JP5759108B2 - 自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車室の空調システムにおける空気分配器に関し、自動車の車室の空調システムにおける前記空気分配器に統合配置される２つの空気取入口を有する補助ダクトを含むものに関する。
この補助ダクトは、自動車の車室の空調システムにおける空気機器の分配吹出口に、空気を常時出力するように設計されている。この常時出力は、補助ダクトにある２つの取入口を介して得られる。前記空気は、補助ダクト、すなわち常時吹出口からのみ、その全範囲を介して収集することができる。この常時出力される空気は、中央換気吹出口からは出力されず、補助ダクトから換気吹出口の側部領域に向けられる。

本発明は、車、トラック、および自動車で一般的に使用される換気型（Ｖ）、換気／暖房型（ＨＶ）、換気／暖房／空調型（ＨＶＡＣ）、ならびに換気／空調型（ＶＡＣ）の空気分配器に適用可能である。この空気分配器は、必要条件および分配ボックスの構造に従い、換気吹出口に対する所望の出力と、空気取入口の数（１つ、２つ、またはそれ以上）に応じて、分配ボックスの構造、およびダクトの範囲に依存する空気取入地点のみが変更される。

現在、同様の解決方法を記載した３つの特許がある（特許文献１〜３）。これらの先行特許で提案されている解決方法は、分配ボックスの所定の個所から空気を取り入れ、それを換気吹出口に導くものである。しかしながら、このような解決方法では、足元、足元＋ウィンドシールド、およびウィンドシールドの各分配モードにおいて、中央換気吹出口を気密状態にすることはできない。

また、足元、足元＋ウィンドシールド、およびウィンドシールドの各分配モードにおいて、気密状態を保証するようになっているブラジルで出願された特許文献４がある。しかし、ポリマー注入器具を製作するための技術的解決方法を適用できない場合がある。

側部換気吹出口からの出力を許容するとともに、中央換気吹出口の気密状態を確保できる他の解決方法がある。しかしながら、この解決方法は、分配動作のためのフラップおよびレバーのような追加の要素を必要としている。

ドイツ国特許第３６０８５２４号公報 ドイツ国特許第３５２９３８９号公報 フランス国特許第２７８９０１７号公報 ブラジル国特許第０７０５３０２号公報

本発明は、上述した特許、および上述した他の解決方法で提案された先行技術に対して、一定の満足を与えるものである。

本発明の目的は、全ての分配モードにおいて、部品のコストを低減するとともに、組み立て時間を短縮しうるように、少ない部品数で、中央換気吹出口から空気が出力されず、左右の側部換気吹出口から、空気の残余部分が出力されるようにすることにある。

本発明の目的は、内部に統合された２つの取入口を有する補助ダクトを備える分配ボックスにより達成される。補助ダクトの第１空気取入口は、換気フラップの上流の「換気ダクト」から空気を収集して、直接、側部換気吹出口に導く。このダクトの中を流れる空気は、換気フラップが「閉」状態に設定されているとき、換気フラップを通過せず、中央換気吹出口への気流が阻止される。従って、換気フラップが「閉」位置に設定されていれば、この「換気ダクト」を介して、側部換気吹出口から連続的な気流が得られる。第２空気取入口は、ウィンドシールド分配モードのような、換気フラップの上流の「換気ダクト」からの気流がない場合に使用される。従って、この第２空気取入口は、「ウィンドシールドダクト」から直接空気を収集し、その空気を側部換気吹出口に導く。そのため、換気フラップの上流の「換気ダクト」に循環する空気がない場合であっても、側部換気吹出口から連続的な気流が得られる。

両方の取入口−「換気ダクト」および「ウィンドシールドダクト」−が、空気を側部換気吹出口に振り向ける。従って、この補助ダクトは、２つの取入口−「換気ダクト」および「ウィンドシールドダクト」−と、気流を常時側部換気吹出口に導く１つの吹出口とを有する。

この補助ダクト−「換気ダクト」および「ウィンドシールドダクト」−に付与された空気分配の構想により、空気分配の想定される５つの分配モード：換気、換気＋足元、足元、足元＋ウィンドシールド、およびウィンドシールドのみに対して、２つのフラップだけで、側部換気吹出口から常時気流を得ることができる。

側部換気吹出口は、要求される出力に応じて調整可能な２つの区画に分割されている。区画の１つには、全ての分配モードに対して、補助ダクトから常時空気が送られる。他の区画には、換気位置での空気が要求されたとき、「換気ダクト」から空気が送られる。この区画からの空気の出力は、フラップを位置決めした結果として、換気フラップが「開」状態に設定される、換気および換気＋足元の分配モードのときのみ可能である。

ウィンドシールド、ウィンドシールド＋足元、および足元の分配モードにおいて、中央換気吹出口の空気の気密性は、分配フラップの接触域に成形されたＥＰＤＭ(Ethylene Propylene Diene Terpolymer)シールによって保証される。このシールは、「閉」位置に設定された前記フラップが接触する分配ボックスの重合体材料の吸収のばらつきや不完全性を考慮して、発泡プラスチックや、他の粘着性の固定された、または成形された材料を用いて行うことができる。

側部吹出口からの連続する出力を維持する補助ダクトと、中央吹出口との間には、ボックス内に成形され、専用かつ排他的に機能するべく、中央吹出口を側部吹出口から分離することを保証する壁がある。これにより、ウィンドシールド、ウィンドシールド＋足元、および足元の各モードにおける中央吹出口の空気の気密状態が可能となる。

ウィンドシールドフラップが「閉」位置に設定されたとき、ウィンドシールドに対して空気が出力されるべきではなく、また、換気ダクトから補助ダクトを介してウィンドシールドに空気が出力されるべきではない。そのため、空気を収集する構造は、換気ダクトからウィンドシールド吹出口に逆流が生じないように、ＣＦＤ（数値流体力学）を用いて調整された。足元に出力が行くべきでないウィンドシールドフラップが「全開」位置に設定されているときにも、同様である。収集の構造もまた、この問題を最小化することを保証するＣＦＤシミュレーションにより定義された。

この全体システムは、適切なカム、または、各設計の要請に基づく運動学的機構に連結された２本のレバーによって作動する２つのフラップを備える。この全体システムは、通常のコマンドケーブル、プルプルケーブル、電気式または空気式アクチュエータによる機械的または電気的手段によって作動させることができる。

この結果、部品数の低減、および組み立ての容易性という目的を達成することができる。このシステムの効果は、ＣＦＤシミュレーションにより証明された。

概要：
本発明は、自動車のための車室換気システムにおける空気機器に関するものであり、中央換気吹出口と、パネルの位置、すなわち、足元、足元＋ウィンドシールド、およびウィンドシールドの各モードによらず、側部に適切かつ一定の空気を出力する並設された少なくとも２つの側部換気開口部とを有するボックスとから構成されている。１つの分配室には、中央換気吹出口および側部換気開口部に向かって流れる気流を制御する分配フラップが配設されている。上述した２つの側部換気開口部は、さらに少なくとも２つの区画に分割されている。第１区画には、分配フラップにより制御される空気が送られ、第２区画には、分配フラップの位置に依存せず、また、中央換気吹出口に出力されることのない連続する気流が、補助ダクトから常時送られる。この補助ダクトは、分配フラップの位置に応じて、「換気ダクト」または「ウィンドシールドダクト」から空気を収集するか、または、「換気ダクト」および「ウィンドシールドダクト」から同時に空気を収集し、収集した空気を、直接、側部換気吹出口に導く。換気位置の場合、専用のダクトの構造は、空気がウィンドシールドに向かって吹出口の側部に流れないようにするものであることが重要である。ウィンドシールド位置の場合も、同様に、空気が足元ダクトに流れないようにすることが重要である。

本発明によれば、２つの側部換気吹出口を有する分配ボックスに、２つの補助ダクトを配置することができる。配置されるダクトの数は、分配ボックスの構造と、常時気流を得るための吹出口の数とに応じて設定することができる。

２つの側部換気吹出口のための２つの補助ダクトを設けた場合、これらの補助ダクトは、分配ボックスの各半分にそれぞれが配置され、これらの２つの半分の部分が統合されて、空気分配ボックスを構成する。

さらに、本発明によれば、補助ダクトの吹出口は、空気機器内の気流の循環に関係して、分配フラップの下流側に配置される。

前記フラップは、２つの側部ウイングを有する中心軸を備えたバタフライ形状の回転型、または、分配フラップのブレードの一端部に軸が配置されたフラッグ型とすることができる。

さらに、本発明によれば、取入口の１つは、「換気ダクト」ではなく、「ウィンドシールドダクト」や空調装置に配置された他のダクトである第２空気ダクトによって形成される。

換気フラップが「閉」位置に設定されているとき、２つのフラップのみを用いて、側部換気吹出口からの空気の常時出力を維持するとともに、中央換気吹出口における空気の気密性を維持することができる。

補助ダクトの数は、必要に応じて変更してもよいことに留意すべきである。

また、補助ダクトを設けることにより、ウィンドシールド、中央換気、足元、後部座席、または空調装置に設けられた他の吹出口のような所望の他の場所において、連続的な出力を得ることができる。

本発明を、実施例に基づいてさらに詳細に説明する。

本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの正面等角図である。図１では、自動車に使用される全ての空調吹出口を示している。 本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの等角図である。図２では、自動車に使用される空調ボックスの分配ボックスにおける補助ダクトの２つの空気取入口を示している。 本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの図であり、気流経路（ウィンドシールド分配モード）の第１状態を示す。空気は、より長いか、またはより複雑な経路に沿って移動しないことを示す。従って、足元の吹出口に対する出力はない。 図３のウィンドシールド分配モードの結果を示す概略等角図である。 本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの図であり、気流経路（ウィンドシールド＋足元分配モード）の第２状態を示す。 図４のウィンドシールド＋足元分配モードの結果を示す概略等角図である。 本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの図であり、気流経路（足元分配モード）の第３状態を示す。 図５の足元分配モードの結果を示す概略等角図である。 本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの図であり、気流経路（足元＋換気分配モード）の第４状態を示す。空気は、より長くまたはより複雑な経路に沿って移動しないことを示す。従って、ウィンドシールド吹出口に対する出力はない。 図６の足元＋換気分配モードの結果を示す概略等角図である。 本発明に係る補助ダクトが組み込まれ、自動車に使用される空調分配ボックスの図であり、気流経路（換気分配モード）の第５状態を示す。空気は、より長くまたはより複雑な経路に沿って移動しないことを示す。従って、ウィンドシールド吹出口に対する出力はない。 図７の換気分配モードの結果を示す概略等角図である。

図１は、車両用空調装置を示し、ウインドシールドに向いた１つの空気除霜吹出口１、１つの左側部換気吹出口２、１つの中央換気吹出口３、１つの右側部換気吹出口４、ドライバの足元用の１つの吹出口５、前部座席乗客の足元用の吹出口６、および車両の後部座席の乗客のための１つの吹出口７に分かれた空気吹出口を示す。車両用空調装置は、偏向壁１６を用いるか否かにかかわらず、設計上の要請に応じて、調整された空気を常時出力する補助ダクトを有する分配ボックスを含んでいる。

図２は、空調装置の分配ボックスを示し、２つの空気取入口を有する補助ダクトを示す。第１取入口１１は、換気ダクト８から空気を収集し、第２取入口１２は、ウィンドシールドダクト９から空気を収集する。取入口１１、１２は、補助ダクト吹出口１０を介して、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４に空気を連続的に導く。図示のケースでは、ボックスの２つの側部区画に２つの補助ダクトがあるが、この数は、同様の収集方式を用いた吹出口の構造によって変えてもよい。

図３は、換気・足元フラップ１３が「閉」換気位置に設定されているウインドシールド分配モードを示す。ウィンドシールドフラップ１４は、「ウインドシールド」位置に設定される。換気・足元フラップ１３およびウィンドシールドフラップ１４を、これらの位置とすることにより、空気は、ウィンドシールドダクト９を介して空気除霜吹出口１に導かれ、図３ａに示す結果となる。また、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からも空気が出力される。この場合、空気がウィンドシールドダクト９を介して取入口１２より収集され、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４の補助ダクト吹出口１０に空気を導出する本発明の補助ダクトにより、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４から出力を得ることができる。図３は、「全暖房」位置に設定された混合フラップ１５を示す。なお、分配モードの原理に影響を与えることなく、「全暖房」位置から「全冷房」位置に設定してもよい。取入口１２および１１の構造は、取入口１２から取入口１１に空気が流れないように、ＣＦＤシミュレーションにより設計された。その結果として、足元の吹出口に対して望ましくない空気漏れが生じることがない。

図４は、ウインドシールド＋足元分配モードを示す。換気・足元フラップ１３は、「閉」換気位置に設定される。ウィンドシールドフラップ１４は、ウインドシールドと換気との中間位置に設定される。換気・足元フラップ１３およびウィンドシールドフラップ１４をこれらの位置にすることにより、空気がウィンドシールドダクト９を介して空気除霜吹出口１に向うとともに、吹出口５、６と、後部座席の乗客の吹出口７とに向かい、また、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４から出力され、図４ａに示す結果となる。左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からの出力は、本明細書に記載された補助ダクトによって可能となる。この場合、空気は、ウィンドシールドダクト９を介した取入口１２と、換気ダクト８を介した取入口１１との２つの取入口から収集される。収集された空気は、次いで、２つの左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４の補助ダクト吹出口１０から出力される。また、図４は、「全暖房」位置に設定された混合フラップ１５を示す。なお、分配モードの原理に影響を与えることなく、「全暖房」位置から「全冷房」位置に設定してもよい。

図５は、換気・足元フラップ１３が「閉」換気位置に設定されている足元分配モードを示す。ウィンドシールドフラップ１４は、「閉」ウインドシールド位置に設定されている。換気・足元フラップ１３およびウィンドシールドフラップ１４の位置とすることにより、空気は、足元の吹出口５、６と、後部座席乗客の吹出口７に向かうとともに、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４から出力され、図５ａに示す結果となる。左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からの出力は、空気が、換気ダクト８から取入口１１を介して収集される本発明の補助ダクトによって可能となる。収集された空気は、２つの左側部換気吹出口２、および右側部換気吹出口４の補助ダクト吹出口１０から出力される。図５は、「全暖房」位置に設定された混合フラップ１５を示す。なお、分配モードの原理に影響を与えることなく、「全暖房」位置から、「全冷房」位置に設定してもよい。ＣＦＤシミュレーションにより設計された構造により、空気が取入口１１から取入口１２に直接に取り込まれることはない。

図６は、換気・足元フラップ１３が、換気と足元との間の中間の換気位置に設定されている足元＋換気分配モードを示す。ウィンドシールドフラップ１４は、「閉」ウインドシールド位置に設定されている。換気・足元フラップ１３およびウィンドシールドフラップ１４をこれらの位置にすることにより、足元の吹出口５、６、後部座席乗客の吹出口７、左側部換気吹出口２、中央換気吹出口３および右側部換気吹出口４に空気が導かれ、図６ａに示す結果となる。また、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からの付加的な空気出力もある。左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からの付加的出力は、この場合、空気が換気ダクト８から取入口１１を介して収集される本発明の補助ダクトによって可能となる。収集された空気は、２つの左側部換気吹出口２、および右側部換気吹出口４の補助ダクト吹出口１０から、補助的な空気として出力される。また、図６は、「全暖房」位置に設定された混合フラップ１５を示している。なお、分配モードの原理に影響を与えることなく、「全暖房」位置から「全冷房」位置に設定してもよい。

図７は、換気・足元フラップ１３が「開」換気位置に設定されている換気分配モードを示す。ウィンドシールドフラップ１４は、「閉」ウインドシールド位置に設定されている。換気・足元フラップ１３およびウィンドシールドフラップ１４をこれらの位置にすることにより、空気が左側部換気吹出口２、中央換気吹出口３、右側部換気吹出口４に向い、図７ａに示す結果となる。また、左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からの付加的な空気出力もある。左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４からの付加的出力は、この場合、空気が換気ダクト８から、取入口１１を介して収集される本発明の補助ダクトによって可能となる。収集された空気は、２つの左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４の補助ダクト吹出口１０から、補助的な空気として出力される。図７は、「全冷房」位置に設定された混合フラップ１５を示す。なお、分配モードの原理に影響を与えることなく、「全冷房」位置から「全暖房」位置に設定してもよい。

中央換気吹出口３の目的は、ウインドシールド、足元＋ウインドシールド、および足元の各分配モードにおける空気の出力を、０または可能な限り０に近くなるようにすることである。足元＋ウインドシールドの分配モードと、換気の分配モードとにおける目的は、各モードが要求する快適な空気出力を得ることである。

左側部換気吹出口２および右側部換気吹出口４における目的は、全ての分配モードに対して、常時出力を得ることである。この出力は、必要に応じて変化する。

全てのモード、および本発明において提案されている構造によりもたらされる結果は、ＣＦＤ（コンピュータ流体力学）シミュレーションによってテストされ容認されている。

１ 空気除霜吹出口
２ 左側部換気吹出口
３ 中央換気吹出口
４ 右側部換気吹出口
５、６、７ 吹出口
８ 換気ダクト
９ ウィンドシールドダクト
１０ 補助ダクト吹出口
１１、１２ 取入口
１３ 換気・足元フラップ
１４ ウィンドシールドフラップ
１５ 混合フラップ
１６ 偏向壁

Claims (8)

1. 中で空気が循環し、少なくとも、１つの空気取入口と、１つの除霜吹出口（１）と、複数の換気吹出口（２）（３）（４）と、ドライバの足元のための１つの足元吹出口（５）と、１つの分配室とを有するボックスを備える自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置において、
   第１ダクト（８）は、気流を前記換気吹出口（２）（３）（４）および前記足元吹出口（５）に送り、
   第２ダクト（９）は、気流を前記除霜吹出口（１）に送り、
   第１フラップ（１３）は、前記換気吹出口（２、３、４）および前記足元吹出口（５）に向かう気流を制御するようになっており、
   第２フラップ（１４）は、前記第１ダクト（８）と、前記第２ダクト（９）と、１つの中央換気吹出口（３）および２つの側部換気吹出口（２、４）を有する前記換気吹出口（２、３、４）とに向かう気流を制御するようになっており、
   各前記側部換気吹出口（２、４）は、少なくとも、第１区画と第２区画（１０）とに分割され、
   前記第１フラップ（１３）は、前記中央換気吹出口（３）および前記側部換気吹出口（２、４）の第１区画に向かう気流を制御し、
   各第２区画（１０）は、前記第１ダクト（８）を源とする一方の空気取入口（１１）と、前記第２ダクト（９）を源とする他方の空気取入口（１２）との２つの空気取入口から補助ダクトを介して空気が送られるようになっており、
   前記補助ダクトの前記空気取入口（１１、１２）は、当該装置内の気流循環に関係する分配フラップの下流に配置されており、
   前記補助ダクトの２つの前記空気取入口（１１、１２）は、前記第１ダクト（８）および前記第２ダクト（９）の間を分離する仕切り壁の上端の両側付近に位置し、
   前記第１フラップ（１３）および前記第２フラップ（１４）は、２つの前記空気取入口（１１、１２）から離隔していることを特徴とする、前記装置。
2. 前記換気吹出口、前記除霜吹出口、およびドライバの前記足元吹出口は、２つのフラップのみで制御されるようになっていることを特徴とする、請求項１記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。
3. 前記側部換気吹出口の前記第２区画は、前記第１ダクト（８）を前記第２ダクト（９）から分離する仕切り壁に平行な仕切り壁によって形成されていることを特徴とする、請求項１記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。
4. 前記空気取入口（１２）は、装置内に配置された前記第２ダクト（９）から空気を収集するようになっていることを特徴とする、請求項１記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。
5. 前記２つの側部換気吹出口のための２つの補助ダクトがある場合、前記各補助ダクトは、前記ボックスの各半分にそれぞれが配置され、これらの２つの半分の部分が統合されて、空気分配ボックスが構成されていることを特徴とする、請求項１または４記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。
6. 前記第１フラップ（１３）および前記第２フラップ（１４）のみを使用し、前記第１フラップ（１３）を「閉」換気位置に設定したとき、前記各側部換気吹出口（２、４）からは常時出力があり、前記中央換気吹出口（３）は気密状態であることを特徴とする、請求項１記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。
7. 前記補助ダクトの数は、必要に応じて変更可能であることを特徴とする、請求項１記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。
8. 前記補助ダクトにより、ウインドシールド（１）、中央換気吹出口（３）、足元（５、６）、後部座席（７）、空調装置が備え得るその他の出力口、のような他の位置においても、連続的な出力が可能であることを特徴とする、請求項１記載の自動車の車室の換気、暖房、および／または空調装置。

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