JP4228824B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられる空調装置に関するものである。

従来、車両に用いられる空調装置としては、送風方向に２つの熱交換器、すなわちエバポレータとヒータコアとを略Ｖ字型に配置する事が知られている。（例えば特許文献１）
この特許文献１に記載の空調装置を、車両のサイドトリム内または、車両前部座席中央のコンソールボックス内に収納した場合、ブロワファンの軸方向を車両幅方向とし、ブロワファンの送風出口部から送風される空調風の流れ方向が、車両の略前後方向となるように収納する事が一般的である。

そうすると、次のような問題点が生じる事が予想される。

エバポレータとヒータコアの外側の各々の端部が車両左右幅方向に広がり角を取ってしまうので、車両のサイドトリムまたは、車両前部座席中央のコンソールボックス内に収納する為には、エバポレータとヒータコアとで形成するＶ字の内角度を広げる事が難しい。

の理由から、Ｖ字の内角度を小さくすると、エバポレータならびにヒータコアの直下流側の流路を広く取る必要が生じる。何故ならブロワファンから送風される風は、エバポレータならびにヒータコアの長手方向に対して略垂直方向に流入するものなので、エバポレータならびにヒータコアの直下流側の流路が狭いと、大きな通風抵抗となるからである。
特開平８−２６８０４０号公報

本発明は、上記の問題点を鑑み、サイドトリム内またはコンソールボックス内などの小さなスペースに収納するのに、十分小さい車両用空調装置を提供する事を目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１の発明では、車両に搭載され、ブロワファンと、ブロワファンが送風する風を熱交換する第一の熱交換器と、ブロワファンが送風する風を熱交換する第二の熱交換器と、ブロワファンと、第一の熱交換器と、第二の熱交換器とを収納するケースとからなる車両用空調装置であって、ブロワファンは、車両の略前後方向に送風するように配置され、第一の熱交換器は、水平面に対して少なくとも４５度以上の角度で傾斜され、かつブロワファンの送風出口部に対向するように配置されて、ケースの上下方向に延びる壁面との間に通過した風を上方に送るための通路が形成されているとともに、第二の熱交換器は、第二の熱交換器の端部が第一の熱交換器の上端部に隣接し、かつ、ブロワファンの上方で水平面と略平行に配置され、さらに、送風出口部の下流側に、ブロワファンからの風を、第一の熱交換器と、第二の熱交換器とに振り分ける振り分け手段を備えるとともに、第一の熱交換器を通過した風を上方に送るための通路の上方および第二の熱交換器の上方に、第一の熱交換器を通過した風と第二の熱交換器を通過した風とを混合して車室内に送風するための混合室を備えており、第一の熱交換器または、第二の熱交換器は、どちらか一方が冷却用熱交換器であり、他方が暖房用熱交換器である事を特徴とする。

この発明により、以下の効果が期待出来る。

（１）ブロワファンの送風出口部から吹き出される風の流れ方向には、第一の熱交換器のみが配置されるので、特許文献１に記載の車両用空調装置のように、ブロワファンから送風される風の流れ方向に、２つの熱交換器を設ける場合よりも、車両左右方向を短くする事が可能となる。

（２）第一の熱交換器は、水平面に対して少なくとも４５度以上の角度で対向して配置されるので、車両前後方向を短くする事が可能になる。

（３）第二の熱交換器を、水平面と略平行に配置されるので、車両上下方向を短くする事が可能になる。

以上の３つの期待出来る効果により、サイドトリム内またはコンソールボックス内などの小さなスペースに収納するのに十分小さい車両用空調装置を提供する事が可能となる。

請求項２に記載の発明では、第一の熱交換器は、ブロワファンが送風する風を冷房する冷却用熱交換器であり、第二の熱交換器は、ブロワファンが送風する風を暖房する暖房用熱交換器である事を特徴とする。

この発明により、第一の熱交換器を冷却用熱交換器、すなわちエバポレータとし、かつ第二の熱交換器を暖房用熱交換器、すなわちヒータコアとする事が好適である。

請求項３に記載の発明では、ケースには、第一の熱交換器を通過した第一空気流の下流側と、第二の熱交換器を通過した第二空気流の下流側とに、それぞれ第一開口部ならびに第二開口部とが形成されている事を特徴とする。

この発明により、当該車両用空調装置によって空調風を２つの別々の部位から同時に送風する事が可能となり、車室内のエアーコンディショニング効果を向上させる事が可能となる。

請求項４に記載の発明では、第一開口部ならびに第二開口部には、第一開口部ならびに第二開口部を開閉するドアが設けられている事を特徴とする。

この発明により、ドアが第一開口部ならびに第二開口部とを任意に開閉する事が可能となるので、車室内に吹き出す風量の調整が出来るようになり、車室内のエアーコンディショニング効果を向上させる事が可能となる。

請求項５に記載の発明では、振り分け手段は、少なくともスライドドアを含む構成である事を特徴とする。

この発明により、振り分ける為に要する領域を小さくする事が可能となるので、当該車両用空調装置を小さく構成する事が可能になる。

請求項６に記載の発明では、振り分け手段は、少なくとも板ドアを含む構成である事を特徴とする。

この発明により、振り分け手段を簡易な構造にて構成する事が可能となるので、当該車両用空調装置を簡易に構成する事が可能となる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第一実施形態における当該車両用空調装置１００の構成について、図１ならびに図２を用いて説明する。

図１として、本実施形態に係る車両用空調装置１００を、車両２００の運転席２０１と助手席２０２との間で、かつ後部座席２０３の前方に設けられるコンソールボックス２０４内に収納した構成の概略平面図を示す。

また、図２はコンソールボックス２０４内に収納した車両用空調装置１００を図１のＡ方向（すなわち車両２００の左側面方向）から見た場合の矢視図である。

図２の１０は、車両用空調装置１００を構成する後述する各構成品、すなわち、ブロワファン１、第一のスライドドア２、エバポレータ３、ヒータコア４、混合室５、そして第二のスライドドア６などを収納するケースである。

ケース１０は、樹脂材より成り、略直方体に形成されている。

図２の１は、ブロワファンである。ブロワファン１は、図示しないモータによって駆動される遠心式ファン１ｂが、スクロールケーシング１ｃ内に収納されてなる周知のブロワファンである。

ブロワファン１は、風Ｂ１を後述するスライドドア２側に送風する送風出口部１ａを設けている。

図２の２は、送風出口部１ａから送風される風Ｂ１を後述するエバポレータ３と、ヒータコア４とに振り分ける、第一のスライドドアである。

第一のスライドドア２は、図示しないラック（歯）を刻んだスライド板２ａと、スライド板２ａに刻まれたラックと噛み合い、回転する事でスライド板２ａを略上下方向に摺動させるピニオン２ｂとから構成されている。

このピニオン２ｂは、例えば当該車両用空調装置１００に設けられ、乗員が操作する図示しない温度設定レバーと、図示しないリンク機構などにより連結し、温度設定レバーの操作によって、スライド板２ａが略上下方に摺動するように回転するものである。

スライド板２ａが、略上下方向に摺動すると、送風出口部１ａから送風される風Ｂ１は、後述するエバポレータ３を通過する風Ｂ２と、ヒータコア４を通過する風Ｂ３とに振り分けられる。

第一のスライドドア２によって、エバポレータ３側に振り分けられた風Ｂ２は、エバポレータ３を通過する事により、冷風となる。また、ヒータコア４側に振り分けられた風Ｂ３は、ヒータコア４を通過する事により、温風となる。

この第一のスライドドア２は、請求項で示す振り分け手段に相当する。

第一のスライドドア２の下流側には、エバポレータ３と、ヒータコア４とが設けられている。

このエバポレータ３は、請求項で示す第一の熱交換器に相当し、またヒータコア４は、第二の熱交換器に相当する。

エバポレータ３は、内部の冷媒の蒸発潜熱によって通過する風（Ｂ２）を冷却する冷却用熱交換器であり、また、ヒータコア４は、図示しない車両エンジンから循環される温水を加熱源として通過する（風Ｂ３）を加熱する暖房用熱交換器である。

そして、スライドドア２と、エバポレータ３との間には空間Ｘが、スライドドア２と、ヒータコア４との間には空間Ｙが、それぞれ設けられている。

この空間Ｘと、空間Ｙとが設けられている事により、ブロワファン１と、エバポレータ３ならびにヒータコア４との間に、適度なすきまを形成する事が可能となるので、第一のスライドドア２が振り分けた風Ｂ２と風Ｂ３とが、エバポレータ３とヒータコア４とをスムーズに通過する事が可能となる。

このエバポレータ３は、水平面Ｃ１に対して、少なくとも４５度以上の内角度（θ）で、かつ、送風出口部１ａに対して、対向するように配置されている。

エバポレータ３と、ヒータコア４との下流側には、エバポレータ３、ヒータコア４を通過した風Ｂ２と風Ｂ３とを混合する混合室５が設けられている。

この混合室５にて、エバポレータ３を通過し、冷風となった風Ｂ２と、ヒータコア４を通過し、温風となった風Ｂ３とは、上述した温度設定レバーなどによって決定される振り分け割合で互いに混合し、乗員にとってフィーリングの良い温度の空調風Ｂ４となる。

この振り分け割合は、上述した温度設定レバーと連結する第一のスライドドア２の摺動位置によって決定される。

混合室５の下流側（すなわち上方向）のケース１０には、請求項で示す第一開口部に相当するＦＡＣＥ送風口７と、同じく請求項で示す第二開口部に相当するＦＯＯＴ送風口８とが設けられている。

そして、ＦＡＣＥ送風口７と、ＦＯＯＴ送風口８と混合室５との間には、両送風口７、８を開閉する第二のスライドドア６が設けられている。

この第二のスライドドア６は請求項で示すドアに相当する。

第二のスライドドア６は、第一のスライドドア２と近似の構成であり、図示しないラック（歯）を刻んだスライド板６ａと、スライド板６ａに刻まれた歯と噛み合い、回転する事でスライド板６ａを前後方向に摺動させるピニオン６ｂとから構成されている。

このピニオン６ｂは、例えば当該車両用空調装置１００に設けられる図示しないＦＡＣＥ／ＦＯＯＴ切り替えレバーと、図示しないリンク機構などによって連結し、ＦＡＣＥ／ＦＯＯＴ切り替えレバーの操作によって、スライド板６ａが略前後方向に摺動するように回転するものである。

このピニオン６ｂは、上記ピニオン２ｂと同様に、例えば、当該車両用空調装置１００に設けられ、乗員が操作する図示しない吹き出し口設定レバーと、図示しないリンク機構などにより、連結し、吹き出し口設定レバーの操作によって、スライド板６ａが前後方向に摺動するように回転するものである。

混合室５にて、乗員にとってフィーリングの良い温度の空調風となったＢ４は、第二のスライドドア６のスライド板６ａの摺動位置に応じて開口するＦＡＣＥ送風口７またはＦＯＯＴ送風口８のいずれか、または両方の送風口から車両２００の車室内に送風される。

上述した構成により、期待出来る以下の効果について、図３ならびに図４を用いて説明する。

まず、図３の平面図に示す通り、当該車両用空調装置１００の前後方向の寸法α１は、ブロワファン１の前後方向の寸法α２と、図２中に示す水平面Ｃ１に対して少なくとも４５度傾斜して配置されるエバポレータ３の前後方向の寸法α３のみから構成されるので、従来の車両空調装置よりも、前後方向の寸法を短くする事が可能となる。

また、同時に、当該車両用空調装置１００の左右方向は、同図に示す通り、エバポレータ３の短手方向の寸法β１のみにする事が可能となるので、ブロワファンから送風される風の流れ方向に、２つの熱交換器が設けられている特許文献１に記載の車両用空調装置よりも左右方向の寸法を短くする事が可能となる。

次に、図４の矢視図に示す通り、当該車両用空調装置１００の全体の上下方向の寸法γ１は、ブロワファン１の上下方向の寸法γ２と、空間Ｙの上下方向の寸法γ３と、ヒータコア４の上下方向の寸法γ４と、混合室５の上下方向の寸法γ５と、第二のスライドドアを構成するスライド板６ａとＦＡＣＥ送風口７ならびにＦＯＯＴ送風口８の上下方向の寸法γ６とからなっている。

これら各上下寸法γ２〜γ６までのうち、最も大きな寸法は、ブロワファン１の上下方向の寸法γ２であり、次に大きな寸法は、ヒータコア４の上下方向の寸法γ４であり、他の上下寸法は当該車両用空調装置１００を構成する際に、微調整が可能な空間、または形状の寸法である。

当該車両用空調装置１００の上下寸法γ１は、ブロワファン１の上下方向の寸法γ２と、ヒータコア４の上下方向の寸法γ４のみが主体的に占めるので、従来の車両用空調装置よりも上下方向の寸法を短くする事が可能である。

このように、当該車両用空調装置１００の前後方向の寸法α１と、左右方向の寸法β１と上下方向の寸法γ１とは、上述した構成により、従来の車両用空調装置よりも、前後寸法、左右寸法、上下寸法の各寸法を短くする事が可能になるとともに、冷却用熱交換器と暖房用熱交換器とを備えた空調装置となるので、従来の車両用空調装置が提供していた性能を落とす事なく、コンソールボックス２０４内に収納可能な車両用空調装置１００を提供する事が可能となる。

（第二実施形態）
上述した第一実施形態では、車両用空調装置１００を車両２００のコンソールボックス２０４内に収納する例を示したが、車両の左右のサイドトリムに収納する事も可能である。

図５は、本発明の車両用空調装置１００を車両２００の左右のサイドトリム２１０、２２０内に収納した状態を示した断面図である。

この図５に示すように、本発明の車両用空調装置１００は、従来は地図や清涼飲料水、またはスピーカなどを収納していた小さなスペースにも収納可能である。
（その他の実施形態）
上述した第一、第二実施形態で示した車両用空調装置１００の振り分け手段は、スライドドア２であったが、スライドドア２よりも簡易な構成の板ドアを用いて、風Ｂ１を振り分けても良い。

図６は、振り分け手段として板ドア９を適用した場合の車両用空調装置１００を示す構成図である。

この図６に示すように、ラック（歯）を刻む工程で手間の掛かるスライドドア２を用いるよりも、簡易な構成の板ドア９を用いる事でも、本発明の車両用空調装置１００を構成する事が可能となる。

第一実施形態に係る車両用空調装置１００を、コンソールボックス２０４内に収納した状態を示す概略平面図である。 図１のＡ方向から見た場合の車両用空調装置１００を示す矢視図である。 当該車両用空調装置１００の前後方向、左右方向の寸法を示す平面図である。 当該車両用空調装置１００の上下方向の寸法を示し、図１のＡ方向から見た矢視図である。 第二実施形態に係る車両用空調装置１００を、車両２００の左右のサイドトリム２１０、２２０内に収納した状態を示す断面図である。 振り分け手段として板ドア９を適用した場合の車両用空調装置１００の側面図である。

符号の説明

１ ブロワファン
２ 第一のスライドドア（振り分け手段）
３ エバポレータ（第一の熱交換器）
４ ヒータコア（第二の熱交換器）
５ 混合室
６ 第二のスライドドア
７ ＦＡＣＥ送風口（第一開口部）
８ ＦＯＯＴ送風口（第二開口部）
９ 板ドア
１０ ケース
１００ 車両用空調装置
２００ 車両
２０１ 運転席
２０２ 助手席
２０３ 後部座席
２０４ コンソールボックス
２１０ 右サイドトリム
２２０ 左サイドトリム

Claims (6)

1. 車両に搭載され、
   ブロワファンと、
   前記ブロワファンが送風する風を熱交換する第一の熱交換器と、
   前記ブロワファンが送風する風を熱交換する第二の熱交換器と、
   前記ブロワファンと、前記第一の熱交換器と、前記第二の熱交換器とを収納するケースとからなる車両用空調装置であって、
   前記ブロワファンは、前記車両の略前後方向に送風するように配置され、
   前記第一の熱交換器は、水平面に対して少なくとも４５度以上の角度で傾斜され、かつ前記ブロワファンの送風出口部に対向するように配置されて、前記ケースの上下方向に延びる壁面との間に通過した風を上方に送るための通路が形成されているとともに、
   前記第二の熱交換器は、前記第二の熱交換器の端部が前記第一の熱交換器の上端部に隣接し、かつ、前記ブロワファンの上方で前記水平面と略平行に配置され、
   さらに、前記送風出口部の下流側に、前記ブロワファンからの風を、前記第一の熱交換器と、前記第二の熱交換器とに振り分ける振り分け手段を備えるとともに、
   前記通路の上方および前記第二の熱交換器の上方に、前記第一の熱交換器を通過した風と前記第二の熱交換器を通過した風とを混合して車室内に送風するための混合室を備えており、
   前記第一の熱交換器または、前記第二の熱交換器は、どちらか一方が冷却用熱交換器であり、他方が暖房用熱交換器である事を特徴とする車両用空調装置。
2. 前記第一の熱交換器は、前記ブロワファンが送風する風を冷房する冷却用熱交換器であり、前記第二の熱交換器は、前記ブロワファンが送風する風を暖房する暖房用熱交換器である事を特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記ケースには、前記第一の熱交換器を通過した第一空気流の下流側と、前記第二の熱交換器を通過した第二空気流の下流側とに、それぞれ第一開口部ならびに第二開口部とが形成されている事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. 前記第一開口部ならびに前記第二開口部には、前記第一開口部ならびに前記第二開口部を開閉するドアが設けられている事を特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記振り分け手段は、少なくともスライドドアを含む構成である事を特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記振り分け手段は、少なくとも板ドアを含む構成である事を特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。

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