JP2008290684A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水の排水性を向上できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載され、車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、空調空気を冷却する冷却用熱交換器２０と、冷却用熱交換器２０で凝縮した凝縮水７０を車両前方側に向かって流下させるドレインパイプ３０と、ドレインパイプ３０の車両前方側の一部が下向きに開口されて形成され、ドレインパイプ３０を流下した凝縮水７０を下方に排出する開口部２１と、車両の走行により車両前方側から車両後方側に向かって生じる走行風を少なくとも開口部２１近傍に流通させる走行風通路３３と、開口部２１の車両前方側に設けられ、開口部２１の車両後方側の開口端２１ｂよりも低い位置まで下向きに突出する突出部３２とを有するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、凝縮水を排出する排水構造を備えた車両用空調装置に関する。

特許文献１には、車両用空調装置のユニット排水構造が開示されている。この車両用空調装置では、配風ユニットケース下部に、エバポレータで発生した凝縮水を排水口まで流下させる排水溝が形成されている。また送風ユニットから導入される空気の一部は、凝縮水の流下方向に沿って排水溝内を流動するようになっている。これにより凝縮水は、空気流れに沿ってスムーズに排水溝を流下し、排水口から外部に排出される。
特開２００１−２５３２３１号公報

しかしながら、車両における部品搭載スペースには制約があるため、排水口は配風ユニットケースから離れて車両前方側に配置される場合がある。この場合、配風ユニットケースは、車両前方側に延びるドレインパイプを介して排水口に接続される。車両走行により生じる走行風がこのドレインパイプ内に流入すると、凝縮水の流下方向とは逆に排水口から配風ユニットケースに向かう空気の流れがドレインパイプ内に生じるため、凝縮水の排水性が低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、凝縮水の排水性を向上できる車両用空調装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、空調空気を冷却する冷却用熱交換器（２０）と、冷却用熱交換器（２０）で凝縮した凝縮水（７０）を車両前方側に向かって流下させるドレインパイプ（３０）と、ドレインパイプ（３０）の車両前方側の一部が下向きに開口されて形成され、ドレインパイプ（３０）を流下した凝縮水（７０）を下方に排出する開口部（２１）と、車両の走行により車両前方側から車両後方側に向かって生じる走行風を少なくとも開口部（２１）近傍に流通させる走行風通路（３３）と、開口部（２１）の車両前方側に設けられ、開口部（２１）の車両後方側の開口端（２１ｂ）よりも低い位置まで下向きに突出する突出部（３２）とを有することを特徴としている。

車両が走行するときには、車両前方側から車両後方側に向かう走行風が突出部（３２）により遮られて開口部（２１）近傍が負圧になるため、ドレインパイプ（３０）内には開口部（２１）側に向かう空気の流れが生じる。これにより、凝縮水（７０）は空気の流れに沿ってドレインパイプ（３０）内を円滑に流下するため、凝縮水（７０）の排水性を向上できる。

請求項２に記載の発明は、ドレインパイプ（３０）は、空調空気の一部を開口部（２１）側に流通させることを特徴としている。これにより、ドレインパイプ（３０）内には開口部（２１）側に向かう空気の流れが生じ、凝縮水（７０）は空気の流れに沿ってドレインパイプ（３０）内を円滑に流下するため、凝縮水（７０）の排水性を向上できる。

請求項３に記載の発明は、突出部（３８）は、走行風を水平方向よりも下向きに導くガイド面（３９）を有していることを特徴としている。これにより、開口部（２１）近傍の圧力がさらに低下するため、凝縮水（７０）の排水性をさらに向上できる。

請求項４に記載の発明は、突出部（３６）は、開口部（２１）の車両側方側まで延設されていることを特徴としている。これにより、開口部（２１）近傍に側方から回り込む走行風も突出部（３６）により遮られるため、開口部（２１）近傍の圧力がさらに低下し、凝縮水（７０）の排水性をさらに向上できる。

請求項５に記載の発明は、突出部（３２）は、ドレインパイプ（３０）と一体的に形成されていることを特徴としている。これにより、部品点数の増加や製造工程の煩雑化を抑制できる。

請求項６に記載の発明は、ドレインパイプ（３０）は、略長方形状の断面形状を有していることを特徴としている。これにより、ドレインパイプ（３０）を作製する際の型構造が簡素化し、型割りが容易になる。

ここで、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用空調装置１の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、車両用空調装置１は、空調空気を流通させる空気通路１１を内部に備えた空調ケース１０を有している。空調ケース１０は、車室内前部の計器盤内側に配置されている。

空調ケース１０には、車室内側に向かう空気の流れを空気通路１１内に発生させる送風機１６が設けられている。送風機１６は、遠心式の送風ファン１７と、送風ファン１７を駆動する駆動用モータ１８とを有している。

送風機１６の空気流れ上流側には、内外気切替箱１２が設けられている。内外気切替箱１２には、車室外の空気（外気）を導入する外気導入口１３と、車室内の空気（内気）を導入する内気導入口１４とが形成されている。また内外気切替箱１２には、外気導入口１３及び内気導入口１４を開閉する板状の内外気切替ドア１５が設けられている。内外気切替ドア１５は不図示のサーボモータにより駆動され、外気及び内気を吸込モードに基づいて切替え導入するようになっている。

空気通路１１内であって送風機１６の下流側には、内部を流通する冷媒との熱交換により空調空気を冷却する冷媒蒸発器（冷却用熱交換器）２０が配置されている。冷媒蒸発器２０は、冷媒が循環する冷凍サイクルの一部を構成する。

冷媒蒸発器２０の下方には、冷媒蒸発器２０表面で凝縮した凝縮水や送風機１６側から吹き出された水を排水するための排水口２１が設けられている。

図２（ａ）は冷媒蒸発器２０及び排水口２１近傍の構成を示す断面図であり、図２（ｂ）は排水口２１近傍の構成を示す下面図である。図２（ａ）の上下方向は概ね鉛直上下方向を表し、右方向は車両前方側を表している。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、冷媒蒸発器２０の直下には、ほぼ水平な底面２３を備えた空間部２２が設けられている。空間部２２は空気通路１１の一部を構成し、空気流れにおいて送風機１６より下流側であって冷媒蒸発器２０より上流側に位置している。すなわち、送風機１６側から空間部２２に流入した空調空気は、冷媒蒸発器２０を下方から上方に向かって通過するようになっている。

空間部２２には、例えば空調ケース１０と一体的に形成され、車両前方側に向かって延びるドレインパイプ３０が接続されている。ドレインパイプ３０は、略長方形状の断面形状を有している。またドレインパイプ３０は、車両前方側が低くなるように傾斜する傾斜面３１を有している。ドレインパイプ３０の車両前方側の先端部近傍には、下向きに開口された排水口（開口部）２１が形成されている。排水口２１の開口形状は例えば略長方形状である。

略長方形状の排水口２１のうち車両前方側の一辺には、当該排水口２１の車両後方側の開口端２１ｂよりも低い位置まで下向きに突出する突出部３２が形成されている。これにより、排水口２１の車両前方側の開口端２１ａは、車両後方側の開口端２１ｂよりも高さＨ１（例えば３〜１０ｍｍ程度）だけ低くなっている。突出部３２は、例えばドレインパイプ３０と一体的に形成されている。

ドレインパイプ３０は、車両の前進走行により車両前方側から車両後方側に向かって生じる走行風（図２（ａ）中では走行風の流れ方向を破線矢印で表している）が流通する走行風通路３３が少なくとも排水口２１近傍に形成されるように配置されている。排水口２１出口近傍の走行風は突出部３２により遮られるため、車両走行時には排水口２１出口近傍が負圧になるようになっている。

図１に戻り、冷媒蒸発器２０の空気流れ下流側には、回動自在な板状のエアミックスドア５１が設けられている。エアミックスドア５１のさらに下流側には、内部を流通するエンジン冷却水との熱交換により、冷媒蒸発器２０で冷却された空気を加熱するヒータコア５０が設けられている。ヒータコア５０の上方には、ヒータコア５０を迂回して空気を流すバイパス通路５２が形成されている。エアミックスドア５１は、不図示のサーボモータにより駆動され、ヒータコア５０を通過して再加熱される高温の空気と、ヒータコア５０を迂回してバイパス通路５２を通過する低温の空気との混合比率を調節できるようになっている。これにより、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。

ヒータコア５０及びバイパス通路５２の空気流れ下流側には、フット吹出口５５、フェイス吹出口５６及びデフロスタ吹出口５７が設けられている。フット吹出口５５からは、車室内の乗員の下半身側に空気が吹き出され、フェイス吹出口５６からは、乗員の上半身側に空気が吹き出されるようになっている。フット吹出口５５及びフェイス吹出口５６は、回動自在な板状のモードドア５８によって開閉される。またデフロスタ吹出口５７からは、車両のフロントガラス内面に空気が吹き出されるようになっている。デフロスタ吹出口５７は、回動自在な板状のモードドア５９によって開閉される。

次に、本実施形態における車両用空調装置の作動について説明する。送風機１６側から空間部２２に流入した空調空気は、冷媒蒸発器２０を図２中下方から上方に向かって通過して冷却される。その後空調空気は、エアミックスドア５１の開度に基づいて所定の温度に調節されて車室内に吹き出される。

冷媒蒸発器２０表面で凝縮した凝縮水７０は、自重により冷媒蒸発器２０から滴下して、送風機１６側から吹き出された水と共に底面２３上に溜められる。凝縮水７０は所定量以上溜められるとドレインパイプ３０側に流出する。ドレインパイプ３０側に流出した凝縮水７０は、傾斜面３１を車両前方側に向かって流下し、ドレインパイプ３０の車両前方側の先端部近傍に下向きに設けられた排水口２１を介して外部に排出される。

ここで、車両用空調装置１が運転状態であり、車両が停止している場合を考える。車両が停止しているときには走行風が生じないため、排水口２１出口近傍の圧力は大気圧にほぼ等しくなる。このとき、送風機１６側から空間部２２に流入した空気の一部はドレインパイプ３０に流入して排水口２１を介して外部に流出する。すなわちドレインパイプ３０は、空気通路１１から分岐して空調空気の一部を流通させる分岐通路として機能し、ドレインパイプ３０内には空間部２２から排水口２１側に向かう空気の流れが生じる。したがって、車両停止時の凝縮水７０は、空気の流れに沿ってドレインパイプ３０内を円滑に流下する。

一方、車両が前進走行しているときには、排水口２１出口近傍の走行風通路３３に車両前方側から車両後方側に向かう走行風が流れる。本実施形態では排水口２１がドレインパイプ３０の下面に設けられているため、走行風が排水口２１に直接流入しないようになっている。しかしながら、仮に突出部３２が形成されていなかったとすると、走行風の一部が排水口２１からドレインパイプ３０内に流入する場合があり得る。この場合、ドレインパイプ３０内には排水口２１から空間部２２に向かう空気の流れが生じるため、ドレインパイプ３０内の凝縮水７０が空間部２２側に向かって逆流してしまうおそれがある。

本実施形態では、排水口２１より車両前方側に設けられた突出部３２によって走行風が遮られ、排水口２１出口近傍が負圧になるようになっている。これにより、ドレインパイプ３０内では、空間部２２側と排水口２１側との間に圧力差が生じ、空間部２２から排水口２１に向かう空気の流れが生じ易くなる。このため、車両停止時と同様に、送風機１６側から空間部２２に流入した空気の一部はドレインパイプ３０に流入して排水口２１から外部に流出する。したがって凝縮水７０は、車両が前進走行しているときにも空気の流れに沿ってドレインパイプ３０内を円滑に流下する。

以上のように本実施形態によれば、車両停止時及び前進走行時の双方において、凝縮水７０が空気の流れに沿ってドレインパイプ３０内を円滑に流下するため、凝縮水７０の排水性を向上できる。

また本実施形態では、突出部３２をドレインパイプ３０や空調ケース１０と一体的に形成できるため、部品点数の増加や製造工程の煩雑化を抑制できる。

さらに本実施形態では、ドレインパイプ３０及び突出部３２が単純な形状を有しているため、ドレインパイプ３０及び突出部３２を作製する際の型構造が簡素化し、製造コストの増加を抑制できる。

また本実施形態では、ドレインパイプ３０が略長方形状の断面形状を有しているため、ドレインパイプ３０を作製する際の型構造が簡素化し、型割りが容易になる。

さらに本実施形態では、吸込モードが内気循環モードに設定されているときであっても、空調空気の一部は排水口２１を介して外部に流出する。車室内には、排水口２１を介して流出した流量分の外気が隙間等を介して流入する。したがって本実施形態によれば、内気循環モードでの車室内の換気性能が向上する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態における車両用空調装置の要部構成を示す模式図である。図３（ａ）は図２（ａ）に対応し、排水口２１近傍の構成を示す断面図である。図３（ｂ）は図２（ｂ）に対応し、排水口２１近傍の構成を示す下面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、略長方形状の排水口２１のうち車両前方側の一辺に形成された突出部３４に加え、突出部３４よりも高い位置まで下向きに突出する突出部３５が他の三辺にも形成されている。これにより、排水口２１の車両後方側の開口端２１ｂ及び車両側方側の開口端２１ｃ、２１ｄはいずれもほぼ同じ高さに配置され、排水口２１の車両前方側の開口端２１ａは開口端２１ｂ、２１ｃ、２１ｄよりも高さＨ２だけ低い位置に配置されている。

本実施形態においても、排水口２１の車両前方側の開口端２１ａが車両後方側の開口端２１ｂよりも低くなるような突出部３４が形成されているため、車両走行時に生じる走行風は突出部３４により遮られ、排水口２１出口近傍が負圧になる。したがって、ドレインパイプ３０内には排水口２１側に向かう空気の流れが生じるため、第１実施形態と同様に凝縮水７０の排水性を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施形態における車両用空調装置の要部構成を示す模式図である。図４（ａ）は排水口２１近傍の構成を示す断面図であり、図４（ｂ）は排水口２１近傍の構成を示す下面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、排水口２１の車両後方側の開口端２１ｂよりも低い位置まで突出する突出部３６が、排水口２１の車両前方側の一辺から、当該一辺の両側にそれぞれ隣接する車両側方側の二辺にまで延設されている。これにより、排水口２１の車両前方側の開口端２１ａ及び車両側方側の開口端２１ｃ、２１ｄはいずれもほぼ同じ高さに配置され、開口端２１ａ、２１ｃ、２１ｄは排水口２１の車両後方側の開口端２１ｂよりも低い位置に配置されている。

本実施形態では、突出部３６が車両側方側の二辺にまで延設されているため、側方から排水口２１出口近傍に回り込む走行風も突出部３６により遮られるようになっている。したがって排水口２１出口近傍の圧力をさらに低下させることができるため、第２実施形態よりも車両走行時の凝縮水７０の排水性をさらに向上させることができる。

図５は、本実施形態における車両用空調装置の変形例を示す模式図である。図５（ａ）は排水口２１近傍の構成を示す断面図であり、図５（ｂ）は排水口２１近傍の構成を示す下面図である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、突出部３７は、排水口２１の車両前方側の一辺から、車両側方側の二辺のうち一方（車両進行方向左側（図５（ｂ）では下側））のみに延設されている。これにより、排水口２１の車両前方側の開口端２１ａ及び車両進行方向左側の開口端２１ｃは互いにほぼ同じ高さに配置され、排水口２１の車両後方側の開口端２１ｂ及び車両進行方向右側の開口端２１ｄは互いにほぼ同じ高さに配置されている。開口端２１ａ、２１ｃは、開口端２１ｂ、２１ｄよりも低い位置に配置されている。本変形例によっても、車両進行方向左側から排水口２１出口近傍に回り込む走行風が突出部３７により遮られるため、第２実施形態よりも凝縮水７０の排水性を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における車両用空調装置の要部構成を示す模式図である。図６（ａ）は排水口２１近傍の構成を示す断面図であり、図６（ｂ）は排水口２１近傍の構成を示す下面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、法線方向が鉛直下方向から車両前方側に傾き、図２（ａ）、（ｂ）に示した開口端２１ａ表面よりも面積の大きいガイド面３９が突出部３８の下面に形成されている。ガイド面３９は、突出部３８近傍においてほぼ水平方向に流れる走行風の流れ方向を水平方向よりも下向きに導くようになっている（図６（ａ）では走行風の流れ方向を破線矢印で示している）。

本実施形態によれば、排水口２１の車両後方側の開口端２１ｂより低い位置まで突出する突出部３８により走行風が遮られるだけでなく、走行風の流れ方向がガイド面３９により下向きに導かれる。したがって、排水口２１出口近傍の圧力をさらに低下させることができるため、車両走行時の凝縮水７０の排水性をさらに向上させることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、突出部３２がドレインパイプ３０や空調ケース１０と一体的に形成された例を挙げたが、突出部３２又は突出部３２を含むドレインパイプ３０先端部は、ドレインパイプ３０本体とは別部品であってもよい。

また上記実施形態では、ドレインパイプ３０の断面形状を略長方形状としたが、ドレインパイプ３０は円形状等の他の断面形状を有していてもよい。

さらに上記実施形態では、排水口２１の開口形状を略長方形状としたが、排水口２１は他の開口形状を有していてもよい。

第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。 冷媒蒸発器及び排水口近傍の構成を示す模式図である。 第２実施形態における車両用空調装置の要部構成を示す模式図である。 第３実施形態における車両用空調装置の要部構成を示す模式図である。 第３実施形態における車両用空調装置の変形例を示す模式図である。 第４実施形態における車両用空調装置の要部構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 車両用空調装置
２０ 冷媒蒸発器（冷却用熱交換器）
２１ 排水口（開口部）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 開口端
３０ ドレインパイプ
３２、３４、３５、３６、３７、３８ 突出部
３３ 走行風通路
３９ ガイド面
７０ 凝縮水

Claims (6)

1. 車両に搭載され、車室内に空調空気を吹き出す車両用空調装置であって、
   前記空調空気を冷却する冷却用熱交換器（２０）と、
   前記冷却用熱交換器（２０）で凝縮した凝縮水（７０）を車両前方側に向かって流下させるドレインパイプ（３０）と、
   前記ドレインパイプ（３０）の車両前方側の一部が下向きに開口されて形成され、前記ドレインパイプ（３０）を流下した凝縮水（７０）を下方に排出する開口部（２１）と、
   前記車両の走行により車両前方側から車両後方側に向かって生じる走行風を少なくとも前記開口部（２１）近傍に流通させる走行風通路（３３）と、
   前記開口部（２１）の車両前方側に設けられ、前記開口部（２１）の車両後方側の開口端（２１ｂ）よりも低い位置まで下向きに突出する突出部（３２）とを有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記ドレインパイプ（３０）は、前記空調空気の一部を前記開口部（２１）側に流通させ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. 前記突出部（３８）は、前記走行風を水平方向よりも下向きに導くガイド面（３９）を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
4. 前記突出部（３６）は、前記開口部（２１）の車両側方側まで延設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
5. 前記突出部（３２）は、前記ドレインパイプ（３０）と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用空調装置。
6. 前記ドレインパイプ（３０）は、略長方形状の断面形状を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用空調装置。

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