JP3844834B2 - 自動車用暖房または空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機セグメントと伝熱体セグメントを備えたハウジングを有し、送風機セグメント内に送風機が配置され、伝熱体セグメント内に少なくとも一つの伝熱体が配置されている自動車用の暖房または空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許公報ＤＥ４４１０１２０Ｃ２からは、送風機ハウジングとハウジング上部とハウジング下部とからなるハウジングを備えた自動車用空調装置が知られている。この公知の空調装置の欠点は、個々のハウジング部分がハウジングの一回の成形でしか得られないことである。従ってこのように形成された空調装置は、自動車の左側に配置されたステアリングホイール、または右側に配置されたステアリングホイールを有する自動車に使用するのにしか適していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、自動車用の暖房または空調装置を、装置のハウジングが簡単な方法で組み立て可能であって、その場合に装置が左または右の領域に配置された計器パネルを有する自動車に組み込むのに適しているように構成することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の自動車用の暖房または空調装置を要旨とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
前述の課題を解決するため、本発明の自動車用暖房または空調装置は、送風機セグメントと伝熱体セグメントを備えたハウジングを有し、送風機セグメント内に送風機が配置され、伝熱体セグメント内に少なくとも一つの伝熱体が配置されている自動車用暖房または空調装置であって、ハウジングがモジュール構造で送風機セグメントと伝熱体セグメントを有し、送風機セグメントと伝熱体セグメントが多数のセグメント部分を有し、その場合に送風機セグメントのセグメント部分が送風機セグメントの１つの対称面に関して対称に 形成されており、伝熱体セグメントのセグメント部分が伝熱体セグメントの１つの対称面に関して対称に形成されており、伝熱セグメント（３）が２つの導入部（３７）を有し、送風機セグメント（２）がそれら２つの導入部（３７）のいずれにも結合して組み立て可能であることを特徴とする。ハウジングないしは送風機セグメントと伝熱体セグメントのモジュール構造によって、自動車内部の制限された提供空間に適した暖房または空調装置が得られる。送風機セグメントと伝熱体セグメントのモジュール構造によって、一方のセグメントの外側寸法を他方のセグメントとは関係なく構成することが可能になる。すなわち本発明はたとえば同一の送風機セグメントを有する暖房または空調装置としての使用を可能にし、その場合に伝熱体セグメントは暖房装置として使用する場合には、取り去った蒸発器の奥行きだけ短縮して形成することができる。それによって自動車内の供給スペースに需要に応じて適合させることが可能になる。さらに本発明はセグメントの対称構造によって、ハウジングを、左側に配置された計器パネルないしはステアリングホイールを有する自動車にも右側に配置された計器パネルないしはステアリングホイールを有する自動車にも組み込むために使用することが可能となる。従って本発明は、装置を自動車の長手軸に関して鏡像的に組み込むことを可能にし、その場合にアーマチュアボード部分の寸法を変更せずに設計することができる。それによって全体としてアーマチュアボードの組み立てが容易になる。このことは伝熱体セグメントの対称構造によって保証され、その場合に送風機セグメントは開口部を覆うカバー部分を取り去った後に伝熱体セグメントの反対側に固定することができる。
【０００６】
本発明の１つの実施形態によれば、セグメント部分は、第一セグメント部分の端縁側に延びるばねが第二セグメント部分のそれに対応する溝内に嵌入し、その溝と相補形状で結合されるように、互いに結合されている。ばねと溝がセグメント部分の端縁領域の全長にわたって延びていることによって、セグメント部分の永続的かつ密な結合が保証される。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、送風機セグメントと伝熱体セグメントを結合するために継手形状の固定手段が設けられており、この固定手段がセグメントの簡単な組み立てのためのガイドを提供する。第一セグメント部分はフックを有し、そのフックが第二セグメント部分のボルトに対応するので、送風機セグメントは第一結合領域においてボルトの回りにフックが添接し、続いて揺動された後に第二結合領域におけるばね／溝結合によって伝熱体セグメントと結合される。ボルトが伝熱体セグメントの側壁から離れて、それによってフックの容易な係合が可能になると効果的である。
【０００８】
【実施例】
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
【０００９】
図１には、送風機セグメント２と伝熱体セグメント３を備えたハウジング１からなる空調装置が図示されている。セグメント２、３はそれぞれプラスチック材料からなる。送風機セグメント２は対称面である中央平面４に関して対称に構成されており、多数のセグメント部分５、１３、１８からなる。外側セグメント部分５は送風機セグメント２の支持を行う重要な構成部分を形成し、その場合に空調装置の入り口には、上方の領域に外気を供給するための少なくとも一つの外気導入スリーブ６と、下方の領域に循環空気を供給するための少なくとも一つの循環空気導入スリーブ７が形成されている。外側セグメント部分５の空気流方向において前方の領域には、内側へ突出する円筒状の壁が設けられており、その円筒状の壁が送風機モータ９を収容する収容ポケット８として用いられる。収容ポケット８内に軸承されている送風機モータ９は駆動軸１０を有し、その駆動軸に回転ホイール１１が回転しないように結合されている。このように形成された送風機１２は選択的に、それぞれ外側セグメント部分５の上方の収容ポケット８内に、あるいは下方の収容ポケット８内に軸承することができる。
【００１０】
外側セグメント部分５の伝熱体セグメント３側の端縁領域にそれぞれフォーク形状のセグメント部分１３が接続されている。外側セグメント部分５と接続するために、フォーク形状のセグメント部分１３には溝１４が形成されており、その溝へ外側セグメント部分５の対応するばね１５が嵌入ないしは挿入されるので、二つのセグメント部分５と１３は相補形状で互いに結合されている。フォーク形状のセグメント部分１３は送風機１２の回りにリング状に延びている。外気室１６と循環空気室１７を形成するために、二つのフォーク形状のセグメント１３が中央セグメント部分１８と結合されている。そのために中央セグメント部分１８の両端部にはそれぞればね１５が設けられており、そのばねがそれぞれフォーク形状のセグメント部分１３の対応する溝１４内に保持されている。
【００１１】
送風機セグメント２の入り口に配置された上方の突出壁１９と下方の突出壁２０はそれぞれ溝１４とばね１５を有し、その溝とばねによって外側セグメント部分５に結合されている。従って送風機セグメント２は、それぞれのばね１５とそれぞれの溝１４による溝／ばね結合によって正しい位置に保持された多数のセグメント部分５、１３、１８から形成されている。その後外側に取り付けられている、図示されない固定手段によってセグメントが係合ないしはクリップ結合によって摩擦結合で互いに結合される。
【００１２】
回転ホイール１１は羽根２３を有する第一回転ホイール部分と第二回転ホイール部分２１ないし２２から形成されており、その場合に回転ホイール部分２１、２２は対称面である中央平面４に対して対称に配置されており、かつ共通の接続壁２４を有する。接続壁２４は中央平面４内に延びている。外気室１６と循環空気室１７を形成するために（その場合に外気室１６は外気導入スリーブ６と接続され、循環空気室１７は循環空気導入スリーブ７と接続されている）、中央セグメント部分１８は半径方向に延びる仕切り壁２５を有し、この仕切り壁は回転ホイール１１に対して距離をおいて延びている。仕切り壁２５の端部と回転ホイール１１との間にわずかな距離が保たれていれば十分である。というのは送風機１２を通して空気が方向付けられて環状に吸引されることによって、室１６と１７の間の空気交換はほぼ阻止されるからである。接続壁２４は貫通した閉鎖された壁として形成されているので、回転ホイール１１の領域において室１６と１７の間で空気交換は行われない。
【００１３】
図２から明らかなように、それぞれ外気通路２６と循環空気通路２７に対応した、空気量を制御する入り口制御フラップ２８が設けられている。二つの入り口制御フラップ２８は共通の回転軸２９上に回転可能に軸承されており、その場合に上方の入り口制御フラップ２８は外気導入スリーブ６を通して外気室１６へ導入される外気量を制御し、下方の入り口制御フラップ２８は循環空気導入スリーブ７を通して循環空気室１７へ導入される循環空気を制御する。入り口領域に配置された空気案内部材３０によって、外気と循環空気が蛇行して外気室１６と循環空気室１７へ進入する前に混合することが防止される。
【００１４】
伝熱体セグメント３内で外気通路２６におけるのと、循環空気通路２７における分離された空気案内を基本的に維持することができるようにするために、伝熱体セグメント３の側壁３１、３２の少なくとも一方に、第一側壁３１から第二側壁３２へ延びる仕切り壁３３が設けられている。仕切り壁３３は伝熱体セグメント３の空気案内部材３８から、伝熱体が配置されている中断部を通って、伝熱体セグメント３の排出領域３５まで流れ方向に延びている。送風機セグメント２の排出スリーブ３６を通って流れる外気流と循環空気流を方向変換させるために、伝熱体セグメント３の導入スリーブ３７の突出部内にアーチ形状の空気案内部材３８が配置されており、この空気案内部材が空気流を蒸発器３９方向へ方向変換するので、外気流と循環空気流はほぼ旋回なしで蒸発器３９へ導入される。あるいはまた、空気案内部材３８が前壁３４から蒸発器３９へ段階的に延びるようにして、それによって同様に蒸発器３９を均一に貫流することが保証されるようにしてもよい。その後の流れにおいて外気流と循環空気流はそれぞれ分離されて外気通路２６ないしは循環空気通路２７内で加熱体４０とＰＴＣ加熱装置として形成された付加加熱装置４１へ供給されてから、排出領域３５に設けられた適当な操作部材によって該当する排出スリーブへ供給される。
【００１５】
図３に示すように、排出領域３５に多数の排出スリーブが配置されており、その場合にデフロスター排出スリーブ４２が外気通路２６に対応して、そして中央排出スリーブ４３と足元排出スリーブ４４が循環空気通路２７に対応して配置されている。この駆動位置においては、図示されていないデフロスターノズルと接続されているデフロスター排出スリーブ４２へ、乾燥し場合によっては加熱された外気が供給されるので、風防ガラスの曇りは効果的に防止され、ないしは迅速に終了される。中央ノズル並びに側方ノズルと接続されている中央排出スリーブ４３と、足元ノズルと接続されている足元排出スリーブ４４は、車両室内から循環空気を得、その場合に循環空気はそれぞれ操作者の要請に応じて予め選択された温度で準備される。その場合に循環空気と外気の温度制御は制限された枠内で互いに独立して行うことができる。そのために付加加熱装置４１は外気通路２６と循環空気通路２７に向けて別々に駆動される。
【００１６】
循環空気通路２７の他に外側にはバイパス通路４５が延びており、その入り口に好ましくは制御フラップ４６が揺動軸４７を中心に揺動可能に軸承されている。それぞれ制御フラップ４６の位置に応じて循環空気のある程度大きな部分流が加熱体４０と付加加熱装置４１の回りを案内されるので、冷却された空気を中央排出スリーブ４３に供給することができる。
【００１７】
好ましくは排出領域３５において仕切り壁３３の延長に空気案内部材４８が配置されており、この空気案内部材はまず外気と循環空気の分離を維持し、さらにそれが回転可能に軸承されていることによってフラップとしても形成されている。空気案内部材４８を中央位置から外気通路２６または循環空気通路２７の方向へ調節した場合に、外気の部分流が中央排出スリーブ４３または足元排出スリーブ４４へ、ないしは循環空気の部分流がデフロスター排出スリーブ４２へ供給される。このようにして出口側で外気と循環空気との制限された混合が達成されるので、たとえば極端に寒い冬の日に車両を始動させる場合に、太陽光線によって暖められた車両室内の循環空気を風防ガラスの曇りを防ぐために、デフロスター排出スリーブ４２へ供給することができる。
【００１８】
さらに排出領域３５に回転可能に軸承された揺動フラップ４９が配置されており、この揺動フラップによって循環空気の空気流方向と循環空気量を制御することができる。
【００１９】
加熱体４０は上方のウォーターボックス５０と下方のウォーターボックス５１を有する。上方のウォーターボックス５０には接続パイプ５３を収容して固定するための収容スリーブ５２が設けられており、接続パイプ５３を通して加熱媒体が加熱体４０へ供給される。
【００２０】
伝熱体セグメント３は送風機セグメント２と同様に多数のセグメント部分から構成されている。側壁３１、３２はそれぞれ二つのセグメント部分５４ａ、５４ｂとからなり、これらは、ばね／溝結合によって互いに結合されている。そのためにセグメント部分３４には、送風機セグメント２のセグメント部分と同様に、端縁側に延びるばね１５が設けられており、そのばね１５がそれぞれ対応する溝１４に嵌入してこの溝１４と相補形状で結合されている。好ましくは下方のセグメント部分５４ａは一体的なバットとして形成されているので、上方のセグメント部分５４ｂのみが二つの壁部分から形成されている。伝熱体セグメント３は図２の切断平面ＩＩ−ＩＩに沿って延びる対称面（長手平面）に関して対称に構成されている。それによって、空気案内部材３８を付け替えて、送風機セグメント２を伝熱体セグメント３の反対側の導入スリーブ３７に取り付けることによって、計器パネルが他方の側に配置されている自動車に使用することのできる空調装置を形成することが可能になる。この手段によってアーマチュアボードまたは計器パネルの領域における構造的な変更が不要となるので、左ハンドルの車両にも右ハンドルの車両にも空調装置を容易に組み込むことが保証される。
【００２１】
図４は、伝熱体セグメント３の導入スリーブ３７の領域（左側）と送風機セグメント２の排出スリーブ３６の領域（右側）を示す斜視図である。送風機セグメント２を伝熱体セグメント３に結合するために、セグメント部分１８にわたって延びる、同セグメント部分に形成されたフック５５が、伝熱体セグメント３のボルト５６の周面に添接する。ボルト５６は円筒状に形成されており、その端面側はそれぞれ支持壁５７と結合されており、支持壁は伝熱体セグメント３の側壁３２に対して垂直に延びかつこの側壁に形成されている。ボルト５６の長さはフック５５の端縁側の長さにほぼ相当し、フックの湾曲した内側面５８の第一結合領域５９がボルト５６の周面上に載る。その後送風機セグメント２および／または伝熱体セグメント３を互いに接近する方向へ揺動させることによって、第二結合領域６０において送風機セグメント２の排出スリーブ３６が伝熱体セグメント３の導入スリーブ３７と接する。そのために排出スリーブ３６には突出するばね１５が設けられており、そのばねが対応する溝１４に嵌入してこの溝内に保持される。好ましくはフック５５の長手方向の延びは平行に配置された支持壁５７の内面の距離よりもずっと短いので、揺動動作とそれに続いて排出スリーブ３６を導入スリーブ３７に係止するための確実なガイドが得られる。
【００２２】
伝熱体セグメント３の反対側の側壁３１において送風機セグメント２を伝熱体セグメント３に結合するために、伝熱体セグメント３には、側壁３２に対して設けられたボルト５６に対して対称に配置された他のボルト５６が設けられている。送風機セグメント２は対称に形成されているので、送風機セグメントは側を逆にして側壁３１に対して設けられた導入スリーブ３７に固定することができ、その場合に前回の外気室１６が循環空気室１７として、前回の循環空気室１７が外気室１６として用いられる。個々のセグメント部分５、１３、１８と側壁３１、３２は図示されていない係止によって摩擦結合でハウジング１にまとめられる。これらは好ましくはそれぞれ射出成形部品としてプラスチックから形成される。その他は空気案内部材３８を１８０°回動させるだけで良いので、空気案内部材３８の閉鎖部分６１が対向する導入スリーブ３７を閉鎖する。相補形状の結合は、ばね１５が側壁３１ないしは側壁３２のそのための溝１４内に嵌入することによって行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の部分的な縦断面図である。
【図２】 図１の切断線Ｉ−Ｉに沿った本発明による装置の縦断面図である。
【図３】 図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った本発明による装置の断面図である。
【図４】 送風機セグメントと伝熱体セグメントの、それらが装置としてまとめられる領
域を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 送風機セグメント
３ 伝熱体セグメント
４ 中央平面
５，１３，１８ 多数のセグメント部分
６ 外気導入スリーブ
７ 循環空気導入スリーブ
８ 収容ポケット
９ 送風機モータ
１０ 駆動軸
１１ 回転ホイール
１４ 溝
１５ ばね
１６ 外気室
１７ 循環空気室
１８ 中央セグメント部分
１９ 突出壁
２１〜２２ 回転ホイール
２３ 羽根
２４ 接続壁
２５ 仕切り壁
２６ 外気通路
２７ 循環空気通路
２８ 制御フラップ
２９ 回転軸
３０ 空気案内部材
３１，３２ 側壁
３３ 仕切り壁
３５ 排出領域
３６ 排出スリーブ
３７ 導入スリーブ
３８ 空気案内部材
３９ 蒸発器
４０ 加熱体
４１ 付加加熱装置
４２ デフロスター排出スリーブ
４３ 中央排出スリーブ
４４ 足元排出スリーブ
４５ バイパス通路
４６ 制御フラップ
４７ 揺動軸
４８ 空気案内部材
５０ 上方のウォーターボックス
５１ 下方のウォーターボックス
５２ 収容スリーブ
５３ 接続パイプ
５４ａ，５４ｂ セグメント部分
５５ フック
５６ ボルト
５８ 内側面

Claims (14)

1. 送風機セグメント（２）と伝熱体セグメント（３）を備えたハウジング（１）を有し、送風機セグメント（２）内に送風機（１２）が配置され、伝熱体セグメント（３）内に少なくとも一つの伝熱体（４０、４１）が配置されている自動車用の暖房または空調装置において、
   ハウジング（１）がモジュール構造で送風機セグメント（２）と伝熱体セグメント（３）を有し、送風機セグメント（２）と伝熱体セグメント（３）が多数のセグメント部分（５、１３、１８、３４）を有し、送風機セグメント（２）のセグメント部分（５、１３、１８）が送風機セグメント（２）の１つの対称面に関して対称に形成されており、伝熱体セグメント（３）のセグメント部分（３４）が伝熱体セグメント（３）の１つの対称面に関して対称に形成されており、伝熱セグメント（３）が２つの導入部（３７）を有し、送風機セグメント（２）がそれら２つの導入部（３７）のいずれにも結合して組み立て可能であることを特徴とする自動車用暖房または空調装置。
2. セグメント部分（５、１３、１８、３４）がそれぞれ溝／ばね結合によって相補形状で送風機セグメント（２）ないしは伝熱体セグメント（３）として保持されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 二つのセグメント部分（５、１３、１８、３４）を結合するために、第一セグメント部分（５、１３、１８、３４）がばね（１５）を有し、そのばねが第二セグメント部分（５、１３、１８、３４）の溝（１４）に挿入可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. ばね（１５）とそのばねに対応する溝（１４）がそれぞれ、互いに結合されるセグメント部分（５、１３、１８、５４）の端縁側の外側輪郭に沿って延びていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 伝熱体セグメント（３）と送風機セグメント（２）が、第一結合領域（５９）においては継手状に結合され、第二結合領域（６０）においては溝／ばね結合によって互いに結合されるように設けられており、かつ、第一結合領域（５９）と第二結合領域（６０）の両方が、前述の２つの導入部（３７）の各々に関連して伝熱体セグメント（３）の両側に設けられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置。
6. 第一結合領域（５９）において伝熱体セグメント（３）に円筒状のボルト（５６）が形成されており、その外表面の回りに送風機セグメント（２）の対応するフック（５５）が添接可能であって、送風機セグメントの揺動動作によって固定位置へ移動可能である構成にしたことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 送風機セグメント（２）と伝熱体セグメント（３）の第二結合領域（６０）に溝（１４）ないしはばね（１５）が設けられ、伝熱体セグメント（３）と送風機セグメント（２）が相補形状で固定位置に保持されていることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. ボルト（５６）のそれぞれ端面側が支持壁（５７）によって、ボルト（５６）の外側表面全体が伝熱体セグメント（３）の側壁（３１、３２）から離れているように、保持されていることを特徴とする請求項５から７までのいずれか１項に記載の装置。
9. 支持壁（５７）がボルト（５６）の端面側に形成されており、かつフック（５５）がほぼ正確な嵌め合いでボルト（５６）の周面に添接できるように、互いに離れていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 送風機セグメント（２）の長手平面が、送風機（１２）の駆動軸（１０）上に回転しないように配置された回転ホイール（１１）の中央平面（４）を形成し、回転ホイール（１１）は互いに同軸に配置された二つの部分回転ホイール（２１、２２）を有し、その共通の接続壁（２４）が中央平面（４）内に延びており、更にセグメント部分（５、１３、１８）がそれぞれ部分回転ホイール（２１、２２）に付設されたアーチ形状の送風機部分を、第一部分回転ホイール（２１）に対して外気流を案内する外気室（１６）が、そして第二部分回転ホイール（２２）に対して循環空気を案内する循環空気室（１７）が設けられるように、形成していることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
11. 送風機セグメント（２）に半径方向内側へ延びる仕切り壁（２５）を備えた中央セグメント部分（１８）が設けられており、前記仕切り壁が中央平面（４）内に延びていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。
12. 送風機セグメント（２）に、送風機モータ（９）を収容する収容ポケット（８）としての、それぞれ中央平面（４）に対して垂直に延びる円筒状の壁を有する互いに対向する外側セグメント部分（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の装置。
13. 伝熱体セグメント（３）の長手平面が送風機セグメント（２）内に配置された回転ホイール（１１）の中央平面（４）に対して垂直に延びていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の装置。
14. 伝熱体セグメント（３）が、２つの導入部（３７）のうち、送風機セグメント（２）に結合された方の導入部（３７）を開け、かつ、送風機セグメント（２）に結合されていない方の導入部（３７）を閉じる空気案内手段（３８）を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。

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