JP4079237B2 - 自動車の加熱または空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の車両室内の個々の空調ゾーンに独立して温度制御可能な空気を供給することのできる自動車の加熱または空調装置、すなわち暖かい空気を発生させる加熱体と、それぞれ加熱体の側方を迂回して案内される少なくとも２つの冷たい空気通路と、流れ方向において加熱体に連続して設けられている空気混合室と、を有し、その空気混合室が少なくとも１つの分離壁によって個々の混合室に分割されており、その混合室内で空気が空気流制御部材によってそれぞれ所定の温度に混合可能であって、そこからそれぞれ少なくとも１つの空気通路を介して、そしてそれぞれ少なくとも１つの空気流出ノズルを介して関連する空調ゾーンへ供給が可能な、自動車の加熱または空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フランス特許公報ＦＲ２７１７７４７から空調システムが知られており、その空調システムによれば種々の空調ゾーン、すなわち「前右（助手席）」と「前左（運転者席）」のゾーン並びに「後部左」と「後部右」のゾーンへ供給される空気の温度を独立して調節することができる。そのために空調システムは、それぞれ左ないし右の車両半分をまかなう２つの空調装置を有する。空調装置の各々によって前部領域と後部領域に異なるように温度調節された空気を供給することができる。この空調システムは極めて複雑である。というのは、同システムがそれぞれ送風機、蒸発器並びに加熱体とそれに応じた空気導管を備えた２つの空調装置を有するからである。従ってこのシステムはそれに応じてコスト的に好ましくなく、スペース需要が大きいために空間の大きい車両にしか使用することができない。
【０００３】
ドイツ特許公報ＤＥ３９４０３６１から空調装置が知られており、それによれば４つの空調ゾーンをまかなうことができる。この空調装置においては、暖かい空気と冷たい空気が発生されて、各空調ゾーンへ独立した通路を介して供給される。それぞれの空調ゾーンに配置された空気流出開口部の領域に、各空調ゾーンのための混合室が設けられており、その中で車両室内へ流出する直前に暖かい空気と冷たい空気が混合される。この種の空調装置によれば１つだけの送風機、蒸発器並びに加熱体だけで４つの空調ゾーンをまかなうことはできるが、空気通路が多大な組込み空間を必要とする。というのは、各空調ゾーンに空気を供給するために、それぞれ混合室へ連通する２つの空気通路を設けなければならないからである。他の欠点は、暖かい空気と冷たい空気が空気流出ノズルから流出する直前になって初めて混合されるので、不十分な混合が発生することが多く、空気流出ノズルから熱い空気質量と冷たい空気質量が並んで流出してしまうことである。
【０００４】
米国特許明細書ＵＳ５０１６７０４からは自動車用の空調装置が知られており、それによれば２つの空調ゾーンだけを、すなわち前部領域と後部領域を異なるように空気調節することができる。蒸発器の下流でこの空調装置は２つに分割されている。各部分領域において空気フラップを介して空気量が調節され、その空気量が加熱体を通して暖められ、あるいは加熱体を迂回して案内される。暖かい空気と冷たい空気は加熱体の下流で混合されて、個々の流出ノズルへ供給される。この空調装置の欠点は、大きな組込み空間を必要とし、かつ良好な空気混合が保証されないことである。さらに、２つのゾーンしか空調できない。
【０００５】
ドイツ特許公報ＤＥ４４２２１２０から空調装置が知られており、その空調装置は左右調節を有する。コンパクトな構造を得るために、冷たい空気は熱交換機の側方を迂回して案内され、熱交換機の後方で暖かい空気と混合される。すでに構造は比較的コンパクトではあるが、この空調装置の組込み空間は、熱交換機の下流に位置し、混合室への揺動動作を実施する暖かい空気揺動フラップによって比較的大きくなる。他の欠点は、冷たい空気と暖かい空気の最適な混合が保証されないことである。というのは、暖かい空気揺動フラップによってそれが開放している状態においても冷たい空気質量と暖かい空気質量のある程度の分離が行われてしまうからである。さらにこの空調装置は、２つより多い空調ゾーンをまかなうには適していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、構造が簡単であって、小さい組込み空間を可能にし、多数の空調ゾーンへ異なるように温度調節された空気を供給することのできる、改良された加熱または空調装置を提供することである。組込み空間が小さいにもかかわらず、この加熱または空調装置においては冷たい空気と暖かい空気の最適な混合が行われるので、それぞれの空調ゾーンにおいて空気流出開口部から流出する空気は束がない、すなわち流出する空気は流出断面にわたって一定の温度を持たなければならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有するこの分野の加熱または空調装置によって、すなわち各混合室に付属して空気流制御部材の少なくとも２つが設けられており、そのうちの第１のものが冷たい空気フラップとして冷たい空気通路内に配置されており、第２のものは加熱体の流出側に直接配置された暖かい空気制御部材として形成されており、その場合に暖かい空気制御部材はそれ自体公知のジャルージ状に配置された多数の薄板を有し、その薄板がその閉鎖位置においてそれぞれの混合室に関連する、加熱体の流出側の部分領域を覆うことによって解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に基づいて各混合室に関連して空気流制御部材の少なくとも２つが設けられており、そのうちの第１のものが冷たい空気フラップとして冷たい空気通路内に配置されており、その第２のものが加熱体の流出側に直接配置された暖かい空気制御部材として形成されている場合には、冷たい空気流と暖かい空気流を互いに分離して調節することができ、それによってそれぞれの混合室内で空気の最適な温度調節が可能になる。さらに、本発明によれば暖かい空気制御部材はそれ自体公知の（たとえばＤＥ４１１９４７４から）ジャルージ状に配置された多数の薄板から形成されており、その薄板がその閉鎖位置においてそれぞれの混合室に関連する、加熱体の流出側の部分領域を覆う。暖かい空気制御部材のこの構成によって、組込み空間を著しく削減することができる。さらに、このジャルージ状の暖かい空気制御部材は公知の暖かい空気揺動フラップのようには混合室内へ突出していないので、加熱体から流出する暖かい空気と冷たい空気とのさらに良好な混合が保証される。
【０００９】
各混合室に対してこの種のジャルージ状の暖かい空気制御部材が設けられているので、最も狭い組込み空間に好ましくは４つの個別の混合室を設けることができる。それによって４つの空調ゾーン、たとえば運転者領域、助手席領域並びに後部領域左と後部領域右を本発明に基づく加熱または空調装置によってまかなうことができる。
【００１０】
各混合室に独立して配量可能な冷たい空気も供給できるようにするために、請求項３によれば、２つの冷たい空気通路の各々が２分割されている。
【００１１】
冷たい空気フラップが冷たい空気通路出口の領域に、従って混合室の近傍に配置されており、その開放位置において空気案内機能を遂行する場合には、冷たい空気を暖かい空気の方向へ効果的に案内することができ、それによってより良好な混合が保証される。さらに冷たい空気フラップは好ましくは屈曲された形状を有する。
【００１２】
同様に、暖かい空気制御部材の薄板が冷たい空気通路の方向へ開放しており、それによって薄板がその開放位置において暖かい空気を側方へ、冷たい空気の方向へ案内すると効果的である。
【００１３】
わずかな廃熱しか発生しない消費の少ない燃焼エンジンを有する自動車については、加熱体が、エンジン用の冷却手段を貫流させることのできる熱交換機の他にそれに対して並列に配置された、好ましくはＰＴＣ加熱素子のような電気的な加熱素子を備えた付加加熱体を有すると効果的である。その場合にはエンジンの暖機段階においてすでに、ないしは極端に冷たい気候の場合には常に十分に暖かい空気を車両室内へ供給することができる。
【００１４】
それぞれ２つの隣接する暖かい空気制御部材が互いに結合可能であって、関連する冷たい空気フラップが互いに結合可能である場合には、簡単な方法で本発明に基づく４つの空調ゾーンのための空調装置から、２つの空調ゾーンのためだけの加熱または空調装置を形成することができる。そのためには、該当する暖かい空気制御部材と冷たい空気フラップを結合するだけで済み、結合された暖かい空気制御部材と冷たい空気フラップのためのアクチュエータを省くことができる。このようにして本発明に基づく加熱または空調装置は極めて柔軟に使用することができ、コストを増大させることなく、従って付加的な構造または新しい工具なしで、２つの空調ゾーンしか設けられていない車両にも、４つの空調ゾーンが設けられている車両にも使用することができる。
【００１５】
【実施例】
次に、図面を参照しながら実施例を用いて本発明の詳細の一例を説明する。
【００１６】
図面に示す本発明による加熱または空調装置１０は、図示されていない送風機と、ハウジング１２内に配置された、冷たい空気１６を発生させる蒸発器１４とを有する。流れ方向において蒸発器１４の後段には、暖かい空気２０を発生させる加熱体１８が配置されている。加熱体１８は、自動車の駆動ユニット用の冷却手段を貫流させることのできる熱交換機２２と、選択的にそれに対して並列に配置された付加加熱体２４を有し、この付加加熱体は好ましくはＰＴＣ加熱素子のような電気的な加熱素子を有する。
【００１７】
図２から明らかなように、加熱体１８の側方に冷たい空気通路２６と２８が設けられており、これらは冷たい空気フラップ３０と３２を介して閉鎖することができる。冷たい空気通路２６と２８は、好ましくは後述する平面に沿ってそれぞれ２つに分割されている。
【００１８】
流れ方向において加熱体１８の流出側３４に直接連続して暖かい空気制御部材３６、３８、４０が設けられている。各暖かい空気制御部材は、ジャルージ状に配置された多数の薄板４４を有し、それら薄板は暖かい空気制御部材の１つを形成するために図示されていない結合部材を介して一緒に平行に揺動することができる。暖かい空気制御部材３６、３８または４０の薄板４４はその閉鎖位置において、加熱体１８の流出側３４の関係する部分領域を覆う。
【００１９】
流れ方向において暖かい空気制御部材３６から４０に連続して空気混合室４５が設けられており、その中へ加熱体１８内で暖められた暖かい空気２０と冷たい空気通路２６または２８内で加熱体１８を迂回して案内される冷たい空気１６が流入して混合され、それによって所望の温度を有する空気が得られる。
【００２０】
空気混合室４５は、少なくとも１つ、好ましくは多数の分離壁４６と４８によって個々の混合室に、図示の実施例においては４つの混合室５０、５２、５４および５６に分割されており、図面ではそのうちの３つだけ、すなわち参照符号５０、５２と５４が見られる。混合室５０から５６の各々に対して暖かい空気制御部材３６から４２の１つが設けられており、かつ混合室５０から５６の各々に４本の冷たい空気通路の１本が連通している。従って冷たい空気通路２６と２８は切断線ＩＩ−ＩＩに沿ってそれぞれ２本の冷たい空気通路部分に分割されており、その場合に冷たい空気通路部分の各々は冷たい空気フラップ３０または３２のいずれかによって閉鎖可能である。フラップ全体、従って４つの暖かい空気制御部材と４つの冷たい空気フラップは、制御装置を介して独立して駆動することができる。このようにして各混合室内の空気温度を独立して調節することができるので、４つの空調ゾーンに異なるように温度調節した空気を供給することができる。
【００２１】
冷たい空気フラップ３０と３２は、好ましくは冷たい空気通路出口２７に配置されている。その場合には冷たい空気フラップ３０と３２は空気案内機能を遂行し、それぞれの混合室内へ流入する冷たい空気１６を、暖かい空気制御部材３６から４２を通り抜ける暖かい空気２０の方向へ案内することができる。この効果は、図２に冷たい空気フラップ３０で示すように、冷たい空気フラップの効果的に屈曲または湾曲された形状によって強化される。同様にして暖かい空気２０は、暖かい空気制御部材３６から４０の薄板４４が側方へ、従って冷たい空気通路２６または２８へ向かって開放し、図２に示すように、その開放位置において冷たい空気通路２６または２８の方向へ傾斜していることによって、暖かい空気２０が流入する冷たい空気１６の方向へ案内される。
【００２２】
混合室５０から５６から空気案内通路５８から６６が分岐しており、この空気案内通路はそれぞれ温度調節された混合空気を、該当する空調ゾーンに位置する、図示されていない流出開口部へ案内する。
【００２３】
加熱体１８の上方においてバイパス６８（図１）を介して冷たい空気を空気通路６２と６４を介して、アーマチュアボードに設けられている中央ノズルとサイドノズルへ直接供給することができる。
【００２４】
図示されていない他の実施例においては、隣接する暖かい空気制御部材、たとえば前部領域と後部領域のための暖かい空気を制御する暖かい空気制御部材を、したがってたとえば暖かい空気制御部材３６と３８を互いに結合することができる。同時に冷たい空気通路２６ないし２８の冷たい空気通路部分の隣接する冷たい空気フラップを互いに結合することができる。その場合には結合された暖かい空気制御部材ないし冷たい空気フラップは、それぞれ１つのアクチュエータだけによって駆動すれば良い。このように結合した場合には、本発明による加熱または空調装置により左右調節のみが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による加熱または空調装置の横断面図である。
【図２】 本発明による加熱または空調装置の横断面図である。
【符号の説明】
１０ 空調装置
１２ ハウジング
１４ 蒸発器
１６ 冷たい空気
１８ 加熱体
２０ 暖かい空気
２２ 熱交換機
２４ 付加加熱体
２６、２８ 空気通路
３０、３２ 空気フラップ
３４ 流出側
３６、３８、４０ 空気制御部材
４４ 薄板
４５ 空気混合室
４６、４８ 分離壁
５０、５２、５４、５６ 混合室

Claims (7)

1. 自動車の加熱または空調装置であって、
   ハウジング（１２）を有し、
   ハウジング（１２）内に位置付けられて暖かい空気（２０）を発生させる加熱体（１８）を有し、
   ハウジング（１２）内に形成された２つの冷たい空気通路（２６、２８）を有し、これらの冷たい空気通路（２６、２８）が加熱体（１８）の両側方を横方向に通って案内されていて、各冷たい空気通路（２６、２８）が、関連する冷たい空気フラップ（３０、３２）を有していて、そこを流れる空気流を制御しており、
   ハウジング（１２）内に複数の分離壁（４６、４８）を有し、これらの複数の分離壁（４６、４８）が、空気流の方向で加熱体（１８）の下流に４つの空気混合室（５０、５２、５４、５６）を形成しており、各空気混合室（５０、５２、５４、５６）が、個別に、空気流を制御する暖かい空気制御部材（３６、３８、４０、４２）と、関連する空調ゾーンへ流れる空気通路（５８、６０、６２、６４、６６）とを有し、暖かい空気制御部材（３６、３８、４０、４２）が、開放位置と加熱体（１８）からの加熱された空気を通過させない閉鎖位置との間で動くことのできる複数の可動な薄板（４４）を有し、
   各暖かい空気制御部材（３６、３８、４０、４２）を構成する複数の薄板（４４）が、それらの開放位置において部分的に開放されていて、それぞれの冷たい空気通路（２６、２８）から空気混合室（５０、５２、５４、５６）に入ってきた冷たい空気（１６）に向けて暖かい空気（２０）をそらして横方向に流すことを特徴とする、加熱または空調装置。
2. ４つの空気混合室（５０、５２、５４、５６）が複数の分離壁（４６、４８）を十状に配置することによって４つの個別の空気混合室（５０、５２、５４、５６）に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱または空調装置。
3. 各冷たい空気通路（２６、２８）が２分割されており、それによって得られる４本の冷たい空気通路の各々がそれぞれ空気混合室（５０、５２、５４、５６）に連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱または空調装置。
4. 冷たい空気フラップ（３０、３２）が冷たい空気通路出口（２７）の領域に配置されており、その開放位置において空気案内機能を遂行し、冷たい空気（１６）を暖かい空気（２０）の方向へ案内することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の加熱または空調装置。
5. 冷たい空気フラップ（３０）が、屈曲された形状を有することを特徴とする請求項４に記載の加熱または空調装置。
6. 加熱体（１８）が、自動車の駆動ユニットを冷却する冷却手段を貫流させることのできる熱交換機（２２）と、それに対して並列に配置された、好ましくは電気的な加熱素子を備えた付加加熱体（２４）を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の加熱または空調装置。
7. それぞれ２つの隣接する暖かい空気制御部材（３６、３８）並びに２つの隣接する冷たい空気フラップが結合可能であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の加熱または空調装置。

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