JP3575119B2 - 自動車の空調システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばワンボックスカー等の自動車の空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワンボックカーのように車室の前部に運転席と助手席の第１席と、後部に第２席、第３席を有した自動車においては、１台のエアコンユニットでは車室内の全体を所望の温度に空調することは困難である。
【０００３】
そこで、図１４に示すように、車室１内に運転席と助手席とからなる第１席２と、後部に第２席３、第３席４を有した自動車においては、前部におけるインストルメントパネル５の内部にフロントエアコンユニット６を設置すると共に、第２席３の下部付近にリヤエアコンユニット７を設置し、フロントエアコンユニット６とリヤエアコンユニット７を独立して制御することにより車室１の空調を行っている。
【０００４】
すなわち、冷房運転を例として説明すると、第２席３、第３席４にも乗車した全席乗車の場合にはフロントエアコンユニット６とリヤエアコンユニット７を運転し、第１席２のみの乗車の場合にはフロントエアコンユニット６を運転し、リヤエアコンユニット７を停止して第１席２付近のみを冷房している。
【０００５】
図１４において、点線矢印は全席に乗車している場合であって、フロントエアコンユニット６の運転によってインパネ吹出し口８から吹出された冷風は乗員の胸付近に向かい、リヤエアコンユニット７の運転によってサイドルーフダクト９に設けられた後方吹出し口１０から吹出された冷風は乗員の肩付近に向かう。
【０００６】
また、実線矢印は第１席２のみに乗車している場合であって、フロントエアコンユニット６の運転によってインパネ吹出し口８から吹出された冷風は乗員の胸付近に向かい、第１席２のみを冷房する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全席に乗車してフロントエアコンユニット６とリヤエアコンユニット７を同時に運転している場合には問題がないが、第１席２のみに乗車し、リヤエアコンユニット７を停止し、フロントエアコンユニット６のみの運転の場合、インパネ吹出し口８から吹出された冷風が車室１の後方へ流れてしまい、第１席２付近の冷房効率が落ちるという問題がある。
【０００８】
そこで、第１席２と第２席３との間をカーテンによって仕切ったり、エアーカーテンを形成して冷気の漏れを防ぐ等の工夫をしているが、第１席２と第２席３との間をカーテンによって仕切ると、後部視界を遮るという問題があり、またエアーカーテンを形成するためには大風量が必要となり、大きなブロアが必要になると共に、騒音が大きく不快感がある。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合であっても、インパネ吹出し口から吹出される冷風が車室の後方へ逃げることはなく、冷房効率を向上できると共に燃費の向上を図ることができる自動車の空調システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、車室の前部に前部座席、後部に後部座席を有すると共に、車室の前部にインパネ吹出し口から風を吹出すフロントエアコンユニットを設け、後部に天井吹出し口から風を吹出すリヤエアコンユニットを設け、車室内を空調する自動車の空調システムにおいて、
前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を後方に導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を前方に導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とをぶつけることにより、前記前部座席周辺で気流を循環させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２は、請求項１の車室の設置温度と車内温度の差が一定以内のときに前記インパネ吹出し口から吹出す風と前記天井吹出し口から前方に吹出す風とをぶつけることを特徴とする。
請求項３は、請求項１の前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とを、フロントガラスの上部近傍でぶつけることを特徴とする。
【００１２】
請求項４は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口から吹出す風は、後部に向って斜め上方に吹出すことを特徴とする。
請求項５は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記天井吹出し口から吹出す風は、前部に向って斜め下方に吹出すことを特徴とする。
請求項６は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口は、スイングモータと、このスイングモータによって回転し、前記インパネ吹出し口の横方向に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ、このシャフトを中心として回転し、天井方向に所定角度でスイングする吹出しルーバとから構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項８は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風とすることを特徴とする。
【００１４】
前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合、インパネ吹出し口から吹出される冷風と天井吹出し口から前方に吹出す風とがぶつかり合い、前部座席付近で冷風が循環し、前部座席に乗車した乗員に直接冷気が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、車室の後方へ冷風が逃げるのを防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は自動車としてのワンボックスカーを示すもので、１１は車体であり、車体１１はフロアパネル１２、天井パネル１３、フロントパネル１４およびリヤパネル１５とから構成されている。フロントパネル１４にはフロントガラス１６が、リヤパネル１５にはリヤガラス１７が設けられ、車室１８が構成されている。
【００１６】
車室１８の前部にはインストルメントパネル１９が設けられ、このインストルメントパネル１９に対向して運転席２０ａと助手席２０ｂとからなる前部座席としての第１席２１が設けられている。第１席２１の後方には後部座席としての第２席２２および第３席２３が設けられている。
【００１７】
前記インストルメントパネル１９の下部にはフロントエアコンユニット２４が設置され、第２席２２の下部に位置するフロアパネル１２にはリヤエアコンユニット２５が設けられている。
【００１８】
フロントエアコンユニット２４は、図３に示すように構成されている。すなわち、ユニットケース２６の一端側には外内気取入れ部２７が設けられ、他端側には車室内吹出し部２８が設けられ、中間部には熱交換部２９が設けられている。外内気取入れ部２７はダンパ３０ａを有する外気と内気を取入れ口３０およびブロアー３１とからなり、外気または内気を吸込んで熱交換部２９に供給するようになっている。
【００１９】
車室内吹出し部２８は、前部にインパネ吹出し口としてのフェース吹出し口３２、上部にデフロスター吹出し口３３および下部に足元および膝元へ吹出すフット吹出し口３４が設けられている。
【００２０】
熱交換部２９の上流側にはフロントエバポレータ３５ａが設けられ、下流側にはヒータコア３６がユニットケース２６に対して斜めに設けられている。ヒータコア３６の上側には第１のエアミックスダンパ３７が開閉自在に設けられ、下側には第２のエアミックスダンパ３８が開閉自在に設けられている。
【００２１】
また、３９はエンジンであり、４０はエンジン３９によって駆動されるコンプレッサである。コンプレッサ４０の吐出側は冷媒配管４１ａを介してコンデンサ４２に接続され、コンデンサ４２は途中に減圧器４３を設けた冷媒配管４１ｂを介して前記フロントエバポレータ３５ａに接続されている。フロントエバポレータ３５ａは冷媒配管４１ｃを介してコンプレッサ４０の吸込み側に接続され、冷凍サイクルが構成されている。また、エンジン３９の冷却水路（図示しない）は水配管４４を介して前記ヒータコア３６に接続されている。
【００２２】
前記リヤエアコンユニット２５は、図４に示すように構成されている。すなわち、ユニットケース４５の一端側には内気取入れ部４６が設けられ、他端側には車室内吹出し部４７が設けられ、中間部には熱交換部４８が設けられている。内気取入れ部４６は内気吸込み口４９およびブロアー５０とからなり、内気を吸込んで熱交換部４８に供給するようになっている。
【００２３】
車室内吹出し部４７は後述するリヤヒータダクトに接続される温風吹出し口５１と後述するルーフダクトに接続される冷風吹出し口５２が設けられている。また、熱交換部４８の上流側にはリヤエバポレータ３５ｂが、下流側にはリヤヒータコア５３がユニットケース４５に対して斜めに設けられている。リヤヒータコア５３の下側にはエアミックスダンパ５４が開閉自在に設けられている。さらに、リヤヒータコア５３の下流側には吹出し口切換えダンパ５５が設けられている。前記リヤエバポレータ３５ａはフロントエアコンユニット２４の冷凍サイクルと冷媒配管を介して接続されており、リヤヒータコア５３は前記エンジン３９の冷却水路と水配管を介して接続されている。
【００２４】
前記リヤエアコンユニット２５の温風吹出し口５１は、図１に示すようにリヤヒータダクト５６に接続されており、このリヤヒータダクト５６には第２席２２と第３席２３の足元に温風を吹出す温風吹出し口５７ａ，５７ｂが設けられている。
【００２５】
前記リヤエアコンユニット２５の冷風吹出し口５２は、車体１１のＢピラーに設けられたピラーダクト５８を介して第１席２１の真上のルーフダクト５９に接続されており、このルーフダクト５９は車体の左右のサイドルーフレールに設けられたサイドルーフダクト６０に接続されている。
【００２６】
また、前記インパネ吹出し口としてのフェース吹出し口３２について説明すると、図５および図６に示すように構成されている。すなわち、吹出しケーシング６１は横方向に長い矩形状をなしており、この吹出しケーシング６１の内部には複数枚の縦フィン６２と複数枚の横フィン６３とからなる吹出しルーバ６４が軸心６５を中心として上下方向に回動自在に設けられている。
【００２７】
前記軸心６５の部分には横方向にシャフト６６が貫通して設けられ、このシャフト６６に吹出しルーバ６４が固定されている。シャフト６６の一端部には吹出しケーシング６１の側部に設けられたスイングモータ６７に直結されており、スイングモータ６７の駆動によってシャフト６６を介して吹出しルーバ６４が上下方向にスイングするようになっている。
【００２８】
次に、前記ルーフダクト５９について説明すると、図７に示すように構成されている。すなわち、ルーフダクト５９は天井パネル１３の下面に車体１１の幅方向に亘って設けられている。このルーフダクト５９の前面には運転席２０ａと助手席２０ｂに対応して左右に２分割された天井吹出し口としての前方吹出し口６８ａ，６８ｂが設けられている。ルーフダクト５９の内部にはピラーダクト５８から導かれた空気を前方吹出し口６８ａ，６８ｂに案内する複数枚の整流板６９が設けられている。
【００２９】
さらに、前方吹出し口６８ａ，６８ｂの前部にはそれぞれ独立した吹出しルーバ７０ａ，７０ｂが設けられ、これらはシャフト７１によって連結されている。シャフト７１の中間部には従動ギャ７２が嵌着されている。従動ギャ７２と対向する前方吹出し口６８ａと６８ｂとの間には空間室７３が設けられている。空間室７３にはギャードモータ７４が横向きに取り付けられている。
【００３０】
ギャードモータ７４の回転軸７５には継手７６を介して駆動軸７７が連結され、この駆動軸７７にはポテンションメータ７８が設けられている。駆動軸７７には駆動ギャ７９が嵌着され、この駆動ギャ７９は前記従動ギャ７２に噛合している。そして、ギャードモータ７４の駆動によって吹出しルーバ７０ａ，７０ｂを回転して前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される風向を変更できるようになっている。
【００３１】
また、ルーフダクト５９の背面にはこれと平行に連絡ダクト８０が設けられ、これは前記ピラーダクト５８と連通している。連絡ダクト８０の背面には左右に離間して一対の後方吹出し口８０ａ，８０ｂが設けられている。これら後方吹出し口８０ａ，８０ｂにはルーバ８１が設けられていると共に小型のベーン８２が設けられている。さらに、後方吹出し口８０ａ，８０ｂには開閉自在なシャッタ８３が設けられている。さらに、連絡ダクト８０の左右両端部は左右のサイドルーフダクト６０に接続されている。
【００３２】
次に、サイドルーフダクト６０について説明すると、図８〜図１０に示すように構成されている。このサイドルーフダクト６０はサイドルーフレール８４の内部にその長手方向に亘って設けられている。そして、サイドルーフダクト６０には第２席２２に対応する４個の側方吹出し口８５が設けられていると共に、第３席２３に対応する２個の側方吹出し口８６が設けられている。さらに、サイドルーフダクト６０には前記連絡ダクト８０からの風を側方吹出し口８５および８６に案内する複数枚の整流板８７が設けられている。
【００３３】
さらに、前記側方吹出し口８５および８６には吹出しルーバ８８，８９が設けられている。吹出しルーバ８８，８９は基本的に同一構造であるため、その一方（吹出しルーバ８８）について説明すると、複数の吹出しルーバ８８はシャフト９０によって連結されている。シャフト９０の端部には従動ギャ９１が嵌着されていると共に、ポテンションメータ９２が設けられている。
【００３４】
シャフト９０の側部にはギャードモータ９３が横向きに取り付けられている。ギャードモータ９３の回転軸９４には継手９５を介して駆動軸９６が連結され、この駆動軸９６には駆動ギャ９７が嵌着され、この駆動ギャ９７は前記従動ギャ９１に噛合している。そして、ギャードモータ９３の駆動によって吹出しルーバ８８を回転して側方吹出し口８５から吹出される風向を変更できるようになっている。
【００３５】
次に、前述のように構成されたフロントエアコンユニット２４とリヤエアコンユニット２５の制御方式について説明すると、図１１に示すように構成されている。設定入力部１００は、「前席設定温度」、「後席設定温度」および「モード設定」からなり、モード設定は前後ゾーン（前席のみ乗車）か、全体ゾーン（前後席に乗車）かをスイッチの切り換えによって行う。
【００３６】
フィードバック部１０１は、車室内１８に設置したセンサからなり、例えば、「前席室内温度（上）」、「前席室内温度（下）」、「後席室内温度（上）」、「後席室内温度（下）」、「湿度」、「日射量（含む偏日射）」および「外気温」が設けられている。そして、設定入力部１００とフィードバック部１０１からの信号は制御指令値演算部１０２に入力される。
【００３７】
制御指令値演算部１０２は、前席空調風制御１０３、前席吹出しルーバ制御１０４、後席空調風制御１０５、後席吹出しルーバ制御１０６の制御を行うと共に、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦおよび容量制御１０７およびリヤエアコンユニット２５の冷媒配管電磁弁１０８の制御を行う。
【００３８】
前席空調風制御１０３によって制御される装置は、フロントエアコンユニット、ブロアー、空気取入れダンパ、エアミックスダンパ、吹出し口ダンパであり、前席吹出しルーバ制御１０４はインパネ吹出しルーバおよび前方吹出しルーバである。
【００３９】
さらに、後席空調風制御１０５は、リヤエアコンユニット、ブロアー、エアミックスダンパ、吹出し口ダンパであり、後席吹出しルーバ制御１０６は後方吹出しルーバおよび右席吹出しルーバ、左席吹出しルーバである。
【００４０】
次に、前述のように構成された自動車の空調システムについて説明する。
第１席２１、第２席２２および第３席２３に乗車しているとき、または第１席２１および第２席２２に乗車しているときは、モード設定は全体ゾーンとし、フロントエアコンユニット２４およびリヤエアコンユニット２５が同時に運転し、第１席２１の周辺はフロントエアコンユニット２４によって空調され、第２席２２および第３席２３の周辺はリヤエアコンユニット２５によって空調される。すなわち、独立して設定された前席設定温度および後席設定温度によって前席空調風制御および後席空調風制御が行われる。
【００４１】
このとき、図１２（ａ）に示すように、フェース吹出し口３２の吹出しグリル６４はスイングモータ６７によって乗員の胸方向にθ＝２０゜の範囲でスイングさせる。また、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂは吹出しグリル７０ａ，７０ｂによって閉塞されている。また、図１２（ｂ）に示すように、サイドルーフレール８４に設けられたサイドルーフダクト６０のギャードモータ９３は吹出しグリル８９をθ＝４５゜の範囲でスイングさせており、側方吹出し口８５，８６から吹出された冷風は乗員の頭部から胸に掛けて吹き付けられる。また、側方吹出し口８５，８６から吹出された冷風は天井方向のスイング３回につき１回の割合で乗員方向に冷風が送られる。さらに、吹出しグリル８９をθ＝４５゜の範囲でスイングさせて天井パネル１３に沿って冷風を流すことによって天井パネル１３を冷却して天井パネル１３からの輻射熱を低減でき、冷房効率を向上できる。
【００４２】
したがって、モード設定が全体ゾーンのときは、フロントエアコンユニット２４およびリヤエアコンユニット２５が同時に運転し、第１席２１の周辺はフロントエアコンユニット２４によって空調され、第２席２２および第３席２３の周辺はリヤエアコンユニット２５によって空調される。
【００４３】
次に、第１席２１のみに乗車しているときは、モード設定は前後ゾーンとすると、リヤエアコンユニット２５は停止し、フロントエアコンユニット２４のみの運転となるが、立上がり時（設定温度と車内温度の差が一定以上の時）には、フェース吹出し口３２の吹出しグリル６４はスイングモータ６７によってθ＝２０゜の範囲でスイングし、図１３の（ａ）に示すように、第１席２１の着座した乗員の胸付近への冷風を直接風として送風できる。また、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂの吹出しグリル７０ａ，７０ｂはギャードモータ７４によってθ＝３０゜の範囲でスイングし、前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風は第１席２１に着座した乗員の頭部付近へ吹出される。したがって、直接風によって乗員は涼感が得られる。
【００４４】
定常時（設定温度と車内温度の差が一定以内の時）には、フェース吹出し口３２のスイングモータ６７が駆動し、シャフト６６を介して吹出しグリル６４は上下方向にθ＝４０゜でスイングするため、図１３の（ｂ）に示すように、フェース吹出し口３２から吹出される冷風はフロントガラス１８に沿って上昇する。また、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂのギャードモータ７４が駆動し、シャフト７１を介して吹出しグリル７０ａ，７０ｂは前方に向かって上下方向にθ＝３０゜でスイングする。したがって、フェース吹出し口３２から吹出される冷風と前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風はフロントガラス１８の上部近傍でぶつかり合って第１席２１の付近で循環して乗員に直接風が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、スイングによって冷風が循環して涼感が増す。
【００４５】
このように第１席２１のみに乗車した場合にはフロントエアコンユニット２４のみを運転し、リヤエアコンユニット２５を停止することにより、燃費が向上し、また、フェース吹出し口３２から吹出される冷風と前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風はフロントガラス１８の上部近傍でぶつかり合って第１席２１の付近で循環して乗員に直接風が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、車室１８の後方へ冷風が逃げることはなく、冷房効率を向上できる。
【００４６】
なお、前記一実施形態においては、第１席２１のみに乗車しているときは、モード設定は前後ゾーンとし、フロントエアコンユニット２４のみの運転となって、フェース吹出し口３２の吹出しグリル６４はスイングモータ６７によってスイングさせると共に、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂの吹出しグリル７０ａ，７０ｂはギャードモータ７４によってスイングするようにしたが、立上がり時（設定温度と車内温度の差が一定以上の時）にはスイングモータ６７およびギャードモータ７４を停止し、吹出しグリル６４から吹出される冷風を第１席２１の着座した乗員の胸付近への直接風として送風し、前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風を乗員の頭部付近へ直接風として送風してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１によれば、前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合であっても、インパネ吹出し口から吹出される冷風が車室の後方へ逃げることはなく、冷房効率を向上できると共に燃費の向上を図ることができる。
【００４８】
請求項２，３によれば、インパネ吹出し口と天井吹出し口から吹出す冷風が直接風となって乗員に当たることはなく、間接風となり、局部的な冷却を防止できる。
【００４９】
請求項４，５によれば、インパネ吹出し口と天井吹出し口から吹出す冷風が撹拌され、涼感が得られる。
請求項６によれば、前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風なるため、立上り時の涼感が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示すワンボックスカーの概略的縦断側面図。
【図２】同実施形態のワンボックスカーの概略的縦断正面図。
【図３】同実施形態のフロントエアコンユニットの縦断側面図。
【図４】同実施形態のリヤエアコンユニットの縦断側面図。
【図５】同実施形態のフェース吹出し口の縦断側面図。
【図６】同実施形態のフェース吹出し口の正面図。
【図７】同実施形態のルーフダクトに設けられた前方吹出し口の概略的平面図および側面図。
【図８】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の断面図。
【図９】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の概略的構成図。
【図１０】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の概略的構成図。
【図１１】同実施形態の制御系のブロック図。
【図１２】同実施形態の作用説明図。
【図１３】同実施形態の作用説明図。
【図１４】従来のワンボックスカーにおける空調システムの構成図。
【符号の説明】
１８…車室、１９…インストルメントパネル、２１…第１席、２２…第２席、２３…第３席、２４…フロントエアコンユニット、２５…リヤエアコンユニット、３２…フェース吹出し口、６８…前方吹出し口。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばワンボックスカー等の自動車の空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワンボックカーのように車室の前部に運転席と助手席の第１席と、後部に第２席、第３席を有した自動車においては、１台のエアコンユニットでは車室内の全体を所望の温度に空調することは困難である。
【０００３】
そこで、図１４に示すように、車室１内に運転席と助手席とからなる第１席２と、後部に第２席３、第３席４を有した自動車においては、前部におけるインストルメントパネル５の内部にフロントエアコンユニット６を設置すると共に、第２席３の下部付近にリヤエアコンユニット７を設置し、フロントエアコンユニット６とリヤエアコンユニット７を独立して制御することにより車室１の空調を行っている。
【０００４】
すなわち、冷房運転を例として説明すると、第２席３、第３席４にも乗車した全席乗車の場合にはフロントエアコンユニット６とリヤエアコンユニット７を運転し、第１席２のみの乗車の場合にはフロントエアコンユニット６を運転し、リヤエアコンユニット７を停止して第１席２付近のみを冷房している。
【０００５】
図１４において、点線矢印は全席に乗車している場合であって、フロントエアコンユニット６の運転によってインパネ吹出し口８から吹出された冷風は乗員の胸付近に向かい、リヤエアコンユニット７の運転によってサイドルーフダクト９に設けられた後方吹出し口１０から吹出された冷風は乗員の肩付近に向かう。
【０００６】
また、実線矢印は第１席２のみに乗車している場合であって、フロントエアコンユニット６の運転によってインパネ吹出し口８から吹出された冷風は乗員の胸付近に向かい、第１席２のみを冷房する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全席に乗車してフロントエアコンユニット６とリヤエアコンユニット７を同時に運転している場合には問題がないが、第１席２のみに乗車し、リヤエアコンユニット７を停止し、フロントエアコンユニット６のみの運転の場合、インパネ吹出し口８から吹出された冷風が車室１の後方へ流れてしまい、第１席２付近の冷房効率が落ちるという問題がある。
【０００８】
そこで、第１席２と第２席３との間をカーテンによって仕切ったり、エアーカーテンを形成して冷気の漏れを防ぐ等の工夫をしているが、第１席２と第２席３との間をカーテンによって仕切ると、後部視界を遮るという問題があり、またエアーカーテンを形成するためには大風量が必要となり、大きなブロアが必要になると共に、騒音が大きく不快感がある。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合であっても、インパネ吹出し口から吹出される冷風が車室の後方へ逃げることはなく、冷房効率を向上できると共に燃費の向上を図ることができる自動車の空調システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、車室の前部に前部座席、後部に後部座席を有すると共に、車室の前部にインパネ吹出し口から風を吹出すフロントエアコンユニットを設け、後部に天井吹出し口から風を吹出すリヤエアコンユニットを設け、車室内を空調する自動車の空調システムにおいて、
前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を後方に導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を前方に導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とをぶつけることにより、前記前部座席周辺で気流を循環させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２は、請求項１の車室の設置温度と車内温度の差が一定以内のときに前記インパネ吹出し口から吹出す風と前記天井吹出し口から前方に吹出す風とをぶつけることを特徴とする。
請求項３は、請求項１の前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とを、フロントガラスの上部近傍でぶつけることを特徴とする。
【００１２】
請求項４は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口から吹出す風は、後部に向って斜め上方に吹出すことを特徴とする。
請求項５は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記天井吹出し口から吹出す風は、前部に向って斜め下方に吹出すことを特徴とする。
請求項６は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口は、スイングモータと、このスイングモータによって回転し、前記インパネ吹出し口の横方向に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ、このシャフトを中心として回転し、天井方向に所定角度でスイングする吹出しルーバとから構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項８は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風とすることを特徴とする。
【００１４】
前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合、インパネ吹出し口から吹出される冷風と天井吹出し口から前方に吹出す風とがぶつかり合い、前部座席付近で冷風が循環し、前部座席に乗車した乗員に直接冷気が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、車室の後方へ冷風が逃げるのを防止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は自動車としてのワンボックスカーを示すもので、１１は車体であり、車体１１はフロアパネル１２、天井パネル１３、フロントパネル１４およびリヤパネル１５とから構成されている。フロントパネル１４にはフロントガラス１６が、リヤパネル１５にはリヤガラス１７が設けられ、車室１８が構成されている。
【００１６】
車室１８の前部にはインストルメントパネル１９が設けられ、このインストルメントパネル１９に対向して運転席２０ａと助手席２０ｂとからなる前部座席としての第１席２１が設けられている。第１席２１の後方には後部座席としての第２席２２および第３席２３が設けられている。
【００１７】
前記インストルメントパネル１９の下部にはフロントエアコンユニット２４が設置され、第２席２２の下部に位置するフロアパネル１２にはリヤエアコンユニット２５が設けられている。
【００１８】
フロントエアコンユニット２４は、図３に示すように構成されている。すなわち、ユニットケース２６の一端側には外内気取入れ部２７が設けられ、他端側には車室内吹出し部２８が設けられ、中間部には熱交換部２９が設けられている。外内気取入れ部２７はダンパ３０ａを有する外気と内気を取入れ口３０およびブロアー３１とからなり、外気または内気を吸込んで熱交換部２９に供給するようになっている。
【００１９】
車室内吹出し部２８は、前部にインパネ吹出し口としてのフェース吹出し口３２、上部にデフロスター吹出し口３３および下部に足元および膝元へ吹出すフット吹出し口３４が設けられている。
【００２０】
熱交換部２９の上流側にはフロントエバポレータ３５ａが設けられ、下流側にはヒータコア３６がユニットケース２６に対して斜めに設けられている。ヒータコア３６の上側には第１のエアミックスダンパ３７が開閉自在に設けられ、下側には第２のエアミックスダンパ３８が開閉自在に設けられている。
【００２１】
また、３９はエンジンであり、４０はエンジン３９によって駆動されるコンプレッサである。コンプレッサ４０の吐出側は冷媒配管４１ａを介してコンデンサ４２に接続され、コンデンサ４２は途中に減圧器４３を設けた冷媒配管４１ｂを介して前記フロントエバポレータ３５ａに接続されている。フロントエバポレータ３５ａは冷媒配管４１ｃを介してコンプレッサ４０の吸込み側に接続され、冷凍サイクルが構成されている。また、エンジン３９の冷却水路（図示しない）は水配管４４を介して前記ヒータコア３６に接続されている。
【００２２】
前記リヤエアコンユニット２５は、図４に示すように構成されている。すなわち、ユニットケース４５の一端側には内気取入れ部４６が設けられ、他端側には車室内吹出し部４７が設けられ、中間部には熱交換部４８が設けられている。内気取入れ部４６は内気吸込み口４９およびブロアー５０とからなり、内気を吸込んで熱交換部４８に供給するようになっている。
【００２３】
車室内吹出し部４７は後述するリヤヒータダクトに接続される温風吹出し口５１と後述するルーフダクトに接続される冷風吹出し口５２が設けられている。また、熱交換部４８の上流側にはリヤエバポレータ３５ｂが、下流側にはリヤヒータコア５３がユニットケース４５に対して斜めに設けられている。リヤヒータコア５３の下側にはエアミックスダンパ５４が開閉自在に設けられている。さらに、リヤヒータコア５３の下流側には吹出し口切換えダンパ５５が設けられている。前記リヤエバポレータ３５ａはフロントエアコンユニット２４の冷凍サイクルと冷媒配管を介して接続されており、リヤヒータコア５３は前記エンジン３９の冷却水路と水配管を介して接続されている。
【００２４】
前記リヤエアコンユニット２５の温風吹出し口５１は、図１に示すようにリヤヒータダクト５６に接続されており、このリヤヒータダクト５６には第２席２２と第３席２３の足元に温風を吹出す温風吹出し口５７ａ，５７ｂが設けられている。
【００２５】
前記リヤエアコンユニット２５の冷風吹出し口５２は、車体１１のＢピラーに設けられたピラーダクト５８を介して第１席２１の真上のルーフダクト５９に接続されており、このルーフダクト５９は車体の左右のサイドルーフレールに設けられたサイドルーフダクト６０に接続されている。
【００２６】
また、前記インパネ吹出し口としてのフェース吹出し口３２について説明すると、図５および図６に示すように構成されている。すなわち、吹出しケーシング６１は横方向に長い矩形状をなしており、この吹出しケーシング６１の内部には複数枚の縦フィン６２と複数枚の横フィン６３とからなる吹出しルーバ６４が軸心６５を中心として上下方向に回動自在に設けられている。
【００２７】
前記軸心６５の部分には横方向にシャフト６６が貫通して設けられ、このシャフト６６に吹出しルーバ６４が固定されている。シャフト６６の一端部には吹出しケーシング６１の側部に設けられたスイングモータ６７に直結されており、スイングモータ６７の駆動によってシャフト６６を介して吹出しルーバ６４が上下方向にスイングするようになっている。
【００２８】
次に、前記ルーフダクト５９について説明すると、図７に示すように構成されている。すなわち、ルーフダクト５９は天井パネル１３の下面に車体１１の幅方向に亘って設けられている。このルーフダクト５９の前面には運転席２０ａと助手席２０ｂに対応して左右に２分割された天井吹出し口としての前方吹出し口６８ａ，６８ｂが設けられている。ルーフダクト５９の内部にはピラーダクト５８から導かれた空気を前方吹出し口６８ａ，６８ｂに案内する複数枚の整流板６９が設けられている。
【００２９】
さらに、前方吹出し口６８ａ，６８ｂの前部にはそれぞれ独立した吹出しルーバ７０ａ，７０ｂが設けられ、これらはシャフト７１によって連結されている。シャフト７１の中間部には従動ギャ７２が嵌着されている。従動ギャ７２と対向する前方吹出し口６８ａと６８ｂとの間には空間室７３が設けられている。空間室７３にはギャードモータ７４が横向きに取り付けられている。
【００３０】
ギャードモータ７４の回転軸７５には継手７６を介して駆動軸７７が連結され、この駆動軸７７にはポテンションメータ７８が設けられている。駆動軸７７には駆動ギャ７９が嵌着され、この駆動ギャ７９は前記従動ギャ７２に噛合している。そして、ギャードモータ７４の駆動によって吹出しルーバ７０ａ，７０ｂを回転して前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される風向を変更できるようになっている。
【００３１】
また、ルーフダクト５９の背面にはこれと平行に連絡ダクト８０が設けられ、これは前記ピラーダクト５８と連通している。連絡ダクト８０の背面には左右に離間して一対の後方吹出し口８０ａ，８０ｂが設けられている。これら後方吹出し口８０ａ，８０ｂにはルーバ８１が設けられていると共に小型のベーン８２が設けられている。さらに、後方吹出し口８０ａ，８０ｂには開閉自在なシャッタ８３が設けられている。さらに、連絡ダクト８０の左右両端部は左右のサイドルーフダクト６０に接続されている。
【００３２】
次に、サイドルーフダクト６０について説明すると、図８〜図１０に示すように構成されている。このサイドルーフダクト６０はサイドルーフレール８４の内部にその長手方向に亘って設けられている。そして、サイドルーフダクト６０には第２席２２に対応する４個の側方吹出し口８５が設けられていると共に、第３席２３に対応する２個の側方吹出し口８６が設けられている。さらに、サイドルーフダクト６０には前記連絡ダクト８０からの風を側方吹出し口８５および８６に案内する複数枚の整流板８７が設けられている。
【００３３】
さらに、前記側方吹出し口８５および８６には吹出しルーバ８８，８９が設けられている。吹出しルーバ８８，８９は基本的に同一構造であるため、その一方（吹出しルーバ８８）について説明すると、複数の吹出しルーバ８８はシャフト９０によって連結されている。シャフト９０の端部には従動ギャ９１が嵌着されていると共に、ポテンションメータ９２が設けられている。
【００３４】
シャフト９０の側部にはギャードモータ９３が横向きに取り付けられている。ギャードモータ９３の回転軸９４には継手９５を介して駆動軸９６が連結され、この駆動軸９６には駆動ギャ９７が嵌着され、この駆動ギャ９７は前記従動ギャ９１に噛合している。そして、ギャードモータ９３の駆動によって吹出しルーバ８８を回転して側方吹出し口８５から吹出される風向を変更できるようになっている。
【００３５】
次に、前述のように構成されたフロントエアコンユニット２４とリヤエアコンユニット２５の制御方式について説明すると、図１１に示すように構成されている。設定入力部１００は、「前席設定温度」、「後席設定温度」および「モード設定」からなり、モード設定は前後ゾーン（前席のみ乗車）か、全体ゾーン（前後席に乗車）かをスイッチの切り換えによって行う。
【００３６】
フィードバック部１０１は、車室内１８に設置したセンサからなり、例えば、「前席室内温度（上）」、「前席室内温度（下）」、「後席室内温度（上）」、「後席室内温度（下）」、「湿度」、「日射量（含む偏日射）」および「外気温」が設けられている。そして、設定入力部１００とフィードバック部１０１からの信号は制御指令値演算部１０２に入力される。
【００３７】
制御指令値演算部１０２は、前席空調風制御１０３、前席吹出しルーバ制御１０４、後席空調風制御１０５、後席吹出しルーバ制御１０６の制御を行うと共に、コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦおよび容量制御１０７およびリヤエアコンユニット２５の冷媒配管電磁弁１０８の制御を行う。
【００３８】
前席空調風制御１０３によって制御される装置は、フロントエアコンユニット、ブロアー、空気取入れダンパ、エアミックスダンパ、吹出し口ダンパであり、前席吹出しルーバ制御１０４はインパネ吹出しルーバおよび前方吹出しルーバである。
【００３９】
さらに、後席空調風制御１０５は、リヤエアコンユニット、ブロアー、エアミックスダンパ、吹出し口ダンパであり、後席吹出しルーバ制御１０６は後方吹出しルーバおよび右席吹出しルーバ、左席吹出しルーバである。
【００４０】
次に、前述のように構成された自動車の空調システムについて説明する。
第１席２１、第２席２２および第３席２３に乗車しているとき、または第１席２１および第２席２２に乗車しているときは、モード設定は全体ゾーンとし、フロントエアコンユニット２４およびリヤエアコンユニット２５が同時に運転し、第１席２１の周辺はフロントエアコンユニット２４によって空調され、第２席２２および第３席２３の周辺はリヤエアコンユニット２５によって空調される。すなわち、独立して設定された前席設定温度および後席設定温度によって前席空調風制御および後席空調風制御が行われる。
【００４１】
このとき、図１２（ａ）に示すように、フェース吹出し口３２の吹出しグリル６４はスイングモータ６７によって乗員の胸方向にθ＝２０゜の範囲でスイングさせる。また、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂは吹出しグリル７０ａ，７０ｂによって閉塞されている。また、図１２（ｂ）に示すように、サイドルーフレール８４に設けられたサイドルーフダクト６０のギャードモータ９３は吹出しグリル８９をθ＝４５゜の範囲でスイングさせており、側方吹出し口８５，８６から吹出された冷風は乗員の頭部から胸に掛けて吹き付けられる。また、側方吹出し口８５，８６から吹出された冷風は天井方向のスイング３回につき１回の割合で乗員方向に冷風が送られる。さらに、吹出しグリル８９をθ＝４５゜の範囲でスイングさせて天井パネル１３に沿って冷風を流すことによって天井パネル１３を冷却して天井パネル１３からの輻射熱を低減でき、冷房効率を向上できる。
【００４２】
したがって、モード設定が全体ゾーンのときは、フロントエアコンユニット２４およびリヤエアコンユニット２５が同時に運転し、第１席２１の周辺はフロントエアコンユニット２４によって空調され、第２席２２および第３席２３の周辺はリヤエアコンユニット２５によって空調される。
【００４３】
次に、第１席２１のみに乗車しているときは、モード設定は前後ゾーンとすると、リヤエアコンユニット２５は停止し、フロントエアコンユニット２４のみの運転となるが、立上がり時（設定温度と車内温度の差が一定以上の時）には、フェース吹出し口３２の吹出しグリル６４はスイングモータ６７によってθ＝２０゜の範囲でスイングし、図１３の（ａ）に示すように、第１席２１の着座した乗員の胸付近への冷風を直接風として送風できる。また、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂの吹出しグリル７０ａ，７０ｂはギャードモータ７４によってθ＝３０゜の範囲でスイングし、前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風は第１席２１に着座した乗員の頭部付近へ吹出される。したがって、直接風によって乗員は涼感が得られる。
【００４４】
定常時（設定温度と車内温度の差が一定以内の時）には、フェース吹出し口３２のスイングモータ６７が駆動し、シャフト６６を介して吹出しグリル６４は上下方向にθ＝４０゜でスイングするため、図１３の（ｂ）に示すように、フェース吹出し口３２から吹出される冷風はフロントガラス１８に沿って上昇する。また、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂのギャードモータ７４が駆動し、シャフト７１を介して吹出しグリル７０ａ，７０ｂは前方に向かって上下方向にθ＝３０゜でスイングする。したがって、フェース吹出し口３２から吹出される冷風と前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風はフロントガラス１８の上部近傍でぶつかり合って第１席２１の付近で循環して乗員に直接風が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、スイングによって冷風が循環して涼感が増す。
【００４５】
このように第１席２１のみに乗車した場合にはフロントエアコンユニット２４のみを運転し、リヤエアコンユニット２５を停止することにより、燃費が向上し、また、フェース吹出し口３２から吹出される冷風と前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風はフロントガラス１８の上部近傍でぶつかり合って第１席２１の付近で循環して乗員に直接風が当たることはなく、間接風となって局部的な冷却を防止できると共に、車室１８の後方へ冷風が逃げることはなく、冷房効率を向上できる。
【００４６】
なお、前記一実施形態においては、第１席２１のみに乗車しているときは、モード設定は前後ゾーンとし、フロントエアコンユニット２４のみの運転となって、フェース吹出し口３２の吹出しグリル６４はスイングモータ６７によってスイングさせると共に、ルーフダクト５９に設けられた前方吹出し口６８ａ，６８ｂの吹出しグリル７０ａ，７０ｂはギャードモータ７４によってスイングするようにしたが、立上がり時（設定温度と車内温度の差が一定以上の時）にはスイングモータ６７およびギャードモータ７４を停止し、吹出しグリル６４から吹出される冷風を第１席２１の着座した乗員の胸付近への直接風として送風し、前方吹出し口６８ａ，６８ｂから吹出される冷風を乗員の頭部付近へ直接風として送風してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の請求項１によれば、前部座席のみに乗車し、フロントエアコンユニットのみを運転した場合であっても、インパネ吹出し口から吹出される冷風が車室の後方へ逃げることはなく、冷房効率を向上できると共に燃費の向上を図ることができる。
【００４８】
請求項２，３によれば、インパネ吹出し口と天井吹出し口から吹出す冷風が直接風となって乗員に当たることはなく、間接風となり、局部的な冷却を防止できる。
【００４９】
請求項４，５によれば、インパネ吹出し口と天井吹出し口から吹出す冷風が撹拌され、涼感が得られる。
請求項６によれば、前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風なるため、立上り時の涼感が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示すワンボックスカーの概略的縦断側面図。
【図２】同実施形態のワンボックスカーの概略的縦断正面図。
【図３】同実施形態のフロントエアコンユニットの縦断側面図。
【図４】同実施形態のリヤエアコンユニットの縦断側面図。
【図５】同実施形態のフェース吹出し口の縦断側面図。
【図６】同実施形態のフェース吹出し口の正面図。
【図７】同実施形態のルーフダクトに設けられた前方吹出し口の概略的平面図および側面図。
【図８】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の断面図。
【図９】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の概略的構成図。
【図１０】同実施形態のサイドルーフレールに設けられた後方吹出し口の概略的構成図。
【図１１】同実施形態の制御系のブロック図。
【図１２】同実施形態の作用説明図。
【図１３】同実施形態の作用説明図。
【図１４】従来のワンボックスカーにおける空調システムの構成図。
【符号の説明】
１８…車室、１９…インストルメントパネル、２１…第１席、２２…第２席、２３…第３席、２４…フロントエアコンユニット、２５…リヤエアコンユニット、３２…フェース吹出し口、６８…前方吹出し口。
Claims (8)
- 車室の前部に前部座席、後部に後部座席を有すると共に、車室の前部にインパネ吹出し口から風を吹出すフロントエアコンユニットを設け、後部に天井吹出し口から風を吹出すリヤエアコンユニットを設け、車室内を空調する自動車の空調システムにおいて、
前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を後方に導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風を前方に導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とをぶつけることにより、前記前部座席周辺で気流を循環させることを特徴とする自動車の空調システム。 - 車室の設置温度と車内温度の差が一定以内のときに前記インパネ吹出し口から吹出す風と前記天井吹出し口から前方に吹出す風とをぶつけることを特徴とする請求項１記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記天井吹出し口に、この吹出し口から吹出す風をフロントガラスの上方へ導く吹出しルーバを設け、前記インパネ吹出し口と前記天井吹出し口から吹出す風とを、フロントガラスの上部近傍でぶつけることを特徴とする請求項１記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口から吹出す風は、後部に向って斜め上方に吹出すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記天井吹出し口から吹出す風は、前部に向って斜め下方に吹出すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口は、スイングモータと、このスイングモータによって回転し、前記インパネ吹出し口の横方向に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ、このシャフトを中心として回転し、天井方向に所定角度でスイングする吹出しルーバとから構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記天井吹出し口は、水平方向に所定角度でスイングする吹出しルーバが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車の空調システム。
- 前記インパネ吹出し口および天井吹出し口から吹出される風は、立上り時はルーバが停止して直接風とし、通常時は吹出しルーバがスイングして間接風とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車の空調システム。
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