(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を供給するための空気供給ダクトと、この空気供給ダクトと連通し、空気を車両の室内に吹出すための吹出し方向調整可能な吹出し口と、を有する空調装置であって、
前記空気供給ダクトは、この空気供給ダクトの中を流れる空気を減速させるための分岐室を有し、この分岐室内で減速された空気が前記吹出し口から吹出され、
前記空気供給ダクトは、車両の天井に沿って車両の後方から前方に延び、前記分岐室は、車両の天井に配置され、前記空気供給ダクト内を車両の後方から前方に流れる空気を前記分岐室内に案内するための前壁を有し、この前壁は、案内された空気の流れの向きを徐々に変える曲面形状を有し、前記吹出し口は、車両の天井に配置され、前記分岐室の図心よりも後方の位置で前記分岐室と連通することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記分岐室は、複数設けられ、各分岐室ごとに前記吹出し口が設けられている、請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記吹出し口は、車両の前側座席及び後側座席それぞれの前方上方に配置され、前記空気供給ダクトは、後側座席よりも後方の天井に設けられたチャンバー室と、このチャンバー室から前側座席用の前記吹出し口へ空気が流れる部分と、前記チャンバー室から後側座席用の前記吹出し口へ空気が流れる部分と、を有し、前記チャンバー室の上下方向の厚さは、空気が前記チャンバー室から前記前側座席用吹出し口及び前記後側座席用吹出し口に流れる前記部分の上下方向の厚さよりも厚い、請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記チャンバー室の上下方向の厚さは、空気が前記チャンバー室から前記前側座席用吹出し口及び前記後側座席用吹出し口に流れる前記部分の上下方向の厚さの２倍以上である、請求項３に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置に係わり、更に詳細には、自動車に使用される空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の乗用車よりも車長の長いレクリエーション・ビークル(ＲＶ車)の普及に伴い、後部座席、即ち２列目及び３列目の座席に冷風等の空気を供給する空調装置がＲＶ車に搭載されるようになっている。
【０００３】
図４は、このような空調装置の一例を示す斜視図である。図４に示すように、空調装置５０は、車両Ｖの天井ＶＣに設けられ且つ温度調節された空気、例えば冷風を供給する天井ダクト５２と、この天井ダクト５２と連通するように車両の天井に設けられた吹出し方向調整可能な４つのグリル５４とを有している。天井ダクト５２は、後部座席（図示せず）の２列目と３列目の間の天井ＶＣを車幅方向の左側から右側に延びている。図５は、天井ダクト５２の底面図である。図５に示すように、４つのグリル５４は、２つの前側グリル５６と２つの後側グリル５８とを有し、前側グリル５６及び後側グリル５８はそれぞれ、車両右側のグリル５６Ｒ、５８Ｒ及び車両左側のグリル５６Ｌ、５８Ｌとを有している。図４に示すように、自動車Ｖの後部ＶＢに配置されたカーエアコンユニット６０によって温度調節された空気、例えば冷風は、車両Ｖの側面ＶＳに沿って天井ダクト５２に案内され、天井ダクト５２の中を流れる。天井ダクト５２の中を流れてきた冷風は、各グリル５６，５８を通して、車両Ｖの室内ＶＲに吹出される。冷風は、前側グリル５６からは前方に、後側グリル５８からは後方に吹出される。また、各グリル５６、５８は、冷風の吹出し方向を調整することができるので、例えば、後部座席に座っている乗員が後側グリル５８から吹出されている冷風の吹出し方向を変えて、自分の顔に冷風を差し向けることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の空調装置５０は、その作動中に後部座席の乗員が冷風の吹出し方向を調整すると、グリル５６、５８から吹出される冷風の風速及び風量が大きくなったり小さくなったりしてしまうという欠点がある。例えば、各グリル５６、５８からの吹出し方向を右方にした場合、左側から右側に延びている天井ダクト５２の中を流れる冷風は、流れの向きをほとんど変えずに各グリル５６、５８から右方に吹出されるので、風速及び風量が比較的大きいままであるのに対し、各グリル５６、５８からの吹出し方向を左方にした場合、天井ダクト５２の中を左側から右側に流れてきた冷風は、流れの向きをほぼ１８０度変えて各グリル５６、５８から左方に吹出されるので、風速及び風量が比較的小さくなる。このため、後部座席に座っている乗員は、冷風の吹出し方向と風速及び風量の両方を同時に調整することができないという問題があった。
【０００５】
また、上述の空調装置５０では、前側グリル５６からの冷風は、２列目の座席に座っている乗員の頭部後方に向って吹出される。乗員に適度な涼感を与えるためには、冷風を乗員の顔に向って吹出すことが好ましいので、このような空調装置５０を搭載した車両の２列目に座っている乗員は、満足できるような涼感を得られない。
【０００６】
更に、上述の空調装置５０では、天井ダクト５２が車幅方向の左側から右側に延びているので、右側のグリル５６Ｒ、５８Ｒから吹出される冷風の風速及び風量は、左側のグリル５６Ｌ、５８Ｌから吹出される冷風の風速及び風量よりも小さくなる傾向がある。このため、後部座席の左側に座るか、右側に座るかによって、乗員の受ける冷風の量に差が生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、吹出し口の吹出し方向を変えることによる吹出し風速及び風量の変動が少ない空調装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による空調装置は、空気を供給するための空気供給ダクトと、この空気供給ダクトと連通し、空気を車両の室内に吹出すための吹出し方向調整可能な吹出し口と、を有する空調装置であって、空気供給ダクトは、この空気供給ダクトの中を流れる空気を減速させるための分岐室を有し、この分岐室内で減速された空気が前記吹出し口から吹出されることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明の空調装置において、空気は空気供給ダクトを通して供給される。空気供給ダクトの中を流れてきた空気は、空気供給ダクトに設けられている分岐室内で減速される。それにより、分岐室内で減速された空気は、その流れの方向性がなくなる。分岐室内で減速された空気が吹出し口から吹出されるとき、流れの方向性がなくなっている空気は、どの吹き出し方向に対しても同じような風速及び風量で吹出される。その結果、吹出し口の吹出し方向を変えることによる吹出し風速及び風量の変動を小さくすることができる。
【００１０】
本発明による空調装置において、好ましくは、空気供給ダクトは、車両の天井に沿って車両の後方から前方に延び、分岐室は、車両の天井に配置され、空気供給ダクト内を車両の後方から前方に流れる空気を分岐室内に案内するための前壁を有し、この前壁は、案内された空気の流れの向きを徐々に変える曲面形状を有し、吹出し口は、車両の天井に配置され、分岐室の図心よりも後方の位置で分岐室と連通する。このような構成による本発明においては、空気供給ダクト及び吹出し口が、車両の天井に配置されているので、空気を車両の後部座席に吹出すのに有利であり、限られた車両内スペースを有効に利用することができる。また、車両の後方から前方に向って空気供給ダクト内を流れてきた空気は、分岐室の前壁によって分岐室内に案内され、分岐室内に案内された空気の流れの向きは、分岐室の前壁の曲面形状によって徐々に変えられ、分岐室内で減速される。このため、分岐室内に案内された空気の運動エネルギーは、低損失で圧力エネルギーに変換される。出願人は、この圧力エネルギーが最も高くなる分岐室内の淀み位置、即ち、車両の後方から前方に向って空気供給ダクト内を流れてきた空気の速度の影響が最も弱い分岐室内の位置が、分岐室の図心よりも後方に存在していることを見出した。吹出し口は、かかる淀み位置で分岐室と連通しているので、流れの方向性のない空気が吹出し口から吹出され、吹出し口の吹出し方向を変えることによる空気の吹出し風速及び風量の変動を少なくすることができる。
【００１１】
本発明による空調装置において、好ましくは、分岐室は複数設けられ、各分岐室ごとに吹出し口が設けられている。このような構成による本発明においては、吹出し方向を変えることに吹出し風速及び風量の変動が小さい吹出し口を各座席ごとに設けることができる。また、すべての吹出し口を座席の前方上方に配置することによって、冷風を座席に座っている乗員の顔に向って吹出すことができ、すべての乗員に適度な涼感を与えることができる。
【００１２】
本発明による空調装置において、好ましくは、吹出し口は、車両の前側座席及び後側座席それぞれの前方上方に配置され、空気供給ダクトは、後側座席よりも後方の天井に設けられたチャンバー室と、チャンバー室から前側座席用の吹出し口へ空気が流れる部分と、チャンバー室から後側座席用の吹出し口へ空気が流れる部分と、を有し、チャンバー室の上下方向の厚さは、空気がチャンバー室から前側座席用吹出し口及び後側座席用吹出し口に流れる部分の上下方向の厚さよりも厚い。このように構成された本発明は、チャンバー室から前側座席用の吹出し口へ空気が流れる部分と、チャンバー室から後側座席用の吹出し口へ空気が流れる部分とが、互いに独立している。更に、チャンバー室の上下方向の厚さは、空気がチャンバー室から前側座席用吹出し口及び後側座席用吹出し口に流れる部分の上下方向の厚さよりも厚い。それにより、空気供給ダクトは、安定した圧力の空気をチャンバー室から各吹出し口へ均等に供給することができ、すべての吹出し口への配風を均等にすることができる。
【００１３】
本発明による空調装置において、チャンバー室の上下方向の厚さは、空気が前記チャンバー室から前側座席用吹出し口及び後側座席用吹出し口に流れる部分の上下方向の厚さの２倍以上であるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明による空調装置の実施形態を説明する。説明を簡単にするために、空調装置から冷風を吹出す場合について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態である空調装置１の斜視図である。空調装置１は、車両Ｖの後部ＶＢに配置された冷風供給装置２と、冷風供給装置２に連結され、車両Ｖの後部ピラーＶＰに沿って車両Ｖの天井ＶＣに延びるピラーダクト４と、ピラーダクト４に連結され、車両Ｖの天井ＶＣに沿って延びる天井ダクト６と、を有している。
【００１６】
天井ダクト６は、車両後部ＶＢに配置され且つ車幅方向に延びるチャンバー室８と、チャンバー室８から車両前方に延びる後方幹線流路部１０と、後方幹線流路部１０に接続され、更に前方に延びて二又に分かれる前方幹線流路部１２と、後方幹線流路部１０から分岐するように且つそれと隣接して配置された２つの後側分岐室１４と、前方幹線流路部１２の２つの終端に隣接して配置された２つの前側分岐室１６と、を有している。２つの後側分岐室１４及び２つの前側分岐室１６は、車幅方向に左右に離れて配置されている。
【００１７】
図２は、天井ダクト６の側面図である。図２に示すように、天井ダクト６の後方幹線流路部１０、前方幹線流路部１２、後側分岐室１６及び前側分岐室１４の上下方向の厚さｈ１は、チャンバー室８の上下方向の厚さｈｐよりも小さくなっている。チャンバー室８の厚さｈｐは、天井ダクト６の厚さｈ１の２倍以上であるのが好ましい。
【００１８】
図３は、天井ダクト６の底面図である。後方幹線流路部１０とチャンバー室８とは、ほぼ同じ車幅方向の長さ、即ち幅で接続されている。後方幹線流路部１０は、後側分岐室１４に流入する冷風が流れる右部１８及び左部２０と、前方幹線流路部１２への冷風が流れる中央部２２とを有し、前方幹線流路部１２の幅は、後方幹線流路部１０の幅よりも狭く又は小さくなっている。前方幹線流路部１２は、二又部２４で左右に分かれ、それぞれ左右の前側分岐室１６に向って延びている。かくして、チャンバー室８から前側分岐室１６へ流れる冷風は、前方幹線流路部１２及び後方幹線流路部１０の中央部２２を通り、チャンバー室８から後側分岐室１４へ流れる冷風は、後方幹線流路部１０の右部１８又は左部２０を通り、これらの冷風の流れは、互いに独立である。
【００１９】
各後側分岐室１４は、後方幹線流路部１０の右部１８又は左部２０を流れてきた冷風を後側分岐室１４内に案内する前壁２６と、前壁２６と滑らかに連結して後方に延びる側壁２８と、側壁２８と幹線流路壁３０とに連結された後壁３２とによって構成されている。それにより、各後側分岐室１４は、冷風が流入する開口部３４と、開口部３４に隣接した前方空間３６と、前方空間３６の後方に位置する後方空間３８とを有している。
【００２０】
各後側分岐室１４の前壁２６は、後方幹線流路部１０から後側分岐室１４内に流入してきた冷風の流れの向きを徐々に変える曲面形状を有している。この曲面形状は、例えば、後側分岐室１４に凹形に臨む円弧形状である。開口部３４及び前方空間３６の大きさ及び側壁３２の位置及び形状は、前壁２６によって向きを変えられた冷風が減速されるように構成されている。後方空間３８の大きさ及び後壁３２の形状は、減速された冷風が更に減速されるように構成され、本実施形態では、後壁３２は、円弧形状をなしている。
【００２１】
各前側分岐室１６は、後側分岐室１４と同様の構成を有しており、後側分岐室１４では、後方幹線流路部１０の右部１８又は左部２０を流れてきた冷風が後側分岐室１４に流入するのに対して、前側分岐室１６では、後方幹線流路部１０の中央部を経て前方幹線流路部１２を流れてきた冷風が前側分岐室１６に流入する点だけが後側分岐室１４と異なる。このため、前側分岐室１６の説明を省略する。
【００２２】
車両Ｖの天井ＶＣには、車室ＶＲ内に冷風を吹出すための４つの円形グリル４０が設けられている。４つの円形グリル４０は、車両Ｖの後部座席（図示せず）、即ち２列目及び３列目の座席の前方上方に配置されている。また、各円形グリル４０は、後側分岐室１４又は前側分岐室１６の図心４２よりも後方で後側分岐室１４又は前側分岐室１６と連通している。円形グリル４０は、格子状のフィン４４を有し、この格子状のフィン４４は、円形グリル４０からの吹出し方向を前後左右に３６０度変えることができるようになっている。
【００２３】
ここで、後側分岐室１４又は前側分岐室１６の図心４２は、後側分岐室１４又は前側分岐室１６の重心である。例えば、後側分岐室１４は、前方幹線流路部１２から前壁２６の曲線部分が始まる点と後方幹線流路部１０から後壁３２の曲線部分が始まる点とを結んだ線Ｌ１、前壁２６、側壁２８及び後壁３２によって囲まれる領域によって構成され、後側分岐室１４の図心は、この領域の重心として求められる。同様に、前側分岐室１６は、前方幹線流路部１２から前壁２６の曲線部分が始まる点と前方幹線流路部１２から後壁３２の曲線部分が始まる点とを結んだ線Ｌ２、前壁２６、側壁２８及び後壁３２によって囲まれる領域によって構成され、前側分岐室１４の図心は、この領域の重心として求められる。
【００２４】
以下、上述した空調装置１の作動について説明する。
【００２５】
冷風供給装置２から供給された冷風は、ピラーダクト４を通って、チャンバー室８に入る。次いで、チャンバー室８内の冷風は、後方幹線流路部１０に流入する。後方幹線流路部１０とチャンバー室８とが、ほぼ同じ幅で接続されているのに対し、後方幹線流路部１０の上下方向の厚さｈ１は、チャンバー室８の上下方向の厚さｈｐよりも薄い又は小さいので、チャンバー室８内の冷風は、ほぼ一定の圧力で後方幹線流路部１０に流入する。
【００２６】
後方幹線流路部１０に流入した冷風は、後方幹線流路部１０の幅全体にわたって前方に流れる。風速は、遅い方が好ましいが、例えば約５ｍ／ｓである。次いで、後部幹線流路部１０の右部１８及び左部２０を流れる冷風は、後側分岐室１４の前壁２６に案内されて、後側分岐室１４に流入する。後方幹線流路部１０の中央部２２を流れる冷風は、前方幹線流路部１２内を前方に流れ、次いで、二又部２４で左右に分かれ、それぞれ、前側分岐室１６の前壁２６に案内されて、前側分岐室１６に流入する。後側分岐室１４及び前側分岐室１６内に流入した冷風の流れは、各分岐室において同様であるので、以下、前側分岐室１６に流入した冷風についてのみ説明する。
【００２７】
前方幹線流路部１２から前側分岐室１６に流入した冷風の流れの向きは、前側分岐室１６の前壁２６の曲面形状によって徐々に変えられ、最終的には、ほぼ１８０度変えられる。冷風の流れの向きが徐々に変えられるので、前側分岐室１６に流入した冷風の流れは乱されない。また、流れの向きが変えられた冷風は、前側分岐室１６内で徐々に減速される。それにより、冷風の運動エネルギーは、低損失で圧力エネルギーに変換される。次いで、減速された冷風は、前側分岐室１６の後方空間３８に更に減速されながら移動する。減速されて圧力エネルギーが最も高くなる前側分岐室１６内の淀み位置、即ち、車両Ｖの後方から前方に向って前方幹線流路部１２内を流れてきた冷風の速度の影響が最も小さい前側分岐室１６内の位置は、前側分岐室１６の図心４２よりも後方に存在している。かかる淀み位置において、冷風の流れの方向性はなくなっている。
【００２８】
円形グリル４０は、前側分岐室１６の図心４２よりも後方に、即ち、冷風の流れの方向性がなくなっている淀み位置に設けられているので、後方空間３８内と車室ＶＲ内との間の圧力差によって、後方空間３８内の冷風が円形グリル４０を通して車室ＶＲ内に吹出される。冷風が円形グリル４０の格子状フィン４４によって差し向けられた吹出し方向に吹出される際、後方空間３８の冷風は特定の流れの向きを有していないので、吹出し方向の違いによる風速及び風量の差はない。また、冷風の運動エネルギーは分岐室内において低損失で圧力エネルギーに変換されているので、冷風が円形グリル４０から吹出される際、乗員に適度な涼感を与えるような運動エネルギーを有する風速に効率的に変換することができる。風速は、例えば８ｍ／ｓである。かくして、円形グリル４０からの冷風は、前後左右どの向きにも等風速で吹出される。
【００２９】
上述した前側分岐室１６内の冷風の流れは、後側分岐室１４内の冷風の流れについても同様である。また、円形グリル４０から吹出される冷風の流れは、４つある円形グリル４０からの冷風の流れの何れについても同様である。
【００３０】
上記実施形態において、後方幹線流路１０又は前方幹線流路１２内を後方から前方に流れてきた冷風は、各分岐室１４、１６内で減速され、静圧状態になった後、円形グリル４０から吹出される。このため、円形グリル４０の吹出し方向を、前後左右３６０度変えても、円形グリル４０からの吹出し風速及び風量はほぼ同じであり、吹出し方向を変えることによる冷風の風速及び風量の変動を小さくすることができる。また、各分岐室１４、１６の前壁２６は、各分岐室１４、１６内に案内された冷風の流れの向きを徐々に変える曲面形状を有しているので、冷風の運動エネルギーを低損失で圧力エネルギーに変換できる。このため、冷風を円形グリル４０から吹出す際、この圧力エネルギーを、元の運動エネルギーとほぼ同じ大きさの運動エネルギーに再変換できる。このため、円形グリル４０から吹出される冷風の風速及び風量を効率的に確保することができる。例えば、円形グリル４０の向きを後部座席の乗員の顔の方に向けて、冷風を吹出す場合、乗員の顔に十分な風量の冷風が当たり、適度な涼感を与えることができる。また、冷風の吹出し方向を乗員の顔を中心に変化させても、風速及び風量に変化はないので、吹出し方向を乗員の望みの向きに変えることができる。
【００３１】
また、上記実施形態において、分岐室１４、１６は、複数設けられ、各分岐室１４、１６ごとに円形グリル４０が設けられているので、どの円形グリル４０から吹出される冷風も、吹出し方向の違いによる風速及び風量の変化はない。円形グリル４０は、２列目及び３列目の座席の前方上方に配置されているので、どの座席に座っているの乗員であっても、自分の顔を中心に自由に吹出し方向を変えることができる。
【００３２】
また、チャンバー室８から前側分岐室１６へ流れる冷風は、前方幹線流路部１２及び後方幹線流路部１０の中央部２２を通り、チャンバー室８から後側分岐室１４へ流れる冷風は、後方幹線流路部１０の右部１８又は左部２０を通るため、これらの冷風の流れは、互いに独立であると共に、前方幹線流路部１２及び後方幹線流路部１０の上下方向の厚さｈ１は、チャンバー室８の上下方向の厚さｈｐよりも小さい。それにより、天井ダクト６は、安定した圧力の空気をチャンバー室８から各円形グリル４０へ均等に供給することができ、すべての円形グリル４０への配風を均等にすることができる。
【００３３】
以上、本発明による空調装置の実施形態を説明したが、以下の変形例も可能である。
【００３４】
上記実施形態では、冷風を供給する場合を説明したが、温度調節された空気又は外気が供給されても良い。
【００３５】
上記実施形態では、円形グリルを採用したが、グリルの形状は、任意の形状、例えば長方形であっても良い。この場合、上記実施形態の案内チャンバーの後壁に相当する部分は、平面形状であるのが良い。
【００３６】
上記実施形態では、４つのグリルを設けたが、３つ以下であっても良いし、５つ以上であっても良い。
【００３７】
上記実施形態では、各分岐室への冷風を車両の後方から前方に向って供給したが、各分岐室への冷風を車幅方向に供給しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、吹出し口の吹出し方向を変えても、吹出しの風速及び風量の変動を小さくすることができる空調装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空調装置の斜視図である。
【図２】本発明による空調装置の天井ダクトの側面図である。
【図３】図２の線３−３における底面図である。
【図４】従来の空調装置の斜視図である。
【図５】図４の線５-５における底面図である。
【符号の説明】
１    空調装置
６    天井ダクト
８    チャンバー室
１０  後方幹線流路部
１２  前方幹線流路部
１４  後側分岐室
１６  前側分岐室
１８  右部
２０  左部
２２  中央部
２６  前壁
４０  吹出し口
４２  図心
ｈ１  幹線流路部の上下方向の厚さ
ｈｐ  チャンバー室の上下方向の厚さ
【図１】
0004380946.tif 000002
【図２】
0004380946.tif 000003
【図３】
0004380946.tif 000004
【図４】
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【図５】
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