JP4452111B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室の前部及び後部の両方に空調ユニットを備えた車両用空調装置に関するものである。

図３は、車両の前部及び後部の両方に空調ユニットを備えた、従来の車両用空調装置の構成を示す説明図である。

図３において、１は車両用空調装置で、この車両用空調装置１は車両の前部に設置される前席用空調ユニット２と、車両の後部に設置される後席用空調ユニット３から構成されている。

なお、前席用空調ユニット２は、内外気切替装置６、送風機７、エバポレータ８、膨張弁９、エアミックスダンパ１０、ヒータコア１１、吹出口切替ダンパ１２等から構成されており、上記ヒータコア１１は車両の走行用エンジン１３と接続されている。

また、後席用空調ユニット３は、内外気切替装置１４、送風機１５、エバポレータ１６、膨張弁１７等から構成されており、上記エバポレータ８、１６及び膨張弁９、１７は、図示のようにそれぞれ並列に配置され、走行用エンジン１３によりプーリ４に巻き掛けられたベルト５を介して駆動される圧縮機２１により、冷媒がコンデンサ２２、レシーバ２３を経由して循環する冷媒回路が構成されている。

上記のように構成された従来の車両用空調装置１においては、走行用エンジン１３により圧縮機２１が駆動されると、圧縮機２１から吐出された冷媒はコンデンサ２２に入り、ここで外気によって冷却されて凝縮液化した後、液冷媒はレシーバ２３を経て前席用の冷媒経路と後席用の冷媒経路とに分岐することになる。

なお、分岐した液冷媒の一方は、膨張弁９で断熱膨張した後、前席用空調ユニット２のエバポレータ８に入り、ここで、内外気切替装置６により切替えられ、送風機７によって送られる車室内空気又は外気を冷却することによって蒸発、気化し、再び圧縮機２１へと戻されて循環されることになる。

また、分岐された液冷媒の他方は、膨張弁１７で断熱膨張した後、後席用空調ユニット３のエバポレータ１６に入り、ここで、内外気切替装置１４により切替えられ、送風機１５によって送られる車室内空気又は外気を冷却することによって蒸発、気化し、再び圧縮機２１へと戻されて循環されることになる。

なお、上記前席用空調ユニット２のエバポレータ８で冷却された空気は、エアミックスダンパ１０の操作によって分岐され、その一部はヒータコア１１を通過する過程で、ヒータコア１１を循環する走行用エンジン１３のエンジン冷却水と熱交換することによって昇温されることになる。

そして、この昇温した空気は、ヒータコア１１をバイパスした残部の冷却空気と混合して所定温度の調和空気となり、吹出口切替ダンパ１２によって選択された吹出口から車両室内に吹出され、これによって前席側の車室の空気調和が行われることになる。

また、上記後席用空調ユニット３において、エバポレータ１６で冷却された空気は、吹出口から車両室内の後席側に吹出され、これによって後席側の車室の冷房が行われることになる。

ところが、上記のように構成された従来の車両用空調装置１においては、前席用空調ユニット２と後席用空調ユニット３の両方の冷房運転と、後席用空調ユニット３を停止した前席用空調ユニット２の単独の冷房運転との切替は、後席用空調ユニット３の送風機１５のＯＮ、ＯＦＦにより行うことが出来るが、後席用空調ユニット３からは冷風が吹出さない車室内空気又は外気による送風運転に設定する場合には、圧縮機２１をＯＦＦとして冷媒の循環を止める必要があり、前席用空調ユニット２も送風運転となるため、前席用空調ユニット２の冷房運転の継続が出来ないと言う問題があり、改善が望まれていた。

図４は、上記従来の問題点を改善するために提案された従来の対策例としての車両用空調装置の後室用空調ユニット部分の構成を示す説明図で、図３に示す部位と同じ部位には同一の付番を付し、重複した説明は省略する。

図４に示す従来の対策例の車両用空調装置１Ａは、図３における後席用空調ユニット３に、走行用エンジン１３の冷却水を熱源としたヒータコア５１およびエアミックスダンパ５２、５３等を追設して後席用空調ユニット３ａを構成し、エアミックスダンパ５２、５３の操作により、後席用空調ユニット３ａから吹出される冷風を要求する吹出温度まで再熱するようにしたものであるが、追設部分が多く、後席用空調ユニット３ａのスペースや重量が増加してコストアップとなると言う問題がある。

また、後席用空調ユニットへの冷媒配管に電磁開閉弁を設けた例も提案されている（特許文献１、２及び３参照）が、電磁開閉弁の装備による空調ユニット起動時の異音対策や、圧縮機の潤滑不足対策等が必要となり、空調装置の制御が複雑化してコストアップになると言う問題がある。

なお、特許文献３に示されている、切換ダンパを設けた後席用空調ユニットの例は、後席側の冷房が必要でない場合、エアーカーテン効果により、前席用空調ユニットによって前席側のみが冷房される前席のゾーン空調を可能とすることを目的としたものであり、後席側の送風機能を狙ったものではない。

特開平１０−２４７３０号公報（図１、図２） 特開平９−８６１３５号公報(図１、図２、図３) 特開平７−２５２１９号公報（図７、図９）

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま、後席用空調ユニットの車室内空気による送風運転を行うことが出来、構造が簡単で後席用空調ユニットのスペースや重量の増加によるコストアップが少なく、操作や取扱の容易な車両用空調装置を提供することを課題とするものである。

本発明は上記課題を解決するため、車両用空調装置として、以下の（１）、（２）、（３）の手段を採用した。

（１）第１の手段は、前席用空調ユニットと後席用空調ユニットとを備え、各空調ユニットのエバポレータ及び膨張弁を冷媒回路に並列に接続してなる車両用空調装置において、上記後席用空調ユニットは、上記エバポレータ及び膨張弁と、車室内空気入口、送風機、及び後席用の吹出口を有するものであって、上記送風機から送風される空気が上記エバポレータを通過する通風路と、上記送風機から送風される空気が上記エバポレータをバイパスする通風路と、を有し、当該通風路を切替える切替え手段により、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま後席用空調ユニットの冷房運転及び送風運転を切替えることが出来るようにしたことを特徴とするものである。

（２）第２の手段は、前席用空調ユニットと後席用空調ユニットとを備え、各空調ユニットのエバポレータ及び膨張弁を冷媒回路に並列に接続してなる車両用空調装置において、上記後席用空調ユニットが、上記エバポレータ及び膨張弁と、車室内空気入口、送風機、及び後席用の吹出口を有し、該エバポレータをバイパスする通風路と、該エバポレータの後流側通風路に設けられ、その後流側通風路と、エバポレータをバイパスする通風路とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパとを配設して構成され、該送風ダンパにより、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま後席用空調ユニットの冷房運転及び送風運転を切替えることが出来るようにしたことを特徴とするものである。

（３）第３の手段は、前席用空調ユニットと後席用空調ユニットとを備え、各空調ユニットのエバポレータ及び膨張弁を冷媒回路に並列に接続してなる車両用空調装置において、上記後席用空調ユニットが、上記エバポレータ及び膨張弁と、車室内空気入口、送風機、及び後席用の吹出口を有し、該エバポレータをバイパスする通風路と、該エバポレータの前流側通風路に設けられ、その前流側通風路と、エバポレータをバイパスする通風路とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパとを配設して構成され、該送風ダンパにより、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま後席用空調ユニットの冷房運転及び送風運転を切替えることが出来るようにしたことを特徴とするものである。

特許請求の範囲に記載の請求項１、２、３に係る発明は、上記（１）、（２）、（３）の手段を採用しているので、それぞれ以下のような効果を有する。

（１）請求項１に係る発明は上記第１の手段を採用しているので、送風機から送風される空気がエバポレータを通過するか、またはバイパスするかを切替えることが出来る。
よって、後席側における冷房運転および送風運転を前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま切替えることが出来る。

（２）請求項２に係る発明は上記第２の手段を採用しているので、送風ダンパを操作して、エバポレータの後流側通風路を閉じる位置に設定することにより、エバポレータをバイパスする通風路が開かれ、エバポレータの後流側通風路が閉じられるので、送風機により送風される車室内空気は、エバポレータで冷却されることなく、エバポレータをバイパスする通風路を通って吹出口から後席側に吹出され、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま、後室用空調ユニットの車室内空気による送風運転を行うことが出来る。

また、エバポレータの後流側通風路に、その後流側通風路と、エバポレータをバイパスする通風路とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパを配設するようにしているため、構造が簡単で、後席用空調ユニットのスペースや重量の増加によるコストアップが少なく、操作や取扱も容易である。

（３）請求項３に係る発明は上記第３の手段を採用しているので、送風ダンパを操作して、エバポレータの前流側通風路を閉じる位置に設定することにより、エバポレータをバイパスする通風路が開かれ、エバポレータの前流側通風路が閉じられるので、送風機により送風される車室内空気は、エバポレータで冷却されることなく、エバポレータをバイパスする通風路を通って吹出口から後席側に吹出され、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま、後室用空調ユニットの車室内空気による送風運転を行うことが出来る。

また、エバポレータの前流側通風路に、その前流側通風路と、エバポレータをバイパスする通風路とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパを配設するようにしているため、構造が簡単で、後席用空調ユニットのスペースや重量の増加によるコストアップが少なく、操作や取扱も容易である。

本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例１、実施例２に基き説明する。

図１は本発明の実施例１に係る車両用空調装置の構成を示す説明図で、図中、図３に示す部位と同一の部位には同一の付番が付されている。

図１において、１００は車両用空調装置で、車両用空調装置１００は車両の前部に設置される前席用空調ユニット２と、車両の後部に設置される後席用空調ユニット３０から構成されている。

なお、前席用空調ユニット２は、内外気切替装置６、送風機７、エバポレータ８、膨張弁９、エアミックスダンパ１０、ヒータコア１１、吹出口切替ダンパ１２等から構成されており、上記ヒータコア１１は車両の走行用エンジン１３と接続されている。

また、後席用空調ユニット３０は、車室内空気入口１８、送風機１５、エバポレータ１６、膨張弁１７、及び後室用の吹出口を有し、エバポレータ１６をバイパスする通風路４２と、エバポレータ１６の後流側通風路４３に設けられ、その後流側通風路４３と、エバポレータ１６をバイパスする通風路４２とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパ４１とを図示のように配設して構成されており、上記エバポレータ８、１６及び膨張弁９、１７は、図示のようにそれぞれ並列に配置され、走行用エンジン１３によりプーリ４に巻き掛けられたベルト５を介して駆動される圧縮機２１により、冷媒がコンデンサ２２、レシーバ２３を経由して循環する冷媒回路が構成されている。

上記のように構成された実施例１に係る車両用空調装置１００においては、走行用エンジン１３により圧縮機２１が駆動されると、圧縮機２１から吐出された冷媒はコンデンサ２２に入り、ここで外気により冷却されて凝縮液化した後、液冷媒はレシーバ２３を経て前席用の冷媒経路と後席用の冷媒経路とに分岐することになる。

なお、分岐した冷媒の一方は、膨張弁９で断熱膨張した後、前席用空調ユニット２のエバポレータ８に入り、ここで、内外気切替装置６により切替えられ、送風機７によって送られる車室内空気又は外気を冷却することによって蒸発、気化し、再び圧縮機２１へと戻されて循環されることになる。

また、分岐された液冷媒の他方は、膨張弁１７で断熱膨張した後、後席用空調ユニット３０のエバポレータ１６に入り、ここで、車室内空気入口１８を介して送風機１５によって送られる車室内空気を冷却することによって蒸発、気化し、再び圧縮機２１へと戻されて循環されることになる。

なお、上記前席用空調ユニット２のエバポレータ８で冷却された空気は、エアミックスダンパ１０の操作によって分岐され、その一部はヒータコア１１を通過する過程で、ヒータコア１１を循環する走行用エンジン１３のエンジン冷却水と熱交換することによって昇温されることになる。

そして、この昇温された空気は、ヒータコア１１をバイパスした残部の冷却空気と混合して所定温度の調和空気となり、吹出口切替ダンパ１２によって選択された吹出口から車両室内に吹出され、これによって、前席側の車室の空気調和が行われることになる。

また、上記後席用空調ユニット３０において、エバポレータ１６の後流側通風路４３に設置された送風ダンパ４１によってエバポレータ１６をバイパスする通風路４２が閉じる位置に設定されていると、送風機１５によって送られる車室内空気はエバポレータ１６で冷却され、後席用の吹出口４４から車両室内の後席側に吹出され、これによって後席側の車室の冷房が行われることになる。

上記のように構成された実施例１に係る車両用空調装置１００においては、前席用空調ユニット２の冷房運転を継続したまま、後席用空調ユニット３０の吹出口４４からは冷風が吹出さない車室内空気を吹出す送風運転を行う場合には、上記の送風ダンパ４１を操作して、エバポレータ１６の後流側通風路４３を閉じる位置に設定する。すなわち、本実施形態では、切替え手段をエバポレータ１６の後流側に設ける構成を採用するものである。

これによって、エバポレータ１６をバイパスする通風路４２が開かれ、エバポレータ１６の後流側通風路４３が閉じられるので、送風機１５により送風される車室内空気は、エバポレータ１６で冷却されることなく、エバポレータ１６をバイパスする通風路４２を通って吹出口４４から後席側に吹出され、前席用空調ユニット２の冷房運転を維持したまま、後室用空調ユニット３０の車室内空気による送風運転を行うことが出来る。

また、実施例１に係る車両用空調装置１００においては、エバポレータ１６の後流側通風路４３に、その後流側通風路４３と、エバポレータ１６をバイパスする通風路４２とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパ４１を配設するようにしているため、構造が簡単で、後席用空調ユニット３０のスペースや重量の増加によるコストアップが少なく、操作や取扱も容易である。

なお、実施例１に係る車両用空調装置１００においては、送風ダンパ４１が図中に破線で示す位置にある状態では、送風機１５により送風されてエバポレータ１６を通過した車室内空気は、エバポレータ１６の後流側通風路４３を閉じている送風ダンパ４１により対流して、一部がエバポレータ１６をバイパスする通風路４２に向かって流れる可能性があり、例えば、後席用空調ユニット３０のケースの形状や構造等によっては、ケースの壁面に沿った流れが、エバポレータ１６の上下で出入りする可能性もあるが、仮に上記のような現象が発生しても、前席用空調ユニット２の冷房運転を維持したまま、後室用空調ユニット３０の車室内空気による送風運転には、性能上ほとんど影響はない。

また、後室用空調ユニット３０の車室内空気による送風運転は送風モードのため、能力規定的な制約を受けることもない。

図２は本発明の実施例２に係る車両用空調装置の後室用空調ユニット部分の構成を示す説明図である。

図２に示す車両用空調装置１００ａは、図１に示す実施例１に係る車両用空調装置１００の車両後部に設置される後席用空調ユニット３０に代えて、後席用空調ユニット３０ａを設置したもので、図中、図１に示す部位と同じ部位には同一の付番を付し、重複した説明は省略する。

図２に示す実施例２に係る車両用空調装置１００ａの後席用空調ユニット３０ａは、車室内空気入口１８、送風機１５、エバポレータ１６、膨張弁１７、及び後席用の吹出口６４を有し、エバポレータ１６をバイパスする通風路６２と、エバポレータ１６の前流側通風路６３に設けられ、その前流側通風路６３と、エバポレータ１６をバイパスする通風路６２とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパ６１を、図示のように配設して構成されている。

上記のように構成された実施例２に係る車両用空調装置１００ａにおいては、後席用空調ユニット３０ａには、エバポレータ１６の前流側通風路６３に、その前流側通風路６３と、エバポレータ１６をバイパスする通風路６２とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパ６１が設置されているので、前席用空調ユニット２の冷房運転を継続したまま、後席用空調ユニット３０ａの吹出口６４からは冷風が吹出さない車室内空気を吹出す送風運転を行う場合には、上記の送風ダンパ６１を操作して、エバポレータ１６の前流側通風路６３を閉じる位置に設定すればよい。すなわち、本実施形態では、切替え手段をエバポレータ１６の前流側に設ける構成を採用するものである。

これによって、エバポレータ１６をバイパスする通風路６２が開かれ、エバポレータ１６の前流側通風路６３が閉じられるので、送風機１５により送風される車室内空気は、エバポレータ１６で冷却されることなく、エバポレータ１６をバイパスする通風路６２を通って吹出口６４から後席側に吹出され、前席用空調ユニット２の冷房運転を継続したまま、後席用空調ユニット３０ａの車室内空気による送風運転を行うことが出来る。

また、実施例２に係る車両用空調装置１００ａにおいては、エバポレータ１６の前流側通風路６３に、その前流側通風路６３と、エバポレータ１６をバイパスする通風路６２とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する送風ダンパ６１を配設するようにしているため、構造が簡単で、後席用空調ユニット３０ａのスペースや重量の増加によるコストアップが少なく、操作や取扱も容易である。

但し、本発明は上記の各実施に限定されるものではなく、後室用空調ユニットのケースの形状や構造等は、車両に応じて、内部に配設される送風機やエバポレータ、送風ダンパ等の形状寸法や、車室内空気入口、吹出口等の配置や形状寸法等に対応し、通風抵抗や効率、コンパクト化等を考慮して、最適に設計されることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係る車両用空調装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る車両用空調装置の後室用空調ユニット部分の構成を示す説明図である。 従来の車両用空調装置の構成を示す説明図である。 従来の対策例としての車両用空調装置の後室用空調ユニット部分の構成を示す説明図である。

符号の説明

１、１Ａ 車両用空調装置
２ 前席用空調ユニット
３、３ａ 後席用空調ユニット
４ プーリ
５ ベルト
６ 内外気切替装置
７ 送風機
８ エバポレータ
９ 膨張弁
１０ エアミックスダンパ
１１ ヒータコア
１２ 吹出口切替ダンパ
１３ 走行用エンジン
１４ 内外気切替装置
１５ 送風機
１６ エバポレータ
１７ 膨張弁
１８ 車室内空気入口
２１ 圧縮機
２２ コンデンサ
２３ レシーバ
３０、３０ａ 後席用空調ユニット
４１ 送風ダンパ
４２ 通風路
４３ 後流側通風路
４４ 吹出口
５１ ヒータコア
５２ エアミックスダンパ
５３ エアミックスダンパ
６１ 送風ダンパ
６２ 通風路
６３ 前流側通風路
６４ 吹出口
１００、１００ａ 車両用空調装置

Claims (6)

1. 前席用空調ユニットと後席用空調ユニットとを備え、各空調ユニットのエバポレータ及び膨張弁を冷媒回路に並列に接続してなる車両用空調装置において、
   上記後席用空調ユニットは、前記エバポレータ及び膨張弁と、車室内空気入口、送風機、及び後席用の吹出口を有するものであって、
   前記送風機から送風される空気が前記エバポレータを通過して、前記吹出口に到達する第１通風路と、
   前記送風機から送風される空気が前記エバポレータをバイパスして、前記吹出口に到達する第２通風路と、
   前記送風機から送風される空気が前記第１通風路を通るか前記第２通風路を通るかを切替える１つの切替え手段と、を有し、
   前記切替え手段は、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま後席用空調ユニットの冷房運転及び送風運転を切替えることが出来るようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記切替え手段は、前記第１通風路と前記第２通風路との分岐部、または、合流部に設けら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. 前席用空調ユニットと後席用空調ユニットとを備え、各空調ユニットのエバポレータ及び膨張弁を冷媒回路に並列に接続してなる車両用空調装置において、
   前記後席用空調ユニットは、前記エバポレータ及び膨張弁と、車室内空気入口と、送風機と、後席用の吹出口と、前記送風機から送風される空気が前記エバポレータを通過して、前記吹出口に到達する第１通風路と、前記送風機から送風される空気が前記エバポレータをバイパスして、前記吹出口に到達する第２通風路と、前記第１通風路の前記エバポレータよりも後流側に設けられ、前記第１通風路と、前記第２通風路とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する１つの送風ダンパとを有し、
   前記送風ダンパにより、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま後席用空調ユニットの冷房運転及び送風運転を切替えることが出来るようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
4. 前記送風ダンパは、前記第１通風路と前記第２通風路との合流部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前席用空調ユニットと後席用空調ユニットとを備え、各空調ユニットのエバポレータ及び膨張弁を冷媒回路に並列に接続してなる車両用空調装置において、
   前記後席用空調ユニットは、上記エバポレータ及び膨張弁と、車室内空気入口と、送風機と、後席用の吹出口と、
   前記送風機から送風される空気が前記エバポレータを通過して、前記吹出口に到達する第１通風路と、前記送風機から送風される空気が前記エバポレータをバイパスして、前記吹出口に到達する第２通風路と、
   前記第１通風路の前記エバポレータよりも前流側に設けられ、前記第１通風路と、前記第２通風路とを、一方が開のとき他方が閉となるように開閉する１つの送風ダンパと有し、
   前記送風ダンパにより、前席用空調ユニットの冷房運転を維持したまま後席用空調ユニットの冷房運転及び送風運転を切替えることが出来るようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
6. 前記送風ダンパは、前記第１通風路と前記第２通風路との分岐部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。

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