JPH059286B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用空調装置に関し、特に蒸発器
およびヒータコアの下流に設けられる吸込型の送
風装置を有する自動車用空調装置の改良に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来周知のエアミツクス型自動車用空調和装置
は、ヒータコアで加熱された暖風と冷凍サイクル
の冷媒蒸発器によつて冷却された冷風とをエアミ
ツクスチヤンバーに導いて、ここで冷暖風をミツ
クスしてヒータ、ベント、デフなどの各吹出口か
ら空気が吹出されるように構成されている。この
空調装置において春、秋の中間季節には、ヒータ
吹出口からは温風が乗員の足元に向かつて吹出
し、これと同時にベント吹出口からは、冷風が乗
員の頭部に向かつて吹出すバイレベルモードが設
けられている。この場合、空調装置の空気の送風
装置はヒータコアおよび蒸発器の上流側に設けら
れた押し込み型の送風装置を用いることが多く、
バイレベルモード時に冷風と温風の温度差を得る
ために、例えば実公昭54−31471号に示されるよ
うにエアミツクスチヤンバ内に空気ガイドを設け
たり、また、冷風をバイパスさせる等の種々の改
良がなされている。

一方、蒸発器およびヒータコアの下流側に設け
られる吸込み型の送風装置が知られている。この
吸込み型の送風装置は、上記押し込み型に比べて
ヒータコア、蒸発器等の熱交換器部分で均一な熱
交換が得られるという利点がある。特に近年にお
いては、、自動車用空調装置の高級化が望まれて
おり、均一な熱交換を得るために様々な努力がな
されている。その点で吸込み型の送風装置は非常
に有効である。

加えて、近年の軽車両等への空調装置搭載要求
を満足させるには、省スペースを考えていく必要
が充分にある。その点においても吸込み型の送風
装置は、押し込み型に比べ、エアミツクスチヤン
バーが不必要となるため、非常にコンパクトとな
り有効である。ところが、現在案出されている空
調装置の多くは押し込み型の送風装置を採用して
おり、吸込み型送風装置は少なく、特にそのバイ
レベルモードについて研究されていなかつた。

そこで、本出願人は、特願昭59−53964号に示
すとおり、バイレベルモードが可能な吸込み型の
自動車用空調装置を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記特願昭59−53964号をさらに改
良するためになされたものであり、詳しくは、バ
イレベルモードにおける温風と冷風の温度差を大
きくするためになされたものである。

そこで本発明者等は、上記温度差を得るために
スクロール部を有するブロケース内に、スクロー
ル部に沿つたガイドを設け、このガイドによつて
スクロール部を温風と冷風を分割せしめることを
考え、研究を行つた。

しかし、単にスクロール部内にガイドを設ける
だけでは、十分な温度差が得られないだけでな
く、スクロール部内で渦流が発生し、これによつ
て騒音が大きくなる。また、スクロール部内での
圧力損失が大きくなり、風量が低下するという問
題がある。

〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明は、上記問題点を解決するため、
風上側に空気導入口、風下側に冷風導出口および
温風導出口が設けられたダクトと、 このダクト内に配設され、冷凍サイクルの冷媒
を蒸発させて周囲空気を冷却する蒸発器と、 前記ダクト内に配設された自動車エンジンの冷
却水を熱源とし周囲空気を加熱するヒータコア
と、 前記蒸発器およびヒータコアより風下側のダク
ト途中に形成されたスクロール部を有するブロワ
ケースと、 前記ブロワケースの内部を前記スクロール形状
に沿つて内側と外側とに分割するように設けら
れ、空気上流端に切欠きが形成されたガイドと、 前記ブロワケース内に収納された遠心フアン
と、 前記ブロワケースの空気吸込口より風上側の前
記ダクト内に設けられ、前記蒸発器によつて冷却
された冷風と前記ヒータコアによつて加熱された
温風とを分割させて前記ブロワケースの空気吸込
口に吸入させる温度調節ダンパと、 前記ブロワケースの空気吐出口より風下側の前
記ダクト内に設けられ、前記空気吐出口より吐出
された温風の冷風と割合を変化せしめ、前記冷風
導出口に冷風を、前記温風導出口に温風を導入す
る吐出口切換ダンパとを具備するという技術手段
を採用する。

〔作用〕

上記技術手段を採用することにより、蒸発器に
よつて冷却された冷風と、ヒータコアによつて冷
却された温風は、温度調節ダンパによつてブロケ
ース内にそれぞれ分割して導入される。ブロワケ
ース内に導入された温風と冷風は、遠心フアンに
よつて一部混合されるものの、上流端側に切欠き
が形成されたガイドによつて、スクロール形状に
沿つて温風と冷風に分割されて、ブロワケースか
ら吐出される。この場合、ガイドの空気上流端に
は切欠きが形成されているため、冷風と温風の分
割が促進され、しかもスクロール部での騒音およ
び圧損を非常に低く押さえることが可能である。

ブロワケースから好適な温度差をもつて吐出さ
れた温風と冷風とは、吹出口切換ダンパによつ
て、冷風導出口および温度導出口に振り分けられ
る。

〔発明の効果〕

したがつて、本発明によれば、吸込み型の自動
車用空調装置おいて、バイレベルモードにおける
冷風と温風との温度差を大きくすることができ、
車室内の上方には、温度の低い空気を吹出させ、
車室内の下方には、温度の高い空気を吹出させ
て、頭寒足熱の快適な温度分布を得ることができ
る。

しかも本発明によれば、遠心フアンは蒸発器お
よびヒータコアより下流側に設けられているた
め、蒸発器およびヒータコアでの冷却および加熱
が均一に行われ、効率のよい熱交換が可能とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例によつて説明す
る。

第１図は本発明を適用した空調ユニツト１を車
室内に配設した状態を示し、空調ユニツト１は助
手席から前部座席中央にかけて、運転席計器盤１
５の内側空間に配設されている。この空調ユニツ
ト１は、内部に熱交換器が収納された断熱樹脂製
空調ケース２とケース２内で熱交換された空気を
車室内に送出するフアンが収納された断熱樹脂製
ブロワケース３とから構成され、この空調ケース
２とブロワケースによつて本空調装置のダクトが
形成されている。なお第１図において、符号６は
車室外気を空調ケース２内に導入する外気導入口
を示し、符号７は車室内気を空調ケース２内に導
入する内気導入口を示している。

第２図および第３図は空調ユニツト１の内部構
成を示しており、空調ケース２内は、仕切壁２ｃ
を隔てて上方風路２ａと下方風路２ｂとに上下２
段に分割され、上方通路２ａには、自動車エンジ
ンの冷却水を熱源とするヒータコア４が配設さ
れ、下方通路２ｂには冷凍サイクルの蒸発器５が
設置されている。この場合ヒータコア４および蒸
発器５は、第２図および第３図に示すようにそれ
ぞれの風路内に水平方向に対してほぼ15度程度傾
斜させて設置されている。従つて、例えば蒸発器
５の長手方向の寸法l₁を長くし、幅方向の寸法l₂
を短くすることが可能となり、空調ケース２の幅
寸法（奥行寸法）が大きく縮小できる。また、ヒ
ータコア４および蒸発器５を傾斜させて配置する
ことにより、両者を垂直に配置する場合に比べて
空調ケース２の高さ寸法を縮小することができ
る。

上方風路２ａのヒータコア４の上流側には、下
方通路２ｂの蒸発器５の上流側に連通する連通孔
２ｄが設けられている。また、ヒータコア４の上
流側の空調ケース上面には、車室外空気を空調ケ
ース２内に導入する外気導入口６が開口されてい
る。この外気導入口６と近接する空調ケース２の
側面には内気導入口７が開口されている。この内
気導入口７および外気導入口６は、上方風路２ａ
に回動自在に取付けられた内外気切換ダンパ８に
よつて切換開閉される。

上記上方通路２ａおよび下方通路２ｂの下流に
はそれぞれの風路からの風をブロワケース３内に
分配導入するための分配室２ｅが設けられてい
る。この分配室２ｅには、上方風路２ａの空気吐
出口２ａ−１と、下方風路２ｂの空気吐出口２ｂ
−１とから吐出される空気割合を変えて温度調節
を行う温度調節ダンパ９が回動自在に取付けられ
ている。

上記のように構成された空調ケース２の分配室
２ｅにはブロワケース３が接続される。ブロワケ
ース３はスクロール状（渦巻状）に形成され、そ
のスクロール部３Ａ部には、シロツコ型フアン１
０配置され、フアン１０を駆動するモータ１１が
ブロワケース３に取付けられている。よつて分配
室２ｅの空気は、フアン１０の回転により、ブロ
ワ吸入口３ａからブロワケース３内部に吸込ま
れ、吐出口３ｂから下流側に吹き出される。

ここで、ブロワ吸入口３ａと温度調整ダンパ９
の位置関係について詳しく説明する。第４図は、
ブロワケース３の断面を示す模式図であり、図中
符号Ｄは、温度調整ダンパ９が第３図の９ａ位置
（バイレベル位置）にあるときの温度調節ダンパ
９の先端位置を示している。つまり、ブロワケー
ス３の最も狭い空気通路部分３ｃ（ノーズ）と、
ブロワ中心軸３ｄとを結ぶ直線上に、温度調節ダ
ンパ９の先端が位置するように、ブロワケース３
と空調ケース２は接続されている。

また、この第４図に示す如くブロワケース３内
部のうちスクロール部３Ａを内側と外側とに分割
するように樹脂製ガイド４０がブロワケース３と
一体成形されている。

このガイド４０の形状の曲がり度合は、第４図
に示す如くスクロールと同等のもので、その空気
上流端部４０ａは、ちようどスクロールのノーズ
３ｃ位置と180°ずれた位置、すなわち、第４図Ｄ
の延長位置にある。一方この上流端部４０ａと吸
入口３ａとの距離３ｆは、ノーズ３ｃと吸入口３
ａとの距離３ｇとほぼ同等され、圧力の急激な変
化を生じないようにしている。

さらに、ガイド４０の上流端側で急激な圧力開
放を押さえるため、ガイド４０上流端側には、第
５図および第６図に示す如くＶ字状の切欠きが設
けられている。この切欠き４０ｃは、ガイド４０
の長さをｌとすると、上流端部４０ａから下流端
側に向かつてｌ／２の長さにわたつて形成されて
いる。

したがつて、温度調節ダンパ９によつ分割され
た風のうち、温度Ｃは吸入口３ａの斜線部３ａ１
からブロワケース３内に吸入され、ガイド４０の
内側３Ａ１をガイド４０に沿つて通風され吐出口
３ｂから吐出される。一方冷風Ｂは吸入口３ａの
うち、第４図の符号３ａ２で示す部分からブロワ
ケース３内に吸入され、ガイド４０の外側３Ａ２
をガイド４０に沿つて通風され、吐出口３ｂから
吐出される。このように温風と冷風はガイド４０
によつて分割され、大きな圧力損失を生じる。

第７図はブロワケース３の具体的構造を示して
おり、空気吐出口３ｂの下流側には、冷風Ｂと温
風Ｃのそれぞれ冷却導出口２０と温風導出口２１
に分配する吹出口切換ダンパ２２が上記導出口２
０，２１の間で回動自在に設けられている。冷風
導出口２０は、図示しないダクトによつて、車室
内の計器盤１５に設けられ、冷風を乗員に胸元に
向けて吹出すベント吹出口１５ａ，１５ｂ，１５
ｃに接続されている。

一方温風導出口２１下流側には、内壁３ｅによ
つてフアン１０が収納されたスクロール部３Ａと
区画して下方風路２３が形成されている。つま
り、スクロール部３Ａと下方風路２３は、一体成
形された２分割構造であり、第５図の上下方向に
分割される。そこでフアン１０をスクロール部３
Ａ内に収納した後、ブロワケース３の複数箇所を
板バネ２４によつて固定するようになつている。

上記下方風路２３の途中には、デフロフタ導出
口２５が開口されており、このデフロフタ導出口
２５は、図示しないダクトによつて温風を自動車
のフロントガラスに向けて吹出すようになつてい
る。デフロスタ導出口２５の風下側には、温風を
乗員の足元に向けて吹出すヒータ吹出口が開口さ
れており、また、下方風路２３には、デフロスタ
導出口２５とヒータ吹出口２６，２７を切換開閉
するデフロスタダンパ２８が回動自在に設けられ
ている。

第９図は空調制御パネル３３を示すもので、こ
のパネル３３は計器盤１５もしくはその近傍で、
運転席より操作しやすい位置に設定されている。
５０は冷凍サイクルの圧縮機動作スイツチの押し
ボタン式ノブ、５１はブロワモータ１１の速度制
御スイツチの回転式ノブであり、それぞれパネル
３３に手動操作可能に設けられている。

３４は吹出モード設定部材で、パネル３３の横
溝３３ａ内を移動可能なごとく設けられたレバー
３４ａと、このレバー３４ａの先端に取付けられ
たノブ３４ｂとにより構成されており、前記レバ
ー３４ａには適宜のリンク機構、コントロールワ
イヤ等を介して、前記ダンパ２２，２８が連結さ
れている。

３５は温度設定部材で、パネル機構３３ｂ内を
移動可能なごとく設けられたレバー３５ａと、こ
のレバー３５ａの先端に取付けられたノブ３５ｂ
とにより構成されており、前記レバー３５ａには
適宜のリンク機構、コントロールワイヤ等を介し
て、前記温度調節ダンパ９が連結されている。

レバー３５ａをCOOL側いつぱいに操作する
と、温度調節ダンパ９は第３図の９ｂ位置に切換
わり、レバー３５ａをHOT側いつぱいに操作す
ると、温度調節ダンパ９は第３図の９ｃ位置に切
換わり、COOLとHOTの中間位置では、温度調
整ダンパ９は第３図の９ａ位置に切換わる。

３６は内外気切換部材で、パネル３３の横溝３
３ｃ内を移動可能なごとく設けられたレバー３６
ａと、このレバー３６ａの先端に取付けられたノ
ブ３６ｂとにより構成されており、前記レバー３
６ａには適宜のリンク機構、コントロールワイヤ
等を介して、前記内外気切換ダンパ８が連結され
ている。

次に、上記構成において本実施例の作動を説明
する。各吹出モード毎に作動を説明する。

(1) クーラベント（VENT）モード 吹出モード設定部材３４のノブ３４ｂを第９
図においてVENTの位置に操作すると、吹出
口切換ダンパ２２は第７図の２２ａの位置に切
換えられ、冷風吹出口２０を全開し、温風導出
口２１を閉じる。

従つて、ブロワ制御スイツチのノブ５１によ
つてブロワモータ１１を作動させると、導入空
気は蒸発器５によつて冷却された後冷風導出口
２０を通り、ベント吹出口から車室内へ吹出
す。

そして、温度制御は温度設定部材３５により
温度調整ダンパ９を作動させて、ヒータコア４
側の上方風路２ａと蒸発器５側の下方風路２ｂ
との風量割合を変えることにより行なうことが
でき、温風と冷風はベント吹出口１５ａ，１５
ｂ，１５ｃから吹出されるまでに十分混合され
て吹出される。

(2) バイレベル（BI−BEVEL）モード吹出モー
ド設定部材３４のノブ３４ｂをＢ／Ｌの位置に
操作すると、吹出口切換ダンパ２２は、第７図
の２２ｂの位置に切換わり、デフロスタダンパ
２８は、図中２８ａの位置に切換わる。従つ
て、ベント吹出口１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、ヒ
ータ吹出口２６，２７の両方から車室内へ空気
が吹出す。この場合、蒸発器５で冷却された冷
風とヒータコア４で加熱された温風は、温度調
節ダンパ９が第３図に示すように中間位置で９
ａであれば、温風と冷風に分割された状態でブ
ロワケース３内に吸入され、ブロワケース吐出
口３ｂから吹出されるときも、第７図に示すよ
うに温風と冷風に分かれた状態で導出されるた
め、吹出口切換ダンパ２２が第７図に示す如く
中間位置２２ｂでは、冷風と温風を３：２の割
合に分割し温風が下方風路２３内に導入され、
冷風は冷風導出口２０内に導入される。従つて
冷風を主にベント吹出口１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ側へ、また温風を主にヒータ吹出空気温度に
差をつけて、頭寒足熱の快適な温度分布を得る
ことができる。なお、バイレベル時の温度差
は、温度調節ダンパ９の開閉度合により、任意
に選定できる。

(3) 暖房（HEAT）モード 吹出モード設定部材３４のノブ３４ｂを
HEATの位置に操作すると、吹出口切換ダン
パ２２は、第７図の２２ｃ位置に切換わり、冷
風導出口２０を閉じる。温風は温風導出口２１
から下方風路２３内に導入され、デフロスタダ
ンパ２８は、２８ａの状態であるため、デフロ
スタ吹出口およびヒータ吹出口２６，２７から
温風が吹出される。

(4) デフロスタ（DEF）モード 吹出モード設定部材３４のノブ３４ｂを
DEFの位置に操作すると、吹出口切換ダンパ
２２は、第７図の２２ｃ位置の状態で、冷風導
出口２０を閉じデフロスタダンパ２８が、２８
ｂの位置に切換わる。従つて、温風はデフロス
タ吹出口のみから、フロントガラスに向けて吹
き出される。

なお、上記各モードにおける作動において、
ヒータコア４および蒸発器５は、傾斜さて配設
させてあるが、送風装置であるフアン１０は、
上記熱交換器４，５の下流に配置された吸込み
型であるため、ヒータコア４および蒸発器５に
て熱交換される空気は、良好にしかも均一に熱
交換された状態で送風され、空調感を損うこと
はない。

次に本発明の他の実施例について説明する。

ここで、Ｖ字形切欠き４０ｃを有するガイド４
０の効果について説明する。

ブロワケース３の吐出口３ｂでの風量が290
m³／ｈで、吸入口３ａから吸入される温風の温度
を80℃、冷風の温度を23℃とするとき、吹出口３
ｂでの温度分布は、第７図のＥ−Ｅ断面図である
第８図に示すようになる。すなわち、第８図はガ
イド４０の外側空間３A₂と内側空間３A₁をそれ
ぞれ８つのブロツクに分割し、それぞれのブロツ
クの温度の測定結果を示している。なお、各ブロ
ツク内の数字はそれぞれ温度（単位℃）を示す。

なお、内側空間３A₁の各測定温度の平均温度
T₁は、T₁＝57.4℃、外側空間３A₂の各測定温度
の平均温度T₂は、T₂＝33.2℃であり、内側空間
３A₁と外側空間３A₂との平均温度差ΔTは、 ΔT＝ΔT₁−ΔT₂＝24.2℃ となる。

すなわち、本実施例によれば、冷風と温風との
温度差24.2℃が得られる。従つてバイレベルモー
ドにおける、吹出空気温度に上下方向で十分な差
をつけることができる。

しかも本実施例によれば、吹欠き４０ａを設け
ているため、ガイド４０を設けない場合の吹出口
３ｂでの風量が304m³／ｈであるのに対し、ガイ
ド４０を付けてもわずか14m³／ｈ程度の風量低下
で済み、圧力損失が小さいことが確認された。ま
た、圧力損失が小さいため、騒音も低く抑えられ
ている。

前述したまように、吸込み型送風機においてス
クロール部３Ａのガイド４０をＶ型カツトすれ
ば、風量低下、騒音を極力抑えたバイレベルモー
ドが可能となるが、その他にも第１０図および第
１１図に示したように、ガイド４０形状を上流端
４０ａから下流端４０ｂ、もしくは上流端４０ａ
から、2l／３までわたつて、斜めに切欠いてもよ
い。なお第１０，１１図において下辺が吸込口３
ａ側になる。この場合前述と同様に温風80℃、冷
風23℃を吸込ませた時、吸出口での温度分布は第
１２図に示すようになる。すなわち、この場合空
間３A₁の各測定温度の平均温度と、外側空間３
A₂の各測定温度の平均温度との差ΔT＝21.9℃と
なる。またこの場合の風量低下は約20m³／ｈ程度
となる。以上のように、本例によれば、Ｖ字形の
切欠き４０ａを有するガイドに比べて、若干性能
が劣るものの、温風と冷風の温度差（約22℃）が
得られる。

また本発明は、上述の実施例のように蒸発器５
とヒータコア４を空調ケース２内に並列して配設
するものに限定されることなく適用可能である。

第１３図は、蒸発器５とヒータコア４をダクト
１００内に直列に配設した空調装置に適用した実
施例を示し、温度調節ダンパ９０は、蒸発器５の
下流でヒータコア４の上流側に設けられ、ヒータ
コア４の側方にはバイパス路１００ａが仕切壁１
０１によつてヒータコア４の下流１００ｂと区画
して設けられている。この仕切壁１０１の下流端
は、ブロワケース３の空気吸入口３ａまで延出し
て設けられている。

従つて、蒸発器５によつて冷却された風は、温
度調節ダンパ９０の開度に応じて、バイパス通路
１００ａに導入されるものと、ヒータコア４によ
つて再加熱されるものとに分けられる。よつて、
バイパス通路１００ａの冷風、およびヒータコア
下流通路１００ｂの温風は、分割された状態でブ
ロワケース３内に吸入される。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本発明の実施例を示し、第１図は空
調ユニツトを車室に搭載した状態を示す透視図、
第２図は空調ケースの透視図、第３図は空調装置
の内部構成を示す概略断面図、第４図はブロワケ
ース内のガイドの配設した状態を示す模式図、第
５図および第６図はガイドの上面図および側面
図、第７図はブロワケースの平面図、第８図はブ
ロワケース内の温度分布を示す第７図のＥ−Ｅ断
面図、第９図は空調装置の操作パネルの斜視図、
第１０図および第１１図はガイドの他の実施例を
示す上面図、第１２図は他の実施のブロワケース
内の温度分布を示す第７図のＥ−Ｅ断面図、第１
３図は他の実施例の空調装置の概略断面図であ
る。 １……空調ユニツト、２……空調ケース、３…
…ブロワケース、３ａ……吸入口、３ｂ……吹出
口、３Ａ……スクロール部、４……ヒータコア、
５……蒸発器、６……外気導入口、７……内気導
入口、９……温度調節ダンパ、１０……遠心フア
ン、１１……モータ、２０……冷風導出口、２１
……温風導出口、２２……吹出口切換ダンパ、４
０……ガイド、４０ｃ……切欠き部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 風上側に空気導入口、風下側に冷風導出口お
   よび温風導出口が設けられたダクトと、 このダクト内に配設され、冷凍サイクルの冷媒
   を蒸発させて周囲空気を冷却する蒸発器と、 前記ダクト内に配設され自動車エンジンの冷却
   水を熱源とし周囲空気を加熱するヒータコアと、 前記蒸発器およびヒータコアより風下側のダク
   ト途中に形成されたスクロール部を有するブロワ
   ケースと、 前記ブロワケースの内部を前記スクロール形状
   に沿つて内側と外側とに分割するように設けら
   れ、空気上流端に切欠きが形成されたガイドと、 前記ブロワケース内に収納された遠心フアン
   と、 前記ブロワケースの空気吸込口より風上側の前
   記ダクト内に設けられ、前記蒸発器によつて冷却
   された冷風と前記ヒータコアによつて加熱された
   温風とを分割させて前記ブロワケースの空気吸込
   口に吸込させる温度調節ダンパと、 前記ブロワケースの空気吐出口より風下側の前
   記ダクト内に設けられ、前記空気吐出口より吐出
   された温風と冷風の割合を変化せしめ、前記冷風
   導出口に冷風を、前記温風導出口に温風を導入す
   る吹出口切換ダンパとを具備することを特徴とす
   る自動車用空調装置。 ２ 前記ガイドの切欠きはＶ字状に形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   自動車用空調装置。 ３ 前記ガイドの切欠きはスクロール部の内側か
   ら外側に向かつて斜めに形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車用空
   調装置。