JP4449031B2 - 空調ユニットの温調ユニット部 - Google Patents

Description

この発明は、２つの通気路の合流部位に配置される空調用バッフルプレートを利用した空調ユニットの温調ユニット部の構造に関する。

当社では、クールデフ現象を防止するために、加熱用熱交換器が冷却用熱交換器の車両進行方向の前方側に位置し、加熱用熱交換器を通過した空気の流れる温風通路が加熱用熱交換器を迂回した空気の流れる冷風通路に対し車両進行方向の前方に位置し、更に、デフ吹出用開口部及びフット吹出用開口部がベント吹出用開口部よりも車両進行方向の前方に位置する車両用空調装置のエアコンユニットを開発している（例えば、特許文献１を参照）。

また、ブロワユニット部と温調ユニット部とからなる車両用のセミ一体型空調ユニットにおいて、冷却用熱交換器が車両進行方向の前方側に位置し、加熱用熱交換器が車両進行方向の後方側に位置するものであるが、冷風通路と温風通路との合流部位にバッフルプレート等から構成された温調ガイド手段を設けるようにした構成のものが既に開発されている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２０００−２７２３２９号公報 特開２００２−２７４１４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車両用空調装置のエアコンユニットは、その図１、図３の模式図では、加熱用熱交換器が直立して配置された状態で示されているが、近年における空調ユニットの小型化の要請に伴い、加熱用熱交換器は例えば車両進行方向の前方側に傾倒して配置されるので、実質的には、加熱用熱交換器を通過した空気が流れる温風通路の端部とデフ吹出用開口部、ベント吹出用開口部との距離はより離れた状態になることが想定される。このため、冷風通路からの冷風に押される等して、温風がベント吹出用開口部の上流側まで十分に供給されないことが懸念される。

この点、特許文献２と同様に、冷風通路と温風通路との合流部位にバッフルプレートを配置することで、ベント吹出用開口部の上流側に温風を適宜送り込むことが考えられる。

ところが、同じ空調ユニットを搭載する場合でも、車種の違いから、空調ダクトの引き回しレイアウト、吹出口の開口位置が僅かに違うが、このような僅かな違いでも吹出空気の温度が変わることが考えられる。また、輸出先によっては使用環境などからフット吹出空気量を国内仕様に比し増加させたいとされることがある。これに対し、これまでの空調ユニットでは、当該空調ユニットの大部分の構成を共通にしつつこのような要請に応えるものはなかった。

そこで、本発明は、車両進行方向の前方に加熱用熱交換器、車両進行方向の後方に冷却用熱交換器を配置した空調ユニットであって、加熱用熱交換器等について実際に車両に搭載される構成とした場合において、簡易な調整で車種や仕様による差異があってもベント吹出空気とフット吹出空気とについて温度コントロール性を適切に行うことを可能とした空調用バッフルプレートを利用した空調ユニットを提供することを目的とするものである。

本発明に係る空調ユニットの温調ユニット部は、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とを、前記冷却用熱交換器が前記加熱用熱交換器に対し車両進行方向の後方となるようにユニットケース内に配置し、前記加熱用熱交換器をバイパスした空気が流れる冷風通路と、前記加熱用熱交換器を通過した空気が流れる温風通路と、ベント吹出用開口部、デフ吹出用開口部、及びフット吹出用開口部とを前記ユニットケースに形成すると共に、前記冷風通路と温風通路との合流部位に、一方端部が前記温風通路に接続し、他方端部が前記ベント吹出用開口部の上流側に開口したバッフルプレートが配置され、このバッフルプレートは、両端が開口して温風を前記ベント吹出用開口部に導くことを可能とした通路部と、この通路部間に配置されて冷風を前記温風と交差する方向に導くことを可能とすると共に前記通路部の両開口端と同方向にも開口し温風を前記ベント吹出用開口部に導くことも可能とした吹き抜け部とを有し、前記吹き抜け部のうち温風の風上側となる前記通路部間に温風抑制部が架設されていることを特徴としている（請求項１）。

よって、この発明によれば、バッフルプレートの通路部間に配された吹き抜け部を通過してベント吹出用開口部に向けて流れようとする温風は、温風抑制部を設けたことで、吹き抜け部の入口部分において通路面積が縮小されるので吹き抜け部の通路抵抗が増大し、フット吹出用開口部への温風量が減少する。この温風抑制部は、冷風通路に対し略平行に配置されているので、温風抑制部の高さ調整により冷風通路の通路抵抗増大を招くこともない。

これに伴い、バッフルプレートの温風抑制部の高さを変えることによって、ベント吹出用開口部に送られる温風量とフット吹出用開口部に送られる温風量とを反比例的に増減させることができる。従って、車種毎、乃至は同車種でも輸出用仕様と国内仕様とで吹出口の位置、空調ダクトの引き回しレイアウト、必要な吹出空気量等が異なることがあるが、このような場合でも、バッフルプレートの温風抑制部の高さを変えるのみで、ベント吹出空気、フット吹出空気の温度や風量について、利用者の要望に応えることができるよう調整することが可能となる。

以下、この発明の実施形態を図面により説明する。

図１及び図２において、温調ユニット部１の実施形態の一例が示されている。この温調ユニット部１は、内外気導入口、内外気切換ドア、送風機を少なくとも有するブロワユニット部（図示せず）と連結されることで、車両のセンターコンソール部に搭載されるセミ一体型の縦置形式の空調ユニットを構成している。

この温調ユニット部１は、ブロワユニット部から送られてきた空気を冷却するエバポレータ等の冷却用熱交換器３、この冷却用熱交換器３で冷却された空気を再加熱するヒータコア等の加熱用熱交換器４、及び冷却用熱交換器３と加熱用熱交換器４との間に配置されて加熱用熱交換器４に送られる空気とバイパスする空気との割合を調整するエアミックスドア５をユニットケース６内に有している。このうち、加熱用熱交換器４は、温調ユニット部１の小型化の要請等から、この実施形態では、頭部が車両進行方向の前方側に傾倒して配置されている。

また、この温調ユニット部１は、ユニットケース６内に、加熱用熱交換器４に対し下流側となる車両進行方向前方側にて、この加熱用熱交換器で再加熱された空気が通過する温風通路７が形成されていると共に、冷却用熱交換器３の下流側で且つ加熱用熱交換器４及びエアミックスドア５に対し図上略上方となる側に冷風通路８が形成されている。

そして、温調ユニット部１の温風通路７と冷風通路８とが合流する部位よりも下流側において、センターベント吹出用開口部１０、デフ吹出用開口部１１、フット吹出用開口部１２が、ユニットケース６に適宜開口している。更に、図２に示される様に、ベント吹出用開口部１０の車両幅方向に沿って両側となるように、サイドベント吹出用開口部１３、１３がユニットケース６に適宜開口している。

これら吹出用開口部１０、１１、１２、１３は図示しないダクトを介して車室内に開口した吹出口と連通している。このうち、センターベント吹出用開口部１０、サイドベント吹出用開口部１３、デフ吹出用開口部１１には、吹出モード切換ドア１４、１５、１６が各開口部１０、１３、１１を開閉するために回転可能に配置されている。更にまた、この実施形態では、加熱用熱交換器４の下流側からフット吹出用開口部１２まで空気を案内するエアガイド１７が形成され、このエアガイド１６とユニットケース６との間の流路上に吹出モード切換ドア１８が回転可能に配置されて、フット吹出用開口部１２の開閉を可能にしている。

そして、温調ユニット部１は、ユニットケース６の車両進行方向の最も後方において、ブロワユニット部と連結するための開口部（図示せず）が形成され、これに伴い、冷却用熱交換器３は、加熱用熱交換器４に対し車両進行方向後方側に配置されている。しかるに、ベント吹出用開口部１０、デフ吹出用開口部１１を車両進行方向の前方側に移行させても、冷却用熱交換器３の頂部は、ベント吹出用開口部１０、１３に対しその直下より車両進行方向の後方にずれて位置させることができる。このため、冷却用熱交換器３を通過した空気がベント吹出用開口部１０、１３に向う流れのカーブを緩やかにすることができるので、空気抵抗を相対的に小さくすることができる。また、従来の配置方法に従って車両進行方向前方側に冷却用熱交換器３が配置される場合に比し、デフ吹出用開口部１１の開口面積を十分に確保することもできる。

ところで、本件発明では、図１及び図２に主に示されるように、冷風通路８と温風通路７とが合流する部位においてバッフルプレート２０が設けられている。このバッフルプレート２０は、図３及び図５に示されるように、通路部２１と吹き抜け部２５を交互に並行となるように配置して構成されている。そして、バッフルプレート２０は、温調ユニット部１のユニットケース６等とは別個の部材であり、図４に示されるように、ユニットケース６を車両の幅方向に沿って分割した状態で搭載される。

バッフルプレート２０のうち通路部２１は、一方端が温風通路７と接続し他方端がベント吹出用開口部１０、１３のデフ吹出用開口部１１近傍部位に開口していると共に冷風通路８側に緩やかに膨らむ円弧を描く底面２２を有している。また、通路部２１の底面２２の両側側方からは壁部２３、２３が立設している。これにより、通路部２１は、車両進行方向の前方にも開放されて断面が略Ｕ字形状を成し、加熱用熱交換器１２により加熱された温風が、図５の矢印（ｉ）として示されるように、温風通路７からバッフルプレート２０の通路部２１を通ってベント吹出用開口部１０、１３及びデフ吹出用開口部１１近傍まで送られるので、加熱用熱交換器１２の頭部が車両進行方向の前方側に傾倒していても、必要量の温風が確実にベント吹出用開口部１０、１３及びデフ吹出用開口部１１に供給されて、クールデフ現象やクールサイドベント現象が生ずるのを防止することができる。

これに対し、吹き抜け部２５は、前記通路部２１の壁部２３、２３を共用する一方、通路部２１のような底面を有さず、一方が冷風通路８側に開口し他方がデフ吹出用開口部１１及びフット吹出開口部１２側に開口している。これにより、加熱用熱交換器１２をバイパスした冷風が、図５の矢印（ii）として示されるように、冷風通路８からバッフルプレート２０の吹き抜け部２５を通ってデフ吹出用開口部１１及びフット吹出開口部１２の近傍まで送られる。更に、吹き抜け部２５は、一方がベント吹出用開口部１０、１３の近傍に開口していると共に他方は温風通路７と接続しているが、この温風通路７と接続する入口部分３０には温風抑制部２６が配置されている。この温風抑制部２６は、入口部分３０の反対側端に設けられた補強部２７と同様にバッフルプレート２０の補強としての役割も果たす。

前記温風抑制部２６は、通路部２１の底面２２と同じ側から起立するようにして壁部２３、２３間に架設されている。この温風抑制部２６を有することで、図５に示されるように、吹き抜け部２５の温風の上流側となる入口部分３０が狭くなり（或いは無くなり）、この吹き抜け部２５に入口部分３０から入ることのできた温風は、図５の矢印（iii ）として示されるように、前記矢印（ii）として示す冷風の流れに押される等して当該冷風と同様の方向に大きく向きを変えて、デフ吹出用開口部１１及びフット吹出開口部１２の近傍まで送られる。この温風抑制部２６の高さは一律ではなく、温調ユニット部１内における加熱用熱交換器４の傾斜角度等の配置や吹出用開口部１０、１１、１２、１３と接続するダクトを引き回すレイアウト、車室内に開口する各吹出口の位置、要望される吹出空気量等を考慮して適切な寸法に決定されるものである。

すなわち、本願の実施形態のバイレベルモード時においては、図６（ａ）に示されるように、温風抑制部２６の高さＬ１を壁部２３と略同じ３０ｍｍの寸法とした場合には、温風抑制部２６により吹き抜け部２５の入口部分３０が閉鎖された状態にあるため、温風が吹き抜け部２５の入口部分３０を通過してフット吹出用開口部１２に向かうことがないので、フット吹出用開口部１２への温風供給量が相対的に少なくなり、エアミックスドアの開度が２０％から１００％の間では、図６（ｂ）に示されるように、ベント吹出空気の平均温度の方がフット吹出空気の平均温度よりも高くなるという逆転現象が生ずる。

また、本願の実施形態のバイレベルモード時においては、図７（ａ）に示されるように、温風抑制部２６の高さＬ２を２０ｍｍの寸法とした場合には、温風が吹き抜け部２５の温風上流側となる入口部分３０が開き、フット吹出用開口部１２への温風供給量が図５の場合に比較して多くなるが、入口部分３０の通路抵抗が大きいためフット吹出用開口部１２への温風供給量が充分とは言えない。このため、本願の実施形態の場合では、図７（ｂ）に示されるように、ベント吹出空気の温度とフット吹出空気の温度との差が１５℃以上であることが必要なところ、両平均温度の温度差が１５℃よりも小さいという現象が生ずる。

これに対し、本願の実施形態のバイレベルモード時においては、図８（ａ）に示されるように、温風抑制部２６の高さＬ３を１０ｍｍの寸法とした場合には、温風が吹き抜け部２５の温風上流側となる入口部分３０が更に開き、入口部分３０の通路抵抗がより小さくなるので、フット吹出用開口部１２への温風供給量が図５に比較して一層多くなる。このため、本願の実施形態の場合では、図８（ｂ）に示されるように、ベント吹出空気の平均温度とフット吹出空気の平均温度とについて１５℃以上の適切な温度差を得ることができる。しかるに、本願の実施形態では、温風抑制部２６の適切な高さが１０ｍｍであるため、この高さの温風抑制部２６が形成されたバッフルプレート２０を搭載する。

もっとも、温風抑制部２６の適切な高さが１０ｍｍであることは、上述したように、本願の実施形態に関してのものである。すなわち、加熱用熱交換器４の傾斜角度、温風通路７の幅等の諸条件によっては２０ｍｍの高さの方がベント吹出空気の温度とフット吹出空気の温度とについて適切な温度差を得ることもあり得る。また、輸出仕様でフット吹出空気量を相対的に増加させたい場合には、温風抑制部２６をより低く５ｍｍの高さにすることもあり得る。

図１は、この発明に係る温調ユニット部の全体構成を示す断面図である。 図２は、この発明に係る温調ユニット部の外観構成図である。 図３（ａ）は、バッフルプレートの構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のバッフルプレートに対し反対側から見た状態の構成を示す斜視図である。 図４は、同上の温調ユニット部のユニットケースを分割してバッフルプレートを搭載する状態を示す説明図である。 図５は、バッフルプレートの通路部及び吹き抜け部を通過する温風及び冷風の流れを示した説明図である。 図６（ａ）は、本願の実施形態においてバッフルプレートの温風抑制部の高さを３０ｍｍとした場合の温風の流れを示す説明図で、図６（ｂ）はこの高さでバイレベルモード時におけるベント吹き出し空気温度とフット吹き出し空気温度との比較を示した特性線図である。 図７（ａ）は、本願の実施形態においてバッフルプレートの温風抑制部の高さを２０ｍｍとした場合の温風の流れを示す説明図で、図７（ｂ）はこの高さでバイレベルモード時におけるベント吹き出し空気温度とフット吹き出し空気温度との比較を示した特性線図である。 図８（ａ）は、本願の実施形態においてバッフルプレートの温風抑制部の高さを２０ｍｍとした場合の温風の流れを示す説明図で、図８（ｂ）はこの高さでバイレベルモード時におけるベント吹き出し空気温度とフット吹き出し空気温度との比較を示した特性線図である。

１ 温調ユニット部
３ 冷却用熱交換器
４ 加熱用熱交換器
６ ユニットケース
７ 温風通路
８ 冷風通路
１０ ベント吹出用開口部
１１ デフ吹出用開口部
１２ フット吹出用開口部
２０ バッフルプレート
２１ 通路部
２５ 吹き抜け部
２６ 温風抑制部

Claims (1)

1. 冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とを、前記冷却用熱交換器が前記加熱用熱交換器に対し車両進行方向の後方となるようにユニットケース内に配置し、
   前記加熱用熱交換器をバイパスした空気が流れる冷風通路と、前記加熱用熱交換器を通過した空気が流れる温風通路と、ベント吹出用開口部、デフ吹出用開口部、及びフット吹出用開口部とを前記ユニットケースに形成すると共に、
   前記冷風通路と温風通路との合流部位に、一方端部が前記温風通路に接続し、他方端部が前記ベント吹出用開口部の上流側に開口したバッフルプレートが配置され、
   このバッフルプレートは、両端が開口して温風を前記ベント吹出用開口部に導くことを可能とした通路部と、この通路部間に配置されて冷風を前記温風と交差する方向に導くことを可能とすると共に前記通路部の両開口端と同方向にも開口し温風を前記ベント吹出用開口部に導くことも可能とした吹き抜け部とを有し、前記吹き抜け部のうち温風の風上側となる前記通路部間に温風抑制部が架設されていることを特徴とする車両用空調ユニットの温調ユニット部。

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