭寒足熱型の空調を行うモードであり、ベント／デフドア２０は、ベント吹出口Ｆvを全開する位置、ミックスドア１６は、半開状態にセットされる。

フットドア２６に関しては、図８〜図１０に示すように（図１０のハッチングはバイレベルモード時における中央ドア部２８及び側部ドア部２９，２９の位置を示す）、中央ドア部２８は、図９に示すように、半開のような状態にあって背面壁１０ａからある程度離間しており、バイパス通路１５を上方に流れる冷風を上方に導きベント吹出口Ｆvから吹出すようになっている。一方、側部ドア部２９，２９は、図９に示すように、半開から更に若干開いた状態にあり、ヒータコア１７により加温した温風をこの側部ドア部２９，２９により反転させて両フット吹出口Ｆf，Ｆfに取込む。

このバイレベルモード時において、フットドア２６の揺動角を調整すれば、ベント吹出口Ｆv及びフット吹出口Ｆf，Ｆfへの空気の温度を調整することができる。即ち、図８に示すように、車幅方向中央においては、中央ドア部２８の揺動角を調整することにより、冷風の量を制御でき、冷風だけでなく若干の温風もベント吹出口Ｆvに導くことができる一方、車幅方向両側においては、図９に示すように、フット吹出口Ｆf，Ｆfに取込む温風の量を制御できる。

このようにフットドア２６の揺動角を調整するだけでベント吹出口Ｆv及びフット吹出口Ｆf，Ｆfでの空気の温度を調整できるため、バイレベルモード時における温度差調整を容易に行うことができる。

（４）ベントモード
ベントモードは、乗員の上半身に冷風を吹出すモードであり、通常はエバポレータ１３に冷媒が循環されると共に、図１１に示すように、ミックスドア１６はヒータコア１７を全閉する位置、ベント／デフドア２０は、ベント吹出口Ｆvを全開する位置に設定してある。

フットドア２６に関しては、図４に示すように（なお、ベントモード時におけるフットドア２６の位置はデフロストモード時と同じであり、ハッチングはベントモード時における中央ドア部２８及び側部ドア部２９，２９の位置を示す）、中央ドア部２８は、背面壁１０ａに当接した状態にあり、側部ドア部２９，２９は、入口２２，２２を全閉した状態にある。

多翼ファン１１からエバポレータ１３及びＵターン流路１４を介して上方に流れる空気は、バイパス通路１５に入り上昇し、ベント吹出口Ｆvからフロントガラス内面に吹き出る。なお、温度調節する場合には、ミックスドア１６を所望の位置にセットすれば、ヒータコア１７により加温された後に、バイパス通路１５より上昇した冷風とミックスされ、所定の温度となってベント吹出口Ｆvから吹き出される。

（実施の形態２）
本実施の形態は、図１２に示すように、ユニットケース１０の中央通路２５ａの後方であって、一対のフットダクト２１間に、背面壁１０ａに沿って上下方向に延設された壁部材３１が設けられ、壁部材３１と背面壁１０ａとの間に、冷風を直接ベント吹出口Ｆvに導くフレッシュベント用の流路３２が形成されたものである。

フレッシュベント用の流路３２は、前述した頭寒足熱のバイレベルモード時に頭部をより一層冷却したいときに使用するもので、当該通路３２中に設けられたフレッシュベントドア３３を開放すれば、エバポレータ１３を通過した冷風が、バイパス通路１５よりフレッシュベント流路３２を通って直接ベント吹出口Ｆvに導くことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態は、図１３に示すように、ユニットケース１０の車幅方向中央に、フットドア２６の中央ドア部２８と背面壁１０ａとの間に冷風バイパス流路３４が形成され、しかもフットドア２６の回転軸２７に対し反フットドア側に調整用ドア部３５が設けられたものである。

このようにすれば、前述したバイレベルモード時に、フットドア２６とともに調整ドア部３５が回動されることになる。したがって、例えば、図中フットドア２６をある中間点より反時計方向に回動すれば、側部ドア部２９，２９により温風を多量にフットダクト２１に導入しやすくなり、逆に冷風バイパス流路３４側は調整用ドア部３５により絞られることになるので、足元の温風が増大することになる。また、時計方向に回動すれば、冷風過多の状態が得られることになる。これにより上下の差温をより明確に付けることができることになる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、図１４，図１５に示すように、エバポレータ１３を、例えば、水平に設けられているフロアパネルＦＰに対して傾斜して配置し、エバポレータ１３のタンク部４２，４３に設けられた冷媒の出口４１を、エバポレータ１３の下方位置となるようにしたものである。

エバポレータ１３は、偏平な多数の蒸発管４４の間に伝熱フィン４５が介装されたもので、蒸発管４４の内部は、中央に形成された仕切り４６によりＵ字状の通路が形成されている。そして、各蒸発管４４は開口端部が２つのタンク部４２，４３に連通され、下方のタンク部４２には中央に仕切り板４７が設けられている。

したがって、このエバポレータ１３内における冷媒の流れは、図１５に示すように、入口４０から下部タンク４２の右半部に入り、ここに連通されている蒸発管４４の下段側右半部を通り、先端でＵターンした後に蒸発管４４の上段側右半部を通って上部タンク４３に入り、この上部タンク４３より蒸発管４４の上段側左半部及び下段側左半部を通った後、下部タンク４２の左半部に戻り、出口４１から吐出される。

このエバポレータ１３の冷媒の出入口４０，４１には、図１５に示すように、一体型膨張弁４８が設けられ、この一体型膨張弁４８に前記出入口４０，４１が設けられている。なお、この一体型膨張弁４８は、出口側の冷媒の温度により入口側の冷媒の流量を制御するようにしたものである。

本発明の実施の形態１の概略断面図である。 同実施の形態１のフットダクト及びフットドアを示す分解斜視図である。 同実施の形態１のデフロストモード時における概略断面図である。 同実施の形態１のデフロストモード時におけるフットダクト部分の概略斜視図である。 同実施の形態１のフットモード時における概略断面図である。 同実施の形態１のフットモード時におけるフットダクト部分の概略斜視図である。 同実施の形態１のバイレベルモード時における概略断面図である。 同実施の形態１のバイレベルモード時における車幅方向中央の概略断面図である。 同実施の形態１のバイレベルモード時における車幅方向側部の概略断面図である。 同実施の形態１のバイレベルモード時におけるフットダクト部分の概略斜視図である。 前記実施の形態１のベントモード時における概略断面図である。 本発明の実施の形態２の概略断面図である。 本発明の実施の形態３の概略断面図である。 本発明の実施の形態４の概略断面図である。 図１４に示すエバポレータの斜視図である。 従来例の空調ユニットの概略断面図である。

符号の説明

１０…ユニットケース、
１１…遠心式多翼ファン、
１２…ファンスクロール、
１３…エバポレータ、
１４…Ｕターン通路、
１５…バイパス通路、
１６…ミックスドア、
１７…ヒータコア、
１８…ミックスチャンバ、
４１…冷媒出口、
Ｄ…空気通路、
Ｄａ…通路、
Ｆd …デフロスト吹出口、
Ｆv …ベント吹出口。

Claims (3)

1. 上方に設けられ、遠心式多翼ファン(11)を有するファンスクロール(12)と、
   当該ファンスクロール(12)から下方に向けて吐出された空気をエバポレータ(13)により冷却した後上方に向うようにＵターンさせるＵターン通路(14)と、
   このＵターンし上方に向けて流れる空気を、ミックスドア(16)により、内部に高温のエンジン冷却水が流通するヒータコア(17)側とこれをバイパスするバイパス通路(15)側に分岐して流し、前記ヒータコア(17)の下流域に設けられたミックスチャンバ(18)でミックスして所定温度の空気とする空気通路(D)と、
   前記所定温度の空気を吹き出す上部吹出口(Fv，Fd)と、
   を有するユニットケース(10)を備えた自動車用空気調和装置であって、
   前記ヒータコア(17)は、前記エバポレータ(13)の上部でかつ前記ファンスクロール(12)の下方に位置し、さらに前記バイパス通路(15)の前方側に位置するように配置し、前記ファンスクロール(12)及び前記エバポレータ(13)と重なった状態で配置されることを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. 前記ヒータコア(17)は、水平に配置したことを特徴とする請求項１に記載の自動車用空気調和装置。
3. 前記ヒータコア(17)は、前記ファンスクロール(12)から下方に向けて吐出される空気が流れる通路(Da)と、前記バイパス通路(15)との間に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用空気調和装置。