JP3578999B2 - 暖房装置ないし空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提部分に記載した種類の、自動車の車室内へ空気を吹出す暖房装置ないし空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の暖房装置ないし空調装置の公知のものとしては、ドイツ特許公報ＤＥ１９８１６３３２Ｃ１に記載されているものがある。同特許公報の装置は、別々の空気吹出口から空気を吹出すことによって、例えば車室内の中間高さと足元空間のような個別の空調ゾーンを、互いに異なった温度に温度調節できるようにしており、そのために、空気混合比調節機構に２つの閉塞機構を装備して、それら閉塞機構によって、空気混合チャンバの暖気導入口と冷気導入口とを個別に閉塞できるようにしている。また、冷気導入口を閉塞するための閉塞機構は、上下に配設され、協働して冷気導入口を閉塞するようにした、２枚の揺動板で形成されており、それら揺動板は、互いの間の角度が常に一定となるようにしてある。このようにしてあるのは、この閉塞機構を開放方向へ作動させて行く際に、冷気導入口の開口面積のうち、上方の揺動板が揺動することによって開放される部分の面積が、下方の揺動板が揺動することによって開放される部分の面積よりも常に大きくなるようにするためである。これによって、空気混合チャンバ内の混合空気が上層と下層とで温度が異なるようにしており、またそれによって、下方の空気導出口に接続している空気供給路を介して供給される暖気の温度が、上方の空気導出口に接続している空気供給路を介して供給される暖気の温度より、高温になるようにしているのである。
【０００３】
このように、空気混合チャンバ内の混合空気が上層と下層とで温度が異なるようにしている理由は、自動車の乗員は、頭部付近に暖気があたると不快に感じ、足部付近に暖気があたると快適に感じるからである。そのため、頭部付近へ吹出す暖気の温度を、自動車の足元空間へ吹出す暖気の温度より、低温に維持するようにしているのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、本明細書の冒頭に記載した種類の暖房装置ないし空調装置において、低廉な製作コストで、確実に、いかなる動作モードにおいても自動車の車室内への空気の供給が乗員にとって快適なものとなるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明によれば、請求項１に記載した構成要件によって達成される。
【０００６】
本発明にかかる暖房装置ないし空調装置の利点は、開口面積を絞れるようした空気導出口を介して空気供給路（この空気供給路は、座席部の中間高さへ空気を供給する空気供給路であることが好ましい）へ供給する暖気の空気量を、暖房時には低減し、冷房時には最大限に増大させ得ることにある。また、暖房時には、同じ温度に調節した空気を、足元空間へは大量に供給し、中間高さへは僅かな量だけ供給することができる。そのため、暖房時に、中間高さへ供給する暖気が頭部にあたって不快感を発生させることがなく、快適な座席空調を行うことができる。一方、冷房時には、冷気が両方の空気供給路へ均等に分配され、従って両方の空気供給領域へ均等に分配される。このことも本発明の利点の１つであり、なぜならば、中間高さへ供給する冷気は、暖気の場合とは対照的に、快適に感じられるからである。上述した供給空気の分配は、空気混合比調節機構が絞り機構を作動させることによって達成されており、そのため、低コストで、余分な制御操作を必要とすることなく達成することができる。また、空気の供給量の調節操作に関する誤操作がなされるおそれもない。
【０００７】
請求項１に従属するその他の請求項は、本発明にかかる暖房装置ないし空調装置の有利な実施の形態を記載したものであり、それら実施の形態は、本発明に関する好適な具体的構造や構成形態を備えたものである。
【０００８】
本発明の有利な実施の形態の１つによれば、空気混合比調節機構が、暖気導入口の開口面積を制御するための閉塞機構と、冷気導入口の開口面積を制御するための閉塞機構とを個別に備えており、絞り機構がそれら閉塞機構の一方に、連動するように連結されている。このように、絞り機構を一方の閉塞機構に、連動するように連結することで、絞り機構を操作するための駆動機構を特別に設ける必要がなくなっており、また、乗員が絞り機構の操作に関与しないため、誤操作がなされるおそれも皆無となっている。
【０００９】
本発明の好適な実施の形態の１つによれば、絞り機構が、揺動仕切部材で形成されており、この揺動仕切部材は、空気導出口の開口面に対して垂直な方向に延在する回転軸を中心として、空気導出口の開口面に対して平行な平面内を揺動可能にしたものである。この揺動仕切部材が揺動することで、空気導出口の閉塞度を変化させるようにしているため、空気導出口の最大閉塞限度の調節を、非常に容易に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
これより、図面に示した実施の形態に即して、本発明について更に詳細に説明して行く。
【００１１】
図１に、模式的な断面図で示したのは、自動車の車室内の暖房ないし空調を行うための暖房装置ないし空調装置における空調ハウジング１０であり、この空調ハウジング１０は、その空気導入側が、公知の方式で、不図示のファンユニットに接続されている。空調ハウジング１０の中に、空気を通過させる構造の熱交換器１１が収容されている。この熱交換器１１は、空調装置の一部を構成するものであり、図示の実施例では、蒸発器１２と共に、空気の流れる方向に対して適切な向きになるように配設されている。熱交換器１１は、その中を熱媒体が貫流する公知構造のものであり、図示例では、その熱媒体として、通常行われているように自動車の内燃機関の冷却水を利用している。また、空調ハウジング１０に、２つの空気混合チャンバ１３、１４が画成されており、それら空気混合チャンバ１３、１４は、空気の流れる方向に関して熱交換器１１の後方、即ち下流側に、並列的に配設されていて、隔壁１５によって互いに分離されている。空気混合チャンバ１３、１４は、それらの一方が自動車の車室の右側へ空気を供給し、他方が自動車の車室の左側へ空気を供給するようにしてある。また、空気混合チャンバ１３、１４は、互いに同一構造であり、空気量を制御するための部品も互いに同一のものを使用しているため、以下の説明では、左側の空気混合チャンバ１３についてだけ説明するが、右側の空気混合チャンバ１４も左側の空気混合チャンバと同様に構成すればよい。
【００１２】
空気混合チャンバ１３は、暖気導入口１６を備えている。暖気導入口１６は、熱交換器１１の背面側に位置していて、熱交換器１１の空気吐出側の側面に直に接続されている。空気混合チャンバ１３は更に、冷気導入口１７を備えている。冷気導入口１７は、熱交換器１１の側方に、熱交換器１１を迂回するようにして設けられており、蒸発器１２から流れてくる冷気は、この冷気導入口１７を通過することで、熱交換器１１を迂回して空気混合チャンバ１３へ直接に流入することができる。空気混合チャンバ１３は更に、空気混合比調節機構３０を備えており、この空気混合比調節機構３０は、暖気導入口１６を介して流入する空気量と、冷気導入口１７を介して流入する空気量とを制御するものである。暖気導入口１６及び冷気導入口１７には、その各々に、開口面積を制御するための、空気混合比調節機構３０の閉塞機構１８、１９が装備されている。図示の実施例では、暖気導入口１６の開口面積を制御する方の閉塞機構１８は、コンパクトな構成の、ルーバー形（ブラインド形）閉塞機構２０で形成されている。このルーバー形閉塞機構２０は、互いに並列に配設された複数の幅の狭い揺動羽板２０１を備えており、それら複数の揺動羽板２０１が協働して、暖気導入口１６を閉塞できるようにしてある。一方、冷気導入口１７の開口面積を制御する方の閉塞機構１９は、揺動板２１で形成されており、この揺動板２１は、回転軸２２を中心として揺動し、冷気導入口１７を全閉にする揺動位置と、全開にする揺動位置との間で揺動可能である。ルーバー形閉塞機構２０は、位置制御モータ２３によって駆動され、また、揺動板２１は、位置制御モータ２４によって駆動されるようにしてある。尚、それら位置制御モータ２３及び２４は、図には単に模式的に示した。
【００１３】
適温となるように温度調節を施した空気を車室内へ供給するための空気導出口として、空気混合チャンバ１３は、複数の空気導出口を備えている。ただし図１には、それら空気導出口のうち、車室の座席部へ空気を供給するための２つの空気導出口だけを示した。より詳しくは、空気導出口２５は、車室の左半分における座席部の足元空間に連通している空気供給管に接続される空気導出口であり、空気導出口２６は、車室の左半分における座席部の中間高さに連通している空気供給管に接続される空気導出口である。後者の空気導出口２６には、その開口面積を絞るための絞り機構２７が装備されている。この絞り機構２７は、空気混合比調節機構３０によって作動され、それによって、暖気導入口１６の開度が最大のときに空気導出口２６の開口面積が最大限に絞られ（図１では、左側の空気混合チャンバ１３がこの状態を示している）、また、冷気導入口１７の開度が最大のときに空気導出口２６の開口面積が最大限に開放される（図１では、右側の空気混合チャンバ１４がこの状態を示している）ようにしてある。
【００１４】
図１の実施例では、絞り機構２７が、揺動仕切部材２８で形成されており、この揺動仕切部材２８は、空気導出口２６の開口面に対して垂直な方向に延在する回転軸２９を中心として、この空気導出口２６の開口面に対して平行な平面内を揺動可能にしてある。そして、揺動仕切部材２８は、暖気導入口１６の閉塞機構１８と連動するように、この閉塞部材１８に連結されている。より詳しくは、揺動仕切部材２８の回転軸２９に揺動レバー３１が固定連結され、また、揺動羽板２０１の揺動軸２０２に揺動レバー３２が固定連結されている。そして、それら揺動レバー３１、３２の揺動端に、連結ロッド３３が枢着されている。位置制御モータ２３によって揺動羽板２０１が揺動させられると、それに連動して揺動仕切部材２８も揺動させられ、その際に、揺動羽板２０１が閉塞位置（図１中、右側の空気混合チャンバ１４によって示されている位置）へ向かって閉塞して行くにつれて、揺動仕切部材２８が次第に空気導出口２６から退去するように揺動させられ、揺動羽板２０１がその閉塞位置に達したときには、揺動仕切部材２８が空気導出口２６を最大限に開放している。また、そのときには、揺動板２１が開放されており、この状態では、冷気ないし外気だけが空気混合チャンバ１３へ流入することができ、従って、開口面積が最大限に開放された空気導出口２６から流出して行く空気は、その冷気ないし外気だけとなっている。このとき、冷暖房装置は、冷房モードまたは外気導入モードで動作している。
【００１５】
暖房モードで動作させるときには、冷気導入口１７が揺動板２１によって多少なりとも閉塞され、それによって揺動羽板２０１が揺動させられるため、暖気導入口１６が多少なりとも開放される。揺動羽板２０１の揺動量が増大して行くのにつれて、揺動仕切部材２８が空気導出口２６を次第に閉塞して行き、即ち、空気導出口２６の開口面積を次第に絞って行く。ルーバー形閉塞機構２０が全開状態になったときに、揺動仕切部材２８は、図１の左側の空気混合チャンバ１３に示したように、空気導出口２６に最大限に張出すように揺動された状態にある。この状態で、暖房装置ないし空調装置を暖房モードで動作させると、空気導出口２６を介して供給される暖気の空気量はかなり減少させられるため、暖房装置ないし空調装置から供給される暖気の大部分は、別の空気導出口２５を介して供給されることになる。
【００１６】
図２に空調ハウジング１０を断面部分図で示した暖房装置ないし空調装置は、空気混合比調節機構３０と絞り機構２７とを連結して、それらを連動させるための連結構造に変更を施したものであり、即ち、図２の装置では、冷気導入口１７の開口面積を制御するための閉塞部材１９に、絞り機構２７を連結している。また、その連結のために、揺動仕切部材２８の回転軸２９に揺動レバー３１が固定連結され、揺動板２１の回転軸２２に揺動レバー３４が固定連結され、それら揺動レバー３１、３４の揺動端に、連結ロッド３３が枢着されている。更に、位置制御モータ２３で駆動されるルーバー形閉塞機構２０の動作と、位置制御モータ２４で駆動される揺動板２１の動作とを、互いに同期させることによって、ルーバー形閉塞機構２０が開放されるにつれて揺動板２１が閉塞され、また逆に、ルーバー形閉塞機構２０が閉塞されるにつれて揺動板２１が開放されるようにしており、これによって、揺動仕切部材２８が、また従って絞り機構２７が、図１の実施例のものと同様の機能の仕方で機能するようにしている。
【００１７】
本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。例えば、空気混合チャンバ１３ないし１４へ、暖気導入口１６を介して流入する空気量と、冷気導入口１７を介して流入する空気量との、混合比を調節するための空気混合比調節機構３０を、１枚の揺動可能な空気混合比調節板で形成することも可能である。そのような空気混合比調節板は、２つの揺動限界位置の間を揺動して、その一方の揺動限界位置では暖気導入口１６を全閉にして冷気導入口１７を全開にし、他方の揺動限界位置では逆に暖気導入口１６を全開にして冷気導入口１７を全閉にするようなものとすればよい。また、その場合には、絞り機構２７を空気混合比調節板と連結して、空気混合比調節板が暖房位置にあるときには空気導出口２６が絞られ、空気混合比調節板が冷房位置にあるときには空気導出口２６が最大限に開放されるようにしておけばよい。尚、以上に説明した装置において、蒸発器１２を省略した場合には、冷房機能を持たない、暖房装置としてのみ機能する装置となり、そうした場合に、熱交換器１１の動作を停止させたならば、その装置は、車室内へ外気を導入する機能を果たすものとなる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低廉な製作コストで、確実に、いかなる動作モードにおいても自動車の車室内への空気の供給が乗員にとって快適なものとなるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空調ハウジングを水平面で切断して示した、暖房装置ないし空調装置の断面部分図である。
【図２】空調ハウジングに変更を加えた暖房装置ないし空調装置の、図１と同様の断面部分図である。
【符号の説明】
１０ 空調ハウジング
１１ 熱交換器
１２ 蒸発器
１３、１４ 空気混合チャンバ
１６ 暖気導入口
１７ 冷気導入口
１８、１９ 閉塞機構
２５、２６ 空気導出口
２７ 絞り機構
３０ 空気混合比調節機構

Claims (8)

1. 自動車の車室内へ空気を吹出す暖房装置ないし空調装置であって、空調ハウジング（１０）を備えており、該空調ハウジングの中に、空気を通過させる構造の熱交換器（１１）が収容されており、該空調ハウジングに、少なくとも１つの空気混合チャンバ（１３、１４）が画成されており、該空気混合チャンバは、前記熱交換器（１１）を通過してくる暖気を導入するための暖気導入口（１６）と、前記熱交換器（１１）を迂回してくる冷気を導入するための冷気導入口（１７）と、少なくとも２つの空気導出口（２５、２６）とを備えており、それら空気導出口は、例えば、車室に連通している夫々の空気供給路に接続されるものであり、更に、前記暖気導入口及び冷気導入口（１６、１７）の開口面積を制御する空気混合比調節機構（３０）を備えた、暖房装置ないし空調装置において、
   １つの空気導出口（２６）に、その開口面積を絞るための絞り機構（２７）を装備してあり、該絞り機構（２７）が、前記空気混合比調節機構（３０）によって作動されて、前記暖気導入口（１６）の開度が最大のときに該空気導出口（２６）の開口面積が最大限に絞られて空気導出口（２６）より流出する暖気の量を低減させる一方、前記冷気導入口（１７）の開度が最大のときに該空気導出口（２６）の開口面積が最大限に開放されて前記絞り機構（２７）により絞り可能な空気導出口（２６）と絞り不可能な別の空気導出口（２５）とに冷気を分配するようにしたことを特徴とする暖房装置ないし空調装置。
2. 前記空気混合比調節機構（３０）が２つの閉塞機構（１８、１９）を備えており、それら閉塞機構の一方が前記暖気導入口（１６）の開口面積を制御し、他方が前記冷気導入口（１７）の開口面積を制御するようにしてあり、前記絞り機構（２７）が、前記２つの閉塞機構（１８、１９）の一方に、連動するように連結されていることを特徴とする請求項１記載の暖房装置ないし空調装置。
3. 前記絞り機構（２７）が揺動仕切部材（２８）で形成されており、該揺動仕切部材（２８）は、前記空気導出口（２６）の開口面に対して垂直な方向に延在する回転軸（２９）を中心として、前記空気導出口（２６）の開口面に対して平行な平面内を揺動可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の暖房装置ないし空調装置。
4. 前記暖気導入口（１６）の開口面積を制御するための前記閉塞機構（１８）が、互いに並列に配設された複数の揺動羽板（２０１）を備えたルーバー形閉塞機構（２０）で形成されており、前記揺動仕切部材（２８）が、連結ロッド（３３）を介して前記複数の揺動羽板（２０１）の少なくとも１つに連結されていることを特徴とする請求項３記載の暖房装置ないし空調装置。
5. 前記揺動仕切部材（２８）の回転軸（２９）と、前記揺動羽板（２０１）の揺動軸（２０２）とに、夫々に揺動レバー（３１、３２）が固定連結されており、それら揺動レバー（３１、３２）の揺動端に、前記連結ロッド（３３）が枢着されていることを特徴とする請求項４記載の暖房装置ないし空調装置。
6. 前記冷気導入口（１７）の開口面積を制御するための前記閉塞機構（１９）が揺動板（２１）で形成されており、前記揺動仕切部材（２８）が、連結ロッド（３３）を介して該揺動板（２１）に連結されていることを特徴とする請求項３記載の暖房装置ないし空調装置。
7. 前記揺動仕切部材（２８）の回転軸（２９）と、前記揺動板（２１）の回転軸（２２）とに、夫々に揺動レバー（３１、３４）が固定連結されており、それら揺動レバー（３１、３４）の揺動端に、前記連結ロッド（３３）が枢着されていることを特徴とする請求項６記載の暖房装置ないし空調装置。
8. 夫々の前記空気導出口（２５、２６）に接続可能な夫々の空気供給路が、前記車室の座席部に開口しており、それら空気供給路のうち、前記絞り機構（２７）が装備されている空気導出口（２６）に接続されている方の空気供給路の開口部が、前記座席部の中間高さに位置しており、他方の空気供給路の開口部が、前記座席部の足元空間に位置していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の暖房装置ないし空調装置。

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