WO2016031136A1 - 車両用空調ユニット - Google Patents
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- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
Definitions
- the present disclosure relates to a vehicle air conditioning unit that blows out air-conditioned air into a vehicle interior.
- Patent Document 1 An air conditioning unit for a vehicle described in Patent Document 1 contains an evaporator as a cooler for cooling air, a heater core as a heater for heating the cooled air, an evaporator and a heater core, and air flow. And an air conditioning case forming a path.
- a first flow path for flowing air by bypassing the heater core and a second flow path for flowing air to the heater core installed therein are formed on the downstream side of the air flow of the evaporator. And in order to control the temperature of the air blown into the passenger compartment, an air mix door is arranged upstream of the air flow with respect to the heater core.
- the layout in the air conditioning case such as the vehicle air conditioning unit of Patent Document 1 is currently mainstream.
- a vehicle equipped with a vehicle air conditioning unit as shown in Patent Document 1 may be used in a plurality of countries or regions around the world.
- the vehicle is used in emerging countries (particularly in the subtropical region), for the purpose of cost reduction, for example, lower heating performance than those used in regions other than emerging countries such as developed countries Sometimes.
- the size of the heater core accommodated in the vehicle air conditioning unit is reduced, and at the same time, the second flow path in which the heater core is installed has a flow path cross-sectional area that matches the size of the heater core. It was formed to have.
- the vehicle air conditioning unit is configured as shown in FIG.
- FIG. 4A is a longitudinal sectional view of a vehicle air-conditioning unit used in a region other than the emerging countries (for example, developed countries), and
- FIG. 4B is a longitudinal sectional view of the vehicle air-conditioning unit used in the emerging countries.
- the components other than the second flow path 902a and the heater core 904 of the air conditioning case 902, for example, the evaporator 906, the air mix door 908, and the outlet doors 910, 912, and 914 are the same as each other.
- the size of the heater core 904 shown in FIG. 4B is made smaller than the heater core 904 shown in FIG. 4A as indicated by an arrow ARhc.
- the cross-sectional area of the second flow path 902a shown in FIG. 4B is also smaller than the cross-sectional area of the second flow path 902a shown in FIG. 4A in accordance with the size of the heater core 904 shown in FIG. 4B.
- 4B represents the outer shape of the air conditioning case 902 and the heater core 904 in FIG. 4A.
- This indication aims at providing the air-conditioning unit for vehicles which can control pressure loss of the air flow in the air channel in which a heater is installed in view of the above-mentioned point.
- the vehicle air conditioning unit of the present disclosure includes an air conditioning case, a cooler, a heater, and a switchgear.
- the air conditioning case is formed with a first flow path through which air blown into the passenger compartment flows, and a second flow path through which air flows in parallel with the first flow path.
- the cooler is disposed on the upstream side of the air flow with respect to the first flow path and the second flow path in the air conditioning case, and cools the air flowing in the air conditioning case.
- a heater is arrange
- the opening / closing device opens and closes the second flow path.
- the second flow path includes a heater bypass flow path that bypasses the heater and flows air.
- the heater is disposed in the second flow path formed in the air conditioning case, and the second flow path is a heater bypass flow path that bypasses the heater and flows air. Contains.
- the flow path cross-sectional area of the second flow path is equivalent to that of the heater bypass flow path. growing. Therefore, it is possible to suppress the pressure loss of the air flow in the second flow path.
- FIG. 10 It is a longitudinal section of vehicle air-conditioning unit 10 in a 1st embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view of the air conditioning unit 10 in 2nd Embodiment, Comprising: It is a figure equivalent to FIG. It is a longitudinal cross-sectional view of the air conditioning unit 10 in 3rd Embodiment, Comprising: It is a figure equivalent to FIG. It is a comparative example of this indication, and is a longitudinal section of a vehicle air-conditioning unit used in areas other than an emerging country. It is a comparative example of this indication, and is a longitudinal section of a vehicle air-conditioning unit used in an emerging country.
- FIG. 1 shows a vehicle in which a heat exchanger part is housed among indoor unit parts constituting a part of a vehicle air conditioner provided with a refrigeration cycle including a compressor and a condenser disposed in an engine room. It is a longitudinal cross-sectional view of the air conditioning unit 10 (hereinafter, simply referred to as the air conditioning unit 10).
- each arrow DR1, DR2 of FIG. 1 shows the direction in the state in which the air conditioning unit 10 was mounted in the vehicle. That is, the arrow DR1 in FIG. 1 indicates the longitudinal direction DR1 of the vehicle, and the arrow DR2 indicates the vertical direction DR2 of the vehicle.
- the air conditioning unit 10 is disposed in the left-right direction of the vehicle, that is, in the substantially central portion in the vehicle width direction, inside the instrument panel (not shown) at the front of the vehicle interior.
- the indoor unit portion of the vehicle air conditioner is roughly divided into an air conditioner unit 10 shown in FIG. 1 and a blower unit (not shown) that is offset on the passenger seat side inside the instrument panel.
- this blower unit includes an inside / outside air switching box and a centrifugal blower.
- the inside / outside air switching box switches and introduces outside air that is outside the passenger compartment or inside air that is inside the passenger compartment.
- the centrifugal blower blows air introduced into the inside / outside air switching box.
- the air blown by the blower unit flows into the front air inflow space 12 in the air conditioning case 11 of the air conditioning unit 10 shown in FIG.
- the air conditioning unit 10 includes an air conditioning case 11, an evaporator 13, an air mix door 14, a heater core 15, and air outlet mode doors 201, 211, and 221.
- the air conditioning case 11 constitutes a passage for the air flowing toward the vehicle interior, and houses the evaporator 13, the air mix door 14, the heater core 15, and the blowout mode doors 201, 211, and 221.
- the air conditioning case 11 is molded of a resin having a certain degree of elasticity such as polypropylene and having excellent mechanical strength.
- the air-conditioning case 11 is specifically divided into a plurality of divided cases for reasons such as die-cutting for molding and reasons for assembling the air-conditioning equipment in the air-conditioning case 11.
- the split case is fastened together.
- low-pressure refrigerant that has been decompressed by a decompression device such as an expansion valve of a refrigeration cycle for vehicle air conditioning flows into the evaporator 13.
- the low-pressure refrigerant absorbs heat from the air and evaporates, whereby the air is cooled. That is, the evaporator 13 is a cooler that cools the air flowing in the air conditioning case 11.
- the evaporator 13 is provided in the rear part of the air inflow space 12 in the air conditioning case 11 of the air conditioning unit 10, and is vertically arranged in the vertical direction DR2 at the rear part.
- the evaporator 13 is vertically arranged so that the air inflow surface and the air outflow surface of the core portion 13a of the evaporator 13 extend in the vertical direction. Therefore, the air blown by the blower unit flows into the air inflow space 12 and then passes through the core portion 13a of the evaporator 13 from the front to the rear.
- a cold air passage 16 and a hot air passage 18 are formed.
- the cold air passage 16 is a first flow passage 16 through which air blown into the vehicle compartment flows.
- the hot air passage 18 is a second passage 18 through which air flows in parallel with the cold air passage 16.
- the evaporator 13 is disposed on the upstream side of the air flow with respect to both the cold air passage 16 and the hot air passage 18.
- the heater core 15 heats air using warm water, which is engine cooling water of a vehicle engine, as a heat source. That is, the heater core 15 is a hot water heater that heats the air cooled by the evaporator 13.
- the heater core 15 is vertically arranged so that the air inflow surface and the air outflow surface of the core portion 15a of the heater core 15 extend substantially in the vertical direction.
- the heater core 15 is disposed in the hot air passage 18. That is, the heater core 15 is arranged behind the evaporator 13, that is, on the downstream side of the air flow.
- the hot air passage 18 includes a heater bypass passage 181 that causes the heater core 15 serving as a heater to bypass the arrow core a2 to flow air.
- the heater bypass flow path 181 is formed so as to deviate from the air flow (see arrow a ⁇ b> 3) passing through the heater core 15 and pass through the adjacent space 181 a arranged side by side with the heater core 15.
- the heater bypass channel 181 induces air so as to pass through the adjacent space 181a without passing through the heater core 15.
- the hot air passage 18 joins air that has passed through the heater bypass passage 181 (see arrow a2) and air that has passed through the heater core 15 (see arrow a3), and then has passed through the cold air passage 16. (See arrow b).
- the air that has passed through the heater bypass passage 181 and the air that has passed through the heater core 15 are mixed in the hot air passage 18, and the mixed air merges with the air that has passed through the cold air passage 16.
- the arrow a4 of FIG. 1 has shown the air flow of the warm air path 18 after the air which passed the heater bypass flow path 181, and the air which passed the heater core 15 merged.
- the air mix door 14 is disposed between the evaporator 13 and the heater core 15 on the downstream side of the air flow with respect to the evaporator 13.
- the air mix door 14 is a plate-like rotary door.
- the air mix door 14 adjusts the distribution of the air downstream of the evaporator 13 in the air conditioning case 11 by changing the rotational position of the door body using an actuator or the like, for example, and thereby the blowout temperature of the air blown into the vehicle interior Adjust. More specifically, the air mix door 14 has an air volume that flows from the evaporator 13 to the hot air passage 18 as indicated by an arrow a1, and an air volume that flows from the evaporator 13 to the cold air passage 16 as indicated by an arrow b. The air volume ratio is adjusted to adjust the temperature of air blown into the passenger compartment.
- the air mix door 14 changes the cold air passage 16 from the maximum cooling position (MAXCOOL position) where the cold air passage 16 is fully opened while the hot air passage 18 is fully closed, while the cold air passage 16 is fully closed.
- the hot air passage 18 is rotated in a range up to a maximum heating position (MAXHOT position) where the hot air passage 18 is fully opened. Therefore, the air mix door 14 is an open / close device that opens and closes the cool air passage 16 and an open / close device that opens and closes the hot air passage 18.
- the air mix door 14 at the MAXHOT position is illustrated by a solid line
- the air mix door 14 at the MAXCOOL position is illustrated by a broken line.
- the air conditioning case 11 includes a hot air guide wall 11 d formed at a predetermined interval behind the heater core 15, and the hot air guide wall 11 d and the heater core 15 are provided between the hot air guide wall 11 d and the heater core 15. A part of the air passage 18 is formed. Then, in the space between the hot air guide wall 11 d formed as a part of the hot air passage 18 and the heater core 15, the air passing through the heater bypass channel 181 and the air passing through the heater core 15 are mixed with each other. Is done. The mixed air is guided as warm air by the warm air guide wall 11d as indicated by an arrow a4 and flows upward in the warm air passage 18.
- an air mix chamber (merging space) 19 in which the cold air passage 16 and the hot air passage 18 merge is formed.
- the hot air flowing through the hot air passage 18 as shown by the arrow a4 collides with the cold air flowing through the cold air passage 16 as shown by the arrow b. That is, in the air mix chamber 19, the cold air from the cold air passage 16 and the hot air from the hot air passage 18 are mixed.
- the air mixed in the air mix chamber 19 is blown out into at least one of the openings 20, 21, and 22 into the vehicle interior.
- the heater core 15 is disposed at a position closer to the air mix chamber 19 than the heater bypass passage 181.
- the distance from the air mix chamber 19 to the heater core 15 is shorter than the distance from the air mix chamber 19 to the heater bypass passage 181. That is, the air mix chamber 19 is provided with respect to the heater core 15 on one side in the specific direction DRs orthogonal to the air flow in the heater core 15 (more specifically, the air flow in the core portion 15a).
- the adjacent space 181 a included in the heater bypass channel 181 is provided on the other side in the specific direction DRs with respect to the heater core 15.
- the adjacent space 181a is provided on the side opposite to the air mix chamber 19 side when viewed from the heater core 15 in the specific direction DRs. Due to such an arrangement, the heater bypass channel 181 has the air mix chamber 19 in which the air passing through the heater bypass channel 181 (see arrow a2) goes farther than the air passing through the heater core 15 (see arrow a3). It is formed to reach. That is, the path that passes through the heater bypass flow path 181 and reaches the air mix chamber 19 is longer than the path that passes through the heater core 15 and reaches the air mix chamber 19.
- a defroster opening 20 is opened in a front portion of the air conditioning case 11 on the front side of the vehicle, and a face opening 21 is opened in a portion of the upper surface portion of the air conditioning case 11 on the vehicle rear side with respect to the defroster opening 20. ing.
- the defroster opening 20 blows air (air for air conditioning) from the air mix chamber 19 toward the inner surface of the vehicle front glass.
- the defroster opening 20 is opened and closed by a rotating defroster door 201 provided in the defroster opening 20.
- the defroster door 201 at a position where the defroster opening 20 is fully opened is illustrated by a solid line
- the defroster door 201 at a position where the defroster opening 20 is fully closed is illustrated by a broken line.
- the face opening 21 blows air from the air mix chamber 19 toward the occupant's head and chest.
- the face opening 21 is opened and closed by a rotating face door 211 provided in the face opening 21.
- the face door 211 at a position where the face opening 21 is fully closed is illustrated by a solid line
- the face door 211 at a position where the face opening 21 is fully opened is illustrated by a broken line.
- the foot opening 22 is provided on the vehicle rear side with respect to the face opening 21.
- the foot opening 22 blows air from the air mix chamber 19 to the foot outlet passage 23, and the foot outlet passage 23 guides air from the foot opening 22 to the foot outlet 24.
- the foot outlet 24 blows air toward the feet of the passengers in the passenger compartment.
- the foot opening 22 is opened and closed by a pivoting foot door 221 provided in the foot opening 22.
- the foot door 221 at a position where the foot opening 22 is fully opened is illustrated by a solid line
- the foot door 221 at a position where the foot opening 22 is fully closed is illustrated by a broken line.
- Each of the blowout mode doors 201, 211, and 221 is driven by an actuator such as a servo motor to switch the blowout outlet mode to any one of a face mode, a bi-level mode, a foot mode, a foot defroster mode, and a defroster mode. It is possible.
- the heater core 15 is disposed in the hot air passage 18 formed in the air conditioning case 11, and the hot air passage 18 bypasses the heater core 15 and flows the heater bypass flow.
- a path 181 is included. Therefore, compared with the case where the hot air passage 18 is formed with a flow passage cross-sectional area that matches the size of the heater core 15, the flow passage cross-sectional area of the hot air passage 18 is equivalent to that of the heater bypass flow passage 181. growing. Therefore, it is possible to suppress the pressure loss of the air flow in the warm air passage 18.
- an air conditioning unit in which the cross section of the hot air passage 18 is formed according to the size of the heater core 15 is assumed.
- the air conditioning unit 10 of the present embodiment even if the flow passage cross-sectional area of the hot air passage 18 is reduced in accordance with the size of the heater core 15 as in the air conditioning unit of the comparative example, pressure loss is caused by providing the heater bypass passage 181. Can be prevented.
- noise and air volume are reduced as compared with the air conditioning unit 10 that employs the large heater core 15 in which the heater core 15 is extended to a portion corresponding to the adjacent space 181a as indicated by a two-dot chain line CR1 in FIG. It can be maintained at the same level.
- the heating capacity (heating performance) of the large heater core 15 becomes excessive, the heating capacity can be reduced to reduce the cost of the heater core 15.
- the air conditioning unit 10 of the present embodiment can appropriately respond to a request that requires a sufficiently large air volume, although the heating capacity is not required to be too high.
- the heater core 15 of the present embodiment is mounted on the air conditioning unit 10 and when the large heater core 15 indicated by a two-dot chain line CR1 is mounted on the air conditioning unit 10, the heater core 15 can be used. There is no need to change the outer shape of the air conditioning case 11 at the site where the is mounted. Therefore, since the metal mold
- the distance from the air mix chamber 19 to the heater core 15 is shorter than the distance from the air mix chamber 19 to the heater bypass passage 181.
- the air passing through the heater bypass flow path 181 goes farther than the air passing through the heater core 15 and reaches the air mix chamber 19. Therefore, compared with the case where the air passing through the heater bypass passage 181 does not go around like that, the flow resistance of the air flowing through the heater bypass passage 181 increases, and the air flowing into the hot air passage 18 correspondingly increases. It becomes easy to flow to the heater core 15. As a result, the heating capacity of the heater core 15 can be sufficiently exhibited.
- the air that has passed through the heater bypass flow path 181 and the air that has passed through the heater core 15 are mixed with each other in the hot air passage 18, and the mixed air has passed through the cold air passage 16. Merge with air. Therefore, the air that has passed through the heater bypass channel 181 and the air that has passed through the heater core 15 are mixed in advance in the hot air passage 18 and then mixed with the air that has passed through the cold air passage 16. Therefore, it becomes easy to suppress temperature unevenness in the air flowing downstream from the air mix chamber 19.
- FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the air conditioning unit 10 of the present embodiment, and corresponds to FIG.
- the arrangement of the heater core 15 and the heater bypass channel 181 is different from that of the first embodiment.
- the heater core 15 is disposed at a position farther from the heater bypass channel 181 with respect to the air mix chamber 19.
- the distance from the air mix chamber 19 to the heater core 15 is longer than the distance from the air mix chamber 19 to the heater bypass passage 181. That is, with reference to the adjacent space 181a included in the heater bypass channel 181, the air mix chamber 19 is provided on one side in the specific direction DRs shown in FIG. 2, and the heater core 15 is on the other side in the specific direction DRs. Is provided.
- the air mix chamber 19 is provided on one side in the specific direction DRs with respect to the adjacent space 181a, and the heater core 15 is provided on the other side in the specific direction DRs with respect to the adjacent space 181a.
- the length of the path from the heater bypass flow path 181 to the air mix chamber 19 is shorter than the length of the path in the first embodiment.
- the pressure loss of the air flow in the warm air passage (second flow path) 18 can be suppressed as compared with the first embodiment.
- FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the air conditioning unit 10 of the present embodiment, and corresponds to FIG. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the number of heater cores 15 is different from that in the first embodiment.
- the air conditioning unit 10 includes two heater cores, a first heater core 151 and a second heater core 152.
- the heater core 15 includes a first heating unit and a second heating unit.
- the first heater core 151 and the second heater core 152 are respectively the same as the heater core 15 of the first embodiment, and are arranged in the vertical direction DR2 in the warm air passage 18.
- both the first heater core 151 and the second heater core 152 exhibit the same heating capability as the heater core 15 of the first embodiment.
- the first heater core 151 is disposed above the second heater core 152, that is, at a position closer to the air mix chamber 19 than the second heater core 152. In other words, the distance from the air mix chamber 19 to the first heater core 151 is shorter than the distance from the air mix chamber 19 to the second heater core 152.
- An adjacent space 181 a included in the heater bypass flow path 181 is formed between the first heater core 151 and the second heater core 152.
- an arrow a ⁇ b> 3-1 indicates an air flow passing through the first heater core 151
- an arrow a ⁇ b> 3-2 indicates an air flow passing through the second heater core 152.
- air that passes through the heater bypass channel 181 (see arrow a2), air that passes through the first heater core 151 (see arrow a3-1), and air that passes through the second heater core 152 (arrow a3). -2) are merged with each other, and then merged with the air that has passed through the cold air passage 16 (see arrow b).
- the air that has passed through the heater bypass channel 181 the air that has passed through the first heater core 151, and the air that has passed through the second heater core 152 are mixed in the hot air passage 18, and the mixed air is cooled in the cold air passage. 16 joins the air that has passed through.
- the first heater core 151 out of the two heater cores 151 and 152 is similar to the arrangement relationship between the heater core 15 and the heater bypass channel 181 in the first embodiment, and the heater bypass channel with respect to the air mix chamber 19. It is arranged at a position closer to 181. In other words, the distance from the air mix chamber 19 to the first heater core 151 is closer than the distance from the air mix chamber 19 to the heater bypass passage 181.
- the warm air passage 18 is curved upward toward the downstream side of the air flow from the heater cores 15, 151, 152, but may not be so curved.
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Abstract
車両用空調ユニットは、空調ケース(11)と、冷却器(13)と、加熱器(15、151、152)と、開閉装置(14)とを備える。空調ケースには、車室内へ吹き出す空気が流通する第1流路(16)、および第1流路と並行に空気が流通する第2流路(18)が形成されている。冷却器は、空調ケース内で第1流路と第2流路とに対し空気流れ上流側に配置され、空調ケース内を流れる空気を冷却する。加熱器は、第2流路に配置され、冷却器で冷却された空気を加熱する。開閉装置は、第2流路を開閉する。第2流路は、加熱器を迂回させて空気を流す加熱器バイパス流路(181)を含んでいる。
Description
本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2014年8月27日に出願された日本特許出願2014-172830号を基にしている。
本開示は、空調された空気を車室内へ吹き出す車両用空調ユニットに関するものである。
従来、この種の車両用空調ユニットとして、例えば特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された車両用空調ユニットは、空気を冷却する冷却器としてのエバポレータと、その冷却された空気を加熱する加熱器としてのヒータコアと、エバポレータおよびヒータコアを収容すると共に空気の流路を形成する空調ケースとを備えている。
空調ケース内には、ヒータコアをバイパスさせて空気を流す第1流路と、その内部に設置されたヒータコアへ空気を流す第2流路とがエバポレータの空気流れ下流側に形成されている。そして、車室内への吹出空気温度を制御するために、エアミックスドアがヒータコアに対する空気流れ上流側に配置されている。この特許文献1の車両用空調ユニットのような空調ケース内のレイアウトが現在主流となっている。
本開示の発明者による検討によれば、例えば特許文献1に示すような車両用空調ユニットを搭載した車両が世界中の複数の国または地域で使用されることがある。当該車両が新興国(特に亜熱帯地域)で使用される場合には、コストダウンを目的として、例えば先進国のような新興国以外の地域で使用されるものと比較して、暖房性能を低くすることがある。そして、そのような場合には、車両用空調ユニット内に収容されるヒータコアのサイズが小さくされ、それと共に、ヒータコアが設置される第2流路は、そのヒータコアのサイズに合った流路断面積を有するように形成されていた。
詳細には、車両用空調ユニットは図4に示すように構成されている。図4Aは、新興国以外の地域等(例えば先進国)で使用される車両用空調ユニットの縦断面図であり、図4Bは、新興国で使用される車両用空調ユニットの縦断面図である。図4A、4Bにおいて、空調ケース902の第2流路902aおよびヒータコア904を除く各構成要素、例えばエバポレータ906、エアミックスドア908、および各吹出口ドア910、912、914は、互いに同一である。
図4Bに示すヒータコア904のサイズは、図4Aに示すヒータコア904よりも矢印ARhcで示すように小さくされる。それと共に、図4Bに示す第2流路902aの断面積も、図4Bに示すヒータコア904のサイズに合わせて、図4Aに示す第2流路902aの断面積よりも小さくなっている。なお、図4Bの二点鎖線Lshは、図4Aの空調ケース902およびヒータコア904の外形を表している。
しかしながら、車両用空調ユニット900の暖房性能を低くする場合、第2流路902aの断面積をヒータコア904のサイズに合わせると、ヒータコア904が設置される第2流路902aにおいて空気流れの圧損が大きくなり、風量の減少および騒音の増大等の不具合が生じる。
本開示は上記点に鑑みて、加熱器が設置される空気流路における空気流れの圧損を抑制することが可能な車両用空調ユニットを提供することを目的とする。
本開示の車両用空調ユニットは、空調ケースと、冷却器と、加熱器と、開閉装置とを備える。空調ケースには、車室内へ吹き出す空気が流通する第1流路、および第1流路と並行に空気が流通する第2流路が形成されている。冷却器は、空調ケース内で第1流路と第2流路とに対し空気流れ上流側に配置され、空調ケース内を流れる空気を冷却する。加熱器は、第2流路に配置され、冷却器で冷却された空気を加熱する。開閉装置は、第2流路を開閉する。第2流路は、加熱器を迂回させて空気を流す加熱器バイパス流路を含んでいる。
本開示の車両用空調ユニットによれば、加熱器は、空調ケースに形成された第2流路に配置され、第2流路は、加熱器を迂回させて空気を流す加熱器バイパス流路を含んでいる。これにより、第2流路を加熱器のサイズに合わせた流路断面積で形成する場合と比較して、加熱器バイパス流路が設けられている分、第2流路の流路断面積が大きくなる。従って、第2流路における空気流れの圧損を抑制することが可能である。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第1実施形態における車両用空調ユニット10の縦断面図である。
第2実施形態における空調ユニット10の縦断面図であって、図1に相当する図である。
第3実施形態における空調ユニット10の縦断面図であって、図1に相当する図である。
本開示の比較例であり、新興国以外の地域等で使用される車両用空調ユニットの縦断面図である。
本開示の比較例であり、新興国で使用される車両用空調ユニットの縦断面図である。
以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、以下の各実施形態において、前述の実施形態と異なる点を主として説明し、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。
(第1実施形態)
図1は、エンジンルームに配設されたコンプレッサおよびコンデンサ等から構成される冷凍サイクルを備えた車両用空調装置の一部を構成する室内ユニット部のうち、熱交換器部を収容している車両用空調ユニット10(以下、単に空調ユニット10と呼ぶ)の縦断面図である。なお、図1の各矢印DR1、DR2は、空調ユニット10が車両に搭載された状態での向きを示す。すなわち、図1の矢印DR1は車両の前後方向DR1を示し、矢印DR2は車両の上下方向DR2を示している。
図1は、エンジンルームに配設されたコンプレッサおよびコンデンサ等から構成される冷凍サイクルを備えた車両用空調装置の一部を構成する室内ユニット部のうち、熱交換器部を収容している車両用空調ユニット10(以下、単に空調ユニット10と呼ぶ)の縦断面図である。なお、図1の各矢印DR1、DR2は、空調ユニット10が車両に搭載された状態での向きを示す。すなわち、図1の矢印DR1は車両の前後方向DR1を示し、矢印DR2は車両の上下方向DR2を示している。
空調ユニット10は、車室内前部の不図示の計器盤内側において、車両の左右方向すなわち車両幅方向の略中央部に配置される。車両用空調装置の上記室内ユニット部は、図1に示す空調ユニット10と、計器盤内側において助手席側にオフセット配置される図示しない送風機ユニットとに大別される。
この送風機ユニットは、周知のごとく、内外気切替箱と、遠心式送風機とを備えている。内外気切替箱は、車室外空気である外気または車室内空気である内気を切替導入する。遠心式送風機は、この内外気切替箱に導入された空気を送風する。この送風機ユニットが送風する空気は、図1に示す空調ユニット10の空調ケース11内のうち、最前部の空気流入空間12に流入するようになっている。
空調ユニット10は、空調ケース11、蒸発器13、エアミックスドア14、ヒータコア15、および各吹出モードドア201、211、221を備えている。空調ケース11は、車室内へ向かって流れる空気の通路を構成するもので、蒸発器13、エアミックスドア14、ヒータコア15、および各吹出モードドア201、211、221を収容している。
空調ケース11は、ポリプロピレンのようなある程度の弾性を有し、機械的強度に優れた樹脂にて成形されている。空調ケース11は、成形上の型抜きの都合、および空調ケース11内への空調機器の組付上の理由等から、具体的には複数の分割ケースに分割して成形した後に、この複数の分割ケースを一体に締結する構成になっている。
蒸発器13には、周知のように車両空調用冷凍サイクルの膨張弁等の減圧装置により減圧された低圧冷媒が流入する。蒸発器13では、この低圧冷媒が空気から吸熱して蒸発することにより、空気が冷却される。すなわち、蒸発器13は、空調ケース11内を流れる空気を冷却する冷却器である。
蒸発器13は、空調ユニット10の空調ケース11内において空気流入空間12の後方部に設けられ、その後方部で上下方向DR2に縦配置されている。言い換えれば、蒸発器13は、蒸発器13が有するコア部13aの空気流入面および空気流出面が上下方向に延びるように縦配置されている。従って、送風機ユニットが送風した空気は空気流入空間12に流入した後、蒸発器13のコア部13aを前方から後方へと通過する。
また、空調ケース11内には、冷風通路16と温風通路18が形成されている。冷風通路16は、車室内へ吹き出す空気が流通する第1流路16である。温風通路18は、冷風通路16と並行に空気が流通する第2流路18である。蒸発器13は、冷風通路16と温風通路18との両方に対し空気流れ上流側に配置されている。
ヒータコア15は、周知のように、車両エンジンのエンジン冷却水である温水を熱源として、空気を加熱する。すなわち、ヒータコア15は、蒸発器13で冷却された空気を加熱する温水式の加熱器である。ヒータコア15は、ヒータコア15が有するコア部15aの空気流入面および空気流出面が略上下方向に延びるように縦配置されている。
ヒータコア15は温風通路18に配置されている。すなわち、ヒータコア15は、蒸発器13の後方すなわち空気流れ下流側に配置されている。
但し、温風通路18へ流入した空気の全部がヒータコア15を通過するのではない。温風通路18へ流入した空気の一部は、ヒータコア15を迂回して流れる。すなわち、温風通路18は、加熱器としてのヒータコア15を矢印a2のように迂回させて空気を流す加熱器バイパス流路181を含んでいる。加熱器バイパス流路181は、ヒータコア15を通る空気流れ(矢印a3参照)から外れ且つヒータコア15に並んで配置された隣接空間181aを経るように形成されている。換言すれば、加熱器バイパス流路181は、ヒータコア15を通過することなく隣接空間181aを通過するように空気を誘導する。
そして、温風通路18は、加熱器バイパス流路181を通った空気(矢印a2参照)とヒータコア15を通った空気(矢印a3参照)とを互いに合流させてから、冷風通路16を通った空気(矢印b参照)と合流させる。換言すれば、加熱器バイパス流路181を通った空気とヒータコア15を通った空気は、温風通路18にて混合され、混合された空気が、冷風通路16を通った空気に合流する。なお、図1の矢印a4は、加熱器バイパス流路181を通った空気とヒータコア15を通った空気とが互いに合流した後の温風通路18の空気流れを示している。
エアミックスドア14は、蒸発器13に対する空気流れ下流側であって、蒸発器13とヒータコア15との間に配置されている。エアミックスドア14は板状の回動式ドアである。エアミックスドア14は、例えばアクチュエータ等によりドア本体の回動位置を変化させて、空調ケース11内の蒸発器13の下流の空気の配分を調節し、それにより、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する。詳細に言えば、エアミックスドア14は、蒸発器13から温風通路18へ矢印a1のように流入する空気の風量と、蒸発器13から冷風通路16へ矢印bのように流入する空気の風量との風量割合を調整して、車室内への吹出空気温度を調整する。
具体的に、エアミックスドア14は、冷風通路16を全開状態にする一方で温風通路18を全閉状態にする最大冷房位置(MAXCOOL位置)から、冷風通路16を全閉状態にする一方で温風通路18を全開状態にする最大暖房位置(MAXHOT位置)までの範囲で回動する。従って、エアミックスドア14は、冷風通路16を開閉する開閉装置であると共に、温風通路18を開閉する開閉装置でもある。図1では、MAXHOT位置のエアミックスドア14が実線で図示され、MAXCOOL位置のエアミックスドア14が破線で図示されている。
空調ケース11は、ヒータコア15の後方部に所定間隔を隔てて形成された温風ガイド壁11dを備え、温風ガイド壁11dおよびヒータコア15は、温風ガイド壁11dとヒータコア15との間に温風通路18の一部を形成している。そして、温風通路18の一部として形成された温風ガイド壁11dとヒータコア15との間の空間にて、加熱器バイパス流路181を通った空気とヒータコア15を通った空気とが互いに混合される。混合された空気は温風として、矢印a4のように、温風ガイド壁11dによりガイドされて温風通路18を上方側へ向かって流れる。
空調ケース11内には、冷風通路16と温風通路18とが合流するエアミックスチャンバ(合流空間)19が形成されている。エアミックスチャンバ19において、矢印a4のように温風通路18を流れる温風は、冷風通路16を矢印bのように流れる冷風と衝突する。つまり、エアミックスチャンバ19では、冷風通路16からの冷風と温風通路18からの温風とが混合される。エアミックスチャンバ19で混合された空気は、各開口部20、21、22のうちの少なくとも何れかから車室内へ吹き出される。
エアミックスチャンバ19に対するヒータコア15および加熱器バイパス流路181の位置関係について説明すると、ヒータコア15は、エアミックスチャンバ19に対し、加熱器バイパス流路181よりも近い位置に配置されている。換言すれば、エアミックスチャンバ19からヒータコア15までの距離は、エアミックスチャンバ19から加熱器バイパス流路181までの距離よりも短い。すなわち、エアミックスチャンバ19は、ヒータコア15に対し、ヒータコア15での空気流れ(詳細に言えば、コア部15aでの空気流れ)に直交する特定方向DRsにおける一方側に設けられている。そして、加熱器バイパス流路181に含まれる隣接空間181aは、ヒータコア15に対し、特定方向DRsにおける他方側に設けられている。要するに、隣接空間181aは、特定方向DRsにおいて、ヒータコア15から見てエアミックスチャンバ19側とは相反する側に設けられている。このような配置から、加熱器バイパス流路181は、加熱器バイパス流路181を通る空気(矢印a2参照)が、ヒータコア15を通る空気(矢印a3参照)よりも遠回りをしてエアミックスチャンバ19に至るように形成されている。つまり、加熱器バイパス流路181を通過してエアミックスチャンバ19に至る経路の方が、ヒータコア15を通過してエアミックスチャンバ19に至る経路よりも長くなっている。
空調ケース11の上面部のうち車両前方側の部位にデフロスタ開口部20が開口しており、空調ケース11の上面部のうちデフロスタ開口部20に対する車両後方側の部位にフェイス開口部21が開口している。
デフロスタ開口部20は、エアミックスチャンバ19からの空気(空調用の空気)を車両前面ガラス内面に向けて吹き出す。デフロスタ開口部20は、デフロスタ開口部20に設けられた回動式のデフロスタドア201によって開閉される。図1では、デフロスタ開口部20を全開にする位置のデフロスタドア201が実線で図示され、デフロスタ開口部20を全閉にする位置のデフロスタドア201が破線で図示されている。
フェイス開口部21は、エアミックスチャンバ19からの空気を乗員の頭胸部に向かって吹き出す。フェイス開口部21は、フェイス開口部21に設けられた回動式のフェイスドア211によって開閉される。図1では、フェイス開口部21を全閉にする位置のフェイスドア211が実線で図示され、フェイス開口部21を全開にする位置のフェイスドア211が破線で図示されている。
フット開口部22はフェイス開口部21よりも車両後方側に設けられている。フット開口部22はエアミックスチャンバ19からの空気をフット吹出通路23へ吹き出し、フット吹出通路23は、フット開口部22からの空気をフット吹出口24へ導く。フット吹出口24は、空気を車室内の乗員の足元部に向けて吹き出す。フット開口部22は、フット開口部22に設けられた回動式のフットドア221によって開閉される。図1では、フット開口部22を全開にする位置のフットドア221が実線で図示され、フット開口部22を全閉にする位置のフットドア221が破線で図示されている。
上記の各吹出モードドア201、211、221は、サーボモータ等のアクチュエータによりそれぞれ駆動されて、吹出口モードをフェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフロスタモードまたはデフロスタモードのいずれに切り替えることが可能となっている。
上述したように、本実施形態によれば、ヒータコア15は、空調ケース11に形成された温風通路18に配置され、温風通路18は、ヒータコア15を迂回させて空気を流す加熱器バイパス流路181を含んでいる。従って、温風通路18をヒータコア15のサイズに合わせた流路断面積で形成する場合と比較して、加熱器バイパス流路181が設けられている分、温風通路18の流路断面積が大きくなる。そのため、温風通路18における空気流れの圧損を抑制することが可能である。
例えば、比較例として、温風通路18の流路断面がヒータコア15のサイズに合わせて形成される空調ユニットを想定する。本実施形態の空調ユニット10では、比較例の空調ユニットのようにヒータコア15のサイズに合わせて温風通路18の流路断面積を小さくしたとしても、加熱器バイパス流路181を設けることで圧損の増加を防ぐことが可能である。
そのため、本実施形態では、図1において二点鎖線CR1に示すようにヒータコア15を隣接空間181aに相当する部分まで延ばした大型のヒータコア15を採用した空調ユニット10と比較して、騒音および風量を同等レベルに維持することができる。それと共に、大型のヒータコア15では暖房能力(暖房性能)が過剰となる場合に、暖房能力を削減して、ヒータコア15のコスト低減を図ることが可能である。さらに、本実施形態の空調ユニット10は、暖房能力を余り高くは必要としないが十分に大きな風量を必要とする要求に対し適切に応えることができる。
また、本実施形態のヒータコア15を空調ユニット10に搭載する場合と、二点鎖線CR1で示す大型のヒータコア15を空調ユニット10に搭載する場合との両方があり得る場合の何れにおいても、ヒータコア15を搭載する部位の空調ケース11の外形を変える必要がない。従って、空調ケース11の外形を形成するための金型を共通化することができるので、金型費の低減、および空調ケース11の製造工数の低減といった更なる効果が見込まれる。
また、本実施形態によれば、エアミックスチャンバ19からヒータコア15までの距離が、エアミックスチャンバ19から加熱器バイパス流路181までの距離よりも短い。これにより、加熱器バイパス流路181を通る空気は、ヒータコア15を通る空気よりも遠回りをしてエアミックスチャンバ19に至る。従って、加熱器バイパス流路181を通る空気がそのように遠回りしない場合と比較して、加熱器バイパス流路181を流れる空気の流通抵抗が増し、その分、温風通路18へ流入した空気はヒータコア15へと流れ易くなる。その結果として、ヒータコア15の暖房能力を十分に発揮させることが可能である。
また、本実施形態によれば、加熱器バイパス流路181を通った空気とヒータコア15を通った空気とが、温風通路18において互いに混合され、混合された空気が、冷風通路16を通った空気と合流する。そのため、加熱器バイパス流路181を通った空気とヒータコア15を通った空気とが温風通路18内で予め混合されてから、冷風通路16を通った空気と混合されることになる。従って、エアミックスチャンバ19から下流へ流れる空気において温度むらを抑えることが容易になる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図2を参照して説明する。
次に、第2実施形態について図2を参照して説明する。
図2は、本実施形態の空調ユニット10の縦断面図であって、図1に相当する図である。図2に示すように、本実施形態では、ヒータコア15および加熱器バイパス流路181の配置が第1実施形態と異なっている。具体的には、ヒータコア15は、エアミックスチャンバ19に対し、加熱器バイパス流路181よりも遠い位置に配置されている。換言すれば、エアミックスチャンバ19からヒータコア15までの距離は、エアミックスチャンバ19から加熱器バイパス流路181までの距離よりも遠くなっている。すなわち、加熱器バイパス流路181に含まれる隣接空間181aを基準として、エアミックスチャンバ19は、図2に示す特定方向DRsでの一方側に設けられ、ヒータコア15は、特定方向DRsでの他方側に設けられている。換言すれば、エアミックスチャンバ19が、隣接空間181aに対して特定方向DRsにおける一方側に設けられ、ヒータコア15が、隣接空間181aに対して特定方向DRsにおける他方側に設けられている。
これにより、加熱器バイパス流路181を通ってエアミックスチャンバ19に至る経路の長さが、第1実施形態における当該経路の長さよりも短くなる。その結果、本実施形態によれば、第1実施形態と比べて、温風通路(第2流路)18における空気流れの圧力損失を抑制することができる。
本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について、図3を参照して説明する。
次に、第3実施形態について、図3を参照して説明する。
図3は、本実施形態の空調ユニット10の縦断面図であって、図1に相当する図である。図3に示すように、本実施形態では、ヒータコア15の数が第1実施形態と異なっている。具体的には、空調ユニット10は、第1ヒータコア151および第2ヒータコア152の2つのヒータコアを備えている。換言すれば、ヒータコア15は、第1加熱部と第2加熱部を含んでいる。第1ヒータコア151および第2ヒータコア152はそれぞれ第1実施形態のヒータコア15と同様のものであり、温風通路18において上下方向DR2に並んで配置されている。例えば、第1ヒータコア151および第2ヒータコア152は両方合わせて、第1実施形態のヒータコア15と同程度の暖房能力を発揮する。
詳細には、第1ヒータコア151は第2ヒータコア152よりも上側、すなわち、第2ヒータコア152よりも、エアミックスチャンバ19に近い位置に配置されている。換言すれば、エアミックスチャンバ19から第1ヒータコア151までの距離は、エアミックスチャンバ19から第2ヒータコア152までの距離よりも短くなっている。そして、第1ヒータコア151と第2ヒータコア152との間には、加熱器バイパス流路181に含まれる隣接空間181aが形成されている。
図3では、矢印a3-1が第1ヒータコア151を通り抜ける空気流れを示し、矢印a3-2が第2ヒータコア152を通り抜ける空気流れを示している。本実施形態では、加熱器バイパス流路181を通った空気(矢印a2参照)と、第1ヒータコア151を通った空気(矢印a3-1参照)と、第2ヒータコア152を通った空気(矢印a3-2参照)とを互いに合流させてから、冷風通路16を通った空気(矢印b参照)と合流させる。換言すれば、加熱器バイパス流路181を通った空気、第1ヒータコア151を通った空気、および第2ヒータコア152を通った空気は温風通路18において混合され、混合された空気が、冷風通路16を通った空気と合流する。
また、2つのヒータコア151、152のうち第1ヒータコア151は、第1実施形態でのヒータコア15と加熱器バイパス流路181との配置関係と同様に、エアミックスチャンバ19に対し加熱器バイパス流路181よりも近い位置に配置されている。換言すれば、エアミックスチャンバ19から第1ヒータコア151までの距離は、エアミックスチャンバ19から加熱器バイパス流路181までの距離よりも近くなっている。
本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(他の実施形態)
上述の各実施形態において、温風通路18はヒータコア15、151、152よりも空気流れ下流側では上方に向いて湾曲しているが、そのように湾曲していなくても差し支えない。
上述の各実施形態において、温風通路18はヒータコア15、151、152よりも空気流れ下流側では上方に向いて湾曲しているが、そのように湾曲していなくても差し支えない。
なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。
また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
Claims (7)
- 車室内へ吹き出す空気が流通する第1流路(16)、および前記第1流路と並行に空気が流通する第2流路(18)が形成されている空調ケース(11)と、
前記空調ケース内で前記第1流路と前記第2流路とに対し空気流れ上流側に配置され、前記空調ケース内を流れる空気を冷却する冷却器(13)と、
前記第2流路に配置され、前記冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器(15、151、152)と、
前記第2流路を開閉する開閉装置(14)とを備え、
前記第2流路は、前記加熱器を迂回させて空気を流す加熱器バイパス流路(181)を含んでいる車両用空調ユニット。 - 前記空調ケース内には、前記第1流路と前記第2流路とが合流する合流空間(19)が形成されており、
前記加熱器(15、151)と前記合流空間との間の距離は、前記加熱器バイパス流路と前記合流空間との間の距離よりも短くなっている請求項1に記載の車両用空調ユニット。 - 前記空調ケース内には、前記第1流路と前記第2流路とが合流する合流空間(19)が形成されており、
前記加熱器バイパス流路は、前記加熱器バイパス流路を通って前記合流空間に至る経路が、前記加熱器(15、151)を通って前記合流空間に至る経路よりも長くなっている請求項1に記載の車両用空調ユニット。 - 前記空調ケースには、前記第1流路と前記第2流路とが合流する合流空間(19)が形成されており、
前記加熱器バイパス流路は、前記加熱器(15、151)を通る空気流れから外れ且つ前記加熱器に並んで配置された隣接空間(181a)を経るように形成され、
前記合流空間は、前記加熱器に対し、前記加熱器での空気流れに直交する特定方向(DRs)における一方側に設けられ、前記隣接空間は前記加熱器に対し前記特定方向における他方側に設けられている請求項1に記載の車両用空調ユニット。 - 前記第2流路は、前記加熱器バイパス流路を通った空気と前記加熱器を通った空気とを互いに合流させてから、前記第1流路を通った空気と合流させる請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
- 前記空調ケースには、前記第1流路と前記第2流路とが合流する合流空間(19)が形成されており、
前記加熱器バイパス流路は、前記加熱器(15、151)を通る空気流れから外れ且つ前記加熱器に並んで配置された隣接空間(181a)を経るように形成され、
前記合流空間が、前記隣接空間に対して前記特定方向における一方側に設けられ、前記加熱器が、前記隣接空間に対して前記特定方向における他方側に設けられている請求項1に記載の車両用空調ユニット。 - 前記加熱器は、第1加熱部(151)および第2加熱部(152)を含み、
前記第1加熱部と前記第2加熱部との間に前記隣接空間が形成されている請求項4に記載の車両用空調ユニット。
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Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15836746 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15836746 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |