JP2000289440A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温水流量調整方式の車両用空調装置におい
て、温水の微小流量域を調整することなく、吹出空気温
度を良好に調整できるようにする。 【解決手段】 暖房用熱交換器１３に循環する温水流量
を調整する温水弁１６と、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３０と、この
冷風バイパス通路３０を開閉する冷風バイパスドア３１
とを併せ備え、車室内への吹出空気の高温側領域では、
冷風バイパスドア３１を全閉位置に操作して温水弁１６
の温水流量調整作用により吹出空気温度を調整し、一
方、車室内への吹出空気の低温側領域では、温水弁１６
の温水流量調整作用に、冷風バイパスドア３１の冷風量
調整作用を加えて、吹出空気温度を調整する。

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への
温水流量を調整する温水弁と、暖房用熱交換器をバイパ
スして流れる冷風量を調整する冷風バイパスドアとを組
み合わせて、吹出空気温度を調整する車両用空調装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置の吹出空気の温度
調整方式として、暖房用熱交換器をバイパスする冷風と
暖房用熱交換器を通過する温風との風量割合をエアミッ
クスドアにより調整して、吹出空気温度を調整するエア
ミックス方式（例えば、特開平８−２８２２５８号公報
等）が知られている。

【０００３】これに対し、別方式として、暖房用熱交換
器への温水流量を調整して、吹出空気温度を調整する温
水流量調整方式が知られている。この温水流量調整方式
では、エアミックス方式における冷風と温風を混合する
ための混合空間、あるいはエアミックスドアの作動空間
等を必要としないので、その分、空調ケースの体格（容
積）を小型化できる。また、同時に混合空間の廃止によ
り通風抵抗を低減して、送風機電力及び送風騒音の低減
を図ることができる等の利点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、温水流量調整
方式においては、吹出温度の低温領域（冷房側領域）に
おいて、使用者（乗員）が空調パネルの温度調整用操作
部材をさらに低温側へ操作した場合に、温水弁の開度減
少により温水流量が減少しても、暖房用熱交換器の熱容
量の影響で吹出温度は直ちに低下せず、ある程度の時間
が経過してから始めて低下する。つまり、車室内への実
際の吹出温度の変化が使用者の温度変更操作よりかなり
遅れることになり、温度変化の応答遅れという印象を使
用者に与えてしまう。

【０００５】また、暖房用熱交換器の放熱特性（後述の
図６の破線ｂ′参照）は、温水弁の開弁後、小流量域で
温水流量が増加するときに吹出温度が急激に立ち上がっ
て、その後、温水流量の増加に対して吹出温度の上昇割
合が緩慢となる特性であることが知られている。

【０００６】そのため、車室内への吹出温度を低温域か
ら高温域にわたって連続的に良好に調整するためには、
温度調整用操作部材の操作ストロークに対して温水流量
を小流量域で微細に調整できる温水弁が必要となる。し
かし、温水の微小流量調整のために、温水弁の開度を微
小開度に絞ると、温水弁前後での差圧が大きくなって、
温水弁の絞り部を通過する温水の流速が速くなり、流水
音が増大するという不具合がある。

【０００７】なお、特開平１０−２２６２１９号公報に
は、温水弁の温水流量調整作用により吹出空気温度を調
整する車両用空調装置において、温水弁が全閉する最大
冷房時にマックスクールドアにより冷風バイパス通路を
開放することが記載されているが、このマックスクール
ドアは最大冷房時にのみ冷風バイパス通路を開放するも
のであって、吹出空気温度の調整に用いられるものでな
い。従って、この公報記載の従来技術は上述した温水流
量調整方式の従来技術と同様の不具合を生じる。

【０００８】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
温水流量調整方式の車両用空調装置において、温水の微
小流量域を調整することなく、吹出空気温度を良好に調
整できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【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ないし４記載の発明では、暖房用熱交換器
（１３）に循環する温水流量を調整する温水弁（１６）
と、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（３０）と、この冷風バイパス
通路（３０）を開閉する冷風バイパスドア（３１）とを
併せ備え、車室内への吹出空気の高温側領域では、冷風
バイパスドア（３１）を全閉位置に操作して温水弁（１
６）の温水流量調整作用により吹出空気温度を調整し、
一方、車室内への吹出空気の低温側領域では、温水弁
（１６）の温水流量調整作用に、冷風バイパスドア（３
１）の冷風量調整作用を加えて、吹出空気温度を調整す
ることを特徴としている。

【００１０】これによると、吹出空気の高温側領域では
従来通り温水弁（１６）の温水流量調整作用により吹出
空気温度を調整できる。そして、吹出空気の低温側領域
では、温水弁（１６）の温水流量調整作用に、冷風バイ
パスドア（３１）の冷風量調整作用を加えて、吹出空気
温度を調整することができるから、温水弁（１６）によ
り温水流量を微小に調整しなくても、冷風バイパス通路
（３０）からの冷風を温風中に混合して所定温度を得る
ことができる。

【００１１】その結果、温水弁（１６）の微小開度設定
の必要がなくなり、温水の流水音を大幅に低減できる。
しかも、吹出空気温度を低温側に調整する際に、冷風バ
イパス通路（３０）からの冷風量の増加により直ぐ吹出
空気温度を低下できるので、吹出空気温度変化の応答性
を大幅に向上できる。従って、本発明によると、従来の
温水流量調整方式の問題点を一掃することができる。

【００１２】請求項２記載の発明では、空調操作パネル
（２８）に手動操作可能な温度調整用操作部材（２９）
を備え、この温度調整用操作部材（２９）の最高温度位
置では、温水弁（１６）が全開するとともに、冷風バイ
パスドア（３１）が全閉し、温度調整用操作部材（２
９）の最低温度位置では、温水弁（１６）が全閉すると
ともに、冷風バイパスドア（３１）が全開し、温度調整
用操作部材（２９）の最高温度位置から所定の中間位置
（Ｂ）までは冷風バイパスドア（３１）が全閉状態を保
持したまま、温水弁（１６）により暖房用熱交換器（１
３）への温水流量を次第に減少させ、中間位置（Ｂ）に
て冷風バイパスドア（３１）が開き、温度調整用操作部
材（２９）を中間位置（Ｂ）から最低温度位置に向かっ
て操作するに伴って、冷風バイパスドア（３１）の開度
を増加して、冷風バイパス通路（３０）を通過する冷風
量を次第に増加させることを特徴としている。

【００１３】これによると、温度調整用操作部材（２
９）の最高温度位置における暖房能力および最低温度位
置における冷房能力をそれぞれ最大限に良好に発揮でき
る。

【００１４】請求項３記載の発明では、温度調整用操作
部材（２９）を最低温度位置から高温側へ向かって操作
するとき、温水弁（１６）が全閉状態から所定流量
（Ａ）以上の温水が流れる開度に一挙に開くようにし、
かつ、所定流量（Ａ）を温水弁（１６）による最大流量
の５％相当の流量としたことを特徴としている。

【００１５】このように最大流量の５％相当の流量とな
る開度に、温水弁（１６）が全閉状態から一挙に開くこ
とにより、温水の流水音低減をより効果的に達成でき
る。請求項４記載の発明のように、温度調整用操作部材
（２９）に温水弁（１６）および冷風バイパスドア（３
１）を機械的連結機構を介して連結するようにすれば、
電気制御部分のない簡潔な構成で温水弁（１６）と冷風
バイパスドア（３１）を連動操作できる。

【００１６】請求項５に記載の発明では、暖房用熱交換
器（１３）に循環する温水流量を調整する温水弁（１
６）と、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（３０）と、この冷風バイ
パス通路（３０）を開閉する冷風バイパスドア（３１）
と、温水弁（１６）および冷風バイパスドア（３１）を
連動操作する操作手段（２９）とを備え、操作手段（２
９）の操作範囲のうち、低温側の所定領域（Ｌ）では、
冷風バイパスドア（３１）を全開状態に維持したまま、
温水弁（１６）の温水流量調整作用により車室内への吹
出空気温度を調整し、操作手段（２９）の操作範囲が、
低温側の所定領域（Ｌ）から高温側へ移行すると、冷風
バイパスドア（３１）の開度を全開状態から減少させ
て、温水弁（１６）の温水流量調整作用に、冷風バイパ
スドア（３１）の冷風量調整作用を加えて、吹出空気温
度を調整することを特徴としている。

【００１７】これにより、低温側の所定領域（Ｌ）では
冷風バイパスドア（３１）を全開状態に維持して、冷風
バイパス通路（３０）を通過する冷風の風量割合を最大
に維持したまま、温水弁（１６）の温水流量調整作用に
より車室内への吹出空気温度を調整できる。車両用空調
装置では、通常、暖房用熱交換器（１３）上流の冷房用
熱交換器（１２）での温度制御により冷風温度は一定温
度になっているので、この一定温度の冷風の風量割合を
最大に維持することにより、エンジン回転数の変動によ
る温水流量の変化やエンジン運転状況の変動による温水
温度の変化等に起因する吹出温度変動を緩和することが
できる。

【００１８】このため、温水流量による温度調整方式で
ありながら、吹出空気温度の低温側域において、吹出温
度変動幅を低減して空調フィーリングを向上できる。

【００１９】本発明者の実験検討によると、上記低温側
の所定領域（Ｌ）は、具体的には請求項６に記載のよう
に操作手段（２９）の全操作範囲の少なくとも３０％以
上にすることが空調フィーリング向上のために好まし
い。

【００２０】請求項７に記載の発明では、冷風バイパス
ドア（３１）を、操作手段（２９）の全操作範囲のう
ち、最高温度位置近傍のみで全閉状態とすることを特徴
としている。

【００２１】これにより、操作手段（２９）の操作位置
が上記低温側の所定領域（Ｌ）より高温側へ移行して
も、最高温度位置近傍を除く他の操作範囲では冷風バイ
パスドア（３１）がある程度常に開いて、冷風バイパス
通路（３０）からの冷風を暖房用熱交換器（１３）通過
後の温風に混合して吹出空気温度を調整できる。従っ
て、操作手段（２９）の操作位置が上記低温側の所定領
域（Ｌ）より高温側へ移行しても、一定温度の冷風の混
合により吹出温度変動幅を低減できる。

【００２２】請求項８に記載の発明では、暖房用熱交換
器（１３）に循環する温水流量を調整する温水弁（１
６）と、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（３０）と、この冷風バイ
パス通路（３０）を開閉する冷風バイパスドア（３１）
と、暖房用熱交換器（１３）を通過した温風と冷風バイ
パス通路（３０）を通過した冷風とを混合して車室内の
乗員頭部側へ吹き出すフェイス開口部（３４）と、温風
と冷風とを混合して車室内の乗員足元側へ吹き出すフッ
ト開口部（３５）とを備え、車室内への吹出空気温度が
最も低温側の領域では、フェイス開口部（３４）から空
気を吹き出すフェイスモードを設定するとともに、冷風
バイパスドア（３１）を全開状態に維持したまま、温水
弁（１６）の温水流量調整作用により吹出空気温度を調
整し、吹出空気温度が中間温度の領域では、フェイス開
口部（３４）とフット開口部（３５）の両方から空気を
吹き出すバイレベルモードを設定し、更に、吹出空気温
度が最も高温側の領域では、フット開口部（３５）から
空気を吹き出すフットモードを設定し、バイレベルモー
ドおよびフットモードの領域では、冷風バイパスドア
（３１）の開度を全開状態から減少させて、温水弁（１
６）の温水流量調整作用に、冷風バイパスドア（３１）
の冷風量調整作用を加えて、吹出空気温度を調整するこ
とを特徴としている。

【００２３】フェイスモードでは、フェイス開口部（３
４）から乗員頭部へ向けて空気を吹き出すので、吹出空
気温度の変動が乗員により最も敏感に察知される。これ
に対し、フットモードでは、フット開口部（３５）から
乗員足元へ向けて空気を吹き出すので、吹出空気温度の
変動が乗員により察知されにくい。

【００２４】請求項８に記載の発明はこのように吹出モ
ードの違いにより吹出空気温度の変動による空調フィー
リングへの影響に大きな違いが生じることを有効利用し
ているもので、フェイスモードでは冷風バイパスドア
（３１）を全開状態に維持したまま、温水弁（１６）の
温水流量調整作用により吹出空気温度を調整するから、
一定温度の冷風の風量割合を最大に維持して、温水側の
変動要因による吹出温度変動を効果的に緩和することが
できる。

【００２５】このため、温水流量による温度調整方式で
ありながら、フェイスモードにおいて、吹出温度変動幅
を低減して空調フィーリングを向上できる。

【００２６】また、バイレベルモードおよびフットモー
ドの領域でも、冷風バイパスドア（３１）がある程度開
いて、冷風バイパス通路（３０）からの一定温度の冷風
を暖房用熱交換器（１３）通過後の温風に混合して吹出
空気温度を調整できるので、温水流量の調整のみを行う
方式に比して、吹出温度変動幅を低減できる。

【００２７】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
示すものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。

【００２９】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態による空調ユニット１０を示している。車両用空調
装置の通風系は、大別して、図示しない送風機ユニット
と、空調ユニット１０の２つの部分に分かれている。空
調ユニット１０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、そして、
空調ユニット１０は車両の前後および上下方向に対して
図１の矢印方向に搭載される。

【００３０】一方、送風機ユニットは車室内において空
調ユニット１０の側方（助手席側）にオフセット配置さ
れる。送風機ユニットは周知の構成であり、内気（車室
内空気）と外気（車室外空気）を切替導入する内外気切
替箱（図示せず）を遠心式送風ファンの上側に配置し、
内外気切替箱から導入された内気または外気を遠心式送
風ファンにより空調ユニット１０へ向かって送風する。

【００３１】次に、空調ユニット１０部を図１に基づい
て具体的に説明すると、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）１
３とを両方とも一体的に内蔵するタイプのものである。

【００３２】ここで、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
脂製の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
器を収納して、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１０部が組み立てられる。

【００３３】空調ケース１１内において車両前方側の部
位に蒸発器１２が設置されている。ここで、蒸発器１２
は空調ケース１１内の空気通路の全域を横切るように配
置されており、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。

【００３４】空調ケース１１において蒸発器１２よりも
さらに車両前方側の部位で、かつ、助手席側の側面には
空気入口１１ａが開口しており、この空気入口１１ａに
上記送風機ユニットからの送風空気が流入する。

【００３５】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。

【００３６】次に、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。

【００３７】本例のヒータコア１３は、温水入口側タン
ク１３ａを下方側に配置するとともに、温水出口側タン
ク１３ｂを上方側に配置している。そして、この両タン
ク１３ａ、１３ｂの間に熱交換コア部１３ｃを構成して
いる。この熱交換コア部１３ｃは周知のものであって、
アルミニュウム等の金属薄板を断面偏平状に成形してな
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。

【００３８】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。入口側
タンク１３ａには温水入口配管１４が接続され、出口側
タンク１３ｂには温水出口配管１５が接続され、この両
配管１４、１５を介して車両エンジン（図示せず）の温
水がヒータコア１３に循環する。

【００３９】そして、温水入口配管１４の途中に温水弁
１６を設けている。この温水弁１６は、ヒータコア１３
に流入する温水の流量を調整することにより車室内への
吹出空気温度を調整するものである。

【００４０】図２、図３はこの温水弁１６の具体的構造
を例示するものであり、樹脂製の弁ハウジング１７に入
口パイプ１８、出口パイプ１９、およびこの両パイプ１
８、１９の中間に位置する弁収納部２０を一体成形して
いる。

【００４１】弁収納部２０内に円柱状に成形された樹脂
製の弁体２１を回動可能に収納している。この弁体２１
には円柱形状の軸方向の中間部に径方向へ貫通する弁口
２２が開口している。従って、弁体２１の回動位置を調
整することにより、入口パイプ１８および出口パイプ１
９の流路に対する弁口２１の開口面積（開度）が変化し
て温水流量を調整できる。なお、図２は温水弁１６の全
閉（閉弁）状態を示し、図３は温水弁１６の全開状態を
示している。

【００４２】弁収納部２０内において、出口パイプ１９
の入口端１９ａの外周側にゴム製のパッキン材２３を配
置し、このパッキン材２３を金属バネ材２４により弁体
２１の外周面に押圧接触させることより、弁体２１外周
面側での温水洩れを防止してシール性を確保する。

【００４３】また、弁体２１の軸方向の一端部には、弁
ハウジング１７の外部へ突出する軸部２５が一体成形さ
れており、この軸部２５には駆動レバー２６がボルト２
７により一体に連結されている。この駆動レバー２６は
図示しないリンク機構、ケーブル等を介して、空調操作
パネル２８の温度調整用操作部材２９に機械的に連結さ
れる。この操作部材２９は乗員により手動操作されるレ
バー式の部材であり、操作部材２９の手動操作により弁
体２１の回動量を調整できるようになっている。

【００４４】図１において、ヒータコア１３は蒸発器１
２より上下方向の寸法（高さ）を所定量小さくして、ヒ
ータコア１３の上方側に冷風バイパス通路３０を形成し
ている。そして、ヒータコア１３の上方側には、冷風バ
イパス通路３０を開閉する冷風バイパスドア３１が配置
されている。本例では、冷風バイパスドア３１は回転軸
３２を中心として回動自在な板状ドアからなる。

【００４５】この冷風バイパスドア３１の回転軸３２は
図示しないリンク機構、ケーブル等を介して、空調操作
パネル２８の温度調整用操作部材２９に機械的に連結さ
れている。つまり、本例では、温水弁１６と冷風バイパ
スドア３１の両方が温度調整用操作部材２９に機械的連
結機構（リンク機構、ケーブル等）を介して連結されて
いる。従って、この操作部材２９の手動操作により温水
弁１６と冷風バイパスドア３１とを連動操作することが
できる。

【００４６】一方、空調ケース１１の上面側で、空気流
れの下流側の部位に、デフロスタ開口部３３、フェイス
開口部３４およびフット開口部３５が開口している。こ
こで、デフロスタ開口部３３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、また、フェイス
開口部３４は図示しないフェイスダクトおよびフェイス
吹出口を介して乗員頭部に向けて風を吹き出すためのも
のであり、また、フット開口部３５は図示しないフット
ダクトおよびフット吹出口を介して車室内左右の乗員足
元に温風を吹き出すためのものでる。

【００４７】そして、本例では吹出モード切替ドアとし
て、半円筒状の形状を有するロータリドア３６を用い
て、このロータリドア３６を回転軸３７を中心として回
動操作することにより、３つの開口部３３〜３５を切替
開閉する。ロータリドア３６は半円筒状の形状を有して
いるため、その内側空間を冷風と温風の混合空間として
利用できる。

【００４８】なお、ロータリドア３６の回転軸３７は、
図示しないリンク機構、ケーブル等を介して、空調操作
パネル２８の吹出モード切替用操作部材３８に機械的に
連結され、この操作部材３８を乗員が手動操作すること
より、ロータリドア３６の回動位置を調整できるように
なっている。空調操作パネル２８には内外気切替用操作
部材３９、風量切替用操作部材４０、空調用冷凍サイク
ルの圧縮機断続用エアコンスイッチ４１等が備えられて
いる。

【００４９】次に、上記構成において本実施形態の作動
を説明する。図示しない送風機ユニットからの送風空気
は、まず、蒸発器１２により冷却、除湿され、その後、
ヒータコア１３にて加熱され、ロータリドア３６により
選択された吹出開口部３３〜３５を通過して車室内へ吹
き出す。

【００５０】図４〜図７は本実施形態の温度調整作用を
説明するもので、図４〜図６の横軸はいずれも空調操作
パネル２８の温度調整用操作部材２９の操作位置であ
り、温水弁１６は温度調整用操作部材２９の最大冷房位
置（最低温度位置）にて図２のように全閉し、最大暖房
位置（最高温度位置）にて図３のように全開する。

【００５１】そして、温度調整用操作部材２９を最大冷
房位置から最大暖房位置に向かって操作すると、温水弁
１６の開度（弁口２２の開口面積）が増加して温水弁１
６を通過する温水流量が図４の１点鎖線ａのように増加
する特性にしてある。

【００５２】図５は冷風バイパスドア３１の開度特性で
あり、冷風バイパスドア３１は温度調整用操作部材２９
の最大暖房位置では図１の実線位置に操作されて全閉状
態となり、そして、温度調整用操作部材２９を最大暖房
位置から所定の中間位置Ｂに操作するまでは、冷風バイ
パスドア３１の全閉状態を保持する。

【００５３】温度調整用操作部材２９が中間位置Ｂに到
達すると、冷風バイパスドア３１が開き、そして、この
中間位置Ｂから最大冷房側に温度調整用操作部材２９を
操作すると、冷風バイパスドア３１の開度が連続的に増
加して、温度調整用操作部材２９の最大冷房位置にて冷
風バイパスドア３１が図１の破線位置に操作されて全開
する開度特性となっている。

【００５４】従って、本実施形態によると、温度調整用
操作部材２９の最大冷房位置では、温水弁１６が全閉す
るとともに、冷風バイパスドア３１が全開して通風抵抗
を減少させるので、冷房能力を最大限に発揮できる。ま
た、温度調整用操作部材２９の最大暖房位置では、温水
弁１６が全開するとともに、冷風バイパスドア３１が全
閉して、送風空気の全量がヒータコア１３を通過するの
で、暖房能力を最大限に発揮できる。

【００５５】そして、温度調整用操作部材２９を最大暖
房位置から中間位置Ｂに操作する間は、冷風バイパスド
ア３１が全閉状態を保持するので、この間は温水弁１６
の流量調整作用のみによりヒータコア１３の吹出温度を
調整する。また、温度調整用操作部材２９を上記中間位
置Ｂから最大冷房側へ向かって操作すると、冷風バイパ
スドア３１が開いて、冷風バイパス通路３０を冷風Ｃが
通過する。従って、上記中間位置Ｂと最大冷房位置の間
では、冷風Ｃがヒータコア１３を通過した温風Ｄと混合
して所望温度の空調風となる。

【００５６】すなわち、中間位置Ｂと最大冷房位置の間
では、ヒータコア１３への温水流量が図４の特性ａに従
って温水弁１６により調整されることに加えて、冷風バ
イパスドア３１の開度特性（図５）により冷風バイパス
通路３０の冷風量が調整され、この温水流量調整と冷風
量調整との組み合わせで吹出温度を調整する。従って、
冷風バイパスドア３１は温度調整ドアとしての役割を果
たしている。

【００５７】ところで、図４において、破線ｂは温度調
整用操作部材２９の操作ストロークに対して温水流量が
比例的に増加する特性であり、このような流量特性ｂの
場合は、暖房用ヒータコア１３の放熱特性からみて温水
流量の増加割合が大きいので、図６の破線ｂ′に示すよ
うに、温度調整用操作部材２９を最大冷房位置から小量
操作するだけでヒータコア１３の吹出温度が急激に上昇
してしまい、吹出温度を良好に調整できない。

【００５８】そこで、吹出温度の制御特性の改善のため
に、温水弁１６の流量特性を、図４の実線ｃに示すよう
に微小流量の調整が可能な特性にすることが従来種々試
みられている。この実線ｃの流量特性の温水弁１６を用
いると、温度調整用操作部材２９の操作ストロークに対
してヒータコア１３の吹出温度が図６の実線ｃ′のごと
く緩やかに上昇するので、吹出温度の調整が容易にな
る。

【００５９】しかし、図４の実線ｃの流量調整特性で
は、温度調整用操作部材２９の低温側の操作領域（全操
作ストロークの略半分の領域）で微小流量域Ａを設定し
ているので、温水流水音の問題が発生する。ここで、Ａ
は温水流量が最大流量の５％以下となる微小流量域であ
り、この微小流量域Ａを設定するためには、温水弁１６
を微小開度に設定する必要があり、この微小開度の設定
が温水流水音の発生原因になっている。

【００６０】これに対して、本実施形態では、温度調整
用操作部材２９を最大冷房位置（温水弁１６の全閉位
置）から高温側へ１ノッチ分操作すると（図４のの位
置からの位置に操作すると）、温水弁１６の開度が上
記微小流量域Ａを上回る領域まで一挙に開度が増大する
特性にしてある。すなわち、本実施形態の温水弁１６
は、上記Ａ以下の微小流量を設定しない構成にしてあ
る。このことは、図２、３の弁口２２の開口形状の選択
により容易に設定できる。

【００６１】このように、本実施形態の温水弁１６は、
ヒータコア１３への温水流量を微小流量域Ａ以内に調整
しないので、温水弁１６の微小開度に起因する温水流水
音を防止できる。

【００６２】一方、温水弁１６の全閉状態から温水流量
が一挙にＡ以上に増加するので、温水弁１６単独の温度
調整機能のみであると、操作部材２９の最大冷房側の低
温操作域にて吹出温度が図６のｂ′に近似した特性で急
上昇してしまうが、上記のごとく温水弁１６に冷風バイ
パスドア３１を連動させ、温水弁１６の最大冷房側の領
域では冷風バイパス量を増加させる制御を組み合わせて
いるため、冷風バイパス通路３０からの冷風混合により
吹出温度の上昇を抑えることができる。

【００６３】そのため、温水流量を微小流量域Ａ以内に
調整しない温水弁１６を用いても、吹出温度を図６の
ａ′に示すように最大冷房側の低温操作域にて吹出温度
が緩やかに上昇する、良好な温度調整特性にすることが
できる。

【００６４】さらに、操作部材２９の冷房側低温操作域
における吹出温度の応答性についても大幅に改善でき
る。すなわち、図７は温度調整用操作部材２９を図４〜
図６の１／２位置から１／４位置へ低温側へ操作した場
合における吹出温度の変化と時間との関係を示すもの
で、実線は本実施形態による場合を示し、破線は本実施
形態による冷風バイパス通路３０と冷風バイパスドア３
１を持たず、温水弁１６の流量調整作用のみで吹出温度
の調整を行う従来技術（図４の流量特性ｃ）の場合を示
している。

【００６５】従来技術では、温水弁により温水量を絞っ
てもヒータコア１３の熱容量の影響で吹出温度を直ちに
低下させることができないので、吹出温度が温度調整用
操作部材２９の操作位置（１／４位置）に対応した温度
に低下するまでに１０秒程の時間がかかる。

【００６６】これに対し、本実施形態による温度調整用
操作部材２９の操作位置変更により直ちに冷風バイパス
ドア３１が所定開度まで開いて冷風量を増加できるの
で、上記操作位置変更後に極めて短時間で吹出温度を低
下させることができ、冷房側低温操作域における吹出温
度の応答性を著しく改善できる。

【００６７】なお、冷風バイパスドア３１は冷風バイパ
ス通路３０を開閉するものであって、ヒータコア１３の
通風路を閉じる必要がないから、冷風バイパスドア３１
の作動空間はエアミックスドアに比してはるかに小さく
できる。

【００６８】（第２実施形態）図８は第２実施形態を示
すもので、図１と同一もしくは均等部分には同一符号を
付して説明を省略する。

【００６９】第１実施形態では、空調ケース１１内にお
いて空気入口１１ａより車両後方側に蒸発器１２とヒー
タコア１３を順次配置するレイアウトになっているが、
第２実施形態では、空調ケース１１の底部側に空気入口
１１ａを配置し、この底部側の空気入口１１ａより車両
上方側に蒸発器１２を略水平配置し、この蒸発器１２よ
り車両上方側にヒータコア１３を略水平配置するレイア
ウトになっている。

【００７０】このような略水平配置のレイアウトによれ
ば、助手席側にオフセット配置された送風機ユニットか
らの送風空気を蒸発器１２の下側に直接送風できるの
で、空調ユニット１０の車両前後方向の寸法を通常のセ
ンタ置き空調ユニットに比較して短縮できる。

【００７１】また、上記の略水平配置レイアウトに伴っ
て、冷風バイパス通路３０と冷風バイパスドア３１は、
ヒータコア１３の車両後方側に配置されている。ここ
で、ヒータコア１３は第１実施形態と同様に一方向流れ
タイプ（全パスタイプ）として構成されている。但し、
本例のヒータコア１３では温水入口側タンク１３ａが冷
風バイパス通路３０と隣接するように車両後方側に位置
し、温水出口側タンク１３ｂが車両前方側に位置してい
る。従って、車両後方側のタンク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通過して車両
前方側のタンク１３ｂへと一方向に流れる。

【００７２】また、第２実施形態では３つの吹出開口部
３３、３４、３５を第１実施形態とは異なる配置にして
いる。すなわち、車両前後方向の中間位置にデフロスタ
開口部３３を配置し、このデフロスタ開口部３３の車両
後方側にフェイス開口部３４を配置し、デフロスタ開口
部３３の車両前方側にフット開口部３５を配置してい
る。

【００７３】３つの吹出開口部３３、３４、３５はロー
タリドア３６の開口３６ａと連通することにより開放さ
れる。従って、図８はデフロスタ開口部３３が開放され
たデフロスタモードの状態を示している。

【００７４】上記フット開口部３５は、空調ケース１１
の車両前方側壁部に一体に形成したフットダクト３５ａ
を介して、空調ケース１１と別体の樹脂製のダクト部材
３５ｂに接続されている。このダクト部材３５ｂの先端
は空調ケース１１の底面下方まで延びており、そして、
その先端の開口部３５ｃに前席乗員の足元に向けて空気
を吹き出す左右両側への分岐ダクト（図示せず）が接続
される。更に、必要に応じて後席用フットダクト（図示
せず）が上記開口部３５ｃに接続されるようになってい
る。

【００７５】一方、ヒータコア１３の温水入口配管１４
の途中に設けられた温水弁１６と、冷風バイパスドア３
１は、第１実施形態と同様に、空調操作パネル２８の温
度調整用操作部材２９（図１参照）に機械的に連結され
ている。つまり、第２実施形態においても、温水弁１６
と冷風バイパスドア３１の両方が温度調整用操作部材２
９の手動操作により温水弁１６と冷風バイパスドア３１
とを連動操作することができる。従って、温度調整用操
作部材２９は温水弁１６と冷風バイパスドア３１の操作
手段を構成している。

【００７６】図９は第２実施形態における温水弁１６と
冷風バイパスドア３１との連動操作特性を示すもので、
図９の横軸は温度調整用操作部材２９の操作位置であ
り、温水弁１６が全閉する最大冷房位置（最低温度位
置）を０％とし、温水弁１６が全開する最大暖房位置
（最高温度位置）を１００％として、温度調整用操作部
材２９の操作位置を百分率で表している。また、縦軸に
は、温水弁１６により調整される温水流量と冷風バイパ
スドア３１の開度をそれぞれ百分率で表すとともに、温
水弁１６と冷風バイパスドア３１により調整された車室
内への吹出空気温度を表している。

【００７７】第２実施形態による連動操作特性の特徴
は、第１に、冷風バイパスドア３１の全開状態を最大冷
房位置近傍だけではなく、温度調整用操作部材２９の操
作位置が最大冷房位置から最大暖房位置側へ向かって全
操作範囲の４０％強に及ぶ所定範囲Ｌにおいて冷風バイ
パスドア３１を全開状態に維持している点である。この
ような連動操作特性の設定は次の理由による。

【００７８】すなわち、車両用空調装置では蒸発器１２
のフロスト防止のために蒸発器１２の吹出空気温度が所
定温度（３〜４℃程度）に維持されるように冷凍サイク
ルの圧縮機の作動を制御しているので、車両用空調装置
の定常運転時には蒸発器１２を通過した冷風Ｃの温度は
風量変動にかかわらずほぼ一定温度に維持されている。
これに反し、ヒータコア１４に循環する温水（エンジン
冷却水）の温度、流量は車両エンジンの運転状況の変動
により変化するので、温水の温度、流量の変化、さらに
は風量の変化によりヒータコア１４を通過した温風Ｄの
温度は変動しやすい。

【００７９】特に、近年では、省燃費のために直噴エン
ジンが多用されようになっており、この直噴エンジンで
は空燃比のリーン域運転と、理想空燃比域の運転とでは
温水の温度が大きく変動する。従って、温水弁１６の開
度が微小開度域にあって、ヒータコア１４への温水流量
が微小流量域にあるときは、温水温度の大きな変動によ
りヒータコア１４通過後の温風Ｄ温度の変動が一層拡大
してしまう。

【００８０】しかし、第２実施形態によると、図９に示
すように、温度調整用操作部材２９の操作位置が低温側
（クール側）にあって、温水流量が少ない所定領域Ｌで
は、冷風バイパスドア３１を全開状態に維持しているの
で、この間は冷風バイパス通路３０を通過する、一定温
度の冷風Ｃの風量割合が最大に維持される。

【００８１】このように、低温側（クール側）の所定領
域Ｌでは、一定温度の冷風Ｃの風量割合が最大に維持さ
れるため、温風Ｄの温度がたとえ変動しても、冷風Ｃと
温風Ｄとを混合した後の吹出空気はその温度変動を著し
く低減することができる。

【００８２】特に、温度調整用操作部材２９の低温側
（クール側）操作域ではフェイス開口部３４から乗員の
頭部側へ空気（冷風）を吹き出すフェイスモードが選択
されるので、車室内への吹出空気温度の変動は乗員の頭
部（顔部）にて敏感に察知される。従って、低温側（ク
ール側）での吹出空気温度の変動幅を上記のごとく低減
できることにより、フェイスモードでの空調フィーリン
グを向上できる。

【００８３】図９の例では、温度調整用操作部材２９の
操作位置が最大冷房位置（０％）から４０％までの範囲
でフェイスモードを設定しているので、フェイスモード
の全域にて冷風バイパスドア３１を全開状態に維持して
いることになる。

【００８４】次に、図９において温度調整用操作部材２
９の操作位置＝４０〜６０％の範囲で、フェイス開口部
３４とフット開口部３５の両方から空気を吹き出すバイ
レベルモードを設定している。このバイレベルモードで
は冷風バイパスドア３１の開度が減少し始め、その開度
調整（冷風量調整）と温水弁１６による温水流量の調整
との組み合わせで吹出温度を調整する。また、フェイス
吹出温度とフット吹出温度との間に所定の温度差をつけ
て頭寒足熱形の上下温度差を得ている。この上下温度差
は冷風バイパス通路３０側にフェイス開口部３４を配置
し、ヒータコア１４下流の温風側にフット開口部３５を
配置することにより実現できる。

【００８５】次に、図９において温度調整用操作部材２
９の操作位置＝６０〜１００％の範囲で、フット開口部
３５から空気を吹き出すフットモードを設定している。
このフットモードにおいても基本的には冷風バイパスド
ア３１の開度調整（冷風量調整）と温水弁１６による温
水流量の調整との組み合わせで吹出温度を調整する。

【００８６】フットモードでは冷風バイパスドア３１の
開度が一層減少して冷風量が一層減少するので、温水温
度の変動等の影響で吹出温度の変動が生じやすいが、フ
ットモードでは空気が乗員の足元部に吹き出されるの
で、頭部（顔部）への吹出に比較して吹出温度の変動を
察知しにくくなる。その結果、フットモードでの吹出温
度の変動は実用上、空調フィーリング確保のために大き
な支障とならない。

【００８７】また、図９の例では、冷風バイパスドア３
１の全閉状態を最大暖房位置の近傍（温度調整用操作部
材２９の操作位置＝９０〜１００％の範囲）のみで設定
して、冷風バイパス通路３０からの冷風量が０となる範
囲を最小範囲にしている。これにより、フットモードで
も、操作位置＝６０〜９０％の範囲では冷風バイパス通
路３０からの冷風を温風に混合させて吹出温度を調整す
ることができ、フット吹出温度の変動をある程度緩和で
きる。

【００８８】ところで、第２実施形態では、温度調整用
操作部材２９の低温側（クール側）操作域で、冷風バイ
パスドア３１を全開状態に維持する所定領域Ｌを温度調
整用操作部材２９の操作位置＝０〜４０％の範囲にして
いるが、これは一例に過ぎない。本発明者の実験検討に
よると、フェイス吹出温度の変動抑制による空調フィー
リング向上のためには、上記所定領域Ｌを温度調整用操
作部材２９の全操作範囲の少なくとも３０％以上に設定
すればよいことを確認している。

【００８９】また、車両用空調装置では、車室内への吹
出空気温度（目標吹出空気温度）が低温側（クール側）
から高温側（ホット）側へ変化するのに連動して、吹出
モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモ
ードへと順次自動切り替えする自動制御式のもの（オー
トエアコン）が知られているが、このような自動制御式
の車両用空調装置ではフェイスモードを設定する低温側
吹出温度の範囲で冷風バイパスドア３１を全開状態に維
持し、バイレベルモードおよびフットモードでは、冷風
バイパスドア３１の開度を全開状態から減少させて、温
水弁１６の温水流量調整作用に、冷風バイパスドア３１
の冷風量調整作用を加えて、吹出空気温度を調整するよ
うにしてもよい。

【００９０】（他の実施形態） 上記の実施形態では、温水弁１６と冷風バイパスドア
３１とをリンク機構等による純機械的な連結機構により
温度調整用操作部材２９に連結して、この操作部材２９
の操作により温水弁１６と冷風バイパスドア３１を連動
させる場合について説明したが、温水弁１６と冷風バイ
パスドア３１の開度を電気的に連動して調整するように
してもよい。

【００９１】例えば、温水弁１６と冷風バイパスドア３
１を適宜のリンク機構等を介して１つの共通の電気的な
アクチュエータ（モータ等）により駆動するようにし、
かつ、温度調整用操作部材２９により設定温度に対応し
た電気信号を発生し、この設定温度の電気信号に基づい
て電気的アクチュエータの作動量を制御し、これより、
温水弁１６と冷風バイパスドア３１の開度を電気的に連
動して調整してもよい。

【００９２】また、温水弁１６の駆動用および冷風バイ
パスドア３１の駆動用にそれぞれ専用の電気的なアクチ
ュエータ（モータ等）を備え、温水弁１６の駆動用アク
チュエータと冷風バイパスドア３１の駆動用アクチュエ
ータとを、温度調整用操作部材２９により設定された設
定温度信号に基づいて電気的に連動させても良い。

【００９３】このように、駆動用アクチュエータを用い
て温水弁１６と冷風バイパスドア３１を駆動する場合
は、温水弁１６と冷風バイパスドア３１を連動操作する
操作手段が駆動用アクチュエータ等により構成される。

【００９４】上記の第１実施形態では、温度調整用操
作部材２９を図４のＢ位置から低温側に向かって操作す
る領域でも、温水弁１６の開度を減少して温水流量を減
少させているが、このＢ位置から低温側の領域におい
て、温水弁１６の開度を略一定に保持して、温水流量を
略一定に保持したまま、冷風バイパスドア３０による冷
風量の調整のみで吹出温度の調整を行うようにしてもよ
い。

【００９５】上記の実施形態では、車両の前席側の空
調ユニット１０に例をとって説明したが、本発明はもち
ろん車両の後席側の空調ユニットにも同様に適用可能で
あり、また、冷房用の蒸発器１２を具備しない空調装置
に対しても適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す車両用空調ユニッ
トの概略断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に用いる温水弁の横断面
図である。

【図３】図２の温水弁の縦断面図である。

【図４】温水弁の流量調整特性のグラフである。

【図５】冷風バイパスドアの開度特性のグラフである。

【図６】吹出温度調整特性のグラフである。

【図７】吹出温度応答特性のグラフである。

【図８】本発明の第２実施形態を示す車両用空調ユニッ
トの概略断面図である。

【図９】第２実施形態における温水弁の流量調整特性と
冷風バイパスドアの開度特性と吹出温度特性とを示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１１…空調ケース、１３…ヒータコア（暖房用熱交換
器）、１６…温水弁、３０…冷風バイパス通路、３１…
冷風バイパスドア。

Claims (8)

【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を調整
   する温水弁（１６）と、 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（３０）と、 この冷風バイパス通路（３０）を開閉する冷風バイパス
   ドア（３１）とを備え、 車室内への吹出空気の高温側領域では、前記冷風バイパ
   スドア（３１）を全閉位置に操作して前記温水弁（１
   ６）の温水流量調整作用により吹出空気温度を調整し、 一方、車室内への吹出空気の低温側領域では、前記温水
   弁（１６）の温水流量調整作用に、前記冷風バイパスド
   ア（３１）の冷風量調整作用を加えて、吹出空気温度を
   調整することを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 空調操作パネル（２８）に手動操作可能
   な温度調整用操作部材（２９）を備え、 この温度調整用操作部材（２９）の最高温度位置では、
   前記温水弁（１６）が全開するとともに、前記冷風バイ
   パスドア（３１）が全閉し、 前記温度調整用操作部材（２９）の最低温度位置では、
   前記温水弁（１６）が全閉するとともに、前記冷風バイ
   パスドア（３１）が全開し、 前記温度調整用操作部材（２９）の最高温度位置から所
   定の中間位置（Ｂ）までは前記冷風バイパスドア（３
   １）が全閉状態を保持したまま、前記温水弁（１６）に
   より前記暖房用熱交換器（１３）への温水流量を次第に
   減少させ、 前記中間位置（Ｂ）にて前記冷風バイパスドア（３１）
   が開き、前記温度調整用操作部材（２９）を前記中間位
   置（Ｂ）から前記最低温度位置に向かって操作するに伴
   って、前記冷風バイパスドア（３１）の開度を増加し
   て、前記冷風バイパス通路（３０）を通過する冷風量を
   次第に増加させ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】 前記温度調整用操作部材（２９）を前記
   最低温度位置から高温側へ向かって操作するとき、前記
   温水弁（１６）が全閉状態から所定流量（Ａ）以上の温
   水が流れる開度に一挙に開くとともに、前記所定流量
   （Ａ）を、前記温水弁（１６）による最大流量の５％相
   当の流量とした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】 前記温度調整用操作部材（２９）に前記
   温水弁（１６）および前記冷風バイパスドア（３１）を
   機械的連結機構を介して連結することを特徴とする請求
   項２または３に記載の車両用空調装置。
5. 【請求項５】 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を調整
   する温水弁（１６）と、 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（３０）と、 この冷風バイパス通路（３０）を開閉する冷風バイパス
   ドア（３１）と、前記温水弁（１６）および前記冷風バ
   イパスドア（３１）を連動操作する操作手段（２９）と
   を備え、 前記操作手段（２９）の操作範囲のうち、低温側の所定
   領域（Ｌ）では、前記冷風バイパスドア（３１）を全開
   状態に維持したまま、前記温水弁（１６）の温水流量調
   整作用により車室内への吹出空気温度を調整し、 前記操作手段（２９）の操作範囲が、前記低温側の所定
   領域（Ｌ）から高温側へ移行すると、前記冷風バイパス
   ドア（３１）の開度を全開状態から減少させて、前記温
   水弁（１６）の温水流量調整作用に、前記冷風バイパス
   ドア（３１）の冷風量調整作用を加えて、前記吹出空気
   温度を調整することを特徴とする車両用空調装置。
6. 【請求項６】 前記低温側の所定領域（Ｌ）は、前記操
   作手段（２９）の全操作範囲の少なくとも３０％以上で
   あることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装
   置。
7. 【請求項７】 前記冷風バイパスドア（３１）は、前記
   操作手段（２９）の全操作範囲のうち、最高温度位置近
   傍のみで全閉状態となることを特徴とする請求項５また
   は６に記載の車両用空調装置。
8. 【請求項８】 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を調整
   する温水弁（１６）と、 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（３０）と、 この冷風バイパス通路（３０）を開閉する冷風バイパス
   ドア（３１）と、前記暖房用熱交換器（１３）を通過し
   た温風と前記冷風バイパス通路（３０）を通過した冷風
   とを混合して車室内の乗員頭部側へ吹き出すフェイス開
   口部（３４）と、 前記温風と前記冷風とを混合して車室内の乗員足元側へ
   吹き出すフット開口部（３５）とを備え、 車室内への吹出空気温度が最も低温側の領域では、前記
   フェイス開口部（３４）から空気を吹き出すフェイスモ
   ードを設定するとともに、前記冷風バイパスドア（３
   １）を全開状態に維持したまま、前記温水弁（１６）の
   温水流量調整作用により前記吹出空気温度を調整し、 前記吹出空気温度が中間温度の領域では、前記フェイス
   開口部（３４）と前記フット開口部（３５）の両方から
   空気を吹き出すバイレベルモードを設定し、更に、前記
   吹出空気温度が最も高温側の領域では、前記フット開口
   部（３５）から空気を吹き出すフットモードを設定し、 前記バイレベルモードおよび前記フットモードの領域で
   は、前記冷風バイパスドア（３１）の開度を全開状態か
   ら減少させて、前記温水弁（１６）の温水流量調整作用
   に、前記冷風バイパスドア（３１）の冷風量調整作用を
   加えて、前記吹出空気温度を調整することを特徴とする
   車両用空調装置。