(57)【要約】【課題】最低限のスペースしか有しない自動車にも対応できる車両用の空調装置を低コストで提供する。【解決手段】車両用空調装置１０は、導入された外気または内気を、車室内に供給する吹出口に向けて送風するブロア１６と、導入された外気または内気を温度調整するエバポレータ１５とヒータ１７と、を備えるハウジング３０と、一端が、ブロアの駆動に伴って吸引力が作用する位置でハウジング３０に連通し、他端が、内気温度センサ３６が配置される空気の取込口３７を介して車室内に連通する配管３５と、を備える。このような構成とすることによって、最低限のスペースしか有しない車両にも対応できるのに加え、コストの低減を図ることができる。しかも、車室内の乗員に違和感を与えず、また、空調に無駄を生じさせることもない。【選択図】図１
2014113939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入された外気または内気を、車室内に供給する吹出口に向けて送風するブロアと、導入された外気または内気を温度調整する空調用熱源と、を備える主流路と、
一端が、前記ブロアの駆動に伴って吸引力が作用する位置で前記主流路に連通し、
他端が、空気取込口を介して車室内に連通し、かつ内気温度センサが設置される副流路と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記副流路には、
空気取込口から取り込まれた空気が前記ブロアに向けた流れを許容するが、この逆の空気の流れを阻止する逆止弁が設けられる、
請求項１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し、車室内の温度を測定するセンサに供給する車室内空気の経路の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気流路を形成するユニットハウジング内に、空気流れ方向に沿ってエバポレータとヒータコアとが順次配設され、エバポレータで冷却された空気がヒータを通過する量とバイパスする量との割合をエアミックスダンパにより調節して、複数の吹き出し口から車室内に吹き出す空気温度を制御する空調ユニット（ＨＶＡＣ（Heating, Ventilating and Air-Conditioning）ユニット）が知られている。
【０００３】
ＨＶＡＣユニットは、車室内温度を検出するための温度センサを備え、この温度センサで検知された温度が設定された温度に一致するように、動作する。この温度センサは、車室内に近い位置に配置されているが、検出温度の精度を上げるために、車室内の空気を引き込んで温度センサに当てる。空気の引き込みは、ＨＶＡＣユニットから車室内に供給される調和空気の流れ（主流空気）によりベンチュリ効果を生じさせて空気の流れを形成するアスピレータをユニット内に設置し、形成された空気の流れによって車室内の空気を引き込んで温度センサに当てる。
そのため、アスピレータが必要なほか、ＨＶＡＣユニットから送出される調和空気の一部は、アスピレータを介して車室内に流出されることになるため、空調された空気の一部が無駄に排出されてしまう。また、アスピレータより車室内に流出される空気は、快適性の観点からある程度温度調節された空気であるべきであるが、温度調節された空気を流出させると、主流の空気の流れを乱すことになりかねず、乗員に違和感を与えることもある。
【０００４】
特許文献１は、モータにより駆動されるブロアと、モータに冷却用空気を供給する第１の管路と、第１の管路に一方の端部が接続され他方の端部が室内の温度センサの設置スペースに開口した第２の管路と備え、第２の管路の一方の端部がノズルによって形成され、このノズルは、その先端部が第１の管路内でそれにほぼ平行になるように、かつ、ノズルの先端孔が第１の管路の下流を向いて開口するように配置されている。この空気吸引装置によると、空調された空気の一部が無駄に排出されることはなく、また、上記した乗員に違和感を与えることが解消されているものと解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし特許文献１の提案は、モータ冷却用空気を供給する第１の管路と、温度検知用の空気を取り込む第２の管路の２つの管路を必要としている。したがって、２つの管路を設けるスペースのない自動車に適用することができない。また、第１の管路と第２の管路の接続部分にアスピレータが設けられているため、２つの管路を設けることも加わり、コストアップを招いてしまう。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、最低限のスペースしか有しない自動車にも対応できる車両用の空調装置を低コストで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】
かかる目的のもとなされた本発明の車両用空調装置は、導入された外気または内気を、車室内に供給する吹出口に向けて送風するブロアと、導入された外気または内気を温度調整する空調用熱源と、を備える主流路と、一端が、ブロアの駆動に伴って吸引力が作用する位置で主流路に連通し、他端が、空気取込口を介して車室内に連通し、かつ内気温度センサが設置される副流路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両用空調装置によると、ブロアの吸引力により、副流路を介して空気取込口に車室内の空気を取り込むことで、車室内の温度を内気温度センサで検知することができる。さらに、この空気取込口から取り込んだ車室内の空気は、副流路を通ってブロアまで誘導されるため、ブロアを駆動するモータの冷却用空気として使用することができる。つまり、本発明によると、温度検知とモータの冷却を一つの配管で行えるため、モータを冷却する空気を導く配管を別途設けるのに比べると、狭いスペースでも設置することができるのに加え、コストの低減も図ることができる。
しかも、本発明の車両用空調装置によると、主流の空気の流れを乱す要因がないため、車室内の乗員に違和感を与えることを防止できるのに加え、内部構造を簡略化できる。さらには、ブロアによって車室内の空気を取り込むだけで車室内の温度を検知できるので、空調に無駄を生じさせることもない。
【０００９】
本発明は、副流路に、空気取込口から取り込まれた空気がブロアに向けて流れるのを許容するが、この逆の空気の流れを阻止する逆止弁が設けられることが好ましい。冷たい外気が副流路を通って内気温度センサで温度検知されるのを阻止するためである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車室内の温度検知およびモータ冷却を一つの配管で行うことができるため、モータを冷却する空気を導く配管を別途設けるのに比べると、狭いスペースでも設置することができるのに加え、コストの低減を図ることができる。しかも、車室内の乗員に違和感を与えず、また、空調に無駄を生じさせることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における空調装置を示す概略構成図である。
【図２】従来の空調装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態に係る空調装置（車両用空調装置）１０は、図１に示すように、冷媒配管で接続された圧縮機１１、コンデンサ（凝縮器）１２、レシーバ１３、膨張弁１４及びエバポレータ（蒸発器）１５の間を冷媒が循環し、コンデンサ１２において外気と熱交換して冷却された冷媒が、エバポレータ１５においてブロア１６によって送り込まれた空気と熱交換することで、車室内に冷却された空気（冷風）を送り出す。また、図示を省略したエンジンの冷却水を熱源とするヒータ１７が備えられ、ブロア１６によってヒータ１７に送り込まれる冷風と熱交換することで、車室内に加熱された空気（温風）を送り込むこともできる。ヒータ１７の上流側にはエアミックスダンパ１８が設けられており、エアミックスダンパ１８の位置によって、ヒータ１７に送り込まれる冷風の量を調整することにより、温風の温度を設定する。
【００１３】
エバポレータ１５、ブロア１６およびヒータ１７が内蔵されたハウジング３０には、車外から外気を取り込む外気取込口１９と、車室内から空気を取り込む内気取込口２０とが備えられ、取込口切換ダンパ２１により、ハウジング３０内への空気の取り込みを、外気取込口１９から行うか、内気取込口２０から行うかを切り換える。なお、図１は、外気取込口１９から車室外の空気を取り込んでいる様子を示している。
【００１４】
また、ハウジング３０内から車室内への空気の吹出口としては、フロントガラスの車室内側表面に向かって空気を吹き出すＤＥＦ吹出口２２、車室内のシートに着席した乗員の上半身に向けて空気を吹き出すＦＡＣＥ吹出口２３、車室内のシートに着席した乗員の足元に向けて空気を吹き出すＦＯＯＴ吹出口２４とを少なくとも備える。そして、これらＤＥＦ吹出口２２、ＦＡＣＥ吹出口２３、ＦＯＯＴ吹出口２４からの空気の吹き出しは、吹出口切換ダンパ２５、２６により切り換えられるようになっている。なお、ハウジング３０の外気または内気の取り込み口から空気の吹出口にかけて、本発明の主流路が構成される。
【００１５】
ハウジング３０には、ブロア１６を駆動させるためのモータ３１が配置されている。モータ３１は、ハウジング３０に設けられるモータケース３３に収納されている。モータケース３３は一方端がハウジング３０の内部に連通し、他方端にモータケース３３の内部と外部を連通する接続口３４が設けられている。
【００１６】
空調装置１０は、車室内の温度を検知する内気温度センサ３６を備える。
内気温度センサ３６は、前方が車室内に開口する空気の取込口３７の内部に収容される。取込口３７は、前方から後方まで貫通する空気流路３８を備えている。取込口３７に取り込まれた車室内の空気が内気温度センサ３６に触れることで、内気温度センサ３６は車室内の温度を検知する。なお、詳しくは後述するが、ブロア１６が回転駆動することにより、車室内の空気が取込口３７に取り込まれる。
内気温度センサ３６は、公知の温度センサ、例えば、サーミスタを用いることができる。内気温度センサ３６が車室内の温度を検知すると、検知した温度情報は制御部５０に送られる。制御部５０は、取得した温度情報と設定温度とを比較し、比較結果に基づいて、エアミックスダンパ１８および圧縮機１１に必要な動作指令を出す。なお、空調装置１０がＯＦＦの状態でブロア１６が作動していないときにも、内気温度センサ３６は車室内の温度を検知し続けている。
【００１７】
空調装置１０は、一方端がモータケース３３の接続口３４に接続され、他方端が内気温度センサ３６を収容する取込口３７に接続される配管３５を備えている。モータ３１を駆動してブロア１６を回転させると、モータケース３３がハウジング３０に開口しているため、配管３５の接続口３４の近傍が減圧状態となる。つまり、ブロア１６の駆動に伴って吸引力が作用する位置に配管３５の一端が接続されているので、取込口３７から車室内の空気を取り込むことができる。配管３５は、一方端および他方端を除いて閉じた系を有しているとともに、ハウジング３０とは独立して設けられている。また、配管３５は必要に応じて屈曲することはあるが、その内部に空気の流れを阻害する要素を有していない。そのため、取込口３７から取り込まれた車室内の空気は、モータケース３３の内部までスムーズに流れる。なお、配管３５を含め、モータケース３３の接続部分（接続口３４）から取込口３７までの間が本発明の副流路を構成する。
【００１８】
以上の構成を備える空調装置１０は、以下のようにして車室内の温度を調整する。
圧縮機１１が回転駆動されると、圧縮機１１は低圧の冷媒ガスを吸い込み、これを圧縮して高温高圧の過熱ガスである冷媒ガスを吐き出す。この冷媒ガスはコンデンサ１２コンデンサ１２に流入する。コンデンサ１２に流入した冷媒ガスは、図示を省略したファンによって通風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、レシーバ１３に一時的に貯えられた後、冷房負荷に応じてエバポレータ１５に向けて供給される。レシーバ１３から供給された冷媒は膨張弁１４を通過して減圧されてから、エバポレータ１５に供給される。エバポレータ１５に供給された冷媒はブロア１６によって外気取込口１９から取り込まれる車室外（または、内気取込口２０から取り込まれる車室内）の空気を冷却して蒸発ガス化される。こうして生成された冷風を用いて車室内の温度を調整する。蒸発ガス化された冷媒は、再び圧縮機１１に吸入され、以下同様のサイクルを繰り返す。
【００１９】
空調装置１０は、ブロア１６によってハウジング３０の内部に取り込まれた空気（主流Ｆ１）をエバポレータ１５およびヒータ１７を通過させることで設定温度となるように温度を調節するとともに、吹出口切換ダンパ２５、２６を操作して、ＤＥＦ吹出口２２、ＦＡＣＥ吹出口２３、ＦＯＯＴ吹出口２４のいずれかを介して車室内に送出する。
エバポレータ１５では、前述したように、主流Ｆ１を冷却する。例えば、圧縮機１１の回転数に応じエバポレータ１５に循環する冷媒の量が増減させることができるので、主流Ｆ１をより低温に冷却したいときには、圧縮機１１を高速回転させる。
エバポレータ１５を通過した主流Ｆ１は、エアミックスダンパ１８の開閉の程度によってヒータ１７を通過する量が決定される。例えば、エアミックスダンパ１８がヒータ１７を通過する経路を閉じている場合、主流Ｆ１はヒータ１７を通過することなく、エバポレータ１５で調節された温度で吹出口から送出される。
【００２０】
空調装置１０は、ブロア１６を作動させると、ハウジング３０に空気を取り込むのに加えて、モータケース３３内が減圧される。そうすると、配管３５の接続口３４の近傍も減圧されるので、モータケース３３に接続されている接続口３４および配管３５を介し、取込口３７から車室内の空気Ｆ２が取りこまれ、内気温度センサ３６の周囲を通過して温度検知に供される。内気温度センサ３６は、通過する空気量が多いほど温度を正確に検知することができるが、本実施形態はブロア１６を用いることで、より多くの車室内の空気が内気温度センサ３６を通過することができる。さらに取り込まれた空気Ｆ２は、配管３５及び接続口３４を介し、モータケース３３に誘導されることでモータ３１を冷却する。モータ３１を冷却した空気Ｆ２は、ブロア１６によってハウジング３０に主流Ｆ１として送出される。
【００２１】
ここで、アスピレータ４０を備える従来の空調装置１００を図２に示している。
空調装置１００は、アスピレータ４０を備えており、このアスピレータ４０が配管４１を介して取込口３７と接続されている点が本実施形態に係る空調装置１０と異なる。
空調装置１００は、ガイド４３をハウジング３０の内部に突出するガイド４３を備えており、ガイド４３により主流Ｆ１の一部がアスピレータ４０に誘導される。誘導された空気がアスピレータ４０を通過することで、配管４１が減圧状態になる。こうして取込口３７に車室内の空気を取込み、内気温度センサ３６で車室内の温度を検知する。
【００２２】
次に、空調装置１０の作用・効果を従来の空調装置１００と比較して説明する。
はじめに、空調装置１０は、ブロア１６の駆動を利用して車室内の空気を取込口３７に取り込むため、アスピレータ４０を必要としない。このことに基づいて、空調装置１０は、アスピレータ４０に必要なコストを低減できることに加えて、以下説明する効果を奏することができる。
【００２３】
空調装置１００は、アスピレータ４０により、車室内の空気を内気温度センサ３６にあて、車室内の温度を検知するため、温度検知用の空気を取り込む配管４１が必要である。さらに、モータ冷却用空気を供給する管路（図示しない）を必要とする。したがって、２つの管路を設けるスペースを必要とするため、スペースのない自動車には適用できない。
これに対して、空調装置１０は、ブロア１６が回転することにより、配管３５を介して取込口３７に車室内の空気を取り込むことで内気温度センサ３６にあて、車室内の温度を検出する。さらに、取込口３７から取り込んだ車室内の空気は、配管３５を通ってモータケース３３まで流れるため、モータ冷却用の空気として使用することができる。つまり、温度検知とモータの冷却を一つの配管３５で行えるという効率的な経路を構築する。そうすると、自動車でもスペースを確保することができる。さらに、モータ３１を冷却する空気を導く配管を別途設けるのに比べると、コストの低減を図ることができる。
しかも、空調装置１０は、車室の温度検知に供された空気は、配管３５を通ってハウジング３０に供給され、エバポレータ１５及びヒータ１７を通ることで温度調整されてから車室内に吹き出されるとともに、ガイド４３を設ける必要がないので、車室内の乗員に違和感を与えることはない。さらに、空調装置１０は、ブロア１６によって車室内の空気を取り込むだけで車室内の温度を検知できるので、空調に無駄を生じさせることはない。
【００２４】
ところで、空調装置１０（圧縮機１１）の動作が停止状態ではブロア１６も停止しているので、車室内が車室外に比べて負圧になると、外気取込口１９から冷気がハウジング３０内に進入することがある。この冷気が、停止しているブロア１６を通過し、配管３５を通って取込口３７に達すると、内気温度センサ３６は車室内よりも低い冷気の温度を車室内温度と誤って検知してしまう。
空調装置１０によっては、圧縮機１１及びブロア１６が停止していても、エアミックスダンパ１８の開閉の程度を調整することで、車室内の温度の調整をある程度行なっているものがある。このエアミックスダンパ１８の調整は、通常、内気温度センサ３６の検知結果に従う。したがって、内気温度センサ３６が実際よりも低い温度を検知すると、必要以上に暖かい空気が車室内に流れるように、エアミックスダンパ１８の開閉が調整されてしまい、乗員に違和感を与えるおそれがある。
【００２５】
そこで、車室外からの冷気が配管３５を通って取込口３７に達しないように、配管３５の取込口３７の近傍に逆止弁４５を設けることができる。逆止弁４５は、取込口３７からモータケース３３に向けて車室内の空気が流れるときには開くが、この逆の向きに空気が流れるときには閉じる。ブロア１６が作動すると、取込口３７から取り込まれた空気の圧力により逆止弁４５は開き、当該空気は配管３５をモータケース３３に向けて流れる。一方、ブロア１６が停止していると、車室外からの空気が配管３５を流れてきても、逆止弁４５は閉じているので、当該空気は取込口３７に達しない。よって、車室外からの冷気に基づく内気温度センサ３６の誤検知を防止することができる
【００２６】
以上の目的を達成する限り、逆止弁４５の具体的な構成は問わないが、空気が流れる向きに追従して動作できるように、軽量でかつある程度の剛性をもつ材料から構成することが推奨される。また、以上の目的を達成する限り、逆止弁４５を設ける位置は任意であり、たとえば配管３５のモータケース３３の近傍、あるいは接続口３４又は取込口３７に設けることもできる。
【００２７】
以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
本実施形態は、モータケース３３に配管３５の一端側を接続することでブロア１６の駆動に伴う吸引力を作用させるが、当該吸引力が作用する限り、配管３５の一端側の接続位置は任意である。
また、本実施形態では、空気の取込口３７の内部に内気温度センサ３６を設けたが、取り込まれた空気が当たる限り、副流路における内気温度センサ３６の設置位置は問われない。
さらに、空調装置１０の具体的な構成、例えばハウジング３０の形態、ハウジング３０の内部におけるエバポレータ、ブロアおよびヒータの設置位置、エアミックスダンパ１８の形態等はあくまで一例であり、搭載される車両に応じて適宜変更することができる。また、圧縮機１１、コンデンサ１２、レシーバ１３、膨張弁１４及びエバポレータ１５で構成される冷凍サイクルは必要最小限の要素のみを示しており、他の要素を追加してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２８】
１０    空調装置（車両用空調装置）
１１    圧縮機
１２    コンデンサ
１３    レシーバ
１４    膨張弁
１５    エバポレータ（蒸発器）
１６    ブロア
１７    ヒータ
１８    エアミックスダンパ
１９    外気取込口
２０    内気取込口
２５，２６  吹出口切換ダンパ
３０    ハウジング
３４    接続口
３５    配管
３６    内気温度センサ
３７    取込口
３８    空気流路
４０    アスピレータ
４１    配管
４３    ガイド
４５    逆止弁
１００  空調装置
Ｆ１    主流
Ｆ２    空気
【図１】
2014113939.tif 000003
【図２】
2014113939.tif 000004