JP2008273403A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調ケースと熱交換器との間に形成される隙間部の寸法のバラツキをシール部材が確実に吸収することが可能な空調装置を提供すること。
【解決手段】空調ケース１１０とエバポレータ１２０との間に配置されるシール部材１４０は、エバポレータ１２０の周囲において、空気流れ方向と直交する方向に延び内部に空気が封入されたゴム製の複数のチューブからなり、複数のチューブ１４０ａが空気流れ方向に配列されて、隣接するチューブ１４０ａが互いに接続されている。そして、隣接するチューブ１４０ａのそれぞれの間には、隣接するチューブ１４０ａの内部同士を連通する連通孔１４２が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、空調ケースとその内部に配設される熱交換器との間がシール部材によりシールされる空調装置に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された空調装置がある。この空調装置では、空調ケース内に空気と熱交換する熱交換器が配設され、空調ケースと熱交換器との間に形成される隙間部にはシール部材が圧縮状態で配置されて、この隙間部からの空気の漏れを抑制することで効率よく熱交換を行うようになっている。

隙間部に配置されるシール部材としては、吸水し難い非発泡ゴム製の複数のチューブからなり、空気流れ方向と直交する方向に延びる複数のチューブが空気流れ方向に配列されて、隣接するチューブが互いに接続されたものが開示されている。
特開２００３−２１１９４８号公報

しかしながら、上記従来技術の空調装置では、空調ケースと熱交換器との間に形成される隙間部の寸法に、空気流れ方向におけるバラツキがある場合には、シール部材がそのバラツキを吸収した安定したシールを行うことができないという問題がある。

隙間部の寸法に空気流れ方向におけるバラツキがある場合には、シール部材を構成するチューブ毎に圧縮反力が異なり、隙間部寸法が小さい部分の方が熱交換器や空調ケースに付勢される応力が大きくなる。この不均一な応力は、隙間部寸法のバラツキを充分に吸収せずに、隙間部寸法が小さい部分を拡大する働きをする。これに伴い、熱交換器が回転等の移動をしてしまい、熱交換器の配管接続部に好ましくない応力が付勢される等の不具合の原因となる。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、空調ケースと熱交換器との間に形成される隙間部の寸法のバラツキをシール部材が確実に吸収することが可能な空調装置を提供す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、
内部を空気が流通する空調ケース（１１０）と、
空調ケース（１１０）内に設けられ、熱交換により空調ケース（１１０）内を流通する空気を冷却もしくは加熱するための熱交換器（１２０）と、
空調ケース（１１０）と熱交換器（１２０）との間に設けられ、空調ケース（１１０）と熱交換器（１２０）との間に形成された隙間部（１３０）をシールするシール部材（１４０）とを備え、
シール部材（１４０）は、
少なくとも熱交換器（１２０）の周囲のうちの１辺において、空気流れ方向と直交する方向に延びる、内部に空気が封入されたゴム製の複数のチューブ（１４０ａ）を有し、
複数のチューブ（１４０ａ）が空気流れ方向に配列されて、隣接するチューブ（１４０ａ）が互いに接続されており、
隣接するチューブ（１４０ａ）の間のそれぞれに、隣接するチューブ（１４０ａ）の内部同士を連通する連通孔（１４２）が形成されていることを特徴としている。

これによると、シール部材（１４０）は、隣接するチューブ（１４０ａ）の内部同士を連通する連通孔（１４２）を備えており、この連通孔（１４２）を介して隣接するチューブ（１４０ａ）間において内部の空気を移動させることが可能である。したがって、空調ケース（１１０）内の空気流れ方向において、空調ケース（１１０）と熱交換器（１２０）との間に形成された隙間部（１３０）に寸法バラツキがあったとしても、この隙間部（１３０）に配設されるシール部材（１４０）の各チューブ（１４０ａ）の内圧は均等となるため、チューブ（１４０ａ）毎の圧縮反力を均一にすることができる。このようにして、空調ケース（１１０）と熱交換器（１２０）との間に形成される隙間部（１３０）の寸法のバラツキを、シール部材（１４０）が確実に吸収することが可能である。

また、請求項２に記載の発明では、シール部材（１４０）は、隣接するチューブ（１４０ａ）の間のそれぞれにおいて、複数のチューブ（１４０ａ）が延びる方向の一部に連通孔（１４２）が形成されていることを特徴としている。

これによると、隣接するチューブ（１４０ａ）の間のそれぞれにおいて、複数のチューブ（１４０ａ）が延びる方向の連通孔（１４２）形成部位以外の部分には、隣接するチューブ（１４０ａ）の内部同士を隔離する隔壁が存在する。したがって、シール部材（１４０）が空調ケース（１１０）と熱交換器（１２０）との間で圧縮され、内圧が上昇したとしても、複数のチューブ（１４０ａ）を接続した構成が崩れることがない。

また、請求項３に記載の発明では、シール部材（１４０）は、熱交換器（１２０）の全周を取り巻くように設けられていることを特徴としている。

これによると、熱交換器（１２０）の全周にわたって、空調ケース（１１０）と熱交換器（１２０）との間に形成される隙間部（１３０）の寸法のバラツキを、シール部材（１４０）が確実に吸収することが可能である。

また、請求項４に記載の発明では、熱交換器（１２０）は、コア部形成面が重力方向に延びるように配設されており、シール部材（１４０）は、熱交換器（１２０）の下辺に設けられていることを特徴としている。

空調ケース（１１０）内に浸入した水や熱交換器（１２０）の表面で生成された水は、熱交換器（１２０）のコア部形成面が重力方向に延びている場合には、熱交換器（１２０）の下方側に溜まりやすい。したがって、熱交換器（１２０）の下辺にゴム製のシール部材（１４０）を設けることで、吸水の影響を受け難いシール部材（１４０）により、熱交換器（１２０）の下辺側の隙間部（１３０）の寸法バラツキを吸収することができる。

また、請求項５に記載の発明では、熱交換器（１２０）は外周に外周突起部（１２１）を有しており、シール部材（１４０）は、複数のチューブ（１４０ａ）の間に外周突起部（１２１）が配置されていることを特徴としている。

これによると、シール部材（１４０）が熱交換器（１２０）に対してずれることを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明では、空調ケース（１１０）は内周に内周突起部を有しており、シール部材（１４０）は、複数のチューブ（１４０ａ）の間に内周突起部が配置されていることを特徴としている。

これによると、シール部材（１４０）が空調ケース（１１０）に対してずれることを防止することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態における空調装置１００を示す概略構成図である。また、図２は、本実施形態における単体状態のシール部材１４０の一部を示す平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。また、図５は、空調装置１００のエバポレータ１２０組付け部位の概略構成を示す縦断面図である。

図１に示す空調装置１００は、車両の車室内前方のインストルメントパネル前方側に配置されており、空調装置１００の最上流側の内外気切換え箱１５０には内外気切替ドア１５１が配設されている。この内外気切替ドア１５１は、内外気モードを形成するものであり、内外気切換え箱１５０に設けられた内気導入口１５２と外気導入口１５３とが分かれた部分に配置され、図示しないアクチュエータにより回動し、空調装置１００（空調ケース１１０）内に導入する空気の内気と外気の割合を選択する。

ブロアモータ１５４ａとこれに固定されたファン１５４ｂとから成る送風機１５４は、空調装置１００内に空気を吸い込んで、空調装置１００の下流側、更に車両の車室内に送風するものであり、送風機１５４の下流側となる空調ケース１１０内には、本実施形態における熱交換器としてのエバポレータ１２０が設けられている。

エバポレータ１２０は、図示しないコンプレッサ等と結合され、冷凍サイクルを構成し、通過する空気を冷却するものであり、空調ケース１１０内の全体を横切るように、熱交換部であるコア部の形成面が上下方向（重力方向）に延びるように配置されている（所謂、縦置きされている）。

そして、空調ケース１１０とエバポレータ１２０とによって形成される隙間部１３０には、エバポレータ１２０の全周にわたってシール部材１４０が設けられている。

尚、例えばエバポレータ１２０の接続配管位置を基準とする寸法ａ１、ａ２のできばえ寸法のバラツキおよび、例えば空調ケース１１０の車両側への取り付け位置を基準とする寸法ｂ１、ｂ２のできばえ寸法のバラツキにより、隙間部１３０自身のできばえ寸法もエバポレータ１２０の周方向においてバラツキを有する。

また、図５に示すように、エバポレータ１２０は、図示しない接続配管の形状バラツキ等により空調ケース１１０に対して若干回転して（傾斜して）組み付けられた場合等には、空調ケース１１０内の空気流れ方向において、隙間部１３０の寸法がバラツキを有する。

そして、エバポレータ１２０の下流側にはヒータコア１６０が配設されており、このヒータコア１６０は、図示しないエンジン冷却水が内部を循環し、自身を通過する空気を加熱する。

ヒータコア１６０の上流側にはエアミックスドア１７０が設けられており、エアミックスドア１７０の開度は図示しないアクチュエータにより調節され、これによってヒータコア１６０を通過する空気とヒータコア１６０をバイパスする空気の割合とが調整され、最下流の車室内に吹き出す空気の温度がコントロールされる。

空調装置１００（空調ケース１１０）の最下流には、車室内のフロントウインドウ（窓）に向けて空調風を吹出すデフロスタ吹出し口１８１、乗員の上半身に向けて空調風を吹出すフェイス吹出し口１８２、乗員の下半身に向けて空調風を吹出すフット吹出し口１８３が設けられている。そして、各吹出し口１８１〜１８３には、吹出し空気量を可変することで異なる吹出しモードを形成するデフロスタドア１９１、フェイスドア１９２およびフットドア１９３が配設されている。そして、温度コントロールされた空気は、これらの各ドア１９１〜１９３が図示しないアクチュエータにより開閉されることによって形成される各吹出モードにて吹出される。

図２〜４に示すように、シール部材１４０は、吸水作用を有さない非発泡の固形ゴム材より成り、断面が円形状をなすチューブ１４０ａを複数（本例では４本）配列し、相互に接続するように一体成形されている。シール部材１４０を構成する各チューブ１４０ａは、全周が均等に所定肉厚となっており、内部には中空部１４１が形成されて、空気が封入されている。

シール部材１４０の隣接するチューブ１４０ａ間のそれぞれには、隣接するチューブ１４０ａの中空部１４１同士を連通する連通孔１４２が形成されている。

この連通孔１４２は、隣接するチューブ１４０ａの間のそれぞれにおいて、チューブ１４０ａ延設方向（図２図示上下方向）の一部にのみに所定間隔を空けて形成され、残部は隣接するチューブ１４０ａ同士が重なり合い一体となった隔壁を形成して隣り合う中空部１４１間を隔離している。

このシール部材１４０は、図５に示すように、複数のチューブ１４０ａのそれぞれが空気流れ方向と直交する方向に延び、複数のチューブ１４０ａが空気流れ方向に配列されるように、空調ケース１１０の内周面とエバポレータ１２０の外周面との間に圧縮状態で配置され、空調ケース１１０とエバポレータ１２０との間に形成された隙間部１３０をシールしている。

エバポレータ１２０は外周には、本実施形態における外周突起部である突起部１２１が形成されており、突起部１２１は先端部がシール部材１４０のチューブ１４０ａ間に位置するように突出している。

また、空調ケース１１０の内側面には、空調ケース１１０に一体成形されたリブ１１１が設けられており、シール部材１４０の空気流れ方向端部が大きく位置ずれしないようになっている。

そして、エバポレータ１２０を空調ケース１１０内に組付ける際には、エバポレータ１２０の外周に、全周を取り巻くようにシール部材１４０を配置した後、エバポレータ１２０とシール部材１４０との組付体を、空調ケース１１０内のリブ１１１間の所定位置に配設する。

この際、エバポレータ１２０の突起部１２１がシール部材１４０のチューブ１４０ａ間に突出しているので、エバポレータ１２０とシール部材１４０との組付体を、安定した状態のまま空調ケース１１０内に挿設することができる。また、挿設後もシール部材１４０がエバポレータ１２０に対してずれることを防止することができる。

上述の構成に空調装置１００によれば、空調ケース１１０とエバポレータ１２０との間に配置されるシール部材１４０は、エバポレータ１２０の周囲において、空気流れ方向と直交する方向に延び内部に空気が封入されたゴム製の複数のチューブからなり、複数のチューブ１４０ａが空気流れ方向に配列されて、隣接するチューブ１４０ａが互いに接続されている。そして、隣接するチューブ１４０ａのそれぞれの間には、隣接するチューブ１４０ａの内部同士を連通する連通孔１４２が形成されている。

したがって、シール部材１４０内に封入された空気は、空調ケース１１０内の空気流れ方向と直交する方向においては各チューブ１４０ａ内を移動することが可能であり、空調ケース１１０内の空気流れ方向においては連通孔１４２を介して移動することが可能である。

これにより、エバポレータ１２０の周方向（空調ケース１１０内の空気流れ方向と直交する方向）において隙間部１３０寸法がばらついた場合ばかりでなく、例えば図５に示すように、空調ケース１１０内の空気流れ方向において隙間部１３０寸法がばらついた場合であっても、シール部材１４０の各チューブ１４０ａの内圧は均等となり、チューブ１４０ａ毎の圧縮反力をほぼ均一にすることができる。

このようにして、シール部材１４０が、空調ケース１１０とエバポレータ１２０との間に形成される隙間部１３０の寸法のバラツキを、確実に吸収することができる。

図６に、連通孔を備えないシール部材９４０により空調ケース１１０とエバポレータ１２０との間をシールした場合の縦断面図を比較例として示す。

図６に示すように、複数のチューブ９４０ａを接続してなり連通孔を備えないシール部材９４０を装着し、空調ケース１１０内の空気流れ方向において隙間部１３０寸法がばらついた場合には、シール部材９４０のチューブ９４０ａの内圧は隙間部１３０寸法が小さい方が高くなる。したがって、隙間部１３０寸法が小さい方がチューブ９４０ａの圧縮反力が大きくなり、図６に矢印で示す方向にエバポレータ１２０を回転させようとする。

エバポレータ１２０が回転等の移動をした場合には、エバポレータ１２０の配管根付部や外部配管とのジョイント部に好ましくない応力が発生する。これに対し、本実施形態の構成によれば、エバポレータ１２０を移動させようとする圧縮反力は付勢され難いため、エバポレータ１２０の配管根付部や外部配管とのジョイント部に好ましくない応力は発生し難い。

また、シール部材１４０は、隣接するチューブ１４０ａ間のそれぞれにおいて、複数のチューブ１４０ａが延びる方向の一部に連通孔１４２が形成され、残部に隣接するチューブ１４０ａの中空部１４１同士を隔離する隔壁が存在する。したがって、シール部材１４０が圧縮され内圧が上昇したとしても、複数のチューブ１４０ａを接続してなる構成が崩れ難い。

また、シール部材１４０は、エバポレータ１２０の全周を取り巻くように設けられている。したがって、エバポレータ１２０の全周にわたって、隙間部１３０の寸法のバラツキを確実に吸収することができる。

また、シール部材１４０を複数のチューブ１４０ａを配列し相互に接続して形成している。したがって、シール部材１４０の厚み寸法を増大させること無く、シール面積を増大させ、シール性を向上することができる。

例えば、シール部材を１つの大きなチューブにより構成した場合には、シール部材の厚み寸法（径寸法）は比較的大きくする必要があり、空調ケース内の空気流れ方向においてずれやすくなる。このずれを防止するためには、シール部材の空調ケース内の空気流れ方向における両側に比較的高さが高い突起部を設ける必要がある。これに対し、本実施形態のように複数のチューブ１４０ａを配列し相互に接続してなるシール部材１４０によれば、シール部材を１つの大きなチューブにより構成した場合より、厚さを薄くすることができるとともに、ずれ難くすることができる。

また、シール部材１４０の各チューブ１４０ａの断面を円形状にしているので、圧縮時の形状が安定しており、確実なシールをすることができる。

また、シール部材１４０は、吸水作用を有さない非発泡の固形ゴム材により形成されている。したがって、空調装置１００の外気導入口１５３から侵入する雨水やエバポレータ１２０で凝縮する凝縮水などの水分が、シール部材１４０に吸水されることが無いので、雑菌やカビ等による悪臭の発生を防止できる。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、シール部材１４０をエバポレータ１２０の全周にわたって配設していたが、エバポレータ１２０の周囲のうち少なくとも１辺に本発明を適用したシール部材を配設すれば有効である。

コア部形成面が実質的に重力方向に延びるようにエバポレータ１２０が配設されている（所謂、縦置きである）場合には、シール部材１４０は、エバポレータ１２０の少なくとも下辺に設けられていることが好ましい。

空調ケース１１０内に浸入した水やエバポレータ１２０の表面で凝縮して生成された水は、エバポレータ１２０が縦置きである場合には、エバポレータ１２０の下方側に溜まりやすい。したがって、エバポレータ１２０の下辺にゴム製のシール部材１４０を設けることで、吸水の影響を受け難いシール部材１４０により、エバポレータ１２０の下辺側の隙間部１３０の寸法バラツキを吸収することができる。

エバポレータ１２０が縦置きである場合には、エバポレータ１２０の下辺にのみ本発明を適用したシール部材１４０を配設し、他の辺には周知のウレタンフォームからなるシール部材を配設すれば、比較的安価かつ容易に空調ケース１１０とエバポレータ１２０との間をシールすることができる。

また、上記一実施形態では、エバポレータ１２０は、所謂縦置きタイプであったが、コア部の形成面が水平方向に延びるように配設される所謂水平置きタイプであってもよい。

また、上記一実施形態では、エバポレータ１２０の外周面に突起部１２１が形成されており、突起部１２１をシール部材１４０のチューブ１４０ａ間に配置して、シール部材１４０がエバポレータ１２０に対してずれることを防止していたが、空調ケース１１０の内周面に内周突起部を形成し、この内周突起部をシール部材１４０のチューブ１４０ａ間に配置して、シール部材１４０が空調ケース１１０に対してずれることを防止するものであってもよい。

ただし、エバポレータ１２０の組付け性を考慮すると、エバポレータ１２０の外周に外周突起部である突起部１２１を設ける方がより好ましい。また、エバポレータ１２０の外周面に形成した外周突起部と空調ケース１１０の内周面に設けた内周突起部とを、ともにシール部材１４０のチューブ１４０ａ間に配置して、シール部材１４０が空調ケース１１０およびエバポレータ１２０に対してずれることを防止するものであってもよい。

また、上記一実施形態では、空調装置１００を車両用空調装置として説明したが、空調ケース内に熱交換器が配設され、両者によって形成される隙間部にシール部材を介在させるものであれば、これに限定されるものではない。例えば、家庭用や業務用の定置式の空調装置に適用しても良い。

また、熱交換器はエバポレータ１２０に限らず、空調ケース１１０内を横切るように配設されるものであればよい。例えば、ヒータコア１６０に本発明を適用しても良い。

更に、シール部材１４０の各チューブ１４０ａの断面形状は円形状に限らず、多角形状としても良い。

本発明を適用した一実施形態における空調装置１００を示す概略構成図である。 一実施形態における単体状態のシール部材１４０の一部を示す平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 空調装置１００のエバポレータ１２０組付け部位の概略構成を示す縦断面図である。 比較参考例の空調装置のエバポレータ組付け部位の概略構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１００ 空調装置
１１０ 空調ケース
１２０ エバポレータ（熱交換器）
１２１ 突起部（外周突起部）
１３０ 隙間部
１４０ シール部材
１４０ａ チューブ
１４１ 中空部
１４２ 連通孔

Claims (6)

1. 内部を空気が流通する空調ケース（１１０）と、
   前記空調ケース（１１０）内に設けられ、熱交換により前記空気を冷却もしくは加熱するための熱交換器（１２０）と、
   前記空調ケース（１１０）と前記熱交換器（１２０）との間に設けられ、前記空調ケース（１１０）と前記熱交換器（１２０）との間に形成された隙間部（１３０）をシールするシール部材（１４０）とを備え、
   前記シール部材（１４０）は、
   少なくとも前記熱交換器（１２０）の周囲のうちの１辺において、空気流れ方向と直交する方向に延びる、内部に空気が封入されたゴム製の複数のチューブ（１４０ａ）を有し、
   前記複数のチューブ（１４０ａ）が前記空気流れ方向に配列されて、隣接するチューブ（１４０ａ）が互いに接続されており、
   前記隣接するチューブ（１４０ａ）の間のそれぞれに、前記隣接するチューブ（１４０ａ）の内部同士を連通する連通孔（１４２）が形成されていることを特徴とする空調装置。
2. 前記シール部材（１４０）は、前記隣接するチューブ（１４０ａ）の間のそれぞれにおいて、前記複数のチューブ（１４０ａ）が延びる方向の一部に前記連通孔（１４２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記シール部材（１４０）は、前記熱交換器（１２０）の全周を取り巻くように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調装置。
4. 前記熱交換器（１２０）は、コア部形成面が重力方向に延びるように配設されており、
   前記シール部材（１４０）は、前記熱交換器（１２０）の下辺に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調装置。
5. 前記熱交換器（１２０）は外周に外周突起部（１２１）を有しており、
   前記シール部材（１４０）は、前記複数のチューブ（１４０ａ）の間に前記外周突起部（１２１）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の空調装置。
6. 前記空調ケース（１１０）は内周に内周突起部を有しており、
   前記シール部材（１４０）は、前記複数のチューブ（１４０ａ）の間に前記内周突起部が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の空調装置。

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