JP3999357B2 - 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、自動車等の車両に設置され、車室内における冷房及び暖房等の空気調和を行う車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両空調装置としては、エアコンユニット上流端に設けられた内外気を導入する導入口と、下流端に設けられた吹出口との間に、ブロアファンにより空気の流れを作り出すものとなっている。ブロアファンの下流側には、エバポレータ及びヒータが配されており、エバポレータを通過する空気は冷やされ、ヒータを通過する空気は暖められる。また、ヒータ上流側にはエアミックスダンパが備えられており、この開度を調整することで下流側にて冷風と温風とを混合させる。空調装置は、このようにして、車両内に吹き出す空気の温度を制御することにより、所望の車室内環境を提供しようとするものである。
【０００３】
上記した冷風と温風とが混合される度合いは、車両内に設置されたコントロールパネルを搭乗者が操作すること等によって決定される。このコントロールパネルにおいては、通常、温度の設定や空調装置の運転モード（冷房あるいは暖房等）を入力することができるようになっており、空調装置はこの入力情報を参照して、上記した各種ダンパの開度等を自動的に制御することになる。また空調装置の制御は、搭乗者の入力情報の他に、車内温度、外気温度等の測定結果を加味して実施されるのが通常である。
【０００４】
また、上記空調装置の各構成品の配置形態（あるいは組立形式）には、横置き式（エバポレータ、ヒータ、吹出口等を水平に配置する形式）や縦置き式（前記各部品を縦方向に積層していく形式）等の様々な形式があるが、近年、車両内部に搭載される備品（例えば、各種コンピュータ、ＣＤオートチェンジャー等）の増加によって空調装置の搭載容積が制限されつつある背景があるため、極力コンパクト化可能なような配置形態が採用される傾向にある。上記した横置き式、縦置き式の中でいえば、後者の空調装置がその思想に合致する配置形態であるといえる。これによれば、比較的小さな容積に空調装置を構成する部品をすべて収めることが可能だからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３には、前記縦置き式の空調装置におけるエバポレータＥ、及びそのケーシングＣの一部を拡大した図を示している。ここでケーシングＣとは、前記したエアコンユニットを構成する部材の一部であると考えてよい。図３左方には図示しないブロアファンが、またエバポレータＥ上方にはエアミックスダンパやヒータ等が積層するように、それぞれ設置されている。したがって、空調風は図面下方において、左方から右方へ、そこからエバポレータＥを通過して上方へと流れるようになっている。
【０００６】
ところで、上記のようにケーシングＣ（すなわちエアコンユニット）内を流通する空調風には通常湿気が含まれているため、当該空調風がエバポレータＥを通過する際には、この湿気が凝結してドレン水Ｗが発生する。従来、このドレン水Ｗは、図３に示すように、水平方向より斜めに設置されたエバポレータＥ及びケーシングＣの床面Ｃｐ上を下方へと自然落下するようにされている。そして、ドレン水Ｗは、ケーシングＣに予め備えられている排水管Ｃｈを通して、車両外部へと排出されるようになっている。
【０００７】
ところが、特に盛夏時等において推測されるように、排水管Ｃｈの能力を越えるようなドレン水Ｗが発生すると、これがケーシングＣ内部に留まって、ドレン水Ｗが図示しないブロアファン側へと逆流するような場合があった。この逆流は、車両の旋回運動時あるいは坂道走行時等に発生する場合が考えられる。このような事態になると、ブロアファンが被水することになり、当該ブロアファンの性能を劣化させたり、最悪の場合故障させる可能性があった。ちなみに、ドレン水Ｗの発生量は、普通一時間あたり数十ｃｃほど発生するものと推定されるが、外気温や湿度等の条件により大きく影響を受けて、大量に発生する場合も否定できない。
【０００８】
なお、従来においても、上記ドレン水Ｗの逆流を防止するために、例えば、図４に示すようなケーシングＣ内部における壁Ａを設けたり、又は図５に示すようにケーシングＣの構造そのものを変更して受け皿Ｂを設けるような対策が考えられている。しかし、壁Ａを設けるのであっては、ブロアファンから送風される風の進行を妨げることになり好ましくない。また、受け皿Ｂを設けるのであっては、空調装置全体の容積を増大させることになり、折角のコンパクト化構造が報われないばかりか、逆流するドレン水Ｗを完全に阻止することができない。いずれにしても、抜本的な対策となっていないものといえる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、エバポレータ近傍に発生するドレン水を、エアコンユニット上流側へと逆流させないような空調装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項１記載の空調装置は、上流端にダンパによって開閉切換えされる外気導入口と内気導入口とを有すると共に、下流端に車室内への空調風の吹出口を有するエアコンユニットと、該エアコンユニット内に備えられたブロアファン、エバポレータ、ヒータ、エアミックスダンパとが設けられ、前記エバポレータ下方のドレン水が滴り落ちる前記エアコンユニットの壁面における前記エバポレータ上流側には、一辺が前記エアコンユニット壁面に回転自在に接続され、他辺が回転自由であって、通常運転中は空調風により前記エアコンユニット壁面に隙間を保って押しつけられる状態とされており、ドレン水が前記エアコンユニット壁面を逆流して前記隙間に流入すると、該ドレン水により上方に回転される水流防止プレートが設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
これによれば、エバポレータにより凝結した水分、すなわちドレン水がブロアファンの方向へ逆流するような場合において、水流防止プレートがエアコンユニットの通路を遮断することにより、その逆流を阻止することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２記載の空調装置は、前記水流防止プレートは、翼形断面の板状部材とされ、前記隙間を形成するとともに、一方の辺が前記エアコンユニット壁面にヒンジを介して接続され、他方の辺が前記ヒンジを介して回転運動するような構成とされることを特徴とするものである。
【００１３】
これによれば、前記した逆流するドレン水が少量の場合には、隙間に流入することによってその逆流が阻止される。また、ドレン水が多量の場合には、隙間に流入したドレン水が、水流防止プレートの回転運動する辺を上方へと回転させる力として作用し、前記エアコンユニットの通路を遮断させることになる。このことによって、ドレン水が多量の場合であっても、その逆流は阻止されることになる。
【００１４】
さらに、請求項３記載の空調装置は、前記水流防止プレートは、水よりも比重の小さい材料により構成されていることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、上記した隙間に流入したドレン水が、水流防止プレートに回転運動させる力を与えるのを容易とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
図１は実施形態の車両用空調装置の構成を示す断面図である。
この空調装置は、内部を空気流路３としたエアコンユニット４を有する。エアコンユニット４の上流端には内外気を吸入する導入口１が形成され、下流端には空調空気を車室内に吹き出す吹出口２が形成されている。エアコンユニット４内の上流側にはブロアファン５が配され、それより下流側には、順にエバポレータ６、エアミックスダンパ１３、ヒータ７が配されている。
【００１７】
これら各構成部品の配置形態は、図１に示すように、導入口１の下方にブロアファン５が、当該ブロアファン５とほぼ水平状態となるようにエバポレータ６が、それぞれ配置されるとともに、当該エバポレータ６の上方にエアミックスダンパ１３、ヒータ７、吹出口２が積層される、いわゆる縦置き式の空調装置の形態となっている。したがって、エアコンユニット４の上流端すなわち導入口１から、下流端すなわち吹出口２に至るまでの空調風の流れは、側方から臨んでＵ字状となる。特に、エバポレータ６に注目すると、空調風は当該エバポレータ６の下方から上方へ抜けるような流れとなる。
【００１８】
以下各構成部品について説明する。
エアコンユニット４の導入口１は、外気を導入する外気導入口と、車室内循環内気を導入する内気導入口とからなり、外気導入口及び内気導入口の間には、外気導入口または内気導入口のいずれか一方を開口させ外気と内気との切り換えを行う内外気切換ダンパ（不図示）が設けられている。
【００１９】
また、エアコンユニット４の吹出口２は、エアコンユニット４の上部に形成され車室内のフロントガラス等に空気を吹き付けて曇り等を防ぐデフロスタ吹出口２ａと、ダッシュボード前面等から空気を吹き出すフェイス吹出口２ｂと、エアコンユニット４の下部に形成され車室内下部から空気を吹き出すフット吹出口２ｃとからなる。そして、デフロスタ吹出口２ａ、フェイス吹出口２ｂ、フット吹出口２ｃには、それぞれ開口面積を調節するデフロスタ側ダンパ、フェイス側ダンパ、フット側ダンパ（それぞれ不図示）が設けられている。
【００２０】
前記ブロアファン５は、内外気を外気導入口または内気導入口から吸引して、エアコンユニット４内に流通させるものであり、電動モータ５ａに連結されている。エバポレータ６は冷凍サイクルの一要素であり、エアコンユニット４内を流通する空気を冷却する。ヒータ７は温水循環経路に組み込まれており、流通空気を加熱する。エアミックスダンパ１３は、図１中矢印１３ａに示すように、ヒータ７の上流側にて開閉動作に関する制御がなされ、その停止位置に応じて、ヒータ７を通過する風とヒータ７を通過しない風の割合を調節して、冷風と温風の混合割合を調節する機能を果たす。
【００２１】
この空調装置では、ブロアファン５を駆動することにより、外気または内気が外気導入口または内気導入口からエアコンユニット４内に導入され、導入された空気は空気流路３を下流側へと送られる。エアコンユニット４内を流れる空気は、次にエバポレータ６を通過することで冷却され、下流側へ流れる。このとき、エアミックスダンパ１３がヒータ７側通路を完全に覆っていると、空気はヒータ７を通過せずに吹出口２に向かい、吹出口２から車内に冷風が吹き出される。また、エアミックスダンパ１３がヒータ７側通路を全開しているときは、空気の全部がヒータ７を通過して加熱されて、吹出口２から車室内に吹き出される。また、エアミックスダンパ１３が中間位置にあるときは、ヒータ７を通過しない冷風とヒータ７を通過した温風が、エアミックスダンパ１３の下流側でその開度に応じて混ざり、混合された空気が吹出口２から車室内に吹き出される。
【００２２】
以下では本発明の特徴部分及びそれに関する部分について説明する。エバポレータ６は、図１に示すように、水平方向よりやや斜めとなるように設置されている。またこのことに対応するように、エバポレータ６下方のエアコンユニット４の壁面４ａは、やはり水平方向より斜めとされている。図１においては、この壁面４ａは、左方から右方へと下るような斜面となっている。この斜めの壁面４ａの最下端、すなわち図１においては最も右方の端には、排水管４ｂが形成されている。排水管４ｂは、図示しない延長端において車両外部と接続されている。
【００２３】
前記エバポレータ６上流側には、前記エアコンユニット４の通路を任意に開閉可能なプレート（水流防止プレート）２０が設けられている。図１においていえば、このプレート２０は、エバポレータ６とブロアファン５との間のエアコンユニット４内に設置されていることになる。プレート２０は、図２拡大図に示すように、その断面が翼のそれと同様な形状とされた板状部材である。そして、一方の辺が回転自在のヒンジ（回転自在部材）２０ａを介して壁面４ａと接続され、他方の辺がこのヒンジ２０ａを支点として、図２中矢印Ｐに示すように自由に回転できるようになっている。
【００２４】
また、プレート２０は、図１又は図２拡大図に示すように、当該プレート２０の下面とエアコンユニット４の壁面４ａとの間に、隙間２０ｂが形成されるように設置されている。本実施形態においては、この隙間２０ｂが形成されるのは、さきに説明したプレート２０の翼状断面に依るところが大きい。また、隙間２０ｂの容積を少しでも大きくするために、前記したプレート２０の下面と対向する壁面４ａの部位には窪み４ｂが成形されている。
【００２５】
さらに、このプレート２０は、水よりも比重の小さい材料、例えば発泡スチロール等により構成されているものである。このような軽い材料により構成されているプレート２０は、通常運転中において、ブロアファン５の送り出す空調風により壁面４ａに押しつけられるような状態となっている。ただし、このときも隙間２０ｂは確保されているものとする。
【００２６】
上記構成となる空調装置の作用及び効果について説明する。夏期運転時等、空調装置が取り込む空気に湿気が多く含まれている状態だと、空調風がエバポレータ６を通過する際に凝結する水分があらわれる。このいわゆるドレン水は、エバポレータ６周囲に付着するとともに、エアコンユニット４の壁面４ａ上に滴り落ちることになる。ドレン水は、エバポレータ６及び壁面４ａが斜めに設置されていることにより、その下方へと自然に流れることになる。ドレン水の量がさほど多くない場合には、そのまま排水管４ｂを通って車両外部へと排出されることになる。
【００２７】
ドレン水の量が多くなり、排水管４ｂの排水能力を越えるような場合等においては、水が壁面４ａ上に一時的に留まることになる。このとき、車両が旋回運動あるいは坂道走行等の状態にあるときには、ドレン水が壁面４ａの高い方へと逆流することになる。本実施形態においては、この逆流しはじめたドレン水は、プレート２０下面と壁面４ａとの隙間２０ｂに流入することになる。したがって、このドレン水がブロアファン５にまで達するようなことがない。
【００２８】
仮に、上記した状態に引き続きドレン水がさらに多量に発生した場合、もっと多くの水が逆流する場合が考えられる。このときは、隙間２０ｂに流入する水が、プレート２０を上方に回転させるような作用力の発生源となる。なお、プレート２０は水よりも比重の小さい材料で構成されているものであったから、水の力がプレート２０を回転させるのは容易であることがわかる。したがって、エアコンユニット４内のブロアファン５とエバポレータ６を結ぶ通路は、プレート２０により遮断されることになる。つまり、このような場合においても、ドレン水がブロアファン５に達するようなことがない。
【００２９】
そして、ドレン水が時間とともに隙間２０ｂから引いた場合には、プレート２０は再びエアコンユニット４の通路を開状態とすることになる。これはブロアファン５により送り出される空調風によって、自然に達成されることになる。
【００３０】
このように本実施形態においては、ドレン水少量時にはプレート２０下面と壁面４ａとの隙間によって、またドレン水多量時には隙間２０ｂに流入した該ドレン水がプレート２０を上方に回転させてエアコンユニット４の通路を遮断することによって、ブロアファン５へのドレン水逆流を阻止することになる。したがって、ブロアファン５が被水するようなことがなく、その性能の低下や故障等の不具合を招くことがない。つまり、安定した空調装置の運転を続行することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、プレート２０は一枚ものの板上部材とされていたが、本発明はこのことに関して特に限定されるものではない。例えば、図１、図２において、その奥行き方向（紙面垂直方向）にプレート２０の長さ方向を複数に分割したような形態のものであってもよい。すなわち、プレートが複数備えられたものとなる。これらのプレートは各々独自に一方の端がヒンジにより固定されて、他端が回転自在とされる。この場合においては、ドレン水が逆流した部分に該当するプレートのみが回転することになる。このことにより、ブロアファン５から送り出される空調風を遮ることがほとんどなく、プレート２０がエアコンユニット４内の通路を遮断しているときにも、安定した空調風がエバポレータ６以降の各構成部品に行き渡ることになる。
【００３２】
また、隙間２０ｂは、本実施形態においてはプレート２０の断面形状が翼状とされていることにより形成されていたが、本発明はこのことに関しても特に限定されるものではない。つまり、本発明は、プレート２０の断面形状に関して特に限定するものではない。隙間２０ｂは、プレート２０の断面形状がどのようなものであっても、すでに図１、図２に示されているような壁面４ａにおける窪み４ｂを、比較的大きく形成することによっても確保できる。ただし、この窪み４ｂをあまり大きくとって、空調装置全体の容積を大きくするようであっては意味がない。窪み４ｂの大きさはこのような制約によって決定されるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の空調装置は、エバポレータ上流側に、一辺がエアコンユニット壁面に回転自在に接続され、他辺が回転自由であって、通常運転中は空調風によりエアコンユニット壁面に隙間を保って押しつけられる状態とされており、ドレン水がエアコンユニット壁面を逆流して隙間に流入すると、該ドレン水により上方に回転される水流防止プレートを備えた。したがって、ドレン水がブロアファンの方向、すなわち上流側に逆流するような場合において、前記水流防止プレートをエアコンユニットの通路を遮断する方向に作動させれば、その逆流を阻止することが可能となる。よって、ブロアファンの故障等の不具合を招くことがなく、空調装置の安定した運転を保障することができる。
【００３４】
また、請求項２記載の空調装置は、前記水流防止プレートが、翼形断面の板状部材とされ、前記隙間を形成するとともに、一方の辺がエアコンユニット壁面にヒンジを介して接続され、他方の辺がヒンジを介して回転運動するような構成とされ、該水流防止プレートの下面と前記エアコンユニットの壁面との間には隙間が形成されているものである。これにより、ドレン水が少量の場合には前記隙間に当該ドレン水が流入し、また多量の場合には前記隙間に流入したドレン水が、水流防止プレートを上方へと回転させてエアコンユニット通路を遮断させる作用力として働く。いずれにしても、ドレン水がブロアファンの方向に逆流するようなことがない。すなわち、本発明による空調装置は、前記した効果を実現する最も有力な構成であるということができる。
【００３５】
さらに、請求項３記載の空調装置は、前記水流防止プレートが、水よりも比重の小さい材料により構成されている。このことにより、前記したように隙間に流入したドレン水が水流防止プレートを上方へ回転させることが容易になる。つまり、ドレン水の逆流を効果的に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両用空調装置の構成を示す断面図である。
【図２】 図１に示す断面図において、特にエバポレータとその近傍部分を拡大した断面図である。
【図３】 従来の車両用空調装置の構成の一部を示す断面図である。
【図４】 従来のドレン水逆流を防止措置を施された車両用空調装置の構成を示す断面図である。
【図５】 図４とは別の形態のドレン水逆流防止措置を施された車両用空調装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 導入口
２ 吹出口
４ エアコンユニット
４ａ 壁面
５ ブロアファン
６ エバポレータ
７ ヒータ
１３ エアミックスダンパ
２０ プレート（水流防止プレート）
２０ａ ヒンジ（回転自在部材）
２０ｂ 隙間

Claims (3)

1. 上流端にダンパによって開閉切換えされる外気導入口と内気導入口とを有すると共に、下流端に車室内への空調風の吹出口を有するエアコンユニットと、該エアコンユニット内に備えられたブロアファン、エバポレータ、ヒータ、エアミックスダンパとが設けられ、
   前記エバポレータ下方のドレン水が滴り落ちる前記エアコンユニットの壁面における前記エバポレータ上流側には、一辺が前記エアコンユニット壁面に回転自在に接続され、他辺が回転自由であって、通常運転中は空調風により前記エアコンユニット壁面に隙間を保って押しつけられる状態とされており、ドレン水が前記エアコンユニット壁面を逆流して前記隙間に流入すると、該ドレン水により上方に回転される水流防止プレートが設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記水流防止プレートは、翼形断面の板状部材とされ、前記隙間を形成するとともに、一方の辺が前記エアコンユニット壁面にヒンジを介して接続され、他方の辺が前記ヒンジを介して回転運動するような構成とされることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
3. 前記水流防止プレートは、水よりも比重の小さい材料により構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用空調装置。

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