JP4985607B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

空調ケースの内部において、送風機の下方に熱交換器が配置された車両用空調装置が特許文献１に開示されている。この車両用空調装置では、具体的には、上部ケースと下部ケースとによって構成される空調ケースの内部のうち、空調ケースの上側に送風機が配置され、送風機の下側に、冷房用熱交換器としての蒸発器および暖房用熱交換器としてのヒータコアが配置されている。
特開平−２９７２５０号公報

図４に、特許文献１に記載の空調装置の組み付け時の状態を示す。図４中の車両用空調装置４１は、車両搭載時に対して上下逆さに置かれている。したがって、図４では、空調ケース４２の内部において、下側に送風機４３が位置し、上側に蒸発器４４およびヒータコア４５が位置している。

上記特許文献１に記載の空調装置の組み付けでは、例えば、図４に示すように、下部ケース４７を上部ケース４６に組み付ける前に、上部ケース４６を組み付け台３１に置き、上側から下側に向かって蒸発器４４を上部ケース４６に挿入した後、上部ケース４６に下部ケース４７を組み付けている。

しかし、図４のように、送風機４３と蒸発器４４とが蒸発器４４の挿入方向に並んで配置されている場合では、上部ケース４６は組み付け台３１からの高さが高いため、上部ケース４６に蒸発器４４を挿入する際に、上部ケース４６が倒れやすい。このため、上部ケース４６に蒸発器４４を挿入する際では、上部ケース４６の転倒防止用の治具が必要となり、治具を作成する手間と費用が発生し、さらに、組み付け作業では、治具を上部ケース４６にセットする時間がかかってしまい作業効率が悪いという問題がある。

なお、この問題は、冷房用熱交換器としての蒸発器を空調ケースに組み付ける場合に限らず、ヒータコア等の暖房用熱交換器を空調ケースに組み付ける場合においても同様に発生する問題である。

本発明は上記点に鑑みて、空調ケースへの熱交換器の挿入時における空調ケースの転倒を防止できる構造の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、送風機（３）および熱交換器（４）は、挿入方向に並んで配置されており、空調ケース（２）は、空調ケースの送風機側を下側、熱交換器側を上側として、空調ケース（２）を組み付け台（３１）の上に置き、空調ケース（２）の上側から下側に向けて熱交換器（４）を挿入する際に、組み付け台（３１）と接して空調ケース（２）を支持する支持部（１２ａ、１５ａ）が設けられている。そして、空調ケース（２）を熱交換器（４）の側面（４ｃ、４ｄ）側から見た場合であって、空気流入面（４ａ）および空気流出面（４ｂ）から支持部（１２ａ、１５ａ）に向かって挿入方向に平行な仮想延長線（３２、３３）を引いたとき、支持部（１２ａ、１５ａ）が設けられている範囲（２０）の一端（２１）と他端（２２）との間に、両方の仮想延長線（３２、３３）が入るように、支持部（１２ａ、１５ａ）の位置が設定されていることを特徴としている。

ところで、上記特許文献１に記載の空調装置の組み立てにおいて、蒸発器の挿入時に空調ケースが転倒する理由を検討したところ、図４に示すように、蒸発器４４の空気流入面４４ａおよび空気流出面４４ｂから蒸発器４４の挿入方向に平行な仮想延長線４８、４９を引いたとき、組み付け台３１に接する支持部が設けられている範囲５０の一端５１と他端５２との間に、両方の仮想延長線４８、４９が入っていないためであることがわかった。すなわち、支持部と仮想延長線とがこのような関係の場合、蒸発器の挿入時に空調ケース４２にかかる力は、支持部が設けられた範囲５０の一端５１を基点として空調ケース４２を回転させる方向に働くので、空調ケース４２が転倒してしまう。

これに対して、本発明では、熱交換器の空気流入面および空気流出面から引いた仮想延長線の両方が、支持部が設けられている範囲の一端と他端との間に入っているので、熱交換器の挿入時に空調ケースにかかる力は、空調ケースを組み付け台に押す方向に働き、空調ケースを回転させる方向に働かない。

よって、本発明によれば、空調ケースへの熱交換器の挿入時における空調ケースの転倒を防止できる。この結果、転倒防止用の治具を作成する手間と費用を削減でき、空調ケースの組み付け作業では、転倒防止用の治具を空調ケースにセットする時間を削減できるので、作業効率を向上できる。

請求項２に記載の発明では、空調ケース（２）を熱交換器（４）の側面（４ｃ、４ｄ）側から見たとき、支持部の一部もしくは全部が直線形状であることを特徴としている。これにより、空調ケースを組み付け台の上に自立させることが容易となる。なお、空調ケースを安定して組み付け台の上に自立させるという観点では、支持部の全部を直線形状とすることが特に好ましい。

例えば、請求項３に記載の発明のように、送風機（３）および熱交換器（４）が、車両搭載時に、熱交換器（４）が送風機（３）の下側に配置されている車両用空調装置に、請求項１、２に記載の発明を適用することが好ましい。

また、例えば、請求項４に記載のように、少なくともデフロスタ吹出用開口部（１２）および車両取付部（１５）の上端部（１２ａ、１５ａ）によって、支持部を構成することができる。このとき、請求項５に記載のように、車両取付部（１５）を、空調ケース（２）と同一の材料で一体に形成しても良い。

また、例えば、請求項６に記載のように、冷房用熱交換器（４）を空調ケースに挿入する構成に、上記した発明を適用できる。

なお、この欄および特許請求の範囲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）
図１に、本発明の第１実施形態における車両用空調装置の車両搭載時での側面図を示す。図１は、車両左側から見た図であり、図中の上下等の矢印方向は車両搭載時での方向を示している。

本実施形態の車両用空調装置１は、車両の計器盤よりも前方側であって、車両の左右方向の中央に配置されるものである。車両用空調装置１は、空調ケース２を備え、空調ケース２の内部に送風機３、蒸発器４、ヒータコア５等が配置されている。

空調ケース２は、空気通路を内部に形成するものであり、樹脂材料で構成されている。空調ケース２は、上下に分割された上部ケース６と下部ケース７とが組み合わされたものである。空調ケース２を上下に分割する分割面２ａの位置は、空調ケース２の上下方向での中間位置よりも下側であり、蒸発器４の上下方向での中間位置よりも下側である。

送風機３は、空調ケース２内部の空気通路を流れる空気流を形成するものであり、空調ケース２の上側かつ車両前方側に配置されている。本実施形態では、送風機３として遠心式多翼ファンを用いており、送風機３の回転軸の向きは水平であって、車両左右方向に平行となっている。

蒸発器４は、内部を通過する冷媒と空調ケース２内部の空気通路を流れる空気とを熱交換させて空気を冷却する冷房用熱交換器であり、送風機３の下側かつ車両前方側に配置されている。

蒸発器４は、互いに平行な空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂを有している。蒸発器４は、空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂが鉛直方向に略平行な向きとなるように、蒸発器４の上端部と下端部とが空調ケース２に保持されている。なお、蒸発器４は、空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂの側方に位置する一対の側面４ｃ、４ｄと、空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂの上方、下方に位置する上面４ｅ、下面４ｆとを有している。一対の側面４ｃ、４ｄは、図１中の手前側と奥側の面であり、車両左右方向で対向している面である。

ヒータコア５は、エンジン冷却水と蒸発器４を通過した空気とを熱交換させて空気を加熱する暖房用熱交換器であり、送風機３の下側かつ蒸発器４よりも車両後方側に配置されている。

蒸発器４の空気流れ下流側には、ヒータコア５に向かって流れる空気量と、ヒータコア５をバイパスさせて冷風を流す冷風バイパス通路８に流れる空気量との割合を調整するエアミックスドア９が設けられている。

また、空調ケース２の上部であって、蒸発器４およびヒータコア５の空気流れ下流側の部位にフット吹出用開口部１０、フェイス吹出用開口部１１およびデフロスタ吹出用開口部１２が形成されている。デフロスタ吹出用開口部１２は、空調ケース２の送風機３の上側かつ車両前方側に位置している。

また、空調ケース２の内部には、図示しないフットドアと、フェイス吹出用開口部１１、デフロスタ吹出用開口部１２に通じる連通路１３を開閉するフェイス・デフロスタ用ドア１４とが設けられている。

本実施形態では、送風機３、蒸発器４、ヒータコア５、各吹出用開口部１０〜１２の配置関係より、空調ケース２の内部では、下方に向かって送風機３から吹き出された風が、Ｕターンしながら蒸発器４、ヒータコア５を通過して、空調ケース２の上方に向かって流れるようになっている。そして、各吹出用開口部１０〜１２から蒸発器４およびヒータコア５によって所定温度に調整された空調風が吹き出されるようになっている。

また、空調ケース２の上部には、空調ケース２を車両に取り付けるための車両取付部１５が設けられている。この車両取付部１５は、空調ケース２の送風機３の上側かつデフロスタ吹出用開口部１２よりも車両後方側に位置している。車両取付部１５は、空調ケース２と同一の樹脂材料で一体に形成されたものである。なお、空調ケース２と一体とは、空調ケース２と連続したものであって、別体部品ではないことを意味する。

デフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５は、図１に示すように、それぞれの上端部１２ａ、１５ａが同一の直線３０上に位置する直線形状となっている。

ここで、上端部１２ａ、１５ａが直線形状とは、空調ケース２を蒸発器４の側面４ｃ、４ｄ側、すなわち、車両左右方向から見たときの形状であり、空調ケース２を上方から見たときでは、上端部１２ａ、１５ａは同一の平面上に位置する平面形状となっている。なお、デフロスタ吹出用開口部１２の上端部１２ａは、厳密には、開口部１２ｂを除く壁の上端１２ｃが平面となっている。

図２に、図１の車両用空調装置１の組み付け時における車両用空調装置１の側面図を示す。図２は、図１中の車両用空調装置１を上下逆さに設置した状態であって、下部ケース７を上部ケース６に組み付ける前の状態を示している。

図１の車両用空調装置１の組み付けでは、図２に示すように、上部ケース６に蒸発器４を挿入した後、上部ケース６に下部ケース７が組み付けられる。なお、蒸発器４の挿入の実施は、送風機３やヒータコア５の上部ケース６への組み付けよりも前でも後でも良い。

上部ケース６への蒸発器４の挿入時では、上部ケース６の送風機３側であるデフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５の上端部１２ａ、１５ａを天地方向の下側とし、上部ケース６の蒸発器４側を天地方向の上側として、平らな組み付け台３１の上に上部ケース６を置く。

このとき、デフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５の直線形状である上端部１２ａ、１５ａが、組み付け台３１に接した状態で上部ケース６を支持する支持部１２ａ、１５ａとなる。上述の通り、本実施形態では、この支持部１２ａ、１５ａの全てが直線形状なので、上部ケース６は組み付け台３１の上で安定して自立する。

また、上部ケース６の蒸発器４側は、下部ケース７と結合する側であるので、上部ケース６が開口した状態となる。

そして、この開口した状態の上部ケース６に対して、図２中の矢印のように、上側から下側に向けて、蒸発器４を挿入する。この蒸発器４の挿入方向は、空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂに平行な方向である。蒸発器４の挿入方向と、直線形状であるデフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５の上端部１２ａ、１５ａとのなす角度は、直角もしくは直角に近い角度であり、例えば、７０°〜１１０°である。

なお、図示しないが、上部ケース６には、蒸発器４を保持する保持部が設けられており、この保持部に対して、蒸発器４が空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂに平行な方向で挿入される。

また、図２に示すように、蒸発器４の空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂから支持部１２ａ、１５ａに向かって蒸発器４の挿入方向に平行な仮想延長線３２、３３を引いたとき、支持部１２ａ、１５ａが設けられている上部ケース６の支持範囲２０の一端２１と他端２２との間に、両方の仮想延長線３２、３３が入るように、支持部１２ａ、１５ａの位置が設定されている。図２は、蒸発器４の挿入方向に沿った蒸発器４の側面４ｃ、４ｄ側から上部ケース６の側面を見た図である。

ここで、上部ケース６の支持範囲２０とは、組み付け台３１と接して上部ケース６を支持する支持部１２ａ、１５ａの全部を含む範囲であって、図２中の左右方向、すなわち、車両搭載時における上部ケース６の前後方向での両端部２１、２２の間の範囲を意味する。したがって、この支持範囲２０には、上部ケース６の支持部１２ａ、１５ａの間に位置する組み付け台３１と非接触の部分も含まれる。

以上の説明の通り、本実施形態の車両用空調装置１では、空調ケース２の内部に送風機３と蒸発器４とが上下方向に並んで配置されている。そして、上部ケース６の内部には、送風機３と蒸発器４の一部とが上下方向に並んで配置されているので、上下方向に長い形状となっている。このため、組み付け台３１の上に、上部ケース６を設置して、蒸発器４を上側から下側に向けて挿入したとき、上部ケース６にかかる力の向きによっては転倒しやすい。

ここで、図４に示す車両用空調装置４１は、蒸発器４４の空気流入面４４ａおよび空気流出面４４ｂから引いた仮想延長線４８、４９の両方が、支持部が設けられている範囲５０の一端５１と他端５２との間に入っていない。このため、図４に示す車両用空調装置４１では、蒸発器４４の挿入時に上部ケース４６にかかる力は、支持部が設けられた範囲５０の一端５１を基点として上部ケース４６を回転させる方向に働くので、上部ケース４６が転倒しやすい。

これに対して、本実施形態では、蒸発器４の空気流入面４ａおよび空気流出面４ｂから引いた仮想延長線３２、３３の両方が、支持部が設けられている範囲２０の一端２１と他端２２との間に入っているので、蒸発器４の挿入時に上部ケース６にかかる力は、上部ケース６を組み付け台に押す方向に働き、上部ケース６を回転させる方向に働かない。

よって、本実施形態によれば、上部ケース６への蒸発器４の挿入時における上部ケース６の転倒を防止できる。この結果、転倒防止用の治具を作成する手間と費用を削減でき、車両用空調装置１の組み付け作業では、転倒防止用の治具を上部ケース６にセットする時間を削減できるので、作業効率を向上できる。

（第２実施形態）
図３に、本実施形態における車両用空調装置の組み付け時の側面図を示す。図３では、図４と同様の構成部に図４と同一の符号を付している。

本実施形態は、図４中の空調ケース４２のうち車両搭載時での送風機４３の上側部分に支持部４６ａを追加したものである。この支持部４６ａは、蒸発器４４の挿入時に上部ケース４６を支持することのみを目的とするものであり、例えば、上部ケース４６と一体に形成される。この支持部４６ａの組み付け台３１に接する部位は、図３に示すように、直線形状である。

これにより、支持部が設けられている範囲５０が、図４の場合と比較して拡大され、仮想延長線４９、５０の両方が、支持部が設けられている範囲５０の一端５３と他端５２の間に入っている。この結果、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

第１実施形態では、デフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５の上端部１２ａ、１５ａを支持部として利用していたが、本実施形態のように、蒸発器４４の挿入時における空調ケース４２の支持専用の支持部４６ａを空調ケース４２に設けても良い。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、蒸発器４の挿入方向と、直線形状であるデフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５の上端部１２ａ、１５ａとのなす角度を、７０°〜１１０°としていたが、確実に上部ケース６を回転させる方向に力が働かないようにするという観点では、９０°とすることが好ましい。なお、第２実施形態においても、同様のことが言える。

（２）第１実施形態では、デフロスタ吹出用開口部１２および車両取付部１５の上端部１２ａ、１５ａの２カ所を支持部としていたが、第２実施形態のように、支持部の数は任意に変更可能である。

（３）第１実施形態では、組み付け台３１に接する支持部１２ａ、１５ａの全てが直線形状であったが、第２実施形態のように、支持部の全部ではなく一部が直線形状であっても良い。

また、支持部は直線形状を有していなくても良い。すなわち、空調ケースの支持部が組み付け台３１と必ずしも面接触でなく、支持部が組み付け台３１と線接触や点接触する場合であっても良い。

ただし、安定して自立させ、蒸発器の挿入時に空調ケースが転ばないようにするという観点では、支持部の全部が直線形状であることが好ましい。

（４）第１実施形態では、下部ケース７を上部ケース６に組み付ける前に、上部ケース６に蒸発器４を挿入していたが、空調ケースのうち蒸発器側の端部に開口部を設け、その開口部から蒸発器を挿入するようにしても良い。

（５）第１、第２実施形態では、支持部を空調ケースと一体の構成としていたが、支持部を空調ケースと別体の部品で構成しても良い。例えば、第１実施形態の車両取付部１５を金属製としても良い。また、第１実施形態の車両取付部１５の代わりに、ヒータコア５に連通する図示しないヒータパイプを、支持部として用いても良い。

（６）上述の実施形態では、冷房用熱交換器としての蒸発器の空調ケースへの組み付けのための構造について説明したが、暖房用熱交換器の空調ケースへの組み付けのための構造においても、本発明を適用することができる。

（７）上述の実施形態では、車両搭載時の方向で、空調ケースの内部において、送風機の下側に熱交換器が配置されている場合に本発明を適用していたが、送風機と熱交換器とが熱交換器の挿入方向に並んで配置されている場合であれば、本発明の適用が可能である。

ちなみに、第１実施形態では、図２に示すように、蒸発器４の挿入先に送風機３が位置していることから、送風機３および蒸発器４は、蒸発器４の挿入方向に並んで空調ケース２の内部に配置されている。

（８）上述の実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせることができる。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置の車両搭載状態での側面図である。 図１中の車両用空調装置の組み付け時の側面図である。 第２実施形態における車両用空調装置の組み付け時での側面図である。 従来の車両用空調装置の組み付け時の側面図である。

符号の説明

２ 空調ケース
３ 送風機
４ 蒸発器
４ａ 空気流入面
４ｂ 空気流出面
６ 上部ケース
７ 下部ケース
１２ａ デフロスタ吹出用開口部の上端部
１５ａ 車両取付部の上端部
３２、３３ 仮想延長線
２０ 上部ケースの支持範囲

Claims (6)

1. 空気通路を内部に形成する空調ケース（２）と、
   前記空調ケース（２）の内部に配置され、前記空気通路を流れる空気流を形成する送風機（３）と、
   前記空調ケース（２）の内部に配置され、前記空気通路を流れる空気と熱交換する熱交換器（４）とを備え、
   前記熱交換器（４）は、互いに平行な空気流入面（４ａ）および空気流出面（４ｂ）を有し、前記空気流入面（４ａ）および前記空気流出面（４ｂ）に平行な方向を挿入方向として、前記空調ケース（２）の内部に挿入されるようになっており、
   前記送風機（３）および前記熱交換器（４）は、前記挿入方向に並んで配置されており、
   前記空調ケース（２）は、前記空調ケースの前記送風機側を下側、前記熱交換器側を上側として、前記空調ケース（２）を組み付け台（３１）の上に置き、前記空調ケース（２）の上側から下側に向けて前記熱交換器（４）を挿入する際に、前記組み付け台（３１）と接して前記空調ケース（２）を支持する支持部（１２ａ、１５ａ）が設けられており、
   前記熱交換器（４）は、前記空気流入面（４ａ）および前記空気流出面（４ｂ）の側方に位置し、前記挿入方向に沿った側面（４ｃ、４ｄ）を有しており、
   前記空調ケース（２）を前記熱交換器（４）の前記側面（４ｃ、４ｄ）側から見た場合であって、前記空気流入面（４ａ）および前記空気流出面（４ｂ）から前記支持部（１２ａ、１５ａ）に向かって前記挿入方向に平行な仮想延長線（３２、３３）を引いたとき、前記支持部（１２ａ、１５ａ）が設けられている範囲（２０）の一端（２１）と他端（２２）との間に、両方の前記仮想延長線（３２、３３）が入るように、前記支持部（１２ａ、１５ａ）の位置が設定されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記空調ケース（２）を前記熱交換器（４）の前記側面（４ｃ、４ｄ）側から見たとき、前記支持部の一部もしくは全部が直線形状であ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. 前記送風機（３）および前記熱交換器（４）は、車両搭載時に、前記熱交換器（４）が前記送風機（３）の下側に配置されていることを特徴する請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記空調ケース（２）は、前記送風機（３）の上側に形成されたデフロスタ吹出用開口部（１２）と、前記送風機（３）の上側に設けられた車両取付部（１５）とを備えており、
   少なくとも前記デフロスタ吹出用開口部（１２）および前記車両取付部（１５）の上端部（１２ａ、１５ａ）が前記支持部を構成していることを特徴する請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記車両取付部（１５）は、前記空調ケース（２）と同一の材料で一体に形成さ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. 前記熱交換器は、冷房用熱交換器（４）であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つ記載の車両用空調装置。
   

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