JP4341171B2 - 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、空調ユニット内の空気流れに対して送風機ユニットをオフセット配置した車両用空調装置において、空調ユニット内の風速分布を車両左右方向に対して均一化をするための改良構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のオフセットタイプの車両用空調装置としては、例えば特開平１０−２３０７３３号公報に示されるものが知られている。即ち、図５に示すように、空調ユニット３００は、送風機ユニット２００からの送風空気の方向を空調ユニット３００内の空気流れ方向に案内する空気案内壁３１２が設けられており、この空気案内壁３１２には、空気流れの方向転換を促進させる段部３１２ａ、３１２ｂが設けられている。
【０００３】
この段部３１２ａ、３１２ｂにより、送風機ユニット２００からの送風空気の方向をスムーズに空調ユニット３００側に方向転換させることができ、送風空気の動圧により送風機ユニット２００から離れた反送風機ユニット側に流れが偏ることが無く、送風機ユニット側と反送風機ユニット側間の空調ユニット３００内の風速分布を均一化するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、車両居住空間の拡大化に伴い車両用空調装置１００自身の搭載スペースは縮小され、空調ユニット３００と空気案内壁３１２との寸法Ｘが充分に確保できない場合、段部３１２ａ、３１２ｂによりＸ方向の流路面積の減少度合いが大きくなり、反送風機ユニット側に向けて流通抵抗が非常に大きくなるので、特に空調ユニット３００内の蒸発器３２０と加熱器３３０とが互いに空気流れ方向にラップしないような通風抵抗の低い領域Ｂでは、送風機ユニット側へ空気流れがが偏り、風速分布の均一化が確保できなくなる。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、空調ユニットと空気案内壁との寸法が充分に確保されない場合でも、送風機ユニット側と反送風機ユニット側とで空調ユニット内の風速分布を均一化できる車両用空調装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、空気を送風する送風機ユニット（２００）から送風される空気を温度調節して車室内へ吹出す空調ユニット（３００）を備え、空調ユニット（３００）内の空気流路（３１７）には、空気を冷却する蒸発器（３２０）および空気を加熱する加熱器（３３０）とが空気流れ方向に対して互いに重なる高抵抗領域（Ａ）と、いずれか一方のみとなる低抵抗領域（Ｂ）とが上下方向に形成されており、送風機ユニット（２００）は、空調ユニット（３００）の側方にオフセット配置され、空調ユニット（３００）には送風機ユニット（２００）からの空気の方向を空気流路（３１７）側へ案内する空気案内壁（３１２）が設けられた車両用空調装置において、空気案内壁（３１２）を、高抵抗領域（Ａ）側へ空気を案内する第１の空気案内壁（３１２１）と、低抵抗領域（Ｂ）側へ空気を案内する第２の空気案内壁（３１２２）とから構成する。第１の空気案内壁（３１２１）には、空気流れの方向転換を促進させる段部（３１２ａ、３１２ｂ）を形成し、第２の空気案内壁（３１２２）と空調ユニット（３００）間に形成される空間部（３４０）内には、空気流路（３１７）内の送風機ユニット側に連通する流路（３４０ａ）と、反送風機ユニット側に連通する流路（３４０ｂ）とに分割する流路分割壁（３１３）を設けたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、省スペース化のため空調ユニット（３００）と空気案内壁（３１２）との寸法が充分に確保できない場合に、従来では段部（３１２ａ、３１２ｂ）により反送風機ユニット側に向けて流通抵抗の増加度合いが大きくなり、特に通風抵抗の低い領域（低抵抗領域Ｂ）で、風速分布が空気流路（３１７）の送風機ユニット側に偏りがちに成るものに対して、流路分割壁（３１３）の導風効果により、反送風機ユニット側にも空気が送風されるようになるので、送風機ユニット側と反送風機ユニット側間の風速分布を均一にすることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明のように、送風機ユニット側に連通する流路（３４０ａ）の流路面積を、反送風機ユニット側に連通する流路（３４０ｂ）の流路面積より小さくしてやれば、流路長さに対応した流路面積とすることができるので、両流路（３４０ａ、３４０ｂ）内の抵抗を同等にし、更に送風機ユニット側と反送風機ユニット側との風速分布の均一化が可能となる。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明のように、流路分割壁（３１３）を、復数設けるようにしても良い。
【００１１】
これにより、送風される空気量を空気流路（３１７）の送風機ユニット側から反送風機側に向けて木目細かく調節できるので、風速分布の均一化の効果を向上できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明のように、空調ユニット（３００）内の空気流路（３１７）を形成する空調ケース（３１０）を、上下に分割される上側ケース（３１０ａ）と下側ケース（３１０ｂ）とから構成し、第１の空気案内壁（３１２１）を、両ケース（３１０ａ、３１０ｂ）のいずれか一方に形成し、第２の空気案内壁（３１２２）および流路分割壁（３１３）を、両ケース（３１０ａ、３１０ｂ）の他方に形成するようにすれば、第２の空気案内壁（３１２２）内の流路分割壁（３１３）は、樹脂成形による上下方向の型抜きで容易に形成でき、一体構造として安価にできる。
【００１３】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１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（以下、空調装置）１００の通風系は、大別して、送風機ユニット２００と空調ユニット３００との２つの部分から構成されている。送風機ユニット２００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３００は車室内の計器盤下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されている。
【００１５】
送風機ユニット２００は、周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）から成るファン２２２を有し、このファン２２２は渦巻き状のスクロールケーシング２２１内に配置され、電動モータ２２３にて回転駆動される。ファン２２２の送風空気はスクロールケーシング２２１の渦巻き形状に沿って矢印Ｃのごとく送風される。そして、この下流側は、後述する空調ユニット３００と接続するために流路拡大部２２１ａ、空気出口部２２１ｂが形成されている。
【００１６】
ファン２２２の吸入口は、車両上方側（図１（ｂ）の上方側）に設けられ、内外気切替箱２１０を通して空気を吸入する。この内外気切替箱２１０は、周知のごとく内気（車室内空気）吸入口２１１と外気（車室外空気）吸入口２１２と、これらの吸入口を切替開閉する切替ドア（図示せず）とを有している。
【００１７】
空調ユニット３００は、１つの共通の空調ケース３１０内に冷房用熱交換器としての蒸発器３２０と暖房用熱交換器としての加熱器３３０との両者を一体的に内蔵するタイプのものである。空調ケース３１０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（ｂ）、（ｃ）の上下方向（車両上下方向）に分割面を有する上側ケース３１０ａと下側ケース３１０ｂとから成る。この両ケース３１０ａ、３１０ｂは、蒸発器３２０、加熱器３３０、後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ケース３１０を構成する。
【００１８】
空調ユニット３００は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後、左右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３１０の、最も車両前方側の部位には、空気入口部３１１が設けられており、この空気入口部３１１には、前述の送風機ユニット２００から送風される空気が流入する。この空気入口部３１１は、助手席前方の部位に配置される送風機ユニット２００のスクロールケーシング２２１の空気出口部２２１ｂと接続するために、空調ケース３１０のうち、助手席側の側面に開口している。
【００１９】
空調ケース３１０内に形成される空気流路３１７には、空気入口部３１１直後の部位に蒸発器３２０が配置されている。この蒸発器３２０は、車両前後方向には薄型の形態で空気流路３１７を横断するように配置されている。従って、蒸発器３２０の車両上下左右方向に延びる全面に空気入口部３１１からの送風空気が流入する。この蒸発器３２０は、周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空気から吸熱して、空気を冷却するものであり、アルミニュウム等の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。
【００２０】
そして、蒸発器３２０の空気流れ下流側（車両後方側）に、所定の間隔を開けて加熱器３３０が配置されている。この加熱器３３０は、蒸発器３２０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。この加熱器３３０も周知のものであって、アルミニュウム等の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。
【００２１】
加熱器３３０は、後述するバイパス流路３５０を形成するために、蒸発器３２０よりも上下方向に小さい寸法としており、空気流路３１７内は、空気の流れ方向に対して、蒸発器３２０と加熱器３３０とが互いに重なり合い、送風空気に対する抵抗が高くなる高抵抗領域Ａと、蒸発器３２０のみを通過し送風空気に対する抵抗が低くなる低抵抗領域Ｂとが上下方向に形成されている。
【００２２】
一方、空調ケース３１０のうち、蒸発器３２０の車両前方側に位置する部位には、送風機ユニット２００からの空気の方向を空調ケース３１０内の空気流路３１７側へ案内する空気案内壁３１２が形成されている。この空気案内壁３１２は、車両前後方向に寸法Ｘを有しており、上記高抵抗領域Ａ側に空気を案内する第１の空気案内壁３１２１と、低抵抗領域Ｂ側に空気を案内する第２の空気案内壁３１２２とに分けられ、設定形状が異なるようにしている。
【００２３】
第１の空気案内壁３１２１は、図２に示すように、車両左右方向の途中に、本例では２箇所の段部３１２ａ、３１２ｂが形成されている。この段部３１２ａ、３１２ｂは車両前後方向に沿って形成され、送風機ユニット２００から車両右方向へ送風される空気流が車両後方側へ方向転換するのを促進するためのものである。具体的には、空気流路３１７の送風機ユニット側（以下、左側）から反送風機ユニット側（以下、右側）にほぼ３等分する位置に段部３１２ａ、３１２ｂを設けている。そして、第１の空気案内壁３１２１は、空調ケース３１０の下側ケース３１０ｂに一体で形成されている。
【００２４】
また、第２の空気案内壁３１２２においては、図３に示すように、この第２の空気案内壁３１２２と空調ユニット３００との間（具体的には、蒸発器３２０との間）に形成される空間部３４０内に、空気流路３１７の左側と右側にそれぞれ連通する流路３４０ａ、３４０ｂに分割する流路分割壁３１３を設けている。そして、この流路分割壁３１３は、空気入口部３１１側において、空気流路３１７の左側に連通する流路３４０ａの流路面積は、右側に連通する流路３４０ｂの流路面積よりも小さくなるようにしている。具体的には、流路３４０ａの流路面積をａ、流路３４０ｂの流路面積をｂとすると、
ａ：ｂ＝１：２ となるようにしており、また、蒸発器３２０側において、この蒸発器３２０の車両左右方向の略中央で当接するようにしている。そして、第２の空気案内壁３１２２および流路分割壁３１３は、空調ケース３１０の上側ケース３１０ａに一体で形成されている。
【００２５】
図１に示すように、空気流路３１７内の低抵抗領域Ｂにおいては、加熱器３３０をバイパスして空気（冷風）が流れるバイパス流路３５０が形成されている。また、蒸発器３２０と加熱器３３０との間の部位には、蒸発器３２０で冷却された冷風の内、加熱器３３０で加熱される温風と、バイパス流路３５０を通って加熱器３３０をバイパスする冷風との風量割合を調整する平板状のエアミックスドア３６１が配置されている。この、エアミックスドア３６１は、図示しないリンク機構を介して、サーボモータ等を用いたアクチュエータ機構に連結され、このアクチュエータ機構により回動位置が調整されるようになっている。このアクチュエータ機構は空調装置の電子制御装置（図示せず）により回転量が自動制御されるようになっている。
【００２６】
そして、空気流路３１７内において、加熱器３３０の空気下流側（車両後方側の部位）には、バイパス流路３５０と合流し、冷風と温風の混合を行う冷温風混合空間３７０が形成されている。
【００２７】
冷温風混合空間３７０の下流側の空調ケース３１０の上面部において、デフロスタ開口部３１４が開口している。このデフロスタ開口部３１４は、冷温風混合空間３７０から温度制御された空調空気が流出するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出し口に接続され、このデフロスタ吹出し口から、車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹出す。このデフロスタ開口部３１４は、デフロスタドア３６２により開閉される。
【００２８】
デフロスタ開口部３１４の車両後方側の部位には、センタフェイス開口部３１５ａおよびサイドフェイス開口部３１５ｂが設けられており、冷温風混合空間３７０から温度制御された空調空気が流出する。その中で、センタフェイス開口部３１５ａには、図示しないセンタフェイスダクトを介して、計器盤左右方向の中央部上方側に配置されているセンターフェイス吹出し口に接続され、この吹出し口から車室内中央部の乗員頭部に向けて風を吹出す。また、サイドフェイス開口部３１５ｂには、図示しないサイドフェイスダクトに連結されて、このダクトを介して計器盤左右両端部の左右のサイドフェイス吹出し口に接続され、この吹出し口から車室内左右両側部の乗員頭部側または車両側面窓ガラスに向けて風を吹出す。各フェイス開口部３１５ａ、３１５ｂは、フェイスドア３６３により開閉される。
【００２９】
次に、空調ケース３１０の左右方向の側面には、左右のフット開口部３１６が設けられており、図示しないフットダクト、フット吹出し口を経て乗員足元に風を吹出す。このフット開口部３１６は、フットドア３６４により開閉される。
【００３０】
デフロスタドア３６２、フェイスドア３６３、フットドア３６４は、吹出しモード切替え用のドア手段であって、図示しないリンク機構を介して、サーボモータ等からなる吹出モード切替え用のアクチュエータ機構に連結されて、このアクチュエータ機構により連動操作されるようになっている。
【００３１】
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。空調装置１００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電動モータ２２３、ファン２２２が作動し、内気あるいは外気を吸入し、スクロールケーシング２２１を介して空調ユニット３００へ空気を送風する。送風された空気は、蒸発器３２０、加熱器３３０によって冷却、加熱され、両者の空気の混合割合をエアミックスドア３６１で調節することで空調風として、各ドア３６２、３６３、３６４の開閉状態に応じて各開口部３１４、３１５ａ、３１５ｂ、３１６から車室内の各吹出し口に吹出す。
【００３２】
この時、送風機ユニット２００からの送風空気は、空気案内壁３１２部で空調ケース３１０内の空気流路３１７側へ流れの方向が転換される。高抵抗領域Ａにおいては、図２に示すように、段部３１２ａ、３１２ｂに当り流れの方向が蒸発器３２０の全面に均一に転換される。また、低抵抗領域Ｂにおいては、図３に示すように、流路分割壁３１３により分割される両流路３４０ａ、３４０ｂにそれぞれ分かれて送風される。
【００３３】
車室内の各吹出し口は、例えばサイドフェイス吹出し口のように、運転席側および助手席側それぞれ設けられており、空調風は両吹出し口から均等に吹出されるようにする必要があるが、本実施形態の構成、作動によれば、省スペース化のため空気案内壁３１２の寸法Ｘが充分に確保できない場合に、従来では段部３１２ａ、３１２ｂにより左側から右側に向けて流通抵抗の増加度合いが大きくなり、特に低抵抗領域Ｂで風速分布が空気流路３１７の左側に偏りがちに成るものに対して、流路分割壁３１３の導風効果により、空気流路３１７の右側にも空気が送風されるようになるので、左右方向の風速分布を均一にすることができる。
【００３４】
この時、送風機ユニット側に連通する流路３４０ａの流路面積を、反送風機ユニット側流路３４０ｂの流路面積より小さくしており（１：２）、流路長さに対応した流路面積とすることができるので、各流路３４０ａ、３４０ｂ内の抵抗を同等にし、更に空気流路３１７内の左右方向の風速分布の均一化が可能となる。
【００３５】
尚、第１の空気案内壁３１２１を下側ケース３１０ｂに設け、第２の空気案内壁３１２２および流路分割壁３１３を上側ケース３１０ａに設けており、上下方向に分割しているので、第２の空気案内壁３１２２内の流路分割壁３１３は、樹脂成形による上下方向の型抜きで容易に形成でき一体構造として安価にできる。
【００３６】
（その他の実施形態）
図４に示すように、上記第１実施形態に対して、流路分割壁は、３１３ａ、３１３ｂのように空間部３４０内で複数設けるようにしても良い。これにより、送風される空気量を空気流路３１７の左側から右側に向けて木目細かく調節できるので、風速分布の均一化の効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における全体構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】図１におけるＤ−Ｄ部の断面図である。
【図３】図１におけるＥ−Ｅ部の断面図である。
【図４】その他の実施形態を示す断面図である。
【図５】従来技術を示す（ａ）は平面図、（ｂ）はＦ方向からの矢視図出ある。
【符号の説明】
１００ 車両用空調装置
２００ 送風機ユニット
３００ 空調ユニット
３１０ 空調ケース
３１０ａ 上側ケース
３１０ｂ 下側ケース
３１２ 空気案内壁
３１２１ 第１の空気案内壁
３１２２ 第２の空気案内壁
３１２ａ、３１２ｂ 段部
３１３ 流路分割壁
３１７ 空気流路
３２０ 蒸発器
３３０ 加熱器
３４０ 空間部
３４０ａ 送風機ユニット側に連通する流路
３４０ｂ 反送風機ユニット側に連通する流路

Claims (4)

1. 空気を送風する送風機ユニット（２００）と、
   この送風機ユニット（２００）から送風される空気を温度調節して車室内へ吹出す空調ユニット（３００）とを備え、
   前記空調ユニット（３００）内の空気流路（３１７）には、空気を冷却する蒸発器（３２０）および空気を加熱する加熱器（３３０）とが空気流れ方向に対して互いに重なる高抵抗領域（Ａ）と、いずれか一方のみとなる低抵抗領域（Ｂ）とが上下方向に形成されており、
   前記送風機ユニット（２００）は、前記空調ユニット（３００）の側方にオフセット配置され、
   前記空調ユニット（３００）には、前記送風機ユニット（２００）からの空気の方向を前記空気流路（３１７）側へ案内する空気案内壁（３１２）が設けられた車両用空調装置において、
   前記空気案内壁（３１２）は、前記高抵抗領域（Ａ）側へ空気を案内する第１の空気案内壁（３１２１）と、前記低抵抗領域（Ｂ）側へ空気を案内する第２の空気案内壁（３１２２）とから成り、
   前記第１の空気案内壁（３１２１）には、空気流れの方向転換を促進させる段部（３１２ａ、３１２ｂ）が形成され、
   前記第２の空気案内壁（３１２２）と前記空調ユニット（３００）間に形成される空間部（３４０）内には、前記空気流路（３１７）内の送風機ユニット側に連通する流路（３４０ａ）と、反送風機ユニット側に連通する流路（３４０ｂ）とに分割する流路分割壁（３１３）が設けられたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記送風機ユニット側に連通する流路（３４０ａ）の流路面積は、前記反送風機ユニット側に連通する流路（３４０ｂ）の流路面積より小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記流路分割壁（３１３）は、復数設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記空調ユニット（３００）内の前記空気流路（３１７）を形成する空調ケース（３１０）は、上下に分割される上側ケース（３１０ａ）と下側ケース（３１０ｂ）とから成り、
   前記第１の空気案内壁（３１２１）は、両ケース（３１０ａ、３１０ｂ）のいずれか一方に形成され、
   前記第２の空気案内壁（３１２２）および前記流路分割壁（３１３）は、両ケース（３１０ａ、３１０ｂ）の他方に形成されたことを特徴とする請求項１〜３に記載の車両用空調装置。

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