(57)【要約】【課題】フェイスモード時にエアミックスドア１６が最大冷房位置に操作された時でも、ヒータコア１３に熱源となる温水が循環するものにおいて、最大冷房時にヒータコア１３後流側の温風通路１８への冷風の巻き込み、および温風通路１８に溜まった高温空気が冷風中に混入することを抑制して最大冷房能力の低下を防止する。【解決手段】温風通路１８を閉塞可能な温風混入防止ドア２６を温風通路１８に設けた。これで、最大冷房時には温風混入防止ドア２６で温風通路１８を閉塞することにより、温風通路１８への冷風の巻き込み、および温風通路１８に溜まった高温空気がバイパス通路１５側へ混入するのを防止できるので、加熱用熱交換器１３に温水が常時循環するものにおいても、冷風中への高温空気混入による最大冷房能力の低下を防止でき、最大冷房能力を良好に発揮することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空気を送風する送風機と、
この送風機の送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１２）と、
この冷却用熱交換器（１２）の後流側に配置され、前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１３）と、
この加熱用熱交換器（１３）をバイパスして空気を流す冷風バイパス通路（１５）と、
前記冷却用熱交換器（１２）と前記加熱用熱交換器（１３）との間に配置され、前記加熱用熱交換器（１３）を通過する空気と前記冷風バイパス通路（１５）を通過する空気との風量割合を調整するエアミックスドア（１６）と、
前記加熱用熱交換器（１３）の後流側に形成された温風通路（１８）と、
前記冷風バイパス通路（１５）からの冷風と前記温風通路（１８）からの温風とを混合した所定温度の空気を車室内の乗員頭部側へ吹き出すフェイス開口部（２２）とを備え、前記フェイス開口部（２２）を開口するフェイスモード時に、前記エアミックスドア（１６）が前記加熱用熱交換器（１３）への空気流入を遮断する最大冷房位置に操作された時にも、前記加熱用熱交換器（１３）に熱源となる温水が循環する車両用空調装置において、
前記温風通路（１８）を閉塞可能な温風混入防止ドア（２６）を前記温風通路（１８）に設けたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記温風混入防止ドア（２６）は、前記フェイスモード時に自重によって前記温風通路（１８）を閉塞するものであ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】
前記温風混入防止ドア（２６）の開度を、自重で閉じる開度までに規制する開度規制部（２７）を前記温風通路（１８）内に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記温風混入防止ドア（２６）は、重心が回転軸（２６ａ）寄りになるよう前記回転軸（２６ａ）に近い部分の板部（２６ｂ）に対して遠い部分の板部（２６ｃ）を薄く形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３に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、冷温風の風量割合により吹出空気温度を調整する車両用空調装置において、最大冷房能力を確保するための改良構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置のうち、車室内に設置される空調ユニットでは、加熱用熱交換器後流側の温風通路には開閉ドアが備えられておらず、加熱用熱交換器への温水流れを断続する温水弁を廃止して、最大冷房時にも加熱用熱交換器に温水が常時流れるようにした場合、最大冷房時にバイパス通路を通過する冷風の一部を巻き込み加熱用熱交換器で暖められて出てゆくと共に、バイパス通路を通過する冷風流れにより加熱用熱交換器後流側の温風通路に溜まった高温空気が吸い出されてバイパス通路の冷風中に混入するという問題がある（図１中の２点鎖線矢印参照）。
【０００３】
その結果、車室内への吹出空気温度が上昇して、最大冷房能力が損なわれることになる。そこで、このような不具合を抑制するために、特許文献１・２に示す公報では、フェイス開口部を開閉する板状フェイスドアの先端部を上記温風通路に突出するまで延長させ、このフェイスドアの延長ガイド部により、フェイスモード時には加熱用熱交換器後流側の温風通路を一部遮断するようにして、温風通路への冷風の巻き込み、および温風通路に溜まった高温空気がバイパス通路の冷風中に混入することを抑制するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−９５１２２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−８５３３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、フェイスドアが大型化することによりドアの回動スペースが増加するうえ、ドア操作力の増加等でドアの操作性が悪化するという問題がある。そこで本発明は、上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、最大冷房時に加熱用熱交換器後流側の温風通路への冷風の巻き込み、および温風通路に溜まった高温空気がバイパス通路の冷風中に混入することを抑制して、最大冷房能力の低下を防止すると共に、空調ユニットの体格の増大およびフェイスドア操作性の悪化を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。まず、請求項１に記載の発明では、フェイス開口部（２２）を開口するフェイスモード時に、エアミックスドア（１６）が加熱用熱交換器（１３）への空気流入を遮断する最大冷房位置に操作された時にも、加熱用熱交換器（１３）に熱源となる温水が循環する車両用空調装置において、温風通路（１８）を閉塞可能な温風混入防止ドア（２６）を温風通路（１８）に設けたことを特徴とする。
【０００８】
これで、最大冷房時には温風混入防止ドア（２６）で温風通路（１８）を閉塞することにより、温風通路（１８）への冷風の巻き込み、および温風通路（１８）に溜まった高温空気が冷風バイパス通路（１５）側へ混入するのを防止できるので、加熱用熱交換器（１３）に温水が常時循環するものにおいても、冷風中への高温空気混入による最大冷房能力の低下を防止でき、最大冷房能力を良好に発揮することができる。
【０００９】
しかも、温風混入防止ドア（２６）をフェイスドア（２５）と別体にしていることから、フェイスドアから延長ガイド部もしくは補助ドア部を延ばしている従来技術に比して、空調ユニットの体格の増大を良好に抑制できるうえ、ドア操作力を増加させてフェイスドアの操作性を悪化させることもない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、温風混入防止ドア（２６）は、フェイスモード時に自重によって温風通路（１８）を閉塞するものであることを特徴とする。これによれば、温風混入防止ドア（２６）には駆動するための部品（例えばリンク・サーボモータ・ケーブル等）が不要なことより、部品点数および組み付け工数もわずかな増加であり、抑えたコストで実現することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、温風混入防止ドア（２６）の開度を、自重で閉じる開度までに規制する開度規制部（２７）を温風通路（１８）内に設けたことを特徴とする。これにより、温風混入防止ドア（２６）が開いたままになることを防止でき、温風通路（１８）に温風の流れがない限り閉じた状態を保つこととなる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、温風混入防止ドア（２６）は、重心が回転軸（２６ａ）寄りになるよう回転軸（２６ａ）に近い部分の板部（２６ｂ）に対して遠い部分の板部（２６ｃ）を薄く形成したことを特徴とする。これにより、上記と逆で温風通路（１８）に温風の流れがある場合は、温風混入防止ドア（２６）が容易に開くこととなる。尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態における空調ユニット１の断面図で、フェイス吹出モードの状態を示す。本実施形態の車両用空調装置の通風系は、大別して、空調ユニット１と図示しない送風機ユニットとの２つの部分に分かれている。送風機ユニットは車室内の計器盤下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ユニット１は車室内の計器盤下方部のうち、左右方向の略中央部に配置されている。
【００１４】
送風機ユニットは周知のごとく、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切換導入する内外気切換箱と、この内外気切換箱から導入される空気を送風する送風機とから構成されている。この送風機は周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて回転駆動するものである。空調ユニット１は、１つの共通の空調ケース１１内に蒸発器（冷却用熱交換器）１２とヒータコア（加熱用熱交換器）１３との両方を一体的に内蔵するタイプのものである。
【００１５】
空調ケース１１は、ポリプロピレンのような、ある程度弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなり、図１の上下方向（車両上下方向）に分割面を有する左右２分割のケースからなる。この左右２分割のケースは、上記熱交換器１２・１３、および後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ケース１１を構成する。
【００１６】
空調ユニット１は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後及び上下方向に対して図１に示す形態で配置されている。そして、空調ケース１１の最も車両前方部の部位には空気流入口１４が配設されており、この空気流入口１４には、前述の送風機ユニットから送風される空調空気が流入する。この空気流入口１４は、助手席前方の部位に配置される送風機ユニットの空気出口部に接続するために、空調ケース１１のうち助手席側の側面に開口している。
【００１７】
空調ケース１１内において、空気流入口１４直後の部位に蒸発器１２が空気通路の全域を横切るように配置されている。この蒸発器１２は周知のごとく、冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸収して空調空気を冷却するものである。ここで蒸発器１２は、図１に示すように車両前後方向には薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に設置されている。
【００１８】
また、蒸発器１２は周知の積層型のものであり、アルミニウム等の金属薄板を２枚張り合わせて構成した偏平チューブを、コルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。そして、蒸発器１２の空気流れ下流側（車両後方側）に所定の間隔を開けてヒータコア１３が隣接配置されている。
【００１９】
このヒータコア１３は、蒸発器１２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温のエンジン冷却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として空気を加熱するものである。このヒータコア１３も蒸発器１２と同様に、車両前後方向には薄型で、車両上下方向に長手方向が向く形態で空調ケース１１内に設置されている。
【００２０】
また、ヒータコア１３は周知のものであり、アルミニウム等の金属薄板を溶接等により断面偏平状に接合してなる偏平チューブを、コルゲートフィンを介在して多数積層配置し、一体ろう付けしたものである。また、空調ケース１１内で、ヒータコア１３の上方部位には、このヒータコア１３をバイパスして空気（冷風）が流れる冷風バイパス通路１５が形成されている。
【００２１】
空調ケース１１内でヒータコア１３と蒸発器１２との間には、ヒータコア１３で加熱される温風とヒータコア１３をバイパスする冷風（すなわち、冷風バイパス通路１５を流れる冷風）との風量割合を調整する平板状のエアミックスドア１６が配置されている。ここでエアミックスドア１６は、水平方向に配置され空調ケース１１に回動自在に支持された回転軸１６ａと、この回転軸１６ａと一体に結合された板部１６ｂとにより構成されており、回転軸１６ａと共に車両上下方向に回動可能になっている。
【００２２】
このエアミックスドア１６は、上記風量割合の調整により空気温度を調整する温度調整手段を成す。回転軸１６ａの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構に結合されて、空調装置の温度制御機構（サーボモータのようなアクチュエータ等）により回動操作されるようになっている。
【００２３】
そして、空調ケース１１内において、ヒータコア１３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア１３との間に所定間隔を開けて上下方向に延びる壁面１７が空調ケース１１に一体成形されている。この壁面１７により、ヒータコア１３の直後から上方に向かう温風通路１８が形成され、この温風通路１８の下流側（上方側）はヒータコア１３の上方部において冷風バイパス通路１５と合流し、冷風と温風の混合を行う冷温風混合空間１９を形成している。
【００２４】
空調ケース１１の上面部において、車両前方側の部位にはデフロスタ開口部２０が開口している。このデフロスタ開口部２０は、冷温風混合空間１９から温度制御された空調空気が第２入口穴である入口穴２０ａを通って流入するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出口に接続され、この吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて風を吹き出す。
【００２５】
空調ケース１１内には、第１入口穴である入口穴２３が形成され、この入口穴２３の下流に形成された空間に、フェイス開口部２２と入口穴２４ａとが形成されている。そして、入口穴２０ａと入口穴２３とは、デフロスタドア２１によって選択的に開閉される。すなわち、デフロスタ開口部２０と入口穴２３はデフロスタドア２１によって開閉される。
【００２６】
このデフロスタドア２１は、水平方向に配置され空調ケース１１に回動自在に支持された回転軸２１ａと、この回転軸２１ａと一体に結合された板部２１ｂとにより構成されており、回転軸２１ａと共に車両前後方向に回動可能になっている。
【００２７】
また、入口穴２４ａの下流側にフット開口部２４が設けられている。そして、フェイス開口部２２と入口穴２４ａとは、フェイス・フット切換用ドア２５によって選択的に開閉される。すなわち、フェイス開口部２２とフット開口部２４とはフェイス・フット切換用ドア２５によって開閉される。
【００２８】
このフットフェイス切換用ドア２５は、水平方向に配置され空調ケース１１に回動自在に支持された回転軸２５ａと、この回転軸２５ａと一体に結合された板部２５ｂとにより構成されており、回転軸２５ａと共に車両上下方向に回動可能になっている。
【００２９】
デフロスタドア２１とフェイス・フット切換用ドア２５は、吹出モード切換用のドア手段であって、図示しないリンク機構に連結されて、吹出モード切換機構（サーボモータのようなアクチュエータ）により連動操作されるようになっている。
【００３０】
フェイス開口部２２は、図示しないセンタフェイスダクトを介して計器盤左右方向の中央部上方側に配置されているセンタフェイス吹出口に接続され、この吹出口から車室内中央部の乗員頭部に向けて風を吹き出すと共に、図示しないサイドフェイスダクトを介して計器盤左右両端部の上方側に配置されているサイドフェイス吹出口に接続される。
【００３１】
このサイドフェイス吹出口は周知なごとく、手動操作される風向変更装置を備えており、この風向き変更装置の風向板の方向の調整により、吹出空気を車室内左右両側部の乗員頭部側または車両側面窓ガラスに向けて風を吹き出すことが可能になっている。またフット開口部２４は、図示しないフットダクトを介してフット吹出口に接続され、このフット吹出口から乗員足元に温風を吹き出す。
【００３２】
尚、上述した各ドア１６・２１・２５の各回転軸１６ａ・２１ａ・２５ａは、長さが略同一である。また各板部１６ｂ・２１ｂ・２５ｂは、樹脂または金属製のドア基板を有し、この基板の表裏両面にウレタンフォームのような弾性シール材を貼着した構造である。
【００３３】
次に、本発明の要部の構成を説明する。本実施形態の空調ユニット１は、フェイスモード時（温風通路１８に温風の流れがない時）に、自重によって温風通路１８を閉塞する温風混入防止ドア２６を温風通路１８に設けている。この温風混入防止ドア２６は、水平方向に配置され空調ケース１１に回動自在に支持された回転軸２６ａと、この回転軸２６ａと一体に結合された板部２６ｂ・２６ｃとにより構成されており、回転軸２６ａと共に車両上下方向に回動可能になっている。
【００３４】
そして、この温風混入防止ドア２６は、温風通路１８を流れる温風によって開き、温風が流れない場合は自重で閉じるようになっているため、リンク・サーボモータ・ケーブル等の駆動するための部品はない。また図１に示すように、温風混入防止ドア２６の開度を、自重で閉じる開度までに規制する開度規制部２７を、温風通路１８内の壁面１７に設けている。
【００３５】
図２は温風混入防止ドア２６の斜視図であり、図３は従来の一般的な板ドアの例としてエアミックスドア１６の斜視図である。エアミックスドア１６が回転軸１６ａに対して一様の板部１６ｂで構成しているのに対し、温風混入防止ドア２６は回転軸２６ａに近い部分の板部２６ｂに対して遠い部分の板部２６ｃを薄く形成して重心が回転軸２６ａ寄りになるようにしてある。
【００３６】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。車両用空調装置は、周知のように、空調操作パネルに設けられた各種操作部材からの操作信号及び空調制御用の各種センサからのセンサ信号が入力される電子制御装置（図示せず）を備えており、この制御装置の出力信号により各ドア１６・２１・２５の位置が制御される。
【００３７】
図１はフェイス吹出モードが設定された状態を示す。デフロスタドア２１は、デフロスタ開口部２０への入口穴２０ａを閉塞する。フェイス・フット切換用ドア２５は、フット開口部２４への入口穴２４ａを閉塞して、フェイス開口部２２を開放する。従って、送風空気はフェイス開口部２２を通ってセンタフェイス吹出口・サイドフェイス吹出口から乗員頭部に向かって吹き出される（図１中白抜き矢印）。
【００３８】
この状態で、図１に示すようにエアミックスドア１６を最大冷房位置（ヒータコア１３への通風を閉塞する位置）にすると、温風通路１８に温風が流れないため、温風混入防止ドア２６は自重で閉じることとなる。また、上記したフェイス吹出モードの状態から、フェイス・フット切換用ドア２５を所定量だけ時計方向に回動操作して、フェイス開口部２２とフット開口部２４への入口穴２４ａとの中間位置とする。更に、エアミックスドア１６は最大冷房位置と最大暖房位置の中間位置に操作する。
【００３９】
この状態では、送風機ユニットからの送風空気が空気流入口１４より空調ユニット１内に流入し、蒸発器１２にて冷却されて冷風となる。そして、この冷風がエアミックスドア１６により冷風バイパス通路１５を流れる部分とヒータコア１３で再加熱される部分とに振り分けられる。
【００４０】
そして、ヒータコア１３で加熱された温風は温風通路１８を上昇して温風混入防止ドア２６を押し上げて通過した後に、冷温風混合空間１９に向かう。冷温風混合空間１９では、冷風バイパス通路１５からの冷風と、温風通路１８からの温風とが混合されるが、冷風は主にフェイス開口部２２側に流れ、温風は主にフット開口部２４側に流れる。
【００４１】
これにより、フット開口部２４側へ向かう空気の温度よりも、フェイス開口部２２へ向かう空気の温度が低くなる。その結果、乗員の頭部に吹き出される吹出空気温度が乗員の足元に吹き出される吹出空気温度より低くなり、バイレベル吹出モードとして頭寒足熱型の快適な温度分布が得られる。
【００４２】
次に、フット吹出モードが設定された状態を説明する。フェイス・フット切換用ドア２５は、フェイス開口部２２を閉塞する。一方、デフロスタドア２１は入口穴２０ａの開度を絞り、入口穴２３の開度を大きくする位置に操作される。これにより、フット開口部２４の入口穴２４ａが大きく開放されると共に、デフロスタ開口部２０がわずかに開放される。従って、窓ガラスの曇り止めを行いながら、乗員足元への温風吹出による暖房作用を行うことができる。
【００４３】
また、上記したフット吹出モードの状態からデフロスタドア２１を所定量だけ反時計方向に回動操作して、入口穴２０ａの開度を大きくすると共に、入口穴２３の開度を小さくすることにより、デフロスタ開口部２０への吹出風量を増加して、フット開口部２４への吹出風量を減少することができ、フット・デフロスタ吹出モードが得られる。
【００４４】
次に、デフロスタ吹出モードが設定された状態を説明する。デフロスタドア２１によりデフロスタ開口部２０のみが開放され、センタフェイス開口部２２・フット開口部２４に連通する入口穴２３は閉塞される。従って、送風機ユニットからの送風空気は主にデフロスタ開口部２０を通って車両前面窓ガラスに向かって吹き出され、前面窓ガラスの曇り止めを行う。
【００４５】
尚、図１のフェイス吹出モードでは、エアミックスドア１６は最大暖房位置に操作された状態を示しているが、エアミックスドア１６をこの最大暖房位置から最大冷房側へ回動操作することにより、吹出空気温度を任意に調整できる。そして吹出モードに係わらず、エアミックスドア１６が最大冷房位置以外で温風通路１８に温風の流れがある場合、温風混入防止ドア２６は温風に押し上げられ、通過する温風量に対応して開くこととなる。
【００４６】
次に、本実施形態での特徴と、それによる効果を説明する。フェイス開口部２２を開口するフェイスモード時に、エアミックスドア１６がヒータコア１３への空気流入を遮断する最大冷房位置に操作された時にも、ヒータコア１３に熱源となる温水が循環する車両用空調装置において、温風通路１８を閉塞可能な温風混入防止ドア２６を温風通路１８に設けている。
【００４７】
これで、最大冷房時には温風混入防止ドア２６で温風通路１８を閉塞することにより、温風通路１８への冷風の巻き込み、および温風通路１８に溜まった高温空気が冷風バイパス通路１５側へ混入するのを防止できるので、ヒータコア１３に温水が常時循環するものにおいても、冷風中への高温空気混入による最大冷房能力の低下を防止でき、最大冷房能力を良好に発揮することができる。
【００４８】
しかも、温風混入防止ドア２６をフェイス・フット切換用ドア２５と別体にしていることから、フェイスドアから延長ガイド部もしくは補助ドア部を延ばしている従来技術に比して、空調ユニット１の体格の増大を良好に抑制できるうえ、ドア操作力を増加させてフェイス・フット切換用ドア２５の操作性を悪化させることもない。
【００４９】
また、温風混入防止ドア２６は、フェイスモード時に自重によって温風通路１８を閉塞するものである。これによれば、温風混入防止ドア２６には駆動するための部品（例えばリンク・サーボモータ・ケーブル等）が不要なことより、部品点数および組み付け工数もわずかな増加であり、抑えたコストで実現することができる。
【００５０】
また、温風混入防止ドア２６の開度を、自重で閉じる開度までに規制する開度規制部２７を温風通路１８内に設けている。これにより、温風混入防止ドア２６が開いたままになることを防止でき、温風通路１８に温風の流れがない限り閉じた状態を保つこととなる。但し、開度規制部２７は壁面１７そのものであっても良い。
【００５１】
また、温風混入防止ドア２６は、重心が回転軸２６ａ寄りになるよう回転軸２６ａに近い部分の板部２６ｂに対して遠い部分の板部２６ｃを薄く形成している。これにより、上記と逆で温風通路１８に温風の流れがある場合は、温風混入防止ドア２６が容易に開くこととなる。
【００５２】
（その他の実施形態）
本発明は、空調ユニット１内に蒸発器（冷却用熱交換器）１２を配設しないタイプの空調装置にも同様に本発明を適用できることはもちろんである。また、上述の実施形態では、フェイス開口部２２とフット開口部２４とをフェイス・フット切換用ドア２５の１枚によって切換開閉しているが、もちろんフェイスドアとフットドアとを個別に構成しているもの等であっても良く、モードドアの構成を問わない。
【００５３】
また、上記実施形態では、エアミックスドア１６およびモード切換ドア２１・２５に一般的な板ドアを用いているが、ロータリドア・バタフライドア・プレート状のスライドドアやフィルムドアであっても良く、ドアの種類を問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における空調ユニット部の断面図で、フェイス吹出モードの状態を示す。
【図２】本発明の一実施形態における温風混入防止ドアの斜視図である。
【図３】従来の板ドアの斜視図である。
【符号の説明】
１２　エバポレータ（冷却用熱交換器）
１３　ヒータコア（加熱用熱交換器）
１５　冷風バイパス通路
１６　エアミックスドア
１８　温風通路
２２　フェイス開口部
２６　温風混入防止ドア
２６ａ　回転軸
２６ｂ、２６ｃ　板部
２７　開度規制部
【図１】
2004136708.tif 000003
【図２】
2004136708.tif 000004
【図３】
2004136708.tif 000005