JP2000343932A

JP2000343932A - 車両用空調ユニット

Info

Publication number: JP2000343932A
Application number: JP11159466A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kitajima; 達也北島
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】空調能力の低下を生じることなく、小型化を
図ることができる天井据え付け型の車両用空調ユニット
を提供する。【解決手段】本発明にかかる天井据付型の車両用空調
ユニット１は、吸込口１９、エバポレータ１５、クロス
フローファン１６、吹出口２１とが、送風方向に沿って
この順序で配置されており、ケース１７の内側底面は、
エバポレータ１５の凝縮水を受ける排水溝２５が設けら
れ、エバポレータ１５とクロスフローファン１６との間
に前記排水溝２５を規定する排水リブ２７を備え、排水
リブ２７の高さをＡとし、排水リブ２７からクロスフロ
ーファン１６の回転軸線までの距離をＢとしたとき、
０．１７≦Ａ／Ｂ≦０．３５の関係にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の天井に据え
付け、天井から室内に空調空気を送風する車両用空調ユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両に搭載する空調装置におい
て、いわゆるワンボックスカー等の天井に据え付け、主
に車室内の後部座席に向けて空調空気（冷風）を送風す
る天井据え付け型の車両用空調ユニットが公知である
（特公平７−１１５５７９号公報）。

【０００３】この従来の車両用空調ユニットでは、吸込
口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口とが、
送風方向に沿ってこの順序で配置されており、クロスフ
ローファンの回転駆動により運転席側の吸込口から吸込
んだ空気をエバポレータで冷却し、吹出口から車室内の
後部座席側に吹出している。そして、ファンとしてクロ
スフローファンを用いることにより、空調ユニットの高
さ方向の寸法を小さくして、装置の薄型化を図ってい
る。

【０００４】尚、本明細書において、「クロスフローフ
ァン」とは、空気を羽根車の外周の一方から流入し羽根
車内を横断して羽根車の外周の他方から流出するファン
をいう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる車両用
空調ユニットでは、更に小型化の要求が高く、特に、高
さ方向のみならず吸込口から吹出口に至る幅方向の寸法
の小型化の要求も高い。かかる小型化の要求に対して、
単に、エバポレータとファンとの間隔やファンと吹出口
との間隔等を狭くしてケースの幅寸法を小さくしただけ
では、能力の低下を招来してしまう。特に、送風機とし
てクロスフローファンを用いている場合には、クロスフ
ローファンの周囲に配置されている部材の配置状態や部
材との距離等により、クロスフローファンの送風能力に
影響を与えてしまうという不都合がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、空調能力の低下
を生じることなく、小型化を図ることができる天井据え
付け型の車両用空調ユニットを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、エバポレータと、クロス
フローファンとを収納し、空気の吸込口と吹出口とを有
する空調ユニットのケースを、車両の天井に取り付けた
天井据付型の車両用空調ユニットにおいて、吸込口、エ
バポレータ、クロスフローファン、吹出口とが、送風方
向に沿ってこの順序で配置されており、前記ケースの内
側底面は、エバポレータの凝縮水を受ける排水溝が設け
られ、エバポレータとクロスフローファンとの間に前記
排水溝を規定する排水リブを備え、排水リブの高さをＡ
とし、排水リブからクロスフローファンの回転軸線まで
の距離をＢとしたとき、０．１７≦Ａ／Ｂ≦０．３５の
関係にあることを特徴とするものである。

【０００８】この請求項１に記載の発明では、吸込口か
ら取り込まれた空気は、エバポレータを通過して冷却さ
れた後、クロスフローファンを通過して、吹出口から車
室内に向けて送風される。

【０００９】かかる空調ユニットにおいて、排水リブの
高さＡは、小さすぎるとエバポレータの凝縮水が排水リ
ブを容易に超えてしまい、凝縮水を確実に排水口に案内
できないおそれがある。従って、排水リブの高さＡに
は、所定の寸法が必要になる。

【００１０】Ａ／Ｂが０．１７よりも小さい場合には、
Ｂの値が大き過ぎて、排水リブと羽根車との間隔が大き
くなり、空調ユニットの幅方向（吸込口から吹出口に至
る寸法）の寸法Ｌ（図１参照）が大きくなり、空調ユニ
ットが大型化してしまう。

【００１１】Ａ／Ｂが０．３５よりも大きいと、実験の
結果、風配が悪化（サージング）し、空調能力が低下し
てしまう。

【００１２】従って、０．１７≦Ａ／Ｂ≦０．３５で
は、空調能力の低下を防止しつつ空調ユニットの幅方向
の寸法を最大限に小さくでき、空調ユニットの小型化を
図ることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１項に記
載の発明において、前記ケースの内側底面は、クロスフ
ローファンの回転軸線方向の略中央を突状にして上方に
向けて湾曲した形状であり、前記排水リブの高さＡは、
少なくとも回転軸線方向の略中央部の高さとしたことを
特徴とするものである。

【００１４】この請求項２に記載の発明では、請求項１
項に記載の作用効果を奏するとともに、ケース底面をク
ロスフローファンの軸線方向の略中央を上方に向けて凸
状とし、排水溝内の水をケースの両側壁に設けた排水口
に案内し易くしている。この場合、排水リブは、クロス
フローファンの回転軸線方向における略中央部と両側端
部とで高さが異なることになるが、その場合でも空気の
通風路となる略中央部における高さを上記式を満たす関
係にすることにより、確実に空調能力の低下を防止しつ
つ空調ユニットの幅寸法を小さくすることができる。ま
た、排水溝の堰を充分な高さにできるので、排水溝内の
水を排水口に案内し易い。

【００１５】請求項３に記載の発明は、エバポレータ
と、クロスフローファンとを収納し、空気の吸込口と吹
出口とを有する空調ユニットのケースを、車両の天井に
取り付けた天井据付型の車両用空調ユニットにおいて、
吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口と
が、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、前記
吹出口はグリルを備え、前記クロスフローファンの回転
軸線からグリルのクロスフローファン側端までの距離を
Ｄとし、クロスフローファンのグリル側における外側周
縁からグリルのクロスフローファン側の端部までの距離
をＥとしたとき、０．４≦Ｅ／Ｄ≦０．５の関係にある
ことを特徴とするものである。

【００１６】この請求項３に記載の発明では、吸込口か
ら取り込まれた空気は、エバポレータを通過して冷却さ
れた後、クロスフローファンを通過して、吹出口から車
室内に向けて送風される。クロスフローファンの近傍で
は、エバポレータを通過した風がクロスフローファンを
横断して、グリルを通って車室内に送風される。

【００１７】０．４≦Ｅ／Ｄ≦０．５の範囲では、実験
の結果、グリルから吹出される風量低下が少なく、しか
も、クロスフローファンとグリルとの距離を最小にする
ことができた。従って、上記式の範囲にＥとＤとを設定
することによって、空調能力の低下を伴わずに空調ユニ
ットを小型にすることができる。

【００１８】Ｅ／Ｄが０．４よりも小さい場合には、グ
リルから充分な風量を得ることができず、Ｅ／Ｄが０．
５よりも大きい場合には、クロスフローファンとグリル
との距離が長くなり、空調ユニットを充分に小型化する
ことが困難である。

【００１９】請求項４に記載の発明は、エバポレータ
と、クロスフローファンとを収納し、空気の吸込口と吹
出口とを有する空調ユニットのケースを、車両の天井に
取り付けた天井据付型の車両用空調ユニットにおいて、
吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口と
が、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、前記
クロスフローファンの外側周囲に設けられた風のガイド
片は、クロスフローファンの外周に近接する第１舌部
と、吹出口側において送風通路側に突設した第３舌部
と、第１舌部と第３舌部との間でクロスフローファン側
に向けて突設した第２舌部とを備えることを特徴とする
ものである。

【００２０】この請求項４に記載の発明では、吸込口か
ら取り込まれた空気は、エバポレータを通過して冷却さ
れた後、クロスフローファンを通過して、吹出口から車
室内に向けて送風される。

【００２１】かかる車両用空調ユニットにおいて、一般
に、クロスフローファンの周囲の一部に風を案内するガ
イド片を設けているが、このガイド片に第１乃至第３の
３つの舌部を形成することにより、クロスフローファン
による風量を従来よりも大きくすることができた。従っ
て、空調ユニットの幅方向の寸法Ｌを従来よりも小さく
しても、空調能力の低減を防止できる。尚、第３舌部
は、クロスフローファンから吹出される風をグリル側に
向けて案内する作用を有する部分である。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項４項に記
載の発明において、前記クロスフローファンの外径をｄ
とし、第３舌部とクロスフローファンの外周縁との距離
をｔとした場合に、０．１１４≦ｔ／ｄ≦０．１４４の
関係にあることを特徴とするものである。

【００２３】この請求項５に記載の発明では、請求項４
項に記載の作用効果を奏するとともに、シュミレーショ
ンによる気流解析の結果、０．１１４≦ｔ／ｄ≦０．１
４４の範囲では、クロスフローファンから送風される風
量を大きくすることができた。ｔ／ｄが０．１１４より
も小さい場合、及びｔ／ｄが０．１４４よりも大きい場
合では、風量が低下し、充分な風量を得ることができな
かった。

【００２４】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５項に記載の発明において、前記第１舌部は、クロスフ
ローファンの回転軸線から垂下した線に対して吹出口方
向に０乃至６°の角度を形成する位置にあることを特徴
とするものである。

【００２５】この請求項６に記載の発明では、請求項４
または５項に記載の作用効果を奏するとともに、第１舌
部の位置を種々換えておこなったシュミレーションによ
る気流解析の結果、第１舌部を基準位置（クロスフロー
ファンの回転軸線から垂下した線）から０°乃至６°の
範囲に設けることにより、高い風量を得ることができ
た。尚、この範囲外では、充分な風量を得ることができ
なかった。

【００２６】請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６
項に記載の発明において、前記第１舌部とクロスフロー
ファンの外周縁との距離をｈとした場合に、２．５×１
０^-2≦ｈ／ｄ≦４．６×１０^-2の関係にあることを特徴
とするものである。

【００２７】この請求項７に記載の発明では、請求項４
乃至６のいずれか一項に記載の作用効果を奏するととも
に、距離ｈを種々換えておこなった実験の結果、２．５
×１０^-2≦ｈ／ｄ≦４．６×１０^-2の範囲で高い風量を
得ることができるとともに羽根車による笛音（風切り
音）を低減することができた。

【００２８】請求項８に記載の発明は、エバポレータ
と、空気を羽根車の外周の一方から流入し羽根車内を横
断して羽根車の外周の他方から流出するクロスフローフ
ァンとを収納し、空気の吸込口と吹出口と、スイッチユ
ニットとを有する空調ユニットのケースを、車両の天井
に取り付けた天井据付型の車両用空調ユニットにおい
て、吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出
口とが、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、
前記エバポレータはその上部を吸込み側に近づくように
傾斜して設けられ、且つ前記スイッチユニットは、エバ
ポレータの傾斜した部分の下側に設けたことを特徴とす
るものである。

【００２９】この請求項８に記載の発明では、エバポレ
ータの上部を吸込口に近づけるように傾斜して配置し、
エバポレータの傾斜した部分の下にスイッチユニット設
けた場合には、エバポレータの傾斜した部分のスペース
を利用できるので、空調ユニットの幅方向の寸法を小さ
くでき、且つスイッチユニットに結露水を生じることも
防止できる。即ち、エバポレータの上部をクロスフロー
ファン側に近づけるように傾斜して配置し、スイッチユ
ニットをエバポレータとクロスフローファンとの間に設
けた場合には、空調ユニットの幅方向の寸法は小さくで
きるもののスイッチユニットに結露水を生じ電流のショ
ート等を生じるおそれがあり、単にエバポレータの上流
側に配置した場合には、結露水が生じ難いものの空調ユ
ニットの幅方向における寸法が必要となり、空調装置が
大きくなってしまう不都合がある。

【００３０】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８
項に記載の発明において、前記ケースは、略板状の上側
ハーフケースと、内側が凹み状に湾曲した下側ハーフケ
ースとを備え、上側ハーフケースが車両の天井に固定さ
れており、下側ハーフケースにエバポレータ及びクロス
フローファンのモータが固定されていることを特徴とす
るものである。

【００３１】この請求項９に記載の発明では、請求項１
乃至８のいずれか一項に記載の作用効果を奏するととも
に、上側ハーフケースを略板状にして、下側ハーフケー
スを湾曲した形状にすることによって、これらのハーフ
ケースの嵌合継ぎ目が車両の天井の近傍に位置し、継ぎ
目が車室内から見え難いので外観がよい。また、下側ハ
ーフケースは湾曲状に形成されているのでケースとして
の剛性が高いから、この下側ハーフケースにクロスフロ
ーファンのモータを固定することによって、略板状の上
側ハーフケースにモータを固定する場合に比較して振動
音を小さくすることができる。更に、下側ハーフケース
にエバポレータ及びクロスフローファンのモータを固定
する構成であるから、下側ハーフケースを取り外すこと
により、車室内側からメンテナンスが容易にできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面の図１乃至図２
０を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【００３３】本発明の実施の形態にかかる車両用空調ユ
ニット１は、ユニット本体３がブラケット５により車両
の天井に据え付けられるものである。即ち、図１８及び
図１９に示すように、車両７には、運転席８の後部側天
井にユニット本体３を据え付けており、ユニット本体３
はルーフパネル９に設けた化粧用の内張りパネル（成形
天井）１１ａ、１１ｂに埋め込まれている。

【００３４】ユニット本体３は、車両７の幅方向を長手
方向として設けられており、運転席８側の前側から室内
空気を取り入れて後部座席側である後側に空調した空気
を送風する。

【００３５】図１に示すように、ユニット本体３は、エ
バポレータ１５と、クロスフローファン１６と、これら
を収納するケース１７と、スイッチユニット２３とから
主に構成されている。ケース１７には、車両の前側に空
気の吸込口１９が設けられ、後ろ側にグリル２１が設け
られており、グリル２１の位置を調整して吹出風の風向
を変えるようになっている。エバポレータ１５は、その
上部を吸込口１９側に近づけるように斜めに配置されて
いる。

【００３６】ここで、図１３及び図１４を参照して、エ
バポレータ１５の傾斜について説明する。エバポレータ
の凝縮水は表面張力によりエバポレータのフィンを伝わ
って落下するが、図１３に示すように、本実施例の如く
エバポレータ１５をその上部を吸込口１９側に近づける
ように傾斜させることにより、エバポレータ１５の凝縮
水に作用する重力のベクトルＧと風のベクトルＫとの合
力Ｆの方向がエバポレータ１５の傾斜方向に沿っている
ので、凝縮水がエバポレータ１５のフィンを伝わって落
下しやすく、容易に排水溝２５（図１参照）内に案内さ
れる。これに対して、従来例の如くエバポレータ１０５
の上部をクロスフローファン１６に近づくように傾斜さ
せた場合には、凝縮水に作用する重力のベクトルＧと風
のベクトルＫとの合力Ｆの方向がエバポレータの傾斜方
向と反対であり、合力Ｆは凝縮水をフィンに留める方向
に作用し、あるいはクロスフローファン１６側に向けて
飛散させて、凝縮水を排水溝２５に案内し難い。従っ
て、本実施の形態のようにエバポレータ１５の上部を吸
込口１９側に近づけるように傾斜させた場合には、排水
溝の幅を狭くできるので、本体ユニット３の寸法を小さ
くでき、小型化を図ることができる。しかも、凝縮水の
飛散を防止できる。

【００３７】エバポレータ１５の傾斜方向が異なる場合
について、本実施の形態と従来例とについて、通風時に
おける圧力損失を測定した。その結果を図１４に示して
いる。図１４は横軸に風量を取り、縦軸に圧力損失を取
ったものであり、図中、実線は本実施の形態であり、破
線は比較例である。この図１４から明らかなように、本
実施の形態では、比較例よりも圧力損失が小さく、送風
能力を高めることができる。このように本実施の形態に
かかるエバポレータ１５の圧力損失が小さいのは、上述
したように、エバポレータ１５の凝縮水に作用する重力
のベクトルＧと風のベクトルＫとの合力Ｆの方向がエバ
ポレータ１５の傾斜方向に沿っているので、凝縮水がエ
バポレータ１５のフィンを伝わって落下しやすいから凝
縮水が通気抵抗となり難くく、圧力損失が小さい。これ
に対して、従来例では、エバポレータの傾きが逆である
ため、凝縮水が表面張力によりフィンに保持されて落下
し難いので、凝縮水が通気抵抗になりやすいためと考え
られる。

【００３８】また、スイッチユニット２３は、本実施の
形態では、エバポレータ１５の傾斜部分の下側に配置し
ている。このように、スイッチユニット２３を配置する
ことにより、傾斜したエバポレータ１５の下の空間を利
用し、吸込口１９からグリル２１に至るユニット本体３
の幅寸法Ｌ（図１参照）を小さくすることができる。

【００３９】即ち、図１３の比較例に示すエバポレータ
１０５の配置において、ユニット本体３の幅寸法Ｌを小
さくするために、エバポレータ１０５の傾斜の下にスイ
ッチユニット２３配置した場合は、スイッチユニット２
３の部分が冷風を受けて、冷やされることになる。この
ため、スイッチユニット２３に結露水が生じてスイッチ
がショートするという不都合がある。また、比較例のエ
バポレータ１０５の配置において、吸込口１９側（送風
方向の上流側）にスイッチユニット２３を配置した場合
には、その分ユニット本体３の幅寸法Ｌが長くなり、ユ
ニット本体３の大型化の原因になるという不都合が生じ
る。しかし、本実施の形態では、エバポレータ１５をそ
の上部を吸込口１９側に向けて傾斜させているので、エ
バポレータ１５の傾斜した部分の下側にスイッチユニッ
ト２３を配置した場合でも、水滴の落下を受けることが
ない。また、スイッチユニット２３は、エバポレータ１
５に対して送風方向上流側に位置するから、冷風を受け
ることがないので、スイッチの機能を害することなく、
ユニット本体３の幅寸法Ｌを従来よりも小さくすること
ができる。

【００４０】ケース１７は、図２０に示すように、上側
ハーフケース１７ａと下側ハーフケース１７ｂとに分割
されており、上側ハーフケース１７ａは略板状であり、
下側ハーフケース１７ｂは室内側に突設する湾曲した形
状に形成されており、吸込口１９及びグリル２１側に湾
曲した立ち上がり部を形成し、下側ハーフケース１７ａ
の中央部分を凹状にしている。この下側ハーフケース１
７ｂに上述したエバポレータ１５及びクロスフローファ
ン１６が収納されている。上側ハーフケース１７ａを略
板状にして、下側ハーフケース１７ｂを湾曲した形状に
することによって、これらのハーフケースの嵌合継ぎ目
が内張りパネル１１ａ、１１ｂの近傍に位置し、継ぎ目
が車室内から見え難いので外観がよい。

【００４１】また、本実施の形態では、下側ハーフケー
ス１７ｂにエバポレータ１５及びクロスフローファン１
６のモータ１８（図１６参照）が固定されている。この
ように、モータ１８を下側ハーフケース１７ｂに固定す
ることにより、略板状の上側ハーフケース１７ａに固定
する場合よりも振動音を小さくすることができる。即
ち、下側ハーフケース１７ｂは、湾曲状に形成されてい
るので、ケースとしての剛性が高く、略板状の上側ハー
フケース１７ａにモータ１８を固定する場合に比較して
振動しにくい。特に、下側ハーフケース１７ａからモー
タ１８の振動が内張りパネル１１ａ、１１ｂを伝わった
異音になるのを防止できる。また、下側ハーフケース１
７ｂにエバポレータ１５やクロスフローファン１６のモ
ータ１８を固定する構成により、下側ハーフケース１７
ｂを取り外すことにより、車室内側からメンテナンスが
容易にできる。

【００４２】下側ハーフケース１７ｂにおいて、エバポ
レータ１５を収納する部分には、エバポレータ１５の凝
縮水を受けて排水口２１ａ、２１ｂ（図２参照）に案内
する排水溝２５が設けられている。排水溝２５のクロス
フローファン１６は排水リブ２７により堰が形成されて
いる。

【００４３】また、クロスフローファン１６の下側周囲
にはガイド片２９が設けられており、このガイド片２９
により、空気を羽根車の外周の一方から流入し羽根車内
を横断して羽根車の外周の他方から流出する風の流れを
生じさせている。即ち、一般にガイド片２９の形状や位
置により羽根車に生じる空気の渦が変化するものであ
り、空気の渦の位置や状態により風量等が変化すること
が知られている。このガイド片２９については、後に詳
述する。

【００４４】次に、ユニット本体３における各部の寸法
について説明する。図１において、排水リブ２７の高さ
をＡとし、排水リブ２７からクロスフローファン１６の
回転軸線までの距離Ｂとし、クロスフローファン１６の
回転軸線からグリル２１のクロスフローファン１６側端
までの距離をＤとし、クロスフローファン１６のグリル
２１側における外側周縁からグリルのクロスフローファ
ン１６側端までの距離をＥとしたとき、本実施の形態で
は、下記式（１）の関係を満たしている。

【００４５】

【数１】０．１７≦Ａ／Ｂ≦０．３５ ………（１）

【００４６】排水リブ２７の高さＡは、小さすぎるとエ
バポレータ１５の凝縮水が排水リブを容易に超えてしま
い、凝縮水を確実に排水口に充分に案内できないおそれ
がある。従って、排水リブ２７の高さＡには、所定の寸
法が必要になる。しかし、排水リブ２７の高Ａさを高く
しすぎるとクロスフローファン１５における吹出し風配
が悪化する。従来は、かかる兼ね合いから、Ａ／Ｂを
０．１以下としていた。

【００４７】しかし、Ａ／Ｂについて、種々の実験を行
なったところ、上述式（１）の結果に至ったものであ
る。

【００４８】即ち、本実験は、Ａ／Ｂの値を種々変えて
おこない、その時の風配異常を観察した。尚、実験では
クロスフローファン１６のモータ１８に通電する電力を
１３Ｖとした。

【００４９】その結果を図４に示す。図４のでは、Ａ
／Ｂを０．１７６乃至０．２０９の範囲に設定した場合
であり、その時の風量測定結果は、１５６ｍ³／ｈ（時
間）であった。同時にグリル２１における風配を調べた
ところ略均等であり、異常はなかった。

【００５０】図４のは、Ａ／Ｂを０．１７６乃至０．
３５の範囲に設定した場合であり、その時の風量測定結
果は１５６ｍ³／ｈであった。同時にグリル２１におけ
る風配を調べたところ、中央付近の領域Ｓにおいて、一
部吸引が生じ風配異常（サージング）が発生していた
が、この風配異常は乗員にはほとんどわからない程度の
ものであった。

【００５１】は、Ａ／Ｂを０．２６４乃至０．４３９
の範囲に設定した場合であり、そのときの風量測定結果
は１５６ｍ³／ｈであった。同時にグリル２１における
風配を調べたところ、中央付近において上述したより
もやや広い範囲の領域Ｓにおいて、一部吸引が生じてお
り、風配異常（サージング）が発生していたが、この風
配異常は乗員にわかるが微妙なものであった。

【００５２】は、Ａ／Ｂを０．３５３乃至０．５２８
の範囲に設定した場合であり、その時の風量測定結果は
１４５ｍ³／ｈで、上述した乃至の場合よりも風量
が低下した。同時にグリル２１における風配を調べたと
ころ、中央付近においてグリルの約半分の領域Ｓにおい
て、吸引が生じ風配異常（サージング）が発生してい
た。かかる風配異常は乗員に明らかにわかるものであっ
た。

【００５３】これらの結果を図３にまとめた。この図３
から明らかなように、Ａ／Ｂは、０．１７乃至０．３５
の範囲において、正常な風配を得ることができ、送風能
力の低下を生じることなく、ユニット本体３の寸法Ｂを
最小限度にすることができる。従って、寸法Ａ及びＢを
上記式（１）の範囲に設定することによって、空調能力
の低下を伴うことなくユニット本体３を小型化すること
ができる。

【００５４】一方、図２に示すように、下側ハーフケー
ス１７ｂの底面は、クロスフローファン１６の軸線方向
の略中央を上方に向けて凸状とし、排水リブ２７は、排
水溝２５内の水を下側ハーフケース１７ａの両側に設け
た排水口２２ａ、２２ｂに案内し易くしている。排水リ
ブ２７は、クロスフローファンの回転軸線方向における
略中央部の高さＡ１の方が両側端部の高さＡ２よりも低
くなる。この場合には、少なくとも略中央部の高さＡ１
を上記式（１）の範囲とすることにより、確実にサージ
ングを防止しつつユニット本体３の幅寸法Ｌを最大限に
小さくすることができる。

【００５５】次に、ＥとＤとの関係について説明する。
クロスフローファン１６の回転軸線からグリル２１のク
ロスフローファン１６側端までの距離Ｄと、クロスフロ
ーファン１６のグリル２１側における外側周縁からグリ
ル２１のクロスフローファン１６側端までの距離Ｅと
は、下記式（２）の関係を満たしている。

【００５６】

【数２】０．４≦Ｅ／Ｄ≦０．５ ………（２）

【００５７】即ち、グリル２１の位置を図１に実線で示
すＧの吹出し方向と、一点鎖線で示すＨの吹出し方向と
に換えて、ＥとＤとの関係について種々変化させて、風
量及び風配状態を調べる実験を行なった。その測定結果
を下記表１に示す。また、表１に示す測定結果に基づい
て、Ｅ／Ｄと風量との関係についてグラフに表したので
そのグラフを図５に示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】表１は、風量の低下した量を記載したもの
で、０は風量低下がほとんどなく、∞はほとんど風量を
得られなかったものである。尚、Ｅ／Ｄが０．２４の場
合において、グリル２１の風向Ｇでは、サージングが発
生し、グリル２１から逆流（吸込まれている状態）が発
生していた。

【００６０】図５は、横軸にＥ／Ｄを取り、縦軸に風量
を取ったものである。この図５から明らかなように、
０．４≦Ｅ／Ｄ≦０．５の範囲では、風量低下が少な
く、しかも、クロスフローファン１６とグリル２１との
距離を最小にすることができる。従って、上記式（２）
の範囲にＥとＤとを設定することによって、空調能力の
低下を伴わずにユニット本体３を小型にすることができ
る。

【００６１】次に、クロスフローファン１６の下側に配
置されたガイド片２９について説明する。図６に示すよ
うに、下側ハーフケース１７ｂに設けられたガイド片２
９は、クロスフローファン１６の下部でクロスフローフ
ァン１６の外周に近接する第１舌部３１と、吹出口側に
おいて送風通路側に突設した第３舌部３３と、第１舌部
３１と第３舌部３３との間でクロスフローファン側に向
けて突設した第２舌部３５とが形成されている。第２舌
部３５は第３舌部３３側が略水平面になっている水平部
３５ａを備えている。

【００６２】このような第２舌部３５を設けることによ
って、この第２舌部３５がない場合と比較した実験をし
たところ、約９％の風量を向上させることができた。従
って、ガイド片２９に第１乃至第３の３つの舌部３１、
３３、３５を形成することにより、クロスフローファン
１６による風量を従来よりも大きくすることができ、ユ
ニット本体３の幅方向の寸法Ｌを従来よりも小さくして
も、空調能力の低減を防止できる。

【００６３】このように風量が上がるのは、図１０にガ
イド片２９を拡大して示すように、クロスフローファン
１６の回転によりクロスフローファン１６の周囲に生じ
る風は、第２舌部３５で一端絞られ、その後、第２舌部
３５から第１舌部３１に至る過程で通風路が広くなるた
め、その部分における風速が下がり、矢印ｆで示すよう
に、風がクロスフローファン１６側に戻り易くなるため
と考えられる。

【００６４】これに対して、図１１に示すように、第２
舌部３５がない場合には、第３舌部３３からクロスフロ
ーファン１６の回転方向に流れる風は、第３舌部３３と
第１舌部３１との間で、クロスフローファン１６との間
隔が変化しないため、風速が早く、矢印で示すように、
風が第１舌部３１から抜けてしまい、風がクロスフロー
ファン１６に戻りにくいため、風量が得られなくなる。

【００６５】また、図１２に示すように、第１舌部３１
と第３舌部３３との間を凹状とした場合には、第３舌部
３３を通過した風が強制的にクロスフローファン１６に
向けて流れ、クロスフローファン１６側への風の流入が
スムーズでなく、笛音を生じやすい。

【００６６】ここで、ガイド片２９の各寸法と位置との
関係について説明する。図６に示す実施の形態におい
て、クロスフローファン１６の外径をｄとし、第３舌部
３３とクロスフローファン１６の外周縁との距離をｔと
し、第１舌部３１とクロスフローファン１６の外周縁と
の距離をｈとした場合、下記式３を満たすことが望まし
い。

【００６７】

【数３】２．５×１０^-2≦ｈ／ｄ≦４．９１０^-2 ………（式３）

【００６８】即ち、ｄとｈとの関係について、ｈ／ｄを
変化させて風量を測定する実験を行なった。その結果を
図７に示す。図７は、横軸にｈ／ｄを取り、縦軸に風量
を取ったものである。この図７から明らかなように、ｈ
／ｄがｈ≦４．９１０^-2より大きいと風量が低下してい
まい、２．５×１０^-2より小さいと風量は得られるもの
の、笛音が生じるからである。

【００６９】従って、ｈ／ｄが式３の関係を満たせば笛
音を発生させることなく、充分な風量を得ることができ
る。

【００７０】次に、クロスフローファン１６の回転軸線
から垂下した線に対する第１舌部３１の角度をａとした
場合、角度ａは、吹出口側に０°乃至６°が好ましい。

【００７１】即ち、角度ａを種々変化させてシュミレー
ションによる気流解析を行なったので、その測定結果を
図８に示す。図８は、横軸に角度ａを取り、縦軸に風量
を取ったものである。この図８から明らかなように、基
準位置（クロスフローファン１６の回転軸線から垂下し
た線）からの角度ａが３°を頂点としてその前後に±３
°の範囲で高い風量を得ることができた。尚、図８によ
れば基準位置からグリル２１側に０乃至６°の範囲外で
は風量が低下するのが明らかである。

【００７２】次に、ｔとｄとの関係について説明する。
ｔとｄとの関係では下記式４を関係にあることが望まし
い。

【００７３】

【数４】１１．４×１０^-2≦ｔ／ｄ≦１４．４×１０^-2 ………（式４）

【００７４】クロスフローファンの羽根車の外径ｄを６
１ｍｍのものを用い、第３舌部３５とクロスフローファ
ン１６の外周縁との距離ｔを種々変えて、シュミレーシ
ョンによる気流解析を行なった。その結果を図９に示
す。図９は、横軸にｔ／ｄを取り、縦軸に風量を取った
ものである。この図９から明らかなように、ｔ／ｄが１
１．４８×１０^-2乃至１４．８×１０^-2 の範囲で高い
風量を得ることができ、１１．４×１０^-2よりも小さい
範囲及び１４．４×１０^-2より大きい範囲で風量が低下
している。

【００７５】次に、クロスフローファン１６のモータ１
８について説明する。図１５及び図１６に示すように、
クロスフローファン１６のモータ１８には、サーマルプ
ロテクタ３７が取り付けられており、モータ１８の発熱
等による熱を検知してモータ１８に供給する電流を遮断
するようになっている。このサーマルプロテクタ３７
は、ヒューズと異なり回路を溶断することなく、一時的
に回路を遮断し、温度低下により再び回路に電流を流す
ものである。

【００７６】即ち、クロスフローファン１６に異物等が
入り込んでロックした場合に、従来あるようなヒューズ
により回路を保護するものでは、ロック時と定常時との
電流値の差が小さいため、誤動作が生じやすいという不
都合がある。しかも、ヒューズは一度溶断するとそのま
までは再起動ができないため、交換作業が必要になり、
手間がかかるという不都合もある。

【００７７】これに対して、サーマルプロテクタ３７で
は、温度検知により電流を遮断するので、電流値の大小
に左右されず、しかも異物を取り除けば再起動がそのま
まできる。また、過電流が流れた場合にも温度の上昇に
より電流を遮断することができる。

【００７８】このサーマルプロテクタ３７は、図１６に
示すように、モータ１８のハーネスに直列に配線してお
こない、モータ１８への固定は、図１５に示すように、
サーマルプロテクタ３７を板ばね３９によりモータのハ
ウジングにばねの付勢力で押し付ける構成としている。

【００７９】次に、本実施の形態の作用を説明する。

【００８０】クロスフローファン１６の回転駆動によ
り、吸込口１９から吸込まれた車室内の空気は、エバポ
レータ１５を通過して冷却され、クロスフローファン１
６を通ってグリル２１から吹出される。

【００８１】ユニット本体３においては、各部の配置及
び寸法を上述した範囲に設けることにより、ユニット本
体３の幅方向の寸法Ｌを最小にでき、小型化を図ること
ができる。しかも、笛音の発生や、サージング、風量の
低下等の能力の低下を生じ難い。

【００８２】発明は上述した実施例に限定されず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

【００８３】例えば、図１７に示すように、スイッチユ
ニットは２３は、エバポレータ１６と吸込口１９との間
において、下側ハーフケース１７ｂの平坦な底面部に配
置してもよい。尚、この図１７に示す実施の形態では、
ガイド片２９およびグリル２１の形状等は上述した実施
の形態と異なるものを用いている。

【００８４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、０．１
７≦Ａ／Ｂ≦０．３５とすることにより、空調能力の低
下を防止しつつユニット本体の幅方向の寸法を最大限に
小さくでき、空調ユニットの小型化を図ることができ
る。

【００８５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
項に記載の効果を奏するとともに、ケース底面が湾曲し
ている場合に、排水リブは、クロスフローファンの回転
軸線方向における略中央部と両側端部とで高さが異なる
場合があるが、その場合でも、更に空調能力の低下を防
止しつつ空調ユニットの幅寸法を小さくすることができ
る。また、排水溝の堰を充分な高さにできるので、排水
溝内の水を排水口に案内し易い。

【００８６】請求項３に記載の発明によれば、０．４≦
Ｅ／Ｄ≦０．５の範囲では、風量低下が少なく、しか
も、クロスフローファンとグリルとの距離を最小にする
ことができる。従って、空調能力の低下を伴わずに空調
ユニットを小型にすることができる。

【００８７】請求項４に記載の発明によれば、クロスフ
ローファンの周囲の一部に設けるガイド片に第１乃至第
３の３つの舌部を形成することにより、クロスフローフ
ァンによる風量を従来よりも大きくすることができ、空
調ユニットの幅方向の寸法を従来よりも小さくしても、
空調能力の低減を防止できる。

【００８８】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
項に記載の効果を奏するとともに、０．１１４≦ｔ／ｄ
≦０．１４８の範囲で、充分な風量を得ることができ
る。

【００８９】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
または３項に記載の効果を奏するとともに、第１舌部を
基準位置（クロスフローファンの回転軸線から垂下した
線）から吹出し方向に６°の範囲に設けることにより、
高い風量を得ることができる。

【００９０】請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６
のいずれか一項に記載の効果を奏するとともに、０．０
２４６≦ｈ／ｄ≦０．０４９２の範囲で、羽根車による
笛音を低減することができた。

【００９１】請求項８に記載の発明によれば、エバポレ
ータの上部を吸込口に近づけるように傾斜して配置し、
吹出口とエバポレータ下部との間にスイッチユニット設
けることにより、空調ユニットの幅方向の寸法は小さく
でき、且つスイッチユニットに結露水を生じて能力を害
することも防止できる。

【００９２】請求項９に記載の発明によれば、請求項１
乃至８のいずれか一項に記載の効果を奏するとともに、
上側ハーフケースと下側ハーフケースとの嵌合継ぎ目が
車両の天井の近傍に位置し、継ぎ目が車室内から見え難
いので外観がよい。また、湾曲状に形成されて剛性が高
くなっている下側ハーフケースにクロスフローファンの
モータを固定することによって、モータの振動音を小さ
くすることができる。更に、下側ハーフケースにエバポ
レータ及びクロスフローファンのモータを固定している
ので、下側ハーフケースを取り外すことにより、車室内
側からメンテナンスが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる車両用空調ユニッ
トの縦断面図である。

【図２】図１に示す車両用空調ユニットの横断面図であ
る。

【図３】Ａ／Ｂと風配との関係を示すグラフである。

【図４】Ａ／Ｂの各値における風配状態を説明する図で
ある。

【図５】Ｅ／Ｄと風量との関係を示すグラフである。

【図６】クロスフローファン及びグリル付近の配置を示
す断面図である。

【図７】ｈ／ｄと風量との関係を示すグラフである。

【図８】舌部位置の角度ａと風量との関係を示すグラフ
である。

【図９】ｔ／ｄと風量との関係を示すグラフである。

【図１０】クロスフロファンとガイド片との作用を説明
する断面図である。

【図１１】比較例によるクロスフロファンとガイド片と
の作用を説明する断面図である。

【図１２】他の比較例によるクロスフロファンとガイド
片との作用を説明する断面図である。

【図１３】エバポレータの傾斜方向の違いによる作用を
説明する図である。

【図１４】傾斜方向の違うエバポレータを用いた場合の
風量と圧力損失との関係を示すグラフである。

【図１５】クロスフローファンのモータの斜視図であ
る。

【図１６】サーマルプロテクタを配置する回路図であ
る。

【図１７】他の実施の形態にかかる空調装置の縦断面図
である。

【図１８】空調ユニットを搭載した車両の概略図であ
る。

【図１９】図１８に示す車両の横断面図である。

【図２０】下側ハーフケースを外した状態を示す空調ユ
ニットの縦断面図である。

【符号の説明】

１車両用空調ユニット１５エバポレータ１６クロスフローファン１７ケース１７ｂ下側ハーフケース１９空気の吸込口２１グリル（吹出口）２３スイッチユニット２５排水溝２７排水リブ２９ガイド片３１第１舌部３３第３舌部３５第２舌部Ａ排水リブの高さＢ排水リブからクロスフローファンの回転軸線までの
距離Ｄクロスフローファンの回転軸線からグリルのクロス
フローファン側端部までの距離Ｅクロスフローファンのグリル側における外側周縁か
らグリルのクロスフローファン側端までの距離ｄクロスフローファンの外径ｔ第３舌部とクロスフローファンの外周縁との距離ｈ第１舌部とクロスフローファンの外周縁との距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エバポレータと、クロスフローファンと
を収納し、空気の吸込口と吹出口とを有する空調ユニッ
トのケースを、車両の天井に取り付けた天井据付型の車
両用空調ユニットにおいて、吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口と
が、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、前記
ケースの内側底面は、エバポレータの凝縮水を受ける排
水溝が設けられ、エバポレータとクロスフローファンと
の間に前記排水溝を規定する排水リブを備え、排水リブ
の高さをＡとし、排水リブからクロスフローファンの回
転軸線までの距離をＢとしたとき、０．１７≦Ａ／Ｂ≦
０．３５の関係にあることを特徴とする車両用空調ユニ
ット。
【請求項２】前記ケースの内側底面は、クロスフロー
ファンの回転軸線方向の略中央を突状にして上方に向け
て湾曲した形状であり、前記排水リブの高さＡは、少な
くとも回転軸線方向の略中央部の高さとしたことを特徴
とする請求項１に記載の車両用空調ユニット。
【請求項３】エバポレータと、クロスフローファンと
を収納し、空気の吸込口と吹出口とを有する空調ユニッ
トのケースを、車両の天井に取り付けた天井据付型の車
両用空調ユニットにおいて、吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口と
が、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、前記
吹出口はグリルを備え、前記クロスフローファンの回転
軸線からグリルのクロスフローファン側端までの距離を
Ｄとし、クロスフローファンのグリル側における外側周
縁からグリルのクロスフローファン側の端部までの距離
をＥとしたとき、０．４≦Ｅ／Ｄ≦０．５の関係にある
ことを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項４】エバポレータと、クロスフローファンと
を収納し、空気の吸込口と吹出口とを有する空調ユニッ
トのケースを、車両の天井に取り付けた天井据付型の車
両用空調ユニットにおいて、吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口と
が、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、前記
クロスフローファンの外側周囲に設けられた風のガイド
片は、クロスフローファンの外周に近接する第１舌部
と、吹出口側において送風通路側に突設した第３舌部
と、第１舌部と第３舌部との間でクロスフローファン側
に向けて突設した第２舌部とを備えることを特徴とする
車両用空調ユニット。
【請求項５】前記クロスフローファンの外径をｄと
し、第３舌部とクロスフローファンの外周縁との距離を
ｔとした場合に、０．１１４≦ｔ／ｄ≦０．１４４の関
係にあることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調
ユニット。
【請求項６】前記第１舌部は、クロスフローファンの
回転軸線から垂下した線に対して吹出口方向に０乃至６
°の角度を形成する位置にあることを特徴とする請求項
４または５に記載の車両用空調ユニット。
【請求項７】前記第１舌部とクロスフローファンの外
周縁との距離をｈとした場合に、２．５×１０^-2≦ｈ／
ｄ≦４．６×１０^-2の関係にあることを特徴とする請求
項４乃至６のいずれか一項に記載の車両用空調ユニッ
ト。
【請求項８】エバポレータと、空気を羽根車の外周の
一方から流入し羽根車内を横断して羽根車の外周の他方
から流出するクロスフローファンとを収納し、空気の吸
込口と吹出口と、スイッチユニットとを有する空調ユニ
ットのケースを、車両の天井に取り付けた天井据付型の
車両用空調ユニットにおいて、吸込口、エバポレータ、クロスフローファン、吹出口と
が、送風方向に沿ってこの順序で配置されており、前記
エバポレータはその上部を吸込み側に近づくように傾斜
して設けられ、且つ前記スイッチユニットは、エバポレ
ータの傾斜した部分の下側に設けたことを特徴とする車
両用空調ユニット。
【請求項９】前記ケースは、略板状の上側ハーフケー
スと、内側が凹み状に湾曲した下側ハーフケースとを備
え、上側ハーフケースが車両の天井に固定されており、
下側ハーフケースにエバポレータ及びクロスフローファ
ンのモータが固定されていることを特徴とする請求項１
乃至８のいずれか一項に記載の車両用空調ユニット。