JP4007158B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブロワファンが内蔵されたスクロールケーシング部、およびスクロールケーシング部の吹出口に連通して空気通路を形成するケース本体部を有する空調ケースを備え、ケース本体部に蒸発器およびヒータコアを配置した車両用空調装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
当該特許文献１に記載の車両用空調装置は、蒸発器を通過した冷風およびヒータコアを通過した温風が流入する空気混合室と、ケース本体部に開口するフェイス吹出口およびフット吹出口とを備える。また、空気混合室に開口する冷風流出口からフェイス吹出口まで冷風を流通させるフェイス通路と、空気混合室に開口する温風流出口からフット吹出口まで温風を流通させるフット通路とを備える。なお、フェイス通路は、スクロールケーシング部のスクロール外周壁に沿って延びるように形成されている。
【０００４】
ここで、本発明者らは、特許文献１に記載の車両用空調装置に改良を加え、図３に示す空調装置を試作検討した。当該試作の空調装置では、フェイス吹出口２２およびフット吹出口２７ｂの両方から空調風を吹き出すバイレベルモード時に、空気混合室２１にて混合した混合風のうち冷風を多く含む混合風をフェイス吹出口２２に流れやすくし、温風を多く含む混合風をフット吹出口２７に流れやすくすることにより、フェイス吹出口２２から吹き出される空気とフット吹出口２７ｂから吹き出される空気との温度差を持たせて、空調フィーリングの向上を図っている。
【０００５】
さらに、図３に示す試作の空調装置では、フェイス吹出温度がフット吹出温度に比較して過剰に低い温度となってしまうことを防止するために、フェイス通路２４内に、スクロールケーシング部１２ｂの反対側に通路を拡大する通路拡大部２４ａを設け、フット通路２７内の混合風を当該フット通路２７から通路拡大部２４ａに流出させる流出通路３０を備えることにより、フェイス吹出温度を上昇させて上述の温度差を快適な温度差範囲に設定可能にしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１１３９２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図３に示す試作の車両用空調装置では、温風流出口２１ｂを全閉して冷風流出口２１ａを全開したフェイスモード時に、次に示すような問題が生じてしまうことが分かった。
【０００８】
すなわち、フェイス通路２４の通路面積は通路拡大部２４ａで大きくなるため、フェイス通路２４は空気流れ方向において通路面積が変化する形状となる。具体的には、冷風流出口２１ａ近傍では通路面積Ｓ１が小さく、通路拡大部２４ａでは通路面積Ｓ２が大きく、フェイス吹出口２２近傍では通路面積Ｓ３が小さくなる。従って、フェイスモード時には、上述の通路面積変化に起因して、フェイス通路２４における冷風の通風抵抗が大きくなってしまい、ひいては、フェイス吹出風量の減少およびフェイス吹き出しにともなう騒音増大を招いてしまう。
【０００９】
また、特許文献１および図３に示す車両用空調装置では、フェイス通路２４がスクロール外周壁部１２０ｂに沿って延びるように形成されているので、蒸発器１３で冷却されたフェイス通路２４内の冷風が、蒸発器１３で未だ冷却されていないスクロールケーシング部１２ｂ内の空気と熱交換して加熱されてしまうといった問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、バイレベルモード時のフェイス吹出温度とフット吹出温度との温度差を快適な温度差範囲に設定可能にしつつ、フェイスモード時のフェイス通路における通風抵抗低減を図り、さらには、フェイスモード時の冷風の加熱を抑制することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ブロワファン（１２ａ）が内蔵されたスクロールケーシング部（１２ｂ）、およびスクロールケーシング部（１２ｂ）の吹出口（１２ｅ）に連通して空気通路を形成するケース本体部（１１ａ）を有する空調ケース（１１）と、ケース本体部（１１ａ）に配置され、空気と熱交換して冷却する冷房用熱交換器（１３）および空気と熱交換して加熱する暖房用熱交換器（１４）と、ケース本体部（１１ａ）内において冷房用熱交換器（１３）を通過した冷風および暖房用熱交換器（１４）を通過した温風が流入する空気混合室（２１）と、ケース本体部（１１ａ）に開口し、冷風を乗員の上半身に向けて吹き出すフェイス吹出口（２２）および温風を乗員の足元に向けて吹き出すフット吹出口（２７ｂ）と、スクロールケーシング部（１２ｂ）のスクロール外周壁部（１２０ｂ）に沿って延びるように形成され、空気混合室（２１）に開口する冷風流出口（２１ａ）からフェイス吹出口（２２）まで冷風を流通させるフェイス通路（２４）と、空気混合室（２１）に開口する温風流出口（２１ｂ）からフット吹出口（２７ｂ）まで温風を流通させるフット通路（２７）と、フェイス通路（２４）をスクロール外周壁部（１２０ｂ）の反対側に拡大する通路拡大部（２４ａ）と、フット通路（２７）内の温風を、当該フット通路（２７）から通路拡大部（２４ａ）に流出させる流出通路（３０）とを備え、フェイス通路（２４）を構成する通路壁のうちスクロール外周壁部（１２０ｂ）に対向する第１対向壁部（２４ｂ）を、通路拡大部（２４ａ）に向けて突出させて、第１対向壁部（２４ｂ）とスクロール外周壁部（１２０ｂ）との間に所定の大きさの第１断熱空間（Ｈ１）を形成したことを特徴とする。
【００１２】
これによれば、流出通路（３０）によりフット通路（２７）内の温風を通路拡大部（２４ａ）に流出させることができるので、バイレベルモード時にフェイス吹出温度を適度に上昇させることができ、フェイス吹出温度がフット吹出温度に比較して過剰に低い温度となってしまうことを防止できる。従って、バイレベルモード時のフェイス吹出温度とフット吹出温度との温度差を快適な温度差範囲に設定可能にできる。
【００１３】
なお、バイレベルモードとは、空気混合室（２１）の冷風流出口（２１ａ）および温風流出口（２１ｂ）の両方を開口してフェイス吹出口（２２）およびフット吹出口（２７ｂ）の両方から空調風を吹き出すモードである。
【００１４】
また、上記請求項１に記載の発明によれば、フェイス通路（２４）を構成する通路壁のうちスクロール外周壁部（１２０ｂ）に対向する第１対向壁部（２４ｂ）を、通路拡大部（２４ａ）に向けて突出させるので、フェイス通路（２４）の通路面積が通路拡大部（２４ａ）で大きくなってしまうことを抑制でき、空気流れ方向においてフェイス通路（２４）の通路面積変化を小さくできる。よって、フェイスモード時のフェイス通路（２４）における通風抵抗低減を図ることができ、ひいては、フェイス吹出風量の増大およびフェイス吹き出しにともなう騒音低減を実現できる。
【００１５】
なお、フェイスモードとは、空気混合室（２１）の冷風流出口（２１ａ）を開き、温風流出口（２１ｂ）を閉じてフェイス吹出口（２２）から冷風を吹き出すモードである。
【００１６】
また、上記請求項１に記載の発明によれば、第１対向壁部（２４ｂ）とスクロール外周壁部（１２０ｂ）との間に所定の大きさの第１断熱空間（Ｈ１）を形成するので、フェイス通路（２４）内の冷風がスクロールケーシング部（１２ｂ）内の空気と熱交換して加熱されてしまうことを抑制できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、空気混合室（２１）を構成する通路壁のうちスクロール外周壁部（１２０ｂ）に対向する第２対向壁部（２１ｃ）と、スクロール外周壁部（１２０ｂ）との間に、所定の大きさの第２断熱空間（Ｈ２）を形成したことを特徴とする。
【００１８】
これにより、上述の、フェイス通路（２４）内の冷風の加熱抑制に加え、空気混合室（２１）内の冷風がスクロールケーシング部（１２ｂ）内の空気と熱交換して加熱されてしまうことをも抑制できる。
【００１９】
ここで、第１断熱空間（Ｈ１）の厚みを大きくし過ぎるとフェイス通路（２４）の空気流れが大きく湾曲してしまうため、フェイス通路（２４）における通風抵抗が大きくなってしまう。一方、第１断熱空間（Ｈ１）の厚みを小さくし過ぎると、フェイス通路（２４）内の冷風をスクロールケーシング部（１２ｂ）内の空気から断熱する効果、およびフェイス通路（２４）の通路面積変化を小さくする効果が低減してしまう。これらの点を鑑み、請求項３に記載の発明のように、第１断熱空間（Ｈ１）の最大厚み寸法（Ｌ）を５ｍｍ〜２０ｍｍに設定して好適である。
【００２０】
なお、本明細書では第１断熱空間（Ｈ１）の厚み寸法および最大厚み寸法（Ｌ）を次のように定義する。第１断熱空間（Ｈ１）の厚み寸法とは、スクロール外周壁部（１２０ｂ）の任意の点における法線において、前記法線がスクロール外周壁部（１２０ｂ）に交わる交点からスクロール外周壁部（１２０ｂ）の前記任意の点までの長さを言う。そして、最大厚み寸法（Ｌ）とは、第１断熱空間（Ｈ１）の厚み寸法のうち最も大きい寸法のことを言う。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明のように、ケース本体部（１１ａ）内に配置され、冷風流出口（２１ａ）と温風流出口（２１ｂ）とを切替開閉する、吹出口切替手段（２８）を備えるレイアウトの車両用空調装置に、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発明を用いて好適である。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、吹出口切替手段（２８）を、回転軸（２８ａ）と、回転軸（２８ａ）の径方向の両側部に一体に結合された第１板ドア部（２８ｂ）および第２板ドア部（２８ｃ）とを有するバタフライ式ドアにより構成し、第１板ドア部（２８ｂ）により冷風流出口（２１ａ）と温風流出口（２１ｂ）とを切替開閉し、第２板ドア部（２８ｃ）により流出通路（３０）を開閉するようになっており、第１板ドア部（２８ｂ）が温風出口（２１ｂ）を全閉し冷風流出口（２１ａ）を全開にする開度位置にある場合、又は第１板ドア部（２８ｂ）が温風出口（２１ｂ）を全開し冷風流出口（２１ａ）を全閉にする開度位置にある場合には、第２板ドア部（２８ｃ）により流出通路（３０）が閉じられ、第１板ドア部（２８ｂ）が前記の両開度位置の間の中間開度位置にある場合に、流通通路（３０）が開けられることを特徴とする。
【００２３】
これによると、第１板ドア部（２８ｂ）および第２板ドア部（２８ｃ）に加わる風圧による力が回転軸（２８ａ）を中心とする逆方向の回転力として作用し、第１、第２板ドア部（２８ｂ、２８ｃ）の風圧による力が互いに相殺する方向に作用する。その結果、吹出口切替手段（２８）の操作力を低減できる。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明のように、ケース本体部（１１ａ）内に配置され、空気混合室（２１）に流入する冷風と温風との風量割合を調節する風量割合調節手段（１６）を備えるレイアウトの車両用空調装置に、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の発明を用いて好適である。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明のように、フェイス通路（２４）に、車両のフロントウインドシールドに向けて空気を流通させるデフロスタ通路（２６ａ）が分岐して設けたレイアウトの車両用空調装置に、上記請求項１ないし６のいずれか１つに記載の発明を用いて好適である。
【００２８】
なお、上記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一例である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態による車両用空調装置の室内ユニット部１０の全体構成の概略断面図であり、図２はその要部の拡大断面図である。室内ユニット部１０は車室内前部の計器盤（図示せず）内側において車両幅（左右）方向の略中央部に配置される。その際、室内ユニット部１０は車両の上下前後方向に対して図１の矢印のように搭載される。従って、車両幅方向は図１の紙面垂直方向となる。
【００３０】
本実施形態による室内ユニット部１０は車室内へ向かって空気が流れる空気通路を形成する空調ケース１１を有している。この空調ケース１１は、ブロワファン１２ａが内蔵されたスクロールケーシング部１２ｂ、およびスクロールケーシング部１２ｂの吹出口１２ｅに連通して空気通路を形成するケース本体部１１ａを有している。そして、ケース本体部１１ａ内に、冷房用熱交換器をなす蒸発器１３と、暖房用熱交換器をなすヒータコア１４とを一体に配置した構成になっている。
【００３１】
より具体的に述べると、空調ケース１１は室内ユニット部１０の車両幅方向の中央部に位置する分割面で分割された左右の分割ケース体を一体に締結して縦長のケース形状を構成している。この左右の分割ケース体はポリプロピレンのようなある程度の弾性を有し、機械的強度の高い樹脂材料にて成形されている。なお、本実施形態では、スクロールケーシング部１２ｂとケース本体部１１ａとを樹脂成形により一体化している。
【００３２】
ケース本体部１１ａの車両前方側かつ上方側に、遠心式のブロワファン１２ａ、スクロールケーシング部１２ｂおよびブロワファン１２ａを回転駆動させる図示しない電動モータから構成される送風機１２が配置されている。そして、送風機１２の下方側に蒸発器１３が配置されている。
【００３３】
送風機１２の回転軸１２ｃは車両幅方向に向いているので、遠心式送風ファン１２ａの吸入口（図示せず）は室内ユニット部１０の車両幅方向の片側の側面部に位置する。そして、この吸入口部に図示しない内外気切替箱が接続され、この内外気切替箱を通して吸入される内気（車室内空気）または外気（車室外空気）を送風ファン１２ａにより送風する。
【００３４】
そして、スクロールケーシング１２ｂの渦巻き形状の巻き始め部となるノーズ部１２ｄを下方側に位置させ、スクロールケーシング１２ｂの空気出口部１２ｅを下方に向けているので、送風ファン１２ａの送風空気が矢印ａのように車両前方側領域の上方から下方へ流れて蒸発器１３の前面部に送風される。
【００３５】
蒸発器１３はケース本体部１１ａと略同一の車両幅方向寸法を有する略長方形の薄型形状であり、略垂直方向に配置されている。この蒸発器１３には、図示しない空調用冷凍サイクルの減圧手段にて減圧された低圧冷媒が導入され、この低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより、空気を冷却する。
【００３６】
ケース本体部１１ａのうち、蒸発器１３の下方に位置する底面部は凝縮水受け部を構成し、その最底部に凝縮水排出パイプ１５が形成されている。蒸発器１３は、周知のように上下のタンク部１３ａ、１３ｂの間に偏平チューブとコルゲート状の伝熱フィンとの積層構造からなる熱交換部１３ｃを配置した構成である。この熱交換部１３ｃを送風機１２の送風空気が矢印ｂのように車両前方側から後方側へと流れる。
【００３７】
そして、ケース本体部１１ａ内において、蒸発器１３の空気流れ下流側、すなわち、蒸発器１３の車両後方側にヒータコア１４が配置されている。このヒータコア１４は、車両エンジン（図示せず）からの温水（冷却水）を熱源として空気を加熱する。このヒータコア１４は、所定間隔を隔てて対向配置した下側の温水入口タンク部１４ａと上側の温水出口タンク部１４ｂとの間に偏平チューブとコルゲート状の伝熱フィンとの積層構造からなる熱交換部１４ｃを配置した構成である。
【００３８】
このヒータコア１４は、下側の温水入口タンク部１４ａよりも上側の温水出口タンク部１４ｂを車両後方側へ傾斜して配置されている。これにより、板状のエアミックスドア１６の回転軸１６ａをヒータコア１４の上方端部付近に配置して、エアミックスドア１６の回転作動空間をヒータコア１４と蒸発器１３との間に確保している。
【００３９】
なお、エアミックスドア１６は、回転軸１６ａの径方向の両側部に一体に結合された第１板ドア部１６ｂおよび第２板ドア部１６ｃを有するバタフライ式ドアにより構成されている。エアミックスドア１６の回転軸１６ａは図１の紙面垂直方向（車両幅方向）に延びるように配置され、回転軸１６ａの両端部はケース本体部１１ａの側面壁部の軸受孔（図示せず）により回転可能に保持される。
【００４０】
ケース本体部１１ａ内において、ヒータコア１４の上方側（蒸発器１３の車両後方側）に、ヒータコア１４をバイパスして冷風を矢印ｃのように流す冷風バイパス通路１７が形成されている。一方、ケース本体部１１ａ内において、ヒータコア１４の車両後方側から上方側に至る部位に、ヒータコア１４で加熱された温風が矢印ｄのように流れる温風通路１８が形成されている。ケース本体部１１ａの後方側の面１１ｂからヒータコア１４の上方側へ突き出す温風ガイド壁１９がケース本体部１１ａに形成されている。この温風ガイド壁１９は温風通路１８の上方側を区画するものであって、温風通路１８の温風流れを矢印ｄのよう冷風バイパス通路１７側へガイドする。
【００４１】
また、ケース本体部１１ａ内において冷風バイパス通路１７に隣接するケース壁面に、冷風ガイド壁２０が温風ガイド壁１９の先端部に対向するように形成されている。この冷風ガイド壁２０は冷風バイパス通路１７の冷風を温風通路１８の温風側へガイドする。これにより、ヒータコア１４の上方側であって、両ガイド壁１９、２０の先端部近傍から空気流れ下流側部分に、温風と冷風を良好に混合できる空気混合室２１を形成している。
【００４２】
図１において、エアミックスドア１６の実線位置は中間開度位置であり、そして、２点鎖線位置Ａはヒータコア１４の通風路を全閉して、冷風バイパス通路１７を全開する最大冷房位置である。また、２点鎖線位置Ｂは、冷風バイパス通路１７を全閉して、ヒータコア１４の通風路を全開する最大暖房位置である。
【００４３】
エアミックスドア１６は、周知のごとくヒータコア１４の熱交換部１４ｃを通過する温風（矢印ｄ）とヒータコア１４をバイパスして冷風バイパス通路１７を通過する冷風（矢印ｃ）との風量割合を調節する風量割合調節手段であり、これにより、車室内への吹出空気温度を調整する。そして、空気混合室２１において上記温風（矢印ｄ）と上記冷風（矢印ｃ）が混合されて所望温度の空気が得られる。
【００４４】
一方、ケース本体部１１ａの上方部において車両後方側にはフェイス吹出口２２が開口しており、このフェイス吹出口２２の車両前方側にデフロスタ開口部２３が開口している。
【００４５】
ケース本体部１１ａ内には、空気混合室２１に開口する冷風流出口２１ａからフェイス吹出口２２に向かって真上方向に延びるフェイス通路２４が形成されている。ケース本体部１１ａの上方部にはフェイス吹出口２２とデフロスタ開口部２３を切替開閉するフェイスドア２５が配置されている。このフェイスドア２５は回転軸２５ａによりケース本体部１１ａに回転可能に保持された板ドアから構成されている。フェイス吹出口２２は図示しないフェイスダクトを介して乗員の顔部側に向けて空気を吹出すものである。
【００４６】
ここで、スクロールケーシング部１２ｂのうち外周壁を構成する部分をスクロール外周壁部１２０ｂとし、フェイス通路２４内には、スクロール外周壁部１２０ｂの反対側にフェイス通路２４を拡大する通路拡大部２４ａが形成されている。そして、後述する流出通路３０から流出した温風がフェイス通路２４の通路拡大部２４ａに流入するようになっている。
【００４７】
デフロスタ開口部２３に、デフロスタ通路２６ａを形成するデフロスタダクト２６を接続することにより、フェイス通路２４にはデフロスタ通路２６ａが分岐して設けられることとなる。このデフロスタダクト２６の先端部のデフロスタ吹出口２６ｂから車両のフロントウインドシールドの内面に向けて空気を吹出すようになっている。
【００４８】
一方、ケース本体部１１ａ内には、空気混合室２１に開口する温風流出口２１ｂから後述するフット吹出口２７ｂに向かって延びるフット通路２７が形成されている。また、フット通路２７は、ケース本体部１１ａ内において温風ガイド壁１９の上方側にて、ケース後方側の面１１ｂと温風ガイド壁１９と後述のフットドア２８とにより囲まれる空間により形成されるものである。また、フット通路２７は、ケース後方側の面１１ｂからフェイス通路２４側（車両前方側）へ突き出すように形成される。
【００４９】
また、フット通路２７はケース本体部１１ａ内にてケース車両幅方向の全長にわたって延びるように形成され、フット通路２７の車両幅方向の左右両端部、すなわち、ケース本体部１１ａの左右の両側面部にフット吹出口２７ｂが開口している。この左右両側のフット吹出口２７ｂにはそれぞれ下方へ垂下するフットダクト（図示せず）が接続され、このフットダクトの下端部の開口から乗員の足元部に空気を吹き出すようになっている。
【００５０】
また、フット通路２７はケース本体部１１ａの上下方向の略中間部位に位置し、フット通路２７の車両前方側に空気混合室２１が位置し、空気混合室２１の車両前方側に蒸発器１３の上端部（スクロールケーシング１２ｂの最下部）が位置している。
【００５１】
また、ケース本体部１１ａ内には、フット通路２７内の空調風を、当該フット通路２７からフェイス通路２４の通路拡大部２４ａに流出する流出通路３０が形成されている。この流出通路３０はフット通路２７の上方に位置し、ケース後方側の面１１ｂからフェイス通路２４側（車両前方側）へ突き出すように形成されている。
【００５２】
また、フェイス通路２４を構成する通路壁のうちスクロール外周壁部１２０ｂに対向する部分を第１対向壁部２４ｂとし、この第１対向壁部２４ｂを通路拡大部２４ａに向けて突出させて、第１対向壁部２４ｂとスクロール外周壁部１２０ｂとの間に所定の大きさの第１断熱空間Ｈ１を形成している。
【００５３】
また、空気混合室２１を構成する通路壁のうちスクロール外周壁部１２０ｂに対向する部分を第２対向壁部２１ｃとし、この第２対向壁部２１ｃとスクロール外周壁部１２０ｂとの間に、所定の大きさの第２断熱空間Ｈ２を形成している。
【００５４】
本実施形態では、第１断熱空間Ｈ１と第２断熱空間Ｈ２とが連通しており、スクロール外周壁部１２０ｂに沿って延びる１つの連続した断熱空間を構成している。
【００５５】
これらの第１および第２断熱空間Ｈ１、Ｈ２により、フェイス通路２４内の冷風がスクロールケーシング部１２ｂ内の空気と熱交換して加熱されてしまうことを抑制できる。
【００５６】
なお、第１断熱空間Ｈ１の最大厚み寸法Ｌを、５ｍｍ〜２０ｍｍに設定しており、より好ましくは、１０ｍｍ〜１３ｍｍに設定して好適である。
【００５７】
ケース本体部１１ａ内には、空気混合室２１の冷風流出口２１ａと温風流出口２１ｂとを切替開閉する、吹出口切替手段としてのフットドア２８が配置されている。このフットドア２８は回転軸２８ａの径方向の両側部に一体に結合された第１板ドア部２８ｂおよび第２板ドア部２８ｃを有するタフライ式ドアにより構成されている。
【００５８】
本実施形態では、第１板ドア部２８ｂと第２板ドア部２８ｃが「くの字状」に屈折した形状にて回転軸２８ａと一体に結合されている。このフットドア２８の回転軸２８ａはフット通路２７の上方側にて図１の紙面垂直方向（車両幅方向）に延びるように配置され、回転軸２８ａの両端部はケース本体部１１ａの側面壁部の軸受孔（図示せず）により回転可能に保持される。
【００５９】
第１板ドア部２８ｂは、空気混合室２１の冷風流出口２１ａと温風流出口２１ｂとを切替開閉する。第２板ドア部２８ｃは流出通路３０を開閉する。そして、フットドア２８を図１の実線で示す中間開度位置に操作した場合には、フットドア２８の第２板ドア部２８ｃの先端部とケース本体部１１ａの後方側の面１１ｂとの間に空隙を形成し、流出通路３０が開く。
【００６０】
フットドア２８の図１の実線位置は、冷風流出口２１ａと温風流出口２１ｂとの両者を同時に同程度開口するバイレベルモード時またはフットデフロスタモード時の位置を示す。これに対し、フットドア２８の図１の２点鎖線位置Ｄおよび図２の実線位置は、温風流出口２１ｂを全閉し、冷風流出口２１ａを全開するフェイスモード位置を示す。また、フットドア２８の図１の２点鎖線位置Ｅは、冷風流出口２１ａを全閉し、温風流出口２１ｂを全開するフットモード位置を示す。
【００６１】
なお、フェイスドア２５およびフットドア２８は吹出モード切替ドアを構成するものであって、この両ドア２５、２８の回転軸２５ａ、２８ａは、ケース本体部１１ａの外部にて図示しないリンク機構を介して吹出モード操作機構に連結されて、この吹出モード操作機構により両ドア２５、２８を連動して所定位置に回転操作するようになっている。
【００６２】
同様に、エアミックスドア１６の回転軸１６ａもケース本体部１１ａの外部にてリンク機構を介して温度調整操作機構に連結されて、この温度調整操作機構によりエアミックスドア１６の回転位置（開度）が調整される。これらの吹出モード操作機構および温度調整操作機構は、サーボモータを用いたオート操作機構、あるいは乗員の手動操作力によるマニュアル操作機構のいずれで構成してもよい。
【００６３】
次に、上記構成に基づいて本実施形態の作動を説明する。送風機１２の電動モータに通電してブロワファン１２ａを矢印ｆ方向に回転駆動すると、図示しない内外気切替箱から内気または外気が吸入され、この吸入空気は、送風ファン１２ａによりスクロールケーシング１２ｂ内を送風され、ケース本体部１１ａ内の車両前方側領域を矢印ａのごとく上方から下方へ流れて蒸発器１３の前面部に送風される。
【００６４】
そして、送風空気は蒸発器１３を矢印ｂのごとく車両前方側から車両後方側方へ通過して冷却され、冷風となる。この冷風は、次に、エアミックスドア１６の開度により冷風バイパス通路１７を通過する冷風ｃとヒータコア１４を通過する温風ｄとに振り分けられ、この冷風ｃと温風ｄが空気混合室２１で混合する。従って、エアミックスドア１６により冷風ｃと温風ｄの風量割合を調整することにより空気混合室２１において所望温度の空気が得られる。
【００６５】
次に、吹出モードの切替作動について説明する。いま、フェイスモードが設定されると、吹出モード操作機構（図示せず）によりフェイスドア２５がフェイス吹出口２２を全開し、デフロスタ開口部２３を全閉する実線位置に操作される。また、同時に、フットドア２８は吹出モード操作機構により破線位置Ｄに操作され、空気混合室２１の温風流出口２１ｂを全閉し、空気混合室２１の冷風流出口２１ａを全開する。
【００６６】
従って、エアミックスドア１６により所望温度に調整された空調風（フェイスモードは主に冷風）が空気混合室２１からフェイス通路２４を通過してフェイス吹出口２２に流入して、このフェイス吹出口２２から乗員の顔部側へ吹き出して、車室内を冷房する。
【００６７】
ここで、フェイスモード時にはエアミックスドア１６が最大冷房位置Ａ又はその近傍位置に操作されるから、蒸発器１３を通過した冷風が蒸発器１３の下流部（車両後方側部位）から空気混合室２１およびフェイス通路２４を通過してフェイス吹出口２２に至るほぼ直線状の空気通路を流れる。従って、このほぼ直線状の空気通路では曲がり圧損がほとんど発生せず、フェイス吹出風量を増大できる。
【００６８】
しかも、本実施形態によれば、フェイス通路２４を構成する通路壁のうちスクロール外周壁部１２０ｂに対向する第１対向壁部２４ｂを、通路拡大部２４ａに向けて突出させるので、フェイス通路２４の通路面積のうち、通路拡大部２４ａでの通路面積Ｓ２を小さくできるので、空気流れ方向においてフェイス通路２４の通路面積変化を小さくできる。よって、フェイスモード時のフェイス通路２４における通風抵抗低減を図ることができ、ひいては、フェイス吹出風量の増大およびフェイス吹き出しにともなう騒音低減を実現できる。
【００６９】
次に、バイレベルモードが設定されると、吹出モード操作機構（図示せず）によりフェイスドア２５およびフットドア２８が図１の実線位置となり、フットドア２８は中間開度位置に操作されるので、空気混合室２１の温風流出口２１ｂと空気混合室２１の冷風流出口２１ａの両者が同時に同程度開口する。
【００７０】
従って、エアミックスドア１６により温度調整された空調風の一部が空気混合室２１からフェイス通路２４を通過してフェイス吹出口２２から乗員の顔部側へ吹き出すと同時に、残余の空調風が空気混合室２１から温風流出口２１ｂ、フット通路２７に流入し、このフット通路２７から更にケース本体部１１ａの左右両側面部に位置するフット吹出口２７ｂへと流れ、このフット吹出口２７ｂから空調風が乗員の足元側へ向けて吹き出す。
【００７１】
このように、バイレベルモードでは車室内の上下両方へ空調風を同時に吹き出すから、フェイス吹出口２２からの上方吹出温度がフット通路２７からの下方吹出温度よりも適当な温度例えば、１０〜２０℃程度低い頭寒足熱型の上下吹出温度差が快適な空調感を確保するために要望される。
【００７２】
ここで、もし、フットドア２８を片持ち軸タイプの通常の板ドアで構成し、フットドア２８の回転軸２８ａをケース本体部１１ａの後方側の面１１ｂに隣接配置した場合には、フットドア２８を中間開度位置に操作すると、空気混合室２１のうち、冷風側の空気ｃと温風側の空気ｄがフットドア２８の板面により分流し、冷風側の空気ｃがフェイス通路２４のみに流れ、温風側の空気ｄが温風流出口２１ｂからフット通路２７のみに流れる。この結果、本発明者らの実験検討によると、上下吹出温度差が３０℃程度まで過剰に拡大し、バイレベルモード時の空調感を悪化させることが分かった。
【００７３】
これに対し、本実施形態の場合、フットドア２８をバタフライ式ドアにより構成して、フットドア２８を図１の実線で示す中間開度位置に操作した場合には、フットドア２８の第２板ドア部２８ｃの先端部とケース本体部１１ａの後方側の面１１ｂとの間に空隙を形成し、この空隙により流出通路３０を形成している。
【００７４】
そのため、空気混合室２１からフット通路２７に流入した温風側の空気のうち、一部の空気を流出通路３０に分岐し、この温風側の一部の空気をフェイス通路２４の冷風側の空気ｃに混合できる。この結果、フェイス吹出口２２からのフェイス吹出温度を上昇させて、バイレベルモード時の上下吹出温度差を１０〜１５℃程度まで減少でき、頭寒足熱型の適度の範囲に設定できるので、バイレベルモード時の空調感を向上できる。
【００７５】
次に、フットモードが設定されると、フットドア２８が図１の２点鎖線位置Ｅとなり、フットドア２８が空気混合室２１の温風流出口２１ｂを全開し、空気混合室２１の冷風流出口２１ａを全閉する。このため、空気混合室２１で温度調整された空気を温風流出口２１ｂ、フット通路２７、フット吹出口２７ｂを通して乗員の足元部のみに吹き出す。
【００７６】
なお、フットドア２８の第１板ドア部２８ｂの一部に切り欠き開口部を設け、フットドア２８が図１の２点鎖線位置Ｅに操作されたときに、この切り欠き開口部によりフェイス通路２４を部分的に開口するとともに、フェイスドア２５によりデフロスタ開口部２３を開口すれば、フットモード時に空気混合室２１から一部の空気をフェイス通路２４、デフロスタ開口部２３を通してフロントウインドシールド側へ吹き出すことができる。
【００７７】
この場合、フェイスモード時には、フットドア２８の第１板ドア部２８ｂの切り欠き開口部を閉塞するように、温風流出口２１ｂの開口形状を変更する必要がある。
【００７８】
次に、フットデフロスタモードが設定されると、フェイスドア２５が図１の破線位置となり、フェイス吹出口２２を全閉し、デフロスタ開口部２３を全開する。また、フットドア２８が図１の実線位置となり、空気混合室２１の温風流出口２１ｂと冷風流出口２１ａの両者を同時に同程度開口する。これにより、空気混合室２１で温度調整された空気をフェイス通路２４、デフロスタ開口部２３を通してフロントウインドシールド側へ吹き出してフロントウインドシールドの曇り止めを行う。これと同時に、空気混合室２１で温度調整された空気を温風流出口２１ｂ、フット通路２７、フット吹出口２７ｂを通して乗員の足元部に吹き出して、乗員足元部を暖房する。
【００７９】
フットデフロスタモードにおいても、バイレベルモード時と同様に、フット通路２７に流入した温風側の空気の一部を流出通路３０に分岐し、この温風側の一部の空気をフェイス通路２４の冷風側の空気に混合できる。この結果、フットデフロスタモードにおいても、上下吹出温度差を頭寒足熱型の適度の範囲に設定でき、空調感を向上できる。
【００８０】
次に、デフロスタモードが設定されると、フェイスドア２５が図１の破線位置となり、フェイス吹出口２２を全閉し、デフロスタ開口部２３を全開する。また、フットドア２８が図１の破線位置Ｄとなり、フット通路２７の温風流出口２１ｂを全閉し、フェイス通路２４を全開する。これにより、空気混合室２１で温度調整された空気の全量をフェイス通路２４、デフロスタ開口部２３を通してフロントウインドシールド側へ吹き出すことができ、フロントウインドシールドの曇り止め能力を向上できる。
【００８１】
なお、本実施形態ではフットドア２８を、回転軸２８ａの径方向の両側部に第１、第２板ドア部２８ｂ、２８ｃを一体に結合したバタフライ式ドアにより構成しているから、フットドア２８が図１のＥ位置に操作され、第１、第２板ドア部２８ｂ、２８ｃに送風空気の風圧が加わった際に、第１、第２板ドア部２８ｂ、２８ｃの風圧による力が回転軸２８ａを中心とする逆方向の回転力として作用する。そのため、第１、第２板ドア部２８ｂ、２８ｃに加わる風圧による力が互いに相殺する方向となる。これにより、フットドア２８をＥ位置からＤ位置側へ回転操作する場合に、フットドア２８の操作力を低減できる。なお、エアミックスドア１６も同様にバタフライ式ドアにより構成しているから、その操作力を低減できる。
【００８２】
（他の実施形態）
上記の一実施形態では、エアミックスドア１６により車室内吹出空気温度を調整するエアミックス式の室内ユニット部について説明したが、ヒータコア１４を循環する温水流量もしくは温水の温度を調整することにより車室内吹出空気温度を調整する温水制御式の室内ユニット部にも本発明を適用できる。
【００８３】
また、上記の一実施形態では、フット通路２７を、ケース後方側の面１１ｂからフェイス通路２４側（車両前方側）へ突き出すように形成して空調ケース１１の車両前後方向の小型化を図っているが、本発明の実施にあたり、フット通路２７がケース本体部１１ａの後方側の面１１ｂから更に車両後方側へ突き出す配置にしてもよい。
【００８４】
また、本発明の実施にあたり、少なくとも第１断熱空間Ｈ１が形成されていれば、第２断熱空間Ｈ２を廃止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両用空調装置の室内ユニット部を示す断面図である。
【図２】図１の室内ユニット部が最大冷房時のフェイスモードである状態の、要部断面図である。
【図３】試作検討に係る車両用空調装置の室内ユニット部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ａ…ケース本体部、１２ａ…ブロワファン、
１２ｂ…スクロールケーシング部、１３…蒸発器（冷房用熱交換器）、
１４…ヒータコア（暖房用熱交換器）、２１…空気混合室、
２１ａ…冷風流出口、２１ｂ…温風流出口、２２…フェイス吹出口、
２４…フェイス通路、２４ａ…通路拡大部、２４ｂ…第１対向壁部、
２７…フット通路、２７ｂ…フット吹出口、３０…流出通路、
１２０ｂ…スクロール外周壁部、Ｈ１…第１断熱空間。

Claims (7)

1. ブロワファン（１２ａ）が内蔵されたスクロールケーシング部（１２ｂ）、および前記スクロールケーシング部（１２ｂ）の吹出口（１２ｅ）に連通して空気通路を形成するケース本体部（１１ａ）を有する空調ケース（１１）と、
   前記ケース本体部（１１ａ）に配置され、空気と熱交換して冷却する冷房用熱交換器（１３）および空気と熱交換して加熱する暖房用熱交換器（１４）と、
   前記ケース本体部（１１ａ）内において前記冷房用熱交換器（１３）を通過した冷風および前記暖房用熱交換器（１４）を通過した温風が流入する空気混合室（２１）と、
   前記ケース本体部（１１ａ）に開口し、前記冷風を乗員の上半身に向けて吹き出すフェイス吹出口（２２）および前記温風を乗員の足元に向けて吹き出すフット吹出口（２７ｂ）と、
   前記スクロールケーシング部（１２ｂ）のスクロール外周壁部（１２０ｂ）に沿って延びるように形成され、前記空気混合室（２１）に開口する冷風流出口（２１ａ）から前記フェイス吹出口（２２）まで前記冷風を流通させるフェイス通路（２４）と、
   前記空気混合室（２１）に開口する温風流出口（２１ｂ）から前記フット吹出口（２７ｂ）まで前記温風を流通させるフット通路（２７）と、
   前記フェイス通路（２４）を前記スクロール外周壁部（１２０ｂ）の反対側に拡大する通路拡大部（２４ａ）と、
   前記フット通路（２７）内の温風を、当該フット通路（２７）から前記通路拡大部（２４ａ）に流出させる流出通路（３０）とを備え、
   前記フェイス通路（２４）を構成する通路壁のうち前記スクロール外周壁部（１２０ｂ）に対向する第１対向壁部（２４ｂ）を、前記通路拡大部（２４ａ）に向けて突出させて、前記第１対向壁部（２４ｂ）と前記スクロール外周壁部（１２０ｂ）との間に所定の大きさの第１断熱空間（Ｈ１）を形成したことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記空気混合室（２１）を構成する通路壁のうち前記スクロール外周壁部（１２０ｂ）に対向する第２対向壁部（２１ｃ）と、前記スクロール外周壁部（１２０ｂ）との間に、所定の大きさの第２断熱空間（Ｈ２）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記第１断熱空間（Ｈ１）の最大厚み寸法（Ｌ）を５ｍｍ〜２０ｍｍに設定した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. 前記ケース本体部（１１ａ）内に配置され、前記冷風流出口（２１ａ）と前記温風流出口（２１ｂ）とを切替開閉する、吹出口切替手段（２８）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記吹出口切替手段（２８）を、回転軸（２８ａ）と、前記回転軸（２８ａ）の径方向の両側部に一体に結合された第１板ドア部（２８ｂ）および第２板ドア部（２８ｃ）とを有するバタフライ式ドアにより構成し、
   前記第１板ドア部（２８ｂ）により前記冷風流出口（２１ａ）と前記温風流出口（２１ｂ）とを切替開閉し、前記第２板ドア部（２８ｃ）により前記流出通路（３０）を開閉するようになっており、前記第１板ドア部（２８ｂ）が前記温風出口（２１ｂ）を全閉し前記冷風流出口（２１ａ）を全開にする開度位置にある場合、又は前記第１板ドア部（２８ｂ）が前記温風出口（２１ｂ）を全開し前記冷風流出口（２１ａ）を全閉にする開度位置にある場合には、前記第２板ドア部（２８ｃ）により前記流出通路（３０）が閉じられ、前記第１板ドア部（２８ｂ）が前記の両開度位置の間の中間開度位置にある場合に、前記流通通路（３０）が開けられることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記ケース本体部（１１ａ）内に配置され、前記空気混合室（２１）に流入する前記冷風と前記温風との風量割合を調節する風量割合調節手段（１６）を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記フェイス通路（２４）には、車両のフロントウインドシールドに向けて空気を流通させるデフロスタ通路（２６ａ）が分岐して設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

Images