(57)【要約】【課題】車室内の冷暖房効果をより高めることが可能で、かつ、エンジンを後退させる空間を容易に確保することができる車両用空調ユニットを提供する。【解決手段】車両用空調ユニット１０は、車体２２の外部から導入した空気を送風ファン２７で熱交換器３１に導き、熱交換器３１で熱交換された空気を空調口３５から車室３３内に吹き出すものである。この車両用空調ユニット１０は、熱交換器３１が車体２２にヒンジ２１を介して設けられた右サイドドア１１の内部に設けられ、熱交換器３１に媒体を導く配管３２は、右サイドドア１１の前端部１１ａを経て車体２２まで延出されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の外部から導入した空気を送風ファンで熱交換器に導き、前記熱交換器で熱交換された空気を空調口から車室内に吹き出す車両用空調ユニットにおいて、
前記熱交換器は、前記車体にヒンジを介して設けられたサイドドアの内部に設けられ、
前記熱交換器に媒体を導く配管は、前記ヒンジが設けられた部位を経て前記車体まで延出されたことを特徴とする車両用空調ユニット。
【請求項２】
前記熱交換器は、前記サイドドアのうち、前記ヒンジが設けられた部位から反対側の部位まで車体前後方向に延出されたことを特徴とする請求項１記載の車両用空調ユニット。
【請求項３】
前記熱交換器は、左右のサイドドアにそれぞれ個別に設けられ、
前記送風ファンは、前記サイドドアの内部で、かつ、前記ヒンジが設けられた部位と前記熱交換器との間に設けられ、
前記空調口は、前記サイドドアのうち、前記車室に臨む部位に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用空調ユニット。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記空気を冷やす冷房用熱交換器と、前記空気を温める暖房用熱交換器と、を有し、
前記冷房用熱交換器の下方に前記暖房用熱交換器を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の外部から導入した空気を送風ファンで熱交換器に導き、熱交換器で熱交換された空気を空調口から車室内に吹き出す車両用空調ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両は、エンジンルームと車室との間の空間（具体的には、ダッシュパネルとインストルメントパネルとの間の空間）に車両用空調ユニットが設けられている。
この車両用空調ユニットは、導入した外気を熱交換器で温度調節や湿度調節し、調節した空気を車室内に吹き出すことで、車室内を冷暖房するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３９１４９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両用空調ユニットのなかには、左右の乗員に対して個別に温度調整が可能なものが製品化されている。この車両用空調ユニットは、車室内の冷暖房効果を高めることが可能であるが、その反面大型化を伴う。
【０００４】
車両用空調ユニットが大型になると、車両用空調ユニットとエンジンとの間に所望の空間を確保するには車両の全長を短くする上で制約がある。
すなわち、前面衝突したとき、エンジンを後退させる空間を確保することが困難となり、インストルメントパネルのデザインに制約を与える。
【０００５】
本発明は、車室内の冷暖房効果をより高めることが可能で、かつ、エンジンを後退させる空間を容易に確保することができる車両用空調ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、車体の外部から導入した空気を送風ファンで熱交換器に導き、前記熱交換器で熱交換された空気を空調口から車室内に吹き出す車両用空調ユニットにおいて、前記熱交換器は、前記車体にヒンジを介して設けられたサイドドアの内部に設けられ、前記熱交換器に媒体を導く配管は、前記ヒンジが設けられた部位を経て前記車体まで延出されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記熱交換器は、前記サイドドアのうち、前記ヒンジが設けられた部位から反対側の部位まで車体前後方向に延出されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記熱交換器は、左右のサイドドアにそれぞれ個別に設けられ、前記送風ファンは、前記サイドドアの内部で、かつ、前記ヒンジが設けられた部位と前記熱交換器との間に設けられ、前記空調口は、前記サイドドアのうち、前記車室に臨む部位に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記熱交換器は、前記空気を冷やす冷房用熱交換器と、前記空気を温める暖房用熱交換器と、を有し、前記冷房用熱交換器の下方に前記暖房用熱交換器を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、左右のサイドドアの内部に熱交換器をそれぞれ設けた。よって、従来のように、ダッシュパネルとインストルメントパネルとの間の空間に熱交換器を設ける必要がない。
これにより、前面衝突時に、エンジンを後退させる空間を確保することが容易になり、インストルメントパネルのデザインに自由度を与えることができるという利点がある。
また、車両の全長を短くすることや車体の軽量化にも寄与することができるという利点がある。
【００１１】
請求項２に係る発明では、熱交換器を、サイドドアのうち、ヒンジが設けられた部位から反対側の部位まで車体前後方向に延出させた。
よって、前面衝突、後面衝突や側面衝突時に、熱交換器をエネルギー吸収部材として利用することができる。
これにより、通常の車両に設けられているエネルギー吸収部材を除去することが可能になり、車体の軽量化を図ることができるという利点がある。
【００１２】
請求項３に係る発明では、熱交換器を左右のサイドドアに分けることで、左右の熱交換器をそれぞれ小型化することが可能になる。
これにより、左右の熱交換器を左右のサイドドアに容易に収容させることができるという利点がある。
【００１３】
さらに、左右のサイドドアの内部にそれぞれ熱交換器を設けることで、左右の熱交換器で車室の左右側を個別に温度調節することが可能になる。
これにより、左右の乗員に対して個別の空調が可能になり、快適性を高めることができるという利点がある。
【００１４】
請求項４に係る発明では、冷房用熱交換器の下方に暖房用熱交換器を配置することで、冷房用熱交換器および暖房用熱交換器を上下に重ねることができる。
これにより、熱交換器の厚さ寸法を小さく抑えることが可能になり、サイドドア内への取付が容易になるという利点がある。
【００１５】
さらに、冷房用熱交換器の下方に暖房用熱交換器を配置することで、冷房用熱交換器を上方に配置し、暖房用熱交換器を下方に配置できる。
よって、冷房用熱交換器で冷やされた冷気を高い位置から車室内に吹き出し、吹き出した冷気を下方に流すことで車室内の全域に効率よく導くことができる。
【００１６】
一方、暖房用熱交換器で温められた暖気を低い位置から車室内に吹き出し、吹き出した暖気を上方に流すことで車室内の全域に効率よく導くことができる。
これにより、車室内の冷暖房効率を一層高めることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る車両用空調ユニットを示すブロックである。
車両用空調ユニット１０は、右サイドドア（サイドドア）１１の内部に設けられた右熱交換ユニット１２と、左サイドドア（サイドドア）１３の内部に設けられた左熱交換ユニット１４と、冷房用の冷媒を圧縮するコンプレッサー１５と、冷房用の冷媒を冷却するコンデンサー１６と、暖房用の冷媒（冷却水）を冷却するラジエータ１７とを備える。
【００１８】
ここで、左熱交換ユニット１４は、右熱交換ユニット１２と左右対称の部材である。そこで、左熱交換ユニット１４の各構成部材に、右熱交換ユニット１２と同一符号を付して左熱交換ユニット１４の説明を省略する。
【００１９】
図２は本発明に係る右熱交換ユニットを右サイドドアに内蔵した状態を示す斜視図、図３は本発明に係る右熱交換ユニットを示す概略図である。
なお、図３においては、本発明の構成の理解を容易にするために、エバポレータ４６やヒータ４７の長さを短く示した。
【００２０】
右サイドドア１１は、前端部１１ａが上下のヒンジ２１で車体２２に開閉自在に取り付けられている。
右サイドドア１１の内部に、右サイドドア１１の長手方向に延出された上体で、右熱交換ユニット１２が設けられている。
【００２１】
右熱交換ユニット１２は、外気を取り入れる導入ダクト２４と、導入ダクト２４に連通されたケーシング２５と、ケーシング２５内に収容された送風ファン２７、空気案内手段２８および熱交換器３１と、熱交換器３１に媒体を導く配管３２と、熱交換器３１で熱交換された空気を車室３３内に吹き出す空調口３５とを備える。
【００２２】
導入ダクト２４は、右サイドドア１１の前端部１１ａに、右サイドドア１１の長手方向に延出された状態に設けられた筒状体である。
導入ダクト２４は、右サイドドア１１を閉じた状態で前端部２４ａが車体２２に当接して外気導入口３７に連通する。後端部２４ｂは、ケーシング２５の内部空間３８に連通している。
【００２３】
外気導入口３７は車体２２に形成され、エンジンルーム４１（図１参照）を経て外気を導入可能な開口である。
エンジンルーム４１は、図４に示すように、ダッシュパネル４２で車室３３と仕切られている。
【００２４】
よって、図４に示すように、右サイドドア１１を閉じた状態において、外気導入口３７が導入ダクト２４を介してケーシング２５の内部空間３８に連通される。
これにより、外気を、外気導入口３７および導入ダクト２４を介してケーシング２５の内部空間３８に取り入れることができる。
【００２５】
図４は本発明に係る右熱交換ユニットを備えた右サイドドアを示す断面図である。
ケーシング２５は、右サイドドア１１の前端部（ヒンジが設けられた部位）１１ａから後端部（反対側の部位）１１ｂまで車体前後方向に延出されている。
ケーシング２５は、前端部２５ａが右サイドドア１１の前端部１１ａに、ビス４３…等の締結部材で取り付けられ、後端部２５ｂが右サイドドア１１の後端部１１ｂに、ビス４４等の締結部材で取り付けられている。
【００２６】
このケーシング２５は、一例として、硬質の樹脂材で形成された部材である。
ケーシング２５に熱交換器３１が収容されている。熱交換器３１は、右サイドドア１１の前端部１１ａから後端部１１ｂまで車体前後方向に延出されている。
【００２７】
図３に戻って、熱交換器３１は、外気を冷やすとともに除湿をおこなう金属製のエバポレータ（冷房用熱交換器）４６と、エバポレータ４６で冷やした冷気を温める金属製のヒータ（暖房用熱交換器）４７とを備える。
ヒータ４７は、エバポレータ４６の下方に配置されている。
エバポレータ４６およびヒータ４７は、それぞれ金属材料で形成され、比較的剛性が高い部材である。
【００２８】
配管３２は、エバポレータ４６をコンデンサー１６（図１参照）に連通する冷媒導入路５１と、エバポレータ４６をコンプレッサー１５（図１参照）に連通する冷媒導出路５２と、ヒータ４７をラジエータ１７の出口に連通する冷却水導入路５３と、ヒータ４７をラジエータ１７の入口に連通する冷却水導出路５４とを有する。
【００２９】
冷却水導入路５３および冷却水導出路５４は、エンジン５６の冷却水循環路（図示せず）に連通されている。
冷却水循環路のウオータポンプ（図示せず）を駆動することで、冷却水導入路５３および冷却水導出路５４内に、エンジン５６で加熱させた冷却水を循環させる。
【００３０】
冷媒導入路５１、冷媒導出路５２、冷却水導入路５３および冷却水導出路５４は、図２に示すように束ねられて配管３２となり、配管３２は、右サイドドア１１の前端部（上下のヒンジ２１が設けられた部位）１１ａを経て車体２２まで延出されている。
【００３１】
図１に示すコンプレッサー１５を作動することで、エバポレータ４６から冷媒導出路５２を経て気体状の冷媒が導かれ、コンプレッサー１５で気体状の冷媒が圧縮される。
圧縮された冷媒がコンデンサー１６（図１参照）に導かれ、コンデンサー１６で気体状の冷媒を冷やして液化する。
液体状の冷媒が冷媒導入路５１を経てエバポレータ４６に導かれる。液体状の冷媒がエバポレータ４６で気化して、エバポレータ４６を通過する外気を冷やすとともに除湿する。
【００３２】
一方、図示しないウオータポンプを作動することで、エンジン５６（図１参照）で加熱された冷却水が、冷却水循環路（図示せず）から冷却水導出路５４を経てヒータ４７に導かれる。
加熱された冷却水がヒータ４７から冷却水導出路５４を経てエンジンの冷却水循環路に戻される。
エバポレータ４６で冷やされた冷気が、ヒータ４７を通過することで温められる。
【００３３】
送風ファン２７は、ケーシング２５の内部で、かつ、ケーシング２５の前端部２５ａとエバポレータ４６との間に設けられている。
送風ファン２７を回転することで、導入ダクト２４の後端部２４ｂからケーシング２５の内部空間３８に導かれた外気をエバポレータ４６に送ることができる。
【００３４】
空気案内手段２８は、送風ファン２７から送られた外気をエバポレータ４６に導く第１ガイド部６１と、エバポレータ４６を通過した冷気を冷気空調口６７または第２ガイド部６３に導く切換バー６２と、切換バー６２から案内された冷気を第３ガイド部６４に導く第２ガイド部６３と、第２ガイド部６３から案内された冷気をヒータ４７に案内する第３ガイド部６４とを備える。
【００３５】
切換バー６２を支軸６５を軸にして上方にスイングすることで、エバポレータ４６で冷やされるとともに除湿された冷気を、冷気空調口６７に向けて矢印Ａの如く導くことができる。
一方、切換バー６２を支軸６５を軸にして下方にスイングすることで、エバポレータ４６で冷やされるとともに除湿された冷気を、第２ガイド部６３に向けて矢印Ｂの如く導くことができる。
【００３６】
図５は図２の５−５線断面図である。
空調口３５は、エバポレータ４６で冷やされるとともに除湿された冷気を車室３３内に案内する冷気空調口６７と、ヒータ４７で温められた暖気を車室３３内に案内する暖気空調口６８とを備える。
【００３７】
冷気空調口６７は、入口６７ａがエバポレータ４６に臨むとともに、出口６７ｂが車室３３に臨むように、右サイドドア１１のインナーパネル７１およびドアトリム７２に設けられている。
【００３８】
暖気空調口６８は、入口６８ａがヒータ４７に臨むとともに、出口６８ｂが車室３３に臨むように、右サイドドア１１のインナーパネル７１およびドアトリム７２に設けられている。
暖気空調口６８は、右サイドドア１１の下部に設けられている。暖気空調口６８の上方に、冷気空調口６７が設けられている。
【００３９】
以上説明したように、車両用空調ユニット１０によれば、右サイドドア１１の内部に右熱交換ユニット１２を設け、左サイドドア１３の内部に左熱交換ユニット１４を設けることで、車両用空調ユニット１０を２分割することができる。
【００４０】
よって、右熱交換ユニット１２および左熱交換ユニット１４をそれぞれ小型化することが可能になる。
これにより、右熱交換ユニット１２を右サイドドア１１に容易に収容させることができ、左熱交換ユニット１４を左サイドドア１３に容易に収容させることができる。
【００４１】
さらに、右サイドドア１１の内部に右熱交換ユニット１２を設け、左サイドドア１３の内部に左熱交換ユニット１４を設けることで、右熱交換ユニット１２および左熱交換ユニット１４で車室３３の左右側を個別に温度調節することができる。
これにより、左右の乗員に対して個別の空調が可能になり、快適性を高めることができる。
【００４２】
加えて、右熱交換ユニット１２によれば、図５に示すように、エバポレータ４６の下方にヒータ４７を設けることで、エバポレータ４６およびヒータ４７を上下に重ねることができる。
よって、右熱交換ユニット１２の厚さ寸法Ｔ１を小さく抑えることが可能になり、右サイドドア１１内への取付が容易になる。
【００４３】
つぎに、右熱交換ユニット１２の作用を図６〜図９に基づいて説明する。
まず、右熱交換ユニット１２で室内を冷房、暖房する例を図６〜図７に基づいて説明する。
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る右熱交換ユニットで車室内を冷房する例について説明する図である。
（ａ）において、外気を導入ダクト２４を介してケーシング２５の内部空間３８に矢印Ｃの如く取り入れる。内部空間３８に取り入れた外気を送風ファン２７で矢印Ｄの如く送風する。
【００４４】
送風ファン２７で送風された外気が、エバポレータ４６を通過することで冷やされるとともに除湿される。
切換バー６２が支軸６５を軸にして上方にスイング移動されている。エバポレータ４６で冷やされるとともに除湿された冷気が、冷気空調口６７に向けて矢印Ｅの如く導かれる。
【００４５】
（ｂ）において、冷気空調口６７に向けて導かれた冷気が、冷気空調口６７を経て車室３３内に矢印Ｆの如く導かれる。
冷気空調口６７は比較的高い位置に配置されている。よって、エバポレータ４６で冷やされるとともに除湿された冷気が高い位置から車室３３内に吹き出される。
吹き出された冷気が矢印Ｇの如く下方に流れるので、車室３３内の全域に冷気を導いて車室３３内を効率よく冷房することができる。
【００４６】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る右熱交換ユニットで車室内を暖房する例について説明する図である。
（ａ）において、外気を導入ダクト２４を介してケーシング２５の内部空間３８に矢印Ｃの如く取り入れる。内部空間３８に取り入れた外気を送風ファン２７で矢印Ｄの如く送風する。
【００４７】
送風ファン２７で送風された外気が、エバポレータ４６を通過することで冷やされるとともに除湿される。
切換バー６２が支軸６５を軸にして下方にスイング移動されている。エバポレータ４６で冷やされるとともに除湿された冷気が、第２、第３のガイド部６３，６４で矢印Ｈの如く案内される。
第３のガイド部６４で案内された冷気が、ヒータ４７を通過することで温められる。ヒータ４７で温められた暖気が、暖気空調口６８に向けて矢印Ｉの如く導かれる。
【００４８】
（ｂ）において、暖気空調口６８に向けて導かれた暖気が、暖気空調口６８を経て車室３３内に矢印Ｊの如く導かれる。
暖気空調口６８は低い位置に配置されている。よって、ヒータ４７で温められた暖気が低い位置から車室３３内に吹き出される。
吹き出された暖気が矢印Ｋの如く上方に流れるので、車室３３内の全域に暖気を導いて車室３３内を効率よく暖房することができる。
【００４９】
つぎに、車両７５が前面衝突した例を図８に基づいて説明する。
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る熱交換ユニットを備えた車両が前面衝突した例について説明する図である。
（ａ）は従来の車両８０を比較例として示し、（ｂ）は図１〜図５に示す実施の形態を実施例として示す。
【００５０】
（ａ）において、図示しないダッシュパネルとインストルメントパネルとの間の収容空間８１に、空調ユニット８２が設けられている。
よって、車両用空調ユニット８２とエンジン５６との間の空間８３が幅Ｌ１と小さくなり、車両用空調ユニット８２とエンジン５６との間に所望の空間を確保することが難しい。
このため、車両８０が、前面衝突したとき、エンジン５６を後退させる空間を確保することが難しく、車両の全長を短くする障害となっていた。また、車両重量の増加もまねいていた。
【００５１】
（ｂ）において、空調ユニット１０は、右サイドドア１１の内部に右熱交換ユニット１２が設けられるとともに、左サイドドア１３の内部に左熱交換ユニット１４が設けられている。
よって、従来のように、図４に示すダッシュパネル４２とインストルメントパネル（図示せず）との間の空間８１に空調ユニットを設ける必要がない。
【００５２】
これにより、車両７５が、前面衝突したとき、エンジン５６を後退させる空間８４を幅Ｌ２と大きく確保することができる。
したがって、車両７５の全長を短くすることが可能となり、車体の軽量化にもつながる。
【００５３】
加えて、右熱交換ユニット１２が右サイドドア１１の前端部１１ａから後端部１１ｂまで車体前後方向に向けて延出されるとともに、左熱交換ユニット１４が左サイドドア１３の前端部１３ａから後端部１３ｂまで車体前後方向に向けて延出されている。
【００５４】
ここで、右熱交換ユニット１２および左熱交換ユニット１４のエバポレータ４６やヒータ４７は、それぞれ金属材料で形成され、比較的剛性が高い部材である。
よって、車体７５が前面衝突や後面衝突したとき、右熱交換ユニット１２や左熱交換ユニット１４をエネルギー吸収部材として利用することができる。
【００５５】
ついで、車両７５が側面衝突した例を図９に基づいて説明する。
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る熱交換ユニットを備えた車両が側面衝突した例について説明する図である。
（ａ）において、右熱交換ユニット１２が右サイドドア１１の前端部１１ａから後端部１１ｂまで車体前後方向に向けて延出されている。
【００５６】
ケーシング２５は、前端部２５ａが右サイドドア１１の前端部１１ａに取り付けられ、後端部２５ｂが後端部１１ｂに取り付けられている。
ここで、右熱交換ユニット１２および左熱交換ユニット１４のエバポレータ４６やヒータ４７は、それぞれ金属材料で形成され、比較的剛性が高い部材である。
【００５７】
さらに、右熱交換ユニット１２は、図５に示すように、エバポレータ４６の下方にヒータ４７を設けることで、エバポレータ４６およびヒータ４７が上下に重ねられている。
よって、右熱交換ユニット１２の厚さ寸法Ｔ１を小さく抑えることで、右熱交換ユニット１２とインナーパネル７１との間隔Ｌ３が大きく確保されている。
【００５８】
（ｂ）において、車両７５が側面衝突して右サイドドア１１に衝撃Ｆが矢印の如く作用したとき、右熱交換ユニット１２をエネルギー吸収部材として利用することができる。
この場合、右熱交換ユニット１２は、右熱交換ユニット１２とインナーパネル７１との間隔Ｌ３内での変形が可能である。
これにより、通常の車両に設けられているエネルギー吸収部材を除去することが可能になり、車体の軽量化を図ることができる。
【００５９】
なお、前記実施の形態では、右熱交換ユニット１２および左熱交換ユニット１４として、冷房の際にエバポレータ４６で外気を冷やすとともに除湿をおこない、暖房の際にエバポレータ４６で冷やした冷気をヒータ４７で温めるユニットを例示したが、右熱交換ユニット１２および左熱交換ユニット１４はこれに限定するものではない。
【００６０】
また、右熱交換ユニット１２の空気案内手段２８として説明した第１ガイド部６１、切換バー６２、第２ガイド部６３および第３ガイド部６４などの形状は適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、車体の外部から導入した空気を熱交換器に導き、熱交換器で熱交換した空気を空調口から車室内に吹き出す車両用空調ユニットを備えた自動車への適用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る車両用空調ユニットを示すブロックである。
【図２】本発明に係る右熱交換ユニットを右サイドドアに内蔵した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る右熱交換ユニットを示す概略図である。
【図４】本発明に係る右熱交換ユニットを備えた右サイドドアを示す断面図である。
【図５】図２の５−５線断面図である。
【図６】本発明に係る右熱交換ユニットで車室内を冷房する例について説明する図である。
【図７】本発明に係る右熱交換ユニットで車室内を暖房する例について説明する図である。
【図８】本発明に係る熱交換ユニットを備えた車両が前面衝突した例について説明する図である。
【図９】本発明に係る熱交換ユニットを備えた車両が側面衝突した例について説明する図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…車両用空調ユニット、１１…右サイドドア（サイドドア）、１１ａ…前端部（ヒンジが設けられた部位）、１１ｂ…後端部（反対側の部位）、１３…左サイドドア（サイドドア）、２１…ヒンジ、２２…車体、２７…送風ファン、３１…熱交換器、３２…配管、３３…車室、３５…空調口、４６…エバポレータ（冷房用熱交換器）、４７…ヒータ（暖房用熱交換器）。
【図１】
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【図２】
2008183936.tif 000004
【図３】
2008183936.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008183936.tif 000008
【図７】
2008183936.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008183936.tif 000011