JP2007506601A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空気方向の変換の機能に最適に合わせられたプロフィールを備えた温度混合弁を有する空調装置を提供する。
【解決手段】 空気流を発生させるための送風機と、送風機の下流側に配置された、空気流によって貫流される蒸発器と、蒸発器の後段に配置された混合フラップを有し、空気流が混合フラップによって第１の流れ通路および／または第２の流れ通路へ分割可能である。第１の流れ通路（冷風通路）が混合室内へ連通し、第２の流れ通路（温風通路）内には第２の部分空気流を加熱するための熱交換機が配置されており、かつ第２の流れ通路が熱交換機の下流側で混合室内へ連通している。混合室内で第１と第２の部分空気流から混合空気流が形成可能である。混合フラップが空気流を分割するために、少なくとも３つの部分からなる。回転軸がこれらの部分の外側に位置し、第１の部分は回転軸に関して半径方向に、または少なくとも半径方向に対して鋭角で、第２の部分は回転軸に関して凹状に、そして第３の部分は回転軸に関して半径方向に、あるいは少なくとも半径方向に対して鋭角で配置されている。第１と第３の部分が第２の部分の両側の端部に、３つの部分がつながった輪郭を有する壁領域を形成するように、接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

車両用空調装置は、典型的には、一体的または複数に分かれたハウジング、新気または周囲空気を吸い込むための送風機、熱交換機、特に空気を冷却するための蒸発器、空気を加熱するための第２の熱交換機、メイン空気流を温度調節するための装置および混合室から構成される。

蒸発器から流出する冷却された空気流は、好ましくは第１の部分空気流として直接通路または冷風通路を介して混合室内へ案内されて、第１の部分空気流として他の通路を介して、蒸発器の下流に位置する、発熱体として形成された、他の熱交換機へ供給される。発熱体を介して案内される第２の部分空気流は、加熱された空気流として混合室へ流入し、、第１の冷たい部分空気流の少なくとも一部と混合された後に、メイン空気流を形成する。

混合室または混合チャンバから出て、メイン空気流は種々の空気流出開口部を介して車両室内を潤す。これらの空気流出開口部あるいは、たとえばデフロスト空気流出部、混合空気流出部あるいは足下空間空気流出部のような流出部は、他の制御フラップを介して空気量的に様々に供給可能である。

空気を温度調節する装置によって調節可能な、冷たい部分空気流と暖められた部分空気流からなる様々な体積流によって、メイン空気流ないし混合室内の空気の温度が生じる。混合室から車両室内の様々な領域またはゾーンへ案内されるメイン空気流を温度調節する、この種の装置は、大体において、温度混合フラップまたはこの種の温度混合フラップの配置からなる。この種の混合フラップの様々な駆動位置によって、種々の空気流通路の供給を調節し、あるいは制御することが可能である。特に、２つまたはそれより多くの異なるように温度調節された空気流を一緒に案内し、あるいは混合した後に定められた温度を得るために、これら２つまたはそれより多い空気流の混合比を調節することができる。

従来技術（たとえば、特許文献１）から、この種の温度調節フラップのために、いわゆるバタフライ弁が知られている。これは、２つの羽根で形成されて、回転軸を中心に回転可能または揺動可能に軸承されており、２つの終端位置間で移動することができる。その場合にフラップまたはフラップの部分領域は、一方の終端位置において冷風通路を完全に閉鎖し、同時に、空気流を加熱部材へ案内する、温風通路を開放する。第２の終端位置においては、逆の場合が生じる。フラップは、加熱部材への通路を完全に閉鎖し、混合室内へは冷風通路を介して冷たい空気のみが達する。フラップの、その間にある位置において、冷風通路と温風通路が部分的に閉鎖され、ないしは開放されるので、フラップ位置に従って、２つの空気流が合体する混合室内に所定の温度が生じる。

フラップが、たとえば冷風通路を閉鎖する、一方の終端位置にある場合に、このフラップは、混合空気のわずかな温度低下を得るためには、小さい角度だけ回動される。混合フラップの、冷風通路を閉鎖する羽根部分の終端領域に、混合室内へ冷たい空気を通過させるための狭い開口部が開けられている。その場合の欠点は、バタフライ弁においては構造に基づいてこの開口部領域がフラップの、温風通路とは逆の側に位置する端部に設けられていることである。冷却された空気は、冷風通路の端縁領域に沿ってフラップ端部を撫でながら混合室内へ達し、それによって暖かい空気と冷たい空気のわずかな混合しか得られない。すなわちこの端縁領域に隣接している流出開口部は、圧倒的に冷たい空気を供給され、ずっと離れた開口部はほぼ暖かい空気のみを供給される。このことが、混合室からの空気流出開口部に関して、しばしば望ましくない温度の層をもたらす。同様なことは、まず完全に閉鎖された温風通路が徐々に開放される、逆の場合についても当てはまる。

部分空気流の改良された混合が、バタフライ弁の混合フラップによって、回転軸ないし回転軸の領域のフラップ壁を端縁領域または冷風通路と温風通路の間の仕切壁の端部から離すことにより得られるので、混合フラップの、終端位置の間にある位置において、冷風通路からの冷風を温風通路内へ直接通過させることができ、すなわち混合室内へ流入する前にすでに、２つの部分空気流の改良された混合がもたらされる。しかし、この配置の欠点は、フラップを２つの羽根で形成することによって、冷風通路と温風通路の開口幅の合計によって定められる、フラップ全体寸法が生じることである。この形態の例が、従来技術（たとえば、特許文献２を参照）に示されている。

考え方においてこの問題に対処する混合フラップを有する空調装置が、従来技術（たとえば、特許文献３）から知られている。温度混合フラップは、ドラムフラップあるいは少なくともドラム状のフラップとして形成されている。ドラム状のフラップの主要な特徴は、それが円形または回転軸に関して凸状に形成された壁を有していることである。通路を閉鎖し、ないしは開放するために設けられている壁領域の全寸法は、２つの通路のうちの広い方の最大の開口幅のみによって定められる。図示の実施形態において、フラップは、回転軸を中心に回転可能に軸承されている。円セグメント状に形成された閉鎖壁には、２つの終端位置「冷」と「温」の間で揺動する間に冷風通路から温風通路への直接的な通過を可能にするために、１つまたは複数の切欠きないし閉鎖壁から引っ込んだ領域が設けられている。

方向変換される冷風の流れ領域におけるフラップの凸状に湾曲された形状によって、流れ特性にマイナスの作用が生じる。定められたフラップ位置において、流入する冷風流の優先方向が、閉鎖壁に対してほぼ垂直になっている。壁に当接する冷風は、まだ温風通路内へオーバーフローする前に旋回する。従って冷風の方向変換をもたらす閉鎖壁が、流れ障害物を形成する。それからもたらされる圧力降下によって、空調装置の音響的特性も悪化する。
ドイツ特許公報ＤＥ３０３８２７２Ｃ２ ドイツ公開公報ＤＥ２５１０９９１Ａ１ 米国特許明細書ＵＳ６２３１４３７Ｂ１

従って従来技術に基づいて、本発明の課題は、空気流に、特に空気方向変換の機能に最適に合わせられたプロフィールを備えた温度混合弁を有する、改良された空調装置を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する空調装置、
（すなわち、
・空気流を発生させるための送風機と、
・送風機の下流側に配置された、空気流によって貫流される蒸発器と、
・蒸発器の後段に配置された混合フラップと、
を有し、
・空気流が混合フラップによって第１の流れ通路および／または第２の流れ通路へ分割可能であって、それによって第１および／または第２の部分空気流が発生可能であり、
・第１の流れ通路（冷風通路）が混合室内へ連通し、
・第２の流れ通路（温風通路）内には第２の部分空気流を加熱するための熱交換機が配置されており、かつ第２の流れ通路が熱交換機の下流側で混合室内へ連通しており、
・混合室内で第１と第２の部分空気流から混合空気流が形成可能であって、その場合に混合室から空気流出通路が車両室内の様々な領域へ通じており、
・かつ、混合フラップが回転軸を中心に、第１の流れ通路を完全に閉鎖する第１の終端位置と、第２の流れ通路を完全に閉鎖する第２の終端位置の間で揺動可能であって、かつその間にある位置においては、第１の流れ通路から第２の流れ通路への冷風の直接的な通過を可能にする、
車両用空調装置において、
混合フラップが空気流を分割するために、少なくとも３つの部分からなり、かつ回転軸がこれらの部分の外側に位置し、第１の部分は回転軸に関して半径方向に、または少なくとも半径方向に対して鋭角で、第２の部分は回転軸に関して凹状に、そして第３の部分は回転軸に関して半径方向に、あるいは少なくとも半径方向に対して鋭角で配置されて、第１と第３の部分が第２の部分の両側の端部に、３つの部分がつながった輪郭を有する壁領域を形成するように、接続されていることを特徴とする、車両用空調装置）、
によって解決される。好ましい形態が、従属請求項の対象である。

発明の実施形態

本発明によれば、空調装置は、空気流を発生させるために送風機を有している。この送風機の下流側に、蒸発器が配置されている。蒸発器の後方で、空気流は混合フラップによって第１の流れ通路および／または第２の流れ通路へ分割され、それによって第１および／または第２の部分空気流が発生可能である。第１の流れ通路は、混合室内へ連通し、第２の流れ通路内には、第２の部分空気流を加熱するために熱交換機が配置されており、熱交換機の下流側で初めて混合室内へ連通する。

混合室内で、第１と第２の部分空気流から混合空気流またはメイン空気流が発生可能であり、その場合に混合室から空気流出通路が車両室内の様々な領域またはゾーンへ通じている。たとえばデフロスト空気通路、中央空気通路、側方空気通路あるいは足下空間空気通路のような、空気流出通路に、好ましくは付加的な切替えフラップが対応づけられており、それらが混合室から対応づけられた空気流出通路を通る空気流出流を制御する。

空気流を分割するための、本発明に基づく混合フラップは、少なくとも３つの部分からなり、それらが好ましくは一体的に互いに結合されているので、つながり合った、一貫した輪郭が生じる。この輪郭が、フラップの壁領域を形成する。混合フラップは、回転軸を有しており、その回転軸はこの壁領域の外部の、好ましくは混合室の領域にある。フラップの、壁領域を形成する部分から、２つの部分が回転軸に対して半径方向に延びており、あるいはこの半径方向と鋭角を形成する。少なくとも１つの他の部分が、これら２つの部分の間にあって、回転軸に関して凹状に湾曲されている。混合フラップは、その回転軸を中心に２つの終端位置の間で回転可能ないし揺動可能である。第１の終端位置において、混合フラップは第１の流れ通路、たとえば冷風通路を完全に閉鎖し、第２の流れ通路、たとえば温風通路を開放する。第２の終端位置において、混合フラップは第１の流れ通路（冷風通路）を開放し、第２の流れ通路（温風通路）を完全に閉鎖する。これらの終端位置の間にある位置においては、フラップの壁領域の部分が凹状に形成されていることにより、冷風を直接温風通路内へ通過させることが可能である。

混合フラップの壁領域は、構造的に、凹状の部分が主要な部分を形成するように、構成されており、その場合にその端部に連続する半径方向または半径方向に対して鋭角に形成された部分が、フラップの端縁領域上に延びている。本発明によれば、壁領域の凹状の屈曲または湾曲によってフラップの、終端位置の間にある位置において、温風通路への冷風の直接的な通過が可能になるだけでなく、温風通路への入口の前で旋回をできる限り回避しながら冷風流の一部のソフトな方向変換が行われる。方向変換される流れは、フラップの極めて凹状の形状によって、温風通路内の混合領域内で暖かい空気流の流れ方向に対して反対の流れ方向が得られ、それによって温風通路が混合室内へ連通する前に、空気流の極めて効果的な混合が行われるように、案内することができる。

方向変換を流れ技術的に、かつその音響的な特性において最適化するために、壁領域の様々な部分は、それらが互いに持続的に移行し合うように、形成されている。冷風通路と温風通路が互いに対して配置される角度、ないしは発熱体の組込み位置に従って、たとえば非対称のプロフィールの形状の、壁領域の凹状の部分を流れ的に好ましく適合させることができる。

空調装置の他の好ましい形態によれば、混合フラップは全長にわたって断面において変化しない輪郭を有している。

冷たい空気流と暖かい空気流の良好な混合を領域的にだけ行ない、領域的に温度の層状化を得ようとする場合には、混合フラップは横方向に分離された異なる壁領域を有することができ、その場合にフラップの壁領域はこれらの領域の少なくとも１つにおいて、回転軸に関して凹状に湾曲された、本発明に基づく形状を示す。

混合フラップをその終端位置の１つに固定するために、好ましくは壁領域の１つまたは両方の端部がストッパの形状で形成されている。これらのストッパ面は、ハウジング壁のウェブまたはそれに応じて形成された、突出し、あるいは引っ込んだ領域に添接し、終端位置において流れ通路のためのシールをもたらす。好ましくはストッパ面には、シールする材料、たとえば発泡吹付け被覆が設けられている。

混合フラップの壁領域の、回転軸に関して凹状の部分は、円形ないし円セグメント形状に形成することができる。フラップのプロフィールの他の可能性は、楕円形、放物線状、双曲線上ないし任意の持続的に凹状に湾曲された形状であって、その場合に凹部の部分はこれら上述したプロフィールの組合わせから構成することができる。極端な場合には、混合フラップの凹状に湾曲された部分を、直線的に形成することができ、それによっても本発明に基づく空調装置が同様に実現される。フラップの凹状の部分が複数のサブ部分に分割されている場合には、全体構造がほぼ凹状の構造を維持している限りにおいて、部分片がまっすぐに延びていてもよい。

混合フラップをリンク結合するために、好ましくは回転軸に端縁固定で配置された揺動アームが使用され、その揺動アームは回転軸から始まって円セグメント状に拡幅する。強化するために、フラップの長手軸に沿って１つまたは複数の揺動アームを配置することもできる。

その他、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

図１、２および３は、本発明に基づく空調措置１を横断面で示している。送風機ハウジング３の内部には、図示されていない送風機、好ましくはラジアルベンチレータが配置されており、それが切断面に対して垂直に空気を吸い込む。ラジアルベンチレータによって給送される空気は、まず空気フィルタ１５を、そしてその後蒸発器４を貫流して、その蒸発器内で空気が冷却される。

蒸発器４の下流に、冷風通路と称される、流れ通路７と、発熱体流入通路と称される他の流れ通路６が接続されている。流れ通路６内へ流入する空気は、蒸発器４の下流側で熱交換機５を通過し、その熱交換機は発熱体として形成されている。たとえばＰＴＣヒーターのような、選択的な補助ヒーターは、図示されていない。温風通路と称され、かつ発熱体の下流に位置する、流れ通路８を介して、暖められた空気が混合室９内へ達し、冷風通路７もこの混合室内へ連通している。

図１、２および３は、混合フラップ１０を、第１の終端位置、第２の終端位置および中間位置で示している。混合フラップ１０の調節が、第２の流れ通路８に対する第１の流れ通路７の開放された流れ断面の比とそれに伴って蒸発器４から来る体積流の割合を定め、その体積流は熱交換機５を介して案内されない。それによって混合室９内で得られる混合空気の、生じる温度が開ループ制御ないし閉ループ制御される。

混合室９から複数の空気流出通路１６が出ており、その場合にこれらの通路の各々に１つまたは複数の切替えフラップ（図には示されていない）が対応づけられており、その切替えフラップによって対応する空気流出通路１６内の空気流の大きさが開ループ制御または閉ループ制御可能である。

図１において、混合フラップ１０は第１の終端位置で示されており、その場合に混合フラップは冷風通路７を通る空気流の通路を閉鎖している。蒸発器４から来る全部の空気流が流れ通路６を介して熱交換機５へ、そしてさらに温風通路８を介して混合室９内へ案内される。混合フラップ１０の第１の半径方向部分１３が、蒸発器４の上方の端部に隣接した、ハウジング２の突出した領域に密着する。混合フラップ１０の第２の半径方向部分１３は、熱交換機５の上方の端部の領域内でハウジング２のウェブに添接する。半径方向部分１３の端部の然るべきコーティングが、冷風通路７のほぼ空気密の閉鎖をもたらす。

図２は、混合フラップ１０を第２の終端位置で示しており、その場合に混合フラップは温風通路８を通る空気流の通過を閉鎖する。蒸発器４からくる全部の空気流は、冷風通路７を介して混合室９内へ案内される。混合フラップ１０の第１の半径方向部分１３は、熱交換機５の上方の端部に隣接して、ハウジング２の突出する領域に添接する。混合フラップ１０の第２の半径方向部分１３は、温風通路８の右の端部においてハウジング２のウェブに密着する。

図３には、混合フラップ１０が中間位置で示されている。冷風通路７も温風通路８も完全には閉鎖されず、あるいは開放されない。記入されている矢印によって、蒸発器４から来る空気流の流れ方向が明らかにされている。その場合に空気流は、直接混合室９内へ達する第１の部分流と第２の部分流に分割され、第２の部分流は混合室９の壁領域を介して温風通路８内へ方向変換され、そこで熱交換機５を通過した部分流と混合される。図３から明らかなように、半径方向部分１３と特に凹状の部分１２の流れ的に好ましいように形成された形状によって、冷たい部分流のソフトな方向変換が可能である。

図４ａから４ｅには、混合フラップ１０の実施形態の例が、横断面で示されている。

図４ａは、部分１２と１３から構成された、混合フラップ１０の壁領域を示している。終端部分１３は、回転軸１１から始まって半径方向に延びている。中央の部分１２は、回転軸１１に関して凹状の湾曲を有している。混合フラップ１０の流れ特性を改良するために、半径方向部分１３が持続的に凹状の部分１２へ移行している。半径方向部分１３は、混合フラップ１０をその終端位置に固定するために、ハウジングに接するストッパとして用いられる。終端位置において流れ通路７と８のシールをもたらすために、混合フラップ１０のストッパ面には、シールする材料、たとえば発泡吹付け被覆が設けられている。

図４ｂにおいて、部分１３は直線的であるが、半径方向からはわずかな変位を有している。これは特に、湾曲の少ないプロフィールを備えた凹状の部分１２を有する混合フラップ１０にとって、部分１３と１２の間の接続領域において持続的な配置を満たすために、効果的である。

混合フラップ１０の開放ないし閉鎖運動の間に、暖かい空気と冷たい空気の所望の混合比のそれぞれの要請に適合させて、温風通路８内へ冷たい空気流を直接通過させるための横断面を所望に変化させるために、図４ｃに示すように、凹状の壁部分１２は非対称の延びを有することもできる。

ほぼ凹状の湾曲推移に近づけることは、たとえば図４ｄに示すように、まっすぐな部分１２を互いに連ねることによっても達成される。その場合に極端な場合には、図４ｅに示すように、まっすぐな部分２を有する三角形フラップの形状が得られる。

図５は、側方においてフラップ１０の前側に取り付けられた揺動アーム１４を有する混合フラップ１０を斜視図で示しており、その場合に揺動アーム１４は半径方向に拡幅しており、混合フラップ１０の回転軸１１から壁領域へ延びるウェブの形状で形成されている。

部分領域のみにおいて回転軸に関して凹状の、本発明に基づく壁領域１１７を有する、混合フラップ１０６を備えた自動車空調設備１０１が、図６から１９で説明される。

幾つかに分かれて形成された空気ガイドハウジング１０７内に配置されている、送風機１０２、蒸発器１０３、ヒーター１０４および補助ヒーター１０５を有するこの自動車空調設備１０１は、必要に応じて温度調節し、かつ層状化された空気流を発生させるために、混合フラップ１０６を有している。

温度調節された空気は、フラップによって制御される空気通路を介して車両室内の種々の領域へ供給することができる。すなわち、空気ガイドハウジング１０７から分岐する空気通路１０８が設けられており、それはフロントガラスのデフロストに用いられる。デフロスト通路１０８を通って案内される空気量は、デフロストフラップ１０９によって制御される。他の空気通路１１０が側方および中央のノズルへ通じており、フラップ１１１によって制御可能である。さらに、足下空間空気通路１１２が設けられており、それは足下空間フラップ１１３によって制御可能である。

図６から明らかなように、換気−空気通路１１０は、３つの部分で形成されており、その場合にここでは３つの部分通路はそれぞれほぼ等しい横断面を有している。それらは、中央ノズルと側方ノズルの間でフラップ１０６と協働して、空気を層状にするために用いられる。

この空気の層状化を、仕切壁または特殊に形成された冷風通路を必要とせず、従ってより少ない組込み空間需要を有する、単純なフラップによって可能にするために、上述した実施例によれば、３部材のフラップ１０６が設けられている。このフラップは、その揺動軸内に２本のピン１１４を有しており、それらのピンは前面１１５に配置されている。フラップ１０６は、フラップ１０６の中央に、揺動軸に対して垂直に延びる平面に関して鏡対称に形成されており、その場合にフラップ１０６を有するこの平面の切断線が、図１７に示されている。

フラップ１０６は、それが対称であることに基づいて、２つの外側の領域１１６と中央の領域１１７を有している。フラップは、その外側の領域１１６においてドラムフラップ状に形成されており、すなわちフラップ１０６は中空円筒の部分の形状を有している。領域１１６と１１７は、フラップ１０６の長手方向に延びる側１１８において、等しい高さを有しており、その場合にシールを改良するために半径方向外側へ向かって延びる端縁１１９が設けられており、その端縁は前面１１５も越えてピン１１４まで延びている。２つの外側の領域１１６の流れ断面は合わせて、本実施例によれば、中央の領域１１７の流れ断面にほぼ相当する。

中央の領域１１７は、揺動軸の方向へ湾曲して形成されており、かつ側方の領域１１６から壁１２０によって分離されている。壁１２０の揺動軸側の端部において、壁はブリッジ１２１によって結合されており、その場合にこのブリッジは中央の領域１１７と同様にやや湾曲されている。このブリッジ１２１は、一方では、空気案内機能を有する、一種のスポイラーとして、他方ではフラップ１０６の安定性を向上させるために用いられる。

フラップ１０６の、側方１１８とは反対の側１２２においては、特に図１８から明らかなように、領域１１６と１１７は異なる高さを有している。開放行動を改良するために、外側の領域１１６は斜めに形成されており、すなわちその領域は特に揺動軸に対して平行には延びていない。中央の領域１１７は、揺動軸に対して平行に終了しており、その場合にここでも外側へ延びる端縁１２３が設けられており、その端縁は外側の領域１１６の外側、前面１１５も越えて、ピン１１４まで、従って端縁１１９まで延びている。

次に、フラップ１０６の機能を、図８から１５を参照して詳細に説明する。

図８と９は、１００％温の位置、すなわちフラップ１０６が直接蒸発器１０３から来る冷風に、すべての領域１１６と１１７を有するルートを閉鎖する。その場合にフラップ１０６の端縁１１９が、それに応じて形成された空気ガイドハウジング１０７に添接するので、冷たい空気は空気通路１０８と１１２へ達することができない。ヒーター１０４および補助ヒーター１０５から来る温風の流れルートは、デフロストフラップおよび足下空間フラップ１０９と１１３が開放されている場合について、実線の矢印で示されている。側方および中央のノズルへの空気供給のためのフラップ１１１は、表示のように閉鎖されている。

図１０と１１に示すように、フラップ１０６がゆっくりとその他方の終端位置へ移動された場合に、フラップ１０６の中央の領域１１７内の両側で冷風通路が解放され、その冷風通路を通って冷たい空気が特にデフロスト空気通路１０８内へ流入する。それによって、足下空間へ案内される空気の温度が、デフロスト空気通路１０８内へ達する空気の温度よりも高くなることが達成される。外側の領域１１６が幅広く形成されていることに基づいて、この領域内への冷風通路はまだ閉鎖されている。冷風の流れルートは、図では点線の矢印で示されている。

図１２と１３に示すように、フラップ１０６がさらに移動した場合に、中央の領域１１７の冷風通路がさらに開放されるので、温度がさらに低下する。外側の領域１１６内では、冷風通路が、斜めになっていることによってゆっくりと開放し始め、冷風が外側の領域１１６内の、特にデフロスト空気通路１０８へ達する。ここでも、足下空間内へ案内される空気の温度が、デフロスト空気通路１０８内へ達する空気の温度よりも高いことにより、乗客にとって心地よいと感じられる温度層状化が得られる。

空気通路１１０の開放または少なくとも部分的な開放をもたらすフラップ位置において（図８から１３には示されていない）、中央と側方の空気通路間で温度層状化が得られる。フラップ１０６の上述した形状によって、１つまたは複数の中央ノズルへ供給される空気の温度は、側方ノズル内の空気温度よりも低く、それも同様に室内の快適性向上に寄与する。というのは、サイドガラス窓を介しての熱放射は、客室の中央におけるよりも大きく、かつ上述した温度の層状化によって、少なくとも乗客が感じる、温度プロフィールの均一化をもたらす。

図１４と１５に示すように、温風通路が完全に閉鎖されている場合には、全領域１１６と１１７内で対応する空気通路１０８、１１０および１１２へ冷風が達する。その場合に図示の実施例において、デフロスト空気通路１０９も足下空間への空気通路１１２も閉鎖されており、冷たい空気のみが均一に側方ノズルと中央ノズルのための通路１１０内へ達する。

従って空気の層状化を可能にすることができ、その場合にフラップ６の混合位置または中間位置全体において、フロントガラスへ供給される空気は、足下空間へ供給される空気よりも冷たく、ないしは中央ノズルへ供給される空気は、側方ノズルへ供給される空気よりも冷たい。

適切な所望の温度の層状化を得るために、他の実施例においては、３つに分かれた混合フラップが設けられており、その混合フラップにおいては、２つの外側の領域は凸状に湾曲されており、かつバイパス通路内へ案内される。その間に位置する領域は、本発明に基づく壁領域の、回転軸に対して凹状の湾曲を有している。この実施例を、図２０から２３を用いて、以下で詳細に説明する。フラップの２つの外側の領域は、以下においては混合フラップと称され、内側の領域は切替えフラップと称される。

図２０ａ、２０ｂ；２１ａ、２１ｂ；２２ａ、２２ｂの３対の図は、それぞれ本発明に基づく空調装置の断面を示している。その場合にａで示す図は、常に、バイパス通路の外部の領域を通る断面を示し、ｂで示される図はバイパス通路の領域の断面を示しており、その場合に同じ対の図のフラップ位置は、互いに相当する。空調装置内のバイパス通路の位置は、選択可能である。１つより多いバイパス通路を設けることもでき、その場合に各バイパス通路は混合フラップを有している。その場合にバイパス通路は、特に空調装置の片側または両側の横方向に、あるいは中央に形成することができる。

対の図２０から２２は、空調装置２１０を横断面で示している。送風機ハウジング２１１の内部には、図示されていない送風機、ラジアルベンチレータが配置されており、それが切断平面に対して垂直に空気を吸い込む。

ラジアルベンチレータによって給送される空気は、まず空気フィルタ２１２を、そしてその後蒸発器２１３を貫流し、その蒸発器内で空気が冷却される。蒸発器２１３の下流側に、分配室２１４が接続されている。バイパス通路２３０がその中に延びている領域内で、バイパス通路２２０の壁２３１が第１の流れ通路２１５をスリット２３２へ至るまで閉鎖しており、そのスリットを通して混合フラップ２３３が案内され、その場合に漏れ流を防止するために、案内を流体密にすることができる。バイパス通路の隣りの領域において、第１の流れ通路２１５は直接混合室２１８内へ通じている。

第２の流れ通路２１６は、分配室２１４から熱交換機２１７を介して混合室２１８内へ通じている。３対の図において異なる位置、２つの終端位置と中間位置で示される切替えフラップ２３４が、その位置によって、第２の流れ通路２１６に対する第１の流れ通路２１５の開放された流れ断面の比とそれに伴って蒸発器２１３から来る、熱交換機２１３を介して案内されない体積流の割合を定める。従って混合室２１６内で得られる混合空気の、生じる温度が開ループ制御ないし閉ループ制御される。

混合室２１８からは、複数の空気流出通路２１９が出ており、その場合にこれらの通路の各々に切替えフラップ２２０が対応づけられており、その切替えフラップによって該当する空気流出通路２１９内への空気流の大きさが開ループ制御または閉ループ制御可能である。車両内で温度の層状化を得るために、空気通路２１９は、第１の流れ通路２１５からの空気と第２の流れ通路２１６からの空気の間の様々な混合比を有する箇所で分岐しているので、混合流の様々な温度が与えられる。

空気流出通路の１つは、いわゆるデフロスト通路２２１である。これは、デフロストノズルへ通じており、そのデフロストノズルは直接車両の窓ガラスの領域、特にフロントガラスの領域に配置されており、窓ガラスを迅速に加熱し、ないしは窓ガラスから復水した水滴による曇りを除去するために用いられる。その場合にデフロスト通路２２１は、第１の流れ通路からの空気の高い割合を有し、従って比較的冷たい箇所で分岐している。しかしこれは、加熱および曇り除去機能にとっては障害であるが、構造に基づいている。従ってバイパス通路２３０が設けられており、それが第２の流れ通路２１６内で分岐し、デフロスト通路２２１内で該当する切替えフラップ２２１のすぐ前で開口している。それによってデフロスト通路２２１内の空気流により高い温風割合が供給される。その場合に混合フラップ２３３の位置を介して、デフロスト通路２２１を通る体積流を変化させることができる。というのは、自由な流れ断面が混合フラップ位置に依存しているからである。その場合に、デフロスト通路２２１に対応づけられた切替えフラップ２２０は、デフロスト通路２２１を通る体積流の大きさを制御するが、その中のバイパス通路２３０からの体積流の割合は制御しない。

その場合に図示の実施形態においては、混合フラップ２３３と切替えフラップ２３４は共通の揺動軸２３５上に配置されており、その場合にフラップは湾曲された表面２３７を有し、かつ半径方向に拡幅する揺動アーム２３６を介して揺動軸２３５に添接している。その場合に揺動アーム２３６は、少なくとも部分的に閉鎖された側面を有しており、その側面がバイパス通路２３０と第１の流れ通路２１５の間の仕切機能を有している。従って混合フラップ２３３の位置が直接切替えフラップ２３４の位置に結合されており、これらは共に、図２０から２２に示すように、操作部材２３８によって揺動軸がハウジングに対して回動することによって、位置を変化させることができる。

図２０ａと２０ｂに示すように、第１の流れ通路２１５が閉鎖されている場合には、全空気流が熱交換機２１７を介して案内されて、そこで加熱される。その場合にバイパス通路２３０が最大に開放されており、高い体積流割合の温風がデフロスト通路２２１へ供給される。これが、デフロスト通路２２１内の比較的高い空気温度と、対応づけられた窓ガラスないしフロントガラスのできる限り迅速な加熱とそれに伴って曇りと霜のない窓ガラスをもたらす。

図２２ａと２２ｂに示すように、第２の流れ通路２１５が開放されている場合には、全空気流が第１の流れ通路２１５を介して、従って熱交換機２１７を迂回して案内される。その場合にバイパス通路２３０は閉鎖されており、デフロスト通路２２１へはバイパス通路２３０からの暖かい空気は供給されない。それが、デフロスト通路２２１内の比較的低い空気温度と、室内の迅速な冷却をもたらし、かつ車両室内の好ましい空気の層状化が促進される。

図２１ａと２１ｂに示す中間位置において、それぞれ部分流が発生される。従ってバイパス通路２３０を介してわずかな温風体積流がデフロスト通路２２１へ案内され、このデフロスト通路はそうでない場合にデフロスト通路を貫流する空気に対して高い温度を有するが、バイパス通路が自由に貫流可能である時ほど強くは加熱されない。それによってデフロスト通路２２１に対応づけられた窓ガラスの領域内に暖められた空気が供給されるが、その空気は車両内の温度の層状化を不必要に強く乱さない。加熱の程度は、所望の温度変化の強さによって調節され、その温度変化に基づいて切替えフラップ２３４の位置が定められる。

図２３は、混合フラップ２３３と切替えフラップ２３４を一体化したフラップ部材を斜視図で示している。その場合に混合フラップセグメント２３３は凸状に湾曲されており、切替えフラップ部材２３４は凹状に湾曲されている。切替えフラップセグメント２３４と混合フラップセグメント２３３の間の楕円形のレンズが壁２３１を形成しており、その壁はこの領域においてバイパス通路２３０と第１の流れ通路２１５の間の流体的な分離をもたらし、その領域内にバイパス通路２３０内のスリット２３１も延びている。その場合にこの壁を、半径方向外側へ向かって広がる揺動アーム２３６の一部とすることもできる。しかし、図示の実施形態においては、揺動軸はそれとは別に形成されたウェブとして実現されている。その場合に図２３は、２つの横方向に配置されたバイパス通路２３１を有しており、それらがそれぞれ混合フラップ２３３を有しており、その場合にその間に第１の流れ通路２１６が延びており、それがその中に配置されている２つの切替えフラップ２３４によって閉鎖可能である。その場合に、フラップの操作運動の発生を担当する操作部材２３８が、この図では破線で示されている。その場合に操作部材２３８は、然るべき制御ユニットによって駆動され、その制御ユニットによって本発明に基づく方法も実施される。

冷風通路を完全に閉鎖する−位置「温」−温度混合フラップを有する本発明に基づく空調装置を横断面で示している。 温風通路を完全に閉鎖する−位置「冷」−温度混合フラップを有する本発明に基づく空調装置を横断面で示している。 中間にある位置において新気通路と温風通路を部分的に閉鎖する、温混合フラップを有する本発明に基づく空調装置を横断面で示している。 図４ａ−４ｅは、温度混合フラップの実施形態の例を断面で示している。 揺動アームと揺動軸とを有する温度混合フラップを示す斜視図である。 空気案内ハウジングを示す斜視図である。 図６の空気案内ハウジングを領域的に切断して示す、同じ斜視図である。 フラップ位置１００％温におけるフラップの中央で空気案内ハウジングを示す断面図である。 図８のフラップ位置におけるフラップの側方領域で空気案内ハウジングを示す断面図である。 フラップ位置７５％温におけるフラップの中央で空気案内ハウジングを示す断面図である。 図１０のフラップ位置におけるフラップの側方領域で空気案内ハウジングを示す断面図である。 フラップ位置５０％温におけるフラップの中央で空気案内ハウジングを示す断面図である。 図１２のフラップ位置におけるフラップの側方領域で空気案内ハウジングを示す断面図である。 フラップ位置０％温におけるフラップの中央で空気案内ハウジングを示す断面図である。 図１４のフラップ位置におけるフラップの側方の領域で空気案内ハウジングを示す断面図である。 フラップの斜視図である。 図１６を図８から１５の断面線の表示と共に示す斜視図である。 フラップを示す他の斜視図である。 フラップの横断面を示している。 図２０ａ、２０ｂは、制御フラップによって第１の流れ通路が閉鎖された場合のバイパス通路の隣りの領域ないしバイパス通路の領域で本発明に基づく空調装置を示す横断面図である。 図２１ａ、２１ｂは、制御フラップによって第１の流れ通路が部分的に開放されている場合のバイパス通路の隣りの領域ないしバイパス通路の領域で本発明に基づく空調装置を示す横断面図である。 図２２ａ、２２ｂは、制御フラップによって第２の流れ通路が閉鎖された場合のバイパス通路の隣りの領域ないしバイパス通路の領域で本発明に基づく空調装置を示す横断面図である。 制御フラップも付属のバイパス通路も有するフラップ部材を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

１ 空調措置
２ ハウジング
３、２１１ 送風機ハウジング
４、１０３、２１３ 蒸発器
５、２１７ 熱交換機
６ 流れ通路
７、２１５ 第１の流れ通路
８、２１６ 第２の流れ通路
９、２１８ 混合室
１０、１０６、２３３ 混合フラップ
１１ 回転軸
１３ 半径方向部分
１４、２３６ 揺動アーム
１５、２１２ 空気フィルタ
１６、２１９ 空気流出通路
１０１ 自動車空調設備
１０２ 送風機
１０４ ヒーター
１０５ 補助ヒーター
１０７ 空気ガイドハウジング
１０８、２２１ デフロスト通路
１０９ デフロストフラップ
１１０ 空気通路
１１４ ピン
１１６、１１７ 領域
１２０ 壁
１２１ ブリッジ
２１０ 空調装置
２１４ 分配室
２３０ バイパス通路
２３２ スリット
２３５ 揺動軸

Claims (10)

1. ・空気流を発生させるための送風機と、
   ・送風機の下流側に配置された、空気流によって貫流される蒸発器と、
   ・蒸発器の後段に配置された混合フラップと、
   を有し、
   ・空気流が混合フラップによって第１の流れ通路および／または第２の流れ通路へ分割可能であって、それによって第１および／または第２の部分空気流が発生可能であり、
   ・第１の流れ通路（冷風通路）が混合室内へ連通し、
   ・第２の流れ通路（温風通路）内には第２の部分空気流を加熱するための熱交換機が配置されており、かつ第２の流れ通路が熱交換機の下流側で混合室内へ連通しており、
   ・混合室内で第１と第２の部分空気流から混合空気流が形成可能であって、その場合に混合室から空気流出通路が車両室内の様々な領域へ通じており、
   ・かつ、混合フラップが回転軸を中心に、第１の流れ通路を完全に閉鎖する第１の終端位置と、第２の流れ通路を完全に閉鎖する第２の終端位置の間で揺動可能であって、かつその間にある位置においては、第１の流れ通路から第２の流れ通路への冷風の直接的な通過を可能にする、車両用空調装置において、
   混合フラップが空気流を分割するために、少なくとも３つの部分からなり、かつ回転軸がこれらの部分の外側に位置し、第１の部分は回転軸に関して半径方向に、または少なくとも半径方向に対して鋭角で、第２の部分は回転軸に関して凹状に、そして第３の部分は回転軸に関して半径方向に、あるいは少なくとも半径方向に対して鋭角で配置されて、第１と第３の部分が第２の部分の両側の端部に、３つの部分がつながった輪郭を有する壁領域を形成するように、接続されていることを特徴とする、車両用空調装置。
2. 混合フラップが、軸方向へ向かう横断面において、混合フラップの長さ全体にわたって変わらない輪郭を有していることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 混合フラップの壁領域の部分が、持続的に入り組んで移行していることを特徴とする請求項１と２のいずれか１項に記載の空調装置。
4. 空調装置が、壁領域を備えた混合フラップを有しており、その場合に壁領域の１つの部分の端部がストッパを形成していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空調装置。
5. 空調装置が、壁領域を備えた混合フラップを有しており、そのばあいに壁領域の２つの部分の２つの対向する端部が、それぞれストッパを形成していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空調装置。
6. 空調装置が、壁領域を備えた混合フラップを有しており、壁領域の１つまたは２つの部分が、ストッパ面の領域にシール領域を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空調装置。
7. 混合フラップが、その全面に一貫して持続する壁領域を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の空調装置。
8. 混合フラップの壁領域が、少なくとも部分的に円形または円セグメント形状に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の空調装置。
9. 混合フラップの壁領域が、少なくとも部分的に、楕円形、放物線状、双曲線状あるいは他の持続的に湾曲された形状で形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の空調装置。
10. 混合フラップが、円セグメント形状に拡幅する、好ましくは端縁固定で配置された揺動アームを介して揺動軸にリンク結合されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の空調装置。
    

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