JP4650274B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、回転部材と固定部材との間にシール部材を配置した回転部を備える空調装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner including a rotating portion in which a seal member is disposed between a rotating member and a fixed member.
車両用空調装置の温度調整方式としては、冷風と温風との風量割合をエアミックスドアにより調整して車室内吹出空気温度を調整するエアミックスタイプが代表的である。 As a temperature adjustment method for a vehicle air conditioner, an air mix type in which the air volume ratio between cold air and hot air is adjusted by an air mix door to adjust the temperature of air blown into the vehicle interior is representative.
このエアミックスタイプの車両用空調装置において、温水式加熱用熱交換器であるヒータコア自体を回転可能に構成することにより、ヒータコアにエアミックスドアの役割を兼務させ、これにより、エアミックスドアを廃止できるとともに、最大冷房時にはヒータコアを冷風流れの通風抵抗とならない位置に回転操作して、冷風風量を増加できるようにしたものが提案されている。 In this air mix type vehicle air conditioner, the heater core itself, which is a heat exchanger for hot water heating, is configured to be rotatable so that the heater core also serves as an air mix door, thereby eliminating the air mix door. In addition, it has been proposed to increase the amount of cold air by rotating the heater core to a position where it does not provide resistance to the flow of cold air during maximum cooling.
そして、本出願人は、ヒータコア回転機能を確保しつつ、温水等の熱源流体入出用配管接続構造の小型化を図った空調装置を、特願2005−128275にて提案した。図7は、その先願にて提案した空調装置の構成を示すもので、空調ケース11側に固定される固定部材16a、およびヒータコア15に接合されてヒータコア15とともに回転する回転部材16bを有する同軸2重配管部16を備えている。そして、固定部材16aと回転部材16bとの間にシール部材としてOリング35を配置し、熱源流体の外部漏れを防止するようにしている。そのシール構造は、Oリングが固定部材16aおよび回転部材16bの外周面或いは内周面と接する、いわゆる円周シール構造となっている。
The present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 2005-128275, an air conditioner that achieved a miniaturization of a heat source fluid input / output pipe connection structure such as hot water while ensuring a heater core rotating function. FIG. 7 shows the configuration of the air conditioner proposed in the prior application, and a coaxial having a
しかしながら、円周シール構造では、ヒータコア15および熱源流体の重さが回転軸A方向に対して垂直方向の荷重FとしてOリング35の下側部分にかかるため、以下の2点の課題が生じる。まず、回転部材16bがOリング35の下側部分に片当たりするため、Oリング35の上側部分の潰し量が確保できず、Oリング35の上側部分において熱源流体の外部漏れの可能性が発生する。また、外部漏れ防止の為に、Oリング35の径アップおよび潰し量アップ(すなわち、Oリング35の圧縮率増加)をした場合、Oリング35と回転部材16bとの間の摺動抵抗が増大して、ヒータコア15を回転させる際の操作力が増加してしまうという問題が発生する。
However, in the circumferential seal structure, since the weight of the
本発明は上記点に鑑みて、流体漏れを防止ないしは抑制可能で、且つ操作力の増加を回避可能なシール構造を提供すること、およびそのシール構造を用いた空調装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a seal structure capable of preventing or suppressing fluid leakage and avoiding an increase in operating force, and to provide an air conditioner using the seal structure. To do.
本発明の第1の特徴では、熱源流体入口配管(26、31)と熱源流体出口配管(25、30)とを同軸2重配管構造として構成し、同軸2重配管構造の回転軸(A)を中心として熱交換器(15)を空調ケース(11)に対して回転可能に構成し、熱源流体入口配管(26、31)および熱源流体出口配管(25、30)のうち外周側に配置された配管を、熱交換器(15)と一体の回転側外側配管(31)と、回転側外側配管(31)に連通するとともに空調ケース(11)に固定された固定側外側配管(26)とから構成し、同軸2重配管構造の回転軸(A)は、上下方向に対して垂直方向に形成されており、回転側外側配管(31)と固定側外側配管(26)との間に弾性体よりなる環状のシール部材(35)を配置し、回転側外側配管(31)は回転軸(A)に対して垂直方向外方に向かって延びる鍔部(34)を備え、回転側外側配管(31)におけるシール部材(35)に接するシール面(34a)は、鍔部(34)における回転軸(A)方向の一端面に設けられて回転軸(A)に対して垂直な平面であり、鍔部(34)の周囲の空間のうち、固定側外側配管(26)におけるシール面(34a)に対向する部位(26e)とシール面(34a)との間の空間にのみ、シール部材(35)が配置され、固定側外側配管(26)に締結手段により結合されたプレート(27)と固定側外側配管(26)とによって、鍔部(34)を回転軸(A)方向の両側から挟み込む構成としている。 In the first feature of the present invention, the heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30) are configured as a coaxial double pipe structure, and the rotating shaft (A) of the coaxial double pipe structure is provided. And the heat exchanger (15) is configured to be rotatable with respect to the air conditioning case (11), and is disposed on the outer peripheral side of the heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30). The outer side piping (31) integral with the heat exchanger (15), the stationary side outer piping (26) fixed to the air conditioning case (11) and communicating with the rotating side outer piping (31). The rotation axis (A) of the coaxial double pipe structure is formed in a direction perpendicular to the vertical direction, and is elastic between the rotation side outer pipe (31) and the fixed side outer pipe (26). An annular sealing member (35) made of a body is arranged, and the rotation side outside The pipe (31) includes a flange (34) extending outward in the vertical direction with respect to the rotation axis (A), and a seal surface (34a) in contact with the seal member (35) in the rotation side outer pipe (31) is provided. , A flat surface provided on one end surface of the flange part (34) in the direction of the rotation axis (A) and perpendicular to the rotation axis (A), and out of the space around the flange part (34) The seal member (35) is disposed only in the space between the portion (26e) facing the seal surface (34a) in (26) and the seal surface (34a), and the fastening side outer pipe (26) is fastened by fastening means. The flange (34) is sandwiched from both sides in the direction of the rotation axis (A) by the combined plate (27) and the fixed-side outer pipe (26).
このような構成では、回転側外側配管(31)に作用する回転軸(A)に対して垂直方向の荷重(F)が、シール面(34a)を介してシール部材(35)に作用しなくなる。したがって、回転軸(A)に対して垂直方向の荷重(F)が回転側外側配管(31)に作用しても、シール部材(35)の片当りが防止ないしは抑制されるため、熱源流体漏れを防止ないしは抑制することができる。また、それに伴って、シール部材(35)の潰し量アップが不要になるため、熱交換器(15)を回転させる際の操作力の増加を回避することができる。さらに、シール部材(35)の最小圧縮率を管理することができるため、熱源流体漏れを確実に防止ないしは抑制することができる。 In such a configuration, the load (F) in the direction perpendicular to the rotation axis (A) acting on the rotation side outer pipe (31) does not act on the seal member (35) via the seal surface (34a). . Therefore, even if a load (F) in a direction perpendicular to the rotation axis (A) acts on the rotation side outer pipe (31), the one-side contact of the seal member (35) is prevented or suppressed. Can be prevented or suppressed. In addition, since it is not necessary to increase the amount of crushing of the seal member (35), an increase in operating force when rotating the heat exchanger (15) can be avoided. Furthermore, since the minimum compression rate of the sealing member (35) can be managed, the heat source fluid leakage can be reliably prevented or suppressed.
また、鍔部(34)とプレート(27)との間に、摺動抵抗を低減する摺動抵抗低減部材(37)を配置することができる。 Further, a sliding resistance reducing member (37) for reducing sliding resistance can be disposed between the flange portion (34) and the plate (27).
このようにすれば、プレート(27)と固定側外側配管(26)とによって鍔部(34)を挟み込む構成を採用した際の、プレート(27)と鍔部(34)との間の摺動抵抗を低減することができる。 If it does in this way, the sliding between a plate (27) and a collar part (34) at the time of employ | adopting the structure which pinches | interposes a collar part (34) with a plate (27) and a fixed side outer side piping (26). Resistance can be reduced.
また、プレート(27)に、鍔部(34)に向かって突出するとともに先端が円弧状に形成された突起部(36)を設けることができる。 In addition, the plate (27) can be provided with a protrusion (36) that protrudes toward the flange (34) and whose tip is formed in an arc shape.
このようにすれば、プレート(27)と鍔部(34)との接触面積が小さくなるため、プレート(27)と固定側外側配管(26)とによって鍔部(34)を挟み込む構成を採用した際の、プレート(27)と鍔部(34)との間の摺動抵抗を低減することができる。 In this case, since the contact area between the plate (27) and the flange portion (34) is reduced, a configuration in which the flange portion (34) is sandwiched between the plate (27) and the fixed-side outer pipe (26) is adopted. The sliding resistance between the plate (27) and the flange (34) can be reduced.
また、シール部材(35)は、その断面をX形状にすることができる。このようにすれば、いわゆるXリングは、シール部材(35)として一般的に用いられるOリングよりも反力が小さい為、熱交換器(15)を回転させる際の操作力を低減することができる。また、Xリングは2箇所でシールする構造である為、多少自重がかかってもOリングよりフレキシブル性があり、シール信頼性が向上する。 In addition, the seal member (35) can have an X-shaped cross section. In this way, since the so-called X-ring has a smaller reaction force than the O-ring generally used as the seal member (35), the operating force when rotating the heat exchanger (15) can be reduced. it can. In addition, since the X-ring has a structure that seals in two places, even if its own weight is applied, the X-ring is more flexible than the O-ring and seal reliability is improved.
また、熱交換器(15)における回転軸(A)方向の一端側に熱源流体入口配管(26、31)および熱源流体出口配管(25、30)を配置し、熱交換器(15)における回転軸(A)方向の他端側に、空調ケース(11)に回転可能に支持される軸部(15f)を一体に設けることができる。 Further, the heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30) are arranged on one end side in the direction of the rotation axis (A) in the heat exchanger (15), and the heat exchanger (15) rotates. A shaft portion (15f) that is rotatably supported by the air conditioning case (11) can be integrally provided on the other end side in the shaft (A) direction.
このようにすれば、熱交換器(15)は、熱交換器(15)に設けた軸部(15f)と熱源流体入口配管(26、31)および熱源流体出口配管(25、30)とにより、空調ケース(11)に回転可能に支持される。 If it does in this way, a heat exchanger (15) will be by shaft part (15f) provided in the heat exchanger (15), heat source fluid inlet piping (26, 31), and heat source fluid outlet piping (25, 30). The air-conditioning case (11) is rotatably supported.
また、熱交換器(15)の外周部を覆って熱交換器(15)を保持する樹脂製の枠体(41)を備え、空調ケース(11)に回転可能に支持される軸部(41a)を枠体(41)に一体に設け、熱交換器(15)における回転軸(A)方向の一端側に熱源流体入口配管(26、31)および熱源流体出口配管(25、30)を配置し、熱交換器(15)における回転軸(A)方向の他端側に軸部(41a)を配置することができる。 The shaft portion (41a) includes a resin frame (41) that covers the outer peripheral portion of the heat exchanger (15) and holds the heat exchanger (15), and is rotatably supported by the air conditioning case (11). ) Are integrally provided on the frame (41), and the heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30) are arranged on one end side in the direction of the rotation axis (A) in the heat exchanger (15). And a shaft part (41a) can be arranged in the other end side of the axis of rotation (A) in a heat exchanger (15).
このようにすれば、熱交換器(15)は、枠体(41)に設けた軸部(41a)と熱源流体入口配管(26、31)および熱源流体出口配管(25、30)とにより、空調ケース(11)に回転可能に支持される。 In this way, the heat exchanger (15) includes the shaft portion (41a) provided in the frame (41), the heat source fluid inlet pipe (26, 31), and the heat source fluid outlet pipe (25, 30). The air conditioning case (11) is rotatably supported.
また、空調ケース(11)は、空気が通過可能な開口部(20a)と、この開口部(20a)の周囲に形成されたケース側シール面(20)とを備え、枠体(41)には、熱交換器(15)が一方側に回転したときにケース側シール面(20)に接する枠体側シール部材(42)を設けることができる。 The air conditioning case (11) includes an opening (20a) through which air can pass and a case-side sealing surface (20) formed around the opening (20a). Can be provided with a frame side seal member (42) that contacts the case side seal surface (20) when the heat exchanger (15) rotates to one side.
このようにすれば、いわゆる最大暖房時には、ケース側シール面(20)と枠体側シール部材(42)の接触により、熱交換器(15)の外周部からの風漏れを防止して、最大暖房時の暖房性能を向上させることができる。 In this way, at the time of so-called maximum heating, contact between the case-side sealing surface (20) and the frame-side sealing member (42) prevents air leakage from the outer peripheral portion of the heat exchanger (15), thereby increasing the maximum heating. The heating performance at the time can be improved.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る車両用空調装置の室内空調ユニット部10の概略断面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of an indoor
室内空調ユニット部10は、車室内前部の計器盤(図示せず)内側において車両左右方向の略中央部に配置される。なお、図1における上下前後の各矢印は車両搭載状態における方向を示す。また、図1の紙面垂直方向が車両左右(幅)方向となる。
The indoor
室内空調ユニット部10は、車室内へ向かって流れる空気の通路を構成する樹脂製の空調ケース11を備えている。この空調ケース11は樹脂成形上の都合、内蔵部品の組付上の都合等から、実際には複数の分割ケース体として成形され、この複数の分割ケース体をねじやクリップ等の締結手段により一体に締結することにより空調ケース11が構成される。
The indoor air-
そして、本実施形態では、空調ケース11のうち、車両前方側の上方部に送風機部12を一体に配置した構成になっている。この送風機部12は、遠心式の送風ファン12aを電動モータ(図示せず)により回転駆動するようになっている。なお、送風ファン12aの吸入口に内外気切替箱(図示せず)を接続し、この内外気切替箱からの導入空気(内気または外気)を送風ファン12aにより矢印aのように上方から下方へ向かって送風するようになっている。
And in this embodiment, it is the structure which has arrange | positioned the
空調ケース11内部のうち、車両前方側の下方部に冷却用熱交換器をなす蒸発器13が配置されている。ここで、蒸発器13の外形は直方体の薄型形状であり、送風機部12の送風空気の全量が矢印bのように通過する。蒸発器13は、周知のように蒸気圧縮式冷凍サイクルの低圧側熱交換器であり、矢印bの通過空気から吸熱して低圧冷媒が蒸発することにより、この通過空気を冷却する。
An
空調ケース11の底面部の最低部位に排水口14が設けられ、この排水口14から蒸発器13で発生する凝縮水が車室外へ排水される。
A
そして、空調ケース11内において、蒸発器13の風下側にヒータコア15が配置されている。より具体的には、蒸発器13の車両後方側で、かつ、上方側部位にヒータコア15が配置される。ここで、ヒータコア15は、図示しない車両エンジン(図示せず)からの温水(エンジン冷却水)を熱源流体として空気を加熱する加熱用熱交換器である。
In the
そして、ヒータコア15は後述する温水入出用の同軸2重配管部16と連結されており、同軸2重配管部16の回転軸Aを中心としてヒータコア15が空調ケース11に対して回転するようになっている。この同軸2重配管部16は、蒸発器13の上端部の後方側に隣接配置されている。
The
蒸発器13とヒータコア15の間には最大冷房用の遮風壁17が空調ケース11に一体成形されている。この遮風壁17は、蒸発器13の上端部とヒータコア15の上端部の温水出口タンク15aとの間の部位から鉛直方向に垂下する板状に形成される。
A
この板状の遮風壁17は、車両左右方向(図1の紙面垂直方向)に対しては空調ケース11内部の全域に形成され、遮風壁17の左右両側部は空調ケース11の左右の側壁部に結合される。
The plate-shaped
この板状の遮風壁17はヒータコア15の風上側の面(図1の左側面)の全体を覆うことができるようにヒータコア15とほぼ同一面積に形成される。遮風壁17の下端部およびヒータコア15の下端部の温水入口タンク15bと、空調ケース11の底面部との間には所定の間隙が設定され、この所定の間隙によってヒータコア風上側の空気通路18が形成される。すなわち、この空気通路18はヒータコア15の回転作動領域に対して風上側の領域に形成される。
The plate-shaped
ヒータコア15は、最大冷房時には遮風壁17の風下側の面(図1の右側面)に沿った破線位置MCに回転操作される。この最大冷房位置MCでは、遮風壁17がヒータコア15の風上側の面を全閉して、蒸発器13風下側の空気がヒータコア15のコア部を通過することを阻止する。
The
従って、蒸発器通過空気(冷風)の全量が矢印cのようにヒータコア15をバイパスして流れるので、最大冷房性能を発揮できる。このため、最大冷房時にはヒータコア風上側の空気通路18がヒータコアバイパス通路として作用する。
Accordingly, since the entire amount of the air passing through the evaporator (cold air) flows by bypassing the
空調ケース11の内壁面においてヒータコア15の風下側部位にシールリブ20が形成される。このシールリブ20は空調ケース11の内壁面に一体成形され最大暖房時のケース側シール面を構成する。
このシールリブ20は、具体的には空調ケース11の内壁面から空調ケース11の内側へ向かって額縁状に突き出すものである。この額縁状の突出形状の中央部には空気が通過可能な開口部20aが開口している。
Specifically, the
最大暖房時にはヒータコア15が一点鎖線位置MHに回転操作され、ヒータコア15の矩形状の周縁部がシールリブ20の額縁状の突出形状に圧接する。これにより、最大暖房時には空気通路18と開口部20aとが直接連通するヒータコアバイパス通路が遮断され、ヒータコア15の下端部の温水入口タンク15bと空調ケース11の底面部内壁面との間から開口部20aへ直接向かうバイパス空気流れ(冷風流れ)cが遮断される。
During maximum heating, the
このため、空調ケース11内の送風空気の全量がヒータコア15のコア部を通過して加熱されるので、最大暖房性能を発揮できる。ヒータコア15のコア部を通過した温風dはシールリブ20の開口部20aを通過して風下側へ流れる。
For this reason, since the whole quantity of blowing air in the
また、ヒータコア15の図1実線位置は温度制御時の中間開度(中間回転位置)の一例であり、この中間開度の操作位置であると、蒸発器通過空気(冷風)のうち、ヒータコア下方側の流れは矢印cのようにヒータコア15をバイパスして流れ、蒸発器通過空気(冷風)のうち、上方側の流れは矢印d’のようにヒータコア15を通過して流れ加熱されるので、温風dとなる。
Moreover, the solid line position in FIG. 1 of the
従って、ヒータコア15の回転位置を調整することにより、ヒータコア15をバイパスする冷風と、ヒータコア15を通過する温風との風量割合を調整して、車室内吹出空気温度を連続的に調整できる。
Therefore, by adjusting the rotation position of the
ヒータコア15をバイパスする冷風と、ヒータコア15を通過する温風は、いずれもシールリブ20の開口部20aを通過して、シールリブ20の上方領域21にて混合され、所望温度の空調風となった後に、各吹出開口部22、23、24に流入する。
After the cold air that bypasses the
次に、車室内各部へ空気を吹き出す吹出開口部22、23、24の配置について説明する。この吹出開口部22、23、24は、空調ケース11のうち送風機部12の車両後方側部位に配置されている。
Next, the arrangement of the
デフロスタ開口部22は空調ケース11の上面部に配置され、図示しないデフロスタダクトを介して車両計器盤上面のデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて空気を吹き出す。
The
フェイス開口部23はデフロスタ開口部22よりも車両後方側部位に配置される。このフェイス開口部23は、図示しないセンターフェイス開口部と図示しないサイドフェイス開口部とに分割される。
The
センターフェイス開口部には図示しないセンターフェイスダクトが接続され、このセンターフェイスダクトの先端部吹出口(センターフェイス吹出口)は車両計器盤の左右方向中央部に配置され、ここから乗員の顔部側へ空気を吹き出す。 A center face duct (not shown) is connected to the center face opening, and a front end outlet (center face outlet) of the center face duct is disposed at the center in the left-right direction of the vehicle instrument panel, from which the passenger face side Blow air into
サイドフェイス開口部には図示しないサイドフェイスダクトが接続され、このサイドフェイスダクトの先端部吹出口(サイドフェイス吹出口)は車両計器盤の左右方向両端部に配置され、ここから乗員の顔部側あるいは車両側面窓ガラス側へ空気を吹き出す。 A side face duct (not shown) is connected to the side face opening, and a tip outlet (side face outlet) of the side face duct is arranged at both ends in the left-right direction of the vehicle instrument panel, from which the passenger face side Or air is blown out to the vehicle side window glass side.
フット開口部24は空調ケース11の左右両側の側壁に配置され、図示しないフットダクトを介して乗員の足元側へ空気を吹き出すものである。なお、デフロスタ開口部22、フェイス開口部23およびフット開口部24は図示しない吹出モードドアにより開閉されるようになっている。
The
次に、ヒータコア15および温水入出用の同軸2重配管部16について説明する。図2は図1のヒータコア15および同軸2重配管部16を示す断面図であり、ヒータコア15の下端部に温水入口タンク15bを配置し、ヒータコア15の上端部に温水入口タンク15aを配置している。そして、この両タンク15a、15bの間に、複数の偏平チューブ15cとコルゲート状伝熱フィン15dとの積層構造により全パスタイプ(すなわち、一方向流れタイプ)のコア部15eを構成している。
Next, the
ここで、複数の偏平チューブ15cは、車両左右方向に1列に並んで並列配置され、全部の偏平チューブ15cの下端部は温水入口タンク15bに連通し、上端部は温水入口タンク15aに連通する。このため、温水は温水入口タンク15bから全部の偏平チューブ15cを並列に通過して温水入口タンク15aへと一方向に流れる。
Here, the plurality of
両タンク15a、15bは、偏平チューブ15cの配列方向(車両左右方向)に細長く延びる形状になっている。空調ケース11内の送風空気は偏平チューブ15cとコルゲート状伝熱フィン15dとの間の空隙部を通過して加熱される。
Both
温水入口タンク15aの側方(タンク長手方向の延長方向)の一端側には、同軸2重配管部16が配置され、温水入口タンク15aの側方の他端側には、同軸2重配管部16の回転軸Aと同軸に、円柱状の軸部15fが一体に設けられている。この軸部15fは、空調ケース11の穴に挿入されて、空調ケース11に回転可能に支持されている。
A coaxial
また、軸部15fの一端は空調ケース11の外部にて図示しない回転駆動機構に連結される。この回転駆動機構は、例えば、軸部15fに連結されるリンク機構、ギヤ機構等の動力伝達機構と、この動力伝達機構を介して回転駆動力を軸部15fに与えるサーボモータ等の駆動機構とにより構成される。なお、回転駆動機構を乗員の手動操作力により作動するマニュアル式の機構にしてもよい。
Further, one end of the shaft portion 15 f is connected to a rotation drive mechanism (not shown) outside the
同軸2重配管部16は、空調ケース11側に図示しないねじ止め等の取付手段により固定される固定部材16aと、ヒータコア15に接合されてヒータコア15とともに回転する回転部材16bとに大別される。そして、固定部材16aは大部分が空調ケース11の外部に位置し、回転部材16bは空調ケース11の内部に位置している。
The coaxial
固定部材16aは、最小径部をなす円筒状の固定側内側配管25と、この固定側内側配管25の外周側に所定間隔を隔てて位置する円筒状の固定側外側配管26と、薄板円盤状のプレート27とを備えている。この固定部材16aの固定側内側配管25と固定側外側配管26とプレート27は、回転軸Aを中心として同軸状になっている。
The fixed
固定側外側配管26には、固定側外側配管26の内部通路に車両エンジンからの温水を流入させる入口パイプ28が結合されている。この入口パイプ28は、回転軸Aに対して直交する方向に延びている。
An
また、固定側内側配管25には、固定側内側配管25の内部通路から車両エンジンへ温水を流出させる出口パイプ29が結合されている。この出口パイプ29は、回転軸Aに対して直交する方向に延びており、より詳細には、固定側外側配管26の内部通路を横切って固定側外側配管26の外部まで延びている。
Further, the fixed side inner pipe 25 is coupled to an
固定部材16aは、固定側内側配管25、固定側外側配管26、入口パイプ28、および出口パイプ29が、樹脂材料にて一体成形される。
In the fixing
一方、回転部材16bは、円筒状の回転側内側配管30と、この回転側内側配管30の外周側に所定間隔を隔てて位置する円筒状の回転側外側配管31と、この回転側外側配管31の内部通路に連通するとともに、回転側外側配管31の外周部から回転軸Aに対して直交する方向に延びる連絡配管32とを有している。回転部材16bは、回転側内側配管30、回転側外側配管31、および連絡配管32が、樹脂材料にて一体成形される。
On the other hand, the rotating
回転側内側配管30の一端は、固定側内側配管25の内周側に回転可能に且つ水洩れがないように水密的に嵌合しており、回転側内側配管30と固定側内側配管25は連通している。この回転側内側配管30のうち、固定側内側配管25と反対側の端部は温水入口タンク15aの長手方向の一端部に連通している。
One end of the rotation side
回転側外側配管31の端部は、固定側外側配管26の内周側に回転可能に嵌合しており、回転側外側配管31と固定側外側配管26は連通している。また、連絡配管32は、図示しないホース等を介して温水入口タンク15bの長手方向の一端部に連通している。
The end of the rotation side
なお、回転側内側配管30と固定側内側配管25は、本発明の熱源流体出口配管を構成している。また、回転側外側配管31と固定側外側配管26は、本発明の熱源流体入口配管を構成している。
In addition, the rotation side inner side piping 30 and the fixed side inner side piping 25 comprise the heat source fluid outlet piping of this invention. Further, the rotation side
図2の矢印Wは温水流れ流路を示しており、車両エンジンの温水回路から入口パイプ28に流入した温水は、固定側外側配管26の内部通路→回転側外側配管31の内部通路→連絡配管32の内部通路を経て温水入口タンク15bに流入する。この温水は温水入口タンク15b内にて複数の偏平チューブ15cに分配され、複数の偏平チューブ15c内を下方から上方へと流れる。
An arrow W in FIG. 2 indicates a hot water flow channel, and the hot water flowing into the
複数の偏平チューブ15cからの温水は温水入口タンク15a内に流入して集合され、回転側内側配管30の内部通路→固定側内側配管25の内部通路を通過して出口パイプ29へ流出する。そして、その温水は、車両エンジンの温水回路に還流される。
Hot water from the plurality of
次に、同軸2重配管部16におけるシール部33について説明する。図3は図2の同軸2重配管部16におけるシール部33の拡大断面図である。
Next, the
図3に示すように、回転側外側配管31の外周部には、回転軸Aに対して垂直方向外方に向かって延びる円盤状の鍔部34が一体に設けられている。
As shown in FIG. 3, a disc-shaped
固定側外側配管26は、温水が流通する通路を形成する筒状の配管部26aと、配管部26aの端部から回転軸Aに対して垂直方向外方に向かって延びる鍔状の鍔状円環部26bと、鍔状円環部26bの外周部から回転軸A方向に延びる筒状の筒状円環部26cとを有している。そして、鍔状円環部26bは、鍔部34における回転軸A方向の一端面34aと対向しており、筒状円環部26cは、鍔部34の外周側に位置して鍔部34を覆っている。
The fixed-side
鍔状円環部26bにおける鍔部34の一端面34aと対向する面には、環状の溝26cが形成されており、この溝26dに、ゴム等の弾性体よりなる環状のシール部材35が挿入されている。シール部材35としては、断面形状が円形の、いわゆるOリングを用いている。シール部材35は、回転軸A方向に圧縮されて溝26dの底部26eと鍔部34の一端面34aに密着しており、底部26eと一端面34aはシール面として機能し、これにより、同軸2重配管部16の外部へ温水が洩れ出ることを防止している。
An
ここで、溝26dの底部26eおよび鍔部34の一端面34aは、回転軸Aに対して垂直な平面になっている。このため、回転軸Aに対して垂直方向の荷重F(例えば、ヒータコア15の自重)が回転側外側配管31に作用しても、その荷重Fが鍔部34の一端面34aを介してシール部材35には作用せず、シール部材35の片当りが防止ないしは抑制される。
Here, the
因みに、いわゆる円周シール構造を採用した先願の空調装置(図7参照)と、回転軸Aに対して垂直方向の荷重Fがシール部材35に作用しない上記のシール構造を採用した本実施形態の空調装置について、ヒータコア15を回転させる際の操作トルクを評価したところ、本実施形態の空調装置の操作トルクは先願の空調装置の操作トルクの2/3に低減された。
Incidentally, the present embodiment adopting the prior application air conditioner (see FIG. 7) adopting a so-called circumferential seal structure and the above-described seal structure in which the load F in the direction perpendicular to the rotation axis A does not act on the
筒状円環部26cの端部には、薄板円盤状のプレート27が、図示しないねじ等の締結手段により結合されている。このプレート27は、鍔部34における回転軸A方向の他端面34bと対向している。より詳細には、このプレート27と鍔状円環部26bとによって、鍔部34を回転軸A方向の両側から挟み込む構成になっている。この場合、鍔部34がプレート27に当接した状態のときに、シール部材35の圧縮率が最小になる。すなわち、プレート27と鍔状円環部26bとによって鍔部34を挟み込むことにより、シール部材35の最小圧縮率を管理することができる。
A thin disc-
プレート27における鍔部34の他端面34bと対向する面には、鍔部34の他端面34bに向かって突出するとともに先端が円弧状に形成された突起部36が形成されている。この突起部36を設けたことにより、プレート27と鍔部34の接触面積が小さくなるため、プレート27と鍔部34との間の摺動抵抗を低減することができる。
On the surface of the
また、プレート27における鍔部34の他端面34bと対向する面のうち、少なくとも突起部36の表面には、テフロン(登録商標)等の摺動抵抗低減部材37がコーティングされている。これにより、プレート27と鍔部34との間の摩擦係数が小さくなり、プレート27と鍔部34との間の摺動抵抗を低減することができる。
Of the surface of the
なお、鍔部34の他端面34bに、摺動抵抗低減部材37をコーティングしてもよい。或いは、摺動抵抗低減部材37をコーティングにて形成する代わりに、テフロン(登録商標)等にて形成した薄板円盤状の摺動抵抗低減部材を、プレート27における鍔部34の他端面34bと対向する面、または、鍔部34の他端面34bに、装着してもよい。
Note that the sliding
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図4は第2実施形態に係る車両用空調装置のヒータコア15および同軸2重配管部16の斜視図、図5は図4のヒータコア15および同軸2重配管部16を異なる方向から見た斜視図である。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. 4 is a perspective view of the
本実施形態では、温水入口タンク15bの側方(タンク長手方向の延長方向)の一端側に、ジョイント配管38が結合されている。そして、ジョイント配管38と連絡配管32との間は、ホース39にて接続されている。ホース39は、クランプ40にてジョイント配管38や連絡配管32に固定されている。
In the present embodiment, a
また、ヒータコア15は、樹脂製の枠体41にて挟みこまれている。具体的には、温水入口タンク15bおよび温水入口タンク15aの外周部と、コア部15eにおけるチューブ積層方向両端面が、枠体41にて覆われている。
The
枠体41には、同軸2重配管部16とは反対側の位置に、同軸2重配管部16の回転軸Aと同軸に円柱状の軸部41aが一体に設けられている。この軸部41aは、空調ケース11(図2参照)の穴に挿入されて、空調ケース11に回転可能に支持される。この軸部41aを設けたことにより、第1実施形態における温水入口タンク15aの軸部15fは廃止されている。
The
枠体41における同軸2重配管部16側の端面には、空調ケース11の側壁部に向かって延びる板状の邪魔板41bが一体に設けられている。この邪魔板41bは、その先端が空調ケース11の側壁部に近接する位置まで延びている。そして、連絡配管32、ジョイント配管38、ホース39およびクランプ40が配置された空間からの風漏れを、この邪魔板41bにより防ぐようにしている。
A plate-
枠体41における風下側の面には、中央部が開口したロの字形状の枠体側シール部材としてのシールパッキン42が装着されている。そして、最大暖房位置にヒータコア15が回転操作されると、シールパッキン42が空調ケース11のシールリブ20(図2参照)に当接し、これにより、ヒータコア15の外周部からの風漏れを防止するようにしている。
On the leeward side surface of the
なお、枠体41は樹脂成形上の都合、組付上の都合等から、実際には複数の分割枠体として成形され、この複数の分割枠体をねじやクリップ等の締結手段により一体に締結することにより枠体41が構成される。
The
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。図6は第3実施形態に係る車両用空調装置のシール部33の断面図である。第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the
第1実施形態では、シール部材35としてOリングを用いたが、本実施形態は、シール部材35として断面がX形状のいわゆるXリングを用いている。Xリングは、シール部材として一般的に用いられるOリングよりも反力が小さい為、ヒータコア15を回転させる際の操作力を低減することができる。
In the first embodiment, an O-ring is used as the
因みに、いわゆる円周シール構造でOリングを用いた先願の空調装置(図7参照)と、回転軸Aに対して垂直方向の荷重Fがシール部材35に作用しないシール構造でXリングを用いた本実施形態の空調装置について、ヒータコア15を回転させる際の操作トルクを評価したところ、本実施形態の空調装置の操作トルクは先願の空調装置の操作トルクの1/2に低減された。
Incidentally, the X-ring is used in a so-called circumferential seal structure using an O-ring with an O-ring (see FIG. 7) and a seal structure in which a load F in the direction perpendicular to the rotation axis A does not act on the
また、Xリングは2箇所でシールする構造である為、多少自重がかかってもOリングよりフレキシブル性があり、シール信頼性が向上する。 In addition, since the X-ring has a structure that seals in two places, even if its own weight is applied, the X-ring is more flexible than the O-ring and seal reliability is improved.
(他の実施形態)
上記各実施形態では、温水を入口パイプ28から流入させてヒータコア15に流すようにしたが、温水を出口パイプ29から流入させてヒータコア15に流すようにしてもよい。すなわち、図2において温水流れ方向Wを逆転させる構成にしてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, hot water is introduced from the
上記各実施形態では、固定側内側配管25の内周側に回転側内側配管30を嵌合させているが、これとは逆に、固定側内側配管25の外周側に回転側内側配管30を嵌合させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the rotation side
上記各実施形態では、温水入出用の同軸2重配管部16および軸部15f、41aをヒータコア15の一端側(温水入口タンク15a側)に配置したが、同軸2重配管部16および軸部15f、41aを、ヒータコア15の中間部、すなわち温水入口タンク15bと温水入口タンク15aとの中間位置に配置してもよい。
In each of the above-described embodiments, the coaxial
上記各実施形態では、ヒータコア15として、温水入口タンク15bから温水が全部のチューブ15cを通過して温水入口タンク15aに向かう、いわゆる全パスタイプ(すなわち、一方向流れタイプ)を使用しているが、ヒータコア15として、温水流れを空気流れ方向の前後でUターンさせる前後Uターンタイプを使用し、この前後Uターンタイプのヒータコア15に対して本発明を適用してもよい。同様に、ヒータコア15として、温水流れをヒータコア左右方向(図2の左右方向)でUターンさせる左右Uターンタイプを使用し、この左右Uターンタイプのヒータコア15に対して本発明を適用してもよい。
In each of the above embodiments, as the
上記各実施形態では、同軸2重配管部16の固定部材16aを空調ケース11と別体で成形しているが、この固定部材16aおよび空調ケース11はともに樹脂製の部材であるから、この固定部材16aを空調ケース11に樹脂で一体成形するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the fixing
上記各実施形態では、ヒータコア15に対して車両エンジンの温水を循環する例について述べたが、ヒータコア15に対して、燃焼式ヒータや燃料電池等の車載熱源機器で加熱された温水を循環させるようにしてもよい。また、ヒータコア15に循環させる熱源流体として、温水の代わりに油圧機器の作動油等を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the example in which the hot water of the vehicle engine is circulated to the
16a…固定部材、16b…回転部材、34a…一端面(シール面)、35…シール部材、A…回転軸、F…荷重。
Claims (8)
前記空調ケース(11)内に回転可能に配置され、前記空気と熱源流体との間で熱交換する熱交換器(15)と、
前記熱交換器(15)に前記熱源流体を流入させる熱源流体入口配管(26、31)と、
前記熱交換器(15)から前記熱源流体を流出させる熱源流体出口配管(25、30)とを備え、
前記熱源流体入口配管(26、31)と前記熱源流体出口配管(25、30)とを同軸2重配管構造として構成し、
前記同軸2重配管構造の回転軸(A)は、上下方向に対して垂直方向に形成されており、前記同軸2重配管構造の回転軸(A)を中心として前記熱交換器(15)を前記空調ケース(11)に対して回転可能に構成し、
前記熱源流体入口配管(26、31)および前記熱源流体出口配管(25、30)のうち外周側に配置された配管は、前記熱交換器(15)と一体の回転側外側配管(31)と、前記回転側外側配管(31)に連通するとともに前記空調ケース(11)に固定された固定側外側配管(26)とから構成され、
前記回転側外側配管(31)と前記固定側外側配管(26)との間に弾性体よりなる環状のシール部材(35)が配置され、
前記回転側外側配管(31)は前記回転軸(A)に対して垂直方向外方に向かって延びる鍔部(34)を備え、
前記回転側外側配管(31)における前記シール部材(35)に接するシール面(34a)は、前記鍔部(34)における前記回転軸(A)方向の一端面に設けられて前記回転軸(A)に対して垂直な平面であり、
前記鍔部(34)の周囲の空間のうち、前記固定側外側配管(26)における前記シール面(34a)に対向する部位(26e)と前記シール面(34a)との間の空間にのみ、前記シール部材(35)が配置され、
前記固定側外側配管(26)に締結手段により結合されたプレート(27)と前記固定側外側配管(26)とによって、前記鍔部(34)を前記回転軸(A)方向の両側から挟み込む構成であることを特徴とする空調装置。 An air conditioning case (11) through which air flows;
A heat exchanger (15) rotatably disposed in the air conditioning case (11) and exchanging heat between the air and the heat source fluid;
A heat source fluid inlet pipe (26, 31) for allowing the heat source fluid to flow into the heat exchanger (15);
A heat source fluid outlet pipe (25, 30) for allowing the heat source fluid to flow out of the heat exchanger (15),
The heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30) are configured as a coaxial double pipe structure,
The rotation axis (A) of the coaxial double pipe structure is formed in a direction perpendicular to the vertical direction, and the heat exchanger (15) is arranged around the rotation axis (A) of the coaxial double pipe structure. It is configured to be rotatable with respect to the air conditioning case (11),
Of the heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30), the pipe arranged on the outer peripheral side is a rotary side outer pipe (31) integrated with the heat exchanger (15). The stationary-side outer pipe (26) that communicates with the rotating-side outer pipe (31) and is fixed to the air conditioning case (11).
An annular seal member (35) made of an elastic body is disposed between the rotation side outer pipe (31) and the fixed side outer pipe (26),
The rotation side outer pipe (31) includes a flange portion (34) extending outward in the vertical direction with respect to the rotation axis (A),
A seal surface (34a) in contact with the seal member (35) in the rotation side outer pipe (31) is provided on one end surface of the flange portion (34) in the direction of the rotation axis (A), and the rotation shaft (A ) Plane perpendicular to
Of the space around the flange (34), only in the space between the portion (26e) facing the seal surface (34a) and the seal surface (34a) in the fixed-side outer pipe (26), The sealing member (35) is disposed;
A configuration in which the flange portion (34) is sandwiched from both sides in the direction of the rotation axis (A) by a plate (27) coupled to the fixed-side outer pipe (26) by fastening means and the fixed-side outer pipe (26). The air conditioner characterized by being.
前記熱交換器(15)における前記回転軸(A)方向の他端側に、前記空調ケース(11)に回転可能に支持される軸部(15f)が一体に設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の空調装置。 The heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30) are arranged on one end side in the direction of the rotation axis (A) in the heat exchanger (15),
A shaft portion (15f) rotatably supported by the air conditioning case (11) is integrally provided on the other end side in the direction of the rotation shaft (A) in the heat exchanger (15). The air conditioner according to any one of claims 1 to 5 .
前記空調ケース(11)に回転可能に支持される軸部(41a)が前記枠体(41)に一体に設けられ、
前記熱交換器(15)における前記回転軸(A)方向の一端側に前記熱源流体入口配管(26、31)および前記熱源流体出口配管(25、30)が配置され、
前記熱交換器(15)における前記回転軸(A)方向の他端側に前記軸部(41a)が配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の空調装置。 A resin frame (41) that covers the outer periphery of the heat exchanger (15) and holds the heat exchanger (15);
A shaft portion (41a) rotatably supported by the air conditioning case (11) is provided integrally with the frame body (41).
The heat source fluid inlet pipe (26, 31) and the heat source fluid outlet pipe (25, 30) are arranged on one end side in the direction of the rotation axis (A) in the heat exchanger (15),
The air conditioning according to any one of claims 1 to 5 , wherein the shaft portion (41a) is disposed on the other end side in the direction of the rotation axis (A) in the heat exchanger (15). apparatus.
前記枠体(41)には、前記熱交換器(15)が一方側に回転したときに前記ケース側シール面(20)に接する枠体側シール部材(42)が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の空調装置。 The air conditioning case (11) includes an opening (20a) through which air can pass, and a case-side sealing surface (20) formed around the opening (20a).
The frame (41) is provided with a frame-side seal member (42) that contacts the case-side seal surface (20) when the heat exchanger (15) rotates to one side. The air conditioner according to claim 7 .
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