JP4555291B2 - 空気流出器、特に自動車のための空気流出器 - Google Patents

Description

本発明は、空気流出器、とくに請求項１の上位概念に記載の自動車のための空気流出器（すなわち、空気を供給する空気通路と空気案内装置とを有し、空気通路が空気案内装置内で少なくとも２つのほぼ円筒状の部分通路に分割されている自動車のための空気流出器）に関する。さらに本発明は、空気流出器の空気流出を制御する方法に関する。

従来技術（たとえば、特許文献１を参照）からは、路面車両またはレール車両内の客室のような空間を強制換気するための空気流出器が知られており、その空気流出器は、換気すべき空間内にそれぞれその大きさに応じて分配することのできる、１つまたは複数の吹出しユニットを有している。その場合に吹出しユニットは、ベンチレータセットと、たとえばノズルのような吹出し装置からなり、その場合に設備は、ベンチレータセットにそれぞれ送風機セットが接続されており、その送風機セットが中央の吹出し装置と、中央の吹出し装置の回りに分配された、少なくとも２つの周辺の吹出し装置とを有しており、その場合に吹出し装置がパイプ状のハウジングと吹出しガイドとを有しており、その吹出しガイドがハウジング内に収容され、かつ少なくとも３つの空気ビームガイドランプを有し、それら空気ビームガイドランプがそれぞれ吹出し装置の前と後ろにおいてまず半径方向の平面内に延び、その後吹出し装置のほぼ中央の軸の直線部分に沿って螺旋状に延びていることを特徴としている。その場合に螺旋形状がより広いビームをもたらし、かつ流れのより大きい分配をもたらす。しかし、この種の空気流出器は、たとえば自動車のマルチゾーン空調設備と組み合わされた、所望の換気には適していない。
ドイツ特許公報ＤＥ６９９０１３５６Ｔ２

本発明の課題は、改良された空気流出器を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する空気流出器（すなわち、円筒状の部分通路が互いに対して平行に配置されていることを特徴とする空気流出器）によって解決される。好ましい形態が、従属請求項の対象である。

発明の実施形態

本発明によれば、空気を供給する空気通路と空気案内装置とを有する空気流出器が設けられており、その空気流出器において空気通路は空気案内装置内で少なくとも２つのほぼ円筒状の部分通路に分割されており、円筒状の部分通路が互いに対して平行に延び、次に空気流を調節する装置が配置されている。

好ましくは、４つの空気流への分割が行われ、その場合に少なくとも２つの部分通路が互いに対して平行に延びている。好ましくは部分通路の少なくとも１つが、他の部分通路の回りに、特にそれに対して同心に、配置されている。その場合に好ましくは、外側の部分通路内に螺旋形状のガイドが設けられており、そのガイドは然るべく配置された壁によって形成することができるので、外側の空気流が旋回を得る。好ましくは螺旋の山の高さが、流出開口部へ向かって減少するので、空気の流出速度が増大される。その場合に好ましくは、１つの部分通路内に２つのガイドが設けられている。

好ましくは配量装置は、個々の部分通路の空気流が、特に互いに独立して、制御可能であるように、形成されている。好ましくは絞り装置が、流れつく空気を個々の部分通路へ分配することも、それをそれぞれ配量することも制御する。これが、細かい配量を可能にする。その場合に好ましくは、配量装置として操作装置が設けられており、それが１つあるいは複数のカムディスクによって制御される絞りフラップを有している。それが、搭乗者が回転ノブを用いて直接手動で調節することを可能にするので、サーボモータ、変速機構などが必要とならない。

好ましくは各円筒状の部分通路の回りに、少なくとも２つかつ好ましくは正確に２つの螺旋形状の部分通路が配置されており、それらは互いに関係なく、別々の制御装置を介して制御可能である。これが、ほぼ等しい成果において、組立て長さの著しい短縮を可能にする。

好ましくは流入領域内で、円筒状の部分通路に対応づけられた空気通路が、２つの螺旋形状の部分通路に対応づけられた空気通路の間に配置されている。これが、部分通路への流れつきを最適化することによって、組立て長さをさらに短縮することを可能にする。

円筒状の部分通路は、空気流れ方向に見て、螺旋状の部分通路を越えて突出することができ、それによって旋回形成を余り悪くすることなしに構造が著しく簡略化される。構造が簡略化した結果、製造コストが低下する。

空気流出器は、好ましくは薄板空気案内装置を有しており、それが空気流れ方向に見て部分通路の後方に配置されており、特にスポットビームの、方向調節に用いられる。

その場合に、独立して調節するために、薄板空気案内装置を中央で分割して形成することができるので、２つの部分は、場合によってはその空気量においても、互いに独立して制御可能であって、それによって調節可能性が改良され、かつ別々に調節できることにより、運転者と同乗者にとって快適さを著しく向上させることができる。

本発明に基づく空気流出器の空気流出を制御する方法において、少なくとも１つの第１の空気通路の第１の配量装置またはフラップと、少なくとも１つの第２の空気通路の第２の配量装置またはフラップが、制御装置によって交互に開放および閉鎖される。好ましくは本発明に基づく方法によって、少なくとも１つの第１の、螺旋形状の部分通路に対応づけられた通路と、少なくとも１つの第２の、円筒状の部分通路に対応づけられた通路が交互に閉鎖され、かつ開放される。それによって拡散する空気とスポット状に流出する空気が交互に流出する。これが、車両搭乗者によって空気の扇形の広がりとして知覚され、特に車両室内温度が高い場合に、快適さの向上に寄与することができる。

本方法の好ましい形態において、交互の開放と閉鎖は、振動するように遂行される。好ましくは振動周波数は、調節領域内で、特に０．５Ｈｚと１０Ｈｚの間で、調節可能である。

振動周波数の調節は、本発明に基づく方法の他の好ましい変形例において、１つまたは複数の制御パラメータによる制御を介して行われる。その場合に制御パラメータとして、特に車両室内温度および／または室内目標温度と室内実際温度の差および／または送風機調節が使用される。振動周波数は、たとえば極めて室内温度が高い場合、たとえば太陽の下で比較的長く停まっていた後に車両の運転が開始される場合には、大きくなる可能性があり、冷却プロセスによって限界値に達するまで減少することができ、その限界値においては振動なしの連続駆動へ切り替えられる。送風機調節を介しての制御は、たとえば、異なるように調節された送風機強さにより、振動周波数を空気の様々な流出速度に適合させることを可能にする。

以下、部分的に図面を参照して、４つの実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

図に示すような、本発明に基づく空気流出器１は、空気通路（図示せず）に接続されており、配量装置（図示せず）を有している。これに関連して、ドイツ公開公報ＤＥ１０２４３９７４Ａ１をはっきりと参照するように指示し、それに関連する開示を取り入れることを明らかにする。配量装置は、まだ空気通路の領域に配置されている。空気流出器１は、さらに、配量装置の後段に配置された、空気案内装置４と、流出開口部６の領域に配置された、空気流の方向を調節する装置５を有している。この装置５は、ここでは、変位可能な薄板を有する、従来の薄板格子によって形成される。流出開口部６とそれに伴って、空気流の方向を調節する装置５は、自動車の計器パネル（図示せず）内に埋め込まれている。従って搭乗者は、空気流の所望の方向を直接調節することができる。

空気案内装置４は、その流入領域１０において空気通路がほぼ同じ大きさの２つの部分通路１１と１２に分割されるように、形成されている。分割は、空気通路のほぼ円形の断面に対して横の半径方向に行われる。その場合に、空気案内装置４の流入領域とも称される、始端領域内には、空気通路の方向に関する方向変更は設けられていない。

空気案内装置４の流入領域に連続して、２つの部分通路１１と１２の第２の分割が行われ、その場合に今回はその前の分割に対して垂直に分割が行われる。その場合に流入領域１０内で円形であった断面が２つの互いに密に接して平行に延びる円形の断面に分かれるので、全体で４つの部分通路１１ａ、１１ｂ、１２ａおよび１２ｂが設けられている。その場合に部分通路１１から来る部分通路１１ａは、パイプ状に形成されている。それに対して部分通路１２から来る部分通路１２ａは、中空円筒状に形成されて、部分通路１１ａの外側に延びている。部分通路１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの面積は、互いに対してほぼ相当する。部分通路１１ａと１１ｂは、以下においては内側の部分通路と称され、部分通路１２ａと１２ｂが外側の部分通路と称される。部分通路１２ａ内に、２つの螺旋形状に形成されたガイド１３が設けられており、そのガイドが部分通路１２ａをさらに分割する。その場合に流出開口部６へ向かって螺旋の山の高さが減少する。部分通路１１ｂと１２ｂは部分通路１１ａと１２ａに相当するが、それらは第２の分配の平面に関して軸対象に形成されている（図４を参照）。

ガイド１３が螺旋形状であることに基づいて、外側の部分通路１２ａ、１２ｂを通って来る空気は、旋回を有しており、内側の部分通路１１ａと１１ｂを通って来る空気は、これらの部分通路をまっすぐに通過して、直線的に流出する。

本実施例によれば、配量装置として絞りフラップを有する操作装置が設けられており、その絞りフラップは通路の分割に対して平行に配置されており、かつ軸によって互いに結合された２つのカムディスクを介して、各部分通路１１、１２を個々に開放および閉鎖することができるように、制御可能である。制御は、搭乗者によって（図示されていない）計器パネルに配置された操作機構、この場合には、軸に直接結合された回転ノブを介して行われる。

空気流出器１の機能は、以下のごとくである：絞りフラップが、２つの通路１１と１２を解放する位置にある場合に、それぞれほぼ等しい大きさの空気流が２つの部分通路１１と１２内へ、そしてさらに部分通路１１ａ、１１ｂ、１２ａおよび１２ｂ内へ達する。内側の部分通路１１ａ、１１ｂを貫流する空気（図５において点線の矢印で示す）は、空気流出器１を通る直接的なルートで、ほぼまっすぐな方向に、かつ薄板格子がまっすぐに調節されている場合に、十分均一な流れプロフィールで車両室内へ放出される。外側の部分通路１２ａと１２ｂを貫流する空気（図５に実線の矢印で示す）は、螺旋形状のガイド１３によって方向変換されて、それによって旋回を得て、その旋回は流出開口部６においてもまだ存在して、空気の所定の旋回をもたらし、それぞれ内側の通路１１ａと１１ｂを通って来る空気流によって扇形に拡げられる。

絞りフラップの一部が部分通路１２とそれに伴って外側の通路１２ａと１２ｂを閉鎖し、部分通路１１が解放されている場合に、空気は内側の部分通路１１ａと１１ｂのみを通って流出開口部６へ達するので、ほとんど旋回のない空気ビームが車両室内へ放出される（スポット効果）。

それに対して絞りフラップの他の部分が部分通路１１を閉鎖し、部分通路１２が解放されている場合には、空気は空気案内装置４の外側の通路１２ａと１２ｂのみを通って（流出開口部へ）達し、それによって上述した旋回を得て、その旋回は流出開口部６においてもまだ存在して、空気の著しい旋回をもたらす（拡散調節）。

中間領域も、任意に駆動することができるので、空気流出器１を用いて空気流の細かい配量が可能である。

短縮された組立て長さを有する空気流出器１を示す、第２の実施例は、大体において第１の実施例に相当するが、内側の通路１１ａ、１１ｂの各々の回りにそれぞれ２つの互いに分離して形成された外側の部分通路１２ａ’、１２ａ”と１２ｂ’、１２ｂ”が設けられている。その場合に部分通路１２ａ’と１２ｂ’および１２ａ”と１２ｂ”は、それぞれ共通の部分通路１２’と１２”を有しており、２つの内側の通路１１ａと１１ｂ（スポット通路）に分岐する部分通路１１は、特に図８から明らかなように、部分通路１２’と１２”の間に配置されている。この配置に基づいて、以下においては、部分通路１２’を下方の部分通路１２’としても、部分通路１２”を上方の部分通路１２”としても参照する。

２つの部分通路１１、１２’および１２”は、その入口領域においてそれぞれほぼ矩形の断面形状を有しており、その場合に中央の部分通路１１が幾分大きめに形成されている。その場合にこの領域内に、個々の部分通路１１、１２’および１２”への空気分配を制御するための制御装置が、フラップ１４の形式で設けられている。

特に、流れの推移を矢印で示す、図９〜１２から明らかなように、部分通路１２’と１２”が分離して形成され、かつ中央の部分通路１１に関して側方に配置されていることによって、空気流が所望の螺旋形状の流れ方向へ極めて迅速に方向変換されるので、組立て長さをほぼ半分にすることができる。

さらに、図７と８から明らかなように、中央の部分通路１１ａと１１ｂが螺旋形状の部分通路１２ａ’、１２ａ”、１２ｂ’、１２ｂ”を著しく越えて突出しているので、幾何学配置が簡単になることにより、流れ特性が著しい影響を受けることなし、製造コストを著しく低くすることができる。しかしその場合に、中央の部分通路１１ａと１１ｂは、まだ空気流出器１のハウジングの内部で終了している。

図１３は、図９から１２に示す螺旋形状の部分通路１２’と１２”に属する、部分通路１１を備えたスポット部分を示しており、その部分通路にも同様にフラップ１４が形成されている。

図１４に示す第３の実施例によれば、その構造が第２の実施例の構造にほぼ相当する、空気流出器１が示されているが、この形成は第１の実施例にも適用される。その場合に空気流出器１には、中央で分割された薄板−空気案内装置１５が設けられているので、部分通路１１ａ、１２ａ’、１２ａ”から流出する空気は部分通路１１ｂ、１２ｂ’、１２ｂ”に関係なく垂直および／または水平の方向へ方向変換することができ、かつ／または空気流出器の一部を完全に閉鎖することができる。

図面には示されていない第４の実施例によれば、部分通路１１ａ、１２ａ’、１２ａ”が部分通路１１ｂ、１２ｂ’、１２ｂ”とは関係なく、然るべく形成された制御装置によって、かつ第３の実施例に従って中央で分割して形成された薄板によって、空気流出器１の前で制御可能であるような、空気流出器が設けられている。

第１の実施例に基づく空気流出器を示している。 図１の空気流出器の中央の領域を、内部輪郭と共に示す上面図である。 図１の空気流出器の中央の領域を他の視点から示す斜視図である。 図１の空気流出器の内側の領域を示す上面図である。 図１に示す空気流出器の内側の領域を、流れ推移と共に示す他の斜視図である。 図２と同様の表示である。 第２の実施例に基づく空気流出器の中央の領域を示す斜視図である。 図７の空気流出器の他の斜視図である。 下方の旋回ガイドを示す斜視図である。 下方の旋回ガイドを示す他の斜視図である。 上方の旋回ガイドを示す斜視図である。 上方の旋回ガイドを示す他の斜視図である。 スポット部分を示す斜視図である。 第３の実施例に基づく空気流出器を示す斜視図である。

符号の説明

１ 空気流出器
４ 空気案内装置
５ 装置
６ 流出開口部
１０ 流入領域
１１ 部分通路
１１ａ、１１ｂ 内側の部分通路
１２ 部分通路
１２’下方の部分通路
１２”上方の部分通路
１２ａ、１２ｂ、１２ａ’、１２ｂ’、１２ａ”、１２ｂ”外側の部分通路
１３ ガイド
１４ フラップ
１５ 薄板空気案内装置

Claims (20)

1. 空気を供給する空気通路と空気案内装置（４）とを有し、空気通路が空気案内装置（４）内で少なくとも２つのほぼ円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）に分割されている空気流出器、特に自動車のための空気流出器において、
   円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）が互いに対して平行に配置されており、
   付属の螺旋状の部分通路（１２ａ、１２ｂ）の最も狭い横断面に対する円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）の最も狭い横断面の、１：１．５から１：０．３の比が、可変であることを特徴とする空気流出器。
2. 空気を供給する空気通路と空気案内装置（４）とを有し、空気通路が空気案内装置（４）内で少なくとも２つのほぼ円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）に分割されている空気流出器、特に自動車のための空気流出器において、
   円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）が互いに対して平行に配置されており、
   各円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）の回りに少なくとも２つの螺旋形状の部分通路（１２ａ’、１２ａ”、１２ｂ’、１２ｂ”）が配置されており、前記部分通路が互いに独立して別々の制御装置を介して制御可能であることを特徴とする空気流出器。
3. 各円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）の回りにそれぞれ２つの螺旋形状の部分通路（１２ａ’、１２ａ”、１２ｂ’、１２ｂ”）が配置されており、その場合に流入領域内で円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）に対応づけられた空気通路が、螺旋形状の２つの部分通路（１２ａ’、１２ａ”と１２ｂ’、１２ｂ”）に対応づけられた空気通路の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の空気流出器。
4. 円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）が、空気の流れ方向に見て、螺旋形状の部分通路（１２ａ’、１２ａ”、１２ｂ’、１２ｂ”）を越えて突出していることを特徴とする請求項２または３に記載の空気流出器。
5. 空気案内装置（４）が、空気通路を通って供給される空気を少なくとも４つの空気流に分割することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気流出器。
6. 円筒状の部分通路（１１ａ、１１ｂ）の少なくとも１つの回りに配置されて、少なくとも１つの他の部分通路が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空気流出器。
7. 空気案内装置（４）が、互いに同心に入り組んで配置された部分通路（１１ａと１２ａ、１１ｂと１２ｂ）を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の空気流出器。
8. 空気案内装置（４）が、少なくとも１つの旋回形状の、あるいは長さに関して螺旋状の部分通路（１２ａ、１２ｂ）を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の空気流出器。
9. 螺旋形状の部分通路（１２ａ、１２ｂ）が、少なくとも１つのガイド（１３）を有し、前記ガイドが螺旋状に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の空気流出器。
10. 螺旋の山の高さが、流出開口部（１０）へ向かって減少していることを特徴とする請求項８または９に記載の空気流出器。
11. 空気案内装置（４）の前段に配量装置が配置されており、前記配量装置が、個々の部分通路（１１、１２）へ供給可能な空気が制御可能になるように、形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の空気流出器。
12. 空気案内装置（４）の後段に、空気流の方向を調節するための装置（５）が配置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の空気流出器。
13. 空気流出器（１）が、薄板空気案内装置（１５）を有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の空気流出器。
14. 薄板空気案内装置（１４）が中央で分かれて形成されており、２つの部分が互いに独立して制御可能であることを特徴とする請求項１３に記載の空気流出器。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の空気流出器の空気流出を制御する方法において、
    少なくとも１つの第１の空気通路（１１）の第１の配量装置またはフラップ（１４）と、少なくとも１つの第２の空気通路（１２）の第２の配量装置またはフラップ（１４）が、制御装置によって交互に開放および閉鎖されることを特徴とする空気流出器の空気流出を制御する方法。
16. 交互の開放と閉鎖が、振動で行われることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 振動周波数が、調節領域の内部、特に０．５Ｈｚと１０Ｈｚの間で選択可能であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 振動周波数が、１つまたは複数の制御パラメータに従って制御されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 制御パラメータとして、室内温度および／または室内目標温度と室内実際温度の差および／または送風機調節が使用されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 自動車のための換気システムにおいて、
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の空気流出器（１）を特徴とする、自動車のための換気システム。

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