JPH0698887B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車室内の上部空間と下部空間への吹出空気温度
を各々独立的に調節することのできる車両用空気調和装
置に関する。

［従来の技術］ 走行性能においてほぼ満足すべき水準に達している自動
車殊に乗用自動車にとって、今後の重要な技術的課題の
一つは、車室内をより快適な空調状態に保たせることに
ある。車体構造の断熱性が乏しい上に熱エネルギーの供
給余力が不充分という制約のもとで極力効率的に空調を
行う方法が様々に工夫されている。

例えば実開昭「58-76412」には、感覚的にも生理的にも
好ましくその上省エネルギーにもつながる頭寒足熱の温
度分布を得やすい特徴を備えた車両用空調装置が示され
ている。

第４図は上記の空調装置の模式的側断面図であって、装
置のハウジングを兼ねる空調用ダクト100の内部には空
気吸入口101に臨んでブロワ102が、その下流に冷房用熱
交換器103が配置されており、ダクト100の下流端には車
室内上部空間に向けて主として冷風を吹出させるための
上側吹出内107と車室内下部空間に向けて温風を吹出さ
せるための下側吹出口108が開口している。

そして冷房用熱交換器103の下流域は、吹出口107及び10
8に至る間の風路を区切る様にして仕切板110aと110bが
設けられている。各風路にはそれぞれ暖房用熱交換器10
5（一つの熱交換器の各一半部に当る）と、この熱交換
器をバイパスして下流に通ずる冷風路ａ及びｂと、熱交
換器105を通過させられる空気量を調節するためのエア
ミックスダンパ104A及び104Bが納められている。又熱交
換器105の下流には温風と冷風を均等に混和させるため
のエアミックスダンパ106A及び106Bが設けられている。
尚図中の109は窓ガラスの曇り止め用吹出口、111と112
は各吹出口の開閉用ダンパである。

上記の空調装置は２つのエアミックスダンパ104Aと104B
の各々を個別的に操作することによって、２つの吹出口
107と108からの吹出空気温度を別々に調節することがで
きる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如き構造を備えた空調装置は車室内を頭寒足熱型
の理想的な温度分布のもとに空調すると言う機能におい
ては充分な性能を備えているが、その反面仕切板110a及
び110bの存在によってダクト内の通風抵抗が大巾に上昇
するために、吹出風量が目立って減少するという欠点を
抱えている。実験によって確めた所によると、この風量
低下率は５〜８％にも及ぶことが分った。

本発明は、空調用ダクト内に風路分割用仕切板を設ける
ことによってダクト内の通気抵抗が増大する欠点が改善
された、頭寒足熱型空調装置を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、空気の入口と出口を備える空調用ダクトと、
該空調用ダクト内の上流側に設けた冷房用熱交換器、及
びその下流側に位置し、前記空調用ダクトの中央より側
壁側に偏った位置に設けた暖房用熱交換器と、前記空調
用ダクトの出口にその吸入口を接続させたスクロールケ
ーシングを備える遠心式ブロワと、前記暖房用熱交換器
の出口を前記側壁側に偏った一半側とこの一半側よりも
狭い他半側に仕切り前記暖房用熱交換器の出口から前記
ブロワの吸入口に到る間の風路を前記一半側と他半側の
２つの風路に区切るための仕切板と、前記暖房用熱交換
器をバイパスして、該熱交換器の上流側と前記一半側及
び他半側風路とをそれぞれ連通させるための第１冷風路
及び第２冷風路と、前記暖房用熱交換器の入口側に設け
られて、前記一半側及び他半側風路に流入する空気の温
度をそれぞれ調節するための、第１のエアミックスダン
パ及び第２のエアミックスダンパと、前記第１のエアミ
ックスダンパを暖房側に、また前記第２のエアミックス
ダンパを強冷房側に回動させた時、前記暖房用熱交換器
の前記他半側風路に面する出口を封鎖するためのダンパ
と、前記一半側風路に流入した温風を主として搭乗者の
足元に向けて吹出させるための吹出口と、前記他半側風
路に流入した冷風を主として上半身に向けて吹出させる
ための吹出口を有し、前記ブロワの吹出口に接続された
吹出口ダクトとを備える車両用空気調和装置を技術的手
段として採用する。

本発明は、前記第１及び第２のエアミックスダンパを、
連動的及び独立的に開閉させるための手段が付設されて
いることを特徴とする車両用空気調和装置を第１の実施
態様として採用する。

本発明は、前記仕切板は、前記スクロールケーシングの
ノーズ部と前記ブロワの回動軸とを結ぶ線にほぼ対向す
る方向にその板面を向けて取付けられていることを特徴
とする技術的手段または第１の実施態様の車両用空気調
和装置を第２の実施態様として採用する。

［作用］ 上記の如き構成を備えた本発明装置では、空気入口から
ブロワの吸引力によってダクト内に導入され冷房用熱交
換器を通過した冷風は、その下流の暖房用熱交換器を通
り抜けその出口に達すると、この出口からブロワの吸入
口に至るまでの極く短い風路を２路に区切っている仕切
板の存在によって２つの空気流に分断され、一半側の風
路をたどった空気はブロワ吸入口の一半領域に、また他
半側の風路をたどった空気はブロワ吸入口の他半領域に
吸入される。スクロールケーシングに対して特定方向を
もって取付けられている仕切板の存在によって、一方の
吸入空気はスクロールケーシングの内周面側に添う流れ
となってブロワの吐出口に接続されている一方（上側）
の吹出口から主として吹出され、また他方の吸入空気は
スクロールケーシングの外周面側に添う流れとなってブ
ロワの吐出口に接続されている他方（下側）の吹出口か
ら主として吹出される。

一半側及び他半側のそれぞれの風路の上流に設けてある
エアミックスダンパの開閉度合に応じて任意の風量比を
もって各風路に流入した温風と冷風とは、ブロワを通り
抜ける間に均等に混合される。そして、両吹出口からは
暖房用熱交換器の出口面積に応じてそれぞれ独立に比較
的高温域および比較的低温域で所望の温度に空調された
空気が吹出される。

従って一方の吹出風を車室内上部空間に向けて、また他
方の吹出風を車室内下部空間に向けて吹出させれば、所
望の強調度合をもった頭寒足熱型の車室内温度分布が得
られる。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本発明の具体的な構
成を説明する。

第１図と第２図は本発明の一実施例を示した側断面図と
その（Ａ）−（Ａ）断面図であって、合成樹脂などで作
られた空調用ダクト１は、一端側に外気入口２と内気入
口３が開口しており、内外気切替ダンパ４によってこれ
ら２つの空気入口を選択的に開閉できる。ダクト１内の
上流側には冷房用熱交換器としてのエバポレータ５が、
その下流には温水式暖房用熱交換器としてのヒータコア
６が納められている。

空調ダクト１の空気出口1aには、スクロールケーシング
10を備える遠心式ブロワの吸入口10aが接続されてい
る。11はブロワファン、12はブロワモータ、13はスクロ
ールケーシング10のノーズ部である。

ヒータコア６の出口からブロワの吸入口10aに至る間の
風路はこの風路を一半側と他半側（第１図では上半側と
下半側）の２つの風路ＡとＢに区切るための仕切板８が
設けられている。この実施例では仕切板８は、合成樹脂
で作られた２分割構造を有するヒータコア６の一半側ケ
ーシングに一体形成させているが、別個に作成された仕
切板をヒータコア６のケーシングに接合させてもよい。
スクロールケーシング10に取付ける方法は振動音の発生
などの点で好ましくない。

仕切板８の取付位置は遠心式ブロワの吸入口10aの中央
であるが、それに対向するヒータコア６を上側通路Ａに
多く、下側通路Ｂに少ない不均等で仕切ることになる。
これは頭寒足熱を達成させるバイレベル（B/L）モード
時に下側に熱い上側に冷たい空気を作るためからであ
る。この時、仕切板８の横巾は空調用ダクト１の横巾に
一致させる必要がある。

ヒータコア６の上流側の入口には仕切板８の取付けによ
って分割された２つの風路Ａ及びＢにそれぞれ流入する
温風量を調節するための、第１のエアミックスダンパ7A
と第２のエアミックスダンパ7Bが設けられており、ヒー
タコア６の入口上半部と下半部とのそれぞれの開放度合
を変化させる。

ヒータコア６はエバポレータ５とは異なって空調用ダク
ト１内の横断面を完全に封鎖するに足りるより小さな寸
法に作られていると共にダクト内の中央部に配置されて
いるので、第１図にみられるように、ヒータコア６の上
側と下側にはそれぞれヒータコア６をバイパスしてその
上流側と風路Ａ又は風路Ｂを連通させるための第１の冷
風路ｄと第２の冷風路ｅが形成されている。

ヒータコア６の、下側の風路Ｂに接する出口には、MAX-
COOLダンパ９が取り付けられている。このダンパ９の機
能は２つのエアミックスダンパ7Aと7Bとを、上側風路Ａ
に暖かい空気を又下側風路Ｂには強冷（MAX-COOL）され
た冷風を生じさせる様に回動させた状態のもとで、風路
Ｂ内の冷風がヒータコア６に触れたり、またはヒータコ
ア６の構造によってはヒータコア６の入口上側に流入し
た空気が出口下側に抜けて風路Ｂ内に温風が侵入する不
都合を防ぐ点にある。

ブロワの吐出口10bには複数の空調済空気吹出口を備え
た吹出口ダクト20が接続されている。

本発明による空調装置は第２図および第１図を参照すれ
ば理解される様に、ブロワの吸入口10aが、仕切板８の
存在によって形成されている風路Ａから供給される空気
の吸入域と風路Ｂから供給される空気の吸入域とに区分
されており、且つこの仕切板８の取付け方法として、板
面方向がスクロールケーシング10のノーズ部13とブロワ
ファンの回転軸とを結ぶ線に対向する様に配慮されてい
るので、スクロールケーシング10内の風路の形状からし
て、風路Ａから吸入されて空気はほぼスクロールケーシ
ング10の内周面側に添って第２図中に矢印（ロ）で示さ
れた様な流路をたどり、おおむね吐出口10bの下半部に
向けて吹出される。一方風路Ｂから吸入された空気はほ
ぼスクロールケーシング10内の外周面側に添って矢印
（イ）で示された流路をたどり、おおむね吐出口10bの
上半部に向けて吹出される現象が生ずる。

そこで吹出ダクト20には、上方にブロワケーシングの吐
出口10bの上半部に対向する位置関係をもってベンチレ
ーション吐出口21がまた下方には吐出口10bの下半部に
対向する位置関係をもってヒート吹出口22及び23が設け
られている。尚ヒート吹出口23は車体の横方向向きに左
右一対が開口している。更にベンチレーション吹出口21
に隣接させてデフロスト吹出口24が車体のフロントガラ
スＤの下部に向けて開口している。図中のＥはクラッシ
ュパッド、Ｆはステアリングハンドルである。

25は各吹出口の開閉状態を決定する３モードダンパであ
って、ヒート吹出口22のみを開かせるａ位置（第１図参
照）と、ヒート吹出口22のみを閉ざすことのできるｂの
位置と、すべての吹出口21〜24を開かせることのできる
中間位置ｃを採りうる。26はデフ〜ベントダンパであっ
て、ベンチレーション吹出口21とデフロスト吹出口24と
を選択的に開閉させる。27はデフダンパであって、この
ダンパを閉鎖させた時にも幾分かのフロントガラス曇り
止め機能を残存させて置くために、吹出口24の断面積よ
り小さいダンパ面積をもっている。

第３図は本発明による車両用空気調和装置の操作用パネ
ルの正面図であって、このパネルは通常運転席計器盤に
取付けられる。50はパネルの基盤、51は上側の風路Ａと
下側の風路Ｂとのそれぞれの空気温度を調節するための
各エアミックスダンパ7Aと7Bとを、リンク機構を介して
所定の連動関係のもとに回動させるための、上・下運動
調温レバー、52はエアミックスダンパ7Aと7Bを各独立的
に回動させる時の下側風路Ｂの空気温度（従ってベンチ
レーション吹出口21の吹出温度）の調節用の上側調温レ
バーであって、B/L吹出空調モードの設定時に作動し、
この時レバー51はヒート吹出口22（及び23）の吹出空気
温度の調節用の下側調温レバーとして働く。B/Lとはベ
ンチレーション吹出口21とヒート吹出口22から同時に空
調用空気を吹き出させて、車室内の上側空間と下側空間
に向けてそれぞれ吹出させる空気温度を個別的に調節さ
せる状態を表す略号である。53は空調モード切替レバー
であって、その移動用ガイド溝53aに添って移動させる
ことにより図の左から右に向けて順次デフロスト（OF
F）、フェイス（VENT）、B/L、及びフット（HEAT）の４
種類の吹出空調モードを実現させることができる。切替
レバー53を各空調モード一に移動させる毎に、スクロー
ルケーシング10の吐出口10bに接続された各吹出口21、2
2、23に設けられている前記の吹出口ダンパ25、26、27
が、これらのダンパ群を結ぶリンク機構の働きによって
それぞれ後述する特定の連動状態のもとに切替えられ
る。

そして２つのエアミックスダンパ7Aと7Bは、この様なリ
ンクの働きを介してB/L空調モードの時に限って前述の
如き個別的回動が可能になり、その他の空調モード時に
は連動関係が保たれる。

54はブロワモータ12の回転数切替用レバーであって、こ
の実施例では低（Lo）、中（Mi）、高（Hi）の３段階に
切替えられる。55は内外気切替レバーであって、内外気
切替ダンパ４を回動させることによって内気導入（RE
C）と外気導入（FRE）及び中間位置をとりうる。

56は冷房用冷凍機の冷媒圧縮機の作動をオン〜オフさせ
るエアコンスイッチである。図中に小文字ａを付した符
号は、対応する符号を付したレバーのガイド溝である。

次に上記実施例装置の作動を各吹出空調モード毎に、表
１にまとめた各ダンパの作動状態一覧表を参照しながら
説明する。

［ベンチレーション吹出空調モード］ 主として冷房又は換気時にベンチレーション吹出口21か
ら冷風を吹出させる空調モードで、空調モードの切替レ
バー53をVENTマーク位置にもたらすことによって各ダン
パ９、25、26及び27は表１に記された位置を占めて３モ
ードダンパ25はヒート吹出口22（及び23以下同じ）を閉
ざし、デフ〜ベントダンパ26はデフロスト吹出口24を閉
ざして、ベンチレーション吹出口21のみが開放される。

この空調モードでは上・下連動調温レバー51を左右に移
動させることによって、２つのエアミックスダンパ7Aと
7Bは同方向に同開度をもって開閉するので、風路ＡとＢ
にはそれぞれヒータコア６を通過した暖気と冷風路ａま
たはｂを通過した冷気がエアミックスダンパの開度に応
じた割合をもって流入する。風路Ａ及びＢからそれぞれ
ブロワの吸入口10aに吸入された２つの冷気と暖気の複
合流は、それぞれブロワファン11による攪乱とスクロー
ルケーシング10内での混流作用を受けて一様に混和され
たのち、この時の唯一つだけ開かれているベンチレーシ
ョン吹出口21に向って合流させられることによって、こ
の吹出口からは調温レバー51によって選択された所望温
度の空気が第２図に描かれている様にほぼ車室内空間の
中央部に向けて吹出される。調温レバー51をMAX-COOL位
置にセットした場合には、前述の様にMAX-COOLダンパ９
がヒータコア６の出口側の下半部を封鎖する位置に回動
させられてその役割を果たす。MAX-COOLダンパ９は図示
しないリンク機構を介して調温レバー51と連動関係に置
かれている。

［ヒート吹出空調モード］ 車室内の下方に向けて温風を吹出させる暖房モードであ
って、各ダンパは表１に示された位置を占め３モードダ
ンパ25はすべての吹出口21〜24をブロワの吐出口10bに
導通させるｃ位置を占めるが、デフダンパ27は既述の様
に完全にはデフロスト吹出口24を閉ざさないのでデフロ
スト機能も生ずる。

２つのエアミックスダンパ7Aと7Bが連動関係に置かれて
いることは上記モードの場合と同様である。

［デフロスト（デフ）吹出空調モード］ 主としてフロントガラスＤの曇り止めのための空調モー
ドであって、各ダンパは表１に示された位置を占め、デ
フダンパ27だけが開位置ｂを取り、ヒート吹出口22は３
モードダンパ25によって、又ベンチレーション吹出口21
はデフ〜ベントダンパ26によって閉鎖される。

２つのエアミックスダンパ7Aと7Bとが連動関係に置かれ
ることは上記２つの空調モードと同様である。

［B/L吹出空調モード］ いわゆる頭寒足熱型の車室内温度分布を任意の度合をも
って現実させるための空調モードであって、各ダンパは
表１に示された位置を占める。即ち３モードダンパ25は
ベンチレーション吹出口21とヒート吹出口22の双方を開
かせるために両吹出口の中間位置ｃを占め、デフ〜ベン
トダンパ26はベンチレーション吹出口21を開放させる位
置を占める。空調モード切替レバー53をB/L位置にセッ
トすると、レバーのこの動きを受けて上・下連動調温レ
バー51と上側調温レバー52との連動を司どるリンク機構
がこれら両レバーの連動を解く側に働き、上・下連動調
温レバー51は上側風路Ａの空気温度の調節専用の下側調
温レバーとしてのみ機能する様になる。従って２つのレ
バー51と52とを適宜に操作することによって、ベンチレ
ーション吹出口21から吹出される空調用空気の温度と、
ヒート吹出口22からの吹出空気温度とをかなり巾広い温
度差をもって任意に上下させることが可能となる。上側
調温レバー52をMAX-COOL位置にセットした時、MAX-COOL
ダンパ９がその機能を果たすことは前述の如くである。

この空調モードのもとで上・下連動調温レバー51（この
空調モードのもとでは上側調温専用となる）をMAX-HOT
位置に、そして上側調温レバー52をMAX-COOL状態にもた
らすと、既述の如く上側風路Ａからブロワ吸入口10aに
吸入された温風の多くの部分がブロワ吐出口10bの下方
領域に吹き出され、その対向位置に開口するヒート吹出
口22から車室内の下方空間に向けて吹出され、また下側
風路Ｂからブロワ吸入口10aに吸入された冷風の多くの
部分がブロワ吐出口10bの上方領域に吹き出され、その
対向位置に開口するベンチレーション吹出口21から車室
内の上方空間に向けて吹き出されるので、最大限に強調
された明確な頭寒足熱型の車室内温度分布を得ることが
できる。

上記実施例の空調装置を第４図に示された従来の空調装
置と較べてみると、仕切板８の長さが従来装置とは比較
にならない程短くなっているので、この仕切板の存在に
よる従来装置の著しい通風抵抗の増大問題はほとんど無
視し得るレベルにまで低減させられる。そしてこの仕切
板を活用して、この仕切板によって上下２つの風路に分
けられた空気流を、分別されたままの状態のもとにブロ
ワ吐出口10bに到達させる役割をスクロールケーシング1
0に受け持たせるという独特の方法を取り入れることに
よって、２つのエアミックスダンパ7Aと7Bによって個別
的に調温され、２つの風路Ａ及びＢにそれぞれ供給され
る調温済空気流の各々をそれぞれの専用の吹出口から車
内室の上部空間と下部空間に分けて吹出させることがで
きる。

又本発明は従来装置と異なってヒータコア６を通過させ
られた暖気とヒータコア６をバイパスした冷熱との混和
はブロワ内で有効に行われるために、第４図中に符号10
6A及び106Bで示された如きエアミックスチャンバは不要
化し、空調装置の外形寸法が縮小される効果も同時に得
られる。

上記の実施例図には示されていないが、スクロールケー
シング10内の２つの空気流（イ）及び（ロ）をより明確
に分別するために、スクロール状風路内の気流方向に適
宜の区画板を設ける様にしてもよいが、その場合には区
画板による通風抵抗の増大を考慮に入れる必要がある。

［発明の効果］ 上記の如き構成を備えた本発明装置は、従来の車両用空
気調和装置にはほとんど例外的にしか採用されていない
空気用ダクトの空気出口にブロワの吸入口を接続する装
置組立方法（当業界で言う空気の吸込み方式）を採り入
れることによって、いわゆる頭寒足熱型の車室内温度分
布を実現するための、従来技術の項に記した如き装置に
組込まれた、極めて長いダクト内仕切板に代えて、極く
短い仕切板を特定の方法によってダクト内に組み付ける
だけで、従来の長い仕切板と同等の効果が得られる。従
って送風能力の低下の不利をほとんど伴わずに、且つす
こぶる単純な手段によって頭寒足熱型空調を実現させる
ことが可能になる。

また、ヒータコアを通過した温風とヒータコアをバイパ
スした冷風とは比較的高温域と比較的低温域とで独立に
空調されるので、的確な頭寒足熱型の車室内温度分布を
実現することが容易である。

そして、強冷房時にはダンパが暖房用熱交換器の他半側
風路に面する出口を封鎖するため温度差が十分に確保で
きる。

さらに、ヒータコアを通過した温風とヒータコアをバイ
パスした冷風の混和はブロワ内を通過する間に充分に行
われるので従来装置の冷・暖気混和用エアミックチャン
バは不要化し、装置全体をコンパクト化させられるの
で、従来スペース的に設置困難だった小型車への搭載が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はいずれも本発明装置の一実施例図であ
って、第１図は装置の模式的側断面図、第２図は第１図
の（Ａ）−（Ａ）断面図、第３図は装置の操作用パネル
の正面図である。 第４図は従来の空調装置の模式的側断面図である。 図中 １……空調用ダクト、２……外気入口、３……内
気入口、５……冷房用熱交換器、６……暖房用熱交換
器、7A、7B……第１および第２のエアミックスダンパ、
８……仕切板、９……MAX-COOLダンパ、10……ブロワの
スクロールケーシング、10a、10b……ブロワの吸入口と
吐出口、20……吹出口ダクト、ｄ、ｅ……第１および第
２の冷風路、11……ブロワファン、Ａ……一半側（上
側）風路、Ｂ……他半側（下側）風路、21……風路Ｂの
吹出口（ベンチレーション吹出口）、22、23……風路Ａ
の吹出口（ヒート吹出口）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）空気の入口と出口を備える空調用ダ
   クトと、 （ｂ）該空調用ダクト内の上流側に設けた冷房用熱交換
   器、及びその下流側に位置し、前記空調用ダクトの中央
   より側壁側に偏った位置に設けた暖房用熱交換器と、 （ｃ）前記空調用ダクトの出口にその吸入口を接続させ
   たスクロールケーシングを備える遠心式ブロワと、 （ｄ）前記暖房用熱交換器の出口を前記側壁側に偏った
   一半側とこの一半側よりも狭い他半側に仕切り、前記暖
   房用熱交換器の出口から前記ブロワの吸入口に到る間の
   風路を前記一半側と他半側の２つの風路に区切るための
   仕切板と、 （ｅ）前記暖房用熱交換器をバイパスして、該熱交換器
   の上流側と前記一半側及び他半側風路とをそれぞれ連通
   させるための第１冷風路及び第２冷風路と、 （ｆ）前記暖房用熱交換器の入口側に設けられて、前記
   一半側及び他半側風路に流入する空気の温度をそれぞれ
   調節するための、第１のエアミックスダンパ及び第２の
   エアミックスダンパと、 （ｇ）前記第１のエアミックスダンパを暖房側に、また
   前記第２のエアミックスダンパを強冷房側に回動させた
   時、前記暖房用熱交換器の前記他半側風路に面する出口
   を封鎖するためのダンパと、 （ｈ）前記一半側風路に流入した温風を主として搭乗者
   の足元に向けて吹出させるための吹出口と、前記他半側
   風路に流入した冷風を主として上半身に向けて吹出させ
   るための吹出口を有し、前記ブロワの吹出口に接続され
   た吹出口ダクトと を備えることを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２のエアミックスダンパ
   を、連動的及び独立的に開閉させるための手段が付設さ
   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
   車両用空気調和装置。
3. 【請求項３】前記仕切板は、前記スクロールケーシング
   のノーズ部と前記ブロワの回動軸とを結ぶ線にほぼ対向
   する方向にその板面を向けて取付けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の車両
   用空気調和装置。