JP4899186B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車に用いられ車室内を空調する自動車用空調装置に関する。

自動車用空調装置は、一般にコンデンサ、コンプレッサ等は車室外に設けられ、エバポレータ、ヒータコア等は車室内に設けられていた。エバポレータには冷媒が流されるが、冷媒の種類も多くなると共に、有毒化の傾向が高まりつつある。特にノンフロン代替冷媒として、ＣＯ₂が採用される方向にあり、ＣＯ₂の有毒性のみならず、冷房作動時の冷媒の圧力が従来のフロンに対して４倍以上にもなることから、その安全性の確保が課題となっている。

その対策として、自動車用空調装置を車室外に設けることが安全性の向上に繋がることは明らかである。車室外に設ける例として、課題は相違するが、特許文献１，特許文献２，特許文献３を示すことができる。

特許文献１，２に示す構造は、エアコンユニット１１をモジュールボックス１０内に収納し、そのモジュールボックス１０をダッシュパネル３の垂直方向に延びる壁部３ａの前面に配置している。それから、モジュールボックス１０の下面には、モーターインコンプレッサー２１及びモータ駆動用のインバータ２２を組付けている。これによって、室内スペースが広がる効果を奏している。
特開２００３−１１２５１９ 特開２００３−１１８３５１

また、特許文献３に示す構造は、インテークユニット１とクーラユニット２とを自動車のエンジンルームに上下に並べて配置すると共に、ヒータユニット３を車室内に設けている。これにより車内の助手席前の空間の拡大に寄与している。
特開昭５７−２０９４１５

前記特許文献１，２は、ダッシュパネルの壁部３ａの前面に、ブロワー，エバポレータ，ヒータユニット，ミックスチャンバーが縦方向に配したモジュールボックス１０が縦方向に設置されていることから、下方にある機器のメンテナンス性は悪化している。また、コンプレッサ２１などはモジュールボックス１０の下方にあるため更にメンテナンス性が悪い。前記特許文献３も、インテークユニット１とクーラユニット２とは上下方向に配置され、メンテナンス性は問題である。また、前記特許文献１，２にあっては、車室送風用ダクト４３並びにデフロスタ用ダクト４４がフロントコンパートメント（室外）２内に露出しており、外気にさらされ、該ダクトを介して熱交換してしまい、熱損失してしまう不都合を有している。

そこで、この発明は、メンテナンス性の向上を図ることを主要な課題とすると共に、安全性の向上、低騒音化、熱損失の減少を図って効率の良い自動車用空調装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、この発明に係る自動車用空調装置は、自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する部品である少なくともコンデンサとエバポレータを一体構成とした冷凍サイクルモジュールユニットを構成し、この冷凍サイクルモジュールユニットをファイヤーボードに区画された自動車の駆動源収納室内の上方に配置すると共に、ファイヤーボードに区画された車室内側に少なくともブロワとヒータコアと配風手段を持つ配風ユニットが設けられ、前記冷凍サイクルモジュールユニットの一面が前記車室内の配風ユニットに接続されていることにある（請求項１）。これにより、少なくともコンデンサとエバポレータを一体構成とした冷凍サイクルモジュールユニットがエンジンルームの上方に配されることから、ボンネットを開ければ、冷凍サイクルモジュールユニットが有り、メンテナンス性は良好となる。冷凍サイクルモジュールユニットは、それ自体を車体に取付ければ良く、組付性の簡素化が図れる。

また、前記冷凍サイクルモジュールユニットとファイヤーボードを挟んで設置される車室内の配風ユニットとは、冷凍サイクルモジュールユニットの一面が直接に車室内の配風ユニットに接続されるために、空調空気の熱損失を抑えるのに有効となる。さらに、高圧となる配管がエンジンルーム内にあるため、仮に破れても、車室内に入らず、安全性が確保できる。当然ながら、モジュール化となったことから配管は最小限の長さとなる。

この発明の他の自動車用空調装置にあって、前記冷凍サイクルモジュールユニットの主な構成部品として、コンデンサ，エバポレータのみならずコンプレッサも加えられている（請求項２）。コンプレッサがモータ駆動の時は冷凍サイクルモジュールユニット内に組込むことがきわめて容易である。

前記冷凍サイクルモジュールユニットの一面と前記車室内の配風ユニットの接続は、冷凍サイクルモジュールユニットのケースに形成の接続口と前記ブロワの空気導入口とが、ファイヤーボードの両側から接合されて行われている（請求項３）。

前述した発明（請求項1、２）に採用されている配風手段は、ファイヤーボードを挟んで車室内側に配された配風ユニット内にあって、デフロスト吹出口，ベント吹出口，足元吹出口と、これらの吹出口を選択的に吹出モード信号に応じて切換える吹出モード切換ドアとより成る（請求項４）。

以上のように、この発明の請求項１のみならず、請求項２において、自動車用空調装置は、冷凍サイクルの構成部品である少なくともコンデンサ、エバポレータ等と一体構成とした冷凍サイクルモジュールユニットと、車室内に設けられた配風ユニットより成っていることから、前記冷凍サイクルモジュールユニットを自動車の駆動源収納室内に設置するのに便利である。しかも、上方に設置されることからメンテナンス性はすこぶる向上される。

それから、冷媒の配管の取り廻しが冷凍サイクルモジュールユニット内で済むため、最小限の長さで良いし、また配管が車室内に入らないために、有毒な冷媒の使用であっても、安全性が向上される。さらに、冷凍サイクルモジュールがエンジンルーム内設置のため、騒音が室内に入ってこず、静寂性に寄与できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１，図２，図３において、この発明の実施例１が示され、この自動車用空調装置１は、大別してコンデンサ５、エバポレータ８等の機器から成る冷凍サイクルモジュールユニット２と、車室内への吹出口を選択する配風ユニット３とより構成されている。前記冷凍サイクルモジュールユニット２は、コンデンサ５、リキッドタンク６、膨張弁７、エバポレータ８が配管９にて結合し、構成された冷凍サイクルが硬質樹脂や金属等のケース１０内に一体組付構成されている。

この冷凍サイクルモジュールユニット２は、車両１４のエンジンルーム１５が配されたエンジンルーム１９内にあって、その長手方向が車両１４の前後方向に沿うと共に上方に配置されている。即ち、ボンネット１８の下部にあり、ボンネット１８を開ければ目視できる。この実施例１では、前記した機器と冷凍サイクルを構成するコンプレッサ１１は、冷凍サイクルモジュールユニット２外にあり、前記エンジン１５に近接して設けられていて、冷凍サイクルモジュールユニット２とは離れているが、前記配管９が伸びて接合されている。

コンデンサ５は、冷凍サイクルモジュールユニット２の前方（車両の前方）にあり、斜めに設置され、左側が吸入開口１６となり、その前面にファン１２が配され、車外の空気を取り入れ、コンデンサ５を冷却し、その二次空気を下流の排出開口１７から排出している。このコンデンサ５は図示していないがケース１０に組付られている。

リキッドタンク６は、コンデンサ５からの液冷媒を一時的に貯留するためのもので、液冷媒をエバポレータ側へ送り出している。このリキッドタンク６もケース１０に組付られている。

エバポレータ８は、その内部に膨張弁７を通過し断熱膨張された冷媒が噴射され、その内部で外部より熱を吸収して蒸発する。即ち、導入空気と熱交換を行い、車室内に冷風を供給している。吸熱した冷媒は気体となり前述したコンプレッサ１１に送られる。

このエバポレータ８は、平面図である図１で明らかなように、ケース１０内に空気流路２０が形成され、この空気流路２０中に該エバポレータ８が配されている。この空気流路２０の上流側に内気入口２１と外気入口２２が接続され、その分岐点に内外気切換ドア２３が配されていて、必要により入口が切換えられる。また、この空気流路２０の下流は、冷凍サイクルモジュールユニット２の背面に形成の接続口２４となっている。

配風ユニット３は、ファイヤーボード２５により区画された車室２６内に、しかもインストルメントの下方に配されている。この配風ユニット３は、空調ケース２７の一端に設けられたブロワ２８と、中程に温度調節手段となるエアミックスドア３２とヒータコア３１と、配風手段となる吹出モード信号に応じて開閉される各吹出口と各吹出モード切換ドアとより成っている。

ブロワ２８は、空気導入口２９を持っており、該空気導入口２８が前記冷凍サイクルモジュールユニットの接続口２４に接続され、エバポレータ８を通った冷風を導入し、下流に流出させている。

空調ケース２７は、その内部にヒータコア３１と、エアミックスドア３２を有し、エアミックスドア３２の開度により、ヒータコア３１を通る冷風量を調節して、温度調節を図っている。

車室内への吹出口は、ベント吹出口３４、足元吹出口３６、デフロスタ吹出口３８が空調ケース２７に形成され、それぞれの吹出口に吹出モード切換ドア３５，３７，３９をそれぞれ配している。そして、各吹出モード切換ドア３５，３７，３９は吹出モード信号に応じて適宜開閉される。

この実施例１においては、冷凍サイクルモジュールユニット２がエンジンルーム１９内に配されることで、車室内騒音の低減ばかりでなく、ボンネット１８の下部にあることと相俟って冷凍サイクルモジュールユニット２の構成機器であるコンデンサ５、リキッドタンク６、エバポレータ８等が平面配置のためにメンテナンス性はすこぶる良い。

実施例１にあって、空調装置の冷凍サイクルモジュールユニット２がエンジンルーム１９内に設けられるようになったのは、ハイブリッド車の普及や、電気自動車の開発により、エンジンルーム（駆動源収納室）にスペースの余裕が生まれたからである。

図４，図５において、この発明の実施例２が示され、モータ駆動車等であっては、自動車用空調装置１のコンプレッサ１１をモータ駆動とされる場合には、冷凍サイクルモジュールユニット２内に組込むことも可能となり、その例を示している。その他の部分は、実施例１と同一のため、同一部位には同一の符号を付して説明を省略している。

図６，図７において、この発明の実施例３が示され、ブロワ２８を冷凍サイクルモジュールユニット２内に組込んだ例を示している。この例では、車室内からブロワ２８がなくなることで、駆動騒音源が車室２６外となって、静粛性と共にインストルメントパネルのスペースの増加に寄与できる。尚、当然ながら、ブロワ２８は配風ユニット３から外されている。その他の部分は、実施例２と同一のため、同一部位には同一の符号を付して説明を省略している。

図８，図９において、この発明の実施例４が示され、ブロワ２８のみならず、ヒータコア３１も冷凍サイクルモジュールユニット２内に組込んだ例を示している。この例では、さらにインストルメントパネル下の、配風ユニット３を小さく出来ることから、スペースの増加に寄与できる。その他の部分は、実施例３と同一のため、同一部位には同一の符号を付して説明を省略している。

この発明の実施例１を示す概略の平面図である。 同上の概略の側面図である。 同上の冷凍サイクルモジュールユニットと配風ユニットとの接続関係を示す斜視図である。 この発明の実施例２を示す概略の平面図である。 同上の概略の側面図である。 この発明の実施例３を示す概略の平面図である。 同上の概略側面図である。 この発明の実施例４を示す概略の平面図である。 同上の概略側面図である。

１ 自動車用空調装置
２ 冷凍サイクルモジュールユニット
３ 配風ユニット
５ コンデンサ
８ エバポレータ
９ 配管
１０ ケース
１１ コンプレッサ
１４ 車両
１５ エンジン
１９ エンジンルーム（駆動源収納室）
２０ 空気流路
２４ 接続口
２５ ファイヤーボード
２６ 車室
２７ 空調ケース
２８ ブロワ
２９ 空気導入口
３１ ヒータコア
３４ ベント吹出口
３６ 足元吹出口
３８ デフロスタ吹出口

Claims (4)

1. 自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する部品である少なくともコンデンサとエバポレータとを一体構成とした冷凍サイクルモジュールユニットを構成し、この冷凍サイクルモジュールユニットをファイヤーボードにより区画された自動車の駆動源収納室内の上方に配置すると共に、
   ファイヤーボードに区画された車室内側に少なくともブロワとヒータコアと配風手段とを持つ配風ユニットが設けられ、
   前記冷凍サイクルモジュールユニットの一面が前記車室内の配風ユニットに接続されていることを特徴とする自動車用空調装置。
2. 自動車用空調装置の冷凍サイクルを構成する部品である少なくともコンデンサとエバポレータとコンプレッサとを一体構成とした冷凍サイクルモジュールユニットを構成し、この冷凍サイクルモジュールユニットをファイヤーボードにより区画された自動車の駆動源収納室内の上方に配置すると共に、
   ファイヤーボードに区画された車室内側に少なくともブロワとヒータコアと配風手段とを持つ配風ユニットが設けられ、
   前記冷凍サイクルモジュールユニットの一面が前記車室内の配風ユニットに接続されていることを特徴とする自動車用空調装置。
3. 前記冷凍サイクルモジュールユニットの一面と前記車室内の配風ユニットの接続は、冷凍サイクルモジュールユニットのケースに形成の接続口と前記ブロワの空気導入口とが、ファイヤーボードの両側から接合されて行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用空調装置。
4. 前記配風手段は、ファイヤーボードに区画された車室内側に配された配風ユニット内にあって、デフロスト吹出口、ベント吹出口、足元吹出口と、これらの吹出口を選択的に吹出モード信号に応じて切換える吹出モード切換ドアとより成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用空調装置。
   

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