JP4677204B2 - 自動車用の小型の暖房換気または空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の設備に関する。

本発明は、特に、自動車の車室の暖房換気または空調装置に関する。

このような装置は、自動車の車室外部から取り出した外気または車室内部から取り出した再循環空気を供給される空気送り装置（または送風装置）を備えている。その後、この空気流は、少なくとも１つの熱交換器を介して送られ、温度調節された空気流を発生し、温度調節された空気流は、各吹き出し口を介して車室内に送られる。この吹き出し口は、大抵が、ダッシュボードに配置される通風装置と、フロントガラスの霜取り／曇り取りノズルと、車室下部の乗員の足元に配向されるノズルとを有し、場合によっては、車室後部に配置されるノズルを有する。

一般に、処理される空気流は、従来の空調回路に接続されるエバポレータを順次通過し、次いで、１つまたは複数のヒータを通過する。

大抵の場合、このような暖房換気または空調装置は、エンジン区画または車室内で、通常はダッシュボードの下の中央位置に配置されるように構成されたケーシングを有する。このケーシングから、吹き出し口を有する様々なダクトが出ている。

この装置の主な欠点は、外形寸法が比較的大きく、従来構造の車両に適していないということである。

ところで、現在の傾向は、異なる構造の車両、特に、センタコンソールボックスを備えない車両に向かっている。

本発明は、特に、上記の不都合を解消することを目的としている。

本発明は、特に、主に線形構造の自動車の車室の暖房換気または空調装置を得ることをめざしている。

本発明は、また、センタコンソールボックスを備えない自動車に使用可能な装置を得ることをめざしている。

本発明は、さらに、主として、自動車のダッシュボードに設置可能な装置を得ることをめざしている。

このため、本発明は、自動車の車室の暖房換気または空調装置であって、
車室前部に取り付け可能な細長い形状のケーシングと、前記ケーシングの両端の間に延びる第１のダクトおよび第２のダクトを画定するためにケーシングに配置される隔壁と、冷気流を発生して、これを前記第１のダクトに送るようになっている冷気流の発生ユニットと、温度調節不能な暖気流を発生するように構成され、前記第１のダクトと前記第２のダクトの境界面に配置され、冷気流の少なくとも一部が通過して、前記第２のダクトに暖気流を発生するように構成された、少なくとも１つのヒータと、前記ケーシング内で、前記第１のダクトおよび第２のダクトの境界面に設けられた吹き出し口と、前記第１のダクトと前記第２のダクトとの境界面で吹き出し口の前に配置されて、冷気流と暖気流との割合を調整し、各吹き出し口で温度調節された空気流を発生するようになっている、少なくとも１つの混合フラップと、前記吹き出し口に結合される分配フラップとを含み、前記混合フラップが空気拡散モジュールに組み込まれ、この空気拡散モジュールが、前記分配フラップを有し、前記ケーシングの外側に嵌め込まれていることを特徴とする装置を提案するものである。

このように、本発明による装置は、独創的な構造を備える細長い形状のケーシングを有し、このケーシングは、車室前部で横方向に水平に配置可能であり、ダッシュボードの前部または一部を占有する。またこの装置は、センタコンソールボックスを備えない自動車にも設置できる。

ケーシングは、隔壁により２個の隣接ダクトに分割され、第１のダクトは、冷気流を供給され、第２のダクトは暖気流を供給されるように構成されている。この暖気流は、少なくとも１つのヒータを介して、第１のダクトから取り出した冷気流の一部を加熱することによって得られる。

吹き出し口は、ケーシング内に直接設けられ、各吹き出し口の位置で空気流量を調整するために、分配フラップによりその都度制御される。

その結果、得られた線形構造の小型装置は、センタコンソールボックスを備えない車両に設置可能であり、装備する車両タイプに応じて、各種の仕様で製造可能である。

簡単な実施形態では、装置は、ケーシングの一端またはケーシングの中央位置に配置された単一ヒータを含む。この場合、さらに、ヒータ付近で、第１のダクトに配置される少なくとも１つのバランスフラップを設け、冷気流と暖気流とのバランスを改善させると有利である。

さらに進んだ実施形態では、この装置は、ケーシングの両端、またはケーシングの中央位置に、それぞれ配置された２個のヒータを有する。
散モジュールに組み込み可能である。

ヒータが、熱媒、特に自動車エンジンの冷却液が通る熱交換器であると有利である。

ＰＴＣサーミスタを含む付加的なヒータを、前記ヒータの付近に配置可能である。

これにより、特にエンジンの始動時間中、ヒータそのものが十分な温度の空気流を発生できない場合、補助的な加熱が得られるか、あるいは熱エネルギーの大部分が得られる。

本発明の好適な実施形態では、隔壁が水平に配置されるが、隔壁を斜めに配置することも可能である。いずれの場合にも、第１のダクトが下方のダクトであり、第２のダクトが上方のダクトである。

別の実施形態では、隔壁が垂直に配置され、第１のダクトおよび第２のダクトの、一方は右に、他方は左に、すなわちケーシングの右側と左側に配置される。

本発明による装置の冷気流の発生ユニットは、冷気流を発生するために、エバポレータを介して空気流を送るように構成された空気送り装置を含み、前記空気流の発生ユニットは、ケーシングの第１のダクトに通じる空気取り込み口に接続される。

本発明では、吹き出し口が、有利には、ダッシュボードの通風装置と、フロントガラスの霜取り／曇り取りノズルと、車室下部に通じる下部ノズルとを供給するように構成される。

ケーシングが、隔壁を封入することにより互いに結合される２個のシェルからなっていると有利である。２個のシェルの各々が、ポリマー材料、複合材料、および金属材料の中から選択される材料で形成されていると、好適である。

本発明のさらに別の特徴によれば、ケーシングが、自動車のダッシュボードに組み込まれるように構成されていると有利である。

単なる例として示す以下の説明では、添付図面を参照する。

図１に示すような自動車の車室の暖房換気または空調装置は、自動車の車室前部に、横方向に水平に設置可能な細長い形状のケーシング１０を有する。このケーシングは、例では、下方のシェル１０Ａと上方のシェル１０Ｂとの２個のシェルからなっている。下方のシェル１０Ａは、下壁１２と、前壁１４と、２個の端壁１６とを有する。上方のシェル１０Ｂは、主に、上壁１８と、後壁２０とを有する。

シェル１０Ａ、１０Ｂを組み立てると、車両の横方向に水平に延びる、ほぼ平行六面体の細長い形状のケーシングが画定される。このケーシングは、車両のダッシュボード（図示せず）の全部または一部に収容可能である。その場合、前壁１４は、車両前方、すなわちエンジン区画側に配向され、後壁２０は、車両後方、すなわち車室側に配向される。

シェル１０Ａ、１０Ｂの間に組み立て時に設置される隔壁２２は、双方とも、ケーシングの全長にわたって延びる２個の積層ダクトを画定する。これらのダクトは、図２から分かるように、第１のダクト２４（または下方のダクト）と、第２のダクト２６（または上方のダクト）とを有する。

図７は、ケーシング１０が隔壁２２を介して全長でどのように分割されて、上記のダクト２４、２６を構成するかを示している。

下方のダクト２４は、全体として符号２８で示された冷気流発生ユニットにより、冷気を供給される（図１）。冷気流発生ユニットは、車室外部から取り出した外気、または車室内部から取り出した再循環空気を供給されて、送風装置とも呼ばれる空気送り装置３０を有する。

この空気流は、従来の空調回路（図示せず）に接続されているエバポレータ３２を介して送られる。これにより、冷気流または涼気流を発生可能であり、この気流は、シェル１０Ａの前壁１４に沿って配置された細長い形状のケース３４で受容される。冷気流は、矢印Ｆ１で示すように、壁１４に設けられた開口部３６を介して装置のケーシング１０に入り、下方のダクト２４に至る。

隔壁２２は、水平に延びている壁３８を有し、この壁は、その両端で途切れて、２個の溝または開口部を画定し、水平位置に対して、多少斜めの位置に双方とも配置される２個のヒータ４０をそれぞれ受容している。ヒータは、下方ダクト２４で取り出した空気流の少なくとも一部を加熱し、上方のダクト２６に送られる暖気流を発生する役割を果たす。２個のヒータは、シェル１０Ａの壁１４に設けられた細長いスリット４１から挿入される。

これらのヒータは、様々なタイプとすることができる。

本発明では、ヒータは、温度調節不能な暖気流を発生するように構成される。代表的な例は、熱媒、通常はエンジンの冷却剤が常時通過する熱交換器の例である。この場合、車室内に送られる空気流の温度調節は、ヒータを通らなかった冷気流と、ヒータを通った暖気流とを可変の割合で混合することによって行われる。この場合、後述するように、この温度調節のために、「混合フラップ」と呼ばれるフラップを、その都度設けることが必要である。

参考例では、ヒータは、温度調節可能な暖気流を発生するように構成される。代表的な例は、流量調節可能な熱媒、特に自動車エンジンの冷却液が通る熱交換器の例である。この場合、ヒータを通る熱媒の流量を調節可能な調節コックを設けることにより、混合フラップを必要とせずに、暖気流の温度を直接調整できる。

図１からわかるように、シェル１０Ｂの後壁２０は、吹き出し口をなす２個の開口部４２を有し、これらの開口部は、それぞれ右と左に配置されて、車室内部に温度調節した空気流を拡散することができる。２個の開口部の間で、後壁２０および上壁１８は、たとえば制御パネル（図示せず）の溝の役割を果たしうる引っ込み部分４４を画定する。

ケーシング１０の内部の空気流の循環は、図１、図２に概略的に示す各層で行われる。下方のダクト２４に入る冷気流（矢印Ｆ１）は、各側（右側および左側）で、２個の流れまたは層、すなわち、開口部４２の下部に直接達する冷気流（矢印Ｆ２で示す）と、２個のヒータ４０を通って、開口部４２の上部に達する暖気流（矢印Ｆ３で示す）とに分かれる。そのため、各開口部４２は、下部で冷気流Ｆ２を供給され、上部で暖気流Ｆ３を供給される。

図７から分かるように、隔壁２２、特に壁３８は、ケーシングの前壁１４から延び、ケーシングの後壁２０から離れて配置された縁４６を有する。下方のダクト２４と上方のダクト２６との境界面で、各開口部４２の前に、混合フラップ４８が配置されている。図７に示す例では、混合フラップ４８は、ドラム型のフラップであり、円筒壁５２を備え、水平軸５０を中心として回転可能に取り付けられている。

冷気流（矢印Ｆ２）と暖気流（矢印Ｆ３）との混合により生ずる空気流の温度調節のために、各フラップ４８を、他のフラップとは別に所望の位置に移動可能である。各フラップ４８は、壁５２が下方のダクト２４の出口を塞ぐ「最も暖かい」位置と、壁５２が上方のダクト２６の出口を塞ぐ「最も涼しい」位置とを占有できる。

図７は、フラップ４８が上記の二つの限界位置の間の中間位置にあるところを示しているため、吹き出し口を形成する開口部４２は、冷気流と暖気流とを一緒に供給されて、温度調整される空気流Ｆ４を発生する。空気流Ｆ４は、この空気流Ｆ４の流量または配向を調節可能な分配フラップ５６を備える空気拡散モジュール５４を通過する。

図１、図２、図７に示す参考例では、混合フラップ４８は、ケーシングに組み込まれている。図６、図８に示す本発明では、これらのフラップが、２個の拡散モジュール５４にそれぞれ組み込まれている。

参考例では、混合フラップ４８が隔壁に組み込まれているが、隔壁には、装置の空気力学的な動作を最適化可能な空気ガイド手段（図示せず）を組み込むこともできる。

本発明では、各ヒータ自体は、暖気流の温度調節ができないが、混合フラップを介して、冷気流および暖気流を調節可能な割合で混合することにより、所望の温度が得られる。

流量調節可能な暖気流が通るヒータを使用可能である。この場合、上記の混合フラップは除去される。

混合フラップを用いる場合、各吹き出し口に対して、１個の混合フラップを使用するのが有利である。前述のように、これらの混合フラップは、様々な吹き出し口を制御するために、分配フラップを同様に備える拡散モジュールに組み込むことができる。

上記の吹き出し口は、主に、ダッシュボードの通風装置、すなわち、後壁２０に設けられた開口部４２から供給される通風装置を有する。また、車室の適切な場所に配置されたノズルに、その都度空気流を導く管路を設けてもよい。

これらのノズルは、フロントガラスの霜取り／曇り取りノズル、乗員の足元に空気を送るために車室下部に通じるノズル、および前方に通じるノズルを含むことができる。

また、他の吹き出し口の供給手段を設け、車室後部の１つ、または複数の領域に温度調節された空気流を送ることも可能である。

いずれの場合にも、混合フラップは、冷気流を送る下方のダクト２４と暖気流を送る上方のダクト２６との境界領域に配置しなければならない。これらの混合フラップは、その角位置に応じて、暖気流および冷気流が比例して排出されるようにする。暖気流および冷気流は、その直後に混合されて、制御設定値に対応する均質な温度を供給する。

図１の例では、２個のヒータ４０が、装置の左端および右端にそれぞれ設置されている。たとえばＰＴＣサーミスタ型の付加的なヒータ（図示せず）により、各ヒータを補うこともできる。こうした付加的な抵抗器により、特に自動車エンジンの始動段階の際にヒータ４０が最適温度に達しない場合、補助暖房が得られる。

図１の装置は、さらに、ここでは右側に配置されたヒータ４０の付近で、下方のダクト２４に配置されるバランスフラップ５８（図３）を備えることができる。バランスフラップ５８は、隔壁２２の壁３８に設けられたカバー６２の内部で、水平軸６０を中心として、回転式に取り付けられる。バランスフラップの機能は、冷気流と暖気流とのバランスを改善することにある。このようなバランスフラップの使用は、主に、単一ヒータを用いる実施形態に適している。

この実施形態を図４に詳しく示す。図４の装置は、図１の装置に類似しており、同じエレメントには同じ符号を付してある。主な相違点は、この装置が、ここではケーシングの右側に配置された単一ヒータ４０を含むことである。

さらに、シェル１０ｂの後壁２０の構成が異なる。後壁は、ここでは、左側に配置された３個の開口部または吹き出し口６４と、右側に配置された１個の開口部６６とを有する。図１の実施形態と同様に、各開口部６４および開口部６６は、下方のダクト２４と上方のダクト２６の境界面に配置され、冷気流Ｆ２および暖気流Ｆ３を供給される。ここでも同様に、混合フラップを設けて、各吹き出し口を介して空気流の温度をその都度調節している。

図５では、また空気流の循環を示してある。ここでは、冷気流Ｆ２に対応する層と、暖気流Ｆ３に対応する層とが区別されている。

図６は、本発明による実施例で、ケーシング１０の外部に設置される空気拡散モジュール６８を示す。この空気拡散モジュールの構成は、図７の空気拡散モジュール５４とは異なる。

空気拡散モジュール６８は、ケーシング１０の後壁２０に設けられた開口部または吹き出し口と連通するほぼ円筒形のモジュールケーシング７０を備えている。空気拡散モジュール６８は、図７の混合フラップ４８と同様の少なくとも一つの混合フラップ７２を収容している。本発明では参考例と異なり、混合フラップ７２が空気拡散モジュール６８に組み込まれている。このモジュールは、さらに、ここではスロットルバルブとして構成された分配フラップ７４を有する。モジュール６８は、また、車室内に温度調節空気を拡散するための一つまたは複数のグリッド７６を有する。

図８の装置は、本発明による実施例で、混合フラップがケーシングに組み込まれていない。

混合フラップは、２個の空気拡散モジュール、すなわち左側に配置された空気拡散モジュール７８と右側に配置された空気拡散モジュール８０とに組み込まれている。モジュール７８は、図４の３個の開口部６４にそれぞれ対応する３個の混合フラップ８２と、図４の開口部６６に対応する１個の混合フラップ８４とを備えている。図８の装置は、さらに、ケーシング１０の下壁１２に設けられた開口部８８に結合可能な後方拡散モジュール８６を有している。このモジュール８６は、温度調節された空気流を車室後方に送るように構成されている。

図９の装置は、参考例で、本発明との相違点は、混合フラップが、ケーシング、特に隔壁２２に組み込まれていることにある。３個のフラップ８２と、隔壁により支持されるフラップ８４とが区別されている。

それに対して、空気拡散モジュール７８、８０は、分配フラップだけを有する（図９では示さず）。

２個のシェル１０Ａ、１０Ｂは、ポリマー材料、複合材料、および金属材料の中から選択された材料から構成するのがよい。本発明による装置は、多数の変形例が可能である。この装置は、自動車のダッシュボードに、少なくとも部分的に容易に組み込むことができる。

以上の実施例では、隔壁２２を水平なものとして示した。しかしながら、上記のような第１のダクトおよび第２のダクトを画定するという条件で、隔壁を斜めまたは垂直に配置することも、本発明の範囲に入る。

同様に、１つまたは複数のヒータは、必ずしもケーシングの端に配置されず、変形実施形態では、暖気流が通るという条件で、中央位置または準中央位置に配置可能である。

２個のヒータを含む参考例で、自動車の車室の暖房換気または空調装置を示す斜視図である。 空気流の循環を示す図１の装置の概略的な縦断面図である。 図１、図２の装置のケーシングの一端の斜視図である。 単一ヒータを含む参考例の斜視図である。 空気流の循環を示す図４の装置の概略的な断面図である。 本発明における空気拡散モジュールの斜視図である。 参考例のケーシングの断面図である。 単一ヒータを備え、混合フラップが、空気拡散モジュールに組み込まれている、本発明による装置の分解斜視図である。 単一ヒータを備え、混合フラップが、ケーシングに組み込まれている参考例の分解斜視図である。

１０ ケーシング
１０Ａ、１０Ｂ シェル
１２ 下壁
１４ 前壁
１６ 端壁
１８ 上壁
２０ 後壁
２２ 隔壁
２４ 第１のダクト
２６ 第２のダクト
２８ 冷気発生ユニット
３０ 空気送り装置
３２ エバポレータ
３４ ケース
３６ 空気取り込み口または開口部
３８ 壁
４０ ヒータ
４２；６４、６６ 吹き出し口または開口部
４４ 引っ込み部分
４８；７２；８２；８４ 混合フラップ
５０ 水平軸
５２ 円筒壁
５４；６８；７８、８０ 空気拡散モジュール
５６；７４ 分配フラップ
５８ バランスフラップ
６０ 水平軸
６２ カバー
６６ 開口部
７６ グリッド
８６ 後方拡散モジュール
８８ 開口部
Ｆ２ 冷気流
Ｆ３ 暖気流
Ｆ４ 温度調節された空気流

Claims (17)

1. 自動車の車室の暖房換気または空調装置であって、
   車室前部に取り付け可能な細長い形状のケーシング（１０）と、前記ケーシングの両端の間に延びる第１のダクト（２４）および第２のダクト（２６）を画定するためにケーシングに配置される隔壁（２２）と、冷気流を発生して、これを前記第１のダクト（２４）に送るようになっている冷気流の発生ユニット（２８）と、温度調節不能な暖気流を発生するように構成され、前記第１のダクト（２４）と前記第２のダクト（２６）の境界面に配置され、冷気流の少なくとも一部が通過して、前記第２のダクト（２６）に暖気流を発生するように構成された、少なくとも１つのヒータ（４０）と、前記ケーシング内で、前記第１のダクトおよび第２のダクトの境界面に設けられた吹き出し口（４２）と、前記第１のダクト（２４）と前記第２のダクト（２６）との境界面で吹き出し口（４２）の前に配置されて、冷気流と暖気流との割合を調整し、各吹き出し口で温度調節された空気流を発生するようになっている、少なくとも１つの混合フラップ（７２）（８２）（８４）と、前記吹き出し口に結合される分配フラップ（５６）（７４）とを含み、前記混合フラップ（７２）（８２）（８４）が、空気拡散モジュール（６８）（７８）（８０）に組み込まれ、この空気拡散モジュール（６８）（７８）（８０）が、前記分配フラップ（５６）（７４）を有し、前記ケーシング（１０）の外側に嵌め込まれていることを特徴とする装置。
2. 前記ケーシング（１０）の一端に配置された単一ヒータ（４０）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ケーシング（１０）の中央位置に配置された単一ヒータ（４０）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記ヒータ（４０）の付近で、前記第１のダクト（２４）に配置された少なくとも１つのバランスフラップ（５８）を有し、冷気流と暖気流とのバランスを改善するようになっていることを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
5. 前記ケーシング（１０）の両端に配置された２個のヒータ（４０）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記ケーシング（１０）の中央位置に配置された２個のヒータ（４０）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記ヒータ（４０）が、熱媒、特に自動車エンジンの冷却液が通る熱交換器であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. ＰＴＣサーミスタを含む付加的なヒータを、前記ヒータ（４０）の付近に配置してあることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記隔壁（２２）が、水平に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
10. 前記隔壁（２２）が、斜めに配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
11. 前記第１のダクト（２４）が下方のダクトであり、第２のダクト（２６）が上方のダクトであることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
12. 前記隔壁（２２）が、垂直に配置され、前記第１のダクト（２４）および第２のダクト（２６）が、一方は右に、他方は左に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
13. 前記冷気流の発生ユニット（２８）が、冷気流を発生するために、エバポレータ（３２）を介して空気流を送るように構成された空気送り装置（３０）を含み、前記空気流の発生ユニットが、前記ケーシング（１０）の第１のダクト（２４）に通じる空気取り込み口（３６）に接続されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記吹き出し口（４２）（６４）（６６）が、ダッシュボードの通風装置と、フロントガラスの霜取り／曇り取りノズルと、車室下部に通じる下部ノズルとを供給するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記ケーシングが、前記隔壁（２２）を封入することにより互いに結合される２個のシェル（１０Ａ）（１０Ｂ）から形成されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記２個のシェル（１０Ａ）（１０Ｂ）が、ポリマー材料、複合材料、および金属材料の中から選択される材料で形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記ケーシング（１０）が、自動車のダッシュボードに組み込まれるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の装置。

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