JP3882634B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車などの車両に搭載される空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開平７−１８６６９２号公報に記載されている車両用空調装置は、ブロアモータで駆動されるブロアファンにより空気を吐き出す送風機と、送風機から吐き出された空気を冷却するエバポレータと、エバポレータで冷却された空気を再加熱するヒータと、ヒータへの配風比を調節するエアミックスドアとを備えている。この車両用空調装置では、ブロアモータを冷却するため、エバポレータ手前の送風通路の冷却風をブロアモータへ導く空気通路が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の空調装置では、ブロアモータを冷却するための空気通路が必要であり、空調装置の小型化の障害となる。
【０００４】
本発明の目的は、ブロアモータを十分に冷却しつつ空調装置を小型化する車両用空調装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１） 請求項１の発明による車両用空調装置は、ブロアモータによりブロアファンを駆動してインテーク部から導入した空気を吐き出す送風機と、インテーク部に設けた外気導入口から空気を導入する外気切換位置とインテーク部の内気導入口から空気を導入する内気切換位置との間で移動する内気外気切換ドアとを備え、ブロアモータおよび内気外気切換ドアをブロアファン上流のインテーク部内に配設し、内気外気切換ドアの一部がブロアモータの一部を隠蔽する形状としたことを特徴とする。
（２） 請求項２の発明による車両用空調装置は、請求項１に記載の車両用空調装置において、内気外気切換ドアは、外気切換位置において、内気導入口を遮蔽するとともに、ブロアモータのうち外気導入口から直視できる範囲を隠蔽する形状であることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明による車両用空調装置は、請求項１または２に記載のいずれかの車両用空調装置において、内気外気切換ドアは、内気切換位置において、外気導入口を遮蔽するとともに、内気導入口から直視できる範囲のブロアモータがインテーク部内に露出する形状であることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明による車両用空調装置は、請求項１〜３に記載のいずれかの車両用空調装置において、内気外気切換ドアは、中心軸に関して回動して内気導入口および外気導入口を択一的に遮蔽する円筒状の大径円筒部と、大径円筒部分と共に回動してブロアモータを隠蔽する小径円筒部とを連結する連結部分に開口部を有することを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明による車両用空調装置によれば、送風機のブロアモータおよび内気外気切換ドアをブロアファン上流のインテーク部内に配設したので、ブロアモータの冷却を行うことができる。ブロアモータ冷却用送風通路を別途設ける必要がないので、空調装置の小型化を図ることができる。また、内気外気切換ドアの一部がブロアモータの一部を隠蔽する形状であるため、送風空気内に混入している雨や雪がブロアモータに直接触れないので、ブロアモータの故障を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜１１を参照して本発明による車両用空調装置の一実施の形態について説明する。
−全体構成−
図１および図２を参照して全体構成を説明する。図１は、車両用空調装置ＡＣを車両側方から見た断面図、図２は、外気導入時の車両用空調装置ＡＣの前側部分を表す図であり、（ａ）は図１のＩＩ方向から見た平面図、（ｂ）は図２（ａ）ＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。この車両用空調装置ＡＣは、送風機１０と冷暖房ユニット２０とを備えている。送風機１０は、冷暖房ユニット２０に接続されたスクロール２を有している。スクロール２は、図２（ａ）に示すように、左右の分割スクロール部２ａ，２ｂを有し、これら左右の分割スクロール部２ａ，２ｂ内にブロアファン１ａ，１ｂが収容されている。
【０００８】
左右の分割スクロール部２ａ，２ｂは円筒状のインテーク部６で接続されている。インテーク部６内には、小型のブロアモータ３ａ，３ｂが並列配置されている。すなわち、ブロアモータ３ａ，３ｂはブロアファン１ａ，１ｂの上流のインテーク部６内に配設されている。インテーク部６の外周壁に外気導入口７と内気導入口８とが形成され、この導入口７，８は、図３に示す形状の内気外気切換ドア９により切換えられる。内気外気切換ドア９については後で詳細に説明するが、内気外気切換ドア９は、内気外気導入口を選択をすると共に、導入外気に含まれる雨や雪からブロアモータ３ａ，３ｂを保護する役割を果たす。
【０００９】
図１において、冷暖房ユニット２０は、フィルタ１２と、送風機１０から吐き出された空気を冷却するエバポレータ１３と、エバポレータ１３で冷却された空気を再加熱するヒータコア１４と、ヒータコア１４への配風比を調節するエアミックスドア１５と、ＶＥＮＴ吹き出し口開閉機構１６と、ＦＯＯＴ吹き出し口開閉機構１７と、ＤＥＦ吹き出し口開閉機構１８と、ＶＥＮＴ吹き出し口１９と、ＦＯＯＴ吹き出し口２１と、ＤＥＦ吹き出し口２２と、除湿水排出経路２３とを備えている。
【００１０】
内気外気切換ドア９により選択された車両室内または車外の空気は、ブロアファン１によって送風され、エバポレータ１３を通過する際に冷却および除湿される。エバポレータ１３を通過した冷風空気は、エアミックスドア１５により、ヒータ１４へ通じる送風空気流量とヒータ１４を通過しない送風空気流量との割合が調節される。そして各開閉機構１６〜１８、各吹き出し口１９，２１，２２を通じて、温度および湿度が調整された送風空気が車両内へ供給される。
【００１１】
−ドア９の詳細−
内気外気切換ドア９の詳細形状を図４，５に示す。図４は外気切換位置における内気外気切換ドア９を斜め上方より見た斜視図であり、図５は内気切換位置における内気外気切換ドア９を斜め上方より見た斜視図である。内気外気切換ドア９は、円筒状インテーク部６の中心軸ＡＸと同軸の大径円筒部９ａと、中心軸ＡＸと同軸の小径円筒部９ｂと、小径円筒部９ｂの外周部と大径円筒部９ａの内周部とを接続し、開口部９ｃがあけられた接続部材９ｇと、小径円筒部９ｂのほぼ中央部に配設された隔壁としての小径円板部９ｄと、小径円筒部９ｂの外周部と大径円筒部９ａの内周部とを接続する大径円板部９ｅと、後述する駆動装置から駆動力が伝達されるギア９ｆとを有する。
【００１２】
▲１▼大径円筒部９ａ
図４および図５から分かるように、大径円筒部９ａは、中心軸ＡＸと直交する断面形状が略９０度の円弧状である部分円筒形状であり、内気外気切換ドア９をインテーク部６内に支持する軸受部としても機能する。内気外気切換ドア９を９０度正逆回転することにより、インテーク部６に設けられた外気導入口７と内気導入口８との間を大径円筒部９ａが移動して、外気導入口７または内気導入口８のいずれか一方を遮蔽し、他方を開口する。これにより、インテーク部６に導入される空気を外気導入口７または内気導入口８のいずれか一方に選択する。
【００１３】
図6および図7を参照して、インテーク部６内で回動可能に内気外気切換ドア９を支持する軸受機構について説明する。図６は、車両用空調装置ＡＣを車両側面から見た断面図であり、送風機１０とインテーク部６内部の様子を示している。図７は、車両用空調装置ＡＣを車両後方から見た断面図であり、インテーク部６内の様子を示す図である。分割スクロール２ａ，２ｂとインテーク部６とが接続する各側板には、インテーク部６内に向かって軸受リング２６が突設されている。軸受リング２６の外周面とインテーク部６の内周面との間には、内気外気切換ドア９の大径円筒部９ａの肉厚よりやや大きい幅の半割れリング状のスリット２６Ｓが形成されている。内気外気切換ドア９の大径円筒部９ａの両端を軸受リング２６に外挿して、換言すると大径円筒部９ａの両端をスリット２６Ｓに嵌合して、内気外気切換ドア９がインテーク部６に回動可能に保持される。したがって、内気外気切換ドア９は中心軸ＡＸを中心に回動する。図６では分かりやすくするために、内気外気切換ドア９の記載を省略している。
【００１４】
▲２▼小径円筒部９ｂ
図２〜図４を参照して小径円筒部９ｂについて説明する。小径円筒部９ｂは、大径円筒部９ａより小径で大径円筒部９ａと同一の中心軸ＡＸを持つ円筒の一部分をなす略２７０度の部分円筒形状である。図３によく示されているように、小径円筒部９ｂはブロアモータ３ａ，３ｂの外周部を覆うが、９０度範囲は切りかかれており、この開放部を介して小径円筒部９ｂ内のモータ収容空間がインテーク部６の導入空気流路と連通する。また、小径円筒部９ｂの内径はブロアモータ３ａ，３ｂの外径よりやや大きくされ、したがって、小径円筒部９ｂの内周面とブロアモータ３ａ，３ｂの外周面との間に冷却空気の通路が形成される。この通路に開放部を介して空気を導き、ブロアモータ３ａ，３ｂを全周面から効率よく冷却する。図２（ｂ）によく示されているように、内気外気切換ドア９が外気導入位置に切換えられている場合、小径円筒部９ｂは外気導入口７と対向配置され、導入外気に含まれる雨や雪からブロアモータ３ａ，３ｂを保護する。
【００１５】
▲３▼小径円板部９ｄ
小径円板部９ｄは、小径円筒部９ｂの略中心の位置に中心軸ＡＸに直交して配置されている扇状板であり、小径円筒部９ｂの剛性確保をする役割を持つ。小径円板部９ｄの中心には円形の孔９０があけられ、図８に示すように、この孔９０にはブロアモータ３ａ，３ｂのボデイ端面に設けた支持突起２８が嵌合している。すなわち、ブロアモータ３ａ，３ｂを軸支する役割も果たしている。
【００１６】
−モータ支持構造−
図６および図８によりモータ支持構造を説明する。図６は、先にも述べたように、車両用空調装置ＡＣを車両側面から見た断面図である。図８は、図２のＶＩＩＩ方向から見たインテーク部６内でのブロアモータ３ａ，３ｂの固定状態を表しているが、内気外気切換ドア９の記載を省略している。図６および図８に示すように、モータ取付用ブラケット２５ａ，２５ｂの基部がインテーク部６の内周面に取り付けられ、ブロアモータ３ａ，３ｂは一対のモータ取付用ブラケット２５ａ，２５ｂの先端の半割れ部に挟持され、これにより、インテーク部６の中心部に配設される。インテーク部６は、送風機１０のスクロール２に固定されているため、ブロアモータ３ａ，３ｂおよびブロアファン１は、送風機１０のスクロール２に対しても固定される。
【００１７】
▲４▼大径円板部９ｅ
大径円板部９ｅは、小径円板部９ｄと略同一面内において、大径円筒部９ａと小径円筒部９ｂとを接続する扇状板である。小径円筒部９ｂから大径円筒部９ａへ放射状に配置されており、中心軸ＡＸ方向から見て略９０度の扇型である。接続部材９ｇと共に大径円筒部９ａと小径円筒部９ｂとを接続し、小径円筒部９ｂに対する大径円筒部９ａの形状確保（剛性確保）の役割を持つ。
【００１８】
▲５▼接続部材９ｇ
開口部９ｃがあけられた接続部材９ｇは、図２（ｂ），図８などに示すように大径円筒部９ａと小径円筒部９ｂとが連動して回動できるように大径円筒部９ａと小径円筒部９ｂとを接続する平板である。中心軸ＡＸ方向から見た場合に弧状に見える大径円筒部９ａおよび小径円筒部９ｂのそれぞれの一端同士を結び、かつ中心軸ＡＸを含む平面において、小径円筒部９ｂの端面から大径円筒部９ａの端面の間に開口部９ｃは配置されており、その大部分が開口している。後述するように導入空気が開口部９ｃを介してインテーク部６内を低抵抗で流れることができる。
【００１９】
▲６▼ギア９ｆ
ギア９ｆは、中心軸ＡＸに対して大径円筒板９ｅと略対称な位置、形状の扇状板であり、弧の部分にギアが形成されている。ギア９ｆは、後述するように外気切換位置と内気切換位置との間で内気外気切換ドア９を回動させるアクチュエータ３０および駆動ギア３１からの動力伝達機能を持つ。
【００２０】
−ドア駆動装置−
内気外気切換ドア９を外気切換位置と内気切換位置の間で回動する駆動装置を説明する。図９（ａ），（ｂ）に内気外気切換ドア９と内気外気切換ドア９を駆動するアクチュエータ３０と駆動ギア３１とを示す。アクチュエータ３０と駆動ギア３１とは図９（ａ），（ｂ）に示すように、インテーク部６の外側近傍にギア９ｆと駆動ギア３１とがかみ合うように設置されている。なお、インテーク部６には、ギア９ｆと駆動ギア３１とがかみ合うことができるよう開口部６ａが設けられている。これによりアクチュエータ３０の駆動に連動して駆動ギア３１を回転することで、内気外気切換ドア９を駆動することができる。
【００２１】
−動作−
ブロアモータ３ａ，３ｂが冷却される様子を以下に詳細に述べる。
▲１▼外気導入時
外気導入時は、内気外気切換ドア９により内気導入口８を遮蔽し、外気導入口７を開口する。すなわち図２（ａ），（ｂ）および図３に示すように、内気外気切換ドア９を外気切換位置に移動することで大径円筒部分９ａが外気導入口７側から内気導入口８側へ回動し、内気導入口８を遮蔽する。このとき小径円筒部９ｂも同時に回動し、外気導入口７から直視できる範囲のブロアモータ３ａ，３ｂを隠蔽し、外気導入口７から直視できない範囲のブロアモータ３ａ，３ｂをインテーク部６内に露出させる。
【００２２】
ブロアファン１によりインテーク部６に導入された外気は、図２（ｂ）に記載した矢印のように流れる。このとき車外の気象条件により、導入される外気には雨、雪等が混じることがあるが、小径円筒部９ｂにより外気導入口７から直視できる範囲のブロアモータ３ａ，３ｂを隠蔽しているので、ブロアモータ３ａ，３ｂに雨、雪等が直接触れることはない。また、開口部９ｃが設けられているので、吸い込まれた外気はこの開口部９ｃを介してインテーク部６の下部へ流れる。すなわち低抵抗でインテーク部６の内部の隅々に容易に行き渡る。吸い込まれた外気の一部は、外気導入口７から直視できない範囲に現れている小径円筒部９ｂのない部分から小径円筒部９ｂ内に流入して、ブロアモータ３ａ，３ｂの周囲を流動する。これによりブロアモータ３ａ，３ｂを冷却することができる。
【００２３】
▲２▼内気導入時
内気導入時は、内気外気切換ドア９により外気導入口７を遮蔽し、内気導入口８を開口する。すなわち図１０（ａ），（ｂ）および図１１に示すように、内気外気切換ドア９を内気切換位置に移動することで大径円筒部分９ａが内気導入口８側から外気導入口７側へ回動し、外気導入口７を遮蔽する。このとき小径円筒部９ｂも同時に回動し、小径円筒部９ｂのない部分が内気導入口８から直視できる範囲に現れ、ブロアモータ３が内気導入口８から直視できる状態になる。
【００２４】
ブロアファン１によりインテーク部６に導入された内気は、図１０（ｂ）に記載した矢印のように流れる。ブロアモータ３ａ，３ｂが内気導入口８から直視できる状態なので、導入された内気は効率よくブロアモータ３ａ，３ｂの周囲を流動し、ブロアモータ３ａ，３ｂを冷却することができる。また外気導入時と同様、開口部９ｃが設けられているので、吸い込まれた内気は低抵抗でインテーク部６の全体へ流れる。
【００２５】
上記構成の車両用空調装置では、次のような作用効果を奏することができる。
（１）ブロアモータ３ａ，３ｂをブロアファン１の上流のインテーク部６内に配設し、インテーク部６内に導かれる多量の送風空気によりブロアモータ３ａ，３ｂを冷却するようにしたので、ブロアモータ３ａ，３ｂを冷却するためのダクトなどが不要となる。また、ブロアモータ３ａ，３ｂの冷却効率が向上するので、車両用空調装置の更なる小型化を図ることができる。
（２）ブロアモータ３ａ，３ｂの近傍に設けた内気外気切換ドア９の形状は、外気切換位置においてブロアモータ３ａ，３ｂのうち外気導入口７から直視できる範囲を隠蔽する形状としたので、ブロアモータ３ａ，３ｂに雨、雪等が直接触れることはない。これにより、雨、雪等がブロアモータ３ａ，３ｂの内部に侵入することにより引き起こされるブロアモータ３ａ，３ｂの電気的故障などを防止することができる。
（３）ブロアモータ３ａ，３ｂの近傍に設けた内気外気切換ドア９の形状は、内気切換位置においてブロアモータ３ａ，３ｂのうち内気導入口８から直視できる範囲をインテーク部６の内に露出する形状としたので、導入された内気は効率よくブロアモータ３ａ，３ｂの周囲を流動し、ブロアモータ３ａ，３ｂを冷却することができる。
（４）内気外気切換ドア９の大径円筒部９ａと小径円筒部９ｂを接続する接続部材９ｇには開口部９ｃを設けているので、吸い込まれた内気または外気は低抵抗でインテーク部６の内部の隅々に容易に行き渡る。
【００２６】
−変形例−
上述の一実施の形態では、内気外気切換ドア９の大径円筒部９ａは中心軸ＡＸ方向から見て９０度の弧状であり、小径円筒部９ｂは中心軸ＡＸ方向から見て２７０度の弧状である。しかし、以下の構造であれば上記形状に限定されない。すなわち、外気導入時に外気導入口７から直視できる範囲のブロアモータ３を隠蔽し、かつ内気導入時に内気導入口８から直視できる範囲のブロアモータ３がインテーク部６内に露出している構造であればよい。
【００２７】
上述の一実施の形態では、内気外気切換ドア９の回動と共に小径円筒部９ｂも回動するが、外気導入時に外気導入口７から直視できる範囲のブロアモータ３を隠蔽し、かつ内気導入時に内気導入口８から直視できる範囲のブロアモータ３がインテーク部６内に露出している構造であれば、ブロアモータ３を隠蔽する部分は固定式でもよい。
【００２８】
内気外気切換ドア９に設けられた開口部９ｃを有する接続部材９ｇは、大径円筒部９ａと外形円筒部９ｂを連結し、かつインテーク部６内部に導入した空気の流動を妨げず吸引抵抗の少ないものであれば、開口部９ｃは上記形状に限定されない。
【００２９】
上述の一実施の形態では、内気外気切換ドア９に設けられた小径円板部９ｄは、内気外気切換ドア９の回転軸ＡＸに関して略中心に設けられているが、小径円筒部９ｂの剛性が確保でき、ブロアモータ３ａ，３ｂの支持ができる形状、位置であれば、上述の一実施の形態の位置および形状でなくともよい。たとえば、ブロアモータ３ａ，３ｂを軸支するための孔の代わりに円柱状突起を設けて、この円柱状突起をブロアモータ３ａ，３ｂの凹部に嵌合するようにして、ブロアモータ３ａ，３ｂを支持してもよい。
【００３０】
また、上述の一実施の形態では、内気外気切換ドア９に設けられた大径円板部９ｅは、内気外気切換ドア９の回転軸ＡＸに関して略中心に設けられているが、大径円筒部９ａの剛性が確保できる形状、位置であれば、上述の一実施の形態の位置および形状でなくともよく、複数設けてもよい。たとえば大径円筒部９ａの軸ＡＸ方向端面付近に設けてもよい。
【００３１】
以上の実施の形態において、内気導入口および外気導入口を遮蔽する円筒状の大径円筒部分とブロアモータを隠蔽する小径円筒部分とを連結する連結部分は、内気外気切換ドア９の接続部材９ｇに対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による車両用空調装置を車両側面から見た断面図である
【図２】外気切換位置における本発明の一実施の形態の車両用空調装置の前側部分を表す図であり、（ａ）は図１のＩＩ方向から見た平面図、（ｂ）は図２（ａ）ＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である
【図３】本発明の一実施の形態の車両用空調装置のエアミックスドアを表す図であり、図２（ａ），（ｂ）のＩＩＩ方向から見た斜視図である
【図４】本発明の一実施の形態の車両用空調装置のエアミックスドアの詳細を表す図であり、外気導入位置におけるエアミックスドアを斜め上方から見た斜視図である
【図５】本発明の一実施の形態の車両用空調装置のエアミックスドアの詳細を表す図であり、内気導入位置におけるエアミックスドアを斜め上方から見た斜視図である
【図６】本発明の一実施の形態の車両用空調装置を車両側面から見た断面図であり、図１の送風機１０とインテーク部６内部の様子を示しており、分かりやすくするため、内気外気切換ドア９の記載を省略している
【図７】本発明の一実施の形態の車両用空調装置を車両後方から見た断面図であり、図１のＶＩＩ方向から見たインテーク部６内の様子を示す図であるが、分かりやすくするために、ブロアモータ３ａ，３ｂ、内気外気切換ドア９などの記載を省略している
【図８】本発明の一実施の形態の車両用空調装置を車両後方から見た断面図であり、図２のＶＩＩＩ方向から見たインテーク部６内部でのブロアモータ３ａ，３ｂの固定状態を表している
【図９】本発明の一実施の形態による車両用空調装置おける内気外気切換ドア駆動部付近を表す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側方から見た断面図である
【図１０】内気切換位置における本発明の一実施の形態の車両用空調装置の前側部分を表す図であり、（ａ）は図１のＩＩ方向から見た平面図、（ｂ）は図１０（ａ）Ｘｂ−Ｘｂ線断面図である
【図１１】本発明の一実施の形態の車両用空調装置のエアミックスドアを表す図であり、図１０（ａ），（ｂ）のＸＩ方向から見た斜視図である
【符号の説明】
１ ブロアファン
３ ブロアモータ
６ インテーク部
７ 外気導入口
８ 外気導入口
９ 内気外気切換ドア
９ａ 大径円筒部
９ｂ 小径円筒部
９ｃ 開口部
３０ アクチュエータ
３１ 駆動ギア

Claims (4)

1. ブロアモータによりブロアファンを駆動してインテーク部から導入した空気を吐き出す送風機と、
   前記インテーク部に設けた外気導入口から空気を導入する外気切換位置と前記インテーク部の内気導入口から空気を導入する内気切換位置との間で移動する内気外気切換ドアとを備え、
   前記ブロアモータおよび前記内気外気切換ドアを前記ブロアファン上流のインテーク部内に配設し、前記内気外気切換ドアの一部が前記ブロアモータの一部を隠蔽する形状としたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記内気外気切換ドアは、外気切換位置において、前記内気導入口を遮蔽するとともに、前記ブロアモータのうち前記外気導入口から直視できる範囲を隠蔽する形状であることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１または２に記載のいずれかの車両用空調装置において、
   前記内気外気切換ドアは、内気切換位置において、前記外気導入口を遮蔽するとともに、前記内気導入口から直視できる範囲の前記ブロアモータが前記インテーク部内に露出する形状であることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３に記載のいずれかの車両用空調装置において、
   前記内気外気切換ドアは、中心軸に関して回動して前記内気導入口および前記外気導入口を択一的に遮蔽する円筒状の大径円筒部と、前記大径円筒部分と共に回動して前記ブロアモータを隠蔽する小径円筒部とを連結する連結部分に開口部を有することを特徴とする車両用空調装置。

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