車輛用空調裝置的製作方法

2023-05-28 05:10:41 3

本發明涉及一種安裝在車輛中的車輛用空調裝置，用於通過將空氣(空氣的溫度由熱交換器來調節)吹到車輛車廂中來調節車輛車廂內部的溫度。

背景技術：

迄今為止，例如，如日本特開專利第2011-057129號公報中所公開的，安裝在車輛中的車輛用空調裝置經由風扇將內部空氣和外部空氣吸入內部形成有氣流通路的空調外殼中，並且在通過驅動空氣混合門以期望的混合比率在空調外殼內混合被蒸發器型冷卻裝置冷卻的冷卻後的空氣和被加熱器芯型加熱裝置加熱的加熱後的空氣混合之後，例如，使所混合的空氣從空調外殼中設置的多個開口穿過吹氣管道，並且被吹出到車輛車廂內部中，藉此執行溫度的調整。

憑藉上述蒸發器，當空氣穿過熱交換器(冷卻劑藉助熱交換器循環)時，空氣內含有的水分經過冷凝並且作為冷凝水附著於此。因此，在蒸發器與設置在蒸發器的下遊的加熱器芯之間，設置突出板，以便防止冷凝水移動到加熱器芯側。因為突出板從空調外殼的底壁垂直向上直立預定高度，所以防止通過朝向設置在蒸發器下遊的加熱器芯側吹送空氣等而引起冷凝水的移動。進一步地，突出板的上端還充當基座構件，上面安裝使熱空氣和冷空氣混合的空氣混合門。

技術實現要素：

然而，關於上述車輛用空調裝置的突出板，因為突出板垂直於從蒸發器流到加熱器芯的空氣的吹氣方向而直立，並且進一步延伸接近蒸發器的高度尺寸的一半，所以空氣流動時的氣流阻力不利地增大。

進一步地，因為突出板還兼供空氣混合門安置的基座構件，所以在空氣混合門為在一端上具有旋轉軸的懸臂板狀門的情況下，如果空氣混合門的尺寸減小，則需要使充當基座構件的突出板的上端高出這個量，因此更加增大氣流阻力。

本發明的總體目的是提供一種車輛用空調裝置，其能夠防止冷凝水從蒸發器移動到加熱器芯側，同時還通過減小氣流阻力來提高熱交換效率。

本發明的特徵在於如下車輛用空調裝置，其包括：空調外殼，該空調外殼內部包括流路，空氣流過該流路；蒸發器，該蒸發器設置在空調外殼的內部中並且被構造為冷卻空氣；以及加熱器芯，該加熱器芯被構造為加熱所述空氣，其中：

在所述空調外殼中，與所述蒸發器的熱交換器下端相比，所述加熱器芯的熱交換器下端在重力方向上更向上地設置，並且所述蒸發器和所述加熱器芯分別以傾斜方式設置，以便彼此大致平行；並且

設置有引導面，該引導面以線性方式連接所述蒸發器的熱交換器下端和所述加熱器芯的熱交換器下端。

根據本發明，在車輛用空調裝置的空調外殼內，蒸發器和加熱器芯以傾斜方式設置，並且彼此大致平行，與此同時，與蒸發器的熱交換器下端相比，加熱器芯的熱交換器下端在重力方向上更向上地設置，並且蒸發器的熱交換器下端和加熱器芯的熱交換器下端由引導面以線性方式連接。

因此，通過相對於蒸發器的下端在重力方向向上設置加熱器芯的熱交換器下端，可以可靠地防止附著到蒸發器的冷凝水移動到加熱器芯側，同時除此之外，可以使已經穿過蒸發器的熱交換器的空氣沿著引導面平穩地流到加熱器芯的熱交換器。因此，與根據常規技術的車輛用空調裝置(其中，突出壁與吹氣方向垂直地設置在蒸發器與加熱器芯之間)相比，可以明顯減小空氣的氣流阻力，並且可以提高加熱器芯的熱交換效率。

附圖說明

圖1是根據本發明的實施方式的車輛用空調裝置的整體截面圖。

圖2是圖1的車輛用空調裝置中的空氣混合風擋附近的放大截面圖。

圖3是示出了使圖2的空氣混合風擋朝向鼓風機側移動的狀態的放大截面圖。

具體實施方式

如圖1所示，車輛用空調裝置10包括：空調外殼12，其由各個氣流通路構成；鼓風機14，其設置在空調外殼12的內部中；蒸發器16，用於冷卻空氣；加熱器芯18，用於加熱空氣；以及風擋機構20，其操作為切換流過各個通路的空氣的流動。下文中，圖1中所示的車輛用空調裝置10的左側(沿箭頭A的方向)將稱為車輛的前側，並且右側(沿箭頭B的方向)將稱為車輛的後側。

空調外殼12由例如第一和第二分割外殼22、24和下外殼26構成，第一和第二分割外殼22、24大致對稱地成形，下外殼26附接到第一和第二分割外殼22、24的下部。第一和第二分割外殼22、24被設置為能夠沿垂直於車輛的縱向(圖1中箭頭A和B的方向)的寬度方向來分割。另一方面，下外殼26被設置為從第一分割外殼22跨越到第二分割外殼24。

進一步地，如圖1所示，排風送風口28和除霜送風口30朝向空調外殼12的上方(沿箭頭C1的方向)開口，空氣藉助排風送風口28被吹出到車輛乘員的臉部附近，除霜送風口30與排風送風口28相鄰並且空氣藉助除霜送風口30被吹出到車輛的前窗附近。排風送風口28朝向車輛的後側(沿箭頭B的方向)形成，而除霜送風口30在車輛的前側(沿箭頭A的方向)與前側相鄰形成。

另一方面，在空調外殼12的內部中，鼓風機14容納在位於上方(沿箭頭C1的方向)的位置處，並且在車輛的向後側(沿箭頭B的方向)。

鼓風機14例如沿空調外殼12的寬度方向大致居中地設置，以便跨坐在第一分割外殼與第二分割外殼24之間，並且由驅動源32(包括馬達等，通過供給電能而被旋轉驅動)和風扇34(其連接到驅動源32的驅動軸並且在其外周面上具有多個散熱片)構成。

另外，在空調外殼12中，螺旋形氣流通路36以圍繞鼓風機14的外周側的方式形成。當從第一分割外殼22側觀察時，氣流通路36從鼓風機14下方以順時針盤旋的方式形成，並且朝向車輛的前側(沿箭頭A的方向)延伸，同時其通路截面面積逐漸變大。

在氣流通路36下方(沿箭頭C2的方向)的位置處，第一通路38形成在下外殼26的內部中。第一通路38以逐漸傾斜的方式朝向車輛的前側(沿箭頭A的方向)向下延伸，並且形成在蒸發器16的上遊側。另外，在鼓風機14的驅動動作下，從外部吸入的空氣已經沿著氣流通路36以螺旋形盤旋之後，空氣流過形成在空調外殼12的下側(沿箭頭C2的方向)的第一通路38，並且供給給蒸發器16。

蒸發器16例如包括：一對第一和第二槽40、42，它們平行設置，並且向它們供給製冷劑以及從它們排出製冷劑；和第一熱交換器(熱交換器)44，其設置在第一槽40與第二槽42之間，並且含有多個管。多個管的相反兩端分別連接到第一槽40和第二槽42。

另外，蒸發器16通過以預定角度傾斜設置，使得其上端上的第一槽40放置在車輛的後側(沿箭頭B的方向)，並且其下端上的第二槽42放置在車輛的前側(沿箭頭A的方向)。與此同時，第一槽40設置在鼓風機14的下方(沿箭頭C2的方向)。

在蒸發器16中，製冷劑通過第一熱交換器44中的多個管從第一槽40循環到第二槽42，並且藉助於空氣通過設置在第一熱交換器44中的管之間的散熱片從第一通路38通過，在空氣與冷卻劑之間執行熱交換，並且冷空氣被供給給蒸發器16的下遊側(第二通路46側)。

此外，如圖1和圖2所示，第二通路46設置在空調外殼12中、位於蒸發器16的下遊側。構成風擋機構20的空氣混合風擋48設置在第二通路46中，並且在第二通路46的下遊側，加熱器芯18設置在車輛的前側(沿箭頭A的方向)。

另外，第二通路46與第三通路50連通，第三通路50在車輛的向後側(沿箭頭B的方向)延伸到排風送風口28，並且第二通路46與加熱器芯18或第三通路50之間的連通狀態由空氣混合風擋48切換。

進一步地，第二通路46的下側(沿箭頭C2的方向)的底面(引導面)46a以傾斜方式從蒸發器16側到加熱器芯18側向上形成，並且形成為平坦平面形狀。更具體地，第二通路46的底面46a形成為直線形，並且以預定角度傾斜，使得蒸發器16側的一個端部向下設置，並且加熱器芯18側的另一端部向上設置。換言之，第二通路46的底面46a大致垂直於蒸發器16的高度方向延伸。

底面46a的所述一個端部形成在與蒸發器16的第二槽42和第一熱交換器44(並且更具體地，第一熱交換器44的下端44a)之間的邊界大致相同的平面中。

另一方面，如圖1所示，第三通路50相對於鼓風機14形成在車輛的前側(沿箭頭A的方向)的位置處，並且朝向排氣送風口28向上(沿箭頭C1的方向)大致以直線延伸。

加熱器芯18例如，包括：一對第三和第四槽54、56，它們平行設置，並且向它們供給已加熱水並從它們排出已加熱水；和第二熱交換器(熱交換器)58，其設置在第三槽54與第四槽56之間，並且含有多個管。多個管的相反兩端分別連接到第三和第四槽54、56。

另外，加熱器芯18通過以預定角度傾斜設置，使得其上端上的第三槽54放置在車輛的後側(沿箭頭B的方向)上，並且其下端上的第四槽56放置在車輛的前側(沿箭頭A的方向)。加熱器芯18與蒸發器16大致平行地設置，第二通路46夾在加熱器芯18與蒸發器16之間。

在加熱器芯18中，熱水通過第二熱交換器58中的多個管從第三槽54循環到第四槽56，並且藉助於空氣通過設置在管之間的散熱片從第二通路46通過，在空氣與熱水之間執行熱交換，並且加熱空氣被供給給形成在加熱器芯18的下遊側的第四通路52。更具體地，在加熱器芯18中，通過空氣穿過第二熱交換器58執行熱交換。

另外，加熱器芯18的第四槽56被形成為使得其與第二熱交換器58(下端58a)的邊界位於與第二通路46的底面46a大致相同的平面中，並且與底面46a的另一端部相鄰。換言之，加熱器芯18中第二熱交換器58的下端58a和第二通路46的底面46a大致形成在相同平面中。

更具體地，第二通路46的底面46a分別相對於蒸發器16和加熱器芯18大致垂直地形成，蒸發器16和加熱器芯18這兩者傾斜。換言之，底面46a與蒸發器16和加熱器芯18這兩者的之間形成的角度分別是大致90°。

進一步地，如圖1所示，上述蒸發器16和加熱器芯18的傾斜角度θ被設置為相對於虛擬水平面S處於大約15°至55°的範圍內。傾斜角度θ例如，被預先設置為一角度，使得加熱器芯18總是相對於蒸發器16沿重力的方向(沿箭頭C1的方向)保持向上，甚至在車輛(其中安裝了包括蒸發器16和加熱器芯18的車輛用空調裝置10)在陡坡處等傾斜的情況下，加熱器芯18的下端(第二熱交換器58的下端58a)與蒸發器16的下端(第一熱交換器44的下端44a)相比在沿重力方向上也不會更靠下側。

而且，第二通路46的底面46a可以形成為平坦平面形狀，以便以線性或直線方式連接蒸發器16中的第一熱交換器44的下端44a和加熱器芯18中的第二熱交換器58的下端58a。進一步地，例如，底面46a可以與空調外殼12一體形成，或者可以形成為相對於空調外殼12的分離構件。

風擋機構20包括：空氣混合風擋48，其設置在蒸發器16與加熱器芯18之間；第一切換風擋60，其用於切換排風送風口28與除霜送風口30的吹氣狀態；以及第二切換風擋62，其設置在第三通路50與第四通路52之間，用於切換除霜送風口30與腳部送風口的吹氣狀態。

空氣混合風擋48例如形成為曲板狀形，並且沿著空調外殼12的寬度方向設置。空氣混合風擋48的兩側部沿著引導裝置(未示出)可滑動地移位，引導裝置設置在空調外殼12的內壁面上。另外，齒條傳動裝置64沿著空氣混合風擋48的滑動方向設置在空氣混合風擋48的內壁面上，並且與被樞轉地支撐在空調外殼12中的軸66的小齒輪66接合(嚙合)。

進一步地，各個密封構件68a、68b沿著空氣混合風擋48的移動方向設置在相反兩個端部上。

通過使軸66在未例示的致動器的驅動動作下旋轉，空氣混合風擋48沿著引導裝置在大致水平方向上可滑動地移位，並且在第二通路46的內部中，空氣混合風擋48能夠從面向加熱器芯18(參見圖2)的位置移動到面向第三通路50的位置(參見圖3)。另外，通過空氣混合風擋48的移動，調節已經被蒸發器16冷卻的空氣(冷空氣)與已經由加熱器芯18加熱的空氣(熱空氣)之間的混合比率，因此朝向下遊側吹送混合空氣。

進一步地，空氣混合風擋48在移動到面向加熱器芯18的位置時，由設置在其端部上的密封構件68a密封，其與第二通路46的底面46a抵接(接觸)，而當移動到面向第三通路50的位置時，由密封構件68b密封，其與空調外殼12的內壁面抵接。

第一切換風擋60在排風送風口28與除霜送風口30之間被樞軸支撐，並且在未例示的致動器的驅動動作下繞軸旋轉預定角度，藉此切換第三通路50與排風送風口28和除霜送風口30中的一個之間的連通狀態。

第二切換風擋62形成有扇形截面，其軸分別相對於第一和第二分割外殼22、24被支撐。通過在未例示的致動器的驅動作用下繞軸旋轉預定角度，切換第四通路52與第三通路50和腳部送風口(未例示)中的一個之間的連通狀態。

基本上如上所述來構造根據本實施方式的車輛用空調裝置10。接著，將給出關於車輛用空調裝置10的操作和優點的說明。

首先，將給出關於執行冷卻操作，以便降低車輛車廂的室內溫度的描述。通過未例示的乘員在車輛車廂內操作操作杆並且選擇冷卻操作，響應於操作杆的操作，驅動未例示的致動器，因此，空氣混合風擋48在引導裝置的引導作用下朝向車輛的前側(沿箭頭A的方向)滑動預定距離。因此，如圖1所示，引起這一狀態：第二通路46和第三通路50被放置成與空調外殼12的內部連通，並且阻斷(切斷)第二通路46與加熱器芯18之間的連通。

進一步地，同時，通過基於來自未例示的控制器的控制信號驅動鼓風機14，空氣穿過未例示的導入口並且被吸收到空調外殼12的內部中，並且在沿著氣流通路36以盤旋方式向下流動之後，空氣穿過蒸發器16，並且在其上執行熱交換，藉此空氣被冷卻到預定溫度。

另外，在冷空氣從第二通路46向上流到第三通路50之後，冷空氣通過穿過排風送風口28被供給給車輛車廂，排風送風口28在第一切換風擋60的切換作用下開口。

接著，將給出關於以下情況的描述：選擇加熱操作，以便使車輛車廂的室內溫度上升，並且暖空氣被吹出到車輛車廂內。

首先，通過操作未例示的操作杆來選擇加熱操作，空氣混合風擋48朝向車輛的後側(沿箭頭B的方向)滑動預定距離，並且通過密封構件68b抵靠空調外殼12的內壁面，引起第二通路46與第三通路50之間的連通被阻斷的狀態。

另外，在從鼓風機14所吹送的空氣通過穿過蒸發器16的第一熱交換器44而被冷卻之後，冷空氣通過第二通路46流到加熱器芯18側。此時，因為第二通路46的底面46a被設置為平坦平面形狀，以便連接蒸發器16中的第一熱交換器44的下端44a和加熱器芯18中的第二熱交換器58的下端58a，所以第二通路46中的空氣可以平穩地流到下遊側的加熱器芯18側。

進一步地，在蒸發器16中，出現這樣的情況：空氣內含有的水分在穿過第一熱交換器44時變冷，並且作為冷凝水附著於此。在冷凝水在重力作用下沿著第一熱交換器44移動到第二槽42側之後，冷凝水向下落在空調外殼12內。此時，因為加熱器芯18相對於蒸發器16在重力方向上向上(沿箭頭C1的方向)設置，所以防止冷凝水移動到加熱器芯18側。

另外，流過第二通路46的空氣通過穿過加熱器芯18的第二熱交換器58被加熱到預定溫度，並且在通過穿過第四通路52向上流動之後，空氣從未例示的腳部送風口等被吹出到車輛車廂的內部中。

以上述方式，根據本實施方式，在構成車輛用空調裝置10的空調外殼12內，蒸發器16和加熱器芯18以傾斜方式設置，並且彼此大致平行，並且與此同時，加熱器芯18中的第二熱交換器58的下端58a相對於蒸發器16中的第一熱交換器44的下端44a在重力方向上向上(沿箭頭C1的方向)設置。進一步地，連接蒸發器16和加熱器芯18的第二通路46的底面46a形成為線性形狀，以便連接蒸發器16中的第一熱交換器44的下端44a和加熱器芯18中的第二熱交換器58的下端58a。

因此，通過相對於蒸發器16在重力方向上向上(沿箭頭C1的方向)設置加熱器芯18，可以防止附著到蒸發器16的冷凝水移動到加熱器芯18側。進一步地，在空氣混合風擋48朝向第三通路50側移動的狀態下(參見圖3)，可以使已經穿過蒸發器16的第一熱交換器44的空氣沿著第二通路46的底面46a平穩地流到加熱器芯18的第二熱交換器58側。

因此，與根據常規技術的、突出壁與吹氣方向垂直地設置在蒸發器16與加熱器芯18之間的車輛用空調裝置相比，可以明顯減小空氣的氣流阻力，同時允許空氣相對於第二熱交換器58均勻地通過，藉此可以提高加熱器芯18的熱交換效率。

進一步地，通過使設置在蒸發器16與加熱器芯18之間的空氣混合風擋48成為滑動類型的風擋，甚至在確保面向第二通路46的加熱器芯18的開口大的情況下，與採用板狀風擋的常規車輛用空調裝置不同，可以適當設置空氣混合風擋48移動的量，藉此基座構件可以用於第二通路46的底面46a。因此，與根據常規技術的車輛用空調裝置(其中，氣流阻力通過將基座構件放置在高位置而增大)相比，氣流阻力不增大，並且空氣可以平穩地流動。

而且，通過使用滑動類型的空氣混合風擋48，因為不需要確保旋轉空間(旋轉空間在使板狀風擋繞其旋轉軸旋轉時需要)，可以使蒸發器16與加熱器芯18之間的距離更小。因此，可以在空調外殼12中保留空間，並且車輛用空調裝置10可以減小尺寸。

進一步地，空氣混合風擋48的密封構件68a被設置為朝向第二通路46的底面46a側突出。根據該特徵，當使空氣混合風擋48滑動，以便阻斷第二通路46的連通時，可以可靠地使密封構件68a與底面46a抵接，同時另外地，因為密封構件68a抵接的第二通路46側無需突出，所以引起有利條件：流過第二通路46的空氣的氣流阻力不增加。

進一步地，通過相對於虛擬水平面S在大約15°至55°的範圍內以傾斜方式設置蒸發器16和加熱器芯18，例如，加熱器芯18總是相對於蒸發器16在重力的方向上保持向上(沿箭頭C1的方向)，甚至在車輛(安裝了包括蒸發器16和加熱器芯18的車輛用空調裝置10)在陡坡等處傾斜的情況下，蒸發器16和加熱器芯18也不會變得大致平行。因此，甚至在車輛在陡坡等處傾斜的情況下，也防止附著到蒸發器16的冷凝水移動到加熱器芯18側。

根據本發明的車輛用空調裝置不限於上述實施方式，並且當然可以內部採用各種附加或修改結構，而不從本發明的基本範圍偏離。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改)一種車輛用空調裝置，該車輛用空調裝置包括：空調外殼(12)，該空調外殼的內部包括供空氣流過的流路；蒸發器(16)，該蒸發器設置在所述空調外殼(12)的內部中並且被構造為冷卻所述空氣；以及加熱器芯(18)，該加熱器芯被構造為加熱所述空氣，其特徵在於：

所述蒸發器(16)包括：第一槽(40)，該第一槽設置在所述蒸發器的上端；第二槽(42)，該第二槽設置在所述蒸發器的下端；以及第一熱交換器(44)，該第一熱交換器設置在所述第一槽(40)與所述第二槽(42)之間；

所述加熱器芯(18)包括：第三槽(54)，該第三槽設置在所述加熱器芯的上端；第四槽(56)，該第四槽設置在所述加熱器芯的下端；以及第二熱交換器(58)，該第二熱交換器設置在所述第三槽(54)與所述第四槽(56)之間；

在所述空調外殼(12)中，所述加熱器芯(18)的所述第二熱交換器(58)的下端(58a)被設置為在重力方向上比所述蒸發器(16)的所述第一熱交換器(44)的下端(44a)靠上，並且所述蒸發器(16)和所述加熱器芯(18)以彼此大致平行的方式分別傾斜地設置；並且

設置有一引導面(46a)，所述引導面以直線方式連接所述蒸發器(16)的所述第一熱交換器(44)的下端(44a)和所述加熱器芯(18)的所述第二熱交換器(58)的下端(58a)。

2.根據權利要求1所述的車輛用空調裝置，其特徵在於，在所述蒸發器(16)與所述加熱器芯(18)之間設置有滑動風擋(48)，並且所述滑動風擋(48)能夠通過滑動地移位來阻斷所述蒸發器(16)與所述加熱器芯(18)之間的連通。

3.根據權利要求2所述的車輛用空調裝置，其特徵在於，當所述蒸發器(16)與所述加熱器芯(18)之間的連通被阻斷時，所述滑動風擋(48)的密封構件(68a)抵接所述引導面(46a)。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的車輛用空調裝置，其特徵在於，在所述車輛用空調裝置(10)被安裝在車輛中的狀態下，所述蒸發器(16)和所述加熱器芯(18)被設置為相對於水平面(S)在15°至55°的範圍內傾斜。