JP2009119912A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアミックス方式の車両用空調装置において、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させる。
【解決手段】第１エアミックスドアの、冷風バイパス通路１７の通風面積を増加させる方向への回転変位に伴って、第１エアミックスドア２１の第１ドア本体部２１ａの板面に平行かつ混合室２０に向かう方向を、徐々に混合室２０に温風を流入させる温風入口２０ａに向かう方向に近づけるように変化させる。これにより、第１エアミックスドア２１が、冷風バイパス通路１７を僅かに開いた際に、混合室２０に流入する冷風の流れ方向を温風入口２０ａから離れる方向に向けることができるので、風圧の低い温風が風圧の高い冷風に妨げられて混合室２０に流入しにくくなってしまうことを防止して、第１、２エアミックスドア２１、２２の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷風と温風との混合割合を調整して車室内送風空気の温度を調整する車両用空調装置に関する。

従来、冷却用熱交換器である冷凍サイクルの蒸発器にて冷却された冷風と、エンジン冷却水を熱源とする加熱用熱交換器であるヒータコアにて加熱された温風との混合割合を調整して車室内送風空気の温度を調整する、いわゆるエアミックス方式の車両用空調装置が知られている。

この種の車両用空調装置では、例えば、特許文献１に記載されているように、蒸発器の空気流れ下流側に、ヒータコアおよびヒータコアを迂回するように冷風を流す冷風バイパス通路を設け、冷風バイパス通路を通過した冷風とヒータコアにて再加熱された温風とを混合室にて混合して車室内へ送風している。

さらに、蒸発器の下流側、かつ、冷風バイパス通路およびヒータコアの上流側には、冷風バイパス通路を通過させる冷風量とヒータコアにて再加熱させる冷風量との風量割合を調整するドア手段であるエアミックスドアが配置されており、このエアミックスドアの開度を調整することで混合室にて混合される冷風と温風との混合割合を調整している。
特開２００３−２１１９３４号公報

しかしながら、特許文献１の車両用空調装置を実際に作動させると、図１０に示すように、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性（直線性）が十分に得られないという問題が生じる。なお、図１０では、最大冷房時のエアミックスドアの開度を０％とし、最大暖房時のエアミックスドアの開度を１００％としている。

このようにエアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化のリニア性が十分に得られない理由は、ヒータコアを通過して混合室へ流入する温風の風圧が、ヒータコア等を通過する際の圧力損失によって、冷風バイパス通路を通過して混合室へ流入する冷風の風圧より低くなってしまうからである。

このため、エアミックスドアが冷風バイパス通路を僅かに開くような開度であっても、風圧の高い冷風が、混合室に温風を流入させる温風入口へ向かって流れると、風圧の低い温風が風圧の高い冷風に妨げられて混合室へ流入しにくくなってしまう。その結果、図１０に示すように、エアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化が、理想的な温度変化に対して下に凸となるように変化してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、エアミックス方式の車両用空調装置において、ドア手段の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、ケース（１１）内に配置され、空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、ケース（１１）内のうち冷却用熱交換器（１３）の空気流れ下流側に配置され、冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、冷却用熱交換器（１３）の空気流れ下流側に形成され、冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風を、加熱用熱交換器（１５）を迂回するように流す冷風バイパス通路（１７）と、冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風のうち、冷風バイパス通路（１７）を通過させる冷風量と、加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量との風量割合を調整するドア手段（２１、２２）と、冷風バイパス通路（１７）通過後の冷風と加熱用熱交換器（１５）通過後の温風とを混合させる混合室（２０）とを備え、
ドア手段（２１）が、加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量を最大とする位置から冷風バイパス通路（１７）を通過させる冷風量を最大とする位置へ変位するに伴って、混合室（２０）に流入する冷風の流れ方向が、徐々に混合室（２０）に温風を流入させる温風入口（２０ａ）に向かう方向に近づくように変化する車両用空調装置を特徴とする。

これによれば、ドア手段（２１）が、最大暖房時のように加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量を最大として冷風バイパス通路（１７）を全閉する位置から、冷風バイパス通路（１７）を僅かに開いたときには、混合室（２０）に流入する冷風の流れ方向を、温風入口（２０ａ）に向かう方向から離れた方向、すなわち温風入口（２０ａ）から遠ざかる方向に向けることができる。

その結果、風圧の低い温風が風圧の高い冷風に妨げられて混合室（２０）に流入しにくくなってしまうことを防止でき、ドア手段（２１、２２）の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、ドア手段（２１）は、回転軸（２１ｂ）に連結された平板状のドア本体部（２１ａ）を有し、ドア手段（２１）が、加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量を最大とする位置から冷風バイパス通路（１７）を通過させる冷風量を最大とする位置へ回転変位するに伴って、ドア本体部（２１ａ）の板面に平行かつ混合室（２０）に向かう方向が、徐々に温風入口（２０ａ）に向かう方向に近づくように変化することを特徴とする。

これによれば、平板状のドア本体部（２１ａ）によって、混合室（２０）に流入する冷風の流れ方向をガイドさせて、ドア手段（２１）の回転変位に伴って、混合室（２０）に流入する冷風の流れ方向を、徐々に温風入口（２０ａ）に向かう方向に近づくように容易に変化させることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、さらに、加熱用熱交換器（１５）の空気流れ下流側に形成され、加熱用熱交換器（１５）通過後の温風を流す温風通路（１９）と、温風通路（１９）の下流側に設けられ、混合室（２０）に流入する温風の流れ方向をガイドする温風ガイド部材（２４ｂ）とを備えることを特徴とする。

これによれば、混合室（２０）に流入する温風の流れ方向をガイドして、風圧の低い温風が、風圧の高い冷風に妨げられて、混合室（２０）に流入しにくくなることを防止でき、より一層、上記のリニア性を向上できる。具体的には、請求項４に記載の発明のように、温風ガイド部材（２４ｂ）は、混合室（２０）に流入する温風の流れ方向を、混合室（２０）に流入する冷風の冷風入口（２０ｂ）側へ向けるようにしてもよい。

なお、本発明における温風通路（１９）の下流側とは、温風通路（１９）の外部のみを意味するものではなく、混合室（２０）に流入する温風の流れ方向をガイドできる範囲であれば、温風通路（１９）の内部も含む意味である。

請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の車両用空調装置において、さらに、加熱用熱交換器（１５）通過後の温風を、冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風と混合させることなく直接、混合室（２０）の下流側に流出させるトンネル通路部材（２４ａ）が設けられていることを特徴とする。

これによれば、風圧の低い温風が、風圧の高い冷風に妨げられて、混合室（２０）に流入しにくい状態であっても、加熱用熱交換器（１５）通過後の温風を確実に混合室（２０）の下流側へ導くことができるので、より一層、上記のリニア性を向上できる。

さらに、請求項６に記載の発明のように、温風ガイド部材（２４ｂ）およびトンネル通路部材（２４ａ）は、トンネル通路部材（２４ａ）の外側に温風ガイド部材（２４ｂ）が配置されたグリッド部材（２４）として一体に形成されていてもよいし、請求項７に記載の発明のように、グリッド部材（２４）は、ケース（１１）に対して、取り外し可能に固定されていてもよい。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、加熱用熱交換器（１５）は、冷風バイパス通路（１７）の下方側に配置されており、加熱用熱交換器（１５）の上端部には、混合室（２０）に流入する冷風の方向を混合風出口（２０ｃ）に向かうようにガイドする冷風ガイド部材（１１ｄ）が設けられていることを特徴とする。

これによれば、混合室（２０）に流入する冷風の方向を混合風出口（２０ｃ）に向かうようにガイドする冷風ガイド部材（１１ｄ）が設けられているので、混合室（２０）に流入する風圧の高い冷風によって、風圧の低い温風が混合室（２０）に流入しにくくなることを防止できる。従って、より一層、上記のリニア性を向上できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１〜７により、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニットの空調ユニット１０の断面図である。なお、図１の上下、前後の各矢印は、空調ユニット１０の車両搭載状態における方向を示している。

室内空調ユニットは、図１に示す空調ユニット１０および空調ユニット１０へ空気を送風する送風機ユニット（図示せず）に大別される。この空調ユニット１０は車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側のうち、車両幅方向の略中央部に配置されている。これに対し、送風機ユニットはインストルメントパネルの内側のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されている。

送風機ユニットは、周知の如く、外気（車室外空気）と内気（車室内空気）とを切替導入する内外気切替箱、および、この内外気切替箱を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機を有して構成される。この送風機は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、後述する空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風量）が制御される。

空調ユニット１０は、空調ユニット１０の外殻を形成するとともに、内部に車室内へ向かって室内送風空気が流れる空気通路を形成するケース１１を有している。このケース１１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

さらに、ケース１１は、車両幅方向の略中央部に車両上下方向の分割面を有しており、この分割面で左右２つの分割部に分割できる。そして、左右２つの分割部は、その内部に後述する蒸発器１３、ヒータコア１５、第１、２エアミックスドア２１、２２、グリッド部材２４等を収容した状態で、金属バネクリップやネジなどの締結手段によって一体に結合されている。

ケース１１の車両最前方側の部位には、図１の二点差線で示す空気入口空間１２が形成されている。この空気入口空間１２は、前述の送風機ユニットの送風機から送風された空気が空調ユニット１０へ流入する流入空間である。

空気入口空間１２の空気流れ下流側直後には、蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、周知の蒸気圧縮式冷凍サイクル（図示せず）を構成する構成機器の１つであり、冷凍サイクル内の低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることによって、室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。なお、蒸発器１３は、その熱交換面（熱交換コア面）が略上下方向（略鉛直方向）となるように配置されている。

ケース１１のうち蒸発器１３の下方側には、蒸発器１３で発生した凝縮水（ドレン水）を排出するためのドレン水排出空間１４が形成されている。ドレン水排出空間１４には、図示しないドレン水排出口が設けられており、蒸発器１３からドレン水排出空間１４へ落下したドレン水は、ドレン水排出口からケース１１外へ排出される。

蒸発器１３の車両後方側（空気流れ下流側）には、蒸発器１３通過後の冷風を流す、加熱用冷風通路１６、冷風バイパス通路１７、補助冷風通路１８といった冷風用の空気通路が形成されている。加熱用冷風通路１６は、蒸発器１３通過後の冷風を矢印Ａ方向へ流してヒータコア１５へ導く空気通路であり、蒸発器１３の車両後方側であってケース１１の下方側に形成されている。

ヒータコア１５は、図示しないエンジン冷却水回路を循環する高温のエンジン冷却水を内部に流入させ、エンジン冷却水と蒸発器１３通過後の冷風とを熱交換させて、冷風を再加熱する加熱用熱交換器である。さらに、ヒータコア１５は、その熱交換面の上方側が下方側よりも車両前方側（空気流れ上流側）に傾斜するように配置されている。

ヒータコア１５の空気流れ下流側には、ヒータコア１５を通過した温風を矢印Ｂ方向へ流して、図１の二点鎖線で示す混合室２０に導く温風通路１９が形成されている。この温風通路１９は、下方側から上方側に向かって延びる形状に形成されている。混合室２０は、温風通路１９を通過した温風と冷風バイパス通路１７を通過した冷風とを混合する混合空間であって、ヒータコア１５および温風通路１９の上方側に配置されている。

冷風バイパス通路１７は、蒸発器１３通過後の冷風を、ヒータコア１５を迂回するように矢印Ｃ方向へ流して、混合室２０へ流入させる空気通路であり、蒸発器１３の車両後方側であって、かつ、ヒータコア１５の上方側、さらに、混合室２０の車両前方側に形成されている。

なお、図１では、混合室２０へ流入する冷風の流れ方向を矢印Ｃにて模式的に表しているが、後述するように、混合室２０へ流入する冷風の流れ方向は第１エアミックスドア２１の開度に伴って変化する。

また、加熱用冷風通路１６および冷風バイパス通路１７は、ケース内の左右方向（図１の紙面垂直方向）に伸びるように形成された第１仕切壁１１ａによって仕切られている。この第１仕切壁１１ａは、ヒータコア１５の上端側を支持固定する支持固定部材としても機能している。

さらに、本実施形態では、混合室２０へ流入する温風量が、加熱用冷風通路１６→ヒータコア１５→温風通路１９を通過する際の圧力損失によって低下してしまうことを回避するために、加熱用冷風通路１６の最大通風面積が、冷風バイパス通路１７の最大通風面積よりも、大きく形成されている。

なお、本実施形態では、冷風バイパス通路１７の最大通風面積とは、後述する第１エアミックスドア２１の開度が冷風バイパス通路１７を通過させる冷風量を最大とする開度（図１の実線）となった際の通風面積を意味し、加熱用冷風通路１６の最大通風面積とは、後述する第２エアミックスドア２２の開度が加熱用冷風通路１６を通過させる冷風量を最大とする開度（図１の破線）となった際の通風面積を意味する。

補助冷風通路１８は、最大冷房時に車室内送風空気を最大風量とするために設けられた空気通路であり、蒸発器１３の車両後方側であって、かつ、冷風バイパス通路１７の上方側に形成されている。なお、冷風バイパス通路１７および補助冷風通路１８は、ケース内に左右方向に伸びるように形成された第２仕切壁１１ｂによって仕切られている。

また、これらの冷風用の空気通路１６〜１８には、それぞれの空気通路の通風面積を変化させるドア２１〜２３が配置されている。まず、冷風バイパス通路１７には、冷風バイパス通路１７の通風面積のみを変化させる第１ドア手段である第１エアミックスドア２１が配置されている。

第１エアミックスドア２１は、平板状の第１ドア本体部２１ａの中央部側に第１回転軸２１ｂが設けられた、いわゆるバタフライドアで構成されている。第１ドア本体部２１ａは、樹脂材料（具体的には、ポリプロピレン等）によって、冷風バイパス通路１７の通路形状に適合する略矩形状に形成されている。

第１回転軸２１ｂは、第１ドア本体部２１ａと一体に形成されており、ケース１１の左右両側の壁面の軸受穴（図示せず）に回転可能に支持されている。さらに、第１回転軸２１ｂの一端部は、ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構を介して、エアミックスドア駆動用のサーボモータに連結されている。

第１ドア本体部２１ａの外周端部には、ケース１１側に向かって延びるように形成された第１シール部材２１ｃが設けられている。また、ケース１１の第１、２仕切壁１１ａ、１１ｂのうち冷風バイパス通路１７の内周側には、第１エアミックスドア２１が冷風バイパス通路１７を閉塞した際に、第１シール部材２１ｃが接触する第１シート部１１ｃが形成されている。

第１シール部材は、熱可塑性エラストマによって形成されており、第１エアミックスドア２１が冷風バイパス通路１７を閉塞した際に、弾性変形しながら第１シート部１１ｃに接触する、いわゆるリップシールタイプのシール部材である。なお、熱可塑性エラストマは、常温ではゴム弾性を示し、一方、高温加熱時には溶融して流動性を示し、熱可塑性樹脂と同様に射出成形できる材料である。

加熱用冷風通路１６には、加熱用冷風通路１６の通風面積のみを変化させる第２ドア手段である第２エアミックスドア２２が配置されている。なお、この第２エアミックスドア２２の基本的構成は、第１エアミックスドア２１と同様である。従って、第２エアミックスドア２２も、第１エアミックスドア２１と同様の第２ドア本体部２２ａ、第２回転軸２２ｂおよび第２シール部材２２ｃを有して構成されている。

そして、第２回転軸２２ｂの一端部も、ケース１１の外部に突出しており、図示しないリンク機構を介して、前述のエアミックスドア駆動用のサーボモータに連結されている。また、ケース１１（具体的には、加熱用冷風通路１６の内周側）には、第２エアミックスドア２２が加熱用冷風通路１６を閉塞した際に、第２シール部材２２ｃが接触する第２シート部１１ｄが形成されている。

補助冷風通路１８には、補助冷風通路１８を開閉させる補助冷風通路開閉ドア２３が配置されている。この補助冷風通路開閉ドア２３も、第１、２エアミックスドア２１、２２と同様のバタフライドアで構成され、補助冷風通路開閉ドア２３の回転軸２３ｂも、図示しないリンク機構を介して、前述のエアミックスドア駆動用のサーボモータに連結されている。

従って、本実施形態では、エアミックスドア駆動用のサーボモータによって、第１、２エアミックスドア２１、２２および補助冷風通路開閉ドア２３が連動して回転操作される。なお、エアミックスドア駆動用のサーボモータは、後述する空調制御装置から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

具体的には、第１エアミックスドア２１の開度が、冷風バイパス通路１７を閉塞する開度（図１の破線位置）から冷風バイパス通路１７を最大通風面積とする開度（図１の実線位置）へ矢印Ｄ方向に変位するに伴って、第２エアミックスドア２２の開度が、加熱用冷風通路１６を最大通風面積（図１の破線位置）から加熱用冷風通路１６を閉塞する開度（図１の実線位置）とする開度へ矢印Ｅ方向に変位する。

これにより、混合室２０に流入する冷風（矢印Ｃ）と温風（矢印Ｂ）との風量割合（混合割合）が調整され、混合室２０から車室内へ送風される空調風の温度が調整される。従って、本実施形態の車室内送風空気の温度調整手段を構成するドア手段は、第１、２エアミックスドア２１、２２の２つのドア手段によって構成される。

なお、補助冷風通路開閉ドア２３は、第１エアミックスドア２１の開度が冷風バイパス通路１７を最大通風面積とする開度になったときのみ、補助冷風通路１８を開き（図１の実線位置）、第１エアミックスドア２１の開度がその他の開度の場合は、補助冷風通路１８を閉塞する位置（図１の破線位置）に変位する。

さらに、本実施形態では、ケース１１内のうち混合室２０が形成される部位に、グリッド部材２４が配置されている。このグリッド部材２４は、ケース１１と同じ材質の樹脂で形成されており、トンネル通路部材２４ａ、温風ガイド部材２４ｂ、および、グリッド部材２４の外枠を形成する外枠部材２３ｃが一体に形成されたものである。

そして、第１、２エアミックスドア２１、２２の変位によらず、ヒータコア１５通過後の温風の一部を混合室２０の下流側に導くとともに、ヒータコア１５を通過した温風のうち混合室２０へ流入する温風（矢印Ｆ）の流れ方向を、混合室２０内に冷風を流入させる冷風入口２０ｂ側へ向ける機能を果たす。

このグリッド部材２４の詳細については、図２〜５により説明する。なお、図２（ａ）は、グリッド部材２４を車両前方側から見た正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の右側面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）の上面図である。また、図３は、図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、図４は、図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図であり、図５は、図２（ａ）のＺ−Ｚ断面図である。

トンネル通路部材２４ａは、その内部に温風を通過させる通路穴２４ｄが形成された管状部材である。さらに、図３に示すように、トンネル通路部材２４ａの外周断面形状は、冷風バイパス通路１７から混合室２０に流入する冷風の流れ方向（矢印Ｃ方向）に長く扁平した断面扁平形状に形成されている。

また、トンネル通路部材２４ａおよび通路穴２４ｄは、図４に示すように、円弧状に湾曲しながら伸びる形状に形成されており、グリッド部材２４がケース内１１に配置された際には、図１に示すように、略上下方向に湾曲しながら伸びて、温風通路１９の最下流側と混合室２０の空気流れ下流側とを連通させる。

これにより、ヒータコア１５を通過した温風のうち、トンネル通路部材２４ａに流入した温風を、混合室２０に流入した冷風と混合させることなく直接、混合室２０の下流側に流出させている。なお、トンネル通路部材２４ａの空気流れ下流側に形成された整流板２４ｅは、混合室２０にて混合された混合風の流れを整流するものである。

さらに、本実施形態のグリッド部材２４は、図２（ａ）（ｃ）、図３に示すように、２つのトンネル通路部材２４ａを有しており、これらの２つのトンネル通路部材２４ａの外側に、トンネル通路部材２４ａ同士およびトンネル通路部材２４ａと外枠部材２４ｅとを連結するように温風ガイド部材２４ｂが設けられている。

温風ガイド部材２４ｂは、図５に示すように、断面略円弧状に形成されており、グリッド部材２４がケース内１１に配置された際には、図１に示すように、温風流れ下流側の先端部が冷風入口２０ｂ側へ向かって伸びるように配置される。

これにより、ヒータコア１５を通過した温風のうち、トンネル通路部材２４ａに流入せずに混合室２０へ流入する温風の向き（矢印Ｆ）を冷風入口２０ｂ側へ、具体的には、混合室２０の前方側へ向けるようにガイドしている。

一方、冷風バイパス通路１７の下流側の第１仕切壁１１ａには、混合室２０へ流入する冷風の流れ方向をガイドする冷風ガイド部材１１ｅが形成されており、冷風ガイド部材１１ｅは、混合室２０へ流入する冷風の向きを、混合室２０内に温風を流入させる温風入口２０ａへ向かう方向から離れるように、具体的には、混合室２０の上方側に設けられた混合風出口２０ｃ側へ向かうようにガイドしている。

さらに、本実施形態では、グリッド部材２４が、ケース１１の左右２つの分割部に対して、それぞれ１個ずつ配置されており、ケース１１に設けられたピン等で位置決めされた状態で、ケース１１の左右両側面に支持されている。従って、ケース１１を分割すれば、グリッド部材２４を取り外すこともできる。

もちろん、ケース１１の左右両側面にグリッド部材２４挿入用の挿入穴を設けて、この挿入穴からケース１１内にグリッド部材２４を挿入後、金属バネクリップやネジなどで取り外し可能に固定してもよい。

次に、空調ケース１１の上面部であって、混合室２０の略上方側部位には、デフロスタ開口部２５が配置されている。デフロスタ開口部２５は、図示しないデフロスタダクトを介して車室内に配置されたデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から車両窓ガラスの内面に向けて空調風が吹き出される。

空調ケース１１の最後方部には、デフロスタ開口部２５の後方側で、上方側から下方側へ伸びるフェイス通路２６が形成されており、このフェイス通路２６のうち、デフロスタ開口部２５の後方側には前席側フェイス開口部２７ａが配置され、さらに、フェイス通路２６の最下流部には後席側フェイス開口部２７ｂが配置されている。

前席側、後席側フェイス開口部２７ａ、２７ｂは、それぞれ図示しない前席側、後席側フェイスダクトを介して車室内に配置された前席側、後席側フェイス吹出口に接続され、これらの前席側、後席側フェイス吹出口から前席側、後席側の乗員の上半身側に向けて空調風が吹き出される。

温風通路１９とフェイス通路２６との間には、上方側から下方側へ伸びるように形成されたフット通路２８が形成されており、このフット通路２８の左右方向側面には、前席側フット開口部２９ａが配置され、さらに、フット通路２８の最下流部には後席側フット開口部２９ｂが配置されている。

前席側、後席側フット開口部２９ａ、２９ｂは、それぞれ図示しない前席側、後席側フットダクトを介して車室内に配置された前席側、後席側フット吹出口に接続され、これらの前席側、後席側フット吹出口から前席側、後席側の乗員の足下側に向けて空調風が吹き出される。

デフロスタ開口部２５、前席側、後席側フェイス開口部２７ａ、２７ｂおよび前席側、後席側フット開口部２９ａ、２９ｂの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口部２５を通過する送風量を調整するデフロスタドア３１、前席側、後席側フェイス開口部２７ａ、２７ｂを通過する送風量を調整するフェイスドア３２、前席側、後席側フット開口部２９ａ、２９ｂを通過する送風量を調整するフットドア３３が配置されている。

これらの各ドア３１〜３３は、吹出モードを切替える吹出モードドアを構成するものであって、図示しないリンク機構を介して、吹出モードドア駆動用のサーボモータに連結されて連動して回転操作される。なお、吹出モードドア駆動用のサーボモータも、空調制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される。

空調制御装置（図示せず）は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機ユニットの電動モータ、エアミックスドア駆動用のサーボモータおよび吹出モードドア駆動用のサーボモータ等の各種電気式アクチュエータの作動を制御する。

空調制御装置の入力側には、各種空調用センサ群（図示せず）からのセンサ検出信号および車室内前部の計器盤付近に配置される操作パネル（図示せず）に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。車両作動状態において、操作パネルから車両用空調装置の作動信号が入力されると、空調制御装置が空調制御プログラムを実行する。空調制御プログラムが実行されると、前述の空調用センサ群により検出された検出信号および操作パネルの操作信号が読込まれ、これらの信号に基づいて、車室内吹出空気の目標吹出温度ＴＡＯが算出される。

さらに、空調制御装置が目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、送風機ユニットの電動モータ、エアミックスドア駆動用のサーボモータおよび吹出モードドア駆動用のサーボモータ等の制御状態を決定し、決定した制御状態が得られるように各種アクチュエータに制御信号を出力する。そして、再び、操作信号および検出信号の読込み→ＴＡＯの算出→新たな制御状態の決定→制御信号の出力といったルーチンを繰り返す。

具体的には、送風機ユニットの電動モータについては、ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）で電動モータへ出力する制御電圧を最大として、車室内送風空気量を最大量付近に制御し、ＴＡＯが中間温度域に近づくに伴って、車室内送風空気量を減少させる。

エアミックスドア駆動用のサーボモータについては、目標吹出温度ＴＡＯと空調用センサ群により検出された検出信号のうち、蒸発器吹出空気温度Ｔｅ、エンジン冷却水温度Ｔｗ等に基づいて、第１、２エアミックスドア２１、２２の目標開度を決定する。

なお、本実施形態では、第１エアミックスドア２１が冷風バイパス通路１７を全開するとともに、第２エアミックスドア２２が加熱用冷風通路１６を全閉する最大冷房時の開度を０％とし、第１エアミックスドア２１が冷風バイパス通路１７を全閉するとともに、第２エアミックスドア２２が加熱用冷風通路１６を全開する最大暖房時の開度を１００％とする。

吹出モードドア駆動用のサーボモータについては、ＴＡＯが低温域から高温域へと上昇するにつれて吹出モードをフェイスモード→バイレベルモード→フットモードへと順次切替える。

なお、フェイスモードは、前席側、後席側フェイス吹出口から乗員の上半身側に向けて空調風を吹き出すモードである。フェイスモードでは、各吹出モードドア３１〜３３の状態は、図１の実線に示すように、フェイスドア３２のみが全開位置に回転操作される。

バイレベルモードは、前席側、後席側フェイス吹出口から乗員の上半身側と向けて空調風を吹き出すと同時に前席側、後席側フット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すモードである。このバイレベルモードでは、フェイスドア３２およびフットドア３３が同程度の開度位置に回転操作される。

フットモードは、主に前席側、後席側フット吹出口から乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すモードである。このフットモードでは、図１の破線に示すように、デフロスタドア３１が僅かに開いた状態で、フットドア３３が全開位置に回転操作される。

次に、本実施形態による優れた作用効果を説明する。本実施形態では、前述の如く、第１エアミックスドア２１が図１の矢印Ｄ方向に回転変位することによって、冷風バイパス通路１７の通風面積が増加する。

さらに、この矢印Ｄ方向の回転変位に伴って、第１エアミックスドア２１の第１ドア本体部２１ａの板面に平行、かつ、混合室２０に向かう方向が、徐々に温風入口２０ａから遠ざかる方向から温風入口２０ａに向かう方向に近づくように変化する。

そして、この第１ドア本体部２１ａの板面の方向変化に伴って、混合室２０に流入する冷風の流れ方向が、徐々に徐々に温風入口２０ａから遠ざかる方向から温風入口２０ａに向かう方向に近づくように変化させることができる。このことを図６を用いて説明する。図６は、図１の第１エアミックスドア２１および混合室２０周辺の拡大断面図である。

上述の「温風入口２０ａから遠ざかる方向から温風入口２０ａに向かう方向に近づく」とは、図６に示すように、第１エアミックスドア２１が、冷風バイパス通路１７を全閉とする位置Ｐ０から、矢印Ｄ方向に回転して位置Ｐ１→位置Ｐ２へ変位するに伴って、混合室２０に流入する冷風の流れ方向がＣ１→Ｃ２の順に変化することを意味する。

すなわち、冷風の流れ方向が、混合室２０に流入する温風の流れ方向（矢印Ｆ）と対向する向きに近づくことを意味する。なお、図６の位置Ｐ２は、開度５０％を示し、位置Ｐ３は、冷風バイパス通路１７を全開とする開度０％を示している。

従って、第１エアミックスドア２１が、最大暖房時のように冷風バイパス通路１７を全閉する位置から、冷風バイパス通路１７を僅かに開いた開度となった際に、混合室２０に流入する冷風の流れ方向を、温風入口２０ａに向かう方向から離れた方向、すなわち温風入口２０ａから遠ざかる方向、より具体的には、本実施形態では混合風出口２０ｃへ向かう方向とすることができる。

これにより、冷風バイパス通路１７を僅かに開いたときに、風圧の低い温風が風圧の高い冷風に妨げられて混合室２０に流入しにくくなってしまうことを防止でき、第１、２エアミックスドア２１、２２の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性（直線性）を向上させることができる。

また、本実施形態では、温風ガイド部材２４ｂによって、混合室２０に流入する温風の流れ方向をガイドしているので、より一層、リニア性を向上させることができる。

なお、本発明者らの検討によれば、本実施形態の如く断面略円弧状の温風ガイド部材２４ｂを採用している場合、図６に示すように、温風ガイド部材２４ｂの先端部の接線と開度５０％（位置Ｐ１）における第１ドア本体部２１ａの板面との角度αが９０°程度となり、図６の温風ガイド部材２４ｂの先端部の接線と冷風バイパス通路１７の全開時（位置Ｐ２）における第１ドア本体部２１ａの板面との角度βが１３０°程度となるように、温風ガイド部材２４ｂを配置することで、良好なリニア性を得られることが判っている。

また、図６において第１エアミックスドア２１の下方側を流れて混合室２０に流入する冷風の流れ方向（矢印Ｃ３方向）は、第１、２エアミックスドア２１、２２の開度変化によらず、冷風ガイド部材１１ｅによって、混合風出口２０ｃ側へ向かうようにガイドされるので、上記のリニア性を悪化させることがない。その結果、図７に示すように、極めて効果的にリニア性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、グリッド部材２４のトンネル通路部材２４ａによって、ヒータコア１５通過後の温風の一部を、蒸発器１３通過後の冷風と混合させることなく直接、混合室２０の下流側に流出させるので、ヒータコア１５通過後の温風の一部を確実に混合室２０の下流側へ導くことができ、より一層、リニア性を向上できる。

さらに、２つの第１、２エアミックスドア２１、２２を設けて混合室２０における冷風と温風との混合割合を調整しているので、１つのエアミックスドアによって混合割合を調整する場合に対して、それぞれの第１、２エアミックスドア２１、２２の回転径方向長さを縮小できる。従って、第１、２エアミックスドア２１、２２の稼働スペースを縮小することができ、車両用空調装置全体としての体格の小型化を図ることができる。

また、ヒータコア１５の熱交換面の上方側が下方側よりも空気流れ上流側に傾斜するように配置されているので、本実施形態の如く、蒸発器１３通過後の冷風が加熱用冷風通路１６を介して車両前方側から方向側へ流入し、ヒータコア１５通過後の温風が温風通路１９を介して車両下方側から上方側へ方向転換して流出する構成であっても、ヒータコア１５を通過する際の圧力損失を低減できる。

これにより、ヒータコア１５を通過して混合室２０へ流入する温風の風圧が、冷風バイパス通路１７を通過して混合室２０へ流入する冷風の風圧に対して低くなってしまうことを抑制できる。その結果、より一層、第１、２エアミックスドア２１、２２の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上できる。

（第２、３実施形態）
第１実施形態では、グリッド部材２４の温風ガイド部材２４ｂを断面略円弧状に形成した例を説明したが、第２、３実施形態では、温風ガイド部材２４ｂの断面形状を図８、９に示すように変更している。図８、９は、図５に対応する断面図であり、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。その他の構成は第１実施形態と同様である。

具体的には、第２実施形態では、図８に示すように、温風ガイド部材２４ｆを断面直線状に形成している。なお、この温風ガイド部材２４ｆのように、混合室２０へ流入する温風の向きを、厳密に冷風入口２０ｂに向かう方向に向けなくてもよい。また、第３実施形態では、図９に示すように、温風ガイド部材２４ｇを複数の断面直線状の部位を組み合わせた断面多角形状に形成している。

第２、３実施形態のように、温風ガイド部材を形成しても、第１、２エアミックスドア２１、２２の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性（直線性）を向上させることができる。さらに、温風ガイド部材を、断面円弧状の部位と断面直線状の部位を組み合わせて形成してもよい。

さらに、第１実施形態にて説明したように、グリッド部材は取り外し可能に固定されているので、各実施形態で説明した温風ガイド部材を有するグリッド部材のうち、リニア性を向上させるために適切なグリッド部材を適宜選択してケース１１に取り付けてもよい。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、トンネル通路部材２４ａと温風ガイド部材２４ｂとを有するグリッド部材２４、冷風ガイド部材１１ｅを採用しているが、グリッド部材２４、冷風ガイド部材１１を設けることなく、第１、２エアミックスドア２１、２２の変位に伴って、冷風の流れ方向変化させるだけでも、従来技術に対して、ドア手段の開度変化に対する車室内温度変化のリニア性を向上できる。

従って、グリッド部材２４を廃止してもよいし、トンネル通路部材２４ａと温風ガイド部材２４ｂとの少なくとも一方を有するグリッド部材２４を用いてもよい。さらに、温風ガイド部材２４ｂのみを設ける場合は、ケース１１に温風ガイド部材２４ｂを一体に形成してもよい。また、冷風ガイド部材１１ｅを廃止してもよい。

（２）上述の実施形態では、第１、２エアミックスドア２１、２２によって、冷風バイパス通路１７を通過させる冷風量と、ヒータコア１５を通過させる冷風量との風量割合を調整するドア手段を構成しているが、ドア手段は１つのエアミックスドアによって構成してもよい。

（３）上述の実施形態では、第１、２エアミックスドア２１、２２を、バタフライドアにて構成しているが、板状のドア本体部の一端側に回転軸が設けられた、いわゆる片持ちドアにて構成してもよい。

（４）上述の実施形態において、第１、２ドア本体部２１ａ、２２ａのうち、空気流れ上流側で稼働する上流側本体部の回転径方向の長さを、空気流れ下流側で稼働する下流側本体部の回転径方向の長さよりも、長く形成してもよい。

これにより、第１、２エアミックスドア２１、２２が冷風バイパス通路１７あるいは加熱用冷風通路１６を閉塞した際に、冷却用熱交換器１３から流出した空気流れの風圧の作用によって、第１、２エアミックスドア２１、２２と冷風バイパス通路１７あるいは加熱用冷風通路１６とのシール性を向上できる。

第１実施形態の空調ユニットの断面図である。 （ａ）は第１実施形態のグリッド部材の正面図であり、（ｂ）は右側面図であり、（ｃ）は、上面図である。 図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 図２（ａ）のＺ−Ｚ断面図である。 第１実施形態の空調ユニットの要部の拡大断面図である。 第１実施形態のエアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化を示すグラフである。 第２実施形態の図５に対応する断面図である。 第３実施形態の図５に対応する断面図である 従来技術のエアミックスドアの開度変化に対する車室内温度変化を示すグラフである。

符号の説明

１１…ケース、１３…蒸発器、１５…ヒータコア、１７…冷風バイパス通路、
１９…温風通路、２０…混合室、２０ａ…温風入口、２０ｂ…冷風入口、
２１…第１エアミックスドア、２１ａ…第１ドア本体部、２１ｂ…第１回転軸、
２２…第２エアミックスドア、２４…グリッド部材、２４ａ…トンネル通路部材、
２４ｂ…温風ガイド部材。

Claims (8)

1. 車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成するケース（１１）と、
   前記ケース（１１）内に配置され、前記空気を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
   前記ケース（１１）内のうち前記冷却用熱交換器（１３）の空気流れ下流側に配置され、前記冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
   前記冷却用熱交換器（１３）の空気流れ下流側に形成され、前記冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風を、前記加熱用熱交換器（１５）を迂回するように流す冷風バイパス通路（１７）と、
   前記冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風のうち、前記冷風バイパス通路（１７）を通過させる冷風量と、前記加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量との風量割合を調整するドア手段（２１、２２）と、
   前記冷風バイパス通路（１７）通過後の冷風と前記加熱用熱交換器（１５）通過後の温風とを混合させる混合室（２０）とを備え、
   前記ドア手段（２１）が、前記加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量を最大とする位置から前記冷風バイパス通路（１７）を通過させる冷風量を最大とする位置へ変位するに伴って、前記混合室（２０）に流入する冷風の流れ方向が、徐々に前記混合室（２０）に温風を流入させる温風入口（２０ａ）に向かう方向に近づくように変化することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記ドア手段（２１）は、回転軸（２１ｂ）に連結された平板状のドア本体部（２１ａ）を有し、
   前記ドア手段（２１）が、前記加熱用熱交換器（１５）を通過させる冷風量を最大とする位置から前記冷風バイパス通路（１７）を通過させる冷風量を最大とする位置へ回転変位するに伴って、前記ドア本体部（２１ａ）の板面に平行かつ前記混合室（２０）に向かう方向が、徐々に前記温風入口（２０ａ）に向かう方向に近づくように変化す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. さらに、前記加熱用熱交換器（１５）の空気流れ下流側に形成され、前記加熱用熱交換器（１５）通過後の温風を流す温風通路（１９）と、
   前記温風通路（１９）の下流側に設けられ、前記混合室（２０）に流入する温風の流れ方向をガイドする温風ガイド部材（２４ｂ）とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記温風ガイド部材（２４ｂ）は、前記混合室（２０）に流入する温風の流れ方向を、前記混合室（２０）に流入する冷風の冷風入口（２０ｂ）側へ向けることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. さらに、前記加熱用熱交換器（１５）通過後の温風を、前記冷却用熱交換器（１３）通過後の冷風と混合させることなく直接、前記混合室（２０）の下流側に流出させるトンネル通路部材（２４ａ）が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用空調装置。
6. 前記温風ガイド部材（２４ｂ）および前記トンネル通路部材（２４ａ）は、前記トンネル通路部材（２４ａ）の外側に前記温風ガイド部材（２４ｂ）が配置されたグリッド部材（２４）として一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
7. 前記グリッド部材（２４）は、前記ケース（１１）に対して、取り外し可能に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 前記加熱用熱交換器（１５）は、前記冷風バイパス通路（１７）の下方側に配置されており、
   前記加熱用熱交換器（１５）の上端部には、前記混合室（２０）に流入する冷風の方向を前記混合風出口（２０ｃ）に向かうようにガイドする冷風ガイド部材（１１ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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