JP3855476B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents
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Description
【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 (2)
- 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。
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