車両用空調装置
【課題】熱交換器に流入する空気の風速分布を均一化、かつ整流化し、低圧損で低騒音のエアコンユニットを可能にしたフィルタを有する車両用空調装置を提供する。
【解決手段】送風ファン１２０と熱交換器１３０とが車両の左右方向に隣接して配置され、ファンからの空気の流れが略９０°方向を変えて熱交換器を通過するようにされた熱交換器の空気流上流側の前面に配置されたフィルタ１７０の構造が、フィルタの通気抵抗をフィルタ通過空気の風速に対して徐々に変化させるようにして、これによって、熱交換器を通る空気の風速分布を均一にしている。この場合、ひだ折りされたフィルタの折ひだピッチＰ又は折ひだの山高さｈを、複数段階又は無段階にわたって変える。
【解決手段】送風ファン１２０と熱交換器１３０とが車両の左右方向に隣接して配置され、ファンからの空気の流れが略９０°方向を変えて熱交換器を通過するようにされた熱交換器の空気流上流側の前面に配置されたフィルタ１７０の構造が、フィルタの通気抵抗をフィルタ通過空気の風速に対して徐々に変化させるようにして、これによって、熱交換器を通る空気の風速分布を均一にしている。この場合、ひだ折りされたフィルタの折ひだピッチＰ又は折ひだの山高さｈを、複数段階又は無段階にわたって変える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の空気を浄化するためのフィルタを備えた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置のＨＶＡＣ（Heating Ventilating and Air-Conditioning）ユニットでは、図１３（ａ）に示すように車両の左右方向にエバポレータ（熱交換器）８に隣接して送風ファン１が置かれている、いわゆるブロワオフセット置き方式が採用されている。この場合、図１３（ｂ）に示すようなひだ折りフィルタ７が、空気流れからみて送風ファン１の上流側に配置されている。そして、熱交換器８の上流側で、熱交換器と対向するケース部６の壁面階段状に形成し、各段部を傾斜させることで、ファン１に近い側から離れるに伴って、ケース部６の壁面と熱交換器８間の間隔を徐々に小さくして、熱交換器８に流入する空気の流れを均一化させている。しかしながら、送風ファン１から放出される空気の流れ方向は、熱交換器８の前で空気流れの方向を略９０°変えられているため、熱交換器の上流側のケース部６内は非常に複雑な流れの場となっており、単にケース部６の壁面を各段部が傾斜した階段状に形成しただけで、風速分布が均一化されているとはいえないものである。また、上記従来の車両用空調装置では、ケース部の壁面を階段状に形成する必要があったため、車両の前後方向の幅Ａ（mm）を小さくすることができなかった。そこで、本出願人は、フィルタには整流効果があることに着目して、本発明に致ったものである。
【０００３】
ところで従来技術のフィルタ構造として、特許文献１乃至４が知られている。特許文献１に示されているフィルタ部材は、図１４（ａ），（ｂ）に示すようにダクト内を流れる空気の流速に対応してフィルタ７の折りひだのピッチＰを徐々に変化させ、流速の大きな空気を折りひだピッチＰの小さい、即ちろ過面積の大きい部分で受け、流速の小さな空気を折りひだピッチＰの大きい、即ちろ過面積の小さい部分で受けることで、フィルタ部材全体においてフィルタの単位面積を通過する空気の流速を均一化させてダストの捕捉効率（一定時間当たりの単位面積当たりのダストの捕捉量）のばらつきをなくすものである。
【０００４】
しかしながら、フィルタ７の折りひだのピッチＰにはその通気抵抗が最小となる最適ピッチというものがあり、最適ピッチよりも小さなピッチにすると山と谷の間隔が狭くなるため、流体摩擦の影響で通気抵抗が大きくなる。したがって、流速の最も大きい空気をうける部分を最適ピッチにしないとフィルタ単位面積当たりの流速を均一化できない。
また、特許文献１は、流速の大きい中央部を折りひだピッチＰを小さくし、流速の小さい周辺部を折りひだピッチＰを大きくし、フィルタ単位面積当たりの通過空気の流速を均一化させてダストの捕捉効率のばらつきをなくすことが目的であり、フィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。風速分布を均一化させるには、上記とは逆に流速の小さな空気を圧力損失が最小の最適ピッチの部分で受けなければならない。その理由は、最適ピッチにおいては空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタを通過する風量が小さくなり、圧力損失は小さい。一方、最適ピッチよりもピッチを小さくすると、折りひだの山と谷の間隔が小さくなるため流体摩擦の影響が大きくなり、最適ピッチよりもピッチを大きくすると空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタを通過する風量が大きくなるため、圧力損失が大きくなるからである。それ故、特許文献１は、フィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。
【０００５】
また、特許文献２の空気清浄器には、図１５（ａ），（ｂ）に示すようにフィルタ７とカウルトップとの間で形成される通気路の上流側路幅を大きくまた下流側路幅を小さくするフィルタ構造とすることで、フィルタ７の集塵能力が減退しない集塵作用を得ることが示されている。
しかしながら、このフィルタ構造は、折りひだの山高さｈを徐々に変化させてはいるが、通気抵抗を変えることでフィルタ通過空気の風速分布を均一化するものではない。
【０００６】
更に特許文献３の内燃機関のエアークリーナに使用されるエアークリーナエレメントには、図１６（ａ），（ｂ）に示すように褶曲形成した山高さを中心部から外端部に向けて徐々に高くしてフィルタエレメント全面に亘って空気を均一な流速で通過させてろ過することで、エアークリーナの薄型、小型化、軽量化しようとするフィルタ構造が示されている。
しかしながら、上記ブロワオフセット（セミセンタ）置きＨＶＡＣユニットでは、車両の左右方向にエバポレータに隣接してブロワが配置されていて、ブロワ近傍から離れていくに従い流れが速くなる風速分布となっている。このため、エバポレータの前にフィルタを配設する場合、この形状ではフィルタ通過空気の風速分布を均一化させることはできないという問題がある。
【０００７】
更にまた、特許文献４のフィルタユニットには、図１７（ａ），（ｂ）に示されるように空気吹出面の単位面積当たりのフィルタ面積を変化させることで、クリーンルーム内の清浄度の高くない自由空間３と搬送通路等の清浄度の高い特定の高清浄域４とで吹き出し風速を相違させるものが示されている。しかしながら、この特許文献４のフィルタユニットは、フィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。そして、フィルタ７の吹き出し側の面は平坦になっていて吸い込み側の山高さｈを変化させている。
このように、上記特許文献１乃至４のフィルタは、いずれもフィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。
この特許文献４のフィルタユニットは、空気吹き出し面の単位面積あたりのフィルタろ材面積を変化させることで、吹き出し風速を変化させることが目的である。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−７６７２９号公報
【特許文献２】実開平６−１８０２１号公報
【特許文献３】特開昭６２−７９８２７号公報
【特許文献４】特開昭６４−３４４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタによって熱交換器に流入する流入空気の風速分布を均一化させ、かつ整流化することを可能にし、かつこれによって低圧力損失を可能にすると共に、車両の前後方向の幅を薄くする（Ａ＞Ｂ）ことができる車両用空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のフィルタ構造を提供する。
請求項１に記載の車両用空調装置は、吸入口から吸入した空気を車両の左右方向に水平に又は上下方向に垂直に流す第１通風路１０１ａと、第１通風路からの空気流の流れの方向を略９０°変えて、吹出口に向かって送出する第２通風路１０１ｂが形成されている空調ケース１０１内に、車両の前部方向から吸入した空気を車両の左右方向又は上下方向に送出する送風ファン１２０と、この送風ファン１２０に車両の左右方向又は上下方向に並んで設けられ、かつ第２通風路内に配置される熱交換器１３０と、第２通風路内で熱交換器１３０の上流側に配置されるフィルタ１７０とを内蔵していて、フィルタ１７０は、フィルタ通過空気の風速に対してフィルタの通気抵抗が送風ファン１２０に近い側を小さくし、送風ファン１２０から離れるに伴って大きくなるようにしたものであり、これにより、熱交換器１３０を通る空気の風速分布を均一に、かつ整流化することができる。
【００１１】
請求項２の車両用空調装置は、フィルタ１７０がひだ折り形状に折り込まれていて、折りひだピッチＰが送風ファン１２０に近い側がフィルタの通気抵抗が最も小さい最適ピッチＰｏであり、送風ファン１２０から離れるに伴って最適ピッチＰｏよりも大きく又は小さくなるようにしたものであり、このように、フィルタ１７０の折りひだピッチＰを変えることによってフィルタ通過空気の風速分布を均一にすることができる。
請求項３の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだピッチＰを複数段階に分け、各段階においては折りひだピッチＰは同じにされているものである。この場合では、折りひだピッチを１山毎に変えるのに比べて、フィルタの製作コストを低く抑えることができる。
【００１２】
請求項４の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだピッチＰを無段階に徐々に大きく又は小さくしたものであり、これにより、極め細かなフィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成できる。
請求項５の車両用空調装置は、フィルタ１７０がひだ折り形状に折り込まれていて、空気流れの上流側では各折りひだの山の頂部位置が車両の左右方向に水平な平面又は上下方向に垂直な平面から同じ高さ位置にあり、熱交換器１３０側では各折りひだの谷の底部位置が異なる高さ位置にあり、送風ファン１２０に近い側が折りひだの山高さｈが高く、送風ファン１２０から離れるに伴って折りひだの山高さｈが低くなっているものであり、このように、フィルタ１７０の折りひだの山高さｈを変えることによってでも、フィルタ通過空気の風速分布を均一にすることができる。折りひだの山高さｈが高い程空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が小さくなり、通気抵抗は小さくなる。従って、熱交換器１３０を通る空気の風速分布を均一化できる。
【００１３】
請求項６の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだの山高さｈを複数段階に分けて、各段階においては折りひだの山高さｈが同じにされている。この場合では、折りひだの山高さｈを１山毎に変えるのに比べて、フィルタの製作コストを低く抑えることができる。
請求項７の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだの山高さｈを無段階に徐々に低くしたものであり、これにより、極め細かなフィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成できる。
【００１４】
請求項８の車両用空調装置は、フィルタ１７０を構成するろ材の目付け量Ｍを送風ファン１２０に近い側を小さくし、送風ファン１２０から離れるに伴って大きくしたものであり、このように、フィルタ１７０のろ材の粗密によってでも、フィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成することができる。
請求項９の車両用空調装置は、フィルタ１７０のろ材の目付け量Ｍを複数段階に分け、各段階においては目付け量Ｍは同じにされている。この場合では、目付け量Ｍを無段階に変えるのに比べて、フィルタの製作コストを低く抑えることができる。
【００１５】
請求項１０の車両用空調装置は、フィルタ１７０のろ材の目付け量Ｍを無段階に徐々に小さくしたものであり、これにより、極め細かなフィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成できる。
請求項１１の車両用空調装置は、熱交換器１３０の空気流れ上流側であって、熱交換器と対向する空調ケース１０１の壁面１０６ｃが、熱交換器１３０と平行に形成されているものであり、これにより、空調ケース１０１の当該壁面１０６ｃを傾斜状に形成する必要がなく、車両用空調装置の車両の前後方向での幅Ｂ（mm）を薄くする（Ａ＞Ｂ）ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の車両用空調装置について説明する。まず、車両用空調装置の一般的な構成について説明する。図１は、車両用空調装置の概略の全体構成を示す図である。車両用空調装置１００は、車両の車室内を冷暖房（空調）する車室内空調手段に相当するものであり、車室内に設けられた各種の吹出口から空調風を吹出すことによって車室内を空調している。車両用空調装置１００は、主としてインストルメントパネル内に装設されていて、空調ケース１０１の入口側には、エア送り込み用のブロワファン１２０（後述の送風ファン１２０に相当）が設置され、ファンモータ１２１により回転されるようになっている。ブロワファン１２０の吸入側には、内外気切替箱１１０が設けられて、ここに内外気切替用ドア１１１が配設され、この内外気切替用ドア１１１の切り替えにより、車室内又は車室外からの内気吸入口１０２又は外気吸入口１０３の一方が選択的に開放される状態と、両吸入口１０２，１０３が半開きされる状態とを採り得るようになっている。
【００１７】
ブロワファン１２０の下流側には、空気冷却用手段であるエバポレータ１３０（後述の熱交換器１３０に相当）が配設されている。エバポレータ１３０には、図示しないコンプレッサ、コンデンサ及び膨張弁等からなる冷凍サイクルを循環する冷媒が導入されるようになっており、送風空気を冷却している。また、エバポレータ１３０の上流側には、これに隣接してフィルタ１７０が配置され、車室内の空気を浄化するようにしている。
エバポレータ１３０の下流側には、空気加熱用手段であるヒータコア１４０が配設されている。ヒータコア１４０には、一般には図示しないエンジンの冷却水が導入され、その熱によって送風空気を加温している。
【００１８】
ヒータコア１４０の上流側には、エアミックスドア１５０が配設され、このエアミックスドア１５０の回動により、エバポレータ１３０の通過空気に対するヒータコア１４０への導入割合が変更されて、送風空気の温度調整が行われるようになっている。
この温度調整された空気が、モード切替ドア１６０等の複数のドアによって選択され、各吹出口１０４（デフロスト吹出口、フェース吹出口、フット吹出口）から吹出されることによって、車室内の乗員に快適な温度環境を与えるようになっている。
【００１９】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態の車両用空調装置、ブロワオフセット置きＨＶＡＣ（Heating Ventilating and Air-Conditioning）ユニット、の特徴部分を示す図であり、図３（ａ）は、第１実施形態のフィルタの斜視図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態のフィルタの説明図である。
本発明の車両用空調装置は、送風機ユニットＡと空調ユニットＢの２つの部分に大別され、送風機ユニットＡは、車室内前部の計器盤（図示せず）の中央部から助手席側にオフセット（右ハンドル車では車両左右（幅）方向の左側にオフセット）した位置に配置されている。これに対し、空調ユニットＢは、車室内前部の計器盤の中央部に配置されている。
【００２０】
送風機ユニットＡは、車室内空気と車室外空気を切替導入する内外気切替箱（図１を参照）を備えており、この内外気切替箱の下流に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風ファン１２０が設けられている。送風ファン１２０は、車両の前部方向に開口した吸入口を有し、車両の左右（幅）方向に送出する空気通路を形成する樹脂製の送風機ケース（スクロールケーシング）１０５内に収納されている。また、送風ファン１２０には、これを駆動するためのモータ（図１を参照）が組み付けられている。送風ファン１２０の回転軸は、車両の上下方向を向くように配置され、この送風ファン１２０の回転により内外気切替箱から送風機ケース１０５の吸入口を通して吸入された空気は、送風機ケース１０５の車両の左右方向を向いた送出口に向かって略水平方向（車両の左右方向）に送風されるようになっている。
【００２１】
一方、空調ユニットＢは樹脂製の熱交換器ケース１０６を有している。この熱交換器ケース１０６は概略箱状をしていて、車両の前部側の部位（壁面）１０６ｃが閉鎖され、車両の後部側の部位１０６ｂが空気流下流の通風路に接続する接続部とされていると共に、送風機ケース１０５の送出口と対向する側面の下部には、空気入口１０６ａが設けられていて、送風機ケースの送出口と接続されている。熱交換器ケース１０６の内部において、車両の最も前部側の部位には、空気入口部１０６ａからの送風空気が流入する空気流入空間１０６ｄが形成されている。この空気流入空間１０６ｄの下流側である熱交換器ケース１０６の車両の後部側の部位（接続部位）１０６ｂには、冷凍サイクルを構成するエバポレータ（熱交換器）１３０が車両の左右方向に水平に設置されている。
【００２２】
このようにして、前記した車両用空調装置の空調ケース１０１の一部は、送風機ケース１０５と熱交換器ケース１０６とより構成されていて、車両の前部方向に開口した吸入口から入った空気を、送風ファン１２０により流れの方向を変えて第１通風路１０１ａ内を車両の左右（幅）方向に水平に流し、その後、第２通風路１０１ｂの空気流入空間１０６ｄで空気流の流れの方向を略９０°変えて、車両の後部方向へと送出する空気の連続した第１、第２通風路１０１ａ，１０１ｂを形成している。なお、送風機ケース１０５の送出口と熱交換器ケース１０６の空気入口部１０６ａとを直接に接続せずに、車両の左右方向に水平な連通ダクトを介して接続するようにしてもよい。また、空気流れを車両の左右方向から上方に９０°変えるようにしてもよい。
また、送風ファン１２０と熱交換器１３０とは、空調ケース１０１内において車両の左右方向に隣接して配置（オフセット配置）されている。
【００２３】
本発明の車両用空調装置では、熱交換器１３０は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、気液分離器等で構成される閉回路中を冷媒が流れる冷凍サイクル内のエバポレータである。エバポレータ１３０の構成は様々であるが、例えばアルミニウム等の耐食性に優れた一対の金属薄板を最中のように合わせて接合した偏平状のチューブと、アルミニウム製のコルゲートフィンとが交互に積層されて、熱交換コア部を構成している。送風空気は、この熱交換コア部のチューブ外を通過する際に、チューブ内を流れる冷媒と熱交換して冷却される。
【００２４】
また、本実施形態の車両用空調装置では、熱交換器１３０の上流側で熱交換器１３０と対向する熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）の車両の前部側の閉鎖された部位（壁面）１０６ｃと、熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）の車両の後部側の接続部位１０６ｂに水平に配置された熱交換器１３０とは、平行になっている。したがって、空気流入空間１０６ｄは扁平な直方体形状となっている。
【００２５】
熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）内の熱交換器１３０の上流側には、熱交換器１３０に隣接し、熱交換コア部の略全面を覆うようにして、本発明の特徴であるフィルタ１７０が、車両の左右方向に水平に設けられていて、熱交換器１３０を通過する前の空気の除塵及び整流化を図っている。フィルタ１７０は、活性炭の粒子を混在させて脱臭機能をもたせるか、又は活性炭を混在させない一連の不織布又はろ紙を波状にプリーツ加工することによって、ひだ折り形状に折り込まれている。なお「ひだ折り形状」とは、山（凸部）と谷（凹部）とが交互に連続して波状（コルゲート状）をなしている形状をいう。また、フィルタ１７０には枠体１７４が設けられている。図４は、ひだ折りの折ひだピッチＰ（mm）と通気抵抗（ΔＰ）との関係を示すグラフである。この場合、「折ひだピッチＰ」は、連続する２つの山の頂部間の間隔である。この図から、折ひだピッチＰが４〜７mmのときが最適ピッチＰｏで通気抵抗が最も小さく、最適ピッチＰｏより上下に外れるに従って通気抵抗が大きくなることが分かる。以下、空気の通気抵抗が最も小さい折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏと称する。
【００２６】
すなわち、フィルタ１７０の折ひだピッチＰが最適ピッチＰｏ（４〜７mm）においては、空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が小さくなり、通気抵抗は小さい。最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを小さくすると、折ひだの山と谷との間隔が小さくなるため流体摩擦の影響が大きくなり、最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを大きくすると、空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が大きくなるため、通気抵抗が大きくなる。
【００２７】
このことから、図３に示される第１実施形態のフィルタでは、フィルタ１７０を３つの第１〜第３区分１７１，１７２，１７３から構成し、それぞれの区分１７１〜１７３のひだ折りの折ひだピッチＰを３段階に徐々に変えている。即ち、送風ファン１２０近傍のフィルタ１７０の第１区分１７１では、通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏでひだ折りされており、第２区分１７２、第３区分１７３と送風ファン１２０から離れるに従って、折ひだピッチＰを大きくして通気抵抗の高いピッチＰ1，Ｐ2でひだ折りされている。なお、各区分７１〜７３では同じ折ひだピッチＰとなっている。
この場合、図４に示すように、最適ピッチＰｏで折られた第１区分のフィルタ１７１の通風抵抗をΔＰｏとすると、第２区分のフィルタ１７２の通気抵抗ΔＰ1を（１．２〜１８）ΔＰｏとなるようにし、第３区分のフィルタ１７３の通気抵抗ΔＰ2を（１．８〜２．５）ΔＰｏとなるようにすることが好ましい。
従って、本実施形態のフィルタ１７０の構造では、流速の小さな送風ファン１２０近傍は通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏとし、送風ファン１２０から離れて流速が大きくなるにしたがい、最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを大きくして通気抵抗を高めているので、フィルタ通過空気の風速分布を均一化することができる。なお、上記実施形態では、フィルタ１７０を３つの段階に区分しているが、３つに限定されるものではなく、要は複数の段階に区分すればよいものである。なお、フィルタ１７０を４段以上にした場合は、最適ピッチＰｏでひだ折りされたフィルタから最も離れたフィルタの通気抵抗ΔＰは、最適ピッチの通風抵抗ΔＰｏの１〜２．５倍の範囲となるようにフィルタのひだ折りは形成される。
【００２８】
また、本実施形態ではフィルタ１７０を熱交換器（エバポレータ）１３０の上流側に設置することで、従来のように熱交換器上流側で、熱交換器１３０と対向する空調ケース１０１の壁面１０６ｃを階段状の傾斜面にする必要がなく、送風機ケース１０５と接続している熱交換器ケース１０５の壁面１０６ｃを車両の左右方向に水平に配置された熱交換器１３０と平行にするだけであるので、空調ケース１０１の構造を簡素化でき、製作上のコストも低減できる。また、空調ケース１０１の壁面１０６ｃを傾斜面にする必要がないので、車両前後方向（ＨＶＡＣのＬ方向）に小型化（Ａ＞Ｂ）が可能である。
【００２９】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態のフィルタを示している。この第２実施形態は、フィルタ１７０を３つの区分７１，７２，７３から構成し、各区分のひだ折りの折ひだピッチＰを３段階に徐々に変えていることは、第１実施形態と同じであるが、第１実施形態では、送風ファン１側から離れるに伴って各区分の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏより大きくしているが、この第２実施形態では、送風ファン１近傍のフィルタ７の第１区分７１では、通気抵抗Ｐａの最も低い最適ピッチＰｏでひだ折りされていて、第２区分７２、第３区分と送風ファン１から離れるに伴って折ひだピッチＰを小さくして流体摩擦の影響が大きく、通気抵抗ΔＰの大きなピッチとしている。この場合でも、第１実施形態のフィルタと同様の作用効果を奏するものである。なお、フィルタ１７０の区分けは３つに限定されるものではなく、複数であればよいものである。
【００３０】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態のフィルタを示している。この第３実施形態では、フィルタ１７０を３つの区分１７１，１７２，１７３から構成し、送風ファン１２０近傍の第１区分１７１の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏにし、送風ファン１から離れるに伴って第２区分１７２では折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏより大きくし、また第３区分１７３では折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏよりも逆に小さくしたものである。このように、送風ファン１２０に近いフィルタ１７１の区分の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏとし、送風ファン１２０から離れるに伴って、各区分１７２，１７３の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏより大きくしたものと小さくしたものとを混在させることも可能である。この場合でも、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３１】
（第４実施形態）
図７（ａ），（ｂ）は、第４実施形態のフィルタを示している。この第４実施形態では、フィルタ１７０のひだ折りされた折ひだピッチＰを、フィルタ流入風速分布に対応して無段階に徐々に小さくしている。即ち、流速の小さい送風ファン１２０近傍においては、フィルタ１７０の折ひだピッチＰが最も大きく、送風ファン１２０から離れるに従って折ひだピッチＰを徐々に小さくしている。なお、この場合、送風ファン１２０近傍の最も大きな折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏにする必要がある。送風ファン１２０近傍の１つだけを最適ピッチＰｏにするのではなく、送風ファン側から教えて所定個数の折りひだピッチＰを最適ピッチＰｏの範囲内にしてもよい。また、フィルタ１７０を無段階にした場合は、４段以上にした場合と同様に最適ピッチＰｏでひだ折りされたフィルタから最も離れたフィルタの通風抵抗ΔＰは、最適ピッチの通風抵抗ΔＰｏの１〜２．５倍の範囲となるようにフィルタのひだ折りは形成される。
この第４実施形態では、フィルタ１７０の通過空気の風速分布を更に精度良く均一化できる。
【００３２】
（第５実施形態）
図８は、第５実施形態のフィルタを示している。第４実施形態では、送風ファン１２０近傍から離れるに伴って、フィルタ１７０の折ひだピッチＰが最適ピッチＰｏから無段階にピッチを小さくしているが、この第５実施形態では、最適ピッチＰｏから無段階にピッチを大きくしている。
この場合でも、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３３】
（第６実施形態）
図９（ａ），（ｂ）は、第６実施形態のフィルタを示している。この第６実施形態では、フィルタ１７０の折ひだピッチＰを徐々に変化させるのではなく、ひだ折りされた折ひだの山高さｈを三段階に分けて徐々に変化させている。ここで折ひだの山高さｈは、隣接する山の頂部と谷の底部間の間隔を称している。即ち、フィルタ１７０の折ひだの山高さｈが高い程、空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が小さくなり、通気抵抗は小さくなる。
【００３４】
そこで第６実施形態では、第１実施形態と同様にフィルタ１７０を３つの第１〜第３区分１７１，１７２，１７３に区分けして、それぞれの区分１７１〜１７３でのフィルタ１７０のひだ折りされた折ひだ１７０ａの山高さｈを徐々に小さくしている。即ち、送風ファン１２０近傍の流速の小さな第１区分１７１では、折ひだの山高さｈを最も高くし、送風ファン１２０から離れる第２区分１７２、第３区分１７３に行くに従って、折ひだの山高さｈを低くしている。このようにして、フィルタ１７０の通過空気の風速分布を均一化できる。なお、この場合、第１〜第３区分１７１〜１７３のそれぞれのフィルタ１７０の空気流れの上流側の各折ひだの山の頂部位置１７０Ｔは、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にされており、熱交換器１３０側では各折ひだの谷の底部位置１７０Ｌは、各区分毎に異なる高さ位置にある。即ち、第１〜第３区分１７１〜１７３のフィルタの各折ひだ１７０ａの谷の底部位置１７０Ｌは、階段状に高くなっている。このようにすることにより、送風ファン１２０から離れている、熱交換器の上流の空気流入空間１０６ｄの奥部まで空気が行き渡るようになる。
なお、上記第６実施形態でも、フィルタ１７０を３つの第１〜第３区分１７１〜１７３に分けたもので説明しているが、３つ以外の区分に分けて、フィルタ１７０の折ひだの山高さｈを何段階にも分けてもよい。
【００３５】
第１〜第３区分１７１〜１７３のそれぞれのフィルタ１７０の空気流れの上流側の各折ひだの山の頂部位置１７０Ｔは、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にし、熱交換器側では各折ひだの谷の底部位置１７０Ｌで、異なる高さ位置にしている。これは、上流側ではなく下流側の各折ひだの山の頂部位置１７０Ｔを車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にした場合を想定すると、風速分布を均一化させるためには送風ファン１２０から近い側から離れた側に向かってひだ高さが低くなるようにフィルタ１７０を形成することとなる。すると、このフィルタ１７０の上流側の形状により送風ファン１２０から離れた熱交換器１３０の上流の空気流入空間１０６ｄが急拡大形状になるので、ブロワ側から空気流入空間１０６ｄに流入した空気は、この急拡大形状により奥部までさらに行き渡るようになる。これでは送風ファン１２０から離れた部分のフィルタ１７０の圧損を高くすることで得られる効果（風速分布を均一にする効果）を相殺してしまう。それに対し、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にし、熱交換器１３０側における各折ひだの谷の底部位置１７０Ｌで、異なる高さ位置にすることで、フィルタ１７０の形状が空気流入空間１０６ｄにおける空気流れに影響を与えることはない。
【００３６】
（第７実施形態）
図１０（ａ），（ｂ）は、第７実施形態のフィルタを示している。この第７実施形態では、フィルタ１７０のひだ折りされた折ひだの高さｈを、フィルタ流入風速分布に対応して無段階に徐々に低くしている。即ち、流速の小さい送風ファン１２０近傍においては、フィルタ１７０の折ひだの高さｈが最も高く、送風ファン１２０から離れるに従って折ひだの高さｈを徐々に低くしている。この場合、フィルタ１７０の折ひだピッチＰは変えていない。また、この場合でも、フィルタ１７０の空気流れの上流側の折ひだの山の頂部位置１７０Ｔは、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にあるようにする必要がある。フィルタ１７０の熱交換器１３０に対面する上側では、各折ひだ１７０ａの谷の底部位置１７０Ｌが異なる高さ位置、即ち送風ファン１２０から離れるに従ってその底部位置１７０Ｌが徐々に高くなっている。この第７実施形態でも、フィルタ１７０の通過空気の風速分布を更に精度良く均一化できる。
【００３７】
（第８実施形態）
先の実施形態では、フィルタ１７０の形状である折ひだピッチＰや折ひだの山高さｈを変えることによって通気抵抗を変えているが、第８実施形態として、図１１に示すようにフィルタ１７０自体の通気抵抗をろ材の単位面積当りの重さを表わす目付け量Ｍ（ｇ／cm2）（疎密）を変えることによって行ってもよい。即ち、送風ファン１２０近傍では、目付け量Ｍを小さくし、送風ファン１２０から離れるに伴って目付け量Ｍを大きくする。この場合、複数段階に分けて目付け量Ｍを変えてもよいし、無段階で徐々に目付け量Ｍを変えてもよい。更には、フィルタ１７０の折ひだピッチＰ、折ひだの山高さｈ及び目付け量Ｍの３者を種々組み合わせて、フィルタ１７０の通気抵抗を徐々に変えるようにしてもよい。
【００３８】
（第９実施形態）
前記した第１〜第８実施形態においては、車両用空調装置１００において、送風ファン１２０と熱交換器１３０とが車両の左右方向（幅方向）に配置された状態にあるものとして説明しているが、第９実施形態では、送風ファン１２０と熱交換器１３０とを車両の上下方向（高さ方向）に配置した車両用空調装置１００に、本発明のフィルタ１７０を適用したものである。第９実施形態における車両用空調装置１００も、その基本的形態は、図１と同様であり、空調ケース１０１の入口側には、送風ファン１２０が設置され、その下流側には、空気冷却用手段であるエバポレータ（熱交換器１３０）が配置され、更にその下流側には、空気加熱用手段であるヒータコア１４０が配設されている。ヒータコア１４０の上流側には、エアミックスドア１５０が配置され、その回動により、エバポレータ（熱交換器）１３０の通過空気に対するヒータコア１４０への導入割合が変更されて、送風空気の温度調整が行われるようになっている。この温度調整された空気が、モード切替ドア１６０等の複数のドアによって選択され、各吹出口１０４（デフロスト吹出口、フェース吹出口、フット吹出口等）から車室内に吹き出されるようになっている。
【００３９】
車両用空調装置１００は、送風機ユニットＡと空調ユニットＢの２つの部分に大別され、第９実施形態では送風機ユニットＡは、車室内前部の計器盤（図示せず）の略中央部に位置し、空調ユニットＢは、車両の上下方向に送風機ユニットＡに隣接して配置されている。送風機ユニットＡは、車室内空気と車室外空気を切替導入する内外気切替箱（図１を参照）を備えており、この内外気切替箱の下流に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風ファン１２０が設けられている。送風ファン１２０は、車両の前部方向に開口した吸入口を有し、車両の上下方向（図１２では下方向）に送出する空気通路を形成する樹脂製の送風機ケース（スクロールケーシング）１０５内に収納されている。また、送風ファン１２０は、これを駆動するためのモータ（図１を参照）が組み付けられている。送風ファン１２０の回転軸は、車両の左右（幅）方向を向くように配置され、この送風ファン１２０の回転により内外気切替箱から送風機ケース１０５の吸入口を通して吸入された空気は、送風機ケース１０５の車両の上下方向（図１２では下方向）を向いた送出口に向かって略垂直方向（車両の上下方向）に送風されるようになっている。
【００４０】
一方、空調ユニットＢは樹脂製の熱交換器ケース１０６を有している。この熱交換器ケース１０６は概略箱状をしていて、車両の前部側の部位（壁面）１０６ｅが閉鎖され、車両の後部側の部位１０６ｂが空気流下流の通風路に接続する接続部とされていると共に、送風機ケース１０５の送出口と対向する上面には、空気入口部１０６ａが設けられていて、送風機ケース１０５の送出口と接続されている。熱交換器ケース１０６の内部において、車両の最も前部側の部位には、空気入口部１０６ａからの送風空気が流入する流入空間１０６ｄが形成されている。この空気流入空間１０６ｄの下流側である熱交換器ケース１０６の車両の後部側の部位（接続部位）１０６ｂには、冷凍サイクルを構成するエバポレータ（熱交換器）１３０が車両の上下方向に垂直に設置されている。
【００４１】
このようにして、前記した車両用空調装置の空調ケース１０１の一部は、送風機ケース１０５と熱交換器ケース１０６とより構成されていて、車両の前部方向に開口した吸入口から入った空気を、送風ファン１２０により流れの方向を変えて第１通風路１０１ａ内を車両の上下（高さ）方向に略垂直に流し、その後、空気流入空間１０６ｄで空気流の流れの方向を略９０°変えて、第２通風路１０１ｂ内を車両の後部方向へと送出する空気の連続した第１、第２通風路１０１ａ，１０１ｂを形成している。即ち、送風機１２０と熱交換器１３０とは、空調ケース１０１内に車両の上下方向に隣接して配置されている。
【００４２】
熱交換器１３０は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、気液分離器等で構成される閉回路中を冷媒が流れる冷凍サイクル内のエバポレータであり、熱交換機ケース１０６内を両ヘッダが上下方向に配置された垂直方向に設置されている。熱交換器１３０が設置された熱交換器ケース１０６の下面には、ドレン水を排出するためのドレン口１０７が設けられている。したがって、空気流は熱交換器１３０の熱交換コア部のチューブ外を略水平に前後方向に流れることで、上下方向にチューブ内を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００４３】
また、第９実施形態では、略垂直方向（上下方向）に設置された熱交換器１３０の上流側で熱交換機１３０と対向する熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）の車両の前部側の閉鎖された部位（壁面）１０６ｅは、送風ファン１２０から遠ざかるにつれ熱交換器１３０に近ずくように傾斜しており、この傾斜壁面１０６ｅと熱交換器１３０とで送風ファン１２０からの送風空気が流入する、断面が逆台形状の空気流入空間１０６ｄが形成されている。これは、図１２に送風機ケースの逆出口の風速分布で示すように、送風機ケース（スクロールケーシング）１０５の送出口から吹き出される空気流は、慣性力により、スクロール外周側（巻き終わり側）で流速が速いため、熱交換器ケース１０６の傾斜壁面１０６ｅと熱交換器１３０間の間隔を徐々に小さくして熱交換器１３０に流入する空気の流れを均一化させるためである。
【００４４】
熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）内の熱交換器１３０の上流側には、熱交換器１３０に隣接し、熱交換コア部の略全面を覆うようにして、本発明の特徴であるフィルタ１７０が、車両の上下方向に垂直に設けられていて、熱交換器１３０を通過する前の空気の除塵及び整流化を図っている。フィルタ１７０は、第１実施形態と同様と同様に３つの第１区分〜第３区分１７１，１７２，１７３から構成し、それぞれの区分１７１〜１７３のひだ折りの折ひだピッチＰを３段階に徐々に変えている。即ち、送風ファン１２０近傍の車両上下方向の上段に位置する第１区分のフィルタ１７１では、通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏでひだ折りされており、中段に位置する第２区分のフィルタ１７２では、折ひだピッチＰをやや大きくして通気抵抗のやや高いピッチＰ1でひだ折りされ、下段に位置する第３区分のフィルタ１７３では、更に折ひだピッチＰを大きくして通気抵抗の高いピッチＰ2でひだ折りされている。
【００４５】
このように、第９実施形態のフィルタ１７０の構造でも、流速の小さな送風ファン１２０近傍は通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏとし、送風ファン１２０から離れて流速が大きくなるにしたがい、最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを大きくして（Ｐ1，Ｐ2）通気抵抗を高めているので、熱交換器１３０への空気流入空間１０６ｄが断面逆台形状に形成されていることと相俟って、フィルタ通過空気の風速分布を一層均一化することができる。なお、上記実施形態では、フィルタ１７０を３つの段階に区分しているが、３つに限定されるものではなく、要は複数の段階に区分すればよい。
【００４６】
第９実施形態で説明したように、送風機１２０と熱交換器１３０とが空調ケース１０１内に車両の上下方向に隣接して配置されている車両用空調装置１００にも、本発明の特徴とするフィルタ構造は適用できるものであり、当然、第２〜第８実施形態で説明したフィルタ構造も適宜採用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】車両用空調装置の全体構成を示す概念図である。
【図２】本発明の実施の形態の車両用空調装置の特徴部分を説明する図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態のフィルタの斜視図であり、（ｂ）は第１実施形態のフィルタの説明図である。
【図４】ひだ折りされたフィルタの折ひだピッチＰと通気抵抗との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態のフィルタの側面図である。
【図６】第３実施形態のフィルタの側面図である。
【図７】（ａ）は第４実施形態のフィルタの設置図であり、（ｂ）は第４実施形態のフィルタの斜視図である。
【図８】第５実施形態のフィルタの側面図である。
【図９】（ａ）は第６実施形態のフィルタの設置図であり、（ｂ）は第２実施形態のフィルタの斜視図である。
【図１０】（ａ）は第７実施形態のフィルタの設置図であり、（ｂ）は第７実施形態のフィルタの斜視図である。
【図１１】第８実施形態のフィルタの目付け量を粗密に変えたものを説明する図である。
【図１２】本発明の第９実施形態の車両用空調装置の特徴部分を説明する図である。
【図１３】（ａ）は従来のフィルタを設置した空調装置の断面図であり、（ｂ）は、従来のフィルタの斜視図である。
【図１４】（ａ）は特許文献１の従来技術のフィルタの断面図であり、（ｂ）はダスト内の流速分布を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は特許文献２の従来技術のフィルタの設置図であり、（ｂ）はそのフィルタの斜視図である。
【図１６】（ａ）は特許文献３の従来技術のフィルタの断面図であり、（ｂ）はそのフィルタの平面図である。
【図１７】（ａ）は特許文献４の従来技術のフィルタの設置図であり、（ｂ）は、そのフィルタの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１ 空調ケース
１０５ 送風機ケース
１０６ 熱交換器ケース
１２０ 送風ファン
１３０ 熱交換器（エバポレータ）
１７０ フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の空気を浄化するためのフィルタを備えた車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置のＨＶＡＣ（Heating Ventilating and Air-Conditioning）ユニットでは、図１３（ａ）に示すように車両の左右方向にエバポレータ（熱交換器）８に隣接して送風ファン１が置かれている、いわゆるブロワオフセット置き方式が採用されている。この場合、図１３（ｂ）に示すようなひだ折りフィルタ７が、空気流れからみて送風ファン１の上流側に配置されている。そして、熱交換器８の上流側で、熱交換器と対向するケース部６の壁面階段状に形成し、各段部を傾斜させることで、ファン１に近い側から離れるに伴って、ケース部６の壁面と熱交換器８間の間隔を徐々に小さくして、熱交換器８に流入する空気の流れを均一化させている。しかしながら、送風ファン１から放出される空気の流れ方向は、熱交換器８の前で空気流れの方向を略９０°変えられているため、熱交換器の上流側のケース部６内は非常に複雑な流れの場となっており、単にケース部６の壁面を各段部が傾斜した階段状に形成しただけで、風速分布が均一化されているとはいえないものである。また、上記従来の車両用空調装置では、ケース部の壁面を階段状に形成する必要があったため、車両の前後方向の幅Ａ（mm）を小さくすることができなかった。そこで、本出願人は、フィルタには整流効果があることに着目して、本発明に致ったものである。
【０００３】
ところで従来技術のフィルタ構造として、特許文献１乃至４が知られている。特許文献１に示されているフィルタ部材は、図１４（ａ），（ｂ）に示すようにダクト内を流れる空気の流速に対応してフィルタ７の折りひだのピッチＰを徐々に変化させ、流速の大きな空気を折りひだピッチＰの小さい、即ちろ過面積の大きい部分で受け、流速の小さな空気を折りひだピッチＰの大きい、即ちろ過面積の小さい部分で受けることで、フィルタ部材全体においてフィルタの単位面積を通過する空気の流速を均一化させてダストの捕捉効率（一定時間当たりの単位面積当たりのダストの捕捉量）のばらつきをなくすものである。
【０００４】
しかしながら、フィルタ７の折りひだのピッチＰにはその通気抵抗が最小となる最適ピッチというものがあり、最適ピッチよりも小さなピッチにすると山と谷の間隔が狭くなるため、流体摩擦の影響で通気抵抗が大きくなる。したがって、流速の最も大きい空気をうける部分を最適ピッチにしないとフィルタ単位面積当たりの流速を均一化できない。
また、特許文献１は、流速の大きい中央部を折りひだピッチＰを小さくし、流速の小さい周辺部を折りひだピッチＰを大きくし、フィルタ単位面積当たりの通過空気の流速を均一化させてダストの捕捉効率のばらつきをなくすことが目的であり、フィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。風速分布を均一化させるには、上記とは逆に流速の小さな空気を圧力損失が最小の最適ピッチの部分で受けなければならない。その理由は、最適ピッチにおいては空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタを通過する風量が小さくなり、圧力損失は小さい。一方、最適ピッチよりもピッチを小さくすると、折りひだの山と谷の間隔が小さくなるため流体摩擦の影響が大きくなり、最適ピッチよりもピッチを大きくすると空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタを通過する風量が大きくなるため、圧力損失が大きくなるからである。それ故、特許文献１は、フィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。
【０００５】
また、特許文献２の空気清浄器には、図１５（ａ），（ｂ）に示すようにフィルタ７とカウルトップとの間で形成される通気路の上流側路幅を大きくまた下流側路幅を小さくするフィルタ構造とすることで、フィルタ７の集塵能力が減退しない集塵作用を得ることが示されている。
しかしながら、このフィルタ構造は、折りひだの山高さｈを徐々に変化させてはいるが、通気抵抗を変えることでフィルタ通過空気の風速分布を均一化するものではない。
【０００６】
更に特許文献３の内燃機関のエアークリーナに使用されるエアークリーナエレメントには、図１６（ａ），（ｂ）に示すように褶曲形成した山高さを中心部から外端部に向けて徐々に高くしてフィルタエレメント全面に亘って空気を均一な流速で通過させてろ過することで、エアークリーナの薄型、小型化、軽量化しようとするフィルタ構造が示されている。
しかしながら、上記ブロワオフセット（セミセンタ）置きＨＶＡＣユニットでは、車両の左右方向にエバポレータに隣接してブロワが配置されていて、ブロワ近傍から離れていくに従い流れが速くなる風速分布となっている。このため、エバポレータの前にフィルタを配設する場合、この形状ではフィルタ通過空気の風速分布を均一化させることはできないという問題がある。
【０００７】
更にまた、特許文献４のフィルタユニットには、図１７（ａ），（ｂ）に示されるように空気吹出面の単位面積当たりのフィルタ面積を変化させることで、クリーンルーム内の清浄度の高くない自由空間３と搬送通路等の清浄度の高い特定の高清浄域４とで吹き出し風速を相違させるものが示されている。しかしながら、この特許文献４のフィルタユニットは、フィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。そして、フィルタ７の吹き出し側の面は平坦になっていて吸い込み側の山高さｈを変化させている。
このように、上記特許文献１乃至４のフィルタは、いずれもフィルタ通過空気の風速分布を均一化させて圧力損失を下げるものではない。
この特許文献４のフィルタユニットは、空気吹き出し面の単位面積あたりのフィルタろ材面積を変化させることで、吹き出し風速を変化させることが目的である。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−７６７２９号公報
【特許文献２】実開平６−１８０２１号公報
【特許文献３】特開昭６２−７９８２７号公報
【特許文献４】特開昭６４−３４４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタによって熱交換器に流入する流入空気の風速分布を均一化させ、かつ整流化することを可能にし、かつこれによって低圧力損失を可能にすると共に、車両の前後方向の幅を薄くする（Ａ＞Ｂ）ことができる車両用空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のフィルタ構造を提供する。
請求項１に記載の車両用空調装置は、吸入口から吸入した空気を車両の左右方向に水平に又は上下方向に垂直に流す第１通風路１０１ａと、第１通風路からの空気流の流れの方向を略９０°変えて、吹出口に向かって送出する第２通風路１０１ｂが形成されている空調ケース１０１内に、車両の前部方向から吸入した空気を車両の左右方向又は上下方向に送出する送風ファン１２０と、この送風ファン１２０に車両の左右方向又は上下方向に並んで設けられ、かつ第２通風路内に配置される熱交換器１３０と、第２通風路内で熱交換器１３０の上流側に配置されるフィルタ１７０とを内蔵していて、フィルタ１７０は、フィルタ通過空気の風速に対してフィルタの通気抵抗が送風ファン１２０に近い側を小さくし、送風ファン１２０から離れるに伴って大きくなるようにしたものであり、これにより、熱交換器１３０を通る空気の風速分布を均一に、かつ整流化することができる。
【００１１】
請求項２の車両用空調装置は、フィルタ１７０がひだ折り形状に折り込まれていて、折りひだピッチＰが送風ファン１２０に近い側がフィルタの通気抵抗が最も小さい最適ピッチＰｏであり、送風ファン１２０から離れるに伴って最適ピッチＰｏよりも大きく又は小さくなるようにしたものであり、このように、フィルタ１７０の折りひだピッチＰを変えることによってフィルタ通過空気の風速分布を均一にすることができる。
請求項３の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだピッチＰを複数段階に分け、各段階においては折りひだピッチＰは同じにされているものである。この場合では、折りひだピッチを１山毎に変えるのに比べて、フィルタの製作コストを低く抑えることができる。
【００１２】
請求項４の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだピッチＰを無段階に徐々に大きく又は小さくしたものであり、これにより、極め細かなフィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成できる。
請求項５の車両用空調装置は、フィルタ１７０がひだ折り形状に折り込まれていて、空気流れの上流側では各折りひだの山の頂部位置が車両の左右方向に水平な平面又は上下方向に垂直な平面から同じ高さ位置にあり、熱交換器１３０側では各折りひだの谷の底部位置が異なる高さ位置にあり、送風ファン１２０に近い側が折りひだの山高さｈが高く、送風ファン１２０から離れるに伴って折りひだの山高さｈが低くなっているものであり、このように、フィルタ１７０の折りひだの山高さｈを変えることによってでも、フィルタ通過空気の風速分布を均一にすることができる。折りひだの山高さｈが高い程空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が小さくなり、通気抵抗は小さくなる。従って、熱交換器１３０を通る空気の風速分布を均一化できる。
【００１３】
請求項６の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだの山高さｈを複数段階に分けて、各段階においては折りひだの山高さｈが同じにされている。この場合では、折りひだの山高さｈを１山毎に変えるのに比べて、フィルタの製作コストを低く抑えることができる。
請求項７の車両用空調装置は、フィルタ１７０の折りひだの山高さｈを無段階に徐々に低くしたものであり、これにより、極め細かなフィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成できる。
【００１４】
請求項８の車両用空調装置は、フィルタ１７０を構成するろ材の目付け量Ｍを送風ファン１２０に近い側を小さくし、送風ファン１２０から離れるに伴って大きくしたものであり、このように、フィルタ１７０のろ材の粗密によってでも、フィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成することができる。
請求項９の車両用空調装置は、フィルタ１７０のろ材の目付け量Ｍを複数段階に分け、各段階においては目付け量Ｍは同じにされている。この場合では、目付け量Ｍを無段階に変えるのに比べて、フィルタの製作コストを低く抑えることができる。
【００１５】
請求項１０の車両用空調装置は、フィルタ１７０のろ材の目付け量Ｍを無段階に徐々に小さくしたものであり、これにより、極め細かなフィルタ通過空気の風速分布の均一化を達成できる。
請求項１１の車両用空調装置は、熱交換器１３０の空気流れ上流側であって、熱交換器と対向する空調ケース１０１の壁面１０６ｃが、熱交換器１３０と平行に形成されているものであり、これにより、空調ケース１０１の当該壁面１０６ｃを傾斜状に形成する必要がなく、車両用空調装置の車両の前後方向での幅Ｂ（mm）を薄くする（Ａ＞Ｂ）ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の車両用空調装置について説明する。まず、車両用空調装置の一般的な構成について説明する。図１は、車両用空調装置の概略の全体構成を示す図である。車両用空調装置１００は、車両の車室内を冷暖房（空調）する車室内空調手段に相当するものであり、車室内に設けられた各種の吹出口から空調風を吹出すことによって車室内を空調している。車両用空調装置１００は、主としてインストルメントパネル内に装設されていて、空調ケース１０１の入口側には、エア送り込み用のブロワファン１２０（後述の送風ファン１２０に相当）が設置され、ファンモータ１２１により回転されるようになっている。ブロワファン１２０の吸入側には、内外気切替箱１１０が設けられて、ここに内外気切替用ドア１１１が配設され、この内外気切替用ドア１１１の切り替えにより、車室内又は車室外からの内気吸入口１０２又は外気吸入口１０３の一方が選択的に開放される状態と、両吸入口１０２，１０３が半開きされる状態とを採り得るようになっている。
【００１７】
ブロワファン１２０の下流側には、空気冷却用手段であるエバポレータ１３０（後述の熱交換器１３０に相当）が配設されている。エバポレータ１３０には、図示しないコンプレッサ、コンデンサ及び膨張弁等からなる冷凍サイクルを循環する冷媒が導入されるようになっており、送風空気を冷却している。また、エバポレータ１３０の上流側には、これに隣接してフィルタ１７０が配置され、車室内の空気を浄化するようにしている。
エバポレータ１３０の下流側には、空気加熱用手段であるヒータコア１４０が配設されている。ヒータコア１４０には、一般には図示しないエンジンの冷却水が導入され、その熱によって送風空気を加温している。
【００１８】
ヒータコア１４０の上流側には、エアミックスドア１５０が配設され、このエアミックスドア１５０の回動により、エバポレータ１３０の通過空気に対するヒータコア１４０への導入割合が変更されて、送風空気の温度調整が行われるようになっている。
この温度調整された空気が、モード切替ドア１６０等の複数のドアによって選択され、各吹出口１０４（デフロスト吹出口、フェース吹出口、フット吹出口）から吹出されることによって、車室内の乗員に快適な温度環境を与えるようになっている。
【００１９】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態の車両用空調装置、ブロワオフセット置きＨＶＡＣ（Heating Ventilating and Air-Conditioning）ユニット、の特徴部分を示す図であり、図３（ａ）は、第１実施形態のフィルタの斜視図であり、図３（ｂ）は、第１実施形態のフィルタの説明図である。
本発明の車両用空調装置は、送風機ユニットＡと空調ユニットＢの２つの部分に大別され、送風機ユニットＡは、車室内前部の計器盤（図示せず）の中央部から助手席側にオフセット（右ハンドル車では車両左右（幅）方向の左側にオフセット）した位置に配置されている。これに対し、空調ユニットＢは、車室内前部の計器盤の中央部に配置されている。
【００２０】
送風機ユニットＡは、車室内空気と車室外空気を切替導入する内外気切替箱（図１を参照）を備えており、この内外気切替箱の下流に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風ファン１２０が設けられている。送風ファン１２０は、車両の前部方向に開口した吸入口を有し、車両の左右（幅）方向に送出する空気通路を形成する樹脂製の送風機ケース（スクロールケーシング）１０５内に収納されている。また、送風ファン１２０には、これを駆動するためのモータ（図１を参照）が組み付けられている。送風ファン１２０の回転軸は、車両の上下方向を向くように配置され、この送風ファン１２０の回転により内外気切替箱から送風機ケース１０５の吸入口を通して吸入された空気は、送風機ケース１０５の車両の左右方向を向いた送出口に向かって略水平方向（車両の左右方向）に送風されるようになっている。
【００２１】
一方、空調ユニットＢは樹脂製の熱交換器ケース１０６を有している。この熱交換器ケース１０６は概略箱状をしていて、車両の前部側の部位（壁面）１０６ｃが閉鎖され、車両の後部側の部位１０６ｂが空気流下流の通風路に接続する接続部とされていると共に、送風機ケース１０５の送出口と対向する側面の下部には、空気入口１０６ａが設けられていて、送風機ケースの送出口と接続されている。熱交換器ケース１０６の内部において、車両の最も前部側の部位には、空気入口部１０６ａからの送風空気が流入する空気流入空間１０６ｄが形成されている。この空気流入空間１０６ｄの下流側である熱交換器ケース１０６の車両の後部側の部位（接続部位）１０６ｂには、冷凍サイクルを構成するエバポレータ（熱交換器）１３０が車両の左右方向に水平に設置されている。
【００２２】
このようにして、前記した車両用空調装置の空調ケース１０１の一部は、送風機ケース１０５と熱交換器ケース１０６とより構成されていて、車両の前部方向に開口した吸入口から入った空気を、送風ファン１２０により流れの方向を変えて第１通風路１０１ａ内を車両の左右（幅）方向に水平に流し、その後、第２通風路１０１ｂの空気流入空間１０６ｄで空気流の流れの方向を略９０°変えて、車両の後部方向へと送出する空気の連続した第１、第２通風路１０１ａ，１０１ｂを形成している。なお、送風機ケース１０５の送出口と熱交換器ケース１０６の空気入口部１０６ａとを直接に接続せずに、車両の左右方向に水平な連通ダクトを介して接続するようにしてもよい。また、空気流れを車両の左右方向から上方に９０°変えるようにしてもよい。
また、送風ファン１２０と熱交換器１３０とは、空調ケース１０１内において車両の左右方向に隣接して配置（オフセット配置）されている。
【００２３】
本発明の車両用空調装置では、熱交換器１３０は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、気液分離器等で構成される閉回路中を冷媒が流れる冷凍サイクル内のエバポレータである。エバポレータ１３０の構成は様々であるが、例えばアルミニウム等の耐食性に優れた一対の金属薄板を最中のように合わせて接合した偏平状のチューブと、アルミニウム製のコルゲートフィンとが交互に積層されて、熱交換コア部を構成している。送風空気は、この熱交換コア部のチューブ外を通過する際に、チューブ内を流れる冷媒と熱交換して冷却される。
【００２４】
また、本実施形態の車両用空調装置では、熱交換器１３０の上流側で熱交換器１３０と対向する熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）の車両の前部側の閉鎖された部位（壁面）１０６ｃと、熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）の車両の後部側の接続部位１０６ｂに水平に配置された熱交換器１３０とは、平行になっている。したがって、空気流入空間１０６ｄは扁平な直方体形状となっている。
【００２５】
熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）内の熱交換器１３０の上流側には、熱交換器１３０に隣接し、熱交換コア部の略全面を覆うようにして、本発明の特徴であるフィルタ１７０が、車両の左右方向に水平に設けられていて、熱交換器１３０を通過する前の空気の除塵及び整流化を図っている。フィルタ１７０は、活性炭の粒子を混在させて脱臭機能をもたせるか、又は活性炭を混在させない一連の不織布又はろ紙を波状にプリーツ加工することによって、ひだ折り形状に折り込まれている。なお「ひだ折り形状」とは、山（凸部）と谷（凹部）とが交互に連続して波状（コルゲート状）をなしている形状をいう。また、フィルタ１７０には枠体１７４が設けられている。図４は、ひだ折りの折ひだピッチＰ（mm）と通気抵抗（ΔＰ）との関係を示すグラフである。この場合、「折ひだピッチＰ」は、連続する２つの山の頂部間の間隔である。この図から、折ひだピッチＰが４〜７mmのときが最適ピッチＰｏで通気抵抗が最も小さく、最適ピッチＰｏより上下に外れるに従って通気抵抗が大きくなることが分かる。以下、空気の通気抵抗が最も小さい折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏと称する。
【００２６】
すなわち、フィルタ１７０の折ひだピッチＰが最適ピッチＰｏ（４〜７mm）においては、空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が小さくなり、通気抵抗は小さい。最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを小さくすると、折ひだの山と谷との間隔が小さくなるため流体摩擦の影響が大きくなり、最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを大きくすると、空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が大きくなるため、通気抵抗が大きくなる。
【００２７】
このことから、図３に示される第１実施形態のフィルタでは、フィルタ１７０を３つの第１〜第３区分１７１，１７２，１７３から構成し、それぞれの区分１７１〜１７３のひだ折りの折ひだピッチＰを３段階に徐々に変えている。即ち、送風ファン１２０近傍のフィルタ１７０の第１区分１７１では、通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏでひだ折りされており、第２区分１７２、第３区分１７３と送風ファン１２０から離れるに従って、折ひだピッチＰを大きくして通気抵抗の高いピッチＰ1，Ｐ2でひだ折りされている。なお、各区分７１〜７３では同じ折ひだピッチＰとなっている。
この場合、図４に示すように、最適ピッチＰｏで折られた第１区分のフィルタ１７１の通風抵抗をΔＰｏとすると、第２区分のフィルタ１７２の通気抵抗ΔＰ1を（１．２〜１８）ΔＰｏとなるようにし、第３区分のフィルタ１７３の通気抵抗ΔＰ2を（１．８〜２．５）ΔＰｏとなるようにすることが好ましい。
従って、本実施形態のフィルタ１７０の構造では、流速の小さな送風ファン１２０近傍は通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏとし、送風ファン１２０から離れて流速が大きくなるにしたがい、最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを大きくして通気抵抗を高めているので、フィルタ通過空気の風速分布を均一化することができる。なお、上記実施形態では、フィルタ１７０を３つの段階に区分しているが、３つに限定されるものではなく、要は複数の段階に区分すればよいものである。なお、フィルタ１７０を４段以上にした場合は、最適ピッチＰｏでひだ折りされたフィルタから最も離れたフィルタの通気抵抗ΔＰは、最適ピッチの通風抵抗ΔＰｏの１〜２．５倍の範囲となるようにフィルタのひだ折りは形成される。
【００２８】
また、本実施形態ではフィルタ１７０を熱交換器（エバポレータ）１３０の上流側に設置することで、従来のように熱交換器上流側で、熱交換器１３０と対向する空調ケース１０１の壁面１０６ｃを階段状の傾斜面にする必要がなく、送風機ケース１０５と接続している熱交換器ケース１０５の壁面１０６ｃを車両の左右方向に水平に配置された熱交換器１３０と平行にするだけであるので、空調ケース１０１の構造を簡素化でき、製作上のコストも低減できる。また、空調ケース１０１の壁面１０６ｃを傾斜面にする必要がないので、車両前後方向（ＨＶＡＣのＬ方向）に小型化（Ａ＞Ｂ）が可能である。
【００２９】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態のフィルタを示している。この第２実施形態は、フィルタ１７０を３つの区分７１，７２，７３から構成し、各区分のひだ折りの折ひだピッチＰを３段階に徐々に変えていることは、第１実施形態と同じであるが、第１実施形態では、送風ファン１側から離れるに伴って各区分の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏより大きくしているが、この第２実施形態では、送風ファン１近傍のフィルタ７の第１区分７１では、通気抵抗Ｐａの最も低い最適ピッチＰｏでひだ折りされていて、第２区分７２、第３区分と送風ファン１から離れるに伴って折ひだピッチＰを小さくして流体摩擦の影響が大きく、通気抵抗ΔＰの大きなピッチとしている。この場合でも、第１実施形態のフィルタと同様の作用効果を奏するものである。なお、フィルタ１７０の区分けは３つに限定されるものではなく、複数であればよいものである。
【００３０】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態のフィルタを示している。この第３実施形態では、フィルタ１７０を３つの区分１７１，１７２，１７３から構成し、送風ファン１２０近傍の第１区分１７１の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏにし、送風ファン１から離れるに伴って第２区分１７２では折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏより大きくし、また第３区分１７３では折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏよりも逆に小さくしたものである。このように、送風ファン１２０に近いフィルタ１７１の区分の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏとし、送風ファン１２０から離れるに伴って、各区分１７２，１７３の折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏより大きくしたものと小さくしたものとを混在させることも可能である。この場合でも、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３１】
（第４実施形態）
図７（ａ），（ｂ）は、第４実施形態のフィルタを示している。この第４実施形態では、フィルタ１７０のひだ折りされた折ひだピッチＰを、フィルタ流入風速分布に対応して無段階に徐々に小さくしている。即ち、流速の小さい送風ファン１２０近傍においては、フィルタ１７０の折ひだピッチＰが最も大きく、送風ファン１２０から離れるに従って折ひだピッチＰを徐々に小さくしている。なお、この場合、送風ファン１２０近傍の最も大きな折ひだピッチＰを最適ピッチＰｏにする必要がある。送風ファン１２０近傍の１つだけを最適ピッチＰｏにするのではなく、送風ファン側から教えて所定個数の折りひだピッチＰを最適ピッチＰｏの範囲内にしてもよい。また、フィルタ１７０を無段階にした場合は、４段以上にした場合と同様に最適ピッチＰｏでひだ折りされたフィルタから最も離れたフィルタの通風抵抗ΔＰは、最適ピッチの通風抵抗ΔＰｏの１〜２．５倍の範囲となるようにフィルタのひだ折りは形成される。
この第４実施形態では、フィルタ１７０の通過空気の風速分布を更に精度良く均一化できる。
【００３２】
（第５実施形態）
図８は、第５実施形態のフィルタを示している。第４実施形態では、送風ファン１２０近傍から離れるに伴って、フィルタ１７０の折ひだピッチＰが最適ピッチＰｏから無段階にピッチを小さくしているが、この第５実施形態では、最適ピッチＰｏから無段階にピッチを大きくしている。
この場合でも、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３３】
（第６実施形態）
図９（ａ），（ｂ）は、第６実施形態のフィルタを示している。この第６実施形態では、フィルタ１７０の折ひだピッチＰを徐々に変化させるのではなく、ひだ折りされた折ひだの山高さｈを三段階に分けて徐々に変化させている。ここで折ひだの山高さｈは、隣接する山の頂部と谷の底部間の間隔を称している。即ち、フィルタ１７０の折ひだの山高さｈが高い程、空気吹き出し方向における単位面積当たりのフィルタ面積が大きくなるため、単位面積当たりのフィルタ１７０を通過する風量が小さくなり、通気抵抗は小さくなる。
【００３４】
そこで第６実施形態では、第１実施形態と同様にフィルタ１７０を３つの第１〜第３区分１７１，１７２，１７３に区分けして、それぞれの区分１７１〜１７３でのフィルタ１７０のひだ折りされた折ひだ１７０ａの山高さｈを徐々に小さくしている。即ち、送風ファン１２０近傍の流速の小さな第１区分１７１では、折ひだの山高さｈを最も高くし、送風ファン１２０から離れる第２区分１７２、第３区分１７３に行くに従って、折ひだの山高さｈを低くしている。このようにして、フィルタ１７０の通過空気の風速分布を均一化できる。なお、この場合、第１〜第３区分１７１〜１７３のそれぞれのフィルタ１７０の空気流れの上流側の各折ひだの山の頂部位置１７０Ｔは、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にされており、熱交換器１３０側では各折ひだの谷の底部位置１７０Ｌは、各区分毎に異なる高さ位置にある。即ち、第１〜第３区分１７１〜１７３のフィルタの各折ひだ１７０ａの谷の底部位置１７０Ｌは、階段状に高くなっている。このようにすることにより、送風ファン１２０から離れている、熱交換器の上流の空気流入空間１０６ｄの奥部まで空気が行き渡るようになる。
なお、上記第６実施形態でも、フィルタ１７０を３つの第１〜第３区分１７１〜１７３に分けたもので説明しているが、３つ以外の区分に分けて、フィルタ１７０の折ひだの山高さｈを何段階にも分けてもよい。
【００３５】
第１〜第３区分１７１〜１７３のそれぞれのフィルタ１７０の空気流れの上流側の各折ひだの山の頂部位置１７０Ｔは、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にし、熱交換器側では各折ひだの谷の底部位置１７０Ｌで、異なる高さ位置にしている。これは、上流側ではなく下流側の各折ひだの山の頂部位置１７０Ｔを車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にした場合を想定すると、風速分布を均一化させるためには送風ファン１２０から近い側から離れた側に向かってひだ高さが低くなるようにフィルタ１７０を形成することとなる。すると、このフィルタ１７０の上流側の形状により送風ファン１２０から離れた熱交換器１３０の上流の空気流入空間１０６ｄが急拡大形状になるので、ブロワ側から空気流入空間１０６ｄに流入した空気は、この急拡大形状により奥部までさらに行き渡るようになる。これでは送風ファン１２０から離れた部分のフィルタ１７０の圧損を高くすることで得られる効果（風速分布を均一にする効果）を相殺してしまう。それに対し、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にし、熱交換器１３０側における各折ひだの谷の底部位置１７０Ｌで、異なる高さ位置にすることで、フィルタ１７０の形状が空気流入空間１０６ｄにおける空気流れに影響を与えることはない。
【００３６】
（第７実施形態）
図１０（ａ），（ｂ）は、第７実施形態のフィルタを示している。この第７実施形態では、フィルタ１７０のひだ折りされた折ひだの高さｈを、フィルタ流入風速分布に対応して無段階に徐々に低くしている。即ち、流速の小さい送風ファン１２０近傍においては、フィルタ１７０の折ひだの高さｈが最も高く、送風ファン１２０から離れるに従って折ひだの高さｈを徐々に低くしている。この場合、フィルタ１７０の折ひだピッチＰは変えていない。また、この場合でも、フィルタ１７０の空気流れの上流側の折ひだの山の頂部位置１７０Ｔは、車両の左右方向に水平な平面から同じ高さ位置にあるようにする必要がある。フィルタ１７０の熱交換器１３０に対面する上側では、各折ひだ１７０ａの谷の底部位置１７０Ｌが異なる高さ位置、即ち送風ファン１２０から離れるに従ってその底部位置１７０Ｌが徐々に高くなっている。この第７実施形態でも、フィルタ１７０の通過空気の風速分布を更に精度良く均一化できる。
【００３７】
（第８実施形態）
先の実施形態では、フィルタ１７０の形状である折ひだピッチＰや折ひだの山高さｈを変えることによって通気抵抗を変えているが、第８実施形態として、図１１に示すようにフィルタ１７０自体の通気抵抗をろ材の単位面積当りの重さを表わす目付け量Ｍ（ｇ／cm2）（疎密）を変えることによって行ってもよい。即ち、送風ファン１２０近傍では、目付け量Ｍを小さくし、送風ファン１２０から離れるに伴って目付け量Ｍを大きくする。この場合、複数段階に分けて目付け量Ｍを変えてもよいし、無段階で徐々に目付け量Ｍを変えてもよい。更には、フィルタ１７０の折ひだピッチＰ、折ひだの山高さｈ及び目付け量Ｍの３者を種々組み合わせて、フィルタ１７０の通気抵抗を徐々に変えるようにしてもよい。
【００３８】
（第９実施形態）
前記した第１〜第８実施形態においては、車両用空調装置１００において、送風ファン１２０と熱交換器１３０とが車両の左右方向（幅方向）に配置された状態にあるものとして説明しているが、第９実施形態では、送風ファン１２０と熱交換器１３０とを車両の上下方向（高さ方向）に配置した車両用空調装置１００に、本発明のフィルタ１７０を適用したものである。第９実施形態における車両用空調装置１００も、その基本的形態は、図１と同様であり、空調ケース１０１の入口側には、送風ファン１２０が設置され、その下流側には、空気冷却用手段であるエバポレータ（熱交換器１３０）が配置され、更にその下流側には、空気加熱用手段であるヒータコア１４０が配設されている。ヒータコア１４０の上流側には、エアミックスドア１５０が配置され、その回動により、エバポレータ（熱交換器）１３０の通過空気に対するヒータコア１４０への導入割合が変更されて、送風空気の温度調整が行われるようになっている。この温度調整された空気が、モード切替ドア１６０等の複数のドアによって選択され、各吹出口１０４（デフロスト吹出口、フェース吹出口、フット吹出口等）から車室内に吹き出されるようになっている。
【００３９】
車両用空調装置１００は、送風機ユニットＡと空調ユニットＢの２つの部分に大別され、第９実施形態では送風機ユニットＡは、車室内前部の計器盤（図示せず）の略中央部に位置し、空調ユニットＢは、車両の上下方向に送風機ユニットＡに隣接して配置されている。送風機ユニットＡは、車室内空気と車室外空気を切替導入する内外気切替箱（図１を参照）を備えており、この内外気切替箱の下流に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風ファン１２０が設けられている。送風ファン１２０は、車両の前部方向に開口した吸入口を有し、車両の上下方向（図１２では下方向）に送出する空気通路を形成する樹脂製の送風機ケース（スクロールケーシング）１０５内に収納されている。また、送風ファン１２０は、これを駆動するためのモータ（図１を参照）が組み付けられている。送風ファン１２０の回転軸は、車両の左右（幅）方向を向くように配置され、この送風ファン１２０の回転により内外気切替箱から送風機ケース１０５の吸入口を通して吸入された空気は、送風機ケース１０５の車両の上下方向（図１２では下方向）を向いた送出口に向かって略垂直方向（車両の上下方向）に送風されるようになっている。
【００４０】
一方、空調ユニットＢは樹脂製の熱交換器ケース１０６を有している。この熱交換器ケース１０６は概略箱状をしていて、車両の前部側の部位（壁面）１０６ｅが閉鎖され、車両の後部側の部位１０６ｂが空気流下流の通風路に接続する接続部とされていると共に、送風機ケース１０５の送出口と対向する上面には、空気入口部１０６ａが設けられていて、送風機ケース１０５の送出口と接続されている。熱交換器ケース１０６の内部において、車両の最も前部側の部位には、空気入口部１０６ａからの送風空気が流入する流入空間１０６ｄが形成されている。この空気流入空間１０６ｄの下流側である熱交換器ケース１０６の車両の後部側の部位（接続部位）１０６ｂには、冷凍サイクルを構成するエバポレータ（熱交換器）１３０が車両の上下方向に垂直に設置されている。
【００４１】
このようにして、前記した車両用空調装置の空調ケース１０１の一部は、送風機ケース１０５と熱交換器ケース１０６とより構成されていて、車両の前部方向に開口した吸入口から入った空気を、送風ファン１２０により流れの方向を変えて第１通風路１０１ａ内を車両の上下（高さ）方向に略垂直に流し、その後、空気流入空間１０６ｄで空気流の流れの方向を略９０°変えて、第２通風路１０１ｂ内を車両の後部方向へと送出する空気の連続した第１、第２通風路１０１ａ，１０１ｂを形成している。即ち、送風機１２０と熱交換器１３０とは、空調ケース１０１内に車両の上下方向に隣接して配置されている。
【００４２】
熱交換器１３０は、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁、エバポレータ、気液分離器等で構成される閉回路中を冷媒が流れる冷凍サイクル内のエバポレータであり、熱交換機ケース１０６内を両ヘッダが上下方向に配置された垂直方向に設置されている。熱交換器１３０が設置された熱交換器ケース１０６の下面には、ドレン水を排出するためのドレン口１０７が設けられている。したがって、空気流は熱交換器１３０の熱交換コア部のチューブ外を略水平に前後方向に流れることで、上下方向にチューブ内を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００４３】
また、第９実施形態では、略垂直方向（上下方向）に設置された熱交換器１３０の上流側で熱交換機１３０と対向する熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）の車両の前部側の閉鎖された部位（壁面）１０６ｅは、送風ファン１２０から遠ざかるにつれ熱交換器１３０に近ずくように傾斜しており、この傾斜壁面１０６ｅと熱交換器１３０とで送風ファン１２０からの送風空気が流入する、断面が逆台形状の空気流入空間１０６ｄが形成されている。これは、図１２に送風機ケースの逆出口の風速分布で示すように、送風機ケース（スクロールケーシング）１０５の送出口から吹き出される空気流は、慣性力により、スクロール外周側（巻き終わり側）で流速が速いため、熱交換器ケース１０６の傾斜壁面１０６ｅと熱交換器１３０間の間隔を徐々に小さくして熱交換器１３０に流入する空気の流れを均一化させるためである。
【００４４】
熱交換器ケース１０６（空調ケース１０１）内の熱交換器１３０の上流側には、熱交換器１３０に隣接し、熱交換コア部の略全面を覆うようにして、本発明の特徴であるフィルタ１７０が、車両の上下方向に垂直に設けられていて、熱交換器１３０を通過する前の空気の除塵及び整流化を図っている。フィルタ１７０は、第１実施形態と同様と同様に３つの第１区分〜第３区分１７１，１７２，１７３から構成し、それぞれの区分１７１〜１７３のひだ折りの折ひだピッチＰを３段階に徐々に変えている。即ち、送風ファン１２０近傍の車両上下方向の上段に位置する第１区分のフィルタ１７１では、通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏでひだ折りされており、中段に位置する第２区分のフィルタ１７２では、折ひだピッチＰをやや大きくして通気抵抗のやや高いピッチＰ1でひだ折りされ、下段に位置する第３区分のフィルタ１７３では、更に折ひだピッチＰを大きくして通気抵抗の高いピッチＰ2でひだ折りされている。
【００４５】
このように、第９実施形態のフィルタ１７０の構造でも、流速の小さな送風ファン１２０近傍は通気抵抗の最も低い最適ピッチＰｏとし、送風ファン１２０から離れて流速が大きくなるにしたがい、最適ピッチＰｏよりも折ひだピッチＰを大きくして（Ｐ1，Ｐ2）通気抵抗を高めているので、熱交換器１３０への空気流入空間１０６ｄが断面逆台形状に形成されていることと相俟って、フィルタ通過空気の風速分布を一層均一化することができる。なお、上記実施形態では、フィルタ１７０を３つの段階に区分しているが、３つに限定されるものではなく、要は複数の段階に区分すればよい。
【００４６】
第９実施形態で説明したように、送風機１２０と熱交換器１３０とが空調ケース１０１内に車両の上下方向に隣接して配置されている車両用空調装置１００にも、本発明の特徴とするフィルタ構造は適用できるものであり、当然、第２〜第８実施形態で説明したフィルタ構造も適宜採用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】車両用空調装置の全体構成を示す概念図である。
【図２】本発明の実施の形態の車両用空調装置の特徴部分を説明する図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態のフィルタの斜視図であり、（ｂ）は第１実施形態のフィルタの説明図である。
【図４】ひだ折りされたフィルタの折ひだピッチＰと通気抵抗との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態のフィルタの側面図である。
【図６】第３実施形態のフィルタの側面図である。
【図７】（ａ）は第４実施形態のフィルタの設置図であり、（ｂ）は第４実施形態のフィルタの斜視図である。
【図８】第５実施形態のフィルタの側面図である。
【図９】（ａ）は第６実施形態のフィルタの設置図であり、（ｂ）は第２実施形態のフィルタの斜視図である。
【図１０】（ａ）は第７実施形態のフィルタの設置図であり、（ｂ）は第７実施形態のフィルタの斜視図である。
【図１１】第８実施形態のフィルタの目付け量を粗密に変えたものを説明する図である。
【図１２】本発明の第９実施形態の車両用空調装置の特徴部分を説明する図である。
【図１３】（ａ）は従来のフィルタを設置した空調装置の断面図であり、（ｂ）は、従来のフィルタの斜視図である。
【図１４】（ａ）は特許文献１の従来技術のフィルタの断面図であり、（ｂ）はダスト内の流速分布を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は特許文献２の従来技術のフィルタの設置図であり、（ｂ）はそのフィルタの斜視図である。
【図１６】（ａ）は特許文献３の従来技術のフィルタの断面図であり、（ｂ）はそのフィルタの平面図である。
【図１７】（ａ）は特許文献４の従来技術のフィルタの設置図であり、（ｂ）は、そのフィルタの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１ 空調ケース
１０５ 送風機ケース
１０６ 熱交換器ケース
１２０ 送風ファン
１３０ 熱交換器（エバポレータ）
１７０ フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口から吸入した空気を、車両の左右方向（幅方向）に水平に又は車両の上下方向に垂直に流す第１通風路（１０１ａ）と、前記第１通風路からの空気流の流れの方向を略９０°変えて、吹出口に向かって送出する第２通風路（１０１ｂ）が形成されている空調ケース（１０１）と、
前記空調ケース内に配置され、前記吸入口から吸入した空気を前記第１通風路に向けて車両の左右方向又は上下方向に送出する送風ファン（１２０）と、
前記空調ケース（１０１）内であって、前記送風ファン（１２０）に対して車両の左右方向又は上下方向に並んで設けられ、かつ前記第２通風路内に配置される熱交換器（１３０）と、
前記第２通風路内であって、前記熱交換器（１３０）の上流側に配置されるフィルタ（１７０）と、
を備える車両用空調装置において、
前記フィルタ（１７０）は、フィルタ通過空気の風速に対して前記フィルタの通気抵抗が前記送風ファン（１２０）に近い側を小さくし、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って大きくなるように構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】
前記フィルタ（１７０）がひだ折り形状に折り込まれていて、折りひだピッチ（Ｐ）が、前記送風ファン（１２０）に近い側がフィルタの通気抵抗が最も小さい最適ピッチ（Ｐｏ）であり、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って最適ピッチ（Ｐｏ）よりも大きく又は小さくなっ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】
前記折りひだピッチ（Ｐ）が複数段階に分けられていて、各段階においては、前記折りひだピッチ（Ｐ）は同じにされていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記折りひだピッチ（Ｐ）が無段階に徐々に大きく又は小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記フィルタ（１７０）がひだ折り形状に折り込まれていて、空気流れ上流側では、各折りひだの山の頂部位置が車両の左右方向に水平な平面又は車両の上下方向の垂直な平面から同じ高さ位置にあり、前記熱交換器側では、各折りひだの谷の底部位置が異なる高さ位置にあり、前記送風ファン（１２０）に近い側が折りひだの山高さ（ｈ）が高く、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って前記折りひだの山高さ（ｈ）が低くなっ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６】
前記折りひだの山高さ（ｈ）が複数段階に分けられていて、各段階においては前記折りひだの山高さ（ｈ）が同じにされていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記折りひだの山高さ（ｈ）が無段階に徐々に低くなっていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記フィルタ（１７０）を構成するろ材の目付け量（Ｍ）を前記送風ファン（１２０）に近い側を小さくし、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って大きくなっ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９】
前記ろ材の目付け量（Ｍ）が複数段階に分けられていて、各段階においては目付け量が同じにされていることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記ろ材の目付け量（Ｍ）が無段階に徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
前記熱交換器（１３０）の空気流れ上流側であって、前記熱交換器（１３０）と対向する前記空調ケース（１０１）の壁面（１０６ｃ）が、前記熱交換器（１３０）と平行に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１】
吸入口から吸入した空気を、車両の左右方向（幅方向）に水平に又は車両の上下方向に垂直に流す第１通風路（１０１ａ）と、前記第１通風路からの空気流の流れの方向を略９０°変えて、吹出口に向かって送出する第２通風路（１０１ｂ）が形成されている空調ケース（１０１）と、
前記空調ケース内に配置され、前記吸入口から吸入した空気を前記第１通風路に向けて車両の左右方向又は上下方向に送出する送風ファン（１２０）と、
前記空調ケース（１０１）内であって、前記送風ファン（１２０）に対して車両の左右方向又は上下方向に並んで設けられ、かつ前記第２通風路内に配置される熱交換器（１３０）と、
前記第２通風路内であって、前記熱交換器（１３０）の上流側に配置されるフィルタ（１７０）と、
を備える車両用空調装置において、
前記フィルタ（１７０）は、フィルタ通過空気の風速に対して前記フィルタの通気抵抗が前記送風ファン（１２０）に近い側を小さくし、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って大きくなるように構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】
前記フィルタ（１７０）がひだ折り形状に折り込まれていて、折りひだピッチ（Ｐ）が、前記送風ファン（１２０）に近い側がフィルタの通気抵抗が最も小さい最適ピッチ（Ｐｏ）であり、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って最適ピッチ（Ｐｏ）よりも大きく又は小さくなっ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】
前記折りひだピッチ（Ｐ）が複数段階に分けられていて、各段階においては、前記折りひだピッチ（Ｐ）は同じにされていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記折りひだピッチ（Ｐ）が無段階に徐々に大きく又は小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記フィルタ（１７０）がひだ折り形状に折り込まれていて、空気流れ上流側では、各折りひだの山の頂部位置が車両の左右方向に水平な平面又は車両の上下方向の垂直な平面から同じ高さ位置にあり、前記熱交換器側では、各折りひだの谷の底部位置が異なる高さ位置にあり、前記送風ファン（１２０）に近い側が折りひだの山高さ（ｈ）が高く、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って前記折りひだの山高さ（ｈ）が低くなっ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６】
前記折りひだの山高さ（ｈ）が複数段階に分けられていて、各段階においては前記折りひだの山高さ（ｈ）が同じにされていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記折りひだの山高さ（ｈ）が無段階に徐々に低くなっていることを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記フィルタ（１７０）を構成するろ材の目付け量（Ｍ）を前記送風ファン（１２０）に近い側を小さくし、前記送風ファン（１２０）から離れるに伴って大きくなっ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９】
前記ろ材の目付け量（Ｍ）が複数段階に分けられていて、各段階においては目付け量が同じにされていることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記ろ材の目付け量（Ｍ）が無段階に徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
前記熱交換器（１３０）の空気流れ上流側であって、前記熱交換器（１３０）と対向する前記空調ケース（１０１）の壁面（１０６ｃ）が、前記熱交換器（１３０）と平行に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−３３１７３９（Ｐ２００７−３３１７３９Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４２９７３（Ｐ２００６−３４２９７３）
【出願日】平成１８年１２月２０日（２００６．１２．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２０日（２００６．１２．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]