(57)【要約】      （修正有）【課題】２つのエアミックスドアを有し、フルクールモードのときに２つのドアを協働させて加熱用熱交換器への風路を閉塞する車両用空調装置において、大きな送風量が求められるフルクールモード時の通気抵抗の低減あるいは増加抑制を行うことのできる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置において、空気流路に配置されて空気を冷却する冷却用熱交換器３０と、冷却用熱交換器３０の下流側に配置される加熱用熱交換器４０と、空気が加熱用熱交換器４０を迂回して流れる第１迂回路５１と、第１迂回路５１とは離間した第２迂回路５２と、第１迂回路５１を開閉可能な第１エアミックスドア６１と、第２迂回路５２を開閉可能な第２エアミックスドア６２とを備え、第１エアミックスドア６１と第２エアミックスドア６２とが協働して加熱用熱交換器４０に向かう風路を閉塞するときに、風路の上流側表面が風路の上流に向けて凸状となるように構成される。【選択図】図１
2018069831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空気流路を有するケースと、
前記空気流路に配置されて前記空気流路を通流する空気を冷却する冷却用熱交換器と、
前記冷却用熱交換器の下流側に配置される加熱用熱交換器と、
前記空気流路の一部であり前記冷却用熱交換器を通流した空気が前記加熱用熱交換器を迂回して流れる第１迂回路と、
前記空気流路の一部であり前記冷却用熱交換器を通流した空気が前記加熱用熱交換器を迂回して流れる前記第１迂回路とは離間した第２迂回路と、
前記第１迂回路を開閉可能な第１エアミックスドアと、
前記第２迂回路を開閉可能な第２エアミックスドアと、
を備え、
前記第１エアミックスドアと前記第２エアミックスドアとが協働して前記冷却用熱交換器から前記加熱用熱交換器に向かう風路を閉塞するときに、前記風路の上流側表面が前記風路の上流に向けて凸状となることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記第１エアミックスドアと前記第２エアミックスドアとの端部が重ね合されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記第１エアミックスドアと前記第２エアミックスドアとの端部が嵌合することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第１エアミックスドアと前記第２エアミックスドアとの少なくともいずれか一方が、前記風路の上流側表面が前記風路の上流に向けて弧状に湾曲することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記第１エアミックスドアと前記第２エアミックスドアとが協働して前記冷却用熱交換器から前記加熱用熱交換器に向かう風路を半開するときに、前記風路の下流側表面が前記加熱用熱交換器に流れる空気流に対し弧状に湾曲しつつ広がることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用空調装置に関し、特に、２つのエアミックスドアを有する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置は、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とを有し、それらの熱交換器を通過する、あるいは迂回する風路を形成するために、各種のドアが設けられている。
【０００３】
そのうち、冷却用熱交換器から加熱用熱交換器に向かう風路を開閉して、冷風と温風との混流を生成するエアミックスドアは、車内の温度や湿度を所望の状態に保つために重要な役割を担っている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、加熱用熱交換器の上下、または左右方向にそれぞれ冷風バイパスを有し、２枚のミックスドアを用いて温度調整を行う車両用空調装置の技術思想が開示されている。
【０００５】
この空調装置によれば、フルクールモードのとき、２枚のエアミックスドアが加熱用熱交換器の上流に設けられたシート部に接触することで、冷却用熱交換器から流出する冷風が加熱用熱交換器に流入するのを防止するとともに、２つの冷風バイパスに冷風を導くことができる。
【０００６】
また、特許文献２には、フルクールモードのとき、２枚のエアミックスドアを気密漏れなきよう当接することで、冷風が加熱用熱交換器に流入するのを防止する構成、すなわち、シート部を備えなくとも、フルホットモードを実現できる構成の技術思想が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０９６６１号公報
【特許文献２】特開２０００−０４３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される車両用空調装置では、フルホットモードのときは、シート部が加熱用熱交換器の上流に設けられているので、通気抵抗の上昇を招く問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示される車両用空調装置では、特許文献１の構成に比べ、シート部を備えないことから通気抵抗を低減することはできるが、２枚のエアミックスドアが冷却用熱交換器の空気流出面と並行に、あるいは冷却用熱交換器を通流する空気の下流に向けて凸に構成されているために、フルクールモードのときに、通気抵抗を低減し難いという問題があった。
【００１０】
すなわち、フルクールモードのとき、冷却用熱交換器から流出した空気のうち加熱用熱交換器に向かう空気（加熱用熱交換器に向かって流出する空気）は、まず２枚のエアミックスドアの上流面に到達する。そして、２枚のエアミックスドアが当接して構成されるドア構造が冷却用熱交換器の空気流出面と並行に、あるいは下流に向けて凸であると、エアミックスドアの上流面に到達した空気はドア構造によって略垂直に流れ方向が変更されて、冷却用熱交換器から流出した空気のうち冷風バイパスに向かう空気と合流する。このように、冷却用熱交換器から流出した空気のうち加熱用熱交換器に向かう空気のすべてについて、流れの方向が略垂直な方向へ変更されるので、車両用空調装置としての通気抵抗が上昇するおそれがあるという問題がある。また、エアミックスドアの上流面を流れた空気と、冷風バイパスに向かう空気との流れの方向が略垂直であり、大きく異なるため、合流する際に騒音が発生するおそれがあるという問題もある。
【００１１】
ここで、車両用空調装置では、一般に、フルホットモードよりもフルクールモードでの送風量を多くするように求められる。これは、冷房の機能を十分に発揮するために、冷風を乗員に直接的に当たるように吹き出すことが求められるからである。よって、フルクールモードにおける通気抵抗や騒音の低減は、強く求められるところである。
【００１２】
そこで、本発明は、２つのエアミックスドアを有し、フルクールモードのときに２つのドアを協働させて加熱用熱交換器への風路を閉塞する車両用空調装置において、大きな送風量が求められるフルクールモード時の通気抵抗の低減あるいは増加抑制を行うことのできる車両用空調装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる課題を解決するため、本発明による車両用空調装置は、内部に空気流路を有するケースと、
空気流路に配置されて空気流路を通流する空気を冷却する冷却用熱交換器と、
冷却用熱交換器の下流側に配置される加熱用熱交換器と、
空気流路の一部であり冷却用熱交換器を通流した空気が加熱用熱交換器を迂回して流れる第１迂回路と、
空気流路の一部であり冷却用熱交換器を通流した空気が加熱用熱交換器を迂回して流れる第１迂回路とは離間した第２迂回路と、
第１迂回路を開閉可能な第１エアミックスドアと、
第２迂回路を開閉可能な第２エアミックスドアと、
を備え、
第１エアミックスドアと第２エアミックスドアとが協働して冷却用熱交換器から加熱用熱交換器に向かう風路を閉塞するときに、風路の上流側表面が風路の上流に向けて凸状となることを特徴とする。
【００１４】
このようにすると、車両用空調装置において、フルホットモード時、フルクールモード時のいずれにおいても、通気抵抗を低減することができる。
【００１５】
また、本発明による車両用空調装置は、第１エアミックスドアと第２エアミックスドアとの端部が重ね合されることを特徴としてもよい。
【００１６】
このようにすると、フルクールモード時において、追加部品を必要とせずに、気流の漏れを防ぐことができ、空調効率を高くすることができる。
【００１７】
あるいは、本発明による車両用空調装置は、第１エアミックスドアと第２エアミックスドアとの端部が嵌合することを特徴としてもよい。
【００１８】
このようにしても、フルクールモード時において、追加部品を必要とせずに、気流の漏れを防ぐことができ、空調効率を高くすることができる。
【００１９】
更に、本発明による車両用空調装置は、加熱用熱交換器への風路が閉塞された際に第１エアミックスドアと第２エアミックスドアとで形成される部分の、風路の上流側表面が風路の上流に向けて弧状に湾曲することを特徴としてもよい。なお、第１エアミックスドアと第２エアミックスドアのいずれか一方のみがそのような形状であってもよい。
【００２０】
これは、風路の上流側表面が風路の上流に向けて凸状となる構造の一例であり、滑らかな円弧などの形状で湾曲させることにより、更に、通気抵抗の低減が可能となり、空調効率を高めることができる。
【００２１】
なお、弧状の形状は、円弧には限定せず、他の曲線あるいは直線の組合せであっても、弧状となるものであればよい。
【００２２】
更に、本発明による車両用空調装置は、第１エアミックスドアと第２エアミックスドアとが協働して冷却用熱交換器から加熱用熱交換器に向かう風路を半開するときに、風路の下流側表面が加熱用熱交換器に流れる空気流に対し弧状に湾曲しつつ広がることを特徴としてもよい。
【００２３】
このようにすると、エアミックス時に、加熱用熱交換器に向かう気流についても通気抵抗を低減することができ、更に空調効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、車両用空調装置において、大きな送風量が求められるフルクールモード時の通気抵抗の低減を行うことができ、空調効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の主要部の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の全体の説明図である。
【図３】従来の車両用空調装置の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る装置の別の例の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る装置の更に別の例の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る装置の更に別の例の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る装置の更に別の例の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る装置の更に別の例の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る装置の更に別の例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図２は、本発明に係る車両用空調装置１００の車両の側面方向から見た説明図である。
【００２７】
車両用空調装置１００は、内部空間に空気流路を有するケース１０の中に、図示しない送風機からの送風を受け入れる送風流入口２０、冷却用熱交換器３０、加熱用熱交換器４０が設けられている。
【００２８】
冷却用熱交換器３０と加熱用熱交換器４０との間の空気流路には、冷却用熱交換器３０を通流した空気が加熱用熱交換器４０を通過せずその上方を迂回して流れる第１迂回路５１が設けられており、その部分には、薄板状で、第１迂回路５１を開閉可能な第１エアミックスドア６１と、第１エアミックスドア６１を駆動するための第１エアミックスドア駆動部７１が備えられている。
【００２９】
次に、冷却用熱交換器３０を通流した空気が加熱用熱交換器４０を通過せずその下方を迂回して流れる第２迂回路５２が設けられており、その部分には、薄板状で、第２迂回路５２を開閉可能な第２エアミックスドア６２と、第２エアミックスドア６２を駆動するための第２エアミックスドア駆動部７２が備えられている。第１迂回路５１と第２迂回路５２とは、加熱用熱交換器４０を挟んで相互に離間している。
【００３０】
ここで、第１エアミックスドア６１は、第１迂回路５１を全開にする位置から全閉にする位置の間を、第１エアミックスドア駆動部７１によって連続的にスライドして移動できるようになっている。
【００３１】
第１エアミックスドア駆動部７１の駆動方法は、ピニオンギア、あるいは摩擦ローラなどを用いて、軸体をモータなどで回転し、その回転を第１エアミックスドア６１に伝達する方法によればよいし、それらに限定されず、周知の駆動方法を用いればよい。
【００３２】
第２エアミックスドア６２についても、同様に、第２迂回路５２を全開にする位置から全閉にする位置の間を、第２エアミックスドア駆動部７２によって連続的にスライドして移動可能となっている。
【００３３】
ここで、第１エアミックスドア６１と第２エアミックスドア６２とが、第１迂回路５１と第２迂回路５２とを全開にした状態では、両方のエアミックスドア６１、６２が協働して、その端部同士が突き当てで密着して、加熱用熱交換器４０への空気流の通路（風路）を閉塞するようになっている。
【００３４】
なお、両方のエアミックスドア６１、６２の端部には、閉塞時の空気流の漏れを少なくするため、一方あるいは両方に、ゴムやエラストマーなどの柔軟な素材のシール部材を設けてもよい。
【００３５】
ここで、第１エアミックスドア６１と、第２エアミックスドア６２とは、加熱用熱交換器４０に向かう風路を協働して閉塞するときに、風路の上流側表面が風路の上流に向けて凸状となっている。
【００３６】
ここで、図２に示すように、第１エアミックスドアと第２エアミックスドアとが、風路を閉塞した状態で、風路の上流側表面が風路の上流に向けて、円孤状に湾曲して凸状になっていることがより好ましい。
【００３７】
更に、空気流路の最下流には、フロントウインドウ方向に送風するためのデフロスト吹出口８１、フロントパネル前面から乗員の上半身に送風するためのベント吹出口８２、乗員の足元に送風するための足元吹出口８３がある。
【００３８】
更に、それぞれの吹出口には、吹出口を必要に応じて開閉するための、デフロスト吹出口開閉ドア９１、ベント吹出口開閉ドア９２、足元吹出口開閉ドア９３が設けられている。
【００３９】
このような構成での、車両用空調装置の作用について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の主要部の説明図であり、第１エアミックスドア６１と第２エアミックスドア６２とが協働して加熱用熱交換器４０への風路を閉塞している状態を示す。
【００４０】
冷却用熱交換器３０を通過した空気は、加熱用熱交換器４０に向かう空気と、第１迂回路５１に向かう空気と、第２迂回路５２に向かう空気とのいずれかとなる。
【００４１】
加熱用熱交換器４０の方向へ向かう空気の流れは、第１エアミックスドア６１と第２エアミックスドア６２とで形成される、風路の上流側表面が風路の上流に向けて円弧状に湾曲して凸状となっている部分に到達する。そして、凸状の最上流点を分岐点として、第１迂回路５１に向けて導かれる流れと、第２迂回路５２に向けて導かれる流れとなるように、流れの方向が変更される。このとき、第１エアミックスドア６１と第２エアミックスドア６２とで形成されるドア全体が風路の上流に向けて円弧状に湾曲しているので、第１迂回路５１に向けて導かれる流れは、第１迂回路５１に近づくに従い、冷却用熱交換器３０を通過して第１迂回路５１に向かう空気の流れ方向に近づくよう、徐々に転向される。そして、冷却用熱交換器３０を通過して第１迂回路５１に向かう空気の流れ方向と近似するまで転向されたのち、図中の点線で囲まれた範囲に示されるように、エアミックスドアの終端部において、冷却用熱交換器３０を通過して第１迂回路５１に向かう空気と円滑に合流する。
【００４２】
第２迂回路５２に向けて導かれる流れも、第１迂回路５２に近づくに従い、冷却用熱交換器３０を通過して第２迂回路５２に向かう空気の流れ方向に近づくよう、徐々に転向される。そして、冷却用熱交換器３０を通過して第２迂回路５２に向かう空気の流れ方向と近似するまで転向されたのち、図中の点線で囲まれた範囲に示されるように、エアミックスドアの終端部において、冷却用熱交換器３０を通過して第２迂回路５２に向かう空気と円滑に合流する。
【００４３】
なお、円弧状に湾曲していることは、凸状を形成することの一例であり、滑らかな円弧の形状で湾曲させることにより、更に、通気抵抗の低減が可能となり、空調効率を高めることができる。
【００４４】
また、弧状の形状は、円弧には限定せず、他の曲線あるいは直線の組合せであっても、弧状となるものであればよく、第１エアミックスドア６１、第２エアミックスドア６２の両方を同一形状としてもよいし、異なる形状としてもよい。
【００４５】
いずれも、車両用空調装置の全体構成の中で、効果が得られるよう、適宜選択されることでよい。
【００４６】
なお、図３に従来の車両用空調装置の説明図を示すが、ここに示されるように、エアミックスドア１６１、１６２によって加熱用熱交換器４０への風路が閉塞されている場合、エアミックスドア１６１、１６２は、風路の下流に向けて凸の円弧状となっており（風路の上流に向けて凹の円弧状となっており）、そのためにエアミックスドア１６１、１６２に沿って流れる空気流は、特に、エアミックスドア１６１、１６２の終端部において、迂回路１５１、１５２へ直進する空気流（冷却用熱交換器３０を通過し、第１迂回路５１に向かう空気の流れ、または第２迂回路５２に向かう空気の流れ）との流れの方向が大きく異なるために、図中の点線で囲まれた部分に示されるように激しく合流することとなる。冷却用熱交換器３０を通過し、加熱用熱交換器４０に向かう空気は、全てが、エアミックスドア１６１、１６２によって流れの方向を略垂直な方向に転向され、通気抵抗が増大する。また、迂回路１５１、１５２へ直進する空気流と激しく合流することで、空調効率の低下が生じる。
【００４７】
従来例と比較して、本発明のエアミックスドア形状は、通気抵抗の増加の抑制と、それによる空調効率の向上を得ることができる。
【００４８】
図４は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスドアの別の例の説明図である。
【００４９】
ここでは、第１エアミックスドア６１Ａと第２エアミックスドア６２Ａとの端部は、第１エアミックスドア６１Ａが冷却用熱交換器３０側、第２エアミックスドア６２Ａが加熱用熱交換器４０側になるような状態で、重ね合わされている。
【００５０】
これまでの説明では、第１エアミックスドア６１と第２エアミックスドア６２との端部は、突き当てで密着しているとしたが、本図のように、重ね合されていてもよい。このようにすると、気密構造が容易に実現し得る場合もある。
【００５１】
次に、図５は本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスドアの更に別の例の説明図である。
【００５２】
ここでは、第１エアミックスドア６１Ｂと第２エアミックスドア６２Ｂとの端部は、第１エアミックスドア６１Ｂ側が凹部、第２エアミックスドア６２Ｂ側が凸部を形成し、嵌合するようになっている。このようにしても、気密構造が容易に実現し得る場合もある。
【００５３】
次に、図６は本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスドアの更に別の例の説明図である。
【００５４】
ここでは、第１エアミックスドア６１Ｃと第２エアミックスドア６２Ｃとの端部は、斜めに切断したような形状となっており、重ね合わせと嵌合との中間のような状態となっている。このようにしても、気密構造が容易に実現し得る場合もある。
【００５５】
次に、図７は本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスドアの更に別の例の説明図である。
【００５６】
ここでは、第１エアミックスドア６１Ｄと第２エアミックスドア６２Ｄは、それぞれ、断面が弧状湾曲曲線でなく、直線状に形成されており、閉塞状態では、接合部が最も冷却用熱交換器３０に近くなる山形となっている。
【００５７】
これまでの説明では、エアミックスドアの形状が風路の上流側表面が風路の上流に向けて弧状に湾曲することとして説明してきたが、直線状とした場合、簡便な構造となることから、有用となることもあり得る。
【００５８】
また、図８は本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスドアの更に別の例の説明図である。
【００５９】
ここでは、第１エアミックスドア６１Ｅには、風路の上流側表面が風路の上流に向けて円弧状に湾曲する部分のほかに、風路の下流側表面が風路の下流に向けて円弧状に湾曲する部分６１１Ｅを有しており、第２エアミックスドア６２Ｅにも、風路の上流側表面が風路の上流に向けて円弧状に湾曲する部分のほかに、風路の下流側表面が風路の下流に向けて円弧状に湾曲する部分６２１Ｅを有している。
【００６０】
このような構成であると、第１エアミックスドア６１Ｅと第２エアミックスドア６２Ｅとが協働して冷却用熱交換器３０から加熱用熱交換器４０に向かう風路を半開して温冷風の混流を生成するときに、風路の下流側表面が加熱用熱交換器に流れる空気流は、風路の下流側表面が風路の下流に向けて円弧状に湾曲する部分６１１Ｅ、６２１Ｅによって、弧状に湾曲しつつ広がり、滑らかに通流することができる。
【００６１】
また、図９は本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のエアミックスドアの更に別の例の説明図である。
【００６２】
ここでは、第１エアミックスドア６１Ｆの開閉機構として、その端部に固定または形成された第１回転軸７１Ｆを有しており、第１回転軸７１Ｆによる開閉機構は、図示しないモータ、ロータリーソレノイドなどの駆動源を用いればよいが、それに限定されず、公知の回転機構を用いればよい。
【００６３】
また、同様に、第２エアミックスドア６２Ｆの開閉機構として、その端部に固定または形成された第２回転軸７２Ｆを有しており、同様の駆動源によって回転駆動される。
【００６４】
このような構成での動作は、それぞれの回転軸７１Ｆ、７２Ｆの回転によって、それぞれの迂回路５１、５２を閉塞する位置（図中点線）から、加熱用熱交換器４０を閉塞する位置（図中実線）にそれぞれのエアミックスドア６１Ｆ、６２Ｆを移動することができる。
【００６５】
ここで、周知の駆動源の制御方法によれば、途中の半開位置で停止させ、温冷風の混流を生成することも可能である。
【００６６】
このようにすると、これまでの説明の、スライド移動するエアミックスドアと比べて、構造が簡素化される場合もあり得る。
【００６７】
また、エアミックスドアとして、図示しないが、断面が円弧状の外周部と、その両端の扇状部分、及び、両側の扇状部分の中心部を貫通する回動軸とを有する、いわゆるロータリードアのような形式のものであってもよい。
【００６８】
なお、エアミックスドアの駆動機構としては、スライド、回転以外の方法であってもよい。
【００６９】
更に、これまでの説明では、図２において、加熱用熱交換器４０の上下に迂回路５１、５２があるとして説明したが、この図を車両の上方から見た図として、加熱用熱交換器４０の左右に迂回路５１、５２を形成するようにしてもよいし、斜め方向に配置されてもよい。いずれも、車両の全体構成において有用となる場合もあり得る。
【００７０】
なお、これまでの説明では、２つのエアミックスドアが協働して風路の閉塞・開放を行う場合に、これらのエアミックスドアが連動して作動するように記述したが、２つのエアミックスドアは、別々に作動するようにしてもよい。
【００７１】
例えば、１つのエアミックスドアのみ加熱用熱交換器４０を覆い、他方は加熱用熱交換器４０を開放したままというような形態もあり得る。これにより、車両用空調装置としての多様な要望に応えることも可能である。
【００７２】
また、これまでの説明では、２つのエアミックスドアが接触し協働して風路の閉塞を行う場合に、接触する部分を、２つのエアミックスドアの軌跡のうち最も風路の上流側として記述したが、図示しないが、最も風路の上流側でなくともよい。２つのエアミックスドアが接触し協働して風路の閉塞を行う場合に、ドア全体として、風路の上流側表面が風路の上流に向けて凸状となればよい。２つのエアミックスドアが接触する部分を風路の最も上流側としないことで、設計自由度を増すことができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００    車両用空調装置
１０      ケース
２０      送風流入口
３０      冷却用熱交換器
４０      加熱用熱交換器
５１      第１迂回路
５２      第２迂回路
６１      第１エアミックスドア
６２      第２エアミックスドア
７１      第１エアミックスドア駆動部
７２      第２エアミックスドア駆動部
【図１】
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【図２】
2018069831.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018069831.tif 000008
【図７】
2018069831.tif 000009
【図８】
2018069831.tif 000010
【図９】
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