JP3533670B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、室内を暖房可能な車両
用空気調和装置に関するもので、特に暖房の熱量の発生
に動力が必要な電気自動車用エアコン、またはエンジン
冷却水を利用した温水ヒータのうち、エンジンの熱効率
が高く温水の温度が低いディーゼル車やリーンバーンエ
ンジン車用エアコンに用いて好適なものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の空気調和装置では、暖房時にフロ
ントガラスの曇りを防止するために、室外空気（外気）
をダクト内に吸引して加熱し、足元吹出口およびデフロ
スタ吹出口へ吹き出すのが一般的である。この技術で
は、温度の低い外気を加熱して室内へ吹き出すことによ
って室内暖房を行うため、大きな暖房能力が必要とな
る。そこで、特開昭６０−８１０５号公報に開示される
ように、暖房時に、足元吹出口から室内空気（内気）を
加熱して吹き出し、デフロスタ吹出口から外気を加熱し
て吹き出すことによって、小さな暖房能力で室内の暖房
を行う技術が知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】内燃機関車両において
は燃費向上および近年の地球環境保全に対する意識の高
まりにより、空気調和装置にかかる電力消費を低く抑え
る要求が高い。さらに電気自動車では、１充電当たりの
走向距離を延ばす要求からも、空気調和装置にかかる電
力消費を低く抑える要求がいっそう高い。しかるに、上
記公報記載の従来技術では、エアミックスダンパの開度
によって吹出温度を調節していた。このエアミックスダ
ンパの温度調節は、ダクトの内部で冷風と温風をぶつ
け、通風抵抗を上げることで冷風と温風とを混合するも
ので、混合された空気が選択された吹出口より吹き出さ
れる。つまり、従来の技術では、ダクト内の通風抵抗が
大きいため、送風機の消費電力が大きくなる不具合を有
していた。また、エアミックスダンパの開度によって吹
出温度を調節する技術では、最大冷房時に加熱器をエア
ミックスダンパで閉じ、加熱バイパス通路のみに冷風を
流していたため、ダクト内の通風抵抗が大きくなり、結
果的に、送風機の消費電力が大きくなる不具合を有して
いた。さらに、上記公報に示された技術では、フェイス
吹出口に主に内気が導かれるように設けられていた。こ
のため、乗員の上半身に新鮮な外気が導かれるフレッシ
ュ感が乏しい不具合を有していた。また、近年、フェイ
ス吹出口より吹き出される空気の一部で、サイドガラス
の曇りを防止し、特にドアミラーの視認性を向上させる
要求があるが、上記公報に示された技術では、湿度の高
い内気が主に導かれるため、サイドガラスの曇りを防止
する効果が低い不具合を有していた。 【０００４】 【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、フロントガラスの曇りを抑えて小
さな暖房能力で暖房を行うとともに、送風機の消費電力
を抑え、かつフェイス吹出口より外気を吹き出させるこ
とのできる車両用空気調和装置の提供にある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の車両用空気調和
装置は、室内前部の中央より乗員の上半身へ向けて空気
を吹き出すセンタフェイス吹出口、室内前部の両脇より
乗員の上半身あるいはサイドガラスへ向けて空気を吹き
出すサイドフェイス吹出口、フロントガラスへ向けて空
気を吹き出させるデフロスタ吹出口、および乗員の足元
へ向けて空気を吹き出させるフット吹出口を備えたダク
トと、このダクトにおいて前記センタフェイス吹出口、
前記サイドフェイス吹出口、前記デフロスタ吹出口、お
よびフット吹出口より吹き出される空気流を生じさせる
送風機と、前記ダクト内に配置され、通過する空気を冷
却する冷却器と、前記ダクト内において前記冷却器の空
気流下流側に配置され、通過する空気を加熱するととも
に、その加熱能力が可変可能に設けられた加熱器と、前
記ダクト内において前記加熱器をバイパスする加熱バイ
パス通路と、この加熱バイパス通路の開度を変化させる
クールダンパと、前記ダクト内において室外空気を導入
可能に設けられ、前記冷却器を通過したのち、前記加熱
バイパス通路または前記加熱器を通過させる第１層と、
前記ダクト内において室内空気を導入して前記冷却器と
前記加熱器の両方を通過させる第２層とを備える。そし
てさらに、前記第１層は、前記センタフェイス吹出口、
前記サイドフェイス吹出口および前記デフロスタ吹出口
に通じ、前記第２層は、前記フット吹出口に通じ、室外
空気が導入可能な前記第１層と室内空気が導入される前
記第２層は、前記ダクト内において仕切壁によって仕切
って設けられ、前記クールダンパが前記加熱バイパス通
路を全開した時に前記第１層を流れる空気は、前記加熱
バイパス通路および前記加熱器を並列に流れるように設
けられ、フットモード時には、前記第１層に導入された
外気を前記デフロスタ吹出口および前記サイドフェイス
吹出口から吹き出すとともに、前記第２層に導入された
内気を前記フット吹出口から吹き出すように設けられる
技術的手段を採用する。 【０００６】 【発明の作用】吹出温度を調節する際は、加熱器の加熱
能力、およびクールダンパによる加熱バイパス開度の開
度を変化させることにより、ダクト内において仕切壁に
よって仕切られた外気導入可能な第１層を通過する空
気、およびダクト内において仕切壁によって仕切られた
室内空気が導入される第２層を通過する空気の温度が調
節される。つまり、冷風と温風の攪拌を行うことなく、
吹出温度が調節できるため、従来に比較してダクト内の
通風抵抗を低く抑えることができる。大きな冷房能力が
要求される場合（クールダンパが加熱バイパス通路を全
開した時）、冷却器で冷却された空気は、加熱バイパス
通路の他に、加熱器を通過する。つまり、第１層内でク
ールダンパが加熱バイパス通路を全開しても、第１層内
で加熱器が閉じられずに、第１層内を流れる空気は、加
熱バイパス通路と加熱器を並列に流れる。このように、
大きな冷房能力が要求される場合、加熱器が閉じられず
にダクト内全てを空気通路とすることができるため、従
来に比較して大きな冷房能力が要求される場合の通風抵
抗が低く抑えられる。センタフェイス吹出口およびサイ
ドフェイス吹出口は、外気導入可能な第１層と通じてい
るため、センタフェイス吹出口およびサイドフェイス吹
出口より外気を吹き出させることが可能となる。つま
り、センタフェイス吹出口およびサイドフェイス吹出口
より乗員の上半身に新鮮な外気を吹き出すことが可能
で、乗員にフレッシュ感を与え、乗員の快適性が向上す
る。また、サイドフェイス吹出口より吹き出される空気
で、サイドガラスの曇りを防止する場合では、サイドフ
ェイス吹出口よりサイドガラスに湿度の比較的低い外気
が導かれるため、サイドガラスの曇りを防止する効果が
高い。フットモード時は、内気をフット吹出口から吹き
出すため、暖房運転を行う際、第２層を通り、フット吹
出口から乗員の足元に吹き出される空気は、室内の温か
い空気を加熱しているため、小さな暖房能力で乗員の足
元へ温められた空気を吹き出すことができる。この時、
第１層に導入された外気をサイドフェイス吹出口および
デフロスタ吹出口から吹き出すため、フロントガラスお
よびサイドガラスの曇りを防ぐことができる。 【０００７】 【発明の効果】本発明の車両用空気調和装置は、上記の
作用で示したように、フットモード時では、フロントガ
ラスおよびサイドガラスの曇りを抑えて、小さな暖房能
力で足元を暖房することができる。また、従来に比較し
てダクト内の通風抵抗が低く抑えられるため、送風機の
消費電力を低く抑えることができる。さらに、フットモ
ード以外の運転モードであってもセンタフェイス吹出口
およびサイドフェイス吹出口より外気を吹き出させるこ
とができるため、乗員の快適性を向上することができる
とともに、サイドガラスにサイドフェイス吹出口より吹
き出される空気を導いて、サイドガラスの曇りを防止
し、ドアミラーの視認性を向上させることができる。 【０００８】 【実施例】次に、本発明の車両用空気調和装置を、図に
示す一実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図４は本発明の第１実
施例を示すもので、図１は空気調和装置のダクトの概略
構成図である。本実施例の車両用空気調和装置１は、例
えば電気自動車に搭載されるもので、室内へ向けて空気
を送る空気通路をなすダクト２を備える。このダクト２
の一端には、ダクト２内において室内へ向かう空気流を
生じさせる２つの電動モータ駆動の第１送風機３、第２
送風機４が接続されている。第１送風機３には、吸入吸
気を内気と外気とで切り替える内外気切替手段５を備え
る。この内外気切替手段５は、内気を導入する内気導入
口６と、外気を導入する外気導入口７とを備える。そし
て、内外気切替手段５は、内外気切替ダンパ８を備え、
この内外気切替ダンパ８により、第１送風機３が吸引す
る空気を内気と外気とで切り替えることができる。ま
た、第２送風機４は、常に内気のみを吸引するもので、
内気を導入する内気導入口９を備える。 【０００９】ダクト２の他端には、ダクト２内を通過し
た空気を室内の各部へ向けて吹き出す吹出口が形成され
ている。この吹出口は、室内前部の中央より、乗員の上
半身へ向けて主に冷風を吹き出すセンタフェイス吹出口
１０と、室内前部の両脇より、乗員の上半身あるいはサ
イドガラスへ向けて主に冷風を吹き出すサイドフェイス
吹出口１１と、フロントガラスへ向けて主に温風を吹き
出すデフロスタ吹出口１２と、乗員の足元へ向けて主に
温風を吹き出すフット吹出口１３とからなる。そして、
ダクト２内には、サイドフェイス吹出口１１を除く他の
吹出口へ通じる空気通路に、各吹出口への空気流を制御
するセンタフェイスダンパ１４、デフロスタダンパ１
６、およびフットダンパ１７が設けられている。 【００１０】ダクト２内の上流には、ダクト２内を流れ
る空気を冷却する冷却器１８が配置されるとともに、そ
の下流にダクト２内を流れる空気を加熱する加熱器１９
が配置されている。冷却器１８は、ダクト２内を流れる
空気が全て通過するように、ダクト２内の全面に亘って
設けられている。また、ダクト２内には、加熱器１９を
迂回させる加熱バイパス通路２１を備える。この加熱バ
イパス通路２１には、加熱バイパス通路２１の開閉を行
い、加熱バイパス通路２１の開度を変化させるクールダ
ンパ２２が設けられている。 【００１１】また、ダクト２内の冷却器１８の上流に
は、第１送風機３の吹き出す空気と、第２送風機４の吹
き出す空気とを分けて冷却器１８を通過させるための第
１仕切壁２３が設けられている。また、ダクト２内の冷
却器１８の下流には、第１送風機３より導かれる外気が
導入可能な第１層２４と、第２送風機３より導かれる内
気のみを導入する第２層２５とに仕切る第２仕切壁２６
が設けられている。つまり、第１層２４は、内外気切替
手段５によって外気が導入可能に設けられ、冷却器１８
を通過したのち、加熱バイパス通路２１または加熱器１
９を通過させる空気の流路で、第２層２５は、内気導入
口９より内気を導入して冷却器１８と加熱器１９の両方
を通過させる空気通路である。なお、加熱器１９は、第
２仕切壁２６を貫通した状態でダクト２内に配置され
る。また、第２仕切壁２６の下流には、フェイスモード
時およびデフロスタモード時に、第１層２４と第２層２
５とを連通させるための連通口２８が設けられている。
この連通口２８には、この連通口２８の開閉を行う連通
ダンパ２９が設けられ、後述する操作パネル３０の吹出
モード切替スイッチ３１によってフェイスモードあるい
はデフロスタモードが選択された際に、連通口２８を開
くように設けられている。 【００１２】本実施例の冷却器１８は、冷凍サイクル３
２の冷媒蒸発器で、本実施例の加熱器１９は、冷凍サイ
クル３２の冷媒凝縮器である。本実施例に採用される冷
凍サイクル３２の一例を、図２の冷媒回路図に示す。本
実施例の冷凍サイクル３２は、アキュムレータサイクル
で、冷媒蒸発器（冷却器１８）、冷媒凝縮器（加熱器１
９）の他に、室外熱交換器３３、冷媒圧縮機３４、減圧
装置３５、アキュムレータ３６、および冷媒の流れ方向
を切り替える流路切替手段３７を備える。室外熱交換器
３３は、ダクト２の外部で、外気と冷媒との熱交換を行
うもので、室外ファン３８および外気シャッタ３９を備
える。冷媒圧縮機３４は、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行
うもので、電動モータ４０により駆動される。この冷媒
圧縮機３４は、電動モータ４０と一体的に密封ケース４
１内に配置される。冷媒圧縮機３４を駆動する電動モー
タ４０は、インバータ４２による制御によって回転速度
が可変するもので、電動モータ４０の回転速度の変化に
よって、冷媒圧縮機３４の冷媒吐出容量が変化する。な
お、本実施例の車両用空気調和装置１は、冷媒圧縮機３
４の回転速度の変化による容量変化により、吹出温度の
制御を行うものである。減圧装置３５は、冷媒蒸発器
（冷却器１８）へ流入する冷媒を減圧膨張する膨張弁
で、例えば、除湿運転時に冷媒凝縮器（加熱器１９）の
スーパークール量を調節するように設けられる。冷媒の
流路切替手段３７は、冷房運転、暖房運転、および除湿
運転で冷媒の流れ方向を切り替える。具体的には、冷媒
圧縮機３４の吐出方向を室外熱交換器３３か、冷媒凝縮
器（加熱器１９）かに切り替える四方弁４３、暖房運転
時に冷媒蒸発器（冷却器１８）をバイパスさせる電磁開
閉弁４４、冷房運転時に冷媒凝縮器（加熱器１９）をバ
イパスさせる電磁三方弁４５、および冷媒の流れ方向を
規制する逆止弁４６からなる。 【００１３】そして、流路切替手段３７は、冷房運転
時、暖房運転時および除湿運転時に応じて、次のように
冷媒の流れを切り替える。冷房運転時は、冷媒圧縮機３
４の吐出した冷媒を、四方弁４３→室外熱交換器３３→
冷媒凝縮器（加熱器１９）をバイパス→減圧装置３５→
冷媒蒸発器（冷却器１８）→四方弁４３→アキュムレー
タ３６→冷媒圧縮機３４の順に流す（図中矢印Ｃ参
照）。暖房運転時は、冷媒圧縮機３４の吐出した冷媒
を、四方弁４３→冷媒凝縮器（加熱器１９）→減圧装置
３５→冷媒蒸発器（冷却器１８）をバイパス→室外熱交
換器３３（室外ファン３８ON、外気シャッタ３９開）→
四方弁４３→アキュムレータ３６→冷媒圧縮機３４の順
に流す（図中矢印Ｈ参照）。除湿運転時は、冷媒圧縮機
３４の吐出した冷媒を、四方弁４３→冷媒凝縮器（加熱
器１９）→減圧装置３５→冷媒蒸発器（冷却器１８）→
室外熱交換器３３（室外ファン３８OFF 、外気シャッタ
３９閉）→四方弁４３→アキュムレータ３６→冷媒圧縮
機３４の順に流す（図中矢印Ｄ参照）。 【００１４】上述の第１送風機３、第２送風機４、電動
モータ４０のインバータ４２、室外ファン３８、四方弁
４３、電磁開閉弁４４、電磁三方弁４５、各ダンパや外
気シャッタ３９を駆動するアクチュエータ（図示しな
い）などの電気部品は、制御装置４７によって通電制御
される。制御装置４７は、乗員によって操作される操作
パネル３０（図３参照）の操作信号等に従って、各電気
部品の通電制御を行うもので、操作パネル３０は室内の
操作性の良い位置に設置される。操作パネル３０は、各
吹出モードの設定を行う吹出モード切替スイッチ３１、
ダクト２より室内へ吹き出される風量を設定する風量設
定スイッチ４８、冷凍サイクル３２の起動、停止を指示
する冷暖房スイッチ４９、除湿指示を与える除湿スイッ
チ５０、車室内への吹出温度を調節する温度調節レバー
５１を備える。 【００１５】なお、吹出モード切替スイッチ３１は、乗
員の上半身へ向けてダクト２内の空気を吐出させるフェ
イスモードスイッチ５２、乗員の上半身へ比較的冷たい
空気、乗員の足元へ比較的温かい空気を吐出させるバイ
レベルモードスイッチ５３、主に乗員の足元へ比較的温
かい空気を吐出させるフットモードスイッチ５４、主に
フロントガラスへ比較的温かい空気を吐出させるデフモ
ードスイッチ５５からなる。また、冷暖房スイッチ４９
は、冷凍サイクル３２の冷媒圧縮機３４のオン、オフを
行うもので、この冷暖房スイッチ４９とフェイスモード
スイッチ５２の両方が同時に操作されると冷凍サイクル
３２は冷房運転を行い、またバイレベルモードスイッチ
５３、フットモードスイッチ５４およびデフモードスイ
ッチ５５のいずれか１つと冷暖房スイッチ４９の両者が
同時に操作されると冷凍サイクル３２が暖房運転を行う
ように設けられている。さらに、内外気切替手段５の内
外気切替ダンパ８は、フェイスモードスイッチ５２が選
択されると内気を選択し、他のバイレベルモードスイッ
チ５３、フットモードスイッチ５４およびデフモードス
イッチ５５が選択されると外気を選択する。なお、本実
施例では、吹出モードに応じて内外気が切り替わるよう
に設けたが、手動操作によって内外気を切り替えるよう
に設けても良い。 【００１６】また、温度調節レバー５１は、設定位置に
応じて冷媒圧縮機３４の回転速度が設定されるもので、
例えば冷房運転時に温度調節レバー５１をクール側へ移
動させるに従い、冷媒圧縮機３４の回転が速くなり、冷
却器１８を通過する空気の冷却能力を連続的に高くさせ
るものである。逆に暖房運転時に温度調節レバー５１を
ホット側へ移動させるに従い冷媒圧縮機３４の回転が速
くなり、加熱器１９を通過する空気の加熱能力を連続的
に高くさせるものである。なお、除湿運転時に温度調節
レバー５１をホット側へ移動させるに従い冷媒圧縮機３
４の回転が速くなり、加熱器１９を通過する空気の加熱
能力を連続的に高くさせ、除湿時の暖房能力を調節す
る。 【００１７】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を説明する。 （フェイスモードの冷房運転、図４（ａ）参照）乗員に
より操作パネル３０のフェイスモードスイッチ５２によ
ってフェイスモードが選択され、冷暖房スイッチ４９が
ONされ、風量設定スイッチ４８がONされ、さらに温度調
節レバー５１がクール側に設定されると、冷凍サイクル
３２は冷房運転を行うとともに、内外気切替ダンパ８は
自動的に内気を選択して第１送風機３が内気を吸引する
とともに、第２送風機４も内気を吸引する。第１送風機
３および第２送風機４の吸引した内気は全て冷却器１８
を通り冷却される。このモードでは、クールダンパ２２
および連通ダンパ２９が開き、センタフェイスダンパ１
４およびサイドフェイス吹出口１１が開いているため、
第１層２４および第２層２５を通過した空気はセンタフ
ェイス吹出口１０およびサイドフェイス吹出口１１よ
り、乗員の上半身へ吹き出される。なお、このモードで
は、加熱器１９は停止しているため、センタフェイス吹
出口１０およびサイドフェイス吹出口１１より吹き出さ
れる空気は冷風である。そして、温度調節レバー５１の
設定位置を変化させることにより、冷媒圧縮機３４の回
転速度が変化して、吹出温度が図４（ｂ）の範囲Ａ1 に
示すように約３〜１５℃の範囲で変化する。 【００１８】（フェイスモードの除湿運転、図４（ｃ）
参照）上述の操作モードで、除湿スイッチ５０がONされ
ると、冷凍サイクル３２は除湿運転を行うとともに、内
外気切替ダンパ８は自動的に外気を選択して第１送風機
３が外気を吸引するとともに、第２送風機４は内気を吸
引する。第１送風機３の吸引した外気は全て冷却器１８
を通り、冷却、除湿される。第２送風機４の吸引した内
気も全て冷却器１８を通り、冷却、除湿される。このモ
ードでは、クールダンパ２２が閉じられ、連通ダンパ２
９が開き、センタフェイスダンパ１４とサイドフェイス
吹出口１１が開かれているため、第１層２４をおよび第
２層２５を通過する冷たい空気は、加熱器１９を通って
再加熱され、センタフェイス吹出口１０およびサイドフ
ェイス吹出口１１より、乗員の上半身へ吹き出される。
なお、温度調節レバー５１の設定位置を変化させること
により、冷媒圧縮機３４の回転速度が変化して、吹出温
度が図４（ｂ）の範囲Ａ2に示すように約１０〜３０℃
の範囲で変化する。 【００１９】（バイレベルモードの除湿運転、図４
（ｄ）参照）バイレベルモードが選択されるとともに、
除湿スイッチ５０がONされると、冷凍サイクル３２は除
湿運転を行うとともに、内外気切替ダンパ８は自動的に
外気を選択して第１送風機３が外気を吸引するととも
に、第２送風機４が内気を吸引する。第１送風機３の吸
引した外気および第２送風機４の吸引した内気は全て冷
却器１８を通り冷却、除湿される。このモードでは、ク
ールダンパ２２および連通ダンパ２９が閉じられ、セン
タフェイスダンパ１４、サイドフェイス吹出口１１、フ
ットダンパ１７が開かれているため、第１層２４および
第２層２５を通過する冷たい空気は全て加熱器１９を通
って再加熱される。このため、第１層２４で除湿された
外気と内気との混合空気は、センタフェイス吹出口１０
およびサイドフェイス吹出口１１より、乗員の上半身へ
吹き出される。また、第２層２５で除湿された内気は、
フット吹出口１３より乗員の足元へ吹き出される。そし
て、温度調節レバー５１の設定位置を変化させることに
より、冷媒圧縮機３４の回転速度が変化して、センタフ
ェイス吹出口１０およびサイドフェイス吹出口１１の吹
出温度が図４（ｅ）の範囲Ｂ1に示すように約１５〜３
０℃の範囲で変化し、フット吹出口１３の吹出温度が範
囲Ｂ2 に示すように約３０〜４５℃の範囲で変化する。
本実施例においては、加熱器１９の第１層２４と第２層
２５との分割比をほぼ１：２としており、また、下層の
内気吸い込み温度と上層の冷媒蒸発器（冷却器１８）直
後の温度との差が約２０°あることから、クールダンパ
２２の閉時に上下温度差を１５°程度とることができ
る。なお、本実施例では、バイレベルモード時に、クー
ルダンパ２２を閉じた例を示したが、クールダンパ２２
を開いたり、開度を調節して、足元への吹出温度と、上
半身への吹出温度の差を大きく設けても良い。 【００２０】（バイレベルモードの暖房運転）バイレベ
ルモードが選択され、除湿スイッチ５０がOFF された状
態では、上記のバイレベルモードの除湿運転の状態にお
いて、冷凍サイクル３２が暖房運転を行い、冷却器１８
の作動のみが停止する。この結果、センタフェイス吹出
口１０およびサイドフェイス吹出口１１より、乗員の上
半身へ吹き出される空気（外気と内気との混合空気）、
およびフット吹出口１３より吹き出される内気は、加熱
器１９を通った温かい空気となる。なお、センタフェイ
ス吹出口１０およびサイドフェイス吹出口１１より吹き
出される空気は、外気と内気との混合空気で、フット吹
出口１３より吹き出される空気は、内気であるため、足
元への吹出温度が、上半身への吹出温度よりも高くな
る。 【００２１】（フットモードの除湿運転、図４（ｆ）参
照）フットモードが選択されるとともに、除湿スイッチ
５０がONされると、冷凍サイクル３２は除湿運転を行う
とともに、内外気切替ダンパ８は自動的に外気を選択し
て第１送風機３が外気を吸引し、第２送風機４も内気を
吸引する。第１送風機３の吸引した外気、および第２送
風機４の吸引した内気は全て冷却器１８を通り冷却、除
湿される。このモードでは、クールダンパ２２および連
通ダンパ２９が閉じられ、サイドフェイス吹出口１１、
デフロスタダンパ１６およびフットダンパ１７が開かれ
ているため、冷却器１８を通過して第１層２４へ導かれ
たた空気（外気と内気）は、全て加熱器１９を通って再
加熱され、サイドフェイス吹出口１１およびデフロスタ
吹出口１２より、車両のフロントガラスおよびサイドガ
ラス、あるいは一部乗員の上半身へ向けて吹き出され
る。また、冷却器１８を通過して第２層２５へ導かれた
内気も、加熱器１９を通って再加熱され、フット吹出口
１３より乗員の足元へ吹き出される。そして、温度調節
レバー５１の設定位置を変化させることにより、冷媒圧
縮機３４の回転速度が変化して、サイドフェイス吹出口
１１およびデフロスタ吹出口１２の吹出温度が図４
（ｇ）の範囲Ｃ1 、Ｃ2 に示すように約２５〜４５℃の
範囲で変化し、フット吹出口１３の吹出温度が範囲Ｃ3
に示すように約３０〜５０℃の範囲で変化する。 【００２２】（フットモードの暖房運転）フットモード
が選択され、除湿スイッチ５０がOFF された状態では、
上記のフットモードの除湿運転の状態において、冷凍サ
イクル３２が暖房運転を行い、冷却器１８の作動のみが
停止する。この結果、サイドフェイス吹出口１１および
デフロスタ吹出口１２より、フロントガラス、サイドガ
ラスおよび乗員の上半身へ吹き出される空気（外気と内
気の混合空気）は、加熱器１９を通った温かい空気とな
る。この場合、サイドフェイス吹出口１１とデフロスタ
吹出口１２から吹き出される風は、フット吹出口１３よ
り吹き出される空気に対して外気リッチとなっているた
め、フロントガラスおよびサイドガラスの曇りの可能性
は極めて低い。また、フット吹出口１３より吹き出され
る内気も、加熱器１９で加熱されて温風となる。 【００２３】（デフモードの除湿運転、図４（ｈ）参
照）デフモードが選択されるとともに、除湿スイッチ５
０がONされると、冷凍サイクル３２は除湿運転を行うと
ともに、内外気切替ダンパ８は自動的に外気を選択して
第１送風機３が外気を吸引し、第２送風機４も内気を吸
引する。第１送風機３の吸引した外気および第２送風機
４の吸引した内気は全て冷却器１８を通り冷却、除湿さ
れる。このモードでは、クールダンパ２２が閉じられ、
連通ダンパ２９が開かれ、デフロスタダンパ１６が開か
れているため、第１層２４に導かれた空気（外気と内
気）は全て加熱器１９を通って再加熱され、サイドフェ
イス吹出口１１およびデフロスタ吹出口１２より、車両
のフロントガラス、サイドガラス、あるいは一部乗員の
上半身へ向けて吹き出される。また、第２層２５に導か
れた内気も、加熱器１９を通って再加熱される。この再
加熱された第２層２５の内気は、フットダンパ１７が閉
じられ、連通ダンパ２９が開かれているため、連通口２
８を通ってサイドフェイス吹出口１１およびデフロスタ
吹出口１２より、車両のフロントガラス、サイドガラ
ス、あるいは一部乗員の上半身へ向けて吹き出される。
そして、温度調節レバー５１の設定位置を変化させるこ
とにより、冷媒圧縮機３４の回転速度が変化して、サイ
ドフェイス吹出口１１およびデフロスタ吹出口１２の吹
出温度が図４（ｉ）の範囲Ｄ1 、Ｄ2 に示すように約３
０〜５０℃の範囲で変化する。 【００２４】（デフモードの暖房運転）デフモードが選
択され、除湿スイッチ５０がOFF された状態では、上記
のデフモードの除湿運転の状態において、冷凍サイクル
３２が暖房運転を行い、冷却器１８の作動のみが停止す
る。この結果、サイドフェイス吹出口１１およびデフロ
スタ吹出口１２より、フロントガラス、サイドガラスお
よび乗員の上半身へ吹き出される空気（外気と内気）
は、加熱器１９を通った温かい空気となる。 【００２５】次に、上記フットモードの暖房運転におけ
る窓ガラスの曇り防止について、外気のみを導入して加
熱した比較技術や、外気と内気とを混合して加熱した比
較技術と比較して、図５ないし図７を用いて説明する。
まず、フットモードにおける外気１００％による暖房運
転と、外気と内気とを混合した暖房運転とによる試験結
果を次に示す。なお、外気温度は０℃、外気湿度は９０
〜９５％、５人乗車、冷凍サイクル３２の冷媒蒸発器
（冷却器１８）をバイパスして冷媒凝縮器（加熱器１
９）によって室内平均を２５℃とする暖房運転である。 【００２６】外気１００％の状態で、空気調和装置の吹
出風量が１６０ｍ³ ／ｈ（フット吹出口から４８℃で１
００ｍ³ ／ｈ、サイドフェイス吹出口から３８℃で４０
ｍ³／ｈ、デフロスタ吹出口から４０℃で２０ｍ³ ／
ｈ）の時、図５に示すように、窓ガラス（フロントガラ
ス５６、フロントのサイドガラス５７、リヤのサイドガ
ラス５８、リヤガラス５９）に曇りは発生しない。な
お、図中の％は、各窓ガラス近傍の相対湿度である。し
かるに、低い温度の外気を上昇させる必要があるため、
外気１００％による暖房では、暖房負荷が大きい不具合
を備えていた。外気と内気とを混合し、車両用空気調和
装置１の吹出風量が１６０ｍ³ ／ｈ（フット吹出口から
４８℃で１００ｍ³ ／ｈ、サイドフェイス吹出口から２
７℃で４０ｍ³ ／ｈ、デフロスタ吹出口から３６℃で２
０ｍ³ ／ｈ）の時、内気の割合を９０ｍ³ ／ｈにする
と、室内湿度が大幅に高くなり、図６に示すように、フ
ロントガラス５６のほぼ全面と、リヤのサイドガラス５
８の一部に曇りが発生してしまう。このように、外気と
内気の両方を混合してダクト２に導入して暖房運転を行
うと、暖房負荷を外気１００％に比較して６０％以下へ
低減できるが、窓ガラスに曇りが発生する不具合を有し
ていた。 【００２７】次に、外気を窓ガラスおよび乗員の上半身
へ吹き出し、内気を足元へ吹き出し、車両用空気調和装
置１の吹出風量が１９０ｍ³ ／ｈ（フット吹出口から内
気５１℃で１２０ｍ³ ／ｈ、サイドフェイス吹出口から
外気３１℃で４５ｍ³ ／ｈ、デフロスタ吹出口から外気
３４℃で２５ｍ³ ／ｈ）の時、フロントガラス５６近傍
の湿度は、図７に示すように、１００％外気と変わらな
いレベルまで改善できる。この結果、リヤのサイドガラ
ス５８の後部に僅か曇りが発生するのみで、他の窓ガラ
スの曇りの発生を抑えることができる。なお、冷媒蒸発
器（冷却器１８）を働かせる除湿運転でないときでも、
曇りの発生は最小限に抑えられ、万一曇りが発生した場
合、あるいは使用者のフィーリングにより湿気を取りた
い時に、除湿運転にすれば、各吹出口より除湿した空気
を吹出し、素早く除湿を行うことができる。 【００２８】〔実施例の効果〕吹出温度を調節する際
は、温度調節レバー５１を操作して冷媒圧縮機３４の回
転速度を制御して、冷却器１８の冷却能力、加熱器１９
の加熱能力を変化させるとともに、モードに応じてクー
ルダンパ２２を開閉して加熱バイパス通路２１の開度を
変化させ、第１層２４を通過する空気、および第２層２
５を通過する空気の温度を調節する。つまり、冷風と温
風の攪拌を行うことなく、吹出温度が調節できるため、
従来に比較してダクト２内の通風抵抗を低く抑えること
ができる。この結果、第１送風機３および第２送風機４
にかかる消費電力を低く抑えることができる。大きな冷
房能力が要求される場合、冷却器１８で冷却された空気
は、加熱バイパス通路２１の他に、加熱器１９を通過す
る。つまり、ダクト２内を全てを冷却空気の空気通路と
することができる。このため、従来に比較して大きな冷
房能力が要求される場合の通風抵抗が低く抑えられ、結
果的に第１送風機３および第２送風機４にかかる消費電
力を低く抑えることができる。 【００２９】サイドフェイス吹出口１１は、フェイスモ
ードの冷房運転時以外、外気導入される第１層２４と通
じているため、フェイスモードの冷房運転時以外、サイ
ドフェイス吹出口１１より外気を吹き出させることが可
能となる。フェイスモードの冷房運転時では、室内が除
湿されてサイドガラスが曇ることはないが、他のモード
では、サイドフェイス吹出口１１へ外気リッチの空気が
導かれるため、サイドフェイス吹出口１１より吹き出さ
れる空気で、サイドガラスの曇りを防止する場合、サイ
ドフェイス吹出口１１よりサイドガラスに湿度の比較的
低い外気が導かれ、サイドガラスの曇りを防止する効果
が高く、ドアミラーの視認性に優れる。サイドフェイス
吹出口１１同様、センタフェイス吹出口１０も第１層２
４に通じているため、センタフェイス吹出口１０および
サイドフェイス吹出口１１から、乗員の上半身に新鮮な
外気を吹き出すことが可能で、乗員にフレッシュ感を与
え、乗員の快適性を向上させることができる。 【００３０】フットモードの暖房運転時、足元へ吹き出
される温風は、温かい内気を吸引して加熱するため、暖
房負荷を外気１００％に比較して６０％以下に低減する
ことができる。この結果、本実施例の車両用空気調和装
置１は、余剰熱をほとんど発生しない電気自動車に適し
ている。この時、フロントガラスへはデフロスタ吹出口
１２より湿度の比較的低い外気が導かれるため、フロン
トガラスの曇りが防止される。また、冷房運転時におい
ても、室内の冷却された内気を一部、あるいは全部吸引
して冷却するため、冷房負荷も外気１００％に比較して
低減することができる。 【００３１】〔第２実施例〕図８および図９は第２実施
例を示すもので、図８は車両用空気調和装置１のダクト
２の概略構成図、図９はその概略斜視図である。本実施
例の車両用空気調和装置１は、第１送風機３と第２送風
機４のモータ６０を共通化したものである。 【００３２】〔第３実施例〕図１０は第３実施例を示す
車両用空気調和装置１のダクト２の概略構成図である。
本実施例の車両用空気調和装置１は、第１送風機３と第
２送風機４のモータ６０とファン６１とを共通化したも
のである。 【００３３】〔第４実施例〕図１１ないし図１４は第４
実施例を示すもので、図１１は車両用空気調和装置１の
ダクト２の概略構成図である。本実施例の車両用空気調
和装置１は、第１層２４が、第２層２５の下に設けられ
たものである。第１仕切壁２３で仕切られるダクト２の
上流は、第１仕切壁２３の上方の内気リッチ通路６２と
下方の外気リッチ通路６３に分かれ、内気リッチ通路６
２には主に内気が導かれ、外気リッチ通路６３には主に
外気が導かれる。本実施例では、１つの送風機６４によ
って、内気リッチ通路６２へ主に内気を導き、外気リッ
チ通路６３へ主に外気または内気を選択して導く。この
送風機６４は、図１２にも示すように、空気の吸込口の
下半分を内気を吸い込む内気用導入口６５とし、上半分
を内外気切替手段５で選択される空気を吸い込む内外気
選択導入口６６としている。そして、送風機６４のスク
ロール部６７内には、図１３および図１４に示すガイド
６８が配置され、内気用導入口６５より吸い込んだ空気
を主にガイド６８の外側に導き、内気リッチ通路６２へ
吹き出す。また、内外気選択導入口６６より吸い込んだ
空気を主にガイド６８の内側に導き、外気リッチ通路６
３へ吹き出す。なお、ガイド６８は、上流側の約半分ま
でに騒音を抑え、かつ内外気の分離性を向上させるＶ字
形の切欠６９を設けたが、この切欠６９は他の形状に設
けても良い。 【００３４】〔第５実施例〕図１５ないし図１７は第５
実施例を示すもので、図１５は冷却器１８である冷媒蒸
発器から飛散したドレン水を受けるドレン受皿の断面図
である。上記第１〜４実施例に示したように、冷却器１
８が加熱器１９の上流に位置するとともに、冷却器１８
を通過した空気を仕切壁（上記実施例では第２仕切壁２
６の加熱器の上流部分）で分割し、分割された空気をそ
れぞれ加熱器１９を通過させ、さらに冷却器１８と加熱
器１９との距離が接近した構造のものでは、冷却器１８
で凝縮されたドレン水が、冷却器１８（冷媒蒸発器のチ
ューブ）を伝わって下方に流れる際に、ダクト２内を流
れる空気の流れで飛散し、加熱器１９にかかる可能性が
ある。加熱器１９にドレン水がかかると、そのドレン水
が蒸発して車室内に吹き出され、窓ガラスを曇らせる可
能性がある。なお、冷却器１８と加熱器１９との間の仕
切壁（第２仕切壁２６）に傾斜をつけるだけでは、仕切
壁からダクト２の下部の排水パン７０へ落ちる際に、仕
切壁の下方の空気の流れによって飛ばされ加熱器１９に
かかってしまう。 【００３５】そこで、本実施例では、冷却器１８と加熱
器１９との間の仕切壁（第２仕切壁２６の加熱器の上流
部分）を、この仕切壁より上方の冷却器１８から飛散し
たドレン水を収集し、飛散したドレン水が加熱器１９に
かかるのを防ぐドレン受皿７１として設けたものであ
る。このドレン受皿７１の具体的な構造は、図１６に示
すように、矩形の皿状に設けられたもので、冷却器１８
の下流端部（空気の流れに対する下流）から加熱器１９
の上流端部（空気の流れに対する上流）まで配置され
る。ドレン受皿７１の略中央部には、ドレン水を下方に
排出するドレン孔７２が設けられ、ドレン受皿７１はド
レン孔７２に向かって傾斜して設けられている。ドレン
孔７２の下部には、ドレン水をダクト２の排水パン７０
に導くドレン排水管７３がドレン受皿７１と一体に設け
られている。ダクト２に設けられた排水パン７０は、冷
却器１８に付着したドレン水の他に、外気導入口７（第
１実施例参照）よりダクト２内に進入した雨水や洗車水
を受け止め、排水するために設けられたもので、排水パ
ン７０の下部には、排水パン７０で受け止めた水を車外
へ排出する排水通路７４が設けられている。この排水パ
ン７０は、ダクト２内で急激に下方へ窪んだ形状をな
し、排水パン７０内の風速を大変小さくしている。そし
て、ドレン排水管７３の下端は、排水パン７０のほぼ無
風状態の部分に開口するように設けられ、ドレン排水管
７３より排水パン７０にドレン水が落下する際に、落下
するドレン水が加熱器１９に飛散しないように設けられ
ている。 【００３６】次に、ドレン受皿７１の組付構造を説明す
る。本実施例の冷却器１８を収納するダクト２は、上ケ
ース（図示しない）と下ケース７５とを接合した構造の
もので、下ケース７５の上端に設けられる上ケースとの
接合リブ（図示しない）に、ドレン受皿７１の両側を３
本のタッピングスクリュウで固定した構造を採用してい
る（図１７参照）。 【００３７】第５実施例の作用を説明する。除湿運転が
行われると、冷却器１８の作動によって、冷却器１８を
通過する空気が冷却される。空気は冷却されると、空気
中の水蒸気の一部が滴下して、冷却器１８にドレン水と
して付着する。そして冷却器１８に付着したドレン水
は、冷却器１８を伝わって下方に流れる。また、冷却器
１８に付着した一部のドレン水は、冷却器１８の下端に
流れ落ちる前にダクト２内を流れる空気流によって下流
側（加熱器１９側）に飛散する。冷却器１８を伝わって
冷却器１８の下端に流れたドレン水は、冷却器１８の下
部に設けられた排水パン７０に受けられる。一方、ドレ
ン受皿７１の上方において、ダクト２内を流れる空気流
によって冷却器１８の下端に流れ落ちる前に下流側に飛
散したドレン水は、加熱器１９まで設けられたドレン受
皿７１に受け止められ、加熱器１９にかからない。そし
て、ドレン受皿７１に受け止められたドレン水は、ドレ
ン孔７２、ドレン排水管７３を介して排水パン７０に導
かれる。また、ドレン受皿７１の下方において、ダクト
２内を流れる空気流によって冷却器１８の下端に流れ落
ちる前に下流側に飛散したドレン水は、排水パン７０に
受け止められ、加熱器１９にかからない。そして、排水
パン７０に受け止められたドレン水は、排水通路７４を
介して車外に排出される。一方、加熱器１９は、加熱器
１９を通過する空気を加熱し、室内に吹き出す空気を再
加熱する。そして、加熱器１９には、ドレン水がかから
ないため、ドレン水が加熱器１９で再蒸発するのが防が
れ、冷却器１８による除湿効果を損なうことがない。 【００３８】第５実施例の効果を説明する。本実施例の
ドレン受皿７１を採用することにより、冷却器１８に付
着したドレン水が、ドレン受皿７１に受けられ、ドレン
水が加熱器１９にかかるのが防がれる。このため、ドレ
ン水が加熱器１９によって再蒸発して、窓ガラスが曇る
のを防ぐことができる。 【００３９】〔第６実施例〕図１８は第６実施例を示す
もので、冷却器１８のドレン水を受けるドレン受皿７１
の断面図である。本実施例のドレン受皿７１のドレン排
水管７３は、下ケース７５の排水パン７０に一体に設け
られた排水パイプ７６に差し込まれ、ドレン受皿７１の
受けたドレン水を排水パイプ７６から直接ダクト２の外
部へ導くものである。これによって、ドレン受皿７１で
受けたドレン水が、ダクト２内を流れる空気の影響を受
けることなく確実に外部に排出される。 【００４０】〔変形例〕本実施例では空気調和装置を電
気自動車に搭載した例を示したが、内燃機関、特にディ
ーゼルエンジンやリーンバーンエンジンによって駆動さ
れる自動車に搭載しても良い。加熱器の一例として冷媒
凝縮器を例に示したが、温水式のヒータコア、電気ヒー
タ、燃焼ヒータなど他の加熱器を用いても良い。第２送
風機の上流に内外気切替手段を設けるなどして、車両乗
員の足元に外気を導入できるように設けても良い。ま
た、内外気切替手段をなくし、常に第１層へ外気を導く
ように設けても良い。

【図面の簡単な説明】 【図１】空気調和装置のダクトの概略構成図である（第
１実施例）。 【図２】冷凍サイクルの冷媒回路図である。 【図３】操作パネルの正面図である。 【図４】空気調和装置の作動説明図である。 【図５】外気１００％による暖房運転時の窓の曇り状態
の説明図である。 【図６】外気と内気を混合した暖房運転時の窓の曇り状
態の説明図である。 【図７】外気を窓ガラスへ吹き出し、内気を足元へ吹き
出す暖房運転時の窓の曇り状態の説明図である。 【図８】空気調和装置のダクトの概略構成図である（第
２実施例）。 【図９】ダクトの車両の搭載状態を示す概略斜視図であ
る（第２実施例）。 【図１０】空気調和装置のダクトの概略構成図である
（第３実施例）。 【図１１】空気調和装置のダクトの概略構成図である
（第４実施例）。 【図１２】送風機の断面図である（第４実施例）。 【図１３】ガイドの上面図である（第４実施例）。 【図１４】ガイドの側面図である（第４実施例）。 【図１５】ドレン受皿の配置状態を説明する概略断面図
である（第５実施例）。 【図１６】ドレン受皿の斜視図である（第５実施例）。 【図１７】ドレン受皿の組付状態を説明する概略断面図
である（第５実施例）。 【図１８】ドレン受皿の配置状態を説明する概略断面図
である（第６実施例）。 【符号の説明】 １ 車両用空気調和装置 ２ ダクト ３ 第１送風機 ４ 第２送風機 １０ センタフェイス吹出口 １１ サイドフェイス吹出口 １２ デフロスタ吹出口 １３ フット吹出口 １８ 冷却器 １９ 加熱器 ２１ 加熱バイパス通路 ２２ クールダンパ２３ 第１仕切壁 ２４ 第１層 ２５ 第２層２６ 第２仕切壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉 光 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−8105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−188514（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−96513（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−83811（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 - 3/06

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】室内前部の中央より乗員の上半身へ向けて
   空気を吹き出すセンタフェイス吹出口、室内前部の両脇
   より乗員の上半身あるいはサイドガラスへ向けて空気を
   吹き出すサイドフェイス吹出口、フロントガラスへ向け
   て空気を吹き出させるデフロスタ吹出口、および乗員の
   足元へ向けて空気を吹き出させるフット吹出口を備えた
   ダクトと、 このダクトにおいて前記センタフェイス吹出口、前記サ
   イドフェイス吹出口、前記デフロスタ吹出口、およびフ
   ット吹出口より吹き出される空気流を生じさせる送風機
   と、 前記ダクト内に配置され、通過する空気を冷却する冷却
   器と、 前記ダクト内において前記冷却器の空気流下流側に配置
   され、通過する空気を加熱するとともに、その加熱能力
   が可変可能に設けられた加熱器と、 前記ダクト内において前記加熱器をバイパスする加熱バ
   イパス通路と、 この加熱バイパス通路の開度を変化させるクールダンパ
   と、 前記ダクト内において室外空気を導入可能に設けられ、
   前記冷却器を通過したのち、前記加熱バイパス通路また
   は前記加熱器を通過させる第１層と、 前記ダクト内において室内空気を導入して前記冷却器と
   前記加熱器の両方を通過させる第２層とを備え、 前記第１層は、前記センタフェイス吹出口、前記サイド
   フェイス吹出口および前記デフロスタ吹出口に通じ、 前記第２層は、前記フット吹出口に通じ、 室外空気が導入可能な前記第１層と室内空気が導入され
   る前記第２層は、前記ダクト内において仕切壁によって
   仕切って設けられ、 前記クールダンパが前記加熱バイパス通路を全開した時
   に前記第１層を流れる空気は、前記加熱バイパス通路お
   よび前記加熱器を並列に流れるように設けられ、 フットモード時には、前記第１層に導入された外気を前
   記デフロスタ吹出口および前記サイドフェイス吹出口か
   ら吹き出すとともに、前記第２層に導入された内気を前
   記フット吹出口から吹き出すように設けられた ことを特
   徴とする車両用空気調和装置。