JP2016530141A - 熱分配器を内蔵する二気流型自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、エバポレータ（３）とラジエータ（４）とを収容するチャンバ（２）を備えた、自動車用の二重空調気流を有する装置（１）に関する。下方吸気口（６）を経由して入った下方気流は、下方排気口（７）を経由して排出される前に、エバポレータ（３）及びラジエータ（４）の下方部分を順に通過する。上方吸気口（９）を経由して入った上方気流は、上方排気口（１２、１３、１４）を経由して排出される前に、エバポレータ（３）及びラジエータ（４）の上方部分を順に通過する。本発明による装置は、エバポレータ（３）とラジエータ（４）との間に配置された第１分配フラップ（１７）と、ラジエータ（４）と排気口（１２、１３、１４）との間に配置された第２分配フラップ（１８）と、を備えている。各フラップは、ラジエータ（４）の一面に沿って延びる端部を有して下方気流を上方気流から分割するとともに、上方位置と下方位置との間で移動可能である。

Description

本発明は、車室内の空気を加熱、換気及び冷却して、特には車室内の温度を制御して車室の窓の曇りを除くための手段を有する、自動車の空調装置に関する。

このような装置は、通常、当該装置を備える車両のフロントシートとダッシュボードとの間に設置されている。装置は、複数の吸気口及び複数の排気口を有する内部包囲体を画定するケーシングを有している。この包囲体は、空気を冷却するエバポレータ及び空気を加熱するラジエータを包囲している。

エバポレータ、ラジエータ、吸気口及び排気口における空気の流量を調節して処理空気の温度を制御するフラップや他の調節可能なシャッター手段等の種々のシステムも設けられている。

有利には、このような装置は、二気流タイプのものである。すなわち、いわゆる上方気流が、包囲体の上部に配置された吸気口を経由して入り包囲体の上部に配置された排気口を経由して出るとともに、いわゆる下方気流が、包囲体の下部に配置された吸気口を経由して入り包囲体の下部に配置された排気口を経由して出る。

２つの別々のブロワシステムが、上方気流がエバポレータ及びラジエータの上部を通過し、且つ下方気流がこれらの要素の下部を通過するように、上方気流及び下方気流を独立した態様で循環させる。

上方気流は、例えば、車室の上部における温度が制御されて車両のフロントガラスの曇りが除かれることを可能にする一方、下方気流は、例えば、車室の下部における温度が制御されることを可能にする。

更に、気流は横方向に分割される。この場合、包囲体は、包囲体を２つの部分に分割する縦方向に配向された中央内部壁を有しており、これらの２つの部分はこの壁に対して対称である。こうして、上方気流は、車室の上部の左側部と右側部の温度をそれぞれ制御するための左側部分と右側部分を有する。下方気流についても同様である。

このようなシステムにおいて、上方気流はラジエータの上半分を通過するとともに、下方気流はラジエータの下半分を通過する。これは、ユーザが一方の気流の利用を中止した場合、不利となる。なぜならば、残っている方の気流の加熱力が、ラジエータにより供給され得る加熱力の半分に制限されてしまうからである。

本発明の目的は、このような不利益を改善する解決法を提供することである。

この目的のために、本発明は、二気流型自動車用空調装置であって、前記二気流型自動車用空調装置は、エバポレータ及びラジエータを包囲する包囲体を有し、前記包囲体は、前記包囲体の下方吸気口を経由して入った下方気流が、前記包囲体の下方排気口を経由して排出される前に前記エバポレータ及び前記ラジエータの下方部分を順に通過するように、且つ、前記包囲体の上方吸気口を経由して入った上方気流が、前記包囲体の少なくとも１つの上方排気口を経由して排出される前に前記エバポレータ及び前記ラジエータの上方部分を順に通過するように、配設されており、前記装置は、前記エバポレータと前記ラジエータとの間に配置された第１分配フラップと、前記ラジエータと前記少なくとも１つの排気口との間に配置された第２分配フラップと、を有し、各分配フラップは、前記ラジエータの面に沿って延在する端部を有することにより前記下方気流を前記上方気流から隔離する回転フラップであり、各分配フラップは、前記ラジエータを通過する前記下方気流と前記上方気流の流れ区域の分配を調節するように、上方位置と下方位置との間において移動可能である、装置からなる。

分配フラップが上昇位置にあるとき、下方気流が通過するラジエータの区域の面積は、上方気流が通過するラジエータの区域の面積よりも顕著に大きい。逆に、フラップが下降位置にあるとき、ラジエータのより大きい面積を有する区域を通過するのは上方気流である。したがって、本発明は、上方気流と下方気流の熱効果が分配されることを可能とする。

また、本発明は、前記上方吸気口及び前記下方吸気口と前記エバポレータとの間に配置された第３フラップを有し、前記第３フラップは、前記第３フラップが前記上方吸気口を経由して入った気流を前記下方吸気口を経由して入った気流から隔離する展開位置と、前記上方吸気口及び下方吸気口とエバポレータとの間で気流が妨げられない後退位置との間で移動可能である、上述の装置に関する。

また、本発明は、前記包囲体を左側部分と右側部分とに分割する内部壁を有し、且つ、前記壁の両側に対称的に取り付けられた左側の第１分配フラップ及び右側の第１分配フラップと、前記中央壁の両側に対称的に取り付けられた左側の第２分配フラップ及び右側の第２分配フラップと、を有している、上述の装置に関する。

また、本発明は、上述の装置であって、前記包囲体は、前記ラジエータの下方部分をバイパスするチャネルをそれぞれ画定する左側延長部と右側延長部とを有し、前記左側延長部及び右側延長部は、前記ラジエータの下流側に位置する領域の左側部分及び右側部分にそれぞれ排出し、各延長部は流量制御フラップ（２８、２９）を含んでおり、これにより前記ラジエータの下流の領域の左側部分及び右側部分において異なる温度を有する左側気流と右側気流とが達成される、装置に関する。

また、本発明は、上述の装置であって、前記装置が車両において所定位置に配置されるとき、前記延長部は前記ラジエータの下方に延在する、装置に関する。

また、本発明は、上述の装置であって、前記装置が車両において所定位置に配置されるとき、前記延長部は、前記ラジエータの下方部分に対して横方向に延在する、装置に関する。

本発明による、通常形態にある空調装置の左側部分の横断面図。 本発明による、下方気流の加熱に適した形態にある空調装置の左側部分の横断面図。 本発明による、単気流モードで動作中の空調装置の左側部分の横断面図。 本発明の第１変形例による、ラジエータに対して下部に配置された混合ユニットを備えた空調装置の左側部分の横断面図。 本発明の第２変形例による、ラジエータに対してオフセットされた空気混合ユニットを備えた空調装置の左側部分の横断面図。

本発明の基本的な考え方は、ラジエータを通過する下方気流及び上方気流の流れ区域を調節し、特に、一方の気流の流れ区域を他方の気流の利用が中止されたときに大きくするということである。

図面に示される本発明による空調装置１は、空気を冷却するためのエバポレータ３と、空気を加熱するためのラジエータ４とを包囲する内部包囲体を画定するケーシング２を有している。

このケーシング２は、その下部領域に、エバポレータ３の上流側に配置された共通の下方吸気口６と、ラジエータ４の下流側に配置された左側の下方排気口７と、右側の下方排気口と、を有している。したがって、下方空気流は、分割されて左側の下方排気口及び右側の下方排気口を経由して排出されるべくエバポレータ３の下部及びラジエータ４の下部を順に通過する前に、吸気口６を経由して入る。下方気流の循環は、図示しないファンシステムにより実施される。

一方、上方気流の循環は、ケーシング２の共通の上方吸気口９に送風する遠心ファン８により実施される。次いで、この上方気流は、ケーシングの頂部キャビティ１１の左側部分及び右側部分に到達する前に、分割されてエバポレータ３及びラジエータ４の上方部分の左側部及び右側部を順に通過する。

ラジエータ４及びエバポレータ３は、いずれも平行六面体形状を有し、装置が所定位置にある場合に、前後でおおよそ鉛直に延在する。ラジエータは、車両の前進移動方向に対して最も前方側にある要素である。上方気流及び下方気流は、これらの要素を順に通過する際に水平流路を進む。

頂部キャビティ１１は、ケーシング２が画定する内部包囲体の頂部領域に対応する。頂部キャビティは、ラジエータ４及びエバポレータ３により形成されたアセンブリの上部に延在し、ここを経由して下方気流及び上方気流が循環する。

包囲体２は、一方でダクトを画定し、他方で頂部キャビティ１１を画定している。ダクトは、吸気口６、９から延在してエバポレータ３及びラジエータ４を包囲する下方気流及び上方気流の循環のためのものである。頂部キャビティ１１は、ダクトの上方に配置されて、ダクトに、ラジエータ４の下流側に配置された領域のレベル（高さ）において連通する。

ダクトと頂部キャビティは、それぞれ、包囲体２の中央壁によって左側部分と右側部分とに分割されて、下方気流と上方気流とを分割している。この中央壁１５は、図４に示されている。

頂部キャビティ１１は、中央壁に対して互いに対称である、左側の３つの上方排気口と右側の３つの上方排気口とを有している。左側の上方排気口１２は、左側の下方排気口と実質的に接触しつつその上方にある。したがって、この左側の上方排気口１２は、エバポレータ３及びラジエータ４の上部の左側部を順に通過する左側の上方気流の自然経路に一致して配置されている。

左側の残り２つの上方排気口１３及び１４は、ケーシング２上の対応する壁に製造されて、エバポレータ３とラジエータ４との間に延在する中間領域１６に面して配置されている。

したがって、頂部キャビティ１１の左側部分に導入された左側の上方気流の空気は、左側の上方排気口１２、１３、１４を経由して排出される。実用に際して、左側の下方排気口７は、車室の左側後方に乗っている人の足元の領域に対応し、左側の上方排気口１２は、車室の左側後方の他の換気に対応する。左側の上方排気口１３及び１４は、左側前方の換気と、車室の左側前方に配置された窓の曇り除去に、それぞれ対応する。

装置の全体的構造は、包囲体を左側部分と右側部分とに分割する鉛直中央壁に対して明らかに対称であるため、装置の右側排気口は、上述の左側排気口にこの中央面に対して対称であることが特筆される。

したがって、右側の下方気流と右側の上方気流が存在し、これらの気流は左側の上方気流及び左側の下方気流と同様の態様で、包囲体の右側部分において循環し、包囲体の右側の上方排気口及び右側の下方排気口のレベルにおいて排出される。

図面から理解されるように、本発明による装置は、左側の下方気流を左側の上方気流から隔離する第１フラップ１７及び第２フラップ１８を備えている。これら２つの分配フラップは、下方気流及び上方気流が通過するダクトの左側部分において、ラジエータ４の上流側と下流側とにそれぞれ取り付けられている。

これら２つの左側の分配フラップは、全体として水平に配向された回転フラップであって、ラジエータに対して略中間高さに配置されている。

したがって、左側の第１分配フラップ１７は、下方気流に対して横方向に配向された水平軸１９を中心として回転するように取り付けられている。この軸１９は、エバポレータ３の面であってこれを通過する空気流に対して下流の面である面に沿って延在している。

左側の分配フラップ１７は、全体として矩形の形状を有し、その軸１９は両端部のうちの一方に一致している。軸１９に一致する端部の反対側の端部は、下方気流及び上方気流に対して上流の面であるラジエータ４の面に沿って延在している。この端部は、フラップのいかなる角度位置においてもラジエータ４の上流面との接触を確実に維持するシールを備えている。

左側の第２分配フラップ、すなわちフラップ１８は、ラジエータ４の全体的な配向に対応する横方向面に対して左側フラップ１７と対称的に取り付けられている。したがって、左側フラップ１８は、気流に対して横方向に配向された水平軸２１を中心に回転するように取り付けられる。この軸２１は、ラジエータ４と排気口７及び１２との間の略中間に配置されている。軸２１は、ラジエータ４に対して、且つ左側の排気口７及び１２に対して略中間高さに位置している。

左側の第２分配フラップ１８も、全体として略矩形の形状を有し、その一方の端部が回転軸２１に一致している。軸２１に一致する端部と反対側の端部も、第２フラップのいかなる角度位置においてもラジエータの下流面との当接を確実に維持するシールを備えている。

図１の構成において、左側の第１フラップ１７及び第２フラップ１８は、中央位置を占めている。すなわち、これらのフラップはラジエータの略中間高さに位置する平面において互いに一致して延在している。左側の上方気流及び下方気流は、ラジエータ４の左側の上方部分及び下方部分をそれぞれ通過し、これらの上方部分及び下方部分は略同一の面積を有している。

このような状態において、左側の上方気流及び下方気流は、ラジエータを通過する際に同量の熱を受け、これにより同等の態様で加熱される。これは、左側の上方排気口のレベル及び左側の下方排気口のレベルにおける加熱要請が略同一である状況に対応する。

図２の構成において、左側の２つのフラップは上昇位置にある。すなわち、これらの左側のフラップの可動端部が、ラジエータ４の高さの略３分の２の位置に配置されている。したがって、左側の下方気流が通過するラジエータ左側部の下方部分の面積は、左側部の上方部分の面積のおよそ２倍であり、これにより、左側の上方部分は、左側の下方気流に比較しておよそ３分の２の少ない熱を受ける。

このような構成は、左側の下方排気口のレベルにおける温風の要請が、左側の上方排気口のレベルにおけるそれより２倍大きいという状況に対応する。

換言すれば、左側の分配フラップ１７及び１８により、左側の下方排気口と上方排気口のレベルにおける熱要請の関数として、左側の２つの気流の流れ区域を調整することが可能とされる。

本装置は中央壁１５に対して対称であるため、図示しない右側部において、壁１５に対してフラップ１７及び１８と対称である右側の第１分配フラップと第２分配フラップとを有している。

右側部分を備えている図示しないこれら２つのフラップは、左側の分配フラップ１７及び１８から独立して作動されて、右側の下方気流及び上方気流が通過するラジエータの面積領域を分割する。右側の下方気流及び上方気流は、左側の下方気流及び上方気流が通過する面積領域の分配から完全に独立している。左側の下方気流及び上方気流が通過する面積領域の分配は、フラップ１７及び１８の配置によってのみ調整される。

相補的な態様において、本発明による装置は、エバポレータ３の上流側において、エバポレータ３と下方吸気口６及び上方吸気口９との間に配置された第３気流分配フラップ２２を備えている。この第３フラップ２２は、包囲体の右側部分と左側部分とに共通の単独フラップであり、中央壁がこの第３フラップ２２の領域で開口している。

この第３フラップ２２は、横方向隔壁によってその回転軸２４に連結された矩形の主壁２３を有する回転フラップである。回転軸２４は、主壁２３に対して平行であり且つオフセットされている。

したがって、図面から理解されるように、第３分配フラップ２２は、図１及び２に示す展開位置と図３が対応する後退位置との間で移動可能となっている。展開位置において、第３分配フラップ２２は、エバポレータ３に対して直交し且つその略中央高さにおいて延在している。

展開位置において、フラップ２２は、ファン８から上方吸気口９を経由して導入された上方気流を、下方吸気口６を経由して入った下方気流から隔離する。これにより、これらの２つの気流は、混合する恐れなくエバポレータ３の上方部分と下方部分とをそれぞれ通過する。

後退位置において、フラップ２２は、２つの吸気口６及び９が、妨げられることなくエバポレータ３の流れ区域の全体に連通することを許容する。図３が特に対応するこのような構成により、下方気流の利用が中止されているとき、すなわち、左側又は右側の下方排気口のいずれのレベルにおいても熱要請がないとき、エバポレータ３及びラジエータ４を通過する上方気流の流れ区域を増大させることが可能となる。

換言すれば、下方気流の利用が中止されているとき、第３フラップにより、上方気流がエバポレータ３の全区域とラジエータの全区域を通過することが保証され、これにより略２倍の加熱又は冷却力を得るという恩恵が得られる。

この場合、図３に示すように、ラジエータ４からの左側気流の全てが確実に頂部キャビティ１１の左側部分に投入されて左側の上方排気口１２、１３、１４のレベルにおいて排出されるように、左側の第２分配フラップ１８が下降して下方排気口７を閉鎖する。図示されていないが、右側の第２フラップも同様である。

したがって、システムが単気流モードにおいて動作している場合、伝達される熱量を増加するべくラジエータの全区域を利用するという恩恵が、第３フラップにより受けられる。

上方気流の利用が中止された場合、同様の構成が採用され、これによりエバポレータの全ての面積領域とラジエータの全ての面積領域に下方気流のみが通過する。この場合、ラジエータを通過した気流が全て下方排気口に向かって案内されるように、第３フラップ２２を後退させるとともに左側と右側の第２フラップを最上昇位置に配置すればよい。

図４に示す変形例において、包囲体２の下方部分は、左側の側方延長部２６と右側の側部横延長部２７とを有しており、これにより、左側及び右側の下方気流の一部がラジエータ４を通過せずにバイパス（迂回）することが可能となっている。左側の延長部２６は、ラジエータをバイパスする気流を制御可能なバタフライ型の制御フラップ２８を備えている。同様に、右側の延長部も流量制御用の右側バタフライフラップ２９を有している。

このような状態において、図４から理解されるように、左側の下方気流の一部はラジエータ４を通過し、中間領域１６の左側部分において流れ出たこの左側の下方気流の別の一部はラジエータ４をバイパスする。これら２つの気流は、ラジエータ４の下流領域の下方部分の左側部において合流する。

したがって、左側の制御フラップ２８を開放することにより、左側の下方排気口７に排出される左側の下方気流の空気の温度を下げることが可能となる。反対に、フラップ２８を閉鎖することにより、この温度を上げることが可能となる。このような動作が、分配フラップ１７及び１８の位置によって調整される左側の上方気流の空気の温度に影響を与えることはない。

同様に、右側の制御フラップ２９により、右側の下方排気口１０のレベルにおいて排出される右側の下方気流の温度を、右側の上方気流の温度に影響を与えることなく変更することが可能となる。

換言すれば、内部制御フラップ２８及び２９を有する側方延長部２６及び２７により、本装置は、４つの空気流を、４つの異なる温度において、左側及び右側の下方排気口及び上方排気口のレベルにおいて供給することができる。これにより、車室において異なる温度の４つの領域を得ることができる。

図５に示す本発明の別の変形例によれば、包囲体２は、側方延長部２６及び２７と同じタイプの延長部を備えているが、これらの延長部はラジエータ４の下端部に配置されて右側部分及び左側部分と同様の態様においてこれをバイパスしている。

図４の第１変形例と全く同様に、図５の変形例の２つの延長部のそれぞれは、流量制御フラップを有している。これらのフラップにより、各延長部を通過する冷却空気の流量が調整されて、左側及び右側の下方排気口のレベルにおける異なる温度を得ることが可能となっている。

図５は、バタフライフラップ型の制御フラップ３２を内蔵する延長部３１のうちの一方を示す。

本発明による装置を備えるべき車両において利用可能な空間を条件として、図４の側方延長部か図５の変形例の下方延長部かが選択される。

更に、中間領域１６と頂部キャビティ１１を分割する壁３３に代えて２つの混合フラップ、すなわち左側フラップ及び右側フラップを採用することにより、左側及び右側の上方気流のレベルにおいて空気を混合することも可能である。このような混合フラップにより、ラジエータ４からの空気とエバポレータ３からの空気の混合体が頂部キャビティに入り、頂部キャビティに向かってこれらのフラップのレベルにおいて方向転換させることが可能となる。

Claims (6)

1. 二気流型自動車用空調装置（１）であって、
   前記二気流型自動車用空調装置（１）は、エバポレータ（３）及びラジエータ（４）を包囲する包囲体（２）を有し、
   前記包囲体（２）は、前記包囲体（２）の下方吸気口（６）を経由して入った下方気流が、前記包囲体（２）の下方排気口（７）を経由して排出される前に前記エバポレータ（３）及び前記ラジエータ（４）の下方部分を順に通過するように、且つ、前記包囲体（２）の上方吸気口（９）を経由して入った上方気流が、前記包囲体（２）の少なくとも１つの上方排気口（１２、１３、１４）を経由して排出される前に前記エバポレータ（３）及び前記ラジエータ（４）の上方部分を順に通過するように、配設されており、
   前記装置は、前記エバポレータ（３）と前記ラジエータ（４）との間に配置された第１分配フラップ（１７）と、前記ラジエータ（４）と前記少なくとも１つの排気口（１２、１３、１４）との間に配置された第２分配フラップ（１８）と、を有し、
   各分配フラップ（１７、１８）は、前記ラジエータ（４）の面に沿って延在する端部を有することにより前記下方気流を前記上方気流から隔離する回転フラップであり、
   各分配フラップ（１７、１８）は、前記ラジエータ（４）を通過する前記下方気流と前記上方気流の流れ区域の分配を調節するように、上方位置と下方位置との間において移動可能である、
   装置。
2. 前記装置は、前記上方吸気口（６）及び前記下方吸気口（９）と前記エバポレータ（３）との間に配置された第３フラップ（２２）を有し、
   前記第３フラップ（２２）は、前記第３フラップ（２２）が前記上方吸気口（９）を経由して入った気流を前記下方吸気口（６）を経由して入った気流から隔離する展開位置と、前記上方吸気口（９）及び下方吸気口（６）とエバポレータ（３）との間で気流が妨げられない後退位置との間で移動可能である、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は、前記包囲体（２）を、左側部分と右側部分とに分割する内部壁を有し、且つ、前記壁の両側に対称的に取り付けられた左側の第１分配フラップ（１７）及び右側の第１分配フラップと、前記中央壁の両側に対称的に取り付けられた左側の第２分配フラップ（１８）及び右側の第２分配フラップと、を有している、
   請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記包囲体（２）は、前記ラジエータ（４）の下方部分をバイパスするチャネルをそれぞれ画定する左側延長部（２６）と右側延長部（２７）とを有し、
   前記左側延長部（２６）及び右側延長部（２７）は、前記ラジエータ（４）の下流側に位置する領域の左側部分及び右側部分にそれぞれ排出し、
   各延長部（２６、２７）は流量制御フラップ（２８、２９）を含んでおり、これにより前記ラジエータ（４）の下流の領域の左側部分及び右側部分において異なる温度を有する左側気流と右側気流とが達成される、
   請求項３に記載の装置。
5. 前記装置が車両において所定位置に配置されるとき、前記延長部（３１）は前記ラジエータの下方に延在する、
   請求項４に記載の装置。
6. 前記装置が車両において所定位置に配置されるとき、前記延長部（２６、２７）は、前記ラジエータの下方部分に対して横方向に延在する、
   請求項４に記載の装置。

Images