(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内気及び外気を切替導入する内外気切替箱と、空気導入面と空気排出面を備え、該内外気切替箱から送られた空気を冷却する為の冷却用熱交換器と、空気導入面と空気排出面を備え、該内外気切替箱から送られた空気を加熱する為の加熱用熱交換器と、該冷却用熱交換器及び／又は加熱用熱交換器を通過した空気を自動車室内へ送風する為の送風路と、を含んだ自動車用エアコンユニットにおいて、前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが互いの空気導入面のなす角が６０°〜１２０°となったＶ字型を形成するように配置し、さらに前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器との間に、前記Ｖ字型の根元部分を中心に回転する可動ドアを有する第１切替ガイドを設置することによって、前記内外気切替箱から送られた空気が前記冷却用熱交換器及び／又は加熱用熱交換器を通過するようにし、
又、前記送風路に第２切替ガイドを設置し、前記送風路が冷却用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を冷風送風路とし、前記加熱用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を温風送風路とし、前記第２切替ガイドが前記冷風送風路と前記温風送風路とを仕切ることができる位置に設けられ、
さらに第２切替ガイドが可動ドアと、この可動ドアに回転可能に設けられた回転軸とで構成されていることを特徴とする自動車用エアコンユニット。
【請求項２】
前記第１切替ガイドが最大冷房時においては前記加熱用熱交換器の空気導入面の全面を塞ぎ、最大暖房時には、前記冷却用交換器の空気導入面の全面を塞ぐようにした請求項１に記載の自動車用エアコンユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エアコンユニットに関するもので、特にエアコンユニットをインストルメントパネル内中央部に集中して配置することにより、インストルメントパネル内の他の空間を増やしインストルメントパネル内を有効利用する為のエアコンユニットの配置レイアウトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より一般的に供されている自動車用エアコンユニットは、一般に横置きタイプと称されているものが多く採用されている。このタイプのものは送風機ユニット、クーラユニット、及びヒータユニットの各ユニットを車両横方向（幅方向）に一直線に配置している。
【０００３】
この横置きタイプのものでは、自動車への搭載に当たって、自動車のインストルメントパネル内空間の車両幅方向のほぼ半分（助手席側前方部分）にわたって前記各ユニットが配置されるので、前記各ユニットはインストルメントパネル内空間の非常に大きな部分を占有することになる。
【０００４】
しかし、近年は、車両のエレクトロニクス化に伴う車載コンピュータの増加、ＣＤチェンジャーの車室内設置、助手席エアバッグの装着率アップ等により、インストルメントパネル内のエアコンユニット搭載スペースが縮小されてきているので、上記横置きタイプのエアコンユニットは車両への搭載が次第に困難となってきている。
【０００５】
そこで、クーラ用エバポレータとヒータコアを車両前後方向に配置して一体化したエアコンユニットを車両中央部に設置し、送風機のみを車両中央部から幅方向にオフセットして配置したセンタ置きタイプの構造も考えられている。このセンタ置きタイプのレイアウトによれば、クーラ用エバポレータとヒータコアを車両中央部に集中して設置しているので、インストルメントパネル内でのスペース確保が容易となるが、その反面、車両前後方向の狭いスペース内に空調用熱交換器（エバポレータ、ヒータコア）をほぼ垂直に立てて配置しているため、エバポレータの車両前方側に送風機からの送風空気を導入する送風ダクト部を設置する必要が生じる。同様に、ヒータコアの車両後方側にも、ヒータコアを通過した送風空気が流れる送風ダクト部が必要となる。
【０００６】
このように、エバポレータとヒータコアの前後に送風ダクト部が必要となるため、車両前後方向の寸法が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題は特開平９−２４０２４７号公報及び特開平１１−２９１７４７号公報の配置レイアウトにすることによってエアコンユニットの搭載スペースを小さくすることができた。しかし、前記公報に記載のエアコンユニットの配置レイアウトでは、エアコンユニット内に導入された空気は外気、内気を問わず一端エアコンユニットのエバポレータ（冷却用熱交換器）に導入され冷却、除湿される。
【０００８】
前記公報によると、エアコンユニットに導入された空気は冷房時のみならず暖房時にも一端エバポレータにて除湿、冷却が行なわれる。そして暖房時には冷却された空気がヒータユニットへ送られてそこで加熱される。上記冷却された空気がヒータユニットに送られる為にヒータユニットにおいて空気を加熱する為の熱量が常温から加熱する場合に比べて多くかかる為に燃料の消費量も多くなるという問題があった。さらにはエアコンユニット運転時には、最大冷房時を除いて空気はエバポレータとヒータユニットの二つを通過しなければならず、通気抵抗も大きくなっていた。
【０００９】
そこで、本発明は上記点に鑑み、スペース効率を追求した熱交換器レイアウトとすることにより、狭い車室内スペースに対しても搭載が容易となり、さらには余分な熱エネルギーを使用しないことで消費燃料も削減できる自動車用エアコンユニット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】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、内気及び外気を切替導入する内外気切替箱と、空気導入面と空気排出面を備え、該内外気切替箱から送られた空気を冷却する為の冷却用熱交換器と、空気導入面と空気排出面を備え、該内外気切替箱から送られた空気を加熱する為の加熱用熱交換器と、該冷却用熱交換器及び／又は加熱用熱交換器を通過した空気を自動車室内へ送風する為の送風路と、を含んだ自動車用エアコンユニットにおいて、前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが互いの空気導入面のなす角が６０°〜１２０°となったＶ字型を形成するように配置し、さらに前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器との間に、前記Ｖ字型の根元部分を中心に回転する可動ドアを有する第１切替ガイドを設置することによって、前記内外気切替箱から送られた空気が前記冷却用熱交換器及び／又は加熱用熱交換器を通過するようにし、
又、前記送風路に第２切替ガイドを設置し、前記送風路が冷却用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を冷風送風路とし、前記加熱用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を温風送風路とし、前記第２切替ガイドが前記冷風送風路と前記温風送風路とを仕切ることができる位置に設けられ、
さらに第２切替ガイドが可動ドアと、この可動ドアに回転可能に設けられた回転軸とで構成されていることを特徴とする自動車用エアコンユニットにある。
【００１１】
請求項１に記載の発明によると、前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが互いの空気導入面のなす角が６０°〜１２０°Ｖ字型を形成するように配置し、さらに前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器との間に、前記Ｖ字型の根元部分を中心に回転する可動ドアを有する第１切替ガイドを設置することによって、前記内外気切替箱から送られた空気が前記冷却用熱交換器及び／又は加熱用熱交換器を通過するようにし、又、前記送風路に第２切替ガイドを設置したことによって、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器がエアコンユニット内で平面に設置することができ、エアコンユニットのコンパクト化が図れることから、インストルメントパネル内の他の空間を増やしインストルメントパネル内を有効利用することができる。
特に、本発明では、第１切替ガイドの可動ドアが前記Ｖ字型の根元部分を中心に回転可能となっており、無段に位置決めをすることによって温風と冷風が混ざり、適切な室内温度を設定することができる。
【００１２】
また、前記内外気切替箱から送られた空気を第１切替ガイドの作用によって前記冷却用熱交換器のみに送る、あるいは前記加熱用熱交換器のみに送る、さらには冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器の両方に送ることによって一旦冷却用熱交換器を通過させること無しに加熱用熱交換器を通過させることができるので、余分な熱エネルギーを使用しなくても最大暖房でき、消費燃料も削減できる。
さらに、前記送風路が冷却用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を冷風送風路とし、前記加熱用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を温風送風路とし、前記第２切替ガイドが前記冷風送風路と前記温風送風路とを仕切ることができる位置に設けられ、さらに第２切替ガイドが可動ドアと、この可動ドアに回転可能に設けられた回転軸とで構成されているので、より一層冷房効率及び暖房効率が上昇する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記第１切替ガイドが最大冷房時においては前記加熱用熱交換器の空気導入面の全面を塞ぎ、最大暖房時には、前記冷却用交換器の空気導入面の全面を塞ぐようにした自動車用エアコンユニットにある。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、前記第１ガイドが最大冷房時においては前記加熱用熱交換器の空気導入面の全面を塞ぎ、最大暖房時には、前記冷却用交換器の空気導入面の全面を塞ぐようにした自動車用エアコンとすることによって、最大冷房時には加熱用熱交換器の空気導入面を確実に塞ぎ、また最大暖房時には冷却用熱交換器の空気導入面を確実に塞ぐことから冷房及び暖房効率が良好となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。図３は本発明の自動車用エアコンユニットの概略斜視図であり、図２は、本発明の自動車用エアコンユニットに係るインストルメントパネル中央部の断面図、図１は図２のＡ−Ａ断面図である。図１から図３に基づき本発明の自動車用エアコンユニットについて説明する。エアコンユニット１はインストルメントパネル３５の車幅方向中央部であって、車体フロアー４３との間に設置される。本実施の形態では、ブロア２３は加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器の下流に配置され空気を吸引する作用を行なっているが、上記加熱用熱交換器及び冷却用熱交換器の上流に配置し、送風する作用を与えても良い。
【００１８】
エアコンユニット１内には上記冷却用熱交換器３及び加熱用熱交換器５が互いの空気導入面９及び空気導入面１３の長手方向でなす角θを６０°〜１２０°としてＶ字型を形成するように設置を行なう。エアコンユニット１を車室内の前面に取り付けた状態を示す斜視図であり、図１は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
上記冷却用熱交換器３及び加熱用熱交換器５が互いの空気導入面９及び空気導入面１３の長手方向でなす角θを６０°〜１２０°とする。好ましくは７０°〜１００°に設定を行ない、より好ましくは略９０°とするのが最も好ましい。ここで、上記角度が６０°より小さければ空気抵抗が大きくなるという問題が有り、１２０°より大きければエアコンユニットがコンパクトにならないという問題が有る。
【００２０】
そして、上記冷却用熱交換器３及び加熱用熱交換器５の上部には内外気切替箱４７を配置し、上記内外気切替箱４７には内外気切替ドア３３を設置し、内気と外気を選択導入できるようにしている。また、上記冷却用熱交換器３及び加熱用熱交換器５の空気導入面９，１３側に第１切替ガイド６を設置する。上記第１切替ガイド６は、可動ドア７と、この可動ドア７に固定され加熱用熱交換器５と冷却用熱交換器３との略中間点を中心として回転可能に設けられた回転軸８とで構成され、前記第１切替ガイド６が最大冷房時においては前記加熱用熱交換器５の空気導入面１３の全面を塞ぎ、最大暖房時には、前記冷却用熱交換器３の空気導入面９の全面を塞ぐように設置する。また、最大冷房時と最大暖房時の中間の室温を設定する場合には、上記第１切替ガイド６が冷却用熱交換器３と加熱用熱交換器５の中間位置にて停止するような制御を行なう。
【００２１】
そして、上記冷却用熱交換器３及び加熱用熱交換器５の空気排出面１１，１５側には上記冷却用熱交換器３及び／又は加熱用熱交換器５を通過した空気を自動車室内へ送風する為の送風路を設置し、冷却用熱交換器３側の送風路を冷風送風路１７として加熱用熱交換器側の送風路を温風送風路１９とする。
【００２２】
さらに上記冷風送風路１７と温風送風路１９とを仕切り、自動車室内に上記冷風送風路１７を通過した冷風のみ或いは温風送風路１９を通過した温風のみを自動車室内に送風する又はそのどちらの送風路を通過した空気をミックスして自動車室内に送風する為に上記冷風送風路１７と温風送風路１９との中間位置で加熱用熱交換器５と冷却用熱交換器３の略中間点を中心として回転可能に第２切替ガイド２１を設ける。
【００２３】
前記第２切替ガイド２１は可動ドア２４と、この可動ドア２４に固定され加熱用熱交換器５と冷却用熱交換器３との略中間点を中心として回転可能に設けられた回転軸２２とで構成されている。そして上記第２切替ガイド２１は、本実施の形態で採用している空調の温度制御方式としての冷温風の混合割合を調整するエアミックス方式で冷温風の混合割合を調整する為に用いられる。
【００２４】
上記冷温風の混合割合は、第２切替ガイド２１の可動ドア２４の開度によって調整され、、その開度は第２切替ガイド２１の回転軸２２に連結した図示しないマイコンによって制御される。
【００２５】
なお、上記第２切替ガイド２１の代わりに、加熱用熱交換器５への温水流量を制御する温水制御弁を設けて、この温水制御弁により加熱用熱交換器５による空気加熱量を調整して車室内への吹出空気温度を制御してもよいことはもちろんである。
【００２６】
内外気切替箱４７は、エアコンユニット１上方部に位置し車室内空気と車室外空気とを切替導入する作用をする。上記内外気切替箱４７には図示しない外気導入口と内気導入口が開口している。内外気切替箱４７の内部にはこれらの両導入口を開閉する内外気切替ドア３３が設置されており、この内外気切替ドア３３にて外気導入口或いは内気導入口のどちらかの開口を塞ぐことにより、内気の導入と外気の導入を切り替えている。
【００２７】
また、前記吹き出しモード切替部３０は車室内への吹き出しモードを切り替えるためのもので、車室内の乗員頭部に向けて空気を吹き出すセンターフェイス（上方）吹き出し口３２に連通するセンターフェイス吹き出し空気通路３６及び窓ガラス３７に向けて空気を吹き出すデフロスタ吹き出し口３４に連通するデフロスタ吹き出し空気通路３８とを有し、これらの複数の吹き出し空気通路３６，３８を吹き出し口切替ドア３１により切替開閉するものである。
【００２８】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。図２において内外気切替箱４７から流入した空気はブロア２３の作用によって冷却用熱交換器３或いは加熱用熱交換器５のいずれか或いは双方に流れようとする。そして、該空気は第1切替ガイド６によって流れる方向を制御される。次に、最大冷房時、最大暖房時、或いはその中間時に分けて以後の空気の流れを説明する。
【００２９】
まず、最大冷房時について説明すると、図１に示すように第１切替ガイド６の可動ドア７が図示しないマイコンの作動により、加熱用熱交換器５の空気導入面１３を完全に塞ぐ（図１の実線）。その為、空気は冷却用熱交換装置３のみ通過する。そして、空気は冷却用熱交換器３の空気導入面９から冷却用熱交換器３に導入され、該冷却用熱交換器３の作用で冷却される。そして冷却された空気は冷却用熱交換器３の空気排出面１１から排出され次に冷風送風路１７に送られる。このとき、第２切替ガイド２１の可動ドアは図示しないマイコンの作用で温風送風路１９側に最大限に開き温風送風路１９を閉じることによって冷風送風路１７の空気が全て空気排出口２６を通過し、車室内へ流入する空気は全て冷却用熱交換器３を通過した空気となり、車室内は最大冷房される。
【００３０】
次に、最大暖房時について説明すると、図１に示すように第１切替ガイド６の可動ドア７が図示しないマイコンの作動により、冷却用熱交換器５の空気導入面９を完全に塞ぐ（図１の点線）。その為、空気は加熱用熱交換器５のみ通過する。そして、空気は加熱用熱交換器５の空気導入面１３から加熱用熱交換器５に導入され、該加熱用熱交換器５の作用で加熱される。このとき、第２切替ガイド２１の可動ドア２４は図示しないマイコンの作用で冷風送風路１７側に最大限開き冷風送風路１７を閉じることによって温風送風路１９の空気が全て空気排出口２６を通過し、車室内へ流入する空気は全て温風用熱交換器５を通過した空気となり、車室内は最大暖房される。
【００３１】
最後に、車室内の温度を最大冷房時と最大暖房時の中間の室温に設定する場合は、第１切替ガイド６の可動ドア７が図示しないマイコンの作動により、冷却用熱交換器３と加熱用熱交換器５の中間位置に停止する。その為、空気は冷却用熱交換器３及び加熱用熱交換器５の両方を通過する。上記通過した空気は、冷風送風路１７及び温風送風路１９に送られる。このとき、第２切替ガイド２１の可動ドア２４はマイコンの作用で車室内温度の設定温度に応じて冷風送風路１７と温風送風路１９との間での位置が制御される。この可動ドア２４の位置によってミックスされる冷風と温風の量が決まることで車室内温度が制御されることになる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明では、請求項１において前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが互いの空気導入面のなす角が６０゜〜１２０°となったＶ字型を形成するように配置し、さらに前記冷却用熱交換器と加熱用熱交換器との間に、Ｖ字型の根元部分を中心に回転する可動ドアを有する第１切替ガイドを設置することによって、前記内外気切替箱から送られた空気が前記冷却用熱交換器及び／又は加熱用熱交換器を通過するようにし、又、前記送風路に第２切替ガイドを設置したことによって、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器がエアコンユニット内で平面に設置することができ、エアコンユニットのコンパクト化が図れることから、インストルメントパネル内の他の空間を増やしインストルメントパネル内を有効利用することができる効果が有る。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、前記第１切替ガイドが可動ドアと、この可動ドアに固定され加熱用熱交換器と冷却用熱交換器との略中間点を中心として回転可能に設けられた回転軸とで構成され、前記第１切替ガイドが最大冷房時においては前記加熱用熱交換器の空気導入面の全面を塞ぎ、最大暖房時には、前記冷却用交換器の空気導入面の全面を塞ぐようにした自動車用エアコンとすることによって、最大冷房時には加熱用熱交換器の空気導入面を確実に塞ぎ、また最大暖房時には冷却用熱交換器の空気導入面を確実に塞ぐことから冷房及び暖房効率が良好となる。さらに可動ドアが回転軸を中心に回転可能となっており、無段に位置決めをすることによって温風と冷風が混ざり、適切な室内温度を設定することができるという効果が有る。
【００３４】
請求項３記載の発明では、前記送風路が冷却用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を冷風送風路とし、前記加熱用熱交換器の空気排出面側に形成された送風路を温風送風路とし、前記第２切替ガイドが前記冷風送風路と前記温風送風路とを仕切ることができる位置に設けられ、さらに第２切替ガイドが可動ドアと、この可動ドアに固定され加熱用熱交換器と冷却用熱交換器との略中心点を中心として回転可能に設けられた回転軸とで構成された自動車用エアコンユニットであることから、より一層冷房効率及び暖房効率が上昇するという効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例を示すものであり、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】  本発明の自動車用エアコンユニットに係るインストルメントパネル中央部の断面図である。
【図３】  本発明の自動車用エアコンユニットの概略斜視図である。
【符号の説明】
１  自動車用エアコンユニット
３  冷却用熱交換器
５  加熱用熱交換器
６  第１切替ガイド
７  可動ドア
８  回転軸
９  空気導入面
１１  空気排出面
１３  空気導入面
１５  空気排出面
１７  冷風送風路
１９  温風送風路
２１  第２切替ガイド
２２  回転軸
２３  ブロア
２４  可動ドア
２５  車体パネル
２６  空気排出口
２７  クーラーパイプ
２９  ヒータパイプ
３０  吹き出しモード切替部
３１  吹き出し口切替ドア
３２  センターフェイス吹き出し口
３３  内外気切替ドア
３４  デフロスタ吹き出し口
３５  インストルメントパネル
３６  センターフェイス吹き出し空気通路
３７  窓ガラス
３８  デフロスタ吹き出し空気通路
３９  カウルボックス
４１  フード
４３  車体フロアー
４５  クーラードレイン
４７  内外気切替箱
【図１】
0004435346.tif 000002
【図２】
0004435346.tif 000003
【図３】
0004435346.tif 000004