JP6329404B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、送風機によって内外気を内部に空気通路を形成した空調ケースへと取り込み、冷却手段であるエバポレータにより冷却された空気と、加熱手段であるヒータコアにより加熱された空気とをエアミックスドアを駆動させ前記空調ケース内で所望の混合比率に混合した後、例えば、前記空調ケースに設けられた複数の開口部から送風ダクトを通じて車室内へと送風することで温度及び湿度の調整が行われる。

例えば、上述したような車両用空調装置では、特許文献１に開示されるように、送風機を空調ケースにおける車両後方且つ幅方向中央に配置したフルセンター式の構造を有したものが知られている。この車両用空調装置では、ユニットケース内において上方且つ車両後方側に送風機が配置されているため、車室内における乗員の足元近傍へ温風を送風するためのフット吹出口が車両前方側となる前記ユニットケースの側壁に開口している。

特開２００１−１０５８３０号公報

しかしながら、上述した車両用空調装置では、フット吹出口が車両前方側に配置され開口しているため、車両後方側となる乗員の足元近傍まで送風するために送風ダクト等を接続する必要があり、必然的に前記送風ダクトが長くなることでその重量及び製造コストの増加を招くと共に、内部を流れる空気の送風抵抗が増加してしまうという問題がある。また、車両用空調装置の設置場所によっては周辺部品との干渉等の理由により送風ダクトを接続することができない場合も想定される。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、送風ダクトを用いることなく車両前方から車両後方側へと確実に送風でき、それに伴って、部品点数の削減及び軽量化を図ることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路を有した空調ケースと、空調ケースの車両後方側に設けられ空気を車室内へと送風する送風機と、空調ケースの内部に設けられ空気の冷却・加熱を行う熱交換器とを有し、送風機が空調ケースの幅方向略中央に設けられたフルセンター式の車両用空調装置において、
空調ケースの幅方向側面には、空調ケースの内部から外部へと空気を送出する吹出口が開口し、
吹出口に臨むように形成され吹出口を通じて送出された空気を下方へと案内する第１ガイド部と、
第１ガイド部によって偏向された空気をさらに偏向させる第２ガイド部と、
を備え、
前記第２ガイド部は、前記第１ガイド部の下方に設けられ、前記熱交換器に媒体を供給・排出するための配管を覆うカバー部材であることを特徴とする。

本発明によれば、空調ケースの幅方向略中央に送風機が配置されたフルセンター式の車両用空調装置において、空調ケースの幅方向側面には、空調ケースの内部から外部へと空気を送出する吹出口が開口し、吹出口に臨むように第１ガイド部が形成され吹出口から送出された空気を下方へと案内すると共に、第１ガイド部によって案内された空気を第２ガイド部によってさらに偏向させる。

従って、吹出口に対して空気の流れを偏向させるための送風ダクトを接続することなく、空調ケース内から送出された空気を第１及び第２ガイド部によって車室内側（車両後方側）へと確実に導くことが可能となる。その結果、送風ダクトを用いて送風を行っていた従来の車両用空調装置と比較し、部品点数の削減を図ることができると共に軽量化を図ることが可能となる。また、送風ダクトを用いた場合と比較して空気の送風抵抗を大幅に削減することができる。

また、第２ガイド部を、第１ガイド部の下方に設け、熱交換器に媒体を供給・排出するための配管を覆うカバー部材とすることで、第１ガイド部によって下方へと導かれた空気をさらに車室内側（車両後方側）へ向けて偏向させるためのガイド手段を新たに設ける必要がなく、カバー部材を利用することで部品点数及び製造コストの増加を抑制することが可能となる。

さらに、吹出口は、車室内における乗員の足元近傍へ送風するヒート送風口であり、第２ガイド部が足元近傍に向かって空気を案内することで、ヒート送風口を通じて空調ケース内から送出された温風を第１及び第２ガイド部によって車室内における乗員の足元近傍へと好適に供給することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、空調ケースの幅方向略中央に送風機の配置されたフルセンター式の車両用空調装置において、空調ケースの幅方向側面に、空調ケースの内部から外部へと空気の送出される吹出口を開口させ、吹出口に臨むように吹出口から送出された空気を下方へと案内する第１ガイド部を形成すると共に、第１ガイド部によって案内された空気を第２ガイド部によってさらに偏向させることで、例えば、吹出口に対して空気の流れを偏向させるための送風ダクトを接続する必要がなく、空調ケース内から送出された空気を第１及び第２ガイド部によって車室内側（車両後方側）へと確実に導くことができる。その結果、送風ダクトを用いて車両前方側から後方側へ送風を行っていた従来の車両用空調装置と比較し、部品点数の削減及び軽量化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体断面図である。 図１の車両用空調装置を車両前方側から見た全体正面図である。 図１の車両用空調装置を第２分割ケース側から見た側面図である。 図１の車両用空調装置を第１分割ケース側から見た側面図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。

この車両用空調装置１０は、図１に示されるように空気の各通路を構成する空調ケース１２と、前記空調ケース１２の内部に配設される送風機１４と、前記空気を冷却するエバポレータ１６と、該空気を加熱するヒータコア１８と、前記各通路内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構２０とを含む。また、空調ケース１２の側部には、図２及び図３に示されるように、外気・内気を取り込んで前記空調ケース１２へと供給する内外気切替ユニット２２が接続されている。

空調ケース１２は、図１及び図２に示されるように、例えば、略対称形状の第１及び第２分割ケース２４、２６と、該第１及び第２分割ケース２４、２６の下部に装着されるロアケース２８とから構成され、前記第１及び第２分割ケース２４、２６は車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交する幅方向（矢印Ｃ方向）に分割可能に設けられ、一方、ロアケース２８は、第１分割ケース２４から第２分割ケース２６に跨るように設けられる。

また、図１に示されるように、空調ケース１２の上方（矢印Ｄ１方向）には、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口３０と、該ベント送風口３０と隣接して車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口３２とが開口している。なお、ベント送風口３０が車両後方側（矢印Ｂ方向）、デフロスタ送風口３２が車両前方側（矢印Ａ方向）となるように隣接して形成される。

さらに、空調ケース１２を構成する第１及び第２分割ケース２４、２６の幅方向端部となる側壁２４ａ、２６ａには、乗員の足元近傍に送風を行う第１及び第２ヒート送風口（吹出口）３４、３６がそれぞれ開口している。この第１及び第２ヒート送風口３４、３６は、図３及び図４に示されるように、第１及び第２分割ケース２４、２６の側壁２４ａ、２６ａを貫通するように略矩形状に形成され、その外側には空調ケース１２の内部から前記第１及び第２ヒート送風口３４、３６を通じて外部へ送出される空気を車両後方側（矢印Ｂ方向）へと案内する第１及び第２ガイドカバー（第１ガイド部）３８、４０がそれぞれ形成される。

第１及び第２ガイドカバー３８、４０は、例えば、第１及び第２分割ケース２４、２６の側壁２４ａ、２６ａから離間する方向（図２中、矢印Ｃ１方向）に向かって徐々に先狭となる断面略三角形状に形成され、その内部が中空状に形成され下方（矢印Ｄ２方向）に向かって開口している。そして、第１及び第２ガイドカバー３８、４０は、図３及び図４に示されるように、第１及び第２ヒート送風口３４、３６を構成する４辺のうち、上方（矢印Ｄ１方向）及び車両前方側（矢印Ａ方向）の２辺を覆うように形成されると共に、第１及び第２分割ケース２４、２６の側壁２４ａ、２６ａから略水平方向（図２中、矢印Ｃ方向）に所定高さで突出するように形成される。これにより、第１及び第２ヒート送風口３４、３６から空調ケース１２の外部へと送出された空気は、上方（矢印Ｄ１方向）及び車両前方側（矢印Ａ方向）にある壁に阻まれ、下方（矢印Ｄ２方向）且つ車両後方側（矢印Ｂ方向）に向かって案内される。

一方、空調ケース１２の内部には、図１に示されるように、上方（矢印Ｄ１方向）且つ車両後方側（矢印Ｂ方向）となる位置に送風機１４が収納され、該送風機１４の軸方向が空調ケース１２の幅方向（図２中、矢印Ｃ方向）と略平行となるように配置される。すなわち、送風機１４は、空調ケース１２を構成する第１分割ケース２４と第２分割ケース２６との間に跨るように幅方向略中央に設けられる。

エバポレータ１６は、例えば、その上端部が車両後方側（矢印Ｂ方向）、下端部が車両前方側（矢印Ａ方向）となるように所定角度だけ傾斜して配置され、図示しない複数のチューブを通じて冷媒（媒体）が循環される。また、エバポレータ１６には、その下端部側に設けられたタンク４２に対して冷媒を供給・排出するための冷媒配管４４が接続されており、図３に示されるように、この冷媒配管４４は第２分割ケース２６の側壁２６ａに開口した孔部（図示せず）を通じて外側へと取り出され車両前方側（矢印Ａ方向）へと延在している。そして、空調ケース１２の外部へと露出した冷媒配管４４は、第２分割ケース２６の側壁２６ａに装着された第１配管カバー（第２ガイド部）４６によって覆われている。

第１配管カバー４６は、第２ヒート送風口３６の下方（矢印Ｄ２方向）に設けられ、その上部には車両前方側から車両後方側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に下方（矢印Ｄ２方向）へ向かうように所定角度傾斜したガイド壁４８が形成されると共に、車両前方側（矢印Ａ方向）が開口した中空状に形成される。なお、この第１配管カバー４６は、第２分割ケース２６と一体で形成するようにしてもよい。

そして、エバポレータ１６は、複数のチューブの間に送風機１４からの空気が通過することで、該空気と前記チューブを循環する冷媒との熱交換がなされ、冷却された空気が前記エバポレータ１６の下流側へと供給される。

ヒータコア１８は、図１に示されるように、空調ケース１２において車両前方側（矢印Ａ方向）に設けられ、エバポレータ１６と同様に、その上端部が車両後方側（矢印Ｂ方向）、下端部が車両前方側（矢印Ａ方向）となるように所定角度だけ傾斜して配置される。そして、ヒータコア１８には、図示しない複数のチューブを通じて温水が循環されており、前記チューブの間に空気が通過することで、該空気と前記温水との熱交換がなされ、加熱された空気がヒータコア１８の下流側へと流通する。

また、ヒータコア１８の上端部及び下端部には、チューブに温水を供給・排出するための温水配管５０がそれぞれ接続され、この温水配管５０は、図４に示されるように、第１分割ケース２４の側壁２４ａに開口した孔部（図示せず）を通じて外側へと取り出され、車両前方側（矢印Ａ方向）に向かって延在している。この温水配管５０は、第１分割ケース２４の側壁２４ａに装着される第２配管カバー５２によって覆われている。

ダンパ機構２０は、図１に示されるように、例えば、エバポレータ１６とヒータコア１８との間に設けられるエアミックスダンパ５４と、ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２の送風状態を切り替える第１切替ダンパ５６と、前記ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２と第１及び第２ヒート送風口３４、３６との送風状態を切り替える第２切替ダンパ５８とを有する。

エアミックスダンパ５４は、例えば、湾曲したプレート状に形成され、空調ケース１２の幅方向に沿って設けられ、その両側部が前記空調ケース１２の内壁面に設けられたガイド手段（図示せず）に沿って案内される。そして、エアミックスダンパ５４の内壁面には、該エアミックスダンパ５４のスライド方向に沿ってラックギア６０が設けられ、空調ケース１２に軸支されたシャフト６２のピニオンギア６４が噛合される。

このシャフト６２が、図示しないアクチュエータの駆動作用下に回転することで、エアミックスダンパ５４がガイド手段に沿って略水平方向にスライドし、ヒータコア１８に臨む位置（図１参照）から送風機１４に接近する位置まで移動可能に設けられる。そして、エアミックスダンパ５４が移動することで、エバポレータ１６によって冷却された空気（冷風）と、ヒータコア１８によって加熱された空気（温風）との混合比率を調整して下流側へと送風する。

第１切替ダンパ５６は、例えば、ベント送風口３０とデフロスタ送風口３２との間に軸支された片持ちダンパであり、図示しないアクチュエータの駆動作用下に軸部を中心として所定角度だけ回動することで、ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２との連通状態を切り替えている。

第２切替ダンパ５８は、例えば、断面扇形状に形成され軸部が第１及び第２分割ケース２４、２６の側壁２４ａ、２６ａに対してそれぞれ軸支されている。そして、図示しないアクチュエータの駆動作用下に前記第２切替ダンパ５８が軸部を中心として所定角度だけ回動することで、ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２と第１及び第２ヒート送風口３４、３６との連通状態を切り替えている。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、車室内の室温を低下させる冷房運転を行って車室内における乗員の顔近傍へ送風する場合について説明する。図示しない乗員が車室内において操作レバーを操作して冷房運転を選択することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動してエアミックスダンパ５４がガイド手段による案内作用下に車両前方側（矢印Ａ方向）へと所定距離だけスライドする。これにより、空調ケース１２内においてエバポレータ１６の下流側とベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２とが連通し、前記エバポレータ１６の下流側とヒータコア１８との連通が遮断された状態となる。

また、同時に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機１４が回転することにより、内外気切替ユニット２２から取り込まれた空気が空調ケース１２内へと供給され、エバポレータ１６を通過することで熱交換が行われて所定温度に冷却される。

そして、冷却された空気は、例えば、第１切替ダンパ５６の切替作用下に開口しているベント送風口３０を通じて車室内における乗員の顔近傍へと供給される。

次に、車室内の室温を上昇させる暖房運転を行って車室内における乗員の足元近傍へと送風する場合には、図示しない操作レバーを操作して暖房運転を選択することで、エアミックスダンパ５４が車両後方側（矢印Ｂ方向）へと所定距離だけスライドし、エバポレータ１６の下流側とヒータコア１８とが連通した状態となる。

そして、送風機１４から送風されエバポレータ１６を通過することで冷却された空気は、ヒータコア１８を通過することで所定温度に加熱された後に上昇した後、第２切替ダンパ５８の切替作用下に第１及び第２ヒート送風口３４、３６から空調ケース１２の外側へと送出される。この空気は、略水平方向に開口した第１及び第２ヒート送風口３４、３６から水平方向（図２中、矢印Ｃ１方向）に送出され、第１及び第２ガイドカバー３８、４０に当たることで、該第１及び第２ガイドカバー３８、４０の開口している車両後方側（矢印Ｂ方向）且つ下方（矢印Ｄ２方向）へと導かれる。そして、第１及び第２分割ケース２４、２６の側壁２４ａ、２６ａに沿って車両後方側（矢印Ｂ方向）へと流れた後に、車室内における乗員の足元近傍へと到達して送風される。

また、第２ヒート送風口３６から送出された空気は、図３に示されるように、第２ガイドカバー４０によって下方（矢印Ｄ２方向）且つ車両後方側（矢印Ｂ方向）へと案内されると共に、該第２ヒート送風口３６の下方（矢印Ｄ２方向）に設けられた第１配管カバー４６のガイド壁４８へと当たり、該ガイド壁４８に沿って流れることで、さらに車両後方側に向かって斜め下方へと偏向され案内される。その結果、乗員の足元近傍へとより一層確実に温風を送風することが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、空調ケース１２を構成する第１及び第２分割ケース２４、２６の側壁２４ａ、２６ａに、ヒータコア１８で加熱された温風が送出される第１及び第２ヒート送風口３４、３６が開口し、前記側壁２４ａ、２６ａには前記第１及び第２ヒート送風口３４、３６に臨み、その一部を覆うように第１及び第２ガイドカバー３８、４０が形成されている。この第１及び第２ガイドカバー３８、４０によって第１及び第２ヒート送風口３４、３６は下方（矢印Ｄ２方向）及び車両後方側（矢印Ｂ方向）が開口した状態となるため、第１及び第２ヒート送風口３４、３６から略水平方向に送出された空気を、車両後方側（矢印Ｂ方向）に向かって斜め下方へと案内し、該車両後方側となる車室内における乗員の足元近傍へと確実に送風することが可能となる。

その結果、空調ケース１２における第１及び第２ヒート送風口３４、３６に対して送風ダクトを接続することなく、該第１及び第２ヒート送風口３４、３６から送出された温風を、第１及び第２ガイドカバー３８、４０によって車両前方側から車両後方側となる車室内における乗員の足元近傍へと確実に供給することができるため、前記送風ダクトを設けた従来の車両用空調装置と比較し、製造コスト及び部品点数の削減を図ることができると共に、軽量化を図ることが可能となる。さらには、車両用空調装置１０の組付工数の削減を図ることができる。

また、空調ケース１２の外側に送風ダクトを設ける必要がないことから、例えば、車両用空調装置１０の設置スペースに制限がある場合でもレイアウトの自由度を向上させることが可能となる。

さらに、第２ヒート送風口３６から送出された温風を乗員の足元近傍へと導くガイド手段として、第２分割ケース２６の側壁２６ａに設けられエバポレータ１６の冷媒配管４４を覆う第１配管カバー４６を利用することで、前記ガイド手段を別に設ける必要がなく、部品点数及び製造コストの削減を図ることが可能となる。

さらにまた、第１及び第２ヒート送風口３４、３６から送出された空気を空調ケース１２の側壁に沿って流すことで、送風ダクトを用いた従来の車両用空調装置と比較し、その送風抵抗を大幅に低減することができるため、送風量を低下させることなく所望の送風量で車室内へと供給することが可能となる。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １２…空調ケース
１４…送風機 １６…エバポレータ
１８…ヒータコア ２４…第１分割ケース
２６…第２分割ケース ３４…第１ヒート送風口
３６…第２ヒート送風口 ３８…第１ガイドカバー
４０…第２ガイドカバー ４４…冷媒配管
４６…第１配管カバー ４８…ガイド壁
５０…温水配管 ５２…第２配管カバー

Claims (2)

1. 空気の流通する流路を有した空調ケースと、該空調ケースの車両後方側に設けられ前記空気を車室内へと送風する送風機と、前記空調ケースの内部に設けられ前記空気の冷却・加熱を行う熱交換器とを有し、前記送風機が前記空調ケースの幅方向略中央に設けられたフルセンター式の車両用空調装置において、
   前記空調ケースの幅方向側面には、該空調ケースの内部から外部へと前記空気を送出する吹出口が開口し、
   前記吹出口に臨むように形成され該吹出口を通じて送出された空気を下方へと案内する第１ガイド部と、
   前記第１ガイド部によって偏向された前記空気をさらに偏向させる第２ガイド部と、
   を備え、
   前記第２ガイド部は、前記第１ガイド部の下方に設けられ、前記熱交換器に媒体を供給・排出するための配管を覆うカバー部材であることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記吹出口は、車室内における乗員の足元近傍へ送風するヒート送風口であり、前記第２ガイド部は前記足元近傍に向かって前記空気を案内することを特徴とする車両用空調装置。

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