(57)【要約】【課題】装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することのできる車輌用空調装置を提供すること。【解決手段】ヒータ２５と複数の開口部との間に、この開口部のうちのフット開口部３０を開閉するフットダンパ５０を設ける。このフットダンパ５０は、フット開口部３０を開く際には、エバポレータ２０の方向に開くようにし、その際にはヒータ２５からの温風をエバポレータ２０の方向に向かうようにする。これにより、温風と冷風とは大きな衝突角度θで衝突し、短い混合距離Ｌで混合されるので、装置全体の小型化を図ることができる。また、フットダンパ５０を閉じた際には、温風は複数の開口部の方向に向かうので、温風と冷風とは小さな衝突角度θで衝突し、長い混合距離Ｌで混合される。これにより、圧力損失の低減を図ることができる。これらの結果、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。【選択図】        図１
2006056381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機の方向から送られてくる空気を冷却するエバポレータと、前記エバポレータで冷却後の空気を加熱するヒータと、前記エバポレータで冷却された空気である冷風及び／または前記ヒータで加熱された空気である温風が通る複数の開口部と、前記複数の開口部を開閉する複数の開閉手段と、を備える車輌用空調装置において、
前記温風の進行方向の下流側には、前記温風の向きを変える案内部が形成されており、
前記案内部には、前記温風の向きを調整する温風方向調整手段が設けられていることを特徴とする車輌用空調装置。
【請求項２】
前記温風方向調整手段は、前記複数の開閉手段のうちの少なくとも１つが兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の車輌用空調装置。
【請求項３】
前記温風方向調整手段は、前記開口部を開く際には、前記温風を前記冷風の方向に向かわせる方向に開くことを特徴とする請求項２に記載の車輌用空調装置。
【請求項４】
前記温風方向調整手段は、前記温風方向調整手段における前記温風の上流側に回転軸を有し、前記開口部を開く際には前記回転軸を回転の中心として前記冷風の方向に向かう方向に開くことを特徴とする請求項２または３に記載の車輌用空調装置。
【請求項５】
前記冷風と前記温風とは所定の衝突角度で衝突し、
前記衝突角度は、前記温風方向調整手段が前記開口部を開くに従って角度が大きくなり、前記温風方向調整手段が前記開口部を閉じるに従って角度が小さくなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。
【請求項６】
前記冷風と前記温風とは所定の混合距離で混合し、
前記混合距離は、前記衝突角度が大きくなるに従って前記混合距離が短くなり、前記衝突角度が小さくなるに従って前記混合距離が長くなることを特徴とする請求項５に記載の車輌用空調装置。
【請求項７】
前記温風方向調整手段によって開口される前記開口部は、車輌の室内の足元付近へ前記冷風及び／または前記温風を送るフット開口部として形成されており、
前記温風方向調整手段は、前記フット開口部を開閉するフットダンパとして形成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。
【請求項８】
前記エバポレータと前記ヒータとの間には、前記冷風のうち前記ヒータの方向に進む空気の量を、回動することにより調節するエアミックスダンパが設けられており、
前記エアミックスダンパは、エアミックスダンパ回転軸を中心として回動し、
前記エアミックスダンパには、前記案内部の方向に向かって形成され、且つ、前記エアミックスダンパの回動に合わせて前記エアミックスダンパ回転軸を中心として回動する再熱防止ダンパが前記エアミックスダンパと一体に形成されており、
前記エアミックスダンパ回転軸は、前記エアミックスダンパ及び前記再熱防止ダンパを回動させた際に、前記再熱防止ダンパが前記ヒータに干渉しない位置に前記ヒータから離して形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車輌用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌用空調装置に関するものである。特に、この発明は、装置全体を小型化しつつ、空調モードに応じて良好な空調特性を得ることのできる車輌用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輌用空調装置では、エバポレータを通過して冷却された空気、即ち冷風と、ヒータを通過して加熱された空気、即ち温風とを、車内に吹き出すまでの間に混合させることにより、吹き出す空気の温度調節をしている。しかし、近年の車輌では、各部品の小型化や軽量化を求められており、車輌用空調装置も小型化を求められている。しかし、車内に吹き出す空気はこのように冷風と温風とを混合させることにより温度調整をしているため、これらを混合させるためには、冷風と温風との接触後のある程度の距離が必要となり、車輌用空調装置を小型化した際には、これらの混合が困難なものとなっていた。そこで、従来の車輌用空調装置では、短い距離でも確実に冷風と温風とを混合させるため、冷風と温風とを大きな角度で衝突させているものがある。例えば、特許文献１では、ヒータを通過した温風の方向を決めている仕切り板の端部を、エバポレータからの冷風が向かってくる方向に曲げている。これにより、ヒータからの温風は前記冷風に対して正面衝突に近い角度、つまり、大きな角度で合流することになり、混合し易くなる。この結果、冷風と温風とは合流後短い距離で混合することとなり、車輌用空調装置の小型化と、冷風及び温風の確実な混合とを両立させていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように温風と冷風との衝突角度を大きくすると、車輌用空調装置内を流れる空気の圧力損失が大きくなってしまう。このため、車輌用空調装置運転時の運転効率が悪くなったり、衝突時の騒音が大きくなったりする虞がある。また、上記の車輌用空調装置では、温風は冷風に対して常に大きな角度で衝突しているので、常に圧力損失が大きい状態で運転することになり、運転効率の低下や騒音の増加の要因となっていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することのできる車輌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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車輌用空調装置は、送風機の方向から送られてくる空気を冷却するエバポレータと、前記エバポレータで冷却後の空気を加熱するヒータと、前記エバポレータで冷却された空気である冷風及び／または前記ヒータで加熱された空気である温風が通る複数の開口部と、前記複数の開口部を開閉する複数の開閉手段と、を備える車輌用空調装置において、前記温風の進行方向の下流側には、前記温風の向きを変える案内部が形成されており、前記案内部には、前記温風の向きを調整する温風方向調整手段が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、ヒータで加熱された空気である温風の下流に案内部を設け、また、温風の下流には、当該温風の向きを調整する温風方向調整手段が設けられているので、そのときの運転状況に応じて温風の向きを調整することができる。これにより、温風の方向を調整することにより冷風と大きな角度で衝突できるようにして車輌用空調装置全体の大きさを小さくする。また、車輌用空調装置の運転状況により温風と冷風とを大きな角度で衝突させないでもよい場合には、温風方向調整手段で温風の方向を調整して温風と冷風との衝突角度を小さくする。これにより、車輌用空調装置内を流れる空気の圧力損失の低減を図ることができる。これらの結果、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。
【０００８】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記温風方向調整手段は、前記複数の開閉手段のうちの少なくとも１つが兼ねていることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、前記温風方向調整手段を前記複数の開閉手段のうちの少なくとも１つが兼ねているので、温風方向調整手段を単体で設ける必要がなくなる。この結果、装置全体のさらなる小型化を図ることができる。
【００１０】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記温風方向調整手段は、前記開口部を開く際には、前記温風を前記冷風の方向に向かわせる方向に開くことを特徴とする。
【００１１】
この発明では、温風方向調整手段が開口部を開く際に温風が冷風の方向に向かうようにする方向に開くようにすることにより、当該温風方向調整手段によって開閉される開口部に空気を流す場合に、温風と冷風とが混合された空気を流すことができる。これにより、温風と冷風とを確実に混合する場合でも、混合距離を短くして装置全体を小型化することができる。また、上記とは逆に温風方向調整手段によって前記開口部を閉じる場合には、当該温風方向調整手段は温風が冷風以外の方向に向かうので、温風と冷風とが大きな角度で衝突することによる圧力損失を低減させることができる。これらの結果、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを、より確実に両立することができる。
【００１２】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記温風方向調整手段は、前記温風方向調整手段における前記温風の上流側に回転軸を有し、前記開口部を開く際には前記回転軸を回転の中心として前記冷風の方向に向かう方向に開くことを特徴とする。
【００１３】
この発明では、温風方向調整手段の回転軸を温風の流れの上流側に位置させることにより、当該温風方向調整手段を上述したように開く際に、容易で確実に開くことができる。また、このように回転軸を設けることにより、温風方向調整手段を閉じる際に、容易で確実に閉じることができる。この結果、容易で確実に装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。
【００１４】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記冷風と前記温風とは所定の衝突角度で衝突し、前記衝突角度は、前記温風方向調整手段が前記開口部を開くに従って角度が大きくなり、前記温風方向調整手段が前記開口部を閉じるに従って角度が小さくなることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、温風方向調整手段による開口部の開度によって上記のように温風と冷風との衝突角度を異ならせている。このため、衝突角度が大きくなるようにすることにより装置全体を小型化することができ、衝突角度が小さくなるようにすることにより圧力損失を低減することができる。この結果、より確実に装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。
【００１６】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記冷風と前記温風とは所定の混合距離で混合し、前記混合距離は、前記衝突角度が大きくなるに従って前記混合距離が短くなり、前記衝突角度が小さくなるに従って前記混合距離が長くなることを特徴とする。
【００１７】
この発明では、温風と冷風との衝突角度の大きさによって混合距離の長さを異ならせている。このため、混合距離が短くなるようにすることにより装置全体を小型化することができ、混合距離が長くなるようにすることにより圧力損失を低減することができる。この結果、より確実に装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。
【００１８】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記温風方向調整手段によって開口される前記開口部は、車輌の室内の足元付近へ前記冷風及び／または前記温風を送るフット開口部として形成されており、前記温風方向調整手段は、前記フット開口部を開閉するフットダンパとして形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明では、温風方向調整手段を、フット開口部を開閉するフットダンパとして形成することにより、有効的に大きな衝突角度で衝突した空気を車内の空調用の空気として使用することができる。つまり、温風と冷風とを大きな衝突角度で衝突させる場合、即ち、短い混合距離で温風と冷風とを混合させる必要があるのは、２つの開口部から空気を流す場合であり、主にフェイス開口部とフット開口部から流す場合、または、デフロスタ開口部とフット開口部から空気を流す場合である。このため、どちらの場合でもフット開口部は開いていることとなるため、フットダンパと温度方向調整手段との開くタイミングは同じになる。従って、このフット開口部を開閉するフットダンパとして温風方向調整手段を設けることにより、この結果、有効的に温風方向調整手段を設けることができる。
【００２０】
また、この発明に係る車輌用空調装置は、前記エバポレータと前記ヒータとの間には、前記冷風のうち前記ヒータの方向に進む空気の量を、回動することにより調節するエアミックスダンパが設けられており、前記エアミックスダンパは、エアミックスダンパ回転軸を中心として回動し、前記エアミックスダンパには、前記案内部の方向に向かって形成され、且つ、前記エアミックスダンパの回動に合わせて前記エアミックスダンパ回転軸を中心として回動する再熱防止ダンパが前記エアミックスダンパと一体に形成されており、前記エアミックスダンパ回転軸は、前記エアミックスダンパ及び前記再熱防止ダンパを回動させた際に、前記再熱防止ダンパが前記ヒータに干渉しない位置に前記ヒータから離して形成されることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、エアミックダンパ、及び当該エアミックスダンパと一体に形成される再熱防止ダンパを回動させた際に、再熱防止ダンパをヒータに干渉しない位置に設けることにより、再熱防止ダンパの長さを長くすることができる。これにより、エアミックスダンパで冷風がヒータの方向に向かわない位置に回動させた際に、再熱防止ダンパにより、冷風がヒータの方向に向かうことを抑制できる。この結果、車輌用空調装置で冷房をする際に冷却効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる車輌用空調装置は、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる車輌用空調装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係る車輌用空調装置のＢｉ−Ｌｅｖｅｌモードの状態を示す要部断面図である。なお、図中の実線の矢印は冷風の進行方向を示しており、破線の矢印は温風の進行方向を示している。他の図においても同様である。同図に示す車輌用空調装置１は、ユニットケース５の内側が通風路１０として形成されており、また、このユニットケース５の内側にはエバポレータ２０及びヒータ２５が設けられている。このエバポレータ２０は、車輌用空調装置１に設けられる送風機（図示省略）の方向からの空気が流れる部分である空気入口部１５に設けられている。また、エバポレータ２０における前記空気入口部１５が設けられている側の方向の反対方向には、前記ヒータ２５が位置している。さらに、このヒータ２５の、前記エバポレータ２０が設けられている側の反対側に位置するユニットケース５は、案内部１６として形成されている。この案内部１６はヒータ２５と対向するように形成され、また、ヒータ２５の形成方向に沿って形成されており、当該案内部１６の、ヒータ２５に沿った方向におけるヒータ２５の長さよりも長く形成されている。
【００２５】
また、前記ユニットケース５には、複数の開口部が形成されており、具体的にはフット開口部３０、フェイス開口部３１、デフロスタ開口部３２が形成されている。また、これらの複数の開口部には、それぞれの開口部を開閉する複数の開閉手段が設けられており、フット開口部３０にはフットダンパ５０、フェイス開口部３１にはフェイスダンパ５１、デフロスタ開口部３２にはデフロスタダンパ５２が設けられている。また、これらの開口部には、それぞれ車内に通じるダクトが接続されており、フット開口部３０にはフットダクト４０、フェイス開口部３１にはフェイスダクト４１、デフロスタ開口部３２にはデフロスタダクト４２が接続されている。
【００２６】
これらの開口部の配置は、フット開口部３０は案内部１６の端部に、案内部１６の形成方向に沿って形成されている。また、フェイス開口部３１は、フット開口部３０における前記案内部１６が位置している側の端部と反対側の端部付近に位置しており、前記フット開口部３０の形成されている向きと、ほぼ直交する向きで形成されている。また、デフロスタ開口部３２は、フェイス開口部３１における前記フット開口部３０が形成されている側の端部と反対側の端部に位置しており、フット開口部３０が形成されている向きとほぼ平行な向きで形成されている。前記フットダクト４０、フェイスダクト４１、デフロスタダクト４２は、これらの位置及び向きで形成される複数の開口部に、ユニットケース５の外側、つまり、通風路１０が設けられている側の反対側の位置に、ユニットケース５に対して設けられている。
【００２７】
また、上記の複数の開閉手段はそれぞれ回転軸を有しており、前記フットダンパ５０はフットダンパ回転軸６０、前記フェイスダンパ５１はフェイスダンパ回転軸６１、前記デフロスタダンパ５２はデフロスタダンパ回転軸６２を有している。このようにそれぞれ回転軸を有する開閉手段は前記複数の開口部を開閉可能な板状の形状で形成されており、回転軸を回転の中心として回動するように形成されている。具体的には、前記フットダンパ５０は、フットダンパ回転軸６０が前記案内部１６の前記フット開口部３０側の端部、或いはフット開口部３０における前記案内部１６側の端部に位置し、フット開口部３０を開く際にはフットダンパ５０がフットダンパ回転軸６０を回転の中心として通風路１０の方向に回動して開くように形成されている。なお、フットダンパ５０が開く際には、当該フットダンパ５０は前記エバポレータ２０の方向に向かって開く。
【００２８】
また、前記フェイスダンパ５１は、フェイスダンパ回転軸６１がフェイス開口部３１における前記フット開口部３０側の端部に位置し、フェイス開口部３１を開く際にはフェイスダンパ５１がフェイスダンパ回転軸６１を回転の中心として通風路１０の方向に回動して開くように形成されている。また、前記デフロスタダンパ５２は、デフロスタダンパ回転軸６２がデフロスタ開口部３２における前記フェイス開口部３１側の端部に位置し、デフロスタ開口部３２を開く際にはデフロスタダンパ５２がデフロスタダンパ回転軸６２を回転の中心として通風路１０の方向に回動して開くように形成されている。
【００２９】
また、前記ヒータ２５と前記エバポレータ２０との間には板状の形状のエアミックスダンパ５５が設けられており、前記フット開口部３０を開いた際の前記フットダンパ５０とヒータ２５との間で、且つ、前記ヒータ２５の側近には、前記エアミックスダンパ５５が回動する際の軸となるエアミックスダンパ回転軸６５が設けられている。また、エアミックスダンパ回転軸６５の、エアミックスダンパ５５が形成されている方向の反対方向には、再熱防止ダンパ５６が形成されている。このエアミックスダンパ５５と、エアミックスダンパ回転軸６５と、再熱防止ダンパ５６とは、一体に形成されており、エアミックスダンパ５５がエアミックスダンパ回転軸６５を回転の中心として回動すると、再熱防止ダンパ５６もエアミックスダンパ５５の回動方向と同方向に回動する。
【００３０】
この実施例１に係る車輌用空調装置１は以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。当該車輌用空調装置１をＢｉ−Ｌｅｖｅｌモードで作動させると、前記フットダンパ５０は前記フットダンパ回転軸６０を中心として回動することにより前記フット開口部３０を完全に開き、当該フットダンパ５０は前記エバポレータ２０の方向に向かって開く。また、前記フェイスダンパ５１はフェイス開口部３１を使用状況に合わせた開度で開き、デフロスタダンパ５２はデフロスタ開口部３２を完全に閉じる。この車輌用空調装置１を作動させると、この状態で前記送風機が作動して前記エバポレータ２０に対して前記空気入口部１５の方向から空気が送り込まれる。エバポレータ２０は、この空気を通過させることのできる構造となっており、この空気が通過する際に熱交換をして通過する空気を冷却する。つまり、エバポレータ２０を通過する空気は、冷風となって通過する。
【００３１】
このエバポレータ２０を通過した冷風の進行方向にはヒータ２５があり、ヒータ２５とエバポレータ２０との間にはエアミックスダンパ５５が設けられている。エアミックスダンパ５５は、この冷風をヒータ２５の方向に向かわせる冷風と、ヒータ２５の方向以外の方向に向かう冷風とに分ける作用をし、前記フットダンパ５０が開いた状態では、ヒータ２５の方向以外の方向に向かう冷風は主にフットダンパ５０の方向に向かう。また、このエアミックスダンパ５５は、エアミックスダンパ回転軸６５を中心として回動することによりエバポレータ２０に対する角度が変わり、ヒータ２５の方向に向かう冷風の量を調節する。
【００３２】
前記ヒータ２５は空気を通過させることのできる構造となっており、この空気が通過する際に熱交換をして通過する空気を加熱する。このため、前記エバポレータ２０を通過することによって冷却された冷風のうち、ヒータ２５の方向に向かう冷風はヒータ２５を通過する際に加熱され、温風となってヒータ２５を通過する。このヒータ２５を通過した温風の進行方向の下流側には、前記案内部１６が形成されている。温風はこの案内部１６によって約９０°進行方向を変えられ、当該案内部１６の、前記フットダンパ回転軸６０が設けられている側の端部の方向に進行する。この方向に進行する温風の先にはフットダンパ５０が設けられているが、車輌用空調装置１をＢｉ−Ｌｅｖｅｌモードで運転することにより、当該フットダンパ５０は前記エバポレータ２０の方向に向かって開いているので、温風は再び進行方向を変えられてフットダンパ５０に沿ってエバポレータ２０の方向に向かう。つまり、フットダンパ５０は、フット開口部３０の開閉手段であるとともに、温風の進行方向を調整する温風方向調整手段をも兼ねている。
【００３３】
フットダンパ５０によって向きを変えられた温風はエバポレータ２０の方向に進行するが、ここで、エバポレータ２０によって冷却された冷風のうち、ヒータ２５の方向以外の方向に向かう冷風はフットダンパ５０の方向に向かっている。このため、この冷風と温風とは衝突し、その際の衝突角度θは、大きな角度で衝突する。つまり、温風と冷風とは、正面衝突に近い角度、つまり、１８０°に近い角度で衝突する。温風と冷風とは、衝突後に混合されつつ前記各開口部の方向に向かうが、大きな衝突角度θで衝突しているので、衝突後短時間で混合、即ち、互いに熱交換がされたり混ざり合ったりしたりして、短い混合距離Ｌで混合される。
【００３４】
Ｂｉ−Ｌｅｖｅｌモードではフット開口部３０とフェイス開口部３１が開いており、また、フェイスダンパ５１はフェイス開口部３１から通風路１０の方向に開いている。ここで、このフェイスダンパ５１がユニットケース５に設けられている位置、つまり、フェイスダンパ回転軸６１が設けられている位置は、フェイス開口部３１のフット開口部３０側に位置しているため、これらの空気をフェイス開口部３１の方向とフット開口部３０の方向とに分流する役割をする。また、温風と冷風とは混合するが完全には混ざらず、フット開口部３０は温風の流れに近い方に位置しており、フェイス開口部３１は冷風の流れに近い方に位置しているため、フット開口部３０とフェイス開口部３１とに分かれて流れる空気は、フット開口部３０の方が温度の高い空気が流れ、フェイス開口部３１には温度が低めの空気が流れる。このように分流されて開口部の方向に向かった温風と冷風とは、フットダクト４０とフェイスダクト４１から車内に流れる。これにより、車内では、フェイスダクト４１からの空気によって乗員の上半身付近に吹き出される空気の方が、フットダクト４０により乗員の足元付近に吹き出される空気よりも低い温度の空気が吹き出される。
【００３５】
図２は、図１の車輌用空調装置におけるデフ／フットモードの状態を示す要部断面図である。前記車輌用空調装置１をデフ／フットモードで作動させると、フットダンパ５０はＢｉ−Ｌｅｖｅｌモードと同じ状態でフット開口部３０を開いており、フェイスダンパ５１はフェイス開口部３１を閉じ、デフロスタダンパ５２はデフロスタ開口部３２を使用状況に合わせた開度で開く。但し、フェイス常開時には、必要なだけ開放する。このように、フットダンパ５０が開いているため、エバポレータ２０で冷却された冷風とヒータ２５で加熱された温風は大きな衝突角度θで衝突し、短い混合距離Ｌで混合される。また、デフロスタダンパ回転軸６２はデフロスタ開口部３２のフット開口部３０寄りに位置し、デフロスタダンパ５２は通風路１０の方向に開いているため、混合された空気はデフロスタダンパ５２によって分流される。その際に、混合された温風と冷風は、フット開口部３０は温風の流れに近い方に位置し、デフロスタ開口部３２は冷風の流れに近い方に位置しているため、フットダクト４０とデフロスタダクト４２とに流れる空気は、フットダクト４０の方が温度の高い空気が流れ、デフロスタダクト４２には温度が低めの空気が流れる。これにより、車内では、デフロスタダクト４２からの空気によってフロントガラス（図示省略）に吹き出される空気の方が、フットダクト４０により乗員の足元付近に吹き出される空気よりも低い温度の空気が吹き出される。
【００３６】
図３は、図１の車輌用空調装置におけるフェイスモードの状態を示す要部断面図である。前記車輌用空調装置１をフェイスモードで作動させると、フットダンパ５０はフット開口部３０を完全に閉じる。また、フェイスダクト４１はフェイス開口部３１を使用状況に合わせた開度で開き、デフロスタダクト４２はデフロスタ開口部３２を完全に閉じる。このフェイスモードでは、フットダンパ５０がフットダクト４０を完全に閉じているため、ヒータ２５を通過して案内部１６によって当該案内部１６の形成方向に沿った方向に進行方向を変えられた温風は、前記フェイス開口部３１やデフロスタ開口部３２など複数の開口部の方向に向かう。一方、前記エバポレータ２０とヒータ２５との間には前記エアミックスダンパ５５が設けられており、エバポレータ２０からヒータ２５の方向に向かわせる冷風の量が少ない場合には、当該エアミックスダンパ５５はエバポレータ２０から離れるに従って前記複数の開口部の方向に位置するように傾いている。このため、エバポレータ２０を通過した冷風は、エアミックスダンパ５５に沿って前記フェイス開口部３１やデフロスタ開口部３２など複数の開口部の方向に向かう。
【００３７】
このように、温風と冷風とは共に複数の開口部の方向に向かうため、双方は衝突をするが、共に同じ方向に向かった状態で衝突するので、衝突角度θは小さくなる。温風と冷風とは、このように小さい衝突角度θで衝突した後に複数の開口部の方向に向かうが、複数の開口部のうち、開いているのはフェイス開口部３１のみであるため、温風と冷風とは共にフェイス開口部３１の方向に向かう。その際に、フェイスダクト４１はフェイス開口部３１から通風路１０の方向に開いているため、温風と冷風とはフェイスダンパ５１に沿って流れ、当該フェイスダンパ５１は、これらの空気をフェイスダクト４１に導く役割をする。また、温風と冷風とが衝突した位置からフェイス開口部３１までは距離があるため混合距離Ｌは長くなり、温風と冷風とは混合された状態でフェイス開口部３１からフェイスダクト４１に入る。その後、この混合された温風と冷風とは、車内の乗員の上半身付近に吹き出される。
【００３８】
図４は、図１の車輌用空調装置におけるデフロスタモードの状態を示す要部断面図である。前記車輌用空調装置１をデフロスタモードで作動させると、フットダンパ５０はフェイスモードと同じ状態でフット開口部３０を完全に閉じ、フェイスダンパ５１はフェイス開口部３１を完全に閉じる。また、デフロスタダンパ５２は、デフロスタ開口部３２を完全に開く。このように、フットダンパ５０が閉じているため、エバポレータ２０で冷却された冷風とヒータ２５で加熱された温風は小さな衝突角度θで衝突する。この衝突により混合された温風と冷風は、複数の開口部のうち開いているのはデフロスタ開口部３２のみであるため、デフロスタ開口部３２の方向に向かう。その際に、デフロスタダンパ５２はデフロスタ開口部３２から通風路１０の方向に開いているため、温風と冷風とはデフロスタダンパ５２に沿って流れ、これらの空気をデフロスタダクト４２に導く役割をする。また、温風と冷風とが衝突した位置からデフロスタ開口部３２までは距離があるため混合距離Ｌは長くなり、温風と冷風とは混合された状態でデフロスタ開口部３２からデフロスタダクト４２に入る。その後、この混合された温風と冷風とは、車内方向から前記フロントガラスに吹き出される。
【００３９】
図５は、エアミックスダンパの開度に対するフェイスダクトを流れる空気の温風比を示す図である。この図５は、横軸はエアミックスダンパ５５の開度を示しており、エバポレータ２０からの冷風が１００％ヒータ２５の方向に向かう状態を、エアミックスダンパ５５の開度１００％としている。また、縦軸は、エアミックスダンパ５５の開度１００％時にフェイスダクト４１を流れる温風の量を１００％としたときの温風比である。このように、エアミックスダンパ５５の開度とフェイスダクト４１に流れる温風の量を比較した場合には、フェイスダクト４１に流れる温風の量は、エアミックスダンパ５５の開度に比例して上下するのが理想であり、図５の理想温風量曲線７３は、その状態を示している。このエアミックスダンパ５５の開閉に対する温風量の上下はフットダンパ５０を開いた時と閉じた時によって異なるが、フットダンパ５０を開いた時、又は従来構造におけるフェイスダクト４１に流れる温風量の曲線であるフットダンパ開時温風量曲線７０は、エアミックスダンパ５５の開度が小さい範囲ではエアミックスダンパ５５の開閉に対する温風量の上下が小さく、エアミックスダンパ５５の開度が大きい範囲では、エアミックスダンパ５５の開閉に対する温風量の上下が大きい。これに対し、フットダンパ５０を閉じた時のフェイスダクト４１に流れる温風量の曲線であるフットダンパ閉時温風量曲線７１は、概ね理想温風量曲線７３に沿った曲線となる。
【００４０】
つまり、フットダンパ５０を開くということは、温風と冷風との衝突角度θを大きくすることである。このため、フットダンパ５０を開いた状態では、エアミックスダンパ５５の開度が小さい時は、温風路の圧損が極度に大きく、風が流れにくいためフェイスダクト４１の方向に流れる温風の量が減ってしまう。しかし、エアミックスダンパ５５の開度が大きい範囲では、当該開度に応じて急激にフェイスダクト４１に流れる温風の量が多くなったり少なくなったりする。一方、フットダンパ５０を閉じると衝突角度θが小さくなり、温風と冷風とは長い混合距離Ｌで混合されるので混合され易くなる。このため、フェイスダクト４１に流れる温風の量は、エアミックスダンパ５５の開度に応じて多くなったり少なくなったりし、フットダンパ閉時温風量曲線７１は理想温風量曲線７３に近付く。
【００４１】
図６は、フットダンパを閉じた際のエアミックスダンパの開度に対する圧力損失比を示す図である。この図６は、横軸はエアミックスダンパ５５の開度を示しており、エバポレータ２０からの冷風が１００％ヒータ２５の方向に向かう状態を、エアミックスダンパ５５の開度１００％としている。また、縦軸は、通風路１０内の空気の全圧と複数のダンパ内の空気の全圧との差である圧力損失の比であり、従来の車輌用空調装置１のエアミックスダンパ５５の開度１００％時の圧力損失を１００％としている。このように、エアミックスダンパ５５の開度と、通風路１０内の空気と複数のダンパ内の空気との圧力損失を比較した場合には、従来の車輌用空調装置１、つまり、温風と冷風とを常に大きな衝突角度で衝突させている場合の圧力損失の曲線である従来車輌用空調装置圧力損失曲線７６は、エアミックスダンパ５５の開度を大きくするに従って、圧力損失が大きくなっている。これに対し、前記車輌用空調装置１でフットダンパ５０を閉じた場合の圧力損失の曲線であるフットダンパ閉時圧力損失曲線７５は、従来車輌用空調装置圧力損失曲線７６に対して全体的に圧力損失が小さくなっている。
【００４２】
従来の車輌用空調装置１では、温風と冷風とを常に大きな衝突角度で衝突させているので圧力損失が大きくなるため、車輌用空調装置入口の空気と複数のダンパ内の空気との圧力損失は大きくなる。また、温風は、エバポレータ２０からの冷風がヒータ２５によって加熱されて温風になっているが、冷風がヒータ２５を通過する際に圧力損失が生じる。このため、エアミックスダンパ５５の開度を大きくして温風の量を多くした場合には、多くの空気がヒータ２５を通過するため、圧力損失が大きくなる。このため、エアミックスダンパ５５の開度を大きくすると、圧力損失は顕著に大きくなる。一方、フットダンパ５０を閉じた場合には、温風と冷風との衝突角度は小さくなるため、圧力損失は飛躍的に小さくなり、フットダンパ閉時圧力損失曲線７５は従来車輌用空調装置圧力損失曲線７６と比較して、全体的に圧力損失比が飛躍的に小さくなっている。
【００４３】
以上の車輌用空調装置１は、ヒータ２５で加熱された温風の下流に案内部１６を設け、温風の進行方向を変えている。さらに、案内部１６における温風の下流側には、温風方向調整手段となるフットダンパ５０が設けられている。これにより、案内部１６に沿って流れてくる温風の進行方向を調整し、温風を冷風に対して大きな衝突角度θで衝突させることができるので、混合距離Ｌを短くすることができ、車輌用空調装置１全体の小型化を図ることができる。また、複数の開口部のうち１つの開口部へのみ空気を流す場合には、短時間で温風と冷風とを混合させる必要がないので、フットダンパ５０を閉じることにより、温風を冷風に対して小さな衝突角度θで衝突させることができ、この場合には長い混合距離Ｌで温風と冷風とは混合する。これにより、車輌用空調装置１内を流れる空気の圧力損失の低減を図ることができる。これらの結果、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。
【００４４】
また、上述したように、フット開口部３０の開閉手段であるフットダンパ５０が温風方向調整手段を兼ねているので、新たに温風方向調整手段を設ける必要がなくなる。この結果、装置全体のさらなる小型化を図ることができ、また、構造が簡素化され、製造コストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、フット開口部３０に対してフットダンパ５０を開く際に、温風が冷風の方向に向かうようにする方向に開くことにより、温風を確実に冷風に対して大きな衝突角度θで衝突させることができる。これにより、温風と冷風との混合距離Ｌを短くすることができる。この結果、より確実に装置全体の小型化を図ることができる。また、フット開口部３０に対してフットダンパ５０を閉じる際には、当該フットダンパ５０を、案内部１６の形成方向に沿う方向に位置させることにより、温風はより確実に複数の開口部の方向に進行するため、温風と冷風とを、より確実に小さな衝突角度θで衝突させることができる。これにより、圧力損失をより確実に低減することができる。これらの結果、装置全体の小型化と圧力損失の低減とを、より確実に両立することができる。
【００４６】
また、フットダンパ回転軸６０をフットダンパ５０における温風の上流側に位置させることにより、上述したようにフット開口部３０を開閉する際に、容易で確実に開閉することができる。この結果、容易で確実に装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。また、フットダンパ回転軸を６０このように設けることにより、フット開口部３０を開いた際に、温風と冷風とを大きな衝突角度θで衝突させ、短い混合距離Ｌで混合した後の空気をフット開口部３０に送り込むことができる。この結果、フット開口部３０に、より確実に温度調整された空気を送り込むことができる。
【００４７】
また、フットダンパ５０の開閉角度によって温風と冷風との衝突角度θを異ならせているので、フットダンパ５０を開いた際に衝突角度θが大きくなるようにすることにより、温風と冷風との混合距離Ｌを短くすることができ、車輌用空調装置１を小型化することができる。また、このように小型化した車輌用空調装置１のフットダンパ５０を閉じて衝突角度θを小さくすることにより、混合距離Ｌを長くすることができ、圧力損失を低減することができる。この結果、より確実に装置全体の小型化と圧力損失の低減とを両立することができる。
【００４８】
また、短い混合距離Ｌで温風と冷風とを混合させる必要があるのは、複数の開口部から空気を流す場合である。具体的には、主にフェイス開口部３１とフット開口部３０から流す場合、または、デフロスタ開口部３２とフット開口部３０から空気を流す場合であり、どちらの場合でもフット開口部３０は開いていることとなる。このため、フット開口部３０を開くタイミングと温度方向調整手段を開くタイミングは同じになるので、温風方向調整手段を、このフット開口部３０を開閉するフットダンパ５０として設けることにより、有効的に温風方向調整手段を設けることができる。
【００４９】
また、フットダンパ５０を閉じている場合には、フェイスダクト４１などを通じて車内に吹き出す温風の量を、上述したようにエアミックスダンパ５５の開度に比例した量に近い量で吹き出すことができる。この結果、車内に吹き出す空気の温度調節が容易になる。なお、フットダンパ５０を開いている際には、車内に吹き出す温風の量はエアミックスダンパ５５の開度に比例した量にはなり難いが、フットダンパ５０を開く場合は複数の開口部を開く場合が多い。この場合には、他のダクトから吹き出される空気の温度と相対的な温度調整をするので、温風の量はエアミックスダンパ５５の開度に比例した量に近い量で吹き出す必要性は少ない。
【００５０】
また、フットダンパ５０を閉じることにより、圧力損失を飛躍的に小さくすることができるので、車輌用空調装置１を運転させた際の運転効率を、大幅に向上させることができる。これにより、車内に吹き出す風量を、大幅に増加させることができる。また、圧力損失を小さくすることにより、車輌用空調装置１の運転時の騒音を減らすことができる。この結果、風量が増加し、音が静かとなる高性能な車輌用空調装置を得ることができる。
【実施例２】
【００５１】
この車輌用空調装置９０は、実施例１に係る車輌用空調装置１と略同様の構成であるが、エアミックスダンパ回転軸をヒータから離した位置に設けた点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図７は、本発明の実施例２に係る車輌用空調装置の要部断面図である。この車輌用空調装置９０には、実施例１の車輌用空調装置１と同様にエアミックスダンパ９１、再熱防止ダンパ９２、エアミックスダンパ回転軸９３が設けられている。このうち、エアミックスダンパ回転軸９３は、実施例１の車輌用空調装置１ではヒータ２５の側近に設けられているが、実施例２の車輌用空調装置９０が有するエアミックスダンパ回転軸９３は、ヒータ２５の近傍における前記複数の開口部側に、当該ヒータ２５から離れた位置に形成されている。この部分に位置するエアミックスダンパ回転軸９３から、前記エアミックスダンパ９１はエバポレータ２０側に形成され、再熱防止ダンパ９２はエアミックスダンパ９１の反対側、つまり、前記案内部１６側に設けられている。
【００５２】
この再熱防止ダンパ９２は、エアミックスダンパ９１がエアミックスダンパ回転軸９３を回転の中心として回動し、エバポレータ２０からの冷風の全てをヒータ２５の方向に送る部分に位置した際に、ヒータ２５に当接しない位置及び角度で形成されている。また、エアミックスダンパ９１が回動し、エバポレータ２０からの冷風の全てを前記複数の開口部の方向に送る部分に位置した際に、前記案内部１６及び開いた状態のフットダンパ５０に当接しない程度の長さで、実施例１の車輌用空調装置１が有する再熱防止ダンパ５６よりも長く形成されている。また、前記エアミックスダンパ回転軸９３とヒータ２５との間には仕切板９４が形成されており、この仕切板９４は、エアミックスダンパ回転軸９３とヒータ２５との間においてエバポレータ２０側の空間と案内部１６側の空間とを仕切っている。
【００５３】
この実施例２に係る車輌用空調装置９０は以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。当該車輌用空調装置９０を作動させ、エバポレータ２０からの全ての冷風をヒータ２５の方向に送る場合には、エアミックスダンパ９１は回動してエバポレータ２０と前記複数の開口部とを遮蔽するような部分に位置する（図７、a）。このエアミックスダンパ９１の回動に合わせて、再熱防止ダンパ９２はエアミックスダンパ９１の回転方向と同じ回転方向に回動し、エアミックスダンパ９１がエバポレータ２０と複数の開口部とを遮蔽するような部分に位置した際に、再熱防止ダンパ９２はヒータ２５の側近に位置する。エアミックスダンパ９１がこの状態の場合には、エバポレータ２０からの冷風は、全てヒータ２５の方向に向かう。その際に、エアミックスダンパ回転軸９３とヒータ２５とは離れているが、双方の間には仕切板９４が形成されているため、エバポレータ２０からの冷風が直接案内部１６の方向に向かうことはなく、全てヒータ２５を通過する。
【００５４】
また、エバポレータ２０からの全ての冷風を前記複数の開口部の方向に送る場合には、エアミックスダンパ９１は回動してエバポレータ２０と前記ヒータ２５とを遮蔽するような部分に位置する（図７、ｂ）。エアミックスダンパ９１が回動することにより、このように位置する場合には、再熱防止ダンパ９２は、前記案内部１６、または、開いた状態のフットダンパ５０に接近した位置になる。エアミックスダンパ９１がこの状態の場合には、エバポレータ２０からの冷風は、ほとんどがフェイス開口部３１など複数の開口部の方向に向かうが、一部は案内部１６の方向に向かう場合もある。その場合でも、エバポレータ２０と前記案内部１６との間には、実施例１の車輌用空調装置１が有する再熱防止ダンパ５６よりも長い長さで形成された再熱防止ダンパ９２が形成されているので、エバポレータ２０からの冷風は、この再熱防止ダンパ９２で遮られる。
【００５５】
以上の車輌用空調装置９０は、エアミックスダンパ回転軸９３とヒータ２５とを離すことにより、再熱防止ダンパ９２を長くすることができる。これにより、エバポレータ２０からの全ての冷風を複数の開口部の方向に送るようにエアミックスダンパ９１を回動させた場合には、再熱防止ダンパ９２を案内部１６、または、開いた状態のフットダンパ５０に近付かせることができるので、エバポレータ２０からの冷風が案内部１６の方向に向かうことを抑制できる。このように、冷風が案内部１６の方向に向かうことを抑制することにより、冷風が案内部１６の方向からヒータ２５の方向に向かい、ヒータ２５に加熱されることを抑制できる。この結果、車輌用空調装置９０で車内を冷却する際に、冷却効率を向上させることができる。
【００５６】
図８は、実施例１の車輌用空調装置の変形例を示す図である。なお、実施例１の車輌用空調装置１では、案内部１６はヒータ２５からの温風の進行方向を約９０°変えているが、案内部１６は、ヒータ２５を通過した温風の整流程度に留め、温風の進行方向をあまり変えなくてもよい。この結果、流れる方向を変えることに起因する圧力損失が低減し、運転効率の向上を図ることができる。また、実施例１の車輌用空調装置１では、フットダンパ５０を開いた際には温風と冷風との衝突角度θは１８０°に近い角度になるように形成されているが、衝突角度θはそれ以外の角度でもよい。図８に示すように、フットダンパ５０を開いた際には冷風に対して温風は９０°程度の衝突角度θで衝突してもよい。これにより、衝突角度θが小さくなるので、温風と冷風とが大きな衝突角度θで衝突することに起因する圧力損失を低減することができる。この結果、温風と冷風との衝突時の騒音を低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる車輌用空調装置は、圧力損失の低減に有用であり、特に、装置全体を小型化した場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１に係る車輌用空調装置のＢｉ−Ｌｅｖｅｌモードの状態を示す要部断面図である。
【図２】図１の車輌用空調装置におけるデフ／フットモードの状態を示す要部断面図である。
【図３】図１の車輌用空調装置におけるフェイスモードの状態を示す要部断面図である。
【図４】図１の車輌用空調装置におけるデフロスタモードの状態を示す要部断面図である。
【図５】エアミックスダンパの開度に対するフェイスダクトを流れる空気の温風比を示す図である。
【図６】フットダンパを閉じた際のエアミックスダンパの開度に対する圧力損失比を示す図である。
【図７】本発明の実施例２に係る車輌用空調装置の要部断面図である。
【図８】実施例１の車輌用空調装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  車輌用空調装置
５  ユニットケース
１０  通風路
１５  空気入口部
１６  案内部
２０  エバポレータ
２５  ヒータ
３０  フット開口部
３１  フェイス開口部
３２  デフロスタ開口部
４０  フットダクト
４１  フェイスダクト
４２  デフロスタダクト
５０  フットダンパ
５１  フェイスダンパ
５２  デフロスタダンパ
５５  エアミックスダンパ
５６  再熱防止ダンパ
６０  フットダンパ回転軸
６１  フェイスダンパ回転軸
６２  デフロスタダンパ回転軸
６５  エアミックスダンパ回転軸
７０  フットダンパ開時温風量曲線
７１  フットダンパ閉時温風量曲線
７３  理想温風量曲線
７５  フットダンパ閉時圧力損失曲線
７６  従来車輌用空調装置圧力損失曲線
９０  車輌用空調装置
９１  エアミックスダンパ
９２  再熱防止ダンパ
９３  エアミックスダンパ回転軸
９４  仕切板
【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】
2006056381.tif 000008
【図７】
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【図８】
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