JP2005082117A - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】デフ吹出通路やベント吹出通路の通路面積の拡大を容易に図ることのできる車両用空調ユニットを提供する。
【解決手段】
エバポレータ及びヒータコアを収容した本体ケーシング２１の上部に、２つの送風機２５Ａ，２５Ｂを水平方向に並べて配置し、２つの送風機のスクロールケーシング２７間に形成されたスペースに、ファン２６を駆動するモータ５０を配置する。本体ケーシング内の上部にエアミックス空間を形成し、エアミックス空間から本体ケーシングの上方に延ばしてベント吹出通路６１とデフ吹出通路６２とを設け、デフ吹出通路６２を、２つの送風機のスクロールケーシング間のスペースに入り込むようにモータに近接させて配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車室前部のインストルメントパネルの裏側に装備される車両用空調ユニットに関するものである。

従来のこの種の空調ユニットとして、図７に示すように、エバポレータ１やヒータコア２などの熱交換器を収容した本体ケーシング３の上部に、スクロールケーシング４及びファン５よりなる送風機６を配置し、その送風機６に隣接してユニット上部に、デフ吹出通路７やベント吹出通路８を配設したものがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、デフ吹出通路７及びベント吹出通路８は、ヒータコア２の上方のエアミックス空間９から上に延ばして設けられており、デフ吹出通路７は、送風機６のスクロールケーシング４の外周壁とベント吹出通路８の間に配置されている。なお、１０はエバポレータ１とヒータコア２の間に配設されたエアミックスドア、１１はベントドア、１２はデフドアである。
特開２００２−２７４１５０号公報

ところで、この種の空調ユニットにおいては、インストルメントパネル裏の限られた狭いスペースの中で幾つもの吹出通路を確保しなくてはならないという前提条件を備えるものであるが、上記従来の空調ユニットでは、図６（ｂ）に模式的に示すように、送風機６のスクロールケーシング４の外周壁の外側に、前記前提条件を満たしながらデフ吹出通路７とベント吹出通路８とを並行して設けているので、通風路面積の確保が難しいという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、デフ吹出通路やベント吹出通路の通路面積の拡大を容易に図ることのできる車両用空調ユニットを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、熱交換器を収容した本体ケーシングの上部に、本体ケーシング内の通風路に空調風を導入するための、それぞれスクロールケーシング及びファンよりなる２つの送風機を水平方向に並べて配置すると共に、２つの送風機のスクロールケーシング間に形成されたスペースに、２つの送風機のファンを共に回転駆動するためのモータを配置し、前記本体ケーシング内の上部に、前記熱交換器を通過することで生成される冷風と温風を混合するエアミックス空間を形成し、該エアミックス空間から前記本体ケーシングの上方に延ばしてベント吹出通路とデフ吹出通路とを設け、且つ、前記デフ吹出通路を、前記２つの送風機のスクロールケーシング間のスペースに入り込むように前記モータに近接させて配置したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の車両用空調ユニットであって、前記本体ケーシング内に、前記熱交換器のうちの冷却用熱交換器としての２つのエバポレータを、それぞれ直立姿勢で車両前方側から後方側に向けて開いた平面視ハ字状に並置し、前記各エバポレータの上側に、各エバポレータの外側から内側へ空調風を通過させ得るようにそれぞれ前記送風機を配置し、前記２つのエバポレータの開放側に、前記熱交換器のうちの加熱用熱交換器としてヒータコアを配置し、前記エバポレータの下流側に、エバポレータ通過後の空気流を前記ヒータコアで加温して送り出す温風通路と、エバポレータ通過後の空気流をそのまま冷風として送り出す冷風通路と、前記温風通路及び冷風通路の通風割合を制御するエアミックスドアとを配設し、前記エアミックスドア及びヒータコアの上側に前記エアミックス空間を確保したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、２つの送風機の間のスペースに両送風機に共通のモータを配置しているので、ユニットの小型化に寄与することができる。しかも、エアミックス空間から上に延ばして設けるデフ吹出通路を、２つの送風機のスクロールケーシング間のスペースに入り込むように配置しているので、つまり、２つの送風機のスクロールケーシング間にできるスペースを有効利用しながらデフ吹出通路を配設しているので、デフ吹出通路ばかりでなく、それに並行して配設するベント吹出通路についても、スペース的に余裕を持って形成することができる。従って、デフ吹出通路及びベント吹出通路に十分な通風路面積を確保しながら、空調ユニットの小型化が図れる。なお、モータの両側に２つの送風機が位置することから、両軸タイプのモータを使用し、その軸の両端に各送風機のファンを取り付けることができるので、モータ軸に加わる負荷バランスを良好に保って、モータの耐久性向上及び振動の低減を図ることもできる。

請求項２の発明によれば、２つのエバポレータをハ字状に配置し、それぞれのエバポレータに対応させて送風機を設けているので、エバポレータが横一列に並ぶ場合と違って、配置幅寸法を抑えながら、通風面積の拡大を図ることができて、低騒音・高風量を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は実施形態の空調ユニットの主要内部要素を透視して示す分解斜視図、図２は同空調ユニットを車両に装備した状態を示す概略側断面図、図３は図２のＩＩＩ方向から見た内部主要素の配置関係を示す正面図、図４は図２のＩＶ方向から見た内部主要素の配置関係を示す平面図、図５はエバポレータに対する風の流れについて説明するための平面図、図６は本発明及び従来の空調ユニットにおける送風機と吹出通路の配置形態の違いを示すための図であり、（ａ）は本発明の実施形態を示す図２のＶＩ矢視断面図、（ｂ）は従来の空調ユニットにおける同様の部分の断面図である。

この空調ユニット２０の本体ケーシング２１の内部には、冷却用熱交換器としての２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂと、加熱用熱交換器としてのヒータコア３８と、エアミックスドア３９とが配置されている。２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ直立姿勢で、車両前方側Ｆから後方側Ｒに向けて開いた平面視ハ字状に並置されている。

この場合の各エバポレータ２２Ａ、２２Ｂと車幅方向（左右方向）とのなす角度θは、従来よりも大きい、例えば６０度程度（大体３０度〜７０度くらいの範囲）に設定されており、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂの上流側通風面は、車両の前方向及び左右方向に対して同程度の角度で向いている。つまり、各エバポレータ２２Ａ、２２Ｂの上流側通風面は、左右方向に大きな角度を持ちながら斜め前方を向いている。

また、ヒータコア３８は、ハの字に並置された２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂの開放側を塞ぐ位置に、自身と２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂとで略正三角形状の空間（領域）を囲むように直立姿勢で配置されている。そして、本体ケーシング２１内の２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂの外側に、それぞれエバポレータ上流部通風路４１が確保されると共に、２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂの内側に、平面視三角形状のエバポレータ下流部通風路４２が確保されている。

また、各エバポレータ２２Ａ、２２Ｂの上側に、それぞれ送風機２５Ａ、２５Ｂが水平方向に並べて配置されている。送風機２５Ａ、２５Ｂは、多翼式のファン２６と、スクロールケーシング２７とを備えるもので、スクロールケーシング２７の側面に形成された吸込口２８をそれぞれ左右方向外側を向けて、本体ケーシング２１に連結されている。また、吹出口２９はスクロールケーシング２７の下面に形成されており、本体ケーシング２１の上面に設けた開口３０を介して、各エバポレータ上流部通風路４１の上部にそれぞれ連通している。従って、各送風機２５Ａ、２２Ｂからの風は、図５に矢印Ａで示すように、各エバポレータ上流部通風路４１からエバポレータ２２Ａ、２２Ｂを通過して、エバポレータ下流部通風路４２に流入するようになっている。

ここで、２つの送風機２５Ａ、２５Ｂは１つの両軸タイプのモータ５０で駆動するようになっている。即ち、２つの送風機２５Ａ、２５Ｂのスクロールケーシング２７の間には所定のスペースが確保されており、そのスペースにモータ５０が配置されている。そして、モータ軸５１の両端５１ａ、５１ｂに、各送風機２５Ａ、２５Ｂのファン２６が連結され、モータ５０を駆動することにより両方のファン２６が回転するようになっている。

また、本体ケーシング２１内のエバポレータ下流部通風路４２の下流側には、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂ通過後の空気流をヒータコア３８で加温して送り出す温風通路３１（矢印で示す）と、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂ通過後の空気流をそのまま冷風として送り出す冷風通路３２（矢印で示す）とが確保されており、温風通路３１及び冷風通路３２の通風割合を制御できるようにエアミックスドア３９が設けられ、その上側に、温風通路３１から流れてくる温風と冷風通路３２から流れてくる冷風を混合するエアミックス空間３３が確保されている。このエアミックスドア３９は、ヒータコア３８の上端に回動支点３９ａを持つ回動式のもので、ヒータコア３８と２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂとで囲まれる平面視三角形の領域内に、ヒータコア３８を通過する温風通路３１の入口を開閉できるように配置されている。そして、このエアミックスドア３９の回動位置を制御することにより、エアミックス空間３３に合流する温風と冷風の割合を調節して、車内への吹出空気温度を調節するようになっている。

また、空調ユニット２０の上部には、エアミックス空間３３から本体ケーシング２１の上方に延ばして、ベント吹出通路６１とデフ吹出通路６２とが設けられており、これら各吹出通路６１、６２の基部には、ベントドア６３及びデフドア６４がそれぞれ設けられている。この場合、図１及び図６（ａ）に示すように、デフ吹出通路６２は、２つの送風機２５Ａ、２５Ｂのスクロールケーシング２７間のスペースに入り込むようにモータ５０に近接させて配置されており、そのデフ吹出通路６２を送風機２５Ａ、２５Ｂ及びモータ５０と共に挟むようにベント吹出通路６１が形成されている。

次に作用を説明する。

モータ５０を作動させると、送風機２５Ａ、２５Ｂのファン２６の回転により生じる空調風は、下向きの吹出口２９からエバポレータ上流部通風路４１に入り、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂを外側から内側に水平に通過して、エバポレータ下流部通風路４２に流入する。この間、空調風はエバポレータ２２Ａ、２２Ｂによって除湿・冷却される。エバポレータ２２Ａ、２２Ｂを通過した空調風は、エアミックスドア３９の位置により、エバポレータ下流部通風路４２から、ヒータコア３８を通過する温風通路３１とヒータコア３８を通過しない冷風通路３２のいずれかに流れて、エアミックス空間３３に至り、ここからいずれかの吹出通路及び吹出口を介して車内へ吹き出される。

例えば、フルクールモードの場合は、ヒータコア３８を加温モードにせずに、冷風通路３２を全開にして空調風を流す。それにより、冷風がそのまま車内へ吹き出される。また、ヒートモードの場合は、ヒータコア３８を加温モードにし、温風通路３１を全開にし空調風を流す。それにより、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂを通過した空調風がヒータコア３８により加温されて車内へ吹き出される。また、エアミックスモードの場合は、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂ通過後の空調風を、冷風通路３２及び温風通路３１を介してエアミックス空間３３に合流させることで、ヒータコア３８通過後の温風とバイパスする冷風とをエアミックス空間３３で混合されて、車内へ吹き出される。従って、エアミックスドア３９の制御によって、車内へ吹き出す空調風の温度調節を行うことができる。

このように空調を行う場合、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂがハ字状に配置されることによって、通風面積が大幅に拡大されているので、低騒音・高風量を実現することができる。また、ハ字状に配置されることによって、エバポレータ２２Ａ、２２Ｂが横一列に並ぶ場合と違って配置幅寸法が抑えられるので、空調ユニットの幅寸法が抑えられる。

また、ハ字状に配置したエバポレータ２２Ａ、２２Ｂの外側（各エバポレータ上流部通風路４１）から内側（各エバポレータ下流部通風路４２）へ向けて送風機２５Ａ、２５Ｂからの風を通過させるようにしており、しかも、各送風機２５Ａ、２５Ｂをエバポレータ２２Ａ、２２Ｂの前側ではなく上側に配置しているので、車両左右方向寸法の増大を抑制しながら、車両前後方向寸法を小さくすることができて、ユニットの小型化が図れる。

また、エアミックス空間３３から上に延ばして設けるデフ吹出通路６２を、図６（ａ）に示すように、２つの送風機２５Ａ、２５Ｂのスクロールケーシング２７間のスペースに入り込むように配置しているので、即ち言い換えると、２つの送風機２５Ａ、２５Ｂのスクロールケーシング２７間にできるスペースを有効利用しながらデフ吹出通路６２を配設しているので、デフ吹出通路６２ばかりでなく、それに並行して配設するベント吹出通路６１についても、スペース的に余裕を持って形成することができる。従って、デフ吹出通路６２及びベント吹出通路６１に十分な通風路面積を確保しながら、空調ユニット２０の小型化が図れる。

なお、上記実施形態では、２つのエバポレータ２２Ａ、２２Ｂを全く別のものとして構成しているが、両者を一体に連結してもよい。

本発明の実施形態の空調ユニットの主要内部要素を透視して示す分解斜視図である。 同空調ユニットを車両に装備した状態を示す概略側断面図である。 図２のＩＩＩ方向から見た内部主要素の配置関係を示す正面図である。 図２のＩＶ方向から見た内部主要素の配置関係を示す平面図である。 エバポレータに対する風の流れについて説明するための平面図である。 本発明及び従来の空調ユニットにおける送風機と吹出通路の配置形態の違いを示すための図で、（ａ）は本発明の実施形態を示す図１のＶＩ矢視断面図、（ｂ）は従来の空調ユニットにおける同様の部分の断面図である。 従来の車両用空調ユニットの構成を示す側断面図である。

符号の説明

２１ 本体ケーシング
２２Ａ，２２Ｂ エバポレータ（熱交換器）
２５Ａ，２５Ｂ 送風機
３１ 温風通路
３２ 冷風通路
３３ エアミックス空間
３８ ヒータコア（熱交換器）
３９ エアミックスドア
６１ ベント吹出通路
６２ デフ吹出通路
５０ モータ

Claims (2)

1. 熱交換器（２２Ａ，２２Ｂ，３８）を収容した本体ケーシング（２１）の上部に、本体ケーシング（２１）内の通風路に空調風を導入するための、それぞれスクロールケーシング（２７）及びファン（２６）よりなる２つの送風機（２５Ａ，２５Ｂ）を水平方向に並べて配置すると共に、２つの送風機（２５Ａ，２５Ｂ）のスクロールケーシング（２７）間に形成されたスペースに、２つの送風機（２５Ａ，２５Ｂ）のファン（２６）を共に回転駆動するためのモータ（５０）を配置し、前記本体ケーシング（２１）内の上部に、前記熱交換器（２２Ａ，２２Ｂ，３８）を通過することで生成される冷風と温風を混合するエアミックス空間（３３）を形成し、該エアミックス空間（３３）から前記本体ケーシング（２１）の上方に延ばしてベント吹出通路（６１）とデフ吹出通路（６２）とを設け、且つ、前記デフ吹出通路（６２）を、前記２つの送風機（２５Ａ，２５Ｂ）のスクロールケーシング（２７）間のスペースに入り込むように前記モータ（５０）に近接させて配置したことを特徴とする車両用空調ユニット。
2. 請求項１記載の車両用空調ユニットであって、
   前記本体ケーシング（２１）内に、前記熱交換器（２２Ａ，２２Ｂ，３８）のうちの冷却用熱交換器としての２つのエバポレータ（２２Ａ，２２Ｂ）をそれぞれ直立姿勢で、車両前方側から後方側に向けて開いた平面視ハ字状に並置し、前記各エバポレータ（２２Ａ，２２Ｂ）の上側に、各エバポレータ（２２Ａ，２２Ｂ）の外側から内側へ空調風を通過させ得るようにそれぞれ前記送風機（２５Ａ，２５Ｂ）を配置し、前記２つのエバポレータ（２２Ａ，２２Ｂ）の開放側に、前記熱交換器（２２Ａ，２２Ｂ，３８）のうちの加熱用熱交換器としてヒータコア（３８）を配置し、前記エバポレータ（２２Ａ，２２Ｂ）の下流側に、エバポレータ通過後の空気流を前記ヒータコア（３８）で加温して送り出す温風通路（３１）と、エバポレータ通過後の空気流をそのまま冷風として送り出す冷風通路（３２）と、前記温風通路（３１）及び冷風通路（３２）の通風割合を制御するエアミックスドア（３９）とを配設し、前記エアミックスドア（３９）及びヒータコア（３８）の上側に前記エアミックス空間（３３）を確保したことを特徴とする車両用空調ユニット。

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