(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
送風機と、内部に空気流路を有するケースと、前記ケース内に配置される回転軸及び当該回転軸に支持されると共に空気の流れ方向を規定する案内部を有するモードドアを備え、前記案内部の姿勢によって前記空気の吐出先を決定する車両用空気調和装置であって、
前記吐出先は前記ケースの外壁に形成された第1開口と第2開口であり、
前記回転軸に取り付けられると共に前記案内部が前記第1開口へ前記空気を案内する際には前記空気流路の一部を遮蔽し、前記案内部が前記第2開口へ前記空気を案内する際には前記空気流路の遮蔽割合を大きくするように回動する第1遮蔽部材を備え、
前記ケース内部に冷却機器及び加熱機器が配置され、
前記ケース内部に、前記冷却機器が設けられる冷却通路と、前記冷却通路の下流に形成され、前記加熱機器が設けられる加熱通路と、前記冷却通路の下流に形成され、前記加熱機器をバイパスするパイパス開口と、前記加熱通路と前記バイパス開口との下流にて形成され、前記加熱通路を通過する温風と前記バイパス開口を通過する冷風とが合流する混合部と、前記第1開口へ連なる前記空気流路である第1連通路が形成され、
前記混合部の下流に、車室内への吹き出し部へ連通する前記第1開口及び第2開口が形成され、
前記加熱通路と前記バイパス開口との分岐部には該加熱通路と該バイパス開口への送風割合を調節するエアミックスドアが設けられ、
前記第1連通路の上流側には該第1連通路を開閉するための前記モードドアが設けられ、
前記加熱通路の下流端と前記第1連通路の上流端とが隣接して形成されるともに、前記加熱通路の下流端と前記第1連通路の上流端とが隣接する領域に前記モードドアの前記回転軸が配置され、
前記回転軸には前記加熱通路の一部を遮蔽する前記第1遮蔽部材が設けられる
ことを特徴とする車両用空気調和装置。
前記第1遮蔽部材は、前記回転軸の一端側に取り付けられる第1遮蔽板と、前記回転軸の他端側に取り付けられる第2遮蔽板とを有することを特徴とする請求項1記載の車両用空気調和装置。
前記第1開口が乗員の足元への送風を行うヒート開口であり、前記第2開口が乗員の顔近傍への送風を行うベント開口またはフロントウィンドウへの送風を行うデフロスタ開口であり、
前記モードドアが、前記ヒート開口の開閉を行い、
前記モードドアがヒート開口を閉鎖するときに前記空気流路の遮蔽割合が最も大きくなるように前記第1遮蔽部材が前記回転軸に取り付けられている
ことを特徴とする請求項1または2記載の車両用空気調和装置。
前記回転軸に対して前記第1遮蔽部材に変位して取り付けられ、前記第1遮蔽部材にて遮蔽される前記空気流に対して対向する方向から前記案内部へ流入する第2空気流の一部を遮蔽する第2遮蔽部材を備えることを特徴とする請求項4記載の車両用空気調和装置。
【背景技術】
【0002】
一般的に、車両用空気調和装置は車両内前方に搭載されていて、送風ファンによって送風する空気をエバポレータによって除湿及び冷却するように構成されている。車両用空気調和装置がエアミックス方式の場合は、エバポレータを通過した空気の一部あるいは全部がエアミックスドアを介してヒータコアに送られて加温された後、残部の空気と混合されて所定温度の調和空気に生成され、その生成された調和空気が車両内の各吹出口に供給されるように構成されている。
【0003】
車両の各吹出口に供給される調和空気の流量調整は、エバポレータ等を内容するケース内に設けられるモードドアの姿勢によって行われている。モードドアの姿勢を変更することによって、ケース内に形成された流路の開口率が変更され、車両用空気調和装置の吐出量が調整される。
【0004】
ところで、ケース内に形成されている流路を空気が流れる際、モードドアの姿勢や流路形状等に起因して流路内において空気の流れが偏る場合がある。空気の流れに偏りが生じると、車両の各吹出口への供給バランスが崩れ、車室内に調和空気が偏って放出される。そこで、特許文献1に示される車両用空気調和装置では、流路の一部に側壁に沿って流れる空気を中心部に寄せる絞り部を設け、空気が通路内を均一に流れるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、モードドアの姿勢によっては、絞り部がなくとも流路内を空気が均一に流れる場合もある。このような場合には、絞り部が抵抗となって圧力損失を高める原因となり、車両用空気調和装置の消費電力が増加するといった問題が生じる。
【0007】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、車両用空気調和装置において、モードドアの姿勢により流路の絞りの程度を変更可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決するための手段として以下の構成を採用する。
【0009】
第1の発明は、送風機と、内部に空気流路を有するケースと、上記ケース内に配置される回転軸及び当該回転軸に支持されると共に空気の流れ方向を規定する案内部を有するモードドアを備え、上記案内部の姿勢によって上記空気の吐出先を決定する車両用空気調和装置であって、上記吐出先は上記ケースの外壁に形成された第1開口と第2開口であり、上記回転軸に取り付けられると共に上記案内部が上記第1開口へ上記空気を案内する際には上記空気流路の一部を遮蔽し、上記案内部が上記第2開口へ上記空気を案内する際には上記空気流路の遮蔽割合を
大きくするように回動する第1遮蔽部材を備えるという構成を採用する。
【0010】
第2の発明は、上記第1の発明において、上記第1遮蔽部材が、上記回転軸の一端側に取り付けられる第1遮蔽板と、上記回転軸の他端側に取り付けられる第2遮蔽板とを有するという構成を採用する。
【0011】
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記ケース内部に冷却機器及び加熱機器が配置され、上記ケース内部に、上記冷却機器が設けられる冷却通路と、上記冷却通路の下流に形成され、上記加熱機器が設けられる加熱通路と、上記冷却通路の下流に形成され、上記加熱機器をバイパスするパイパス開口と、上記加熱通路と上記バイパス開口との下流にて形成され、上記加熱通路を通過する温風と上記バイパス開口を通過する冷風とが合流する混合部と、上記第1開口へ連なる上記空気流路である第1連通路が形成され、上記混合部の下流に、車室内への吹き出し部へ連通する上記第1開口及び第2開口が形成され、 上記加熱通路と上記バイパス開口との分岐部には該加熱通路と該バイパス開口への送風割合を調節するエアミックスドアが設けられ、 上記第1連通路の上流側には該第1連通路を開閉するための上記モードドアが設けられ、上記加熱通路の下流端と上記第1連通路の上流端とが隣接して形成されるともに、上記加熱通路の下流端と上記第1連通路の上流端とが隣接する領域に上記モードドアの上記回転軸が配置され、上記回転軸には上記加熱通路の一部を遮蔽する上記第1遮蔽部材が設けられるという構成を採用する。
【0012】
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記第1開口が乗員の足元への送風を行うヒート開口であり、上記第2開口が乗員の顔近傍への送風を行うベント開口またはフロントウィンドウへの送風を行うデフロスタ開口であり、上記モードドアが、上記ヒート開口の開閉を行い、上記モードドアがヒート開口を閉鎖するときに上記空気流路の遮蔽割合が最も大きくなるように上記第1遮蔽部材が上記回転軸に取り付けられているという構成を採用する。
【0013】
第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記モードドアが、案内部がフード型のロータリ型ドアであり、上記第1遮蔽部材が上記回転軸径方向において、上記案内部が形成されていない方向へ延在して形成されているという構成を採用する。
【0014】
第6の発明は、上記第5の発明において、上記回転軸に対して上記第1遮蔽部材に変位して取り付けられ、上記第1遮蔽部材にて遮蔽される上記空気流に対して対向する方向から上記案内部へ流入する第2空気流の一部を遮蔽する第2遮蔽部材を備えるという構成を採用する。
【0015】
第7の発明は、上記第6の発明において、上記第2遮蔽部材が、上記第1遮蔽部材で遮蔽することによって流れ方向が変更された空気を通過させるダクトであるという構成を採用する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、空気流路の一部を遮蔽する第1遮蔽部材がモードドアの回転軸に取り付けられている。このため、モードドアの案内部の姿勢に合わせて第1遮蔽部材の姿勢も変更され、第1遮蔽部材による空気流路の絞りの程度が変更される。このため、本発明によれば、モードドアの姿勢により流路の絞りの程度を変更可能とすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して、本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【0019】
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置Sのベントモード時、すなわち、乗員の上半身に向けて車内の吹出口から調和空気を排出するときの概略構成図である。この車両用空気調和装置Sはエアミックス方式を採用しており、ケース1と、エバポレータ2(冷却機器)と、エアミックスドア3と、ヒータコア4(加熱機器)と、モードドア5と、プレート型ドア6と、送風機7とを含んで構成されている。
【0020】
ケース1は、車両用空気調和装置Sの外形を形成していて、その内部には、エバポレータ2が設置される冷却通路1aと、冷却通路1aの下流に形成され、ヒータコア4が設置される加熱通路1bと、冷風と温風とを混合して所定温度の調和空気を生成する混合部1cとが形成されている。そして、このケース1には、デフロスタ開口1d(第2開口)、ベント開口1e(第2開口)及びヒート開口1f(第1開口)が設けられている。これらのデフロスタ開口1d、ベント開口1e及びヒート開口1fは、ケース1内における空気の流れにおいて、後述する混合部1cの下流側に配置されている。
【0021】
デフロスタ開口1dは、生成された調和空気を図示しない車両のウインドウに対向して設けられている吹出口(車室内への吹き出し部)に連通し、ベント開口1eは、乗員の上半身に向けて開口している吹出口(車室内への吹き出し部)に連通し、また、ヒート開口1fは、乗員の足元に向けて開口している吹出口に連通している。
【0022】
また、このケース1の内部には、温風用開口1g、冷風用開口1h(バイパス開口)及び加熱用開口1iが形成されている。温風用開口1gは、ヒータコア4が設置されている加熱通路1bから混合部1cに温風を供給できるように構成され、冷風用開口1hは、エバポレータ2が設置されている冷却通路1aから混合部1cに冷風を供給できるように構成され、加熱用開口1iは、冷却通路1aから加熱通路1bに冷風を供給できるように構成されている。冷風用開口1hは、冷却通路1aの下流に形成され、ヒータコア4をバイパスするための開口である。
【0023】
さらに、ケース1の内部には、ヒート開口1fへ連なる空気流路として第1連通路1jが設けられている。この第1連通路1jの上流端と加熱通路1bの下流端とは、
図1に示すように、隣接して配置されている。
【0024】
エバポレータ2は、車両に搭載される冷凍サイクルの一部分を担っていてケース1内の冷却通路1a内に設けられている。このエバポレータ2は、送風ファンから供給される空気を除湿及び冷却して冷風を生成する。
【0025】
エアミックスドア3は、ケース1内のエバポレータ2の下流側であって冷風用開口1h及び加熱用開口1iの分岐部に設けられている。このエアミックスドア3は、冷風用開口1h及び加熱用開口1i間でラックアンドピニオン機構によりスライドできるように構成されていて、冷風用開口1h及び加熱用開口1iの開口割合(送風割合)を調節できるように構成されている。エアミックスドア3が冷風用開口1hの開口割合が大きくなったときは、加熱用開口1iの開口割合が小さくなり、逆に、加熱用開口1iの開口割合が大きくなったときは、冷風用開口1hの開口割合が小さくなるように調節される。したがって、このエアミックスドア3をスライドさせることにより混合部1cに供給される冷風量及び温風量を調整して所望温度の調和空気を生成することができる。
【0026】
ヒータコア4は、ケース1内の加熱通路1b内に設けられている。このヒータコア4には、車両に搭載されるエンジンから送出される冷却水、すなわちエンジンで加温された冷却水である温水が通過するように構成されている。したがって、このヒータコア4にエバポレータ2で生成された冷風が供給されたときは、その冷風の温度を高めることができる。
【0027】
モードドア5はロータリ型のドアからなり、混合部1c内に設けられている。このモードドア5は、ケース1に貫通して設けられている回転軸5aと、回転軸5aに支持されると共に空気の流れ方向を規定するフード部5b(フード型の案内部)とを備えており、フード部5bの姿勢により空気の供給先(ベント開口1eあるいはヒート開口1f)を決定する。回転軸5aは、第1連通路1jの上流端と加熱通路1bの下流端とが隣接する領域(
図1に示す隣接領域R)に配置されており、図示しないリンクプレートの回転力が伝達リンクを介して伝達されることによって回動されるように構成されている。なお、このモードドア5は平板型のドアからなるプレート型ドアとすることもできる。
【0028】
モードドア5の回転軸5aには、本発明の特徴をなす第1遮蔽部材10と第2遮蔽部材11とが設けられているが、これら第1遮蔽部材10及び第2遮蔽部材11については、プレート型ドア6の説明後に詳述する。
【0029】
プレート型ドア6は平板型のドアからなり、ケース1内のデフロスタ開口1d及びベント開口1eの接合部に設けられている。このプレート型ドア6は、ケース1に貫通して設けられている回転軸6aに片持ち支持されていて、プレート型ドア6の回転によりデフロスタ開口1dまたはベント開口1eのいずれか一方を開口し、他方を閉止する選択開閉ができるように構成されている。回転軸6aは、回転軸5aの回転と同様に、図示しないリンクプレートの回転力が伝達リンクを介して伝達されることによって回動されるように構成されている。
【0030】
送風機7は、ケース1に接続されており、ケース1の冷却通路1aに対して車両の内気あるいは外気を圧送する。
【0031】
さて、第1遮蔽部材10は、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bとで構成されている。これら第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bは長方形状の板材からなり、
図1(b)に示されるように、第1遮蔽板10aはモードドア5の回転軸5aの一方側(
図1(b)において左側)に設けられ、第2遮蔽板10bはその回転軸5aの他方側に設けられている。
【0032】
第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bは、回転軸5aを中心にしてモードドア5と反対側方向にそれぞれ設けられている。そして、これら第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bの先端部は、車両用空気調和装置Sが
図1(a)に示されるベントモード時でモードドア5がヒート開口1fを閉じているときに、温風用開口1gの両側を閉じるように決められている。また、これら第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bの回転軸5a方向の長さは、温風用開口1gの通風(温風)の流れに対して必要以上の抵抗にならず、かつ、
図1(b)に矢印(X1)及び(X2)で示されるように、温風用開口1gの側壁側の通風の流れを温風用開口1gの中央部に偏向できる大きさにそれぞれ決められている。
【0033】
図2(a)のバツ印は、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bにより温風用開口1gの通風が阻止されている状態(
図1(b)のA−A断面)を示し、また、
図2(b)は、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10b間、すなわち第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bの設けられていない温風用開口1gの通風状態(
図1(b)のB−B断面)が示されている。なお、
図2(b)においては、本来ならば第1遮蔽板10aが視認されるが、後の空気の流れの説明における理解を容易とするため、当該第1遮蔽板10aを省略して図示している。また、後述する
図3(b)及び
図4(b)においても同様である。
【0034】
なお、上述の例では、第1遮蔽部材10は回転軸5aの両側に第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bを設けるようにしているが、例えば、回転軸5aの中央部に一個の第1遮蔽部材を設けることにより、温風用開口1gの通風を混合及び撹拌できるならば、一個の第1遮蔽部材でもよい。
【0035】
第2遮蔽部材11は、回転軸5a及びモードドア5の周辺部のヒート開口1f側と反対側間で、かつ、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10b間に設けられている。そして、この第2遮蔽部材11は、筒状とされており、下方から供給される温風が混合部1cで冷風と混合されないように案内する温風ダクトとして機能する。第2遮蔽部材11は、温風をデフロスタ開口1d及びベント開口1e側に送出しやすくしている。
【0036】
上記構成からなる車両用空気調和装置Sでは、送風ファンにより供給された空気がエバポレータ2によって除湿及び冷却され、冷風が生成される。この生成された冷風の一部あるいは全部がエアミックスドア3を介してヒータコア4に送られて加温された後、残部の冷風と混合部1cで混合されて所定温度の調和空気に生成される。なお、本実施形態の車両用空気調和装置Sでは、加熱通路1b遮蔽部材において空気がケース1の内壁より偏って流れる傾向がある。
【0037】
生成された調和空気は、
図1及び
図2に示すベントモードにおいては、調和空気は、ベント開口1eから吐出され図示しない車両内の吹出口に供給される。ここで、温風用開口1gを通過する空気は、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bにより流路の中央部に案内されるので、吹出口からは斑のない均一化された配風が行われる。
【0038】
次に、
図3(a)〜
図3(d)を用いてヒート・デフモード時の車両用空気調和装置Sの動作を説明する。このヒート・デフモード時においては、プレート型ドア6がベント開口1eを閉じるとともに、デフロスタ開口1dが開かれ、モードドア5が中間開度とされる。
【0039】
図3(a)は、ヒート・デフモード時の車両用空気調和装置Sを第1遮蔽板10aまたは第2遮蔽板10bの設けられていない箇所で断面した通風状態を矢印で示し、同図(b)は、第1遮蔽部材10の設けられていない箇所で断面した通風状態を矢印で示している。また、同図(c)は、
図3(a)に示されるモードドア5を拡大して示し、さらに、
図3(d)は、
図3(a)に示されるモードドア5の右側面図であり、これら図にも通風状態が矢印で示されている。
【0040】
これら図から明らかなように、車両用空気調和装置Sがヒート・デフモード時には、デフロスタ開口1dを介して調和空気が図示しない吹出口からウインドウに向けて排出されるとともに、ヒート開口1fを介して調和空気が図示しない吹出口から車内に排出される。このとき、特に、デフロスタ開口1dに向けて供給される調和空気は、温風用開口1gを通過するときに、流路の中央よりに案内され、吹出口からは斑のない均一化された配風が行われる。
【0041】
加えて、このヒート・デフモード時においては、
図3(a)に一点鎖線で囲まれる部分を拡大して斜視されるように、プレート型ドア6には、複数のリブ6bが所定の間隔を保って設けられているので、通過する調和空気を偏向、混合及び撹拌することで温度の均一化がより促進される。
【0042】
なお、上記ヒート・デフモードに対してプレート型ドア6の姿勢を変更することによって、乗員の顔側に冷風を供給し、乗員の足元に温風を供給するバイレベルモードとすることができる。
【0043】
次に、
図4(a)〜
図4(c)を用いてヒートモード時の車両用空気調和装置Sの動作を説明する。このヒートモード時においては、プレート型ドア6がベント開口1eを閉じるとともに、デフロスタ開口1dが開かれているが、モードドア5がデフロスタ開口1d及びベント開口1e側が閉となり、ヒート開口1fにのみ調和空気が供給されるように回動される。
【0044】
図4(a)は、ヒートモード時の車両用空気調和装置Sを第1遮蔽板10aまたは第2遮蔽板10bの設けられていない箇所で断面した通風状態を矢印で示し、同図(b)は、第1遮蔽部材10の設けられていない箇所で断面した通風状態を矢印で示している。また、同図(c)は、
図4(a)に示されるモードドア5を含む正面図であり、これら図にも通風状態が矢印で示されている。
【0045】
これら図から明らかなように、車両用空気調和装置Sがヒートモード時には、モードドア5がデフロスタ開口1d及びベント開口1e側への通風を閉じているので調和空気はヒート開口1f側にのみ配風される。この配風時には、混合部1cからヒート開口1fへの通風は第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bに全く邪魔されることなく、また、温風用開口1gからヒート開口1fへの通風は第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bが温風用開口1gを大きく開けているので通風抵抗とはならず、調和空気はヒート開口1f側に供給される。
【0046】
このように、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bを用いて通過する調和空気を中央に案内する必要のないときは、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bが通風の抵抗にならないように構成されている。なお、第1遮蔽板10a及び第2遮蔽板10bで調和空気を中央に案内しなくとも、ヒート開口1fから車内の吹出口までの通路の距離が比較的長く、その通路中で混合及び撹拌されて均一な調和空気が吹出口から排出される。
【0047】
以上のような本実施形態の車両用空気調和装置Sによれば、温風流路の一部を遮蔽する第1遮蔽部材10がモードドア5の回転軸5aに取り付けられている。このため、モードドア5のフード部5bの姿勢に合わせて第1遮蔽部材10の姿勢も変更され、第1遮蔽部材10による加熱通路1bの絞りの程度が変更される。このため、本実施形態の車両用空気調和装置Sによれば、モードドア5の姿勢により加熱通路1bの絞りの程度を変更可能とすることができる。
【0048】
また、本実施形態の車両用空気調和装置Sにおいては、第1遮蔽部材10は、回転軸5aの一端側に取り付けられる第1遮蔽板10aと、回転軸5aの他端側に取り付けられる第2遮蔽板10bとを有する。このような本実施形態の車両用空気調和装置Sによれば、加熱通路1bの両側に偏った温風を全て中央に案内することができ、より確実に均一な流量の調和空気が吹出口から排出される。
【0049】
また、本実施形態の車両用空気調和装置Sにおいては、モードドア5がヒート開口1fを閉鎖するときに加熱通路1bの遮蔽割合が最も大きくなるように第1遮蔽部材10が取り付けられている。つまり、加熱通路1bから吐出するための開口(デフロスタ開口1d及びベント開口1e)までの距離が短く、最も温風が側方に偏りやすい状況で、最も効率的に温風を中央に案内することができる。
【0050】
また、本実施形態の車両用空気調和装置Sにおいては、モードドア5がロータリ型ドアであり、回転軸5aに対してフード部5bが形成されていない方向へ延在して第1遮蔽部材10が取り付けられている。この場合、フード部5bと第1遮蔽部材10は、回転軸5aの軸方向から見て直交するように形成されるため、案内部をプレート型にした場合よりも通路を大きく形成しなくても通路断面積が広くなるように設置することができる。
【0051】
また、本実施形態の車両用空気調和装置Sにおいては、第1遮蔽部材10に対して変位した位置に第2遮蔽部材11を備えている。このため、特にヒートモード時に温風と対向する方向から送風された冷風がフード部5bの中に流入する際に側方側に寄せられることで、第1遮蔽部材10で遮蔽してフード部5b側に偏向した温風とより混合、撹拌させてヒート開口部1fに供給することが可能となる。
【0052】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0053】
例えば、上述の例では、車両用空気調和装置Sはエアミックス方式の例を示したが、エバポレータ2を通過した空気の全量が、エンジン冷却水の流通量を変化させることで温度変更可能なヒータコア4に送られて所定温度の調和空気の生成されるリヒート方式の場合であってもよい。