JP4432622B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置の積層組付構造に関する。

従来、車両用空調装置の積層組付構造は、例えば、特許文献１にて知られている。この従来技術では、車両用空調装置の室内空調ユニット部のケースを下ケース、中ケースおよび上ケースの３つに分割し、下ケース内に冷却用熱交換器を上方から略水平に組み込み、冷却用熱交換器の上方から中ケースを下ケースに対して組み付けることにより、冷却用熱交換器を下ケースと中ケースの間で挟み込み固定する。

そして、中ケース内に加熱用熱交換器を上方から略水平に組み込み、加熱用熱交換器の上方から上ケースを中ケースに対して組み付けることにより、加熱用熱交換器を中ケースと上ケースの間で挟み込み固定する。更に、上ケース内部に吹出モード切替部を設けている。

従来技術では、ケースを上中下の３ケースに分割することにより冷却用熱交換器と加熱用熱交換器の両者を下方から上方へと一方向に順次積層する組付構造として、室内空調ユニット部の組み付け性の向上を図っている。
特開平９−１２３７４８号公報

ところで、車両用空調装置では、内外気切替、冷温風の風量割合の調整、吹出モードの切替等のために風路開閉ドアを備えており、これらの風路開閉ドアは通常回転軸を中心として回転可能になっている。このため、ドア回転軸をケースに対して回転可能に組み付ける必要が生じるが、特許文献１の従来技術では、風路開閉ドアの回転軸の組付構造については具体的に何ら記述されていない。

しかし、特許文献１では、上ケースに円筒状の吹出モード切替部を設け、この円筒状の吹出モード切替部内に吹出モード切替用のロータリドアを回転可能に設置する旨記載されているから、このロータリドアの回転軸は上ケースのみで回転可能に支持されることになる。

ここで、ロータリドアの回転軸は、ロータリドアの軸方向の両端部から軸方向の外方へ所定寸法突き出すから、上ケースをロータリドアの軸方向で左右２分割し、この左右の２分割上ケースの軸受け穴部にロータリドアの軸方向両端部の回転軸を挿入し、その後に、左右の２分割上ケースを一体に締結するという、上ケース部単独の組み付け作業を事前に実施しておく必要が生じる。

また、特許文献１では、中ケースの上方部に上ケースと並列に内外気切替箱を組み付け、この内外気切替箱内部に内外気切替ドアを組み付ける構成になっているので、内外気切替ドアの組み付けにおいても、上記吹出モード切替用のロータリドアと同様に、内外気切替箱を内外気切替ドアの軸方向で左右２分割し、この２分割した内外気切替箱の軸受け穴部に内外気切替ドアの軸方向両端部の回転軸を挿入し、その後に、２分割した内外気切替箱を一体に締結するという、内外気切替箱部単独の組み付け作業を事前に実施しておく必要がある。

以上のことから、吹出モード切替用ロータリドアや内外気切替ドアの組付のために、ケース側の分割個数が増えて、ケース製造コストが上昇するとともに、上ケース部単独および内外気切替箱部単独の事前組み付け作業（サブアッセンブリ単位の事前組み付け作業）が必要になって、組み付け工数も増えるという不具合がある。

また、従来、別のドア組み付け構造として、ケースを風路開閉ドアの軸方向で左右に２分割しないドア組み付け構造も知られている。この従来の別のドア組み付け構造では、ドア軸方向の一端部のみに軸方向外側へ突き出す回転軸を一体に設け、この回転軸部分を含むドア軸方向の全長をケース内部空間の寸法と同等以下に設計しておく。

一方、ドア軸方向の他端部には、ドア操作機構のリンク側の接続軸部が嵌合する嵌合凹部を設けておく。

そして、一端側の回転軸部分を含む風路開閉ドア全体をケースの内部空間に挿入し、ドア軸方向一端部の回転軸をケースの壁面に設けられた軸受け穴部に挿入する。しかる後に、ドア操作機構のリンク側接続軸部をケースの壁面に設けられた軸受け穴部を貫通してドア軸方向の他端部の嵌合凹部に挿入する。ここで、リンク側接続軸部とドア側の嵌合凹部は非円形の断面形状にて嵌合することにより回転方向に一体に結合される。

この従来技術によると、ケースをドア軸方向で２分割せずに、風路開閉ドアをケース内部に回転可能に組み込むことができるが、その反面、ドア軸方向の他端部に非円形の嵌合凹部を形成する必要が生じるとともに、非円形の断面形状を有するリンク側接続軸部を風路開閉ドアとは別部品として新たに設定する必要が生じ、これらのことがコストアップの原因となる。

また、上記別の従来技術においても、吹出モード切替部（上ケース部）や内外気切替箱部単独の事前組み付け作業（サブアッセンブリ単位の事前組み付け作業）が必要となるのはケース２分割タイプの従来技術と同じである。

本発明は、上記点に鑑み、室内空調ユニット部の組み付け性の向上を図ることを目的とする。

また、本発明は、室内空調ユニット部の体格の小型化と熱交換器性能の確保とを両立することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、略平行な分割面（１５、１６、６０）にて車両上下方向に３つ以上に分割されたケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）を有し、
前記３つ以上のケースは、最も車両上方向に配置される上ケース（１２）と、最も車両下方向に配置される下ケース（１４）と、これら上ケース（１２）と下ケース（１４）との間に配置される中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）とを包含しており、
前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）は車両上下方向に積層されて１つのケースを構成するようになっており、
前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）の内部には、送風空気を冷却する冷却用熱交換器（３２）と、複数の吹出開口部（２４〜２６）を開閉する吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）が配置されるようになっており、
前記冷却用熱交換器（３２）が、前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）内を貫通して前記下ケース（１４）および前記上ケース（１２）の内部に挿入されて固定され、
前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）の回転軸（２７ｅ、２７ｆ、２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂ）が前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち２つのケースの端面間に回転可能に挟み込まれることを特徴としている。

これによると、略平行な分割面（１５、１６、６０）にて車両上下方向に３つ以上に分割されたケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち、１つのケース（例えば、下ケース（１４））内に冷却用熱交換器（３２）を挿入して、この１つのケースに対して残りの他のケースを積層するとともに、３つ以上のケースのうち２つのケースの端面間に吹出モード切替ドアの回転軸を回転可能に挟み込むことにより、室内空調ユニット部の組み付けを行うことができる。

従って、吹出モード切替ドアの回転軸部の組付のために、事前にサブアッセンブリ単位の組み付け作業を行っておく必要がなく、３つ以上のケース、冷却用熱交換器および吹出モード切替ドアの三者をいずれも下方から上方へと一方向に順次積層していくという、簡潔な作業で室内空調ユニット部の組み付けを行うことができる。これにより、室内空調ユニット部の組み付け工数の低減を実現できる。

また、２つのケースの端面間に吹出モード切替ドアの回転軸を直接挟み込む構成であるから、吹出モード切替ドアの回転軸部の事前組付のためにケースの分割数やリンク側部品を増加させる必要がない。このことから、室内空調ユニット部の部品点数の低減を図ることができる。

更に、冷却用熱交換器（３２）が中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）内を貫通して３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）にわたって配置されるから、３つ以上のケースの内部空間全体を利用して十分大きな冷却用熱交換器の体格（熱交換面積）を確保できる。これにより、冷却用熱交換器（３２）の冷却性能の確保、ひいては、冷房始動時の最大冷房性能の確保が容易である。

しかも、冷却用熱交換器（３２）の体格（高さ）の範囲内に吹出モード切替ドアを配置できるから、室内空調ユニット部の冷却用熱交換器の冷却性能の確保と体格の小型化とをうまく両立できる。

なお、請求項１において、「略平行な」分割面とは、３つ以上のケースが同一方向に積層されるための前提条件である。従って、３つ以上のケースを同一方向に積層できるならば、厳格に平行でなくても、平行面から多少ずれた分割面でもよいことを意味している。

請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の車両用空調装置において、前記冷却用熱交換器（３２）は、具体的には、前記下ケース（１４）の底面壁部と前記上ケース（１２）の上面壁部との間に挟み込み固定すればよい。
とを特徴とする。

請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）の回転軸（２７ｅ、２７ｆ、２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂ）は、具体的には、前記上ケース（１２）の端面と前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の端面との間に回転可能に挟み込むようにすればよい。
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、前記冷却用熱交換器（３２）および前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）を収容しているユニット本体部（１０）と、
車両左右方向において前記ユニット本体部（１０）の側方に配置され、前記ユニット本体部（１０）を通して車室内へ向かって空気を送風する送風機部（１１）とを有し、
前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）は、前記ユニット本体部（１０）のケースと、前記送風機部（１１）のケースとを一体化した形状になっていることを特徴とする。
これによると、送風機部（１１）をユニット本体部（１０）の車両左右方向側方にオフセット配置する室内空調ユニットにおいてその組み付け性向上等の作用効果を良好に発揮できる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の車両用空調装置において、前記送風機部（１１）には、外気と内気を導入する内外気切替箱（１７）と、前記内外気切替箱（１７）からの導入空気を前記ユニット本体部（１０）に向かって送風する送風ファン（４０）が備えられ、
前記内外気切替箱（１７）内に、外気と内気の導入を切り替える内外気切替ドア（２１）が設けられていることを特徴とする。
これにより、内外気切替ドア（２１）も２つのケース端面間で直接挟み込んで回転可能に支持できるから、内外気切替ドア（２１）部の組み付けも簡単に行うことができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、前記冷却用熱交換器（３２）の空気流れ下流側に送風空気を加熱する加熱用熱交換器（３４）が配置され、
前記加熱用熱交換器（３４）は、前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち、前記下ケース（１４）と前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の内部に挟み込み固定され、
前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち、前記加熱用熱交換器（３４）が配置されない前記上ケース（１２）側の部位に、前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）が前記加熱用熱交換器（３４）に対して積層されるように配置されることを特徴とする。

これにより、冷却用熱交換器（３２）の体格（高さ）の範囲内に吹出モード切替ドアと加熱用熱交換器（３４）とをコンパクトに配置できるから、室内空調ユニット部の冷却用熱交換器（３２）の冷却性能の確保と室内空調ユニット部の体格の小型化とをうまく両立できる。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の車両用空調装置において、前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）内部に、前記冷却用熱交換器（３２）通過後の冷風が前記加熱用熱交換器（３４）をバイパスして流れる冷風バイパス通路（４５）が形成され、
前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）内部に、前記冷風バイパス通路（４５）を通過する冷風と前記加熱用熱交換器（３４）を通過する温風との風量割合を調整するエアミックスドア（３３）が配置されることを特徴とする。

これにより、エアミックスドア（３３）を用いて吹出空気温度制御を行うエアミックス方式において、請求項１による作用効果を発揮できる。
請求項８に記載の発明のように、請求項７に記載の車両用空調装置において、前記エアミックスドア（３３）の回転軸（３３ｂ）、３３ｃ）は、具体的には、前記下ケース（１４）の端面と前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の端面との間に回転可能に挟み込むようにすればよい。

請求項９に記載の発明のように、請求項５ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、前記加熱用熱交換器（３４）は、その下端部が前記下ケース（１４）の内部に挿入され、その上端部が前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の内部に突出し、
前記加熱用熱交換器（３４）の上端部を前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）に一体に設けられた支持壁（４４）により支持すればよい。

請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用空調装置において、前記冷却用熱交換器（３２）に熱交換媒体を循環させる配管部品（５０、５１、５２）が備えられており、
前記配管部品（５０、５１、５２）が前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち２つのケースの端面間に挟み込み固定されることを特徴とする。

これにより、冷却用熱交換器の配管部品の固定も３つ以上のケースの積層作業に伴って極めて簡単に行うことができる。

なお、上記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）
図１〜図５は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は第１実施形態による車両用空調装置の室内空調ユニットのうち、熱交換器を内蔵するユニット本体部１０の断面図で、図２は室内空調ユニットのうち、送風機部１１の断面図である。図３は室内空調ユニット全体の分解斜視図、図４はユニット本体部１０の配管取り出し部の構成を示す分解斜視図、図５は図４の組み付け完了状態を示す斜視図である。

なお、図１〜図５における前後、左右、上下の各矢印は車両搭載状態における方向を示す。室内空調ユニットは車室内最前部の図示しない計器盤（インストルメントパネル）内側に配置されるものであって、上記ユニット本体部１０と上記送風機部１１とにより構成される。

ユニット本体部１０は計器盤内側空間の車両左右方向の中央部付近に配置され、送風機部１１は計器盤内側空間のうち助手席前方側の部位に配置される。本実施形態は右ハンドル車に適用した場合を示しているので、送風機部１１はユニット本体部１０の左側の側方にオフセット配置される。

本実施形態では、室内空調ユニットのケースを上中下の３つのケース１２、１３、１４に分割し、この分割ケース１２、１３、１４を公知の締結手段を用いて一体に締結することにより、室内空調ユニットのケースを構成している。この締結手段は、具体的には金属ばねクリック、ねじ止め等である。

室内空調ユニットのケース（分割ケース１２、１３、１４）はその内部に車室内へ向かって空気が流れる空気通路を構成するとともに、後述の種々な機器を収容する役割を果たす。各分割ケース１２、１３、１４は樹脂の成形品で構成される。この樹脂の材料としては、ポリプロピレンのごとくある程度の弾性を有し、機械的強度に優れた樹脂材が好ましい。

図１の１点鎖線１５および図２の実線１５は、上ケース１２と中ケース１３との間のケース割れ面（分割面）を示し、図１の１点鎖線１６および図２の実線１６は、中ケース１３と下ケース１４との間のケース割れ面（分割面）を示す。この上下のケース割れ面（分割面）１５、１６はともに略水平方向に延びる略平行な面である。中ケース１３は上側端面および下側端面がともに全面的に開口している上下貫通形状の箱形状になっている
図３に示すように、上ケース１２は、その車両左側部に送風機部１１の内外気切替箱１７を構成し、その車両右側部に吹出モード切替部１８を構成している。内外気切替箱１７の車両前方側部位に外気（車室外空気）を導入する外気導入口１９を開口し、車両後方側部位に内気（車室内空気）を導入する内気導入口２０を開口している。

内外気切替箱１７の内部には、外気導入口１９と内気導入口２０を開閉する内外気切替ドア２１が車両前後方向に回転可能に収容される。この内外気切替ドア２１はドア回転中心から径外方側の所定位置にて回転方向（円周方向）に延びる円弧状若しくは平面状のドア本体部２１ａを有し、このドア本体部２１ａの軸方向両端部に扇状の側板２１ｂ、２１ｃを設け、更に、この側板２１ｂ、２１ｃの先端部（ドア回転中心の位置）に回転軸２１ｄ、２１ｅを設けている。

この回転軸２１ｄ、２１ｅは側板２１ｂ、２１ｃの先端部から軸方向の左右外側へ突き出すように形成される。内外気切替ドア２１のドア本体部２１ａ、側板２１ｂ、２１ｃおよび回転軸２１ｄ、２１ｅは樹脂にて一体成形される。なお、回転軸２１ｄ、２１ｅの軸方向（ドア軸方向）は図２の紙面垂直方向、すなわち、車両左右方向に向いている。

内外気切替ドア２１の回転軸２１ｄ、２１ｅは図２に示すように上ケース１２と中ケース１３との間のケース割れ面１５に配置され、上ケース１２の下側端面と中ケース１３の上側端面との間で挟み込まれて回転可能に支持される。

このため、上ケース１２のうち、内外気切替箱１７部分の下側端面には、回転軸２１ｄ、２１ｅの上半分が回転可能に嵌合する半円状の軸受け凹部２２ａ、２２ｂ（図３）が形成されている。また、中ケース１３のうち、内外気切替箱１７の下方に位置する部分の上側端面に、回転軸２１ｄ、２１ｅの下半分が回転可能に嵌合する半円状の軸受け凹部２３ａ、２３ｂ（図３、図２）が形成されている。

図３、図１に示すように、上ケース１２のうち車両右側部に位置する吹出モード切替部１８には、デフロスタ開口部２４とフェイス開口部２５とフット開口部２６が車両前後方向に並んで配置されている。この吹出モード切替部１８には吹出モード切替ドア２７が車両前後方向に回転可能に収容される。

この吹出モード切替ドア２７は半円筒状の形状からなるドア本体部２７ａを有し、このドア本体部２７ａの円周面の一部に空気流通開口部２７ｂを開口している。本例では、この空気流通開口部２７ｂをドア本体部２７ａの軸方向に複数に分割して形成している。ドア本体部２７ａの軸方向の両端部に半円形状の側板２７ｃ、２７ｄを設け、更に、この側板２７ｃ、２７ｄのうち、ドア本体部２７ａの回転中心位置に回転軸２７ｅ、２７ｆを設けている。

この回転軸２７ｅ、２７ｆは側板２７ｃ、２７ｄから軸方向の左右外側へ突き出すように形成される。吹出モード切替ドア２７のドア本体部２７ａ、側板２７ｃ、２７ｄおよび回転軸２７ｅ、２７ｆは樹脂にて一体成形される。なお、回転軸２７ｅ、２７ｆの軸方向（ドア軸方向）は図１の紙面垂直方向、すなわち、車両左右方向に向いている。

吹出モード切替ドア２７が車両前後方向に回転して、ドア本体部２７ａの空気流通開口部２７ｂの位置が移動することによりデフロスタ開口部２４とフェイス開口部２５とフット開口部２６が開閉される。

また、ドア２７の回転方向（車両前後方向）の端部に位置するデフロスタ開口部２４とフット開口部２６の開口位置から外れる位置までドア本体部２７ａが回転することにより、これら開口部２４、２６を開口するようにしてもよい。

吹出モード切替ドア２７の回転軸２７ｅ、２７ｆは図１に示すように上ケース１２と中ケース１３との間のケース割れ面１５に配置され、上ケース１２の下側端面と中ケース１３の上側端面との間で挟み込まれて回転可能に支持される。

このため、上ケース１２のうち、吹出モード切替部１８の下側端面には、回転軸２７ｅ、２７ｆの上半分が回転可能に嵌合する半円状の軸受け凹部（図示せず）が形成され、また、中ケース１３のうち、吹出モード切替部１８の下方に位置する部分の上側端面には回転軸２７ｅ、２７ｆの下半分が回転可能に嵌合する半円状の軸受け凹部２８ａ、２８ｂ（図３）が形成されている。

なお、中ケース１３のうち、内外気切替箱１７の下方に位置する車両左側部分は矩形状の空間２９（図２、３）を形成しており、この空間２９は除塵、脱臭等を目的とした空気浄化用フィルタ（図示せず）の設置空間等に使用される。そして、中ケース１３のうち、この空間２９の下側部位は遠心送風機のスクロールケーシングの上部ケーシング３０（図２、３）を形成している。このスクロールケーシングの上部ケーシング３０の内周部にはベルマウス状の吸入口３１（図２）が形成されている。

中ケース１３のうち、車両右側部分は図１に示すように冷却用熱交換器３２、エアミックスドア３３、および加熱用熱交換器３４等の収容用空間３５を形成するとともに、車両最後方部にフット吹出通路３６を形成している。収容用空間３５とフット吹出通路３６との間は仕切り壁３７により仕切られている。

エアミックスドア３３は、本例では平板状のドア本体部３３ａの軸方向両端部に回転軸３３ｂ、３３ｃを一体に結合した板ドアにより構成されている。エアミックスドア３３のドア本体部３３ａと回転軸３３ｂ、３３ｃは樹脂にて一体成形される。なお、エアミックスドア３３の回転軸３３ｂ、３３ｃの軸方向（ドア軸方向）は図１の紙面垂直方向、すなわち、車両左右方向に向いている。

また、エアミックスドア３３の回転軸３３ｂ、３３ｃは、図１に示すように車両前後方向において吹出モード切替ドア２７の回転軸２７ｅ、２７ｆとほぼ同一位置に配置され、回転軸２７ｅ、２７ｆに対してほぼ真下の部位に回転軸３３ｂ、３３ｃが配置されている。

そして、エアミックスドア３３の回転軸３３ｂ、３３ｃは中ケース１３と下ケース１４との間のケース割れ面１６に配置され、中ケース１３の下側端面と下ケース１４の上側端面との間で挟み込まれて回転可能に支持される。

このため、中ケース１３のうち、車両右側部分の下側端面に回転軸３３ｂ、３３ｃの上半分が回転可能に嵌合する半円状の軸受け凹部（図示せず）が形成され、また、下ケース１４のうち、車両右側部分の上側端面に回転軸３３ｂ、３３ｃの下半分が回転可能に嵌合する半円状の軸受け凹部３８ａ、３８ｂ（図３）が形成されている。

下ケース１４のうち、車両左側部分は遠心送風機のスクロールケーシングの下部ケーシング３９（図２、３）を形成している。

上下のケーシング３０、３９から構成されるスクロールケーシングの内部には図２に示すように遠心送風機の送風ファン４０が配置される。この送風ファン４０には駆動用モータ４１の回転軸が一体に結合される。この駆動用モータ４１は、下ケース１４の下部ケーシング３９の底面部に開口しているファン挿入穴３９ａの外周縁部にフランジ部４２を介して固定される。

上下のケーシング３０、３９から構成されるスクロールケーシングの吹出通路は、ユニット本体部１０の車両最前部の空間、すなわち、冷却用熱交換器３２の車両前方側の空間に連通するようになっている。従って、冷却用熱交換器３２の車両前方側の空間はユニット本体部１０の空気入口空間４３（図１）を構成する。

ここで、冷却用熱交換器３２は、図１に示すように中ケース１３内部を貫通して車両上下方向に配置され、それにより、冷却用熱交換器３２は上中下の３つのケース１２、１３、１４の全体にわたって配置されている。

なお、冷却用熱交換器３２は周知のごとく冷凍サイクルの低圧冷媒が送風空気から蒸発潜熱を吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却するものである。冷却用熱交換器３２は低圧冷媒が流れる複数の扁平状チューブ（図示せず）が上下方向に配置され、この複数の扁平状チューブ相互間にコルゲートフィン（図示せず）を接合した熱交換コア部を有し、扁平状チューブとコルゲートフィンとの間の空隙を送風空気の全量が車両前方側から車両後方側へと通過する。

ユニット本体部１０の内部空間において、冷却用熱交換器３２の車両後方側（空気流れ下流側）にエアミックスドア３３が配置され、エアミックスドア３３の車両後方側（空気流れ下流側）に加熱用熱交換器３４が配置されている。

加熱用熱交換器３４は温水（エンジン冷却水）を熱源として空気を加熱するもので、冷却用熱交換器３２と同様の熱交換コア部を有している。すなわち、加熱用熱交換器３４の熱交換コア部は温水が流れる複数の扁平状チューブ（図示せず）が上下方向に配置され、この複数の扁平状チューブ相互間にコルゲートフィン（図示せず）を接合し、扁平状チューブとコルゲートフィンとの間の空隙を送風空気が車両前方側から車両後方側へと通過する。

図１に示すように加熱用熱交換器３４も冷却用熱交換器３２と同様に車両上下方向に配置されるが、加熱用熱交換器３４の高さが冷却用熱交換器３２の高さに比して十分小さく設定してあるので、加熱用熱交換器３４の大部分は下ケース１４の内部に配置され、加熱用熱交換器３４の上端部のみが中ケース１３内部に突出し、中ケース１３と一体の支持壁４４により加熱用熱交換器３４の上端部を支持するようになっている。

なお、両熱交換器３２、３４の配置方向が車両上下方向であるとは、それぞれの熱交換コア部の面が車両上下方向に向いていることを意味している。

ユニット本体部１０の内部空間において加熱用熱交換器３４の上方部（中ケース１３の内部空間）に冷風バイパス通路４５が形成され、また、加熱用熱交換器３４の車両後方側（空気流れ下流側）から上方部にかけて温風通路４６が形成される。

エアミックスドア３３は、冷風バイパス通路４５の開度と温風通路４６の入口部４６ａの開度を調整することにより、冷風バイパス通路４５を通過する冷風と温風通路４６を通過する温風との風量割合を調整して、車室内吹出空気の温度を制御する。

冷風バイパス通路４５からの冷風と温風通路４６からの温風は、吹出モード切替ドア２７の内側部付近の空間で混合されて所望温度となり、その後、この所望温度の空調風が、吹出モード切替ドア２７により選択された１つまたは複数の吹出開口部２４、２５、２６を通して車室内へ吹き出すようになっている。

エアミックスドア３３の図１の破線位置は最大暖房位置であり、冷風バイパス通路４５を全閉し、温風通路４６の入口部４６ａを全開する。冷風バイパス通路４５側に備えられるシール面４５ａは中ケース１３に形成されている。

また、エアミックスドア３３の図１の２点鎖線位置は最大冷房位置であり、冷風バイパス通路４５を全開し、温風通路４６の入口部４６ａを全閉する。温風通路４６の入口部４６ａ側に備えられるシール面４６ｂは下ケース１４の底面部に形成されている。

なお、下ケース１４の車両最後部にはフット吹出通路４７が形成されている。このフット吹出通路４７の上端部は中ケース１３のフット吹出通路３６に接続され、フット吹出通路４７の下端部は図３に示すように左右に分岐され、左右のフット吹出口４８ａ、４８ｂを形成している。フット吹出通路４７と温風通路４６との間は仕切り壁４９（図１）により仕切られている。

冷却用熱交換器３２に一体に設けられている入口側および出口側の冷媒配管５０、５１は車両前方側に向くように配置され、この冷媒配管５０、５１の先端部には冷凍サイクルの減圧装置をなす膨張弁５２が接続されている。この膨張弁５２は、冷却用熱交換器（蒸発器）３２の出口冷媒の感温部を一体に内蔵するボックス型の膨張弁であり、冷却用熱交換器３２の出口冷媒の過熱度が所定値となるように弁体開度を調整する。

図４、図５に示すように、膨張弁５２は縦長の矩形状に形成され、中ケース１３の下側端面と下ケース１４の上側端面との間で挟み込まれて支持固定される。

このため、中ケース１３のうち、車両右側部分の下側端面に膨張弁５２の上側半分と嵌合する矩形状の凹部５３が形成され、下ケース１４のうち、車両右側部分の上側端面に膨張弁５２の下側半分と嵌合する矩形状の凹部５４が形成されている。なお、膨張弁５２の前方側の配管接続部５２ａ、５２ｂにはエンジンルーム側の冷媒配管（図示せず）が接続される。

加熱用熱交換器３４に一体に設けられている入口側および出口側の温水配管５５、５６も車両前方側に向くように配置され、更に、この温水配管５５、５６の先端側は車両左右方向に並ぶように配置されている。そして、この車両左右方向に並んでいる温水配管５５、５６の先端側部分が、中ケース１３の下側端面と下ケース１４の上側端面との間で挟み込まれて支持固定される。

このため、中ケース１３のうち、車両右側部分の下側端面に温水配管５５、５６の上半分が嵌合する半円状の凹部５７ａ、５７ｂが形成され、また、下ケース１４のうち、車両右側部分の上側端面に温水配管５５、５６の下半分が回転可能に嵌合する半円状の凹部５８ａ、５８ｂ（図３）が形成されている。

次に、本実施形態による室内空調ユニットの組み付け方法を図３に基づいて説明する。最初に、送風機部１１の送風ファン４０を下ケース１４に組み付ける。具体的には、下ケース１４の下部スクロールケーシング３９の底面に送風ファン４０より大きい径寸法を有するファン挿入穴３９ａ（図２）が開けてあるので、このファン挿入穴３９ａから送風ファン４０を矢印ａのように下ケース１４の下部スクロールケーシング内に挿入し、駆動用モータ４１のフランジ部４２を上記ファン挿入穴３９ａの外周縁部にねじ止め等の締結手段により固定する。これにより、送風ファン４０を駆動用モータ４１とともに下ケース１４に組み付けることができる。

次に、冷却用熱交換器３２、エアミックスドア３３および加熱用熱交換器３４をそれぞれ矢印ｂのように下方へ移動させて下ケース１４に対して組み付ける。具体的には、冷却用熱交換器３２は予め冷媒配管５０、５１および膨張弁５２と一体に組み付けられているので、膨張弁５２を下ケース１４の矩形状凹部５４に嵌合させながら、冷却用熱交換器３２の下側部分を下ケース１４内部に挿入する。

また、エアミックスドア３３の軸方向両端部の回転軸３３ｂ、３３ｃを下ケース１４の半円状の軸受け凹部３８ａ、３８ｂ上に嵌合させながら、エアミックスドア３３のドア本体部３３ａを下ケース１４内部に挿入する。

また、加熱用熱交換器３４は予め温水配管５５、５６と一体に組み付けられているので、温水配管５５、５６を下ケース１４の半円状の凹部５８ａ、５８ｂに嵌合させながら、加熱用熱交換器３４の下側部分を下ケース１４内部に挿入する。

次に、中ケース１３を矢印ｃのように上方から下ケース１４上に組み付ける。具体的には、中ケース１３の下側端面の矩形状凹部５３を膨張弁５２の上側部に嵌合させ、また、中ケース１３の下側端面の半円状凹部５７ａ、５７ｂを温水配管５５、５６の上側部に嵌合させ、更に、中ケース１３の下側端面の別の半円状凹部（図示せず）を、エアミックスドア３３の回転軸３３ｂ、３３ｃの上側部に嵌合させながら、中ケース１３の下側端面を下ケース１４の上側端面に組み付ける。

その後に、中ケース１３と下ケース１４の両端面間を金属ばねクリック等の締結手段により締結する作業を行って、中ケース１３と下ケース１４とを一体に締結する。これにより、加熱用熱交換器３４は中ケース１３の支持壁４４と下ケース１４の底面壁部との間で挟み込み固定される。

また、エアミックスドア３３の回転軸３３ｂ、３３ｃは中ケース１３と下ケース１４の両端面間で回転可能に嵌合支持され、また、膨張弁５２および温水配管５５、５６は中ケース１３と下ケース１４の両端面間で挟み込み固定される。

なお、中ケース１３の下側端面と下ケース１４の上側端面のうち、一方側には凸状の嵌合部を形成し、他方側には凹状の嵌合部を形成して、この凸状部と凹状部とを嵌合することにより、中ケース１３と下ケース１４との間の嵌合部のシール機能を発揮するようになっている。

次に、中ケース１３の上側端面上に内外気切替ドア２１および吹出モード切替ドア２７を矢印ｄ、ｅのように組み付ける。具体的には、内外気切替ドア２１の回転軸２１ｄ、２１ｅを中ケース１３の半円状軸受け凹部２３ａ、２３ｂ上に嵌合させながら、内外気切替ドア２１を中ケース１３の上側端面上に組み付ける。

同様に、吹出モード切替ドア２７の回転軸２７ｅ、２７ｆを中ケース１３の半円状軸受け凹部２８ａ、２８ｂ上に嵌合させながら、吹出モード切替ドア２７を中ケース１３の上側端面上に組み付ける。

次に、上ケース１２を矢印ｆのように上方から中ケース１３上に組み付ける。具体的には、上ケース１２の下側端面の半円状軸受け凹部２２ａ、２２ｂを内外気切替ドア２１の回転軸２１ｄ、２１ｅの上側部に嵌合させ、また、上ケース１２の下側端面の別の半円状軸受け凹部（図示せず）を吹出モード切替ドア２７の回転軸２７ｅ、２７ｆの上側部に嵌合させながら、上ケース１２の下側端面を中ケース１３の上側端面に組み付ける。

その後に、上ケース１２と中ケース１３の両端面間を金属ばねクリック等の締結手段により締結する作業を行って、上ケース１２と中ケース１３とを一体に締結する。これにより、冷却用熱交換器３２は上ケース１２の上面壁部と下ケース１４の底面壁部との間で挟み込み固定される。

また、内外気切替ドア２１および吹出モード切替ドア２７が上ケース１２と中ケース１３の両端面間で回転可能に嵌合支持される。

なお、上ケース１２の下側端面と中ケース１３の上側端面との間にも凸状部と凹状部との嵌合部を形成して、上ケース１２と中ケース１３との間のシール機能を発揮するようになっている。

以上のごとく、本実施形態の組み付け構造によると、室内空調ユニットの送風ファン４２部を除く大部分の機器、すなわち、３つのケース１２、１３、１４、２つの熱交換器３２、３４、および３つのドア２１、２７、３３を、下ケース１４を起点として上方への一方向に順次積み上げて積層する方式にて室内空調ユニットの組み付けを完了できる。これにより、室内空調ユニットの組み付け作業を簡素化して、組み付け作業工数の低減を図ることができる。

更に、本実施形態の組み付け構造によると、冷却用熱交換器３２の冷却性能を確保しながら室内空調ユニットの体格を効果的に小型化できる利点がある。この利点を本実施形態の比較例との対比により以下に説明する。

図６は第１比較例であり、冷却用熱交換器３２および加熱用熱交換器３４をともに水平方向に配置して、冷却用熱交換器３２を下側に、加熱用熱交換器３４を上側に配置している。第１比較例によると、上中下の３つのケース１２、１３、１４の割れ面（分割面）１５、１６と両熱交換器３２、３４の長手方向（厚さ方向と直交する方向）とが同一方向となるので、ドア２７、３３の回転軸２７ｅ、２７ｆ、３３ｂ、３３ｃをケース割れ面（分割面）１５、１６に配置しようとすると、ドア２７、３３をともに加熱用熱交換器３４の車両後方側に配置せざるを得ない。

この結果、加熱用熱交換器３４の長手方向寸法と、ドア２７の回転作動スペースとドア３３の回転作動スペースとを車両前後方向に直列に設定する必要が生じ、室内空調ユニットの車両前後方向の体格が本実施形態に比較して大幅に増大し、車両搭載性を悪化する。

図７は第２比較例であり、冷却用熱交換器３２を中ケース１３と下ケース１４のみで形成される空間内に配置している点が本実施形態と相違している。第２比較例では、冷却用熱交換器３２の高さ寸法を冷却性能確保のために本実施形態の冷却用熱交換器３２と同一に設定している。

この結果、吹出モード切替ドア２７の高さ分だけ、室内空調ユニットの全高さ寸法が本実施形態に比較して増大し、車両搭載性を悪化する。

図８は第３比較例であり、第２比較例の構成において、室内空調ユニットの全高さ寸法を本実施形態と同一に設定したものに相当する。第３比較例によると、冷却用熱交換器３２の高さ寸法（長手方向寸法）が本実施形態の冷却用熱交換器３２に比較して吹出モード切替ドア２７の高さ分だけ、必然的に減少する。この結果、第２比較例の冷却用熱交換器３２の熱交換面積が減少して冷却性能の低下を招く。

以上のごとく、第１ないし第３比較例と本実施形態との比較から明白なように、本実施形態によると、冷却用熱交換器３２を車両上下方向に配置するとともに、冷却用熱交換器３２の高さ寸法の範囲内に全ドア２１、２７、３３を配置しているから、冷却用熱交換器３２の必要性能の確保と、室内空調ユニットの体格の小型化とを良好に両立できる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、空気流通開口部２７ｂを有する半円筒状のドア本体部２７ａを回転軸２７ｅ、２７ｆにより回転可能に構成し、この半円筒状のドア本体部２７ａを有する１つの吹出モード切替ドア２７によって複数の吹出開口部２４、２５、２６を開閉するようにしているが、第２実施形態では、図９に示すように、吹出モード切替ドアを板ドアからなる複数の吹出モード切替ドア２７１、２７２で構成している。

第１の吹出モード切替ドア２７１はその軸方向の左右両側へ突出する回転軸２７１ａ、２７１ｂにより回転可能な板ドアであり、デフロスタ開口部２４を開閉する。また、第２の吹出モード切替ドア２７２はその軸方向の左右両側へ突出する回転軸２７２ａ、２７２ｂにより回転可能な板ドアであり、フェイス開口部２５とフット開口部２６を切替開閉する。

第２実施形態では、室内空調ユニットのケース割れ面として、上中下の３つのケース割れ面１５、１６、６０を設定して、室内空調ユニットのケースを上ケース１２、第１中ケース１３ａ、第２中ケース１３ｂ、および下ケース１４からなる４つのケースに分割している。

これは、第１の吹出モード切替ドア２７１がデフロスタ開口部２４を開口するときに接触するシール面６１を加熱用熱交換器３４の上端部を支持する支持壁部４４の上方部に配置し、また、第２の吹出モード切替ドア２７２がフェイス開口部２５を開口するときに接触するシール面６２を支持壁部４４の上方部に配置する必要が生じるためである。

すなわち、シール面６１、６２と支持壁部４４を、第１実施形態による単一の中ケース１３に型成形することは型抜き上の都合から困難となるので、第２実施形態では、シール面６１、６２を第１中ケース１３ａ側に形成し、支持壁部４４を第２中ケース１３ｂ側に形成している。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に冷却用熱交換器３２の高さ寸法の範囲内に第１、第２の吹出モード切替ドア２７１、２７２をラップして配置しているから、冷却用熱交換器３２の高さ寸法（熱交換面積）を十分確保しながら、室内空調ユニットの全高さ寸法を低く抑えることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態は上記第２実施形態の変形である。すなわち、第２実施形態では、冷却用熱交換器３２を上ケース１２、第１中ケース１３ａ、第２中ケース１３ｂ、および下ケース１４からなる４つのケース全体にわたって配置しているが、第３実施形態では、冷却用熱交換器３２を上ケース１２内に配置せずに、第１中ケース１３ａ、第２中ケース１３ｂ、および下ケース１４の３つのケースの内部だけに配置している。

第３実施形態によると、冷却用熱交換器３２の高さ寸法が第２実施形態に比較して上ケース１２内の設置高さ分だけ減少するが、第２、第３実施形態の吹出モード切替ドア２７１、２７２は板ドアで構成され、かつ、この吹出モード切替ドア２７１、２７２の回転作動スペースを第１中ケース１３ａ内に形成しているから、第２実施形態における冷却用熱交換器３２の上ケース１２内の設置高さ分は元々小さい値である。

従って、第３実施形態による冷却用熱交換器３２の高さ寸法減少量は僅少である。第３実施形態においても、冷却用熱交換器３２を、第１中ケース１３ａ、第２中ケース１３ｂ、および下ケース１４の３つのケースの内部を貫通して配置するから、冷却用熱交換器３２の高さ寸法（熱交換面積）を十分確保しながら、室内空調ユニットの全高さ寸法を低く抑えることができる。

（他の実施形態）
なお、上述の第１実施形態では、内外気切替ドア２１として、ドア回転中心から径外方側の所定位置にて回転方向（円周方向）に延びる円弧状若しくは平面状のドア本体部２１ａを有するドアを用いているが、エアミックスドア３３や第１、第２吹出モード切替ドア２７１、２７２と同様の平板状の板ドアを用いて内外気切替ドア２１を構成してもよい。

また、上述の第１実施形態では、室内空調ユニットのケース１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４が、熱交換器３２、３４を内蔵するユニット本体部１０から送風機部１１に至るまで一体になっているが、ユニット本体部１０のケースと、送風機部１１のケースとをそれぞれ別体で成形し、ユニット本体部１０のケース構造および組み付け構造のみに本発明の考え方を適用するようにしてもよい。

また、上述の第１実施形態では、冷却用熱交換器３２側の配管部品として、膨張弁５２を中ケース１３と下ケース１４との間で挟み込み固定しているが、冷却用熱交換器３２側の冷媒配管５０、５１を中ケース１３と下ケース１４との間で挟み込み固定し、膨張弁５２は室内空調ユニットのケース外部へ配置するようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、エアミックスドア３３により冷温風の風量割合を調整して、車室内吹出空気温度を制御するエアミックスタイプについて説明したが、エアミックスドア３３を廃止し、その代わりに、加熱用熱交換器３４に循環する温水の流量あるいは温水の温度を制御する温水制御弁を設け、この温水流量あるいは温水温度を制御することにより、車室内吹出空気温度を制御する温水制御タイプに本発明を適用してもよい。

本発明の第１実施形態による車両用空調装置の室内空調ユニットのうち、熱交換器を内蔵するユニット本体部の断面図である。 第１実施形態による室内空調ユニットのうち、送風機部の断面図である。 第１実施形態による室内空調ユニット全体の分解斜視図である。 第１実施形態による室内空調ユニットのうち、ユニット本体部の配管取り出し部の分解斜視図である。 図４の組み付け完了状態を示す斜視図である。 第１実施形態に対する第１比較例のユニット本体部の断面図である。 第１実施形態に対する第２比較例のユニット本体部の断面図である。 第１実施形態に対する第３比較例のユニット本体部の断面図である。 第２実施形態による室内空調ユニットのうち、ユニット本体部の断面図である。 第３実施形態による室内空調ユニットのうち、ユニット本体部の断面図である。

符号の説明

１０…ユニット本体部、１１…送風機部、１２…上ケース、
１３、１３ａ、１３ｂ…中ケース、１４…下ケース、
１５、１６、６０…ケース割れ面（分割面）、２１…内外気切替ドア（風路開閉ドア）、
２７…吹出モード切替ドア（風路開閉ドア）、３２…冷却用熱交換器、
３３…エアミックスドア（風路開閉ドア）、３４…加熱用熱交換器。

Claims (10)

1. 略平行な分割面（１５、１６、６０）にて車両上下方向に３つ以上に分割されたケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）を有し、
   前記３つ以上のケースは、最も車両上方向に配置される上ケース（１２）と、最も車両下方向に配置される下ケース（１４）と、これら上ケース（１２）と下ケース（１４）との間に配置される中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）とを包含しており、
   前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）は車両上下方向に積層されて１つのケースを構成するようになっており、
   前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）の内部には、送風空気を冷却する冷却用熱交換器（３２）と、複数の吹出開口部（２４〜２６）を開閉する吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）が配置されるようになっており、
   前記冷却用熱交換器（３２）が、前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）内を貫通して前記下ケース（１４）および前記上ケース（１２）の内部に挿入されて固定され、
   前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）の回転軸（２７ｅ、２７ｆ、２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂ）が前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち２つのケースの端面間に回転可能に挟み込まれることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記冷却用熱交換器（３２）は、前記下ケース（１４）の底面壁部と前記上ケース（１２）の上面壁部との間に挟み込み固定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）の回転軸（２７ｅ、２７ｆ、２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂ）は、前記上ケース（１２）の端面と前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の端面との間に回転可能に挟み込まれることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記冷却用熱交換器（３２）および前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）を収容しているユニット本体部（１０）と、
   車両左右方向において前記ユニット本体部（１０）の側方に配置され、前記ユニット本体部（１０）を通して車室内へ向かって空気を送風する送風機部（１１）とを有し、
   前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）は、前記ユニット本体部（１０）のケースと、前記送風機部（１１）のケースとを一体化した形状になっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記送風機部（１１）には、外気と内気を導入する内外気切替箱（１７）と、前記内外気切替箱（１７）からの導入空気を前記ユニット本体部（１０）に向かって送風する送風ファン（４０）が備えられ、
   前記内外気切替箱（１７）内に、外気と内気の導入を切り替える内外気切替ドア（２１）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
6. 前記冷却用熱交換器（３２）の空気流れ下流側に送風空気を加熱する加熱用熱交換器（３４）が配置され、
   前記加熱用熱交換器（３４）は、前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち、前記下ケース（１４）と前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の内部に挟み込み固定され、
   前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち、前記加熱用熱交換器（３４）が配置されない前記上ケース（１２）側の部位に、前記吹出モード切替ドア（２７、２７１、２７２）が前記加熱用熱交換器（３４）に対して積層されるように配置されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）内部に、前記冷却用熱交換器（３２）通過後の冷風が前記加熱用熱交換器（３４）をバイパスして流れる冷風バイパス通路（４５）が形成され、
   前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）内部に、前記冷風バイパス通路（４５）を通過する冷風と前記加熱用熱交換器（３４）を通過する温風との風量割合を調整するエアミックスドア（３３）が配置されることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 前記エアミックスドア（３３）の回転軸（３３ｂ）、３３ｃ）が、前記下ケース（１４）の端面と前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の端面との間に回転可能に挟み込まれることを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
9. 前記加熱用熱交換器（３４）は、その下端部が前記下ケース（１４）の内部に挿入され、その上端部が前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）の内部に突出し、
   前記加熱用熱交換器（３４）の上端部が前記中ケース（１３、１３ａ、１３ｂ）に一体に設けられた支持壁（４４）により支持されることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
10. 前記冷却用熱交換器（３２）に熱交換媒体を循環させる配管部品（５０、５１、５２）が備えられており、
    前記配管部品（５０、５１、５２）が前記３つ以上のケース（１２、１３、１３ａ、１３ｂ、１４）のうち２つのケースの端面間に挟み込み固定されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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