JP4024971B2

JP4024971B2 - 車両用空気調和ユニット

Info

Publication number: JP4024971B2
Application number: JP28577499A
Authority: JP
Inventors: 正宏佐野
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JP2001105831A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車に適する車両用空気調和ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷却用熱交換器、加熱用熱交換器及び送風機を一体にした車両用空気調和ユニットをエンジンルームの後方で、車室内前方の車幅方向中央部に配置するものとして例えば、特開平９−２６７６２０号公報に示すものが知られている。
【０００３】
その概要を図６に示す。
【０００４】
即ち、送風機１０１から吹出された空気は、例えば、通過時の空気を冷却する冷却用熱交換器１０３及び通過時の空気を温ためる加熱用熱交換器１０５をそれぞれ通過することで、所定の吹出し温度に混合調和される。調和された空気は、車室１０７側となるユニットケース壁面に沿って上昇した後、室内用吹出口１０９から車室１０７内へ吹出される構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和ユニットは、調和された空気の流れが、車室１０７側となるユニットケース壁面に沿って上昇した後、ただちに車室１０７内へ吹出されるため、上昇した空気の流れは、図において、右側へ向けて強制的に屈曲される流れとなる。
【０００６】
このために、通気抵抗が増加し、効率の低下を招いている。
【０００７】
また、室内用吹出口１０９がベンチレータ吹出口の場合、中央部と左右の両サイドにあるため、調和された空気は、吹出口のある中央部で左右へ分岐され、両サイドへ向かう流れとなる。したがって、吹出風は両サイドに比べて中央部が強くなるアンバランスが生じる。
【０００８】
これを解消するために、中央部へ向かう流れを制限することで、両サイドとのバランスをとっているが、反面、構造が複雑になると共に、その分通気抵抗が増加して空気の流れを制限するため、最大風量が低下する。それを補なうために、吹出風量を増大させると、風量音が大きくなって静寂性が保てなくなり品質感を損ねる問題が起きる。
【０００９】
また、空気調和ユニットをはじめ、車室内前方、計器パネル内のステアリング固定用メンバーの車両組付性合理化のため、車両組付け時の前に、例えば特開平１１−７８４８２号公報のように予めサブアッシーする工法がとられることがあるが、その際、空気調和ユニット側と、ステアリング固定用メンバー側が固定される。この時、組付け時の空気調和ユニットの自重を始めとして、空気調和ユニット固定部及びステアリング固定用メンバー並びに車両側パネル固定部の寸法のバラツキ管理が悪いと、それらの集積により空気調和ユニットに歪みが生じ、車室側へ吹き出す切換えドアの作動に支障をきたす場合があった。
【００１０】
そこで、この発明は、前記問題点の解消を図った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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、エンジンルームの後方で、車室内の前方に配置するユニットケース内に、送風機と、送風機からの空気が、車室側となる車室側ケース壁面に沿って下降した後、エンジンルーム側となるエンジンルーム側ケース壁面に沿って上昇し、少なくとも室内用吹出口と連通し合う上方開放口へ向かって流れる空気調和通路とを設け、その空気調和通路内に、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とを配置する一方、前記上方開放口と室内用吹出口は、前記送風機の上方を越えて延長される助走路を介して連通していることを特徴とする。
【００１２】
これにより、送風機から吹出された空気は、例えば、冷却用及び加熱用の各熱交換器を通過することで混合調和され、室内用吹出口から車室内へ吹出される。この時、調和された空気は、エンジンルーム側ケース壁面に沿って上昇した後、上方開放口から送風機の上方を越えて延長される助走路を介して室内用吹出口へ向かう流れが確保される結果、通気抵抗の小さい連続した無理のない円滑な流れが得られる。
【００１３】
また、長い助走路によって中央部へ向かう流れを制限しなくても、中央部及び両サイドへほぼ均等に空気の流れを分配できる。
また、この発明の請求項２によれば、前記空気調和通路を、車室側ケース壁面に沿って下降案内する下降通路と、下降した空気をエンジンルーム側へ案内しＵターンさせるＵターン通路と、Ｕターンした空気を上方開放口へ向かって案内する上昇通路とで構成し、冷却用熱交換器をＵターン通路にあって送風機の風を車両後方から車両前方方向に通過させるよう配置する。
これにより、送風機からの風が車両後方から冷却用熱交換器を通り、車両前方へ向けて無理なく円滑に通過する流れが得られるようにする。
【００１４】
また、この発明の請求項３によれば、前記加熱用熱交換器（１５）は、冷却用熱交換器（１３）の後流で、冷却用熱交換器（１３）に対してエンジンルーム寄りで隙間を有して配置され、かつ、加熱用熱交換器（１５）はその長手方向の延長線上で冷却用熱交換器（１３）と交差するよう配置されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器の上下方向の配置寸法を抑えることでユニットケースの上下方向のコンパクト化が図れる。
【００１６】
また、この発明の請求項４によれば、冷却用熱交換器の傾斜角度を垂直から約３０度の範囲内に設定する一方、加熱用熱交換器の上流側を水平から約１０度の範囲内の角度で起き上がるようにする。
【００１７】
これにより、上から下に流れる空気は冷却用熱交換器に対して、一番効率のよい状態の流れが得られる。この場合、冷却用熱交換器の傾斜角度は約２０度にすることが最も好ましい。また、冷却用熱交換器を通過した空気は加熱用熱交換器に対して、一番効率のよい状態の流れが確保されるため、次の空気の上昇につながる設計仕様に沿った円滑な流れが得られる。
【００１８】
また、この発明の請求項５によれば、室内用吹出口と連通し合う上方開放口を、エンジンルーム側ケース壁面から上壁面に続く領域内に設けると共に、その上方開放口に、開閉ドアを備えるようにする。
【００１９】
これにより、開閉ドアは、エンジンルーム側の領域に配置することが可能となるため、ステアリング固定用メンバーを利用してサブアッシーする際に支持点から遠く離れるようになるため、組み付け時の空気調和ユニットの自重を始めとして、空気調和ユニット固定部及びステアリング固定用メンバー並びに車両側パネル固定部の寸法に若干のバラツキ等があっても、開閉ドアの取付部に歪みが伝わりにくく作動に支障をきたすことはない。
【００２０】
しかも、組付けがし易くなると共に、車室内から遠く離れ、又乗員との間に下降ダクトや送風機等があり遮音されることで、乗員の耳に伝わる吐出空気音及び車室内へ伝わる開閉ドア作動音等が小さくなるメリットが得られる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明の車両用空気調和ユニットによれば、次のような効果を奏する。
【００２２】
（１）空気の流れを、エンジンルーム側ケース壁面に沿って上昇し、上方開放口から室内側吹出口へ向かって流れる長い助走路を確保することができるため、通気抵抗の小さい円滑な流れを確保することができると共に、中央部及び両サイドの吹出口からほぼ均等に無理なく、吹出すことができる。この結果、高風量，低騒音化が図れる。
【００２３】
（２）冷却用熱交換器は送風機の風を車両前後方向に通過させるよう配置され、その冷却用熱交換器と隙間を有して加熱用熱交換器が配置され、かつ、加熱用熱交換器はその長手方向の延長線上で冷却用熱交換器と交差するよう配置するレイアウト構造にできるため、上下方向の配置寸法を抑えることが可能となり、その分ユニットケースの上下方向のコンパクト化が図れ、設計自由度が増すようになる。
【００２４】
（３）３０度の範囲内に設定された冷却用熱交換器と、上流側が水平から略１０度の角度範囲内で起き上がった加熱用熱交換器とによって送風機からの空気は、上から下へ流れた後、効率よく冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を通過し上昇する設計仕様に沿った効率のよい流れが得られる。
【００２５】
（４）上方開放口を、ユニットケースのエンジンルーム側ケース壁面及び上壁面に集中して配置できたため、開閉ドアは、例えば、ステアリング固定用メンバーを利用してサブアッシーする支持点から遠く離れるようになるため、開閉ドアの取付部に、歪みが伝わりにくく、円滑な開閉動作が期待できる。しかも、開閉ドアの取付けが容易になると共に、車室内から遠く離れ、又乗員との間に下降ダクトや送風機等があり遮音されることで、乗員の耳に伝わる吹出空気音及び開閉ドア音が小さくなるメリットが得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５の図面を参照しながら、この発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００２７】
図１において、１は空気調和ユニット３のユニットケースを示している。
【００２８】
ユニットケース１は、締結ねじ等により左右に分離可能な形状となっていて、内部には、主要な構成要素としての送風機５と、送風機５からの空気を後述する上方開放口７，９へ向け誘導案内する空気調和通路１１と、空気調和通路１１内に配置された冷却用熱交換器１３及び加熱用熱交換器１５とを備えている。
【００２９】
送風機５は、ユニットケース１の上方に設けられた弧状のハウジング１７内に配置され、駆動モータ１９によって回転動力が与えられるようになっている。
【００３０】
ハウジング１７は、送風機５の回転により、空気をハウジング１７内に取入れる取入口２１と、車室２３側へ向けて吹き出す送風口２５とを有している。
【００３１】
空気調和通路１１は、前記ハウジング１７の送風口２５と接続連通し合うと共に、送風口２５からの空気を、車室２３側に沿って下降案内する下降通路２７と、下降した空気をエンジンルーム２９側へ案内し、ＵターンさせるＵターン通路３１と、Ｕターン通路３１でＵターンした空気を上方開放口７，９へ向かって案内する上昇通路３３から成っている。
【００３２】
空気調和通路１１の下降通路２７は、ユニットケース１の車室側ケース壁面３５と左右両側壁３７を利用する形状となっている。Ｕターン通路３１はユニットケース１の底壁面３９と左右両側壁３７を利用する形状となっている。上昇通路３３は、ユニットケース１のエンジンルーム側ケース壁面４１と左右両側壁３７及び前記弧状に形成されたハウジング１７の背面を利用する形状となっている。
【００３３】
冷却用熱交換器１３と加熱用熱交換器１５は、空気調和通路１１の下降通路２７とＵターン通路３１の領域にわたって配置され、冷却用熱交換器１３は上流側に、その下流側に加熱用熱交換器１５がそれぞれ設けられている。
【００３４】
冷却用熱交換器１３は、冷媒が流れる冷媒管と多数のフイン（いずれも図示していない）とで構成され、ユニットケース１内に設けられた上下の支持ブラケット４３によって支持されており、上端側がエンジンルーム２９側となる加熱用熱交換器１５に向かって所定角度前傾した傾斜姿勢となっている。傾斜角度θ１は垂直から約３０度の範囲内に設定されているが、好ましくは２０度がベストとなっている。これにより、送風口２５からの空気が下降通路２７を介して冷却用熱交換器１３のフインとフインの間を通過する設計仕様に沿った効率のよい流れが確保されると共に、熱交換が行なわれ、冷却されるようになっている。
【００３５】
なお、冷却用熱交換器１３は、図外の圧縮機，凝縮器，膨張弁と連通し、圧縮機から吐出された冷媒が、凝縮器，膨張弁を通り、蒸発器となる前記冷却用熱交換器１３から、再び圧縮機へ戻る冷凍サイクルを構成している。
【００３６】
加熱用熱交換器１５は、前記冷却用熱交換器１３からの空気が、加熱用熱交換器１５を通らずにミックスドア４５側へ向かう第１通路４７と加熱用熱交換器１５を通る第２通路４９を構成する略水平な姿勢の配置となっていて、前後の支持ブラケット５１によって支持されている。加熱用熱交換器１５の姿勢角度θ２は略水平から上流側が５度から１０度起上がる角度が最も適している。これにより、図１に示すように加熱用熱交換器１５は、その長手方向の延長線上ＣＬで冷却用熱交換器１３に対して交差する配置構造となることで、各熱交換器１３，１５の上下方向の配置寸法を抑えた形状となっている。
【００３７】
なお、加熱用熱交換器１５は、図外の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時に、熱交換が行なわれ、加熱されるようになっている。
【００３８】
ミックスドア４５は、図１実線位置の時、第１通路４７を閉とし、フルホット状態が得られると共に冷却用熱交換器１３からの空気を全量加熱用熱交換器１５へ向けて流すよう切換制御する。以下、ミックスドア４５が、鎖線位置へ向かって回動する第１通路４７の開度量に対応して、加熱用熱交換器１５を通過する通過量が設定されることで、混合調和された空気が確保されるようになっている。
【００３９】
一方、上方開放口７，９は、エンジンルーム側ケース壁面４１とそのケース壁面４１から続く上壁面５３に集中して配置されている。上壁面５３に設けられた上方開放口９はベント口，エンジンルーム側ケース壁面４１に設けられた上方開放口７はデフロスター口となっていて、各上方開放口７，９の中央部位には各上方開放口７，９を交互に切換制御する開閉ドア５５が設けられている。したがって、開閉ドア５５の組付けが容易に行なえることが可能となっている。
【００４０】
また、ベント口となる上方開放口９には、中央と左右両サイドの室内用吹出口５９ａ，５９ｂ・５９ｂを有するベンチレータダクト５９が接続されている。
【００４１】
これにより、図１に示すように、上方開放口９からの助走路ｄが長くできるため、中央及び左右の各室内用吹出口５９ａ，５９ｂへ向けてほぼ均等に無理なく流すことが可能となっている。
【００４２】
デフロスター口となる上方開放口７には、フロントガラス６１へ向けて空気を吹出すデフロスターダクト６３が接続されている。
【００４３】
なお、図１において６５は足元へ空気を送るフット口，６７はドレン溜りをそれぞれ示している。
【００４４】
フット口６５は、開閉ドア６９により開閉可能となっている。この場合、例えば、図１に示すように、開閉ドア６９及びミックスドア４５が、例えば、それぞれ半分の開度量の時、混合調和された空気の流れが確保されるものの、第１通路４７を通過した空気がフット口６５へ向け流れにくくなるため、ミックスドア４５の側方に図５に示すバイパス通路７２を設けるようにすることが望ましい。
【００４５】
ドレン溜り６７は、支持ブラケット４３から延長された仕切板７１により仕切られていて、冷却用熱交換器１３を通過する空気の影響を直接受けることがない構造となっていて、底部にはドレン口７５が設けられている。
【００４６】
このように構成された空気調和ユニット３によれば、送風機５から吹出された空気は、冷却用熱交換器１３及び加熱用熱交換器１５を通過する時に冷却、加熱され混合調和される。調和された空気は、各開閉ドア５５，６９を開閉制御することで、車室内２３へ向け吹出される。
【００４７】
これら一連の動作において、ベンチレータ吹出しの場合、調和された空気は、エンジンルーム側となる上昇通路３３に沿って上昇する時に、弧状のハウジング１７の背面に沿う流れと相俟って、室内用吹出口５９ａ，５９ｂへ向かうスムーズな流れが得られる。しかも、上方開放口９から室内用吹出口５９ａまでは送風機５の上方を越えて延長される助走路ｄによって図１矢印の如く、通気抵抗の小さい連続した円滑で無理のない流れが確保されるため、中央及び両サイドの室内用吹出口５９ａ，５９ｂからほぼ均等に空気を吹出すことができる。
【００４８】
また、開閉ドア５５は、車室内２３から遠く離れ、又乗員との間に送風機５、下降通路２７等があり遮音されるため、吐出空気音及び車室２３内へ伝わるドア開閉音が小さくなるメリットが得られる。しかも、例えば、ステアリング固定用メンバー７７を利用してユニットケース１の後方を２点７９，７９で、前方を１点８０でそれぞれ鎖線の如くサブアッシーする際に、その支持点から開閉ドア５５から遠く離れるため、組付け時に空気調和ユニットの自重を始めとして、空気調和ユニット固定部及びステアリング固定用メンバー並びに車両側パネル固定部の寸法に若干のバラツキが起きても開閉ドアの取付部に歪みが伝わりにくく、開閉ドアの円滑な作動が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる車両用空気調和ユニットを示した概要切断側面図。
【図２】車両用空気調和ユニットの内部を示した概要斜視図。
【図３】ベント口となる上方開放口に接続されるベンチレータダクトの概要平面図。
【図４】空気調和ユニット全体の概要斜視図。
【図５】ミックスドアの側方にバイパス通路を設けた図１のＡ−Ａ線断面図。
【図６】従来例を示した図１と同様の概要切断面図。
【符号の説明】
１ユニットケース
５送風機
７，９上方開放口
１１空気調和通路１３冷却用熱交換器
１５加熱用熱交換器
２３車室
２９エンジンルーム
３５車室側ケース壁面
４１エンジンルーム側ケース壁面
５９ａ，５９ｂ室内用吹出口
ｄ助走路

Claims

エンジンルーム（２９）の後方（２３）で、車室内の前方に配置するユニットケース（１）内に、送風機（５）と、送風機（５）からの空気が、車室（２３）側となる車室側ケース壁面（３５）に沿って下降した後、エンジンルーム側となるエンジンルーム側ケース壁面（４１）に沿って上昇し、少なくとも室内用吹出口（５９ａ）と連通し合う上方開放口（９）へ向かって流れる空気調和通路（１１）とを設け、その空気調和通路（１１）内に、冷却用熱交換器（１３）と加熱用熱交換器（１５）とを配置する一方、前記上方開放口（９）と室内用吹出口（５９ａ）は、前記送風機（５）の上方を越えて延長される助走路（ｄ）を介して連通していることを特徴とする車両用空気調和ユニット。
前記空気調和通路（１１）は、車室側ケース壁面に沿って下降案内する下降通路と、下降した空気をエンジンルーム側へ案内しＵターンさせるＵターン通路と、Ｕターンした空気を上方開放口へ向かって案内する上昇通路からなり冷却用熱交換器はＵターン通路にあって送風機の風を車両後方から車両前方方向に通過させるよう配置された請求項１記載の車両用空気調和ユニット。
前記加熱用熱交換器（１５）は、冷却用熱交換器（１３）の後流で、冷却用熱交換器（１３）に対してエンジンルーム寄りで隙間を有して配置され、かつ、加熱用熱交換器（１５）はその長手方向の延長線上で冷却用熱交換器（１３）と交差するよう配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和ユニット。
冷却用熱交換器（１３）は上端が加熱用熱交換器（１５）に接近する傾斜角度が垂直から約３０度の範囲内に設定される一方、加熱用熱交換器（１５）は上流側が水平から約１０度の範囲内の角度で起き上がっていることを特徴とする請求項３記載の車両用空気調和ユニット。
室内用吹出口（５９ａ）と連通し合う上方開放口（９）は、エンジンルーム側ケース壁面（４１）から上壁面（５３）に続く領域内に設けられると共に、開閉ドア（５５）を備えていることを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和ユニット。