JPH0686176B2 - 空調装置 - Google Patents

空調装置

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JPH0686176B2
JPH0686176B2 JP58127113A JP12711383A JPH0686176B2 JP H0686176 B2 JPH0686176 B2 JP H0686176B2 JP 58127113 A JP58127113 A JP 58127113A JP 12711383 A JP12711383 A JP 12711383A JP H0686176 B2 JPH0686176 B2 JP H0686176B2
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JP
Japan
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air
flow
temperature
flow velocity
air conditioner
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JP58127113A
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JPS6018415A (ja
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和也 中川
光 杉
康司 山中
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日本電装株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/34Nozzles; Air-diffusers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Duct Arrangements (AREA)
  • Air-Flow Control Members (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等に用いられる空調装置に関するもの
である。
自動車の車室の空調等では空調開始時には暖気あるいは
冷気を集中的に乗員に向けて供給して急速な冷暖房を行
なうのが好ましい。また乗員の数や車室内への日射の有
無などに応じて、キメ細かな冷暖房を行なうのが好まし
い。
従来の空調装置における吹出口は筒状のダクトの開口端
に風向を変えるルーバを設けた簡単な構造で、吹出口よ
り送出される空調気流はほぼ一様な流速分布を示し、そ
の拡散する度合が一定で、空調開始時には乗員への空調
風が充分でない。このために、送風量や風向を変える
が、送風量を変えると車室内の温度が適温からはずれ、
また風向の変更にも限度がある。
ところで、一定風量の自由噴流を静止流体中に送出した
場合、静止流体と接する噴流外周部の流速が小さいほど
静止流体との間に生じる粘性力等が小さくなり、噴流の
拡散減衰が防止される。
そこで、本発明者等は上記関係に注目し、吹出ダクト内
部の中央部に空調風の主流通路を形成し、この外周部に
副流通路を形成し、主流通路に比して副流通路の流速を
遅くすることにより、吹出口から吹き出す空調風の拡散
を防止して、空調風の温度到達距離を延ばし、使用者に
充分な空調感を与えることができることを先の出願特願
昭57−230937において述べている。
ところが、本発明者等がさらに詳しく研究したところ、
空調装置を自動車等に装着する際、取付け空間に制約を
受けるため、空調装置のダクト形状には曲がり部を設け
ることが非常に多い。このためダクト内を通過する空調
風は、前記曲がり部で乱れを生じ、この乱れた状態のま
ま空調風が吹出口から吹出されると、周囲の静止空気を
巻き込んで減衰しやすいため、乗員への充分な空調風が
得られないということが判明した。
また運転席側と助手席側で独立した空調を行なう場合、
従来はダクト内に仕切板を設けて左右に分割する構成と
していたが、これではダクト(枠体)内が複雑となり、
複数の吹出口の各吹出温度を独立して制御することがで
きず、現実に即応したキメ細かな空調ができないという
欠点があった。
このため本発明は、上記従来の欠点を鑑み、ダクトと、
該ダクトの複数の出口部に設けた吹出口と、該吹出口の
枠体である吹出ダクトの内壁に沿って設けた仕切板と、
該仕切板によって前記吹出ダクトの中央部に形成された
主流通路及び該通路の外周に形成された副流通路と、前
記主流通路から吹き出される主流及び前記副流通路から
吹き出される副流の流速比を変える流速比変更手段と、
前記主流及び副流により空調される被空調空間の温度を
検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が検出した
検出温度と予め設定された設定温度との温度差に応じて
前記流速比変更手段を駆動し、前記主流と前記副流との
流速比を変化させる制御手段とを備えることを特徴とす
る空調装置を提供するものである。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例である空調装置100の全体図
であって、枠体101には空気取入口101aが形成され、内
部にはブロア102,エバポレータ103,ヒータコア104,該ヒ
ータコア104を通過する風量を制御するためのエアミッ
クスダンパ105がそれぞれ設置されている。また枠体101
には通風ダクト106,107が連結固定され(これら通風ダ
クト106,107及び枠体101とにより「ダクト」を構成して
いる)、両通風ダクト106,107の先端部及び根元部には
合計4個の吹出口A,B,C,Dが設置されている。吹出口A
は助手席側吹出口、吹出口B,Cは中央部吹出口、吹出口
Dは運転席側吹出口である。
第2図は第1図の部分拡大断面図、第3図は第2図のII
I方向から見た側面図、第4図は第2図のIV−IV線矢視
断面図、第5図は第2図の整流格子4の単体正面図であ
って、これらの図において矩形状の樹脂製吹出ダクト1
の開口部には第3図において左右方向に風向を変えるた
めの複数の樹脂製グリルルーバ2が、それぞれのシャフ
ト2aを介して該シャフト2aの軸心回りに回動自在に取付
けられている。前記シャフト2aはロッド3に連結され、
該ロッド3はダクト1の開口端上部に設けられた凹所1c
に、第3図において左右方向に移動可能に収納されてい
る。複数のグリルルーバ2の中の中央部の1つには、樹
脂製ノブ2bが一体成形によって設けられており、このノ
ブ2bを手動操作にて左右に動かすことにより、これと連
動してロッド3に連結された他のルーバ2も回動するよ
うになっている。前記吹出ダクト1の開口端には樹脂製
の上側仕切板1aおよび下側仕切板1bがそれぞれ上方ない
し下方に折り曲げられて、拡開せしめられ、吹出ダクト
1と一体成形されている。前記上側仕切板1aおよび下側
仕切板1bの上流側は、第4図に示すようにそれぞれ平行
となるように形成され、上側仕切板1aと下側仕切板1bの
間には、2枚の縦方向仕切板1d,1eが互いに平行となる
ように設けられ、上記仕切板1a,1bと一体成形されてい
る。すなわち、吹出ダクト1の内部には、上側仕切板1a
と下側仕切板1bと2枚の縦方向仕切板1d,1eとによって
囲まれた主流通路aおよび吹出ダクト1の内壁と各仕切
板1a,1b,1d,1eとの間に副流通路bが形成されている。
主流通路aおよび副流通路bを形成するように前記仕切
板1a,1b,1d,1eが設けられた吹出ダクト1の上流側には
段部1fが形成されており、この段部1fには、ハニカム状
整流格子4がはめ込めるようになっている。したがっ
て、この整流格子4は、吹出ダクト1を通風ダクト107
に嵌合せしめることにより、吹出ダクト1の段部1fと通
風ダクト107の開口端の間にはさみ込まれ、保持されて
いる。
前記整流格子4は、第5図の如く樹脂製の枠4aの内側に
目の大きさが一様なアルミ製ハニカム部4bが接着剤等に
て固着されている。該整流格子4の上流側には、空調風
の主流と副流の流速比を調節するダンパ6,7の一端が回
動自在にヒンジ結合してある。該ダンパ6,7と一体の各
ヒンジ軸6a,7aの一端にはそれぞれピニオン歯車8,9(第
6図)が装着してあり、各ピニオン歯車8,9は両者間に
配設されたラック歯車10と噛合せしめられている。該ラ
ック歯車10は、リンク11,12を介してサーボモータ13の
出力軸14に連結されているため、サーボモータ13の回転
により前記ラック歯車10と噛合したピニオン歯車8,9は
互いに逆方向に回転し、これによってダンパ6,7が互い
に対称方向に回動する結果、主流通路aの上流側開口は
上流側に向けて拡開あるいは狭小化される。
前記サーボモータ13は制御回路15を介して温度センサ1
6,日射センサ17,乗員センサ18に連結されており、車室
温度,日射量,乗員の数に応じて回転数が制御される。
尚、ダンパ6,7、歯車8,9,10、リンク11,12、サーボモー
タ13、制御回路15、センサ16,17,18と同じものが他の吹
出口A,B,Cにも設置されている。なお、前記整流格子4
は、ハニカム状に限らず、吹出口の縦方向、および/ま
たは横方向に互いに平行な複数の仕切部を設けるように
してもよく、また吹出口が、円筒形に形成されている場
合は、整流格子の枠は円筒形に形成し、その場合、円筒
形枠内部に複数の同心円状の仕切部を設けるようにして
もよい。また、前記流速比変更手段の制御装置として、
サーボモータ以外に、アクチュエータダイヤフラム等を
用いてもよい。
次に本実施例の作用について述べる。第7図は吹出口の
概略断面図,第8図は温度到達率nを示す特性図であっ
て図中tiは主流通路aの通路幅を示し、toは副流通路b
の通路幅を示す。またViは主流の流速を示し、Voは副流
の流速を示す。そして第7図(a)はダンパ6,7により
主流通路aの上流側開口を拡開せしめた図、本図(b)
は上流側開口を狭小化せしめた図、本図(c)は前記
(a)(b)の中間の状態である。第7図(a)(b)
(c)の各状態を“スポット”“マイルド”“ノーマ
ル”と以下称する。
第7図の場合、整流格子4を通過することにより、均一
な流速vで吹出口に至った空調気流は仕切板1a,1b,1d,1
eにて主流と副流に分割される。主流は拡開した流入口
より主流通路a内に絞り込まれて加速され、反対に副流
は絞られた流入口を通過後通路が広くなるので減速され
る。この結果、主流と副流の流速比はVo/Vi<1とな
る。
なお、温度到達率は次式で示される。
温度到達率=(雰囲気温度−測定点の温度) /(雰囲気温度−吹出口温度) 反対に、第7図(b)の場合には主流は減速され、副流
は加速されて減速比Vo/Vi>1となる。
本発明者等は上記吹出口の通路幅の比to/tiを0.3〜0.7
とするとともに、第7図(a)の状態で減速比Vo/Viを
0.3〜0.6とし、また第7図(b)の状態で減速比Vo/Vi
を1.2〜1.6として、それぞれについて吹出口より70cm離
れた地点の垂直面内の温度到達率の分布状況を測定し、
従来の吹出口と比較した。これを、それぞれ第8図
(a),(b)に示す。なお図中、線xは本実施例の吹
出口の場合を示し、線yは従来の吹出口の場合である。
第7図(a)によれば、ほぼ静止した雰囲気中に空調風
を吹き出した場合、空調風を中心部を流れる主流と、主
流の外部を流れる副流に分割した本実施例の吹出口で
は、副流の流速を小さくして雰囲気との粘性力を小さく
抑えることにより、空調風の拡散減衰が防止され、第8
図(a)の如く、温度が保たれて到達距離が延びる。
一方、第7図(b)のように副流の減速を大きくして雰
囲気との粘性力を積極的に生ぜしめれば、第8図のごと
く空調風は急速に拡散して一様に広がる。
第7図(c)は流速比Vo/Viを1.0としたもので、これに
より主流と副流とに分割されていない通常の吹出口と同
様の自由噴流を得ることができる。温度分布は第7図
(a),(b)の中間であり、温度到達率nは第8図
(c)の如くになる。
次に第9図に基づき各吹出口A〜Dの制御方法について
述べる。ステップaでエアコン(A/C)スイッチをONに
した後、ステップbでマニュアルかオートかを選択す
る。マニュアルモードの場合は、ステップcで選択され
たスポット,ノーマル,マイルドのいずれかのモードで
運転される。一方オートの場合は、助手席側吹出口A,中
央部吹出口B,C,運転席側吹出口Dに分けて制御される。
すなわちステップdの如く中央部吹出口B,Cが先ずスポ
ット状態となり、順次ノーマル,マイルドの状態に制御
される。またステップeでは運転席側吹出口Dが同様に
スポット,ノーマル,マイルドの順に制御されるが、こ
の場合日射センサ17の働きで運転席への日射の量に応じ
た制御がなされる。最後に、ステップfでは乗員センサ
18の働きで乗員の有無に応じて、“無”のときはステッ
プgの如くに、“有”のときはステップhの如くに日射
量に応じて制御される。
本第9図におけるTiは車室内温度、Tsは設定された温
度、Tnは最適温度である。
尚、上記実施例における吹出口の制御をオートエアコン
と組合せて行なえば各センサを共用することができ、な
お一層の効果を期待できる。また、車室内の左右で温度
差が生じるような制御も可能であり、モードの切換えは
車室内壁温度を検知して行なってもよい。その他、車両
のドアと連動して乗車時に一時的にスポット冷暖房する
とか、外気温を検出して外気温に合せた制御をするなど
の種々の変形が考えられる。
このように本発明は、吹出ダクトの中央部に形成された
主流通路から吹き出される主流と、吹出ダクトの周辺部
に形成された副流通路から吹き出される副流との流速比
を、検出温度と設定温度との温度差に応じて変化させる
構成としたため、ダクト内部の構成が簡単となり組立て
の容易化,コスト低廉化に貢献できる。また、複数の吹
出口をそれぞれ独立に制御でき、これゆえに車室内の現
実に即応したキメ細かな空調を達成しうる。また吹出温
度,風量を変えずに、温度分布のみを変えることが可能
となる。
また、例えば冷房時に車室すなわち被空調空間の温度が
上昇した場合や暖房時に車室の温度が低下した場合に、
副流と比較して高速吹き出しが容易な主流の流速を、副
流の流速に対して相対的に増加させ、これにより、主流
の吹き出し方向における冷房感及び暖房感を局所的に向
上(少なくとも確保)することができる。
また、冷暖房負荷増大時に主流の吹き出し方向における
冷房感及び暖房感だけを局所的に向上、確保するので、
比較的、冷暖房能力が小さくても大熱負荷時に比較的良
好な冷暖房を行うことができ、省エネルギも可能とな
る。
また、検出温度と設定温度との温度差に基づいて主流、
副流の流速比を自動調節するので、手動操作が要らず、
使い勝手に優れる。
更に、例えば冷房時に車室の温度が低下した場合や暖房
時に車室の温度が上昇した場合(熱負荷が減少した場合
に)、副流と比較して高速吹き出しされやすい主流の流
速を副流の流速に対して相対的に低下させ、これによ
り、冷温風が直接に乗員に吹き当てられて不快感が生じ
るのを防ぎ、空調フィーリングを向上することができ
る。また、被空調空間全体を静粛かつ万遍なく冷暖房す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体図、第2図は第1
図の部分拡大断面図、第3図は第2図のIII方向から見
た側面図、第4図は第2図のIV−IV線矢視断面図、第5
図は第2図の整流格子4の単体正面図、第6図はダンパ
回動機構の全体概略図、第7図は吹出口部分の全体概略
断面図、第8図は温度到達率nを示す特性図、第9図は
作用状況を示すフローチャートである。 101……枠体 106,107……通風ダクト A,B,C,D……吹出口 1……吹出ダクト 2……グリルルーバ 4……ハニカム状整流格子 13……サーボモータ 16.17.18……センサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダクトと、該ダクトの複数の出口部に設け
    た吹出口と、該吹出口の枠体である吹出ダクトの内壁に
    沿って設けた仕切板と、該仕切板によって前記吹出ダク
    トの中央部に形成された主流通路及び該通路の外周に形
    成された副流通路と、前記主流通路から吹き出される主
    流及び前記副流通路から吹き出される副流の流速比を変
    える流速比変更手段と、前記主流及び副流により空調さ
    れる被空調空間の温度を検出する温度検出手段と、前記
    温度検出手段が検出した検出温度と予め設定された設定
    温度との温度差に応じて前記流速比変更手段を駆動し、
    前記主流と前記副流との流速比を変化させる制御手段と
    を備えることを特徴とする空調装置。
  2. 【請求項2】前記主流通路及び副流通路には、整流手段
    が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の空調装置。
  3. 【請求項3】前記整流手段は、ハニカム状整流格子であ
    る特許請求の範囲第2項記載の空調装置。
  4. 【請求項4】前記流速比変更手段は、互いに逆方向に回
    動する一対のダンパである特許請求の範囲第1項記載の
    空調装置。
  5. 【請求項5】前記制御手段は、流速比変更手段を作動さ
    せる歯車機構と、該歯車機構の歯車を作動させるサーボ
    モータと、該サーボモータの回転を制御する制御回路と
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    空調装置。
  6. 【請求項6】前記流速比変更手段は、前記整流手段の上
    流側に位置することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の空調装置。
JP58127113A 1983-07-13 1983-07-13 空調装置 Expired - Lifetime JPH0686176B2 (ja)

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JPS6018415A JPS6018415A (ja) 1985-01-30
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