专利名称：车用空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车用空调器，该车用空调器具有冷却单元、加热单元以及空气混合门，而且该车用空调器能通过所述冷却单元和加热单元调节车辆车厢中的温度。
背景技术：
安装在车辆上的车用空调器通过按期望的混合比使由蒸发器冷却的空气和由加热器芯(heater core)加热的空气相互混合，然后将混合空气从除霜器出口、面部出口或脚部出口传送到车厢中，从而对车厢中的温度和湿度进行调节。为了使乘客在车厢中感到舒适，有必要将冷却空气和加热空气混合成尽可能适宜的空气。
本申请人已提出了一种车用空调器，该车用空调器具有这样的机构，该机构用于使冷却空气和加热空气适当地相互混合并将混合空气供应到车厢中(参见日本专利特开2005-35375号公报)。在该车用空调器中，用于将导入壳体中的空气分开的空气混合门具有多个沿空气流动方向延伸的引导件，而且所述引导件对冷却空气和加热空气的流动方向进行控制。将由所述引导件控制的冷却空气和加热空气适当地相互混合，并且将混合空气选择性地通过除霜器出口、面部出口或脚部出口而供应到车厢中。
发明内容
本发明的总体目的在于提供一种车用空调器，该车用空调器能减小同时从多个出口传送到车厢中的空气流之间的温度差别，从而使乘客在车厢中感到更加舒适。
本发明的以上和其它目的、特征和优点将从以下结合附图的描述中更加显而易见，在附图中以示例性示例的方式示出了本发明的优选实施例。
图1为根据本发明实施例的车用空调器的垂直剖视图；图2为图1所示的车用空调器的空气混合门附近区域的放大的垂直剖视图；图3为图1所示的车用空调器的空气混合门的立体图；图4为图1所示的车用空调器的垂直剖视图，示出了设置成较大开度大小的空气混合门；图5为图4所示的车用空调器的空气混合门附近区域的放大的垂直剖视图；以及图6为表示在空气混合门开度大小与传送至车厢中的混合空气温度之间关系的特性曲线的图。
具体实施例方式
图1表示根据本发明实施例的车用空调器10的垂直剖视图。
如图1所示，车用空调器10具有壳体12，在该壳体中限定了各种空气通道；蒸发器(冷却单元)14，其布置在壳体12中用于冷却空气；加热器芯(加热单元)16，其布置在壳体12中用于加热空气；空气混合门18，其用于以预定的混合比使温度已被调节的冷却空气和加热空气相互混合从而生成混合空气；以及第一排放出口门20和第二排放出口门22，所述排放出口门用于选择混合空气的出口。
壳体12在其中限定有入口通道24、以及第一通道(冷却空气通道)26和第二通道(加热空气通道)28，所述入口通道布置在蒸发器14的上游，从未示出的鼓风扇向其供应空气，所述第一和第二通道布置在蒸发器14的下游并被空气混合门18彼此分开。第一通道26包括第一开口30，该开口的开度大小可通过空气混合门18加以调节。第二通道28包括第二开口32，该开口的开度大小可通过空气混合门18加以调节。加热器芯16布置在第二通道28的下游。壳体12在其中限定有第三通道(加热空气通道)34，该通道布置在加热器芯16的下游并弯曲成与第一开口30流体连通。
在壳体12中在第三通道34和第一开口30彼此连接的大致中心区域中限定有混合器(mixer)36，用于将来自蒸发器14的冷却空气和来自加热器芯16的加热空气相互混合。面部通道42设置成与混合器36、面部排放出口38以及除霜器排放出口40流体连通。脚部通道44布置在混合器36与脚部排放出口(未示出)之间，从而在混合器36与脚部排放出口之间提供流体连通。
第一排放出口门20以与混合器36相面对的关系布置，用于选择性地改变混合器36与面部通道42和/或脚部通道44之间的流体连通。
第二排放出口门22布置在面部排放出口38与保持成和除霜器排放出口40流体连通的除霜器通道46之间，用于选择性地改变与面部排放出口38和除霜器排放出口40的流体连通。
如图2和图3所示，空气混合门18可以绕安装在壳体12中的轴48进行角运动。空气混合门18具有从面对第一通道26的第一表面18a突出的引导结构50。该引导结构50包括多个布置在第一开口30附近的第一壁52，多个布置在蒸发器14附近的第二壁54(见图3)，多个交替地将第一壁52和第二壁54相互连接的第三壁56，一对分别布置在空气混合门18的相对端部上并与第三壁56平行的第四壁57，以及一对布置在由第一壁52、第三壁56和第四壁57环绕的区域中的引导壁58。这样，引导结构50具有由第一壁52、第二壁54、第三壁56和第四壁57形成的迷宫式结构。
第一壁52用于改变从第一通道26朝向混合器36被引导的冷却空气的方向。第二壁54用于改变从第三通道34朝向混合器36被引导的加热空气的方向。
第三壁56沿基本垂直于空气混合门18的纵向(图3中箭头A所示)的方向延伸，并定位成以间距隔开地大致彼此平行。第三壁56为这样的形状，即，第三壁56从第一表面18a突出的距离从该第三壁连接至第一壁52和第二壁54的端部向着其中心区域逐渐减小。换言之，每个第三壁56都具有中心限定在其远离第一表面18a的远端边沿中的大致V形凹口。
第四壁57与各个相邻的第三壁56间隔开一距离，并以这样的角度倾斜，即，第四壁57从第一表面18a突出的距离沿远离轴48的方向逐渐变小。
具体地，如图3所示，引导结构50具有例如沿空气混合门18的纵向(箭头A所示)以间距隔开的五个第一壁52、布置在第一壁52之间的四个第二壁54、将第一壁52的端部和第二壁54的端部相互连接的八个第三壁56、以及一对第四壁57。
所述一对引导壁58布置在空气混合门18的沿所述纵向(箭头A所示)的相对端部处，并在由第一壁52、第三壁56以及第四壁57环绕的区域中。
引导壁58布置成大致平行于第一壁52，并将以彼此面对的关系布置的第三壁56和第四壁57相互连接。引导壁58布置在沿第三壁56和第四壁57的纵向的大致中央处。
在空气混合门18的布置有引导结构50的第一表面18a上安装有呈片材形式的第一密封件60，该第一密封件与引导结构50成环绕关系。类似地，在空气混合门18的面向第二通道28的第二表面18b上安装有呈片材形式的第二密封件62。第一密封件60和第二密封件62由诸如氨基甲酸乙酯等的弹性材料制成，并具有彼此大致相等的厚度。第一密封件60和第二密封件62以与空气混合门18成夹设(sandwiching)的关系分别安装在第一表面18a和第二表面18b上(见图2)。当空气混合门18转动成抵靠第一开口30的边沿时，第一开口30被第一密封件60关闭，从而阻止混合器36与第一通道26之间的流体连通。当空气混合门18抵靠第二开口32的边沿时，第二开口32被第二密封件62关闭。
第一密封件60具有孔64，该孔大致限定在第一密封件内的中央，并具有大致细长的矩形形状，该形状与引导结构50的形状互补。在将引导结构50插入穿过孔64之后，将第一密封件60以与引导结构50成环绕关系安装到第一表面18a上。如图2所示，第一密封件60的厚度H1比引导壁58距离空气混合门18的第一表面18a的高度H2大(H1＞H2)。具体地，引导壁58从第一表面18a突出的距离小于安装在第一表面18a上的第一密封件60的厚度H1，从而引导壁58不会从第一密封件60的表面向外突出。
第二密封件62安装在空气混合门18的第二表面18b的整个表面上。
根据本发明实施例的车用空调器10基本上如上所述构成，以下将描述车用空调器10的操作和优点。
在开始操作车用空调器10时，使鼓风扇(未示出)转动以从入口通道24将空气导入壳体12中。所导入的空气在其通过蒸发器14时被冷却，并作为冷却空气供应至第一通道26和/或第二通道28。
如果空气混合门18如图1和图2所示成角度地定位，则供应至第一通道26的冷却空气通过空气混合门18上的引导结构50被导入混合器36中。供应至第二通道28的冷却空气在该冷却空气经过加热器芯16时被加热器芯16加热，并通过第三通道34将加热空气导入混合器36中。
以下将参考图1、图2、图4和图5来描述引导结构50在空气混合门18角移位时混合冷却空气和加热空气的动作。假设空气混合门18相对于第二开口32的平面角运动了角度θ。
首先，如图2所示，在空气混合门18从第二开口32向着第一开口30角运动了较小角度θ时，从第一通道26导入引导结构50的冷却空气被第三壁56和第四壁57分为沿冷却空气的流动方向的层流。在空气混合门18的相对端部上的引导壁58迫使在第三壁56和第四壁57之间流动的冷却空气相对于第一表面18a以一定的角度向上倾斜流动。然后第一壁52迫使沿引导结构50流动的冷却空气朝向混合器36进一步向上流动。
因此，在引导结构50的引导壁58和第一壁52的作用下，冷却空气的流动方向连续地逐步向上改变，然后被导入混合器36中。
流动通过第三通道34的加热空气在混合器36中与已经流动通过引导结构50的冷却空气混合。然后将混合空气从面部排放出口38、除霜器排放出口40或脚部排放出口(未示出)(根据车用空调器10的设置对它们进行选择)传送到车厢内。因此，在空气混合门18角运动的角度θ相对较小时，通过第一开口30供应至混合器36的冷却空气被空气混合门18上的引导壁58引导至混合器36的在脚部通道44附近的区域。
接下来，假设如图4和图5所示，空气混合门18从第二开口32向着第一开口30角运动的角度θ比在空气混合门18如图1和图2所示角运动时的角度大。
从第一通道26供应到空气混合门18的冷却空气沿空气混合门18上的靠近第一开口30的第一密封件60的表面流动，并被导入引导结构50，在该引导结构处冷却空气被第三壁56分为层流。此时，冷却空气沿第一密封件60的表面流入引导结构50。因此，冷却空气不受高度(突出距离)小于第一密封件60的厚度的引导壁58的影响，而是平稳地向着第一壁52流动。换言之，冷却空气不易于进入引导结构50的比第一密封件60低的部分，并且不会被比第一密封件60低的引导壁58阻挡。
然后冷却空气在离第三通道34较近的第一壁52的作用下使其流动方向向着混合器36的在脚部通道44附近的区域变化。因此，在空气混合门18的开度大小较大时，冷却空气的流动方向被第一壁52改变一次，从而使冷却空气流入混合器36。
流动通过第三通道34的加热空气在混合器36中与已经流动通过引导结构50的冷却空气混合。然后将混合空气从面部排放出口38、除霜器排放出口40或脚部排放出口(未示出)(根据车用空调器10的设置对它们进行选择)传送到车厢内。
因此，在空气混合门18角运动的角度θ较大时，供应至混合器36的冷却空气不受引导壁58的影响，但来自第一通道26的冷却空气通过脚部通道44而被引导至脚部排放出口，这如同空气混合门没有引导壁的传统车用空调器一样。
最后，在空气混合门18角运动至与第一开口30和第二开口32等角度间隔的中间位置时，从第一通道26导入引导结构50中的冷却空气被第三壁56分为层流。之后，冷却空气在第一通道26附近的第二壁54的作用下使其流动方向向着混合器36改变。
因为第三壁56将第一壁52和第二壁54交替地相互连接，所以冷却空气和加热空气不会直接传送到面部通道42或脚部通道44。因此，冷却空气和加热空气被混合为适当状态。因为第三壁56的中央部分从空气混合门18突出的距离小于其导入冷却空气和加热空气处的相对端部突出的距离，从而冷却空气和加热空气在引导结构50的中央区域中很好地相互混合。
例如，如图1和图4所示，如果车用空调器10设置为加热器除霜器模式(heater defroster mode)，在该模式，第二排放出口门22关闭面部排放出口38，第一排放出口门20允许混合器36和除霜器通道46彼此连通，并允许混合器36和脚部通道44彼此连通，则混合器36产生的混合空气通过除霜器通道46从除霜器排放出口40传送到车厢内，并还通过脚部通道44从脚部排放出口传送到车厢内。
如果车用空调器10设置为其中第二排放出口门22打开面部排放出口38的面部模式(face mode)或双水平模式(bi-level mode)，则混合器36产生的混合空气通过面部通道42从面部排放出口38传送到车厢中，并且还通过脚部通道44从脚部排放出口传送到车厢中。
图6示出的特性曲线表示在双水平模式中(其中，混合空气从面部排放出口38和脚部排放出口被传送到车厢内)，从面部排放出口38和脚部排放出口传送的混合空气的温度与空气混合门18的开度大小之间的关系。空气混合门18在其关闭第二开口32时视为完全关闭(开度大小0％)，而在其关闭第一开口30时视为完全打开(开度大小100％)。换言之，空气混合门18角运动的角度θ与空气混合门18的开度大小成比例。
在图6中，虚线曲线B1、B2分别表示这样的特性值，这些特性值代表在空气混合门没有引导壁的传统车用空调器中，从面部排放出口38排放的混合空气的温度以及从脚部排放出口排放的混合空气的温度。实线曲线C1、C2分别表示这样的特性值，这些特性值代表在根据本实施例的车用空调器10(其在空气混合门18上具有包括引导壁58的引导结构50)中，从面部排放出口38排放的混合空气的温度以及从脚部排放出口排放的混合空气的温度。具体地，B1、C1表示代表从面部排放出口38排放的混合空气的温度的特性曲线，而B2、C2代表从脚部排放出口排放的混合空气的温度的特性曲线。
从图6所示的特性曲线中可以看到，对于根据本实施例的车用空调器10(其在空气混合门18上第一通道26附近具有包括引导壁58的引导结构50)，从脚部排放出口排放的混合空气的温度相对于传统车用空调器低。
如果空气混合门18的开度大小较大，则从脚部排放出口排放的混合空气的温度与在传统车用空调器中从脚部排放出口排放的混合空气的温度基本上相同。
根据本实施例，如上所述，供应有冷却空气的引导结构50布置在空气混合门18(其布置在冷却空气流动通过的第一通道26附近)的第一表面18a上。引导结构50包括布置在第一开口30附近的第一壁52，布置在蒸发器14附近的第二壁54，将第一壁52和第二壁54相互连接的第三壁56，一对分别布置在空气混合门18的相对端部上的第四壁57，以及一对由第一壁52、第三壁56和第四壁57环绕的引导壁58。
在空气混合门18相对于第二开口32角运动了较小角度θ时，冷却空气的流动方向在引导结构50的引导壁58和第一壁52的作用下逐步向着混合器36改变。因为冷却空气的流动方向逐渐改变，所以冷却空气被传送到混合器36中的期望位置从而与从第三通道34导入的加热空气混合。
因为冷却空气可以比没有引导壁的传统车用空调器更好地在混合器36中从面部通道42引导至脚部通道44，所以防止了流动通过面部通道42的混合空气的温度降低，但流动通过脚部通道44的混合空气的温度适当下降。结果，在空气混合门18上的引导结构50的作用下冷却空气和加热空气彼此适当地混合。从面部排放出口38或除霜器排放出口40传送的混合空气的温度与从脚部排放出口传送的混合空气的温度之间的差别减小，从而适当地对车厢进行空气调节，而不会使车厢中的乘客感到不舒适。
在空气混合门18相对于第二开口32角运动了较大角度θ时，因为引导壁58的高度小于第一密封件60的厚度H1，所以沿空气混合门18流动的冷却空气的流动方向不会被引导壁58改变，而是以与传统车用空调器中相同的方式在混合器36中向脚部通道44引导冷却空气。因此，流动通过脚部通道44的混合空气的温度相对于流动通过面部通道42的混合空气的温度下降。从面部排放出口38或除霜器排放出口40传送的混合空气的温度与从脚部排放出口(未示出)传送的混合空气的温度之间的差别减小，从而适当地对车厢进行空气调节，而不会使车厢中的乘客感到不舒适。
通过根据本发明实施例的车用空调器10，在空气混合门18上布置有面向第一通道26并包括引导壁58的引导结构50。然而，包括引导壁58的引导结构50不限于安装在空气混合门18上，而是可安装在第一排放出口门20或第二排放出口门22上，以按需要控制流动通过面部通道42、脚部通道44或除霜器通道46的混合空气的流动方向。
引导壁58不限于布置在空气混合门18沿其纵向的相对端部上，而是可布置在由第一壁52和第三壁56环绕的与蒸发器14成面对关系的相应区域中。
尽管已经示出并详细描述了本发明的特定优选实施例，但应理解在不偏离所附权利要求的范围内可对本发明作出各种改变和修改。
权利要求
1.一种车用空调器(10)，该车用空调器包括冷却单元(14)，该冷却单元用于将空气冷却并供应冷却空气；加热单元(16)，该加热单元用于将空气加热并供应加热空气；空气混合门(18)，该空气混合门用于在混合器(36)中以给定的混合比将所述冷却空气和所述加热空气相互混合；多个出口端口，所述出口端口用于通过排放出口门选择性地将由所述空气混合门(18)产生的混合空气排放到车辆内的相应预定区域；冷却空气通道(26)，该冷却空气通道用于将所述冷却空气从所述冷却单元(14)引导至所述混合器(36)；加热空气通道(28、34)，该加热空气通道用于将通过用所述加热单元(16)加热来自所述冷却单元(14)的所述冷却空气而产生的加热空气引导至所述混合器(36)；密封件(60、62)，所述密封件分别安装在所述空气混合门(18)的表面(18a，18b)上，所述表面分别面向所述冷却空气通道(26)和所述加热空气通道(28、34)，所述空气混合门布置在所述冷却空气通道(26)和所述加热空气通道(28、34)之间，在所述空气混合门(18)打开和关闭时，所述密封件(60、62)可运动从而关闭所述冷却空气通道(26)和所述加热空气通道(28、34)以阻断它们之间的流体连通；引导结构(50)，该引导结构布置在用于混合所述冷却空气和所述加热空气的所述空气混合门(18)的、面向所述混合器(36)的表面(18a)上，所述引导结构(50)具有第一壁(52)，该第一壁用于改变从所述冷却空气通道(26)供应的所述冷却空气的流动方向；和第二壁(54)，该第二壁用于改变从所述加热空气通道(28、34)供应的所述加热空气的流动方向；以及引导壁(58)，该引导壁布置在所述第一壁(52)和所述第二壁(54)之间，并从所述空气混合门(18)的面向所述混合器(36)的所述表面(18a)突出一距离，该距离比所述第一壁(52)和所述第二壁(54)的高度小，而且比布置在所述空气混合门(18)的面向所述混合器(36)的所述表面(18a)上的所述密封件(60)的厚度小。
2.根据权利要求1所述的车用空调器，其特征在于，所述引导结构(50)所具有的所述第一壁(52)和所述第二壁(54)沿所述空气混合门(18)的纵向彼此交替布置。
3.根据权利要求1所述的车用空调器，其特征在于，所述第一壁(52)布置在所述空气混合门(18)上并在所述加热空气通道(28、34)的附近，所述第二壁(54)布置在所述空气混合门(18)上并在所述冷却空气通道(26)的附近。
4.根据权利要求3所述的车用空调器，其特征在于，所述第一壁(52)、所述第二壁(54)以及所述引导壁(58)大致相互平行地延伸。
5.根据权利要求4所述的车用空调器，其特征在于，所述引导结构(50)包括将所述第一壁(52)和所述第二壁(54)相互连接的第三壁(56)。
6.根据权利要求5所述的车用空调器，其特征在于，所述引导结构(50)包括迷宫式结构，在该迷宫式结构中，所述第一壁(52)和所述第二壁(54)被所述第三壁(56)沿所述空气混合门(18)的纵向以交错的方式相互连接。
7.根据权利要求6所述的车用空调器，其特征在于，所述第三壁(56)从面向所述混合器(36)的所述表面(18a)突出的距离沿远离所述第一壁(52)和所述第二壁(54)的方向逐渐变小。
全文摘要
本发明提供了一种车用空调器。通过壳体(12)中的第一通道(26)从蒸发器(14)导入的冷却空气被布置在空气混合门(18)上的引导结构(50)分为层流。冷却空气的流动方向在引导结构(50)的引导壁(58)的作用下向上改变，并在引导结构(50)的第一壁(52)的作用下进一步向上改变，之后，冷却空气被导入混合器(36)。通过第三通道(34)从加热器芯(16)导入的加热空气在所述混合器(36)中与所述冷却空气混合。混合空气从面部排放出口(38)、除霜器排放出口(40)或脚部排放出口被传送到车厢内。
文档编号B60H1/32GK1935545SQ20061015426
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月20日
发明者樽川雄一 申请人:株式会社京浜