JPH11147413A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来から用いられている空調ユニットの大幅
な形状変更なく、フットダクトを通過する際の温調空気
の放熱による車室内への吹出温度の低下を防止する車両
空調装置を提供する。 【解決手段】 ヒータコア２をフットダクト２０内にま
で拡張し、フットダクト２０内にダクト内加熱部２ｂを
設ける。ユニットＵ内に送風された空気は、ユニット内
加熱部２ａで加熱され、さらにフットダクト２０を通過
する際にダクト内加熱部２ｂで再加熱されるので、温調
空気の放熱があっても車室内へ所定温度の空気を送風す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エバポレータとヒ
ータコアとを同一ユニット内に上下に備えた車両用空調
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用空調装置は車室内のイン
ストルパネルの下方という狭小の空間に設置されるた
め、所定の空調性能を維持しつつ、その全体形状はより
コンパクトであることが望ましい。一方、空調装置の主
要部品であり冷却装置を構成するエバポレータと暖房装
置を構成するヒータコアとは、所定の空調性能を確保す
ることが最優先として設計され、その外形形状は決定さ
れる。したがって、エバポレータとヒータコアの外形形
状は通常異なったものとなり、外形形状の異なるエバポ
レータとヒータコアとを余剰スペースをできるだけ省い
て同一ユニット内にコンパクトに収納することが課題で
あった。そして、このような課題を解決するものとし
て、例えば特開平９ー１５６３４２号公報に記載され、
図１０に示すように、エバポレータとヒータコアとが車
高方向の縦置きに配置されたものが知られている。

【０００３】図１０において、エバポレータ５０を通過
した空気は上方へ流れ、回動軸５５を中心に紙面と直角
方向に回動されるエアミックスドア５１の開度に応じ
て、一部はヒータコア５２を通過して温風となり、残り
は紙面と直角方向に設けられた不図示のバイパス通路を
通過し冷風のままヒータコア５２をバイパスされる。そ
して、この温風と冷風がヒータコアの上方でミックスさ
れて所定温度の調和空気となり、調和空気は例えばフッ
ト口５３が開放されているときには、フットダクト５４
を通過して車室内の所定位置に送風される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような車両用空調
装置では、空調ユニットのスペース効率を改善するため
フットダクト５４は、エバポレータ５０を通過した冷風
が内部を流されるユニットケースの左右側面に配置され
る。それゆえ、ヒータコア５２で暖められた温風がフッ
トダクト５４を通過する際には、低温のユニットケース
に熱が奪われて温度が低下し、空調装置の暖房効率は悪
化してしまう。また、フットダクト５４へ空気を導く場
合、ユニットの上方で温調された空気を下方へ導く関係
上ダクトが長くなるため、その間でも放熱するので、足
元への吹出温度は低下してしまう。

【０００５】このような場合、フットダクト通過後の空
気を所定の温度とするためには、ヒータコア５２の上方
で混合される調和空気をフットダクト５４の放熱分を見
込んでより高温にする必要がある。しかしながら、例え
ばデフフットモードのときに調和空気は、フット口から
車室内へ送出されるだけでなくデフロスト口からも送出
される。そして、デフロスト口から必要以上に高温の空
気が送出されると、乗員はもやっけ等を感じることとな
り快適性が損なわれる。また、調和空気をより高温にす
るためには、ヒータコアを通過する空気の割合を多くす
るようにエアミックスドア５１の開度を調整する必要が
あるが、ヒータコア５０は空気の流れにとっては抵抗と
なるため圧力損失が大きくなり空気流量が減少する。さ
らに、エアミックスドア５１の開度をフルホットの状態
にしてもなお放熱分を見込んだ調和空気の温度を得るこ
とができないときには、例えば放熱量を小さくするため
の空調ユニットの形状変更や熱交換率を大きくするため
のヒータコア５２の設計変更などが必要となり、従来の
空調ユニットを大幅に変更することとなるのでコストが
大幅に増加する。さらにまた、ユニット内を通過する空
気はユニットの上方でＵターンして細長のフットダクト
５４内を通過するため、気流の乱れが大きくなり騒音が
大きくなる。

【０００６】本発明の目的は、空調ユニットで温調され
た空気がダクト内を通過する際に生じる上述したような
種々の問題点を解決し得る車両空調装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図面
を参照して説明する。 （１） 請求項１の発明は、図２,８に示すように、車
高方向に上下に配置されるヒータコア２,３０とエバポ
レータ１とを同一ユニットＵ内に備え、このユニットＵ
の側方に、ユニットＵ内で温度調整された空気を車室内
の所定の位置に導くダクト２０を備える車両用空調装置
に適用される。そして、ダクト２０を通過する空気を加
熱する加熱部２ｂ,３１をダクト２０内に設けたことに
より上記目的は達成される。 （２） 請求項２の発明は、図２,３に示すように、ヒ
ータコア２をダクト２０まで延在させて加熱部２ｂを設
けたものである。ここで言うヒータコア２とは、空気の
通過方向に所定長さのフィンが並んだものである。 （３） 請求項３の発明は、図７,８に示すように、加
熱部３１を通過する空気の温度を調整するように、加熱
部３１に流入するエンジン冷却水を調整するバルブ３３
ａを設けたものである。 （４） 請求項４の発明は、前記ダクト２０を、フット
ダクト２０としたものである。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。

【０００９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、空調ユニット
の側方のダクトを通過する空気を加熱する加熱部をダク
ト内に設けたので、ダクト通過時に空気の放熱があって
も車室内へ所定温度の空気を送風することができる。ま
た、請求項２の発明によれば、ヒータコアをダクトまで
延在させて加熱部を設けたので、ヒータコアと加熱部は
一体構造となり部品点数の増加を防ぐことができる。さ
らに、請求項３の発明によれば、加熱部にエンジン冷却
水を調整するバルブを設けたので、空調ユニットの空調
制御とは独立した加熱部の加熱制御を容易に行うことが
できる。さらにまた、請求項４の発明によれば、フット
ダクトに加熱部を設けたので、足元に吹き出される温度
をその他の吹出口へ吹き出される温度より高くすること
ができ、例えばバイレベル時の頭寒足熱効果を高めるこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 −第１の実施の形態− 図１は、第１の実施の形態に係わる車両用空調装置の概
略縦断面図である。図１に示すように、車両用空調装置
は、エバポレータ１とヒータコア２とが車高方向に略平
行に配置されるいわゆる縦置きユニットＵで構成されて
いる。

【００１１】図１において、縦置きユニットＵの車両方
向前側（図１の左側）中段には紙面と垂直方向に空気導
入口３が開口され、ユニットＵは空気導入口３を介して
不図示の内外気切換ドアとブロワとを有するインテーク
ユニットに連通されている。空気導入口３の上方には前
側一端がユニット内壁に接合された仕切壁４が設置さ
れ、下方には前側面がユニット内壁に接合されたエバポ
レータ１が配置されている。エバポレータ１の後側面
は、空気導入口３から導入される空気が全てエバポレー
タ１を通過するように仕切壁４の後側（図１の右側）端
部に接合されている。エバポレータ１の下方から後方,
上方にかけては略Ｊ字型の空気通路５が形成され、空気
通路５はヒータコア２に連通されている。ヒータコア２
の前側面はユニットＵの内壁に接合され、後側には空気
通路５が分岐されるようにバイパス通路７が形成されて
いる。バイパス通路７の下方入口にはバイパス通路７の
面積を可変とするように回動軸６ａを中心にａｂ間を回
動可能なエアミックスドア６が設けられている。ヒータ
コア２の上方には、ヒータコア２を通過した空気をバイ
パス通路７の上方のエアミックスチャンバ９に導くよう
にユニットＵの前側内壁から延設して上方に膨出された
仕切板８が設けられている。エアミックスチャンバ９の
上方には、各々開閉自在のドア１０ａ〜１２ａを有する
フット口１０,デフロスト口１１,ベント口１２の各吹出
口が開口されている。

【００１２】なお、ヒータコア２にはエンジン冷却水が
流通される導管１３が取り付けられ、不図示のエンジン
やラジエータとともに温水式暖房装置が構成されてい
る。また、エバポレータ１には冷媒が流通される導管１
４が取り付けられ、不図示のコンプレッサやコンデンサ
とともに周知の冷房サイクルが構成されている。なお、
ヒータコア２には図示しないが、周知のフィンが空気の
通過方向に所定長さ並んでいる。

【００１３】図２は、図１のII-II線断面図であり、空
調ユニットＵの車幅方向断面図である。図３は、図２の
III-III線断面図であり、空調ユニットＵの平面断面図
である。図２,３に示すように、ユニットＵの左右側面
にはフットダクト２０が設けられ、フットダクト２０の
上部内壁にはフット口１０が開口されている。ヒータコ
ア２はユニットＵの左右側壁を貫通するように延在して
配置され、ユニットＵ内に配置されたユニット内加熱部
２ａとフットダクト２０内に配置されたダクト内加熱部
２ｂとにより構成されている。ユニット内加熱部２ａの
左右長さはエバポレータ１の左右長さよりも短く、ユニ
ットＵの左右側壁は上方のヒータコア設置部から下方の
エバポレータ設置部にかけて膨出されている。フットダ
クト２０はユニットＵの左右側壁に沿って下方に延在さ
れ、車室内の所定の吹出口に連通されている。なお、ユ
ニットＵにはデフロスト口１１に連通された不図示のデ
フダクトおよびベント口１２に連通された不図示のベン
トダクトが設けられ、これらのダクトは車室内の所定の
吹出口に連通されている。

【００１４】吹出ドア制御のブロック図である図４に示
すように、各吹出ドア１０ａ〜１２ａはモードドアアク
チュエータ１６で回動され、アクチュエータ１６の駆動
は制御回路１７により制御される。制御回路１７にはア
クチュエータ１６の駆動の演算に必要な各種信号を入力
する入力回路１８が接続される。ここで、入力回路１８
としては、オートエアコンスイッチ,吹出口選択スイッ
チ,デフスイッチ,温度設定スイッチなどの各種スイッチ
や日射量センサ,外気温センサ,車室内温度センサなどの
各種センサが含まれる。以下に、本実施の形態に係わる
動作について、空調システム概念図である図５を用い
て、代表的な各空調モード毎に説明する。

【００１５】（１）ベントモード 図５に示すように、ブロワ１９によって送出された空気
は空気導入口３からユニットＵ内へ導入される。ユニッ
トＵ内へ導入された空気はエバポレータ１を通過して冷
却除湿され冷却空気とされて空気通路５を通過する。そ
して所定の温度となるように開度を調整されたエアミッ
クスドア６によって、冷却空気の一部はヒータコア２の
ユニット内加熱部２ａを通過して加熱され、残りは冷却
空気のままバイパス通路７を通過する。ヒータコア２ａ
を通過した加熱空気とバイパス通路７を通過した冷却空
気は、ミックスチャンバ９で混合されて所定温度の調和
空気とされる。そして、図４に示した制御により、フッ
ト口１０およびデフロスト口１１に設けられた各ドア１
０ａ,１１ａが閉鎖状態でベント口１２のドア１２ａが
開放されていると、ベント口１２ａから車室内の乗員に
向かって温調された空気が送風される。

【００１６】（２）デフロストモード デフロストモードのときもベントモードのときと同様
に、ブロワ１９によって送出された空気は図５に示すよ
うにユニットＵ内で所定の温度の調和空気とされる。そ
して、フット口１０およびベント口１２に設けられた各
ドア１０ａ,１２ａが閉鎖状態でデフロスト口１１のド
ア１１ａが開放されていると、デフロスト口１１から車
室内のフロントガラス等に向かって温調された空気が送
風される。

【００１７】（３）フットモード フットモードのときもベントモードのときと同様に、ブ
ロワ１９によって送出された空気は図５に示すようにユ
ニットＵ内で所定温度の調和空気とされる。そして、デ
フロスト口１１およびベント口１２に設けられた各ドア
１１ａ,１２ａが閉鎖状態でフット口１０のドア１０ａ
が開放されていると、フット口１０からフットダクト２
０へ調和空気が送出され、調和空気はフットダクト２０
内のヒータコア２のダクト内加熱部２ｂによって所定の
温度となるように再加熱される。この場合の再加熱量と
しては、例えばフットダクト通過時の調和空気の放熱量
に等しい値とされる。再加熱された調和空気は、フット
ダクト２０を通過して車室内の乗員の足元等に送風され
る。

【００１８】このように第１の実施の形態によると、ヒ
ータコア２を左右に拡張してフットダクト２０内にダク
ト内加熱部２ｂを設けるようにしたので、フットモード
時にユニットＵ内で温調された調和空気は、フットダク
ト通過時に例えば放熱相当分の再加熱がなされて車室内
へ所定温度の調和空気が送風される。また、ユニットＵ
内のヒータコア２のみが左右に拡張され他の部品形状は
従来ユニットのものをそのまま用いることができるの
で、ユニットケースの変更等によるコストの大幅な上昇
を防ぐことができる。さらに、ダクト内加熱部２ｂをヒ
ータコア２と一体構造としたので、部品点数の増加も防
ぐことができる。さらにまた、フットダクト２０のダク
ト内加熱部２ｂの空気の通過方向に所定長さを有するフ
ィン（不図示）を通過することで調和空気は整流される
ので、気流の乱れによる騒音は低下される。

【００１９】（４）デフフットモード デフフットモードのときもベントモードのときと同様
に、ブロワ１９によって送出された空気は図５に示すよ
うにユニットＵ内で所定温度の調和空気とされる。そし
て、ベント口１２に設けられたドア１２ａが閉鎖状態で
フット口１０およびデフロスト口１１のドア１０ａ,１
１ａが開放されていると、ユニットＵ内で温調された空
気がデフロスト口１１から車室内のフロントガラス等に
向かって送風されるとともに、フット口１０からフット
ダクト２０へも送出される。フットダクト２０へ送出さ
れた空気は、前述したフットモードの時と同様に、ヒー
タコア２のダクト内加熱部２ｂによって再加熱され、所
定の温度とされて車室内の乗員の足元等に送風される。

【００２０】このようにデフフットモード時には、フッ
トダクト２０から車室内へ送風される空気を所定の温度
とするためにユニットＵ内の調和空気の温度を高くする
必要がないので、デフロスト口１１から車室内へ送風さ
れる空気の温度が高くならず乗員のもやっけが解消され
る。また、ヒータコア２のユニット内加熱部２ａを通過
する空気の割合を多くする必要がないので、圧力損失が
低減されてユニットＵ内で温調される空気流量を多くす
ることができる。

【００２１】（５）バイレベルモード 乗員に向かって比較的冷たい空気が送風され、足元等か
らは比較的温かい空気が送風される、頭寒足熱のバイレ
ベルモードにおいては、空調システム概念図である図６
に示すように、ブロワ１９によって送出された空気はエ
バポレータ１を通過し、エアミックスドア６の開度に応
じて一部はヒータコア２ａを通過し加熱されて温風とな
り、残りは冷風のままバイパスされる。そしてデフロス
ト口１１に設けられたドア１１ａが閉鎖状態でベント口
１２およびフット口１０のドア１０ａ,１２ａが開放さ
れているので、冷風のままバイパスされた空気の一部は
エアミックスチャンバ９で混合されずに冷風のままベン
ト口１２ａから送出され（図６のｃ）、残りはエアミッ
クスチャンバ９で温調されて所定温度の調和空気（図６
のＭ）とされる。この調和空気の一部少量（図６のＭ
1）はベント口１２から送出され、残りの大半（図６の
Ｍ2）はフット口１０から送出される。フット口１０か
ら送出された調和空気はフットダクト２０を通過し、ヒ
ータコア２ｂによって再加熱されて所定の温度とされ乗
員の足元等に送風される。

【００２２】このようにバイレベルモード時にも、前述
したデフフットモードの時と同様に、フットダクト２０
から車室内へ送風される空気を所定の温度とするために
ユニットＵ内の調和空気の温度を高くする必要がないの
で、ベント口１２から車室内へ送風される空気の温度は
高くならず頭寒足熱の効果を高めることができる。ま
た、ヒータコア２のユニット内加熱部２ａを通過する空
気の割合を多くする必要がないので、圧力損失が低減さ
れてユニットＵ内で温調される空気流量を多くすること
ができ、ベント口１０からの送風量を多くすることがで
きる。

【００２３】−第２の実施の形態− 次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図
７,８は、第２の実施の形態に係わる空調ユニットの断
面図であり、第１の実施の形態で用いた図１,２に対応
した図である。なお、図１,２と同一の箇所には同一の
符号を付してその相違点を主に説明する。図８に示すよ
うに、縦置きユニットＵ内およびフットダクト２０内に
は、ユニットヒータコア３０および一対のダクトヒータ
コア３１がユニットＵの左右側壁を貫通することなくそ
れぞれ独立に配置されている。図７に示すように、ユニ
ットヒータコア３０およびダクトヒータコア３１にはエ
ンジン冷却水が流通される導管３２,３３がそれぞれ取
り付けられ、ダクトヒータコアの導管３３にはエンジン
冷却水の流量を調節可能とするバルブ３３ａが設けられ
ている。

【００２４】次に、第２の実施の形態に係わる動作につ
いて、第１の実施の形態の動作との相違点を主に説明す
る。空調システム概念図である図９に示すように、第２
の実施の形態においても第１の実施の形態同様、ブロワ
１９によって送出された空気はエバポレータ１を通過
し、エアミックスドア６の開度に応じて一部はユニット
ヒータコア３１を通過し加熱されて温風となり、残りは
冷風のままバイパスされる。この温風と冷風はエアミッ
クスチャンバ９で混合されて所定温度の調和空気とされ
る。そしてフットモード,デフフットモードおよびバイ
レベルモード等でフット口１０が開放されているとき
は、ユニットＵ内の調和空気はフットダクト２０に送出
される。フットダクト２０に送出された空気は、所定の
温度となるように調整されたバルブ３３ａの開度に応じ
てダクトヒータコア３１で再加熱されて車室内の乗員の
足元等に送風される。また、ベントモード,デフロスト
モード等でフット口１０が閉鎖状態のときはユニットＵ
内の調和空気はフットダクト２０を通過しないので、バ
ルブ３３ａは閉じられダクトヒータコア３１内のエンジ
ン冷却水の流通は防止される。

【００２５】このように第２の実施の形態によると、フ
ットダクト２０内にユニットヒータコア３０と独立して
ダクトヒータコア３１を設けるようにしたので、ユニッ
トヒータコア３０の左右にダクトヒータコア３１を並設
する必要もなく設計の自由度が向上する。また、ダクト
ヒータコア３１のみを新たに設置すればよいので、従来
のユニットで用いられたヒータコアをユニットヒータコ
ア３０としてそのまま使用することができ、コストの上
昇も最低限に抑えることができる。さらに、ダクトヒー
タコア３１の導管３３にエンジン冷却水の流量を調整す
るバルブ３３ａを設けるようにしたので、フットダクト
２０内を通過する空気の加熱量を任意に変えることがで
きる。また、とくにベントモードあるいはデフロストモ
ードにおいては、ダクトヒータコア３１のバルブ３３ａ
を閉じて不要なエンジン冷却水の流通を防止するように
したので、エンジン冷却水を圧送するウォーターポンプ
の負荷が低減され燃費が向上する。なお、第２の実施の
形態ではフットダクト２０内に配置される加熱部をダク
トヒータコア３１としたが、これに限らず例えば電気ヒ
ータ等の他の加熱手段によりフットダクト２０内の加熱
部を構成するようにしてもよい。特に電気ヒータを用い
た場合は、フットダクト２０内に比較的簡単に追加する
ことができ、かつユニットヒータコア３０とは独立して
温度調整が可能なので、例えば寒冷地仕様とするときに
は、電気ヒータ付きのフットダクトと交換することで容
易に対応することができる。

【００２６】なお、上記実施の形態においては、フット
ダクト２０にヒータコア２ｂ,３１を設けるようにした
がこれに限らず、ダクト通過時の放熱が問題となる他の
ダクトにヒータコアを設けるようにしてもよい。この場
合の放熱とは、空調ユニットに隣接されたことによる放
熱のほかに、他の低温物体や低温空気からの放熱をも含
む。また、空調ユニットＵを構成する空気通路５の形
状,バイパス通路７の形状やエアミックスチャンバ９の
形状等種々の要素の形状は上記実施の形態に限定される
ものではない。さらに、吹出モードに応じたドア１０ａ
〜１２ａ開度の状態は上記実施の形態に限ったものでは
ない。さらにまた、バイレベルモードにおける空気の流
れは図６に示したものに限定されるものではなく、例え
ばエバポレータ１を通過した冷風のみをベント口１２に
導くようにしたものであってもよい。また、ダクトヒー
タコア３１に設けられたバルブ３３ａの制御は、例えば
フルクールのときにはバルブ３３ａを閉じるというよう
にエアミックスドア６の開度に連動するようにしてもよ
い。さらに、ダクトの周辺に断熱材を取り付けるなどし
てダクトからの放熱量を減らすことを併用して行っても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係わる空調ユニットの側方
概略断面図。

【図２】第１の実施の形態に係わる空調ユニットの車幅
方向概略断面図（図１のII-II線断面図）。

【図３】第１の実施の形態に係わる空調ユニットの平面
概略断面図（図１のIII-III線断面図）。

【図４】本実施の形態に係わる吹出口制御のブロック
図。

【図５】第１の実施の形態に係わる空調システム概念
図。

【図６】第１の実施の形態に係わるバイレベルモード時
の空調システム概念図。

【図７】第２の実施の形態に係わる空調ユニットの側方
概略断面図。

【図８】第２の実施の形態に係わる空調ユニットの車幅
方向概略断面図（図７のVII-VII線断面図）。

【図９】第２の実施の形態に係わる空調システム概念
図。

【図１０】従来の技術に係わる空調ユニットの車幅方向
概略断面図。

【符号の説明】

Ｕ 縦置きユニット １ エバポレータ ２ ヒータコア ２ａ ユニット加熱部 ２ｂ ダクト内加熱部 ２０ フットダクト ３０ ユニットヒータコア ３１ ダクトヒータコア ３３ａ 流量調整バルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車高方向に上下に配置されるヒータコア
   とエバポレータとを同一ユニット内に備え、このユニッ
   トの側方に、該ユニット内で温度調整された空気を車室
   内の所定の位置に導くダクトを備える車両用空調装置に
   おいて、 前記ダクトを通過する空気を加熱する加熱部を前記ダク
   ト内に設けたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記加熱部は、前記ヒータコアを前記ダ
   クトまで延在させて設けられることを特徴とする請求項
   １に記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記加熱部を通過する空気の温度を調整
   するように前記加熱部に流入するエンジン冷却水を調整
   するバルブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記ダクトは、フットダクトであること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両
   用空調装置。