(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内気・外気を切り替えて内部へ取り込む内外気切替ユニットと、空気の流通する流路を有した空調ケースと、該空調ケースに設けられ前記空気を車室内へと送風する送風機とを有し、前記送風機の回転軸が前記空調ケースの幅方向に延在し、前記内外気切替ユニットの導入口が車両前後方向に開口したフルセンター式の車両用空調装置において、
前記内外気切替ユニットは、ダンパ軸に対して遮蔽壁が離間して形成され回動自在に設けられた切替ダンパを有し、前記送風機の回転軸と前記切替ダンパのダンパ軸とが同一方向に延在すると共に、前記遮蔽壁が平面形状で形成され、前記送風機と対向する壁部から該送風機側に向かい、且つ、前記導入口の幅方向の少なくとも一部と重複する位置まで延在した整流部を備え、前記整流部が前記壁部から離間するにつれて高さが低くなる形状であることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空調装置において、
前記整流部は、板状に形成され、前記車両前後方向に沿って複数設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
前記送風機の上流側に設けられるベルマウスには、導入する送風を前記送風機の回転方向と同一方向へ導く旋回部が設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用空調装置において、
前記旋回部は、板状に形成され、前記回転方向に沿って前記ベルマウスの中心に向かうように傾斜して複数設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、例えば、送風機によって内外気切替装置を通じて空気を空調ケース内へと取り込み、冷却手段であるエバポレータにより冷却された空気と、加熱手段であるヒータコアにより加熱された空気とをエアミックスダンパを駆動させることで所望の混合比率に混合した後、例えば、前記空調ケースに設けられた複数の送風口から車室内へと送風している。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示される車両用空調装置は、空調ケースの幅方向中央に送風機の配置されたフルセンター式の車両用空調装置であり、前記空調ケースの側部には内外気切替装置が接続されている。この内外気切替装置のケーシングには内外気導入口が形成され、送風機を駆動させ前記内外気導入口にそれぞれ設けられた切替ドアを開閉制御することで、前記内外気導入口のいずれか一方から選択的に空気を取り込んで空調ケース側へと供給する。
【０００４】
この切替ドアとして一端部に回転軸を有した板状の片持ドアを用いているが、空気がケーシング内に流入している状態で前記切替ドアを切り替えようとした場合に該空気の風圧に打ち勝つように作動させる必要があるため操作荷重が大きくなってしまう。
【０００５】
これに対して、例えば、特許文献２に開示された内外気切替装置のように、円弧状の円周壁を有したロータリドアを用いることで、風圧による影響が軽減され、それに伴って、操作荷重の低減を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２４９９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２の内外気切替装置に開示されたロータリドアは、円周壁の外縁部に断面円弧状の遮蔽壁を有し、該遮蔽壁によって内外気導入口を閉塞する構成としている。しかしながら、内外気導入口が車両前後方向（送風機の軸線と直交方向）に開口し、ケーシングにおいて前記内外気導入口の吸込み方向と送風機の吸込み方向とが直交している場合、前記内外気導入口から導入された空気が断面円弧状の遮蔽面に沿って流れることで旋回して渦流が発生し、前記送風機側へと空気が円滑に流れずに送風効率の低下を招くこととなる。
【０００８】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、内外気切替ユニットから空調ケース側へと流れる空気の送風効率を向上させると共に、切替ダンパの操作荷重を低減させることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、内気・外気を切り替えて内部へ取り込む内外気切替ユニットと、空気の流通する流路を有した空調ケースと、空調ケースに設けられ空気を車室内へと送風する送風機とを有し、送風機の回転軸が空調ケースの幅方向に延在し、内外気切替ユニットの導入口が車両前後方向に開口したフルセンター式の車両用空調装置において、
内外気切替ユニットは、ダンパ軸に対して遮蔽壁が離間して形成され回動自在に設けられた切替ダンパを有し、送風機の回転軸と切替ダンパのダンパ軸とが同一方向に延在すると共に、遮蔽壁が平面形状で形成され、送風機と対向する壁部から送風機側に向かい、且つ、導入口の幅方向の少なくとも一部と重複する位置まで延在した整流部を備え、整流部が壁部から離間するにつれて高さが低くなる形状であることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、フルセンター式の車両用空調装置を構成する内外気切替ユニットにおいて、切替ダンパにおける遮蔽壁を平面形状とすることで、導入口から導入された空気が遮蔽壁に沿って流れることで旋回してしまうことが抑制される。
【００１１】
従って、内外気切替ユニットから取り込まれた空気が送風機側へと流れる際、空気の旋回を抑制することで円滑に送風機側へと流通させることができ、その結果、内外気切替ユニットから空調ケースへと流通する空気の送風効率を向上させることができる。また、切替ダンパを、遮蔽壁がダンパ軸に対して離間するように設けられたロータリーダンパとすることで、導入口からの空気の流入時に切替動作を行う場合でも、片持ちダンパと比較して作動負荷を低減することができる。
【００１２】
さらに、内外気切替ユニットは、送風機と対向する壁部から送風機側に向かい、且つ、導入口の幅方向の少なくとも一部と重複する位置まで延在した整流部を備えることにより、壁部近傍において最も旋回しやすい空気の流れを整流部によって確実に送風機側へと偏向させ流通させることができる。これにより、内外気切替ユニット内における渦流の発生が抑制され、効率的に送風機側へと空気を流通させることが可能となる。
【００１３】
さらにまた、整流部を、壁部から離間するにつれて高さが低くなる形状とすることにより、壁部近傍において空気を確実に送風機側へと偏向させつつ、送風機側となる壁部近傍では整流部が空調ケース側へ吸入される空気の吸入抵抗となることが回避される。その結果、整流部によって空気を内外気切替ユニットから送風機側へと円滑に流通させることができる。
【００１４】
またさらに、整流部を、板状に形成し、車両前後方向に沿って複数設けるとよい。
【００１５】
また、送風機の上流側に設けられるベルマウスに、導入する送風を送風機の回転方向と同一方向へ導く旋回部を設けることにより、旋回部によって回転方向と同一方向に旋回した空気を送風機側へ吸入することで吸入抵抗を低減することができ、より一層円滑に空気を内外気切替ユニットから送風機側へと供給することができる。
【００１６】
また、旋回部を、板状に形成し、回転方向に沿ってベルマウスの中心に向かうように傾斜させて複数設けるとよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１８】
すなわち、フルセンター式の車両用空調装置を構成する内外気切替ユニットにおいて、切替ダンパにおける遮蔽壁を平面形状とすることで、導入口から導入された空気が遮蔽壁に沿って流れることで旋回してしまうことを抑制できるため、内外気切替ユニットから取り込まれた空気が送風機側へと流れる際、空気の旋回を抑制することで送風機側へと円滑に流通させることができる。その結果、内外気切替ユニットから空調ケースへと流通する空気の送風効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す全体正面図である。
【図２】図１の車両用空調装置における内外気切替ユニットの断面図である。
【図３】図２の内外気切替ユニットにおけるロアケース内部を示す拡大斜視図である。
【図４】図１の車両用空調装置における第２分割ケースのベルマウス近傍を示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。なお、車両用空調装置１０は、図２に示される左側（矢印Ａ方向）が車両の前方側、すなわち、エンジンルーム側となり、右側（矢印Ｂ方向）が該車両の後方側、すなわち、車室内側となるように搭載されるため、以下、矢印Ａ方向を車両前方とし、矢印Ｂ方向を車両後方として説明する。
【００２１】
この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、空気の各通路を構成する空調ケース１２と、前記空調ケース１２の側部に連結され、外気・内気を取り込む内外気切替ユニット１４と、前記空調ケース１２の内部に配設される送風機１６とを有し、前記空調ケース１２の内部には図示しないエバポレータ及びヒータコアが収納され、ダンパ機構による切替作用下に通路内を流通する冷風・温風の流れを制御する。
【００２２】
そして、この車両用空調装置１０は、上述した送風機１６が空調ケース１２の車両幅方向（矢印Ｃ方向）の中央に設けられたフルセンター式のＨＶＡＣ(Ｈｅａｔｉｎｇ、Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ、ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ)である。
【００２３】
空調ケース１２は、例えば、略対称形状の第１及び第２分割ケース１８、２０から構成され、前記第１及び第２分割ケース１８、２０は車両の幅方向（矢印Ｃ方向）に分割可能に設けられ、前記第２分割ケース２０の側方に内外気切替ユニット１４が連結される。そして、空調ケース１２における車両幅方向の中央には、第１分割ケース１８と第２分割ケース２０とに跨るように送風機１６が配置され、前記第２分割ケース２０には送風機１６の端部側に開口した吸入口２２が形成される（図２参照）。この吸入口２２の外周部には送風機１６側に向かって折り返されたベルマウス２４が設けられる。
【００２４】
なお、空調ケース１２の上方には、車室内へと送風を行うベント送風口（導入口）２６やデフロスタ送風口（導入口）２８が開口している。
【００２５】
内外気切替ユニット１４は、図１及び図２に示されるように、外気を取り込む外気導入口３０及び内気を取り込む内気導入口３２を有したケーシング３４と、前記外気導入口３０と前記内気導入口３２の開閉状態を切り替える切替ダンパ３６とを含み、前記ケーシング３４の内部には取り込まれた空気中の塵埃等を除去可能なフィルタ３８が収納される。
【００２６】
ケーシング３４は、上部に設けられたアッパーケース４０と、該アッパーケース４０の下部に連結されるロアケース４２と、前記アッパーケース４０及びロアケース４２の側方に連結され、内外気切替ユニット１４から空調ケース１２へと空気を導く連結ダクト４４とを有している。
【００２７】
アッパーケース４０は、その上部に外気導入口３０及び内気導入口３２が開口し、前記外気導入口３０が車両前方側（矢印Ａ方向）に向かって所定角度だけ傾斜した状態で開口し、車両のエンジンルーム内まで延在した図示しない吸入ダクトが接続される。
【００２８】
一方、内気導入口３２は、外気導入口３０と略直交し、且つ、車両後方側（矢印Ｂ方向）に開口するように形成される。換言すれば、外気導入口３０及び内気導入口３２は、図１に示されるように、車両用空調装置１０における車両幅方向（矢印Ｃ方向）と直交する方向に開口している。
【００２９】
そして、アッパーケース４０の下端部が開口しており、この開口部位を塞ぐようにロアケース４２が連結される。
【００３０】
ロアケース４２は、その上部が開口しアッパーケース４０の下部に連結され、底部が車両後方側から車両前方側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に下方へと傾斜し、且つ、車両幅方向において空調ケース１２側（矢印Ｃ１方向）に向かって緩やかに下方へ傾斜するように形成される。
【００３１】
また、ロアケース４２の内部には、図１〜図３に示されるように、空調ケース１２側とは反対側（矢印Ｃ２方向）となる一側壁（壁部）４２ａと底面とがなす角部に複数の第１整流フィン（整流部）４６が設けられる。
【００３２】
この第１整流フィン４６は、例えば、断面略三角形状で板状に形成され、ロアケース４２の一側壁４２ａ及び底面から離間するにつれて徐々に高さが低くなるように形成されると共に、車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに等間隔離間するように設けられる（図２参照）。
【００３３】
また、第１整流フィン４６は、車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して略直交し、車両幅方向（矢印Ｃ１方向）に沿って延在する。
【００３４】
換言すれば、第１整流フィン４６は、外気導入口３０及び内気導入口３２を通じてケーシング３４の内部へと導入される空気の流通方向と直交方向に延在し、且つ、外気導入口３０又は内気導入口３２の車両幅方向に沿った少なくとも一部と重複するように設けられる（図１参照）。
【００３５】
そして、外気導入口３０又は内気導入口３２を通じてケーシング３４内へと導かれた空気は、一側壁４２ａ近傍へ流れた一部が複数の第１整流フィン４６に接触することで空調ケース１２側（矢印Ｃ１方向）へと案内される。また、第１整流フィン４６によってケーシング３４内における渦流の発生が抑制され、ケーシング３４内へと導かれた空気を空調ケース１２側へと偏向させることが可能となる。
【００３６】
連結ダクト４４は、ロアケース４２の他側壁４２ｂと空調ケース１２における第２分割ケース２０の側壁とを連結するように設けられ、前記第２分割ケース２０側となる端部が吸入口２２に臨むように連結される。すなわち、内外気切替ユニット１４から連結ダクト４４へと流通した空気が、第２分割ケース２０の吸入口２２へと導かれ、該吸入口２２及びベルマウス２４に臨むように設けられた送風機１６の駆動作用下に吸入される。
【００３７】
この連結ダクト４４が接続される第２分割ケース２０のベルマウス２４には、複数の第２整流フィン（旋回部）４８が設けられている。
【００３８】
第２整流フィン４８は、内外気切替ユニット１４側（矢印Ｃ２方向）となるベルマウス２４の周面に配置され、周方向に沿って互いに等間隔離間するように環状に配置されると共に、送風機１６の回転方向（例えば、時計回り、矢印Ｄ方向）に沿って徐々に径方向内側（吸入口２２側）へ向かうように所定角度だけ傾斜して形成される。
【００３９】
そして、連結ダクト４４から吸入口２２へと空気が流れる際、第２整流フィン４８によって前記空気が時計回り（図４中、矢印方向）に旋回しながら前記吸入口２２へと吸入される。すなわち、第２整流フィン４８は、内外気切替ユニット１４から空調ケース１２へと導入される空気を吸入口２２を通じて送風機１６の回転方向（時計回り）に旋回するように整流させることが可能なガイド手段として機能する。
【００４０】
切替ダンパ３６は、図２に示されるように、例えば、断面三角形状に形成され所定間隔離間するように設けられた一組の端壁５２と、前記端壁５２の角部同士を連結するように設けられたダンパシャフト（ダンパ軸）５４と、前記端壁５２の端部同士を接続し、前記ダンパシャフト５４から離間した遮蔽壁５６とを有し、前記ダンパシャフト５４及び遮蔽壁５６はアッパーケース４０内で幅方向（図１中、矢印Ｃ方向）に沿って延在し、前記ダンパシャフト５４の端部が前記アッパーケース４０の一側壁４２ａ及び他側壁４２ｂに対して回動自在に設けられる。また、端壁５２及び遮蔽壁５６の外縁部にはシール部材５８が設けられている。
【００４１】
そして、切替ダンパ３６は、図示しないアクチュエータの駆動作用下に回動することで、ダンパシャフト５４の設けられる開口端部とは反対側に形成された遮蔽壁５６によって外気導入口３０及び内気導入口３２のいずれか一方が選択的に閉塞される。この際、シール部材５８がアッパーケース４０の内壁面に当接することで空気の漏れが防止される。
【００４２】
フィルタ３８は、例えば、波状に複数回折曲された不織布からなり、アッパーケース４０とロアケース４２との境界部に略水平に設けられる。そして、外気導入口３０及び内気導入口３２から導入された空気がフィルタ３８を通過してロアケース４２側へと流れることで、前記空気中に含まれる塵埃等が捕捉され除去された空気が空調ケース１２側へと流通する。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ここでは、図示しない乗員によって内気モードが選択され、図２に示されるように、切替ダンパ３６によって外気導入口３０が閉塞されている状態について説明する。
【００４４】
先ず、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機１６が回転駆動し回転ファン１６ａが回転する。これにより、内外気切替ユニット１４の内気導入口３２を通じて車室内の空気がケーシング３４のアッパーケース４０内へと吸い込まれ、フィルタ３８を通過した後にロアケース４２側へと流通する。この際、内気導入口３２に臨む位置に設けられた切替ダンパ３６の遮蔽壁５６が平面状に形成されているため、該遮蔽壁５６に当たって下方へと流れる空気が旋回した渦状となることが抑制され比較的直線的に流れることとなる。
【００４５】
そして、ロアケース４２へと流れた空気は、送風機１６側とは反対側となる一側壁４２ａ側に設けられた複数の第１整流フィン４６によって好適に前記送風機１６側へと円滑に導かれ、しかも、前記第１整流フィン４６に当たることで前記ロアケース４２内で旋回するような渦流となることがさらに抑制され連結ダクト４４を通じて空調ケース１２側（図１中、矢印Ｃ１方向）へと流れる。
【００４６】
空調ケース１２内に導入された空気は、送風機１６の駆動作用下に吸入口２２に向かって流れ、該吸入口２２の外周側に設けられた複数の第２整流フィン４８によって徐々に送風機１６の回転方向（図４中、矢印Ｄ方向）と同一方向となるように旋回しながら吸入口２２から前記送風機１６側へと吸い込まれる。この際、吸入口２２から吸い込まれる空気の旋回方向と送風機１６の回転方向とが同一方向であるため、吸入口２２を通じて空気を円滑に吸入することができ吸入抵抗が抑制される。
【００４７】
そして、吸入口２２から送風機１６側へと吸い込まれた空気が、回転ファン１６ａによって空調ケース１２内の各通路へと導出され、図示しない乗員によって選択された送風モードに応じた送風口を通じて車室内へと送風される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、フルセンター式の車両用空調装置１０を構成する内外気切替ユニット１４において、切替ダンパ３６における遮蔽壁５６を平板状（平面形状）にすることで、ケーシング３４内へ導入された空気が遮蔽壁５６によって旋回してしまうことが抑制され、渦流の発生を抑制することで円滑に送風機１６側へ送風を導入することができる。その結果、内外気切替ユニット１４から空調ケース１２へと流通する空気の送風効率を高めることが可能となり、車両用空調装置１０の性能向上を図ることができる。
【００４９】
また、切替ダンパ３６は、平面状の遮蔽壁５６を有しているため、ケーシング３４内に導入された空気の一部が前記遮蔽壁５６に当たった場合でも、旋回するように流れることが抑制されるため、渦流の発生が好適に抑制されると共に、前記切替ダンパ３６が、前記遮蔽壁５６とダンパシャフト５４とが離間したロータリーダンパであるため、外気導入口３０又は内気導入口３２から空気が導入されている状態で回動動作させる場合でも、板状のダンパの端部にダンパ軸の設けられた片持ちダンパと比較し、前記空気の風圧の影響を抑制できるため、作動負荷が低減され好適に切替動作を行うことができる。それに伴って、切替ダンパ３６を作動させるアクチュエータ（駆動源）の消費電力を削減することも可能となる。
【００５０】
また、内外気切替ユニット１４では、送風機１６から最も離れたケーシング３４の一側壁４２ａ近傍において、空気は外気導入口３０及び内気導入口３２からの導入方向に旋回する力が強い。そのため、空気の導入方向と略直交する第１整流フィン４６をケーシング３４のロアケース４２に設けることで、旋回しやすい空気を前記第１整流フィン４６によって送風機１６側へと確実に偏向させ流通させることができる。これにより、ケーシング３４内における渦流の発生が抑制され、効率的に空調ケース１２側へと空気を流通させることが可能となる。
【００５１】
さらに、内外気切替ユニット１４において、第１整流フィン４６の高さをケーシング３４の一側壁４２ａから送風機１６側（矢印Ｃ１方向）となる他側壁４２ｂに向かって低くするように形成することで、他側壁４２ｂ近傍では前記第１整流フィン４６が空調ケース１２へ吸入される空気の吸入抵抗となることが防止される。すなわち、第１整流フィン４６は、空調ケース１２側への空気の吸入抵抗となることを防止しつつ、空気の流れを前記空調ケース１２側へと確実に偏向させることが可能となる。
【００５２】
さらにまた、内外気切替ユニット１４において、送風機１６の上流側となる空調ケース１２のベルマウス２４に第２整流フィン４８を設けることで、前記内外気切替ユニット１４から吸入口２２を通じて前記空調ケース１２へ空気が導入される際、前記第２整流フィン４８によって送風機１６の回転方向（矢印Ｄ方向）と同一方向に旋回させながら導くことで吸入抵抗を低減することができ、より一層円滑に前記空気を内外気切替ユニット１４から空調ケース１２へと供給することで送風効率の向上を図ることができる。また、第２整流フィン４８によって送風機１６の回転方向と反対方向に旋回している渦流の勢いを弱めることも可能であるため、反対方向に旋回した空気を吸入口２２から吸い込む場合と比較し、吸入抵抗を大幅に低減することが可能となる。
【００５３】
また、第２整流フィン４８は、ベルマウス２４に設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、前記ベルマウス２４の外周側となる第２分割ケース２０の内壁面に設けるようにしてもよい。すなわち、第２整流フィン４８は、送風機１６側へと吸い込まれる吸入口２２を中心とした位置に設けられ、前記送風機１６の回転方向と同一方向に空気が旋回するように傾斜されていればよい。
【００５４】
なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５５】
１０…車両用空調装置                １２…空調ケース
１４…内外気切替ユニット            １６…送風機
２２…吸入口                        ２４…ベルマウス
３０…外気導入口                    ３２…内気導入口
３４…ケーシング                    ３６…切替ダンパ
４０…アッパーケース                ４２…ロアケース
４４…連結ダクト                    ４６…第１整流フィン
４８…第２整流フィン                ５６…遮蔽壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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