JP2006008047A - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 回転する熱交換器の風下側におけるエアミックス空間を熱交換器に近づけることによりエアミックス性を向上させる。
【解決手段】 回転軸６がヒータコア４の第１端部５ａに設けられ、第１端部は空調ユニット１０のケース１ａの内壁１ｂに接するように配置される。マックスクール（Ｍ／Ｃ）状態では、ヒータコアは回転角θが最小値（＝０）とされケース内壁に接するように、かつ第１端部と対向する第２端部５ｂがエバポレータに近接する方向に配置され、マックスホット（Ｍ／Ｈ）状態では、回転角θが増加して第２端部がケース内壁に接するように位置する。回転角が中間的なエアミックス状態では、領域５ｄに入り込む冷風は第１端部での空気流れの漏れがないため、ほぼ全てヒータコアを通過することができる。これにより、エアミックス空間がヒータコアの近傍に形成できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用空調ユニットに関する。

従来より、エアミックスタイプの車両用空調装置において、エアミックスドアを用いず、熱交換器（ヒータコア）そのものを回転させてエアミックスを行うものがあった（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

これらの従来技術はいずれも、図１に示すように、熱交換器４がマックスクール（Ｍａｘ Ｃｏｏｌ）位置Ｍ／Ｃからマックスホット（Ｍａｘ Ｈｏｔ）位置Ｍ／Ｈまで回転軸６を中心に回転するにつれて、熱交換器４がその風上側にあるエバポレータ３に接近するレイアウトとなっている。したがって、Ｍ／Ｃ時からＭ／Ｃ時にいたる全ての状態において、通風面積を減少させることがないため、限られたスペースで低圧損な空調ユニットを得ることができる。
特開２００１−４７８４５号公報 特開２００１−２４６９２１号公報

しかし、上記従来技術では、熱交換器４がＭ／ＣとＭ／Ｈとの中間的な角度に回転されている場合、下流側（風下側）で冷風と温風とが混合するエアミックス空間８が、熱交換器４より下流側へと遠い位置、すなわち、熱交換器４の下流側の車室内吹出口切替え（モード切替）空間９に近づいて形成されるため、吹出口（ＤＥＦ、ＦＡＣＥ、ＦＯＯＴ）において冷風と温風との混合性（エアミックス性）が不良となるという問題があった。

本発明は、上記点に鑑み、回転する熱交換器の下流側におけるエアミックス空間を熱交換器に近づけることによりエアミックス性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、風上側に送風機（２）と風下側に吹出口（７ａ、７ｂ、７ｃ）とを備えた通風路（１）と、通風路内に回転軸（６）回りに回転可能に配置され、回転角（θ）が大きくなるに応じて風上からの空気の通過量が増加するよう変更されて通過した空気と熱交換することにより風下側における空気の温度を調節する熱交換器（４）とを備える車両用空調ユニット（１０）において、熱交換器は、回転軸に直交する方向において互いに対向する第１端部（５ａ）および第２端部（５ｂ）を備え、第１端部は、回転角の変化にかかわらず通風路の内壁との間隙が微小量に維持されているとともに、第２端部は、回転角が最小値のとき、回転軸よりも風上側に位置するよう配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、通風路内において熱交換器は、その回転軸と直交する方向の一方の端部である第１端部で通風路の内壁との間隙が最小値に維持された状態、すなわち、第１端部と通風路内壁との間からの空気の漏れがほとんどない状態で、他方の端部である第２端部が熱交換器における通過風量が最小となる最小の回転角に設定されているとき、回転軸よりも風上側に位置するよう配置される。

したがって、熱交換器の回転角が最小値よりも大きい角度の場合には、風上から熱交換器に当たる空気は、熱交換器の表面にそって逃げることなく確実に熱交換器を通過して熱交換器と熱交換することができ、このように熱交換器を通過した空気は熱交換器の風下側の近傍に形成されるエアミックス空間で、第２端部側で熱交換器を通過しない空気と充分混合することができる。したがって、エアミックス空間の風下側をコンパクトにすることができ、空調ユニットを小型化することができる。

請求項２に記載の発明は、風上側に送風機（２）と風下側に吹出口（７ａ、７ｂ、７ｃ）とを備えた通風路（１）と、通風路内に回転軸（６）回りに回転可能に配置され、回転角（θ）が大きくなるに応じて風上からの空気の通過量が増加するよう変更されて通過した空気と熱交換することにより風下側における空気の温度を調節する熱交換器（４）とを備える車両用空調ユニット（１０）において、熱交換器は、回転軸に直交する方向において互いに対向する第１端部（５ａ）および第２端部（５ｂ）を備え、第１端部には回転軸が設けられているとともに、第２端部は、回転角が最小値のとき、回転軸よりも風上側に位置するよう配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、通風路内において熱交換器は、その一方の端部である第１端部に回転軸を設けられており、その回転軸に直交する方向の他方の端部である第２端部は、熱交換器における通過風量が最小となる最小の回転角に設定されているとき、回転軸よりも風上側に位置するよう配置されている。

したがって、熱交換器の回転角が最小値よりも大きい角度の場合には、風上から熱交換器に当たる空気は、熱交換器を通過して熱交換器と熱交換することができ、このように熱交換器を通過した空気は熱交換器の風下側の近傍に形成されるエアミックス空間で、第２端部側で熱交換器を通過しない空気と充分混合することができる。したがって、エアミックス空間の風下側をコンパクトにすることができ、空調ユニットを小型化することができる。

この場合、第１端部は、請求項３に記載のように、回転角の変化にかかわらず通風路の内壁との間隙が微小量に維持するようにすれば、風上側からの空気流れは第１端部から風下側へもれることが最小限に限定されるので、熱交換器における通過風量は最大限に確保できる。

熱交換器は、請求項４に記載のように、第１端部および第２端部を互いに対向する平行辺とする矩形形状とすることができる。

また、熱交換器は、請求項５に記載のように、風上からの空気が通過するときその空気を加熱する暖房用熱交換器（４）とすることができる。この場合、暖房用熱交換器（ヒータコア）の回転角が最小となる場合は、ヒータコアへの通過風量が最小値となるマックスクール状態であり、ヒータコアの回転角が最大となる場合は、ヒータコアへの通過風量が最大値となるマックスホット状態である。

さらに、請求項６に記載のように、通風路には、暖房用熱交換器の風上側に冷房用熱交換器（３）を配置することができる。このとき、暖房用熱交換器の回転角が大きくなると、暖房用熱交換器の第２端部は風下側へ移動するので、実質的に暖房用熱交換器全体が冷房用熱交換器から離れることになる。

したがって、最大暖房時である暖房用熱交換器の回転角が大きくなっている場合には、暖房用熱交換器は冷房用熱交換器に近接しないので、冷房用熱交換器に付着している凝縮水が空気流れによって下流側に飛ばされるとき、暖房用熱交換器に到達する水分量を少なくすることができる。したがって、暖房用熱交換器での再付着水分の蒸発による吹出空気湿度の上昇が抑制され、吹出空間にある窓が曇ることを防止することができる。

なお、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ものである。

（第１実施形態）
まず、本発明の技術思想を説明するための典型的な実施形態である第１実施形態について図面を参照して説明する。図２は、第１実施形態における空調ユニット１０の通風路１の概略構成を示す断面図である。

通風路１のケース１ａ内には、冷房用熱交換器としてのエバポレータ３が、風上側の送風機（図示せず）からの送風がほぼ全て通過してエバポレータ３により冷却されるよう配置されている。

エバポレータ３の風下側には暖房用熱交換器としての矩形板状のヒータコア４が配置されている。ヒータコア４は、互いに対向する第１端部５ａと第２端部５ｂとを備えている。第１端部５ａは回転軸６が設けられ、この回転軸６はケース１ａの内壁（図２において下側内壁１ｂ）に接触するよう配置されている。また、第１端部の外形形状は、回転軸６に沿って半円筒形状に成形されている。

回転軸６はケース１ａの内壁１ｂに回動自在に軸支されるとともに、第１端部５ａの表面はケース１ａの下側内壁１ｂにほぼ接触するよう、すなわち第１端部５ａの表面とケース１ａの下側内壁１ｂとの間隙が微小量となるように配置されている。したがって、ヒータコア４がアクチュエータ（図示せず）により回転軸６回りに回動するとき、第１端部５ａの表面とケース１ａの下側内壁１ｂとの間隙は微小量が維持されたままとすることができる。

この間隙の微小量は０とする、すなわち、第１端部５ａの半円筒表面をケース１ａの下側内壁１ｂに接触させ、回動時に両者が摺動するように配置させることも可能である。いずれにしろ、この第１端部５ａとケース１ａ下側内壁１ｂとの間から風下側への空気漏れをほぼ０とすることができる。

ヒータコア４はこの回転軸６回りに回動して、この回転角θが最小（例えば、θ＝０°）のときＭ／Ｃ位置となり、回転角θが最大のときＭ／Ｈ位置となるよう配置される。Ｍ／Ｃ位置では、回転軸６が設けられている第１端部５ａとは対向する第２端部５ｂが、回転軸６よりも風上側、すなわち、エバポレータ３に接近し、かつケース１ａの下側内壁１ｂと平行となり、エバポレータ３により冷却された空気はほとんどヒータコア４を通過せず、これにより温度上昇は極めて小さい。

一方、Ｍ／Ｈ位置では、第２端部５ｂは第１端部５ａおよび回転軸６が位置する下側内壁１ｂと対向する上側内壁１ｃに接触または微小間隙隔てた位置に配置される。これにより、第１端部５ａおよび第２端部５ｂからの空気漏れがほぼ０となり、エバポレータ３により冷却された空気のほぼ全量がヒータコア４を通過することができる。

また、このＭ／Ｈ位置では、ヒータコア４がエバポレータ３より、少なくともヒータコア４の第１端部５ａと第２端部５ｂとの距離分離れて配置されることとなる。これにより、Ｍ／Ｈ時、すなわち最大暖房時に、エバポレータ３に付着している凝縮水が空気流れにより吹き飛ばされてヒータコア４にまで到達しヒータコア４に再付着することが抑制される、すなわち、ヒータコア４の吹き出し空気の湿度を高めることがない。したがって、寒冷時、高温多湿空気による窓の曇り発生を防ぐことができる。

通風路１のヒータコア４の風下側端部には、デフ吹出口７ａ、フェイス吹出口７ｂ、フット吹出口７ｃが設けられている。これらの吹出口より、エアミックスされた空調風が車室内へ吹き出される。なお、図２において各吹出口の吹出モードを切り替える切替えドアは表示を省略している。

次に、本実施形態におけるエアミックス空間８およびモード切替空間９について説明する。モード切替空間９は、上述の各吹出口７ａ、７ｂ、７ｃへ分岐する領域である。これに対し、エアミックス空間８は、ヒータコア４を通過しない冷風ＣＷ１とヒータコア４を通過してヒータコア４により熱交換されて温度上昇した温風ＨＷとが混ざり合う領域である。

すなわち、エアミックス空間８は、ヒータコア４の回転角θが、最小（Ｍ／Ｃ位置）と最大（Ｍ／Ｈ位置）との間の中間的な角度（０°＜θ＜最大角）のとき（以下、Ａ／Ｍ状態形成角という）に形成される。

本実施形態では、図２に示すように、ヒータコア４の回転角θがＡ／Ｍ状態形成角にあるとき、第２端部５ｂは回転軸６より風上側、すなわちエバポレータ３に近接する位置に置かれる。したがって、第２端部５ｂとケース１ａの上側内壁１ｃとの間にはバイパス通路５ｃが形成される。

一方、第１端部５ａおよびこの第１端部５ａに設けられた回転軸６は、ヒータコア４の回転角θの大きさに拘らず、ケース１ａの下側内壁１ｂとの間隙が微小量（または間隙≒０）に維持されるため、この微小間隙より風下側への空気流れの漏れはほとんど発生しない。

したがって、風上側のエバポレータ３から送られる冷風のうち、第２端部５ｂより上側の冷風ＣＷ１は、バイパス通路５ｃを通って、すなわちヒータコア４を通過せずに、ヒータコア４の風下側へ到達する。

これに対し、エバポレータ３から送られる冷風のうち、第２端部５ｂより下側の冷風ＣＷ２は、ヒータコア４とケース１ａの下側内壁１ｂとの間の空間５ｄに入り込む。このとき、ヒータコア３４と下側内壁１ｂとは９０°より小さい角となっており、かつ、両者の頂点に相当する第１端部５ａと下側内壁１ｂとの間隙の大きさは微小量（または０）となっているため、空間５ｄに入り込んだ冷風ＣＷ２はほぼ全てヒータコア４を通過することとなる。

そして、ヒータコア５を通過する冷風ＣＷ２はヒータコア４と熱交換して温風ＨＷとなり、ヒータコア４を通過する。この温風ＨＷはヒータコア４を通過した直後の空間で、バイパス通路５ｃからの冷風ＣＷ１と混じり合う。すなわち、ヒータコア４の風下側近傍領域がエアミックス空間８となる。

エアミックス空間８から第１端部５ａおよび回転軸６まで空気流れ方向に所定距離が形成されており、モード切替空間９は回転軸６よりもさらに風下側に位置するので、エアミックス空間８とモード切替空間９とは、比較的長い距離隔てることとなる。換言すれば、エアミックス空間８は、モード切替空間９よりも風上側へ比較的長い距離の位置に形成される。

したがって、エバポレータ３とモード切替空間９との間の領域を広げることなく、実質的にエアミックス空間８を空気流れ方向に長く形成することができる。これにより、冷風と温風との混合性を良好にすることができ、モード切替空間９においては、冷風と温風との混合不良が抑制される。

また、エアミックス空間８をヒータコア４の風下側近傍に形成できるので、通風抵抗を同一としたまま、エバポレータ３とモード切替空間９との間の領域を小さくすることができる。

これに対し、図１に示す従来技術では、エバポレータ３から送られる冷風のうち、図中、ヒータコア４の上側の端部４ａより下側の冷風は、全てがヒータコア４を通過するものではない。すなわち、その一部はヒータコア４を通過するが、他の冷風ＣＷ３はヒータコア４の表面への入射角が大きいため、ヒータコア４を通過せずその表面上に沿って流れ、ヒータコア４の上側の端部４ａからバイパス通路４ｂへと向かう流れが形成されやすくなる。

そして、バイパス通路４ｂを通過した冷風ＣＷ１、ＣＷ３はヒータコア４の風下側近傍には回りこむことができず、ヒータコア４を通過した温風ＨＷとは、ヒータコア４より風下側に離れた領域で混ざり合うこととなる。すなわち、従来技術では、エアミックス空間８は、ヒータコア４から離れた領域に形成され、必然的にモード切替空間９と接近することとなる。

ここで、本発明の実施形態（図２）および従来技術（図１）における、ヒータコア４の回転角θに相当するエアミックス開度とエアミックス空間８での空気の平均温度との関係について、シミュレーション実験により得られた結果を、図３に示す。

図３において、本実施形態と従来技術とは、Ｍ／ＣおよびＭ／Ｈにおける平均温度は等しいが、中間的なエアミックス開度における平均温度は、従来技術の方が低くなっている。これは、Ａ／Ｍ状態形成角においては、従来技術ではエバポレータ３からの冷風のうち、ヒータコア４を通過せずヒータコア４の表面上を通って風下側へ逃げる風量が多いためである。

本実施形態では、このヒータコア４の表面上を逃げる冷風の風量が少ないため、図３中破線で示す理想ラインに近く、温コン（温度制御）のリニア性が良好である。これにより、エアミックス開度の制御性能を高めることができる。

なお、上記第１実施形態では、通風路１が直線形状としたものについて説明したが、これを、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース１ａにおけるエバポレータ３の位置とヒータコア４の位置とが例えば約９０°に曲げられて構成してもよい。なお、図４（ａ）、（ｂ）において、第１実施形態（図２）における構成と同じ構成には同一符号を付している。

図４（ａ）は、通風路１の曲がりの外側のケース内壁１ｂにヒータコア４の第１端部５ａおよび回転軸６を設けた例であり、図４（ｂ）は、通風路１の曲がりの内側のケース内壁１ｃにヒータコア４の第１端部５ａおよび回転軸６を設けた例である。

いずれの場合も、ヒータコア４の回転軸６周りの回転角θが最小であるＭ／Ｃ位置では、ヒータコア４の表面がケース内壁１ｂ、１ｃにそれぞれ接するように配置される。また回転角θが大きくなって、Ｍ／Ｈ位置では、ヒータコア４の第２端部５ｂが対向するケース内壁１ｃ、１ｂにそれぞれ接するよう配置され、これによりエバポレータ３からの冷風のほぼ全量がヒータコア４を通過することとなる。

なお、図４（ｂ）に示す例では、ヒータコア４の位置をできるだけ風上側に配置するために、ケース１ａの内側内壁１ｃに、Ｍ／Ｃ位置のヒータコア４の表面外形に沿った平面である屈曲内壁１ｄを設けている。これにより、エバポレータ３とヒータコア４との距離を小さくし、空調ユニットの小型化を可能にする。

これにより、図４（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、ヒータコア４の風下側の近接位置にエアミックス空間８が形成され、このエアミックス空間８とモード切替空間９との空気流れ方向における距離を長くして、実質的にエアミックス空間８の領域を広げることができ、エアミックス性を良好にすることができる。

さらにまた、上記第１実施形態のヒータコア４において、回転軸６は第１端部５ａに設けた例を示したが、これは、必ずしもヒータコア４の端部表面に回転軸を設けるということのみを表すものではない。すなわち、図２および図４（ａ）、（ｂ）において、図中での回転軸６は所定半径の円の中心位置として説明している。換言すれば、回転軸６はヒータコア４の第１端部５ａの表面から所定距離の範囲の近傍位置に配置することができる。

なお、回転軸６を第１端部５ａの表面から所定距離以上離して配置してもよい。図５に一例を示す。図５では、回転軸６を第１端部５ａの端表面から、ヒータコア４の回転軸６に垂直方向の長さの１０％ないし２０％の距離の位置に配置した例を示している。このとき、第１端部５ａは、ヒータコア４の回転に伴い、常に通風路１のケース１ａの凹部内壁１ｅと接触摺動状態とする、または微小間隙となるようにしておく必要がある。これにより、第１端部５ａとケース１ａとの間から風下側への空気流れの漏れを抑制することができ、ヒータコア４の図５中下側のケース１ａとの間の領域５ｄに流れ込む冷風が、漏れなくヒータコア４を通過することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態の空調ユニット１０の概略構成を示す図である。なお、図６は空調ユニット１０を車両のダッシュボード（図示せず）内に配置するときの車両の左横から見たものとして示しており、図６中の矢印は車両の前後方向および上下（天地）方向を示している。

空調ユニット１０の前方上部には遠心式の送風機２が配置されている。送風機２は、空調ユニット１０の外部から導入した空気を送風し、図６中の矢印で示す方向に空気流れを形成する。送風機２の下方の風下側には冷房用熱交換器としてのエバポレータ３が配置され、送風機２からの空気流れは全て、冷凍サイクル（図示せず）を構成するエバポレータ３を通過し、これにより冷却されて冷風ＣＷ１、ＣＷ２（図６中破線矢印）となって、風下側へ流れる。

エバポレータ３の風下側にはエンジン冷却水（温水）が流通する暖房用熱交換器としてのヒータコア４が、第１端部５ａおよび回転軸６が空調ユニット１０のケース１ａの内壁に接するように配置されている。Ｍ／Ｃ状態では、ヒータコア４は図６において鉛直下方にケース１ａと接するように位置し、Ｍ／Ｈ状態ではヒータコア４は最大角回転して第２端部５ｂが空調ユニット１０の内部に設けられた係止部１ｆに当たるように位置する。

なお、第２実施形態において、Ｍ／Ｈ状態となるヒータコア４の最大回転角は、必ずしも９０°とする必要はなく、例えば、６０°ないし７０°とすることができる。これにより、空調ユニット１０の車両前後方向の長さを短くして小型化を図ることができる。

ヒータコア４の回転軸６回りの回転角θがＭ／Ｃ時の最小角（＝０）とＭ／Ｈ時の最大角との中間的な角度であるＡ／Ｍ状態形成角にあるとき、ヒータコア４の風下側近傍にはエアミックス空間８が形成される。このエアミックス空間８においてバイパス通路５ｃを通過しヒータコア４を通過しない冷風ＣＷ１と、ヒータコア４と内壁１ｂとの間の空間５ｄよりヒータコア４を通過した温風ＨＷとが効果的に混合することができる。

本第２実施形態においても、回転軸６が設けられるヒータコア４の第１端部５ａがケース１ａの内壁と接するよう、あるいはケース１ａの内壁１ｂとの間隙を微小量とするよう配置されているので、この第１端部５ａにおける空気流れの漏れは最小限に抑えられ、したがって、ヒータコア４とケース１ａの内壁１ｂとの間の領域５ｄに入り込む冷風ＣＷ２はほとんどがヒータコア４を通過することができる。これにより、エアミックス空間８をヒータコア４の風下側近傍に形成することができる。

エアミックス空間８の風下側（図６では上方）には、モード切替空間９が形成される。すなわち、ケース１ａにはこのモード切替空間９において、デフ（ＤＥＦ）吹出口７ａ、フェイス（ＦＡＣＥ）吹出口７ｂおよびフット（ＦＯＯＴ）吹出口７ｃが形成されている。なお、図６において、ＦＯＯＴ吹出口７ｃはケース１ａの側面（紙面手前側）に設けられている。

ケース１ａの下方底部には、エバポレータ３の凝縮水を空調ユニット１０の外に排出するためのドレン１１が設けられている。また、このドレン１１は、後述するヒータコア４の摺動部から冷却水の漏れが生ずる場合でも、この漏れた水を排出することができる。

図６において、ヒータコア４のＡ−Ａ断面の一部を図７に示す。図７では、ヒータコア４の入口および出口配管付近のみを示すとともに、一部断面ハッチングを施している。また、図７にも、図６と同様、ヒータコア４が車室内に配置されるときの、車両上下（天地）方向および車両左右方向を矢印で示している。

図７において、ヒータコア４は、左右方向にそれぞれ延びる入口側ヘッダタンク１２、出口側ヘッダタンク１３と、これらヘッダタンク１２、１３の間を連通する多数のチューブ１４と、隣接するチューブ１４間を接続するコルゲートフィン１５とを備え、外形が矩形をなしている。第１端部５ａとしての出口側ヘッダタンク１３の長手方向は回転軸６に一致するよう配置され、この回転軸６および出口側ヘッダタンク１３の長手方向と平行に第２端部５ｂとしての入口側ヘッダタンク１２が形成される。

入口側ヘッダタンク１２の図中左側端部には、チューブ１４と平行に出口側ヘッダタンク１３の方向に延びる連絡配管１６が連通可能に固着されている。一方、出口側ヘッダタンク１３の図中左側端部には、同軸の二重管構造を備える回転側配管１７に連通可能に固着されている。

この回転側配管１７は、回転軸６と同軸に形成された外側管１７ａと内側管１７ｂとを備えている。内側管１７ｂは出口側ヘッダタンク１３と回転軸６方向に連通固着されている。外側管１７ａは、内側管１７ｂの外周との間に同軸的に冷却水通路を形成すると共に、連絡配管１６と連通するように固着されている。

このように、回転側配管１７と連絡配管１６およびヒータコア４とは、それぞれが一体的に固着されている。なお、回転側配管１７と連絡配管１６とは、図示していないが、複数の部材に分割して作成しておき、空調ユニット１０の組み立て時にそれらの部材を接合して一体的に形成することができる。

固定側配管１８は、回転側配管１７の外側管１７ａおよび内側管１７ｂと回転軸６回りに相対回転可能に嵌合されている。固定側配管１８には、回転軸６方向に出口側ヘッダタンク１３および内側管１７ｂと連通可能に出口配管２０が設けられている。また、固定側配管１８には、回転側配管１７の内側管１７ｂの外周部において、外側管１７ａとのみ連通可能に入口配管１９が形成されている。

回転側配管１７と固定側配管１８との間には、回転軸６周りに複数のＯリング２１、２２が嵌合されており、それぞれ、入口配管１９からケース１ａ内への冷却水漏れ、および入口配管１９から出口配管２０への冷却水漏れを防いでいる。さらにまた、固定側配管１８は、空調ユニット１０のケース１ａにパッキン２３を介して固定されており、このパッキン２３により、ケース１ａの内外部での冷却水漏れを防止している。

なお、固定側配管１８は、図示しない固定部材によりケース１ａとビス止めなどにより固定されている。したがって、ケース１ａに固定された固定側配管１８に嵌合された回転側配管１７が固定側配管１８との間でＯリング２１、２２を介して回転軸６回りに摺動かのうである。一方、出口側ヘッダタンク１３の図示しない図７紙面右側の回転軸６上の端部は、ケース１ａに設けられた軸受（図示せず）により回動自在に保持されている。このように、回転側配管１７は固定側配管１８を回転軸６の一方の軸受とし、回転側配管１７に一体的に接続された出口側ヘッダタンク１３の他端側のケース１ａに設けた軸受を回転軸６の他方の軸受とし、両軸受の間でヒータコア４が回転軸６回りに回転することができる。

なお、図７において、各管路内の冷却水の流れ方向を矢印で示している。すなわち、入口配管１９より流れ込んだ冷却水は、内側管１７ｂの外周部から外側管１７ａを通って連絡配管１６へ達する。この冷却水は、連絡配管１６内を紙面下方向に流れて入口側ヘッダタンク１２内に入り、ここで各チューブ１４に分岐して出口側ヘッダタンク１３へと流れる。冷却水がチューブ１４を通るときに、図７において紙面垂直方向に流れる空気がコルゲートフィン１５を介して冷却水と熱交換することにより加熱される。

図７に示すように、入口側ヘッダタンク１２は出口側ヘッダタンク１３よりも鉛直下方となるよう配置するのが望ましい。これは、入口配管１９から連絡配管１６に至る配管経路で空気が混入しても、冷却水を各チューブ１４内で鉛直上方へ円滑に流すことができるためである。

次に、ヒータコア４の回転駆動方法について説明する。本第２実施形態では、第１端部５ａに設けた回転軸６に駆動トルクを与えるのではなく、他端の第２端部５ｂ付近を円周方向に駆動することにより、ヒータコア４を回転軸６回りに回動させるものである。

図８は、図７においてＢ方向から見たヒータコア４の第２端部５ｂ付近の概略構成を示す図である。連絡配管１６の側面の下方端部にはガイド部材２４が設けられている。ガイド部材２４には、連絡配管１６の長手方向、すなわちチューブ１４の流れ方向に所定の長さの溝２５が形成されている。

一方、アクチュエータ３０により正逆方向に回転されるネジ２９が、アクチュエータ３０とともにケース１ａに固定されている。ネジ２９にはナット２６が螺合するとともに、ナット２６はケース１ａに凹部として設けられたナットガイド２８により拘束され、ネジ２９の回転に応じて図８上で左右方向に移動する。ナット２６にはピン２７が一体的に設けられ、このピン２７がガイド部材２４の溝２５に嵌り込んでいる。

これにより、アクチュエータ３０によりネジ２９が回転し、このネジ２９の回転に応じてナット２６がネジ２９の長手方向を移動する。このときピン２７はナット２６と一体的に移動しようとするが、ピン２７に働く力のうち溝２５の方向にはピン２７を移動させて力を緩和し、溝２５と垂直方向にはガイド部材２４に反力を与える。この反力により、ガイド部材２４および第２端部５ｂとしての入口側ヘッダタンク１２は、第１端部５ａの回転軸６回り（図８中、矢印Ｃ方向）に回動することができる。

したがって、ヒータコア４の回転角、すなわちエアミックス開度は、ナット２６のネジ２９上の変位、すなわちアクチュエータ３０の回転数により決定することができる。

従来技術におけるヒータコアの回転角とエアミックス空間との関係を示す図である。 本発明におけるヒータコアの回転角とエアミックス空間との関係を示す図である。 エアミックス開度とエアミックス領域における平均空気温度との関係を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はともに、第１実施形態の変形例を示す図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。 第２実施形態の空調ユニットの概略構成を示す図である。 第２実施形態のヒータコアの配管部分の構成を示す断面図である。 図７におけるＢ方向から見たヒータコアの駆動部分の概略構成図である。

符号の説明

１…通風路、１ａ…ケース、２…送風機、３…エバポレータ（冷房用熱交換器）、
４…ヒータコア（暖房用熱交換器）、５ａ…第１端部、５ｂ…第２端部、６…回転軸、
８…エアミックス空間、９…モード切替空間、１０…空調ユニット、
１２…入口側ヘッダタンク、１３…出口側ヘッダタンク、１４…チューブ、
１５…コルゲートフィン、１６…連絡配管、１７…回転側配管、１８…固定側配管、
２４…ガイド部材、２５…溝、２６…ナット、２７…ピン、２９…ネジ、
３０…アクチュエータ。

Claims (6)

1. 風上側に送風機（２）と風下側に吹出口（７ａ、７ｂ、７ｃ）とを備えた通風路（１）と、前記通風路内に回転軸（６）回りに回転可能に配置され、前記回転角（θ）が大きくなるに応じて前記風上からの空気の通過量が増加するよう変更されて前記通過した空気と熱交換することにより前記風下側における前記空気の温度を調節する熱交換器（４）とを備える車両用空調ユニット（１０）において、
   前記熱交換器は、前記回転軸に直交する方向において互いに対向する第１端部（５ａ）および第２端部（５ｂ）を備え、
   前記第１端部は、前記回転角の変化にかかわらず前記通風路の内壁との間隙が微小量に維持されているとともに、
   前記第２端部は、前記回転角が最小値のとき、前記回転軸よりも風上側に位置するよう配置されていることを特徴とする車両用空調ユニット。
2. 風上側に送風機（２）と風下側に吹出口（７ａ、７ｂ、７ｃ）とを備えた通風路（１）と、前記通風路内に回転軸（６）回りに回転可能に配置され、前記回転角（θ）が大きくなるに応じて前記風上からの空気の通過量が増加するよう変更されて前記通過した空気と熱交換することにより前記風下側における前記空気の温度を調節する熱交換器（４）とを備える車両用空調ユニット（１０）において、
   前記熱交換器は、前記回転軸に直交する方向において互いに対向する第１端部（５ａ）および第２端部（５ｂ）を備え、
   前記第１端部には前記回転軸が設けられているとともに、
   前記第２端部は、前記回転角が最小値のとき、前記回転軸よりも風上側に位置するよう配置されていることを特徴とする車両用空調ユニット。
3. 前記第１端部は、前記回転角の変化にかかわらず前記通風路の内壁との間隙が微小量に維持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ユニット。
4. 前記熱交換器は、前記第１端部および第２端部を互いに対向する平行辺とする矩形形状をなすことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調ユニット。
5. 前記熱交換器は、前記風上からの空気が通過するとき該空気を加熱する暖房用熱交換器（４）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ユニット。
6. 前記通風路には、前記暖房用熱交換器の風上側に冷房用熱交換器（３）が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ユニット。
   

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