JPH10264638A - 自動車用空調装置のヒータユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温調ガイドを設けることなくそれと同等の温
度コントロール特性を有しかつ高風量低騒音の空調性能
が得られる自動車用空調装置のヒータユニットを提供す
る。 【解決手段】 エアミックスドア２０の先端部２０ａを
冷風通路６側に所定の角度θだけ曲げる。曲げの角度θ
は、エアミックスドア２０がフルクール位置ＦＣにある
ときその先端部２０ａがユニットケース２の内壁に沿う
ようになる角度に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空調装置
のヒータユニットの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の一般的な自動車用空調装置
のヒータユニットの構造を示す縦断面模式図である。こ
のヒータユニット１は、ユニットケース２内に、このユ
ニットケース２内に流入した空気（以下「流入空気」と
もいう）を温水を利用して加熱するヒータコア３が迂回
路を有するように設けられ、また、ヒータコア３を通過
し加熱された空気（温風）を混合室４へ導く温風通路５
と、ヒータコア３を迂回した非加熱の空気（冷風）を混
合室４へ導く冷風通路６とが形成されている。ヒータコ
ア３の前面には、温風通路５を通過する空気量と冷風通
路６を通過する空気量との比率を調節して車室内に吹き
出される空気の温度を制御するため、エアミックスドア
７が回動自在に取り付けられている。たとえば、図５
（Ａ）はフルクール時（エアミックスドア開度＝０
％）、同図（Ｂ）は温調時（たとえば、エアミックスド
ア開度＝５０％）、同図（Ｃ）はフルホット時（エアミ
ックスドア開度＝１００％）の状態をそれぞれ示してい
る。また、ここでは、ヒータコア３を流入空気の流れＦ
に対して傾斜して配置したことに伴い、温風通路５を、
ヒータコア３を通過した空気の流れを略直交する方向に
変えて当該空気を混合室４へ導くように構成するととも
に、その際、ユニットケース２に固定してエアミックス
ガイド８を設けることで、ヒータコア３を通過した温風
をＵターンさせて冷風と衝突させることによって空気の
混合を良くしている。

【０００３】また、車室内に吹き出される空気の温度
（以下「吹出風温度」ともいう）をエアミックスドア７
の移動に対してリニアに変化させるため（図６（Ａ）参
照）、冷風通路６側に、温調ガイドと呼ばれる抵抗板ま
たはじゃま板９がユニットケース２から突出して設けら
れている。これを設ける理由は、ヒータコア３の通気抵
抗が大きいため、温調ガイド９を設けないと、ヒータコ
ア３の存在により温風側の通気抵抗が冷風側のそれより
も大きくなり、エアミックスドア７をフルクール位置Ｆ
Ｃ（ドア開度＝０％）から開いていっても温風側にその
開度に応じた風量が流れず、吹出風温度が上昇していか
ないからである（図６（Ｂ）参照）。そこで、冷風側の
風量配分を少なくしてその減少分を温風側に回すべく、
温調ガイド９を設けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のヒータユニットの構造にあっては、温調ガイ
ド９が通気抵抗となるため、フルクール（最大冷房）時
（ドア開度＝０％、図５（Ａ）参照）またはフルホット
（最大暖房）時（ドア開度＝１００％、図５（Ｃ）参
照）の風量が低下し、空調性能低下の要因となりうる。
また、温調ガイド９の存在により空気の流れが乱れ、乱
流による騒音発生の要因ともなりうる。そこで、高風量
化および低騒音化のためには温調ガイド９を廃止または
小型化すればよいが、単純に温調ガイド９をなくしただ
けでは、上記のように、エアミックスドア７の温度コン
トロール特性（直線性）が損なわれるおそれがあるの
で、温調ガイド９と同様の比較的簡単な構成により、そ
れら相反する要求を満たすことができるヒータユニット
の構造が強く求められている。

【０００５】本発明は、自動車用空調装置のヒータユニ
ットの構造における上記課題に着目してなされたもので
あり、温調ガイドを設けることなくそれと同等の温度コ
ントロール特性を有しかつ高風量低騒音の空調性能を得
ることができる自動車用空調装置のヒータユニットを提
供することを目的とする。

【０００６】

【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記載の発明は、ユニットケース内に流入し
た空気を加熱する熱交換器と、当該熱交換器を通過した
空気を混合室へ導く温風通路と、前記熱交換器を迂回し
た空気を前記混合室へ導く冷風通路と、前記熱交換器の
前面に回動自在に設けられ、前記温風通路を通過する空
気量と前記冷風通路を通過する空気量との比率を調節す
るエアミックスドアとを有する自動車用空調装置のヒー
タユニットにおいて、前記エアミックスドアの先端部
を、前記冷風通路側に、前記エアミックスドアが前記熱
交換器を全閉する位置にあるときに前記先端部が前記ユ
ニットケースの内壁に沿うようになる角度だけ曲げてな
ることを特徴とする。

【０００７】この発明にあっては、エアミックスドアの
先端部が冷風通路側に曲げられているため、従来の温調
ガイド付きのヒータユニットと同じエアミックスドア開
度でも、冷風通路（の最狭部）を狭くして冷風側の風量
を少なくすることができ、かつ、冷風側の風量減少分を
熱交換器側つまり温風側へ導くことができるので、熱交
換器の通気抵抗による温風側の風量低下を補償すること
が可能となり、温調ガイドを設けた場合と同等の温度コ
ントロール特性が得られる。このため、温調ガイドを廃
止または少なくとも小さくすることが可能となる。一
方、エアミックスドアの先端部を曲げたことによる空調
性能低下のおそれはない。すなわち、エアミックスドア
が熱交換器を全閉する位置にあるとき（フルクール時）
には、ドア先端部の曲げの角度がユニットケースの内壁
に沿うような角度となっているため、先端部が曲がって
いても通気抵抗にはなりにくく、また、エアミックスド
アが熱交換器を全開する位置にあるとき（フルホット
時）にも通気抵抗にはなりにくく、いずれの場合にも空
調性能低下のおそれはない。むしろ逆に、温調ガイドを
廃止または小型化できることで、両者いずれの場合に
も、流入した空気の通路の面積を大きくすることがで
き、その通気抵抗を大幅に減少させることができるた
め、システム風量の増大と騒音の低減が図られる。

【０００８】また、エアミックスドアの先端部を冷風通
路側に曲げることで、エアミックスドアが半開位置付近
にあるときには、エアミックスドアの曲げの内側に空気
の流れの剥離領域が形成され、ここへ温風通路から温風
が導かれるので、空気の混合（エアミキシング）が良く
なり、吹出風温度のばらつきが改善される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
自動車用空調装置のヒータユニットの構造を示す縦断面
模式図であり、図５（Ａ）〜（Ｃ）と同様、図１（Ａ）
はフルクール時（エアミックスドア開度＝０％）、同図
（Ｂ）は温調時（たとえば、エアミックスドア開度＝５
０％）、同図（Ｃ）はフルホット時（エアミックスドア
開度＝１００％）の状態をそれぞれ示している。なお、
図５に示す部材と共通する部材には同一の符号を付して
ある。

【００１０】このヒータユニット１０は、図示しないイ
ンテークユニットおよびクーリングユニットに接続され
ており、インテークユニットで取り入れられた空気（内
気または外気）は、クーリングユニットに内設されたエ
バポレータを通過して冷却、除湿された後、ヒータユニ
ット１０内に導かれる。ヒータユニット１０のユニット
ケース２内には、熱交換器としてのヒータコア３が迂回
路を有するように設けられている。ヒータコア３には温
水（エンジン冷却水）が循環しており、ヒータコア３を
通過する空気は温水との熱交換によって加熱される。こ
こでは、ヒータコア３は、ユニットケース２内に流入す
る空気（冷風）の流れＦに対して傾斜して配置されてい
る。

【００１１】ヒータコア３の近傍には、ヒータコア３を
通過して加熱された空気（温風）を混合室４へ導く温風
通路５と、ヒータコア３を迂回した非加熱の空気（冷
風）をそのまま混合室４へ導く冷風通路６とが形成され
ている。温風通路５は、ヒータコア３を通過した空気の
流れを略直交する方向に変えて、当該空気を混合室４へ
導くように構成されている。また、ヒータコア３を通過
した温風をＵターンさせて空気の混合を良くするため、
エアミックスガイド８がユニットケース２に固定して形
成されている。

【００１２】ヒータコア３の前面で温風通路５と冷風通
路６の分岐点には、エアミックスドア２０が回動自在に
取り付けられている。このエアミックスドア２０の開度
によって、温風通路５へ流れる空気（温風）の量と冷風
通路６へ流れる空気（冷風）の量との比率が調節され、
温風と冷風の混合割合が調節される。これにより、車室
内に吹き出される空気の温度（吹出風温度）が制御され
る。

【００１３】本実施形態では、図５に示すような冷風通
路６に形成された温調ガイド９は設けられておらず、こ
れの代わりに、エアミックスドア２０の先端部２０ａが
冷風通路６側に曲げられている。この曲げの角度θは、
エアミックスドア２０がフルクール位置ＦＣ（ドア開度
＝０％）にあるときその曲げによって付加的な通気抵抗
が生じないよう、エアミックスドア２０がフルクール位
置ＦＣにあるときその先端部２０ａがユニットケース２
の内壁に沿うようになる角度に設定されている（図１
（Ａ）参照）。

【００１４】図２はこのように先端を曲げたエアミック
スドア２０の一例を示す斜視図である。このエアミック
スドア２０は、回転軸２１およびこれと一体成形された
ドア本体２２からなり、ドア本体２２の外周部にはシー
ル用のパッキン（シールパッキン）２３，２４が取り付
けられている。ドア本体２２は平板の先端を前記所定の
角度θだけ曲げた形状をしている。一方のシールパッキ
ン２３はドア本体２２の曲げの外側にあって、曲げられ
た先端部２０ａ以外の部分の外周部に取り付けられ、も
う一方のシールパッキン２４はドア本体２２の曲げの内
側にあって、曲げられた先端部２０ａを含めた全体の外
周部に取り付けられている。

【００１５】このようにエアミックスドア２０の先端部
２０ａを冷風通路６側に曲げた形状とすることにより、
図５に示すような従来の温調ガイド９付きヒータユニッ
ト１と同じエアミックスドア開度でも、冷風通路６（の
最狭部）を狭くして冷風側の風量を減少させることがで
き、かつ、かかる冷風側の風量減少分をヒータコア３側
つまり温風側へ導くことができるため、ユニットケース
２内に流入した空気をエアミックスドア２０の開度に応
じた比率で温風側と冷風側に分配することが可能とな
り、図６（Ａ）に示すような温調ガイド９を設けた場合
と同等の温度コントロール特性を得ることができる。し
たがって、上記したように温調ガイド９を廃止（または
少なくとも小さく）することができる。そして、温調ガ
イド９を廃止（または小型化）することで、高風量低騒
音の空調性能を得ることが可能となり、結局、従来相反
する要求であったリニアな温度コントロール特性と高風
量低騒音の空調性能を共に得ることができるようにな
る。

【００１６】すなわち、図１（Ａ）に示すように、エア
ミックスドア２０がフルクール位置ＦＣ（ドア開度＝０
％）にあるときには、ヒータコア３の前面が全閉状態と
なるため、ユニットケース２内に流入した空気はすべて
冷風通路６に導かれ、混合室４を経て、車室内の所定の
位置に吹き出される。このとき、エアミックスドア２０
の先端部２０ａの曲げの角度θはユニットケース２の内
壁に沿うような角度となっているため、たとえエアミッ
クスドア２０の先端が曲がっていても通気抵抗にはなり
にくく、むしろ逆に、温調ガイド９の廃止によって、従
来よりも冷風通路６の面積を大きくとることができ、冷
風通路６の通気抵抗を大幅に減少させることができる。
たとえば、図１（Ａ）における冷風通路６の最狭部の寸
法をａ、図５（Ａ）における冷風通路６の最狭部の寸法
をｂとすれば、ａ＞ｂとなる。したがって、この場合、
温調ガイド９の廃止により、システム風量の増大と騒音
の低減という効果を得ることができる。

【００１７】また、図１（Ｂ）に示すように、エアミッ
クスドア２０が半開位置（ドア開度＝５０％）付近にあ
るとき、つまり温調領域にあるときには、上記したよう
に、エアミックスドア２０の先端を冷風側に曲げたこと
により、温調ガイド９を設けた場合と同様、ユニットケ
ース２内に流入した空気がエアミックスドア２０の開度
（５０％）に応じた比率で温風側（ヒータコア３、温風
通路５）と冷風側（冷風通路６）に分岐して流れるよう
になり、その後、温風と冷風が混合室４で混合され、車
室内の所定の位置に吹き出される。なお、図１（Ｂ）に
おける冷風通路６の最狭部の寸法をｃ、図５（Ｂ）にお
ける冷風通路６の最狭部の寸法をｄとすれば、ヒータユ
ニット１０は、このときｃ≒ｄとなるように設計されて
いる。

【００１８】また、このようにエアミックスドア２０が
半開位置付近にある場合には、エアミックスドア２０の
先端部２０ａを冷風通路６側に曲げたことにより、エア
ミックスドア２０の曲げの内側に空気の流れの剥離領域
Ｄが形成され、ここへ温風通路５から温風が導かれるの
で、空気の混合（エアミキシング）が良くなり、吹出風
温度のばらつきの改善という効果も得られる。

【００１９】さらに、図１（Ｃ）に示すように、エアミ
ックスドア２０がフルホット位置ＦＨ（ドア開度＝１０
０％）にあるときには、エアミックスドア２０によって
冷風通路６が遮断されるため、ユニットケース２内に流
入した空気はすべて温風側（ヒータコア３、温風通路
５）に導かれ、混合室４を経て、車室内の所定の位置に
吹き出される。このとき、図１（Ａ）の場合と同様、温
調ガイド９の廃止によって、従来よりもヒータコア３へ
の空気通路６ａ（冷風通路６の一部）の面積を大きくと
ることができ、その通路６ａの通気抵抗を大幅に減少さ
せることができる。たとえば、図１（Ｃ）における通路
６ａの最狭部の寸法をｅ、図５（Ｃ）における通路６ａ
の最狭部の寸法をｆとすれば、ｅ＞ｆとなる。したがっ
て、この場合にも、温調ガイド９の廃止により、システ
ム風量の増大と騒音の低減という効果を得ることができ
る。

【００２０】図３は先端を曲げたエアミックスドアの他
の一例を示す斜視図である。なお、ここでは、便宜上、
シールパッキンは図示省略してある。このエアミックス
ドア３０も、回転軸３１およびこれと一体成形されたド
ア本体３２からなり、ドア本体３２の両面の外周部には
図示しないシールパッキンが図２に示すエアミックスド
ア２０の場合と同様の形態でそれぞれ取り付けられてい
る。ただし、このエアミックスドア３０では、ドア本体
３２が、単純に平板を曲げた形状ではなく、平板を曲げ
てシール部以外をその曲げの内側に凹ませた形状をして
いる。

【００２１】この形状の場合には、エアミックスドア３
０の本体３２が曲げの内側に凹んでいるため、図４に示
すように、その凹んでいる部分３３もヒータコア３への
空気通路６ａの一部となり、図２に示すエアミックスド
ア２０の場合と比べて、ヒータコア３への空気通路１２
の面積が増加し、より多くの風を温風側へ導くことがで
きる。ただし、この形状では、エアミックスドア３０の
曲げの内側に空気の流れの剥離領域が形成されにくいた
め、空気の混合（エアミキシング）を良くするという効
果は少ない。

【００２２】したがって、上記各実施形態によれば、エ
アミックスドア２０，３０の先端部２０ａ，３０ａを冷
風通路６側に曲げるという簡単な構成で、従来の温調ガ
イド９付きヒータユニット１と同等の温度コントロール
特性を持たせるようにしたので、従来設けられていた温
調ガイド９を廃止（または小型化）することが可能とな
り、そうした場合には、通気抵抗が低減され、高風量か
つ低騒音の空調性能を得ることができる。

【００２３】特に第１の実施形態によれば、エアミック
スドア２０の先端部２０ａを冷風通路６側に曲げたこと
で、エアミックスドア２０が半開位置付近にあるときに
は、エアミックスドア２０の曲げの内側に空気の流れの
剥離領域Ｅが形成されるため、空気の混合（エアミキシ
ング）が良くなり、吹出風温度のばらつきが改善され
る。つまり、温調時のエアミキシング効果も得られる。

【００２４】また、特に第２の実施形態によれば、エア
ミックスドア３０の本体３２が曲げの内側に凹んでいる
ため、第１の実施形態に係るエアミックスドア２０の場
合よりも、より多くの風を温風側へ導くことができ、温
度コントロール特性のさらなる向上が図られる。

【００２５】なお、ここでは、ヒータユニット内の熱交
換器としてヒータコア３を用いたシステムについて説明
してきたが、これに限定されないことはもちろんであ
る。たとえば、冷媒の潜熱を利用して空気を加熱するサ
ブコンデンサなどを用いたシステムにも、本発明は適用
可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、エア
ミックスドアの先端部を冷風通路側に曲げることで、従
来の温調ガイド付きヒータユニットと同等の温度コント
ロール特性を持たせたので、従来設けられていた温調ガ
イドを廃止または小型化することが可能となる。したが
って、温調ガイドを廃止または小型化することにより、
通気抵抗が低減され、高風量かつ低騒音の空調性能を得
ることが可能となる。また、エアミックスドアが半開位
置付近にあるときには、エアミックスドアの曲げの内側
に空気の流れの剥離領域が形成されるため、空気の混合
（エアミキシング）が良くなり、吹出風温度のばらつき
改善の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る自動車用空調装置
のヒータユニットの構造を示す縦断面模式図である。

【図２】 先端を曲げたエアミックスドアの一例を示す
斜視図である。

【図３】 先端を曲げたエアミックスドアの他の一例を
示す斜視図である。

【図４】 図３に示すエアミックスドアを用いた場合の
作用を説明するための図である。

【図５】 従来の一般的な自動車用空調装置のヒータユ
ニットの構造を示す縦断面模式図である。

【図６】 エアミックスドアによる吹出風温度のコント
ロール特性を示す図である。

【符号の説明】

１，１０…ヒータユニット ２…ユニットケース ３…ヒータコア（熱交換器） ４…混合室 ５…温風通路 ６…冷風通路 ７，２０，３０…エアミックスドア ２０ａ…先端部 ９…温調ガイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニットケース(2) 内に流入した空気を
   加熱する熱交換器(3) と、当該熱交換器(3) を通過した
   空気を混合室(4) へ導く温風通路(5) と、前記熱交換器
   (3) を迂回した空気を前記混合室(4) へ導く冷風通路
   (6) と、前記熱交換器(3) の前面に回動自在に設けら
   れ、前記温風通路(5) を通過する空気量と前記冷風通路
   (6) を通過する空気量との比率を調節するエアミックス
   ドア(20)とを有する自動車用空調装置のヒータユニット
   において、 前記エアミックスドア(20)の先端部(20a) を、前記冷風
   通路(6) 側に、前記エアミックスドア(20)が前記熱交換
   器(3) を全閉する位置にあるときに前記先端部(20a) が
   前記ユニットケース(2) の内壁に沿うようになる角度だ
   け曲げてなることを特徴とする自動車用空調装置のヒー
   タユニット。