JP4992775B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調ダクト内に配設されたフィルタを備える車両用空調装置に関するものであり、特に、フィルタの変形防止に関する。

従来、この種の車両用空調装置として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。すなわち、この装置では、空調ダクト内に配設された蒸発器と送風機との間に塵や埃を濾過するフィルタが配置されている。フィルタ自体は、抵抗体であるため、送風機の風力によって座屈変形しないように補強されている。

特許文献１では、フィルタを補強することについての記載がないが、一般的に、以下に示すような補強によって剛性を高めている。例えば、フィルタ自体を補強して剛性を高めるには、図８に示すように、濾材からなるフィルタ１０９を、剛性を有する枠体１１０と組み合わせている。

枠体１１０には、フィルタ１０９面を支持するための複数のリブ部１１０ａとフィルタ１０９の外形を収容するケース枠１１０ｂとが形成されている。そして、枠体１１０にフィルタ１０９を固定している。また、空調ダクト１１１側を補強してフィルタの剛性を高めるためには、図９に示すように、フィルタ１０９の空気流れの下流側に、網状等のネット材からなるフィルタ支持部１２０を空調ダクト１１１に形成している。そして、フィルタ支持部１２０に接するようにフィルタ１０９を配置している。図９において、符号１１２は、蒸発器を示している。
特開平０６−８００１９号公報

しかしながら、フィルタ１０９を枠体１１０によって補強することは、空調ダクト１１１内の空気通路に合致させる専用の形状にしなければならないため、枠体１１０の種類及び型費等が増加する。これにより、汎用性が低下するという問題がある。

また、空調ダクト１１１側にフィルタ支持部１２０を設けることは、空調ダクト１１１内の空気通路全般にわたって配置されるため、通風抵抗が増加するという問題がある。更に、空調ダクト１１１にフィルタ支持部１２０を一体的に設けることは、型費等が増加するという問題がある。

そこで、本発明の第１の目的は、補強部材を小型化にすることができるとともに、汎用性の優れる車両用空調装置を提供することにある。また、第２の目的は、通風抵抗の増加を抑制することができる車両用空調装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空気通路を形成する空調ダクト（３）と、この空調ダクト（３）内に空気を圧送する送風手段（５、６）と、空調ダクト（３）内に配設され、送風手段（５、６）から圧送される空気を冷却する冷却用熱交換器（９）と、この冷却用熱交換器（９）の空気流れの上流側に配設され、送風手段（５、６）から圧送される空気を濾過するフィルタ（８）とを備える車両用空調装置において、
フィルタ（８）と冷却用熱交換器（９）との間には、送風手段（５、６）が作動したときに、フィルタ（８）の座屈変形を防止するスペーサ（１５）が、冷却用熱交換器（９）に設けられており、スペーサ（１５）には、先端面を冷却用熱交換器（９）よりも空気流れの上流側に突き出すように形成して、フィルタ（８）の中央部を支持する複数の支持部（１５ａ）と、後端側に冷却用熱交換器（９）のフィン（９ａ）の相互間に装着する装着爪（１５ｂ）とが設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、フィルタ（８）の座屈変形は、空調ダクト（３）内の通風通路の中央部に発生するため、この部分にあてるスペーサ（１５）を設ければ良い。これにより、スペーサ（１５）を小型化にすることができる。更に、スペーサ（１５）を冷却用熱交換器（９）側に設けることにより、専用のフィルタ（８）の枠体を必要とせず汎用性の優れるスペーサ（１５）を提供することができる。

この発明によれば、より具体的には、フィルタ（８）の中央部を支持する支持部（１５ａ）を設けることにより、スペーサ（１５）を小型化にすることができる。更に、装着爪（１５ｂ）によりスペーサ（１５）を冷却用熱交換器（９）に設けることができるため、汎用性の優れるスペーサ（１５）を提供することができる。

請求項２に記載の発明では、スペーサ（１５）には、支持部（１５ａ）の相互間に、フィルタ（８）を通過した送風空気が流れる開口部（１５ｃ）が形成されていることを特徴としている。この発明によれば、通風抵抗の増加を抑制することができる。

請求項３に記載の発明では、スペーサ（１５）には、後端面を空気流れの下流側に突き出すように形成して、冷却用熱交換器（９）と接する突起部（１５ｅ）が形成されていることを特徴としている。この発明によれば、スペーサ（１５）の後端面が全面接触でなく、部分的に冷却用熱交換器（９）と接しているため、冷却用熱交換器（９）とスペーサ（１５）との境界面における凝縮水もしくは塵等の滞留を防止することができる。

請求項４に記載の発明では、スペーサ（１５）は、冷却用熱交換器（９）に複数個装着されていることを特徴としている。この発明によれば、例えば、冷却用熱交換器（９）の長手方向が長い場合には、部分的な部位にスペーサ（１５）をあてることで対応できる。

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、本発明の第１実施形態における車両用空調装置を、図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態における空調ユニット部の全体構成を示す構成図である。図２は、本実施形態におけるスペーサの外観形状を示す斜視図である。第３は、本実施形態における蒸発器の概略構成を示す部分拡大図である。図４は、本実施形態におけるスペーサの装着状態を説明するための説明図である。

空調ユニット部１においては、通風系が、図１に示すように、大別して、送風機ユニット２と空調ダクト３との２つの部分に分かれている。送風機ユニット２は、車室内の計器盤（インストルメントパネル）下方部のうち、中央部から助手席側へオフセットして配置されており、これに対し、空調ダクト３は、車室内の計器盤下方部のうち、車両左右方向の略中央部に配置されている。

送風機ユニット２には、内外気切替ドア４およびブロワ５が設けられている。内外気切替ドア４は、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動されて、内気導入口４ａと外気導入口４ｂとの開度（所謂吸込み口モード）を変更する吸込口切替手段である。

内気導入口４ａは、車室内空気（内気）を取り入れるための導入口であり、外気導入口４ｂは、車室外空気（外気）を取り入れるための導入口である。内外気切替ドア４は、吸込み口モードに応じて内気導入口４ａと外気導入口４ｂとを選択的に開閉している。内気モードのときは、内外気切替ドア４により内気導入口４ａが開口され、外気モードのときは、外気導入口４ｂが開口される。

ブロワ５は、図示しないブロワモータ駆動回路により制御されるブロワモータ６により回転駆動されて、空調ダクト３内において車室内に向かう空気流を発生させる送風機である。つまり、送風機ユニット２より吸込んだ空気を空調ダクト３内の空気通路に圧送する送風機である。ここで、ブロワ５及びブロワモータ６を、請求項において、送風手段と称している。ブロワ５は、ブロワモータ６への印加電圧（ブロワ電圧）に応じて回転速度が決定される。

空調ダクト３の空気流れの上流側には、フィルタ８が配設されている。このフィルタ８は、空調ダクト３内に浸入しようとする空気中の粉塵、埃を除去する目的で設けられている。フィルタ８は、ブロワ５から送風された空気を濾過している。フィルタ８の詰まりを起したときに、清掃もしくは交換できるように配設されている。

図１中に示す符号３ｂがフィルタ取り出し口であり、フィルタ８の清掃もしくは交換のときに、このフィルタ取り出し口３ｂよりフィルタ８を取り外すことができる。また、フィルタ８は、濾過部分の通風面積を大きくするために、この濾過部分が山折、谷折に交互に配列するように形成されている。フィルタ８は、例えば、紙材や樹脂材の不織布から形成している。

フィルタ８の空気流れの下流側には、冷凍サイクルからなる蒸発器９が設けられている。ここで、冷凍サイクルは、図示しない圧縮機、凝縮器、受液器、膨張弁および上記蒸発器９よりなる。そして、図示しない電磁クラッチをＯＮすることにより、圧縮機が駆動されて冷凍サイクル内を冷媒が循環する。

蒸発器９は、空調ダクト３内を通過する空気を流入する冷媒と熱交換して冷却する冷却用熱交換器である。図１中に示す符号３ａは、排水孔であり、蒸発器９で発生した凝縮水を外部に排出する。蒸発器９の空気流れの下流側には、ヒータコア１１が設けられている。このヒータコア１１は、蒸発器９を通過した空気をエンジンの冷却水と熱交換して加熱する加熱用熱交換器である。

ヒータコア１１の空気流れの上流側には、ヒータコア１１を迂回して冷風が流れる冷風と、このヒータコア１１を通過して温風が流れる温風との混合割合を調整する平板状のエアミックスドア１０が回動自在に配置されている。このエアミックスドア１０は、サーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動されて、車室内に吹き出す空調風の吹出温度を調整する吹出温度調節手段である。

空調ダクト３の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出開口部１３ａ、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出開口部１３ｂおよび乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出開口部１３ｃが形成されている。

これら吹出開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃの上流側には、デフロスタドア１２ａ、フェイスドア１２ｂおよびフットドア１２ｃが回転自在に配置されている。これらドア１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、吹出口モード切替ドアであって、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）によって回動駆動されるようになっている。

また、デフロスタ吹出開口部１３ａは、図示しないデフロスタダクトを介して車両に配設されたデフロスタ吹出口（図示せず）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温度調節された空調風を吹き出すように構成されている。

フェイス吹出開口部１３ｂは、図示しないフェイスダクトを介して車両に設けられたフェイス吹出口（図示せず）に接続され、これらフェイス吹出口から、乗員の上半身に向けて温度調節された空調風を吹き出すように構成されている。

また、フット吹出開口部１３ｃは、空調ダクト３の左右側壁のそれぞれにフット用通路（図示せず）が設けられ、このフット用通路の途中に前席用フット通路（図示せず）が開口している。そして、前席用フット通路は、図示しない前席用フットダクト、前席用フット吹出口を経て前席左右の乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すように構成されている。

更に、フット用通路の末端部には、図示しない後席用フットダクト、後席用フット吹出口を接続し、この後席用フット吹出口を経て後席左右の乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すように構成されている。

ところで、本実施形態の空調ダクト３には、フィルタ８と蒸発器９との間にスペーサ１５が装着されている。このスペーサ１５は、ブロワモータ６が作動したときに、抵抗体となるフィルタ８の補強部材の機能を有している。

フィルタ８は、ブロワ５の送風圧力によって、下流側に向かって撓んでいる。特に、フィルタ８の外郭を保持する場合は、フィルタ８の上下左右方向に対し、中央部分が蒸発器９側に張り出すように撓んでいる。そこで、本実施形態では、フィルタ８の撓み易い部分（部位）にスペーサ１５をあてる（干渉させる）ことにより、フィルタ８の座屈防止を図っている。

つまり、フィルタ８の撓み易い部分のみに絞って、スペーサ１５で補強している。スペーサ１５は、フィルタ８の撓み易い部分に対応する蒸発器９の前面側に装着している。本実施形態のスペーサ１５は、図２に示すような外観形状になっている。スペーサ１５の全体形状は、正面から見て、格子状に形成している。更に、上面から見て、先端側が凸状の曲面に形成されている。

スペーサ１５は、先端面が蒸発器９よりも空気流れの上流側に突き出すように形成されている。この先端面が支持部１５ａであって、ブロワモータ６が作動したときに、フィルタ８の撓み易い部分の面を支持している。更に支持部１５ａの相互間には、ブロワ５から圧送される送風空気を流通する開口部１５ｃが形成されている。開口部１５ｃの外周縁が支持部１５ａであって、適宜の板厚で形成されている。

また、後端側には、装着爪１５ｂが上下の２ヶ所設けられている。この装着爪１５ｂは、図３に示すように、蒸発器９のチューブ９ｂ間に配設されるフィン９ａの相互間に装着するようになっている。スペーサ１５は、図４に示すように、装着爪１５ｂを蒸発器９の前面側からフィン９ａの相互間に差し込んで装着される。

このとき、スペーサ１５の後端面が蒸発器９の前面側に密着される。これにより、先端の支持部１５ａは、蒸発器９よりも空気流れの上流側に突き出される。支持部１５ａの突き出し高さは、適宜の寸法で決定される。なお、フィルタ８の撓み易い部分が数ヶ所ある場合には、それぞれの対応する位置に複数のスペーサ１５を配設すると良い。スペーサ１５は、加工性に優れる樹脂材もしくはゴム材から形成されている。

次に、以上の構成による空調ユニット部１の作動について説明する。ブロワモータ６を作動させることにより、ブロワ５が回転される。フィルタ８は、ブロワ５から圧送される送風空気中の塵や埃を濾過する。蒸発器９は、フィルタ８で濾過された空気を冷却する。

このとき、フィルタ８は、ブロワ５からの送風圧力により、下流側に向けて撓もうとするが、スペーサ１５の支持部１５ａにフィルタ８面が干渉して撓みが抑えられる。これにより、フィルタ８の座屈変形を防止することができる。また、フィルタ８と蒸発器９との間の空間の距離を維持することができる。

以上の構成による本実施形態の車両用空調装置によれば、フィルタ８の座屈変形は、一般的に空調ダクト３内の通風通路の中央部に発生する。そのため、スペーサ１５をフィルタ８の撓み易い箇所、即ち変形し易い箇所に設けることでフィルタ８の座屈変形を防止することができる。また、スペーサ１５を小型化にすることができる。

更に、スペーサ１５を蒸発器９側に設けることにより、フィルタ８を保持する専用の枠体を必要とせず、汎用性の優れるスペーサ１５を提供することができる。しかも、スペーサ１５には、支持部１５ａの相互間に、フィルタ８を通過した送風空気が流れる開口部１５ｃが形成されていることにより、通風抵抗の増加を抑制することができる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、スペーサ１５に開口部１５ｃを形成したが、開口部１５ｃを設けることなく複数の支持部１５ａを有するスペーサ１５であっても良い。図５は、本実施形態におけるスペーサの外観形状を示す斜視図である。

本実施形態のスペーサ１５は、図５に示すように、平板状の基板部１５ｄの一端面に支持部１５ａを形成し、他端面に装着爪１５ｂを形成している。支持部１５ａは、基板部１５ｄから外方に突き出されている。ここでは、複数個（例えば、４個）の支持部１５ａが設けられている。基板部１５ｄの他端面側が蒸発器９の前面側に装着される。

以上の構成によるスペーサ１５であっても、支持部１５ａにより、フィルタ８の撓み易い部分を支持することができる。従って、スペーサ１５をより小型化にすることができるとともに、汎用性の優れるスペーサ１５を提供することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、スペーサ１５と蒸発器９との接触面を少なくなるように形成したものである。図６は、本実施形態におけるスペーサの構成を示す平面図である。図７は、図６に示すＡ−Ａ断面図である。本実施形態のスペーサ１５は、図６及び図７に示すように、後端面に突起部１５ｅを形成している。つまり、蒸発器９に接触させる突起部１５ｅを形成している。

図６中に示す２点鎖線がスペーサ１５と蒸発器９との接触面である。突起部１５ｅを形成することにより、スペーサ１５と蒸発器９との接触面積が少なくなる。その結果、蒸発器９に付着する凝縮水の滞留を防止することができる。また、スペーサ１５の先端側角部には、曲面部１５ｆが形成されている。これにより、フィルタ８の着脱時に容易に取り出し及び取り外しができる。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、スペーサ１５を樹脂材もしくはゴム材から形成したが、蒸発器９に装着爪１５ｂを装着するため、犠牲腐食の起きる電荷の低い材料で形成しても良い。これによれば、スペーサ１５の腐食を軽減することができる。

第１実施形態における空調ユニット部の全体構成を示す構成図である。 第１実施形態におけるスペーサの外観形状を示す斜視図である。 第１実施形態における蒸発器の概略構成を示す部分拡大図である。 第１実施形態におけるスペーサの装着状態を説明するための説明図である。 第２実施形態におけるスペーサの外観形状を示す斜視図である。 第３実施形態におけるスペーサの構成を示す平面図である。 図６に示すＡ−Ａ断面図である。 従来技術におけるフィルタの補強を示す説明図である。 従来技術におけるフィルタの支持を示す説明図である。

符号の説明

３…空調ダクト
５…ブロワ（送風手段）
６…ブロワモータ（送風手段）
８…フィルタ
９…蒸発器（冷却用熱交換器）
９ａ…フィン
１５…スペーサ
１５ａ…支持部
１５ｂ…装着爪
１５ｃ…開口部
１５ｅ…突起部

Claims (4)

1. 空気通路を形成する空調ダクト（３）と、
   前記空調ダクト（３）内に空気を圧送する送風手段（５、６）と、
   前記空調ダクト（３）内に配設され、前記送風手段（５、６）から圧送される空気を冷却する冷却用熱交換器（９）と、
   前記冷却用熱交換器（９）の空気流れの上流側に配設され、前記送風手段（５、６）から圧送される空気を濾過するフィルタ（８）とを備える車両用空調装置において、
   前記フィルタ（８）と前記冷却用熱交換器（９）との間には、前記送風手段（５、６）が作動したときに、前記フィルタ（８）の座屈変形を防止するスペーサ（１５）が、前記冷却用熱交換器（９）に設けられており、
   前記スペーサ（１５）には、先端面を前記冷却用熱交換器（９）よりも空気流れの上流側に突き出すように形成して、前記フィルタ（８）の中央部を支持する複数の支持部（１５ａ）と、後端側に前記冷却用熱交換器（９）のフィン（９ａ）の相互間に装着する装着爪（１５ｂ）とが設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記スペーサ（１５）には、前記支持部（１５ａ）の相互間に、前記フィルタ（８）を通過した送風空気が流れる開口部（１５ｃ）が形成されてい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. 前記スペーサ（１５）には、後端面を空気流れの下流側に突き出すように形成して、前記冷却用熱交換器（９）と接する突起部（１５ｅ）が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記スペーサ（１５）は、前記冷却用熱交換器（９）に複数個装着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。

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