JP2018177191A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の天井部に配置される車両用空調装置に関し、装置全体のコンパクト化を実現しつつ、熱交換器内部における送風空気の淀みを抑制可能な車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、車両の天井部に配置されており、空調ケース１０内部に送風機や蒸発器５０を収容しており、送風機により送風される送風空気Ｆを、蒸発器５０によって温度調整して車両の車室内に供給する。車両用空調装置１における蒸発器５０は、車両上下方向に薄型になるように、複数本のチューブ５２の直管部５２ａを車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて並べて構成されている。車両用空調装置１は、蒸発器５０の車両後方に配置された送風口と、蒸発器５０を介して送風口と対向する位置に配置された第１流入部３１と、当該蒸発器５０に対して車両下方に配置された第２流入部３２を有している。【選択図】図８

Description

本発明は、車両の天井部に配置され、車室内の空調に用いられる車両用空調装置に関する。

従来、車両の車室内を空調する為の車両用空調装置の一つとして、車室内の天井部に設置されるものが知られている。この天井部に配置される車両用空調装置の場合、車両サイズ等の限られた条件の下で乗員の居住空間をできるだけ広く確保する為に、装置全体をコンパクトに構成することが要望されている。

このような車両用空調装置に関する技術として、特許文献１、２に記載された発明が知られている。特許文献１に記載された車両用空調装置は、車両の天井部に配置された空調ケーシング内に、熱交換器と送風機とを収容して構成されており、送風機によって送風される空気を、熱交換器での熱交換で温度調整して天井側から車室内に供給している。

そして、特許文献１に係る車両用空調装置では、空調ケース内に熱交換器での熱交換によって生じるドレン水が流れる排水流路の形状を工夫することで、装置全体の薄型に構成しようとしている。

又、特許文献２に記載された車両用空調装置は、送風機によって送風された空気がケーシング内部に送風機と熱交換器を有しており、送風された空気が熱交換器を通過する際に熱交換することで空気を温度調整し、温度調整された空気を車室内に供給するように構成されている。

特許文献２に記載の車両用空調装置においては、熱交換器に対する空気流れ上流側、下流側での流れ方向を熱交換器内部で変更することによって、車両用空調装置における各構成の配置を工夫して、装置全体のコンパクト化を実現している。具体的には、特許文献２においては、熱交換器である蒸発器内には、当該蒸発器の上方側の空気導入部から流れ込んだ空気流れを略直角に曲げる通風間隙を形成して、上方からの空気を車両後側の空気送出部から送出させている。

特開２００８−１１０７６２号公報 特開２０１４−２０５４７６号公報

ここで、特許文献１のような天井配置される車両用空調装置において、乗員の居住空間をできるだけ広く確保する為に装置全体を薄型化すると、熱交換器を通過する際の空気流路も狭くなる為、熱交換器を通過した後の通風圧損が大きくなってしまうことが想定される。この場合、熱交換器内部に空気が淀む部分が生じてしまい、熱交換器本来の熱交換性能を有効に発揮させることができないことが考えられる。

又、特許文献２に記載された車両用空調装置では、熱交換器内部にて略直角に曲がるように形成された通風間隙に従って空気が流れるように構成されている為、当該熱交換器を通過する際の通風圧損が大きくなってしまう。従って、特許文献２のような構成であっても、熱交換器内部に空気が淀む部分が生じてしまい、熱交換器本来の熱交換性能を有効に発揮させることができないことが考えられる。

本発明は、これらの点に鑑みてなされており、車両の天井部に配置される車両用空調装置に関し、装置全体のコンパクト化を実現しつつ、熱交換器内部における送風空気の淀みを抑制可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の車両用空調装置は、
車両（Ｃ）の車室天井部（Ｒ）に配置された空調ケース（１０）と、
車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて並び、内部を熱交換媒体が流れる複数本のチューブ（５２、５２ａ）を有しており、空調ケース内部に配置された熱交換器（５０）と、
空調ケースにおいて熱交換器に対して車両前後方向の一方側に配置され、熱交換器を通過する送風空気が送風される送風口（２５）と、
空調ケース内部にて熱交換器を介して送風口に対向する位置に配置され、熱交換器におけるチューブの間を通過した送風空気が流入する第１流入部（３１）と、
空調ケース内部にて熱交換器に対して車両上下方向に配置され、熱交換器におけるチューブの間を通過した送風空気が流入する第２流入部（３２）と、
第１流入部及び第２流入部に流入した送風空気が空調ケース内部から車室内に吹き出される吹出口（４５）と、を有する。

当該車両用空調装置によれば、車両の天井部に配置されており、熱交換器において、送風口から供給された送風空気と熱交換媒体とを熱交換させることで、温度調整した空気を吹出口から車室内に供給することができる。

当該熱交換器は、複数本のチューブを車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて並べて構成されている。そして、当該車両用空調装置は、熱交換器の車両前後方向一方側に配置された送風口と、当該熱交換器を介して送風口と対向する位置に配置された第１流入部と、当該熱交換器に対して車両上下方向に配置された第２流入部を有している。

これにより、当該車両用空調装置によれば、送風口からの送風空気が熱交換器を通過する際に、送風口から第１流入部へ向かう送風空気の流れと、送風口から第２流入部へ向かう送風空気の流れを許容することができる。即ち、当該車両用空調装置によれば、熱交換器内における送風空気の流れに関して、車両前後方向及び車両上下方向への自由度を確保することができる。これにより、車両用空調装置は、車両天井部に配置する為のコンパクトな構成を実現しつつ、熱交換器内における送風空気の淀みを解消することができ、熱交換器による熱交換性能を向上させることができる。

尚、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、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本実施形態に係る車両用空調装置の上面図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の車両搭載位置を示す模式図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の正面図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の側面図である。 図１におけるＶ−Ｖ断面を示す断面図である。 第２流入部がない場合の車両空調装置の内部における送風空気流れを示す平面断面図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の内部における送風空気流れを示す平面断面図である。 第１空気通路における送風空気流れを示す鉛直断面図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

先ず、本実施形態に係る車両用空調装置の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明で前後左右上下の方向を用いて説明するときは、車両用シートに着座した乗員から見た前後左右上下の方向を示すものとする。そして、各図に適宜示す矢印についても同様の定義を用いており、車両幅方向とは左右方向に相当している。

図１、図２に示すように、本実施形態に係る車両用空調装置１は、車両Ｃの車室Ｉ内を快適な空調環境にする為に、車室Ｉの天井部Ｒに配置されており、空調ケース１０内部に送風機２０や蒸発器５０等を収容して構成されている。

当該車両用空調装置１の空調ケース１０には、吸込口１６及び吹出口４５が配置されており、それぞれ車室Ｉ内と連通している。従って、当該車両用空調装置１は、送風機２０の作動によって、吸込口１６から車室Ｉ内の空気を空調ケース１０内部に吸い込み、蒸発器５０によって温度調整された送風空気Ｆとして、吹出口４５から車室Ｉへ供給することができる。

本実施形態において、車両用空調装置１は、三列シートの所謂ミニバンタイプの車両Ｃに搭載されている。当該車両Ｃの車室Ｉには、一列目シートＳａ、二列目シートＳｂ及び三列目シートＳｃが、車両前方から後方に向かってこの順番で配置されている。当該車両Ｃにおいて、一列目シートＳａは、運転席及び助手席として構成されている。そして、二列目シートＳｂ及び三列目シートＳｃは、例えば、それぞれ３人の乗員が着座可能なベンチタイプのシートによって構成されている。

図２に示すように、車両用空調装置１は、車室Ｉの天井部Ｒにおいて、一列目シートＳａの後方且つ二列目シートＳｂの前方に配置されており、車両幅方向における中央部分に位置している。当該車両用空調装置１は、二列目シートＳｂ、三列目シートＳｃ近傍に配置された操作パネルの操作に従って作動し、車室Ｉにおける二列目シートＳｂ、三列目シートＳｃ側の空調を行うように構成されている。

つまり、当該車両用空調装置１は、主に、二列目シートＳｂや三列目シートＳｃに着座した乗員Ｐによって操作され、当該車室Ｉ後側の乗員Ｐの快適性を向上させる為に用いられる。つまり、二列目シートＳｂ、三列目シートＳｃの乗員は、運転席や助手席の乗員Ｐを介さずに、当該車両用空調装置１の空調運転を行うことができる。

尚、一列目シートＳａと二列目シートＳｂの間にあたる天井部Ｒを構成するルーフヘッドライニングには、車両用空調装置１における吸込口１６及び吹出口４５の位置に対応するように開口部が形成されている。従って、車両用空調装置１の吸込口１６及び吹出口４５は、当該開口部を通じて車室Ｉ側へ露出するように配置される。

次に、本実施形態に係る車両用空調装置１の具体的構成について、図１〜図５を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、当該車両用空調装置１は、車両Ｃの天井部Ｒに配置される空調ケース１０内部に、送風機２０と、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの一部を構成する蒸発器５０とを収容して構成されている。

図３〜図５に示すように、当該空調ケース１０は、車両用空調装置１における上側の外殻を構成する上部ケース１１と、車両用空調装置１における下側の外殻を構成する下部ケース１３とによって、車両上下方向のサイズが小さな薄型に構成されている。上部ケース１１と下部ケース１３は、ネジ等によって組み付けられている。

上部ケース１１には、複数の上側固定部１２が左右対称に形成されている。当該上側固定部１２は、車両Ｃの天井部Ｒにおける上方側車体部材に対して、空調ケース１０を固定する際に用いられる。一方、下部ケース１３には、複数の下側固定部１４が左右対称に形成されている。当該下側固定部１４は、天井部Ｒにおける車室Ｉ側に位置する車体部材（例えば、ルーフリインフォースメント）に対して、空調ケース１０を固定する際に用いられる。

図１に示すように、各下側固定部１４は、空調ケース１０における上側固定部１２よりも車両前方側に位置している。即ち、空調ケース１０は、夫々異なる位置に形成された上側固定部１２、下側固定部１４を用いて車両Ｃの天井部Ｒに固定される為、車両用空調装置１を天井部Ｒにおける所定位置に固定することができる。

図１等に示すように、空調ケース１０の車両幅方向中央部分には、ファン収容部１５が配置されている。ファン収容部１５は、当該空調ケース１０における車両後方側部分を構成しており、その内部に送風機２０を収容している。又、ファン収容部１５の下面には、吸込口１６が形成されており、空調ケース１０及びファン収容部１５の内部と車室Ｉ内とを連通している。

送風機２０は、ファン収容部１５内部において吸込口１６に対向するように配置されており、吸込口１６から車室Ｉ内の空気を吸い込み、送風空気Ｆとして空調ケース１０内部へ送風する。送風機２０は、天井部Ｒにおける車体部材（例えば、ルーフリインフォースメント）に対して固定されることで、ファン収容部１５内部に配置されている。当該送風機２０は、遠心多翼ファン（即ち、シロッコファン）を電動モータ２１にて駆動する電動送風機である。遠心多翼ファンは略円筒形を為しており、径方向外側に多数の羽根を有している。

電動モータ２１は、送風機２０の下部を構成しており、車両上下方向に沿って伸びる駆動軸を有している。遠心多翼ファンは電動モータ２１の駆動軸に固定されている為、送風機２０は、電動モータ２１を作動させることで、吸込口１６を介して遠心多翼ファンの軸芯部に吸い込んだ空気を径方向外側へ吹き出させることができる。そして、送風機２０における遠心多翼ファンの回転数（送風量）は、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって制御される。

図１等に示すように、ファン収容部１５における車両前方側には、送風口２５が形成されている。当該送風口２５は、送風機２０の作動によって、吸込口１６から吸い込まれた空気が送風空気Ｆとして送風される際にファン収容部１５から吹き出される部分である。当該送風口２５は、空調ケース１０内を流れる送風空気Ｆを供給する為の部分であり、本発明における送風口として機能する。

そして、当該車両用空調装置１は、ファン収容部１５に加えて、第１空気通路３０と、第２空気通路３５と、第３空気通路４０とを有している。第１空気通路３０、第２空気通路３５、第３空気通路４０は、それぞれ送風口２５を介して送風された送風空気Ｆの流路として機能する。

第１空気通路３０は、車両用空調装置１の空調ケース１０内部において、ファン収容部１５に形成された送風口２５から車両前方側に伸びるように形成されている。従って、送風口２５から送風された送風空気Ｆは、第１空気通路３０内部を車両前側に流れる。

図５に示すように、空調ケース１０内部の車両前方側には、リブ３４が配置されている。当該リブ３４の上端は、空調ケース１０における車両上側の内面から所定の距離だけ離れた位置に位置している。従って、第１空気通路３０を流れた送風空気Ｆは、空調ケース１０の内部においてリブ３４の上方を通過する。つまり、本実施形態に係る第１空気通路３０は、ファン収容部１５の送風口２５から車両前方側へリブ３４まで伸びた空気通路として定義することができる。

図１等に示すように、当該車両用空調装置１は、空調ケース１０における第１空気通路３０内部に蒸発器５０を有している。当該蒸発器５０は、第１空気通路３０の上部側に配置されており、上部ケース１１の上面に対して取り付けられている。そして、当該蒸発器５０は、冷媒配管接続部５１を介して、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに接続されており、冷媒が流れるチューブ５２と、チューブ５２に接合された複数枚のプレートフィン５３を有している。

図示は省略するが、蒸気圧縮式の冷凍サイクルは、蒸発器５０に加えて、圧縮機と、凝縮器と、減圧部（例えば、膨張弁やキャピラリチューブ等）とを有しており、これらを冷媒配管で接続して構成されている。従って、当該冷凍サイクルでは、圧縮機によって冷媒を高温高圧状態に圧縮して凝縮器において放熱させた後、この冷媒を減圧部で減圧させて蒸発器５０内に流入させる。

これにより、蒸発器５０は、第１空気通路３０を流れる送風空気Ｆとチューブ５２内を流れる冷媒との間における熱交換によって、送風空気Ｆから吸熱して冷却することができる。即ち、蒸発器５０は、当該車両用空調装置１における冷却用熱交換器として機能し、本発明における熱交換器に相当する。

そして、蒸発器５０におけるチューブ５２は、図１等に示すように、第１空気通路３０を車両幅方向に横断するように直線状に伸びる複数の直管部５２ａと、直管部５２ａの端部を、略Ｕ字状を為すＵ字管部５２ｂで接続して構成されている。従って、当該チューブ５２は、第１空気通路３０内を車両幅方向に従って蛇行するように配置される。そして、チューブ５２の端部は、冷媒配管接続部５１に接続されている為、チューブ５２の内部には、冷媒配管接続部５１を介して、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒が流出入する。

図５等に示すように、当該蒸発器５０において、チューブ５２の直管部５２ａは、車両前後方向に間隔をあけて複数（本実施形態では４本）配置されている。又、蒸発器５０における車両上下方向についても、直管部５２ａは、所定の間隔をあけて複数配置されている。尚、蒸発器５０の車両上下方向における直管部５２ａの本数は、車両前後方向よりも少ない本数（本実施形態では２本）となるように配置されている。

即ち、各チューブ５２の直管部５２ａの間には、車両前後方向及び車両上下方向にそれぞれ所定の間隔が形成されており、蒸発器５０を通過する際の流路面積を充分に大きなものにすることができる。

従って、第１空気通路３０を流れる送風空気Ｆは、蒸発器５０を通過する際に、車両前後方向のみならず、車両上下方向にも流れることができる。そして、チューブ５２における直管部５２ａの間を通過する際に、送風空気Ｆと、チューブ５２内部を流れる冷媒との熱交換が行われる。

複数枚のプレートフィン５３は、熱伝導性の良い材料でプレート状に形成されており、図１、図５に示すように、車両幅方向に間隔をあけてチューブ５２の直管部５２ａに対して接合されている。従って、チューブ５２内部を流れる冷媒は、チューブ５２の管壁に加えてプレートフィン５３を介して、第１空気通路３０を流れる送風空気Ｆから吸熱することができる。各プレートフィン５３は、その厚み方向が車両幅方向と一致するように配置されている為、より広い面積で送風空気Ｆと冷媒との間の熱交換を行うことができる。

尚、この冷凍サイクルで用いられる冷媒としては、ＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。これらの冷媒は、本発明における熱交換媒体の一例である。

ここで、図５に示すように、第１空気通路３０内部において、蒸発器５０を介して、送風口２５に対向する位置には、第１流入部３１が位置している。即ち、当該第１流入部３１は、第１空気通路３０の上部における蒸発器５０の車両前方側であって、リブ３４よりも車両後方側に規定される。従って、送風口２５から第１空気通路３０に流入した送風空気Ｆは、蒸発器５０内部を車両前方側にまっすぐ流れた場合、第１流入部３１を通過することになる。当該第１流入部３１は、本発明における第１流入部として機能する。

そして、第１空気通路３０における蒸発器５０の下部には、第２流入部３２が位置している。この第２流入部３２は、第１空気通路３０の下側部分であって、送風口２５からリブ３４へ向かって車両前方側に伸びる部分として規定される。

従って、第１空気通路３０を流れる送風空気Ｆがその流れの向きとして車両上下方向の成分を有している場合、第２流入部３２に到達することになる。即ち、当該第２流入部３２は、本発明における第２流入部として機能する。又、第２流入部３２の左右両側には、連通部３２ａが配置されている。当該連通部３２ａは、第２流入部３２と後述する第３空気通路４０を連通している。

又、第１空気通路３０におけるリブ３４の上端部の上方部分には、合流部３３が位置している。当該合流部３３は、第１流入部３１を通過した送風空気Ｆと、第２流入部３２に到達した送風空気Ｆとを合流させて、第２空気通路３５へ流入させる部分である。具体的には、合流部３３は、リブ３４の上端部の上方部分であって、第１流入部３１の車両前方側（即ち、送風空気Ｆの下流側）の部分として規定される。従って、当該合流部３３は、本発明における合流部として機能する。

そして、空調ケース１０内部における車両前方側には、第２空気通路３５が形成されている。第２空気通路３５は、空調ケース１０における車両前側の内面とリブ３４の間の空間によって構成されている。即ち、第２空気通路３５は、車両幅方向中央部分を車両前方に伸びる第１空気通路３０の端部（即ち、合流部３３）から、車両右方向及び左方向にそれぞれ伸びている。

従って、当該車両用空調装置１では、第１空気通路３０を通過した送風空気Ｆは、車両前方側において第２空気通路３５内に流入し、第２空気通路３５に従って車両右方向、車両左方向へ分岐して流れる。

空調ケース１０内部における車両幅方向両側には、夫々、第３空気通路４０が形成されており、車両後方側に向かって伸びている。つまり、各第３空気通路４０は、空調ケース１０における第１空気通路３０及び蒸発器５０に対して、車両左右側方の位置に形成されている。

そして、各第３空気通路４０は、空調ケース１０の車幅方向両側において、それぞれ第２空気通路３５に接続されている為、第２空気通路３５を通過した送風空気Ｆを車両後方側へ導くことができる。つまり、第２空気通路３５は、車両前方に向かって第１空気通路３０を通過した送風空気Ｆの流れの向きを、水平方向に１８０°転換させることができ、第３空気通路４０内を車両後方側へ導くことができる。

当該第３空気通路４０は、空調ケース１０の車両幅方向両側にて車両後方部分に形成された補強部４６まで伸びている。上述したように、第３空気通路４０は、連通部３２ａを介して、第２流入部３２と連通している。従って、第３空気通路４０では、第２空気通路３５から流入した送風空気Ｆと、第２流入部３２から流入した送風空気Ｆが合流する。

第３空気通路４０の後端部に位置する補強部４６の前側部分には、吹出口４５がそれぞれ形成されている。各吹出口４５は、空調ケース１０の車両後方側において、下部ケース１３を開口して形成されており、空調ケース１０における第３空気通路４０内部と車室Ｉ内部とを連通している。従って、第３空気通路４０を流れた送風空気Ｆは、各吹出口４５を介して、空調ケース１０内部から車室Ｉ内に吹き出される。

図１〜図５に示すように、当該車両用空調装置１は、空調ケース１０内において、吸込口１６から吹出口４５までの送風空気Ｆの流路を、第１空気通路３０と、第２空気通路３５と、第３空気通路４０とによって、車両前後方向に沿って送風空気ＦがＵターンするように構成することで、車両用空調装置１における車両前後方向のサイズを小さくして、コンパクトに構成することができる。

又、当該車両用空調装置１において、第２空気通路３５は、空調ケース１０の車両前方部分において、第１空気通路３０を通過した送風空気Ｆの流れを水平方向に１８０°転換させて、第３空気通路４０に導くように構成されている。更に、第３空気通路４０は、空調ケース１０内部において、第１空気通路３０及び蒸発器５０に対して左右両側に配置されている。

即ち、当該車両用空調装置１によれば、第１空気通路３０と、第２空気通路３５と、第３空気通路４０とを、水平なほぼ同一平面上に配置することができる為、車両用空調装置１における車両上下方向のサイズを小さくして、コンパクトに構成することができる。

当該車両用空調装置１は、図２に示すように車両Ｃの天井部Ｒに配置される為、車両前後方向及び車両上下方向に関して、装置をコンパクトに構成することで、車室Ｉを広くすることができ、乗員Ｐの居住空間を充分に確保することができる。

ここで、当該車両用空調装置１のように、第１空気通路３０、第２空気通路３５と、第３空気通路４０を有する構成において、第１空気通路３０が第２流入部３２を有していない場合について、図６等を参照しつつ考察する。

この場合において空調運転が開始されると、冷凍サイクルにおける圧縮機の作動と共に、送風機２０の作動が開始される。これにより、ファン収容部１５の吸込口１６を介して、車室Ｉ内の空気が空調ケース１０内に吸い込まれる。そして、吸込口１６から吸い込まれた空気は、送風機２０の作動に伴って、送風口２５から、送風空気Ｆとして第１空気通路３０内に吹き出され、第１空気通路３０を通過する際に、蒸発器５０における熱交換によって冷却される。

この考察において、第１空気通路３０は、第２流入部３２を有していない為、第１流入部３１によって構成された状態となる。この為、第１空気通路３０を流れる送風空気Ｆがその流れの向きとして車両上下方向の成分を有していたとしても、第１流入部３１内を流れるように制限される。

こうして第１流入部３１を通過した送風空気Ｆは、リブ３４の上方部分を通過して、第２空気通路３５に流入する。即ち、この場合には、送風口２５から第１空気通路３０に流入した送風空気Ｆの全てが第２空気通路３５に流入することになる。

車両幅方向における蒸発器５０の端部側を通過した送風空気Ｆの流れは、第２空気通路３５における車両前方側の壁面によって案内され、第３空気通路４０側に流れていく。各第３空気通路４０に流入すると、送風空気Ｆは、車両後方側に向かって流れていき、それぞれ吹出口４５から車室Ｉ内に吹き出される。

ここで、第１空気通路３０から第２空気通路３５へ流入する際の送風空気Ｆの流れについて考察する。この構成において、蒸発器５０の右端部側を通過して第２空気通路３５に流入した送風空気Ｆは、第２空気通路３５に従って車両右方向に流れ、蒸発器５０の左端部側を通過して第２空気通路３５に流入した送風空気Ｆは、第２空気通路３５を車両左方向に流れていく。

この時、蒸発器５０における車両幅方向中央部分を通過した送風空気Ｆは、第２空気通路３５に流入すると、第２空気通路３５の前方側の壁面に従って車両幅方向へ流れることになる。しかしながら、この時、蒸発器５０の中央部分を通過した送風空気Ｆの流れは、車両幅方向両側を流れる送風空気Ｆの流れによって妨げられてしまう。

これにより、図６に示すように、第２空気通路３５の内部において、蒸発器５０の中央部分の正面にあたる部分に、送風空気Ｆの流れが淀む滞留部Ａｓが発生してしまう。この滞留部Ａｓが第２空気通路３５の内部に発生することで、当該車両用空調装置１における送風空気Ｆの圧損が高くなってしまい、車両用空調装置１における風量を低下させてしまうと考えられる。

続いて、上述した車両用空調装置１における送風空気Ｆの流れについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。即ち、第１空気通路３０が第１流入部３１及び第２流入部３２を有している場合における送風空気Ｆの流れについて説明する。先ず、車両用空調装置１における吸込口１６から吹出口４５までの送風空気Ｆの流れについて、図７を参照しつつ説明する。

当該車両用空調装置１による空調運転が開始されると、冷凍サイクルにおける圧縮機の作動と共に、電動モータ２１の作動が開始される。これにより、送風機２０の作動が開始され、車両用空調装置１における車両後方側に配置されたファン収容部１５の吸込口１６を介して、車室Ｉ内の空気が空調ケース１０内に吸い込まれる。

図７に示すように、吸込口１６から吸い込まれた空気は、送風機２０の作動に伴って、ファン収容部１５の車両前方側に形成された送風口２５から、送風空気Ｆとして、第１空気通路３０内に吹き出される。

第１空気通路３０内に流入した送風空気Ｆは、蒸発器５０におけるチューブ５２及びプレートフィン５３の間を通過して、第１空気通路３０内を車両前方側に流れていく。この時、送風空気Ｆは、蒸発器５０にて冷媒との間で熱交換を行って冷却される。この第１空気通路３０における送風空気Ｆの流れについては、後に詳細に説明する。

そして、第１空気通路３０内の蒸発器５０を通過した送風空気Ｆは、リブ３４の上方に位置する合流部３３を通過して第２空気通路３５内に流入する。第２空気通路３５に流入した送風空気Ｆの一部は、第２空気通路３５に従って車両右方向に流れ、他の部分は第２空気通路３５に従って車両左方向に流れていく。

第２空気通路３５内を車両右方向に流れた送風空気Ｆは、空調ケース１０の車両右側に配置された第３空気通路４０内に流れ込む。この場合の第２空気通路３５は、第１空気通路３０を車両前方側に向かって流れる送風空気Ｆの向きを、水平方向右側に向かって１８０°転換させて、車両右側の第３空気通路４０を車両後方側へ導く。

一方、第２空気通路３５内を車両左方向に流れた送風空気Ｆは、空調ケース１０の車両左側に配置された第３空気通路４０内に流れ込む。この場合の第２空気通路３５は、第１空気通路３０を車両前方側に向かって流れる送風空気Ｆの向きを、水平方向左側に向かって１８０°転換させて、車両左側の第３空気通路４０を車両後方側へ導く。

各第３空気通路４０に流入した送風空気Ｆは、車両後方側に向かって流れていき、空調ケース１０における車両後方部分に配置されている各吹出口４５を介して、空調ケース１０内部から車室Ｉ内部へ吹き出される。

これにより、当該車両用空調装置１によれば、蒸発器５０における熱交換によって温度調整された送風空気Ｆを、各吹出口４５から供給することができるので、車室Ｉ内の快適性を向上させることができる。

又、当該車両用空調装置１によれば、送風空気Ｆの流れが車両左右方向に分岐する前の第１空気通路３０内に蒸発器５０が配置されている為、例えば、各第３空気通路４０内に熱交換器を配置する場合に比べて、蒸発器５０の組付け工数を低減することができる。

続いて、当該車両用空調装置１における第１空気通路３０内の送風空気Ｆの流れについて、図８を参照しつつ説明する。

上述したように、当該車両用空調装置１は、車両Ｃの天井部Ｒに配置される為、車室Ｉという居住空間を確保する関係上、車両上下方向の装置サイズがコンパクトになるように形成される。従って、図１〜図５に示すように、車両用空調装置１における蒸発器５０の構成についても、車両上下方向のサイズが小さな薄型に構成される。

この点、当該車両用空調装置１における蒸発器５０においては、チューブ５２の直管部５２ａは、車両前後方向に間隔をあけて複数配置されており、蒸発器５０における車両上下方向についても、所定の間隔をあけて複数配置されている。蒸発器５０の車両上下方向における直管部５２ａの本数は、車両前後方向よりも少ない本数となるように配置されている。

これにより、当該車両用空調装置１によれば、蒸発器５０を送風空気Ｆが通過する際の流路面積として十分な大きさの間隔を確保することができるので、送風空気Ｆの流れ方向に関して、車両前後方向だけでなく車両上下方向に関する自由度を与えることができる。

そして、図８に示すように、第１空気通路３０内には、第１流入部３１と、第２流入部３２が配置されている。第１流入部３１は、蒸発器５０を介して、送風口２５に対向している為、当該車両用空調装置１は、蒸発器５０を流れる際における車両前方側への送風空気Ｆの流れを許容することができる。

又、第２流入部３２は、第１空気通路３０における蒸発器５０の下方に配置されている為、当該車両用空調装置１は、蒸発器５０を通過する際の車両上下方向への送風空気Ｆの流れを許容することができる。

そして、図７に示すように、第２流入部３２は、車両幅方向両側の連通部３２ａを有している為、第２流入部３２から各第３空気通路４０へと向かう迂回空気Ｆａの流れを許容できる。当該迂回空気Ｆａの流れは、第２空気通路３５をバイパスして、第１空気通路３０の送風空気Ｆを第３空気通路４０及び吹出口４５へ導く流れである。

即ち、当該車両用空調装置１によれば、第１空気通路３０内の蒸発器５０に対して、第１流入部３１、第２流入部３２を配置することによって、車両前後方向及び車両上下方向への送風空気Ｆの流れを許容することができる。

この結果、当該車両用空調装置１は、第１空気通路３０からの送風空気Ｆの流れを、第２空気通路３５側の流れと、第２流入部３２側の流れに分散させることができる。即ち、当該車両用空調装置１は、第２空気通路３５に対する送風空気Ｆの流れの集中を緩和することができ、蒸発器５０の中央部分に対応する位置における滞留部Ａｓを解消することができる。そして、当該車両用空調装置１は、送風空気Ｆの圧損を低く抑え、送風空気Ｆを滞りなく通過させることができる為、車両用空調装置１における風量の低下を防止することができる。

これにより、当該車両用空調装置１によれば、車両Ｃの天井部Ｒに配置する為の薄型コンパクトな構成であっても、蒸発器５０内における送風空気Ｆの淀みを解消することができる。又、蒸発器５０内における送風空気Ｆの流れを円滑にすることで、チューブ５２やプレートフィン５３を用いて、蒸発器５０における熱交換性能を有効に発揮させることができる。

ここで、当該蒸発器５０において、チューブ５２の直管部５２ａは、車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて複数（本実施形態では４本）配置されている。又、蒸発器５０の車両上下方向における直管部５２ａの本数は、車両前後方向よりも少ない本数（本実施形態では２本）となるように配置されている。

従って、送風口２５から第１流入部３１へ向かって真っすぐ流れる送風空気Ｆは、図８に示すように、最も多くの直管部５２ａの周辺を通過する為、各チューブ５２内の冷媒との熱交換によって最も低い温度を示すと考えられる。

一方、送風口２５から第２流入部３２へ流れる送風空気Ｆにおいては、送風口２５に近い位置で第２流入部３２に到達する送風空気Ｆである程、熱交換可能な直管部５２ａの本数が少なくなる。この為、送風口２５に近い位置で第２流入部３２に到達する送風空気Ｆである程、十分に冷却されないことになり、第１流入部３１に到達した送風空気Ｆに対する温度差が拡大してしまうことになる。

ここで、第１流入部３１における送風空気Ｆと、第２流入部３２における送風空気Ｆとの温度差が大きいと、合流部３３で合流させた際に白露が発生し、車室Ｉ内に供給する際の不具合となることが考えられる。

この点、当該車両用空調装置１によれば、合流部３３は、第１空気通路３０におけるリブ３４の上方に配置されている。この配置とすることによって、第２流入部３２を通過して合流部３３に到達する送風空気Ｆに関して、熱交換可能な直管部５２ａの本数を多くすることができる。

即ち、本実施形態に係る車両用空調装置１によれば、第２流入部３２を通過した送風空気Ｆの温度を、第１流入部３１を通過する送風空気Ｆの温度に可能な限り近づけた状態で、合流部３３で合流させることができ、合流部３３における白露発生の可能性を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用空調装置１は、車両Ｃの天井部Ｒに配置されており、空調ケース１０内部に送風機２０や蒸発器５０を収容して構成されている。当該車両用空調装置１は、送風機２０の作動に伴い空調ケース１０内部を流れる送風空気Ｆを、蒸発器５０によって温度調整して車両Ｃの車室Ｉ内に供給する。

当該車両用空調装置１は、天井部Ｒに配置すると共に、車室Ｉという居住空間を確保する関係上、車両上下方向のサイズがコンパクトになるように構成されている。この為、車両用空調装置１における蒸発器５０は、車両上下方向に薄型になるように、複数本のチューブ５２の直管部５２ａを車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて並べて構成されている。そして、当該車両用空調装置１は、蒸発器５０の車両後方に配置された送風口２５と、蒸発器５０を介して送風口２５と対向する位置に配置された第１流入部３１と、当該蒸発器５０に対して車両下方に配置された第２流入部３２を有している。

これにより、当該車両用空調装置１によれば、送風口２５からの送風空気Ｆが蒸発器５０を通過する際に、送風口２５から第１流入部３１へ向かう送風空気Ｆの流れと、送風口２５から第２流入部３２へ向かう送風空気Ｆの流れを許容することができる。即ち、当該車両用空調装置１によれば、蒸発器５０内における送風空気Ｆの流れに関して、車両前後方向及び車両上下方向への自由度を確保することができる。

これにより、車両用空調装置１は、車両Ｃの天井部Ｒに配置する為のコンパクトな構成を実現しつつ、蒸発器５０内における送風空気Ｆの淀みを解消することができ、蒸発器５０による熱交換性能を有効に発揮させることができる。

又、当該車両用空調装置１によれば、第１空気通路３０の端部にあたるリブ３４の上方に、合流部３３が配置されており、第１流入部３１を通過した送風空気Ｆと、第２流入部３２を通過した送風空気Ｆとを合流させて、第２空気通路３５内に流入させることができる。そして、第２空気通路３５に流入した送風空気Ｆは、第３空気通路４０を介して、吹出口４５から車室Ｉ内に吹き出される。

従って、当該車両用空調装置１によれば、第１空気通路３０において、送風口２５から第１流入部３１へ向かう送風空気Ｆの流れと、送風口２５から第２流入部３２へ向かう送風空気Ｆの流れを許容した場合であっても、送風空気Ｆを無駄にすることなく、車室Ｉ内に供給することができる。

ここで、当該蒸発器５０において、チューブ５２の直管部５２ａは、車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて複数（本実施形態では４本）配置されている。又、蒸発器５０の車両上下方向における直管部５２ａの本数は、車両前後方向よりも少ない本数（本実施形態では２本）となるように配置されている。

従って、送風口２５から第１流入部３１へ向かって真っすぐ流れる送風空気Ｆは、図８に示すように、最も多くの直管部５２ａの周辺を通過する為、各チューブ５２内の冷媒との熱交換によって最も低い温度を示すと考えられる。

一方、送風口２５から第２流入部３２へ流れる送風空気Ｆにおいては、送風口２５に近い位置で第２流入部３２に到達する送風空気Ｆである程、熱交換可能な直管部５２ａの本数が少なくなる。この為、送風口２５に近い位置で第２流入部３２に到達する送風空気Ｆである程、十分に冷却されないことになり、第１流入部３１に到達した送風空気Ｆに対する温度差が拡大してしまうことになる。

この点、当該車両用空調装置１によれば、合流部３３は、第１空気通路３０におけるリブ３４の上方に配置されている。この配置とすることによって、第２流入部３２を通過して合流部３３に到達する送風空気Ｆに関して、熱交換可能な直管部５２ａの本数を多くすることができる。

即ち、本実施形態に係る車両用空調装置１によれば、第２流入部３２を通過した送風空気Ｆの温度を、第１流入部３１を通過する送風空気Ｆの温度に可能な限り近づけた状態で、合流部３３で合流させることができ、合流部３３における白露発生の可能性を低減することができる。

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態の構成を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。

（１）上述した実施形態においては、図８等に示すように、第１空気通路３０における蒸発器５０の下部に、第２流入部３２を配置していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、第１空気通路３０における蒸発器５０の上部に、第２流入部３２を配置しても良いし、蒸発器５０の上部及び下部に第２流入部を配置してもよい。

（２）又、上述した実施形態においては、空調ケース１０の一部として、車両後方側にファン収容部１５を形成し、その内部に送風機２０を配置していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、吸込口１６及び送風機２０を、車両Ｃにおける空調ケース１０から離れた位置に配置して、ダクトを介して、送風口２５から第１空気通路３０に送風空気Ｆを供給するように構成してもよい。

（３）そして、上述した実施形態においては、熱交換器として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する蒸発器５０を用いていたが、この態様に限定されるものではない。本発明に係る熱交換器としては、送風空気Ｆと熱交換することで、送風空気Ｆの温度を調整することができればよく、例えば、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する凝縮器を用いても良い。

又、本発明に係る熱交換器における熱交換媒体としても、冷凍サイクルを循環する冷媒に限定されるものではなく、エンジン冷却水回路等、種々の冷却水回路を循環する冷却水を用いることも可能である。

１ 車両用空調装置
２５ 送風口
３０ 第１空気通路
３１ 第１流入部
３２ 第２流入部
３３ 合流部
４５ 吹出口
５０ 蒸発器
５２ チューブ
５２ａ 直管部

Claims (3)

1. 車両（Ｃ）の車室天井部（Ｒ）に配置された空調ケース（１０）と、
   車両前後方向及び車両上下方向に間隔をあけて並び、内部を熱交換媒体が流れる複数本のチューブ（５２、５２ａ）を有しており、前記空調ケース内部に配置された熱交換器（５０）と、
   前記空調ケースにおいて前記熱交換器に対して車両前後方向の一方側に配置され、前記熱交換器を通過する送風空気が送風される送風口（２５）と、
   前記空調ケース内部にて前記熱交換器を介して前記送風口に対向する位置に配置され、前記熱交換器における前記チューブの間を通過した送風空気が流入する第１流入部（３１）と、
   前記空調ケース内部にて前記熱交換器に対して車両上下方向に配置され、前記熱交換器における前記チューブの間を通過した送風空気が流入する第２流入部（３２）と、
   前記第１流入部及び前記第２流入部に流入した送風空気が前記空調ケース内部から前記車室内に吹き出される吹出口（４５）と、を有する車両用空調装置。
2. 前記空調ケース内において、前記吹出口に対して前記送風空気流れ上流側に配置され、前記第１流入部に流入した送風空気と前記第２流入部に流入した送風空気とを合流させると共に、合流させた送風空気を前記吹出口へ導く合流部（３３）を有する請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記熱交換器において、車両上下方向に並んだ前記チューブの本数よりも車両前後方向に並んだ前記チューブの本数が多くなるように構成されており、
   前記合流部は、前記第１流入部に流入した送風空気と前記第２流入部に流入した送風空気の温度差が最も小さくなる位置に配置されている請求項２に記載の車両用空調装置。

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