JP3639235B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に、空調ユニットに配設されるヒータ配管及びクーラ配管の配設構造の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の車両用空調装置として、例えば、特開平9−123748号公報に開示されるように、冷却用及び加熱用の2つの熱交換器を収容した空調ユニットと、該空調ユニットへの送風を行う送風ユニットとを、それぞれインストルメントパネル内において車幅方向略中央部とその助手席とに配設したものが知られている。
【0003】
前記空調ユニットには、その下端側に送風ユニットからの空気導入口が設けられていて、その空気導入口から導入された空気は、該空気導入口の上方でそれぞれ略水平に向けて上下に並べて配置された冷却用及び加熱用熱交換器を通過し、さらにその上方に接続されたダクトを介して車室に導出されるようになっている。このものでは、2つの熱交換器を上下に並べて配置することで、該空調ユニットの小型化を図り、その搭載スペースを低減している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例の空調装置においては、冷却用熱交換器であるエバポレータのクーラ配管や加熱用熱交換器であるヒータコアのヒータ配管は空調ユニットの送風ユニット側やその逆側に設けている。また、ドレン口は空調ユニットの底壁部の適当な位置に下方に向けて設けて、凝縮水を排水するようにしている。
【0005】
また、この従来技術では、空調ユニットの前方に配設されたダッシュパネルにクーラ配管やヒータ配管を取付けるようにしているが、それらの位置に関しては述べてない。
【0006】
また、上記従来技術では、上下方向に長い空調ユニットの下端部が車体のフロア付近に位置する一方、助手席の足下のスペースを確保するために、送風ユニットをフロアから十分に離して配置しなくてはならず、このことで、送風ユニットの吹出口と空調ユニット下端の空気導入口とが上下に大きくずれることになるため、該送風ユニットからの空気を空調ユニットへスムーズに送るには、両ユニットを車幅方向に所定距離以上、離間させる必要がある。
【0007】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却用及び加熱用熱交換器を空調ユニット内に配設するとともに、その助手席側に配置した送風ユニットから該空調ユニットの下端側へ空気を送るようにした空調装置において、ヒータ配管とクーラ配管との車体(ダッシュパネル)への取付作業を容易にし、更には、空調装置のさらなる小型化を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、ヒータ配管とクーラ配管とを空調ユニットの同一サイドに配設して、各々をブラケットで支持したことを特徴とする。
【0009】
具体的には、請求項1の発明では、車両のインストルメントパネル内の車幅方向略中央部に配設された空調ユニットと、該空調ユニットの助手席側に配設された送風ユニットと、該送風ユニットからの空気を前記空調ユニットに送る中間ダクトと、該空調ユニット内に配設された冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器とを備え、該中間ダクトから空調ユニットに導入した空気を、該空調ユニット内に設置された冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を通過させて調和空気とするようにした車両用空調装置を前提とする。
【0010】
そして、前記空調ユニットの送風ユニット側の側壁部外壁に隣接して配置された膨張弁を介して前記冷却用熱交換器に接続されたクーラ配管および前記加熱用熱交換器に接続されたヒータ配管が、該空調ユニットの車幅方向同一サイドから突出して配設され、前記ヒータ配管および前記クーラ配管は、両配管の径方向略中間部分に対応して分割可能に形成されたブラケットにより車体前方に向かって延びた部分が支持され、一方のブラケット部は前記空調ユニットに一体に設けられ、他方のブラケット部は着脱可能に取付けられ、前記ブラケットには、クーラ配管用の開口部がクーラ配管外径に対して所定間隙を有する大きさに形成されてクーラ配管をブラケットに支持するように構成した。
【0011】
この構成によれば、ヒータ配管とクーラ配管を空調ユニットの同一サイドに配設したので、ダッシュパネルに空調ユニットを取付ける際に、位置合せが容易であり、かつ取付作業性が向上する。ヒータ配管とクーラ配管を近接して配設できるので、空調ユニットをコンパクトにできる。
【0012】
さらに、両配管を共通のブラケットに支持するので、両配管を空調ユニットに安定して所定の位置に保持できると共に、部品点数を削減でき、コストダウンできる。
【0013】
また、ブラケットが分割タイプであるので、クーラ配管の取付け・取外しが容易で、位置決めも確実である。
【0014】
さらに、ブラケットクーラ配管用の開口部クーラ配管外径よりも大きく形成したの 、冷却用熱交換器に接続されている膨張弁を脱着する際に、クーラ配管が少し自由に動け、着脱ブラケットを取外さなくても、簡単に膨張弁を脱着でき、脱着作業が容易である。
【0015】
請求項2の発明は、請求項1において、前記ブラケットのクーラ配管用の開口部にはシールプレートが着脱可能に装着され、装着状態でクーラ配管をブラケットに固定するように構成されているので、クーラ配管をブラケットに確実に固定することができる。
【0016】
請求項の発明は、請求項1又は2において、前記ブラケットには、空調ユニットの車体前方に配置されダッシュパネルに対面する平坦部を備え、該平坦部が前記ダッシュパネルに押し当てられるようになっているので、ダッシュパネルと両配管とのシール性が向上し、水入防止性、遮音性、断熱性に優れるとともに、ダッシュインシュレータがまくれるのを防止できる
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1〜図3は、本発明の実施形態に係る空調装置1の外観を示すものであり、この空調装置は、図4に示すように、自動車の車室に配設されているインストルメントパネル2の内方に収容されている。この自動車は、運転席及び助手席がそれぞれ車体右側及び左側に設けられている、いわゆる右ハンドル車であり、さらに前部のエンジンルームと、車室の前側とはダッシュパネルP(図6、図10に示す)によって仕切られている。尚、この明細書では、空調装置1の車体前側及び車体後側を、それぞれ単に前側及び後側とも呼ぶものとする。
【0019】
空調装置1は、図3に示すように、送風ユニット3と、該送風ユニット3からの空気を冷却した後、温度調節して車室へ供給する空調ユニット4と、送風ユニット3からの空気を空調ユニット4へ送る中間ダクト5とからなる。空調ユニット4は車幅方向の略中央部に配置される一方、送風ユニット3は空調ユニット4から車体左側へ所定距離離間して助手席の前方に配置されている。また、送風ユニット3の下端は、空調ユニット4の下端よりも上方に位置付けられていて、助手席乗員の足元スペースを広く確保している。
【0020】
送風ユニット3は、その車幅方向の略中央部において左右に2つに分割されたケーシング6を備えており、それらはファスナ等を用いて一体化されている。そのケーシング6の上側には空調装置1へ空気を取り入れるための空気取入部7が設けられる一方、下側には取り入れた空気を前記空調ユニット4へ送風するための送風部8が設けられている。空気取入部7の上部には、図1に示すように、図示しないダクトを介して車室外の空気を取り入れるための外気取入口10と、車室内の空気を取り入れるための内気取入口11とが形成されていて、さらに、これらのうちのいずれか一方を閉状態とするとともに、他方を開状態とするように作動する内外気切替ダンパ12が、該空気取入部7の内方に設けられている。
【0021】
詳しくは、前記空気取入部7の上部は、その前面部が上側ほど車体後方へ傾斜する矩形状とされる一方、後面部は上側ほど車体前方へ傾斜する矩形状とされ、この前面部及び後面部の上縁同士が連続していて、車幅方向から見て、略三角形の断面を有するように形成されている。これら前面部及び後面部にそれぞれ外気取入口10及び内気取入口11が矩形状に開口していて、さらに各取入口10、11にはグリル13が一体成形されている。一方、空気取入部7の側面部は、前面部及び後面部の対応する側縁同士を連繋するように設けられている。内外気切替ダンパ12は、各取入口10、11よりも大きい矩形状とされていて、その上縁に車幅方向に延びる軸を有し、この両端がそれぞれ前記空気取入部7の一対の側面部の上端側に支持されている。
【0022】
内外気切替ダンパ12の下端側には、空気取入部7の側面部に取り付けられたアクチュエータ15の出力軸が連結されるように、側面部を貫通する連結部(図示せず)が設けられている。また、この側面部には、アクチュエータ15をねじ等により締結するためのボス部が一体成形されている。アクチュエータ15は、車体に配設されている空調制御部(図示せず)からの信号を受けて作動するように構成されていて、空調制御部からの信号線は、アクチュエータ15のカプラ17に結線されるようになっている。
【0023】
そして、アクチュエータ15によって内外気切替ダンパ12がその軸周りに回動されて、外気取入口10を全開とする位置にされると内気取入口11が全閉とされて、外気のみを取り入れる外気取入モードとなる一方、内外気切替ダンパ12がその状態から逆方向に回動されて、外気取入口10を全閉とする位置にされると内気取入口11が全開とされて、内気循環モードとなる。
【0024】
一方、空気取入部7の下部には、図5に示すように、取り入れた空気を濾過するためのフィルタ20が配設されるフィルタ配設部21が設けられており、図示しないが、このフィルタ配設部21の車体後方側には開口が形成されていて、この開口からフィルタ20の交換が行えるようになっている。このフィルタ配設部21の下方は送風部8であり、送風ファン23としての遠心式多翼ファンがその回転軸を上下方向に向けて配設され、さらにこの送風ファン23の下方にファン駆動モータ24が配設されている。この図において矢印で示すように、送風ファン23の回転により、空気取入部7の上部から空気が取り入れられ、フィルタ20を通過し、送風部8に導入される。
【0025】
送風部8の右側壁部には開口部8aが形成されていて、中間ダクト5の左端部が接続されている。送風ユニット3と空調ユニット4とは、中間ダクト5の分だけ離れていて、該送風ユニット3からの空気は、図5の矢印で示すように、この中間ダクト5内を通過してスムーズに空調ユニット4へ送られるようになっている。
【0026】
この中間ダクト5は、図5に示すように、その左端部から空調ユニットの下端側へ向かって斜め下方へ延びるように形成されたけ傾斜ダクト5aと水平ダクト5bを有し、水平ダクト5bの右端部が、空調ユニット4のケーシング下端側に形成された開口部25を介して、該空調ユニット4の内部と連通している。
【0027】
傾斜ダクト5aは、図14に示すように、左端部で断面略矩形状に、右端部で断面略三角形に形成され、中間部分の断面形状は矩形状から三角形状に滑らかに変化しており、空気の乱流や空気抵抗を少なくしている。水平ダクト5bは断面略三角形状のままで、内部に複数の突起を設け、空気流を整流するようにしている。水平ダクト5bとケーシング30の開口部25とは同様な三角形状断面を有する部分で連結されている。
【0028】
特に、送風ユニット3の半径方向外側(車体後側)の高速空気が、略三角形の開口部25形状において幅の広い側(車体後側)に送られ、半径方向内側(車体前側)の低速空気が、略三角形の開口部25形状において幅の狭い側(車体前側)に送られるようになっている。
【0029】
また、中間ダクト5は、図2に示すように、その上壁には、前記ファン駆動モータ24の回転数を変更させるための制御回路26が配設されている。この制御回路26の上端部には、空調制御部からのコネクタを接続するためのカプラ27が設けられている。
【0030】
空調ユニット4は、全体として上下方向に長く、かつ送風ユニット3のケーシング6よりも大型の矩形箱状に形成されたケーシング30を備えており、該ケーシング30は下ケーシングを構成する底壁部31と、上ケーシングを構成する本体部32とに上下に分割されていて、さらに、本体部32は送風ユニット3と同様に、その車幅方向の略中央部において2つに分割されている。このケーシング30の内部には、図6に示すように、中間ダクト5が接続される開口部25よりも上方に冷凍サイクルの一要素であるエバポレータ33が配設され、さらにその上方にはヒータコア34が配設されている。また、この空調ユニット4のケーシング30の上部には、調和空気の吹出口が複数形成されており、前記図5に矢印で示すように、前記送風ユニット3からの空気の流れはこの空調ユニット4内で上方へ向かう流れとなる。
【0031】
エバポレータ33は、送風ユニット3からの空気を冷却する冷却用の熱交換器であり、例えばアルミニウム等の金属薄板から形成された扁平チューブ33aを互いに同方向に延びるように多数積層して、隣り合う扁平チューブ33aの間に、同じく金属薄板から形成された波形のフィン33bを介在させたものである。図7および図8に示すように、扁平チューブ33aは、車体後方から前方に延びた半割容器体を向かい合わせに重ねて形成された中空体であって、その間に配設される波状フィン33bは上方から見て断面波状に成形されている。この波状フィン33bの下端面は、その両側の扁平チューブ33aの下端面より上に配置されている。即ち、扁平チューブの下端面が波状フィン33bの下端面より下がっているので、扁平チューブ33aの下端面に波状フィン33bを伝わって落ちる凝縮水を車体後方から車体前方にガイドするようなスペースとして機能する。
【0032】
このエバポレータ33の扁平チューブ33a内には、冷凍サイクルにより生成される低温の冷媒が循環して、該エバポレータ33を下から上に通過する空気を冷却するようになっている。すなわち、このエバポレータ33には、図示しないが、扁平チューブ33aの両端側にそれぞれ該チューブと連通するタンクが設けられていて、一方のタンクは扁平チューブ33aの積層方向の中間部分に配設された仕切板によって流入タンク部と流出タンク部とに区画されている。そして、流入タンク部に流入した冷媒は、この流入タンク部に接続された上流側チューブを介して他方のタンクに流れ、その後、この他方のタンクから下流側チューブを介して前記一方のタンクの流出タンク部に至る。
【0033】
エバポレータ33は、チューブの延びる方向を車体前後方向に向け、かつ該エバポレータ33の車体後側ほど上方に位置するように傾斜させて配設されていて、送風ユニット3からの空気は全てエバポレータ33を通過するようになっている。エバポレータ33の流入タンク部と流出タンク部とには、それぞれクーラ配管90が接続されていて、各クーラ配管90は空調ユニット4のケーシング30における左側壁部30a(図5に示す)からケーシング30外方へ延出した後、略直角に折り曲げられて、車体前方へ延びるように設けられている。
【0034】
ヒータコア34は、エバポレータ33の上方位置に略水平に配設されていて、エバポレータ33からの空気を加熱するようになっている。ヒータコア34に導入される高温エンジン冷却水の導入用及び排出用配管を構成するヒータ配管91がヒータコア34に接続されていて、各ヒータ配管91は空調ユニット4のケーシング30における左側壁部30a(図5に示す)からケーシング30外方へ延出した後、略直角に折り曲げられて、車体前方へ延びるように設けられている。ヒータ配管91とクーラ配管90とは、ブラケット92により空調ユニット4に支持されている。
【0035】
次に、ブラケット92付近の構造を図9ないし図12により説明する。ヒータ配管91は各々上下に配設され、クーラ配管90は一方がそのヒータ配管91の直下に配設され、他方はこの一方クーラ配管の下で少し横にずれて配設されている。ブラケット92は、空調ユニット4のケーシング30に一体に形成された固定ブラケット部92aと着脱ブラケット92bとを備える。固定ブラケット部92aと着脱ブラケット92bとは、上下に各々配設されたヒータ配管92とクーラ配管90とをそれぞれ縦に2分する分割面を通るようになっている。
【0036】
上記ブラケット92の固定ブラケット部92a及び着脱ブラケット部92bは、各ヒータ配管91及び各クーラ配管90の半割円弧の空洞を有し、両ブラケット92a、92bを合わせた時に、各ヒータ配管91及び各クーラ配管90に対する開口部94、95を形成するようになっている。ヒータ配管用の開口部94の開口径はヒータ配管91の外径に略一致しており、着脱ブラケット部92bを取付けた時に、ヒータ配管91を固定できるようになっている。
【0037】
一方、クーラ配管用の開口部95は、クーラ配管90の外径に対して所定間隔開けて大きく形成してある。そして、着脱ブラケット部92bを取付けた時でも、クーラ配管90が少し移動できるようになっている。これにより、ケーシング30の左側壁部30aに取付けたエバポレータ33の膨張弁ボックス96を着脱する際に、エバポレータ33をケーシング30から取外すことなく、このクーラ配管90を少し動かすことで取外し・取付できるようになっている。
【0038】
そして、上記クーラ配管90をブラケット92に支持するために、シールプレート93が設けられている。このシールプレート93は、クーラ配管90の外径に相当する径を有する半割凹部97を有し、着脱ブラケット92bに設けられた長溝に案内されて横方向にスライド可能になっている。このシールプレート93を着脱ブラケット部92bの所定位置まで挿入することで、クーラ配管90をブラケット92に固定するようになっている。シールプレート93を所定位置まで挿入すると突起98が着脱ブラケット部92bの凹部(図示せず)に嵌まるようになっている。また、シールプレート93をスライドさせて抜く時には、プレート99を摘み、突起98と凹部との係合を解除し、そのまま、スライドさせれば良く、簡単にシールプレートを挿入・抜くことができる。
【0039】
なお、着脱ブラケット部92bは、着脱ブラケット部92bを組付ける方向と同じ方向からネジ締めBすることで取付けられる。
【0040】
なお、この実施例では、シールプレート93を各々のクーラ配管90に対して別々に設けたが、一体のものとしても良い。また、ヒータ配管91やドレン配管(ドレンパイプ)83に対してもシールプレートを設けて固定するようにしても良い。
【0041】
次に空調ユニット4内の凝縮水の排水構造について説明する。エバポレータ33による空気の冷却時に、エバポレータ33に発生した凝縮水は、ケーシング30の底壁部31に設けられたドレン部35を介して車外へ排出される。このドレン部35は、図13に示すように、底壁部31の車体前端側における左側部分(送風ユニット側)に、該底壁部31と一体に形成されたドレン口80およびこのドレン口80に一体に形成されたドレン通路81を備える。このドレン通路81はドレン口80から略ダッシュパネルに平行に送風ユニット側に延びており、その出口部82は空調ユニット4のケーシング30の左側壁部30aよりも車体左側(送風ユニット側)へ突出するように延びて設けられている。この出口部82に略直角にドレンパイプ83が接続され、このドレンパイプ83の先端がダッシュパネルPのドレン用貫通穴102に挿入される。
【0042】
底壁部31は、ドレン口80の部分が一番低く、その対角部分が一番高くて、この対角部分からドレン口に向かって傾斜面を形成している。さらに、ドレン口80からドレン通路81の出口部82に向かっても下方向に傾斜して設けられている。この形状により底壁部31に貯留される凝縮水はドレン口80に導かれ、かつドレン通路81を通ってその出口部82に導かれ、ドレンパイプ83から車室外に排出される。
【0043】
特に、水平ダクト5bの右端部に対して、ケーシング30の底壁部31の左端部は一段低くなるようにドレン口80に向かって傾斜面となって、連結されている。このことにより、車両が走行中に助手席側に傾斜した場合でも、底壁部31に貯留された凝縮水が中間ダクト5から送風ユニットに逆流することを防止している。
【0044】
中間ダクト5は送風ユニット3に接続され、図5に示すように、送風ユニット3から空調ユニット4に向かって斜め下方に傾斜した傾斜ダクト5aを備え、この傾斜ダクト5aと空調ユニット4のケーシング30とを連通する水平ダクト5bとを備える。傾斜ダクト5aが別部材として成形され、水平ダクト5bがケーシング30に一体に成形されている。具体的には、水平ダクト5bの下半分は底壁部31と一体に形成され、上半分は本体部32と一体に形成されている。
【0045】
図14に示すように、傾斜ダクト5aは、送風ユニット3の送風部8の開口部8aの接続部分で断面略矩形状に形成され、水平ダクト5bとの接続部分で断面略三角形に形成されている。この傾斜ダクト5a内で空気流は断面矩形状の部分を流れる状態から断面三角形の部分を流れる状態に滑らかに方向修正しながら流れる。
【0046】
この実施例では、水平ダクト5bをケーシング30に一体に形成し、傾斜ダクト5aを別部品で形成しているので、この傾斜ダクト5aの中の空気流が滑らかに通流するように形状を設計し、成形することが容易にできる。
【0047】
傾斜ダクト5aから直接、ケーシング30の導入部39に空気流を送ると、下方に傾斜して流れる空気流が底壁部31に衝突して、底壁部31の凝縮水を乱す或いは巻き上げる可能性が大きいので、本発明では、導入部39に入る直前に水平ダクト5bを設けた。このことより、送風ユニット3から傾斜ダクト5aを通って斜め下方に送られる空気が、水平ダクト5bにより略水平方向にやや方向変更され、空調ユニット4の開口部25に導かれ、エバポレータ33の下部空間39に導かれる。したがって、下部空間39内で斜め下方に向かう空気流を抑制でき、空気流が底壁部31に衝突することが極減され、この底壁部31を流れる凝縮水を跳ね上げることを防止できる。
【0048】
そして、特に、底壁部31の中間部分には平面部31aが形成され、水平ダクト5bとほぼ平行な平面を形成している。この構成により、中間ダクト5を介して流れる空気は、下部空間39内でこの平面部31aに沿って流れ、この上部のエバポレータ33に方向変換されて送られる。したがって、底壁部31の傾斜面をドレン口80に向かって流れる凝縮水の流れと下部空間39に入ってくる空気流との衝突が効果的に避けられ、空気流によって凝縮水の流れが妨げられることが大幅に削減される。
【0049】
また、送風ユニット3から中間ダクト5を通って開口部25に送られる空気は、この傾斜ダクト5aから断面略三角形の水平ダクト5bで略水平方向に方向変換されながら、空調ユニット4内の下部空間25に送られる。その時の空気流速分布を取ってみると、送風ユニット3の半径方向外側の比較的、流速の早い空気流が車体後方側を流れ、水平ダクト5bの略三角形の断面形状において幅の広い側を流れ、そのままケーシング30に送り込まれる。即ち、高速の空気流が車体後方側を流れ、比較的、流速の遅い空気流が略三角形の断面形状において狭い側、即ち車体前方側を流れる。
【0050】
この高速空気流が通過する冷却用根熱交換器は車体後方側であり、斜めに傾斜した高いほうに位置する側である。一方、冷却用熱交換器で発生した凝縮水は、扁平チューブの外表面や波状フィン33bを下方に落下し、波状フィンの下端面や扁平チューブの下端面を直接車体後方から前方に流れる、或いは波状フィンの下端面から扁平チューブ33aの下端面を伝って車体後方から前方に流れるようになっている。冷却用熱交換器で発生した凝縮水が高速の空気流で冷却用熱交換器の上部、即ち加熱用熱交換器に持ち込まれることが大幅に抑制される。
【0051】
又、冷却用熱交換器の車体前方側、即ち低いほう側には、凝縮水が流れ込む傾向にあるが、ここを流れる空気流は比較的に低速であり、前方に近いほど空気流速は遅く、ゼロに近い。したがって、冷却用熱交換器の前方に集まる凝縮水が空気流で気熱用熱交換器のほうに持ち込まれる可能性は極めて少なくなっている。
【0052】
冷却用熱交換器から凝縮水が速やかに排出される構成になっているので、熱交換効率が高い。
【0053】
その上、ケーシング30の底壁部31に、平面部31aより車体前方位置に、中間ダクト5から導入される空気の流れ方向と平行な方向にリブ84が立設されている。このリブにより、ドレン口80に集まる凝縮水が、空調ユニット4に送られる空気流によってエバポレータ33に連れ込まれるのを防止するようにしている。特に凝縮水は、エバポレータ33の下面を斜め下方に流れて車体前方側から底壁部31に落下する傾向にあり、このリブ84より車体前方側で凝縮水が底壁部31に落下することが多い。このリブ84より前側での空気流速は比較的、遅くなっており、凝縮水の落下、収集を妨げることが大幅に低減される。
【0054】
ダッシュパネルPに空調ユニット4を取り付ける取付部85が、ドレン通路81の出口部82の先に一体に設けられている。ダッシュパネルPに固定されたスタッドボルトをこの取付部85の穴に挿通し、ナットで締結するようになっているので、ドレンパイプ83をダッシュパネルPに組付けた場合に、ドレンパイプ83とダッシュパネルPとのガタツキがなく、シール性が向上する。
【0055】
空調ユニット4は上下に分割され、上ケーシングを構成する本体部32と下ケーシングを構成する側壁部31からなる。そして、本体部32は左右に2分割されてなり、エバポレータ33及びヒータコア34は2分割された本体部32に挟まれて保持されるので、エバポレータ33及びヒータコア34の組立が容易で、保持が確実である。なお、エバポレータ33は本体部32を分解することなく、単体で取り出しできるようにするために、ケーシングの左側側面部30a(送風ユニット側)に別部材の蓋部材が設けられている。この蓋部材に、水平ダクト5bの上半分やドレン通路81の蓋部材81bを設けても良いし、本体部32に残しても良い。
【0056】
このようなケーシング分割構造にすることによって、底壁部31に縦分割面を設けないので、凝縮水の漏れの恐れがない。
【0057】
次に、ドレン通路の構造を詳細に説明する。一般に、ドレン通路81を中空体として底壁部31に一体に形成する場合には、底壁部31の成形時に、中空部を形成するための芯材を長く形成してそれをセットする必要がある。この芯材の精度や抜け勾配の関係で狭い間隔で深い長溝を形成することが難しく、長い長溝を形成することが制限される。
【0058】
それに対して、本発明では、ドレン通路81を長溝部81aおよび蓋部81bとして2分割して形成しており、長溝部81aを底壁部31に一体に形成し、蓋部材81bを本体部32に一体に構成しているので、長溝部81aの深さ方向の寸法や長さ方向の寸法が少々長くても容易に成形でき、ドレン通路81の形状や大きさに自由度があり、凝縮水の保有スペースを確保するとともに滑らかに排出される形状を設定できる。その上、ダッシュパネルPのドレンパイプ83の取付位置についての設計自由度が増す。
【0059】
また、ヒータコア34は、エバポレータ33を通過した空気を加熱する加熱用の熱交換器であり、エバポレータ33と同様に積層されたチューブ及びフィンとからなるものとされ、チューブ内にはエンジンからの高温の冷却水が循環して、ヒータコア34を通過する空気を加熱するようになっている。このヒータコア34にも、エバポレータ33の各クーラパイプと同様に、エンジン冷却水を流入及び流出させる各ヒータパイプ91が設けられていて、それぞれが、ケーシング30の左側壁部30aから外方へ延出した後、車体前方へ延びるように形成されている。従って、各ヒータパイプ91も空調ユニット4と送風ユニット3との空間に配設されるので、この空間を有効利用できる。それとともに、各ヒータパイプ91は、前記中間ダクト5の上方に位置することになるので、助手席乗員が接触することはなく、該ヒータパイプへの断熱部材の取り付けを省略できる。
【0060】
なお、この実施例では、ケーシング30内部に高さの異なるヒータコア34を装着できるよう細工されている。即ち、この実施例では、高さの低いヒータコア34を装着するタイプであったために、小さいヒータコア34に合わせて、ケーシングの開口面積の小さいケーシングを成形し、他の部分はそのままにしている。それに対して、高さの高いヒータコアを装着する場合には、その高さに合わせた開口を開けて、他の部分は共通としている。即ち、2つのエアミックスダンパ36、37や隔壁部40を変更することなく、共通化できるようになっている。
【0061】
エバポレータ33とヒータコア34との間には、調和空気の温度を調節するための2つのエアミックスダンパ36、37(温度調節ダンパ)が設けられている。このエアミックスダンパ36、37による温度調節は、エバポレータ33を通過した空気のうち、ヒータコア34を通過する空気量とヒータコア34をバイパスさせるバイパス通路38を通過する空気量との比率を変更することによって行われる。
【0062】
詳しくは、図6に示すように、空調ユニット4のケーシング30内部は、ケーシング30の内側に一体成形された隔壁部40によってエバポレータ33の配設空間41と、ヒータコア34の配設空間42とに区画されている。この隔壁部40は、図6に示すように、車幅方向から見ると、車体前側で略水平に延びる前側隔壁40aと、車体後側で逆V字状をなす後側隔壁40bとからなり、その前側隔壁40aと後側隔壁40bとには、それぞれ、エバポレータ配設空間41とヒータコア配設空間42とを連通させる2つの開口部43、44が形成されていて、エアミックスダンパ36、37により開閉されるようになっている。さらに、隔壁部40の後側隔壁部40bには、ヒータコア配設空間42の後側でバイパス通路38とエバポレータ配設空間41とを連通させる開口部48が形成されている。
【0063】
なお、図示してないが、エアミックスダンパ36が開いた時の下端部とエバポレータ33との間にリブをケーシング30に一体に設けても良い。このリブを設けることで、エバポレータからの空気流を滑らかにケーシング内部に案内するようにでき、エアミックスダンパ36の下端部とケーシング内壁間に空気流が入り込むことを防止できる。
【0064】
2つのエアミックスダンパ36、37は、内外気切替ダンパ12と同様に、各々が車幅方向に延びる軸を有しており、その両端がケーシング30に支持されていて、それぞれの車体左側の軸端に対して、ケーシング30の左側壁部30aに配設されたアクチュエータ45の出力軸がリンク機構46を介して連結されている。アクチュエータ45は、内外気切替ダンパ12のアクチュエータ15と同様に、ケーシング左側壁部30aに突設されたボス部に固定されている。
【0065】
2つのエアミックスダンパ36、37は、リンク機構46により連動しており、アクチュエータ45により前側及び後側開口部43、44のそれぞれを全開とする位置から、全閉とする位置まで回動するようになっている。この際、後側のエアミックスダンパ37は、後側開口部44を全開とする位置まで回動すると、バイパス通路38の上流端開口部48を全閉とするようになっていて、略全ての空気がヒータコア34を通過するようになる。
【0066】
緻密な制御を行う場合にエアミックスダンパ36、37の開閉タイミングは変更するようにするほうが好ましいが、場合によってはエアミックスダンパ36および37の開閉タイミングは同じであって良い。この実施例では、エアミックスダンパ36が全開した時に、エアミックスダンパ37は半開まで開き、その後、全開まで回転する。閉じる時は、その逆順序で全閉する。
【0067】
このエアミックスダンパ36、37のアクチュエータ45も内外気切替ダンパ12のアクチュエータ15と同様に、空調制御部の信号線が結線されるカプラ49(図3及び図5にのみ示す)を有している。
【0068】
尚、図示しないが、エバポレータ33には、その表面の温度を検出する温度センサが配設される一方、ヒータコア34にはその内部のエンジン冷却水の温度を検出する水温センサが配設されている。これら各センサの信号線は、空調ユニット4の左側壁部30aを貫通して延びていて、空調制御部に接続されるようになっている。
【0069】
さらに、空調ユニット4のケーシング30の上部には、車体後側の傾斜した部分にベント吹出口50,50,…が形成され、その前側の略水平な部分にデフロスト吹出口51,51が形成されている。さらに、ケーシング30の上部における左側壁部30a及び右側壁部30b(図5及び図10に示す)には、それぞれフット吹出口52(図6に右側のもののみ示す)が形成されている。ベント吹出口50,50,…は、ベントダクト(図示せず)を介して図4に示すインストルメントパネル2に設けられたベントグリル53,53,…に接続されており、各ベント吹出口50からの調和空気は主に乗員の上半身へ吹き出すようになっている。一方、デフロスト吹出口51,51は、デフロストダクト(図示せず)を介してインストルメントパネル2の前端側に設けられたデフロストグリル54,54に接続されており、各デフロスト吹出口51からの調和空気はフロントウインドの内面に向かって吹き出すようになっている。また、左右のフット吹出口52,52には、それぞれ下方へ延びるダクト56、57が接続されていて、両ダクト56、57は、インストルメントパネル2の下側における運転席乗員及び助手席乗員の足元近傍で開口しており、フット吹出口52,52からの調和空気を乗員の足元に向かって吹き出すようになっている。
【0070】
フット吹出口52,52に接続されたダクト56、57のうち、運転席側のダクト56は、ケーシング30の右側壁部30bから後側の壁部に回り込むように、ケーシング30と一体的に設けられたもので、比較的、大きい断面積を有しており、後席乗員への調和空気も一緒に通過する後席用との兼用のダクトとされている。この兼用ダクト56のケーシング右側壁部30bに対応する部分の前側には、前記したように運転席乗員への調和空気の吹出用開口55,55が形成される一方、ケーシング30の後壁部に対応する部分の下端側には後席乗員へ調和空気を導くためのフロアダクト(図示せず)の上端部が接続される接続部58,58が形成されている。
【0071】
また、空調ユニット4のケーシング30内部には、吹出口50、51、52を開閉して調和空気の吹出方向を変更する2つの吹出方向切替ダンパ60、61が、エアミックスダンパ36、37と同様に設けられていて、これらは空調ユニット4のケーシング30における左側壁部30aに配設されたリンク機構62及び左側壁部30aのボス部に固定されたアクチュエータ63により作動するようになっている。
【0072】
吹出方向切替ダンパ60、61のうちの前側のものはデフロスト吹出口51,51を開閉するデフロストダンパ60とされ、後側のものはベント吹出口50,50,…を開閉するベントダンパ61とされている。それぞれのダンパ60、61はリンク機構62により連動するようになっており、アクチュエータ63により駆動されることで、それぞれが各吹出モードに対応した開度とされる。すなわち、この空調ユニット4は、2つのダンパ60、61の開閉状態によってベントモード、デフロストモード、フットモード、ベント及びフットの各吹出口50、52から吹き出すバイレベルモード等の各吹出モードに切り替え可能とされている。尚、この吹出方向切替ダンパ60、61のアクチュエータ63も内外気切替ダンパ12のアクチュエータ15と同様に、空調制御部の信号線が結線されるカプラ65(図3及び図5に示す)を有している。
【0073】
前記したように、空調ユニット4の各ダンパ36、37、60、61のリンク機構46、62及びアクチュエータ45、63を、空調ユニット4の左側壁部30aにまとめて配設しているので、空調ユニット4の組立時には一方向から一度に取り付けることができる。
【0074】
次に、空調装置1の車体への取付けについて説明する。まず、送風ユニット3及び空調ユニット4のそれぞれの取付部について説明する。送風ユニット3の送風部8の左右両側には、それぞれ一対の取付脚68,68が設けられ、また、前記フィルタ配設部21の右側から車体右側に向かって斜めに突出する取付脚69が設けられている。一方、空調ユニット4の取付部は、前記ドレン部35に一体成形された取付脚70に設けた取付部85と、ケーシング30上部の左右両側にそれぞれ設けられた一対の取付脚71、71に設けた取付部とからなる。
【0075】
また、送風ユニット3及び空調ユニット4の取付脚68〜71には貫通孔が形成される一方、ダッシュパネルPには、図示しないが、各貫通孔の位置に対応するように、スタッドボルトが取り付けられている。また、ダッシュパネルPには、図12に示すように、クーラ配管(クーラパイプ)90、ヒータ配管(ヒータパイプ)91とおよびドレン通路81との配設位置に対応して貫通孔102が形成されている。そして、各ユニット3、4の取付脚68〜71における貫通孔にスタッドボルトを挿通させるように空調装置1を車体に位置決めすると、前記クーラパイプ90及びヒータパイプ91はダッシュパネルPの貫通孔102からエンジンルーム側に臨むようになる。この状態で、スタッドボルトにナットを螺合させることによって空調装置1を車体に対して強固に固定することができる。また、各パイプにはエンジンルーム内の配管を接続して、ドレンパイプ83には排水パイプを接続する。この接続作業は、ヒータ配管91、クーラ配管90、ドレンパイプ83ともエンジンルーム側からでき、かつ接近した位置でできるので、作業工数を低減できる。
【0076】
ダッシュパネルPとのシール構造を説明する。ダッシュパネルPの車室側にダッシュインシュレータDが取付けられている。ヒータ配管91、クーラ配管90及びドレンパイプ83の外周にはクッション性シール部材101が取付けられている。なお、この実施例では、ヒータ配管91とクーラ配管90の一方に対して、一体のシール部材101が取付けられている。クーラ配管90の他方及びドレンパイプ83に対しては、それぞれ別々のシール部材101が取付けられている。
【0077】
ダッシュパネルPには、各配管91、90、83を貫通させる貫通穴102が設けられ、ダッシュインシュレータDには、この貫通穴102より大きく、かつブラケット92よりも小さな開口部103が開口されている。このことによって、組付時、ブラケット92がダッシュインシュレータDに押し付けられ、開口部103がシールされ、シール材101がダッシュパネルPに押し付けられて、ダッシュパネルPの貫通穴102がシールされる。このように2重にシールすることで、シール性を向上している。
【0078】
更に、この実施形態に係る空調装置によると、送風ユニット3からの空気を中間ダクト5を介して空調ユニット4へ送るようにし、空調ユニット4のエアミックスダンパ36、37及び吹出方向切替ダンパ60、61の各リンク機構46、62及びアクチュエータ45、63を空調ユニットケーシング30の送風ユニット3側に取り付け、かつ、送風ユニット3の内外気切替ダンパ12のアクチュエータ15を送風ユニットケーシング6の空調ユニット4側に取り付けるようにしている。したがって、中間ダクト5上方のデッドスペースに各アクチュエータ等15、45、46、62、63を収めることができ、空調装置1を小型化して搭載スペースを低減できる。また、空調ユニットケーシング30への各リンク機構46、62及びアクチュエータ45、63の組み付けを一方向から行えるので、空調ユニット4の組立工数を削減できる。
【0079】
また、各ダンパ12、36、37、60、61のアクチュエータ15、45、63、エバポレータ33の温度センサ、ヒータコア34の水温センサ及び送風ファン23の制御回路26のそれぞれの空調制御部への接続部17、27、49、65を、送風ユニット3と空調ユニット4との間に集中させているので、空調装置1の車体への組み付け作業の工数を削減することができる。
【0080】
また、この空調ユニット4の右側壁部30b、即ち運転席側には、リンク機構46、62やアクチュエータ45、63が配設されていないので、運転席側のダクト56の断面積を大きくすることができるとともに、その形状を自由に設定することができる。このことで、空調ユニット4の右側壁部30bの有効活用が拡大した。即ち、運転席乗員及び後席乗員への吹出空気量をダクト56のみで十分に確保することができる。また、運転席の足元近傍のスペースを広くできる。
【0081】
図15ないし図19に別の実施例を示す。この実施例は左ハンドル車、即ちインストルメントパネル2の車幅方向の略中央に空調ユニット4が設けられ、その助手席側(図15中右側)に送風ユニット3を配設したものである。前の実施例と異なる部分を説明し、その他は省略する。
【0082】
ヒータ配管91は前の実施例と同様に上下に2つ配設されている。それに対して、各クーラ配管90は横に2つ配設してブロック体100にまとめている。そして、固定ブラケット部92aと着脱ブラケット体92bとの分割面は、ヒータ配管91の径方向中間部とこのブロック体100の中間部で形成されている。シールプレート93aは下方からスライドして固定ブロック体92a及び着脱ブロック体92bに挿入されて、組み込まれるようになっている。このシールプレート93aは、2つのクーラ配管90を同時に固定するようになっており、2つのクーラ配管90の外径に対応する内径を有し、約三分の二を囲むようになっている。これにより、シールプレート93aを挿入した時のクーラ配管90保持機能を増加している。
【0083】
なお、クーラ配管90の外径及びヒータ配管91の外径とは、クーラ配管90及びヒータ配管91のそのものの外径と略同じであっても良く、外周にクッション材、断熱材等の外嵌材を外挿する場合には、外嵌材の外径又は外嵌材を圧縮した場合の径であっても良い。
【0084】
図20に、膨張弁ボックスの取付構造の例を説明する。図18に示すように、膨張弁ボックス96はケーシング30の本体部32の外壁に配設されている。通常は、膨張弁ボックス96をエバポレータ33に接続して、ケーシング30に組み立てた時に、膨張弁ボックス96の外部に露出する部分をブチルゴム等を露出形状部分に貼り付けるように付着させ、外気との接触を防止し、結露を防止している。この実施例では、膨張弁ボックスを取り巻くように、突出壁30aをケーシング30に一体に設け、この突出壁30aに膨張弁ボックス96を収納した後、蓋部材30bを被せ密着させ、ねじ締めして取り付ける。これにより、膨張弁ボックス96が外気に晒されることを防止する。膨張弁ボックス96を取り外す場合には、蓋部材30bを取り除けばよく、取付ける場合には、膨張弁ボックス96をこの突出壁30a内に収納後、この蓋部材を30b再度嵌めればよいので、取付け・取外し作業が容易である。また、ブチルゴム等のシール部材をそのたびに消費することがなく、コストダウンおよび環境改善になっている。
【0085】
なお、膨張弁ボックスに接続される2つのクーラ配管は、図18の実施例では、略90°別方向に突出して設けられているが、2つのクーラ配管は同一方向に突出させるようにしても良い。特に、蓋部材30bの方向に2つのクーラ配管を設け、蓋部材の開閉方向に突出するようにしても良い。又、突出壁は膨張弁を覆うように膨張弁高さより高くしても良いし、逆に突出壁を低くして蓋部材に、膨張弁の周囲を覆うようにつばを設けるようにしても良い。
【0086】
また、上記実施例では、中間ダクト5は、傾斜ダクト5aを別部品とし、水平ダクト5bをケーシング30と一体に形成したが、傾斜ダクト5aと水平ダクト5bとを一体として、別部品としても良い。
【0087】
上記実施例では、エバポレータが車体前後方向に傾斜した空調ユニットで説明した。しかし、本発明の内容によっては、エバポレータが車体幅方向に傾斜したタイプでも適用できるものもある。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係る車両用空調装置によると、車両のインストルメントパネル内の車幅方向略中央部に配設された空調ユニットと、空調ユニットの助手席側に配設された送風ユニットと、送風ユニットからの空気を空調ユニットに送る中間ダクトと、空調ユニット内に配設された冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器とを備え、冷却用熱交換器に接続されたクーラ配管および加熱用熱交換器に接続されたヒータ配管が、空調ユニットの車幅方向同一サイドから突出して配設されているので、ダッシュパネルへの組付作業が容易となり、両配管とダッシュパネル間のシール性が向上できる。また、ヒータ配管とクーラ配管を近接して配設できるので、空調ユニットをコンパクトにできる
【0089】
さらに、上記ラケットが両配管の径方向中間部分に対応して縦に分割されて形成され、一方のブラケット部は空調ユニットに一体に設けられ、他方のブラケット部は着脱可能に取付けられているので、ヒータ配管およびクーラ配管の両配管の取付け・取外しが容易で、位置決めも確実である。
【0090】
ブラケットに開口したクーラ配管用の開口部は、クーラ配管外径に対して所定間隙を有する大きさに形成されクーラ配管をブラケットに支持するようにしたので、膨張弁を着脱する際に、クーラ配管が少し自由に動け、着脱ブラケットを取外さなくても、簡単に膨張弁を脱着でき、脱着作業が容易である。
【0091】
請求項2の発明に係る車両用空調装置によると、クーラ配管をクーラ配管用の開口部に装着したシールプレートでブラケットに固定するので、ヒータ配管と一緒にブラケットに支持していながら、ヒータ配管やブラケットに左右されることなく、クーラ配管を所定位置に固定でき、クーラ配管の形状や位置などの自由度が拡大できる。
【0092】
請求項3の発明に係る車両用空調装置によると、ブラケットには、空調ユニットの車体前方に配置されダッシュパネルに対面する平坦部を備え、この平坦部がダッシュパネルに押し当てられるようになっているので、ダッシュパネルと両配管とのシール性が向上し、水入防止性、遮音性、断熱性に優れるとともに、ダッシュインシュレータがまくれるのを防止できる
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る空調装置の外観を示す左側後方からの斜視図である。
【図2】 空調装置の外観を示す右側後方からの斜視図である。
【図3】 空調装置の外観を示す後面図である。
【図4】 空調装置の配設状態を示す説明図である。
【図5】 空調装置の構造を示す図3相当図である。
【図6】 空調ユニットの内部構造を示す断面図である。
【図7】 エバポレータの設置状態を説明する図である。
【図8】 図7のエバポレータの扁平チューブおよび波状フィンの断面形状を示す。
【図9】 空調ユニットの外観を示す正面図である。
【図10】 空調ユニットのヒータ配管及びクーラ配管の取り付け状態を説明する図である。
【図11】 図10のヒータ配管及びクーラ配管の取り付け状態を車体後方から見た図である。
【図12】 空調ユニットを送風ユニット側から見た外観図であり、ダッシュパネルに取付けた場合を示す。
【図13】 空調ユニットの底壁部を示す斜視図である。
【図14】 中間ダクトの斜視図である。
【図15】 右ハンドル車の空調装置の斜視図である。
【図16】 図15の空調装置の空調ユニットの斜視図を示す。
【図17】 図16のブラケット部の部分拡大図であって、ヒータ配管及びクーラ配管の取付け状態を説明する図である。
【図18】 図17のブラケット部を車体後方から見た図である。
【図19】 左ハンドル車の空調装置の空調ユニットをエンジンルーム側から見た図である。
【図20】 膨張弁ボックスの取り付け状態を説明する図であり、(a)は断面図、(b)は蓋部材の斜視図である。
【符号の説明】
1 空調装置
2 インストルメントパネル
3 送風ユニット
4 空調ユニット
5 中間ダクト
12 内外気切替ダンパ
15 アクチュエータ
30 空調ユニットケーシング
31 底壁部
33 エバポレータ(冷却用熱交換器)
34 ヒータコア(加熱用熱交換器)
35 ドレン部
36 エアミックスダンパ(温度調節ダンパ)
37 エアミックスダンパ(温度調節ダンパ)
45 アクチュエータ
60 デフロストダンパ(吹出方向切替ダンパ)
61 ベントダンパ(吹出方向切替ダンパ)
63 アクチュエータ
80 ドレン口
81 ドレン通路
81a 長溝部
81b 蓋部
83 ドレンパイプ
85 取付部
90 クーラ配管
91 ヒータ配管
92 ブラケット
92a 固定ブラケット(一方のブラケット)
92b 着脱ブラケット(他方のブラケット)
93 シールプレート
93a シールプレート
P ダッシュパネル

Claims (3)

  1. 車両のインストルメントパネル内の車幅方向略中央部に配設された空調ユニットと、該空調ユニットの助手席側に配設された送風ユニットと、該送風ユニットからの空気を前記空調ユニットに送る中間ダクトと、該空調ユニット内に配設された冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器とを備え、該中間ダクトから空調ユニットに導入した空気を、該空調ユニット内に設置された冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を通過させて調和空気とするようにした車両用空調装置において、
    前記空調ユニットの送風ユニット側の側壁部外壁に隣接して配置された膨張弁を介して前記冷却用熱交換器に接続されたクーラ配管および前記加熱用熱交換器に接続されたヒータ配管が、該空調ユニットの車幅方向同一サイドから突出して配設され
    前記ヒータ配管および前記クーラ配管は、両配管の径方向略中間部分に対応して分割可能に形成されたブラケットにより車体前方に向かって延びた部分が支持され、一方のブラケット部は前記空調ユニットに一体に設けられ、他方のブラケット部は着脱可能に取付けられ、
    前記ブラケットには、クーラ配管用の開口部がクーラ配管外径に対して所定間隙を有する大きさに形成されてクーラ配管をブラケットに支持す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. 請求項1において、
    前記ブラケットのクーラ配管用の開口部にはシールプレートが着脱可能に装着され、装着状態でクーラ配管をブラケットに固定す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。
  3. 請求項1又は2において、
    前記ブラケットには、空調ユニットの車体前方に配置されたダッシュパネルに対面する平坦部を備え、該平坦部が前記ダッシュパネルに押し当てられるようになっていることを特徴とする車両用空調装置
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