特許 6863670 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】6863670

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/00 20060101AFI20210412BHJP

【ＦＩ】

   B60H1/00 102K

   B60H1/00 102J

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-125887(P2017-125887)

(22)【出願日】2017年6月28日

(65)【公開番号】特開2019-6327(P2019-6327A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2020年5月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(72)【発明者】

【氏名】高見 公章

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２８５３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０１１７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２４２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１７４９８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｈ １／００ − ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱用熱交換器と冷却用熱交換器を収納するケースと、
前記ケースに設けられ、車室の上側に供給される空調風の前記ケースにおける出口であるフェイス開口部と、
前記ケースにおける車幅方向の両側にそれぞれに設けられ、前記車室の足元側に供給される前記空調風の前記ケースにおける出口であるフット開口部と、
前記ケース内に形成される温風と冷風とが混合されるエアミックス領域に設けられ、前記フェイス開口部および前記フット開口部に導く前記空調風の量を調整する分配器と、を備える車両用空調装置であって、
前記分配器は、前記フェイス開口部に前記空調風を導くフェイスモード位置と、前記フット開口部に前記空調風を導くフットモード位置との間で、回動自在に前記ケースに支持される可動壁と、前記可動壁の回動に連動し、前記フット開口部における前記エアミックス領域に形成される部分の開度を変化させる連動壁と、を備え、
前記可動壁は、短辺と長辺と一対の斜辺とを備える台形状の板状片であり、前記短辺の位置で車幅方向に延びる回転軸に軸支されており、
前記連動壁は、前記可動壁の前記斜辺の位置に前記可動壁に一体に設けられ、前記回転軸の位置を中心とする扇状の板状片であり、
前記ケースは、前記エアミックス領域から車長方向の後方に張り出し、前記可動壁が前記フェイスモード位置にあるときに前記可動壁によって前記エアミックス領域と区画されるフット領域を備え、
各前記フット開口部は、前記ケースにおける前記フット領域と前記エアミックス領域とに跨って形成され、その開口方向が車両の斜め後方に向いている車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の車室内の温度を調節する車両用空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車室内の温度を調節する装置として車両用空調装置が知られている。例えば特許文献１に示されるように、車両用空調装置は、冷却用熱交換器（蒸発器）と、加熱用熱交換器（ヒータコア）と、エアミックスドアと、を備える。冷却用熱交換器は、車室内あるいは車外からケース内に導入された空気（空調風）を冷却する部材である。加熱用熱交換器は、冷却用熱交換器よりも空調風の流れの下流側に配置され、空調風を加熱する部材である。エアミックスドアは、加熱用熱交換器を通過する空調風の通路（温風通路）の入口と、加熱用熱交換器をバイパスする空調風の通路（バイパス通路）の入口の開閉を調節し、温風通路とバイパス通路とに振り分けられる空調風の割合を調節する部材である。

【0003】

特許文献１の車両用空調装置のケースには、車室の上側に供給される空調風の出口となるフェイス開口部と、ケースにおける車幅方向の両側にそれぞれに設けられ、車室の足元側に供給される空調風の出口となるフット開口部とが設けられている。この特許文献１の構成ではさらに、ケース内におけるバイパス通路に温風通路が合流する領域、即ち温風と冷風とが混合されるエアミックス領域に設けられ、フェイス開口部およびフット開口部に導く空調風の量を調整する分配器を備える。

【0004】

特許文献１の構成によれば、特にフット開口部をエアミックス領域の側方に設けることで、フット開口部が車両後方に向って開口する構成よりも、車長方向にケースをコンパクトにできる。そのため、特許文献１の構成は、エンジンルームのスペースに制約のあるコンパクトカーに好適である。また、特許文献１の構成によれば、エアミックス領域の側方にフット開口部を形成することで、フット開口部に空調風を導き易いため、空調風の圧力損失や、その圧力損失に伴う騒音を低減できるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−３０１９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

車室内の快適性を向上させる上で、車室内への空調風の送風量を増加できることが重要である。送風量を増加できれば、素早く車室の温度を調整できるからである。そのため、ケース内の圧力損失を従来構成よりも低減できる構成が求められている。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ケース内の圧力損失を低減できる車両用空調装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者が検討した結果、エアミックス領域から側方に開口するフット開口部を備える従来構成では、ケース内の圧力損失を低減する余地があることが分かった。車両用空調装置では、車両の後方側に向う空調風の流れがあるが、ケースの側方から空調風を取り出す構成では、車両後方側に向う流れを止めてしまい、圧力損失が生じてしまう。本発明者は、この点に着目し、以下に示す車両用空調装置を完成させた。

【0009】

本発明の一態様に係る車両用空調装置は、
加熱用熱交換器と冷却用熱交換器を収納するケースと、
前記ケースに設けられ、車室の上側に供給される空調風の前記ケースにおける出口であるフェイス開口部と、
前記ケースにおける車幅方向の両側にそれぞれに設けられ、前記車室の足元側に供給される前記空調風の前記ケースにおける出口であるフット開口部と、
前記ケース内に形成される温風と冷風とが混合されるエアミックス領域に設けられ、前記フェイス開口部および前記フット開口部に導く前記空調風の量を調整する分配器と、を備える車両用空調装置であって、
前記分配器は、前記フェイス開口部に前記空調風を導くフェイスモード位置と、前記フット開口部に前記空調風を導くフットモード位置との間で、回動自在に前記ケースに支持される可動壁と、前記可動壁の回動に連動し、前記フット開口部における前記エアミックス領域に形成される部分の開度を変化させる連動壁と、を備え、
前記可動壁は、短辺と長辺と一対の斜辺とを備える台形状の板状片であり、前記短辺の位置で車幅方向に延びる回転軸に軸支されており、
前記連動壁は、前記可動壁の前記斜辺の位置に前記可動壁に一体に設けられ、前記回転軸の位置を中心とする扇状の板状片であり、
前記ケースは、前記エアミックス領域から車長方向の後方に張り出し、前記可動壁が前記フェイスモード位置にあるときに前記可動壁によって前記エアミックス領域と区画されるフット領域を備え、
各前記フット開口部は、前記ケースにおける前記フット領域と前記エアミックス領域とに跨って形成され、その開口方向が車両の斜め後方に向いている。

【発明の効果】

【0010】

斜め後方に開口するフット開口部によって、車長方向への車両用空調装置の大型化を抑制しつつ、車両後方側に向う空調風の勢いを削ぐことなく、空調風をフット開口部に導くことができる。そのため、本発明の一形態に係る車両用空調装置によれば、側方に開口するフット開口部を有する従来の車両用空調装置に比べて、ケース内における圧力損失を低減することができる。

【0011】

可動壁と連動壁を一体化することで、可動壁を動作させるだけで連動壁も動作させることができる。そのため、連動壁を動作させる駆動機構を省略することができ、コストを含めた車両用空調装置の生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１に示す車両用空調装置におけるフットモード時の空調風の流れを説明する説明図である。

【図2】実施形態１に示す車両用空調装置におけるフェイスモード時の空調風の流れを説明する説明図である。

【図3】実施形態１に示す車両用空調装置に備わる分配器の概略斜視図である。

【図4】図１のＩＶ断面図であって、車両用空調装置におけるフット開口部の開口方向を説明する図である。

【図5】実施形態１に示す車両用空調装置におけるフットモード時の分配器の配置状態を説明する部分斜視図である。

【図6】実施形態１に示す車両用空調装置におけるフェイスモード時の分配器の配置状態を説明する部分斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態に係る車両用空調装置を図面に基づいて説明する。各図面では、矢印によって車両前方ＦＲ、車両後方ＲＲ、車両右方ＲＳ、車両左方ＬＳ、車両上方ＵＰ、および車両下方ＤＷを示す。丸印の中心に黒点を有する矢じりマークは紙面手前側を示し、丸印の中にバツ印を有する矢羽根マークは紙面奥側を示している。

【0014】

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１，２に示すように、車両用空調装置１は、ケース２、冷却用熱交換器３、加熱用熱交換器４、エアミックスドア５、分配器６、およびブロア７を備える。本例の車両用空調装置１の特徴の一つとして、分配器６に関わる部分を挙げることができる。車両用空調装置１は、三つの空調モードを切り替え可能に構成されている。三つの空調モードとは、車室の足元に空調風８を送り込むフットモード、車室の上側（乗員の上半身側）に空調風８を送り込むフェイスモード、および足元と上方の両方に空調風８を送り込むバイレベルモードである。本例の車両用空調装置１は、フットモード時とバイレベルモード時にケース２内の空調風８の圧力損失を低減できる構成を備えることを特徴の一つとする。以下、車両用空調装置１に備わる各構成を簡単に説明した後、ケース２内の圧力損失の低減に係る構成を詳細に説明する。

【0015】

≪ケース≫
ケース２は、車両用空調装置１の部材３，４，５，６，７を内部に収納する。ケース２内には、ブロア７よって外気または内気（車室からの空気）が導入される。これら外気または内気は、ケース２内で温度調整され、空調風８として車室に導入される。ブロア７は、ケース２外に設けられていても良い。図１，２では、空調風８のおおよその流れを太線矢印で示す。

【0016】

上記ケース２には、ケース２内で温度調節を行なった空調風８を車室に導くフット開口部２０とフェイス開口部２１とを備える。さらにケース２は、デフロスターに繋がる図示しないデフ開口部を備えている。フット開口部２０は、紙面奥側のケース２の車両右方ＲＳの側部と、図示しない紙面手前側の車両左方ＬＳの側部と、に設けられる空調風８の出口であって、図示しないフットダクトに繋がっている。フットダクトは、車室の足元に空調風８を供給する。本例の構成では、フット開口部２０の開口方向も特徴の一つであり、その点については後段に項目を設けて改めて説明する。一方、フェイス開口部２１は、ケース２における空調風８の出口であって、本例では車両上方ＵＰに開口し、図示しないフェイスダクトに繋がっている。フェイスダクトは、車室の上側（乗員の上半身）に空調風８を供給する。フェイス開口部２１およびフット開口部２０に導く空調風８の量は、後述する分配器６で調整される。

【0017】

≪冷却用熱交換器≫
冷却用熱交換器３は、外気や内気を冷却する部材である。本例の冷却用熱交換器３は、冷媒が循環されるエバポレータである。エバポレータ３を備える熱交換システムには、公知の構成を利用できる。エバポレータ３内に冷媒を循環させておけば、空調風８はエバポレータ３を通過する際に冷却される。エバポレータ３内の冷媒の循環を停止しておけば、空調風８は冷却されることなく単にエバポレータ３を通過する。

【0018】

≪加熱用熱交換器≫
加熱用熱交換器４は、冷却用熱交換器（エバポレータ）３を通過した空調風８を加熱する部材である。本例の加熱用熱交換器４は、エンジンを冷却する冷媒が循環されるヒータコアである。ヒータコア４を備える熱交換システムには公知の構成を利用できる。エンジンの熱によって高温になった冷媒をヒータコア４内に循環させておけば、空調風８はヒータコア４を通過する際に加熱される。その他、加熱用熱交換器４として、電熱線ヒータを用いることもできる。

【0019】

≪エアミックスドア≫
エアミックスドア５は、エバポレータ３とヒータコア４との間にスライド自在に配置される部材である。このエアミックスドア５のスライド位置を変えることで、ヒータコア４を通過する空調風８の通路である温風通路と、ヒータコア４を迂回する空調風８の通路であるバイパス通路への空調風８の流入割合を調節できる。別の言い方をすれば、エアミックスドア５は、エバポレータ３を通過した空調風８（冷風）と、ヒータコア４を通過した空調風８（温風）と、の混合割合を調節できる。冷風と温風は、二点鎖線で示すエアミックス領域２Ｍで合流・混合される。

【0020】

ここで、本例のエアミックスドア５はスライド式であるが、回転軸を中心として回動する揺動式とすることもできる。

【0021】

≪分配器≫
分配器６は、乗員による空調モードの切り替えに応じて、ケース２内における空調風８の風向を切り替える部材である。本例の分配器６の構成は、フットモード時とバイレベルモード時にケース２内の空調風８の圧力損失を低減する構成に関わるため、次段以降で詳しく説明する。

【0022】

≪圧力損失を低減する構成≫
本例の分配器６は、図３に示す可動壁６０と連動壁６１とを備える。可動壁６０は、ケース２内の空調風８（図１，２）の全体の流れを切り替える部材である。本例の可動壁６０は、短辺と長辺と一対の斜辺とを備える台形状の板状片であり、短辺の位置で車幅方向に延びる回転軸６２に軸支される（図１，２を合わせて参照）。

【0023】

一方、連動壁６１は、可動壁６０の動きに連動してフット開口部２０（図１，２）の開度を調節する部材である。本例の連動壁６１は、可動壁６０の車幅方向の両端、即ち可動壁６０の斜辺の位置に一体に設けられている。連動壁６１は、回転軸６２の位置（短辺の位置）を中心とする扇状の板状片であって、可動壁６０に対して垂直に設けられている。この連動壁６１は、ケース２内では車両上方ＵＰに向くように配置されている（図１，２を合わせて参照）。連動壁６１を可動壁６０に一体化することで、連動壁６１を駆動するための駆動部を省略することができる。

【0024】

上記連動壁６１は、回転によってフット開口部２０を開閉する構成であるため、回転軸と反対側の端面が円弧状となった扇形状であることが好ましいが、扇形状以外の形状、例えば矩形状や三角形状などであっても良い。

【0025】

ここで、可動壁６０が台形状に形成されているのは、ケース２の張出部２５近傍の水平断面図である図４に示すように、本例の車両左方ＬＳのフット開口部２０の開口方向が車両の左斜め後方に向いており、車両右方ＲＳのフット開口部２０の開口方向が車両の右斜め後方に向いているからである。張出部２５は、図１，２，５，６に示すように、ほぼ垂直に延びるケース２の後壁が、一旦車両前方ＦＲに屈曲してから車両後方ＲＲに折り返し、車両後方ＲＲに迫り出すことで形成される。張出部２５は、台形状の底面２５ｂ（図４参照）と、その底面２５ｂの斜面から上方に延びる側壁２５ｓ（図６参照）を有する。図６に示すように、張出部２５の側壁２５ｓに繋がるケース２の側壁２ｓも張出部２５の側壁２５ｓと同じ角度で傾斜しており、フット開口部２０は、張出部２５の側壁２５ｓから張出部２５の側壁２５ｓに繋がるケース２の側壁２ｓに跨がって形成されている。そのため、フット開口部２０は、冷風と温風が混合されるエアミックス領域２Ｍと、後述するフット領域２Ｆとに跨がっている。図３の連動壁６１はフット開口部２０の開度を調整する部材であるため、連動壁６１はフット開口部２０に平行に設けられていることが好ましい。そのため、連動壁６１が設けられる斜辺がフット開口部２０に平行となる台形状に可動壁６０が形成されている。なお、図５，６では、図１，２に比べて張出部２５やフット開口部２０の形状を簡略化して示している。

【0026】

本例のフット開口部２０は、張出部２５の側壁２５ｓに形成される直角三角形状の開口と、張出部２５よりも車両前方ＦＲ側のケース２の側壁２ｓに形成される扇状の開口と、が繋がったような形状となっている。直角三角形状の開口はフット領域２Ｆに連通し、扇状の開口はエアミックス領域２Ｍに連通している。もちろん、フット開口部２０の形状は、このような形状に限定されるわけではなく、例えば矩形や円形などであっても良い。フット開口部２０の開口方向は、例えば車両後方ＲＲに対して車幅方向の外方に１０°以上８０°以下傾いた方向とすることができる。好ましくは、フット開口部２０の開口方向は、車両後方ＲＲに対して車幅方向の外方に３０°以上６０°以下傾いた角度とする。

【0027】

連動壁６１を一体化した可動壁６０は図示しない駆動部によって、回転軸６２を中心に回動される。回転軸６２は、ケース２における加熱用熱交換器４の上方で車両後方ＲＲに張り出す張出部２５の上端側に設けられており、車幅方向に沿って延びている。この回転軸６２を中心に、可動壁６０は、図１に示すフットモード位置と、図２に示すフェイスモード位置との間で回動自在に構成されている。

【0028】

車室の足元側に空調風８を送り込むフットモード時は、図１に示すように可動壁６０を時計回りに回転させ、可動壁６０によってフェイス開口部２１に至る通路を区画する。その際、図５に示すように、可動壁６０に一体化された連動壁６１はフット開口部２０から退避し、フット開口部２０は全開状態となる。その結果、エアミックス領域２Ｍの空調風８は、フェイス開口部２１への流通が阻止されて、フット開口部２０から車室の足元側に送り出される。

【0029】

一方、車室の上方側に空調風８を送り込むフェイスモード時は、図２に示すように可動壁６０を反時計回りに回転させ、可動壁６０を張出部２５の下方側前端のＲ形状部分に当接させる。その結果、フェイス開口部２１に至る通路が開放されると共に、張出部２５の内部空間は可動壁６０によって区画され、さらにフット開口部２０のうち、エアミックス領域２Ｍに形成される部分は連動壁６１によって閉じられる。図６に示すように、フェイスモード時、可動壁６０によって区画された空間（フット領域２Ｆ）は、フェイスモード時には空調風８が流れ込まない空間となる。

【0030】

図６に示すように、フット領域２Ｆにおけるフット開口部２０は連動壁６１に覆われていないが、フット開口部２０から空調風８が漏れることはない。これは、可動壁６０がフェイスモード位置にあるとき、フット領域２Ｆはエアミックス領域２Ｍから区画されているため、そもそもフット領域２Ｆに空調風８が流入しないからである。

【0031】

ここで、可動壁６０は、フットモード位置とフェイスモード位置の中間の位置に可動壁６０を停止させることもできる。そのような位置に可動壁６０を停止させることで、足元にも上側にも空調風８を導入するバイレベルモードとなる。

【0032】

≪効果≫
本例の車両用空調装置１によれば、車長方向への装置１の大型化を抑制しつつ、フットモードおよびバイレベルモード時のケース２内の圧力損失を低減することができる。車両用空調装置１の車長方向への大型化を抑制できるのは、図４に示すように、フット開口部２０が車両の斜め後方に向って開口しているため、ケース２の真後ろにフットダクトを配置しなくて済むからである。また、ケース２内の圧力損失を低減できるのは、車両後方ＲＲ側に向う空調風８の勢いを削ぐことなく、空調風８をフット開口部２０に導くことができるからである。フット開口部２０がエアミックス領域２Ｍとフット領域２Ｆに跨がる大きさに形成されていることも、ケース２内の圧力損失を低減できる要因の一つである。

【0033】

ケース２内における圧力損失を低減することができれば、ケース２内に空気を送り込むブロア７が同じであれば、従来の車両用空調装置に比べて、本例の車両用空調装置１の空調風８の風量を増大することができる。その結果、車室内の温度を素早く変化させることができるので、車室内の快適性を向上させることができる。また、本例の車両用空調装置１によれば、従来よりも小型のブロア７を採用しても、従来の車両用空調装置と同等の風量を得ることができる。ブロア７の小型化は、車両の軽量化や消費電力の低減に繋がり、車両の燃費を向上させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明の車両用空調装置は、自動車などの車両の車室内の温度調節に好適に利用可能である。

【符号の説明】

【0035】

１ 車両用空調装置
２ ケース ２ｓ 側壁
２０ フット開口部 ２１ フェイス開口部
２Ｆ フット領域 ２Ｍ エアミックス領域
２５ 張出部 ２５ｂ 底面 ２５ｓ 側壁
３ 冷却用熱交換器（エバポレータ）
４ 加熱用熱交換器（ヒータコア）
５ エアミックスドア
６ 分配器
６０ 可動壁 ６１ 連動壁 ６２ 回転軸
７ ブロア
８ 空調風

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】