JP6609853B2 - 車両の空調ユニット取付部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の空調ユニット取付部構造に関するものである。

車両に搭載される空調装置は、多く場合、送風用のブロアやエバポレータ等の空調部品をユニットケースに収容した空調ユニットが乗員室側に配置され、空調ユニット内の冷凍サイクル分品に接続される室外熱交換器やコンプレッサ等が乗員室の前方の動力搭載室（例えば、エンジンルーム）内に配置されている。乗員室と動力搭載室の間はダッシュボードによって隔てられ、室外熱交換器やコンプレッサ等はダッシュボードの前方側に配置されている。

このように空調装置が搭載された車両において、車両の前方から衝撃荷重が入力されたときに、動力搭載室のコンプレッサ等の補機を保護できるようにした技術が案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１４００４９号公報

ところで、特許文献１に記載の技術は、車両の前方からの衝撃荷重の入力時に動力搭載室内の補機を保護できるようになるものの、車両に入力される衝撃荷重が大きい場合には、ダッシュボードが衝撃荷重を受けて乗員室側に変位する可能性が考えられる。そして、ダッシュボードが衝撃荷重を受けて乗員室側に変位すると、ダッシュボードの後方側で車体に固定されている空調ユニットのユニットケースに衝撃荷重が入力されることになる。

空調ユニットのユニットケースには、空調部品としてＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ等の高電圧電装部品が収容されることがある。このような高圧電装部品が収容されたユニットケースにダッシュボードを通して前方から大きな衝撃荷重が入力されると、ユニットケース自体が変形し、その内部に収容されている高電圧電装部品に大きな負荷が作用することが懸念される。

そこで本発明は、車両の前方から大きな衝撃荷重が入力されたときにも、ユニットケースに収容された高圧電装部品を有効に保護することができる車両の空調ユニット取付部構造を提供しようとするものである。

本発明に係る車両の空調ユニット取付部構造は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る車両の空調ユニット取付部構造は、空調ユニット（例えば、実施形態の空調ユニット１１）が、高電圧電装部品（例えば、実施形態のＰＴＣヒータ２０）を含む複数の空調部品と、前記空調部品を収容するユニットケース（例えば、実施形態のユニットケース１２）と、を備え、車両の乗員室（例えば、実施形態の乗員室２）と、該乗員室の前方の動力搭載室（例えば、実施形態の動力搭載室３）との間がダッシュボード（例えば、実施形態のダッシュボード１５）で隔てられ、前記空調ユニットが、前記ダッシュボードの後面に対峙して前記乗員室側に配置され、前記ユニットケースに設けられた空調ユニット側の固定部（例えば、実施形態の係止ブロック２４）が、前記ダッシュボードよりも車両後方側位置で車体側の被固定部（例えば、実施形態の支持ブラケット１８，スタッドボルト２１）に取り付けられた車両の空調ユニットの取付部構造において、前記空調ユニット側の固定部と前記車体側の被固定部の間には、車両前方から前記ダッシュボードを通して前記ユニットケースに衝撃荷重が入力されたときに、前記車体側の被固定部に対する前記ユニットケースの車両後方側への移動を許容する変位許容部（例えば、実施形態のスリット２３，軸部２１ａ）が設けられていることを特徴とする。

上記の構成により、車両前方からダッシュボードを通してユニットケースに衝撃荷重が入力されると、空調ユニット側の固定部と車体側の被固定部の間に設けられた変位許容部によってユニットケースの車両後方側への移動が許容され、ユニットケースがダッシュボードとともに車両後方側に移動する。このため、ユニットケースには大きな変形荷重が作用しなくなり、ユニットケースに収容された高圧電装部品に大きな負荷が作用しにくくなる。

前記空調ユニット側の固定部と前記車体側の被固定部の一方が、車両前後方向に略沿うスリット（例えば、実施形態のスリット２３）を有し、前記空調ユニット側の固定部と前記車体側の被固定部の他方が、前記スリットの延出方向と略直交する方向に延出して前記スリットに挿通される軸部（例えば、実施形態のスタッドボルト２１の軸部２１ａ）を有し、前記軸部が前記スリットに挿通された状態で前記スリットの縁部に締結固定され、前記軸部と前記スリットとが前記変位許容部を構成するようにしても良い。

この場合、車両前方からダッシュボードを通してユニットケースに衝撃荷重が入力されると、軸部がスリット内を相対変位して、ユニットケースの車両後方側への変位が許容される。この構成を採用した場合、ユニットケースへの衝撃荷重の入力時に、軸部がスリットに案内されるようにしてユニットケースが車両後方側に移動するため、ユニットケースの後退挙動を安定させることができる。また、この場合、簡単な構成によって変位許容部を構成することが可能になる。

前記ユニットケースの前部は、前記ダッシュボードに固定されるようにしても良い。

この場合、ユニットケースがダッシュボードにも固定されるため、変位許容部の設置箇所を増加させることなく、ユニットケースを車体に安定して支持させることが可能になる。

前記ユニットケースの前部は、前記ダッシュボードの後面に突き当てられて固定され、前記空調ユニット側の固定部は、車両前方側に開口し車両前後方向に略沿うスリット（例えば、実施形態のスリット２３）を有し、前記車体側の被固定部は、前記スリットの延出方向と略直交する方向に延出して前記スリットに挿通される軸部（例えば、実施形態のスタッドボルト２１の軸部２１ａ）を有し、前記軸部が前記スリットに挿通された状態で前記スリットの縁部に締結固定され、前記軸部と前記スリットとが前記変位許容部を構成するようにしても良い。

この場合、空調ユニットを車体に取り付けるときには、ユニットケース全体を乗員室側において車両前方側に移動させることにより、ユニットケースのスリットに該スリットの開口を通して車体側の軸部を挿通させることができるとともに、ユニットケースの前部をダッシュボードの後面に突き当てることができる。また、この状態において、軸部をスリットの縁部に締結固定し、かつユニットケースの前部をダッシュボードの後面に固定することにより、空調ユニットを車体に容易に取り付けることができる。

前記空調ユニットは、外部に延出する電気ケーブル（例えば、実施形態の電気ケーブル７）を有し、前記電気ケーブルは、前記ユニットケースに係止固定されているとともに、前記ユニットケースから離間した位置で車体に係止固定されており、前記ユニットケースと前記車体に係止固定された前記電気ケーブルは、前記ユニットケースに対する係止固定部と車体に対する係止固定部の間に、湾曲、若しくは、屈曲した余長部（例えば、実施形態の余長部２８）を有している構成としても良い。

この場合、車両前方からダッシュボードを通してユニットケースに衝撃荷重が入力されると、ユニットケースがダッシュボードとともに車両後方側に変位し、それに伴って電気ケーブルのユニットケースに対する係止固定部も車両後方側に変位する。このとき、電気ケーブルのユニットケースに対する係止固定部が車体に対する係止固定部に対して相対変位するが、これらの間には、湾曲、若しくは、屈曲した余長部が設けられているため、車体に対する係止固定部に急激に大きな負荷が作用しにくくなる。したがって、この構成を採用した場合には、電気ケーブルをも有効に保護することができる。

本発明によれば、車両前方からダッシュボードを通してユニットケースに衝撃荷重が入力されたときに、変位許容部によってユニットケースの車両後方側への移動が許容され、ユニットケースがダッシュボードとともに車両後方側に移動して、ユニットケースに大きな変形荷重が作用しなくなるため、ユニットケースに収容された高圧電装部品を有効に保護することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の空調装置の配置を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車両の空調装置の配置を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る車両の一部を図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面にした部分断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両の空調ユニットの配置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両の図４のＶ部分を拡大して示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両の図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面の適所には、車両の前方を示す矢印ＦＲと、車両の上方を示す矢印ＵＰと、車両の左側方を示す矢印ＬＨが記されている。

図１，図２は、本実施形態に係る車両１の空調装置１０の配置を示した模式的な平面図と側面図である。
本実施形態に係る車両１は、車両前後方向の略中央に乗員が搭乗する乗員室２が設けられ、乗員室２の前方に、エンジンやモータ等の車両駆動用のパワーユニットＰＵが搭載される動力搭載室３が設けられている。

車両１の乗員室２の後方側には高圧バッテリ４が搭載されている。乗員室２の下方には、ＤＣ−ＤＣコンバータとＰＤＵ（Power Drive Unit）を含む電力変換ブロック５が配置されている。電力変換ブロック５は電気ケーブル９を介して高圧バッテリ４に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、高圧バッテリ４の高電圧の直流電力を低電圧の直流電力に変換する。ＰＤＵは、パワーユニットＰＵで使用する三相交流の電力と高圧バッテリ４側の直流電力との間で電力の変換を行う。電力変換ブロック５は、三相交流用の電気ケーブ６（図３参照）を介してパワーユニットＰＵのモータ部に接続されているとともに、高電圧の直流用の電気ケーブル７を介して空調装置１０の空調ユニット１１に接続されている。

空調装置１０は、送風用のブロアやエバポレータ、暖房用の室内熱交換器、通路切換用のモータ等の空調部品をユニットケース１２に収容して成る空調ユニット１１と、空調ユニット１１のエバポレータや室内熱交換器に配管接続されるコンプレッサ１３と室外熱交換器１４とを備えている。空調ユニット１１は、乗員室２内の前部の図示しないインストルメントパネルの前方下方位置に配置され、コンプレッサ１３と室外熱交換器１４は、乗員室２の前方の動力搭載室３内に配置されている。

また、空調装置１０のユニットケース１２内には、空調部品の一つとして高電圧電装部品であるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ２０が収容されている。ＰＴＣヒータ２０は、空調ユニット１１内の通風路内に配置され、電力による加熱によって通風路内を通過する空調空気を加熱する。ＰＴＣヒータ２０は、冷寒時に暖房用の室内熱交換器による暖房の補助として併用することも、ＰＴＣヒータ２０単独で使用することも可能である。

図３は、車両１の一部を図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面にして、乗員室２の前部を左後部斜め上方から見た図である。なお、図３においては、空調ユニット１１の一部が省略され、ユニットケース１２が仮想線で示されている。また、図４は、車両１の一部を断面にして乗員室２の前部を左後部斜め上方から見た図であり、図５は、図４のＶ部分を拡大して示した図である。
図３，図４に示すように、乗員室２と動力搭載室３の間は、ダッシュボード１５によって隔てられている。ダッシュボード１５は主に金属製のパネル材から成り、左右の側縁部が車体側部の骨格部材に結合されているとともに、下縁部が乗員室２の下方のフロアパネル１６に結合されている。

本実施形態の場合、空調ユニット１１は、乗員室２の前部の右側寄り部分にダッシュボード１５の後面に対峙して配置されている。空調ユニット１１のユニットケース１２の前端部には、図４に示すように取付ブラケット１７が延設され、その取付ブラケット１７がダッシュボード１５に対してボルト締結等によって固定されている。取付ブラケット１７は、ユニットケース１２の前端部に、車幅方向に沿うように複数設けられている。

乗員室２内のフロアパネル１６の車幅方向略中央のトンネル部１６ａの上面には、ユニットケース１２の車幅方向内側寄りの後部下端を固定するための支持ブラケット１８が溶接等によって固定されている。支持ブラケット１８は、車両前後方向に沿いトンネル部１６ａの上面から上方に垂立する垂立壁１８ａを有し、垂立壁１８ａには、軸部２１ａが車幅方向に沿って延出するスタッドボルト２１が取り付けられている。スタッドボルト２１の軸部２１ａは、後述するようにユニットケース１２の後部下端に係合した状態において、図５に示すようにナット２２が螺合されるようになっている。
本実施形態においては、支持ブラケット１８とスタッドボルト２１が車体側の被固定部を構成している。支持ブラケット１８とスタッドボルト２１は、ダッシュボード１５よりも車両後方側位置に設置されている。

ユニットケース１２の車幅方向内側寄りの後部下端には、図３，図５に示すように、車両前後方向に略沿うスリット２３を有する係止ブロック２４が延設されている。係止ブロック２４のスリット２３は車両前方側に開口している。係止ブロック２４のスリット２３には、スタッドボルト２１の軸部２１ａが挿通されるようになっている。スタッドボルト２１の軸部２１ａは、スリット２３の延出方向と略直交する方向に延出している。
本実施形態においては、係止ブロック２４が空調ユニット側の固定部を構成している。

ユニットケース１２は、例えば、以下のようにして車体に取り付けることができる。
スリット２３の開口が軸部２１ａに対して車両後方側から対峙するように、ユニットケース１２をフロアパネル１６の上方に配置し、その状態でユニットケース１２を前方に移動させる。これにより、係止ブロック２４のスリット２３に対して前端側の開口を通してスタッドボルト２１の軸部２１ａが挿入され、ユニットケース１２の前部の取付ブラケット１７がダッシュボード１５の後面に突き当てられる。この状態において、ユニットケース１２の前部の取付ブラケット１７がダッシュボード１５に締結固定され、スタッドボルト２１の軸部２１ａにナット２２が螺合される。ナット２２がスタッドボルト２１の軸部２１ａに締め込まれると、軸部２１ａが係止ブロック２４のスリット２３の縁部に締結固定される。

空調ユニット１１は、ユニットケース１２の前部と後部下端とがダッシュボード１５の後面とフロアパネル１６の支持ブラケット１８に固定されることになるが、ユニットケース１２の係止ブロック２４（空調ユニット側の固定部）と車体側の支持ブラケット１８（車体側の被固定部）の間は、車両前方からダッシュボード１５を通してユニットケース１２に規定値以上の衝撃荷重が入力されたときに、ユニットケース１２の車両後方側への移動を許容するようになっている。このとき、スタッドボルト２１の軸部２１ａは、係止ブロック２４のスリット２３内を相対的に摺動する。

本実施形態においては、スタッドボルト２１の軸部２１ａと係止ブロック２４のスリット２３が、空調ユニット取付部構造の変位許容部を構成している。また、軸部２１ａとスリット２３が、ユニットケース１２の車両後方側への移動を許容するようになる荷重の規定値は、ダッシュボード１５を通して前部を押圧されたユニットケース１２が大きく変形しない値に設定されている。具体的には、ユニットケース１２の変形によって、その内部に収容されたＰＴＣヒータ２０（高圧電装部品）に、不都合を生じるような過大な荷重が入力されないように設定されている。

ここで、前述した電力変換ブロック５に接続された高電圧の電気ケーブル７は、フロアパネル１６のトンネル部１６ａを貫通して空調ユニット１１方向に引き出され、空調ユニット１１内のＰＴＣヒータ２０に接続されている。ＰＴＣヒータ２０に接続された電気ケーブル７は、ユニットケース１２の外部において、ユニットケース１２の外面にクリップ２５を介して係止固定されている。

また、電気ケーブル７が上下に貫通するフロアパネル１６の図示しない挿通孔には、樹脂製のブッシュ２７が取り付けられている。電気ケーブル７は、ブッシュ２７を介してフロアパネル１６（車体）に係止固定されている。

電気ケーブル７は、クリップ２５によるユニットケース１２との係止固定部と、ブッシュ２７による車体との係止固定部の間に、湾曲、若しくは、屈曲した余長部２８を有している。余長部２８の長さや、湾曲、若しくは、屈曲する方向等は、ダッシュボード１５を通して空調ユニット１１に衝撃荷重が作用して、ユニットケース１２が車両後方に移動したときに、電気ケーブル７の車体側の係止固定部付近に大きな負荷が作用しないように設定されている。

図６は、車両の前方から衝撃荷重が入力されたときの空調ユニット１１周りの各部の変形挙動を仮想線で示した図である。
車両１の前方から大きな衝撃荷重が入力されると、ダッシュボード１５が車両後方側に向かって変形し、衝撃荷重がダッシュボード１５を通して空調ユニット１１のユニットケース１２に入力される。すると、ユニットケース１２は、前部側がダッシュボード１５によって車体後方側に押圧されるとともに、後部下端の係止ブロック２４が、スタッドボルト２１の軸部２１ａに対して車両後方側に押圧される。こうしてダッシュボード１５の変形が進行すると、ユニットケース１２の係止ブロック２４のスリット２３内でスタッドボルト２１の軸部２１ａが前方に相対変位するようになる。この結果、ユニットケース１２と、その内部のＰＴＣヒータ２０等の空調部品は、図６に示すように、車体後方側に変位し、ユニットケース１２内のＰＴＣヒータ２０等には大きな荷重が作用しなくなる。
また、このときＰＴＣヒータ２０に接続された高圧の電気ケーブル７は、余長部２８で大きく撓み、車体側の係止固定部（ブッシュ２７）付近に大きな負荷が作用するのを回避される。

以上のように、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造においては、車両前方からダッシュボード１５を通してユニットケース１２に大きな衝撃荷重が入力されたときに、車体側のスタッドボルト２１の軸部２１ａと、空調ユニット１１側のスリット２３との間でユニットケース１２の車両後方側への移動を許容される。このため、車両前方からダッシュボード１５を通してユニットケース１２に大きな衝撃荷重が入力されたときには、ユニットケース１２に大きな変形荷重が作用しなくなる。
したがって、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造を採用した場合には、ユニットケース１２に収容されたＰＴＣヒータ２０等の高圧電装部品を有効に保護することができる。

特に、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造は、車体側のスタッドボルト２１の軸部２１ａが、空調ユニット１１側の係止ブロック２４のスリット２３に挿通され、その軸部２１ａがスリット２３に挿通された状態でスリット２３の縁部に締結固定され、車体側の軸部２１ａと空調ユニット１１側のスリット２３とが、ユニットケース１２の車体後方側への移動を許容する変位許容部を構成している。このため、ユニットケース１２への衝撃荷重の入力時には、軸部２１ａがスリット２３に案内されるようにしてユニットケース１２が車両後方側に移動する。
したがって、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造を採用した場合には、ユニットケース１２の後退挙動を安定させることができるとともに、簡単な構成によって変位許容部を構成することができる。

また、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造の場合、ユニットケース１２の前部が取付ブラケット１７を介してダッシュボード１５にも固定されているため、変位許容部（軸部２１ａ、及び、スリット２３）の設置箇所を増加させることなく、ユニットケース１２を車体に安定して支持することができる。
したがって、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造を採用した場合には、通常使用時における空調ユニット１１の安定的な支持と、衝撃荷重の入力時におけるユニットケース１２の確実な後退変位を得ることができる。

さらに、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造においては、ユニットケース１２の前部がダッシュボード１５の後面に突き当てられて固定され、空調ユニット１１側の固定部が、車両前方側に開口し車両前後方向に略沿うスリット２３を有し、車体側の被固定部がスリット２３に挿通される軸部２１ａを有し、軸部２１ａがスリット２３に挿通された状態でスリット２３の縁部に締結固定されて、軸部２１ａとスリット２３が変位許容部を構成している。このため、空調ユニット１１を車体に取り付けるときには、ユニットケース１２を、ダッシュボード１５と車体側の軸部２１ａに対して後方側から前方に移動させることにより、ユニットケース１２と他の部材との干渉を招くことなく、空調ユニット１１を車体に容易に取り付けることができる。

また、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造では、空調ユニット１１に接続された高圧の電気ケーブル７が、クリップ２５を介してユニットケース１２に係止固定されているとともに、ユニットケース１２と離間した位置でブッシュ２７を介して車体に係止固定され、電気ケーブル７のユニットケース１２に対する係止固定部と車体に対する係止固定部の間に、湾曲、若しくは、屈曲した余長部２８が設けられている。このため、車両前方からダッシュボード１５を通してユニットケース１２に衝撃荷重が入力されて、ユニットケース１２が車両後方側に移動したときに、電気ケーブル７が余長部２８を中心として撓んで車体に対する係止固定部に急激に大きな負荷が作用するのを回避することができる。
したがって、本実施形態に係る車両の空調ユニット取付部構造を採用した場合には、ＰＴＣヒータ２０等の高圧電装部品だけでなく、高圧の電気ケーブル７も有効に保護することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、ＰＴＣヒータ２０がユニットケース１２内に収容される高圧電装部品を構成しているが、ユニットケース１２内に収容される高圧電装部品はＰＴＣヒータ２０に限るものではない。
また、上記の実施形態においては、ユニットケース１２の係止ブロック２４（空調ユニット側の固定部）にスリット２３が形成され、車体側にスリット２３に挿通される軸部２１ａが設けられているが、逆に、車体側にスリットを設け、ユニットケース側に軸部を設けるようにしても良い。

２…乗員室
３…動力搭載室
７…電気ケーブル
１１…空調ユニット
１２…ユニットケース
１５…ダッシュボード
１８…支持ブラケット（車体側の被固定部）
２０…ＰＴＣヒータ（高電圧電装部品）
２１…スタッドボルト（車体側の被固定部）
２１ａ…軸部（変位許容部）
２３…スリット（変位許容部）
２４…係止ブロック（空調ユニット側の固定部）
２８…余長部

Claims (5)

1. 空調ユニットが、高電圧電装部品を含む複数の空調部品と、前記空調部品を収容するユニットケースと、を備え、
   車両の乗員室と、該乗員室の前方の動力搭載室との間がダッシュボードで隔てられ、
   前記空調ユニットが、前記ダッシュボードの後面に対峙して前記乗員室側に配置され、
   前記ユニットケースに設けられた空調ユニット側の固定部が、前記ダッシュボードよりも車両後方側位置で車体側の被固定部に取り付けられた車両の空調ユニットの取付部構造において、
   前記空調ユニット側の固定部と前記車体側の被固定部の間には、車両前方から前記ダッシュボードを通して前記ユニットケースに衝撃荷重が入力されたときに、前記車体側の被固定部に対する前記ユニットケースの車両後方側への移動を許容する変位許容部が設けられていることを特徴とする車両の空調ユニット取付部構造。
2. 前記空調ユニット側の固定部と前記車体側の被固定部の一方が、車両前後方向に略沿うスリットを有し、
   前記空調ユニット側の固定部と前記車体側の被固定部の他方が、前記スリットの延出方向と略直交する方向に延出して前記スリットに挿通される軸部を有し、
   前記軸部が前記スリットに挿通された状態で前記スリットの縁部に締結固定され、
   前記軸部と前記スリットとが前記変位許容部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の車両の空調ユニット取付部構造。
3. 前記ユニットケースの前部は、前記ダッシュボードに固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の空調ユニット取付部構造。
4. 前記ユニットケースの前部は、前記ダッシュボードの後面に突き当てられて固定され、
   前記空調ユニット側の固定部は、車両前方側に開口し車両前後方向に略沿うスリットを有し、
   前記車体側の被固定部は、前記スリットの延出方向と略直交する方向に延出して前記スリットに挿通される軸部を有し、
   前記軸部が前記スリットに挿通された状態で前記スリットの縁部に締結固定され、
   前記軸部と前記スリットとが前記変位許容部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の車両の空調ユニット取付部構造。
5. 前記空調ユニットは、外部に延出する電気ケーブルを有し、
   前記電気ケーブルは、前記ユニットケースに係止固定されているとともに、前記ユニットケースから離間した位置で車体に係止固定されており、
   前記ユニットケースと前記車体に係止固定された前記電気ケーブルは、前記ユニットケースに対する係止固定部と車体に対する係止固定部の間に、湾曲、若しくは、屈曲した余長部を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の空調ユニット取付部構造。

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