JP6121200B2 - 車両の空調用気液分離構造 - Google Patents
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Description
一般に、自動車の車室内に外気を導入する場合は、フロントガラスの下端部下側と、フードスキンの後端部下側との間のカウル部に空気調和装置(以下、適宜「空調」あるいは「空調装置」という。)の外気導入口が設けられ、その外気導入口から外気を取り入れて空調装置を介して車室内に導いている。外気導入口の下側の位置に設けられたカウル部には、外気を車室に導き、浸入した水をエンジンルームから下方に排出するためのボックス部(気液分離ボックス)が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献2に記載の装置は、車体前後方向に外気を導入する際に、一旦、仕切り板に沿って車両下方に落下させた後、上方に延びたダクトで車室内へ吸気されるようになっている。
一方、これを解消するために気液分離ボックスの容量を大きくして大量の雨水等が浸入しても、気液分離できるようにした場合は、気液分離ボックスが大型化されて、カウルトップの下方等に設置することができないという課題があった。
また、かかる構成によれば、気液分離ボックスは、下向きに凸形状に形成されていることにより、外気導入部から入った外気、雨水等を第1の仕切り板に向けて集約させることが可能となる。このため、車両の空調用気液分離構造は、そのような形状の気液分離ボックスがあることによって、雨水の飛散防止と、効率の良い排水が極めて小さなシステムで達成できる。
このため、気液分離ボックスは、大量の水が浸入して一次的に排水が追い付かず、第1の仕切り板付近が水没して気液分離機能が低下したときでも、第2の仕切り板で気液分離ボックス内を流動する外気の気液分離を行うことができるため、気液分離機能が向上されて、より確実に外気の気液分離を行うことができる。
その結果、外気導入部内に入った外気は、第1の仕切り板の外気導入側の側面に当たる量が増えることにより、この外気中に含まれる水分が第1の仕切り板に付着して下方に落下して気液分離される外気の量も増加されるため、気液分離機能を高めることができる。また、外気は、第1の仕切り板によって室内吸気部側に流れるのが規制されるので、外気中に含まれる水分が室内吸気部側に流れ込むのを低減させることができる。
なお、車両Cの進行方向を「前」、後退方向を「後」、「鉛直上方側を「上」、鉛直下方側を「下」、車幅方向を「左」、「右」として説明する。
まず、本発明の実施形態に係る車両の空調用気液分離構造Aを説明する前に、本発明が適用される車両Cについて説明する。
図1〜図3に示すように、車両Cは、車体Bの前部Baにフロントガラス2、カウルトップ3、ウインドシールドロア4、気液分離ボックス6、隔壁8等を有し、その隔壁8の後方側に車室R(客室)が配設された自動車であり、例えば、乗用車等である。なお、車両Cは、車体Bの前部Baに空調用気液分離構造Aが設けられている自動車であれば、その形式・種類は特に限定されない。以下、乗用車の場合を例に挙げて本発明を説明する。
図2及び図3に示すように、エンジンルームERは、その内部にエンジン(図示省略)が設置される空間であり、空調用気液分離構造Aの車体前側に隣接して配置されている。なお、エンジン(図示省略)は、車室Rの下部や、車体後部に配置されてあっても構わない。
図2に示すように、フードスキン1は、例えば、後端部1aに設置されたフードヒンジ(図示省略)を中心として前開き形式の薄い圧延鋼板製の蓋体からなり、下面側に補強用のフードフレーム11が一体に取り付けられている。フードスキン1の後端部1a及びフードフレームの後端部下面11aは、カウルトップ3の外気導入口3aを隙間Sを介して覆うように配置されている。フードフレーム11の後端部下面11aは、フードスキン1でエンジンルームERを閉塞した際に、カウルトップ3の前端部のフランジ部3bに装着されたウェザーストリップ12に当接するように設置されて、水がエンジンルームERに入らないようになっている。
車室Rは、運転者や乗員が乗車する空間であり、隔壁8の後方側に形成されている。
フロントガラス2は、カウルトップ3の後端部の後方に連設されたガラス部材である。
カウルトップ3は、車幅方向に延びる略板状に形成された合成樹脂部材からなり、表面がシボ加工されている(図1及び図4参照)。カウルトップ3は、例えば、左寄りの位置に形成された外気導入口3aと、前端部に形成されたフランジ部3bと、後端部に形成されたシール部3cと、前後方向の中央部位に形成された上壁部3dと、上壁部3dとフランジ部3bとの間に形成された凹部3eと、が一体形成されている。カウルトップ3は、左右端部が左右のフロントピラーB1の下端部に架設され、このカウルトップ3の下側後部にウインドシールドロア4が設けられている。カウルトップ3には、左側(助手席側)の下面に気液分離ボックス6が設けられ、その右側(運転席側)にフロントガラス2の外側表面を拭払するワイパ装置WPが設けられている。
上壁部3dは、隙間S内に水や異物が浸入するのを規制するための部材であり、カウルトップ3の本体部位からその上方に配置されたフードフレーム11の後端部下面11aに向けて突出して形成されている。
ウインドシールドロア4は、カウルトップ3の後端面に沿って車幅方向に延設された樹脂ボードであり、隔壁8の上端部に形成されている。隔壁8は、エンジンルームERと車室Rとを仕切る部材であり、ダッシュボードロアによって形成され、そのダッシュボードロアの上方にダッシュボードアッパ(図示省略)が設置されている。図3に示すように、隔壁8には、気液分離ボックス6の車室吸入口6aの周部を保持する気液分離ボックス取付部8aが設けられている。
図4及び図5に示すように、空調用気液分離構造Aは、空調装置7のブロア(図示省略)によって、車外から吸引した外気を車室R内に導入するための装置であり、外気中に含まれた雨水、ウォッシャ液、あるいは、洗浄水等の水分(以下適宜「水」という。)を気体から分離する気液分離機能と、気体から塵挨等の異物を分離する機能と、気液分離された水、雨水及び異物を排出する機能と、を備えている。空調用気液分離構造Aは、カウルトップ3に形成された外気導入口3aと、外気導入口3aの下部に連設された外気導入管5と、外気導入口3aから下方へ連通する気液分離ボックス6と、この気液分離ボックス6と連通し車室R内へ外気を導くための車室吸入口6aと、を有している。
気液分離ボックス6は、外気導入口3aから下方へ連通して設置されて、気液分離ボックス6内を流動する外気の気液分離を行う部材である。
車室吸入口6aは、気液分離ボックス6と連通し、空調装置7のブロア(図示省略)により外気を車室R内へ導くために、その外気を空調装置7で吸気して取り入れる連通口である。
図4に示すように、外気導入管5は、カウルトップ3の外気導入口3aと気液分離ボックス6の外気入口6bとの間に、上下方向に向けて設置された樹脂製の角筒体である。外気導入管5は、上側開口部5aの開口縁が、カウルトップ3の外気導入口3aが形成されている部位の下面を囲む位置に密着して配置され、下側開口部5bの開口縁が、気液分離ボックス6の外気入口6bに係合するようにして配置されている。
なお、外気導入管5は、気液分離ボックス6の外気入口6bに一体形成してもよい。
図5に示すように、前記気液分離ボックス6は、外気入口6bから入り込んだ水分を含む外気を気液分離させる箱状の流路を形成する部材であり、外気を導入する外気導入口3aと、その外気を車室R内側に送り出す空調用の車室吸入口6aとの間に配置される。気液分離ボックス6は、それぞれ後記する車室吸入口6aと、外気入口6bと、排出口6c,6kと、外気導入部6dと、室内吸気部6eと、第1の仕切り板6fと、天井面6gと、上流側傾斜面6hと、下流側傾斜面6iと、側壁6jと、底部6mと、が形成された樹脂部材からなる。
と、第1の仕切り板6fと、下流側傾斜面6iと、天井面6gと、前後の側壁6jとによって、凹形状にされている。その凹形状の流路を流れる外気は、気液分離ボックス6の上部の外気導入部6dから下側の排出口6c方向に向かって流れた後、気液分離ボックス6の上側の車室吸入口6a方向に向かって流れる。
下流側傾斜面6iは、外気導入部6dから室内吸気部6e内に入った水分を含んだ外気を排出口6kに向けて流れるように導くためのガイド面であり、車室吸入口6aの下方か底部6mに向けて斜めに下降するように形成されている。下流側傾斜面6iは、排出口6kの脇の底部6mから緩斜面、急斜面、緩斜面、垂直面の順に連続形成されて、室内吸気部6eから車室吸入口6aに向けて上昇するように形成されている。
側壁6jは、気液分離ボックス6の前側を形成する前側側壁と、気液分離ボックス6の後側を形成する後側側壁と、からなる。
底部6mは、室内吸気部6e側の排出口6kの外周縁から下流側傾斜面6iの下端部に亘って連続形成された水平な面であり、平板状に形成されている。
空調装置7は、車室R内の冷房、暖房、送風を行う装置であり、気液分離ボックス6内を通過して気液分離されて除湿された外気が、この空調装置7のブロアによって吸引されて導入されるようになっている。空調装置7は、ウインドシールドロア4及びダッシュボードアッパ(図示省略)の下方部位において、空気(外気または車室R内の空気)を吸引して吐出するブロア(図示省略)と、このブロアで吐出した空気を冷却して除湿するエバポレータ(図示省略)と、エバポレータを通過した空気を必要により加熱するヒータコア(図示省略)と、エバポレータを通過した空気のヒータコアへの流量を調整するエアミックスドア(図示省略)等が設けられている。
次に、本発明の実施形態に係る車両の空調用気液分離構造の作用を外気の流れと共に説明する。
図2に示すように、空調用気液分離構造Aにおいて、空調装置7(図5参照)をONさせると、外気が、空調装置7のブロアによって吸引されて、フードスキン1の後端部1aとカウルトップ3の上壁部3dとの間から隙間S内に進入する。その外気は、フードフレーム11の後端部下面11aとカウルトップ3の凹部3eとの間に流れて、外気導入口3aから外気導入管5内に入り込む(矢印a(b))。
また、天井面6gに当たった外気は、水の粒子等が含まれている場合、外気中の水分を天井面6gに付着させて気液分離させることができるため、気液分離機能を更に向上させることができる。天井面6gに付着した水分は、肥大化して大きな水滴となると、重力により下流側傾斜面6i上に落下するなどして排出口6cから排水される。
このため、天井面6gは、車室吸入口6aに吸入される前の空気を気液分離して除湿する機能と、空気を車室吸入口6aへ送るように案内するガイドとの機能を果たす。
以上、本実施形態に係る車両の空調用気液分離構造について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。以下、前記実施形態の第1変形例を説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図7は、本実施形態に係る車両の空調用気液分離構造の第1変形例を示す要部概略縦断面図である。
また、前記実施形態で説明した底部6m(図5参照)は削除し、内底面全体を排出口61bにして、室内吸気部6e側の排出口61bを外気導入部6d側の排出口6cよりも大きく形成しても構わない。
このように、気液分離ボックス61は、第1の仕切り板6fと第2の仕切り板61aを備えたことによって、更に気液分離機能を向上させて、効率よく気液分離させて排出口61bから排水することができる。
図8は、本実施形態に係る車両の空調用気液分離構造の第2変形例を示す要部概略縦断面図である。
また、前記実施形態及び第1変形例の第1の仕切り板6f及び第2仕切り板61aは、図8に示すように、第1の仕切り板62aを外気の流れの上流方向に向かって凹形状に形成に形成してもよく、また、第2の仕切り板62bを外気の流れの上流方向に向かって凹形状に形成してもよい。
この場合、第2の仕切り板62bは、先端(右)側が下方向に向けて曲がって形成されているのに応じて、外気が当たり易くなり、気液分離機能を向上させることができる。つまり、外気は、第2の仕切り板62bに当たると、外気中の水の粒子等が第2仕切り板62bに付着し、肥大化して大きな水滴になると、重力で落下して排出口61bから排水されて気液分離される。
このように、気液分離ボックス62は、上流方向に向かって凹形状の第1の仕切り板62aと、上流方向に向かって凹形状の第2の仕切り板62bを備えたことによって、更に気液分離機能を向上させて、効率よく気液分離させることができる。
図9は、本実施形態に係る車両の空調用気液分離構造の第3変形例を示す要部概略縦断面図である。
また、前記実施形態で説明した2つの排出口6c,6kは、図9に示すように、外気導入部6d側の排出口6cのみであってもよい。
前記実施形態では、気液分離ボックス6をカウルトップ3の左下側に設置した場合を例に挙げて説明したが、適宜その設置位置を変更しても構わない。また、気液分離ボックス6は、左側に外気導入部6dを配置して、右側に室内吸気部6eを配置した場合を説明したが、その周囲に設置される部材等に応じて、それらを前後方向に隣接するようにするなどして適宜変更しても構わない。
3a 外気導入口
6,61,62,63 気液分離ボックス
6a 車室吸入口
6c,6k,61b 排出口
6d 外気導入部
6e 室内吸気部
6f,62a,63a 第1の仕切り板
6g 天井面
61a,62b 第2の仕切り板
A,A1,A2,A3 空調用気液分離構造
C 車両
R 車室
Claims (5)
- 車室内に外気を導入する車両の空調用気液分離構造において、
外気導入口と、
前記外気導入口から下方へ連通する気液分離ボックスと、
前記気液分離ボックスと連通し車室内へ前記外気を導く車室吸入口と、を有し、
前記気液分離ボックスは、前記外気導入口から取り入れた前記外気が導入される外気導入部と、
前記外気導入部を通過した前記外気を前記車室吸入口に流すための室内吸気部と、
左右方向に並んでいる前記外気導入部及び前記室内吸気部の境界部の下部から上方に延設された第1の仕切り板と、
前記第1の仕切り板の基底部近傍に設けられた排出口と、
前記外気導入口の下方から前記排出口側に向けて斜めに下降するように形成された上流側傾斜面と、
前記車室吸入口の下方から前記排出口側に向けて斜めに下降するように形成された下流側傾斜面と、を備え、
前記気液分離ボックス内は、前記上流側傾斜面と前記下流側傾斜面とによって上部から下部に向かうのに連れて窄まるように前後方向視して下向きに凸形状に形成されている
ことを特徴とする車両の空調用気液分離構造。 - 前記室内吸気部は、前記第1の仕切り板から上方へ外気を導くように流路を設けると共に、前記第1の仕切り板よりも流路の下流側に略水平方向に延設された第2の仕切り板を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の空調用気液分離構造。 - 前記室内吸気部において、導いた外気を前記室内吸気部の天井面に当てて流れる方向を変えた後、
前記車室吸入口から車室内へ外気を導く
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両の空調用気液分離構造。 - 前記第1の仕切り板は、外気の流れの上流方向に向かって凹形状に形成されている
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の空調用気液分離構造。 - 前記第2の仕切り板は、外気の流れの上流方向に向かって凹形状に形成されている
ことを特徴とする請求項2、及び請求項2を引用する請求項3または請求項4に記載の車両の空調用気液分離構造。
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