(57)【要約】【課題】  エバポレータへの冷媒経路を開閉する開閉弁を廃止した場合であっても、通風抵抗を増大させることなく膨張弁の冷え込みを防止することが可能な車両用空調装置を提供すること。【解決手段】  膨張弁４０を空調ケース２１外側の膨張弁収納室４１に配設し、空調ケース２１内のエバポレータ２２上流側から膨張弁収納室４１に空気を導入する空気導入口４４と、膨張弁収納室４１から空調ケース２１内のエバポレータ２２下流側に空気を導出する空気導出口４５を設けている。これにより、空調ケース２１内の通風抵抗を増大させることなく、膨張弁４０の冷え込みを防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に車室内に吹き出す空気を流通する空調ケース（２１）と、
前記空調ケース（２１）内に設けられ、前記空調ケース（２１）内を流通する空気を冷却するエバポレータ（２２）と、
前記エバポレータ（２２）に接続され、前記エバポレータ（２２）に流入する前の冷媒を減圧膨張する膨張弁（４０）とを備える車両用空調装置において、
前記空調ケース（２１）の外側に前記膨張弁（４０）を収納する膨張弁収納室（４１）を設けるとともに、
前記空調ケース（１）内と前記膨張弁収納室（４１）内とを仕切る隔壁部（４３）に、前記空調ケース（１）内の前記エバポレータ（２２）より上流側の空気を前記膨張弁収納室内（４１）に導入する空気導入口（４４）を設けたことを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記膨張弁（４０）は、前記エバポレータ（２２）に直接接続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】
前記隔壁部（４３）に、前記膨張弁収納室（４１）内の空気を前記空調ケース（１）内に導出する空気導出口（４５）を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記空気導出口（４５）は、前記膨張弁収納室（４１）内の空気を前記空調ケース（１）内の前記エバポレータ（２２）より下流側に導出するように設けたことを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記空気導出口（４５）は、前記膨張弁（４０）より下方に形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４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、エバポレータに冷媒を減圧膨張して供給する膨張弁を備える車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記特許文献１に開示された車両用空調装置がある。この車両用空調装置では、前席用空調ユニットのエバポレータと後席用空調ユニットのエバポレータとを、冷凍サイクル中に並列に配置している。そして、後席用のエバポレータへの冷媒経路には、後席用のエバポレータへの冷媒供給を断続可能な電磁開閉弁を備えている。
【特許文献１】特開平１１−７８５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術に対し、構成の簡素化等を目的として開閉弁を廃止した車両用空調装置が提案されている。開閉弁を廃止した場合には、エバポレータに通風を行なわないときであっても、冷媒を減圧膨張してエバポレータに供給するための膨張弁は全閉せず、少量の冷媒の減圧膨張が継続される。
【０００４】
この冷媒の減圧膨張による膨張弁の冷え込み（膨張した霧状冷媒の気化に伴なう低温化）を防止するため、一般的に、膨張弁は空調ケース内空気通路のエバポレータ上流側に配設されている。そして、エバポレータに通風する空気により、膨張弁の冷え込みを防止している。
【０００５】
しかしながら、上記構成の車両用空調装置では、空気通路に配置された膨張弁により、空調ケース内の通風抵抗が増加するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、エバポレータへの冷媒経路を開閉する開閉弁を廃止した場合であっても、通風抵抗を増大させることなく膨張弁の冷え込みを防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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
内部に車室内に吹き出す空気を流通する空調ケース（２１）と、
空調ケース（２１）内に設けられ、空調ケース（２１）内を流通する空気を冷却するエバポレータ（２２）と、
エバポレータ（２２）に接続され、エバポレータ（２２）に流入する前の冷媒を減圧膨張する膨張弁（４０）とを備える車両用空調装置において、
空調ケース（２１）の外側に膨張弁（４０）を収納する膨張弁収納室（４１）を設けるとともに、
空調ケース（２１）内と膨張弁収納室（４１）内とを仕切る隔壁部（４３）に、空調ケース（２１）内のエバポレータ（２２）より上流側の空気を膨張弁収納室内（４１）に導入する空気導入口（４４）を設けたことを特徴としている。
【０００８】
これによると、膨張弁（４０）は空調ケース（２１）外側の膨張弁収納室（４１）に配設されるので、空調ケース（２１）内の通風抵抗を増大させることはない。また、膨張弁収納室（４１）には、空気導入口（４４）を介して空調ケース（２１）内のエバポレータ（２２）上流側の空気が導入されるので、膨張弁（４０）の冷え込みを防止することができる。
【０００９】
このようにして、エバポレータ（２２）への冷媒経路を開閉する開閉弁を廃止した場合であっても、空調ケース（２１）内の通風抵抗を増大させることなく膨張弁（４０）の冷え込みを防止することが可能である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、膨張弁（４０）は、エバポレータ（２２）に直接接続されていることを特徴としている。
【００１１】
これによると、エバポレータ（２２）と膨張弁（４０）とを接続するための配管を廃止することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、隔壁部（４３）に、膨張弁収納室（４１）内の空気を空調ケース（２１）内に導出する空気導出口（４５）を設けたことを特徴としている。
【００１３】
これによると、空気導入口（４４）を介して膨張弁収納室（４１）内に導入した空気を、空気導出口（４５）を介して空調ケース（２１）内に戻すことができる。したがって、膨張弁収納室（４１）内に空気導入口（４４）から空気導出口（４５）に向かう空気流れを形成でき、膨張弁（４０）の冷え込みを確実に防止することができる。また、空気導入口（４４）から導入した空気が空調ケース（２１）外に漏れることを防止することが可能である。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、空気導出口（４５）は、膨張弁収納室（４１）内の空気を空調ケース（２１）内のエバポレータ（２２）より下流側に導出するように設けたことを特徴としている。
【００１５】
エバポレータ（２２）を空気が通過するときには、通風抵抗により圧力損失が発生し、エバポレータ（２２）上流側の空気圧力は下流側の空気圧力より高くなる。したがって、請求項４に記載の発明によれば、膨張弁収納室（４１）内に、圧力が高い空気導入口（４４）から圧力が低い空気導出口（４５）に向かう空気流れを確実に形成することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、空気導出口（４５）は、膨張弁（４０）より下方に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
これによると、膨張弁（４０）の冷え込みを防止するために導入された空気に含まれる水蒸気が結露したとしても、生成した結露水を膨張弁（４０）より下方に形成した空気導出口（４５）から空調ケース（２１）内に排出することができる。
【００１８】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置の室内ユニット１の概略構成を示す側面図である。
【００２１】
なお、本実施形態の車両用空調装置は、例えば座席が３列以上設けられて車室内が比較的大きいワンボックス車やＲＶ車等の後席側空間を空調する後席用空調装置に係るものである。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の車両用空調装置の室内ユニット１は、車両後方部の床面近傍位置において車両外壁と車両内壁との間に図１に示す姿勢で設置され、大別して、送風機ユニット１０と空調ユニット２０との２つの部分が並設されている。
【００２３】
送風ユニット１０は、室内ユニット１内部に車室内後部の内気を吸引するためのものであって、車両幅方向（図１の紙面表裏方向）に内気吸入口が形成されている。
【００２４】
送風ユニット１０には、電動送風機１１が備えられている。この送風機１１は、遠心多翼ファン１２と、ファン駆動用モータ１３とを有し、遠心多翼ファン１２はスクロールケーシング１４内に配置されている。送風ユニット１０のスクロールケーシング１４の空気流れ下流側には、スクロールケーシング１４出口から延びる流路を構成するダクト部１５が形成されている。このダクト部１５は、送風ユニット１０から送風された送風空気を後述するエバポレータ２２に導入するためのものである。このダクト部１５により送風ユニット１０の出口部が空調ユニット２０の入口部に接続されている。
【００２５】
空調ユニット２０は、１つの共通の空調ケース（本発明におけるケースに相当）２１内にエバポレータ（冷房用熱交換器、冷却用熱交換器）２２とヒータコア（暖房用熱交換器、加熱用熱交換器）２３とを内蔵するタイプのものである。
【００２６】
空調ケース２１はポリプロピレンのような、ある程度弾性を有し、強度的にも優れた樹脂の成形品からなり、分割された複数のケースからなる。この分割されたケースは、上記熱交換器２２、２３、後述のドア等の機器を収納した後に、金属バネクリップ、ネジ等の締結手段により一体に結合されて空調ケース２１を構成する。
【００２７】
なお、本実施形態では、空調ケース２１は、スクロールケーシング１４、ダクト部１５とともに一体的に成形されている。
【００２８】
空調ケース２１最下方部の図示右方側の部位には、空気流入口２４が設けられ、この空気流入口２４には、前述の送風機ユニット１０から送風される空気がダクト部１５を介して流入する。
【００２９】
空調ケース２１内において、空気流入口２４直後の部位にエバポレータ２２が空気通路の全域を横切るように配置されている。このエバポレータ２２は周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空気から吸収して、空気を冷却するものである。
【００３０】
そして、エバポレータ２２の空気流れ下流側（車両上方側）に、所定の間隔を開けてヒータコア２３が隣接配置されている。このヒータコア２３は、エバポレータ２２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に高温のエンジン冷却水（温水）が流れ、この冷却水を熱源として空気を加熱するものである。
【００３１】
また、空調ケース２１内で、ヒータコア２３の上方側部位には、このヒータコア２３をバイパスして空気（冷風）が流れるバイパス通路である冷風バイパス通路２５が形成されている。そして、ヒータコア２３より下流側（上方側）には、ヒータコア２３を通る空気（温風）と冷風バイパス通路２５を通る空気（冷風）の風量割合を調整するエアミックスドア２８が配置されている。
【００３２】
ヒータコア２３および冷風バイパス通路２５の下流側（車両上方側）の部位には、冷風バイパス通路２５からの冷風とヒータコア２３からの温風とを合流させて、冷風と温風とを混合させる冷温風混合空間３０が形成されている。
【００３３】
空調ケース２１の上面部において、図示右方側の部位には、フェイス開口部３１が開口している。このフェイス開口部３１は冷温風混合空間３０から温度制御された空気が流入するものである。フェイス開口部２１は、図示しないフェイスダクトを介して後席用フェイス吹出口に接続され、この吹出口から車室内後席側の乗員頭部に向けて風を吹き出す。
【００３４】
また、空調ケース２１の上面部において、フェイス開口部３１の図示左方側には、フェイス開口部３１に並んでフット開口部３２が開口している。このフット開口部３２も冷温風混合空間３０から温度制御された空気が流入するものである。フット開口部３２は、図示しないフットダクトを介して後席用フット吹出口に接続され、この吹出口から車室内後席側の乗員足元に向けて風を吹き出す。
【００３５】
フェイス開口部３１およびフット開口部３２は、吹出モードドア３３により開閉される。
【００３６】
エバポレータ２２は、上部タンクと下部タンクの間に、多数のチューブを並設し、それらのチューブ内にインナーフィンを配設すると共に、各チューブ間にアウターフィンを配設して構成されている。
【００３７】
エバポレータ２２の上部タンクの側部には、膨張弁４０が、低温・低圧の霧状の冷媒をエバポレータ２２に供給するように直接接続されている（直付けされている）。
【００３８】
膨張弁４０は、ダイヤフラムを設けたダイヤフラム室と、ダイヤフラムに感温棒を介して接続されるニードル弁とを有し、ダイヤフラム室には冷媒ガスが封入されている。この膨張弁４０は、エバポレータ２２の出力側の冷媒温度を感温棒で検知し、レシーバーから送られる高温・高圧の冷媒量を、エバポレータ２２の出力側の冷媒温度に応じて調整しながら、低温・低圧の霧状の冷媒を、ニードル弁の小孔から噴出して、エバポレータ２２に供給する構造であり、エバポレータ２２の入力側と出力側の両方に接続されている。
【００３９】
このような膨張弁４０は、空調ケース２１の外側に設けられた箱型の膨張弁収納室４１内に収納されている。膨張弁収納室４１は、空調ケース２１の外側に隔壁部４３を介して箱型に形成され、収納された膨張弁４０を覆うようにカバー４２が被せられる。
【００４０】
膨張弁収納室４１内の図示右方部に位置する空調ケース２１内との間の隔壁部４３には、空調ケース２１内のエバポレータ２２より空気流れ上流側の空気（エバポレータ２２流入前の空気）を膨張弁収納室内４１に導入する空気導入口４４が設けられている。
【００４１】
また、膨張弁収納室４１内の図示左下部（膨張弁収納室４１の略最下部でもある）に位置する空調ケース２１内との間の隔壁部４３には、膨張弁収納室４１内の空気を空調ケース２１内のエバポレータ２２より下流側に導出する空気導出口４５が設けられている。
【００４２】
空気導入口４４は空気導出口４５より開口面積が大きくなっており、空調ケース２１内から膨張弁収納室４１内に空気を導入しやすくなっている。
【００４３】
また、空気導入口４４と空気導出口４５とは、膨張弁収納室４１において膨張弁４０を挟んで対向する位置に形成されており、空気導入口４４から空気導出口４５へ向かう空気流は、膨張弁４０の周囲を流れるようになっている。
【００４４】
このように構成される車両用空調装置では、冷凍サイクルが作動すると、図示しないコンプレッサの駆動により、気相冷媒が圧縮され、コンデンサで凝縮され液化された冷媒が、レシーバーを通して膨張弁４０に送られる。
【００４５】
膨張弁４０は、レシーバーから送られる高温・高圧の冷媒を、ニードル弁の小孔から噴出して低温・低圧の霧状の冷媒として、エバポレータ２２に供給するが、そのとき、エバポレータ２２の出力側の冷媒温度が感温棒で検知され、その温度に応じてニードル弁が開閉作動することにより、エバポレータ２２の出力側の冷媒温度に応じてニードル弁の開度が調整され、霧状の冷媒の噴出量が調整される。
【００４６】
高温・高圧の液相冷媒が、膨張弁４０において小孔を通して噴射されると、急激に膨張して低温・低圧の霧状となり、霧状冷媒がさらにエバポレータ２２内に送られ、そこで多量に気化することにより、気化熱を奪い、エバポレータ２２を冷却する。
【００４７】
送風機１１を駆動して車室内気を吸入する空気吸入部から送られた空気は、空調ケース２１内に送風されて、エバポレータ２２を通過する。冷凍サイクルが作動する間、エバポレータ２２を通過する空気は気化する冷媒との熱交換により冷却され、エアミックスドア２８の作用によりヒータコア２３において適宜再加熱された後、吹出モードドア３３の作用によりフェイス開口部３１、フット開口部３２のいずれか一方もしくは両方から車室内に送風される。
【００４８】
送風機１１により空調ケース２１内に送風された空気の一部は、エバポレータ２２上流側部において空気導入口４４を介して膨張弁収納室４１内に流入し、膨張弁収納室４１内で膨張弁４０の周囲を流れた後、空気導出口４５を介して空調ケース２１内のエバポレータ２２下流側部に戻る。
【００４９】
送風機１１が駆動され空調ケース２１内に送風されているときには、エバポレータ２２の通風抵抗により（通風に伴なう圧力損失により）、エバポレータ２２上流側の空気圧力が下流側の空気圧力より大きくなる。したがって、エバポレータ２２上流側に連通する空気導入口４４の圧力は、エバポレータ２２下流側に連通する空気導出口４５の圧力より高くなる。
【００５０】
したがって、膨張弁収納室４１内には、空気導入口４４から空気導出口４５へ向かう安定した空気流れが形成される。
【００５１】
このとき、膨張弁４０から霧状冷媒がエバポレータ２２に向けて噴出され一部が気化し、膨張弁４０自体も冷却される。ところが、膨張弁収納室４１内には、空気導入口４４から導入されたエバポレータ２２に冷却されていない空気が流れるため、この空気によって膨張弁４０は暖められ、大きく冷え込むことはない。
【００５２】
一方、送風機１１が駆動していないときには、エバポレータ２２により殆んど熱交換が行なわれないため、膨張弁４０はニードル弁の開度を極めて小さく絞り、少量の冷媒の減圧膨張が継続される。
【００５３】
このとき、膨張弁４０から噴出する僅かな霧状の冷媒が気化し、膨張弁４０自体が冷却されて低温となる（膨張弁４０が冷え込む）。
【００５４】
ところが、送風機１１が再駆動したときには、膨張弁収納室４１内に、空気導入口４４から導入され空気導出口４５へ向かうエバポレータ２２に冷却されていない空気の流れが形成されるため、この空気によって膨張弁４０は暖められ、冷え込みは速やかに解消される。
【００５５】
膨張弁収納室４１内を流れる空気によって膨張弁４０が暖められるときに、膨張弁４０の外面温度が露点温度以下に低下していると、膨張弁４０の表面に結露水が生成し膨張弁収納室４１内に滴下する。
【００５６】
この滴下した結露水は、膨張弁収納室４１の最下部に設けられている空気導出口４５から、空調ケース２１内へ戻る空気とともに排出される。空調ケース２１内に排出された結露水は、空調ケース２１のドレン口２１１から車室外に排水される。
【００５７】
上述の構成および作動によれば、膨張弁４０は空調ケース２１外側の膨張弁収納室４１に配設されるので、空調ケース２１内の通風抵抗を増大させることはない。また、膨張弁収納室４１には、空気導入口４４から空気導出口４５へ向かって冷却されていない空気が流れるので、この空気流により膨張弁４０の冷え込みを防止することができる。
【００５８】
このようにして、エバポレータ２２への冷媒経路を開閉する開閉弁を廃止した場合であっても、空調ケース２１内の通風抵抗を増大させることなく膨張弁４０の冷え込みを防止することができる。
【００５９】
また、空気導入口４４から導入された空気は空気導出口４５から空調ケース２１内に戻るので、導入空気が空調ケース（２１）外に漏れることを防止することができる。
【００６０】
また、膨張弁４０は、エバポレータ２２に直付けされているので、エバポレータ２２と膨張弁４０とを接続するための配管を採用する必要がない。したがって、構成を簡素化することができる。
【００６１】
また、空気導出口４５は、膨張弁４０より下方に形成され、形成位置は膨張弁収納室４１の略最下部となっている。これによって、膨張弁４０の外表面で結露水が生成しても、生成した結露水を空気導出口４５から排出することができる。
【００６２】
（他の実施形態）
上記一実施形態では、空気導入口４４を介して膨張弁収納室４１内に導入した空調ケース２１内のエバポレータ２２上流側の空気を、空気導出口４５を介して空調ケース２１内のエバポレータ２２下流側に戻していたが、この構成に限定されるものではない。例えば、膨張弁収納室４１内に導入した空気を空調ケース２１の外部に導出するものであってもよい。
【００６３】
また、上記一実施形態では、膨張弁収納室４１内には膨張弁４０のみを収納していたが、膨張弁４０に加え他の構成（例えば、ドア等を駆動するためのサーボモータ等）を収納するものであってもよい。
【００６４】
また、上記一実施形態では、膨張弁４０はエバポレータ２２に直接接続していたが、これに限定されるものではない。例えば、配管部材等を介して膨張弁４０とエバポレータ２２とを接続した車両用空調装置においても、本発明を適用して有効である。
【００６５】
また、上記一実施形態では、室内ユニット１は後席用のユニットであったが、これに限定されるものではなく、エバポレータを並列に複数備える冷凍サイクルを用いた車両用空調装置であれば、いずれかのエバポレータを備えるユニットに本発明を適用して有効である。
【００６６】
例えば、前席用ユニットと後席用ユニットを有し、前席用ユニットを停止して後席用ユニットを運転するモードを備える車両用空調装置であれば、前席用ユニットに本発明を適用するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置の室内ユニット１の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  室内ユニット
２０  空調ユニット
２１  空調ケース
２２  エバポレータ
４０  膨張弁
４１  膨張弁収納室
４２  カバー
４３  隔壁部
４４  空気導入口
４５  空気導出口
【図１】
2007055429.tif 000003