JP4379721B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用空調装置、特に傾斜して配置された冷却用熱交換器の下端に集まる凝縮水の空気流による飛散防止に関する。

車両用空調装置は一般に、空調空気の吹出口及び空調ドアを備えた空調ケースと、空調ケース内に収容された冷却用熱交換器とを備えている。空調ケース内を流れる空気中の水分が冷却用熱交換器（蒸発器）の表面で凝縮することで凝縮水が発生し、この凝縮水は空調ケースの底部に設けられたドレンポートから空調ケースの外部へ排出される。

例えば、特許文献１に開示された車両用空調装置は、送風機ユニットから送られる空気流を空調ケース内に側方から導入し、傾斜して配置された冷却用熱交換器の下方で空気流の流れ方向を上向きに変えている。傾斜した冷却用熱交換器の下端の下面に排水案内壁を設け、発生する凝縮水を集めて排水している。

ところで、近年、乗員の居住性を重視して車室内空間の広い車両が市場に多く出回るようになった。それに伴い、広い車室内空間を充分に空調するため、送風量が大きい車両用空調装置のニーズが高まっている。
特開２００３−６３２３０号公報

ところが、上記特許文献１の車両用空調装置に、大風量を発生させることが可能な送風機を適用すると、傾斜した冷却用熱交換器の下端部に集まってきた凝縮水が大風量の空気流に乗って飛ばされてしまう。送風機から側方に送られる空気流がターン部でターンし、傾斜して配置された蒸発器を大きな流速で斜め方向に横切るからである。その結果、車室内に吹き出す空調風に凝縮水が混入するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、送風機ユニットから送られた空気流を空調ケース内に側方から導入し、傾斜して配置された冷却用熱交換器の下方で空気流の流れ方向を上向きに変える車両用空調装置において、冷却用熱交換器の下端に集まった凝縮水が大風量の空気流に乗って飛ばされることを防止することを目的とする。

本願の発明者は、蒸発器を収容する空調ケースの一部に、送られてくる風の速度を低下させる手段を設けることを着想して、本発明を完成した。本発明による車両用空調装置は、請求項１に記載したように、空気導入口から側方に導入した空気流の流れ方向をターン部で上向きに変える空調ケースと、ターン部の上方で空調ケースに保持され空気流の導入方向と平行な一端が空気流の導入方向と平行な他端よりも低くなるように傾斜した冷却用熱交換器と、を備える。

この車両用空調装置において、冷却用熱交換器（蒸発器）の上端の上方にヒータコアが配置され、且つ下端の上方に前記ヒータコアを迂回して空気を流す空気通路が設けられることによって、導入方向に流れる空気流がターン部でターンした上向きに流れる空気流の流速が、冷却用熱交換器の下端側で早く、上端側で遅くなるように構成されたものであって、空調ケースは、傾斜した冷却用熱交換器の下端の下方に位置する部分の一側面に所定間隔でリブ状に立設され、空気流の導入方向と略直交するように配置され導入方向に流れる空気流の流速を低下させる複数枚の板部材を備えたことにより、板部材は蒸発器の下端の下方を流れる空気流の流速を低下させる。そして、複数枚の板部材のうち、空気流れ方向で最上流側に位置する板部材は、その根元よりも先端が下流側に位置するように傾斜することによって、最上流端に位置する板部材よりも下流側に位置するその他の板部材と比べて、空気流に対する流通抵抗が低く設定される。

本発明にかかる車両用空調装置によれば、蒸発器の表面に生成された凝縮水は蒸発器の傾斜のせいでその下端に集まるが、空気量が多い場合でも、空気（風）による凝縮水の周辺への飛散が防止できる。蒸発器の下端の下方に配置された風速低下用板部材が、下端の周辺を側方に流れる空気流の流速を低下させるからである。その結果、ターン部でターンされた上向きの空気流の流速も低下し、凝縮水が空調空気中に混入することが防止される。

さらに、空気流れ方向で上流側に位置する板部材が、その根元よりも先端が下流側に位置するように傾斜し、空気導入口の近くを側方に流れる空気の流速の過度の低下を抑制できるので、板部材を配置したにも関わらず、空気流量の減少が極力防止できる。そして、上向きの空気流は傾斜した蒸発器の下端側の流速が大きいので、板部材の効果が大きい。

請求項２の車両用空調装置によれば、流速低下用板部材は空調ケースの底壁部と一体成形されているので、板部材の形成が容易である。

本発明の車両用空調装置は空調ケース、蒸発器及び風速低下用板部材を含み、さらに凝縮水案内部を含むことができる。

（イ）空調ケース
本発明の空調ケースは蒸発器を収容するもので、空調装置全体の空調ケースのうち下ケースを構成する。この空調ケース（下ケース）は底壁部、蒸発器を保持する保持部、風の流れ方向をターンさせるターン部を含む。

保持部は導入方向と平行な側壁により構成し、保持部と平行な風（空気）の流れ方向を保持部の高さ方向に変えるターン部は導入方向と所定角度をなす端壁により構成することができ、保持部はターン部よりも上方に位置している。底壁部及び側壁部により、その一側面に空気導入口が区画形成されている。

この空調ケース（下ケース）に、複数の空気吹出口及び複数のドアを備え、ヒータコアを収容する別の空調ケース（上ケース）が結合されて、装置全体の空調ケースが完成する。

（ロ）蒸発器、ヒータコア
矩形薄板形状の蒸発器は送られる空気から冷風を生成する熱交換器で、空調ケース内に空気流の導入方向と平行な一端が低く平行な他端が高くなるように傾斜して配置され、保持部で保持されている。蒸発器の下端側の風速が上端側の風速よりも早くなるようなレイアウトでも良いし、その反対のレイアウトでも良い。具体的には、下端側の上方を空気通路とし、上流側の上方にヒータコア等を配置する。

また、蒸発器の構造は積層型でも良いし、サーペンタイン型（多穴扁平扁平チューブを蛇行状に曲げ成形し、これにコルゲートフィンを組み合わせたもの）でも良い。蒸発器のチューブは風の導入方向と直角方向に伸びても、導入方向と同一方向に伸びても良い。

（ハ）風速低下用板部材
風速低下用板部材は、空調ケース上の、熱交換器の下端の下方に位置する部分に形成され、空気導入方向（流れ方向）に対して垂直に延びている。具体的には、底壁部に側壁部と平行に形成された突条の一側面に形成されその長手方向に隔設された複数のリブから成ることができる。空気の流れ方向で上流側のリブは下流側のリブに比べて流通抵抗が小さいこと、具体的にはその根元に対して先端が下流側となるように傾斜していることが望ましい。リブなどの板部材は一方の保持部の表面付近を流れる風の風速を低下させるに過ぎない。

（ニ）凝縮水案内部
凝縮水案内部は蒸発器の下端と空調ケースの底壁部との間に配置され、保持部の内側でこの保持部と平行に長く延び、蒸発器の一端に集まった凝縮水をドレンに案内するものである。底壁部に一方の保持部と平行に形成された突条と、突条に一体化され蒸発器の一端の下面に当接する当接部とを含むとが望ましい。但し、このように二部材から構成するのではなく、単一部材（例えば底壁部から延びた延長部）で構成しても良い。

結局、この凝縮水案内部と上記風速低下用板部材とは、ともに傾斜した冷却用熱交換器の下方に位置し、互いに近接し、必要に応じて一部の部材を共用することもできる。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１、図２及び図３に実施例の車両用空調装置を示す。この車両用空調装置は空調ケース１０、蒸発器４８、凝縮水案内部５５及び複数のリブ５７を含む。このうち空調ケース１０は、図１に示す上ケース１１と、図１及び図２に示す下ケース（本発明の空調ケースに相当）３５とを含む。樹脂から成る上ケース１１は上壁部１３と、一対の側壁部１４及び１５と、一対の端壁部（不図示）とを有し、下端が開口している。上壁部１３にデフ吹出口１７及びフェイス吹出口１８が形成され、側壁１４にフット吹出口１９が形成されている。

デフロスタドア（デフドア）２１が端壁に回動可能に軸支され、デフロスタ吹出口（デフ吹出口）１７を開閉するようになっている。端壁に回動可能に軸支されたフェイスドア２２がフェイス吹出口１８を開閉し、端壁に回動可能に軸支されたフットドア２３が側壁１４と仕切り壁２５との間に位置し、フット吹出口１９を開閉するようになっている。

上ケース１１の下端左寄りにヒータコア２７がほぼ水平状態に収容されている。ヒータコア２７と側壁１５との間の空間に補助エアミックスドア２８が配置され、その一端を回動可能に軸支されている。ヒータコア２７の一端と仕切り壁３２との間、即ちヒータコア２７の上流側にエアミックスドア３３が回動可能に軸支されている。

図２に示す下ケース３５は樹脂から成りブロワ収容部３６と蒸発器収容部３８とを含む。環形状のブロワ収容部３６内にブロワ（不図示）が収容され、蒸発器４８に向かって側方（図２で右方）に風を送るようになっている。蒸発器収容部３８はほぼ矩形状の下壁部３９と一対の側壁部４１及び４２と、端壁部４６とを有し、上方に開口している。下端部３９，側壁部４１及び４２により空気導入口４３が区画形成されている。空気の導入方向に対して両側に流れ方向と平行な側壁部４１及び４２が位置している。蒸発器４８の一端（左端）４９ａは側壁部４２に形成された段部に支持され、他端部（右端部）４９ｂは側壁部４１に支持され、両側壁４１及び４２間の上半分に蒸発器４８が傾斜状態で収容され、下半分は空間になっている。つまり、蒸発器４８は空気導入口４３を含む平面Ｐと垂直でしかも一端４９ａが高く、他端４９ｂが低くなるように配置されている。複数のチューブ（不図示）が図２で上下方向に延びている。

図３及び図４に示すように、蒸発器４８の下端４９ｂと下ケース３５の下壁部３９との間に凝縮水案内部５５が配置されている。凝縮水案内部５５は底壁３９の長さ方向（図２の左右方向）全長にわたって一体的に立設された突条５６と、突条５６に取り付けられた長手形状の樹脂部６１と、樹脂部６１と一体化された長手形状のゴム部６３とを含む。樹脂部６１とゴム部６３とが当接部を構成している。

突条５６の一側面（内側面）に複数のリブ５７が所定間隔で一体的に形成されている。最上流端のリブ５８ａはその根元よりも先端が下流側に位置するように傾斜し、その他のリブ５８ｂは一側面に対して直角を成している。また、下ケース３５の底壁部３９と側壁部４１との角部に蒸発器４８の表面に付着する凝縮水を集めて空調ケース１０の外部に排水するドレン６５が形成されている。

（作用）
この実施例の作用をモード毎に説明する。

ａ．風のターン、流速の抑制
図２において、ブロワから蒸発器収容部３８に向かって風（空気）が右方向に送られる。風は下ケース３５の端壁部４６で上向きにターンされ、空調ケース１０上向き（図１の上下方向、図２の紙面と垂直で、紙面から離れる方向）に流れる。この実施例の配置では、下端４９ｂの上方が空気通路となり、上端４９ａの上方にヒータコア２７等が配置されているので、蒸発器４８の下端４９ｂ側の風速が、上端４９ａ側の風速よりも早くなる。

下ケース３５と平行な方向の風の流れ（平行流）の速度がリブ５７により低下される。従って、端壁部４６でターンされた後の上向きの風の流れ（上昇流）の風速も低下する。

ｂ．デフモード
デフモード時は、デフ吹出口１７から冷風と暖風との混合空気をウィンドに向かって吹き出す。そのために、エアミックスドア３３及び補助エアミックスドア２８を蒸発器４８及びヒータコア２７に風を導く位置に回動させ、デフドア２１を回動してデフ吹出口１７を開き、フェイスドア２２及びフットドア２３を回動してフェイス吹出口１８及びフット吹出口１９を閉じる。

送風機で送られる風は蒸発器４８で冷却され、ヒータコア２７で暖められた後、デフ吹出口１７から吹き出す。蒸発器４８の表面に生成される凝縮水は、傾斜した下面に沿って蒸発器４８の下端に流れた後、下ケース３５のドレン６５から外部に排水される。これは、次述する冷房モードでも同じである。

ｃ．冷房モード
冷房モード時は、フェイス吹出口１８から冷風を乗員の上半身に向かって吹き出す。そのために、エアミックスドア３３及び補助エアミックスドア２８を蒸発器４８に風を導く位置に回動させ、フェイスドア２２を回動してフェイス吹出口１８を開き、デフドア２１及びフットドア２３を回動してデフ吹出口１７及びフット吹出口１９を閉じる。送風機で送られる風は蒸発器４８で冷却された後、フェイス吹出口２２から吹き出す。

ｄ．暖房モード
暖房モード時は、フット吹出口１９から暖風を乗員の下半身に向かって吹き出す。そのために、エアミックスドア３３及び補助エアミックスドア２８をヒータコア２７に風を導く位置に回動させ、フットドア２３を回動してフット吹出口１９を開き、デフドア２１及びフェイスドア２２を回動してデフ吹出口１７を部分的に閉じ、フェイス吹出口１８を完全に閉じる。送風機で送られる風はヒータコア２７で暖められた後、デフ吹出口１７及びフット吹出口１９から吹き出す。

（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、蒸発器４８で発生し、その下端４９ｂに貯まる凝縮水は、凝縮水案内部５５に案内されてドレン６５から排出される。その結果、凝縮水が空気流により周辺に飛散され吹出口１７等から吹き出すことが防止される。

第２に、例え送風機から送られてくる空気量が多い場合でも、凝縮水の飛散が確実に防止できる。凝縮水案内部５５の突条５６の一側面に形成した複数のリブ５７が風の流れに対して抵抗（邪魔板）となり、風速を低下させる。従って、突条５６の一側面を流れる風の速度が低下し、凝縮水が風により飛散され難くなるからである。また、最上流のリブ５８ａはその先端が根元よりも下流側となるように傾斜しているので、風速の過度の低下及び蒸発器４８に流れる風量の低下が極力防止できる。更に、リブ５７は突条５６と一体成形されているので形成が容易である。

第３に、第２の効果と関連して、蒸発器４８の下端４９ｂの上方は通路となり大量の空気が流れるため、板部材のより大きな効果を得ることができる。また、蒸発器４８の複数のチューブは傾斜方向と同方向に延びているので、凝縮水の排水上でも都合がよい。

本発明の実施例を示す正面断面図である。 図１における下ケースの平面図（但し蒸発器は図示省略）である。 凝縮水案内部の斜視図である。 凝縮水案内部及び流速低下用板部材の正面断面図である。

符号の説明

１０：空調ケース １１：上ケース
２７：ヒータコア ３５：下ケース
３９：底壁部 ４１，４４：側壁部（保持部）
４６：端壁部 ５５：凝縮水案内部
５６：突条 ６５：ドレン
５７，５８ａ，５８ｂ：リブ（流速低下用板部材）

Claims (2)

1. 空気導入口（４３）から側方に導入した空気流の流れ方向をターン部（４６）で上向きに変える空調ケース（３５）と、前記ターン部の上方で前記空調ケースに保持され空気流の導入方向と平行な一端が空気流と平行な他端よりも低くなるように傾斜した冷却用熱交換器（４８）と、を備えた車両用空調装置において、
   前記冷却用熱交換器（４８）の上端（４９ａ）の上方にヒータコア（２７）が配置され、且つ下端（４９ｂ）の上方に前記ヒータコア（２７）を迂回して空気を流す空気通路が設けられることによって、前記導入方向に流れる空気流が前記ターン部（４６）でターンした上向きに流れる空気流の流速が、前記冷却用熱交換器（４８）の下端（４９ｂ）側で早く、上端（４９ａ）側で遅くなるように構成されたものであって、
   前記空調ケース（３５）は、傾斜した前記冷却用熱交換器（４８）の下端（４９ｂ）の下方に位置する部分（５６）の一側面に所定間隔でリブ状に立設され、前記空気流の導入方向と略直交するように配置され前記導入方向に流れる空気流の流速を低下させる複数枚の板部材（５７）を備え、
   複数枚の前記板部材のうち、空気流れ方向で最上流端に位置する板部材（５８ａ）は、その根元よりも先端が下流側に位置するように傾斜することによって、前記最上流端に位置する板部材（５８ａ）よりも下流側に位置するその他の板部材（５８ｂ）と比べて、前記空気流に対する流通抵抗が低く設定されたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記複数枚の板部材（５７）は、前記空調ケースの底壁部に一体成形さ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。

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