(57)【要約】【課題】振動剛性の高い空調装置を提供する。【解決手段】空調空気を内部に流通させる空調ケース１１を備えた空調ユニット１０と、空調ユニット１０の側方にオフセット配置され、空調ユニット１０側に向かう空気流れを生成する送風ユニット２０と、送風ユニット２０の吹出口２１と空調ケース１１の側壁１３に形成された開口部１４とを接続する筒状の接続ダクト部３０とを備えた空調装置であって、空調ユニット１０は、開口部１４に近接して配置され、空調ケース１１よりも高い剛性を備えたエバポレータ４０を空調ケース１１内に有し、接続ダクト部３０の少なくとも一部の側壁３１は、当該側壁３１に平行に見てエバポレータ４０の側面部４１に重なって配置され、開口部１４近傍において、空調ユニット１０の空気通路１２の幅Ｗ２は、エバポレータ４０によって接続ダクト部３０の空気通路３３の幅Ｗ１よりも狭くなるようにする。【選択図】図１
2009035141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空気を内部に流通させる空調ケース（１１）を備えた空調ユニット（１０）と、前記空調ユニット（１０）の側方にオフセット配置され、前記空調ユニット（１０）側に向かう空気流れを生成する送風ユニット（２０）と、前記送風ユニット（２０）の吹出口（２１）と前記空調ケース（１１）の側壁（１３）に形成された開口部（１４）とを接続する筒状の接続ダクト部（３０）とを備えた空調装置であって、
前記空調ユニット（１０）は、前記開口部（１４）に近接して配置され、前記空調ケース（１１）よりも高い剛性を備えた構造体（４０）を前記空調ケース（１１）内に有し、
前記接続ダクト部（３０）の少なくとも一部の側壁（３１）は、当該側壁（３１）に平行に見て前記構造体（４０）の側面部（４１）に重なって配置され、
前記開口部（１４）近傍において、前記空調ユニット（１０）の空気通路（１２）の幅（Ｗ２）は、前記構造体（４０）によって前記接続ダクト部（３０）の空気通路（３３）の幅（Ｗ１）よりも狭くなっていることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記接続ダクト部（３０）の前記側壁（３１）は、前記側面部（４１）に当接していることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
空調空気を内部に流通させる空調ケース（１１）を備えた空調ユニット（１０）と、前記空調ユニット（１０）の側方にオフセット配置され、前記空調ユニット（１０）側に向かう空気流れを生成する送風ユニット（２０）と、前記送風ユニット（２０）の吹出口（２１）と前記空調ケース（１１）の側壁（１３）に形成された開口部（１４）とを接続する筒状の接続ダクト部（３０）とを備えた空調装置であって、
前記空調ユニット（１０）は、前記開口部（１４）に近接して配置され、前記空調ケース（１１）よりも高い剛性を備えた構造体（４０）を前記空調ケース（１１）内に有し、
前記接続ダクト部（３０）の少なくとも一部の側壁（３１）は、当該側壁（３１）に平行に見て前記構造体（４０）の側面部（４１）に重なって配置されるとともに、前記構造体（４０）の側面部（４１）に当接する突起部（３２）を有していることを特徴とする空調装置。
【請求項４】
前記開口部（１４）近傍において、前記空調ユニット（１０）の空気通路（１２）の幅（Ｗ２）は、前記構造体（４０）によって前記接続ダクト部（３０）の空気通路（３３）の幅（Ｗ１）よりも狭くなっていることを特徴とする請求項４に記載の空調装置。
【請求項５】
前記構造体（４０）は、内部を流通する冷媒との熱交換により空調空気を冷却するエバポレータを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調ユニットと空調ユニットに対してオフセット配置された送風ユニットとを備えた空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ブロワオフセット（セミセンタ置き）型の車両用空調装置が開示されている。この空調装置は、車室内前部の計器盤下方のうち車幅方向中央部に配置された空調ユニットと、空調ユニットに対して助手席側側方にオフセット配置された送風ユニットとを備え、全体として略Ｌ字状の形状を有している。空調ユニットは、冷媒との熱交換により空調空気を冷却するエバポレータと、エンジン冷却水との熱交換により空調空気を加熱するヒータコアとを有している。送風ユニットは、遠心式の送風ファンと、送風ファンを駆動する駆動用モータとを有している。空調ユニットと送風ユニットとの間は接続ダクト部により接続されている。
【特許文献１】特開平８−１４２６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなブロワオフセット型車両用空調装置では、空調ユニットの重心と送風ユニットの重心との間が比較的離れており、これらの重心の間は比較的剛性の低い接続ダクト部により接続されている。したがってブロワオフセット型車両用空調装置では、振動剛性が比較的低くなるため、車両に対する取付け剛性が低下したり、計器盤を介して振動や異音が車室内に伝達されたりするという問題が生じる。
【０００４】
本発明の目的は、振動剛性の高い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】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、空調空気を内部に流通させる空調ケース（１１）を備えた空調ユニット（１０）と、空調ユニット（１０）の側方にオフセット配置され、空調ユニット（１０）側に向かう空気流れを生成する送風ユニット（２０）と、送風ユニット（２０）の吹出口（２１）と空調ケース（１１）の側壁（１３）に形成された開口部（１４）とを接続する筒状の接続ダクト部（３０）とを備えた空調装置であって、空調ユニット（１０）は、開口部（１４）に近接して配置され、空調ケース（１１）よりも高い剛性を備えた構造体（４０）を空調ケース（１１）内に有し、接続ダクト部（３０）の少なくとも一部の側壁（３１）は、当該側壁（３１）に平行に見て構造体（４０）の側面部（４１）に重なって配置され、開口部（１４）近傍において、空調ユニット（１０）の空気通路（１２）の幅（Ｗ２）は、構造体（４０）によって接続ダクト部（３０）の空気通路（３３）の幅（Ｗ１）よりも狭くなっていることを特徴としている。
【０００７】
これにより、構造体（４０）によって開口部（１４）近傍における空調ケース（１１）の変形が抑制されるため、送風ユニット（２０）に生じた振動が接続ダクト部（３０）を介して空調ユニット（１０）側に伝達され難くなる。したがって、振動剛性の高い空調装置が得られる。また、接続ダクト部（３０）の側壁（３１）と構造体（４０）とは、空調ユニット（１０）の空気通路（１２）の幅（Ｗ２）が、構造体（４０）によって接続ダクト部（３０）の空気通路（３３）の幅（Ｗ１）よりも狭くなるように配置されているため、構造体（４０）の組付けの際に多少の位置ずれが生じても、側壁（３１）と構造体（４０）の側面部（４１）とが重なるようになっている。したがって、構造体（４０）の高い位置決め精度が要求されないため、振動剛性の高い空調装置が簡略な製造工程で得られる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、接続ダクト部（３０）の側壁（３１）が側面部（４１）に当接していることを特徴としている。
【０００９】
これにより、側壁（３１）の振動が構造体（４０）によって抑えられるため、送風ユニット（２０）に生じた振動が空調ユニット（１０）側にさらに伝達され難くなる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、空調空気を内部に流通させる空調ケース（１１）を備えた空調ユニット（１０）と、空調ユニット（１０）の側方にオフセット配置され、空調ユニット（１０）側に向かう空気流れを生成する送風ユニット（２０）と、送風ユニット（２０）の吹出口（２１）と空調ケース（１１）の側壁（１３）に形成された開口部（１４）とを接続する筒状の接続ダクト部（３０）とを備えた空調装置であって、空調ユニット（１０）は、開口部（１４）に近接して配置され、空調ケース（１１）よりも高い剛性を備えた構造体（４０）を空調ケース（１１）内に有し、接続ダクト部（３０）の少なくとも一部の側壁（３１）は、当該側壁（３１）に平行に見て構造体（４０）の側面部（４１）に重なって配置されるとともに、構造体（４０）の側面部（４１）に当接する突起部（３２）を有していることを特徴としている。
【００１１】
これにより、構造体（４０）によって開口部（１４）近傍における空調ケース（１１）の変形が抑制される。また、側壁（３１）の突起部（３２）が構造体（４０）の側面部（４１）に当接しているため、側壁（３１）の振動が構造体（４０）によって抑えられる。これにより、送風ユニット（２０）に生じた振動が接続ダクト部（３０）を介して空調ユニット（１０）側に伝達され難くなる。したがって、振動剛性の高い空調装置が得られる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、開口部（１４）近傍において、空調ユニット（１０）の空気通路（１２）の幅（Ｗ２）は、構造体（４０）によって接続ダクト部（３０）の空気通路（３３）の幅（Ｗ１）よりも狭くなっていることを特徴としている。
【００１３】
これにより、構造体（４０）の組付けの際に多少の位置ずれが生じても、接続ダクト部（３０）の側壁（３１）と構造体（４０）の側面部（４１）とが重なるようになっている。したがって、構造体（４０）の高い位置決め精度が要求されないため、振動剛性の高い空調装置が簡略な製造工程で得られる。
【００１４】
請求項５に記載の発明のように、構造体（４０）は、内部を流通する冷媒との熱交換により空調空気を冷却するエバポレータを含んでいてもよい。エバポレータは一般に空調ケース（１１）よりも高い剛性を有し、開口部（１４）の近傍に配置されるため、上記のような構成を容易に実現できる。
【００１５】
ここで、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用の空調装置の概略構成を模式的に示す断面図である。図１の上下方向は概ね車両の前後方向を表し、左右方向は概ね車両の左右方向を表している。図２は、本実施形態における空調装置のうち空調ユニット側の構成を示す側面図である。図２の上下方向は概ね鉛直上下方向を表し、左方向は概ね車両の後方向を表し、右方向は概ね車両の前方向を表している。図１及び図２に示すように、空調装置１は、空調ユニット１０と、空調ユニット１０の側方にオフセット配置された送風ユニット２０とを備え、全体として略Ｌ字形状を有している。
【００１７】
空調ユニット１０は、車室内前部の計器盤下方のうち車幅方向中央部に配置されている。空調ユニット１０は、樹脂性の空調ケース１１を有している。空調ケース１１内には、空気を流通させる空気通路１２が形成されている。空調ケース１１の側壁１３には、例えば略長方形状に開口された開口部１４が形成されている。
【００１８】
送風ユニット２０は、渦巻状に形成された樹脂性のスクロールケース２３を有している。スクロールケース２３には、駆動用モータにより駆動される遠心式の送風ファン２２が収納されている。送風ファン２２により生成された空気流は、スクロールケース２３により画定された渦巻状の空気通路を通り、当該空気通路の接線方向に向かって開口された吹出口２１から吹き出されるようになっている。また送風ユニット２０は、内気及び外気を吸込モードに基づいて切替え導入する不図示の内外気切替箱を有している。
【００１９】
送風ユニット２０の吹出口２１と空調ケース１１の開口部１４との間は、接続ダクト部３０によって接続されている。接続ダクト部３０は樹脂製であり、概ね四角筒状の形状を有している。接続ダクト部３０内には、空気が流通する空気通路３３が形成されている。送風ユニット２０の吹出口２１から吹き出された空気は、空気通路３３を通って空調ユニット１０に流入する。接続ダクト部３０は、空調ケース１１及びスクロールケース２３のいずれとも別体であってもよいし、空調ケース１１及びスクロールケース２３のうちいずれか一方又は双方と一体的に形成されていてもよい。
【００２０】
空調ユニット１０の空気通路１２には、送風ユニット２０側から流入した空気を冷媒との熱交換により冷却するエバポレータ４０が設けられている。エバポレータ４０は、鉛直上下方向及び車両左右方向の双方にほぼ平行に縦置きされている。エバポレータ４０は、例えばアルミニウム製の薄板を用いて作製された複数の扁平チューブをコルゲートフィンを介在させて積層し、ろう付けにより一体化させた構成を有している。エバポレータ４０は空調ケース１１よりも高い剛性を有し、空調ケース１１の変形を抑制する構造体として機能するようになっている。またエバポレータ４０は比較的大きい質量を有している。
【００２１】
エバポレータ４０の下流側には、例えば平板状のドア基板部とドア基板部の一端辺に設けられた回転軸とを備えたエアミックスドア５０が設けられている。エアミックスドア５０の下流側には、内部を流通するエンジン冷却水との熱交換により、エバポレータ４０で冷却された空気を加熱するヒータコア６０が設けられている。ヒータコア６０の上方（図１では紙面手前側）には、ヒータコア６０を迂回するバイパス通路が設けられている。エアミックスドア５０は不図示の駆動機構により駆動され、ヒータコア６０を通過して加熱される高温の空気と、ヒータコア６０を迂回する低温の空気との流量比を調節できるようになっている。これにより、車室内に吹き出される空調空気の温度が調節される。
【００２２】
ヒータコア６０の下流側には、ヒータコア６０を通過した空気とヒータコア６０を迂回した空気とを混合するエアミックス領域７０が設けられている。
【００２３】
エアミックス領域７０の下流側には、車室内の互いに異なる部分に吹き出される空調空気が流出する３つの開口部８０、８１、８２が形成されている。例えば開口部８０からは車室内の乗員の下半身側に空気が吹き出され、開口部８１からは乗員の上半身側に空気が吹き出され、開口部８２からは車両のフロントガラス内面に空気が吹き出されるようになっている。開口部８０、８１、８２は、吹出モードに基づいて例えば板状のモードドア９０、９１、９２によりそれぞれ開閉される。
【００２４】
本実施形態では、接続ダクト部３０の一部の側壁３１が、当該側壁３１に平行に見てエバポレータ４０の側面部４１に重なるように配置されている。側壁３１のうち空調ケース１１の側壁１３に接続される端部（角部）３１ａは、エバポレータ４０の側面部４１に例えば直接当接している。また側面部４１の一部は、開口部１４を介して接続ダクト部３０側に露出している（図２のＡ部）。これにより開口部１４近傍において、接続ダクト部３０の空気通路３３の幅Ｗ１よりも、空調ユニット１０の空気通路１２の幅Ｗ２の方が狭くなっている（Ｗ１＞Ｗ２）。
【００２５】
一般に、車両からの振動伝達や送風ファン２２の駆動によって空調装置１の送風ユニット２０に生じた振動は、接続ダクト部３０を介して空調ユニット１０側に伝達される。本実施形態では、接続ダクト部３０の側壁３１がエバポレータ４０の側面部４１に重なって配置されている。エバポレータ４０は空調ケース１１より高い剛性を有するため、開口部１４近傍において空調ケース１１の特に左右方向の変形を抑制する構造体として機能する。したがって、接続ダクト部３０から空調ユニット１０側には振動が伝達され難くなる。
【００２６】
また、接続ダクト部３０の側壁３１の端部３１ａは、比較的大きい質量を有するエバポレータ４０の側面部４１に直接当接している。これにより、側壁３１の左右方向の振動がエバポレータ４０によって抑えられる。したがって、接続ダクト部３０の特に車両左右方向の振動が空調ケース１１の側壁１３に伝達され難くなる。
【００２７】
図３は、本実施形態の空調装置１を振動させた場合の周波数応答をＣＡＥにより解析した結果を示すグラフである。図４は、接続ダクト部側壁とエバポレータ側面部とが重なり合っていない従来の空調装置を振動させた場合の周波数応答をＣＡＥにより解析した結果を示すグラフである。両グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）を表し、縦軸は加速度を表している。なお両グラフでは、任意の直交座標系をとったときのＸ軸方向での周波数応答を実線で示し、Ｙ軸方向での周波数応答を破線で示し、Ｚ軸方向での周波数応答を一点鎖線で示している。
【００２８】
図３及び図４に示すように、従来の空調装置では１次共振周波数（加速度が極大となる周波数のうち最低の周波数）が約３６Ｈｚであるのに対し、本実施形態の空調装置１では１次共振周波数が約１．９倍の約６９Ｈｚになっている。したがって、本実施形態によれば、空調ユニット１０と送風ユニット２０との共振が抑制され、空調装置１の振動剛性が大幅に向上することが分かる。
【００２９】
近年、車両用空調装置が計器盤側のリンフォース（クロスカービーム）等に計器盤モジュールとしてサブ組付けされた構造が増加している。このような構造において従来の車両用空調装置では、振動剛性を高めて取付け剛性を確保するために、空調ユニットと送風ユニットとの間の結合強度を高めるスチール製のブラケットが別途追加されていた。これに対し本実施形態では、ブラケットを追加せずに空調装置１の振動剛性を向上できるので、空調装置１の製造コストの増加を抑えることができる。
【００３０】
また本実施形態では、エバポレータ４０の側面部４１の一部が開口部１４を介して露出しているため、接続ダクト部３０での空気通路３３の幅Ｗ１よりも空調ユニット１０での空気通路１２の幅Ｗ２の方が狭くなっている。これにより、エバポレータ４０を空調ケース１１に組み付ける際に、エバポレータ４０の組付け位置が空調ケース１１の開口部１４に対して車両後方側に多少ずれてしまっても、接続ダクト部３０の側壁３１とエバポレータ４０の側面部４１とが重なるようになっている。したがって、エバポレータ４０を空調ケース１１に組み付ける工程で高い位置決め精度が要求されないため、空調装置１の製造工程が簡略化して製造コストが低減される。
【００３１】
さらに本実施形態では、送風ユニット２０が空調ユニット１０に対して車幅方向にオフセット配置されている。したがって、空調装置１の車両前後方向及び鉛直上下方向における寸法が短縮されるため、空調装置１の車両への搭載性が向上する。
【００３２】
図５は、本実施形態における空調装置の空調ユニットの変形例を模式的に示す側面図である。図５に示すように、本変形例の空調ユニット１５では、エバポレータ４０が鉛直面に対し傾いて配置されている。本変形例においても、接続ダクト部３０が接続される空調ケース１１の開口部１４からはエバポレータ４０の側面部４１の一部が露出しており、接続ダクト部３０の一部の側壁３１はエバポレータ４０の側面部４１と重なって配置されるようになっている（図５のＢ部）。本変形例によっても、図１及び図２に示した構成と同様の効果が得られる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における車両用の空調装置２の概略構成を模式的に示す断面図である。図６の上下方向は概ね車両の前後方向を表し、左右方向は概ね車両の左右方向を表している。図６に示すように、空調装置２の接続ダクト部３０の側壁３１は、空調ケース１１側の端部（角部）３１ａに突起部３２を有している。突起部３２は、側壁３１と同一平面内で空調ケース１１内側に向かって突出している。突起部３２の先端は、エバポレータ４０の側面部４１に直接当接している。突起部３２より下流側の空調ケース１１の側壁１３と、エバポレータ４０の側面部４１との間には、不図示のパッキンが介設されている。
【００３４】
本実施形態では、接続ダクト部３０の側壁３１の端部に形成された突起部３２が、比較的大きい質量を有するエバポレータ４０の側面部４１に直接当接しているため、側壁３１の左右方向の振動がエバポレータ４０によって抑えられる。また、第１実施形態と同様に、接続ダクト部３０の側壁３１は、当該側壁３１に平行に見てエバポレータ４０の側面部４１に重なるように配置されている。これにより、送風ユニット２０側から空調ケース１１の側壁１３に対して振動が伝達され難くなる。したがって本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、エバポレータ４０を構造体として用いているが、空調ユニット１０内に設けられて空調ケース１１よりも高い剛性を有するヒータコア６０やフィルタケース等を構造体として用いることもできる。
【００３６】
上記第１実施形態では、接続ダクト部３０の側壁３１の端部とエバポレータ４０の側面部４１とが直接接触しているが、側壁３１の端部と側面部４１との間にパッキン等を設けてもよい。
【００３７】
上記実施形態では、車両用の空調装置１を例に挙げたが、車両用以外の空調装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態における空調装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１実施形態における空調装置のうち空調ユニットの構成を示す図である。
【図３】第１実施形態の空調装置を振動させた場合の周波数応答を解析した結果を示すグラフである。
【図４】従来の空調装置を振動させた場合の周波数応答を解析した結果を示すグラフである。
【図５】第１実施形態における空調装置のうち空調ユニットの構成の変形例を示す図である。
【図６】第２実施形態における空調装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  空調装置
１０  空調ユニット
１１  空調ケース
１２  空気通路
１３  側壁
１４  開口部
２０  送風ユニット
３０  接続ダクト部
３１  側壁
３２  突起部
３３  空気通路
４０  構造体
４１  側面部
【図１】
2009035141.tif 000003
【図２】
2009035141.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009035141.tif 000006
【図５】
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【図６】
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