車輛用空調裝置的制作方法

本申請基于2015年3月30日提出申請的日本專利申請2015-068919號,其公開內容通過參照而引用于本申請。

技術領域

本發明涉及車輛用空調裝置，尤其涉及設于車室的中央控制臺內的后排座椅用的空調裝置。

背景技術：

以往，汽車等車輛為了調節車室內的溫度而在車輛前方的儀表板內搭載有空調單元。該空調單元一般構成為，將由被電動機驅動的鼓風機所取入的空氣通過蒸發器、加熱器芯等熱交換器而進行冷卻或加熱，作為冷風、熱風或它們的混合風，從設于儀表板的排氣口向車室內進行送風。

另一方面，近年來例如SUV(Sport Utility Vehicle/運動型多用途車)等具有較大的車體的車輛被廣泛使用。這樣的車輛的室內空間較大，因此空調難以到達后排座椅。

與此相關聯地，例如專利文獻1公開了一種空調裝置，該空調裝置在儀表板內的空調單元的蒸發器與加熱器芯之間連接有后排座椅空調用管道的端部，將在加熱器芯中通過前的冷風經由后部空調用風扇而向后排座椅引導，由此能夠高效率地對后排座椅進行制冷。另外，例如專利文獻2公開了一種如下的技術，在蒸發器呈大致垂直狀地配置的空調單元中，通過設法改良向車輛用冷溫藏庫的通路形成開口的位置，從而使儀表板內的空調單元小型化的技術。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2008-081024號公報

專利文獻2：日本特開2006-088842號公報

然而，在專利文獻1所公開的空調裝置中，前排座椅與后排座椅共用儀表板內的空調單元的熱交換器，一般熱交換器的尺寸越大則冷卻或加熱能力越高，因此在具有能夠在儀表板內的受限制的空間中的尺寸的熱交換器的空調單元中，在SUV等車體較大的車輛的情況下，難以充分地調整向后排座椅的空調風的溫度。

為了在這樣的情況下也能夠充分地調整向后排座椅的空調風的溫度，可以想到在配置于儀表板內的空調單元之外，將具有熱交換器的后排座椅用的空調單元設于從儀表板向車輛后方延伸的中央控制臺內。

但是，一般，中央控制臺左右被座椅夾住，中央通道在下方的車身地板面上向上方隆起，且在上表面并設有變速桿、開關類、儲物格、扶手等各種結構。因此，若僅簡單地在中央控制臺內配置空調單元，收納該空調單元的中央控制臺大型化而車室內的居住性有可能下降。

因此，需要將空調單元緊湊地收納在中央控制臺內，但在專利文獻2所公開的空調單元中，蒸發器呈大致垂直狀地配置，因此蒸發器的尺寸被中央控制臺內的空間的高度限制，其制冷性能有可能下降。

為了解決該問題，也可以想到將蒸發器傾斜地配置，來降低高度方向上的尺寸，但在該情況下，蒸發器的車輛前后方向的尺寸變大，因此僅將蒸發器傾斜地配置的情況下，空調單元有可能無法收納到中央控制臺內。

技術實現要素：

發明所要解決的課題

因此，本發明的目的是提供一種車輛用空調裝置，該車輛用空調裝置具備能夠緊湊地收納于中央控制臺內的空調單元。

本發明的車輛用空調裝置具備空調單元、鼓風機及冷卻用熱交換器。空調單元以沿車輛的前后方向延伸的方式配設于中央控制臺內。鼓風機對空氣進行吹送。冷卻用熱交換器位于鼓風機的后方，并且以所述冷卻用熱交換器的上端部向前上方傾斜的方式設置。空調單元具有平板狀的混合門，該混合門設于冷卻用熱交換器的前后方向上的后方。混合門構成為能夠繞著沿車輛的寬度方向延伸的軸轉動。混合門的轉動軌跡的前端位于冷卻用熱交換器的后端部的前方。

根據上述結構，能夠在以上端部向前上方傾斜的方式配置的冷卻用熱交換器的后方的無用空間中設置混合門。其結果是，能過在前后方向上縮短空調單元，能夠將空調單元緊湊地收納于中央控制臺內。

附圖說明

關于本發明的上述目的及其他目的、特征、優點，通過參照附圖并記述下述的詳細內容而變得更明確。

圖1是設有一實施方式的車輛用空調裝置的中央控制臺的立體圖。

圖2是圖1所示的中央控制臺的車輛的前后方向上的縱剖視圖。

圖3是表示空調單元的概略結構的車輛的前后方向的縱剖視圖。

圖4是空調單元的右側視圖。

圖5是空調單元的俯視圖。

圖6是空調單元的仰視圖。

圖7是空調單元下方的車身地板面的俯視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對適用了本發明的車輛用空調裝置的實施方式進行說明。另外，圖中適當記載的箭頭F、R分別表示車輛的前后方向中的前方向、后方向。

本實施方式的車輛用空調裝置設于FR(前置發動機-后輪驅動)車或四輪驅動車等乘用車中的車室內的中央控制臺內。圖1表示該中央控制臺的構造。

在車室內，以隔開在車輛的寬度方向(左右方向)上并列的前排座椅的駕駛座與副駕座(未圖示)的方式，設有從前方的儀表盤(未圖示)的下部朝向后方(圖1中的箭頭R所示的方向)延伸的中央控制臺1。

在本實施方式的情況下，如圖1所示，在車身地板面2的寬度方向的中央部向上側呈凸狀地設有中央通道3，該中央通道3將沿前后方向延伸的傳動軸、排氣管等(未圖示)收納于內側。中央控制臺1沿著該中央通道3而設于中央通道3的上部。

中央控制臺1是向下方開口并在與中央通道3的上表面之間具備空間的箱狀的收納部分。

在中央控制臺1的上表面的前方(箭頭F所示的方向)從中央控制臺1的上表面突出地設有能夠對車輛進行變速操作的換擋裝置4的變速桿部4a。在變速桿部4a的后方安裝有用于操作導航等車輛搭載設備的操作開關5。

另外，在中央控制臺1的上表面，在操作開關5的后方一體地形成有收納杯子、瓶子等的沿左右方向排列的兩個杯架6。

另外，在中央控制臺1的上表面，在杯架6的后方設有收納小物件的前排座椅用的小物件收納盒7。該小物件收納盒7具有收納部7a和開閉蓋7b。收納部7a一體地形成于中央控制臺1的上表面，并向上方開口。開閉蓋7b鉸接結合于中央控制臺1，對收納部7a的開口部進行開閉。開閉蓋7b構成為，在關閉的狀態下其上表面部成為就座于駕駛座或副駕座的前排座椅乘員的扶手。另外，圖1、圖2表示關閉狀態下的開閉蓋7b。

此外，在小物件收納盒7的后方且中央控制臺1的背面中的上方(上部)安裝有后部空調開關8，該后部空調開關8被后排座椅乘員操作，而對后述的后排座椅用的后部空調單元10進行操作。在空調開關8的下方設有將來自后部空調單元10的空調風向車室排出的排出口9。

如圖2所示，在上述中央控制臺1的內部設有：后部空調單元10，該后部空調單元10以沿車輛前后方向延伸的方式設于在車身地板面2上設置的中央通道3的上表面；及空調管道11、12，所述空調管道11、12將該后部空調單元10的空調風向后方引導。

后部空調單元10具備單元主體20。單元主體20與送風部20a、空調部20b及排出部20c一體地構成。送風部20a將從車室內取入的空氣向下游進行送風。空調部20b對從送風部20a吹送的空氣進行冷卻或加熱，由此形成作為冷風、熱風或它們的混合風的空調風。排出部20c將空調風向后排座椅排出。

換擋裝置4在其下方由設在中央通道3上的底座部13支承，經由底座部13而固定在車身地板面2上。底座部13構成為在其下方的空間中收納后部空調單元10的送風部20a。

接著，參照圖3對后部空調單元10的內部構造詳細地進行說明。另外，圖3表示圖5的后部空調單元10的III-III線的剖視圖。

如圖3所示，后部空調單元10在位于后部空調單元10的前方(箭頭F所示的方向)的送風部20a具備鼓風機21和旋轉驅動該鼓風機21的鼓風機電動機22。鼓風機21與鼓風機電動機22在寬度方向上彼此相對地配置。另外，在以下的說明中，在寬度方向上，將設有鼓風機21的一側稱為“鼓風機側”，將鼓風機側的相反側即設有鼓風機電動機22的一側稱為“電動機側”。

鼓風機21具有離心式風扇21a和渦旋殼體21b。離心式風扇21a繞沿車輛的寬度方向延伸的旋轉軸旋轉。在離心式風扇21a設有沿圓周方向排列的多個翅片，通過多個翅片的旋轉而向半徑方向推出空氣。渦旋殼體21b具有旋渦狀，并覆蓋離心式風扇21a的外周及一側面。

渦旋殼體21b具有吸入口21c和吹出口21d。吸入口21c形成于渦旋殼體21b的鼓風機側的側面的中央，從車室內向后部空調單元10內吸引空氣。吹出口21d形成于離心式風扇21a的旋轉軸的后下方，向后上方吹出空氣。該渦旋殼體21b形成為，其內周與離心式風扇21a的外周之間的流路的截面積從渦旋殼體21b的卷繞開始部p向卷繞結束部q而逐漸擴大。

鼓風機電動機22安裝于鼓風機21的渦旋殼體21b的背面，并具備與風扇21a的旋轉軸配置在同軸上的輸出軸(未圖示)，該輸出軸從渦旋殼體21b的背面插通于內部，并與風扇21a的旋轉軸連結，以將其旋轉轉矩向風扇21a傳遞。另外，鼓風機電動機22具有大致圓柱狀的外形，并具有比鼓風機21的渦旋殼體21b的外徑小的外徑。此外，鼓風機電動機22構成為能夠根據空調開關8的風量操作來控制其旋轉速度。

后部空調單元10具備膨脹閥23和蒸發器24。膨脹閥23呈霧狀地噴射液態制冷劑。蒸發器24設為冷卻用熱交換器，利用由膨脹閥23呈霧狀地噴射的制冷劑的氣化熱來對空氣進行冷卻。膨脹閥23與蒸發器24配置于位于送風部20a的后方的空調部20b。

蒸發器24的上端部24a向前上方傾斜。即，以蒸發器24的上端部24a靠近上游側(箭頭F所示的前方)、蒸發器24的下端部24b靠近下游側(箭頭R所示的后方)的方式配置為在前后方向上傾斜的姿勢。

在蒸發器24的上端部24a與下端部24b分別設有上方側及下方側罐。在上方側罐與下方側罐之間設有多個管(未圖示)，制冷劑在該管的內部流通，在其外表面接合有多個翅片(未圖示)。上方側罐及下方側罐將流入蒸發器24的制冷劑向多個管分配(分流)。蒸發器24構成為通過在多個管內蒸發的制冷劑對在多個翅片之間流通的空氣進行冷卻。

在膨脹閥23連接有對蒸發器24供給制冷劑(流體)或排出制冷劑的管25、26。具體而言，通過制冷劑供給管25而將在壓縮機(未圖示)中被壓縮成高溫高壓的液態制冷劑供給到蒸發器24，并通過制冷劑排出管26而從蒸發器24排出制冷劑。另外，蒸發器24的制冷劑流路的入口與出口分別經由連結管23a、23b而與膨脹閥23連接。

根據上述結構，從壓縮機經由制冷劑供給管25而供給到膨脹閥23的液態制冷劑由膨脹閥23呈霧狀地噴射，并經由連結管23a而向蒸發器24供給。被供給到蒸發器24的霧狀的制冷劑通過在多個管內與空氣進行熱交換從而氣化。在蒸發器24的多個管內氣化后的氣體制冷劑經由連結管23b與制冷劑排出管26而返回至壓縮機，在壓縮機中被壓縮為高溫高壓，在凝結器(未圖示)中被冷卻及液化并暫時存儲于接收器(未圖示)。存儲的液態制冷劑從接收器再次向膨脹閥23及蒸發器24供給。

后部空調單元10具有前方通風路27，該前方通風路27形成于蒸發器24的前方，將從渦旋殼體21b的吹出口21d吹出的空氣引導至蒸發器24。前方通風路27具有朝向設于蒸發器24的后端部的下方的排水管28而向后下方傾斜的下表面部27a(前方下表面部)。下表面部27a構成為下表面部27a的前端位于蒸發器24的車輛前方，以使附著于蒸發器24的多個翅片并最終滴下的水滴沿著該下表面部27a而從排水管28可靠地向車室外排出。另外，下表面部27a經由山脊線而與向后上方傾斜地設置的吹出口21d的下表面部連續。

如圖5所示，前方通風路27設為電動機側的側面27b從鼓風機21朝向蒸發器24而向電動機側擴大。此外，前方通風路27具有向后上方傾斜的上表面部(前方上表面部)27c。上表面部27c指向設于蒸發器24的上端部24a的罐的下端。

后部空調單元10具有形成于蒸發器24的后方并將空氣向后上方引導的后方通風路29。后方通風路29將由蒸發器24冷卻后的空氣引導至后述的空氣混合門(混合門)34。如圖5所示，后方通風路29的鼓風機側的側面29a相對于前方通風路27的鼓風機側的側面27b向電動機側偏置。

后方通風路29具有向后上方傾斜的下表面部(后方下表面部)29b，下表面部29b的上端位于吹出口21d的下表面部的延長面L的下方。另外，后方通風路29具有從蒸發器24的上端部24a朝向空氣混合門34而向后下方傾斜的上表面部(后方上表面部)29c。

后部空調單元10在蒸發器24的下游側具備作為加熱用熱交換器的加熱器芯30。加熱器芯30使在加熱器芯30的內部中流通的發動機冷卻水與通過了蒸發器24的空氣進行熱交換而再次對該空氣進行加熱。

在加熱器芯30連接有供水管31和排水管32，所述供水管31將由發動機(未圖示)加熱而成為熱水的冷卻水(流體)供給至該加熱器芯30，所述排水管32將用于空氣的加熱的冷卻水(流體)從加熱器芯30向散熱器側排出。

后部空調單元10具有旁通通路33，該旁通通路33形成于加熱器芯30的上方，并繞過加熱器芯30而將空氣向下游側引導。

后部空調單元10具備空氣混合門34，該空氣混合門34對在加熱器芯30中通過而被加熱的熱風的流量與繞過加熱器芯30而在旁通通路33中通過的冷風的流量之間的流量比率進行調節。

空氣混合門34是能夠繞沿車寬方向延伸的軸34a在規定的角度范圍內轉動的平板狀的轉動式門，并能夠根據其角度而變更流量比率。如圖3所示，空氣混合門34在朝向角度a時，在加熱器芯30中通過而被加熱的熱風的流量比率成為最大，在朝向角度b時，在旁通通路33中通過的冷風的流量比率成為最大。另外，空氣混合門34在朝向大致水平的角度c時，其轉動軌跡(虛線)的前端相對于蒸發器24的下端部24b位于前方。此外，在空氣混合門34朝向角度b時，即轉動至最下方時，空氣混合門34指向蒸發器24的下方側罐(下方側罐部)的上端。

如圖4所示，空氣混合門34通過驅動機構35而轉動至成為所期望的角度，該驅動機構35配置在后部空調單元10的蒸發器24的后方的鼓風機側的側面。驅動機構35構成為能夠根據空調開關8的溫度操作而控制空氣混合門34轉動的角度。

后部空調單元10在位于空調部20b的下游側的排出部20c具備將空調風向后排座椅的上方排出的上方排出口36；將空調風向后排座椅的下方排出的下方排出口37；及對從上方排出口36與下方排出口37排出的空調風的流量比率進行變更的模式門38。

模式門38是能夠繞車寬方向的軸38a轉動的平板狀的轉動式門，能夠根據其角度而變更流量比率。如圖3所示，模式門38在朝向角度d時，從上方排出口36排出的空調風的流量比率成為最大，在朝向角度e時，從下方排出口37排出的空調風的流量比率成為最大。

如圖4所示，模式門38通過驅動機構39而轉動至成為所期望的角度，該驅動機構39配置在后部空調單元10的蒸發器24的后方的鼓風機側的側面。驅動機構39構成為，根據空調開關8的從上方排出口36吹出的面部模式、從下方排出口37吹出的腳部模式等排出口模式的切換操作來控制模式門38的轉動的角度。

如圖6所示，后部空調單元10的單元主體20在其底面20e具備由聚氨酯等彈性部件構成的座椅狀的密封部件45。在密封部件45形成有供各種管25、26、28、31、32插入的多個貫通孔45a～45d。

在此，參照圖7對車身地板面2的中央通道3的上表面進行說明。

如圖7所示，在中央通道3的上表面，在與后部空調單元10的密封部件45相對的密封面部3a設有向車室外開口的多個開口部3b～3e。各種管25、26、28、31、32經由這些開口部3b～3e而向車室外延伸。

另外，以上端部24a向前上方傾斜的方式配置蒸發器24，因此為了提高冷卻能力而使蒸發器24大型化，也能夠抑制后部空調單元10的高度的增加。

接著，參照圖3對后部空調單元10內的空氣流路進行說明。

當利用鼓風機電動機22的旋轉而驅動鼓風機21時，從鼓風機21的吸入口21c吸引車室內的空氣，并從渦旋殼體21b內經由吹出口21d而向前方通風路27壓送。向前方通風路27壓送的空氣在通過蒸發器24時，通過與制冷劑的熱交換而被冷卻。

此時，吸引至后部空調單元10的熱的空氣與蒸發器24的翅片接觸，當被冷卻至露點溫度以下時，空氣內的水分凝結而在蒸發器24的翅片上附著水滴。附著于翅片的水滴最終向翅片的下方滴下或流下，沿著前方通風路27的下表面部27a而從排水管28向車室外排出。

冷卻后的空氣通過空氣混合門34而向旁通通路33側或加熱器芯30側或兩側分配。分配至加熱器芯30側的空氣被加熱器芯30再次加熱。在旁通通路33中通過后的冷風、在加熱器芯30中通過后的熱風或它們混合而成的混合風從由模式門38選擇的至少任一個排出口36、37向車室內的后排座椅排出。

如上所述，根據本實施方式，能夠在以上端部24a向前上方傾斜的方式配置的蒸發器24的后方的無用空間中設置混合門34。因此，能夠在前后方向上縮短后部空調單元10，能夠緊湊地收納在中央控制臺1內。

另外，根據本實施方式，在蒸發器24的前方的吹出口21d中向后上方吹出空氣，在蒸發器24的后方的后方通風路29中也向后上方引導空氣。因此，能夠形成抑制了在蒸發器24中通過的空氣的通風阻力的流路。

另外，根據本實施方式，轉動至最下方的空氣混合門34指向蒸發器24的下方側罐部的上端。因此，能夠將空氣混合門34轉動的角度范圍抑制在所需的最小限度，并且能夠抑制空氣流動至空氣混合門34的下游側時的通風阻力。

另外，根據本實施方式，后方通風路29具有從蒸發器24的上端部24a朝向空氣混合門34而向后下方傾斜的上表面部(后方上表面部)29c。因此，能夠抑制從蒸發器24向空氣混合門34流動的空氣的通風阻力。

另外，根據本實施方式，使管31、32經由車身地板面2上的形成于空氣混合門34的下方的開口部3b～3e而向車室外延伸。其結果是，能夠使用空氣混合門34的下方的無用空間來配置管31、32，能夠將后部空調單元10緊湊地配置于中央控制臺1內。

(其他實施方式)

另外，本發明不限定于例示的實施方式，在不脫離本發明的主旨的范圍內，能夠進行各種改良及設計上的變更。

例如，在本實施方式中，車輛用空調裝置搭載于乘用車。然而，本發明的車輛法空調裝置也可以搭載于建筑機械用車輛、農業機械用車輛等。

另外，在本實施方式中，后部空調單元10取入車室內的空氣并進行空調。然而，后部空調單元10也可以取入車室內或車室外的空氣中的至少任一方并進行空調。

如上所述，根據本發明，能夠提供一種具備能夠緊湊地收納于中央控制臺內的空調單元的車輛用空調裝置，因此適當地應用于車輛用空調裝置或搭載了該車輛用空調裝置的車輛的制造技術領域。