JP3923182B2 - 縦置き式自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種モード時において、各吹出口から吹き出される温調空気の温度コントロール特性を向上させるようにした縦置き式自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車用空気調和装置には、装置のコンパクト化によるスペースの有効利用等を図るために、ユニットケース内部に空気冷却用のエバポレータと、空気加熱用のヒータコアとを車両の前後方向に概して並設して設け、しかもクーラユニットとヒータユニットとを１つのケースとした縦置き式自動車用空気調和装置がある。
【０００３】
この縦置き式自動車用空気調和装置は、例えば、図５に示すように、ユニットケース２を有し、このユニットケース２の上流側、つまり図示しないインテークユニットから流入口３を経て導入された空気の流れ方向上流側にエバポレータ４が直立して設けられ、このエバポレータ４の下流側に、これよりもやや下方にずらしてヒータコア５が多少傾斜して立設されている。
【０００４】
このエバポレータ４とヒータコア５との間の連通路６には、ミックスドア７が回動可能に設けられている。このミックスドア７は、冷温風の比率を変えることにより所定温度の空気を作り出すものである。
【０００５】
例えば、ミックスドア７を連通路６において中間位置にセットすれば、当該ミックスドア７により区画された前記連通路６の下部通路６ｂを流通する空気流が前記ヒータコア５側に、上部通路６ａを流通する空気流が前記ヒータコア５をバスパスする側に流され、これによりヒータコア５内を循環している高温のエンジン冷却水により加熱した空気（温風）と、上部通路６ａからの冷風との比率を所定の割合とし、これらがミックスチャンバ９でミックスされることにより所定温度の空気流となって車室内に吹き出されるようになっている。
【０００６】
前記ユニットケース２には、ミックスチャンバ９の上部にベント吹出口１０と、デフ吹出口１１が設けられている。また、下部には、フット吹出口１２が設けられているが、このフット吹出口１２とベント吹出口１０とは、両者が択一的に開閉されるかあるいは両者が同時に開放されることがあることから、フット吹出口１２に空気を導くフットダクト１３は、ユニットケース２の終端内壁２ａに沿ってベント吹出口１０の近傍まで伸延され、このフットダクト１３の入口部分に、ベント吹出口１０の開閉とフット吹出口１２の開閉を行なうベント・フットドア１０ａが設けられている。なお、前記デフ吹出口１１は、デフドア１１ａにより開閉されるようになっている。
【０００７】
そして、ミックスドア７、デフドア１１ａ、ベント・フットドア１０ａを適宜動作させることにより、フロントガラスの曇りを除去するデフロストモード、冷房モード（ベントモード）、暖房モード（フットモード）、デフフットモード（デフロストしつつ、足元を暖房するモード）、バイレベルモード（頭寒足熱モード）等の各モードが選択される。
【０００８】
例えば、バイレベルモードは、図５に実線で示す位置であり、ミックスドア７とベント・フットドア１０ａが中間位置となるように開き、デフドア１１ａが閉鎖された状態である。
【０００９】
そして、エバポレータ４により冷却されて連通路６に流入した冷風は、ミックスドア７により分岐され、一部がそのままベント吹出口１０から車室内の乗員の上半身に向けて吹き出され、残りがヒータコア５により加熱され、フット吹出口１２より乗員の足元に向けて吹き出され、頭寒足熱状態となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の縦置き式自動車用空気調和装置１では、バイレベルモード時にエバポレータ４により冷却された冷風は、図中実線矢印で示すように流れてベント吹出口１０に導かれ、ヒータコア５で加熱された温風は、図中破線矢印で示すようにフットダクト１３あるいはこのフットダクト１３の側部のユニットケース終端内壁２ａに沿って上方に沿って流れてフット吹出口１２に流入する。つまり、冷風はベント吹出口１０に流入しやすく、温風は相当長い経路を経てフット吹出口１２に流入することになる。
【００１１】
この結果、図６に破線で示すように、ベント吹出口１０から乗員の上半身に向かって吹き出される温調空気ｂ2 と、フット吹出口１２から乗員の足下に向かって吹き出される温調空気ａ2 の温度差は大きくなり、快適性が損なわれるという問題点がある。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ベント吹出口とフット吹出口とを同時に開放する複合モード時において、ベント吹出口とフット吹出口から吹き出される温調空気の温度差を少なくして、快適性を高めるようにした縦置き式自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
（１）ユニットケース内に、エバポレータとヒータコアとを立設し、このエバポレータとヒータコアとを連通する連通路にミックスドアを回動可能に設け、当該ミックスドアにより前記連通路を流通する空気流を前記ヒータコア側に流す下部通路と、前記ヒータコアをバイパスして流す上部通路に分岐し、前記ヒータコアにより加熱された温風と前記上部通路を流れた冷風とをミックスチャンバでミックスするようにし、当該ミックスチャンバに連通するように設けられたベント吹出口、デフ吹出口及びフット吹出口の各吹出口に設けられたドアを適宜開閉することにより車室内所定位置に選択的に配風するようにした縦置き式自動車用空気調和装置において、前記ベント吹出口及びデフ吹出口を前記ミックスチャンバの上方に設け、前記上部通路を流通した空気流の流路に対向するように前記フット吹出口を開設し、このフット吹出口に取込空気を前記ユニットケースの外部まで導くフットダクトを設け、当該フットダクトの前記ユニットケース内にあるフット空気取入部と前記ユニットケースの終端内壁との間にバイパス通路を形成すると共に、前記ユニットケースの底壁との間に、前記ヒータコアを通過した温風を前記バイパス通路に導く通路を形成したことを特徴とする縦置き式自動車用空気調和装置。
【００１４】
（２） 前記フットドアは、当該ドアの先端部が前記上部通路内に臨むように設けられたことを特徴とする縦置き式自動車用空気調和装置。
【００１５】
（３） 前記フットドアは、前記上部通路と前記ミックスチャンバとの間であって、前記フット空気取入部の上方に支点を有する回動可能な片持ちドアとしたことを特徴とする縦置き式自動車用空気調和装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜４は、本発明の一実施の形態である縦置き式自動車用空気調和装置を示すもので、図１はバイレベルモード時の状態を示す断面図、図２はデフロストモード時の状態を示す断面図、図３はベントモード時の状態を示す断面図、図４はデフ−フットモード時の状態を示す断面図であり、図５に示す部材と共通する部材には同一符号を付している。
【００１８】
図１において、縦置き式自動車用空気調和装置は、ユニットケース２内に、空気の流れの上流側に空気冷却用のエバポレータ４と、このエバポレータ４の下流側に空気加熱用のヒータコア５が立設され、車両の前後方向に並べて設けられ、その側方には送風機（図示せず）が設けられ、ユニットケース２に開設した流入口３から空気を取り入れるようになっている。これにより空気調和装置全体の車両の左右方向でのスペースを小さくし、特に、助手席の足元スペースを広くしている。
【００１９】
エバポレータ４とヒータコア５との間の連通路６には、ミックスドア７が回動可能に設けられている。このミックスドア７は、エバポレータ４を通過した冷風を、ヒータコア５を通過する下部通路６ｂと、ヒータコア５をバスパスする上部通路６ａ側とに分配するもので、冷風と温風との割合を調節し、ミックスチャンバ９で冷風と温風をミックスしたとき所定温度の空気が得られるようにしている。
【００２０】
ミックスドア７の下流側は、上部通路６ａを通過した冷風と、下部通路６ｂを通過し、ヒータコア５により加熱された温風とをミックスするためのミックスチャンバ９となっている。
【００２１】
このミックスドア７の上部には、車両前方側のフロントガラスに向かって温調空気を吹き出すためのデフ吹出口１１と、乗員の上半身に向かって温調空気を吹き出すためのベント吹出口１０が設けられている。
【００２２】
特に、本実施の形態では、上部通路６ａを流通した空気流の流路に対向するようにフット吹出口１２が開設されている。このようにすれば、上部通路６ａを流通した冷風が、直接フット吹出口１２に流入しやすく、前述したバイレベルモード時の上下差温の増大を防止することができる。
【００２３】
このフット吹出口１２には、前記ユニットケース２の外部まで導かれたフットダクト１３が連設されている。このフットダクト１３のユニットケース２内にあるフット空気取入部２０は、前記ユニットケース２の終端内壁２ａとの間にバイパス通路２１が形成されるように、前記終端内壁２ａとは離間して設けられ、またユニットケース２の底壁２ｂとの間にも、前記ヒータコア５を通過した温風をバイパス通路２１に導く通路２２が形成されている。
【００２４】
ベント吹出口１０およびデフ吹出口１１には、両吹出口１０，１１を選択的に開閉するためのベント・デフドア２３が回動可能に設けられている。ただし、このドア２３は、ベント吹出口１０とデフ吹出口１１にそれぞれ独立に開閉する２つのドアとしてもよい。
【００２５】
また、フット吹出口１２には、フットドア１２ａが回動可能に設けられている。このフットドア１２ａは、フット空気取入部２０の上方に支点を有する片持ちドアであり、当該ドア１２ａの先端部、つまり自由端側が上部通路６ａ内に臨むように設けられている。
【００２６】
このようにすれば、ベント吹出口１０とフット吹出口１２とを同時に開放するバイレベルモード時に、フットドア１２ａ自体が、上部通路６ａを通過する冷風の一部をフット吹出口１２に導くガイドとして機能し、より円滑な冷風導入が可能となり、バイレベルモード時の上下差温の増大を防止することができ、しかもこれを回動すれば、フット吹出口１２に導入される冷風量までも調節することができることになり、バイレベルモード時の頭部と足元の差温調節も可能となる。
【００２７】
前記フット吹出口１２とユニットケース２の終端内壁２ａとの間にバイパス通路２１を形成すれば、ヒータコア５を通過した温風の一部が、上部通路６ａを流通した空気流に影響されることなく、このバイパス通路２１を通ってベント吹出口１０あるいはデフ吹出口１１へ直接導かれることになる。つまり、ヒータコア５からの温風が冷風により影響されて温度低下することが少なく、高温のままベント吹出口１０あるいはデフ吹出口１１へ導かれ、これによってもバイレベルモード時の上下差温の増大を防止することになる。
【００２８】
さらに、フット空気取入部２０が、ユニットケース２の底壁２ｂとの間に、ヒータコア５を通過した温風をバイパス通路２１に導く通路２２を形成すれば、ヒータコア５を通過しユニットケース２の底壁２ｂに沿って流れる温風を、円滑にベント吹出口１０あるいはデフ吹出口１１まで導くことができ、空気の流れが円滑になり、温調制御の快適性をさらに高めることができる。
【００２９】
次に、縦置き式自動車用空気調和装置の作用を説明するが、図中、冷風の流れを実線矢印で示し、温風の流れを破線矢印で示す。
【００３０】
《バイレベルモード》
バイレベルモードが設定されると、図１に示すように、ミックスドア７は連通路６の中間位置にセットされ、ベント・デフドア２０は、ベント吹出口１０を「開」、デフ吹出口１１を「閉」の状態とする。また、フットドア１２ａが上側に向かって回動する。なお、このバイレベルモードでは、フットドア１２ａは最上位まで回動せず、上部通路６ａからベント吹出口１０へ送風路が形成されるようになっている。
【００３１】
このようにセットされると、エバポレータ４からの冷風は、ミックスドア７により上部通路６ａと下部通路６ｂに分岐され、上部通路６ａを流通する冷風は、フットドア１２ａの上下を通り、その大部分がベント吹出口１０へ、残りがフットドア１２ａにガイドされてフット吹出口１２へ導かれる。
【００３２】
一方、ミックスドア７により下部通路６ｂに導かれた冷風は、ヒータコア５により加熱され、その一部がフット吹出口１２に導かれ、フットドア１２ａによりガイドされてフット吹出口１２へ流入するが、この場合、上部通路６ａを通ってきた一部の冷風とミックスされるので、ある程度温度の低い温風となってフットダクト１３に流入する。
【００３３】
また、このヒータコア５により加熱された温風の一部は、ユニットケース２の底壁２ｂに沿って流れ、通路２２及びバイパス通路２１を通ってベント吹出口１０に導かれ、前記上部通路６ａを流通してベント吹出口１０に流入する冷風の温度をある程度低下させる。
【００３４】
このように、バイレベルモード時において、ベント吹出口１０へは、冷風と、ヒータコア５により加熱された温風の一部が直接導かれ、また、フット吹出口１２へは、ミックスチャンバ９でミックスされた温風とともに、上部通路６ａを通過してきた冷風の一部が直接導かれることになるので、温調空気の温度コントロール特性が改善され、乗員の頭部と足元の温度差が少なくなる。
【００３５】
すなわち、図６において実線で示すように、ベント吹出口１０から乗員の上半身に向かって吹き出される温調空気ｂ1 と、フット吹出口１２から乗員の足下に向かって吹き出される温調空気ａ1 の温度差が小さくなり、快適性が高められる。
【００３６】
また、フットドア１２ａが上方へ向かって回動する角度を変更することにより、ベント吹出口１０への冷風洩らし量を調節することができるので、ベント吹出口１０から車室内に吹き出される温調空気の温度を微調整することもでき、これによりさらに快適性を高めることもできる。
【００３７】
《デフロストモード》
フロントガラスの曇りを晴らすデフロストモードが設定されると、図２に示すように、ベント・デフドア２０がデフ吹出口１１を「開」、ベント吹出口１０を「閉」の状態とする。フットドア１２ａは下側に向かって回動し、フット吹出口１２を閉状態とする。
【００３８】
このモード時には、エバポレータ４により除湿された後の冷風が、ミックスドア７により連通路６で上下に分岐され、上部連通路６に導かれた冷風と、下部通路６ｂに導かれてヒータコア５により加熱された温風とが、ミックスチャンバ９でミックスされ、デフ吹出口１１へ導かれる。
【００３９】
また、ヒータコア５により加熱された温風の一部は、バイパス通路２１を通ってデフ吹出口１１へ導かれる。
【００４０】
このように、デフロストモード時において、デフ吹出口１１へは、ミックスチャンバ９でミックスされた温調空気とともに、ヒータコア５により加熱された温風の一部が直接導かれて、フロントガラス内面に向かって吹き出され、フロントガラスの曇りを除去する。
【００４１】
《ベントモード》
ベントモードが設定されると、図３に示すように、ベント・デフドア２０がベント吹出口１０を「開」、デフ吹出口１１が「閉」の状態となる。フットドア１２ａは下側に向かって回動し、フット吹出口１２が閉状態となる。
【００４２】
このベントモード時には、ミックスドア７の回動位置によってベント吹出口１０から車室内に送出される空気の温度が調節される。すなわち、ミックスドア７は、温調特性が最適となるように位置制御され、上方に向かって回動されると、冷風の割合が高くなり、温風の割合が低くなるので、車室内に送風される空気の温度は上昇する。一方、ミックスドア７が下方に向かって回動されると、冷風が多く、温風が少なくなるので、車室内に送風される空気の温度は低下する。
【００４３】
この状態では、ミックスドア７により、冷風が連通路６で上下に分岐され、上部通路６ａに導かれた冷風と、下部通路６ｂに導かれてヒータコア５により加熱された温風とは、ミックスチャンバ９に導かれてミックスされ、所定の温度となってベント吹出口１０へ導かれる。
【００４４】
また、ヒータコア５により加熱された温風の一部は、バイパス通路２１を通ってベント吹出口１０へ直接導かれる。
【００４５】
《デフ−フットモード》
フロントガラスの曇りを晴らしつつ足元を暖房するデフ−フットモードが設定されると、図４に示すように、ベント・デフドア２０がベント吹出口１０側に向かって回動して、ベント吹出口１０が「閉」、デフ吹出口１１が「開」の状態となり、フットドア１２ａが上側に向かって回動し、フット吹出口１２が「開」となる。
【００４６】
このモード時では、ミックスドア７により冷風が連通路６で上下に分岐され、上部通路６ａに導かれた冷風は、一部がフットドア１２ａの上部を通ってミックスチャンバ９に導かれ、残りが直接フット吹出口１２へ導かれる。
【００４７】
一方、下部通路６ｂに導かれた冷風は、ヒータコア５により加熱されて温風となり、一部がフット吹出口１２へ導かれ、残りがバイパス通路２１を通ってミックスチャンバ９に導かれる。
【００４８】
したがって、ミックスチャンバ９では上部通路６ａからの冷風とバイパス通路２１からの温風がミックスされ、所定温度となってデフ吹出口１１へ導かれる。一方、ヒータコア５により加熱された温風の一部と、下部通路６ｂからの冷風の一部は、フット吹出口１２へ導かれ、フットダクト１３を通って車室内に配風される。
【００４９】
なお、前記フットドア１２ａは、フット吹出口１２を閉鎖する最下位の位置から上部通路６ａを閉鎖する最上位の位置まで回動することができるので、これを停止する位置によりフット側とデフ側から吹き出される空気の温度をある程度調節することができる。
【００５０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の各実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５１】
例えば、上述した実施の形態では、前記フットドア１２ａは、片持ち式のドアであるが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、バタフライ式のドアであってもよいことはいうまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、上部通路を流通した空気流の流路に対向するようにフット吹出口を設け、このフット吹出口に連設されたフットダクトのフット空気取入部とユニットケースの終端内壁との間にバイパス通路を形成したので、ベント吹出口とフット吹出口とを同時に開放するバイレベルモード時において、ベント吹出口とフット吹出口から吹き出される温調空気の温度差を少なくして、バイレベル時の快適性を高めることができる。また、ユニットケースの底壁との間に、ヒータコアを通過した温風をバイパス通路に導く通路を形成したので、ヒータコアを通過した温風を円滑にベント吹出口あるいはデフ吹出口まで導くことができ、快適性をさらに高めることができる。
【００５３】
請求項２の発明によれば、フットドアを回動可能な片持ちドアとし、当該ドアの先端部が上部通路内に臨むように設けたので、フットドアは、ベント吹出口とフット吹出口とを開放するバイレベルモードの場合に、上部通路を通過する冷風の一部をフット吹出口に導くガイドとなり、冷風をよりフット吹出口に導き易くなり、バイレベル時の快適性をさらに高めることができる。
【００５４】
請求項３の発明によれば、フットドアを、上部通路とミックスチャンバとの間に設け、フット空気取入部の上方に支点を有する回動可能な片持ちドアにより構成したので、ベント吹出口あるいはデフ吹出口へ流入する冷風量を調節することもでき、ベント吹出口あるいはデフ吹出口から車室内に吹き出される温調空気の温度を適切なものとすることができ、快適性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態のバイレベルモード時の断面図である。
【図２】 同実施の形態のデフロストモード時の断面図である。
【図３】 同実施の形態のベントモード時の断面図である。
【図４】 同実施の形態のデフ−フットモード時の断面図である。
【図５】 従来の縦置き式自動車用空気調和装置の断面図である。
【図６】 同従来装置と本発明装置のバイレベルモード時の温調特性を示す図である。
【符号の説明】
２…ユニットケース、
２ａ…ユニットケースの終端内壁、
２ｂ…ユニットケースの底壁、
４…エバポレータ、
５…ヒータコア、
６…連通路、
６ａ…上部通路、
６ｂ…下部通路、
７…ミックスドア、
９…ミックスチャンバ、
１０…ベント吹出口、
１１…デフ吹出口、
１２…フット吹出口、
１２ａ…フットドア、
１３…フットダクト、
２０…フット空気取入部、
２１…バイパス通路、
２２…通路、
２３…ベント・デフドア。

Claims (3)

1. ユニットケース(2)内に、エバポレータ(4)とヒータコア(5)とを立設し、このエバポレータ(4)とヒータコア(5)とを連通する連通路(6)にミックスドア(7)を回動可能に設け、当該ミックスドア(7)により前記連通路(6)を流通する空気流を前記ヒータコア(5)側に流す下部通路(6b)と、前記ヒータコア(5)をバイパスして流す上部通路(6a)に分岐し、前記ヒータコア(5)により加熱された温風と前記上部通路(6a)を流れた冷風とをミックスチャンバ(9)でミックスするようにし、当該ミックスチャンバ(9)に連通するように設けられたベント吹出口(10)、デフ吹出口(11)及びフット吹出口(12)の各吹出口に設けられたドア(10a,11a,12a)を適宜開閉することにより車室内所定位置に選択的に配風するようにした縦置き式自動車用空気調和装置において、
   前記ベント吹出口(10)及びデフ吹出口(11)を前記ミックスチャンバ(9)の上方に設け、
   前記上部通路(6a)を流通した空気流の流路に対向するように前記フット吹出口(12)を開設し、
   このフット吹出口(12)に取込空気を前記ユニットケース(2)の外部まで導くフットダクト(13)を設け、
   当該フットダクト(13)の前記ユニットケース(2)内にあるフット空気取入部(20)と前記ユニットケース(2)の終端内壁(2a)との間にバイパス通路(21)を形成すると共に、前記ユニットケース (2) の底壁 (2b) との間に、前記ヒータコア (5 ）を通過した温風を前記バイパス通路 (21) に導く通路 (22) を形成したことを特徴とする縦置き式自動車用空気調和装置。
2. 前記フットドア(12a)は、当該ドア(12a)の先端部が前記上部通路(6a)内に臨むように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の縦置き式自動車用空気調和装置。
3. 前記フットドア(12a)は、前記上部通路(6a)と前記ベント吹出口(10)及び前記デフ吹出口(11)との間であって、前記フット空気取入部(20)の上方に支点を有する回動可能な片持ちドアとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の縦置き式自動車用空気調和装置。

Images