JP2004518938A - エアー分配システム - Google Patents

Abstract

コアンダ効果を利用してメインダクト（６Ｓ，６Ｄ）を通過するエアーの流れを偏向させることができる流体装置を含むエアー分配システムであって、そのシステムは、普通の乗物、特に乗用車又は例えば住宅、商業及び工業用のビルに適用できる。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、住宅、商業用又は工業用ビル用の普通の、又は乗用車におけるエアー分配システムに関し、本発明に係るエアー分配システムは、エアーフロー用の少なくとも１つの吸入ダクトとエアーを周囲に放出するための複数の排出口とエアー分配装置とを含み、そのエアー分配装置は前記吸入ダクトからエアーフローを入れる吸入口（３）と、前記排出口から離れて位置しそれぞれパイプによって後方に接続される複数の吹き出し口とを含む。
【０００２】
本発明の目的は、簡単でかつ信頼できしかも効率的に動作する前記特定されたタイプのエアー分配システムを提供することにある。この目的を達成する観点から、本発明に係る物は、前記エアーフロー吸入ダクトに接続されたパッセージ（６Ｓ；６Ｄ）と、エアーフローを第１の方向または第２の方向にコアンダ効果によって偏向させるために前記パッセージに接続された流体手段とをさらに含むことにより特徴付けられる、上述のものに関係するタイプのシステムである。
【０００３】
本発明の更なる特徴として、前記パッセージは、１つの吸入端を有しそれと対向する端で２つの区別された方向にしたがってメインダクトから分れた第１副ダクトと第２副ダクトとに繋がっているメインダクトによって構成され、前記流体手段は、コアンダ効果によってフローの方向を制御するようにメインダクトの結合構造が修正されてデザインされている。
【０００４】
本発明に係るさらに別の特徴として、前記流体手段がさらに、
前記メインダクトの１つの壁（８）に作られた１又は２以上の制御開口部（９）と、
前記開口部と共同して活性状態と非活性状態とを切り換えることができる密閉又は撹乱手段（１０）とを備え、
前記制御開口部が作られた壁は、前記流体手段が実質的にメインダクトのエアーフローレートを変化させないように前記ダクトのエアーフロー方向と平行に設定されている。
【０００５】
米国特許Ｎｏ．ＵＳ−Ａ−４，６８６，８９０及び対応欧州特許Ｎｏ．ＥＰ−Ｂ−０１７４６６０は、乗用車の客室中にエアーの排出口に流体手段を適用することを示していることに注目すべきである。前記文献は、エアー排出口の上流に設けられ、後ろから離れた位置にある分配装置に言及していないので、本発明を開示するものではない。さらに、このように設けられた流体手段は、メインダクト内のエアーフローレートに影響を与える。同様の議論が、流体エレメントと従来の変更フィンの両方を含みメインフローから生じた補助制御フローを利用する混成解決手段を予見する米国特許ＵＳ−Ａ−４，４０７，１８６によって開示された排出口にも当てはまる。
【０００６】
（課題を解決するための手段）
本発明は、上流に周囲にエアーを排出する排出口のから離れて上流に設けられ、異なる口へ選択的にエアーを送る制御を可能にする分配装置に関係するものであり、従来の偏向フィンを利用するダクトにおいて発生する上流でのロスを防止でき、流体手段を備えた排出口の公知の解決策においては生じるフローレートの変化を伴なうこともない。本発明に係る構成は、簡易構造で装置構造の全体寸法を減少させることができるとともに空気力学効率のレベルで得られるべき利点がある。さらに、本発明は、モジュール方式の基準にしたがって、それぞれ２つの副ダクトに接続されかつそれぞれ制御開口部を有する互いに並んで設けられた複数のメインダクトを通過する多くのエアーフローの方向を同時に制御するために使用されるように適合させることも可能である。この場合、本発明にしたがって、種々のダクトの制御開口部はたがいに直線状に整列されており、制御開口部に接続された密閉手段は共通である。それらは、例えば、それらの対応する異なった位置において前記シリンダーが種々の制御開口部の開閉の起こり得る異なって組み合わせを提供するように、それぞれ開口部の分布を持った壁を有している２以上の回転シリンダーを持っていてもよい。この特有の解決法は、乗用車のエアー分配システムにおける特別有利な方法で使用されるように適合できる。上述した密閉手段は、実際、寸法の減少、簡易性、エネルギー消費の減少の点において特に有利である。２つの回転シリンダーからなるペア−を含む単一のアクチュエーターは、分配システムの複数の排出口を介してエアーの流れを制御することができる。
【０００７】
上述したコアンダ効果エアー分配は、単安定又は双安定となるように構成することができる。第１のケースでは、エアーの流は、好ましくは、メインダクトから第１副ダクトに偏向し、第２副ダクトへのスイッチングは制御信号が発生されている間だけエアーの副フローが制御開口部を通るように行われる。
【０００８】
また、エアー分配が双安定の場合は、制御信号が発生された時にエアーの排出を第１副ダクトから第２副ダクトに、又はその逆に切り換えることができ（例えば、制御開口部から密閉器を除去する）、制御信号が終了後も、新しい切り換えられた状態を保つ。この結果は、例えばメインダクトの２つの対向する側面に、第１副ダクトの方向又は第２副ダクトの方向に向かうエアーのメインフローにそれぞれ偏向を起こさせるために選択的に開かれる２つの制御開口部を備えることによって得られる。
【０００９】
密閉又は撹乱手段は、例えば、伝統的なアクチュエーター（電磁気式、油圧式、空気圧式）、又は圧電アクチュエーター、又は電気制限ポリマー（ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）、又は形状記憶アクチュエーター等の種々の方法で得られる。
【００１０】
第１の方向又は第２の方向にフローの開始を可能にする制御信号は、好ましくは、制御開口部を制御することによって発生される。この開口部は、周りより低い又は高い圧力を有するエアーフローが通りぬけるメインダクトに接続される。密閉手段は、２つの同軸回転シリンダーを用いた例の場合のように移動表面又は、変形可能な表面からなっていてもよい。双安定分配器の場合、制御信号は、熱振動、又はあらかじめ決められた強度及び継続時間のエアー噴射によって発生される振動によって発生することができる。
【００１１】
さらなる特徴及び利点は、本発明が限定されることのない添付された図面を参照した以下の記述によって明らかになるであろう。
【００１２】
（実施の形態）
図１において、参照番号１は、乗用車におけるエアー分配装置として使用できるプラスチック材料で作られた構造体を全体を示す。構造体１は、開口部４を介してダクトに入ってきたエアーを流すためのメインダクト３を定義するメインセクション２を含む（図３）。図２に示すように、メインダクト３は２つの分離されたダクト５Ｓ，５Ｄに分れ、各ダクト５Ｓ，５Ｄはそれぞれ、３つのメインダクト６Ｓと３つのメインダクト６Ｄに伸びており、それらの３つのメインダクトは互いに垂直に設けられている。各メインダクト６Ｓは、それらの間の角度が９０°以下であり開口部４の反対側の端で構造体１からでる２つの副ダクト７Ｓ，７Ｄに枝分かれする。同様に、３つのメインダクト６Ｄは互いに垂直に設けられ、それらの間の角度が９０°以下である２つの副ダクト７Ｃ，７Ｄに枝分かれする。互いに垂直に設けられた３つのメインダクト６Ｓのそれぞれは、制御開口部９を持っておりかつダクト６Ｓを通るエアーの流れの方向に平行な面に設けられた壁８によってその内側側面上において境界が定められる。同様に、互いに垂直に設けられた３つのメインダクト６Ｓのそれぞれは、制御開口部９を持っておりかつダクト６Ｄを通るエアーの流れの方向に平行な面に設けられた壁８によってその内側側面上において境界が定められる。互いに垂直に設けられた３つのダクト６Ｓと互いに垂直に設けられた３つのダクト６Ｄがあるので、システムでは、３つのメインダクト６Ｓを通って通過するエアーのフローを制御し、３つのメインダクト６Ｄを通って通過するエアーのフローを制御するために、全ての３つの開口部９は互いに垂直に設けられる必要がある。上述した６個の制御開口部９の開閉の異なる可能な組み合わせは、２つの同軸の回転シリンダー１１，１２を含んでいる密閉装置１０からなる密閉手段を備えることによって得られる（図４参照のこと）。２つのシリンダー１１，１２の壁１１ａ，１２ａは、図７において平面に展開して示されている。図７から分るように、上記壁は一連の開口部１３を持っていて、それらは２つのシリンダー１０，１１の異なる位置関係により、制御開口部９の開閉の可能な組み合わせが提供されるように配置され、形状加工される。
【００１３】
各制御開口部９において、開いた状態と閉じた状態は、一方又は他方の副ダクトに向かうメインエアーフローの偏向をもたらすために決定される。この現象は、２つの副ダクト７Ｃ，７Ｄに枝分かれする単一の特有のメインダクト６Ｄに関係した図５及び６に示されている。図５において、内部シリンダー１１は制御開口部９に対応する位置にその閉じた壁１１ａの１つを持つことにより制御開口部９は密閉される。この状態で、メインダクト６Ｄを通って通過するエアーのメインフローは、コアンダ効果によって壁８のカーブにしたがって副ダクト７Ｃに流れる。メインダクト６Ｄを、例えば、高い圧力状態の環境と結合されるようにセットするために、内部シリンダー１１が制御開口部９を自由に通過するように回転されると（図６）、副ダクト７Ｄの中へ流れる偏向を生じさせる制御流体信号が発生される。
【００１４】
図４に示されるように、２つの回転シリンダー１１，１２はそれぞれ、その上端に、対応する作動部財との接続を可能にする継手１４，１５を有している。もちろん、その２つのシリンダー１１，１２の回転を制御する手段は、もうすでに記述したようにどのようなタイプであってもよい。さらに、添付した図面に示された装置は、単に一例として与えられているだけである。また、示された例は、簡潔性、寸法を小さくすること、モジュール化の観点において特に優れた利点を有していることは明らかである。密閉装置１０は、１つのアクチュエーターによって極めて低いエネルギー消費で制御することもできる。記載した構成によって、エアーダクトにおける先頭部分でのロスは最小となり、この事実により、エアー分配システムの高い効率が保証される。
【００１５】
図８は、メインダクト２０を通って第１副ダクト２１又は第２副ダクト２２に向かって通過するエアフローの偏向が双安定基準にしたがって、２つのの制御開口部にそれぞれ接続された２つの横振動フィン２３，２４によってそれぞれ制御される本形態の他の例を示している。
【００１６】
図９は、１つの吸入口３とそれぞれパイプ５１と排出口５２からなる手段によって接続された８個の吹出口５０を有する、本発明に係る装置１の応用を示している。
【００１７】
すでに説明したように、本発明に係るシステムは、乗用車又は、住宅、商業若しくは工業用ビル、又は他のすべてのエアー分配器の利用分野（例えば、航空機又は船舶）のいずれにも適用できる。
【００１８】
図１１−１６は、図１のアッセンブリーの変形を示している。この変形例では、分配アッセンブリーの本体は、参照番号１００で示されており、アッセンブリ−の上面１０５で外に出る２つのダクト１０３，１０４に枝分かれするパッセージ１０２を定義する複数の吸入口接続部１０１を含む（図１４）。再び、図１４を参照して、吸入ダクトの側壁は、それぞれ回転シリンダー１０７によって制御された開口部１０６を有している。図１１と１２において示されるように、互いに同軸の２つの制御シリンダー１０７が設けられている。しかしながら、図１のアッセンブリ−の場合と異なり、２つのシリンダー１０７は、同軸ではなく、一方が他方の延長部として設けられている。それらの各々は、それぞれ排出ダクト１０３，１０４からなる、３つのペアーの列を制御する。図１のアッセンブリーの場合から分るように、各シリンダー１０７（図１０）は、アッセンブリ−の一部を構成し、開口部１０６を制御するために閉じた部分と開いた部分を持った壁を有するフィン１０８の中で回転できるように取り付けられている。シリンダー１０７の動きは、アッセンブリー構造体を形成するウオームスクリュー１１０を制御する出力シャフトを有するケース１０９内にセットされた１つのモーターアッセンブリーによって制御される。ウオームスクリュー１１０は歯車１１１とかみ合っており（図１３）、その歯車１１１は同軸の小歯車１１２によって歯車１１３からの回転が伝えられ、歯車１１３は、２つのシリンダー１０７の互いに対向する２つの端面の間においてアッセンブリー構造体上で回転するように取り付けられる。
【００１９】
図１５及び１６に示されているように、歯車１１３はその対向する２つの面上にそれぞれ、歯車１１３と共に回転するつめ車１１４，１１５を有する。各つめ車１１４，１１５は、シリンダー１０７の各端面１０７ａによって支持された弾性体１１６と共同して機能する。
【００２０】
電気制御モーターは、歯車１１３をトランスミッション１１０，１１１，１１２によって一方向又は他の方向に回転させるように設計されたリバーシブル電気モーターである。２つの回転方向のそれぞれにおいて、歯車１１３はその回転を、２つのつめ車１１４，１１５の１つとそれと共に動く弾性体１１６の１つとによって構成されたつめ車機構によって２つのシリンダー１０７の正しい１つに伝える。２つの回転方向のそれぞれに対して、２つのシリンダーの１つが、他のシリンダーが静止している間において、弾性体１１６を繰り返しジャンプさせることによってつめ車が回転できる間だけ回転するように駆動される。
【００２１】
もちろん、本発明の原理を損なうことなく、構造及び形態の詳細は、ここに単なる例として記載または図示されたものに関して本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形をしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る実施の形態における、乗用車のエアー分配器として利用できる一例の斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線についての拡大断面図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線についての断面図である。
【図４】図４は、図１のシステムにおいて使用される密閉手段の斜視図である。
【図５】図５は、本発明に係るシステムの動作原理を示すための、異なる２つの動作状態における図２の細部を示した図である。
【図６】図６は、本発明に係るシステムの動作原理を示すための、異なる２つの動作状態における図２の細部を示した図である。
【図７】図７は、本発明に係るデバイスの密閉手段を構成する２つの回転シリンダーを持った壁の平面図における展開部を示した図である。
【図８】図８は、本発明に係る別の実施の形態を示した図である。
【図９】図９は、応用例を示した図である。
【図１０】図１０は、図１のアッセンブリ−の変形例の斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のアッセンブリ−の平面図である。
【図１２】図１２は、図１０のアッセンブリ−の側面図である。
【図１３】図１３は、図１２の細部を拡大して示した図である。
【図１４】図１４は、図１０のＸＩＶ‐ＸＩＶ線に沿った断面を拡大して示した図である。
【図１５】図１５は、図１３の細部を拡大した透視図である。
【図１６】図１６は、図１２の細部を拡大した側面図である。

Claims (10)

1. エアーを流すための少なくとも１つの吸入ダクトと、
   周辺にエアーを排出するための複数の排出口と、
   前記吸入ダクトからのエアーフローを吸入する吸入口（３）と、前記排出口から離れてそれぞれパイプによって後ろに接続された複数の吹出口とを含むエアー分配装置とを備え、
   前記エアー分配装置がさらに、前記エアーフローの吸入ダクトに接続されたパッセージ（６Ｓ，６Ｄ）と、前記パッセージに接続され１つの第１又は１つの第２方向（７Ｓ，７Ｃ；７Ｄ）にコアンダ効果によってそれぞれ第１と第２の吹出口の方に偏向させるための偏向手段とを備え、
   前記パッセージが、１つの吸入口端を有しその対向端で、前記メインダクトから２つの方向にしたがって分れた第１副ダクト（７Ｓ，７Ｃ）と第２副ダクト（７Ｃ，７Ｄ）と繋がったメインダクト（６Ｓ；６Ｄ）によって構成されて前記第１と前記第２の吹出口の方に導き、
   前記偏向手段はコアンダ効果によってフローの方向が制御されるようにメインダクトの幾何形状が変更され、
   前記偏向手段は、メインダクトを通過するエアーフローレートの変化を伴なうことなくコアンダ効果によってメインフローの前記第１と第２の副ダクト（７Ｃ，７Ｄ）の方向に偏向を制御するように、前記メインダクトの１つの壁（８）に形成された１又は２以上の制御開口部（９）と、該開口部と共同して働き活性状態と非活性状態とを切り換えることができる閉塞及び撹乱手段（１０）とを含むことを特徴とするエアー分配システム。
2. それぞれ２つの副ダクト（７Ｓ，７Ｃ；７Ｃ，７Ｄ）に繋がっておりかつそれぞれ制御開口部（９）を有し互いに並んで設けられた複数のメインダクト（６Ｓ，６Ｄ）を含むことを特徴とする請求項１記載のエアー分配システム。
3. 異なるメインダクトの前記制御開口部（９）が並んで配列されていることと、前記制御開口部（９）の前記閉塞手段（１０）が共通であることとを特徴とする請求項２記載のエアー分配システム。
4. 前記制御開口部（９）の共通の前記閉塞手段（１０）は、２つの回転シリンダー（１１，１２）の異なる位置において異なる制御開口部（９）の開閉の異なる可能な組み合わせが得られるよう形作られて配列された複数の開口部（１３）を持った壁を有する２以上の回転シリンダー（１１，１２）を含むことを特徴とする請求項３記載のエアー分配システム。
5. 乗用車用の請求項４記載のエアー分配システムであって、
   それぞれ互いに垂直に設けられた２以上のメインダクトに供給する２つの補助ダクト（５Ｄ，５Ｓ）に分かれるメインダクト（３）を定義するメインセクション（２）を含む本体（１）を含み、その本体（１）の左と右側の両方において互いに垂直に設けられた２以上の吹出開口部からなる２つの組を定義するように、各メインダクト（６Ｓ，６Ｄ）は対応するメインダクトと同一面上に位置する２つの副ダクト（７Ｓ，７Ｃ；７Ｃ，７Ｄ）に順番に枝分かれすることを特徴とするエアー分配システム。
6. 前記同軸回転シリンダー（１１，１２）は、その回転シリンダー（１１，１２）によって形成されたアッセンブリーの２つの対向する側面上に互いに直交して設けられた複数の制御開口部（９）が制御されるように、前記装置の前記本体（１）の中心でその軸が実質的に垂直に設定されたことを特徴とする請求項５記載のエアー分配システム。
7. 前記偏向手段が単安定動作をする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載のエアー分配システム。
8. 前記偏向手段が双安定動作をする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載のエアー分配システム。
9. 前記閉塞又は撹乱手段は、電磁気的、油圧式、空気圧式、圧電アクチュエーター、電気制限ポリマー、及び形状記憶アクチュエーターからなる群から選択されたアクチュエーターによって制御されることを特徴とする請求項１記載のエアー分配システム。
10. 前記２つの回転シリンダー１０７は、一方が他方の延長部として設けられ、リバーシブル電気モーター（１０９）によって制御されるつめ車手段（１１４，１１５，１１６）によって選択的に可動する端面があることを特徴とする請求項４記載のエアー分配システム。