JP2005153834A

JP2005153834A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2005153834A
Application number: JP2003399178A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nabeta; 由紀夫鍋田; Susumu Ikeda; 進池田; Yoshinobu Sugawara; 善伸菅原
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16
Also published as: EP1535772A2; EP1535772B1; DE602004013108T2; EP1535772A3; DE602004013108D1

Abstract

【課題】装置の小型化、省設置スペース化を促進しつつ、空気通路長を短縮でき、空調性能の低下やコストアップを防止できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】空調ユニット内に形成された空気通路内に吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器とを空気流れ方向にこの順に配置し、前記吸熱用熱交換器を通過した後に放熱用熱交換器を通過する空気とバイパスする空気との風量割合を調整するエアミックスダンパを有する車両用空調装置において、前記空調ユニットを車室内の車両前方において車両水平面に対して傾斜配置した際に、前記吸熱用熱交換器を、傾斜された空気通路の延設方向に対して自身が鉛直になる方向に傾斜配置したことを特徴とする車両用空調装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、さらに詳しくは、空気通路を有する空調ユニットを小型化、とくに薄型化した、建設機械のキャビン等への搭載に最適な車両用空調装置に関する。

従来、車両用空調装置、とくに吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器とを備えた空調ユニットを有する空調装置は、普通自動車や建設機械等に広く用いられている。しかし、近年、車室内の快適性あるいは乗員の労働環境の改善の観点から、装置の小型化、省設置スペースの要請が高まっている。

とくに、建設機械の場合には、キャビンの構造上、キャビンの前方（車両前方）スペースが狭小であるため、空調ユニットはキャビンの後方（運転席の後方）に搭載されるようになっている（たとえば、特許文献１）。
特開２００１−６３３４３号公報（図１）

しかしながら、空調ユニットをキャビンの後方に配置した場合、空調ユニットから車室内への各温調空気吹出口（たとえば、ＤＥＦ吹出口、ＶＥＮＴ吹出口、ＦＯＯＴ吹出口）までの間を長いダクトを用いて接続し、空気通路を形成する必要があるため、通気抵抗が増大し装置本来の空調性能が低下するおそれがある。なお、空調性能を確保すべく、たとえば送風機を大型にしたのでは、装置のコストアップは避けられない。また、空調装置の小型化の方向性に反する。また、長いダクトを使用する従来の空調装置においては、装置の取付け作業性が低下するとともに、コストダウンの要請に対応できなくなるおそれがある。

そこで本発明の課題は、装置の小型化、省設置スペース化を促進しつつ、空調ユニットから車室内へと至る空気通路長を短縮でき、装置の空調性能の低下やコストアップを防止可能な、建設機械用の空調装置として最適な車両用空調装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置は、空調ユニット内に形成された空気通路内に吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器とを空気流れ方向にこの順に配置し、前記吸熱用熱交換器を通過した後に放熱用熱交換器を通過する空気とバイパスする空気との風量割合を調整するエアミックスダンパを有する車両用空調装置において、前記空調ユニットを車室内の車両前方において車両水平面に対して傾斜配置した際に、前記吸熱用熱交換器を、傾斜された空気通路の延設方向に対して自身が鉛直になる方向に傾斜配置したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、吸熱用熱交換器は、傾斜された空気通路の延設方向に自身が鉛直になる方向に傾斜されているので、空気通路内スペースを最大限に有効利用した吸熱用熱交換器の配置が可能になる。このため、吸熱用熱交換器の配置部分における空調ユニットの空気通路内スペースを、通風抵抗の増大等の不都合が生じない範囲において狭小化することができ、装置の小型化、薄型化が達成される。したがって、設置スペースの問題から空調装置を車室の前方に配置できなかった車両（たとえば、建設用機械のキャビンの前方）においても、車室の前方に空調装置を設置することが可能となり、空調ユニットから車室内への吹出口へと至る空気通路長を短縮できるので、通風抵抗を低減でき装置本来の空調性能を確保できる。また、空気通路用のダクトを短くできるので、その分装置のコストを低減できる。

また、上記構成において吸熱用熱交換器が空気通路内に傾斜配置されることになっても、吸熱用熱交換器自体のサイズ、とくにその熱交換部のサイズは十分に大きく確保できるから、目標とする吸熱性能が損なわれることはなく、むしろ、通気用の面積の拡大をはかることができる。したがって、通気抵抗の低減が可能となり、それによって低騒音化も期待できる。とくに、積層型熱交換器を使用することにより、容易に、通気抵抗の低減、低騒音化を達成しつつ、望ましい薄型の空調ユニットを構成できる。

上記空調装置の空調ユニットは、車両の車室の前面に沿って配置されることが望ましい。空調ユニットをこのように配置すれば、車室の前面が車室の内側に向けて傾き、車室の前方のスペースが極めて小さい場合においても空調ユニットの設置が可能になる。

また、空調ユニットの傾斜角度が０度（つまり、車両水平面に対して略平行）から７５度の角度範囲内に配置される場合には、これに対応させて吸熱用熱交換器の傾斜角度を１５度から９０度の範囲内とすることにより、装置の小型化、薄型化を達成しつつ、吸熱用熱交換器の水切り性を向上できるので、凝着水が熱交換器表面に付着し通風抵抗が増大するような不都合を確実に防止できる。たとえば、空調ユニットの傾斜角度が最小の０度であるときは、吸熱用熱交換器の傾斜角度を最大の９０度（車両水平面に略平行）に設定する。一方、空調ユニットの傾斜角度が最大の７５度であるときは、空調ユニットの傾斜角度を最小の１５度に設定すれば、装置の小型化等の要請に対応しつつ水切り性を向上できる。なお、吸熱用熱交換器の下方に排水案内溝（ドレン溝）を設けておけば、排水を適切に行うことができる。

上記のような車両用空調装置は、車室の前面が車室内側に傾斜等していることにより車室の前方に十分な設置スペースが確保できない車両、とくに建設機械用空調装置として最適なものである。

本発明に係る車両用空調装置によれば、空調ユニットの小型化、薄型化が可能となり、車室の前面が車室内側に傾斜等されており、車室の前方に十分な設置スペースが確保できない車両においても、空調ユニットを車室の前方に機能的に配置することが可能となる。したがって、空調ユニットから車室内への吹出口までの空気通路長（ダクトの長さ）を短縮できるので、圧力損失が低減され空調性能の低下を防止でき、併せてコストダウンを図ることができる。

以下に、本発明の車両用空調装置の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１ないし図３は、本発明の一実施態様に係る車両用空調装置を示しており、本実施態様においては、車両用空調装置は建設機械用の車両用空調装置として構成されている。図において、１は車両用空調装置を示している。車両用空調装置１は、空調ユニット２と送風機３とを有している。空調ユニット２内には、空気通路４が形成されている。この空気通路４内には、吸熱用熱交換器としてのエバポレータ５と放熱用熱交換器としてのヒータコア６が、空気流れ方向に順に配置されている。エバポレータ５は、空気通路４の全体を横断するように配置されているが、ヒータコア６は部分的に横断するように配置されている。ヒータコア６の上流側あるいは下流側またはその両方には（本実施態様では上流側に）、開度調整可能なエアミックスドア７が設けられており、エアミックスドア７の開度調整により、エバポレータ５を通過した空気の全量に対する、ヒータコア６をバイパスまたは通過する空気の流量割合を調整できるようになっている。この調整により、エバポレータ５を通過した冷却された空気が、そのままバイパス路を通過されるか、ヒータコア６により温められた空気と所定の割合で混合され、所望の吹出空気温度が得られる。

温調された空気は、空気通路４の下流側端部に設けられた配風ボックス８内に送られ、ここでさらにエアミックスされるとともに、各空気吹出口９、１０、１１からダクト１２を介して、車両のインパネ部２１に設けられた温調空気吹出口（ＶＥＮＴ吹出口２２、ＤＥＦ吹出口２３、ＦＯＯＴ吹出口２４の各温調空気吹出口）へと送り出される。各空気吹出口には、各空気吹出口をそれぞれ独立に開閉可能なダンパ１３、１４、１５が設けられている。

一方、空気通路４におけるエバポレータ５の上流側には、送風機３が設けられている。送風機３への空気吸入口は、空調ユニット２の側面側や後端面側など、車両側からの要求仕様に応じて適宜決定すればよい。たとえば、送風機３に両軸タイプブロワを使用する場合には、空調ユニット１の両側面に空気吸入口を開口すればよい。

本実施態様では、送風機３に両軸タイプブロワが使用されており、内部に設けられた多翼ファン体により、ブロワケースのインボリュート曲線に沿って形成された流路を通してエバポレータ５側に向けて送風されるようになっている。

エバポレータ５は扁平熱交換チューブ（たとえば、一対のプレートを重ね合わせて形成した扁平熱交換チューブ）とフィンとが交互に積層された熱交換器からなっている。また、エバポレータ５の底部側の空気通路４の内壁面上には、エバポレータ５を伝って流下した凝縮水を排出する排水案内溝１６が設けられており、確実な排水がなされるようになっている。

本実施態様においては、空調ユニット２は建設機械１７のキャビン１８の前方（図１の左側）において、建設機械１７の車両水平面となる床面１９に対して傾斜角度θ₁を０〜７５度の角度範囲内で傾斜配置されている。図１の状態では、建設機械の前面２０に沿って配置されている。このように、空調ユニット２が床面１９に対して傾斜配置される場合は、同じように空気通路４も床面１９に対して傾斜して延設される。そして、本実施態様においては、傾斜された空気通路４の延設方向に対して、吸熱用熱交換器としてのエバポレータ５が自身が鉛直になる方向に傾斜配置されている。このエバポレータ５の傾斜角度θ₂は１５〜９０度の角度範囲内に設定できるようになっている。なお、図３においては、エバポレータ５は床面１９に対しては略鉛直に配置されている。

また、本実施態様においては、ヒータコア４もまた、空気通路２の延設方向に対し、エバポレータ３と同じ傾斜方向に傾斜されて配置されている。このヒータコア４の傾斜角度θ₃はとくに限定されず、空調ユニット１が薄型化された場合にも、十分に大きなヒータコア４の空気通過面積およびバイパス路の流路面積を確保できるように、傾斜角度θ₃が設定されればよい。

上記のように構成された本実施態様に係る車両用空調装置１におては、エバポレータ５は傾斜された空気通路４の延設方向に自身が鉛直になる方向に傾斜されているので、空気通路４内のスペースを最大限に有効利用したエバポレータ５の配置が可能になる。このため、空調ユニット２のエバポレータ５の配置部分の空気通路４内のスペースを狭小化することができるので、空調ユニット２ひいては装置全体の小型化、薄型化が達成される。したがって、キャビン１８内の前方に十分なスペースが確保できず、前方に空調装置の配置が不可能であった建設機械１７に対しても空調装置１をキャビン１８の前方に配置できる。したがって、車両用空調装置をキャビン１８の後方（図１の右側）に配置する場合に比べ、各吹出口９、１０、１１から温調空気吹出口２２、２３、２４へと至る空気通路つまりダクト１２の長さを大幅に短縮できるので、通風抵抗が低減され装置本来の空調性能が発揮される。また、ダクト１２を短くできる分製造コスト、組み付けコストが低減されるので、空調装置１全体のコストも低減できる。

また、上記構成においては、エバポレータ５は空気通路４内に傾斜配置されることになるが、エバポレータ５のサイズ、とくにその熱交換部のサイズは十分に大きく確保できるので、目標とする吸熱性能が損なわれることはなく、むしろ、通気用の面積の拡大を図ることができる。したがって、より一層通気抵抗の低減を図ることができるので、空調性能を高く維持できる。また、この場合、併せて低騒音化も期待できる。とくに、積層型熱交換器を用いる本実施態様においては、空調ユニット２の小型化、薄型化、通気抵抗の低減等の効果を効果的に得ることができる。

また、空調ユニット２の傾斜角度が０度（つまり、車両水平面に対して略水平）から７５度の角度範囲内に配置される場合には、これに対応させてエバポレータ５の傾斜角度を１５度から９０度の範囲内とすることにより、装置の小型化、薄型化を達成しつつ、エバポレータ５の水切り性を向上できるので、凝縮水がエバポレータ５の表面に付着し通風抵抗が増大するような不都合を確実に防止できる。たとえば、空調ユニット２の傾斜角度が最小の０度であるときは、エバポレータ５の傾斜角度を最大の９０度（車両水平面に略平行）に設定する。一方、空調ユニット２の傾斜角度が最大の７５度であるときは、空調ユニット２の傾斜角度を最小の１５度に設定すれば、装置の小型化等の要請に対応しつつ水切り性を向上できる。

なお、本実施態様のように、キャビン１８内の前方に空調装置１を配置する場合には、従来のデッドスペースを有効活用することができるので、キャビン１８内に作業者等のために広いスペースを確保できる。したがって、キャビン１８内の居住性、作業環境を向上できる。

本発明は、車両、とくにキャビン室内に十分なスペースが確保できない建設用機械に適用して、空調性能の低下防止、低コスト化、作業環境の改善等の効果を得ることができる。

本発明の一実施態様に係る車両用空調装置を建設機械に設置した状態の側面図である。本発明の一実施態様に係る車両用空調装置を建設機械に設置した状態の正面図である。本発明の一実施態様に係る車両用空調装置を建設機械に設置した状態の拡大側面図である。

符号の説明

１車両用空調装置
２空調ユニット
３送風機
４空気通路
５吸熱用熱交換器としてのエバポレータ
６放熱用熱交換器としてのヒータコア
７エアミックスドア
８配風ボックス
９、１０、１１空気吹出口
１２ダクト
１３、１４、１５ダンパ
１６排水案内溝
１７建設機械
１８キャビン
１９建設機械の床面
２０建設機械の前面
２１インパネ部
２２ＶＥＮＴ吹出口
２３ＤＥＦ吹出口
２４ＦＯＯＴ吹出口

Claims

空調ユニット内に形成された空気通路内に吸熱用熱交換器と放熱用熱交換器とを空気流れ方向にこの順に配置し、前記吸熱用熱交換器を通過した後に放熱用熱交換器を通過する空気とバイパスする空気との風量割合を調整するエアミックスダンパを有する車両用空調装置において、前記空調ユニットを車室内の車両前方において車両水平面に対して傾斜配置した際に、前記吸熱用熱交換器を、傾斜された空気通路の延設方向に対して自身が鉛直になる方向に傾斜配置したことを特徴とする車両用空調装置。
前記空調ユニットが、車室の車両前面に沿って傾斜配置されている、請求項１の車両用空調装置。
前記空調ユニットが、車両水平面に対して０〜７５度の角度範囲内に傾斜配置させる場合に、前記吸熱用熱交換器が空気通路の延設方向に対して１５〜９０度の角度範囲内に傾斜配置されている、請求項１または２の車両用空調装置。
前記吸熱用熱交換器が車両水平面に対して実質的に鉛直に配置されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記空調ユニットが建設機械のキャビン内に配設されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用空調装置。
前記吸熱用熱交換器および／または放熱用熱交換器が、チューブとフィンとが交互に積層された積層型熱交換器からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用空調装置。