JP5184194B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に搭載されて該自動車の室内の空気の温度等を調節する車両用空調装置に関する。

車両用空調装置は、外部から取り込んだ空気を冷却する冷却用熱交換器を有する。この冷却用熱交換器の内部には、コンプレッサによって圧縮され、さらに、凝縮器で液化された後に膨張弁から噴射されて膨張したミスト状の冷媒が流通され、外部からの空気は、この冷媒と熱交換を行うことで冷却される。一方、前記冷媒は、この熱交換器に際して気化した後、コンプレッサによって圧縮され、さらに、凝縮器で液化されて前記冷却用熱交換器に再流通される。以降は、上記のサイクルが繰り返される。

冷却された空気の一部ないし全部は、必要に応じて加熱用熱交換器によって加熱され、加熱用熱交換器に接触することなくバイパス通路を通過した残余の冷却空気と混合された後、自動車の乗員が設定した温度に対応する温度の空調風として吹出口から乗員室内に吹き出される。

ここで、上記した冷却用熱交換器、加熱用熱交換器、凝縮器等はケーシングに収容されるとともに、各機器同士の間には配管が橋架される。この配管は、部位によっては、ケーシングに形成された貫通孔を通されて該ケーシングの外部に突出し、別の機器に連結される。貫通孔と配管との間にはシール材が充填され、このシール材により、雨水等がケーシング内部に進入することが防止される。

ところで、地域によっては、冷却用熱交換器又は加熱用熱交換器が不要となることがある。この場合、自動車用空調装置は、不要となる機器及び配管が連結されない状態で出荷される。従って、ケーシングには、配管が通されない貫通孔が存在することになる。

貫通孔が開口したままの状態であると、該貫通孔を介して雨水等がケーシング内部に進入してしまう。これを防止するべく、貫通孔を閉塞部材で閉塞することが従来から行われている。

この閉塞部材の構成等に関して詳細に説明した先行技術文献は、本出願人の知る限りないが、一般的には、図１２に示すように、厚肉部１と薄肉部２ａ、２ｂを有する弾性体からなる閉塞部材３が知られている。この場合、前記薄肉部２ａ、２ｂが、ケーシング４に形成されたリブ５ａ、５ｂの間又はリブ５ｃ、５ｄの間にそれぞれ挟持される。

また、図１３に示すように、両端部に挿入用凹部６ａ、６ｂがそれぞれ形成された閉塞部材７も知られている。この場合、前記挿入用凹部６ａ、６ｂの各々に対し、ケーシング４に形成されたリブ８ａ、８ｂが１本ずつ個別に嵌合される。

上記した従来技術に係る閉塞部材は、雨水等が強い場合、ケーシングの内部へ雨水が進入することを防止することが容易ではない。そこで、液密性ないし気密性を向上させるべく閉塞部材の寸法を大きくしてケーシングに圧着させるようにすると、ケーシングに対して閉塞部材を組み付けることが容易でなくなる。すなわち、いわゆる組み付け性が低下する。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、液密性ないし気密性（シール性）に優れ、しかも、組み付け性に優れる閉塞部材を具備する車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ケーシングに形成された貫通孔が閉塞部材によって閉塞された車両用空調装置であって、
前記閉塞部材は、一端面が前記貫通孔の開口近傍に当接して前記開口を覆う開口被覆部と、前記開口被覆部の前記一端面から突出して前記貫通孔に挿入される被挿入部とを有する弾性体からなり、
前記被挿入部の側部が前記貫通孔の側壁から押圧されて収縮することで前記閉塞部材が前記ケーシングに保持されることを特徴とする。

このような構成の閉塞部材の被挿入部は、貫通孔に挿入された際、収縮されたことに対して膨張しようとする。このため、貫通孔の内壁を押圧するような反力が放射状に作用する。これにより、貫通孔と被挿入部との間に優れたシール性が確保される。

しかも、開口被覆部が開口を被覆するので、該開口被覆部と貫通孔の開口近傍とでラビリンス構造が形成される。このため、貫通孔の開口近傍においても、閉塞部材によるシール性が確保される。

その上、閉塞部材が弾性体からなるので、収縮等、容易に弾性変形させることができる。このため、ケーシングに対する閉塞部材の取り付け・取り外しが容易である。

結局、本発明によれば、シール性に優れ、しかも、例えば、冷房機構を組み付けないし取り外すことが容易な車両用空調装置を構成することができる。

ここで、閉塞部材の側部に、該閉塞部材の端面に比して幅広な幅広部を形成するようにしてもよい。この場合、閉塞部材の端面から幅広部にわたって湾曲面ないし傾斜面が形成される。閉塞部材の被挿入部を貫通孔に挿入するときには、この湾曲面ないし傾斜面に沿って貫通孔の開口近傍の壁が滑る。このため、被挿入部を貫通孔に容易に挿入することができるようになる。

さらに、前記閉塞部材は、前記開口被覆部の前記一端面と前記被挿入部との間に介在され、前記被挿入部に比して幅狭な基部を有するものであることが好ましい。基部が存在することによって、開口被覆部に対する被挿入部の可撓性が向上する。従って、被挿入部を貫通孔に挿入することが一層容易となる。

なお、この場合、ケーシングにリブを形成し、このリブで前記開口被覆部を支持する。これにより、閉塞部材がケーシングから脱落することを一層容易に回避することができる。ここで、前記リブは、ケーシング内の前記貫通孔の近傍に形成され、冷房機構を構成する膨張弁をケーシング内に収容する際に該膨張弁を支持するためのものである。

さらに、開口被覆部の前記リブに支持される部位が湾曲されていることが好ましい。この場合、開口被覆部がリブに沿って進行するので、閉塞部材が組み付け途中で停止してしまうことを回避することができる。

本発明によれば、貫通孔に挿入された際に収縮し、このために膨張しようとする被挿入部を有する閉塞部材で貫通孔を閉塞するようにしている。このような構造においては、被挿入部に、貫通孔の内壁を押圧するような反力が放射状に作用する。このため、貫通孔と被押圧部との間に優れたシール性が確保される。しかも、開口被覆部が開口を被覆するので、貫通孔の開口近傍においても、閉塞部材によるシール性が確保される。

その上、閉塞部材が弾性体からなるので、収縮等、容易に弾性変形させることができる。このため、ケーシングに対し、閉塞部材を容易に取り付けることができるとともに、容易に取り外すことができる。

以上から諒解されるように、本発明によれば、シール性に優れ、しかも、例えば、冷房機構を組み付けないし取り外すことが容易な車両用空調装置を構成することができる。

以下、本発明に係る車両用空調装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る車両用空調装置の要部概略斜視図を図１に示す。この車両用空調装置１０は、第１ケーシング部材１２、第２ケーシング部材１４及び第３ケーシング部材１６を有するケーシング１８を具備し、このケーシング１８の内部に、ヒータやダンパユニット（いずれも図示せず）等が収容される。なお、ヒータやダンパユニットをケーシング１８に収容した車両用空調装置は従来から周知であり、このため、ヒータやダンパユニット等についての詳細な説明は省略する。

ここで、第２ケーシング部材１４から第３ケーシング部材１６を取り外した状態である図２に示すように、通常は、冷却用熱交換器であるエバポレータ２０及び膨張弁２２が低圧側配管２４、高圧側配管２６を介して互いに連結されてケーシング１８に収容される。この場合、膨張弁２２は、第２ケーシング部材１４の膨張弁収容部２８に楕円形状に形成された配管用貫通孔３０に臨み、この配管用貫通孔３０に通された図示しない配管によって、膨張弁２２と凝縮器（図示せず）とが互いに連結される。

一方、例えば、車両用空調装置１０を寒冷地に出荷する自動車に搭載する場合等では、エバポレータ２０及び膨張弁２２等は不要である。このような場合、図３に示すように、ケーシング１８にはこれらエバポレータ２０及び膨張弁２２等は収容されない。

この際、前記配管用貫通孔３０によってケーシング１８の外方と内部が連通し、このために雨水等がケーシング１８の内部に進入してしまう。これを回避するべく、図３に示すように、配管用貫通孔３０に閉塞部材３２が嵌合される。

この閉塞部材３２の全体概略斜視図を図４及び図５に示すとともに、その正面図を図６に示す。この閉塞部材３２は、前記配管用貫通孔３０の開口を覆う開口被覆部３４と、前記配管用貫通孔３０に挿入される被挿入部３６とを有し、これら開口被覆部３４被挿入部３６との間には、基部３７が介在されている。なお、閉塞部材３２は弾性体からなり、好適な材質としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の各種ゴムが挙げられる。

前記基部３７及び前記被挿入部３６は、開口被覆部３４の一端面に突出形成されている。また、開口被覆部３４の他端面には、長手方向に沿って延在する第１凸部３８と、該第１凸部３８の延在方向に対して直交する方向に延在する４本の第２凸部４０とが膨出形成されている。図４及び図６から諒解されるように、開口被覆部３４の平坦面（端面）と第１凸部３８及び第２凸部４０の側面には、緩やかに湾曲するような面取りがなされる。すなわち、第１凸部３８と第２凸部４０は、湾曲面としての面取り部４１ａを介して開口被覆部３４の平坦面に連なっている。第１凸部３８及び第２凸部４０の各側面から各頂面に至るまでも同様に、緩やかに湾曲する湾曲面としての面取り部４１ｂ、４１ｃを介して連なる。また、第２凸部４０は、第１凸部３８から離間するに従って低くなるように傾斜している。

図６に示すように、被挿入部３６は、その各端面から頂面に至るまで面取りがなされ、このために端面よりも側部の方が幅広に設定されている。すなわち、被挿入部３６の側部は、端面から膨出するように形成されている。以下、この膨出形成された側部を被押圧部と呼称し、その参照符号を４４とする。

この被押圧部４４は、配管用貫通孔３０に比して幅広に設定されている。すなわち、被押圧部４４の長径Ｄｍ１及び短径Ｄｍ２は、配管用貫通孔３０の長径Ｄｎ１及び短径Ｄｎ２のそれぞれに比して大きい。また、被挿入部３６の長径及び短径も、配管用貫通孔３０の長径Ｄｎ１及び短径Ｄｎ２のそれぞれに比して若干大きく設定されている。このため、図７及び図８に示すように、閉塞部材３２が第２ケーシング部材１４に取り付けられた際、被挿入部３６は、その側部（被押圧部４４）が配管用貫通孔３０の内壁から押圧され、圧縮された状態で配管用貫通孔３０に挿入される。このため、被押圧部４４は、配管用貫通孔３０の内壁側に向かって膨張しようとする。すなわち、被押圧部４４には、配管用貫通孔３０からの押圧力に対する反力が作用し、これにより、配管用貫通孔３０の内壁を放射状に押圧する。

ここで、図７及び図８に示すように、第２ケーシング部材１４の内面には、配管用貫通孔３０の近傍に第１リブ４６、第２リブ４８（図８参照）が形成されている。これら第１リブ４６及び第２リブ４８は、膨張弁２２（図２参照）を収容する際、該膨張弁２２を支持するためのジョイントとして機能する。なお、図７は、閉塞部材３２の第２凸部４０の長手方向に沿って切断したときの断面図であり、図８は、第２凸部４０が存在しない部位で第２凸部４０の延在方向と平行な方向に沿って切断したときの断面図である。

閉塞部材３２が第２ケーシング部材１４（ケーシング１８）に取り付けられた際、４本の第２凸部４０の各端部が膨張弁収容部２８の内壁と第１リブ４６との間に挟持される一方、第１凸部３８及び第２凸部４０が存在しない部位（開口被覆部３４の平坦面）が膨張弁収容部２８の内壁と第２リブ４８との間に挟持される。この挟持と、被押圧部４４が配管用貫通孔３０の内壁を放射状に押圧することとが相俟って、閉塞部材３２が第２ケーシング部材１４に堅牢に保持される。

一方、開口被覆部３４の一端面は、配管用貫通孔３０の開口を被覆するようにして膨張弁収容部２８の内壁に密着している。第２凸部４０の各端部が膨張弁収容部２８の内壁と第１リブ４６との間に挟持されると、閉塞部材３２が配管用貫通孔３０側に圧縮するように押圧されるため、開口被覆部３４の一端面は、膨張弁収容部２８の内壁に堅牢に密着する。

また、開口被覆部３４の寸法は、配管用貫通孔３０に比して大きい。このため、開口被覆部３４と膨張弁収容部２８の内壁との間には、いわゆるラビリンス構造が形成される。

本実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

閉塞部材３２がケーシング１８に取り付けられる際には、被挿入部３６が第２ケーシング部材１４の内方から配管用貫通孔３０に挿入される。この際、基部３７が介在しているために、開口被覆部３４と被挿入部３６との間の剛性が比較的小さい。従って、被挿入部３６が開口被覆部３４に対して可撓性を示すので、被挿入部３６を配管用貫通孔３０に挿入することが容易となる。

また、この挿入の際には、被挿入部３６の端面から被押圧部４４に至るまで形成された面取り部が配管用貫通孔３０の内壁に沿って滑るとともに被押圧部４４が圧縮されるので、被押圧部４４を配管用貫通孔３０に容易に挿入することができる。

また、第１リブ４６と膨張弁収容部２８の内壁とで挟持される第２凸部４０は、上記したように、閉塞部材３２の端部に向かうにつれて低くなるように傾斜している。従って、該第２凸部４０が第１リブ４６と膨張弁収容部２８の内壁との間に挿入され始めた当初は、該第２凸部４０と第１リブ４６との間に若干のクリアランスが生じる。このクリアランスが存在するため、第２凸部４０を第１リブ４６と膨張弁収容部２８の内壁との間に挿入することも容易である。

しかも、該第２凸部４０に面取り部４１ｂ、４１ｃが存在するので、第２凸部４０の頂面が第１リブ４６に当接した後、第２凸部４０が第１リブ４６に沿って滑る。従って、第２凸部４０のさらなる進入が容易であり、このため、閉塞部材３２を第１リブ４６と膨張弁収容部２８の内壁との間に挿入することが困難になることが回避される。

最終的に、第２凸部４０が第１リブ４６と膨張弁収容部２８の内壁との間で堰止されるとともに第１凸部３８及び第２凸部４０が存在しない部位（開口被覆部３４の平坦面）が第２リブ４８と膨張弁収容部２８の内壁との間で堰止され、且つ被押圧部４４が圧縮された状態で配管用貫通孔３０の内壁を押圧する。これにより、閉塞部材３２が第２ケーシング部材１４に装着されて配管用貫通孔３０を閉塞するに至る。

上記のように配管用貫通孔３０が閉塞部材３２で閉塞された車両用空調装置１０は、この状態で自動車に搭載される。この自動車は、例えば、寒冷地等、冷房が不要である地域で使用される。

自動車は、雨天等の条件下で使用されることがある。その場合において、ケーシング１８は、雨水で濡らされることになる。

ここで、上記したように、閉塞部材３２の被押圧部４４は圧縮された状態にあるため、該側部は膨張しようとする。これにより、配管用貫通孔３０の内壁に向かう反力が放射状に作用し、その結果、被押圧部４４が配管用貫通孔３０に堅牢に密着する。このことは、被押圧部４４によって優れた気密性ないし液密性が確保されることを意味する。

しかも、本実施の形態においては、開口被覆部３４が配管用貫通孔３０の開口を被覆している。このため、いわゆるラビリンス構造が形成され、これによっても気密性ないし液密性が確保されている。このため、雨水等が仮に被押圧部４４を通過したとしても、該雨水等がさらに開口被覆部３４を通過することは困難である。

従って、雨水等が配管用貫通孔３０を通過してケーシング１８内部に進入することが有効に回避される。例えば、ＪＩＳ ２０３ Ｒ２に規定される試験に準拠し、流量を３．２リットル／分として水道水を１０分間連続して閉塞部材３２に噴射した場合であっても、ケーシング１８内部に水が進入したことが認められない。

なお、ユーザーが自動車を購入後に冷房機構を追加しようとする場合には、作業者は、閉塞部材３２を第２ケーシング部材１４から取り外した後にエバポレータ２０及び膨張弁２２を収容するようにすればよい。この際、閉塞部材３２が弾性体からなるので弾性変形させることが容易であり、従って、該閉塞部材３２を第２ケーシング部材１４から取り外すことも容易である。

このように、本実施の形態によれば、閉塞部材３２が、取り付け及び取り外しが容易なものであり、しかも、優れたシール性を発揮するものであるので、冷房機構の追加又は取り外しを容易に行うことができるとともに、冷房機構が付設されない際に雨水等がケーシング１８の内部に進入することを回避することが容易な車両用空調装置１０を構成することができる。

なお、上記した実施の形態においては、第１リブ４６及び第２リブ４８と膨張弁収容部２８の内壁とで閉塞部材３２の開口被覆部３４を挟持するようにしているが、上記閉塞部材３２は、被押圧部４４が配管用貫通孔３０の内壁を押圧することで十分にケーシング１８に保持される。このため、第１リブ４６及び第２リブ４８と膨張弁収容部２８の内壁とで閉塞部材３２の開口被覆部３４を挟持する必要は特にない。

また、この実施の形態では、閉塞する貫通孔として配管用貫通孔３０を例示して説明したが、特にこれに限定されるものではなく、貫通孔であればよい。

さらに、被押圧部４４は、被挿入部３６の各端面から側部に至るまで湾曲した面取りがなされることで形成されたものである必要は特になく、例えば、図９に示すように、下端面側が平坦になるように面取りがなされて形成されたものであってもよい。

さらにまた、被押圧部４４を形成するための面取りは湾曲するような形状に特に限定されるものではなく、図１０に示すように、テーパー面（傾斜面）５２として面取りをなすことで被押圧部４４を形成するようにしてもよい。

そして、被押圧部４４を形成する必要は特になく、被挿入部３６の一端面から他端面に至るまでを同一幅寸法にするようにしてもよい。

いずれの場合においても、基部３７を設ける必要は特になく、図１１に示すように、開口被覆部３４の一端面から被挿入部３６を直接突出形成するようにしてもよい。

本実施の形態に係る車両用空調装置の要部概略斜視図である。 図１の車両用空調装置を構成するケーシングにエバポレータ及び膨張弁を収容した状態を示す要部概略斜視図である。 図１の車両用空調装置を構成するケーシングからエバポレータ及び膨張弁を取り外し、且つ配管用貫通孔を閉塞部材で閉塞した状態を示す要部概略斜視図である。 前記閉塞部材の全体概略斜視図である。 前記閉塞部材の全体概略斜視図である。 前記閉塞部材の全体概略平面図である。 前記閉塞部材を第２ケーシング部材に取り付けたときの第２凸部の長手方向に沿って切断した断面図である。 前記閉塞部材を第２ケーシング部材に取り付けたときの第２凸部が存在しない部位で第２凸部の延在方向と平行な方向に沿って切断した断面図である。 別の実施の形態に係る閉塞部材の要部概略側面拡大図である。 また別の実施の形態に係る閉塞部材の要部概略側面拡大図である。 さらに別の実施の形態に係る閉塞部材の要部概略側面拡大図である。 従来技術に係る車両用空調装置を構成するケーシングに閉塞部材を取り付けた状態を示す要部概略縦断面である。 別の従来技術に係る車両用空調装置を構成するケーシングに閉塞部材を取り付けた状態を示す要部概略縦断面である。

符号の説明

１０…車両用空調装置 １２…第１ケーシング部材
１４…第２ケーシング部材 １６…第３ケーシング部材
１８…ケーシング ２０…エバポレータ
２２…膨張弁 ２８…膨張弁収容部
３０…配管用貫通孔 ３２…閉塞部材
３４…開口被覆部 ３６…被挿入部
３７…基部 ３８…第１凸部
４０…第２凸部 ４４…被押圧部
４１ａ〜４１ｃ…面取り部 ４６…第１リブ
４８…第２リブ ５２…テーパー面

Claims (4)

1. ケーシングに形成された貫通孔が閉塞部材によって閉塞された車両用空調装置であって、
   前記ケーシング内の前記貫通孔の近傍には、冷房機構を構成する膨張弁が前記ケーシング内に収容される際に前記膨張弁を支持するリブが形成され、
   前記閉塞部材は、一端面が前記貫通孔の開口近傍に当接して前記開口を覆う開口被覆部と、前記開口被覆部の前記一端面から突出して前記貫通孔に挿入される被挿入部とを有する弾性体からなり、
   前記被挿入部の側部が前記貫通孔の側壁から押圧されて収縮することで前記閉塞部材が前記ケーシングに保持され、
   前記閉塞部材は、前記開口被覆部が前記リブを介して前記ケーシングに支持されることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、前記閉塞部材の側部に、該閉塞部材の端面に比して幅広な幅広部が形成されたことを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、前記閉塞部材は、前記開口被覆部の前記一端面と前記被挿入部との間に介在され、前記被挿入部に比して幅狭な基部を有するものであることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、前記開口被覆部の前記リブに支持される部位が湾曲されていることを特徴とする車両用空調装置。

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