车辆用空调装置的制作方法

关联申请的相互参照

本申请基于2015年3月30日提出申请的日本专利申请2015-068918号，其公开内容通过参照而引用于本申请。

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：

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(sportutilityvehicle/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，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。在该空调装置中，通过后部空调用风扇而将通过加热器芯前的冷风向后排座椅引导，由此能够高效地对后排座椅进行制冷。另外，例如专利文献2公开了一种蒸发器呈大致垂直状地配置的空调单元，专利文献2公开了一种通过设法对向车辆用冷温藏库的通路形成开口的位置进行改良，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，根据本发明的发明者的研究，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，则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。然而，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。

为了防止制冷性能下降，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。然而，凝结露水不仅从蒸发器的下端部的正下方滴下，另外也从上端部滴下，因此若简单地将蒸发器倾斜配置，则有可能无法对来自其上端部的凝结露水进行排水。

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有能够在不使蒸发器的冷却性能下降的情况下，也能够对从蒸发器的任意部位滴下的凝结露水可靠地进行排水的空调单元。

本发明的车辆用空调装置具备鼓风机、冷却用热交换器及空调单元。鼓风机对空气进行吹送。冷却用热交换器在车辆的前后方向上位于鼓风机的后方。空调单元以沿前后方向延伸的方式配置于中央控制台内。冷却用热交换器以冷却用热交换器的上端部向前上方倾斜的方式设置。空调单元具有吹出口、前方通风路及排水部。吹出口将从鼓风机送风的空气向后上方吹出至冷却用热交换器。前方通风路将空气从吹出口引导至冷却用热交换器。排水部设于冷却用热交换器的下方。前方通风路具有朝向排水部而向后下方倾斜的前方下表面部。前方下表面部的前端相对于冷却用热交换器的前端位于前后方向上的前方。

根据本发明，冷却用热交换器的上端部向前上方倾斜地设置，在高度方向存在限制的中央控制台内，能够配置更大型而冷却能力更高的冷却用热交换器。另外，具有从鼓风机向后上方吹出空气到冷却用热交换器的吹出口，因此从该吹出口吹出的空气的主流的流动方向指向冷却用热交换器的垂直方向，能够削减冷却用热交换器中的通风阻力。此外，前方通风路具有朝向排水部而向后下方倾斜的前方下表面部，因此能够使空气在冷却用热交换器整体中流动。另外，前方下表面部的前端相对于冷却用热交换器的前端而位于前后方向上的前方，因此在冷却用热交换器倾斜地配置的情况下，也能够通过该前方下表面部而对从冷却用热交换器的上端部滴下的凝结露水可靠地进行排水。

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是设有本发明的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是表示图1所示的空调单元的一部分的前后方向的纵剖视图。

图4是图1所示的空调单元的右侧视图。

图5是图1所示的空调单元的俯视图。

图6是图1所示的空调单元的仰视图。

图7是图1所示的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，以隔开左右前排座椅中的驾驶座与副驾座(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(图中箭头r)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的车辆的宽度方向的中央部向上侧呈凸状地设有中央通道3。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)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、瓶子等的沿车辆的宽度方向(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，在位于小物件收纳盒7的后方的中央控制台1的背面的上方安装有后部空调开关8。通过后排座椅乘员操作后部空调开关8，从而后述的后排座椅用的空调单元即后部空调单元10被操作。在空调开关8的下方设有将来自后部空调单元10的空气(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和空调管道11、12。后部空调单元10以沿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。空调管道11、12将来自后部空调单元10的空气向后方引导。

后部空调单元10具备构成其一部分的单元主体20。单元主体20具备一体地构成的送风部20a、空调部20b及排出部20c。送风部20a将从车室内取入的空气向下游吹送。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在其下方由设于中央通道3上的底座部13支承，经由底座部13而固定于车身地板面2上。在底座部13的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具备鼓风机21和旋转驱动鼓风机21的鼓风机电动机22。鼓风机21和鼓风机电动机22配置于后部空调单元10中的位于前方的送风部20a。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具备离心式风扇21a和涡旋壳体21b。离心式风扇21a具有沿着圆周方向排列的多个翅片，并绕着沿宽度方向延伸的旋转轴旋转，由此通过多个翅片的旋转而沿着半径方向推出空气。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位于涡旋壳体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位于旋转轴的后下方，向后上方吹出空气。换言之，吹出口21d位于鼓风机21的后下方。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。鼓风机电动机22具备与离心式风扇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，并与离心式风扇21a的旋转轴连结，以将其旋转转矩向离心式风扇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(膨胀阀块)23和蒸发器(冷却用热交换器)24。膨胀阀23向送风部20a的后方的空调部20b呈雾状地喷射液态制冷剂。蒸发器24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。

蒸发器24的上端部24a向前上方倾斜。即，蒸发器24以上端部24a靠近空气流动方向的上游侧(箭头f所示的前方)、下端部24b靠近空气流动方向的下游侧(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分别设有上方侧罐及下方侧罐。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上连接有制冷剂供给管25和制冷剂排出管26。制冷剂供给管25将在压缩机(未图示)中被压缩为高温高压而排出的液态制冷剂向膨胀阀23供给。制冷剂排出管26排出膨胀阀23内的制冷剂。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(制冷剂配管)23a、23b而与膨胀阀23连接。换言之，连结管23a、23b设于前方通风路27，并与蒸发器24及膨胀阀23这两者连接。

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。返回到压缩机的气体制冷剂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(空气流动方向的上游侧)，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具有前方下表面部27a(后下方倾斜下表面部)，该前方下表面部27a朝向设于蒸发器24的后端部的下方的排水管(排水部)28而向后下方倾斜。前方下表面部27a构成为前方下表面部27a的前端位于蒸发器24的前方。由此，附着于蒸发器24的翅片并最终滴下的水滴沿着该前方下表面部27a而从排水管28可靠地向车室外排出。另外，前方下表面部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。

此外，膨胀阀23设于前方通风路27，并与蒸发器24连接。前方下表面部27a的前端27d相对于膨胀阀23的前表面的下端部23c位于前方。由此，附着于膨胀阀23并最终滴下的水滴沿着该前方下表面部27a而从排水管28可靠地向车室外排出。

相同地，连结管23a、23b、制冷剂供给管25及制冷剂排出管26设于前方通风路27，配置为从膨胀阀23向侧方或车辆后方延伸。由此，附着于连结管23a、23b、制冷剂供给管25及制冷剂排出管26并最终滴下的水滴沿着该前方下表面部27a而从排水管28可靠地向车室外排出。

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前方上表面部27c(倾斜上表面部)。前方上表面部27c指向设于蒸发器24的上端部24a的罐(上方侧罐部)的下端。换言之，前方上表面部27c朝向设于蒸发器24的上端部24a的上方侧罐部的下端部延伸。

后部空调单元10在蒸发器24的后方具有后方通风路29，该后方通风路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后方下表面部29b(后上方倾斜下表面部)。后方下表面部29b的上端相对于吹出口21d的下表面部的延长面l位于下方。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通过使在加热器芯30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，从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。供水管31将由发动机(未图示)加热而成为热水的发动机冷却水供给至加热器芯30。排水管32将用于空气的加热的发动机冷却水从加热器芯30向散热器侧排出。

后部空调单元10在加热器芯30的上方形成有绕过加热器芯30而将空气向下游侧引导的旁通通路33。

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是能够绕沿宽度方向延伸的轴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最大。另外，在空气混合门34朝向大致水平的角度c时，在图3中由虚线所示的空气混合门34的转动轨迹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的下方侧的罐的上端。

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被操作而设定的温度来控制空气混合门34的转动的角度。

后部空调单元10在形成于空调部20b的下游的排出部20c具备上方排出口36、下方排出口37及模式门38。上方排出口36将空调风向后排座椅的上方排出。下方排出口37将空调风向后排座椅的下方排出。模式门38对从上方排出口36排出的空调风与从下方排出口37排出的空调风的流量比率进行变更。

模式门38是能够绕宽度方向的轴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(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(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，由于倾斜地配置蒸发器24，因此即使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的前方下表面部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，蒸发器24的上端部24a向前上方倾斜地设置，因此在高度方向存在限制的中央控制台1内能够配置更大型且冷却能力更高的蒸发器24。另外，根据本实施方式，具有从鼓风机21到蒸发器24而向后上方吹出空气的吹出口21d。其结果是，从该吹出口21d吹出的空气的主流的流动方向指向蒸发器24的垂直方向，能够削减蒸发器24中的通风阻力。此外，前方通风路27具有朝向排水管28而向后下方倾斜的前方下表面部27a。前方下表面部27a的前端相对于蒸发器24的前端位于车辆前方。其结果是，能够使空气在蒸发器24整体中流动，并且在蒸发器24倾斜地配置的情况下，也能够通过前方下表面部27a而可靠地对从蒸发器24的上端部24a滴下的凝结露水进行排水。

另外，根据本实施方式，排水管28设于蒸发器24的下端部24b的下方。其结果是，能够将后部空调单元10紧凑地沿前后方向配置于中央控制台1内。换言之，能够缩小中央控制台1内的后部空调单元10的前后方向上的搭载空间。

另外，根据本实施方式，吹出口21d形成于鼓风机21的后下方。其结果是，能够相对于蒸发器24向垂直方向进行送风，能够确保蒸发器24的空调性能。

另外，根据本实施方式，前方下表面部27a经由山脊线而与倾斜地设于后上方的吹出口21d的下表面部连续。其结果是，从吹出口21d吹出的空气的主流容易指向与该下表面部平行的方向，能够减少前方通风路27的前方下表面部27a的附近的空气的卷入。因此，能够减少前方通风路27中的通风阻力。

另外，根据本实施方式，后方通风路29具有向后上方倾斜的后方下表面部29b，其上端位于吹出口21d的下表面部的延长面l的下方。其结果是，能够减少在蒸发器24中通过的空气的通风阻力，能够确保蒸发器24的空调性能。

另外，根据本实施方式，前方通风路27具有向后上方倾斜的前方上表面部27c，前方上表面部27c朝向设于蒸发器24的上方侧罐部的下端部延伸。其结果是，由前方通风路27引导的空气能够在蒸发器24整体中通过，能够确保蒸发器24的空调性能。

另外，根据本实施方式，膨胀阀23设于前方通风路27，前方下表面部27a的前端27d相对于膨胀阀23的前表面下端部23c位于车辆前方。其结果是，附着于膨胀阀23并最终滴下的水滴能够沿着该前方下表面部27a而从排水管28可靠地向车室外排出。

另外，根据本实施方式，连结管23a、23b、制冷剂供给管25及制冷剂排出管26设于前方通风路27，这些管(制冷剂配管)23a、23b、25、26配置为从膨胀阀23向侧方或车辆后方延伸。其结果是，附着于这些管23a、23b、25、26并最终滴下的水滴能够沿着该前方下表面部27a而从排水管28可靠地向车室外排出。

(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，但也可以搭载于例如建筑机械用车辆、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，能够提供一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置具备能够在不降低蒸发器的冷却性能的情况下，可靠地对从蒸发器滴下的凝结露水进行排水的空调单元。本发明能够适当地应用于车辆用空调装置或搭载该车辆用空调装置的车辆的制造技术领域。