JP4313947B2

JP4313947B2 - 動力車両の暖房設備または空調設備用の空気取り入れ装置

Info

Publication number: JP4313947B2
Application number: JP2000525270A
Authority: JP
Inventors: エルンストシュラウトラフ
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: DE59809984D1; DE19756346A1; US6431977B1; EP1045769A1; JP2001526141A; EP1045769B1; WO1999032310A1

Description

【０００１】
本発明は、動力車両の暖房設備または空調設備用の空気取り入れ装置に関するものである。
【０００２】
公知の空気取り入れ装置の場合、車両の停止状態および低速時の際に、車内に空気スループットを生じさせるためファンが使用される。他方、車速が増大するにつれてフロントガラス下方の領域、いわゆるカウルには、外気を自動的に暖房設備または空調設備に侵入させる動圧が形成される。この動圧は車速に依存しているため、車内に望ましくない流動速度が生じないようにするには、車速が比較的高い場合空気の取り入れを絞らねばならない。たとえばドイツ連邦共和国特許公開第４４１４０３６号公報から知られているようにこの絞りは手動で行われ、或いは車速に依存した自動調整により行われる。このような絞りは付加的なコストを伴うものであり、特に快適性の理由から好まれる自動調整の場合は、絞りフラップの正確に再現可能な位置を達成するために精密で、ヒステリシスのない運動学が必要である。これは車両高速走行時に貫流横断面が維持されないためである。また、車速が比較的高ければ横断面が強く絞られるので、空気取り入れ領域に騒音が発生する原因になる。
【０００３】
多くの車両では、空気取り入れ装置はフロントガラスの側部縁領域に配置されている。これは、たとえばフランス特許第１１６５６６５号公報の図１および図２の図示から明らかなように、この側部縁領域において発生する動圧が比較的小さいからである。しかしながら、車速が比較的高くなると外側の空気取り入れ装置においても動圧は通常絞りが必要なほどの大きさである。
【０００４】
本発明の課題は、動圧が実質的に車速に依存しない、構成が簡潔な動力車両用空気取り入れ装置を提供することである。
この課題は請求項１、２，４の構成により解決される。
【０００５】
本発明によれば、空気取り入れ口は、動力車両の走行中に車内に対する過圧が形成される領域に対し絶縁され、外気は圧力レベルが低い領域から供給される。圧力レベルが低い領域とはたとえば車体のカウルの領域であり、そこでは、動力車両の走行時、車内に関しより低い動圧が発生する（前記フランス特許第１１６５６６５号公報を参照）。これにより空気取り入れ口の圧力レベルが低減するので、車速が増大しても空気流量は上昇せず、上昇しても比較的わずかである。車速が高ければ空気流量は容易に増大するのが望ましいという事実に鑑みれば、本発明による空気取り入れ装置にラムエアフラップ(Stauluftklappe)は設けずに済む。
【０００６】
請求項１によれば、本発明による装置は、空気取り入れ口を、車両中心面側で閉じて車両中心面とは逆の側の車体側部側へのみ横方向に開口するように構成するため、空気取り入れ口の上方に、動圧が比較的高い領域に対して空気取り入れ口を隔絶させるためのカバーを含んでいる。
最近の動力車両では、フロントフラップの後部端部部分下方の領域で空気取り入れ口を覆うようにしたものが多い。このような配置構成の場合、本発明は、請求項２にしたがって、車両中心面側で閉じて車両中心面とは逆の側の車体側部側へのみ横方向に開口するように空気取り入れ口を構成するため、少なくとも空気取り入れ口上方の領域に、フロントガラスとフロントフラップの間の隙間を少なくとも部分的に充填する隔壁を設けることによって簡単に実現できる。もちろん、動圧が高いこの領域に対し空気取り入れ口を絶縁するためには、車両中心部へ向かう方向でダクト横断面を隔絶する必要がある。本発明によるこの種の隔絶部は外部からほとんど見えず、新規モデルの車両にも既存の車両にも低コストで追装備させることができる。
【０００７】
フロントフラップの後部端部部分の下方には、フロントガラスを拭くためのワイパーが覆うように配置されている場合が多い。対で形成されるワイパーの場合、ドライバー側のワイパーの駆動軸線は通常車両外面側に配置されているので、請求項１または２に記載の本発明の構成の場合、空気取り入れ口上方に配置されるカバーまたは隔壁はワイパーを通過させるための破断部を備えている必要がある。したがって請求項３によれば、ドライバー側の空気取り入れ口は設けられず、助手席側にだけ適当なサイズの空気取り入れ口が設けられる。
【０００８】
動力車両のフロントガラス中央領域には、当然のことながらたとえば走行方向の空気流が衝突し、空気流はほぼ完全に車両ルーフを介して流れ去るので、フロントガラス下方の中央部には最も大きな動圧が発生する。また空気流の一部が車両側部領域方向に逃げるので、フロントガラスの側部領域においては側流も起こる。これにより、車両外面部の方向に減少性動圧が発生する。車両中央部と車両外面部の間の圧力差により、フロントガラス下方領域には、走行方向に対して横方向の空気流動が生じる。このため請求項４によれば、動圧が比較的高い領域に対して空気取り入れ口を隔絶させるとともに、動力車両の走行中に比較的低い圧力にある動力車両領域から空気を供給させる機構は、該機構により車両中心面側で閉じて車両中心面とは逆の側の車体側部側へのみ横方向に開口するように空気取り入れ口構成するため、該空気取り入れ口と車両中心面との間に、走行方向に対しほぼ横方向に延在する空気流動に対し空気取り入れ口を車両中心面側で隔絶する手段を含んでいる。これによって外側の空気取り入れ口が「横流」から絶縁され、よって、車速に対する暖房設備または空調設備の空気流量の依存性が著しく低下する。
【０００９】
空気取り入れ口がフロントフラップの後部端部部分下方の領域に覆われるようにして配置されている動力車両の場合、本発明は、請求項５にしたがって、フロントフラップおよび他の隣接する構成部材により形成されるフロントガラス下方のダクトに横壁を取り付けることにより簡単に実現できる。このようなダクト分割部は車両の外部からほとんど見えず、新規モデルの車両にも既存の車両にも低コストで追装備させることができる。
【００１０】
個々の空気取り入れ口が十分離れて車両外面に配置されていない場合には、請求項４および請求項５に記載の隔壁に加えて請求項１または請求項２に記載のカバーまたは隔壁をも設けてよいことは言うまでもない。またこの種の付加的な隔壁により、フロントガラスからの逆流と空気取り入れ口における不具合な渦流とが阻止される。
【００１１】
請求項６に記載の本発明の構成により、空気取り入れ領域の密封性が改善され、特に変位可能なフロントフラップに対する密封性が改善される。
動力車両の種類に応じては、カウルの側部領域にも比較的高い動圧が支配することがある。このような場合には、請求項７に記載の本発明の構成が有利であり、すなわち動力車両の車体の側部領域に対する連通部が設けられる。広く知られているように、また前記フランス特許第１１６５６６５号公報の図１にも明確に図示されているように、動力車両の走行中に車体の側面に負圧が作用する。空気取り入れ口の領域とこの側部領域（圧力レベルが低い他の領域でもよい）とを本発明に従って連通させることにより、空気取り入れ口での圧力レベルは著しく低下する。負圧誘導領域としては、たとえばＡピラーにおけるドア隙間の領域が挙げられる。マットガードの側部領域に凹部（いわゆる鰓）が設けられている車両、特にスポーツ車の場合、このマットガードの領域を空気取り入れ口と連通させてもよい。車体側部領域における連通は、通常、適宜構成された車体構成部品およびパッキンにより行なわれる。適宜成形された車体構成部品で「作られる」この種のダクトの代わりに、たとえば別個の管を設けて、車体の側部領域に対する連通部としてもよい。
【００１２】
図面には本発明の可能な実施形態が図示されており、以下これに関し詳細に説明する。
図１は、動力車両の前部領域の平面図である（フロントフラップ７は図示していない）。矢印ＦＲは動力車両の走行方向である。フロントガラス１の下方の領域にはカウル２がある。カウル２は、車両の縦中心面Ｍに関し対称に配置された空気取り入れスクリーン３を備えている。カウル２は、特に図３から詳細にわかるように、フロントガラス１と、カウル絞り部４と、エンジンルーム６に対する仕切り壁５と、図３では下に回動しているフロントフラップ７とにより画成されている。エンジンルームシール部８は、エンジンルーム６からの望ましくない排気に対し空気取り入れ領域を確実に密封している。さらにカウル２にはワイパー９が配置されている。空気取り入れ領域下方には空気集積室１０があり、空気集積室１０は車内に対し前部端壁１１により仕切られる。フロントガラス１は側部をＡピラー１２により取り囲まれる。
【００１３】
本発明によれば、カウル２には、空気取り入れスクリーン３の内側の縁領域に、それぞれ縦中心面Mにほぼ平行に延びる隔壁１３が設けられている。隔壁１３により、空気が車両に向かって押し寄せる際に走行風によりカウル２に発生する横流から空気取り入れ領域が絶縁される。さらに、フロントガラス１に対しほぼ垂直に指向する隔壁１４が設けられている。隔壁１３と１４は、フロントフラップ７側の端部部分に弾性的なパッキンプロフィール１５を有している。これにより隔壁１３と１４はカウル絞り部４と、仕切り壁５と、フロントフラップ７とともに、車両中心面Mのほうへ閉じた、両空気取り入れ口３用の「漏斗」をそれぞれ形成している。したがって空気の取り入れはカウル２の側部領域１８だけを介して行われるにすぎない。カウル２はパッキン１６（図２では破線で示した）により、車体の側部領域１７、たとえば動力車両のAピラーに沿ったドアの隙間に対し絶縁される。カウル２の縁領域１８においても動圧が比較的高い動力車両の場合は、空気取り入れ口３を車体の負圧誘導側部領域１７に連結させるために、パッキン１６は中断部を有していてもよく、或いはパッキン１６を完全に設けなくてもよい。
【００１４】
図１ないし図３に示すように、空気取り入れ領域は車両中心部領域からできるだけ離れた位置にあるように車両外面に設けられることが多い。これは、この位置のほうが車両中心部領域よりも圧力レベルが低いからである。これとは異なって、図４には、空気取り入れ口３をほぼ中心部に設けた車両の一部が図示されている。なお、作用が同じ同一の部材には以前の図と同一の符号を付した。隔壁１３と１４は、カウル２の個々の構成部材および図４には図示していないフロントフラップとともに、車両外面の右側のほうにだけ開口した「漏斗」を形成している。フロントガラス１とフロントフラップとの間の隙間を塞いでいる隔壁１４は、空気取り入れ口３の幅を越えて車両外面の方向へ延びており、その結果「漏斗」の開口部は圧力レベルがより低いほうの領域へ移動している。空気取り入れ口３は、隔壁１４のための自由空間（ワイパー９の運動軌道）が比較的大きいため、助手席側にある。
【００１５】
図５は本発明の作用効果を説明する図で、車内の暖気吹き出し口における空気速度V_Ｌと車速V_Ｆとを測定して曲線で表わしたものである。曲線AとBは従来の車両における空気速度V_Ｌを示しており、曲線Aはファンをオフにしたときの車速V_Ｆとの関係を示し、曲線Bは暖房装置または空調装置のファンをオンにしたとき（ファン第１段）の車速V_Ｆとの関係を示している。曲線C（ファンがオフのとき）と曲線D（ファンがオンのとき）は、図１ないし図３に図示した本発明による隔壁１３と１４を備えた車両における空気速度V_Ｌと車速V_Ｆの変化を示したものである。
【００１６】
参照値R（車両が停止しているときの、ファン第１段の際の空気速度V_Ｌに対応）を基準にすると、従来の車両の場合、高速で且つファンをオンにしているときに２００％の過大上昇が発生しているのに対し、本発明による車両では、５６％の過大上昇が測定されたにすぎない。このように空気速度V_Ｌが著しく低減することにより、付加的な手段、特に自動動圧絞りを設けなくて済む。
【００１７】
空気取り入れ口のサイズは、一般的には、車両の停車時のファン最大作動に対し十分大きな取り入れ横断面が得られるように選定する。本発明による隔壁１３と１４を使用しているにもかかわらず、車種による条件のために、特に高速時に空気流量が大きすぎるようであれば、比較的低コストで、簡潔な構成の装置で制御されるような、簡単な構造の動圧フラップを設けてもよい。いずれにしても、流動速度が低いので音響的な利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による暖房設備または空調設備用の空気取り入れ口の第１実施形態を備えた動力車両の平面図である。
【図２】図１の切断線ＩＩ−ＩＩによる断面図である。
【図３】図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図である。
【図４】本発明による空気取り入れ口の第２実施形態を備えた動力車両の平面図である。
【図５】暖房設備または空調設備から流出する空気の流動速度と車速との関係を、本発明にしたがって構成された空気取り入れ口を設けた場合と設けない場合とで示したグラフである。

Claims

少なくとも１つの空気取り入れ口（３）を備え、該空気取り入れ口（３）が、動力車両の走行中に動圧が発生するフロントガラス（１）下方の領域に配置されている、動力車両の暖房設備または空調設備用の空気取り入れ装置において、
動圧が比較的高い領域に対して空気取り入れ口（３）を隔絶させるとともに、動力車両の走行中に比較的低い圧力にある動力車両領域（１８）から空気を供給させる機構（１３，１４）が設けられ、該機構は、該機構により車両中心面（Ｍ）側で閉じて車両中心面（Ｍ）とは逆の側の車体側部側へのみ横方向に開口するように空気取り入れ口（３）を構成するため、該空気取り入れ口（３）の上方に、動圧が比較的高い領域に対して空気取り入れ口（３）を隔絶させるためのカバー（１４）を含んでいることを特徴とする空気取り入れ装置。
少なくとも１つの空気取り入れ口（３）を備え、該空気取り入れ口（３）が、動力車両の走行中に動圧が発生するフロントガラス（１）下方の領域にして半開口のダクト内に配置され、該半開口のダクトは、動力車両のフロントフラップ（７）の、走行方向において逆の側の端部部分により上側を画成されている、動力車両の暖房設備または空調設備用の空気取り入れ装置において、
動圧が比較的高い領域に対して空気取り入れ口（３）を隔絶させるとともに、動力車両の走行中に比較的低い圧力にある動力車両領域（１８）から空気を供給させる機構（１３，１４）が設けられ、該機構は、該機構により車両中心面（Ｍ）側で閉じて車両中心面（Ｍ）とは逆の側の車体側部側へのみ横方向に開口するように空気取り入れ口（３）を構成するため、少なくとも空気取り入れ口（３）上方の領域に、フロントガラス（１）とフロントフラップ（７）の間の隙間を少なくとも部分的に充填する隔壁（１４）を含んでいることを特徴とする空気取り入れ装置。
フロントガラス（１）の助手席側の領域にだけ空気取り入れ口（３）が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気取り入れ装置。
少なくとも１つの空気取り入れ口（３）を備え、該空気取り入れ口（３）が、フロントガラス（１）下方の領域にして車両中心面（Ｍ）の側方に配置されている、動力車両の暖房設備または空調設備用の空気取り入れ装置において、
動圧が比較的高い領域に対して空気取り入れ口（３）を隔絶させるとともに、動力車両の走行中に比較的低い圧力にある動力車両領域（１８）から空気を供給させる機構（１３，１４）が設けられ、該機構は、該機構により車両中心面（Ｍ）側で閉じて車両中心面（Ｍ）とは逆の側の車体側部側へのみ横方向に開口するように空気取り入れ口（３）を構成するため、該空気取り入れ口（３）と車両中心面（Ｍ）との間に、走行方向（ＦＲ）に対しほぼ横方向に延在する空気流動に対し空気取り入れ口（３）を車両中心面（Ｍ）側で隔絶する手段（１３）を含んでいることを特徴とする空気取り入れ装置。
空気取り入れ口（３）が半開口のダクト内に配置され、該半開口のダクトが、動力車両のフロントフラップ（７）の、走行方向において逆の側の端部部分により上側を画成されている、請求項４に記載の空気取り入れ装置において、前記手段が、ダクト横断面を充填し且つ車両中心面（Ｍ）にほぼ平行に延びる隔壁（１３）により形成されることを特徴とする空気取り入れ装置。
前記機構（１３,１４）は、変位可能なフロントフラップ（７）がこれら機構（１３,１４）に境界を接している領域に、パッキン装置（１５）を備えていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の空気取り入れ装置。
空気取り入れ口（３）が、動力車両走行中に負圧が発生するような車両領域（１７）に連通していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の空気取り入れ装置。