JP3963582B2 - Air conditioner for automobile - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空気調和装置に関し、特に、エバポレータとヒータコアとを車両の前後方向に並べて立設した自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用空気調和装置は、内外気を導入するインテークユニット、この導入空気を冷却するクーラユニット、および導入空気を加熱するヒータユニットを有しており、これら３つのユニットを車両の左右方向に直列的に合体し、車室内のインストルメントパネルの内部という狭小な空間に設置されていることは周知である。しかし、この自動車用空気調和装置は、３つのユニットを直列的に連結するため、装置全体が大型化し、小型の車両に搭載すると、狭小な車室内空間をより狭小にすることから好ましくない。特に、助手席の足元にまでユニットが置かれるので狭くなる。
【０００３】
これに対し、図７に示すようなケースＣ内にエバポレータ３やヒータコア４が車両の前後方向に並べて立設するように設けられた縦置き型と称されるものがある。図示の装置は、クーラユニット１とヒータユニット２とを一体化し、エバポレータ３とヒータコア４とをさらに近接して配置することにより一層コンパクトなものとしている。すなわち、インテークユニットをケースＣの側方に配置して導入口Ｏから導入された空気を、エバポレータ３により冷却し、ミックスドア１５によりヒータコア４を通過させる空気流とヒータコア４を迂回して流す空気流とに分けて流すようにしているが、このエバポレータ３とヒータコア４との間に設けられるミックスドア１５を、１つの支点で支持されたドアを当該支点を中心として回動する構成とするとスペース的に大きくなることから、さらにエバポレータ３とヒータコア４との距離を短くし前後方向のスペースを小さくするために、これを偏平な板状ドアとし、略上下にスライドさせることにより温調制御を行なうようにしたものである。ここに、「エバポレータ」とは、周知のように冷房サイクル中の膨脹弁などで減圧された低温低圧冷媒が内部を流通し、ここに導入された空気を冷媒との熱交換により冷却するものである。また、「ヒータコア」とは、高温のエンジン冷却水が内部を流通し、ここに導入された空気を高温のエンジン冷却水との熱交換により加熱するものである。
【０００４】
そして、ヒータコア４により加熱された温風とヒータコア４を迂回して流れた冷風とはミックスゾーン７でミックスされる。図中符号１６は温調ドアを示しており、ベントモードで最大冷房時以外は図示位置に設定され、エアミックス性を補助するようになっている。ミックスされた空気は所定の温度となって種々の配風モードに応じて、各種吹出口Ｆ（ベント吹出口Ｆｖ、デフ吹出口Ｆｆ、フット吹出口Ｆｆの総称）から車室内に向けて配風されたり、あるいは前記ミックスが行なわれることなく冷風や温風のまま吹出される。ここで、各吹出口Ｆから吹出される冷風あるいは温風の温度は、ミックスドア１５の位置により制御される。
【０００５】
なお、前記種々の配風モードとしては、ベントモード（乗員の上半身に冷風を吹き出すモード）、バイレベルモード（乗員の上半身に冷風を、下半身に温風を吹き出す、いわゆる頭寒足熱のモード）、デフロストモード（フロントおよびサイドの窓ガラスの曇りを晴らすモード）、フットモード（乗員の下半身に温風を吹き出すモード）あるいはデフ−フットモード（窓の曇りを晴らしつつ乗員の下半身に温風を吹き出すモード）等がある。
【０００６】
このようなモードの内、ベントモードの場合は、車室内の上部に配風することから、ダクトを短くできるためにベント吹出口ＦｖはケースＣの上部に設けることが好ましく、また、フットモードの場合には、車室内の下部に配風するので、フット吹出口Ｆｆは、ケースＣの下部に設けることが好ましい。
【０００７】
したがって、車室内の前部のインストルメントパネル内に設置される縦置き型自動車用空気調和装置では、ケースＣの上部にベント吹出口Ｆｖを、下部にフット吹出口Ｆｆを設けている。そして、このような装置では、空気が通過する流路を短くすることができるので、小型で通気抵抗も低く高風量を確保することが可能となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような縦置き型の自動車用空気調和装置においては、ベント吹出口Ｆｖは、冷風が流れる側の近傍に開設されることになり、フット吹出口Ｆｆは、ヒータコア４により加熱された温風が流れる側の近傍に開設されることになるので、バイレベルモードなどのように上部と下部の吹出口からそれぞれ冷風や温風を吹き出す複合モードの場合には、一般に、上下の差温が大きくなる傾向がある。しかも、スライド式のミックスドアを採用してケースの前後寸法を詰める構成とした場合には、ケース内において冷風と温風とを混合する十分なスペースを確保し難く、上下の差温がさらにつき易い。
【０００９】
このため図７に示す装置にあっては、スライド式のミックスドア１５を、２枚のミックスドア１５ａ，１５ｂから構成し、上部冷風通路Ｂｕ、温風通路６、および下部冷風通路Ｂｌを形成して、これらの開閉制御を２枚のミックスドア１５ａ，１５ｂにより行う構成を採用している（特開平９−１７５１４７号公報参照）。これにより、下部冷風通路Ｂｌを介してフット吹出口Ｆｆに流す冷風を増加させることができ、小型化を図りつつ上下の差温を小さくして所望の温度特性を得るようにしている。
【００１０】
しかしながら、上記装置では、上部冷風通路Ｂｕ、温風通路６、および下部冷風通路Ｂｌを通過した空気流がそれぞれ並列に流れることとなるため、温風と冷風とが混合しにくく、温度調整のための両者のエアミックス性が必ずしも十分でないという問題があった。また、ミックスドアに２枚のスライド式のドア１５ａ，１５ｂを使用しなければならず、しかも、これらのドア１５ａ，１５ｂの大きさは、冷風ないし温風通路の構造上から、かなり異なるものとなり、これら大きさの異なる２枚のドア１５ａ，１５ｂを近接離反移動させなければならないため、構成が複雑で製品コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
一方、エアミックス性を重視した場合には、例えばケースＣ内にエバポレータ３とヒータコア４とを水平方向に略平行に並べて空気を縦に流すようにした構成とすることも考えられるが、エアミックス性を確保するためのケース内の空気の流れがどうしても複雑で流路も長く通気抵抗が大きくなりがちであり、装置のサイズも大きくなってしまう。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、エアミックス性を確保しつつ、通気抵抗が低くて高風量を確保することができ、しかも小型で低コストな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】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、ケース内を流れる冷風を、前記ケースの上部に配置されたヒータコアを通して加熱して流す温風通路と、該温風通路の下方に形成され前記冷風を前記ヒータコアを迂回して流す冷風通路と、前記ヒータコアの前面に配置され前記温風通路と冷風通路とを開度調整するミックスドアと、前記ケースの下部に開設され乗員の下半身に向けて送られる空気が通過するフット吹出口と、該フット吹出口を開閉するように回動可能に設けられるフットドアと、を有する自動車用空気調和装置において、前記フットドアが開くことにより前記冷風通路を通過した冷風を前記温風通路を通過した温風に向けるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の自動車用空気調和装置において、前記ケース内に取り込んだ空気を冷却するエバポレータを有し、該エバポレータと前記ヒータコアとを車両の前後方向に並べて立設したことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の自動車用空気調和装置において、前記温風通路を通過した温風をケース内の下方に導く温風ガイドを設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記フットドア（Ｄｆ）の先端部を凹凸形状に形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記ヒータコア（４）の上方に冷風バイパス通路（Ｂｓ）を形成し、該冷風バイパス通路（Ｂｓ）を開閉するドア（Ｄｂ）を設けたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置の断面図、図２は、同装置のフットドアの概略斜視図である。なお、図７に示す部材と共通するものには同一符号を付している。
【００２１】
図１に示す本実施形態に係る縦置き型の自動車用空気調和装置は、クーラユニット１とヒータユニット２とを一体化し、車両の前後方向の寸法を短くしたケースＣを有し、このケースＣの上流側風路内にはエバポレータ３が設けられ、下流側風路内にはヒータコア４が設けられる。
【００２２】
車幅方向（図１の紙面に垂直な方向）から導入口Ｏを通って導入された空気は、ケースＣ内で車両の前後方向に曲げられ、エバポレータ３を通って冷却されるようになっている。また、空気の取り込みを行うインテークユニットは、ケースＣの側面に配置され、車両前後方向の装置の長さが短くされている。
【００２３】
そして、上流側風路から流下した空気流は、エバポレータ３とヒータコア４との間に設けられたミックスドア５が図中矢印方向にスライド移動することにより、ヒータコア４を通過する温風通路６と、当該ヒータコア４を迂回する冷風通路Ｂｍとに選択的に流されたり、あるいは所定の比率で流される。
【００２４】
ここに、ミックスドア５の上流側と下流側には、エバポレータ３とヒータコア４が近接して設けられる。ミックスドア５は、エバポレータ３とヒータコア４間で上流側風路からの空気流を遮断する方向に伸延されかつ所定の曲率半径で下流側に膨出するような円弧状を呈している。
【００２５】
ミックスドア５を作動するためのスライド駆動機構は、ミックスドア５の両側端近傍に形成された歯部に噛合する一対の歯車をモータ等で駆動する構成とされる。なお、スライド駆動機構は、これに限定されるものではなく、場合によってはコントローラとワイヤーケーブルを介して連結された手動操作機構としてもよい。このように、２枚のスライド式ドアを近接離反移動させる従来の装置と比較して、スライド式ドアも１枚で済み、駆動機構も簡易なものとなっている。
【００２６】
ケースＣの上部には、ベント吹出口Ｆｖとデフ吹出口Ｆｄとが開設され、下部にはフット吹出口Ｆｆが開設されており、それぞれには各吹出口Ｆを開閉するベントドアＤｖ、デフドアＤｄ、フットドアＤｆが図示矢印方向に回動可能に設けられている。ヒータコア４により加熱された温風とヒータコア４を迂回して流れた冷風とを混合するミックスゾーン７が形成されており、混合された空気は、種々の配風モードに応じて各種吹出口Ｆから車室内に向けて配風されたり、あるいは混合されずに冷風や温風のまま吹出される。
【００２７】
本実施形態では、ヒータコア４をケースＣ内の上部に配置し、その下方に冷風通路Ｂｍが形成されている。したがって、ミックスドア５は、温風通路６とその下方の冷風通路Ｂｍとの開度調整を行うようになっている。
【００２８】
また、ケースＣ内には、温風通路６を通過した温風をケース下方に導く温風ガイド８が設けられる。この温風ガイド８は、例えば図示のように、ヒータコア４の上端から略水平に僅かに伸延して下方に湾曲するように形成され、この温風ガイド８に沿った位置にフット吹出口Ｆｆが配置されている。
【００２９】
一方、フット吹出口Ｆｆは、後方に迫り上るように傾斜して形成されているケースＣの後方下部に開設されており、フットドアＤｆが閉じた状態において冷風通路Ｂｍを通過した冷風をケース上方に導くようになっている。また、フットドアＤｆが開くことにより、冷風通路Ｂｍを通過した冷風を温風通路６を通過した温風に対向させることが可能な構成とされている。
【００３０】
図２に示すように、フットドアＤｆは、回動中心となる軸９ａに連設される基部９ｂとその先端に所定の角度傾けて等間隔に連設される突起部９ｃとを備えており、先端部が凹凸形状に形成されている。なお、突起部９ｃは、図示矩形形状に限られず、例えば三角形状でもよい。
【００３１】
また、ヒータコア４の上方には、冷風バイパス通路Ｂｓが形成されており、該冷風バイパス通路Ｂｓを開閉する冷風バイパスドアＤｂが設けられている。冷風バイパス通路Ｂｓは、特にバイレベルモードにおけるベントドアＤｖへの冷風比率を上げる補助をなすものである。なお、冷風バイパス通路Ｂｓは、図示のように必要最小限の流路面積を確保できれば十分であり、省略する構成とすることも可能である。
【００３２】
次に、本装置の作用について説明する。
図３は、ベントモードでフルクール時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【００３３】
ベントモードは、車室内を冷房するモードである。このベントモードにおいては、図３に示すように、ベントドアＤｖは「開」、フットドアＤｆは「閉」、デフドアＤｄは「閉」にセットされる。また、冷風バイパスドアＤｂが「開」とされる。このベントモードにおいて、冷風を全量加熱せず車室内に吹き出すフルクール時には、ミックスドア５は、図示のように上端位置にセットされる。
【００３４】
これによって、エバポレータ３により冷却された空気流は、冷風通路Ｂｍを通って流れた後に、ケースＣの壁際に沿って障害物もなくスムーズに上昇してベント吹出口Ｆｖに向かい、ベントダクト（図示せず）を通って車室内に向かって配風される。したがって、通気抵抗は低く、多量の冷風が車室内に導かれ冷房性能が向上する。また、エバポレータ３により冷却された空気流の一部は、冷風バイパス通路Ｂｓを通過してベント吹出口Ｆｖに向かう。
【００３５】
また、エバポレータ３を通過した空気流は、ミックスドア５の円弧状の表面に沿ってスムーズに冷風通路Ｂｍの方向に向くように流れ方向が変えられることになるので、これによっても通気抵抗が上昇せず、空気の流通量も低減せず、快適な冷風感がえられる。
【００３６】
図４は、デフ−フットモードでフルホット時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【００３７】
デフ−フットモードにおいては、図４に示すように、デフドアＤｄおよびフットドアＤｆは「開」に、ベントドアＤｖは「閉」にセットされる。ここで、冷風バイパスドアＤｂは「閉」とされる。このデフ−フットモードにおいて、エバポレータ３からの冷風を全量ヒータコア４により加熱して車室内に吹き出すフルホット時には、ミックスドア５は下端位置にセットされる。
【００３８】
フルホット時には、エバポレータ３により冷却された空気流は、ヒータコア４により全量加熱されて温風となる。この温風は、温風通路６を通って温風ガイド８により案内されつつスムーズにフット吹出口Ｆｆに流入し、フットダクト（図示せず）より乗員の足元に向かって配風される。また、フットドアＤｆが全開とされることにより、温風通路６を通って下方に送られる温風がフットドアＤｆの表面で案内されてフット吹出口Ｆｆに導かれる。
【００３９】
また、フルクール時と同様に、このフルホット時においても、冷却された空気は、ミックスドア５の円弧状の表面に沿ってスムーズにヒータコア４の方向に向くように流れ方向が変えられる。
【００４０】
図５は、バイレベルモードで温調時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【００４１】
このモードは、冷風をベント吹出口Ｆｖよりベントダクトを通って車室内の乗員の上半身に向かって配風し、温風をフット吹出口Ｆｆよりフットダクトを通って車室内の乗員の足元に向かって配風するモードである。
【００４２】
このモードにおいては、ミックスドア５は、上下方向中間位置にセットされ、ベントドアＤｖは「開」に、フットドアＤｆは「半開」にセットし、デフドアＤｄは「閉」とする。また、冷風バイパスドアＤｂは「開」とされる。
【００４３】
エバポレータ３により冷却され、ミックスドア５の下部を通って流れた空気流は、冷風通路Ｂｍよりミックスゾーン７に至り、ミックスドア５の上部を通って流れた空気流は、ヒータコア４により加熱され、温風通路６を通ってミックスゾーン７に至る。
【００４４】
ここで、冷風通路Ｂｍを通った冷風は、半開となったフットドアＤｆの表面により上方に案内されて、温風通路６を通過した温風に対向させられて衝突する。これにより、冷風と温風とが十分に混合されて両者のエアミックス性が向上し、ケース内の上下の差温が解消される。ここで、図２に示したように、フットドアＤｆの先端において、風速の大きい冷風がフットドアＤｆに沿って流れて、突起部９ｃ，９ｃ間の凹部を通過する空気流が形成され、これらの間を温風が通過することによって、温風と冷風とが所定量クロスして流れ、所望の温度特性となり、違和感のない快適なバイレベル状態となる。なお、図２および図５中において、破線の矢印は冷風の流れ、実線の矢印は温風の流れを示している（他の図において同じ）。
【００４５】
また、このバイレベルモードにおいて、冷風バイパスドアＤｂが所定開度だけ開放され、冷風の一部が直接ベント吹出口Ｆｖに導入される。これにより、上下差温を大きくした状態が得られる。つまり、冷風バイパスドアＤｂの開度制御によって種々のバイレベル状態を設定でき、バイレベルのきめ細かな制御が可能となる。
【００４６】
図６は、デフ−フットモードで温調時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【００４７】
デフ−フットモードは、図６に示すように、デフドアＤｄおよびフットドアＤｆを「開」とし、ベントドアＤｖを「閉」とした状態である。ここで、冷風バイパスドアＤｂは「閉」とされる。このデフ−フットモードにおいて、温調時には、ミックスドア５は、上下方向中間位置にセットされる。
【００４８】
エバポレータ３により冷却され、ミックスドア５の下部を通って流れた空気流は、冷風通路Ｂｍよりミックスゾーン７に至り、ミックスドア５の上部を通って流れた空気流は、ヒータコア４により加熱され、温風通路６を通ってミックスゾーン７に至る。
【００４９】
ここで、冷風通路Ｂｍを通った冷風は、全開となったフットドアＤｆによって通路が狭められると共に、図２に示したように、フットドアＤｆの先端においてフットドアＤｆに沿って流れて、突起部９ｃ，９ｃ間の凹部を通過する空気流が形成され、温風通路６を通過した温風に対向させられて衝突する。ここで、突起部９ｃ，９ｃ間の凹部を通過する冷風の間を温風が通過するように流れることによって、温風と冷風とがクロスして流れ、冷風と温風との混合が促進されて、両者のエアミックス性が向上し、ケース内の上下の差温が解消される。なお、必要に応じて冷風バイパスドアＤｂを開くことにより、上下の差温の調整を図ることも可能である。
【００５０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明を限定するために記載されたものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ヒータコアをケース内の上部に配置し、ミックスドアによりヒータコアを通る温風通路とその下方に形成される冷風通路とを開度調整するようにしたので、温調時には、冷風通路を通った冷風と温風通路を通過した温風とを互いに対向させることができる。これにより、冷風と温風とが十分に混合されて両者のエアミックス性が向上する。
【００５２】
また、フルクール時やフルホット時においても、ケース内に障害物がなくケース壁部に沿ってスムーズな空気流とすることができ、通気抵抗も低くなって高風量を確保することができる。
【００５３】
しかも、２枚のスライド式ドアを近接離反移動させる従来の装置と比較して、スライド式ドアも１枚で済み、駆動機構も簡易で小型で低コストな装置とすることができる。また、上記の効果に加え、フットドアが開くことにより冷風通路を通過した冷風を温風通路を通過した温風に向けるようにしたので、より効果的に冷風と温風とを互いに対向させることができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の発明の効果に加え、クーラユニットとヒータユニットとを一体化したコンパクトな装置とすることができる。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項２に記載の発明の効果に加え、温風ガイドにより温風通路を通過した温風をよりスムーズにケース下方に導くことができ、通気抵抗をより低く抑えることができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の発明の効果に加え、フットドアに沿って流れて突起部間の凹部を通過する冷風の間を温風が通過するように流れることによって、温風と冷風とがクロスして流れ、冷風と温風の混合が促進されて、両者のエアミックス性が向上する。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、上記請求項２に記載の発明の効果に加え、冷風の一部を直接導入することにより上下差温を大きくすることができ、種々のバイレベル状態を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置の断面図である。
【図２】 同装置のフットドアの概略斜視図である。
【図３】 ベントモードでフルクール時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【図４】 デフ−フットモードでフルホット時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【図５】 バイレベルモードで温調時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【図６】 デフ−フットモードで温調時の各ドア位置および空気の流れを説明するための断面図である。
【図７】 従来の自動車用空気調和装置の断面図である。
【符号の説明】
３…エバポレータ、
４…ヒータコア、
５…ミックスドア、
６…温風通路、
７…ミックスゾーン、
８…温風ガイド、
Ｂｍ…冷風通路、
Ｂｓ…冷風バイパス通路、
Ｃ…ケース、
Ｄｖ…ベントドア、
Ｄｄ…デフドア、
Ｄｆ…フットドア、
Ｄｂ…冷風バイパスドア、
Ｆｖ…ベント吹出口、
Ｆｄ…デフ吹出口、
Ｆｆ…フット吹出口。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automotive air conditioner, and more particularly to an automotive air conditioner in which an evaporator and a heater core are erected side by side in the longitudinal direction of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
In general, an air conditioner for an automobile has an intake unit that introduces internal and external air, a cooler unit that cools the introduced air, and a heater unit that heats the introduced air. These three units are arranged in the left-right direction of the vehicle. It is well known that they are united in series and installed in a narrow space inside the instrument panel in the passenger compartment. However, since this air conditioner for automobiles connects three units in series, the overall size of the apparatus is increased, and mounting in a small vehicle is not preferable because the narrow interior space of the vehicle is further reduced. In particular, the unit is placed up to the feet of the passenger seat, so it becomes narrow.
[0003]
On the other hand, there is a so-called vertical type in which the evaporator 3 and the heater core 4 are provided in a case C as shown in FIG. The apparatus shown in the figure is made more compact by integrating the cooler unit 1 and the heater unit 2 and arranging the evaporator 3 and the heater core 4 closer to each other. In other words, the intake unit is arranged on the side of the case C, the air introduced from the inlet port O is cooled by the evaporator 3, and the air flows through the heater core 4 by the mix door 15 and the air flowing around the heater core 4. However, the mix door 15 provided between the evaporator 3 and the heater core 4 is configured so that a door supported by one fulcrum rotates around the fulcrum. Therefore, in order to further reduce the distance between the evaporator 3 and the heater core 4 and to reduce the space in the front-rear direction, this is a flat plate-like door, and temperature control is performed by sliding it substantially up and down. It is what I did. Here, the “evaporator” is, as is well known, a low-temperature and low-pressure refrigerant decompressed by an expansion valve or the like in a cooling cycle circulates inside, and cools the introduced air by heat exchange with the refrigerant. is there. The “heater core” is one in which high-temperature engine cooling water circulates inside and heats the air introduced therein by heat exchange with the high-temperature engine cooling water.
[0004]
The warm air heated by the heater core 4 and the cool air flowing around the heater core 4 are mixed in the mix zone 7. Reference numeral 16 in the figure denotes a temperature control door, which is set at the illustrated position except in the case of maximum cooling in the vent mode so as to assist air mixing. The mixed air reaches a predetermined temperature and distributes air from various air outlets F (a general term for the vent air outlet Fv, the differential air outlet Ff, and the foot air outlet Ff) toward the vehicle interior in accordance with various air distribution modes. Or the air is blown out as it is without being mixed. Here, the temperature of the cold air or the hot air blown out from each outlet F is controlled by the position of the mix door 15.
[0005]
The various air distribution modes include a vent mode (a mode in which cool air is blown to the upper body of the occupant), a bi-level mode (a mode in which cool air is blown to the upper body of the occupant and warm air is blown to the lower body), a defrost mode (Mode to clear cloudy front and side window glass), foot mode (mode to blow warm air to occupant's lower body) or differential-foot mode (mode to blow warm air to occupant's lower body while clearing cloudy window) There is.
[0006]
Among these modes, in the vent mode, air is distributed in the upper part of the passenger compartment, and therefore the vent outlet Fv is preferably provided in the upper part of the case C so that the duct can be shortened. In such a case, since the air is distributed in the lower part of the vehicle interior, the foot outlet Ff is preferably provided in the lower part of the case C.
[0007]
Therefore, in the vertically mounted automobile air conditioner installed in the instrument panel in the front part of the passenger compartment, the vent air outlet Fv is provided in the upper part of the case C, and the foot air outlet Ff is provided in the lower part. And in such an apparatus, since the flow path through which air passes can be shortened, it is possible to ensure a small air flow resistance and a high air volume.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described vertically-installed automotive air conditioner, the vent outlet Fv is opened near the side where the cold air flows, and the foot outlet Ff is heated by the heater core 4. Since it is established near the side where hot air flows, in the case of the combined mode in which cold air and hot air are blown out from the upper and lower outlets, such as the bi-level mode, in general, the temperature difference between the upper and lower sides Tend to be larger. In addition, when a slide-type mix door is used to reduce the front and rear dimensions of the case, it is difficult to secure a sufficient space for mixing cold air and hot air in the case, and there is an additional difference in temperature between the upper and lower sides. easy.
[0009]
For this reason, in the apparatus shown in FIG. 7, the slide-type mix door 15 is composed of two mix doors 15a and 15b, and the upper cool air passage Bu, the hot air passage 6 and the lower cool air passage Bl are formed. Thus, a configuration in which the opening / closing control is performed by two mix doors 15a and 15b is adopted (see Japanese Patent Laid-Open No. 9-175147). Thus, the cool air flowing to the foot outlet Ff via the lower cool air passage Bl can be increased, and the desired temperature characteristic is obtained by reducing the temperature difference between the upper and lower sides while reducing the size.
[0010]
However, in the above apparatus, since the air flows that have passed through the upper cold air passage Bu, the hot air passage 6, and the lower cold air passage Bl flow in parallel with each other, the hot air and the cold air are not easily mixed, and the temperature is adjusted. There was a problem that the air-mixing property of both was not always sufficient. In addition, two sliding doors 15a and 15b must be used for the mix door, and the sizes of these doors 15a and 15b are considerably different due to the structure of the cold or hot air passage. Since the two doors 15a and 15b having different sizes have to be moved close to and away from each other, there is a problem that the configuration is complicated and the product cost is increased.
[0011]
On the other hand, when importance is attached to the air mixing property, for example, it is conceivable that the evaporator 3 and the heater core 4 are arranged in the case C substantially in parallel in the horizontal direction so that the air flows vertically. The air flow in the case for ensuring the performance is inevitably complicated, the flow path is long, the airflow resistance tends to be large, and the size of the apparatus is also large.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can secure a high air flow while ensuring air mixing performance, and can secure a high air volume, and is small and low-cost for an automobile. An object is to provide an air conditioner.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for achieving the above object, forming a cool air flowing in the casing, and the warm air passage for flowing heated through arranged heater core in an upper portion of the casing, below the temperature air passage A cold air passage that flows the cold air around the heater core, a mix door that is disposed in front of the heater core and adjusts the opening of the hot air passage and the cold air passage, and is opened at a lower portion of the case and is installed in a lower body of the occupant An air conditioner for an automobile having a foot outlet through which air to be directed passes and a foot door rotatably provided so as to open and close the foot outlet, and the cold air passage is formed by opening the foot door. The cold air that has passed is directed to the hot air that has passed through the hot air passage .
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an automotive air conditioner according to the first aspect, further comprising an evaporator that cools the air taken into the case, and the evaporator and the heater core are arranged in the front-rear direction of the vehicle. Characterized by standing side by side.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the automotive air conditioner according to the second aspect, a hot air guide is provided for guiding the hot air that has passed through the hot air passage downward in the case. .
[0016]
The invention according to claim 4 is characterized in that the tip portion of the foot door (Df) is formed in an uneven shape .
[0017]
The invention described in claim 5 is characterized in that a cold air bypass passage (Bs) is formed above the heater core (4), and a door (Db) for opening and closing the cold air bypass passage (Bs) is provided .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a sectional view of an automotive air conditioner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view of a foot door of the apparatus. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to what is common in the member shown in FIG.
[0021]
1 has a case C in which a cooler unit 1 and a heater unit 2 are integrated, and the size in the front-rear direction of the vehicle is shortened. An evaporator 3 is provided in the upstream air passage, and a heater core 4 is provided in the downstream air passage.
[0022]
Air introduced from the vehicle width direction (perpendicular to the plane of FIG. 1) through the introduction port O is bent in the front-rear direction of the vehicle in the case C and cooled through the evaporator 3. Yes. The intake unit that takes in air is arranged on the side surface of the case C, and the length of the device in the vehicle front-rear direction is shortened.
[0023]
Then, the air flow flowing down from the upstream air passage is generated by the mixing door 5 provided between the evaporator 3 and the heater core 4 slidingly moving in the direction of the arrow in the drawing, and the hot air passage 6 passing through the heater core 4. The air is selectively passed to the cool air passage Bm that bypasses the heater core 4 or at a predetermined ratio.
[0024]
Here, the evaporator 3 and the heater core 4 are provided close to each other on the upstream side and the downstream side of the mix door 5. The mix door 5 has an arc shape that extends between the evaporator 3 and the heater core 4 in a direction that blocks the air flow from the upstream air passage and bulges downstream with a predetermined radius of curvature.
[0025]
The slide drive mechanism for operating the mix door 5 is configured to drive a pair of gears meshed with teeth formed near both side ends of the mix door 5 with a motor or the like. Note that the slide drive mechanism is not limited to this, and may be a manual operation mechanism connected to the controller via a wire cable in some cases. Thus, as compared with the conventional apparatus that moves two sliding doors close to and away from each other, only one sliding door is required and the driving mechanism is simple.
[0026]
A vent outlet Fv and a differential outlet Fd are opened in the upper part of the case C, and a foot outlet Ff is opened in the lower part, and a vent door Dv, a differential door Dd, which opens and closes each outlet F, respectively. A foot door Df is provided so as to be rotatable in the direction of the arrow shown. A mix zone 7 for mixing hot air heated by the heater core 4 and cold air flowing around the heater core 4 is formed, and the mixed air flows from various outlets F according to various air distribution modes. The air is distributed toward the passenger compartment, or is blown out without being mixed or cold air.
[0027]
In the present embodiment, the heater core 4 is disposed in the upper part of the case C, and a cold air passage Bm is formed below the heater core 4. Therefore, the mix door 5 adjusts the opening degree of the hot air passage 6 and the cold air passage Bm below the hot air passage 6.
[0028]
In the case C, a hot air guide 8 that guides the hot air that has passed through the hot air passage 6 downward is provided. For example, as shown in the figure, the hot air guide 8 is formed so as to extend slightly horizontally from the upper end of the heater core 4 and bend downward, and a foot outlet Ff is provided at a position along the hot air guide 8. Has been placed.
[0029]
On the other hand, the foot outlet Ff is opened in the lower rear part of the case C formed so as to incline toward the rear, and the cool air that has passed through the cold air passage Bm in the state in which the foot door Df is closed is located above the case. It comes to lead. Further, the opening of the foot door Df allows the cold air that has passed through the cold air passage Bm to be opposed to the hot air that has passed through the hot air passage 6.
[0030]
As shown in FIG. 2, the foot door Df includes a base portion 9 b provided continuously with a shaft 9 a serving as a rotation center, and protrusions 9 c provided with a predetermined angle at the tip thereof and provided at regular intervals. The tip is formed in an uneven shape. In addition, the protrusion part 9c is not restricted to the illustrated rectangular shape, For example, a triangular shape may be sufficient.
[0031]
A cold air bypass passage Bs is formed above the heater core 4 and a cold air bypass door Db for opening and closing the cold air bypass passage Bs is provided. The cold air bypass passage Bs serves to increase the ratio of the cold air to the vent door Dv particularly in the bi-level mode. The cold air bypass passage Bs is sufficient as long as it can secure a necessary minimum flow passage area as shown in the drawing, and may be omitted.
[0032]
Next, the operation of this apparatus will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining each door position and the air flow at the time of full cool in the vent mode.
[0033]
The vent mode is a mode for cooling the passenger compartment. In this vent mode, as shown in FIG. 3, the vent door Dv is set to “open”, the foot door Df is set to “closed”, and the differential door Dd is set to “closed”. Further, the cold air bypass door Db is set to “open”. In this vent mode, the mix door 5 is set at the upper end position as shown in the figure at the time of a full cool which blows out all the cold air into the vehicle interior without heating.
[0034]
As a result, the air flow cooled by the evaporator 3 flows through the cold air passage Bm and then smoothly rises along the wall of the case C without any obstacles, toward the vent outlet Fv, and the vent duct (see FIG. It is distributed toward the passenger compartment through (not shown). Therefore, the airflow resistance is low, and a large amount of cool air is introduced into the passenger compartment to improve the cooling performance. Further, a part of the air flow cooled by the evaporator 3 passes through the cold air bypass passage Bs toward the vent outlet Fv.
[0035]
Further, the air flow that has passed through the evaporator 3 is changed in the flow direction so as to be smoothly directed toward the cold air passage Bm along the arcuate surface of the mix door 5, so that the airflow resistance is also increased. Without reducing the air flow rate, a comfortable cold wind feeling can be obtained.
[0036]
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining each door position and the air flow during the full-hot in the differential-foot mode.
[0037]
In the differential-foot mode, as shown in FIG. 4, the differential door Dd and the foot door Df are set to “open”, and the vent door Dv is set to “closed”. Here, the cold air bypass door Db is “closed”. In this differential-foot mode, the mix door 5 is set at the lower end position when the cool air from the evaporator 3 is fully heated by the heater core 4 and blown into the passenger compartment.
[0038]
At the time of full hot, the air flow cooled by the evaporator 3 is heated by the heater core 4 and becomes warm air. This warm air flows smoothly into the foot outlet Ff while being guided by the warm air guide 8 through the warm air passage 6, and is distributed from the foot duct (not shown) toward the feet of the occupant. Further, when the foot door Df is fully opened, the warm air sent downward through the warm air passage 6 is guided on the surface of the foot door Df and guided to the foot outlet Ff.
[0039]
Further, as in the case of the full cool, the flow direction of the cooled air is changed along the arcuate surface of the mix door 5 so as to smoothly face the heater core 4 during the full hot.
[0040]
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining each door position and air flow during temperature control in the bi-level mode.
[0041]
In this mode, cool air is distributed from the vent outlet Fv through the vent duct toward the upper body of the occupant in the passenger compartment, and warm air is directed from the foot outlet Ff through the foot duct toward the passenger's feet in the passenger compartment. It is a mode to distribute the wind.
[0042]
In this mode, the mix door 5 is set at an intermediate position in the vertical direction, the vent door Dv is set to “open”, the foot door Df is set to “half open”, and the differential door Dd is set to “closed”. The cold air bypass door Db is “open”.
[0043]
The air flow cooled by the evaporator 3 and flowing through the lower portion of the mix door 5 reaches the mix zone 7 from the cold air passage Bm, and the air flow flowing through the upper portion of the mix door 5 is heated by the heater core 4. It reaches the mix zone 7 through the hot air passage 6.
[0044]
Here, the cold air that has passed through the cold air passage Bm is guided upward by the surface of the foot door Df that is half-opened, and collides against the hot air that has passed through the hot air passage 6. Thereby, cold air and warm air are fully mixed, both air-mixing property improves, and the difference temperature of the upper and lower sides in a case is eliminated. Here, as shown in FIG. 2, at the tip of the foot door Df, cold air having a high wind speed flows along the foot door Df, and an air flow passing through the recess between the protrusions 9c and 9c is formed. As the warm air passes through, the warm air and the cold air cross each other by a predetermined amount to obtain a desired temperature characteristic and a comfortable bi-level state without a sense of incongruity. 2 and 5, the broken arrow indicates the flow of cold air, and the solid arrow indicates the flow of hot air (the same applies to other drawings).
[0045]
In this bi-level mode, the cold air bypass door Db is opened by a predetermined opening, and a part of the cold air is directly introduced into the vent outlet Fv. Thereby, the state which made the upper-lower differential temperature large is obtained. That is, various bi-level states can be set by controlling the opening degree of the cold air bypass door Db, and fine bi-level control is possible.
[0046]
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining each door position and air flow during temperature adjustment in the differential foot mode.
[0047]
In the differential-foot mode, as shown in FIG. 6, the differential door Dd and the foot door Df are “open” and the vent door Dv is “closed”. Here, the cold air bypass door Db is “closed”. In the differential-foot mode, the mix door 5 is set at an intermediate position in the vertical direction during temperature control.
[0048]
The air flow cooled by the evaporator 3 and flowing through the lower portion of the mix door 5 reaches the mix zone 7 from the cold air passage Bm, and the air flow flowing through the upper portion of the mix door 5 is heated by the heater core 4. It reaches the mix zone 7 through the hot air passage 6.
[0049]
Here, the cold air passing through the cold air passage Bm is narrowed by the fully opened foot door Df and flows along the foot door Df at the tip of the foot door Df as shown in FIG. An air flow that passes through the recesses between 9c is formed and collides against the hot air that has passed through the hot air passage 6. Here, by flowing so that the warm air passes between the cold air passing through the recesses between the protrusions 9c, 9c, the warm air and the cold air cross each other, and the mixing of the cold air and the warm air is promoted. As a result, the air-mixing property between the two is improved, and the temperature difference between the upper and lower sides in the case is eliminated. It is also possible to adjust the temperature difference between the upper and lower sides by opening the cold air bypass door Db as necessary.
[0050]
The embodiments described above are not described for limiting the present invention, and various modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the heater core is arranged in the upper part of the case, and the opening degree is adjusted between the hot air passage passing through the heater core and the cold air passage formed therebelow by the mix door. Thus, at the time of temperature control, the cool air passing through the cool air passage and the warm air passing through the hot air passage can be opposed to each other. Thereby, cold air and warm air are fully mixed, and both air mix property improves.
[0052]
In addition, even when full cool or full hot, there is no obstacle in the case, and a smooth air flow can be achieved along the case wall, and the airflow resistance is lowered, so that a high air volume can be secured.
[0053]
In addition, compared with a conventional apparatus that moves two sliding doors close to and away from each other, only one sliding door is required, and the driving mechanism is simple, small, and low-cost. In addition to the above effects, the cold air that has passed through the cold air passage is directed to the hot air that has passed through the hot air passage by opening the foot door, so that the cold air and the hot air can be more effectively opposed to each other. it can.
[0054]
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, a compact apparatus in which the cooler unit and the heater unit are integrated can be provided.
[0055]
According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 2, the warm air that has passed through the warm air passage by the warm air guide can be more smoothly guided to the lower part of the case. Can be kept lower.
[0056]
According to the invention described in claim 4, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the hot air flows so as to pass between the cold air flowing along the foot door and passing through the recesses between the protrusions. As a result, the hot air and the cold air flow crossing each other, and the mixing of the cold air and the hot air is promoted, thereby improving the air mixing property of both.
[0057]
According to the invention described in claim 5, in addition to the effect of the invention described in claim 2, the temperature difference between the upper and lower sides can be increased by directly introducing a part of the cold air, and various bilevel states can be obtained. Can be set.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an automotive air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a foot door of the apparatus.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining each door position and the air flow at the time of full cool in the vent mode.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining each door position and the air flow at the time of full hot in the differential-foot mode.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining door positions and air flow during temperature control in the bi-level mode.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining door positions and air flow during temperature adjustment in a differential-foot mode.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional automobile air conditioner.
[Explanation of symbols]
3 ... Evaporator,
4 ... Heater core,
5 ... Mixed door,
6 ... Warm air passage,
7 ... mix zone,
8 ... Warm air guide,
Bm ... Cool air passage,
Bs ... Cold air bypass passage,
C ... Case,
Dv ... Bent door,
Dd ... Defdoor,
Df ... foot door,
Db ... Cold air bypass door,
Fv ... vent vent,
Fd ... Differential outlet,
Ff: Foot outlet.

Claims (5)

ケース（Ｃ）内を流れる冷風を、前記ケース（Ｃ）の上部に配置されたヒータコア（４）を通して加熱して流す温風通路（６）と、該温風通路（６）の下方に形成され前記冷風を前記ヒータコア（４）を迂回して流す冷風通路（Ｂｍ）と、前記ヒータコア（４）の前面に配置され前記温風通路（６）と冷風通路（Ｂｍ）とを開度調整するミックスドア（５）と、前記ケース（Ｃ）の下部に開設され乗員の下半身に向けて送られる空気が通過するフット吹出口（Ｆｆ）と、該フット吹出口（Ｆｆ）を開閉するように回動可能に設けられるフットドア（Ｄｆ）と、を有する自動車用空気調和装置において、
前記フットドア（Ｄｆ）が開くことにより前記冷風通路（Ｂｍ）を通過した冷風を前記温風通路（６）を通過した温風に向けるようにしたことを特徴とする自動車用空気調和装置。A hot air passage (6) for flowing the cold air flowing through the case (C) through a heater core (4) disposed in the upper part of the case (C) and a lower portion of the hot air passage (6) are formed. a cool air passage (Bm) flowing the cold air bypassing the heater core (4), mix for adjusting opening the warm air path is disposed on the front (6) and a cool air passage (Bm) of said heater core (4) A door (5), a foot outlet (Ff) that is opened at the bottom of the case (C) and through which air sent toward the lower body of the occupant passes, and pivots to open and close the foot outlet (Ff) In an automotive air conditioner having a foot door (Df) that can be provided ,
An automotive air conditioner characterized in that the cold air that has passed through the cold air passage (Bm) is directed to the hot air that has passed through the hot air passage (6) by opening the foot door (Df) . 前記ケース（Ｃ）内に取り込んだ空気を冷却するエバポレータ（３）を有し、該エバポレータ（３）と前記ヒータコア（４）とを車両の前後方向に並べて立設したことを特徴とする請求項１記載の自動車用空気調和装置。  An evaporator (3) for cooling air taken into the case (C) is provided, and the evaporator (3) and the heater core (4) are erected side by side in the vehicle front-rear direction. The air conditioning apparatus for automobiles according to 1. 前記温風通路（６）を通過した温風をケース（Ｃ）内の下方に導く温風ガイド（８）を設けたことを特徴とする請求項２記載の自動車用空気調和装置。  The automotive air conditioner according to claim 2, further comprising a hot air guide (8) for guiding the hot air that has passed through the hot air passage (6) downward in the case (C). 前記フットドア（Ｄｆ）の先端部を凹凸形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の自動車用空気調和装置。Automotive air conditioner according to claim 1, characterized in that formed on the uneven tip portions of the foot door (Df). 前記ヒータコア（４）の上方に冷風バイパス通路（Ｂｓ）を形成し、該冷風バイパス通路（Ｂｓ）を開閉するドア（Ｄｂ）を設けたことを特徴とする請求項２記載の自動車用空気調和装置。The automotive air conditioner according to claim 2 , wherein a cold air bypass passage (Bs) is formed above the heater core (4), and a door (Db) for opening and closing the cold air bypass passage (Bs) is provided. .

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