JP2015067260A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクロールケースの嵌合部から車室内空間への水漏れを防止する。【解決手段】スクロールケースの内部空間を上側空気通路と下側空気通路とに仕切る仕切板に、上側空気通路内の水を下側空気通路へ流入させる連通孔を設ける。これにより、スクロールケースの上側空気通路に進入した水を、連通孔から下側空気通路に流入させて、空調ケースの排出孔から車室外に排出することができる。したがって、本発明によれば、スクロールケースの上側空気通路の外周側に水が溜まることで発生する、スクロールケースの嵌合部から車室内空間への水漏れを防止できる。【選択図】図１

Description

本発明は、内外気２層モードを実行可能な車両用空調装置に関するものである。

この種の空調装置では、送風機ユニットのスクロールケースに、その内部空間を上側空気通路と下側空気通路に仕切る仕切板が設けられている。スクロールケースは、上スクロールケースと、下スクロールケースと、仕切板とを組み合わせて構成される。

このようなスクロールケースの構成例としては、上スクロールケースと仕切板とを嵌め合わせるとともに、仕切板と下スクロールケースとを嵌め合わせる第１の構成例と、上下スクロールケースを嵌め合わせるとともに、上下スクロールケースの間に仕切板を挟み込む第２の構成例とが、特許文献１に記載されている。

また、スクロールケースの第３の構成例として、図９に示すものが公然実施されている。これは、上記第１の構成例と同様に、上スクロールケースＪ３０１と仕切板Ｊ３３とを嵌め合わせるとともに、仕切板Ｊ３３と下スクロールケースＪ３０２とを嵌め合わせ、さらに、仕切板Ｊ３３の上面に衝立Ｊ３６を設けたものである。この衝立Ｊ３６は、上スクロールケースＪ３０１の側壁と略平行に立っており、上スクロールケースＪ３０１と仕切板Ｊ３３の嵌合部Ｊ３０３を内側から覆うように、上スクロールケースＪ３０１の側壁に沿って上側空気通路Ｊ３１の所定範囲に配置されている。

特開２０００−１７７３６０号公報

外気カウルを通って、外気導入口から水が送風機ユニットの内部に進入し、スクロールケースの上側空気通路に水が進入することがある。

このとき、上記第１、第２の構成例では、上スクロールケースの嵌合部が上側空気通路に面する位置にあり、嵌合部の隙間がスクロールケースの内外につながっている。このため、上側空気通路の外周側に水が溜まって嵌合部に水が到達すると、毛細管現象により嵌合部の隙間を水が通過して、スクロールケース外部に水が漏れてしまう。この結果、車室内空間、例えば、乗員の足下に水が滴下してしまう。

これに対して、上記第３の構成例では、衝立Ｊ３６の高さが水が超えない高さに設定されている。これにより、水が嵌合部Ｊ３０３に到達することを防ぐことができ、嵌合部Ｊ３０３から車室内空間への水漏れを防止できる。なお、この場合、スクロールケースの上側空気通路Ｊ３１に進入した水は、送風機ユニットに連なる空調ユニット内に流入した後、隙間を通って空調ユニット内の下側空気通路に流入し、空調ユニットの下側空気通路に設けられている凝縮水排出用の排水孔から車室外に排出される。

しかし、上記第３の構成例では、衝立Ｊ３６によりスクロールケース内の空気通路幅が縮小され、送風機の性能が低下するという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、上記第３の構成例とは異なる手段によって、スクロールケースの嵌合部から車室内空間への水漏れを防止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、
空気を送風するファン（２１、２２）と、
ファンを収容するとともに渦巻き状の空気通路を構成するスクロールケース（３０）と、
スクロールケースに設けられ、その内部空間を上側空気通路（３１）と下側空気通路（３２）とに仕切る仕切板（３３）と、
スクロールケースの空気流れ下流側に連なり、空気通路を構成する空調ケース（４０）と、
空調ケースに収容され、送風空気を冷却する冷却用熱交換器（５０）と、
空調ケースに設けられ、その内部空間を上側空気通路に連なる第１空気通路（４１）と下側空気通路に連なる第２空気通路（４２）とに仕切る仕切板（４３）と、
空調ケースのうち第２空気通路に対して設けられ、冷却用熱交換器から流出した凝縮水を排出する排出孔（４４）とを備え、
スクロールケースは、上側空気通路に面する位置に、スクロールケースの嵌合部（３０３）を有しており、
スクロールケースの仕切板は、上側空気通路と下側空気通路とを連通して設けられ、上側空気通路内の水を下側空気通路へ流入させる連通孔（３６）を有することを特徴としている。

本発明では、仕切板に連通孔を設けているので、スクロールケースの上側空気通路に進入した水を、連通孔から下側空気通路に流入させて、空調ケースの排出孔から車室外に排出することができる。したがって、本発明によれば、スクロールケースの上側空気通路の外周側に水が溜まることで発生する、スクロールケースの嵌合部から車室内空間への水漏れを防止できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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一例である。

第１実施形態の車両用空調装置における室内ユニットの断面構成を示す模式図である。 上ケースおよび上スクロールケースを外した状態の図１中の送風機ユニットの上面図である。 図２中のIII−III線断面図である。 図２中のIV−IV線断面図である。 図２中のV−V線断面図である。 第２実施形態におけるスクロールケースの断面図である。 第３実施形態におけるスクロールケースの断面図である。 他の実施形態における上ケースおよび上スクロールケースを外した状態の送風機ユニットの上面図である。 従来の車両用空調装置におけるスクロールケースの嵌合部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本実施形態の車両用空調装置の室内ユニットは、車室内のインストルメントパネル（計器盤）の車両前方に配置されるものである。図１に示すように、室内ユニット１は、送風機ユニット２と、空調ユニット３とを有している。

送風機ユニット２は、車室内に向けて空気を送風するものであり、内外気切替装置４と送風機５とが一体化されている。

内外気切替装置４は、外気導入口１１と内気導入口１２とが形成されているケース１０と、外気導入口１１と内気導入口１２とを選択的に開閉する内外気切替ドア１３、１４とを備えている。外気導入口１１から外気（車室外空気）がケース１０内に導入され、内気導入口１２から内気（車室内空気）がケース１０内に導入される。ケース１０は、樹脂製であり、各導入口１１、１２から送風機５に至る空気通路を形成している。具体的には、ケース１０は、スクロールケース３０の上側吸込口３４に連なる第１空気通路１５と、スクロールケース３０の下側吸込口３５に連なる第２空気通路１６とを形成している。ケース１０の内部のうち送風機５よりも空気流れ上流側の部位に、空気中の塵埃等を除去するフィルタ１７が第１、第２空気通路１５、１６にまたがって配置されている。内外気切替ドアとして、第１空気通路１５に対応して設けられた第１ドア１３と、第２空気通路１６に対応して設けられた第２ドア１４とが用いられている。

送風機５は、導入口１１、１２から導入した空気を送風するファン２０と、ファン２０を収容するスクロールケース３０とを備えている。ファン２０は、上側ファン２１と、下側ファン２２とによって構成されている。上側ファン２１と下側ファン２２は、遠心多翼ファンであり、１つの共通の電動モータ２３にて回転駆動される。

スクロールケース３０は、渦巻状の空気通路を構成している。スクロールケース３０は、樹脂製であり、ケース１０と一体に成形されている。スクロールケース３０の内部には、内部空間を上側空気通路３１と下側空気通路３２に仕切る仕切板３３が設けられている。仕切板３３は、上側ファン２１と下側ファン２２の間に位置する。スクロールケース３０の上面３０ａと下面３０ｂにそれぞれ上側吸込口３４と下側吸込口３５が形成されている。

ケース１０およびスクロールケース３０は、上下に分割されており、上ケースと下ケースを嵌め合わせるとともに、上スクロールケースと下スクロールケースとを嵌め合わせて構成される。ここで、図２、３に示すように、上スクロールケース３０１と下スクロールケース３０２の嵌合部３０３は、仕切板３３の位置にあり、仕切板３３を上スクロールケース３０１と下スクロールケース３０２で挟み込む構造となっている。なお、図２は、ケース１０を構成する下ケースの端部と、下スクロールケース３０２の端部と、仕切板３３とを図示している。仕切板３３の上面が上側空気通路３１の底面を構成している。

図１に示すように、空調ユニット３は、送風機ユニット２からの送風空気の温度を調整するものであり、空調ケース４０と、蒸発器５０と、図示しないヒータコアとを備えている。空調ケース４０は、樹脂製であり、車室内に向かって送風空気が流れる空気通路を構成している。蒸発器５０は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの構成部品であり、空気と冷媒とを熱交換して空気を冷却する冷却用熱交換器である。ヒータコアは、蒸発器を通過した空気とエンジン冷却水とを熱交換して空気を加熱する加熱用熱交換器である。図示しないが、蒸発器やヒータコアによって温度調整された送風空気は、空調ケース４０の空気流れ最下流部に形成された開口部およびダクトを介して、車室内に設けられた吹出口から車室内に吹き出される。

空調ケース４０には、蒸発器５０の空気流れ上流側からヒータコアの空気流れ下流側に至って、その内部空間を上下に並ぶ上側空気通路４１と下側空気通路４２に仕切る仕切板４３が設けられている。空調ユニット３の上側空気通路４１は、送風機ユニット２の上側空気通路３１に連なっており、空調ユニット３の下側空気通路４２は、送風機ユニット２の下側空気通路３２に連なっている。空調ユニット３の上側、下側空気通路４１、４２が、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１、第２空気通路に対応する。

そして、空調ケース４０の下側空気通路４２に対して、蒸発器５０から流出した凝縮水を排出する排出孔４４が設けられている。この排出孔４４は、空調ケース４０のうち蒸発器５０の下方に設けられている。排出孔４４は、車室外空間に連なっている。

上記した構成の室内ユニット１では、内外気切替ドア１３、１４の位置が切り替えられることで、外気モード、内気モード、内外気２層モードが実行される。

外気モード時では、第１、第２ドア１３、１４が図１の実線の位置とされ、外気導入口１１が開かれ、内気導入口１２が閉じられる。これにより、外気が、スクロールケース３０の上側吸込口３４、上側ファン２１、上側空気通路３１および空調ユニット３の上側空気通路４１の順に流れるとともに、スクロールケース３０の下側吸込口３５、下側ファン２２、下側空気通路３２および空調ユニット３の下側空気通路４２の順に流れる。

内気モード時では、第１、第２ドア１３、１４が図１の破線の位置とされ、外気導入口１１が閉じられ、内気導入口１２が開かれる。これにより、内気が、スクロールケース３０の上側吸込口３４、上側ファン２１、上側空気通路３１および空調ユニット３の上側空気通路４１の順に流れるとともに、スクロールケース３０の下側吸込口３５、下側ファン２２、下側空気通路３２および空調ユニット３の下側空気通路４２の順に流れる。

内外気２層モード時では、第１ドア１３が図１の一点鎖線の位置とされ、第２ドア１４が図１の実線の位置とされ、外気導入口１１および内気導入口１２が開かれるとともに、外気が上側吸込口３４から吸い込まれ、内気が下側吸込口３５から吸い込まれる。これにより、外気が、スクロールケース３０の上側吸込口３４、上側ファン２１、上側空気通路３１および空調ユニット３の上側空気通路４１の順に流れ、内気が、スクロールケース３０の下側吸込口３５、下側ファン２２、下側空気通路３２および空調ユニット３の下側空気通路４２の順に流れる。

次に、本実施形態の特徴部分について説明する。

図２に示すように、スクロールケース３０の仕切板３３に水抜き用の連通孔３６が複数設けられている。これらの連通孔３６は、図４、５に示すように、上側空気通路３１と下側空気通路３２とを連通して設けられ、上側空気通路３１内の水を下側空気通路３２へ流入させるものである。

図２に示すように、連通孔３６は、仕切板３３のうち上側空気通路３１の外周側（スクロールケース３０の径方向外側）に配置されており、より具体的には、仕切板３３のうちスクロールケース３０の側壁の近傍に配置されている。なお、上側空気通路３１の外周側とは、空気流れ方向に垂直な方向である上側空気通路３１の幅方向において、上側空気通路３１の中央よりも外側を意味する。

また、連通孔３６は、上側空気通路３１の空気流れ方向において、上側空気通路３１のうちスクロールケース３０の側壁が送風機ユニット２の外壁をなす範囲Ｒ１に設けられている。換言すると、連通孔３６は、上側空気通路３１のうちスクロールケース３０の嵌合部３０３が車室内空間に露出する範囲Ｒ１に設けられている。

また、連通孔３６の平面形状は楕円形状であり、楕円の長軸方向が風流れ方向に沿うように、連通孔３６が配置されている。

ここで、外気モード時や内外気２層モード時では、図１に示すように、外気導入口１１からスクロールケース３０の上側空気通路３１に水が進入することがある。このとき、上側空気通路３１に進入した水は、連通孔３６から下側空気通路３２へ流入する。これは、上側空気通路３１に進入した水が、毛細管現象で嵌合部３０３の隙間を通過して外に流れるより、水の重力で下側空気通路３２へ流れるほうが流れやすいからである。そして、下側空気通路３２に流入した水は、空調ユニット３の下側空気通路４２に向かって流れ、空調ユニット３の排出孔４４から車室外へ流出する。

以上の説明の通り、本実施形態では、スクロールケース３０の仕切板３３に、上側空気通路３１内の水を下側空気通路３２へ流入させる連通孔３６を設けている。これにより、スクロールケース３０の上側空気通路３１の外周側に水が溜まることを防止できる。よって、本実施形態によれば、スクロールケース３０の嵌合部３０３からの水漏れを防止でき、車室内への水の滴下を防止できる。

また、本実施形態では、連通孔３６を楕円形状としている。ここで、連通孔３６が真円形状のとき、すなわち、連通孔３６の中心から連通孔３６内壁までの距離が均等のとき、連通孔３６内での水の表面張力が大きくなり、連通孔３６に水が抜け難くなってしまう。これに対して、本実施形態によれば、連通孔３６を非真円形状としているので、連通孔３６が真円形状である場合と比較して、連通孔３６内での水の表面張力を低減でき、連通孔３６の水抜け性を向上できる。

さらに、本実施形態では、楕円の長軸方向が風流れ方向に沿うように、連通孔３６が配置されている。これにより、水が連通孔３６に流入しやすくなっている。

また、本実施形態では、図９に示す従来技術の衝立Ｊ３６を廃止したので、下記の通り、衝立Ｊ３６を設けることによる問題を解消できる。

すなわち、衝立Ｊ３６を設けた場合のスクロールケース３０の外形寸法を、衝立Ｊ３６を設けない場合と同じとすると、スクロールケース３０内の空気通路幅が縮小され、送風機の性能が低下してしまう。また、衝立Ｊ３６を設けた場合のスクロールケース３０内の空気通路幅を、衝立Ｊ３６を設けない場合と同じとすると、スクロールケース３０の外形寸法が大きくなってしまう。これに対して、衝立Ｊ３６を廃止することで、スクロールケース３０内の空気通路幅の縮小防止や、必要通風路を確保するためのスクロール外形を小型化が可能となる。

また、衝立Ｊ３６を設けた場合、衝立Ｊ３６を水が超えない程度の高さとするため、衝立Ｊ３６の上端部が空気通路内に存在する。この場合、衝立Ｊ３６の上端部にて風切異音が発生し騒音となる。これに対して、衝立Ｊ３６を廃止することで、衝立Ｊ３６による風切異音を抑制し低騒音化できる。

また、衝立Ｊ３６を設けた場合、仕切板Ｊ３３と衝立Ｊ３６とを一体に樹脂成形するので、衝立Ｊ３６を設けない場合と比較して、成形性が悪化する。これに対して、衝立Ｊ３６を廃止することで、仕切板３３の構造を簡略化でき、成形性が向上し、成形時間を短縮できる。

また、衝立Ｊ３６を設けた場合、仕切板Ｊ３３と下スクロールケースＪ３０２に対して、上スクロールケースＪ３０１を組み付ける際に、衝立Ｊ３６が邪魔となるため、組付け性が悪くなる。これに対して、衝立Ｊ３６を廃止することで、仕切板３３と下スクロールケース３０２に対する上スクロールケース３０１の組み付け性が向上する。

（第２実施形態）
図６に示すように、本実施形態は、第１実施形態に対して、連通孔３６の下方に壁６１を追加したものであり、その他の構成は、第１実施形態と同じである。

この壁６１は、連通孔３６を上側空気通路３１と下側空気通路３２の一方側から他方側に向かって連通孔３６を通過する空気流れを抑制するものである。この壁６１は、下側空気通路３２内に、連通孔３６に対向するように設けられている。この壁６１は、仕切板３３の下面３３ｂのうち連通孔３６の空気流れ上流側縁部３６１から下方に延びた後、空気流れ下流側に向かって延びた断面Ｌ字形状である。図６の紙面垂直方向における壁６１の幅は、連通孔３６の幅以上である。これにより、上側空気通路３１と下側空気通路３２の一方から他方への送風空気の行き来を抑制できる。

なお、本実施形態では、壁６１をＬ字状に配置したが、壁６１の一端が仕切板３３の下面３３ｂのうち連通孔３６よりも空気流れ上流側の部位に連なり、壁６１の一端と反対側の他端が、仕切板３３から離れていれば、他の形状としてもよい。例えば、連通孔３６の上流側縁部３６１から空気流れ方向に対して斜めに延びるように配置してもよい。

（第３実施形態）
図７に示すように、本実施形態は、第１実施形態に対して、連通孔３６の空気流れ下流側に壁６２を追加したものであり、その他の構成は、第１実施形態と同じである。

この壁６２は、仕切板３３の上面３３ａに設けられ、連通孔３６の空気流れ下流側縁部３６２から上方に突出している。図７の紙面垂直方向における壁６２の幅は、連通孔３６の幅以上である。この壁６２が無い場合、送風空気の流れによって水が連通孔３６を超えてしまうおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、この壁６２に水が衝突することにより、確実に、上側空気通路３１の水を連通孔３６から下側空気通路３２へ流入させることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）上記した各実施形態では、連通孔３６を楕円形状としたが、楕円形状に限定されず、円や四角等の他の形状としてもよい。ただし、連通孔３６の水抜け性向上という観点では、連通孔３６を非真円形状とすることが好ましい。さらに、連通孔３６に水が流入しやすいように、連通孔３６を空気流れ方向に沿って長く延びた形状とすることが好ましい。

（２）上記した各実施形態では、連通孔３６の配置場所を、仕切板３３のうち上側空気通路３１の外周側であって、上側空気通路３１のうちスクロールケース３０の嵌合部３０３が車室内空間に露出する範囲としたが、これに限定されない。水を下側空気通路３２に流入させることができる範囲内であれば、連通孔３６を仕切板３３のどこに配置してもよい。例えば、図８に示すように、連通孔３６を上側空気通路３１の内周側に追加してもよい。また、連通孔３６を上側空気通路３１の外周側と内周側のうち内周側のみに配置してもよい。

ただし、上側空気通路３１の外周側に水が溜まりやすいことから、上側空気通路３１の内周側よりも外周側に設けることが好ましい。また、スクロールケース３０の嵌合部３０３から車室内空間への水漏れ防止効果を高めるという観点では、連通孔３６は、上側空気通路３１のうちスクロールケース３０の嵌合部３０３が車室内空間に露出する範囲に設けられていることが好ましい。

（３）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。具体的には、第２、第３実施形態を組み合わせることができる。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

２１ 上側ファン
２２ 下側ファン
３０ スクロールケース
３０３ スクロールケースの嵌合部
３１ スクロールケース内の上側空気通路
３２ スクロールケース内の下側空気通路
３３ スクロールケース内の仕切板
３６ 連通孔
４０ 空調ケース
４１ 空調ケース内の上側空気通路（第１空気通路）
４２ 空調ケース内の下側空気通路（第２空気通路）
４３ 空調ケース内の仕切板
４４ 排出孔

Claims (7)

1. 空気を送風するファン（２１、２２）と、
   前記ファンを収容するとともに渦巻き状の空気通路を構成するスクロールケース（３０）と、
   前記スクロールケースに設けられ、その内部空間を上側空気通路（３１）と下側空気通路（３２）とに仕切る仕切板（３３）と、
   前記スクロールケースの空気流れ下流側に連なり、空気通路を構成する空調ケース（４０）と、
   前記空調ケースに収容され、送風空気を冷却する冷却用熱交換器（５０）と、
   前記空調ケースに設けられ、その内部空間を前記上側空気通路に連なる第１空気通路（４１）と前記下側空気通路に連なる第２空気通路（４２）とに仕切る仕切板（４３）と、
   前記空調ケースのうち前記第２空気通路に対して設けられ、前記冷却用熱交換器から流出した凝縮水を排出する排出孔（４４）とを備え、
   前記スクロールケースは、前記上側空気通路に面する位置に、前記スクロールケースの嵌合部（３０３）を有しており、
   前記スクロールケースの仕切板は、前記上側空気通路と前記下側空気通路とを連通して設けられ、前記上側空気通路内の水を前記下側空気通路へ流入させる連通孔（３６）を有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記連通孔は、前記上側空気通路の外周側に配置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. 前記連通孔は、前記上側空気通路のうち前記スクロールケースの嵌合部が車室内空間に露出する範囲に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記連通孔は、非真円形状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記連通孔は、空気流れ方向に沿って長く延びた形状であ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。
6. 前記仕切板の下面（３３ｂ）に設けられ、前記上側空気通路と前記下側空気通路の一方側から他方側に向かって前記連通孔を通過する空気流れを抑制する壁（６１）を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記仕切板の上面（３３ａ）に設けられ、前記連通孔の空気流れ下流側縁部（３６２）から上方に突出する壁（６２）を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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