JP4186341B2 - 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、外部と内部とを断熱するように設けられた断熱箱を一体的に設置した車両用空調装置に関するもので、特に車両の車室内の後方側に搭載され、飲料缶を冷蔵するクールボックスを一体的に設置したリヤクーラ装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、実公平６−２１７７０号公報においては、車両に搭載される冷温蔵庫を乗員の足元ヒータおよび足元クーラとして使用できるようにした足元冷温風吹出装置が提案されている。この足元冷温風吹出装置は、飲料缶等の収納物を冷蔵または温蔵するための冷温蔵庫を乗員の足元部付近に設置している。
【０００３】
そして、足元冷温風吹出装置は、車両用空調装置の空調ユニット内に設置されたエバポレータまたはヒータコアを通過した空調風を冷温蔵庫内に導入するように構成されている。これにより、車両用空調装置の空調ユニットから冷温蔵庫内に導入された温風または冷風で乗員の足元部を暖めたり、乗員の足元部を冷やしたりするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の足元冷温風吹出装置においては、冷温蔵庫の位置と接続ダクトの圧力損失の関係については言及されておらず、冷温蔵庫の位置と遠心式送風機の位置とが離れると、遠心式送風機と冷温蔵庫とを結ぶ接続ダクトの圧力損失が増加する。
【０００５】
したがって、冷温蔵庫の冷温蔵効果を確保することが可能な熱容量を持つ冷却空気循環量または加熱空気循環量を得るためには、遠心式送風機の回転速度を現状よりも増速することにより、冷温蔵庫内に導入される送風圧力を増加する必要がある。そして、冷温蔵庫内に導入される送風圧力を増加すると、冷温蔵庫の内圧も増加するため、冷温蔵庫とその冷温蔵庫の開口部を開閉する開閉蓋との間に形成される隙間等から風洩れが生じたり、もしくは冷温蔵庫の表面に結露が生じたりする。この結果、乗員が不快感を感じるという問題が生じる。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、接続ダクトの圧力損失を低減することにより、断熱箱の内圧を低減でき、風洩れや結露を防止して乗員の不快感を解消することのできる車両用空調装置を提供することにある。また、風洩れがないので、断熱箱内に導入される空調風の送風効率を向上でき、断熱箱内の冷却効果または加熱効果を改良することのできる車両用空調装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、空調ダクト内の熱交換器を通過した空調風によって収納物を冷蔵または温蔵する断熱箱を、熱交換器の空気下流側と送風機の空気上流側との間に設置することにより、熱交換器と断熱箱とを結ぶ接続ダクト、および断熱箱と送風機とを結ぶ接続ダクトの長さを最短にすることができるので、接続ダクトの圧力損失の増加を抑えることができる。
【０００８】
それによって、断熱箱内に導入される空調風の送風圧力を増加する必要はなく、断熱箱の内圧の増加を抑えることができる。これにより、断熱箱から風洩れが生じたり、もしくは断熱箱の表面に結露が生じたりすることはなく、乗員が不快感を感じることはない。
【０００９】
また、請求項１に記載の発明によれば、熱交換器の空気下流側から断熱箱内に空調風を流入させるための第１接続ダクトの太さを、断熱箱内から送風機の空気上流側に空調風を流出させるための第２接続ダクトの太さよりも細くすることにより、第２接続ダクトの圧力損失の増加を抑えることができる。それによって、断熱箱内に導入される空調風の送風圧力を増加する必要はなく、断熱箱の内圧を低下させることができるので、断熱箱からの風洩れを防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、弾性部材を介して断熱箱を空調ダクトに固定することにより、断熱箱と空調ダクトとを一体化することができる。また、車両取付の際に、空調ダクトに対して断熱箱の車両取付に柔軟性を持たせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔実施形態の構成〕
図１ないし図３は本発明の実施形態を示したもので、図１はクールボックス一体型リヤクーラ装置を示した図である。
【００１３】
本実施形態のクールボックス一体型リヤクーラ装置は、自動車等の車両の車室内の後方側（車両のトランクルームの奥側）に搭載されるリヤクーラユニット（空調ユニット）１と、このリヤクーラユニット１を構成する遠心式送風機２とエバポレータ３との中間にそれらに挟まれる形で設置されたクールボックス４とを備えている。
【００１４】
リヤクーラユニット１は、車室内に空気を送るためのポリプロピレン樹脂製の空調ダクト６を有している。その空調ダクト６の空気上流側には、上流側ケース７が設けられている。この上流側ケース７には、車室内空気を吸い込む内気吸込口８が形成されている。そして、上流側ケース７内には、空気中の塵や埃等の異物を捕捉するエアフィルター９が設けられている。
【００１５】
そして、上流側ケース７の空気下流側には、車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機２が設けられている。この遠心式送風機２は、図２に示したように、空調ダクト６の図示右側部を構成し、内部に渦巻き状通路を有するスクロールケース１０、およびこのスクロールケース１０内に回転自在に収容されている遠心式ファン１１等から構成されている。
【００１６】
スクロールケース１０は、上流側ケース７の空気下流側に締結具を用いて締め付け固定されている。このスクロールケース１０には、上流側ケース７から車室内空気を吸い込むための吸込口（図示せず）、およびクールボックス４から空気を導入するための導入口（図示せず）が設けられている。
【００１７】
遠心式ファン１１は、図示しない空調制御装置（エアコンＥＣＵ）により印加電圧（ブロワ電圧）が制御されるブロワモータ（図示せず）によって回転速度が制御され、内気吸込口８から車室内空気を吸引して空調ダクト６を介して車室内へ送風する。
【００１８】
そして、スクロールケース１０の空気下流側には、図２に示したように、空調ダクト６の図示左側部を構成するクーラケース１２が締結具を用いて締め付け固定されている。このクーラケース１２は、連結ダクト１３を介してスクロールケース１０と連結している。クーラケース１２内には、冷却用熱交換器としてのエバポレータ３が配されている。
【００１９】
また、クーラケース１２の下部からは、エバポレータ３に付着した水滴を車外に放出するためのドレーンホース１４が突出するように設けられている。なお、上流側ケース７およびクーラケース１２には、車両の車体側部品に締結具を用いて締め付け固定される取付用ステー部１５、１６が設けられている。
【００２０】
エバポレータ３は、遠心式ファン１１より送られてくる空気を冷却する冷媒蒸発器で、冷凍サイクルを構成する要素の１つである。冷凍サイクルは、エバポレータ３からコンプレッサ（冷媒圧縮機）、コンデンサ（冷媒凝縮器）、レシーバおよび膨張弁を介してエバポレータ３に冷媒が循環するように構成したものである。そして、冷凍サイクルは、コンプレッサの作動（ＯＮ）によりエバポレータ３による空気の冷却作用を得、コンプレッサの作動停止（ＯＦＦ）によりエバポレータ３による空気の冷却作用が停止する。
【００２１】
ここで、エバポレータ３は、膨張弁から冷媒配管１７を経て流入した気液二相状態の冷媒を蒸発気化し、この蒸気冷媒を冷媒配管１８を経てコンプレッサの吸入口に供給する。なお、１９は冷媒配管１７、１８の先端部同士を保持する保持プレートである。
【００２２】
そして、クーラケース１２の空気下流側には、車室内に空調風を送り出すための２つの開口部（図示せず）、およびクールボックス４へ冷風を送り出すための１つの導出口（図示せず）が形成されている。これらのうち２つの開口部には、２つの送風ダクト２１、２２が接続されている。
【００２３】
これらの送風ダクト２１、２２の先端部は、リヤピラーに装着されたリヤピラーダクト（図示せず）を介して、ルーフパネルとルーフサイドレールとの間に配設されたルーフサイドダクト（図示せず）に接続されている。そして、ルーフサイドダクトの先端部に取り付けられた吹出ノズル（図示せず）には、車室内に空調風を吹き出すための吹出口（図示せず）が設けられている。
【００２４】
なお、送風ダクト２１、２２内には、２つの吹出口に向かう空気量を調節する吹出口切替ドア（図示せず）が回動自在に取り付けられている。その吹出口切替ドアは、クーラケース１２の外壁面に締結具を用いて締め付け固定されたサーボモータ等のアクチュエータ２３によって駆動される。
【００２５】
クールボックス４は、本発明の断熱箱に相当するもので、ポリプロピレン樹脂等の分割ケース３１、３２、および分割ケース３１、３２の開口側を塞ぐための開閉蓋３３を有し、リヤクーラユニット１から冷風を導入して飲料缶５等の収納物を冷蔵するための冷蔵庫である。このクールボックス４は、スクロールケース１０、連結ダクト１３およびクーラケース１２によって囲まれた部位に配置されている。
【００２６】
分割ケース３１、３２は、締結具３４を用いて締め付け固定され、内壁部に内部と外部とを断熱するＰＥライトや発泡材等の断熱層（図示せず）を備えている。そして、クールボックス４は、クールボックス４の側面の高さを飲料缶５の重心の高さよりも高く設定することにより、飲料缶５の当たり面を飲料缶５の重心よりも高く設定している。
【００２７】
そして、クールボックス４の側壁面より突出したフランジ部３５および側壁部は、２個のゴムグロメット（本発明の弾性部材に相当する）３６を介してスクロールケース１０の側壁面およびクーラケース１２の側壁面に固定されている。また、クーラケース１２の上端側のフランジ部（車両取付部）３７は、２個のゴムグロメット３８を介して車両の車体側部品に固定されている。
【００２８】
開閉蓋３３は、クールボックス４の開口側の端部に支軸３９を中心に回動自在に取り付けられている。本実施形態では、ハンドル４０を操作することで、ハンドル４０の爪状部（図示せず）をストライカ等のロック機構（図示せず）から外すと開閉蓋３３を開くことができ、ハンドル４０の爪状部をロック機構に引っ掛けることで開閉蓋３３をロックできる。
【００２９】
ここで、本実施形態のクールボックス４は、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂製の入口側接続ダクト（本発明の第１接続ダクトに相当する）４１を介してクーラケース１２の導出口に接続され、ポリエチレン樹脂製の出口側接続ダクト（本発明の第２接続ダクトに相当する）４２を介してスクロールケース１０の導入口に接続されている。それらの入口側接続ダクト４１および出口側接続ダクト４２には、伸縮自在の伸縮部４３、４４を有するフレキシブルダクトが使用されている。
【００３０】
入口側接続ダクト４１内には、エバポレータ３で冷却された冷風をクールボックス４内に流入させるための上流側冷風通路（図示せず）が形成されている。また、出口側接続ダクト４２内には、クールボックス４内から遠心式送風機２の遠心式ファン１１の空気上流側に冷風を流出させるための下流側冷風通路（図示せず）が形成されている。
【００３１】
そして、入口側接続ダクト４１は、クールボックス４の冷風入口およびクーラケース１２の導出口に締結具を用いて締め付け固定されている。また、出口側接続ダクト４２は、クールボックス４の冷風出口およびスクロールケース１０の導入口に締結具を用いて締め付け固定されている。なお、本実施形態では、入口側接続ダクト４１の太さを、出口側接続ダクト４２の太さよりも細くしている。また、出口側接続ダクト４２の長さを、入口側接続ダクト４１の長さよりも短くしている。
【００３２】
〔実施形態の作用〕
次に、本実施形態のクールボックス一体型リヤクーラ装置の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００３３】
空調制御装置によりブロワモータが通電されると、遠心式ファン１１が回転する。これにより、内気吸込口８から上流側ケース７内に車室内空気が吸い込まれて、エアフィルター９を通過する際に空気中の塵や埃等の異物が捕捉される。そして、遠心式ファン１１より送り出された空気は、連結ダクト１３を経てクーラケース１２内に入り、エバポレータ３を通過する際に冷媒と熱交換して冷却される。
【００３４】
そして、エバポレータ３を通過する際に冷却された冷風は、そのエバポレータ３の空気下流側において、車室内に冷風を導く送風ダクト２１、２２とクールボックス４に冷風を導く入口側接続ダクト４１とに分割される。クーラケース１２の開口部から送風ダクト２１、２２内に流入した冷風は、リヤピラーダクト、ルーフサイドダクトおよび吹出ノズルを通り、その吹出ノズルの先端側に設けられた吹出口から車室内に吹き出されることで、車室内、特に後部座席周辺を冷房する。
【００３５】
一方、クーラケース１２の導出口から入口側接続ダクト４１内に流入した冷風は、入口側接続ダクト４１を通って冷風入口からクールボックス４内に導入される。これにより、クールボックス４内に貯蔵されている飲料缶５等の収納物が冷蔵される。そして、飲料缶５等の収納物を冷蔵した冷風は、クールボックス４の空気出口から出口側接続ダクト４２内に流入し、スクロールケース１０の導入口から遠心式ファン１１の空気上流側に吸い込まれて、再度エバポレータ３へ向かう。
【００３６】
〔実施形態の効果〕
以上のように、本実施形態のクールボックス一体型リヤクーラ装置は、クールボックス４を遠心式ファン１１とエバポレータ３との中間に配置することにより、クーラケース１２の導出口からクールボックス４内に冷風を導く入口側接続ダクト４１の長さを最短にすることができる。また、クールボックス４の空気出口から遠心式ファン１１の空気上流側に冷風を導く出口側接続ダクト４２の長さも最短にすることができる。
【００３７】
これにより、入口側接続ダクト４１および出口側接続ダクト４２の圧力損失を低減できるので、クールボックス４内に導入される空調風の送風圧力を増加する必要はなく、クールボックス４の内圧の増加を抑えることができる。この結果、クールボックス４と開閉蓋３３との間に形成される隙間等から風洩れが生じたり、もしくはクールボックス４の表面に結露が生じたりすることはない。したがって、乗員が不快に感じることはない。
【００３８】
また、クールボックス４を、空調ダクト６の図示右側に配置される遠心式送風機２と空調ダクト６の図示左側に配置されるエバポレータ３との中間部、連結ダクト１３の図示上方側に近接して設置することにより、リヤクーラユニット１およびクールボックス４を一体化したクールユニットを運搬する時に、意匠部品であるクールボックス４の傷付きを予防できる。
【００３９】
そして、クールボックス４の側壁面より突出したフランジ部３５を、２個のゴムグロメット３６を介してスクロールケース１０の側壁面およびクーラケース１２の側壁面に固定することにより、リヤクーラユニット１とクールボックス４とを一体化することができる。
【００４０】
また、リヤクーラユニット１およびクールボックス４を車両（車体側部品）に取り付ける際、リヤクーラユニット１の車両取付位置とクールボックス４の車両取付位置とがずれても、２個のゴムグロメット３６を使用することにより、リヤクーラユニット１に対しクールボックス４に柔軟性を持たせることができるので、リヤクーラユニット１およびクールボックス４を正規の状態で車両に取り付けることができる。
【００４１】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、クールボックス４の内圧を低減するためにクールボックス４から遠心式送風機２の遠心式ファン１１行きの出口側接続ダクト４２の長さを最短にしたが、上記目的を達成するために、エバポレータ（熱交換器）３後方からクールボックス４へ冷風を送る入口側接続ダクト４１の太さよりもクールボックス４から遠心式ファン１１に冷風を送る出口側接続ダクト４２の太さを太く設定しても良い。
【００４２】
本実施形態では、クールボックス（断熱箱）４内に導入する空調風を作り出す熱交換器として自身を通過する空気を冷却する冷却用熱交換器としてのエバポレータ３を使用したが、断熱箱内に導入する空調風を作り出す熱交換器として自身を通過する空気を加熱する加熱用熱交換器としての温水式ヒータ（ヒータコア）やＰＴＣヒータ等の電気ヒータを使用しても良い。
【００４３】
また、空調ダクト内に冷却用熱交換器を配置し、その空気下流側に加熱用熱交換器を配置し、更に、加熱用熱交換器を通過する空気量と加熱用熱交換器を迂回する空気量とを調節するエアミックスドアを配置することで、最適な空気温度の空調風をクールボックス（断熱箱）４内に導入することができるようにしても良い。
【００４４】
本実施形態では、本発明を、リヤクーラユニット１にクールボックス４を一体化したクールボックス一体型リヤクーラ装置を適用した例を説明したが、フロントエアコンユニットまたはフロントクーラユニットまたはフロントヒータユニットにクールボックス４を一体化したクールボックス一体型エアコン装置を適用しても良い。また、リヤクーラユニット１に空気清浄装置を付設しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】クールボックス一体型リヤクーラ装置を示した平面図である（実施形態）。
【図２】クールボックス一体型リヤクーラ装置を示した正面図である（実施形態）。
【図３】クールボックスを示した側面図である（実施形態）。
【符号の説明】
１ リヤクーラユニット
２ 遠心式送風機
３ エバポレータ（熱交換器）
４ クールボックス（断熱箱）
５ 飲料缶（収納物）
６ 空調ダクト
４１ 入口側接続ダクト（第１接続ダクト）
４２ 出口側接続ダクト（第２接続ダクト）

Claims (2)

1. （ａ）車両の車室内に空気を送るための空調ダクトと、
   （ｂ）この空調ダクト内において車室内に向かう空気流を発生させる送風機と、
   （ｃ）前記空調ダクト内を流れる空気を熱交換する熱交換器と、
   （ｄ）前記熱交換器の空気下流側と前記送風機の空気上流側との間に設置されて、前記熱交換器を通過した空調風によって収納物を冷蔵または温蔵する断熱箱と
   を備えた車両用空調装置において、
   前記断熱箱は、前記熱交換器の空気下流側から内部に空調風を流入させるための第１接続ダクト、および内部から前記送風機の空気上流側に空調風を流出させるための第２接続ダクトを有し、
   前記第１接続ダクトの太さを、前記第２接続ダクトの太さよりも細くする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、
   前記断熱箱は、弾性部材を介して前記空調ダクトに固定されていることを特徴とする車両用空調装置。

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