JP3975714B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用空調装置に係り、詳しくはエアダクトの配置技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車用空調装置では、コンプレッサーやコンデンサー等については、室外に配置し、防水を必要とするエバポレータ等の空調ユニットについては、室内側に配置するのが一般的である。このような配置技術は、例えば特開２０００−６２４４８号公報に開示されている。なお、上記公報では、エキスパンションバルブおよびエバポレータを備えたクーリングユニットが、エンジンルームと室内とを仕切るダッシュパネルを挟んで室内に配置されている。
空調ユニットが室内に配置されることに伴い、その空調ユニットに空気を取り入れるための内気および外気取り入れ用のダクト、空調ユニットにて温湿度が調整された空気を室内に放出させるためのレジスタ用ダクトあるいはデフロスタ用ダクトは、自ずと室内に配置されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来のダクトを室内に配置する構成の場合、冷房運転時において、ダクト表面に結露が発生することがあり、その結露水の滴下を考慮し、ダクトに対する結露対策を施す必要があった。
【０００４】
本発明は、上述した従来の問題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、結露による室内滴下の悪さを防止する上で有効なエアダクトの配置技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係る自動車用空調装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の通りの構成を備えた。
請求項１に記載の自動車用空調装置においては、空気の誘導に用いられるエアダクトを有し、分岐部を含むエアダクトが室内と仕切られたダッシュパネル前の室外に配置されている。したがって、請求項１の発明によれば、エアダクトの室外に配置される箇所については、水滴の滴下を許容することが可能となり、結果として結露対策が不要となる。なお、ここでいう、エアダクトとは、エアコンユニットに通じる内気取り入れ用のダクト、外気取り入れ用のダクト、レジスター用ダクト、デフロスタ用ダクト等をいう。
また、エアダクトを室外に配置する構成を採用した場合、室内スペースを広げることが可能となる。すなわち、エアダクトを室内に配置する構成では、エアダクトをインストルメントパネルで隠蔽するが、本発明によれば、エアダクトを室外に配置することで、インストルメントパネルを縮小することが可能となり、運転席前に広い室内スペースを作ることができる。
さらに、分岐部についてはエアダクト内を流れる冷気が流れ方向を転換する際に壁面に衝突し、その衝突する箇所に結露が発生し易い。したがって、分岐部を含むエアダクトを室外に配置することで、効果的な結露対策が実現される。
【０００６】
また、請求項２に記載の車両用空調装置においては、エアコンユニットを構成する構成部品の全てが室外に取り付けられ、そして、そのエアコンユニットにエアダクトが接続される構成としている。この場合、請求項３に記載したように、エアコンユニットがダッシュパネルの前面に取り付けられる構成とすることが好ましい。したがって、請求項２および３に記載の発明によれば、エアダクトのみならずエアコンユニットが室外に配置されることで、インストルメントパネルを省略することが可能となり、室内スペースをより大きく広げることができる。すなわち、運転席の前方に広い室内スペースを作りだすことができる。また、エアコンユニットがダッシュパネルの前面に取り付けられることで、エアコンユニット中の保守点検等のサービスが必要な部品に対する作業を室内側から行う構成を採用することが可能となる。
【０００７】
また、ダクトは、エアコンユニットとの直結部が室外に配置されていることが好ましい（請求項４に対応）。冷房運転時において、エアダクトのエアコンユニットとの直接の連結箇所は、エアコンユニットから離れている箇所に比べて内外の温度差が大きく結露が発生し易いものである。したがって、エアコンユニットとの直結部を室外に配置することで、効果的な結露対策が実現される。
【０００８】
また、請求項５に記載の自動車用空調装置においては、エアコンユニットは、室外に配置された密閉構造のボックス内に収納され、そのボックスにエアダクトを組み付けることで、エアコンユニットとエアダクトとをボックスを介して一体化した。これにより、エアコンユニットを水の侵入から保護することが可能になる。また、エアコンユニットおよびエアダクトのボックスに対する組付けを予め自動車の組立ラインとは別の場所で行い、その組み立てられた、いわゆるモジュールを組立ラインで自動車に搭載するといった形態で作業できる。このため、搭載時の組付け作業の工数を減少して作業性の向上を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。本実施の形態は、車両後部に備えた駆動モーターで後輪を駆動する、いわゆるＲＲタイプの電気自動車に適用している。ＲＲ車以外の、ＦＲ車あるいはＦＦ車に適用しても何ら差し支えないものであるが、とりわけ、室内の前方に形成されるフロントコンパートメントのスペースに余裕のあるＲＲ車に適用した場合においては、室内スペースの拡大を図る上でより有効となる。
図１は本実施の形態に係る自動車用空調装置の配置を示す斜視図であり、図２は要部を示す斜視図である。また、図３は空調装置の配置を示す平面図であり、図４は空調装置の配置を示す正面図であり、図５は空調装置の配置を示す側面図である。
【００１０】
自動車の室内１と、自動車の前部に形成される室外空間としてのフロントコンパートメント２とは、垂直方向に延在するダッシュパネル３によって仕切られている（特に図５参照）。そして、空調装置を構成する部品は、その殆どがフロントコンパートメント２に配置されている。本実施の形態にあっては、自動車用空調装置を構成する各種の構成部品は、大別して、モジュールボックス１０内に収納される第１グループの構成部品類と、そのモジュールボックス１０の外面（下面）に装着される第２グループの構成部品類と、フロントエンドプレート４に装着される第３グループの構成部品類と、エアコンユニットに関して空気の誘導に用いられる第４グループのエアダクト類とに区分されている。上記のモジュールボックス１０が本発明でいうボックスに対応している。
【００１１】
モジュールボックス１０内には、第１グループの構成部品としてのエアコンユニット（空調ユニット）１１が収納されている。エアコンユニット１１は、温度制御方式が、例えばエアミックス方式の場合であれば、外気または内気を取り込んで下流へ送るブロワー１１ｂ、そのブロワー１１ｂの下流にて流路が分岐され、その一方に配置されるクーラーユニット（エバポレータ）、および他方に配置されるヒータユニット（ヒータコア）、更にクーラーユニットを通過した冷気とヒータユニットを通過した温風とを混合させるミックスチャンバ等から構成されている。なお、図においては、簡略化のために、エアコンユニット１１の構成部品を、ブロワー１１ｂと、そのブロワー１１ｂを除く構成部品１１ａとの２つのブロックで示している。
【００１２】
上記のモジュールボックス１０は、ダッシュパネル３の垂直方向に延在する壁部３ａの前面に取り付けられている。図１および図５に示すように、ダッシュパネル３は、垂直方向（上下方向）に略平面状に延在されており、室内１およびフロントコンパートメント２の双方に対して部分的に突出する部位を有しない平面構造となっている。
モジュールボックス１０は、後面側（ダッシュパネル３との対向面側）が開放されており、その開放面側外周に設けた取付フランジ１０ａがシール材１０ｃを介してダッシュパネル３の前面に突き合わせ状に当接した状態でネジ１０ｂ等の締結手段で該ダッシュパネル３に固着されている。これにより、エアコンユニット１１は、モジュールボックス１０内に密閉状態で収納されて防水および防塵が施された状態でフロントコンパートメント２内に配置される。すなわち、本実施の形態では、上記のエアコンユニット１１を構成する構成部品は、その全てが室外に配置されている。
【００１３】
また、第２グループの構成部品としての電動コンプレッサー（コンプレッサーとモーターとは相互に接合されて一体化されており、以下の説明では、モーターインコンプレッサーという）２１、該モーターインコンプレッサー２１のモーターを駆動するインバーター２２、アキュームレーター２３は、モジュールボックス１０の周辺スペースを考慮した上で該モジュールボックス１０に組み付けられている。本実施の形態においては、モジュールボックス１０の下方スペースを利用するためにボックス下面にネジ等で固着されている。
【００１４】
一方、第３グループの構成部品類であるコンデンサー３１およびファン３２は、フロントコンパートメント２の前面部を構成するフロントエンドプレート４に組み付けられている。
【００１５】
また、第４グループとしてのエアダクト類は、ブロワー１１ｂを経てエアコンユニット１１内に空気を取り入れる内気取り入れ用ダクト４１、外気取り入れ用ダクト４２、エアコンユニット１１によって温度あるいは湿度の調整された空気を室内１に導入するためのレジスタ用ダクト４３、およびデフロスタ用ダクト４４から構成されている。上記の各ダクト４１，４２，４３，４４は、それぞれダッシュパネル３前のフロントコンパートメント２内に配置されている。内気取り入れ用ダクト４１と外気取り入れ用ダクト４２の一端は、モジュールボックス１０を貫通してブロワー１１ｂの入口側にそれぞれ接続され、内気取り入れ用ダクト４１の他端は、ダッシュパネル３を通して室内１に開口され、外気取り入れ用ダクト４２の他端は、フロントコンパートメント２内に開口されている。
【００１６】
また、レジスタ用ダクト４３は、分岐部４３ａおよび複数の吹き出し口４３ｂを有する多岐管構造であり、分岐部４３ａの端部がモジュールボックス１０を貫通してエアコンユニット１１の出口側に接続され、複数の吹き出し口４３ｂがダッシュパネル３を通して室内１に開口されている。なお、この場合、吹き出し口４３ｂは、室内１へ適宜延出させる態様とすることも可能である。
デフロスタ用ダクト４４は、一端がモジュールボックス１０を貫通してエアコンユニット１１の出口側に接続され、他端がカウルトップ４５に接続されている。なお、カウルトップ４５は、車体前面の窓の下側を形成し左右のフロントピラーをつなぐ中空部材であり、この中空形状を温風の通路として利用し、上面に吹き出し口４５ａを形成している。
かくして、空調装置を構成する構成部品は、その殆どがダッシュパネル３前の室外空間であるフロントコンパートメント２に配置されることになり、これにより、空調装置のモジュール化が可能になる。
【００１７】
なお、上記のように配置された構成部品中、冷凍サイクルに関係するモーターインコンプレッサー２１、エアコンユニット１１内のエバポレータ、アキュームレーター２３、コンデンサー３１等は、配管によって接続されるが、その配管については、図示を省略している。
【００１８】
上述したように、本実施の形態においては、エアコンユニット１１をモジュールボックス１０内に収納して組み付け、これをダッシュパネル３前の室外面側に配置するとともに、ダクト類を室外に配置することで、他の室外配置組の構成部品とのモジュール化を可能としたものである。これにより、構成部品相互を接続する配管は、室外での配管となる。したがって、従来のエアコンユニットが室内配置の場合であれば必要であった、コンプレッサー等からエアコンユニットへの配管がダッシュパネルを貫通するといった態様を採る必要がなくなる。これにより、配管取り回しの作業性が向上するとともに、配管の短縮化が可能になり、延いては配管が長いことに起因する熱損失の低減が達成される。
この場合において、モジュールボックス１０を密閉構造（シール構造）とすることで、水が侵入するスペースであるフロントコンパートメント２へのエアコンユニット１１の配置が実現されるとともに、エアコンユニット１１につき、その構成部品単位毎に防水構造を施す必要がなくなる。
【００１９】
エアコンユニット１１は、フロントコンパートメント２に配置されており、しかも室内１とフロントコンパートメント２とを仕切るダッシュパネル３の垂直方向に延在される壁部３ａの前面に配置される構成のため、室内スペース、特に座席前方に広い室内スペースを作ることが可能となる。また、エアコンユニット１１がフロントコンパートメント２に配置されることで、そのエアコンユニット１１を覆っているカバー部材としてのインストルメントパネルを縮小または省略することが可能となり、座席の前方に広いスペースを有する自動車を提供することができる。
【００２０】
特に、本実施の形態では、モジュールボックス１０にエアコンユニット１１を収納することに加え、ボックス下面のスペースを利用してモーターインコンプレッサー２１、インバーター２２およびアキュームレーター２３を組み付けることで一体化してある。このため、上述した配管が最短となることに加え、自動車の組立ラインとは別の場所において、モジュールボックス１０にエアコンユニット１１を収納するとともに、モーターインコンプレッサー２１やインバーター２２、およびダクト類を組み付けたのち、更に部品相互の配管あるいは配線作業を行ってから、自動車の組立ラインで自動車に搭載できるため、搭載時の作業工数を大幅に低減することが可能となる。
【００２１】
また、本実施の形態では、モジュールボックス１０をダッシュパネル３の前面に取り付けることで、該モジュールボックス１０内のエアコンユニット１１が室外の最も室内１寄りに配置される。これにより、エアコンユニット１１に対するサービス作業を室内側から行うことが可能になる。例えば、エアコンユニット１１の構成部材の１つであるブロワー１１ｂには、取り入れ空気を浄化するためのエアフィルターが備えられており、定期的な掃除あるいは交換を必要とする。したがって、本実施の形態においては、ダッシュパネル３に適宜大きさのサービスホール３ｂ（図３または図５参照）を設定してあり、このサービスホール３ｂを通して室１内から上記のエアフィルターの掃除や交換作業を行うことが可能とされている。なお、サービスホール３ｂは、モジュールボックス１０の後面全域にわたって形成し、他のユニット構成部品にかかわる各種のサービス作業を行うように構成することもできる。また、サービスホール３ｂは、常には開閉可能なホールカバーによって閉じる構成とされる。
【００２２】
また、本実施の形態においては、エアコンユニット１１を室外に配置することに加え、内気および外気取り入れ用ダクト４１，４２、レジスタ用ダクト４３、デフロスタ用ダクト４４等のダクト類をも室外に配置する構成としている。このため、冷房運転時において、ダクト（特に温度の下がるレジスタ用ダクト４３の分岐部４３ａより上流側等）の表面に結露が生じ、その水滴が滴下してもフロントコンパートメント２内での現象であることから、特に問題にならない。このため、ダクト類に対する結露対策を不要とすることができる。
ダクト類は、モジュールボックス１０内に収納されたエアコンユニット１１と共に、モジュールボックス１０を介してモジュール化することが可能である。すなわち、予め各構成部品をモジュールボックス１０に組み付けておくことによって、それらを車両へ一括して搭載することができる。これにより、搭載時の作業工数を大幅に低減することが可能となる。
このように、本実施の形態によれば、空調装置の自動車に組み付ける作業としては、室外のみで完結されることになる。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
例えば、上述した実施の形態では、モーターインコンプレッサー２１、インバーター２２およびアキュームレーター２３をモジュールボックス１０の下面に組み付ける構成としたが、下面以外の他の面を利用して取り付けたり、あるいはモジュールボックス１０とは別に適宜ブラケットを介してフロントコンパートメント２の構成部材に取り付けてもよい。
また、モーターインコンプレッサー２１とインバーター２２とは、相互に組み付けられることでサブアッシーとされ、そのサブアッシーとされた状態でモジュールボックス１０に取り付けるようにしてもよい。
また、エアコンユニット１１を構成する構成部品とは、空調装置のうち、従来において防水等の必要性から室内１に配置されていた構成部品を指し、実施の形態において記載した部品に限定されるものではない。
また、実施の形態では、エアコンユニット１１を構成する全ての構成部品を一体化してあるとしたが、これを２つ以上に分割してもよい。
また、上述した実施の形態は、フロントコンパートメント２内のスペースに余裕のあるＲＲタイプの電気自動車の場合で説明したが、ＦＦ車あるいはＦＲ車等であっても、本発明を適用することは何ら差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、結露による室内滴下の悪さを防止する上で有効なエアダクトの配置技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る自動車の空調装置の配置を示す斜視図であり、車体フレームに対して分解した状態で示している。
【図２】主要部の配置を示す斜視図である。
【図３】空調装置の配置を示す平面図である。
【図４】空調装置の配置を示す正面図である。
【図５】空調装置の配置を示す側面図である。
【符号の説明】
１…室内
２…フロントコンパートメント（室外）
３…ダッシュパネル
３ａ…壁部
３ｂ…サービスホール（開口部）
１０…モジュールボックス（ボックス）
１１…エアコンユニット
２１…モーターインコンプレッサー（電動コンプレッサー）
２２…モーター駆動用のインバーター

Claims (5)

1. ダッシュパネルによって仕切られた室内と室外とを有する自動車に搭載される自動車用空調装置であって、
   空気の誘導に用いられるエアダクトを有し、分岐部を含むエアダクトが前記ダッシュパネル前の室外に配置されていることを特徴とする自動車用空調装置。
2. 請求項１に記載の自動車用空調装置であって、エアコンユニットを構成する構成部品の全てが室外に取り付けられ、そのエアコンユニットに前記エアダクトが接続されていることを特徴とする自動車用空調装置。
3. 請求項２に記載の自動車用空調装置であって、前記エアコンユニットが前記ダッシュパネルの前面に取り付けられていることを特徴とする自動車用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用空調装置であって、前記エアダクトは、エアコンユニットとの直結部が室外に配置されていることを特徴とする自動車用空調装置。
5. 請求項２〜４のいずれかに記載の自動車用空調装置であって、前記エアコンユニットは、室外に配置されたボックス内に収納され、そのボックスに前記エアダクトを組み付けることで、前記エアコンユニットと前記エアダクトがボックスを介して一体化されていることを特徴とする自動車用空調装置。

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