(57)【要約】【課題】  直角状の曲げ通路直後に熱交換器を配置する車両用空調装置において、通風抵抗の増加を抑制しつつ、熱交換器での風速分布を均一化する。【解決手段】  曲げ通路１３の曲げ内側部に滑らかな曲面形状からなる湾曲部１７を形成する。これにより、送風空気をコアンダ効果により湾曲部１７の曲面に沿って流すことができ、曲げ内側部における空気流れの剥離を防止して、送風空気の流れ全体を湾曲部１７側に引き寄せることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ吹き出す空気が直角状の曲げ通路（１３）を通過して流れる車両用空調装置において、
前記曲げ通路（１３）直後の部位に前記空気と熱交換する熱交換器（１５）が配置され、
前記曲げ通路（１３）の曲げ内側部に滑らかな曲面形状からなる湾曲部（１７）が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記湾曲部（１７）は、前記曲げ通路（１３）の上流側壁面（１２ａ）から前記曲げ通路（１３）の内側方向へ所定量（δ）突き出すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記熱交換器（１５）を収納するケース（１４）と、前記ケース（１４）の上流部に接続される連結ダクト（１２）とを備え、
前記曲げ通路（１３）が前記連結ダクト（１２）と前記ケース（１４）との接続部付近に形成され、
前記湾曲部（１７）は前記連結ダクト（１２）に一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記熱交換器（１５）を収納するケース（１４）と、前記ケース（１４）の上流部に接続される連結ダクト（１２）とを備え、
前記曲げ通路（１３）が前記連結ダクト（１２）と前記ケース（１４）との接続部付近に形成され、
前記湾曲部（１７）は前記ケース（１４）に一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置における熱交換器を通過する空気の風速分布を均一化するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置における室内空調ユニットは、通常、送風機ユニットと、この送風機ユニットから空気が送風される空調ユニットとに大別される。なお、空調ユニットには周知のごとく冷房用熱交換器、暖房用熱交換器、温度調整機構、および吹出モード切替機構等の機器が配置される。
【０００３】
そして、送風機ユニットを車室内前部の計器盤内側において助手席前方側にオフセット配置し、空調ユニットを計器盤内側において車両左右方向（車両幅方向）の中央部付近に配置するレイアウト（送風機オフセット配置レイアウト）が近年主流になっている。この送風機オフセット配置レイアウトでは、送風機ユニットからの送風空気は、助手席前方側から中央部付近の空調ユニットに向かって車両左右方向に流れる。
【０００４】
これに対し、空調ユニットのケース内の空気通路は車両前後方向に形成され、このケース内の最前部に空気入口空間が形成され、この空気入口空間の車両後方部に冷房用熱交換器が配置され、この冷房用熱交換器の更に車両後方部に暖房用熱交換器が配置される。
【０００５】
従って、送風機ユニットからの送風空気の流れを直角状に変更する直角状の曲げ通路が冷房用熱交換器の空気入口側に形成される。このため、送風空気は直角状に流れ方向を変更して冷房用熱交換器に流入する。
【０００６】
この結果、直角状の曲げ通路における曲げ内側壁面での空気流れの剥離、空気流れの車両左右方向への慣性力等の影響を受けて、冷房用熱交換器のうち送風機ユニットから遠ざかる側の領域における風速が高く、送風機ユニットに近接する側の領域における風速が低くなるという風速分布の不均一が発生する。この風速分布の不均一により冷房用熱交換器の冷房性能が低下するという不具合が発生する。
【０００７】
そこで、従来では、送風機オフセット配置レイアウトにおける冷房用熱交換器の風速分布の不均一を、図９、図１０に示すような手段によって解消することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図９は、空調ユニット１１のケース１４のうち、冷房用熱交換器１５の空気入口面に対向する最前部の壁面に段差部１４ａ、１４ｂを形成し、この段差部１４ａ、１４ｂによって、送風機ユニットに近接する側の領域（図示左側領域）への空気流れの方向転換を促進して、冷房用熱交換器１５での風速分布を均一化するものである。
【０００９】
また、図１０は、冷房用熱交換器１５の空気入口面の上流空間内に整流ガイド１８ａ、１８ｂを設けて冷房用熱交換器１５での風速分布を均一化するものである。
【特許文献１】特開平８−７２５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図９に示すケース１４の段差部１４ａ、１４ｂは直角状に空気流れ方向が変更される曲げ通路１３において曲げ外側部位に配置され、また、図１０に示す整流ガイド１８ａ、１８ｂは直角状曲げ通路１３の流れ中央部に配置されて、いずれも、曲げ通路１３の正の圧力場の空気流れを変更するものであるため、段差部１４ａ、１４ｂおよび整流ガイド１８ａ、１８ｂの配置によって風速分布を均一化しようとすると、通風抵抗の増加が顕著となる。
【００１１】
本発明は上記点に鑑み、空気流れの方向を直角状に変更する曲げ通路直後の部位に熱交換器を配置する車両用空調装置において、通風抵抗の増加を抑制しつつ、熱交換器での風速分布を均一化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車室内へ吹き出す空気が直角状の曲げ通路（１３）を通過して流れる車両用空調装置において、
前記曲げ通路（１３）直後の部位に前記空気と熱交換する熱交換器（１５）が配置され、
前記曲げ通路（１３）の曲げ内側部に滑らかな曲面形状からなる湾曲部（１７）が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、送風空気をコアンダ効果により湾曲部（１７）の曲面に沿って流すことができるので、直角状の曲げ通路（１３）の曲げ内側部における空気流れの剥離を防止して、送風空気の流れ全体を曲げ内側部の湾曲部（１７）側に引き寄せることができる。
【００１４】
この結果、曲げ内側部における空気流れの逆流ないしは低風速の領域を解消でき、熱交換器（１５）の風速分布を均一化できる。しかも、送風空気の流れ全体を曲げ内側部の湾曲部（１７）側に引き寄せることで、風速分布の均一化を達成するから、図９、１０の従来技術に比較して通風抵抗の増加を抑制できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、前記湾曲部（１７）は、前記曲げ通路（１３）の上流側壁面（１２ａ）から前記曲げ通路（１３）の内側方向へ所定量（δ）突き出すように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明者の検討によると、湾曲部（１７）を請求項２のように曲げ通路内側方向への突き出し形状に形成することにより、コアンダ効果による剥離防止の効果を増大して、熱交換器（１５）での風速分布の均一化効果を一層向上できることを確認している。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、前記熱交換器（１５）を収納するケース（１４）と、前記ケース（１４）の上流部に接続される連結ダクト（１２）とを備え、前記曲げ通路（１３）が前記連結ダクト（１２）と前記ケース（１４）との接続部付近に形成され、前記湾曲部（１７）は前記連結ダクト（１２）に一体成形されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、連結ダクト（１２）に一体成形した湾曲部（１７）によって上述の風速分布均一化効果を発揮できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１または２において、前記熱交換器（１５）を収納するケース（１４）と、前記ケース（１４）の上流部に接続される連結ダクト（１２）とを備え、  前記曲げ通路（１３）が前記連結ダクト（１２）と前記ケース（１４）との接続部付近に形成され、前記湾曲部（１７）は前記ケース（１４）に一体成形されていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、熱交換器（１５）側のケース（１４）に一体成形した湾曲部（１７）によって上述の風速分布均一化効果を発揮できる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による車両用空調装置を右ハンドル車に適用した場合を示している。図２は図１の要部拡大図である。本実施形態では、車両用空調装置の室内空調ユニットを大別して、送風機ユニット１０と、この送風機ユニット１０から空気が送風される空調ユニット１１とにより構成している。
【００２３】
送風機ユニット１０は、車室内前部の計器盤（図示せず）内側において助手席前方側に配置され、空調ユニット１１は計器盤内側において車両左右方向（車両幅方向）の中央部付近に配置される。すなわち、送風機ユニット１０は空調ユニット１１に対して助手席側の側方にオフセット配置される。なお、図１の前後左右の各矢印は車両搭載状態における方向を示す。
【００２４】
送風機ユニット１０は、図示しないモータにより駆動される遠心式の送風ファン１０ａを有し、この送風ファン１０ａを樹脂製のスクロールケーシング１０ｂ内に収納している。スクロールケーシング１０ｂの吸入側は車両上方側（図１の紙面表側）へ向いている。このスクロールケーシング１０ｂの吸入側には、図示しない周知の内外気切替箱が設けられ、この内外気切替箱を通して内気または外気が送風ファン１０ａに吸入されるようになっている。
【００２５】
スクロールケーシング１０ｂの吹出部は車両右側へ向いており、この吹出部は樹脂製の連結ダクト１２を介して空調ユニット１１の最前部の空気入口空間に接続される。空調ユニット１１は樹脂にて成形されたケース１４を有し、このケース１４内に車両前方側から車両後方側へ向かって空気が流れる空気通路を形成する。従って、ケース１４内の最前部に空気入口空間が形成される。
【００２６】
そして、連結ダクト１２の出口部からケース１４内の最前部の空気入口空間にわたって直角状の曲げ通路１３が形成される。この曲げ通路１３はスクロールケーシング１０ｂの吹出部から連結ダクト１２を通過して車両左右方向に流れる空気流れを車両前後方向の流れに方向転換するものである。
【００２７】
そして、ケース１４内においてこの曲げ通路１３直後の部位、換言すると、ケース１４内最前部の空気入口空間直後に冷房用熱交換器１５が配置される。この冷房用熱交換器１５は周知の冷凍サイクルの蒸発器から構成され、冷媒の蒸発潜熱を送風空気から吸熱して送風空気を冷却するものである。
【００２８】
図２に示すように冷房用熱交換器１５は、車両左右方向に並列配置された多数の偏平状チューブ１５ａと、この偏平状チューブ１５ａ相互間に一体に接合されたコルゲートフィン１５ｂとから構成される熱交換コア部を有し、この熱交換コア部の空隙部を車両前方側から車両後方側へ向かって空気が通過するようになっている。
【００２９】
なお、偏平状チューブ１５ａはケース１４内において上下方向に延びるように配置され、そして、熱交換コア部の左右両側部にはサイドプレート１５ｃが上下方向に延びるように配置される。
【００３０】
ケース１４内において冷房用熱交換器１５の下流側（車両後方側）には温水（エンジン冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換器１６が配置されている。なお、ケース１４内には、その他に、図示しない周知の温度調整機構をなすエアミックスドア、吹出モード切替機構等の機器が配置される。暖房用熱交換器１６を通過して温度調整された空調風が吹出モード切替機構により選択された１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出すようになっている。
【００３１】
本実施形態では、送風機ユニット１０のスクロールケーシング１０ｂ、連結ダクト１２、ケース１４等により「車室内へ向かって空気が流れる空気通路」が構成される。そして、この空気通路において、冷房用熱交換器１５の上流部付近に、空気流れが直角状に曲がる曲げ通路１３が構成される。この直角状の曲げ通路１３が原因となって、冷房用熱交換器１５における前述の風速分布の不均一が発生する。
【００３２】
そこで、本実施形態では、冷房用熱交換器１５における風速分布の均一化のために、次のような具体的構成を採用している。先ず、ケース１４のうち、冷房用熱交換器１５に対向する最前部の壁面に前述の図９の従来技術と同様に段差部１４ａ、１４ｂを形成している。この段差部１４ａ、１４ｂは、ケース１４の最前部の壁面において送風機ユニット１０に近接する側の領域（車両左側領域）に形成され、送風ファン１０ａからの送風空気が冷房用熱交換器１５のうち送風機ユニット１０に近接する左側領域へ方向転換することを促進するものである。
【００３３】
本実施形態では、この段差部１４ａ、１４ｂを車両左右方向に所定間隔を置いて２段階に設けるとともに、送風機ユニット１０に近接する段差部１４ａよりも送風機ユニット１０から遠ざかる段差部１４ｂの方を冷房用熱交換器１５に近づけるように形成している。そして、段差部１４ｂよりも送風機ユニット１０から遠ざかる部位に冷房用熱交換器１５に向かって次第に近接するテーパ状壁面１４ｃを形成している。これら段差部１４ａ、１４ｂおよびテーパ状壁面１４ｃによって、冷房用熱交換器１５上流部の空間を送風機ユニット１０から遠ざかるに従って狭くしている。
【００３４】
更に、上記に加え、直角状の曲げ通路１３の曲げ内側部（すなわち、通路曲げ半径の小さい側）に、滑らかな曲面形状からなる湾曲部１７を形成している。この湾曲部１７は、所定の曲率半径による完全な円弧形状、あるいは異なる曲率半径による複数の円弧形状を滑らかに繋いだ曲面形状であってもよい。なお、湾曲部１７は、本実施形態では図２に示すように樹脂製連結ダクト１２の出口部に一体成形してある。
【００３５】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。図３は本実施形態における図２の部分の空気流れの説明図であり、これに対し、図４、５は図１〜図３に対応する比較例である。この比較例では、冷房用熱交換器１５の上流部に形成される曲げ通路１３の曲げ内側部がほぼ直角状になっており、本実施形態の湾曲部１７を形成していない。
【００３６】
図４、５の比較例によると、曲げ通路１３の曲げ内側部がほぼ直角状になっているので、この直角状の通路壁面において空気流れの剥離が発生するとともに、空気流れの慣性力（車両左側から右側方向への慣性力）によって空気流れが矢印ａのように冷房用熱交換器１５の入口面とほぼ平行な方向に向かう。
【００３７】
この結果、曲げ通路１３の曲げ内側部では負圧領域が形成され、空気流れの逆流が発生する。このため、冷房用熱交換器１５のうち、送風機ユニット１０に近接する左側領域（図５のｂ部）では、空気流れの逆流ないしは低風速の状態となり、冷房用熱交換器１５の冷房性能低下の原因となっている。
【００３８】
これに対し、本実施形態によると、直角状の曲げ通路１３の曲げ内側部に、滑らかな曲面形状からなる湾曲部１７を形成しているため、送風空気をコアンダ効果により湾曲部１７の曲面に沿って図３の矢印ｃのように流すことができる。これにより、直角状の曲げ通路１３の曲げ内側部における空気流れの剥離を防止して、送風空気の流れ全体を曲げ内側部の湾曲部１７側に引き寄せることができる。
【００３９】
この結果、空気流れの逆流ないしは低風速の領域を解消でき、冷房用熱交換器１５の風速分布を均一化できる。しかも、送風空気の流れ全体を曲げ内側部の湾曲部１７側に引き寄せることで、風速分布の均一化を達成するから、通風抵抗の増加を抑制できる。
【００４０】
（第２実施形態）
第２実施形態では図６、図７に示すように、湾曲部１７を、曲げ通路１３の上流側壁面、具体的には、連結ダクト１２の車両後方側壁面１２ａから曲げ通路１３の内側方向へ所定量δ突き出すように滑らかな突出形状に形成している。
【００４１】
本発明者の検討によると、湾曲部１７をこのような突出形状に形成することにより、コアンダ効果による剥離防止の効果を増大して、冷房用熱交換器１５の風速分布の均一化効果を一層向上できることを確認している。
【００４２】
なお、湾曲部１７の突出量δは例えば、連結ダクト１２の幅寸法Ｗ＝５０ｍｍの場合に６ｍｍ程度に設定することにより、冷房用熱交換器１５の風速分布の均一化効果を良好に発揮できることを確認している。
【００４３】
（第３実施形態）
第３実施形態では図８に示すように、空調ユニット１１のケース１４に連結ダクト１２側へ向かって突き出す入口ダクト部１４ｄを一体成形し、この入口ダクト部１４ｄに湾曲部１７を一体成形している。なお、図８では、第１実施形態の曲面形状（図２）からなる湾曲部１７を成形しているが、第２実施形態の突出形状の曲面形状（図７）からなる湾曲部１７をケース１４の入口ダクト部１４ｄに一体成形してもよい。
【００４４】
（他の実施形態）
なお、寒冷地向けの車両用空調装置では、空調ユニット１１に暖房用熱交換器１６のみを配置し、冷房用熱交換器１５を配置しない場合がある。その場合には、曲げ通路１３の直後に暖房用熱交換器１６を配置する場合がある。このような構成を持つ車両用空調装置に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２における空気流れの説明図である。
【図４】第１実施形態の比較例の概略構成を示す断面図である。
【図５】図４の要部の空気流れの説明図である。
【図６】第２実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】第２実施形態の要部拡大図である。
【図９】従来技術の概略構成を示す断面図である。
【図１０】別の従来技術の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１２…連結ダクト、１３…曲げ通路、１４…ケース、１５…冷房用熱交換器、
１７…湾曲部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005059807.tif 000010
【図９】
2005059807.tif 000011
【図１０】
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