JPH111122A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車室内の天井に設置される自動車用空気調和
装置において、冷暖房および内気循環／外気導入、モー
ド毎の吐出口の切替え機能を提供する。 【解決手段】 車室内の車両天井１０に設置される自動
車用空気調和装置に熱交換器１とブロワユニット４を内
蔵し、吸入空気１１，１２を熱交換器１で加熱若しくは
冷却して冷暖房を実現する。冷暖房の制御は熱交換器に
接続したヒートポンプシステム２７をダッシュパネルに
設けた制御手段を操作することで行う。また天井に外気
導入口１６を設けて外気１１の導入を行い、さらにモー
ド毎の吐出口の選択は気流により開閉自在な吐出口ドア
５を具備する事で実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内の車両天井
に設置される自動車用空気調和装置において、熱交換シ
ステムの構成と構造および空気吐出口の制御の構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、最近の一部の高級車や比較的車
室内空間が大きいワンボックスカーには、図５に示すよ
うに車室内全体に快適な空調状態が得られるように車室
内の前方領域である運転席と助手席の部分は前席エアコ
ン３４により、後方領域である２列目以降の座席のある
客室部分はクーラユニット３２と床置きヒータ３３によ
りそれぞれ独立に空気調和するような構成をもった自動
車用空気調和装置が搭載されている。

【０００３】まず前席エアコン３４については一般的な
自動車用空気調和装置であって、一般的な構成による冷
房サイクルを備えて構成されておりヒータコアと組み合
わされることによって、所望する冷暖房効果がダッシュ
パネルに設けられた制御手段を操作することにより容易
に得られるようになっている。また導入空気も内気と外
気の切替が容易に行えるようになっており、たとえば車
室内の空気が煙草の煙等で汚れた場合には新鮮な外気を
導入したり、また自動車がトンネル内などを走行する場
合には排気ガスの侵入を防ぐ為に内気循環にしたりとい
ったような操作が可能なので、乗員は常に快適な車室内
環境を得ることができる。

【０００４】一方、ワンボックスカー５０の２列目以降
の座席部分、つまりは運転席と助手席以外の客室部分の
空気調和を図る為の手段として従来よりクーラユニット
３２の設置や床置きヒータ３３の設置が行われている。
なおこのクーラユニット３２は導入空気１２を吸入口８
から導入してエバポレータ３０により冷却し、ブロワユ
ニット４にて車室内に冷気３１が吐出されて、冷風３６
が生じる（図５（ａ）参照）。また床置きヒータ３３に
おいては内部にブロワファンとヒータコアを備えてお
り、エンジンの冷却水をヒータコアまで導いて車室内空
気との熱交換を行い、ブロワファンにて温風３５として
吐出させる（図５（ｂ）および（ｃ）を参照）。

【０００５】このような構成においては冷暖房の効果を
得るために、例えば冷房時にはクーラユニット３２のみ
を運転し、また暖房時には床置きヒータ３３のみを運転
するといった使い分けの必要がある。この様な使い分け
制御は乗員が操作をしており、きめ細かな空気調和効果
を得るには客室内の環境に応じた操作が要求されるもの
である。

【０００６】また客室部分に床置きヒータ３３を設置す
る場所は、その効果を十分に発揮させる為に客室の後部
に設けられる場合が多く、この場合は熱源であるエンジ
ンの冷却水をエンジンから引き廻してくる必要があり、
加えて冷却水交換時のエア抜きバルブの設置やシャシー
内部へのパイプ空間の確保といった設計上の留意点が生
じる。またダッシュボード内に設置されたヒータからダ
クトを経由して後部の客室まで温風を導く方法も実施さ
れる場合があるが、熱源とダクト出口の距離が離れてい
ることに起因する温風の温度低下による暖房効率の低下
が生じないような断熱性の工夫などが必要となる。

【０００７】一般的なワンボックスカーの車室内の空気
を空気調和をしつつ換気を行って汚れた空気を新鮮な空
気に置換する場合には、その運転席および助手席部分の
換気についてはダッシュパネルに設けられた内気／外気
の切替手段を操作することで可能である。しかし後部の
客室部分の換気については、たとえば煙草の煙などで空
気が汚染された場合に空気調和を行いつつ換気も同時に
行うことは、その方法として例えば窓ガラスを開放する
といった手段に頼っており、換気はされても調和空気ま
で同時に排気されてしまうので、空気調和された外気の
導入という理想的状態とは異なったものであった。

【０００８】さらには後部客室の窓ガラスの曇りを取り
除くデフロストモードの切り替えに至ってはやはりその
従来の空気調和装置の構成に起因して不可能なものであ
った。従来のクーラユニット３２や床置きヒータ３３よ
りの吐出された冷気あるいは温風の向きはある範囲の中
では調整可能であったものの、その風向を積極的に変化
させることによって特有の効果を得るものではなく、た
とえば積極的に調和空気を窓ガラスに吹き付けることに
より窓曇り除去の効果を奏するデフロストモードへの切
り替えはできない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の自動
車用空気調和装置においてはその後部の客室内環境を確
保する手段として、車室内の天井に取り付けられたクー
ラユニットと床置きヒータに頼っていたものを、冷暖房
が可能な空気調和装置を客室内の天井に取り付けること
で良好に空気調和された環境を得る。また外気と内気の
導入も乗員の任意による選択可能とし新鮮でかつ空気調
和の施された環境を得ることができるようにする。また
冷房や暖房の条件や乗員の人数および着座位置に応じた
調和空気の吹き出し方向を任意に設定でき、またその吹
き出し方向を変える為の構造も天井に取り付けるのに適
したコンパクトなものを備え、窓ガラスに直接調和空気
を吹き付けて窓曇りを除去するデフロスタ機能を持たせ
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
に、請求項１に記載の発明は、車室内の車両天井に設置
されて空気流を作るブロワユニットを内蔵した空気流通
路を形成し、前記空気流通路に上流側から順に吸入口と
前記導入空気との熱交換を行って冷房と暖房とを行う熱
交換器と吐出口とが設けられてなり、前記熱交換器を制
御手段により乗員の任意に制御できるヒートポンプシス
テムに接続して冷暖房兼用としたことを特徴とする自動
車用空気調和装置を用いて解決手段とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記空気流通路
内に設けられて空気流の向きを制御するバタフライドア
と前記バタフライドアに制御された風圧により開閉する
吐出口ドアとを備えたことを特徴とする請求項１に記載
の自動車用空気調和装置を用いて解決手段とする。

【００１２】請求項３に記載の発明は、開閉自在なチル
トアップ式ルーフを備えた外気導入口を設けて外気導入
を可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
自動車用空気調和装置を用いて解決手段とする。

【００１３】このようにすれば、従来の車室内の天井に
取り付けられて使用されていた自動車用空気調和装置と
併用されていた床置きヒータが不要となり、冷房運転ば
かりで無く暖房運転も可能となる。また複雑なリンク機
構を使用すること無く、各モードに応じた最適な空気吹
き出し口が選択できるので好ましく車室内の空気調和が
図られる。さらには外気を必要に応じて導入可能とした
ことで車室内の換気が容易に行え、空気調和の施された
新鮮な外気が導入可能となり良好な車室内環境が実現す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１には本発明が実施される自動車用空気調和装
置の一つの例の構成を（ａ），（ｂ）に示しており、
（ｃ）は本発明の熱交換サイクルの系統図である。図２
には本発明が実施される自動車用空気調和装置の一つの
例による効果であって、（ａ）は暖房時であり（ｂ）は
冷房時を示すものである。図３には本発明が実施される
自動車用空気調和装置の一つの例の構成を（ａ），
（ｂ）に示している。図４には本発明が実施される自動
車用空気調和装置の一つの例による効果であって、
（ａ）は暖房時であり（ｂ）は冷房時を示している。

【００１５】図１において示される本発明による実施の
形態の一例において、図１（ａ）にて構成の概略図とし
てワンボックスカー５０などの客室内の天井に本発明に
よる実施の形態の一例であるオーバーヘッドエアコン４
２を取り付けた場合であって、図１（ｂ）は車両天井１
０の側からオーバヘッドエアコン４２を透視した内部構
成の様子である。このような構成を持つオーバヘッドエ
アコン４２はまず車室内より導入空気１２を吸入口８よ
り吸入し、次に熱交換器１にて熱交換が行われる。この
熱交換作用により冷房に必要な冷気もしくは暖房に必要
な暖気が作り出される。

【００１６】この当該熱交換器１は図１（ｃ）に示す熱
交換サイクル系統に接続されていて、このような構成に
よるヒートポンプ式の空気調和装置を成している。この
熱交換サイクル系統は前席エアコン３４を共有してお
り、前席熱交換器２１に並列にオーバヘッドエアコン４
２の熱交換器１が接続されて連動する。またコンプレッ
サ２２にて圧縮された熱媒体ガスは四方弁２３にて冷房
時には室外熱交換器２０へと送られるべく流路が切り替
えられ、また暖房時にはやはり四方弁２３にて熱媒体ガ
スが熱交換器１と前席熱交換器２１に送られるべく流路
切り替えが行われる。これらの一連の制御は運転席近傍
のダッシュパネルに設けられた制御手段を操作すること
によって、乗員の所望する空気調和効果を得ることがで
きる。

【００１７】調和空気１３はブロワユニット４にて空気
流通路１５内に送られて結果として当該空気流通路１５
内部の気圧が上昇する。ここでバタフライドア２を回転
させて切り替えることにより、たとえば図１（ａ）の様
に当該バタフライドア２が水平方向となっているときは
調和空気１３は吐出口９から車室内へと流れ出る。この
ときには吐出口ドア５はドア押えバネ１４にて応力が加
えられているので閉じており、また吐出口９はバタフラ
イドア２により閉じられていない位置となっているの
で、空気流通路１５内の圧力は吐出口９を通過して車室
内に開放されることとなる。

【００１８】またバタフライドア２を図１（ｂ）のよう
に吐出口９を閉じるように垂直方向に起立させた状態に
おいては、空気流通路１５内部の圧力は全て吐出口ドア
５に集中し、ドア押えバネ１４の吐出口ドア５を閉じよ
うとする応力に打ち勝って当該吐出口ドア５を開いて車
室内へと流れ出る。

【００１９】このようにバタフライドア２を回転操作す
るだけで調和空気の吐出方向を任意に設定できるので、
複雑なリンク機構を設けることなく吐出口の選択制御手
段を構成できる。さらにはこのバタフライドア２の操作
一つで冷房時や暖房時、窓曇りの防止時などにそれぞれ
最適な吹出し方向が与えられるので、容易にモード切替
え制御の手段とできる。図２には吐出方向を各モードに
切り替えたときの調和空気の流れを示しており、図２
（ａ）は吐出口ドア５のみが開いて調和温風４０が下に
向けて吹き出して客室内を循環している様子である。図
２（ｂ）は吐出口９のみから調和冷風４１が客室天井に
向けて吹出し、客室内を循環している様子である。

【００２０】図３に示すのは本発明の実施の形態のう
ち、図１のものとは別の一実施例を示すものであるが基
本的には図１に示した先の実施の形態と同一の構成によ
り成り立っている。図１に示されたオーバーヘッドエア
コン４２は内気循環のみであったが図３に示されるオー
バーヘッドエアコン４２は車両天井１０に外気導入口１
６を備えており、たとえば客室内の煙草の煙の速やかな
排出を行ったり新鮮な外気を空気調和しつつ車室内に導
くといった効果が得られる。またこの外気導入口１６は
チルトアップ式ルーフ３により開閉自在な構造であり、
これを閉じることにより外気と完全に隔離することもで
き、さらには内外気切替ドア６を操作する事で内気と外
気の混合比を任意に変える事もできる。

【００２１】図４は図３に示したオーバーヘッドエアコ
ン４２の効果を説明するものであって、図４（ａ）は吐
出口ドア５のみが開いて調和温風４０が下に向けて吹き
出して客室内を循環している様子である。図４（ｂ）は
吐出口９のみから調和冷風４１が客室天井に向けて吹出
し、客室内を循環している様子である。

【００２２】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではない。したが
って、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の
技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣
旨である。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の自動車用空気調和装置においてはその後部の客室内環
境を確保する手段として、車室内の天井に取り付けられ
たクーラユニットと床置きヒータに頼っていたものを、
冷暖房が可能な空気調和装置を客室内の天井に取り付け
ることによって空気調和された良好な環境を得ることが
できる。また外気と内気の導入も乗員の任意による選択
が可能とし、新鮮でかつ空気調和の施された良好な環境
を得ることができる。また冷房や暖房の条件や乗員の人
数および着座位置に応じた調和空気の吹き出し方向を任
意に設定でき、またその吹き出し方向を変える為の構造
も天井に取り付けるのに適したコンパクトなものを備
え、窓ガラスに直接調和空気を吹き付けて窓曇りを除去
するデフロスタ機能を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が実施される自動車用空気調和装置の
一つの例の構成を（ａ），（ｂ）に示しており、（ｃ）
は本発明の熱交換サイクルの系統図である。

【図２】 本発明が実施される自動車用空気調和装置の
一つの例による効果であって、（ａ）は暖房時であり
（ｂ）は冷房時を示す。

【図３】 本発明が実施される自動車用空気調和装置の
一つの例の構成を（ａ），（ｂ）に示している。

【図４】 本発明が実施される自動車用空気調和装置の
一つの例による効果であって、（ａ）は暖房時であり
（ｂ）は冷房時を示す。

【図５】 従来の自動車用空気調和装置の構成を（ａ）
に示し、暖房時と冷房時を各々（ｂ）、（ｃ）に示す。

【符号の説明】

１…熱交換器、 ２…バタフライドア、３…チルト
アップ式ルーフ、４…ブロワユニット、５…吐出口ド
ア、 ６…内外気切替ドア、７…エアフィルタ、 ８
…吸入口、９…吐出口、 １０…車両天井、１１…
外気、 １２…導入空気、１３…調和空気、
１４…ドア押えバネ、１５…空気流通路、 １６…外気
導入口、２０…室外熱交換器、２１…前席熱交換器、２
２…コンプレッサ、２３…四方弁、２４…リキッドタン
ク、２５…膨脹弁、 ２６…逆止弁、２７…ヒート
ポンプシステム、３０…エバポレータ、３１…冷気、３
２…クーラユニット、３３…床置きヒータ、３４…前席
エアコン、３５…温風、 ３６…冷風、３７…調
和温風、 ３８…調和冷風、４０…調和温風、 ４
１…調和冷風、４２…オーバーヘッドエアコン、５０…
ワンボックスカー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内の車両天井(10)に設置されて空気
   流を作るブロワユニット(4) を内蔵した空気流通路(15)
   を形成し、前記空気流通路(15)に上流側から順に吸入口
   (8) と導入空気(12)への熱交換を行って加温と冷却とを
   行う熱交換器(1) と吐出口(9) とが設けられてなり、前
   記熱交換器(1) を制御手段により乗員の任意に制御可能
   な制御手段を備えたヒートポンプシステム(27)に接続し
   て冷暖房兼用としたことを特徴とする自動車用空気調和
   装置。
2. 【請求項２】 前記空気流通路(15)内に設けられて空気
   流の向きを制御するバタフライドア(2) と前記バタフラ
   イドア(2) に制御された風圧により開閉する吐出口ドア
   (5) とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動
   車用空気調和装置。
3. 【請求項３】 開閉自在なチルトアップ式ルーフ(3) を
   備えた外気導入口(16)を設けて外気(11)の導入を可能と
   したことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用
   空気調和装置。