JP6958222B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本開示は、車室内を空調する車両用空調装置に関する。

従来、外殻を構成するケーシング内部の空気通路の少なくとも一部が、仕切部材によって運転席側外気通路、助手席側外気通路、運転席側内気通路、助手席側内気通路に区分された内外気二層式の車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の車両用空調装置は、空気の温度を調整するヒータコア等の熱交換器の空気流れ下流側に送風ファンが配置されると共に、送風ファンの空気流れ前後に配置された仕切部材の相対位置が送風ファンの回転方向にずれるように構成されている。

特開２０１６−１１１０１号公報

内外気二層式の車両用空調装置は、内外気二層モード時に、車室外から導入された外気を車室内の窓ガラスの内側に供給して窓曇りを防止しつつ、車室内から導入された内気を車室内で循環させて暖房効率の向上を図ることができるといった利点がある。

本発明者らは、内外気二層式の車両用空調装置の空調機能の更なる改善を図るべく鋭意検討した。この結果、内外気二層式の車両用空調装置では、送風ファンに対して低湿の外気と高湿の内気とが導入されると、内気に含まれる水分が送風ファンのブレードに付着し、その水分が外気通路側に放出されることがあるとの知見を得た。送風ファンのブレードに付着した水分が外気通路のうち運転席側に空気を導く空間に放出されると、運転席側の防曇機能が低下してしまうため好ましくない。

これに対して、特許文献１記載の車両用空調装置の如く、ヒータコアの空気流れ下流側に送風ファンを配置すれば、ヒータコアによる加熱によって送風ファンに吸い込まれる内気の相対湿度が低下するので、内気に含まれる水分がブレードに付着し難くなる。

しかしながら、ヒータコアの空気流れ下流側に送風ファンが配置される構成は、例えば、送風ファンと空気の吹出口とが近接することで、送風ファンの騒音が車室内に届きやすくなり、空調機能の１つとして要求される静粛性を確保することが難しい。

また、送風ファンと空気の吹出口とが近接する構成では、例えば、送風ファンから吹き出された気流に含まれる回転方向の速度成分の影響によって、運転席側へ吹き出す空気と助手席側へ吹き出す空気の風量バランスが悪化し易い。

本開示は上記点に鑑みて、運転席側の防曇機能の確保、静粛性の確保、運転席側へ吹き出す空気と助手席側へ吹き出す空気の風量バランスの調整を適切に実現可能な車両用空調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、請求項１に記載の発明は、
空気が流通する空気通路を形成するケーシング（１２）と、
ファン軸心（ＣＬ）を中心とする周方向に配置された複数枚のブレード（１６１）を有し、ファン軸心を中心に回転することで空気通路に車室内へ向かう気流を発生させる送風ファン（１６）と、
ケーシングの内部に配置され、空気通路を流れる空気を加熱するための加熱用熱交換器（１８）と、を備える。

空気通路は、車室外から導入された外気を流通させる外気通路（１２２）、車室内から導入された内気を流通させる内気通路（１２４）に仕切られている。加熱用熱交換器は、ケーシングの内部における送風ファンの空気流れ下流側に配置されている。

外気通路は、外気を車室内における運転席（ＤｒＳ）側に導くための第１外気空間（ＤｒＯ）、外気を車室内における助手席（ＰａＳ）側に導くための第２外気空間（ＰａＯ）を含んでいる。内気通路は、内気を車室内における運転席側に導くための第１内気空間（ＤｒＩ）、内気を車室内における助手席側に導くための第２内気空間（ＰａＩ）を含んでいる。

送風ファンは、第１外気空間、第２外気空間、第１内気空間、第２内気空間それぞれに跨るように配置されている。そして、送風ファンは、ブレードが第１外気空間、第１内気空間、第２内気空間、第２外気空間の順序で通過するように、送風ファンの回転方向が設定されている。

このように、送風ファンの空気流れ下流側に加熱用熱交換器が配置される構成とすれば、加熱用熱交換器が、送風ファンの騒音が車室内に届くのを抑える遮音部材として機能するので、車両用空調装置の静粛性を確保することができる。

また、送風ファンの空気流れ下流側に加熱用熱交換器が配置される構成では、加熱用熱交換器が送風ファンから吹き出される空気を整流させる整流部材として機能する。このため、送風ファンから吹き出された気流に含まれる回転方向の速度成分（すなわち、旋回成分）の影響による運転席側へ吹き出す空気と助手席側へ吹き出す空気の風量バランスの悪化を抑えることができる。

さらに、本開示の車両用空調装置では、送風ファンの回転時に、ブレードが、運転席側に外気を導く第１外気空間、運転席側に内気を導く第１内気空間、助手席側に内気を導く第２内気空間、助手席側に外気を導く第２外気空間の順序で通過する構成になっている。これによると、第１内気空間および第２内気空間を流れる内気に含まれる水分がブレードに付着したとしても、当該水分が助手席側に外気を導く第２外気空間に放出されるので、運転席側に低湿の外気を供給することができる。

したがって、本開示の車両用空調装置によれば、運転席側の防曇機能の確保、静粛性の確保、運転席側へ吹き出す空気と助手席側へ吹き出す空気の風量バランスの調整を適切に実現することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

車両における車両用空調装置の搭載位置を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の模式的な断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩ断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 ヒータコアの概略構成を示す模式図である。 図２のＶＩ−ＶＩ断面図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の内外気二層モード時の空気の流れ方を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る車両用空調装置の内外気二層モード時の送風ファンにおける空気の流れ方を説明するための説明図である。 車両用空調装置の内外気二層モード時の送風ファンにおける空気の流れ方を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る車両用空調装置の模式的な断面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。 第２実施形態の変形例となる車両用空調装置の模式的な断面図である。 第３実施形態に係る車両用空調装置の模式的な断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。本実施形態の車両用空調装置１は、室内空調ユニット１０および空調制御装置１００を備えている。室内空調ユニット１０は、所望の温度に調整した空気を車室内へ吹き出すことで、車室内を空調するものである。

本実施形態では、図１等に示す前後を示す矢印ＤＲｆｒが車両の前後方向を示し、図１等に示す左右を示す矢印ＤＲｗが車両の左右方向（すなわち、車両幅方向）を示している。また、図２等に示す上下を示す矢印ＤＲｕｄは、車両の上下方向を示している。

図１に示すように、室内空調ユニット１０は、車室内最前部のインストルメントパネルＩＰの内側に配置されている。室内空調ユニット１０は、インストルメントパネルＩＰの表面等に設けられた空気吹出部８０から吹き出す空気の温度を調整する。

本実施形態の空気吹出部８０は、デフロスタ吹出口８１、運転席側フェイス吹出口８２、助手席側フェイス吹出口８３、運転席側フット吹出口８４、助手席側フット吹出口８５等で構成されている。

デフロスタ吹出口８１は、車両の窓ガラスＷに向けて相対湿度の低い空気を吹き出すための吹出口である。デフロスタ吹出口８１は、インストルメントパネルＩＰのうち、車両の窓ガラスＷ付近の表面に開口している。

運転席側フェイス吹出口８２は、運転席ＤｒＳに着座した乗員の上半身に向けて空気を吹き出すための吹出口である。また、助手席側フェイス吹出口８３は、助手席ＰａＳに着座した乗員の上半身に向けて空気を吹き出すための吹出口である。運転席側フェイス吹出口８２および助手席側フェイス吹出口８３それぞれは、インストルメントパネルＩＰの表面に開口している。

運転席側フット吹出口８４は、運転席ＤｒＳに着座した乗員の下半身に向けて空気を吹き出すための吹出口である。また、助手席側フット吹出口８５は、助手席ＰａＳに着座した乗員の下半身に向けて空気を吹き出すための吹出口である。運転席側フット吹出口８４および助手席側フット吹出口８５それぞれは、インストルメントパネルＩＰの内側に開口している。

本実施形態の室内空調ユニット１０は、車室内のうち運転席ＤｒＳ側の空間に吹き出す空気と助手席ＰａＳ側の空間に吹き出す空気とを独立して温度調整可能に構成されている。図２に示すように、室内空調ユニット１０は、ケーシング１２、蒸発器１４、送風ファン１６、ヒータコア１８、エアミックスドア２０等を備えている。

ケーシング１２は、車室内に供給する空気が流通する空気通路を形成するものである。ケーシング１２は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた材料（例えば、ポリプロピレン）で構成されている。

図示しないが、ケーシング１２内の空気流れ最上流側には、車室外から外気を導入するための外気導入口、車室内から内気を導入するための内気導入口が形成されている。外気導入口は、ケーシング１２の内部に外気を導入する。内気導入口は、ケーシング１２の内部に内気を導入する。外気導入口および内気導入口は、それぞれの開口面積が図示しない内外気切替えドアによって連続的に調整される。内外気切替ドアは、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させる風量割合調整手段として機能する。

ケーシング１２の内部に形成される空気通路は、上下仕切壁１３によって、車室外から導入された外気を流通させる外気通路１２２、および車室内から導入された内気を流通させる内気通路１２４に仕切られている。ケーシング１２の内部には、外気通路１２２が内気通路１２４の上方側に位置するように上下仕切壁１３が設定されている。

ケーシング１２内の外気導入口および内気導入口の空気流れ下流側には、蒸発器１４が配置されている。蒸発器１４は、ケーシング１２内に導入された空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する。蒸発器１４は、図示しない圧縮機、放熱器、膨張弁等と共に蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。蒸発器１４は、サイクル内を流れる低圧冷媒とケーシング１２内に導入された空気とを熱交換させることで、ケーシング１２内に導入された空気を冷却する。

本実施形態の蒸発器１４は、外気通路１２２および内気通路１２４の双方の全域を横断するように配置されている。このため、外気通路１２２および内気通路１２４を流れる空気は、蒸発器１４を通過する。

ケーシング１２内の蒸発器１４の空気流れ下流側には、送風ファン１６が配置されている。送風ファン１６は、ケーシング１２内の空気通路に車室内へ向かう気流を発生させるものである。送風ファン１６は、図示しない電動モータによって回転駆動する。

送風ファン１６は、ファン軸心ＣＬを中心とする周方向に配置された複数枚のブレード１６１を有し、ファン軸心ＣＬを中心に回転することでケーシング１２内の空気通路に車室内へ向かう気流を発生させる。

本実施形態の送風ファン１６は、遠心ファンの一種であるターボファンで構成されている。本実施形態の送風ファン１６は、ファン軸心ＣＬに沿って吸い込んだ空気をファン軸心ＣＬに直交するファン径方向の外側に向けて吹き出す。送風ファン１６を構成する複数枚のブレード１６１は、樹脂で形成されており、図示しないファン主板およびファン側板と一体となるように構成されている。

また、本実施形態の送風ファン１６は、ファン軸心ＣＬが車両の前後方向ＤＲｆｒに沿って延びるように配置されている。送風ファン１６は、空気吸込側が蒸発器１４の空気流出面１４２と対向するように配置されている。より具体的には、送風ファン１６は、ファン軸心ＣＬが蒸発器１４の空気流出面１４２に略直交するように配置されている。

図３に示すように、送風ファン１６の空気吸込側には、外気通路１２２と内気通路１２４とを仕切る吸込側仕切部材１３２が設けられている。吸込側仕切部材１３２は、送風ファン１６の径方向に延びて、送風ファン１６の空気吸込口１６０を横切る平板状に形成されている。吸込側仕切部材１３２は、ケーシング１２の内壁面に対して固定されている。

送風ファン１６の空気吸込側には、吸込側仕切部材１３２によって、外気通路１２２および内気通路１２４が形成される。これにより、送風ファン１６には、外気通路１２２を流れる外気と内気通路１２４を流れる内気とが区分された状態で吸い込まれる。

また、図４に示すように、送風ファン１６の空気吹出側には、外気通路１２２と内気通路１２４とを仕切る吹出側仕切部材１３４が設けられている。吹出側仕切部材１３４は、送風ファン１６の径方向に延びて、送風ファン１６の底面側を横切る平板状に形成されている。吹出側仕切部材１３４は、ケーシング１２の内壁面に対して固定されている。本実施形態の吹出側仕切部材１３４は、送風ファン１６の回転方向ＤＲｒにおいて吸込側仕切部材１３２と同じ位置に設定されている。

送風ファン１６の空気吹出側には、吹出側仕切部材１３４によって、外気通路１２２および内気通路１２４が形成される。これにより、送風ファン１６は、外気通路１２２を流れる外気と内気通路１２４を流れる内気とが区分された状態で吹き出すことが可能となっている。

ここで、外気通路１２２は、車両左右方向ＤＲｗの運転席ＤｒＳ側（例えば、本例では右側）の空間が、外気を車室内における運転席ＤｒＳ側に導くための第１外気空間ＤｒＯを構成している。また、外気通路１２２は、車両左右方向ＤＲｗの助手席側（例えば、本例では左側）の空間が、外気を車室内における助手席ＰａＳ側に導くための第２外気空間ＰａＯを構成している。

このように、本実施形態の外気通路１２２は、外気を車室内における運転席ＤｒＳ側に導くための第１外気空間ＤｒＯ、外気を車室内における助手席ＰａＳ側に導くための第２外気空間ＰａＯを含んでいる。第１外気空間ＤｒＯと第２外気空間ＰａＯとは、互いに仕切られておらず、両空間を流れる外気同士が混ざることもある。

一方、内気通路１２４は、車両左右方向ＤＲｗの運転席ＤｒＳ側（例えば、本例では右側）の空間が、内気を車室内における運転席ＤｒＳ側に導くための第１内気空間ＤｒＩを構成している。具体的には、第１内気空間ＤｒＩは、車両上下方向ＤＲｕｄにおいて、第１外気空間ＤｒＯの下方側に位置している。

また、内気通路１２４は、車両左右方向ＤＲｗの助手席側（例えば、本例では左側）の空間が、内気を車室内における助手席ＰａＳ側に導くための第２内気空間ＰａＩを構成している。具体的には、第２内気空間ＰａＩは、車両上下方向ＤＲｕｄにおいて、第２外気空間ＰａＯの下方側に位置している。

このように、本実施形態の内気通路１２４は、内気を車室内における運転席ＤｒＳ側に導くための第１内気空間ＤｒＩ、内気を車室内における助手席ＰａＳ側に導くための第２内気空間ＰａＩを含んでいる。第１内気空間ＤｒＩと第２内気空間ＰａＩとは、互いに仕切られておらず、両空間を流れる内気同士が混ざることもある。

本実施形態の送風ファン１６は、第１外気空間ＤｒＯ、第２外気空間ＰａＯ、第１内気空間ＤｒＩ、第２内気空間ＰａＩそれぞれに跨るように配置されている。そして、本実施形態の送風ファン１６は、ブレード１６１が第１外気空間ＤｒＯ、第１内気空間ＤｒＩ、第２内気空間ＰａＩ、第２外気空間ＰａＯの順序で通過するように、送風ファン１６の回転方向ＤＲｒが設定されている。例えば、送風ファン１６の複数枚のブレード１６１のうち、１つのブレード１６１を特定ブレードとしたとする。この際、送風ファン１６は、特定ブレードが第１外気空間ＤｒＯ→第１内気空間ＤｒＩ→第２内気空間ＰａＩ→第２外気空間ＰａＯ→第１外気空間ＤｒＯの順序で通過する構成になっている。

図１に戻り、ケーシング１２内の送風ファン１６の空気流れ下流側には、ヒータコア１８が配置されている。ヒータコア１８は、ケーシング１２内に形成される空気通路を流れる空気を加熱するための加熱用熱交換器として機能する。ヒータコア１８は、エンジンを冷却する冷却水と送風ファン１６から送風された空気とを熱交換させることで、ケーシング１２内に導入された空気を加熱する。本実施形態のヒータコア１８は、外気通路１２２および内気通路１２４の一部を横断するように、ケーシング１２内のうち上下方向ＤＲｕｄの略中央に配置されている。

図５に示すように、本実施形態のヒータコア１８は、空気を加熱するための熱媒体であるエンジン冷却水が流通する複数のチューブ１８２と、その複数のチューブ１８２の相互間に配置された複数の熱交換フィン１８４とを有している。複数のチューブ１８２および複数の熱交換フィン１８４は、交互に積層された積層体として構成されている。このような積層体によって、ヒータコア１８には、ファン軸心ＣＬの延在方向に貫通する複数の熱交換流路１８６が形成されている。

したがって、ヒータコア１８では、送風ファン１６から吹き出された空気が、ファン軸心ＣＬの延在方向に貫通する複数の熱交換流路１８６を通過する。この際、複数の熱交換流路１８６それぞれは、ファン軸心ＣＬの延在方向に貫通し、細分化されているので、送風ファン１６から吹き出された回転方向ＤＲｒの速度成分（すなわち、旋回成分）を有する空気がファン軸心ＣＬに沿う方向に整流される。すなわち、ヒータコア１８は、送風ファン１６から吹き出された空気が有する送風ファン１６の回転方向ＤＲｒにおける速度成分を低減させる整流部材として機能する。また、送風ファン１６の回転騒音等は、複数の熱交換流路１８６それぞれを通過する際に減衰される。本実施形態では、複数のチューブ１８２が熱媒体の流通路である熱媒体流通部を構成し、複数の熱交換フィン１８４が空気と熱媒体との熱交換を促進させる伝熱促進部を構成している。

図１に戻り、ケーシング１２内のヒータコア１８の上方側には、ヒータコア１８を迂回して空気を流す外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄが形成されている。この外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄは、ケーシング１２内の上方側においてヒータコア１８が配置された外気加熱通路部１２２ａ、１２２ｂと共に外気通路１２２を構成している。

外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄおよび外気加熱通路部１２２ａ、１２２ｂそれぞれは、左右仕切壁１９によって、運転席ＤｒＳに空気を導く通路部と助手席ＰａＳに空気を導く通路部に仕切られている。

また、ケーシング１２内のヒータコア１８の下方側には、ヒータコア１８を迂回して空気を流す内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄが形成されている。この内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄは、ケーシング１２内の下方側においてヒータコア１８が配置された内気加熱通路部１２４ａ、１２４ｂと共に内気通路１２４を構成している。

内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄおよび内気加熱通路部１２４ａ、１２４ｂそれぞれは、左右仕切壁１９によって、運転席ＤｒＳに空気を導く通路部と助手席ＰａＳに空気を導く通路部に仕切られている。

送風ファン１６とヒータコア１８との間には、エアミックスドア２０が配置されている。エアミックスドア２０は、ヒータコア１８に流入させる空気とヒータコア１８を迂回して流す空気との風量割合を調整することで、車室内へ吹き出す空気の温度を調整する温度調整部として機能する。本実施形態のエアミックスドア２０は、空気流れ方向に交差する方向にスライド移動するスライドドアで構成されている。なお、エアミックスドア２０は、回転軸を中心に回動する回動ドアで構成されていてもよい。

図６に示すように、エアミックスドア２０は、外気通路１２２側に配置された一対の外気温調ドア２０ａ、２０ｂと内気通路１２４側に配置された一対の内気温調ドア２０ｃ、２０ｄとを有している。

一対の外気温調ドア２０ａ、２０ｂは、外気加熱通路部１２２ａ、１２２ｂに流入させる空気と外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄに流入させる空気との風量割合を調整するドアである。一対の外気温調ドア２０ａ、２０ｂは、図示しないアクチュエータからの出力によって互いに独立して駆動される。

また、一対の内気温調ドア２０ｃ、２０ｄは、内気加熱通路部１２４ａ、１２４ｂに流入させる空気と内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄに流入させる空気との風量割合を調整するドアである。一対の内気温調ドア２０ｃ、２０ｄは、図示しないアクチュエータからの出力によって互いに独立して駆動される。

図１に戻り、ケーシング１２の空気流れ最下流側には、ケーシング１２内で温度調整された空気を車室内側へ吹き出すための吹出開口部が複数形成されている。図７に示すように、ケーシング１２には、運転席側デフロスタ開口部２１、助手席側デフロスタ開口部２２、運転席側フェイス開口部２３、助手席側フェイス開口部２４、運転席側フット開口部２５、助手席側フット開口部２６といった吹出開口部が形成されている。そして、各開口部２１〜２６の空気流れ上流側には、各開口部２１〜２６を開閉して空気の吹出モードを変更するモード切替ドア２７〜３２が配置されている。

運転席側デフロスタ開口部２１および助手席側デフロスタ開口部２２それぞれは、図示しないダクトを介してデフロスタ吹出口８１に連通している。運転席側フェイス開口部２３は、図示しないダクトを介して運転席側フェイス吹出口８２に連通している。助手席側フェイス開口部２４は、図示しないダクトを介して助手席側フェイス吹出口８３に連通している。運転席側フット開口部２５は、図示しないダクトを介して運転席側フット吹出口８４に連通している。助手席側フット開口部２６は、図示しないダクトを介して助手席側フット吹出口８５に連通している。

ここで、ケーシング１２の空気流れ最下流側では、上下仕切壁１３および左右仕切壁１９によって、外気通路１２２が運転席側外気通路１２２ｅおよび助手席側外気通路１２２ｆに仕切られている。また、ケーシング１２の空気流れ最下流側では、上下仕切壁１３および左右仕切壁１９によって、内気通路１２４が運転席側内気通路１２４ｅおよび助手席側内気通路１２４ｆに仕切られている。

運転席側デフロスタ開口部２１および運転席側フェイス開口部２３は、外気通路１２２のうち運転席側外気通路１２２ｅを構成する部位に形成されている。また、運転席側フット開口部２５は、内気通路１２４のうち運転席側内気通路１２４ｅを構成する部位に形成されている。

一方、助手席側デフロスタ開口部２２および助手席側フェイス開口部２４は、外気通路１２２のうち助手席側外気通路１２２ｆを構成する部位に形成されている。また、助手席側フット開口部２６は、内気通路１２４のうち助手席側内気通路１２４ｆを構成する部位に形成されている。

続いて、空調制御装置１００は、プロセッサおよびメモリ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路で構成されている。空調制御装置１００は、メモリに記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。なお、空調制御装置１００のメモリは、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。

図示しないが、空調制御装置１００は、その入力側に、種々の空調制御用のセンサ群が接続されている。空調制御用のセンサ群としては、例えば、内気センサ、外気センサ、日射センサ、蒸発器１４から吹き出される空気の温度を検出する蒸発器温度センサ、車室内の湿度を検出する湿度センサ等が挙げられる。

また、図示しないが、空調制御装置１００の入力側には、空調操作パネルが接続されいてる。空調制御装置１００には、空調操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。空調操作パネルは、インストルメントパネルＩＰ付近に配置されている。各種空調操作スイッチとしては、例えば、車両用空調装置１の作動スイッチ、運転モードの切替スイッチ、車室内の目標温度を設定する温度設定スイッチ等が挙げられる。

空調制御装置１００は、その出力側に接続され各種制御機器を制御するソフトウェアおよびハードウェアが空調制御手段として一体に構成されている。なお、空調制御装置１００は、出力側に接続された制御機器の一部が別体の制御手段として構成されていてもよい。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の特徴的な作動について図８および図９を参照して説明する。図８は、内外気二層モード時におけるケーシング１２内の空気の流れを示している。内外気二層モードは、内気よりも相対湿度の低い外気を車両の窓ガラスＷ側に向けて吹き出して窓曇りを防止しつつ、外気よりも温度が高い内気を車室内で循環させて暖房効率の向上を図ることができる運転モードである。

内外気二層モード時には、例えば、エアミックスドア２０が、外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄおよび内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄそれぞれを閉鎖する位置に制御される。また、内外気二層モード時には、例えば、モード切替ドア２７〜３２が、各デフロスタ開口部２１、２２および各フット開口部２５、２６を開放する位置に制御される。

この状態で、空調制御装置１００によって送風ファン１６が回転駆動されると、図８に示すように、ケーシング１２内に外気および内気が導入される。なお、図８では、白抜き矢印が外気の流れを示し、黒塗り矢印が内気の流れを示している。

ケーシング１２内に導入された外気および内気は、外気通路１２２および内気通路１２４を介して蒸発器１４に流入して冷却される。そして、蒸発器１４を通過した外気および内気は、送風ファン１６に吸い込まれ、ファン径方向の外側に向けて吹き出される。

この際、送風ファン１６には、低湿の外気と高湿の内気とが吸い込まれる。このため、内気に含まれる水分が送風ファン１６のブレード１６１に付着し、その水分が外気通路１２２側に放出される可能性がある。送風ファン１６のブレード１６１に付着した水分が外気通路１２２のうち運転席ＤｒＳ側に空気を導く空間に放出されると、運転席ＤｒＳ側の防曇機能が低下してしまうことから好ましくない。

これに対して、本実施形態の車両用空調装置１では、送風ファン１６の回転時に、ブレード１６１が、第１外気空間ＤｒＯ、第１内気空間ＤｒＩ、第２内気空間ＰａＩ、第２外気空間ＰａＯの順序で通過する構成になっている。これによると、第１内気空間ＤｒＩおよび第２内気空間ＰａＩを流れる内気に含まれる水分がブレード１６１に付着したとしても、当該水分が助手席ＰａＳ側に外気を導く第２外気空間ＰａＯに放出されるので、運転席ＤｒＳ側に低湿の外気を供給することができる。

送風ファン１６から吹き出された外気は、ヒータコア１８に流入して所望の温度に加熱された後、各デフロスタ開口部２１、２２およびデフロスタ吹出口８１等を介して車両の窓ガラスＷ側に向かって吹き出される。一方、送風ファン１６から吹き出された内気は、ヒータコア１８に流入して所望の温度に加熱された後、各フット開口部２５、２６および各フット吹出口８４、８５等を介して乗員の下半身付近に向かって吹き出される。

以上説明した本実施形態の車両用空調装置１は、送風ファン１６の空気流れ下流側に加熱用熱交換であるヒータコア１８が配置されている。これによると、ヒータコア１８が送風ファン１６の騒音が車室内に届くのを抑える遮音部材として機能するので、車両用空調装置１の静粛性を確保することができる。

また、送風ファン１６の空気流れ下流側にヒータコア１８が配置される構成では、ヒータコア１８が送風ファン１６から吹き出される空気を整流させる整流部材として機能する。このため、送風ファン１６から吹き出された気流に含まれる回転方向ＤＲｒの速度成分（すなわち、旋回成分）の影響による運転席ＤｒＳ側へ吹き出す空気と助手席ＰａＳへ吹き出す空気の風量バランスの悪化を抑えることができる。

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、送風ファン１６の回転時に、ブレード１６１が、第１外気空間ＤｒＯ、第１内気空間ＤｒＩ、第２内気空間ＰａＩ、第２外気空間ＰａＯの順序で通過する構成になっている。これによると、第１内気空間ＤｒＩおよび第２内気空間ＰａＩを流れる内気に含まれる水分がブレード１６１に付着したとしても、当該水分が助手席ＰａＳ側に外気を導く第２外気空間ＰａＯに放出される。このため、車室内の運転席ＤｒＳ側における防曇能力を確保することができる。

特に、本実施形態の車両用空調装置１では、まず助手席ＰａＳ側の窓ガラスＷに窓曇りが生じた後、運転席ＤｒＳ側の窓ガラスＷに窓曇りが生ずることになる。このため、助手席ＰａＳ側に窓曇りが生じているか否かを検知する可能な構成とすれば、運転席ＤｒＳ側の窓ガラスＷに窓曇りが生ずるまでに、防曇機能を強化する等の対策を行うことが可能となる。

また、本実施形態の車両用空調装置１は、ヒータコア１８が送風ファン１６から吹き出された空気を整流させる整流部材として機能する。このため、送風ファン１６から吹き出された気流に含まれる旋回成分の影響による運転席ＤｒＳ側へ吹き出す空気と助手席ＰａＳ側へ吹き出す空気の風量バランスの悪化を充分に抑えることができる。

ところで、本実施形態の如く、ヒータコア１８の空気流れ上流側に送風ファン１６が配置される構成では、送風ファン１６には、低温の外気と高温の内気とが吸い込まれる。このため、送風ファン１６の熱容量に起因して外気通路１２２と内気通路１２４との間で熱移動が生じ、外気通路１２２を流れる外気が昇温する。

具体的には、送風ファン１６のブレード１６１は熱容量を有しているので、第１内気空間ＤｒＩおよび第２内気空間ＰａＩを通過する際に内気から受熱して昇温する。そして、昇温したブレード１６１が第２外気空間ＰａＯに侵入した際にブレード１６１の熱が外気に放熱される。この際、第２外気空間ＰａＯを流れる外気が昇温するものの、第１外気空間ＤｒＯを流れる外気の温度は殆ど昇温しない。このため、本実施形態では、運転席ＤｒＳに着座した乗員の顔付近に高温の空気が供給されることがないので、運転席ＤｒＳ側の空間を快適な状態に維持することができる。但し、本実施形態の車両用空調装置１では、助手席ＰａＳに着座した乗員の顔付近に比較的高い温度の空気が供給されることが懸念される。このため、本実施形態の車両用空調装置１は、運転席ＤｒＳにだけ乗員が着座する機会が多い車両に好適である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。上述の第１実施形態の車両用空調装置１では、図１０に示すように、送風ファン１６から吹き出された気流に回転方向ＤＲｒの速度成分（すなわち、旋回成分）が含まれる。このため、旋回成分の影響によって、第２外気空間ＰａＯの外気が第１外気空間ＤｒＯ側に流れると共に、第１内気空間ＤｒＩの内気が第２内気空間ＰａＩ側に流れ易くなる。このことは、車両用空調装置１における運転席ＤｒＳ側に吹き出す空気と助手席ＰａＳ側に吹き出す空気の風量バランスを悪化させる要因となり得ることから好ましくない。

そこで、本実施形態の車両用空調装置１では、図１１に示すように、送風ファン１６から吹き出された気流に含まれる旋回成分を整流させるための整流部材４０が追加されている。すなわち、整流部材４０は、送風ファン１６から吹き出された空気が有する送風ファン１６の回転方向ＤＲｒにおける速度成分を低減させる機能を有する。

本実施形態の整流部材４０は、送風ファン１６とヒータコア１８との間に配置されている。具体的には、整流部材４０は、送風ファン１６の空気流れ下流側であって、エアミックスドア２０の空気流れ上流側となる位置に配置されている。整流部材４０は、送風ファン１６の空気流れ下流側の外気通路１２２および内気通路１２４の双方の全域を横断するように配置されている。

本実施形態の整流部材４０は、図１２に示すように、板状に形成された複数の整流板４１が全体として格子形状をなすように、互いに連結されている。整流部材４０には、複数の整流板４１の間に、ファン軸心ＣＬの延在方向に貫通する複数の整流流路４２が形成されている。

整流部材４０では、送風ファン１６から吹き出された空気が、ファン軸心ＣＬの延在方向に貫通する複数の整流流路４２を通過する。この際、複数の整流流路４２それぞれは、ファン軸心ＣＬの延在方向に貫通し、細分化されているので、送風ファン１６から吹き出された旋回成分を有する空気が車室内へ向かう方向に整流される。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の車両用空調装置１では、送風ファン１６の空気流れ下流側に整流部材４０が配置されている。これによれば、送風ファン１６から吹き出された気流に含まれる回転方向ＤＲｒの速度成分の影響による運転席ＤｒＳ側へ吹き出す空気と助手席ＰａＳ側へ吹き出す空気の風量バランスの悪化を抑えることができる。

（第２実施形態の変形例）
上述の第２実施形態では、整流部材４０が、外気通路１２２および内気通路１２４の双方の全域を横断するように配置された例について説明したが、これに限定されない。車両用空調装置１では、送風ファン１６の空気流れ下流側に配置されたヒータコア１８が整流部材としても機能する。このため、車両用空調装置１は、例えば、図１３に示すように、外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄおよび内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄの空気流れ上流側だけに整流部材４０が配置される構成になっていてもよい。

このように、整流部材４０によって外気バイパス通路部１２２ｃ、１２２ｄおよび内気バイパス通路部１２４ｃ、１２４ｄを流れる空気を整流させる構成とすれば、ヒータコア１８を通過しない空気についても整流させることができる。このため、送風ファン１６から吹き出された気流に含まれる旋回成分の影響による運転席ＤｒＳ側へ吹き出す空気と助手席ＰａＳ側へ吹き出す空気の風量バランスの悪化を充分に抑えることができる。

また、上述の第２実施形態では、整流部材４０が送風ファン１６とヒータコア１８との間に配置された例について説明したが、これに限定されない。整流部材４０は、例えば、ヒータコア１８の空気流れ下流側に配置されていてもよい。

さらに、上述の第２実施形態では、整流部材４０として、複数の整流板４１を格子形状となるように互いに連結して構成したものを例示したが、これに限定されない。整流部材４０は、例えば、網または不織布等で構成される通気性を有するフィルタで構成されていてもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１４を参照して説明する。本実施形態では、送風ファン１６Ａの構成が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と共通の部分についての説明を省略する。

図１４に示すように、本実施形態では、送風ファン１６Ａが、ファン軸心ＣＬに沿う方向から吸い込んだ空気を、ファン軸心ＣＬに沿う方向に吹き出す軸流ファンで構成されている。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態では、第１実施形態の車両用空調装置と共通の構成を備えているので、第１実施形態で説明した作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の各実施形態では、送風ファン１６の空気流れ前後に配置された吸込側仕切部材１３２および吹出側仕切部材１３４が送風ファン１６の回転方向ＤＲｒにおける同様の位置設定される例について説明したが、これに限定されない。車両用空調装置１は、吸込側仕切部材１３２および吹出側仕切部材１３４の相対位置が送風ファン１６の回転方向ＤＲｒにずれるように設定されていてもよい。例えば、吹出側仕切部材１３４は、吸込側仕切部材１３２よりも送風ファン１６の回転方向ＤＲｒに進んだ位置に設定されていてもよい。これによれば、送風ファン１６の回転によって内気が外気通路１２２側に流入したり、外気が内気通路１２４側に流入したりすることを抑えることが可能になる。

上述の各実施形態では、送風ファン１６とヒータコア１８との間にエアミックスドア２０が配置されたものを例示したが、これに限定されない。車両用空調装置１は、例えば、エアミックスドア２０がヒータコア１８の空気流れ下流側に配置される構成になっていてもよい。

上述の各実施形態では、送風ファン１６の空気流れ上流側に蒸発器１４が配置されたものを例示したが、これに限定されない。車両用空調装置１は、例えば、送風ファン１６の空気流れ下流側に蒸発器１４が配置される構成になっていてもよい。

上述の各実施形態では、送風ファン１６として、遠心ファンや軸流ファンを例示したが、これに限定されない。送風ファン１６は、例えば、斜流ファンで構成されていてもよい。

上述の各実施形態では、空気を加熱する加熱用熱交換器としてヒータコア１８が採用されたものを例示したが、これに限定されない。車両用空調装置１は、例えば、加熱用熱交換器として、電気ヒータ等が採用されていてもよい。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、車両用空調装置は、加熱用熱交換器がケーシングの内部における送風ファンの空気流れ下流側に配置されている。そして、送風ファンのブレードが第１外気空間、第１内気空間、第２内気空間、第２外気空間の順序で通過するように、送風ファンの回転方向が設定されている。

第２の観点によれば、車両用空調装置は、ケーシングの内部における送風ファンの空気流れ下流側に配置され、送風ファンから吹き出された空気を送風ファンの回転方向における速度成分が低減されるように整流させる整流部材を備える。このように、送風ファンの空気流れ下流側に整流部材を配置する構成とすれば、送風ファンから吹き出された気流に含まれる回転方向の速度成分の影響によって、第２外気空間を流れる外気が、第１外気空間側に流れ込むことを抑えることができる。この結果、運転席側の防曇機能を充分に確保することが可能となる。

第３の観点によれば、車両用空調装置は、外気通路が、送風ファンから吹き出された空気を加熱用熱交換器に流す外気加熱通路部と、送風ファンから吹き出された空気を加熱用熱交換器を迂回して流す外気バイパス通路部と、を有している。内気通路は、送風ファンから吹き出された空気を加熱用熱交換器に流す内気加熱通路部と、送風ファンから吹き出された空気を加熱用熱交換器を迂回して流す内気バイパス通路部と、を有している。そして、整流部材は、少なくとも外気バイパス通路部および内気バイパス通路部を流れる空気が整流されるように配置されている。

このように、整流部材によって外気バイパス通路部および内気バイパス通路部を流れる空気を整流させる構成とすれば、加熱用熱交換器を通過しない空気についても整流させることができる。このため、送風ファンから吹き出された気流に含まれる回転方向の速度成分の影響によって、第２外気空間を流れる外気が、第１外気空間側に流れ込むことを充分に抑えることができる。

第４の観点によれば、車両用空調装置は、整流部材が、送風ファンと加熱用熱交換器との間に配置されている。これによると、加熱用熱交換器の一部に空気が偏って流入することを抑えることができるので、加熱用熱交換器における空気の加熱領域を充分に確保することができる。

第５の観点によれば、車両用空調装置の加熱用熱交換器は、空気を加熱するための熱媒体が流通する熱媒体流通部と、空気と熱媒体との熱交換を促進させる伝熱促進部と、を有している。そして、加熱用熱交換器は、熱媒体流通部と伝熱促進部との間に形成される複数の熱交換流路に空気を流通させることで、送風ファンから吹き出された空気を送風ファンの回転方向における速度成分が低減されるように整流させる構成になっている。このように、車両用空調装置は、加熱用熱交換器を整流部材として機能させる構成になっていてもよい。

１２ ケーシング
１２２ 外気通路
１２４ 内気通路
１６ 送風ファン
１６１ ブレード
１８ ヒータコア（加熱用熱交換器）
ＤｒＯ 第１外気空間
ＤｒＩ 第１内気空間
ＰａＯ 第２外気空間
ＰａＩ 第２内気空間

Claims (5)

1. 車室内を空調する車両用空調装置であって、
   空気が流通する空気通路を形成するケーシング（１２）と、
   ファン軸心（ＣＬ）を中心とする周方向に配置された複数枚のブレード（１６１）を有し、前記ファン軸心を中心に回転することで前記空気通路に前記車室内へ向かう気流を発生させる送風ファン（１６）と、
   前記ケーシングの内部に配置され、前記空気通路を流れる空気を加熱するための加熱用熱交換器（１８）と、を備え、
   前記空気通路は、車室外から導入された外気を流通させる外気通路（１２２）、前記車室内から導入された内気を流通させる内気通路（１２４）に仕切られており、
   前記加熱用熱交換器は、前記ケーシングの内部における前記送風ファンの空気流れ下流側に配置されており、
   前記外気通路は、前記外気を前記車室内における運転席（ＤｒＳ）側に導くための第１外気空間（ＤｒＯ）、前記外気を前記車室内における助手席（ＰａＳ）側に導くための第２外気空間（ＰａＯ）を含んでおり、
   前記内気通路は、前記内気を前記車室内における前記運転席側に導くための第１内気空間（ＤｒＩ）、前記内気を前記車室内における前記助手席側に導くための第２内気空間（ＰａＩ）を含んでおり、
   前記送風ファンは、前記第１外気空間、前記第２外気空間、前記第１内気空間、前記第２内気空間それぞれに跨るように配置されると共に、前記ブレードが前記第１外気空間、前記第１内気空間、前記第２内気空間、前記第２外気空間の順序で通過するように、前記送風ファンの回転方向が設定されている車両用空調装置。
2. 前記ケーシングの内部における前記送風ファンの空気流れ下流側に配置され、前記送風ファンから吹き出された空気を前記送風ファンの回転方向における速度成分が低減されるように整流させる整流部材（４０）を備える請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記外気通路は、前記送風ファンの空気流れ下流側に、前記送風ファンから吹き出された空気を前記加熱用熱交換器に流す外気加熱通路部（１２２ａ、１２２ｂ）と、前記送風ファンから吹き出された空気を前記加熱用熱交換器を迂回して流す外気バイパス通路部（１２２ｃ、１２２ｄ）と、を有しており、
   前記内気通路は、前記送風ファンの空気流れ下流側に、前記送風ファンから吹き出された空気を前記加熱用熱交換器に流す内気加熱通路部（１２４ａ、１２４ｂ）と、前記送風ファンから吹き出された空気を前記加熱用熱交換器を迂回して流す内気バイパス通路部（１２４ｃ、１２４ｄ）と、を有しており、
   前記整流部材は、少なくとも前記外気バイパス通路部および前記内気バイパス通路部を流れる空気が整流されるように配置されている請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記整流部材は、前記送風ファンと前記加熱用熱交換器との間に配置されている請求項２または３に記載の車両用空調装置。
5. 前記加熱用熱交換器は、空気を加熱するための熱媒体が流通する熱媒体流通部（１８２）と、空気と前記熱媒体との熱交換を促進させる伝熱促進部（１８４）と、を有し、前記熱媒体流通部と前記伝熱促進部との間に形成される複数の熱交換流路（１８６）に空気を流通させることで、前記送風ファンから吹き出された空気を前記送風ファンの回転方向における速度成分が低減されるように整流させる構成になっている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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