JPH05278451A - 座席用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 座席毎の温度コントロールに必要な構成を簡
略化可能な車両用空調装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 第１ダクト６２内には、供給されるブライン
ＢＲと吸込口６０より導入された導入空気と熱交換する
ことによって、この導入空気を冷却または加熱する熱交
換器１が配置されている。また、ブライン熱交換容器３
内には蒸発器７８とヒータ８０とが配置され、熱交換器
１に供給されるブラインＢＲと冷凍サイクルの冷媒及び
エンジン冷却水とがそれぞれ熱交換可能に構成されてい
る。このように、予め温度調整しブラインを循環させて
熱交換器に供給し、導入空気と熱交換させて冷却または
加熱した空気を吹き出させることにより座席の周囲空間
を空調することができるので、導風ダクト内には熱交換
器のみ配置すれば良く、構成が非常に簡略化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用空調装置に関する
もので、例えば自動車用座席の周囲空間を空調するため
の空調装置として用いて有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばエアミックスタイプの空調
装置においては、一般にファンの下流側に冷却手段であ
るエバポレータと、加熱手段であるヒータ・コアを配置
し、ヒータ・コアを通過する空気の量をエアミックス・
ダンパによって調整し、冷風と温風の比率を変化させる
ことによって温度コントロールを行っていた。

【０００３】一方、特公昭４８−２４１８１号には、エ
バポレータ等を備えた通常の冷凍サイクルと、そのエバ
ポレータにおいて冷却されたブラインをポンプにより熱
交換器に送り込み、熱交換器においてブラインと空気と
の間で熱交換を行って空気を冷却し、冷却空気をファン
で車室内に送風するブライン回路とを備えたものが開示
されている。また、実開昭５８−１７６０１０号には、
エンジンの排熱を利用して熱交換する利用側熱交換器に
より加熱した空気を車室内に送り込むと共に、座席に配
置した座席暖房用熱交換器を上記利用側熱交換器と並設
したものが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の空
調装置で温度コントロールを行うためには、少なくとも
エバポレータ、ヒータ・コア、エアミックス・ダンパが
必要となっていた。一方、特公昭４８−２４１８１号で
はエバポレータの代わりに熱交換器を用いているが、こ
れは冷却手段としての役割であり、温度コントロールを
行うためには、やはり加熱手段であるヒータ・コアと、
エアミックス・ダンパがさらに必要となる。また、実開
昭５８−１７６０１０号では暖房、すなわちヒータ・コ
アの役割についてしか開示されておらず、温度コントロ
ールを行うためには、冷却手段であるエバポレータと、
エアミックス・ダンパがさらに必要となる。

【０００５】従って、各座席において温度コントロール
を行うためには、エバポレータ、ヒータ・コア、エアミ
ックス・ダンパ等の、冷却手段、加熱手段、冷温風の混
合手段が、座席それぞれについて必要であった。そこで
本発明は上記課題を解決することを目的とし、座席毎の
温度コントロールに必要な構成を簡略化可能な車両用空
調装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために本発明の車両用空調装置は、着座員が着座す
る着座部を有する座席の周囲空間を空調する座席用空調
装置であって、一端側に形成された吸込口より空気を導
入し、他端側に形成された吹出口より前記周囲空間に向
けて空気を吐出するための導風ダクトと、この導風ダク
ト内に配設され、内部に供給されたブラインと前記吸込
口より導入された導入空気と熱交換することによって、
この導入空気を冷却または加熱する熱交換器とを備え、
該熱交換器に供給される前記ブラインと冷凍サイクルの
冷媒及びエンジン冷却水とがそれぞれ熱交換可能に構成
し、前記冷媒及び前記エンジン冷却水の両方もしくはど
ちらか一方により前記ブラインを温度調整することを特
徴とする。

【０００７】本発明の座席用空調装置によれば、熱交換
器に供給されるブラインを、冷凍サイクルの冷媒及びエ
ンジン冷却水の両方もしくはどちらか一方と熱交換させ
ることによって予め温度調整しておくことができる。そ
のため、その温度調整したブラインを循環させて熱交換
器に供給し、導入空気と熱交換させて冷却または加熱し
た空気を吹き出させることにより座席の周囲空間を空調
することができる。従って、導風ダクト内には、従来の
例えばエバポレータ、ヒータ・コア、エアミックス・ダ
ンパの代わりに熱交換器のみ配置すれば良く、構成が非
常に簡略化される。また、エバポレータ、ヒータ・コア
それぞれに接続する配管が必要であったものが、熱交換
器への配管だけでよくなる。

【０００８】また、導風ダクトの吸込口もしくは吹出口
の少なくとも一方口を着座部近傍に配設し、他方口を周
囲空間を介して一方口と対向する位置に配設すれば、吹
出口から吹き出された冷気または暖気はその吹出口と対
向して配置された吸込口に吸い込まれるため、着座して
いる着座員の周辺のみを集中的に空調することができ
る。

【０００９】また、熱交換器へ供給されるブラインの流
量を調整する流量調整手段を備えることにより、ブライ
ンを、エンジン冷却水及び冷凍サイクルの冷媒と熱交換
させることによって予め温度調整しておくことに加え
て、その流量を調整することによって、さらに微妙な温
度コントロールを行なうことが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の座席用空調装置を自動車用空調
装置として用いた場合の第１実施例について説明する。
図１は自動車の車室前方を模式的に示した断面図で、天
井１０６、フロントガラス１０８等で囲まれた車室空間
１２６内には着座部５０、背もたれ部５２、ヘッドレス
ト５８とからなる座席が車両の床面１１４に固定されて
いる。

【００１１】背もたれ部５２は着座部５０に対してその
傾斜角度が任意に調整可能なようにして連結されてお
り、その外形は金属性のフレーム８８およびスプリング
８４により形成されている。このフレーム８８の周囲に
はクッション材５６が配され、その表面は皮製、あるい
は布製の表皮５４によって覆われている。

【００１２】背もたれ部５２の上方部には、連接棒１１
６を介してヘッドレスト５８が上下動可能なように連接
されている。ヘッドレスト５８もその表面は表皮５７で
覆われ、その内部にクッション材５９が詰め込まれてい
る。第１ダクト６２は着座部５０と床面１１４との間の
空間に位置し、第１ダクト６２の左右中心位置には電動
モータ７６で回転駆動されるブロワーファン７４が配置
されている。このブロワーファン７４の回転により吸込
口６０からの空気吸引力が発生する。

【００１３】第１ダクト６２内にはブロワーファン７４
の後流に冷暖兼用熱交換器（以下単に熱交換器とい
う。）１が配置されており、ブラインＢＲを収納したブ
ライン熱交換容器３と接続されている。そして、ブライ
ンポンプ５により、第１ダクト６２内に配置された熱交
換器１とブライン熱交換容器３との間をブラインＢＲが
循環して流れるように構成されている。

【００１４】また、ブライン熱交換容器３内には、図２
にも示すように、蒸発器７８とヒータ８０とが配置され
ている。蒸発器７８は従来より公知の冷凍サイクルの一
部をなすもので、冷媒を圧縮する圧縮器９０、高温高圧
冷媒を冷却する凝縮器９２、凝縮された冷媒を液冷媒と
ガス冷媒とに分離する気液分離器９４、分離された液冷
媒を膨張させて減圧する膨張弁９６とが順次冷媒配管に
よって連結されている。なお、感温筒９７が蒸発器７８
の出口の管に接触させられている。

【００１５】ヒータ８０はエンジン９８とラジエータ１
００とを連結する配管に接続されており、ヒータ８０に
流入する高温冷却水の量は流量調整弁１０４によって制
御されている。また、エンジン９８よりラジエータ１０
０に冷却水を流入させるか否かは、配管中に配設された
サーモスタット１０２によって制御されている。

【００１６】蒸発器７８、ヒータ８０の形状は、例えば
図２（Ａ）に示すように螺旋状あるいは複数本に分岐さ
せたり、図２（Ｂ）に示すように多数のフィンを設ける
等して、ブラインＢＲとの接触面積を大きくしてある。
上述した第１ダクト６２は、ジャバラダクト６４を介し
て第２ダクト６６に連結されている。第２ダクト６６は
背もたれ部５２の下方端から上方端に向かって延びてお
り、背もたれ部５２内のスプリング８４にブラケット８
６によって固定されている。ジャバラダクト６４は背も
たれ部５２の傾斜角度が変化した時に、第１ダクト６２
と第２ダクト６６と角度変位を吸収するためのものであ
る。

【００１７】背もたれ部５２の上方より突出した第２ダ
クト６６の一端はジャバラダクト６８に連結され、この
ジャバラダクト６８はヘッドレスト５８の芯材６９に連
結されている。この芯材６９は内部が中空となってお
り、ダクト機能とヘッドレスト５８の芯材機能とを有し
ている。ジャバラダクト６８はヘッドレスト５８が上下
に移動した際に、芯材と第２ダクト６６との相対変位を
吸収するためのものである。

【００１８】芯材６９の上方開放端には第３ダクト７０
が連結されている。第３ダクト７０はおよそＬ字状に屈
曲しており、さらにその開放端である吹出口７２はジャ
バラ部（図示せず）の屈曲によりその開口方向が乗員の
頭上から車両の天井方向まで任意に設定可能となってい
る。

【００１９】一方、第１ダクト６２は、着座部５０の下
方、すなわち乗員の足元に開口する第４ダクト８９にも
連結されており、ダンパ８２により上述した第２ダクト
６６側へ吸い込まれる風量と第４ダクト８９側へ吸い込
まれる風量とを調節できるようにされている。

【００２０】これら第１〜第４ダクト６２，６６，７
０，８９は樹脂材料よりなるもので、ダクト壁内に複数
の空間部がダクトの長手方向に延びるように形成された
ハニカム構造をなしている。この空間部によりダクト自
体のヒートマスが低減され、最大冷房時の冷却時間の短
縮化を図ることができる。また、空間部は断熱作用もな
しており、とくに背もたれ部５２内に配される第２ダク
ト６６においては、特に日射より座席自身に与えられる
熱、あるいは乗員からの熱を遮断する効果が大きい。

【００２１】また、操作パネルには温度設定装置１１、
第１ダクト６２内の熱交換器１の後流には吹出温度セン
サ１３がそれぞれ配置されており、コントローラ１０に
接続されている。一方、上述した圧縮器９０には電磁ク
ラッチオン・オフ手段１５、流量調整弁１０４には弁開
度調節手段１７、ブラインポンプ５にはポンプ回転数可
変手段１９がそれぞれ接続され、各手段１５，１７，１
９にコントローラ１５からの制御信号が入力するように
構成されている。

【００２２】コントローラ１０は、後述する吹出温度制
御処理（図３）に示すように、温度設定装置１１からの
設定温度ｔｏ及び吹出温度センサ１３からの検出温度ｔ
１に基づいて上記各手段１５，１７，１９を制御し、圧
縮器９０の電磁クラッチのオン・オフ、流量調整弁１０
４の弁開度の調節、ブラインポンプ５の作動のオン・オ
フを行なう。

【００２３】図１中、符号１１０は自動車のボンネッ
ト、１１２はハンドルを示す。次に本第１実施例の作動
について説明する。図示しないファンスイッチおよびエ
アコンスイッチを乗員がオンさせると、ブロワーファン
７４が回転する。ブロワーファン７４の吸引力により車
室空間１２６の空気が吸込口６０より吸い込まれ、熱交
換器１と熱交換して冷却または加熱される。この空気は
ダンパ８２の回度に応じて第２ダクト６６側へ吸い込ま
れるものと第４ダクト８９側へ吸い込まれるものとに振
り分けられる。

【００２４】第２ダクト６６へ導かれた空気は、第３ダ
クト７０を介して吹出口７２より吹き出される。吹き出
された空気は乗員の頭部から足元側に向かって流下す
る。そして、吹き出された空調空気は吸込口６０に吸引
される。この空気の流れを図１中に破線で示す。本実施
例では座席近傍の空間のみを空調しており、所謂ゾーン
空調をなしている。一方、第４ダクト８９へ導かれた空
気は、乗員の足元を空調する。

【００２５】吹出空気の温度調整は、熱交換器１へ供給
されるブラインＢＲの温度を調整すること等により行わ
れる。この吹出温度制御処理を図３に基づいて説明す
る。エアコンスイッチがオンされると（ステップ１０
０：ＹＥＳ）、まず温度設定装置１１からの設定温度ｔ
ｏ及び吹出温度センサ１３からの検出温度ｔ１を入力し
（ステップ１１０）、ｔ１の判別を行う（ステップ１２
０）。

【００２６】ステップ１２０においてｔ１＝ｔｏの場合
はブラインポンプ５をオフし（ステップ１３０）、ステ
ップ１１０に戻る。この場合はブラインＢＲは循環しな
い。また、ｔ１＞ｔｏの場合は、ブラインポンプ５をオ
ンし（ステップ１４０）てブラインＢＲを循環させ、さ
らに圧縮器９０の電磁クラッチをオンし、流量調整弁１
０４を閉じる（ステップ１５０）。この場合は、圧縮器
９０の電磁クラッチがオンすることによって冷凍サイク
ルが作用し、凝縮器９２、気液分離器９４、膨張弁９６
を経て蒸発器７８に至り、冷媒は冷却される。そして、
ブライン熱交換容器３内のブラインＢＲと熱交換して、
ブラインＢＲを冷却する。なお、流量調整弁１０４が閉
じているのでエンジン冷却水は流入しない。

【００２７】こうして冷却されたブラインＢＲがブライ
ンポンプ５で循環されることにより、熱交換器１へは冷
却されたブラインＢＲが順次供給され、吹出温度ｔ１は
徐々に下がり、設定温度ｔｏに調整される 一方、ｔ１＜ｔｏの場合は、ブラインポンプ５をオン
（ステップ１６０）し、さらに圧縮器９０の電磁クラッ
チをオフし、流量調整弁１０４を開ける（ステップ１７
０）。この場合、圧縮器９０の電磁クラッチがオフのた
め冷凍サイクルは作用せず、流量調整弁１０４が開いて
いるため、エンジン冷却水がヒータ８０に流入する。そ
して、ブライン熱交換容器３内のブラインＢＲと熱交換
し、ブラインＢＲを加熱する。

【００２８】こうして加熱されたブラインＢＲがブライ
ンポンプ５で循環されることにより、熱交換器１へは加
熱されたブラインＢＲが順次供給され、吹出温度ｔ１は
徐々に上がり、設定温度ｔｏに調整される。このよう
に、熱交換器１に供給されるブラインＢＲを、冷凍サイ
クルの冷媒又はエンジン冷却水と熱交換させることによ
って予め温度調整しておくことができる。そのため、そ
の温度調整したブラインＢＲを熱交換器１に供給し、導
入空気と熱交換させて冷却または加熱した空気を吹き出
させることにより座席の周囲空間を空調することができ
る。従って、第１ダクト６２内には、従来の、例えばエ
バポレータ、ヒータ・コア、エアミックス・ダンパの代
わりに熱交換器１のみ配置すれば良く、構成が非常に簡
略化される。また、従来は、エバポレータ、ヒータ・コ
アそれぞれに接続する配管が必要であったものが、熱交
換器１への配管だけでよくなる。

【００２９】次に、第２実施例を図４を参照して説明す
る。第１実施例と同じ部分は同じ番号を付して詳しい説
明を省略する。第１実施例では、第１ダクト６２内の熱
交換器１の後流に配置した吹出温度センサ１３からの検
出温度ｔ１を、設定温度ｔｏと比較して判別を行った
が、本第２実施例では、ブライン熱交換容器３内にブラ
インＢＲ温度を検出するブライン温度センサ２３を配置
してある。そして、このブライン温度センサ２３により
検出したブライン温度が、設定温度ｔｏに基づく所定温
度（例えばフィーリングテスト等で予め決定されたも
の）となるように、冷凍サイクルや冷却水により冷却あ
るいは加熱する。

【００３０】一方、ブラインポンプ５にはポンプ流量可
変手段２０が接続されており、ブライン熱交換容器３内
で所定温度にされたブラインＢＲの熱交換器１への流量
を調整することで、吹出温度を微妙に温度調整すること
もできる。次に、第３実施例を図５を参照して説明す
る。この第３実施例は第２実施例と同様に、ブライン熱
交換容器３内で所定温度にされたブラインＢＲの熱交換
器１への流量を調整することで、吹出温度を微妙に温度
調整するものであるが、ブラインＢＲの熱交換器１への
流量調整の方法が少し違うものである。

【００３１】第２実施例では、ブラインポンプ５の流量
を調整していたが、本第２実施例では、ブラインサイク
ルにバイパス流路３１を設け、バイパス用ポンプ４５を
配置してある。そして、ブラインポンプ５の流量は一定
にしておき、バイパス流量可変手段３０によってバイパ
ス用ポンプ３５を制御し、バイパス流路３１への流入量
を調整することで、ブラインＢＲの熱交換器１への流量
を調整している。

【００３２】また、上述の各実施例では一つの座席につ
いての例であったが、二つ以上の座席に対する場合を図
６及び図７に示す。なお、冷凍サイクル及びエンジン冷
却水の供給構造等の詳細は第１実施例と同様なので省略
する。また、各座席の周辺の構成も第１実施例と同様な
ので、符号の付与も省略する。

【００３３】図６に示す第４実施例では、ブラインサイ
クルの配管を各座席に直列に配し、各座席に対応して、
それぞれ第３実施例と同様のバイパス用ポンプ４１，４
３が配置されている。そして、各座席での温度調整は、
バイパス用ポンプ４１，４３の開度を制御しブラインＢ
Ｒのバイパス流量を調整することによって行う。

【００３４】なお、ブラインサイクルにおいて、ブライ
ンポンプ５直後の熱交換器１を、運転席に配置する方が
望ましい。その理由は、本第４実施例では直列に配置し
ており、最初の熱交換器１で空気との熱交換能力がほと
んど無くなってしまう場合も有り得るため、運転席等の
優先的に温度調整したい場所は少なくとも温度調整を可
能にするためである。

【００３５】図７に示す第５実施例では、ブラインサイ
クルの配管を各座席に並列に配し、各座席に対応して可
変抵抗弁４５，４７が介装されている。この可変抵抗弁
４５，４７はニードル弁等で構成され、全閉にはならな
いようにされている。そして、各座席での温度調整は、
この可変抵抗弁４５，４７の開度を制御することで、各
座席の熱交換器へのブラインＢＲの流量調整を行うこと
により実施できる。

【００３６】上述した第２〜第５実施例においても、第
１実施例と同様に第１ダクト６２内には、従来の、例え
ばエバポレータ、ヒータ・コア、エアミックス・ダンパ
の代わりに熱交換器１のみ配置すれば良く、構成が非常
に簡略化される。また、従来は、エバポレータ、ヒータ
・コアそれぞれに接続する配管が必要であったものが、
熱交換器１への配管だけでよくなり、特に第４，５実施
例のように座席が多数あるものについては配管のスペー
スの減少あるいは配管作業の手間の省略等、非常に効果
が高くなる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の座席用空
調装置を用いれば、冷凍サイクルの冷媒、エンジン冷却
水と熱交換させることによって予め温度調整しておいた
ブラインを循環させて熱交換器に供給し、導入空気と熱
交換させて冷却または加熱した空気を吹き出させること
により座席の周囲空間を空調しているため、導風ダクト
内には、従来の例えばエバポレータ、ヒータ・コア、エ
アミックス・ダンパの代わりに熱交換器のみ配置すれば
良く、構成が非常に簡略化され、また熱交換器への配管
だけでよく、座席毎の温度コントロールに必要な構成を
簡略化できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の座席用空調装置を自動車用空調装置と
して用いた第１実施例を示す模式的断面図である。

【図２】ブライン熱交換容器内の蒸発器とヒータの配置
を示す概略説明図である。

【図３】第１実施例における吹出温度制御処理を示すフ
ローチャートである。

【図４】第２実施例を示す模式的断面図である。

【図５】第３実施例を示す模式的断面図である。

【図６】第４実施例を示す模式的断面図である。

【図７】第５実施例を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１…熱交換器、 ３…ブライン熱交換容器、 ５…
ブラインポンプ、５０…着座部、 ６０…吸込
口、 ６２…第１ダクト、６６…第２ダクト、
７０…第３ダクト、 ７２…吹出口、７４…ブロ
ワーファン、 ７８…蒸発器、 ８０…ヒータ、
９０…圧縮器、 ９２…凝縮器、 ９４
…気液分離器、９６…膨張弁、 ９８…エンジ
ン、 １００…ラジエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大須賀 正彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着座員が着座する着座部を有する座席の
   周囲空間を空調する座席用空調装置であって、 一端側に形成された吸込口より空気を導入し、他端側に
   形成された吹出口より前記周囲空間に向けて空気を吐出
   するための導風ダクトと、 この導風ダクト内に配設され、内部に供給されたブライ
   ンと前記吸込口より導入された導入空気と熱交換するこ
   とによって、この導入空気を冷却または加熱する熱交換
   器とを備え、 該熱交換器に供給される前記ブラインと冷凍サイクルの
   冷媒及びエンジン冷却水とがそれぞれ熱交換可能に構成
   し、前記冷媒及び前記エンジン冷却水の両方もしくはど
   ちらか一方により前記ブラインを温度調整することを特
   徴とする座席用空調装置。
2. 【請求項２】 前記吸込口もしくは吹出口の少なくとも
   一方口を前記着座部近傍に配設し、他方口を前記周囲空
   間を介して一方口と対向する位置に配設したことを特徴
   とする請求項１記載の座席用空調装置。
3. 【請求項３】 前記熱交換器へ供給される前記ブライン
   の流量を調整する流量調整手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１または２記載の座席用空調装置。