JPH0976727A

JPH0976727A - 自動車用空調装置

Info

Publication number: JPH0976727A
Application number: JP23543795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsui; 浩松井; Kazuhiro Suzuki; 和裕鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: JP3482749B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ドレンホースやグロメット等を用いることな
く、ドレンパイプと車体パネルとの隙間を確実にシール
することができる自動車用空調装置の提供。【解決手段】クーリングユニット５の設けられた車室と
車外とを仕切る車体パネル４に、ドレンパイプ８ｃが貫
通する孔４ａを形成し、ドレンパイプ８ｃに弾性部材１
９ｂと水密部材１９ａとをその順に外挿し、クーリング
ユニット５を車体パネル４側に押動して弾性部材１９ｂ
を圧縮変形することにより水密部材１９ａを車体パネル
４に押圧し、ドレンパイプ８ｃの先端を車体パネル４の
貫通孔４ａから突設させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用空調装置に
用いられるクーリングユニットからの凝縮水のドレン部
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は自動車用空調装置の一部を示す図
である。１はブロアユニット、２はヒータユニットであ
り、ともに自動車３の車室とエンジンルームとを仕切る
車体パネル４の車室側に取り付けられる。なお、車体パ
ネル４については、二点鎖線でその一部のみを示した。
５はクーリングユニットであり、ブロアユニット１およ
びヒータユニット２に挟まれるように配置されて各々に
連結される。なお、クーリングユニット５は車体パネル
４に直接に固定されない。６ａ，６ｂはクーリングユニ
ット５に冷媒を供給するための配管であり、配管６ａが
リキッドタンク（不図示）に、配管６ｂがコンプレッサ
（不図示）にそれぞれ接続される。

【０００３】図の矢印で示すように、不図示のリキッド
タンクから配管６ａを介してクーリングユニット５に冷
媒が供給される。供給された冷媒はクーリングユニット
５のエバポレータ（不図示）で気化され、そのエバポレ
ータによってブロアユニット１より送風される車室また
は車外の空気が冷却される。その後、冷媒は配管６ｂを
介して不図示のコンプレッサへ送られる。クーリングユ
ニット５で冷却された空気は、ヒータユニット２で所定
の温度に調整された後に車室に送られる。

【０００４】図６は、ブロアユニット１側から視たクー
リングユニット５および車体パネル４部分の断面を示す
概略図である。７はクーリングユニットケース８に納め
られたエバポレータである。クーリングユニットケース
８は、その底面８ａが車体パネル４側が低くなるように
傾斜しているとともに、クーリングユニットケース８の
底部の車体パネル４に対向する面８ｂにドレンパイプ８
ｃが設けられている。９はドレンパイプ８ｃを囲むよう
に設けられたドレンシールであり、ポリウレタン等の弾
性材からなる。車体パネル４には貫通孔４ａが形成さ
れ、その孔４ａのエンジンルーム側にドレンホース１０
が取り付けられている。

【０００５】クーリングユニット５がブロアユニット１
およびヒータユニット２に連結されると、ドレンシール
９はクーリングユニットケース８の面８ａによって車体
パネル４およびドレンパイプ１０の取付部分に押圧され
て圧縮変形され、ドレンパイプ８ｃと孔４ａとの隙間を
シールする。このとき、ドレンパイプ８ｃの先端部分が
ドレンホース１０内に挿入される。ブロアユニット１か
らの空気がエバポレータ７で冷却されると水分が凝縮
し、符号Ｗで示すようにクーリングユニットケース８の
底部に溜まる。クーリングユニットケース８の底部に溜
まった凝縮水Ｗはドレンパイプ８ｃを介してドレンホー
ス１０内に排出され、さらに、ドレンホース１０を通っ
て車外へ排出される。

【０００６】図７は自動車用空調装置の他の例であり、
ドレンホース１０の代りにグロメット１１およびドレン
ホース１２を用いるものである。この装置では、車体パ
ネル４の孔４ａにグロメット１１が取り付けられ、クー
リングユニットケース８のドレンパイプ８ｃに取り付け
られたドレンホース１２がグロメット１１を貫通してエ
ンジンルーム側に取り出される。その他の構成は図６と
同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６および
図７に示した従来の装置では、ドレンパイプ８ｃの回り
に設けられたドレンシール９によってドレンパイプ８ｃ
と孔４ａとの隙間がシールされるが、水密および気密性
が不十分なため、これを確実なものとするためにドレン
ホース１０やグロメット１１が用いられている。そのた
め、部品点数が増加してコストアップを招くという欠点
を有する。また、多くの場合、車体パネル４の孔４ａは
作業しづらい位置にあるため、ドレンホース１０やグロ
メット１１を車体パネル４に取り付ける作業は難作業の
一つになっており、その結果、作業時間が増加するとい
う難点があった。

【０００８】本発明の目的は、ドレンホースやグロメッ
ト等を用いることなく、ドレンパイプと車体パネルとの
隙間を確実にシールすることができる自動車用空調装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１および図２に対応付けて説明する。図１に対応付け
て説明すると、請求項１の発明は、ブロアユニットから
の空気をクーリングユニット５で冷却する際に生ずる凝
縮水Ｗをクーリングユニット５に設けられたドレンパイ
プ８ｃにより車外に排出するようにした自動車用空調装
置に適用され、クーリングユニット５の設けられた車室
と車外とを仕切る車体パネル４に、ドレンパイプ８ｃが
貫通する孔４ａを形成し、ドレンパイプ８ｃに弾性部材
１９ｂと水密部材１９ａとをその順に外挿し、クーリン
グユニット５を車体パネル４側に押動して弾性部材１９
ｂを圧縮変形することにより水密部材１９ａを車体パネ
ル４に押圧し、ドレンパイプ８ｃの先端を車体パネル４
の貫通孔４ａから突設させて上述の目的を達成する。請
求項２の発明による自動車用空調装置では、弾性部材１
９ｂはクーリングユニット５と水密部材１９ａとの間に
ドレンパイプ８ｃに外挿された柱状の弾性材から成り、
弾性部材１９ｂを圧縮変形して水密部材１９ａを車体パ
ネル４に押圧する。図２に対応付けて説明すると、請求
項３の発明による自動車用空調装置では、弾性部材１９
ｂのドレンパイプ軸方向の自然長をドレンパイプ８ｃの
全長以下とした。図１に対応付けて説明すると、請求項
４の発明による自動車用空調装置では、クーリングユニ
ット５設置後に弾性部材１９ｂの圧縮変形により水密部
材１９ａと車体パネル４との間の面圧が所定値以上とな
り、かつ、設置時の取付け反力が所定値以下となるよう
に弾性部材１９ｂのばね定数と水密部材１９ａのシール
面積とを定めた。請求項５の発明による自動車用空調装
置では、弾性部材１９ｂのばね定数と水密部材１９ａの
シール面積とを、クーリングユニット５設置後の水密部
材１９ａと車体パネル４との間の面圧が６０（kg/cm²）
以上となるように定めた。請求項６の発明による自動車
用空調装置では、弾性部材１９ｂを、密度が５．２×１
０^-2〜７×１０^-2（g/cm³）である連続気泡ポリウレタ
ンフォームで形成した。

【００１０】請求項１の発明では、ドレンパイプ８ｃに
外挿された水密部材１９ａはドレンパイプ８ｃと車体パ
ネル４との隙間をシールする。また、ドレンパイプ８ｃ
の先端は貫通孔４ａから車外に突出する。請求項２の発
明では、柱状の弾性材から成る弾性部材１９ｂが圧縮変
形されることにより、水密部材１９ａが車体パネル４に
押圧される。請求項３の発明では、クーリングユニット
５の設置時に、ドレンパイプ８ｃの先端が弾性部材１９
ｂの面Ｓ１より突出する。請求項４〜５の発明では、ク
ーリングユニット５設置後にシール性に適した面圧とな
り、かつ、設置時に適正な反力となる。

【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図１は本発明による自動車
用空調装置の実施の形態を説明する図であり、図６と同
様にクーリングユニット部分の断面を示している。本発
明の実施の形態では、図６と同様の部分には同一の符号
を付した。１９はドレンパイプ８ｃを囲むように設けら
れた円柱状のドレンシールであり、水密部材１９ａと弾
性部材１９ｂとで構成されている。水密部材１９ａは耐
熱性，耐オゾン性，水密性に優れる独立気泡エチレンプ
ロピレンゴムから成り、弾性部材１９ｂは耐圧縮永久歪
性に優れる連続気泡ポリウレタンフォームから成る。水
密材１９ａと弾性部材１９ｂとは互いに面Ｓ１で接着さ
れ、さらに、ドレンシール１９が面Ｓ２でクールングユ
ニットケース８に接着されている。なお、水密部材１９
ａの厚さは１０〜１５（mm）程度である。

【００１３】ドレンシール１９の車体パネル４に対向す
る面の面積は車体パネル４の孔４ａの面積よりも大きく
設定されており、ドレンシール１９がクーリングユニッ
ト５により車体パネル４に押圧されることによって、水
密部材１９ａと車体パネル４との間にシール面が形成さ
れる。このとき、弾性部材１９ｂがドレンパイプ軸方向
に圧縮変形されて、水密部材１９ａに所定の面圧を与え
る。二点鎖線Ａはドレンシール１９の変形前の形状を示
しており、ドレンシール１９のドレンパイプ軸方向の自
然長はドレンパイプ８ｃの全長以下である。そのため、
クーリングユニット５設置後には、ドレンパイプ８ｃの
先端は確実に車体パネル４の孔４ａを貫通してエンジン
ルーム内に突出する。なお、水密部材１９ａはほとんど
変形しない。

【００１４】図１ではドレンシール１９のドレンパイプ
軸方向の自然長をドレンパイプ８ｃの全長以下と設定し
たが、図２（ａ）のように弾性部材１９ｂの寸法を設定
してもよい。ここでは、弾性部材１９ｂの寸法ｔ１はド
レンパイプ８ｃの全長Ｌ以下に設定される。なお、この
場合にも、クーリングユニット５設置後には、ドレンパ
イプ８ｃの先端がエンジンルームに突出するように弾性
部材１９ｂのばね定数が設定される。

【００１５】図１または図２（ａ）のように寸法を設定
した場合、以下のような利点がある。例えば、図２
（ｂ）に示すドレンシール２０のように弾性部材２０ｂ
の寸法ｔ２がドレンパイプ８ｃの全長Ｌより大きい場
合、ドレンシール２０が車体パネル４（不図示）に押圧
されて弾性部材２０ｂが圧縮変形される際に、弾性部材
２０ｂがドレンパイプ軸方向に対して垂直方向にずれる
可能性がある。このようなずれが生じると、図２（ｃ）
のようにドレンパイプ８ｃと水密部材１９ａとの間に弾
性部材２０ｂを噛み込むおそれがあり、ドレンパイプ８
ｃによる凝縮水の排出に悪影響をおよぼす。ところが、
図２（ａ）のような寸法に設定しておけば、ドレンパイ
プ８ｃの先端が弾性部材１９ｂの面Ｓ１より突出してい
るため、図２（ｃ）に示すような噛み込みが発生するこ
とがない。なお、図２（ｃ）おいて、二点鎖線Ｂは変形
前のドレンシール２０を示している。

【００１６】ところで、上述したクーリングユニット５
を車体に設置する際には、作業者がクーリングユニット
５を車体パネル４方向に付勢してドレンシール１９を圧
縮変形させた状態でブロアユニットおよびヒータユニッ
トに連結しなければならない。そのため、作業性を考慮
すると、ドレンシール１９による作業者への反力は１０
（kgf）以下に抑える必要がある。また、実車による水
密実験結果から、必要な水密性を得るためには水密部材
１９ａと車体パネル４との間の面圧を６０（kg/cm²）以
上にする必要がある。なお、上記反力は（弾性部材１９
ｂのばね定数）×（取付け時の圧縮変形量）に依存す
る。

【００１７】次に、上述した条件を満たすには、弾性部
材１９ｂの材料である連続気泡ポリウレタンフォームの
密度をどのような値にすべきか説明する。以下では、車
体パネル４の孔４ａの径は種々あるが小径のものとして
３６（mm）、大径のものとして４５（mm）のものを考え
る。また、連続気泡ポリウレタンフォームについては、
図３に示すように密度が７×１０^-2，６×１０^-2，５．
２×１０^-2（g/cm³）のものを考える。図３は、各密度
の連続気泡ポリウレタンフォームの圧縮率と圧縮応力と
の関係を示す図である。

【００１８】クーリングユニット５の取付バラツキを考
慮すると、水密部材１９ａの径は少なくとも孔径３６
（mm）でφ５６（mm）程度、孔径４５（mm）でφ６５
（mm）程度それぞれ必要となる。ドレンパイプ８ｃの径
をφ１４（mm）と仮定すると、水密部材１９ａの面積は
それぞれ２３（cm²），３２（cm²）となる。組付け時の
反力上限値を１０（kgf）とすると、φ６５（mm）の水
密部材１９ａの面圧Ｐ１は

【数１】Ｐ１＝１００００（gf）／３２（cm²）＝３１３（gf/cm²） …（１）となる。すなわち、面圧３１３（gf/cm²）以下のゾーン
１で使用しなければならない。このとき、密度７×１０
^-2（g/cm³）の連続気泡ポリウレタンフォームでは圧縮
率２３％以下で、密度６×１０^-2（g/cm³）のものでは
圧縮率６３％以下で使用しなければならない。一方、φ
５６（mm）の水密部材１９ａの面圧Ｐ２は

【数２】Ｐ２＝１００００（gf）／２３（cm²）＝４３５（gf/cm²） …（２）となり、面圧４３５（gf/cm²）以下のゾーン２で使用し
なければならない。このとき、密度７×１０^-2（g/c
m³）の連続気泡ポリウレタンフォームでは圧縮率３８％
以下で、密度６×１０^-2（g/cm³）のものでは圧縮率７
０％以下で使用しなければならない。

【００１９】密度７×１０^-2（g/cm³）の連続気泡ポリ
ウレタンフォームについて使用の可否を検討する。弾性
部材１９ｂの圧縮率のバラツキを±１０％と仮定する
と、φ６５（mm）の弾性部材１９ｂの使用範囲は３％〜
２３％（中央値１３％で使用）となり、φ５６（mm）の
ものは１８〜３８％（中央値２８％で使用）となる。前
述したように、水密性を考慮すると面圧は６０（g/c
m²）以上必要であるが、φ６５（mm）のものでは圧縮率
が３％のところで面圧が６０（g/cm²）以下となり、こ
の場合には密度７×１０^-2（g/cm³）の連続気泡ポリウ
レタンフォームを使用できない。一方、φ５６（mm）の
ものの場合には、使用範囲の中央値が２８％となり、弾
性材は圧縮率５０％前後を中央値とするのが一般的であ
ることを考慮すると、密度７×１０^-2（g/cm³）の連続
気泡ポリウレタンフォームの使用は難しい。

【００２０】次いで、密度密度６×１０^-2（g/cm³）の
連続気泡ポリウレタンフォームについて同様の検討をす
る。使用範囲はφ６５（mm）のもので４３％〜６３％
（中央値５３％で使用）、φ５６（mm）のもので５０％
〜７０％（中央値６０％で使用）となる。いずれの場合
も、水密性を満たす圧縮応力６０（g/cm²）以上のゾー
ン３内にある。さらに、図３の二点鎖線で示した１０年
経過後の圧縮応力特性を考慮すると、例えば、初期に点
Ｑ１の特性であったものは点Ｑ２の特性（圧縮率３３％
で、圧縮応力７０（g/cm²）を有する）に変化するがこ
の場合でもゾーン３内にあり、水密性を満足している。

【００２１】また、密度５．２×１０^-2（g/cm³）のも
のは、図３の特性曲線からも明らかなように弾性材１９
ａとして使用することができない。以上の検討結果か
ら、車体パネル４の孔４ａが一般的な大きさφ５６〜６
５（mm）である場合には、密度密度６×１０^-2（g/c
m³）の連続気泡ポリウレタンフォームが最適である。

【００２２】図４は図１に示したドレンシール１９の変
形例である。図４（ａ）は第１の変形例であり、ドレン
シール２９は連続気泡ポリウレタンフォームの弾性部材
２９ｂの表面に直接に水密材層を形成して水密部材２９
ａとしている。水密部材２９ａは、通常の発泡工程にお
いて外表面に形成されるスキン層（気泡が潰れた状態の
表面層）がそのまま利用される。このように形成された
ドレンシール２９は、クーリングユニットケース８に面
Ｓ３において接着される。図４（ｂ）は第２の変形例
で、部材３９ａおよび３９ｂは図４（ａ）のドレンシー
ル２９と同様のものであり、ドレンシール３９は２つの
部材３９ａと３９ｂを面Ｓ４で接着したものである。部
材３９ａの３９ｃは水密部材で、３９ｄは弾性部材であ
る。

【００２３】本発明の実施の形態では、ドレンシール１
９は、水密性，耐熱性等のシール材としての特性の良い
水密部材１９ａと耐圧縮永久歪性に優れる弾性部材１９
ｂとから構成されるため、ドレンパイプ８ｃと車体パネ
ル４との間のシールを確実に行うことができる。その結
果、従来の空調装置のようにドレンホースやグロメット
等を付加する必要がなく、さらに、作業時間の短縮を図
ることができる。また、ドレンパイプ８ｃの全長Ｌが弾
性部材１９ｂのドレンパイプ軸方向の寸法以上としてい
るため、図２（ｃ）に示すような弾性部材１９ｂの噛み
込みを防ぐことができる。特に、弾性部材１９に密度６
×１０^-2（g/cm³）の連続気泡ポリウレタンフォームを
使用して上記の各条件下で用いることにより、最適な作
業反力およびシール面の面圧を得ることができる。

【００２４】上述した発明の実施の形態では、水密部材
１９ａとして独立気泡エチレンプロピレンゴムを用いた
が、水密性，耐熱性等に優れる材料ならばこれに限ら
ず、例えば、その他のゴムや樹脂，金属等を用いてもよ
い。また、弾性部材１９ｂに関しても、連続気泡ポリウ
レタンフォームに限らず、金属や樹脂のばね，シリコン
ゴム等のゴム，樹脂等を用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水密性，耐熱性等に優れた水密部材を耐圧縮永久歪性に
優れる弾性部材によって車体パネルに押圧するととも
に、ドレンパイプが車体パネルの貫通孔から突出してい
るため、ドレンパイプと車体パネルとの隙間のシールお
よび凝縮水の車外への排水を確実に行うことができる。
その結果、従来の空調装置のようにドレンホースやグロ
メット等を付加する必要がなく、さらに、作業時間の短
縮を図ることができる。請求項３の発明では、ドレンパ
イプの先端が弾性部材の面から突出しているため、弾性
部材を圧縮変形した際に、水密部材とドレンパイプとの
間に弾性部材を噛み込むおそれがなく、ドレンパイプに
よる凝縮水の排出を妨げることがない。請求項４〜６の
発明では、クーリングユニット設置後にシール性に適し
た面圧となり、かつ、設置時に適正な反力となるため、
水密性および作業性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動車用空調装置の実施の形態を
説明する図であり、クーリングユニット部分を示す断面
図である。

【図２】弾性部材１９ｂの寸法設定方法を説明する図で
あり、（ａ）は弾性部材１９ｂの寸法を示す図、（ｂ）
および（ｃ）は（ａ）に示す設定方法によらないものを
示す。

【図３】連続気泡ポリウレタンフォームの特性を示す
図。

【図４】図１に示すドレンシールの変形例を示す図であ
り、（ａ）は第１の変形例、（ｂ）は第２の変形例。

【図５】従来の自動車用空調装置の要部を示す図。

【図６】クーリングユニット部分の第１の例を示す断面
図である。

【図７】クーリングユニット部分の第２の例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ブロアユニット２ヒータユニット４車体パネル４ａ孔５クーリングユニット７エバポレータ８クーリングユニットケース８ｃドレンパイプ１９，２０ドレンシール１９ａ，２９ａ，３９ａ水密部材１９ｂ，２０ｂ，２９ｂ，３９ｂ弾性部材Ｗ凝縮水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブロアユニットからの空気をクーリング
ユニットで冷却する際に生ずる凝縮水をクーリングユニ
ットに設けられたドレンパイプにより車外に排出するよ
うにした自動車用空調装置において、前記クーリングユニットの設けられた車室と車外とを仕
切る車体パネルに、前記ドレンパイプが貫通する孔を形
成し、前記ドレンパイプに弾性部材と水密部材とをその順に外
挿し、前記クーリングユニットを前記車体パネル側に押
動して前記弾性部材を圧縮変形することにより前記水密
部材を前記車体パネルに押圧し、前記ドレンパイプの先
端を前記車体パネルの貫通孔から突設させることを特徴
とする自動車用空調装置。
【請求項２】請求項１に記載の自動車用空調装置にお
いて、前記弾性部材は前記クーリングユニットと前記水密部材
との間に前記ドレンパイプに外挿された柱状の弾性材か
ら成り、前記弾性部材を圧縮変形して前記水密部材を前
記車体パネルに押圧することを特徴とする自動車用空調
装置。
【請求項３】請求項２に記載の自動車用空調装置にお
いて、前記弾性部材のドレンパイプ軸方向の自然長を前記ドレ
ンパイプの全長以下としたことを特徴とする自動車用空
調装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の自動車
用空調装置において、前記クーリングユニット設置後に前記弾性部材の圧縮変
形により前記水密部材と車体パネルとの間の面圧が所定
値以上となり、かつ、設置時の取付け反力が所定値以下
となるように前記弾性部材のばね定数と前記水密部材の
シール面積とを定めたことを特徴とする自動車用空調装
置。
【請求項５】請求項４に記載の自動車用空調装置にお
いて、前記弾性部材のばね定数と前記水密部材のシール面積と
を、前記クーリングユニット設置後の前記水密部材と前
記車体パネルとの間の面圧が６０（kg/cm²）以上となる
ように定めたことを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項６】請求項２〜５のいずれかに記載の自動車
用空調装置において、前記弾性部材を、密度が５．２×１０^-2〜７×１０
^-2（g/cm³）である連続気泡ポリウレタンフォームで形
成したことを特徴とする自動車用空調装置。