JP4572817B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室内に吹き出す空気を浄化するためのフィルタ部材を備える車両用空調装置に関する。

従来技術として、下記特許文献１に開示された車両用空調装置がある。この車両用空調装置には、送風空気から塵や埃等を除去するためのフィルタが空調ダクト内に設けられている。そして、フィルタは、空調ダクトに設けられた挿入口から、空調ダクト内に挿設されるようになっている。

このフィルタは、凹部と凸部が交互に並ぶ波板状のろ材を外枠体が取り囲んでおり、この外枠体に形成した溝部や突起部により、空調ダクトに対する位置決めを行なうようになっている。
特開２００１−６３３５７号公報

しかしながら、上記従来技術の空調装置では、外枠体により誤組み付けを防止できるものの、外枠体を設ける必要があるためフィルタの構造や製造方法が複雑になるという問題がある。

これに対し、外枠体を廃止したシンプルなフィルタが採用されつつある。フィルタは、搭載性等より正方形もしくは矩形が好ましいが、外枠体のないフィルタは、縦横寸法、すなわち波板部を構成する凹部および凸部の延設方向寸法と凹部と凸部との並び方向寸法とが、同一もしくは近似していると、いずれの方向でも容易に組み付いてしまう。

そこで、外枠体を廃止したフィルタを採用し、周縁部に欠損部等を形成して外周に特徴形状部を設け、この部位により誤組み付けを防止する方法も考えられるが、この特徴形状部を設けるために、フィルタの構造や製造方法が複雑となってしまう。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、外枠体のないシンプルなフィルタであっても、フィルタの誤組み付けを防止することが可能な車両用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、請求項１に記載の発明では、
内部に、車室内に吹き出す空気を流通する空調ダクト（２０）と、
凹部（５２）と凸部（５３）とが交互に並ぶように成形した波板部（５１）を有し、空調ダクト（２０）内に配置されて、空調ダクト（２０）内を流通する空気を浄化するフィルタ部材（５０）と、
空調ダクト（２０）に設けられ、空調ダクト（２０）内にフィルタ部材（５０）を挿設するための挿設口（２１）とを備える車両用空調装置において、
空調ダクト（２０）に、挿設口（２１）からフィルタ部材（５０）を挿設するときに波板部（５１）の凹部（５２）内に嵌まり込むように突設され、フィルタ部材（５０）の凹部延設方向（Ｘ）がフィルタ部材（５０）挿設方向と一致するようにガイドするガイド部材（２２）を備え、ガイド部材（２２）は、外力の付勢に伴なう折り曲げの起点となる折曲起点部（２２ａ、２２ｂ）を有することを特徴としている。

これによると、フィルタ部材（５０）を挿設口（２１）から空調ダクト（２０）内に挿設するときには、ガイド部材（２２）により、フィルタ部材（５０）挿設方向をフィルタ部材（５０）の凹部延設方向（Ｘ）とすることができる。すなわち、フィルタ部材（５０）が凹部（５２）と凸部（５３）との並び方向に挿設されることを防止できる。したがって、外枠体のないシンプルなフィルタ部材（５０）であっても、フィルタ部材（５０）の誤組み付けを防止することが可能である。
また、ガイド部材（２２）によるガイドを想定していない構造のフィルタ部材（６０）を空調ダクト（２０）内に挿設する必要が発生した場合には、ガイド部材（２２）に外力を付勢して折曲起点部（２２ａ、２２ｂ）から折り曲げ、ガイドを想定していない構造のフィルタ部材（６０）を挿設することができる。

また、請求項２に記載の発明では、空調ダクト（２０）は、フィルタ部材（５０）に対し、ガイド部材（２２）を設けた側とは反対側に、フィルタ部材（５０）を支持する支持部材（２３）を備えることを特徴としている。

これによると、フィルタ部材（５０）は支持部材（２３）に支持され、ガイド部材（２３）から離れる方向に撓み難い。したがって、フィルタ部材（５０）を挿設しているときに、ガイド部材（２２）が波板部（５１）の凹部（５２）から外れ難い。このようにして、ガイド部材（２２）により、フィルタ部材（５０）の凹部延設方向（Ｘ）がフィルタ部材（５０）挿設方向と一致するように確実にガイドすることができる。

また、請求項３に記載の発明では、ガイド部材（２２）は、フィルタ部材（５０）を挟んで、支持部材（２３）の配設位置に対向する位置に設けられていることを特徴としている。

これによると、ガイド部材（２２）に対向配置された支持部材（２３）により、ガイド部材（２２）が波板部（５１）の凹部（５２）から外れることを確実に防止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、ガイド部材（２２）は、フィルタ部材（５０）に対し、空調ダクト（２０）内の空気流れ上流側に配設することができる。

また、請求項２もしくは請求項３に記載の車両用空調装置において、請求項４に記載の発明のように、ガイド部材（２２）を、フィルタ部材（５０）に対し空調ダクト（２０）内の空気流れ上流側に配設した場合には、支持部材（２３）は、フィルタ部材（５０）に対し空調ダクト（２０）内の空気流れ下流側に配設されている。したがって、支持部材（２３）は、フィルタ部材（５０）挿設時に、ガイド部材（２２）が波板部（５１）の凹部（５２）から外れることを防止することができることに加えて、空調ダクト（２０）内通風時に、フィルタ部材（５０）が空気流れに押されて撓むことを防止することができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、フィルタ部材（５０）は、波板部（５１）の周囲に、波板部（５１）に結合した鍔状部（５４）を備え、この鍔状部（５４）は、波板部（５１）の空気流れ最下流側部位に結合していることを特徴としている。

これによると、波板部（５１）の周囲に鍔状部（５４）を設けても、フィルタ部材（５０）挿設時に、ガイド部材（２２）が鍔状部（５４）に干渉することを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明では、ガイド部材（２２）は、フィルタ部材（５０）挿設方向の長さ（Ｌ１）が、フィルタ部材（５０）の凹部延設長さ（Ｌ）より短く形成されていることを特徴としている。

これによると、ガイド部材（２２）の形成が容易である。

また、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、ガイド部材（２２）は、空調ダクト（２０）内のフィルタ部材（５０）波板部（５１）配設領域のうち、最も挿設口（２１）側に設けられていることを特徴としている。

これによると、フィルタ部材（５０）を挿設口（２１）から挿設するときに、フィルタ部材（５０）波板部（５１）の挿設時先端部が波板部（５１）配設領域内に進入した時点から、フィルタ部材（５０）波板部（５１）が波板部（５１）配設領域に配設完了するまで、ガイド部材（２２）がフィルタ部材（５０）をガイドすることができる。

また、請求項８に記載の発明では、フィルタ部材（５０）は、空調ダクト（２０）内に空気を導入する空気導入口（４、５）の直後に配設されていることを特徴としている。

これによると、フィルタ部材（５０）により空調ダクト（２０）に導入された直後の空気から塵埃等を除去することができる。したがって、車室内に吹き出す空気を清浄化できるとともに、空調ダクト（２０）内に配置された機能部品への塵埃等の付着を防止することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置の構成を概略的に示す模式構成図である。

図１に示すように、空調ダクト２０内には、ブロワモータ１１によって駆動され空調ダクト２０内に空気流を発生させるファンであるブロワ１０が配設されている。ここでブロワモータ１１とブロワ１０とで送風機を構成している。ブロワ１０の下流部には、空調ダクト２０を塞ぐように冷却用熱交換器であるエバポレータ１２が配設され、エバポレータ１２はブロワ１０が吹き出す空気流を冷却するようになっている。

またエバポレータ１２の下流部には、空調ダクト２０を約半分塞ぐように加熱用熱交換器であるヒータコア１３が配設され、ヒータコア１３はエバポレータ１２を通過した冷風を再加熱するようになっている。

ヒータコア１３の上流部には、ヒータコア１３を通る空気（温風）と、ヒータコア１３をバイパスするバイパス通路１４を通る空気（冷風）の風量割合を切り替えて車室内へ吹き出す空気の温度を調節するエアミックスドア１５が配設されている。

エアミックスドア１５は、図示しないリンク機構を介して駆動手段（例えば、サーボモータもしくは手動操作レバー等）により開閉動作するようになっている。

空調ダクト２０の最上流部は内外気切替箱３となっている。内外気切替箱３には、車室内の空気（内気）を取り込む内気吸入口４と車室外の空気（外気）を取り込む外気吸入口５とが設けられ、内気と外気との取り込む割合を切り替える内外気切替ドア６が配設されている。

空調ダクト２０内において、内外気切替箱３の下流側、かつブロワ１０の上流側には、内外気切替箱３にて取り込んだ内気もしくは外気から塵埃等を除去して、下流側に送る空気を清浄化するためのフィルタ部材であるエアフィルタ５０が配設されている。なお、このエアフィルタ５０装着部位は、本発明を適用した要部であるので、後で詳述する。

一方、空調ダクト２０の最下流には、ヒータコア１３を通過した温風とバイパス通路１４を通過した冷風とが混合された空気を、フロントガラス内側へ向かって吹き出すデフロスタ吹出口３０に送り出すデフロスタ吐出口３６、車室内乗員の上半身へ向かって吹き出すフェイス吹出口３１に送り出すフェイス吐出口３７、および車室内乗員の足元へ向かって吹き出すフット吹出口３２に送り出すフット吐出口３８がそれぞれ設けられている。

そしてこれらの各吐出口から送り出される風量は、デフロスタドア３３、フェイスドア３４およびフットドア３５によってそれぞれ調節される。デフロスタドア３３、フェイスドア３４およびフットドア３５は、吹き出しモードドアであり、図示しないリンク機構を介して共通の駆動手段（例えば、サーボモータもしくは手動操作レバー等）により開閉動作するようになっている。

次に、エアフィルタ５０装着部位の構成について説明する。図２は、エアフィルタ５０装着部位の構成を示す正面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、エアフィルタ５０の斜視図であり、図５は、図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。

図２に示すように、エアフィルタ５０の装着位置は、空調ダクト２０の最上流部をなす内外気切替箱３と、内外気切替箱３の下流側に接続する上部ブロワケース７（送風機ケーシングの吸い込み側ケース）との間となっている。すなわち、エアフィルタ５０は、空調ダクト２０内に空気を導入する空気導入口である内気吸入口４および外気吸入口５の直後に配設されている。

これによると、エアフィルタ５０により空調ダクト２０に導入された直後の空気から塵埃等を除去することができる。したがって、車室内に吹き出す空気を清浄化できるとともに、空調ダクト２０内に配置された送風機、熱交換器、ドア等の機能部品への塵埃等の付着も防止することができる。

図４に示すように、エアフィルタ５０は、合成樹脂繊維の不織布を成形してなり、不織布の形態を残し塵埃等を捕集するろ材として機能する波板部５１と、波板部５１の周囲に張り出したシート状をなす鍔状部５４とが一体的に形成されている。

波板部５１は、凹部５２と凸部５３とが交互に並ぶように成形されており、凹部５２および凸部５３のそれぞれの延設方向である第１の方向Ｘの長さＬと、凹部５２および凸部５３の並び方向である第２の方向Ｙの長さＷとが近似したものとしている。すなわち、波板部５１は、第１の方向Ｘの寸法Ｌと第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙの寸法Ｗとが近似した矩形状に形成されている。

そして、この波板部５１の全周にわたり略均一幅のフランジ状の鍔状部５４が形成されている。この鍔状部５４は、波板部５１の厚さ方向（第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙのいずれにも直交する方向）の一端部側（図４図示下方端部側）に形成されている。すなわち、鍔状部５４は、波板部５１の厚さ方向において、波板部５１の凹部５２の底面部位と略同一高さにある。

このように、エアフィルタ５０は、波板部５１および鍔状部５４からなる全体構成においても、第１の方向Ｘの寸法と第２の方向Ｙの寸法とが近似した矩形状に形成している。これにより、略円柱形状に形成されたブロワケース７の軸方向に搭載しても、ブロワケース７の投影範囲内に収まり易くしている。

図２および図３に示すように、エアフィルタ５０は、内外気切替箱３の側方部位に設けられた挿設口２１から空調ダクト２０内に挿設され、上部ブロワケース７に立設された支持部材である支持壁（支持リブ）２３上に載置される。なお、図２および図３では、挿設口２１を覆うカバー部材および内外気切替ドアの図示を省略している。

エアフィルタ５０は、鍔状部５４が波板部５１に対し空気流れ最下流側となるように載置される。したがって、図２および図３から明らかなように、支持壁２３は、空調ダクト２０内の空気流れ下流側から、エアフィルタ５０の凹部５２や鍔状部５４を支持するようになっている。

内外気切替箱３の挿設口２１の内側には、挿設口２１に直交する方向、すなわちエアフィルタ５０が挿設される方向に延びるように立設されたガイド部材であるガイド壁（ガイドリブ）２２が形成されている。

このガイド壁２２は、図２および図３から明らかなように、空調ダクト２０内の空気流れ上流側から立設されている。そして、挿設口２１からエアフィルタ５０を挿設するときには、このガイド壁２２が波板部５１の凹部５２内に嵌まり込んで、エアフィルタ５０の凹部延設方向（第１の方向）Ｘがエアフィルタ５０の挿設方向と一致するようにガイドするようになっている。

上述したように、支持壁２３は空気流れ下流側からエアフィルタ５０を支持し、ガイド壁２２は空気流れ上流側からエアフィルタ５０をガイドするようになっている。そして、
ガイド壁２２は、エアフィルタ５０を挟んで、支持壁２３の配設位置に対向する位置に設けられている。

また、図３から明らかなように、ガイド壁２２は、エアフィルタ５０挿設方向（図３図示左右方向）の長さＬ１が、エアフィルタ５０の凹部５２延設長さ（第１の方向Ｘの寸法）Ｌ（図４参照）より短く形成されている。さらに、ガイド壁２２は、空調ダクト２０内のエアフィルタ５０波板部５１配設領域のうち、最も挿設口２１側に位置するように設けられている。

上述した構成に基づき空調ダクト２０内へのエアフィルタ５０の装着動作について説明する。

図示しないカバー部材を取り外した状態の空調ダクト２０の挿設口２１から、エアフィルタ装着領域にエアフィルタ５０の一端側を進入させる。このとき、エアフィルタ５０を、第１の方向Ｘの一端側から、支持壁２３の上方側に進入させる。

これにより、エアフィルタ５０の進入方向先端部は、図３に二点鎖線で示すエアフィルタ５０Ａ位置にまで進む。ガイド壁２２は、エアフィルタ波板部配設領域（最終的に装着される領域）のうち最も挿設口２１側に形成されているので、この二点鎖線で示す５０Ａの状態において、ガイド壁２２は、図２に示すように、既に波板部５１の凹部５２の１つに嵌まり込んでいる。

なお、上述の構成では説明を省略したが、図２に示すように、内外気切替箱３に設けた一対のガイド壁（ガイドリブ）２５が波板部５１の図示左右両端部を規制し、ガイド壁２２は所定の凹部５２（本例では中央の凹部５２）に嵌まり込むようになっている。

この位置から、エアフィルタ５０を、支持壁２３上をスライドさせて押し込むと、図５に示すように、凹部５２に嵌まり込んだガイド壁２２に案内されて、エアフィルタ５０は図３図示実線位置に装着される。

エアフィルタ５０を挿設口２１から挿設して支持壁２３上に一端を掛けた時点から、エアフィルタ５０の装着を完了するまで、ガイド壁２２がエアフィルタ５０をガイドする。すなわち、ガイド壁２２は、エアフィルタ５０波板部５１の挿設時先端部が波板部５１配設領域内に進入した時点から、エアフィルタ５０波板部５１が波板部５１配設領域に配設完了するまで、エアフィルタ５０の凹部５２をガイドする。

上述の構成および装着方法によれば、エアフィルタ５０を挿設口２１から空調ダクト２０内に挿設するときには、ガイド壁２２により、エアフィルタ５０挿設方向をエアフィルタ５０の凹部延設方向Ｘとすることができる。すなわち、エアフィルタ５０が凹部５２と凸部５３との並び方向Ｙに挿設されることを防止できる。したがって、外枠体がなく矩形状をなす比較的安価でシンプルなエアフィルタ５０であっても、誤組み付けを防止することができる。

また、ガイド壁２２は、エアフィルタ５０に対し、空気流れ上流側に配設され、支持壁２３は、空気流れ下流側に配設されている。さらに、ガイド壁２２は、支持壁２３に対向する位置に設けられている。

したがって、エアフィルタ５０を挿設するときに、エアフィルタ５０が空気流れ下流側に撓んでガイド壁２２が波板部５１の凹部５２から外れることを防止できる。これにより、ガイド壁２２が、エアフィルタ５０の凹部延設方向Ｘがエアフィルタ５０挿設方向と一致するように確実にガイドすることができる。これに加えて、空調ダクト２０内通風時に、エアフィルタ５０が空気流れに押されて撓むことも防止することができる。

また、エアフィルタ５０では、鍔状部５４が波板部５１の空気流れ最下流側に一体成形されている。したがって、図５に示すように、波板部５１の凹部５２に嵌まり込むガイド壁２２を比較的図示下方側にまで延設して、安定したガイドを行なうことが可能である。

また、ガイド壁２２は、エアフィルタ５０挿設方向の長さＬ１が、エアフィルタ５０の凹部延設長さＬより短く形成されている。これによると、ガイド壁を凹部延設方向全域に設ける場合よりガイド壁２２の形成が容易である。

上述の構成では説明を省略したが、図５に示すように、ガイド壁２２には、エアフィルタ５０の波板部５１の凸部５３より図示上方側に、薄肉部２２ａを設けている。この薄肉部２２ａは、ガイド壁２２に外力を付勢されたときに折り曲げの起点となる折曲起点部である。

本実施形態の空調ダクト２０内に、ガイド壁２２によるガイドを想定していない構造のエアフィルタ（例えば外枠体を備えたエアフィルタ）６０を挿設する必要が発生した場合には、図６に示すように、ガイド壁２２に外力を付勢して薄肉部２２ａで折り曲げ、ガイドを想定していない構造のエアフィルタ６０を挿設することができるようにしている。

（他の実施形態）
上記一実施形態では、ガイド壁２２に折曲起点部として薄肉部２２ａを設けていたが、折曲起点部はこれに限定されるものではなく、外力の付勢により応力集中が発生し折り曲げの起点となる構造であればよい。例えば、図７に示すように、ガイド壁２２の肉厚を途中から変更した段差部２２ｂを設けて折曲起点部とするものであってもよい。

また、他の構造のエアフィルタの挿設を考慮する必要がない場合には、ガイド壁２２に折曲起点部を設けないものであってもよい。

また、上記一実施形態では、エアフィルタ５０挿設をガイドするガイド部材はガイド壁２２であったが、ガイド部材はガイド壁に限定されるものではない。例えば、複数のガイドピンを並設したものであってもよい。

また、ガイド部材は、１つの凹部５２のみに嵌まり込むものでなく、複数の凹部５２に嵌まり込むものであってもよい。

また、上記一実施形態では、ガイド壁２２と支持壁２３とは、エアフィルタ５０を挟んで対向配置されていたが、ガイド壁２２による安定したガイドが可能ならば、ガイド壁２２と支持壁２３とは、エアフィルタ５０を挟んで反対側に設けていれば、対向していなくてもかまわない。

また、上記一実施形態では、ガイド壁２２を空気流れ上流側に配設していたが、下流側に設けるものであってもよい。ただし、この場合には、空気流れ上流側にフィルタ挿設時のフィルタ支持部材を設け、空気流れ下流側に通風時のフィルタ支持部材を設けることが好ましい。上記一実施形態のように、ガイド部材を空気流れ上流側に設け、支持部材を空気流れ下流側に設けると、共通の支持部材によりフィルタ挿設時および通風時のいずれにおいてもフィルタを支持することが可能である。

また、上記一実施形態では、エアフィルタ５０は波板部５１と鍔状部５４とからなるものであったが、凹部と凸部とが並んだ波板部を有するものであれば、これに限定されるものではない。

また、上記一実施形態では、エアフィルタ５０は、内気吸入口４および外気吸入口５の下流側、かつブロワ１０の上流側に装着されるものであったが、空調ダクト２０のいずれの部位に装着されるものであっても、本発明を適用して有効である。

本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置の構成を概略的に示す模式構成図である。 エアフィルタ５０装着部位を示す正面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 エアフィルタ５０の構成を示す斜視図である。 図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。 ガイド壁２２を折り曲げた状態を示す要部断面図である。 他の実施形態における要部断面図である。

符号の説明

４ 内気吸入口（空気導入口）
５ 外気吸入口（空気導入口）
２０ 空調ダクト
２１ 挿設口
２２ ガイド壁（ガイド部材）
２２ａ 薄肉部（折曲起点部）
２３ 支持壁（支持部材）
５０ エアフィルタ（フィルタ部材）
５１ 波板部
５２ 凹部
５３ 凸部
５４ 鍔状部

Claims (8)

1. 内部に、車室内に吹き出す空気を流通する空調ダクト（２０）と、
   凹部（５２）と凸部（５３）とが交互に並ぶように成形された波板部（５１）を有し、前記空調ダクト（２０）内に配置されて、前記空調ダクト（２０）内を流通する空気を浄化するフィルタ部材（５０）と、
   前記空調ダクト（２０）に設けられ、前記空調ダクト（２０）内に前記フィルタ部材（５０）を挿設するための挿設口（２１）とを備える車両用空調装置において、
   前記空調ダクト（２０）に、前記挿設口（２１）から前記フィルタ部材（５０）を挿設するときに前記凹部（５２）内に嵌まり込むように突設され、前記フィルタ部材（５０）の凹部延設方向（Ｘ）が挿設方向と一致するようにガイドするガイド部材（２２）を備え、
   前記ガイド部材（２２）は、外力の付勢に伴なう折り曲げの起点となる折曲起点部（２２ａ、２２ｂ）を有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記空調ダクト（２０）は、前記フィルタ部材（５０）に対し、前記ガイド部材（２２）を設けた側とは反対側に、前記フィルタ部材（５０）を支持する支持部材（２３）を備え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. 前記ガイド部材（２２）は、前記フィルタ部材（５０）を挟んで、前記支持部材（２３）の配設位置に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記ガイド部材（２２）は、前記フィルタ部材（５０）に対し、前記空調ダクト（２０）内の空気流れ上流側に配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記フィルタ部材（５０）は、前記波板部（５１）の周囲に、前記波板部（５１）に結合した鍔状部（５４）を備え、
   前記鍔状部（５４）は、前記波板部（５１）の前記空気流れ最下流側部位に結合し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. 前記ガイド部材（２２）は、前記フィルタ部材（５０）挿設方向の長さ（Ｌ１）が、前記フィルタ部材（５０）の凹部延設長さ（Ｌ）より短く形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
7. 前記ガイド部材（２２）は、前記空調ダクト（２０）内の前記波板部（５１）配設領域のうち、最も前記挿設口（２１）側に設けられてい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. 前記フィルタ部材（５０）は、前記空調ダクト（２０）内に空気を導入する空気導入口（４、５）の直後に配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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