(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次空気を吸引するノズルと、該ノズルの外周を包囲するように設けられ、その周りにスクロール形状の空気流路を形成する本体部と、該スクロール形状の空気流路に接線方向に連通されている一次空気流入路と、前記本体部の開放端側に接続され、前記ノズルの先端部がその喉部位置に配置されているディフューザと、を備え、
前記スクロール形状の空気流路に連通されている前記一次空気流入路の内壁が、前記ノズルの中心よりも外側にオフセットされて配設され、前記一次空気流入路から取り入れられた一次空気が前記スクロール形状の空気流路内に一方向から流入されるように構成されていることを特徴とするアスピレータ。
【請求項２】
前記本体部には、前記一次空気流入路の内壁から前記ノズルの外周面に延長され、前記スクロール形状の空気流路を仕切るリブが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアスピレータ。
【請求項３】
前記ディフューザの喉部は、該喉部を形成する曲面の半径が少なくとも４．５ｍｍ以上とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のアスピレータ。
【請求項４】
前記ディフューザの喉部は、前記ノズルの先端部と、前記喉部を形成する曲面の半径のＲ止まり位置との間の軸線方向寸法の合計値である軸線方向長さが４〜６ｍｍとされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアスピレータ。
【請求項５】
アスピレータを介して車室内温度センサの設置部に車室内空気を吸引し、該車室内温度センサで検出された車室内温度に基づき車室内を温調する車両用空調装置において、
前記アスピレータが請求項１ないし４のいずれかに記載のアスピレータとされ、該アスピレータの前記ノズルに前記車室内温度センサの設置部を経て車室内空気を吸引する空気配管が接続されているとともに、前記一次空気流入路が空調ユニット側の空気流路に連通されていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に適用して好適なアスピレータおよびそれを用いた車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置において、車室内温度を検出する温度センサの設置部に車室内空気を導くため、流体を利用してベンチュリ効果により減圧状態を作り出すアスピレータ（Ａｓｐｉｒａｔｏｒ）が用いられている。アスピレータは、一般に、車室内空気である二次空気を車室内温度センサの設置部に吸引するノズルと、このノズルの外周に該ノズルを取り囲むように空気流路を形成する本体部と、該本体部の空気流路に連通され、空調ユニット側から空気流の一部を流入させる一次空気流入路と、本体部の開放端側に接続され、ノズルの先端がその喉部付近に開口されているディフューザと、を備えた構成とされている。
【０００３】
このようなアスピレータとして、二次空気の吸引量を増加するため、二次空気を吸引するノズルの軸心をディフューザの喉部における一次空気の風速分布の最大風速部に合致させるように構成したもの（特許文献１参照）、あるいは一次空気流入路の中心線を本体部の中心軸に対し偏心させて配設した構成となし、一次空気を本体内で旋回流とすることによってディフューザの喉部での風速を増大させ、二次空気の吸引量を増加させるようにしたもの（特許文献２参照）等が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５５２２７号公報（図１参照）
【特許文献２】特開２００５−２８０４３３号公報（図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１により提示されたものは、ディフューザの喉部での一次空気の風速分布が最大となる位置に、二次空気を吸引するノズルの軸心を位置させることによって、アスピレータの性能向上を図っているにすぎず、一次空気のディフューザの喉部での風速を増大化するものではない。従って、性能向上には限界があった。
【０００６】
一方、特許文献２に示されたものは、一次空気に旋回流を与えることにより、ディフューザの喉部での風速を増大化しており、その分だけ二次空気の吸引量を増加することができる。しかし、一次空気流入路の中心線を本体部の中心軸に対し偏心させて配設するだけでは、一次空気流入路から本体内に取り入れられた一次空気は、ノズルの周りに形成される円筒状の空気流路に左右から流入されるので、途中で衝突される。このため、十分に旋回流を与えることができず、その効果が半減されるという問題があった。特に、右ハンドル車および左ハンドル車においてアスピレータを共用した場合、一次空気の流入方向違いが生じることから、空気流路での逆流が顕著になる傾向があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、二次空気の吸引量を増加させ、性能を向上することができるアスピレータおよびそれを用いた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】
【０００８】
上記した課題を解決するために、本発明のアスピレータおよびそれを用いた車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるアスピレータは、二次空気を吸引するノズルと、該ノズルの外周を包囲するように設けられ、その周りにスクロール形状の空気流路を形成する本体部と、該スクロール形状の空気流路に接線方向に連通されている一次空気流入路と、前記本体部の開放端側に接続され、前記ノズルの先端部がその喉部位置に配置されているディフューザと、を備え、前記スクロール形状の空気流路に連通されている前記一次空気流入路の内壁が、前記ノズルの中心よりも外側にオフセットされて配設され、前記一次空気流入路から取り入れられた一次空気が前記スクロール形状の空気流路内に一方向から流入されるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ノズルの外周に形成されているスクロール形状の空気流路に接線方向に連通されている一次空気流入路の内壁が、二次空気を吸引するノズルの中心よりも外側にオフセットされて配設されており、一次空気流入路から取り入れられた一次空気がスクロール形状の空気流路内に一方向から流入されるように構成されているので、一次空気流入路から本体部内に取り入れられた一次空気流は、ノズルの外周面によって一方向に案内され、スクロール形状の空気流路に沿って旋回流となり、その開放端側からディフューザの喉部に流入し、該喉部でのベンチュリ効果によりノズルを介して二次空気を吸引する。この喉部を経た一次空気はディフューザの内面に沿って流れ、減圧されて外部へと流出される。これにより、スクロール形状の空気流路を経てディフューザの喉部に流入される一次空気の流速を増大し、喉部でのベンチュリ効果を高め、二次空気の吸引量を増加させることができ、アスピレータの性能を向上することができる。
【００１０】
さらに、本発明のアスピレータは、上記のアスピレータにおいて、前記本体部には、前記一次空気流入路の内壁から前記ノズルの外周面に延長され、前記スクロール形状の空気流路を仕切るリブが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、本体部に一次空気流入路の内壁からノズルの外周面に延長され、スクロール形状の空気流路を仕切るリブが設けられているので、一次空気流入路から本体部に取り入れられた一次空気流を、リブを介して全て一方向に案内し、スクロール形状の空気流路内での一次空気の逆流を阻止することができる。このため、スクロール形状の空気流路内で空気流同士が衝突されることがなく、一次空気に対して確実に一方向の旋回流を与えることができ、その流速を増大し、ディフューザでのベンチュリ効果を高め、アスピレータの性能を向上することができる。また、アスピレータを右ハンドル車および左ハンドル車に共用した場合における一次空気流入路からの空気流入方向の違いによる性能差の発生を抑制することができる。
【００１２】
さらに、本発明のアスピレータは、上述のいずれかのアスピレータにおいて、前記ディフューザの喉部は、該喉部を形成する曲面の半径が少なくとも４．５ｍｍ以上とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ディフューザの喉部を形成する曲面の半径が、少なくとも４．５ｍｍ以上とされているので、図６に示されるＣＦＤ解析結果からも明らかな通り、温度センサの設置部に吸引される二次空気流の風速を大幅に上昇させ、その風量を増加させることができる。これにより、センサ設置部に対して十分な量の空気を吸引し、流通させることができ、センサによる温度検出精度を高めることができる。
【００１４】
さらに、本発明のアスピレータは、上述のいずれかのアスピレータにおいて、前記ディフューザの喉部は、前記ノズルの先端部と、前記喉部を形成する曲面の半径のＲ止まり位置との間の軸線方向寸法の合計値である軸線方向長さが４〜６ｍｍとされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ノズルの先端部が配置されるディフューザの喉部におけるノズルの先端部と、喉部を形成する曲面の半径のＲ止まり位置との間の軸線方向寸法の合計値である軸線方向長さが、４〜６ｍｍとされているので、図７に示されるＣＦＤ解析結果からも明らかな通り、温度センサの設置部に吸引される二次空気流の風速を大幅に上昇させ、その風量を増加することができる。これにより、センサ設置部に対して十分な量の空気を吸引し、流通させることができ、センサによる温度検出精度を高めることができる。
【００１６】
さらに、本発明にかかる車両用空調装置は、アスピレータを介して車室内温度センサの設置部に車室内空気を吸引し、該車室内温度センサで検出された車室内温度に基づき車室内を温調する車両用空調装置において、前記アスピレータが請求項１ないし４のいずれかに記載のアスピレータとされ、該アスピレータの前記ノズルに前記車室内温度センサの設置部を経て車室内空気を吸引する空気配管が接続されているとともに、前記一次空気流入路が空調ユニット側の空気流路に連通されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、車室内温度センサの設置部に対して車室内空気を吸引するアスピレータが、上述のいずれかのアスピレータとされ、該アスピレータのノズルに車室内温度センサの設置部を経て車室内空気を吸引する空気配管が接続されているとともに、一次空気流入路が空調ユニット側の空気流路に連通されているので、アスピレータの性能の向上に伴って車室内温度センサの設置部に吸引される車室内空気（二次空気）の風量を増加し、車室内空気の温度検出精度を高めることができる。このため、空調装置による温調の制御性および応答性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアスピレータによると、一次空気流入路から本体部内に取り入れられた一次空気流は、ノズルの外周面によって一方向に案内され、スクロール形状の空気流路に沿って旋回流となり、その開放端側からディフューザの喉部に流入し、該喉部でのベンチュリ効果によりノズルを介して二次空気を吸引する。この喉部を経た一次空気はディフューザの内面に沿って流れ、減圧されて外部へと流出されるため、スクロール形状の空気流路を経てディフューザの喉部に流入される一次空気の流速を増大し、喉部でのベンチュリ効果を高め、二次空気の吸引量を増加させることができ、従って、アスピレータの性能を向上することができる。
【００１９】
本発明の車両用空調装置によると、アスピレータの性能の向上に伴って車室内温度センサの設置部に吸引される車室内空気（二次空気）の風量を増加し、車室内空気の温度検出精度を高めることができるため、空調装置による温調の制御性および応答性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るアスピレータを適用した車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアスピレータの縦断面図である。
【図３】図２に示すアスピレータの左側面図である。
【図４】図２に示すアスピレータのａ−ａ断面図である。
【図５】図２に示すアスピレータのディフューザ部分の拡大断面図である。
【図６】図２に示すアスピレータの喉部の半径とセンサ設置部分における風速との関係のＣＦＤの解析図である。
【図７】図２に示すアスピレータの喉部の軸線方向長さとセンサ設置部分における風速との関係のＣＦＤの解析図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。
図１には、車両用空調装置の概略構成図が示されている。
車両用空調装置１は、内外気切替えダンパ２を介して導入される車外空気（外気）または車室内空気（内気）を空調ユニット（ＨＶＡＣユニット；Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４に圧送するブロアユニット３を備えている。
【００２２】
空調ユニット（ＨＶＡＣユニット）４は、ユニットケース５により形成される空気流路６内にエバポレータ７、ヒータコア８およびエアミックスダンパ９等が配設された構成とされており、ブロアユニット３から送られてくる空気をエバポレータ７およびヒータコア８に流通させて温調し、その温調風をユニットケース５の下流側に設けられているデフ吹出し口、フェース吹出し口およびフット吹き出し口等から選択的に車室内へと吹出すことによって、車室内を設定温度に制御する構成とされている。
【００２３】
車室内を設定温度に温調するには、車室内の温度を精度よく検出する必要があり、そのため、車室内温度センサ１０が設置されているインスツルメントパネル１１のセンサ設置部１２に対して車室内空気を十分流通させる必要がある。そこで、流体を利用してベンチュリ効果により減圧状態を作り出すアスピレータ（Ａｓｐｉｒａｔｏｒ）１３が使用されている。このアスピレータ１３は、空調ユニット４側の適所に設けられ、空気流路６内を流通される空気の一部を取り入れ、それを一次空気としてベンチュリ効果により減圧状態を作り出すことによって、センサ設置部１２から空気配管１４を通して車室内空気を二次空気として吸引し、センサ設置部１２に車室内空気を流通させるように設置されている。
【００２４】
次に、アスピレータ１３の構成について、図２ないし図５を用いて詳しく説明する。
車室内空気を二次空気として吸引するノズル１５は、一端に空気配管１４（図１参照）の接続部１５Ａが設けられており、該接続部１５から他端のノズル先端部１５Ｂに向って漸次外径が細くされた筒型形状とされている。このノズル１５の外周を取り囲むようにスクロール形状の空気流路１６を形成する本体部１７がノズル１５と一体成形されている。また、この本体部１７には、スクロール形状の空気流路１６に対して接線方向に連通されている一次空気流入路１８が一体に設けられている。
【００２５】
一次空気流入路１８は、ノズル１５の中心軸線Ｌに対して直交するようにＴ型配置とされており、その内壁１８Ａがノズル１５の中心軸線Ｌよりも外側に数ミリ程（例えば、２〜３ｍｍ程度）オフセットされた状態で配設されている。また、本体部１７には、一次空気流入路１８の内壁１８Ａからノズル１５の外周面まで延長され、スクロール形状の空気流路１６を仕切るリブ１９が一体に設けられている。
【００２６】
さらに、本体部１７の開放端側には、ディフューザ２０が接続されている。ディフューザ２０は、ノズル１５の先端部１５Ｂが開口する部位に対応して曲面により内径が絞られている喉部２０Ａを備えており、該喉部２０Ａから先端にかけては、漸次内径がテーパー状に拡大された形状とされている。このディフューザ２０の喉部２０Ａは、図５に示されるように、半径Ｒの曲面によって形成されており、その半径Ｒは、４．５ｍｍ以上とされている。
【００２７】
また、ノズル１５の先端部１５Ｂは、ディフューザ２０の半径Ｒの曲面によって形成されている喉部２０Ａの軸線方向長さの範囲に配置されている。この喉部２０Ａの軸線方向長さは、ノズル１５の先端部１５Ｂと、半径Ｒの曲面のＲ止まり位置Ｒ１，Ｒ２との間の軸線方向寸法Ａ，Ｂの合計値Ａ＋Ｂで表すことができ、本実施形態では、この長さＡ＋Ｂを４〜６ｍｍ、好ましくは４．５ｍｍに設定している。
【００２８】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
車両用空調装置１の運転が開始され、ブロアユニット３が回転駆動されると、内外気切替えダンパ２を介して外気または内気のいずれかが車両用空調装置１に導入される。この空気は、ブロアユニット３から下流側の空調ユニット（ＨＶＡＣユニット）４へと圧送され、エバポレータ７、ヒータコア８およびエアミックスダンパ９等を介して設定温度に温調された後、車室内へと吹出される。これによって、車室内が設定温度に温調される。
【００２９】
車両用空調装置１は、車室内が設定温度となるように制御されるが、その制御性および応答性を上げるには、車両用空調装置１の性能を高めるだけではなく、車室内温度を精度よく検出しなければならない。車室内温度は、インスツルメントパネル１１のセンサ設置部１２に設けられている車室内温度センサ１０により検出されるようになっており、その検出精度を高めるためには、センサ設置部１２に対して十分な量の車室内空気を流通させる必要がある。
【００３０】
センサ設置部１２に車室内から空気を吸引し、流通させるため、アスピレータ１３が用いられている。アスピレータ１３には、一次空気流入路１８を介して空調ユニット４の空気流路６から空気流の一部が一次空気として取り入れられるようになっている。このアスピレータ１３は、本体部１７によりノズル１５の外周に形成されているスクロール形状の空気流路１６に接線方向に連通されている一次空気流入路１８の内壁１８Ａが、二次空気を吸引するノズル１５の中心よりも外側にオフセットされて配設されており、一次空気流入路１８から取り入れられた一次空気がスクロール形状の空気流路１６内に一方向から流入される構成とされている。
【００３１】
このため、一次空気流入路１８から本体部１７内に取り入れられた一次空気流は、ノズル１５の外周面によって一方向に案内され、スクロール形状の空気流路１６に沿って旋回流となり、その開放端側からディフューザ２０の喉部２０Ａに流入し、該喉部２０Ａでのベンチュリ効果によりノズル１５を介して二次空気を吸引する。この喉部２０Ａを経た一次空気は、ディフューザ２０の内面に沿って流れ、減圧されて外部へと流出される。これによって、スクロール形状の空気流路１６を経てディフューザ２０の喉部２０Ａに流入される一次空気の流速を増大し、喉部２０Ａでのベンチュリ効果を高め、二次空気の吸引量を増加させることができる。
【００３２】
その結果、車室内温度センサ１０が設置されているセンサ設置部１２から空気配管１４を介して吸引される車室内空気（二次空気）の風量が増加され、車室内温度センサ１０の周りを流通される車室内空気の増やすことができ、車室内温度の検出精度を高めることができる。よって、車両用空調装置１による温調の制御性および応答性を向上することができる。
【００３３】
特に、本実施形態のアスピレータ１３では、本体部１７内に、一次空気流入路１８の内壁１８Ａからノズル１５の外周面に延長され、スクロール形状の空気流路１６を仕切るリブ１９を設けているため、一次空気流入路１８から本体部１７に取り入れられた一次空気流を、リブ１９を介して全て一方向に案内することができる。これにより、スクロール形状の空気流路１６内での一次空気の逆流を阻止し、空気流路１６内での空気流同士の衝突を防止することができる。
【００３４】
従って、一次空気に対して確実に一方向の旋回流を与えることができ、その流速を増大することにより、ディフューザ２０でのベンチュリ効果を高め、アスピレータ１３の性能を一段と高めることができる。また、上記リブ１９により一次空気流を全て一方向に案内することができるため、アスピレータ１３を右ハンドル車および左ハンドル車に共用した場合において、一次空気流入路１８からの空気流入方向の違いにより性能差が発生するのを抑制することができる。
【００３５】
また、上記アスピレータ１３では、ディフューザ２０の喉部２０Ａを形成する曲面の半径Ｒを、少なくとも４．５ｍｍ以上としているため、図６に示すＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）解析結果からも明らかな通り、車室内温度センサ１０の設置部１２に吸引される二次空気流の風速を０．９〜１．０ｍ／ｓに大幅に上昇（ＣＦＤ結果）させ、その風量を増加させることができる。従って、これによってもセンサ設置部１２に対して十分な量の空気を吸引し、流通させることができ、車室内温度センサ１０による車室内空気（二次空気）の温度検出精度を高めることができる。
【００３６】
同様に、ノズル１５の先端部１５Ｂが配置されているディフューザ２０の喉部２０Ａにおけるノズル１５の先端部１５Ｂと、喉部２０Ａを形成する曲面の半径ＲのＲ止まり位置Ｒ１，Ｒ２との間の軸線方向寸法Ａ，Ｂの合計値（Ａ＋Ｂ）である軸線方向長さを、４〜６ｍｍに設定しているため、図７に示すＣＦＤ解析結果からも明らかな通り、車室内温度センサ１０の設置部１２に吸引される二次空気流の風速を０．９５〜１．０５ｍ／ｓに大幅に上昇（ＣＦＤ結果）させ、その風量を増加させることができる。従って、これによってもセンサ設置部１２に対して十分な量の空気を吸引し、流通させることができ、車室内温度センサ１０による車室内空気（二次空気）の温度検出精度を高めることができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、アスピレータ１３を空調ユニット４において、エバポレータ７の上流側に設置した例について説明したが、空気が常時流通される位置であれば、いずれの位置であってもよい。また、車室内温度センサ１０の設置位置についても、上記実施形態の位置に限定されるものではない。
【００３８】
さらに、上記アスピレータ１３では、ノズル１５と本体部１７および一次空気流入路１８とが一体に設けられている例について説明したが、ノズル１５、本体部１７、一次空気流入路１８およびディフューザ２０ついては、それぞれ適宜の組み合わせにより一体で構成しても、あるいは別体で構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  車両用空調装置
４  空調ユニット
１０  車室内温度センサ
１２  センサ設置部
１３  アスピレータ
１４  空気配管
１５  ノズル
１５Ｂ  ノズル先端部
１６  スクロール形状の空気流路
１７  本体部
１８  一次空気流入路
１８Ａ  一次空気流入路の内壁
１９  リブ
２０  ディフューザ
２０Ａ  喉部
Ｌ  ノズルの中心軸線
Ｒ  喉部の曲面の半径
Ｒ１，Ｒ２  Ｒ止まり
Ａ，Ｂ  ノズル先端部とＲ止まり間の軸線方向寸法
【図１】
0005511238.tif 000002
【図２】
0005511238.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005511238.tif 000008