JP2005153826A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エバポレータで発生した凝縮水のもつエネルギを有効利用する。
【解決手段】 空調風を生成する空調ユニット１００と、空調ユニット１００で生成された空調風をフロントシート１０の前方に設けられた吹出口３１からリヤシート２０の上方空間に向けて送風する送風手段１００，３２と、車室内天井部近傍に配設され、送風手段１００，３２により送風された空調風をリヤシート側乗員に導く風向変更板４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、フロントシート前方の吹出口からリヤシート側に空調風を送風する車両用空調装置に関する。

ワンボックスカーなどの車室内空間が広い車両には、リヤシート側乗員の空調快適性の向上を図るため、リヤエアコンを搭載したものがある。しかし、リヤエアコンを搭載すると、コストが大幅に増加する。一方、リヤエアコンを搭載することなく、フロントシート前方の吹出口からリヤシート側に空調風を送風するようにした車両用空調装置が知られている（例えば特許文献１参照）。これによると車両のインストルメントパネルのセンターベント吹出口の上部にアッパーベント吹出口を設け、運転席と助手席の間の空間を介しアッパーベント吹出口からリヤシート側乗員に向けて空調風を送風する。

特開平６−２４７１３７号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のようにアッパーベント吹出口からリヤシート側乗員に向けて直接送風するのでは、フロントシートにより送風範囲が制限されるため、効率的な送風を行うことができない。とくに前後方向に複数列のリヤシートを有する車両の場合においては、アッパーベント吹出口からリヤシート側乗員に向けて空調風を送風するだけでは、各リヤシートの乗員に対し効率よく空調風を導くことができない。

本発明による車両用空調装置は、空調風を生成する空調ユニットと、空調ユニットで生成された空調風をフロントシートの前方に設けられた吹出口からリヤシートの上方空間に向けて送風する送風手段と、車室内天井部近傍に配設され、送風手段により送風された空調風をリヤシート側乗員に導く風向変更板とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、フロントシート前方の吹出口からリヤシートの上方空間に向けて送風された空調風を、車室内天井部近傍に配設された風向変更板を介してリヤシート側乗員に導くようにしたので、リヤエアコンを設けることなくリヤシート側乗員への効率的な送風が可能となる。

以下、図１〜図７を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を有する車両の要部側面図であり、図２はその平面図である。車室内には車両前後方向に３列のシート（フロントシート１０、セカンドシート２０、サードシート３０）が配置されている。車両天井部には車両前方部から送風された空調風の流れを変更するための風向変更板４０，５０が車両前後方向に並設されている。風向変更板４０，５０の構成については後述する。

空調風を生成する空調ユニット１００は車室内前方のインストルメントパネルＩＰの内側に配置されている。インストルメントパネルＩＰには左右一対のセンターベント吹出口１１Ａとサイドベント吹出口１１Ｂ（併せてフロントベント吹出口１１と呼ぶ）がフロントシート１０に面して設けられている。センターベント吹出口１１Ａ，１１Ｂの上方には運転席と助手席の間の上部空間に面してアッパーベント吹出口３１が設けられている。

フロントベント吹出口１１はフロントベントダクト１２を介して空調ユニット１００に接続され、空調ユニット１００からの空調風がフロントシート乗員の上半身に向けて送風されるようにダクト通路が形成されている。アッパーベント吹出口３１はアッパーベントダクト３２を介して空調ユニット１００に接続され、空調ユニット１００からの空調風が車室内上部空間を通過し風向変更板４０に導かれるようにダクト通路が形成されている。

インストルメントパネルＩＰの下方にはフロントシート１０の足下に面してフロントフット吹出口１３が設けられ、フロントシート１０の下方にはセカンドシート２０の足下に面してセカンドフット吹出口２３が設けられ、セカンドシート２０の下方にはサードシート３０の足下に面してサードフット吹出口３３が設けられている。これら吹出口１３，２３，３３はそれぞれフロントフットダクト１４，セカンドフットダクト２４，サードフットダクト３４を介して空調ユニット１００に接続されている。なお、図示は省略するが、フロントウインドの近傍にはデフロスト吹出口が設けられている。

空調ユニット１００の概略構成を図３に示す。空調ユニット１００は、主に空気を吸い込み、冷却するブロアクーリングユニット１０１と、空気を加熱するヒータユニット１０２からなる。

空調ユニット１００のダクト３の入口にはブロアファン４が配設され、ブロアファン４はブロアモータ５の駆動により回転する。ブロアファン４が回転すると、内外気切換ドア６を介して内気吸込用ダクト６１または外気吸込用ダクト６２からダクト３内に内気または外気が吸い込まれ、エバポレータ１を通過して冷却される。この冷却空気はエアミックスドア７の開度に応じた割合でヒータコア２を通過して加熱され、または冷却空気のままヒータコア２をバイパスする。ヒータコア２を通過およびバイパスした空気は、ヒータコア２の下流のエアミックスチャンバ８で混合され、所定温度の空調風とされる。

エアミックスチャンバ８には開閉可能なベントドア９１、フットドア９２、デフドア９３を介してそれぞれベントダクト９４、フットダクト９５、デフダクト９６が接続されている。ベントダクト９４は前述したフロントベントダクト１２とアッパーベントダクト３２にそれぞれ分岐し、フットダクト９５は前述したフロントフットダクト１４、セカンドフットダクト２４、サードフットダクト３４にそれぞれ分岐する。アッパーベントダクト３２内にはダクト通路を開閉可能なアッパーベントドア３５が設けられている。アッパーベントドア３５は例えば空調操作盤に設けられた後席送風スイッチ（不図示）のオン操作により開放し、オフ操作により閉鎖する。空調操作盤はインストルメントパネル中央部のセンタクラスタに設けられる。

ブロアモータ５，内外気切換ドア６，エアミックスドア７，および吹出口ドア９１〜９３の各駆動は周知の空調コントローラによって制御される。すなわち設定温度、日射量、車室内温度、外気温を用い、周知の演算式により目標吹出温度を演算し、この目標吹出温度と現在の吸込温度との偏差等によりエアミックスドア７の目標開度を演算する。そして、目標エアミックスドア開度に応じてブロアモータ５、内外気切換ドア６、エアミックスドア７，および吹出口ドア９１〜９３の各駆動を制御する。なお、これらを乗員のスイッチ操作に応じてマニュアル駆動することもできる。

ここで、風向変更板４０，５０の構成について説明する。図１に示すように風向変更板４０は車両前方からの空調風をセカンドシート乗員に向けて送風するようにセカンドシート上方の天井部近傍に斜め下方に向けて配設されている。風向変更板５０は車両前方からの空調風をサードシート乗員に向けて送風するように、サードシート上方の天井部近傍に斜め下方に向けて配設されている。図２に示すように風向変更板４０，５０はアッパーベント吹出口３１に対応してそれぞれ車幅方向中央部に配設され、その車幅方向長さはアッパーベント吹出口３１の車幅方向長さとほぼ等しい。

セカンドシート上方の風向変更板４０は上下動可能に構成され、この上下動に応じて風向変更板５０への送風量を調整する。図４（ａ）,図５（ａ）は、それぞれ風向変更板４０の正面図（車両前方から見た図）であり、図４（ｂ）,図５（ｂ）はそれぞれ図４（ａ）,図５（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。図４（ａ）,（ｂ）は風向変更板４０が上方移動した状態を、図５（ａ）,（ｂ）は下方移動した状態をそれぞれ示す。なお、風向変更板５０は上下動不能であり、この点を除けば風向変更板５０の構成は風向変更板４０の構成と等しいため、風向変更板５０の図示は省略する。

風向変更板４０の左右方向（車幅方向）両端部にはサイドプレート４１がそれぞれ固設され、サイドプレート４１は車室内の天井板４４に固設された左右一対のガイドプレート４２の間に介装されている。サイドプレート４１の左右方向外側表面には軸部４１ａが突設されている。ガイドプレート４２にはそれぞれ上下方向にわたってスリット４２ａが設けられ、軸部４１ａはスリット４２ａを貫通している。これにより風向変更板４０はスリット４２ａに沿って上下動可能である。軸部４１ａの先端にはスリット４２ａよりも大形のストッパ４３が設けられ、ストッパ４３により風向変更板４０の左右方向の位置が規制されている。

軸部４１ａにはワイヤ４５が連結されている。ワイヤ４５はアクチュエータ４６により巻き取りまたは繰り出され、ワイヤ４５の巻き取りにより風向変更板４０が上方移動し、ワイヤ４５の繰り出しにより下方移動する。この風向変更板４０の上下動に伴い、天井板４４と風向変更板４０の間（開口部ＳＰ）の鉛直方向の開口面積が変化する。これにより開口部ＳＰを通過して風向変更板５０に送風される風量、換言すればセカンドシート乗員とサードシート乗員への風量配分が変化する。本実施の形態では風向変更板４０が上方移動したときに風量配分が１：０、すなわちセカンドシート乗員のみに空調風が送風され、風向変更板４０が下方移動したときに風量配分が１：１、すなわちセカンドシート乗員とサードシート乗員に等量の空調風が送風されるように開口部ＳＰの面積Ｓを設定する。

なお、風量配分を１：１としたときにサードシート乗員に送風される空調風の風速Ｖは次式(I)により算出することができ、風速Ｖも考慮して開口部ＳＰの面積Ｓを設定する。
Ｖ＝Ｇａ×α×Ｓ／２ (I)
Ｇａ；アッパーベント吹出口からの供給風量
α；風向変更板４０から風向変更板５０までの速度減衰係数

風向変更板４０は、図６に示すセカンド用スイッチ５１およびセカンドサード用スイッチ５２からなる風向調整スイッチ５３の操作に応じて上下動する。すなわちセカンド用スイッチ５１を押し操作すると風向変更板４０が上方に移動し、セカンドサード用スイッチ５２を操作すると下方に移動する。なお、車両乗降の際に乗員の頭部が風向変更板４０にぶつからないように、例えばエンジン停止直後に風向変更板４０は図４に示す上方位置に移動する。風向調整スイッチ５３はセンタクラスタの空調操作盤に設けられる。風向調整スイッチ５３をリヤシート側乗員が操作可能なようにリ車両後部（例えばＢピラー等）に設けることもできる。

本実施の形態に係わる車両用空調装置の主要な動作を説明する。
後席送風スイッチをオフするとアッパーベントドア３５が閉鎖する。この状態ではベントドア９１を通過した空調風はフロントベント吹出口１１のみから送風され、アッパーベント吹出口３１からは送風されない。したがって、フロントシート乗員に向けてより多くの風量を送風することができ、フロントシート乗員に対して優先的に送風する場合に有効である。

後席送風スイッチをオンするとアッパーベントドア３５が開放し、ベントドア９１を通過した空調風はフロントベント吹出口１１とアッパーベント吹出口３１の双方から吹き出される。初期状態では風向変更板４０は図４に示す上方位置にあり、開口部ＳＰの面積は最小である。したがって、アッパーベント吹出口３１からの空調風は運転席と助手席の間の車室内上部空間を通り、風向変更板４０で反射し、セカンドシート乗員に送風される。すなわち、アッパーベント吹出口３１からの空調風は開口部ＳＰを通過することなく全てセカンドシート乗員に導かれる。これによりセカンドシート乗員に対して大風量を送風することが可能であり、乗員の空調快適性が向上する。

後席送風スイッチをオンした状態でセカンドサード用スイッチ５２をオンすると、風向変更板４０が下方に移動する。これにより開口部ＳＰの面積が大きくなり、アッパーベント吹出口３１からの空調風の一部は風向変更板４０で反射してセカンドシート乗員に送風され、残りは開口部３１を通過する。開口部３１を通過した空調風は風向変更板５０で反射し、サードシート乗員に向けて送風される。これによりセカンドシート乗員とサードシート乗員にそれぞれ頭上から空調風を送風することができる。風向変更板４０が図５に示す下方位置まで移動すると、開口部ＳＰの面積が最大となる。このとき、セカンドシート側とサードシート側への風量配分は１：１であり、セカンドシート乗員とサードシート乗員の空調快適性を平等に実現できる。

後席送風スイッチをオンした状態でセカンドサード用スイッチ５２をオンした後、さらにセカンド用スイッチ５１をオンすると風向変更板４０が上方に移動する。風向変更板４０の上方移動量が最大になると開口部ＳＰの面積が最小となり、アッパーベント吹出口３１からの空調風は全てセカンドシート乗員に導かれる。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）セカンドシート２０の上方に風向変更板４０を配設し、アッパーベント吹出口３１からセカンドシート２０の上方空間に送風された空調風を、風向変更板４０を介してセカンドシート乗員に導くようにしたので、フロントシート１０により送風範囲が大きく制限されることなく、セカンドシート乗員に効率的に送風することができる。したがって、リヤエアコンを設けることなく、セカンドシート乗員の空調快適性を向上することができる。
（２）サードシート３０の上方にも風向変更板５０を設けるので、セカンドシート乗員だけでなくサードシート乗員にも空調風を効率よく導くことができる。
（３）セカンドシート上方の風向変更板４０をガイド板４２を介し上下動可能に支持したので、アッパーベント吹出口３１からの空調風の一部を、風向変更板４０と天井４４の間の開口部ＳＰを通過してサードシート上方の風向変更板５０に導くことができ、サードシート乗員の空調快適性が一層向上する。
（４）風向変更板４０の上下動により開口部ＳＰの面積を変更可能としたので、乗員の要求に応じてセカンドシート２０とサードシート３０に空調風を効率的に配分することができる。

なお、上記実施の形態では、アクチュエータ４６により風向変更板４０を上下動するようにしたが、風向変更板４０を手動で上下動することもできる。図７にその一例を示す。図７ではガイドプレート４２のスリット４２の上端部および下端部にそれぞれスリット幅よりも大径のストッパ部４２ｂが設けられている。サイドプレート表面の軸部４１ｂはゴムなどの弾性材料により形成され、その幅（径）はスリット幅よりも大きく、ストッパ部の径よりも小さい。また、サイドプレート４１には風向変更板４０を押し上げ、引き下げ操作するための操作部４７が設けられている。これにより図示の状態から操作部４７を上方に押し上げると、軸部４１ｂはスリット４２により押しつぶされながら移動し、上方のストッパ部４２ｂで元の状態に戻り、風向変更板４０が上方位置に規制される。また、操作部４７を下方に引き下げると、軸部４１ｂはスリット４２により押しつぶされながら移動し、下方のストッパ部４２ｂで元に戻り、風向変更板４０が下方位置に規制される。

なお、これ以外にも風向変更板４０を手動で上下動させることは可能であり、例えば軸部４１ａにばねを連結し、ばね力により風向変更板４０を上方位置に規制するようにしてもよい。この場合、スリット４２ａの下端部に爪部を設け、風向変更板４０をばね力に抗して押し下げた後、軸部４１ａをスリット４２ａの爪部に引っ掛けることで風向変更板４０を下方位置に規制すればよい。

上記実施の形態の空調装置は、前後方向に３列シートを有する車両に適用したが、２列シートを有するの車両や４列シート以上を有する車両にも適用可能である。２列シートの車両に適用する場合には、風向変更板５０を省略すればよい。この場合、セカンドシート上方の風向変更板４０を上下動することで、セカンドシート乗員への送風量を調整することができる。また、４列シート以上の車両に適用する場合には最後部のシートの上方にのみ風向変更板５０を設け、他のリヤシートの上方に風向変更板４０を設ければ、全てのリヤシート乗員に空調風を効率よく送風することができる。

上記実施の形態では、風向変更板４０を上下動可能としたが、アッパーベント吹出口３１からの送風を風向変更板４０を介してセカンドシート乗員に向けて送風するのであれば、セカンドシート乗員に対して効率的な送風が可能となるため、風向変更板は必ずしも上下動可能でなくてもよい。この場合、開口部ＳＰを開口した状態で風向変更板４０を固定すれば、常にセカンドシート乗員とサードシート乗員に効率的に送風することができる。また、スイッチ５１,５２の操作により風向変更板４０を上下動させるようにしたが、目標吹出温度等に応じて自動的に上下動するようにしてもよい。サードシート上方の風向変更板５０を上下動可能としてもよい。これにより風向変更板５０に送風された風量の一部のみをサードシート乗員に導くことができ、多様な風量調整が可能となる。

風向変更板４０,５０の形状は上述したものに限らない。例えば、風向変更板４０，５０の表面を曲線状に形成し、空調風を風向変更板４０,５０に沿って下方に導くようにしてもよい。また、車室内天井部近傍に配設されて空調風をリヤシート側乗員に導くのであれば、風向変更板４０,５０の取付位置は上述した以外でもよい。センターベント吹出口１１Ａ,１１Ｂの上方にアッパーベント吹出口３１を設け、アッパーベント吹出口３１からの空調風をセカンドシート４０の上方空間に向けて送風するようにベントダクト３２を形成したが、送風手段の構成はこれに限らない。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の車両用空調装置に限定されない。

本発明が適用される車両の要部側面図。 本発明が適用される車両の要部平面図。 本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する空調ユニットの概略構成を示す図。 本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する風向変更板の一動作を示す図。 本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する風向変更板の他の動作を示す図。 図４，５の風向変更板の駆動指令を出力するスイッチを示す図。 図４，５の変形例を示す図。

符号の説明

１０ フロントシート
２０ セカンドシート
３０ サードシート
３１ アッパーベント吹出口
４０,５０ 風向変更板
４１ サイドプレート
４２ ガイドプレート
４４ 天井板
４６ アクチュエータ
１００ 空調ユニット

Claims (3)

1. 空調風を生成する空調ユニットと、
   前記空調ユニットで生成された空調風をフロントシートの前方に設けられた吹出口からリヤシートの上方空間に向けて送風する送風手段と、
   車室内天井部近傍に配設され、前記送風手段により送風された空調風をリヤシート側乗員に導く風向変更板とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記風向変更板は、複数列のリヤシートに対応して車両前後方向に複数並設され、
   少なくとも車両前方側に位置する風向変更板は、前記送風手段により送風された空調風の一部を下方のリヤシート側乗員に向けて送風し、残りを車両後方側の風向変更板に向けて送風するように構成されることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   少なくとも車両前方側に位置する前記風向変更板は車室内天井部から上下動可能に支持され、この上下動に応じて下方への送風と車両後方への送風の風量配分を変更するように構成したことを特徴とする車両用空調装置。
   

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