(57)【要約】【課題】コンパクトで装着性に優れるとともに、騒音の増大を招かずに、温風と冷風との混合性を改善できる車両用空調ユニットの提供。【解決手段】ケーシング１の上部前側にブロワ２が設置され、ブロワ２の下方にエバポレータ３、その後方にヒータコア４、ヒータコア４の上方で且つブロワ２の後方には、エアミックス室５を設け、ヒータコア４の上方に支軸６１を有するエアミックスドア６によりエバポレータ３の冷風出口５０を上下に区画するブロワ一体型空調ユニット１０において、エアミックスドア６は、後方に延びたサブドア６３を備え、支軸６１とヒータコア保持壁４４との間に冷風のバイパス風路７を設け、冷風の一部がエアミックス室５の上流である温風路４０の下流域４Ａで温風に予混合される。【選択図】        図１
2004149015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの上部にブロワが設置され、該ブロワの下方にエバポレータが略縦に設置され、前記エバポレータの後方にヒータコアが略縦に設置され、該ヒータコアの上方で且つ前記ブロワの後方にエアミックス室が設けられ、前記エアミックス室と前記ヒータコアとの間に支軸を有するエアミックスドアにより、前記エバポレータを通過した冷風の冷風出口を、前記ヒータコアへ冷風が流入するヒータ口と前記エアミックス室へ冷風が直接流入する冷風口とに区分し、前記ヒータコアの後方の温風路から前記エアミックス室に流入する温風と、前記冷風口からの冷風とを前記エアミックス室内で混合する車両用空調ユニットにおいて、
前記支軸と前記ヒータコアの上端部との間に、前記ヒータ口と前記温風路とを連通するバイパス風路を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調ユニットにおいて、前記バイパス風路を通過する冷風を、前記温風路を流れる温風と略逆向的に流すことを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用空調ユニットにおいて、前記エアミックスドアにはサブドアが設けられ、前記冷風口を全閉する最強暖房時に前記サブドアが前記バイパス風路を閉鎖することを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の車両用空調ユニットにおいて、前記ブロワは下向きの吹出口を有するスクロールケーシングを備え、該スクロールケーシングのノーズ部から前記エバポレータのコア部の上端に連なる滑らかな拡散壁を設けたことを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の車両用空調ユニットにおいて、前記ヒータコアは後方に傾斜して略縦に設置され、前記ヒータコアの後方に電熱式ヒータを設置したことを特徴とする車両用空調ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷風と温風との混合（エアミックス）性を向上させた車両用空調ユニットにかかわり、とくに、ケーシングをコンパクトにして装着性を向上させた車両用空調装置に好適な車両用空調ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車室への搭載性を向上させる観点から車両用空調ユニットの小型化の要求が増大している。このため、図５に示す如く、一体のケーシング１内に、ブロワ２と、いずれも略縦に設置するとともに近距離に列設したエバポレータ３およびヒータコア４とを、ほぼ上下に配置するとともに、ヒータコア４の上方にエアミックス室５を設けたブロワ一体型空調ユニットが考案されている（たとえば、特許文献１参照）。このブロワ一体型空調ユニットでは、同一容積のケーシング１の場合、ブロワ２がケーシング１内に侵入している分だけエアミックス室５の容積が小さくなる。
【０００３】
このブロワ一体型空調ユニットでは、ヒータコア４の上方に支軸６１を有するエアミックスドア６により、エバポレータ３を通過した冷風を、冷風出口５０でエアミックス室５へ直接に流入させる冷風口５１と、ヒータコア４を通過させるヒータ口５２とに分配してしている。ヒータコア４を通過した温風は、ヒータコア４の後方に設けた温風路４０からエアミックス室５へ流れ、エアミックス室５内で冷風Ｃと温風Ｈとが混合される。
【０００４】
この場合に、エアミックス室５の容積が小さく、かつ冷風Ｃと温風Ｈとの合流角度が小さいと混合が不十分で、エアミックス室５内で上下の空調空気の温度分布が大きく（最大で３０℃）なり、快適な空調が損なわれやすい。とくに、足元吹出口に連なるフット開口部５３がエアミックス室５の温風路４０の出口である温風口５Ａ側に設けられ、フェイス開口部５４およびデフロスタ開口部５５がエアミックス室５の冷風口５１側に設けられている構成では、フット開口部５３およびフェイス開口部５４から同時に空調空気を吹き出す吹出モードでは、フット開口部５３の吹出温度が高くなり過ぎ、フェイス開口部５４の吹出温度が低くなり過ぎる。また、フェイス開口部５４およびデフロスタ開口部５５から同時に空調空気を吹き出す吹出モードでは、フェイス開口部５４からの吹出温度が高く、デフロスタ開口部５５からの吹出温度が低くなるという問題が生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５０９２３公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解消するには、図５に示す如く、エアミックス室５の冷風口５１に冷風Ｃを偏向させるための偏向板８を設け、冷風Ｃ１の如く偏向して温風路４０の温風口５Ａから流入する温風Ｈ１との衝突角度を大きくする手段がある。しかるに、偏向板８の設置は、通気抵抗の増大を招き風量が低下するとともに、風切り音が生じ騒音の発生源となる。
【０００７】
この発明の目的は、通気抵抗および騒音の増大を招かずに、温風と冷風との混合性を改善でき、エアミックス室内での空調空気の温度分布を低減できる車両用空調ユニットの提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ケーシングの上部にブロワが設置され、該ブロワの下方にエバポレータが略縦に設置され、エバポレータの後方にヒータコアが略縦に設置され、該ヒータコアの上方で且つブロワの後方にエアミックス室が設けられ、エアミックス室とヒータコアとの間に支軸を有するエアミックスドアにより、エバポレータを通過した冷風の冷風出口を、ヒータコアへ冷風が流入するヒータ口とエアミックス室へ冷風が直接流入する冷風口とに区分し、ヒータコアの後方の温風路からエアミックス室に流入する温風と、冷風口からの冷風とをエアミックス室内で混合する車両用空調ユニットにおいて、支軸とヒータコアの上端部との間に、ヒータ口と温風路とを連通するバイパス風路を設けている。
【０００９】
この発明では、温風路内でバイパス風路から侵入した冷風と温風とを混合させるため、エアミックス室が小さくても温風と冷風との混合が十分に行える。また、バイパス風路を設けることにより、通気抵抗の増大および気流の擾乱の発生は少なく、風量の低下や騒音の発生などの不具合は生じない。この結果、コンパクトで搭載性に優れ、空調効果が大きく、騒音の少ない車両用空調ユニットが実現できる。
請求項２に記載の如く、バイパス風路を通過する冷風を、温風路を流れる温風と略逆向的に流すことにより、温風と冷風との混合性はさらに向上する。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、エアミックスドアには支軸側に延長したサブドアが設けられ、冷風口を全閉する最強暖房時には、サブドアがバイパス風路を閉鎖する。これにより、最強暖房時において空調空気が全てヒータコアを通過できるため、暖房性能の低下が生じない。また、サブドアを設けるのみでバイパス風路を閉鎖できるため、コストの上昇や装置の大型化を招かない。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、ブロワは下向きの吹出口を有するスクロールケーシングを備え、ノーズ部からエバポレータのコア部の上端に連なる滑らかな拡散壁が形成されている。このため、ブロワの吹出風は、擾乱を生じることなくエバポレータのコア部の上端に流入でき、騒音の低下と空調効率の増大とが可能になる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、ヒータコアは後方に傾斜して略縦に設置され、ヒータコアの後方にＰＴＣヒータなどの電熱式ヒータを設置している。この構成では、ヒータコアの後方の温風路に大きいスペースが確保できる。このスペースを有効利用して電熱式ヒータの装着が容易になり、暖房能力の大きい高性能空調装置が実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１〜図３とともに説明する。図１は自動車の車室の前部に設置されるブロワ一体型空調ユニット１０を示し、一体的に成形されたやや縦長のケーシング１を備える。ケーシング１は、前壁１１、後壁（車室側壁）１２、天壁１３、底壁１４、および図示しない左右側壁を備える。
【００１４】
ケーシング１の上部前側には空調空気を吸い込むブロワ２が設置され、ブロワ２の下方（ケーシング１の下部前側）にはエバポレータ３が後方に約５〜１０度傾斜して略縦に設置されている。エバポレータ３の後方（ケーシング１の下部後側）にはヒータコア４が後方に約３０〜４５度傾斜して略縦に設置されている。エバポレータ３は、車載の冷凍装置から液相冷媒が供給され蒸発する熱交換器であり、ヒータコア４は、エンジンの冷却水が循環する熱交換器である。
【００１５】
これにより、エバポレータ３とヒータコア４の間は、約２０〜３０度後方に傾斜し、上方に拡大した略Ｖ字形の冷風空間３０が形成されている。ヒータコア４の上方であり、且つブロワ２の後方であり、さらにエバポレータ３の斜め上方であるケーシング１の上部後側には、冷風と温風とが混合されるエアミックス室５が設けられている。
【００１６】
ブロワ２のスクロールケーシング２１は、略下方を指向した吹出口２２を有し、吹出口２２に連なる外側スクロール壁２３はケーシング１の前壁１１の上部および天壁１３の前部を構成している。ブロワ２のノーズ部２４に連なる内側スクロール壁２５は、ブロワ２の内部とエアミックス室５とを区画している。スクロールケーシング２１の中心には、横向きで略水平軸を有する遠心式ファン２６が設置され、スクロールケーシング２１の左右側壁の一方には室内空気および室外空気の吸入口が開口し、他方にはブロワモーターが締結されている（いずれも図示しない）。
【００１７】
エバポレータ３は、いずれも半長円状の断面を有し対向的に平行して配された上ヘッダー３１と下ヘッダー３２との間を、チューブおよびフィンからなるコア部３３で連結した公知の構造を有する。外側スクロール壁２３から略垂直に下方に延長されケーシング１の前壁１１の下部とコア部３３の前面との間は、下方に向かって断面積が漸減するブロワ吹出風の流路２０となっている。
【００１８】
上ヘッダー３１は、ノーズ部２４の近傍の内側スクロール壁２５に一体に設けられ、上ヘッダー３１の断面に対応した半長円状の断面を有すエバポレータ保持壁３４に保持されている。下ヘッダー３２は、ケーシング１の底壁１４の前部に設けたドレイン抜き機構３５に支持されている。エバポレータ保持壁３４は、図２、図３に示す如く、上ヘッダー３１の頂面に当接する中央板部３６、中央板部３６の前後両側を約９０度湾曲した前縁３７および後縁３８からなる。
【００１９】
請求項４に記載の如く、ノーズ部２４と前縁３７の下端との間は、ブロワ２の吹出風が円滑に拡散しコア部３３の上端に流れる拡散壁３９で滑らかに連続している。拡散壁３９は、吹出口２２からコア部３３の上端までのブロワ吹出風の流路２０を滑らかに整形している。このため、ブロワ２の吹出風の擾乱を防止して、通気抵抗および騒音の低下と、エバポレータ３での熱交換効率とが実現される。
【００２０】
底壁１４の、エバポレータ３とヒータコア４との中間位置からは、ヒータコア４と平行的に斜め後方に傾斜するとともに、上端部がエバポレータ３およびヒータコア４の中間レベルに達する冷風偏向壁１５が設けられている。冷風偏向壁１５は、エバポレータ３の下半分を通過した冷風を略水平方向から斜め上方（エアミックス室５方向）に偏向する。
【００２１】
内側スクロール壁２５の下端部の後側には、下方膨出部２７が形成されている。冷風偏向壁１５の先端部Ａと、下方膨出部２７の先端部Ｂとの間は、冷風出口５０となっている。冷風出口５０は、ヒータコア４の上方に支軸６１を有するエアミックスドア６の回動により上下に区画され、エアミックスドア６の上側はエアミックス室５への冷風が直接に流入する冷風口５１、下側はヒータコア４へ流入するヒータ口５２となっている。
【００２２】
ヒータコア４は、半長円状の断面を有し、平行して配された上ヘッダー４１と下ヘッダー４２との間を、チューブとフィンとからなるコア部４３で連結した公知の構造を有する。上ヘッダー４１は、ケーシング１の内部に設けたヒータコア保持壁４４により保持され、下ヘッダー４２は、冷風偏向壁１５の後の底壁１４に設けた凹所である下ヘッダー支持部４５に保持されている。
【００２３】
ヒータコア保持壁４４は、図２、図３に示す如く、平板部４６と、平板部４６の前後両側を略９０度下方に湾曲した前縁４７および後縁４８とからなる半長円状の断面を有し、上ヘッダー４１に外嵌めされている。ヒータコア４が設置されているケーシング１の後側下部は、底壁１４の後部から後壁１２の下部にかけて、略１／４円筒面状の断面を有する湾曲コーナー壁１６となっている。
【００２４】
コア部４３の後面と湾曲コーナー壁１６との間は、温風路４０となっている。このため、コア部４３の後面と湾曲コーナー壁１６との間は、幅の広い温風路４０となっており、図１に示す如く、ＰＴＣヒータなどの電熱式ヒータＤを設置するのに十分な空間を確保できる。これにより寒冷地仕様の空調ユニットとして暖房熱源の不足に容易に対応でき、暖房能力の大きい高性能車両用空調装置が構成できる。
【００２５】
後壁１２の中間レベルである湾曲コーナー壁１６からは、エアミックス室５に向かって斜め上方に突き出した温風偏向壁１７が設けられ、先端はエアミックス室５の中心部に達している。温風偏向壁１７はヒータコア４を通過した温風をエアミックス室５の中心方向に偏向する。
【００２６】
エアミックスドア６は、冷風口５１またはヒータ口５２を通過する冷風の量を０〜１００％の範囲で調整する。ヒータコア４を通過した温風と、冷風口５１を通過した冷風とは、エアミックス室５内で混合され設定された目標温度となる。エアミックス室５の周囲には、フット開口部５３、フェイス開口部５４、およびデフロスタ開口部５５が設けられている。
【００２７】
フット開口部５３は温風偏向壁１７の上に形成され、フェイス開口部５４およびデフロスタ開口部５５は、天壁１３の後部に設けられている。フット開口部５３にはモード切替ドア５６が付設され、フェイス開口部５４およびデフロスタ開口部５５には開度調節可能なモード切替ドア５７が付設されている。モード切替ドア５６およびモード切替ドア５７は、選択された吹出モードに応じて開度調節され、各吹出口からエアミックス室５内の温調された空気を車室内に吹き出す。
【００２８】
エアミックスドア６は、ヒータコア保持壁４４の上方に支軸６１を有し、前方に延びた主ドア６２と、後方に延び、主ドア６２と一体に回動するサブドア６３（請求項２に対応）とからなる。主ドア６２の先端部６４は、冷風偏向壁１５の先端部Ａと、下方膨出部２７の先端部Ｂとの間で冷風出口５０内を上下に回動する。
【００２９】
先端部６４が下方膨出部２７の先端部Ｂに当接しているとき冷風は全てヒータコア４側に流れ（図３参照）、最強暖房運転が行われる。先端部６４が冷風偏向壁１５の先端部Ａに当接しているとき（図１参照）、冷風は全て冷風口５１からエアミックス室５に流れ、最強冷房運転が行われる。
【００３０】
先端部６４が冷風出口５０の中間位置にある時は、エアミックスドア６の下側のヒータ口５２に流入した冷風はヒータコア４を通過して温風となり、温風路４０を経てエアミックス室５に流入する。エアミックスドア６の上側の冷風口５１に流入した冷風は、そのままエアミックス室５に流れて、エアミックス室５内で温風と混合される。
【００３１】
エアミックス室５の容積が大きければ、冷風と温風とが十分に混合できるが空調ユニットのコンパクト化の要請から十分な容積の確保が困難である。この場合、冷風と温風との混合が不十分となり、エアミックス室５内の上下で温度差が大きくなる。そのため、各吹出口から車室内に吹き出す空調空気の温度分布が大きくなり、適切な空調が行えない不具合が生じる。
【００３２】
この発明では、支軸６１とヒータコア保持壁４４との間に、隙間７０を設け、冷風のバイパス風路７としている。図２に示す如く、バイパス風路７から冷風の一部が温風路４０の下流域４Ａで温風に予混合される。このため、エアミックス室５の容積が小さい場合にもより完全な混合が可能となり、エアミックス室５内の温度分布を１０℃程度に低減できる。また、バイパス風路７の冷風は、通気抵抗の増大を招かず、騒音の発生原因である擾乱の発生要因も存在しない。このため、風量低下や騒音の問題も防止できる。
【００３３】
また、図３に示す如く、エアミックスドア６は、先端部６４が下方膨出部２７の先端部Ｂに当接している最強暖房運転では、後方に延長されたサブドア６３がヒータコア保持壁４４の平板部４６に当接してバイパス風路７を塞ぐ。このため、最強暖房運転において、バイパス風路７から冷風が漏れ暖房効果が低下する不具合を防止している。
【００３４】
図４は、請求項２に記載の実施の態様を示し、サブドア６３の先端部６５を下方に曲げ、バイパス風路７からの冷風を温風路４０を流れる温風と略逆方向に指向させている。これにより予混合が円滑に行われ、エアミックス室５内の冷風と温風との混合をより円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の車両用空調ユニットの断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】他の実施の態様にかかる車両用空調ユニットの要部拡大断面図である。
【図５】従来の車両用空調ユニットの断面図である。
【符号の説明】
１    ケーシング
１０  ブロワ一体型空調ユニット（車両用空調ユニット）
２    ブロワ
２１  スクロールケーシング
２２  吹出口
２４  ノーズ部
３    エバポレータ
３３  コア部
３９  拡散壁
４    ヒータコア
５    エアミックス室
５０  冷風出口
５１  冷風口
５２  ヒータ口
６    エアミックスドア
６１  支軸
６３  サブドア
７    バイパス風路
７０  隙間
Ｄ    電熱式ヒータ
【図１】
2004149015.tif 000003
【図２】
2004149015.tif 000004
【図３】
2004149015.tif 000005
【図４】
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【図５】
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