JP2006264680A - 自動車の車室用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を抑え、自動車の種別に応じて必要とされる熱量に対応することができ、かつ運転者の脚を置くスペースも確保しうる、自動車の車室用空調装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの熱交換器６，７を収容するケーシング１を備えるようにする。熱交換器６，７は、自動車の種別ごとに定められる傾斜角α１，α２を形成するように設置する。熱交換器６，７の奥行きＤ，ｄは、自動車の種別ごと定められる最大値と最小値の間で変化させる。ケーシング１は、熱交換６，７の奥行きＤ，ｄの最小値の少なくとも半分を覆うベース８と、連結面10に沿ってベース８に組み付けられるカバー９，11であって、熱交換器６，７の端部と協働し、熱交換器６，７の奥行きＤ，ｄのうち、ベース８によって覆われていない部分を覆うカバー９，11とからなる少なくとも１つの支持体８，９, 11を収容する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ペダルを踏む運転者の脚を置くスペースを確保することができ、かつ種々の大きさの自動車に容易に取り付けうる車室用空調装置に関する。

自動車の車室用空調装置は、自動車の前部のダッシュボードの下に横向きに取り付けられる。通常、このタイプの空調装置においては、車室の床の上方に運転者および他の乗員の脚を置くスペースを確保するため、少なくとも一部の構成要素は、車体に強固に固定された支持体から吊り下げられている。

車室の大きさに応じてその大きさが決まる熱交換器（エバポレータやラジエータ）、および自動車の仕向け国における空調に関する種々の条件は別として、大型の高級車において空気を循環させる導管は、数が多く、かつ複雑である。

このため、例えばミニバンタイプの大型車に取り付けられる空調装置は、この空調装置のケーシングが、脚を置くスペースを狭めるために、セダンやクーペタイプの小型車に取り付けることはできない。

空調装置の大きさを抑えるための方策は、特許文献１に記載されている。この方策は、空調装置の支持体となっている単純な構造の金属製補強材を、横向きの中空ビームで置き換えるというものである。このビームの中空部分を利用することにより、空調装置のケーシング内部、または金属製補強材の外部に位置する導管まで導かれる循環空気の少なくとも一部を、上方に向けることができる。

導管の一部を、中空ビームと一体にすると、ケーシングの内部空間の一部を省くことができるため、空調装置の大きさは、概ね、熱交換器の大きさによって決まる。

特許文献２においては、空調装置の下方に脚を置くスペースを確保するため、空調装置を取り付ける際に、空調装置のケーシングの中で、熱交換器を、自動車に対して横向きに、かつ前後の方向に傾斜させて、高さよりも横幅が大きくなるように組み付けるという方策が提案されている。

特許文献２における空調装置の大きさは、構造の上からも、抑えられるようになっている。しかし、この文献に従って空調装置を小型化すると、大型車における空調の要求に応えうる空調装置を、小型車にも支障なく搭載しうるようになるか否かは明らかではない。

特許文献３には、種々の自動車に適用しうる熱交換器を備えるように、空調装置をモジュール化することが提案されている。この文献において提案されている方策は、同一の熱交換器を、それぞれの自動車における空調の要求に応えうる数だけ設けるともに、これらの熱交換器を、一箇所に設置するというものである。

しかし、この文献において提案されている態様は、大きさが統一されている種類の自動車、特にバスにしか適用できないと思われる。なぜならば、互いに関連づけられる熱交換器を設置するための空調装置モジュールは、かなりの大きさとなるため、車室の天井以外に設置しうる可能性はほとんどないからである。

上述のように、小型の空調装置、および種々の自動車における空調の要求に応えうるようモジュール化された空調装置は、公知である。

しかし、公知の空調装置は、どのような大きさの自動車にも適用しうるよう、車室に必要な空調の程度に応じて、最適の外回り寸法となるように、熱量を変化させうる熱交換器を提供するものではない。
フランス国特許第２７７２６８２号明細書 米国特許第６１０１８２８号明細書 ドイツ国特許第１０２２３７１２号明細書

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器をモジュール化することにより、どのような種類の自動車にも適用しうる車室用空調装置を提供することを目的としている。

本発明に係る空調装置においては、空気を循環させ、かつ分配する導管を、車室内に、横向きかつ水平に設ける。この導管の上面は固定され、導管の下面からは、空調装置のケーシングが吊り下げられる。

空調装置のケーシングは、自動車の前部を向く前面と、自動車の後方を向く後面とを有し、少なくとも１つの熱交換器を収容する。

熱交換器は、概ね、直方体で、水平面から傾斜して設置される。熱交換器の幅は、導管（支持体）の軸方向にとり、熱交換器の奥行きは、導管の軸方向と直交する方向にとる。

本発明に空調装置においては、構成要素の１つである熱交換器が、以下の特徴を有する。
−幅と傾斜角は、自動車の種別ごとに定められる一定の値を有する。
−奥行きは、自動車の種別ごとに定められる所定の範囲内で変化させることができる。

熱交換器の奥行きは、自動車の種別ごとに定められる最小値と最大値の間で変化させることができる。

本発明に係る自動車の車室用空調装置のケーシングは、以下の特徴を有する少なくとも１つの支持体を備える。
−支持体の上面に固定され、かつ自動車の種別ごとに定められる熱交換器の奥行きの最小値の少なくとも半分を覆うベースを具備する。
−連結面に沿ってベースに組み付けられるカバーであって、熱交換器の端部と協働し、熱交換器の奥行きのうち、ベースによって覆われていない部分を覆うカバーを具備する。

自動車の種別が同一の場合、熱交換器は、ケーシングのベースの上で同じ位置を占めるが、その奥行きは、要求される熱量を満足するよう、自動車の種別が同じであっても変化させる。

空調装置を小型化するため、ケーシングの支持体は、前記導管の一部を形成し、かつケーシングから突出して、空気流を、車室の少なくとも一部の領域へ導く中空ビームであるのが好ましい。

また、この支持体は、上述の中空ビームに代えて、またはこれに加えて、車室内における空気の循環を制御する少なくとも１つのフラップを備える中空ビームとすることもできる。

熱交換器は、ケーシングの概ね前部に取り付けられるエバポレータであるのが好ましい。このエバポレータの傾斜角は、前端部が交差する水平面との間で測る。公知の空調装置とは逆に、エバポレータの傾斜角は、正の値をとる。

本発明に係る空調装置は、さらに、エバポレータと関連づけられ、かつ前端部がエバポレータと同じカバーによって支持されるフィルタを備えるのが好ましい。

このカバーは、コンデンサと関連づけられた排水器を備えているのが好ましい。

本発明に係る熱交換器は、ケーシングの後部に、水平に、または水平面から負の値をもつ傾斜角を形成するように設けられるラジエータであるのが好ましい。

ラジエータのカバーは、気密に保持されるか、またはノズルを備え、このノズルの幅は、ケーシングの幅と同じ値ないしこの１／３の値をとるのが好ましい。

上記の説明は、本発明に係る空調装置の長所を、当業者に明らかにするものであると思う。

本発明に係るモジュール化された空調装置は、部品点数を抑えて製造コストを低減させる効果を有する。本発明においては、同じ種別の自動車については、ケーシングのうちの共通の部品（支持体やカバー）を、安価なものに取り替える。

以下に、本発明を、添付の図面を参照して詳しく説明する。この図面は、本明細書の内容を図示することのみを目的としており、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

以下に説明する空調装置は、乗用車向けのものである。空調装置の機能と構成は周知であるため、ここでは詳しく記載しない。

図１は、本発明に係るモジュール化された空調装置のケーシング１を示す。ケーシング１は、概ね、幅がＬ、奥行きがＰ、および高さがＨの直方体である。ケーシング１は、車室前部のほぼ中央に、横向きに設置される。ケーシング１は、自動車の前部を向く前面２、自動車の後部を向く後面３、および頂面４を有している。

ケーシング１の頂面４は、車室内で横向きに延びかつ車体に強固に固定された支持体５から吊り下げられる。なお、ケーシング１は、後面３の一部を介して、車体に固定することもできる。

ケーシング１の空気循環路においては、冷媒用のエバポレータ６、およびエンジン冷却媒体の流路と並列に設置されたラジエータ７が、公知の方法により、エンジンフード支持体によって支持されつつ、所定の位置を占めている。

エバポレータ６は、概ね、奥行きよりも幅の方が大きい直方体であり、ケーシング１の前部に横向きに取り付けられている。

エバポレータ６の厚さＥ（すなわち、熱交換プレートまたは熱交換チューブにおける循環空気が進む方向の長さ）は、奥行きおよび幅よりも小さい。この厚さは、標準的なもので、３５〜７５mmである。

エバポレータ６の表面積は、車室に必要とされる熱量に従って、変えなければならない。大型車の場合は、小型車の場合よりも、大きな表面積が必要である。

ペダル類の設置箇所において運転者の脚を置くスペースを確保するという条件を考慮に入れつつ、エバポレータについて、一定の表面積の下で、幅と奥行きをともに変化させると、種々の大きさと形状のケーシングを製造しなければならなくなり、製造コストを節減することはできない。

本発明においては、エバポレータ６の幅は、どのような大きさの自動車に対しても、最も大型の種別の自動車に必要な熱量に合わせて定めたものを維持する。自動車の大きさの相違により、必要とされる熱量が相違することに対しては、モジュール化されたエバポレータ６の奥行きＤを変えるようにして、ケーシング１の形状と大きさを一定の範囲内に限定する。

本発明に係る空調装置は、エバポレータ６の傾斜角α１を適切に設定することにより、運転者の脚を置くスペースを確保することができ、あらゆる種別の自動車に適用することができる。

エンジンフード支持体のベース８（横向きの案内棒を備えている）が、自動車の種別ごとに定められる最小値と最大値との間で奥行きＤを変えることのできるエバポレータ６を収容しうるよう、エバポレータの傾斜角α１は、自動車の種別ごとに定める。

ベース８によって横向きに保たれているエバポレータ６の幅は、概ね、ケーシング１の幅Ｌと等しい。

ベース８から食み出ているエバポレータ６の一部は、奥行きを変えることのできる前部カバー９によって、支持、かつ保護されている。前部カバー９は、コンデンサの排水機能も確保している。

前部カバー９は、自動車の種別ごとに異なる単一の部材からなるもので、連結面10に沿って、公知の方法でベース８に密着される安価な部材である。

エバポレータ６の頂面は、ケーシング１の頂面４と接しているが、エバポレータの底面は、前部カバー９の座部に接している。このため、ケーシング１の高さは、エバポレータ６の奥行きＤとは若干異なっている。

エバポレータ６を、この実施形態において想定している乗用車に設置するためには、エバポレータ６の幅Ｌは１９０〜３５０mm、奥行きＤは２００〜２７５mm、傾斜角α１は４５〜９０°が好ましい。

エバポレータ６と同様に、ラジエータ７も、奥行きよりも幅の方が大きい直方体形状をなしている。ラジエータ７は、ケーシング１の後部に、横向きに取り付けられる。

ラジエータの厚さ（すなわち、熱交換プレートにおいて、循環空気が流れる方向の長さ）ｅは、奥行きおよび幅よりも小さい。この厚さは、標準的なもので、２０〜４５mmである。

ラジエータ７のモジュール化と、ラジエータ７のケーシング１内における設置の態様については、エバポレータ６のそれと同じである。

ラジエータ７の幅は、最も大型の種別の自動車に要求される熱量に従って予め決定されるケーシング１の幅Ｌを、最大限に利用している。ラジエータ７の奥行きｄは、自動車の種別ごとに定められる最小値と最大値の間で変えることができる。

エバポレータ６と同様に、ラジエータ７も、水平面から傾いている。ラジエータの傾斜角α２を同一の種別について一定としつつ、エンジンフード支持体の形状を一定の範囲内に抑えるのに最もよい方策は、傾斜角α２が、正値、０、および負値のいずれをもとれるようにすること、すなわち、ラジエータの後部を、前部よりも低くすることである。

ケーシング１の前部空間は、エバポレータ６によって占められているため、この前部空間においては、ラジエータ７の前面の位置は、制限される。また、ケーシング１の奥行きＰは、ラジエータ７の奥行きｄよりも大きくなければならない。

しかし、空調装置がモジュール化されると、自動車に必要な熱量に厳格に対応して、熱交換器群の表面しか利用されなくなる。ラジエータ７の一部に取り付けられる後部カバー11は、ベース８よりも外側に延出しているが、ケーシングの端部12と組み合わせることによって、自動車の軸方向における熱交換器の長さを最小限にとどめる。

この実施形態に係る空調装置は、車室内で望ましい温度の空気流をつくり出すことができる。

なお、空気の分配手段は、流路ビームとも呼ばれる支持体５に設けることが可能であるため、空調装置自体は、空気の分配手段を有しなくてもよい。この空気の分配手段は、導管を備え、この導管は、デフロスタ、脚を置くスペース、前部座席、通風口、および空気の流れをこの導管に送るように制御するフラップのような車室内の特定の領域または特定の構成要素に向けられる。

自動車の種別によって、傾斜角α２は、０〜４５°の間で変化させる。ラジエータ７の奥行きは、１４０〜２５０mmとするのが好ましい。

この実施形態の変形例においては、ラジエータ７の傾斜角α２は、特定の種別用に、正の値とするのが好ましい。

大型車の場合には、循環空気を、車室の後部へ分配する。この場合、ラジエータ７の後部カバー11には、車室の後部へ向くノズルを設ける。ノズルの幅は、最大で、ケーシングの幅Ｌと等しいか、またはＬよりも小さくかつＬの１／３以上とする。ノズルには、車室の後部へ向かって、長さ１００mm程度の循環空気分配用の追加ユニットを取り付けることができる。

ケーシング１の幅Ｌ、高さＨ、および奥行きＰは、それぞれ、１９０〜３５０mm、１３０〜３００mm、および１７０〜４９０mmが好ましい。

本発明の空調装置においてモジュール化される各構成要素の寸法を、下記表１にまとめる。

図２、図３、および図４は、本発明に係るモジュール型空調装置の、自動車の対称軸に沿った断面を示す（各図において、自動車の前部は、図の左側に、後部は、図の右側に位置する）。

空調装置のケーシング１は、空気循環路の一部をなす流路ビームを構成する支持体５から吊り下げられている。空調装置は、フィルタ14と関連づけられたエバポレータ６、およびラジエータ７を備えている。この外、図には、前部座席用の脚を置くスペースを向く空気流の出口15、温風16と涼風17とを混じり合わせるフラップ、およびデフロスタに向けて暖かい空気を分配する空気分配用補助ユニット18を示してある。

図２に示すエバポレータ６は、水平面から約４５°傾斜している。エバポレータ６の上面は、エンジンフード支持体のベース８の高さに維持され、エバポレータ６の下面は、前部カバー９によって覆われている。前部カバー９は、ここに集まった凝縮水を、前方に向けて排出するためのシュート（樋）19を備えている。なお、シュート19は、下方、または後方へ向けることもできる。

ラジエータ７は、概ね水平であり、この前端部は、温風16と涼風17とを混じり合わせるフラップの位置に維持されている。また、ラジエータ７の後端部は、空調装置の気密を保つための後部カバー11によって覆われている。

前部カバー９と後部カバー11は、それぞれ、エンジンフード支持体のベース８に対して、強固、かつ気密に組み付けられている。前部カバー９と後部カバー11の端部10,12、およびベース８は、この組み付けに適した形状とされている。モジュール化された前部カバー９および後部カバー11、およびベース８は、Ｕ字形の端部とＬ字形の端部の間の部分を介して連結されている。

図２に示す空調装置の後部カバー11は、突出することによって、表面積の大きなラジエータ７を被覆しているが、後方を向く空気分配用のノズルは設けられていない。このノズルは、必要な熱量が大きい高級車向けのものである。大衆車の場合、後部座席の乗員に心地よさを提供するような特別の装備は設けられない。

図３と図４は、それぞれ、大衆車向けの空調装置と、高級車向けの空調装置を示すが、これらの空調装置におけるラジエータ７の表面積は小さい。図３に示す空調装置は、後部カバー11が単純な構造をしている、大衆車向けのものであり、他方、図４に示す空調装置は、車室の後部に循環空気を分配するノズル13を備えた、高級車向けのものである。

ベース８に関連づけられた部材９,11,13,18が存在しても、本発明に係る小型でモジュール化された空調装置によれば、空調装置と車室の床の間に空間を確保することができる。したがって、空調装置の大きさを決めるエバポレータ６とラジエータ７は、従来の脚の置き場所を示す境界線20に影響を与えることはない。

境界線20の下方における空調装置の横幅は、小さくすることができる。なぜならば、この境界線20の下方の部分も、空調装置の一部であるが、この空調装置は、自動車の乗員の脚を置く場所を広くするため、この部分には熱交換器を備えていないからである。

本発明の技術的範囲は、ここで説明した実施形態に限られるものではなく、これ以外の変形例をも包含するものである。

熱交換のためのエバポレータ６とラジエータ７の数と型も、ここで説明したものに限定されるわけではない。

ラジエータ、またはこれと反対の効果をもつ暖房ユニットから構成される、冷房または暖房の一方の機能しか有しない熱交換器も、特許請求の範囲に記載されている本発明の技術的範囲から逸脱するものではない。

本発明の第１の実施形態に係る車室用空調装置のケーシングの分解斜視図である。 車室に設置された状態にある、本発明の第２の実施形態に係る空調装置の断面図である。 車室に設置された状態にある、本発明の第３の実施形態に係る大衆車向け空調装置の断面図である。 車室に設置された状態にある、本発明の第４の実施形態に係る高級車向け空調装置の断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 前面
３ 後面
４ 頂面
５ 支持体
６ エバポレータ
７ ラジエータ
８ ベース
９ 前部カバー
11 後部カバー
14 フィルタ
15 空気流の出口
16 温風
17 涼風
18 空気分配用補助ユニット
19 シュート

Claims (14)

1. 自動車の前方を向く前面(２)、および自動車の後方を向く後面(３)を有し、少なくとも１つの熱交換器(６)(７)を収容するケーシング(１)と、空気を循環させ、かつ分配する導管とを備える自動車の車室用空調装置であって、
   前記熱交換器(６)(７)は、自動車の種別ごとに、所定の幅と、水平面からの傾斜角(α１)(α２)とを有し、かつ自動車の種別ごとに定められる最大値と最小値の間で変えることのできる奥行き(Ｄ)(ｄ)を有するようになっていることを特徴とする空調装置。
2. 前記ケーシング(１)は、前記熱交換器(６)(７)の奥行き(Ｄ)(ｄ)の最小値の少なくとも半分を覆うベース(８)と、このベース(８)に連結面(10)に沿って組み付けられるカバー(９)(11)であって、熱交換器(６)(７)の端部と協働し、この熱交換器(６)(７)の奥行き(Ｄ)(ｄ)のうち、前記ベース(８)によって覆われていない部分を覆うカバー(９)(11)とからなる少なくとも１つの支持体(８)(９)(11)を収容するようになっていることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
3. 車室に横向きに固定された支持体(５)を備えることを特徴とする請求項２記載の空調装置。
4. 前記ベース(８)は、前記支持体(５)に関連づけられていることを特徴とする請求項３記載の空調装置。
5. 前記支持体(５)は、前記導管の一部を形成し、かつ前記ケーシング(１)から突出して、空気流を、車室の少なくとも一部の領域へ導く中空のビームであることを特徴とする請求項３または４記載の空調装置。
6. 前記支持体(５)は、前記導管の一部を形成し、かつ車室内における空気の循環を制御する少なくとも１つのフラップを備える中空のビームであることを特徴とする請求項３または５記載の空調装置。
7. 前記熱交換器(６)(７)は、水平面から前方へ向かって定義される傾斜角(α１)が正の値をとるように、概ね、前記ケーシング(１)の前部に、傾斜して取り付けられるエバポレータ(６)であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の空調装置。
8. 前記エバポレータ(６)に関連づけられ、かつ端部が前記カバー(９)によって支持されるフィルタ(14)を備えることを特徴とする請求項７記載の空調装置。
9. 前記カバー(９)は、コンデンサと関連づけられた排水器(19)を備えていることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の空調装置。
10. 前記傾斜角(α１)は、４０〜９０°であり、かつ前記エバポレータは、概ね直方体で、幅は１９０〜３５０mm、および奥行きは２００〜２７５mmであることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の空調装置。
11. 前記熱交換器は、前記ケーシング(１)の後部に、水平に、または水平面から負の値をもつ傾斜角(α２)を形成するように設けられるラジエータ(７)であることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の空調装置。
12. 前記ラジエータ(７)の幅は１９０〜３５０mm、奥行きは１４０〜２５０mm、および傾斜角(α２)は０〜９０°であることを特徴とする請求項１１記載の空調装置。
13. 前記カバー(11)は、気密に保持されるか、またはノズル(13)を備え、このノズル(13)の幅Ｙは、前記ケーシングの幅と同じ値ないしこの１／３の値をとることを特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の空調装置。
14. 前記ケーシング(１)の幅(Ｌ)は１９０〜３５０mm、高さ(Ｈ)は１３０〜３００mm、奥行き(Ｐ)は１７０〜４９０mmであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の空調装置。
    

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