JP6920901B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調装置に関する。

特許文献１には、花粉や排気などのダストを検出するためのダストセンサを備えた空調装置が開示されている。

このような装置に用いられるダストセンサとしては、内部に設けられたファンを駆動し、空気を吸気口からダストセンサ内に取り入れた後、排気口から外部へ排出するものがある。このダストセンサは、吸気口から取り入れられた空気がセンサ部を通過するときにダストを検出することでダストの濃度を求めている。

特開２００８−３０２７９０号公報

特許文献１に記載の空調装置では、例えば、ブロワが駆動すると外気導入口内の風速が速くなり、圧力が低下する。これにより、ダストセンサの吸気口側と排気口側との差圧が変化するので、センサ部を通過する空気量が変化し、ダストの濃度を正確に検出できなくなってしまうおそれがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ダストを正確に検出できる空調装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、空調装置は、車両の外部から空気を導入する外気導入口と、車両の室内から空気を導入する内気導入口と、外気導入口及び内気導入口を開閉するインテークドアと、インテークドアの下流に設けられ外気導入口及び内気導入口から導入された空気が流入する流入流路と、流入流路中の微粒子の濃度を検出する微粒子濃度検出器と、流入流路に設けられたフィルタと、フィルタを収容する筐体と、を備え、微粒子濃度検出器は、微粒子濃度検出器内に空気を吸入する吸気流路と、微粒子濃度検出器外に空気を排出する排気流路と、を有し、吸気流路と排気流路とは、流入流路におけるフィルタの側面と筐体との間の隙間に開口することを特徴とする。

上記態様によれば、微粒子濃度検出器の吸気流路と排気流路は、流入流路に開口するので、流入流路内の圧力が変化しても、吸気流路と排気流路との間の差圧は変化しない。したがって、微粒子濃度検出器によって正確にダストを検出できる。

図１は、本発明の実施形態に係る空調装置を示す概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る主要部の拡大図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。 図４は、変形例における図１のＢ−Ｂ線での断面図である。 図５は、変形例における図２のＡ−Ａ線での断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両１に搭載される空調装置１００の概略構成を示す図である。

図１に示すように、空調装置１００は、内部に流路２９が形成される筐体１０（ケース）と、筐体１０に収容される送風機１７（ブロワファン）と、を備える。送風機１７は、電動機２０によって駆動され、筐体１０の内部を通じて車両１の室内に空気を送る。送風機１７の送風量(単位時間あたりの吐出空気流量)は、制御部５（コントローラ）によって多段階に切り換えられる。

筐体１０内の送風路において送風機１７より上流側には、外気導入口１１、内気導入口１２、及び流入流路１４が設けられる。外気導入口１１は、車両１の外部から空気を矢印Ａ１で示すように導入する流路である。内気導入口１２は、室内２から空気を矢印Ａ２で示すように導入する流路である。内気導入口１２は、外気導入口１１に比べて、流路長が短く、かつ流路抵抗が小さくなるように形成される。

外気導入口１１と内気導入口１２との合流部には、これらを開閉するインテークドア１３が設けられる。インテークドア１３は、制御部５によってその角度（開度）を変えられる。インテークドア１３は、外気導入位置と、図１に示す内気導入位置との間で切り換えられ、その角度に応じて、内気、外気の混合率を調整する。インテークドア１３は、揺動軸１３ａを中心に揺動する。揺動軸１３ａは、送風機１７の回転中心軸Ｏに対して回転中心軸Ｏに略直交する面上に延びる。

図１及び図２に示すように、流入流路１４には、微粒子濃度検出器としての微粒子濃度センサ６（塵埃濃度センサ）及びフィルタ１６（静電フィルタ）が設けられる。

図２に示すように、微粒子濃度センサ６は、微粒子濃度センサ６内に流入流路１４を流れる空気を吸入する吸気流路６１と、微粒子濃度センサ６外に空気を排出する排気流路６２と、本体内に設けられ通過する微粒子を検出するセンサ部６３と、を有する。微粒子濃度センサ６は、内蔵された図示しないファンを駆動して、流入流路１４を流れる空気を吸入し、この空気中の微粒子の濃度を検出する。微粒子濃度センサ６の検出信号は、制御部５に送られる。

フィルタ１６は、流入流路１４における送風機１７の上流に設けられ、流入流路１４から送風機１７に吸い込まれる空気の異物を除去する。フィルタ１６は、筐体１０内に形成された一対のレール（図示せず）の上に載置され、着脱自在に筐体１０内に収容される。フィルタ１６は、筐体１０に形成された取り出し口１０ａを通じて着脱することができる。取り出し口１０ａは、筐体１０に取り付けられた蓋部材４０によって閉塞される。

図１に示すように、筐体１０内の流路２９における送風機１７より下流側には、流出流路１５、デフロスト吹き出し口２５、ベント吹き出し口２６、及びフット吹き出し口２７が設けられる。デフロスト吹き出し口２５からは、空気が室内２の窓３に向けて吹き出される。ベント吹き出し口２６からは、空気が室内２の座席（図示省略）に向けて吹き出される。フット吹き出し口２７からは、空気が室内２の床（図示省略）に向けて吹き出される。

流出流路１５には、エバポレータ１８（空気冷却用の熱交換器）、ヒーターコア１９（空気加熱用の熱交換器）及びエアミックスドア２１が設けられる。送風機１７から矢印Ａ４で示すように吐出される空気は、エバポレータ１８を通過した後、エアミックスドア２１を介してヒーターコア１９を通って温度調整される。

エアミックスドア２１は、制御部５によってその角度（開度）を変えられ、ヒーターコア１９を通過する空気流量を調整する。

デフロスト吹き出し口２５、ベント吹き出し口２６及びフット吹き出し口２７には、それぞれドア２２〜２４が設けられる。制御部５によってドア２２〜２４の角度（開度）が変えられることで、室内２に吹き出される空気流量の分布が変えられる。

インテークドア１３、エアミックスドア２１及びドア２２〜２４は、空気が流れる流路２９（経路）を切り換える流路切換機構３０を構成する。空調装置１００では、流路切換機構３０の作動によって流路の長さや曲率、あるいはヒーターコア１９を通過する流量が変化すると、空気流に与える流路抵抗が増減する。なお、流路抵抗は、外気導入口１１が開通する外気導入状態よりも、内気導入口１２が開通する内気循環状態の方が小さくなる。流路抵抗は、室内２の空気が、矢印Ａ２〜Ａ６で示すように、内気導入口１２、流入流路１４、流出流路１５、及びデフロスト吹き出し口２５を通って循環する内気循環状態で最も小さくなる。

制御部５は、各部の動作を制御するＣＰＵと、制御プログラムなどのマップが記憶されたＲＯＭと、微粒子濃度センサ６等の検出信号及び各種の情報を一時的に記憶するＲＡＭと、を備える。

制御部５は、微粒子濃度センサ６によって検出された微粒子の濃度を室内に設けられた表示装置（図示せず）に表示する。また、制御部５は、微粒子濃度センサ６や図示しない温度センサなどの検出信号に基づいて、電動機２０（送風機１７の送風量）や、各種ドア（インテークドア１３、エアミックスドア２１、及びドア２２〜２４）の動作を制御する。

次に、蓋部材４０について説明する。

図２及び図３に示すように、蓋部材４０は、フィルタ１６の側面と対向する位置に、取り出し口１０ａを閉塞するようにして取り付けられる。

蓋部材４０は、筐体１０の取り出し口１０ａを覆う本体部４１と、本体部４１の両端部に形成される一対の保持部４２，４３と、本体部４１を貫通し微粒子濃度センサ６の吸気流路６１に連通する第１貫通孔４４と、本体部４１を貫通し微粒子濃度センサ６の排気流路６２に連通する第２貫通孔４５と、本体部４１からフィルタ１６に向かう方向に突出するように形成されたリブ４６と、保持部４２と保持部４３とに渡って設けられる隔壁部４７と、を備える。

本体部４１は、平板状に形成される。本体部４１の外側面には、微粒子濃度センサ６が取り付けられる。

蓋部材４０が筐体１０に取り付けられたときに、一対の保持部４２，４３の間にはフィルタ１６が嵌まり込む。これにより、フィルタ１６の揺動軸１３ａ方向の移動が規制される。

リブ４６は、蓋部材４０を筐体１０に取り付けられたときに、フィルタ１６に当接するように形成される。これにより、フィルタ１６の着脱方向への移動が規制される。リブ４６は、フィルタ１６の側面と蓋部材４０の本体部４１との間に空間（隙間Ｇ）を確保する機能を有する。隙間Ｇを確保することにより、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５がフィルタ１６の側面によって覆われ、微粒子濃度センサ６への空気の流通が阻害されることを防止できる。

第１貫通孔４４は、第２貫通孔４５より上流側に形成される。さらに、第１貫通孔４４と第２貫通孔４５は、リブ４６を挟むようにして形成される。これにより、吸気流路６１と排気流路６２とは、蓋部材４０に形成された第１貫通孔４４及び第２貫通孔４５を通り、リブ４６を挟むようにして流入流路１４（隙間Ｇ）に開口する。このように吸気流路６１及び排気流路６２がリブ４６を挟むようにして流入流路１４（隙間Ｇ）に開口することにより、排気流路６２から排出された空気が、吸気流路６１から再び吸入されることを防止できる。これにより、微粒子濃度センサ６の測定精度を高めることができる。

隔壁部４７は、保持部４２と保持部４３とを接続するように設けられ、フィルタ１６の下流側の面（図２における下面）に当接する。上述のように、本体部４１とフィルタ１６との間には隙間Ｇが存在する。隙間Ｇに流入した空気は、隙間Ｇを通って（フィルタ１６を通らずに）フィルタ１６の下流側に流れようとする。しかしながら、本実施形態では、隔壁部４７が設けられているので、隙間Ｇに流入した空気は、フィルタ１６の側面からフィルタ１６の内部を通って下流側に流れる。これにより、隙間Ｇを通過する空気の異物も除去することができるので、送風機１７に吸い込まれる空気の異物を確実に除去できる。なお、隙間Ｇが小さい、あるいは、フィルタ１６を通らずに空気が流れることが許容できるのであれば、隔壁部４７を設けなくてもよい。

空調装置１００では、インテークドア１３が、外気導入口１１を解放し、内気導入口１２を閉鎖している状態で送風機１７が駆動しているときに、微粒子濃度センサ６によって所定値以上の微粒子の濃度が検出されると、制御部５は、インテークドア１３が外気導入口１１を閉鎖し、内気導入口１２を解放する内気循環モードに切り換える。なお、このような制御ではなく、例えば、単に、微粒子濃度センサ６によって検出された微粒子濃度を室内に設けられた表示装置（図示せず）に表示するようにしてもよい。この場合には、搭乗者が表示装置に表示された微粒子濃度を確認し、例えば、内部の図示しないスイッチを操作して、内気循環モードに切り換える。

以上のように構成された空調装置１００によれば、以下の効果を奏する。

空調装置１００では、微粒子濃度センサ６の吸気流路６１と排気流路６２とは、流入流路１４に開口する。これにより、例えば、送風機１７が作動して流入流路１４内の圧力が低下しても、吸気流路６１と排気流路６２との間の差圧は変化しないので、微粒子濃度センサ６によって正確に微粒子（ダスト）を検出できる。つまり、微粒子濃度センサ６の測定精度を高めることができる。

また、空調装置１００では、微粒子濃度センサ６が流入流路１４内の微粒子濃度を検出する。これにより、外気導入口１１及び内気導入口１２のそれぞれに微粒子濃度センサ６を設けた場合に比べて、微粒子濃度センサ６の設置数を少なくできる。したがって、コストを削減できる。

さらに、空調装置１００では、吸気流路６１と排気流路６２とは、蓋部材４０を通って流入流路１４に開口する。蓋部材４０（筐体１０）とフィルタ１６の側面との間の空間（隙間Ｇ）は、風速や圧力の変化が小さい。このため、吸気流路６１と排気流路６２を空間（隙間Ｇ）に開口させることにより、吸気流路６１と排気流路６２の圧力が安定するので、微粒子濃度センサ６によってより正確に微粒子（ダスト）を検出でき、微粒子濃度センサ６の測定精度を高めることができる。

また、上記実施形態では、微粒子濃度センサ６は、蓋部材４０に取り付けられる。蓋部材４０は筐体１０から取り外すことができるので、微粒子濃度センサ６を筐体１０から取り外した状態でメンテナンスできる。したがって、微粒子濃度センサ６のメンテナンス性が向上する。

上記実施形態では、蓋部材４０に設けられた一対の保持部４２，４３とリブ４６がフィルタ１６の移動を規制する。これにより、フィルタ１６が不用意に移動することを防止できる。

なお、上記実施形態では、保持部４２、保持部４３、リブ４６を設けた構成を例に説明したが、保持部４２、保持部４３、リブ４６が不要であれば、必ずしも設ける必要はない。

上記実施形態では、微粒子濃度センサ６を蓋部材４０に取り付けて、微粒子濃度センサ６の吸気流路６１及び排気流路６２を蓋部材４０の第１貫通孔４４と第２貫通孔４５と連通させているが、これに代えて、吸気流路６１及び排気流路６２をチューブやパイプなどを通じて第１貫通孔４４と第２貫通孔４５と連通させるように構成してもよい。この場合には、微粒子濃度センサ６を蓋部材４０や筐体１０以外の場所にも取り付けることができる。

次に、本実施形態の変形例について、図４を参照しながら説明する。

本変形例では、微粒子濃度センサ６の吸気流路６１及び排気流路６２は、筐体１０の側面部１０ｂに開口する。具体的に説明すると、筐体１０は、インテークドア１３の揺動方向と平行に（揺動軸１３ａと直交する方向に）形成された側面部１０ｂを有する。側面部１０ｂには、インテークドア１３の揺動軸１３ａを回動可能に支持する支持部１０ｃが設けられる。

インテークドア１３が外気導入口１１を閉鎖し、内気導入口１２と流入流路１４とが連通するインテークモードで、空調装置１００が作動している場合には、微粒子濃度センサ６を蓋部材４０に取り付けると、微粒子濃度センサ６が内気導入口１２からの空気の流線上に位置するため圧力変動や風速変動の影響を受けやすくなる。そこで、本変形例のように、微粒子濃度センサ６を側面部１０ｂに取り付け、吸気流路６１及び排気流路６２が側面部１０ｂに開口するように構成することで、圧力変動や風速変動の影響を受けにくくなり、微粒子濃度を精度よく検出できる。

なお、微粒子濃度センサ６を側面部１０ｂに取り付ける構成に代えて、例えば、微粒子濃度センサ６を蓋部材４０に取り付け、吸気流路６１及び排気流路６２がチューブやパイプなどを通じて側面部１０ｂに開口するように構成してもよい。この場合、メンテナンス性を向上しつつ、圧力変動や風速変動の影響を受けにくくできる。

次に、別の変形例について、図５を参照しながら説明する。

図５は、この変形例における図２のＡ−Ａ線での断面図である。図５に示す変形例では、蓋部材４０は外方へ膨出する膨出部４８を有し、吸気流路６１と排気流路６２が膨出部４８内の空間Ｓに開口するように構成される。膨出部４８内の空間Ｓは、流入流路１４（フィルタ１６の上流側）に連通するように形成される。

蓋部材４０とフィルタ１６の側面との間に十分な隙間Ｇが確保できない場合に、本変形例のように膨出部４８（空間Ｓ）を設けることによって、吸気流路６１と排気流路６２が閉塞されることを防止し、微粒子濃度センサ６への空気の流通を確保できる。これにより、微粒子濃度センサ６によって正確に微粒子（ダスト）を検出でき、微粒子濃度センサ６の測定精度を高めることができる。

なお、この変形例においても、吸気流路６１と排気流路６２との間にリブ１０ｄが設けられている。

図５に示す変形例では、微粒子濃度センサ６を膨出部４８の空間内に設けているが、微粒子濃度センサ６を膨出部４８の外面、あるいは他の部材に取り付け、膨出部４８を貫通する貫通孔やチューブ等を介して、膨出部４８内の空間に吸気流路６１と排気流路６２を開口するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００ 空調装置
５ 制御部
６ 微粒子濃度センサ（微粒子濃度検出器）
１０ 筐体
１０ａ 取り出し口
１０ｂ 側面部
１０ｃ 支持部
１０ｄ リブ
１１ 外気導入口
１２ 内気導入口
１３ インテークドア
１３ａ 揺動軸
１４ 流入流路
１６ フィルタ
１７ 送風機
２９ 流路
４０ 蓋部材
４１ 本体部
４２ 保持部
４３ 保持部
４６ リブ
４７ 隔壁部
４８ 膨出部
６１ 吸気流路
６２ 排気流路

Claims (8)

1. 空調装置であって、
   車両の外部から空気を導入する外気導入口と、
   前記車両の室内から空気を導入する内気導入口と、
   前記外気導入口及び前記内気導入口を開閉するインテークドアと、
   前記インテークドアの下流に設けられ前記外気導入口及び前記内気導入口から導入された空気が流入する流入流路と、
   前記流入流路中の微粒子の濃度を検出する微粒子濃度検出器と、
   前記流入流路に設けられたフィルタと、
   前記フィルタを収容する筐体と、を備え、
   前記微粒子濃度検出器は、
   前記微粒子濃度検出器内に空気を吸入する吸気流路と、
   前記微粒子濃度検出器外に空気を排出する排気流路と、を有し、
   前記吸気流路と前記排気流路とは、前記流入流路における前記フィルタの側面と前記筐体との間の隙間に開口する、
   ことを特徴とする空調装置。
2. 請求項１に記載の空調装置であって、
   前記筐体に形成され前記フィルタを着脱するための取り出し口と、
   前記取り出し口を閉塞する蓋部材と、をさらに備え、
   前記吸気流路と前記排気流路とは、前記蓋部材を通って前記隙間に開口する、
   ことを特徴とする空調装置。
3. 請求項２に記載の空調装置であって、
   前記微粒子濃度検出器は、前記蓋部材に取り付けられる、
   ことを特徴とする空調装置。
4. 請求項２または３に記載の空調装置であって、
   前記蓋部材は、前記フィルタに向かう方向に突出するリブを備え、
   前記吸気流路と前記排気流路は、前記リブを挟んで前記隙間に開口する、
   ことを特徴とする空調装置。
5. 請求項２から４のいずれか１つに記載の空調装置であって、
   前記蓋部材は、前記フィルタに向かう方向に突出するリブを備え、
   前記リブは、前記フィルタと当接し前記フィルタの移動を規制する、
   ことを特徴とする空調装置。
6. 請求項２に記載の空調装置であって、
   前記蓋部材は、外方へ膨出する膨出部を備え、
   前記吸気流路と前記排気流路とは、前記膨出部内の空間に開口する、
   ことを特徴とする空調装置。
7. 請求項１に記載の空調装置であって、
   前記筐体は、前記インテークドアの揺動軸を回動可能に支持する支持部が設けられる側面部を有し、
   前記吸気流路と前記排気流路は、前記支持部が設けられる前記側面部に開口する、
   ことを特徴とする空調装置。
8. 請求項７に記載の空調装置であって、
   前記微粒子濃度検出器は、前記側面部に取り付けられる、
   ことを特徴とする空調装置。

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