JP2006027377A - 車両用空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数の吹出開口部から同時に空気を吹き出す吹出モードにおける空調フィーリングの改善と最大暖房性能の向上とを両立させる。
【解決手段】 最大冷房時には、第2ドア22により第2ヒータコアバイパス通路18を全開して入口通風路23を全閉し、第1ドア21により蒸発器バイパス通路15を全閉し、最大暖房時には、第2ドア22により第2ヒータコアバイパス通路18を全閉して入口通風路23を全開し、第1ドア21により蒸発器バイパス通路15を全開して第1ヒータコアバイパス通路17を全閉する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、車両用空調装置の室内空調ユニット部における温度制御性および最大暖房性能の改善に関する。
従来、車両用空調装置の室内空調ユニット部においては、図10〜図13に示すように、暖房用熱交換器をなすヒータコア16の直後にフット開口部19、およびフェイス開口部20および吹出モード切替ドア26を配置して、ユニット体格の小型化を図ることが提案されている。
また、特許文献1には、図12の従来例と同様にヒータコア16の両側にエアミックスドア210、22を配置するものが提案されている。
仏国特許2821588号明細書
ところで、図10の従来技術では、ヒータコア16の吹出側と、フット開口部19およびフェイス開口部20との距離Lが小さいので、ヒータコア16で加熱された温風とヒータコア16のバイパス通路18を通過する冷風とを十分混合できない。
そのため、フット開口部19とフェイス開口部20を吹出モード切替ドア26により同時に開口するバイレベルモード時に、ヒータコア16で加熱された温風が主にフット開口部19側へ流れ、ヒータコア16のバイパス通路18を通過する冷風が主にフェイス開口部20側へ流れるという現象が発生する。
この結果、フット吹出温度とフェイス吹出温度との温度差(上下吹出温度差)が過度に拡大するので、バイレベルモード時の空調フィーリングを悪化させる。
また、図11は図10の従来技術の最大暖房状態を示すもので、送風空気の全部が冷房用熱交換器をなす蒸発器13を通過してからヒータコア16に流入するので、最大暖房時の通風抵抗が増大して吹出風量を減少させる。このことが最大暖房性能を低下させる原因になっている。
図12は図10、図11と別の従来技術であり、ヒータコア16の両側にバイパス通路17、18を形成し、ヒータコア16の両側にエアミックスドア210、22を配置している。このため、バイレベルモード時にフット開口部19およびフェイス開口部20にそれぞれ温風と冷風が流れ込む。従って、バイレベルモード時の上下吹出温度差が図10、図11の従来技術のように過度に拡大するなく、適度の範囲に設定することが可能となる。
しかし、この図12の従来技術においても、最大暖房時に送風空気の全部が蒸発器13を通過するので、通風抵抗が増大し、最大暖房性能を低下させる。
図13は更に別の従来技術であり、蒸発器13の側方に蒸発器13のバイパス通路15、およびこのバイパス通路15を開閉する専用のドア211を設けたものである。これによると、最大暖房時にドア211によって蒸発器13のバイパス通路15を開口することにより、通風抵抗を低下させ、最大暖房性能を向上できる。
しかし、図13の従来技術において、バイレベルモードを設定すると、図10と同様に、ヒータコア16で加熱された温風とヒータコア16のバイパス通路18を通過する冷風が混合されることなく、フット開口部19とフェイス開口部20に分かれて流入する。このため、バイレベルモード時に上下吹出温度差が過度に拡大して空調フィーリングを悪化させる。
なお、特許文献1の従来技術は図12と同様にヒータコアの両側に2つのアミックスドアを配置したものであるが、最大暖房時には送風空気の全部が蒸発器を通過するので、通風抵抗が増大し、最大暖房性能を低下させる。
本発明は、上記点に鑑み、複数の吹出開口部から同時に空気を吹き出す吹出モードにおける空調フィーリングの改善と最大暖房性能の向上とを両立させることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、室内へ向かって空気が流れる空調ケース(11)内において冷房用熱交換器(13)の一端側に冷房用熱交換器バイパス通路(15)を形成し、
空調ケース(11)内において冷房用熱交換器(13)の下流側に配置される暖房用熱交換器(16)の一端側および他端側に、第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)および第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を形成し、
空調ケース(11)内に冷房用熱交換器バイパス通路(15)および第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)を開閉する第1ドア(21)を配置するとともに、
空調ケース(11)内に第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)および暖房用熱交換器(16)の入口通風路(23)を開閉する第2ドア(22)を配置し、
空調ケース(11)において暖房用熱交換器(16)の下流側に、車室内へ空気を吹き出す少なくとも2つの吹出開口部(19、20)を配置し、
第2ドア(22)が第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を全開して入口通風路(23)を全閉する最大冷房時には、第1ドア(21)が冷房用熱交換器バイパス通路(15)を全閉し、
第2ドア(22)が第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を全閉して入口通風路(23)を全開する最大暖房時には、前記第1ドア(21)が前記冷房用熱交換器バイパス通路(15)を全開して前記第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)を全閉することを特徴としている。
これによると、2つの吹出開口部(19、20)から同時に空気を吹き出す吹出モードの際に、暖房用熱交換器(16)の一端側および他端側に形成した第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)および第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を第1、第2ドア(21、22)により同時に開口できる。
そのため、この両バイパス通路(17、18)にそれぞれ冷風を流すことができるから、暖房用熱交換器(16)の両側で冷風と温風の混合を行うことができる(図1参照)。この結果、暖房用熱交換器(16)の下流側に2つの吹出開口部(19、20)を小さい距離Lで近接配置するレイアウトを採用しても、2つの吹出開口部(19、20)からの吹出温度差を適度な範囲に設定することが可能となり、空調フィーリングを向上できる。
しかも、最大暖房時には、第2ドア(22)により第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を全閉して入口通風路(23)を全開するとともに、第1ドア(21)により冷房用熱交換器バイパス通路(15)を全開して第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)を全閉するから、冷房用熱交換器(13)の通風面積に更に冷房用熱交換器バイパス通路(15)の通風面積を加えた通風路でもって送風空気を暖房用熱交換器(16)側へ送風できる。
そして、この送風空気の全量を冷房用熱交換器バイパス通路(15)と入口通風路(23)から暖房用熱交換器(16)に流入できる(図2参照)。この結果、最大暖房時の吹出温風量を増大して最大暖房性能を向上できる。
また、最大冷房時には第2ドア(22)により第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を全開して入口通風路(23)を全閉するとともに、第1ドア(21)により冷房用熱交換器バイパス通路(15)を全閉するから、送風空気の全量を冷房用熱交換器(13)に流入させて冷却し、その冷風の全量が第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を冷風のまま通過する(図3参照)。このため、最大冷房性能を何ら支障なく発揮できる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の車両用空調装置において、第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)の通路面積に比較して第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)の通路面積を大きくすることを特徴とする。
これによると、最大冷房時に冷風の全量が第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を小さい通風抵抗で通過するから、最大冷房時の吹出冷風量を増大して最大冷房性能を向上できる。
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の車両用空調装置において、少なくとも2つの吹出開口部のうち、一方の吹出開口部は車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部(19)であり、他方の吹出開口部は車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部(20)であり、
フット開口部(19)は第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)の下流側に配置され、
フェイス開口部(20)は第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)の下流側に配置されることを特徴とする。
これによると、フット開口部(19)とフェイス開口部(20)から同時に空気を吹き出すバイレベルモード時に、第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)と第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)との通路面積の大小関係から、フット開口部(19)からの吹出空気温度に比較してフェイス開口部(20)からの吹出空気温度を低くして頭寒足熱型の上下吹出温度分布を適度の温度差で設定できる。よって、バイレベルモード時の快適な空調フィーリングが得られる。
請求項4に記載の発明では、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において、少なくとも2つの吹出開口部(19、20)を開閉するドア手段を、吹出開口部(19、20)へ向かう空気流れと直交する方向へ移動するドア手段(26)により構成したことを特徴とする。
このような空気流れと直交する方向へ移動するドア手段(26)を採用することにより、暖房用熱交換器(16)の下流側に2つの吹出開口部(19、20)を小さい距離Lで近接配置することができ、空調装置の体格の小型化に貢献できる。しかも、本発明では、このようなレイアウトを採用しても、前述の理由から、2つの吹出開口部(19、20)からの吹出空気温度差を適度な範囲に設定できる。
請求項5に記載の発明のように、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、第2ドア(22)と第1ドア(21)を連動操作するドア駆動機構(24、25)を備えて、両ドア(21、22)を連動操作する構成を採用できる。
請求項6に記載の発明のように、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、前記第1ドア(21)および前記第2ドア(22)をそれぞれ独立に操作するドア駆動機構(24、25、27)を備えて、両ドア(21、22)を独立操作するようにしてもよい。
これによると、車室内吹出空気の温度制御領域において、両ドア(21、22)を独立操作することにより、両吹出開口部(19、20)からの吹出温度差を車両環境条件や乗員の好み等に応じてきめ細かく調整できる。
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置において、冷房用熱交換器(13)の上流側に向かって空気を送風する送風機部(12)が、冷房用熱交換器(13)の一端側および暖房用熱交換器(16)の一端側に隣接して配置され、
第1ドア(21)が送風機部(12)と冷房用熱交換器(13)および暖房用熱交換器(16)の一端側とに囲まれた部位に配置されることを特徴とする。
これによると、送風機部(12)吹出側と冷房用熱交換器(13)の空気入口側との繋ぎ通路(14a)のスペースを活用して、第1ドア(21)をコンパクトに配置できる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
(第1実施形態)
図1〜図3は本実施形態による車両用空調装置の室内空調ユニット部10を示すもので、図1はバイレベルモード時の温度制御状態を示し、図2はフットモード時の最大暖房状態を示す。図3はフェイスモード時の最大冷房状態を示す。なお、図1〜図3における上下前後の矢印は車両搭載状態における方向を示す。
この室内空調ユニット部10は車室内後席側を空調するためのものである。この後席側の室内空調ユニット部10は例えば、ワゴンタイプの車両における車室内後席側領域の左右の車体側壁部に搭載される。
室内空調ユニット部10は車室内へ向かって流れる空気の通路を構成する樹脂製の空調ケース11を備えている。この空調ケース11は樹脂成形上の都合、内蔵部品の組付上の都合等から、実際には複数の分割ケース体として成形され、この複数の分割ケース体をねじやクリップ等の締結手段により一体に締結することにより空調ケース11が構成される。
そして、本実施形態では、空調ケース11のうち、車両前方側の上方部に送風機部12を一体に配置した構成になっている。この送風機部12は、遠心式の送風ファン12aをスクロールケーシング12b内に収容し、送風ファン12aをモータ(図示せず)により回転駆動するようになっている。
なお、スクロールケーシング12bの図示しない吸入口は車室内に開口して内気(車室内空気)を吸入し、この吸入空気(内気)を送風ファン12aにより送風するようになっている。
スクロールケーシング12bの吹出通路部12cは車両後方側の斜め下方へ向かうように形成されている。空調ケース11の底面部11aは、この吹出通路部12cの空気吹出方向に沿って車両前方側から車両後方側へ向かって斜め下方に形成され、この傾斜底面部11aの内側に、蒸発器13の入口側通路14、およびこの入口側通路14と吹出通路部12cとを繋ぐ繋ぎ通路14aが形成されている。
蒸発器13は送風空気を冷却する冷房用熱交換器であって、空調ケース11の傾斜底面部11aの傾斜に沿って傾斜配置されている。すなわち、蒸発器13は空調ケース11の内部において傾斜底面部11aの上方側の部位に、車両前方側から車両後方側へ向かって斜め下方に向くように傾斜配置されている。
蒸発器13は、周知のように蒸気圧縮式冷凍サイクルの低圧側熱交換器であり、その熱交換コア部13aを下方から上方へ通過する空気から低圧冷媒が吸熱して蒸発することにより、この通過空気を冷却する。
蒸発器13の熱交換コア部13aは複数の偏平チューブとコルゲート状伝熱フィンとの積層構造により構成され、この熱交換コア部13aの一端側(車両前方側端部)および他端側(車両後方側端部)に冷媒の分配、集合を行うタンク部13b、13cを配置している。
なお、空調ケース11の傾斜底面部11aの車両後方側端部が最低部位となっており、この最低部位に蒸発器13で発生する凝縮水の排水口11bが配置されている。一方、空調ケース11の内部において、蒸発器13の車両前方側端部と送風機部12との間の中間部位に蒸発器バイパス通路15が形成されている。
そして、空調ケース11内において、蒸発器13の空気流れ下流側にヒータコア16が配置されている。より具体的には、蒸発器13の上方側で、かつ、車両前方側部位に偏ってヒータコア16が配置される。ここで、ヒータコア16は蒸発器13に比較して水平面に対する傾斜角度を非常に小さくして略水平状態に配置されている。
ヒータコア16は、その熱交換コア部16aを下方から上方へ通過する空気を車両エンジン(図示せず)からの温水(エンジン冷却水)により加熱する温水式の暖房用熱交換器である。ヒータコア16の熱交換コア部16aも複数の偏平チューブとコルゲート状伝熱フィンとの積層構造により構成され、この熱交換コア部16aの一端側(車両前方側端部)および他端側(車両後方側端部)に温水の分配、集合を行うタンク部16b、16cを配置している。
そして、空調ケース11内において、ヒータコア16の一端側(車両前方側)および他端側(車両後方側)の部位にそれぞれ第1、第2ヒータコアバイパス通路17、18が形成されている。
空調ケース11の上面部のうち車両前方側部位にフット開口部19が配置され、車両後方側部位にフェイス開口部20が配置されている。このため、フット開口部19は、蒸発器バイパス通路15および第1ヒータコアバイパス通路17の上方側に位置している。また、フェイス開口部20は第2ヒータコアバイパス通路18の上方側に位置している。
第1ヒータコアバイパス通路17に比較して第2ヒータコアバイパス通路18の通路断面積を大きくして、フット開口部19側よりもフェイス開口部20側の通風抵抗が小さくなるようにしてある。
フット開口部19は、図示しないフット吹出ダクトを介して車室内の後席乗員の足元側へ空気を吹き出すものである。また、フェイス開口部20は、図示しないフェイスダクトを介して後席乗員の顔部側へ空気を吹き出すものである。
第1エアミックスドア21は、蒸発器バイパス通路15と第1ヒータコアバイパス通路17を開閉するものであり、本例では、回転軸21aを中心として回転可能な板ドアにより構成されている。
より具体的には、回転軸21aの軸方向は車両左右方向(図1〜図3の紙面垂直方向)に向くように配置され、そして、回転軸21aは車両上下方向に対しては蒸発器バイパス通路15と第1ヒータコアバイパス通路17との中間部位に位置し、かつ、車両前後方向に対しては送風機部12のスクロールケーシング12bの車両後方側直後の部位に位置している。
これにより、第1エアミックスドア21は回転軸21aを中心として車両上下方向に回転する。図1および図3は、第1エアミックスドア21が下端位置まで回転して蒸発器バイパス通路15を全閉するとともに第1ヒータコアバイパス通路17を全開する温度制御状態および最大冷房状態を示す。
図2は、第1エアミックスドア21が上端位置まで回転して蒸発器バイパス通路15を全開するとともに第1ヒータコアバイパス通路17を全閉する最大暖房状態を示す。
第2エアミックスドア22は、第2ヒータコアバイパス通路18とヒータコア入口通風路23を開閉するものであり、本例では、回転軸22aを中心として回転可能な板ドアにより構成されている。ヒータコア入口通風路23は、蒸発器13の上方側(下流側)をヒータコア16の下方側(上流側)に連通させる通路である。
第2エアミックスドア22の回転軸22aはヒータコア16の車両後方側の下端部付近に配置され、回転軸22aの軸方向は車両左右方向(図1〜図3の紙面垂直方向)に向くようになっている。
これにより、第2エアミックスドア22は回転軸22aを中心として車両前後方向に回転する。図2は、第2エアミックスドア22が車両後方側の端部位置まで回転して第2ヒータコアバイパス通路18を全閉するとともにヒータコア入口通風路23を全開する最大暖房状態を示す。
図3は第2エアミックスドア22が車両前方側の端部位置まで回転して第2ヒータコアバイパス通路18を全開するとともにヒータコア入口通風路23を全閉する最大冷房状態を示す。
そして、図1は第2エアミックスドア22が車両前方側と車両後方側の中間開度位置に回転して、第2ヒータコアバイパス通路18とヒータコア入口通風路23の両方を所定の中間開度で開口する温度制御状態を示す。
図示するように、蒸発器13とヒータコア16との間隔は、第1ヒータコアバイパス通路17側(車両前方側)の間隔に比較して第2ヒータコアバイパス通路18側(車両後方側)の間隔を大きくしている。これにより、第1エアミックスドア21に比較して第2エアミックスドア22のドア面積を大きくしている。
本実施形態では、第1エアミックスドア21と第2エアミックスドア22とを共通のドア駆動機構にて連動操作するようになっている。具体的には、第1エアミックスドア21の回転軸21aと第2エアミックスドア22の回転軸22aとの間を回転可能に連結するリンク機構24(図1に破線図示)を設け、このリンク機構24にドア駆動源をなすサーボモータ25の出力軸25aを連結し、サーボモータ25の回転出力によってリンク機構24を介して両エアミックスドア21、22を連動操作するようになっている。
サーボモータ25の作動角変化に対して、第2エアミックスドア22は図2の最大暖房位置と図3の最大冷房位置との間で回転位置を連続的に変化させる。これに対し、第1エアミックスドア21は、第2エアミックスドア22が図3の最大冷房位置から図2の最大暖房位置の直前位置に回転する間、図1および図3に示す蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)を保持する。そして、第2エアミックスドア22が図2の最大暖房位置に移行すると第1エアミックスドア21は図2に示す蒸発器バイパス通路15の全開位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全閉位置)に一挙に移行するようになっている。このような両エアミックスドア21、22の連動操作関係はリンク機構24によって達成される。
一方、空調ケース11内において、フット開口部19およびフェイス開口部20の入口部(両開口部19、20の直下部位)に吹出モードドア26が配置されている。この吹出モードドア26は両開口部19、20への空気流れ方向と直交する方向(車両前後方向)に直線的にスライド移動するスライド式ドアである。
吹出モードドア26をこのようなスライド式ドアで構成することにより、ヒータコア16と両開口部19、20との距離Lを小さな値(例えば、40〜50mm程度)に設定できる。
この吹出モードドア26の操作機構として、車両左右方向(図1〜図3の紙面垂直方向)に向くように配置された回転軸26aを有し、この回転軸26aに設けたピニオン(図示せず)と吹出モードドア26に車両前後方向に延びるように設けたラック(図示せず)とのギヤ結合により吹出モードドア26が車両前後方向にスライド移動する。回転軸26aは図示しない駆動用サーボモータに連結され、このサーボモータの回転出力によって回転駆動される。
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図1は吹出モードドア26が図示しない駆動用サーボモータによって車両前後方向の中間位置に操作され、フット開口部19とフェイス開口部20の両方を同時に開口するので、吹出モードとしてバイレベルモードが設定されている。
一方、第2エアミックスドア22が駆動用サーボモータ25によってリンク機構24を介して中間開度位置に操作され、第2ヒータコアバイパス通路18とヒータコア入口通風路23の両方を所定の中間開度で開口する。この第2エアミックスドア22の中間開度位置への回転操作に連動して第1エアミックスドア21は蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)に操作される。
このため、フット開口部19には第1ヒータコアバイパス通路17を通過する冷風aとヒータコア16を通過する温風bとを混合した所定温度の空調風を流入させることができる。また、フェイス開口部20には第2ヒータコアバイパス通路18を通過する冷風cと
ヒータコア16を通過する温風dとを混合した所定温度の空調風を流入させることができる。
ここで、第1ヒータコアバイパス通路17に比較して第2ヒータコアバイパス通路18の通路断面積を大きくしているので、フット開口部19への冷風流入量よりもフェイス開口部20への冷風流入量を多くすることができる。これにより、フット吹出温度に比較してフェイス吹出温度を低くすることができる。
しかも、フット開口部19とフェイス開口部20の両方へ確実に冷風a、cと温風b、dを導くことができるので、フット吹出温度とフェイス吹出温度との温度差(上下吹出温度差)を過剰に拡大することなく、フィーリング上、適度の範囲(例えば、20℃前後)に設定できる。
図4は横軸に第2エアミックスドア22の開度をとり、縦軸に吹出温度をとったものである。横軸の開度:0%は図3に示す最大冷房位置であり、横軸の開度:100%は図2に示す最大暖房位置である。
図10および図13の従来技術であると、第2エアミックスドア22の中間開度位置(温度制御状態)では、前述の理由からフット吹出温度とフェイス吹出温度との温度差(上下吹出温度差)が44℃にも拡大してしまうが、本実施形態によると、上下吹出温度差を21℃という適度の範囲に設定できることを確認できた。
これにより、バイレベルモード時に適度な上下吹出温度差による頭寒足熱型の快適な吹出温度分布を形成できる。
ところで、本実施形態によると、吹出モードドア26として両開口部19、20への空気流れ方向と直交する方向(車両前後方向)に直線的にスライド移動するスライド式ドアを用いているから、ヒータコア16と両開口部19、20との距離Lを40〜50mm程度の小さな値に設定できる。これにより、室内空調ユニット10の上下方向の体格を小型化できる。
このように距離Lを小さくすることは本来的には、両開口部19、20の入口側での冷温風の混合を困難とするのであるが、本実施形態によると、距離Lを小さくしても上述の理由にてバイレベルモード時に適度な上下吹出温度差を設定することができる。従って、室内空調ユニット10の小型化とバイレベルモード時の空調フィーリング確保とを両立できる。
図2は吹出モードドア26が図示しない駆動用サーボモータによって車両後方側位置に操作され、フット開口部19を全開すると同時に、フェイス開口部20を全閉するので、吹出モードとしてフットモードが設定されている。
一方、第2エアミックスドア22が駆動用サーボモータ25によってリンク機構24を介して車両後方側の端部位置に操作され、第2ヒータコアバイパス通路18を全閉すると同時に、ヒータコア入口通風路23を全開する。すなわち、第2エアミックスドア22が最大暖房位置に操作される。
これに連動して第1エアミックスドア21は蒸発器バイパス通路15の全開位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全閉位置)に操作される。
このため、蒸発器13およびヒータコア入口通風路23を通過する空気流れeおよび蒸発器バイパス通路15を通過する空気流れfの両方がヒータコア16に流入して加熱され温風gとなり、この温風gがフット開口部19を通過して後席側乗員の足元へ吹き出す。
このように、最大暖房時には蒸発器バイパス通路15を通過する空気流れfも加熱して温風gにすることができるので、最大暖房時における通路面積を増大して最大暖房時の温風吹出風量を増加できる。これにより、最大暖房性能を向上できる。
なお、フットモードにおいて、第2エアミックスドア22を1点鎖線で示す中間開度位置に操作すると、第2ヒータコアバイパス通路18とヒータコア入口通風路23の両方を所定の中間開度で開口する。これに連動して、第1エアミックスドア21は蒸発器バイパス通路15を全閉して第1ヒータコアバイパス通路17を全開する破線位置に操作される。
従って、ヒータコア入口通風路23に流入した空気は、ヒータコア16を通過して加熱される温風と、第1ヒータコアバイパス通路17を通過する冷風とに分岐される。これにより、第2エアミックスドア22の開度(回転位置)を調整することにより、ヒータコア16を通過する温風と、第1、第2ヒータコアバイパス通路17、18を通過する冷風との風量割合を調整して、車室内吹出空気温度を制御できる。
図3は吹出モードドア26が図示しない駆動用サーボモータによって車両前方側位置に操作され、フット開口部19を全閉すると同時に、フェイス開口部20を全開するので、吹出モードとしてフェイスモードが設定されている。
一方、第2エアミックスドア22が駆動用サーボモータ25によってリンク機構24を介して車両前方側の端部位置に操作され、第2ヒータコアバイパス通路18を全開すると同時に、ヒータコア入口通風路23を全閉する。すなわち、第2エアミックスドア22が最大冷房位置に操作される。
これに連動して第1エアミックスドア21は蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)に操作される。
このため、送風機部12からの送風空気の全量が蒸発器13を通過して冷却されて冷風hとなる。この冷風hの全量がその後、第1ヒータコアバイパス通路17を通過して冷風のままフェイス開口部20に流入する。フェイス開口部20から乗員の顔部側へ冷風が吹き出して、最大冷房性能を発揮できる。
なお、フェイスモードにおいて、第2エアミックスドア22を1点鎖線で示す中間開度位置に操作すると、第2ヒータコアバイパス通路18とヒータコア入口通風路23の両方を所定の中間開度で開口する。このように第2エアミックスドア22を最大冷房位置から中間開度位置に操作しても、第1エアミックスドア21は蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)に維持される。
従って、前述のフットモード時と同様に、ヒータコア入口通風路23に流入した空気は、ヒータコア16を通過して加熱される温風と、第1ヒータコアバイパス通路17を通過する冷風とに分岐されるので、第2エアミックスドア22の開度(回転位置)により、ヒータコア16を通過する温風と第1、第2ヒータコアバイパス通路17、18を通過する冷風との風量割合を調整して、車室内吹出空気温度を制御できる。
ところで、第1エアミックスドア21は、蒸発器バイパス通路15を開閉する蒸発器バイパスドアと第1ヒータコアバイパス通路17を開閉するエアミックスドアとの役割を兼務しているから、この両ドアをそれぞれ独立に設ける場合に比して部品点数を低減できる。
しかも、第1エアミックスドア21を、送風機部12と、蒸発器13およびヒータコア16とにより囲まれた部位(車両前後方向の中間部位)に配置しているから、送風機部12の吹出通路部12cと蒸発器13の入口側風路とを繋ぐ繋ぎ通路14aのスペースを利用して第1エアミックスドア21をコンパクトに配置できる。
そのため、第1エアミックスドア21の配置に伴う室内空調ユニット10の大型化を効果的に抑制できる。
(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、第2エアミックスドア22を中間開度位置に操作する温度制御状態において、第1エアミックスドア21は蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)に維持しているが、第2実施形態では、図5に示すように第2エアミックスドア22を中間開度位置に操作すると、これに連動して第1エアミックスドア21も中間開度位置に操作して、蒸発器バイパス通路15と第1ヒータコアバイパス通路17の両者を中間開度で開口するようにしている。
つまり、第2実施形態では、第2エアミックスドア22が図5の破線で示す最大冷房位置から図5の1点鎖線で示す最大暖房位置に向かって操作されると、第1エアミックスドア21が図5の破線で示す蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)から図5の1点鎖線で示す蒸発器バイパス通路15の全開位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全閉位置)に向かって連動操作されるようにしている。
第2実施形態によると、最大冷房状態と最大暖房状態との間に設定される温度制御状態においても、第1ヒータコアバイパス通路17の蒸発器バイパス通路15を開口することにより、この蒸発器バイパス通路15を通過する空気流れiを形成できる。
この空気流れiの温度は、蒸発器13で冷却された冷風aの温度より高いとともに、第1ヒータコアバイパス通路17の開度減少により第1ヒータコアバイパス通路17に流入する冷風jの流量も減少する。
この結果、第1ヒータコアバイパス通路17を通過する冷風jの流量減少と温度上昇とによりフット吹出温度が第1実施形態に比較して上昇する。これにより、バイレベルモードの上下吹出温度差が第1実施形態に比較して拡大する。
(第3実施形態)
上述の第1実施形態では、第1エアミックスドア21を板状ドア本体の端部に回転軸21aを配置した片持ちドアにより構成しているが、第3実施形態では図6、図7に示すように第1エアミックスドア21を板状ドア本体の中央部に回転軸21aを配置したバタフライドアにより構成している。
なお、図6は図1に対応するバイレベルモードにおける温度制御状態を示し、図7は図2に対応するフットモードにおける最大暖房状態を示す。第3実施形態のようにバタフライドアにより構成された第1エアミックスドア21を用いても第1実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
(第4実施形態)
上述の第1実施形態では、第1エアミックスドア21と第2エアミックスドア22を共通のドア駆動機構(24、25)で連動操作するようにしているが、第4実施形態では、第1エアミックスドア21と第2エアミックスドア22をそれぞれ独立のドア駆動機構にて独立に操作するようにしている。
すなわち、第4実施形態では、図8、図9に示すように第2エアミックスドア22をモータ25によりリンク機構24を介して独立に回転操作するとともに、第1エアミックスドア21をモータ27により独立に回転操作するようにしている。
バイレベルモード時に第2エアミックスドア22を図8、図9では同一の中間開度位置に操作しているのに対し、第1エアミックスドア21を図8では蒸発器バイパス通路15の全閉位置(第1ヒータコアバイパス通路17の全開位置)に操作し、図9では蒸発器バイパス通路15と第1ヒータコアバイパス通路17の両方を中間開度で開口する中間開度位置に操作している。
図8は図1と同一状態であり、図9は図5(第2実施形態)と同一状態である。図9の状態では、蒸発器バイパス通路15を通過して第1ヒータコアバイパス通路17に流入する空気流れiが形成されるとともに、第1ヒータコアバイパス通路17の開度減少により第1ヒータコアバイパス通路17に流入する冷風aの流量が減少するので、第2実施形態で既述した通り、図8の状態に比較してバイレベルモード時の上下吹出温度差を拡大できる。
このように、第1エアミックスドア21と第2エアミックスドア22をそれぞれ独立に操作できることにより、バイレベルモード時の上下吹出温度差を車両環境条件(例えば、日射量、日射方向、外気温等)や乗員の好みに対応した適正値にきめ細かく調整できる。
(他の実施形態)
なお、上述の実施形態では、後席側室内空調ユニット部10において、送風機部12を蒸発器13およびヒータコア16の車両前方側に配置する例について説明したが、送風機部12を蒸発器13およびヒータコア16の車両後方側に配置してもよい。
また、上述の実施形態では、車室内後席側を空調するための後席側室内空調ユニット部10について説明したが、車室内前席側を空調するための前席側室内空調ユニット部に本発明を適用してもよい。
前席側室内空調ユニット部では周知のように吹出開口部としてフット開口部、フェイス開口部およびデフロスタ開口部の合計3種類の吹出開口部が設けられ、吹出モードとして、フェイスモード、バイレベルモードモード、フットモード、フットデフロスタモード、およびデフロスタモードが設けられる。
フットデフロスタモードはフット開口部とデフロスタ開口部の両方から同時に空気を吹き出すモードであるから、本発明の考え方をフットデフロスタモードにおける適切な上下吹出温度差の設定のために用いてもよい。
また、上述の実施形態では、吹出モードドア26をスライド式ドアで構成しているが、吹出モードドア26をフィルムドアで構成してもよい。つまり、スライド式ドアおよびフィルムドアのいずれも空気流れ方向と直交する方向に移動するドア手段であるから、回転式板ドア等に比較して距離Lを十分小さく設計できる。
本発明の第1実施形態による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の温度制御状態を示す概略断面図である。 上記室内空調ユニット部のフットモード時の最大暖房状態を示す概略断面図である。 上記室内空調ユニット部のフェイスモード時の最大冷房状態を示す概略断面図である。 第1実施形態と従来技術によるバイレベルモード時の上下吹出温度差を比較して示すグラフである。 第2実施形態による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の温度制御状態を示す概略断面図である。 第3実施形態による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の温度制御状態を示す概略断面図である。 第3実施形態による室内空調ユニット部のフットモード時の最大暖房状態を示す概略断面図である。 第4実施形態による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の上下吹出温度差:小の状態を示す概略断面図である。 第4実施形態による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の上下吹出温度差:大の状態を示す概略断面図である。 従来技術による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の温度制御状態を示す概略断面図である。 図10の従来技術による室内空調ユニット部のフットモード時の最大暖房状態を示す概略断面図である。 別の従来技術による室内空調ユニット部のバイレベルモード時の温度制御状態を示す概略断面図である。 更に別の従来技術による室内空調ユニット部のフットモード時の最大暖房状態を示す概略断面図である。
符号の説明
11…空調ケース、13…蒸発器(冷房用熱交換器)、
15…蒸発器バイパス通路(冷房用熱交換器バイパス通路)、
16…ヒータコア(暖房用熱交換器)、
17…第1ヒータコアバイパス通路(第1暖房用熱交換器バイパス通路)、
18…第2ヒータコアバイパス通路(第2暖房用熱交換器バイパス通路)、
19…フット開口部(吹出開口部)、20…フェイス開口部(吹出開口部)、
23…入口通風路。

Claims (7)

  1. 車室内へ向かって空気が流れる空調ケース(11)と、
    前記空調ケース(11)内に配置され、空気を冷却する冷房用熱交換器(13)と、
    前記空調ケース(11)内にて前記冷房用熱交換器(13)の一端側に形成され、前記冷房用熱交換器(13)をバイパスして空気が流れる冷房用熱交換器バイパス通路(15)と、
    前記空調ケース(11)内において前記冷房用熱交換器(13)の下流側に配置され、空気を加熱する暖房用熱交換器(16)と、
    前記空調ケース(11)内にて前記暖房用熱交換器(16)の一端側および他端側に形成され、前記暖房用熱交換器(16)をバイパスして空気が流れる第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)および第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)と、
    前記空調ケース(11)内に前記冷房用熱交換器バイパス通路(15)および前記第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)を開閉するように配置された第1ドア(21)と、
    前記空調ケース(11)内に前記第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)および前記暖房用熱交換器(16)の入口通風路(23)を開閉するように配置された第2ドア(22)と、
    前記空調ケース(11)において前記暖房用熱交換器(16)の下流側に配置され、車室内へ空気を吹き出す少なくとも2つの吹出開口部(19、20)とを備え、
    前記第2ドア(22)が前記第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を全開して前記入口通風路(23)を全閉する最大冷房時には、前記第1ドア(21)が前記冷房用熱交換器バイパス通路(15)を全閉し、
    前記第2ドア(22)が前記第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)を全閉して前記入口通風路(23)を全開する最大暖房時には、前記第1ドア(21)が前記冷房用熱交換器バイパス通路(15)を全開して前記第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)を全閉することを特徴とする車両用空調装置。
  2. 前記第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)の通路面積に比較して前記第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)の通路面積が大きくなっ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。
  3. 前記少なくとも2つの吹出開口部のうち、一方の吹出開口部は車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部(19)であり、他方の吹出開口部は車室内の乗員顔部側へ空気を吹き出すフェイス開口部(20)であり、
    前記フット開口部(19)は前記第1暖房用熱交換器バイパス通路(17)の下流側に配置され、
    前記フェイス開口部(20)は前記第2暖房用熱交換器バイパス通路(18)の下流側に配置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。
  4. 前記少なくとも2つの吹出開口部(19、20)を開閉するドア手段を、前記吹出開口部(19、20)へ向かう空気流れと直交する方向へ移動するドア手段(26)により構成した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. 前記第2ドア(22)と前記第1ドア(21)を連動操作するドア駆動機構(24、25)を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
  6. 前記第1ドア(21)および前記第2ドア(22)をそれぞれ独立に操作するドア駆動機構(24、25、27)を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
  7. 前記冷房用熱交換器(13)の上流側に向かって空気を送風する送風機部(12)が、前記冷房用熱交換器(13)の一端側および前記暖房用熱交換器(16)の一端側に隣接して配置され、
    前記第1ドア(21)が前記送風機部(12)と前記冷房用熱交換器(13)および前記暖房用熱交換器(16)の一端側とに囲まれた部位に配置されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
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