(57)【要約】【課題】空調モード及び換気モードを備えた車両用空調装置において、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量を低減する。【解決手段】送風ファン１６によって送風された空気を車室内に吹き出す吹出口１８と、吹出口１８と送風ファン１６を接続する接続ダクト２０とを備える車両用空調装置１０において、接続ダクト２０の途中には分岐ダクト２２が設けられている。車室内の空調をコントロールする空調モード時には、接続ダクト２０及び吹出口１８を介して、送風ファン１６によって送風された空気が車室内へ吹き出されるようになっており、車室内の空気を車室外へ排気する換気モード時には、吹出口１８及び接続ダクト２０より構成される第１経路Ａ、及び、吸引口２４及び分岐ダクト２２より構成される第２経路Ｂを介して、車室内の空気が排気ファン２８によって車室外へ排気されるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器によって調温された空気を送風する送風ファンと、前記送風ファンによって送風された空気を車室内に吹き出す吹出口と、前記吹出口と前記送風ファンを接続する接続ダクトと、を備える車両用空調装置であって、
前記接続ダクトの途中には分岐ダクトが設けられており、前記分岐ダクトの末端には吸引口が設けられており、前記吸引口から車室内の空気を吸引して車室外へ排気する排気ファンが備えられ、車室内の空調をコントロールする空調モードと車室内の空気を車室外へ排気する換気モードを切り換え可能であって、
前記空調モード時には、前記接続ダクト及び前記吹出口を介して、前記送風ファンによって送風された空気が車室内へ吹き出されるようになっており、
前記換気モード時には、前記吹出口及び前記接続ダクトより構成される第１経路、及び、前記吸引口及び前記分岐ダクトより構成される第２経路を介して、車室内の空気が前記排気ファンによって車室外へ排気されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置であって、
前記吸引口の開口面積は、前記吹出口の開口面積よりも大きいことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置であって、
前記分岐ダクトの断面積は、前記接続ダクトの断面積よりも大きいことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、
前記分岐ダクトの入り口に開閉ダンパが設けられており、前記空調モード時には、前記開閉ダンパは前記分岐ダクトの入り口を閉じており、前記換気モード時には、前記開閉ダンパは前記分岐ダクトの入り口を開いていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の車両用空調装置であって、
前記排気ファンの定格消費電力は、前記送風ファンの定格消費電力よりも小さい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、車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアコンユニットにて調温された空気を吹き出すことで車室内の温度や湿度を調整する空調機能（エアコン機能）と、車室内の空気を排気することで例えば炎天下に駐車したときの車室内の温度上昇を抑制する換気機能とを備えた車両用空調装置が知られている（特許文献１を参照）。
この特許文献１に記載された車両用空調装置は、換気モード時に上部空調ダクトを利用して車室内上部の空気を排気できるとともに、空調モード時には上部空調ダクトの吹出口および下部空調ダクトの吹出口の両方から空調風を吹き出すようになっている。これにより、既存の空調ダクトを利用して、車室内上部にこもりやすい熱気等を車室外へ効率的に排気できるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５２０８５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、上記した従来の車両用空調装置は、空調ダクトを利用して排気を行うため、車室内にこもった熱を短時間で排気しようとすると、空調ダクトの通風抵抗が大きすぎるために、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量が大きくなってしまうという問題があった。特に、排気ファンの電源として車載バッテリを使用した場合には、換気モード時にはエンジンを停止しているのが通常であるために、車載バッテリが過放電により上がってしまう場合があるので問題であった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、空調モード及び換気モードを備えた車両用空調装置において、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するための手段は、以下の発明である。
第１発明は、熱交換器によって調温された空気を送風する送風ファンと、前記送風ファンによって送風された空気を車室内に吹き出す吹出口と、前記吹出口と前記送風ファンを接続する接続ダクトと、を備える車両用空調装置であって、前記接続ダクトの途中には分岐ダクトが設けられており、前記分岐ダクトの末端には吸引口が設けられており、前記吸引口から車室内の空気を吸引して車室外へ排気する排気ファンが備えられ、車室内の空調をコントロールする空調モードと車室内の空気を車室外へ排気する換気モードを切り換え可能であって、前記空調モード時には、前記接続ダクト及び前記吹出口を介して、前記送風ファンによって送風された空気が車室内へ吹き出されるようになっており、前記換気モード時には、前記吹出口及び前記接続ダクトより構成される第１経路、及び、前記吸引口及び前記分岐ダクトより構成される第２経路を介して、車室内の空気が前記排気ファンによって車室外へ排気されることを特徴とする車両用空調装置である。
【０００７】
第１発明によれば、空調モード時には、接続ダクト及び吹出口を介して、熱交換器によって調温された空気を車室内へ吹き出すことができる。一方、換気モード時には、吹出口及び接続ダクトより構成される第１経路、及び、吸引口及び分岐ダクトより構成される第２経路を介して、車室内の空気を吸引して車室外へ排気することができる。つまり、換気モード時には、第２経路を使用する分だけ通風抵抗が低減するために、短時間で排気できるとともに、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量を従来よりも低減することが可能となる。
【０００８】
第２発明は、上記第１発明の車両用空調装置であって、前記吸引口の開口面積は、前記吹出口の開口面積よりも大きいことを特徴とする車両用空調装置である。
【０００９】
第２発明によれば、換気モード時に使用する吸引口の開口面積が、空調モード時に使用する吹出口の開口面積よりも大きいために、換気モード時の通風抵抗が空調モード時よりも小さくなる。したがって、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量を低減することが可能である。
【００１０】
第３発明は、上記第１発明または第２発明の車両用空調装置であって、前記分岐ダクトの断面積は、前記接続ダクトの断面積よりも大きいことを特徴とする車両用空調装置である。
【００１１】
第３発明によれば、換気モード時に使用する分岐ダクトの断面積が、空調モード時に使用する接続ダクトの断面積よりも大きいために、換気モード時の通風抵抗が空調モード時よりも小さくなる。したがって、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量を低減することが可能である。
【００１２】
第４発明は、上記第１発明から第３発明のうちいずれかの車両用空調装置であって、前記分岐ダクトの入り口に開閉ダンパが設けられており、前記空調モード時には、前記開閉ダンパは前記分岐ダクトの入り口を閉じており、前記換気モード時には、前記開閉ダンパは前記分岐ダクトの入り口を開いていることを特徴とする車両用空調装置である。
【００１３】
第４発明によれば、空調モード時には分岐ダクトの入り口が開閉ダンパによって閉じられているために、熱交換器によって調温された空気が分岐ダクト内に流入することが阻止される。したがって、吹出口から吹き出される空気の量が減少しないために、吹出口から吹き出される空気の流速を一定以上に保つことが可能であり、車室内の空調効率が良くなる。
【００１４】
また、第４発明によれば、換気モード時には分岐ダクトの入り口が開閉ダンパによって開かれているために、接続ダクト及び分岐ダクトの両方を使って車室内の空気を排気することが可能である。したがって、換気モード時における通風抵抗を低減することで排気ファンの消費電力量を低減することが可能である。
【００１５】
第５発明は、上記第１発明から第４発明のうちいずれかの車両用空調装置であって、前記排気ファンの定格消費電力は、前記送風ファンの定格消費電力よりも小さいことを特徴とする車両用空調装置である。
【００１６】
第５発明によれば、換気モード時に使用する排気ファンの定格消費電力が小さいために、排気ファンの電源に車載バッテリを使用した場合であっても、車載バッテリが過放電によりあがってしまうことを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空調モード及び換気モードを備えた車両用空調装置において、換気モード時に使用する排気ファンの消費電力量を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の車両用空調装置１０の斜視図である。図２は、空調モード時における車両用空調装置１０の全体構成を示している。図３は、換気モード時における車両用空調装置１０の全体構成を示している。
【００１９】
図１に示すように、車両用空調装置１０は、車両後方側のパッケージトレイ１２の下部に格納された熱交換器１４と、熱交換器１４によって調温された空気を送風する送風ファン１６と、送風ファン１６によって送風された空気を車室内に吹き出す吹出口１８と、送風ファン１６と吹出口１８とを接続する接続ダクト２０を備えている。
【００２０】
熱交換器１４は、自動車用エアコンユニットに使用される公知のエバポレーターやヒータ等により構成されている。熱交換器１４によって調温された空気は、送風ファン１６によって送風される。送風ファン１６によって送風された空気は、車室内上部に設けられた吹出口１８から車室内に吹き出される。吹出口１８と送風ファン１６は接続ダクト２０によって接続されている。
【００２１】
接続ダクト２０は、車両天井部の左右側縁部に沿って（図では左側縁部のみ記載）前後方向に延びるようにして設けられており、車両の天井パネルＲＰとその天井パネルＲＰの下方に装着される天井内装材ＲＬとの間に配置されている。
【００２２】
接続ダクト２０の途中には、車両天井部の車幅方向の中央部に向かって延びるように分岐する分岐ダクト２２が設けられている。分岐ダクト２２の末端には、車室内に向けて開口する吸引口２４が設けられている。
【００２３】
また、接続ダクト２０の途中には、車室内の空気を吸引口２４から吸引して車両後部のトランク２６内へ排気する排気ファン２８が設けられている。トランク２６の下部には、トランク２６内の空気を車外へ排気することのできるベントホール２９が設けられており、排気ファン２８によってトランク２６内に排気された空気は、ベントホール２９を介して車外へ排気されるようになっている。
【００２４】
図２、図３に示すように、分岐ダクト２２の入り口には、板状のドアをモータにより分岐ダクト２２の入り口付近に設けた回転軸を中心にして回転させることで、分岐ダクト２２の入り口を開閉することのできる開閉ダンパ３０が設けられている。
【００２５】
排気ファン２８の吸い込み側には、板状のドアをモータにより排気ファン２８付近のダクトに設けた回転軸を中心にして回転させることで、第１及び第２の位置に切換えが可能な切換ダンパ３１が設けられている。切換ダンパ３１が第１の位置にある場合には、排気ファン２８の吸い込み側が閉じられており、かつ、送風ファン１６の吹き出し側が開かれた状態となる（図２参照）。これとは反対に、切換ダンパ３１が第２の位置にある場合には、排気ファン２８の吸い込み側が開かれており、かつ、送風ファン１６の吹き出し側が閉じられた状態となる（図３参照）。
【００２６】
図２に示すように、車両用空調装置１０が空調モードに設定されたときには、開閉ダンパ３０によって分岐ダクト２２の入り口が閉じられる。また、切換ダンパ３１によって送風ファン１６の吹き出し側が開かれる。そして、パッケージトレイ１２の上部に設けられた吸引口１２ａから車室内の空気が吸引されて熱交換器１４によって調温される。熱交換器１４によって調温された空気は、送風ファン１６によって送風される。送風ファン１６によって送風された空気は、車室内上部に設けられた吹出口１８から車室内に吹き出される。つまり、接続ダクト２０及び吹出口１８を介して、熱交換器１４によって調温された空気が車室内へ吹き出される。
【００２７】
図３に示すように、車両用空調装置１０が換気モードに設定されたときには、開閉ダンパ３０によって分岐ダクト２２の入り口が開かれる。また、切換ダンパ３１によって排気ファン２８の吸い込み側が開かれる。そして、車室内上部に設けられた吹出口１８及び吸引口２４の両方から、車室内の空気が排気ファン２８によって吸引されてトランク２６内に排気される。つまり、吹出口１８及び接続ダクト２０によって構成される第１経路Ａ、及び、吸引口２４及び分岐ダクト２２より構成される第２経路Ｂを介して、車室内の空気が排気ファン２８によって車室外へ排気される。
【００２８】
したがって、本実施形態の車両用空調装置１０によれば、換気モード時には、第２経路Ｂを使用する分だけ空調モード時よりも通風抵抗が減少するために、排気ファン２８の消費電力量を従来よりも低減することが可能となる。例えば、従来技術では５０〜１５０Ｗｈ程度であった排気ファン２８の消費電力量を、５〜１０Ｗｈ程度まで低減することが可能である。
【００２９】
また、換気モード時に使用する吸引口２４の開口面積が、空調モード時に使用する吹出口１８の開口面積よりも大きいために、換気モード時の通風抵抗が空調モード時よりも減少する。したがって、換気モード時に使用する排気ファン２８の消費電力量を従来よりも低減することが可能である。
【００３０】
また、換気モード時に使用する分岐ダクト２２の断面積が、空調モード時に使用する接続ダクト２０の断面積よりも大きいために、換気モード時の通風抵抗が空調モード時よりも減少する。したがって、換気モード時に使用する排気ファン２８の消費電力量を従来よりも低減することが可能である。
【００３１】
図２に示すように、車両用空調装置１０が空調モードに設定されているときには、分岐ダクト２２の入り口が開閉ダンパ３０によって閉じられているために、熱交換器１４によって調温された空気が分岐ダクト２２内に流入することが阻止されている。したがって、吹出口１８から吹き出される空気の流速が一定以上に保たれており、車両の乗員に吹き付けられる冷房風あるいは暖房風の流速が一定以上に保たれ、車室内の空調効率が良くなる。
【００３２】
図３に示すように、車両用空調装置１０が換気モードに設定されているときには、分岐ダクト２２の入り口が開閉ダンパ３０によって開かれているために、接続ダクト２０及び分岐ダクト２２の両方を使って車室内の空気を排気することが可能である。したがって、換気モード時における通風抵抗が空調モード時よりも減少するために、排気ファン２８の消費電力量を従来よりも低減することが可能である。
【００３３】
換気モード時の通風抵抗は小さいために、排気ファン２８は、送風ファン１６よりも小さいものを使用することができる。すなわち、排気ファン２８の定格消費電力量は、送風ファン１６の定格消費電力量よりも小さくてもよい。
排気ファン２８の定格消費電力量を小さくすることによって、エンジンを停止するのが通常である換気モード時に排気ファン２８の電源として車載バッテリを使用した場合であっても、車載バッテリが過放電により上がってしまうことを防止することができる。
【００３４】
なお、排気ファン２８としては、例えば軸流ファンを使用することができる。送風ファン１６としては、例えば遠心式ファンを使用することができる。
【００３５】
空調モードと換気モードの切換え操作は、手動で実行してもよいし、自動で実行してもよい。例えば、車両の走行中は空調モードに自動的に切り換わるようにし、車両の停車時（エンジン停止時）は換気モードに自動的に切り換わるようにしてもよい。
【００３６】
排気ファン２８のＯＮ／ＯＦＦ操作は、手動で実行してもよいし、自動で実行してもよい。例えば、車室内温度が所定温度以上（例えば３０度以上）になったときには排気ファン２８が自動的にＯＮになり、車室内温度が所定温度未満（例えば３０度未満）になったときには排気ファン２８が自動的にＯＦＦになるようにしてもよい。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の車両用空調装置１０によれば、換気モード時の通風抵抗を低減することが可能であり、換気モード時に使用する排気ファン２８の消費電力量を従来よりも大幅に低減することが可能となる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、空調モード時には、パッケージトレイ１２の上部に設けられた吸引口１２ａから車室内の空気を吸引して熱交換器１４によって調温する例を示したが、図示しない外気吸引口から車室外の空気を取り入れて熱交換器１４によって調温するようにしてもよい。
（２）上記実施形態では、排気ファン２８の電源として車載バッテリを使用する例を示したが、車両に搭載したソーラー電池を使用してもよい。この場合、車載バッテリが上がってしまうことをより有効に防止することができる。
（３）上記実施形態では、熱交換器１４及び送風ファン１６からなるエアコンユニットをパッケージトレイ１２の下部に設置する例を示したが、エアコンユニットをその他の場所、例えば車両後部のトランク２６内に設置してもよい。
（４）上記実施形態では、換気モード時には切換ダンパ３１が送風ファン１６の吹き出し側を閉じる第１の位置にある例を示したが、この切換ダンパ３１が第１の位置と排気ファン２８の吸い込み側を閉じる第２の位置の中間の位置にあるようにしてもよい（切換ダンパ３１が、図３中の点線で示す位置にあるようにしてもよい）。この場合は、換気モード時に、パッケージトレイ１２の上部に設けられた吸引口１２ａ付近の熱気を、その吸引口１２ａから吸い込んで換気することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】車両用空調装置の斜視図である。
【図２】空調モード時における車両用空調装置の全体構成を示している。
【図３】換気モード時における車両用空調装置の全体構成を示している。
【符号の説明】
【００４０】
１０…車両用空調装置
１４…熱交換器
１６…送風ファン
１８…吹出口
２０…接続ダクト
２２…分岐ダクト
２４…吸引口
２８…排気ファン
３０…開閉ダンパ
３１…切換ダンパ
Ａ…第１の経路
Ｂ…第２の経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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