JP3820458B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空気調和装置に係り、より詳しくは内・外気を分離吸入できるようにした車両用空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、冬になって車室内を暖房する時は、窓の霜防止として湿度の低い冷たい空気を導入するために、結果として室内空気温度が下がることになる。
【0003】
この問題を解決するため、車両の上部には外気を吹き出し、下部には内気を循環させる内・外気2層流れを実現し、上部に吹き出した新鮮で低湿な外気によるデフロスト効果および乗員のフレッシュ感の維持と、暖かい内気を下部に吹き出すことによる暖房性能の向上との両立を狙った2層気流供給のための空調ユニットを開発した。
【0004】
このような2層気流供給のための空調ユニットの典型的な例である日本特許平成10−181336号の技術が図1に示されている。
【0005】
図1において、車両用空気調和装置を有する空調ユニット10は、隔壁21により区画された空調ケース20の外気流入口22及び内気流入口23に第1及び第2送風ファン30、31が設置される。
【0006】
空調ケース20の内部には、内外気流入口23、22から内側へ逐次一定間隔をおいて蒸発器EとヒータコアHがそれぞれ設置される。ヒータコアHの前方には、ヒータコアHの前方または上側の出口24のいずれかを選択開閉する第1及び第2温度調節ドア40、41が設置され、ヒータコアHの後方一側には、空調ケース20の断面形状と類似した断面形状を有し、ヒータコアHの後方を前後の第1及び第2流路P1、P2に仕切るバッフル50が設置される。
【0007】
バッフル50の上端内側には、ヒータコアHとバッフル50との間の第1流路P1を開閉する第3温度調節ドア42が設置され、バッフル50の上端部と対応する空調ケース20の内壁面には第2流路P2の上端入出口を開閉する第1フロアドア43が設置され、バッフル50の下端部には、その自由端部がヒータコアHの中央部またはバッフル44aに接して第1流路P1またはフロア開口部25のいずれかを選択開閉する第2フロアドア44が設置される。
【0008】
第2温度調節ドア41は、その後端部がヒータコアHの中央部に回動可能に設置され、ヒータコアHの中央〜下部を開閉し、この時、その自由端部が隔壁21と対応する蒸発器Eのほぼ中央部に配置され内外気を分離する。
【0009】
第1温度調節ドア40は、その後端部がヒータコアHの上端部に回動可能に設置され、その自由端部が上側出口24のバッフル24aまたは第2温度調節ドア41に重なり、ヒータコアHの中央〜上部または上側出口24のいずれかを選択開閉する。ここで、第1及び第2温度調節ドア40、41は一つのアクチュエータにより連動して回動する。
【0010】
符号26と27はそれぞれデフロスタ開口部とフェイス開口部であり、26aと27aはデフロスタ開口部とフェイス開口部をそれぞれ開閉するデフロスタドアとフェイスドアである。
【0011】
次に上記の従来技術による車両用空気調和装置を有する空調ユニットの作動を説明する。
暖房ミックスモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア40、41が実線のように位置し、第1温度調節ドア40によりヒータコアHの上側出口24が閉塞されながらヒータコアHの中央〜上部が開放され、第2温度調節ドア41によりヒータコアHの中央〜下部が開放される。第3温度調節ドア42によりヒータコアH後方の第1流路P1が開放され、第1フロアドア43により第2流路P2が閉塞されるとともに、第2フロアドア44によりその自由端部がヒータコアHの中央部に対応することにより第1流路P1の下側が閉塞され、フロア開口部25が開放される。
【0012】
この際、第2温度調節ドア41と第2フロアドア44は空調ケース20の内部を上側の外気層と下側の内気層に仕切る分離壁の役割を果たす。
【0013】
このように各ドアの作動により、空調ケース20の内部には上下2層の空気流路が形成され、送風ファン30、31の強制送風力により、外気は蒸発器Eの上側を通過した後に、第2温度調節ドア41の上部を通って、次いでヒータコアHを通過した後、デフロスタ開口部26を通過して吹き出す。これに対し、内気は蒸発器Eの下側を通った後、第2温度調節ドア41の下部を通って、第2フロアドア44の案内によりフロア開口部25を通過して吹き出す。しかし、このような従来の2層気流供給のための空調ユニットには、次のような問題点が発生する。
【0014】
ヒータコアHの前方を開閉しながら内外気を分離する第2温度調節ドア41は、その後端部を中心として回動しながら開閉される。このため、第2温度調節ドア41の回転時に干渉を防止するために、蒸発器Eが第2温度調節ドア41の回転軌跡から外れたところに設置する必要があるので、蒸発器Eと第2温度調節ドア41の自由端部との間には隙間Gが生じる。
【0015】
従って、ミックスモードの際、隔壁21の下側を通った湿り内気が隙間Gを通って外気が流れる上層へ混入することにより、外気の湿度が高くなって霜除去性能が劣り、さらに内気が放出されて暖房性が著しく低下する。
【0016】
一方、従来の2層空気流動方式は、空調機ケース20の内部へ内気及び外気が流入し、内外気が選ばれた開口部を通って吹き出すだけで、蒸発器EとヒータコアHをそれぞれ通過した冷気と温気を同時に吹き出すことができないため、車内の快適性が劣るという問題点がある。
【0017】
また、一般的な空気制御モードは5モード、即ちフェース(Face)、バイレベル(Bi−level)、フロア(Floor)、ミックス(Mix)及びデフロスタ(Def)からなる。暖房モード時に第2フロアドア44を開放し、冷房モード時にはヒータコアH周辺の温気との熱交換を防止するため第2フロアドア44を閉塞する必要があるため、5モードのうち第2フロアドア44が開放されるフロアモードとミックスモードを、冷房時に第2フロアドア44が閉塞され、暖房時に第2フロアドア44が開放される二つのモードに分割し、合計7モードとするので、全体的なモード制御構造が複雑になる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は蒸発器とヒータコアとの間に内・外気を分離する分離壁を設置し、この分離壁の上下部に側面が貫通している扇状の第1及び第2温度調節ドアを設置して、これら設置ドアが分離壁両側へ吹き出す内・外気の方向を制御するとき、内・外気が合流しないようにすることにより、デフロスト性能を低下させずに冷暖房効果を向上させることができる車両用空気調和装置を提供することにある。
【0019】
また、本発明の他の目的は、第1及び第2温度調節ドアの個別作動を可能にし、蒸発器の後方からヒータコアを経てヒータコアの後方まで延長される水平分離壁を形成して、性質の異なる空気、即ち冷気・温気を独立の流路を通って循環させることにより、車室内へ温気を吹き出しながら、窓ガラスに向かって霜除去用の冷気を吹き出すか、或いは逆に車室内へ冷気を吹き出しながら、窓ガラスに向かって温気を吹き出すようにした車両用空気調和装置を提供することにある。
【0020】
さらに、ヒータコアの前方と後方に設置される、冷気と温気の出口を案内する温度調節ドアの構成をコンパクトにし、それぞれの空気制御モードを気軽に行えるようにする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、車両用空気調和装置を有する空調ユニットは、外気流入口と内気流入口とに仕切られる入口部と、デフロスタ開口部、フェイス開口部及びフロア開口部が形成された出入部とを含む空調ケースと;前記空調ケースの内部に内外気流入口側から逐次一定の間隔をおいて設置される蒸発器(E)及びヒータコア(H)と;前記空調ケースの内部に前記蒸発器の後方から前記ヒータコアを経由して前記ヒータコアの後方まで延設され、前記空調ケース内部を上下に仕切る分離壁と;前記空調ケースの前記内外気流入口側に設置され、内外気を強制に前記蒸発器及び前記ヒータコアに送風する第1及び第2ファンからなる送風ファンと;を備え、内気と外気とを分離して流動されるようにした車両用空気調和装置において、前記蒸発器と前記ヒータコアとの間に設置された前記分離壁の上下部にそれぞれ設置され、前記ヒータコアの前方部を開閉する第1及び第2温度調節ドアと;前記ヒータコアの後方に設置された前記分離壁の上下部にそれぞれ設置され、前記ヒータコアの後方部を開閉する第3及び第4温度調節ドアと;を含むことを特徴とし、
前記第1及び第2温度調節ドアは、アクチュエータにより回転する回転軸と;前記回転軸の一側方向から所定の角度で延長され、回転可能に結合される扇状の側板部と;前記側板部の端部に配置され、空気の流れを遮断する円弧状の遮断部材と;からなることを特徴とする。
【0022】
一方、ヒータコアの前方部を開閉する第1及び第2温度調節ドアを連動式で回転可能に設置し、後方部を開閉する第3温度調節ドアのみを設置して、より気軽な空気制御モードを行なえるようにした構造をも考慮することができる。
【0023】
外気流入口と内気流入口とに仕切られる入口部と、デフロスタ開口部、フェイス開口部及びフロア開口部が形成された出入部とを含む空調ケースと;前記空調ケースの内部に内外気流入口側から逐次一定の間隔をおいて設置される蒸発器及びヒータコアと;前記空調ケースの内部に前記蒸発器の後方から前記ヒータコアを経由して前記ヒータコアの後方まで延設され、前記空調ケース内部を上下に仕切る分離壁と;前記空調ケースの内外気流入口側に設置され、内外気を強制に前記蒸発器及びヒータコアに送風する第1及び第2ファンからなる送風ファンと;を備え、内気と外気とを分離して流動されるようにした車両用空気調和装置において、前記蒸発器とヒータコアとの間に設置された前記分離壁の上下部にそれぞれ設置され、連動式回転により前記ヒータコアの前方部を開閉する第1及び第2温度調節ドアと;前記ヒータコアの後方に設置された前記分離壁の下部に設置され、前記ヒータコアの後方部を開閉する第3温度調節ドアと;を含むことを特徴とし、前記第1及び第2温度調節ドアは、アクチュエータにより回転する回転軸(420)と;前記回転軸の一側方向から所定の角度で延長され、回転可能に結合される扇状の側板部と;前記側板部の端部に配置され、空気の流れを遮断する円弧状の遮断部材と;からなることを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、添付図により本発明の実施例を詳細に説明する。
図2は本発明の実施例に係る車両用空気調和装置の構造を示す断面図であり、図3は図2の空気調和装置に係る温度調節ドアを示す斜視図である。
【0025】
同図に示すように、本発明に係る車両用空気調和装置100は、空調ケース200の入口側に、空気を車室内に強制に送風する送風ファン300が設置され、前記送風ファン300の後方に、逐次一定間隔をおいて蒸発器E及びヒータコアHがそれぞれ設置される。
【0026】
空調ケース200の内部には、その内部を、外気層である上部の第1流路210と内気層である下部の第2流路211とに仕切る分離壁220が設置され、ヒータコアH後方の分離壁220の上下部には、個別動作でヒータコアHの後方を開閉する第3及び第4温度調節ドア600、700がそれぞれ設置される。
【0027】
また、空調ケース200の前方では、分離壁220とほぼ同一の高さの隔壁230により、外気流入口240と内気流入口250とが上下に区画形成される。空調ケース200の上部には、デフロスタ開口部260とフェイス開口部270がそれぞれ形成され、後方下端部には、空調ケース200の後方壁体と、後方壁体から内側に離隔したバッフル281とにより、底部に向かって開閉されるフロア開口部280が備えられる。
【0028】
送風ファン300は第1及び第2ファン310、320からなる。第1ファン310は隔壁230上部の外気流入口240側に設置され、空気を上部の第1流路210に送風し、第2ファン320は隔壁230下部の内気流入口250側に設置され、空気を下部の第2流路211に送風する。
【0029】
第1及び第2ファン310、320は独立した二つのファンから構成されるか、または上下に分けられた一つのファンから構成される。
【0030】
分離壁220は蒸発器Eの後方のほぼ中央からヒータコアHの中央を経由してヒータコアHの後方まで延設され、その後端部にフェイス開口部270側へ垂直延設される垂直部221が形成される。
【0031】
分離壁220の垂直部により、ヒータコアHの後方は第3及び第4流路212、213に仕切られる。分離壁220のヒータコアHの直後には、第4温度調節ドア700の自由端部が接する下向き凸部222が備えられる。
【0032】
第1及び第2温度調節ドア400、500は、蒸発器EとヒータコアHとの間の分離壁220の上下部にその先端部が回動可能に結合され、ヒータコアHの前方部、即ち上下部に形成された第1及び第2流路210、211の入口210a、211aを選択的に開閉する。蒸発器Eの後方上下端部とヒータコアHの前方上下端部には、第1及び第2温度調節ドア400、500の開閉動作時にその自由端部が接するバッフル216、216a、217、217aがそれぞれ形成される。
【0033】
第1温度調節ドア400は図3に示すように、空気の流れを遮断する円弧状の遮断部材410と、遮断部材410の前面に一定間隔だけ垂直に延設され、その端部に回転軸420が結合される扇状の側板部430とからなり、蒸発器EとヒータコアHとの間の分離壁220の上部に回転軸420を介して回動可能に設置される。
【0034】
遮断部材410とバッフル216、216aとの間への空気漏れを防止するために、遮断部材410の上下端部にはその長手方向に沿ってリーク防止用リブ450、460がそれぞれ形成される(ここで、第2温度調節ドア500は第1温度調節ドア400と同一の構造になっているので具体的な説明及び図面は省略する)。
【0035】
リーク防止用第1リブ450のサイズは、第1リブ450の長さを第2リブ460の長さより長くすることができるので、第1リブ450の長さを十分確保して空気漏れをより効果的に防止することができるとともに、第2リブ460の長さを短くすることで蒸発器Eとヒータコアとの間の距離を短縮することができる。
【0036】
一方、リブ450、460が接触するバッフル216、216a、217、217aには位置感知センサ(図示せず)が設置され、これによりリブ450、460がバッフル216、216a、217、217aに接触すると、温度調節ドア400、500の駆動が止まるように制御することができる。
【0037】
また、図4に示すように、空調装置ケース200のドア装着部470は、第1及び第2温度調節ドア400、500の回転軌跡に沿って円弧状に形成され、他の区間に比べてその幅を広くすることができる。
【0038】
図5に示すように、温度調節ドア400、500の側板部430の外周縁には空気漏洩防止用リブ480、490がそれぞれ外側へ突設され、図6に示すように、空調ケース200の両側壁面には、温度調節ドア400がヒータコアHの前方を開閉するために移動した状態で空気漏洩防止用リブ480、490に接触することでリークを防止するリーク防止用リブ201が備えられる。
【0039】
空気漏洩防止用リブ480、490はリーク防止用リブ450、460に連結される。
【0040】
従って、リブ450、460、480、490は空気遮断部材410の上下端部と側板部430に沿って連続的に形成されるので、空調ケース200と温度調節ドア400の側板部430間の隙間への空気漏れを防止する。
【0041】
また、図7及び図8に示すように、温度調節ドア400の側板部430に形成された空気漏洩防止用リブ480、490は互いに異なる長さになっており、空調ケース200の温度調節ドア400の装着部470には、温度調節ドア400の回転軌跡により、異なる長さの空気漏洩防止用リブ480、490がその内面に接触できるように、ケース200の両側壁に階段部470aがそれぞれ形成されるので、温度調節ドア400のリブ480、490が階段部470aに接して空気の漏れを防止する。
【0042】
第1及び第2温度調節ドア400、500は独立のアクチュエータにより個別動作するように制御する。
【0043】
一方、次に説明する他の実施例のように、第1及び第2温度調節ドアは連動手段により互いに連動可能に組み立てられ、ヒータコアHの前方、即ち上下部に形成された第1流路及び第2流路210、211を選択的に開閉する。
【0044】
第3温度調節ドア600は分離壁220の垂直部221の上端に回動可能に設置され、その自由端部がヒータコアHの背面上端部に接して、ヒータコアH後方、即ち分離壁220上側の第3流路212を開閉する。
【0045】
第4温度調節ドア700はヒータコアHの背面下端部に回動可能に結合され、自由端部がヒータコアHの直後方の下向き凸部222またはフロア開口部側バッフル281に接し、ヒータコアH後方の分離壁220の下部またはヒータコアH下側の第2流路のいずれかを選択開放する。
【0046】
第3及び第4温度調節ドア600、700は板状にしたほうが良い。
【0047】
フロア開口部280を開閉するフロアドア282は、一端部は空調ケース200の内面に回動可能に結合され、自由端部はフロア開口部側バッフル281に接する一方、分離壁220の垂直部の下端部223との間に微細な隙間を設け(図11のフロアモード参照)、フロア開口部280と第4流路213とを選択的に開閉する。
【0048】
符号261はデフロスタドアであり、271はフェイスドアである。
【0049】
次に本発明に係る車両用空気調和装置の作用をモード別に説明する。
【0050】
A.ミックスモード(MIX MODE)
図2は暖房ミックスモードにおける空気流れを示す空調ユニットの断面図である。
ミックスモードにおける外気はデフロスタ開口部260を通って吹き出し、内気はフロア開口部280を通って吹き出す。
【0051】
暖房ミックスモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア400、500の自由端部がヒータコアHのバッフル216、216a、217、217aに接し、第1及び第2流路210、211の入口210a、211aが閉塞され、自然にヒータコアHの前方部は開放される。同時に、第3温度調節ドア600の自由端部がヒータコアHの上端部から離れ、ヒータコアH後方の第3流路212が開放される。さらに、第4温度調節ドア700の自由端部がヒータコアH後方のフロア開口部側バッフル281に接し、ヒータコアHの分離壁220の下側後方が開放される一方、ヒータコアH下部の第2流路211が閉塞される。第1及び第2送風ファン310、320により送風される外気及び内気はヒータコアHを通過しながら温度が上昇し、外気はデフロスタ開口部260を通って吹き出し、内気はフロア開口部280を通って吹き出す。
【0052】
冷房ミックスモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア400、500によりヒータコアHの前方部を閉塞し、第3及び第4温度調節ドア600、700によりヒータコアHの後方部を閉塞する。
【0053】
従って、蒸発器Eを通過した空気はヒータコアHを通過せずに第1及び第2流路210、211を通った後、デフロスタ開口部260とフロア開口部280を通って吹き出す。
【0054】
B.冷房フェースモード(RECIRCLE−COOL−FACE MODE)
図9は内気冷房フェースモードにおける空気流れを示す断面図である。
同図に示すように、冷房フェースモードが選択されると、フェイス開口部270のみが開放され、残余の開口部260、280は閉塞される。同時に第1及び第2温度調節ドア400、500によりヒータコアHの前方部が閉塞され、第1及び第2流路210、211の入口210a、211aは開放される。
【0055】
また、ヒータコアH後方の第3温度調節ドア600の自由端部がヒータコアHの背面上端に接する一方、第4温度調節ドア700の自由端部がヒータコアH直後方の分離壁220の下向き凸部222に接し、ヒータコアHの後方が閉塞される。
【0056】
従って、蒸発器Eを通過した空気のうち分離壁220上側の空気は第1流路210の入口210aを経て第1流路210を通った後、上部のフェイス開口部270を通って吹き出し、分離壁220下側の空気はヒータコアHの下側の第2流路211、第4流路213を通って、第1流路210で分離壁220上側の空気と合流してフェイス開口部270を通って吹き出す。
【0057】
暖房フェースモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア400、500により第1及び第2流路210、211の入口210a、211aを閉塞しながらヒータコアHを開放し、また、第3及び第4温度調節ドア600、700によりヒータコアHの後方を開放し、上下部空気はヒータコアHを通過した後、フェイス開口部270を通って吹き出す。
【0058】
C.内気1/2冷房バイレベルモード(RECIRCLE−1/2COOL−BI−LEVEL MODE)
図10は冷房1/2バイレベルモードにおける空気流れを示す断面図である。同図に示すように、バイレベルモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア400、500により第1及び第2流路210、211の入口210a、211a及びヒータコアH前方が略半分の開度となり、第3温度調節ドア600により分離壁220上側のヒータコアH後方が開放され、第4温度調節ドア700はその自由端部が分離壁220の下向き凸部222とフロア開口部側バッフル281との間のほぼ中間に配置される。蒸発器Eを通過して温度が下がった空気と、ヒータコアHを通過して温度が上がった空気とは、それぞれ第1流路210及び第2流路211で合流し、蒸発器Eを通過した空気よりは高くヒータコアHを通過した温気よりは低い温度になり、それぞれフェイス開口部270及びフロア開口部280を通って吹き出す。
【0059】
D.外気暖房フロアモード(FRESH−WASH−FLOOR−MODE)図11は暖房フロアモードにおける空気流れを示す断面図である。同図によれば、フロアモード時、流入空気の約70%〜80%はフロア開口部280を通って、20%〜30%はデフロスタ開口部260を通ってそれぞれ吹き出す。
【0060】
暖房フロアモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア400、500により第1及び第2流路210、211の入口210a、211aが閉塞されながらヒータコアH前方が全開状態になり、第3及び第4温度調節ドア600、700によりヒータコアH後方が開放され、フロアドア282の自由端部が第4流路213中に位置し、第4流路213が約30%開度となり、デフロスタ開口部260は略半分の開度となる。
【0061】
ヒータコアHの下側を通過した空気はフロア開口部280を通って吹き出し、上側空気の一部はデフロスタ開口部260を通って吹き出す一方、余った空気はデフロスタ開口部260の開度が小さいため、分離壁220上側の静圧が下側の静圧より高く、この上・下側の静圧差により第4流路213経てフロア開口部280を通って吹き出す。
【0062】
冷房フロアモードが選択されると、第1、第2、第3及び第4温度調節ドア400、500、600、700によりヒータコアHの前後方が全閉状態になり、蒸発器Eを通過しながら冷却された空気が各開口部260、280を通って吹き出す。
【0063】
E.外気暖房デフロスタモード(FRESH−WARM−DEFROST MODE)
図12は暖房デフロスタモードにおける空気流れを示す断面図である。
同図に示すように、暖房デフロスタモードが選択されると、第1及び第2温度調節ドア400、500によりヒータコアHの前方が開放されながら第1及び第2流路210、211の入口210a、211aが閉塞され、第3及び第4温度調節ドア600、700によりヒータコアHの後方が開放される。ヒータコアHを通過しながら温度上昇した高温の空気は、それぞれ第3及び第4流路212、213を通って第1流路210で合流し、デフロスタ開口部260を通って吹き出す。
【0064】
F.冷・温気ミックスモード(COLD−WARM MIX MODE)
図13は冷温気ミックスモードにおける空気流れを示す断面図である。
同図に示すように、冷温気ミックスモードが選択されると、蒸発器E及びヒータコアHが両方とも作動し、デフロスタ開口部260及びフロア開口部280が全開状態になる。
【0065】
同時に、第1温度調節ドア400によりヒータコアHの前方が閉塞されながら第1流路210の入口210aが開放され、第3温度調節ドア600によりヒータコアHの後方が閉塞され、第2温度調節ドア500により第2流路211の入口211aが閉塞されながらヒータコアHが開放され、第4温度調節ドア700により第2流路211の出口211bが閉塞されながらヒータコアH後方が開放される。
【0066】
これにより、隔壁230の上側に流入した空気は蒸発器Eを通過しながら除湿した後、第1温度調節ドア400によりヒータコアHを通過せずに第1流路210を経てデフロスタ開口部260を通って吹き出す。
【0067】
一方、隔壁230の下側に流入した空気は蒸発器Eを通過しながら除湿した後、続いてヒータコアHを通過しながら温度が上昇し、フロア開口部280を通って吹き出す。
【0068】
言い換えると、晩秋に雨が降ると、運転者は車室内の温度を暖かく保ち続けながら前面窓ガラスの霜を速やかに取り除く措置をとろうとする。この場合、先に述べたように、第1及び第2温度調節ドア400、500が個別作動し、蒸発器Eを通過しながら除湿した空気はデフロスタ開口部260を通って吹き出し、霜を速やかにとることができる。なお、蒸発器Eを通過しながら除湿した下側空気はヒータコアHを通過しながら温度が上昇し、フロア開口部280を通って車室内へ吹き出し、車室内の温度を上昇させる。
【0069】
即ち、デフロスタ開口部260からは除湿空気が吹き出し、霜を速やかにとることができるようになり、また、フロア開口部280からは室内空気温度より高い温気が吹き出して室内温度が上がることになり、車両の乗員は暖かく感じる。
【0070】
一方、本発明に係る空気調和装置は、車両用空気調和装置を実現するとともに、冷気と温気が同時に送風できるようにし、フロア開口部280を通って温気が吹き出し、デフロスタ開口部260を通って冷気が吹き出すか、或いは逆にフロア開口部280を通って冷気が吹き出し、デフロスタ開口部260を通って温気が吹き出すことを特徴とする。
【0071】
以上説明したように、本発明に係る車両用空気調和装置は蒸発器EとヒータコアHとの間に内部を上下に仕切る水平分離壁220を形成し、上部層の空気と下部層の空気との他の流路層への混入を防止する。
【0072】
そして、性質の異なる空気、即ち冷気、温気がそれぞれ独立の流路を通って循環され、車室内へ温気が吹き出しながら、窓グラスに向かって霜除去用の冷気が吹き出すか、或いは逆に車室内へ冷気が吹き出しながら、窓ガラスに向かって温気が吹き出すことができる。
【0073】
次に、本件発明の他の実施例を説明する。
本実施例において、第1実施例と重複する技術手段についての名称及び符号には第1実施例と同一の名称及び符号を伏する。
【0074】
以下、添付図により本発明の他の実施例を詳細に説明する。
図14及び図16は他の実施例に係る車両用空気調和装置の冷房・暖房モードにおける空気流れを示す概略断面図である。
【0075】
同図に示すように、車両用空気調和装置100は、ケース200の入口には車室内へ空気を強制に送風する送風ファン300が回転可能に設置され、送風ファン300の後方には内・外気を低温状態に熱交換する蒸発器Eが設置され、蒸発器Eから一定距離離れたところには内・外気を高温状態に熱交換するヒータコアHが設置される。蒸発器Eとヒータコアとの間には分離壁220が形成され、ケース200入口から同時に流入した内・外気の混合を防止する。分離壁220の上下部にはヒータコアHの前方を選択的に開閉する第1及び第2温度調節ドア400、500が連動可能に設置され、冷・暖房モードを調節する。ヒータコアH後方にはヒータコアH後方を開閉する第3温度調節ドア700が設置され、冷房モード時に蒸発器Eで熱交換された空気のヒータコアH周辺の温気との熱交換を防止する。
【0076】
ケース200のボディ先端部に入口が形成され、入口は隔壁230により内・外気入口250、240に区画形成される。ケース200上部には、外気を車室内の窓ガラスに向かって吹き出して霜を取り除くためにデフロスタ開口部260が形成され、デフロスタ開口部260の一側には内・外気を車室内の上方へ吹き出すフェイス開口部270が形成され、下部には内・外気を車室内の下方へ吹き出すフロア開口部280が形成される。これらそれぞれの開口部260、270、280はドア261、271、282により開閉される。
【0077】
送風ファン300は第1、2ファン310、320から構成され、このうち、第1ファン320はケース200の内気流入口250に設置され、内気をケース200の下部へ循環させ、一方、第2ファン310は外気流入口240に設置され、外気をケース200上部を通過させて車室内へ吹き出す。
【0078】
ここで、第1、2ファン320、310は独立した二つのファンから構成されるか、または上下に分けられた一つのファンから構成される。
【0079】
蒸発器E及びヒータコアHは空気を熱交換する通常の熱交換器なので詳しい説明は省略する。
【0080】
内・外気に両分する分離壁220はその先端部が前記蒸発器Eの隣接後方の略中央からヒータコアHの中央を経由してヒータコアHの後方へ延設され、その延長された端部がフェイス開口部270側へ配置され、ヒータコアHを通過した空気がフェイス開口部270またはデフロスタ開口部260を通って吹き出せるように案内する。そして、分離壁220はケース200入口の隔壁230と同一方向に配置され、暖房の際、蒸発器Eを通過した内・外気がヒータコアHを直ちに通過できるように内・外気をスムースに案内する。
【0081】
第1及び第2温度調節ドア400、500は分離壁220の上下部にそれぞれ連動手段により連動可能に組み立てられ、ヒータコアHの前方、即ち上下部に形成された第1流路及び第2流路210、211を選択的に開閉する。
【0082】
このような第1及び第2温度調節ドア400、500は図15に示すように、モータの動力により回転する回転軸420が備えられ、回転軸420の両端部から両側へ所定の角度でスティック状のフレームからなる側板部430が延設され、各側板部430の端部には、ヒータコアHの前方、即ち第1流路及び第2流路210、211を選択的に密閉して空気の流れを遮断する遮断部材410が密閉固定される。
【0083】
上記構成の第1及び第2温度調節ドア400、500は側面から見ると扇状や三角形状をしており、正面から見ると回転軸420と遮断部材410との間が貫通しており、暖房モード時、遮断部材410が第1流路及び第2流路210、211を遮断するとき、蒸発器Eを通過した内・外気が側板部430を通ってヒータコアHへ供給される。
【0084】
第1及び第2温度調節ドア400、500を連動駆動する連動駆動手段は、図14乃至図20に示すようにそれぞれの回転軸420に歯車を形成し、この歯車440の噛合により連動する。連動手段としてはその他にもリンクがある。
【0085】
一方、第3温度調節ドア700は板状からなり、ヒータコアH後方に回転可能に設置され、冷房モード時、ヒータコアH下部とケース200との間の第2流路211を通る空気のヒータコアH周辺の温気との熱交換を防止するため、ヒータコアH後方を開閉する。
【0086】
次に、本発明の他の実施例に係る車両用空気調和装置の作用をモード別に説明する。
【0087】
a.冷房モード
図14は冷房モードにおける空気流れを示す断面図である。
同図のモードは冷房モード状態で内・外気をフェイス開口部270とフロア開口部280を通って吹き出して車室内を冷房するモードであり、第1及び第2温度調節ドア400、500によりヒータコアH前方を閉塞し、第3温度調節ドア700により前記ヒータコアH後方を閉塞した状態である。
【0088】
上記モード状態で前記送風ファン300により流入した外気は蒸発器Eで熱交換されて温度が下がり、第1流路210を経てフェイス開口部270を通って車室内へ吹き出し、内気は蒸発器Eを通過し、第2流路211を経てフロア開口部280を通って車室内へ吹き出して、車室内を冷房する。
【0089】
この時、前記第1及び第2温度調節ドア400、500は互いに密着してヒータコアHの前方を閉塞し、第3温度調節ドア700はヒータコアH後方を遮断し、蒸発器Eで熱交換された空気のヒータコアH通過を防止する。
【0090】
そして、空気をフェイス開口部270を通ってのみ吹き出す場合、フロアドア282とデフロスタドア261を同時に遮断すると、内・外気がケース200内部で混合されてフェイス開口部270を通ってのみ吹き出すことになる。このとき、内・外気湿度差による急な湿度変化が減少し、冷房モード時、内・外気の湿度差が大きい時によく発生する霜現象を減少させて、運転者に快適な環境を提供する。
【0091】
b.暖房モード
図16は暖房モードにおける空気流れを示す断面図である。
同図は第1及び第2温度調節ドア400、500により第1流路及び第2流路210、211を遮断し、ヒータコアH前方を開放する暖房モード状態である。
【0092】
このようなモード状態で送風ファン300の第1ファン320により流入した内気は蒸発器Eを通過し、分離壁220を境界にしてヒータコアH下部へ直ちに供給され、ヒータコアHで高温に熱交換され、フロア開口部280を通って車室内へ吹き出して車室内を暖房する。一方、送風ファン300の第2ファン310により流入した外気は蒸発器Eを通過し、分離壁220を境界にしてヒータコアH上部へ供給され、ヒータコアHで高温に熱交換され、デフロスタ開口部260またはフェイス開口部270を通って吹き出して霜を取り除き、車室内を暖房する。
【0093】
この時、分離壁220は蒸発器E及びヒータコアHに密接して設けることにより、内・外気の混合を防止し、車室内へ吹き出す内・外気を完璧に分離し続けて2層気流を形成する。
【0094】
c.ウォーム−フロアモード(Warm−Floor Mode)
図17は暖房時のウォーム−フロアモードにおける空気流れを示す断面図である。
同図に示すように、第1、第2及び第3温度調節ドア400、500、700によりヒータコアHの前後方を開放し、フロアドア282によりフロア開口部280を開放し、デフロスタドア261によりデフロスタ開口部260を略半分の開度とする。これにより、蒸発器Eを通過した内・外気は前記ヒータコアHを通過しながら熱交換された後、デフロスタ開口部260及びフロア開口部280を通って車室内へ吹き出す。この時、空気はフロア開口部280を通って約70〜80%が吹き出し、デフロスタ開口部260を通って約20〜30%が吹き出す。
【0095】
d.ウォーム−ミックスモード(Warm−Mix Mode)
図18は暖房時のウォーム−ミックスモードにおける空気流れを示す断面図であり、全ての条件が前記図17と同様であり、変更はデフロスタドア261によりデフロスタ開口部260を半分以上の開度にしたことだけである。
【0096】
これにより、蒸発器Eを通過した内・外気は前記ヒータコアHを経てデフロスタ開口部260及びフロア開口部280を通って車室内へ吹き出す。この時、空気はデフロスタ開口部260及びフロア開口部280を通ってそれぞれ約50%が吹き出す。
【0097】
e.クール−フロアモード(Cool−Floor Mode)
図19は冷房時のクール−フロアモードにおける空気流れを示す断面図である。
同図に示すように、第1、第2及び第3温度調節ドア400、500、700によりヒータコアHの前後方を閉塞し、デフロスタドア261を半分の開度とし、またフロアドア282を全開状態にする。
【0098】
これにより、第1、2ファン320、310により流入した内・外気は蒸発器Eを通過しながら低温状態に熱交換された後、第1流路及び第2流路210、211を経てデフロスタ開口部260及びフロア開口部280を通って車室内へ吹き出す。この時、空気はフロア開口部280を通って約70〜80%が吹き出し、デフロスタ開口部260を通って約20〜30%が吹き出す。
【0099】
f.クール−ミックスモード(Cool−Mix Mode)
図20は冷房時のクールミックスモードにおける空気流れの断面図であり、全ての条件が図19と同様であり、変更はデフロスタドア261によりデフロスタ開口部260を半分以上の開度にしたことだけである。
【0100】
これにより、内・外気が蒸発器Eを通過した後に、ヒータコアH両外側の第1流路及び第2流路210、211を経てデフロスタ開口部260及びフロア開口部280を通って車室内へ吹き出す。この時、空気はデフロスタ開口部260及びフロア開口部280を通ってそれぞれ約50%が吹き出す。
【0101】
以上各モード状態を説明したように、冷・暖房時のフロアモード及びミックスモードにおけるフロアドア282の位置は、フロア開口部280を開放した状態になるが、このような作動状態を持つ本発明は、フロアドア282の作動ロジックが冷・暖房モードに関係なく従来一般的な車両空調システムの作動ロジックと同一なので、通常の車両空調システム作動ロジックに適用することができる。
【0102】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両用空気調和装置によれば、ミックスモード時に下部流路を通ってながれる湿り空気が外気層である上部流路へ混入しないので、純粋外気のみで霜を取り除いて霜除去性能を高めることができる。
【0103】
そして、冷気と温気が分離されてフロア開口部及びデフロスタ開口部を通って吹き出すので、車両の乗員は車室内へ吹き出す空気の温度による不快感を解消することができ、しかも窓ガラスの霜を効果的に取り除くことができるという効果がある。
【0104】
また、本発明は従来の車両におけるドア作動コントロールの設計を変更することなく使用できるので、互換性を確保するという利点がある。
【0105】
以上、本発明の原理を例示するための好適な実施例を中心に図示、説明したが、本発明はその図示し説明した構成及び作用に限定されるものではなく、特許請求範囲から外れない限度で本発明の多様な変更及び修正が可能なのは当該分野で通常の知識を有する者には明らかなことである。
【0106】
従って、そのような適切な変更及び修正したものも本発明の範囲に属すると見做すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の車両用空気調和装置を有する空調ユニットの構造及び作用を説明するための断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る車両用空気調和装置の構造を示す断面図である。
【図3】図2の空気調和装置に係る温度調節ドアを示す斜視図である。
【図4】図3に対応する空調ケースの一部を切欠した斜視図である。
【図5】図3の温度調節ドアの他の実施例を示す斜視図である。
【図6】図5に適用される空調システムを示す断面図である。
【図7】図3の温度調節ドアのまた他の実施例を示す斜視図である。
【図8】図7に温度調節ドアが適用された空調ケースの断面図である。
【図9】図2の空気調和装置に係る冷房フェースモードにおける空気流れを示す断面図である。
【図10】図2の空気調和装置に係る内気冷房1/2バイレベルモードにおける空気流れを示す断面図である。
【図11】図2の空気調和装置に係る外気暖房フロアモードにおける空気流れを示す断面図である。
【図12】図2の空気調和装置に係る外気暖房デフロスタモードにおける空気流れを示す断面図である。
【図13】図2の空気調和装置に係る冷/温気ミックスモードにおける空気流れを示す断面図である。
【図14】本発明のまた他の実施例に係る車両用空気調和装置の冷房モード状態における空気流れを示す断面図である。
【図15】図14の空気調和装置に係る温度調節ドアの斜視図である。
【図16】図14の空気調和装置に係る暖房モードにおける空気流れを示す断面図である。
【図17】図14の空気調和装置に係る暖房時のウォーム−フロアモード(Warm−Floor Mode)における空気流れを示す断面図である。
【図18】図14の空気調和装置に係る暖房時のウォーム−ミックスモード(Warm−Mix Mode)における空気流れを示す断面図である。
【図19】図14の空気調和装置に係る冷房時のクール−フロアモード(Cool−Floor Mode)における空気流れを示す断面図である。
【図20】図14の空気調和装置に係る冷房時のクール−ミックスモード(Cool−Mix Mode)における空気流れを示す断面図である。
Claims (22)
- 外気流入口と内気流入口とに仕切られる入口部と、デフロスタ開口部、フェイス開口部及びフロア開口部が形成された出入部とを含む空調ケースと;
前記空調ケースの内部に内外気流入口側から逐次一定の間隔をおいて設置される蒸発器(E)及びヒータコア(H)と;
前記空調ケースの内部に前記蒸発器の後方から前記ヒータコアを経由して前記ヒータコアの後方まで延設され、前記空調ケース内部を上下に仕切る分離壁と;
前記空調ケースの前記内外気流入口側に設置され、内外気を強制に前記蒸発器及び前記ヒータコアに送風する第1及び第2ファンからなる送風ファンと;
を備え、
内気と外気とを分離して流動されるようにした車両用空気調和装置において、
前記蒸発器と前記ヒータコアとの間に設置された前記分離壁の上下部にそれぞれ設置され、前記ヒータコアの前方部を開閉する第1及び第2温度調節ドアと;
前記ヒータコアの後方に設置された前記分離壁の上下部にそれぞれ設置され、前記ヒータコアの後方部を開閉する第3及び第4温度調節ドアと;を含むことを特徴とし、
前記第1及び第2温度調節ドアは、アクチュエータにより回転する回転軸と;前記回転軸の一側方向から所定の角度で延長され、回転可能に結合される扇状の側板部と;前記側板部の端部に配置され、空気の流れを遮断する円弧状の遮断部材と;からなることを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記ヒータコアは蒸発器の直後にほぼ平行に設置され、内外気の風量の減少を防止することを特徴とする請求項1記載の車両用空気調和装置。
- 前記分離壁は前記空調ケース入口の隔壁と同一方向に配置され、暖房時、前記蒸発器を通過した内・外気が前記ヒータコアを直ちに通過するように案内することを特徴とする請求項1記載の車両用空気調和装置。
- ヒータコアの後方へ延長される分離壁は、前記フェイス開口部側へ垂直延長される垂直部と、前記第4温度調節ドアの自由端部が接する下向き凸部と、を含むことを特徴とする請求項1または請求項3に記載の車両用空気調和装置。
- 前記第1及び第2温度調節ドアは連動手段により相互連動可能に組み立てられたことを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
- 連動手段は前記第1及び第2温度調節ドアの回転軸にそれぞれ歯車を形成して相互連動することを特徴とする請求項5記載の車両用空気調和装置。
- 前記第1及び第2温度調節ドアの遮断部材の上下端部には、長手方向へ蒸発器とヒータコア側に形成されたバッフルに重なって空気漏れを防止するリーク防止用リブが設置されたことを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置。
- 前記リーク防止用リブのうちヒータコア側のリーク防止用リブの長さは他側のリーク防止用リブの長さより短いことを特徴とする請求項7記載の車両用空気調和装置。
- 前記空調ケースの第1及び第2温度調節ドアの装着部は、前記第1及び第2温度調節ドアの回転軌跡に沿って円弧状に形成され、他区間に比べて幅が広いことを特徴とする請求項7記載の車両用空気調和装置。
- 前記第1及び第2温度調節ドアの両側端部には空気漏洩防止用リブが長手方向に沿って突設され、前記リブと対応する空調ケースの壁面にはリーク防止用リブが突設されたことを特徴とする請求項7記載の車両用空気調和装置。
- 前記空調ケースの前記第1及び第2温度調節ドアの装着部の両側壁面には階段部がそれぞれ形成され、前記第1及び第2温度調節ドアの側板部の両側端部には前記階段部に沿って空気漏洩防止用リブが別々の高さに形成されることを特徴とする請求項7記載の車両用空気調和装置。
- 外気流入口と内気流入口とに仕切られる入口部と、デフロスタ開口部、フェイス開口部及びフロア開口部が形成された出入部とを含む空調ケースと;
前記空調ケースの内部に内外気流入口側から逐次一定の間隔をおいて設置される蒸発器及びヒータコアと;
前記空調ケースの内部に前記蒸発器の後方から前記ヒータコアを経由して前記ヒータコアの後方まで延設され、前記空調ケース内部を上下に仕切る分離壁と;
前記空調ケースの内外気流入口側に設置され、内外気を強制に前記蒸発器及びヒータコアに送風する第1及び第2ファンからなる送風ファンと;を備え、内気と外気とを分離して流動されるようにした車両用空気調和装置において、
前記蒸発器とヒータコアとの間に設置された前記分離壁の上下部にそれぞれ設置され、連動式回転により前記ヒータコアの前方部を開閉する第1及び第2温度調節ドアと;
前記ヒータコアの後方に設置された前記分離壁の下部に設置され、前記ヒータコアの後方部を開閉する第3温度調節ドアと;を含むことを特徴とし、
前記第1及び第2温度調節ドアは、アクチュエータにより回転する回転軸(420)と;前記回転軸の一側方向から所定の角度で延長され、回転可能に結合される扇状の側板部と;前記側板部の端部に配置され、空気の流れを遮断する円弧状の遮断部材と;からなることを特徴とする車両用空気調和装置。 - 前記ヒータコアは蒸発器の直後方にほぼ平行に設置され、内外気の風量の減少を防止することを特徴とする請求項12記載の車両用空気調和装置。
- 前記分離壁は前記空調ケース入口の隔壁と同一方向に配置され、暖房時、前記蒸発器を通過した内・外気が前記ヒータコアを直ちに通過するように案内することを特徴とする請求項12記載の車両用空気調和装置。
- ヒータコアの後方へ延長される分離壁は、前記フェイス開口部側へ垂直延長される垂直部と、前記第4温度調節ドアの自由端部に接している下向き凸部とを含むことを特徴とする請求項12または請求項14に記載の車両用空気調和装置。
- 前記第1及び第2温度調節ドアの回転軸にそれぞれ歯車を形成して相互連動することを特徴とする請求項12記載の車両用空気調和装置。
- 前記第1及び第2温度調節ドアの遮断部材の上下端部には、長手方向へ蒸発器とヒータコア側に形成されたバッフルに重なって空気漏れを防止するリーク防止用リブが設置されたことを特徴とする請求項12に記載の車両用空気調和装置。
- 前記リーク防止用リブのうちヒータコア側のリーク防止用リブの長さは他側のリーク防止用リブの長さより短いことを特徴とする請求項17記載の車両用空気調和装置。
- 前記空調ケースの第1及び第2温度調節ドアの装着部は、前記第1及び第2温度調節ドアの回転軌跡に沿って円弧状に形成され、他区間に比べて幅が広いことを特徴とする請求項17記載の車両用空気調和装置。
- 前記第1及び第2温度調節ドアの両側端部には空気漏洩防止用リブが長手方向に沿って突設され、前記リブと対応する空調ケースの壁面にはリーク防止用リブが突設されたことを特徴とする請求項17記載の車両用空気調和装置。
- 前記空調ケースの前記第1及び第2温度調節ドアの装着部の両側壁面には階段部がそれぞれ形成され、前記第1及び第2温度調節ドアの側板部の両側端部には前記階段部に沿って空気漏洩防止用リブが別々の高さに形成されることを特徴とする請求項17記載の車両用空気調和装置。
- 前記第3温度調節ドアは板状からなることを特徴とする請求項12記載の車両用空気調和装置。
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