JP2023172228A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増加させず、また、筐体部材の構造を複雑化させることなく、加熱用熱交換部を通過する空気通路と加熱用熱交換部を迂回する空気通路とを独立して設けると共に、各空気通路をシールする。【解決手段】車両に搭載され、内部に導入された空気を温調して車室内に供給する車両用空調装置であって、空気を冷却する冷却用熱交換部と、冷却用熱交換部の送風方向下流側に設けられ、空気を加熱する加熱用熱交換部と、複数の筐体部材を結合することにより構成され、冷却用熱交換部及び加熱用熱交換部を収容する筐体と、を備え、複数の筐体部材は、加熱用熱交換部を支持する熱交換部支持部を有する第１筐体部材、第１筐体部材と結合する第２筐体部材及び第３筐体部材を含み、前記熱交換部支持部と前記第２筐体部材とにより第１空気流路を形成すると共に、前記熱交換部支持部と前記第３筐体部材とにより第２空気流路を形成する車両用空調装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両用空調装置に関するものである。

分割された複数の筐体部材を組み合わせて構成される筐体内に、ブロワ、エバポレータ、ヒータコア及び温調ドア（ダンパ）等の空調に必要な構成部品を収容し、温調ドアの開度を調整して、エバポレータを通過した空気とヒータコアを通過する空気との混合割合を制御することにより温調した空気を車室内へ供給する車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００５－２７１７７２号公報

ところで、近年、車室内空間を確保するために、車両用空調装置の小型化が求められている。例えば、車両用空調装置を、座席下部に収納できるように薄型化することが求められる。車両用空調装置の小型化や薄型化に伴って、筐体内に収容される構成部品点数、各構成部品の配置レイアウト及び筐体の型割構成に制限がある。したがって、筐体部材にエバポレータとヒータコアとの間を仕切る仕切部材やシール部を形成することが難しく、ヒータコアを通過する空気通路とヒータコアを迂回する空気通路とを独立させて設けることが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両用空調装置において、部品点数を増加させず、また、筐体部材の構造を複雑化させることなく、加熱用熱交換部を通過する空気通路と加熱用熱交換部を迂回する空気通路とを設けること、各空気通路をシールすることなどを課題としている。

本発明の一態様は、車両に搭載され、内部に導入された空気を温調して車室内に供給する車両用空調装置であって、空気を冷却する冷却用熱交換部と、前記冷却用熱交換部の送風方向下流側に設けられ、空気を加熱する加熱用熱交換部と、複数の筐体部材を結合することにより構成され、前記冷却用熱交換部及び前記加熱用熱交換部を収容する筐体と、を備え、前記複数の筐体部材は、前記加熱用熱交換部を支持する熱交換部支持部を有する第１筐体部材、前記第１筐体部材と結合する第２筐体部材及び第３筐体部材を含み、前記熱交換部支持部と前記第２筐体部材とにより第１空気流路を形成すると共に、前記熱交換部支持部と前記第３筐体部材とにより第２空気流路を形成する車両用空調装置を提供する。

本発明によれば、車両用空調装置において、部品点数を増加させず、また、筐体部材の構造を複雑化させることなく、加熱用熱交換部を通過する空気通路と加熱用熱交換部を迂回する空気通路とを設けると共に各空気通路をシールすることができる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の概略構成を示す全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用空調装置の概略構成を示し、図１の送風方向に沿う断面図である。 図２のＡ部分を拡大した部分拡大図であり、エアミックスダンパが第３流路を閉塞した状態を示す図である。 図２のＡ部分を拡大した部分拡大図であり、エアミックスダンパが第４流路を閉塞した状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一の符号は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。また、各図において、Ｘ－Ｙ－Ｚの方向は、Ｘ－Ｙ方向が水平方向を示し、Ｚ方向が鉛直方向を示している。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置１の概略構成を示す全体斜視図である。図１において、Ｙ方向は車両の前後方向、Ｘ方向は車両の左右方向（幅方向）を示す。本実施形態に係る車両用空調装置１は、例えば、車両のキャビン内の運転席シート下部において、運転席シートを支持するシートブラケットと床面との間に設置され、車室内の温度及び湿度を調整する。

車両用空調装置１は、ブロワユニット２と、ブロワユニット２に接続される熱交換器ユニット３とを備えている。ブロワユニット２と熱交換器ユニット３とは、例えば、車両の幅方向に沿う空気流路Ｆ（図中のＸ方向）を形成するように接続される。

（ブロワユニットについて）
図１～図３に示すように、ブロワユニット２は、熱交換器ユニット３に対して空気流路Ｆと交差する方向（図中Ｙ方向）に着脱可能に設けられている。
ブロワユニット２は、ブロワ及びインテーク部品が一体的に配備され、車両の内気（内気モード）又は外気を取り込み（外気モード）、取り込んだ空気を熱交換器ユニット３に供給する。

すなわち、ブロワユニット２は、ブロワケース２１、ブロワケース２１内に収容されるブロワ、ブロワを駆動するブロワモータ、インテークダンパ、インテークダンパを駆動するインテークアクチュエータ、内気フィルタ、及び、内気モード又は外気モードを切り替えるレバー等の切替機構（いずれも図示せず）を有している。

ブロワケース２１は、互いに結合される筐体部材としての上側ケース２１ａ及び下側ケース２１ｂを備え、鉛直方向の上下に分割可能となっている。上側ケース２１ａと下側ケース２１ｂとが結合して、ブロワ等の各構成部品の収容空間等を形成する。

すなわち、ブロワケース２１には、車両内部の空気をブロワユニット２内に取り込む内気取込口２２、車両外部の空気をブロワユニット２内に取り込む外気取込口２３、ファンを収容するファン収容部２４，２５、ブロワモータ収容部２６、ブロワユニット２内に取込んだ空気を熱交換器ユニット３に送風する送風用開口部（図示せず）、ブロワユニット２を熱交換器ユニット３から着脱する際に空気流路Ｆと直交する水平方向（図中、Ｙ方向）に引き出し又は押し込むための把手２８が設けられている。

内気取込口２２には、内気フィルタ（図示せず）が設けられる。内気フィルタを設けることにより、内気取込口２２から車両内の空気を取り込む際のブロワユニット２への粉塵等の侵入を抑制する。

外気取込口２３には、インテークダンパ及び外気フィルタ（いずれも図示せず）が設けられる。インテークダンパは、インテークアクチュエータにより駆動され、ブロワケース２１に取り込む空気を外気又は内気とするか、選択的に切り替えることができる。外気フィルタを設けることにより、外気取込口２３から外気を取り込む際に外気に含まれる粉塵等のブロワユニット２への侵入を抑制する。
なお、内気取込口２２及び外気取込口２３に夫々フィルタを設けることに代えて、ブロワケース２１の出口となる送風用開口部にフィルタを設ける構成とすることもできる。

ファン収容部２４，２５には、周方向に複数のブレードを有するファンがそれぞれ収容される。ファン収容部２４，２５に収容される２つのファンは、互いの回転軸が略一直線上に位置するように、ブロワユニット２内において空気流路Ｆと直交する水平方向（図中、Ｙ方向）に並んで配置される。

ブロワモータ収容部２６は、２つのファン収容部２４，２５の間に設けられている。ブロワモータ収容部２６に収容されるブロワモータは、ファン収容部２４，２５内の各ファンを回転させて、ブロワユニット２内に取り込まれた空気を熱交換器ユニット３に送風する。

ブロワユニット２と熱交換器ユニット３とが接続されることにより、ブロワユニット２から熱交換器ユニット３への空気流路Ｆが形成される。空気流路Ｆは、車両用空調装置１が車両に設置されたときに、車両の床面に沿い、かつ、車両の幅方向に沿うようになっている。

把手２８は、ブロワユニット２の車両前後方向に対して外気取込口２３の反対側に設けられている。把手２８を引き出すことにより、ブロワユニット２を空気流路Ｆと直交する方向（車両前方）にスライドさせて熱交換器ユニット３から取り外すことができ、把手２８を押し込むことにより、ブロワユニット２を空気流路Ｆと直交する方向（車両後方）にスライドさせて熱交換器ユニット３に取り付けることができる。

（熱交換器ユニットについて）
熱交換器ユニット３は、熱交換器ケース３１内に複数の熱交換器として冷却用熱交換器１１及び加熱用熱交換器１２が配備され、熱交換器ユニット３に取り込まれた空気をこれら熱交換器に通過させることで温調された空気を車室内に供給する。
図２に、熱交換器ユニット３の送風方向に沿う断面図を示す。図２に示すように、熱交換器ユニット３は、熱交換器ケース３１と、熱交換器ケース３１に収容される冷却用熱交換器１１、加熱用熱交換器１２、及び、冷却用熱交換器１１と加熱用熱交換器１２との間に設けられるエアミックスダンパ１３を有している。

熱交換器ケース３１は、鉛直方向上下、かつ、送風方向上流及び下流側に分割された複数の筐体部材から構成されている。すなわち、熱交換器ケース３１は、筐体部材としての第１上側ケース３１ａ、第１下側ケース３１ｂ、第２上側ケース３１ｃ及び第２下側ケース３１ｄから構成されている。

熱交換器ケース３１では、第１上側ケース３１ａ、第１下側ケース３１ｂ（第３筐体部材）、第２上側ケース３１ｃ（第２筐体部材）及び第２下側ケース３１ｄ（第１筐体部材）を結合させることで、空気流路Ｆの一部と、冷却用熱交換器１１、加熱用熱交換器１２、及びエアミックスダンパ１３の収容空間とが形成されると共に、空気流路Ｆを通過して冷却用熱交換器１１及び加熱用熱交換器１２によって温度又は湿度が調節された空気を車両前方に吹き出す前方吹出口３４，３５，３６、車両後方に吹き出す後方吹出口３７が形成される。

熱交換器ケース３１内において、冷却用熱交換器１１と加熱用熱交換器１２とは、空気流路Ｆに沿って、送風方向上流側から順に配置される。熱交換器ケース３１内に形成される空気流路Ｆの一部は、ブロワユニット２から送風された空気が流通する第１流路ｆ１、冷却用熱交換器１１を出た空気が流通する第２流路ｆ２、加熱用熱交換器１２を通過する第３流路ｆ３（第１空気流路）及び加熱用熱交換器１２を迂回する第４流路ｆ４（第２空気流路）に区分されている。

熱交換器ケース３１は、第２上側ケース３１ｃの送風方向上流側の端部３１２が、第１上側ケース３１ａの送風方向下流側の端部３１１の鉛直方向下方に位置するように設けられている。また、端部３１２の先端には、鉛直方向下方に向かって突出するリブ３１２ａが設けられている。

冷却用熱交換器１１の一端側は、第２上側ケース３１ｃの送風方向上流側の端部３１２に支持され、端部３１２と端部３１１との間に、冷却用熱交換器１１の一端が収容されるようになっている。また、冷却用熱交換器１１の他端部は第１下側ケース３１ｂの底面に支持される。これにより、熱交換器ケース３１内において、冷却用熱交換器１１は、送風方向の下流側端部が上流側端部よりも上方に位置するように傾斜して設けられる。

ここで、冷却用熱交換器１１は、その周縁部を支持ケース１５により支持され、冷却用熱交換器１１と支持ケース１５とが一体となって熱交換器ケース３１に収容される。支持ケース１５、は冷却用熱交換器１１の周縁を略全周に亘って支持しつつ、空気流路Ｆからの空気を通過させるように開口している。

支持ケース１５には、把手１５１と配管収容部１５２が設けられている。支持ケース１５の把手１５１を引き出すことで、熱交換器ケース３１から冷却用熱交換器１１を取り外すことができ、把手１５１を押し込むことで熱交換器ケース３１に冷却用熱交換器１１を収容することができる。

熱交換器ケース３１に対して冷却用熱交換器１１を引き出す又は収容する際は、冷却用熱交換器１１の一端が端部３１２に沿い、他端が第１下側ケース３１ｂの底面に沿ってスライドする。すなわち、端部３１２及び第１下側ケース３１ｂの底面は、冷却用熱交換器１１を熱交換器ケース３１に押し込む際のガイド部となる。冷却用熱交換器１１の配管は配管収容部１５２に収容される。

第２下側ケース３１ｄには、加熱用熱交換器１２を支持する熱交換器支持部３２が形成されている。熱交換器支持部３２は、後述するエアミックスダンパ１３と共に第３流路ｆ３又は第４流路ｆ４をシールする上側シール部３２ａと下側シール部３２ｂと、空気流路Ｆを第３流路ｆ３と第４流路ｆ４とに仕切る仕切壁３２ｃとを含んでいる。

すなわち、熱交換器支持部３２の仕切壁３２ｃは、第２上側ケース３１ｃの上面と第１下側ケース３１ｂの底面と間に形成される空間を仕切ることにより、第３流路ｆ３と第４流路ｆ４とを形成する。つまり、第３流路ｆ３は、第２上側ケース３１ｃの上面と仕切壁３２ｃとにより形成され、第４流路ｆ４は、第２下側ケース３１ｄの底面と仕切壁３２ｃとにより形成される。

また、熱交換器支持部３２に加熱用熱交換器１２を支持させて、熱交換器支持部３２と第２上側ケース３１ｃとの間に加熱用熱交換器１２を配置することで、第３流路ｆ３を、加熱用熱交換器を通過する空気流路とし、第４流路ｆ４を、加熱用熱交換器を迂回する空気流路とすることができる。

熱交換器支持部３２の空気流通方向上流側の端部には、上方側と下方側に分岐するように、冷却用熱交換器１１側に延材する上側シール部３２ａと下側シール部３２ｂとが夫々設けられている。上側シール部３２ａと下側シール部３２ｂとの間には、エアミックスダンパ１３の支軸１３ａを支持する軸支部３３が形成されている。

エアミックスダンパ１３は、冷却用熱交換器１１及び加熱用熱交換器１２の間に設けられ、冷却用熱交換器１１を通過した空気のうち加熱用熱交換器１２へ流入させる空気を制御する。より具体的には、エアミックスダンパ１３は、支軸１３ａにより軸支部３３に回動自在に支持され、図示しないアクチュエータにより駆動されることで、冷却用熱交換器１１から出た空気の流通路を第３流路ｆ３又は第４流路ｆ４に切り替えるとともに、冷却用熱交換器１１を通過した空気と加熱用熱交換器１２を通過する空気の混合割合を制御する。

図３及び図４に、図２のＡ部分を拡大した部分拡大図を示す。図３に示すように、エアミックスダンパ１３が、第３流路ｆ３を閉塞して第４流路ｆ４を開放する場合には、エアミックスダンパ１３の支軸１３ａ近傍の端部１３ｂが上側シール部３２ａと接し、端部１３ｃが第２上側ケース３１ｃの端部３１２から突出するリブ３１２ａに接することで第３流路ｆ３に対する空気の流入を制限する。

このとき、エアミックスダンパ１３の端部１３ｃとリブ３１２ａとの接触面に対して、冷却用熱交換器１１から空気が流入するおそれがある。そこで、冷却用熱交換器１１の周縁を支持している支持ケース１５を、エアミックスダンパ１３の端部１３ｃとリブ３１２ａとの接触面に対向させて当該接触面に対する止風壁して機能させることで、当該接触面への空気の流入を規制する。

また、図４に示すように、エアミックスダンパ１３が、第４流路ｆ４を閉塞して第３流路ｆ３を開放する場合には、エアミックスダンパ１３の支軸１３ａ近傍の端部１３ｂが下側シール部３２ｂと接し、端部１３ｃが第１下側ケース３１ｂの底面に接することで第４流路ｆ４に対する空気の流入を制限する。

以上述べた如く、本実施形態に係る車両用空調装置では、複数の筐体部材のうちの１つを構成する第２下側ケース３１ｄに熱交換器支持部３２を設け、この熱交換器支持部３２を、空気流路Ｆを仕切る仕切壁として用いている。また、熱交換器支持部３２の端部に、エアミックスダンパ１３の支軸１３ａを支持する軸支部３３と、上側シール部３２ａと、下側シール部３２ｂとを一体的に設けている。

すなわち、熱交換器支持部３２は、加熱用熱交換器１２を支持するだけでなく、１つの空間を２つの空気流路に仕切る仕切壁としても機能し、エアミックスダンパ１３の支軸１３ａ側において、仕切られた空気流路のいずれか一方に対する空気の流入を制限するシール部としても機能する。

このように、１つの熱交換器支持部３２に複数の機能を持たせることで、筐体構造を複雑化させたり、部品点数を増加させたりすることなく、加熱用熱交換部を通過する空気通路と加熱用熱交換部を迂回する空気通路とを設けると共に、各空気通路をシールすることができる。

１：車両用空調装置、２：ブロワユニット、３：熱交換器ユニット、
１１：冷却用熱交換器、１２：加熱用熱交換器、１３：エアミックスダンパ、
１３ａ：支軸、１３ｂ：端部、１３ｃ：端部、
１５：支持ケース、２１：ブロワケース、
２１ａ：上側ケース、２１ｂ：下側ケース、
２２：内気取込口、２３：外気取込口、
２４，２５：ファン収容部、２６：ブロワモータ収容部、２８：把手、
３１：熱交換器ケース、
３１ａ：第１上側ケース、３１ｂ：第１下側ケース、
３１ｃ：第２上側ケース、３１ｄ：第２下側ケース、
３２：熱交換器支持部、
３２ａ：上側シール部、３２ｂ：下側シール部、３２ｃ：仕切壁、
３３：軸支部、１５１：把手、１５２：配管収容部、３１１：端部、３１２：端部、
３１２ａ：リブ、Ｆ：空気流路

Claims (4)

1. 車両に搭載され、内部に導入された空気を温調して車室内に供給する車両用空調装置であって、
   空気を冷却する冷却用熱交換部と、
   前記冷却用熱交換部の送風方向下流側に設けられ、空気を加熱する加熱用熱交換部と、
   複数の筐体部材を結合することにより構成され、前記冷却用熱交換部及び前記加熱用熱交換部を収容する筐体と、を備え、
   前記複数の筐体部材は、前記加熱用熱交換部を支持する熱交換部支持部を有する第１筐体部材、前記第１筐体部材と結合する第２筐体部材及び第３筐体部材を含み、
   前記熱交換部支持部と前記第２筐体部材とにより第１空気流路を形成すると共に、前記熱交換部支持部と前記第３筐体部材とにより第２空気流路を形成する、車両用空調装置。
2. 前記熱交換部支持部は、前記筐体部材により形成される空間を仕切る仕切壁を含む、請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記第１空気流路は、前記加熱用熱交換部を通過する空気流路であり、
   前記第２空気流路は、前記加熱用熱交換部を迂回する空気流路である、請求項１記載の車両用空調装置。
4. 前記第１空気流路は、前記第２空気流路に対して鉛直方向上側に配置される、請求項１記載の車両用空調装置。

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