JP3855476B2

JP3855476B2 - 自動車用空調装置

Info

Publication number: JP3855476B2
Application number: JP19601798A
Authority: JP
Inventors: 和則斎田; 裕己俵原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: DE19841481A1; GB2329242A; US6019162A; GB2329242B; JPH11147416A; DE19841481B4; GB9818567D0

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空調装置に関するものであり、特に、送風機からの送風空気を下部より導入し、その後流側に空調用熱交換器を略水平に設置した水平置きエアコンユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の水平置きエアコンユニットとしては、本出願人等は、特開平９−１２３７４８号公報に記載のものを提案している。その構造を図６に示す。このエアコンユニット１は、内外気切替箱２およびブロワファン（送風機）３を備えるブロワユニット４、エバポレータ（冷却用熱交換器）５を備えるクーラユニット、ヒータコア（加熱用熱交換器）６および吹出モード切替部７を備えるヒータユニットから成っている。
【０００３】
エアコンユニット１のレイアウトは、ブロワファン３の側方においてエバポレータ５が略水平に配置され、エバポレータ５の上方においてヒータコア６が略水平に配置されている。これら、エバポレータ５およびヒータコア６は収納ケース１１に収納されており、ヒータコア６の上方の収納ケース１１部分には、吹出モード切替部７が設けられている。
【０００４】
そして、ブロワファン３の収納ケース１０と、エバポレータ５およびヒータコア６の収納ケース１１とは、密着して配置されている。
このエアコンユニット１は、車室内の計器盤周辺に、例えば、図６の左右方向を車両左右方向に合わせて搭載されている。
その作動は、ブロワファン３の送風によって内外気切替箱２から導入された空気が、ブロワファン３、エバポレータ５、ヒータコア６の順にケース１０、１１内の空気流路を流れ、吹出モード切替部７から車室内へ吹き出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来レイアウトにおいては、エバポレータ５の上方には、ヒータコア６および吹出モード切替部７が配置されているため、メインテナンスのためにエバポレータを取出す必要がある場合には、ブロワユニット、クーラユニットおよびヒータユニット等を収納ケース１０、１１ごと車両から取り外し、その後、収納ケース１１を分割してエバポレータ５を取り出さなければならなかった。そのため、交換に要する時間、手間がかかっていた。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、水平置きエアコンユニットにおいてユニット類を車両から脱着しなくとも、エバポレータ等の熱交換器が交換できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
すなわち、請求項１の発明によれば、水平置きエアコンユニットにおいて、送風機（３）を収納する第１のケース（１０）と、冷却用熱交換器（５）等を収納する第２のケース（１１）とが互いに所定間隔を開けて配置されており、両ケース（１０、１１）の間には、これら両ケース（１０、１１）を連通して送風機（３）からの送風空気を冷却用熱交換器（５）へ流す別体の中間ダクト（９）が設けられ、中間ダクト（９）は両ケース（１０、１１）の間に取り外し可能となっており、中間ダクト（９）の内壁には、冷却用熱交換器（５）の下面を支える受け部（９ｃ）が冷却用熱交換器（５）側に突出して形成されており、中間ダクト（９）を両ケース（１０、１１）から取り外すことにより、冷却用熱交換器（５）を第２のケース（１１）から両ケース（１０、１１）の間に取出し可能としていることを特徴とする。
【０００８】
それによって、冷却用熱交換器（５）の交換時等において、中間ダクト（９）は両ケース（１０、１１）の間に取り外し可能となっているから、両ケース（１０、１１）は車両に取り付けたまま、中間ダクト（９）のみを両ケース（１０、１１）から取り外すことができる。そのため、ユニットごと冷却用熱交換器（５）を車両から降ろさなくとも、中間ダクト（９）のみを取り外すことによって、冷却用熱交換器（５）を取出すことができ、冷却用熱交換器（５）の交換に要する手間が簡略化され、交換時間が短縮できる。
【０００９】
また、中間ダクト（９）には、冷却用熱交換器（５）の下面を支える受け部（９ｃ）が形成されており、それによって、冷却用熱交換器（５）を固定できるので、冷却用熱交換器（５）を固定する専用の部品が不要となり、簡素な構成とできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１および図２は、水平置きエアコンユニットである本実施形態の自動車用空調装置（エアコンユニット１）の全体構造を示すものである。
エアコンユニット１は、大きくは、内外気切替箱２およびブロワファン（送風機）３とを備えるブロワユニット４と、エバポレータ（冷却用熱交換器）５、ヒータコア（加熱用熱交換器）６および吹出モード切替部７を備える熱交換器側ユニット８と、これら両ユニット４、８をつなぐ中間ダクト（ダクト手段）９とによって構成されている。
【００１１】
エアコンユニット１は、例えば、車室内の計器盤周辺に搭載される。そして、例えば、右ハンドル車の場合、熱交換器側ユニット８を車両の略中央に配置して、ブロワユニット４が車両の左側（左ハンドル車では右側）にオフセットするように搭載される。
上記の内外気切替箱２は、車室内気と外気とを切り替えてエアコンユニット１内へ導入するものである。車室内気を導入する内気導入口２ａと、車室外気を導入する外気導入口２ｂとを有し、さらに、下部には、ブロワファン３へ導入空気を流す開口部２ｃが形成されている。そして、内部には、これら両導入口２ａ、２ｂを開閉する内外気切替ドア（図示せず）が備えられている。
【００１２】
内外気切替箱２の下方には、空調空気を送風するブロワファン（送風機）３が配置されており、このブロワファン３は例えばシロッコファンであり、ファン駆動用モータ３ａを有し、樹脂成形されたファンケーシング（第１のケース）１０に収納されている。
ファンケーシング１０は、上部と側面に開口部１０ａ、１０ｂが設けられており、上部開口部１０ａは、内外気切替箱２の下部の開口部２ｃと締結部材等により気密に接続されており、側面開口部１０ｂは、パッキング（図示せず）等を介して中間ダクト９とＬ字嵌合により気密に接続されている。
【００１３】
そして、ブロワファン３が駆動されると、内外気切替箱２からの送風空気が、ブロワファン３を通過して側面開口部１０ｂから中間ダクト９へ送られるようになっている。
次に、冷凍サイクルのエバポレータ（冷却用熱交換器）５は、図３に示すように、全体として薄型矩形状を有している。対向する両側面（図３の上下端面）にタンク部５１ａおよび５１ｂが設けられ、両タンク部５１ａ、５１ｂの間には、複数積層されたチューブ５２ａの間に波形フィン５２ｂを設けてなる熱交換部５２が設けられている。また、他の対向する両側面（図３の左右端面）のうち一側の側面（図３の左端面）には、冷媒が流入する入口パイプ５３ａおよび冷媒が流出する出口パイプ５３ｂを備える配管ジョイント５３が設けられている。
【００１４】
そして、冷凍サイクルの膨張弁（図示せず）から低温低圧の気液二相冷媒が、入口パイプ５３ａから、タンク部５１ａ、５１ｂおよびチューブ５２ａによって形成される冷媒流路（図示せず）を流れ、出口パイプ５３ｂから流出する。従って、図１および図３に示す矢印Ａの方向に流れる空気は、熱交換部５２を通過する際に冷媒の蒸発潜熱によって冷却されるようになっている。
【００１５】
そして、エバポレータ５は、図１に示すように、ブロワファン３の側方において略水平に配置されているが、完全な水平よりも若干傾斜（例えば、図１において水平方向からθ＝１８°）して配置されている。従って、側方（図１の左方）より送られてくるブロワファン３からの送風空気を、エバポレータ５の下方部すなわち下面から導入し冷却して上方へ導出するようになっている。なお、このような傾斜配置によりエバポレータ５の凝縮水の補集回収が容易となる。
【００１６】
ヒータコア（加熱用熱交換器）６は、例えば、タンクおよび複数のチューブを有し、これらの内部をエンジンの冷却水（温水）が流れるようなものとしている。このヒータコア６は、エバポレータ５の上方において略水平に配置されており、エバポレータ５からの送風空気を加熱して、上方へ導出するようになっている。
【００１７】
また、ヒータコア６には、ヒータコア６への温水流量を制御する温水制御弁（図示せず）が備えられており、それによって、ヒータコア６による空気加熱量を調整するようになっている。なお、ヒータコア６の空気加熱量を調整する手段としては温水制御弁でなくとも、ヒータコア６近傍にエアミックスドアを設けて、ヒータコア６を通過する空気流量を調整するようにしてもよい。
【００１８】
これら、エバポレータ５、ヒータコア６は、樹脂製の熱交換器側ケーシング１１（第２のケース）に収納されている。熱交換器側ケーシング１１内において、ヒータコア６は、熱交換器側ケーシング１１に突出成形された棚部（図示せず）等により支持固定されている。なお、エバポレータ５の固定方法については後述する。
【００１９】
熱交換器側ケーシング１１は、分割された樹脂製のケース部分（分割状態は図示せず）を一体に結合する等して構成されており、結合部分は、図示しない締結部材（ねじ、クリップ）等やパッキング等を用いて気密に結合されている。
熱交換器側ケーシング１１のうちブロワユニット４と対向する側面１１０の下部には、開口部１１ａが設けられている。図１に示すように、開口部１１ａの上側部分は、エバポレータ５を取出すためのエバポレータ取出開口部１１ｂとして構成されている。エバポレータ取出開口部１１ｂからは、エバポレータ５のタンク部５１ａの一部が出ており、後述するエバポレータ５取出しの際に、取出し易いようになっている。
【００２０】
そして、開口部１１ａのうちエバポレータ取出開口部１１ｂ以外の部分は、通風開口部１１ｃとなっており、この通風開口部１１ｃを通って中間ダクト９からの送風空気がエバポレータ５の下面に送られるようになっている。エバポレータ取出開口部１１ｂは後述するように、別体の中間ダクト９が接続された状態で遮蔽されるようになっている。
【００２１】
また、熱交換器側ケーシング１１の側面１１０において、開口部１１ａの上側には、もう１つ別の開口部１１ｄが設けられており、ヒータコア６と略同等の高さに位置している。そして、この開口部１１ｄからは、ヒータコア６が取り出し可能となっている（図５参照）。
なお、熱交換器ケーシング１１の内部には空気流路（図示せず）が形成されており、送風空気は、その空気流路に沿って流れるため、開口部１１ｄから漏れにくくなっているが、この開口部１１ｄに対して脱着可能な蓋を設けてもよい。
【００２２】
そして、熱交換器側ケーシング１１の上方部、すなわちヒータコア６の空気下流側の部分は、吹出モード切替部７として構成され、ヒータコア６で加熱されて温度調整された空気の吹出方向を切り替えるようになっている。
吹出モード切替部７の上部には、車室内の乗員頭部に向けて空気を吹出すフェイス出口（図示せず）に連通するフェイス通路７ａと、フロントガラス内面に向けて空気を吹出すデフロスタ出口（図示せず）に連通するデフロスタ通路７ｂとが形成されている。
【００２３】
さらに、吹出モード切替部７の側面部には、車室内の乗員足元に向けて空気を吹出すフット出口（図示せず）に連通するフット通路（図示せず）が形成されている。そして、吹出モード切替部７の内部には、これら複数の通路を切替開閉する図示しないドア手段（板状ドア、ロータリードア等）が設けられている。
以上の如く構成されたブロワユニット４と熱交換器側ユニット８とは、図１に示すように、互いに車両左右方向に所定間隔を開けて配置され、中間ダクト９を介して連通している。この所定間隔は、少なくともエバポレータ５の車両搭載状態における車両左右方向の長さ、すなわち図３において上下方向の長さに、上述したエバポレータ５の配置における水平からの傾斜角度θの余弦（ｃｏｓθ）を掛け合わせたものと同等の長さがあればよい。それによってエバポレータ５は確実に取り出せるようになっている。
【００２４】
そして、熱交換器側ユニット８の方がやや低く位置している。そのため、エバポレータ５の凝縮水が、中間ダクト９からブロワユニット４へ流れ込まないようになっている。
次に、中間ダクト９について述べる。中間ダクト９は、樹脂成形されたものであり、上記の両ケーシング１０、１１の所定間隔と略同等の長さを有している。中間ダクト９のうちファンケーシング１０側の開口端部９ａは、ファンケーシング１０の側面開口部１０ｂと対応した形状を有し、パッキング（図示せず）を介して側面開口部１０ｂとＬ字嵌合によって気密に接続されるようになっている。
【００２５】
図４は、中間ダクト９と熱交換器側ケーシング１１の開口部１１ａとの接続状態を示す断面図である。中間ダクト９は、熱交換器側ケーシング１１側のダクトの開口端部９ｂが広がった構成となっている。開口端部９ｂは、開口部１１ａと対応した形状を有し、開口部１１ａとパッキング２０を介してＬ字嵌合によって気密に接続されるようになっている。
【００２６】
ここで、上記の中間ダクト９と各ケーシング１０、１１との各接続においては、中間ダクト９を各ケーシング１０、１１にＬ字嵌合させるとともに、回転ネジ等の脱着可能な締結部材（図示せず）によって締結することで結合を行っている。従って、中間ダクト９は各ケーシング１０、１１に対して脱着可能となっている。
【００２７】
中間ダクト９の開口端部９ｂの下部側は、熱交換器側ケーシング１１の通風開口部１１ｃと接続されて、中間ダクト９からの送風空気がエバポレータ５の下面に送られる通風路を形成するようになっている。一方、上部側は、熱交換器側ケーシング１１のエバポレータ取出開口部１１ｂを遮蔽する遮蔽部９０ｂとして構成されている。
【００２８】
そして、遮蔽部９０ｂの内壁には、エバポレータ５を支える棚状の受け部９ｃが、エバポレータ５側に突出して形成されている。本実施形態では、図４に示すように、この受け部９ｃは、実質的に、中間ダクト９の開口端部９ｂの下部と上部すなわち遮蔽部９０ｂとの境界に位置しているが、この位置に限定されるものではない。一方、熱交換器側ケーシング１１の内壁にも、エバポレータ５を支える凹状の受け部１１１が形成されている。
【００２９】
これら両受け部９ｃおよび１１１によって、エバポレータ５は、タンク部５１ａおよび５１ｂの部分を支えられ、熱交換器側ケーシング１１内に固定される。受け部９ｃの突出長さ長さｈ１および受け部１１１の凹んだ部分の長さｈ２は、それぞれ、エバポレータ５を支えるのに十分な長さであればよく、例えばｈ１を２０ｍｍおよびｈ２を１０ｍｍとしている。
【００３０】
また、図４に示すように、熱交換器側ケーシング１１の内壁面において、受け部１１１から底面に渡って弾性かつ断熱性の断熱部材（インシュレータ）２１が貼付けられている。断熱部材２１は、エバポレータ５のタンク部５１ｂと受け部１１１との間に介在して、タンク部５１ｂを外部から断熱するとともに、寸法誤差を吸収し、また車両振動等の振動からエバポレータ５を防振する。一方、タンク部５１ａ側においては、タンク部５１ａに断熱部材２２が貼付けられており、断熱部材２１と同様の役割を果たしている。
【００３１】
従って、エバポレータ５においては、タンク部５１ａの下面が断熱部材２２を介して受け部９ｃに接して支えられ、タンク部５１ａの上面が、断熱部材２２を介して遮蔽部９０ｂの上側内壁とエバポレータ取出開口部１１ｂ側の開口縁部とに接して支えられている。またタンク部５１ｂは、その上下面を受け部１１１に接して支えられている。こうしてエバポレータ５は固定されている。
【００３２】
なお、タンク部の上面または下面というのは、エバポレータ５の車両搭載状態での上下方向に基づいたものである。
なお、図１および図５において、上記の受け部９ｃ、１１１は省略してある。
次に、上記構成に基づき、本実施形態の作動を説明する。
本実施形態のエアコンユニット１のスイッチ（図示せず）を投入すると、図１において、内外気切替箱２から流入した空気は、ブロワファン３によってファンケーシング１０内を略水平方向に流れ、中間ダクト９へ流れる。そして、中間ダクト９内を流れてエバポレータ５の下面へ流れた送風空気は、エバポレータ５で除湿、冷却された後、さらに上方へ流れ、ヒータコア６へ導入され、ここで加熱される。
【００３３】
ヒータコア６は、上述のように温水制御弁（図示せず）によって加熱温度を制御される。ヒータコア６にて所望温度まで加熱された空調空気は、吹出モード切替部７にて所定の吹出口へ送られ、車室内へ吹き出される。
次に、メインテナンスのためエバポレータ５をエアコンユニット１からエバポレータ５を取り出す際には、まず、中間ダクト９をファンケーシング１０および熱交換器側ケーシング１１から取り外す。
【００３４】
この際、中間ダクト９の上記締結部材をはずした後、樹脂からなる中間ダクト９を弾性変形させて、嵌合部分をはずす。こうして、両ケーシング１０、１１の間に中間ダクト９を取り外すことができる。
続いて、エバポレータ５を、エバポレータ取出開口部１１ｂから、図４及び図５に示す矢印Ｂ方向すなわち両ケーシング１０、１１の間にスライドさせて熱交換器側ケーシング１１から取出す。こうして、両ケーシング１０、１１を車両に取り付けたまま、中間ダクト９のみを取り外すことによって、エバポレータ５をを取出すことができる。
【００３５】
そして、修理、清掃等が施された後のエバポレータ、あるいは新しいエバポレータを再びエバポレータ取出開口部１１ｂから、熱交換器側ケーシング１１内へ納める。そして、中間ダクト９を両ケーシング１０、１１に接続して、交換作業が終了する。
また、ヒータコア６は、熱交換器側ケーシング１１の開口部１１ｄから、図５に示す矢印Ｃ方向すなわち両ケーシング１０、１１の間に、スライドさせることで取り出すことができる。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、水平置きのエアコンユニット１において、ファンケーシング１０とエバポレータ５等が収納される熱交換器側ケーシング１１との間に、エバポレータ５を取出すことのできる空間を設けたため、エバポレータ５の取出し作業時において、熱交換器側ケーシング１１ごとエバポレータ５を車両から降ろさなくとも、エバポレータ５冷却用を取出すことができるので、交換に要する手間が簡略化され、交換時間が短縮できる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、上記の両受け部９ｃおよび１１１によって、エバポレータ５を固定することができるので、エバポレータ５固定用の別体の取付手段を設けなくともよく、構成の簡素化およびコストダウンが図れる。
また、本実施形態によれば、中間ダクト９と熱交換器側ケーシング１１との分割部分が、熱交換器側ケーシング１１の開口部１１ａである。従って、例えば、中間ダクト９を熱交換器側ケーシング１１の底面にまで延ばした場合に比べて、中間ダクト９形状を簡単にでき、中間ダクト９の成形加工等が容易とできる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、両ケーシング１０、１１との間の空間内へヒータコア６をも取り出すことができるため、ヒータコア６の交換時等においても、手間の簡略化、時間の短縮が図れる。
なお、両ユニット４、８の車両左右方向における配置は、反対であってもよく、その場合には、中間ダクトもそれに応じて左右反対の配置となることは勿論である。
【００３９】
また、ヒータコア６を取り出すための開口部１１ｄの設定部位は、熱交換器側ケーシング１１の側面１１０でなくとも、他の側面でもよい。さらに開口部１１ｄは無くてもよく、熱交換器側ケーシング１１において、吹出モード切替部７を取り外し可能としておけば、ヒータコア６は熱交換器側ケーシング１１から簡単に取出すことができる。
【００４０】
また、開口部１１ａにおいて、エバポレータ取出開口部１１ｂと通風開口部１１ｃは別体の開口部でもよい。例えば上記実施形態においてエバポレータ取出開口部１１ｂと通風開口部１１ｃとの間に仕切部があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエアコンユニットの全体構成図である。
【図２】図１の上方平面図である。
【図３】上記実施形態におけるエバポレータの構成を示す斜視図である。
【図４】上記実施形態における中間ダクトと熱交換器側ケーシングの開口部との接続状態を示す断面図である。
【図５】上記実施形態におけるエバポレータの取り出し方法を示す説明図である。
【図６】従来の水平置きエアコンユニットを示す構成図である。
【符号の説明】
３…ブロワファン、５…エバポレータ、６…ヒータコア、
７…吹出モード切替部、９…中間ダクト、９ｃ…受け部、
１０…ファンケーシング、１１…熱交換器側ケーシング、
１１ｂ…エバポレータ取出開口部、９０ｂ…遮蔽部、
１１０…熱交換器側ケーシングの側面。

Claims

空調空気を送風する送風機（３）と、
前記送風機（３）を収納する第１のケース（１０）と、
前記送風機（３）の側方において略水平に配置され、前記送風機（３）からの送風空気を導入し冷却して導出する冷却用熱交換器（５）と、
前記冷却用熱交換器（５）の上方において略水平に配置され、前記冷却用熱交換器（５）からの送風空気を加熱する加熱用熱交換器（６）と、
前記冷却用熱交換器（５）および前記加熱用熱交換器（６）を収納する第２のケース（１１）と、
前記加熱用熱交換器（６）の空気下流側に配置され、前記加熱用熱交換器（６）で加熱されて温度調整された空気の吹出方向を切り替える吹出モード切替部（７）とを備える自動車用空調装置において、
前記両ケース（１０、１１）は互いに所定間隔を開けて配置されており、
前記両ケース（１０、１１）の間には、これら両ケース（１０、１１）と脱着可能に接続され前記送風機（３）からの送風空気を前記冷却用熱交換器（５）へ流す別体の中間ダクト（９）が設けられ、
前記中間ダクト（９）は、前記両ケース（１０、１１）の間に取り外し可能となっており、
前記中間ダクト（９）の内壁には、前記冷却用熱交換器（５）の下面を支える受け部（９ｃ）が前記冷却用熱交換器（５）側に突出して形成されており、
前記中間ダクト（９）を前記両ケース（１０、１１）から取り外すことにより、前記冷却用熱交換器（５）を前記第２のケース（１１）から前記両ケース（１０、１１）の間に取出し可能としたことを特徴とする自動車用空調装置。
前記第２のケース（１１）のうち前記送風機（３）と対向する面（１１０）の下方部位には、前記冷却用熱交換器（５）を取出すための開口部（１１ｂ）が形成され、
前記中間ダクト（９）は、前記開口部（１１ｂ）を遮蔽するように前記第２のケース（１１）に接続される遮蔽部（９０ｂ）を有しており、
前記受け部（９ｃ）は前記遮蔽部（９０ｂ）に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用空調装置。