JP6979519B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に係り、より詳しくは、空調ケース内の第１空気通路と第２空気通路に蒸発器と凝縮器がそれぞれ設けられて統合的に冷房および暖房を行うヒートポンプシステムから構成された車両用空調装置に関する。

一般に、車両用空調装置は、車両の外部の空気を車両の室内に導入したり、車両の室内の空気を循環させたりする過程において、空気を加熱又は冷却して車両の室内を冷房又は暖房するための装置である。空調ケースの内部には、冷却作用のための蒸発器と加熱作用のためのヒータコアとが備えられる。車両用空調装置は、蒸発器やヒータコアにより冷却又は加熱された空気を、送風モード切替用ドアを用いて車両の室内の各部に選択的に送風する。

空調装置の冷房サイクルは、冷媒を圧縮して送出する圧縮機（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）と、圧縮機から送出される高圧の冷媒を凝縮する凝縮器（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）と、凝縮器で凝縮されて液化された冷媒を減圧する膨張弁（Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）と、膨張弁により減圧された低圧の液相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することにより、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）と、などが冷媒パイプにより連結されてなる。

最近では、冷房サイクルのみを用いて冷房および暖房を行うヒートポンプシステム（Ｈｅａｔ Ｐｕｍｐ Ｓｙｓｔｅｍ）が開発されている。特に、電気自動車、燃料電池自動車などの環境にやさしい電気車両は、エンジン冷却水を加熱熱源として使用することができないので、エンジン冷却水がなくても車室内を冷暖房することができるヒートポンプシステムを多く採用している。

図１は、従来の車両用空調装置を示す断面図であり、図２は、従来の車両用空調装置を示す平面図である。図１および図２に示すように、ヒートポンプシステムの車両用空調装置は、冷温風を発生させる空調モジュール１と、空調モジュール１で発生した冷温風を車室内に分配する分配ダクト２と、を含む。

空調モジュール１は、内部を下側の冷風流路３ａと上側の温風流路３ｂとに区画した空調ケース３を備える。区画された冷風流路３ａには、冷却用熱交換器４と冷風調節ドア５とが備えられ、温風流路３ｂには、加熱用熱交換器６と温風調節ドア７とが備えられる。

分配ダクト２は、空調モジュール１の冷風流路３ａ、温風流路３ｂと連通する内部流路２ａと、内部流路２ａから分岐される複数の吐出ベント２ｂと、を備える。分配ダクト２は、空調モジュール１の冷風流路３ａ、温風流路３ｂから送風された冷風、温風を導入して車室内の各部に吐き出すことにより車室内を冷暖房する。分配ダクト２の内部には、暖房モード時の補助熱源として作用する電気ヒータ２ｃがさらに備えられてもよい。

空調モジュール１は、車両ダッシュパネル１０を基準として車両の室外であるエンジンルーム（Ｅｎｇｉｎｅ Ｒｏｏｍ）側に配置され、分配ダクト２は、車室内側に配置される。また、車室内側には、内気を空調モジュール１の内部に案内する内気流入ダクトが設けられる。

冷房モード時、第１ブロア８から冷風流路３ａに送風された内外気を冷却用熱交換器４により冷却し、冷却された空気を冷風調節ドア５により調節して分配ダクト２側に送風する。この場合、加熱用熱交換器６により加熱された温風流路３ｂ側の温風は、温風調節ドア７の制御により、温風排出口７ａを介して室外に排出される。

暖房モード時、第２ブロア９から温風流路３ｂに送風された内外気を加熱用熱交換器６により加熱し、加熱された空気を温風調節ドア７により調節して分配ダクト２側に送風する。この場合、冷却用熱交換器４により冷却された冷風流路３ａ側の冷風は、冷風調節ドア５の制御により、冷風排出口５ａを介して室外に排出される。

また、暖房モード時、車室内の除湿が必要な場合、バイパス流路３ｃおよびバイパスドア３ｄを介して冷風流路３ａ側の冷風を温風流路３ｂ側にバイパスすることにより、車室内に冷風を供給して除湿を行うことができる。

従来の統合型空調装置は、温風と冷風が衝突して混合されるミキシング領域で温風と冷風が円滑に混合されず、このために左右の温度差が発生するという問題があった。

また、従来の統合型空調装置は、流路の特性上、車両の幅方向に左側と右側、例えば運転席と助手席側へ独立した空調を行う左右独立空調を実現することができないという問題があった。

さらに、従来の統合型空調装置は、流路の構造が複雑であり、構成部品が多いため製造コストが上昇し、締結力の増大には限界があるだけでなく、一部が車両の室内側に配置されるために乗員のスペースがその分だけ狭くなるという問題があった。

かかる従来の問題点を解決するために、本発明では、統合型ヒートポンプシステムの空調装置において、冷風と温風の混合性を改善して車両の幅方向の左右の温度差を低減し、左右独立空調を実現可能であり、室内空間を十分に確保可能な車両用空調装置を提供する。

本発明による車両用空調装置は、第１空気通路（１０１）および第２空気通路（１０２）が形成され、前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）のうちいずれか一方に備えられる加熱用熱交換器と、前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）のうちいずれか他方に備えられる冷却用熱交換器と、を含み、前記第１空気通路（１０１）を通過した空気の一部と前記第２空気通路（１０２）を通過した空気の一部とが混合される領域と、前記第１空気通路（１０１）を通過した空気の他の一部と前記第２空気通路（１０２）を通過した空気の他の一部とが混合される領域と、が形成され、前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）は、それぞれセパレータ（３００）により上側通路（１０３）と下側通路（１０４）とに区画されることを特徴とする。

本発明に係る車両用空調装置は、温風と冷風の混合性を改善して左右の温度差を改善し、コントローラの操作または自動制御によって左右の乗員が所望の風量と温度に調節でき、左右側のいずれか一方の作動をオフ（ＯＦＦ）しても、風量の変化なしで他方へ一定の空調を行うことができる。

従来の車両用空調装置を示す断面図である。 従来の車両用空調装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置を示す平断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置を示す部分断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係るミキシングダクトモジュールを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るセパレータを示すミキシングダクトケースの内部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るセパレータを示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るセパレータを示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る下側通路側のミキシング領域を示す図である。 本発明の一実施形態に係る上側通路側のミキシング領域を示す図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の冷房モードを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の暖房モードを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の左右独立空調の使用例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の左右独立空調の使用例を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、車両用空調装置の技術的構成について詳しく説明する。

図３から図１１に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置は、統合型空調方式のヒートポンプシステムから構成されるものであり、空調モジュール１００およびミキシングダクトモジュール２００を含む。

空調モジュール１００は、空気と熱交換する加熱用熱交換器および冷却用熱交換器のうち少なくとも一方を備える。ミキシングダクトモジュール２００は、吸気モジュールと分配モジュールが一体に形成されてなる。吸気モジュールは、内気および外気のうち少なくとも一方を空調モジュール１００に流入させる。分配モジュールは、空調モジュール１００から送風された空気を車室内の各部に吐き出す。

空調モジュール１００は、空調ケース１１０と、冷却用熱交換器である蒸発器１５０と、加熱用熱交換器である凝縮器１３０と、圧縮機と、膨張弁と、ブロアユニットとを含んでなる。

空調ケース１１０には、冷房通路である第１空気通路１０１と暖房通路である第２空気通路１０２とが、仕切り壁１１９により区画される。第１空気通路１０１を介して内気又は外気が選択的に流入し、第２空気通路１０２に関しても内気又は外気が選択的に流入する。

蒸発器１５０は、冷却用熱交換器であって、第１空気通路１０１に備えられる。蒸発器１５０は、後述する膨張弁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する。

凝縮器１３０は、加熱用熱交換器であって、第２空気通路１０２に備えられる。凝縮器１３０は、後述する圧縮機から排出されて流動する高温高圧の気相冷媒を、空調ケース１１０内の空気と熱交換させる。この過程において冷媒は凝縮され、空気は加熱される。

圧縮機は、電気的なエネルギーにより駆動される電動圧縮機（Ｅｌｅｃｔｒｏ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）により構成されてもよい。圧縮機は、蒸発器１５０を通過した低温低圧の気相冷媒を吸入し圧縮して高温高圧の気体状態で冷媒を凝縮器１３０に向かって吐き出す。

膨張弁は、凝縮器１３０から排出されて流動する液相冷媒を、減圧作用により急速に膨張させて低温低圧の霧状態で冷媒を蒸発器１５０に送る。膨張弁は、ＥＸＶ、ＴＸＶまたはオリフィス構造などで構成されてもよい。前述した圧縮機、凝縮器１３０、膨張弁および蒸発器１５０は、冷媒ラインに順次に備えられる。

車両用空調装置は、蒸発器１５０と凝縮器１３０に内気と外気を選択的に供給するように構成される。冷房モード時、内気は蒸発器１５０と熱交換して車両の室内に供給され、外気は凝縮器１３０と熱交換して車両の室外に排出可能である。暖房モード時、内気は凝縮器１３０と熱交換して車両の室内に供給され、外気は蒸発器１５０と熱交換して車両の室外に排出可能である。しかし、空調モード別の空気の流れが必ずしも本実施形態に限定されるものではない。

ブロアユニットは、第１空気通路１０１と第２空気通路１０２に内気又は外気を吸入させる。ブロアユニットは、ブロアモータと、これに結合して回転するブロアホイールと、を備える。ブロアユニットは、空気を空調ケース１１０の内部に吸入させる吸入型構造からなってもよい。

ミキシングダクトモジュール２００は、吸気モジュールおよび分配モジュールが一体に形成されてなる。分配モジュールは、空調モジュール１００の第１空気通路１０１および第２空気通路１０２のうち少なくとも一方から送風された空気を車室内の各部に吐き出す。

前述した空調モジュール１００、吸気モジュールおよび分配モジュールは、すべての車両ダッシュパネル５００を基準として室外に配置される。したがって、車両の室内空間をその分だけ多く確保でき、乗員のスペースを拡大することができる。

ミキシングダクトモジュール２００は、ミキシングダクトケース２１０を備える。ミキシングダクトケース２１０は、空気を吸入するための吸気ユニットの吸気ケース（Ｉｎｔａｋｅ ｃａｓｅ）と、冷却又は加熱された空調風を混合して車両の室内に吐き出すための分配モジュールの分配ケース（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｃａｓｅ）とが、水平方向に結合した形態をとる。

すなわち、図４に示すように、車両の前後方向に吸気モジュールと分配モジュールとが形成され、両モジュールは一体に結合して単一のミキシングダクトモジュール２００を形成する。この場合、図４において右側が車両前方であり、左側が車両後方である。車両ダッシュパネル５００を基準として左側（後方）は車両の室内空間であり、右側は室外（エンジンルーム）である。

空調ケース１１０とミキシングダクトケース２１０とは、ねじ等の手段により相互に分離可能に締結される。空調ケース１１０には締結部１１５が形成され、ミキシングダクトケース２１０にはこれに対応する他の締結部２１５が形成され、これらの間をねじにて締結する。好ましくは、ミキシングダクトケース２１０と空調ケース１１０とは、上下方向に締結される。さらに好ましくは、ミキシングダクトケース２１０は、空調ケース１１０の上部に配置される。

ミキシングダクトケース２１０は、内気流入口２０７、外気流入口２０８および複数の空気吐出口２１４を備える。内気流入口２０７は、内気を流入させるためのものであり、別途の内気流入ダクトに連結されて内気を吸入するように構成されてもよい。外気流入口２０８は、外気を流入させるためのものであり、別途の外気流入ダクトに連結されて外気を吸入するように構成されてもよい。

内気流入口２０７、外気流入口２０８および空気吐出口２１４は、すべて同じ方向に形成される。すなわち、内気流入口２０７、外気流入口２０８および空気吐出口２１４は、すべて上部方向に開口される。空気吐出口２１４は、空調風を車両の室内の天井に向かって吐き出すためのループベントと、空調風を車両の室内の床に向かって吐き出すためのフロアベントと、などから構成されてもよい。ミキシングダクトモジュール２００は、分配モジュール側に補助暖房熱源であるＰＴＣヒータ２６０をさらに備えてもよい。さらに、空気吐出口２１４の前段に、空気をルーフベントまたはフロアベントに選択的に吐き出すためのモードドア２７０が備えられてもよい。

ミキシングダクトモジュール２００は、単一のエアフィルタ２５０を備える。エアフィルタ２５０は、内気流入口２０７および外気流入口２０８に流入した空気を濾過する。空調モジュール１００は、第１空気通路１０１と第２空気通路１０２にそれぞれ第１ブロアユニット１２１と第２ブロアユニット１２２を備える。第１ブロアユニット１２１と第２ブロアユニット１２２は、水平方向に並列配置される。また、第１ブロアユニット１２１と第２ブロアユニット１２２の上部には、ミキシングダクトケース２１０の内気流入口２０７および外気流入口２０８が対応位置する。

エアフィルタ２５０とブロアユニットとの間には、内外気切替ドア２３０が備えられる。内外気切替ドア２３０は、ミキシングダクトケース２１０に回転可能に設けられ、内気流入口２０７と外気流入口２０８の開度を調節することにより、内気と外気を選択的に空調モジュール１００側に流入させる。内外気切替ドア２３０は、アクチュエータによって回転駆動される。ミキシングダクトケース２１０には、アクチュエータを覆うアクチュエータカバー２１１が一体に形成されてもよい。また、ミキシングダクトケース２１０には、モードドア２７０を駆動させるアクチュエータを覆うカバー２７１が一体に形成されてもよい。

車両用空調装置は、空調モジュール１００とミキシングダクトモジュール２００とが上下に締結される構造をとるとともに、内気流入口２０７および外気流入口２０８が上部に配置され、その下部に一対の第１ブロアユニット１２１、第２ブロアユニット１２２が並立配置され、第１ブロアユニット１２１、第２ブロアユニット１２２に対して水平方向に蒸発器１５０および凝縮器１３０が配置され、空調モジュール１００の上部に位置する複数の空気吐出口２１４の構造により、全体として「角ばったＵ字」形状または「Ｕ字」状の流路を形成する。

つまり、空気は、ミキシングダクトモジュール２００の内気流入口２０７または外気流入口２０８を介して上部から下部方向に移動し、空調モジュール１００から水平方向に移動しながら、加熱用熱交換器および冷却用熱交換器のうち少なくとも一方と熱交換し、再びミキシングダクトモジュール２００の空気吐出口２１４を介して下部から上部方向に移動して、全体として「角ばったＵ字」形状または「Ｕ字」状の空気の流れを形成する。

空調モジュール１００の第１空気通路１０１には、蒸発器１５０の下流側に冷風放出口１１６が形成され、第２空気通路１０２には、凝縮器１３０の下流側に温風放出口１１３が形成される。冷風放出口１１６は、空調ケース１１０の左側面に形成され、温風放出口１１３は、空調ケース１１０の右側面に形成される。また、第１空気通路１０１の蒸発器１５０の下流側および第２空気通路１０２の凝縮器１３０の下流側には、ミキシングダクトモジュール２００に向かって連通する連通流路１１４が形成される。

第１空気通路１０１の蒸発器１５０の下流側には、冷風モードドア１１８が回転可能に備えられ、第２空気通路１０２の凝縮器１３０の下流側には、温風モードドア１１７が回転可能に備えられる。冷風モードドア１１８は、連通流路１１４に向かう空気の量と冷風放出口１１６に向かう空気の量とを調節し、温風モードドア１１７は、連通流路１１４に向かう空気の量と温風放出口１１３に向かう空気の量とを調節する。

さらに、空調モジュール１００は、バイパスドア１２８と、バイパス流路１２８ａとを備える。暖房モード時、車室内の除湿が必要な場合、バイパスドア１２８とバイパス流路１２８ａにより第１空気通路１０１側の冷風を第２空気通路１０２側にバイパスする。これにより、第１空気通路１０１側の冷風が車室内に供給されながら車室内を除湿する。

車両用空調装置は、蒸発器１５０および凝縮器１３０のうち少なくとも一方を通過した空気が、車両の室内の互いに異なる領域に独立して吐き出されるように構成される。すなわち、蒸発器１５０および凝縮器１３０のうち少なくとも一方を通過した空気は、車両の室内の左右に吐き出されて左右独立空調を行う。

前述したように、第１空気通路１０１には、冷却用熱交換器と冷風放出口１１６とが備えられ、第２空気通路１０２には、加熱用熱交換器と温風放出口１１３とが備えられる。また、冷風放出口１１６および温風放出口１１３は、車両の幅方向にケースの左右両側面に形成される。一方、第１空気通路１０１と第２空気通路１０２は、仕切り壁１１９により左右方向に区画されるとともに、第１空気通路１０１および第２空気通路１０２は、それぞれセパレータ３００により上側通路１０３と下側通路１０４とに区画される。

蒸発器１５０と凝縮器１３０は、セパレータ３００により上下方向に２等分される。冷風モードドア１１８は、第１空気通路１０１に備えられ、冷風放出口１１６に向かう流路と室内に向かう流路との間の開度を調節する。温風モードドア１１７は、第２空気通路１０２に備えられ、温風放出口１１３に向かう流路と室内に向かう流路との間の開度を調節する。

冷風放出口１１６は、上側冷風放出口１１６ａと下側冷風放出口１１６ｂとからなる。上側冷風放出口１１６ａは、下側冷風放出口１１６ｂの上部に形成される。温風放出口１１３は、上側温風放出口１１３ａと下側温風放出口１１３ｂとからなる。上側温風放出口１１３ａは、下側温風放出口１１３ｂの上部に形成される。

冷風モードドア１１８は、上側冷風モードドア１１８ａと下側冷風モードドア１１８ｂとが独立して駆動されるようになっている。また、温風モードドア１１７は、上側温風モードドア１１７ａと下側温風モードドア１１７ｂとが独立して駆動されるようになっている。上側冷風モードドア１１８ａは上側冷風放出口１１６ａの開度を調節し、下側冷風モードドア１１８ｂは下側冷風放出口１１６ｂの開度を調節する。また、上側温風モードドア１１７ａは上側温風放出口１１３ａの開度を調節し、下側温風モードドア１１７ｂは下側温風放出口１１３ｂの開度を調節する。

ミキシングダクトモジュール２００の内気流入口２０７または外気流入口２０８を介して上部から下部方向に移動した空気は、空調モジュール１００から水平方向に移動しながら蒸発器１５０および凝縮器１３０と熱交換する。セパレータ３００により上側通路１０３と下側通路１０４とに区画された二つの領域にそれぞれ空気が流動する。

連通流路１１４は、セパレータ３００により第１連通流路３０１と第２連通流路３０２とに区画される。すなわち、セパレータ３００は、図１０に示すように、空調モジュール１００の空調ケース１１０から水平方向に延設されて上側通路１０３と下側通路１０４とを区画する。また、セパレータ３００は、冷風モードドア１１８および温風モードドア１１７の下流側から上部方向に延長されて、図７および図８に示すように、上側通路１０３と下側通路１０４とを車両の前後方向に区画する。

下側通路１０４を流動する空気は、第１連通流路３０１を通って上部に案内されて運転席および助手席のうちいずれか一方に吐き出され、上側通路１０３を流動する空気は、第２連通流路３０２を通って上部に案内されて運転席および助手席のうちいずれか他方に吐き出される。

すなわち、下側通路１０４を流動する空気は、下側冷風モードドア１１８ｂまたは下側温風モードドア１１７ｂの制御により下側冷風放出口１１６ｂまたは下側温風放出口１１３ｂを介して外部に排出されたり、第１連通流路３０１を通って上部に案内されて運転席および助手席のうちいずれか一方に吐き出されたりする。

また、上側通路１０３を流動する空気は、上側冷風モードドア１１８ａまたは上側温風モードドア１１７ａの制御により上側冷風放出口１１６ａまたは上側温風放出口１１３ａを介して外部に排出されたり、第２連通流路３０２を通って上部に案内されて運転席および助手席のうちいずれか他方に吐き出されたりする。

車両用空調装置は、制御部を備える。制御部は、冷風モードドア１１８および温風モードドア１１７を含む空調装置の各種ドア、ブロアユニットなどの作動を制御する。制御部は、運転席側および助手席側のうちいずれか一方の空気吐出をオフ（ＯＦＦ）した場合、オフ（ＯＦＦ）された一方の空気を外部に排出するように制御する。結局、空気吐出がオン（ＯＮ）された他方の空気風量は、オフ（ＯＦＦ）された一方の空気風量とは独立して一定に保持される。

上側通路１０３の第１空気通路１０１および第２空気通路１０２を流動する空気は、運転席および助手席のうちいずれか一方に吐き出されるように案内される。さらに、下側通路１０４の第１空気通路１０１および第２空気通路１０２を流動する空気は、運転席および助手席のうちいずれか他方に吐き出されるように案内される。

蒸発器１５０と凝縮器１３０を通過する第１空気通路１０１と第２空気通路１０２の空気の流動は、水平方向に形成され、冷風モードドア１１８および温風モードドア１１７の下流側から室内に向かう空気の流動は、上部方向に形成される。第１空気通路１０１および第２空気通路１０２は、冷風モードドア１１８および温風モードドア１１７の下流側から上部に形成される空気の流動過程において、冷風と温風が混合されるように構成される。上側通路１０３および下側通路１０４は、冷風モードドア１１８および温風モードドア１１７の下流側で、セパレータ３００により車両の前後方向に区画される。

図７および図８を参照すると、ミキシングダクトケース２１０は、右側ミキシングダクトケース２１０ａと左側ミキシングダクトケース２１０ｂとが左右方向に互いに締結されて構成される。右側ミキシングダクトケース２１０ａに形成されたセパレータ３００には、第１傾斜部３１０が形成され、左側ミキシングダクトケース２１０ｂに形成されたセパレータ３００には、第２傾斜部３２０が形成される。

図９を参照すると、第１傾斜部３１０は、下側通路１０４を通って第１連通流路３０１を通過した冷風または温風あるいは冷風と温風の混合空気を、左方向に案内して左側（例えば運転席）の空気吐出口２１４に吐き出されるようにする。第２傾斜部３２０は、上側通路１０３を通って第２連通流路３０２を通過した冷風または温風あるいは冷風と温風の混合空気を、右方向に案内して右側（例えば助手席）の空気吐出口２１４に吐き出されるようにする。

車両用空調装置は、第１空気通路１０１を通過した空気の一部と第２空気通路１０２を通過した空気の一部とが混合される領域と、第１空気通路１０１を通過した空気の他の一部と第２空気通路１０２を通過した空気の他の一部とが混合される領域と、が形成される。

すなわち、第１空気通路１０１および第２空気通路１０２は、それぞれセパレータ３００により上側通路１０３と下側通路１０４とに区画される。さらに詳細には、セパレータ３００は、ツイスト構造で構成されて冷風と温風を混合させる。セパレータ３００は、第１傾斜部３１０および第２傾斜部３２０を備える。第１傾斜部３１０は、下側通路１０４の空気を車両の幅方向である左右側のいずれか一方に案内し、第２傾斜部３２０は、上側通路１０３の空気を車両の幅方向である左右側のいずれか他方に案内する。

図１２および図１３を参照すると、第１傾斜部３１０および第２傾斜部３２０によって上側通路１０３を流動する空気および下側通路１０４を流動する空気の流路は、上に行くほど徐々に狭くなる。このような構成により、徐々に狭くなる流路を流動する冷風または温風の流速が増加し、狭い空間内で温風と冷風の混合性をより効率的に改善することができる。

セパレータ３００のツイスト構造は、第１傾斜部３１０と第２傾斜部３２０が車両の幅方向に傾斜してなるとともに車両の前後方向に傾斜してなることにより実現される。このようなセパレータ３００のツイスト構造により、上側通路１０３を流動する冷風と温風は第１ミキシング領域で混合され、下側通路１０４を流動する冷風と温風は第２ミキシング領域で混合され、それぞれ車両の左側と右側に区画および案内されて車両の室内に吐き出される。

すなわち、上側通路１０３の第１空気通路１０１および第２空気通路１０２を流動する空気は、運転席および助手席のうちいずれか一方に吐き出されるように案内され、下側通路１０４の第１空気通路１０１および第２空気通路１０２を流動する空気は、運転席および助手席のうちいずれか他方に吐き出されるように案内される。

図１４は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の冷房モードを示す断面図であり、図１５は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の暖房モードを示す断面図であり、図１６および図１７は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の左右独立空調の使用例を示す図である。

図１４を参照すると、冷房モード時、第１空気通路１０１側に内気が流入して蒸発器１５０と熱交換した後、冷却される。冷風モードドア１１８は、冷風放出口１１６を閉鎖し連通流路１１４側の流路を開放するように回転操作され、冷却された空気は、連通流路１１４を通ってミキシングダクトモジュール２００の空気吐出口２１４を介して車両の室内に循環される。この場合、冷風モードドア１１８は、上側冷風モードドア１１８ａと下側冷風モードドア１１８ｂがそれぞれ上側冷風放出口１１６ａと下側冷風放出口１１６ｂを閉鎖するように制御され、冷却された空気は、それぞれ上側通路１０３と下側通路１０４を通って連通流路１１４のうち第１連通流路３０１および第２連通流路３０２を介して移動して、室内の左側と右側に冷風が供給される。

同時に、第２空気通路１０２側に外気が流入して凝縮器１３０と熱交換した後、加熱される。温風モードドア１１７は、連通流路１１４側を閉鎖し温風放出口１１３を開放するように回転操作され、加熱された空気は、温風放出口１１３を介して車両の室外に排出される。この場合、温風モードドア１１７は、上側温風モードドア１１７ａと下側温風モードドア１１７ｂがそれぞれ上側温風放出口１１３ａと下側温風放出口１１３ｂを開放するように制御され、加熱された空気は、それぞれ上側温風放出口１１３ａと下側温風放出口１１３ｂを介して車両の室外に排出される。

図１５を参照すると、暖房モード時、第２空気通路１０２側に内気が流入して凝縮器１３０と熱交換した後、加熱される。温風モードドア１１７は、温風放出口１１３を閉鎖し連通流路１１４側を開放するように回転操作され、加熱された空気は、連通流路１１４を通ってミキシングダクトモジュール２００の空気吐出口２１４を介して車両の室内に循環される。この場合、温風モードドア１１７は、上側温風モードドア１１７ａと下側温風モードドア１１７ｂがそれぞれ上側温風放出口１１３ａと下側温風放出口１１３ｂを閉鎖するように制御され、加熱された空気は、それぞれ上側通路１０３と下側通路１０４を通って連通流路１１４のうち第１連通流路３０１および第２連通流路３０２を介して移動して、室内の左側と右側に温風が供給される。

同時に、第１空気通路１０１側に外気が流入して蒸発器１５０と熱交換した後、冷却される。冷風モードドア１１８は、連通流路１１４側を閉鎖し冷風放出口１１６を開放するように回転操作され、冷却された空気は、冷風放出口１１６を介して車両の室外に排出される。この場合、冷風モードドア１１８は、上側冷風モードドア１１８ａと下側冷風モードドア１１８ｂがそれぞれ上側冷風放出口１１６ａと下側冷風放出口１１６ｂを開放するように制御され、冷却された空気は、それぞれ上側冷風放出口１１６ａと下側冷風放出口１１６ｂを介して車両の室外に排出される。

図１６を参照すると、第１空気通路１０１に流入した空気は、蒸発器１５０と熱交換した後、第１空気通路１０１のうち、上側通路１０３の空気は、上側冷風放出口１１６ａを介して室外に排出され、下側通路１０４の空気は、第１連通流路３０１を介して上部に移動し、セパレータ３００の第１傾斜部３１０により案内され、左側の空気吐出口２１４ａを介して車両の室内に供給される。同時に、第２空気通路１０２に流入した空気は、凝縮器１３０と熱交換した後、第２空気通路１０２のうち、上側通路１０３の空気は、第２連通流路３０２を介して上部に移動し、セパレータ３００の第２傾斜部３２０により案内され、右側の空気吐出口２１４ｂを介して車両の室内に供給され、下側通路１０４の空気は、下側温風放出口１１３ｂを介して室外に排出される。

この場合、上側冷風モードドア１１８ａの制御により上側冷風放出口１１６ａの開度を調節することができ、上側冷風放出口１１６ａを介して排出されていない一部の冷風は、第２連通流路３０２を介して上部に移動しながら、第２空気通路１０２のうち上側通路１０３を流動する温風と混合された後、車両の室内に吐き出される。また、下側温風モードドア１１７ｂの制御により下側温風放出口１１３ｂの開度を調節することができ、下側温風放出口１１３ｂを介して排出されていない一部の温風は、第１連通流路３０１を介して上部に移動しながら、第１空気通路１０１のうち下側通路１０４を流動する冷風と混合された後、車両の室内に吐き出される。

図１７を参照すると、第１空気通路１０１に流入した空気は、蒸発器１５０と熱交換した後、第１空気通路１０１のうち、下側通路１０３の空気は、下側冷風放出口１１６ｂを介して室外に排出され、上側通路１０３の空気は、第２連通流路３０２を介して上部に移動し、右側の空気吐出口２１４ｂを介して車両の室内に供給される。同時に、第２空気通路１０２に流入した空気は、凝縮器１３０と熱交換した後、第２空気通路１０２のうち、下側通路１０４の空気は、第１連通流路３０１を介して上部に移動し、左側の空気吐出口２１４ａを介して車両の室内に供給され、上側通路１０３の空気は、上側温風放出口１１３ａを介して室外に排出される。

この場合、下側冷風モードドア１１８ｂの制御により下側冷風放出口１１６ｂの開度を調節することができ、下側冷風放出口１１６ｂを介して排出されていない一部の冷風は、第１連通流路３０１を介して上部に移動しながら、第２空気通路１０２のうち下側通路１０４を流動する温風と混合された後、車両の室内に吐き出される。また、上側温風モードドア１１７ａの制御により上側温風放出口１１３ａの開度を調節することができ、上側温風放出口１１３ａを介して排出されていない一部の温風は、第２連通流路３０２を介して上部に移動しながら、第１空気通路１０１のうち上側通路１０３を流動する冷風と混合された後、車両の室内に吐き出される。

車両用空調装置は、温風と冷風の混合性を改善して左右の温度差を改善し、コントローラの操作または自動制御によって車両の左右乗員が所望の風量と温度に調節でき、左右側のいずれか一方の作動をオフ（ＯＦＦ）しても、左右側の他方へは風量の変化なしで一定の空調を行うことができる。

１、１００ 空調モジュール
２ 分配ダクト
２ａ 内部流路
２ｂ 吐出ベント
２ｃ 電気ヒータ２ｃ
３ 空調ケース
３ａ 冷風流路
３ｂ 温風流路
３ｃ バイパス流路
３ｄ バイパスドア
４ 冷却用熱交換器
５ 冷風調節ドア
５ａ 冷風排出口
６ 加熱用熱交換器
７ 温風調節ドア
７ａ 温風排出口
８ 第１ブロア
９ 第２ブロア
１０１ 第１空気通路
１０２ 第２空気通路
１０３ 上側通路
１０４ 下側通路
１１０ 空調ケース
１１３ 温風放出口
１１３ａ 上側温風放出口
１１３ｂ 下側温風放出口
１１４ 連通流路
１１５、２１５ 締結部
１１６ 冷風放出口
１１６ａ 上側冷風放出口
１１６ｂ 下側冷風放出口
１１７ 温風モードドア
１１７ａ 上側温風モードドア
１１７ｂ 下側温風モードドア
１１８ 冷風モードドア
１１８ａ 上側冷風モードドア
１１８ｂ 下側冷風モードドア
１１９ 仕切り壁
１２１ 第１ブロアユニット
１２２ 第２ブロアユニット
１２８ バイパスドア
１２８ａ バイパス流路
１３０ 凝縮器
１５０ 蒸発器
２００ ミキシングダクトモジュール
２０７ 内気流入口
２０８ 外気流入口
２１０ ミキシングダクトケース
２１０ａ 右側ミキシングダクトケース
２１０ｂ 左側ミキシングダクトケース
２１１ アクチュエータカバー
２１４ 空気吐出口
２１４ａ 左側の空気吐出口
２１４ｂ 右側の空気吐出口
２５０ エアフィルタ
２６０ ＰＴＣヒータ
２７０ モードドア
２７１ カバー
３００ セパレータ
３０１ 第１連通流路
３０２ 第２連通流路
３１０ 第１傾斜部
３２０ 第２傾斜部
５００ 車両ダッシュパネル

Claims (16)

1. 第１空気通路（１０１）および第２空気通路（１０２）が形成され、前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）のうちいずれか一方に備えられる加熱用熱交換器と、前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）のうちいずれか他方に備えられる冷却用熱交換器と、を含み、
   前記第１空気通路（１０１）を通過した空気の一部と前記第２空気通路（１０２）を通過した空気の一部とが混合される領域と、前記第１空気通路（１０１）を通過した空気の他の一部と前記第２空気通路（１０２）を通過した空気の他の一部とが混合される領域と、が形成され、
   前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）は、それぞれセパレータ（３００）により上側通路（１０３）と下側通路（１０４）とに区画されることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記セパレータ（３００）は、ツイスト構造で構成されて冷風と温風を混合させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記セパレータ（３００）は、下側通路（１０４）の空気を車両の幅方向である左右側のいずれか一方に案内する第１傾斜部（３１０）と、上側通路（１０３）の空気を車両の幅方向である左右側のいずれか他方に案内する第２傾斜部（３２０）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記第１傾斜部（３１０）および前記第２傾斜部（３２０）によって前記上側通路（１０３）を流動する空気および前記下側通路（１０４）を流動する空気の流路が、上に行くほど徐々に狭くなることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記第１傾斜部（３１０）および前記第２傾斜部（３２０）は、車両の幅方向に傾斜してなるとともに車両の前後方向に傾斜してなることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
6. 前記上側通路（１０３）の前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）を流動する空気は、運転席および助手席のうちいずれか一方に吐き出されるように案内され、前記下側通路（１０４）の前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）を流動する空気は、前記運転席および助手席のうちいずれか他方に吐き出されるように案内されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
7. 前記第１空気通路（１０１）には冷却用熱交換器および冷風放出口（１１６）が備えられ、前記第２空気通路（１０２）には加熱用熱交換器および温風放出口（１１３）が備えられ、
   前記第１空気通路（１０１）に備えられ、前記冷風放出口（１１６）に向かう流路と室内に向かう流路との間の開度を調節する冷風モードドア（１１８）と、前記第２空気通路（１０２）に備えられ、前記温風放出口（１１３）に向かう流路と室内に向かう流路との間の開度を調節する温風モードドア（１１７）と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器を通過する前記第１空気通路（１０１）と前記第２空気通路（１０２）の空気の流動は、水平方向に形成され、
   前記冷風モードドア（１１８）および前記温風モードドア（１１７）の下流側から室内に向かう空気の流動は、上部方向に形成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記第１空気通路（１０１）および前記第２空気通路（１０２）は、前記冷風モードドア（１１８）および前記温風モードドア（１１７）の下流側から上部に形成される空気の流動過程において、冷風と温風が混合されるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
10. 前記上側通路（１０３）および前記下側通路（１０４）は、前記冷風モードドア（１１８）および前記温風モードドア（１１７）の下流側で、前記セパレータ（３００）により車両の前後方向に区画されることを特徴とする請求項９に記載の車両用空調装置。
11. 前記第１空気通路（１０１）と前記第２空気通路（１０２）は、仕切り壁（１１９）により左右方向に区画されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
12. 前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器は、前記セパレータ（３００）により上下方向に２等分されることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
13. 前記第１空気通路（１０１）と前記第２空気通路（１０２）が形成された空調モジュール（１００）と、前記第１空気通路（１０１）と前記第２空気通路（１０２）側に内気および外気のうち少なくとも一方を流入させる吸気モジュールと、前記セパレータ（３００）を含み、前記冷却用熱交換器および前記加熱用熱交換器のうち少なくとも一方を通過した空気を車室内の各部に吐き出す分配モジュールと、が一体化形成され、車両ダッシュパネル（５００）を基準として室外に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
14. 前記第１空気通路（１０１）と前記第２空気通路（１０２）にそれぞれ第１ブロアユニット（１２１）と第２ブロアユニット（１２２）を備え、
    前記第１ブロアユニット（１２１）と前記第２ブロアユニット（１２２）は、水平方向に並列配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
15. 空気は、内気流入口（２０７）または外気流入口（２０８）を介して上部から下部方向に移動し、空調モジュール（１００）から水平方向に移動しながら、前記加熱用熱交換器および前記冷却用熱交換器のうち少なくとも一方と熱交換し、再び空気吐出口（２１４）を介して下部から上部方向に移動して、全体として「角ばったＵ字」形状の空気の流れを形成することを特徴とする請求項１４に記載の車両用空調装置。
16. 前記内気流入口（２０７）と前記外気流入口（２０８）は、車両の前後方向に並んで配置され、前記第１ブロアユニット（１２１）と前記第２ブロアユニット（１２２）は、車両の幅方向に並んで配置されることを特徴とする請求項１５に記載の車両用空調装置。
    

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