车辆用空调装置

摘要

在构成车辆用空调装置(10)的空调外壳(12)中，脚部出风口(32a、32b)分别开口到两个侧壁(22a、24a)上，它们大致正交于供空气穿过的加热器芯(18)的通风面(18a)。板状吹气引导装置(40)被设置为面向脚部出风口(32a、32b)。吹气引导装置(40)沿着空调外壳(12)的宽度方向大致平行地延伸，并且朝向车辆前侧上的空调外壳(12)的第一内壁面(36)以预定高度突出。已经穿过加热器芯(18)的暖空气碰撞吹气引导装置(40)，从而被向宽度方向外侧引导，并且被导入到脚部出风口(32a、32b)。

权利要求

1.一种车辆用空调装置，该车辆用空调装置包括：空调外壳(12)，该空调外壳(12)的内部包括供空气流过的流路(48、50、54、56)；鼓风机(14)，该鼓风机(14)设置在所述空调外壳(12)的内部并且被构造为将所述空气吹到车辆车厢中；以及热交换器(18)，该热交换器(18)设置在所述空调外壳(12)的内部并且被构造为对所述空气执行热交换，其中：在所述空调外壳(12)中，在外壳侧面上包括开口(32a、32b)，所述外壳侧面相对于设置在所述流路(56)中的所述热交换器(18)的通风面(18a)垂直；以及引导构件(40)，该引导构件(40)被设置并被构造为面向所述开口(32a、32b)，所述引导构件(40)从所述空调外壳(12)的内壁面(36)直立，且沿相对于所述开口(32a、32b)的开口面大致垂直的方向延伸，以使已经穿过所述热交换器(18)的吹送空气转向并且将所述吹送空气向所述开口(32a、32b)那一侧引导。

2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其中，所述引导构件(40)设置在所述开口(32a、32b)附近。

3.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其中，所述引导构件(40)在所述流路(56)中设置在宽度方向的整个区域上。

4.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其中，所述空调外壳(12)以能够利用分割面分割的方式形成，所述分割面在所述流路(56)中设置在沿宽度方向的大致中心处；并且所述引导构件(40)是相对于所述开口(32a、32b)的开口面和所述空调外壳(12)的所述分割面大致垂直地延伸以便妨碍已经穿过所述热交换器(18)的吹送空气的板状构件。

5.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其中，所述鼓风机(14)在车辆横向方向上设置在与所述热交换器(18)相同的位置处，并且与所述热交换器(18)相比更靠车辆的后方，并且所述开口(32a、32b)是朝向所述车辆车厢内的乘员的脚部引导所述吹送空气的热开口。

6.根据权利要求5所述的车辆用空调装置，其中，在所述车辆用空调装置安装在车辆中的状态下，所述热交换器(18)以从所述车辆的后方朝向前方向下倾斜的方式设置，并且所述热开口设置在所述热交换器(18)的上方，并且来自所述鼓风机(14)的吹送空气从所述热交换器(18)的下表面向上表面流过所述热交换器(18)。

7.根据权利要求6所述的车辆用空调装置，其中，所述热交换器(18)的下侧端部接触位于所述空调外壳(12)的前侧的内壁面(36)，并且所述热开口设置在所述内壁面(36)附近。

8.根据权利要求7所述的车辆用空调装置，其中，所述热交换器(18)是用于加热的热交换器，在用于加热的所述热交换器的上游侧设置有用于冷却的热交换器(16)，并且用于冷却的所述热交换器(16)以倾斜方式与用于加热的所述热交换器平行地设置。

说明书

车辆用空调装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种安装在车辆中的车辆用空调装置，用于通过将空气(空气的温度由热交换器来调节)吹到车辆车厢中来调节车辆车厢内部的温度。

背景技术

[0002] 迄今为止，例如，日本特开专利第2008-296685号公报中公开了一种安装在车辆中的车辆用空调装置，其经由风扇让内部和外部空气进入到在内部中形成有气流通路的空调外壳中，并且在驱动空气混合门且将由蒸发器型的冷却装置冷却的冷空气与由加热器芯型的加热装置加热的加热后的空气在空调外壳内以期望的混合比例进行混合之后，例如，使所混合的空气从设置在空调外壳中的多个开口穿过吹气管道，并且吹到车辆车厢内部中，借此在车辆车厢的内部中执行温度和湿度的调节。

发明内容

[0003] 与上述车辆用空调装置相同，由于对车辆用空调装置安装在车辆中时的布局等的限制，发生这样的情况：用于将空气吹到车辆车厢中的开口设置在空调外壳的侧面上，该侧面与流过气流通路的空气的流动方向平行。然而，因为开口的开口面与气流方向平行，所以这种空气难以从开口向外流动到外部，同时附加地，存在于开口附近的停滞空气撞击与流动方向垂直的空调外壳的内壁面，借此产生了回旋逆流，这导致了气流阻力的增大。

[0004] 本发明的总体目的是提供一种车辆用空调装置，其能够借助开口将空气从空调外壳顺畅地引导到外部，加之能够通过减小气流阻力来增大空气流量。

[0005] 本发明的特征在于一种车辆用空调装置，包括：空调外壳，该空调外壳的内部包括供空气流过的流路；鼓风机，该鼓风机设置在空调外壳的内部中并且被构造为使所述空气流到车辆车厢中；以及热交换器，该热交换器设置在所述空调外壳的内部中并且被构造为对所述空气执行热交换，其中：

[0006] 在所述空调外壳中，在外壳侧面上包括开口，该外壳侧面相对于设置在所述流路中的所述热交换器的通风面垂直；以及

[0007] 引导构件，该引导构件被设置并被构造为面向所述开口，以使已经穿过所述热交换器的吹送空气转向并且将所述吹送空气引导到所述开口侧。

[0008] 根据本发明，在空调外壳中，所述开口设置在沿宽度方向的侧面上，该侧面相对于所述热交换器的通风面大致垂直，并且进一步地，所述引导构件以与所述开口成面对的关系而设置，借此已经流过所述热交换器的所述空气流被转向并且被引导到所述开口侧。

[0009] 因此，通过引导构件使空气的流动方向(空气已经经过由热交换器进行的热交换)可靠地转向到所述开口侧，空气可以顺畅地被吹出到外部，同时另外，在开口附近撞击引导构件的空气的回旋流被抑制。因此，防止了在开口附近产生空气的逆流，并且通过减小空气被吹出到车辆车厢的内部中时的气流阻力，可以增加空气流量(吹送的空气量)。

附图说明

[0010] 图1是根据本发明的实施方式的车辆用空调装置的整体截面图。

[0011] 图2是图1中所示的车辆用空调装置的部分省略的前视图。

[0012] 图3是示出了图1的脚部出风口的附近的放大截面图。

[0013] 图4是示出了图1的车辆用空调装置中的脚部出风口附近的放大立体图。

具体实施方式

[0014] 如图1所示，车辆用空调装置10包括：空调外壳12，其由各个通路构成；鼓风机14，其设置在空调外壳12的内部中；蒸发器(用于冷却的热交换器)16，用于冷却空气；加热器芯18(热交换器、用于加热的热交换器)，用于加热空气；以及风挡机构20，其操作，以切换流过各个通路的空气流。在以下描述中，图1中所示的车辆用空调装置10的右侧(沿箭头A的方向)将称为车辆的前侧，而左侧(沿箭头B的方向)将称为车辆的后侧。

[0015] 如图1和图2所示，空调外壳12由例如第一和第二分割外壳22、24和下外壳26构成，第一和第二分割外壳22、24大致对称成形；下外壳26附接到第一和第二分割外壳22、24的下部。第一和第二分割外壳22、24被设置，同时能够沿宽度方向(沿图2中箭头C的方向)分割，宽度方向垂直于车辆的纵向(沿图1中箭头A、B的方向)，分割面12a(参见图2)形成它们之间的边界。另一方面，下外壳26被设置为从第一分割外壳22跨越到第二分割外壳24。

[0016] 进一步地，如图1所示，排风送风口28和除霜送风口30朝向空调外壳12的上方(沿箭头D1的方向)开口，空气借助排风送风口28被吹出到车辆乘员的脸部附近，除霜送风口30与排风送风口28相邻并且空气借助除霜送风口30被吹出到车辆的前窗附近。排风送风口28朝向车辆的后侧(沿箭头B的方向)形成，而除霜送风口30在车辆的前侧(沿箭头A的方向)与排风送风口28相邻地形成。

[0017] 而且，如图2所示，一对脚部出风口(开口、热开口)32a、32b分别沿着空调外壳12的宽度方向(箭头C的方向)在第一和第二分割外壳22、24的侧壁22a、24a上开口。如图1至图4所示，脚部出风口32a、32b例如设置在空调外壳12中、在相对于鼓风机14位于车辆的前侧(沿箭头A的方向)的位置处，并且沿垂直方向形成为长形矩形。

[0018] 另外，管道34(参见图2)从第一和第二分割外壳22、24的外侧连接到脚部出风口32a、32b，并且穿过管道34的空气被从脚部出风口32a、32b朝向车辆车厢内部的乘员的脚部附近吹出。

[0019] 进一步地，如图3所示，在脚部出风口32a、32b的附近，形成第一内壁面36，其沿垂直方向在车辆的前侧(沿箭头A的方向)的位置处延伸，并且在其上方(沿箭头D1的方向)，形成大致水平的第二内壁面38，其沿车辆纵向(箭头A和B的方向)延伸。更具体地，如图3所示，脚部出风口32a、32b以与由第一和第二内壁面36、38围绕的角部成面对的关系而开口。

[0020] 具有板状形状的吹气引导装置(引导构件)40以与脚部送风口32a、32b成面对的关系而设置。吹气引导装置40是具有恒定或固定厚度的板状形状，并且设置在第一和第二分割外壳22、24的第一内壁面36上，内壁面36在车辆的前侧沿垂直方向延伸。

[0021] 如图3所示，吹气引导装置40例如，相对于第一内壁面36朝向车辆的后侧(沿箭头B的方向)大致水平地以预定高度突出，并且沿着空调外壳12的宽度方向(箭头C的方向)大致水平地延伸。

[0022] 另外，吹气引导装置40形成为直线形，吹气引导装置40的一端位于第一分割外壳22的脚部出风口32a附近，并且另一端位于第二分割外壳24的脚部出风口32b附近。

[0023] 进一步地，吹气引导装置40沿着脚部出风口32a、32b的垂直方向设置在大致中心部中，并且吹气引导装置40突出的高度被设置为沿脚部出风口32a、32b的宽度方向居中地定位。换句话说，吹气引导装置40的远端被形成为在脚部出风口32a、32b的开口面积中大体居中地定位。

[0024] 另一方面，在空调外壳12的内部中，鼓风机14容纳在位于上方(沿箭头D1的方向)的位置处，并且在车辆的向后侧(沿箭头B的方向)。

[0025] 鼓风机14例如沿空调外壳12的宽度方向大致居中地设置，以便跨坐在第一分割外壳与第二分割外壳24之间，并且由驱动源42和风扇44构成，驱动源42包括通过供给电能而被旋转地驱动的马达等；风扇44连接到驱动源42的驱动轴并且在其外周面上具有多个散热片。

[0026] 另外，在空调外壳12中，螺旋形气流通路46以围绕鼓风机14的外周侧的方式形成。当从第一分割外壳22侧观察时，气流通路46从鼓风机14下方以逆时针盘旋的方式形成，并且朝向车辆的前侧(沿箭头A的方向)延伸，同时其通路截面面积逐渐变大。

[0027] 在气流通路46下方(沿箭头D2的方向)的位置处，第一通路48形成在下外壳26的内部中。第一通路48以逐渐倾斜的方式朝向车辆的前侧(沿箭头A的方向)向下(沿箭头D2的方向)延伸，并且形成在蒸发器16的上游侧。另外，在鼓风机14的驱动作用下，在从外部吸入的空气已经沿着气流通路46以螺旋形盘旋之后，空气流过第一通路48(其形成在空调外壳12的下侧(沿箭头D2的方向)上)，并且被供给给蒸发器16。

[0028] 蒸发器16例如通过相对于空调外壳12的高度方向以预定角度倾斜而设置，使得其上端放置在车辆的后侧(沿箭头B的方向)，并且其下端放置在车辆的前侧(沿箭头A的方向)。加之，蒸发器16的上端设置在鼓风机14的下方。另外，在蒸发器16中，制冷剂借助多个未例示的管而循环，并且通过使空气从第一通路48流过设置在管之间的散热片，在空气与制冷剂之间执行热交换，并且冷空气被供给给蒸发器16的下游侧。

[0029] 第二通路50设置在空调外壳12中、位于蒸发器16的下游侧。构成风挡机构20的空气混合风挡52设置在第二通路50中，并且在第二通路50的下游侧，加热器芯18设置在车辆的前侧(沿箭头A的方向)。另外，第二通路50与第三通路54连通，第三通路54在车辆的向后侧(沿箭头B的方向)延伸到排风送风口28，并且第二通路50与加热器芯18或第三通路54之间的连通状态由空气混合风挡52切换。

[0030] 第三通路54相对于鼓风机14形成在车辆的前侧(沿箭头A的方向)的位置处，并且朝向排风送风口28向上(沿箭头D1的方向)大致以直线延伸。

[0031] 加热器芯18设置在空调外壳12中、位于车辆的前侧(沿箭头A的方向)，并且以与蒸发器16相同的方式，其上端朝向车辆的后侧(沿箭头B的方向)以预定角度倾斜，而其下端朝向车辆的前侧(沿箭头A的方向)倾斜。进一步地，加热器芯18与蒸发器16大致平行地设置(在它们之间夹有第二通路50)，并且用于使空气通过的通风面18a设置为与第二通路50延伸所沿的方向垂直。换句话说，加热器芯18的通风面18a与空调外壳12中的第一和第二分割外壳22、24的侧壁22a、24a大致垂直设置。

[0032] 另外，在加热器芯18中，加热后的水借助多个未例示的管循环，并且通过空气从第二通路50流过设置在管之间的散热片，在空气与加热后的水之间执行热交换，借此加热后的空气被供给给形成在加热器芯18的下游侧的第四通路56。

[0033] 风挡机构20包括：空气混合风挡52，其设置在蒸发器16与加热器芯18之间；第一切换风挡58，其用于切换排风送风口8与除霜送风口30之间的吹气状态；以及第二切换风挡60，其设置在第三通路54与第四通路56之间，用于切换除霜送风口30与脚部出风口32a、32b的吹气状态。

[0034] 空气混合风挡52形成为例如曲板状形，并且沿着空调外壳12的宽度方向设置。空气混合风挡52的两侧部被沿着引导装置(未示出)引导，它们设置在空调外壳12的内壁面上。另外，齿条传动装置62沿着空气混合风挡52的滑动方向设置在空气混合风挡52的内壁面上，并且与以枢转的方式被支撑在空调外壳12中的轴64的小齿轮66接合(啮合)。

[0035] 通过使轴64在未例示的致动器的驱动作用下旋转，空气混合风挡52能够沿着引导装置在大致水平的方向上滑动，并且在第二通路50的内部中，空气混合风挡52能够从面向加热器芯18的位置(参见图1)移动到面向第三通路54的位置。另外，通过移动空气混合风挡52，调节已经被蒸发器16冷却的空气(冷空气)与已经由加热器芯18加热的空气(加热后的空气)之间的混合比，因此混合后的空气被朝向下游侧吹出。

[0036] 第一切换风挡58在排风送风口28与除霜送风口30之间被枢转地支撑，并且在未例示的致动器的驱动作用下绕轴以预定角旋转，借此第三通路54与排风送风口28和除霜送风口30中的一个之间的连通状态被切换。

[0037] 第二切换风挡60例如形成有扇形截面，并且其轴构件被分别枢转地支撑在第一和第二分割外壳22、24上。另外，第二切换风挡60在未例示的致动器的驱动作用下绕轴构件以预定角度旋转，借此脚部出风口32a、32b与第四通路56和第三通路54中的一个之间的连通状态被切换。

[0038] 根据本实施方式的车辆用空调装置10基本上如上所述来构造。接着，将说明车辆用空调装置10的操作和优点。

[0039] 首先，将描述执行冷却操作以便降低车辆车厢的室温的情况。通过未例示的乘员在车辆车厢内对操作杆进行操作并选择冷却操作，响应于操作杆的操作，驱动未例示的致动器，因此空气混合风挡52在引导装置的引导作用下朝向车辆的前侧(沿箭头A的方向)滑动预定距离。因此，如图1所示，引起这样的状态：第二通路50和第三通路54被设置为与空调外壳12的内部连通。

[0040] 进一步地，同时，通过基于来自未例示的控制器的控制信号驱动鼓风机14，空气穿过未例示的导入口并且被吸入到空调外壳12的内部中，并且在沿着气流通路46以盘旋的方式向下流动之后，空气穿过蒸发器16，并且对其执行热交换，借此空气被冷却到预定温度。

[0041] 另外，在冷却后的空气从第二通路50向上流到第三通路54之后，冷却后的空气通过穿过排风送风口28被供给到车辆车厢中，排风送风口28在第一切换风挡58的切换作用下被打开。

[0042] 接着，将描述以下情况：选择加热操作，以便使车辆车厢的室温上升，并且暖空气在车辆车厢内的乘员的脚部附近吹出。

[0043] 首先，通过操作未例示的操作杆来选择加热操作，空气混合风挡52朝向车辆的向后侧(沿箭头B的方向)滑动预定距离，并且引起这样的状态：第二通路50与第三通路54之间的连通被切断。另外，通过从鼓风机14吹出并且穿过蒸发器16而被冷却的冷却后的空气从第二通路50流过并且穿过加热器芯18，因此，空气被加热到预定温度，并且向上流动，同时穿过第四通路56，此后，加热后的空气从脚部出风口32a、32b穿过管道34，并且被供给给车辆车厢内的乘员的脚部附近。

[0044] 此时，在流过第四通路56的空气已经穿过空调外壳12的加热器芯18之后，空气垂直向上流动，并且因为其流动方向与脚部出风口32a、32b的开口方向大致垂直，所以如图3所示，空气的一部分撞击第二内壁面38，而未成功地流到脚部出风口32a、32b，借此顺时针指向的回旋涡流在脚部出风口32a、32b附近出现。当经历回旋涡流的这部分空气沿着第一内壁面36流动时，空气的进一步盘旋通过抵靠(接触)吹气引导装置40而被限制，并且通过沿着吹气引导装置40流动，空气被分别引导到脚部出风口32a、32b侧，它们沿宽度方向设置在两侧。

[0045] 更具体地，在暖空气(其已经穿过加热器芯18并且在第四通路56中上升)与吹气引导装置40相比，更多地流到车辆的后侧(沿箭头B的方向)的情况下，暖空气通过紧靠设置在脚部出风口32a、32b上方的第二内壁面38而沿顺时针方向盘旋，并且流向第一内壁面36侧，其相对于脚部出风口32a、32b位于车辆的前侧(沿箭头A的方向)。另外，暖空气相对于吹气引导装置40从上方进行抵接，吹气引导装置40设置在第一内壁面36上并且朝向脚部出风口32a、32b侧突出，借此暖空气沿着吹气引导装置40的延伸方向(沿宽度方向)被迫引导到脚部出风口32a、32b侧。

[0046] 另一方面，已经从吹气引导装置40下方向上上升的暖空气相对于吹气引导装置40从下方抵接，借此暖空气沿着吹气引导装置40的延伸方向(沿宽度方向)被迫引导到脚部出风口32a、32b侧。

[0047] 以上述方式，根据本实施方式，在鼓风机14在空调外壳12中沿宽度方向大致设置在中心的全中心型车辆用空调装置10中，在空调外壳12的宽度方向上的侧壁22a、24a(与加热器芯18的通风面18a大致垂直)上包括脚部出风口32a、32b，借助它们空气在车辆车厢内的乘员的脚部附近吹出，并且吹气引导装置40以与脚部出风口32a、32b成面对的关系而设置，并且使已经穿过加热器芯18的空气转向，并且将空气引导到脚部出风口32a、32b侧。

[0048] 由于该特征，通过已经由加热器芯18加热的暖空气撞击吹气引导装置40，其吹气方向可以被转向到脚部出风口32a、32b侧，并且被顺利地引导到管道34，同时另外，可以抑制暖空气在脚部出风口32a、32b附近以回旋涡流流动。因此，防止空气在脚部出风口32a、32b附近产生逆流，并且通过减小暖空气被吹出到车辆车厢的内部中时的气流阻力，可以增加空气流量(吹送的空气量)。

[0049] 因此，用于驱动鼓风机14的驱动负荷不会增大，并且可以提高车辆用空调装置10的吹气效率。

[0050] 进一步地，吹气引导装置40沿宽度方向(箭头C的方向)设置在整个区域上，以便从构成空调外壳12的第一分割外壳22的脚部出风口32a延伸到第二分割外壳24的脚部出风口32b。因此，可以防止在脚部出风口32a、32b附近流动的暖空气沿宽度方向在整个区域上产生回旋涡流，并且防止沿宽度方向在整个区域上产生逆流，借此可以可靠地减小由这种逆流造成的气流阻力。

[0051] 进一步地，吹气引导装置40形成为板状形状，其相对于第一和第二分割外壳22、24的分割面12a和脚部出风口32a、32b的开口面大致垂直延伸，并且从第一内壁面36突出，以便妨碍已经穿过加热器芯18的吹送暖空气。因此，在吹气引导装置40满足了将暖空气引导到脚部出风口32a、32b侧的引导功能的同时，吹气引导装置40可以在形成(即，模制)第一和第二分割外壳22、24时一体形成，由此使其制造容易。

[0052] 进一步地，在鼓风机14与蒸发器16和加热器芯18沿车辆横向设置在相同位置并且设置在车辆向后侧(沿箭头B的方向)的完全中心型车辆用空调装置10中，通过将吹气引导装置40与脚部出风口32a、32b以面对的关系设置，当暖空气从脚部出风口32a、32b(它们沿着空调外壳12的宽度方向在侧面22a、24a上开口)吹出时是更优选的。

[0053] 进一步地，在车辆用空调装置10安装在车辆中的状态下，加热器芯18从车辆的后方朝向前方，以向下(沿箭头D2的方向)倾斜的方式设置，加之脚部出风口32a、32b设置在加热器芯18的上方(沿箭头D1的方向)，并且来自鼓风机14的吹送空气从其下表面到上表面流过加热器芯18，借此可以使来自鼓风机14的吹送空气顺畅地穿过加热器芯18并且流到脚部出风口32a、32b附近。

[0054] 而且，倾斜的加热器芯18的下侧端部接触位于空调外壳12的前侧(沿箭头A的方向)的第一内壁面36，加之脚部出风口32a、32b设置在第一内壁面36附近。由此，已经穿过加热器芯18的吹送空气可以沿着第一内壁面36被引导到脚部出风口32a、32b。因此，已经由加热器芯18加热的吹送空气可以穿过脚部出风口32a、32b，并且更优选地被朝向乘员的脚部引导。

[0055] 进一步地，通过将蒸发器16设置在加热器芯18的上游侧，并且将蒸发器16以倾斜方式与加热器芯18平行地设置，来自鼓风机14的吹送空气可以顺畅地穿过蒸发器16和加热器芯18并且被引导到脚部出风口32a、32b。

[0056] 根据本发明的车辆用空调装置不限于上述实施方式，并且当然其中可以采用各种附加或修改结构，而不偏离于本发明的基本精神。