(57)【要約】【課題】空気流路の一部が複数の分流路に分かれており、この分流路に電気ヒータを搭載する場合に、この電気ヒータを有効に使用する。【解決手段】空調ケース４内に形成された空気流路５をエバポレータ１１よりも下流側で運転手席側分流路７と助手席側分流路８とに分ける。運転手席側分流路７と助手席側分流路８とで別々に電気ヒータ３４、３５を搭載する。この電気ヒータ３４と電気ヒータ３５とは別々に制御できるようにする。【選択図】  図２
2007313964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空気流路が形成された空調ケースを備え、この空気流路は、冷却器等の温調手段が収納されていると共に、少なくとも前記冷却器よりも下流側にて仕切り部により複数の分流路に区画された車両用空調装置において、別々に制御可能な電気ヒータが前記分流路ごとに収納されていることを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項２】
内部に空気流路が形成された空調ケースを備え、この空気流路は、冷却器等の温調手段が収納されていると共に、少なくとも前記冷却器よりも下流側にて仕切り部により複数の分流路に区画された車両用空調装置において、電気ヒータが前記複数の分流路と交差するかたちで前記空調ケース内に収納されており、この電気ヒータは、前記分流路内に位置する部位ごとに独立して制御することが可能な発熱体を有することを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項３】
前記分流路の外側面に、前記電気ヒータが挿入される通孔を形成し、この通孔と対峙する部位に前記電気ヒータの位置決めを行うガイド部が前記仕切り部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調ユニット。
【請求項４】
前記分流路の外側面及び仕切り部のそれぞれに前記電気ヒータが挿入される通孔を形成し、前記電気ヒータのうち挿入時に前記仕切り部の通孔内に位置する部位にカバー部材を設け、このカバー部材により前記仕切り部の通孔との間をシールすることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調ユニット。
【請求項５】
温水式のヒータコアを前記空調ケースに対し前記電気ヒータの風上側に収納したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用空調ユニット。
【請求項６】
前記電気ヒータはＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用空調ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車等の車両に搭載される空調ユニットであって、空気流路の相対的に下流側を複数の空気の分流路に分けてなるものに関し、特にその分流路側にて電気ヒータを搭載したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空調ユニットとして、車両に搭載された際に２以上の空調ゾーンについて各々独立に空調できるようにしたもので、エバポレータより下流側にて、第１の分路と第２の分路とが画成されており、例えば共通の送風機からこれらの分路に空気を供給可能とし、それぞれの分路内に共通のヒータコア、第１及び第２のエアミックスドア、第１及び第２のデフロストドア、第１及び第２のベントドア、第１及び第２のフットドアを配置する構成となっているものは、既に公知である（例えば、特許文献１の特に図１を参照。）。また、ヒータコアの下流側にＰＴＣヒータを備えた車両用空調制御装置も、既に公知である（例えば、特許文献２を参照）。
【０００３】
そして、空調ケース内通路を内気側の第１空気通路と外気側の第２空気通路とに分けて画成し、内外気２層流モードを設定可能とすると共に、ヒータコアの下流側に位置する補助暖房装置を第１の空気通路と第２の空気通路との両方に跨がって配置したものとする車両用空調装置が既に公知である（例えば、特許文献３を参照。）。そして、この特許文献３によれば、補助暖房装置は、補助電気ヒータ、特に、ＰＴＣヒータで構成することが好ましいとも記述されている。
【特許文献１】特開２０００−９４９２８号公報
【特許文献２】特開平１０−１５７４４４号公報
【特許文献３】特開平１０−３２４１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献３の補助暖房装置として、発熱体としても単一なＰＴＣヒータを用いる場合に、ＰＴＣヒータの発熱素子の密度にばらつきが生じ、その結果、同じ電力で通電しながら第１の空気流路側では相対的に発熱素子密度が高いので８０度まで高温化し、第２の空気流路側では相対的に発熱素子密度が低いので６０度までしか高温化しない場合も考えられる。このため、２つの空気流路に跨がって単一の発熱体から成るＰＴＣヒータを配置したのでは、例えば運転手席側と助手席側とで双方とも同じフットモードで設定したにも関わらずＰＴＣヒータを通過する空気の加熱に差異が生じ、吹出空気温度にも差異が生ずるという不具合が生ずることとなる。このような不具合を解消するにはＰＴＣヒータの発熱素子を第１の空気流路側と第２の空気流路側とで均等化すれば良いが、ＰＴＣヒータの製造過程が煩雑化しＰＴＣの製造コスト増を招くという不都合が考えられる。
【０００５】
また、第１の通風路及び第２の通風路の例えば第２の通路のみエアミックスドアをフルクール位置に設定する場合には、電気ヒータにより通過空気を加熱する必要がないので電気ヒータは第２の通風路側では通電させず稼働を停止させることが望ましいところ、第１の通風路では温風を供給するために通過空気を加熱する必要があるので、電気ヒータを第２の通風側との関係では無駄に稼働させることとなり、必要消費電力以上に電力を消費してしまうという不具合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、空気流路が複数の分流路に分けれ、この分流路に電気ヒータ、特にＰＴＣヒータを搭載する際に、この電気ヒータを有効に使用することを可能とした車両用空調ユニット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】
【０００７】
本発明に係る車両用空調ユニットは、内部に空気流路が形成された空調ケースを備え、この空気流路は、冷却器等の温調手段が収納されていると共に、少なくとも前記冷却器よりも下流側にて仕切り部により複数の分流路に区画された車両用空調装置において、別々に制御可能な電気ヒータが前記分流路ごとに収納されていることを特徴としている（請求項１）。これにより、各電気ヒータに対し発熱素子の密度の差異に対する管理を厳密に行う必要がなくなる。また、電気ヒータを独立に制御可能とすることで、一の電気ヒータに対しては通電を止めてその稼働を停止させ、他方の電気ヒータのみに通電して稼働させることも可能となる。
【０００８】
また、本発明に係る車両用空調ユニットは、内部に空気流路が形成された空調ケースを備え、この空気流路は、冷却器等の温調手段が収納されていると共に、少なくとも前記冷却器よりも下流側にて仕切り部により複数の分流路に区画された車両用空調装置において、電気ヒータが前記複数の分流路と交差するかたちで前記空調ケース内に収納されており、この電気ヒータは、前記分流路内に位置する部位ごとに独立して制御することが可能な発熱体を有することを特徴としている（請求項２）。これにより、電気ヒータは単一のものであっても、各発熱体に対し発熱素子の密度の差異に対する管理を厳密に行う必要がなくなる。また、一方の発熱体への通電を止めて、他方の発熱体のみに通電させて発熱させることも可能となる。
【０００９】
ここで、請求項１に記載の車両用空調ユニットでは、前記分流路の外側面に、前記電気ヒータが挿入される通孔を形成し、この通孔と対峙する部位に前記電気ヒータの位置決めを行うガイド部が前記仕切り部に形成されている（請求項３）。これにより、電気ヒータの空調ケース内への装着の際の位置決めが容易となり電気ヒータの組み付け作業が簡易化される。
【００１０】
また、請求項２に記載の車両用空調ユニットでは、前記分流路の外側面及び仕切り部のそれぞれに前記電気ヒータが挿入される通孔を形成し、前記電気ヒータのうち挿入時に前記仕切り部の通孔内に位置する部位にカバー部材を設け、このカバー部材により前記仕切り部の通孔との間をシールするものとなっている（請求項４）。これにより、隣接する分流路間での空気の不必要な混流を防止することができる。
【００１１】
更に、温水式のヒータコアを前記空調ケースに対し前記電気ヒータの風上側に収納するようにしても良い（請求項５）。これにより、電気ヒータを補助的な加熱手段として用いることが可能となる。一方、温水式ヒータコアを不要とすることもできるもので、これにより、電気自動車用の車両用空調ユニットとして搭載することもできる。
【００１２】
そして、電気ヒータはＰＴＣヒータとしても良い（請求項６）。ＰＴＣヒータの場合には、発熱素子密度を高めずに通気抵抗を生じないような容積を確保するために、通電性を有するが発熱しないダミー素子を有するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
これらの発明によれば、複数の電気ヒータ又は電気ヒータの発熱体を各分流路に配置することで、電気ヒータをＰＴＣヒータとする場合に、一のＰＴＣヒータ又は発熱体の発熱素子密度が他のＰＴＣヒータ又は発熱体の発熱素子密度よりも高くなることはないので、同じ電力で通電したにも関わらず、一方のＰＴＣヒータ又は発熱体の温度が８０度まで上昇し、他方のＰＴＣヒータ又は発熱体が６０度までしか上昇しないために、通過空気の加熱に差異が生じて、吹出空気も異なることを防止することが可能である。
【００１４】
また、これらの発明によれば、エアミックスドアをフルクール位置に設定した分流路においては、その分流路における電気ヒータ又は電気ヒータの発熱体に対しては通電を止めてその稼働を停止させることができるので、電気ヒータの無駄な使用を回避することができ、消費電力の削減を図ることができる。さらに、温水式のヒータコアを不要とすることも可能であるので、電気自動車用の空調ユニットとして用いることもできる。
【００１５】
特に請求項３に記載の発明によれば、電気ヒータの空調ケース内への装着の際の位置決めを容易化することができ、電気ヒータの組み付け作業の簡易化を図ることができる。また、特に請求項４に記載の発明によれば、電気ヒータに取り付けたカバー部材が仕切り部との隙間を埋めるように装着されるので、隣接する分流路間での空気の混流を防止することができる。さらに、特に請求項５に記載の発明によれば、電気ヒータを補助的な加熱手段として用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態の一例を図面により説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１、図２及び図３において、車両に搭載されて車室の右席側空調ゾーン（運転手席側空調ゾーン）と左席側空調ゾーン（助手席側空調ゾーン）とを独立に空調制御する２つの空調系を有した空調ユニット１の第１の実施例が示されている。この空調ユニット１は、ブロワユニット部２と、温調ユニット部３とを有して構成されている。
【００１８】
そして、この空調ユニット１は、空調ケース４によって内部に空気流路５が画成されていると共に、この空気流路５は、後述するエバポレータ１１の下流側にて、空気流路５に沿って延びる仕切り部６により仕切ることで、運転手席側分流路７と助手席側分流路８とが画成され、これらの分流路７、８は相互に完全に独立した通路となっている。
【００１９】
ブロワユニット部２は、送風機９が、空調ケース４のうちのスクロールケース４Ａ内にて、空気流路５の最上流側となるように収納されている。スクロールケース４Ａは送風機９の吸込み口（図示せず）と対向して周縁にベルマウスが形成された吸入口１０が開口し、送風機９の軸方向のうち吸入口１０側に図示しないインテークボックスが配置されている。このインテークボックスには図示しない内外気導入口が適宜開口している。そして、このブロワユニット部２は、図示しないが、フレッシュモード及び内気循環モードの各モードに応じて各内外気導入口の開度を適宜調整するための内外気切換ドアが、例えば外気導入口と内気導入口との境界部位にて回動自在にインテークボックス内に収納されたものとなっている。尚、送風機９は例えば図２に示されるようにシロッコファン９Ａとモータ９Ｂとから成っているものであるが、特にこの構成に限定されない。
【００２０】
温調ユニット部３は、この実施例では、冷却器たるエバポレータ１１、エアミックスドア１２、１３及び、加熱器たる温水式のヒータコア１４並びに後述する電気ヒータ３４、３５で少なくとも構成された温調手段、デフ用吹出モード切換ドア１５、ベント用吹出モード切換ドア１７、フット用吹出モード切換ドア１９又はデフ用吹出モード切換ドア１６、ベント用吹出モード切換ドア１９、フット用吹出モード切換ドア（図示せず）で少なくとも構成された吹出モード切換手段を、温調ケース４Ｂの空気流路５内に収納し、デフ吹出用開口部２１、２２、ベント吹出用開口部２３、２４、フット吹出用開口部２５（運転手席側分流路７内のものは図示せず）が空気流路５の最下流側となる温調ケース４Ｂの部位に開口して構成されている。但し、ヒータコア１４は、エンジンの排熱を利用するものであるところ、電気自動車用の空調ユニットにおいては無くすことが可能である。
【００２１】
そして、エバポレータ１１とヒータコア１４とは双方の分流路７、８で共通のものが用いられている。エバポレータ１１は、仕切り部６よりも上流側に空気流路５を略塞ぐかたちで配置され、ヒータコア１４は、図２に示されるように、仕切り部６の間を当該仕切り部６の延出方向と交叉するように温調ケース４Ｂ内に配置されることで双方の分流路７、８内に突出している。但し、ヒータコア１４は、図１に示されるように、冷風通路２７を設けるべく、温調ケース４Ｂのうち上側面との間に空間を確保するかたちで配置されている。また、ヒータコア１４及び後述の電気ヒータ３４、３５の下流側は温風通路２８となっている。そして、冷風通路２７から流れてきた冷風と温風通路２８から流れてきた温風とが混合されるエアミックスチャンバ２９が吹出用開口部２１、２３、２５又は２２、２４、図示しないフット吹出用開口部の上流側に設けられている。
【００２２】
これに対し、エアミックスドア１２、１３は、ヒータコア１４及び電気ヒータ３４又は３５を通過する空気量とこれらをバイパスする空気量とを適宜調整するためのもので、この実施例では回転軸３０とこの回転軸３０から径方向に突出したドア本体３１とより成るフラッグ型をなし、各分流路７、８内に配置されている。エアミックスドア１２、１３の回転軸３０は一体化しておらず、それぞれに図示しないアクチュエータを有することで、別々に回転可能となっている。これにより、エアミックスドア１２、１３は、エバポレータ１１を通過して分流路７、８のいずれかに送られた空気の全部をヒータコア１４に導くフルホット位置（開度１００％）からヒータコア１４をバイパスさせるフルクール位置（開度０％）の範囲にわたって回動する。
【００２３】
また、吹出モード切換ドア１５乃至２０及び図示しないフット用吹出モード切換ドアも、この実施例では回転軸３２とこの回転軸３２から径方向に突出したドア本体３３とより成るフラッグ型のもので、各分流路７、８内に配置されている。吹出モード切換ドア１５乃至２０及び図示しないフット用吹出モード切換ドアの軸方向に位置する回転軸３２は一体化しておらず、それぞれに図示しないアクチュエータを有することで、別々に回転可能となっている。
【００２４】
これにより、送風機９により吸入口１０から空気流路５内に取り込まれた空気は、エバポレータ１１で冷却された後、運転手席側分流路７と助手席側分流路８とに送られるにあたり、エアミックスドア１２とエアミックスドア１３との開度を独立制御して異なる空気温度に調整され、デフ用の吹出モード切換ドア１５と吹出モード切換ドア１６との開度、ベント用の吹出モード切換ドア１７と吹出モード切換ドア１８との開度、フット用の吹出モード切換ドア１９と吹出モード切換ドア（図示せず）との開度とを各々独立制御することで、運転手席側分流路７と助手席側分流路８とについて、異なる吹出モードに設定可能である。
【００２５】
電気ヒータ３４、３５は、例えばＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：正温度系数）ヒータであり、ＰＴＣヒータにおいては自己温度調節機能を有するという特性がある。電気ヒータ３４、３５は、この実施例ではヒータコア１４の下流側にて各々分流路７、８内に配置されている。そして、各電気ヒータ３４、３５は、別々に制御することが可能である。例えば、図２に示されるように、別々の電源３６、３７から電気が供給されると共に、図示しないが、電気ヒータ３４、３５に組み込むかたち又は電気ヒータ３４、３５の外部の回路上に電気の供給をＯＮ／ＯＦＦする機器を有している。
【００２６】
尚、各電気ヒータ３４、電気ヒータ３５では、発熱素子を有すると共に通気抵抗を生じないように各ヒータ３４、３５の容積を増やすために通電性を有するが発熱しないダミー素子をも有する場合に、これにより発熱素子の密度にばらつきが生じても全体的な通過空気に対する加熱温度が設定通り（例えば７０度）であれば良いものである。
【００２７】
これにより、電気ヒータ３４と電気ヒータ３５とで、同じ製造ラインでありながら、例えば一方の電気ヒータ３４の全体的な発熱素子密度が他方の電気ヒータ３５の全体的な発熱素子密度よりも高くなることはないので、例えば同じフットモードで設定した場合には電気ヒータ３４と電気ヒータ３５とで通過する空気の加熱に差異が生ずることはなく、同じ吹出空気温度とすることが可能である。また、助手席側の分流路８においてはエアミックスドア１２をフルクール位置とする場合には電気ヒータ３５を稼働しつつ電気ヒータ３４を停止させることができるので、電気ヒータ３４が無駄に使用されるのを防止することができる。
【００２８】
さらに、この空調ユニット１は、図３に示されるように、温調ケース４Ｂの側面に、電気ヒータ３４を分流路８に収納するための通孔３８が開口していると共に、電気ヒータ３５を分流路７に収納するための通孔３９が開口している。そして、仕切り部６には、ガイド部４０、４０が前記通孔３８と対向する位置に電気ヒータ３４の厚みと略同じ間隔を空けて形成されていると共に、ガイド部４１、４１が前記通孔３９と対向する位置に電気ヒータ３５の厚みと略同じ間隔を空けて形成されている。これにより、電気ヒータ３４、３５の温調ケース４Ｂ内への装着の際の位置決めを容易化することができ、電気ヒータ３４、３５の組み付け作業の簡易化を図ることができる。
【実施例２】
【００２９】
図４及び図５において、車両に搭載されて車室の右席側空調ゾーン（運転手席側空調ゾーン）と左席側空調ゾーン（助手席側空調ゾーン）とを独立に空調制御する２つの空調系を有した空調ユニット１の第２の実施例が示されている。以下、原則として、先の実施例１と同様となる構成については、その詳細は同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００３０】
空調ユニット１は、空調ケース４により内部に空気流路５が画成されているもので、この空気流路５内に送風機９が収納されたブロワユニット部２と、エバポレータ１１等の温調手段、モード切換ドア１５、１６等のモード切換手段を収納、デフ吹出用開口部２１、２２等が開口した温調ユニット部３とを有し、前記空気流路５はエバポレータ１１の下流側で運転手席側分流路７と助手席側分流路８とに仕切り部６により分かれている点で、先の実施例１と共通である。
【００３１】
そして、エアミックスドア１２、１３、吹出モード切換ドア１７乃至１９及び図示しないフット用吹出モード切換ドアは各分流路７、８に配置されて、分流路７と分流路８とで独立に空調制御することができる点でも先の実施例１と同様である。
【００３２】
これに対し、電気ヒータ４２は、例えばＰＴＣヒータである、単一のユニットであるところ、発熱体４２Ａと発熱体４２Ｂとを有し、各発熱体４２Ａ、４２Ｂは別々に制御することができる。例えば、発熱体４２Ａには電源３６から電気が供給され、発熱体４２Ｂには電源３７から電気が供給されるようになっている。そして、図示しないが、電気ヒータ４２に組み込むかたち又は電気ヒータ４２の外部の回路上に、各発熱体４２Ａ、４２Ｂへの電気の供給をＯＮ／ＯＦＦする機器を有している。
【００３３】
尚、各発熱体４２Ａ、発熱体４２Ｂでは、発熱素子を有すると共に通気抵抗を生じないように各発熱体４２Ａ、発熱体４２Ｂの容積を増やすために通電性を有するが発熱しないダミー素子をも有する場合に、これにより発熱素子の密度にばらつきが生じても全体的な通過空気に対する加熱温度が設定通り（例えば７０度）であれば良いものである。
【００３４】
これにより、電気ヒータ４２に発熱体４２Ａ、４２Ｂを組み込むにあたり、同じ製造ラインでありながら、例えば一方の発熱体４２Ａの全体的な発熱素子密度が他方の発熱体４２Ｂの全体的な発熱素子密度よりも高くなることはないので、例えば同じフットモードで設定した場合には発熱体４２Ａと発熱体４２Ｂとで通過する空気の加熱に差異が生ずることはなく、同じ吹出空気温度にすることが可能である。また、助手席側の分流路８においてはエアミックスドア１２をフルクール位置とする場合には電気ヒータ４２の発熱体４２Ｂ側は通電して稼働させつつ発熱体４２Ａ側は通電を止めてその稼働を停止させることができるので、電気ヒータ４２の発熱体４２Ａ側が無駄に使用されるのを防止することができる。
【００３５】
ここで、電気ヒータ４２を発熱体４２Ａと発熱体４２Ｂとに区画する構成とするために、発熱体４２Ａと発熱体４２Ｂとの間に断熱機能を有すると共に通電性を有しない材料からなる介在部４３を有する構成とすることが考えられる。これにより、例えば発熱体４２Ｂの通電を停止した場合に、発熱体４２Ａから発熱体４２Ｂに伝熱してしまい、発熱体４２Ａが所望の設定温度まで上昇しないのを防止することができる。
【００３６】
また、電気ヒータ４２の介在部４３の周囲にカバー部材４４が装着されている。そして、温調ケース４Ｂには、電気ヒータ４２がカバー部材４４を装着した状態で挿通される通孔４５が形成されていると共に、仕切り部６のうち通孔４５と対峙する部位に、当該通孔４５と同じ形状の通孔４６が形成されている。更に、温調ケース４Ｂの通孔４５が形成された側と反対側の内面に電気ヒータ４２の厚みと略同じ幅を空けてガイド部４７、４７が形成されている。これにより、電気ヒータ４２を通孔４５からその挿入側先端部がガイド部４７、４７間に装着されるまで挿入することで、カバー部材４４が仕切り部６の通孔４６内に位置するので、このカバー部材４４により電気ヒータ４２と通孔４６の内面との隙間をシールすることができる。そして、通孔４６の周縁にはシール部材４８を配しても良く、これにより、電気ヒータ４２と通孔４６の内面とのシール性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に係る複数のＰＴＣヒータが搭載された車両用空調ユニットを側方から見た断面図である。
【図２】図２は、同上の複数のＰＴＣヒータが搭載された車両用空調ユニットを上方から見た断面図である。
【図３】図３は、同上のＰＴＣヒータのガイド部を仕切り部に形成した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る複数の発熱体を有する単一のＰＴＣヒータが搭載された車両用空調ユニットを側方から見た断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、空調ケース内に図４のＰＴＣヒータに開口部から収納する状態及びＰＴＣヒータにカバー部材を取り付けた状態を示す要部拡大断面図であり、図５（Ｂ）は、空調ケース内にＰＴＣヒータを収納することでカバー部材により仕切り部との隙間がシールされた状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  空調ユニット（車両用空調ユニット）
４  空調ケース
４Ｂ  温調ケース
５  空気流路
６  仕切り部
７  運転手席側分流路（分流路）
８  助手席側流路分流路（分流路）
１１  エバポレータ（冷却器）
１４  温水式ヒータコア
３４  電気ヒータ
３５  電気ヒータ
３６  電源
３７  電源
３８  通孔
３９  通孔
４０  ガイド部
４１  ガイド部
４２  電気ヒータ
４２Ａ  発熱体
４２Ｂ  発熱体
４３  介在部
４４  カバー部材
４５  通孔
４６  通孔
４８  シール部材
【図１】
2007313964.tif 000003
【図２】
2007313964.tif 000004
【図３】
2007313964.tif 000005
【図４】
2007313964.tif 000006
【図５】
2007313964.tif 000007