特許 6795896 車両用空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6795896

(24)【登録日】2020年11月17日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/00 20060101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/00 102R

   B60H1/00 102K

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-42715(P2016-42715)

(22)【出願日】2016年3月4日

(65)【公開番号】特開2017-154717(P2017-154717A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2019年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】近川 法之

【審査官】 久島 弘太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２３０７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４３８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０７９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８６２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６２９４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両内に配置される車両用空調装置であって、
空気を冷却するエバポレータと、
空気を加熱するヒータコアと、
前記エバポレータを収容する冷房空間、該冷房空間に接続されているとともに前記ヒータコアを収容する暖房空間、前記冷房空間及び前記暖房空間に接続されているエアミックス空間を形成するユニットケースと、
を備え、
前記エアミックス空間には、センターフェイス流路、サイドフェイス流路、及びリアフェイス流路が連通し、
前記ユニットケースには、前記エアミックス空間から延びるとともに、前記車両の幅方向に間隔をあけて、前記リアフェイス流路を該幅方向にから挟むように配置された一対のフット流路が連通し、
前記リアフェイス流路、及び前記フット流路の少なくとも一部は、前記幅方向から見て互いに重なり、
前記フット流路は、前記車両の前後方向後方側を向くリアフット出口、及び該リアフット出口よりも上方の位置から幅方向の両側に向かって開口する一対のフロントフット出口に連通している車両用空調装置。

【請求項2】

前記リアフェイス流路は、前記センターフェイス流路を挟むように前記幅方向の両側に一対設けられ、
前記サイドフェイス流路は、前記センターフェイス流路と前記リアフェイス流路との間にそれぞれ１つずつ設けられている請求項１に記載の車両用空調装置。

【請求項3】

前記リアフェイス流路、及び前記フット流路のうち、少なくとも前記幅方向から見て重なる部分は、上下方向に延びている請求項１又は２に記載の車両用空調装置。

【請求項4】

前記一対のフット流路は、前記幅方向から見て重なる部分よりも下流側で合流している請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両に搭載される空調装置は、エバポレータを通じて発生する冷風を、ヒータコアからの温風と適宜混合することで、所望の温度の送風を行う。この送風は各流路によって分配されて、車両内部の各領域に送られる。分配された送風は、例えば車両の前席側上方に向かって開口するセンターフェイス吹出口や、サイドフェイス吹出口、前席側足元に向かって開口するフロントフット吹出口にそれぞれ送られる。
さらに、近年では、後席側に風を送るための構成も備えた空調装置が実用化されている。このような装置では、後席側上方に風を送るリアフェイス吹出口、及び後席側足元に風を送るリアフット吹出口を有している（例えば下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２４３８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両に搭載される空調装置では、エンジン等、他の機器を設置するためのスペースや、室内空間の広さを確保するために、その寸法体格を可能な限り小さくすることが求められる。すなわち、各吹出口に向かうダクト部の取り回しやレイアウトを考慮する必要がある。特に、車両の前後方向における寸法を小さくする必要がある。

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、ダクト部の取り回しを優先するために、センターフェイス吹出口に向かう空調風の一部を、ドア部材に形成された小開口を通じて取出して、リアフェイス用の送風としている。このため、上記装置では、リアフェイス吹出口に向かう風の風量が限定的となってしまう。

【0006】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、小型で、かつ十分な風量を供給す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】

【0007】

本発明の第一の態様に係る車両空調装置は、車両内に配置される車両用空調装置であって、空気を冷却するエバポレータと、空気を加熱するヒータコアと、前記エバポレータを収容する冷房空間、該冷房空間に接続されているとともに前記ヒータコアを収容する暖房空間、前記冷房空間及び前記暖房空間に接続されているエアミックス空間を形成するユニットケースと、を備え、前記エアミックス空間には、センターフェイス流路、サイドフェイス流路、及びリアフェイス流路が連通し、前記ユニットケースには、前記エアミックス空間から延びるとともに、前記車両の幅方向に間隔をあけて、前記リアフェイス流路を該幅方向にから挟むように配置された一対のフット流路が連通し、前記リアフェイス流路、及び前記フット流路の少なくとも一部は、前記幅方向から見て互いに重なり、前記フット流路は、前記車両の前後方向後方側を向くリアフット出口、及び該リアフット出口よりも上方の位置から幅方向の両側に向かって開口する一対のフロントフット出口に連通している。

【0008】

この構成によれば、リアフェイス流路とフット流路との一部が、車両の幅方向から見て互いに重なっていることから、車両の前後方向における装置の寸法を小さくすることができる。さらに、リアフェイス流路は、他の流路に対して独立して設けられているため、風量を損なうことなく、エアミックス空間内の空気を直接的に当該リアフェイス流路に導くことができる。

【0009】

本発明の第二の態様に係る車両用空調装置では、前記リアフェイス流路は、前記センターフェイス流路を挟むように前記幅方向の両側に一対設けられ、前記サイドフェイス流路は、前記センターフェイス流路と前記リアフェイス流路との間にそれぞれ１つずつ設けられていてもよい。

【0010】

この構成によれば、サイドフェイス流路は、センターフェイス流路とリアフェイス流路との間にそれぞれ１つずつ設けられている。つまり、各流路は車両の幅方向に配列されている。これにより、車両の前後方向における装置の寸法を小さくすることができる。

【0011】

本発明の第三の態様に係る車両用空調装置では、前記リアフェイス流路、及び前記フット流路のうち、少なくとも前記幅方向から見て重なる部分は、上下方向に延びていてもよい。

【0012】

この構成によれば、リアフェイス流路、及びフット流路の重複部が上下方向に延びていることから、これら流路が車両の前後方向に延びている場合に比べて、車両の前後方向における装置の寸法を小さくすることができる。

【0013】

本発明の第四の態様に係る車両用空調装置では、前記一対のフット流路は、前記幅方向から見て重なる部分よりも下流側で合流していてもよい。

【0014】

この構成によれば、一対のフット流路が、リアフェイス流路と重なる部分よりも下流側で合流している。これにより、フット流路がそれぞれ独立して延びている場合に比べて、当該フット流路から供給される風の風量を大きく確保することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、小型で、かつ十分な風量を供給することが可能な車両用空調装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る車両用空調装置を車両の前後方向一方側から見た図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。

【図3】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車両用空調装置１００を車両の前後方向一方側（後方側）から見た図である。図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視図であり、図３は図１におけるＩＩＩ―ＩＩＩ線矢視図である。以降の説明では、車両の前後方向を単に「前後方向」と呼び、この前後方向に水平面内で直交する方向を「幅方向」と呼ぶ。

【0018】

図１に示すように、車両用空調装置１００は、例えばシロッコファン（図示省略）を有する送風機１と、送風機１によって生成された風の温度を調整する空調ユニット２と、を有している。送風機１は、空調ユニット２に対して幅方向の一方側に取り付けられている。具体的には本実施形態では、車両の前後方向における後方側から見て、送風機１は空調ユニット２の左側に取り付けられている。この送風機１には、不図示の電力供給源が接続されている。電力供給源から供給された電力によって送風機１内部のファンが回転することで、上記空調ユニット２内に一定の流速を有する風が導入される。

【0019】

次に、空調ユニット２の詳細な構成について、図２を参照して説明する。同図に示すように、空調ユニット２は、エバポレータ３と、ヒータコア４と、これらを収容するユニットケース５と、ユニットケース５内の空気の流れを調整する複数のダンパ（エアミックスダンパ１４、フットダンパ２１、フェイスダンパ２５、デフダンパ２６）と、を備えている。

【0020】

エバポレータ３としては、一例として、蒸気圧縮式冷凍サイクルを採用した冷却用熱交換器が用いられる。エバポレータ３内を流れる低圧の冷媒が、当該エバポレータ３の周囲を流れる空気からの吸熱によって蒸発することで、この空気を冷却する。本実施形態ではエバポレータ３は厚肉板状に形成されている。

【0021】

ヒータコア４としては、車両用のエンジン（図示省略）等から供給される温水（エンジン冷却水）により空気を加熱する温水式の加熱用熱交換器が用いられる。ヒータコア４の周囲を流れる空気に対して、ヒータコア４内を流れる温水からの熱量が与えられることで、この空気を加熱する。本実施形態では、ヒータコア４も、エバポレータ３と同様に、厚肉板状に形成されている。

【0022】

ユニットケース５は、これらエバポレータ３とヒータコア４とを収容するとともに、内部に空気流路を形成する。より具体的には、ユニットケース５の内部には、冷房空間６と、暖房空間７と、エアミックス空間８と、が形成されている。

【0023】

冷房空間６には、エバポレータ３が収容される。エバポレータ３は、冷房空間６を２つの空間に区画している。より具体的には、冷房空間６は、導入空間９と、冷風供給空間１０と、を有している。エバポレータ３の一方側に形成される空間は、上述の送風機１から導入された空気が流通する導入空間９とされている。エバポレータ３の他方側の空間（エバポレータ３を挟んで導入区間とは反対側に形成される空間）は、エバポレータ３によって冷却された空気が流通する冷風供給空間１０とされている。すなわち、導入空間９内の空気は、ファンからの送風によってエバポレータ３に接触することで冷却されて、冷風供給空間１０内に流入する。

【0024】

暖房空間７には、ヒータコア４が収容される。さらに、暖房空間７は、後述するエアミックス空間８の一部を介して冷房空間６と互いに連通されている。より具体的には、暖房空間７は冷房空間６に冷風供給空間１０側から対向する位置に設けられている。ヒータコア４は、暖房空間７内を３つの空間に区画している。暖房空間７は、第二導入空間１１と、温風供給空間１２と、リターン空間１３と、を有している。ヒータコア４を挟んで一方側（すなわち、冷房空間６に向く側）の空間は、上記の冷風供給空間１０から供給された空気が導かれる第二導入空間１１とされている。ヒータコア４の他方側の空間（ヒータコア４を挟んで第二導入区間とは反対側に形成される空間）は、ヒータコア４によって加熱された空気が流通する温風供給空間１２とされている。すなわち、第二導入空間１１内の空気は、ヒータコア４に接触することで加熱されて温風供給空間１２内に流入する。

【0025】

さらに、暖房空間７内において、ヒータコア４の上側端部と、ユニットケース５の内壁との間には他の空間が形成されている。この空間は、上記の第二導入空間１１、及び温風供給空間１２を順次通過した空気を、後述のエアミックス空間８に戻すためのリターン空間１３とされている。

【0026】

以上のように構成された冷房空間６と暖房空間７とは、エアミックス空間８によって互いに連通されている。より具体的には、エアミックス空間８は、冷房空間６の冷風供給空間１０と、暖房空間７の温風供給空間１２とに連通するとともに、上方に向かって延びる流路である。エアミックス空間８内では、冷房空間６で冷却された空気（冷風）と、暖房空間７で加熱された空気（温風）とが混合される。

【0027】

エアミックス空間８には、上記の冷房空間６、及び暖房空間７から導入される空気の混合の割合を調整するエアミックスダンパ１４が設けられている。エアミックスダンパ１４は、図２に示すように、暖房空間７の出口で回転可能に支持されている板状の部材である。より具体的には、このエアミックスダンパ１４は、車両の幅方向に延びる第一軸線Ａ１回りに回動する第一回転軸部１５と、この第一回転軸部１５を挟んでそれぞれ幅方向と交差する平面内に延びるエアミックスダンパ本体１６と、再熱防止ダンパ１７と、を有している。

【0028】

以上のように構成されたエアミックスダンパ１４は、図２中の実線で示す位置（最大冷房位置）と、同図中の破線で示す位置（最大暖房位置）との間で回動可能とされている。最大冷房位置では、エアミックスダンパ本体１６、及び再熱防止ダンパ１７によって、冷房空間６と暖房空間７とが互いに区画された状態となる。一方で、最大暖房位置では、エアミックスダンパ本体１６、及び再熱防止ダンパ１７は、上記最大冷房位置から反時計回りに回動することで、冷房空間６と暖房空間７とが連通される。さらに、最大暖房位置では、エアミックス空間８と、暖房空間７のリターン空間１３、及び温風供給空間１２とが連通される。

【0029】

エアミックス空間８における上側には、フット流路１８、フェイス流路１９、デフ流路２０（デフロスター流路）が連通している。フット流路１８は、一端がエアミックス空間８に連通し、他端が車両の室内に設けられたフロントフット出口１８Ａ、及びリアフット出口１８Ｂにそれぞれ連通している。より詳細には図１に示すように、フット流路１８は一対のフロントフット出口１８Ａと、１つのリアフット出口１８Ｂとに連通している。前後方向から見てそれぞれのフロントフット出口１８Ａは、幅方向両側を向いている。一方で、リアフット出口１８Ｂは、前後方向後方側を向いている。

【0030】

再び図２を参照して、フット流路１８の一端側には、当該フット流路１８の流通状態（開閉状態）を切り替えるフットダンパ２１が設けられている。フットダンパ２１は、幅方向に延びる第二軸線Ａ２回りに回動する板状の部材である。フットダンパ２１が閉状態にある時、すなわち、図２中における実線で示す位置にある時、フット流路１８は当該フットダンパ２１によって閉塞された状態となる。一方で、フットダンパ２１が開状態にある時、すなわち、図２中における破線で示す位置にある時、フット流路１８は開通された状態となる。

【0031】

エアミックス空間８における上記フット流路１８よりも上方の位置には、フェイス流路１９の一端が連通している。フェイス流路１９の他端は、車両の室内に設けられたフェイス吹出口に連通している。フェイス吹出口は、前部座席に座る乗員の主に上半身に風を送るための吹出口である。さらに、フェイス吹出口は、室内における幅方向中央部の領域に風を送るセンターフェイス吹出口と、幅方向両側の領域にそれぞれ風を送る一対のサイドフェイス吹出口と、を有している。例えば運転席に座る乗員には、センターフェイス吹出口、及び前方に向かって幅方向右側のサイドフェイス吹出口からの風がそれぞれ送られる。

【0032】

フェイス流路１９は、図１に示すように、幅方向に並ぶ５つの区画に分けられている。より詳細には、フェイス流路１９の一端部（ユニットケース５側の開口部）は、幅方向の中央に位置するセンターフェイス流路２２と、センターフェイス流路２２を幅方向両側から挟むように配置された一対のリアフェイス流路２３と、これらリアフェイス流路２３を幅方向両側に設けられた一対のサイドフェイス流路２４と、に区画されている。

【0033】

センターフェイス流路２２は、センターフェイス吹出口に連通されており、サイドフェイス流路２４は、同じく上述のサイドフェイス吹出口に連通されている。リアフェイス流路２３は、後部座席に座る乗員の主に上半身に風を送るための吹出口である。

【0034】

より詳細には図３に示すように、リアフェイス流路２３は、エアミックス空間８の上側端部から暖房空間７の上側の領域を経て上下方向に延びている。さらに図４に示すように、前後方向一方側から見て、リアフェイス流路２３は、幅方向の両側から一対のフット流路１８によって挟まれている。フット流路１８は、幅方向に間隔をあけて設けられている。これら一対のフット流路１８は、リアフェイス流路２３と同様に、上方から下方に向かって延びている。

【0035】

リアフェイス流路２３の出口側端部（リアフェイス出口２３Ａ）は、フット流路１８の出口側端部（リアフット出口１８Ｂ）よりも上方に配置されている。

【0036】

また、図２又は図３に示すように、リアフェイス流路２３とフット流路１８とは、幅方向から見て少なくとも一部が互いに重なっている。言い換えれば、リアフェイス流路２３とフット流路１８とは、幅方向における投影面の一部が互いに重なり合っている。さらに、フット流路１８の下流側（エアミックス空間８から供給された風が流れ去る側）の端部は、上記重なる部分よりもさらに下流側の領域で合流して１つの流路を形成している。

【0037】

以上のように構成されたフェイス流路１９に隣接するようにして、車両の前後方向前方側には、デフ流路２０が設けられている。デフ流路２０は、ウインドシールドのデフロスト用（除霜用）に用いられる風を送るための流路である。

【0038】

フェイス流路１９とデフ流路２０との間には、フェイスダンパ２５が設けられている。フェイスダンパ２５は、幅方向に延びる第三軸線Ａ３回りに回動する板状の部材である。フェイスダンパ２５は、フェイス位置（図２における実線で示す位置）とデフ位置（図２における破線で示す位置）との間で回動可能とされている。デフ流路２０中には、当該デフ流路２０中を流通する風の風量を調整するデフダンパ２６がさらに設けられている。デフダンパ２６の回動量を調整することで、デフ用の送風量が調整される。

【0039】

以上のような構成によれば、リアフェイス流路２３とフット流路１８との一部が、車両の幅方向から見て互いに重なっていることから、車両の前後方向における装置の寸法を小さくすることができる。さらに、リアフェイス流路２３は、他の流路に対して独立して設けられているため、風量を損なうことなく、エアミックス空間８内の空気を直接的に当該リアフェイス流路２３に導くことができる。すなわち、小型で、かつ十分な風量を供給することが可能な車両用空調装置１００を提供することができる。

【0040】

さらに、上記の構成によれば、サイドフェイス流路２４は、センターフェイス流路２２とリアフェイス流路２３との間にそれぞれ１つずつ設けられている。つまり、各流路は車両の幅方向に配列されている。これにより、車両の前後方向における装置の寸法を小さくすることができる。

【0041】

加えて、上記のような構成によれば、リアフェイス流路２３、及びフット流路１８の重複部が上下方向に延びていることから、これら流路が車両の前後方向に延びている場合に比べて、車両の前後方向における装置の寸法を小さくすることができる。

【0042】

さらに、上記の構成によれば、一対のフット流路１８がリアフェイス流路２３と（幅方向から見て）重なる部分の下流側で合流している。これにより、フット流路当該フット流路１８から供給される風量の低下を抑制できる。

【0043】

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上記の構成は一例に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0044】

１００…車両用空調装置
１…送風機
２…空調ユニット
３…エバポレータ
４…ヒータコア
５…ユニットケース
６…冷房空間
７…暖房空間
８…エアミックス空間
９…導入空間
１０…冷風供給空間
１１…第二導入空間
１２…温風供給空間
１３…リターン空間
１４…エアミックスダンパ
１５…第一回転軸部
１６…エアミックスダンパ本体
１７…再熱防止ダンパ
１８…フット流路
１８Ａ…フロントフット出口
１８Ｂ…リアフット出口
１９…フェイス流路
２０…デフ流路
２１…フットダンパ
２２…センターフェイス流路
２３…リアフェイス流路
２３Ａ…リアフェイス出口
２４…サイドフェイス流路
２５…フェイスダンパ
２６…デフダンパ
Ａ１…第一軸線
Ａ２…第二軸線
Ａ３…第三軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】