JPH11129730A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下側の温水入口側から上側の温水出口側に向
かって全部のチューブを一方向のみに温水が流れるヒー
タコア１３を用いるものにおいて、フットモードやデフ
ロスタモードにおける窓ガラスの防曇性能を確保する。 【解決手段】 一方向流れタイプのヒータコア１３の温
水入口側の部位をフット開口部２５側に配置するととも
に、このヒータコア１３の温水出口側の部位をデフロス
タ開口部１９側に配置し、ヒータコア１３をバイパスし
て空調空気が流れる冷風バイパス通路１７をヒータコア
１３の温水入口側に配置し、この冷風バイパス通路１７
を開閉する冷風バイパスドア１８を具備する。さらに、
フットモードやデフロスタモード時には冷風バイパスド
ア１８を所定開度開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房用熱交換器に
循環する温水の流量または温度を制御する温水弁を備
え、この温水弁により車室内への吹出空気温度を調整す
るとともに、暖房用熱交換器として、温水入口側から温
水出口側に向かって全部のチューブを一方向のみに温水
が流れる一方向流れタイプを用いる車両用空調装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用空調装置において
は、一方向流れタイプの暖房用熱交換器の温水入口側部
位の温度が高くなり、温水出口側部位の温度が低くなる
ので、熱交換器吹出空気温度も、温水入口側部位の吹出
空気温度が高くなって、温水出口側部位の吹出空気温度
が低くなる。また、暖房用熱交換器の空調ケース内への
配置姿勢は、通常、温水中の空気抜きを行うために、暖
房用熱交換器の温水入口側を下方とし、温水出口側を上
方としている。

【０００３】従って、吹出モードがフットモードやフッ
トデフロスタモードの際には、暖房用熱交換器の温水入
口側部位を通過した吹出空気が空調ケース下方側のフッ
ト開口部側へ流れ、暖房用熱交換器の温水出口側部位を
通過した吹出空気が空調ケース上方側のデフロスタ開口
部側へ流れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのため、従来装置の
構成では、フット開口部から所定温度の空気を吹き出す
ために、暖房用熱交換器への温水流量を温水弁により所
定量に絞ると、暖房用熱交換器における温水温度が温水
入口側から温水出口側へ行くにつれて大幅に低下するの
で、フット吹出空気温度に比してデフロスタ吹出空気温
度が大幅に低下して、窓ガラスの防曇性能が低下すると
ともに、乗員の上半身側の温度が下がり過ぎて、暖房フ
ィーリングを悪化させるという不具合がある。

【０００５】なお、特開平８−７２５２９号公報には、
一方向流れタイプの暖房用熱交換器の温水入口側部位に
冷風バイパス通路およびこれを開閉する冷風バイパスド
アを配設し、バイレベルモード時に冷風バイパスドアに
て冷風バイパス通路を開くことにより、バイレベルモー
ド時の上下の吹出温度差が過度に拡大することを防止す
る車両用空調装置が開示されているが、この従来装置は
バイレベルモード時の対応を示すだけで、フットモード
やフットデフロスタモード時の窓ガラス防曇性能向上策
については何ら開示していない。

【０００６】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
温水入口側から温水出口側に向かって全部のチューブを
一方向のみに温水が流れる一方向流れタイプの暖房用熱
交換器を用いる車両用空調装置において、フットモード
やフットデフロスタモード時に、温水弁が最大暖房状態
から温度制御領域に操作された際にも、窓ガラスの防曇
性能を確保することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１〜６記載の発明では、一方向流れタイプの
暖房用熱交換器（１３）の温水入口側の部位をフット開
口部（２５）側に配置するとともに、この暖房用熱交換
器（１３）の温水出口側の部位をデフロスタ開口部（１
９）側に配置し、暖房用熱交換器（１３）をバイパスし
て空調空気が流れる冷風バイパス通路（１７）を暖房用
熱交換器（１３）の温水入口側に配置し、さらに、この
冷風バイパス通路（１７）を開閉する冷風バイパスドア
（１８）を具備し、フット開口部（２５）およびデフロ
スタ開口部（１９）の両方から空調空気を吹き出す吹出
モードにおいて、温水弁（１４）が最大暖房状態から温
度制御領域に操作されたとき、冷風バイパスドア（１
８）により冷風バイパス通路（１７）を所定量開くこと
を特徴としている。

【０００８】これによると、フット開口部（２５）およ
びデフロスタ開口部（１９）の両方から空調空気を吹き
出す吹出モードにおいて、冷風バイパスドア（１８）に
より冷風バイパス通路（１７）を所定量開くことによ
り、暖房用熱交換器（１３）を通過した温風と冷風バイ
パス通路（１７）を通過した冷風とを混合した空気をフ
ット開口部（２５）へ流すことができる。

【０００９】従って、フット開口部（２５）から所定温
度の空気を吹き出すに当たり、冷風バイパスをしない場
合と比較して温水弁（１４）の開度をより暖房側（開度
増大側）に設定できる。その結果、温水弁（１４）の温
度制御領域におけるデフロスタ開口部（１９）からの吹
出空気温度を高くすることができ、従来のデフロスタ吹
出温度の大幅低下に起因する窓ガラス防曇性能の低下や
暖房フィーリングの悪化を防止できる。

【００１０】また、最大暖房時には、冷風バイパスドア
（１８）を冷風バイパス通路（１７）の全閉位置に操作
することにより最大暖房能力を支障なく発揮できる。ま
た、請求項２記載の発明では、温度制御された空調空気
を車室内乗員の頭部に向けて吹き出すフェイス開口部
（２１）を備え、フット開口部（２５）およびフェイス
開口部（２１）の両方から空調空気を吹き出すバイレベ
ル吹出モードにおいて、冷風バイパスドア（１８）によ
り冷風バイパス通路（１７）を全閉することを特徴とし
ている。

【００１１】これによると、バイレベル吹出モードで
は、冷風バイパス通路（１７）の全閉と、暖房用熱交換
器における温水入口側から温水出口側への温水温度の低
下とが組合わさって、フット開口部（２５）からの吹出
温度に比してフェイス開口部（２１）からの吹出温度を
低下させ、頭寒足熱型の上下温度分布を形成できる。ま
た、請求項３記載の発明では、空調ケース（１１）内に
おいて暖房用熱交換器（１３）の空気流れ上流側に冷房
用熱交換器（１２）を配置し、暖房用熱交換器（１３）
への温水流れが遮断されて、最大冷房状態が設定された
ときには冷風バイパスドア（１８）により、冷風バイパ
ス通路（１７）を全開することを特徴としている。

【００１２】これによると、冷風バイパス通路（１７）
の全開により空調ケース（１１）内通風路の圧損を低減
して冷風量を増大し、最大冷房能力を増大できる。さら
に、請求項５記載の発明では、空調操作パネル（１６
１）に手動操作される温度調整用操作部材（１６２）を
備え、この温度調整用操作部材（１６２）に温水弁（１
４）の駆動機構（１４２、１４３、１４４）を連結する
とともに、この駆動機構（１４２、１４３、１４４）に
冷風バイパスドア（１８）を連結したことを特徴として
いる。

【００１３】これによると、空調操作パネル（１６１）
の温度調整用操作部材（１６２）を手動操作することに
より、温水弁（１４）および冷風バイパスドア（１８）
を連動操作でき、請求項１の作用効果をマニュアル方式
の簡単な機構で奏することができる。なお、上記各手段
に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体
的手段との対応関係を示す。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す実施形態に
ついて説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態を示すも
のであり、ディーゼルエンジン車のように、温水（エン
ジン冷却水）温度が比較的低い温度となる低熱源車に適
用したものである。空調装置通風系は、大別して、送風
機ユニット１と空調ユニット１００の２つの部分に分か
れている。空調ユニット１００部は、車室内の計器盤下
方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されるもの
であり、一方、送風機ユニット１は図１の図示形態で
は、空調ユニット１００の車両前方側に配置する状態を
図示している。すなわち、空調ユニット１００を車室内
に配置し、送風機ユニット１はエンジンルーム内におい
て空調ユニット１００の前方位置に配置するレイアウト
としている。

【００１５】ここで、送風機ユニット１を車室内におい
て空調ユニット１００の側方（助手席側）にオフセット
配置するレイアウトとすることもできる。まず、最初
に、送風機ユニット１部を具体的に説明すると、送風機
ユニット１には内気（車室内空気）を導入する第１、第
２の２つの内気導入口２、２ａと、外気（車室外空気）
を導入する１つの外気導入口３が備えられている。これ
らの導入口２、２ａ、３はそれぞれ第１、第２の２つの
内外気切替ドア４、５によって開閉可能になっている。

【００１６】この両内外気切替ドア４、５は、それぞれ
回転軸４ａ、５ａを中心として回動操作される平板状の
ものであって、図示しないリンク機構等を介して、サー
ボモータを用いた内外気切替用アクチュエータ機構によ
り連動操作する。本例では、内気導入口２、２ａと外気
導入口３と内外気切替ドア４、５と上記アクチュエータ
機構とにより内外気切替手段が構成されている。

【００１７】そして、上記導入口２、２ａ、３からの導
入空気を送風する第１（内気側）ファン６および第２
（外気側）ファン７が、送風機ユニット１内に配置され
ている。この両ファン６、７は周知の遠心多翼ファン
（シロッコファン）からなるものであって、１つの共通
の電動モータ７ｂにて同時に回転駆動される。図１は後
述する２層流モードの状態を示しており、第１内外気切
替ドア４は第１内気導入口２を開放して外気導入口３か
らの外気通路３ａを閉塞しているので、第１（内気側）
ファン６の吸入口６ａに内気が吸入される。これに対
し、第２内外気切替ドア５は第２内気導入口２ａを閉塞
して外気導入口３からの外気通路３ｂを開放しているの
で、第２（外気側）ファン７の吸入口７ａに外気が吸入
される。

【００１８】従って、この状態では、第１ファン６は、
内気導入口２からの内気を第１空気通路（内気側通路）
８に送風し、第２ファン７は、外気導入口３からの外気
を第２空気通路（外気側通路）９に送風するようになっ
ており、第１、第２空気通路８、９は、第１ファン６と
第２ファン７との間に配置された仕切り板１０により仕
切られている。この仕切り板１０は、両ファン６、７を
収納する樹脂製のスクロールケーシング１０ａに一体成
形できる。

【００１９】なお、本実施形態では、第１ファン６の外
径を小とし、第２ファン７の外径を大にしている。これ
は、第２ファン７側において、電動モータ７ｂの存在に
より吸入口７ａの開口面積が減少するのを防止するため
である。次に、空調ユニット１００部は空調ケース１１
内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２とヒータコア（暖房
用熱交換器）１３とを両方とも一体的に内蔵するタイプ
のものである。空調ケース１１はポリプロピレンのよう
な、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成
形品からなり、図１の上下方向（車両上下方向）に分割
面を有する複数の分割ケースからなる。この複数の分割
ケース内に、上記熱交換器１２、１３、後述するドア等
の機器を収納した後に、この複数の分割ケースを金属バ
ネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合するこ
とにより、空調ユニット１００部が組み立てられる。

【００２０】空調ケース１１内において、最も車両前方
側の部位に蒸発器１２が設置され、空調ケース１１内の
第１、第２空気通路８０、９０の全域を横切るように蒸
発器１２が配置されている。この蒸発器１２は周知のご
とく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱
して、空調空気を冷却するものである。ここで、蒸発器
１２は図１に示すように、車両前後方向には薄型の形態
で空調ケース１１内に設置されている。

【００２１】また、空調ケース１１内部の空気通路は、
蒸発器１２の上流部からヒータコア１３の下流部に至る
まで、仕切り板１５ａ、１５ｂ、１５ｃにより車両下方
側の第１空気通路（内気側通路）８０と車両上方側の第
２空気通路（外気側通路）９０とに仕切られている。こ
の仕切り板１５ａ〜１５ｃは空調ケース１１に樹脂にて
一体成形され、車両左右方向に略水平に延びる固定仕切
り部材であるが、仕切り板１５ａ〜１５ｃを空調ケース
１１とは別体で形成して、ネジ止め、接着等の手段で仕
切り板１５ａ〜１５ｃを空調ケース１１に固着してもよ
い。

【００２２】なお、蒸発器１２は周知の積層型のもので
あって、アルミニュウム等の金属薄板を最中状に２枚張
り合わせて構成した偏平チューブをコルゲートフィンを
介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものであ
る。ヒータコア１３は、蒸発器１２の空気流れ下流側
（車両後方側）に隣接配置されており、このヒータコア
１３は、蒸発器１２を通過した冷風を再加熱するもので
あって、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流
れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。

【００２３】このヒータコア１３も蒸発器１２と同様
に、車両前後方向には薄型の形態で空調ケース１１内に
設置されている。より具体的に述べると、ヒータコア１
３は、仕切り板１５ｂと１５ｃの間において、第１空気
通路８０と第２空気通路９０の両方に跨がって配置され
ている。しかも、ヒータコア１３は、蒸発器１２に対し
て車両上方側にオフセット配置され、ヒータコア１３の
上方部分は第２空気通路９０の全域を横切るように配置
されている。

【００２４】そして、ヒータコア１３の上方側へのオフ
セット配置によりヒータコア１３の下方部に余剰空間が
できることを利用して、ヒータコア１３の下方部に冷風
バイパス通路１７を形成している。つまり、ヒータコア
１３の下方部分は第１空気通路８０の一部を横切るよう
に配置され、第１空気通路８０の最下方部に冷風バイパ
ス通路１７を形成している。

【００２５】なお、ヒータコア１３は周知のものであっ
て、アルミニュウム等の金属薄板を溶接等により断面偏
平状に接合してなる偏平チューブをコルゲートフィンを
介在して多数並列配置し、一体ろう付けしたものであ
る。本例のヒータコア１３は、温水入口側タンク１３ａ
を下方の第１空気通路８０側に配置するとともに、温水
出口側タンク１３ｂを上方の第２空気通路９０側に配置
している。そして、この両タンク１３ａ、１３ｂの間に
上記偏平チューブおよびコルゲートフィンからなる熱交
換コア部１３ｃを構成している。従って、ヒータコア１
３は温水入口側タンク１３ａからの温水が熱交換コア部
１３ｃの全部の偏平チューブを下方から上方への一方向
に流れる一方向流れタイプ（全パスタイプ）として構成
されている。

【００２６】そして、ヒータコア１３に流入する温水の
流量を調整する温水弁１４を設けて、この温水弁１４の
温水流量の調整作用により車室内への吹出空気温度を調
整できるようにしてある。この温水弁１４は周知の構成
のものでよく、例えば、弁ハウジング内に弁体を回動可
能に収納し、この弁体の回動量を連続的に可変すること
により、弁ハウジング内の温水流路の開口面積を連続的
に可変して、温水流量を調整するものである。

【００２７】前述したように、空調ケース１１内の第１
空気通路８０において、ヒータコア１３の下方側には、
ヒータコア１３をバイパスして空気（冷風）が流れる冷
風バイパス通路１７が形成され、この冷風バイパス通路
１７は冷風バイパスドア１８により開閉される。また、
空調ケース１１の上面部には、ヒータコア１３の直後の
部位に第２空気通路９０に連通するデフロスタ開口部１
９が開口している。このデフロスタ開口部１９は図示し
ないデフロスタダクトおよびデフロスタ吹出口を介し
て、車両窓ガラス内面に向けて風を吹き出すためのもの
である。このデフロスタ開口部１９は、回転軸２０ａに
より回動自在なバタフライ状のデフロスタドア２０によ
り開閉される。

【００２８】空調ケース１１の最も車両後方側（乗員寄
り）の部位には第１空気通路８０と直接連通するフェイ
ス開口部２１が開口している。このフェイス開口部２１
は図示しないフェイスダクトを介して車両計器盤上方部
のフェイス吹出口より乗員頭部に向けて風を吹き出すた
めのものである。このフェイス開口部２１は、回転軸２
２ａにより回動自在なバタフライ状のフェイスドア２２
により開閉される。

【００２９】前述した仕切り板１５ｃの最も空気下流側
の端部と、フェイス開口部２１の入口部との間に、第
１、第２空気通路８０、９０の間を連通する連通路２３
が設けてられている。この連通路２３は回転軸２４ａに
より回動自在な平板状の連通ドア２４により開閉され
る。また、空調ケース１１の下面のうち、車両後方側の
部位にはフット開口部２５が開口しており、このフット
開口部２５は第１空気通路８０においてヒータコア１３
の空気下流側の部位と連通している。このフット開口部
２５は図示しないフットダクトを介してフット吹出口か
ら車室内の乗員足元に温風を吹き出すためのものであ
る。このフット開口部２５は、回転軸２６ａにより回動
自在なバタフライ状のフットドア２６により開閉され
る。

【００３０】なお、デフロスタドア２０、フェイスドア
２２、およびフットドア２６は吹出モード切替用のドア
手段であって、図示しないリンク機構等を介してサーボ
モータを用いたモード切替用アクチュエータ機構により
操作される。また、温水弁１４は温度調整手段であっ
て、図示しないリンク機構等を介してサーボモータを用
いた温度調整用アクチュエータ機構により操作される。
同様に、冷風バイパスドア１８も図示しないリンク機構
等を介してサーボモータを用いたアクチュエータ機構に
より操作される。

【００３１】図２は本実施形態の制御システムを示すブ
ロック図であり、制御装置３０は、例えば、マイクロコ
ンピュータとその周辺回路とから構成されるものであっ
て、空調操作パネル４０に設けられた各種操作部材４１
〜４５からの操作信号および各種センサ４６〜５０の検
出信号が入力される。そして、制御装置３０は予め設定
された所定のプログラムに基づいて、上記の操作信号お
よび検出信号に対する演算処理を行って、アクチュエー
タ機構の各サーボモータ５１〜５７および送風機モータ
７ｂの作動を制御するようになっている。図３は、その
うち、冷風バイパスドア１８、デフロスタドア２０、フ
ェイスドア２２、フットドア２６、および連通ドア２４
の開閉と吹出モードとの関係を示す図表である。

【００３２】次に、上記構成において本実施形態の作動
を吹出モード別に説明する。 （１）フット吹出モード 冬期の暖房始動時等において、制御装置３０がその入力
信号に基づいて最大暖房状態を判定すると、制御装置３
０により温水弁用サーボモータ５２および冷風バイパス
ドア用サーボモータ５３の回転位置が制御されて、温水
弁１４を全開させるとともに、冷風バイパスドア１８を
冷風バイパス路１７の閉塞位置に操作する。これによ
り、ヒータコア１３に最大流量の温水が流れるととも
に、送風空気の全量がヒータコア１３を通過し、最大暖
房状態となる。

【００３３】そして、上記のように、最大暖房状態を設
定するときは、制御装置３０により内外気切替用操作機
構が操作されて、２層流モードが設定される。すなわ
ち、送風機ユニット１において、制御装置３０により内
外気切替ドア用サーボモータ５１の回転位置が制御され
て、第１、第２内外気切替ドア４、５が図１の所定位置
に操作され、第１内外気切替ドア４が第１内気導入口２
を開放し、外気導入口３からの外気通路３ａを閉塞す
る。また、第２内外気切替ドア５が第２内気導入口２ａ
を閉塞し、外気導入口３からの外気通路３ｂを開放す
る。

【００３４】これにより、第１送風ファン６は、内気を
第１内気導入口２から吸入口６ａを経て吸入し、これと
同時に、第２送風ファン７は、外気を外気導入口３から
外気通路３ｂ、吸入口７ａを経て吸入する。そして、第
１送風ファン６により送風される内気は、第１空気通路
８を通って、空調ユニット１００の第１空気通路８０を
流れる。また、第２送風ファン７により送風される外気
は、第２空気通路９を通って、空調ユニット１００の第
２空気通路９０を流れる。

【００３５】一方、このとき、制御装置３０により吹出
モード切替用操作機構のサーボモータ５４〜５６の回転
位置が制御されて、フットドア２６はフット開口部２５
を全開し、フェイスドア２２はフェイス開口部２１を全
閉する。デフロスタドア２０はデフロスタ開口部１９を
少量開放する。なお、２層流モードであっても、後述の
理由から、連通ドア２４は連通路２３を全開または少量
開く小開度の位置に操作される。

【００３６】そして、第１空気通路８０を流れる内気
は、蒸発器１２を通過した後、ヒータコア１３にて加熱
されて、温風となり、フット開口部２５を経て車室内の
乗員足元に吹き出す。これと同時に、第２空気通路９０
を流れる外気は、蒸発器１２を通過した後、ヒータコア
１３にて加熱されて、温風となり、デフロスタ開口部１
９を経て車両窓ガラス内面に吹き出す。

【００３７】この場合、第１空気通路８、８０側では、
外気に比して高温の内気を再循環してヒータコア１３で
加熱しているので、乗員足元への吹出温風温度が高くな
り、暖房効果を向上できる。一方、デフロスタ開口部１
９からは、内気に比して低湿度の外気を加熱して吹き出
しているので、窓ガラスの曇り止めを良好に行うことが
できる。

【００３８】また、フット吹出モードでは、通常、デフ
ロスタ開口部１９からの吹出風量を２０％程度、フット
開口部２５からの吹出風量を８０％程度の風量割合に設
定するので、第２空気通路９０側の外気温風を全開また
は小開度の連通路２３を通して第１空気通路８０側の内
気温風の中に混入することにより、上記風量割合を達成
することができる。

【００３９】次に、車室内温度が上昇して、暖房負荷が
減少すると、吹出空気温度制御のため、制御装置３０の
出力信号により温水弁１４が全開位置（最大暖房状態）
から中間開度位置に操作され、ヒータコア１３に流入す
る温水流量を減少させる。このとき、連通ドア２４は上
記した全開または小開度の位置に維持されたままであ
り、一方、冷風バイパスドア１８は制御装置３０の出力
信号により冷風バイパス通路１７を所定開度（少量）開
く位置に操作される。

【００４０】温水弁１４が中間開度位置に操作される温
度制御領域では、ヒータコア１３への循環温水流量が少
流量に制限されるため、ヒータコア１３において温水入
口側部位に比して温水出口側部位の温水温度が大幅に低
下する。そのため、ヒータコア１３の吹出空気温度も温
水入口側部位に比して温水出口側部位では大幅に低下し
ようとする。

【００４１】しかし、本実施形態によると、この温度制
御領域では、冷風バイパスドア１８により冷風バイパス
通路１７を所定開度（少量）開くから、ヒータコア１３
の温水入口側部位では冷風バイパス通路１７を通過した
冷風がヒータコア１３を通過した温風に混合される。従
って、フット開口部２５から所定温度の空気を吹き出す
に当たり、冷風バイパスをしない場合と比較して温水弁
１４の開度をより暖房側（開度増大側）に設定できる。
換言すると、冷風の混合によりフット開口部２５からの
吹出空気温度を低下できるので、温水弁１４の開度の大
幅減少なしでフット吹出空気温度の制御が可能となる。

【００４２】その結果、温水弁１４の温度制御領域にお
けるデフロスタ開口部１９からの吹出空気温度を高くす
ることができ、従来のデフロスタ吹出温度の大幅低下に
起因する窓ガラス防曇性能の低下や暖房フィーリングの
悪化を防止できる。なお、温度制御域では、最大暖房能
力を必要としていないため、内外気吸入モードは、通
常、第１、第２の内気導入口２、２ａをともに閉塞し、
外気導入口３を開放する全外気モードに設定するのがよ
い。しかし、乗員の手動操作よる設定にて、外気導入口
３を閉塞して、第１、第２の内気導入口２、２ａをとも
に開放する全内気モードとしたり、前述のように内気と
外気とを同時に導入する内外気２層流モードとすること
もできる。

【００４３】（２）フットデフロスタ吹出モード フットデフロスタ吹出モードでは、フット開口部２５か
らの吹出風量と、デフロスタ開口部１９からの吹出風量
とを略同等（５０％づつ）とするため、フットドア２６
によりフット開口部２５を全開するとともに、デフロス
タドア２０によりデフロスタ開口部１９を全開する。そ
して、連通ドア２４を連通路２３の全閉位置に操作す
る。

【００４４】これにより、連通路２３からフット開口部
２５側へ流入する外気温風の流れがなくなるので、フッ
ト開口部２５には第１空気通路８０の内気温風が全量流
入し、また、デフロスタ開口部１９には第２空気通路９
０の外気温風が全量流入する。その結果、フット開口部
２５からの吹出風量と、デフロスタ開口部１９からの吹
出風量とを略同等にすることが可能となる。

【００４５】温水弁１４を全開する最大暖房時には、内
外気の２層流モードを設定し、暖房効果の向上と窓ガラ
スの防曇性の確保との両立を図ることができるという点
はフット吹出モードと同じである。また、温水弁１４の
開度調整により所望の中間温度制御が可能である。この
温度制御領域では、フット吹出モード時と同様に、冷風
バイパスドア１８により冷風バイパス通路１７を所定開
度（少量）開くから、ヒータコア１３の温水入口側部位
では冷風バイパス通路１７を通過した冷風がヒータコア
１３を通過した温風に混合される。

【００４６】そのため、フット開口部２５から所定温度
の空気を吹き出すに当たり、冷風バイパスをしない場合
と比較して温水弁１４の開度をより暖房側（開度増大
側）に設定できる。その結果、温水弁１４の温度制御領
域におけるデフロスタ開口部１９からの吹出空気温度を
高くすることができ、従来のデフロスタ吹出温度の大幅
低下に起因する窓ガラス防曇性能の低下や暖房フィーリ
ングの悪化を防止できる。

【００４７】なお、温度制御域では、通常、全外気モー
ドに設定するが、乗員の手動操作よる設定にて、全内気
モードとしたり、内外気２層流モードとすることもでき
る。 （３）デフロスタ吹出モード デフロスタ吹出モードにおいては、フェイスドア２２が
フェイス開口部２１を、また、フットドア２６がフット
開口部２５をそれぞれ全閉する。また、デフロスタドア
２０がデフロスタ開口部１９を全開し、連通ドア２４が
連通路２３を全開する。また、冷風バイパスドア１８
は、冷風バイパス通路１７の全閉位置に操作される。

【００４８】以上の結果、第１、第２空気通路８０、９
０からの空調空気を全量ヒータコア１３を通過させ、ヒ
ータコア１３で温度調整した後、デフロスタ開口部１９
を通して窓ガラス内面のみに空気を吹き出して、曇り止
めを行う。このときは、窓ガラスの防曇性確保のため
に、通常、全外気吸入モードとする。 （４）フェイス吹出モード フェイス吹出モードにおいては、フェイスドア２２がフ
ェイス開口部２１を全開し、デフロスタドア２０がデフ
ロスタ開口部１９を、またフットドア２６がフット開口
部２５をそれぞれ全閉する。連通ドア２４は連通路２３
を全開する。従って、第１、第２空気通路８０、９０の
下流部はいずれもフェイス開口部２１に連通する。

【００４９】そのため、空調装置の冷凍サイクルを運転
すると、蒸発器１２により冷却された冷風がヒータコア
１３により再加熱されて、温度調整された後、すべてフ
ェイス開口部２１側へ流れる。このときも、内外気吸入
モードは第１、第２内外気切替ドア４、５により、全内
気、全外気、内外気２層流のいずれも選択可能となる。

【００５０】なお、最大冷房状態では、全内気吸入モー
ドとし、また、温水弁１４が全閉状態となり、ヒータコ
ア１３への温水循環が遮断されるとともに、冷風バイパ
スドア１８が冷風バイパス通路１７を全開するので、冷
風の送風量を増加でき、冷房能力が最大となる。一方、
温度制御領域では、冷風バイパスドア１８が冷風バイパ
ス通路１７の全閉位置に操作されるので、蒸発器１２に
より冷却された冷風の全量がヒータコア１３を通過して
温度調整された後、すべてフェイス開口部２１側へ流れ
る。 （５）バイレベル吹出モード バイレベル吹出モードにおいては、フェイスドア２２が
フェイス開口部２１を全開するとともに、フットドア２
６がフット開口部２５を全開する。デフロスタドア２０
はデフロスタ開口部１９を全閉する。また、連通ドア２
４が連通路２３を全開する。従って、フェイス開口部２
１とフット開口部２５を通して、車室の上下両方から同
時に風を吹き出すことができる。

【００５１】ここで、ヒータコア１３が一方向流れタイ
プであるとともに、バイレベル時には、冷風バイパスド
ア１８が冷風バイパス通路１７を全閉するため、ヒータ
コア１３の吹出側において、温水入口側に位置する第１
空気通路８０側の吹出空気温度を高くし、温水出口側に
位置する第２空気通路９０側の吹出空気温度を低くする
ことができる。

【００５２】従って、全外気モードあるいは全内気モー
ドであっても、第１空気通路８０からのフット吹出温度
に比して第２空気通路９０からのフェイス吹出温度を低
くすることができるので、車室内温度分布を頭寒足熱形
の快適な状態とすることができる。 （第２実施形態）上記の第１実施形態では、図３に示す
各ドアをサーボモータを用いたアクチュエータ機構によ
り開閉操作する場合（オート制御方式）について説明し
たが、空調操作パネルの手動操作機構（レバーやダイヤ
ルを用いた機構）にリンク機構、ケーブル等を介して各
ドアを連結し、各ドアを手動操作するようにしたマニュ
アル方式の車両用空調装置においても本発明は同様に実
施できる。

【００５３】第２実施形態はこのようなマニュアル方式
の車両用空調装置に関するものであり、図４は第２実施
形態の空調ユニット１００を示し、図５のＡ−Ａ矢視の
側面図である。図５は第２実施形態の送風機ユニット１
と空調ユニット１００との概略配置を示す平面図であ
る。空調ユニット１００は、車室内の計器盤下方部のう
ち、車両左右方向の略中央部に配置され、一方、送風機
ユニット１は空調ユニット１００の左側方（助手席側）
にオフセット配置されている。

【００５４】第２実施形態では、ヒータコア１３の直後
において上下方向の略中間部位に平板状のフットドア２
６を回転軸２６ａにより回動可能に配置している。これ
により、フットドア２６がフット開口部２５を開放する
位置（図４の位置）に操作されると、ヒータコア１３の
直後の空気通路を車両下方側の第１空気通路（内気側通
路）８０と車両上方側の第２空気通路（外気側通路）９
０とに仕切る役目をフットドア２６が果たす。

【００５５】従って、第２実施形態のフットドア２６は
第１実施形態の仕切り板１５ｃと連通ドア２４の役目を
兼務しており、図４の操作位置では、フットドア２６が
連通路２３を閉塞している。図６、７はヒータコア１３
と温水弁１４との一体化構造を例示しており、ヒータコ
ア１３はその下方側に温水入口側タンク１３ａを有し、
この温水入口側タンク１３ａを車両下方側の第１空気通
路（内気側通路）８０に配置している。また、ヒータコ
ア１３はその上方側に温水出口側タンク１３ｂを有し、
この温水出口側タンク１３ｂを車両上方側の第２空気通
路（外気側通路）９０に配置している。

【００５６】上記両タンク１３ａ、１３ｂの間に、偏平
チューブ１３ｄとコルゲートフィン１３ｅとからなる熱
交換コア部１３ｃを構成している。従って、ヒータコア
１３は、温水入口側タンク１３ａからの温水が熱交換コ
ア部１３ｃの全部の偏平チューブ１４ｄを下方から上方
への一方向に流れる一方向流れタイプ（全パスタイプ）
として構成されている。

【００５７】ヒータコア１３に流入する温水の流量を調
整する温水弁１４は、特開平８−７２５２９号公報等に
より公知のもので、弁ハウジング１４０内の温水流路開
口面積を連続的に可変する、いわゆるアナログ式流量調
整タイプのものであり、弁ハウジング１４０内に円柱状
の弁体１４１を回動可能に収納している。この弁体１４
１は制御流路１４１ａ（図８参照）を有しており、この
弁体１４１の回動量を連続的に可変することにより弁ハ
ウジング１４０内の温水流路の開口面積が連続的に変化
するようになっている。なお、図７では、弁ハウジング
１４０の蓋部１４０ａ（図６参照）をとりはずした状態
を示している。

【００５８】弁体１４１の操作軸１４２には駆動レバー
１４３が連結され、この駆動レバー１４３のピン１４４
に、ケーブル１６０等の連結部材を介して、空調操作パ
ネル１６１の温度調整用操作部材１６２が機械的に連結
され、この操作部材１６２を乗員が手動操作することよ
り、弁体１４１の回動量を調整できるようになってい
る。なお、本例では、操作軸１４２、駆動レバー１４
３、およびピン１４４により温水弁１４の弁体１４１の
駆動機構が構成されている。

【００５９】図８に示す車両エンジン１５１の温水ポン
プ１５２により圧送される温水は入口パイプ１４５から
弁ハウジング１４０内に流入し、弁体１４１の制御流路
１４１ａを通過するとともに、弁体１４１の回動量によ
り温水流量が調整される。その後、温水は接続パイプ１
４６から温水入口側タンク１３ａ内に流入する。そし
て、温水出口側タンク１３ｂ内の温水は接続パイプ１４
７を通って再び弁ハウジング１４０内に流入した後、出
口パイプ１４８から車両エンジン１５１へ戻るようにな
っている。

【００６０】また、弁ハウジング１４０内には、入口パ
イプ１４５から弁体１４１の制御流路１４１ａを通って
出口パイプ１４８に連通するバイパス路１４９（図７、
８）が設けてあり、このバイパス路１４９には、車両エ
ンジン回転数変動による温水流量変化を吸収するための
圧力応動弁１５０が弁ハウジング１４０内に備えられて
いる。１５０ａは圧力応動弁１５０の閉弁用のスプリン
グである。

【００６１】一方、図４に示すように、空調ケース１１
内下方側の第１空気通路８０において、蒸発器１２の下
方部直後の部位で、かつ、ヒータコア１３の下方側に冷
風バイパス通路１７が形成され、この冷風バイパス通路
１７は平板状の冷風バイパスドア１８により開閉され
る。この冷風バイパスドア１８は上記した温水弁１４と
連動して手動操作するようになっている。

【００６２】この冷風バイパスドア１８と温水弁１４と
の連動のために、冷風バイパスドア１８の回転軸１８ａ
に駆動レバー１８ｂを連結し、この駆動レバー１８ｂの
先端にピン１８ｃを設けるとともに、温水弁１４の弁体
１４１の駆動レバー１４３を扇形としてカム溝１４３ａ
を形成し、このカム溝１４３ａ内にピン１８ｃを摺動可
能に嵌入している。

【００６３】これにより、温水弁１４の弁体１４１の回
動操作と連動して冷風バイパスドア１８を開閉操作でき
る。この際、冷風バイパスドア１８の開度は、カム溝１
４３ａの形状の選択により調整できる。なお、図５には
示してないが、第２実施形態も第１実施形態と同様の内
外気切替手段を有し、第１、第２ファン６、７により内
気と外気の両方を区分して同時に吸入できるようになっ
ている。また、第２実施形態はマニュアル方式の車両用
空調装置であるから、第１、第２ファン６、７の駆動用
モータ７ｂの回転数（風量）切替、内外気の切替、吹出
モード切替等の操作も図６の空調操作パネル１６１の操
作部材１６３〜１６５の手動操作により行うようになっ
ている。

【００６４】次に、第２実施形態の作動を説明すると、
第２実施形態による各吹出モードごとの作動は基本的に
は第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。図
９は横軸に温水弁１４の開度（弁体１４１による温水流
路開口面積の開口割合）と車室内への吹出空気温度をと
り、縦軸に冷風バイパスドア１８の開度をとったもので
あり、最大冷房（Ｍ．Ｃ）時には空調操作パネル１６１
の温度調整用操作部材１６２を乗員が手動操作して、弁
体１４１を開度が０％となる位置に回動操作する。従っ
て、ヒータコア１３への温水循環が遮断される。

【００６５】これに連動して、温水弁１４の駆動レバー
１４３、カム溝１４３ａ、ピン１８ｃ、駆動レバー１８
ｂ、回転軸１８ａを介して冷風バイパスドア１８が操作
され、冷風バイパス通路１７の開度を最大（１００％）
とする。これにより、フェイスモード時の冷風通路が拡
大され、冷風量が増加するので、最大冷房能力を確保で
きる。

【００６６】なお、第２実施形態では、最大冷房（Ｍ．
Ｃ）時から最大冷房近傍の温度制御領域（図９のａ領
域）に移行しても、冷風バイパスドア１８を１０％程度
の微小開度位置に操作する。これは、バイレベルモード
時における上下の吹出温度差を適当な範囲に設定するた
めのものであるが、２点鎖線ｃに示すように、冷風バイ
パスドア１８の開度を０にして、バイレベルモード時に
おける上下の吹出温度差を拡大してもよい。

【００６７】また、最大暖房（Ｍ．Ｈ）時には温水弁１
４の弁体１４１を開度：１００％の位置に回動操作し
て、ヒータコア１３への温水流量を最大にするととも
に、冷風バイパスドア１８を全閉する。そして、最大暖
房（Ｍ．Ｈ）時から温度制御領域（図９のｂ領域）に移
行すると、温水弁１４の開度減少に伴って、冷風バイパ
スドア１８を２５％程度の所定開度位置に操作する。こ
こで、図９の温度制御領域ｂは車室内への吹出空気温度
＝３５°〜６０°程度であって、フットモードおよびフ
ットデフロスタ領域で使用する。

【００６８】図１０はフットモードにおける車室内吹出
空気温度の制御特性を示すものであり、温水弁開度の中
間領域（図９のｂ領域に相当）において、デフロスタ開
口部１９からの吹出空気温度に対して、フット開口部２
５からの吹出空気温度が冷風バイパスドア１８の全閉時
には実線レベルまで高くなる。しかし、第２実施形態に
よると、冷風バイパスドア１８が図９の２５％程度の所
定開度開くことにより、フット開口部２５からの吹出空
気温度を図１０の破線のレベルまで引き下げることがで
きる。この結果、フット吹出空気温度に、デフロスタ吹
出空気温度を近接させることができ、デフロスタ吹出空
気温度の過度な低下による、窓ガラスの防曇性能の低下
や乗員の暖房フィーリング悪化といった不具合を解消で
きる。

【００６９】（他の実施形態） 上記の実施形態では、空調空気の通路を内気側の第１
空気通路８、８０と外気側の第２空気通路９、９０とに
区画形成することにより、フット開口部２５からは暖め
られた高温内気を再循環して吹き出し、一方、デフロス
タ開口部１９からは低湿度の外気を吹き出す、いわゆる
内外気２層流モードが設定可能な車両用空調装置につい
て説明したが、本発明は、内外気２層流モードを設定し
ない通常の車両用空調装置においても同様に適用できる
ことはもちろんである。

【００７０】上記の実施形態では、ヒータコア１３
（暖房用熱交換器）に循環する温水の流量を制御する温
水弁１４を備え、この温水弁１４により車室内への吹出
空気温度を調整する車両用空調装置について説明した
が、ヒータコア１３出口の低温温水とエンジンから出た
高温温水との流量比率を制御して、ヒータコア１３に流
入する温水温度を制御する温水弁も周知であり、このよ
うなタイプの温水弁を用いて車室内への吹出空気温度を
調整する車両用空調装置においても本発明は同様に適用
できる。

【００７１】上記の第１実施形態では、フット吹出モ
ードおよびフットデフロスタ吹出モードにおいて、温水
弁１４を中間開度位置に操作する温度制御領域におい
て、冷風バイパスドア１８により冷風バイパス通路１７
を所定開度（少量）開くようにしているが、冷風バイパ
スドア１８の開度調整により、ヒータコア１３の温水入
口側部位の吹出空気温度に比して温水出口側部位の吹出
空気温度を若干量低くして、全外気モード時におけるデ
フロスタ吹出温度とフット吹出温度との間に、図１０に
示すように若干量の上下温度差（デフロスタ吹出温度＜
フット吹出温度）を設定するようにしてもよい。

【００７２】上記の第１実施形態では、フット吹出モ
ードおよびフットデフロスタ吹出モードにおいて、温水
弁１４を中間開度位置に操作する温度制御領域におい
て、冷風バイパスドア１８の開度を予め設定した所定開
度に保持（固定）しているが、冷風バイパスドア１８の
開度を温水弁１４の開度と連動して変化させるようにし
てもよい。具体的には、温水弁１４の開度が温水流量の
低流量側または温水温度の低温側に行くに従って、冷風
バイパスドア１８の開度を増大させるようにしてもよ
い。

【００７３】上記の実施形態では、バイレベル吹出モ
ードにおいて、デフロスタ開口部１９を閉じているが、
デフロスタ開口部１９を微少開度開くようにしてもよ
い。例えば、フェイス開口部２１、フット開口部２５、
およびデフロスタ開口部１９からの吹出風量の割合が、
例えば、４５：４０：１５となるように、各開口部２
１、２５、１９の開度を設定して、各開口部２１、２
５、１９のすべてから同時に風を吹き出すようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の通風系の全体構成図で
ある。

【図２】第１実施形態における電気制御ブロック図であ
る。

【図３】第１実施形態における各ドアの開閉状態を示す
図表である。

【図４】第２実施形態の空調ユニットの側面図である。

【図５】第２実施形態の送風機ユニットと空調ユニット
の平面図である。

【図６】第２実施形態のヒータコアの一部破断正面図で
ある。

【図７】第２実施形態のヒータコアの側面図で、温水弁
部分は蓋部を取り外している。

【図８】第２実施形態のヒータコアの温水回路図であ
る。

【図９】第２実施形態の温水弁開度と冷風バイパスドア
開度との関係を示すグラフである。

【図１０】第２実施形態の温水弁開度と吹出空気温度と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…送風機ユニット、２、２ａ…内気導入口、３…外気
導入口、４、５…第１、第２内外気切替ドア、６、７…
第１、第２ファン、８、８０…第１空気通路、９、９０
…第２空気通路、１１…空調ケース、１２…蒸発器、１
３…ヒータコア、１４…温水弁、１５ａ〜１５ｃ…仕切
り板、１７…冷風バイパス通路、１８…冷風バイパスド
ア、１９…デフロスタ開口部、２０…デフロスタドア、
２１…フェイス開口部、２２…フェイスドア、２５…フ
ット開口部、２６…フットドア、１００…空調ユニッ
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角岡 辰夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 伊藤 公一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 小原 聡 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調空気が流れる空気通路を形成する空
   調ケース（１１）と、 この空調ケース（１１）内に配置され、空調空気を加熱
   する暖房用熱交換器（１３）と、 この暖房用熱交換器（１３）に循環する温水流量または
   温水温度を制御する温水弁（１４）とを備え、 前記暖房用熱交換器（１３）を通過して温度制御された
   空調空気を車室内乗員の足元に向けて吹き出すフット開
   口部（２５）と、 前記温度制御された空調空気を車両窓ガラス内面に向け
   て吹き出すデフロスタ開口部（１９）とを備え、 前記暖房用熱交換器（１３）は、温水入口側から温水出
   口側に向かって全部のチューブを一方向のみに温水が流
   れる一方向流れタイプであり、 前記空調ケース（１１）内において、前記暖房用熱交換
   器（１３）の温水入口側の部位を前記フット開口部（２
   ５）側に配置するとともに、前記暖房用熱交換器（１
   ３）の温水出口側の部位を前記デフロスタ開口部（１
   ９）側に配置し、 前記暖房用熱交換器（１３）をバイパスして空調空気が
   流れる冷風バイパス通路（１７）を前記温水入口側に配
   置し、 さらに、この冷風バイパス通路（１７）を開閉する冷風
   バイパスドア（１８）を具備しており、 前記フット開口部（２５）および前記デフロスタ開口部
   （１９）の両方から空調空気を吹き出す吹出モードにお
   いて、前記温水弁（１４）が最大暖房状態から温度制御
   領域に操作されたとき、前記冷風バイパスドア（１８）
   により前記冷風バイパス通路（１７）を所定量開くこと
   を特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記温度制御された空調空気を車室内乗
   員の頭部に向けて吹き出すフェイス開口部（２１）を備
   え、 前記フット開口部（２５）および前記フェイス開口部
   （２１）の両方から空調空気を吹き出すバイレベル吹出
   モードにおいて、前記冷風バイパスドア（１８）により
   前記冷風バイパス通路（１７）を全閉することを特徴と
   する請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記空調ケース（１１）内において前記
   暖房用熱交換器（１３）の空気流れ上流側に配置され、
   空調空気を冷却する冷房用熱交換器（１２）を備え、 前記暖房用熱交換器（１３）への温水流れが遮断されて
   最大冷房状態が設定されたときには、前記冷風バイパス
   ドア（１８）により前記冷風バイパス通路（１７）を全
   開することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装
   置。
4. 【請求項４】 前記温水弁（１４）の操作に対して前記
   冷風バイパスドア（１８）を連動させ、 前記温水弁（１４）が最大暖房状態に操作されたときは
   前記冷風バイパスドア（１８）を全閉させ、 前記温水弁（１４）が前記最大暖房状態から温度制御領
   域に操作されたとき、前記冷風バイパス通路（１７）を
   所定量開くことを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   か１つに記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 空調操作パネル（１６１）に手動操作さ
   れる温度調整用操作部材（１６２）を備え、 この温度調整用操作部材（１６２）に前記温水弁（１
   ４）の駆動機構（１４２、１４３、１４４）を連結する
   とともに、 この駆動機構（１４２、１４３、１４４）に前記冷風バ
   イパスドア（１８）を連結したことを特徴とする請求項
   ４に記載の車両用空調装置。
6. 【請求項６】 空調空気の吸入モードとして、内気と外
   気の両方を区分して同時に吸入する内外気２層流モード
   を選択可能な内外気切替手段（２、２ａ、３、４、５）
   を備え、 前記空調ケース（１１）内に、前記内外気切替手段
   （２、２ａ、３、４、５）からの内気が前記フット開口
   部（２５）に向かって流れる第１空気通路（８０）と、
   前記内外気切替手段（２、２ａ、３、４、５）からの外
   気が前記デフロスタ開口部（１９）に向かって流れる第
   ２空気通路（９０）とを区画形成し、 前記第１空気通路（８０）が前記空調ケース（１１）の
   下方側に位置し、前記第２空気通路（９０）が車両上方
   側に位置しており、 前記暖房用熱交換器（１３）の温水入口側が前記第１空
   気通路（８０）内に配置され、前記暖房用熱交換器（１
   ３）の温水出口側が前記第２空気通路（９０）内に配置
   され、 前記冷風バイパス通路（１７）および前記冷風バイパス
   ドア（１８）が前記第１空気通路（８０）内に配置され
   ていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１
   つに記載の車両用空調装置。