JP4302048B2 - コアンダ効果に基づいたエア分配装置 - Google Patents

Description

本発明は、コアンダ効果に基づいたエア分配装置に関する。この装置は、上流に配置されたダクトを備えるタイプであり、このダクトは、下流にある複数のダクトに分岐される。また、コアンダ効果を利用して、上記上流のダクトから上記下流のダクトのどれか１つに通り抜けるエアフローを偏向させるために設計された手段を備えるタイプである。

コアンダ効果は、ダクトから排出されるエアフローが、該エアフローに近接する壁部に対して追随する現象である。本出願人により以前提案された装置において、コアンダ効果による上述の偏向手段は、ダクトの壁部に設けられた第１可動部材を備える。この第１可動部材は、下流に配置されたダクトの１つの入口の付近の上流に配置されており、第１可動部材が、上流に配置されたダクトを通るエアフローを妨害しない第１ポジションと、第１可動部材が上記フローに突き出している第２ポジションとの間に配置される。それにより上述の第１可動部材の第１ポジションにおいては、コアンダ効果によりこのダクトの壁部に追随しつつ、そのフローが下流に配置された第１ダクトに入る。一方上述の第１可動部材の第２ポジションにおいては、上流に配置されたダクトを通過するフローが、上記第１壁部に対向する、下流に配置された第２のダクトの壁部に追随し、それによりフローが、下流に配置された上述の第２ダクトに入る。

本発明は、コアンダ効果に基づいたエア分配装置であって、現在までに提案された装置より効果的な上述のタイプの装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の主要部は、上述の特性を有する、コアンダ効果に基づいたエア分配装置であって、
コアンダ効果により空気を偏向する手段が、さらに第２可動部材を備え、該第２可動部材は第２壁部上に配置され、
さらに、第２可動部材（１８）は、
上記エアフローが上記第２壁部（８ｂ）に追随したままであるように、第２可動部材が上記エアフロー（Ｆ）を妨害しない第１ポジションと、
上記第１壁部（８ａ）に追随するようにエアフローを押し込むために、上記第２可動部材が上記エアフロー（Ｆ）に突き出した第２ポジションとの間に配置され、
上記第１可動部材（１６）及び上記第２可動部材（１８）が互い協同して移動することができ、それにより上記第１可動部材（１６）が第１ポジションにある時、上記第２可動部材（１８）が第２ポジションにあり、逆に上記第１可動部材（１６）が第２ポジションにある時、上記第２可動部材（１８）は第１ポジションにあり、上記の第１及び第２可動部材が、一体不可分である単一の可動器具（１９）として形成されていることを特徴とする。

上述した特性のために、本発明に係る、コアンダ効果によりエアーを偏向する手段は、これまで提案されてきたシステムより効率的で信頼性が高い。

上記可動部材は、連結部（１７）の軸に関して回動するように、メインダクトの構造体上に設置されていることが好ましい。

また、本発明によれば、各可動部材を作動させるためのアクチュエータ手段が設けられている。上記アクチュエータ手段は、電磁気アクチュエータ、圧電アクチュエータ、形状記憶アクチュエータ、流体アクチュエータ、若しくは電気モータから選択されることが好ましい。

上述のエア分配装置の好ましい応用は、自動車のダッシュボードに関連するエア分配装置である。しかし、本発明に係るエア分配装置をより一般的に応用することができることは明白である。

これから、自動車のダッシュボードへ応用した具体例に関して本発明を詳述する。自動車のダッシュボードに応用したものを添付の図面に例示している。

図１において、参照番号１は、全体を通して自動車のダッシュボードを概略的に示している。エア分配システム２を自動車のダッシュボード内に設ける。このエア分配システム２は、メインダクト３を備える。このメインダクト３は、空調システムからの空気を受け取る。メインダクト３は、メインファン４及びヒータ／蒸発器５を備える。このメインダクト３は、マニホールド若しくはレール６に放出する。このマニホールド若しくはレール６から４つの補助ダクト７が分岐されている。この補助ダクト７を、ダッシュボードに沿って並列に、運転手側に一対、乗客側に一対配置している。それぞれの対には、ダッシュボードの中央部分に近接するダクト、自動車のサイドウィンドに近いダクトが含まれる。各補助ダクト７は、３つの末端のダクト８、９及び１０に分岐される（図２参照）。各末端のダクトは、自動車の客室における、空気を外に放出するための開口部において終了している。特に、ダクト８は、フロントガラスの下に配置されている開口部１１に空気を供給する。この開口部１１は、エアフローをフロントガラスの内表面に向けるためのものである。ダクト９は、１以上の開口部１２において終了している。この開口部１２は、ダッシュボードの前面に配置されており、自動車の客室に空気を向けるためのものである。そして、ダクト１０は、１以上の開口部１３において終了している。これは、エアフローを客室のフロアーに向けるためのものである。

各補助ダクト７が３つの末端のダクト８、９及び１０に分岐されている領域において、末端のダクト間にエアフローを分配するための手段を設ける。以下にこれを詳細に示している。

分配に関する応用例の主要な部分を形成する重要な特徴部は、エアフローの少なくとも１つの特性を調整するための付加的で独立的な装置を各補助ダクト７に設けることにある。特に、例示した具体的な実施の形態において、エアーの流量を調整するための装置１４及びエアーの温度を調整するための装置１５を各補助ダクト７に取り付ける。例示された具体例において、上記装置１４は、電気制御モータに接続されたファンを備える。一方、装置１５は、ダクトの断面を有し、そこには電気抵抗器が挿入されている。

そのため、例示された分配システムにより、開口部１１、１２、１３からそれぞれ排出されるエアフローの流量及び／又は温度を、各補助ダクト７に対して別々に調整することが可能となる。即ち、例示された具体例においては、運転手の領域に対して、乗客に対して、さらに上記領域のそれぞれに対して別々に調整が可能であり、またダッシュボードの中央領域に対して、ウィンドに近接する領域に対して別々に調整が可能である。

図４〜６は、各補助ダクト７から、分岐される末端のダクト８、９及び１０に至る空気の分配を制御する方法を例示している。

上記図面に関して説明する。第１末端ダクト８は、第１曲面壁部８ａを備える。この第１曲面壁部８ａは、補助ダクト７の対応する壁部７ａの延長部分に配置されている。上記壁部に対応するポジションにおいて、可動部材１６がダクトに取り付けられている。この可動部材１６は、壁部７ａ上の連結部１７の軸に関して回動するように配置される。また、可動部材１６を、図４に示すような第１ポジションと、図５に示すような第２ポジションとの間に配置することができる。図４に例示した第１ポジションにおいて、可動部材１６は、補助ダクト７から来るエアフローＦを妨害せず、それにより上記フローは、壁部７ａ及び８ａに「追随した」状態にあり、その後第１末端ダクト８に入る。図５に例示した、可動部材１６の第２ポジションにおいて、上記可動部材は、フローＦに突き出し、それによりそれは上記フローがコアンダ効果により曲面壁部８ｂに追随するよう促す。この曲面壁部８ｂは、壁部８ａに対向し、２つの末端のダクト９、１０の入口に配置されている。

本発明においては、末端ダクト８と、２つの末端のダクト９、１０の入口８ｃとの間に、フローをより効果的に分配するため、別の可動部材１８を設ける。この可動部材１８は、可動部材１８が図５に示すようにフローＦを妨害しない第１ポジションと、可動部材１８が図４に示すようにフローＦに突き出す第２ポジションとの間に配置することができる。可動部材１６が第１ポジションにある時、可動部材１８が第２ポジションにあるように（図４）、また第１可動部材１６が第２ポジションにある時、第２可動部材１８が第１ポジションにあるように（図５）、２つの可動部材１６、１８を同時に制御しなければならない。例示された具体例において、可動部材１６及び可動部材１８が、軸１７に関して回動するようにダクト７の構造体に装着された単一の部材１９として形成されると、可動部材１６及び１８の同時制御を非常に容易に行うことができる。図７に示すように、部材１９は、可動部材１６を規定する羽根付き部材、それに略直交するように羽根付き部材１６に強固に接続されたＵ字形の部分を備え、さらに可動部材１８を構成する曲がったクロス状の部材を含む。

図４に例示した状況において、可動部材１８は、フローＦが壁部８ｂに追随することを抑制し、フローＦが壁部８に対して「追随すること」を促す。図５に例示された状況において、可動部材１８がフローＦを妨害しないので、この可動部材１８により上記フローはコアンダ効果により壁部８ｂに追随することができる。

図４〜６に示すように、さらに、別の可動部材１９を、２つの末端のダクト９、１０の入口８ｃの対応するポジションに設ける。この可動部材１９は、共に上述のものと同様の第１可動部材１６及び第２可動部材１８を備える。上記可動部材のオペレーションのモードは、共に上述のものと同様である。図５に例示した状況において、第２可動部材は、フローが上記ダクトに入るようにコアンダ効果により末端のダクト９の第１曲面壁部９ａに対してフローを追随させる。一方、図６に例示された状況において、フローがこのダクト１０に入るように、第２可動部材が末端のダクト１０の曲面壁部１０ａに対してフローが追随することが好ましい。さらに、このケースにおける可動部材１８は、妨害する機能を有する（図４に例示した状況）。メインフローＦの一部が入口８ｃに入り、この入口８ｃに循環運動Ｃが与えられる（図４）。この循環運動Ｃは入口８ｃを塞ぎ、ダクト９、１０への空気の望ましくないリークを最小に減少させる。

この同じ目的のために、末端のダクト８、及び末端のダクト９の入口に相当するポジションにエア循環通路２０を設ける。このエア循環通路２０は、図５及び図６のそれぞれに例示された状況において、可能性がある望ましくない空気リークが、エア循環Ｃを発生させるように成型される。このエア循環Ｃは、フローが向かうように方向付けられたダクトを塞ぐ。

可動部材１９は、あらゆるタイプのアクチュエータ、例えば電磁気的アクチュエータ（図８におけるアクチュエータ４０等）、若しくは圧電アクチュエータ若しくは形状記憶アクチュエータにより制御される。

図８は、可動部材１９の変形例を示している。この変形例において、可動部材１８を規定するＵ字状の部分は、フローを直線化する機能を有する羽根状部２１を備える。

勿論、本発明の原則を害することなく、構成及び実施の形態の細部を、本発明の技術範囲から離れることなく、本明細書において記載され、また例示されたものから広く変更することができる。

図１は、本発明に係るエア分配システムの基礎をなす原理を示した図である。 図２は、本発明に係る自動車ダッシュボード用のエア分配システムの概略部分斜視図である。 図３は、図２の細部を拡大した図面である。 図４は、図３の細部を拡大した断面図であって、異なるオペレーション状況にある、本発明に係るシステムを示した断面図である。 図５は、図３の細部を拡大した断面図であって、異なるオペレーション状況にある、本発明に係るシステムを示した断面図である。 図６は、図３の細部を拡大した断面図であって、異なるオペレーション状況にある、本発明に係るシステムを示した断面図である。 図７は、図４〜６の細部の概略斜視図である。 図８は、図７に示されたアイテムのアクチュエータの概略図である。 図９は、図７のバリエーションを示している。

Claims (5)

1. コアンダ効果に基づいたエア分配装置であって、
   上記エア分配装置は、
   上流に配置されたダクト（７）を備え、
   上記の上流に配置されたダクト（７）は、下流に配置された複数のダクト（８、９、１０）に分岐され、
   さらに上記エア分配装置は、
   コアンダ効果を用いて、上記の上流に配置されたダクトから、上記の下流に配置されたダクト（８、９、１０）のいずれかに流れるエアフロー（Ｆ）を偏向させるための手段を備え、
   上記偏向手段は、
   第１可動部材（１６）を備え、該第１可動部材（１６）は、下流に設けられたダクト（８）の入口付近の、上流に設けられたダクト（７）の壁部（７ａ）上に設けられ、
   さらに、上記第１可動部材（１６）は、
   第１可動部材（１６）が上記エアフロー（Ｆ）を妨害しない第１ポジションと、
   第１可動部材（１６）が上記エアフロー（Ｆ）に突き出した第２ポジションとの間に配置され、
   それにより、上記第１可動部材（１６）の第１ポジションにおいて、エアフロー（Ｆ）はコアンダ効果により下流に配置されたダクト（８）の壁部（８ａ）に追随しつつ、下流に設置された上記第１ダクト（８）に入り、
   一方、上記可動部材（１６）の第２ポジションにおいて、エアフロー（Ｆ）は、コアンダ効果により上記第１壁部（８ａ）に対向するように配置された壁部（８ｂ）に追随しつつ、下流に配置された第２ダクト（９）に入るエア分配装置において、
   上記エア分配装置は、
   上記のコアンダ効果により空気を偏向する手段がさらに第２可動部材（１８）を備え、該第２可動部材（１８）は第２壁部（８ｂ）上に配置され、
   さらに、第２可動部材（１８）は、
   上記エアフロー（Ｆ）が上記第２壁部（８ｂ）に追随したままであるように、第２可動部材が上記エアフロー（Ｆ）を妨害しない第１ポジションと、
   上記第１壁部（８ａ）に追随するようにエアフロー（Ｆ）を押し込むために、上記第２可動部材が上記エアフロー（Ｆ）に突き出した第２ポジションとの間に配置され、
   上記第１可動部材（１６）及び上記第２可動部材（１８）が互い協同して移動することができ、それにより上記第１可動部材（１６）が第１ポジションにある時、上記第２可動部材（１８）が第２ポジションにあり、逆に上記第１可動部材（１６）が第２ポジションにある時、上記第２可動部材（１８）は第１ポジションにあり、上記の２つの可動部材（１６、１８）が、一体不可分である単一の可動器具（１９）として形成されていることを特徴とするエア分配装置。
2. 各可動部材（１６、１８；１９）が、連結部（１７）の軸に関して回動するように、上記の上流に配置されたダクト（７）の構造体上に設置されていることを特徴とする請求項１記載のエア分配装置。
3. 各可動部材（１６、１８、１９）を移動させるためのアクチュエータ手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のエア分配装置。
4. 上記アクチュエータ手段が、電磁気アクチュエータ、圧電アクチュエータ、形状記憶アクチュエータ、流体アクチュエータ、若しくは電気モータから選択されることを特徴とする請求項３記載のエア分配装置。
5. 上記第２可動部材（１８）が、枠状構造体として形成され、
   上記枠状構造体は、エアフロー（Ｆ）が通過するウィンドの領域を画定し、さらにエアフローを直線化するための複数の羽根付き部材（２１）を支持することを特徴とする請求項２記載のエア分配装置。

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