JP5703002B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空気調和装置に関するものである。

一般的に、車両用空気調和装置では、供給される空気をエバポレータによって冷却して冷風とし、この冷風の加熱割合を調節することによって調和空気を生成している。
より詳細には、車両用空気調和装置は、外形形状を形作ると共に内部に流路が形成されるケースを備えている。またケースの内部が２つの流路に分岐されており、一方の流路にヒータコアが設置されている。そして、車両用空気調和装置では、このヒータコアが設置された流路への冷風の供給量を調節することによって冷風の加熱割合を調節している。

ところで、車両用空気調和装置は、車両の限られたスペースに設置する必要があることから大型化することが難しく、極力小型化することが求められる。このため、上述のケースに対しても小型化が図られており、ケースの内部すなわち流路のスペースを広く確保することが難しい。このようにケース内部のスペースを確保できないことは、上述した冷風と暖風との混合領域が狭くなることを意味し、この結果、冷風と暖風とが十分に混合されない事態が生じる。車両用空気調和装置は、複数の吐出開口（デフロスタ開口、ベント開口及びヒート開口）を備えているが、冷風と暖風とが十分に混合されない場合には、各吹出口から車室内に供給される調和空気の温度が意図せずにばらついてしまうこととなる。

このような課題を解決するために、例えば特許文献１には、暖風の一部を冷風と混合させずに吐出開口に案内するための通路を設けた送風ガイドを暖風と冷風との混合領域に設置することで各吐出開口における調和空気温度のばらつきを抑制する車両用空気調和装置が提案されている。

特開２００９−２２７０２６号公報 特開２００４−１８９１９１号公報

しかしながら、一般的に車両用空気調和装置は、複数の吐出開口への配向割合を調節するための配風調節ダンパを備えている。そして、特許文献２に示すように、当該配風調節ダンパは、暖風と冷風との混合領域において移動可能に構成されており、配風調節ダンパの移動位置によって配風割合が調節されるものも多い。
この場合、配風調節ダンパに加えて送風ガイドを設置する場合には、送風ガイドを配布調節ダンパと干渉しない位置に配置する必要がある。したがって、混合領域を広く確保する必要が生じ、必然的にケースが大型化してしまう。
更に、送風ガイドが必要ではない状況、例えば冷風のみをベント開口だけに送風する場合などでは、送風ガイドは送風抵抗になってしまい送風量が減少してしまう。
また、配風調節ダンパに加えて送風ガイドを設置する場合には、配風調節ダンパと送風ガイドの各々をケースに対して取り付ける必要が生じ、組立作業の工程数が増加することとなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、種類の異なる第１空気流と第２空気流との混合領域にて移動される配風調節ダンパを備える車両用空気調和装置において、大型化させることなくかつ組立作業の工程数を増加させることなく調和空気の温度のばらつきを抑制することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第１の発明は、第１空気流と第２空気流とを混合する混合領域を内部に有すると共に当該混合領域に通じる複数の吐出開口を有するケースと、上記混合領域にて移動可能とされると共に移動位置に応じて上記吐出開口への配風割合を調節する配風調節ダンパとを備える車両用空気調和装置であって、上記配風調節ダンパが、上記第１空気流あるいは上記第２空気流の一部を上記混合領域にて混合させることなく上記吐出開口に案内する案内通路を備えるという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記案内通路が、上記配風調節ダンパがいずれかの上記吐出開口に対する配風割合をゼロとする位置に移動された場合に、上記混合領域の端部に配置される箇所に設置されているという構成を採用する。
第３の発明は、上記第１または２の発明において、上記案内通路が、上記配風調節ダンパが複数の上記吐出開口に対して配風を行う位置に移動された場合に、上記案内通路によって上記第１空気流あるいは上記第２空気流の一部が案内される上記吐出開口から見て前記案内通路の端部が露出される箇所に設置されているという構成を採用する。
第４の発明は、上記第１〜３いずれかの発明において、上記配風調節ダンパが、ロータリダンパであるという構成を採用する。
第５の発明は、上記第４の発明において、上記配風調節ダンパが、上記第１空気流あるいは上記第２空気流の流れ方向を上記吐出開口に向けて変更する流れ方向変更部と、上記案内通路の周囲において上記案内通路の案内方向に流れる上記第１空気流あるいは上記第２空気流を上記流れ方向変更部へ導く案内板を備えるという構成を採用する。
第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記第１空気流が冷風で上記第２空気流が暖風である場合に、上記案内通路は、上記暖風の一部を上記吐出開口の１つであるベント開口に案内するという構成を採用する。
第７の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記第１空気流が冷風で上記第２空気流が暖風である場合に、上記案内通路は、上記暖風の一部を上記吐出開口の１つであるデフロスタ開口に案内するという構成を採用する。

本発明によれば、第１空気流と第２空気流とが混合される混合領域にて複数の吐出開口への配風割合を調節するために移動される配風調節ダンパが、第１空気流あるいは第２空気流の一部を混合領域にて混合させることなく吐出開口に案内する案内通路を備える。
このため、本来であれば、混合領域が狭いために第１空気流と第２空気流とが十分に混合されずに、第１空気流あるいは第２空気流が不足する吐出開口に対して、案内通路によって不足する第１空気流あるいは第２空気流を供給することが可能となり、調和空気の温度ムラを抑止することができる。
そして、本発明においては、配風調節ダンパが上記案内通路を備えている。このため、配風調節ダンパに加えて別途送風ガイドを設置することなく第１空気流あるいは第２空気流を必要とされる吐出開口に供給することが可能となる。
したがって、本発明によれば、種類の異なる第１空気流と第２空気流との混合領域にて移動される配風調節ダンパを備える車両用空気調和装置において、大型化させることなくかつ組立作業の工程数を増加させることなく調和空気の温度のばらつきを抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態における車両用空気調和装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態における車両用空気調和装置が備えるロータリダンパの斜視図である。 本発明の一実施形態における車両用空気調和装置の概略構成を示す断面図であり、ロータリダンパがヒート開口を塞いだ様子を示す図である。 本発明の一実施形態における車両用空気調和装置をベント開口側から見た矢視図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１（ＨＶＡＣ：Heating Ventilation Air Conditioning）の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１は、ケース１と、エバポレータ２と、エアミックスダンパ装置３と、ヒータコア４と、ロータリダンパ５（配風調節ダンパ）と、プレート型ダンパ６とを備えている。

ケース１は、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１の外形を形作り、エバポレータ２が設置される冷却流路１ａと、ヒータコア４が設置される加熱流路１ｂと、冷風（第１空気流）と暖風（第２空気流）とが混合されて調和空気とされる混合部１ｃ（混合領域）とを内部に有する。また、ケース１には、外部に露出されると共に混合部１ｃと通じる複数の吐出開口（デフロスタ開口１ｄ、ベント開口１ｅ及びヒート開口１ｆ）が設けられている。
デフロスタ開口１ｄは、ウィンドウに対して調和空気を供給するための吐出開口である。また、ベント開口１ｅは、乗員の顔に対して調和空気を供給するための吐出開口である。また、ヒート開口１ｆは、乗員の足元に対して調和空気を供給するための吐出開口である。

また、ケース１の内部には、図１に示すように、ヒータコア４が設置される加熱流路１ｂから混合部１ｃに暖風を供給する暖風用開口１ｇと、エバポレータ２が設置される冷却流路１ａから混合部１ｃに冷風を供給する冷風用開口１ｈと、冷却流路１ａから加熱流路１ｂに冷風を供給する加熱用開口１ｉとが設けられている。

エバポレータ２は、車両に搭載される冷凍サイクルの一部であり、冷却流路１ａの内部に配置されている。このエバポレータ２は、不図示のブロワにより冷却流路１ａ内に供給された空気を冷却して冷風を生成する。

エアミックスダンパ装置３は、エバポレータ２の下流側に配置されており、エバポレータ２にて生成された冷風の加熱流路１ｂへの供給量を調節するものである。より詳細には、エアミックスダンパ装置３は、冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉとの間でスライド可能とされたエアミックスダンパ３ａを備えており、このエアミックスダンパ３ａによって冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉとの開口割合を調節することによって加熱流路１ｂへの冷風の供給量を調節している。この結果、混合部１ｃにおける冷風と暖風との混合割合が調節されて調和空気の温度が調節される。

ヒータコア４は、加熱流路１ｂの内部に配置されており、加熱用開口１ｉを介して供給される冷風を加熱することによって暖風を生成するものである。

ロータリダンパ５は、混合部１ｃにて回動可能（移動可能）とされ、回動角度（移動位置）に応じてベント開口１ｅに向けての配風割合と、ヒート開口１ｆに向けての配風割合とを調整するものである。

図２は、ロータリダンパ５の斜視図である。この図に示すように、ロータリダンパ５は、遮蔽部５ａ（流れ方向変更部）と、シール部５ｂと、軸部５ｃと、案内通路５ｄと、案内板５ｅとを備えている。

遮蔽部５ａは、ロータリダンパ５の回転軸Ｌ方向から見て、扇形に形状設定された中空部材であり、ロータリダンパ５の回転角度によってケース１内部においてベント開口１ｅに向かう流路あるいはヒート開口１ｆに向かう流路を遮蔽するものである。
また、遮蔽部５ａは、回転軸Ｌを中心とする周方向端部が両側とも開口端５ａ１，５ａ２とされており、ヒート開口１ｆに向かう流路が開口している場合には、内部に取り込んだ空気流の流れ方向をヒート開口１ｆに向かう方向に変更して当該流路に供給する。

シール部５ｂは、ケース１と当接することによって当接領域において空気流をシールするものであり、遮蔽部５ａの縁部に取り付けられている。なお、シール部５ｂは、ケース１と当接する際の衝撃を緩和するためにクッション材を備えていることが好ましい。
軸部５ｃは、回転軸Ｌに重ねて配置される棒状部材であり、遮蔽部５ａ、シール部５ｂ、案内通路５ｄ及び案内板５ｅを支持すると共に、ケース１に軸支されている。

なお、図１に示すように、ロータリダンパ５の回転角度が、ケース１にシール部５ｂが当接していない状態に設定されている場合には、ベント開口１ｅへ向かう流路とヒート開口１ｆへ向かう流路との両方が開放され、ベント開口１ｅ側とヒート開口１ｆ側との両方に対して調和空気を供給することができる。
なお、以下の説明においては、ベント開口１ｅ側とヒート開口１ｆ側との両方に対して調和空気を供給することができるロータリダンパ５の姿勢を、中間姿勢と称する。

案内通路５ｄは、ロータリダンパ５が中間姿勢とされている場合に、暖風用開口１ｇから混合部１ｃに供給された暖風の一部を冷風と混合させることなくベント開口１ｅに向けて案内する通路である。
そして、図２に示すように、案内通路５ｄは、遮蔽部５ａのエバポレータ２側の開口端５ａ１の外側に隣接して軸部５ｃからシール部５ｂに渡って配置されており、本実施形態においては平行に３つ設けられている。

なお、遮蔽部５ａのエバポレータ２側の開口端５ａ１は、図３に示すように、ロータリダンパ５がヒート開口１ｆへ向かう流路を閉鎖してヒート開口１ｆへの配風割合をゼロとする際に混合部１ｃの端部に位置する箇所である。
つまり、案内通路５ｄは、開口端５ａ１に隣接して設けられており、ロータリダンパ５がヒート開口１ｆへの配風割合をゼロとする場合に、混合部１ｃの端部に配置される箇所に設置されている。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、各案内通路５ｄが、図４（ベント開口１ｅ側からケース１を見た矢視図）に示すように、ロータリダンパ５が中間姿勢である場合に、ベント開口１ｅから見て案内通路端５ｄ１が露出される箇所に設置されている。
具体的には、ベント開口１ｅには、ベント開口１ｅを跨ぐ複数のリブ１ｊが設けられ仕切られており、その先には分割された開口毎に図示しないダクトが接続される。案内通路端５ｄ１はベント開口１ｅから見て、分割された開口にそれぞれ露出する箇所に設置されている。

図２に戻り、案内板５ｅは、案内通路５ｄの周囲において案内通路５ｄの案内方向に流れる暖風を遮蔽部５ａへ導くものであり、案内通路５ｄ同士の間に配設されている。
なお、暖風をスムーズに遮蔽部５ａへ導くために、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、案内板５ｅが軸部５ｃよりも暖風の上流側に配設されている。

図１に戻り、ロータリダンパ５よりもベント開口１ｅ側下流の流路の途中には、デフロスタ開口１ｄの開閉を行うプレート型ダンパ６が配置されている。このプレート側ダンパ６が回動されることでデフロスタ開口１ｄが開放され、ベント開口１ｅに向かう調和空気の一部がデフロスタ開口１ｄに供給される。
なお、プレート型ダンパ６は、ベント開口１ｅに向かう調和空気の全てをデフロスタ開口１ｄに供給可能なように、ベント開口１ｅを閉鎖可能に構成されている。

なお、エアミックスダンパ装置３と、ロータリダンパ５と、プレート型ダンパ６とは、不図示のモータによる駆動される。

このような構成を有する本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１によれば、エアミックスダンパ装置３によって冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉが両方とも開口されているとすると、冷却流路１ａに供給された空気がエバポレータ２によって冷却されることで冷風とされ、この冷風の一部が加熱流路１ｂに供給される。
そして、加熱流路１ｂでヒータコア４によって加熱されることで生成された暖風が暖風用開口１ｇから混合部１ｃに供給され、加熱流路１ｂに供給されなかった冷風が冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給される。
混合部１ｃに供給された冷風と暖風とは、混合されて調和空気として、デフロスタ開口１ｄ、ベント開口１ｅ及びヒート開口１ｆのうち開放されているいずれかから車室内に供給される。

ここで、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１では、冷風と暖風とが混合される混合部１ｃにて複数の吐出開口への配風割合を調節するために移動されるロータリダンパ５が、暖風の一部を混合部１ｃにて混合させることなくベント開口１ｅに向けて案内する案内通路５ｄを備える。
このため、本来であれば、ロータリダンパ５が中間姿勢の場合に、暖風が不足して温度が低くなるベント開口１ｅに対して、別途送風ガイドを配置することなく案内通路５ｄによって不足する暖風を供給することが可能となり、調和空気の温度ムラを抑止することができる。
さらに、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、デフロスタ開口１ｄに対して、ベント開口１ｅに向かう調和空気の一部がプレート型ダンパ６により配風される。このため、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１によれば、ベント開口１ｅと同様に、デフロスタ開口１ｄに対して、別途送風ガイドを配置することなく案内通路５ｄによって暖風を案内することが可能となり、調和空気の温度ムラを抑止することができる。
したがって、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１によれば、大型化させることなくかつ組立作業の工程数を増加させることなく調和空気の温度のばらつきを抑制することが可能となる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１では、案内通路５ｄが、ロータリダンパ５がヒート開口１ｆへの配風割合をゼロとする場合に、混合部１ｃの端部に配置される箇所に設置されている。
ロータリダンパ５がヒート開口１ｆの配風割合をゼロとする場合には、全ての暖風及び冷風がベント開口１ｅ及びデフロスタ開口１ｄ側に流れることとなる。この際、混合部１ｃの中央に案内通路５ｄが存在すると、送風抵抗の増大を招く。これに対して、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１では、ロータリダンパ５がヒート開口１ｆへの配風割合をゼロとする場合に、案内通路５ｄが混合部１ｃの端部に配置されるため、案内通路５ｄに起因する送風抵抗の増大を最小限に抑えることができる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１では、各案内通路５ｄが、ロータリダンパ５が中間姿勢である場合に、ベント開口１ｅから見て案内通路端５ｄ１が露出される箇所に設置されている。
このため、案内通路５ｄから排出された暖風が障害物に当たることなくベント開口１ｅに供給される。したがって、確実に案内通路５ｄを介してベント開口１ｅに対して暖風を供給することが可能となる。

また、上記実施形態においては、案内通路５ｄの周囲において案内通路５ｄの案内方向に流れる暖風を遮蔽部５ａへ導く案内板５ｅを備えている。
このため、ロータリダンパ５が中間姿勢である場合に、暖風を遮蔽部５ａの内部にスムーズに流し込むことができ、ヒート開口１ｆへの暖風の流れをスムーズにすることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、案内通路５ｄによって暖風をベント開口１ｅ及びデフロスタ開口１ｄに供給する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものでなく、冷風をヒート開口１ｆに供給する構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、本発明の配風調節ダンパがロータリダンパ５である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、配風調節ダンパとしてプレート型ダンパを用いることも可能である。
ただし、空気流の流れ方向と直交する方向にダンパが移動されるロータリダンパを採用する方が駆動トルクを小さくすることが可能となる。

Ｓ１……車両用空気調和装置、１……ケース、１ｃ……混合部（混合領域）、１ｄ……デフロスタ開口（吐出開口）、１ｅ……ベント開口（吐出開口）、１ｆ……ヒート開口（吐出開口）、５……ロータリダンパ（配風調節ダンパ）、５ａ……遮蔽部（流れ方向変更部）、５ｄ……案内通路

Claims (6)

1. 第１空気流と第２空気流とを混合する混合領域を内部に有すると共に当該混合領域に通じる複数の吐出開口を有するケースと、前記混合領域にて移動可能とされると共に移動位置に応じて前記吐出開口への配風割合を調節する配風調節ダンパとを備える車両用空気調和装置であって、
   前記配風調節ダンパは、軸部と、前記軸部から当該軸部の径方向外側に離間した位置に形成される遮蔽部とを有すると共に前記軸部を中心として回動されるロータリダンパであり、
   前記ロータリダンパは、前記軸部から前記ロータリダンパの回動方向における前記遮蔽部の縁部に渡って設けられると共に複数の前記吐出口へ配風を行う中間姿勢の際に前記第１空気流あるいは前記第２空気流の一部を前記混合領域にて混合させることなく少なくとも１つの前記吐出開口に案内する案内通路を備えることを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記案内通路は、前記配風調節ダンパがいずれかの前記吐出開口に対する配風割合をゼロとする位置に移動された場合に、前記混合領域の端部に配置される箇所に設置されてい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。
3. 前記案内通路は、前記配風調節ダンパが複数の前記吐出開口に対して配風を行う位置に移動された場合に、前記案内通路によって前記第１空気流あるいは前記第２空気流の一部が案内される前記吐出開口から見て前記案内通路の端部が露出される箇所に設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用空気調和装置。
4. 前記配風調節ダンパは、前記第１空気流あるいは前記第２空気流の流れ方向を前記吐出開口に向けて変更する流れ方向変更部と、前記案内通路の周囲において前記案内通路の案内方向に流れる前記第１空気流あるいは前記第２空気流を前記流れ方向変更部へ導く案内板を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の車両用空気調和装置。
5. 前記第１空気流が冷風で前記第２空気流が暖風である場合に、前記案内通路は、前記暖風の一部を前記吐出開口の１つであるベント開口に案内することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の車両用空気調和装置。
6. 前記第１空気流が冷風で前記第２空気流が暖風である場合に、前記案内通路は、前記暖風の一部を前記吐出開口の１つであるデフロスタ開口に案内することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の車両用空気調和装置。

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