JP6592535B2

JP6592535B2 - 車両用空調システム

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Publication number: JP6592535B2
Application number: JP2017564686A
Authority: JP
Inventors: チョンリュ，ゼ; ヒキム，チョル; ヨンパク，テ; ナムアン，ヨン; ホムハン，ヨン; マンハン，ジュン; ジンキム，ヨン
Original assignee: ハンオンシステムズ
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2037-01-06
Also published as: WO2017126833A2; CN107848372A; EP3406469A2; US11052726B2; JP2018517612A; US20180361824A1; CN107848372B; WO2017126833A3; EP3406469B1; EP3406469A4

Description

本発明は、車両用空調システムに係り、より詳しくは、空調ケースと送風装置とにより構成された空調モジュールを、ダッシュパネルを基準としてエンジンルーム側に配置し、空調ケースから吐き出された冷風と温風を車両の室内に分配するためにデフロストベント、フェースベント、フロアベントを備える分配ダクトを、ダッシュパネルを基準として車室の内側に配置したシステムにおいて、前記フロアベントを、分配ダクト内の冷風と温風が混合される混合領域において温風が相対的に多く流動する領域の一側に構成して、すなわち、ダッシュパネルと隣り合う側に構成する車両空調システムに関する。

通常の車両用のエアコンシステムは、一般に、図１に示すように、冷媒を圧縮して送出する圧縮機（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）１と、圧縮機１から送出される高圧の冷媒を凝縮する凝縮器（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）２と、凝縮器２において凝縮されて液化された冷媒を絞縮する、例えば、膨張弁（ＥｘｐａｎｓｉｏｎＶａｌｖｅ）３と、膨張弁３により絞縮された低圧の液相の冷媒を車両の室内側に送風される空気と熱交換して蒸発されることにより冷媒の蒸発潜熱による吸熱作用により室内に吐き出される空気を冷却する蒸発器（Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）４となどが冷媒パイプにより連結されてなる冷凍サイクルにより構成され、次のような冷媒循環過程を通じて自動車の室内を冷房する。

エアコンシステムの冷房スイッチ（図示せず）がオンになると、まず、圧縮機１がエンジンまたはモーターの動力により駆動されながら低温低圧の気相冷媒を吸入、圧縮して高温高圧のガス状態で凝縮器２に送出し、凝縮器２は、その気相冷媒を外気と熱交換して高温高圧の液体に凝縮する。次いで、凝縮器２から高温高圧の状態で送出される液相の冷媒は、膨張弁３の絞縮作用により急速に膨張されて低温低圧の湿飽和状態で蒸発器４に送られ、蒸発器４は、その冷媒をブロアー（図示せず）が車両の室内に送風する空気と熱交換する。このため、冷媒は、蒸発器４において蒸発されて低温低圧のガス状態で排出され、再び圧縮機１に吸入されて上述したような冷凍サイクルを再循環する。

蒸発器は、車室の内側に設けられた空調ケースの内部に設けられて冷房の役割を果たすが、すなわち、ブロアー（図示せず）により送風される空気が蒸発器４を経ながら蒸発器４内を循環する液相冷媒の蒸発潜熱により冷却されて冷たくなった状態で車両の室内に吐き出されることにより冷房が行われる。また、車室内の暖房は、空調ケースの内部に設けられてエンジン冷却水が循環するヒーターコア（図示せず）を用いて行うか、または空調ケースの内部に設けられる電気加熱式ヒーター（図示せず）を用いて行う。一方、凝縮器２は、車両の前方側に設けられて空気と熱交換しながら放熱を行う。

最近、冷凍サイクルのみを用いて冷暖房を行う空調システム、すなわち、ヒートポンプシステムが開発されているが、これは、図２に示すように、１つの空調ケース１０の内部に冷風通路１１と温風通路１２を左右に画成し、冷風通路１１には冷房のための蒸発器４を設け、温風通路１２には暖房のための凝縮器２を設けた構造を有する。このとき、空調ケース１０の出口側には、車室内に空気を供給する複数の空気吐出口１５と、車室外に空気を放出する複数の空気放出口１６と、が形成される。また、冷風通路１１と温風通路１２の各入口側には別々に作動するブロアー２０がそれぞれ設けられる。上述した空調システムにおいて、空調ケース１０とブロアー２０は、車室内とエンジンルームを仕切るダッシュパネル（図示せず）を基準として車室の内側に設けられる。

このため、冷房モードに際しては、冷風通路１１の蒸発器４を通過しながら冷却された冷風が空気吐出口１５を介して車室内に吐き出されて冷房を行い、このとき、温風通路１２の凝縮器２を通過しながら加熱された温風は、空気放出口１６を介して車室外に排出される。暖房モードに際しては、温風通路１２の凝縮器２を通過しながら加熱された温風が空気吐出口１５を介して車室内に吐き出されて暖房を行い、このとき、冷風通路１１の蒸発器４を通過しながら冷却された冷風はね空気放出口１６を介して車室外に排出される。しかしながら、上記従来の空調システムは、ダッシュパネルを基準として車室の内側に蒸発器４及び凝縮器２を組み込んだ空調ケース１０とブロアー２０が設けられるが故に、車室内の空間を広く占めて車室内の空間を確保し難いという問題があった。

図３は、従来の車室の内側に設けられる空調ケースの一例を示す断面図であって、空調ケース１０の内部に蒸発器３０とヒーターコア４０が設けられ、空気を車両の室内に吐き出すためにデフロストベント５１と、フェースベント５２とと、フロアベント５３とが形成される。しかしながら、従来の空調ケース１０は、フロアベント５３が、空調ケース１０においてダッシュパネル６０から遠い側に形成されることにより、車室の内側に配置される空調ケース１０の大きさが大きくなるという問題があり、これにより車室内の空間を確保し難いという問題があった。

本発明は、上述した問題を解消するために案出されたものであり、その目的は、空調ケースと送風装置とにより構成された空調モジュールを、ダッシュパネルを基準としてエンジンルーム側に配置し、空調ケースから吐き出された冷風と温風を車両の室内に分配するためにデフロストベント、フェースベント及びフロアベントを備える分配ダクトを、ダッシュパネルを基準として車室の内側に配置したシステムにおいて、フロアベントを、分配ダクト内の冷風と温風が混合される混合領域において温風が相対的に多く流動する領域の一側に構成して、すなわち、ダッシュパネルと隣り合う側に構成することにより、フロアベントにはより暖かい空気を吐き出し、フェースベント側にはより冷たい空気を吐き出して車室内の快適性を向上させることはもとより、上下の温度逆転現象を防止し、また、車室の内側に分配ダクトのみを配置することはもとより、フロアベントの配置構造により分配ダクトの大きさを縮小することができ、車室内の空間の確保を極大化することのできる車両用空調システムを提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明に係る車両用空調システムは、冷風通路（１１１）及び温風通路（１１２）が形成された空調ケース（１１０）と、前記空調ケース（１１０）の出口（１１０ｂ）と連結され、前記空調ケース（１１０）から吐き出された冷風と温風を空気吐出モードに応じて車室内の特定の位置に分配するためにデフロストベント（２２１）、フェースベント（２２２）及びフロアベント（２２３）を備える分配ダクト（２００）と、を備え、前記空調ケース（１１０）は、車室内とエンジンルームを仕切るダッシュパネル（３００）を基準としてエンジンルーム側に配置され、前記分配ダクト（２００）は、車室の内側に配置され、前記ダッシュパネル（３００）には１つの貫通部（３１０）だけを形成し、前記貫通部（３１０）の位置において前記分配ダクト（２００）の空気流入口（２１０）が前記空調ケース（１１０）の出口（１１０ｂ）の内側に挿入され結合されて、内気流入ダクト（１４３）の入口（１４３ａ）は、前記空調ケース（１１０）の前記出口（１１ｂ）と並んで配置されて、前記貫通部（３１０）を貫通するように設置されて、前記空調ケース（１１０）の内部には、前記冷風通路（１１１）と温風通路（１１２）を区切る仕切り壁（１１３）が形成され、前記冷風通路（１１１）は下部に、前記温風通路（１１２）は上部に積層される構造に配置され、前記冷風通路（１１１）と温風通路（１１２）は、前記空調ケース（１１０）の入口（１１０ａ）から画成され、前記空調ケース（１１０）の出口（１１０ｂ）において合流するようにして、前記分配ダクト（２００）内に、冷風と温風とが混合される空気混合部（ＭＣ）が形成され、前記空気混合部（ＭＣ）で温風が相対的に多く流動する上部領域の一側に前記フロアベント（２２３）を構成し、冷風が相対的に多く流動する下部領域の一側にフェースベント（２２２）を配置したことを特徴とする。

本発明は、空調ケースと送風装置とにより構成された空調モジュールを、ダッシュパネルを基準としてエンジンルーム側に配置し、空調ケースから吐き出された冷風と温風を車両の室内に分配するためにデフロストベント、フェースベント及びフロアベントを備える分配ダクトを、ダッシュパネルを基準として車室の内側に配置したシステムにおいて、前記フロアベントを、前記分配ダクト内の冷風と温風が混合される混合領域において温風が相対的に多く流動する領域の一側に構成して、すなわち、ダッシュパネルと隣り合う側に構成することにより、前記フロアベントにはより暖かい空気を吐き出し、前記フェースベント側にはより冷たい空気を吐き出して車室内の快適性を向上させることはもとより、上下の温度逆転現象を防止することができる。また、車室の内側には分配ダクトのみを配置することはもとより、前記フロアベントの配置構造により分配ダクトの大きさを縮小することができ、車室内の空間の確保を極大化することができる。

通常の車両用の空調システムの冷凍サイクルを示す構成図である。従来の車両用空調システムを示す図である。従来の車室の内側に設けられる空調ケースの一例を示す断面図である。本発明に係る車両用空調システムを示す斜視図である。図４に示す車両用空調システムから分配ダクトを取り外した状態を示す斜視図である。本発明に係る車両用空調システムにおける空調モジュールを示す斜視図である。図６の内気流入ダクト側から眺めた斜視図である。図７のＡ−Ａ線における断面図である。本発明に係る車両用空調システムにおける冷房モードを示す断面図である。本発明に係る車両用空調システムにおける暖房モードを示す断面図である。本発明に係る車両用空調システムにおけるミックスモードを示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る車両用空調システムを示す図である。

以下、添付図面に基づき、本発明に係る車両用空調システムについて詳細に説明する。

添付図面に示すように、本発明に係る車両用空調システムは、圧縮機（図示せず）→凝縮器１０２→膨張手段（図示せず）→蒸発器１０４を冷媒循環ライン（図示せず）を用いて連結して、蒸発器１０４を用いて冷房を行い、凝縮器１０２を用いて暖房を行うシステムである。まず、圧縮機は、動力供給源（エンジンまたはモーターなど）から動力を伝達されて駆動しながら蒸発器１０４から吐き出された低温低圧の気相冷媒を吸入・圧縮して高温高圧のガス状態で吐き出す。凝縮器１０２は、圧縮機から排出されて凝縮器１０２の内部を流動する高温高圧の気相冷媒と凝縮器１０２を通過する空気を互いに熱交換し、この過程において冷媒は凝縮され、空気は加熱されて温風に変わる。このような凝縮器１０２は、冷媒循環ライン（冷媒パイプ）を千鳥状に構成した後に放熱フィン（図示せず）を設けた構造であってもよく、一対のヘッダータンクの間に複数のチューブ（図示せず）を連設し、各チューブの間に放熱フィンを設けた構造であってもよい。このため、圧縮機から排出された高温高圧の気相冷媒が千鳥状の冷媒循環ラインまたは複数のチューブに沿って流動しながら空気と熱交換されて凝縮され、このとき、凝縮器１０２を通過する空気は加熱されて温風に変わる。

また、膨張手段（図示せず）は、凝縮器１０２から排出されて流動する液相冷媒を絞縮作用により急速に膨張させて低温低圧の湿飽和状態で蒸発器１０４に送る。膨張手段としては、膨張弁またはオリフィス構造が使用可能である。蒸発器１０４は、膨張手段から排出されて流動する低圧の液相冷媒を空調ケース１１０内の空気と熱交換させて蒸発することにより、冷媒の蒸発潜熱による吸熱作用により空気を冷却させる。引き続き、蒸発器１０４において蒸発されて排出された低温低圧の気相冷媒は、再び圧縮機に吸入されて上述したようなサイクルを再循環する。

さらに、上述したような冷媒循環過程において、車両の室内の冷房は、送風装置１３０から送風される空気が空調ケース１１０内に流入して蒸発器１０４を通過しながら蒸発器１０４の内部を循環する液相冷媒の蒸発潜熱により冷却されて冷たくなった後に、分配ダクト２００を介して車両の室内に吐き出されることにより行われる。

また、車両の室内の暖房は、送風装置１３０から送風される空気が空調ケース１１０内に流入して凝縮器１０２を通過しながら凝縮器１０２の内部を循環する高温高圧の気相冷媒の放熱により加熱されて熱くなった後に、分配ダクト２００を介して車両の室内に吐き出されることにより行われる。加えて、本発明に係る車両用空調システムは、空調モジュール１００と、分配ダクト２００と、が組み合わせられてなる。空調モジュール１００は、蒸発器１０４が設けられる冷風通路１１１と凝縮器１０２が設けられる温風通路１１２とが画成された空調ケース１１０と、空調ケース１１０の冷風通路１１１と温風通路１１２に空気を送風する送風装置１３０と、により構成される。

分配ダクト２００は、空調ケース１１０の出口１１０ｂと連結され、空調ケース１１０から吐き出された空気を空気吐出モードに応じて車室内の特定の位置に分配するためにモード扉２３０と、を備えてなる。また、車室内とエンジンルームを仕切るダッシュパネル３００を基準として空調モジュール１００と分配ダクト２００が分けられて構成される。すなわち、空調モジュール１００は、ダッシュパネル３００を基準としてエンジンルーム側に配置され、分配ダクト２００は、ダッシュパネル３００を基準として車室の内側に配置される。

このように、蒸発器１０４及び凝縮器１０２が設けられた空調ケース１１０と送風装置１３０とにより構成された空調モジュール１００を、ダッシュパネル３００を基準としてエンジンルーム側に配置し、空気を車両の室内に分配するためにモード扉２３０を有する分配ダクト２００を、ダッシュパネル３００を基準として車室の内側に配置して組み合わせることにより、騒音を引き起こす空調モジュール１００をエンジンルーム側に配置して車室内の騒音及び振動を低減し、車室の内側には分配ダクト２００のみを配置して既存のシステムに比べて車室内の空間の確保を極大化することができる。

また、ダッシュパネル３００には貫通部３１０が貫設されるが、貫通部３１０は、図示のように、１つ形成してもよく、１つ以上形成してもよい。なお、貫通部３１０は、図示のように、矩形状の構造だけはでなく、様々な形状に形成可能である。さらに、エンジンルーム側に配置された空調モジュール１００と車室の内側に配置された分配ダクト２００は、貫通部３１０により組み合わせられるが、すなわち、貫通部３１０の位置において空調モジュール１００と分配ダクト２００が組み合わせられて連結される。換言すると、ダッシュパネル３００の貫通部３１０を貫通する空調モジュール１００の空調ケース１１０の出口１１０ｂと分配ダクト２００の空気流入口２１０が係合され、このとき、分配ダクト２００の空気流入口２１０が空調ケース１１０の出口１１０ｂの内側に嵌着される。

加えて、空調ケース１１０の冷温風通路１１１、１１２は、空調ケース１１０の内部で上下に積み重ねられる構造に配置され、空調ケース１１０の内部には冷風通路１１１と温風通路１１２を区切る仕切り壁１１３が形成される。すなわち、空調ケース１１０の内部を上下に区切る仕切り壁１１３により冷風通路１１１と温風通路１１２が上下に積み重ねられる構造に形成される。ここで、冷風通路１１１と温風通路１１２が上下に積み重ねられる構造について説明すると、図示のごとく、冷風通路１１１は仕切り壁１１３の下部に配置され、温風通路１１２は仕切り壁１１３の上部に配置される。いうまでもなく、図示はしないが、冷風通路１１１を仕切り壁１１３の上部に配置し、温風通路１１２を仕切り壁１１３の下部に配置してもよい。

一方、冷風通路１１１と温風通路１１２は、空調ケース１１０の入口１１０ａから仕切り壁１１３により画成され、空調ケース１１０の出口１１０ｂにおいて合流するように形成される。すなわち、空調ケース１１０の出口１１０ｂにおいては仕切り壁１１３が省略されて冷風通路１１１と温風通路１１２が合流する。また、冷風通路１１１には蒸発器１０４が設けられ、温風通路１１２には凝縮器１０２が設けられる。さらに、温風通路１１２と冷風通路１１１の上下配置構造により凝縮器１０２と蒸発器１０４も上下に配置される。換言すると、後述する第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂのモーター１３３、１３７の回転軸が向く軸方向に対して直角方向に凝縮器１０２と蒸発器１０４が配置される。

一方、蒸発器１０４が設けられた冷風通路１１１には冷風が流動し、凝縮器１０２が設けられた温風通路１１２には温風が流動する。さらに、蒸発器１０４と凝縮器１０２との間の仕切り壁１１３には、冷風通路１１１と温風通路１１２を連通させるバイパス通路１１４が貫設され、バイパス通路１１４にはバイパス通路１１４を開閉するバイパス扉１１５が設けられる。バイパス通路１１４は、冷風通路１１１内の蒸発器１０４を通過した冷風の一部を温風通路１１２側にバイパスし、バイパス扉１１５は、冷房モードに際してバイパス通路１１４を閉じ、暖房モードに際してはバイパス通路１１４を選択的に開閉する。

このため、バイパス扉１１５がバイパス通路１１４を閉じた状態で冷房モード時には冷風通路１１１を流動しながら蒸発器１０４により冷却された冷風が車室内に供給されて冷房を行い、このとき、温風通路１１２を流動する空気は外部に放出され、暖房モード時には温風通路１１２を流動しながら凝縮器１０２により加熱された温風が車室内に供給されて暖房を行い、このとき、冷風通路１１１を流動する空気は外部に放出される。

また、暖房モード時、車室内の除湿が必要な場合にはバイパス扉１１５がバイパス通路１１４を開くようになり、この場合、冷風通路１１１を流動しながら蒸発器１０４によって冷却と除湿された冷風の一部がバイパス通路１１４を介して温風通路１１２側にバイパスされた後、車両の室内に供給され、除湿暖房を行う。さらに、凝縮器１０２は、温風通路１１２内において空気の流動方向にバイパス通路１１４よりも下流側に設けられる。このため、蒸発器１０４を通過しながら加熱された冷風がバイパス通路１１４を介して凝縮器１０２側に供給可能になる。

一方、蒸発器１０４は、冷風通路１１１内において空気の流動方向にバイパス通路１１４よりも上流側に設けられる。そして、空調ケース１１０の冷風通路１１１の一方の側には、蒸発器１０４を通過した冷風を外部に放出する冷風放出口１１９ａと、冷風放出口１１９ａと冷風通路１１１を開閉する冷風モード扉１２０と、が配備される。また、空調ケース１１０の温風通路１１２の一方の側には、凝縮器１０２を通過した温風を外部に放出する温風放出口１１９ｂと、温風放出口１１９ｂと温風通路１１２を開閉する温風モード扉１２１と、が配備される。冷風放出口１１９ａと冷風モード扉１２０は、冷風通路１１１において蒸発器１０４の下流側に配備され、温風放出口１１９ｂと温風モード扉１２１は、温風通路１１２において凝縮器１０２の下流側に配備される。冷風放出口１１９ａと温風放出口１１９ｂを介して放出される空気は、エンジンルームを経て車両の外部に放出される。

このため、冷房モードに際しては、冷風モード扉１２０が冷風通路１１１を開き、温風モード扉１２１が温風放出口１１９ｂを開いて、冷風通路１１１を流動する空気は、蒸発器１０４を通過しながら冷却された後に分配ダクト２００を介して車室内に吐き出されて冷房を行い、このとき、温風通路１１２を流動する空気は、凝縮器１０２を通過しながら加熱された後に温風放出口１１９ｂを介して外部に排出される。

暖房モードに際しては、温風モード扉１２１が温風通路１１２を開き、冷風モード扉１２０が冷風放出口１１９ａを開いて、温風通路１１２を流動する空気は、凝縮器１０２を通過しながら加熱された後に分配ダクト２００を介して車室内に吐き出されて暖房を行い、この時、冷風通路１１１を流動する空気は、蒸発器１０４を通過しながら冷却された後に冷風放出口１１９ａを介して外部に排出される。なお、空調ケース１１０の入口１１０ａ側には、冷風通路１１１及び温風通路１１２に空気を送風するため送風装置１３０が設けられる。

送風装置１３０は、空調ケース１１０の冷風通路１１１の入口１１１ａ側に吐出口１３４が連結されて冷風通路１１１側に空気を送風する第１のブロアー１３０ａと、空調ケース１１０の温風通路１１２の入口１１２ａ側に吐出口１３８が連結されて温風通路１１２側に空気を送風する第２のブロアー１３０ｂと、を備える。第１のブロアー１３０ａ及び第２のブロアー１３０ｂは、車両の幅方向に互いに離れて向かい合うように配置される。第１のブロアー１３０ａは、空調ケース１１０の冷風通路１１１の入口１１１ａ側に連結されるために吐出口１３４を備えるスクロールケース１３１と、スクロールケース１３１の内部に回転自在に設けられる送風ファン１３２と、スクロールケース１３１の一方の面に形成されて内外気が流入するインレットリング１３１ａと、スクロールケース１３１の他方の面に設けられて送風ファン１３２を回転させるモーター１３３と、を備える。

インレットリング１３１ａは、スクロールケース１３１において取り入れダクト１４０が配設される一方の面に形成される。第２のブロアー１３０ｂは、空調ケース１１０の温風通路１１２の入口１１２ａ側に連結されるために吐出口１３８を備えるスクロールケース１３５と、スクロールケース１３５の内部に回転自在に設けられる送風ファン１３６と、スクロールケース１３５の一方の面に形成されて内外気が流入するインレットリング１３５ａと、スクロールケース１３５の他方の面に設けられて送風ファン１３６を回転させるモーター１３７と、を備える。

インレットリング１３５ａは、スクロールケース１３５において取り入れダクト１４０が配設される一方の面に形成される。第１のブロアー１３０ａ及び第２のブロアー１３０ｂは、それぞれのモーター１３３、１３７の回転軸が同じ方向になるように設けられる。また、第１のブロアー１３０ａのインレットリング１３１ａ及び第２のブロアー１３０ｂのインレットリング１３５ａは、向かい合うように形成される。

一方、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂのスクロールケース１３１、１３５は、それぞれ内部に設けられた送風ファン１３２、１３６を中心としてスクロール状に形成される。このため、スクロールケース１３１、１３５の内部における送風ファン１３２、１３６の周りの空気通路は、スクロールの開始地点から終端地点に進むにつれてその断面積が次第に大きくなる。なお、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂの吐出口１３４、１３８は、スクロールケース１３１、１３５のスクロール形状の終端地点から延設されて冷温風通路１１１、１１２と連結される。

一方、第１のブロアー１３０ａのスクロールケース１３１及び第２のブロアー１３０ｂのスクロールケース１３５は、スクロール方向が反対になるように設けられて、第１のブロアー１３０ａのスクロールケース１３１は仕切り壁１１３の下部に配設された冷風通路１１１と連結され、第２のブロアー１３０ｂのスクロールケース１３５は仕切り壁１１３の上部に配設された温風通路１１２と連結される。また、第１のブロアー１３０ａと第２のブロアー１３０ｂとの間には、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂにそれぞれ内外気を供給できるように第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂと連通される取り入れダクト１４０が設けられる。すなわち、取り入れダクト１４０は、第１のブロアー１３０ａと第２のブロアー１３０ｂとの間に１つ設けられて、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂが１つの取り入れダクト１４０を共用する。

このように、取り入れダクト１４０を第１のブロアー１３０ａと第２のブロアー１３０ｂとの間に設けることにより、それぞれ別々に作動する２つブロアー１３０ａ、１３０ｂを使用するシステムにおいて１つの取り入れダクト１４０を使用することになり、その結果、空間効率を極大化することができ、これにより、システムの小型化及びコストの節減を図ることができる。

取り入れダクト１４０は、外気を流入する外気の流入口１４１と、内気を流入させる内気流入口１４２と、内気流入口１４２及び外気流入口１４１と第１のブロアー１３０ａを連通させる通路を開閉するために設けられて第１のブロアー１３０ａ側に内外気を選択的に取り入れる第１の内外気切り換え扉１４７と、内気流入口１４２及び外気流入口１４１と第２のブロアー１３０ｂを連通させる通路を開閉するために設けられて第２のブロアー１３０ｂ側に内外気を選択的に取り入れる第２の内外気切り換え扉１４８と、を備えてなる。

すなわち、第１の内外気切り換え扉１４７は、外気流入口１４１と内気流入口１４２との間における第１のブロアー１３０ａのインレットリング１３１ａの上流側に設けられて、インレットリング１３１ａと外気流入口１４１を連通させる通路と、インレットリング１３１ａと内気流入口１４２を連通させる通路を選択的に開閉する。第２の内外気切り換え扉１４８は、外気流入口１４１と内気流入口１４２との間における第２のブロアー１３０ｂのインレットリング１３５ａの上流側に設けられて、インレットリング１３５ａと外気流入口１４１を連通させる通路と、インレットリング１３５ａと内気流入口１４２を連通させる通路と、を選択的に開閉する。

一方、外気流入口１４１は取り入れダクト１４０の上部に形成され、内気流入口１４２は取り入れダクト１４０の下部に形成されることが好ましいが、その位置は変更可能である。第１の内外気切り換え扉１４７と第２の内外気切り換え扉１４８もドーム状扉からなる。このように、１つの取り入れダクト１４０を第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂの間に設け、取り入れダクト１４０の内部には第１及び第２の内外気切り換え扉１４７、１４８を設けて、取り入れダクト１４０の内外気流入口１４１、１４２に流入する内外気を第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂに選択的に供給することができる。

一方、外気流入口１４１と内気流入口１４２にはそれぞれエアフィルター（図示せず）が設けられて、外気流入口１４１と内気流入口１４２に流入する空気中に含まれている不純物を除去する。また、取り入れダクト１４０の外気流入口１４１は車両の外部と連通され、取り入れダクト１４０の内気流入口１４２は車室内と連通される。このとき、空調ケース１１０の外側には、内気流入口１４２と車室内を連通させる内気流入ダクト１４３が設けられる。すなわち、内気流入ダクト１４３は空調ケース１１０の外側面に設けられて取り入れダクト１４０の内気流入口１４２と車室内を連通させるが、このとき、内気流入ダクト１４３の入口１４３ａはダッシュパネル３００を貫通して車室内と連通される。このとき、内気流入ダクト１４３の入口１４３ａと空調ケース１１０の出口１１０ｂは、並ぶように配置されて貫通部３１０を貫通する。

内気流入ダクト１４３の入口１４３ａと空調ケース１１０の出口１１０ｂを並ぶように配置して貫通部３１０を貫通するように設けることにより、空調システムの車両への取り付けに当たってダッシュパネル３００に１つの貫通部３１０のみ形成すればよい。そして、分配ダクト２００は、空調ケース１１０の出口１１０ｂと連通される空気流入口２１０と、空気流入口２１０に流入した空気を車室内の特定の位置に分配する複数の空気吐出口２２０と、複数の空気吐出口２２０の開度を調節するモード扉２３０と、を備える。

複数の空気吐出口２２０は、分配ダクト２００の上部に画成されるデフロストベント２２１及びフェースベント２２２と、分配ダクト２００におけるダッシュパネル３００と隣り合う側に形成されるフロアベント２２３と、を備える。このとき、車室内の搭乗者の快適性のために、フロアベントに２２３にはフェースベント２２２よりも暖かい空気を吐き出し、フェースベント２２２やデフロストベント２２１にはフロアベント２２３よりも冷たい空気を吐き出すが、本発明においては、空調ケース１１０内の仕切り壁１１３の上部に温風が流動し、仕切り壁１１３の下部に冷風が流動する構造であるため、従来の図３に示すように空調ケースにおいてダッシュパネルから遠い側にフロアベントを配置すると、蒸発器１０４を通過した冷風が主にフロアベント側に吐き出され、凝縮器１０２を通過した温風は主にフェースベント側に吐き出されて上下の温度逆転現象を引き起こす。

このため、本発明においては、分配ダクト２００内の冷風と温風が混合される混合領域（ＭＣ）において温風が相対的に多く流動する領域の一側にフロアベント２２３を構成した。すなわち、分配ダクト２００の空気流入口２１０には温風が上部に流入して冷風は下部に流入し、このように流入した冷風と温風は分配ダクト２００の混合領域（ＭＣ）において互いに混合されるがまだ混合領域（ＭＣ）内の上部領域には温風が相対的に多く流動し、下部領域には冷風が相対的に多く流動する。

このため、分配ダクト２００内の混合領域（ＭＣ）において温風が相対的に多く流動する領域の一側にフロアベント２２３を構成することにより、すなわち、分配ダクト２００におけるダッシュパネル３００と隣り合う側にフロアベント２２３を構成することにより、フロアベント２２３にはより暖かい空気を吐き出し、フェースベント２２２側にはより冷たい空気を吐き出して車室内の快適性を向上させることはもとより、上下の温度逆転現象を防止することができる。

図１１に示すように、空調ケース１１０内の上部の温風通路１１２に沿って流動する温風と、空調ケース１１０内の下部の冷風通路１１１に沿って流動する冷風とが、分配ダクト２００に流入した後、混合領域（ＭＣ）において互いに混合されるが、空気流動の流れからみて、温風が比較的多く流動する領域に近いフロアベント２２３にはより暖かい空気が吐き出され、冷風が相対的に多く流動する領域に近いフェースベント２２２にはより冷たい空気が吐き出されることが把握できる。

一方、フロアベント２２３は、温風通路１１２に対応する位置に構成されるが、すなわち、温風通路１１２に対応する位置の分配ダクト２００の側面に形成される。また、分配ダクト２００におけるダッシュパネル３００と隣り合う側に形成されたフロアベント２２３は、分配ダクト２００の空気流入口２１０とデフロストベント２２１との間に形成される。一方、分配ダクト２００の外側面には、フロアベント２２３と連結されてフロアベント２２３を介して吐き出される空気を搭乗者の足に向かってガイドするシャワーダクト２５０が設けられる。このように、ダッシュパネル３００を基準として車室の内側に分配ダクト２００のみを配置するとともに、フロアベント２２３の配置構造により分配ダクト２００の大きさを縮小することができ、車室内の空間の確保を極大化させることができる。

一方、デフロストベント２２１は、車室内のフロントガラスに向かって空気を吐き出し、フェースベント２２２は、車室内の前席の搭乗者の顔に向かって空気を吐き出し、フロアベント２２３は、車室内の搭乗者の足に向かって空気を吐き出す。また、分配ダクト２００に設けられたモード扉２３０は、デフロストベント２２１及びフェースベント２２２とフロアベント２２３にそれぞれ設けられて空気吐出モードに応じて各ベントの開度を調節する。このとき、フロアベント２２３を開閉するモード扉２３０は、ドーム状扉からなり、ダッシュパネル３００側に向かって設けられる。ドーム状扉だけではなく、他のタイプの扉も設置可能なのはもちろんである。一方、分配ダクト２００の内部には、電気加熱式ヒーター２４０を設けてもよい。

以下、本発明に係る車両用空調システムの冷媒流動過程について説明する。まず、圧縮機において圧縮されて排出される高温高圧の気相冷媒は、凝縮器１０２に流入する。凝縮器１０２に流入した気相冷媒は、凝縮器１０２を通過する空気と熱交換され、この過程において冷媒が冷却されながら液相に相変化される。凝縮器１０２から排出された液相冷媒は、膨張手段に流入して減圧膨張される。膨張手段において減圧膨張された冷媒は、低温低圧の霧化状態となって蒸発器１０４に流入し、蒸発器１０４に流入した冷媒は、蒸発器１０４を通過する空気と熱交換して蒸発される。次いで、蒸発器１０４から排出された低温低圧の冷媒は、圧縮機に流入した後に、上述したような冷凍サイクルを再循環する。

以下、冷房モード、暖房モード、ミックスモード時の空気流動過程について説明する。

イ．冷房モード
冷房モードに際しては、図９に示すように、冷風モード扉１２０が冷風通路１１１を開くように作動し、温風モード扉１２１は温風放出口１１９ｂを開くように作動する。また、内気流入モードまたは外気流入モードに応じて第１及び第２の内外気切り換え扉１４７、１４８が作動して第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂ側に内気や外気を選択的に供給する。このため、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂが作動すると、取り入れダクト１４０に流入する内気または外気が第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂに吸入された後に冷風通路１１１及び温風通路１１２にそれぞれ供給される。冷風通路１１１に供給される空気は、蒸発器１０４を通過しながら冷却された後に分配ダクト２００に流動し、次いで、空気吐出モードに応じてモード扉２３０により開かれた空気吐出口２２０を介して車室内に吐き出されて冷房する。このとき、温風通路１１２に供給される空気は、凝縮器１０２を通過しながら加熱された後に温風放出口１１９ｂを介して車室外に排出される。

ロ、暖房モード
暖房モードに際しては、図１０に示すように、温風モード扉１２１が温風通路１１２を開くように作動し、冷風モード扉１２０は冷風放出口１１９ａを開くように作動する。また、内気流入モードまたは外気流入モードに応じて第１及び第２の内外気切り換え扉１４７、１４８が作動して第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂ側に内気や外気を選択的に供給する。このため、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂが作動すると、取り入れダクト１４０に流入する内気または外気が第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂに吸入された後に冷風通路１１１及び温風通路１１２にそれぞれ供給される。温風通路１１２に供給される空気は、凝縮器１０２を通過しながら加熱された後に分配ダクト２００に流動し、次いで、空気吐出モードに応じてモード扉２３０により開かれた空気吐出口２２０を介して車室内に吐き出されて暖房する。このとき、冷風通路１１１に供給される空気は、蒸発器１０４を通過しながら冷却された後に冷風放出口１１９ａを介して車室外に排出される。

ハ、ミックスモード
ミックスモードに際しては、図１１に示すように、冷風モード扉１２０が冷風通路１１１を開き、温風モード扉１２１は温風通路１１２を開くように作動する。また、内気流入モードまたは外気流入モードに応じて第１及び第２の内外気切り換え扉１４７、１４８が作動して第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂ側に内気や外気を選択的に供給する。このため、第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂが作動すると、取り入れダクト１４０に流入する内気または外気が第１及び第２のブロアー１３０ａ、１３０ｂに吸入された後に冷風通路１１１及び温風通路１１２にそれぞれ供給される。冷風通路１１１に供給される空気は、蒸発器１０４を通過しながら冷却された後に分配ダクト２００に流動し、温風通路１１２に供給される空気は、凝縮器１０２を通過しながら加熱された後に分配ダクト２００に流動する。引き続き、分配ダクト２００に流動した冷風と温風は、混合領域（ＭＣ）において互いに混合された後、空気吐出モードに応じてモード扉２３０により開かれた空気吐出口２２０を介して車室内に吐き出される。図示のごとく、混合領域（ＭＣ）において冷風と温風が互いに混合された後、フロアベント２２３には温風が相対的に多く吐出され、フェースベント２２２には冷風が相対的に多く吐き出される。

一方、図１２は、本発明の他の実施形態に係る車両用空調システムを示す図である。本実施形態の車両用空調システムは、前述した実施形態と比較して相違する構成についてのみ詳細に説明する。図１２を参照すると、本発明の他の実施形態に係る車両用空調システムでは、ダッシュパネル３００の貫通部３１０の前端の空調ケース１１０の内部に、冷風通路１１１を通過した冷風と温風通路１１２を通過した温風とが混合される空気混合部（ＭＣ）が形成される。空気混合部（ＭＣ）は、冷風通路１１１と温風通路１１２が合流する空調ケース１１０の出口１１０ｂ側に形成される。

このように、ダッシュパネル３００の貫通部３１０の前端、すなわちエンジンルーム側に配設された空気混合部（ＭＣ）から冷風と温風が混合されるため、十分な混合性能を確保することができる。また、車室の内側に配置された分配ダクト２００の内部には、電気加熱式ヒーター２４０が設けられる。電気加熱式ヒーター２４０は、選択的に稼働するが、一例として暖房性能が不足する場合に稼働することができる。また、分配ダクト２００には、分配ダクト２００の内部を流動する空気が電気加熱式ヒーター２４０をバイパスするように形成されたバイパス通路２４５と、バイパス通路２４５及び電気加熱式ヒーター２４０側の通路の開度を調節するバイパス扉２４６と、が配備される。

このため、電気加熱式ヒーター２４０を稼働させる場合には、図１２に示すように、バイパス扉２４６を用いてバイパス通路２４５を閉じて空気が電気加熱式ヒーター２４０を通過するようにし、電気加熱式ヒーター２４０を稼働させない場合には、バイパス扉２４６を用いて電気加熱式ヒーター２４０側の通路を閉じて空気が電気加熱式ヒーター２４０をバイパスするようにすることにより、空気の流動抵抗を低減することができる。

１圧縮機
２凝縮器
３膨張弁
４蒸発器
１０空調ケース
１１冷風通路
１２温風通路
１５空気吐出口
１６空気放出口
３０蒸発器
４０ヒーターコア
５１デフロストベント
５２フェースベント
５３フロアベント
６０ダッシュボード
１００空調モジュール
１０２凝縮器
１０４蒸発器
１１０空調ケース
１１０ａ入口
１１０ｂ出口
１１１冷風通路
１１２温風通路
１１３仕切り壁
１１４バイパス通路
１１５バイパス扉
１１９ａ冷風放出口
１１９ｂ温風放出口
１２０冷風モード扉
１２１温風モード扉
１３０送風装置
１３０ａ第１のブロアー
１３０ｂ第２のブロアー
１３１スクロールケース
１３１ａインレットリング
１３２送風ファン
１３３モーター
１３４吐出口
１３５スクロールケース
１３５ａインレットリング
１３６送風ファン
１３７モーター
１３８吐出口
１４０取り入れダクト
１４１外気流入口
１４２内気流入口
１４３内気流入ダクト
１４３ａ入口
１４７第１の内外気切り換え扉
１４８第２の内外気切り換え扉
２００分配ダクト
２１０空気流入口
２２０空気吐出口
２２１デフロストベント
２２２フェースベント
２２３フロアベント
２３０モード扉
２４０電気加熱式ヒーター
２５０シャワーダクト
３００ダッシュパネル
３１０貫通部

Claims

冷風通路（１１１）及び温風通路（１１２）が形成された空調ケース（１１０）と、
前記空調ケース（１１０）の出口（１１０ｂ）と連結され、前記空調ケース（１１０）から吐き出された冷風と温風を空気吐出モードに応じて車室内の特定の位置に分配するためにデフロストベント（２２１）、フェースベント（２２２）及びフロアベント（２２３）を備える分配ダクト（２００）と、を備え、
前記空調ケース（１１０）は、車室内とエンジンルームを仕切るダッシュパネル（３００）を基準としてエンジンルーム側に配置され、前記分配ダクト（２００）は、車室の内側に配置され、
前記ダッシュパネル（３００）には１つの貫通部（３１０）だけを形成し、前記貫通部（３１０）の位置において前記分配ダクト（２００）の空気流入口（２１０）が前記空調ケース（１１０）の出口（１１０ｂ）の内側に挿入され結合されて、
内気流入ダクト（１４３）の入口（１４３ａ）は、前記空調ケース（１１０）の前記出口（１１ｂ）と並んで配置されて、前記貫通部（３１０）を貫通するように設置されて、
前記空調ケース（１１０）の内部には、前記冷風通路（１１１）と温風通路（１１２）を区切る仕切り壁（１１３）が形成され、前記冷風通路（１１１）は下部に、前記温風通路（１１２）は上部に積層される構造に配置され、
前記冷風通路（１１１）と温風通路（１１２）は、前記空調ケース（１１０）の入口（１１０ａ）から画成され、前記空調ケース（１１０）の出口（１１０ｂ）において合流するようにして、前記分配ダクト（２００）内に、冷風と温風とが混合される空気混合部（ＭＣ）が形成され、
前記空気混合部（ＭＣ）で温風が相対的に多く流動する上部領域の一側に前記フロアベント（２２３）を構成し、冷風が相対的に多く流動する下部領域の一側にフェースベント（２２２）を配置したことを特徴とする車両用空調システム。
前記フロアベント（２２３）は、前記分配ダクト（２００）において前記ダッシュパネル（３００）と隣り合う側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記デフロストベント（２２１）とフェースベント（２２２）は、前記分配ダクト（２００）の上部に画成され、
前記フロアベント（２２３）は、前記分配ダクト（２００）の空気流入口（２１０）と前記デフロストベント（２２１）との間に形成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調システム。
前記冷風通路（１１１）には蒸発器（１０４）が設けられ、
前記温風通路（１１２）には凝縮器（１０２）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記空調ケース（１１０）の冷風通路（１１１）の一方の側には、前記蒸発器（１０４）を通過した冷風を外部に放出する冷風放出口（１１９ａ）と、前記冷風放出口（１１９ａ）と冷風通路（１１１）を開閉する冷風モード扉（１２０）と、が配備され、
前記空調ケース（１１０）の温風通路（１１２）の一方の側には、前記凝縮器（１０２）を通過した温風を外部に放出する温風放出口（１１９ｂ）と、前記温風放出口（１１９ｂ）と温風通路（１１２）を開閉する温風モード扉（１２１）と、が配備されることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調システム。
前記空調ケース（１１０）には、前記冷風通路（１１１）及び温風通路（１１２）に空気を送風する送風装置（１３０）が連設されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記送風装置（１３０）は、
前記空調ケース（１１０）の冷風通路（１１１）の入口（１１１ａ）側に連結されて冷風通路（１１１）側に空気を送風する第１のブロアー（１３０ａ）と、
前記空調ケース（１１０）の温風通路（１１２）の入口（１１２ａ）側に連結されて温風通路（１１２）側に空気を送風する第２のブロアー（１３０ｂ）と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調システム。
前記第１のブロアー（１３０ａ）及び第２のブロアー（１３０ｂ）は、車両の幅方向に配置され、
前記第１のブロアー（１３０ａ）と第２のブロアー（１３０ｂ）との間には、前記第１及び第２のブロアー（１３０ａ、１３０ｂ）にそれぞれ内外気を供給する取り入れダクト（１４０）が前記第１及び第２のブロアー（１３０ａ、１３０ｂ）と連通可能に設けられ、前記第１及び第２のブロアー（１３０ａ、１３０ｂ）が前記取り入れダクト（１４０）を共用することを特徴とする請求項７に記載の車両用空調システム。
前記フロアベント（２２３）は、前記温風通路（１１２）に対応する位置に構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記分配ダクト（２００）には、前記フロアベント（２２３）を開閉するモード扉（２３０）が設けられるが、前記モード扉（２３０）は、前記ダッシュパネル（３００）側に向かって設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調システム。
前記フロアベント（２２３）は、前記分配ダクト（２００）の側面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記車室の内側に配置された分配ダクト（２００）の内部には、電気加熱式ヒーター（２４０）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
前記分配ダクト（２００）には、前記分配ダクト（２００）の内部を流動する空気が前記電気加熱式ヒーター（２４０）をバイパスするように形成されたバイパス通路（２４５）と、前記バイパス通路（２４５）及び前記電気加熱式ヒーター（２４０）側の通路の開度を調節するバイパス扉（２４６）と、が配備されることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空調システム。
前記貫通部（３１０）の前端の空調ケース（１１０）の内部には、前記冷風通路（１１１）を通過した冷風と前記温風通路（１１２）を通過した温風とが混合される空気混合部（ＭＣ）が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。