(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニット内に形成した空気通路内に、熱交換器と、クロスフローファンとを収容した車両用空調装置において、
少なくとも温調ボックスの一部を、ユニットの内部空間のうち、クロスフローファンによって曲線状に方向変換される空気通路の延長上であって、熱交換器が配設される空気通路の上方に隣接して配設し、かつ、温調ボックスに、前記クロスフローファンの下流側の空気通路から車内側に空気を送風する送風路を形成したことを特徴とする温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項２】
前記温調ボックスと空気通路とを排水口により連通したことを特徴とする請求項１に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項３】
前記ユニットのクロスフローファンの下流側の空気通路と温調ボックスとを連通する第１通風路のほかに、温調ボックスとクロスフローファンの上流側の空気通路とを連通する第２通風路を形成すると共に、ユニット内循環モード又は車内送風モードのいずれか一方に切替可能なダンパを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項４】
前記温調ボックスの送風路の下流側を温調ボックスの蓋体に形成する一方、前記ダンパを該蓋体の送風路に設けることにより、車内側への風向の変更及び／又は送風の停止を可能としたことを特徴とする請求項３に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項５】
前記ダンパを、車内空調条件及び温調ボックス内の温調条件の違いに基づいて、ユニット内循環モード又は車内送風モードのいずれか一方に切り替えるモード切替制御手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項６】
前記蓋体の開閉状態を検出する蓋体検出手段と、該蓋体検出手段からの検出信号に基づいて送風を抑制又は停止する送風量制御手段とを設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項７】
前記温調ボックスを、ユニットに対して着脱可能な構成としたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【請求項８】
前記熱交換器を冷却専用のエバポレータで構成する一方、前記温調ボックス内にヒータを配設すると共に、前記クロスフローファンを正逆回転可能とし、該クロスフローファン正転時には熱交換器を駆動し、逆転時には熱交換器を停止すると共に、ヒータをオン状態とする冷暖制御手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の温調ボックス付き車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車内を空調すると共にジュース類等を冷却又は加熱できる温調ボックス付き車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温調ボックス付き車両用空調装置として、例えば、図７に示すように、温調ボックス１を、クーラーユニット２と一体に設けた構成の車両用空調装置が開示されている。この車両用空調装置では、シロッコファン３によりクーラーユニット２内に取り込まれた空気は、エバポレータ４で冷却され、車内に送風されると共に、クーラーユニット２と連通する温調ボックス１内に流入し、収容したジュース類等を冷却した後、再びシロッコファン３の上流側に戻って循環する。
【０００３】
また、図８に示すように、クーラーユニット２とは別に温調ボックス１を設けた構成の車両用空調装置も開示されている。この車両用空調装置では、クーラーユニット２内のエバポレータ４で冷却された空気をダンパ６で切り替えることにより、車内又は温調ボックス１に送風する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の車両用空調装置では、クーラーユニット２に温調ボックス１を付設しただけの構成であり、温調ボックス１のサイズに応じて大型化するという問題がある。しかも、バイパスドア５で、空気流れを遮るようにして強制的に送風方向を変更した場合、風切り音が発生するという問題がある。また、スムーズな空気流れでない分、シロッコファン３に負担がかかり、消費電力が増大するという問題もある。
【０００５】
一方、後者の車両用空調装置では、温調ボックス１をクーラーユニット２とは別に設ける関係上、前記同様、大型化するという問題は避けられない。また、温調ボックス１自体を断熱処理する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、小型で、効率的に温調ボックスを加熱又は冷却することのできる温調ボックス付き車両用空調装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、本発明では、ユニット内に形成した空気通路内に、熱交換器と、クロスフローファンとを収容した車両用空調装置において、少なくとも温調ボックスの一部を、ユニットの内部空間のうち、クロスフローファンによって曲線状に方向変換される空気通路の延長上であって、熱交換器が配設される空気通路の上方に隣接して配設し、かつ、温調ボックスに、前記クロスフローファンの下流側の空気通路から車内側に空気を送風する送風路を形成したものである。
温調ボックス付き車両用空調装置。
【０００８】
前記温調ボックスを、その下方に少なくともユニット内の空気通路の一部が位置するように配設し、かつ、該位置で温調ボックスと空気通路とを排水口により連通するのが好ましい。
【００１０】
前記ユニットのクロスフローファンの下流側の空気通路と温調ボックスとを連通する第１通風路のほかに、温調ボックスとクロスフローファンの上流側の空気通路とを連通する第２通風路を形成すると共に、ユニット内循環モード又は車内送風モードのいずれか一方に切替可能なダンパを設けるのが好ましい。
【００１１】
この場合、前記温調ボックスの送風路の下流側を温調ボックスの蓋体に形成する一方、前記ダンパを該蓋体の送風路に設けることにより、車内側への風向の変更及び／又は送風の停止を可能としてもよい。
【００１２】
前記ダンパを、車内空調条件及び温調ボックス内の温調条件の違いに基づいて、ユニット内循環モード又は車内送風モードのいずれか一方に切り替えるモード切替制御手段を設けるのが好ましい。
【００１３】
前記蓋体の開閉状態を検出する蓋体検出手段と、該蓋体検出手段からの検出信号に基づいて送風を抑制又は停止する送風量制御手段とを設けるのが好ましい。
【００１４】
前記温調ボックスを、ユニットに対して着脱可能な構成とするのがよい。
【００１５】
前記熱交換器を冷却専用のエバポレータで構成する一方、前記温調ボックス内にヒータを配設すると共に、前記クロスフローファンを正逆回転可能とし、該クロスフローファンの正転時には熱交換器を駆動し、逆転時には熱交換器を停止すると共に、ヒータをオン状態とする冷暖制御手段を設けるようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１７】
図１ないし図３は、本発明の一実施の形態を示す車内後方用の温調ボックス付き車両用空調装置の側面図、平面図及び正面図である。この空調装置は、大略、ユニット１０と、このユニット１０に着脱可能に設けられる温調ボックス１１とから構成され、図４に示すように、車内後方のリアパネル１２に設けられている。
【００１８】
ユニット１０は、上面に矩形状のボックス収容凹部１３を有している。このボックス収容凹部１３には、後述する温調ボックス１１が収容されるため、断熱構造は不要となっている。ユニット１０の内部には、ボックス収容凹部１３に沿って略Ｕ字形の空気通路１４が形成されている。また、ユニット１０の両側壁には、前記空気通路１４の一端側に連通する吸込口１５がそれぞれ穿設され、各吸込口１５はダンパ１６によりそれぞれ開閉可能となっている。各ダンパ１６は、アクチュエータモータ１７の駆動により、リンク機構１８を介して支軸１６ａを中心として回動するようになっている。また、前記各吸込口１５には、側方から上方に向かって延び、リアパネル１２に開口するダクト１９がそれぞれ接続されている。前記ボックス収容凹部１３内の対向する側壁には、空気通路１４の両端にそれぞれ連通する第１通風口２０と第２通風口２１が、又、底部には排水口２２がそれぞれ穿設されている。
【００１９】
前記空気通路１４には、上流側から順に、熱交換器２３及びクロスフローファン２４がそれぞれ配設されている。熱交換器２３は、車内前方側空調装置２５からバイパスさせた冷媒配管途中に配設され、その上面がボックス収容凹部１３の底部下面に当接するように、温調ボックス１１の下方近傍に位置している。この熱交換器２３は、冷暖切替スイッチ２６で冷媒の循環回路を選択することにより、その周囲を通過する空気及び温調ボックス１１を直接冷却又は加熱する。さらに、急速スイッチ２７をオンして、開口していた吸込口１５及び送風口３３をダンパ１６及び３２で閉塞することにより、ユニット内循環モードに切り替える。前記クロスフローファン２４は、軸方向に延びる複数の羽根を周方向に列設し、かつ、軸方向に連結板を介して連設した従来周知のものである。このクロスフローファン２４は、ブロアモータ２８の駆動により回転し、図１の矢印で示す曲線状の流れを無理なく効率的に発生させる。
【００２０】
なお、前記ユニット１０には、空気通路１４内を、通過する空気が熱交換器２３によって冷却される場合に発生する結露水を車外に排水するための排水管２９が接続されている。
【００２１】
温調ボックス１１は、ボックス本体３０と、このボックス本体３０に支軸３０ａを中心として回動自在に連結された蓋体３１とから構成されている。また、この温調ボックス１１は、前記ユニット１０のボックス収容凹部１３に着脱可能に配設されている。これにより、温調ボックス１１を丸洗いでき、清掃を簡単に行うことができる。
【００２２】
前記ボックス本体３０の内部には、前記ユニット１０の第１通風口２０を塞ぐことなくスムーズに空気が流れ込むと共に、収容するジュース類等の振動音を防止するため、複数のスリットによりかご状に形成されたネット（図示せず。）が配設されている。また、収容するジュース類等の表面に付着した結露水等は、ボックス本体３０と連通するボックス収容凹部１３の排水口２２からの排水管２９を介して車外に排水できるようになっている。また、このボックス本体３０の上方開口縁部には、センサ３０ｂが設けられ、蓋体３１の開閉状態を検出する。
【００２３】
一方、前記蓋体３１は箱状で、底面に連通口３２が、前面及び側面前方側に送風口３３がそれぞれ穿設されている。各送風口３３は、その内部に設けたダンパ３４（図２（ｂ）参照）により風向の変更及び送風の停止が可能となっている。前記温調ボックス１１は、ユニット１０をリアパネル１２の中央に装着し、そのボックス収容凹部１３に装着した状態で、蓋体３１のみがリアパネル１２から露出し、車内前方側に開口するようになっている。そして、ダクト１９がユニット１０の両側においてリアパネル１２の上面で開口するようになっている。
【００２４】
前記構成からなる温調ボックス付き車両用空調装置では、車内前方側空調装置２５の制御装置２５ａにより、車内空調及び温調ボックス１１内の収容物の温調が行われる。以下、その動作を図５に示すフローチャートに従って説明する。
【００２５】
すなわち、まず、車内の空調条件を判断する（ステップＳ１）。この空調条件の判断は、車内外諸条件に基づいて決定した車内前方側空調装置２５に於ける送風温度に基づいて行う。送風温度が、外気温度に対して所定領域温度である場合には送風モード、所定領域温度よりも低い場合は冷房モード、高い場合は暖房モードと判断する。
【００２６】
送風モードであると判断された場合、車内後方側空調装置によっては、車内空調を行う必要がないものと判断し、ダンパ１６及び３２を回動させることにより、吸込口１５及び送風口３３を閉塞してユニット内循環モードとする（ステップＳ２）。
【００２７】
一方、送風モードでないと判断された場合、急速スイッチ２７がオンされたか否かを判断することにより、温調ボックス１１を急速に温調する必要があるのか否かを判断する（ステップＳ３）。また、冷暖切替スイッチ２６により、いずれが選択されたかを判断することにより、空調条件が温調ボックス１１の温調と相違しているのか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２８】
いずれの条件にも該当しなければ、ダンパ１６及び３２を回動させることにより、吸込口１５及び送風口３３を開放して車内送風モードとする（ステップＳ５）。また、前記いずれか一方の条件に該当すれば、ダンパ１６及び３２を回動させることにより、吸込口１５及び送風口３３を閉塞してユニット内循環モードとする（ステップＳ２）。
【００２９】
そして、クロスフローファン２４を駆動する（ステップＳ６）。ダンパ１６及び３２により吸込口１５及び送風口３３が開放された車内送風モードであれば、車室内空気がダクト１９から吸込口１５を介して空気通路１４に吸い込まれ、第１通風口２０から温調ボックス１１内を通過した後、蓋体３１の送風口３３から車内に送風される。これにより、熱交換器２３で温調された空気が、温調ボックス１１内を通過して、収容物を冷却又は加熱すると共に、蓋体３１に設けた送風口３３を介して車内を空調する。
【００３０】
また、ダンパ１６及び３２により吸込口１５及び送風口３３が閉塞されたユニット内循環モードであれば、ユニット１０内で空気が循環するので、車室内空気がユニット１０内に吸い込まれて送風口３３から車内に吹き出されることはない。この結果、温調ボックス１１を急速に温調する必要がある場合には、空気通路１４と温調ボックス１１とで循環する少量の空気を温調して、効果的に温調ボックス１１内の収容物を冷却又は加熱することができる。一方、冷暖切替スイッチ２６により選択されたモードと、車内前方側空調装置２５で制御中のモードとが一致していない、空調条件が温調ボックス１１の温調と不一致である場合（車内冷房中に収容物を加熱する必要がある場合、車内暖房中に収容物を冷却する必要がある場合）、車内空調とは別個に収容物を冷却又は加熱することができる。
【００３１】
このようにして車内空調及び温調ボックス１１内の収容物の温調が開始されれば、温調ボックス１１に設けたセンサ３０ｂからの検出信号の有無により蓋体３１の検出があったか否かを判断する（ステップＳ７）。検出されていれば、蓋体３１が閉塞された状態であるので、そのまま車内空調等の制御を続行し、検出されていなければ、蓋体３１が開放された状態であるので、車内側に空気が吹き出さないようにブロアモータ２８の駆動を制御してクロスフローファン２４の回転を抑制又は停止させる（ステップＳ８）。これにより、乗員が不快感を受けることはない。なお、前記センサ３０ｂに代えてリミットスイッチ等も使用可能である。また、この検出は、ボックス本体３０と蓋体３１の係合状態を解除するためのノブ操作（この構造は図示しない従来周知のものである。）等によって蓋体３１が開放される前に行うようにするのが好ましい。これにより、事前に車内側への吹出を防止できる。
【００３２】
なお、収容物に水滴等が付着したままで温調ボックス１１に収容した場合、ボックス収容凹部１３の底面に穿設した排水口２２を介してユニット１０の空気通路１４内に排出することができる。
【００３３】
このように、前記温調ボックス付き車両用空調装置では、クロスフローファン２４を使用することにより、ユニット１０内の空気流れを曲線状とし、かつ、温調ボックス１１をユニット１０に形成したボックス収容凹部１３に収容するように構成したので、非常にコンパクトである。しかも、ボックス収容凹部１３では温調ボックス１１が、温調ボックス１１ではその蓋体３１がそれぞれその内部の空気によって断熱材としての役割を果たすので、これらの部分での断熱構造が不要となり、構造を簡略化できると共に安価に製作できる。
【００３４】
なお、前記実施の形態では、車内後方用空調装置に適用する場合について説明したが、車内前方用空調装置に適用してもよいことは勿論である。
【００３５】
また、前記実施の形態では、ダンパ１６及び３２で吸込口１５及び送風口３３を開閉することにより、ユニット内循環モードと車内送風モードとに切り替えるようにしたが、いずれか一方のみので行ってもよい。
【００３６】
さらに、前記実施の形態では、熱交換器２３を冷却及び加熱の両方に適用可能なものとしたが、この熱交換器２３を冷房専用のエバポレータで構成し、前記温調ボックス１１内に、図６に示すように、バッテリー電源により発熱するＰＴＣヒータ３５を収容するようにしてもよい。この場合、ＰＴＣヒータ３５は、前記ボックス収容凹部１３の側面に穿設した第２通風口２１を塞ぐように配置するのが好ましい。そして、冷房又は温調ボックス１１内の冷却の場合には、前記同様にしてクロスフローファン２４及び熱交換器２３を駆動する。一方、暖房又は温調ボックス１１内の加熱の場合には、クロスフローファン２４を逆回転させると共に、熱交換器２３を停止する。これにより、第２通風口２１を介してＰＴＣヒータ３５に送風され、温調ボックス１１内を加熱できる。但し、この場合、ＰＴＣヒータ３５の加熱能力を考慮してダンパ１６で吸込口１５を閉塞するのが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る温調ボックス付き車両用空調装置によれば、少なくとも温調ボックスの一部を、ユニットの内部空間であって、クロスフローファンによって曲線状に方向変換される空気通路の延長上に配設し、かつ、温調ボックスに、前記クロスフローファンの下流側の空気通路から車内側に空気を送風する送風路を形成したので、非常にコンパクトに形成することができる。特に、クロスフローファンにより無理なく送風でき、効率よく温調ボックスの温調及び車内空調を実現できる。
【００３８】
また、前記温調ボックスを、その下方に少なくともユニット内の空気通路の一部が位置するように配設し、かつ、該位置で温調ボックスと空気通路とを排水口により連通したので、別個に排水構造を設ける必要がなく、簡単な構成で安価に排水処理を行うことができる。
【００３９】
また、ユニット内に収容される温調ボックスを、ユニットに近接させると共に、前記熱交換器の近傍に配設したので、送風のみの温調に比べてさらに効果的な温調が期待できる。
【００４０】
また、前記ユニットの空気通路の下流部と温調ボックスとを連通する第１通風路のほかに、温調ボックスと空気通路の上流部とを連通する第２通風路を形成すると共に、ユニット内循環モード又は車内送風モードのいずれか一方に切替可能なダンパを設けたので、車内空調条件等に応じて適切な温調状態を選択可能である。
【００４１】
特に、前記温調ボックスの送風路の下流側を温調ボックスの蓋体に形成する一方、前記ダンパを該蓋体の送風路に設けることにより、車内側への風向の変更又は送風の停止を可能とすれば、温調ボックスとは別に車内送風構造を形成する必要がなく、容易にユニット内循環モードと、車内送風モードとに切替可能な構造とすることができる。
【００４２】
また、前記ダンパを、車内空調条件及び温調ボックス内の温調条件の違いに基づいて、ユニット内循環モード又は車内送風モードのいずれか一方に切り替えるモード切替制御手段を設けるようにしたので、車内空調条件及び温調ボックス内の温調条件の違いに応じて、より適切な温調を自動的に行うことができる。
また、前記蓋体の開閉状態を検出する蓋体検出手段と、該蓋体検出手段からの検出信号に基づいて送風を抑制又は停止する送風量制御手段とを設けるようにしたので、蓋体が開放された場合に、車内側に空気が吹き出さず、乗員が不快な思いをすることがない。
【００４３】
また、ユニットに対して温調ボックスを着脱可能な構成としたので、温調ボックス及びボックス収容凹部の清掃を容易に行うことができる。
【００４４】
また、前記熱交換器を冷却専用のエバポレータで構成する一方、前記温調ボックス内にヒータを配設すると共に、前記クロスフローファンを正逆回転可能とし、該クロスフローファン正転時には熱交換器を駆動し、逆転時には熱交換器を停止すると共に、ヒータをオン状態とする冷暖制御手段を設けたので、簡単な構成で安価に、温調ボックスの冷却及び加熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温調ボックス付き車両用空調装置の側面図である。
【図２】本発明に係る温調ボックス付き車両用空調装置の平面図である。
【図３】本発明に係る温調ボックス付き車両用空調装置の正面図である。
【図４】図１の温調ボックス付き車両用空調装置を自動車のリアパネルに配設した状態を示す概略図である。
【図５】本発明に係る温調ボックス付き車両用空調装置に於ける空調及び温調制御を示すフローチャートである。
【図６】他の温調ボックス付き車両用空調装置の断面図である。
【図７】従来例に係る温調ボックス付き車両用空調装置の概略図である。
【図８】他の従来例に係る温調ボックス付き車両用空調装置の概略図である。
【符号の説明】
１０  ユニット
１１  温調ボックス
２３  熱交換器
２４  クロスフローファン
３０  ボックス本体（送風路）
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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