JP2007015461A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 風量低下を起こすことなく混合特性の向上が図れる車両用空調装置を実現する。
【解決手段】 空調ケース１１には、導出タンク部１３ｃの側面と当接可能なシール用リブ１１２、１１３をケース本体部１１１に突設させてヒータコア１３を取り付け可能な取付ケース部１１０が温風通路１７の出口側に隣接して形成され、かつシール用リブ１１２、１１３の間に、先端が導出タンク部１３ｃの上面に当接する複数のガイド用リブ１１４がケース本体部１１１に突設され、取付ケース部１１０は、それぞれのガイド用リブ１１４のリブ高さが温風通路１７の出口側に向けて高くなるように形成された。これにより、混合特性の向上が図れる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車室内に吹き出す空調空気の流路を形成する空調ケースを備える車両用空調装置に関するものであり、特に、冷風と温風とが混合される空気混合部に連なる温風通路の形状に関する。

従来、この種の車両用空調装置として、例えば、図５に示すように、車室内に搭載され、内部に空気を冷却する冷房用熱交換器１１０と空気を加熱する暖房用熱交換器１２０とを収容して温度調節された空調空気を車室内に吹き出す空調ケース１００が一般的に知られている。

そして、空調ケース１００には、暖房用熱交換器１２０を通過して温風が流れる温風通路１３０と、暖房用熱交換器１２０を迂回して冷風が流れる冷風バイパス通路１４０と、温風通路１３０を通過する温風と冷風バイパス通路１４０を通過する冷風とを混合する空気混合部１６０とが形成され、さらに、温風通路１３０を通過する温風と冷風バイパス通路１４０を通過する冷風との風量割合を調節するエアミックスドア１５０が配設されている。

また、空調ケース１００には、空気混合部１６０の上方側に、車両の前面窓ガラスに空調空気を吹き出すデフロスタ吹出口に接続されるデフロスタ吹出開口部１７０が形成されている。つまり、温風通路１３０の上方に空気混合部１６０が形成され、その上方にデフロスタ吹出開口部１７０を形成している。これにより、空調ケース１００は、温風通路１３０を通過した温風が前面窓ガラスに向けて導かれるように空気流路を形成している。

しかしながら、上記構成の空調ケース１００では、デフロスタ吹出開口部１７０が空調ケース１００の上方に形成されることで、温風通路１３０に隣接して暖房用熱交換器１２０のタンク部１２０ａを取り付けるための取付ケース部１８０が形成されている。

そして、この取付ケース部１８０は、温風通路１３０の出口側を段差状に形成しているため、暖房用熱交換器１２０を通過した温風が、図中に示す矢印ａのように、出口側で乱れを起こしながら空気混合部１６０に向けて流れ出している。これにより、空気混合部１６０における温風と冷風との混合特性が低下する問題がある。

また、空気混合部１６０での混合特性を向上するために、エアミックスドア１５０のドア部に風向案内板１５０ａを配設し、この風向案内板１５０ａで空気混合部１６０内をかき乱す方法がある。ところが、この方式では、空気混合部１６０内における通風抵抗が増加することで風量低下および騒音の上昇などの問題がある。

しかも、この種の風向案内板１５０ａは、空気混合部１６０、温風通路１３０、および取付ケース部１８０の形状の違いにより、風向案内板１５０ａの形状、配設方向などの最適方法を見出すのが容易でなく、かつ空調ケース１００に対応した専用のエアミックスドア１５０が必要となるためエアミックスドア１５０の種類が増加する問題もある。

そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、風量低下を起こすことなく混合特性の向上が図れる車両用空調装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、室内に吹き出す空気の流路を形成する空調ケース（１１）と、この空調ケース（１１）内に配設され、空調ケース（１１）内を流通する空気と熱交換を行うコア部（１３ａ）と、このコア部（１３ａ）内を流通する流体を分配集合させるタンク部（１３ｂ、１３ｃ）とからなる暖房用熱交換器（１３）と、空調ケース（１１）内に形成され、暖房用熱交換器（１３）を通過して温風が流れる温風通路（１７）と、空調ケース（１１）内に形成され、暖房用熱交換器（１３）を迂回して冷風が流れる冷風バイパス通路（１５）と、温風通路（１７）の上方側に形成され、温風通路（１７）を通過する温風と冷風バイパス通路（１５）を通過する冷風とを混合する空気混合部（２０）とを備え、
空調ケース（１１）には、タンク部（１３ｃ）の側面と当接可能なシール用リブ（１１２、１１３）をケース本体部（１１１）に突設させ、このシール用リブ（１１２、１１３）間にタンク部（１３ｃ）を挿入することで暖房用熱交換器（１３）を取り付け可能な取付ケース部（１１０）が温風通路（１７）の出口側に隣接して形成され、取付ケース部（１１０）は、温風通路（１７）を流れる温風が空気混合部（２０）に向けて滑らかに流れ出すように形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、温風通路（１７）の出口側から空気混合部（２０）に向けて安定した空気流れの温風を流れ出すことができる。これにより、風量低下を起こすことなく冷風と温風との混合特性の向上が図れる。また、温風の乱れをなくすることで騒音の低減が図れる。

請求項２に記載の発明では、取付ケース部（１１０）は、温風通路（１７）の出口側に向けて滑らかな傾斜面を有することを特徴としている。この発明によれば、従来では温風通路（１７）の出口側が段差状に形成されていたので、温風の乱れがなくなることで温風通路（１７）の出口側での風量低下を防止できる。

請求項３に記載の発明では、シール用リブ（１１２、１１３）の間に、先端がタンク部（１３ｃ）の上面に当接する複数のガイド用リブ（１１４）がケース本体部（１１１）に突設され、取付ケース部（１１０）は、それぞれのガイド用リブ（１１４）のリブ高さが温風通路（１７）の出口側に向けて高くなるように形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、具体的には、温風通路（１７）の出口側を滑らかに変化する傾斜面を取付ケース部（１１０）で形成できる。また、複数のガイド用リブ（１１４）を設けることにより、暖房用熱交換器（１３）の取り付け精度が向上できる。

請求項４に記載の発明では、シール用リブ（１１２、１１３）の略中間に、先端がタンク部（１３ｃ）の上面に当接するガイド用リブ（１１４）がケース本体部（１１１）に突設され、取付ケース部（１１０）は、ガイド用リブ（１１４）により区画された左右の空間の断面積が温風通路（１７）の出口側に位置する方が大きくなるように形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、具体的には、温風通路（１７）の出口側を滑らかに変化する傾斜面を取付ケース部（１１０）で形成できる。

請求項５に記載の発明では、シール用リブ（１１２、１１３）の間に、先端がタンク部（１３ｃ）の上面に当接する複数のガイド用リブ（１１４）がケース本体部（１１１）に突設され、取付ケース部（１１０）は、シール用リブ（１１２、１１３）およびそれぞれのガイド用リブ（１１４）の根元部が温風通路（１７）の出口側に向けて高くなるように形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、具体的には、温風通路（１７）の出口側を滑らかに変化する傾斜面を取付ケース部（１１０）で形成できる。

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）
以下、本発明の第１実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は本実施形態による空調ユニット１０の全体構成を示す模式図であり、図２は図１に示すＡ部拡大図である。本実施形態の車両用空調装置の通風系は、大別して、図示しない送風機ユニットと、図１に示す空調ユニット１０との２つの部分に分かれている。

送風機ユニットは車室内の計器盤下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ユニット１０は車室内の計器盤下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されている。

送風機ユニットは周知のごとく内気（車室内空気）と外気（車室外空気）を切替導入する内外気切替箱と、この内外気切替箱を通して空気を吸入して送風する送風機とから構成されている。空調ユニット１０は、１つの共通の空調ケース１１内に冷房用熱交換器である蒸発器１２と暖房用熱交換器であるヒータコア１３とを両方とも一体的に内蔵するタイプのものである。

空調ケース１１はポリプロピレンのような、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなる。空調ケース１１は具体的には複数の分割ケースからなり、この複数の分割ケースは、上記熱交換器１２、１３、後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ユニット１０を構成する。

空調ユニット１０は、車室内の計器盤下方部の略中央部に、車両の前後、左右および上下方向に対して、図１に示す形態で配置され、そして、空調ケース１１の、最も車両前方側の部位には空気入口１４が形成されている。この空気入口１４には、前述の送風機ユニットから送風される空調空気が流入する。

空調ケース１１内において、空気入口１４直後の部位に蒸発器１２が配置されている。この蒸発器１２は車両前後方向には薄型の形態で空調ケース１１内通路を横断するように上下方向に配置されている。従って、蒸発器１２の車両上下方向に延びる前面に空気入口１４からの送風空気が流入する。この蒸発器１２は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して空調空気を冷却するものである。

そして、蒸発器１２の空気流れ下流側（車両後方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア１３が配置されている。ヒータコア１３は空調ケース１１内の下方側において、車両後方側に傾斜して配置されている。

ヒータコア１３は、周知のように、その内部に高温の温水（エンジン冷却水）と空調ケース１１内を通る空気とを熱交換を行うものであり、ラジエータ側から温水を取り入れる導入タンク部１３ｂと、このタンク部１３ｂ内の温水を分配して複数の扁平チューブを有するコア部１３ａと、複数の扁平チューブからの温水を集合してラジエータ側へ流出させるタンク部である導出タンク部１３ｃとを備える。導入タンク部１３ｂおよび導出タンク部１３ｃは略矩形状の筒状に形成されている。

そして、下方の導入タンク部１３ｂが空調ケース１１に形成された凹み部１１５内に配置され、上方の導出タンク部１３ｃが取付ケース部１１０内に配置されて固定されている。なお、凹み部１１５および取付ケース部１１０については後述する。

次に、空調ケース１１内の空気通路において、ヒータコア１３の上方部位には、このヒータコア１３をバイパスして冷風が流れる冷風バイパス通路１５と、このヒータコア１３を通過して温風が流れる温風通路１７とが形成されている。

そして、冷風バイパス通路１５、温風通路１７のそれぞれには、ヒータコア１３で加熱される温風と、冷風バイパス通路１５を通ってヒータコア１３をバイパスする冷風との混合割合を調整する平板状のエアミックスドア１６が配置されている。

ここで、エアミックスドア１６は、水平方向に配置された回動軸１６ｃと一体結合されており、この回動軸１６ｃとともに車両上下方向に回転可能になっている。エアミックスドア１６は上記混合割合の調整により車室内への吹出空気温度を調整する温度調整手段をなす。また、回動軸１６ｃは、空調ケース１１に回動自在に支持され、かつ回動軸１６ｃの一端部は空調ケース１１の外部に突出して、図示しないリンク機構に結合されて、空調装置の温度制御機構（サーボモータなどのアクチュエータ等）により回動駆動されるようになっている。

そして、空調ケース１１内において、ヒータコア１３の空気下流側（車両後方側の部位）には、ヒータコア１３との間に所定間隔を開けて上下方向に延びる壁面１８が空調ケース１１に一体成形されている。この壁面１８によりヒータコア１３の直後から温風通路１７を流通して上方に温風が導かれる。

そして、冷風バイパス通路１５および温風通路１７の空気下流側には、冷風と温風の混合を行う空気混合部２０が形成されている。この空気混合部２０は、温風通路１７の上方側、冷風バイパス通路１５に対して車両後方側に形成された空気通路である。

そして、この空気混合部２０の下流端の空調ケース１１の上方部において、車両前方側の部位にはデフロスタ開口部２１が車両前方向の上方側に開口して形成されている。このデフロスタ開口部２１は空気混合部２０から温度制御された空調空気が流入するものであって、図示しないデフロスタダクトを介してデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から、車両前面窓ガラスの内面に向けて空調空気を吹き出す。

そして、デフロスタ開口部２１の上流側には、平板状のバタフライ型のデフロスタドア２２が設けられ、これにより、デフロスタ開口部２１に流入する空調空気を開閉するドア手段である。このデフロスタドア２２は、空調ケース１１の上面部近傍でデフロスタ開口部２１の上端部に隣接して水平方向に配置された回転軸２２ｃにより回動自在に支持されている。

次に、デフロスタ開口部２１よりも車両後方側（乗員寄り）の部位にフェイス開口部２３が形成されており、このフェイス開口部２３には温度制御された空調空気が空気混合部２０を通して流入される。また、このフェイス開口部２３は図示しないフェイスダクトを介して、フェイス吹出口に接続され、この吹出口から乗員頭部に向けて空調空気を吹き出す。

なお、フェイス開口部２３は、平板状のフェイス・フットドア２４により開閉される。このフェイス・フットドア２４は、フェイス開口部２４の上流側に設置され、水平方向に配置された回転軸２４ｃにより回動自在に支持されている。

次に、空調ケース１１の車両後方側下方の側壁の両端には、フット開口部２６が形成されており、フット開口部２６には空気混合部２０から温度制御された空調空気が流入する。そして、このフット開口部２６の空気下流側に図示しない左右それぞれにフット用通路が設けられ、このフット用通路の途中に前席用フット通路が開口している。

この前席用フット通路からの空調空気は図示しない前席用フットダクト、前席用フット吹出口を経て前席の左右の乗員足元に吹き出す。また、フット用通路の末端部には、図示しない後席用フットダクト、後席用フット吹出口を接続し、この後席用フット吹出口を経て後席の左右の乗員足元に空調空気を吹き出す。

そして、このフット開口部２６の開閉は、上述したフェイス・フットドア２４の開閉により開閉されるように空気通路が形成されている。なお、上記デフロスタドア２２、フェイス・フットドア２４は、吹出モード切替用のドア手段であって、回転軸２２ｃ、２４ｃ一端部は空調ケース１１の外部に突出され、図示しないリンク機構に連結されて、吹出モード切替機構（サーボモータなどのアクチュエータ）により連動操作される。

次に、本発明の要部である取付ケース部１１０について図２に基づいて説明する。取付ケース部１１０は、上方に配置する導出タンク部１３ｃを固定するためのヒータコア取付ケースであり、図２に示すように、空調ケース１１の一部を構成するケース本体部１１１と、そのケース本体部１１１に突設されたシール用リブ１１２、１１３と、このシール用リブ１１２、１１３との間に突設された二つのガイド用リブ１１４とから構成している。

シール用リブ１１２、１１３は、ヒータコア１３の空気流れ上流側と下流側とを気密するシール部材であって、ケース本体部１１１の内壁面から下方に延び、さらに、ばね力により弾性変形可能な板状に形成して導出タンク部１３ｃの側面を当接するように形成している。つまり、シール用リブ１１２、１１３により導出タンク部１３ｃの側面を挟むように構成している。

言い換えると、シール用リブ１１２、１１３との間に導出タンク部１３ｃを挿入する際に、ばね力により弾性変形させて比較的小さな挿入力で取付ケース部１１０内に挿入することができる。従って、空気流れの上流側の空気が、上流側のシール用リブ１１２から導出タンク部１３ｃの外周を経由して下流側のシール用リブ１１３から空気流れの下流側に漏れることを防止することができる。

次に、シール用リブ１１２、１１３との間に突設された二つのガイド用リブ１１４は、それらの先端が導出タンク部１３ｃの上面を当接するように形成している。しかも、それぞれのガイド用リブ１１４は、それぞれのリブ高さが温風通路１７の出口側に向けて高くなるように形成している。

言い換えれば、それぞれのガイド用リブ１１４のリブ高さが異なることで、ケース本体部１１１が水平方向に対して温風通路１７の出口側に向けて高くなるように傾斜面を有するように形成している。

これにより、ヒータコア１３を通過した温風が温風通路１７の出口側で滑らかに形成された傾斜面に沿って空気混合部２０に向けて流れ出すことができる。なお、ここでは、ガイド用リブ１１４を二つで構成したが、これに限らず、二つ以上の複数個でも良い。一方、ヒータコア１３の下方側の導入タンク部１３ｂは、図１に示すように、空調ケース１１の下方側に形成された凹み部１１５に嵌入することで配置される。

ところで、以上の構成による空調ケース１１内にヒータコア１３を配置するときは、導入タンク部１３ｂを凹み部１１５に嵌入させた状態で、導出タンク部１３ｃが取付ケース部１１０内に挿入するように上側の空調ケース１１を被せることで行うことができる。

なお、ヒータコア１３を空調ケース１１の側面から挿入するように空調ケース１１の一側面に貫通穴を開けておき、導出タンク部１３ｃをシール用リブ１１２、１１３との間、および導入タンク部１３ｂを凹み部１１５に挿入することで配置させても良い。

以上の第１実施形態による車両用空調装置によれば、空調ケース１１には、導出タンク部１３ｃの側面と当接可能なシール用リブ１１２、１１３をケース本体部１１１に突設させ、このシール用リブ１１２、１１３間に導出タンク部１３ｃを挿入することでヒータコア１３を取り付け可能な取付ケース部１１０が温風通路１７の出口側に隣接して形成されている。

そして、その取付ケース部１１０は、温風通路１７を流れる温風が空気混合部２０に向けて滑らかに流れ出すように形成されたことにより、温風通路１７の出口側から空気混合部２０に向けて安定した空気流れの温風を流れ出すことができる。これにより、風量低下を起こすことなく冷風と温風との混合特性の向上が図れる。また、温風の乱れをなくすることで騒音の低減が図れる。

より具体的には、取付ケース部１１０が温風通路１７の出口側に向けて滑らかな傾斜面を有することにより、従来では温風通路１７の出口側が段差状に形成されていたので、温風の乱れがなくなることで温風通路１７の出口側での風量低下を防止できる。

また、シール用リブ１１２、１１３の間に、先端が導出タンク部１３ｃの上面に当接する複数のガイド用リブ１１４がケース本体部１１１に突設され、取付ケース部１１０は、それぞれのガイド用リブ１１４のリブ高さが温風通路１７の出口側に向けて高くなるように形成されている。

これにより、温風通路１７の出口側を滑らかに変化する傾斜面を取付ケース部１１０で形成できる。また、複数のガイド用リブ１１４を設けることにより、ヒータコア１３の取り付け精度が向上できる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、取付ケース部１１０をシール用リブ１１２、１１３の間に、複数のガイド用リブ１１４を設けて温風通路１７の出口側を滑らかに変化する傾斜面を形成したが、これに限らず、具体的には、図３に示すように、シール用リブ１１２、１１３の略中間に、先端が導出タンク部１３ｃの上面に当接するガイド用リブ１１４をケース本体部１１１に突設させて、取付ケース部１１０をガイド用リブ１１４により区画された左右の空間の断面積が温風通路１７の出口側に位置する方が大きくなるように形成させても良い。

これによれば、温風通路１７の出口側を滑らかに変化する傾斜面を取付ケース部１１０で形成できる。

（第３実施形態）
以上の実施形態の他に、シール用リブ１１２、１１３の間に、先端が導出タンク部１３ｃの上面に当接する複数のガイド用リブ１１４をケース本体部１１１に突設させて、取付ケース部１１０をシール用リブ１１２、１１３およびそれぞれのガイド用リブ１１４の根元部が温風通路１７の出口側に向けて高くなるように形成させても良い。

具体的には、ケース本体部１１１とシール用リブ１１２、１１３およびそれぞれのガイド用リブ１１４の根元部との接点を、図４に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃと設定すると、これらの接点Ａ、Ｂ、Ｃが順次高くなるように、取付ケース部１１０を形成すれば良い。これにより、温風通路１７の出口側を滑らかに変化する傾斜面を取付ケース部１１０で形成できる。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、導出タンク部１３ｃを取付ケース部１１０内に配置させたが、これに限らず、導入タンク部１３ｂを取付ケース部１１０内に配置させ、導出タンク部１３ｃを凹み部１１５内に配置させても良い。

本発明の第１実施形態における空調ユニット１０の全体構成を示す模式図である。 図１に示すＡ部拡大部である。 本発明の第２実施形態における取付ケース部１０の全体構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態における取付ケース部１０の全体構成を示す模式図である。 従来技術における空調ケースの全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１１…空調ケース
１３…ヒータコア（暖房用熱交換器）
１３ａ…コア部
１３ｂ…導入タンク部（タンク部）
１３ｃ…導出タンク部（タンク部）
１５…冷風バイパス通路
１７…温風通路
２０…空気混合部
１１０…取付ケース部
１１１…ケース本体部
１１２、１１３…シール用リブ
１１４…ガイド用リブ

Claims (5)

1. 室内に吹き出す空調空気の流路を形成する空調ケース（１１）と、
   前記空調ケース（１１）内に配設され、前記空調ケース（１１）内を流通する空気と熱交換を行うコア部（１３ａ）と、このコア部（１３ａ）内を流通する流体を分配集合させるタンク部（１３ｂ、１３ｃ）とからなる暖房用熱交換器（１３）と、
   前記空調ケース（１１）内に形成され、前記暖房用熱交換器（１３）を通過して温風が流れる温風通路（１７）と、
   前記空調ケース（１１）内に形成され、前記暖房用熱交換器（１３）を迂回して冷風が流れる冷風バイパス通路（１５）と、
   前記温風通路（１７）の上方側に形成され、前記温風通路（１７）を通過する温風と前記冷風バイパス通路（１５）を通過する冷風とを混合する空気混合部（２０）とを備え、
   前記空調ケース（１１）には、前記タンク部（１３ｃ）の側面と当接可能なシール用リブ（１１２、１１３）をケース本体部（１１１）に突設させ、前記シール用リブ（１１２、１１３）間に前記タンク部（１３ｃ）を挿入することで前記暖房用熱交換器（１３）を取り付け可能な取付ケース部（１１０）が前記温風通路（１７）の出口側に隣接して形成され、
   前記取付ケース部（１１０）は、前記温風通路（１７）を流れる温風が前記空気混合部（２０）に向けて滑らかに流れ出すように形成されたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記取付ケース部（１１０）は、前記温風通路（１７）の出口側に向けて滑らかな傾斜面を有す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. 前記シール用リブ（１１２、１１３）の間に、先端が前記タンク部（１３ｃ）の上面に当接する複数のガイド用リブ（１１４）が前記ケース本体部（１１１）に突設され、
   前記取付ケース部（１１０）は、それぞれの前記ガイド用リブ（１１４）のリブ高さが前記温風通路（１７）の出口側に向けて高くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記シール用リブ（１１２、１１３）の略中間に、先端が前記タンク部（１３ｃ）の上面に当接するガイド用リブ（１１４）が前記ケース本体部（１１１）に突設され、
   前記取付ケース部（１１０）は、前記ガイド用リブ（１１４）により区画された左右の空間の断面積が前記温風通路（１７）の出口側に位置する方が大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
5. 前記シール用リブ（１１２、１１３）の間に、先端が前記タンク部（１３ｃ）の上面に当接する複数のガイド用リブ（１１４）が前記ケース本体部（１１１）に突設され、
   前記取付ケース部（１１０）は、前記シール用リブ（１１２、１１３）およびそれぞれの前記ガイド用リブ（１１４）の根元部が前記温風通路（１７）の出口側に向けて高くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。

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