JP4192317B2 - 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、暖房用熱交換器に循環する温水の流量または温度を制御する温水弁を備え、この温水弁により車室内への吹出空気温度を調整する車両用空調装置において、特に、吹出モードにより上下吹出温度差の目標値が異なる場合等に、各吹出モードでの上下吹出温度差を成立させるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置においては、暖房用熱交換器の温水入口側部位の温度が高くなり、温水出口側部位の温度が低くなるので、熱交換器吹出空気温度も、温水入口側部位の吹出空気温度が高くなって、温水出口側部位の吹出空気温度が低くなる。また、暖房用熱交換器の空調ケース内への配置姿勢は、通常、温水中の空気抜きを行うために、暖房用熱交換器の温水入口側を下方とし、温水出口側を上方としている。
【０００３】
従って、吹出モードがフットモードやフットデフロスタモードの際には、暖房用熱交換器の温水入口側部位を通過した吹出空気が空調ケース下方側のフット開口部側へ流れ、暖房用熱交換器の温水出口側部位を通過した吹出空気が空調ケース上方側のデフロスタ開口部側へ流れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、従来装置の構成では、フット開口部から所定温度の空気を吹き出すために、暖房用熱交換器への温水流量を温水弁により所定量に絞ると、暖房用熱交換器における温水温度が温水入口側から温水出口側へ行くにつれて大幅に低下するので、フット吹出空気温度に比してデフロスタ吹出空気温度が大幅に低下して、窓ガラスの防曇性能が低下するとともに、乗員の上半身側の温度が下がり過ぎて、暖房フィーリングを悪化させるという不具合がある。
【０００５】
このため、本発明者らは、暖房用熱交換器の温水入口側部位に冷風バイパス通路およびこれを開閉する冷風バイパスドアを配設し、この冷風バイパスドアと温水弁とを手動操作機構により連動操作するマニュアル方式のものを開発中である。
このように、冷風バイパスドアと温水弁とを連動操作する方式によると、冷風バイパスドアを独立に開閉制御する方式に比して冷風バイパスドアの操作機構部を簡素化でき、その分、コスト低減できる利点がある。
【０００６】
しかし、その反面、冷風バイパスドアを単純に温水弁と連動させるだけであると、次のごとき不具合が生じることが判明した。すなわち、図９（ａ）はバイレベル（Ｂ／Ｌ）モードにおいて、温水弁と上下吹出温度との関係を示し、図９（ｂ）はフット（ＦＯＯＴ）モードおよびフットデフロスタ（Ｆ／Ｄ）モードにおいて、温水弁と上下吹出温度との関係を示している。この図９（ａ）、（ｂ）から分かるように、吹出モードが変化しても、温水弁開度が同一（例えば、θ₀ ）であると、これに連動する冷風バイパスドア開度も同一になってしまう。
【０００７】
その結果、図９（ａ）のバイレベルモード時の上下吹出温度差Ｔ₁ と図９（ｂ）のフットモードおよびフットデフロスタモードにおける上下吹出温度差Ｔ₂ が略同等になってしまう。
なお、図９（ｂ）において、デフロスタ吹出温度はサイドフェイス吹出温度より若干低い温度となる。
【０００８】
ところで、上下吹出温度差の目標値は、バイレベルモード時における頭寒足熱の空調フィーリングの確保と、フットモードおよびフットデフロスタモード時における窓ガラス防曇性能確保との両立を図るために、通常、Ｔ₁ ＞Ｔ₁ の関係に設定される。
しかし、冷風バイパスドアを単純に温水弁と連動させるだけであると、同一の温水弁開度に対して、上下吹出温度差が常に同一になってしまうので、吹出モードにより異なった値となる上下吹出温度差の目標値を成立できないことになる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、暖房用熱交換器に循環する温水の流量または温度を制御する温水弁を備え、この温水弁により車室内への吹出空気温度を調整するようにし、かつ、暖房用熱交換器をバイパスする冷風量を調整する冷風バイパスドアを温水弁と連動操作する車両用空調装置において、吹出モードにより異なった上下吹出温度差を成立できるように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１〜６記載の発明では、空調ケース（１１）内において、暖房用熱交換器（１３）の吹出空気温度の高温側部位をフット開口部（２３）側に配置するとともに、暖房用熱交換器（１３）の吹出空気温度の低温側部位をフェイス開口部（２１）およびデフロスタ開口部（１９）側に配置し、暖房用熱交換器（１３）をバイパスして空調空気が流れる冷風バイパス通路（１５）を暖房用熱交換器（１３）の吹出空気温度の高温側に配置し、この冷風バイパス通路（１５）に、温水弁（１４）と連動して開閉される冷風バイパスドア（１６）を備え、
フェイス開口部（２１）およびフット開口部（２３）の両方から空調空気を吹き出す第１の上下吹出モードと、デフロスタ開口部（１９）およびフット開口部（２３）の両方から空調空気を吹き出す第２の上下吹出モードとを設定するようになっており、
さらに、第１、第２の上下吹出モードの切替に連動して第１の上下吹出モードと第２の上下吹出モードとで異なる位置に移動して、冷風バイパス通路（１５）からフット開口部（２３）に流入する冷風量を第１の上下吹出モード時よりも第２の上下吹出モード時に増大することにより、第１の上下吹出モード時の上下吹出温度差を第２の上下吹出モード時の上下吹出温度差よりも大きくする補助ドア手段（２２ｂ、２４ｂ）を備えることを特徴としている。
【００１１】
なお、本発明において、第１の上下吹出モードはいわゆるバイレベルモードを意味し、第２の上下吹出モードはいわゆるフットモードおよびフットデフロスタモードの両方を包含する意味で用いている。
本発明によると、冷風バイパス通路（１５）を開閉する冷風バイパスドア（１６）とは、別に第１、第２の上下吹出モードの切替に連動する補助ドア手段（２２ｂ、２４ｂ）を備え、この補助ドア手段（２２ｂ、２４ｂ）により冷風バイパス通路（１５）からフット開口部（２３）に流入する冷風量を調整できるから、冷風バイパスドア（１６）の開度が温水弁（１４）の開度に連動して一義的に決定されても、補助ドア手段（２２ｂ、２４ｂ）によりフット開口部（２３）に流入する冷風量を上下吹出モードの切替に伴って独立に調整できる。
【００１２】
その結果、温水弁（１４）の開度が同一であっても、バイレベルモード時の上下吹出温度差をフットモードおよびフットデフロスタモード時での上下吹出温度差よりも大きくして、バイレベルモード時における頭寒足熱の空調フィーリングの確保と、フットモードおよびフットデフロスタモード時における窓ガラス防曇性能の確保との両立を良好に達成できる。
【００１３】
なお、上下吹出温度差の目標値が等しくても、ユニット構造の特性からフットモードおよびフットデフロスタモード時の上下吹出温度差とバイレベルモード時の上下吹出温度差が変化してしまう場合に、本発明を用いて上下吹出温度差を等しくすることもできる。
請求項２記載の発明では、冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を分岐してフェイス開口部（２１）に案内する空気案内通路（２６）を備え、フェイス開口部（２１）を開閉するフェイスドア（２２）に補助ドア手段（２２ｂ）を設け、
第１の上下吹出モード時には、補助ドア手段（２２ｂ）により空気案内通路（２６）を開放して、冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を空気案内通路（２６）を通してフェイス開口部（２１）に導入し、
一方、第２の上下吹出モード時には、補助ドア手段（２２ｂ）により空気案内通路（２６）を閉塞して、冷風バイパス通路（１５）からの冷風の全量をフット開口部（２３）に流入させることを特徴としている。
【００１４】
これによると、第１の上下吹出モード（バイレベルモード）時には冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を空気案内通路（２６）を通してフェイス開口部（２１）に導入することにより、フット開口部（２３）への流入冷風量が減少して上下吹出温度差を拡大することができ、また、第２の上下吹出モード（フットモードおよびフットデフロスタモード）時には、空気案内通路（２６）を通過する冷風流れを遮断することによりフット開口部（２３）への流入冷風量が増加して上下吹出温度差を縮小することができる。
【００１５】
しかも、第２の上下吹出モード時にはフット開口部（２３）への流入冷風量が増加するので、フット開口部（２３）から所定温度の空気を吹き出すに当たり、温水弁（１４）の開度をより暖房側（開度増大側）に設定できる。その結果、温水弁（１４）の温度制御領域におけるデフロスタ開口部（１９）からの吹出空気温度を高くすることができ、デフロスタ吹出温度の大幅低下に起因する窓ガラス防曇性能の低下や暖房フィーリングの悪化を防止できる。
【００１６】
さらに、フェイスドア（２２）に補助ドア手段（２２ｂ）を設けているから、フェイスドア（２２）に補助ドア手段（２２ｂ）を一体化でき、構成の簡素化を図ることができる。
請求項３記載の発明では、冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を分岐してフェイス開口部（２１）に案内する空気案内通路（２６）を備え、フット開口部（２３）を開閉するフットドア（２４）に補助ドア手段（２４ｂ）を設け、
第１の上下吹出モード時には、補助ドア手段（２４ｂ）により空気案内通路（２６）を開放して、冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を空気案内通路（２６）を通してフェイス開口部（２１）に導入し、
一方、第２の上下吹出モード時には、補助ドア手段（２４ｂ）により空気案内通路（２６）を閉塞して、冷風バイパス通路（１５）からの冷風の全量をフット開口部（２３）に流入させることを特徴としている。
【００１７】
これによると、フットドア（２４）に一体化した補助ドア手段（２４ｂ）を用いて、請求項２と同じ作用効果を発揮できる。
請求項４記載の発明では、温水弁（１４）が最大冷房位置に操作されると、冷風バイパスドア（１６）により冷風バイパス通路（１５）を全開し、温水弁（１４）が最大暖房位置に操作されると、冷風バイパスドア（１６）により冷風バイパス通路（１５）を全閉し、
温水弁（１４）が最大冷房位置より最大暖房位置に向かって操作されると冷風バイパスドア（１６）の開度が全開位置から全閉位置へ向かって減少することを特徴としている。
【００１８】
これによると、最大暖房時には、冷風バイパスドア（１８）を冷風バイパス通路（１７）の全閉位置に操作することにより最大暖房能力を支障なく発揮でき、かつ、最大冷房時には、冷風バイパス通路（１７）の全開により空調ケース（１１）内通風路の圧損を低減して冷風量を増大し、最大冷房能力を良好に発揮できる。
【００１９】
なお、本発明では、請求項５記載のように、暖房用熱交換器（１３）として、温水入口側タンク（１３ａ）から温水が熱交換用コア部（１３ｃ）の全部のチューブ（１３ｄ）を通って温水出口側タンク（１３ｂ）へ向かって一方向に流れる一方向流れタイプのものを用いて好適に実施ができる。
請求項６記載の発明では、空調操作パネル（１６１）に手動操作される温度調整用操作部材（１６２）を備え、この温度調整用操作部材（１６２）に温水弁（１４）の駆動機構（１４２、１４３、１４４）を連結するとともに、この駆動機構（１４２、１４３、１４４）に冷風バイパスドア（１６）を連結したことを特徴としている。
【００２０】
これによると、空調操作パネル（１６１）の温度調整用操作部材（１６２）を手動操作することにより、温水弁（１４）および冷風バイパスドア（１６）を連動操作でき、請求項１〜５の作用効果をマニュアル方式の簡単な機構で奏することができる。
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、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。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５は本発明の第１実施形態を示すものであり、図１に示すように空調装置通風系は、大別して、送風機ユニット１と空調ユニット１０の２つの部分に分かれている。空調ユニット１０部は、車室内の計器盤下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されるものであり、一方、送風機ユニット１は車室内において空調ユニット１０の側方（助手席側）にオフセット配置される。
【００２２】
送風機ユニット１は周知の構成であり、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）を切替導入する内外気切替箱（図示せず）を送風ファン２の上側に配置し、この内外気切替箱に導入された内気または外気を送風ファン２によりスクロールケース３内を送風するようになっている。この送風ファン２は電動モータ４により駆動される遠心多翼ファン（シロッコファン）からなるものであって、助手席側の部位から空調ユニット１０へ向かって空気を車両幅方向に送風する。
【００２３】
次に、空調ユニット１０部を図２、３に基づいて詳細に説明すると、空調ユニット１０は車両の前後、左右および上下方向に対して図１〜３の矢印方向に搭載されるもので、空調ケース１１内に蒸発器（冷房用熱交換器）１２とヒータコア（暖房用熱交換器）１３とを両方とも一体的に内蔵するタイプのものである。
ここで、空調ケース１１はポリプロピレンのような、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなり、図２、３の上下方向（車両上下方向）に分割面を有する複数の分割ケースからなる。この複数の分割ケース内に、上記熱交換器１２、１３、後述するドア等の機器を収納して、この複数の分割ケースを金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合することにより、空調ユニット１０部が組み立てられる。
【００２４】
空調ケース１１内において車両前方側の部位に蒸発器１２が設置されている。ここで、蒸発器１２は図２に示すように、車両前後方向には薄型の形態であり、空調ケース１１内の空気通路の全域を横切るように蒸発器１２が配置されている。この蒸発器１２は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して空調空気を冷却するものである。空調ケース１１において蒸発器１２よりもさらに車両前方側の部位で、かつ、助手席側の側面には空気入口１１ａが開口しており、この空気入口１１ａに上記送風機ユニット１からの送風空気が流入する。
【００２５】
なお、蒸発器１２は周知の積層型のものであって、アルミニュウム等の金属薄板を最中状に張り合わせて構成した偏平チューブをコルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。
次に、ヒータコア１３は蒸発器１２の空気流れ下流側（車両後方側）に隣接配置されており、このヒータコア１３は蒸発器１２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）が流れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。
【００２６】
本例のヒータコア１３は、温水入口側タンク１３ａを下方側に配置するとともに、温水出口側タンク１３ｂを上方側に配置している。そして、この両タンク１３ａ、１３ｂの間に熱交換コア部１３ｃを構成している。この熱交換コア部１３ｃは周知のものであって、図４に示すようにアルミニュウム等の金属薄板を断面偏平状に成形してなる偏平チューブ１３ｄをコルゲートフィン１３ｅを介在して多数並列配置し、一体ろう付けしたものである。
【００２７】
従って、ヒータコア１３は温水入口側タンク１３ａからの温水が熱交換コア部１３ｃの全部の偏平チューブを下方から上方への一方向に流れる一方向流れタイプ（全パスタイプ）として構成されている。
そして、ヒータコア１３に流入する温水の流量を調整する温水弁１４を設けて、この温水弁１４の温水流量の調整作用により車室内への吹出空気温度を調整できるようにしてある。この温水弁１４は、例えば、弁ハウジング内に弁体を回動可能に収納し、この弁体の回動量を連続的に可変することにより、弁ハウジング内の温水流路の開口面積を連続的に可変して、温水流量を調整するものであって、その具体的構造例は図４、図５により後述する。
【００２８】
ヒータコア１３も蒸発器１２と同様に車両前後方向には薄型の形態であるが、蒸発器１２より上下方向の寸法（高さ）を所定量小さくして、空調ケース１１の底面部１１ｂと、ヒータコア１３の底部を支持する壁部１１ｃとの間（換言すると、ヒータコア１３の下方部）に冷風バイパス通路１５を形成している。そして、ヒータコア１３の下方部で、空気流れの下流側（車両後方側）の部位に、冷風バイパス通路１５を開閉する冷風バイパスドア１６が配置されている。この冷風バイパスドア１６は回転軸１７を中心として回動自在な板状ドアからなる。
【００２９】
一方、空調ケース１１の上面部には、ヒータコア１３の直後の部位に開口するデフロスタ開口部１９が配置されている。このデフロスタ開口部１９は図示しないデフロスタダクトおよびデフロスタ吹出口を介して、車両窓ガラス内面に向けて風を吹き出すためのものである。このデフロスタ開口部１９は、回転軸２０ａにより回動自在な板状のデフロスタドア２０により開閉される。
【００３０】
空調ケース１１の最も車両後方側（乗員寄り）の上方部位には、ヒータコア１３直後の上方側に開口するフェイス開口部２１が配置されている。このフェイス開口部２１は図示しないフェイスダクトを介して車両計器盤上方部のフェイス吹出口より乗員頭部に向けて風を吹き出すためのものである。このフェイス開口部２１は、回転軸２２ａにより回動自在なバタフライ状のフェイスドア２２により開閉される。
【００３１】
また、空調ケース１１の車両後方側の下方部位には、ヒータコア１３直後の下方側に開口するフット開口部２３が配置されている。このフット開口部２３は図１の左右のフット吹出口２３ａに連通し、このフット吹出口２３ａから車室内左右の乗員足元に温風を吹き出すためのものである。フット開口部２３は、回転軸２４ａにより回動自在な板状のフットドア２４により開閉される。
【００３２】
さらに、本実施形態では、空調ケース１１の内部において、フット開口部２３より空気流れ下流側（車両後方側）の部位に、上下方向に延びる仕切り壁部２５を形成し、この仕切り壁部２５と空調ケース１１の車両後方側端部の壁部との間に上下方向に延びる空気案内通路２６を形成している。この空気案内通路２６の下端部は冷風バイパス通路１５の下流側に連通して、冷風バイパス通路１５からの冷風が流入する。
【００３３】
これに対して、空気案内通路２６の上端部は、フェイス開口部２１の下方部に連通して、冷風バイパス通路１５からの冷風をフェイス開口部２１の下方部に流入させる。ここで、バタフライ状のフェイスドア２２の下方部には、「く」の字状に屈折した補助ドア部２２ｂが一体成形されている。そして、フェイスドア２２が図２に示すようにフェイス開口部２１の開放位置に操作されているときは、補助ドア部２２ｂがヒータコア１３に接近する方向（車両前方側）に移動して空気案内通路２６の上端部を開口するようになっている。逆に、フェイスドア２２が図３に示すようにフェイス開口部２１の閉塞位置に操作されているときは、補助ドア部２２ｂがヒータコア１３から離れる方向（車両後方側）に移動して空気案内通路２６の上端部を閉塞するようになっている。
【００３４】
図４、５はヒータコア１３と温水弁１４との一体化構造を例示しており、ヒータコア１３は上述した通り、その下方側に位置する温水入口側タンク１３ａと上方側に位置する温水出口側タンク１３ｂとの間に、偏平チューブ１３ｄとコルゲートフィン１３ｅとからなる熱交換コア部１３ｃを構成している。偏平チューブ１３ｄは図４の左右方向に多数本並列配置されている。
【００３５】
従って、ヒータコア１３においては、温水入口側タンク１３ａからの温水が熱交換コア部１３ｃの全部の偏平チューブ１４ｄを下方から上方への一方向に流れる。
ヒータコア１３に流入する温水の流量を調整する温水弁１４は、特開平８−７２５２９号公報等により公知のもので、弁ハウジング１４０内の温水流路開口面積を連続的に可変する、いわゆるアナログ式流量調整タイプのものであり、弁ハウジング１４０内に円柱状の弁体１４１を回動可能に収納している。この弁体１４１は制御流路（図示省略）を有しており、この弁体１４１の回動量を連続的に可変することにより弁ハウジング１４０内の温水流路の開口面積が連続的に変化するようになっている。なお、図５では、弁ハウジング１４０の蓋部１４０ａ（図４参照）をとりはずした状態を示している。
【００３６】
弁体１４１の操作軸１４２には駆動レバー１４３が連結され、この駆動レバー１４３のピン１４４に、ケーブル１６０等の連結部材を介して、空調操作パネル１６１の温度調整用操作部材１６２が機械的に連結され、この操作部材１６２を乗員が手動操作することより、弁体１４１の回動量を調整できるようになっている。なお、本例では、操作軸１４２、駆動レバー１４３、およびピン１４４により温水弁１４の弁体１４１の駆動機構が構成されている。
【００３７】
図示しない車両エンジンの温水ポンプにより圧送される温水は、図５の入口パイプ１４５から弁ハウジング１４０内に流入し、弁体１４１の制御流路を通過するとともに、弁体１４１の回動量により温水流量が調整される。その後、温水は接続パイプ１４６（図４）から温水入口側タンク１３ａ内に流入する。そして、温水出口側タンク１３ｂ内の温水は接続パイプ１４７を通って再び弁ハウジング１４０内に流入した後、出口パイプ１４８（図５）から車両エンジンへ戻るようになっている。
【００３８】
また、弁ハウジング１４０内には、入口パイプ１４５から弁体１４１の制御流路を通って出口パイプ１４８に連通するバイパス路１４９（図５）が設けてあり、このバイパス路１４９には、車両エンジン回転数変動による温水流量変化を吸収するための圧力応動弁１５０が弁ハウジング１４０内に備えられている。１５０ａは圧力応動弁１５０の閉弁用のスプリングである。
【００３９】
ところで、温水弁１４は、前述した冷風バイパスドア１６とともに、室室内への吹出空気の温度を調整する温度調整手段を構成するものであって、本実施形態では、温水弁１４と冷風バイパスドア１６を連動して手動操作するようになっている。この両者１４、１６の連動のために、冷風バイパスドア１６の回転軸１７を適宜のリンク（図示せず）を介して、温水弁１４側の駆動レバー１４３のカム溝（図示せず）に連結している。
【００４０】
これにより、空調操作パネル１６１（図４）の温度調整用操作部材１６２の手動操作により温水弁１４の弁体１４１を回動操作すると、これに連動して冷風バイパスドア１６を開閉操作できる。この際、冷風バイパスドア１６の開度特性は、駆動レバー１４３のカム溝の形状の選択により調整できる。図６は温水弁１４の開度と冷風バイパスドア１６の開度との連動関係を示す具体的一例で、詳細は後述する。
【００４１】
なお、デフロスタドア２０、フェイスドア２２、およびフットドア２４は吹出モード切替用のドア手段であって、図示しないリンク機構等を介して空調操作パネル１６１の吹出モード操作部材１６３により連動操作される。同様に、送風機ユニット１の送風ファン２の駆動用モータ４の回転数（風量）切替も空調操作パネル１６１の風量切替操作部材１６４により操作され、さらに、送風機ユニット１の内外気切替も空調操作パネル１６１の内外気切替操作部材１６５により操作される。
【００４２】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。
まず、最初に、図６により温水弁１４と冷風バイパスドア１６との連動特性について説明すると、図６の横軸は温水弁１４の開度（弁体１４１による温水流路開口面積の開口割合（％））と車室内への吹出空気温度であり、縦軸は冷風バイパスドア１６の開度（％）である。
【００４３】
空調操作パネル１６１の温度調整用操作部材１６２を手動操作して最大冷房（Ｍ．Ｃ）位置に操作すると、温水弁１４の弁体１４１を開度＝０％の位置に回動操作する。従って、ヒータコア１３への温水循環が遮断される。
これに連動して、温水弁１４の駆動レバー１４３等を介して冷風バイパスドア１６が操作され、冷風バイパス通路１５の開度を最大（１００％）とする。これにより、最大冷房時の冷風通路面積が拡大され、冷風量が増加するので、最大冷房能力を確保できる。
【００４４】
また、最大暖房（Ｍ．Ｈ）時には温水弁１４の弁体１４１を開度＝１００％の位置に回動操作して、ヒータコア１３への温水流量を最大にするとともに、冷風バイパスドア１６を全閉位置（開度＝０％）に操作する。これにより、ヒータコア１３による最大暖房能力を発揮できる。
図６において、温水弁１４の開度＝０〜ａ％の微小開度域では、冷風バイパスドア１６の開度が１００％から所定の小開度（図６の例では２５％）に向かって直線的に急減少する特性に設定されている。
【００４５】
そして、温水弁１４の開度＝ａ〜ｅ％の範囲では、冷風バイパスドア１６の開度が所定の小開度（図６の例では２５％）に維持される。ここで、温水弁１４の開度のｅ％は、全開状態近傍の高い値である。そして、温水弁１４の開度がｅ％を越えると、温水弁１４の開度増加とともに冷風バイパスドア１６の開度が０％に向かって減少する。
【００４６】
図６の開度特性において、この温水弁１４の開度がａ％より所定量大きい開度ｂ％以下の小開度域がフェイスモードの使用域である。そして、温水弁１４の開度がｂ％より所定量大きい開度ｃ％以上の中間開度域および大開度域がフットモード（およびフットデフロスタモード）の使用域である。さらに、温水弁１４の開度＝ａ〜ｄ％の中間開度域がバイレベルモードの使用域である。ここで、ｄ％はｃ％より所定量大きい開度である。
【００４７】
図６の開度特性からわかるように、温水弁１４の開度＝ｃ〜ｄ％の中間開度域では、温水弁１４の同一開度に対してフットモード（およびフットデフロスタモード）と、バイレベルモードの両方が使用される。
次に、吹出モードごとの作動を説明する。
（１）フェイスモード
空調操作パネル１６１の吹出モード操作部材１６３によりフェイスモードが選択されると、この操作部材１６３に連動するリンク機構等を介してデフロスタドア２０がデフロスタ開口部１９を閉塞し、また、フェイスドア２２がフェイス開口部２１を開放し、また、フットドア２４はフット開口部２３を閉塞する位置にそれぞれ操作される。
【００４８】
そのため、空調装置の冷凍サイクルを運転すると、蒸発器１２により冷却された冷風がヒータコア１３により再加熱されて、温度調整された後、すべてフェイス開口部２１側へ流れる。
なお、空調操作パネル１６１の温度調整用操作部材１６２を最大冷房（Ｍ．Ｃ）位置に操作すると、温水弁１４が全閉状態となり、ヒータコア１３への温水循環が遮断されるとともに、冷風バイパスドア１６が冷風バイパス通路１５を全開するので、冷風の送風量を増加でき、冷房能力が最大となる。
【００４９】
一方、温度調整用操作部材１６２を最大冷房（ＭＣ）位置から温度制御領域に操作すると、温水弁１４が全閉状態（開度＝０％）から温水弁１４が開き始め、ヒータコア１３に温水が流れて蒸発器１２からの冷風がヒータコア１３にて再加熱されて温度調整される。また、冷風バイパスドア１６が冷風バイパス通路１５を小開度だけ開くので、蒸発器１２からの冷風の一部が冷風バイパス通路１５によりヒータコア１３をバイパスして流れ、ヒータコア１３で再加熱された冷風と混合する。この混合後の冷風がフェイス開口部２１を通して車室内へ吹き出される。
（２）バイレベルモード
空調操作パネル１６１の吹出モード操作部材１６３によりバイレベルモードが選択されると、この操作部材１６３に連動するリンク機構等を介してデフロスタドア２０、フェイスドア２２、およびフットドア２４は図２に示す状態に操作される。
【００５０】
これにより、フェイスドア２２がフェイス開口部２１を開口するとともに、フェイスドア２２の補助ドア部２２ｂが空気案内通路２６の上端部を開口する。また、フットドア２４がフット開口部２３を開口するとともに、デフロスタドア２０がデフロスタ開口部１９を全閉する。従って、フェイス開口部２１とフット開口部２３を通して、車室の上下両方から同時に風を吹き出すことができる。
【００５１】
バイレベルモードにおける温度制御は次のごとく行われる。すなわち、バイレベルモードは通常、春秋の中間シーズンで使用されるので、空調操作パネル１６１の温度調整用操作部材１６２により温水弁１４は、図６に示すａ（％）〜ｄ（％）の中間開度に操作される。これに連動して、冷風バイパスドア１６は２５（％）の小開度域に設定される。図２では、バイレベルモードでの冷風バイパスドア１６の中間開度位置を例示している。
【００５２】
従って、ヒータコア１３に温水が流れて蒸発器１２からの冷風がヒータコア１３にて再加熱されて温度調整される。同時に、蒸発器１２からの冷風の一部が冷風バイパス通路１５によりヒータコア１３をバイパスして流れる。そして、、ヒータコア１３で再加熱された温風と混合する。そして、この混合後の空気がフェイス開口部２１およびフット開口部２３を通して車室内の上下両方へ吹き出される。
【００５３】
ここで、ヒータコア１３が一方向流れタイプであるとともに、ヒータコア１３の温水入口側が下方側に位置し、温水出口側が上方側に位置しているので、ヒータコア１３の吹出側において、フットドア２４の下方側に吹き出す温風ａの温度が最も高くなり、フットドア２４の直ぐ上側に吹き出す温風ｂ、さらに、フェイスドア２２の上側に吹き出す温風ｃの順に温風温度が低下する。
【００５４】
また、冷風バイパス通路１５を通過した冷風は、フット開口部２３に流入する冷風ｄと、空気案内通路２６を通過してフェイス開口部２１の下側に流入する冷風ｅとに分岐される。
以上のように、フェイス開口部２１には、温風ａに比して温度の低い温風ｂ、ｃおよび冷風バイパス通路１５からの冷風ｅが混合された空気が流入する。これに対して、フット開口部２３には温度が最も高い温風ａと冷風バイパス通路１５からの冷風ｄが混合された空気が流入するので、フット開口部２３からの吹出温度をフェイス開口部２１からの吹出温度に比して高くすることができ、その結果、車室内温度分布を頭寒足熱形の快適な状態とすることができる。
【００５５】
特に、バイレベルモード時には、フェイスドア２２の補助ドア部２２ｂが空気案内通路２６の上端部から開離して、空気案内通路２６が開放されるので、冷風バイパス通路１５からの冷風が全部フット開口部２３に流入せず、一部の冷風ｅのみがフェイス開口部２１に流入するので、フット吹出温度を高め、フェイス吹出温度を引き下げることができる。その結果、バイレベルモード時の上下吹出温度差を頭寒足熱形の快適な空調フィーリングを得るための目標値（例えば、１５〜２０°Ｃ程度）を達成できる。
【００５６】
（３）フットモード
空調操作パネル１６１の吹出モード操作部材１６３によりフットモードが選択されると、この操作部材１６３に連動するリンク機構等を介してデフロスタドア２０、フェイスドア２２、およびフットドア２４は図３に示す状態に操作される。
【００５７】
これにより、フェイスドア２２がフェイス開口部２１を閉塞するとともに、フェイスドア２２の補助ドア部２２ｂが空気案内通路２６の上端部を閉塞する。また、フットドア２４が図２の水平位置よりもさらに反時計方向に回動してフット開口部２３を開口する。従って、ヒータコア１３の吹出側で、フット開口部２３に連通する領域を拡大する。また、デフロスタドア２０はデフロスタ開口部１９を小開度だけ開く。
【００５８】
従って、デフロスタ開口部１９とフット開口部２３を通して、車室の上下両方から同時に風を吹き出すことができる。
フットモードにおける温度制御は次のごとく行われる。すなわち、フットモードは通常、冬期の暖房時に使用されるので、空調操作パネル１６１の温度調整用操作部材１６２により温水弁１４は、図６に示すｃ（％）以上の中間開度および大開度域に操作される。これに連動して、冷風バイパスドア１６は図６の所定の小開度（２５％）およびこれ以下の微小開度域に操作される。
【００５９】
最大暖房時には、温水弁１４が全開（開度＝１００％）するとともに、冷風バイパスドア１６が冷風バイパス通路１５を全閉（開度＝０％）する。従って、ヒータコア１３に最大流量の温水が流れて蒸発器１２からの冷風がヒータコア１３にて最大限加熱されて、最も高温の温風が得られる。この高温の温風がデフロスタ開口部１９とフット開口部２３の両方から吹き出す。
温度調整用操作部材１６２により温水弁１４を温度制御域に操作すると、温水弁１４の開度が減少して、ヒータコア１３への温水流量が減少するとともに、冷風バイパスドア１６が冷風バイパス通路１５を小開度開く。このとき、空気案内通路２６が上述のごとく閉塞されているのて、冷風バイパス通路１５からの冷風ｆが全量フット開口部２３に流入する。
【００６０】
ここで、注目すべきことは、フットモード時ではバイレベルモード時に比して冷風バイパス通路１５からの冷風ｆが全量フット開口部２３に流入するので、フット開口部２３への冷風流入割合が増大し、フット吹出温度を引き下げる。従って、フットモード時ではバイレベルモード時に比して上下吹出温度差を縮小させることができる。
【００６１】
また、フット開口部２３への冷風流入割合が増大する分だけ、温水弁１４の開度は高開度側に設定できる。このことは、ヒータコア１３への温水流量がその分だけ増大するので、ヒータコア１３において温水入口側（すなわち、フットドア２４の下側領域）からフット開口部２３に流入する温風ａと、ヒータコア１３において温水出口側（すなわち、フットドア２４の上側領域）からデフロスタ開口部１９に流入する温風ｇとの温度差を減少させることができる。この理由からも、フットモード時での上下吹出温度差を縮小することができる。
【００６２】
フットモード時では、通常、バイレベルモード時に比して上下吹出温度差の目標値を小さくする（例えば、１０〜１５°Ｃ以下）ことが要求されるが、本実施形態によると、この要求を上記のごとくして良好に達成できる。
フットモード時における上下吹出温度差をバイレベルモード時より小さくできるので、デフロスタ吹出空気温度が過度に低下して窓ガラス防曇性能が低下することを防止できるとともに、乗員の上半身側温度が過度に低下して、暖房フィーリングを悪化させるといったことも防止できる。
【００６３】
（４）フットデフロスタモード
空調操作パネル１６１の吹出モード操作部材１６３によりフットデフロスタモードが選択されると、この操作部材１６３に連動するリンク機構等を介してデフロスタドア２０が図３の位置よりさらに所定量だけ時計方向に回動して、デフロスタ開口部１９の開度を図３より増大させる。フェイスドア２２およびフットドア２４は図３に示す操作位置のままである。
【００６４】
フットデフロスタモードは、フットモード時に比してデフロスタ吹出風量が増大するだけである。フェイスドア２２の補助ドア部２２ｂが空気案内通路２６を閉塞するとともに、温水弁１４の使用開度領域が図６のｃ％以上の領域であることはフットデフロスタモードでも同じであるので、フットデフロスタモードでの上下吹出温度差をバイレベルモードよりも縮小できる。
【００６５】
（５）デフロスタモード
デフロスタモードにおいては、フェイスドア２２がフェイス開口部２１を、また、フットドア２４がフット開口部２３をそれぞれ全閉する。また、デフロスタドア２０がデフロスタ開口部１９の最大開度の位置に操作される。従って、送風空気は蒸発器１２およびヒータコア１３を通過した後に、デフロスタ開口部１９を通して車両窓ガラスの内面に吹き出され、窓ガラスの曇り止めを行う。
【００６６】
ここで、温度調整用操作部材１６２により温水弁１４の開度調整を行うことにより、デフロスタ開口部１９からの吹出温度調整を行うことができる。
（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、バタフライ状のフェイスドア２２の下方部に「く」の字状に屈折した補助ドア部２２ｂを一体成形し、この補助ドア部２２ｂにより空気案内通路２６の上端部を開閉するようにしているが、第２実施形態では、図７、８に示すようにフットドア２４をバタフライ状のドア構造に変更して、回転軸２４ａより車両後方側の部位を補助ドア部２４ｂとして構成し、この補助ドア部２４ｂにより空気案内通路２６の上端部を開閉するようにしたものである。
【００６７】
図７は、図２に対応するバイレベルモード時を示し、図８は図３に対応するフットモード時を示す。
第２実施形態においても、温水弁１４および冷風バイパスドア１６は図６の特性により開度が調整され、第１実施形態と同様に、フットモードおよびフットデフロスタモード時ではバイレベルモード時に比して上下吹出温度差を縮小することができる。
【００６８】
（他の実施形態）
▲１▼上記の実施形態では、温水弁１４と冷風バイパスドア１６とをリンク機構等による純機械的な機構により連動させる場合について説明したが、温水弁１４と冷風バイパスドア１６をそれぞれ電気的なアクチュエータ（モータ等）により駆動するようにして、温水弁１４と冷風バイパスドア１６とを電気的に連動させるようにしてもよい。
【００６９】
▲２▼上記の実施形態では、フットモードおよびフットデフロスタモード時の上下吹出温度差＜バイレベルモード時の上下吹出温度差の関係に設定しているが、これとは、逆に、フットモードおよびフットデフロスタモード時の上下吹出温度差＞バイレベルモード時の上下吹出温度差の関係に設定する必要がある場合に本発明を適用してもよい。
【００７０】
この場合は、フットモードおよびフットデフロスタモード時に空気案内通路２６を開放して、冷風バイパス通路１５からの冷風の一部をデフロスタ開口部１９に導入し、バイレベルモード時には空気案内通路２６を閉塞して、冷風バイパス通路１５からデフロスタ開口部１９への冷風導入を停止するようにすればよい。▲３▼上記の実施形態では、ヒータコア１３として、温水入口側タンク１３ａからの温水が熱交換コア部１３ｃの全部の偏平チューブ１３ｄを下方から上方への一方向に流れる一方向流れタイプ（全パスタイプ）を用いているが、ヒータコア１３として、空気流れ方向の前後で温水流れをＵターンさせる、いわゆる前後Ｕターンタイプを用いることができる。
【００７１】
この前後Ｕターンタイプのヒータコア１３では、熱交換コア部１３ｃの一端側に温水の出入口部が設けられ、他端側に温水のＵターン部が設けられ、そして、温水出入口部の吹出温度が温水Ｕターン部の吹出温度より高くなるので、ヒータコア１３の温水出入口部が下方のフット開口部２３側に位置し、温水Ｕターン部が上方のフェイス開口部２１およびデフロスタ開口部１９側に位置するように、ヒータコア１３を配置すればよい。
【００７２】
この前後Ｕターンタイプのヒータコア１３を用いる場合においても、上記の実施形態と同じ考え方、つまり、吹出モードにより冷風バイパス通路１５から各開口部への冷風配分を切替る考え方で上下吹出温度差を良好に調整できる。
▲４▼上記の実施形態では、ヒータコア１３（暖房用熱交換器）に循環する温水の流量を制御する温水弁１４を備え、この温水弁１４により車室内への吹出空気温度を調整する車両用空調装置について説明したが、ヒータコア１３出口の低温温水とエンジンから出た高温温水との流量比率を制御して、ヒータコア１３に流入する温水温度を制御する温水弁も周知であり、このようなタイプの温水弁を用いて車室内への吹出空気温度を調整する車両用空調装置においても本発明は同様に適用できる。
【００７３】
▲５▼上記の実施形態では、図６において、温水弁１４の開度＝ａ〜ｅ（％）の領域において、冷風バイパスドア１６の開度を所定の小開度に保持しているが、これに限らず、例えば、冷風バイパスドア１６の開度を温水弁１４の開度＝ａ〜ｅ（％）の領域で徐々に減少させるようにしてもよい。
▲６▼上記の実施形態では、送風機ユニット１および空調ユニット１０内の空気通路の仕切り構造について説明していないが、送風機ユニット１および空調ユニット１０内の空気通路を外気側の第１空気通路と内気側の第２空気通路とに仕切り、冬期の暖房時に内外気２層流モードを設定し、第１空気通路からの外気をヒータコア１３で加熱して、低湿度の外気温風をデフロスタ開口部１９から吹き出し、一方、第２空気通路からの内気をヒータコア１３で加熱して、高温の内気温風をフット開口部２３から吹き出すことが可能な車両用空調装置に本発明を適用できることはもちろんである。
【００７４】
この場合、フットドア２４を内外気２層流モード時における第１、第２空気通路間の仕切り部材として兼用できる。
▲７▼上記の実施形態では、吹出モードにより上下吹出温度差の目標値が異なる場合に、各吹出モードでの上下吹出温度差を成立させるため、吹出モードドアである、フェイスドア２２またはフットドア２４に補助ドア２２ｂ、２４ｂを設けて、空気案内通路２６を吹出モードの変更に連動して開閉しているが、逆に、上下吹出温度差の目標値が等しくても、ユニット構造の特性からフットモードおよびフットデフロスタモード時の上下吹出温度差とバイレベルモード時の上下吹出温度差が変化してしまう場合に、吹出モードが変わっても上下吹出温度差を等しくするために、補助ドア２２ｂ、２４ｂと空気案内通路２６とを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の通風系の全体配置の平面図である。
【図２】第１実施形態における空調ユニット部のバイレベルモード時を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態における空調ユニット部のフットモード時を示す縦断面図である。
【図４】第１実施形態のヒータコアの一部破断正面図である。
【図５】第１実施形態のヒータコアの側面図で、温水弁部分は蓋部を取り外している。
【図６】第１実施形態の温水弁開度と冷風バイパスドア開度との関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態における空調ユニット部のバイレベルモード時を示す縦断面図である。
【図８】第２実施形態における空調ユニット部のフットモード時を示す縦断面図である。
【図９】本発明者らの開発中の比較品における温水弁開度と吹出空気温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…送風機ユニット、１０…空調ユニット、１１…空調ケース、
１２…蒸発器、１３…ヒータコア、１４…温水弁、１５…冷風バイパス通路、
１６…冷風バイパスドア、１９…デフロスタ開口部、２０…デフロスタドア、
２１…フェイス開口部、２２…フェイスドア、２２ｂ…補助ドア部、
２３…フット開口部、２４…フットドア、２４ｂ…補助ドア部、
２６…空気案内通路。

Claims (6)

1. 空調空気が流れる空気通路を形成する空調ケース（１１）と、
   この空調ケース（１１）内に配置され、空調空気を加熱する暖房用熱交換器（１３）と、
   この暖房用熱交換器（１３）に循環する温水流量または温水温度を制御する温水弁（１４）と、
   前記暖房用熱交換器（１３）を通過して温度制御された空調空気を車室内乗員の頭部に向けて吹き出すフェイス開口部（２１）と、
   前記暖房用熱交換器（１３）を通過して温度制御された空調空気を車室内乗員の足元に向けて吹き出すフット開口部（２３）と、
   前記温度制御された空調空気を車両窓ガラス内面に向けて吹き出すデフロスタ開口部（１９）とを備え、
   前記空調ケース（１１）内において、前記暖房用熱交換器（１３）の吹出空気温度の高温側部位を前記フット開口部（２３）側に配置するとともに、
   前記暖房用熱交換器（１３）の吹出空気温度の低温側部位を前記フェイス開口部（２１）および前記デフロスタ開口部（１９）側に配置し、
   前記暖房用熱交換器（１３）をバイパスして空調空気が流れる冷風バイパス通路（１５）を前記暖房用熱交換器（１３）の吹出空気温度の高温側に配置し、
   この冷風バイパス通路（１５）に、前記温水弁（１４）と連動して開閉される冷風バイパスドア（１６）を備え、
   前記フェイス開口部（２１）および前記フット開口部（２３）の両方から空調空気を吹き出す第１の上下吹出モードと、前記デフロスタ開口部（１９）および前記フット開口部（２３）の両方から空調空気を吹き出す第２の上下吹出モードとを設定するようになっており、
   さらに、前記第１、第２の上下吹出モードの切替に連動して前記第１の上下吹出モードと前記第２の上下吹出モードとで異なる位置に移動して、前記冷風バイパス通路（１５）から前記フット開口部（２３）に流入する冷風量を前記第１の上下吹出モード時よりも前記第２の上下吹出モード時に増大することにより、前記第１の上下吹出モード時の上下吹出温度差を前記第２の上下吹出モード時の上下吹出温度差よりも大きくする補助ドア手段（２２ｂ、２４ｂ）を備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を分岐して前記フェイス開口部（２１）に案内する空気案内通路（２６）を備え、
   前記フェイス開口部（２１）を開閉するフェイスドア（２２）に前記補助ドア手段（２２ｂ）を設け、
   前記第１の上下吹出モード時には、前記補助ドア手段（２２ｂ）により前記空気案内通路（２６）を開放して、前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を前記空気案内通路（２６）を通して前記フェイス開口部（２１）に導入し、
   一方、前記第２の上下吹出モード時には、前記補助ドア手段（２２ｂ）により前記空気案内通路（２６）を閉塞して、前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風の全量を前記フット開口部（２３）に流入させ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. 前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を分岐して前記フェイス開口部（２１）に案内する空気案内通路（２６）を備え、
   前記フット開口部（２３）を開閉するフットドア（２４）に前記補助ドア手段（２４ｂ）を設け、
   前記第１の上下吹出モード時には、前記補助ドア手段（２４ｂ）により前記空気案内通路（２６）を開放して、前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風の一部を前記空気案内通路（２６）を通して前記フェイス開口部（２１）に導入し、
   一方、前記第２の上下吹出モード時には、前記補助ドア手段（２４ｂ）により前記空気案内通路（２６）を閉塞して、前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風の全量を前記フット開口部（２３）に流入させることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記温水弁（１４）が最大冷房位置に操作されると、前記冷風バイパスドア（１６）により前記冷風バイパス通路（１５）を全開し、前記温水弁（１４）が最大暖房位置に操作されると、前記冷風バイパスドア（１６）により前記冷風バイパス通路（１５）を全閉し、
   前記温水弁（１４）が前記最大冷房位置より前記最大暖房位置に向かって操作されると前記冷風バイパスドア（１６）の開度が前記全開位置から前記全閉位置へ向かって減少する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。
5. 前記暖房用熱交換器（１３）は、温水入口側タンク（１３ａ）から温水が熱交換用コア部（１３ｃ）の全部のチューブ（１３ｄ）を通って温水出口側タンク（１３ｂ）へ向かって一方向に流れる一方向流れタイプであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
6. 空調操作パネル（１６１）に手動操作される温度調整用操作部材（１６２）を備え、
   この温度調整用操作部材（１６２）に前記温水弁（１４）の駆動機構（１４２、１４３、１４４）を連結するとともに、
   この駆動機構（１４２、１４３、１４４）に前記冷風バイパスドア（１６）を連結したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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