(57)【要約】【課題】 車両用空調装置でバイレベルモードを実現するための構造は部品点数が多く構造が複雑で、重量が増加し易く、配置スペースが大きくなっていた。【解決手段】車両用空調装置は、蒸発器１０、ヒータコア１５、蒸発器及びヒータコアを収容し第１通路１２及び第２通路１６を形成するダクト２０、及び気流切替箱３０から成る。気流切替箱は第３通路３３及び第４通路３６を備える。第１通路と第３通路との間に第１ダンパ４１が取り付けられ、暖風吹出部に第２ダンパ４３が取り付けられ、第３通路と第４通路との間に第３ダンパが取り付けられている。バイレベルモード時は、第１ダンパ及び第２ダンパが半開し第３ダンパが閉じ、第１通路の冷風を第３通路を通じて冷風吹出部に送るとともに、第２通路の暖風の一部を第４通路及び第３通路を通じて冷風吹出部に送る。また、暖風の残部を第４通路を通じて暖風吹出部に送る。こうして空調装置単体でバイレベルモードが実現できる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷風を生成する蒸発器（１０）と、該蒸発器の下流側に配置され暖風を生成するヒータコア（１５）と、該蒸発器及び該ヒータコアを収容し該蒸発器の下流側の第１通路（１２）及び該ヒータコアの下流側の第２通路（１６）を形成するダクト（２０）と、該ダクトの下流端部に取り付けられた気流切替箱（３０）と、から成り、
前記気流切替箱は、その冷風吹出部と前記第１通路とをつなぐ第３通路（３３）、及びその暖風吹出部（３５）と前記第２通路とをつなぐ第４通路（３６）を備え、
前記第１通路と前記第３通路との間に第１ダンパ（４１）が回動可能に取り付けられ、前記暖風吹出部に第２ダンパ（４３）が回動可能に取り付けられ、前記第３通路と前記第４通路との間に第３ダンパ（４５）が回動可能に取り付けられ、
前記第１ダンパ及び前記第２ダンパが半開し、前記第３ダンパが閉じ、前記第１通路の冷風を前記第３通路を通じて冷風吹出部に送るとともに、前記第２通路の暖風の一部を前記第４通路及び前記第３通路を通じて前記冷風吹出部に送り、暖風の残部を前記第４通路を通じて前記暖風吹出部に送るバイレベルモードに切替え可能であることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
更に、前記第１ダンパが開き、前記第２ダンパが閉じ、前記第３ダンパが開き、前記第１通路及び前記第２通路の冷風を前記第３通路を通じて冷風吹出部に送る冷房モード、及び前記第１ダンパが閉じ、前記第２ダンパが開き、前記第３ダンパが閉じ、前記第２通路の暖風を前記第４通路を通じて前記暖風吹出部に送る暖房モードに、切替え可能である請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記気流切替箱の前記冷風吹出部は所定長さの混合ダクト部（３４）に接続されている請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第２ダンパは、前記暖風吹出部を半開する位置に回動したとき前記第３通路と前記第４通路とを部分的に連通させ、全開したとき前記第３ダンパと一体になり前記第３通路と前記第４通路とを隔離する請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記冷房モード時、前記第３ダンパを全開し、前記第１通路の冷風の一部を前記第２通路及び前記第４通路を介して前記第３通路に導く請求項４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、特にバイレベルモードを選択できるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置において、冷房時は蒸発器で生成した冷風をダクトの冷風吹出部から乗員の顔等の上半身に向かって吹き出し（フェイスモード）、暖房時はヒータコアで生成した暖風をダクトの暖風吹出部から乗員の足下等の下半身に向かって吹き出す（フットモード）。この他に、暖房時に、下半身に暖風を吹き出すとともに、上半身に温風を吹き出し、いわゆる頭寒足熱状態とし、乗員のフィーリングを向上させることが望まれる場合がある（バイレベルモード）。バイレベルモードの温風は冷風中に暖風の一部を混ぜて生成され、フェイス吹出部から吹き出される。
【０００３】
バイレベルモードを実現するために、従来の空調装置は図１１に示すように、蒸発器１００及びヒータコア１０５を収容したダクト１１０がフェイス吹出部１１２、デフロスト吹出部１１３及びフット吹出部１１４を備えている。ダクト１１０のヒータコア１０５の近くに、仕切りダクト１１６によりバイパス通路１１７が形成されている。バイパス通路１１７に第１ダンパ１２１が、仕切りダクト１１６とヒータコア１０５との間に第２ダクト１２２が、フット吹出部１１４に第３ダクト１２３が、それぞれ回動可能に取り付けられている。
【０００４】
バイレベルモード時は、第１、第２及び第３ダンパ１２１、１２２及び１２３をそれぞれ所定位置に回動させ、蒸発器１００で生成した冷風をバイパス通路１１７を通してフェイス吹出部１１２に導く。ヒータコア１０５で生成した暖風の一部をフット吹出部１１４に導き、残部をフェイス吹出部１１２に導く。
【特許文献１】特開平６−７２１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例は、冷風の一部をバイパスさせるために、仕切りダクト１１６、バイパス通路１１７及び第１ダンパ１２１を設けている。その結果、部品点数が増加して構造が複雑になり、重量が重くなり、配置スペースが増加している。
【０００６】
また、バイレベルモードにおいて、暖風と冷風とが十分混合されない間にフェイス吹出部１１２から吹き出し、温風の温度が場所によってばらつき、乗員のフィーリングが低下することがあった。さらに、車両によっては、冷房空調装置がバイレベル機能を持たず、別個にバイレベル専用ユニットを設けることが必要になる場合もあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、空調装置単体でバイレベルモードに切替え可能で、部品点数が少なく簡単な構造を持ち、重量の増加が抑えられ、配置スペースが小さくできる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】
本願の発明者は、気流切替箱に蒸発器の下流側の空間から冷風吹出部へ延びる空間と、ヒータコアの下流側の空間から暖風吹出口へ延びる空間とを形成した。その上で、両者を連通させ、暖風の一部を冷風に混合させることを着想して本発明を完成した。
【０００９】
本発明による車両用空調装置は、請求項１に記載したように、冷風を生成する蒸発器と、蒸発器の下流側に配置され暖風を生成するヒータコアと、蒸発器及びヒータコアを収容し蒸発器の下流側の第１通路及びヒータコアの下流側の第２通路を形成するダクトと、ダクトの下流端部に取り付けられた気流切替箱と、から成る。
【００１０】
流切替箱は、その冷風吹出部と第１通路とをつなぐ第３通路、及びその暖風吹出部と第２通路とをつなぐ第４通路を備えている。第１通路と第３通路との間に第１ダンパが回動可能に取り付けられ、暖風吹出部に第２ダンパが回動可能に取り付けられ、第３通路と第４通路との間に第３ダンパが回動可能に取り付けられている。
【００１１】
この車両用空調装置は第１ダンパ及び第２ダンパが半開し、第３ダンパが閉じ、第１通路の冷風を第３通路を通じて冷風吹出部に送るとともに第２通路の暖風の一部を第４通路及び第３通路を通じて冷風吹出部に送り、暖風の残部を第４通路を通じて暖風吹出部に送るバイレベルモードに切替え可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる車両用空調装置によれば、気流切替箱にその第３通路と第４通路とを連通する第３連通口に第３ダンパを設けたので、空調装置単体でバイレベルモードを実現するための構造が簡単で、部品点数を少なくでき、その結果重量が軽くなり、配置スペースが小さくなる。
【００１３】
請求項２の車両用空調装置によれば、第１ダンパ、第２ダンパ及び第３ダンパの回動するのみでバイレベルモードと、冷房モード及び暖房モードとを簡単に切り替えできる。
【００１４】
請求項３の車両用空調装置によれば、混同ダクトを設けたので、バイレベルモード時の冷風と暖風との混合が確実になり、温風の温度ばらつきが小さくなる。請求項４の車両用空調装置によれば、第２ダンパが第３ダンパの機能の一部を構成するので、その分第３ダンパの構成が簡単になるとともに配置空間が小さくできる。請求項５の車両用空調装置によれば、冷房モード時に気流切替箱が全通状態になるので、空気の流通抵抗が低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（イ）全体
本発明の車両用空調装置は通常の乗用車、いわゆるワンボックスカー及びバス等各種車両に適用可能できる。乗用車やワンボックスカーでは冷風及び暖風はダクトの吹出部から直接車内に吹き出される。これに対して、バスでは例えば車体の後部に配置された空調装置から車両の前後方向に冷風ダクト及び暖風ダクトが延び、その上に複数の吹出口が形成されている。
【００１６】
（ロ）ダクト
ダクトは、空気の流れ方向で上流側に外気吸込口及び内気吸込口等を備え、中間部に蒸発器及びヒータコア等が収容され、下流側に気流切替箱が取り付けられている。蒸発器の下流側の第１通路とヒータコアの下流側の第２通路とが冷風及び暖風の流通路を形成している。
【００１７】
（ハ）気流切替箱
気流切替箱はダクトの下流端部に取り付けられ、冷風、暖風及び温風の吹出方向や吹出位置を決めるものである。冷風吹出部を備え第１通路につながった第３通路、及び暖風吹出部を備え第２通路につながった第４通路を有し、両者は第３連通口で連通されている。
【００１８】
暖風吹出部は気流切替箱に軸支された第２ダンパで開閉され、第３連通口は気流切替箱に軸支された第３ダンパで開閉される。但し、第３連通口は第２ダンパ及び第３ダンパで開閉することもできる。また第２ダンパ及び第３ダンパを１つの部材で構成しても良く、この場合、このダンパ１枚で第３連通口及び暖風吹出口の開閉、並びにバイレベル時の暖風の分配を受け持つことになる。
【００１９】
第３通路の冷風吹出部は、冷風と暖風とが十分に混合されるように、ある程度の長さを持つ混合ダクトに接続されることが望ましい。
【００２０】
（ニ）両者の関係
ダクトの第１通路と気流切替箱の第３通路との間に第１連通口が形成され、この第１連通口をダクト又は気流切替箱に軸支された第１ダンパが開閉するようになっている。なお、ダクトの第２通路と気流切替箱の第４通路との間に形成された第２連通口にはダンパは配置されておらず、開放されている。
【００２１】
（ホ）３つのモード
バイレベルモード時は、第１ダンパ、第２ダンパが半開し、第３ダンパが閉じる。こうして第１通路の冷風を第３通路を通じて冷風吹出部に送るとともに、第２通路の暖風の一部を第４通路及び第３通路を通じて冷風吹出部に送り、温風を生成する。一方、暖風の残部を第４通路を通じて暖風吹出部に送る。
【００２２】
冷房モード時は、第１ダンパが開き、第２ダンパが閉じ、第３ダンパが開き、第１通路の冷風を第３通路を通じて冷風吹出部に送る。暖房モード時は、第１ダンパが閉じ、第２ダンパが開き、第３ダンパが閉じ、第２通路の暖風を第４通路を通じて暖風吹出部に送る。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（構成）
図１、図２及び図３に示すように、上流部に内気吸込口及び外気吸込口（不図示）と送風ファン２１とを備えた筒状のダクト２０の中間部に蒸発器１０が収容され、その下流側にヒータコア１５が収容されている。蒸発器１０とヒータコア１５とはほぼ同じ大きさを持つ。蒸発器１０の下流側の第１通路１２は第１連通口１３を備え、ヒータコア１５の下流側に形成された第２通路１６は第２連通口１７を備えている。第２通路１６はダクト２０の最下流部２２で形成されている。
【００２５】
ダクト２０の下流端に、その延長方向（図２で左右方向）と直交する方向に突出する気流切替箱３０が取り付けられている。気流切替箱３０は冷風（フェイス）吹出部３２を備えた第３通路３３を有し、この第３通路３３は上記第１連通口１３を介して第１通路１２に連通されている。冷風吹出部３２は第３通路３３と直交する方向に延びた所定長さの混合ダクト３４に接続されている。また、暖風（フット）吹出部３５を備えた第４通路３６を有し、この第４通路３６は第２連通口１７及び第３連通口３８を介してそれぞれ第２通路１６及び第３通路３３に連通されている。混合ダクト３４の下流部にバイレベル温度制御センサ２４が取り付けられている。
【００２６】
図４及び図５に示すように、ダクト２０の一部に第１ダンパ４１が取り付けられ、図５の紙面と垂直な軸の回りに回動可能で、第１連通口１３を開閉するようになっている。また、図６及び図７に示すように、気流切替箱３０の一部に第２ダンパ４３が取り付けられ、図７の紙面と垂直な軸の回りに回動可能である。第２ダンパ４３は、暖風吹出部３５を開閉するとともに、第３連通口３８の一部を開閉する。更に、図８及び図９に示すように、ダクト２０の一部に第３ダンパ４５が取り付けられ、図９の紙面と平行な軸の回りに回動可能で、第３連通口３８の残部を開閉する。つまり、第３連通口３８は第２ダンパ４３及び第３ダンパ４５の共同により開閉される。
【００２７】
（作用）
（イ）冷房モード
蒸発器１０のみ作動させる。その際、図４及び図５に示すように、駆動装置（不図示）により第１ダンパ４１が回動して第１連通口１３を開き、第２ダンパ４３が回動して暖房吹出部３５を閉じ、第２ダンパ４３及び第３ダンパ４５が回動して第３連通口３８を開いている。その結果、矢印ａで示すように、蒸発器１０で生成された冷風が第３通路３３を通して冷風吹出部３２に送られる。
【００２８】
なお、第３連通孔３８を開いたことにより気流切替箱３０は全通状態となり、矢印ｂで示すように第１通路１２の冷風が非作動のヒータコア１５を通過し、第２通路１６及び第４通路３６から第３通路３３に流れる。
【００２９】
（ロ）暖房モード
ヒータコア１５のみ作動させる。その際、図６及び図７に示すように、第１ダンパ４１が回動して第１連通口１３を閉じ、第２ダンパ４３が回動して暖風吹出部を３５を開き、第２ダンパ４３及び第３ダンパ４５が回動して第３連通口３８を閉じている。その結果、矢印ｄで示すように、ヒータコア１５で生成された暖風が第４通路３６を通して暖風吹出部３５に送られる。
【００３０】
（ハ）バイレベルモード
蒸発器１０及びヒータコア１５の両方を作動、又はヒータコア１５のみ作動させる。その際、図８及び図９に示すように、第１ダンパ４１が回動して第１連通口１３を半開し、第２ダンパ４３が回動して暖房吹出部３５を半開し、第２ダンパ４３が回動して第３連通口３８の一部分を半開している。第３ダンパ４５は第３連通路の残りの部分を閉じている。
図１０のフローチャートに基づき詳述すると、Ｓ１でセンサにより室温Ｔｒや外気温を検出する。これらに基づきＳ２で目標吹出し温度Ｔｍを算出する。Ｓ３でバイレベル温度制御センサ２４で検出される温度Ｔが目標吹出し温度Ｔｍよりも所定値Ｘ以上高いかどうかを判断する。ＹＥＳのときはＳ４で冷風の割合を多く、暖風の割合を少なくする。そのために第１ダクト４１の角度θ１を大きくし、第２ダンパ４３の角度θ２を小さくする。反対に、検出温度Ｔが目標吹出し温度ＴｍよりＸ以上小さいときは、Ｓ５で第１ダクト４１の角度θ１を小さくし、第２ダンパ４３の角度θ２を大きくする。
【００３１】
その結果、矢印ｆで示すように蒸発器１０で生成された冷風が第３通路３３を通して冷風吹出部３２に送られるとともに、矢印ｇで示すようにヒータコア１５で生成された暖風の一部が第４通路３６，第３連通口３８及び第３通路３３を通して冷風吹出部３２に送られる。その後、冷風吹出部３２から混合ダクト３４に送られる。また、暖風の残部が第２通路１６及び第４通路３６を通して暖風吹出部３５に送られる。
【００３２】
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。まず空調装置全体に関し、第１ダンパ４１、第２ダンパ４３及び第３ダンパ４５を回動するのみで、冷房モード、暖房モード及びバイレベルモードに容易に切り替えできる。また、第２ダンパ４３は第３ダンパ４５としての機能も併せ持つので、その分第３ダンパ４５を小さくでき、配置スペースも小さくできる。
【００３３】
次にバイレベルモードに関し、このモードを実現するための構造が簡単で、コンパクトである。これは第１通路１２につながる第３通路３３と、第２通路１６につながる第４通路３６とを設け、第３連通口３８に第３ダンパ４５を配置し、バイレベルモード時の冷風の流れ（図９の矢印ｆ、ｇ参照）を冷房モード時の冷風の流れ（図５の矢印ａ，ｂ参照）と同じにしたことによる。また、冷風と暖風とが冷風吹出部３３から吹き出された後混合ダクト３４で十分に混合されるので、車内に吹き出す温風の温度分布にばらつきがない。
【００３４】
更に、冷房モード時は、ヒータコア１５を通過しない冷風の流れ（図５の矢印ａ参照）が作られ、また冷風の流れ（図５の矢印ｂ参照）はヒータコア１５を通過するので、気流切替箱３０が全通状態となる。その結果、空気の流通抵抗が減り、圧力損失が少ない。暖房モードに関し、ヒータコア１５を蒸発器１０とほぼ同じ大きさにでき、暖房能力が向上する。これは、ヒータコア１５がダクト２０を横断するように配置したからである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の要部の正面断面図である。
【図３】図２の３−３断面図である。
【図４】冷房モード時の状態を示す平面説明図である。
【図５】同じく斜視図である。
【図６】暖房モード時の状態を示す平面説明図である。
【図７】同じく斜視図である。
【図８】バイレベルモードの状態を示す平面説明図である。
【図９】同じく斜視図である。
【図１０】実施例の作動を説明するフローチャートである。
【図１１】従来例を示す要部説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０：蒸発器                    １２：第１通路
１３：第１連通口                １５：ヒータコア
１６：第２通路                  １７：第２連通口
２０：ダクト                    ３０：気流切替箱
３２：第３通路                  ３３：冷風吹出部
３５：暖風吹出口                ３６：第４連通口
４１：第１ダンパ                ４３：第２ダンパ
４５：第３ダンパ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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