トップ :: B 処理操作 運輸 :: B60 車両一般




【発明の名称】 車両用空調装置
【発明者】 【氏名】福田 和啓
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内
【要約】 【課題】空調ケーシングへのダクトの接続作業及び空調装置の組み立て作業性を向上させる【解決手段】 乗員前方側から乗員の上半身に向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すフロントフェイス開口部９ａが形成されたフロントフェイスチャンバ９、窓ガラスに向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すデフロスタ開口部１０ａが形成されたデフロスタチャンバ１０、及び乗員の足下から吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すフット開口部１１ａが形成されたフットチャンバ１１を、上方側からフロントフェイスチャンバ９、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１の順に同一方向に直列に並べる。これにより、各開口部９ａ〜１１ａが設けられた位置に統一性があり、あちこちに散在していないので、ダクトの接続作業及び空調装置の組み立て作業性を向上させることができる。

【解決手段】乗員前方側から乗員の上半身に向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すフロントフェイス開口部９ａが形成されたフロントフェイスチャンバ９、窓ガラスに向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すデフロスタ開口部１０ａが形成されたデフロスタチャンバ１０、及び乗員の足下から吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すフット開口部１１ａが形成されたフットチャンバ１１を、上方側からフロントフェイスチャンバ９、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１の順に同一方向に直列に並べる。これにより、各開口部９ａ〜１１ａが設けられた位置に統一性があり、あちこちに散在していないので、ダクトの接続作業及び空調装置の組み立て作業性を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内部に熱交換器（５、６）が収納され、室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（２）を有し、前記空調ケーシング（２）には、乗員前方側から乗員の上半身に向けて吹き出す空気を前記空調ケーシング（２）外に吹き出すフロントフェイス開口部（９ａ）が形成されたフロントフェイスチャンバ（９）、乗員の足下から吹き出す空気を前記空調ケーシング（２）外に吹き出すフット開口部（１１ａ）が形成されたフットチャンバ（１１）、及び窓ガラスに向けて吹き出す空気を前記空調ケーシング（２）外に吹き出すデフロスタ開口部（１０ａ）が形成されたデフロスタチャンバ（１０）が設けられており、さらに、前記フロントフェイスチャンバ（９）、前記フットチャンバ（１１）及び前記デフロスタチャンバ（１０）は、同一方向に直列に並んでいることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】 前記空調ケーシング（２）には、回転することにより空気流れを制御するドア手段（１３〜１６）が設けられており、さらに、前記空調ケーシング（２）は、前記ドア手段（１３〜１６）の回転軸に対して略直交する面にて接合された少なくとも２つの部材から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】 前記熱交換器として、空気を冷却する冷却器（５）と空気を加熱する加熱器（６）とが、空気流れに直列に前記空調ケーシング（２）内に収納され、少なくとも前記加熱器（６）の加熱能力を調節して室内に吹き出す空気の温度を調節し、さらに、前記フットチャンバ（１１）は、少なくとも前記フロントフェイスチャンバ（９）に比べて、前記加熱器（６）の高温側に近い部位に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】 前記加熱器（６）は温水を熱源として空気を加熱するものであり、さらに、前記フットチャンバ（１１）は、前記フロントフェイスチャンバ（９）に比べて、前記加熱器（６）の温熱流体入口側に近い部位に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】 前記ドア手段（１３〜１６）が複数個設けられているとともに、これらドア手段（１３〜１６）の回転軸は、互いに平行であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項６】 前記ドア手段（１３〜１６）の回転軸を回転させるアクチュエータ（１７）は、前記空調ケーシング（２）の同一面側に配置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。
【発明の詳細な説明】【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、ショベルカー等の建設機械（建機）、トラクタ等の農業用機械（農機）、及び産業用機械（いわゆる、建機）等の特殊車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現状の特殊車両用の空調装置では、シートの後方床下に空調ユニット（空調ケーシング）を搭載し、この空調ユニットに設けられた開口部にダクトを接続することにより、乗員前方側から乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフロントフェイス吹出口、乗員の足下から空気を吹き出すフット吹出口、及び窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口に空調空気を供給している。
【０００３】このとき、各開口部が設けられた位置は、統一性がなく、あちこちに散在するように設けられているため、ダクトの接続作業及び空調ユニットの組み立て作業性が低いという問題を有している。
【０００４】本発明は、上記点に鑑み、空調ケーシングへのダクトの接続作業及び空調装置の組み立て作業性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、内部に熱交換器（５、６）が収納され、室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング（２）を有し、空調ケーシング（２）には、乗員前方側から乗員の上半身に向けて吹き出す空気を空調ケーシング（２）外に吹き出すフロントフェイス開口部（９ａ）が形成されたフロントフェイスチャンバ（９）、乗員の足下から吹き出す空気を空調ケーシング（２）外に吹き出すフット開口部（１１ａ）が形成されたフットチャンバ（１１）、及び窓ガラスに向けて吹き出す空気を空調ケーシング（２）外に吹き出すデフロスタ開口部（１０ａ）が形成されたデフロスタチャンバ（１０）が設けられており、さらに、フロントフェイスチャンバ（９）、フットチャンバ（１１）及びデフロスタチャンバ（１０）は、同一方向に直列に並んでいることを特徴とする。
【０００６】これにより、各開口部（９ａ〜１１ａ）が設けられた位置には統一性があり、各開口部（９ａ〜１１ａ）はあちこちに散在していない状態となるので、ダクトの接続作業及び空調装置の組み立て作業性を向上させることができる。
【０００７】延いては、製造工数低減することができるので、空調装置の製造原価を低減しつつ、フロントフェイスチャンバやデフロスタチャンバが空調ケーシングから突出した従来型の空調ケーシングに比べて、空調ケーシング（２）を小型にすることができる。
【０００８】請求項２に記載の発明では、空調ケーシング（２）には、回転することにより空気流れを制御するドア手段（１３〜１６）が設けられており、さらに、空調ケーシング（２）は、ドア手段（１３〜１６）の回転軸に対して略直交する面にて接合された少なくとも２つの部材から構成されていることを特徴とする。
【０００９】これにより、熱交換器（５、６）及びドア手段（１３〜１６）を、ドア手段（１３〜１６）の回転軸方向から空調ケーシング（２）内に組み付けることができる。
【００１０】したがって、ドア手段（１３〜１６）及び熱交換器（５、６）の組み付け作業性を向上させることができるので、製造工数低減することができ、空調装置の製造原価を低減することができる。
【００１１】請求項３に記載の発明では、熱交換器として、空気を冷却する冷却器（５）と空気を加熱する加熱器（６）とが、空気流れに直列に空調ケーシング（２）内に収納され、少なくとも加熱器（６）の加熱能力を調節して室内に吹き出す空気の温度を調節し、さらに、フットチャンバ（１１）は、少なくともフロントフェイスチャンバ（９）に比べて、加熱器（６）の高温側に近い部位に設けられていることを特徴とする。
【００１２】これにより、比較的に温度の高い空気はフットチャンバ（１１）に流れ込んでフット開口部（１１ａ）から吹き出し、一方、比較的温度の低い空気はフロントフェイスチャンバ（９）に流れ込んでフロントフェイス開口部（９ａ）から吹き出される。したがって、乗員に対して頭寒足熱の温感を与えることができるので、空調フィーリングを向上させることができる。
【００１３】請求項４に記載の発明では、加熱器（６）は温水を熱源として空気を加熱するものであり、さらに、フットチャンバ（１１）は、フロントフェイスチャンバ（９）に比べて、加熱器（６）の温熱流体入口側に近い部位に設けられていることを特徴とする。
【００１４】これにより、請求項３に記載の発明と同様に、比較的に温度の高い空気はフットチャンバ（１１）に流れ込んでフット開口部（１１ａ）から吹き出し、一方、比較的温度の低い空気はフロントフェイスチャンバ（９）に流れ込んでフロントフェイス開口部（９ａ）から吹き出される。したがって、乗員に対して頭寒足熱の温感を与えることができるので、空調フィーリングを向上させることができる。
【００１５】請求項５に記載の発明では、ドア手段（１３〜１６）が複数個設けられているとともに、これらドア手段（１３〜１６）の回転軸は、互いに平行であることを特徴とする。
【００１６】これにより、ドア手段（１３〜１６）を同一方向から組み付けることができるので、ドア手段（１３〜１６）の組み付け作業性を更に向上させることができる。
【００１７】請求項６に記載の発明では、ドア手段（１３〜１６）の回転軸を回転させるアクチュエータ（１７）は、空調ケーシング（２）の同一面側に配置されていることを特徴とする。
【００１８】これにより、アクチュエータ（１７）の組み付け作業性を向上させることができる。
【００１９】因みに、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。
【００２０】
【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る車両用空調装置を特殊車両に適用したものであって、図１は本実施形態係る空調装置、つまり空調ユニット１の三面図であり、図２は空調ユニット１にダクトを接続した状態を示す三面図である。
【００２１】以下、図１を用いて空調ユニット１について述べる。
【００２２】空調ユニット１は、概略、内部に熱交換器が収納されて室内に吹き出す空気が流通する空調ケーシング２、空調ケーシング２の空気流れ上流側に設けられた遠心式の送風機３、及び空調ケーシング２内に室内空気を導入する場合と室外空気導入する場合とを切り替える内外気切替装置４等からなるものである。
【００２３】なお、遠心式の送風機３とは、遠心ファン（ＪＩＳ Ｂ ０１３２ 番号１００４等参照）、遠心ファンを収納する渦巻き状のスクロールケーシング３ａ及び遠心ファンを回転させる電動モータ等の駆動源等からなるものである。
【００２４】そして、空調ケーシング２内に収納された熱交換器としては、空気を冷却する冷却器としての蒸発器５、及び空気を加熱する加熱器としてのヒータ６があり、両者５、６は、蒸発器５がヒータ６より空気流れ上流側に位置するように空気流れに対して直列に並んでいる。
【００２５】また、空調ケーシング２は、後述する吹き出しモードドア１４〜１６の回転軸に対して略直交する面にて接合された少なくとも２つの部材２ａ、２ｂから構成されており、蒸発器５やヒータ６等の熱交換器及び吹き出しモードドア１４〜１６等は、吹き出しモードドア１４〜１６の回転軸方向から空調ケーシング２内に組み付けられる。
【００２６】なお、本実施形態では、スクロールケーシング３ａの巻き終わり側が下方側に位置するようにして末広状とするとともに、蒸発器５及びヒータ６を、送風機３のから吹き出す空気の主流方向に対してコア面が略直交するように、その上端が側を送風機３に近づけるように鉛直方向に対して傾けることにより空調ユニット１の小型化を図りながら、送風機３から蒸発器５に向けて吹き出される空気が、蒸発器５のコア面全体に拡がるに必要な距離を確保している。
【００２７】因みに、コア面とは、蒸発器５及びヒータ６の略六面体と考えたときに、空気が通り抜ける仮想の面を言うものである。また、蒸発器５は、周知の蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器であり、ヒータ６はエンジン冷却水や作動油等の流体に回収された廃熱を熱源とするものである。
【００２８】ここで、ヒータ６は、巨視的に見て、ヒータ６内において流体が下方側から上方側に向けて流れるように流体入口が下方側に位置するように空調ケーシング２に設置され、かつ、その加熱能力は、ヒータ６内を流れる流体の流量を流量調整バルブ７により調節することにより制御される。
【００２９】また、蒸発器５は、送風機３から吹き出す空気の全量が蒸発器５を通過するように空調ケーシング２内に収納され、一方、ヒータ６は、蒸発器５を通過した空気の一部はヒータ６の上方側を流れてヒータ６を迂回し、その他の空気はヒータ６を通過するように空調ケーシング２内に収納されている。そこで、ヒータ６の上方側に設けられ迂回通路をバイパス通路８と呼ぶ。
【００３０】また、空調ケーシング２の空気流れ最下流部には、乗員前方側から乗員の上半身に向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すフロントフェイス開口部９ａが形成されたフロントフェイスチャンバ９、窓ガラスに向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すデフロスタ開口部１０ａが形成されたデフロスタチャンバ１０、及び乗員の足下から吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すフット開口部１１ａが形成されたフットチャンバ１１が設けられており、これらのチャンバ９〜１１は、上方側からフロントフェイスチャンバ９、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１の順に同一方向に直列に並んでいる。
【００３１】因みに、空調ケーシング２の上面側には、乗員後方側から乗員の上半身（頭部）に向けて吹き出す空気を空調ケーシング２外に吹き出すリアフェイス開口部１２ａが形成されたリアフェイスチャンバ１２が設けられており、各開口部９ａ〜１２ａには、図２に示すように、ダクト９ｂ〜１２ｂが接続される。
【００３２】なお、図１では、各チャンバ９〜１２が明確に設けられているように描かれているが、現実の空調ケーシング２においては、図１に示すほど、各チャンバ９〜１２が明確でない場合もある。
【００３３】つまり、ここで言う、フロントフェイスチャンバ９、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１及びリアフェイスチャンバ１２とは、各開口部９ａ〜１２ａに繋がる空間であり、具体的には、本実施形態では、後述する吹き出しモードドア等の回転することにより空気流れを制御するドア手段が設置された空間を言う。
【００３４】バイパスドア１３は、バイパス通路８の連通状態、つまりバイパス通路８の空気流れを制御するドア手段であり、吹き出しモードドア１４〜１６は各開口部９ａ〜１２ａの連通状態、つまり各開口部９ａ〜１２ａの空気流れを制御するドア手段であり、これらのドア１３〜１６は、空調ケーシング２の同一面側に設置されたサーボモータ１７等のアクチュエータにより回転駆動され、かつ、その回転軸は互いに平行となるように設定されている。
【００３５】因みに、ガイド部材１３ａは、バイパスドア１３及び吹き出しモードドア１４と協調して空気流れを案内する壁である。なお、サーボモータ１８は、内外気切替装置４内に設けられた内外気切替ドアを回転駆動させるものである。
【００３６】次に、本実施形態に係る空調装置の概略作動を述べる。
【００３７】１．冷房運転時（図３参照）
乗員が操作する温度設定装置により冷房運転が指定された場合には、その設定された設定温度に連動して、バイパス通路８、フロントフェイス開口部９ａ及びリアフェイス開口部１２ａを開くとともに、デフロスタ開口部１０ａ及びフット開口部１１ａを閉じ、かつ、流量調整バルブ７を閉じてヒータ６の加熱能力を０とする。
【００３８】このとき、空調ケーシング２内を流れる空気の主流方向がフロントフェイス開口部９ａ方向、つまりフロントフェイスチャンバ９方向にに向いていることに加えて、バイパス通路８を開くので、フロントフェイス開口部９ａ及びリアフェイス開口部１２ａから多くの空気を吹き出すことができ、冷房能力を高めることができる。
【００３９】２．暖房運転時（図４参照）
乗員が操作する温度設定装置により暖房運転が指定された場合には、その設定された設定温度に連動して、バイパス通路８、フロントフェイス開口部９ａ、リアフェイス開口部１２ａ及びデフロスタ開口部１０ａを閉じるとともに、フット開口部１１ａを開き、かつ、流量調整バルブ７を開く。
【００４０】なお、流量調整バルブ７は、設定温度が高くなるほどヒータ６を流れる流体量が増大するように設定温度に応じて連続可変制御され、蒸発器５、つまり蒸気圧縮式冷凍機は必要に応じて停止させる。
【００４１】これにより、ヒータ６により加熱された温風がフット開口部１１ａから吹き出され足下に温風が供給される。
【００４２】３．中間期（図５参照）
乗員が操作する温度設定装置により中間期相当が指定された場合には、その設定された設定温度に連動して、バイパス通路８、リアフェイス開口部１２ａ及びデフロスタ開口部１０ａを閉じるとともに、フロントフェイス開口部９ａ及びフット開口部１１ａを開き、かつ、流量調整バルブ７を設定温度に応じて開く。
【００４３】このとき、上方側からフロントフェイスチャンバ９、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１の順に並んでいるので、フットチャンバ１１は、フロントフェイスチャンバ９に比べてヒータ６の高温側に近い部位、つまりヒータ６の流体入口側に近い部位に位置することとなる。
【００４４】このため、比較的に温度の高い空気はフットチャンバ１１に流れ込んでフット開口部１１ａから吹き出し、一方、比較的温度の低い空気はフロントフェイスチャンバ９に流れ込んでフロントフェイス開口部９ａから吹き出される。したがって、乗員に対して頭寒足熱の温感を与えることができるので、空調フィーリングを向上させることができる。
【００４５】なお、蒸発器５、つまり蒸気圧縮式冷凍機は必要に応じて停止させてもよい。
【００４６】４．デフロスタモード（図６参照）
乗員がデフロスタモードを設定したときには、バイパス通路８、リアフェイス開口部１２ａ、フロントフェイス開口部９ａ及びフット開口部１１ａを閉じるとともに、デフロスタ開口部１０ａを開き、かつ、流量調整バルブ７を設定温度に応じて開く。
【００４７】これにより、蒸発器５にて除湿され、さらにヒータ６にて加熱されて相対湿度が大きく低下した空気が供給されるので、窓ガラスの曇りを速やかに除去することができる。
【００４８】なお、デフロスタチャンバ１０はフットチャンバ１１より上方側に位置し、かつ、空調ケーシング２内を流れる主流方向に近いので、暖房運転時のごとく、フット開口部１１ａをのみを開く場合に比べて、圧力損失が小さくなり、風量を増大させることができる。
【００４９】次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５０】フロントフェイスチャンバ９、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１が同一方向に直列に並んでいるので、各開口部９ａ〜１１ａが設けられた位置には統一性があり、かつ、各開口部９ａ〜１１ａはあちこちに散在していない状態となるので、ダクト９ｂ〜１１ｂの接続作業及び空調ユニット１の組み立て作業性を向上させることができる。
【００５１】延いては、製造工数低減することができるので、空調装置の製造原価を低減しつつ、フロントフェイスチャンバやデフロスタチャンバが空調ケーシングから突出した従来型の空調ケーシングに比べて、空調ケーシング２を小型にすることができる。
【００５２】また、空調ケーシング２は、吹き出しモードドア１４〜１６の回転軸に対して略直交する面にて接合された少なくとも２つの部材２ａ、２ｂから構成されているので、前述のごとく、蒸発器５やヒータ６等の熱交換器及び吹き出しモードドア１４〜１６等を、吹き出しモードドア１４〜１６の回転軸方向から空調ケーシング２内に組み付けることができる。
【００５３】したがって、吹き出しモードドア１４〜１６等の組み付け作業性を向上させることができるので、製造工数低減することができ、空調装置の製造原価を低減することができる。
【００５４】なお、本実施形態では、吹き出しモードドア１４〜１６及びバイパスドア１３の大きさを同一とし、更に各開口部９ａ〜１２ａの大きさを同一とすることにより、部品の種類が増大することを抑制して製造原価低減を図っている。
【００５５】また、各吹き出しモードドア１４〜１６の回転軸は、全て互いに平行であるので、全ての吹き出しモードドア１４〜１６及びサーボモータ１７を同一方向から組み付けることができるので、吹き出しモードドア１４〜１６等の組み付け作業性を更に向上させることができる。
【００５６】また、サーボモータ１７等のアクチュエータは、空調ケーシング２の同一面側に配置されているので、サーボモータ１７の組み付け作業性を向上させることができる。
【００５７】また、フットチャンバ１１をフロントフェイスチャンバ９に比べてヒータ６の流体入口側に近い部位に設けているので、前述のごとく、乗員に対して頭寒足熱の温感を与えることができ、空調フィーリングを向上させることができる。
【００５８】また、各開口部９ａ〜１１ａが近接しているので、ドア駆動用のリンク類を簡素化することができ、空調装置の製造原価を低減することができる。
【００５９】また、蒸発器５及びヒータ６を傾けて蒸発器５とスクロールケーシング３ａとの距離を確保しているので、前述のごとく空調ユニット１の小型化を図りながら、空調装置の低騒音化を図ることができる。
【００６０】（その他の実施形態）本発明は、デフロスタチャンバ１０、フットチャンバ１１を同一方向に直列に並べることを特徴とするので、フロントフェイス開口部９ａ、リアフェイス開口部１２ａ及びデフロスタ開口部１０ａの開口方向が互いに相違していてもよい。
【００６１】また、上述の実施形態のスクロールケーシング３ａは末広がりのみであったが、遠心ファンの回転軸方向にもスクロールケーシング３ａを拡げてもよい。
【００６２】また、吹き出しモードドア１４〜１６及びバイパスドア１３の大きさ、並びに各開口部９ａ〜１２ａの大きさをそれぞれ相違させてもよい。
【００６３】また、吹き出しモードドア１４〜１６及びサーボモータ１７を同一方向から組み付けることができればよいので、図１（ｂ）の上面側から吹き出しモードドア１４〜１６及びサーボモータ１７を組み付けてもよい。
【００６４】また、上述の実施形態では、蒸発器５及びヒータ６を傾けて蒸発器５とスクロールケーシング３ａとの距離を確保したが、蒸発器５及びヒータ６を傾けずに蒸発器５及びヒータ６をスクロールケーシング３ａから離すことにより、蒸発器５とスクロールケーシング３ａとの距離を確保してもよい。
【００６５】また、上述の実施形態では、ドア手段として板ドア式のものを採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、いわゆるロータリ式のドア手段であってもよい。
【出願人】 【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地
【出願日】 平成１４年３月１９日（２００２．３．１９）
【代理人】 【識別番号】１００１０００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−２６７０２９（Ｐ２００３−２６７０２９Ａ）
【公開日】 平成１５年９月２５日（２００３．９．２５）
【出願番号】 特願２００２−７６０７４（Ｐ２００２−７６０７４）