JP6523705B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、内外気切替えユニットとファンユニットとの間の空気流路にフィルタが着脱自在に介装されている車両用空調装置に関するものである。

内外気切替えユニットとファンユニットとの間の空気流路にフィルタを着脱自在に介装した車両用空調装置では、通常、濾紙等からなるフィルタ材をジグザグ状に複数回屈曲した構成のフィルタを使用している。このフィルタとしては、従来、フィルタ材をフィルタ枠によって挟み込んだ構成としたものを用いていたが、フィルタ構造の簡略化や低コスト化の観点から、フィルタ枠を省略して枠レス化した構造のフィルタが用いられるようになっている。

しかし、フィルタを枠レス化すると、剛性が低下することから、目詰まり等により圧損が増大した場合、ファンの吸引力によってフィルタの通風面がファンユニット側に撓み変形し、フィルタがファンに巻き込まれてしまう虞があった。
そこで、特許文献１に示されるように、ファンユニットのファンケースに設けられている空気吸込口側の上面に、フィルタの下面を支持して、その撓みを防止できるように支持部材を一体に配置したものが提案されている。

特開平８−２１５５２８号公報（特許第３４５６０４７号公報）

上記特許文献１に開示されたものは、ファンケースに対して、空気吸込口の周りから放射方向に、フィルタの複数の屈曲部と所定の角度で交差するように直線状または曲線状の複数のリブを配置して支持部材を構成したもの、あるいは空気吸込口の中心位置から空気吸込口を架橋するように、直線状または曲線状の複数のリブをフィルタの複数の屈曲部と所定の角度で交差するように配置して支持部材を構成したものである。

これらの撓み防止用支持部材を構成リブは、ファンケースの空気吸込口に設けられているベルマウスの上面と、略平行な下辺を有し、その上辺がフィルタの下面と、略平行とされた幅広の板状リブとされており、仮にこれらのリブをランナーとして兼用し、ドーナツ形状をしたベルマウスを含むファンケースを樹脂成形したとしても、ベルマウスに対する樹脂の流動性を高めて成形性を良化できるわけではなく、また、板状とされたリブの幅が広いため、樹脂倒れや反り等の変形が発生し易く、しかも使用する樹脂の量が増えることから、重量増やコストアップの要因となる等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ベルマウスおよびランナー兼フィルタ支持部材を含むファンケースの成形性、成形精度を向上するとともに、その軽量化、低コスト化を図り、しかるフィルタを確実に支持してその撓み変形を阻止し得る車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用空調装置は、内気吸入口および外気吸入口から内気または外気を切替えダンパにより切替え導入する内外気切替えユニットと、前記内外気切替えユニットの下流側に接続されるファンユニットと、前記内外気切替えユニットおよび前記ファンユニット間の空気流路に、該空気流路を横断するように所定方向から挿入されて着脱自在に介装されるフィルタと、を備え、前記ファンユニットは、空気吸入口を形成するベルマウスと、前記ベルマウス上に設けられるランナー兼フィルタ支持部材と、前記ランナー兼フィルタ支持部材から離間して配置され前記内外気切替えユニットと接続する接続フランジ部と、が一体成型される上部ファンケースを有し、前記ランナー兼フィルタ支持部材は、前記ベルマウス面から前記フィルタの設置方向に鉛直に立上げられた立上げ部と、その立上げ部から湾曲して前記フィルタの下面と一定の隙間を保って平行に延びる平行部と、を備えたリブをクロス状に配置した構成とされ、前記リブは、平面視で前記ベルマウスの範囲内に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、内外気切替えユニットおよびファンユニット間の空気流路に着脱自在に介装されたフィルタの下面を支持可能なランナー兼フィルタ支持部材を、ファンユニットのファンケースに設けられている空気吸込口のベルマウス上に一体成形している車両用空調装置にあって、そのランナー兼フィルタ支持部材が、ベルマウス面からフィルタの設置方向に鉛直に立上げられた立上げ部と、該立上げ部から湾曲してフィルタの下面と一定の隙間を保って平行に延びる平行部とを備えたリブをクロス状に配置した構成とされているため、ベルマウス面から立上げられた立上げ部と、その立上げ部から延びる平行部とを備えたリブをクロス状に配置したランナー兼フィルタ支持部材をベルマウスと一体に成形することにより、該ランナー兼フィルタ支持部材をランナーとして、ベルマウスおよびランナー兼フィルタ支持部材を含むファンケースを一体に成形することができる。また、枠レス化したフィルタの圧損が増大し、フィルタがファンユニット側に撓もうとしても、その下面をランナー兼フィルタ支持部材で支持することにより、フィルタの撓み変形を阻止することができる。従って、立上げ部を有するランナーによってドーナツ形状をしたベルマウスへの成形時の樹脂の流動性を高めて成形性を良化することができるとともに、樹脂倒れや反り等による変形を防止して成形精度を高めることができ、しかもリブが立上げ部と平行部からなる門型形状をした幅の狭いリブとされるため、樹脂の使用量を低減し、軽量化および低コスト化を図ることができる。また、フィルタの変形による更なる圧損の増大やフィルタの変形によるファンとの干渉、巻き込み等を確実に防止することができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上記の車両用空調装置において、前記ランナー兼フィルタ支持部材を構成する前記リブのクロス部には、ゲート部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ランナー兼フィルタ支持部材を構成するリブのクロス部に、ゲート部が設けられているため、ゲート部からクロス状の平行部を介して四方に樹脂を流し、ランナー兼フィルタ支持部材およびドーナツ形状をしたベルマウスを含むファンケースを一体に樹脂成形することができる。従って、ファンケースの成形時、ベルマウスへの樹脂の流動性を高め、成形性を良化することができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上述のいずれかの車両用空調装置において、前記ランナー兼フィルタ支持部材は、前記リブの前記立上げ部の高さにより、前記フィルタの下面と前記ベルマウスとの間に所定間隔の空間部を形成していることを特徴とする。

本発明によれば、ランナー兼フィルタ支持部材が、リブの立上げ部の高さにより、フィルタの下面とベルマウスとの間に所定間隔の空間部を形成しているため、リブの立上げ高さによって、フィルタの下面とベルマウスとの間に十分な空間部を確保し、フィルタ周りでの通風抵抗の増大を抑制することができる。従って、通風抵抗の増大による騒音の発生や風量の低下を防止し、車両用空調装置の低騒音化、高性能化を図ることができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上述のいずれかの車両用空調装置において、前記内気吸入口および外気吸入口は、前記フィルタの挿入方向の一方側と他方側とに対向して配置されており、前記ランナー兼フィルタ支持部材を構成するクロス配置された前記リブの一方は、前記内気吸入口および外気吸入口が配置された前記フィルタの挿入方向に沿って配置され、他方は前記挿入方向と交差する方向に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、内気吸入口および外気吸入口が、フィルタの挿入方向の一方側と他方側とに対向して配置されており、ランナー兼フィルタ支持部材を構成するクロス配置されたリブの一方は、内気吸入口および外気吸入口が配置されたフィルタの挿入方向に沿って配置され、他方は挿入方向と交差する方向に配置されているため、内気吸入口および外気吸入口から吸入されてファンユニットに吸込まれる空気流は、フィルタの挿入方向と交差する方向に配置されているリブと干渉するものの、フィルタの挿入方向に沿って配置されるリブと干渉することはなく、ランナー兼フィルタ支持部材と空気流との干渉を最小限に抑えることができる。従って、ランナー兼フィルタ支持部材による圧損、騒音の発生、風量の低下等を抑制することができる。

本発明によると、ベルマウス面から立上げられた立上げ部と、その立上げ部から延びる平行部とを備えたリブをクロス状に配置したランナー兼フィルタ支持部材をベルマウスと一体に成形することによって、そのランナー兼フィルタ支持部材をランナーとして、ベルマウスおよびランナー兼フィルタ支持部材を含むファンケースを一体に成形することができる。また、枠レス化したフィルタの圧損が増大し、フィルタがファンユニット側に撓もうとしても、その下面をランナー兼フィルタ支持部材で支持することにより、フィルタの撓み変形を阻止することができるため、立上げ部を有するランナーによってドーナツ形状をしたベルマウスへの成形時の樹脂の流動性を高めて成形性を良化することができるとともに、樹脂倒れや反り等による変形を防止して成形精度を高めることができ、しかもリブが立上げ部と平行部からなる門型形状をした幅の狭いリブとされるため、樹脂の使用量を低減し、軽量化および低コスト化を図ることができる。また、フィルタの変形による更なる圧損の増大やフィルタの変形によるファンとの干渉、巻き込み等を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の縦断面図である。 上記車両用空調装置の上部ファンケースの斜視図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の縦断面図が示され、図２には、その上部ファンケースの斜視図が示されている。
ここでの車両用空調装置１は、エバポレータやヒータコアを内蔵し、空気を所定温度に冷却または加熱して車室内に吹き出すＨＶＡＣユニットの上流側に接続され、そのＨＶＡＣユニットに対して温調する空気を送風する内外気切替えユニット２およびファンユニット３に係るものである。

内外気切替えユニット２は、車両用空調装置１の最上流側に配置されるもので、車室内の空気（以下、単に内気という。）を吸込む内気吸入口５および外気を吸込む外気吸入口６が設けられたユニットケース４を備えており、その内部に回動自在に設置されている切替えダンパ７を介して内気または外気を切替え導入するものである。切替えダンパ７は、アクチエータにより自動で、あるいはレバーによりワイヤを介して手動で回動されるようになっている。

この内外気切替えユニット２の下流側には、ファンユニット３が接続されている。ここでのファンユニット３は、スクロール形状とされたファンケース８内に羽根車９が図示省略のモータを介して回転自在に設けられている多翼遠心ファン（シロッコファン）を用いたものとされている。車両用空調装置１は、このファンユニット３を構成するファンケース８に設けられている吹出口をＨＶＡＣユニットに接続することにより、内外気切替えユニット２を介して導入された内気または外気をＨＶＡＣユニットに圧送し、温調する構成とされている。

ファンケース８は、モータを支持する下部ファンケース８Ａと、ベルマウス１０によって形成される空気吸込口１１が設けられている上部ファンケース８Ｂとに分割され、それを一体に結合したものとされている。また、上部ファンケース８Ｂの上面には、四辺形状をなす上方に立上げられた接続フランジ部１２が一体に成形されており、その接続フランジ部１２を介して内外気切替えユニット２のユニットケース４とインロー結合されるようになっている。

内外気切替えユニット２とファンユニット３とを接続する空気流路１３中には、ファンユニット３への吸込み空気中の塵埃を除去するフィルタ１４が、ファンユニット３の上面よりも所定距離だけ上方位置に空気流路１３を横断するように設置されている。このフィルタ１４は、例えば濾紙等のフィルタ材をジグザグ状に複数回屈曲し、その両端をパッキン材により固定した構成の枠レス化されたフィルタとされており、内外気切替えユニット２のユニットケース４内に設けられているフィルタガイド１５に沿って挿入され、着脱自在に介装されている。

この際、フィルタ１４は、ユニットケース４の内気吸入口５が設けられている側の側面の開口部１６からフィルタガイド１５に沿って、ジグザグ状に屈曲されている屈曲部の長手方向が挿入方向に沿うように挿入されるようになっている。一方、ここでのフィルタ１４は、簡略化、低コスト化のため、フィルタ枠レス化されたものであり、目詰まり等によって圧損が増大すると、ファンユニット３からの吸引力によってフィルタ面がファンユニット３側に撓み変形し易くなっている。このフィルタ１４の撓み変形を阻止するため、本実施形態においては、以下の構成を採用している。

上部ファンケース８Ｂの上面に対して、空気吸込口１１を架橋するように、ベルマウス１０の表面上から鉛直方向上方に立上げられた立上げ部１７と、その立上げ部１７から滑らかに湾曲してフィルタ１４の下面と一定の隙間を保って水平方向に平行に延びる平行部１８と、を備えた板状のリブ１９をクロス状に配置したランナー兼フィルタ支持部材２０を一体に樹脂成形した構成としている。

リブ１９の立上げ部１７は、ランナー兼フィルタ支持部材２０の上面がファンユニット３の上面、すなわちベルマウス１０の上面と、フィルタ１４の下面との間に所定間隔（例えば、上下方向に３０ｍｍ程度）を有する空間部Ａを維持できる高さとされている。
また、ランナー兼フィルタ支持部材２０は、上部ファンケース８Ｂの樹脂成形時、成形用のランナーとして用いられるものであり、そのクロス部には、ゲート部２１が設けられた構成とされている。

さらに、ランナー兼フィルタ支持部材２０を構成するクロス配置されたリブ１９の一方のリブ１９Ａは、内気吸入口５および外気吸入口６が互いに対向して配置されているフィルタ１４の挿入方向（図２における手前側から奥側に向う方向）に沿って配置され、他方のリブ１９Ｂは、その挿入方向と交差する方向（直交方向；図２における左右方向）に配置されている。

つまり、内外気切替えユニット２の内気吸入口５および外気吸入口６は、フィルタ１４の挿入方向の一方側と他方側との側面に対向して配置されており、ランナー兼フィルタ支持部材２０を構成するクロス配置されたリブ１９の一方のリブ１９Ａは、内気吸入口５および外気吸入口６が配置されているフィルタ１４の挿入方向に沿って配置され、他方リブ１９Ｂは、挿入方向と交差する方向に配置された構成とされている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記車両用空調装置１は、空調運転時において、内外気切替えユニット２の切替えダンパ７を切替えることにより、内気または外気を切替え導入し、ファンユニット３側に導くことができる。この内気または外気は、フィルタ１４を通過する過程で空気中の含まれる塵埃が除去され浄化された後、ファンユニット３に吸込まれ、羽根車によって下流側のＨＶＡＣユニットへと圧送される。更にＶＡＣユニットでエバポレータおよびヒータコア等を介して温調され、車室内へと吹出されることになる。

この際、フィルタ１４は、空気中の塵埃を除去することによって時間の経過と共に目詰まりを発生し、圧損が増加することになる。フィルタ１４は、枠レス化によって剛性が低下していることから、圧損が増加すると、ファンユニット３側の吸引力によりフィルタ１４の通風面がファンユニット１４側に撓み変形しようとする。しかし、フィルタ１４の下面側には、上部ファンケース８Ｂの上面に対して一体成形されたランナー兼フィルタ支持部材２０が配設されているため、ファンユニット３側に撓もうとしても、その下面をランナー兼フィルタ支持部材２０で支持することにより、フィルタ１４の撓み変形を阻止することができる。

従って、フィルタ１４が圧損の増大によって撓み変形し、ファンユニット３の回転体である羽根車９と干渉したり、あるいは羽根車９に巻き込まれたりして、損傷、故障等に至る事故の発生を確実に防止することができる。

一方、ランナー兼フィルタ支持部材２０は、ベルマウス１０の上面からフィルタ１４の設置方向に鉛直に立上げられた立上げ部１７と、その立上げ部１７から湾曲してフィルタ１４の下面と一定の隙間を保って水平方向に平行に延びる平行部１８とを備えたリブ１９をクロス状に配置した構成とされている。

このため、ベルマウス１０の上面から立上げられた立上げ部１７と、その立上げ部１７から延びる平行部１８とを備えたリブ１９をクロス状に配置したランナー兼フィルタ支持部材２０をベルマウス１０に一体に成形することにより、そのランナー兼フィルタ支持部材２０をランナーとして、ベルマウス１０およびランナー兼フィルタ支持部材２０を含む上部ファンケース８Ｂを一体に樹脂成形することができる。

これによって、立上げ部１７を有するランナーによってドーナツ形状をしたベルマウス１０への成形時の樹脂の流動性を高めて成形性を良化することができるとともに、樹脂倒れや反り等による変形を防止して成形精度を高めることができる。しかも、リブ１９が立上げ部１７と平行部１８からなる門型形状をした幅の狭いリブ１９とされるため、樹脂の使用量を低減し、上部ファンケース８Ｂを軽量化および低コスト化することができる。

また、ランナー兼フィルタ支持部材２０を構成するリブ１９のクロス部に対し、ゲート部２１が設けられた構成とされているため、該ゲート部２１からクロス状の平行部１８を介して四方に樹脂を流し、ランナー兼フィルタ支持部材２０およびドーナツ形状をしたベルマウス１０を含む上部ファンケース８Ｂを一体に樹脂成形することができる。これによって、上部ファンケース８Ｂの成形時、ベルマウス１０への樹脂の流動性を高め、成形性を良化することができる。

また、ランナー兼フィルタ支持部材２０は、リブ１９の立上げ部１７の高さを所定寸法高さとすることにより、フィルタ１４の下面とベルマウス１０との間に所定間隔の空間部Ａを形成しているため、リブ１９の立上げ高さによって、フィルタ１４の下面とベルマウス１０との間に十分な空間部Ａを確保し、フィルタ周りでの通風抵抗の増大を抑制することができる。従って、通風抵抗の増大による騒音の発生や風量の低下を防止し、車両用空調装置１の低騒音化、高性能化を図ることができる。

さらに、本実施形態においては、内外気切替えユニット２の内気吸入口５および外気吸入口６をフィルタ１４の挿入方向の一方側と他方側とに対向して配置し、ランナー兼フィルタ支持部材２０を構成するクロス配置されたリブ１９の一方のリブ１９Ａを、内気吸入口５および外気吸入口６が配置されたフィルタ１４の挿入方向に沿って配置し、他方のリブ１９Ｂをその挿入方向と交差する方向に配置した構成としている。

このため、内気吸入口５および外気吸入口６から吸入されてファンユニット３に吸込まれる空気流は、フィルタ１４の挿入方向と交差する方向に配置されている他方のリブ１９Ｂと干渉するものの、フィルタ１４の挿入方向に沿って配置される一方のリブ１９Ａと干渉することはなく、ランナー兼フィルタ支持部材２０と空気流との干渉を最小限に抑えることができる。従って、ランナー兼フィルタ支持部材２０による圧損、騒音の発生、風量の低下等を抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、内外気切替えユニット２の外気吸入口６を上方に湾曲延長させて水平方向に開口し、その下方部の対向方向に内気吸入口５を開口し、両吸入口５，６間に扇形の切替えダンパ７を配置したものとしているが、内外気切替えユニット２は、このようなものに限らず、様々な形状のユニットに変更できるものである。

また、フィルタ１４は、車室内の前方のインストルメントパネル内において、車室内側から着脱し、交換可能とされているため、目詰まり等により圧損が大きくなっていると思われる場合には、適宜交換してやればよく、フィルタ１４を交換することにより、通風抵抗を低減して効率を改善することができる。

１ 車両用空調装置
２ 内外気切替えユニット
３ ファンユニット
５ 内気吸入口
６ 外気吸入口
７ 切替えダンパ
８ ファンケース
１０ ベルマウス
１１ 空気吸込口
１３ 空気流路
１４ フィルタ
１７ 立上げ部
１８ 平行部
１９ リブ
１９Ａ 一方のリブ
１９Ｂ 他方のリブ
２０ ランナー兼フィルタ支持部材
２１ ゲート部
Ａ 空間部

Claims (3)

1. 内気吸入口および外気吸入口から内気または外気を切替えダンパにより切替え導入する内外気切替えユニットと、
   前記内外気切替えユニットの下流側に接続されるファンユニットと、
   前記内外気切替えユニットおよび前記ファンユニット間の空気流路に、該空気流路を横断するように所定方向から挿入されて着脱自在に介装されるフィルタと、を備え、
   前記ファンユニットは、空気吸入口を形成するベルマウスと、前記ベルマウス上に設けられるランナー兼フィルタ支持部材と、前記ランナー兼フィルタ支持部材から離間して配置され前記内外気切替えユニットと接続する接続フランジ部と、が一体成型される上部ファンケースを有し、
   前記ランナー兼フィルタ支持部材は、前記ベルマウス面から前記フィルタの設置方向に鉛直に立上げられた立上げ部と、その立上げ部から湾曲して前記フィルタの下面と一定の隙間を保って平行に延びる平行部と、を備えたリブをクロス状に配置した構成とされ、
   前記リブは、平面視で前記ベルマウスの範囲内に形成されていて、
   前記内気吸入口および外気吸入口は、前記フィルタの挿入方向の一方側と他方側とに対向して配置されており、前記ランナー兼フィルタ支持部材を構成するクロス配置された前記リブの一方は、前記内気吸入口および外気吸入口が配置された前記フィルタの挿入方向に沿って配置され、他方は前記挿入方向と交差する方向に配置されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記ランナー兼フィルタ支持部材を構成する前記リブのクロス部には、ゲート部が設けら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. 前記ランナー兼フィルタ支持部材は、前記リブの前記立上げ部の高さにより、前記フィルタの下面と前記ベルマウスとの間に所定間隔の空間部を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。

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