JP4396738B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とを用いて空気温度を調整する空調装置に関する。

従来、この種の空調装置では、空調ケーシング内において冷却用熱交換器と加熱用熱交換器とのそれぞれの空気下流側に電動式送風機が配置され、冷却用熱交換器から吹き出される冷風と加熱用熱交換器から吹き出される温風とが電動式送風機側に吸い込まれて混合されて電動式送風機により吹出口から空調風として室内に向けて吹き出すものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいては、冷却用熱交換器から電動式送風機側に流れる冷風と加熱用熱交換器から電動式送風機側に流れる温風との風量割合を調整して、吹出口から室内に吹き出される空気温度を調整する温度調節用ドアが設けられている。
特開昭６１−１１５７０９号公報

本発明者は、上述の特許文献１の空調装置において電動式送風機の電動モータの冷却について鋭意検討した。

温度調節用ドアにより、冷却用熱交換器から電動式送風機側に流れる冷風の風量を最小にし、かつ加熱用熱交換器から電動式送風機に流れる温風の風量を最大にした最大暖房（マックスホット）に設定すると、吹出口から車室内に吹き出される空気温度は最高温度になる。

このため、加熱用熱交換器の空気下流側の空気通路内に電動式送風機の電動モータが配置されている場合には、最大暖房の設定時には、電動式送風機の電動モータの周囲に加熱用熱交換器からの高温の温風が流れるので、電動式送風機の電動モータの冷却が不十分になるといった問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、室内に吹き出す吹出空気温度が高温である場合でも、送風機の電動モータの冷却を十分に行うことができる空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、空気流を室内に向けて流す空調ケーシング（１１）と、
電動モータ（２１）と、この電動モータにより回転されて前記空気流を発生する羽根車（２２、２３、２２Ａ、２３Ａ）とを有する送風機（２０）と、
前記空調ケーシング内に配置され、前記空気流を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
前記空調ケーシング内に配置され、前記空気流を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、を備え、
前記送風機は、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器とに対して空気下流側に配置されており、
前記冷却用熱交換器から吹き出される冷風と前記加熱用熱交換器から吹き出される温風とに基づいて前記室内を空調する空調装置であって、
前記電動モータ（２１）は、前記空調ケーシングの外に配置されており、
前記室内に開口する吸入口（５１）と前記空調ケーシングのうち前記送風機の空気上流側に開口する排出口（５２）とを有し、前記電動モータを覆うように形成され、かつ前記吸入口と前記排出口との間を連通する空気通路（５０）を備え、
前記送風機による送風に伴って、前記空気通路内の室内風が前記吸入口側から前記排出口側に流れるようになっており、前記電動モータ（２１）が前記室内風で冷却されるようになっていることを第１の特徴とする。

これにより、送風機による送風に伴って空気通路内を室内風が流れるので、この室内風空気により電動モータを強制的に冷却することができる。

本発明では、前記排出口は、前記冷却用熱交換器の空気上流側に配置されていることを第２の特徴とする。

これにより、電動モータを冷却する際に空気通路内の室内風が加熱されるものの、この加熱された室内風は冷却用熱交換器の空気上流側に流れてこの冷却用熱交換器により冷却されることになるので、電動モータの冷却後の室内風が室内空調に悪影響を与えることはない。

特に、本発明では、前記空調ケーシング内のうち前記冷却用熱交換器の空気上流側に配置され、前記空気流を清浄化する空気フィルタ（１４）が設け、前記排出口を前記空気フィルタの空気上流側に配置すれば、空気通路内に不純物が吸入されても、それを除去することができる。さらに、本発明では、前記排出口を前記冷却用熱交換器の空気下流側に配置してもよい。

また、本発明では、前記吹出口から車室内に吹き出す空気温度を調整する温度調整手段（１７）を備えていることを第３の特徴とする。

さらに、本発明では、前記加熱用熱交換器は、前記冷却用熱交換器から吹き出される冷風を加熱するものであり、
前記空調ケーシング内に配置され、前記加熱用熱交換器をバイパスして前記冷却用熱交換器からの冷風を流す冷風バイパス通路（１６）を備えており、
前記温度調整手段は、前記バイパス通路に流れる空気量と前記加熱用熱交換器に流れる空気量との比率を調整して前記吹出口から吹き出す空気温度を調整する温度調整用ドアであることを第４の特徴とする。

この場合には、排出口を前記温度調整用ドアに対して空気下流側に配置してもよい。

本発明では、前記加熱用熱交換器（１５）と前記冷却用熱交換器（１３）とは、それぞれ、扁平形状に形成され、かつ略平行に配置されていることを第５の特徴とする。

これにより、空調装置の体格の小型化を図ることができる。

本発明では、前記送風機は、前記加熱用熱交換器の延長上に配置されており、
前記電動モータの回転軸は前記加熱用熱交換器に対して略平行に配置されており、
前記羽根車は、前記電動モータの回転軸方向から空気を吸入して径方向に吹き出すものであることを第６の特徴とする。

これにより、羽根車にバイパス通路を通過する冷風と加熱用熱交換器を通過する温風とが羽根車に吸入される前で、衝突させることができるので、冷風と温風とを良好に混合させることができる。

本発明では、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器とは、前記空調ケーシングの幅方向に対して並行に配置されており、
前記電動モータは、前記空調ケーシングの幅方向の中央部に配置されており、
前記電動モータ（２１）の前記回転軸は、前記空調ケーシングの幅方向両側にそれぞれ突出しており、
前記回転軸の両方の先端側には、前記羽根車としての第１、第２の羽根車（２２、２３、２２Ａ、２３Ａ）が設けられていることを第７の特徴とする。

これにより、空調ケーシングの幅方向において、空気流れの風速分布の偏りを抑制できる。したがって、冷却用熱交換器を通過する空気流れの風速分布の偏りを抑制し、また加熱用熱交換器を通過する空気流れの風速分布の偏りを抑制できる。このため、温風と冷風とを混合させることを安定的に行うことができる。

本発明では、前記第１、第２の羽根車（２２、２３）は、それぞれ、前記回転軸方向両側から空気を吸入するものであることを第８の特徴とする。

これにより、空調ケーシングの幅方向において、空気流れの風速分布の偏りをより一層抑制できる。したがって、冷却用熱交換器を通過する空気流れの風速分布の偏りをより一層抑制でき、また加熱用熱交換器を通過する空気流れの風速分布の偏りをより一層抑制できる。

本発明では、前記空調ケーシング内に配置され、前記加熱用熱交換器を通過した空気流を前記送風機側に案内する案内壁（１８）が設けられていることを第９の特徴とする。

これにより、加熱用熱交換器からの温風が送風機側に案内されるので、温風を冷風に対してより確実に衝突させることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の車両空調装置の第１実施形態について図１、図２に基づいて説明する。図１は本実施形態による車両用空調装置の室内ユニット部１０を車両左右方向から視た断面図、図２は図１中矢印Ａ方向から視た部分断面図である。図１の上下前後の矢印と図２の上下左右の矢印とは、それぞれ、車両搭載状態における方向を示す。

室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側のうち、車両幅方向（左右方向）の略中央部に配置されている。室内空調ユニット１０は、その外殻を形成するとともに、車室内へ向かって送風される室内送風空気の空気通路を形成する空調ケーシング１１を有している。この空調ケーシング１１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。

さらに、空調ケーシング１１は、車両幅方向の略中央部に車両上下方向の分割面を有しており、この分割面で左右２つの分割部に分割できる。そして、左右２つの分割部は、その内部に後述する空気フィルタ１４、蒸発器１３、ヒータコア１５等の各構成機器を収容した状態で、金属バネ、クリップ、ネジ等の締結手段によって一体に結合されている。

図１に示すように、空調ケーシング１１の車両前方側かつ上方側であって、空調ケーシング１１に形成された空気通路の最上流部には、内気（車室内風）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替部１２が設けられている。この内外気切替部１２には、空調ケーシング１１内に内気を導入させる内気導入口１１ａおよび外気を導入させる外気導入口１１ｂが形成されている。

内外気切替部１２の内部には、内気導入口１１ａおよび外気導入口１１ｂを開閉する内外気切替ドア１２ａが回転自在に配置されている。具体的には、この内外気切替ドア１２ａは、板状のドア本体部１２ｃの一端側に、車両幅方向に延びる回転軸１２ａが一体に結合された、いわゆる片持ちドアである。

内外気切替部１２では、図示しないサーボモータによって回転軸１２ａを回転させ、ドア本体部１２ｃを回転変位させることによって、内気導入口１１ａおよび外気導入口１１ｂの開口面積を連続的に調整できるようになっている。内外気切替部１２の空気流れ下流側には、蒸発器１３が配置されている。

蒸発器１３は、周知の蒸気圧縮式冷凍サイクル（図示せず）を構成する機器の１つであり、冷凍サイクル内の低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることで、室内送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

蒸発器１３は、複数本のチューブ、タンク、および熱交換フィンとから扁平形状に構成されている。蒸発器は、天地方向（すなわち、車両搭載状態で上下方向）に対して平行に配置されている。すなわち、蒸発器１３の扁平方向は天地方向に一致する。本実施形態で扁平方向とは、厚み方向Ｓａに直交し、かつ車両左右方向（図１中紙面垂直方向）に直交する長手方向Ｓｂのことである。蒸発器１３の上部および下部は、空調ケーシング１１により支持されている。

空調ケーシング１１内部において、蒸発器１３の空気上流側には薄板状の空気フィルタ１４が配置されており、空気フィルタ１４は蒸発器１３に流入する空気から塵等を除去して清浄化する。

蒸発器１３の空気流れ下流側の車両後方側かつ上方側には、ヒータコア１５が配置されている。ヒータコア１５は、図示しないエンジン冷却水回路を循環する高温のエンジン冷却水を内部に流入させ、エンジン冷却水と蒸発器１３にて冷却された冷風とを熱交換させて、冷風を再加熱する加熱用熱交換器である。

ヒータコア１５は、複数本のチューブ、タンク、および熱交換フィンとから扁平形状に構成されている。ヒータコア１５は、蒸発器１３に対して所定角度（約３０度未満）で傾斜することで蒸発器１３に対して並行（すなわち、略平行）に配置されている。

ここで、ヒータコア１５の上部は若干車両前側に配置されて、下部は若干車両前側に配置されており、ヒータコア１５の上部と下部とは空調ケーシング１１により支持されている。

次に、蒸発器１３の後方側であって、かつ、ヒータコア１５の下方側には、バイパス通路１６が形成されている。このバイパス通路１６は、蒸発器１３通過後の冷風がヒータコア１５を迂回して流れる通路である。

さらに、図１に示すように、蒸発器１３の直後には、ヒータコア１５側へ流入させる冷風と、バイパス通路１６側へ流入させる冷風との風量割合を調整する温度調整用ドアとしてのエアミックスドア１７が配置されている。このエアミックスドア１７は、車両上下方向に円弧状に湾曲して延びる板状部１７ａを、ギア機構１７ｂを介して、図示しないサーボモータによって板状部１７ａの湾曲方向に駆動変位させるスライドドアで構成されている。

より具体的には、エアミックスドア１７の板状部１７ａを車両上方に移動（スライド）させることによって、バイパス通路１６側の通路開度を増加させ、ヒータコア１５側の通路開度を減少させる。逆に、板状部１７ａを車両下方に移動（スライド）させることによって、バイパス通路１６側の通路開度を減少させ、ヒータコア１５側の通路開度を増加させる。

そして、このエアミックスドア１７の開度調整によって送風機２０へ吸入される冷風および温風の風量割合が調整され、送風機２０から、車室内に向けて送風される室内送風空気の温度調整がなされる。つまり、エアミックスドア１７は、室内送風空気の温度調整手段を構成する。

空調ケーシング１１内部においてヒータコア１５の下側延長上には、送風機２０が配置されている。ヒータコア１５の延長上とは、ヒータコア１５に対して扁平方向（図１中矢印Ｓｄ方向）で、かつ下側の位置のことを意味する。

具体的には、送風機２０は、図１、図２に示すように、電動モータ２１、羽根車２２、２３、およびスクロールケーシング２４ａ、２４ｂ（符号２４ａは図１に示し、符号２４ｂは図２に示している）を備えている。

電動モータ２１は、図２に示すように、空調ケーシング１１内部において車両左右方向中央部に配置されており、電動モータ２１の回転軸は、車両左右方向両側にそれぞれ延びている。電動モータ２１は、後述するように冷却構造により強制的に冷却されるようになっている。なお、電動モータ２１の冷却構造については後述する。

羽根車２２、２３は遠心式多翼ファンであり、羽根車２２は電動モータ２１の回転軸の左側先端部に固定されている。羽根車２２は、回転軸の周りに並べられる多数枚の翼を有して回転軸左側から図２中矢印Ｋａの如く空気を吸い込んで径方向に吹き出すファン部２２ａと、回転軸の周りに並べられる多数枚の翼を有して回転軸右側から図２中矢印Ｋｂの如く空気を吸い込んで径方向に吹き出すファン部２２ｂと、ファン部２２ａ、２２ｂを仕切る仕切り壁２２ｃとを備えている。このことにより、羽根車２２は、回転軸両側から空気を吸い込んで径方向に吹き出すことができる。

羽根車２３は、電動モータ２１の回転軸の右側先端部に固定されており、羽根車２３は、羽根車２２と同様に、回転軸の周りに並べられる多数枚の翼を有して回転軸左側から空気を吸い込んで径方向に吹き出すファン部２３ａと、回転軸の周りに並べられる多数枚の翼を有して回転軸右側から空気を吸い込んで径方向に吹き出すファン部２３ｂと、ファン部２３ａ、２３ｂを仕切る仕切り壁２３ｃとを備えている。このことにより、羽根車２３は、回転軸両側から空気を吸い込んで径方向に吹き出すことができる。

スクロールケーシング２４ａは、羽根車２２のファン部２２ａ、２２ｂを個別に収納して、かつファン部２２ａ、２２ｂから流出した空気が通過する流出空気通路を形成する。スクロールケーシング２４ａは、流出空気通路の通路断面積が羽根車２２の回転方向に向かって徐々に拡大する渦巻き状に形成されている。スクロールケーシング２４ａは、回転軸方向両側にそれぞれ設けられる吸込口２４０、２４１と、羽根車２２から吹き出される送風空気を上側に吹き出す吹出口とを備えている。

スクロールケーシング２４ｂは、羽根車２２のファン部２３ａ、２３ｂを個別に収納して、かつファン部２３ａ、２３ｂから流出した空気が通過する流出空気通路を形成する。スクロールケーシング２４ｂは、流出空気通路の通路断面積が羽根車２３の回転方向に向かって徐々に拡大する渦巻き状に形成されている。スクロールケーシング２４ｂは、回転軸方向両側にそれぞれ設けられる吸込口２４２、２４３と、羽根車２３から吹き出される送風空気を上側に吹き出す吹出口とを備えている。

空調ケーシング１１内部においてヒータコア１５の車両後側には湾曲状に形成される仕切り壁１８が形成されており、仕切り壁１８は、図１に示すように、ヒータコア１５から吹き出される温風を送風機２０側に案内する案内壁を構成する。

空調ケーシング１１内部において仕切り壁１８と後壁３０との間には、スクロールケーシング２４ａ、２４ｂから吹き出される送風空気を吹出口３５、３６に導く空気通路４０（図１参照）が設けられている。吹出口３６は、空調ケーシング１１の上面部の車両後方側部位に設けられており、吹出口３６は、空気通路４０を流れる空気流を乗員上半身に向けて吹き出すフェイス開口部である。

吹出口３５は、空調ケーシング１１の上面部のうち吹出口３６よりも車両前側に配置されており、吹出口３５は、空気通路４０を流れる空気流を車両フロントガラス内面に向けて吹き出すデフロスタ開口部である。空調ケーシング１１のうち吹出口３５、３６の内側には吹出モードドア３７が配置されている。吹出モードドア３７は、車両前後方向に円弧状に湾曲して延びる板状部３７ａを、ギア機構３７ｂを介して、図示しないサーボモータによって板状部３７ａの湾曲方向に駆動変位させるスライドドアで構成されている。

より具体的には、吹出モードドア３７の板状部３７ａを車両前方に移動（スライド）させることによって、吹出口３６側の通路開度を増加させ、吹出口３５側の通路開度を減少させる。逆に、板状部３７ａを車両後方に移動（スライド）させることによって、吹出口３５側の通路開度を増加させ、吹出口３６側の通路開度を減少させる。

空調ケーシング１１の後壁３０には、図１に示すように、後席側フット開口部３９が設けられており、後席側フット開口部３９は、空気通路４０を流れる空気流を後席側の乗員足元部に向けて吹き出す。空調ケーシング１１には、前席側フット開口部（図示省略）が設けられており、前席側フット開口部は、空気通路４０を流れる空気流を前席側の乗員足元部に向けて吹き出す。

空調ケーシング１１において両方のフット開口部の内側には、フットドア４２が配置されており、フットドア４２は、板状のドア本体部４２ｂの略中央部に車両前後方向に延びる回転軸４２ａが一体に結合された、いわゆるバタフライドアである。そして、図示しないサーボモータによって回転軸４２ａを回転させ、ドア本体部４２ｂを回転変位させることで、両方のフット開口部を開閉する。

次に、本実施形態の冷却構造について図１〜図３を参照して説明する。

図３は室内ユニット部１０の内部を車両左右方向から視た斜視断面図であり、図３において、電動モータ２１の冷却構造の詳細を図中に表すために、蒸発器１３、ヒータコア１５においては、符号（１３、１５）を示すたけで、形状示す線図を省略している。

室内ユニット部１０には、冷却通路５０が設けられている。この冷却通路５０は、車室内にて開口する吸入口５１と、空調ケーシング１１のうち空気フィルタ１４（すなわち、蒸発器１３）の空気上流側に開口する排出口５２とを有している。吸入口５１は空調ケーシング１１の後壁３０に形成されている。

冷却通路５０は、吸入口５１と排出口５２との間を連通し、かつ電動モータ２１のモータ本体２１ｂを覆うように形成されている。これにより、電動モータ２１のモータ本体２１ｂは、空調ケーシング外側の車室内に露出していることになる。

冷却通路５０は、図１、図３に示すように、吸入口５１側から蒸発器１３の下側を通って排出口５２側に延びるように図１中の断面Ｌ字状に形成されている。モータ本体２１ｂとは、回転軸２１ａを回転自在に支持して、かつ回転軸２１ａを電磁力により回転駆動する構造体である。冷却通路５０には、電動モータ２１の回転軸２１ａが貫通する２つの貫通穴２１ｃが設けられている。

次に、本実施形態の室内ユニット部１０の作動について説明する。

まず、送風機２０の電動モータ２１が羽根車２２、２３をそれぞれ回転駆動させる。すると、羽根車２２は、スクロールケーシング２４ａの吸込口２４０、２４１から空気を吸い込んでスクロールケーシング２４ａの吹出口から吹き出す。羽根車２３は、スクロールケーシング２４ｂの吸込口２４２、２４３から空気を吸い込んでスクロールケーシング２４ｂの吹出口から吹き出す。このような送風機２０の作動により、空調ケーシング１１内には、内気導入口１１ａと外気導入口１１ｂとうち少なくとも一方の導入口を通して空気が導入される。この一方の導入口から導入された送風空気は空気フィルタ１４を通過して蒸発器１３に流入される。

一方、送風機２０の作動により、冷却通路５０内には吸入口５１を介して内気（室内空気）が吸い込まれ、矢印ｒｃの如く、吸入口５１側から冷却通路５０を通過して排出口５２側に流れる室内風が発生する。

ここで、電動モータ２１は羽根車２２、２３をそれぞれ回転駆動する際にモータ本体２１ｂから熱を発生するが、モータ本体２１ｂは、冷却通路５０内を通過する室内風により冷却される。

また、モータ本体２１ｂの冷却後の室内風は、排出口５２を通過して空気フィルタ１４の上流側に流れ、その後、空気フィルタ１４を通過して蒸発器１３に流入する。

このように冷却通路５０を通過した室内風と、内気導入口１１ａと外気導入口１１ｂとうち少なくとも一方の導入口から吸入された空気流とは、蒸発器１３を通過した際に冷媒と熱交換されて冷却されて冷風となる。

ここで、エアミックスドア１７がバイパス通路１６の通路入口とヒータコア１５の通路入口とをそれぞれ開口している状態である場合には、蒸発器１３から吹き出される冷風のうち一部の冷風は、ヒータコア１５側に流れ込んでヒータコア１５により加熱される。このため、ヒータコア１５から温風として吹き出されることになる。この温風は、切り壁１８により送風機２０側に案内されて図１中の矢印ｒａの如く流れる。蒸発器１３から吹き出される冷風のうち残りの冷風は、バイパス通路１６を通過して図１中の矢印ｒｂの如く流れる。

これに伴い、バイパス通路１６を通過した冷風とヒータコア１５から吹き出される温風とは、スクロールケーシング２４ａの両吸込口側に流れる。これら吸込口に吸い込まれる前で冷風と温風とは約９０度の角度で衝突する。また、バイパス通路１６を通過した冷風とヒータコア１５から吹き出される温風とは、スクロールケーシング２４ｂの両吸込口に流れる。これら吸込口に吸い込まれる前で冷風と温風とは約９０度の角度で衝突する。

このように、スクロールケーシング２４ａ、２４ｂにより吸い込まれる前で衝突された冷風と温風とは、羽根車２２、２３の作動により吸い込まれて径方向に吹き出される。このことにより、当該衝突された冷風と温風とは混合されて空調風として径方向に吹き出されることになる。

その後、空調風は、スクロールケーシング２４ａ、２４ｂを通過して空気通路４０に吹き出される。この吹き出される空調風は、空気通路４０を通過して、吹出口３６、３７および後席側フット開口部３９および前席側フットフット開口部（図示省略）のいずれかから車室内に向けて吹き出される。

以上説明した本実施形態では、送風機２０の電動モータ２１のモータ本体２１ｂは空調ケーシング１１の外に配置されている。具体的には、空調ケーシング１１の外側の車室内と空調ケーシング１１内の空気フィルタ１４の空気上流側との間を連通する冷却通路５０を設け、冷却通路５０の内部に電動モータ２１のモータ本体２１ｂが配置されている。このため、送風機２０による送風により、吸入口５１側から冷却通路５０を通過して空気フィルタ１４の空気上流側に室内風が流れるようになっている。これに伴い、モータ本体２１ｂは冷却通路５０内の室内風により強制的に冷却される。したがって、エアミックスドア１７の開度調整により吹出口３５、３６から車室内に吹き出す吹出空気温度が高い場合でも、モータ本体２１ｂを十分に冷却することができる。

本実施形態では、冷却通路５０を通過した室内風は空気フィルタ１４の空気上流側に吹き出されるので、冷却通路５０を通過した室内風に塵等が含まれていても、その塵等を除去して室内風を清浄化することができる。

本実施形態では、送風機２０は、ヒータコア１５の下側延長上（すなわち、扁平方向Ｓｄ下側）に配置されている。このため、バイパス通路１６を通過した冷風とヒータコア１５から吹き出される温風とは、スクロールケーシング２４ａ（２４ｂ）の両吸込口に吸い込まれる前で約９０度の角度で衝突する。

したがって、冷風と温風とが送風機２０の羽根車２２、２３により良好に混合されるので、吹出口３５、３６およびフット開口部３９、４１からそれぞれ車室内に吹き出される空調風において温度分布が生じることが抑制される。

本実施形態では、蒸発器１３とヒータコア１５とが略平行に配置されているので、室内ユニット部１０の体格の小型化を図ることができる。

本実施形態では、空調ケーシング１１内部において、仕切り壁１８により、ヒータコア１５から吹き出される温風を送風機２０のスクロールケーシング２４ａ（２４ｂ）の両吸込口側に案内しているので、より確実に冷風と温風とが衝突させることができる。

本実施形態では、電動モータ２１は、空調ケーシング１１内部において車両左右方向中央部に配置されている。そして、羽根車２２は電動モータ２１の回転軸の左側先端側に配置されており、羽根車２３は電動モータ２１の回転軸の右側先端側に配置されている。

これにより、空調ケーシング１１の車両左右方向において、空気流れの風速分布の偏りを抑制できる。したがって、蒸発器１３を通過する空気流れの風速分布の偏りを抑制し、またヒータコア１５を通過する空気流れの風速分布の偏りを抑制できる。このため、温風と冷風とを混合させることを安定的に行うことができる。

また、羽根車２２、２３は、それぞれ回転軸方向両側から空気を吸い込むので、空調ケーシング１１の車両左右方向において、空気流れの風速分布の偏りをより一層抑制できる。したがって、蒸発器１３を通過する空気流れの風速分布の偏りをより一層抑制し、またヒータコア１５を通過する空気流れの風速分布の偏りをより一層抑制できる。このため、温風と冷風とを混合させることをより一層安定的に行うことができる。

上述の第１実施形態では、バイパス通路１６を通過した冷風とヒータコア１５から吹き出される温風とがスクロールケーシング２４ａ（２４ｂ）の両吸込口に吸い込まれる前で約９０度の角度で衝突するようにした例について説明したが、これに限らず、バイパス通路１６を通過した冷風とヒータコア１５から吹き出される温風とが略７０度〜１１０度の角度で衝突するようにしてもよい。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、送風機２０の羽根車２２（２３）は、回転軸方向両側からそれぞれ空気を吸い込む羽根車を用いた例について説明したが、これに代えて、第２実施形態では、図４に示すように、送風機２０の羽根車２２Ａ（２３Ａ）は、回転軸方向片側だけから空気を吸い込む羽根車である。図４において図１〜図３と同一符号は同一のものを示している。

具体的には、羽根車２２Ａは、矢印Ｋａの如く、回転軸方向左側から空気を吸い込んで径方向に吹き出す羽根車であり、羽根車２３Ａは、矢印Ｋｂの如く、回転軸方向右側から空気を吸い込んで径方向に吹き出す羽根車である。羽根車２２は、スクロールケーシング２４ａに収納されており、羽根車２３は、スクロールケーシング２４ｂに収納されている。図３中２１ａは回転軸である。

第２実施形態の冷却通路５０は、上述の第１実施形態と同様に、車室内にて開口する吸入口（図示省略）と、空調ケーシング１１のうち空気フィルタ１４の空気上流側に開口する排出口５２とを有しており、冷却通路５０は、吸入口５１と排出口５２との間を連通し、かつ電動モータ２１のモータ本体２１ｂを覆うように形成されている。なお、本実施形態では、送風機２０の羽根車２２（２３）以外の構造は、上述の第１実施形態と同様であるため、その詳細説明は省略する。

（第３実施形態）
上述の第１実施形態では、送風機２０としては、２つの羽根車２２、２３を備えるものを用いた例について説明したが、これに代えて、第３実施形態では、図５に示すように、送風機２０には１つの羽根車２２だけが用いられている。図５において図１、図２と同一符号は同一のものを示しその説明を省略する。

第３実施形態では、電動モータ２１（すなわち、モータ本体２１ｂ）が車両右側（すなわち、一方側）にオフセットして配置されており、電動モータ２１の回転軸２１ａは車両左側（すなわち、他方側）だけ突出しており、１つの羽根車２２が車両左右方向中央部に配置されている。

羽根車２２は、電動モータ２１の回転軸２１ａの左側先端側に固定されており、羽根車２２は、上述の第１実施形態と同様に、回転軸方向左側から図中矢印Ｋａの如く空気を吸い込んで径方向に吹き出すファン部２２ａと、回転軸方向右側から空気を吸い込んで径方向に吹き出すファン部２２ｂと、ファン部２２ａ、２２ｂを仕切る仕切り壁２２ｃとを備えている。このことにより、羽根車２２は、回転軸両側から空気を吸い込んで径方向に吹き出すことができる。

第３実施形態の冷却通路５０は、上述の第１実施形態と実質的に同様の構造を有しているが、電動モータ２１の位置に対応して車両右側にオフセットして配置されている。
上述の第３実施形態では、電動モータ２１が車両右側にオフセットして配置され、電動モータ２１の回転軸２１ａが車両左側に突出している例について説明したが、これに代えて、電動モータ２１が車両左側にオフセットして、電動モータ２１の回転軸２１ａが車両右側に突出しているものでもよい。

（第４実施形態）
上述の第３実施形態では、送風機２０の羽根車２２として、回転軸方向両側からそれぞれ空気を吸い込んで径方向に吹き出す羽根車を用いる例について説明したが、これに限らず、第４実施形態では、図６に示すように、羽根車２２Ａとして、回転軸方向片側だけから空気を吸い込んで径方向に吹き出す羽根車を用いる。図６において図５と同一符号は同一のものを示しその説明を省略する。第４実施形態でも、上述の第３実施形態と同様の冷却通路５０が設けられている。

（第５実施形態）
上述の第１実施形態では、冷却通路５０の排出口５２が空気フィルタ１４の空気上流側に開口するようにした例について説明したが、これに代えて、第５実施形態では、図７、図８に示すように、冷却通路５０の排出口５２をエアミックスドア１７に対して空気下流側で、かつ送風機２０の空気上流側に配置しても良い。図７は室内ユニット部１０を車両左右方向から視た断面図であり、図８は図７中Ｂ−Ｂ断面図である。

具体的には、冷却通路５０に２つの排出口５２を設け、一方の排出口５２は車両左側で、かつスクロールケーシング２４ａの吸入口２４１付近に開口しており、他方の排出口５２は、車両右側で、かつスクロールケーシング２４ｂの吸入口２４２付近に開口している。なお、図７、図８において、図１〜図３と同一符号のものは、同一のものを示し説明を省略する。

第５実施形態では、送風機２０の作動により、図７中の矢印ｒｃの如く吸入口５１を介して冷却通路５０内に内気が吸い込まれ、この内気（空気流）がモータ本体２１ｂを冷却後、２つの排出口５２から空調ケーシング１１内にそれぞれ吹き出される。左側の排出口５２から吹き出された内気は図８中の矢印ｋｃに示す如く、スクロールケーシング２４ａの吸入口２４１に吸い込まれる。右側の排出口５２から吹き出された内気は図８中の矢印ｋｃに示す如く、スクロールケーシング２４ｂの吸入口２４２に吸い込まれる。

一方、スクロールケーシング２４ａ、２４ｂには、バイパス通路１６を通過した冷風とヒータコア１５を通過した温風とが吸入されるので、冷風、温風、およびモータ本体２１ｂ冷却後の内気は、羽根車２２、２３の回転に伴い、スクロールケーシング２４ａ、２４ｂから空気通路４０に吹き出される。この吹き出される空調風は、空気通路４０を通過して、吹出口３６、３７およびフット開口部のいずれかから車室内に向けて吹き出される。

以上説明した第５実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様に、空調ケーシング１１の外側の冷却通路５０にモータ本体２１ｂを配置し、送風機２０の作動に伴って冷却通路５０内に室内風を発生させるので、室内風により電動モータ２１のモータ本体２１ｂを冷却することができる。したがって、吹出口３５、３６から車室内に吹き出す吹出空気温度が高い場合でも、モータ本体２１ｂを十分に冷却することができる。

（他の実施形態）
上述の第１実施形態では、空気フィルタ１４の空気上流側に冷却通路５０の排出口５２を配置した例について説明したが、これに限らず、空気フィルタ１４と蒸発器１３との間に冷却通路５０の排出口５２を配置してもよい。また、エアミックスドア１７と蒸発器１３との間に冷却通路５０の排出口５２を配置してもよい。

上述の第１〜第５の実施形態では、エアミックスドア１７を用いたエアミックス方式の温度調整手段を用いた例について説明したが、これに限らず、ヒータコア１５に循環させるエンジン冷却水の流量を調整しエンジン冷却水から冷風に加わる熱量を調整して吹出口３５、３６等から吹出される吹出温度を調整するリヒート方式の温度調整手段を用いてもよい。この場合、ヒータコア１５に対して空気下流側に蒸発器１３を配置しても良い。

上述の第１〜第５実施形態では、本発明の空調装置を車両用空調装置に適用した例について説明したが、これに限らず、車両用空調装置以外の設置型の空調装置に適用してもよい。

上述の第１〜第５実施形態によれば、空調ケーシング１１の外側の冷却通路５０にモータ本体２１ｂを配置し、冷却通路５０内を流れる室内風により電動モータ２１のモータ本体２１ｂを冷却する例について説明したが、これに限らず、モータ本体２１ｂを空調ケーシング１１外に配置して、モータ本体２１ｂが室内風で冷却される構造ならば、どのような構造であってもよい。

上述の第１〜第５実施形態では、ヒータコア１５において扁平方向を、厚み方向Ｓｅに直交し、かつ車両左右方向（図１中紙面垂直方向）に直交する長手方向Ｓｄとする例について説明したが、これに代えて、ヒータコア１５において扁平方向を厚み方向Ｓｅに直交する車両左右方向（図１中紙面垂直方向）としてもよい。この場合、送風機２０をヒータコア１５に対して車両左右方向に配置する。

上述の第１〜第５実施形態では、エアミックスドア１７ａとしてスライド式ドアを用いた例について説明したが、これに限らず、エアミックスドア１７ａとして、板ドア、ロータリドアなどを用いてもよい。

上述の第１〜第５実施形態では、羽根車２２、２３（２２Ａ、２３Ａ）として遠心式多翼ファンを用いた例について説明したが、これに限らず、軸流ファンを用いても良い。

本発明に係る第１実施形態の車両用空調装置の室内ユニット部を車両左右方向から視た断面図である。 図１中Ａ−Ａ断面図である。 第１実施形態の室内ユニット部内部を車両左右方向から視た断面図である。 本発明に係る第２実施形態の室内ユニット部内部を車両後側から視た断面図である。 本発明に係る第３実施形態の室内ユニット部内部を車両後側から視た断面図である。 本発明に係る第４実施形態の室内ユニット部内部を車両左右方向から視た断面図である。 本発明に係る第５実施形態の車両用空調装置の室内ユニット部を車両左右方向から視た断面図である。 第５実施形態の室内ユニット部内部を車両左右方向から視た断面図である。

符号の説明

１０…室内ユニット部、１１…空調ケーシング、１１ａ…内気導入口、
１１ｂ…外気導入口、１２…内外気切替ドア、１３…蒸発器、１５…ヒータコア、
１７ａ…エアミックスドア、２０…送風機、２１…電動モータ、２１ｂ…モータ本体、 ２２、２３…羽根車、 ２４ａ、２４ｂ…スクロールケーシング、３５、３６…吹出口、
３７…吹出モードドア、３９、４１…フット開口部、５０…冷却通路、５１…吸入口、
５２…排出口。

Claims (16)

1. 空気流を室内に向けて流す空調ケーシング（１１）と、
   電動モータ（２１）と、この電動モータにより回転されて前記空気流を発生する羽根車（２２、２３、２２Ａ、２３Ａ）とを有する送風機（２０）と、
   前記空調ケーシング内に配置され、前記空気流を冷却する冷却用熱交換器（１３）と、
   前記空調ケーシング内に配置され、前記空気流を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、を備え、
   前記送風機は、前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器とに対して空気下流側に配置されており、
   前記冷却用熱交換器から吹き出される冷風と前記加熱用熱交換器から吹き出される温風とに基づいて前記室内を空調する空調装置であって、
   前記電動モータ（２１）は、前記空調ケーシングの外に配置されており、
   前記室内に開口する吸入口（５１）と前記空調ケーシングのうち前記送風機の空気上流側に開口する排出口（５２）とを有し、前記電動モータを覆うように形成され、かつ前記吸入口と前記排出口との間を連通する空気通路（５０）を備え、
   前記送風機による送風に伴って、前記空気通路内の室内風が前記吸入口側から前記排出口側に流れるようになっており、前記電動モータ（２１）が前記室内風で冷却されるようになっていることを特徴とする空調装置。
2. 前記排出口は、前記冷却用熱交換器の空気上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記空調ケーシング内のうち前記冷却用熱交換器の空気上流側に配置され、前記空気流を清浄化する空気フィルタ（１４）が設けられており、
   前記排出口は、前記空気フィルタの空気上流側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
4. 前記排出口は、前記冷却用熱交換器の空気下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
5. 前記冷却用熱交換器から吹き出される冷風と前記加熱用熱交換器から吹き出される温風とに基づいて、前記吹出口から車室内に吹き出す空気温度を調整する温度調整手段（１７）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
6. 前記加熱用熱交換器は、前記冷却用熱交換器から吹き出される冷風を加熱するものであり、
   前記空調ケーシング内に配置され、前記加熱用熱交換器をバイパスして前記冷却用熱交換器からの冷風を流す冷風バイパス通路（１６）を備えており、
   前記温度調整手段は、前記バイパス通路に流れる空気量と前記加熱用熱交換器に流れる空気量との比率を調整して前記吹出口から吹き出す空気温度を調整する温度調整用ドア（１７）であることを特徴とする請求項５に記載の空調装置。
7. 前記排出口は、前記温度調整用ドアに対して空気下流側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の空調装置。
8. 前記加熱用熱交換器（１５）と前記冷却用熱交換器（１３）とは、それぞれ、扁平形状に形成され、かつ略平行に配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の空調装置。
9. 前記送風機は、前記加熱用熱交換器の延長上に配置されており、
   前記電動モータの回転軸は前記加熱用熱交換器に対して略平行に配置されており、
   前記羽根車は、前記電動モータの回転軸方向から空気を吸入して径方向に吹き出すものであることを特徴とする請求項８に記載の空調装置。
10. 前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器とは、前記空調ケーシングの幅方向に対して並行に配置されており、
    前記電動モータは、前記空調ケーシングの幅方向の中央部に配置されており、
    前記電動モータ（２１）の前記回転軸は、前記空調ケーシングの幅方向両側にそれぞれ突出しており、
    前記回転軸の両方の先端側には、前記羽根車としての第１、第２の羽根車（２２、２３、２２Ａ、２３Ａ）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の空調装置。
11. 前記第１、第２の羽根車（２２Ａ、２３Ａ）は、それぞれ、前記回転軸方向片側だけから空気を吸入するものであることを特徴とする請求項１０に記載の空調装置。
12. 前記第１、第２の羽根車（２２、２３）は、それぞれ、前記回転軸方向両側から空気を吸入するものであることを特徴とする請求項１０に記載の空調装置。
13. 前記冷却用熱交換器と前記加熱用熱交換器とは、前記空調ケーシングの幅方向に対して並行に配置されており、
    前記電動モータは、前記空調ケーシングの幅方向一方側にオフセットして配置されており、
    前記電動モータ（２１）の前記回転軸は、前記空調ケーシングの幅方向の他方側に突出するように配置されており、
    前記羽根車は、前記回転軸のうち前記他方側の先端側に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の空調装置。
14. 前記羽根車（２２Ａ）は、前記回転軸方向片側だけから空気を吸入するものであることを特徴とする請求項１３に記載の空調装置。
15. 前記羽根車（２２）は、前記回転軸方向両側からそれぞれ空気を吸入するものであることを特徴とする請求項１３に記載の空調装置。
16. 前記空調ケーシング内に配置され、前記加熱用熱交換器を通過した空気流を前記送風機側に案内する案内壁（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の空調装置。

Images