JP3658836B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関するもので、センタコンソール部に空調装置機器を集約して配置することにより空調装置の小型化を図った、いわゆる（セミ）センタ置き型に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
センタ置き型の空調装置は、例えば図６に示すように、車両前後方向にエバポレータ２とヒータコア３とを直列に配置するとともに、ヒータコア３を通過後の温風の流れ方向を車両上方に向けて略９０°曲げることにより、空調装置の車両前後方向小型化を図ったものである。このため、ヒータコア３を迂回した冷風の主流と温風の主流とが、ヒータコア３の車両上方で略９０°と比較的大きな角度で合流空間５にて交差して合流混合される。
【０００３】
また、合流空間５の下流側には、合流空間５からデフロスタ開口部７に至るデフロスタ流路８と、合流空間５からフェイス開口部１０またはフット開口部９に至るフェイス流路１１とが形成されている。そして、フェイス流路１１と合流空間５とを連通させるフェイス連通開口部５１、およびデフロスタ流路８と合流空間５を連通させるデフロスタ連通開口部８１の両開口部をデフロスタドア１３により切り替え開閉することにより車室内への吹き出しモードを切り替えている。
【０００４】
ところで、一般的に冬季暖房運転時の窓ガラスの曇りを防止するためには、窓ガラスに向けて空気を吹き出す必要があるので、乗員足元および窓ガラスに向けて空気を吹き出すフットデフモードは勿論、乗員足元のみに空気を吹き出すフットモード時においても、図６に示すように、デフロスタドア１３は合流空間５の所定位置で停止してデフロスタ連通開口部８１を開くことによりデフロスタ流路８に空気を導入していた。
【０００５】
ところが、冷風と温風との混合状態が不完全であると、デフロスタ流路８に温風より冷風が多く流れ込んできてしまい、冬季暖房運転時にデフロスタ吹出口から吹き出される空気の温度が過度に低くなり、乗員に不快感を与えてしまういわゆるクールデフ（ＣＯＯＬ−ＤＥＦ）の状態になるという問題が発生していた。
このクールデフ状態を解決する手段の１つとして、例えば日本電装公開技報（１９９０年９月１５日発行 整理番号７４−００９）には、デフロスタドア１３の端部の略中央部に切欠部１３Ａを設け（図７参照）、この切欠部１３Ａから温風をデフロスタ流路８内に導くものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デフロスタドア１３は、上述のように、フェイス流路１１とデフロスタ流路との切り替え開閉用ドアも兼ねているため、フェイス流路１１には、デフロスタドア１３によってフェイス流路１１を閉じた際に切欠部１３Ａを閉塞するための閉塞部位が必要となる。
【０００７】
このため、前記閉塞部位がフェイス流路１１を流れる空気の抵抗となるので、特に、冷房運転時にフェイス吹出口より冷風を吹き出す際に十分な風量を得ることができないという新たな問題が発生した。
そこで、発明者は、混合空間での冷風と温風との混合状態を詳細に究明することによりクールデフ状態の発生を抑制すべく、以下のような考察を試みた。
【０００８】
すなわち、温風はヒータコア３を通過して合流空間５に流れ、これに対して冷風は、エバポレータ２を通過後ヒータコア３を迂回して合流空間５に流れるので、温風の主流は冷風の主流に比べて流速が小さくなってしまう。さらに、温風の主流と冷風の主流とが比較的大きな角度で交差するように合流するので、流速の大きい冷風がエアカーテンのようになり、温風がデフロスタ流路８内に流れ難くなってしまい、クールデフ状態が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、上述の発明者の考察に基づいてされてもので、流速の速い冷風の主流と冷風に比べて流速の遅い温風の主流とが交差する合流する車両用空調装置において、フットデフモードおよびフットモード時にクールデフ状態を防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１、２に記載の発明では、吹き出しモード設定手段（４４）により、空調ケーシング（１）内を流れる空気の一部をデフロスタ開口部（７）から吹き出すモードに設定された場合に、デフロスタドア（１３）をデフロスタ連通開口部（８１）を閉じるような位置と、その位置からデフロスタ開口部（７）側にズレた位置との間で停止させることと、デフロスタドア（１３）の外縁部と、デフロスタ流路（８）の内壁（８１）およびデフロスタ連通開口部（８１）の外縁部との間に空気が流通する隙間（１３２）が形成されており、隙間（１３２）は、デフロスタドア（１３）のうち冷風の主流方向と直角な方向の端部と、デフロスタ流路（８）の内壁との間に形成されていることとの２つを特徴する。
【００１１】
前者の特徴により、冷風の主流がデフロスタ流路（８）内に混入しにくくなるので、デフロスタ開口部（７）から過度の冷風が吹き出すことが抑制される。
また、流速の大きい冷風により偏向させられた温風は、デフロスタ流路（８）の内壁に沿うように流れる。そして、後者の特徴によれば、本発明はデフロスタ流路（８）の内壁とデフロスタドア（１３）との間に隙間（１３２）が形成されているので、温風が隙間（１３２）を経てデフロスタ開口部（７）に流れることができ、温風をデフロスタ流路（８）に導入し易くなる。
【００１２】
したがって、冷風のデフロスタ流路（８）への混入が抑制されるとともに、温風がデフロスタ流路（８）に導入し易くなるので、空調ケーシング（１）内を流れる空気の一部をデフロスタ開口部（７）から吹き出すモードに設定された場合にのクールデフ状態を防止することができる。
請求項２に記載の発明では、デフロスタドア（１３）は、デフロスタ流路（８）とフェイス流路（１１）との分岐部位を支点として回転することにより、デフロスタ開口部（７）およびフェイス連通開口部（５１）の両開口部を切り替え開閉することを特徴とする。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用空調装置の通風系を示す模式図で、１はポリプロピレン等の樹脂製の空調ケーシングで、この空調ケーシング１は、図示されていない送風機から送風される空気の流路を形成するものである。以下、この車両用空調装置の空調機器を空気流れ上流側から順に説明する。
【００１６】
２は空調ケーシング１内を流れる空気を冷却するエバポレータで、周知の如くエバポレータ２内を流れる冷媒を蒸発させることにより空気を冷却するものであり、エバポレータ２は、送風機から送風された空気が、全てエバポレータ２を通過するように空調ケーシング１内に配置されている。エバポレータ２の空気下流側の空調ケーシング１内には、空気の加熱手段をなすヒータコア３が配置されており、このヒータコア３は図示されていないエンジン冷却水を熱源とするものである。
【００１７】
そして、空調ケーシング１内には、ヒータコア３を迂回するバイパス流路４が形成されており、このバイパス流路４は、空調ケーシング１内うちヒータコア３のより車両上方側に形成されている。さらに、バイパス流路４を流れる冷風の主流方向が車両上後方に向くようにバイパス流路４を形成するとともに、ヒータコア３の空気下流側の通風面３１を車両下後方に向けている。
【００１８】
これにより、ヒータコア３を車両下後方に向けて通過した温風の主流は、車両上後方に向けて偏向した後、次に車両上前方に向けて偏向する温風流路３２を流れて、バイパス流路４からの冷風の主流と約９０°の角度をなして交差して合流空間５で合流する。
また、ヒータコア３の上流側には、車室内に吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア６が配置されており、このエアミックスドア６は、ヒータコア３を迂回してバイパス流路４に流れる冷風と、ヒータコア３を通過する空気との風量割合を調節し、温風と冷風とを合流空間５にて混合させて空気の温度を調節するものである。
【００１９】
また、合流空間５の空気下流側には、車両窓ガラスに向けて空気を吹き出す図示されていないデフロスタ吹出口に連通するデフロスタ開口部７に至るデフロスタ流路８と、乗員の足元に向けて空気を吹き出す図示されていないフット吹出口に連通するフット開口部９１、９２および乗員の上半身に向けて空気を吹き出す図示されていないフェイス吹出口に連通するフェイス開口部１０に至るフェイス流路１１とが形成されている。
【００２０】
これらの開口部のうちデフロスタ開口部７は、温風流路３２から合流空間５に向かう温風の主流方向（車両前上方向）の略延長線上に形成されており、フェイス開口部１０は、バイパス流路から合流空間５に向かう冷風の主流方向（車両後前上方向）の略延長線上に形成されている。また、フット開口部９１、９２は、フェイス流路１１から車両下方に向けて分岐したフット流路１２上に形成されている。なお、フット開口部９１は前部座席用開口部であり、フット開口部９２は後部座席用開口部である。
【００２１】
また、１３はデフロスタ開口部７、および合流空間５とフェイス流路１１とを連通させるフェイス連通開口部５１を開閉するデフロスタドアで、このデフロスタドア１３は、デフロスタ流路８とフェイス流路１１との分岐部位を支点として、デフロスタドア１３の矩形状ドア本体部１３１を回転させてデフロスタ開口部７と連通開口部５１とを切り替え開閉している。
【００２２】
そして、このデフロスタドア１３の外縁部と、デフロスタ流路８と合流空間５とを連通させるデフロスタ連通開口部８１の外縁部、およびデフロスタ流路８の内壁８１との間には空気が流通し得る隙間１３２が形成されており、この隙間１３２は、図２に示すように、デフロスタドア１３のうちバイパス流路４から混合空間５に吹き出した冷風の主流方向と直角方向側の端部１３ａに形成されている。そして、フットデフモードおよびフットモード時は、後述するように、空気は隙間１３２を経てデフロスタ開口部７より窓ガラスに向けて吹き出される。
【００２３】
１４はフェイス流路１１とフット流路１２とを連通させるフット連通開口部１５、およびフェイス開口部１０を開閉するフェイスドアで、このフェイスドア１４によりフット連通開口部１５とフェイス開口部１０とを切り替え開閉している。そして、各ドア５、１３、１４は、サーボモータ等の駆動手段４０、４１、４２によって駆動されており、各駆動手段４０、４１、４２は、図３に示すように、制御装置（ＥＣＵ）４３によって制御されている。
【００２４】
また、制御装置４３には、吹き出しモードを設定する設定手段４４からの信号が入力しており、制御装置４３は、設定手段４４からの信号に基づいて各駆動手段４０、４１、４２を駆動し、各ドア５、１３、１４の開閉制御を行う。なお、吹き出しモードの設定４４は、乗員が手動で設定するマニュアル型、或いは、乗員が希望する室内温度を設定する温度設定手段４５、および室内温度センサ、室外温度センサ、日射センサ等の空調センサ群４６に基づいて制御装置４３が自動設定するオート型のいずれでもよい。
【００２５】
次に、フットモードおよびフットデフモード時の作動を述べる。
１．フットモード（図４参照）
吹き出しモードの設定４４によりフットモードが設定されると、フェイスドア１４を回転駆動させることによりフェイス開口部１０を閉じるとともにフット連通開口部１５を開く。そして、デフロスタドア１３は、デフロスタ連通開口部８１を閉じるような位置からデフロスタ開口部７側に所定量ズレた位置、即ち冷風の主流をデフロスタ流路８に導入しない位置で停止する。
【００２６】
これにより、冷風の主流と温風の主流とは合流空間５で合流混合し、混合した空気の多くは、冷風の主流方向、即ちフット連通開口部１５に向けて流れて行く。また、その他は、デフロスタドア１３とデフロスタ流路８の内壁との隙間１３２を流れてデフロスタ開口部７より窓ガラスに向けて吹き出す。
２．フットデフモード（図５参照）
吹き出しモードの設定４４によりフットモードが設定されると、フェイスドア１４を回転駆動させることによりフェイス開口部１０を閉じるとともにフット連通開口部１５を開く。そして、デフロスタドア１３は、デフロスタ連通開口部８１を閉じるような位置（冷風の主流とデフロスタドア１３とが略平行状態の位置）で停止する。なお、このとき、デフロスタドア１３とデフロスタ開口部７との距離Ｌ（図２参照）は、フットモードより大きくなっている。
【００２７】
これにより、冷風の主流と温風の主流とは合流空間５で合流混合し、混合した空気の多く（フットモードより少ない）は、流速の速い冷風の主流方向、即ち連通開口部１５に向けて流れて行く。また、その他（フットモードより多い）は、デフロスタドア１３とデフロスタ流路８の内壁との隙間１３２を流れてデフロスタ開口部７より窓ガラスに向けて吹き出す。
【００２８】
次に、本発明の特徴を述べる。
本実施形態によれば、吹き出しモードの設定４４によりフットモードまたはフットデフモードが設定されると、デフロスタドア１３をデフロスタ連通開口部８１を閉じるような位置と、その位置からデフロスタ開口部７側にズレた位置との間で停止させることにより、ドア本体部１３１と冷風の主流とが直接交差しなくなる。これにより、冷風の主流がデフロスタ流路８内に混入しにくくなるので、デフロスタ開口部７から過度の冷風が吹き出すことが抑制される。
【００２９】
また、図２に示すように、流速の大きい冷風により冷風の主流方向と直角方向偏向させられた温風は、デフロスタ流路８の内壁に沿うように流れる。そして、デフロスタ流路８の内壁とデフロスタドア１３との間に隙間１３２が形成されているので、温風が隙間１３２を経てデフロスタ開口部７に流れることができ、温風をデフロスタ流路８に導入し易くなる。
【００３０】
したがって、冷風のデフロスタ流路８への混入が抑制されるとともに、温風がデフロスタ流路８に導入し易くなるので、フットモードおよびフットデフモード時のクールデフ状態を防止することができる。さらに、本実施形態によれば、従来の技術の欄で述べたように、デフロスタドアのドア本体部に切欠部を設けた場合のように、フェイス流路１１に切欠部を閉塞するための閉塞部位を設ける必要がないので、フェイス流路１１の通風抵抗の増加を防止することができる。したがって、冷房運転時にフェイス開口部１０より冷風を吹き出す際の吹き出し風量の減少を防止しつつ、クールデフ状態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空調装置の模式図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】本発明の制御系の模式図である。
【図４】フットモード時のデフロスタドアの位置を示す説明図である。
【図５】フットデフモード時のデフロスタドアの位置を示す説明図である。
【図６】従来技術に係る空調装置の模式図である。
【図７】従来技術に係るデフロスタドアの斜視図である。
【符号の説明】
１…空調ケーシング、２…エバポレータ、３…ヒータコア、
４…バイパス流路、５…混合空間、６…エアミックスドア、
７…デフロスタ開口部、８…デフロスタ流路、１０…フェイス開口部、
１１…フェイス流路、１２…フット流路、１３…デフロスタドア、
１４…フェイスドア。

Claims (2)

1. 空気流路を形成する空調ケーシング（１）と、
   前記空調ケーシング（１）内に配置され、前記空調ケーシング（１）内を流れる空気を加熱する加熱手段（３）と、
   前記空調ケーシング（１）内に形成され、前記加熱手段（３）を迂回するバイパス流路（４）と、
   前記加熱手段（３）にて加熱された温風の主流と、前記バイパス流路（４）を通過した冷風の主流とが所定角度で交差して合流する合流空間（５）と、
   前記合流空間（５）より前記温風の主流方向下流側に形成され、車両窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口に連通するデフロスタ開口部（７）と、
   前記合流空間（５）から前記デフロスタ開口部（７）に至るデフロスタ流路（８）と、
   前記デフロスタ開口部（７）の開閉を行う矩形状のデフロスタドア（１３）と、
   前記デフロスタ流路（８）と前記合流空間（５）とを連通させるデフロスタ連通開口部（８１）と、
   車室内への空気の吹き出しモードを設定する吹き出しモード設定手段（４４）と、
   前記吹き出しモード設定手段（４４）により、前記空調ケーシング（１）内を流れる空気の一部を前記デフロスタ開口部（７）から吹き出すモードに設定された場合に、前記デフロスタドア（１３）をデフロスタ連通開口部（８１）を閉じるような位置と、その位置から前記デフロスタ開口部（７）側にズレた位置との間で停止させる制御手段（４０、４３）とを有し、
   前記デフロスタドア（１３）の外縁部と、前記デフロスタ流路（８）の内壁（８１）および前記デフロスタ連通開口部（８１）の外縁部との間に空気が流通する隙間（１３２）が形成されており、前記隙間（１３２）は、前記デフロスタドア（１３）のうち前記冷風の主流方向と直角な方向の端部と、前記デフロスタ流路（８）の内壁との間に形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記合流空間（５）より前記冷風の主流方向下流側に形成され、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口に連通するフェイス開口部（１０）と、
   前記デフロスタ流路（８）と分岐し、前記合流空間（５）から前記フェイス開口部（１０）に至るフェイス流路（１１）と、
   前記合流空間（５）と前記フェイス流路（１１）とを連通させるフェイス連通開口部（５１）とを備え、
   前記デフロスタドア（１３）は、前記デフロスタ流路（８）と前記フェイス流路（１１）との分岐部位を支点として回転することにより、前記デフロスタ開口部（７）および前記フェイス連通開口部（５１）の両開口部を切り替え開閉することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

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