JP7075258B2 - 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、車室内における前席側と後席側の空調を同時に行うことが可能な車両用空調装置が知られており、このような車両用空調装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、空調ケースの下流側上方に前席側の顔近傍へ送風する前席側ベントが開口し、ヒータコアの下流側下方に後席側の顔近傍へ送付する後席側ベントが開口すると共に、さらに空調ケースの下流側には、ヒータコアの上方で開口して下方に向かって延在するヒート通路が延在し、その下端には前席側の足元近傍へ送風する前席用フロアベントが開口している。

そして、エバポレータで冷却されヒータコアの上方を迂回した冷風を前席側ベントから前席の乗員の顔近傍へと送風すると共に、該ヒータコアの下方を迂回した冷風を後席側ベントから後席側へと送風すると共に、ヒータコアを通過した温風を、空調ケースの下流側に沿って高さ方向に延在したヒート通路を通じて前席用フロアベントから前席における乗員の足元近傍へと送風する。また、前席用フロアベントへ送風される温風の一部を、後席における乗員の足元近傍へと供給している。

特許第４２９６１７９号公報

しかしながら、上述した車両用空調装置では、温風を供給するためのヒート通路の開口がヒータコアよりも上方に設けられているため、下方に開口した前席用フロアベントまで温風を導くためにヒート通路を高さ方向に沿って延在するように設ける必要があり、このヒート通路の分だけ空調ケースが前後方向に大型化してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、前席側及び後席側における乗員の足元近傍への送風温度を均一化しつつ、車両の前後方向において小型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、空気の流れる通路を有した空調ケースと、空調ケースの内部に設けられる冷却器と、冷却器の下流側に設けられる加熱器と、加熱器が設けられる温風通路と、冷却器の下流側において加熱器を上下に迂回する一組の冷風通路と、加熱器の下流側に形成され冷風通路を流通する冷風と加熱器を通過した温風とが合流して温調され温調風となる合流部と、車両における前席の足元へ送風する前席用ヒート開口と、前席の顔近傍へと送風する前席用ベント開口と、車両における後席の足元へ送風する後席用ヒート開口と、後席の顔近傍へと送風する後席用ベント開口と、前席用ヒート開口及び後席用ヒート開口の上流側に形成されるヒート開口と、ヒート開口を開閉するヒート切替ドアとを備える車両用空調装置において、
空調ケースには、合流部に臨むように設けられ後席用ヒート開口及び後席用ベント開口からの空気を後席側へと送風する後席用送風ユニットを備え、
ヒート開口及び後席用ベント開口の少なくとも一部が、それぞれ加熱器と対向するように配置されると共に、
後席用送風ユニットは、後席用ベント開口に接続される後席用ベント通路と、
後席用ヒート開口に接続される後席用ヒート通路と、
を備え、
後席用ベント通路と後席用ヒート通路とが、それぞれ車両の前後方向において後方に向けて延在することを特徴とする。

本発明によれば、車室内の後席側へ送風可能な後席用送風ユニットを有した車両用空調装置において、この後席用送風ユニットは、冷風と温風とが合流して温調され温調風となる合流部に臨むように設けられ、前席用ヒート開口及び後席用ヒート開口の上流側にはヒート開口が形成され、車両後席の顔近傍へと送風する後席用ベント開口及びヒート開口の少なくとも一部が、加熱器にそれぞれ対向するように配置されている。

従って、ヒート開口から取り込んだ温調風を、前席側の足元近傍へ送風する前席用ヒート開口と、後席側の足元近傍へ送風する後席用ヒート開口へとそれぞれ供給して車室内へと送風できるため、前席用ヒート開口から前席側の足元へ送風される温調風と、後席側ヒート開口から後席側の足元へ送風される温調風とを同一温度で送風することができる。また、空調ケースにおいて、ヒート開口と後席用ベント開口とを高さ方向において加熱器と重なるように配置することで、高さ方向に延在するヒート通路を有していた従来技術に係る車両用空調装置と比較し、空調ケースを車両の前後方向に小型化することが可能となる。

さらに、空調ケースの高さ方向において、ヒート開口と後席用ベント開口との少なくとも一部が重なるように配置するとよい。

さらにまた、後席用送風ユニットを、空調ケースとは別部材から構成するとよい。

またさらに、ヒート開口を、後席用ベント開口に対して上方に配置するとよい。

また、後席用ベント開口を、車両の前後方向において少なくとも一部が冷風通路と重なるように配置するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、車室内の後席側へ送風可能な後席用送風ユニットは、空調ケースに対して冷風と温風とが合流し温調され温調風となる合流部に臨むように設けられ、前席用ヒート開口及び後席用ヒート開口の上流側にヒート開口を設けることで、ヒート開口から取り込んだ温調風を、前席用ヒート開口と後席用ヒート開口にそれぞれ供給して車室内へと送風できるため、前席用ヒート開口から前席側の足元へ送風される温調風と、後席側ヒート開口から後席側の足元へ送風される温調風とを同一温度とすることができる。また、後席の顔へと送風する後席用ベント開口及びヒート開口の少なくとも一部を、それぞれ加熱器に対向するように配置することで、従来の車両用空調装置と比較して車両の前後方向に小型化することができる。

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ＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

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、該空調ケース１２の内部に配設され空気を冷却するエバポレータ（冷却器）１４と、前記空気を加熱する加熱ユニット（加熱器）１６と、各通路内を流通する空気の流れを切り換えるドア機構１８と、車両の後席側へ送風する後席用送風ユニット２０とを含む。

この空調ケース１２は、車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交する幅方向（図２及び図３中、矢印Ｃ方向）に分割可能な第１及び第２ケース部２２、２４からなり、その上方（矢印Ｄ１方向）には、車室内における前席の乗員の顔近傍に送風を行う前席用ベント送風口（前席用ベント開口）２６と、該前席用ベント送風口２６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２８とが開口している。なお、デフロスタ送風口２８が車両前方側（矢印Ａ方向）、前席用ベント送風口２６が車両後方側（矢印Ｂ方向）となるように隣接して形成される。

また、空調ケース１２における後方側（矢印Ｂ方向）となる壁部には、後席用送風ユニット２０の接続される後席側開口３０が形成され、車両の前後方向と直交する第１及び第２ケース部２２、２４の幅方向壁部には、車室内における前席の乗員の足元近傍に送風を行う前席用ヒート送風口（前席用ヒート開口）３２（図１及び図３参照）がそれぞれ形成されている。

一方、空調ケース１２の内部には、空気の流通方向における上流側（矢印Ａ方向）となる位置にエバポレータ１４が設けられ、前記エバポレータ１４に対して下流側（矢印Ｂ方向）となる位置に所定間隔離間して加熱ユニット１６が設けられる。

この加熱ユニット１６は、例えば、内部に温水が循環することで空気を加熱するヒータコア３４と、このヒータコア３４の下流側（矢印Ｂ方向）に設けられ通電作用下に発熱する電気ヒータ３６とからなり、この電気ヒータ３６は、コントローラからの制御信号に基づいて発熱体が発熱することで、通過する空気を所定温度に加熱して下流側へと供給する。

また、空調ケース１２の内部には、エバポレータ１４とヒータコア３４との間に分割リブ３８が設けられ、この分割リブ３８は、例えば、ヒータコア３４の高さ方向（矢印Ｄ１、Ｄ２方向）に沿った略中央部近傍に臨み、後述するドア機構１８の第１エアミックスドア６２と第２エアミックスドア６４との間に設けられる。

さらに、空調ケース１２の内部には、エバポレータ１４の配置される冷風通路４０と、該冷風通路４０の下流側に形成され加熱ユニット１６の配置される温風通路４２と、前記冷風通路４０の下流側において前記加熱ユニット１６を迂回する一組の第１及び第２バイパス通路（冷風通路）４４、４６とを有し、第１バイパス通路４４がヒータコア３４の上方（矢印Ｄ１方向）を迂回するように延在し、第２バイパス通路４６が前記ヒータコア３４の下方（矢印Ｄ２方向）を迂回するように延在し、それぞれ前記冷風通路４０の下流側と連通している。

すなわち、第１及び第２バイパス通路４４、４６は、それぞれ冷風の流通する冷風通路として機能している。

また、空調ケース１２における加熱ユニット１６の後方には、第１及び第２バイパス通路４４、４６を流通する冷風と、温風通路４２を流通する温風とが合流することで温調され温調風となる合流部４７が形成される。

この合流部４７の後方には、温調風を前席用ヒート通路（図示しない）及び後席用送風ユニット２０へと導くための一対のヒート開口４８ａ、４８ｂが形成される。

このヒート開口４８ａ、４８ｂは、図１及び図２に示されるように、例えば、第１及び第２ケース部２２、２４にそれぞれ設けられ、電気ヒータ３６の直後となる下流側（矢印Ｂ方向）に形成され、空調ケース１２の幅方向（図２中、矢印Ｃ方向）に沿って断面矩形状に形成された第１開口部５０と、該第１開口部５０の下部に設けられ幅方向外側に形成された第２開口部５２とを有する。すなわち、第２開口部５２は、第１開口部５０に対して幅方向（矢印Ｃ方向）に幅狭状に形成され、且つ、その幅方向端部が、該第１開口部５０の幅方向端部と一直線状となるように形成される。

また、一対のヒート開口４８ａ、４８ｂは、第１ケース部２２側のヒート開口４８ａと第２ケース部２４側のヒート開口４８ｂとが、空調ケース１２の幅方向（矢印Ｃ方向）において対称形状となるように形成される。

そして、ヒート開口４８ａ、４８ｂは、図３に示される下流側において第１開口部５０が車両後方側に向かって延在した第１後席用ヒート通路（後席用ヒート開口）５４に接続され、第２開口部５２が空調ケース１２の幅方向壁部に開口した前席用ヒート送風口３２と接続されている。

また、第１後席用ヒート通路５４は、幅方向（矢印Ｃ方向）に長尺となる扁平な断面長方形状に形成され、その下方には後述する第１後席用ベント通路６０が隣接するように形成される。なお、第１後席用ヒート通路５４と第１後席用ベント通路６０とは非連通に形成される。

一方、図２に示される電気ヒータ３６の下流側となる位置において、ヒート開口４８ａ、４８ｂの下方には、合流部４７で温調された温調風を後席用送風ユニット２０へと送風するための後席用ベント開口５８が形成され、この後席用ベント開口５８は、空調ケース１２の幅方向中央で第２バイパス通路４６に臨む位置に下方に開口すると共に（図１参照）、上下方向に長尺となる断面長方形状に形成される（図２参照）。また、後席用ベント開口５８は、図２に示されるように、ヒート開口４８ａ、４８ｂにおける第２開口部５２の幅方向内側となるように形成される。

すなわち、後席用ベント開口５８が、ヒート開口４８ａ、４８ｂの第２開口部５２と空調ケース１２の高さ方向（矢印Ｄ１、Ｄ２方向）において重複するように配置されている。

また、ヒート開口４８ａ、４８ｂ及び後席用ベント開口５８は、図２に示される車両の前後方向から見て、ヒータコア３４（加熱ユニット１６）と重なり合う位置に配置される。

そして、図１に示されるように、後席用ベント開口５８は、空調ケース１２の後方側（矢印Ｂ方向）に向かって延在した第１後席用ベント通路６０と接続され、この第１後席用ベント通路６０が後席側開口３０を介して後席用送風ユニット２０と連通する。

ドア機構１８は、図１に示されるように、エバポレータ１４とヒータコア３４との間に設けられ冷風と温風との混合割合を調節する第１エアミックスドア６２と、前記エバポレータ１４の下流側において第２バイパス通路４６への冷風の流通状態を切り替える第２エアミックスドア６４と、前席用ベント送風口２６から車室内への送風状態を調整する第１ベント切替ドア６６と、デフロスタ送風口２８からフロントウィンドウへの送風状態を切り替えるデフロスタ切替ドア６８と、ヒート開口４８ａ、４８ｂを開閉するヒート切替ドア７０と、後述する後席用送風ユニット２０に設けられる第２ベント切替ドア７２とを含む。

第１及び第２エアミックスドア６２、６４は、空調ケース１２に対して回転自在に支持された第１及び第２シャフト７４、７６に対してラックギア７８を介してそれぞれ噛合され、図示しない駆動手段からの駆動力によって第１及び第２シャフト７４、７６が回転することで、前記第１及び第２エアミックスドア６２、６４が上下方向（矢印Ｄ１、Ｄ２方向）にスライド変位する。

そして、第１エアミックスドア６２は、分割リブ３８の上方となるように設けられ、上下方向にスライドすることで冷風通路４０を流れる冷風の温風通路４２側への流通割合を調節し、第２エアミックスドア６４は、前記分割リブ３８の下方となるように設けられ、上下方向にスライドすることで前記温風通路４２とヒータコア３４の下方となる第２バイパス通路４６との流通割合を調節する。

ヒート切替ドア７０は、ヒート開口４８ａ、４８ｂに対してそれぞれ設けられ、空調ケース１２の幅方向壁部に支持された回転軸８０と、該回転軸８０から径方向外側へと延在した遮蔽壁８２とを有し、この遮蔽壁８２は前記回転軸８０を中心として両側に延在するように形成されている。また、ヒート切替ドア７０の回転軸８０は、図２に示される車両の前後方向から見てヒータコア３４と重なるように配置されている。

そして、ヒート切替ドア７０が回動することでヒート開口４８ａ、４８ｂが開閉され、ヒート開口４８ａ、４８ｂと連通した前席用ヒート送風口３２と第１後席用ヒート通路５４に対する温調風の送風状態が切り替えられる。換言すれば、単一のヒート切替ドア７０によって前席側への温調風の送風状態と後席側への温調風の送風状態とをそれぞれ調整可能としている。

後席用送風ユニット２０は、その内部に第２後席用ベント通路８４及び第２後席用ヒート通路８６を有したダクト８８からなり、空調ケース１２の後方側壁部に開口した後席側開口３０に接続される。このダクト８８は、上方に第２後席用ヒート通路８６が形成され、下方に第２後席用ベント通路８４が形成され、空調ケース１２側から下流側に向かって二層となるように延在している。

そして、第２後席用ヒート通路８６は、その上流側が空調ケース１２の第１後席用ヒート通路５４に接続され、下流側が車室内における後席側の乗員の足元近傍に臨む送風口（図示せず）へと接続される。また、第２後席用ベント通路８４は、その上流側が空調ケース１２の第１後席用ベント通路６０（後席用ベント開口５８）に接続され、下流側が車室内における後席側の乗員の顔近傍に臨む送風口（図示せず）と接続される。

また、第２後席用ベント通路８４には、その連通状態を切り替えるための第２ベント切替ドア７２が開閉自在に設けられ、この第２ベント切替ドア７２を開閉させることで後席側の顔近傍への送風状態が切り替えられる。

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、車両用空調装置１０において、乗員の足元近傍へ温調風を送風する暖房運転（ヒートモード）を行う場合には、ヒート切替ドア７０を回転軸８０を中心として回転させ開放状態とし、第２ベント切替ドア７２は全閉状態としておく。

そして、エバポレータ１４を通過した冷風は、第１及び第２エアミックスドア６２、６４によって加熱ユニット１６と第１及び第２バイパス通路４４、４６へ流入する割合を調整され、前記加熱ユニット１６へ流入してヒータコア３４及び電気ヒータ３６を通過することで加熱された温風と、第１及び第２バイパス通路４４、４６へ流入して加熱ユニット１６を迂回した冷風とが、合流部４７で合流することで温調される。

この温調された温調風は、ヒート開口４８ａ、４８ｂから後方側へと流れ、図示しない前席用ヒート通路と第１後席用ヒート通路５４へと分流された後、この前席用ヒート通路から前席用ヒート送風口３２を介して前席側における乗員の足元近傍へと送風される。また、第１後席用ヒート通路５４を流れる温調風は、後席側開口３０を介して後席用送風ユニット２０の第２後席用ヒート通路８６へと流れ、図示しない送風口から後席側における乗員の足元近傍へと送風される。

次に、乗員の顔近傍へ温調風を送風する冷房運転（ベントモード）を行う場合には、第１ベント切替ドア６６によって前席用ベント送風口２６を開放させ、ヒート切替ドア７０を回転させ全閉状態とすると共に、第２ベント切替ドア７２を回転させ開放状態としておく。

これにより、合流部４７で温調された温調風は、前席用ベント送風口２６を通じて前席における乗員の顔近傍へと送風される。

また、温調風は、後席用ベント開口５８から第１後席用ベント通路６０に沿って後方へと流れた後、後席側開口３０から後席用送風ユニット２０の第２後席用ベント通路８４へと流れて図示しない送風口から後席側の顔近傍へと送風される。

次に、乗員の足元近傍と顔近傍へ同時に温調風を送風するバイレベルモードを行う場合には、第１及び第２ベント切替ドア６６、７２とヒート切替ドア７０を開放状態としておく。これにより、合流部４７で温調された温調風は、ヒート開口４８ａ、４８ｂと第１及び第２後席用ヒート通路５４、８６、前席用ベント送風口２６、第１及び第２後席用ベント通路６０、８４へと流れてそれぞれ乗員の足元近傍と顔近傍へ同時に送風される。

以上のように、本実施の形態では、車室内の後席側へ送風可能な後席用送風ユニット２０を有した車両用空調装置１０において、その空調ケース１２の内部には、加熱ユニット１６の下流側にヒート開口４８ａ、４８ｂと、後席用ベント開口５８とを備え、前記ヒート開口４８ａ、４８ｂを、前席側の足元近傍へ送風する前席用ヒート送風口３２と、後席側の足元近傍へ送風する第１及び第２後席用ヒート通路５４、８６と接続すると共に、前記ヒート開口４８ａ、４８ｂ及び前記後席用ベント開口５８を、車両の前後方向から見て、加熱器ユニットと重なる位置に配置している。

これにより、ヒート開口４８ａ、４８ｂから取り込んだ温調風を、前席用ヒート送風口３２と、第１及び第２後席用ヒート通路５４、８６へとそれぞれ送風することができる。そのため、前席側の足元近傍へ送風される温調風と、後席側の足元近傍へ送風される温調風とを同一の温度として送風することができる。

また、空調ケース１２において、後席側へ温調風を送風するための後席用ベント開口５８とヒート開口４８ａ、４８ｂとを隣接配置し、車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）から見て加熱ユニット１６と重複するように配置することで、空調ケースの後方側に高さ方向に延在したヒート通路を備えていた従来の車両用空調装置と比較し、前記空調ケース１２の上部を車両の前後方向に小型化することが可能となる。

さらに、空調ケース１２の高さ方向において、ヒート開口４８ａ、４８ｂにおける第２開口部５２と後席用ベント開口５８とが重なるように配置されているため、前記空調ケース１２を前後方向にさらに小型化することができる。

さらにまた、後席用送風ユニット２０を、空調ケース１２の後方側に着脱自在なダクト８８から構成することにより、例えば、後席側における顔近傍への送風を行わない仕様の車両においても、後席側開口３０の一部を塞いでダクト８８を取り外すことで容易に対応可能となる。

またさらに、顔近傍へ送風される温調風の温度は、足元近傍へ送風される温調風の温度よりも低温であることが望まれているため、空調ケース１２において、ヒート開口４８ａ、４８ｂを後席用ベント開口５８に対して上方（矢印Ｄ１方向）に配置し、冷風通路４０を流れる冷風を好適に後席用ベント開口５８へと導くことで、上方に配置されたヒート開口４８ａ、４８ｂから前席側及び後席側の足元近傍へと送風される温調風に対して良好な温度差を持たせて送風することが可能となる。

また、後席用ベント開口５８を、冷風の流れる第２バイパス通路４６の下流側に臨むように配置することで、前記後席用ベント開口５８から冷風を積極的に取り込むことができ、それに伴って、ヒート開口４８ａ、４８ｂから取り込まれる温風との温度差を十分に確保することができる。

さらに、第２バイパス通路４６を流れる冷風が、空調ケース１２の底部に沿って流れることで、その流れ方向が偏向されることなく後席用ベント開口５８へと導くことができる。そのため、冷風が第２バイパス通路４６から後席用ベント開口５８へと流れる際の送風抵抗を低減させ、より円滑に下流側へと流通させることができる。

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…エバポレータ １６…加熱ユニット
２０…後席用送風ユニット ３０…後席側開口
３２…前席用ヒート送風口 ４０…冷風通路
４２…温風通路 ４７…合流部
４８ａ、４８ｂ…ヒート開口 ５０…第１開口部
５２…第２開口部 ５４…第１後席用ヒート通路
５８…後席用ベント開口 ６０…第１後席用ベント通路
７０…ヒート切替ドア ８４…第２後席用ベント通路
８６…第２後席用ヒート通路 ８８…ダクト

Claims (5)

1. 空気の流れる通路を有した空調ケースと、該空調ケースの内部に設けられる冷却器と、該冷却器の下流側に設けられる加熱器と、該加熱器が設けられる温風通路と、前記冷却器の下流側において前記加熱器を上下に迂回する一組の冷風通路と、前記加熱器の下流側に形成され前記冷風通路を流通する冷風と前記加熱器を通過した温風とが合流して温調され温調風となる合流部と、車両における前席の足元へ送風する前席用ヒート開口と、前記前席の顔近傍へと送風する前席用ベント開口と、前記車両における後席の足元へ送風する後席用ヒート開口と、前記後席の顔近傍へと送風する後席用ベント開口と、前記前席用ヒート開口及び前記後席用ヒート開口の上流側に形成されるヒート開口と、前記ヒート開口を開閉するヒート切替ドアとを備える車両用空調装置において、
   前記空調ケースには、前記合流部に臨むように設けられ前記後席用ヒート開口及び前記後席用ベント開口からの空気を後席側へと送風する後席用送風ユニットを備え、
   前記ヒート開口及び前記後席用ベント開口の少なくとも一部が、それぞれ前記加熱器と対向するように配置されると共に、
   前記後席用送風ユニットは、前記後席用ベント開口に接続される後席用ベント通路と、
   前記後席用ヒート開口に接続される後席用ヒート通路と、
   を備え、
   前記後席用ベント通路と前記後席用ヒート通路とが、それぞれ車両の前後方向において後方に向けて延在す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、
   前記空調ケースの高さ方向において、前記ヒート開口と前記後席用ベント開口との少なくとも一部が重なるように配置されることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
   前記後席用送風ユニットは、前記空調ケースとは別部材から構成されることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記ヒート開口は、前記後席用ベント開口に対して上方に配置されることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記後席用ベント開口は、前記車両の前記前後方向において少なくとも一部が前記冷風通路と重なるように配置されることを特徴とする車両用空調装置。

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