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発明の名称 車両用空気調和装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−105832(P2001−105832A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−291648
出願日 平成11年10月13日(1999.10.13)
代理人 【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴 (外3名)
【テーマコード(参考)】
3L011
【Fターム(参考)】
3L011 BA01 
発明者 井澤 友樹 / 城山 勝成 / 柴田 智彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 内気または外気が導入されるケースと、該導入空気を分配するダンパと、前記ケースを仕切る仕切板とを備えた車両用空気調和装置であって、前記ダンパは、その側面を前記仕切板に向けて配設され、前記仕切板には、少なくとも前記ダンパの揺動領域に臨んで可撓性を有する可撓部が設けられていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項2】 内気または外気が導入されるケースと、該導入空気を分配するダンパと、前記ケースを仕切る仕切板とを備えた車両用空気調和装置であって、前記仕切板が、該仕切板に沿った平面上において移動自在に前記ケースに取り付けられていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項3】 請求項2記載の車両用空気調和装置において、前記ケースと仕切板のいずれか一方には孔部が形成され、他方には前記孔部に緩嵌する突起が設けられていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項4】 請求項2記載の車両用空気調和装置において、前記仕切板は、前記ケースによってその両側面から支持されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項5】 請求項4記載の車両用空気調和装置において、前記仕切板は、弾性体を介して前記ケースに支持されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、助手席と運転席との空調を独立して行う事ができる車両用空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車室内を空気調和することにより乗員にとって快適な車室環境を提供することができる車両用空気調和装置は、ブロワファン、エバポレータ、ヒータコア及び各種ダンパを備えてなる車両用空気調和ユニットと、低温低圧の液冷媒を車両用空気調和ユニット内のエバポレータへ供給する冷媒系と、高温のエンジン冷却水を車両用空気調和ユニット内のヒータコアへ導入する加熱源系と、温度、湿度、日射量及び乗員の好み等の諸条件に応じて車両用空気調和装置の作動制御を行う制御部とにより構成されている。
【0003】このうち、図8に示す車両用空気調和ユニット1Aは、内外気箱10、ブロワ部20、クーラ部30、ヒータ部40が一体となったものである。この車両用空気調和ユニットは、一般的なセダン型乗用車の場合、助手席側のダッシュボード下方に配置されている。以下、この車両用空気調和ユニット1Aの構成を空気の流れの順に簡単に説明する。
【0004】最初の内外気箱10は、外気(車室外の空気)aまたは内気(車室内の空気)bのいずれか一方を選択する機能を有する部分であり、外気導入口11a及び内気導入口11bが設けられている。両導入口11a,11bは、内部に設けられた不図示の内外気切換ダンパの操作によりいずれか一方を閉じて、導入する空気(以下、導入空気と呼ぶ)を選択するようになっている。内外気箱10の下流にはブロワ部20が接続して設けられ、ブロワファン21の作動により外気aまたは内気bを吸引して後述するクーラ部30へ送風する機能を有している。
【0005】クーラ部30とヒータ部40は、共にケース41内に配設されている。ケース41内には左右のチャンバ(運転席側チャンバ41R、助手席側チャンバ41L)を仕切る仕切板60が固着されており、クーラ部30を出た空気が左右に分配されてヒータ部に送られるようになっている。クーラ部30は、ブロワ部20から送風されてきた導入空気をエバポレータ31で冷却及び除湿する機能を有している。このエバポレータ31は、冷房運転時に冷媒系から低温低圧の液冷媒の供給を受け、通過する導入空気と熱交換して冷却及び除湿する。ヒータ部40は、クーラ部30から送られてきた導入空気を選択的に加熱すると共に、運転モードに対応した吹出口から空調された空気を吹き出す機能を有している。ヒータ部40は、加熱源系から熱源としてエンジン冷却水の供給を受けるヒータコア42が左右のチャンバ41R、41Lにまたがって備えられている。ヒータコア42を通過する導入空気の流量は、左右のチャンバ41R、41L内に設けられたエアミックスダンパ43R、43Lの開度によって調整され、これにより空調空気の温度が制御される。また、ケース41には、図9に示すように左右のチャンバ41L、41Rに各々デフロスト吹出口44R、44L、フェイス吹出口45R、45L及びフット吹出口46R、45Lが設けられ、各吹出口には、それぞれデフロトダンパ44Ra、44La、フェイスダンパ45Ra、45La及びフットダンパ(不図示)が取り付けられている。また、エアミックスダンパ43R、43Lの補助として、サブダンパ47R、47Lが設けられている。
【0006】前記エアミックスダンパ43R、43L、サブダンパ47R、47L、デフロスタダンパ44Ra、44La、フェイスダンパ45Ra、45La、フットダンパは、その軸を左右方向に向けて揺動するようになっている。なお、上記各ダンパは、各々左右独立して制御される。
【0007】さて、上述した車両用空気調和装置は、車両用空気調和ユニット1のヒータ部40に設置された各種ダンパを開閉操作することにより、以下の運転モードを選択することができる。なお、以下においては、運転席側のチャンバ41Rのみについて説明するが、助手席側のチャンバ41Lも同様である。「デフロスト吹出モード」は、冬季走行前のフロントガラスの霜取り及び雨天走行中のフロントガラスの曇りを除去するために、フロントガラスなどの内面に直接当たるよう温風及び除湿した風を全てデフロスト吹出口44Rから吹き出すものである。「フェイス吹出モード」は、主として夏季の冷房運転時に乗員の上半身へ向けて、フェイス吹出口45Rから冷風を吹き出すものである。「フット吹出モード」は、主として冬季の暖房運転時にフット吹出口46Rから乗員の足元へ温風を吹き出すものであるが、同時に、フロントガラス等の曇りを除去するため温風の一部をデフロスト吹出口44Rからも吹き出している。一般的な分配割合では、フット吹出口46Rから全吹出風量の70〜80%を吹き出すようになっている。
【0008】「バイレベル吹出モード」は、主として春や秋の中間期に用いられ、フェイス吹出口45R及びフット吹出口46Rの両方から空調された空気を吹き出すものであり、この場合は、フェイス吹出口45Rからの吹き出し風をフット吹出口46Rより低温とする頭寒足熱とするのが一般的である。なお、この場合の分配割合は、50%ずつとするのが一般的である。「ブレンド(フット/デフロスト)吹出モード」は、冬季に用いられてデフロスト吹出口44R及びフット吹出口46Rの両方から空調された空気を吹き出すものである。この場合の分配割合は、50%ずつとするのが一般的である。このようにして、運転席、助手席の乗員それぞれの好みに応じた温度の空調空気が吹き出されるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のようにチャンバ41R、41L内に温風が通過する時には仕切板60が熱膨張により膨張する。しかし、仕切板60周囲はケースに固定されているため、膨張しようとする力により、仕切板60が湾曲してしまう。特に、例えば運転席側を暖房、助手席側を冷房とする場合などは左右のチャンバ41R、41Lの温度差が大きくなり、仕切板60が一方向に大きく湾曲する。このような場合、ダンパ44Ra、44La、45Ra、45La、47R、47Lの揺動が、その側方に位置している仕切板60により妨げられ、ダンパ44Ra、44La、45Ra、45La、47R、47Lの揺動が不能となってしまうという問題があった。
【0010】本発明は、上記事情に鑑み、仕切板の熱膨張によりダンパの揺動が妨げられることのない車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため、本発明においては、素材自体がダンパの揺動を妨げないもので仕切板を構成すること、仕切板を完全には固定しないことにより熱膨張による湾曲を防ぐことを特徴とする。すなわち、車両用空気調和ユニットのケースを左右に仕切る仕切板の少なくとも一部分に可撓性を有する可撓部を設ける。例えば、図1に示すように枠体に可撓性を有するフィルム、具体的にはゴムやテフロン等の樹脂を編んだシートを設ける。可撓部は可撓性を有することから、ダンパの揺動を妨げない。また、図2に示すようにダンパが揺動する領域に臨む部分にのみ可撓部を設けてもよい。また、車両用空気調和ユニットのケースを左右に仕切る仕切板を、該仕切板平面上で移動可能に前記ケースに取り付けてもよい。具体的には、図3に示すように前記ケースと仕切板のいずれか一方に突起、他方に孔部を形成し、該突起を孔部に緩嵌させる。この場合、仕切板が熱膨張しても突起と孔部との間の余裕により膨張量を吸収し仕切板平面上で膨張するので、仕切板の湾曲が防止される。また、図4、5に示すように、ケース41によって前記仕切板側面を両側から支持させるようにしてもよい。この場合、仕切板が膨張しても、仕切板はその側面で支持されているので、その湾曲が防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】図1ないし図9は本発明による車両用空気調和装置の構成を示す図であり、車両用空気調和装置は、ブロワファン、エバポレータ、ヒータコア及び各種ダンパを備えてなる車両用空気調和ユニットと、低温低圧の液冷媒を車両用空気調和ユニット内のエバポレータへ供給する冷媒系と、高温のエンジン冷却水を車両用空気調和ユニット内のヒータコアへ導入する加熱源系と、温度、湿度、日射量及び乗員の好み等の諸条件に応じて車両用空気調和装置の作動制御を行う制御部とにより構成されている。なお、以下において従来と同様の構成については同一の符号を用いて説明する。
【0013】車両用空気調和ユニット1Aは、図8に示すように、内外気箱10、ブロワ部20、クーラ部30、ヒータ部40が一体となったものである。この車両用空気調和ユニット1Aは、一般的なセダン型乗用車の場合、車室内から見て左側(助手席側)で、しかも、ダッシュボード5の下方に配置されている。以下、この車両用空気調和ユニット1Aを空気の流れの順に説明する。
【0014】最初の内外気箱10は、車両用空気調和ユニット1Aに導入する空気を外気aまたは内気bのいずれか一方に選択切り換えする機能を有する部分である。ここでは、車室外に連通する外気導入口11aと車室内に連通する内気導入口11bとが設けられており、両導入口11a,11bのいずれか一方を内外気切換ダンパ12により閉じて、導入する空気(以下、導入空気と呼ぶ)を選択するようになっている。
【0015】ブロワ部20は、内外気箱10の下流に接続して設けられ、ブロワファン21の作動により外気aまたは内気bを選択的に吸引して後述するクーラ部30へ送風する機能を有している。このブロワファン21は、電動モータ22を駆動源とし、一般的には停止位置の他に、複数の風量切換ができるようになっている。なお、車両の走行中に外気aを導入する場合には、ブロアファン21が停止していても走行風である外気aをクーラ部30へ流すことができる。
【0016】クーラ部30とヒータ部40は、共にケース41内に配設されている。ケース41内には左右のチャンバ(運転席側チャンバ41R、助手席側チャンバ41L)に仕切る仕切板として、図1に示した仕切板60’が設けられており、クーラ部30を出た空気が左右に分配されてヒータ部40に送られるようになっている。クーラ部30は、ブロワ部20から送風されてきた導入空気を冷却して除湿する機能を有している。このクーラ部30は、冷房用の熱交換器であるエバポレータ31を備えている。エバポレータ31は、冷房運転時に後述する冷媒系2から低温低圧の液冷媒の供給を受け、ブロワ部20から送風されてきてこのエバポレータ31を通過する導入空気と液冷媒との間で熱交換させる。この結果、導入空気は冷媒に熱を奪われて冷却及び除湿された冷風となり、仕切板60’によって左右に分配されて後述するヒータ部40へ導かれる。
【0017】ヒータ部40は、クーラ部30から送られてきた導入空気を選択的に加熱すると共に、各運転モードに対応した吹出口から空調された空気を吹き出す機能を有している。このヒータ部40は、ケース41の内部に左右のチャンバにまたがって設置されたヒータコア42と、このヒータコア42を通過する導入空気の流量を調整するエアミックスダンパ43R、43Lとを備える。
【0018】また、ケース41には、左右のチャンバに各々デフロスタ吹出口44R、44L、フェイス吹出口45R、45L及びフット吹出口46R、46Lが設けられ、各吹出口には、それぞれデフロスタダンパ44Ra、44La、フェイスダンパ45Ra、45La、フットダンパ(不図示)が取り付けられている。また、エアミックスダンパ43R、43Lの補助として、サブダンパ47R、47Lが設けられている。これらデフロスタダンパ44Ra、44La、フェイスダンパ45Ra、45La、サブダンパ47R、47Lは、その軸を左右方向に向けて揺動するようになっており、これらダンパによって前記各吹出口の開度を調整する事により以下の吹出モードを実行することができる。なお、上記エアミックスダンパ43R、43L、サブダンパ47R、47L、デフロスタダンパ44Ra、44La、フェイスダンパ45Ra、45La、フットダンパは、各々左右独立して制御される。以下においては運転席側のチャンバ41Rについて説明するが、助手席側のチャンバ41Lについても同様である。
【0019】上述したデフロスト吹出口44Rは、冬季走行前のフロントガラスの霜取り及び雨天走行中のフロントガラスの曇りを除去するために、フロントガラスなどの内面に直接当たるよう温風及び除湿した風を吹き出すものである。このようにデフロスト吹出口44Rから空調空気の全量を吹き出す空調運転モードは、「デフロスタ吹出モード」と呼ばれている。また、フェイス吹出口45Rは、主として夏季の冷房運転時に乗員の上半身へ向けて冷風を吹き出すものであり、このような空調運転モードは「フェイス吹出モード」と呼ばれている。そして、フット吹出口46Rは、冬季の暖房運転時に乗員の足元へ温風を吹き出すものであり、「フット吹出モード」と呼ばれている。この空調運転モードでは、空調空気(温風)の一部を、通常は20%程度の少量を同時にデフロスト吹出口44Rから吹き出してフロントガラス等の曇りを除去するようになっている。
【0020】なお、主として春や秋の中間期に用いられ、フェイス吹出口45R及びフット吹出口46Rの両方から空調された空気を吹き出す「バイレベル吹出モード」と呼ばれる空調運転モードもあり、この場合は、フェイス吹出口45Rからの吹き出し風をフット吹出口46Rより低温とする頭寒足熱とするのが一般的である。また、冬季に用いられる、デフロスタ吹出口44R及びフット吹出口46Rの両方から空調された空気を吹き出す「ブレンド吹出モード」と呼ばれる空調運転モードもある。
【0021】ヒータコア42は、暖房運転時に高温のエンジン冷却水の供給を受け、クーラ部30から送風されてきた導入空気を加熱する熱交換器である。ヒータ部40に送られた導入空気は、エアミックスダンパ43R、43Lの開度に応じて、ヒータコア42を通過するものと、ヒータコア42を通過しないものとに分類される。
【0022】次に、冷媒系2の構成を図6に基づいて説明する。この冷媒系2は、エバポレータ31に低温低圧の液冷媒を供給するもので、コンプレッサ51、コンデンサ52及び膨張弁53とを具備している。なお、この冷媒系2は、冷房・除湿機能を必要としない場合は、上述したエバポレータ31と共に設置が省略される。コンプレッサ51は、エバポレータ31で車室内の熱を奪って気化した低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒としてコンデンサ52へ送り出すものである。自動車用空気調和装置の場合、コンプレッサ51は、通常エンジン54よりベルト及びクラッチを介して駆動力を受ける。コンデンサ52は、エンジンルーム6の前部に配設され、コンプレッサ51から供給された高温高圧のガス冷媒を外気で冷却し、ガス状の冷媒を凝縮液化させるものである。こうして液化された冷媒は、レシーバ(図示省略)へ送られて気液の分離がなされた後、高温高圧の液冷媒として膨張弁53に送られる。この膨張弁53では、高温高圧の液冷媒を減圧・膨張させることによって低温低圧の液(霧状)冷媒とし、エバポレータ31へ供給する。なお、膨張弁53は、一般的にはエバポレータ31と共にクーラ部30内の適所に設置される。
【0023】続いて、加熱源系3の構成を図6に基づいて簡単に説明する。この加熱源系3は、ヒータコア42(図8参照)に熱源となる高温のエンジン冷却水を供給するもので、エンジン54とラジエタ55との間を循環するエンジン冷却水系から、その一部を空気調和装置に導入するものである。
【0024】最後に、制御部4の構成を図7に基づいて簡単に説明する。この制御部4は、空気調和装置を構成している空気調和ユニット1A、冷媒系2及び加熱源系3の作動制御を行うもので、通常、乗員が各種の設定を行う操作パネルに制御回路を組み込んで、インスツルメントパネルの中央部に設置されている。この制御部4では、内外気切換ダンパ12の切り換え操作、ダンパ類の開閉操作による各種運転モードの選択切り換え、ブロワファン21の風量切り換え及び所望の温度設定操作などを行うことができる。
【0025】このように構成された車両用空気調和装置では、ブロアファン21を駆動することにより、外気aまたは内気bが内外気箱10の外気導入口11aまたは内気導入口11bから導入され、この導入空気はブロワ部20を通ってクーラ部30へと送られる。クーラ部30内を流れる導入空気はエバポレータ31を通過するが、ここでは冷媒系2から低温低圧の液冷媒が供給される冷房運転時に冷媒と熱交換して冷却及び除湿され、さらに下流側のヒータ部40へ流れる。
【0026】冷却及び除湿されてヒータ部40に送られてきた導入空気は、仕切板60’により左右のチャンバ41R、41Lに分配されたのち、各々のエアミックスダンパ43R、43Lによりヒータコアの通過が制御される。すなわちエアミックスダンパ43Rがヒータコア42側通路を完全に覆っていると、導入空気はその全量がヒータコア42を通過せずに各吹出口44R,45R,46Rに向かい、ダンパが開状態にされた吹出口から車室内に冷風が吹き出される。また、エアミックスダンパ43Rがヒータコア42側通路を全開しているときは、導入空気の全部がヒータコア42を通過して加熱され、ダンパが開状態の吹出口から車室内に温風が吹き出される。さらにまた、エアミックスダンパ43Rが中間位置にあるときは、ヒータコア42を通過しない冷風とヒータコア42を通過した温風とが、エアミックスダンパ43Rの下流側でその開度に応じて混合され、所望の温度に空調された空気が運転モードに応じて、ダンパが開状態にある吹出口から車室内に吹き出される。なお、助手席側についても同様にエアミックスダンパ43Lにより導入空気の通過が制御される。以上のようにして、運転席、助手席の乗員それぞれの好みに応じた温度の空調空気が吹き出されるようになっている。
【0027】ところで、チャンバ41R、41L内は冷暖房で大きな温度差にさらされるため、暖房時には冷房時と比較して大きく膨張する。さらに、運転席側を冷房(フェイス吹出モード)、助手席側をフット吹出モード(暖房)とする場合など、左右のチャンバ41R、41Lで温度差が大きくなる。この場合、従来の仕切板では一方に湾曲してしまいダンパの揺動を妨げる場合があった。本実施形態では、仕切板を以下の構成とすることにより、ダンパの揺動妨げが防止されている。
【0028】図1は本実施形態で用いられる仕切板60’であり、ダンパ44Ra、44La、45Ra、45La、47R、47Lはその側面をこの仕切板60’に向けて設けられている。より詳しくは、ダンパの回動軸は、仕切板60’と直交する方向に位置して設けられており、その側面は仕切板60’に接触あるいは近接した状態となっている。図中、符号61はケースに取り付けられる枠体であり、70は枠体に貼られたシート(可撓部)である。このシート70はテフロン糸を編んで形成された樹脂フィルムであり可撓性を有している。このシート70は温度により一方に湾曲するということがなく、さらに、ダンパ側面が接触してもシート70が撓むことによりダンパの揺動を妨げない。なお、前記シート70の素材は上記に限るものではなく、可撓性を有する可撓性素材であればゴム等でもよい。その素材としては、可撓性の他、耐熱性、弾性等を基準に選択される。また、シート70を設ける範囲は、上記においてはほぼ全体としたが、図2に示す他の実施形態としての仕切板62のように、ダンパが揺動する領域、すなわちダンパが接触しうる部分にのみゴム71等の可撓部を設けてもよい。
【0029】また、仕切板を以下のように構成してもよい。図3に示したものは他の実施形態に係る仕切板である。図では、ケースに取り付けられる枠体75と、枠体75に取り付けられる仕切板63とからなる。枠体75には、四隅に垂直方向に突出するフック部材74が取り付けられており、仕切板63には、フック部材74が緩嵌される孔73が設けられている。フック部材74は孔73に対して余裕を持って挿入されるようになっている。この仕切板63では、仕切板63の熱膨張を孔73とフック部材74との間の余裕にて吸収する。すなわち、仕切板63が膨張しても、仕切板63は枠体75に対して完全に固定されてはいないので、湾曲等の変形が防止される。なお、上記例では枠体75をケース41とは別体としたが、一体でもよい。この場合、ケース41に直接フック部材74に相当する部材を設ければよい。
【0030】図4は、さらに他の実施形態に係る仕切板である。本例においては、アルミニウム製の仕切板64の端部にゴム製の枠体(弾性体)76が設けられているものである。この仕切板64は、図5に示すようにケース41側に設けた突起部77で枠体76を介してその両側面から押圧、支持している。この仕切板64では、前記のようにケース41に押圧されているものの、完全には固定されていない。したがって、仕切板64が熱膨張を起こしても枠体76と突起部77との間で仕切板64が内外方向に摺動することで、仕切板64の熱膨張による湾曲等を防止する。なお、仕切板64の素材はアルミニウムに限られず、他の素材であってよいが、アルミニウムは熱伝導性が高いという特徴を有する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては、仕切板に可撓部を設けることにより、仕切板の湾曲が防止され、また、ダンパが接触しても可撓性を有しているためにダンパの揺動が妨げられることがない。また、仕切板が該仕切板に沿った平面上において移動自在に取り付けられていることにより、仕切板が膨張してもその湾曲が防止される。したがって、ダンパの揺動が妨げられることがない。




 

 


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