JP2010100140A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウィンドガラスの曇りを適切に除去しつつ、車両室内を迅速に暖房し、さらに、省動力運転が可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】第１送風機１１０を、空調ケース１１１内におけるエバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配設する。また、空調ケース１１１におけるヒータコア１０９と第１送風機１１０との間へ車両室内の空気を導入する第２内気口１４０を形成する。そして、第２内気口１４０に、第２内気口１４０の開閉状態を調整する第２内気ドア１４１、及び第２送風機１４３を設ける。第２内気ドア１４１と、ヒータコア１０９より空調空気流れ下流側に配設された第１仕切ドア１４２とによって外気通路１４４と内気通路１４５とを形成し、内外気２層モードによる空調制御を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両室内の空調を行う車両用空調装置に関するものである。

従来、車両用空調装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の車両用空調装置の通風路は、空調ケースによって形成されている。空調ケースは、車両室外の空気を吸入する外気吸入口と、車両室内の空気を吸入する内気吸入口と、ウィンドガラスへ空気を吹出す第１の吹出口と、乗員の足元へ空気を吹出す第２の吹出口とが形成されている。また、空調ケース内には、外気吸入口、又は内気吸入口から吸入された空気を冷却するエバポレータが配設されている。さらに、空調ケース内には、外気吸入口から吸入された空気をエバポレータを介して第１の吹出口へ導く通路と、内気吸入口から吸入された空気をエバポレータを介して第２の吹出口へ導く通路とを仕切るための仕切板が設けられている。これにより、外気によって空調された空気をウィンドガラスへ吹出し、ウィンドガラスの曇りを除去している。また、内気によって空調された空気を車両室内へ吹出し、車両室内を暖房している。
特開平５−１２４４２６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において、外気吸入口、又は内気吸入口から吸入された空気は、必ずエバポレータを通過する為、空調空気がエバポレータを通過する必要の無い状態においても、エバポレータに対して通風させる必要がある。その結果、エバポレータを通過する必要の無い空気を冷却しなければならず、圧縮機動力を無駄に消費してしまう。また空調空気を送風する送風機の必要送風能力を低減させて送風機駆動動力の節減する省動力運転が図り難いといった問題点がある。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ウィンドガラスの曇りを適切に除去しつつ、車両室内を迅速に暖房し、さらに、省動力運転が可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に係る発明は、空調空気が内部を流通する空調ケース（１１１）と、空調ケース（１１１）内に配設され、空調空気を冷却する冷却用熱交換器（１０４）と、空調ケース（１１１）内における冷却用熱交換器（１０４）より空調空気流れ下流側に配設され、空調空気を加熱する加熱装置（１０９）と、空調ケース（１１１）内における加熱装置（１０９）より空調空気流れ上流側に配設され、空調空気を車両室内に送風する第１及び第２送風機（１１０、１４３）と、空調ケース（１１１）に設けられ、車両室内の空気を導入する第１内気口（１２０）と、空調ケース（１１１）に設けられ、車両室外の空気を導入する外気口（１３０）と、空調ケース（１１１）に設けられ、空調空気をウィンドガラスへ吹出す第１吹出口（１５０、１６０）と、空調ケース（１１１）に設けられ、空調空気を乗員の足元へ吹出す第２吹出口（１７０）とを有する車両用空調装置であって、空調ケース（１１１）における冷却用熱交換器（１０４）及び第１送風機（１１０）より空調空気流れ下流側であって、加熱装置（１０９）より空調空気流れ上流側に設けられ、車両室内の空気を導入する第２内気口（１４０）と、第１内気口（１２０）、外気口（１３０）、及び第２内気口（１４０）を開閉する開閉手段（１２１、１３１、１４１）と、第１送風機（１１０）によって外気口（１３０）から導入された車両室外の空気を冷却用熱交換器（１０４）、及び加熱装置（１０９）を介して第１吹出口（１５０、１６０）へと導く外気通路（１４４）と、第２送風機（１４３）によって第２内気口（１４０）から導入された車両室内の空気を加熱装置（１０９）を介して第２吹出口（１７０）へと導く内気通路（１４５）とを形成可能とする仕切手段（１４１、１４２、２４６、２４７、２４８、２４９）とを備え、開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、第１内気口（１２０）を閉め外気口（１３０）、及び第２内気口（１４０）を開け、仕切手段（１４１、１４２、２４６、２４７、２４８、２４９）によって、外気通路（１４４）と内気通路（１４５）とを形成する内外気２層モードに設定可能とし、内外気２層モード時において、第１送風機（１１０）及び第２送風機（１４３）を作動させることを特徴とする。

これによれば、暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合、車両室外の乾いた空気が、第１送風機（１１０）によって、冷却用熱交換器（１０４）、及び加熱装置（１０９）を介してウィンドガラスへ吹出され、ウィンドガラスの曇りを適切に除去することができる。また、冷却用熱交換器（１０４）を通過しない車両室内の暖かい空気が、第２送風機（１４３）によって第２内気口（１４０）から空調ケース（１１１）内に導入され、加熱装置（１０９）を介して再び車両室内へ吹き出されるので、車両室内を迅速に暖房しつつ、省動力運転を行うことができる。省動力運転とは、第２内気口（１４０）から導入される導入風量の分だけ、冷却用熱交換器（１０４）の通風抵抗を減少させて、第１送風機（１１０）と第２送風機（１４３）を合わせた必要送風能力を低減させ、送風機（１１０、１４３）の駆動動力を効果的に節減するとともに、冷却用熱交換器（１０４）を通風する風量を減少させることで、圧縮機（１０１）の動力を節減する運転である。つまり、ウィンドガラスの曇りを適切に除去しつつ、車両室内を迅速に暖房しつつ省動力運転を実行することが可能となる。

また、請求項２に係る発明では、開閉手段（１２１、１３１、１４１）は、第１内気口（１２０）を開閉する第１内気開閉手段（１２１）と、外気口（１３０）を開閉する外気開閉手段（１３１）と、第２内気口（１４０）を開閉する第２内気開閉手段（１４１）とを有し、仕切手段（１４１、１４２）は、第２内気開閉手段（１４１）であって、第２内気口（１４０）における空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する内気ドア（１４１）と、加熱装置（１０９）より空調空気流れ方向下流側に設けられ、空調ケース（１１１）の側壁面（１１１ａ）を回転中心として回転する仕切ドア（１４２）とを有し、空調制御装置（１９０）は、内気ドア（１４１）を第２内気口（１４０）が開状態となる位置に回転させるとともに、仕切ドア（１４２）を内気ドア（１４１）の先端と仕切ドア（１４２）の先端とが加熱装置（１０９）を挟んで対向する位置に回転させることによって、内気通路（１４５）と外気通路（１４４）とを形成することを特徴とする。

これによれば、仕切手段（１４１、１４２）と第２内気開閉手段（１４１）とを同じ部材で構成することができ、仕切手段（１４１、１４２）と第２内気開閉手段（１４１）とを簡素な構成で提供することが可能となる。また、仕切ドア（１４２）は、空調ケース（１１１）の側壁面（１１１ａ）を回転中心として回転する為、通常運転時において空調ケース（１１１）の側壁面（１１１ａ）に沿う状態に仕切ドア（１４２）を回転させることができる。その結果、仕切ドア（１４２）が設けられることによる空調空気流れへの影響を最小限に抑制することが可能となる。

また、請求項３に係る発明では、内気ドア（１４１）は、第２内気口（１４０）における空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する第１ドア部（１４１ａ）と、第１ドア部（１４１ａ）の先端を回転中心として回転する第２ドア部（１４１ｂ）とを有し、制御装置（１９０）は、第１ドア部（１４１ａ）を第２内気口（１４０）が閉状態となる位置に回転させるとともに、第２ドア部（１４１ｂ）を第１ドア部（１４１ａ）の主面と第２ドア部（１４１ｂ）の主面とが対向する位置に回転させることによって、第２内気口（１４０）を閉め、更に、第１ドア部（１４１ａ）を第２内気口（１４０）が開状態となる位置に回転させるとともに、第２ドア部（１４１ｂ）を第１ドア部（１４１ａ）の主面と第２ドア部（１４１ｂ）の主面とが連続する面を形成する位置に回転させることによって、内気通路（１４５）と外気通路（１４４）とを形成することを特徴とする。

これによれば、第２内気開閉手段（１４１）は、第２内気口（１４０）を閉めるとともに、第１ドア部（１４１ａ）と第２ドア部（１４１ｂ）とを折りたたむことができる。その結果、第１ドア部（１４１ａ）と第２ドア部（１４１ｂ）との長さを含めた回転スペースを必要とせず、第１ドア部（１４１ａ）の長さ分の回転スペースで足りる為、空調ケース（１１１）の大型化を抑制することが可能となる。また、第２内気開閉手段（１４１）は、第２内気口（１４０）が開状態となるように調整するとともに、第１ドア部（１４１ａ）と第２ドア部（１４１ｂ）との長さ分、加熱装置（１０９）へ伸び出すことができる。その結果、第２内気開閉手段（１４１）を大型化すること無く、加熱装置（１０９）における外気通路（１４４）側と内気通路（１４５）側とを略均等に仕切ることが可能となる。

また、請求項４に係る発明では、第２内気口（１４０）は、空調ケース（１１１）における下側に設けられることを特徴とする。

これによれば、第２内気口（１４０）を乗員から最も離れた位置とすることができ、第２送風機（１４３）による吸い込み騒音を低減することが可能となる。

なお、この欄及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）
本発明の第１実施形態における車両用空調装置１００が搭載された車両の構造について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用空調装置１００を示す模式図である。図１が記載された紙面上において、紙面上方を車両前方とし、紙面下方を車両後方とする。ここで、車両前方とは、エンジンルーム側であり、車両後方とは、車室内（乗員側）である。

本実施形態における車両用空調装置１００は、冷凍サイクル１１２を構成するエバポレータ１０４、エンジン１０５を冷却する冷却水が循環するヒータ回路１１３に配設されるヒータコア１０９、送風用の第１送風機１１０等が空調ケース１１１内に設けられて構成されている。また、各機器を制御する空調制御装置としてECU１９０を有している。

冷凍サイクル１１２は、圧縮機１０１、コンデンサ１０２、膨張弁１０３、エバポレータ１０４が順に配管で環状に接続されて構成されている。圧縮機１０１は、エバポレータ１０４から流出する冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械である。コンデンサ１０２は、圧縮機１０１から吐出される高温高圧の冷媒を走行風と熱交換させ、冷媒を低温高圧に冷却する熱交換器である。膨張弁１０３は、コンデンサ１０２から流出する低温高圧の冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧手段である。エバポレータ１０４は、膨張弁１０３から流出する低温低圧の冷媒を第１送風機１１０によって通風する空調空気と熱交換させ、空調空気を除湿、冷却する熱交換器である。

エンジン１０５は、車両用水冷の内燃機関であり、ラジエータ１０８側に冷却水が循環するラジエータ回路１１４と、ヒータコア１０９側に冷却水が循環するヒータ回路１１３を備えている。ラジエータ回路１１４には、ウォータポンプ１０６、サーモスタット１０７、ラジエータ１０８、及びバイパス路１０８ａが設けられている。ウォータポンプ１０６は、冷却水を循環させる流体機械である。サーモスタット１０７は、ラジエータ１０８へ流入する冷却水量を制御する流量開閉手段である。ラジエータ１０８は、サーモスタット１０７にて許容された冷却水を走行風と熱交換させ、冷却水を冷却する熱交換器である。バイパス路１０８ａは、ラジエータ１０８をバイパスする配管である。

ヒータ回路１０９は、ラジエータ１０８に対して並列に接続された回路であり、その途中にヒータコア１０９が設けられている。ヒータコア１０９は、エンジン１０５から流出した冷却水を第１送風機１１０によって送風される空調空気と熱交換させ、空調空気を加熱する加熱装置である。ヒータ回路１１３は、図示しないバルブによってヒータコア１０９への冷却水の流量が調整されて、ヒータコア１０９の加熱能力が調整されるようになっている、いわゆるリヒート式である。

次に、本実施形態における車両用空調装置１００の構造について、図２、及び図３を用いて詳しく説明する。図２、及び図３は、本実施形態における車両用空調装置１００を示す模式図である。

空調ケース１１１は、エバポレータ１０４、ヒータコア１０９、第１送風機１１０、第２送風機１４３等を収容するとともに、空調空気の流路を形成するものである。空調ケース１１１内には、車両室内を空調する空調空気の流れにおいて、上流側から下流側へ、フィルタ１１４、エバポレータ１０４、第１送風機１１０、ヒータコア１０９の順に配置されている。ここで、空調ケース１１１には、フィルタ１１４、エバポレータ１０４、第１送風機１１０、及びヒータコア１０９をバイパスするバイパス通路は形成されておらず、空調ケース１１１は、これらの構成部品の形状に応じて、可能な限り小径に形成されている。

フィルタ１１４は、空調空気から埃や異物などを取り除くものであり、空調空気流れにおいて、エバポレータ１０４の上流側に近接して設けられている。第１送風機１１０は、軸方向から吸い込み、軸方向に送風する吸い込み式の軸流ファンである。

また、空調ケース１１１には、第１内気口１２０、外気口１３０、第２内気口１４０、デフロスタ口１５０、フェイス口１５０、及びフット口１７０が形成されている。

第１内気口１２０は、空調ケース１１１内に車両室内の空気を導入する導入口である。第１内気口１２０には、第１内気開閉手段として、第１内気口１２０の開閉状態を調整する第１内気ドア１２１が設けられている。本実施形態における第１内気ドア１２１は、バタフライドアである。外気口１３０は、空調ケース１１１内に車両室外の空気を導入する導入口である。外気口１３０には、外気開閉手段として、外気口１３０の開閉状態を調整する外気ドア１３１が設けられている。本実施形態における外気ドア１３１は、バタフライドアである。

第１内気口１２０、及び外気口１３０は、空調空気流れにおいて最も上流側であって、空調ケース１１１における車両上側に形成されている。外気口１３０は、第１内気口１２０に対して車両前方に位置している。

デフロスタ口１５０は、空調ケース１１１からウィンドガラスへ空調空気を吹き出す吹出口である。デフロスタ口１５０には、デフロスタ口１５０の開閉状態を調整するデフロスタドア１５１が設けられている。本実施形態におけるデフロスタドア１５１は、バタフライドアである。

フェイス口１６０は、空調ケース１１１から乗員の胸元へ空調空気を吹き出す吹出口である。フェイス口１６０には、フェイス口１６０の開閉状態を調整するフェイスドア１６１が設けられている。本実施形態におけるフェイスドア１６１は、バタフライドアである。

フット口１７０は、空調ケース１１１から乗員の足元へ空調空気を吹き出す吹出口である。フット口１７０には、フット口１７０の開閉状態を調整するフットドア１７１が設けられている。本実施形態におけるフットドア１７１は、バタフライドアである。

デフロスタ口１５０、フェイス口１６０、及びフット口１７０は、空調空気流れにおいて最も下流側に形成されている。デフロスタ口１５０、及びフェイス口１６０は、空調ケース１１１における車両上側に形成されている。デフロスタ口１５０は、フェイス口１６０に対して車両上方に位置している。また、フット口１７０は、空調ケース１１１における車両下側に形成されている。

第２内気口１４０は、空調ケース１１１内に車両室内の空気を導入する導入口である。第２内気口１４０は、空調空気流れにおいて第１送風機１１０と加熱装置１０９との間であって、空調ケース１１１における車両下側に形成されている。

第２内気口１４０には、第２内気開閉手段として、第２内気口１４０の開閉状態を調整する第２内気ドア１４１が設けられている。第２内気ドア１４１、第１内気ドア１２１、及び外気ドア１３１は、開閉手段に相当する。本実施形態における第２内気ドア１４１は、第２内気口１４０における空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する板ドアの第１ドア部１４１ａと、第１ドア部１４１ａの先端を回転中心として回転する板ドアの第２ドア部１４２ｂとを有している。第１ドア部１４１ａの回転中心から先端までの長さと、第２ドア部１４１ｂの回転中心から先端までの長さは略同じである。第２内気ドア１４１は、第１ドア部１４１ａを第２内気口１４０が閉状態となる位置に回転させるとともに、第２ドア部１４１ｂを第１ドア部１４１ａの主面と第２ドア部１４１ｂの主面とが対向する位置に折りたたむように回転させて、第２内気口１４０を閉めている。一方、第１ドア部１４１ａを第２内気口１４０が開状態となる位置に回転させるとともに、第２ドア部１４１ｂを第１ドア部１４１ａの主面と第２ドア部１４１ｂの主面とが連続する面を形成する位置に伸びだすように回転させることによって、第２内気口１４０を開けている。開状態における第２ドア部１４１ｂの先端は、ヒータコア１０９の略中央側へ伸び出している。つまり、閉状態において、第２ドア部１４１ｂの先端は、ヒータコア１０９の略中央位置となる。

第２内気口１４０内には、第２送風機１４３が配設されている。第２送風機１４３は、軸方向から吸い込み、軸方向に送風する吸い込み式の軸流ファンである。本実施形態では、第２送風機１４３は、第１送風機１１０よりもファン径が小さく、駆動用のモータ出力の小さいものを使用している。

空調ケース１１１内のヒータコア１０９より空調空気流れ下流側には、第１仕切ドア１４２が配設されている。第１仕切ドア１４２は、空調ケース１１１の車両後方側の側壁面１１１ａに設けられ、側壁面１１１ａ側を回転中心として回転する板ドアである。第１仕切ドア１４２の回転中心から先端までの長さは、側壁面１１１ａからヒータコア１０９までの距離と略同じである。第１仕切ドア１４２の開状態は、側壁面１１１ａに沿った位置に回転した状態である。一方、閉状態は、開状態となった第２内気ドア１４１における第２ドア部１４１ｂの先端と、第１仕切ドア１４２の先端とがヒータコア１０９を挟んで対向する位置に回転した状態である。つまり、閉状態において、第１仕切ドア１４２の先端は、ヒータコア１０９の略中央位置となる。閉状態の第１仕切ドア１４２は、空調ケース１１１内におけるヒータコア１０９に対して空調空気流れ下流側の空間を上下の２つに仕切っている。ここで、第２内気ドア１４１と第１仕切りドア１４２は仕切り手段に相当する。

ＥＣＵ１９０は、第１ドアコントローラ１９１を介して、第１内気ドア１２１及び外気ドア１３１の開度を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、第２ドアコントローラ１９２を介して、第２内気ドア１４１、第１仕切ドア１４２、デフロスタドア１５１、フェイスドア１６１、及びフットドア１７１の開度を制御している。また、ＥＣＵ１９０は、送風機コントローラ１９３を介して第１送風機１１０、及び第２送風機１４３の回転数を制御している。

車両用空調装置１００は、上記のＥＣＵ１９０による各種ドアの開閉制御により、内外気切替モードと吹出切替モードとを形成して、空調空気流れを変更可能としている。内外気切替モードは、各導入口の開閉状態、及び第１仕切ドア１４２の開閉状態を選択するモードであって、内気モード、外気モード、及び内外気２層モードを有する。

内気モード時において、第１内気ドア１２１は、第１内気口１２０を開け、外気ドア１３１は、外気口１３０を閉め、第２内気ドア１４１は、第２内気口１４０を閉め、第１仕切ドア１４２は、開状態となる位置に回転する。そして、第１送風機１１０のみが駆動される。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、第１内気口１２０から導入される車両室内の空気となる。

外気モード時において、第１内気ドア１２１は、第１内気口１２０を閉め、外気ドア１３１は、外気口１３０を開け、第２内気ドア１４１は、第２内気口１４０を閉め、第１仕切ドア１４２は、開状態となる位置に回転する。そして、第１送風機１１０のみが駆動される。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、外気口１３０から導入される車両室外の空気となる。

内外気２層モード時において、第１内気ドア１２１は、第１内気口１２０を閉め、外気ドア１３１は、外気口１３０を開け、第２内気ドア１４１は、第２内気口１４０を開け、第１仕切ドア１４２は、閉状態となる位置に回転する。そして、第１送風機１１０、及び第２送風機１４３が駆動される。これによって、空調ケース１１１内に導入される空気は、外気口１３０から導入された車両室外の空気、及び第２内気口１４０から導入された車両室内の空気となる。そして、図３に示すように、外気口１３０から導入された車両室外の空気は、第２内気ドア１４１、及び第１仕切ドア１４２が形成した外気通路１４４内を流通する。そして、第２内気口１４０から導入された車両室内の空気は、第２内気ドア１４１、及び第１仕切ドア１４２が形成した内気通路１４５内を流通する。

一方、吹出切替モードは、各吹出口の開閉状態を選択するモードであって、デフロスタモード、フェイスモード、フットモード、デフロスタ・フットモード、バイレベルモード等を有している。そして、各吹出口に設けられたドア１５１、１６１、１７１を調整し、各吹出口からの吹き出し量を変化させることで、上記の各モードを形成している。図２は、外気モード時におけるバイレベルモードの空調空気の流れを示しており、図３は、内外気２層モード時におけるバイレベルモードの空調空気の流れを示している。

次に、本実施形態における車両用空調装置１００の作動について説明する。本実施形態における車両用空調装置１００は、車両室内に対して冷房、及び暖房が可能なものである。

１．冷房時（通常運転）
乗員が車両室内の冷房を望む場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブは閉じられる。そして、内外気切替モードは、内気モード、或いは外気モードに設定される。そして、通常運転が実行される。これらの内外気切替モード時における空調空気は、第１送風機１１０によって第１内気口１２０、或いは外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって冷却され、ヒータコア１０７を通過して車両室内に送風される。ここで、冷房時において、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブは閉じられていることから、ヒータコア１０９へ冷却水が流入することが阻止され、ヒータコア１０９は作動していない停止状態である為、車両室内には、エバポレータ１０４によって冷却された空調空気が送風される。

２．暖房時（通常運転）
乗員が車両室内の暖房を望む場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整される。そして、内外気切替モードは、内気モード、或いは外気モードに設定される。そして、通常運転が実行される。これらの内外気切替モード時における空調空気は、第１送風機１１０によって第１内気口１２０、或いは外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって除湿され、ヒータコア１０９を通過して車両室内に送風される。ここで、暖房時において、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整されることから、ヒータコア１０９へ冷却水が流入することが許容され、ヒータコア１０９は作動している運転状態である為、車両室内には、エバポレータ１０４によって除湿され、ヒータコア１０９によって加熱された空調空気が送風される。

３．内外気２層モード時（省動力運転）
暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合、冷凍サイクル１１２が作動され、ヒータコア１０９への冷却水の流量を調整するバルブが開かれ、開度調整される。そして、内外気切替モードは、内外気２層モードに設定され、吹出切替モードは、デフロスタ・フットモード、フットモード或いはバイレベルモードに設定される。そして、省動力運転が実行される。省動力運転とは、第２内気口１４０から導入される導入風量の分だけ、エバポレータ１０４の通風抵抗を減少させて、第１送風機１１０と第２送風機１４３とを合わせた必要送風能力を低減させ送風機１１０、１４３の駆動動力を効果的に節減するとともに、エバポレータ１０４を通風する風量を減少させることで、圧縮機１０１の動力を節減する運転である。この内外気２層モードにおいては、車両室外の乾いた空気が、第１送風機１１０によって外気口１３０から空調ケース１１１内に導入され、エバポレータ１０４を通過することによって除湿され、ヒータコア１０９を通過してデフロスタ口１５０、或いはフェイス口１６０から車両室内のウィンドガラスへ吹出される。また、車両室内の暖かい空気が、第２送風機１４３によってエバポレータ１０４を通過せずに第２内気口１４０から空調ケース１１１内に導入され、ヒータコア１０９を通過してフット口１７０から車両室内の乗員の足元へ吹出される。

本実施形態の構成、及び作動は以上のようになっている。本実施形態における車両用空調装置１００は、通常の冷房時には、内気モード、或いは外気モードに設定されるので、エバポレータ１０４を通過して冷却された空調空気を車両室内に送風することができる。また、通常の暖房時においても同様に、内気モード或いは外気モードに設定されるので、エバポレータ１０４を通過して除湿された空調空気を車両室内に送風することができる。

更に、暖房運転時であって、ウィンドガラスの除湿が必要とされる場合、内外気２層モードに設定され、吹出切替モードがデフロスタ・フットモード、フットモード、或いはバイレベルモードに設定され、第１送風機１１０及び第２送風機１４３が作動されるので、車両室外の乾いた空気が、第１送風機１１０によってウィンドガラスへ吹出され、ウィンドガラスの曇りを適切に除去することができる。また、車両室内の暖かい空気が、第２送風機１４３によってエバポレータ１０４を通過せずに第２内気口１４０から空調ケース１１１内に導入され、乗員の足元へ吹出されるので、車両室内を迅速に暖房しつつ、送風機１１０、１４３及び圧縮機１０１の省動力運転を行うことができる。つまり、本実施形態における車両用空調装置１００は、ウィンドガラスの曇りを適切に除去しつつ、車両室内を迅速に暖房し、さらに、省動力運転を実行することが可能となる。

また、第１仕切ドア１４２は、開状態において空調ケース１１１の側壁面１１１ａに沿った位置に回転するため、第１仕切ドア１４２を設けることによる空調空気流れへの影響を最小限に抑制することが可能となる。

また、第２内気ドア１４１は、回転中心から先端までの長さが互いに略同じの第１ドア部１４１ａと第２ドア部１４１ｂとによって構成され、閉状態において折りたたまれるように回転するので、第１ドア部１４１ａの長さ分の回転スペースで足りる為、空調ケース１１１の大型化を抑制することが可能となる。また、第２内気ドア１４１は、開状態においてヒータコア１０９の略中央側へ伸び出すように回転するので、第２内気ドア１４１を大型化すること無く、ヒータコア１０９における外気通路１４４側と内気通路１４５側とを略均等に仕切ることが可能となる。

また、第２内気口１４０を空調ケース１１１における車両下側の乗員から離れた位置に形成しているので、乗員に対して第２送風機１４３によって吸い込まれる空気の吸い込み騒音を低減することができる。

また、車両前方から車両後方に向かって、エバポレータ１０４、第１送風機１１０、ヒータコア１０９の順に配置しているので、冷凍サイクル１１２を構成する圧縮機１０１、コンデンサ１０２、及び膨張弁１０３が配置される位置にエバポレータ１０４を近づけることができる。その結果、これらを接続する配管を短くすることが可能となる。また、ヒータコア１０９を第１送風機１１０及び第２送風機１４３より車両後方側に配置しているので、第１送風機１１０の吸い込み騒音及び第２送風機１４３の吸い込み騒音をヒータコア１０９により乗員に対して遮音することが可能となる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態では、仕切手段として、第２内気ドア１４１が用いられている。しかし、例えば、仕切手段の変形例として、図４のように、第２内気ドア１４１とは別の仕切ドアを設けて構成されていても良い。図４は、他の実施形態における車両用空調装置２００を示す模式図である。車両用空調装置２００は、第２内気開閉手段として、バタフライタイプの第２内気ドア２４１を有している。また、ヒータコア１０９に対し空調空気流れ上流側であって、空調ケース１１１内における車両下側には、バタフライタイプの第２仕切ドア２４６、及び第３仕切ドア２４７が配設されている。第２仕切ドア２４６、及び第３仕切ドア２４７は、空調空気流れに沿った位置に回転した状態を開状態とし、外気通路１４４と内気通路１４５とを形成する位置に回転した状態を閉状態とする。また、閉状態の第２仕切ドア２４６と閉状態の第３仕切ドア２４７との間には、第１仕切壁２４８が設けられ、閉状態の第３仕切ドア２４７とヒータコア１０９との間には、第２仕切壁２４９が設けられている。上記の構成によれば、図４に示すように内外気２層モード時に、第２内気ドア２４１によって第２内気口１４０を開状態として、第２仕切ドア２４６と、第３仕切ドア２４７とを上記の閉状態にすることによって、外気通路１４４と内気通路１４５とを形成することが可能となる。

また、上記第１実施形態では、仕切手段として、回転する第１仕切ドア１４２が用いられている。しかし、ヒータコア１０９より空調空気流れ下流側に設けられる仕切手段は、空調ケース１１１に固定された仕切板であっても良い。

また、上記第１実施形態では、第２内気ドア１４１は、開状態時において、第２ドア部１４１ｂを第１ドア部１４１ａの主面と第２ドア部１４１ｂの主面とが連続する面を形成する位置に回転させている。しかし、第１ドア部１４１ａの主面と第２ドア部１４１ｂの主面とは、平面となる連続する面を形成していなくても良い。例えば、第２内気ドア１４１は、開状態時において、「く」の字に折れ曲がっていても良い。

また、上記第１実施形態では、第２内気口１４０は、空調ケース１１１における下側に形成されている。しかし、第２内気口１４０は、例えば、空調ケース１１１における側壁や、上側に形成されていても良い。

また、上記第１実施形態では、各送風機１１０、１４３として、吸い込み式の軸流ファンが用いられている。しかし、各送風機１１０、１４３は、例えば、多段の軸流ファン、反転ファン、クロスフローファン、斜流ファン、遠心ファンが用いられたものであっても良い。

また、上記第１実施形態では、第１送風機１１０は、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配置しているが、例えば、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ上流側に配置されていても良い。

また、上記第１実施形態では、各種ドアは、板ドア、或いはバタフライドアで構成されているが、それに限定されず、例えば、スライド式ドアや、ロータリドアであっても良い。

また、上記第１実施形態では、吹出口として、デフロスタ口１５０、フェイス口１６０、及びフット口１７０が形成されているが、これに限定されず、例えば、後席用フェイス口や、後席用フット口が形成されていても良い。

また、上記第１実施形態では、フィルタ１１４は、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ上流側に配置しているが、例えば、エバポレータ１０４に対して空調空気流れ下流側に配置されていても良い。また、ヒータコア１０９の空調空気流れ下流側に配置されていても良い。更には、フィルタ１１４は、無くても良い。

また、上記第１実施形態では、リヒート式の車両用空調装置１００であるが、エアミックスドアを備えるエアミックス式であっても良い。

また、上記第１実施形態では、ＥＣＵ１９０によって、各種ドアの開閉制御が行われている。しかし、各種ドアの開閉は、手動で行われていても良い。

また、上記第１実施形態では、第１内気口１２０には第１内気切替ドア１２１が設けられ、外気口１３０には外気切替ドア１３１が設けられ、第２内気切替ドア１４０には第２内気切替ドア１４１が設けられている。しかし、複数の導入口の開閉状態を調整する切替ドアが設けられていても良い。例えば、第１内気口１２０の開閉状態を調整するとともに外気口１３０の開閉状態を調整する切替ドアが採用されていても良い。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。 第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（内気モード時） 第１実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（内外気２層モード時） 他の実施形態における車両用空調装置を示す模式図である。（内外気２層モード時）

符号の説明

１０１…圧縮機、１０２…コンデンサ、１０３…膨張弁、１０４…エバポレータ、１０５…エンジン、１０６…ウォータポンプ、１０７…サーモスタット、１０８…ラジエータ、１０９…ヒータコア、１１０…送風機、１１１…空調ケース、１１２…冷凍サイクル、１１３…冷却水回路、１２０…第１内気口、１２１…第１内気ドア、１３０…外気口、１３１…外気ドア、１４０…第２内気口、１４１…第２内気ドア、１４１ａ…第１ドア部、１４１ｂ…第２ドア部、１４２…第１仕切ドア、１４３…第２送風機、１４４…外気通路、１４５…内気通路。

Claims (4)

1. 空調空気が内部を流通する空調ケース（１１１）と、
   前記空調ケース（１１１）内に配設され、前記空調空気を冷却する冷却用熱交換器（１０４）と、
   前記空調ケース（１１１）内における前記冷却用熱交換器（１０４）より前記空調空気流れ下流側に配設され、前記空調空気を加熱する加熱装置（１０９）と、
   前記空調ケース（１１１）内における前記加熱装置（１０９）より前記空調空気流れ上流側に配設され、前記空調空気を車両室内に送風する第１及び第２送風機（１１０、１４３）と、
   前記空調ケース（１１１）に設けられ、前記車両室内の空気を導入する第１内気口（１２０）と、
   前記空調ケース（１１１）に設けられ、前記車両室外の空気を導入する外気口（１３０）と、
   前記空調ケース（１１１）に設けられ、前記空調空気をウィンドガラスへ吹出す第１吹出口（１５０、１６０）と、
   前記空調ケース（１１１）に設けられ、前記空調空気を乗員の足元へ吹出す第２吹出口（１７０）とを有する車両用空調装置であって、
   前記空調ケース（１１１）における前記冷却用熱交換器（１０４）及び前記第１送風機（１１０）より前記空調空気流れ下流側であって、前記加熱装置（１０９）より前記空調空気流れ上流側に設けられ、前記車両室内の空気を導入する第２内気口（１４０）と、
   前記第１内気口（１２０）、前記外気口（１３０）、及び前記第２内気口（１４０）を開閉する開閉手段（１２１、１３１、１４１）と、
   前記第１送風機（１１０）によって前記外気口（１３０）から導入された前記車両室外の空気を前記冷却用熱交換器（１０４）、及び前記加熱装置（１０９）を介して前記第１吹出口（１５０、１６０）へと導く外気通路（１４４）と、前記第２送風機（１４３）によって前記第２内気口（１４０）から導入された前記車両室内の空気を前記加熱装置（１０９）を介して前記第２吹出口（１７０）へと導く内気通路（１４５）とを形成可能とする仕切手段（１４１、１４２、２４６、２４７、２４８、２４９）とを備え、
   前記開閉手段（１２１、１３１、１４１）によって、前記第１内気口（１２０）を閉め前記外気口（１３０）、及び前記第２内気口（１４０）を開け、前記仕切手段（１４１、１４２、２４６、２４７、２４８、２４９）によって、前記外気通路（１４４）と前記内気通路（１４５）とを形成する内外気２層モードに設定可能とし、
   前記内外気２層モード時において、前記第１送風機（１１０）及び前記第２送風機（１４３）を作動させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記開閉手段（１２１、１３１、１４１）は、前記第１内気口（１２０）を開閉する第１内気開閉手段（１２１）と、前記外気口（１３０）を開閉する外気開閉手段（１３１）と、前記第２内気口（１４０）を開閉する第２内気開閉手段（１４１）とを有し、
   前記仕切手段（１４１、１４２）は、前記第２内気開閉手段（１４１）であって、前記第２内気口（１４０）における前記空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する内気ドア（１４１）と、前記加熱装置（１０９）より前記空調空気流れ方向下流側に設けられ、前記空調ケース（１１１）の側壁面（１１１ａ）を回転中心として回転する仕切ドア（１４２）とを有し、
   前記内気ドア（１４１）を前記第２内気口（１４０）が開状態となる位置に回転させるとともに、前記仕切ドア（１４２）を前記内気ドア（１４１）の先端と前記仕切ドア（１４２）の先端とが前記加熱装置（１０９）を挟んで対向する位置に回転させることによって、前記内気通路（１４５）と前記外気通路（１４４）とを形成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. 前記内気ドア（１４１）は、前記第２内気口（１４０）における前記空調空気流れ上流側の開口端を回転中心として回転する第１ドア部（１４１ａ）と、前記第１ドア部（１４１ａ）の先端を回転中心として回転する第２ドア部（１４１ｂ）とを有し、
   前記第１ドア部（１４１ａ）を前記第２内気口（１４０）が閉状態となる位置に回転させるとともに、前記第２ドア部（１４１ｂ）を前記第１ドア部（１４１ａ）の主面と前記第２ドア部（１４１ｂ）の主面とが対向する位置に回転させることによって、前記第２内気口（１４０）を閉め、
   更に、前記第１ドア部（１４１ａ）を前記第２内気口（１４０）が開状態となる位置に回転させるとともに、前記第２ドア部（１４１ｂ）を前記第１ドア部（１４１ａ）の主面と前記第２ドア部（１４１ｂ）の主面とが連続する面を形成する位置に回転させることによって、前記内気通路（１４５）と前記外気通路（１４４）とを形成することを特徴とする請求項３に記載の車両用熱交換器。
4. 前記第２内気口（１４０）は、前記空調ケース（１１１）における下側に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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