(57)【要約】【課題】電気ヒータの配置の有無に関わらず、ケースを共通化できながら、電気ヒータの有無に応じて適切な空調風流路を形成できる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１は、加熱用熱交換器４を収納するケース２を備える。ケース２は、加熱用熱交換器４の下流側に電気ヒータを収納するヒータ収納空間２０と、ヒータ収納空間２０に電気ヒータを配置したときに、電気ヒータの下流に形成される第１流路空間と、電気ヒータを配置しないときに、加熱用熱交換器４の下流に第２流路空間Ｂが形成されるようにヒータ収納空間２０を仕切る区画壁７の取付部（第１ガイドリブ２１）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用熱交換器を収納するケースを備え、前記ケース内に空調風流路が形成される車両用空調装置であって、
前記ケースは、
前記加熱用熱交換器の下流側に電気ヒータを収納するヒータ収納空間と、
前記ヒータ収納空間に前記電気ヒータを配置したときに、前記電気ヒータの下流に形成される第１流路空間と、
前記電気ヒータを配置しないときに、前記加熱用熱交換器の下流に第２流路空間が形成されるように前記ヒータ収納空間を仕切る区画壁の取付部とを備える車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の温度調整に利用される車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内又は車室外から空気を取り込んでケース内に導入し、温度調整した空調風を車室内に供給する車両用空調装置が知られている。一般的な車両用空調装置は、加熱用熱交換器（例、ヒータコア）がケース内に収納され、ヒータコアにエンジンの冷却水を循環させて空気を加熱している。また、寒冷地向けの車両用空調装置では、ヒータコアのみでは暖房性能が不十分である場合があり、ヒータコアに加えて、補助用の電気ヒータ（例、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ）を追加することがある。通常、ヒータコアと電気ヒータとを併用する場合、ヒータコアの下流側に電気ヒータが設けられる。
【０００３】
車両用空調装置に関する技術が、例えば特許文献１、２に記載されている。特許文献１には、ハウジング２の側面に着脱口３２が形成され、着脱口３２に２種類の暖房用の加熱手段（ヒータコア１３とＰＴＣヒータ１５）を選択的に取り付け可能な自動車用空調装置が提案されている。特許文献２には、ヒータケース２に、加熱用熱交換器２５を挿入する着脱口部２１と、この着脱口部２１の下方に電気ヒータ３７を挿入する着脱口部３５が形成され、加熱用熱交換器２５の下流側に電気ヒータ３７を配置可能として、標準地向けと寒冷地向けとの双方でヒータケース２を共用可能なヒータユニットが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６０４６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用空調装置の製造コストを低減する観点から、車両用空調装置において、標準地向け（電気ヒータ無し）と寒冷地向け（電気ヒータ有り）とでケースを共通化することが求められている。
【０００６】
電気ヒータを配置する寒冷地向けに対応するため、加熱用熱交換器（ヒータコア）の下流側に電気ヒータを収納するヒータ収納空間を有する形状のケースとすることが考えられる。しかし、単純にヒータ収納空間をケースに設けただけでは、ケース内に適切な空調風流路が形成されず、風量が悪化するなど、暖房性能に悪影響を与える場合がある。
【０００７】
例えば、ヒータ収納空間に電気ヒータを配置しない標準地向けでは、ヒータコアの下流側にヒータ収納空間が存在することにより、ヒータコアとケースとの間隔が広く、ヒータコアの下流の流路空間が大きい。ヒータコアの下流の流路空間が大きいと、流路空間で空気の乱れが発生し易くなるなどするため、ヒータコアを通過した空調風の流れが悪くなり、風量が低下する虞がある。一方で、標準地向けに合わせて、ヒータコアの下流の流路空間（即ち、ヒータ収納空間）を小さくすると、寒冷地向けにおいて、電気ヒータを配置したときに電気ヒータとケースとの間隔が狭くなり、電気ヒータの下流に十分な流路空間を確保することができなくなる。そのため、ヒータコアを通過した空調風が流れ難くなり、風量が低下する虞がある。
【０００８】
本発明の目的の一つは、電気ヒータの配置の有無に関わらず、ケースを共通化できながら、電気ヒータの有無に応じて適切な空調風流路を形成できる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る車両用空調装置は、
加熱用熱交換器を収納するケースを備え、前記ケース内に空調風流路が形成される車両用空調装置であって、
前記ケースは、
前記加熱用熱交換器の下流側に電気ヒータを収納するヒータ収納空間と、
前記ヒータ収納空間に前記電気ヒータを配置したときに、前記電気ヒータの下流に形成される第１流路空間と、
前記電気ヒータを配置しないときに、前記加熱用熱交換器の下流に第２流路空間が形成されるように前記ヒータ収納空間を仕切る区画壁の取付部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記車両用空調装置によれば、ケースがヒータ収納空間と、電気ヒータを配置したときに、電気ヒータの下流に形成される第１流路空間とを備える。よって、電気ヒータを配置した場合に、電気ヒータの下流に十分な流路空間を確保することができ、適切な空調風流路を形成できる。更に、ケースがヒータ収納空間を仕切る区画壁の取付部を備える。そして、ヒータ収納空間に電気ヒータを配置しないときに、取付部に区画壁が取り付けられることによって、加熱用熱交換器の下流に第２流路空間が形成される。そのため、電気ヒータを配置しない場合であっても、加熱用熱交換器の下流に適切な流路空間を確保でき、適切な空調風流路を形成できる。したがって、上記車両用空調装置は、電気ヒータの配置の有無に関わらず、ケースを共通化できながら、電気ヒータの有無に応じて適切な空調風流路を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１の車両用空調装置の一例を示す概略構成図であり、電気ヒータを配置した状態を示す。
【図２】実施形態１の車両用空調装置の一例を示す概略構成図であり、電気ヒータを配置しない状態を示す。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した区画壁の取付構造の概略縦断面図である。
【図４】変形例１に示す区画壁の移動機構の一例を示す概略構成図である。
【００１２】
本発明の実施形態に係る車両用空調装置の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。図面において、車両前方をＦＲ、車両後方をＲＲ、車両右方をＲ、車両左方をＬ、車両上方をＵＰ、車両下方をＬＷとし、矢印で示す。円の中心に黒点を付した記号は紙面手前側、円の中にＸ印を付した記号は紙面奥側を意味する。
【００１３】
［実施形態１］
＜全体構成＞
図１〜図３を参照して、実施形態１に係る車両用空調装置１について説明する。車両用空調装置１は、図１、図２に示すように、ケース２、冷却用熱交換器３、加熱用熱交換器４、エアミックスドア５を基本構成として備え、ケース２は、加熱用熱交換器４の下流側に電気ヒータ６を収納するヒータ収納空間２０を有する。実施形態１の車両用空調装置１の１つの特徴は、図１に示すように、ケース２が、ヒータ収納空間２０に電気ヒータ６を配置したときに、電気ヒータ６の下流に形成される第１流路空間Ａを備える点にある。また、車両用空調装置１のもう１つの特徴は、図２に示すように、ケース２が、電気ヒータ６を配置しないときに、加熱用熱交換器４の下流に第２流路空間Ｂが形成されるようにヒータ収納空間２０を仕切る区画壁７の取付部（第１ガイドリブ２１）を備える点にある。以下、車両用空調装置１の各構成を簡単に説明し、その後、電気ヒータ６を配置した状態と配置しない状態について詳しく説明する。
【００１４】
（ケース）
ケース２は、代表的には、図１、図２に示すように、冷却用熱交換器３、加熱用熱交換器４、エアミックスドア５を収納し、ケース２内に空調風流路が形成される（図１、図２中の点線矢印は、空調風（空気）の流れのイメージを示す）。この例のケース２では、空調風流路８の上流側から下流側に向かって、冷却用熱交換器３、エアミックスドア５、加熱用熱交換器４が順に配置されている。ケース２の上流側には、図示していないが、車室内又は車室外から空気を取り込む取り込み口が設けられており、取り込み口から取り込んだ空気をブロアによってケース２内に導入することで、空調風が流れる。ケース２の下流側には、図示していないが、空調風を吹き出す吹き出し口が設けられており、吹き出し口に接続されたダクトを通じて温度調整された空調風が車室内に供給される。この例では、加熱用熱交換器４の上方に吹き出し口が設けられている。
【００１５】
この例のケース２は、加熱用熱交換器４の下流側に電気ヒータ６を収納するヒータ収納空間２０を有しており、図１に示すように、電気ヒータ６を配置したときに電気ヒータ６の下流に第１流路空間Ａが形成される形状である。また、ケース２には、ヒータ収納空間２０を仕切る区画壁７を取り付けるための第１ガイドリブ２１が設けられている。
【００１６】
（冷却用熱交換器）
冷却用熱交換器３は、ケース２内に導入された空調風を冷却する部材であり、この例では、冷媒が循環されるエバポレータである。エバポレータを備える熱交換システムには公知の構成を利用できる。エバポレータ内に冷媒を循環させておけば、空調風はエバポレータを通過する際に冷却されて冷風となる。エバポレータ内の冷媒の循環を停止しておけば、空調風は冷却されることなく、単にエバポレータを通過する。
【００１７】
（加熱用熱交換器）
加熱用熱交換器４は、冷却用熱交換器３を通過した空調風を加熱する部材であり、この例では、車両に備えるエンジンを冷却する冷却水が循環されるヒータコアである。ヒータコアを備える熱交換システムには公知の構成を利用できる。エンジンの熱によって高温になった冷却水をヒータコア内に循環させておけば、空調風はヒータコアを通過する際に加熱されて温風となる。
【００１８】
（エアミックスドア）
エアミックスドア５は、冷却用熱交換器３と加熱用熱交換器４との間にスライド自在に配置される板状部材である。このエアミックスドア５により、空調風流路が加熱用熱交換器４を通過する暖房用流路と、加熱用熱交換器４を迂回するバイパス流路とに分けられ、エアミックスドア５のスライド位置を変えることで、暖房用流路とバイパス流路への空調風の流入割合を調節できる。換言すれば、加熱用熱交換器４を通過した空調風（温風）と、冷却用熱交換器３を通過した空調風（迂回風）との混合割合を調節できる。スライド機構は、ラック＆ピニオン機構といった公知の構成を利用できる。この例のエアミックスドア５は、スライド式であるが、回転軸を中心として回動する揺動式のものでもよい。
【００１９】
（電気ヒータ）
図１に示す電気ヒータ６は、加熱用熱交換器４を通過した空調風（温風）を加熱する部材であり、この例では、ＰＴＣヒータである。電気ヒータ６には公知の構成を利用できる。図１に示すように、電気ヒータ６は、ケース２のヒータ収納空間２０に配置され、加熱用熱交換器４の下流側に設けられる。電気ヒータ６は、加熱用熱交換器４を通過した空調風の温度が設定温度より低い場合にＯＮになり、空調風の温度が設定温度以上になるとＯＦＦになる。この例の電気ヒータ６は、ケース２（ヒータ収納空間２０）に対して着脱可能に取り付けられ、寒冷地向けなど、必要に応じて追加される。標準地向けなど、電気ヒータ６の必要がない場合は取り外される（図２参照）。電気ヒータ６の追加は、寒冷地向けのメーカオプションでもよいし、ディーラでの後付けでもよい。
【００２０】
（区画壁）
図２に示す区画壁７は、電気ヒータ６を配置しないときに取り付けられ、ヒータ収納空間２０を仕切る板状の部材である。図２に示すように、区画壁７は、加熱用熱交換器４の下流に第２流路空間Ｂが形成されるように取り付けられる。この例の区画壁７は、ケース２（ヒータ収納空間２０）に対して着脱可能に取り付けられ、寒冷地向けなど、電気ヒータ６を配置する場合は取り外される（図１参照）。
【００２１】
（取付部）
この例では、区画壁７の取付部として、図２に示すように、ケース２の左右の側壁の内面のうち、区画壁７の取付位置に対応する位置に、区画壁７の左右両端部が嵌合される第１ガイドリブ２１が形成されている。区画壁７は、図３に示すように、その左右両端部を第１ガイドリブ２１に嵌め込むことによって取り付けられている。更に、この例では、図１に示すように、ケース２の左右の側壁の内面のうち、ヒータ収納空間２０におけるケース２の後壁側に、ケース２の後壁に沿って第２ガイドリブ２２が形成されている。そして、この第２ガイドリブ２２に区画壁７の左右両端部を嵌め込むことによって、第２ガイドリブ２２とケース２の後壁との間に区画壁７を収容できるようになっている。これにより、電気ヒータ６を配置したときに、区画壁７をヒータ収納空間２０におけるケース２の後壁に沿って仮置きすることができる。電気ヒータ６を取り外したときは、区画壁７を第２ガイドリブ２２から取り外して、第１ガイドリブ２１に取り付け、区画壁７を所定の取付位置に配置することができる。逆に、電気ヒータ６を追加で後付けするときは、区画壁７を第１ガイドリブ２１から取り外して、第２ガイドリブ２２に取り付ければよい。なお、電気ヒータ６を配置したときに、区画壁７をケース２の後壁に沿って仮置きすることなく取り外して、電気ヒータ６の下流側がケース２の後壁だけとなるようにしてもよい。この場合、区画壁７の重さ分、軽量化できる。
【００２２】
電気ヒータ６又は区画壁７の取り付けは、工場において、車両用空調装置１の組み立て時に行うことができる。また、例えば、ケース２の左右の側壁の少なくとも一方に、ヒータ収納空間２０に対応する箇所に開口部を設けておけば、車両用空調装置１の組み立て時だけでなく、車両用空調装置１を車両に搭載した状態でも、電気ヒータ６及び区画壁７の取り付け・取り外しを行うことが可能である。つまり、電気ヒータ６及び区画壁７を後付けすることもできる。この場合、開口部を密閉する蓋部を取り付けておくとよい。
【００２３】
図１は、電気ヒータ６を配置した状態を示しており、電気ヒータ６を配置したときに電気ヒータ６の下流に第１流路空間Ａが形成されている。この第１流路空間Ａは、電気ヒータ６を通過した空調風の圧力損失が小さくなるように適切なサイズに設定されている。第１流路空間Ａは、例えば、電気ヒータ６とケース２の後壁との間隔が２３ｍｍ以上となるように設定されている。
【００２４】
この例では、図１に示すように、電気ヒータ６を配置したときに、ヒータ収納空間２０におけるケース２の後壁に沿って区画壁７が仮置きされることによって、区画壁７とケース２の後壁との二重壁構造となる。そのため、ケース２の断熱性や防音性（遮音性）を高めることができ、ケース２外への結露を抑制したり、騒音を低減することが可能である。
【００２５】
図２は、電気ヒータ６を配置しない状態を示しており、区画壁７が取り付けられてヒータ収納空間２０が区画壁７で仕切られることによって、加熱用熱交換器４の下流に第２流路空間Ｂが形成されている。このときの第２流路空間Ｂは、加熱用熱交換器４を通過した空調風の圧力損失が小さくなるように適切なサイズに設定されている。第２流路空間Ｂは、例えば、加熱用熱交換器４と区画壁７との間隔が２３ｍｍ以上となるように設定されている。
【００２６】
区画壁７を取り付けた場合、図２に示すように、区画壁７によりヒータ収納空間２０が仕切られることによって、区画壁７とケース２の後壁との二重底構造となり、区画壁７とケース２の後壁との間に空気層が形成される。そのため、ケース２の断熱性や防音性（遮音性）を高めることができ、ケース２外への結露を抑制したり、騒音を低減することが可能である。
【００２７】
＜効果＞
上述した実施形態１の車両用空調装置１は、次の効果を奏する。
【００２８】
ケース２が、ヒータ収納空間２０と、電気ヒータ６を配置したときに、電気ヒータ６の下流に形成される第１流路空間Ａと、電気ヒータ６を配置しないときに、加熱用熱交換器４の下流に第２流路空間Ｂが形成されるようにヒータ収納空間２０を仕切る区画壁７の取付部（第１ガイドリブ２１）とを備える。よって、電気ヒータ６を配置した場合に、電気ヒータ６の下流に適切な流路空間を確保することができ、ケース２内に適切な空調風流路を形成できる。一方、電気ヒータ６を配置しないときには、区画壁７が取り付けられることによって、加熱用熱交換器４のみの場合に加熱用熱交換器４の下流に適切な流路空間を確保することができ、ケース２内に適切な空調風流路を形成できる。したがって、車両用空調装置１は、電気ヒータ６の有無に関わらず、ケース２を共通化でき、且つ、適切な空調風流路を形成できる。標準地向け（電気ヒータ無し）と寒冷地向け（電気ヒータ有り）とでケース２を共通化することにより、コスト低減を図ることができる。
【００２９】
更に、車両用空調装置１では、電気ヒータ６を配置したときには区画壁７とケース２の後壁との二重壁構造となり、電気ヒータ６を配置しないときには区画壁７とケース２の後壁との二重底構造となるため、ケース２の断熱性や防音性（遮音性）を向上でき、結露の抑制や騒音の低減が可能である。
【００３０】
［変形例１］
実施形態１では、ケース２の左右の側壁の少なくとも一方に開口部を設けることで、区画壁７を第１ガイドリブ２１と第２ガイドリブ２２との間で移動させることを説明したが、スライド機構を利用することで、区画壁７を移動させることも可能である。図４を参照して、スライド機構を利用した区画壁７の移動機構７０の構成の一例を説明する。図４の（Ａ）は区画壁７が第１ガイドリブ２１の位置に取り付けられている状態、（Ｂ）は区画壁７が退避ガイドリブ２３の位置に退避している状態、（Ｃ）は区画壁７が第２ガイドリブ２２の位置に取り付けられている状態をそれぞれ示している。
【００３１】
図４に示す区画壁７の移動機構７０は、ピニオン７１と、切替器７２と、退避ガイドリブ２３とを備える。退避ガイドリブ２３は、ケース２の左右の側壁の内面のうち、第１ガイドリブ２１及び第２ガイドリブ２２の上側に設けられ、それぞれのガイドリブ２１、２２から連続するように形成されている。ピニオン７１は、退避ガイドリブ２３からそれぞれのガイドリブ２１、２２に分岐する箇所に設けられている。区画壁７の前面側には、ピニオン７１に噛み合うラック（図示せず）が区画壁７の上端から下端まで設けられている。ピニオン７１の軸は、ケース２の側壁を貫通し、ケース２の外に引き出されており、ピニオン７１の軸をケース２の外から回転させることで、ピニオン７１を回転させることが可能である。ピニオン７１を回転させることによって、ピニオン７１と区画壁７のラックとが噛み合い、区画壁７をスライドさせることできる。切替器７２は、第１ガイドリブ２１と第２ガイドリブ２２とが交差する箇所に設けられ、区画壁７の移動経路を切り替える。切替器７２の軸は、ケース２の側壁を貫通し、ケース２外に引き出されており、ケース２の外から切替器７２の軸を揺動させることで、第１ガイドリブ２１と退避ガイドリブ２３とが繋がる経路と、第２ガイドリブ２２と退避ガイドリブ２３とが繋がる経路とに切り替えることができる。
【００３２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、区画壁７を第１ガイドリブ２１から第２ガイドリブ２２に移動させる手順を説明する。切替器７２を第１ガイドリブ２１と退避ガイドリブ２３とが繋がる経路に切り替えた状態で、ピニオン７１を回転させることで、区画壁７を第１ガイドリブ２１から退避ガイドリブ２３に向かってスライドさせる（図４（Ａ）参照）。区画壁７を退避ガイドリブ２３に退避させた後（図４（Ｂ）参照）、切替器７２を第２ガイドリブ２２と退避ガイドリブ２３とが繋がる経路に切り替えた状態で、ピニオン７１を反転させ、区画壁７を退避ガイドリブ２３から第２ガイドリブ２２に向かってスライドさせる（図４（Ｃ）参照）。以上により、区画壁７を第１ガイドリブ２１から第２ガイドリブ２２に移動させることができる。この変形例１では、実施形態１のように、ケース２の側方に区画壁７を取り付けるための大きな開口部を設けるが必要がない。
【符号の説明】
【００３３】
１  車両用空調装置
２  ケース
２０  ヒータ収納空間
２１  第１ガイドリブ
２２  第２ガイドリブ
２３  退避ガイドリブ
３  冷却用熱交換器
４  加熱用熱交換器
５  エアミックスドア
６  電気ヒータ
７  区画壁
７０  移動機構
７１  ピニオン
７２  切替器
Ａ  第１流路空間
Ｂ  第２流路空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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