(57)【要約】【課題】乗員Ａの顔の正面方向からの配風を実現するうえ、空調ユニットを小型にする。【解決手段】エバポレータ１７とヒータコア１８とを車両左右方向に並べて配置し、ヒータコア１８の空気下流側を２つに分岐させ、一方側にはデフロスタ・ヒート用吹出口２９を有する吹出ダクト１６を連結して車室天井部の最前部に配置し、この吹出ダクト１６より車室後方側に空調ユニット１４を隣接して配置し、分岐の他方側は車室内部側に向けて乗員Ａの顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口２８を形成し、このフェイス吹出口２８のすぐ上流部に冷風バイパス通路２４を通過した空気が流入するようになっており、更に、分岐部に、吹出ダクト１６へ流出する空気とフェイス吹出口２８へ流出する空気との風量割合を調節する吹出モード切替用ドア２６を回動可能に設けた。【選択図】        図１
2004243827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調ユニット（１４）を車室前方側の天井部に設置すると共に、この空調ユニット（１４）に空気を冷却する冷房用熱交換器（１７）およびこの冷房用熱交換器（１７）を通過した空気を加熱する暖房用熱交換器（１８）を備え、この暖房用熱交換器（１８）の側方に、前記冷房用熱交換器（１７）で冷却された冷風をバイパスさせる冷風バイパス通路（２４）を設け、この冷風バイパス通路（２４）の開度を冷風バイパスドア（２５）により調整するようにした車載用空調装置において、
前記冷房用熱交換器（１７）と前記暖房用熱交換器（１８）とを車両左右方向に並べて配置すると共に、
前記暖房用熱交換器（１８）の空気下流側を２つに分岐させ、一方側には車両前面の窓ガラス（１１）の内側面に沿って下方に空気を吹き出すデフロスタ・ヒート用吹出口（２９）を有する吹出ダクト（１６）を連結して車室天井部の最前部に配置し、
前記吹出ダクト（１６）に隣接して、この吹出ダクト（１６）より車室後方側に前記空調ユニット（１４）を配置し、
前記分岐の他方側は車室内部側に向けて乗員（Ａ）の顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口（２８）を形成し、このフェイス吹出口（２８）のすぐ上流部に前記冷風バイパス通路（２４）を通過した空気が流入するようになっており、
更に、前記分岐部に、前記吹出ダクト（１６）へ流出する空気と前記フェイス吹出口（２８）へ流出する空気との風量割合を調節する吹出モード切替用ドア（２６）を回動可能に設けたことを特徴とする車載用空調装置。
【請求項２】
前記暖房用熱交換器（１８）の温水流入部（１８ａ）を、前記分岐のうち前記吹出ダクト（１６）側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の車載用空調装置。
【請求項３】
前記冷風バイパス通路（２４）の下方側に土手部（３０）を設けると共に、前記暖房用熱交換器（１８）後方から前記フェイス吹出口（２８）に至るフェイス通風路（３１）に空気ガイド手段（３２）を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械、産業機械、農機等の車両のキャビン天井に搭載される車載用空調装置の構造に関し、特に冷房時に顔の正面方向から配風することのできる車載用空調装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車載用空調装置として、本出願人は先に特許文献１に示す車載用空調装置記載を出願している。この従来装置では、冷房時は乗員の側方４ケ所から配風する構造となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２４９０２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
冷房時のフィーリングを更に高めるためには、顔の正面方向から配風することが有効である。しかしながら上記の従来装置では、冷房用のフェイスダクトを空調装置の左右に接続するため、顔の正面方向から配風するにはダクトの経路が長くなり、送風機に対してＵターンする風流れとなってしまうため、送風系の圧力損失が大きくなり、吹き出し風量が少なくなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、天井スペースも吹出グリルやダクトの追加によって天井内装の段差が顔に近づくため、圧迫感が高まって居住性が悪くなるうえ、フェイスダクトを左右から取り回す必要からラジオ・エアコンのコントロールパネル等の搭載場所がなくなってしまうという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、冷房時のフィーリングを重視して顔の正面方向からの配風を実現するうえ、居住性を悪化させずラジオ・エアコンパネル等の搭載に支障を与えないよう空調ユニットを小型にすることのできる車載用空調装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、冷房用熱交換器（１７）と暖房用熱交換器（１８）とを車両左右方向に並べて配置すると共に、暖房用熱交換器（１８）の空気下流側を２つに分岐させ、一方側には車両前面の窓ガラス（１１）の内側面に沿って下方に空気を吹き出すデフロスタ・ヒート用吹出口（２９）を有する吹出ダクト（１６）を連結して車室天井部の最前部に配置し、吹出ダクト（１６）に隣接して、この吹出ダクト（１６）より車室後方側に空調ユニット（１４）を配置し、分岐の他方側は車室内部側に向けて乗員（Ａ）の顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口（２８）を形成し、このフェイス吹出口（２８）のすぐ上流部に冷風バイパス通路（２４）を通過した空気が流入するようになっており、更に、分岐部に、吹出ダクト（１６）へ流出する空気とフェイス吹出口（２８）へ流出する空気との風量割合を調節する吹出モード切替用ドア（２６）を回動可能に設けたことを特徴とする。
【０００８】
これにより、冷房時のフィーリングを重視した顔の正面方向からの配風が実現できるうえ、冷房用熱交換器（１７）からの冷風が冷風バイパス通路（２４）を通過してすぐにフェイス吹出口（２８）から吹き出すため、送風系の圧力損失が少なく、吹き出し風量を多くすることができる。
【０００９】
また、冷房用熱交換器（１７）と暖房用熱交換器（１８）とを車両左右方向に並べて配置したことより空調ユニット（１４）の前後寸法を抑えることができ、圧迫感をなくすことができる。そのうえ、ダクトは空調ユニット（１４）から前方へ取り回す吹出ダクト（１６）だけであり、従来のような天井左右のダクトもなく、空調ユニット部を小型に構成することができる。これにより、ラジオ（Ｒ）・エアコンパネル（Ｐ）等の搭載スペースを充分に確保できるだけではなく、居住性を良くすることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、暖房用熱交換器（１８）の温水流入部（１８ａ）を、分岐のうち吹出ダクト（１６）側に設けたことを特徴とする。これにより、デフロスタ・ヒート用吹出口（２９）を有する吹出ダクト（１６）側へ流出する空気の温度が比較的高くなり、乗員（Ａ）の顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口（２８）側へ流出する空気の温度が比較的低くなることより、春や秋等の中間期において両吹出口（２８、２９）から配風を行なった場合、頭寒足熱の適した温度勾配となる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、冷風バイパス通路（２４）の下方側に土手部（３０）を設けると共に、暖房用熱交換器（１８）後方からフェイス吹出口（２８）に至るフェイス通風路（３１）に空気ガイド手段（３２）を設けたことを特徴とする。
【００１２】
これは、発明者らが本発明の車載用空調装置を開発する中で、フェイス吹出口（２８）からの配風の温度分布に改良を加えたものである。図５は本発明装置、図６は開発途中の本発明装置であり、共に中間期（バイレベル）モードを示す。
【００１３】
このように、冷風バイパス通路（２４）を抜けてきた冷風と暖房用熱交換器（１８）で加熱された温風とを混合させて温度調節を行なう場合、図６に示す開発中のものでは温風が壁に沿って流れて図６ではフェイス吹出口（２８）の右に寄ってしまい、冷風はこの温風に押されてフェイス吹出口（２８）の左に寄ってしまい、１つの吹出口の左右で温度勾配が生じるという問題があった（Ｃ−Ｃ面）。
【００１４】
しかし、これに対して図５に示す本発明のものでは、フェイス通風路（３１）に空気ガイド手段（３２）を設けることにより温風を壁に沿わせることなくフェイス吹出口（２８）の左側奥まで届くようにすると共に、冷風バイパス通路（２４）の下方側に土手部（３０）を設けることにより冷風をフェイス通風路（３１）の上側に寄せてフェイス吹出口（２８）の右側奥まで届くようにし、結果フェイス吹出口（２８）の上流部で温風と冷風とがうまく混合して均一な温度となってフェイス吹出口（２８）から吹き出されることとなる。
【００１５】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であり、図６で説明しなかった符号も後述する実施形態と対応するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１の（ａ）は本発明装置の一実施形態を示す平面配置図、（ｂ）はその側面配置図である。本発明は、建設機械・産業機械・農機等の車両に搭載される車載用空調装置についてであり、本実施形態は小型特殊車両（例えば、農業用トラクター）のキャビンに適用した例を示すものである。図２は、本発明装置の一実施形態における平面構成模式図である。
【００１７】
１０は車両の天井部外板、１１は車両前面の窓ガラス、１２は車両後面の窓ガラス、１３は車両の天井部内板、１４は空調ユニット、１５はこのユニット１４のケースで、本例では樹脂にて成形されており、後述する吹出ダクト１６が接続できるようになっている。このケース１５は、図示を省略しているが、上ケースと下ケースとに２分割され、その内部にエバポレータ（冷房用熱交換器）１７、ヒータコア（暖房用熱交換器）１８等の機器を内蔵した後、上ケースと下ケースを適宜の締結手段にて一体に結合するようになっている。
【００１８】
エバポレータ１７は、図示しない車両エンジンにて駆動される圧縮機をもつ冷凍サイクルに設けられ、送風空気を冷媒の蒸発潜熱により冷却する。また、ヒータコア１８は車両エンジンの冷却水（温水）を熱源として送風空気を加熱する。車両の天井部において、吹出ダクト１６は最前部に配置され、空調ユニット１４はこの吹出ダクト１６の後方側に隣接して配置されている。
【００１９】
そして、送風機１９は空調ユニット１４の車両左右方向の側方、本例では左側の側方に配置されている。この送風機１９は周知の遠心式多翼ファンをスクロールケーシング内に収納した構成であり、このスクロールケーシングの吹出口部を、空調ユニット１４においてエバポレータ１７の空気上流側（車両左方側）に連結して、ファンの送風空気がエバポレータ１７の空気上流側に流入するようになっている。
【００２０】
また、車両の天井部外板１０と天井部内板１３との間の空間を利用して、空調ユニット１４の空気吸入流路２０（図１（ｂ）参照）が形成されており、図示しないスクロールケーシングの空気吸入口は上面側に配置されて、空気吸入流路２０に連通している。この空気吸入流路２０は、天井部外板１０の内側に全面的に形成されるものであって、その最も後方側の部位に、外気を導入する外気導入口２１および内気を導入する内気導入口２２が配置されている。
【００２１】
この内外気の両導入口２１・２２は内外気切替ドア２３により、空気吸入流路２０に対して連通・遮断される。また、内外気の両導入口２１・２２には、それぞれ空気中の塵埃等を除去する図示しないフィルタ部材が設けられている。前記したヒータコア１８に温水を循環させる温水回路には、ヒータコア１８への温水流量を調整する流量調整弁２４が設けられている（図２参照）。尚、ヒータコア１８への温水流入部１８ａは、後述する分岐のうち吹出ダクト１６側に設けている。
【００２２】
次に、本発明の要部である空調ユニット１４の構造を、車室内への吹出空気温度の制御機構および吹出モード切替機構を含めて説明する。まず、エバポレータ１７とヒータコア１８とは、車両左右方向に並べて配置している。そして、ヒータコア１８の側方（本実施形態では車両後方側）には、エバポレータ１７で冷却された冷風をバイパスさせる冷風バイパス通路２４を設けている。そして、この冷風バイパス通路２４の開度を調整する冷風バイパスドア２５を設けている。
【００２３】
また、ヒータコア８の空気下流側は２つに分岐させている。分岐の一方側には、車両前面の窓ガラス１１の内側面に沿って下方に空気を吹き出すデフロスタ・ヒート用吹出口２９を設けた吹出ダクト１６を接続している。この吹出ダクト１６は、樹脂材のブロー成形等で形成したものである。また、吹出口２９は複数個（本例では３個）車両左右方向に並べて配置してあり、この吹出口２９からの吹出空気は、車両前面の窓ガラス１１の内側面に沿って下方に向かうので、運転者の足元部に温風を到達させるフット吹出口としての役割と、窓ガラス１１の曇り止めを行なうデフロスタ吹出口としての役割とを兼ねるものである。
【００２４】
尚、この吹出口２９には、手動操作にて冷風吹出の遮断および吹出方向の調整が可能なグリル機構（図１（ｂ）参照）が備えられている。この吹出ダクト１６は車室天井部の最前部に配置し、この吹出ダクト１６より車室後方側に空調ユニット１４を隣接させて配置している。
【００２５】
分岐の他方側は、Ｕターンしたフェイス通風路３１を経由して車室内部側に向けられて、その先が乗員Ａの顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口２８となっている。尚、このフェイス吹出口２８にも、手動操作にて吹出空気の遮断および吹出方向の調整が可能なグリル機構（図１（ｂ）参照）が備えられている。
【００２６】
また、このフェイス吹出口２８のすぐ上流部に先の冷風バイパス通路２４を通過した空気が流入するようになっている。尚、この冷風バイパス通路２４の下方側には、土手部３０が設けてあり（図２中のＡ視参照）、フェイス通風路３１内には空気ガイド手段としてエアガイド３２（図５の３２ａ〜３２ｃ）を設けている。尚、土手部３０およびエアガイド３２は、本例では、ケース１５の底面側に樹脂にて一体成形されている。
【００２７】
更に、先の分岐部には吹出モード切替用ドア２６を回動可能に設け、デフロスタ・ヒートの吹出ダクト１６へ流出する空気と、フェイス吹出口２８へ流出する空気との風量割合を調節するようになっている。尚、先の流量調整弁２４・冷風バイパスドア２５と、この吹出モード切替用ドア２６とは、天井内装に設けたエアコン操作パネルＰ（図１（ａ）参照）に設けられた温度・モード調整部材（手動操作部材）に連結され、この温度・モード調整部材の手動操作により連動して作動するようになっている。ちなみに、図１（ａ）に示すＲは同じく天井内装に装着されたラジオ等である。
【００２８】
次に、上記構成における作動を説明する。図３は最大冷房（フェイス）モードを示し、冷凍サイクルの圧縮機および送風機１９を作動させることにより、エバポレータ１７に冷媒が循環すると共に、送風機１９の送風空気（内気または外気）がエバポレータ１７に送風され、エバポレータ１７にて送風空気が冷却され、冷風となる。ここで、図３に示すように、冷風バイパスドア２５が冷風バイパス通路２４の全開位置に操作されると、流量調整弁２４は全閉位置に操作される。
【００２９】
また、吹出モード切替用ドア２６はフェイス通風路３１を全開とし、吹出ダクト１６への流路を全開する位置に操作される。従って、エバポレータ１７で冷却された冷風は、冷風バイパス通路２４とヒータコア１８を通過して、フェイス吹出口２８に至る。そして、このフェイス吹出口２８から乗員Ａの顔に向かって冷風が吹き出され、車室の冷房が行われる。
【００３０】
冷房モードにおける吹出空気温度の調節は、流量調整弁２４を僅かに開弁するとヒータコア１８へ少量の温水が循環されるので、ヒータコア１８を通過する空気が加熱されて温風となる。また、冷風バイパスドア２５の開度を調節して冷風バイパス通路２４を通過する冷風量を調節することができる。この冷風とヒータコア１８を通過した温風とをフェイス通風路３１内において混合することにより、フェイス吹出口２８から車室内へ吹き出す冷風温度を調節することができる。尚、最大冷房モード時には、流量調整弁２４の全閉によりヒータコア１８への温水の循環が停止されており、冷風中への放熱を防止する。
【００３１】
次に、図４は最大暖房（デフ・ヒート）モードを示す。冷風バイパスドア２５は冷風バイパス通路２４を全閉する位置に操作する。これにより、送風機１９の送風空気の全量がエバポレータ１７を通過してヒータコア１８で加熱され、温風となるので、最大暖房状態となる。この時、吹出モード切替用ドア２６はフェイス通風路３１側を全閉し、吹出ダクト１６側を全開する位置に操作されるので、ヒータコア１８で加熱された温風はすべてフット・デフロスタ用吹出口２９から車室内へ吹き出す。
【００３２】
そして、このフット・デフロスタ用吹出口２９から窓ガラス１１の曇り止めを行なうと共に、乗員Ａの足元部に温風を到達させて車室の冷房が行われる。尚、暖房モード時には、冷凍サイクルの圧縮機は停止させてエバポレータ１７への冷媒の循環を停止させ、送風空気中への放冷を防止すると共に、流量調整弁２４の開度を調節してヒータコア１８への温水の循環量を調節し、吹出空気温度の調節を行なう。
【００３３】
次に、図５は春や秋のような中間期に用いるバイレベルモードの状態を示す。このバイレベルモードでは、上記の冷房・暖房モードに対して、冷風バイパスドア２５を冷風バイパス通路２４の中間の開度位置に操作すると共に、吹出モード切替用ドア２６も吹出ダクト１６側とフェイス通風路３１側との中間位置に操作する。
【００３４】
これにより、ヒータコア１８を通過して加熱された温風の一部がデフロスタ・ヒート用吹出口２９側へ流れると共に、ヒータコア１８を通過して加熱された温風の一部がフェイス通風路３１を通って、冷風バイパス通路２４からの冷風と混合してフェイス吹出口２８から吹き出される。よって、このフェイス吹出口２８から吹き出される空気の温度を、デフロスタ・ヒート用吹出口２９から吹き出す空気の温度より低くすることができ、頭寒足熱型の快適な温度分布を車室内に形成できる。尚、このモードも流量調整弁２４の開度を調節してヒータコア１８への温水の循環量を調節し、吹出空気温度の調節を行なう。
【００３５】
ところで、上記構造だけでは、ヒータコア１８を通過して加熱された温風が壁に沿って流れてフェイス吹出口２８の右に寄ってしまい、冷風バイパス通路２４からの冷風はこの温風に押されてフェイス吹出口２８の左に寄ってしまい、１つの吹出口２８の左右で温度勾配が生じてしまう。そこで、フェイス通風路３１にエアガイド３２を設けている。具体的には、エアガイド３２ａ・３２ｂで温風の流れを絞り、エアガイド３２ｃでこの絞られた温風を壁に沿わせることなくフェイス吹出口２８の左側奥まで届くようにしている。
【００３６】
また、冷風バイパス通路２４の下方側に土手部３０（図２のＡ視参照）を設けることにより、冷風バイパス通路２４からの冷風をフェイス通風路３１中の上側に吹き出させ、温風との衝突を軽減させることによりフェイス吹出口２８の右側奥まで届くようにしている。これらにより、フェイス吹出口２８の上流部で温風と冷風とがうまく混合して均一な温度となってフェイス吹出口２８から吹き出されることとなる。
【００３７】
次に、本実施形態での特徴を説明する。エバポレータ１７とヒータコア１８とを車両左右方向に並べて配置すると共に、ヒータコア１８の空気下流側を２つに分岐させ、一方側には車両前面の窓ガラス１１の内側面に沿って下方に空気を吹き出すデフロスタ・ヒート用吹出口２９を有する吹出ダクト１６を連結して車室天井部の最前部に配置し、吹出ダクト１６に隣接して、この吹出ダクト１６より車室後方側に空調ユニット１４を配置し、分岐の他方側は車室内部側に向けて乗員Ａの顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口２８を形成し、このフェイス吹出口２８のすぐ上流部に冷風バイパス通路２４を通過した空気が流入するようになっており、更に、分岐部に、吹出ダクト１６へ流出する空気とフェイス吹出口２８へ流出する空気との風量割合を調節する吹出モード切替用ドア２６を回動可能に設けている。
【００３８】
これにより、冷房時のフィーリングを重視した顔の正面方向からの配風が実現できるうえ、エバポレータ１７からの冷風が冷風バイパス通路２４を通過してすぐにフェイス吹出口２８から吹き出すため、送風系の圧力損失が少なく、吹き出し風量を多くすることができる。
【００３９】
また、エバポレータ１７とヒータコア１８とを車両左右方向に並べて配置したことより空調ユニット１４の前後寸法を抑えることができ、圧迫感をなくすことができる。そのうえ、ダクトは空調ユニット１４から前方へ取り回す吹出ダクト１６だけであり、従来のような天井左右のダクトもなく、空調ユニット部を小型に構成することができる。これにより、ラジオＲ・エアコンパネルＰ等の搭載スペースを充分に確保できるだけではなく、居住性を良くすることができる。
【００４０】
また、ヒータコア１８の温水流入部１８ａを、分岐のうち吹出ダクト１６側に設けている。これにより、デフロスタ・ヒート用吹出口２９を有する吹出ダクト１６側へ流出する空気の温度が比較的高くなり、乗員Ａの顔の正面方向から空気を吹き出すフェイス吹出口２８側へ流出する空気の温度が比較的低くなることより、春や秋等の中間期において両吹出口２８・２９から配風を行なった場合、頭寒足熱の適した温度勾配となる。
【００４１】
また、冷風バイパス通路２４の下方側に土手部３０を設けると共に、ヒータコア１８後方からフェイス吹出口２８に至るフェイス通風路３１にエアガイド３２を設けている。これらにより、温風を壁に沿わせることなくフェイス吹出口２８の左側奥まで届くようにすると共に、冷風をフェイス通風路３１の上側に寄せてフェイス吹出口２８の右側奥まで届くようにし、結果フェイス吹出口２８の上流部で温風と冷風とがうまく混合して均一な温度となってフェイス吹出口２８から吹き出されるようにしている。
【００４２】
（その他の実施形態）
尚、上述の実施形態では、吹出ダクト１６を別体で構成しているが、空調ユニット１４の樹脂製のケース１５に吹出ダクト１６部分を一体成形しても良いことは勿論である。また、空調ユニット１４内の構成は、上述の実施形態と左右対称の位置関係にあっても良い。また、上述の実施形態でドアは片持ち支点の板ドアを用いているが、本発明はこれに限るものではなく、他のタイプのドアを用いて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明装置の一実施形態を示す平面配置図、（ｂ）はその側面配置図である。
【図２】本発明装置の一実施形態における平面構成模式図である。
【図３】本発明装置の最大冷房（フェイス）モードを示す平面構成模式図である。
【図４】本発明装置の最大暖房（デフロスタ・ヒート）モードを示す平面構成模式図である。
【図５】本発明装置の中間期（バイレベル）モードを示す平面構成模式図である。
【図６】開発途中の本発明装置の中間期（バイレベル）モードを示す平面構成模式図である。
【符号の説明】
１１  窓ガラス
１４  空調ユニット
１６  吹出ダクト
１７  エバポレータ（冷房用熱交換器）
１８  ヒータコア（暖房用熱交換器）
１８ａ  温水流入部
２４  冷風バイパス通路
２５  冷風バイパスドア
２６  吹出モード切替用ドア
２８  フェイス吹出口
２９  デフロスタ・ヒート用吹出口
３０  土手部
３１  フェイス通風路
３２  エアガイド（空気ガイド手段）
Ａ  乗員
【図１】
2004243827.tif 000003
【図２】
2004243827.tif 000004
【図３】
2004243827.tif 000005
【図４】
2004243827.tif 000006
【図５】
2004243827.tif 000007
【図６】
2004243827.tif 000008