JP2005153712A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷凍回路に要求される可燃性冷媒の量を低減し、且つ、衝突事故に備えて可燃性冷媒の洩れに対する耐性を向上できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 車両用空調装置は、エンジンルーム２と車室６との間を仕切る隔壁２０とエンジン４との間に配置された冷凍回路１２の凝縮器２８と、エンジンフードに形成された、外気を凝縮器２８に導く外気導入口４２とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷凍回路の冷媒として可燃性冷媒を使用した車両用空調装置に関する。

この種の車両用空調装置はその冷凍回路内を循環するフロンガスの代わりに可燃性冷媒を使用することから、環境負荷の低減に大きく貢献する。しかしながら、その冷凍回路中の機器や循環管路から可燃性冷媒が万一洩れてしまうと、可燃性冷媒は引火する虞が大きいことから、その洩れ対策を考慮する必要がある。このため、冷凍回路からの冷媒の洩れがセンサにて検出されたときには、冷凍回路中の機器間に介挿した電磁弁を閉じて機器間を遮断するようにした車両用空調装置が開発されている（特許文献１）。
また、車両の衝突が予測される状況にあっては、冷凍回路中の電磁弁を開き、高圧の可燃性冷媒をエンジンの排気管に強制的に流入させるようした車両用空調装置もまた開発されている（特許文献２）。
特開平9-76741号公報 特開2000-71755号公報

前述した公報の車両用空調装置に採用された技術の目的は何れも、外部への可燃性冷媒の洩れを防止することにあり、このためには、その冷凍回路内に要求される可燃性冷媒の充填量を可能な限り低減するのが望ましい。
しかしながら、前記公報の車両用空調装置にあっては、その冷凍回路中にて、高圧の可燃性冷媒、即ち、液相の可燃性冷媒を導く循環管路の部位の管路長が必然的に長くならざるを得ず、可燃性冷媒の充填量を低減することができない。

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは冷凍回路に要求される可燃性冷媒の充填量を低減でき、しかも、万一の車両の衝突時に備えて可燃冷媒の洩れに対する耐性を向上できる車両用空調装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、可燃性冷媒の循環管路に圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸発器を順次介挿した冷凍回路を備え、圧縮機及び凝縮器が車両のエンジンルーム内に配置され、且つ、エンジンルームに対し隔壁を介して区画された車両の車室内に蒸発器にて冷却した空気を供給する車両用空調装置において、車両のエンジンと隔壁との間に凝縮器を配置するとともに、車外から凝縮器に向けて外気を導く外気導入手段を備えている（請求項１）。

上述の請求項１の車両用空調装置によれば、エンジンと隔壁との間に凝縮器が配置されているので、冷凍回路の循環管路中、凝縮器と蒸発器との間を結ぶ部位の管路長の短縮が短縮される。
また、車両の進行方向でみて、凝縮器がエンジンの後方に配置されているので、万一、車両が正面衝突しても、その衝撃力はエンジンにより吸収され、凝縮器まで伝達される衝撃力が緩和される。

凝縮器は、車両の進行方向でみてエンジンの片側に配置されているのが好ましく（請求項２）、より具体的には車両の運転席側とは異なるエンジンの片側、つまり、助手席側に配置されている（請求項３）。このようなレイアウトによれば、万一、車両の正面衝突が発生しても、エンジンと隔壁との間にて凝縮器が挟み込まれて圧潰する虞も少ない。そして、凝縮器が助手席側に配置されていれば、通常、蒸発器は助手席側のグローブボックス内に配置されることから、凝縮器と蒸発器との間の部位の循環管路の管路長が更に短縮される。

更にまた、凝縮器は、エンジンの上方に配置されているのが好ましく（請求項４）、この場合、凝縮器はエンジンに遮られることなく、エンジンルーム内の空気流れを受ける。
外気導入手段は、エンジンルームのフードに形成され外気導入口を含むことができ（請求項５）、更に、外気導入手段は、車両の進行方向でみて凝縮器の直前に配置され、凝縮器に向けて送風する送風ファンを含んでいるのが望ましい（請求項６）。この場合、外気が車外から外気導入口を通じて凝縮器に吹き付けられ、また、送風ファンを備えている場合には、外気が凝縮器に強制的に吹き付けれることになる。

請求項１〜４の車両用空調装置によれば、凝縮器と蒸発器との間の部位の循環管路の管路長を短くできるので、液相状態での可燃性冷媒の量が少なくなり、この結果、冷凍回路に要求される可燃性冷媒の充填量を大幅に低減できる。
また、万一、車両が正面衝突しても、その衝撃力がエンジンにより吸収されるので、凝縮器自体や凝縮器と蒸発器との間における循環管路の部位に圧潰が生じる虞は少なく、可燃性冷媒の洩れに対する耐性を向上できる。

請求項５，６の車両用空調装置によれば、凝縮器に向けて外気を良好に導くことができるで、凝縮器は高温・高圧の可燃性冷媒を十分に凝縮させることができ、空調装置の性能が悪化することもない。

図１は車両の前部を概略的に示し、この前部にエンジンルーム２が設けられている。エンジンルーム２内にはエンジン４が横置きにして配置され、そして、このエンジン４とエンジンルーム２のフロントグリル６との間にラジエータ８及び電動ファン１０がそれぞれ配置されている。電動ファン１０が駆動されると、フロントグリル６を通じてラジエータ８内に外気が導かれ、ラジエータ８内での熱交換によりエンジン４の冷却水が冷却される。

車両は空調装置を備え、この空調装置は冷凍回路１２を含んでいる。冷凍回路１２はプロパンガスやＲ１５２ａ等の可燃性冷媒（以下、単に冷媒と称す）の循環管路１４を有し、冷媒は循環管路１４を通じて循環可能である。
より詳しくは、循環管路１４はその大部分が車両のエンジンルーム２内に配置されているが、その一部は車両の車室１６内、即ち、助手席の前側に位置したグローブボックス１８内にも延びている。車室１６（グローブボックス１８）とエンジンルーム２との間は隔壁（ダッシュパネル）２０により区画され、そして、グローブボックス１８は空気吹き出しグリル２２を介して車室１６内に連通している。なお、図１中、参照符号２４は車両のインストルメントパネルを示し、このインストルメントパネル２４は運転席の前側に配置され、グローブボックス１８に隣接して配置されている。

循環経路１４には上流側から圧縮機２６、凝縮器２８、膨脹弁３０及び蒸発器３２が順次介挿されている。圧縮機２６、凝縮器２８及び膨脹弁３０はエンジンルーム２内に配置され、蒸発器３２はグローブボックス１８内に配置されている。
より詳しくは、凝縮器２８はエンジン４と隔壁２０との間に配置され、そして、膨脹弁３０は凝縮器２８と隔壁２０との間に配置されている。図示の実施例の場合、凝縮器２８は車両の走行方向でみてエンジン４の片側、つまり、グローブボックス１８（助手席）側にて、隔壁２０との間に膨脹弁３０を挟み込むようにして配置され、しかも、エンジン４よりも上方に位置付けられている。

一方、圧縮機２６は電磁クラッチ３４及び動力伝達経路３６を介してエンジン４に接続され、このエンジン４からの動力を受けて作動される。動力伝達経路３６は圧縮機２６の駆動軸及びエンジン４の出力軸にそれぞれ取付けられたプーリ３７と、これらプーリ３７間に掛け回された駆動ベルト３８からなる。
更に、空調装置は図１中に１点鎖線で概略的に示した外気導入経路４０を更に備え、この外気導入経路４０は車外から凝縮器２８に向けて外気を供給する。具体的には、図２に示されるように外気導入経路４０は外気導入口４２を有し、この外気導入口４２は車両のエンジンフード（ボンネット）４４に形成されている。より詳しくは、車両の進行方向でみて、外気導入口４２は凝縮器２８の前側に位置付けられ、車外から取り込んだ外気を凝縮器２８に向けて案内するダクト部分４６を有する。

更に、車両の進行方向でみて凝縮器２８の直前方には電動型の送風ファン４８が配置されており、この送風ファン４８はその駆動により、図２中、矢印Ａで示すように外気導入口４２からの外気の取り込みを促進するばかりでなく、矢印Ｂで示すようにエンジンルーム２内に凝縮器２８に向かう空気の流れを生起させる。
なお、図２中、参照符号５０は車両のフロントガラスを示し、参照符号５２はフロントワイパ（図示しない）の作動ユニットを示す。

上述した車両用空調装置によれば、圧縮機２６の作動に伴い、圧縮機２６は冷媒を圧縮し、高温・高圧の冷媒を凝縮器２８に供給する。この凝縮器２８内にて、高温・高圧の冷媒は凝縮され、主として液相の冷媒が膨脹弁３０に向けて流れ、そして、膨脹弁３０を経て蒸発器３２に供給される。
蒸発器３２内では液相の冷媒が気化し、この際の気化熱により蒸発器３２の周囲の空気が冷却される。従って、グローブボックス１７内の図示しない送風ファンが蒸発器３２側から車室１６内に空気吹き出しグリル２２を通じて送風することにより、冷気が車室１６内に送り込まれ、車室１６内の冷房を行うことができる。

この後、気化した冷媒は蒸発器３２から圧縮機２６に戻り、そして、圧縮機２６により再度圧縮され、循環管路１４を上述した如く循環する。
前述したように凝縮器２８はエンジン４と隔壁２０との間に配置されているので、凝縮器２８と蒸発器３２との間を繋ぐ循環管路１４の部位、いわゆる冷媒が液相状態で保持されるべき高圧配管はその管路長が大幅に短縮されている。それ故、高圧配管内を満たすための液相の冷媒の量は非常に少なくなり、この結果、冷凍回路１２に要求される冷媒量を低減することができ、たとえ冷凍回路１２からの冷媒の洩れが発生しても、その洩れ量を少なくできる。

この点、従来の車両用空調装置にあっては、その凝縮器が車両の進行方向でみてラジエータ８の直前に配置されているために、凝縮器と蒸発器との間を繋ぐ高圧配管が必然的に長くなり、このような高圧配管は液相状態の冷媒を多量に蓄えなければならない。具体的には、従来の空調装置の場合、高圧配管内における液相状態の冷媒は冷凍回路中の全冷媒の約２０％程度を占めていることから、本実施例によれば、その冷凍回路１２内に要求される冷媒量を大幅に低減することができる。

また、万一、車両が正面衝突したとしても、凝縮器２８がエンジン４の後方に配置されているので、衝突時の衝撃はエンジン４により吸収され、その衝撃が凝縮器２８や前記高圧配管に直接的に伝達されることはない。しかも、凝縮器２８はエンジン４の片側で且つその上方に配置されているので、衝突事故、凝縮器２８や高圧配管がエンジン４と隔壁２０との間に挟み込まれて圧潰する虞も少なく、空調装置は冷媒の洩れに対する耐性が非常に高い。

更に、凝縮器２８がエンジン４の後方に配置されていても、本実施例の空調装置はエンジンフード４４にダクト付きの外気導入口４２を備えているばかりでなく、凝縮器２８の直前方に送風ファン４８をも備えているので、凝縮器２８に向けて十分な量の外気を強制的に供給することができる。従って、凝縮器２８はその凝縮能力を十分に発揮することができ、空調装置の性能が悪化することもない。

本発明は上述した一実施例に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
例えば、外気導入口４２はエンジンフード４４に限らず、凝縮器２８側のフロントフェンダに形成することもできる。また、送風ファン４８はエンジン４により駆動されるものであってもよいし、逆に、圧縮機２６はエンジン４ではなく電動モータにより作動されてもよい。

一実施例の車両用空調装置を示した概略図である。 図１の外気導入経路を具体的に示した図である。

符号の説明

２ エンジンルーム
１２ 冷凍回路
１４ 循環管路
１６ 車室
２０ 隔壁
２６ 圧縮機
２８ 凝縮器
３０ 膨脹弁
３２ 蒸発器
４０ 外気導入経路（外気導入手段）
４２ 外気導入口
４４ エンジンフード
４８ 送風ファン

Claims (6)

1. 可燃性冷媒の循環管路に圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸発器を順次介挿した冷凍回路を備え、前記圧縮機及び凝縮器が車両のエンジンルーム内に配置され、且つ、前記エンジンルームに対し隔壁を介して区画された前記車両の車室内に前記蒸発器にて冷却した空気を供給する車両用空調装置において、
   車両のエンジンと前記隔壁との間に前記凝縮器を配置するとともに、車外から前記凝縮器に向けて外気を導く外気導入手段を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記凝縮器は、前記車両の進行方向でみて前記エンジンの片側に配置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。
3. 前記凝縮器は、前記車両の運転席側とは異なる前記エンジンの片側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記凝縮器は、前記エンジンの上方に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用空調装置。
5. 前記外気導入手段は、前記エンジンルームのフードに形成され外気導入口を含むことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記外気導入手段は、前記車両の進行方向でみて前記凝縮器の直前に配置され、前記凝縮器に向けて送風する送風ファンを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。

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