JP7024545B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、温風と冷風を混合させてリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材を有する車両用空調装置に関するものである。

従来、温風が流れる温風通路と、冷風が流れる冷風通路と、温風と冷風とが合流する合流部分と、を備え、合流部分にて温風と冷風を合流させて温度調整した空気を吹出口から吹き出すようにした車両用空調装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－２４０４９５号公報

このような車両用空調装置として、さらに、暖風と冷風を混合させて車両の後席の乗員に向けて送風するリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材を有し、このグリッド部材からダクトを介してリアフェイス吹出口へ暖風と冷風を混合させた空気を送風するようにしたものがある。

図１１に示すように、グリッド部材５０は、暖風が流れる暖風通路５１と冷風が流れる冷風通路５２との間を仕切る仕切壁５３と、暖風と冷風を合流される合流部５４と、合流部５４に配置され暖風通路５１および冷風通路５２を開閉するリアフェイスドア５５と、を有している。

また、リアフェイスドア５５は、回動軸５５１と、この回動軸５５１を中心として回動するドア部５５２を有し、回動軸５５１を中心としてドア部５５２が回動することにより暖風通路５１および冷風通路５２の各通路面積を調節するようになっている。そして、回動軸５５１と仕切壁５３との間には、リアフェイスドア５５の回動を許容するための隙間５３ａが形成される。

このような装置では、グリッド部材５０からリアフェイス吹出口までの距離が長くなるため、グリッド部材５０とリアフェイス吹出口との間に配置されるダクトを流れる空気のの通風抵抗が大きくなる。このため、グリッド部材５０に空気が流入し難く、フロントフェイス吹出口やフット吹出口に空気を導入する通路に空気が流れ易くなる。つまり、リアフェイス吹出口まで空気が届き難くなる。

また、エバポレータによって加熱される暖風は、エバポレータが圧損となり、冷風よりも風速が低下しやすい。このため、図１１に示すように、冷風通路５２からの冷風が回動軸５５１と仕切壁５３との隙間５３ａに入り込み、この冷風が暖風の一部を押し戻してしまうため、リアフェイス吹出口に十分な暖風を導入することができなくなってしまう。特に、暖風通路５１に導入される暖風の風量が少ない場合に、リアフェイス吹出口から送風される空気の温度が低下してしまうといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、暖風の風量が少な場合でもリアフェイス吹出口から送風される送風空気の温度低下を抑制できるように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、暖風と冷風を混合させて車両のリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材（３０）を有する車両用空調装置であって、グリッド部材は、暖風が流れる暖風通路（３１）と冷風が流れる冷風通路（３２）との間を仕切る仕切壁（３３）と、暖風と冷風とを合流させる合流部（３４）と、合流部に配置されたドア部材（３５）と、を備え、ドア部材は、回動軸（３５１）と、該回動軸を中心として回動するドア部（３５２）と、を有し、回動軸を中心としてドア部が回動することにより暖風通路および冷風通路の各通路面積を調節するようになっており、仕切壁と回動軸との間には隙間（３３ａ）が形成されており、仕切壁には、冷風が隙間を介して暖風通路へ流入するのを防止するためのリブ（３３０）が形成されている。

このような構成によれば、仕切壁には、冷風が隙間を介して暖風通路へ流入するのを防止するためのリブ（３３０）が形成されているので、このリブにより冷風通路５２からの冷風が回動軸５５１と仕切壁５３との隙間５３ａに入り込むのが防止される。したがって、暖風の風量が少な場合でもリアフェイス吹出口から送風される送風空気の温度低下を抑制することができる。

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を示すものである。

第１実施形態の車両用空調装置の全体構成を示した図である。 図１中のII－II部分断面図である。 第１実施形態の車両用空調装置のグリッド部材の正面図である。 第１実施形態の車両用空調装置のグリッド部材の右側面図である。 第１実施形態の車両用空調装置のグリッド部材の分解斜視図である。 第１実施形態の車両用空調装置のグリッド部材の構成を示した図である。 第１実施形態のグリッド部材の内部を流れる暖風および冷風の流れを示した図である。 第２実施形態の車両用空調装置のグリッド部材の構成を示した図である。 第２実施形態のグリッド部材のリアフェイスドアの外観図である。 第２実施形態のグリッド部材の内部を流れる暖風および冷風の流れを示した図である。 グリッド部材の課題について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る車両用空調装置の構成について図１～図７を用いて説明する。各図における矢印ＤＲ１、ＤＲ２は、車両用空調装置１が搭載される車両の向きを示している。すなわち、矢印ＤＲ１は、車両の上下方向を示し、矢印ＤＲ２は、車両の前後方向を示している。

車両用空調装置１は、車両用空調ユニット１０（以下、単に空調ユニット１０と呼ぶ）および送風機ユニット２０を備えている。空調ユニット１０は、エンジンルームに配置されたコンプレッサおよびコンデンサ等から構成される冷凍サイクルの一部を構成している。空調ユニット１０は、車室内前部の計器盤内側において、車両幅方向の略中央部に配置される。

送風機ユニット２０は、計器盤内側において助手席側にオフセット配置される。この送風機ユニット２０は、周知のごとく、車室外空気である外気または車室内空気である内気を切替導入する内外気切替箱と、この内外気切替箱に導入された空気を送風する遠心式送風機（いずれも図示せず）とを備えている。この送風機ユニット２０の送風空気は、空調ユニット１０に流入するようになっている。

図２に示すように、空調ユニット１０は、空調ケース１１、蒸発器１２、ヒータコア１３およびエアミックスドア１４を備えている。蒸発器１２、ヒータコア１３、エアミックスドア１４は、空調ケース１１の内部に配置されている。

空調ケース１１における送風空気の入口部に蒸発器１２が配置されている。蒸発器１２は、周知のように空調用冷凍サイクルの減圧器（図示せず）にて減圧された低圧冷媒が導入され、この低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却するようになっている。

空調ケース１１内において、蒸発器１２の空気流れ下流側にヒータコア１３が配置されている。このヒータコア１３は、車両エンジン（図示せず）からの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式暖房用熱交換器である。

ヒータコア１３より蒸発器１２側の部位には、上側と下側に並んで２つのエアミックスドア１４が配置されている。上側に配置されたエアミックスドア１４は、ヒータコア１３のうち上側に形成される空気通路を開閉する開閉ドアとして機能し、下側に配置されたエアミックスドア１４は、ヒータコア１３のうち下側に形成される空気通路を開閉する開閉ドアとして機能する。

上側に配置されたエアミックスドア１４が、ヒータコア１３の上側に形成された空気通路を閉じると、蒸発器１２から流出した冷風は、ヒータコア１３を迂回してヒータコア１３の上側に形成される空気通路へと流れる。このヒータコア１３を迂回した冷風は、ヒータコア１３によって加熱されることなくヒータコア１３の空気流れ下流側へに到達する。

また、上側に配置されたエアミックスドア１４が、ヒータコア１３の上側に形成された空気通路を開くと、蒸発器１２から流出した冷風は、ヒータコア１３に流入し、このヒータコア１３により加熱される。

また、下側に配置されたエアミックスドア１４が、ヒータコア１３の下側に形成された空気通路を閉じると、蒸発器１２から流出した冷風は、ヒータコア１３を迂回してヒータコア１３の下側に形成される空気通路へと流れる。このヒータコア１３を迂回した冷風は、ヒータコア１３によって加熱されることなくヒータコア１３の空気流れ下流側へに到達する。

また、下側に配置されたエアミックスドア１４が、ヒータコア１３の下側に形成された空気通路を開くと、蒸発器１２から流出した冷風は、ヒータコア１３に流入し、このヒータコア１３により加熱される。

エアミックスドア１４は、図示しないＥＣＵからの信号に応じて動作するアクチュエータによって駆動される。上側に配置されたエアミックスドア１４および下側に配置されたエアミックスドア１４は、全体として暖風と冷風の風量割合を調整する風量割合調整装置として機能する。

空調ケース１１の上部には、車両のデフロスタ吹出口に向けて空気を送風するデフロスタ開口部１００および車両のフェイス吹出口に向けて空気を送風するフェイス開口部１０１が形成されている。

また、空調ケース１１の車両後方側の下部には、空調ケース１１内の空気を車両の後席の乗員に向けて送風するリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材３０が配置されている。なお、図２では、グリッド部材３０にハッチングを示してある。リアフェイス吹出口は、運転席と助手席の間に配置されたセンターコンソールの車両後部側の端部に配置されている。

上側に配置されたエアミックスドア１４により暖風と冷風の風量割合が調整された送風空気は、主にデフロスタ開口部１００およびフェイス開口部１０１から送風される。また、下側に配置されたエアミックスドア１４により暖風と冷風の風量割合が調整された送風空気は、主にリアフェイス吹出口から送風される。

図３～図６に示すように、グリッド部材３０は、暖風が流れる暖風通路３１と冷風が流れる冷風通路３２との間を仕切る仕切壁３３を有するリアフェイスグリッド３０ａと、仕切壁３３の一端側に形成され、暖風と冷風を合流される合流部３４と、を有している。さらに、グリッド部材３０は、合流部３４に配置され暖風通路３１および冷風通路３２を開閉するリアフェイスドア３５と、暖風および冷風を合流した空気をリアフェイス吹出口に導くためのダクトに接続されるダクト開口部３６を有するダクト接続部３０ｂと、を有している。なお、リアフェイスドア３５は、合流部３４に配置された板状のドア部材に相当する。

リアフェイスグリッド３０ａおよびダクト接続部３０ｂは、それぞれ開口部を有しており、互いの開口部が嵌合し合って空気が流れる空気通路を形成している。リアフェイスグリッド３０ａおよびダクト接続部３０ｂは、それぞれ樹脂により構成されている。

リアフェイスドア３５は、リアフェイスグリッド３０ａおよびダクト接続部３０ｂにより形成される空気通路内に配置されている。

リアフェイスドア３５は、回動軸３５１と、この回動軸３５１を中心として回動する板状のドア部３５２を有している。リアフェイスドア３５は、ドア部３５２と回動軸３５１とを一体成形した、いわゆるバタフライドアとして構成されている。リアフェイスドア３５は、回動軸３５１を中心としてドア部３５２が回動することにより暖風通路３１および冷風通路３２の各流路面積を調節するようになっている。なお、図６において、リアフェイスドア３５が暖風通路３１および冷風通路３２を閉じた状態を点線で示してある。

リアフェイスドア３５と仕切壁３３との間には、リアフェイスドア３５の回動を許容するための隙間３３ａが形成される。

グリッド部材３０の暖風通路３１には、ヒータコア１３により加熱された暖風が流入し、グリッド部材３０の冷風通路３２には、蒸発器１２により冷却された冷風が流入する。ここで、リアフェイスドア３５が暖風通路３１および冷風通路３２をそれぞれ閉じている場合には、暖風通路３１を流れる暖風と冷風通路３２を流れる冷風は、合流部３４で合流することはない。

また、リアフェイスドア３５が暖風通路３１および冷風通路３２をそれぞれ開いている場合には、暖風通路３１を流れる暖風と冷風通路３２を流れる冷風は、合流部３４で合流し、暖風と冷風を混合した混合風がダクト接続部３０ｂに設けられたダクト開口部３６から送風される。なお、リアフェイスドア３５の位置によって暖風と冷風の混合比率が異なるよう構成されている。

そして、暖風と冷風を混合した混合風がダクト接続部３０ｂに設けられたダクト開口部３６から送風される。さらに、ダクト開口部３６から送風された混合風は、ダクトを通ってリアフェイス吹出口（いずれも図示せず）から車両の後席の乗員に向けて吹き出される。

本実施形態の車両用空調装置は、図７に示すように、グリッド部材３０の仕切壁３３に、冷風が隙間３３ａを介して暖風通路３１へ流入するのを防止するためのリブ３３０が形成されている。具体的には、車両用空調装置は、仕切壁３３における合流部３４側の端部から冷風通路３２の中央側に突出するリブ３３０を有している。リブ３３０は、合流部３４と一体化されている。

また、リブ３３０の高さは、５ミリメートル程度となっている。リブ３３０の高さを高くしすぎると、冷風通路３２を流れる冷風の圧力損失が増大してしまうが、リブ３３０の高さを５ミリメートル程度とすることで、冷風通路３２を流れる冷風への圧力損失を増大させないようにすることが可能である。すなわち、リブ３３０を設けても、冷風通路３２を流れる冷風の風量は確保される。

また、リブ３３０により、冷風通路３２を流れる冷風の全てを合流部３４にへと向かわせ、リアフェイス吹出口から送風させることが可能となる。冷風通路３２を流れる冷風の全てが合流部３４に向かうようになることで、この冷風の流によって暖風が吸引されるので、損失を生じさせることなく、冷風と暖風を合流させることができる。

また、このリブ３３０により、冷風通路３２を流れる冷風が隙間３３ａを介して暖風通路３１へ流入するのが防止される。すなわち、冷風通路３２からの冷風がリアフェイスドア３５と仕切壁３３との隙間３３ａに入り込んで、この冷風が暖風の一部を押し戻してしまい、リアフェイス吹出口に十分な暖風を導入することができなくなるといったことが防止される。

以上、説明したように、本実施形態の車両用空調装置は、暖風と冷風を混合させて車両のリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材３０を有する。そして、グリッド部材３０は、暖風が流れる暖風通路３１と冷風が流れる冷風通路３２との間を仕切る仕切壁３３と、暖風と冷風とを合流させる合流部３４と、合流部３４に配置されたドア部材３５と、を備えている。また、ドア部材３５は、回動軸３５１と、該回動軸３５１を中心として回動するドア部３５２と、を有し、回動軸３５１を中心としてドア部３５２が回動することにより暖風通路３１および冷風通路３２の各通路面積を調節するようになっている。また、グリッド部材３０の仕切壁３３に、冷風が隙間３３ａを介して暖風通路３１へ流入するのを防止するためのリブ３３０が形成されている。したがって、このリブ３３０により、暖風の風量が少な場合でもリアフェイス吹出口から送風される送風空気の温度低下を抑制することができる。

また、リブ３３０は、仕切壁３３から冷風通路３２の中央側に突出している。このように、仕切壁３３から冷風通路３２の中央側に突出するようにリブ３３０を形成することで、冷風が隙間３３ａを介して暖風通路３１へ流入するのを防止することができる。

また、リブ３３０は、仕切壁３３における合流部３４側の端部に形成されている。具体的には、リブ３３０は、仕切壁３３における合流部３４側の端部から冷風通路３２の中央側に突出している。このように、仕切壁３３における合流部３４側の端部から冷風通路３２の中央側に突出するようリブ３３０を形成することで、より確実に冷風が隙間３３ａを介して暖風通路３１へ流入するのを防止することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る車両用空調装置の構成について図８～図１０を用いて説明する。本実施形態の車両用空調装置は、上記第１実施形態の車両用空調装置と比較して、リアフェイスドア３５の構成が異なる。

図８～図９に示すように、本実施形態のリアフェイスドア３５は、回動軸３５１と、該回動軸３５１を中心として回動する板状のドア部３５２と、回動軸３５１とドア部３５２とを回動軸３５１の軸方向と交差する方向に離した位置で連結する２つの連結部３５４と、を有している。

回動軸３５１は、ドア部３５２の一面側に配置されている。また、連結部３５４は、それぞれ板状を成しており、ドア部３５２の回動軸３５１の軸方向両端部に配置されている。

回動軸３５１は、軸心が一致するよう配置された第１回動軸３５１ａおよび第２回動軸３５１ｂを有し、第１の回動軸３５１ａの軸心と第２の回動軸３５１ｂの軸心が一致するよう配置されている。第１、第２の回動軸３５１ａ、３５１ｂは、２つの連結部３５４の互いに対向する面と反対面側の面に形成されている。すなわち、２つの連結部３５４の間に、回動軸３５１が存在しないよう構成されている。

リアフェイスドア３５は、回動軸３５１を中心としてドア部３５２が回動することにより暖風通路３１および冷風通路３２の各通路面積を調節するようになっている。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

また、図１０に示すように、回動軸３５１は、ドア部３５２の一面側に配置され、リアフェイスドア３５は、回動軸３５１とドア部３５２とを回動軸３５１の軸方向と交差する方向に離れた位置で連結する連結部３５４を有している。そして、ドア部３５２の他面側に暖風通路３１からの暖風の一部が流れる第１流路３１１が形成され、回動軸３５１、連結部３５４およびドア部３５２により暖風通路３１からの暖風の残りの一部が流れる第２流路３１２が形成される。

したがって、暖風通路３１からの暖風を、ドア部３５２の他面側に形成される第１流路３１１とドア部３５２の一面側に形成される第２流路３１２の両側を通って合流部３４に流入させることができるので、より多くの流量の暖風をリアフェイス吹出口から送風させることができる。

また、連結部３５４は、板状を成しており、ドア部３５２の回動軸３５１の軸方向一端部とドア部３５２の回動軸３５１の軸方向他端部に配置されている。また、回動軸３５１は、軸心が一致するように配置された第１、第２の回動軸３５１ａ、３５１ｂを有している。そして、第１、第２の回動軸３５１ａ、３５１ｂは、２つの連結部３５４の互いに対向する面と反対面側の面に形成されている。

したがって、２つの連結部３５４の間に回動軸３５１が存在しないよう構成することができ、第２流路３１２の通路面積をより大きくすることができ、さらに多くの流量の暖風をリアフェイス吹出口から送風させることができる。

（他の実施形態）
（１）上記第２実施形態では、２つの連結部３５４の間に、回動軸３５１が存在しないよう構成したが、２つの連結部３５４の間に、回動軸３５１が存在するよう構成することもできる。

（２）上記各実施形態では、仕切壁３３における合流部３４側の端部から冷風通路３２側に突出するリブ３３０を設けたが、リブ３３０は、仕切壁３３における合流部３４側の端部以外の部位に設けることもできる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、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。また、上記各実施形態において、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るものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各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、暖風と冷風を混合させて車両のリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材を有している。そして、グリッド部材は、暖風が流れる暖風通路と冷風が流れる冷風通路との間を仕切る仕切壁と、暖風と冷風とを合流させる合流部と、合流部に配置されたドア部材と、を備えている。

また、ドア部材は、回動軸と、該回動軸を中心として回動するドア部と、を有し、回動軸を中心としてドア部が回動することにより暖風通路および冷風通路の各通路面積を調節するようになっている。また、仕切壁と回動軸との間には隙間が形成されている。そして、仕切壁には、冷風が隙間を介して暖風通路へ流入するのを防止するためのリブが形成されている。

また、第２の観点によれば、リブは、仕切壁から冷風通路の中央側に突出している。このように、仕切壁から冷風通路の中央側に突出するようにリブを形成することで、冷風が隙間を介して暖風通路へ流入するのを防止することができる。

また、第３の観点によれば、リブは、仕切壁における合流部側の端部に形成されている。このように、仕切壁における合流部側の端部にリブを形成することで、より確実に冷風が隙間を介して暖風通路へ流入するのを防止することができる。

また、第４の観点によれば、回動軸は、ドア部の一面側に配置され、
ドア部材は、回動軸とドア部とを回動軸の軸方向と交差する方向に離れた位置で連結する連結部を有している。また、ドア部の他面側に暖風通路からの暖風の一部が流れる第１流路が形成され、回動軸、連結部およびドア部により暖風通路からの暖風の残りの一部が流れる第２流路が形成されている。

したがって、暖風通路からの暖風を、ドア部の他面側に形成される第１流路とドア部の一面側に形成される第２流路の両側を通って合流部に流入させることができるので、より多くの流量の暖風をリアフェイス吹出口から送風させることができる。

また、第５の観点によれば、回動軸は、軸心が一致するように配置された第１、第２の回動軸を有している。また、連結部は、それぞれ板状を成しており、第１、第２の回動軸の軸方向一端部と軸方向他端部に配置されており、第１、第２の回動軸は、２つの連結部の互いに対向する面と反対面側の面に形成されている。

したがって、２つの連結部の間に回動軸が存在しないよう構成することができ、第２流路の通路面積をより大きくすることができ、さらに多くの流量の暖風をリアフェイス吹出口から送風させることができる。

１ 車両用空調装置
１０ 車両用空調ユニット
１１ 空調ケース
３０ グリッド部材
３０ａ リアフェイスグリッド
３０ｂ ダクト接続部
３１ 暖風通路
３２ 冷風通路
３３ 仕切壁
３３ａ 隙間
３３０ リブ
３４ 隙間
３５ リアフェイスドア
３５１ 回動軸
３５２ ドア部
３５４ 連結部

Claims (5)

1. 暖風と冷風を混合させて車両のリアフェイス吹出口に導くためのグリッド部材（３０）を有する車両用空調装置であって、
   前記グリッド部材は、
   前記暖風が流れる暖風通路（３１）と前記冷風が流れる冷風通路（３２）との間を仕切る仕切壁（３３）と、
   前記暖風と前記冷風とを合流させる合流部（３４）と、
   前記合流部に配置されたドア部材（３５）と、を備え、
   前記ドア部材は、回動軸（３５１）と、該回動軸を中心として回動するドア部（３５２）と、を有し、前記回動軸を中心として前記ドア部が回動することにより前記暖風通路および前記冷風通路の各通路面積を調節するようになっており、
   前記仕切壁と前記回動軸との間には隙間（３３ａ）が形成されており、
   前記仕切壁には、前記冷風が前記隙間を介して前記暖風通路へ流入するのを防止するためのリブ（３３０）が形成されている車両用空調装置。
2. 前記リブは、前記仕切壁から前記冷風通路の中央側に突出している請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記リブは、前記仕切壁における前記合流部側の端部に形成されている請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記回動軸は、前記ドア部の一面側に配置され、
   前記ドア部材は、前記回動軸と前記ドア部とを前記回動軸の軸方向と交差する方向に離れた位置で連結する連結部（３５４）を有し、
   前記ドア部の他面側に前記暖風通路からの前記暖風の一部が流れる第１流路が形成され、前記回動軸、前記連結部および前記ドア部により前記暖風通路からの前記暖風の残りの一部が流れる第２流路が形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記回動軸は、軸心が一致するように配置された第１、第２の回動軸（３５１ａ、３５１ｂ）を有し、
   前記連結部は、それぞれ板状を成しており、前記第１、第２の回動軸の軸方向一端部と軸方向他端部に配置されており、
   前記第１、第２の回動軸は、２つの連結部の互いに対向する面と反対面側の面に形成されている請求項４に記載の車両用空調装置。

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