JP2009166714A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風機ユニットと空調ユニットを車両幅方向にオフセット配置した車両用空調装置において、空調ケースの壁面形状を変更することなく熱交換器に流入する空気の風速分布を調整する。
【解決手段】送風機ユニット１０と、送風機ユニット１０から送風された空気を熱交換器１５により温度調整して車室内に吹き出す空調ユニット１１とを備え、送風空気が、直角状の曲げ通路１３を通過して熱交換器１５に流入する車両用空調装置であって、曲げ通路１３における熱交換器１５の空気流入面１５ａと対向する対向壁面１４０には、空気流入面１５ａに対する垂直方向に突出した突出部１７が、曲げ通路１３に流入する直前の空気の流れ方向に沿って複数形成されており、複数の突出部１７は、送風機ユニット１０から遠い側の先端と空気流入面１５ａとの距離が、送風機ユニット１０に近い側の先端との距離に比べて、短くなるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来の車両用空調装置は、車室内計器盤部の車両幅方向の略中央位置に空調ユニットを配置し、この空調ユニットに空気を送風する送風機ユニットを車両の助手席側にオフセット配置した場合、冷却用熱交換器の空気流入面における送風機に近い側と送風機と遠い側とでの風速分布が不均一となる。そのため、空調ユニットの空調ケースにおける送風機と冷却用熱交換器間の空気通路を形成する部位の壁部に段差面を形成して空気を整流させることで、冷却用熱交換器の空気流入面に流入する空気の風速分布の均一化を図っているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
２００６−１６８６５６号公報

ところで、一般的に空調ユニットの空調ケースは型成形により形成され、冷却用熱交換器間の空気通路の壁部の段差面も一体に形成される。そのため、冷却用熱交換器の空気流入面に流入する空気の風速分布を微調整する場合、送風機と冷却用熱交換器間の空気通路の壁部の段差面の微調整が必要となり、空調ケースを成形する型枠を変更する等の煩雑な作業が必要となっていた。

本発明は、上記点に鑑み、送風機ユニットと空調ユニットを車両幅方向にオフセット配置した車両用空調装置において、空調ケースの壁面形状を変更することなく熱交換器に流入する空気の風速分布を調整することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明では、空気を送風する送風機ユニット（１０）と、送風機ユニット（１０）から送風された空気を熱交換器（１５）により温度調整して車室内に吹き出す空調ユニット（１１）とを備え、送風機ユニット（１０）から送風された空気が、直角状の曲げ通路（１３）を通過して熱交換器（１５）に流入する車両用空調装置であって、曲げ通路（１３）における熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）と対向する対向壁面（１４０）には、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に対する垂直方向に突出した突出部（１７）が、曲げ通路（１３）に流入する直前の空気の流れ方向に沿って複数形成されており、複数の突出部（１７）は、送風機ユニット（１０）から遠い側の突出部（１７）の先端と熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）との距離が、送風機ユニット（１０）に近い側の突出部（１７）の先端と熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）との距離に比べて、短くなるように構成されていることを特徴としている。

これにより、曲げ通路（１３）における熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）と対向する対向壁面（１４０）に、複数の突出部（１７）を形成し、複数の突出部（１７）のうち送風機ユニット（１０）から遠い側の先端を近い側の先端に比べ熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に近づくように構成することで、風速分布の偏りを抑制することができるとともに、対向壁面（１４０）の形状を変更することなく複数の突出部（１７）の形状等を微調整することで、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に流入する空気の風速分布の均一化を図ることができる。

ところで、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に流入する空気の風速分布を均一化させるために、曲げ通路（１３）の対向壁部（１４０）に複数の段差面を有する階段形状に形成すると、右ハンドル車と左ハンドル車とでは、階段形状の段差面が逆向きになるため、曲げ通路（１３）の対向壁面（１４０）を構成する空調ケース（１４）を共通化することができない。

そこで、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）は、車両幅方向に並行となるように配置されており、曲げ通路（１３）における対向壁面（１４０）は、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）と並行となるように形成されていることを特徴としている。

これにより、曲げ通路（１３）における対向壁面（１４０）の形状を、車両幅方向に並行となるように形成することで、右ハンドル車と左ハンドル車とで曲げ通路（１３）における対向壁面（１４０）を構成する空調ケース（１４）を共通化することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、対向壁面（１４０）は、送風機ユニット（１０）から遠い側が、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に向かって近づくように段差面（１４０ａ、１４０ｂ）を有して階段形状に形成されており、複数の突出部（１７）は、段差面（１４０ａ、１４０ｂ）に形成されているように構成してもよい。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、対向壁面（１４０）は、送風機ユニット（１０）から遠い側が、熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に向かって近づくように傾斜しているように構成してもよい。

また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発明において、熱交換器（１５）は、曲げ通路（１３）直後の部位に配置されている構成としてもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載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実施形態について図１、図２に基づいて説明する。ここで、図１は、第１実施形態における車両用空調装置を右ハンドル車に適用した場合を示している。図２は、図１の要部拡大図である。本実施形態では、車両用空調装置の室内空調ユニットを大別して、送風機ユニット１０と、この送風機ユニット１０から空気が送風される空調ユニット１１とにより構成している。

送風機ユニット１０は、車室内前部の計器盤（図示せず）内側において助手席前方側に配置され、空調ユニット１１は計器盤内側において車両左右方向（車両幅方向）の中央部付近に配置される。すなわち、送風機ユニット１０は空調ユニット１１に対して助手席側の側方にオフセット配置される。なお、図１の前後左右の各矢印は車両搭載状態における方向を示す。

送風機ユニット１０は、図示しないモータにより駆動される遠心式の送風ファン１０ａを有し、この送風ファン１０ａを樹脂製のスクロールケーシング１０ｂ内に収納している。スクロールケーシング１０ｂの吸入側は車両上方側（図１の紙面表側）へ向いている。

このスクロールケーシング１０ｂの吸入側には、図示しない周知の内外気切替箱が設けられ、この内外気切替箱を通して内気または外気が送風ファン１０ａに吸入されるようになっている。

スクロールケーシング１０ｂの吹出部は車両右側へ向いており、この吹出部は樹脂製の連結ダクト１２を介して空調ユニット１１の最前部の空気入口空間に接続される。空調ユニット１１は樹脂にて成形された空調ケース１４を有し、この空調ケース１４内に車両前方側から車両後方側へ向かって空気が流れる空気通路を形成する。従って、空調ケース１４内の最前部に空気入口空間が形成される。

そして、連結ダクト１２の出口部から空調ケース１４内の最前部の空気入口空間にわたって直角状の曲げ通路１３が形成される。この曲げ通路１３はスクロールケーシング１０ｂの吹出部から連結ダクト１２を通過して車両左右方向に流れる空気流れを車両前後方向の流れに方向転換するものである。

ここで、空調ケース１４における後述する冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａと対向する対向壁面１４０が車両左右方向に並行になるように形成されている。なお、対向壁面１４０は、空調ケース１４の最前部の壁面となっている。

そして、空調ケース１４内においてこの曲げ通路１３直後の部位、換言すると、空調ケース１４内最前部の空気入口空間直後に冷房用熱交換器１５が車両左右方向に並行に配置されている。この冷房用熱交換器１５は周知の冷凍サイクルの蒸発器から構成され、冷媒の蒸発潜熱を送風空気から吸熱して送風空気を冷却するものである。

冷房用熱交換器１５は、車両左右方向に並列配置された多数の偏平状チューブ（図示せず）と、この偏平状チューブ相互間に一体に接合されたコルゲートフィン（図示せず）とから構成される熱交換コア部を有し、この熱交換コア部の空気流れ上流側の面（冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａ）から空気が流入して、車両前方側から車両後方側へ向かって空気が通過するようになっている。

空調ケース１４内において冷房用熱交換器１５の空気流れ下流側（車両後方側）には温水（エンジン冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器１６が配置されている。なお、空調ケース１４内には、その他に図示しない周知の温度調整機構をなすエアミックスドア、吹出モード切替機構等の機器が配置される。暖房用熱交換器１６を通過して温度調整された空調風が吹出モード切替機構により選択された１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出すようになっている。

本実施形態では送風機ユニット１０からの空気が、連結ダクト１２を介して空調ケース１４等へと流れる。そして、空気通路である連結ダクト１２と空調ケース１１により、冷房用熱交換器１５の上流部付近に、空気流れが直角状に曲がる曲げ通路１３が構成される。このため、送風空気は直角状に流れ方向を変更して冷房用熱交換器１５に流入する。

この結果、直角状の曲げ通路１３内において、空気流れの車両左右方向への慣性力等の影響を受けて、冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａのうち送風機ユニット１０から遠い側の領域における風速が高く、送風機ユニット１０に近い側の領域における風速が低くなるという風速分布の不均一が発生する。この風速分布の不均一により冷房用熱交換器１５の冷房性能が低下するという不具合が発生する。

そこで、本実施形態では、冷房用熱交換器１５における風速分布の均一化のために、次のような具体的構成を採用している。図２に示すように、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に、冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに向かって突出するように複数のリブ１７（複数の突出部）を形成している。なお、本実施形態では、複数のリブ１７を空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に一体に形成している。

この複数のリブ１７は、送風ファン１０ａからの送風空気が、図中矢印Ａのように冷房用熱交換器１５のうち送風機ユニット１０に近い側の左側領域へ方向転換することを促進するものであり、必要に応じて複数のリブ１７のうち一部を加工して形状を変化させることで、容易に空気流れ方向を変更可能にするために形成されている。

具体的にこのリブ１７は、曲げ通路１３に流入する直前の空気の流れ方向、すなわち本実施形態におけるスクロールケーシング１０ｂの吹出部から連結ダクト１２に流入する空気の流れ方向（冷房用熱交換器１５と並行方向）に沿って、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に複数形成されている。リブ１７は、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０における送風機ユニット１０に近い側の領域（車両左側領域）から遠い側の領域（車両右側領域）にわたって複数形成されている。

また、複数のリブ１７は、それぞれ空調ケース１４における車両上下方向（紙面垂直方向）に対向する壁面と繋がるように形成されている。なお、リブ１７同士は、それぞれ所定間隔（例えば１．５ｍｍ）をあけて車両左右方向に並列に形成されており、リブ１７の板厚が、例えば３ｍｍ以内となるように形成されている。

複数のリブ１７は、送風機ユニット１０から近い側の第１リブ群１７ａ（車両左側の２つのリブ）、送風機ユニット１０から遠い側の第３リブ群１７ｃ（車両右側の５つのリブ）、及び、第１リブ群１７ａと第３リブ群１７ｃとの間に挟まれた第２リブ群１７ｂから構成されている。

ここで、本実施形態では、それぞれ冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに向かって突出する突出高さが同程度となるリブ１７を一群としている。なお、具体的なリブ１７の数は適宜変更できるものである。

この一群のリブである第１〜第３リブ群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ同士の突出高さは、第１リブ群１７ａよりも第２リブ群１７ｂの方が高くなるように形成し、さらに、第２リブ群１７ｂよりも第３リブ群１７ｃの方が高くなるように形成している。

すなわち、第３リブ群１７ｃの先端と冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａとの距離が、第２リブ群１７ｂの先端と冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａとの距離に比べて短くなるように形成し、第２リブ群１７ｂの先端と冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａとの距離が、第１リブ群１７ａの先端と冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａとの距離に比べて短くなるように形成している。ここで、各第１リブ群１７ａと第３リブ群１７ｃの突出高さの違いが、例えば１．５ｍｍ以内となるように形成されている。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、送風機ユニット１０から送風された空気は、連結ダクト１２内の車両左側から右側方向へと流れる。

連結ダクト１２から空調ケース１４に流入した空気は、突出高さが送風機ユニット１０から遠ざかるにつれて高くなる第１〜第３リブ群１７ａ、１７ｂ、１７ｃが抵抗となって、空気流れの方向が車両右側方向から車両後側方向に変化する（図中矢印Ａのように変化）。

このため、送風ユニット１０とから送風された空気を、冷房用熱交換器１５における送風機ユニット１０に近い側および遠い側の空気流入面１５ａに偏りなく流入させることができる。

これにより、送風機ユニット１０と空調ユニット１１を車両幅方向にオフセット配置した車両用空調装置において、冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに流入する空気の風速分布の偏りを抑制することができるとともに、空調ケース１４の対向壁面１４０を変更することなく、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に突出高さの異なる第１〜第３リブ群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ形成することで、複数のリブ１７の形状等を変更するのみで、冷房用熱交換器１５に流入する空気の風速分布の均一化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に突出高さの異なる第１〜第３リブ群１７ａ、１７ｂ、１７ｃを形成しているため、対向壁面１４０を車両左右方向に並行に配置された冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに対して並行となるように形成することができるため、右ハンドル車と左ハンドル車とで空調ケース１４の共通化を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図３は、本実施形態の車両空調装置の要部断面図を示している。

本実施形態では、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に段差部１４０ａ、１４０ｂを形成して、段差部１４０ａ、１４０ｂにおける冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに対向する壁面から突出するように複数のリブ１７を形成する構成としている。

本実施形態では、この段差部１４０ａ、１４０ｂを車両左右方向に所定間隔を置いて２段階に設けるとともに、送風機ユニット１０から近い側の段差部１４０ａよりも送風機ユニット１０から遠い側の段差部１４０ｂの方を冷房用熱交換器１５に近づけるように形成している。

また、各段差部１４ａ、１４ｂに形成された複数のリブ１７は、各壁面からの突出高さが同じ高さとなるように形成されている。そのため、複数のリブ１７のうち送風機ユニット１０に近い側の段差部１４０ａ側よりも送風機ユニット１０から遠い側の段差部１４０ｂ側の方が、各段差部１４０ａ、１４０ｂの段差分だけ冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに近づくように形成している。

上記構成によれば、右ハンドル車と左ハンドル車とで空調ケース１４を共通化することができないものの、空調ケース１４の壁面の形状を変更することなく、複数のリブ１７の形状等を微調整するだけで、風速分布の均一化を図ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図４に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図４は、本実施形態の車両空調装置の要部断面図を示している。

本実施形態では、空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０は、送風機ユニット１０から遠い側が冷房用熱交換器１５に近づくように傾斜して形成されており、この傾斜面（対向壁面１４０）から突出するように複数のリブ１７を形成する構成としている。

具体的に、本実施形態の複数のリブ１７は、傾斜した空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０から冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに対して垂直方向に突出して形成されている。なお、各リブ１７の突出高さは同じ高さとなるように形成されており、対向壁面１４０の傾斜分だけ、送風機ユニット１０から遠い側のリブ１７が冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに近づくようになっている。

上記構成によれば、右ハンドル車と左ハンドル車とで空調ケースを共通化することができないものの、空調ケース１４の壁面の形状を変更することなく、複数のリブ１７の形状等を微調整するだけで、風速分布の均一化を図ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）また、上述の実施形態では、複数のリブ１７の突出高さを同じ高さとなるように形成する旨を記載している箇所があるが、これに限定されるものではなく、送風機ユニット１０から遠い側のリブ１７の先端が近い側のリブ１７の先端に比べて冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに近づくようになっていればよい。

（２）また、上述の実施形態では、複数のリブ１７をそれぞれ車両上下方向（紙面垂直方向）の空調ケース１４の壁面を繋ぐように形成しているが、これに限定されるものではない。図５に示すように、複数のリブ１７を車両下側方向若しくは車両上側方向の空調ケース１１壁面にのみ繋ぐように形成してもよいし、車両下側方向若しくは車両上側方向の空調ケース１４壁面に接続させないように形成してもよい。

これにより、冷房用熱交換器１５の空気流入面１５ａに流入する空気の車両上下方向に対する風速分布を調整することができる。なお、図５は、空調ケース１３における最前部の壁面を冷房用熱交換器１５側から見た図であり、図中矢印Ｂは、送風機ユニット１０からの空気の流れ方向を示している。

（３）また、上述の実施形態では、複数のリブ１７を空調ケース１４に一体に形成しているが、これに限定されるものではなく、空調ケース１４の成形後に複数のリブ１７を空調ケース１４の最前部の対向壁面１４０に取り付けてもよい。

第１実施形態の概略構成を示す断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 第２実施形態の概略構成を示す断面図である。 第３実施形態の概略構成を示す断面図である。 複数のリブの形状及び配置を説明する説明図である。

符号の説明

１４ 空調ケース
１５ 冷房用熱交換器
１５ａ 空気流入面
１７ 複数のリブ（複数の突出部）
１４０ 対向壁面

Claims (5)

1. 空気を送風する送風機ユニット（１０）と、
   前記送風機ユニット（１０）から送風された空気を熱交換器（１５）により温度調整して車室内に吹き出す空調ユニット（１１）とを備え、
   前記送風機ユニット（１０）から送風された空気が、直角状の曲げ通路（１３）を通過して前記熱交換器（１５）に流入する車両用空調装置であって、
   前記曲げ通路（１３）における前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）と対向する対向壁面（１４０）には、前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に対する垂直方向に突出した突出部（１７）が、前記曲げ通路（１３）に流入する直前の空気の流れ方向に沿って複数形成されており、
   前記複数の突出部（１７）は、前記送風機ユニット（１０）から遠い側の突出部（１７）の先端と前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）との距離が、前記送風機ユニット（１０）に近い側の突出部（１７）の先端と前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）との距離に比べて、短くなるように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）は、車両幅方向に並行となるように配置されており、
   前記対向壁面（１４０）は、前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）と並行となるように形成されてい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. 前記対向壁面（１４０）は、前記送風機ユニット（１０）から遠い側が、前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に向かって近づくように段差面（１４０ａ、１４０ｂ）を有して階段形状に形成されており、
   前記複数の突出部（１７）は、前記段差面（１４０ａ、１４０ｂ）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記対向壁面（１４０）は、前記送風機ユニット（１０）から遠い側が、前記熱交換器（１５）の空気流入面（１５ａ）に向かって近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
5. 前記熱交換器（１５）は、前記曲げ通路（１３）直後の部位に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

Images