JP2006248476A

JP2006248476A - 自動車用空気調和装置

Info

Publication number: JP2006248476A
Application number: JP2005071037A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Taihichi; 由延対比地; Takashi Mikami; 崇三上
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】膨脹弁やその配管継手の設置位置に拘わらず、冷媒漏れが発生してもオイル飛散による不具合を防止できると共に、膨脹弁の熱的悪影響を防止できる自動車用空気調和装置を提供する。
【解決手段】膨脹弁１６とこの膨脹弁１６の配管継手１７をエバポレータケース１２の外で、且つ、乗員室５内に配置し、膨脹弁１６及び配管継手１７をインナーカバー２２とアウターカバー２３からなる強固なカバー２１で覆うと共に、インナーカバー２２とアウターカバー２３には、エンジンルーム６に向けて開口する開口部２４，２５を設けた。
【選択図】図８

Description

本発明は、冷凍サイクルの冷媒として高温高圧冷媒を用いた自動車用空気調和装置に関する。

従来、自動車用空気調和装置の膨脹弁やその配管継手は、その空調ケース内に配置されることが一般的であった。しかし、ＣＯ_２等の高温高圧冷媒を用いる装置では、冷媒漏れが起こるとその高圧力によって冷媒中に含まれるオイルが飛散し易く、乗員室のオイル汚染等の原因になる。

ここで、自動車用空気調和装置の膨脹弁やその配管継手をエンジンルームに配置するものが提案されており（特許文献１参照）、このような配置にすれば冷媒漏れが発生しても乗員室がオイル汚染されることはない。
特開２００２−１０３９５２号公報（図５）

しかしながら、エンジンルームのスペース的制約やレイアウト上の問題から膨脹弁やその配管継手をエンジンルームに配置できない場合もあり、又、自動車用空気調和装置の設置自由度も制限される。

又、高温高圧冷媒を用いると、冷媒の高温によって膨脹弁が非常な高温になるため、膨脹弁の周辺部品に熱的悪影響を及ぼしたりする恐れがある。

そこで、本発明は、膨脹弁やその配管継手の設置位置に拘わらず、冷媒漏れが発生してもオイル飛散による不具合を防止できると共に、膨脹弁の熱的悪影響を防止できる自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、高温高圧冷媒を用いた自動車用空気調和装置であって、少なくとも膨脹弁とこの膨脹弁の配管継手を強固なカバーで覆ったことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の自動車用空気調和装置であって、前記膨脹弁及び前記配管継手は、乗員室内に配置され、少なくとも前記膨脹弁及び前記配管継手を覆う前記カバーには、乗員室外に向けて開口する開口部を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の自動車用空気調和装置であって、前記カバーの前記開口部は、乗員室外であるエンジンルームに向けて開口されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３記載の自動車用空気調和装置であって、前記膨脹弁及び前記配管継手は、空調ケース外に配置され、少なくとも前記膨脹弁及び前記配管継手を覆う前記カバーは、送風機ユニットとエバポレータユニットとこれらユニット間を連結する連結送風ダクトとからなる空調ユニットに支持されたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４記載の自動車用空気調和装置であって、前記カバー内では、エバポレータに流出入する冷媒間が熱交換可能に構成されたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜請求項５記載の自動車用空気調和装置であって、前記カバーは、インナーカバーとこの外周を被うアウターカバーとから構成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、膨脹弁やその配管継手で冷媒漏れが発生しても冷媒中のオイルがカバー外に飛散することがない。又、膨脹弁の熱がカバーによって遮断されるため、カバー外への放熱が極力抑えられる。従って、膨脹弁やその配管継手の設置位置に拘わらず、冷媒漏れが発生してもオイル飛散による不具合を防止できると共に、膨脹弁の熱的悪影響を防止できる。

請求項２の発明によれば、カバー内に漏れた冷媒中のオイルは、開口部より乗員室外に排出される。従って、膨脹弁やその配管継手をエンジンルームでなく乗員室内に配置した場合にも冷媒漏れによる乗員室のオイル汚染を防止できる。しかも、カバーが冷媒の高圧で破壊されることがない。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果が得られる。

請求項４の発明によれば、空調ケースの外部にカバーを配置するため、カバーの設置等が容易である。その上、カバーを空調ユニットに支持するため、自動車用空調装置のユニット化を維持できる。

請求項５の発明によれば、エバポレータを流出入する冷媒間で熱交換が促進されるため、膨脹弁等の高温化を極力防止できる。

請求項６の発明によれば、膨脹弁や配管継手がインナーカバーとアウターカバーで二重に覆われるため、膨脹弁やその配管継手で冷媒漏れが発生しても冷媒中のオイルがカバー外に飛散することを確実に防止できる。又、膨脹弁の熱がカバーの二重構成で遮断されるため、カバー外への放熱が更に抑えられる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の第１実施形態を示し、図１は空調ユニット１Ａの全体正面図、図２は空調ユニット１Ａのカバー１８箇所の要部断面図である。

図１に示すように、自動車用空気調和装置の空調ユニット１Ａは、送風機ユニット２と、エバポレータユニット３と、これらユニット２，３間を連結する連結送風ダクト４とを備え、これらは互いに固定されて一体に構成されている。この空調ユニット１Ａは、乗員室５とエンジンルーム６とを仕切る仕切パネル７の乗員室５側の近傍に設置されている（図２参照）。空調ユニット１Ａは、送風機ユニット２及びエバポレータユニット３に設けられたブラケット部２ａ，３ａを介して車体（図示せず）に取り付けられている。

送風機ユニット２は、空調ケースである送風機ケース１０とこの内部に配置された送風機１１とを有する。送風機１１が内気（乗員室５内の空気）又は外気（車外の空気）を吸気し、吸気した空気を連結送風ダクト４を介してエバポレータユニット３内に送る。

エバポレータユニット３は、空調ケースであるエバポレータケース１２とこの内ｂうに配置されたエバポレータ１３とを有する。エバポレータ１３内を流れる冷媒とその周囲を通る送風との間で熱交換を行って送風を冷却する。エバポレータ１３は、圧縮機（図示せず）、膨脹弁１６、凝縮器（図示せず）、これらを連結する配管によって冷凍サイクルを構成し、この冷凍サイクルの冷媒としてはＣＯ_２等の高温高圧冷媒が用いられている。

連結送風ダクト４は、その両端が送風機ケース１０及びエバポレータケース１２内に開口し、送風機ケース１０及びエバポレータケース１２と共に空調ケースを構成している。

図２に示すように、エバポレータ１３に冷媒を流出入させる入口配管１４及び出口配管１５は、空調ケース（送風機ケース１０、連結送風ダクト４、エバポレータケース１２）より外に導き出されている。空調ケースの外に導き出された入口配管１４には、膨脹弁１６が配管継手１７によって接続されている。そして、空調ケースより外に配置された膨脹弁１６、配管継手１７、入口配管１４及び出口配管１５の箇所は、強固なカバー１８によって覆われている。

強固なカバー１８は、例えば鉄材によって形成され、冷媒圧力を受けても破損しない程度の強度を有する。カバー１８は連結送風ダクト４に固定されることによって空調ユニット１Ａに一体に設けられている。カバー１８には、仕切パネル７の開口に一致する位置に開口部１９が設けられ、カバー１８内は開口部１９によって乗員室５外であるエンジンルーム６に向けて開口されている。

出口配管１５と膨脹弁１６の配管１６ａ（入口配管１４側）との先端は、開口部１９内よりエンジンルーム６側に導き出されている。開口部１９内は、シール部材２０で塞がれている。

上記構成において、膨脹弁１６やその配管継手１７の箇所で冷媒漏れが発生しても冷媒中のオイルはカバー１８内にのみ飛散し、カバー１８外に飛散することがない。従って、膨脹弁１６やその配管継手１７の設置位置に拘わらず、冷媒漏れが発生しても乗員室５がオイル汚染される等のオイル飛散による不具合を防止できる。又、膨脹弁１６などはカバー１８で覆われているので、膨脹弁１６の熱がカバー１８によって遮断されるため、カバー１８外への放熱が極力抑えられ、膨脹弁１６の熱的悪影響を防止できる。しかも、膨脹弁１６が空調ケース（エバポレータケース１２、送風機ケース１０、連結送風ダクト４）外に配置されているため、高温となる膨脹弁１６等の熱的影響を空調ケース内の空調風が受けることもない。

この第１実施形態では、膨脹弁１６及びその配管継手１７が乗員室５内に配置され、これらを覆うカバー１８にはエンジンルーム６に向けて開口する開口部１９が設けられているので、カバー１８内に漏れた冷媒中のオイルは、冷媒圧力によって開口部１９よりエンジンルーム６に排出されることになる。従って、膨脹弁１６やその配管継手１７をエンジンルーム６でなく乗員室５内に配置した場合にも冷媒漏れによる乗員室５のオイル汚染を防止できる。しかも、カバー１８が冷媒の高圧で破壊されることがない。この第１実施形態では、カバー１８の開口部１９がエンジンルーム６に向けて開口されているが、乗員室５以外に開口すれば良く、例えば車外に開口するようにしても良い。

この第１実施形態では、膨脹弁１６及び配管継手１７は空調ケース（送風機ケース１０、連結送風ダクト４、エバポレータケース１２）外に配置され、これらを覆うカバー１８は空調ユニット１Ａに支持されている。従って、空調ケースの外部にカバー１８を配置するため、カバー１８の設置等が容易である。その上、カバー１８を空調ユニット１Ａに支持するため、自動車用空調装置のユニット化を維持できる。又、カバー１８は、車体（図示せず）に固定される送風機ユニット２とエバポレータユニット３の間に配置された連結送風ダクト４に固定されるので、カバー１８の重量が送風機ユニット２とエバポレータユニット３に分散されるため、カバー１８の重量が単一のユニットにかかるように固定した場合に較べてシール性や支持剛性の向上になる。

図３〜図１４は本発明の第２実施形態を示し、図３〜図６はそれぞれ空調ユニット１Ｂの要部斜視図、図７及び図８はそれぞれ空調ユニット１Ｂの断面図、図９は空調ユニット１Ｂの正面図、図１０は図９のＡ−Ａ線断面図、図１１〜図１４はそれぞれ空調ユニット１Ｂの要部の組み立て過程を示す斜視図である。

図３〜図１０において、自動車用空調装置の空調ユニット１Ｂは、前記第１実施形態と同様に、送風機ユニット（図示せず）と、エバポレータユニット３と、これらユニット（図示せず），３間を連結する連結送風ダクト４とから構成されている。空調ユニット１Ｂの設置位置や、送風機ユニット（図示せず）、エバポレータユニット３及び連結送風ダクト４の各構成は、前記第１実施形態のものと同一構成であるため、重複説明を回避するべく説明を省略する。又、図面上の同一構成箇所には同一符号を付して明確化を図る。

この第２実施形態の空調ユニット１Ｂと前記第１実施形態のものとを比較するに、空調ケースより外に配置された膨脹弁１６、配管継手１７、入口配管１４及び出口配管１５を覆う強固なカバー２１の構成のみが相違する。

つまり、この第２実施形態のカバー２１は、インナーカバー２２とこのインナーカバー２２の外周を被うアウターカバー２３とから２重に構成されている。インナーカバー２２は例えば鉄にて形成され、アウターカバー２３は例えば合成樹脂材にて形成されており、冷媒圧力を受けても破損しない十分な強度を有する。カバー２１のインナーカバー２２とアウターカバー２３は互いに固定され、アウターカバー２３が連結送風ダクト４に固定されている。インナーカバー２２及びアウターカバー２３には、図７及び図８に示すように、仕切パネル７の開口に一致する位置に開口部２４，２５がそれぞれ設けられ、カバー２１内は開口部２４，２５によって乗員室５外であるエンジンルーム６に向けて開口されている。

次に、空調ユニット１Ｂの組立手順を図１１〜図１４に基づいて説明する。図１１に示すように、エバポレータ１３の入口配管１４に配管継手１７を介して膨脹弁１６を接続する。

次に、図１２に示すように、膨脹弁１６等の外周を２つのインナーカバー分割部材２２ａ，２２ｂで覆い、２つのインナーカバー分割部材２２ａ，２２ｂをリベット等で固定することによってインナーカバー２２を設置する。

次に、図１３に示すように、インナーカバー２２の外周を３つのアウターカバー分割部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃで覆い、３つのアウターカバー分割部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃを固定することによってアウターカバー２３を設置する。以上により、膨脹弁１６等がインナーカバー２２とアウターカバー２３からなるカバー２１で覆う。

次に、図１４に示すように、エバポレータ１３の外周にエバポレータケース１２を配置すると共にカバー２１の下方に連結送風ダクト４を配置し、互いに固定する。最後に、連結送風ダクト４の他方端に送風ユニット（図示せず）を連結すれば、空調ユニット１Ｂの組み立てが完了する。

この第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、膨脹弁１６やその配管継手１７の箇所で冷媒漏れが発生しても冷媒中のオイルがカバー２１外に飛散することがなく、冷媒漏れによる乗員室５のオイル汚染等を防止できると共に、膨脹弁１６の熱的悪影響を防止できる。特に、この第２実施形態では、膨脹弁１６や配管継手１７がインナーカバー２２とアウターカバー２３で二重に覆われるため、膨脹弁１６やその配管継手１７の箇所で冷媒漏れが発生しても冷媒中のオイルがカバー２１外に飛散することを確実に防止できる。又、膨脹弁１６の熱がカバー２１の二重構成で遮断されるため、カバー２１外への放熱が十分に抑えられる。

図１５は本発明の第３実施形態に係る空調ユニット１Ｃの一部断面図である。図１５において、第３実施形態の空調ユニット１Ｃと前記第２実施形態の空調ユニット１Ｂとを比較するに、入口配管側の膨脹弁１６の配管１６ａと出口配管１５の双方が熱伝導性の良い熱交換体３０で連結されている。この熱交換体３０を介してエバポレータ１３に流出入する冷媒間が熱交換可能に構成されている。

他の構成は、前記第２実施形態と同一のため、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。

この第３実施形態では、熱交換体３０を介してエバポレータ１３を流出入する冷媒間で熱交換が促進されるため、膨脹弁１６等の高温化を極力防止できる。尚、エバポレータ１３を流出入させる冷媒の流通路として二穴管を用い、エバポレータ１３に流出入する冷媒間を熱交換可能に構成しても良い。

本発明の第１実施形態を示し、自動車用空気調和装置の空調ユニットの全体正面図である。本発明の第１実施形態を示し、空調ユニットのカバー箇所の断面図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの要部斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットのアウターカバーの一部切り欠き斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットのアウターカバー及びインナーカバーの一部切り欠き斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、図５と異なる方向から見た空調ユニットのアウターカバー及びインナーカバーの一部切り欠き斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの断面図である。本発明の第２実施形態を示し、図７と異なる位置で切断した空調ユニットの断面図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの正面図である。本発明の第２実施形態を示し、図９のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの組み立て過程を示す斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの組み立て過程を示す斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの組み立て過程を示す斜視図である。本発明の第２実施形態を示し、空調ユニットの組み立て過程を示す斜視図である。本発明の第３実施形態を示し、空調ユニットの断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ空調ユニット
２送風機ユニット
３エバポレータユニット
４連結送風ダクト（空調ケース）
５乗員室
６エンジンルーム
１０送風機ケース（空調ケース）
１２エバポレータケース（空調ケース）
１３エバポレータ
１６膨脹弁
１７配管継手
１８カバー
１９開口部
２１カバー
２２インナーカバー
２３アウターカバー
２４，２５開口部

Claims

高温高圧冷媒を用いた自動車用空気調和装置であって、
少なくとも膨脹弁（１６）とこの膨脹弁（１６）の配管継手（１７）を強固なカバー（１８），（２１）で覆ったことを特徴とする自動車用空気調和装置。
請求項１記載の自動車用空気調和装置であって、
前記膨脹弁（１６）及び前記配管継手（１７）は、乗員室（５）内に配置され、少なくとも前記膨脹弁（１６）及び前記配管継手（１７）を覆う前記カバー（１８），（２１）には、乗員室（５）外に向けて開口する開口部（１９），（２４），（２５）を設けたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
請求項２記載の自動車用空気調和装置であって、
前記カバー（１８），（２１）の前記開口部（１８），（２４），（２５）は、乗員室（５）外であるエンジンルーム（６）に向けて開口されたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の自動車用空気調和装置であって、
前記膨脹弁（１６）及び前記配管継手（１７）は、空調ケース（４），（１０），（１２）外に配置され、少なくとも前記膨脹弁（１６）及び前記配管継手（１７）を覆う前記カバー（１８），（２１）は、送風機ユニット（２）とエバポレータユニット（３）とこれらユニット（２），（３）間を連結する連結送風ダクト（４）とからなる空調ユニット（１Ａ），（１Ｂ），（１Ｃ）に支持されたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
請求項１〜請求項４記載のいずれか一項に記載の自動車用空気調和装置であって、
前記カバー（２１）内では、エバポレータ（１３）に流出入する冷媒間が熱交換可能に構成されたことを特徴とする自動車用空気調和装置。
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の自動車用空気調和装置であって、
前記カバー（２１）は、インナーカバー（２２）とこの外周を被うアウターカバー（２３）とから構成されたことを特徴とする自動車用空気調和装置。