车辆用空调装置的制作方法

本申请基于2015年3月30日提出申请的日本专利申请2015-068919号,其公开内容通过参照而引用于本申请。

技术领域

本发明涉及车辆用空调装置，尤其涉及设于车室的中央控制台内的后排座椅用的空调装置。

背景技术：

以往，汽车等车辆为了调节车室内的温度而在车辆前方的仪表板内搭载有空调单元。该空调单元一般构成为，将由被电动机驱动的鼓风机所取入的空气通过蒸发器、加热器芯等热交换器而进行冷却或加热，作为冷风、热风或它们的混合风，从设于仪表板的排气口向车室内进行送风。

另一方面，近年来例如SUV(Sport Utility Vehicle/运动型多用途车)等具有较大的车体的车辆被广泛使用。这样的车辆的室内空间较大，因此空调难以到达后排座椅。

与此相关联地，例如专利文献1公开了一种空调装置，该空调装置在仪表板内的空调单元的蒸发器与加热器芯之间连接有后排座椅空调用管道的端部，将在加热器芯中通过前的冷风经由后部空调用风扇而向后排座椅引导，由此能够高效率地对后排座椅进行制冷。另外，例如专利文献2公开了一种如下的技术，在蒸发器呈大致垂直状地配置的空调单元中，通过设法改良向车辆用冷温藏库的通路形成开口的位置，从而使仪表板内的空调单元小型化的技术。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008-081024号公报

专利文献2：日本特开2006-088842号公报

然而，在专利文献1所公开的空调装置中，前排座椅与后排座椅共用仪表板内的空调单元的热交换器，一般热交换器的尺寸越大则冷却或加热能力越高，因此在具有能够在仪表板内的受限制的空间中的尺寸的热交换器的空调单元中，在SUV等车体较大的车辆的情况下，难以充分地调整向后排座椅的空调风的温度。

为了在这样的情况下也能够充分地调整向后排座椅的空调风的温度，可以想到在配置于仪表板内的空调单元之外，将具有热交换器的后排座椅用的空调单元设于从仪表板向车辆后方延伸的中央控制台内。

但是，一般，中央控制台左右被座椅夹住，中央通道在下方的车身地板面上向上方隆起，且在上表面并设有变速杆、开关类、储物格、扶手等各种结构。因此，若仅简单地在中央控制台内配置空调单元，收纳该空调单元的中央控制台大型化而车室内的居住性有可能下降。

因此，需要将空调单元紧凑地收纳在中央控制台内，但在专利文献2所公开的空调单元中，蒸发器呈大致垂直状地配置，因此蒸发器的尺寸被中央控制台内的空间的高度限制，其制冷性能有可能下降。

为了解决该问题，也可以想到将蒸发器倾斜地配置，来降低高度方向上的尺寸，但在该情况下，蒸发器的车辆前后方向的尺寸变大，因此仅将蒸发器倾斜地配置的情况下，空调单元有可能无法收纳到中央控制台内。

技术实现要素：

发明所要解决的课题

因此，本发明的目的是提供一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置具备能够紧凑地收纳于中央控制台内的空调单元。

本发明的车辆用空调装置具备空调单元、鼓风机及冷却用热交换器。空调单元以沿车辆的前后方向延伸的方式配设于中央控制台内。鼓风机对空气进行吹送。冷却用热交换器位于鼓风机的后方，并且以所述冷却用热交换器的上端部向前上方倾斜的方式设置。空调单元具有平板状的混合门，该混合门设于冷却用热交换器的前后方向上的后方。混合门构成为能够绕着沿车辆的宽度方向延伸的轴转动。混合门的转动轨迹的前端位于冷却用热交换器的后端部的前方。

根据上述结构，能够在以上端部向前上方倾斜的方式配置的冷却用热交换器的后方的无用空间中设置混合门。其结果是，能过在前后方向上缩短空调单元，能够将空调单元紧凑地收纳于中央控制台内。

附图说明

关于本发明的上述目的及其他目的、特征、优点，通过参照附图并记述下述的详细内容而变得更明确。

图1是设有一实施方式的车辆用空调装置的中央控制台的立体图。

图2是图1所示的中央控制台的车辆的前后方向上的纵剖视图。

图3是表示空调单元的概略结构的车辆的前后方向的纵剖视图。

图4是空调单元的右侧视图。

图5是空调单元的俯视图。

图6是空调单元的仰视图。

图7是空调单元下方的车身地板面的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对适用了本发明的车辆用空调装置的实施方式进行说明。另外，图中适当记载的箭头F、R分别表示车辆的前后方向中的前方向、后方向。

本实施方式的车辆用空调装置设于FR(前置发动机-后轮驱动)车或四轮驱动车等乘用车中的车室内的中央控制台内。图1表示该中央控制台的构造。

在车室内，以隔开在车辆的宽度方向(左右方向)上并列的前排座椅的驾驶座与副驾座(未图示)的方式，设有从前方的仪表盘(未图示)的下部朝向后方(图1中的箭头R所示的方向)延伸的中央控制台1。

在本实施方式的情况下，如图1所示，在车身地板面2的宽度方向的中央部向上侧呈凸状地设有中央通道3，该中央通道3将沿前后方向延伸的传动轴、排气管等(未图示)收纳于内侧。中央控制台1沿着该中央通道3而设于中央通道3的上部。

中央控制台1是向下方开口并在与中央通道3的上表面之间具备空间的箱状的收纳部分。

在中央控制台1的上表面的前方(箭头F所示的方向)从中央控制台1的上表面突出地设有能够对车辆进行变速操作的换挡装置4的变速杆部4a。在变速杆部4a的后方安装有用于操作导航等车辆搭载设备的操作开关5。

另外，在中央控制台1的上表面，在操作开关5的后方一体地形成有收纳杯子、瓶子等的沿左右方向排列的两个杯架6。

另外，在中央控制台1的上表面，在杯架6的后方设有收纳小物件的前排座椅用的小物件收纳盒7。该小物件收纳盒7具有收纳部7a和开闭盖7b。收纳部7a一体地形成于中央控制台1的上表面，并向上方开口。开闭盖7b铰接结合于中央控制台1，对收纳部7a的开口部进行开闭。开闭盖7b构成为，在关闭的状态下其上表面部成为就座于驾驶座或副驾座的前排座椅乘员的扶手。另外，图1、图2表示关闭状态下的开闭盖7b。

此外，在小物件收纳盒7的后方且中央控制台1的背面中的上方(上部)安装有后部空调开关8，该后部空调开关8被后排座椅乘员操作，而对后述的后排座椅用的后部空调单元10进行操作。在空调开关8的下方设有将来自后部空调单元10的空调风向车室排出的排出口9。

如图2所示，在上述中央控制台1的内部设有：后部空调单元10，该后部空调单元10以沿车辆前后方向延伸的方式设于在车身地板面2上设置的中央通道3的上表面；及空调管道11、12，所述空调管道11、12将该后部空调单元10的空调风向后方引导。

后部空调单元10具备单元主体20。单元主体20与送风部20a、空调部20b及排出部20c一体地构成。送风部20a将从车室内取入的空气向下游进行送风。空调部20b对从送风部20a吹送的空气进行冷却或加热，由此形成作为冷风、热风或它们的混合风的空调风。排出部20c将空调风向后排座椅排出。

换挡装置4在其下方由设在中央通道3上的底座部13支承，经由底座部13而固定在车身地板面2上。底座部13构成为在其下方的空间中收纳后部空调单元10的送风部20a。

接着，参照图3对后部空调单元10的内部构造详细地进行说明。另外，图3表示图5的后部空调单元10的III-III线的剖视图。

如图3所示，后部空调单元10在位于后部空调单元10的前方(箭头F所示的方向)的送风部20a具备鼓风机21和旋转驱动该鼓风机21的鼓风机电动机22。鼓风机21与鼓风机电动机22在宽度方向上彼此相对地配置。另外，在以下的说明中，在宽度方向上，将设有鼓风机21的一侧称为“鼓风机侧”，将鼓风机侧的相反侧即设有鼓风机电动机22的一侧称为“电动机侧”。

鼓风机21具有离心式风扇21a和涡旋壳体21b。离心式风扇21a绕沿车辆的宽度方向延伸的旋转轴旋转。在离心式风扇21a设有沿圆周方向排列的多个翅片，通过多个翅片的旋转而向半径方向推出空气。涡旋壳体21b具有旋涡状，并覆盖离心式风扇21a的外周及一侧面。

涡旋壳体21b具有吸入口21c和吹出口21d。吸入口21c形成于涡旋壳体21b的鼓风机侧的侧面的中央，从车室内向后部空调单元10内吸引空气。吹出口21d形成于离心式风扇21a的旋转轴的后下方，向后上方吹出空气。该涡旋壳体21b形成为，其内周与离心式风扇21a的外周之间的流路的截面积从涡旋壳体21b的卷绕开始部p向卷绕结束部q而逐渐扩大。

鼓风机电动机22安装于鼓风机21的涡旋壳体21b的背面，并具备与风扇21a的旋转轴配置在同轴上的输出轴(未图示)，该输出轴从涡旋壳体21b的背面插通于内部，并与风扇21a的旋转轴连结，以将其旋转转矩向风扇21a传递。另外，鼓风机电动机22具有大致圆柱状的外形，并具有比鼓风机21的涡旋壳体21b的外径小的外径。此外，鼓风机电动机22构成为能够根据空调开关8的风量操作来控制其旋转速度。

后部空调单元10具备膨胀阀23和蒸发器24。膨胀阀23呈雾状地喷射液态制冷剂。蒸发器24设为冷却用热交换器，利用由膨胀阀23呈雾状地喷射的制冷剂的气化热来对空气进行冷却。膨胀阀23与蒸发器24配置于位于送风部20a的后方的空调部20b。

蒸发器24的上端部24a向前上方倾斜。即，以蒸发器24的上端部24a靠近上游侧(箭头F所示的前方)、蒸发器24的下端部24b靠近下游侧(箭头R所示的后方)的方式配置为在前后方向上倾斜的姿势。

在蒸发器24的上端部24a与下端部24b分别设有上方侧及下方侧罐。在上方侧罐与下方侧罐之间设有多个管(未图示)，制冷剂在该管的内部流通，在其外表面接合有多个翅片(未图示)。上方侧罐及下方侧罐将流入蒸发器24的制冷剂向多个管分配(分流)。蒸发器24构成为通过在多个管内蒸发的制冷剂对在多个翅片之间流通的空气进行冷却。

在膨胀阀23连接有对蒸发器24供给制冷剂(流体)或排出制冷剂的管25、26。具体而言，通过制冷剂供给管25而将在压缩机(未图示)中被压缩成高温高压的液态制冷剂供给到蒸发器24，并通过制冷剂排出管26而从蒸发器24排出制冷剂。另外，蒸发器24的制冷剂流路的入口与出口分别经由连结管23a、23b而与膨胀阀23连接。

根据上述结构，从压缩机经由制冷剂供给管25而供给到膨胀阀23的液态制冷剂由膨胀阀23呈雾状地喷射，并经由连结管23a而向蒸发器24供给。被供给到蒸发器24的雾状的制冷剂通过在多个管内与空气进行热交换从而气化。在蒸发器24的多个管内气化后的气体制冷剂经由连结管23b与制冷剂排出管26而返回至压缩机，在压缩机中被压缩为高温高压，在凝结器(未图示)中被冷却及液化并暂时存储于接收器(未图示)。存储的液态制冷剂从接收器再次向膨胀阀23及蒸发器24供给。

后部空调单元10具有前方通风路27，该前方通风路27形成于蒸发器24的前方，将从涡旋壳体21b的吹出口21d吹出的空气引导至蒸发器24。前方通风路27具有朝向设于蒸发器24的后端部的下方的排水管28而向后下方倾斜的下表面部27a(前方下表面部)。下表面部27a构成为下表面部27a的前端位于蒸发器24的车辆前方，以使附着于蒸发器24的多个翅片并最终滴下的水滴沿着该下表面部27a而从排水管28可靠地向车室外排出。另外，下表面部27a经由山脊线而与向后上方倾斜地设置的吹出口21d的下表面部连续。

如图5所示，前方通风路27设为电动机侧的侧面27b从鼓风机21朝向蒸发器24而向电动机侧扩大。此外，前方通风路27具有向后上方倾斜的上表面部(前方上表面部)27c。上表面部27c指向设于蒸发器24的上端部24a的罐的下端。

后部空调单元10具有形成于蒸发器24的后方并将空气向后上方引导的后方通风路29。后方通风路29将由蒸发器24冷却后的空气引导至后述的空气混合门(混合门)34。如图5所示，后方通风路29的鼓风机侧的侧面29a相对于前方通风路27的鼓风机侧的侧面27b向电动机侧偏置。

后方通风路29具有向后上方倾斜的下表面部(后方下表面部)29b，下表面部29b的上端位于吹出口21d的下表面部的延长面L的下方。另外，后方通风路29具有从蒸发器24的上端部24a朝向空气混合门34而向后下方倾斜的上表面部(后方上表面部)29c。

后部空调单元10在蒸发器24的下游侧具备作为加热用热交换器的加热器芯30。加热器芯30使在加热器芯30的内部中流通的发动机冷却水与通过了蒸发器24的空气进行热交换而再次对该空气进行加热。

在加热器芯30连接有供水管31和排水管32，所述供水管31将由发动机(未图示)加热而成为热水的冷却水(流体)供给至该加热器芯30，所述排水管32将用于空气的加热的冷却水(流体)从加热器芯30向散热器侧排出。

后部空调单元10具有旁通通路33，该旁通通路33形成于加热器芯30的上方，并绕过加热器芯30而将空气向下游侧引导。

后部空调单元10具备空气混合门34，该空气混合门34对在加热器芯30中通过而被加热的热风的流量与绕过加热器芯30而在旁通通路33中通过的冷风的流量之间的流量比率进行调节。

空气混合门34是能够绕沿车宽方向延伸的轴34a在规定的角度范围内转动的平板状的转动式门，并能够根据其角度而变更流量比率。如图3所示，空气混合门34在朝向角度a时，在加热器芯30中通过而被加热的热风的流量比率成为最大，在朝向角度b时，在旁通通路33中通过的冷风的流量比率成为最大。另外，空气混合门34在朝向大致水平的角度c时，其转动轨迹(虚线)的前端相对于蒸发器24的下端部24b位于前方。此外，在空气混合门34朝向角度b时，即转动至最下方时，空气混合门34指向蒸发器24的下方侧罐(下方侧罐部)的上端。

如图4所示，空气混合门34通过驱动机构35而转动至成为所期望的角度，该驱动机构35配置在后部空调单元10的蒸发器24的后方的鼓风机侧的侧面。驱动机构35构成为能够根据空调开关8的温度操作而控制空气混合门34转动的角度。

后部空调单元10在位于空调部20b的下游侧的排出部20c具备将空调风向后排座椅的上方排出的上方排出口36；将空调风向后排座椅的下方排出的下方排出口37；及对从上方排出口36与下方排出口37排出的空调风的流量比率进行变更的模式门38。

模式门38是能够绕车宽方向的轴38a转动的平板状的转动式门，能够根据其角度而变更流量比率。如图3所示，模式门38在朝向角度d时，从上方排出口36排出的空调风的流量比率成为最大，在朝向角度e时，从下方排出口37排出的空调风的流量比率成为最大。

如图4所示，模式门38通过驱动机构39而转动至成为所期望的角度，该驱动机构39配置在后部空调单元10的蒸发器24的后方的鼓风机侧的侧面。驱动机构39构成为，根据空调开关8的从上方排出口36吹出的面部模式、从下方排出口37吹出的脚部模式等排出口模式的切换操作来控制模式门38的转动的角度。

如图6所示，后部空调单元10的单元主体20在其底面20e具备由聚氨酯等弹性部件构成的座椅状的密封部件45。在密封部件45形成有供各种管25、26、28、31、32插入的多个贯通孔45a～45d。

在此，参照图7对车身地板面2的中央通道3的上表面进行说明。

如图7所示，在中央通道3的上表面，在与后部空调单元10的密封部件45相对的密封面部3a设有向车室外开口的多个开口部3b～3e。各种管25、26、28、31、32经由这些开口部3b～3e而向车室外延伸。

另外，以上端部24a向前上方倾斜的方式配置蒸发器24，因此为了提高冷却能力而使蒸发器24大型化，也能够抑制后部空调单元10的高度的增加。

接着，参照图3对后部空调单元10内的空气流路进行说明。

当利用鼓风机电动机22的旋转而驱动鼓风机21时，从鼓风机21的吸入口21c吸引车室内的空气，并从涡旋壳体21b内经由吹出口21d而向前方通风路27压送。向前方通风路27压送的空气在通过蒸发器24时，通过与制冷剂的热交换而被冷却。

此时，吸引至后部空调单元10的热的空气与蒸发器24的翅片接触，当被冷却至露点温度以下时，空气内的水分凝结而在蒸发器24的翅片上附着水滴。附着于翅片的水滴最终向翅片的下方滴下或流下，沿着前方通风路27的下表面部27a而从排水管28向车室外排出。

冷却后的空气通过空气混合门34而向旁通通路33侧或加热器芯30侧或两侧分配。分配至加热器芯30侧的空气被加热器芯30再次加热。在旁通通路33中通过后的冷风、在加热器芯30中通过后的热风或它们混合而成的混合风从由模式门38选择的至少任一个排出口36、37向车室内的后排座椅排出。

如上所述，根据本实施方式，能够在以上端部24a向前上方倾斜的方式配置的蒸发器24的后方的无用空间中设置混合门34。因此，能够在前后方向上缩短后部空调单元10，能够紧凑地收纳在中央控制台1内。

另外，根据本实施方式，在蒸发器24的前方的吹出口21d中向后上方吹出空气，在蒸发器24的后方的后方通风路29中也向后上方引导空气。因此，能够形成抑制了在蒸发器24中通过的空气的通风阻力的流路。

另外，根据本实施方式，转动至最下方的空气混合门34指向蒸发器24的下方侧罐部的上端。因此，能够将空气混合门34转动的角度范围抑制在所需的最小限度，并且能够抑制空气流动至空气混合门34的下游侧时的通风阻力。

另外，根据本实施方式，后方通风路29具有从蒸发器24的上端部24a朝向空气混合门34而向后下方倾斜的上表面部(后方上表面部)29c。因此，能够抑制从蒸发器24向空气混合门34流动的空气的通风阻力。

另外，根据本实施方式，使管31、32经由车身地板面2上的形成于空气混合门34的下方的开口部3b～3e而向车室外延伸。其结果是，能够使用空气混合门34的下方的无用空间来配置管31、32，能够将后部空调单元10紧凑地配置于中央控制台1内。

(其他实施方式)

另外，本发明不限定于例示的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种改良及设计上的变更。

例如，在本实施方式中，车辆用空调装置搭载于乘用车。然而，本发明的车辆法空调装置也可以搭载于建筑机械用车辆、农业机械用车辆等。

另外，在本实施方式中，后部空调单元10取入车室内的空气并进行空调。然而，后部空调单元10也可以取入车室内或车室外的空气中的至少任一方并进行空调。

如上所述，根据本发明，能够提供一种具备能够紧凑地收纳于中央控制台内的空调单元的车辆用空调装置，因此适当地应用于车辆用空调装置或搭载了该车辆用空调装置的车辆的制造技术领域。