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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrzeuge.
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Bei
einer Klimaanlage für Fahrzeuge ist im Allgemeinen ein
Gebläse, ein kühlender Wärmeaustauscher
und ein heizender Wärmeaustauscher eng beieinander in einem
Klimatisierungsgehäuse angeordnet, so dass die Gesamtgröße
der Vorrichtung sowie der Druckverlust der im Klimatisierungsgehäuse strömenden
Luft reduziert werden.
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Beispielsweise
ist hinsichtlich einer Fahrzeugklimaanlageneinheit, wie sie in der
US-PS 5 950 711 beschrieben
ist, ein kühlender Wärmeaustauscher derart geneigt,
dass eine Lufteinführungsfläche eines Kerns einem
oberen Raum gegenübersteht, und ein heizender Wärmeaustauscher
derart geneigt ist, dass eine Lufteinführungsfläche
eines Kerns einem unteren Raum in einem Klimatisierungsgehäuse gegenübersteht.
Weiterhin befindet sich ein Ende des kühlenden Wärmeaustauschers
benachbart einem Ende des heizenden Wärmeaustauschers an
einem Ort nahe an einem Gehäuse eines Gebläses. Der
kühlende Wärmeaustauscher und der heizende Wärmeaustauscher
sind nämlich in umgekehrt V-förmiger Gestalt an
einem Ort nahe dem Gebläse angeordnet, so dass die Größe
der Klimatisierungseinheit in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
reduziert wird.
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Das
Klimatisierungsgehäuse hat Fuß- oder Bodenöffnungen
auf den rechten und linken Seitenwandungen bezogen auf die Breitenrichtung
eines Fahrzeugs. Die Fußöffnungen werden durch
Fußtüren geöffnet und geschlossen, die
vorgesehen sind, um längs der Seitenwandungen bewegbar
zu sein. In diesem Fall wird ein Luftkanal und dergleichen in einer
Drehspur oder Drehrotationsbahn der Fußtüren vorgesehen.
Da ein zwischen den Fußtüren vorhandener Raum
als der Luftkanal verwendet wird, wird die Größe
der Klimatisierungseinheit bezüglich einer Fahrzeug-Front-/Heckrichtung
reduziert.
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In
einem Klimatisierungsgehäuse mit Fußöffnungen
einfach auf den Seitenwandungen jedoch, ist es, da eine Strömungsrichtung
der Luft erheblich verändert wird, während die
Luft in die Fußöffnungen strömt, schwierig,
das Luftvolumen aufrecht zu erhalten. Sonst ist es notwendig, die
Fußöffnungen zu vergrößern.
Für den Fall, dass die Fußöffnungen vergrößert
werden, müssen die Betätigungsbereiche der Fußtüren
vergrößert werden, was zu einem Anstieg in den
Gesamtabmessungen einer Klimaanlage führt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend Geschilderte
gemacht, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage
für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, die
von der Bauweise in der Lage ist, das Volumen der Luft zu erhöhen,
die aus einer Öffnung einer Seitenwand eines Einheitsgehäuses
geblasen wird, ohne eine Gesamtgröße der Klimaanlage
zu erhöhen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Klimaanlage für
ein Fahrzeug ein Gebläse, ein Einheitsgehäuse,
einen ersten Wärmeaustauscher, einen zweiten Wärmeaustauscher sowie
eine Tür. Das Gebläse schließt ein Ventilatorgehäuse
und einen Ventilator/Lüfter ein, der im Ventilatorgehäuse
untergebracht ist. Das Einheitsgehäuse steht in Verbindung
mit dem Ventilator- oder Lüftergehäuse. Das Einheitsgehäuse
verfügt über eine Seitenwand. Der erste Wärmeaustauscher
ist im Einheitsgehäuse angeordnet, um vom Lüfter
erzeugte Luft zu kühlen. Der zweite Wärmeaustauscher
ist im Einheitsgehäuse in Strömungsrichtung hinter
dem ersten Wärmeaustauscher bezogen auf eine Luftströmung
zum Erwärmen der Luft angeordnet, die durch den ersten
Wärmeaustauscher gegangen ist. Eine Seitenöffnung
ist in der Seitenwand des Einheitsgehäuses an einem Ort
in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Wärmeaustauscher
bezogen auf die Luftströmung angeordnet. Die Tür
ist im Einheitsgehäuse zum Öffnen und Schließen
der seitlichen Öffnung angeordnet. Der erste Wärmeaustauscher und
der zweite Wärmeaustauscher sind so angeordnet, dass deren
Enden benachbart dem Lüftergehäuse sich befinden,
und ein Abstand hierzwischen vergrößert sich als
Funktion der Entfernung vom Lüftergehäuse. Das
Einheitsgehäuse schließt einen röhrenförmigen
Teil ein, der hierin einen Hohlraum schafft und eine Achse parallel
zur Axialrichtung des Gebläses oder Lüfters definiert.
Der röhrenförmige Teil ist zwischen dem Lüftergehäuse
und dem Ende des zweiten Wärmeaustauschers angeordnet.
Der röhrenförmige Teil verfügt über
einen Verbindungsteil eines Aufbaus derart, dass die Verbindung
zwischen einem Raum hinter dem zweiten Wärmeaustauscher und
dem hierin vorgesehenen hohlen Raum möglich wird. Das Einheitsgehäuse
hat weiterhin eine Durchgangsöffnung an einem Ort entsprechend
einem Ende des röhrenförmigen Teils bezogen auf
die Axialrichtung, damit es möglich wird, dass in den hohlen Raum
durch den Verbindungsteil eingeführte Luft aus dem hohlen
Raum ausströmen kann. Die Durchgangs- oder Kanalöffnung
ist benachbart der Seitenöffnung angeordnet. Die Tür
ist so konfiguriert, dass sie den Verbindungsteil sowie die Seitenöffnung gleichzeitig öffnet
und schließt.
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Bei
der oben genannten Konstruktion ist der röhrenförmige
Teil zwischen dem Lüftergehäuse und dem Ende des
zweiten Wärmeaustauschers angeordnet, der hohle Raum des
röhrenförmigen Teils steht in Verbindung mit dem
hinter dem zweiten Wärmeaustauscher vorgesehenen Raum über
den Verbindungsteil. So kann zusätzlich zu der aus der
Seitenöffnung geblasenen Luft die durch den Verbindungsteil
gehende Luft aus der Kanalöffnung durch den hohlen Raum
geblasen werden. Damit wird das Volumen der aus der Seitenöffnung
und der Kanalöffnung geblasenen Luft vergrößert.
Somit ist die Tür so konfiguriert, dass die Seitenöffnung
sowie der Verbindungsteil gleichzeitig miteinander geöffnet
und geschlossen werden. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass
die Gesamtgröße der Klimatisierungsvorrichtung
vergrößert wird.
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Da
weiterhin der röhrenförmige Teil zwischen dem
Lüftergehäuse und dem Ende des zweiten Wärmeaustauschers
angeordnet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Luft innerhalb
des Lüftergehäuses durch die Wärme des
zweiten Wärmeaustauschers beeinflusst wird. Auch da die
Luft innerhalb des hohlen Raums aus der Durchlassöffnung
ausgeblasen wird, wird der Klimatisierungswirkungsgrad verbessert.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen,
in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind,
und in denen:
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1 ein
Querschnitt durch eine Inneneinheit einer Klimatisierungsvorrichtung
gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung ist;
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2A ist
eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts
II der in 1 gezeigten Inneneinheit;
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2B ist
eine schematische perspektivische Darstellung einer Fußöffnung
der inneren Einheit gemäß der ersten Ausführungsform;
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2C ist
eine schematische Seitenansicht eines Fußkanals, gekuppelt
mit der Fußöffnung gemäß der
ersten Ausführungsform;
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3A ist
eine Seitenansicht einer Fußtür der inneren Einheit
gemäß der ersten Ausführungsform;
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3B ist
eine Stirnansicht der Fußtür gemäß der
ersten Ausführungsform;
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3C ist
eine perspektivische Darstellung der Fußtür nach
der ersten Ausführungsform;
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4A ist
eine schematische perspektivische Darstellung einer Fußöffnung
einer Inneneinheit einer Klimaanlage gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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4B ist
eine perspektivische Darstellung einer Fußtür
der inneren Einheit gemäß der zweiten Ausführungsform.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun
mit Bezug auf die 1 bis 3C beschrieben
werden. Nach 1 ist eine innere Einheit 10 einer
Fahrzeugklimaanlage in einem Raum angebracht, der innerhalb eines
Armaturenbretts vorgesehen ist, das sich an einem Frontteil einer
Fahrgastzelle eines Fahrzeugs befindet, und zwar im Wesentlichen
in mittlerer Stellung bezogen auf die Rechts-/Linksrichtung des
Fahrzeugs. In 1 bezeichnet ein aufwärts
und abwärts gerichteter Pfeil sowie ein nach vorne und
rückwärts weisender Pfeil jeweils Richtungen,
wenn die innere Einheit 10 in einem Fahrzeug montiert ist.
Auch entspricht eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 1 der
Rechts- und Linksrichtung des Fahrzeugs, was auch als die Breitenrichtung
des Fahrzeugs bezeichnet wird.
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Die
Inneneinheit 10 hat ein Gebläse 11 in vorderer
oberer Lage. Das Gebläse 11 umfasst einen Lüfter 11a,
einen Motor (nicht gezeigt) zum Antreiben des Gebläses 11a und
ein Spiral- bzw. Involutengehäuse 11b. Beispielsweise
ist der Lüfter 11a ein zentrifugaler Mehrschaufellüfter,
beispielsweise ein Sirocco-Lüfter. Das Spiralgehäuse 11b nimmt
den Lüfter 11a auf und bildet einen Spiralkanal
darin. Der Lüfter 11a ist so angeordnet, dass
seine Achse sich in Links-/Rechtsrichtung des Fahrzeugs beispielsweise
erstreckt. Das Spiralgehäuse 1b verfügt über einen
Nasenteil 11c, der ein Basispunkt des Spiralkanals unter
dem Lüfter 11a ist. Ein Ende 11d des
Spiralkanals ist vor dem Nasenteil 11c über eine
vorbestimmte Entfernung angeordnet. Das Ende 11d des Spiralkanals
steht in Verbindung mit einem Raum 12a, der an einem vorderen
Teil des Einheitsgehäuses 12 ausgebildet ist.
Das Spiralgehäuse 11b schafft nämlich
ein Lüftergehäuse, um unter Drehung den Lüfter
Via anzutreiben und Luft durch das Gebläse 11a in
das Einheitsgehäuse 12 zu leiten.
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Eine
(nicht gezeigte) Schalteinrichtung für Innen-/Außenluft
ist auf einer Saugseite des Lüfters 11a vorgesehen.
Der Lüfter 11a saugt Luft, beispielsweise Innenluft
und Außenluft, aus der Innenluft-/Außenluft-Schalteinrichtung
an und bläst die Luft in den Spiralkanal. Somit wird die
Luft in den Raum 12c des Einheitsgehäuses 12 in
Richtung im Wesentlichen nach unten, wie durch einen Pfeil in 1 gezeigt, geführt.
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Das
Einheitsgehäuse 12 bildet einen Luftkanal, durch
welchen die durch den Lüfter 11a geblasene Luft
strömt. Beispielsweise ist das Einheitsgehäuse 12 aufgebaut
aus einer Vielzahl von Gehäuseelementen aus Harz. Die Gehäuseelemente
sind miteinander durch Befestigungselemente wie Schrauben und metallische
Federclips zu einer Einheit verbunden. Obwohl in 1 nicht
dargestellt, verfügt das Einheitsgehäuse 12 über
Seitenwandungen 12b auf seinen rechten und linken Enden
bezogen auf die Fahrzeugrechts- und -linksrichtung.
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Im
Einheitsgehäuse 12 ist ein Verdampfer 13 als
kühlender Wärmeaustauscher unter dem Lüfter 11a angebracht.
Der Verdampfer 13 ist in einer im Wesentlichen vertikalen
Position derart angeordnet, dass die Wärme austauschenden
Flächen eines Kernteils, wie die vorderen und hinteren
Flächen des Kernteils, sich im Wesentlichen in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
erstrecken. Weiterhin ist der Verdampfer 13 derart geneigt,
dass sein oberes Ende geringfügig mehr gegen eine Rückseite
des Fahrzeugs als sein unteres Ende geneigt ist. Die durch den Lüfter 11a geblasene
Luft tritt voll durch den Kernteil des Verdampfers 13 in
einer Richtung gegen die Fahrzeugrückseite.
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Der
Kernteil des Verdampfers 13 hat im Wesentlichen Kernstruktur,
in welcher flache Rohre und Wellrippen zur Vergrößerung
der Wärmeaustauschflächen der Luft abwechselnd
gestapelt und miteinander verbunden sind. Die Flachrohre bilden
Kühlmittelkanäle hierin, durch welche ein Niederdruckkühl-
oder -kältemittel strömt, was durch eine nicht gezeigte
Dekompressionseinrichtung eines Kühlmittelzyklus dekomprimiert
wurde. Der Verdampfer 13 nimmt den Wärmeaustausch
zwischen dem Niederdruckkühlmittel und der durch den Lüfter 11a geblasenen
Luft vor. Das Niederdruckkühlmittel wird durch die Wärme
der Luft beim Durchgang durch die Rohre verdampft, und die Luft
wird damit gekühlt.
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Das
Einheitsgehäuse 12 verfügt über
eine Ablauföffnung 14 unter dem Verdampfer 13,
um die Kondensation aus dem Verdampfer 13 ablaufen zu lassen.
Beispielsweise ist die Ablauföffnung 14 an der
untersten Stelle innerhalb des Einheitsgehäuses 12 vorgesehen.
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Ein
Heizerkern 15 als heizender Wärmeaustauscher ist
im Einheitsgehäuse 12 an einem Ort in Strömungsrichtung
hinter dem Verdampfer 13, beispielsweise auf einer Rückseite
des Verdampfers 13, angeordnet. Der Heizerkern 15 ist
in Richtung gegen die Front derart geneigt, dass sein oberes Ende
benachbart dem obere Ende des Verdampfers 13 und ein zwischen
dem Heizerkern 15 und der rückseitigen Fläche
des Verdampfers 13 gebildeter Abstand als Funktion der
Entfernung vom oberen Ende in Richtung nach unten zunimmt.
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So
sind der Verdampfer 13 und der Heizerkern 15 angeordnet,
um ein umgekehrtes V, gesehen in Rechts-/Linksrichtung des Fahrzeugs,
zu bilden. Zusätzlich ist das obere Ende des Verdampfers 13 benachbart
dem Gebläse 11 positioniert, und das obere Ende
des Heizerkerns 15 ist unter dem Gebläse 11 quer über
einen Kanalteil 17 des Gehäuses 12 angeordnet.
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Da
der Verdampfer 13 und der Heizerkern 15 in umgekehrter
V-Gestalt an einem Ort benachbart dem Gebläse 11 angeordnet
sind, wird eine Abmessung der Inneneinheit 10 bezogen auf
die Aufwärts-/Abwärtsrichtung reduziert. Eine
Abmessung (Länge) des Heizerkerns 15 bezogen auf
die Aufwärts-/Abwärtsrichtung ist geringer als
die des Verdampfers 13. Daher ist ein gekühlter
Luftkanal 16 zwischen dem unteren Ende des Heizerkerns 15 und einer
Bodenwandung des Einheitsgehäuses 12 vorgesehen.
Der gekühlte Luftkanal 16 ermöglicht
es der durch den Verdampfer 13 erzeugten gekühlten
Luft zu strömen, und zwar unter Bypass des Heizerkerns 15.
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Der
Kanalteil 17 ist aus einem Teil des Einheitsgehäuses 12 aufgebaut,
welches das obere Ende des Heizerkerns 15 trägt,
sowie einem Teil einer Wandung des Spiralgehäuses 11b und
einer Kanalwald 17a, die den Teil des Einheitsgehäuses 12 und
den Teil der Umfangswand des Spiralgehäuses 11b verbindet.
Damit hat der Kanalteil 17 eine im Wesentlichen röhrenförmige
Gestalt, die einen Hohlraum hierin definiert und über eine
Längsachse in der Fahrzeug-Rechts-/Linksrichtung verfügt.
Das heißt, der Kanalteil 17 bildet einen röhrenförmigen
Teil und schafft einen Kanalraum, das heißt, einen hohlen Raum
hierin. Beispielsweise liegt die Längsache des Kanalteils 17 parallel
zur Achse des Lüfters 11a.
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Der
Kanalteil 17 ist vorgesehen, um einen Öffnungsbereich
eines Fußöffners 26 zu vergrößern, die
im Detail genauer soweit wie möglich beschrieben wird.
Der Kanalteil 17 ist einteilig in das Einheitsgehäuse 12 geformt
bzw. hierin integriert.
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Der
Heizerkern 15 verfügt über einen Kernteil
zur Vornahme des Wärmeaustausches. Der Kernteil des Heizerkerns 15 hat
eine allgemein Wärme austauschende Kernstruktur, in welcher
Flachrohre und Wellrippen zur Vergrößerung der
Wärmeaustauschflächen der Luft abwechselnd in
Fahrzeug-Rechts-/Linksrichtung gestapelt und miteinander verbunden
sind. Die Flachrohre definieren Kanäle für ein
Wärmemedium hierin, durch welche ein Wärmemedium,
beispielsweise heißes Wasser, aus einem Motor strömt.
Der Heizerkern 15 erwärmt die Luft, die den Verdampfer 13 durchsetzt
hat, unter Verwendung der Wärme des durch die Flachrohre des
Kernteils strömenden Wärmemediums.
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Eine
Luftmischertür 18 ist zwischen dem Verdampfer 13 und
dem Heizerkern 15 vorgesehen. Die Luftmischertür 18 ist
so gelagert, dass sie drehbar um eine Rotationswelle 18a ist.
Beispielsweise ist die Luftmischertür 18 eine
Plattentür, und die Drehwelle 18a ist bezüglich
eines Endes eines Türgehäuses integriert.
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Die
Drehwelle 18a ist auf einer Frontseite des unteren Endes
des Heizerkerns bezogen auf die Fahrzeug-Front-/Heckrichtung positioniert.
Die Drehwelle 18a erstreckt sich in Fahrzeug-Rechts-/Linksrichtung
und Enden der Drehwelle 18a sind drehbar in Lagerlöchern
abgestützt, die in den Seitenwandungen 12b des
Einheitsgehäuses 12 ausgebildet sind.
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Eines
der Enden der Drehwelle 18a erstreckt sich vom Einheitsgehäuse 12 nach
außen und ist mit einer Einrichtung für einen
Temperatureinstellvorgang (nicht dargestellt) gekuppelt, so dass
die Luftmischertür 18 durch eine Betätigungskraft
der Betätigungseinrichtung für die Temperatureinstellung
in Drehung versetzt wird. Beispielsweise ist die Betriebseinrichtung
für die Temperatureinstellung eine Betätigungseinrichtung
einschließlich eines Servomotors.
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Die
Luftmischertür 18 ist zwischen einer maximalen
Kühlstellung 18b, gezeigt durch die strichpunktierte
Linie in 1, und einer maximalen Heizstellung 18c,
gezeigt durch eine gestrichelte Linie in 1, bewegbar.
Befindet sich die Luftmischertür 18 in maximaler
Kühlstellung 18b, dann ist der Kühlmittelkanal 16 voll
offen und ein Warmluftkanal 19 zum Einführen der
gekühlten Luft zum Heizerkern 15, um durch den
Heizerkern 15 erwärmt zu werden, ist voll geschlossen.
Wenn andererseits die Luftmischertür 18 sich in
maximaler Heizstellung 18c befindet, ist der Warmluftkanal 19 voll
offen und der Kühlluftkanal 16 voll geschlossen.
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Ein
Verhältnis des Volumens der durch den erwärmten
Luftkanal 19 gehenden Luft zum Volumen der Luft, die durch
den gekühlten Luftkanal 19 geht, wird entsprechend
der Stellung der Luftmischertür 18 eingestellt
oder verstellt. Eine Temperatur der in die Fahrgastzelle einzuführenden
Luft wird geregelt, indem das Verhältnis der erwärmten
Luft zur gekühlten Luft eingestellt wird. So dient die
Luftmischertür 18 als Temperaturregelelement zum
Regeln der Temperatur der Luft, die in die Fahrgastzelle geblasen
werden soll.
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Im
Einheitsgehäuse 12 ist ein Luftmischerraum 20 an
einem Ort in Strömungsrichtung hinter dem Heizerkern 15 vorgesehen,
beispielsweise auf der Rückseite des Heizerkerns 15.
Die erwärmte durch den Kanal 19 für erwärmte
Luft tretende Luft und die gekühlte durch den Kanal 16 für
gekühlte Luft tretende Luft vereinigen sich im Luftmischerraum 20. So
dient der Luftmischerraum 20 als ein Luftmischerteil.
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Das
Einheitsgehäuse bzw. das Gehäuse der Einheit 12 verfügt über Öffnungen,
die die Luft beim Durchgang durch den Luftmischerraum 20 gegen
die jeweiligen Orte der Fahrgastzelle leiten. Beispielsweise hat
das Einheitsgehäuse 12 eine Gesichtsöffnung
(face opening) 21 und eine Defrosteröffnung 22 sowie
die Fußöffnungen 26.
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Die
Gesichtsöffnung 21 ist an einem hinteren Teil
eines oberen Wandteils des Einheitsgehäuses 12 angeordnet.
Die Defrosteröffnung 22 befindet sich auf einer
Frontseite der Gesichtsöffnung 21 in dem oberen
Wandteil des Einheitsgehäuses 12. Der Luftmischerraum 20 steht
in Verbindung mit der Gesichtsöffnung 21 und der
Defrosteröffnung 22 über einen Gesichts-/Defrosterkanal 23.
Die Gesichtsöffnung 21 und die Defrosteröffnung 22 werden
durch die Gesichtstür 24 geöffnet und
geschlossen. Beispielsweise handelt es sich bei der Gesichtstür 24 um
eine Plattentür, die um eine Drehwelle 24a drehbar
ist.
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Ein
(nicht gezeigter) Gesichtskanal ist gekoppelt mit der Gesichtsöffnung 21,
um die Luft (hauptsächlich Kühlluft) zu leiten,
welche durch die Gesichtsöffnung 21 in die Fahrgastzelle
tritt. Der Gesichtskanal hat einen Gesichts-Luftausblase-Auslass an
einem Ende. Die durch die Gesichtsöffnung 21 tretende
Luft wird gegen einen oberen Bereich der Fahrgastzelle geblasen,
beispielsweise einen Bereich des Fahrgastoberkörpers, und
zwar aus dem Luft blasenden Gesichtsauslass.
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Eine
(nicht dargestellte) Defrosterleitung ist mit der Defrosteröffnung 22 gekuppelt,
um die Luft (hauptsächlich Warmluft) zu leiten, welche
durch die Defrosteröffnung 22 gegen eine Windschutzscheibe des
Fahrzeugs tritt. Die Defrosterleitung hat einen Defroster-Luftausblase-Auslass
an einem Ende. Damit wird die durch die Defrosteröffnung 22 tretende Luft
gegen eine Innenfläche der Windschutzscheibe aus dem Luft
ausblasenden Defrosterauslass geblasen.
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Mit
Bezug auf die 2A bis 2C soll nun
eine Konstruktion um die Fußöffnungen 26 herum
beschrieben werden. 2A zeigt einen Aufbau um die
Fußöffnung 26, und 2B eine
perspektivische Darstellung der Fußöffnung 26,
im Wesentlichen von der Rückseite des Fahrzeugs aus gesehen. Die
Fußöffnungen 26 sind auf den rechten
und linken Seitenwandungen 12b des Einheitsgehäuses 12 ausgebildet.
Da die rechten und linken Fußöffnungen 26 ähnlichen
Aufbau haben, wird eine Beschreibung hauptsächlich mit
Bezug auf die linke Fußöffnung 26 beispielsweise
gegeben.
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Die
Fußöffnung 26 ist auf der Seitenwandung 12b des
Einheitsgehäuses 12 an einem Ort in Strömungsrichtung
hinter dem Heizerkern 15 ausgebildet, so wie ober halb des
Heizerkerns 15. Die Konstruktion der Fußöffnung 26 schließt
eine Seitenöffnung 26a und eine Kanalöffnung 26b ein.
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Die
Seitenöffnung 26a und die Kanalöffnung 26b liegen
durch die Kanalwand 17a einander benachbart. Wie in 2C zu
sehen, ist eine einzige Fußöffnung 30 mit
der Seitenöffnung 26a und der Kanalöffnung 26b auf
jeder Seite des Einheitsgehäuses 12 gekuppelt.
Der Fußstutzen oder die Fußleitung 30 verfügt über
einen Fußluftblaseauslass an einem Ende. Die Luft (d. h.
im Allgemeinen Warmluft), die durch die Seitenöffnung 26a und
die Kanalöffnung 26b geht, wird in den Fußkanal 30 eingeführt
und wird von dem Fußluftblaseauslass gegen einen unteren
Bereich der Fahrgastzelle aus, beispielsweise den Fußbereich
des Fahrgastes, geblasen.
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Der
Luft blasende Fußauslass befindet sich tiefer als die Seitenöffnung 26a und
die Kanalöffnung 26b und benachbart dem unteren
Bereich der Fahrgastzelle, beispielsweise dem Fahrgastfußbereich. Die
Fußleitung bzw. der Fußkanal ist so angeordnet, dass
er sich nach unten von der Seitenöffnung 26a und
der Kanalöffnung 26b erstreckt. Somit sind der Luft
blasende Fußauslass und die Fußöffnung 26 miteinander über
ein kurzes Stück verbunden. Das heißt, eine Entfernung
zwischen der Fußöffnung 26 und dem Luft
blasenden Fußauslass ist reduziert und damit wird die Länge
des Fußkanals 30 reduziert.
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Die
Seitenöffnung 26a und die Kanalöffnung 26b sind
vorgesehen, um Luft (im Folgenden klimatisierte Luft) zu leiten,
die durch den Abströmbereich des Heizerkerns 15 in
die Fußleitung 30 fließt. Die Seitenöffnung 26a ist
auf der Seitenwand 12b des Einheitsgehäuses 12 ausgebildet.
Die Seitenöffnung 26a befindet sich oberhalb des
Heizerkerns 15 und benachbart der Kanalwand 17a des
Kanalteils 17. Die Seitenöffnung 26a hat
im Wesentlichen Lüftergestalt bzw. Schaufelgestalt beispielsweise.
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Der
Kanalteil 17 verläuft zwischen den Seitenwandungen 12b.
Die Kanalöffnung 26b ist definiert an einem Ende
des Kanalteils 17 in Fahrzeug-Rechts-/Linksrichtung. Die
Kanalöffnung 26b und die Seitenöffnung 26a sind
auf der gleichen Fläche definiert. Beispielsweise können
die Kanalöffnung 26b und die Seitenöffnung 26a auf
der gleichen Ebene definiert werden.
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Die
Kanalwand 17a, die eine Umfangswand des Kanalteils 17 definiert,
liegt dem Raum gegenüber, der hinter dem Heizerkern 15 vorgesehen
ist. Die Kanalwand 17a hat einen Verbindungsteil 25,
die die Verbindung zwischen dem hinter dem Heizerkern 15 vorgesehenen
Raum und dem Kanalraum innerhalb des Kanalteils 17 herstellt.
Der Verbindungsteil 25 schafft zwei Öffnungen
benachbart den Enden der Kanalwand 17a bezogen auf die
Rechts-/Linksrichtung des Fahrzeugs. Beispielsweise hat jede der Öffnungen
des Verbindungsteils 25 eine rechtwinkelige Gestalt. Damit
wird klimatisierte Luft hinter dem Heizerkern 15 in den
Kanalraum des Kanalteils 17 durch den Verbindungsteil 25 eingeführt
und geht dann weiter durch die Kanalöffnung 26.
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Das
Einheitsgehäuse 12 verfügt über
einen inneren Vorsprung 26c auf dem Umfang der Seitenöffnung 26a.
Der innere Vorsprung 26c steht innen bezüglich
des Einheitsgehäuses 12 von der Seitenwand 12b vor.
Der innere Vorsprung 26c hat eine Schleifengestalt (loop
shape) längs der lüfterförmigen Seitenöffnung 26a.
Der innere Vorsprung 26c dient als Dichtungsteil und dichtet
die Seitenöffnung 26 unter einem Zustand ab, wo
eine Fußtür 27 in einer voll geschlossenen
Stellung sich befindet.
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Weiterhin
hat das Einheitsgehäuse 12 einen äußeren
Vorsprung 26d auf dem Umfang der Fußöffnung 26,
die durch die Seitenöffnung 26a und die Kanalöffnung 26b gegeben
ist. Der äußere Vorsprung 26d steht von
der Seitenwand 12b gegen die Außenseite des Einheitsgehäuses 12 vor.
Der äußere Vorsprung 26d ist zum Kuppeln
des Fußkanals 30 mit der Kanalöffnung 26b und
der Seitenöffnung 26a vorgesehen.
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Da
die Fußöffnung 26 durch die Seitenöffnung 26a und
die Kanalöffnung 26b gegeben ist, wird die Größe
der Fußöffnung 26 vergrößert,
verglichen mit dem Fall, wo die Fußöffnung 26 nur
durch die Seitenöffnung 26a gegeben ist.
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Die
Fußöffnungen 26 werden durch die Fußtür 27 geöffnet
und geschlossen, gezeigt in den 3A bis 3C.
Die Fußtür 27 verfügt über
eine Drehwelle 27a und eine Vielzahl von Türteilen,
beispielsweise erste Türteile 27b und zweite Türteile 27c als
Türgehäuse zum Öffnen und Schließen
der Fußöffnungen 26. Die Vielzahl von
Türteilen sind drehbar durch die Drehwelle 27a gelagert.
Die Drehwelle 27a ist an einem Ort entsprechend dem Verschwenken
der im Wesentlichen lüfterförmigen Gestalt der Seitenöffnung 26a angeordnet.
Die Drehwelle 27a befindet sich parallel zur Achse des
Lüfters 11a beispielsweise. Die Drehwelle 27a liegt
senkrecht zu den Seitenwandungen 12b des Einheitsgehäuses 12 beispielsweise.
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Jeder
der ersten Türteile 27b hat im Wesentlichen Lüfter-
oder Schaufelgestalt zum Öffnen und Schließen
der Seitenöffnung 26a. Jeder der zweiten Türteile 27c ist
an einem Umfangsende des ersten Türteils 27b zum Öffnen
und Schließen der Öffnungen des Verbindungsteils 25 angeordnet.
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Beispielsweise
ist der erste Türteil 27b längs einer
Innenfläche der Seitenwandung 12b bewegbar. Damit
wird die Seitenöffnung 26a durch den ersten Türteil 27b geöffnet
und geschlossen. Der zweite Türteil 27c ist mit
dem ersten Türteil 27b beweglich. Damit werden
die Öffnungen des Verbindungsteils 25 durch die
zweiten Türteile 27c geöffnet und geschlossen,
wenn die Seitenöffnung 26a durch den ersten Türteil 27b geöffnet
und geschlossen wird.
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Der
erste Türteil 27b ist ein Plattenelement aus Harz
von im Wesentlichen lüfterartiger oder fächerartiger
Gestalt und bildet eine flache Torfläche. Der erste Türteil 27b ist
mit der Rotationswelle 27a über einen Verbindungsteil 27d integriert,
der am Drehzapfen der Fächer-/Lüftergestalt des
ersten Türteils 27b angeordnet ist. Beispielsweise
ist der erste Türteil 27b senkrecht zur Drehwelle 27a angeordnet. Der
erste Türteil 27b ist derart angeordnet, dass
die Fläche des ersten Türteils 27b, die
der Innenfläche der Seitenwandung 12b gegenübersteht,
längs eines vorragenden Endes der inneren Projektion 26c beweglich
ist. Weiterhin wird ein erstes Dichtungselement 28 längs
des Umfangsendes des ersten Türteils 27b, beispielsweise
durch Verkleben, Haftenlassen oder dergleichen, befestigt. Das erste
Dichtungselement 28 steht gegen den inneren Vorsprung 26c vor.
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Der
zweite Türteil 27c dient als Hilfstür,
die mit dem ersten Türteil 27b beweglich ist.
Der zweite Türteil 27c ist an einem Ende des ersten
Türteils 27b auf einer Seite positioniert, die
im Allgemeinen der Verschwenkung der Lüfter- oder Fächergestaltung des
ersten Türteils 27b entgegengesetzt ist. Der zweite
Türteil 27c ist so angeordnet, dass er sich vom ersten
Türteil 27b nach innen erstreckt. Beispielsweise
erstreckt sich der zweite Türteil 27c parallel
zur Drehwelle 27a. Der zweite Türteil 27c hat
eine rechtwinkelige Plattengestalt.
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Der
zweite Türteil 27c verfügt über
ein zweites Dichtungselement (Teil) 29 auf einer Fläche,
die dem Verbindungsteil 25 gegenübersteht. Beispielsweise
ist das zweite Dichtungselement 29 integral in den zweiten
Türteil 27c eingeformt. Das zweite Dichtungselement 29 kann
ein gummielastisches Element, beispielsweise ein Elastomer oder
Gummi, sein. Als anderes Beispiel kann das zweite Dichtungselement 29 durch
ein elastisches Dichtungselement (beispielsweise ein Packungselement)
gegeben sein, das am zweiten Türteil, beispielsweise durch
Verkleben, Haften oder dergleichen, befestigt ist. Das elastische
Dichtungselement besteht aus gummielastischem Material, beispielsweise
einem Elastomer oder Gummi, und vertilgt über eine rechtwinkelige
Schleifengestalt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform dienen die Gesichtstür 24 und
die Fußtür 27 als Türelemente
zum Schalten von Luftblasemodes, beispielsweise einem Gesichtsmode,
einem Zweiniveaumode, einem Fußmode, einem Defrostermode
und dergleichen. Die Gesichts- und Fußtüren 24, 27 sind
so angeordnet, dass sich die Drehwellen 24a, 27a in
der Fahrzeug-Rechts-/Linksrichtung erstrecken. Die Drehwellen 24a, 27a sind
mit einer Betriebseinrichtung im Luftblasemode durch einen Lenkermechanismus
außerhalb des Einheitsgehäuses 12 gekuppelt, um
gemeinsam betrieben zu werden. Die Betriebseinrichtung für
den Luftblasemode ist aufgebaut aus einer manuellen Betriebseinrichtung
oder einer Betätigungseinrichtung einschließlich
eines Servomotors oder dergleichen.
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Als
Nächstes soll der Betrieb einer Klimaanlage beschrieben
werden. Wenn ein Schalter für das Luftvolumen (nicht gezeigt)
der Klimaanlage betätigt wird und der Motor des Gebläses 11 mit
elektrischer Leistung versorgt wird, wird das Gebläse 11 bzw.
der Lüfter 11a betätigt. Während
der Lüfter 11a betätigt wird, wird die
Außenluft oder die Innenluft in die Innen-/Außen-Luftschalteinrichtung
gesaugt und in den Raum 12a des Einheitsgehäuses 12 in
der durch den Pfeil a in 1 gezeigten Abwärtsrichtung
eingeführt.
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Die
Luft wird voll zum Verdampfer 13 in der Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs zugeführt und bei Durchgang durch den Verdampfer 13 gekühlt.
Damit wird gekühlte Luft erzeugt. Die gekühlte
Luft wird unterteilt in den Kanal für gekühlte
Luft 16 und den Kanal 19 für erwärmte
Luft entsprechend einem Öffnungsgrad der Luftmischertür 18.
Die gekühlte durch den Kanal 16 für die
gekühlte Luft gehende Luft und die erwärmte Luft,
die im Heizerkern 15 bei Durchgang durch den Kanal 19 für
die erwärmte Luft erwärmt wurde, werden in dem
Luftmischerraum 20 zusammengeführt, der hinter
dem Heizerkern 15 vorgesehen ist. Das Verhältnis
des Volumens der gekühlten Luft zur erwärmten
Luft, das heißt, ein Luftmischerverhältnis, wird
geregelt entsprechend der Einstellung des Öffnungsgrads
der Luftmischertür 19. Damit wird klimatisierte
Luft mit einer vorbestimmten Temperatur durch Einstellung des Luftmischerverhältnisses
erzeugt.
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Die
klimatisierte Luft wird gegen wenigstens eine der Fußöffnungen 26,
die Gesichtsöffnung 21 und die Defrosteröffnung 22 geleitet
und gegen bestimmte Stellen in der Fahrgastzelle ausgeblasen. Somit
wird ein Klimatisierungsvorgang der Fahrgastzelle und/oder ein Antinebel-(anti-fog)
oder Defrostervorgang der Windschutzscheibe durchgeführt.
Die Luftblasemodes werden geschaltet, indem die Stellungen der Gesichtstür 24 und
der Fußtür 27 geregelt bzw. eingestellt
werden.
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Im
Gesichtsmode wird die klimatisierte Luft in den Gesichtskanal aus
der Gesichtsöffnung 21 eingeführt. Im
Zweiniveaumode wird die klimatisierte Luft in die Gesichtsleitung
und die Fußleitung 30 aus der Gesichtsöffnung 21 und
den Fußöffnungen 26 eingeführt.
Im Fußmode wird die klimatisierte Luft hauptsächlich
in die Fußleitungen oder -kanäle 30 von
den Fußöffnungen 26 eingeführt
und der geringe Teil der klimatisierten Luft wird in die Defrosterleitung aus
der Defrosteröffnung 22 eingeführt. Im
Defrostermode wird die klimatisierte Luft in die Defrosterleitung bzw.
den Defrosterkanal aus der Defrosteröffnung 22 eingeführt.
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Als
Nächstes soll die Arbeitsweise der Fußtür 27 beschrieben
werden. Die Fußtür 27 ist drehbar um
die Drehwelle 27a, derart, dass die ersten Türteile 27b sich
längs der Innenflächen der Seitenwandungen 12b bewegen.
Während die Fußtür 27 sich im Uhrzeigerrichtung
in 1 bis in eine Stellung bewegt, wo die ersten Türteile 27b und
die zweiten Türteile 27c mit den Seitenöffnungen 26a und
den Öffnungen des Verbindungsteils 25a jeweils
zusammenfallen, sind die Fußöffnungen 26 voll
geschlossen.
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Das
heißt, wenn die ersten Türteile 27b sich in
Stellungen befinden, die sich mit den Seitenöffnungen 26a überlappen,
sind die Seitenöffnungen 26a voll geschlossen.
Wenn die Seitenöffnungen 26a voll durch die ersten
Türteile 27b geschlossen sind, werden die Öffnungen
des Verbindungsteils 25 voll von den zweiten Türteilen 27c abgedeckt.
Somit werden die Öffnungen des Verbindungsteils 25 sowie
die Seitenöffnungen 26a gleichzeitig durch die
zweiten Türteile 27c und die ersten Türteile 27b jeweils
geschlossen.
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In
einem Zustand, in dem die Fußtür 27 sich in
der völlig geschlossenen Stellung befindet, tritt die in
dem Luftmischerraum 20 erzeugte klimatisierte Luft durch
wenigstens eine aus Gesichtsöffnung 21 und Defrosteröffnung 22 durch
den Gesichts-/Defrosterkanal 23 und wird in die Fahrgastzelle
eingeführt.
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Während
die Fußtür 27 im Gegenuhrzeigersinn in 1 aus
der voll geschlossenen Stellung bewegt wird, werden die ersten Türteile 27b aus
den Seitenöffnungen 27a verschoben. Das heißt,
die Öffnungsgrade der Seitenöffnungen 26a nehmen
allmählich zu. Gleichzeitig werden die Öffnungen
des Verbindungsteils 25 voll geöffnet, während
die zweiten Türteile 27c von den Öffnungen
des Verbindungsteils 25 getrennt werden.
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Wenn
weiterhin die Fußtür 27 im Gegenuhrzeigersinn
aus der voll geschlossenen Stellung um einen vorbestimmten Betrag
bewegt wird, wird die Fußtür 27 auf der
Rückseite der Fußöffnungen 26 bezogen
auf die Fahrzeugfront- und -heckrichtung aufgebracht. Das heißt,
die Fußtür 27 befindet sich in einer
Stellung, wo die Seitenöffnung 26a und die Öffnungen
des Verbindungsteils 25 voll geöffnet sind.
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In
einem Zustand, wo die Fußtür 27 im voll geschlossenen
Zustand sich befindet, tritt die in dem Luftmischerraum 29 erzeugte
klimatisierte Luft durch die Seitenöffnungen 26a und
die Öffnungen des Verbindungsteils 25. Die durch
die Öffnungen des Verbindungsteils gehende klimatisierte
Luft wird zu den Kanalöffnungen 26b durch den
Kanalteil 17 geleitet. Die klimatisierte durch die Seitenöffnungen 26a und die
Kanalöffnungen 26b tretende Luft wird in die Fußleitungen
oder -kanäle 30 eingeführt und in die
Fahrgastzelle aus den Luft blasenden Fußauslässen
geblasen.
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Da
der Verbindungsteil 25 in der Kanalwand 17a des
Kanalteils 17 geformt wird, der zwischen dem Spiralgehäuse 11b und
dem Heizerkern 15 angeordnet ist, kann die klimatisierte
Luft in die Fußleitungen (foot ducts) 30 aus den
Kanalöffnungen 26b zusätzlich zu der
Luft aus den Seitenöffnungen 26a eingeführt
werden. Somit werden die Öffnungsflächen oder
-bereiche der Fußöffnungen 26 vergrößert, ohne
die Gesamtabmessungen der Klimaanlage zu vergrößern.
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Die
Seitenöffnungen 26a und die Öffnungen des
Verbindungsteils 25 werden durch die einzige Fußtür 27 geöffnet
und geschlossen. Das heißt, es ist nicht notwendig, eine
Tür für jede der Seitenöffnungen 26a und
die Öffnungen des Verbindungsteils 25 vorzusehen.
Es ist somit weniger wahrscheinlich, dass die Gesamtgröße
der Klimaanlage vergrößert wird.
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Die
Fußöffnungen 26, die auf beiden Seitenwandungen 12b des
Einheitsgehäuses 12 ausgebildet sind, werden durch
die einzige Fußtür 27 geöffnet und
geschlossen. Es ist daher weniger wahrscheinlich, dass die Gesamtabmessung
der Klimaanlage vergrößert wird.
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Die
Fußöffnungen 26 sind nahe dem Heizerkern 15 positioniert.
Daher wird die klimatisierte Luft aus den Auslassöffnungen
für die Fußluft durch die Fußkanäle
oder Fußleitungen 30 ausgeblasen, während
der Wärmeverlust der klimatisierten durch den Heizerkern 15 erwärmten
Luft vermindert wird.
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Da
die einzige Fußleitung oder der einzige Fußkanal 30 mit
der Seitenöffnung 26a und der Kanalöffnung 26b auf
jeder Seite des Einheitsgehäuses 12 gekuppelt
ist, wird die Zunahme in den Abmessungen der Klimatisierungsanlage
beschränkt. Weiterhin wird der Fußkanal bzw. die
Fußleitung 30 von der Fußöffnung 26 in
Richtung nach unten verlängert, die Fußöffnung 26 und
die Fußluftausblaseöffnung sind über
ein kurzes Stück durch den Fußkanal 30 verbunden.
Damit wird die Steigerung in den Abmessungen der Klimatisierungsvorrichtung
beschränkt.
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Für
den Fall, dass ein Ende eines Heizerkerns benachbart einem Lüftergehäuse
angeordnet ist, wird die Luft innerhalb des Lüftergehäuses
durch die Wärme des Heizerkerns beeinflusst. Im Ergebnis wird
eine Kühllast des Verdampfers vergrößert
und die Heizleistung des Heizerkerns wird verschlechtert. Bei der
vorliegenden Ausführungsform dagegen ist der röhrenförmige
Kanalteil 17 zwischen dem Lüftergehäuse 11b und
dem Ende des Heizerkerns 15 vorgesehen, und es ist damit
weniger wahrscheinlich, dass die Luft innerhalb des Lüftergehäuses 11b durch
die Wärme des Heizerkerns 15 beeinflusst wird.
Das heißt, der Wärmeaustausch zwischen dem Heizerkern 15 und
dem Lüftergehäuse 11b ist reduziert.
Da auch die durch den röhrenförmigen Kanalteil 11 streichende
Luft in die Fahrgastzelle durch die Kanalöffnungen 26b geblasen
wird, wird der Klimatisierungswirkungsgrad verbessert.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine
zweite Ausführungsform soll nun mit Bezug auf die 4A und 4B beschrieben
werden. Im Folgenden werden ähnliche Bauteile durch ähnliche
Bezugszahlen bezeichnet und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
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Bei
der ersten Ausführungsform ist der Verbindungsteil 25 durch
zwei Öffnungen gegeben, die benachbart gegenüberliegenden
Enden der Kanalwandung 17a bezogen auf die Fahrzeug-Rechts-/Linksrichtung
ausgebildet sind. Bei der zweiten Ausführungsform ist der
Verbindungsteil 25 durch eine einzige Öffnung
gegeben, die über eine rechtwinkelige Gestalt verfügt
und sich in einer Längsrichtung der Kanalwandung 17a erstreckt,
beispielsweise in der Rechts-/Linksrichtung des Fahrzeugs, wie in 4A gezeigt.
In diesem Fall hat die Fußtür 27 einen
einzigen zweiten Türteil 27c zum Öffnen
und Schließen der Öffnung des Verbindungsteils 25,
wie in 4B gezeigt. Der zweite Türteil 27c hat
rechtwinkelige Gestalt und erstreckt sich zwischen den ersten Türteilen 27b.
Das zweite Dichtungselement 29 hat eine Gestalt entsprechend
der Öffnung des Verbindungsteils 25.
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In
diesem Teil wird der Öffnungsbereich des Verbindungsteils 25 vergrößert,
das Volumen der im Kanalteil strömenden Luft nimmt zu.
Im Ergebnis nimmt das Volumen der durch die Fußöffnungen 26 gehenden
Luft zu.
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(Andere Ausführungsformen)
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In
den obigen Ausführungsformen hat bzw. haben die Öffnung(en)
des Verbindungsteils 25 sowie der oder die zweiten Türteil(e) 27c jeweils
rechtwinkelige Gestalt mit einer Länge in Längsrichtung der
Drehwelle 27a. Die Öffnungen des Verbindungsteils 25 sowie
der zweite Türteil bzw. die zweiten Türteile 27c können
aber auch andere beliebige Gestalt annehmen.
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Die
Klimatisierungsvorrichtung kann durch Kombination der oben genannten
Ausführungsformen implementiert werden. Beispielsweise
lässt sich die Fußtür 27 der
zwei ten Ausführungsform verwenden, um die Öffnungen
des Verbindungsteils 25 der ersten Ausführungsform
zu öffnen und zu schließen. Auch ist die Anzahl
der Öffnungen des Verbindungsteils 25 nicht auf
eine oder zwei beschränkt.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen werden den Fachleuten ohne weiteres
offenbar. Die Erfindung in breiterer Sicht ist daher nicht auf die
spezifischen Details, auf die dargestellte Vorrichtung, die erläuterten
und gezeigten und beschriebenen Beispiele beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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