JP2023139393A - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の目標温度への早期の到達を可能としつつ、快適性を向上させることのできる車両用空調ユニットを提供すること。【解決手段】車両用空調ユニット（２０）は、下側ミックスドア（６０）の回転軸部（６１）に、下側冷風バイパス（Ｂｙ２）の流路面積を調節することにより送風空気の流量を調整可能な補助調整部（６５）が形成されている。補助調整部（６５）は、ヒータ（３３）のうち下部を通過した送風空気と下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過した送風空気の両方がリヤ開口部（４４）に向かって流れる際に、下側冷風バイパス（Ｂｙ２）の流路断面積を狭め、ヒータ（３３）を通過する送風空気の量が最も少ないフルクールモードのときに、下側冷風バイパス（Ｂｙ２）へ流れる送風空気の流量を最大とする。【選択図】図３

Description

本発明は、前席乗員の上半身に向かって送風を行なうためのベント開口部を有すると共に、後席乗員に向かって送風を行うためのリヤ開口部を有する車両用空調ユニットに関する。

多くの車両には、車室内の温度を調節するために車両用空調ユニットが搭載されている。一部の車両用空調ユニットは、前席乗員の上半身に向かって送風を行なうためのベント開口部と、後席乗員に向かって送風を行うためのリヤ開口部と、を有している。車両用空調ユニットに関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１には、前席乗員の上半身に向かって送風するベント送風口と、後席へ送風するリヤ開口部と、後席への送風量を調節可能な後席部送風切替部（レジスタ）と、が開示されている。

後席の乗員は後席部送風切替部を操作することにより、後席への送風量を調節することができる。

特開２００６－２９８１４９号公報

例えば、車両用空調ユニットの作動中に、後席の乗員が後席部送風切替部を操作し、後席への送風を遮断することがある。この場合に、後席へ送られる分の送風空気が、ベント開口部から吹き出されることがある。前席の乗員への送風量が急に増加するため、前席の乗員の快適性を損なう虞がある。

この対策として、前席への送風量の急激な増加を防ぐために、後席への送風空気の流路を狭くして後席への送風量を小さくすることが考えられる。しかし、この場合には後席への送風が特に必要となる場合であっても、後席へ十分な量の送風を行なうことができなくなる。特に、車室内が目標温度よりも大幅に高い際に用いられるフルクールモード時には、後席への十分な量の送風を行うことができない。

本発明は、車室内の目標温度への早期の到達を可能としつつ、快適性を向上させることのできる車両用空調ユニットの提供を課題とする。

以下の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面中の参照符号を括弧書きで付記するが、それによって本発明は図示の形態に限定されるものではない。

本開示によれば、車室（１１）内の後席（１３）に送風を行うためのリヤダクト（１６）と、このリヤダクト（１６）に設けられ前記後席（１３）への送風空気の吹き出しの可否を切り替え可能な後席部送風切替部（１７）と、が備えられた車両に搭載可能な車両用空調ユニット（２０）であって、
ケース（４０）と、前記ケース（４０）の内部に設けられ送風空気を冷却可能なエバポレータ（３２）と、前記エバポレータ（３２）を通過した送風空気を加熱可能なヒータ（３３）と、前記ヒータ（３３）の上方に形成された流路であって前記ヒータ（３３）を迂回する送風空気が通過可能な上側冷風バイパス（Ｂｙ１）と、前記ヒータ（３３）の下方に形成された流路であって前記ヒータ（３３）を迂回する送風空気が通過可能な下側冷風バイパス（Ｂｙ２）と、前記上側冷風バイパス（Ｂｙ１）を通過する送風空気と前記ヒータ（３３）のうち上部を通過する送風空気との比率を調整可能な上側ミックスドア（５０）と、前記エバポレータ（３２）と前記ヒータ（３３）との間にスライド可能に配置され前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過する送風空気と前記ヒータ（３３）のうち下部を通過する送風空気との比率を調整可能な下側ミックスドア（６０）と、前記上側冷風バイパス（Ｂｙ１）を通過した送風空気と前記ヒータ（３３）のうち上部を通過した送風空気とが混合され上側調和空気とする空間である上側ミックス空間（Ｍｉ１）と、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過した送風空気と前記ヒータ（３３）のうち下部を通過した送風空気とが混合され下側調和空気とする空間である下側ミックス空間（Ｍｉ２）と、を備え、
前記ケース（４０）には、前記上側調和空気を前記車室（１１）内の前席（１２）の上部に供給するためのベント開口部（４２）と、前記下側調和空気を前記後席（１３）に供給するためのリヤ開口部（４４）と、が形成され、
前記下側ミックスドア（６０）は、前記ケース（４０）に回転可能に支持された回転軸部（６１）と、前記回転軸部（６１）に設けられたピニオン部（６２）と、前記ピニオン部（６２）と嵌合するラック部（６３）が形成されて前記ヒータ（３３）の上流面から前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）までスライド可能なシャッタ本体（６４）と、を有し、
前記回転軸部（６１）には、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）の流路面積を調節することにより送風空気の流量を調整可能な補助調整部（６５）が形成され、
前記補助調整部（６５）は、前記ヒータ（３３）のうち下部を通過した送風空気と前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過した送風空気の両方が前記リヤ開口部（４４）に向かって流れる際に、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）の流路断面積を狭め、前記ヒータ（３３）を通過する送風空気の量が最も少ないフルクールモードのときに、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）へ流れる送風空気の流量を最大とする、車両用空調ユニットが提供される。

本発明によれば、車室内の目標温度への早期の到達を可能としつつ、快適性を向上させることのできる車両用空調ユニットできる。

実施例による車両用空調ユニットが搭載された車両の模式図である。 図１に示された車両用空調ユニットの斜視図である。 図２の３－３線断面図である。 図３に示した下側ミックスドアの斜視図である。 ミックスモード時における車両用空調ユニットの作用説明図である。 フルクールモード時における車両用空調ユニットの作用説明図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図中Ｆｒは車両進行方向を基準として前、Ｒｒは車両進行方向を基準として後、Ｌｅは乗員から見て左、Ｒｉは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。

＜実施例＞
図１を参照する。図１には、車両用空調ユニット２０の搭載された車両１０が示されている。車両１０は、例えば乗用車であり、車室１１内の前部に設けられた左右の前席１２、１２と、これらの前席１２、１２の後方に車幅方向の両端に亘って設けられた後席１３と、を有する。

車両用空調ユニット２０は、前席１２、１２の前方に設けられ、前席１２、１２及び後席１３の乗員に所定の温度に調節された空気を送風するために用いられる。車両１０は、前席１２の前方であって車幅方向の外側には、送風空気の吹き出しの可否を切り替え可能な前部送風切替部１４、１４が形成されている。車両用空調ユニット２０には後席１３へ向かって延びるリヤダクト１６が接続されており、リヤダクト１６を介して後席１３へ送風を行なうことができる。リヤダクト１６の後端あるいは下流端には、後席１３への送風空気の吹き出しの可否を切り替え可能な後席部送風切替部１７、１７が設けられている。

リヤダクト１６は、例えば、センターコンソールの下面に沿って後方に向かって延びると共に、センターコンソールの後面に沿って上方に向かって延びるように配置することができる。又は、車室内の床下を通りＢピラーに沿って立ち上げられていても良い。また、途中で分岐して後席乗員の上半身及び下半身に送風可能となるよう配置されても良い。

それぞれの送風切替部１４、１７は、ルーバーによって構成され乗員が操作部１４ａ、１７ａをスイングさせることにより、全開から全閉まで送風量を切り替えることができる。

図２を参照する。車両用空調ユニット２０は、車室内及び／又は車外の空気を取り入れて送風することが可能な送風部２１と、この送風部２１から送られた送風空気を所定の温度に調節可能な温度調節部３０と、を有する。送風部２１から左に向かって送られた風は、温度調節部３０内を後方に向かって流れる。

送風部２１は、周知の構成を採用することができ、例えば、ブロアファンが内蔵されている。

図３を参照する。温度調節部３０は、内部に送風部２１（図２参照）からの送風空気が流されるケース４０と、このケース４０の内部に設けられ送風空気を冷却可能なエバポレータ３２と、エバポレータ３２を通過した送風空気を加熱可能なヒータ３３と、このヒータ３３の上部前方に設けられヒータ３３を通過する空気の量を調節可能な上側ミックスドア５０と、ヒータ３３の下部前方に設けられヒータ３３を通過する空気の量を調節可能な下側ミックスドア６０と、を主な構成要素とする。

ケース４０の内部には、ヒータ３３の上方であってヒータ３３を迂回する送風空気が通過可能な上側冷風バイパスＢｙ１と、ヒータ３３の下方であってヒータ３３を迂回する送風空気が通過可能な下側冷風バイパスＢｙ２と、上側冷風バイパスＢｙ１を通過した送風空気とヒータ３３のうち上部を通過した送風空気とが混合され上側調和空気とする上側ミックス空間Ｍｉ１と、下側冷風バイパスＢｙ２を通過した送風空気とヒータ３３のうち下部を通過した送風空気とが混合され下側調和空気とする下側ミックス空間Ｍｉ２と、が形成されている。

図１を併せて参照する。ケース４０には、フロントガラスに向かって送風を行うための送風空気が吹き出されるデフロスタ開口部４１と、上側ミックス空間Ｍｉ１の上方に形成され上側調和空気を前部送風切替部１４に供給するためのベント開口部４２と、下側調和空気をリヤダクト１６を介して後席１３に供給するためのリヤ開口部４４と、が形成されている。

図２のみを参照する。ケース４０には、その左側側面および右側側面に、下側調和空気を前席１２、１２の下方に供給するためのフット開口部４５、４５が形成されている。フット開口部４５、４５はケース４０の右側側面および左側側面に形成されているため、図３には示されていない。

リヤ開口部４４は、ケース４０の下方かつ左右方向の中央に形成されていることが好ましい。リヤダクト１６がセンターコンソールの下面に沿って延びるように設けられる場合、接続を容易化できる。

図３のみを参照する。それぞれの開口部４１、４２、４４の近傍には、スイング可能に設けられ、開口部４１、４２、４４の開度を調節することにより送風空気の吹出し量を調節可能な風量調節ドア３６、３７、３９が設けられている。図示しないが、フット開口部４５、４５の近傍にも、風量調整ドアが設けられている。

なお、ケース４０は、図示しない隔壁によって左右の部屋に区画されている。開口部４１、４２、４４及び風量調節ドア３６、３７、３９は、左右の部屋のそれぞれに形成されている。フット開口部４５およびフット開口部４５のための風量調節ドアも、同様である。

エバポレータ３２は、空気の流れる方向（図面左から右の方向）に略直交するように１つ設けられている。エバポレータ３２には、冷媒が流され、エバポレータ３２を通過する空気は、冷媒との熱交換によって冷却される。送風部２１（図２参照）からの送風空気は、エバポレータ３２の前方からケース４０内に取り入れられ、略９０°曲がってエバポレータ３２を通過する。

ヒータ３３は、温水が流される温水ヒータや通電することにより発熱する電気ヒータ、あるいは冷媒が流される冷媒放熱器を用いることができる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。エバポレータ３２を通過した空気の一部は、ヒータ３３を通過することにより温められる。

上側ミックスドア５０は、ケース４０に回転可能に支持された上側回転軸部５１と、上側回転軸部５１に設けられた上側ピニオン部５２と、上側ピニオン部５２に嵌合し上側回転軸部５１が回転することによりヒータ３３の上流から上側冷風バイパスＢｙ１までスライド可能な上側シャッタ本体５４と、を有している。上側ミックスドア５０は、上側シャッタ本体５４のヒータ３３への重なり量によって、上側冷風バイパスＢｙ１を通過する送風空気とヒータ３３のうち上部を通過する送風空気との比率を調整可能である。

下側ミックスドア６０は、エバポレータ３２とヒータ３３との間にスライド可能に配置され下側冷風バイパスＢｙ２を通過する送風空気とヒータ３３のうち下部を通過する送風空気との比率を調整可能である。

図４を併せて参照する。下側ミックスドア６０は、ケース４０に回転可能に支持された下側回転軸部６１（回転軸部６１）と、下側回転軸部６１に設けられた下側ピニオン部６２（ピニオン部６２）と、下側ピニオン部６２と嵌合する下側ラック部６３（ラック部６３）が形成されてヒータ３３の上流から下側冷風バイパスＢｙ２までスライド可能な下側シャッタ本体６４（シャッタ本体６４）と、を有している。

下側回転軸部６１には、下側冷風バイパスＢｙ２の流路面積を調節することにより送風空気の流量を調整可能な補助調整部６５が形成されている。補助調整部６５は、下側回転軸部６１の中心から径方向に延びる板状の部材によって構成される。

図３を参照する。補助調整部６５は、車幅方向の位置と上下方向を基準として、リヤ開口部４４と重なって位置している。また、補助調整部６５は、車幅方向を基準として、ベント開口部４２と重なって位置している。

図３に示す状態において、下側シャッタ本体６４は、一部がヒータ３３に重なると共に、一部が下側冷風バイパスＢｙ２を塞いでいる。このとき、エバポレータ３２を通過した送風空気の一部はヒータ３３の下部を通過し、一部は下側冷風バイパスＢｙ２を通過する。このような場合において、補助調整部６５は、下側冷風バイパスＢｙ２の流路断面積を狭める。換言すれば、補助調整部６５は、ヒータ３３のうち下部を通過した送風空気と下側冷風バイパスＢｙ２を通過した送風空気の両方がリヤ開口部４４に向かって流れる際に、下側冷風バイパスＢｙ２の流路断面積を狭めるよう、下側回転軸部６１に設けられている。

以上に説明した車両用空調ユニット２０の作用について説明する。

図５Ａを参照する。ヒータ３３のうち下部を通過した送風空気と下側冷風バイパスＢｙ２を通過した送風空気の両方がリヤ開口部４４に向かって流れる際に、補助調整部６５は、下側冷風バイパスＢｙ２の流路断面積を狭める。これにより、下側冷風バイパスＢｙ２を通過する送風空気の流量は減少する。下側冷風バイパスＢｙ２を通過する送風空気の流量が小さいため、所定の温度まで調節する為に必要な温風の流量も小さい。つまり、ヒータ３３の下部を通過する送風空気の流量も小さい。相対的に、上側冷風バイパスＢｙ１を通過する送風空気の流量とヒータ３３の上部を通過する空気の流量は増加する。

図５Ｂを参照する。図５Ｂには、フルクールモードにおける車両用空調ユニット２０が示されている。図５Ａに示される状態から上下の回転軸部５１、６１が回転し、上下のシャッタ本体５４、６４をスライドさせてヒータ３３の前面をほぼ覆っている。下側回転軸部６１と共に回転することにより、補助調整部６５は、送風空気の流れに沿った方向を向いている。つまり、補助調整部６５は、ヒータ３３の下部を通過する送風空気の量が最も少ないフルクールモードのときに、下側冷風バイパスＢｙ２の流路断面積を最大とする。

なお、フルホットモードでは、下側冷風バイパスＢｙ２のほとんど又は全てが下側シャッタ本体６４によって閉じられる。このため、補助調整部６５によって調整するまでもなく、下側冷風バイパスＢｙ２へは送風空気がほとんど流れない。このため、補助調整部６５はどのような向きを向いていても良い。

以上に説明した車両用空調ユニット２０は、以下の効果を奏する。

図５Ａ及び図５Ｂを参照する。補助調整部６５は、冷風と温風とが混ぜられる温度域において下側冷風バイパスＢｙ２の少なくとも一部を閉じ、ヒータ３３を通過する送風空気の量が最も少ないフルクールモードにおいて下側冷風バイパスＢｙ２へ流れる送風空気の流量を最大とする。一般に、設定温度に近い温度では温風と冷風の両方が混ぜられて車室１１内に送られる。このような温度域においては、補助調整部６５によって下側冷風バイパスＢｙ２への送風量を少なくする。これにより、後席部送風切替部１７（図３参照）が操作された場合にベント開口部４２から吹き出される送風空気の流量が大きく変化することを抑制することができ、快適性を向上させることができる。一方、フルクールモードのときには、下側冷風バイパスＢｙ２へ流れる送風空気の流量を最大とする。車室１１内の目標温度と吹き出される調和空気の温度との差が大きいフルクールモードにおいては、下側冷風バイパスＢｙ２へ流れる送風空気の流量を最大とすることにより、車室１１の後部も早急に冷却することができる。車室１１内の目標温度への早期の到達を可能としつつ、快適性を向上させることのできる車両用空調ユニット２０を提供することができる。

補助調整部６５は、下側調和空気の流れ方向に沿って見たときにリヤ開口部４４と重なって位置している。後席部送風切替部１７が突然閉塞されたときであっても、下側冷風バイパスＢｙ２を通過する送風空気の流量が予め減少されるので、ベント開口部４２から吹き出される送風空気の流量が増加することを抑制できる。車室１１内の快適性をより向上させることができる。

補助調整部６５は、下側調和空気の流れ方向に沿って見たときにベント開口部４２と重なって位置している。後席部送風切替部１７が突然閉塞されたときであっても、下側冷風バイパスＢｙ２を通過する送風空気の流量が予め減少されるので、ベント開口部４２から吹き出される送風空気の流量の増加を抑制できる。車室１１内の快適性をより向上させることができる。

尚、本発明による車両用空調ユニットは、ケースが左右の部屋に区画されている例を用いて説明を行ったが、左右に区画されていない車両用空調ユニットにも適用可能である。

また、上側ミックス空間Ｍｉ１には、送風空気をベント開口部４２へガイドするためのガイド部材（バッフルプレート）を設けることも可能である。

また、上側ミックスドア５０は、スライド可能な上側シャッタ本体５４を有しているとして説明したが、周知の片持ちドアやバタフライドアにより構成されていてもよい。上側冷風バイパスＢｙ１を通過する送風空気とヒータ３３のうち上部を通過する送風空気との比率を調整可能であれば、上側ミックスドア５０の形態は限定されない。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の車両用空調ユニットは、乗用車両に搭載するのに好適である。

１１…車室
１２…前席
１３…後席
１６…リヤダクト
１７…後席部送風切替部
２０…車両用空調ユニット
３２…エバポレータ
３３…ヒータ
４０…ケース
４２…ベント開口部
４４…リヤ開口部
５０…上側ミックスドア
６０…下側ミックスドア
６１…下側回転軸部（回転軸部）
６２…下側ピニオン部（ピニオン部）
６３…下側ラック部（ラック部）
６４…下側シャッタ本体（シャッタ本体）
６５…補助調整部
Ｂｙ１…上側冷風バイパス
Ｂｙ２…下側冷風バイパス
Ｍｉ１…上側ミックス空間
Ｍｉ２…下側ミックス空間

Claims (3)

1. 車室（１１）内の後席（１３）に送風を行うためのリヤダクト（１６）と、このリヤダクト（１６）に設けられ前記後席（１３）への送風空気の吹き出しの可否を切り替え可能な後席部送風切替部（１７）と、が備えられた車両に搭載可能な車両用空調ユニット（２０）であって、
   ケース（４０）と、前記ケース（４０）の内部に設けられ送風空気を冷却可能なエバポレータ（３２）と、前記エバポレータ（３２）を通過した送風空気を加熱可能なヒータ（３３）と、前記ヒータ（３３）の上方に形成された流路であって前記ヒータ（３３）を迂回する送風空気が通過可能な上側冷風バイパス（Ｂｙ１）と、前記ヒータ（３３）の下方に形成された流路であって前記ヒータ（３３）を迂回する送風空気が通過可能な下側冷風バイパス（Ｂｙ２）と、前記上側冷風バイパス（Ｂｙ１）を通過する送風空気と前記ヒータ（３３）のうち上部を通過する送風空気との比率を調整可能な上側ミックスドア（５０）と、前記エバポレータ（３２）と前記ヒータ（３３）との間にスライド可能に配置され前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過する送風空気と前記ヒータ（３３）のうち下部を通過する送風空気との比率を調整可能な下側ミックスドア（６０）と、前記上側冷風バイパス（Ｂｙ１）を通過した送風空気と前記ヒータ（３３）のうち上部を通過した送風空気とが混合され上側調和空気とする空間である上側ミックス空間（Ｍｉ１）と、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過した送風空気と前記ヒータ（３３）のうち下部を通過した送風空気とが混合され下側調和空気とする空間である下側ミックス空間（Ｍｉ２）と、を備え、
   前記ケース（４０）には、前記上側調和空気を前記車室（１１）内の前席（１２）の上部に供給するためのベント開口部（４２）と、前記下側調和空気を前記後席（１３）に供給するためのリヤ開口部（４４）と、が形成され、
   前記下側ミックスドア（６０）は、前記ケース（４０）に回転可能に支持された回転軸部（６１）と、前記回転軸部（６１）に設けられたピニオン部（６２）と、前記ピニオン部（６２）と嵌合するラック部（６３）が形成されて前記ヒータ（３３）の上流面から前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）までスライド可能なシャッタ本体（６４）と、を有し、
   前記回転軸部（６１）には、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）の流路面積を調節することにより送風空気の流量を調整可能な補助調整部（６５）が形成され、
   前記補助調整部（６５）は、前記ヒータ（３３）のうち下部を通過した送風空気と前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）を通過した送風空気の両方が前記リヤ開口部（４４）に向かって流れる際に、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）の流路断面積を狭め、前記ヒータ（３３）を通過する送風空気の量が最も少ないフルクールモードのときに、前記下側冷風バイパス（Ｂｙ２）へ流れる送風空気の流量を最大とする、車両用空調ユニット。
2. 前記補助調整部（６５）は、前記下側調和空気の流れ方向に沿って見たときに、前記リヤ開口部（４４）と重なって位置している、請求項１に記載の車両用空調ユニット。
3. 前記補助調整部（６５）は、前記下側調和空気の流れ方向に沿って見たときに、前記ベント開口部（４２）と重なって位置している、請求項１又は請求項２に記載の車両用空調ユニット。

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