JP3969232B2 - 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、回転軸を中心として回転可能な円周壁面を有し、この円周壁面により複数の吹出開口部を開閉する半円筒状のロータリドアを吹出モード切替部に備える車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の半円筒状のロータリドアを吹出モード切替部に備える車両用空調装置は例えば、特開平８−２５９４５号公報等にて提案されており、図９はこの従来技術を示しており、１つの半円筒状のロータリドア２７によりフェイス、フット、デフロスタの３つの吹出開口部２４〜２６を切替開閉している。
【０００３】
そのため、従来の一般的な吹出モード切替ドア、すなわち、複数枚の板状ドアを連動操作するものに比較して、１つのロータリドア２７を単純に回転駆動するだけでよく、複雑な連動用リンク機構が不要となり、コスト低減に有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、図９に示すように半円筒状のロータリドア２７の外径Ｄ’を比較的小さい値、例えば、φ１２０〜１５０ｍｍ程度として、ロータリドア２７を図９の実線位置（フェイスモード位置）と一点鎖線線位置（デフロスタモード位置）との間で回転作動させ、その作動角θ’を約１００°程度の大きな角度としている。
【０００５】
つまり、上記従来技術では、比較的小さな外径Ｄ’のロータリドア２７の作動角θ’を約１００°程度に大きくすることにより、上記３つの吹出開口部２４〜２６を開閉している。しかし、ロータリドア２７の作動角θ’が約１００°程度の大きな角度になっているので、ヒータコア１５の上方側にロータリドア２７の外径寸法以上の高さ寸法を有する空間を設定する必要が生じ、このことから空調ユニット部の高さ寸法がどうしても大きくなってしまい、空調ユニット部の体格の小型化を阻害している。
【０００６】
本発明は、複数の吹出開口部を１つのロータリドアにより開閉する車両用空調装置において、空調ユニット部の体格を小型化することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ向かって空気が流れるケース（１１）と、ケース（１１）内に設けられ、空気と熱交換する熱交換器部（１３）と、ケース（１１）において熱交換器部（１３）の下流側に配置され、熱交換器部（１３）を通過した空気を複数の吹出開口部（２４〜２６）に切替配分する吹出モード切替部（２２）とを備え、
吹出モード切替部（２２）には、回転軸（２８）と、回転軸（２８）を中心として回転することにより複数の吹出開口部（２４〜２６）を開閉する円周壁面（２７ａ）と、円周壁面（２７ａ）の軸方向の両端部を回転軸（２８）に連結する２枚の側面板部（２７ｂ）とを有するロータリドア（２７）を設け、
ロータリドア（２７）の上流側において回転軸（２８）と直交する方向の最大通路幅寸法をＬとし、ロータリドア（２７）の外径をＤとしたとき、Ｄ≧０．８Ｌとなるようにロータリドア（２７）の外径Ｄを設定し、
熱交換器部（１３）の上方側に吹出モード切替部（２２）を配置し、
さらに、熱交換器部（１３）に空気を加熱する暖房用熱交換器（１５）を備えるとともに、暖房用熱交換器（１５）を、ロータリドア（２７）の外径Ｄの範囲内で、回転軸（２８）の下側部位に配置し、
ロータリドア（２７）がその作動角（θ）の範囲のうち暖房用熱交換器（１５）に隣接する最も外側の回転位置に操作されたときに、円周壁面（２７ａ）の円周方向端部と回転軸（２８）とを結ぶ線を越えて暖房用熱交換器（１５）が円周壁面（２７ａ）側へ突出するようになっており、
側面板部（２７ｂ）のうち、回転軸（２８）に隣接する部分（２７ｃ）を、ロータリドア（２７）の回転方向の幅寸法が小さくてロータリドア（２７）の径方向に細長く延びる形状とし、
前記部分（２７ｃ）の細長形状の形成により側面板部（２７ｂ）が前記線よりも円周壁面（２７ａ）側へ向かって凹む形状になっており、
ロータリドア（２７）が暖房用熱交換器（１５）に隣接する最も外側の回転位置に操作されたときに、側面板部（２７ｂ）の凹み形状により暖房用熱交換器（１５）と側面板部（２７ｂ）との干渉を回避するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
これによると、ロータリドア（２７）の外径Ｄを、ロータリドア上流側の最大通路幅寸法Ｌに対して０．８以上の大きさに設定するから、ドア外径Ｄが最大通路幅寸法Ｌに近似した寸法以上の大きさとなる。
これにより、ロータリドア（２７）の作動角θを後述の図３に例示するように従来技術に比して大幅に小さくすることができる。その結果、熱交換器部（１３）と吹出モード切替部（２２）との間には、ロータリドア（２７）の半径に相当する高さを持つ空間を設定するだけでよく、熱交換器部（１３）と吹出モード切替部（２２）との間の空間を従来技術に比して大幅に小型化できる。
なお、Ｄ≧０．８Ｌにおける０．８という数値は、ロータリドア（２７）の外径Ｄがロータリドア上流側の最大通路幅寸法Ｌと近似した寸法以上であることを明確に限定するためのものであり、上記の小型化効果をより高めるためには請求項４に記載の発明のようにドア外径Ｄを最大通路幅寸法Ｌ以上に拡大する方が好ましい。
これに加え、請求項１に記載の発明では、暖房用熱交換器（１５）を、ロータリドア（２７）の外径Ｄの範囲内で、回転軸（２８）の下側部位に配置し、円周壁面（２７ａ）の円周方向端部と回転軸（２８）とを結ぶ線を越えて暖房用熱交換器（１５）が円周壁面（２７ａ）側へ突出する構成を採用しても、暖房用熱交換器（１５）と側面板部（２７ｂ）との干渉を側面板部（２７ｂ）の凹み形状により確実に回避できるから、空調ユニット部の体格をより一層効果的に小型化できる。
また、請求項１に記載の発明によると、後述の図７、８に例示するように、暖房用熱交換器（１５）の配置形態を同一状態のまま維持して、ロータリドア（２７）の回転操作範囲を変更でき、これに伴って、吹出モード切替部（２２）の配置位置を変更することができる。
【００１２】
そのため、ナビゲーション装置等の周辺機器との干渉を回避するための吹出モード切替部（２２）の配置変更を空調ユニットの暖房用熱交換器（１５）等の主要機器の配置レイアウトを共通化したまま実現できる。従って、吹出モード切替部（２２）の配置変更の自由度を共通化した低コストな構成にて確保できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、複数の吹出開口部（２４〜２６）をケース（１１）の上面部に配置し、ケース（１１）の上面部内側に、円周壁面（２７ａ）を作動角（θ）にて回転可能とする半円筒状のドア回転空間（２９）を形成し、ドア回転空間（２９）の下端部が、暖房用熱交換器（１５）を通過する温風をガイドするガイド手段（２０）の上端部より下方側に位置していることを特徴とする。
【００２０】
このように、ドア回転空間（２９）の下端部がガイド手段（２０）の上端部より下方側に位置することにより、ロータリドア（２７）の外径Ｄを従来より大きくしてもロータリドア（２７）を何ら支障なく回転作動させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、複数の吹出開口部として、フット開口部（２４）、フェイス開口部（２５）およびデフロスタ開口部（２６）を有し、
フェイス開口部（２５）およびデフロスタ開口部（２６）はケース（１１）の上面部にて車両前後方向に隣接配置し、また、フット開口部（２４）はケース（１１）の左右の側面に配置し、
回転軸（２８）を中心としてロータリドア（２７）が回転することにより、円周壁面（２７ａ）にてフェイス開口部（２５）およびデフロスタ開口部（２６）を開閉するとともに、側面板部（２７ｂ）にてフット開口部（２４）を開閉することを特徴とする。
【００２２】
これによると、フット開口部（２４）はケース（１１）の左右の側面に配置しているから、フット開口部（２４）をフェイス開口部（２５）およびデフロスタ開口部（２６）と同様に車両前後方向に隣接配置する場合（後述の図１〜図３）に比較して、車両前後方向の寸法も縮小できる。すなわち、請求項３によると、空調ユニット部の高さ寸法のみならず、車両前後方向の寸法をも縮小できる。
【００２３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による車両用空調装置の室内ユニット部のうち、空調ユニット部１０の概略断面図であり、空調ユニット部１０は車室内前部の計器盤（図示せず）内側において車両幅（左右）方向の略中央部に配置される。その際、空調ユニット部１０は車両の上下前後方向に対して図１の矢印のように搭載される。
【００２５】
なお、室内ユニット部のうち、空調ユニット部１０に空気を送風する送風機ユニット（図示せず）は、計器盤内側において空調ユニット部１０から助手席側にオフセット配置されている。この送風機ユニットは周知の構成でよく、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替部と、この内外気切替部から導入した空気を空調ユニット部１０へ向けて送風する送風機部とを有している。この送風機部には遠心式の送風ファンが備えられている。
【００２６】
空調ユニット部１０は樹脂製のケース１１を有し、このケース１１は縦長の形状であり、その内部に下方側から上方側へと送風空気が流れる空気通路を構成する。ケース１１内部において最下部に、上記送風機ユニットの送風空気が流入する空気入口空間１２が形成されている。
【００２７】
この空気入口空間１２の上方側に熱交換器部１３が配置されている。この熱交換器部１３は、冷房用熱交換器をなす蒸発器１４と暖房用熱交換器をなすヒータコア１５とを備えており、蒸発器１４は空気入口空間１２の直ぐ上方に配置され、ヒータコア１５は蒸発器１４の更に上方に配置されている。
【００２８】
蒸発器１４は図１に示すようにケース１１の底面部より所定高さだけ上方部位に略水平に配置されている。但し、蒸発器１４は、厳密な水平配置ではなく、水平面から所定の傾斜角度（例えば、２０°程度）だけ車両前方側に向かって斜め下方に傾斜配置されている。これは、蒸発器１４に発生する凝縮水を車両前方側の傾斜下端部に集め、この傾斜下端部より凝縮水を下方へスムースに排出するためである。ケース１１のうち、蒸発器１４の下方に位置する底面部は凝縮水受け部を構成し、その車両前方側の最底部に凝縮水排出口１６が開口している。
【００２９】
また、蒸発器１４は、周知のように空調用冷凍サイクルの減圧手段（図示せず）にて減圧された低圧冷媒が導入され、この低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却するようになっている。
【００３０】
なお、蒸発器１４は、周知のようにタンク部１４ａ、１４ｂの間に熱交換コア部１４ｃを配置した構成であり、この熱交換コア部１４ｃは複数の偏平チューブ（図示せず）と複数のコルゲート状の伝熱フィン（図示せず）とを交互に並列的に積層して接合した構成である。空気入口空間１２内に流入した空気は蒸発器１４の熱交換コア部１４ｃを矢印ａのように下方から上方へ通過するようになっている。
【００３１】
そして、ケース１１内において、蒸発器１４の空気流れ下流側、すなわち、蒸発器１４の上方側で、且つ、車両後方側の部位にヒータコア１５が配置されている。ここで、ヒータコア１５は蒸発器１４の傾斜方向と逆方向に傾斜配置されている。すなわち、ヒータコア１５は、その車両後方側が低く、車両前方側が高くなるように傾斜配置されている。
【００３２】
ヒータコア１５は、車両エンジン（図示せず）からの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する温水式暖房用熱交換器であって、ヒータコア１５は、所定間隔を隔てて対向配置した下側の温水入口タンク部１５ａと上側の温水出口タンク部１５ｂとの間に熱交換コア部１５ｃを配置した構成であり、この熱交換コア部１５ｃは、複数の偏平チューブ（図示せず）と複数のコルゲート状の伝熱フィン（図示せず）とを交互に並列的に積層して接合した構成である。
【００３３】
このヒータコア１５は、いわゆる全パスタイプ（一方向流れタイプ）のヒータコアであり、温水入口タンク部１５ａから温水を複数の偏平チューブの全部を通して、温水出口タンク部１５ｂに向かって下方から上方への一方向に流す構成となっている。
【００３４】
上記のようにヒータコア１５を蒸発器１４の上方側で、かつ、車両後方側に配置しているため、ヒータコア１５よりも車両前方側の部位に、ヒータコア１５をバイパスして冷風を矢印ｂのように流す冷風バイパス通路１７が形成されている。また、ヒータコア１５の車両前方側の端部（上端部）の下側部位に、エアミックスドア１８の回転軸１８ａが配置されている。
【００３５】
この回転軸１８ａは図１の紙面垂直方向（車両幅方向）に延びるように配置され、回転軸１８ａの両端部はケース１１の壁面の軸受孔（図示せず）により回転可能に保持される。回転軸１８ａには板状のエアミックスドア１８の上端部が一体に連結され、エアミックスドア１８は回転軸１８ａを中心として図１の実線位置と２点鎖線位置との間で回転可能になっている。
【００３６】
ここで、エアミックスドア１８の実線位置はヒータコア１５の熱交換コア部１５ｃの通風路を全閉する最大冷房位置であって、２点鎖線位置は冷風バイパス通路１７を全閉する最大暖房位置である。エアミックスドア１８がヒータコア１５の熱交換コア部１５ｃの通風路を開けると、蒸発器１４通過後の空気は矢印ｃのように熱交換コア部１５ｃを通過してヒータコア１５の上方へ流れる。
【００３７】
エアミックスドア１８は周知のごとくヒータコア１５の熱交換コア部１５ｃを通過する温風（矢印ｃ）とヒータコア１５をバイパスして冷風バイパス通路１７を通過する冷風（矢印ｂ）との風量割合を調整して車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段である。
【００３８】
ケース１１内においてヒータコア１５と冷風バイパス通路１７の上方側に空気混合部１９が形成され、そして、ケース１１内においてヒータコア１５の上方側部位に温風ガイド壁２０がケース内空間へ湾曲状に突出するように形成され、この温風ガイド壁２０によって上記温風を矢印ｃのように空気混合部１９へ向かってガイドする。
【００３９】
また、ケース１１内において冷風バイパス通路１７の上方側部位に冷風ガイド壁２１がケース内空間へ湾曲状に突出するように形成され、この冷風ガイド壁２１によって上記冷風を矢印ｂのように空気混合部１９へ向かってガイドする。空気混合部１９では上記温風と上記冷風が混合され、この冷温風の混合により所望温度の空気が得られる。
【００４０】
この空気混合部１９の上方側（空気流れ下流側）、すなわち、ケース１１の最上部に吹出モード切替部２２が配置されている。この吹出モード切替部２２は、半円筒状の開口シール面２３を円周面が車両前後方向に延びるようにしてケース１１の上面部に形成している。この開口シール面２３のうち、車両後方側の部位にフット開口部２４を開口し、このフット開口部２４の開口位置よりも車両前方側の部位にフェイス開口部２５を配置し、このフェイス開口部２５よりも更に車両前方側の部位にデフロスタ開口部２６を配置している。
【００４１】
フット開口部２４はケース１１の車両後方側の面に形成された空気通路２４ａを介してフット吹出口２４ｂに連通し、このフット吹出口２４ｂはケース１１の車両幅方向の左右両側に開口しており、ここから乗員の足元部に向けて空気を吹出すようになっている。フェイス開口部２５は図示しないフェイスダクトを介して乗員の顔部に向けて空気を吹出すものである。デフロスタ開口部２６は図示しないデフロスタダクトを介して車両前面窓ガラスの内面に向けて空気を吹出すものである。
【００４２】
半円筒状の開口シール面２３の内側には、吹出モード切替用ロータリドア２７が回転軸２８により車両前後方向に回転可能に配置されている。このロータリドア２７には、回転軸２８を中心とする所定の曲率半径の円周壁面２７ａが設けられ、この円周壁面２７ａの軸方向（車両幅方向）の両端部を２枚の側面板部２７ｂにより回転軸２８に連結する構造になっている。ロータリドア２７の円周壁面２７ａ、側面板部２７ｂおよび回転軸２８は樹脂により一体成形されている。
【００４３】
回転軸２８はヒータコア１５の上端部近傍（より具体的には上端部の直ぐ上方部位）に隣接配置されている。従って、温風ガイド壁２０および冷風ガイド壁２１の上端部よりも下方に回転軸２８は配置されている。その結果、２枚の側板部２７ｂのうち、回転軸２８に隣接する部分２７ｃはこの両ガイド壁２０、２１の上方先端部の間に位置することになる。
【００４４】
この部分２７ｃが両ガイド壁２０、２１の上方先端部と干渉することを回避するために、この部分２７ｃは車両前後方向の幅寸法が回転軸２８の外径よりも若干量大きい寸法に狭めてある。そして、側板部２７ｂのうち円周壁面２７ａに隣接する部分は略扇形状になっている。
【００４５】
また、円周壁面２７ａの外周側には弾性材２７ｄを介して樹脂製の薄膜材からなるフィルム部材２７ｅが装着され、このフィルム部材２７ｅが円周壁面２７ａと一体に回転するようになっている。このフィルム部材２７ｅには円周壁面２７ａに設けられた開口部（図示せず）および弾性材２７ｄ相互間の隙間部（図示せず）を通してロータリドア２７内部の風圧が加わるようになっている。そのため、この風圧および弾性材２７ｄの弾性押圧力によってフィルム部材２７ｅがケース１１側の開口シール面２３の内周面に圧着して各吹出開口部２４、２５、２６を確実に閉塞するようになっている。
【００４６】
また、円周壁面２７ａ、弾性材２７ｄおよびフィルム部材２７ｅの円周方向の中間部位には、これらの部材２７ａ、２７ｄ、２７ｅを貫通する連通穴２７ｆが設けてあり、ロータリドア２７の回転により上記の各開口部２４〜２６を開閉する。また、ケース１１の上面部の半円筒状の開口シール面２３の内側には、ロータリドア２７の回転を可能とする半円筒状のドア回転空間２９が形成されている。
【００４７】
ところで、本実施形態では、ロータリドア２７の回転軸２８を上記したようにヒータコア１５の上端部近傍に隣接配置するとともに、ロータリドア２７の外径Ｄをロータリドア２７の上流側の最大通路幅寸法Ｌよりも大きくしている。
【００４８】
このドア上流側の最大通路幅寸法Ｌとはロータリドア２７の上流側において、回転軸２８の軸方向（図１の紙面垂直方向）と直交する方向（水平方向）の最大通路幅寸法である。図１の配置レイアウトによると、ドア上流側の最大通路幅寸法Ｌは車両前後方向の最大通路幅寸法でもある。
【００４９】
また、ロータリドア２７の外径Ｄとは、ケース１１の上面部の半円筒状の開口シール面２３の内側にロータリドア２７が装着された状態におけるロータリドア２７の回転中心とフィルム部材２７ｅの外周面との間の曲率半径の２倍の値である。
【００５０】
ここで、最大通路幅寸法Ｌは、具体的には、例えば、１８０ｍｍで、外径Ｄは具体的には、例えば、φ２００ｍｍである。従って、本例では、外径Ｄは、最大通路幅寸法Ｌの略１、１２倍となっている（Ｄ≒Ｌ×１．１２）。
【００５１】
このように、ロータリドア２７の外径Ｄを大きくしているため、温風ガイド壁２０の車両後方側および冷風ガイド壁２１の車両前方側においてドア回転空間２９の下端部をそれぞれ各ガイド壁２０、２１の下端部の部位まで垂下するように形成してある。
【００５２】
なお、ロータリドア２７の回転軸２８は、ケース１１の外部に突出して図示しないリンク機構を介して吹出モード操作機構に連結されて、この吹出モード操作機構によりロータリドア２７が回転操作される。同様に、エアミックスドア１８の回転軸１８ａもケース１１の外部にてリンク機構を介して温度調整操作機構に連結されて、この温度調整操作機構によりエアミックスドア１８が回転操作される。
【００５３】
これらの吹出モード操作機構および温度調整操作機構は、サーボモータを用いたオート操作機構で構成されるが、乗員の手動操作力により直接操作されるマニュアル操作機構にしてもよい。
【００５４】
次に、上記構成に基づいて本実施形態の作動を簡単に説明する。図示しない送風機ユニットの送風機を作動させると、図示しない内外気切替部から内気または外気が吸入され、この吸入空気は送風機により送風されて空調ユニット部１０のケース１１内最下部の空気入口空間１２に流入する。
【００５５】
その後、蒸発器１４を矢印ａのごとく下方から上方へ通過して冷却され、冷風となる。この冷風は、次に、エアミックスドア１８の開度により冷風バイパス通路１７を通過する冷風ｂとヒータコア１５を通過する温風ｃとに振り分けられ、温風ｃは温風ガイド壁２０によりガイドされて空気混合部１９に導かれる。また、冷風ｂは冷風ガイド壁２１によりガイドされて空気混合部１９に導かれる。
【００５６】
空気混合部１９において温風ｃと冷風ｂが混合されて所定温度の空気となる。従って、エアミックスドア１８の開度により冷風ｂと温風ｃの風量割合を調整することにより、空気混合部１９付近で混合される空気の温度を所望の温度に調整できる。
【００５７】
そして、吹出モード切替用のロータリドア２７を操作して、フット開口部２４とフェイス開口部２５とデフロスタ開口部２６の開閉を選択することにより、所定の１つの開口部または複数の開口部から車室内へ空気を吹き出すことができる。
【００５８】
すなわち、図１はフェイスモードの状態を示し、ロータリドア２７の連通穴２７ｆによりフェイス開口部２５を開口するとともに、ロータリドア２７の円周壁面２７ａのフィルム部材２７ｅによりフット開口部２４およびデフロスタ開口部２６を閉塞している。
【００５９】
また、図２はフットモード時の状態を示し、連通穴２７ｆによりフット開口部２４を開口するとともに、ロータリドア２７の円周壁面２７ａのフィルム部材２７ｅによりフェイス開口部２５およびデフロスタ開口部２６を閉塞している。
【００６０】
また、図３はデフロスタモード時の状態を示し、ロータリドア２７を反時計方向に最大に回転した状態である。この場合は、ロータリドア２７の円周壁面２７ａがデフロスタ開口部２６に対向しない位置へ回転することにより、デフロスタ開口部２６が開口状態となり、フット開口部２４およびフェイス開口部２５はロータリドア２７の円周壁面２７ａのフィルム部材２７ｅにより閉塞されている。
【００６１】
なお、図１、２、３によりフェイスモード、フットモードおよびデフロスタモードの３つの吹出モードの切替を行う場合について説明したが、その他に、フット開口部２４およびフェイス開口部２５を同時に開口するバイレベルモード、フット開口部２４およびデフロスタ開口部２６を略同程度の開口比率（略同程度の風量割合）で同時に開口するフットデフロスタモードを吹出モードとして追加し、合計５つの吹出モードを１つのロータリドア２７にて切り替えるようにしてもよい。
【００６２】
また、図２のフットモードでは、デフロスタ開口部２６を全閉しているが、フットモード時にフット開口部２４を開口すると同時にデフロスタ開口部２６を少量開口するようにしてもよい。これによれば、フットモードによる冬期暖房時にデフロスタ開口部２６から少量の空調風（温風）を吹き出して、車両窓ガラスの防曇性能を高めることができる。
【００６３】
ところで、本第１実施形態によると、ロータリドア２７の外径Ｄをロータリドア２７の上流側の最大通路幅寸法Ｌよりも大きく（Ｄ≒Ｌ×１．１２）しているため、上記の３つの吹出開口部２４〜２６を開閉するに必要なロータリドア２７の作動角θ（図３）は略６５°程度の小さな角度でよく、図９の従来技術の作動角θ’の略１００°程度に比較して大幅に減少できる。
【００６４】
このため、本第１実施形態では、ロータリドア２７の回転軸２８をヒータコア１５の上端部近傍に配置することにより、ヒータコア１５の上端部近傍とケース１１の上面部との間の高さ寸法をロータリドア２７の半径（略１００ｍｍ程度）と同程度の寸法まで減少でき、空調ユニット部１０を小型化できる。
【００６５】
因みに、図９の従来技術ではロータリドア２７の外径Ｄ’（１２０〜１５０ｍｍ程度）に、更にヒータコア１５上方での空気通過空間の所定寸法（数十ｍｍ程度）を加えた高さ寸法をヒータコア１５の上端部近傍とケース１１の上面部との間に設定する必要がある。
【００６６】
（第２実施形態）
第１実施形態では、フット開口部２４、フェイス開口部２５およびデフロスタ開口部２６をすべてロータリドア２７の円周壁面２７ａの回転により切替開閉しているが、第２実施形態では、図４〜図６に示すように３つの吹出開口部２４〜２６のうち、フェイス開口部２５およびデフロスタ開口部２６を第１実施形態と同様にロータリドア２７の円周壁面２７ａの回転により切替開閉し、一方、フット開口部２４はロータリドア２７の側面板部２７ｂの回転により開閉できるようにしている。
【００６７】
第２実施形態を具体的に説明すると、フット開口部２４の開口位置を第１実施形態と別位置に変更しており、空調ユニット部１０のケース１１のうち、車両幅方向の左右側面にフット開口部２４を配置している。このフット開口部２４はもちろん、ケース１１の上下方向に対してはロータリドア２７の左右側方に位置するように上方部に配置してある。フット開口部２４は本例では略台形状の形状になっている。
【００６８】
そして、ロータリドア２７の左右両側の側面板部２７ｂのうち、円周壁面２７ａの下側に隣接する扇形部にそれぞれフット用連通穴２７ｇが開けてある。フット用連通穴２７ｇの形状はフット開口部２４に対応する略台形状になっている。
【００６９】
これにより、図５に示すように、ロータリドア２７の側面板部２７ｂのフット用連通穴２７ｇがケース１１側の左右両側のフット開口部２４に重合する位置にロータリドア２７を回転することにより、フット開口部２４が開口状態となり、フット開口部２４を通してケース１１の左右両側の乗員足元部に空調風（温風）を吹き出すことができる。
【００７０】
なお、第２実施形態においても、ロータリドア２７の外径Ｄをロータリドア２７の上流側の最大通路幅寸法Ｌよりも大きくし（Ｄ≒Ｌ×１．１２）して、上記の３つの吹出開口部２４〜２６を開閉するに必要なロータリドア２７の作動角θを略６５°程度の小さな角度にしており、これらの点は第１実施形態と同じである。
【００７１】
また、第２実施形態では、ロータリドア２７の円周壁面２７ａの円周長さを第１実施形態よりも小さくして、第１実施形態の連通穴２７ｆを廃止している。このため、図４のフェイスモード時も図６のデフロスタモード時のいずれにおいても、円周壁面２７ａがフェイス開口部２５またはデフロスタ開口部２６に対向しない位置へ回転することにより、フェイス開口部２５またはデフロスタ開口部２６を開口するようになっている。
【００７２】
また、ロータリドア２７の左右両側の側面板部２７ｂのうち、ケース１１の左右側面に対向する外側の面に、シール用パッキン材（図示せず）を接着等により貼り付けて、このシール用パッキン材をケース１１の左右側面の内壁に接触することにより、フット開口部２４からの風洩れを防止できる。
【００７３】
第２実施形態によると、空調ユニット部１０のケース１１のうち、車両幅方向の左右側面にフット開口部２４を配置し、このフット開口部２４をロータリドア２７の左右両側の側面板部２７ｂの回転により開閉できるから、第１実施形態にのようにフット開口部２４の開口位置よりも車両後方側へ突き出す空気通路２４ａを形成する必要がなくなり、空調ユニット部１０の車両前後方向の寸法をも減少できるという利点がある。
【００７４】
（第３実施形態）
最初に、第３実施形態の課題について説明する。近年、軽自動車においても、ナビゲーション装置を搭載する車両が出現している。このナビゲーション装置の搭載車両では、空調ユニット部１０のフェイス開口部２５に接続されるフェイスダクトの取り回し位置にナビゲーション装置の搭載位置が設定されることが多く、その結果、フェイスダクトがナビゲーション装置と干渉するという問題が生じる。
【００７５】
そこで、ナビゲーション装置の搭載車両では、ナビゲーション装置の搭載無しの車両に比べて、空調ユニット部１０のフェイス開口部２５の位置を図１〜図６に示す車両前後方向の略中央部より車両後方側にずらすことにより、フェイスダクトとナビゲーション装置との干渉を回避したいという要求が車両メーカから出ることになる。
【００７６】
一方、空調ユニットメーカにおいては、ナビゲーション装置の搭載有無に応じて専用の空調ユニット部１０を設計することはコストアップを招き、好ましくない。
【００７７】
第３実施形態は上記点に鑑みて案出されたものであり、吹出モード切替部２２の吹出開口部２４〜２６の配置変更の自由度を、共通化した低コストな構成にて確保できるようにするものである。
【００７８】
図７、図８は第３実施形態であり、図８はナビゲーション装置３０を搭載した車両における空調ユニット部１０の概略断面図で、図７はナビゲーション装置３０を搭載しない車両における空調ユニット部１０の概略断面図である。
【００７９】
第３実施形態では、ヒータコア１５を、ロータリドア２７の外径Ｄの範囲内で回転軸２８の下側部位にロータリドア２７の回転軌跡から外れるように配置している。
【００８０】
なお、図７、図８において、ロータリドア２７の実線位置はフェイスモード時の回転位置であり、ロータリドア２７が最も時計方向に回転操作された位置を示す。これに対し、ロータリドア２７の２点鎖線位置はデフロスタモード時の回転位置であり、ロータリドア２７が最も反時計方向に回転操作された位置を示す。従って、図７、図８の実線位置と２点鎖線位置の間がロータリドア２７の回転範囲となる。なお、２５ａはフェイス開口部２５に接続されるフェイスダクトであり、２６ａはデフロスタ開口部２６に接続されるデフロスタダクトである。
【００８１】
第３実施形態によると、ヒータコア１５を上記のように配置することにより、ヒータコア１５の配置レイアウトを同一状態のまま維持しても、ロータリドア２７の回転操作範囲を変更することができる。具体的には、図７に対して、図８では、ロータリドア２７の回転操作範囲を反時計方向に４５°回転している。これに伴って、吹出モード切替部２２におけるフット開口部２４、フェイス開口部２５およびデフロスタ開口部２６の開口位置をそれぞれ図７に対して反時計方向に４５°回転している。
【００８２】
これにより、図８では、フェイス開口部２５およびフェイスダクト２５ａの位置を図７に示す車両前後方向の略中央部より車両後方側にずらすことができる。そのため、吹出モード切替部２２の上方側に配置されるナビゲーション装置３０とフェイスダクト２５ａとの干渉を回避できる。
【００８３】
しかも、図８と図７の対比から理解されるように、蒸発器１４、ヒータコア１５、エアミックスドア１８、およびロータリドア２７の配置レイアウトを一切変更せず、同一状態に維持したまま、吹出モード切替部２２の吹出開口部２４〜２６の配置を変更することができる。従って、吹出モード切替部２２の配置変更の自由度を、上記主要機器の配置レイアウトを共通化した低コストな構成にて確保できる。
【００８４】
因みに、第１、第２実施形態では、ヒータコア１５の温水入口タンク部１５ａがロータリドア２７の外径Ｄの範囲外に突出するように配置されているので、ロータリドア２７の回転操作範囲を反時計方向にずらそうとすると、ロータリドア２７とヒータコア１５との干渉が発生する。このため、ロータリドア２７の回転操作範囲を反時計方向にずらすことができない。
【００８５】
その結果、第１、第２実施形態においては、ヒータコア１５等の主要機器の配置レイアウトを共通化したまま、吹出モード切替部２２の配置変更の自由度を持たせることができない。
【００８６】
なお、第３実施形態においても、ロータリドア２７の外径Ｄを、ロータリドア２７の上流側の最大通路幅寸法Ｌより大きくして、空調ユニット部１０の小型化を図っている。より具体的には、Ｄ≒Ｌ×１．３に設定している。
【００８７】
（他の実施形態）
なお、第１〜第３実施形態では、ロータリドア２７の外径Ｄをロータリドア２７の上流側の水平方向の最大通路幅寸法Ｌよりも大きくしているが、本発明者の試作検討によると、ロータリドア２７の上流側の最大通路幅寸法Ｌより小さい寸法、具体的には、Ｌ×０．８以上にロータリドア２７の外径Ｄを大きくすれば、空調ユニット部１０の高さ寸法の小型化に有効であることを確認している。
【００８８】
また、第１、第２実施形態では、ヒータコア１５を通過した温風をガイドする温風ガイド壁２０および冷風バイパス通路１７を流れる冷風をガイドする冷風ガイド壁２１を両方ともケース１１の内部空間に突き出すように形成しているが、ケース１１自体の形状の変更やヒータコア１５の傾斜角度の変更等により、両ガイド壁２０、２１の一方、例えば、冷風ガイド壁２１を第３実施形態（図７、８）のように廃止してもよい。
【００８９】
また、第１〜第３実施形態では、ヒータコア１５の熱交換コア部１５ｃを通過する温風とヒータコア１５をバイパスして冷風バイパス通路１７を通過する冷風との風量割合をエアミックスドア１８により調整して車室内への吹出空気温度を調整するエアミックス方式の車両用空調装置について説明したが、ヒータコア１５を通過する温水の流量または温水の温度を調整する温水弁を温度調整手段として設け、この温水流量または温水温度の調整により車室内への吹出空気温度を調整する温水制御方式の車両用空調装置に本発明を適用してもよい。この温水制御方式の車両用空調装置では、通常、ガイド壁２０、２１を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による車両用空調装置の空調ユニット部の概略断面図で、フェイスモード時を示す。
【図２】第１実施形態による空調ユニット部の概略断面図で、フットモード時を示す。
【図３】第１実施形態による空調ユニット部の概略断面図で、デフロスタモード時を示す。
【図４】第２実施形態による空調ユニット部の概略断面図で、フェイスモード時を示す。
【図５】第２実施形態による空調ユニット部の概略断面図で、フットモード時を示す。
【図６】第２実施形態による空調ユニット部の概略断面図で、デフロスタモード時を示す。
【図７】第３実施形態による空調ユニット部の概略断面図であり、ナビゲーション装置を搭載しない車両への適用例を示す。
【図８】第３実施形態による空調ユニット部の概略断面図であり、ナビゲーション装置を搭載する車両への適用例を示す。
【図９】従来技術による空調ユニット部の概略断面図で、フェイスモード時を示す。
【符号の説明】
１１…ケース、１３…熱交換器部、１４…蒸発器（冷房用熱交換器）、１５…ヒータコア（暖房用熱交換器）、１７…冷風バイパス通路、１８…エアミックスドア、２０、２１…ガイド壁（ガイド手段）、２２…吹出モード切替部、２４〜２６…吹出開口部、２７…ロータリドア、２７ａ…円周壁面、２７ｂ…側面板部、２８…回転軸、２９…ドア回転空間。

Claims (4)

1. 車室内へ向かって空気が流れるケース（１１）と、
   前記ケース（１１）内に設けられ、前記空気と熱交換する熱交換器部（１３）と、
   前記ケース（１１）において前記熱交換器部（１３）の下流側に配置され、前記熱交換器部（１３）を通過した空気を複数の吹出開口部（２４〜２６）に切替配分する吹出モード切替部（２２）とを備え、
   前記吹出モード切替部（２２）には、回転軸（２８）と、前記回転軸（２８）を中心として回転することにより前記複数の吹出開口部（２４〜２６）を開閉する円周壁面（２７ａ）と、前記円周壁面（２７ａ）の軸方向の両端部を前記回転軸（２８）に連結する２枚の側面板部（２７ｂ）とを有するロータリドア（２７）を設け、
   前記ロータリドア（２７）の上流側において前記回転軸（２８）と直交する方向の最大通路幅寸法をＬとし、前記ロータリドア（２７）の外径をＤとしたとき、Ｄ≧０．８Ｌとなるように前記ロータリドア（２７）の外径Ｄを設定し、
   前記熱交換器部（１３）の上方側に前記吹出モード切替部（２２）を配置し、
   さらに、前記熱交換器部（１３）に前記空気を加熱する暖房用熱交換器（１５）を備えるとともに、前記暖房用熱交換器（１５）を、前記ロータリドア（２７）の外径Ｄの範囲内で、前記回転軸（２８）の下側部位に配置し、
   前記ロータリドア（２７）がその作動角（θ）の範囲のうち前記暖房用熱交換器（１５）に隣接する最も外側の回転位置に操作されたときに、前記円周壁面（２７ａ）の円周方向端部と前記回転軸（２８）とを結ぶ線を越えて前記暖房用熱交換器（１５）が前記円周壁面（２７ａ）側へ突出するようになっており、
   前記側面板部（２７ｂ）のうち、前記回転軸（２８）に隣接する部分（２７ｃ）を、前記ロータリドア（２７）の回転方向の幅寸法が小さくて前記ロータリドア（２７）の径方向に細長く延びる形状とし、
   前記部分（２７ｃ）の細長形状の形成により前記側面板部（２７ｂ）が前記線よりも前記円周壁面（２７ａ）側へ向かって凹む形状になっており、
   前記ロータリドア（２７）が前記暖房用熱交換器（１５）に隣接する最も外側の回転位置に操作されたときに、前記側面板部（２７ｂ）の凹み形状により前記暖房用熱交換器（１５）と前記側面板部（２７ｂ）との干渉を回避するようになっていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記複数の吹出開口部（２４〜２６）は前記ケース（１１）の上面部に配置され、
   前記ケース（１１）の上面部内側に、前記円周壁面（２７ａ）を前記作動角（θ）にて回転可能とする半円筒状のドア回転空間（２９）を形成し、
   前記ドア回転空間（２９）の下端部が、前記暖房用熱交換器（１５）を通過する温風をガイドするガイド手段（２０）の上端部より下方側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記複数の吹出開口部として、フット開口部（２４）、フェイス開口部（２５）およびデフロスタ開口部（２６）を有し、
   前記フェイス開口部（２５）および前記デフロスタ開口部（２６）は前記ケース（１１）の上面部にて車両前後方向に隣接配置し、また、前記フット開口部（２４）は前記ケース（１１）の左右の側面に配置し、
   前記回転軸（２８）を中心として前記ロータリドア（２７）が回転することにより、前記円周壁面（２７ａ）にて前記フェイス開口部（２５）および前記デフロスタ開口部（２６）を開閉するとともに、前記側面板部（２７ｂ）にて前記フット開口部（２４）を開閉することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記ロータリドア（２７）の外径Ｄを前記最大通路幅寸法Ｌ以上としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

Images