JP4166553B2 - 車両用空調ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の温度環境を調整する車両用空調ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車室内の温度環境を改善するために、車両用空調ユニットによって温度調節がなされた空調風が車室内に送風されている。また、所謂ワンボックスタイプなどの車室内空間が比較的大きな車両の場合には、車室内前方に車両用空調ユニットを設置しただけでは、快適な温度環境を提供することが困難なため、車室内後方にも車両用空調ユニットを設置し、後席向けに温度調節がなされた空調風を送風することで車室内全体に対して快適な温度環境を提供することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５４９４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、後席向けの従来の車両用空調ユニットは、送風機と熱交換器が直列に配置されているため、車両に搭載する際に大きな空間を必要としていた。
【０００５】
これにより、車両によっては送風機や熱交換器などの容量を小さくし、温度調節機能を犠牲にして車両用空調ユニットを小型化しなければ搭載できない可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明は、十分な温度調節性能を備えつつ、小型化が可能な車両用空調ユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、車両に搭載され、内部に空調風が送風される車室内空気流路が形成されるユニットケースに、空調風を該車室内空気流路に導入するブロアファンと、空調風を冷却する吸熱用熱交換器と、空調風を加熱する放熱用熱交換器とが設けられた車両用空調ユニットにおいて、鉛直方向に沿って具備され、且つ略Ｖ字形状に配置される前記吸熱用熱交換器、および前記放熱用熱交換器と、これら吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器の上方に具備される前記ブロアファンと、前記吸熱用熱交換器の前面と前記放熱用熱交換器の前面とによって形成される略Ｖ字形状を備えた空間の狭角部分に配置され、且つ該吸熱用熱交換器と該放熱用熱交換器の間を自在に回動し、且つユニットケースの上面と下面に軸支された温度制御ドアと、該ブロアファンから送風された空調風が、該吸熱用熱交換器と該放熱用熱交換器の上方から該略Ｖ字形状を備えた空間に流入し、この略Ｖ字形状を備えた空間から該吸熱用熱交換器、または該放熱用熱交換器を通過して、該吸熱用熱交換器の背面側、および該放熱用熱交換器の背面側のそれぞれに配置され、且つ車室内に連通される吹出口に連結される前記車室内空気流路と、該吸熱用熱交換器の背面側と該放熱用熱交換器の背面側と、該吹出口とを連通する連通部と、該放熱用熱交換器側の吹出口と該連通部を選択的に閉止し、且つユニットケースの上面と下面に軸支されたモード切替ドアと、が前記ユニットケース内部に配置され、該ユニットケースの上面に配置されるカム機構を備え、このカム機構が、該温度制御ドアを該ユニットケースに軸支する支持軸上端に一体に形成される温度制御カムと、該モード切替ドアを該ユニットケースに軸支する支持軸上端に一体に形成されるモード切替カムと、カム中心を中心に回転する回転面上に第１温度制御ピンと第２温度制御ピンと第１モード切替ピンと第２モード切替ピンとを具備するカムピン体とから構成され、該温度制御カムに設けられたカム面とカム溝、およびモード切替カムに設けられたカム面とカム溝と各ピンとが係合し、該モード切替ドアが該放熱用熱交換器側の吹出口を閉止した状態で、該温度制御ドアが自在に回動し、且つこの温度制御ドアが該吸熱用熱交換器を閉止した状態で、該モード切替ドアが自在に回動することを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器を略Ｖ字形状に設置し、温度制御ドアを狭角部分に回動自在に設置し、ブロアファンを吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器の上方に設置することによって、ユニットケース内部に形成される車室内空気流路を短くすることができるので、十分な温度調節性能を備えつつ、車両用空調ユニットを小型化することができる。
【００１１】
また、モード切替ドアが放熱用熱交換器側の吹出口と連通部を選択的に閉止可能に設けられていることにより、ユニットケースを大型化せずに空調風の吹出口を変えることができる。
【００１２】
さらに、温度制御ドアとモード切替ドアを比較的単純なカム機構で連係することができるので、ユニットケースを大型化せずに空調風の温度調節を行いつつ、吹出口を切り換えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る車両用空調ユニット１の一実施形態の構成を示すために一部を透過した斜視図で、図中の矢印に沿って空調風が送風される。
【００１４】
本実施形態の車両用空調ユニット１は、車室内の前後方向に複数の座席を具備する車両の後輪のタイヤハウス後方に配設され、後部座席周辺の車室内空間の空調を行うものである。
【００１５】
この車両用空調ユニット１は、後述されるユニットケース１０と、このユニットケース１０内部に配設されるブロアファン（不図示）と、吸熱用熱交換器２２と、放熱用熱交換器２３と、温度制御ドア２４と、モード切替ドア２５と、温度制御ドア２４とモード切替ドア２５を連係させて開閉を行うカム機構３０とから構成されている。
【００１６】
ユニットケース１０は、カタツムリの殻のような形状を備えた上部ケース１１と、箱形形状を備えた下部ケース１２とからなり、カタツムリの殻の口に当たる部分が下部ケース１２の上面１３ａと連通し、且つ上部ケース１１が下部ケース１２から張り出されるように上部ケース１１が下部ケース１２に接続されている。
【００１７】
また、ユニットケース１０には、上部ケース１１の側面１４ａに配設されて空調風が内部に導入される導入口１５と、上部ケース１１内部と下部ケース１２内部に形成されて図１中の矢印に沿って空調風が送風される車室内空気流路１６と、後述される吸熱用熱交換器２２背面側２２ｂの下部ケース１２の上面１３ａに設けられて車両後方上部に設けられる吹出口（不図示）を通じて車室内に空調風を吐出するベント吹出口１７と、後述される放熱用熱交換器２３背面側２３ｂに面した下部ケース１２の側面１４ｂに設けられて車両後方下部に設けられる吹出口（不図示）を通じて車室内に空調風を吐出するフット吹出口１８とが設けられている。
【００１８】
ブロアファンは、上部ケース１１に配設され、ユニットケース１０内部の車室内空気流路１６に空調風を導入するものである。
【００１９】
吸熱用熱交換器２２は、下部ケース１２に配設され、内部に冷媒が循環し、空調風が吸熱部２２ｃを通過する際に空調風から熱を奪うことで、空調風の冷却と除湿を行うものである。
【００２０】
放熱用熱交換器２３は、下部ケース１２に配設され、内部にエンジンなどの動力源（不図示）からの廃熱によって加熱された冷却水が循環し、空調風が放熱部２３ｃを通過する際に、空調風に熱を与えるものである。
【００２１】
また、吸熱用熱交換器２２と放熱用熱交換器２３は、下部ケース１２内に鉛直方向に沿って具備され、且つ略Ｖ字形状に配置されている。
【００２２】
車室内空気流路１６は、導入口１５から導入された空調風が上部ケース１１内を円周方向に回転しつつ、下部ケース１２内の吸熱用熱交換器２２の前面２２ａと放熱用熱交換器２３の前面２３ａとによって形成されるＶ字形状を備えた空間１６ａに送風されるように形成され、さらに、車室内空気流路１６は、吸熱用熱交換器２２の前面２２ａから吸熱部２２ｃを通じて吸熱用熱交換器２２の背面側２２ｂに送風された空調風がベント吹出口１７、またはフット吹出口１８から吐出されるように形成されるとともに、放熱用熱交換器２３の前面２３ａから放熱部２３ｃを通じて放熱用熱交換器２３の背面側２３ｂに送風された空調風がベント吹出口１７、またはフット吹出口１８から吐出されるように形成されている。つまり、吸熱用熱交換器２２の背面側２２ｂと放熱用熱交換器２３の背面側２３ｂと、ベント吹出口１７とフット吹出口１８とを連通する連通部１９が形成されている。
【００２３】
温度制御ドア２４は、吸熱用熱交換器２２と放熱用熱交換器２３によって形成されるＶ字形状を備えた空間１６ａの狭角部分１６ｂに、吸熱用熱交換器２２の吸熱部２２ｃと放熱用熱交換器２３の放熱部２３ｃを選択的に閉止可能に回動するように下部ケース１２の上面１３ａと下面１３ｂに軸支されている。
【００２４】
モード切替ドア２５は、連通部１９の放熱用熱交換器２３の背面側２３ｂからベント吹出口１７に通じる部分と、フット吹出口１８を選択的に閉止可能に回動するように下部ケース１２の上面１３ａと下面１３ｂに軸支されている。
【００２５】
カム機構３０は、下部ケース１２の上面１３ａに配設され、温度制御ドア２４の支持軸２４ａ上端に一体に形成される温度制御カム３１と、モード切替ドア２５の支持軸２５ａ上端に一体に形成されるモード切替カム３２と、カム中心３７を中心に回転する回転面上に第１温度制御ピン３３と第２温度制御ピン３４と第１モード切替ピン３５と第２モード切替ピン３６とを具備するカムピン体とから構成されている。
【００２６】
また、カムピン体は、具備するカム中心３７を中心にして回転することで、温度制御カム３１に設けられたカム面３１ａとカム溝３１ｂ、およびモード切替カム３２に設けられたカム面３２ａとカム溝３２ｂと各ピン３３、３４、３５、３６とが係合し、温度制御ドア２４とモード切替ドア２５の回動操作が行われる。
【００２７】
これにより、モード切替ドア２５がフット吹出口１８を閉止した状態では、温度制御ドア２４が吸熱用熱交換器２２の前面２２ａと放熱用熱交換器２３の前面２３ａとの間を自在に回動し、また、この温度制御ドア２４が吸熱用熱交換器２２を閉止した状態では、モード切替ドア２５がフット吹出口１８と連通部１９の放熱用熱交換器２３の背面側２３ｂからベント吹出口１７に通じる部分との間を自在に回動する。
【００２８】
次に、各送風状態について説明する。本実施形態の車両用空調ユニット１は、冷風ベント送風、温風ベント送風、および温風フット送風からなる３つの送風状態を備えている。図２〜図４には、各送風状態における温度制御ドア２４とモード切替ドア２５の位置と、図中の矢印によって空調風の送風経路が示されている。
【００２９】
−冷風ベント送風−
図２に示されるように、冷風ベント送風の場合には、温度制御カム３１に設けられたカム溝３１ｂと第１温度制御ピン３３が係合しつつ、モード切替ドア２５のカム面３２ａに第１モード切替ピン３５が当接している。これにより、温度制御ドア２４が、吸熱部２２ｃ前面２２ａを開放しつつ、放熱部２３ｃ前面２３ａを閉止するように保持されるとともに、モード切替ドア２５が、連通部１９を開放しつつ、フット吹出口１８を閉止するように保持されている。
【００３０】
−温風ベント送風−
図３に示されるように、温風ベント送風の場合には、温度制御カム３１に設けられたカム溝３１ｂと第１温度制御ピン３３が係合しつつ、カム面３１ａに第２温度制御ピン３４が当接するとともに、モード切替ドア２５のカム面３２ａに第１モード切替ピン３５が当接している。これにより、温度制御ドア２４が、放熱部２３ｃ前面２３ａを開放しつつ、吸熱部２２ｃ前面２２ａを閉止するように保持されるとともに、モード切替ドア２５が、連通部１９を開放しつつ、フット吹出口１８を閉止するように保持されている。
【００３１】
−温風フット送風−
図４に示されるように、温風フット送風の場合には、モード切替カム３２に設けられたカム溝３２ｂと第２モード切替ピン３６が係合しつつ、カム面３１ａに第２温度制御ピン３４が当接している。
【００３２】
これにより、温度制御ドア２４が、放熱部２３ｃ前面２３ａを開放しつつ、前面２２ａを閉止するように保持されるとともに、モード切替ドア２５が、フット吹出口１８を開放しつつ、連通部１９を閉止するように保持されている。
【００３３】
−送風切替え−
冷風ベント送風と温風ベント送風とを切り替える場合には、第１温度制御ピン３３が温度制御カム３１のカム溝３１ｂを移動しながらカムピン体が回転することにより温度制御ドア２４が回動し、吸熱用熱交換器２２の前面２２ａと放熱用熱交換器２３の前面２３ａを選択的に閉止する。また、モード切替カム３２は、カムピン体が回転することにより、第１モード切替ピン３５がカム面３２ａ上を当接しつつ移動するため、モード切替ドア２５がフット吹出口１８を閉止する位置に保持される。
【００３４】
温風ベント送風と温風フット送風とを切り換える場合には、第２モード切替ピン３６がカム溝３２ｂを移動しながらカムピン体が回転することによりモード切替ドア２５が回動し、連通部１９の放熱用熱交換器２３の背面側２３ｂからベント吹出口１７に通じる部分と、フット吹出口１８を選択的に閉止する。また、温度制御カム３１は、カムピン体が回転することにより、第２温度制御ピン３４がカム面３１ａ上を当接しつつ移動するため、温度制御ドア２４が吸熱用熱交換器２２の前面２２ａを閉止する位置に保持される。
【００３５】
以上の構成により、吸熱用熱交換器２２と放熱用熱交換器２３を略Ｖ字形状に設置し、温度制御ドア２４を狭角部分１６ｂに回動自在に設置し、ブロアファンを吸熱用熱交換器２２と放熱用熱交換器２３の上方に設置することによって、ユニットケース１０内部に形成される車室内空気流路を短くすることができるので、十分な温度調節性能を備えつつ、車両用空調ユニット１を小型化することができる。
【００３６】
また、モード切替ドア２５がフット吹出口１８と連通部１９を選択的に閉止可能に設けられていることにより、ユニットケース１０を大型化せずに空調風の吹出口を切替えることができる。
【００３７】
さらに、温度制御ドア２４とモード切替ドア２５を比較的単純な構造を備えたカム機構３０で連係することができるので、ユニットケース１０を大型化せずに空調風の温度調節を行いつつ、吹出口を切り換えることができる。
【００３８】
なお、本実施形態の車両用空調ユニットでは、カタツムリの殻のような形状を備えた上部ケース１１が下部ケース１２から張り出されるように上部ケース１１が下部ケース１２に接続されているが、上部ケース１１が下部ケース１２から張り出さないように下部ケース１２に接続することでより一層の小型化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態の構成を示すシステム構成図で、内部構成を示すために一部を透過した斜視図である。
【図２】冷風ベント送風状態における温度制御ドアとモード切替ドアの位置を示した要部断面図である。
【図３】温風ベント送風状態における温度制御ドアとモード切替ドアの位置を示した要部断面図である。
【図４】温風フット送風状態における温度制御ドアとモード切替ドアの位置を示した要部断面図である。
【符号の説明】
１…車両用空調ユニット
１０…ユニットケース
１６…該車室内空気流路
１６…車室内空気流路
１６ａ…略Ｖ字形状を備えた空間
１６ｂ…狭角部分
１７…ベント吹出口（吸熱用熱交換器側吹出口）
１８…フット吹出口（放熱用熱交換器側吹出口）
１９…連通部
２２…吸熱用熱交換器
２２ｂ…吸熱用熱交換器の背面側
２３…放熱用熱交換器
２３ａ…放熱用熱交換器の前面
２３ｂ…放熱用熱交換器の背面側
２４…温度制御ドア
２５…モード切替ドア
３０…カム機構

Claims (1)

1. 車両に搭載され、内部に空調風が送風される車室内空気流路（１６）が形成されるユニットケース（１０）に、空調風を該車室内空気流路（１６）に導入するブロアファンと、空調風を冷却する吸熱用熱交換器（２２）と、空調風を加熱する放熱用熱交換器（２３）とが設けられた車両用空調ユニットにおいて、
   鉛直方向に沿って具備され、且つ略Ｖ字形状に配置される前記吸熱用熱交換器（２２）、および前記放熱用熱交換器（２３）と、
   これら吸熱用熱交換器（２２）と放熱用熱交換器（２３）の上方に具備される前記ブロアファンと、
   前記吸熱用熱交換器（２２）の前面（２２ａ）と前記放熱用熱交換器（２３）の前面（２３ａ）とによって形成される略Ｖ字形状を備えた空間（１６ａ）の狭角部分（１６ｂ）に配置され、且つ該吸熱用熱交換器（２２）と該放熱用熱交換器（２３）の間を自在に回動し、且つユニットケース（１０）の上面（１３ａ）と下面（１３ｂ）に軸支された温度制御ドア（２４）と、
   該ブロアファンから送風された空調風が、該吸熱用熱交換器（２２）と該放熱用熱交換器（２３）の上方から該略Ｖ字形状を備えた空間（１６ａ）に流入し、この略Ｖ字形状を備えた空間（１６ａ）から該吸熱用熱交換器（２２）、または該放熱用熱交換器（２３）を通過して、該吸熱用熱交換器（２２）の背面側（２２ｂ）、および該放熱用熱交換器（２３）の背面側（２３ｂ）のそれぞれに配置され、且つ車室内に連通される吹出口（１７、１８）に連結される前記車室内空気流路（１６）と、
   該吸熱用熱交換器（２２）の背面側（２２ｂ）と該放熱用熱交換器（２３）の背面側（２３ｂ）と、該吹出口（１７、１８）とを連通する連通部（１９）と、
   該放熱用熱交換器（２３）側の吹出口（１８）と該連通部（１９）を選択的に閉止し、且つユニットケース（１０）の上面（１３ａ）と下面（１３ｂ）に軸支されたモード切替ドア（２５）と、
   が前記ユニットケース（１０）内部に配置され、
   該ユニットケース（１０）の上面（１３ａ）に配置されるカム機構（３０）を備え、
   このカム機構（３０）が、該温度制御ドア（２４）を該ユニットケース（１０）に軸支する支持軸（２４ａ）上端に一体に形成される温度制御カム（３１）と、該モード切替ドア（２５）を該ユニットケース（１０）に軸支する支持軸（２５ａ）上端に一体に形成されるモード切替カム（３２）と、カム中心（３７）を中心に回転する回転面上に第１温度制御ピン（３３）と第２温度制御ピン（３４）と第１モード切替ピン（３５）と第２モード切替ピン（３６）とを具備するカムピン体とから構成され、
   該温度制御カム（３１）に設けられたカム面（３１ａ）とカム溝（３１ｂ）、およびモード切替カム（３２）に設けられたカム面（３２ａ）とカム溝（３２ｂ）と各ピン（３３、３４、３５、３６）とが係合し、
   該モード切替ドア（２５）が該放熱用熱交換器（２３）側の吹出口（１８）を閉止した状態で、該温度制御ドア（２４）が自在に回動し、且つこの温度制御ドア（２４）が該吸熱用熱交換器（２２）を閉止した状態で、該モード切替ドア（２５）が自在に回動することを特徴とする車両用空調ユニット。

Images