JP4465005B2 - 換気装置を有する自動車 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプレアンブルによるシャシ、シャシに対して傾斜することのできる運転台及び運転台に空気を送るための換気装置を有する自動車に関する。

自動車は、エンジンを備え、陸上で人間又は貨物を搬送するようになっている車両である。運転手と乗員を中に収容する内側のスペースを備える自動車は、内側のスペースの空気を加熱又は冷却するための換気装置を備えていることが多い。最近の自動車の換気装置は、通常、自動車の周囲から空気を取り込み、その空気を内側のスペースに導くようになっている。周囲の空気の温度に応じて、空気は所望の温度に到達するまで加熱又は冷却する必要がある。この目的のために通常、少なくとも１つ、大抵の場合２つの熱交換器が設けられ、それらのうちの一方は、内側スペースに導かれる空気を冷却するようになっており、他方は内側スペースに導かれる空気を加熱するようになっている。内側スペースの空気を加熱するようになっている熱交換器は、通常、自動車に動力を与えるエンジンの冷却システムに接続されている。内側スペースの空気を冷却するようになっている熱交換器は、冷却回路に接続されており、冷却回路は、通常、冷却媒体、コンプレッサ及びコンデンサを含む。コンプレッサは、通常自動車のエンジンによって駆動される。また、今日の自動車における換気装置は、空気を循環させるようになっており、これは、内側スペースから導かれる空気を限定し、熱交換器を通過させ、内側スペースに戻す。空気の再循環は、自動車の周囲から新しい空気を取ることなく空気を冷却することを可能にする。これは、例えば、自動車の周りの空気が悪いとき、例えば、自動車がトンネル内にある場合などに有利である。

自動車の特定の一タイプは、傾斜可能な運転台を有するトラックである。このような自動車の一例が米国特許第４，９２１，０６２号に開示されている。傾斜可能な運転台を有するトラックにおいて、熱交換器は、運転台に配置されており、コンプレッサはシャシに固定されたエンジンに配置されている。コンプレッサと冷却用の熱交換器との間及びエンジンと加熱用の熱交換器との間には、それぞれコンプレッサからの冷却媒体とエンジンからの冷却剤を搬送するためのパイプラインが設けられている。運転台が傾斜可能であるので、運転台が傾斜したとき、コンプレッサとエンジンに対して熱交換器が移動する。さらに、しばしば、運転台は、シャシに対して弾性的に配置されており、これは、自動車が移動しているとき、熱交換器がコンプレッサとエンジンに対して幾分移動することを意味している。これは、冷却媒体用及び冷却剤用のパイプラインが可撓性でなければならないことを意味する。現在パイプラインのために必要な可撓性は、補強されたゴム製ホースによって提供されることが多い。

現在、冷却剤は、ある形態のフロンであることが多い。しかしながら、多数の国の政府決定によって、フロンは、新しい自動車において何らかの他の冷却剤によって置換する必要がある。フロンの１つの代替物は二酸化炭素である。しかしながら、二酸化炭素は、冷却媒体として作用させることを可能にするためにそのパイプライン内において非常な高圧を必要とする。今日の補強されたゴム製ホースは、二酸化炭素を冷却媒体として使用するのに必要な高圧で使用できるほどには、高圧に対して十分な弾性を有さない。そのため、ゴム製ホースの耐用年数は、それらをこれに関連して使用するのに十分な長さではない。

本発明の１つの目的は、上述した従来技術の問題を解決する傾斜可能な運転台を有する自動車を提供することである。

本発明の他の目的は、傾斜可能な運転台と、コンプレッサ、熱交換器及びそれらの間のパイプラインを含む換気装置とを有する自動車を提供することであり、コンプレッサと熱交換器との間のパイプラインは、例えば、冷却媒体としての二酸化炭素を使用するときに必要な圧力で、許容できる耐用年数を有する。

これらの目的は、添付した独立請求項による自動車によって達成される。

従属項によって定義された特徴によってさらなる利点が達成される。

本発明による自動車は、シャシと、内側スペースを画定し、シャシに対して傾斜可能である運転台と、内側スペースに空気を送るための換気装置とを含む。換気装置は、運転台に導かれる空気の温度を変更するための少なくとも１つの熱交換器を有する熱交換器ハウジングと、内側スペースへ空気を供給するための空気流通ハウジングとを含む。この自動車は、熱交換器ハウジングが、シャシの上に配置され、空気流通ハウジングが、運転台が傾斜するときに、運転台とともに動くように運転台の上に配置されていることを特徴とする。

本発明による自動車において、シャシ上の熱交換器ハウジングに配置された熱交換器に可撓性のパイプラインを提供する必要はない。なぜならば、熱交換器のハウジングは、シャシに対して実質的に静止しているからである。本発明による自動車は、可撓性でないパイプラインを使用することを可能にするので、例えば、金属性パイプを使用することを可能にする。金属製パイプを使用することは高圧に対する良好な抵抗性を備えたパイプラインを形成する廉価で容易な方法である。

熱交換器ハウジングの動きによって、熱交換器ハウジング内の熱交換器に液体を搬送するのに可撓性のパイプラインが必要とならない限りは、シャシに対して熱交換器ハウジングを弾性的に懸下することが可能になる。

内側スペース内に供給される空気はまず、空気を内側スペース内に供給する空気流通ハウジングに送る前に、熱交換器ハウジング内の熱交換器を通って送られる。接続装置は、有利には、少なくとも運転台が傾斜していないときに、熱交換器ハウジングと空気流通ハウジングとの間に空気通路を形成するようになっている。接続装置は、運転台が傾斜している、していないにかかわらず空気通路を提供するようになっているか、運転台が傾斜しているときにのみ空気通路が提供されるようになっている。運転台が傾斜していないときにほどよい温度の空気が内側スペースに導入される必要があることが原則である。

接続装置は、運転台が傾斜していないとき、空気流通ハウジングと熱交換器との間で相互運動を可能にし、運転台が傾斜したときに、熱交換器ハウジングと空気流通ハウジングとの間の空気通路を維持しながら、シャシに対する運転台の傾斜を可能にするようになっていてもよい。シャシと運転台との間の運動を可能にすることによって、運転台がシャシに対してはねあがる場合に生じる必要な運動が可能となる。運転台が傾斜しているときであっても熱交換器ハウジングと空気流通ハウジングとの間に空気通路を形成することによって、ごみやほこりが空気通路に入り込み、その後、空気流通ハウジングに入り、そこから内側スペースに入る危険性を最小限にする。運転台が傾斜している、していないにかかわらず空気通路を形成する接続装置を、多くの方法で形成することができ、そのいくつかは、本発明の種々の実施例の説明において以下にさらに詳細に説明する。

空気流通ハウジングが熱交換器ハウジングに対してどのように配置されているかによって、接続装置を、熱交換器ハウジングに対して空気流通ハウジングを回転させることができるようにする必要がある場合がある。回転を可能にすることによって、空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間に空気通路を提供することが容易になり、この空気通路は、運転台が傾斜しているときにも維持される。

接続装置は、多くの異なる方法で空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間の回転を可能にするようになっている。１つの方法は運転台を傾斜軸線の周りで傾斜可能とし、傾斜軸線にほぼ平行であるスピンドルの周りで熱交換器ハウジングに接続装置を回転可能に接続することである。他の方法は、運転台を傾斜軸線の周りで傾斜可能にし、接続装置を傾斜軸線にほぼ平行であるスピンドルの周りで空気流通ハウジングに傾斜可能に接続することである。

接続装置は、空気流通ハウジング及び熱交換器ハウジングにそれぞれ接続された第１の可撓性パイプと第２の可撓性パイプと、第１の可撓性パイプと第２の可撓性パイプとの間に配置された中間部分とを有するように構成することができる。このような構成は、接続装置内の小さい内容積の変化と共に、熱交換器ハウジングと空気流通ハウジングとの間の比較的大きな相互運動に適応することを可能にする。熱交換器ハウジングと空気流通ハウジングとの間の運動に応答して接続装置内の内容積の変化を最小限にすることが有利である。なぜならば、このような容積の変化は空気流通ハウジングからの空気の流れに影響するからである。自動車が路面の隆起部上を移動するとき、運転台と空気流通ハウジングは、シャシと熱交換器ハウジングに向かって動く。空気流通ハウジングが、熱交換器ハウジングに向かって動くとき、接続装置内の内側容積が変化する場合、隆起部上の走行によって内側スペース内に空気の衝撃が生じる。このような制御されない空気の衝撃は、望ましくない。

接続装置内の容積の変化を最小限にするために、第１の可撓性パイプと第２の可撓性パイプとの間の中間部分は、自動車が動いている間、運転台がシャシに対して動くときに空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間の相互運動の方向にほぼ直角に配置されてもよい。したがって、中間部分は、空気流通ハウジングが熱交換器ハウジングに対して動くときの動きとともに接続装置が動くことができるように回転することができる。

運転台が傾斜軸線の周りに傾斜可能である場合、前述した中間部分は、２つの剛性のパイプの中心軸線の周りで互いに対して回転可能な２つの剛性パイプを含むことができる。そのため、自動車が動いている間に、運転台がシャシに対して動くときに生じる空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間の動きによって中間部分が動くことがさらに容易になる。さらに、このような中間部分は運転台が傾斜しているときに有利である。なぜならば、その場合、空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間の必要な回転運動を吸収することができるからである。２つの相互に回転可能な剛性のパイプを有する中間部分は、空気流通ハウジングと熱交換器ハウジング内の接続装置の前述した回転可能な配置と組み合わされるか、置換されることができる。

剛性のパイプは、相互に回転可能であることに加えて、中心軸線に沿って互いに直線運動が可能であってもよい。２つの剛性のパイプをこのような態様に配置することは、運転台が傾斜しているときに必要な運動を吸収することをさらに容易にする。

中間部分は、傾斜軸線にほぼ直角に配置された剛性のパイプであってもよい。このようにパイプを配置することにより、運転台が傾斜しているとき、空気流通ハウジング内での接続装置の固定部と熱交換器ハウジング内での接続装置の固定部との間で回転する必要がなくなり、したがってそれらの間にはいかなる回転も必要ない。

運転台が傾斜している、していないにかかわらず、空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間に空気通路を形成する接続装置の代わりに、空気流通ハウジングは、運転台が傾斜しているとき、熱交換器ハウジングから分離されてもよく、それにより、接続装置は、運転台が傾斜していないとき、空気流通ハウジングと熱交換器ハウジングとの間の相互運動を可能にする。このような接続装置は、可撓性パイプを含むことができる。

もちろん、上述した種々の特徴は、適用可能である場合、同じ実施例で組み合わせてもよい。本発明の実施例を添付図面を参照して以下に説明する。

本発明の好ましい実施例の説明を確実にするために、種々の実施例の相互に対応する特徴部は、同じ参照符号によって示されている。

図１は、本発明の１つの実施例による自動車１００を概略的に示している。自動車１００は、内側スペース１０２を画定する運転台１０１と、傾斜軸線１０３の周りで運転台１０１に対して傾斜可能なシャシ１０４とを含む。さらに自動車１は、熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５を含み、その間に熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５との間に空気通路を形成する接続装置１０７が設けられている。図１ａは、運転台が傾斜していないときの自動車を示しており、図１ｂは、運転台が傾斜しているときの自動車を示している。図１は、明確にするために自動車１００の幾分前方に軸線１０３を示している。しかしながら、傾斜軸線１０３は、自動車１００内に物理的な傾斜スピンドルと一致して配置されてもよい。

図２は、本発明の第１の実施例による自動車の換気装置をさらに詳細に示している。熱交換器ハウジング１０６、空気流通ハウジング１０５及び接続装置１０７が、運転台が傾斜していないときを図２ａに、運転台が傾斜しているときを図２ｂに示されている。熱交換器ハウジング１０６及び空気流通ハウジング１０５は、一部が破断された状態で図２ａ及び図２ｂに示されている。シャシ１０４上に配置された熱交換器ハウジング１０６は、接続装置１０７によって空気流通ハウジング１０５に接続可能である。接続装置１０７は、第１の可撓性パイプ１０８と、第２の可撓性パイプ１０９と、第１の剛性パイプ１１０と、第２の剛性パイプ１１１とを含む。第１の剛性パイプ１１０は、第２の剛性パイプ１１１に対して回転し直線的に動くことができるように、第２の剛性パイプ１１１の内部に配置されている。ファン１１４が空気を熱交換器ハウジング１０６を通るように送るために熱交換器ハウジング１０６に配置されている。熱交換器ハウジングを通って送られた空気は、自動車１００の周囲から空気を取り入れる第１の空気取り入れ口１１２からか、又は内側スペースから空気を取り入れる第２の空気取り入れ口１１３から来る。上述したように、空気は、空気が循環されるべき状況においては、内側スペースから取り入れられる。空気を取り入れる空気取り入れ口１１２、１１３のどちらかを選択するために供給手段１１５が設けられている。

熱交換ハウジング１０６は、熱交換器ハウジング１０６を通過する空気を加熱するための第１の熱交換器１１６と、熱交換器１０６を通過する空気を冷却するための第２の熱交換器１１７とを収容している。高温の液体が、知られた態様で第１の熱交換器１１６を通して送られ、低温の液体が、知られた態様で第２の熱交換器１１７を通して送られる。高温の液体及び低温の液体を送る方法は、専門家に予め知られており、ここでは詳細には説明しない。熱交換器ハウジング１０６を通過する空気の加熱の程度は、熱交換器１１６の各々を通過する液体の温度及び流れによって決定される。

換気装置の動作中、供給手段１１５は、第１の空気取り入れ口１１２又は第２の空気取り入れ口１１３から、どの程度空気を取り入れるのかを選択するために使用される。次いで、ファン１１４は、空気を、熱交換器ハウジング１０６を通し、熱交換器１１６、１１７を通過させ、接続装置１０７を通して空気流通ハウジング１０５に送り、そこから空気を出口１２４、１２５を介して内側スペース１０２内に搬送する。図面では、出口１２４、１２５が２つだけの例を示すが、内側スペース１０２の種々のノズルに通じる多数の出口１２４、１２５を設けあることも可能である。自動車１００が動いている間、空気流通ハウジング１０５は、熱交換器ハウジング１０６に対して移動し、その時点で、第１の可撓性パイプ１０８及び第２の可撓性パイプ１０９は曲がるが、第１の剛性パイプ１１０及び第２の剛性パイプ１１１は、空気流通ハウジング１０５と熱交換器ハウジング１０６に対して旋回する。

図２ｂは、運転台が傾斜しているときの空気流通ハウジング１０５、熱交換器ハウジング１０６及び接続装置１０７を示している。図面で理解できるように、第１の剛性パイプ１１０は、図２ａよりも図２ｂにおいての方が、第２の剛性パイプ１１１の内側に配置されている部分が少ない。また、第１の可撓性パイプ１０８及び第２の可撓性パイプ１０９は曲がり、第１の剛性パイプ１１０及び加熱交換器ハウジング１０６は、第２の剛性パイプ１１１及び空気流通ハウジング１０５に対して回転している。従って、運転台が傾斜している、傾斜していないにかかわらず、空気流通ハウジング１０５及び熱交換器ハウジング１０６との間に空気通路が設けられていることになる。

図３は、本発明の第２の実施例による換気装置をさらに詳細に示している。図３の換気装置は、図２の換気装置と多くの点で類似している。図２及び図３の換気装置の間で異なる部分のみをここで説明する。図２の熱交換器ハウジング１０６と異なり、図３の熱交換器ハウジング１０６は、上方部分１２０と下方部分１２１に分割可能である。図３ａは、運転台が傾斜していないときの換気装置を示しているが、図３ｂは、運転台が傾斜しているときの換気装置を示している。図３ｂにおいて、上方部分は下方部分から分離している。図２の換気装置と異なり、図３の接続装置１０７は、第１の可撓性パイプ１０８と、第２の可撓性パイプ１０９と、剛性パイプ１２２とを有する。運転台が傾斜しているとき、熱交換器の上方部分１２０が熱交換器の下方部分１２１と分離しているので、接続装置は、熱交換器の上方部分１２０と空気流通ハウジング１０５との間で回転することができる必要はない。接続装置は、シャシ１０４と運転台１０１との間でばね運動を可能にするようになっていればよく、これは、第１の可撓性パイプ１０８と第２の可撓性パイプ１０９によって提供される。

図４は、運転台が傾斜しているときの、本発明の第３の実施例による自動車の換気装置をさらに詳細に示している。熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５との間の接続装置は、可撓性パイプ１２３を含む。運転台が傾斜していないときには、接続装置も、空気流通ハウジング１０５に当接し、空気通路を提供する。可撓性パイプ１２３は、自動車１００が動いているときに、熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５との間の空気通路を妨げることなく、熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５との間の動きを可能にするように弾性的である。もちろん、運転台が傾斜しているときに、破壊されない空気通路を形成するのに十分な長さとなるように可撓性パイプ１２３を配置することが可能である。

図５は、運転台が傾斜しているときの、本発明の第３の実施例による自動車の換気装置をさらに詳細に示している。図５の換気装置は、図２、図３及び図４に示される換気装置とは異なり、回転軸線１０３を横断する平面内で示されている。熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５は、それらが図２、図３及び図４に示された状態に対して９０°回転可能である。熱交換器ハウジング１０６と空気流通ハウジング１０５との間の接続装置１０７は、第１の可撓性パイプ１０８と、第２の可撓性パイプ１０９と、剛性パイプ１２２とを含む。剛性パイプ１２２が回転軸１０３を横断するように配置されるので、接続装置１０７に沿って回転運動は生じない。

本発明は、本発明の上述した実施例には限定されない。当技術分野の専門家は、添付した特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の概念から逸脱することなく、多数の方法で上述した実施例を変形することができる。

熱交換器を有する換気装置を含む本発明の１つの実施例による自動車を示し、運転台が傾斜していないときの概略図である。 熱交換器を有する換気装置を含む本発明の１つの実施例による自動車を示し、運転台が傾斜しているときの概略図である。 本発明の第１の実施例による自動車の換気装置を詳細に示し、運転台が傾斜していないときの図である。 本発明の第１の実施例による自動車の換気装置を詳細に示し、運転台が傾斜しているときの図である。 本発明の第２の実施例による自動車の換気装置を詳細に示し、運転台が傾斜していないときの図である。 本発明の第２の実施例による自動車の換気装置を詳細に示し、運転台が傾斜しているときの図である。 本発明の第３の実施例による自動車の換気装置を詳細に示す図である。 本発明の第４の実施例による自動車の換気装置を詳細に示す図である。

Claims (3)

1. シャシ（１０４）と、内側スペース（１０２）を画定し、前記シャシ（１０４）に対して傾斜可能である運転台（１０１）と、前記内側スペース（１０２）に空気を供給するための換気装置（１０５、１０６、１０７）とを含み、前記換気装置（１０５、１０６、１０７）が、前記内側スペース（１０２）に導かれる空気の温度を変更するための少なくとも１つの熱交換器（１１６、１１７）を有する熱交換器ハウジング（１０６）と、前記内側スペース（１０２）へ空気を流通するための空気流通ハウジング（１０５）と、該熱交換器ハウジング（１０６）と空気流通ハウジング（１０５）を接続する接続装置（１０７）を含む、自動車（１００）であって、前記熱交換器ハウジング（１０６）は、前記シャシ（１０４）の上に配置され、前記空気流通ハウジング（１０５）は、前記運転台が傾斜するときに、前記運転台（１０１）とともに動くように前記運転台（１０１）の上に配置され、前記接続装置（１０７）は、前記熱交換器ハウジング（１０６）に連結された第１の可撓性パイプ（１０８）と、前記空気流通ハウジング（１０５）に連結された第２の可撓性パイプ（１０９）と、前記第１の可撓性パイプ（１０８）に連結された第１の剛性パイプ（１１０）と、前記第２の可撓性パイプ（１０９）に連結された第２の剛性パイプ（１１１）とを含み、第１の剛性パイプ（１１０）は、第２の剛性パイプ（１１１）に対して回転し直線的に動くことができるように、第２の剛性パイプ（１１１）の内部に配置されていることを特徴とする自動車（１００）。
2. 前記２つの剛性パイプ（１１０、１１１）は、前記２つの剛性パイプ（１１０、１１１）の中心軸線（１３０）の周りで互いに回転可能である請求項１に記載の自動車（１００）。
3. 前記剛性パイプ（１１０、１１１）は、前記中心軸線（１３０）に沿って互いに直線的に動くことができる請求項２に記載の自動車（１００）。

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