説明

車両用空気調和装置

【課題】車両衝突時等にあって過大負荷が熱交換器に作用しても、熱交換器の破損を極力防止でき、しかも、空調ケースの外部に突出した熱交換器を乗員等が直接接触することを確実に防止できる。
【解決手段】送風路5が設けられた空調ケース2と、空調ケース2に固定され、送風路5に配置された熱交換器11と、空調ケース2の乗員席側の外部に設けられ、空調ケース2の外部に突出する熱交換器11を閉じこめる熱交換器捕捉スペース7とを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空調ケース内に熱交換器を配置した車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、空調ケース内に熱交換器であるヒータコア及びエバポレータを収容する空調ユニットを備えた車両用空気調和装置が提案されている。このような車両用空気調和装置では、乗員席の前方より空調風を車室内に吹き出させるため、通常では空調ユニットを乗員席の前方位置に設置する。この位置に空調ユニットを設置した場合、車両衝突時等で車両後方(乗員席側)方向の過大負荷がヒータコアに作用すると、ヒータコアが空調ケースの外部に飛び出し、乗員等が高温のヒータコアに接触する恐れがある。
【0003】
このような事態を回避するために、空調ケースより離脱したヒータコアとエバポレータを互いに衝突する方向にガイドするガイド部材を設けたものが提案されている(特許文献1参照)。この従来例によれば、ヒータコアをエバポレータに衝突させることによってヒータコアに作用した衝撃力を吸収し、ヒータコアが乗員席の近く(乗員室内)まで飛び出すのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−231401号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来例では、ヒータコアがエバポレータに衝突するため、ヒータコアやエバポレータが破損する恐れがある。
【0006】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、車両衝突時等にあって、熱交換器が乗員席の近くまで飛び出すのを防止でき、しかも、熱交換器間の衝突による破損を防止できる車両用空気調和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】
本発明は、送風路が設けられた空調ケースと、前記空調ケースに固定され、前記送風路に配置された熱交換器と、前記空調ケースの乗員席側の外部に設けられ、前記空調ケースの外部に突出する前記熱交換器を閉じこめる熱交換器捕捉スペースとを備えたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
【0008】
前記熱交換器の乗員席側を保持し、前記熱交換器の乗員席側への移動を許容する保持部を備えることが好ましい。
【0009】
前記保持部は、前記熱交換器を前記熱交換器捕捉スペースにガイドするガイド機能を備えることが好ましい。
【0010】
前記熱交換器捕捉スペースには、衝撃吸収手段が設けられることが好ましい。
【0011】
前記衝撃吸収手段は、前記熱交換器の衝突すると、形状変形によって衝撃を吸収するものを含む。
【0012】
前記熱交換器捕捉スペースは、前記空調ケースの外面に囲まれて構成されることが好ましい。
【0013】
前記熱交換器捕捉スペースを構成する前記空調ケースの箇所は、高強度構造であることが好ましい。
【0014】
前記空調ケースは、車両前方側が強度的に弱い脆弱構造部に形成され、乗員席側が強度的に強い高強度構造部に形成され、前記熱交換器は、前記脆弱構造部に固定されることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、車両衝突時等にあって乗員席側方向の過大負荷が熱交換器に作用すると、熱交換器が空調ケースの外部に向かって移動し、空調ケースの外部より突出した熱交換器が熱交換器捕捉スペースに入り込み、ここに閉じこめられる。従って、車両衝突時等にあって、熱交換器が乗員席の近くまで飛び出すのを防止でき、しかも、熱交換器間の衝突による破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の第1実施形態を示し、(a)は通常時における空調ユニットの概略断面図、(b)は車両衝突時における空調ユニットの概略断面図である。
【図2】本発明の第2実施形態を示し、(a)は通常時における空調ユニットの概略断面図、(b)は車両衝突時における空調ユニットの概略断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態を示し、(a)は通常時におけるガイド手段の概略斜視図、(b)は車両衝突時におけるガイド手段の概略斜視図である。
【図4】本発明の第2実施形態を示し、衝撃吸収手段の概略側面図である。
【図5】ガイド手段の第1変形例を示し、(a)は通常時における保持部の概略斜視図、(b)は車両衝突時における保持部の概略斜視図である。
【図6】ガイド手段の第2変形例を示し、(a)は通常時における保持部の概略斜視図、(b)は車両衝突時における保持部の概略斜視図である。
【図7】第2変形例の衝撃吸収手段の概略断面図である。
【図8】第3変形例の衝撃吸収手段の概略断面図である。
【図9】第4変形例の衝撃吸収手段の概略断面図である。
【図10】第5変形例の衝撃吸収手段の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
(第1実施形態)
図1(a)、(b)は本発明の第1実施形態を示す。車両用空気調和装置は、空調ユニット1を備えている。空調ユニットは、乗員席の前方に位置するインストルメントパネル(図示せず)内に配置されている。空調ユニット1は、空調ケース2を有する。空調ケース2は、送風ケース3と、これに連結された空調本体ケース4とから構成され、内部に送風路5が設けられている。
【0019】
送風ケース3は、円筒部3aとこの円筒部3aの外周より接線方向に延設された直線延設部3bとから構成されている。円筒部3a内の送風路5に送風機6が収容されている。この送風機6の吸引力によって内気及び外気が送風路5に吸引される。
【0020】
空調本体ケース4は、その一端が送風ケース3の直線延設部3bに接続し、その他端が送風ケース3の円筒部3aの上方位置に開口している。つまり、空調本体ケース4内の送風路5は、送風ケース3の下方位置を更に下方に向かって進んだ後に、送風ケース3の車両前方側を上方に向かってUターンして送風ケース3の上方にまで延びる経路である。
【0021】
空調ケース2は、車両前方側が強度的に弱い脆弱構造部4Aに形成され、車両後方側(乗員席側)が強度的に強い高強度構造部4Bに形成されている。具体的には、送風ケース3は、全て高強度構造に形成されている。空調本体ケース4は、車両前方側が脆弱構造部4Aに、車両後方側(乗員席側)が高強度構造部4Bに形成されている。空調本体ケース4は、脆弱構造部4Aの肉厚を薄くし、高強度構造部4Bの肉厚を厚くすることによって強度差のある構造とされている。
【0022】
空調ケース2の外部で、且つ、下記するヒータコア11の設置位置の車両後方側(乗員席側)には、袋小路状の熱交換器捕捉スペース7が設けられている。熱交換器捕捉スペース7は、空調ケース2の外面、具体的には、送風ケース3と空調本体ケース4の外面に囲まれて構成されている。熱交換器捕捉スペース7は、空調ケース2の高強度構造の箇所(送風ケース3と空調本体ケース4の高強度構造部4B)に囲まれて構成されている。
【0023】
熱交換器であるエバポレータ10とヒータコア11は、空調本体ケース4の送風路5に収容されている。エバポレータ10は、空調本体ケース4の送風路5内で、且つ、送風ケース3の下方位置に配置されている。エバポレータ10は、冷凍サイクルの構成要素として構成され、内部を流れる冷媒と送風路5を流れる送風との間で熱交換して送風を冷却する。
【0024】
ヒータコア11は、空調本体ケース4の送風路5内で、且つ、送風ケース3の前方位置に配置されている。つまり、ヒータコア11は、エバポレータ10より車両前方位置に配置されているが、送風流れ方向ではエバポレータ10より下流に配置されている。詳細には、ヒータコア11は、袋小路状の熱交換器捕捉スペース7の高さ位置で、且つ、熱交換器捕捉スペース7の車両前方位置に配置されている。
【0025】
ヒータコア11は、コア本体11aとその両端に設けられた一対の端部11b,11cとから構成されている。コア本体11aは、通電によって発熱する発熱体(PTC)を有し、発熱体と送風路5を流れる送風の間で熱交換して送風を加熱する。車両前方側に位置する一方の端部11bは、空調本体ケース4に固定されている。つまり、ヒータコア11は、空調本体ケース4の脆弱構造部4Aに固定されている。車両後方側(乗員席側)に位置する他方の端部11cは、保持部20に位置保持されている。
【0026】
保持部20は、空調本体ケース4の開口部4aを空調本体ケース4の外側から塞ぐようにして設けられている。
【0027】
保持部20は、熱交換器捕捉スペース7の最奥位置まで延びる筒体である。保持部20は、ヒータコア11の車両後方(乗員席側)方向の移動を許容する。保持部20は、空調本体ケース4の開口部4aより外側に移動するヒータコア11を熱交換器補足スペース7にガイドする。つまり、保持部20は、車両衝突時等では、ヒータコア11を熱交換器補足スペース7にガイドするガイド機能を有する。
【0028】
次に、上記構成の作用を説明する。図1(a)に示す通常時では、送風路5に吸引された送風がエバポレータ10、ヒータコア11を通過し、この通過過程で送風が所望温度の空調風とされる。
【0029】
車両衝突時等にあって、車両後方(乗員席)方向の過大負荷がヒータコア11に作用すると、図1(b)に示すように、ヒータコア11からの外力によって空調本体ケース4の脆弱構造部4Aが車両後方に向かって潰れる。この空調本体ケース4の潰れ変形によって、ヒータコア11が空調本体ケース4の開口部4aより外側に向かって移動する。すると、ヒータコア11は、保持部20にガイドされて熱交換器捕捉スペース7に入り込み、ここに閉じこめられる。つまり、ヒータコア11は、空調ケース2の外部に突出するため、空調ケース2内の他の熱交換器であるエバポレータ10と衝突せず、しかも、熱交換器捕捉スペース7に閉じこめられる。以上より、車両衝突時等にあって、ヒータコア11が乗員席の近くまで飛び出すのを防止でき、しかも、ヒータコア11とエバポレータ10間の衝突による破損を防止できる。
【0030】
保持部20は、ヒータコア11の乗員席側を保持し、ヒータコア11の乗員席側への移動を許容する。従って、車両後方(乗員席側)方向の過大負荷が空調ユニット1に作用すると、ヒータコア11が空調ケース2の乗員席側に確実に移動し、熱交換器捕捉スペース7へと向かう。
【0031】
保持部20は、ヒータコア11を熱交換器捕捉スペース7にガイドするガイド機能を備えている。従って、車両衝突時等では、ヒータコア11が熱交換器捕捉スペース7に向かって確実に移動し、こ熱交換器捕捉スペース7に閉じ込られる。これにより、ヒータコア11が乗員席の近くまで飛び出すのを確実に防止できる。
【0032】
保持部20は、開口部4aを空調本体ケース4の外側から塞ぐようにして設けられている。従って、保持部20は、通常時では、送風路5の送風流れを乱さない。
【0033】
熱交換器捕捉スペース7は、空調ケース2の高強度構造の箇所(送風ケース3と空調本体ケース4の高強度構造部4B)に囲まれて構成されている。従って、ヒータコア11が熱交換器捕捉スペース7より車両後方に移動するのを極力防止できる。
【0034】
空調ケース2は、車両前方側が強度的に弱い脆弱構造部4Aに形成され、車両後方側(乗員席側)が強度的に強い高強度構造部4Bに形成され、ヒータコア11は、脆弱構造部4Aに固定されている。従って、車両衝突時等にあって車両後方(乗員席側)方向の過大負荷がヒータコア11に作用した場合に、空調ケース2の車両後方側が形状を維持しつつ、空調ケース2の車両前方側が塑性変形によって潰れ、この潰れ変形によってヒータコア11が確実に車両後方側に移動するため、衝突エネルギーを減衰しつつヒータコア11を確実に車両後方側に移動させ、熱交換器捕捉スペース7に入り込む。そして、空調ケース2の車両後方側が形状を維持するため、ヒータコア11は、空調ケース2の熱交換器捕捉スペース7の位置に確実に閉じこめられる。これによっても、ヒータコア11が空調ケース2の設置位置より車両後方側(乗員席側)に飛び出すような事態を防止できる。
【0035】
この第1実施形態では、空調ケース2は、脆弱構造部4Aは肉厚を薄くすることにより、高強度構造部4Bは肉厚を厚くすることによって強度差のある構造している。しかし、材質、形状等によって強度差のある構造にしても良いことはもちろんである。
【0036】
(第2実施形態)
図2〜図4は、本発明の第2実施形態を示す。この第2実施形態は、前記第1実施形態と比較するに、保持部21の構成が相違すると共に衝撃吸収手段30が付加されている。他の構成は、同一であるため説明を省略し、保持部21と衝撃吸収手段30の構成のみを説明する。
【0037】
図3(a)、(b)に詳しく示すように、保持部21は、枠状の側面壁21aと底面壁21bとを有し、ヒータコア11の他方(乗員席側)の端部11cを位置保持している。側面壁21aと底面壁21bの境界辺には、全周に亘って切り込みによる脆弱部(図2(a)では、明確化のために破線で示す)21cが設けられている。保持部21は、車両衝突時等にあって、ヒータコア11より車両後方(乗員席側)方向の外力が受けると、脆弱部21cが破断して開口し、ヒータコア11の乗員席側への移動を許容する。
【0038】
図4に詳しく示すように、衝撃吸収手段30は、熱交換器捕捉スペース7に配置されている。衝撃吸収手段30は、コア受け部30aと、このコア受け部30aの車両方向側に積層配置された複数の抵抗板30bとを備えている。
【0039】
次に、上記構成の作用を説明する。図2(a)に示す通常時では、送風路5に吸引された送風がエバポレータ10、ヒータコア11を通過し、この通過過程で送風が所望温度の空調風とされる。
【0040】
車両衝突時等にあって、車両後方(乗員席)方向の過大負荷がヒータコア11に作用すると、図2(b)に示すように、ヒータコア11からの外力によって空調本体ケース4の脆弱構造部4Aが車両後方に向かって潰れる。この空調本体ケース4の潰れ変形によって、ヒータコア11が保持部21の底面壁21bを押圧する。この押圧力によって、保持部21は、その脆弱部21cが破断して開口し、ヒータコア11が保持部21の側面壁21aにガイドされつつ空調ケース2の外部の乗員席側に移動する。空調ケース2より突出したヒータコア11は、衝撃吸収手段30の抵抗板30bを塑性変形させつつ熱交換器捕捉スペース7の奥に徐々に入り込み、ここに閉じこめられる。つまり、ヒータコア11は、空調ケース2の外部に突出するため、空調ケース2内の他の熱交換器であるエバポレータ10と衝突せず、しかも、熱交換器捕捉スペース7に閉じこめられる。以上より、車両衝突時等にあって、ヒータコア11が乗員席の近くまで飛び出すのを防止でき、しかも、ヒータコア11とエバポレータ10間の衝突による破損を防止できる。
【0041】
保持部21は、通常時にはヒータコア11の他方の端部11cを位置保持し、車両衝突時等では、ヒータコア11からの押圧力を受けてヒータコア11の空調ケース2の外部への移動を許容する。そして、このヒータコア11の移動に際して、保持部21の側面壁21aがヒータコア11を熱交換器捕捉スペース7にガイドする。
【0042】
熱交換器捕捉スペース7には、衝撃吸収手段30が配置されている。従って、車両衝突時等では、ヒータコア11の衝撃エネルギーを衝撃吸収手段30によって吸収できるため、ヒータコア11を確実に熱交換器捕捉スペース7に閉じこめることができる。
【0043】
(保持部の第1変形例)
図5(a)、(b)は、第1変形例に係る保持部を示す。この第1変形例に係る保持部21は、枠状の側面壁21aと底面壁21bとを有し、ヒータコア11の他方(乗員席側)の端部11cを位置保持している。底面壁21bには、切り込みによる脆弱部(図5(a)では、明確化のために破線で示す)21cが設けられている。脆弱部21cは、ヒータコア11からの押圧力によって底面壁21bを分割破断し(底面壁21bが抜けた状態)、この分割破断によって開口が形成されるようになっている。
【0044】
この第1変形例に係る保持部21でも、通常時にはヒータコア11の他方の端部11cを位置保持し、車両衝突時等では、ヒータコア11からの押圧力を受けてヒータコア11の空調ケース2の外部への移動を許容する。そして、このヒータコア11の移動に際して、側面壁21bがヒータコア11を熱交換器捕捉スペース7にガイドする。
【0045】
(保持部の第2変形例)
図6(a)、(b)は、第2変形例に係る保持部を示す。この第2変形例に係る保持部21は、枠状の側面壁21aと底面壁21bとを有し、ヒータコア11の他方(乗員席側)の端部11cを位置保持している。底面壁21bは、側面壁21aの各辺にそれぞれ連結された4つの板片より構成されている。そして、4つの板片が互いに干渉するよう折り込まれている。底面壁21bは、ヒータコア11からの押圧力によって各板片が折り込み状態から展開状態(先端面壁21bが抜けた状態)に変移し、この展開状態によって開口が形成されるようになっている。
【0046】
この第2変形例に係る保持部21でも、通常時にはヒータコア11の他方の端部11cを位置保持し、車両衝突時等では、ヒータコア11からの押圧力を受けてヒータコア11の空調ケース2の外部への移動を許容する。そして、このヒータコア11の移動に際して、側面壁21bがヒータコア11を熱交換器捕捉スペース7にガイドする。
【0047】
(衝撃吸収手段の第1変形例)
図7は、第1変形例に係る衝撃吸収手段31を示す。第1変形例に係る衝撃吸収手段31は、衝撃吸収室31aと、この衝撃吸収室31a内に間隔を置いて配置された複数の抵抗壁部31bとを備えている。
【0048】
車両衝突時等にあって、空調ケースの外部に突出し、熱交換器捕捉スペース内に進入したヒータコア11は、各抵抗壁部31bを塑性変形、若しくは、破断させつつ奥に移動する。この移動過程でヒータコア11の衝撃エネルギーが徐々に吸収され、ヒータコア11を確実に熱交換器捕捉スペース7に閉じこめることができる。
【0049】
(衝撃吸収手段の第2変形例)
図8は、第2変形例に係る衝撃吸収手段32を示す。第2変形例に係る衝撃吸収手段32は、蛇腹部32aと、この蛇腹部32aの先端を塞ぐ底面壁32bとから成る有底の筒体である。通常時では蛇腹部32aが収縮した状態である。
【0050】
車両衝突時等にあって、空調ケースの外部に突出し、熱交換器捕捉スペース内に進入したヒータコア11は、底面壁32bを押圧し、ヒータコア11の押圧力によって蛇腹部32aが徐々に伸長する。この伸長過程でヒータコア11の衝撃エネルギーが徐々に吸収され、ヒータコア11を確実に熱交換器捕捉スペース7に閉じこめることができる。
【0051】
(衝撃吸収手段の第3変形例)
図9は、第3変形例に係る衝撃吸収手段33を示す。第3変形例に係る衝撃吸収手段33は、収容本体壁33aと、底面壁33bと、収容本体壁33aと底面壁33bを連結する伸縮部33cとから有底の筒形状に構成されている。伸縮部33cは、伸縮性、耐熱性、絶縁性を備えた素材より形成されている。
【0052】
車両衝突時等にあって、空調ケースの外部に突出し、熱交換器捕捉スペース内に進入したヒータコア11は、底面壁33bを押圧し、ヒータコア11の押圧力によって伸縮部33cが徐々に伸長する。この伸長過程でヒータコア11の衝撃エネルギーが徐々に吸収され、ヒータコア11を確実に熱交換器捕捉スペース7に閉じこめることができる。
【0053】
(衝撃吸収手段の第4変形例)
図10は、第4変形例に係る衝撃吸収手段34を示す。第4変形例に係る衝撃吸収手段34は、衝撃吸収室34aと、この衝撃吸収室34a内に間隔を置いて配置された複数の圧縮バネ34bとを備えている。
【0054】
車両衝突時等にあって、空調ケースの外部に突出し、熱交換器捕捉スペース内に進入したヒータコア11は、複数の圧縮バネ34bを押圧し、ヒータコア11の押圧力によって各圧縮バネ34bが圧縮する。このバネ圧縮過程でヒータコア11の衝撃エネルギーが徐々に吸収され、ヒータコア11を確実に熱交換器捕捉スペース7に閉じこめることができる。
【0055】
(その他)
各実施形態では、収容体20,21,22,24,26で収容される熱交換器は、高温となるヒータコア11としたが、エバポレータ10であっても良い。
【符号の説明】
【0056】
2 空調ケース
4A 脆弱構造部
4B 高強度構造部
5 送風路
7 熱交換器捕捉スペース
11 ヒータコア(熱交換器)
20,21,22,24,26 保持部
30〜34 衝撃吸収手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
送風路(5)が設けられた空調ケース(2)と、前記空調ケース(2)に固定され、前記送風路(5)に配置された熱交換器(11)と、前記空調ケース(2)の乗員席側の外部に設けられ、前記空調ケース(2)の外部に突出する前記熱交換器(11)を閉じこめる熱交換器捕捉スペース(7)とを備えたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項2】
請求項1記載の車両用空気調和装置であって、
前記熱交換器(11)の乗員席側を保持し、前記熱交換器(11)の乗員席側への移動を許容する保持部(20)を備えたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項3】
請求項2記載の車両用空気調和装置であって、
前記保持部(20)は、前記熱交換器(11)を前記熱交換器捕捉スペース(7)にガイドするガイド機能を備えたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項4】
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
前記熱交換器捕捉スペース(7)には、衝撃吸収手段(30)〜(34)が設けられたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項5】
請求項4記載の車両用空気調和装置であって、
前記衝撃吸収手段(30)〜(34)は、前記熱交換器の衝突すると、形状変形によって衝撃を吸収することを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
前記熱交換器捕捉スペース(7)は、前記空調ケース(2)の外面に囲まれて構成されていることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項7】
請求項6に記載の車両用空気調和装置であって、
前記熱交換器捕捉スペース(7)を構成する前記空調ケース(2)の箇所は、高強度構造であることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項8】
請求項1〜請求項7のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、
前記空調ケース(2)は、車両前方側が強度的に弱い脆弱構造部(4A)に形成され、乗員席側が強度的に強い高強度構造部(4B)に形成され、前記熱交換器(11)は、前記脆弱構造部(4A)に固定されたことを特徴とする車両用空気調和装置。

【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】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−91336(P2013−91336A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−232802(P2011−232802)
【出願日】平成23年10月24日(2011.10.24)
【出願人】(000004765)カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Fターム(参考)】