WO2016157776A1 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a vehicle air conditioner, and more particularly, to a rear seat air conditioner provided in a center console of a passenger compartment.
- an air conditioning unit in an instrument panel in front of the vehicle in order to adjust the temperature in the passenger compartment.
- This air-conditioning unit is generally provided in an instrument panel as cool air, warm air, or a mixed air of these by cooling or heating air taken in by a blower driven by a motor by a heat exchanger such as an evaporator or a heater core. It is comprised so that it may ventilate into a vehicle interior from an air outlet.
- Patent Document 1 discloses that an end portion of a rear seat air conditioning duct is connected between an evaporator of an air conditioning unit in an instrument panel and a heater core, and cool air before passing through the heater core is used for rear air conditioning.
- An air conditioner is disclosed in which a rear seat can be efficiently cooled by being led to a rear seat via a fan.
- Patent Document 2 in the air conditioning unit in which the evaporator is arranged substantially vertically, the air conditioning unit in the instrument panel is downsized by devising the position where the passage to the cold storage compartment for the vehicle opens. Techniques to do this are disclosed.
- the heat exchanger of the air conditioning unit in the instrument panel is shared by the front seat and the rear seat, and generally the heat exchanger has a cooling or heating capability as the size increases. Since the air conditioning unit has a heat exchanger of a size that can be placed in a limited space in the instrument panel, the temperature of the air conditioning airflow to the rear seats should be sufficient for a vehicle with a large body such as an SUV. Difficult to adjust.
- the rear seat with a heat exchanger is provided separately from the air conditioning unit disposed in the instrument panel. It is conceivable to provide the air conditioning unit in a center console that extends from the instrument panel to the rear of the vehicle.
- the center console is sandwiched between the left and right seats, the center tunnel rises upward on the lower vehicle body floor, and various items such as shift levers, switches, storage compartments, armrests, etc. are attached to the upper surface. Yes. Therefore, simply disposing the air conditioning unit in the center console may increase the size of the center console that accommodates the air conditioning unit and reduce the comfort of the passenger compartment.
- the evaporator In order to solve this, it is conceivable to arrange the evaporator at an incline and reduce the dimension in the height direction. In this case, however, since the dimension of the evaporator in the longitudinal direction of the vehicle increases, the evaporator is simply arranged at an incline. If this is done, the air conditioning unit may not be accommodated in the center console.
- an object of the present disclosure is to provide a vehicle air conditioner including an air conditioning unit that can be accommodated in a compact manner in a center console.
- the vehicle air conditioner of the present disclosure includes an air conditioning unit, a blower, and a cooling heat exchanger.
- the air conditioning unit is disposed in the center console so as to extend in the longitudinal direction of the vehicle.
- the blower blows air.
- the cooling heat exchanger is located behind the blower, and an upper end portion thereof is provided to be inclined forward and upward.
- the air conditioning unit has a flat plate-shaped mix door provided at the rear in the front-rear direction of the cooling heat exchanger.
- the mix door is configured to be rotatable around an axis extending in the width direction of the vehicle.
- the front end of the turning trajectory of the mix door is positioned in front of the rear end of the cooling heat exchanger.
- a mix door can be provided in the dead space behind the cooling heat exchanger arranged so that the upper end portion is inclined forward and upward.
- the air conditioning unit can be shortened in the front-rear direction, and can be accommodated compactly in the center console.
- FIG. 1 It is a perspective view of the center console provided with the vehicle air conditioner concerning one embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view in the front-back direction of the vehicle of the center console shown in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view of the vehicle front-back direction which shows schematic structure of an air conditioning unit. It is a right view of an air conditioning unit. It is a top view of an air-conditioning unit. It is a bottom view of an air-conditioning unit. It is a top view of the vehicle body floor surface below an air conditioning unit.
- arrows F and R which are appropriately shown in the drawing, respectively indicate the front direction and the rear direction in the longitudinal direction of the vehicle.
- the vehicle air conditioner of this embodiment is provided in a center console in a passenger compartment of a passenger car such as an FR (front engine-rear drive) vehicle or a four-wheel drive vehicle.
- a center console in a passenger compartment of a passenger car such as an FR (front engine-rear drive) vehicle or a four-wheel drive vehicle.
- the structure of the center console is shown in FIG.
- the front driver's seat and front passenger seat (not shown) arranged in the vehicle width direction (left and right direction) are separated from the lower part of the front dashboard (not shown) from the rear (arrow in FIG. 1).
- a center console 1 extending in the direction indicated by R) is provided.
- a center tunnel 3 that accommodates a propeller shaft, an exhaust pipe and the like (not shown) extending in the front-rear direction on the inner side of the vehicle body floor surface 2 are provided in a convex shape.
- the center console 1 is provided above the center tunnel 3 along the center tunnel 3.
- the center console 1 is a box-shaped storage portion that opens downward and forms a space with the upper surface of the center tunnel 3.
- a shift lever portion 4a of the shift device 4 capable of performing a gear shifting operation of the vehicle protrudes from the upper surface of the center console 1.
- An operation switch 5 for operating a vehicle-mounted device such as navigation is mounted behind the shift lever portion 4a.
- cup holders 6 arranged in the left-right direction for accommodating cups, bottles and the like are integrally formed behind the operation switch 5.
- the accessory case 7 for a front seat for storing accessories.
- the accessory case 7 includes a storage portion 7a and an opening / closing lid 7b.
- the storage portion 7a is integrally formed on the upper surface of the center console 1 and opens upward.
- the open / close lid 7b is hinged to the center console 1 and opens / closes the opening of the storage portion 7a.
- the open / close lid 7b is configured so that the upper surface portion of the open / close lid 7b serves as an armrest for a front seat occupant seated in a driver seat or a passenger seat. 1 and 2 show the open / close lid 7b in a closed state.
- a rear air conditioning switch 8 that is operated by a rear seat occupant and operates a rear air conditioning unit 10 for a rear seat, which will be described later, is located behind the accessory case 7 and above (upper) the back of the center console 1. It is installed. Below the air conditioning switch 8, there is provided a discharge port 9 for discharging the conditioned air from the rear air conditioning unit 10 to the passenger compartment.
- the center console 1 includes a rear air conditioning unit 10 provided on the upper surface of a center tunnel 3 provided on the vehicle body floor surface 2 so as to extend in the vehicle front-rear direction, and the rear air conditioning.
- Air conditioning ducts 11 and 12 for guiding the conditioned air of the unit 10 to the rear are provided.
- the rear air conditioning unit 10 includes a unit body 20.
- the unit main body 20 is configured integrally with the air blowing unit 20a, the air conditioning unit 20b, and the discharge unit 20c.
- the air blower 20a blows air taken from the passenger compartment downstream.
- the air conditioning unit 20b cools or heats the air blown from the blower unit 20a, thereby producing conditioned air that is cold air, warm air, or a mixed air thereof.
- the discharge unit 20c discharges the conditioned air to the rear seat.
- the shift device 4 is supported by a pedestal portion 13 provided on the center tunnel 3 below and is fixed to the vehicle body floor surface 2 via the pedestal portion 13.
- the pedestal portion 13 is configured such that the air blowing portion 20a of the rear air conditioning unit 10 is accommodated in a space below the pedestal portion 13.
- FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the rear air conditioning unit 10 of FIG.
- the rear air conditioning unit 10 includes a blower 21 and a blower motor 22 that rotationally drives the blower 21 in a blower portion 20 a in front of the rear air conditioning unit 10 (direction indicated by an arrow F).
- the blower 21 and the blower motor 22 are provided to face each other in the width direction.
- the side on which the blower 21 is provided is referred to as “blower side”
- the side opposite to the blower side and on which the blower motor 22 is provided is referred to as “motor side”.
- the blower 21 has a centrifugal fan 21a and a scroll case 21b.
- Centrifugal fan 21a rotates around a rotation axis extending in the width direction of the vehicle.
- the centrifugal fan 21a is provided with a plurality of fins arranged in the circumferential direction, and air is pushed out in the radial direction by the rotation of the plurality of fins.
- the scroll case 21b has a spiral shape and covers the outer periphery and one side surface of the centrifugal fan 21a.
- the scroll case 21b has an inlet 21c and an outlet 21d.
- the suction port 21c is formed at the center of the side surface on the blower side of the scroll case 21b, and sucks air from the passenger compartment into the rear air conditioning unit 10.
- the air outlet 21d is formed rearward and lower than the rotating shaft of the centrifugal fan 21a, and blows air upward and rearward.
- the scroll case 21b is formed such that the cross-sectional area of the flow path between the inner periphery and the outer periphery of the fan 21a is gradually enlarged from the winding start portion p to the winding end portion q of the scroll case 21b.
- the blower motor 22 is attached to the back surface of the scroll case 21b of the blower 21, and includes an output shaft (not shown) arranged coaxially with the rotation shaft of the fan 21a.
- the output shaft has a rotational torque that is equal to that of the fan 21a. So as to be transmitted to the inside from the back surface of the scroll case 21b and connected to the rotating shaft of the fan 21a.
- the blower motor 22 has a substantially cylindrical outer shape, and has an outer diameter smaller than that of the scroll case 21 b of the blower 21. Further, the blower motor 22 is configured to be able to control its rotational speed in accordance with the air volume operation of the air conditioning switch 8.
- the rear air conditioning unit 10 includes an expansion valve 23 and an evaporator 24.
- the expansion valve 23 injects the liquid refrigerant in a mist form.
- the evaporator 24 is provided as a cooling heat exchanger, and cools the air by the heat of vaporization of the refrigerant sprayed in a mist form by the expansion valve 23.
- the expansion valve 23 and the evaporator 24 are disposed in the air conditioning unit 20b located behind the blower unit 20a.
- the upper end 24a of the evaporator 24 is inclined forward and upward. That is, the upper end 24a of the evaporator 24 is disposed in a posture inclined in the front-rear direction so that the lower end 24b of the evaporator 24 is closer to the upstream side (front indicated by arrow F) and the lower end 24b of the evaporator 24 is closer to the downstream side (rearward indicated by arrow R). Yes.
- the upper and lower tanks 24a and 24b are provided with upper and lower tanks, respectively. Between the upper side tank and the lower side tank, there are provided a plurality of tubes (not shown) in which the refrigerant flows inside and a plurality of fins (not shown) are joined to the outer surface.
- the upper tank and the lower tank distribute (divide) the refrigerant flowing into the evaporator 24 into a plurality of tubes.
- the evaporator 24 is configured such that the air flowing between the plurality of fins is cooled by the refrigerant that evaporates in the plurality of tubes.
- the expansion valve 23 is connected to pipes 25 and 26 for supplying or discharging a refrigerant (fluid) to the evaporator 24.
- a refrigerant fluid
- liquid refrigerant compressed to a high temperature and high pressure in a compressor (not shown) is supplied to the evaporator 24 by the refrigerant supply pipe 25, and the refrigerant is discharged from the evaporator 24 by the refrigerant discharge pipe 26.
- the evaporator 24 is connected at its inlet and outlet to the refrigerant flow path via an expansion valve 23 and connecting pipes 23a and 23b.
- the liquid refrigerant supplied from the compressor to the expansion valve 23 via the refrigerant supply pipe 25 is sprayed in a mist state by the expansion valve 23 and supplied to the evaporator 24 via the connection pipe 23a.
- the atomized refrigerant supplied to the evaporator 24 is vaporized by exchanging heat with air in a plurality of tubes.
- the gas refrigerant evaporated in the plurality of tubes of the evaporator 24 is returned to the compressor via the connection pipe 23b and the refrigerant discharge pipe 26, compressed to high temperature and high pressure by the compressor, cooled and liquefied by a condenser (not shown). It is temporarily stored in a receiver (not shown). The stored liquid refrigerant is supplied again from the receiver to the expansion valve 23 and the evaporator 24.
- the rear air conditioning unit 10 has a front ventilation path 27 that is formed in front of the evaporator 24 and guides the air blown from the air outlet 21d of the scroll case 21b to the evaporator 24.
- the front ventilation path 27 has a lower surface portion (front lower surface portion) 27 a that is inclined rearward and downward toward a drain 28 provided below the rear end portion of the evaporator 24.
- the lower surface portion 27a adheres to the plurality of fins of the evaporator 24, and the front end of the lower surface portion 27a is more forward than the evaporator 24 so that the dropped water droplets are surely discharged from the drain 28 to the outside of the passenger compartment through the lower surface portion 27a. It is comprised so that it may be located in.
- the lower surface part 27a is comprised so that it may continue via the ridgeline with the lower surface part of the blower outlet 21d provided in the back upper inclination.
- the front ventilation path 27 is provided so that the motor side surface 27 b expands from the blower 21 toward the evaporator 24 toward the motor side. Furthermore, the front ventilation path 27 has an upper surface part (front upper surface part) 27c inclined rearward and upward. The upper surface portion 27 c is directed to the lower end of the tank provided at the upper end portion 24 a of the evaporator 24.
- the rear air-conditioning unit 10 has a rear ventilation path 29 that is formed behind the evaporator 24 and guides the air rearward and upward.
- the rear ventilation path 29 guides the air cooled by the evaporator 24 to an air mix door (mix door) 34 described later.
- the blower-side side surface 29 a of the rear ventilation path 29 is offset from the blower-side side face 27 b of the front ventilation path 27 toward the motor side.
- the rear ventilation path 29 has a lower surface part (rear lower surface part) 29b inclined rearward and upward, and the upper end of the lower surface part 29b is located below the extended surface L of the lower surface part of the air outlet 21d. Further, the rear ventilation passage 29 has an upper surface portion (rear upper surface portion) 29 c that is inclined rearward and downward from the upper end portion 24 a of the evaporator 24 toward the air mix door 34.
- the rear air conditioning unit 10 includes a heater core 30 as a heat exchanger for heating on the downstream side of the evaporator 24.
- the heater core 30 reheats the air by exchanging heat between the engine coolant flowing through the heater core 30 and the air passing through the evaporator 24.
- the heater core 30 is supplied with cooling water (fluid) that has been heated by an engine (not shown) and turned into hot water to the heater core 30, and cooling water (fluid) used to heat the air from the heater core 30.
- a drainage pipe 32 for discharging to the radiator side is connected.
- the rear air conditioning unit 10 is formed above the heater core 30 and has a bypass passage 33 that bypasses the heater core 30 and guides air to the downstream side.
- the rear air conditioning unit 10 includes an air mix door 34 that adjusts the flow rate ratio between the flow rate of hot air that passes through the heater core 30 and the flow rate of cool air that bypasses the heater core 30 and passes through the bypass passage 33. Yes.
- the air mix door 34 is a flat-plate-type rotary door that can rotate around a shaft 34a in the vehicle width direction within a predetermined angle range, and the flow rate ratio can be changed according to the angle. As shown in FIG. 3, when the air mix door 34 faces the angle a, the flow rate ratio of the warm air heated through the heater core 30 is maximized, and when the air mix door 34 faces the angle b, the cool air passing through the bypass passage 33 The flow rate ratio is maximized. Further, when the air mix door 34 faces a substantially horizontal angle c, the front end of the turning locus (broken line) is positioned in front of the lower end portion 24 b of the evaporator 24. Further, when the air mix door 34 is turned to the angle b, that is, when it is rotated downward, the air mix door 34 is directed to the upper end of the lower tank (lower tank portion) of the evaporator 24.
- the air mix door 34 is rotated at a desired angle by a drive mechanism 35 disposed on the side surface on the blower side behind the evaporator 24 in the rear air conditioning unit 10.
- the drive mechanism 35 is configured to be able to control the rotation angle in accordance with the temperature operation with the air conditioning switch 8.
- the rear air conditioning unit 10 has an upper discharge port 36 that discharges conditioned air to the upper side of the rear seat, and a lower discharge port 37 that discharges conditioned air to the lower side of the rear seat, in the discharge unit 20c on the downstream side of the air conditioning unit 20b. And a mode door 38 for changing the flow rate ratio of the conditioned air discharged from the upper discharge port 36 and the lower discharge port 37.
- the mode door 38 is a flat-plate-type rotary door that can rotate around a shaft 38a in the vehicle width direction, and the flow rate ratio can be changed according to the angle. As shown in FIG. 3, when the mode door 38 faces the angle d, the flow rate ratio of the conditioned air discharged from the upper discharge port 36 is maximized, and when the mode door 38 faces the angle e, the conditioned air discharged from the lower discharge port 37. The flow rate ratio becomes the maximum.
- the mode door 38 is rotated at a desired angle by a drive mechanism 39 disposed on the side surface on the blower side behind the evaporator 24 in the rear air conditioning unit 10.
- the drive mechanism 39 is configured to be able to control the rotation angle in accordance with the switching operation of the discharge mode such as the face mode blowing from the upper discharge port 36 and the foot mode blowing from the lower discharge port 37 in the air conditioning switch 8. ing.
- the unit main body 20 of the rear air conditioning unit 10 includes a sheet-like seal member 45 made of an elastic member such as urethane on the bottom surface 20e.
- the seal member 45 is formed with a plurality of through holes 45a to 45d into which the various pipes 25, 26, 28, 31, 32 are inserted.
- a plurality of openings 3 b to 3 e that open to the outside of the passenger compartment are provided on the seal surface 3 a that faces the seal member 45 of the rear air conditioning unit 10.
- the various pipes 25, 26, 28, 31, 32 extend outside the vehicle compartment through these openings 3b-3e.
- the evaporator 24 is disposed so that the upper end portion 24a is inclined forward and upward, even if the evaporator 24 is enlarged to increase the cooling capacity, an increase in the height of the rear air conditioning unit 10 can be suppressed. .
- the air in the passenger compartment is sucked from the suction port 21c of the blower 21 and is pumped from the inside of the scroll case 21b to the front ventilation path 27 through the outlet 21d.
- the air pressure-fed to the front ventilation path 27 is cooled by heat exchange with the refrigerant when passing through the evaporator 24.
- the cooled air is distributed to the bypass passage 33 side or the heater core 30 side or both sides by the air mix door 34.
- the air distributed to the heater core 30 side is reheated by the heater core 30.
- the cool air that has passed through the bypass passage 33, the warm air that has passed through the heater core 30, or the mixed air in which these air has been mixed is directed from the at least one discharge port 36, 37 selected by the mode door 38 toward the rear seat in the vehicle interior. Discharged.
- the mix door 34 can be provided in the dead space behind the evaporator 24 arranged so that the upper end 24a is inclined forward and upward. Therefore, the rear air conditioning unit 10 can be shortened in the front-rear direction, and can be accommodated in the center console 1 in a compact manner.
- air is blown out rearward and upward at the air outlet 21 d in front of the evaporator 24, and air is also guided rearward and upward in the rear ventilation path 29 behind the evaporator 24. Therefore, it is possible to form a flow path that suppresses the airflow resistance of the air passing through the evaporator 24.
- the air mix door 34 that is rotated downward is directed to the upper end of the lower tank portion of the evaporator 24. Therefore, the angle range in which the air mix door 34 rotates can be suppressed to the minimum necessary, and the ventilation resistance when air flows to the downstream side of the air mix door 34 can be suppressed.
- the rear ventilation path 29 has the upper surface portion (rear upper surface portion) 29c inclined downward and rearward from the upper end portion 24a of the evaporator 24 toward the air mix door 34. Therefore, the ventilation resistance of the air flowing from the evaporator 24 to the air mix door 34 can be suppressed.
- the pipes 31 and 32 are extended outside the vehicle compartment through the openings 3b to 3e formed below the air mix door 34 on the vehicle body floor surface 2.
- the pipes 31 and 32 can be disposed using the dead space below the air mix door 34, and the rear air conditioning unit 10 can be disposed in the center console 1 in a compact manner.
- the vehicle air conditioner is mounted on a passenger car.
- the vehicle method air conditioner of the present disclosure may be mounted on a construction machine vehicle, an agricultural machine vehicle, or the like.
- the rear air conditioning unit 10 performs air conditioning by taking in the air in the passenger compartment.
- the rear air-conditioning unit 10 may perform air conditioning by taking in at least one of air inside or outside the vehicle.
- a vehicle air conditioner including an air conditioning unit that can be accommodated in a compact manner in the center console can be provided. It may be suitably used.
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Abstract
車両用空調装置は、空調ユニット(10)、ブロア(21)、および冷却用熱交換器(24)を備える。空調ユニット(10)は、車両の前後方向に延びるようにセンタコンソール(1)内に配設されている。ブロア(21)は空気を送風する。冷却用熱交換器(24)は、ブロア(21)の後方に位置し、その上端部が前上方に傾斜して設けられている。空調ユニット(10)は、冷却用熱交換器(24)の前後方向における後方に設けられた平板状のミックスドア(34)を有している。ミックスドア(34)は、車両の幅方向に延びる軸の周りに回動可能に構成されている。ミックスドア(34)の回動軌跡の前端が冷却用熱交換器(24)の後端部よりも前方に位置している。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2015年3月30日に出願された日本特許出願2015-068919号を基にしている。
本開示は、車両用空調装置、特に、車室のセンタコンソール内に設けられた後席用の空調装置に関する。
従来、自動車等の車両は、車室内の温度を調節するために、車両前方のインストルメントパネル内に空調ユニットを搭載している。この空調ユニットは、一般に、モータによって駆動されるブロアによって取り込んだ空気をエバポレータやヒータコア等の熱交換器によって冷却または加熱し、冷風、暖風またはこれらの混合風として、インストルメントパネルに設けられた吐気口から車室内に送風するように構成されている。
一方で、近年、例えばSUV(Sport Utility Vehicle)等の大きな車体を持つ車両が広く使われている。このような車両は、室内空間が大きいので後席までは空調が行き届き難い。
これに関連して、例えば特許文献1には、インストルメントパネル内の空調ユニットのエバポレータとヒータコアの間に、後席空調用ダクトの端部を接続し、ヒータコアを通過前の冷風を後部空調用ファンを介して後席に導くことによって、後席を効率良く冷房できるようにした空調装置が開示されている。また、例えば特許文献2には、エバポレータが略垂直状に配置された空調ユニットにおいて、車両用冷温蔵庫への通路が開口する位置を工夫することで、インストルメントパネル内の空調ユニットを小型化する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された空調装置では、インストルメントパネル内の空調ユニットの熱交換器を前席と後席で共用しており、一般に熱交換器はサイズが大きいほど冷却または加熱能力が高いので、インストルメントパネル内の限られたスペースに配置可能なサイズの熱交換器を有する空調ユニットでは、SUV等の車体の大きな車両の場合には、後席への空調風の温度を十分に調整することが難しい。
このような場合にも後席への空調風の温度を十分に調整可能とするためには、インストルメントパネル内に配設される空調ユニットとは別に、熱交換器を備えた後席用の空調ユニットをインストルメントパネルから車両後方に延びるセンタコンソール内に設けることが考えられる。
しかし、一般にセンタコンソールは、左右をシートに挟まれ、下方の車体フロア面にはセンタトンネルが上方に隆起し、上面にはシフトレバーやスイッチ類、物入れ、アームレスト等の様々なものが併設されている。そのため、センタコンソール内に空調ユニットを単に配設するだけでは、これを収容するセンタコンソールが大型化して車室内の居住性が低下するおそれがある。
そこで、センタコンソール内に空調ユニットをコンパクトに収容する必要があるが、特許文献2に開示された空調ユニットでは、エバポレータが略垂直状に配置されているので、エバポレータのサイズがセンタコンソール内の空間の高さに制限され、その冷房性能が低下するおそれがある。
これを解決するため、エバポレータを傾斜して配置し、高さ方向の寸法を低減することも考えられるが、この場合、エバポレータの車両前後方向の寸法が大きくなるため、単にエバポレータを傾斜して配置するだけでは、空調ユニットがセンタコンソール内に収容できなくなるおそれがある。
そこで、本開示は、センタコンソール内にコンパクトに収容可能な空調ユニットを備えた車両用空調装置を提供することを目的とする。
本開示の車両用空調装置は、空調ユニット、ブロア、および冷却用熱交換器を備える。空調ユニットは、車両の前後方向に延びるようにセンタコンソール内に配設されている。ブロアは空気を送風する。冷却用熱交換器は、ブロアの後方に位置し、その上端部が前上方に傾斜して設けられている。空調ユニットは、冷却用熱交換器の前後方向における後方に設けられた平板状のミックスドアを有している。ミックスドアは、車両の幅方向に延びる軸の周りに回動可能に構成されている。ミックスドアの回動軌跡の前端が冷却用熱交換器の後端部よりも前方に位置している。
上記の構成により、上端部が前上方に傾斜するように配置された冷却用熱交換器の後方のデットスペースにミックスドアを設けることができる。その結果、空調ユニットを前後方向に短くすることができ、センタコンソール内にコンパクトに収容することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
一実施形態に係る車両用空調装置が設けられたセンタコンソールの斜視図である。
図1に示すセンタコンソールの車両の前後方向での縦断面図である。
空調ユニットの概略構成を示す車両の前後方向の縦断面図である。
空調ユニットの右側面図である。
空調ユニットの平面図である。
空調ユニットの底面図である。
空調ユニット下方の車体フロア面の平面図である。
以下、本開示を適用した車両用空調装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、図中に適宜記す矢印F、Rは車両の前後方向における前方向、後方向をそれぞれ示す。
本実施形態の車両用空調装置は、FR(フロントエンジン-リヤドライブ)車または四輪駆動車等の乗用車における車室内のセンタコンソール内に設けられる。センタコンソールの構造を図1に示す。
車室内には、車両の幅方向(左右方向)に並ぶ前席の運転席と助手席(図示しない)を隔てるように、前方のダッシュボード(図示しない)の下部から後方(図1中の矢印Rの示す方向)に向かって延びるセンタコンソール1が設けられている。
本実施形態の場合、図1に示すように、車体フロア面2における幅方向の中央部には、前後方向に延びるプロペラシャフトや排気管等(図示しない)を内側に収容するセンタトンネル3が上側に凸状をなして設けられている。センタコンソール1は、このセンタトンネル3に沿って、センタトンネル3の上部に設けられている。
センタコンソール1は、下方に開口し、センタトンネル3の上面との間に空間を形成する箱状の収納部分である。
センタコンソール1の上面の前方(矢印Fで示す方向)には、車両の変速操作を行うことが可能なシフト装置4のシフトレバー部4aが、センタコンソール1の上面から突出して設けられている。シフトレバー部4aの後方には、ナビゲーション等の車両搭載機器を操作するための操作スイッチ5が装着されている。
また、センタコンソール1の上面において、操作スイッチ5の後方には、カップやボトル等を収納する、左右方向に並ぶ2つのカップホルダ6が一体的に形成されている。
また、センタコンソール1の上面において、カップホルダ6の後方には、小物を収納する前席用の小物入れ7が設けられている。この小物入れ7は、収納部7aと開閉リッド7bを有している。収納部7aは、センタコンソール1の上面に一体的に形成されて、上方に開口している。開閉リッド7bは、センタコンソール1にヒンジ結合され、収納部7aの開口部を開閉する。開閉リッド7bは、閉じられた状態でその上面部が運転席または助手席に着座した前席乗員のアームレストとなるように構成されている。なお、図1、図2は、閉じられた状態の開閉リッド7bを示している。
さらに、小物入れ7の後方であってセンタコンソール1の背面のうち上方(上部)には、後席乗員により操作されて、後述する後席用のリヤ空調ユニット10を操作するリヤ空調スイッチ8が装着されている。空調スイッチ8の下方には、リヤ空調ユニット10からの空調風を車室に吐出する吐出口9が設けられている。
図2に示すように、上述のセンタコンソール1の内部には、車体フロア面2に設けられたセンタトンネル3の上面に車両前後方向に延びるように設けられたリヤ空調ユニット10と、該リヤ空調ユニット10の空調風を後方へ案内する空調ダクト11、12と、が設けられている。
リヤ空調ユニット10は、ユニット本体20を備える。ユニット本体20は、送風部20a、空調部20b、および吐出部20cとともに一体的に構成されている。送風部20aは、車室内から取り込んだ空気を下流に送風する。空調部20bは、送風部20aから送風された空気を冷却または加熱することにより、冷風、暖風またはこれらの混合風である空調風とする。吐出部20cは、空調風を後席に吐出する。
シフト装置4は、その下方においてセンタトンネル3上に設けられた台座部13によって支持され、台座部13を介して車体フロア面2に固定されている。台座部13は、その下方の空間にリヤ空調ユニット10の送風部20aが収容されるように構成されている。
次に、リヤ空調ユニット10の内部構造について、図3を参照しながら詳細に説明する。なお、図3は、図5のリヤ空調ユニット10のIII-III線における断面図を示す。
図3に示すように、リヤ空調ユニット10は、リヤ空調ユニット10の前方(矢印Fにて示す方向)にある送風部20aに、ブロア21と、該ブロア21を回転駆動するブロアモータ22と、を備えている。ブロア21とブロアモータ22は、幅方向に互いに対向して設けられている。なお、以下の説明では、幅方向において、ブロア21が設けられている側を「ブロア側」、ブロア側の反対側であってブロアモータ22が設けられている側を「モータ側」という。
ブロア21は、遠心式ファン21aとスクロールケース21bを有している。遠心式ファン21aは、車両の幅方向に延びる回転軸の周りを回転する。遠心式ファン21aには、円周方向に並ぶ複数のフィンが設けられ、複数のフィンの回転により半径方向に空気が押し出される。スクロールケース21bは、渦巻状を有しており、遠心式ファン21aの外周及び一側面を覆う。
スクロールケース21bは、吸込口21cと吹出口21dを有している。吸込口21cは、スクロールケース21bのブロア側の側面の中央に形成されており、車室内からリヤ空調ユニット10内へ空気を吸引する。吹出口21dは、遠心式ファン21aの回転軸よりも後下方に形成され、後上方へ空気を吹き出す。このスクロールケース21bは、その内周とファン21aの外周との間の流路の断面積が、スクロールケース21bの巻き始め部pから巻き終わり部qにかけて漸次拡大されるように形成されている。
ブロアモータ22は、ブロア21のスクロールケース21bの背面に取り付けられており、ファン21aの回転軸と同軸上に配置された出力軸(図示しない)を備え、該出力軸は、その回転トルクがファン21aに伝達されるように、スクロールケース21bの背面から内部に挿通され、ファン21aの回転軸と連結されている。また、ブロアモータ22は、略円柱状の外形を有し、ブロア21のスクロールケース21bよりも外径が小さい。さらに、ブロアモータ22は、空調スイッチ8の風量操作に応じて、その回転速度を制御できるように構成されている。
リヤ空調ユニット10は、エキスパンションバルブ23とエバポレータ24を備えている。エキスパンションバルブ23は、液冷媒を霧状に噴射する。エバポレータ24は冷却用熱交換器として設けられ、エキスパンションバルブ23によって霧状に噴射された冷媒の気化熱によって空気を冷却する。エキスパンションバルブ23とエバポレータ24は、送風部20aの後方に位置する空調部20bに配置されている。
エバポレータ24は、その上端部24aが前上方に傾斜している。すなわち、エバポレータ24の上端部24aが上流側(矢印Fで示す前方)に、エバポレータ24の下端部24bが下流側(矢印Rで示す後方)に寄るように前後方向に傾いた姿勢で配置されている。
エバポレータ24の上端部24aと下端部24bには、上方側及び下方側タンクがそれぞれ設けられている。上方側タンクと下方側タンクとの間には、内部を冷媒が流通し、外表面に複数のフィン(図示しない)が接合された複数のチューブ(図示しない)が設けられている。上方側タンクおよび下方側タンクは、エバポレータ24に流入する冷媒を複数のチューブに分配(分流)する。エバポレータ24は、複数のフィンの間を流通する空気が複数のチューブ内で蒸発する冷媒によって冷却されるように構成されている。
エキスパンションバルブ23には、エバポレータ24に対して冷媒(流体)を供給し、あるいは排出させるパイプ25、26が接続されている。具体的には、冷媒供給パイプ25によって、コンプレッサ(図示しない)において高温高圧に圧縮された液冷媒をエバポレータ24に供給し、冷媒排出パイプ26によって、エバポレータ24から冷媒を排出させる。また、エバポレータ24は、その冷媒流路の入口と出口がエキスパンションバルブ23と連結パイプ23a、23bを介してそれぞれ接続されている。
上述の構成によれば、コンプレッサから冷媒供給パイプ25を介してエキスパンションバルブ23に供給された液冷媒は、エキスパンションバルブ23によって霧状に噴射され、連結パイプ23aを介してエバポレータ24に供給される。エバポレータ24に供給された霧状の冷媒は、複数のチューブ内で空気と熱交換することによって気化する。エバポレータ24の複数のチューブ内で気化したガス冷媒は、連結パイプ23bと冷媒排出パイプ26を介してコンプレッサに戻され、コンプレッサで高温高圧に圧縮され、凝縮器(図示しない)で冷却及び液化されてレシーバ(図示しない)に一旦貯留される。貯留された液冷媒は、レシーバからエキスパンションバルブ23及びエバポレータ24へ再び供給される。
リヤ空調ユニット10は、エバポレータ24より前方に形成されて、スクロールケース21bの吹出口21dから吹き出された空気をエバポレータ24まで案内する前方通風路27を有している。前方通風路27は、エバポレータ24の後端部の下方に設けられたドレイン28に向かって後下方に傾斜している下面部(前方下面部)27aを有している。下面部27aは、エバポレータ24の複数のフィンに付着し、やがて滴下した水滴がこの下面部27aを伝ってドレイン28から車室外へ確実に排出されるように、エバポレータ24よりもその前端が車両前方に位置するように構成されている。また、下面部27aは、後上方に傾斜して設けられた吹出口21dの下面部と稜線を介して連続するように構成されている。
図5に示すように、前方通風路27は、モータ側の側面27bがブロア21からエバポレータ24に向けてモータ側に拡大するように設けられている。さらに、前方通風路27は、後上方に傾斜する上面部(前方上面部)27cを有している。上面部27cは、エバポレータ24の上端部24aに設けられたタンクの下端を指向している。
リヤ空調ユニット10は、エバポレータ24より後方に形成されて、後上方へ空気を案内する後方通風路29を有している。後方通風路29は、エバポレータ24によって冷却された空気を、後述するエアミックスドア(ミックスドア)34まで案内する。図5に示すように、後方通風路29は、そのブロア側の側面29aが、前方通風路27のブロア側の側面27bよりもモータ側にオフセットされている。
後方通風路29は、後上方に傾斜する下面部(後方下面部)29bを有し、下面部29bの上端は吹出口21dの下面部の延長面Lよりも下方に位置している。また、後方通風路29は、エバポレータ24の上端部24aからエアミックスドア34に向けて後下方に傾斜する上面部(後方上面部)29cを有する。
リヤ空調ユニット10は、エバポレータ24の下流側に、加熱用熱交換器としてのヒータコア30を備えている。ヒータコア30は、ヒータコア30の内部を流通するエンジン冷却水とエバポレータ24を通過してきた空気とを熱交換させて、当該空気を再加熱する。
ヒータコア30には、エンジン(図示しない)で暖められて温水となった冷却水(流体)をこのヒータコア30に供給する給水パイプ31と、空気の加熱に用いた冷却水(流体)をヒータコア30からラジエータ側に排出する排水パイプ32と、が接続されている。
リヤ空調ユニット10は、ヒータコア30の上方に形成されて、ヒータコア30を迂回して空気を下流側へ案内するバイパス通路33を有している。
リヤ空調ユニット10は、ヒータコア30を通過して加熱される温風の流量と、ヒータコア30を迂回してバイパス通路33を通過する冷風の流量との流量比率を調節するエアミックスドア34を備えている。
エアミックスドア34は、車幅方向の軸34aの周りを所定の角度範囲で回動可能な平板状の回動式ドアであり、その角度に応じて流量比率を変更することができる。図3に示すように、エアミックスドア34が角度aを向くとき、ヒータコア30を通過して加熱された温風の流量比率が最大となり、角度bを向くとき、バイパス通路33を通過する冷風の流量比率が最大となる。また、エアミックスドア34が略水平な角度cを向くとき、その回動軌跡(破線)の前端は、エバポレータ24の下端部24bよりも前方に位置する。さらに、エアミックスドア34が角度bを向くとき、すなわち最も下方に回動された際、エアミックスドア34はエバポレータ24の下方側タンク(下方側タンク部)の上端を指向する。
エアミックスドア34は、図4に示すように、リヤ空調ユニット10におけるエバポレータ24より後方のブロア側の側面に配設された駆動機構35によって所望の角度となるように回動される。駆動機構35は、空調スイッチ8での温度操作に応じて、その回動する角度が制御できるように構成されている。
リヤ空調ユニット10は、空調部20bの下流側にある吐出部20cに、空調風を後席の上方へ吐出する上方吐出口36と、空調風を後席の下方へ吐出する下方吐出口37と、上方吐出口36と下方吐出口37から吐出される空調風の流量比率を変更するモードドア38と、を備えている。
モードドア38は、車幅方向の軸38aの周りを回動可能な平板状の回動式ドアであり、その角度に応じて流量比率を変更することができる。図3に示すように、モードドア38が角度dを向くとき、上方吐出口36から吐出される空調風の流量比率が最大となり、角度eを向くとき、下方吐出口37から吐出される空調風の流量比率が最大となる。
図4に示すように、モードドア38は、リヤ空調ユニット10におけるエバポレータ24より後方のブロア側の側面に配設された駆動機構39によって所望の角度となるように回動される。駆動機構39は、空調スイッチ8における上方吐出口36から吹き出すフェイスモード、下方吐出口37から吹き出すフットモード等の吐出口モードの切り替え操作に応じて、その回動する角度が制御できるように構成されている。
図6に示すように、リヤ空調ユニット10のユニット本体20は、その底面20eに、ウレタン等の弾性部材からなるシート状のシール部材45を備えている。シール部材45には、各種パイプ25、26、28、31、32が挿入される複数の貫通穴45a~45dが形成されている。
ここで、車体フロア面2のセンタトンネル3の上面について、図7を参照しながら説明する。
図7に示すように、センタトンネル3の上面において、リヤ空調ユニット10のシール部材45と対向するシール面部3aには、車室外に開口する複数の開口部3b~3eが設けられている。各種パイプ25、26、28、31、32は、これら開口部3b~3eを介して車室外に延びている。
また、上端部24aが前上方に傾斜するようにエバポレータ24を配置しているので、冷却能力を高めるためにエバポレータ24を大型化しても、リヤ空調ユニット10の高さの増加を抑えることができる。
次に、リヤ空調ユニット10内の空気流路について、図3を参照しながら説明する。
ブロアモータ22の回転によりブロア21が駆動されると、車室内の空気がブロア21の吸込口21cから吸引され、スクロールケース21b内から吹出口21dを介して前方通風路27へ圧送される。前方通風路27へ圧送された空気は、エバポレータ24を通過する際、冷媒との熱交換により冷却される。
このとき、リヤ空調ユニット10に吸引された暖かい空気がエバポレータ24のフィンに当たり、露点温度以下に冷却されると、空気内の水分が凝縮してエバポレータ24のフィンに水滴が付着する。フィンに付着した水滴は、やがてフィンの下方に滴下または流下し、前方通風路27の下面部27aを伝ってドレイン28から車室外へ排出される。
冷却された空気は、エアミックスドア34によってバイパス通路33側またはヒータコア30側または両側に振り分けられる。ヒータコア30側に振り分けられた空気は、ヒータコア30によって再加熱される。バイパス通路33を通過した冷風、ヒータコア30を通過した温風またはこれらが混合された混合風は、モードドア38によって選択された少なくともいずれか1つの吐出口36、37から車室内の後席へ向けて吐出される。
以上のように、本実施形態によれば、上端部24aが前上方に傾斜するように配置されたエバポレータ24の後方のデットスペースにミックスドア34を設けることができる。従って、リヤ空調ユニット10を前後方向に短くすることができ、センタコンソール1内にコンパクトに収容することができる。
また、本実施形態によれば、エバポレータ24の前方の吹出口21dでは空気が後上方に向けて吹き出され、エバポレータ24の後方の後方通風路29でも空気が後上方へ案内される。従って、エバポレータ24を通過する空気の通風抵抗を抑制した流路を形成することができる。
また、本実施形態によれば、最も下方に回動されたエアミックスドア34はエバポレータ24の下方側タンク部の上端を指向する。従って、エアミックスドア34が回動する角度範囲を必要最小限に抑えることができると共に、エアミックスドア34の下流側に空気を流す際の通風抵抗を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、後方通風路29は、エバポレータ24の上端部24aからエアミックスドア34に向けて後下方に傾斜する上面部(後方上面部)29cを有している。従って、エバポレータ24からエアミックスドア34に流れる空気の通風抵抗を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、パイプ31、32を車体フロア面2におけるエアミックスドア34の下方に形成された開口部3b~3eを介して車室外に延ばしている。その結果、エアミックスドア34の下方のデッドスペースを用いてパイプ31、32を配設することができ、リヤ空調ユニット10をセンタコンソール1内にコンパクトに配設することができる。
(他の実施形態)
なお、本開示は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
なお、本開示は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
例えば、本実施形態では、車両用空調装置は乗用車に搭載されている。しかしながら、本開示の車両法空調装置は、建設機械用車両、農業機械用車両等に搭載されてもよい。
また、本実施形態では、リヤ空調ユニット10は、車室内の空気を取り込んで空調を行う。しかしながら、リヤ空調ユニット10は、車室内または車室外の空気の少なくともいずれか一方を取り込んで空調を行ってもよい。
以上のように、本開示によれば、センタコンソール内にコンパクトに収容可能な空調ユニットを備えた車両用空調装置を提供できるので、車両用空調装置、またはこれを搭載する車両の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。
Claims (5)
- 車両の前後方向に延びるようにセンタコンソール(1)内に配設された空調ユニット(10)と、
空気を送風するブロア(21)と、
前記ブロア(21)の後方に位置し、その上端部が前上方に傾斜して設けられた冷却用熱交換器(24)と、を備え、
前記空調ユニット(10)は、前記冷却用熱交換器(24)の前記前後方向における後方に設けられた平板状のミックスドア(34)を有し、
前記ミックスドア(34)は、車両の幅方向に延びる軸の周りに回動可能に構成され、
前記ミックスドア(34)の回動軌跡の前端が前記冷却用熱交換器(24)の後端部よりも前方に位置する車両用空調装置。 - 前記ブロア(21)は、後上方に向けて空気を吹き出す吹出口(21d)を有し、
前記空調ユニット(10)は、前記冷却用熱交換器(24)の後方に形成されて後上方へ空気を案内する後方通風路(29)を有する請求項1に記載の車両用空調装置。 - 前記ミックスドア(34)は、最も下方に回動させた際に、前記冷却用熱交換器(24)の下方側タンク部(24b)の上端を指向する請求項2に記載の車両用空調装置。
- 前記後方通風路(29)は、前記冷却用熱交換器(24)の上端部(24a)から前記ミックスドア(34)に向けて後下方に傾斜する上面部(29c)を有する請求項2または3に記載の車両用空調装置。
- 前記空調ユニット(10)は、前記空調ユニット(10)に対して流体を供給あるいは排出するパイプ(31、32)を有し、
前記パイプ(31、32)は、車体フロア面(2)における前記ミックスドア(34)の下方に形成された開口部(3d、3e)を介して車室の外まで延びている請求項4に記載の車両用空調装置。
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