JP2006056344A - 自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空調ユニットのレイアウトを改良して、車両前後方向又は車両上下方向での小型化を可能とした自動車用空調装置を提供する。
【解決手段】 自動車用空調装置Ａは、自動車のインパネ内部に配設される空調ケース１内に内外気切替ドア２、送風機３、エバポレータ４、エアミックスドア５、ヒータコア６及びモード切替ドア７とを具備していて、空調ケース内の１次側空気通路１１からエバポレータを通って冷却された冷風が、Ｕターン空気通路１２によりＵターンして再びエバポレータを通過して２次側空気通路１３に導びかれる通風構造となっている。これにより、エバポレータの高さを低く、その幅を大きくして、偏平化することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のインストルメントパネル（以下、「インパネ」と称す）内部に配設される自動車用空調装置に関する。

従来より、自動車用空調装置として特許文献１及び特許文献２に示す構造のものが知られている。このような自動車用空調装置では、風の流れとして、送風機から送風された風は一旦エバポレータに入り冷却され、その冷却風が分岐され、一方はヒータコアに入り加熱された風となり、他方はヒータコアを経由しない冷却風となって、これらの加熱された風と冷却風とをエアミックスして任意の温度の風を得ている。

特開２０００−２０３２４３号公報 特開平９−７１１２２号公報

この特許文献１に示される自動車用空調装置は、図４に示されるようなレイアウトを採用している。即ち、送風機３とエバポレータ４部分とが助手席側にレイアウトされ、エアミックスドア５部分とヒータコア６部分及び吹出し口切替ドア７部分とが車両センタ部にレイアウトされている。このように、車両センタ部から助手席側のＡピラー部までの空間を自動車用空調ユニットで占めている。

また、特許文献２に示される自動車用空調装置は、図５に示されるようなレイアウトを採用している。即ち、送風機２部分のみが助手席側にレイアウトされ、エバポレータ４以降は車両センタ部にレイアウトされている。従って、車両センタ部の空間は殆ど自動車用空調ユニットによって占められている。

このように、インパネ内の車両センタ部、或いは車両センタ部から助手席側のスペースを自動車用空調ユニットが阻害しているのが現状である。このため、車両センタ部が大きくならざるを得ないと共に、自動車用空調ユニットの小型化の障害となっている。特許文献１に示される自動車用空調装置のレイアウトでは、助手席部のスペースを大きく阻害しており、また特許文献２に示される自動車用空調装置のレイアウトでは、車両センタ部のスペースを大きく阻害しているという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動車用空調ユニットのレイアウトを改良してインパネ内のスペースを有効に活用し、車両前後方向又は車両上下方向での小型化を可能とした自動車用空調装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の自動車用空調装置を提供する。
請求項１に記載の自動車用空調装置は、自動車のインパネ内部に配設される送風機、エバポレータとヒータコアとを有する空調ユニット、加熱量調整手段及びモード切替ドアとを具備していて、空調ユニットのエバポレータを通った冷却風が、Ｕターンして再度エバポレータを通過する通風構造としたものであり、これにより、エバポレータを扁平状に形成しても、エバポレータの冷房性能を確保でき、インパネ内部の空間を有効に利用することができる。

請求項２の自動車用空調装置は、エバポレータがインパネ内に縦置きに配置され、車両上下方向よりも車両幅方向の寸法を大きくしたものであり、これにより、エバポレータの幅を大きくし、エバポレータの高さを小さくでき、インパネ内部の空間を有効に利用でき、空調ユニットの高さを低くすることが可能となる。
請求項３の自動車用空調装置は、エバポレータがインパネ内に略水平に配置され、車両前後方向よりも車両幅方向の寸法を大きくしたものであり、これにより、エバポレータの幅を大きくし、エバポレータの高さ（この場合は前後方向の寸法）を小さくでき、インパネ内部の空間を有効に利用でき、空調ユニットの車両前後方向の大きさを小さくできる。

請求項４の自動車用空調装置は、エバポレータを２つとし、インパネ内部にハの字状に配置するようにしたものであり、これにより、エバポレータを通る空気の通気抵抗を低減することができ、風量アップを図れる。
請求項５の自動車用空調装置は、送風機を両側吸込みファンにしたものであり、これにより、ファン径を小さくでき、送風機の小型化を図れ、空調ユニット全体の省スペース化に寄与できる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態の自動車用空調装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態の自動車用空調装置の概略の全体構成を示す正面図、側面図及び平面図の３面図である。自動車用空調装置Ａは、インストルメントパネル（インパネと略称）内部に配設されている。自動車用空調装置Ａの空調ケース１の一端側には、内気吸入口１ａ及び外気吸入口１ｂが形成されている。また、空調ケースの一端側内部には、内外気切替ドア２が設けられていて、これら内気吸入口１ａ及び外気吸入口１ｂを選択的に開閉する。

更に、内外気切替ドア２の下流の空調ケース１内には、空気流を発生するモータ３１とファン３２とからなる送風機３が設けられており、この送風機３の空気下流側には、空調ユニットを構成する空気冷却手段としてのエバポレータ４と空気加熱手段としてのヒータコア６とが設けられている。そして、空調ケースの他端側の空気下流端には、フェイス吹出口１Ａ、フット吹出口１Ｂ及びデフロスタ（略称、デフ）吹出口１Ｃが形成されている。また、空調ケースの他端側内部には、空気の吹出しモードを切り替えるモード切替ドア７（図１では２つ）が設けられている。従って、空気の吹出しモードがフェイス・モードのときは、モード切替ドア７によって、フェイス吹出口１Ａが開放され、他のフット吹出口１Ｂ及びデフロスタ吹出口１Ｃは閉じられる。同様に、フット・モードのときは、モード切替ドア７によって、フット吹出口１Ｂが開放され、他のフェイス吹出口１Ａ及びデフロスタ吹出口１Ｃは閉じられる。同じく、デフロスタ・モードのときは、モード切替ドア７によって、デフロスタ吹出口１Ｃが開放され、他のフェイス吹出口１Ａ及びフット吹出口１Ｂは閉じられる。なお、切替ドア７を適宜中間状態に調節することによって、バイレベルモード（空調風を乗員の上半身及び下半身に向けて吹き出すモード）等にすることもできる。

また、エバポレータ４とヒータコア６との間には、本発明の加熱量調整手段であるエアミックスドア５が設けられ、エバポレータ４を通過した再冷却された冷風を、ヒータコア６を迂回してそのまま流す冷風とヒータコア６を通って暖められて温風となる冷風とに分岐している。これらの風は、ヒータコア６を通過後、再び合流して混合され、最適な温度の風となって、それぞれの吹出口１Ａ，１Ｂ，１Ｃから車室内に放出される。

このように、空調ケース１内には、内外気切替ドア２、送風機３、エバポレータ４、エアミックスドア５、ヒータコア６及びモード切替ドア７等が配設されると共に、送風機３により導入された空気が、エバポレータ４へ導入される１次側空気通路１１と、一度エバポレータ４を通った冷風を再びエバポレータ４へと戻すＵターン空気通路１２及び再度エバポレータ４を通過した冷風が、ヒータコア６等を通って各吹出口１Ａ，１Ｂ，１Ｃへと導びかれる２次側空気通路１３とが区画形成されている。即ち、エバポレータ４が、１次側空気通路１１及び２次側空気通路１３を横断して配置されている。図１から分かるように、この場合、１次側空気通路１１は、助手席側に配置され、２次側空気通路１３は車両センタ部に配置されている。また、１次側及び２次側空気通路１１，１３及び送風機３、ヒータコア６等は、エバポレータ４よりも車両前方側に配置されている。エバポレータ４は、縦置きにインパネ内に配置される。なお、ヒータコア６等が、エバポレータ４よりも車両後方に配置されても本構造は成立する。

次に、第１実施形態の自動車用空調装置Ａの各部品の構造、形状、材質及び取付等について以下に説明する。
１次側空気通路１１、Ｕターン空気通路１２及び２次側空気通路１３を区画形成している空調ケース１は、一般には樹脂材、例えばポリプロピレン（ＰＰ）によって形成されている。
内外気切替ドア２は、従来と同様に鉄材又は樹脂材より形成される板ドアである。同様に、エアミックスドア５及びモード切替ドア７もまた、従来と同様に鉄材又は樹脂材により形成される板ドアである。なお、これら各ドア２，５，７は、開閉機能を持てば板ドア以外のロータリドア、フィルムドア、スライドドア等を採用してもよい。また、樹脂材としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）等を使用し、また鉄板等にシール用としてウレタン樹脂を貼着するようにしてもよい。

送風機３は、モータ３１は従来と同じであり、ファン３２は一般的には片側吸込みタイプのものが使用されるが、本実施形態では、両側吸込みタイプのファンを使用している。これによって、ファン径を小径化し、送風機３の小型化を図ることができる。なお、両側吸込みファン自体は従来から知られているものである。

エバポレータ４は、一般に知られているアルミ製の熱交換器であるが、本実施形態では、エバポレータ４の高さを低くし、幅寸法を大きくすることでエバポレータ４の正面面積を確保して、その冷房性能を確保する構造としている。このように、エバポレータ４の幅を大きくすることで、１次側空気通路１１と２次側空気通路１３を横断して、即ち助手席側と車両センタ部とを跨いでエバポレータ４をレイアウトすることを可能としている。

以上説明したように、本実施形態の自動車用空調装置Ａでは、１次側及び２次側空気通路１１，１３が車両の前後方向に配置される横向きに車両に搭載され、一旦エバポレータ４を通って冷却された冷風がＵターンして再びエバポレータ４を通過する通路構成を採用し、しかも、エバポレータ４をその幅寸法を大きくして、その高さ寸法（上下方向寸法）を低く押さえるようにして、１次側空気通路１１と２次側空気通路１２に渡って跨って配置されるようにしている。これによって、自動車用空調装置Ａを上下方向に偏平に形成することができ、冷房性能を確保しながら自動車用空調装置Ａの高さを低くすることができる。

図２は、本発明の第２実施形態の自動車用空調装置の概略の全体構成を示す正面図、側面図及び平面図の３面図である。第２実施形態の自動車用空調装置Ａの構成は、第１実施形態と全く同じであり、第１実施形態との違いは、自動車用空調装置Ａの車両への搭載の向きが異なっていることである。即ち、第２実施形態では、１次側及び２次側空気通路１１，１２及び送風機３、ヒータコア６等が、エバポレータ４の上方に配置されるような搭載構造にしている。また、自動車用空調装置Ａの各部品の構造、材質等も第１実施形態と同様である。

このように第２実施形態では、自動車用空調装置Ａは、１次側及び２次側空気通路１１，１３が車両の上下方向に配置され、エバポレータ４が略水平に配置される車両への縦向きに搭載される構造であり、これにより、自動車用空調装置Ａは、前後方向に偏平に形成することができ、車両前後方向の大きさを小さくすることができる。

図３は、本発明の第３実施形態の自動車用空調装置の概略の全体構成を示す正面図、側面図及び平面図の３面図である。第３実施形態の自動車用空調装置Ａは、車両への搭載の向きは第１実施形態と同じであり、その構成も、エバポレータが１台から２台になり、その配置形状が異なる以外は、同じ構成をしている。即ち、第３実施形態では、１次側空気通路１１に面した第１エバポレータ４１と２次側空気通路１３に面した第２エバポレータ４２とが設けられており、これら第１、第２エバポレータ４１，４２が車両の後方に向って末広がりするようにハの字形状にＵターン通路１２内に配置されている。したがって、第１エバポレータ４１を通って冷却された冷風がスムーズにＵターンし第２エバポレータ４２を通過するようになる。なお、このようなエバポレータのレイアウトは、第２実施形態においても採用可能である。

この第３実施形態では、第１、第２エバポレータ４１，４２を傾斜して配置しているため、自動車用空調装置Ａの車両前後方向では、第１実施形態よりも多少大きくなっているが、その一方で通風抵抗が低減し、風量アップを図ることができ、冷房性能を向上できるという利点がある。尚、上記実施形態では、本発明の加熱量調整手段として、エアミックスドアを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、加熱量調整手段として、ヒータコアに流入する熱源流体の量を調整するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明では、インパネ内のスペースを有効に活用し、車両の上下方向又は前後方向での大幅な省スペースを可能とするものである。

本発明の第１実施形態の自動車用空調装置の概略の全体構成を示す正面図、側面図及び平面図の３面図である。 本発明の第２実施形態の自動車用空調装置の概略の全体構成を示す正面図、側面図及び平面図の３面図である。 本発明の第３実施形態の自動車用空調装置の概略の全体構成を示す正面図、側面図及び平面図の３面図である。 従来の自動車用空調装置のレイアウトを説明する図である。 従来の自動車用空調装置のレイアウトを説明する図である。

符号の説明

１ 空調ケース
１１ １次側空気通路
１２ Ｕターン空気通路
１３ ２次側空気通路
２ 内外気切替ドア
３ 送風機
４ エバポレータ
４１ 第１エバポレータ
４２ 第２エバポレータ
５ エアミックスドア（加熱量調整手段）
６ ヒータコア
７ モード切替ドア

Claims (5)

1. 自動車のインストルメントパネル内部に配設され、
   内気と外気とを選択的に導入する送風機と、
   前記送風機により導入された空気を冷却又は加熱する空調ユニットと、
   前記空調ユニット内において、前記送風機により導入された空気を冷却するエバポレータと、
   前記エバポレータにより冷却された空気を加熱するヒータコアと、
   前記ヒータコアによる空気の加熱量を調整する加熱量調整手段と、
   前記空調ユニットの下流側に接続され、フェイス吹出口、フット吹出口及びデフロスタ吹出口からの空気の吹出しを可能にするモード切替ドアと、
   を具備している自動車用空調装置において、
   前記空調ユニットの前記エバポレータを通った冷却風が、Ｕターンして再度前記エバポレータを通過する通風構造にしたことを特徴とする自動車用空調装置。
2. 前記エバポレータが前記インストルメントパネル内に縦置きに配置され、車両上下方向よりも車両幅方向の寸法が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用空調装置。
3. 前記エバポレータが前記インストルメントパネル内に略水平に配置され、車両前後方向より車両幅方向の寸法が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用空調装置。
4. 前記エバポレータを２つとして、前記インストルメントパネル内にハの字形状に配置することを特徴とする請求項１に記載の自動車用空調装置。
5. 前記送風機が、両側吸込みファンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車用空調装置。

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