(57)【要約】【課題】特に寒冷地において、フロントガラスの曇り防止を図るとともに、短時間で車室内を暖房すること。【解決手段】ブロワユニットと熱交換ユニット２０とを分割して配置し、接続ダクトと戻りバイパスダクト３とで接続している。熱交換ユニット２０において、送風する空気の上流側（下方）から下流側（上方）に向かって順にエバポレータ２２とヒータコア２３とを配置する。エバポレータ２２は水平置きで配置し外気を熱交換して冷風としヒータコア２３に向かって送風する。ヒータコア２３の下流側にはエアミックス室２５を配置し、ヒータコア２３で温風となった空気を車室内に送風する第１の通路２６と戻りバイパスダクト３に送風する第２の通路２７に分岐させる。第２の通路２７には、開閉ドア２８を配置して、ヒータコア２３を全開状態あるいは全閉状態の際に開くようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロワ装置を含むブロワユニットとエバポレータ及びヒータコアを含む熱交換ユニットとを備える車両用空調装置における送風方法であって、
前記ブロワユニットに外気を１００％導入して前記熱交換ユニット側に向かって送風するとともに、前記ヒータコアの下流側に配置されるエアミックス室から室内側へ導入する空気の一部をバイパス通路によって前記ブロワ装置の上流側に導くことを特徴とする車両用空調装置における送風方法。
【請求項２】
前記ブロワユニットと前記熱交換ユニットが分割して配置され、前記ブロワユニットにおける前記ブロワ装置の下流側と、前記熱交換ユニットにおける前記エバポレータの上流側とが、接続通路で接続されていることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置における送風方法。
【請求項３】
前記エバポレータが前記熱交換ユニット内において、水平置きで配置されていることを特徴とする請求項２記載の車両用空調装置における送風方法。
【請求項４】
ブロワ装置を備えるブロワユニットと、エバポレータ及びヒータコアを備える熱交換ユニットとが、前記ブロワ装置から送風される空気を導入する接続通路で接続され、前記エバポレータが前記熱交換ユニット内で水平置きに配置されるとともに前記ヒータコアが前記エバポレータの下流側に配置される車両用空調装置であって、
前記ヒータコア又は前記エバポレータの下流側に配置されるエアミックス室内に、車室内に接続する第１の通路と前記熱交換ユニット外に接続する第２の通路とを分岐する開閉ドアを配置し、
前記第２の通路と前記ブロワ装置の上流側との間に、車室内に送風する空気の一部を前記ブロワユニット側に戻すバイパス通路で接続することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
前記エアミックス室内の第２の通路を通って前記バイパス通路に戻る空気が、全開した前記ヒータコアを通る温風であることを特徴とする請求項４記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記エアミックス室内の第２の通路を通って前記バイパス通路に戻る空気がエバポレータを通る冷風であることを特徴とする請求項４記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記バイパス通路が、前記熱交換ユニットを構成するケースの車両前方側に配置することを特徴とする請求項４，５又は６記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記ブロワユニットにおける内外気切替ドアが、外気を全開するように回動されていることを特徴とする請求項４，５，６又は７記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置及びその送風方法に関し、特に寒冷地において好適に使用することができる車両用空調装置及びその送風方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な空調装置においては、例えば、車室内に配置された空調装置部は、図５〜６に示すように、内外気切替箱５１とブロア装置５２を有する送風ユニット５０とエバポレータ６１とヒータコア６２を内蔵する熱交換ユニット６０とが接続ダクト５５で接続されて構成されている。
【０００３】
送風ユニット５０では、ブロワ装置５２を回転することによって内気又は外気あるいはその混合空気を取り入れて接続ダクト５５から熱交換ユニット６０に送っている。
【０００４】
また、熱交換ユニット６０ではエバポレータ６１とヒータコア６２が順に配置されて、送風ダクト５５から送られてきた空気をエバポレータ６１で熱交換して冷風とし、エアミックス切替ドア６３の開閉によって、冷風をヒータコア６２を通して温風としてエアミックス室６４に導入するか、又は冷風をそのままエアミックス室６４に導入するかあるいは温風をエアミックス室６４に導入して混合するかのいずれかを選択して、エアミックス室６４から、フェイス開口部６５、デフロスタ開口部６６、フット開口部６７のいずれかに送風している。なお、このタイプの空調装置では、エバポレータ６１は水平置きとして配置されている（特許文献１）。
【０００５】
従来の空調装置では、上記の構成以外に空調ユニット内にブロワ装置が配置されているものや、エバポレータが垂直状態で配置されたものも使用されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３０７４６公報（３〜４頁、図１〜２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般に、寒冷地においては、寒い日に車室内を暖房する際、外気を閉じて内気を循環させることが多い。しかし、車室内の空気は湿気が多いことから、湿気を含んだ空気が車室内に送風されるとフロントガラスが曇りやすく運転操作に悪影響を与えていた。従来の特許文献１に示されている空調装置では、ブロワ装置５２から吸引される内気又は外気は、暑い日では暖かい空気であり、また寒い日では冷たい空気であり、冷媒を循環するエバポレータ６１が運転開始時からその性能を発揮するまでに時間がかかり、またエンジンに連通するヒータコア６２がエンジンで温められた空気によって温度を上昇させるのには運転開始時から時間がかかることから冷房即効性・暖房即効性がなく、エバポレータ６１やヒータコア６２を通って車室内に送風される空気は、希望する温度に達するまでには所定時間を要すこととなっていた。
【０００８】
特に、内気は前述のように湿気を多く含んでいてフロントガラスを曇りやすくすることから、外気を導入することによってフロントガラスの曇り防止を図る必要があった。しかし、従来の空調装置の構成では、寒冷地においては外気の温度は低いため、運転開始時において、車室内を即座に暖めることは困難な状態となり、また、暑い日においては外気の温度は高く、運転開始時に車室内を即座に冷やすことは困難な状態となっていた。従って、運転開始時に外気を導入して短時間で車室内を暖めたり冷やしたりすることが課題として挙げられていた。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、特に、フロントガラスの曇りを防止するとともに運転開始時から短時間で車室内を暖めたり冷やしたりすることができる車両用空調装置とその送風方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両用空調装置の温風送風方法では、上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、内外気切替ドアにおいて外気を１００％導入するように切り替えるとともに、エバポレータあるいはエバポレータとヒータコアとを通ってエアミックス室に送風された空気の一部をバイパス通路からブロワ装置の上流側に戻すようにするものであり、これによって、ブロワ装置から吸引する外気に温風あるいは冷風を混合させることができて、ブロワ装置の下流側に暖められた空気あるいは冷やされた空気を送風することができる。
【００１１】
従って、車室内に吹出された空気は、短時間で温度上昇あるいは温度降下させることができるとともに、車室内に噴出された空気が、外気１００％であることからフロントガラスの曇り防止を図ることができる。
【００１２】
また、請求項２乃至３記載の発明では、請求項１記載のブロワユニットとエバポレータを備えた熱交換ユニットを分割にして、さらにエバポレータを水平置きに配置することから、ブロワユニットから送風される空気はエバポレータの下方から上方のヒータコアに向かって流れることとなる。エバポレータの下流側に配置されるエアミックス室はヒータコアの上方位置に配置され、この位置は、分割されたブロワユニットの上流側と隣り合わせた位置に設定できることから、ヒータコアの下流側とブロワ装置の上流側とを接続するバイパス通路を極めて短尺で略直線状に配置することができる。従って、バイパス通路の組付を短時間で容易に行なえるとともに、コストも廉価にすることができる。
【００１３】
また、請求項４記載の車両用空調装置では、ブロワユニットとエバポレータを備えた熱交換ユニットを分割にして、さらにエバポレータを水平置きに配置することから、ブロワユニットから送風される空気はエバポレータの下方から上方のヒータコアに向かって流れることとなる。
【００１４】
エバポレータの下流側に配置されるエアミックス室はヒータコアの上方位置に配置され、エアミックス室においては、車室内に送風される第１の通路とバイパス通路に送風される第２の通路を備えていることから、エアミックス室内に送風された空気の一部は、第２の通路を通ってバイパス通路に流れることとなる。
【００１５】
従って、第２の通路を通った空気の一部をブロワ装置の上流側に戻すことによって、ブロワ装置から吸引する外気に温風あるいは冷風を混合させることができて、ブロワ装置の下流側に暖められた空気あるいは冷やされた空気を送風することができることから、エバポレータあるいはエバポレータとヒータコアとを通って車室内に吹出された空気は、熱交換効率を向上させて短時間で温度上昇あるいは温度降下させることができ、寒い日には即座に暖房され、暑い日には即座に冷房されることとなる。
【００１６】
さらに、第２の通路下流側に配置されるバイパス通路の位置は、分割されたブロワユニットの上流側と隣り合わせた位置となる位置に設定することができることから、第２の通路とブロワ装置の上流側とを接続するバイパス通路を極めて短尺で略直線状に配置することができる。従って、バイパス通路の組付を短時間で容易に行なえるとともに、コストも廉価にすることができる。
【００１７】
請求項５記載の発明では、バイパス通路を通る空気がヒータコアを通ってきた温風であることから、車室内に吹出された空気は、短時間で温度上昇させることができ、寒い日には即座に暖房される。
【００１８】
また請求項６記載の発明では、バイパス通路を通る空気がエバポレータを通ってきた冷風であることから、車室内に吹出された空気は、短時間で温度降下させることができ、暑い日には即座に冷房される。
【００１９】
請求項７記載の発明では、バイパス通路をデッドスペースである熱交換ユニットケースの車両前方側に配置することによって、効率的なレイアウトを構成することができる。
【００２０】
請求項８記載の発明では、請求項４記載のブロワユニットにおける、内外気切替ドアを、外気１００％に全開することによって、湿気を含む内気を車室内に送風することがないことから、フロントガラスの曇り防止を図ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
実施形態の車両用空調装置は、図１〜４に示すように、ブロワ装置１２を備えたブロワユニット１０と、エバポレータ２２及びヒータコア２３を備えた熱交換ユニット２０とからなり、ブロワユニット１０と熱交換ユニット２０とは、ブロワユニット１０で吸引された空気を熱交換ユニット２０側に送給する接続ダクト１と、熱交換ユニット２０からブロワユニット１０側に熱交換された空気の一部を戻す戻りバイパスダクト３で接続されている。
【００２３】
ブロワユニット１０は、図２に示すように、ブロワユニットケース１１内にファン１３とモータ１４からなるブロワ装置１２を下部に配置させ、上部に内気導入口１５と外気導入口１６を形成して、内外気切替ドア１７でいずれかの導入口１５・１６を開閉可能に配置する。ブロワ装置１２の上流側における導入口１５・１６の内部は、内外気導入室１８を形成している。
【００２４】
また、ブロワユニットケース１１のブロワ装置１２の下流側の適宜な位置において、図示しない開口窓を形成して熱交換ユニット２０のエバポレータの上流側に接続する接続ダクト１の一端と連結する。さらに、ブロワユニットケース１１には、熱交換ユニット２０のエアミックス室２５から接続された戻りバイパスダクト３の一端と連結する戻り口１９が、ブロワ装置１２の上流側において１箇所に形成されている。
【００２５】
一方、熱交換ユニット２０は、図３に示すように、熱交換ユニットケース２１（以下、ユニットケース２１という。）内の下方から順にエバポレータ２２とヒータコア２３とが配置され、エバポレータ２２の上流側（下方）にはブロワユニット１０から接続される接続ダクト１の開口窓２４が形成され、ヒータコア２３の下流側（上方）にはエアミックス室２５が形成されている。エアミックス室２５には、車室内の各吹き出し口に連結される第１の通路２６からブロワユニット１０側に連結される第２の通路２７に分岐する開閉ドア２８が配置されている。
【００２６】
エバポレータ２２とヒータコア２３との間には、ヒータコア２３とエアミックス室２５とを切り替えるためのエアミックス切替ドア２９が配置されている。
【００２７】
第１の通路の下流側においては、配風切替ドア３０がフット用通路３１とフェイス吹出し口３２・デフロスタ吹き出し口３３を切替できるように回動可能に配置されている。また、第２の通路２７は開閉ドア２８を介して戻りバイパスダクト３に連接される。
【００２８】
なお、開閉ドア２８は、図例においては、エアミックス室２５と戻りバイパスダクト３とを遮蔽するように戻りバイパスダクト３の側面に配置しているが、戻りバイパスダクト３からエアミックス室２５に突出する通路を隔てて配置してもよい。
【００２９】
また、開閉ドア２８は、エアミックス切替ドア２９がヒータコア２３の全開時あるいは全閉時のいずれかにある場合に第２の通路２６を開放して戻りバイパスダクト３に空気（温風又は冷風）を導入するように設定されている。さらに、戻りバイパスダクト３に送風する温風または冷風の風量は、開閉ドア２８の回動角度によって設定され、望ましくは、第１の通路２６側に導入する温風を７〜８割、第２の通路２７側に導入する温風を２〜３割程度にするように回動角度を設定することが車室内の温度を短時間で設定温度にするためによい。
【００３０】
また、この形態においては、エバポレータ２２とヒータコア２３とは水平状態で配置されている。
【００３１】
さらに、熱交換ユニット１０に接続する戻りバイパスダクト３を、車両の進行方向の前面側に配置することによって、図４に示すように、戻りバイパスダクト３を、車室内と車室外とを遮蔽するダッシュパネル５付近に配置する。そして、ブロワユニット１０における戻り口１９を熱交換ユニット２０における第２の通路２７（又は開閉ドア２８を）付近でほぼ同一高さにブロワユニットケース１１に形成して、戻りバイパスダクト３を、短尺で略直線状に形成する。
【００３２】
次に、上記のように構成された車両用空調装置の作用において、図１〜３に基づいて説明する。
【００３３】
まず、本装置を寒冷地の寒い日に合わせて使用する場合、熱交換ユニット２０のエアミックス切替ドア２９を、エアミックス室２５側を塞ぐように回動させてヒータコア２３を全開状態にし、開閉ドア２８を所定角度を回動して第２の通路２７及び戻りバイパスダクト３に連通させる。
【００３４】
また、ブロワユニット１０においては、内外気切替ドア１７を、外気を１００％導入できるように、内気導入口１５側を塞ぐように回動されている。
【００３５】
この状態でブロワ装置１２のモータ１４を作動してファン１３を正転させると、外気が内外気導入室１８内に吸引され、吸引された外気は、開口部１８から接続ダクト１を通って熱交換ユニット２０に送給される。
【００３６】
熱交換ユニット２０に導入された外気は、エバポレータ２２を通過することによって熱交換されると冷風となってヒータコア２３に向かって送風される。冷風は、ヒータコア２３を通過することによって、温風となってエアミックス室２５に送給される。
【００３７】
エアミックス室２５では、ヒータコア２３で温風となった空気の一部が第１の通路２６を通って各吹き出し口に送風するものと第２の通路２７を通って、戻りバイパスダクト３に送風するものとに分岐される。第１の通路２６側に導入された温風は、配風切替ドア３０の回動位置によっていずれかの吹出し口から車室内に吹出される。
【００３８】
また、第２の通路２７側に導入された温風は、第２の通路２７から戻りバイパスダクト３を経て、ブロワユニット１０における、ブロワ装置１２の上流側に形成された戻り口１９から内外気導入室１８内に流入されて、新たな外気と混合されて、再びブロワ装置１２で吸引される。
【００３９】
そして、これが連続的に行われることによって、車室内の短時間での暖房を可能とする。
【００４０】
なお、このエアミックス室２５で分岐される風量の割合は、第１の通路２６を通って車室内に送風する温風の風量が多すぎると、第２の通路２７を通って戻る温風が少なくなって再度送風する空気の温度を上昇しにくく、また、車室内に送風する風量が少なすぎると、運転開始時における車室内の初期温度を上昇させることができないことから、前述のように、第１の通路２６側に導入する温風を７〜８割、第２の通路２７側に導入する温風を２〜３割程度にすることが、車室内を短時間で暖房できることから望ましい。
【００４１】
次に、本装置を夏の暑いときに使用する場合、熱交換ユニット２０のエアミックスドア２９をヒータコア２３側を塞ぐように回動させてエバポレータ２２から直接エアミックス室２５に連通させる。
【００４２】
また、ブロワユニット１０においては、内外気切替ドア１７を、内気を１００％導入できるように、内気導入口１５側を塞ぐように回動されている。
【００４３】
この状態で、ブロワ装置１２が作動すると、内外気導入室１８内には内気が導入され、熱交換ユニット２０に送風される。熱交換ユニット２０内においては、エバポレータ２２を通って冷やされた空気は、エアミックス切替ドア２９によってヒータコア２３が閉じていることから、冷風の状態で直接エアミックス室２５内に送風される。
【００４４】
そしてエアミックス室２５内で第１の通路２６側と第２の通路２７側に分岐される。その後の流れは、温風の場合と同様で、第１の通路２６側を通った冷風は車室内に送風され、開放されている開閉ドア２８から第２の通路２７側に送風された冷風は、戻りバイパスダクト３を通って再びブロワユニット１０のブロワ装置１２の上流側に戻される。そして、内気と戻された冷風とが混合されて熱交換ユニット２０側に送風される。これが連続的に行われることによって、車室内の冷房を短時間で行うことができる。
【００４５】
上記のように、実施形態の車両用口調装置によれば、熱交換ユニット２０内におけるエアミックス室２５で戻りバイパスダクト３に分岐させる開閉ドア２８を配置させることによって、上流側から流れてきた空気（温風又は冷風）を第１の通路２６と第２の通路２７に分岐させ、第１の通路２６側に流れた空気を車室内に送風させて、第２の通路２７側に流れた空気を、戻りバイパスダクト３を経てブロワユニット１０に戻して、新たな外気と混合させて、再び熱交換ユニット２０側に送風するように構成したことから、運転開始時に、寒い日には温風を混合させた新たな外気を順に送風できて、短時間で車室内を暖房することができ、また、暑い日には、冷風を混合させた新たな内気を順に送風できて短時間で車室内を冷房することができる。
【００４６】
しかも、エバポレータ２２を水平置きにすることによって、エバポレータ２２の上流側から下流側に送風する空気を、熱交換ユニット２０の下方から上方に向かって送ることができ、戻りバイパスダクト３をユニットケース２１の進行方向前面側に配置することができる。また、熱交換ユニット２０とブロワユニット１０とを分割して配置していることから、ブロワユニットケース１１に形成する空気戻り用の戻り口１９を熱交換ユニット２０の第２の通路２７に近づけて配置することができる。そのため、戻りバイパスダクト３を短尺にして略直線状に形成できることから、戻りバイパスダクト３を廉価に製造できるとともに、取付作用も容易に行うことができる。
【００４７】
さらに、戻りバイパスダクト３を、車室内と車室外とを遮蔽するダッシュパネル５近傍に設置できることから、従来デッドスペースの部分を活用することができて、効率的なレイアウトを提供することができる。
【００４８】
また、実施形態の空調装置は、運転開始時における車室内の暖房に関して、車室内に送風する空気を、湿気を含む内気を導入することなく外気１００％で行うことから、フロントガラスの曇り防止を図ることができる。
【００４９】
なお、本発明の車両用空調装置は、上記の形態に限定することなく、例えば、ブロワユニットと熱交換ユニットとが分割して配置されるとともに、熱交換ユニット内のエバポレータが縦置き状態で配置されているタイプにおいても、ヒータコアの下流側のエアミックス室に第１の通路と第２の通路を分岐させるように開閉ドアを配置すれば、第２の通路に接続する戻りバイパスダクトを配管してブロワユニットのブロワ装置の上流側に接続することができ前述の形態と同様の作用と効果を達成することができる。
【００５０】
また、エバポレータが水平置きで熱交換ユニットとブロワユニットとが一体のケース内に配置されているタイプにおいても、同様に戻りバイパスダクトを配管できることから、前述と同様の作用と効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態による車両用空調装置の全体斜視図である。
【図２】図１におけるブロワユニットを示す概略図である。
【図３】図１における熱交換ユニットを示す断面図である。
【図４】図１における戻りバイパスダクトの一部平面断面図である。
【図５】従来の空調装置を示す正面図である。
【図６】図５におけるVI−VI断面図である。
【符号の説明】
１  接続ダクト
３  戻りバイパスダクト
５  ダッシュパネル
１０  ブロワユニット
１２  ブロワ装置
１７  内外気切替ドア
１８  内外気導入室
１９  戻り口
２０  熱交換ユニット
２２  エバポレータ
２３  ヒータコア
２５  エアミックス室
２６  第１の通路
２７  第２の通路
２８  開閉ドア
２９  エアミックス切替ドア
【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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