(57)【要約】【課題】蓄冷機能を有する熱交換器を備えた空調装置をコンパクトにまとめながら、凝縮水の排水性を良好にし、かつ、空調装置の制御に適した温度を検出できるようにする。【解決手段】空調装置１のケーシング１０内に収容される蓄冷機能付き冷却用熱交換器１１に、冷却用熱交換器１１の温度を検出するための温度センサ５０を取り付ける冷却用熱交換器１の温度センサ取付構造において、冷却用熱交換器１１の外部空気の流れ方向下流側には、蓄冷材を有する蓄冷部４０が設けられ、温度センサ５０は、冷却用熱交換器１１の外部空気の流れ方向上流側に取り付けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置のケーシング内に収容される蓄冷機能付き冷却用熱交換器に、該冷却用熱交換器の温度を検出するための温度センサを取り付ける冷却用熱交換器の温度センサ取付構造において、
上記冷却用熱交換器の外部空気の流れ方向下流側には、蓄冷材を有する蓄冷部が設けられ、
上記温度センサは、上記冷却用熱交換器の外部空気の流れ方向上流側に取り付けられていることを特徴とする冷却用熱交換器の温度センサ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄冷機能を有する冷却用熱交換器の温度を検出する温度センサの取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用空調装置は、エバポレータ及びヒータコアをケーシングに収容し、このケーシング内に空調用空気を導入して温度調節してから車室の各部に供給するように構成されている。エバポレータは、冷凍サイクルの一構成要素であり、一般に車両用空調装置の冷凍サイクルはエンジンで駆動される圧縮機を備えている。
【０００３】
近年、燃費向上及び環境負荷軽減の観点からエンジンを自動停止する、いわゆるアイドリングストップ機能を備えた車両が普及してきている。エンジンが停止すると冷凍サイクルの動作も停止するので、車室の冷房能力が確保できなくなり、ひいては、エンジンの再始動が頻繁に起こり、アイドリングストップ機能の効果が十分に得られなくなる。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１、２に開示されているように、エバポレータに蓄冷機能を持たせることにより、アイドリングストップ中における冷風温度の上昇を抑制することが考えられる。
【０００５】
特許文献１の空調装置は、エバポレータの外部空気流れ方向下流側に蓄冷器が配設されている。そして、温度センサは、蓄冷器の外部空気流れ方向下流側に取り付けられている。これにより、エバポレータと蓄冷器との間に温度センサを配設する場合に比べてエバポレータと蓄冷器との間隔を狭めることができ、空調装置をコンパクトにまとめることができる。
【０００６】
特許文献２の空調装置では、エバポレータの上面に温度センサが取り付けられている。このものもエバポレータと蓄冷器との間隔を狭めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３２０２８号公報
【特許文献２】特開２００３−６３２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１では、温度センサを蓄冷器の外部空気流れ方向下流側に取り付ているので、エバポレータと蓄冷器との間隔を狭めることができる反面、エバポレータや蓄冷器の表面に発生した凝縮水が外部空気の流れによって下流側へ流れた際、温度センサが凝縮水の排水の邪魔になり、凝縮水が温度センサの周りに溜まってしまうことが考えられる。凝縮水が溜まると、そこが凍結しやすくなって氷が成長していく起点となるので、冷房性能が低下してしまう。
【０００９】
そこで、特許文献２の空調装置のように、温度センサをエバポレータの上面に取り付けて凝縮水の排水の邪魔にならないようにすることが考えられる。しかしながら、エバポレータの上面にはケーシングの上壁部が重なっているので、温度センサを取り付けるためのスペースをエバポレータとケーシングとの間に設けなければならず、ケーシングの大型化を招く。また、エバポレータの上面の温度を検出したとしても、エバポレータの外部空気の通過部分から離れているので、制御に適した測定結果とならない可能性もある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄冷機能を有する熱交換器を備えた空調装置をコンパクトにまとめながら、凝縮水の排水性を良好にし、かつ、空調装置の制御に適した温度を検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、温度センサを凝縮水の排水の邪魔にならないように外部空気流れ方向上流側に取り付けるようにした。
【００１２】
第１の発明は、空調装置のケーシング内に収容される蓄冷機能付き冷却用熱交換器に、該冷却用熱交換器の温度を検出するための温度センサを取り付ける冷却用熱交換器の温度センサ取付構造において、
上記冷却用熱交換器の外部空気の流れ方向下流側には、蓄冷材を有する蓄冷部が設けられ、
上記温度センサは、上記冷却用熱交換器の外部空気の流れ方向上流側に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、温度センサが冷却用熱交換器の外部空気の流れ方向上流側に位置することになるので、冷却用熱交換器に発生した凝縮水が外部空気の流れによって下流側へ流れた際、その凝縮水の排水を温度センサが邪魔することはなく、凝縮水がスムーズに排水される。これにより、冷却用熱交換器の表面で氷が成長するのを抑制することが可能になる。
【００１４】
そして、冷却用熱交換器の外部空気流れ方向上流側は、空気流路に面しているので、温度センサを取り付けてもケーシングを大型化する必要はなく、空調装置をコンパクトにまとめることが可能になる。
【００１５】
さらに、冷却用熱交換器の外部空気の通過部分の温度を検出することが可能になるので、温度センサを冷却用熱交換器の上面に設けている従来例のものに比べて、制御に適した測定結果が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷却用熱交換器の外部空気の流れ方向上流側に温度センサを取り付けるようにしたので、蓄冷機能を有する熱交換器を備えた空調装置をコンパクトにまとめることができるとともに、凝縮水の排水性を良好にでき、しかも、空調装置の制御に適した温度を温度センサによって検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る冷却用熱交換器の温度センサ取付構造が適用された車両用空調装置の内部構造を説明する図である。
【図２】冷却用熱交換器を外部空気流れ方向上流側から見た図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】変形例に係る図３相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る冷却用熱交換器の温度センサ取付構造が適用された車両用空調装置１を示すものである。車両用空調装置１は、例えば自動車の車室前部に設けられたインストルメントパネル（図示せず）内に収容され、車室外または車室内の空調用空気を導入して温度調節した後に車室の各部に供給するように構成されている。
【００２０】
尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。
【００２１】
車両用空調装置１は、図示しないが冷凍サイクルを備えている。冷凍サイクルは、後述する冷却用熱交換器１１の他、熱交換媒体としての冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、膨張弁を備えており、これら機器は冷媒配管によって接続されて冷媒が循環するようになっている。圧縮機は、車両のエンジンによって駆動されるようになっている。この車両には、停車時で、かつ、エンジン自動停止の所定条件が成立した場合にエンジンのアイドリングを自動停止するように構成された、いわゆるアイドリングストップ装置が搭載されている。アイドリングストップ装置の構成については、従来周知のものなので説明を省略する。アイドリングストップ装置は、空調装置の作動中であっても、車両制御装置が、例えば乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できると判断した場合には、アイドリングの自動停止を許可し、乗員の要求する冷房性能や暖房性能を確保できないと判断した場合には、アイドリングの自動停止を禁止するようになっている。
【００２２】
車両用空調装置１は、例えば樹脂材等からなる左右分割構造のケーシング１０を備えている。ケーシング１０の内部には、空調用空気を冷却するための冷却用熱交換器１１と、空調用空気を加熱するための加熱用熱交換器１２と、エアミックスダンパ１３と、デフロスタダンパ１４と、ベントダンパ１５と、ヒートダンパ１６とが収容されている。また、ケーシング１０の側壁部には、図示しない送風ユニットに接続される空気導入口２０が形成されている。送風ユニットは、車室外または車室内から選択的に空調用空気を導入して送風することができるように構成されている。
【００２３】
ケーシング１０の上壁部には、デフロスタ口２１が形成され、そのデフロスタ口２１の後側にベント口２２が形成されている。さらに、ケーシング１０の後壁部には、ヒート口２３が形成されている。デフロスタ口２１は、図示しないが、デフロスタダクトを介してインストルメントパネルのデフロスタノズルに接続されている。ベント口２２は、図示しないが、ベントダクトを介してインストルメントパネルのベントノズルに接続されている。また、ヒート口２３は、乗員の足下近傍に開口している。
【００２４】
ケーシング１０の内部には、冷風を生成するための冷風通路Ｒ１と、温風を生成するための温風通路Ｒ２と、冷風と温風とを混合するためのエアミックス空間Ｒ３と、デフロスタ通路Ｒ４と、ベント通路Ｒ５と、ヒート通路Ｒ６とが形成されている。冷風通路Ｒ１の上流側は空気導入口２０に接続されている。冷風通路Ｒ１は後側へ向けて延びており、その中途部に冷却用熱交換器１１が冷風通路Ｒ１を横切るように配置されている。
【００２５】
冷却用熱交換器１１は、コア３０と蓄冷部４０とを備えている。図２や図３に示すように、コア３０は、冷媒を蒸発させることによって外部空気（空調用空気）を冷却するとともに、蓄冷部４０に冷熱を与えるためのものである。コア３０は、外部空気流れ方向（図３に白抜き矢印で示す方向）上流側に配置される風上側チューブ３１と、下流側に配置される風下側チューブ３２と、フィン３３とを備えている。
【００２６】
風上側チューブ３１は、上下方向に延びるとともに、図２に示すように冷却用熱交換器１１の左右方向に所定の間隔をあけて配置されている。図３に示すように、風上側チューブ３１の流路断面の形状は、外部空気の流れ方向に長い扁平形状である。風下側チューブ３２も上下方向に延びるとともに、風上側チューブ３１と同様に左右方向に間隔をあけて配置されている。フィン３３は、図２に示すように、上下方向に連続する波形に形成された、いわゆるコルゲートフィンである。このフィン３３は、コア３０における外部空気の流れ方向上流側から下流側に亘って延びている。
【００２７】
上記風上側チューブ３１、風下側チューブ３２及びフィン３３は、例えばアルミニウム合金で構成することができる。風上側チューブ３１及び風下側チューブ３２の側面は、隣接するフィン３３にろう付けされている。また、コア３０の左右方向両端部には、フィン３３を保護するためのエンドプレート３４がそれぞれ配設されている。このエンドプレート３４もフィン３３にろう付けされている。
【００２８】
冷却用熱交換器１１の上部には上側ヘッダタンク３５が設けられ、また、下部には下側ヘッダタンク３６が設けられている。これらヘッダタンク３５，３６がケーシング１０の内部に設けられた保持部１８，１９にそれぞれ保持されるようになっている。
【００２９】
上側ヘッダタンク３５は、冷却用熱交換器１１の左右方向に長く延びている。この上側ヘッダタンク３５には、風上側チューブ３１及び風下側チューブ３２の上端部が挿入された状態で連通している。上側ヘッダタンク３５の右端面の後側には、冷媒を冷却用熱交換器１１に供給するための供給管３８が設けられ、また、右端面の前側には、冷媒を冷却用熱交換器１１から排出するための排出管３９が設けられている。
【００３０】
また、下側ヘッダタンク３６も左右方向に延びてており、この下側ヘッダタンク３６には、風上側チューブ３１及び風下側チューブ３２の下端部が挿入された状態で連通している。
【００３１】
上側ヘッダタンク３５及び下側ヘッダタンク３６の内部には、前後方向（外部空気の流れ方向）に仕切る仕切板（図示せず）が配設されており、両ヘッダタンク３５，３６の内部は、風上側チューブ３１が連通する風上側空間と、風下側チューブ３２が連通する風下側空間とに仕切られている。さらに、上側ヘッダタンク３５の内部には、左右方向に仕切る仕切板３７が配設されており、また、上側ヘッダタンク３５では、仕切板３７よりも左側の部分は、風上側空間と風下側空間とが連通するようになっている。このように両ヘッダタンク３５，３６を構成することで、冷却用熱交換器１１には、風上側チューブ３１によって２つのパスが形成され、風下側チューブ３２によって２つのパスが形成されることになる。よって、供給管３８から上側ヘッダタンク３５に流入した冷媒は、風下側チューブ３２によって形成された２つのパスを順に流れた後、風上側チューブ３１によって形成された２つのパスを順に流れてから排出管３９より排出される。
【００３２】
蓄冷部４０は、冷熱を一時的に蓄えた後、放出することができるようになっており、蓄冷材が充填された蓄冷材充填管４１と、フィン４２と、エンドプレート４３とを備えている。この蓄冷部４０は、上記コア３０とは別体に構成され、冷風通路Ｒ１においてコア３０よりも外部空気流れ方向下流側に配置されている。蓄冷材は、従来から用いられるものであるため、詳細な説明は省略する。蓄冷材充填管４１、フィン４２及びエンドプレート４３は例えばアルミニウム合金等で構成されている。
【００３３】
蓄冷材充填管４１は上下方向に延びており、風下側チューブ３２と同様に左右方向に間隔をあけて配置されている。また、蓄冷材充填管４１の断面の形状は外部空気の流れ方向に長い扁平形状である。蓄冷材充填管４１の断面積は、風上側チューブ３１や風下側チューブ３２の断面積よりも小さく設定されている。また、蓄冷材充填管４１の上端部及び下端部は閉塞されている。蓄冷材充填管４１の上端部及び下端部は、ケーシング１０の保持部１８，１９に保持されている。フィン４２はコア３０のフィン３３と同様なコルゲートフィンである。また、エンドプレート４３は、蓄冷部４０の左右方向両端部に配設されている。蓄冷材充填管４１の側面がフィン４２にろう付けされている。蓄冷部４０はコア３０の外部空気流れ方向下流側に接近して配置されている。
【００３４】
冷却用熱交換器１１の外部空気の流れ方向上流側には、温度センサ５０が取り付けられている。温度センサ５０は、コネクタ部５１と、温度を検出するセンサ部５２とを備えている。コネクタ部５１には、空調制御装置から延びる配線が接続されるようになっている。このコネクタ部５１は、コア３０の外部空気の流れ方向上流側に位置している。センサ部５２は、コネクタ部５１から突出する細長い棒状をなしており、その先端部近傍に熱電対が内蔵されている。センサ部５２は、冷却用熱交換器１１のコア３０の表面温度を検出するためのものであり、左右方向に並ぶチューブ３１，３１間に外部空気の流れ方向上流側から挿入されてコア３０の外部空気流れ方向中間部に達している。これにより、コア３０の表面温度を直接的に得ることが可能になる。
【００３５】
上記温度センサ５０をコア３０に取り付けるにあたっては、センサ部５２をフィン３３の波形部分に差し込んでいき、該フィン３３を変形させてフィン３３に保持させる。尚、温度センサ５０は、冷却用熱交換器１１をケーシング１０に収容する前にコア３０に取り付けてもよいし、ケーシング１０に収容した後に取り付けてもよい。また、温度センサ５０は、締結部材や接着剤等を用いて取り付けるようにしてもよい。
【００３６】
冷却用熱交換器１１の外部空気流れ方向上流側は、冷風通路Ｒ１の上流側に面しているので、温度センサ５０を取り付けてもケーシング１０を大型化する必要はなく、空調装置１をコンパクトにまとめることが可能になる。
【００３７】
空調制御装置は、温度センサ５０からの信号に基づいて冷凍サイクルの圧縮機を制御するように構成されている。すなわち、コア３０の表面温度が低下して凝縮水が凍結しそうになったら圧縮機を停止させ、コア３０の表面温度が上昇して凝縮水が凍結するおそれがなくなったら圧縮機を作動させる。圧縮機を停止させる温度及び作動させる温度は、任意に設定することができる。
【００３８】
ケーシング１０の温風通路Ｒ２の上流端は冷風通路Ｒ１の下流端に接続されている。温風通路Ｒ２は、下方へ湾曲して延びており、下流端はエアミックス空間Ｒ３に接続されている。温風通路Ｒ２の中途部には、加熱用熱交換器１２が配設されている。加熱用熱交換器１２は、エンジンの冷却水が循環するヒータコアである。
【００３９】
エアミックス空間Ｒ３には、冷風通路Ｒ１の下流端の一部も接続されている。エアミックスダンパ１３は、エアミックス空間Ｒ３に流入する冷風量と温風量とを変更してエアミックス空間Ｒ３で生成される調和空気の温度を調整するためのものである。
【００４０】
デフロスタダンパ１４は、デフロスタ通路Ｒ４に配設されており、デフロスタ通路Ｒ４を開閉することができるようになっている。また、ベントダンパ１５は、ベント通路Ｒ５に配設されており、ベント通路Ｒ５を開閉することができるようになっている。さらに、ヒートダンパ１６は、ヒート通路Ｒ６に配設されており、ヒート通路Ｒ６を開閉することができるようになっている。
【００４１】
次に、上記のように構成された車両用空調装置１の動作について説明する。冷凍サイクルの圧縮機が作動している状態では、膨張弁を介して減圧された冷媒が供給管３８から上側ヘッダタンク３５に流入し、その後、風下側チューブ３２で形成されたパス及び風上側チューブ３１で形成されたパスを流れた後、排出管３９から排出される。冷媒が風下側チューブ３２及び風上側チューブ３１を流れる間、外部空気と熱交換して外部空気を冷却し、冷風を生成する。生成された冷風が蓄冷部４０のフィン４２を通過する際、蓄冷材充填管４１に充填されている蓄冷材が冷熱を奪って蓄冷する。
【００４２】
外部空気を冷却する際、風上側及び風下側チューブ３１，３２の表面には凝縮水が発生する。発生した凝縮水は、下方へ流れながら外部空気の流れによって下流側へ流される。このとき、温度センサ５０は、外部空気の流れ方向上流側に位置しており、下流側に無いので、凝縮水の排水を温度センサ５０が邪魔することはなく、凝縮水がスムーズに排水される。これにより、冷却用熱交換器１１の表面で氷が成長するのを抑制することが可能になる。
【００４３】
さらに、冷却用熱交換器１１の外部空気の通過部分の温度を検出することができるので、温度センサ５０を冷却用熱交換器１１の上面に設けている従来例のものに比べて、制御に適した測定結果が得られるようになる。
【００４４】
また、エアミックスダンパ１３の開度に応じて、温風通路Ｒ２に流入する冷風量が変更され、温風通路Ｒ２に流入した冷風は加熱用熱交換器１２によって加熱されてエアミックス空間Ｒ３に流入する。エアミックス空間Ｒ３で生成された調和空気は、デフロスタダンパ１４、ベントダンパ１５及びヒートダンパ１６の開閉状態に応じて車室の各部に供給される。
【００４５】
一方、エンジンのアイドリングが自動停止した場合には、圧縮機が停止して冷却用熱交換器１１に冷媒が流入しなくなる。この状態では、蓄冷部４０の蓄冷材が蓄冷しているので、蓄冷材がフィン４２を介して外部空気と熱交換し、これにより外部空気が冷却される。
【００４６】
以上説明したように、この実施形態に係る冷却用熱交換器１１の温度センサ取付構造によれば、冷却用熱交換器１１の外部空気の流れ方向上流側に温度センサ５０を取り付けるようにしたので、空調装置１をコンパクトにまとめることができるとともに、凝縮水の排水性を良好にでき、しかも、空調装置１の制御に適した温度を温度センサ５０によって検出できる。
【００４７】
尚、上記実施形態では、冷却用熱交換器１１のコア３０のチューブ３１，３２の左右方向の配設位置と、蓄冷部４０の蓄冷材充填管４１の左右方向の配設位置とを同じ位置に設定して、外部空気の流れ方向から見たときにチューブ３１，３２と蓄冷材充填管４１とが重複するようにしているが、これに限らず、外部空気の流れ方向から見たときにチューブ３１，３２と蓄冷材充填管４１とが左右にずれていてもよい。この場合であっても、温度センサ５０を外部空気の流れ方向上流側から挿入するようにしているので、蓄冷材充填管４１が邪魔になることはなく、温度センサ５０をコア３０に確実に取り付けることができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、冷却用熱交換器１１のコア３０と蓄冷部４０とを別体にしているが、これに限らず、図４に示す変形例のように、コア３０と蓄冷部４０とを一体に形成してもよい。変形例では、コア３０の風下側チューブ３２と蓄冷部４０の蓄冷材充填管４１とが接続された状態で一体に形成されている。これにより、風下側チューブ３２の冷熱が蓄冷材充填管４１に伝達し易くなるので、蓄冷性能を高めることができる。
【００４９】
また、車両用空調装置１の構造は上記した構造に限られるものではなく、本発明は様々な構造の空調装置に適用することができる。
【００５０】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したように、本発明に係る冷却用熱交換器の温度センサ取付構造は、例えば車両用空調装置のエバポレータに適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１        車両用空調装置
１１      冷却用熱交換器
１２      加熱用熱交換器
１３      エアミックダンパ
１４      デフロスタダンパ
１５      ベントダンパ
１６      ヒートダンパ
３０      コア
３１      風上側チューブ
３２      風下側チューブ
３３      フィン
４０      蓄冷部
４１      蓄冷材充填管
４２      フィン
５０      温度センサ
【図１】
2014113959.tif 000003
【図２】
2014113959.tif 000004
【図３】
2014113959.tif 000005
【図４】
2014113959.tif 000006