(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
空気の流通する流路を有した空調ケースと、前記空調ケースの内部に設けられ前記空気を車室内へと送風する送風機と、前記空調ケースの内部に設けられ前記空気の熱交換を行う熱交換器とを有した車両用空調装置において、
前記空調ケースには、前記流路内に配置された前記熱交換器の通風面に対して直交するケース側面に開口部を有し、
前記開口部に臨み、前記空調ケースの内壁面から立設し、前記開口部の開口面に対して略直交する方向に延在し、前記熱交換器を通過した送風を偏向して前記開口部側へと案内するガイド部が設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような車両用空調装置のように、車両に搭載される際のレイアウト等の制約から空気通路を流れる空気の流れ方向と平行な空調ケースの側面に車室内へ送風するための開口部が設けられる場合がある。しかしながら、空気の流れ方向と開口部の開口面とが平行であるため、該空気が開口部から外側へと流れにくく、しかも、開口部近傍に滞留した空気が流れ方向と直交した空調ケースの内壁面に当たることで渦を巻いて逆流となってしまい送風抵抗が増加してしまうこととなる。
【0005】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、開口部を通じて空調ケースから外部へと円滑に空気を案内すると共に、送風抵抗を減少させることで送風量を増加させ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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路を有した空調ケースと、空調ケースの内部に設けられ空気を車室内へと送風する送風機と、空調ケースの内部に設けられ空気の熱交換を行う熱交換器とを有した車両用空調装置において、
空調ケースには、流路内に配置された熱交換器の通風面に対して直交するケース側面に開口部を有し、
開口部に臨み、
空調ケースの内壁面から立設し、開口部の開口面に対して略直交する方向に延在し、熱交換器を通過した送風を偏向して開口部側へと案内するガイド部が設けられることを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、車両用空調装置を構成する空調ケースには、熱交換器の通風面と略直交する幅方向側面に開口部を備え、この開口部に臨むように設けられたガイド部によって熱交換器を通過した空気の流れを偏向させ開口部側へと導いている。
【0008】
従って、熱交換器によって熱交換された空気の流通方向をガイド部によって確実に開口部側へと偏向させることで外部へと円滑に送風することができ、しかも、空気が開口部近傍においてガイド部に当たることで渦を巻くことが抑制される。その結果、開口部近傍において空気の逆流の発生が防止され、車室内へと空気を送風する際の送風抵抗が低減されることで、送風量の増加を図ることが可能となる。
【0009】
また、ガイド部を、開口部近傍に設けることにより、空調ケース内において開口部近傍を流れる空気を確実に偏向させて開口部へと導くことができる。
【0010】
さらに、ガイド部を、流路における幅方向全域に設けることにより、開口部近傍を流れる空気が、幅方向全域において渦を巻いてしまうことを抑制できるため、送風抵抗を確実に低減させることが可能となる。
【0011】
さらにまた、空調ケースは、流路における幅方向略中央の分割面で分割可能に形成され、ガイド部は
、空調ケースの分割面に対して略直交する方向に延在し、熱交換器を通過した送風を妨げるよう
に立設した板状部材とするとよい。これにより、ガイド部は、温風を開口部側へと導くガイド機能を満たしつつ、空調ケースを成形する際に一体的に形成することが可能となるため、その製造が容易となる。
【0012】
またさらに、送風機は、熱交換器と車両幅方向同一位置、且つ、熱交換器より車両後方に配置され、開口部が車室内における乗員の足元へと送風を導くヒート開口部であるとよい。これにより、ヒート開口部に臨むようにガイド部を設けることで、フルセンター式の車両用空調装置において、空調ケースの幅方向側面に開口したヒート開口部を通じて空気を送風する際に好適である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0014】
すなわち、車両用空調装置を構成する空調ケースには、熱交換器の通風面と略直交する幅方向側面に開口部を備え、この開口部に臨むように設けられたガイド部によって熱交換器を通過した空気の流れを偏向させて開口部側へと導いている。これにより、熱交換器によって熱交換された空気の流通方向をガイド部によって確実に開口部側へと偏向させることで外部へと円滑に送風することができ、しかも、空気が開口部近傍において渦を巻いてしまうことを抑制できる。その結果、開口部近傍における逆流の発生が防止され、車室内へと空気を送風する際の送風抵抗が低減されることで、その送風量の増加を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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。なお、以下の説明では、
図1に示される車両用空調装置10の右側(矢印A方向)を車両の前方側とし、左側(矢印B方向)を該車両の後方側として説明する。
【0017】
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、前記空調ケース12の内部に配設される送風機14と、前記空気を冷却するエバポレータ16と、該空気を加熱するヒータコア(熱交換器)18と、前記各通路内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構20とを含む。
【0018】
空調ケース12は、
図1及び
図2に示されるように、例えば、略対称形状の第1及び第2分割ケース22、24と、該第1及び第2分割ケース22、24の下部に装着されるロアケース26とから構成され、前記第1及び第2分割ケース22、24は、分割面12a(
図2参照)を境として車両の前後方向(
図1中、矢印A、B方向)と直交する幅方向(
図2中、矢印C方向)に分割可能に設けられ、一方、ロアケース26は、第1分割ケース22から第2分割ケース24に跨るように設けられる。
【0019】
また、
図1に示されるように、空調ケース12の上方(矢印D1方向)には、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口28と、該ベント送風口28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30とが開口している。なお、ベント送風口28が車両後方側(矢印B方向)、デフロスタ送風口30が車両前方側(矢印A方向)となるように隣接して形成される。
【0020】
さらに、
図2に示されるように、空調ケース12の幅方向(矢印C方向)に沿った第1及び第2分割ケース22、24の側壁22a、24aには、それぞれ一組のフット送風口(ヒート開口部)32a、32bが開口している。このフット送風口32a、32bは、
図1〜
図4に示されるように、例えば、空調ケース12において送風機14に対して車両前方側(矢印A方向)となる位置に設けられ、鉛直方向が長尺な長方形状に形成される。そして、フット送風口32a、32bには、第1及び第2分割ケース22、24の外側からダクト34(
図2参照)が接続され、該ダクト34を通じて該フット送風口32a、32bから車室内における乗員の足元近傍へ送風がなされる。
【0021】
また、フット送風口32a、32b近傍には、
図3に示されるように、車両前方側(矢印A方向)となる位置に鉛直方向に延在する第1内壁面36が形成され、上方(矢印D1方向)には車両前後方向(矢印A、B方向)に沿って延在する略水平な第2内壁面38が形成される。すなわち、フット送風口32a、32bは、
図3に示されるように、第1及び第2内壁面36、38によって囲まれた角部に臨むように開口している。
【0022】
このフット送風口32a、32bに臨むように板状の送風ガイド(ガイド部)40が設けられ、前記送風ガイド40は、一定厚さからなる板状で、車両前方側となり鉛直方向に延在した第1及び第2分割ケース22、24の第1内壁面36に設けられる。
【0023】
送風ガイド40は、
図3に示されるように、例えば、第1内壁面36に対して車両後方側(矢印B方向)へ所定高さだけ突出し、空調ケース12の幅方向(矢印C方向)に沿って略水平方向に延在している。そして、送風ガイド40の一端部が第1分割ケース22のフット送風口32a近傍に位置し、他端部が第2分割ケース24のフット送風口32b近傍に位置するまで一直線状に形成される。
【0024】
また、送風ガイド40は、フット送風口32a、32bの鉛直方向に沿った略中央部に設けられると共に、その突出高さは、前記フット送風口32a、32bの幅方向中央に位置するように設定される。すなわち、送風ガイド40の先端は、フット送風口32a、32bの開口面積における略中央に位置するように形成されている。
【0025】
一方、空調ケース12の内部には、上方(矢印D1方向)且つ車両の後方側(矢印B方向)となる位置に送風機14が収納される。
【0026】
この送風機14は、例えば、第1分割ケース22と第2分割ケース24との間に跨るように空調ケース12の幅方向略中央に設けられ、通電作用下に回転駆動するモータ等からなる駆動源42と、周面に複数のフィンを有し前記駆動源42の駆動軸に連結されたファン44とからなる。
【0027】
そして、空調ケース12には、送風機14の外周側を取り巻くように螺旋状の送風通路46が形成され、該送風通路46は第1分割ケース22側から見て前記送風機14の下方から反時計回りに形成され、通路断面積が徐々に大きくなりながら車両前方側(矢印A方向)に向かって延在している。
【0028】
この送風通路46の下方(矢印D2方向)には、ロアケース26の内部に第1通路48が形成され、該第1通路48は車両前方側(矢印A方向)に向かって下方(矢印D2方向)へと徐々に傾斜するように延在すると共に、エバポレータ16の上流側に形成される。そして、送風機14の駆動作用下に外部から取り込まれた空気が送風通路46に沿って螺旋状に流通した後、空調ケース12の下方側(矢印D2方向)に形成された第1通路48へと流通してエバポレータ16へと供給される。
【0029】
エバポレータ16は、例えば、空調ケース12の高さ方向に対して上端部が車両後方側(矢印B方向)、下端部が車両前方側(矢印A方向)となるように所定角度だけ傾斜して配置されると共に、前記上端部が送風機14の下方となるように配置される。そして、エバポレータ16には、図示しない複数のチューブを通じて冷媒が循環されており、前記チューブの間に設けられたフィンに第1通路48からの空気が通過することで、該空気と前記冷媒との熱交換がなされ、冷却された空気がエバポレータ16の下流側へと供給される。
【0030】
また、空調ケース12にはエバポレータ16の下流側に第2通路50が設けられ、該第2通路50にはダンパ機構20を構成するエアミックスダンパ52が設けられると共に、該第2通路50の下流側には、車両前方側(矢印A方向)においてヒータコア18が設けられる。そして、この第2通路50は、車両後方側(矢印B方向)においてベント送風口28まで延在する第3通路54と連通し、前記第2通路50とヒータコア18又は第3通路54との連通状態をエアミックスダンパ52によって切り替えられる。
【0031】
この第3通路54は、送風機14に対して車両前方側(矢印A方向)となる位置に形成され、ベント送風口28に向かって上方(矢印D1方向)へと略一直線上に延在している。
【0032】
ヒータコア18は、空調ケース12において車両前方側(矢印A方向)に設けられ、エバポレータ16と同様に、その上端部が車両後方側(矢印B方向)、下端部が車両前方側(矢印A方向)となるように所定角度だけ傾斜して配置される。また、ヒータコア18は、第2通路50を挟んでエバポレータ16と略平行に設けられ、空気の通過する通風面18aが前記第2通路50の延在方向と直交するように設けられている。換言すれば、ヒータコア18は、その通風面18aが、空調ケース12における第1及び第2分割ケース22、24の側壁22a、24aと略直交するように配置されている。
【0033】
そして、ヒータコア18には、図示しない複数のチューブを通じて温水が循環されており、前記チューブの間に設けられたフィンに第2通路50からの空気が通過することで、該空気と前記温水との熱交換がなされ、加熱された空気がヒータコア18の下流側に形成された第4通路56へと流通する。
【0034】
ダンパ機構20は、エバポレータ16とヒータコア18との間に設けられるエアミックスダンパ52と、ベント送風口28及びデフロスタ送風口30の送風状態を切り替える第1切替ダンパ58と、第3通路54と第4通路56との間に設けられデフロスタ送風口30及びフット送風口32a、32bの送風状態を切り替える第2切替ダンパ60とを有する。
【0035】
エアミックスダンパ52は、例えば、湾曲したプレート状に形成され、空調ケース12の幅方向に沿って設けられ、その両側部が前記空調ケース12の内壁面に設けられたガイド手段(図示せず)に沿って案内される。そして、エアミックスダンパ52の内壁面には、該エアミックスダンパ52のスライド方向に沿ってラックギア62が設けられ、空調ケース12に軸支されたシャフト64のピニオンギア66が噛合される。
【0036】
このシャフト64が、図示しないアクチュエータの駆動作用下に回転することで、エアミックスダンパ52がガイド手段に沿って略水平方向にスライドし、第2通路50内においてヒータコア18に臨む位置(
図1参照)から第3通路54に臨む位置まで移動可能に設けられる。そして、エアミックスダンパ52が移動することで、エバポレータ16によって冷却された空気(冷風)と、ヒータコア18によって加熱された空気(温風)との混合比率を調整して下流側へと送風する。
【0037】
第1切替ダンパ58は、ベント送風口28とデフロスタ送風口30との間に軸支され、図示しないアクチュエータの駆動作用下に軸部を中心として所定角度だけ回動することで、第3通路54とベント送風口28及びデフロスタ送風口30との連通状態を切り替えている。
【0038】
第2切替ダンパ60は、断面扇形状に形成され軸部が第1及び第2分割ケース22、24に対してそれぞれ軸支され、図示しないアクチュエータの駆動作用下に前記軸部を中心として所定角度だけ回動することで、第4通路56と第3通路54及びフット送風口32a、32bとの連通状態を切り替えている。
【0039】
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。
【0040】
先ず、車室内の室温を低下させる冷房運転を行う場合について説明する。図示しない乗員が車室内において操作レバーを操作して冷房運転を選択することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動してエアミックスダンパ52がガイド手段による案内作用下に車両前方側(矢印A方向)へと所定距離だけスライドする。これにより、
図1に示されるように、空調ケース12内において第2通路50と第3通路54とが連通した状態となる。
【0041】
また、同時に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機14が駆動することで、図示しない導入口を通じて空調ケース12内へ空気が吸い込まれ、該空気が送風通路46に沿って旋回するように下方へと流通した後、エバポレータ16を通過することで熱交換が行われて所定温度に冷却される。
【0042】
そして、冷却された空気は、第2通路50から第3通路54へと上方に向かって流通した後、第1切替ダンパ58の切替作用下に開口しているベント送風口28を通じて車室内へと供給される。
【0043】
次に、車室内の室温を上昇させる暖房運転を選択し、車室内における乗員の足元近傍へ温風を送風する場合について説明する。
【0044】
先ず、図示しない操作レバーを操作して暖房運転を選択することで、エアミックスダンパ52が車両後方側(矢印B方向)へと所定距離だけスライドし、第2通路50と第3通路54との連通を遮断した状態となる。そして、送風機14から送風されエバポレータ16を通過することで冷却された空気は、第2通路50からヒータコア18を通過することで所定温度に加熱され第4通路56を通じて上方に向かって流れた後、フット送風口32a、32bからダクト34を通じて車室内における乗員の足元近傍へと供給される。
【0045】
この際、第4通路56を流れる空気は、空調ケース12のヒータコア18を通過した後、鉛直上方向へ向かって流れ、その流れ方向とフット送風口32a、32bの開口方向とが略直交しているため、
図3に示されるように、前記空気の一部が前記フット送風口32a、32bへとうまく流れずに第2内壁面38に当たることで該フット送風口32a、32bの近傍で時計回りの渦流となってしまう。この渦流となった空気の一部は第1内壁面36に沿って流れる際、送風ガイド40に当たることでさらなる旋回が規制され、該送風ガイド40に沿って流れることで幅方向両側に設けられたフット送風口32a、32b側へとそれぞれ導かれる。
【0046】
詳細には、ヒータコア18を通過して第4通路56を上昇した温風が、送風ガイド40よりも車両後方側(矢印B方向)を流れる場合、フット送風口32a、32bの上方に配置された第2内壁面38に当たることで時計回りに旋回し、フット送風口32a、32bに対して車両前方側(矢印A方向)となる第1内壁面36側へと流れる。そして、この温風は、第1内壁面36に設けられフット送風口32a、32b側へと突出した送風ガイド40に対して上方から当たることで強制的に該送風ガイド40の延在方向(幅方向)に沿ってフット送風口32a、32b側へと導かれる。
【0047】
一方、送風ガイド40の下方から上昇してきた温風が、該送風ガイド40に対して下方から当たることで強制的に該送風ガイド40の延在方向(幅方向)に沿ってフット送風口32a、32b側へと導かれる。
【0048】
以上のように、本実施の形態では、空調ケース12の幅方向略中央に送風機14の設けられたフルセンター式の車両用空調装置10において、ヒータコア18の通風面18aと略直交する空調ケース12の幅方向に沿った側壁22a、24aには、車室内における乗員の足元近傍へと送風するフット送風口32a、32bを有し、前記フット送風口32a、32bに臨むように前記ヒータコア18を通過した空気を偏向させ該フット送風口32a、32b側へと案内する送風ガイド40を備えている。
【0049】
これにより、ヒータコア18で加熱された温風が送風ガイド40に当たることで、その送風方向を確実にフット送風口32a、32b側へと偏向させダクト34へと円滑に導くことができ、しかも、前記温風が前記フット送風口32a、32b近傍において渦流となることを抑制できる。その結果、フット送風口32a、32b近傍での逆流の発生が防止され、車室内へと温風を送風する際の送風抵抗が低減されることで、その送風量を増加させることが可能となる。
【0050】
その結果、送風機14の駆動負荷を高めることなく、送風効率を向上させることができる。
【0051】
また、送風ガイド40は、空調ケース12を構成する第1分割ケース22のフット送風口32aから第2分割ケース24のフット送風口32bまで延在するように幅方向(矢印C方向)に沿った全域に設けられているため、フット送風口32a、32b近傍を流れる温風が、幅方向全域において渦流となるのを抑制することができ、幅方向全域において逆流の発生が防止されることで、該逆流に起因した送風抵抗を確実に低減させることができる。
【0052】
さらにまた、送風ガイド40は、第1及び第2分割ケース22、24の分割面12a及びフット送風口32a、32bの開口面に対してそれぞれ略直交し、ヒータコア18を通過した温風の流れを妨げるように該第1内壁面36から突出した板状に形成されているため、温風をフット送風口32a、32b側へと導くガイド機能を満たしつつ、前記第1及び第2分割ケース22、24を成形する際に一体的に形成することが可能となり、その製造が容易である。
【0053】
またさらに、送風機14がエバポレータ16及びヒータコア18と車両幅方向で同一位置、且つ、車両後方側(矢印B方向)に設けられたフルセンター式の車両用空調装置10において、フット送風口32a、32bに臨むように送風ガイド40を設けることで、空調ケース12の幅方向に沿った側壁22a、24aに開口したフット送風口32a、32bから温風を送風する際にさらに好適である。
【0054】
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。