JP3186313B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷風と温風をミックス
する機能を備えた車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両用空調装置として、例えば
実開平１−９１６１４号公報に記載されたものが知られ
ている。図６に示すように、上記公報記載の空調装置
は、導風口１００ａから取り込まれる空気の流れ方向と
ほぼ直交する方向へ排風口１００ｂが開口するヒーター
ケース１００と、このヒーターケース１００の導風口１
００ａからの空気の流れ方向下流側へ向うほど排風口１
００ｂへ接近するように傾けてヒーターケース１００内
に収納されたヒーターコア１０１と、ヒーターコア１０
１の前面１０１ａ側で回動してヒーターコア１０１を通
過する空気の流量とヒーターコア１０１の前面１０１ａ
側を迂回する空気の流量との比率を調整するエアーミッ
クスドア１０２とを具備するもので、ヒーターコア１０
１の前面側を迂回した冷風とヒーターコア１０１を通過
した温風とを排風口１００ｂの直前のエアーミックス領
域ＡＭで合流させて排風口１００ｂから排出させる。排
風口１００ｂから排出された空気は、ヒーターケース１
００の下流のディストリビュータ（不図示）によって車
室各所の吹出口に分配され、車室内へ排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した公報記載の空
調装置では、ヒーターケース１００の排風口１００ｂの
直前にエアーミックス領域ＡＭを設けているので、ヒー
ターコア１０１を通過した温風とヒーターコア１０１を
迂回した冷風とが十分に混ざらないまま排風口１００ｂ
から排出され、排風口１００ｂ付近の温度分布に大きな
ばらつきが生じることがある。このため、車室への吹出
温度を安定させるには、ヒーターケース１００の下流の
ディストリビュータ内でさらに空気を混ぜ合わせる必要
がある。したがって、ディストリビュータの設計に際し
ては、空気の混合効率を優先する必要が生じて形状や寸
法の自由度がなくなり、多数の車種間で共用可能なディ
ストリビュータを設計することが困難であった。そし
て、ディストリビュータが車種毎に異なれば、これに応
じてヒーターケース側の形状も変更を余儀なくされ、車
種毎にそれぞれヒーターケースおよびディストリビュー
タを専用設計する必要が生じて設計作業が煩に堪えなか
った。かかる問題を解決する手段として、冷風や温風の
流れ方向を偏向させるリブをヒーターケース１００内に
適宜固設して、排風口１００ｂよりも上流で冷風と温風
をミックスさせることが考えられる。しかし、この場合
にはヒーターケース１００内での通気抵抗が増加するの
で、クールダウン時やウォームアップ時に送風量を増加
させたときの車室への吹出風量が減少し、騒音が上昇す
る。

【０００４】本発明の目的は、ヒーターケース内での通
気抵抗の増加を抑制しつつ、ヒーターケースの排風口付
近での温度分布のばらつきを解消できる車両用空調装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明は、導風口１０から取り込
まれる空気の流れ方向と交差する方向へ排風口１１が開
口する中空のヒーターケース１と、導風口１０からの空
気の流れ方向下流側へ向うほど排風口１１へ接近するよ
うに傾けてヒーターケース１内に配置されたヒーターコ
ア２と、このヒーターコア２を通過して排風口１１へ向
う空気の流量とヒーターコア２の導風口１０に臨む前面
２２側を迂回して排風口１１へ向う空気の流量との比率
を調整する調整手段４とを備えた車両用空調装置に適用
される。そして、上述した目的は、排風口１１の導風口
１０側の端部１１ｂを起点として排風口１１からヒータ
ーコア２の背面２３側へ向けて立上がってヒーターコア
２の前面２２側を迂回した空気をヒーターコア２の背面
２３側へ案内する冷風遮断位置Ｐｃｓと、排風口１１の
導風口１０と反対側の端部１１ａを起点として排風口１
１からヒーターコア２の前面２２側へ向けて立上がる冷
風通過位置Ｐｃｏとの間を回動可能な案内ドア５をヒー
ターケース１内に配設し、調整手段４がヒーターコア２
を通過する空気の流量を最大に設定するとき、案内ドア
５を、排風口１１から空気の流れ方向上流側へ向けて排
風口１１の開口方向と略平行に延在する中立位置Ｐｃｎ
に保持可能とすることにより達成される。

【０００６】

【作用】案内ドア５を冷風通過位置Ｐｃｏに移動させた
ときは、排風口１１の導風口１０と反対側の端部１１ａ
からヒーターコア２の前面２２側へ向けて案内ドア５が
延在し、排風口１１の導風口１０側の端部１１ｂと案内
ドア５との間が開放されるので、ヒーターコア２の前面
２２側を迂回した空気をそのまま排風口１１からヒータ
ーケース１外へ排出できる。案内ドア５を冷風遮断位置
Ｐｃｓに移動させたときは、排風口１１の導風口１０側
の端部からヒーターコア２の背面２３側へ向けて延在す
るので、ヒーターコア２の前面２２側を迂回した空気を
ヒーターコア２の背面２３側へ導いてヒーターコア２を
通過した温風Ｈと合流させることができる。合流後の空
気は、排風口１１の導風口１０と反対側の端部１１ａと
案内ドア５の他端部５ｂとの間の隙間からヒーターケー
ス１外に排出できる。ヒーターコア２を通過する空気の
流量が最大に設定されるときは、案内ドア５を中立位置
Ｐｃｎに保持する。これにより、ヒーターコア２の背面
２３側から排風口１１へ回り込む温風Ｈが、排風口１１
の開口方向と略平行な方向に整流されつつ排風口１１か
ら排出される。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明の一実施
例を説明する。図１および図２において符号１はヒータ
ーケース、２はヒーターコアである。ヒーターケース１
は直方体容器状をなし、不図示のクーリングユニットか
ら送られる冷風Ｃを取り込む導風口１０と、この導風口
１０と直交する方向に開口してディストリビュータ３へ
空気を排出する排風口１１と、排風口１１よりも上流側
に位置して排風口１１と同一方向へ開口する冷風バイパ
ス口１２とを備えている。なお、ディストリビュータ３
は排風口１１からの空気を車室各所へ分配するもので、
ベント吹出口３０、フット吹出口３１およびデフ吹出口
３２を備えている。冷風Ｃは、クーリングユニット内の
エバポレータで冷却されて送風されるものと、エバポレ
ータで冷却されることなく送風されるもののいずれも含
む。

【０００９】ヒーターコア２は、導風口１０からの空気
の流れ方向下流側へ向うほど排風口１１へ接近するよう
に傾けてヒーターケース１内に配置され、その前端２０
は排風口１１と反対側の壁面１２に突き当てられて不図
示のヒーターパイプと接続されている。一方、ヒーター
コア２の後端２１はヒーターケース１の排風口１１と壁
面１３とのほぼ中間に位置している。ヒーターコア２を
このような配置におくのは、ヒーターケース１の奥行寸
法（図１の上下方向）の増加を防ぎつつヒーターコア２
の長さを大きくして十分な熱量を確保するとともに、ヒ
ーターコア２と接続されるヒーターパイプの長さをなる
べく短くして熱効率の低下を抑制し、さらにはヒーター
コア２の前面２２側を迂回して排風口１１へ向う冷風Ｃ
の流路をなるべく短くかつ直線的にして通気抵抗を極力
小さくするためである。

【００１０】ヒーターコア２の直前には、不図示のアク
チュエータによりヒーターコア２の後端２１近傍に設け
た軸４０を中心として回転駆動されるエアーミックスド
ア４が設けられている。このエアーミックスドア４がヒ
ーターコア２の前面２２を完全に覆う位置（以下、全閉
位置）Ｐｈｓにあるときは、導風口１０から取り込まれ
た冷風Ｃがヒーターコア２を通過することが阻止され
る。一方、エアーミックスドア４がヒーターコア２の前
面２２を完全に開放する位置（以下、全開位置）Ｐｈｏ
にあるときは、ヒーターケース１の排風口１１側の壁面
１４との隙間が閉塞されて導風口１０からの冷風Ｃの全
量がヒーターコア２へ導かれる。エアーミックスドア４
が全閉位置Ｐｈｓと全開位置Ｐｈｏの間にあるときは、
エアーミックスドア４の位置に応じた量の冷風Ｃがヒー
ターコア２の前面２２側へ導かれ、残余の冷風Ｃがヒー
ターコア２の前面２２側を迂回して排風口１１側へ導か
れる。

【００１１】排風口１１の直前には、排風口１１の中央
から排風口１１と直交する方向へ離して設けられた軸５
０を中心として、不図示のアクチュエータにより回転駆
動される案内ドア５が設けられている。この案内ドア５
は、排風口１１の導風口１０と反対側の端部１１ａを起
点として排風口１１からヒーターコア２の前面２２側へ
当該前面２２と略平行に立上がる冷風通過位置Ｐｃｏ
（図１の右側の２点鎖線位置）と、排風口１１の導風口
１０側の端部１１ｂを起点として排風口１１からヒータ
ーコア２の背面２３側へ向けて立上がる冷風遮断位置Ｐ
ｃｓ（図１の実線位置）との間で回動可能とされる。

【００１２】案内ドア５の軸５０の上流側には、排風口
１１の開口方向と略平行に延びるエアーガイド６が配設
されている。このエアーガイド６は、ヒーターコア２の
背面２３側から排風口１１へ回り込む温風Ｈを排風口１
１の開口方向と略平行に案内するとともに、案内ドア５
が冷風遮断位置Ｐｃｓにあるとき、ヒーターコア２の前
面２２側を迂回した冷風Ｃを案内ドア５と協動してヒー
ターコア２の背面２３側へ案内する。そして、案内ドア
５はエアーガイド６と一直線に連なる中立位置Ｐｃｎ
（図１の左側の２点鎖線位置）で停止可能とされる。エ
アーガイド６の後端６ａは、ヒーターコア２を通過した
温風Ｈがヒーターコア２の前面２２側へ戻るのを最小限
に止めるべく、ヒーターコア２の後端２１側のエッジＥ
とほぼ同一の高さに揃えられる。

【００１３】冷風バイパス口１２の直前には、不図示の
アクチュエータにより軸７０を中心として回転駆動され
るフルクールドア７が設けられている。このフルクール
ドア７は、ヒーターコア２の前面２２と略平行に延在し
て冷風バイパス口１２を開放する全開位置Ｆｏ（図１の
２点鎖線位置）と、冷風バイパス口１２を閉塞する全閉
位置Ｆｓ（図１の実線位置）との間を回動可能とされ
る。

【００１４】エアーミックスドア４、案内ドア５および
フルクールドア７の位置は、車室内に設けた不図示の温
度調節レバーの指示位置に基づいて不図示の制御装置で
制御される。以下、図１、図３および図４により温度調
節レバーと各ドア４，５，７の位置関係を説明する。

【００１５】温度調節レバーが最も高温側のフルホット
位置にあるときは、図３に示すようにエアーミックスド
ア４が全開位置Ｐｈｏに回動し、案内ドア５が中立位置
Ｐｃｎへ回動し、フルクールドア７が全閉位置Ｆｓへ回
動する。これにより、導風口１０からの冷風Ｃの全量が
ヒーターコア２へ導かれ、ヒーターコア２を通過した温
風Ｈがエアーガイド６および案内ドア５により排風口１
１の開口方向と略平行に案内されつつ排風口１１から排
出される。以下、この状態をフルホット状態と呼ぶ。一
方、温度調節レバーが最も低温側のフルクール位置にあ
るときは、図４に示すようにエアーミックスドア４が全
閉位置Ｐｈｓに回動し、案内ドア５が冷風通過位置Ｐｃ
ｏへ回動し、フルクールドア７が全開位置Ｆｏへ回動す
る。これにより、導風口１０から取り込まれた冷風Ｃの
全量がヒーターコア２の前面２２を迂回して案内ドア５
およびフルクールドア７に案内されつつ排風口１１およ
び冷風バイパス口１２から排出される。以下、この状態
をフルクール状態と呼ぶ。

【００１６】温度調節レバーがフルホット位置とフルク
ール位置との間にあるときは、図１に実線で示すよう
に、エアーミックスドア４が温度調節レバーの指示位置
に応じた位置に保持され、案内ドア５が冷風遮断位置Ｐ
ｃｓに保持される。これにより、導風口１０からの冷風
Ｃは、その一部がヒーターコア２に導かれ、残りがヒー
ターコア２の前面２２側を迂回してヒーターコア２の背
面側のエアーミックス領域ＡＭへ導かれる。このエアー
ミックス領域ＡＭでヒーターコア２を通過した温風Ｈと
ヒーターコア２を迂回した冷風Ｃとが合流し、合流後の
空気はエアーガイド６とヒーターケース１の壁面１５と
の間の流路を介して排風口１１から排出される。

【００１７】以上のエアーミックスドア４と案内ドア５
との位置関係を図５に示す。エアーミックスドア４は温
度調節レバーの操作に応じて全閉位置Ｐｈｓと全開位置
Ｐｈｏとの間で連続的に移動する。案内ドア５はエアー
ミックスドア４が全閉位置Ｐｈｓにあるときのみ冷風通
過位置Ｐｃｏに移動し、エアーミックスドア４が全閉Ｐ
ｈｓ位置から移動すると、直ちに冷風遮断位置Ｐｃｓへ
移動する。そして、エアーミックスドア４が全開位置Ｐ
ｈｏへ達すると案内ドア５が中立位置Ｐｃｎへ移動す
る。

【００１８】本実施例では、ヒーターコア２の背面２３
側のエアーミックス領域ＡＭで冷風Ｃと温風Ｈが合流す
るので、ヒーターケース１内で冷風Ｃと温風Ｈとが十分
混ざり合い、排風口１１付近での温度分布が均一とな
る。したがって、ディストリビュータ３側で再度空気を
混ぜ合わせる必要がなく、ディストリビュータ３の寸法
形状に関する制約が解消される。ディストリビュータ３
とヒーターケース１との接続構造にも制約がなくなり、
ヒーターケース１を車両へ搭載する際の自由度も高ま
る。例えば、排風口１１を車両の後方へ向けて搭載する
ことも、車両の上方へ向けて搭載することもできる。

【００１９】フルクール状態のときは案内ドア５がヒー
ターコア２の前面２２側を迂回した冷風Ｃの流れ方向に
沿って傾斜し、フルホット状態のときはヒーターコア２
の背面２３側から排風口１１へ向う温風Ｈの流れ方向に
沿って案内ドア５が延在するので、案内ドア５の追加に
よる通気抵抗の増加はほとんどなく、温度調節レバーを
フルクール位置やフルホット位置にして風量を最大に設
定するクールダウン時やウォームアップ時の車室への吹
出風量や騒音に悪影響が生じない。

【００２０】フルホット状態では、案内ドア５が中立位
置Ｐｃｎへ移動し、エアーガイド６に案内された温風Ｈ
が案内ドア５で偏向されることなく、排風口１１の開口
方向へ真っ直ぐ排出されるので、ディストリビュータ３
側で温風Ｈの流れ方向を整流する必要がなくなり、設計
自由度が一層高まる。フルホット状態でも案内ドア５を
冷風遮断位置Ｐｃｓに保持し続けたならば、流量の多い
ウォームアップ時に案内ドア５の傾斜方向に沿って温風
Ｈが排出されるので、車室に均一に温風Ｈを供給するに
はディストリビュータ３側で温風Ｈの流れ方向を偏向さ
せる必要があり、設計自由度が低下する。エアーガイド
６の通気抵抗への影響については、フルクール状態のと
き図４に示すようにエアーガイド６が冷風Ｃの流路外に
おかれるので通気抵抗に影響がなく、フルホット状態で
は図３に示すように壁面１４に沿って流れる温風Ｈの流
れ方向にエアーガイド６が延在するので、通気抵抗はほ
とんど増加しない。

【００２１】エアーミックス時には、エアーミックス領
域ＡＭを通過した空気がエアーガイド４により壁面１５
に沿って大回りしつつ排風口１１へ達するので、エアー
ミックス領域ＡＭから排風口１１へ達するまでの移動距
離が長くなり、冷風Ｃと温風Ｈとが一層均一に混ざり合
う。なお、このエアーガイド６は本発明に必須でなく、
案内ドア５のみで冷風Ｃを十分にヒーターコア２の背面
２３側へ案内できるならば省略しても構わない。また、
冷風バイパス口１２およびフルクールドア７について
も、フルクール状態のとき排風口１１だけで冷風Ｃを十
分に排出させ得るならば省略して構わない。

【００２２】本実施例では回動式のエアーミックスドア
４を調整手段として用いたが、例えばヒーターコア２の
前面２２に沿って移動するシャッタ式のものでも良い。
案内ドア５は平板状に限定されず、屈曲形状や湾曲形状
に形成しても良い。エアーミックスドア４と案内ドア５
の動作は、アクチュエータと制御装置とによって切換え
制御するものに限らない。例えば、温度調節レバー、エ
アーミックスドア４および案内ドア５をロッドやワイヤ
などの機械的手段で連結して所望の切換え動作を実現さ
せるものでもよい。また、エアーミックスドア４や案内
ドア５の位置は目標吹出温度Ｘ_Mに基づいて行なっても
よい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、案内
ドアを冷風遮断位置におくことにより、ヒーターコアを
迂回した冷風をヒーターコアの背面側へ導いて温風と十
分に混ぜ合わせることができるので、排風口付近での温
度分布のばらつきを解消してヒーターケースの下流に設
けるディストリビュータの寸法形状に関する制約を解消
し、多車種間でのディストリビュータの共用化を実現
し、ひいてはヒーターケースも共用化して空調装置の設
計工数、コストの削減を実現できる。ディストリビュー
タとヒーターケースとの接続構造の制約を解消してヒー
ターケースを車両へ搭載する際の自由度も高め得る。大
風量が要求されるフルホットやフルクール時には、案内
ドアを排風口へ向う空気の流れ方向に沿って延在させる
ことにより通気抵抗の増加を防止し、車室への吹出風量
の減少や騒音の上昇を回避できる。ヒーターコアの通過
風量が最大となるフルホット状態のとき、案内ドアが中
立位置へ移動してヒーターコアを通過した温風が排風口
の開口方向に整流されつつ排出されるので、ディストリ
ビュータ側で温風の流れ方向を偏向させる必要がなくな
って設計自由度が一層高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るヒーターケースのエア
ーミックス状態における断面図。

【図２】図１のヒーターケースとディストリビュータと
の接続構造を示す斜視図。

【図３】図１の実施例に係るヒーターケースのフルホッ
ト状態における断面図。

【図４】図１の実施例に係るヒーターケースのフルクー
ル状態における断面図。

【図５】図１の実施例に係るヒーターケース内の各ドア
の位置関係を示す図。

【図６】従来のヒーターケースの断面図。

【符号の説明】

１ ヒーターケース ２ ヒーターコア ４ エアーミックスドア（調整手段） ５ 案内ドア １０ 導風口 １１ 排風口 ２２ ヒーターコアの前面 ２３ ヒーターコアの背面 ＡＭ エアーミックス領域 Ｃ 冷風 Ｈ 温風 Ｐｃｏ 案内ドアの冷風通過位置 Ｐｃｓ 案内ドアの冷風遮断位置 Ｐｈ２ 案内ドアの中立位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導風口から取り込まれる空気の流れ方向
   と交差する方向へ排風口が開口する中空のヒーターケー
   スと、前記導風口からの空気の流れ方向下流側へ向うほ
   ど前記排風口へ接近するように傾けて前記ヒーターケー
   ス内に配置されたヒーターコアと、このヒーターコアを
   通過して前記排風口へ向う空気の流量と当該ヒーターコ
   アの前記導風口に臨む前面側を迂回して前記排風口へ向
   う空気の流量との比率を調整する調整手段とを備えた車
   両用空調装置において、 前記排風口の前記導風口側の端部を起点として当該排風
   口から前記ヒーターコアの背面側へ向けて立上がって前
   記ヒーターコアの前記前面側を迂回した空気を当該ヒー
   ターコアの背面側へ案内する冷風遮断位置と、前記排風
   口の前記導風口と反対側の端部を起点として当該排風口
   から前記ヒーターコアの前面側へ向けて立上がる冷風通
   過位置との間を移動可能な案内ドアを、前記ヒーターケ
   ース内に配設し、 前記調整手段が前記ヒーターコアを通過する空気の流量
   を最大に設定するとき、前記案内ドアを、前記排風口か
   ら空気の流れ方向上流側へ当該排風口の開口方向と略平
   行に延在する中立位置に保持可能としたことを特徴とす
   る車両用空調装置。