JP6291192B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、送風機によって内気・外気を空気通路を内部に有した空調ケースへと取り込み、冷却手段であるエバポレータにより冷却された空気と、加熱手段であるヒータコアにより加熱された空気とを前記空調ケース内においてダンパを作動させることで所望の混合比率で混合した後、前記空調ケースに設けられた複数の吹出口から送風ダクトを通じて車室内へと送風することで前記車室内の温度及び湿度の調整を行っている。

例えば、上述したような車両用空調装置では、特許文献１に開示されるように、送風機を空調ケースの略中央部に配置したフルセンター式の構造を有したものが知られている。この車両用空調装置では、車載時において空調ケースの助手席側に内気・外気の取り込み状態を切り替える内外気切替ユニットが設けられており、送風機を作動させることで前記内外気切替ユニットから取り込まれた空気が空調ケース内へと流通して送風口へと導かれる。

特開２００４−２１０１０１号公報

上述した車両用空調装置では、送風機を構成する駆動モータが故障して空調ケースから取り外す場合、助手席側に内外気切替ユニットが配置されている関係で、空調ケースに対して運転席側へと前記送風機を取り外す必要がある。しかしながら、車両における車両用空調装置の運転席側には、計器類やパワーステアリング用の駆動モータ等が配置されており、前記送風機を空調ケースから側方へと取り出すための十分なスペースを確保することが難しい。

一方、空調ケースに対して送風機を助手席側へと取り外そうとした場合、該送風機を前記空調ケースへ締結しているねじが前記空調ケース内に設けられることとなるため、前記ねじを螺回させ取り外した際に、前記空調ケース内に落下させてしまうことが懸念される。このように空調ケース内へねじを落下させてしまった場合には、前記空調ケースを分解してねじを取り出す必要があり、非常に煩雑な作業が必要とされる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、空調ケースに対する送風機の組付性向上を図り、前記空調ケース内への締結部材の落下を確実に阻止することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内気・外気を切り替えて取り込む内外気切替ユニットと、内外気切替ユニットが連結され、空気の流通する流路及び車室内へ送風する送風口とを有した空調ケースとを備え、空調ケースは、車両搭載時において内外気切替ユニット側が助手席側、内外気切替ユニット側とは反対側が運転席側となるように配置され、空調ケースの幅方向略中央に送風機が収納された車両用空調装置において、
送風機は、駆動モータを保持するハウジングと、駆動モータに連結され回転するファンとを有し、
駆動モータにファンを連結し、且つ、駆動モータのハウジングに保持された送風機を、空調ケースに対して内外気切替ユニット側から収納し、内外気切替ユニット側とは反対側から送風機のハウジングを締結部材によって空調ケースへと固定することを特徴とする。

本発明によれば、空調ケースの幅方向略中央に送風機が収納された車両用空調装置において、送風機が、駆動モータを保持するハウジングと、駆動モータに連結され回転するファンとからなり、空調ケースに対して内外気切替ユニット側から送風機を収納し、内外気切替ユニット側とは反対側から送風機を締結部材によって固定している。

従って、空調ケースに対して送風機を脱着する際、スペースに余裕のある内外気切替ユニット側からの取り出し・収納が可能となり、しかも、締結部材の取り外し方向が空調ケースの外側となるため、締結部材を誤って空調ケース内に落下させてしまうことが確実に阻止され、さらに、締結部材の締結が容易となるため組付性の向上を図ることが可能となる。

また、ハウジングと空調ケースとを嵌合させ固定することにより、締結部材で固定する前に、空調ケースに対して送風機のハウジングを仮留めしておくことができるため、組み付け時において作業者が送風機を把持したまま締結部材の締付作業を行う必要がなく、組付作業性の向上を図ることができる。

さらに、ハウジングを、空調ケースに対して回転嵌合することにより、容易且つ確実にハウジングを含む送風機を空調ケースに対して固定することが可能となる。

さらにまた、ハウジングの直径を、ファンの直径より小さく設定することにより、従来の車両用空調装置と比較し、送風機及び送風機の装着される空調ケースの小型化を図ることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、空調ケースの幅方向略中央に収納された送風機が、駆動モータを保持するハウジングを有し、空調ケースに対して内外気切替ユニット側から送風機を収納し、内外気切替ユニット側とは反対側から送風機を締結部材によって固定することで、空調ケースに対して送風機を脱着する際に、締結部材の取り外し方向が空調ケースの外側となるため、締結部材を誤って空調ケース内に落下させてしまうことが確実に阻止され、しかも、締結部材の締結が容易となるため組付性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す全体正面図である。 図１の車両用空調装置における送風機近傍を示す拡大正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４Ａは、図３の車両用空調装置に送風機を組み付ける途中の状態を示す拡大正面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った断面図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。なお、車両用空調装置１０は、図１に示される右側（矢印Ａ方向）が車両の前方側、すなわち、エンジンルーム側となり、左側（矢印Ｂ方向）が該車両の後方側、すなわち、車室内側となるように搭載されるため、以下、矢印Ａ方向を車両前方とし、矢印Ｂ方向を車両後方として説明する。

この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、空気の各通路１２を構成する空調ケース１４と、前記空調ケース１４の内部に配設される送風機１６と、前記空気を冷却するエバポレータ１８と、該空気を加熱するヒータコア２０と、前記各通路１２内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構２２とを含む。

空調ケース１４は、例えば、略対称形状の第１及び第２分割ケース２４、２６から構成され、前記第１及び第２分割ケース２４、２６は車両の幅方向（図３中、矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に分割可能に設けられている。この空調ケース１４の上方には、乗員の顔近傍やフロントウィンドウへ送風を行う送風口２８が形成される。なお、ここでは、第１分割ケース２４が車両搭載時に運転席側（図３中、矢印Ｃ１方向）に配置され、第２分割ケース２６が車両搭載時に助手席側（図３中、矢印Ｃ２方向）に配置される場合について説明する。

この空調ケース１４の内部には、図１及び図２に示されるように、車両用空調装置１０を車両に搭載した際に車両後方側（矢印Ｂ方向）となる位置に収納孔３０を介して送風機１６が収納される。この収納孔３０は、図２及び図３に示されるように、空調ケース１４において車両の幅方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って延在し、第１分割ケース２４側（矢印Ｃ１方向）に形成される第１孔部３２と、第２分割ケース２６側（矢印Ｃ２方向）に形成され前記第１孔部３２と同軸上に配置される第２孔部３４とからなる。

第１孔部３２は、軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って略一定径で延在し、第２分割ケース２６側とは反対側となる端部には、その内周面から半径内方向に突出した複数のストッパ部３６及び鍔部３８が周方向に沿って互いに等間隔離間して形成される。なお、図２に示されるように、例えば、ストッパ部３６は３箇所、鍔部３８は３箇所設けられる。

ストッパ部３６は、第１孔部３２の内周面に対して半径内方向に所定幅で突出した鍔状に形成され、周方向に沿って等間隔離間して３つ設けられる。そして、収納孔３０に収納される送風機１６のハウジング４４が当接することで軸方向（矢印Ｃ１方向）に係止される。

鍔部３８は、例えば、第１孔部３２の内周面に対して断面円弧状に半径内方向に膨出し、所定厚さを有した板状に形成されると共に、ストッパ部３６に対して周方向に沿って所定間隔離間して設けられる。なお、鍔部３８は、第１孔部３２の周方向においてストッパ部３６と互い違いとなるように交互に配置される。また、鍔部３８の最も内側となる内周径は、ストッパ部３６の内周径に対して小さく設定される。

第２孔部３４は、第１孔部３２と略同一直径で形成され、且つ、軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って略一定径で延在し、その端部には図示しない内外気切替ユニットが接続され、前記内外気切替ユニットを通じて空気が前記第２孔部３４へと取り込まれる。

送風機１６は、図１〜図３に示されるように、例えば、複数のフィンを有した回転ファン（ファン）４０と、該回転ファン４０を回転駆動する駆動モータ４２と、前記駆動モータ４２の端部を保持するハウジング４４とを有した遠心式ファンである。そして、送風機１６は、回転ファン４０及び駆動モータ４２の軸線が第１及び第２分割ケース２４、２６における車両の幅方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って延在するように略水平に配置されると共に、第１分割ケース２４と第２分割ケース２６とに跨るように配置される（図３参照）。詳細には、送風機１６は、ハウジング４４が第１分割ケース２４側（矢印Ｃ１方向）、回転ファン４０が第１及び第２分割ケース２４、２６に跨るように配置され、且つ、収納孔３０に沿って一直線状に設けられる。

すなわち、この車両用空調装置１０は、空調ケース１４の幅方向略中央に送風機１６が設けられたフルセンター式のＨＶＡＣ(Ｈｅａｔｉｎｇ、Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ、ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ)である。

ハウジング４４は、円盤状のベース部４６と、該ベース部４６の一端部から円筒状に突出したモータ収納部４８とを有し、前記ベース部４６が回転ファン４０の端部に臨むように設けられ、前記モータ収納部４８の内部に駆動モータ４２が収納される。また、モータ収納部４８の直径は、ベース部４６の直径Ｄ１に対して小さく形成されると共に、第１分割ケース２４におけるストッパ部３６の直径に対して小さく設定される。

また、ベース部４６の一端部には、該ベース部４６の周方向に沿って等間隔離間した複数のフック５０が設けられる。フック５０は、ベース部４６に対してモータ収納部４８の突出方向と同一方向に所定高さだけ突出した後、半径外方向に向かって直角に折曲された係止部５２を有した断面略Ｌ字状に形成される。すなわち、係止部５２は、ベース部４６の外周側に向かって平行に突出している。

さらに、図３に示されるように、ハウジング４４におけるベース部４６の直径Ｄ１は、回転ファン４０の直径（外周径）Ｄ２に対して小さく設定される（Ｄ１＜Ｄ２）。

また、送風機１６は、空調ケース１４に収納された状態で、そのモータ収納部４８が第１孔部３２から外部へと突出し、該モータ収納部４８の外周面にはカバー５４が設けられる。このカバー５４は、外周面に形成されたガイド溝４８ａ（図４Ａ参照）に係合され、端部に挿通されたねじ（締結部材）５６が、第１分割ケース２４のボス部５８（図３及び図４Ａ参照）を通じて送風機１６のベース部４６に形成されたねじ孔５９（図４Ａ参照）に螺合されることで共締めされる。これにより、送風機１６が空調ケース１４の収納孔３０に収納された状態で第１分割ケース２４に対してねじ５６によって固定される。

なお、カバー５４を装着することなく、第１分割ケース２４のボス部５８と送風機１６のベース部４６とを直接ねじ５６で締結することで、前記送風機１６を固定するようにしてもよい。

そして、図示しないコントローラからの制御信号に基づき駆動モータ４２が回転駆動することで、回転ファン４０が一体的に回転し、それに伴って、図示しない内外気切替ユニットから空気が取り込まれ、第２孔部３４を通じて前記回転ファン４０の一端側から中心へと吸い込まれた後、空調ケース１４内に形成された通路１２へと送出される。

また、図１に示されるように、空調ケース１４の内部には、送風機１６の下方となる位置にエバポレータ１８が収納され、前記エバポレータ１８は、例えば、第１分割ケース２４及び第２分割ケース２６に跨るように設けられ、該空調ケース１４の高さ方向に対して所定角度だけ傾斜するように配置される。そして、エバポレータ１８には、図示しない複数のチューブを通じて冷媒が循環されており、前記チューブの間に設けられたフィンに空気が通過することで、該空気と前記冷媒との熱交換がなされ、冷却された空気がエバポレータ１８の下流側へと供給される。

さらに、空調ケース１４の内部において、エバポレータ１８に対して車両前方側（矢印Ａ方向）となる位置にヒータコア２０が収納され、前記ヒータコア２０は、例えば、第１分割ケース２４及び第２分割ケース２６の内部においてエバポレータ１８の下流側に設けられ、該エバポレータ１８と同様に、該空調ケース１４の高さ方向に対して所定角度だけ傾斜し、且つ、略平行に配置される。そして、ヒータコア２０には、図示しない複数のチューブを通じて温水が循環されており、前記チューブの間に設けられたフィンに空気が通過することで、該空気と前記温水との熱交換がなされ、加熱された空気がヒータコア２０の下流側へと供給される。

ダンパ機構２２は、エバポレータ１８とヒータコア２０との間に設けられるエアミックスダンパ６０と、送風口２８の送風状態を切り替える切替ダンパ６２とからなり、前記エアミックスダンパ６０は、例えば、湾曲したプレート状に形成され、空調ケース１４の幅方向に沿って設けられ、その両側部が前記空調ケース１４の内壁面に設けられたガイド手段（図示せず）に沿って案内される。そして、エアミックスダンパ６０の内壁面にはラックギアが形成され、空調ケース１４に軸支されたシャフト６４のピニオンギアが噛合される。

そして、図示しないアクチュエータの駆動作用下にシャフト６４が所定角度だけ回動し、それに伴って、エアミックスダンパ６０がガイド手段に沿ってスライドすることで、エバポレータ１８によって冷却された空気（冷風）と、ヒータコア２０によって加熱された空気（温風）との混合比率を調整して下流側へと送風する。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に空調ケース１４に対して送風機１６を組み付ける場合について説明する。なお、送風機１６の組み付けは、内外気切替ユニットを空調ケース１４に組み付ける前に行われる。

先ず、図４Ｂに示されるように、送風機１６を空調ケース１４における第２分割ケース２６の第２孔部３４に臨む位置とし、そのハウジング４４が前記第２孔部３４側（矢印Ｃ１方向）とした状態で、前記送風機１６を前記第２孔部３４に挿入した後、第１孔部３２へと挿入していくことでモータ収納部４８が第１分割ケース２４の外部へと突出する（図３参照）。

そして、送風機１６におけるベース部４６の一端部が第１孔部３２のストッパ部３６に当接することで、前記第１分割ケース２４側（矢印Ｃ１方向）へのさらなる移動が規制され、次に、図４Ａに示される状態から送風機１６を所定方向（矢印Ｅ方向）に回転させ、複数のフック５０をそれぞれ鍔部３８に係合させる位置まで移動させる。これにより、第１分割ケース２４の鍔部３８が、フック５０の係止部５２とベース部４６との間に挟持された状態となり、送風機１６が収納孔３０に収納された状態で仮留めされた状態となる。

最後に、第１分割ケース２４から外部に露呈したモータ収納部４８のガイド溝４８ａにカバー５４を係合させた後、その端部を第１分割ケース２４のボス部５８、ハウジング４４のベース部４６に対してねじ５６で一体的に締結する。これにより、カバー５４を介して送風機１６が第１分割ケース２４に対して固定されることとなる。

このように、第１分割ケース２４の外側からねじ５６を締結して空調ケース１４に収納された送風機１６を固定できるため、前記送風機１６の組み付け時や脱着時にねじ５６が脱落してしまっても、前記空調ケース１４の内部（通路１２等）へ進入してしまうことが防止される。換言すれば、脱落したねじ５６が、空調ケース１４の外側に落下するため、容易に前記ねじ５６を探して再度組み付けを行うことができる。

また、空調ケース１４に対する送風機１６の締結作業を、ハウジング４４側となる第１分割ケース２４の外側から行うことができるため、送風機１６においてハウジング４４の直径Ｄ１を回転ファン４０の直径Ｄ２に対して小さく形成することが可能となり、それに伴って、従来の車両用空調装置と比較し、送風機１６及び該送風機１６の装着される空調ケース１４の小型化を図ることができる。

さらに、送風機１６は、ねじ５６で固定する前に、予め第１分割ケース２４に対してフック５０を鍔部３８に係合させることで仮留めしておくことが可能であるため、作業者が送風機１６を把持したままねじ５６の締付作業を行う必要がなく、組付作業性の向上を図ることができる。

さらにまた、例えば、送風機１６の故障時等にメンテナンスを行うにあたり、前記送風機１６を空調ケース１４から取り外す場合でも、第２孔部３４を通じて比較的スペースに余裕のある助手席側（矢印Ｃ２方向）へと取り出すことができるため、スペースに余裕の少ない運転席側（第１孔部３２側）から取り出す場合と比較し、容易にメンテナンス作業を行うことが可能となる。

次に、上述したように組み付けられた車両用空調装置１０の作用について簡単に説明する。

先ず、図示しない乗員が、車両用空調装置１０の搭載された車両の車室内に配置された操作レバーを操作することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動し、その駆動力の伝達されたシャフト６４が所定角度だけ回転することで、エアミックスダンパ６０が図示しないガイド手段による案内作用下に車両前方側又は後方側へと所定距離だけスライド変位する。

同時に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機１６の駆動モータ４２が回転駆動し回転ファン４０が回転し、図示しない内外気切替ユニットを通じて空調ケース１４内へと取り込まれた空気が前記送風機１６から送出される。そして、空気は、通路１２を通じて下方へと流通し、エバポレータ１８を通過することで冷却された後、ヒータコア２０を通過した空気と混合されることで所望の温度へと調温され、送風口２８を通じて車室内へと送風される。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １４…空調ケース
１６…送風機 １８…エバポレータ
２０…ヒータコア ２４…第１分割ケース
２６…第２分割ケース ３０…収納孔
３２…第１孔部 ３４…第２孔部
３６…ストッパ部 ３８…鍔部
４０…回転ファン ４２…駆動モータ
４４…ハウジング ４６…ベース部
４８…モータ収納部 ５０…フック
５６…ねじ

Claims (4)

1. 内気・外気を切り替えて取り込む内外気切替ユニットと、前記内外気切替ユニットが連結され、空気の流通する流路及び車室内へ送風する送風口とを有した空調ケースとを備え、前記空調ケースは、車両搭載時において前記内外気切替ユニット側が助手席側、前記内外気切替ユニット側とは反対側が運転席側となるように配置され、前記空調ケースの幅方向略中央に送風機が収納された車両用空調装置において、
   前記送風機は、駆動モータを保持するハウジングと、前記駆動モータに連結され回転するファンとを有し、
   前記駆動モータに前記ファンを連結し、且つ、該駆動モータの前記ハウジングに保持された送風機を、前記空調ケースに対して前記内外気切替ユニット側から収納し、前記内外気切替ユニット側とは反対側から前記送風機のハウジングを締結部材によって前記空調ケースへと固定することを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記ハウジングと前記空調ケースとを嵌合させることで固定することを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２記載の車両用空調装置において、
   前記ハウジングは、前記空調ケースに対して回転嵌合されることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記ハウジングの直径が、前記ファンの直径より小さく設定されることを特徴とする車両用空調装置。

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