JPWO2018207759A1 - 車両用空調装置及びそれに適用される枠体 - Google Patents

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Abstract

【課題】本開示は、複数の加熱用熱交換器を備えても、容易に脱着作業ができる車両用空調装置及びそれに適用される枠体を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る車両用空調装置1は、内部に空気流を流す空気通路11を有するケース10と、空気流に対して直列に配置された複数の加熱用熱交換器5A,5Bと、を備える車両用空調装置において、加熱用熱交換器5A,5Bは、1つの枠体20に設けられた収容部21に収容されており、ケース10は、ケース10の側面13に、枠体20を着脱するための第1着脱口12を有し、枠体20は加熱用熱交換器5A,5Bを保持したままケース10から着脱自在である。【選択図】図1

Description

本開示は、内部に加熱用熱交換器を収容したのち車両用空調装置の空気流路に配置される枠体、およびこの枠体が配置される車両用空調装置に関する。
内部に加熱用熱交換器を収容したのち車両用空調装置の空気流路に配置される枠体(カセット又はアダプタと呼ばれることもある。)、及びこれが配置される車両用空調装置が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。特許文献1には、加熱用熱交換器を枠体(カセット)に収納したのちこれを車両用空調装置に設けた挿入体3へ挿入すること、大きさの異なる複数の加熱用熱交換器をそれぞれ外形寸法が同じ枠体(カセット)に収納することで熱交換器の上流・下流の位置を容易に変更できることが開示されている。
特開2013−010500号公報
しかしながら、特許文献1で示される技術は、1つの加熱用熱交換器は1つの枠体に収容されるので、複数の加熱用熱交換器を着脱したい場合に、それぞれ脱着作業が発生する。市場では、メンテナンス又は修理のため、車両に空調装置が装着された状態で加熱用熱交換器を脱着する場合があるが、狭小な空間において作業性を向上させることが従来から求められている。
本開示は、複数の加熱用熱交換器を備えても、容易に脱着作業ができる車両用空調装置及びそれに適用される枠体を提供することを目的とする。
本発明に係る車両用空調装置は、内部に空気流を流す空気通路を有するケースと、空気流に対して直列に配置された複数の加熱用熱交換器と、を備える車両用空調装置において、前記加熱用熱交換器は、1つの枠体に設けられた収容部に収容されており、前記ケースは、該ケースの側面に、前記枠体を着脱するための第1着脱口を有し、前記枠体は前記加熱用熱交換器を保持したまま前記ケースから着脱自在であることを特徴とする。
本発明に係る車両用空調装置では、前記枠体は、該枠体の前記ケースへの着脱方向に対面する側面のうち一方の側面に、前記加熱用熱交換器の少なくとも一つを前記収容部内に挿入するための第1開口を有し、前記ケースへの着脱方向に対面する側面のうち他方の側面に、前記第1開口から挿入される前記加熱用熱交換器以外の少なくとも一つの加熱用熱交換器を挿入するための第2開口を有することが好ましい。加熱用熱交換器同士を近接させて配置することができる。また、複数の加熱用熱交換器を予め枠体に収容しておくことで、ケースに対して枠体を1つの方向から着脱することができるため、メンテナンス性を向上することができる。
本発明に係る車両用空調装置では、前記ケースの内面のうち前記第1着脱口が設けられた側面に対向する側面には前記加熱用熱交換器と電気的又は物理的に接続される接続部が設けられ、前記枠体を前記ケース内に装着すると同時に、前記加熱用熱交換器の少なくとも一つが前記接続部に電気的又は物理的に接続されることが好ましい。加熱用熱交換器の設置作業をより効率化することができる。
本発明に係る車両用空調装置では、前記ケースの外に、前記加熱用熱交換器に電気的又は物理的に接続される接続部が設けられ、前記ケースは、前記第1着脱口が設けられた側面に対向する側面に、前記加熱用熱交換器の少なくとも一つを前記接続部に接続するための接続口を有することが好ましい。加熱用熱交換器の設置作業をより効率化することができる。
本発明に係る車両用空調装置では、前記枠体の側面が、前記ケースの側面を兼ねていることが好ましい。第1着脱口などのケースの側面に設けられた孔をより簡易に塞ぐことができる。
本発明に係る車両用空調装置では、前記ケースは、前記第1着脱口が設けられた側面に対向する側面に、第2着脱口を有し、該第2着脱口は、前記第1着脱口と同じ形状を有し、かつ、面対称の関係にあることが好ましい。枠体をケースに対して第1着脱口からだけでなく、第2着脱口からも着脱することができるため、右ハンドル車及び左ハンドル車でケースを共用することができる。
本発明に係る車両用空調装置では、前記収容部の一部は、前記加熱用熱交換器が収容されず、かつ、該収容部の開口が蓋体で塞がれている形態を包含する。設置される加熱用熱交換器の数が異なる場合であってもケースを共用することができる。
本発明に係る枠体は、本発明に係る車両用空調装置に適用されることを特徴とする。
本開示によれば、複数の加熱用熱交換器を備えても、容易に脱着作業ができる車両用空調装置及びそれに適用される枠体を提供することができる。
本実施形態に係る車両用空調装置の第一例を示す概略図である。 枠体の変形形態の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の第二例を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の第三例を示す概略図である。 本実施形態に係る車両用空調装置の第四例を示す概略図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。
図1は、本実施形態に係る車両用空調装置の一例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置1は、内部に空気流を流す空気通路11を有するケース10と、空気流に対して直列に配置された複数の加熱用熱交換器5A,5Bと、を備える車両用空調装置において、加熱用熱交換器5A,5Bは、1つの枠体20に設けられた収容部21に収容されており、ケース10は、ケース10の側面13に、枠体20を着脱するための第1着脱口12を有し、枠体20は加熱用熱交換器5A,5Bを保持したままケース10から着脱自在である。
車両用空調装置1は、ブロワユニット2と、クーラーユニット3と、ヒーターユニット4とを有し、適度な温度の空気流を形成して車室内へ吹き出す。ブロワユニット2は、車室内外の空気を選択的に取り入れ、その空気を下流へ流す。クーラーユニット3は、ヒーターユニット4の上流に配置され、冷却用熱交換器6を有する。冷却用熱交換器6は、必要に応じて空気を除湿・冷却する。ヒーターユニット4は、加熱用熱交換器5A,5Bを有する。加熱用熱交換器5A,5Bは、冷却用熱交換器6を通過してきた空気を必要に応じて加熱して温調空気を形成する。この温調空気は、必要とされる吹出口から車室内へ吹き出され、車室内を空調する。
ケース10は、ブロワユニット2、クーラーユニット3及びヒーターユニット4の外郭をなし、それらを一体化するハウジングである。ケース10の内部空間には、空気通路11が形成される。ケース10の側面13には、枠体20を着脱するための第1着脱口12が設けられる。第1着脱口12は、空気通路11に連通する貫通孔である。第1着脱口12は、ケース10の側面のうち車両の左側に配置される側面13(図1に図示)又は右側に配置される側面(不図示)に設けられることが好ましい。車両が右ハンドル車であるとき、第1着脱口12は、車両の左側に配置される側面13に設けられることが好ましい。また、車両が左ハンドル車であるとき、第1着脱口12は、車両の右側に配置される側面に設けられることが好ましい。枠体20の着脱作業のスペースが確保しやすいため、メンテナンス性が向上する。
加熱用熱交換器5A,5Bは、例えば、温水式加熱用熱交換器5A、電気発熱式加熱用熱交換器5B又は冷媒式加熱用熱交換器(不図示)である。温水式加熱用熱交換器5Aは、エンジンの発熱によって温められたエンジン冷却水を熱媒体とし、エンジン冷却水と空気とを熱交換させることで、空気を加熱する。電気発熱式加熱用熱交換器5Bは、例えばPTCヒータであり、電気的に加熱されたヒーターエレメントに空気を通過させることで、空気を加熱する。冷媒式加熱用熱交換器は、例えばヒートポンプサイクルの凝縮器であり、冷媒を熱媒体とし、冷媒と空気とを熱交換させることで、空気を加熱する。
複数の加熱用熱交換器5A,5Bは、空気流に対して直列に配置される。空気流に対して直列に配置されるとは、すべての加熱用熱交換器5A,5Bの通風面が空気流に交差するように配置されることをいう。複数の加熱用熱交換器5A,5Bは、通風面同士が平行になるように配置されることが好ましい。ケース10をより省スペース化することができる。
複数の加熱用熱交換器5A,5Bの組合せは、特に限定されず、例えば、空気流の流れに沿って、温水式加熱用熱交換器5Aと電気発熱式加熱用熱交換器5Bとの組合せ(図1に図示)、温水式加熱用熱交換器5Aと冷媒式加熱用熱交換器との組合せ(不図示)、冷媒式加熱用熱交換器と電気発熱式加熱用熱交換器5Bとの組合せ(不図示)、又は温水式加熱用熱交換器5Aと冷媒式加熱用熱交換器と電気発熱式加熱用熱交換器5Bとの組合せ(不図示)である。
本実施形態に係る枠体20は、本実施形態に係る車両用空調装置1に適用される。枠体20は、収容部21と周壁部22とを有する。収容部21は、複数の加熱用熱交換器5A,5Bを収容可能な空間であり、加熱用熱交換器5A,5Bでの通風を妨げないように空気流の方向に対面する面に開口している。周壁部22は、収容部21を取り囲む枠であり、第1着脱口12に挿入可能な外形形状を有する。より好ましくは、周壁部22の外形形状が、第1着脱口12の形状と一致する。周壁部22のケース10への着脱方向に対面する側面22aの少なくとも一つには、加熱用熱交換器5A,5Bを収容部21に挿入するための開口23,24が設けられる。開口23,24は、収容部21に連通する貫通孔である。開口23,24が設けられる側面22aは、枠体20の側面のうち車両の左側に配置される側面22a又は右側に配置される側面22bであることが好ましい。複数の開口23,24は、相互に同じ側面22aに設けられる(図1に図示)か、又は相互に異なる側面に設けられてもよい(例えば図2に図示)。複数の開口23,24が相互に同じ側面22aに設けられるとき、該側面は、ケース10の第1着脱口12側に配置される側面22aであることが好ましい。加熱用熱交換器への配管又は配線の取り回しを第1着脱口12から行うことができ、メンテナンス性がより向上する。また、開口23,24は、一つの加熱用熱交換器5A,5Bに対して一つずつ設けられることが好ましい。枠体20では、開口23,24は加熱用熱交換器5A,5B毎にそれぞれ別個に設けられることが好ましいが、収容部21は一つである(図1に図示)か、又は開口23,24に応じて複数に分かれていてもよい(不図示)。
枠体20は、加熱用熱交換器5A,5Bの保持手段を有することが好ましい。保持手段は、例えば、加熱用熱交換器5Aを保持可能な形状を有する開口23、周壁部22の側面22aに設けられた加熱用熱交換器5Bを固定するためのネジ孔25、又は周壁部22の内壁面から突出する加熱用熱交換器5A,5Bを保持するための保持片(不図示)である。
枠体20は加熱用熱交換器5A,5Bを保持したままケース10の第1着脱口12から空気通路11内に挿入されて、ケース10に装着される。この1回の作業によって、複数の加熱用熱交換器5A,5Bを空気通路11上に同時に配置することができる。また、枠体20は加熱用熱交換器5A,5Bを保持したままケース10から取り外される。この1回の作業によって、複数の加熱用熱交換器5A,5Bを同時に取り外すことができる。
次に、本実施形態に係る枠体20の変形形態について説明する。
図2は、枠体の変形形態の一例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置では、枠体30は、図2に示すように、枠体30のケース10への着脱方向に対面する側面32a,32bのうち一方の側面32aに、加熱用熱交換器5A,5Bの少なくとも一つを収容部31内に挿入するための第1開口33を有し、ケース10への着脱方向に対面する側面32a,32bのうち他方の側面32bに、第1開口33から挿入される加熱用熱交換器5A以外の少なくとも一つの加熱用熱交換器5Bを挿入するための第2開口34を有することが好ましい。例えば、図2に示す電気発熱式加熱用熱交換器5Bのように加熱用熱交換器がつば部7を有する場合がある。このような場合、加熱用熱交換器5A,5B同士を図1のように同じ方向から枠体20に挿入しようとすると、つば部7の分だけ加熱用熱交換器5A,5B同士の間隔をあけて配置する必要があった。これに対して、加熱用熱交換器5A,5Bを図2に示すように異なる方向から枠体30に挿入することで、加熱用熱交換器5A,5B同士を近接させて配置することができ、ケース10をより小型化することができる。また、枠体30を用いずに、加熱用熱交換器5A,5Bをケース10の異なる方向から挿入した場合、複数の加熱用熱交換器5A,5Bの着脱を複数の方向から行うこととなり、メンテナンス性が劣る問題があった。これに対して、複数の加熱用熱交換器5A,5Bを予め枠体30に収容しておくことで、ケース10に対して1つの方向から着脱することができるため、メンテナンス性を向上することができる。
図2では、一例として加熱用熱交換器5A,5Bが2個であり、開口33,34が2個である形態を示したが、本発明はこれに限定されない。加熱用熱交換器が3個以上であるとき、枠体30のケース10への着脱方向に対面する側面32a,32bのいずれか一方に更に開口(第3開口、第4開口・・)が設けられる。例えば、加熱用熱交換器が3個であるとき、一方の側面32aに第1開口33及び第3開口(不図示)を設け、他方の側面32bに第2開口34を設けてもよい。このとき、第1開口33から挿入される加熱用熱交換器5Aの通風面と第3開口から挿入される加熱用熱交換器(不図示)の通風面との間に、第2開口34から挿入される加熱用熱交換器5Bの通風面が配置されることが好ましい。各加熱用熱交換器同士を近接させて配置することができ、ケース10をより小型化することができる。各開口(例えば、第1開口33、第2開口34及び第3開口)から挿入される加熱用熱交換器5A,5Bの種類は、特に限定されない。
図3は、本実施形態に係る車両用空調装置の第二例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置では、ケース10の内面のうち第1着脱口12が設けられた側面13に対向する側面14には加熱用熱交換器5A,5Bと電気的又は物理的に接続される接続部8が設けられ、枠体30をケース10内に装着すると同時に、加熱用熱交換器5A,5Bの少なくとも一つが接続部8に電気的又は物理的に接続されることが好ましい。加熱用熱交換器5A,5Bの設置作業をより効率化することができる。
加熱用熱交換器が電気発熱式加熱用熱交換器5Bであるとき、接続部8は、コネクタであり、加熱用熱交換器のコネクタ9Bに電気的に接続される。加熱用熱交換器が温水式加熱用熱交換器5A又は冷媒式加熱用熱交換器であるとき、接続部8は、配管の継手であり、加熱用熱交換器の熱媒体の出入口部9Aに物理的に接続される。ケース10は、側面14に貫通孔15を有し、接続部8に繋がる配管又は配線8aなどが、貫通孔15から引き出されることが好ましい。接続部8に接続される加熱用熱交換器は、電気発熱式加熱用熱交換器5Bであることが好ましい。枠体30をケース10に押し込むと、電気発熱式加熱用熱交換器5Bのコネクタ9Bを接続部8であるコネクタに押し込むことができる。
枠体30は、接続部8に接続される加熱用熱交換器5Bを固定する固定部35を有することが好ましい。固定部35は、例えば、図3に示すように枠体30の側面に設けられた爪状の突起である。固定部35で加熱用熱交換器5Bを枠体30に固定することで、枠体30をケース10から取り外す時、加熱用熱交換器5Bが接続部8に接続されたまま取り残されることなく、枠体30と共に取り外すことができる。
図3では、一例として一つの加熱用熱交換器(図3では電気発熱式加熱用熱交換器5B)が枠体30のケース10への装着と同時に接続部8に接続される形態を示したが、本発明はこれに限定されず、複数の加熱用熱交換器5A,5Bが枠体30のケース10への装着と同時に接続部8に接続される形態であってもよい(不図示)。
図4は、本実施形態に係る車両用空調装置の第三例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置では、ケース10の外に、加熱用熱交換器5A,5Bに電気的又は物理的に接続される接続部8が設けられ、ケース10は、第1着脱口12が設けられた側面13に対向する側面14に、加熱用熱交換器5A,5Bの少なくとも一つを接続部8に接続するための接続口16を有することが好ましい。加熱用熱交換器5A,5Bの設置作業をより効率化することができる。
接続口16は、ケース10の内部空間に連通する貫通孔である。接続口16は、加熱用熱交換器5A,5Bの接続部8に接続される部分に対応する形状であり、加熱用熱交換器5A,5Bの接続部8に接続される部分が、接続部16からケース10の外に引き出されることが好ましい。加熱用熱交換器5A,5Bの接続部8に接続される部分は、例えば、温水式加熱用熱交換器5A又は冷媒式加熱用熱交換器では、温水又は冷媒などの熱媒体の出入口部9Aであり、電気発熱式加熱用熱交換器5Bではコネクタ9Bである。図4では、一例として一つの接続口16が設けられた形態を示したが、本発明はこれに限定されず、複数の接続口が設けられた形態であってもよい(不図示)。
図5は、本実施形態に係る車両用空調装置の第四例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置では、枠体30の側面が、ケース10の側面を兼ねていることが好ましい。枠体30の側面がケース10の側面を兼ねているとは、ケースの第1着脱口12などのケース10の側面に設けられた孔が枠体30の側面で塞がれている状態をいう。カバーなどを別途用意することなく、第1着脱口12などのケース10の側面に設けられた孔をより簡易に塞ぐことができる。ケース10の側面に設けられた孔は、第1着脱口12の他、例えば、図4に示す接続口16、又は図5に示す第2着脱口17を包含する。
枠体30の側面には、シール部材36が設けられていることが好ましい。シール部材36によって第1着脱口12などのケース10の側面に設けられた孔をより気密に塞ぐことができる。シール部材36は、例えばEPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)又はNBR(ニトリルブタジエンゴム)などの弾性部材が用いられる。また、シール部材36は、枠体30に予め装着あるいは接着されていることが好ましい。枠体30をケース10内に装着すると同時に、第1着脱口12などのケース10の側面に設けられた孔を塞ぐことができる。図5では、一例として枠体30が対向する側面32a,32bにそれぞれ開口33,34を有する形態を示したが、本発明はこれに限定されず、図1に示すように枠体20が同じ側面22aに開口23,24を有する形態であってもよい。
本実施形態に係る車両用空調装置では、ケース10は、図5に示すように、第1着脱口12が設けられた側面13に対向する側面14に、第2着脱口17を有し、第2着脱口17は、第1着脱口12と同じ形状を有し、かつ、面対称の関係にあることが好ましい。枠体30をケース10に対して第1着脱口12からだけでなく、第2着脱口17からも着脱することができるため、右ハンドル車及び左ハンドル車でケース10を共用することができる。面対称の関係にあるとは、第1着脱口12と第2着脱口17とが、ケース10内に仮想した第1着脱口12が設けられた側面13に平行な面Pに対して面対称であることをいう。また、図5に示すように、枠体30が対向する側面32a,32bにそれぞれ開口33,34を有するとき、第2着脱口17は、図4に示す接続口16を兼ねている。
本実施形態に係る車両用空調装置では、図1〜図5に示す収容部21,31の一部は、加熱用熱交換器5A,5Bが収容されず、かつ、収容部21,31の開口23,24,33,34が蓋体で塞がれていてもよい。例えば、加熱用熱交換器5A,5Bを一つだけ配置して収容部21,31の一部が空の状態で使用してもよい。設置される加熱用熱交換器5A,5Bの数が異なる場合であってもケース10を共用することができる。収容部21,31の一部とは、複数の加熱用熱交換器5A,5Bが一つの収容部21,31に収容されるとき、収容部21,31の空間のうち加熱用熱交換器5A,5Bが収容されうる空間の一部をいい、複数の加熱用熱交換器5A,5Bがそれぞれ別の収容部に収容されるとき、複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部をいう。
1 車両用空調装置
2 ブロワユニット
3 クーラーユニット
4 ヒーターユニット
5A,5B 加熱用熱交換器
5A 温水式加熱用熱交換器
5B 電気発熱式加熱用熱交換器
6 冷却用熱交換器
7 つば部
8 接続部
9A 熱媒体の出入口部
9B コネクタ
10 ケース
11 空気通路
12 第1着脱口
13,14 ケースの側面
15 貫通孔
16 接続口
17 第2着脱口
20 枠体
21 収容部
22 周壁部
22a,22b 枠体の側面
23,24 開口
25 ネジ孔
30 枠体
31 収容部
32a,32b 枠体の側面
33 第1開口
34 第2開口
35 固定部
36 シール部材

Claims (8)

  1. 内部に空気流を流す空気通路(11)を有するケース(10)と、
    空気流に対して直列に配置された複数の加熱用熱交換器(5A,5B)と、を備える車両用空調装置(1)において、
    前記加熱用熱交換器(5A,5B)は、1つの枠体(20、30)に設けられた収容部(21、31)に収容されており、
    前記ケース(10)は、該ケース(10)の側面(13)に、前記枠体(20)を着脱するための第1着脱口(12)を有し、
    前記枠体(20、30)は前記加熱用熱交換器(5A,5B)を保持したまま前記ケース(10)から着脱自在であることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 前記枠体(30)は、該枠体(30)の前記ケース(10)への着脱方向に対面する側面(32a,32b)のうち一方の側面(32a)に、前記加熱用熱交換器(5A,5B)の少なくとも一つを前記収容部(31)内に挿入するための第1開口(33)を有し、前記ケース(10)への着脱方向に対面する側面(32a,32b)のうち他方の側面(32b)に、前記第1開口(33)から挿入される前記加熱用熱交換器(5A)以外の少なくとも一つの加熱用熱交換器(5B)を挿入するための第2開口(34)を有す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. 前記ケース(10)の内面のうち前記第1着脱口(12)が設けられた側面(13)に対向する側面(14)には前記加熱用熱交換器(5A,5B)と電気的又は物理的に接続される接続部(8)が設けられ、
    前記枠体(30)を前記ケース(10)内に装着すると同時に、前記加熱用熱交換器(5A,5B)の少なくとも一つが前記接続部(8)に電気的又は物理的に接続されることを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
  4. 前記ケース(10)の外に、前記加熱用熱交換器(5A,5B)に電気的又は物理的に接続される接続部(8)が設けられ、
    前記ケース(10)は、前記第1着脱口(12)が設けられた側面(13)に対向する側面(14)に、前記加熱用熱交換器(5A,5B)の少なくとも一つを前記接続部(8)に接続するための接続口(16)を有することを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。
  5. 前記枠体(20、30)の側面が、前記ケース(10)の側面を兼ねていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用空調装置。
  6. 前記ケース(10)は、前記第1着脱口(12)が設けられた側面(13)に対向する側面(14)に、第2着脱口(17)を有し、
    該第2着脱口(17)は、前記第1着脱口(12)と同じ形状を有し、かつ、面対称の関係にあることを特徴とする請求項5に記載の車両用空調装置。
  7. 前記収容部(21、31)の一部は、前記加熱用熱交換器(5A,5B)が収容されず、かつ、該収容部(21、31)の開口が蓋体で塞がれていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか一つに記載の車両用空調装置(1)に適用されることを特徴とする枠体。
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