JP6037848B2

JP6037848B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP6037848B2
Application number: JP2013011270A
Authority: JP
Inventors: 法之近川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Automotive Thermal Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: WO2014115471A1; US10710426B2; US20160023533A1; CN104918806B; JP2014141185A; DE112013006499T5; CN104918806A

Description

本発明は、車室内温度を検出する室温センサの設置部に、車室内の空気を導入するアスピレータを備えた車両用空調装置に関するものである。

従来、車両用空調装置では、車室内の温度を検出する室温センサの設置部に、車室内の空気を導入するため、ベンチュリ効果により減圧状態を作り出すアスピレータ（Ａｓｐｉｒａｔｏｒ）が用いられている。アスピレータは、車室内の空気を二次空気として室温センサの設置部を経て吸引するノズルと、このノズルの外周を取り囲むように空気流路を形成する本体と、該本体の空気流路に空調ユニットの内部を流通する空気流の一部を一次空気として導入する一次空気導入部と、前記本体の開放端側に接続され、前記ノズルの先端がその喉部付近に開口されているディフューザとを備えた構成とされている。

かかる車両用空調装置において、車室内の温度を精度よく検出するには、室温センサの設置部に車室内空気を十分に導入する必要があり、そのため、車室内空気を二次空気として吸引するアスピレータに十分な量の一次空気を導入する必要があった。そこで、図３に示されるように、ケース本体１内の空気流路２を矢印Ｙ方向に流れる空気流の一部をアスピレータ４に導くため、アスピレータ４の一次空気導入部５の周囲から空気流路２内にガイド３を突出されたものが、特許文献１により提供されている。

一方、アスピレータに導入された一次空気をそのまま車室内に吹出すには、温調後の空気を導入することが望ましく、この場合、エアミックスダンパの下流領域にアスピレータを設置する必要がある。しかし、エアミックスダンパの下流領域は、モード切替えダンパやエアミックス性能の向上手段等が設置されることから制約が多く、それらとの干渉を避けてガイド付きのアスピレータを設置することは難しく、例えば、特許文献２に示されるように、モード切替えダンパの回転軸に、アスピレータに一次空気を導入する貫通孔を設ける等の特別な構造を採ることが必要であった。

特開２００４−３２２７２１号公報特開２００８−８１０８６号公報

上記したように、アスピレータの性能を向上し、車室内温度の検出精度を高めようとすると、空気流路内にガイドを設けて、アスピレータに導入する一次空気の量を増やす必要があった。しかしながら、ガイドを設けるには、モード切替えダンパ等との干渉を避けなければならず、アスピレータの設置位置が制約され、これが空調ユニットのレイアウト上の自由度を阻害する要因になるとともに、エアミックス性能、ひいては温度コントロール特性に影響を及ぼすことになる等の課題があった。

また、モード切替えダンパや温調制御性の向上手段等との干渉を避けてアスピレータをエアミックスダンパの下流領域に設置するためには、特許文献２に示されるように、特別な構造を採用しなければならず、構造が複雑化し、コスト上昇を招くことになる等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ガイドを設けずに十分な量の一次空気を導入でき、しかもエアミックスダンパの下流領域の広い範囲に、モード切替えダンパ等との干渉を避けてアスピレータを設置できる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用空調装置は、空調ユニットのケース本体に、その内部の空気流路を流通する空気を一次空気として導入し、該一次空気の吸引作用により室温センサの設置部を経て車室内の空気を二次空気として吸引するアスピレータが設けられている車両用空調装置において、前記ケース本体に、内部の前記空気流路と連通し、空気流通方向と正対するように斜め外方に向って突出されたボス部が設けられ、該ボス部に前記アスピレータの一次空気導入部が斜めに挿入設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、室温センサの設置部に車室内の空気を導入するためのアスピレータを設置する空調ユニットのケース本体に、内部の空気流路と連通し、空気流通方向と正対するように斜め外方に向って突出されたボス部が設けられ、該ボス部にアスピレータの一次空気導入部を斜めに挿入設置されているため、ケース本体内の空気流路からアスピレータの一次空気導入部に導かれる空気流の曲がりによる圧損を低減することにより、ガイドを省略しても、また機内静圧が低い場合であっても、十分な量の空気流を一次空気としてアスピレータに導入し、車室内の空気を二次空気として室温センサの設置部に対して十分吸引することができる。従って、車室内温度の検出精度を高め、温調制御性を向上することができる。また、一次空気導入用のガイドを不要にできることから、モード切替えダンパ等と干渉することなく、あるいは特殊な構造を採用することなく、エアミックスダンパの下流領域の広い範囲にアスピレータを設置することが可能となり、空調ユニットのレイアウト上の自由度やエアミックス性、温調制御性の向上策を採る上での自由度を増すことができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上記の車両用空調装置において、前記ボス部は、前記空気流通方向に対して６０度以下の角度で斜め方向に対向配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、ボス部が、空気流通方向に対して６０度以下の角度で斜め方向に対向配設されているため、空気流通方向と略直交する方向にボス部を設け、アスピレータを設置していた従来のものに比べ、アスピレータの一次空気導入部に導かれる空気流の曲がりによる圧損を大幅に低減し、ガイド等を設けることなく、アスピレータに一次空気を十分導入することができる。従って、アスピレータ性能の向上によって構成の簡素化を図りながら、空調ユニットのレイアウトの自由度やエアミックス性、温調制御性の向上策を採る上での自由度を高めることができる。

また、本発明の車両用空調装置は、上述のいずれかの車両用空調装置において、前記ボス部の空気流通方向の上流側接続部は、滑らかな湾曲面とされていることを特徴とする。

本発明によれば、ボス部の空気流通方向の上流側接続部が、滑らかな湾曲面とされているため、ケース本体内の空気流路を流れる空気流を、コアンダ効果によりボス部の空気流通方向の上流側接続部の滑らかな湾曲面に沿わせてアスピレータの一次空気導入部に導くことができる。従って、アスピレータに対し必要かつ十分な量の空気流を導入することができ、アスピレータ性能を十分に高め、その構成の簡素化を図るとともに、空調ユニットのレイアウトの自由度やエアミックス性、温調制御性の向上策を採る上での自由度を高めることができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上述のいずれかの車両用空調装置において、前記ボス部は、前記空気流路のエアミックス領域またはその下流領域に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ボス部が、空気流路のエアミックス領域またはその下流領域に設けられているため、エアミックス領域またはその下流のモード切替えダンパ作動領域の比較的広い範囲から温調後の空気を一次空気としてアスピレータに導入し、ディフューザから直接車室内に吹出す構成とすることができる。従って、アスピレータに導入する一次空気量を増やしても空調性能に影響を及ぼすことはなく、所要の空調性能を確保しながら、構成の簡素化を図り、空調ユニットのレイアウトの自由度やエアミックス性、温調制御性の向上策を採る上での自由度を高めることができる。

本発明によると、ケース本体内の空気流路からアスピレータの一次空気導入部に導かれる空気流の曲がりによる圧損を低減することにより、ガイドを省略しても、また機内静圧が低い場合でも、十分な量の空気流を一次空気としてアスピレータに導入し、車室内の空気を二次空気として室温センサの設置部に対して十分吸引することができるため、車室内温度の検出精度を高め、温調制御性を向上することができる。また、一次空気導入用のガイドを不要にできることから、モード切替えダンパ等と干渉することなく、あるいは特殊な構造を採用することなく、エアミックスダンパの下流領域の広い範囲にアスピレータを設置することが可能となり、従って、空調ユニットのレイアウト上の自由度、更にはエアミックス性、温調制御性の向上策を採用する上での自由度を増すことができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の主要部の側面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。従来の車両用空調装置のＡ−Ａ断面相当図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の主要部の側面図が示され、図２には、そのＡ−Ａ断面図が示されている。
車両用空調装置１０は、図示省略されたブロアユニットにより内外気切替えダンパを介して導入される車外空気（外気）または車室内空気（内気）を温調し、車室内に吹出す空調ユニット（ＨＶＡＣユニット；ＨｅａｔｉｎｇＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＵｎｉｔ）１１を備えている。

空調ユニット（ＨＶＡＣユニット）１１は、ケース本体１２（図１には、ケース本体１２の上部ケース１２Ａのみが示されている。）を備えており、その内部が空気流路１３とされている。この空気流路１３中には、公知の如く上流側から、エバポレータ、ヒータコアおよびエアミックスダンパ等が順次配設されている。なお、エバポレータ、ヒータコアおよびエアミックスダンパは、ケース本体１２におけるエバポレータ設置部１４、ヒータコア設置部１５、エアミックスダンパ設置部１６の内部に設置されており、エアミックスダンパは、回転軸周りにモータ等のアクチュエータ１７により回動可能とされている。

この空調ユニット１１は、ブロアユニットにより送風されてくる空気をエバポレータに流通させ、そこで冷却した後、エアミックスダンパによりヒータコア側に流通される空気流と、ヒータコアをバイパスする空気流との流量割合を調整し、エアミックスダンパ下流のエアミックス領域１８でヒータコアを流通した空気流と、ヒータコアをバイパスした空気流とを混合して所定温度に調整後、その下流側に設けられているデフ吹出し口１９、フェース吹出し口２０およびフット吹き出し口２１等から選択的に車室内へと吹出すことによって、車室内を設定温度に温調する構成とされている。

車室内への温調風の吹出しは、エアミックス領域１８の下流側に設けられているフットダンパ２２およびデフ／フェースダンパ２３等の複数の吹出しモード切替えダンパの切替えによって、フットモード、フェースモード、デフモード、デフ／フットモード、バイレベルモード等の吹出しモードに選択的に切替えられるようになっている。なお、このフットダンパ２２およびデフ／フェースダンパ２３は、回転軸２４，２５の周りにモータ等のアクチュエータにより回動可能とされている。

上記車両用空調装置１０において、車室内を設定温度に温調するには、車室内の温度を精度よく検出する必要がある。車室内の温度を検出する室温センサは、公知の如く、車室内のインスツルメントパネルに設けられているセンサ設置部に配設されており、このセンサ設置部に車室内の空気を流通させることによって、車室内の温度を検出する構成とされている。車室内の空気をセンサ設置部に流通させるため、流体を利用してベンチュリ効果により減圧状態を作り出すアスピレータ（Ａｓｐｉｒａｔｏｒ）２６が用いられている。

アスピレータ２６は、車室内の空気を二次空気として室温センサの設置部を経て吸引するノズル２７と、ノズル２７の外周を取り囲むように空気流路を形成する本体２８と、該本体２８の空気流路に空調ユニットの内部を流通する空気流の一部を一次空気として導入する一次空気導入部２９と、本体２８の開放端側に接続され、ノズル２７の先端がその喉部付近に開口されているディフューザ３０とを備えたものであり、ここでは、前述したような公知のアスピレータ２６を使用することができる。

このアスピレータ２６は、その一次空気導入部２９がケース本体１２内の空気流路１３と連通されるように、ケース本体１２の外側面に固定設置されており、該アスピレータ２６のノズル２７の一端に、センサ設置部からの空気配管が接続され、車室内の空気を二次空気として吸引し、空気流路１３から導入された一次空気と共にディフューザ３０から車室内に放出されるように設置されている。

アスピレータ２６の設置構造について、図２を用いて更に詳しく説明する。
ケース本体１２の側面に、その内部側の空気流路１３のエアミックス領域１８またはその下流域の吹出しモード切替えダンパ（フットダンパ２２）の作動領域３１と連通するように、下方から上方に向って矢印Ｘ方向に流れる空気流に対して正対するように斜め外方に向って突出されたボス部３２を設け、このボス部３２に対してアスピレータ２６の一次空気導入部２９を斜めに挿入設置した構成としている。

つまり、アスピレータ２６を設置するボス部３２は、ケース本体１２の外側面から外方に突出するように、下方から上方に向う空気の流通方向Ｘに対して、斜め方向に６０度以下の角度θで対向配設された構成とされており、このボス部３２に対して外部側からアスピレータ２６が挿入設置される構成とされている。また、ボス部３２における空気流通方向Ｘの上流側接続部は、滑らかな湾曲面３３とされ、空気流がその湾曲面３３に沿ってアスピレータ２６の一次空気導入部２９に導かれるようになっている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記の車両用空調装置１０において、ブロアユニットを介して吸い込まれた外気または内気は、空調ユニット（ＨＶＡＣユニット）１１のケース本体１２で形成された空気流路１３を流通する間に、エバポレータ、ヒータコアで冷却および／または加熱され、エアミックスダンパを介してエアミックス領域１８で設定温度の温調風に調整される。この温調風は、エアミックス領域１８を経て下流側に圧送され、モード切替えダンパ２２，２３により選択されたデフ吹出し口１９、フェース吹出し口２０およびフット吹き出し口２１のいずれかから車室内に吹出され、車室内の温調に供される。

この車両用空調装置１０は、車室内が設定温度となるように制御されるが、その制御性および応答性を上げるには、車室内の温度を精度よく検出しなければならない。車室内温度は、インスツルメントパネルのセンサ設置部に設置されている室温センサによって検出されるが、その検出精度を高めるためには、センサ設置部に対して十分な量の車室内空気を流通させる必要があり、アスピレータ（Ａｓｐｉｒａｔｏｒ）２６を介して車室内の空気を二次空気として吸引し、流通させるようにしている。

アスピレータ２６は、空気流路１３内を流通する空気の一部を導入し、それを一次空気としてベンチュリ効果により減圧状態を作り出すことによって、センサ設置部から空気配管を通して車室内の空気を二次空気として吸引し、センサ設置部に車室内空気を流通させるものであり、センサ設置部に車室内空気を十分流通させるには、一次空気導入部２９を介して空気流路１３から十分な量の一次空気を導入しなければならない。

本実施形態では、ケース本体１２に、内部の空気流路１３と連通し、空気流通方向Ｘと正対するように斜め外方に向って突出されたボス部３２を設け、該ボス部３２にアスピレータ２６の一次空気導入部２９を斜めに挿入設置した構成としている。このため、ケース本体１２内の空気流路１３からアスピレータ２６の一次空気導入部２９に導かれる空気流の曲がりによる圧損を低減することにより、ガイドを省略しても、また機内静圧が低い場合であっても、十分な量の空気流を一次空気としてアスピレータ２６に導入し、車室内の空気を二次空気として室温センサの設置部に対して十分吸引することができる。

因みに、図３に示した従来例のガイド３を省略したものと、図２に示した本実施形態のものとを同一条件下で対比し、センサ設置部での風速を計測した結果、図３の場合（ガイド無し）、０．３ｍ／ｓであったのに対して、本実施形態の場合、角度θが６０度のものにおいて、少なくとも０．７ｍ／ｓ以上の風速が得られており、ガイドを省略した構成としても、十分に高い性能が得られるが確認されている。特に、アスピレータ２６を上記のように斜めに設置したことにより、動圧を利用できることから、機内静圧が低くなる冷房時においてもセンサ設置部に対して十分な量の車室内空気を導入することができる。

これによって、車室内温度の検出精度を高め、車両用空調装置１０による温調制御性を向上することができる。また、図３に示すような一次空気導入用ガイドを不要にできることから、モード切替えダンパ（例えば、フットダンパ２２）等と干渉することなく、あるいは特殊な構造を採用することなく、エアミックスダンパの下流領域の広い範囲にアスピレータ２７を設置することが可能となり、空調ユニット１１のレイアウト上の自由度やエアミックス性および温調制御性の向上策を採る上での自由度を増すことができる。

また、ボス部３２が、空気流通方向Ｘに対して６０度以下の角度θで斜め方向に対向配設されているため、空気流通方向Ｘと略直交する方向にボス部を設け、アスピレータ２６を設置していた従来のものに比べ、アスピレータ２６の一次空気導入部２９に導かれる空気流の曲がりによる圧損を大幅に低減し、ガイド等を設けることなく、アスピレータ２６に一次空気を十分導入することができる。従って、アスピレータ性能の向上により構成の簡素化を図りつつ、空調ユニット１１のレイアウトの自由度やエアミックス性、温調制御性の向上策を採る上での自由度を高めることができる。

さらに、ボス部３２の空気流通方向Ｘの上流側接続部が、滑らかな湾曲面３３とされている。このため、ケース本体１２内の空気流路１３を流れる空気流を、コアンダ効果によりボス部３２の空気流通方向Ｘの上流側接続部の滑らかな湾曲面３３に沿わせてアスピレータ２６の一次空気導入部２９に導くことができる。これにより、アスピレータ２６に対し必要かつ十分な量の空気流を導入することができ、アスピレータ性能を十分高め、その構成の簡素化を図るとともに、空調ユニット１１のレイアウトの自由度やエアミックス性および温調制御性の向上策を採る上での自由度を高めることができる。

また、ボス部３２が、空気流路１３のエアミックス領域１８またはその下流領域に設けられているため、エアミックス領域１８またはその下流のモード切替えダンパの作動領域３１の比較的広い範囲から温調後の空気を一次空気としてアスピレータ２６に導入し、ディフューザ３０から直接車室内に吹出す構成とすることができる。従って、アスピレータ２６に導入する一次空気量を増やしても空調性能に影響を及ぼすことはなく、所要の空調性能を確保しながら、構成の簡素化を図り、空調ユニットのレイアウトの自由度やエアミックス性、温調制御性の向上策を採る上での自由度を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、アスピレータ２６の構成について特に特定していないが、空調ユニット１１内の空気を一次空気として導入し作動するものであれば、如何なる構成のものであってもよい。
また、上記実施形態で説明したエアミックス性や温調制御性の向上策とは、エアミックス領域１８の内部やエアミックスダンパの表面等に設けられる風向調整用のリブやガイドを意味するものである。

１０車両用空調装置
１１空調ユニット（ＨＶＡＣユニット）
１２ケース本体
１３空気流路
１８エアミックス領域
２６アスピレータ
２９一次空気導入部
３１モード切替えダンパの作動領域
３２ボス部
３３湾曲面
θ 空気流通方向に対する角度
Ｘ空気流通方向

Claims

空調ユニットのケース本体に、その内部の空気流路を流通する空気を一次空気として導入し、該一次空気の吸引作用により室温センサの設置部を経て車室内の空気を二次空気として吸引するアスピレータが設けられている車両用空調装置において、
前記ケース本体に、内部の前記空気流路と連通し、空気流通方向と正対するように斜め外方に向って突出されたボス部が設けられ、
該ボス部に前記アスピレータの一次空気導入部が斜めに挿入設置され、
前記ボス部は、前記空気流路のエアミックス領域またはその下流領域に設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
前記ボス部は、前記空気流通方向に対して６０度以下の角度で斜め方向に対向配設さ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。
前記ボス部の空気流通方向の上流側接続部は、滑らかな湾曲面とされていること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。
前記アスピレータから前記一次空気を車室内に吹出すことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用空調装置。