CN112135742B - 车辆用空调装置 - Google Patents

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Abstract

主要是当在发动机室内配置有鼓风机的情况下，能容易地进行鼓风机的维护。涉及一种至少鼓风机(7)配置于发动机室(2)内的车辆用空调装置。鼓风机(7)具有能够使风扇(11)旋转的马达(12)。马达(12)的旋转轴(13)以相对于铅垂方向(14)具有比0度大且小于90度的倾斜角度(15)的方式倾斜配置。马达(12)相对于鼓风机(7)的拆装方向(16)处于上方侧。

Description

车辆用空调装置
技术领域
本案涉及一种车辆用空调装置。
背景技术
在汽车等车辆中设置有空调装置(车辆用空调装置)。通常，该空调装置的整个主体设置于车厢内，但是例如出于使车厢内更宽等目的，研究了：将空调装置的主体的一部分设置于发动机室内而缩小设置于车厢内的部分(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-128328号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述专利文献1所记载的车辆用空调装置中，将鼓风机配置于发动机室内，但发动机室内针对鼓风机的布局的自由度较低。另外，鼓风机与发动机室内的其他部件之间的间隙变窄，因此，难以从发动机室侧进行鼓风机的维护，因此，必须从车厢内侧进行鼓风机的维护。
并且，在从车厢内侧进行鼓风机的维护的情况下，首先，从车身拆卸仪表板，接着，必须在拆卸了空调装置的设置到车厢内的部分之后，才能够接近鼓风机。因而，存在如下等问题：维护时的附带作业变多，维护所需的作业时间变长，作业负担变大。
因此，本案主要以解决上述的问题点为目的。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本案是一种车辆用空调装置，其特征在于，
至少鼓风机配置于发动机室内，
所述鼓风机具有能够使风扇旋转的马达，
该马达的旋转轴以相对于铅垂方向具有比0度大且小于90度的倾斜角度的方式倾斜配置，
所述马达相对于所述鼓风机的拆装方向处于上方侧。
发明的效果
根据本案，利用上述结构，当在发动机室内配置有鼓风机的情况下，能够容易地进行鼓风机的维护等。
附图说明
图1是表示本实施方式的车辆用空调装置相对于车身的搭载状态的分解立体图。
图2A是表示将图1的车辆用空调装置搭载到车身后的状态的装配图(整体立体图)。
图2B是图2A的整体俯视图。
图2C是图2A的整体侧视图。
图3A是表示利用罩和开闭部完全覆盖了图2的车辆用空调装置的状态的整体立体图。
图3B是图3A的整体俯视图。
图3C是图3A的纵剖视图。
图4A是内外部空气切换装置和鼓风机的纵剖视图(倾斜角度：30度)。
图4B是内外部空气切换装置和鼓风机的纵剖视图(倾斜角度：20度)。
图4C是内外部空气切换装置和鼓风机的纵剖视图(倾斜角度：40度)。
图4D是表示鼓风机的吸入阻力与倾斜角度之间的关系的图表。
图5A是将鼓风机设为纵置(倾斜角度：90度)的、相对于图4A的比较例的纵剖视图。
图5B是将鼓风机设为横置(倾斜角度：0度)的、相对于图4A的比较例。
图5C是将鼓风机设为与本实施方式上下相反的斜置的、相对于图4A的比较例。
图6A是表示鼓风机与空调装置主体之间的连接状态的立体图。
图6B是图6A的俯视图。
图6C是图6A的侧视图。
图6D是图6A的主视图。
图7A是相对于图6A的比较例的俯视图。
图7B是图7A的侧视图。
图7C是图7A的主视图。
具体实施方式
以下，使用附图而详细地说明本实施方式。
图1～图7C用于说明该实施方式。
实施例1
＜结构＞以下，对该实施例的结构进行说明。
图1(～图3C)是表示汽车等车辆1的前部构造的立体图。此外，对于方向，设为车辆前后方向X、车宽方向Y、上下方向Z。
在车辆1的前部设置有发动机室2，在发动机室2的后侧设置有车厢3，发动机室2和车厢3由被称为前围板等的分隔壁4分隔开。
设置于车辆1的空调装置5(车辆用空调装置)具备内外部空气切换装置6、鼓风机7以及空调装置主体8。
此外，在一般的构造的情况下，内外部空气切换装置6、鼓风机7以及空调装置主体8以一体化后的状态全部设置于车厢3内的前部(或者，比分隔壁4靠后侧的位置)，而且，被仪表板从上方覆盖，从而隐藏成乘员看不见。
相对于此，在该实施例中，设为具备以下这样的结构。
(1)至少将鼓风机7配置于发动机室2内。
如图4A所示，鼓风机7具有可使风扇11旋转的马达12。
将马达12的旋转轴13以相对于铅垂方向14具有比0度大且小于90度的倾斜角度15的方式倾斜地配置。
马达12将相对于鼓风机7的拆装方向16设为上方侧。
在此，发动机室2是用于收容设置发动机等动力总成及其辅机等的空间，该发动机室2设置于车身的前部。此外，在电动汽车等情况下，在发动机室2设置有行驶用马达、蓄电池等。也能够在发动机室2内设置空调装置5的除了鼓风机7以外的部分。在该实施例中，将空调装置主体8分成前侧部分8a和后侧部分8b，并将前侧部分8a配置于发动机室2内。另外，将内外部空气切换装置6和空调装置主体8的后侧部分8b配置于车厢3内。
空调装置5是用于调整车厢3内的温度的装置。
鼓风机7是用于向空调装置5的内部引进空调用空气21的装置。鼓风机7呈大致圆筒状。
风扇11是用于利用旋转而在空调装置5的内外产生空调用空气21的流动的构件。风扇11与马达12的旋转轴13连接。
马达12是用于使风扇11旋转的旋转驱动装置。
旋转轴13是马达12的一部分，是利用电磁力进行旋转的轴部件。
铅垂方向14是在将车身设为水平状态时成为上下方向Z的方向。
倾斜角度15是旋转轴13的以铅垂方向14为基准的倾斜的角度。例如，若将倾斜角度15相对于铅垂方向14设为90度，则如图5A所示，鼓风机7(鼓风机7A)成为纵置(或纵向)。另外，若将倾斜角度15相对于铅垂方向14设为0度，则如图5B所示，鼓风机7(鼓风机7B)成为横置(或横向)。在该实施例中，如图4A所示，旋转轴13向车辆1的前方侧倾斜。此外，旋转轴13向车辆1的前方侧的倾斜无需设为准确的前倾状态，可以设为左右稍微倾斜了的前倾状态。
拆装方向16是马达12相对于鼓风机7的安装方向和拆卸方向，在该实施例中，马达12安装于鼓风机7的壳体22的上侧，从而拆装方向16成为上下方向Z的上方、大致沿着旋转轴13的轴线方向的斜上方。
相对于此，如图5C所示，若将马达12安装于鼓风机7的壳体22的下侧，则拆装方向16成为上下方向Z的下方、大致沿着旋转轴13的轴线方向的斜下方。
此时，鼓风机7的壳体22设为包围风扇11的形状(例如圆筒形状)，其上表面成为马达12的安装面23。在该安装面23形成有用于插入配置风扇11、马达12的一部分等的开口部(马达安装开口)。从马达12朝向开口部的周缘部突出设置有安装片，使用螺栓等紧固构件将该安装片紧固固定于周缘部，从而构成固定点24。该固定点24以在开口部的周向上具有间隔的方式设置有多个。根据需要，能够使用于进行防水、隔音等的密封材料介于马达12与开口部之间。
上方是相对于鼓风机7的上表面(安装面23)变高的那一侧。
(2)优选的是，如图4A～图4C所示，旋转轴13相对于铅垂方向14的倾斜角度15也可以设为45度以内。
其中，45度是成为鼓风机7处于接近纵置(或纵向)的倾斜状态、或处于接近横置(或横向)的倾斜状态的边界的角度。通过将旋转轴13的倾斜角度15设为未满45度，鼓风机7成为接近横置(或横向)的倾斜状态。
进一步优选的是，旋转轴13相对于铅垂方向14的倾斜角度15也可以处于20度(图4B)～40度(图4C)的范围内。
其中，20度是鼓风机7的吸入侧(的过滤器53(图4A)等)的阻力、即、吸入阻力变低的角度。图4D是汇总对吸入阻力进行了研究的结果而成的图表。如从该图可知那样，若旋转轴13的倾斜角度15比20度小，则鼓风机7成为接近水平的横置状态，从而吸入阻力急剧地增大。于是，确认到：在减少吸入阻力方面优选的是旋转轴13的倾斜角度15比20度大。
另外，20度～40度的角度是人在站立的状态下无需较大的努力就可俯视的角度，因此，在更换马达12时，若考虑到作业人员为了针对固定点24等的螺栓紧固而采取前屈姿势，则将马达12的旋转轴13的倾斜角度15相对于垂直方向设为45度以下、进一步优选设为20度～40度，从而能够期待使作业姿势轻松而能够充分地确保并提高马达12的拆装时等的操作性。
尤其是，在该实施例中，旋转轴13的倾斜角度15设为以30度左右(30度±5度)为最优选的角度。除了上述内容之外，30度例如还是在马达12的旋转轴13和轴支承旋转轴13的轴承(未图示)产生的偏心的影响较小的角度，另外，是如下角度：在密封材料介于鼓风机7的壳体22(的开口部)与马达12之间的情况下，偏载荷不易作用于密封材料。因而，通过将旋转轴13的倾斜角度15设为30度左右(30度±5度)，可将鼓风机7的负担抑制到最小限度。
(3)如图2、图3A～图3C所示，也可以是，在发动机室2设置有覆盖鼓风机7的罩31。
也可以是，罩31在鼓风机7的上方侧的至少一部分具有能够开闭的开闭部32。
在此，罩31是为了保护鼓风机7等免受发动机室2内的热的影响(进行隔热)而设置的。另外，罩31是为了使自鼓风机7产生的声音不向发动机室2内泄漏(进行隔音)而设置的。而且，罩31是为了防止异物、雨水等进入鼓风机7、或在恶劣的道路行驶时、在水淹路行驶时等防止由来自路面的飞溅水、浸水等导致的损害等而设置的。因而，罩31由能够进行隔热、隔音、防止异物进入的构件构成。
罩31可以以能单独覆盖空调装置5的配置到发动机室2内的部分的方式设置单个或多个小型的构件，罩31也可以以能将空调装置5的配置到发动机室2内的部分整体上一次性覆盖的方式设置单个比上述构件大型的构件。在该实施例中，罩31设为具有能同时覆盖鼓风机7和空调装置主体8的前侧部分8a的形状和大小的箱体等。
此时，罩31可以利用分隔壁4而安装于车身。在该实施例中，罩31具有前表面、左右的侧面以及底面，将后表面安装于分隔壁4而由分隔壁4封堵。在罩31的上表面设置有用于安装开闭部32的开口部31a。
开闭部32是设置到罩31的上表面的盖体，能够使至少处于鼓风机7的上侧的部分开闭即可。在该实施例中，开闭部32能够使罩31的整个上表面开闭。因此，罩31的整个上表面成为开口部31a。
(4)如图3C所示，也可以是，在罩31的上表面的至少一部分设置有沿着鼓风机7中的马达12的安装面23的倾斜部41。
在此，罩31的上表面能够包括开闭部32、开闭部32以外的部分。在该实施例中，如上述那样将罩31的整个上表面设为开口部31a，将开闭部32设为能覆盖开口部31a的大小，因此，罩31的上表面大致成为开闭部32。
鼓风机7中的马达12的安装面23是鼓风机7的壳体22的上表面，鼓风机7的壳体22的上表面由于旋转轴13的倾斜而朝向车辆1前方倾斜成前方低。因此，罩31的倾斜部41至少具有以与马达12的安装面23大致平行的方式倾斜前方低的部分。此外，在将罩31的整个上表面设为与马达12的安装面23大致平行的倾斜部41而开闭部32的高度尺寸过分地变大这样的情况下，能够将除了位于鼓风机7的壳体22的上表面的部分以外的部分设为大致水平面，或者设为接近水平面的倾斜面。优选的是，该情况下的、接近水平的倾斜面设为与倾斜部41连续的前方低的倾斜，从而构成两段倾斜部。另外，对于开闭部32的两侧面，能够设为大致垂直面、或设为接近垂直面的外扩倾斜面。
(5)如图4A所示，也可以是，风扇11设为圆筒状的西洛克风扇11a。
也可以是，在旋转轴13的下方侧配置有鼓风机7的空气引进口51。
也可以是，在空气引进口51的上游侧经由空气通路52配置有内外部空气切换装置6。
也可以是，在空气引进口51与内外部空气切换装置6之间配置有过滤器53。
在此，西洛克风扇11a例如是将多张叶片11b配置成圆筒状并一体化而成的。旋转轴13连接(直接安装)于西洛克风扇11a的中心位置。西洛克风扇11a通过将旋转轴13的安装部分设为凹陷的形状，从而能够将马达12的至少一部分收容于凹陷的部分的内侧。由此，能够使西洛克风扇11a和马达12紧凑地一体化。
在具备西洛克风扇11a的鼓风机7的情况下，空气引进口51成为西洛克风扇11a的轴线方向上的与马达12相反的那一侧的端面。为了使空气引进口51朝下，马达12设置于西洛克风扇11a(壳体22)的上侧。
相对于此，如图5C所示，若将马达12安装于鼓风机7的壳体22的下侧，则空气引进口51朝上。
空气通路52是用于从内外部空气切换装置6向鼓风机7输送供给空调用空气21的通路。空气通路52经由在使发动机室2和车厢3分隔开的分隔壁4形成的孔部4a(图1)而连接内外部空气切换装置6和鼓风机7的空气引进口51。
内外部空气切换装置6是用于切换内外部空气的装置，具有使车厢3内的空气循环的内部空气引进口6a和用于引进外部空气的外部空气引进口6b。切换用门6c以可动的方式适当设置于内部空气引进口6a、外部空气引进口6b。
过滤器53通常以可拆装的方式安装于内外部空气切换装置6的内部。在该实施例中，过滤器53以纵向状态设置，能够从下侧相对于内外部空气切换装置6进行拆装。
此外，过滤器53的吸入阻力由过滤器53使空调用空气21有效地通过的部分(例如，图5A～图5C中的对过滤器53标注有斜线的部分)的面积大致规定，该面积受到空气引进口51的朝向、空气通路52的流路形状的影响。
在该实施例中，将内外部空气切换装置6和鼓风机7分开地设置于车厢3和发动机室2，并且，使空气引进口51斜向下，从而使空调用空气21在过滤器53以较宽的面积通过，因此，成为在减少过滤器53的吸入阻力方面有利的构造。
(6)如图6A～图6D所示，也可以是，使鼓风机7以车辆前方侧变低的方式倾斜而将鼓风机7的出风部61设置于车辆前方侧。在该情况下，设置到鼓风机7的下游侧的空调装置主体8的入口部62在车辆前方侧的位置处与出风部61连接。
在此，鼓风机7的出风部61通过倾斜而从壳体22最低的车辆前方侧的位置朝向空调装置主体8而相对于鼓风机7的壳体22沿大致切线方向设置。
空调装置主体8是配置到发动机室2内的前侧部分8a。
鼓风机7配置于位于车辆前方侧的发动机室2，从鼓风机7向位于发动机室2的后侧的车厢3内供给空调用空气21，因此，空调装置主体8内的空气流大致从车辆前方朝向后方流动。因而，空调装置主体8(的空调用空气21)的入口部62设置于空调装置主体8的前侧部分8a中的靠鼓风机7侧的侧面。
使鼓风机7以车辆前方侧变低的方式倾斜，并将鼓风机7的出风部61设置于变低了的车辆前方侧的位置，从而容易使鼓风机7与空调装置主体8之间的车辆前后方向X、上下方向Z的位置关系匹配，因此，能够使鼓风机7和空调装置主体8接近到接触状态或接近接触状态的相邻状态，而将出风部61和入口部62更短且更呈直线状地连接。
＜作用＞以下，对该实施例的作用进行说明。
在空调装置5中，驱动鼓风机7，从而从内外部空气切换装置6吸入空调用空气21，所吸入的空调用空气21经由鼓风机7向空调装置主体8输送。在空调装置主体8中，调整来自鼓风机7的空调用空气21的温度而向车厢3内吹出。由此，调整车厢3内的温度。
此时，在内外部空气切换装置6中，能够选择使车厢3内的空气循环、或引进外部空气。另外，空调装置主体8在对空调用空气21进行了冷却·除湿之后，适当加热而将其调整成最佳的温度。
＜效果＞根据该实施例，能够获得以下这样的效果。
(效果1)在将鼓风机7配置于发动机室2内的空调装置5中，以相对于铅垂方向14具有倾斜角度15的方式倾斜地配置马达12的旋转轴13。由此，即使是在保持将空调装置5搭载到车身的状态下，也能够以简单的顺序接近鼓风机7而从上方侧拆装马达12，能够减轻马达12的维护、维护时的附带作业而缩短维护时的作业时间、减轻作业负担。
另外，在将鼓风机7和空调装置主体8沿车宽方向Y并列设置的情况下等，将马达12的旋转轴13以相对于铅垂方向14具有比0度大且小于90度的倾斜角度15的方式倾斜地配置，从而能够缩小鼓风机7的出风部61与空调装置主体8的入口部62之间的(由纵横比的不同等导致的)高度差，因此，能够使鼓风机7的出风部61与空调装置主体8的入口部62更接近地配置，相应地能够改善通气阻力。
(效果2)优选的是，旋转轴13的倾斜角度15也可以设为45度以内。由此，成为马达12的倾斜变小而更接近水平状态的横向配置的倾斜状态，因此，除了上述效果之外，还能够使马达12的从上方侧的拆装等更容易化。
进一步优选的是，旋转轴13相对于铅垂方向14的倾斜角度15也可以处于20度～40度的范围内。由此，能够防止鼓风机7的吸入阻力的增大而将吸入阻力抑制得较低。另外，能够使作业姿势轻松而提高马达12的拆装时等的操作性。
更优选的是，旋转轴13的倾斜角度15也可以设为30°左右(30度±5度)或其以下。由此，谋求抑制由旋转轴13的偏心导致的振动、噪音，轴承的低成本化，密封材料的长寿命化，能够尽量不给鼓风机7带来负担并且使旋转轴13有效地倾斜，因此，成为进一步优选的倾斜状态。
(效果3)也可以利用罩31覆盖鼓风机7。由此，能够在发动机室2内针对鼓风机7进行隔热、隔音、防止异物进入等。通过使设置到罩31的开闭部32开闭，从而即使存在罩31，也能够针对鼓风机7从上方侧进行马达12的拆装。
(效果4)也可以是，在罩31的上表面的至少一部分设置有倾斜部41。由此，能够使雨水等不积存在罩31的上表面。此时，通过使马达12倾斜成更接近水平状态的倾斜角度15，从而能够确保与罩31的上表面(开闭部32)之间的间隙，因此，能够将马达12相对于上下方向Z有利地配置，容易将倾斜部41设置于罩31的上表面。尤其是，通过使倾斜部41朝向车辆1的前方侧呈下坡倾斜，从而能够使雨水等不向车厢3内侧流入。
(效果5)也可以是，在(与进行马达12的拆装的旋转轴13的上方侧相反的那一侧的)旋转轴13的下方侧形成有鼓风机7的空气引进口51，并在空气引进口51的上游侧经由空气通路52配置内外部空气切换装置6。由此，能够防止雨水从空气引进口51向鼓风机7的内部进入等。
另外，当在旋转轴13的下方侧形成鼓风机7的空气引进口51且在鼓风机7的空气引进口51与内外部空气切换装置6之间设置了过滤器53的情况下，通过使马达12的旋转轴13以相对于铅垂方向14具有比0度大且小于90度的倾斜角度15的方式倾斜配置，从而使一般纵向配置的过滤器53与鼓风机7的空气引进口51之间的角度比90度小，因此，与使马达12的旋转轴13朝向水平方向的图5B的状态、将马达12安装于鼓风机7的下侧而使旋转轴13倾斜了的图5C的状态相比，能够降低过滤器53的吸入阻力。
(效果6)也可以是，使鼓风机7以车辆前方侧变低的方式倾斜，并将鼓风机7的出风部61设置于车辆前方侧。由此，能够将鼓风机7的出风部61与空调装置主体8的入口部62之间呈直线状且最短地连接，因此，能够降低鼓风机7与空调装置主体8之间的通气阻力。
相对于此，例如，如图7A～图7C的比较例所示，在使鼓风机7(鼓风机7A)纵置的情况下，鼓风机7与空调装置主体8之间的位置关系在车辆前后方向X、上下方向Z上大幅度地偏离。因此，为了缓和该偏离的影响，必须使鼓风机7和空调装置主体8大幅度地远离而延长鼓风机7的出风部61，或使出风部61扩径或曲折，以便与空调装置主体8的入口部62匹配。因而，难以避免鼓风机7与空调装置主体8之间的通气阻力变大。
在该实施例中，使鼓风机7以车辆前方侧变低的方式倾斜，并将鼓风机7的出风部61设置于变低了的车辆前方侧，从而能够减小鼓风机7与空调装置主体8之间的车辆前后方向X、上下方向Z上的位置关系的偏离。因此，无需使鼓风机7和空调装置主体8远离，即使不使出风部61以与空调装置主体8的入口部62相匹配的方式进行扩径或者曲折也可以。因而，能够缩短鼓风机7的出风部61而将该出风部61与入口部62呈直线状连接，因此，能够降低鼓风机7与空调装置主体8之间的通气阻力。
附图标记说明
2、发动机室；5、空调装置；6、内外部空气切换装置；7、鼓风机；8、空调装置主体；11、风扇；11a、西洛克风扇；12、马达；13、旋转轴；14、铅垂方向；15、倾斜角度；16、拆装方向；23、安装面；31、罩；32、开闭部；41、倾斜部；51、空气引进口；52、空气通路；53、过滤器；61、出风部；62、入口部；63、管道。
关联申请的相互参照
本申请基于2018年5月17日向日本特许厅提出申请的特愿2018-95357主张优先权，该特愿的全部的公开通过参照完全编入到本说明书中。
另外，本申请基于2019年3月25日向日本特许厅提出申请的特愿2019-056611主张优先权，该特愿的全部的公开通过参照完全编入到本说明书中。

Claims (7)

1.一种车辆用空调装置，其特征在于，
至少鼓风机配置于车辆的发动机室内，
所述鼓风机在所述发动机室内具有能够使风扇旋转的马达，
所述马达在所述发动机室能够相对于所述鼓风机拆装，所述马达相对于所述鼓风机的拆装方向是沿着所述马达的旋转轴的、所述发动机室的上方以及下方，
该马达的旋转轴沿所述马达相对于所述鼓风机的拆装方向延伸，且以相对于铅垂方向具有比0度大且小于90度的倾斜角度的方式朝向车辆前方倾斜配置，
所述马达的旋转轴在所述发动机室沿着所述马达相对于所述鼓风机的拆装方向而向车辆前方侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述旋转轴相对于铅垂方向的所述倾斜角度是45度以内。
3.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述旋转轴相对于铅垂方向的所述倾斜角度处于20度～40度的范围内。
4.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
在所述发动机室设置有覆盖所述鼓风机的罩，
该罩在所述鼓风机的上方侧的至少一部分具有能够开闭的开闭部。
5.根据权利要求4所述的车辆用空调装置，其特征在于，
在所述罩的上表面的至少一部分设置有沿着所述鼓风机中的所述马达的安装面的倾斜部。
6.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述风扇设为圆筒状的西洛克风扇，
在所述旋转轴的下方侧配置有所述鼓风机的空气引进口，
在该空气引进口的上游侧经由空气通路配置有内外部空气切换装置，
在所述空气引进口与所述内外部空气切换装置之间配置有过滤器。
7.根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，
所述鼓风机以车辆前方侧变低的方式倾斜配置，
所述鼓风机的出风部配置于车辆前方侧。
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