JP2005350056A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな構成で、空気流の混合能率を改善しつつ、乗客室の前方エリアと後方エリアとに大きく異なる温度範囲を設定することができる空調装置を提供すること。
【解決手段】熱交換器（４）の下流側の流れ方向において、移動可能であって、貫通孔（５ａ）を備えたフレキシブルシート部品（５）が、エバポレータ（３）からの空気流（Ｌｋ）と熱交換器（４）からの空気流（Ｌｗ）を混合するために設けられる。それにより、２つの空気流（Ｌｋ，Ｌｗ）が、貫通孔（５ａ）を介して乗客室の前方エリアに繋がる空気通路（２ａ）に入るときに、直接的に混合される。さらに、後方エリアに繋がる空気通路（２ａ）には、２つの空気流（Ｌｋ，Ｌｗ）を調節する制御フラップ（９）が取り付けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、乗客室に供給される空気の温度が、冷たい空気と暖かい空気とを混合することによって調整される、車両用空調装置に関する。

上述した空調装置において、通過する空気を冷却するエバポレータと、通過する空気を加熱する熱交換器との間に、フラップの形態の混合部品を備えることが公知である。そのフラップを調整することによって、冷たい空気流と暖かい空気流が、乗客室に供給される前に、所望の温度となるように混合される。

これは、互いに関連する冷たい空気流と暖かい空気流との流れ方向が、制御フラップの調整に従って変化され、それによって、異なる混合状態が生じるときに、ある時間の経過が必要となる。さらに、エバポレータと熱交換器との間の制御フラップの調整によっては、乗客室の前方エリアと後方エリアとに大きく異なる温度範囲を設定することは不可能である。

本発明の目的は、乗客室の前方エリアと後方エリアとに大きく異なる温度範囲を設定することができる空調装置を提供することである。また、本発明のさらなる目的は、この種の空調装置の構成をシンプルにしつつ、空気流の混合の能率を改善することである。

本発明によれば、熱交換器の下流側の流れ方向において、少なくとも１つの制御部品が、特に、移動可能であって、貫通孔を備えたフレキシブルシート部品の形態で、空気流を混合するために設けられる。それにより、エバポレータからの冷たい空気と熱交換器からの暖かい空気とが、制御部品に乱されることなく流れて、２つの空気流が、乗客室の前方エリアに繋がる空気通路に入るときに、直接的に混合される。この結果として、例えば、最も冷たい空気の供給が、前方エリアにセットされ、かつ最も暖かい空気の供給が後方エリアにセットされることが可能となり、及びその逆も可能となる。

さらに、前方エリア用に、制御部品として貫通孔を備えたフレキシブルシート部品を使用することによって、設定された混合比率に係わらず、冷たい空気流と暖かい空気流とが、同じ流れ角度で、混合エリアにおいて相互に出会うことが達成される。その結果、コンパクトな構造において、常に同じ混合状態が生じ、それによって、狭い空間における混合性が改善される。

本発明の好ましい実施形態が、図面を参照しつつ、以下に説明される。

図１において、１は、メイン通路２を取り囲む空調装置のハウジングを示している。メイン通路２には、上流側かつ通路入口に配置され、空気Ｌが通過するエバポレータ３があり、それよりも下流側に配置され、空気が通過する熱交換器４がある。エバポレータ３を通過する空気は、これによって冷却され、熱交換器４を通過する空気は、これによって暖められ、エバポレータ３から到来する空気流の一部が、熱交換器４を介して流れる。

ハウジング１の上側では、分離通路２ａが分岐しており、これは、乗客室のダッシュボードエリアに繋がっている。分岐通路２ａには、異なるフラップＫ１〜Ｋ４が、空気供給を制御するために設けられている。フラップＫ１，Ｋ２は、フロントガラス近傍の空気出口用に設けられ、フラップＫ３は、前席に着座した乗客に対する空気流用に設けられ、そして、フラップＫ４は、前席の足下エリアへの空気供給用に設けられている。

熱交換器４の下部の手前にてメイン通路２から分岐する分離通路２ｂがあり、それは、後方の乗客の足下エリアに繋がっており、また、そこには、制御フラップＫ５が、この通路を開閉するために配置されている。

熱交換器４は、垂直に配置されたエバポレータ３から離れて、かつエバポレータ３に向かって傾けられて、メイン通路２内に配置されている。エバポレータ３の上端から熱交換器４の下端から離れつつ、その下端にかけて、円弧状に、フレキシブルシート部品５のための案内手段６が伸びている。フレキシブルシート部品５は、フレーム５ｂによって囲まれる貫通孔５ａを有している。

移動手段、例えば、シート部品５と結合され、かつ歯車５ｄと噛み合う歯部が形成されたラック５ｃによって、シート部品５は、案内手段６に沿って移動され得る。案内手段６とシート部品５は、ともに、メイン通路２の円弧形状の制限内壁を形成する。

熱交換器４の上端からフレキシブルシート部品５の方向に向かって、仕切壁７が伸びている。それによって、冷たい空気流が、シート部品５によって形成される制御部エリアにおける暖かい空気流から分離される。図１において、暖かい空気流の流れが、矢印Ｌｗによって示され、冷たい空気流の流れが、矢印Ｌｋによって示されている。

熱交換器４の下端と、案内手段６及びそれによって形成される制限内壁の下端との間に、暖かい空気流Ｌｗ用に、分離通路２ｂに開口する貫通孔８が形成されている。そこでは、制御フラップ９が、後方エリアに繋がる分離通路２ｂ内で暖かい空気と冷たい空気とを混合するために設けられている。

熱交換器４の上端部における仕切壁７は、シート部品５の面の直前まで伸びており、図１において、仕切壁７に対する貫通孔５ａの位置は、仕切壁７によって貫通孔５ａが、冷たい空気及び暖かい空気のための、二つの凡そ等しい大きさの部分開口に分割される位置に対応しており、その結果、５０％の冷たい空気と５０％の暖かい空気の混合比率が得られる。

図１に示すように、二つの空気流Ｌｋ，Ｌｗは、配置の幾何学的関係によって予め決定される、略９０°の角度で、貫通孔５ａのエリアで出会う。その結果、狭い空間において、良好な混合が起こる。ここで、案内手段６とシート部品５によって形成されるメイン通路２の制限内壁は、冷たい空気流Ｌｋの側で、仕切壁７と鋭角をなし、一方、仕切壁７の反対の側で、それは、制限内壁と鈍角をなす。図２は、貫通孔５ａが、固定の仕切壁７によって凡そ３０：７０の割合で分割され、その結果、約３０％の冷たい空気と約７０％の暖かい空気が貫通孔５ａを流れるシート部品５の位置を示している。図２における矢印が示すように、二つの空気流Ｌｋ、Ｌｗの接触角度は変化しないので、同様の良好な混合状態が、変化された混合比率に対しても依然として得られる。

図３及び図４は、調整の極限を示しており、図３によれば、冷たい空気のみが、貫通孔５ａを介して流れ、かつ後方エリアのための制御フラップ９も、冷たい空気のみが流れることを許可している。このように、熱交換器４の空気出口は、閉じられている。この位置において、熱交換器４からの暖かい空気のみが、分離通路２ｂを介して後方エリアに流れるように、制御フラップ９が移動された場合、後方エリアには最も暖かい空気が供給され、その一方で、前方エリアには最も冷たい空気が供給される。図４は、エバポレータ３からの冷たい空気がブロックされ、暖かい空気のみが後方エリア及び前方エリアに導入される位置を示している。

それらの代表例が示すように、乗客室の前方及び後方エリアにおいて、大きく異なる温度範囲が互いに独立して設定され得る。後ろの客室を空調するための分離通路２ｂにおいて、後方エリアまでの空気通路の長さによって、二つの空気流の十分な混合が生じるので、図示されるように、シンプルなフラップ制御が使用できる。その一方、乗客室の前方エリアの空調のために、フレキシブルシート部品５の形態の制御部品を用いているので、非常に狭い空間にて冷たい空気と暖かい空気との良好な混合が達成される。

図５は、二つの分離フレキシブルシート部品５０ａ，５０ｂが、例えば、貫通孔５ａの大きさを設定するために、歯車５１ａ，５１ｂによって、シート部品５０ａ，５０ｂに搭載された歯部が形成されたレールに沿って、相互に移動可能である制御スライドとして構成された、第１の変形実施形態を示す。このようにしても、例えば、冷たい空気を流す側の貫通孔５ａの大きさを、暖かい空気を流す側の貫通孔５ａの大きさよりも大きく設定したり、その逆の関係に設定したりすることが可能になる。

この実施形態では、図５に示されるように、二つの分離した調整手段を用いているので貫通孔５ａの大きさが設定されるのみでなく、同一方向に同じ量だけ二つの移動手段を一緒に移動させることによって、仕切壁７に対する貫通孔５ａの再配置を行うことが可能となる。その結果、貫通孔５ａは全体として、円弧形状の制限内壁に沿って、仕切壁７に対して再配置される。なお、二つのシート部品５０Ａａ，５０ｂが案内手段に沿って一緒に移動され、貫通孔５ａの位置のみが、二つの調整手段によって調整されるように、分離された移動手段を設けることも可能である。

フレキシブルシート部品５，５０ａ，５０ｂの代わりに、他の制御部品が、互いに独立して前方エリアと後方エリアに大きく異なる温度を設定するために設けられることも可能である。図６は、フレキシブルシート部品５，５０ａ，５０ｂの代わりに、冷たい空気流用の制御フラップ２０ａ，２０ｂと、暖かい空気流用の制御フラップ２１ａ，２１ｂを有する第２の変形実施形態を示す。

この実施形態において、２個の制御フラップ２０ａ，２０ｂが、熱交換器４の上端とハウジング内壁との間に配置され、それによって、前方エリアに繋がる分離通路２ａへの冷たい空気の流入が調整される。同様にして、２個の制御フラップ２１ａ，２１ｂが、熱交換器４の上端における仕切壁７とハウジング内壁との間に配置され、熱交換器４から分離通路２ａへの暖かい空気の流れを調整する。

熱交換器４の下端においては、前述した実施形態の場合と同様に、後方エリアに繋がる分離通路２ｂへ開口する貫通孔８が設けられている。制御フラップ９が、制御フラップ２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂのように、異なる各部の位置に示されている。

この実施形態では、内壁部分と制御フラップ２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂとが一緒になって、図１における円弧形状の制限内壁に対応する、分離通路２ａに関するメイン通路２の制限内壁を形成する。

示される実施形態において、２個の制御フラップ２０ａ，２０ｂは、仕切壁７の前端から、ハウジングの制限内壁へとある角度で伸びるエリアに配置されても良く、その結果、分離通路２ａに対するメイン通路２の制限内壁は、図１に示されるものに対応して、凡そ円弧形状となる。

また、この実施形態においても、例えば最も冷たい空気の供給が、制御フラップ２０ａ，２０ｂを開き、制御フラップ２１ａ，２１ｂ及び制御フラップ９を閉じることにより、前席及び後方エリアに設定され得る。この位置において、制御フラップ９が、図４に示す位置に回転されると、その時、最も暖かい空気が後方エリアに供給され、一方、前方エリアには、最も冷たい空気が供給される。

それぞれの場合において、２個の制御フラップ２０ａ，２０ｂ及び２１ａ，２１ｂを用いる代わりに、ただ１個の制御フラップを、冷たい空気用及び暖かい空気用に設けても良い。

エバポレータと熱交換器とを有する空調装置の概略的な断面を示す断面図である。 貫通孔５ａが、固定の仕切壁７によって凡そ３０：７０の割合で分割され、その結果、約３０％の冷たい空気と約７０％の暖かい空気が貫通孔５ａを流れるシート部品５の位置を示す空調装置の断面図である。 冷たい空気のみが、貫通孔５ａを介して流れ、かつ後方エリアのための制御フラップ９も、冷たい空気のみが流れることを許可している状態を示す空調装置の断面図である。 エバポレータ３からの冷たい空気がブロックされ、暖かい空気のみが後方エリア及び前方エリアに導入される状態を示す空調装置の断面図である。 制御部に調整可能な貫通孔を有する第１の変形実施形態を示す断面図である。 フレキシブルシート部品の代わりに、フラップを有する第２の変形実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ メイン通路
３ エバポレータ
４ 熱交換器
５ フレキシブルシート部品
５ａ 貫通孔
６ 案内手段
７ 仕切壁
８ 開口
９ 制御フラップ

Claims (9)

1. 第１の分離通路（２ａ）が乗客室の前方エリアに分岐し、第２の分離通路（２ｂ）が後方エリアに分岐するメイン空気通路（２）に、エバポレータ（３）と熱交換器（４）とを備える車両用空調装置であって、
   前記熱交換器（４）は、前記メイン空気通路の一部のエリアを占め、前記エバポレータ（３）を通過した空気は、前記熱交換器（４）を介して流れ、
   少なくとも１つの制御部品（５，２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ）が、前記乗客室の前方エリアに繋がる第１の分離通路（２ａ）に向けて、一方では、エバポレータ（３）から到来する空気流を調節し、他方では、熱交換器（４）から到来する空気流を調節するように設けられることを特徴とする車両用空調装置。
2. 制限内壁が、前記エバポレータ（３）の上端から、当該エバポレータ（３）から離間した熱交換器（４）の下端にかけて、円弧状に伸びて、前記熱交換器（４）から到来する空気流（Ｌｗ）が前記後方エリアに繋がる第２の分離通路（２ｂ）に流入するための開口（８）を形成し、前記少なくとも１つの制御部品（５）が、前記制限内壁に配置され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. 前記前方エリア用に設けられる制御部品は、貫通孔（５ａ）が設けられたフレキシブルシート部品（５）として形成され、そのシート部品（５）は、当該シート部品（５）の手前のエリアにおいて、前記熱交換器（４）から生じる空気流（Ｌｗ）を、前記エバポレータ（３）から到来する空気流（Ｌｋ）から分離する仕切壁（７）に対して、案内手段（６）としての前記制限内壁に沿って移動可能であ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. 前記シート部品（５）は、相互に移動可能である複数の部品（５０ａ，５０ｂ）から形成され、それによって、前記貫通孔（５ａ）の大きさが調整可能であることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 制御フラップ（９）が、前記開口（８）に配置され、それによって、前記熱交換器（４）から前記第２の分離通路（２ｂ）に向けて到来する空気流が調節されることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
6. 前記熱交換器（４）の端部と、ハウジング（１）の制限内壁との間に、前記エバポレータ（３）から到来し、前記前方エリアに繋がる第１の分離通路（２ａ）に流入する空気流のために、少なくとも１つの制御部品（２０ａ，２０ｂ）が配置され、前記熱交換器（４）の下流の流れ方向において、当該熱交換器（４）から到来し、前記第１の分離通路（２ａ）に流入する空気流が通過する位置に、少なくとも１つの制御部品（２１ａ，２１ｂ）が設けられ、前記熱交換器（４）の下端に、前記後方エリアに繋がる第２の分離通路（２ｂ）に開口し、かつ制御フラップ（９）が取り付けられた貫通孔（８）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
7. 乗客室に供給する空気を流す空気通路（２）と、
   前記空気通路（２）に設けられ、通過する空気を冷却するエバポレータ（３）と、
   前記空気通路（２）において、当該空気通路（２）の一部のエリアを占めるように、前記エバポレータ（３）の下流側に設けられ、通過する空気を加熱する熱交換器（４）と、
   前記熱交換器（４）の下流側に設けられ、前記エバポレータ（３）からの空気流と、前記熱交換器（４）からの空気流とを混合するための開口部（５ａ）と、
   前記開口部（５ａ）における、前記エバポレータ（３）からの空気流（Ｌｋ）が通過する開口量と前記熱交換器（４）からの空気流（Ｌｗ）が通過する開口量とを可変して、混合された空気流の温度を調節する温度調節手段（５ｂ〜５ｄ）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
8. 前記熱交換器（４）から前記開口部（５ａ）に向かって、前記熱交換器（４）からの空気流（Ｌｗ）と、前記エバポレータ（３）からの空気流（Ｌｋ）とを分離する仕切壁（７）が設けられ、前記温度調節手段（５ｂ〜５ｄ）は、前記仕切壁（７）に対して、前記開口部（５ａ）を移動させることによって、前記２つの空気流（Ｌｋ，Ｌｗ）が通過する開口量を可変することを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記開口部（５ａ）はシート部品（５，５０ａ，５０ｂ）に形成され、当該シート部品（５，５０ａ，５０ｂ）の移動によって、前記開口部（５ａ）が前記仕切壁（７）に対して移動することを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。

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