JP5349327B2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、エバポレータを経過した冷風とヒータコアを経過した暖風を混合させ、混合により得られる温調風を吹き出す温調風吹出口を備えた自動車用空気調和装置に関する。

従来、冷風と暖風を混合したミックス風が通過する通路の上に、冷風バイパス通路を設け、マックスクールドアを開くことにより、ベント吹出口の温度を、他の吹き出し口の温度に対し独立して低温側にコントロールできるようにした自動車用空気調和装置が知られている（例えば、特開平９−３２８００８号公報参照）。

しかしながら、従来の自動車用空気調和装置にあっては、ベント吹出口において、ミックス風と冷風の２層流タイプによりエアミックススペースを設定するものであったため、ミックス風と冷風が混ざりきらず、ベント吹出口からベントダクトを介しベント吹出グリルにより吹き出される風に温度バラツキを生じてしまい、乗員に違和感を与えてしまう、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エアミックス性の向上により温調風吹出口での温度バラツキを小さく抑え、車室内の温調風吹出グリルからの風を直接受ける乗員に与える違和感を解消できる自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、ユニットケース内に配置したエバポレータおよびヒータコアと、前記エバポレータを経過した冷風と前記ヒータコアを経過した暖風を混合させるエアミックススペースと、温調風を吹き出す温調風吹出口と、を備えた自動車用空気調和装置において、
前記温調風吹出口の直前位置に、前記エバポレータからの冷風を、前記エアミックススペースからのミックス風により上下から挟み込む３層流タイプの第２のエアミックススペースを設定したことを特徴とする。

よって、本発明の自動車用空気調和装置にあっては、温調風吹出口の直前位置に設定された第２のエアミックススペースにおいて、エバポレータからの冷風が、エアミックススペースからのミックス風により上下から挟み込まれる。そして、第２のエアミックススペースから温調風吹出口までの距離が短いにもかかわらず、中間層の冷風と上下層のミックス風により、接触領域での混合作用や回り込み混合作用を示し、冷風とミックス風が整然と混ざり合う。
このように、３層流タイプの第２のエアミックススペースにてエアミックス性が向上することにより、温度バラツキが小さく抑えられた温調風吹出口での温調線図を得ることができる。このため、温調風吹出口から温調風ダクトを介し温調風吹出グリルにより吹き出される温調風を乗員が直接顔に受けても、例えば、顔の上側が冷たくて顔の下側が暖かいというような違和感を持つことがない。
この結果、エアミックス性の向上により温調風吹出口での温度バラツキを小さく抑え、車室内の温調風吹出グリルからの風を直接受ける乗員に与える違和感を解消できる。

実施例１の自動車用空気調和装置を示す平面図である。 実施例１の自動車用空気調和装置を示す図１のＡ−Ａ線による縦断正面図である。 実施例１の自動車用空気調和装置を示す図２のＢ−Ｂ線によるミックス風通路位置縦断側面図である。 実施例１の自動車用空気調和装置を示す図２のＣ−Ｃ線による冷風バイパス通路位置縦断側面図である。 実施例１の自動車用空気調和装置におけるベント吹出口の構造を示す図４のＤ部拡大断面図である。 実施例１の自動車用空気調和装置におけるベント吹出口に至るミックス風通路と冷風バイパス通路を示す図４の断面Ｅによる通路断面図である。 実施例１の自動車用空気調和装置におけるミックス風の吹き出し作用説明図である。 実施例１の自動車用空気調和装置におけるバイパス冷風の吹き出し作用説明図である。 実施例１の自動車用空気調和装置におけるベント吹出口での３層流によるエアミックス作用説明図である。 実施例１の自動車用空気調和装置でのベント吹出口１５Ｌにおけるシミュレーション結果の温度分布図である。 従来の自動車用空気調和装置の一例を示す縦断側面図である。 従来の自動車用空気調和装置でのベント吹出口におけるシミュレーション結果の温度分布図である。

符号の説明

１ ユニットケース
２ エバポレータ
３ ヒータコア
４ マックスクールドア
５ 冷風側ミックスドア
６ 暖風側ミックスドア
７ 第１ベントドア
７ａ ドア軸
７ｂ 通路開口部側ドア部
７ｃ 吹出口側ドア部
８ 第２ベントドア
８ａ ドア軸
８ｂ 通路開口部側ドア部
８ｃ 吹出口側ドア部
９ デフドア
１０ 第１エアミックススペース（エアミックススペース）
１１ 第２エアミックススペース（第２のエアミックススペース）
１２ 冷風バイパス通路
１２ａ 冷風バイパス通路開口部
１２ａ’ 上側開口端
１２ａ” 下側開口端
１３ ミックス風通路
１３ａ，１３ｂ ミックス風通路開口部
１４Ｌ，１４Ｒ 左右のデフ吹出口
１５Ｌ，１５Ｒ 左右のベント吹出口（温調風吹出口）
１６ 左右隔壁

以下、本発明の自動車用空気調和装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の自動車用空気調和装置を示す平面図である。図２は、実施例１の自動車用空気調和装置を示す図１のＡ−Ａ線による縦断正面図である。図３は、実施例１の自動車用空気調和装置を示す図２のＢ−Ｂ線によるミックス風通路位置縦断側面図である。図４は、実施例１の自動車用空気調和装置を示す図２のＣ−Ｃ線による冷風バイパス通路位置縦断側面図である。図５は、実施例１の自動車用空気調和装置におけるベント吹出口の構造を示す図４のＤ部拡大断面図である。図６は、実施例１の自動車用空気調和装置におけるベント吹出口に至るミックス風通路と冷風バイパス通路を示す図４のＥ−Ｅ線による通路断面図である。

実施例１の自動車用空気調和装置は、図１〜図４に示すように、ユニットケース１と、エバポレータ２と、ヒータコア３と、マックスクールドア４と、冷風側ミックスドア５と、暖風側ミックスドア６と、第１ベントドア７と、第２ベントドア８と、デフドア９と、第１エアミックススペース１０（エアミックススペース）と、第２エアミックススペース１１（第２のエアミックススペース）と、冷風バイパス通路１２と、ミックス風通路１３と、左右のデフ吹出口１４Ｌ，１４Ｒと、左右のベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒ（温調風吹出口）と、左右隔壁１６と、を備えている。

前記エバポレータ２は、ユニットケース１内の上流位置に配置され、図該のブロワユニットから送られる風から熱を奪い冷風とする熱交換器である。このエバポレータ２には、車載の冷凍サイクルを循環する冷媒が流通する。

前記ヒータコア３は、ユニットケース１内のうち前記エバポレータ２の下流位置に配置され、前記エバポレータ２を通過した風に熱を与え暖風とする熱交換器である。このヒータコア３には、例えば、温水であるエンジン冷却水が循環する。

前記マックスクールドア４は、前記エバポレータ２の出口側上部位置に設定され、マックスクール時やベント吹出温度調整時（冷風温度をミックス風との混合により調整）に開かれ、冷風バイパス通路１２へ冷風を導く。

前記冷風側ミックスドア５は、前記エバポレータ２の出口側であって前記マックスクールドア４の下部位置に設定され、ドア開度によって前記第１エアミックススペース１０へ導く冷風量を決める。

前記暖風側ミックスドア６は、前記エバポレータ２の出口側から前記ヒータコア３の入口側までの通路位置に設定され、ドア開度によって前記第１エアミックススペース１０へ導く暖風量を決める。

前記第１ベントドア７および前記第２ベントドア８は、ベント風を吹き出す左右のベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの位置に設定されている。

前記デフドア９は、デフ風を吹き出す左右のデフ吹出口１４Ｌ，１４Ｒの位置に設定されている。

前記第１エアミックススペース１０は、前記エバポレータ２および前記冷風側ミックスドア５を経過した冷風と、前記ヒータコア３および前記暖風側ミックスドア６を経過した暖風を混合させるスペースであり、ユニットケース１内の冷風と暖風が交わる位置に形成される。

前記第２エアミックススペース１１は、前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの直前位置に設定され、前記エバポレータ２からの冷風を、前記第１エアミックススペース１０からのミックス風により上下から挟み込む３層流タイプのエアミックススペースである。以下、第２エアミックススペース１１の構成を詳しく説明する。

前記第２エアミックススペース１１は、図５に示すように、前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの直前位置に、前記冷風バイパス通路１２の冷風バイパス通路開口部１２ａを上下から挟み込んでミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂを配置すると共に、前記冷風バイパス通路開口部１２ａの上側開口端１２ａ’の延長位置と下側開口端１２ａ”の延長位置にそれぞれ第１ベントドア７と第２ベントドア８を配置することで構成される。

前記第１ベントドア７と前記第２ベントドア８は、図５に示すように、それぞれドア軸７ａ，８ａに対し所定の折れ角度を持つ通路開口部側ドア部７ｂ，８ｂと吹出口側ドア部７ｃ，８ｃを有する。

前記通路開口部側ドア部７ｂ，８ｂは、マックスクール時、図５の仮想線に示すように、前記冷風バイパス通路開口部１２ａの上側開口端１２ａ’と下側開口端１２ａ”に接し、温調風吹き出し時、図５の実線に示すように、前記ミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂからミックス風を導入（ミックス風の流れとほぼ平行）する角度設定としている。

前記吹出口側ドア部７ｃ，８ｃは、マックスクール時、図５の仮想線に示すように、前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの上側内面１５ａと下側内面１５ｂに接し、温調風吹き出し時、図５の実線に示すように、冷風をミックス風により上下からノズル状に挟み込む角度設定としている。

前記冷風バイパス通路開口部１２ａに至る冷風バイパス通路１２は、図４に示すように、マックスクールドア４を通った冷風を、ミックス風通路１３，１３をバイパスさせて前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒへ向かうように設定した通路である。そして、図６に示すように、デフ吹出口１４Ｌ，１４Ｒへ向かうミックス風通路１３，１３を迂回するように、ミックス風通路１３，１３から独立して設定している。この冷風バイパス通路１２は、第１隔壁１７および第２隔壁１８により画成することで、前記第１エアミックススペース１０からのミックス風を第２エアミックススペース１１に導くミックス風通路１３，１３から独立した設定としている。

前記ミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂに至るミックス風通路１３は、図３に示すように、冷風側ミックスドア５を通った冷風と暖風側ミックスドア６を通った暖風を第１エアミックススペース１０にて混合させ、該第１エアミックススペース１０からそのまま前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒへ向かうように設定している。

次に、作用を説明する。
実施例１の自動車用空気調和装置における作用を、「ミックス風吹き出し作用」、「バイパス冷風吹き出し作用」、「３層流によるエアミックス作用」、「吹出口温度分布の対比作用」に分けて説明する。

［ミックス風吹き出し作用］
図７は、実施例１の自動車用空気調和装置におけるミックス風の吹き出し作用説明図である。
エバポレータ２および冷風側ミックスドア５を通った冷風と、エバポレータ２から暖風側ミックスドア６およびヒータコア３を通った暖風は、図７に示すように、第１エアミックススペース１０にて混合する。そして、第１エアミックススペース１０にて混合されたミックス風は、ミックス風通路１３において上下に分かれ、上側のミックス風はミックス風通路開口部１３ａへ至り、下側のミックス風は、ミックス風通路開口部１３ｂに至る。そして、第２エアミックススペース１１にて冷風とのエアミックス作用を受け、ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒへ向かう。

［バイパス冷風吹き出し作用］
図８は、実施例１の自動車用空気調和装置におけるバイパス冷風の吹き出し作用説明図である。
エバポレータ２およびマックスクールドア４を通った冷風は、図６および図８に示すように、ミックス風通路１３，１３から独立して設定した冷風バイパス通路１２を通り、ミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂに挟まれた冷風バイパス通路開口部１２ａに至る。そして、第２エアミックススペース１１にてミックス風とのエアミックス作用を受け、ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒへ向かう。
このとき、冷風バイパス通路１２は、第１隔壁１７および第２隔壁１８により画成され、ミックス風を第２エアミックススペース１１に導くミックス風通路１３，１３から独立して設定されている。このため、エバポレータ２から第２エアミックススペース１１に至るまでの途中経路にてミックス風との混合作用を受けることなく、エバポレータ２およびマックスクールドア４を通った冷風が整然と第２エアミックススペース１１に導かれる。

［３層流によるエアミックス作用］
図９は、実施例１の自動車用空気調和装置におけるベント吹出口での３層流によるエアミックス作用説明図である。
実施例１の自動車用空気調和装置にあっては、ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの直前位置に設定された第２エアミックススペース１１において、図５に示すように、冷風バイパス通路１２を通り、冷風バイパス通路開口部１２ａに至った冷風が、ミックス風通路１３を通りミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂに至ったミックス風により上下から挟み込まれる。そして、第２エアミックススペース１１からベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒまでの距離が短いにもかかわらず、図９に示すように、中間層の冷風と上下層のミックス風により、第２エアミックススペース１１において、接触領域での混合作用や回り込み混合作用を示し、冷風とミックス風が整然と混ざり合う。

［吹出口温度分布の対比作用］
従来の自動車用空気調和装置は、例えば、図１１に示すように、ベント吹出口において、ミックス風と冷風の２層流タイプによりエアミックススペースを設定するものであった。このため、ミックス風と冷風が混ざりきらず、ベント吹出口からベントダクトを介しベント吹出グリルにより吹き出される風に温度バラツキを生じてしまい、乗員に違和感を与えてしまう。ちなみに、図１２は、従来の自動車用空気調和装置でのベント吹出口におけるシミュレーション結果の温度分布図である。この図１２から明らかなように、ベント吹出口の上側は、冷風の影響を大きく受け、温度が５℃〜９℃と低いのに対し、ベント吹出口の下側は、ミックス風の影響を大きく受け、温度が１２℃〜１８℃と高い。したがって、ベント吹出口からベントダクトを介しベント吹出グリルにより車室内に吹き出されるベント風を乗員が直接顔に受けた場合、顔の上側が冷たくて顔の下側が暖かいというような違和感を持つことになる。

これに対し、実施例１の自動車用空気調和装置は、上記のように、３層流タイプの第２エアミックススペース１１にてエアミックス性が向上することにより、温度バラツキが小さく抑えられたベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒでの温調線図を得ることができる。
ちなみに、図１０は、実施例１の自動車用空気調和装置でのベント吹出口１５Ｌにおけるシミュレーション結果の温度分布図である。この図１０から明らかなように、ベント吹出口１５Ｌの中央部領域は、温度が７℃〜１０℃であり、中央部領域から外側領域にいくにしたがって温度が１２℃〜１５℃と徐々に高まってゆく。したがって、ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒからベントダクトを介しベント吹出グリルにより車室内に吹き出されるベント風を乗員が直接顔に受けても、顔の全体が受ける温度バランスがとれ、従来装置のような違和感を持つことが無い。

次に、効果を説明する。
実施例１の自動車用空気調和装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) ユニットケース１内に配置したエバポレータ２およびヒータコア３と、前記エバポレータ２を経過した冷風と前記ヒータコア３を経過した暖風を混合させる第１エアミックススペース１０と、温調風を吹き出す温調風吹出口（ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒ）と、を備えた自動車用空気調和装置において、前記温調風吹出口の直前位置に、前記エバポレータ２からの冷風を、前記第１エアミックススペース１０からのミックス風により上下から挟み込む３層流タイプの第２エアミックススペース１１を設定したため、エアミックス性の向上により温調風吹出口での温度バラツキを小さく抑え、車室内の温調風吹出グリルからの風を直接受ける乗員に与える違和感を解消できる。

(2) 前記エバポレータ２からの冷風を第２エアミックススペース１１に導く通路は、第１隔壁１７および第２隔壁１８により画成された冷風バイパス通路１２であり、前記冷風バイパス通路１２は、前記第１エアミックススペース１０からのミックス風を第２エアミックススペース１１に導くミックス風通路１３，１３から独立して設定したため、エバポレータ２から第２エアミックススペース１１に至るまでの途中経路にてミックス風との混合作用を受けることなく、エバポレータ２からの冷風を整然と第２エアミックススペース１１に導くことができる。

(3) 前記温調風吹出口は、ベント風を吹き出すベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒであり、前記第２エアミックススペース１１は、前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの直前位置に、前記冷風バイパス通路１２の冷風バイパス通路開口部１２ａを上下から挟み込んでミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂを配置すると共に、前記冷風バイパス通路開口部１２ａの上側開口端１２ａ’の延長位置と下側開口端１２ａ”の延長位置にそれぞれ第１ベントドア７と第２ベントドア８を配置することで構成したため、ベントモードの選択時、両ベントドア７，８による３層流コントロールにより、ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒでの温度バラツキを小さく抑えることができる。

(4) 前記第１ベントドア７と前記第２ベントドア８は、それぞれドア軸７ａ，８ａに対し所定の折れ角度を持つ通路開口部側ドア部７ｂ，８ｂと吹出口側ドア部７ｃ，８ｃを有し、前記通路開口部側ドア部７ｂ，８ｂは、マックスクール時、前記冷風バイパス通路開口部１２ａの上側開口端１２ａ’と下側開口端１２ａ”に接し、温調風吹き出し時、前記ミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂからミックス風を導入する角度設定とし、前記吹出口側ドア部７ｃ，８ｃは、マックスクール時、前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒの上側内面１５ａと下側内面１５ｂに接し、温調風吹き出し時、冷風をミックス風により上下からノズル状に挟み込む角度設定としたため、マックスクール時における冷風の吹き出し性能を確保しながら、温調風吹き出し時において上下からミックス風を冷風に向けて交差させることで、短い風の移動距離で高いエアミック性を達成することができる。

(5) 前記冷風バイパス通路開口部１２ａに至る冷風バイパス通路１２は、マックスクールドア４を通った冷風を、デフ吹出口１４Ｌ，１４Ｒへ向かうミックス風通路１３を迂回するようにバイパスさせ、ミックス風通路１３から独立して設定したため、第２エアミックススペース１１での３層流でのエアミックス時、途中経路にてミックス風との混合作用を受けることなく、第２エアミックススペース１１にマックスクールドア４を通った冷風を導くことができる。

(6) 前記ミックス風通路開口部１３ａ，１３ｂに至るミックス風通路１３は、冷風側ミックスドア５を通った冷風と暖風側ミックスドア６を通った暖風を第１エアミックススペース１０にて混合させ、該第１エアミックススペース１０からそのまま前記ベント吹出口１５Ｌ，１５Ｒへ向かうように設定したため、第２エアミックススペース１１での３層流でのエアミックス時、途中経路にて冷風との混合作用を受けることなく、第２エアミックススペース１１に第１エアミックススペース１０により混合されたミックス風を導くことができる。

以上、本発明の自動車用空気調和装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、温調風吹出口としてベント吹出口の例を示した。しかし、ベント吹出口以外に、温調風の吹き出し口であれば、例えば、フット吹出口を温調風吹出口としても良い。

実施例１では、第２エアミックススペース１１に２つのベントドア７，８を配置する例を示した。しかし、第２エアミックススペースに１つのベントドアを配置しても良いし、第２エアミックススペースに３つのベントドアを配置する例としても良い。

要するに、温調風吹出口の直前位置に、エバポレータからの冷風を、エアミックススペースからのミックス風により上下から挟み込む３層流タイプの第２のエアミックススペースを設定したものであれば、実施例１に限られることはない。

実施例１では、自動車の前席空調を行う自動車用空気調和装置への適用例を示したが、自動車の前後席空調を行う自動車用空気調和装置に対しても適用することができる。要するに、ユニットケース内に配置したエバポレータおよびヒータコアと、エバポレータを経過した冷風とヒータコアを経過した暖風を混合させるエアミックススペースと、温調風を吹き出す温調風吹出口と、を備えた自動車用空気調和装置であれば適用できる。

Claims (4)

1. ユニットケース内に配置したエバポレータおよびヒータコアと、前記エバポレータを経過した冷風と前記ヒータコアを経過した暖風を混合させるエアミックススペースと、温調風を吹き出す温調風吹出口と、を備えた自動車用空気調和装置において、
   前記温調風吹出口の直前位置に、前記エバポレータからの冷風を、前記エアミックススペースからのミックス風により上下から挟み込む３層流タイプの第２のエアミックススペースを設定し、
   前記エバポレータからの冷風を第２のエアミックススペースに導く通路は、第１隔壁および第２隔壁により画成された冷風バイパス通路であり、
   前記冷風バイパス通路は、前記エアミックススペースからのミックス風を第２のエアミックススペースに導くミックス風通路から独立して設定し、
   前記温調風吹出口は、ベント風を吹き出すベント吹出口であり、
   前記第２のエアミックススペースは、前記ベント吹出口の直前位置に、前記冷風バイパス通路の冷風バイパス通路開口部を上下から挟み込んでミックス風通路開口部を配置することで構成したことを特徴とする自動車用空気調和装置。
2. ユニットケース内に配置したエバポレータおよびヒータコアと、前記エバポレータを経過した冷風と前記ヒータコアを経過した暖風を混合させるエアミックススペースと、温調風を吹き出す温調風吹出口と、を備えた自動車用空気調和装置において、
   前記温調風吹出口の直前位置に、前記エバポレータからの冷風を、前記エアミックススペースからのミックス風により上下から挟み込む３層流タイプの第２のエアミックススペースを設定し、
   前記エバポレータからの冷風を第２のエアミックススペースに導く通路は、第１隔壁および第２隔壁により画成された冷風バイパス通路であり、
   前記冷風バイパス通路は、前記エアミックススペースからのミックス風を第２のエアミックススペースに導くミックス風通路から独立して設定し、
   前記温調風吹出口は、ベント風を吹き出すベント吹出口であり、
   前記第２のエアミックススペースは、前記ベント吹出口の直前位置に、前記冷風バイパス通路の冷風バイパス通路開口部を上下から挟み込んでミックス風通路開口部を配置すると共に、前記冷風バイパス通路開口部の上側開口端の延長位置と下側開口端の延長位置にそれぞれ第１ベントドアと第２ベントドアを配置することで構成したことを特徴とする自動車用空気調和装置。
3. 請求項２に記載された自動車用空気調和装置において、
   前記第１ベントドアと前記第２ベントドアは、それぞれドア軸に対し所定の折れ角度を持つ通路開口部側ドア部と吹出口側ドア部を有し、
   前記通路開口部側ドア部は、マックスクール時、前記冷風バイパス通路開口部の上側開口端と下側開口端に接し、温調風吹き出し時、前記ミックス風通路開口部からミックス風を導入する角度設定とし、
   前記吹出口側ドア部は、マックスクール時、前記ベント吹出口の上側内面と下側内面に接し、温調風吹き出し時、冷風をミックス風により上下からノズル状に挟み込む角度設定としたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載された自動車用空気調和装置において、
   前記冷風バイパス通路開口部に至る冷風バイパス通路は、マックスクールドアを通った冷風を、デフ吹出口へ向かうミックス風通路を迂回するようにバイパスさせ、ミックス風通路から独立して設定したことを特徴とする自動車用空気調和装置。

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