JP2008037296A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の温度を正確に検出するとともに、温度調整を高精度に遂行することができ、しかも良好に小型化することを可能にする。
【解決手段】空調装置１０は、ダクト部材１４を備え、このダクト部材１４内には、ブロア１６による空気の流れ方向に沿って、エバポレータ１８、エアミックス機構２２及びヒータコア２０が配設される。エバポレータ１８の空気流れ方向上流側には、前記エバポレータ１８の温度を検出するための温度センサ２６が配設されるとともに、この温度センサ２６は、少なくとも一部が前記エバポレータ１８に差し込まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室内に空調された空気を吹き出すダクト部材を備え、前記ダクト部材内には、該ダクト部材内を流れる空気と温調媒体とを熱交換させる熱交換器が配設される車両用空調装置に関する。

通常、車両用空調装置では、エバポレータ等の熱交換器の凍結を防止するために、この熱交換器を通過した直後の空気温度を測定する温度センサが取り付けられている。

例えば、特許文献１に開示されている車両用空調装置は、図８に示すように、車室内に吹き出す空調空気の通路１を形成する空調ケース２を備えている。空調ケース２内には、冷却用熱交換器である蒸発器３が配置されており、この蒸発器３は、内部に流れる冷媒と通路１を流れる空気とを熱交換させて空気を冷却している。

蒸発器３の下流側には、仕切り板４によって第１通路５ａと第２通路５ｂとが仕切られるとともに、前記蒸発器３の下流側には、加熱用熱交換器であるヒータコア６が配設されている。第１及び第２通路５ａ、５ｂにおいて、蒸発器３とヒータコア６との間には、それぞれ図示しないエアミックスドアが配置されており、前記ヒータコア６で加熱される温風と、該ヒータコア６をバイパスする冷風との風量割合を調整している。

蒸発器３の下流側には、この蒸発器３を通過した直後の空気温度を検出するための温度センサ７が配置されている。この温度センサ７は、温度検出部７ａとケーブル７ｂとを備えており、空調ケース２の一部をなす仕切り板８に固定されている。

特開２００３−３００４１０号公報（図１）

しかしながら、上記の特許文献１では、蒸発器３の下流側に温度センサ７、エアミックスドア（図示せず）、仕切り板４及びヒータコア６が配置されており、空調ケース２の全長（矢印Ａ方向の寸法）が相当に長尺化するという問題がある。

その際、矢印Ａ方向の寸法を短尺化するために、温度センサ５の取り付け位置や、エアミックスドアのレイアウトを変更することも考えられる。ところが、温度センサ７により測定される空気温度の精度が低下するとともに、エアミックスドアによる風量及び温度制御が良好に行われず、空調装置全体の空調性能の低下が惹起されるおそれがある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、熱交換器の温度を正確に検出するとともに、温度調整を高精度に遂行することができ、しかも良好に小型化することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

本発明は、車室内に空調された空気を吹き出すダクト部材を備え、前記ダクト部材内には、該ダクト部材内を流れる空気と温調媒体とを熱交換させる熱交換器が配設される車両用空調装置に関するものである。この車両用空調装置では、熱交換器の空気流れ方向上流側に、前記熱交換器の温度を測定するための温度センサが配設されている。

また、温度センサは、少なくとも一部が熱交換器に対し空気流れ方向上流側から差し込まれることが好ましい。

さらに、温度センサは、ホルダ部材に保持されるとともに、前記ホルダ部材は、少なくとも一部が熱交換器に差し込まれるテーパ状挿入部を設けることが好ましい。

さらにまた、熱交換器は、冷却用熱交換器であり、前記冷却用熱交換器の空気流れ方向下流側には、ダクト部材内を流れる空気と加熱媒体を熱交換させる加熱用熱交換器と、前記冷却用熱交換器に近接し、前記加熱用熱交換器を通過する空気流量と該加熱用熱交換器を迂回する空気流量との割合を調整するエアミックス機構とが配設されることが好ましい。

一般的に、ダクト部材内の熱交換器の空気流れ方向上流側には、この熱交換器に均一な空気を供給するために、比較的大きなスペースが設けられている。従って、本発明では、熱交換器の空気流れ方向上流側に温度センサが配設されるため、前記温度センサの取り付け位置の自由度が大幅に向上する。これにより、温度センサは、最も熱交換性能が発揮される位置にレイアウトすることが可能となり、前記熱交換器の温度を正確且つ確実に測定することができる。

しかも、熱交換器の下流側には、温度センサが設けられないため、他の設備、例えば、エアミックス手段を前記熱交換器に可及的に近接してレイアウトすることが可能になる。このため、空調装置全体の小型化が容易に遂行されるとともに、エアミックス手段による風量調整や温度調整を確実に行うことができ、高精度な空調が良好に遂行される。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１０の要部概略説明図である。

空調装置１０は、内部に通路１２を有し、車室内に温調及び湿調されたエアを吹き出すダクト部材１４を備える。ダクト部材１４内には、通路１２における空気流れ方向（矢印Ｘ方向）上流側にブロア１６が配設され、このブロア１６の下流側には、エバポレータ（冷却用熱交換器）１８が配設される。エバポレータ１８の下流側には、ヒータコア（加熱用熱交換器）２０が配設されるとともに、このヒータコア２０の入口側には、冷風と温風とのエアミックス制御を行うエアミックス機構２２が装着される。

エバポレータ１８は、図２に示すように、内部に冷却媒体（温調媒体）を流動させるフィン部材２４を備える。このエバポレータ１８は、フィン部材２４内に流動する冷却媒体とブロア１６を介してダクト部材１４内の通路１２を矢印Ｘ方向に送られてくる空気との間で熱交換させることにより、この冷却媒体を蒸発気化させるとともに、前記空気を冷却する機能を有する。エバポレータ１８の空気流れ方向（矢印Ｘ方向）上流側には、前記エバポレータ１８自体の温度を測定するための温度センサ２６が配設される。

温度センサ２６は、例えば、サーミスタにより構成されており、樹脂製ホルダ部材２８に保持された状態で、少なくとも一部がエバポレータ１８の空気流れ方向上流側からフィン部材２４に差し込まれる。ホルダ部材２８には、エバポレータ１８に対して空気流れ方向上流側からフィン部材２４間に少なくとも一部が差し込まれるテーパ状挿入部３０が一体に形成される。

図３に示すように、温度センサ２６は、有底円筒形状のアルミケース３２を備え、閉塞された先端部には、充填材３４を介してサーミスタチップ３６が固定される。サーミスタチップ３６に接続されるリード線３８は、ハーネス４０に接続されるとともに、このハーネス４０は、ホルダ部材２８の端部から外方に引き出される。図２に示すように、ハーネス４０の先端には、カプラ４２が設けられ、このカプラ４２が図示しない制御装置用カプラに連結される。

図１に示すように、エアミックス機構２２は、エアミックスダンパ４４を備える。このエアミックスダンパ４４は、モータ４６を介して開度０％の位置から開度１００％の位置の範囲内で、任意の角度に回動自在である。

ヒータコア２０は、実質的にエバポレータ１８と同様に構成される。このヒータコア２０は、内部に温水（加熱媒体）を循環供給するとともに、前記温水とダクト部材１４内の通路１２を流れる空気との間で熱交換させることにより、前記空気を加熱する機能を有する。

ダクト部材１４の下流側には、図示していないが、車両のフロントウインドウシールドの内面に向かってエアを吹き出すデフ吹き出し口、乗員の頭部側に向かってエアを吹き出すフェイス吹き出し口、及び乗員の足元部に向かってエアを吹き出すフット吹き出し口が設けられるとともに、それぞれには、ダンパが回動自在に取り付けられる。

このように構成される空調装置１０の動作について、以下に説明する。

図１に示すように、ブロア１６を介してダクト部材１４内に空気が導入されると、この空気は、通路１２に沿って移動し、先ず、エバポレータ１８内を流れる冷却媒体との間で熱交換が行われ、前記空気が冷却される。冷却された空気は、エアミックス機構２２を構成するエアミックスダンパ４４の開度状態によって、ヒータコア２０に供給される空気流量と前記ヒータコア２０を迂回する空気流量との割合が調整される。

そして、通路１２の下流側では、ヒータコア２０からの温風と、このヒータコア２０を迂回した冷風とが混合される。この混合された空気（温調空気）は、図示しないデフ吹き出し口、フェイス吹き出し口及びフット吹き出し口に送られる。

この場合、本実施形態では、エバポレータ１８の空気流れ方向上流側に、温度センサ２６が配設されている。その際、ダクト部材１４内では、エバポレータ１８の空気流れ方向上流側には、このエバポレータ１８に均一な空気を供給するために比較的大きなスペースが設けられている。従って、温度センサ２６は、エバポレータ１８に対して最も冷房性能を発揮できる位置にレイアウト可能であり、前記エバポレータ１８の温度を正確に測定することができる。

例えば、図１に示すように、温度センサ２６をエバポレータ１８の略中央部に配置する他、図４に示すように、前記温度センサ２６を前記エバポレータ１８の上方（矢印Ｂ方向）端部側に配設したり、図５に示すように、前記温度センサ２６を前記エバポレータ１８の下方（矢印Ｃ方向）端部側に配置したりすることができる。

一方、エバポレータ１８の空気流れ方向下流側には、温度センサ２６が設けられないため、他の設備、例えば、エアミックス機構２２を前記エバポレータ１８に可及的に近接してレイアウトすることが可能になる。このため、空調装置１０全体の矢印Ｘ方向の寸法を大幅に短尺化することができ、前記空調装置１０全体の小型化が容易に遂行されるという効果が得られる。

しかも、エアミックス機構２２は、エバポレータ１８の空気流れ方向下流側に近接し、且つ種々のレイアウトが可能であり、例えば、図６に示す配置状態の他、図７に示す配置状態に容易に設定可能である。これにより、エアミックス機構２２の設計自由度が向上するとともに、前記エアミックス機構２２による風量調整や温度調整を一層確実に遂行することができ、高精度な空調が良好に遂行されるという利点がある。

さらにまた、温度センサ２６は、ホルダ部材２８に保持された状態で、少なくとも一部が空気流れ方向上流側からフィン部材２４に直接差し込まれている。従って、温度センサ２６は、エバポレータ１８自体の温度を容易且つ高精度に測定することができ、前記エバポレータ１８の凍結を確実に回避することが可能になるとともに、高精度な温調制御が良好に遂行される。

その際、ホルダ部材２８には、少なくとも一部がエバポレータ１８のフィン部材２４に直接差し込まれるテーパ状挿入部３０が設けられている。このため、ホルダ部材２８をエバポレータ１８に対して強固且つ確実に保持することができる。

また、温度センサ２６が、エバポレータ１８の空気流れ方向上流側に差し込まれるため、例えば、この温度センサ２６を前記エバポレータ１８の空気流れ方向下流側に差し込まれる場合のように、ハーネス４０が結露することがない。これにより、ハーネス４０を伝って結露水がダクト部材１７で飛水したり、車室内に吹き出されたりすることを確実に阻止することができる。

その上、温度センサ２６は、空気流れ方向上流側からエバポレータ１８に差し込まれるため、ブロア１６を介して通路１２に沿って矢印Ｘ方向に流動する空気の力によって、前記温度センサ２６が、前記エバポレータ１８から離脱することがない。従って、温度センサ２６をエバポレータ１８に対して強固に保持することが可能になる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の要部概略説明図である。 前記空調装置を構成するエバポレータと温度センサの斜視説明図である。 前記温度センサの一部断面説明図である。 前記温度センサの他のレイアウトの説明図である。 前記温度センサのさらに別のレイアウトの説明図である。 エアミックス機構の他のレイアウトの説明図である。 エアミックス機構のさらに別のレイアウトの説明図である。 特許文献１の車両用空調装置の説明図である。

符号の説明

１０…空調装置 １２…通路
１４…ダクト部材 １６…ブロア
１８…エバポレータ ２０…ヒータコア
２２…エアミックス機構 ２４…フィン部材
２６…温度センサ ２８…ホルダ部材
３０…テーパ状挿入部 ４４…エアミックスダンパ

Claims (4)

1. 車室内に空調された空気を吹き出すダクト部材を備え、前記ダクト部材内には、該ダクト部材内を流れる空気と温調媒体とを熱交換させる熱交換器が配設される車両用空調装置であって、
   前記熱交換器の空気流れ方向上流側には、該熱交換器の温度を測定するための温度センサが配設されることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、前記温度センサは、少なくとも一部が前記熱交換器に対し前記空気流れ方向上流側から差し込まれることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、前記温度センサは、ホルダ部材に保持されるとともに、
   前記ホルダ部材は、少なくとも一部が前記熱交換器に差し込まれるテーパ状挿入部を設けることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、前記熱交換器は、冷却用熱交換器であり、
   前記冷却用熱交換器の空気流れ方向下流側には、前記ダクト部材内を流れる空気と加熱媒体を熱交換させる加熱用熱交換器と、
   前記冷却用熱交換器に近接し、前記加熱用熱交換器を通過する空気流量と該加熱用熱交換器を迂回する空気流量との割合を調整するエアミックス機構と、
   が配設されることを特徴とする車両用空調装置。
   
   

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