(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロアモータの駆動により回転するブロアファンの回転中心又はその近傍を中心点とする螺線に沿って送風路を形成し、
前記送風路に、空気流れの上流側から順に、エバポレータ及びヒータコアを配設し、
前記エバポレータ及びヒータコアは、前記ブロアファンから送風される空気の通過方向に直交する中心面が前記ブロアファンの回転中心又はその近傍を通過するように位置決めしたことを特徴とする車両用空調装置のユニット構造。
【請求項２】
前記送風路を構成する外壁は、次式
【数１】
ｒ＝Ｒ・ｅtanα・θ
ｒ：基準点からの任意の角度θでの半径
Ｒ：ブロアファンの半径
α：拡大角
θ：基準点からの任意の角度
に基づいて、角度θの所定範囲毎に、拡大角を変更することにより算出される対数螺線上に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置のユニット構造。
【請求項３】
前記送風路を構成する外壁は、次式
【数２】
ｒ＝Ｒ（１＋tanα・θ）
ｒ：基準点からの任意の角度θでの半径
Ｒ：ブロアファンの半径
α：拡大角
θ：基準点からの任意の角度
に基づいて、角度θの所定範囲毎に、拡大角を変更することにより算出されるアルキメデス螺線上に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置のユニット構造。
【請求項４】
前記ブロアファンは、回転中心の軸方向両側から空気を吸込み可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用空調装置のユニット構造。
【請求項５】
前記エバポレータを、前記送風路のうち、前記ブロアファンの回転中心を通る鉛直面に対して下流側に配設することにより、水平面に対して傾斜させ、
前記送風路を構成する外壁には、最下端部にドレン水を排水するための排水部を備え、
該排水部の一部に、前記排水部に連通する開口を備え、前記エバポレータの一方の縁部を保持する保持凹部を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用空調装置のユニット構造。
【請求項６】
前記送風路を、エバポレータの上方にヒータコアが位置し、ヒータコアの上方に車内への送風位置を決定するための配風室が位置するように形成したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用空調装置のユニット構造。
【請求項７】
一体型のケースで構成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両用空調装置のユニット構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置のユニット構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置のユニット構造として、ブロアファンを回転させて送風した空気を、ブロアファンの周囲に旋回させながら、エバポレータやヒータコアで温調した後、車内に送風するようにしたものがある（例えば、特開２００１−１５０９２２号公報、特開２００１−１１３９３１号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ユニット構造では、ブロアファンからの空気の流れに対してエバポレータやヒータコアが斜め、すなわち通気抵抗を増大させるように配置されている。このため、ブロアファンを回転駆動させるためのブロアモータを大型で出力の大きなものとする必要がある。
【０００４】
そこで、本発明は、コンパクトでありながら、通気抵抗が少なく、小型のブロアモータを採用することのできる車両用空調装置のユニット構造を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
車両用空調装置のユニット構造を、
ブロアモータの駆動により回転するブロアファンの回転中心又はその近傍を中心点とする螺線に沿って送風路を形成し、
前記送風路に、空気流れの上流側から順に、エバポレータ及びヒータコアを配設し、
前記エバポレータ及びヒータコアは、前記ブロアファンから送風される空気の通過方向に直交する中心面が前記ブロアファンの回転中心又はその近傍を通過するように位置決めしてなる構成としたものである。
この構成により、エバポレータ及びヒータコアをブロアファンの周囲に配設することができ、コンパクトな構成とすることが可能となる。また、エバポレータ及びヒータコアの空気通路に沿ってブロアファンからの空気を流動させることができるので、通気抵抗を抑制してブロアファンを回転駆動させるためのブロアモータを小型で消費電力の少ないものに変更することが可能となる。
【０００６】
前記送風路を構成する外壁は、次式
【数３】
ｒ＝Ｒ・ｅtanα・θ
ｒ：基準点からの任意の角度θでの半径
Ｒ：ブロアファンの半径
α：拡大角
θ：基準点からの任意の角度
に基づいて、角度θの所定範囲毎に、拡大角を変更することにより算出される対数螺線上に形成すればよい。
【０００７】
また、前記送風路を構成する外壁は、次式
【数４】
ｒ＝Ｒ（１＋tanα・θ）
ｒ：基準点からの任意の角度θでの半径
Ｒ：ブロアファンの半径
α：拡大角
θ：基準点からの任意の角度
に基づいて、角度θの所定範囲毎に、拡大角を変更することにより算出されるアルキメデス螺線上に形成してもよい。
【０００８】
前記ブロアファンは、回転中心の軸方向両側から空気を吸込み可能とするのが好ましい。
【０００９】
前記エバポレータを、前記送風路のうち、前記ブロアファンの回転中心を通る鉛直面に対して下流側に配設することにより、水平面に対して、好ましくは４５°±１０°の範囲で傾斜させて傾斜させ、
前記送風路を構成する外壁には、最下端部にドレン水を排水するための排水部を備え、
該排水部の一部に、前記排水部に連通する開口を備え、前記エバポレータの一方の縁部を保持する保持凹部を設けるのが好ましい。
【００１１】
前記送風路を、エバポレータの上方にヒータコアが位置し、ヒータコアの上方に車内への送風位置を決定するための配風室が位置するように形成すればよい。
【００１２】
また、ユニット全体を一体型のケースで構成するのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る車両用空調装置に用いられる空調ユニット１の断面図である。この空調ユニット１は、２つ割り可能な一体型のケースに各部材を収容したもので、図２に示すように、ブロアファン２に対して両面に吸込口３ａ，３ｂがそれぞれ穿設され、ブロアファン２の回転中心Ｏを中心とする螺線に沿って送風路４が形成されている。送風路４を構成する外壁５は、次式に従って算出した対数螺線上に形成されている。
【００１５】
【数５】
ｒ＝Ｒ・ｅtanα・θ
ｒ：基準点ＳＰからの任意の角度θでの半径
Ｒ：ブロアファンの半径
α：拡大角
θ：基準点ＳＰからの任意の角度
【００１６】
ここで、拡大角αとは、基準点ＳＰと外壁５の任意の点とを結ぶ直線に対して、直交する直線と任意の点での接線とのなす角度を意味する。図１では、基準点ＳＰからの角度θの違いによって、基準点ＳＰから３６０°までの範囲Ａ１は４．５°、３６０°から４５０°までの範囲Ａ２は５°、４５０°から終端までの範囲Ａ３は６°に設定している。これにより、送風路４の流路断面積を徐々に増加させるだけでなく、前記範囲毎に段階的に増加率を大きくすることができ、後述する各部材１２〜１５の配設スペースを確保すると共に、通気抵抗の増加を抑制することが可能となっている。なお、拡大角αや、拡大角αを一定とする範囲等を変更することにより、空調ユニットの配設スペースや収容する部材１２等のサイズに応じて、送風路４の流路断面積を自由に調整することができる。
【００１７】
前記空調ユニット１では、外壁５の最下部に断面略Ｖ字形で、排水孔６を有する排水溝７が形成されている。排水溝７と、内壁の対向部分とには、後述するエバポレータ１３を保持するため保持凹部８ａ，８ｂがそれぞれ形成されている。保持凹部８ａ，８ｂを構成する壁面又はその近傍には、エバポレータ１３からの凝縮水を排水溝７へと流下させるための開口９が形成されている。
【００１８】
また、前記空調ユニット１では、内壁に第１ガイド壁１０と第２ガイド壁１１が形成されている。第１ガイド壁１０は、保持凹部８ｂの下流側で送風路４側に延設され、エバポレータ１３を通過後の空気をスムーズにエアミックスダンパ１４側へと導くことができるように湾曲している。第２ガイド壁１１は、後述する配風室１６とを区画し、ヒータコア１５からの熱風と、エバポレータ１３からの冷風とをむらなく混合させる役割を果たす。
【００１９】
送風路４には、空気流れの上流側から順に、ブロアファン２、フィルタ１２、エバポレータ１３、エアミックスダンパ１４、ヒータコア１５、及び配風室１６が配設されている。フィルタ１２、エバポレータ１３、及びヒータコア１５は、その中心線（図１中、１点鎖線で示す。）、すなわち空気の通過方向に直交する中心面が前記ブロアファン２の回転中心Ｏを通過するように位置決めされている。
【００２０】
ブロアファン２は、ブロアモータ１７の駆動により回転するシロッコファンが採用され、吸込口３ａ，３ｂを介して中央部から吸い込んだ空気を旋回流として送風路４へと流動させる。
【００２１】
フィルタ１２は、通過する空気からゴミや臭いを除去するためのもので、ブロアファン２の下方側にほぼ垂直に配設されている。
【００２２】
エバポレータ１３は、その両端部を空調ユニット１の保持凹部８ａ，８ｂに保持されることにより、水平面に対して３５°〜５５°（ここでは、４５°）の角度をなすように取り付けられている。エバポレータ１３では、内部を図示しないコンプレッサからの冷媒が流動して気化することにより、外部を通過する空気から吸熱して除湿・冷却する。エバポレータ１３で発生した凝縮水は、その表面の傾斜角度に沿って流動する空気によって外壁５に形成した排水溝７へとスムーズに運ばれ、排水孔６を介して排水される。
【００２３】
エアミックスダンパ１４は、支軸１４ａを中心として、ヒータコア１５側の流路を全閉するフルコールド位置と、全開するフルホット位置との間で、回動自在に設けられている。エアミックスダンパ１４の回動位置を変更することにより送風温度が調整される。
【００２４】
ヒータコア１５は、前記エアミックスダンパ１４によって分流された空気流路の一方に配設され、内部をエンジン冷却水が流動することにより、外部を通過する空気を加熱する。
【００２５】
配風室１６は、空調ユニット１の最下流部に配設され、内部に第１ダンパ１８及び第２ダンパ１９を備える。第１ダンパ１８は、車両前方上部に連通するベント吹出口２０を開閉する。第２ダンパ１９は、車両前方部のフロントガラスに送風可能とするデフ吹出口２１を開閉し、その全開位置で、車両前方下部に連通するヒート吹出口２２への空気の流れを遮断する。
【００２６】
次に、前記構成の空調ユニット１を備えた車両用空調装置の動作について説明する。
【００２７】
ブロアモータ１７を駆動してブロアファン２を回転させると、両面の吸込口３ａ，３ｂより外気又は内気が吸い込まれる。吸込口３ａからの空気の吸込みにより、ブロアモータ１７の近傍に空気流れが発生し、ブロアモータ１７は空冷される、したがって、別個に冷却機構を設ける必要がない。
【００２８】
吸い込まれた空気は、旋回流となって送風路４へと流動する。送風路４では、まず、フィルタ１２によってゴミ等を除去され、エバポレータ１３を通過する際、冷却・除湿される。エバポレータ１３で発生した凝縮水は、その表面を伝って排水溝７へと流下する。エバポレータ１３は、空気流れに対して外壁５側すなわち下方側が流動方向へと傾斜して設けられている。このため、凝縮水はスムーズに排水溝７へと流動する。排水溝７に流動した凝縮水は排水孔６を介して排水される。
【００２９】
エバポレータ１３からの冷風は、エアミックスダンパ１４によって分流される。分流された空気の一方はヒータコア１５で加熱されて熱風となり、他方は冷風のまま通過する。そして、熱風が第２ガイド壁１１によって強制的に方向変換されて冷風と混合し、所定温度に温調される。所定温度に温調された空気は、配風室１６の各ダンパ１８，１９の回動位置によって選択された吹出口２０，２１又は２２を介して車内に送風される。
【００３０】
前記送風路４では、前述のように、空気流れに対して外壁５が対数螺線上に形成されているため、ブロアファン２によって発生した旋回流がスムーズに流動可能である。しかも、フィルタ１２、エバポレータ１３、及びヒータコア１５の中心線が、ブロアファン２の回転中心Ｏを通過するように配設され、旋回流に対する通気抵抗を最小限に抑えられる。したがって、ブロアモータ１７にそれ程大きな駆動力を要求されず、小型で安価なものを使用することができ、消費電力を抑制することが可能となる。
【００３１】
なお、前記実施形態では、フィルタ１２、エバポレータ１３、及びヒータコア１５の中心線が、ブロアファン２の回転中心Ｏを通過するように配設したが、図３に示すように、前記中心線がほぼ前記回転中心Ｏに向かうように、前記各部材１２〜１５を配置するようにしてもよい。
【００３２】
また、前記実施形態では、送風路４を構成する外壁５を対数螺線上に形成するようにしたが、次式に従って算出したアルキメデス螺線上に形成するようにしてもよい。
【００３３】
【数６】
ｒ＝Ｒ（１＋tanα・θ）
ｒ：基準点ＳＰからの任意の角度θでの半径
Ｒ：ブロアファンの半径
α：拡大角
θ：基準点ＳＰからの任意の角度
【００３４】
この場合、前記同様、基準点ＳＰからの所定角度の範囲毎に拡大角αを変更することにより、送風路４の流路断面積を自由に調整することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ブロアファンの回転中心又はその近傍を中心点として螺旋状に送風路を形成し、該送風路に、空気流れの上流側から順に、エバポレータ及びヒータコアを、該部材に於ける空気の通過方向に直交する中心面内又はその近傍に前記中心点が位置するように配設したので、コンパクトな構成としつつ、通気抵抗を抑制することができ、ブロアファンを回転駆動させるためのブロアモータを小型で消費電力の少ないものに変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は本実施形態に係る車両用空調装置のユニット構造を示す断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】  図１に示すブロアファンの配設領域を示す断面図である。
【図３】  他の配置例を示すユニット構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…空調ユニット
２…ブロアファン
３ａ，３ｂ…吸込口
４…送風路
５…外壁
６…排水孔
７…排水溝
８ａ，８ｂ…保持凹部
１２…フィルタ
１３…エバポレータ
１４…エアミックスダンパ
１５…ヒータコア
１６…配風室
１７…ブロアモータ
【図１】
0004070501.tif 000002
【図２】
0004070501.tif 000003
【図３】
0004070501.tif 000004