JP5137377B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車室内に搭載される車両用空調装置に関する。

従来より、例えば、特許文献１に開示されているように、車両用空調装置は、車室に配設されたインストルメントパネルの内部に搭載され、送風機や、冷却用熱交換器、加熱用熱交換器等の空調用機器を有する空調ケースを備えている。また、上記インストルメントパネルの内部には、車幅方向に延びる補強メンバが収容されている。この補強メンバは、両端部が車両側部材に固定されるとともに、インストルメントパネルの両端部にも固定され、車体及びインストルメントパネルを補強している。補強メンバの位置は、車体の補強が効果的に行えるように補強効果を優先して設定されており、特許文献１では、補強メンバが空調ケースの中央部付近を車幅方向に貫通している。これに対応して、空調ケースには、補強メンバの車幅方向中間部を収容する補強メンバ収容部が車幅方向に貫通するように形成され、さらに、補強メンバを補強メンバ収容部まで挿入できるようにするために、空調ケースの一部が本体部分に対し着脱可能な分割ケース部で構成されている。従って、組み付け時には、空調ケースの分割ケース部を外した状態にしてから、補強メンバを補強メンバ収容部まで挿入して収容した後、分割ケース部を取り付けるようにしている。
特開２００４−２４９９１６号公報

ところが、特許文献１の空調装置では、補強メンバが空調装置を貫通していることに対応して、空調ケースの一部を分割ケース部で構成しているため、空調ケースを構成する部品点数が増えてしまう。しかも、空調ケースの本体部分と分割ケース部との合わせ部に気密性を確保するためのシール構造を設けなければならず、空調装置のコストが高騰してしまう。

また、近年、車両においては衝突安全性が重要視されてきている。特許文献１のような空調装置が搭載された車両が前部から衝突した場合を想定すると、車両前部の変形によってエンジン等が後退し空調装置が車室の乗員側に押されることがある。このとき、空調ケースは、送風機や熱交換器等の比較的硬いものを有しているものであるため、乗員の安全性を考えると、それらが乗員側にできるだけ侵入しないようにしたい。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インストルメントパネルの内部に搭載される空調装置の空調ケースを貫通するように補強メンバが配置される場合に、空調ケースに分割ケース部を設けることなく、補強メンバを補強メンバ収容部に配置可能にして空調装置の低コスト化を図り、しかも、車両の衝突時に空調装置に作用する衝撃を空調ケース自体で吸収可能にして乗員の安全性を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、補強メンバを空調ケースの補強メンバ収容部まで導く補強メンバ導入部を、空調ケースの上下方向に延びるように設けた。

具体的には、請求項１の発明では、車幅方向に延びる補強メンバを収容するインストルメントパネルの内部に搭載される車両用空調装置において、調和空気を生成するための空調用機器を有する空調ケースを備え、上記空調ケースには、該空調ケースの上下方向中間部において車幅方向に貫通するように形成された補強メンバ収容部と、該補強メンバ収容部の車幅方向両端に亘って連続し該空調ケースの上下方向一端部まで延びて開放し、上記補強メンバを上記補強メンバ収容部まで導く導入路を構成する補強メンバ導入部とが設けられ、上記補強メンバ導入部は、上記空調ケースの車幅方向両側面に開放するとともに、車両前後方向の寸法が上記補強メンバの車両前後方向の寸法よりも長く設定され、上記補強メンバ収容部よりも車両前方側の上記空調ケース内部には、車幅方向中央部に、送風ファン駆動用のモータ及び冷却用熱交換器が配置され、上記補強メンバ収容部よりも下方の上記空調ケース内部には、車幅方向中央部に、加熱用熱交換器が、その空気通過面が車両前後方向に延びる姿勢となるように配置されている構成とする。

この構成によれば、空調装置の組み付け時には、補強メンバ導入部が空調ケースの上下方向一端部で開放しているため、補強メンバを空調ケースの上下方向一端部から補強メンバ導入部を介して補強メンバ収容部に挿入することが可能になる。従って、空調ケースに分割ケース部を設定することなく、空調ケースを貫通するように補強メンバを配置することが可能になる。

そして、補強メンバ導入部が空調ケースの上下方向に延びていることから、空調装置を車両に搭載した状態では、補強メンバ導入部は、車両前後方向に所定の幅を有するように位置することになる。従って、車両が前部から衝突した場合に、エンジンが後退して空調装置に後方へ向けて衝撃が作用すると、空調ケースは、補強メンバ導入部の前後方向の幅が狭くなるように変形し、これにより、衝撃が吸収される。

また、モータや熱交換器が、補強メンバ収容部に収容されている補強メンバよりも車両前方側に位置することになる。これにより、車両の衝突時に、モータや熱交換器は、補強メンバによって後方への移動が規制されるようになる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、空調ケースの補強メンバ導入部の一部には、該空調ケースに着脱される付加部品が配設されている構成とする。

この構成によれば、補強メンバ導入部に付加部品を配設することで補強メンバ導入部を有効に活用することが可能になる。このとき、付加部品は補強メンバ導入部の一部にのみ配設されているため、空調ケースに衝撃が作用したときに該空調ケースの変形量は十分に確保される。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、付加部品は、空調ケース内の空気を流出させるダクトである構成とする。

この構成によれば、補強メンバ導入部を利用して調和空気を所定箇所まで導くことが可能になる。また、ダクトは中空状のものであるため、衝撃が作用したときの空調ケースの変形は殆ど阻害されない。

請求項１の発明によれば、空調ケースに補強メンバ導入部を設けたので、分割ケース部を設けることなく、空調ケースを貫通するように補強メンバを配置することができる。これにより、空調ケースを構成する部品点数を減らすことができるとともに、空調ケースにシール構造を設ける箇所も減らすことができるので、空調装置を低コストなものにできる。また、補強メンバ導入部が上下方向に延びているので、車両が前部から衝突した場合に、補給メンバ導入部を利用して空調ケースを変形させて衝撃を吸収できる。これにより、空調用機器が車室の乗員側に侵入し難くなり、乗員の安全性を高めることができる。

また、車両の衝突時に、モータや熱交換器が車室の乗員側により一層侵入し難くなるので、乗員の安全性をさらに高めることができる。

請求項２の発明によれば、補強メンバ導入部の一部に付加部材を配設するようにしたので、車両衝突時の空調ケースの変形による乗員の安全性を高めながら、補強メンバ導入部を有効に活用できる。

請求項３の発明によれば、補強メンバ導入部の一部に配設される付加部品をダクトにしたので、補強メンバ導入部を利用して調和空気を所定箇所まで導くことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。また、実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、「前」とは車両の前側を、また「後」とは車両の後側を、また「左」とは車両の左側を、また「右」とは車両の右側をそれぞれ表すこととしている。

図２において、符号１は、車両の左側にステアリングホイール（図示せず）を備えた左ハンドル車の車室に設置されたインストルメントパネルである。このインストルメントパネル１は、図３に示すように、車両前部に設けられたエンジンルームＲ１と、その後方に設けられた車室Ｒ２とを仕切る鋼板製のダッシュパネルＤＰに接近して配置され、所定箇所が車両に固定されている。上記ダッシュパネルＤＰの下縁部には、フロアパネルＦＰの前縁部が連なっている。図３における符号Ｅは、エンジンルームＲ１に搭載されたエンジンを示している。

図２に示すように、上記インストルメントパネル１の左右中央部には車室Ｒ２内の乗員の胸元に向けて調和空気を吹き出すためのセンタベント吹出口２が、また左右端部には同様のサイドベント吹出口３，３がそれぞれ開口されている。また、インストルメントパネル１の上壁部前端近傍には、フロントウィンドガラス（図示せず）の内面に向けて曇りを取るための空調空気を吹き出す左右１対のデフロスタ吹出口４，４が開口されている。

上記インストルメントパネル１内には、補強メンバとしてのインパネメンバＭが収容されるとともに、本発明の実施形態に係る車両用空調装置Ａが搭載されている。空調装置Ａは、図３に示すように、インストルメントパネル１の上壁部から下方に離れて配置されている。空調装置Ａの上端部とインストルメントパネル１の上壁部との間には、上記センタベント吹出口２及びサイドベント吹出口３に連通するベントダクト６と、上記デフロスタ吹出口４に連通するデフロスタダクト７とが配置されている。これらベントダクト６及びデフロスタダクト７は、インストルメントパネル１に固定されている。

上記インパネメンバＭは、図１にも示すように、左右方向に延びる高剛性な鋼管材で構成され、車体の剛性を効果的に向上できる位置として、車両の側面視で、インストルメントパネル１内の中央部付近に位置している。このため、インパネメンバＭは、空調装置Ａの略中央部を貫通している。インパネメンバＭの両端部は、車両の左右両ピラー（図示せず）に固定されるとともに、ブラケット等（図示せず）を介してインストルメントパネル１の左右両端部にも固定されている。また、このインパネメンバＭの左側には、図示しないが、ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムが固定されている。尚、本発明は右側にステアリングホイールを備えた右ハンドル車に対しても適用できるのは勿論である。

上記空調装置Ａは、送風機１０、冷却用熱交換器としてのエバポレータ１１及び加熱用熱交換器としてのヒータコア１２を該空調装置Ａの左右方向略中央部に集約した、いわゆるフルセンタタイプの空調装置であり、車両の左右方向略中央部に位置付けられている。上記送風機１０、エバポレータ１１及びヒータコア１２は、本発明の空調用機器を構成するものである。

上記空調装置Ａは、上記送風機１０、エバポレータ１１及びヒータコア１２を有する空調ケース８を備えている。空調ケース８は、図３に示すように、側面視で、上方に開放した大略Ｕ字状をなしており、該空調ケース８の上半部における前側部８ａと後側部８ｂとは前後方向に離れている。前側部８ａと後側部８ｂとの間の下端部には、上記インパネメンバＭの左右方向略中央部を収容するインパネメンバ収容部１３が設けられている。このインパネメンバ収容部１３は、上記インパネメンバＭの位置に対応して、空調装置Ａの上下方向略中央部近傍で、かつ、前後方向略中央部近傍に位置付けられている。インパネメンバ収容部１３は、空調ケース８を左右方向に貫通するように形成され、空調ケース８の左右両側面において開放されている。インパネメンバ収容部１３の前後方向の寸法は、上記インパネメンバＭの外径よりも長く設定され、インパネメンバＭは、その外周面が空調ケース８の外面から離間した状態とされ、車両の走行時の振動等によって空調ケース８に接触しないようになっている。

上記空調ケース８の前側部８ａと後側部８ｂとの間には、上記インパネメンバ収容部１３から空調装置Ａの上方へ向かって空調ケース８の上端部まで延びるインパネメンバ導入部１４が形成されている。このインパネメンバ導入部１４は、インパネメンバＭを空調ケース８の上端部からインパネメンバ収容部１３まで導くための導入路を構成するものであり、該空調ケース８の上端部で開放されている。また、このインパネメンバ導入部１４は、インパネメンバ収容部１３の左右両端に亘って連続していて、空調ケース８の左右両側面においても開放されている。インパネメンバ導入部１４の前後方向の寸法は、上端部から下端部に亘って上記インパネメンバＭの外径よりも長く設定されている。インパネメンバ導入部１４は、側面視で、上下方向略中央部で屈曲していて、その下半部は、上側へ行くほど前方に位置するように傾斜する一方、上半部は、略鉛直に延びている。

また、図１に示すように、上記空調ケース８には、空気導入口としての外気導入口２０及び内気導入口２１と、空気吹出口としてのデフロスタ口２２及びベント口２３とが開口されている。尚、これら外気導入口２０、内気導入口２１、デフロスタ口２２及びベント口２３の各々の空調ケース８での開口位置は、本実施形態に記載の位置以外の位置に変更してもよいのは勿論である。

図３に示すように、空調ケース８の内部には、上記外気導入口２０及び内気導入口２１をデフロスタ口２２及びベント口２３に接続する空気通路２５が設けられている。この空気通路２５には、外気導入口２８及び内気導入口２９の少なくとも一方から空気を空気通路２５に吸い込むための送風機１０を構成するファン２６と、上記エバポレータ１１と、ヒータコア１２と、上記エバポレータ１１を経由した冷風及びヒータコア１２を経由した温風の混合割合を変えてエアミックスチャンバ２７に供給するエアミックスダンパ２８と、デフベントダンパ２９及びヒートダンパ３０とが配置されている。

上記空調ケース８は、図１に示すように、共に樹脂材からなる上部空調ケース３１及び下部空調ケース３２を一体的に組み付けてなる。上部空調ケース３１は、前側部８ａと後側部８ｂとを構成するものであり、左右中央部で左右に２分割されていて分割部３１ａ，３１ａからなる。上部空調ケース３１の前側には、その上部の左右中央に中空円筒状のファンハウジング３４が他の部分と一体に形成されている。ファンハウジング３４は、インパネメンバ収容部１３よりも上方に位置している。このファンハウジング３４の内部に、上記ファン２６が配置収容されている。ファン２６は、シロッコファンであり、その回転軸は水平左右方向に延びている。

上記ファンハウジング３４の左側壁（右側壁でもよい）にはモータ取付口（図示せず）が、また右側壁（左側壁でもよい）には吸込口（図示せず）が、また下側には、図３に示すように、吐出部３４ａがそれぞれ開口されている。モータ取付口の周縁部には、図１に示すように、上記送風機１０を構成するモータ３５が水平左右方向に延びる出力軸（図示せず）をファンハウジング３４内に臨ませて気密状に取付固定されている。このモータ３５の出力軸に上記ファン２６が回転一体に取付固定されている。つまり、ファン２６及びモータ３５は、インパネメンバ導入部１４よりも前方側の空調ケース８に配置され、インパネメンバ収容部１３よりも上方に位置している。

一方、上記ファンハウジング３４の吸込口には、上部空調ケース３１の一部をなしてはいるが他の部分と別体に形成されたインテークボックス３７の下流端が気密状に接続されている。このインテークボックス３７は、水平左右方向の中心線を持つ略有底円筒状のもので、その左端が開口端とされている。インテークボックス３７の開口端が下流端とされている。インテークボックス３７の前側上部は前側に向かって下側に、また後側上部は後側に向かって下側にそれぞれ傾斜している。前側上部には上記外気導入口２０が矩形状に開口し、また後側上部には外気導入口２０と略同じ形状の上記内気導入口２１が開口している。上記内気導入口２１はインストルメントパネル１内で車室Ｒ２内に開放されている一方、外気導入口２０は、フロントウィンドガラス前側の車体カウル部（図示せず）を経て車外に連通している。

上記インテークボックス３７の内部には、水平左右方向の支持軸回りに揺動する内外気切換ダンパ（図示せず）が配置されている。この内外気切換ダンパの支持軸はインテークボックス３７に支持されている。この支持軸の右端部（左端部でもよい）はインテークボックス３７から外部に突出し、その突出部には、図示しないが、リンク機構を介して電動アクチュエータが駆動連結されている。電動アクチュエータによる内外気切換ダンパの支持軸回りの回動切り換えにより、外気導入口２０及び内気導入口２１の一方が閉じられて他方が開かれ、ファンハウジング３４内に導入する空気が外気導入口２０からの外気又は内気導入口２１からの内気の一方に切り換えられるようになっている。そして、モータ３５の作動に伴うファン２６の回転により、外気導入口２０からの外気又は内気導入口２１からの内気がファンハウジング３４内（空気通路２５の一部）に吸い込まれて吐出部３４ｃから吐出される。

図３に示すように、上記空調ケース８内におけるファンハウジング３４の下方には、空気通路２５の一部をなすエバポレータ収容部３８が形成されている。ファンハウジング３４の吐出部３４ｃの下流端部は、上記エバポレータ収容部３８に接続されている。エバポレータ収容部３８には、上記エバポレータ１１が空気通路２５を横切るように配置されて収容されており、エバポレータ１１と送風機１０とは上下方向に並んでいる。エバポレータ１１は、厚肉な矩形板状のもので、空気通過面が略鉛直方向に沿うように縦置きとされて、インパネメンバ収容部１３及びインパネメンバ導入部１４よりも前方側の空調ケース８に配置されている。また、空調装置Ａを前後方向に見ると、インパネメンバ収容部１３と、エバポレータ１１の上下方向中間部とが重複している。

上記エバポレータ１１は、図示しないが、アルミニウム合金製のチューブ及び伝熱フィンを交互に積層配置してなるコアと、コアのチューブ両端部に配設されたヘッダタンクとを備えたチューブアンドフィンタイプの熱交換器である。このエバポレータ１１は、ヘッダタンクに取り付けられた膨張弁機構、エンジンルームＲ１に配設された図外の圧縮機、凝縮器、受液器と共に冷凍サイクルを構成するものであり、これら機器は冷媒配管によって接続されている。上記圧縮機によって圧縮された冷媒を、凝縮器により冷却して液冷媒としてから受液器及び膨張弁機構を経てエバポレータ１１に供給することで、液冷媒の蒸発潜熱によってファン２６からの空気がフィン間を通過する際に冷却され、これにより、冷風が生成されるようになっている。尚、エバポレータ１１のチューブ内で液冷媒の蒸発がなくて蒸発潜熱が発生しない状態では、エバポレータ１１に流入した空気は冷却されずに流入温度のままでエバポレータ１１から出るが、本実施形態では、その場合もエバポレータ１１から出た空気を冷風とする。

また、上記エバポレータ１１の空気流れ上流側には、該エバポレータ１１に流入する空気を濾過するフィルタ機構３９が配置されている。また、このフィルタ機構３９の上流側には、図示しないが、モータ３５への印加電圧を制御するブロワモータ印加電圧制御用トランジスタが空気通路２５に臨むように取り付けられている。

上記エバポレータ１１下流側の空気通路２５は冷風通路４０と温風通路４１とに分岐されている。上記冷風通路４０は、エバポレータ１１下流側（後側）の略上半部から後方へ向かって上側に湾曲しながら延びている。この冷風通路４０により、エバポレータ１１を経由した冷風の一部ないし全部を下流側へ直接流すようにしている。

一方、温風通路４１は、エバポレータ１１下流側の略下半部から後方に延びた後に上側に向かって湾曲して延びている。この温風通路４１の途中に上記ヒータコア１２が温風通路４１を横切るように配置されて収容されている。すなわち、ヒータコア１２は、上記エバポレータ１１の下流側において、空気通過面が略水平方向に沿うように横置きに配置されている。このヒータコア１２の上方には、上記インパネメンバ収容部１３が位置している。

上記ヒータコア１２も、上記エバポレータ１１と同様に、チューブアンドフィンタイプの熱交換器である。このヒータコア１２のヘッダタンクは、図示しないが、ヒータ配管を介して上記エンジンＥのウォータジャケット（冷却水通路）に接続されている。エンジンＥの冷却により昇温した冷却水をヒータコア１２に流すことにより、エバポレータ１１を経由して冷却された冷風の一部ないし全部と熱交換してそれを加熱し温風が生成されるようになっている。尚、ヒータコア１２のチューブに高温度の冷却水が流れないときには、ヒータコア１２に流入した空気は加熱されずに流入温度のままでヒータコア１２から出るが、本実施形態では、その場合もヒータコア１２から出た空気を温風とする。

上記冷風通路４０の下流端（上端）と温風通路４１の下流端（上端）とは互いにエアミックスチャンバ２７（温調室）で連通している。このエアミックスチャンバ２７は空気通路２５の一部を構成しており、このエアミックスチャンバ２７において冷風及び温風を混合させ、調和空気を生成する。エアミックスチャンバ２７と、冷風通路４０及び温風通路４１の各下流端との間には、冷風通路４０からの冷風と温風通路４１からの温風との混合割合を変えて空気の温度を変更する上記エアミックスダンパ２８が設けられている。エアミックスダンパ２８は、冷風通路４０下流端を全閉してエアミックスチャンバ２７との連通を遮断したときには、温風通路４１下流端を全開してエアミックスチャンバ２７と連通させる一方、上記冷風通路４０下流端を全開してエアミックスチャンバ２７と連通させたときには、温風通路４１下流端を全閉してエアミックスチャンバ２７との連通を遮断するようになっている。そして、エアミックスダンパ２８が、これら２つの位置の中間位置にあるときには、冷風通路４０及び温風通路４１の各開度を互いに逆方向に変えて、エアミックスチャンバ２７に流入する冷風及び温風の各流量を変更し、エアミックスチャンバ２７において冷風及び温風の混合割合を変えて空気の温度を変更調整するようになっている。

上記エアミックスダンパ２８の支持軸は空調ケース８の右側壁（左側壁でもよい）から空調ケース８外に突出していて、この突出部には図外の電動アクチュエータが駆動連結されている。この電動アクチュエータによりエアミックスダンパ２８を回動制御するようにしている。

上記空調ケース８の後側部８ｂの上面には、その前側に上記デフロスタ口２２が、また後側に上記ベント口２３がそれぞれ開口されている。上記デフロスタ口２２は上記デフロスタダクト７を介して上記インストルメントパネル１のデフロスタ吹出口４，４に、またベント口２３は上記ベントダクト６を介してインストルメントパネル１のセンタベント吹出口２及び左右のサイドベント吹出口３，３にそれぞれ接続されている。

また、空調ケース８の後部には、略上下方向に延びるヒートダクト部４５が一体に形成されている。このヒートダクト部４５の上端部は、エアミックスチャンバ２７の後部に接続され、下端部は、空調ケース８の下端部近傍に位置し、開口している。ヒートダクト部４５の下端開口部４５ａは、前席に着座した乗員の足元に位置している。また、ヒートダクト部４５の下端部には、車室Ｒ２内の後席まで延びる図外のリアヒートダクトの上流端が接続されるようになっている。つまり、ヒートダクト部４５は、前席足元への調和空気と後席足元への調和空気の両方が流れるようになっている。

上記エアミックスチャンバ２７の上部には、上記デフロスタ口２２及びベント口２３に連通する連通路４６が接続されている。この連通路４６も、空気通路２５の一部を構成するものである。この連通路４６内には、デフロスタ口２２とベント口２３とを開閉するためのデフベントダンパ２９が配設されている。さらに、エアミックスチャンバ２７内には、ヒートダクト部４５の上端部を開閉するためのヒートダンパ３０が配置されている。

これらデフベントダンパ２９及びヒートダンパ３０は、いずれも水平左右方向の支持軸回りに回動するものである。デフベントダンパ２９の回動角度によりデフロスタ口２２及びベント口２３の開度が変更され、ヒートダンパ３０の回動角度によりヒートダクト部４５の開度が変更されるようになっている。そして、図示しないが、デフベントダンパ２９及びヒートダンパ３０の各支持軸は空調ケース８の左側壁（右側壁でもよい）から空調ケース８外に突出していて、この突出部には、カム及びリンクからなる連動機構を介して電動アクチュエータが連結されており、この電動アクチュエータにより各ダンパ２９、３０を空調モードに合わせて連係させながら開閉制御するようにしている。

次に、上記のように構成された空調装置Ａを車両に組み付ける要領について説明する。始めに、インストルメントパネル１にインパネメンバＭを固定しておく。そして、このインストルメントパネル１に空調装置Ａを組み付けていく。詳しくは、まず、インストルメントパネル１を治具等に固定した後、空調装置Ａを移動させることにより、空調ケース８の上端部近傍にインパネメンバＭの左右方向略中央部を位置付け、その後、インパネメンバＭをインパネメンバ導入部１４に挿入していく。この挿入の際には、空調装置Ａを、インパネメンバ導入部１４の屈曲形状に合わせて該空調装置Ａの前後方向に傾動させる。また、インパネメンバ導入部１４の前後方向の幅は、インパネメンバＭの外径よりも長いので、インパネメンバ導入部１４内でインパネメンバＭを容易に動かすことが可能である。こうしてインパネメンバＭを空調ケース８のインパネメンバ収容部１３に到達させて収容した後、空調ケース８の所定箇所をインパネメンバＭに固定する。インパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容する際には、インパネメンバ導入部１４が空調ケース８の上方及び左右両方に開放されているので、従来例のような分割ケース部の着脱作業は必要ない。

上記のようにしてインストルメントパネル１、インパネメンバＭ及び空調装置Ａを一体化してインパネモジュールを構成した後、該インパネモジュールを車両に搭載し、インパネメンバＭや空調装置Ａを車両に固定する。この車両への搭載状態においては、空調装置Ａのインパネメンバ導入部１４が上下方向に延びていて前後方向に幅を有するように位置することになる。

次に、上記空調装置Ａの動作について説明する。インテークボックス３７内の内外気切換ダンパの切換作動により、外気導入口２０又は内気導入口２１が全開にされると、送風機１０の作動により、外気導入口２０からの外気又は内気導入口２１からの内気が空調ケース８内の空気通路２５の上流端部、つまり、ファンハウジング３４内に吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、ファンハウジング３４の吐出部３４ｃから吐出された後に空調ケース８のエバポレータ収容部３８内のエバポレータ１１を通過して冷却されて冷風となる。尚、エバポレータ１１で液冷媒の蒸発がなくて蒸発潜熱が発生しない状態では、エバポレータ１１からは冷却されていない流入温度のままの冷風が出る。

そして、エアミックスダンパ２８が冷風通路４０を全開し、温風通路４１を全閉しているときには、エバポレータ１１から出た冷風の全体が温風通路４１に流れずに冷風通路４０を流れ、その冷風通路４０を通って下流側のエアミックスチャンバ２７に導入されて調和空気となる。

一方、エアミックスダンパ２７が冷風通路４０を全閉し、温風通路４１を全開しているときには、エバポレータ１１から出た冷風の全体が冷風通路４０を流れずに温風通路４１に流れ、その温風通路４１を通って下流側のエアミックスチャンバ２７に導入される。この温風通路４１にはヒータコア１２が配置されているので、温風通路４１を通る間に冷風はヒータコア１２に加熱されて温風となり、その温風はエアミックスチャンバ２７に流入して調和空気となる。尚、ヒータコア１２のチューブに高温度の冷却水が流れないときには、ヒータコア１２からは加熱されていない流入温度のままの温風が出る。

さらに、上記エアミックスダンパ２８を、冷風通路４０又は温風通路４１の一方の開度が他方の開度に対し相対的に逆になるように切換変更することで、冷風通路４０の冷風の流量と温風通路４１の温風の流量とが相対的に逆向きに変化する。このことで、エアミックスチャンバ２７に流入する冷風及び温風の流量が調整され、エアミックスチャンバ２７では温度を変更調整された調和空気が生成される。

基本的には、このようにしてエアミックスチャンバ２７で調和空気が生成される。この調和空気は、ベント口２３、デフロスタ口２２及びヒートダクト部４５の少なくとも一つから吹き出される。これら複数の出口のいずれを選択するかは、空調モードに応じてデフベントダンパ２９及びヒートダンパ３０の連係した開閉切り換えにより切り換えられる。ベント口２３から吹き出した調和空気は、ベントダクト６を通ってインストルメントパネル１のセンタベント口２及びサイドベント口３から前席乗員の上半身に向けて供給される。また、デフロスタ口２２から吹き出した調和空気は、デフロスタダクト７を通ってインストルメントパネル１のデフロスタ口２２からフロントガラスの内面へ向けて供給される。また、ヒートダクト部４５から吹き出した調和空気は、前席乗員の足元及び後席乗員の足元に供給される。

次に、上記のように構成された車両が前部から衝突した場合について説明する。衝突により車両前部が潰れて、図４に示すように、エンジンＥが後退しダッシュパネルＤＰが車室側へ変形すると、このダッシュパネルＤＰの変形により、空調装置Ａには後方へ衝撃が作用する。この衝撃を受けた空調装置Ａの空調ケース８は、インパネメンバ導入部１４が前後方向に幅を有するように位置しているため、この幅が狭まるように空調ケース８の前側部８ａが後方に移動して、前側部８ａと後側部８ｂとが近づくように空調ケース８が変形する。これにより、衝突時の衝撃が吸収されて、送風機１０、エバポレータ１１及びヒータコア１２が車室Ｒ２の乗員側へ侵入し難くなる。

以上説明したように、この実施形態に係る空調装置Ａによれば、空調ケース８に、上方及び左右両方に開放するインパネメンバ導入部１４を設けたので、従来のような分割ケース部を空調ケース８に設けることなく、空調ケース８を貫通するようにインパネメンバＭを配置することができる。これにより、空調ケース８を構成する部品点数を減らすことができるとともに、空調ケース８にシール構造を設ける箇所も減らすことができるので、空調装置Ａを低コストなものとすることができる。また、インパネメンバ導入部１４を上下方向に延びる形状としているので、車両が前部から衝突して空調装置Ａに後方へ向けて衝撃が作用すると、インパネメンバ導入部１４を利用して空調ケース８を変形させることで衝撃を吸収できる。これにより、送風機１０、エバポレータ１１及びヒータコア１２が車室Ｒ２の乗員側に侵入し難くなり、乗員の安全性を高めることができる。

また、エバポレータ１１及びモータ３５がインパネメンバ収容部１３よりも前方側に配置されているため、これらエバポレータ１１及びモータ３５は、インパネメンバＭよりも前方側に位置することになる。これにより、車両の衝突時に、エバポレータ１１及びモータ３５は、インパネメンバＭによって後方への移動が規制されるようになる。その結果、エバポレータ１１及びモータ３５が車室の乗員側により一層侵入し難くなるので、乗員の安全性をさらに高めることができる。また、図示しないが、空調ケース８の形状を変更することで、ヒータコア１２をインパネメンバ収容部１３よりも前方側に位置付けるようにしてもよい。

尚、図５に示す変形例１のように、上記インパネメンバ導入部１４の一部に、空調ケース８に着脱される付加部品を配設するようにしてもよい。変形例１は、付加部品が空調ケース８内の空気を外部に流出させるデフロスタ付加ダクト６０とされている例である。この空調ケース８のデフロスタ口２２は、ベント口２３よりも下側に位置し、前方へ向けて開口している。上記デフロスタ付加ダクト６０は、デフロスタ口２２とデフロスタダクト７とを連通させるものであり、両者の間に配置されてデフロスタ口２２の周縁部に対し爪嵌合やビス止め等（図示せず）による着脱可能な固定構造により固定されている。デフロスタ付加ダクト６０は、空調ケース８への取付部分から前方へ向かって斜め上方に延びており、その上端部は、ファンハウジング３４に近接している。従って、デフロスタ付加ダクト６０が取り付けられた状態では、インパネメンバ導入部１４の上部が一部閉じられた状態となる。この変形例１において、インパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容する際には、まず、デフロスタ付加ダクト６０を空調ケース８から取り外しておき、上記と同様にしてインパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容していく。そして、デフロスタ付加ダクト６０を空調ケース８に取り付ける。

このように付加部品をインパネメンバ導入部１４の一部に配設するようにしたので、組付後にはデッドスペースとなってしまうインパネメンバ導入部１４を有効に活用しながら、車両衝突時の空調ケース８の変形による安全性を高めることができる。また、デフロスタ付加ダクト６０は、中空状のものであるため、衝撃が作用したときの空調ケース８の変形は殆ど阻害されない。

また、付加部品は、例えば図６に示す変形例２のように、補助ベントダクト６５としてもよい。補助ベントダクト６５は、インパネメンバ導入部１４内で上下方向に延びている。この変形例２では、空調ケース８のエバポレータ１１よりも下流側の冷風通路４０に対応する部位に、インパネメンバ導入部１４に臨むように開口部６６が形成されている。この開口部６６に、補助ベントダクト６５の下流端が接続され、該補助ベントダクト６５は冷風通路４０に連通している。補助ベントダクト６５の下端部は、上記デフロスタ付加ダクト６０と同様に、空調ケース８に対して着脱可能に取り付けられている。補助ベントダクト６５の中途部には、蛇腹部６５ａが設けられている。開口部６６には、該開口部６６を開閉するための補助ダンパ６７が回動可能に配置され、図示しないが、補助ダンパ６７の支持軸は空調ケース８の右側壁（左側壁でもよい）から空調ケース８外に突出していて、この突出部には電動アクチュエータが駆動連結されている。この電動アクチュエータにより補助ダンパ６７を回動制御するようにしている。尚、補助ダンパ６７の支持軸には、エアミックスダンパ２８のアクチュエータの出力軸を連結するようにしてもよい。

この変形例２の空調装置Ａでは、デフロスタ口２２とベント口２３との位置関係が上記したものに対し前後逆になっており、デフロスタ口２２がベント口２３の後側に位置している。上記補助ベントダクト６５の上端部は上記ベント口２３の前側に隣接配置され、上記ベントダクト６に接続されている。そして、補助ダンパ６７が開くと、冷風通路４０内の冷風が補助ベントダクト６５を通ってベントダクト６に流入するので、補助ベントダクト６５を設けない場合に比べて、ベント吹出口２、３から吹き出す冷風量を多く確保することができる。これにより、特に夏場においては冷房性能の向上が図られて乗員の快適性を向上でき、また、暖房時には、頭部に冷風を供給でき、頭寒足熱の快適な暖房を実現できる。この変形例２において、インパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容する際には、まず、補助ベントダクト６５を空調ケース８から取り外しておき、上記と同様にしてインパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容していく。そして、補助ベントダクト６５を空調ケース８に取り付ける。

また、付加部品は、例えば図７に示す変形例３のように、補助ダクト７０としてもよい。この補助ダクト７０は大略上下方向に延びている。この変形例３では、空調ケース８のエアミックスチャンバ２７に対応する部位に、インパネメンバ導入部１４に臨むように開口部７１が形成されている。この開口部７１に上記補助ダクト７０の下端部が接続され、エアミックスチャンバ２７に連通している。補助ダクト７０は、上記デフロスタ付加ダクト６０と同様に、空調ケース８に対して着脱可能に取り付けられている。

この変形例３のインストルメントパネル１には、センタベント吹出口２とデフロスタ吹出口４との間に、アッパーベント吹出口７３が設けられており、このアッパーベント吹出口７３に上記補助ダクト７０の上端部が接続されるようになっている。また、この図に示すように、インパネメンバ導入部１４の一部に配設される付加部品は、例えば、空気浄化装置８０であってもよい。この空気清浄装置８０は、補助ダクト７０の中途部に着脱可能に取り付けられている。この変形例３において、インパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容する際には、まず、補助ダクト７０を空気浄化装置８０と共に空調ケース８から取り外しておき、上記と同様にしてインパネメンバＭをインパネメンバ収容部１３に収容していく。そして、補助ダクト７０を空気浄化装置８０と共に空調ケース８に取り付ける。尚、空気浄化装置８０は、インパネメンバ導入部１４内に位置するように空調ケース８に取り付けてもよい。また、空気浄化装置８０の代わりに、マイナスイオン発生装置、高濃度酸素空気（酸素富化空気）取入装置、香り発生装置等を取り付けるようにしてもよい。これにより、乗員の快適性をより一層向上させることができる。また、これら装置８０は、１つだけ取り付けるようにしてもよいし、複数取り付けるようにしてもよい。上記した各装置８０は、従来より、家庭用の空調装置や空気清浄機等で用いられている周知の構造のものであるため、詳細な説明は省略する。

また、図８に示す変形例４のように、空調ケース８には、デフロスタ口２２を開閉するデフロスタダンパ８５と、ベント口２３及びヒートダクト部４５を開閉するベントヒートダンパ８６とを設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、インパネメンバ導入部１４が側面視で屈曲して延びる形状とされているが、これに限らず、真っ直ぐに延びる形状や、湾曲して延びる形状であってもよい。また、インパネメンバ導入部１４は、インパネメンバ収容部１３から下方へ延びるように形成し、空調ケース８の下端部で開放するようにしてもよい。この場合では、空調ケース８の形状を変更するとともに、熱交換器１１、１２等の位置を変更することで対応できる。

また、本発明において、上下方向に延びるとは、車両搭載状態における鉛直線に対し４５゜以下の傾斜角度で延びる場合も含むものであり、従って、インパネメンバ収容部１３は、斜め上方や斜め下方に延びるように形成してもよい。また、インパネメンバ導入部１４の前後方向の寸法は、上下方向の中途部で変えるようにしてもよい。さらに、インパネメンバ導入部１４の前後方向の寸法は、上方へ行くほど長くするようにしてもよい。

また、インパネメンバ導入部１４の一部に配設される付加部品としては、例えば、上記ダンパ２８、２９、３０を駆動する電動アクチュエータやリンク等であってもよい。

また、本発明は、フルセンタタイプの空調装置Ａ以外にも、例えば、送風機が熱交換器の左右方向一側に配置されたセミセンタタイプの空調装置にも適用することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば、送風機及び熱交換器が車両の左右方向略中央部に集約されたフルセンタタイプの空調装置に適用することができる。

本発明の実施形態に係る空調装置及びインパネメンバを前側から見た斜視図である。 インストルメントパネルを車室から見た斜視図である。 車両のインストルメントパネル近傍の縦断面図である。 車両が前部から衝突した場合の図３相当図である。 実施形態の変形例１に係る図３相当図である。 実施形態の変形例２に係る図３相当図である。 実施形態の変形例３に係る図３相当図である。 実施形態の変形例４に係る図３相当図である。

１ インストルメントパネル
８ 空調ケース
１０ 送風機（空調用機器）
１１ エバポレータ（空調用機器）
１２ ヒータコア（空調用機器）
１３ インパネメンバ収容部（補強メンバ収容部）
１４ インパネメンバ導入部（補強メンバ導入部）
３５ モータ
６０ デフロスタ付加ダクト（付加部品）
６５ 補助ベントダクト（付加部品）
７０ 補助ダクト（付加部品）
８０ 空気浄化装置（付加部品）
Ａ 車両用空調装置
Ｍ インパネメンバ（補強メンバ）

Claims (3)

1. 車幅方向に延びる補強メンバを収容するインストルメントパネルの内部に搭載される車両用空調装置において、
   調和空気を生成するための空調用機器を有する空調ケースを備え、
   上記空調ケースには、該空調ケースの上下方向中間部において車幅方向に貫通するように形成された補強メンバ収容部と、該補強メンバ収容部の車幅方向両端に亘って連続し該空調ケースの上下方向一端部まで延びて開放し、上記補強メンバを上記補強メンバ収容部まで導く導入路を構成する補強メンバ導入部とが設けられ、
   上記補強メンバ導入部は、上記空調ケースの車幅方向両側面に開放するとともに、車両前後方向の寸法が上記補強メンバの車両前後方向の寸法よりも長く設定され、
   上記補強メンバ収容部よりも車両前方側の上記空調ケース内部には、車幅方向中央部に送風ファン駆動用のモータ及び冷却用熱交換器が配置され、
   上記補強メンバ収容部よりも下方の上記空調ケース内部には、車幅方向中央部に、加熱用熱交換器が、その空気通過面が車両前後方向に延びる姿勢となるように配置されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   空調ケースの補強メンバ導入部の一部には、該空調ケースに着脱される付加部品が配設されていることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   付加部品は、空調ケース内の空気を流出させるダクトであることを特徴とする車両用空調装置。

Images