JP3926952B2

JP3926952B2 - 車両用空気調和ユニット

Info

Publication number: JP3926952B2
Application number: JP33205699A
Authority: JP
Inventors: 良彰難波; 守弘高崎; 憲一郎澤野
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: JP2001150940A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用空気調和ユニットに関し、さらに詳しくは、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とを備え、冷却用熱交換器にインテークユニットから空気が送風される車両用空気調和ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車室内の足元スペースの拡大や材料、製造及び組付コストの低減を図るため、図７に示すように、冷却用熱交換器１と加熱用熱交換器２とを上下方向に配置した車両用空気調和ユニット３がある。この車両用空気調和ユニット３では、冷却用熱交換器１に対して、ユニットの側面下部に開設された略三角形状の空気導入口４を介して図示しないインテークユニットから送風を行っている。図７に示す車両用空気調和ユニット３では、冷却用熱交換器１と加熱用熱交換器２との間に開閉ドア５が配置されている。この開閉ドア５は、加熱用熱交換器２を経由させる空気と直接加熱用交換器２の下流側へ導入する空気との量を制御する。冷却用熱交換器１は、ユニットのコンパクト化を図るため、図示するように傾斜した状態でユニットケース６内に配置・支持されている。図８は、さらにコンパクト化を図った車両用空気調和ユニット３を示す斜視説明図である。同図に示す車両用空気調和ユニット３は、図７に示す車両用空気調和ユニット３の開閉ドア５をスライドドア７に代えた構成であって、上下方向の省スペース化を達成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した車両用空気調和ユニット３の空気導入口４から導入される空気は、冷却用熱交換器１が傾斜しているため、空気導入口４の広い部分から導入される送風と狭い部分から導入される送風との作用により、冷却用熱交換器１の下面に対して送風の圧力が不均一となるという問題がある。
【０００４】
すなわち、図８に示すユニットケース６の底面８上の送風状態を平面的に見ると、図９に示すように、空気導入口４の広い開口部分から導入される空気の流れと、狭い開口部分から導入される空気の流れとの量的な違いと、冷却用熱交換器１の下方の空間のエンジンルーム側と車室側とで通気抵抗が非対称となることに起因して、同図において反時計回りの旋回流が発生する。このため、冷却用熱交換器１の中央は旋回流の中心に対応する位置であり、冷却用熱交換器１の中央では空気圧力が下がって風が通り抜けにくくなる。また、図９に示すように、位置Ａから導入された空気は位置Ｂでケース側壁に衝突して圧力が高くなり、位置Ｃにおいてもケース側壁に衝突して圧力が高くなる。さらに、図９に示す位置Ｄでは、空気導入口４の狭い開口部分から導入された空気と、広い開口部分から導入されて旋回した空気とが衝突するため、圧力が高くなる。同図中、点描領域が圧力が高くなった領域を示している。図１０は、ケース底面８における各位置Ａ〜Ｅと、ケース底面８から冷却用熱交換器１下面までの高さとの関係を示し、各位置での冷却用熱交換器１を通過する風の状態を示している。同図に示すように、位置Ｂ〜位置Ｃに至る領域と、風同士が衝突する位置Ｄで、冷却用熱交換器１を通る風量が多くなることが分かる。
【０００５】
上記したように冷却用熱交換器１を通る空気の流れが不均一となると、冷却用熱交換器１に熱交換量低下を招いたり、空間調和特性の悪化を招くなどの悪影響を与えるという問題があった。
【０００６】
また、図９に示すようにユニットケースには、空間導入口４と反対側の下部位置でエンジンルーム側の底面若しくは側壁下部にドレインパイプ９が設けられている。このドレインパイプ９により、冷却用熱交換器１で発生した凝縮水がエンジンルーム側に排出されるようになっている。しかし、同図に示すように、ケース底面８上に導入される空気が旋回流を発生させているため、この旋回流の影響で凝縮水Ｗが位置Ｃに停滞し易くドレインパイプ９への排水効率が低下する問題があった。そして、ケース底面８に停滞した凝縮水Ｗは、車両の走行状態によってはインテークユニット側へ流れ込む可能性があり、ともすると送風機側に支障を及ぼすことが危惧されている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した事情を考慮して創案されたものであり、冷却用熱交換器を通過する空気の圧力を均一化すると共に、ユニットケース底部に溜まる凝縮水の排水効率の良好な車両用空気調和ユニットを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ユニットケース内に、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とが配置され、前記冷却用熱交換器が下側に前記加熱用熱交換器が上側に配置され、前記ユニットケースの底面に対して前記冷却用熱交換器が空気の通過面を車両前後方向の一方の向きに傾斜して配置されると共に、車両幅方向の一方側に位置する前記ユニットケースの側壁下部に、前記冷却用熱交換器と前記底面とで形成される空間の側面の略全体を開口するように空気導入口が形成され、当該空気導入口を介して空気が送風される車両用空気調和ユニットであって、前記空気導入口の開口高さ寸法の長い領域から導入される空気の流れを、空気導入方向前方に対してを斜め方向に変更する風向変更壁面を、前記底面の中央よりわずかに空気導入方向前方の位置に立設すると共に、前記風向変更壁面の裏側に導入空気が回り込む流路空間を備え、前記流路空間の流路終点部に位置する前記底面にドレイン入口を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成の請求項１記載の発明では、空気導入口の開口高さ寸法の長い領域（口の広い領域）から導入される空気流が、ユニットケースの底面に立設された風向変更壁面に当たって、空気導入方向に対して斜めに導かれるため、風向変更壁面のわずかに手前の位置、すなわち底面の中央を通る領域で空気が昇圧される。この結果、冷却用熱交換器の中央を通過する空気の風速を速くすることができる。また、空気導入口の開口高さ寸法の短い領域（口の狭い領域）から導入される空気流は、ユニットケースの底面に立設された風向変更壁面に当たらずに、風向変更壁面で風向変更された風と合流して風向変更壁面の裏側に沿って蛇行して車両前後方向の一方のケース側壁に当たって昇圧する。この結果、空気が合流する領域からケース側壁に当たる領域に亙って空気を昇圧させることができ、これらの領域に対応する冷却用熱交換器の領域を通過する空気の風速を速くすることができ、冷却用熱交換器を通過する空気の風速を均一化することができる。特に、この発明では、底面上を流れる空気流が蛇行するため、この蛇行に沿って凝縮水が案内され、ドレイン入口へ凝縮水を導き易くすることができる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用空気調和ユニットであって、前記風向変更壁面は、略三角柱形状の突堤部の側面であることを特徴としている。
【００１１】
したがって、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明の作用に加えて、空気流が突堤部である略三角柱の側面に沿って迂回してドレイン入口へ凝縮水を導く流路を形成するため、空気導入口の広い領域から導入された空気及び狭い領域から導入された空気を合流し易くすることができる。
【００１２】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両用空気調和ユニットであって、前記突堤部は、一側面が前記ユニットケースの前記空気導入口の高さ寸法が長い側に位置する車両前後方向の一方のケース側壁に隙間を介して近接して設けられていることを特徴とする。
【００１３】
したがって、請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明の作用に加えて、突堤部とケース側壁との間に隙間を有するため、この隙間から凝縮水をドレイン入口へ向けて流することが可能となり、排水効率を向上することができる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和ユニットであって、前記冷却用熱交換器の車両前後方向の端縁部のうち下方に位置する端縁部が、前記ユニットケースの内壁に形成された段部上に載置され、該段部に上下方向に延びる水流下用溝部が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
したがって、請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３に記載の発明の作用に加えて、冷却用熱交換器に付着した凝縮水を下方に位置する端縁部から段部に導き、段部に形成された水流下用溝部を介して底面へ導くことができる。このため、冷却用熱交換器と段部との間に凝縮水が溜まることを防止でき、車両の走行状態に影響されることなく、凝縮水が空気導入口側へ逆流するのを防止することができる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、冷却用熱交換器を通過する空気の風速を均一化すると共に、底面上を流れる空気流が蛇行するためこの蛇行に沿って凝縮水が案内され、ドレイン入口へ凝縮水を導き易くして排水効率を向上する効果がある。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、、請求項１記載の発明の効果に加えて、空気流が突堤部である略三角柱の側面に沿って迂回してドレイン入口へ凝縮水を導く流路を形成するためより排水効率を高める効果がある。また、空気導入口の広い領域から導入された空気及び狭い領域から導入された空気を合流し易くすることができるため、空気衝突に伴うエネルギー損失を抑制することができ、通気抵抗を低く保つ効果がある。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、突堤部とケース側壁との間に隙間を有するため、この隙間から凝縮水をドレイン入口へ向けて流することが可能となり、排水効率を向上する効果がある。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜請求項３に記載の発明の効果に加えて、冷却用熱交換器と段部との間に凝縮水が溜まることを防止でき、車両の走行状態に影響されることなく、凝縮水が空気導入口側へ逆流するのを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用空気調和ユニットの詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２１】
以下、本発明に係る車両用空気調和ユニットの詳細を図１〜図６に示す実施形態を用いて説明する。
【００２２】
図１は本実施形態の車両用空気調和ユニット１０を鉛直方向と車両前後方向とを通る面で切断した状態を示す側断面図、図２は車両用空気調和ユニット１０を鉛直方向と車幅方向とを通る面で切断した状態を示す正断面図である。図１及び図２において、符号１１はユニットケースを示している。ユニットケース１１は、ケース下半部１１Ａとケース上半部１１Ｂとからなる。図３はケース下半部１１Ａの斜視図であり、図４はケース下半部１１Ａの概略を示す平面図である。ケース下半部１２は、車幅方向の一方の側部（側壁）に、図示しない送風機（ブロワ）から送り出される空気を導入する空気導入口１２が形成されている。
【００２３】
車両用空気調和ユニット１０は、ユニットケース１１内の下部に車室に向かって前傾するよう配置された冷却用熱交換器（エバポレータ）１３と、この冷却用熱交換器１３の下流側（上側）に配置されたスライドドア装置１４と、このスライドドア装置１４の下流側（上側）に配置された加熱用熱交換器（ヒータコア）１５と、冷却用熱交換器１３及び加熱用熱交換器１５の下流側（上側）に配置された開閉ドア１６、１７とを備えている。
【００２４】
スライドドア装置１４は、冷却用熱交換器１３を通過した空気が加熱用熱交換器１５を通る流路の断面積と、冷却用熱交換器１３を通過した空気が加熱用熱交換器１５の下流側へ直接導かれる流路の断面積とを制御するようになっている。なお、冷却用熱交換器１３は、冷媒が流れる冷媒管と多数のフィン（いずれも図示省略）とで構成されている。
【００２５】
また、図１に示すように、冷却用熱交換器１３の車両前後方向の前部がケース上半部１１Ｂにブラケット１８にて支持され、冷却用熱交換器１３の後部がケース下半部１１Ａの段部１９上に載置・固定されている。この段部１９の構造は、図３に示すように、車両前後方向後側のケース壁部２７の内側面における空気導入口１２の近傍では、複数のリブ２８を上下方向に沿って車幅方向へ所定間隔で形成している。なお、リブ２８同士の間は、水流下用溝部としての機能を有する。また、このケース壁部２７において、リブ２８から空気導入口１２と反対側に位置するケース壁部２９までの間の部分には、段差部１９Ａの内側面に上下方向に沿って水流下用溝部としてのスリット１９Ｂを車幅方向に所定ピッチで形成している。このため、このような構造の段部１９上に冷却用熱交換器１３の端縁部を載せた状態で固定した場合に、冷却用熱交換器１３の端縁部に生じた凝縮水が、リブ２８同士の間やスリット１９Ｂを介して後述する底面２０に落下するようになっている。
【００２６】
さらに、冷却用熱交換器１３の後部であってケース下半部１１Ａとの間には、冷却用熱交換器１３の空気流れ方向の下流面と面一となるようにシールパッキン１３Ａが取り付けられている。この場合、空気流れ方向の下流面側と面一となるようにシールパッキン１３Ａを貼り付けることにより、冷却用熱交換器１３の下流面側から出た凝縮水が溜まる貯水スペースが生じることがない。
【００２７】
又、万一、段部１９と貯水された凝縮水においては、図しない段部１９が車両幅方向に延びている場合、少なくとも空気導入口と対向する側壁には、段部１９と側壁との間に隙間又は、ドレン案内側に向けられた切り欠き部が設けられている為、排水できる。さらに、図３に示す構造においては、段部１９の段差部１９Ａに貯水された凝縮水は、スリット１９Ｂによって、スムーズに排水される。
【００２８】
なお、冷却用熱交換器１３は、図示しない圧縮器、凝縮器、膨張弁と連通し、圧縮器から吐出された冷媒が、凝縮器、膨張弁を通り、蒸発器となる冷却用熱交換器７から再び圧縮器へ戻る冷凍サイクルを構成している。
【００２９】
加熱用熱交換器１５は、図１に示すように、冷却用熱交換器１３及びスライドドア装置１４の上方でエンジンルーム側のケース側壁と幅方向の両側壁に支持されている。また、加熱用熱交換器１５は、図示しないエンジンによって加熱された加熱水が流れるようになっていて、熱交換器本体を空気が通過するときに、熱交換が行われて空気を加熱するようになっている。
【００３０】
上記した空気導入口１２は、図１に示すように前側で高さが高く広く後側で高さが低い、略三角形状に形成されている。また、冷却用熱交換器１３は、ケース下半部１１Ａの底面２０に対して前傾した状態で対峙するように配置・固定されている。なお、底面２０は空気導入口１２から空気導入方向ａに向けて漸次低くなるように緩く傾斜するように形成されている。
【００３１】
底面２０には、空気流を蛇行させるための略三角柱形状の突堤部２１が突設されている。この突堤部２１は、図４に示すように、空気導入口１２側から導入される導入空気流の方向ａに対して、車両前後方向の後側に向けて所定の鈍角θをなす風向変更壁面２２を備える。なお、風向変更壁面２２は、底面２０の中央より、導入空気流の方向ａ前方側に配置され、空気導入口１２から導入された空気が風向変更壁面２２に衝突して風向を、図４中左方向（略車両後方向）へ変更させるようになっている。
【００３２】
また、ケース下半部１１Ａの前壁２５における導入空気流の方向ａの前側下部近傍の底面２０には、ドレインパイプ２３が設けられており、底面２０の導入空気流の方向ａの前側側縁近傍には緩やかにドレインパイプ２３側へ向けて下降傾斜するドレイン案内溝部２４が形成されている。
【００３３】
さらに、図２〜図４に示すように、底面２０の空気導入口１２の近傍には、凝縮水が図示しない送風機側に逆流するのを防止するダム部３０が形成され、このダム部３０の中央にダム部３０を越えて逆流した水を底面２０側へ戻すための溝３１が形成されている。
【００３４】
突堤部２１は、図１に示すようにケース下半部１１Ａの前壁２５側で高さが高く、前壁２５側から後方に位置する頂点２６へ向けて漸次低くなるように形成されている。なお、図４に示すように突堤部２１の後側の三角形の頂点２６は、底面２０の中央よりやや後方へ位置するように設定されている。なお、前壁２５と突堤部２１との間には、空気導入口１２側が狭くなるように設定された隙間２９が形成されている。この隙間２９は、凝縮水をドレインパイプ２３側へ流れるたの通路となる。
【００３５】
このような構成の車両用空気調和ユニット１０では、以下に説明するような作用を奏する。図５に示すように、冷却用熱交換器１３の下方の空間、ケース下半部１１Ａでは、空間導入口１２から導入された空間が、空間導入口１２の開口高さに応じた風量で吹き込む。ここで、空気導入口１２の高さの高い位置Ａ２から導入された空気流は、車幅方向に直進して、位置Ａ３で突堤部２１の風向変更壁面２２に当たって風向変更壁面２２に沿って斜め後方に流れる。このとき、風向変更壁面２２の近傍では、昇圧して上方に配置された冷却用熱交換器１３を通過する空気流の風速が増大する。位置Ａ３から位置Ａ４へ進んだ空気流は、ユニットケース１１（ケース下半部１１Ａ）の後側の側壁に当たるとともに、空気導入口１２の高さの低い位置Ａ１から導入されて直進する空気と合流して位置Ａ５へ流れ、ケース下半部１１Ａの側壁に当たって位置Ａ６へ向けて流れる。
【００３６】
このため、位置Ａ２から流れ込んだ空気流は、突堤部２１を迂回するように蛇行してドレインパイプ２３側に向けて流れる。また、従来のように空気流同士が衝突することがなくエネルギー損失が解消され、通気抵抗を低減することができる。また、冷却用熱交換器１３の中央を通過する空気流の風速を大きくすることができ、結果的に冷却用熱交換器１３を通過する空気流の風速を均一化することが可能となる。
【００３７】
なお、図６は、位置Ａ２〜Ａ６における冷却用熱交換器１３を通過する空気流の状態を示す図である。空気導入口１２の位置Ａ２から導入された空気は、風向変更壁面２２に当たって昇圧して冷却用熱交換器１３を通過する風速が位置Ａ３から位置Ａ４の間で速くなる。位置Ａ５、Ａ６においては、空気が側壁に当たるため昇圧してこれらの位置で冷却用熱交換器１３を通過する空気の風速が速くなる。また、位置Ａ１から導入された空気は冷却用熱交換器１３との間の空間が狭いため昇圧され、冷却用熱交換器１３を通過する空間の風速は速くなっている。これらの作用を総合すると、冷却用熱交換器１３を通過する空間の風速は均一なものとなる。
【００３８】
また、本実施形態では、ケース下半部１１Ａの底面２０の中央で空気圧が高くなるように突堤部２１を形成して空気流を蛇行させたことにより、ドレインパイプ２３側へ向けて風が流れるため、底面２０に溜まる凝縮水をドレインパイプ２３へ導く作用がある。このため、凝縮水を効率よくドレインパイプ２３側へ排出することができる。
【００３９】
以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。
【００４０】
例えば、上記した実施形態では、突堤部２１を略三角柱形状としたが風向変更壁面２２を備えるリブ状の板を立設する構成としてもよい。また、上記した実施形態では、ドレイン案内溝部２４を形成したが、底面２０がドレインパイプ２３へ向けて傾斜するものであればドレイン案内溝部２４を特別に形成しない構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用空気調和ユニットの実施形態を示す側断面図である。
【図２】実施形態の車両用空気調和ユニットの正断面図である。
【図３】実施形態の車両用空気調和ユニットのケース下半部を示す斜視図である。
【図４】実施形態の車両用空気調和ユニットのケース下半部の平面図である。
【図５】実施形態における風向状態及び凝縮水の移動方向を示す説明図である。
【図６】実施形態における風向状態を示す図である。
【図７】従来の車両用空気調和ユニットの説明図である。
【図８】従来の他の車両用空気調和ユニットの斜視説明図である。
【図９】従来の車両用空気調和ユニットの風向状態を示す説明図である。
【図１０】従来の車両用空気調和ユニットの風向状態を示す図である。
【符号の説明】
１０車両用空気調和ユニット
１１ユニットケース
１２空気導入口
１３冷却用熱交換器
１５加熱用熱交換器
１９段部
２０底面（ケース底面）
２１突堤部
２２風向変更壁面
２３ドレインパイプ
２９隙間

Claims

ユニットケース（１１）内に、冷却用熱交換器（１３）と加熱用熱交換器（１５）とが配置され、前記冷却用熱交換器（１３）が下側に前記加熱用熱交換器（１５）が上側に配置され、前記ユニットケース（１１）の底面（２０）に対して前記冷却用熱交換器（１３）が空気の通過面を車両前後方向の一方の向きに傾斜して配置されると共に、車両幅方向の一方側に位置する前記ユニットケース（１１）の側壁下部に、前記冷却用熱交換器（１３）と前記底面（２０）とで形成される空間の側面の略全体を開口するように空気導入口（１２）が形成され、当該空気導入口（１２）を介して空気が送風される車両用空気調和ユニット（１０）であって、
前記空気導入口（１２）の開口高さ寸法の長い領域から導入される空気の流れを、空気導入方向前方に対してを斜め方向に変更する風向変更壁面（２２）を、前記底面（２０）の中央よりわずかに空気導入方向前方の位置に立設すると共に、前記風向変更壁面の裏側に導入空気が回り込む流路空間を備え、前記流路空間の流路終点部に位置する前記底面（２０）にドレイン入口を備えることを特徴とする車両用空気調和ユニット。
請求項１記載の車両用空気調和ユニット（１０）であって、前記風向変更壁面（２２）は、略三角柱形状の突堤部（２１）の側面であることを特徴とする車両用空気調和ユニット。
請求項２記載の車両用空気調和ユニット（１０）であって、前記突堤部（２１）は、一側面が前記ユニットケース（１１）の前記空気導入口（１２）の高さ寸法が長い側に位置する車両前後方向の一方のケース側壁に隙間（２９）を介して近接して設けられていることを特徴とする車両用空気調和ユニット。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和ユニット（１０）であって、
前記冷却用熱交換器（１３）の車両前後方向の端縁部のうち下方に位置する端縁部が、前記ユニットケース（１１）の内壁に形成された段部（１９）上に載置され、該段部（１９）に上下方向に延びる水流下用溝部が形成されていることを特徴とする車両用空気調和ユニット。