JP6339575B2 - 自動車両用のコンパクトな冷暖房ユニット - Google Patents

Description

本発明は、自動車両用冷暖房空調（ＨＶＡＣ）ユニットに関する。

このユニットは、フロントガラスの基部において空気を収集しこれをＨＶＡＣユニットを経由して車室の方へ向ける、頂部にルーバ付きグリルを備える「ヘッダータンク」から来る空気を、適宜、加熱又は冷却後に回収する。

例えば、仏国特許出願公開第２９５９４５１号から、全体的に垂直であり且つ車室及びエンジン室の方をそれぞれ向くように意図された、対向する第１の面と第２の面との間で、閉鎖された容積を形成する、ケーシングを備えるユニットが既知であり、ケーシングは、空気フローのための少なくとも１つの吸気開口と、複数の空気分配吹出口とを有し、空気フローは吸気開口と複数の吹出口との間のケーシング内で画定され、これらのフローのうちの少なくとも幾つかにバルブが設けられ、ケーシングは吸気口のフローの下流に実質的に垂直に位置する蒸発器を収容し、少なくとも１つの加熱部材が蒸発器のフローの下流に配置され、パルサーがケーシング内で空気を循環させるために提供されている。パルサーはその中央と上方後部とでケーシング内に組み込まれ、蒸発器及び加熱部材はケーシングの下方部分にあり、分配吹出口はパルサーの正面にある。

このＨＶＡＣユニットは車両のダッシュボード下及びフロント部において大容積を占める。車室において新しいスタイルを提案し、例えば可能であれば追加の収容機能などを備える自由な空間を増やすために、この領域で可能な限り多くの空間を空けることが目的であるにもかかわらず、この容積はダッシュボードのスタイルを大幅に制限する。

本発明の目的は、これらの欠点に少なくとも部分的に対処し、ＨＶＡＣユニットの全体的な、特に車両の長手方向軸上のサイズを減らし、他の２つの直交方向ではコンパクトさを維持することを可能にする、新しいＨＶＡＣユニット構造を提示することである。

本発明は、自動車両用冷暖房空調ユニットによってこの目的を達成するものであり、当該ユニットは、全体的に垂直であり且つ車室及びエンジン室の方をそれぞれ向くように意図された、対向する第１の面と第２の面との間で、閉鎖された容積を形成するケーシングを備え、ケーシングは、空気フローのための少なくとも１つの吸気開口と、第１の面上又は第１の面周囲の、複数の空気分配吹出口とを有し、空気フローは吸気開口と吹出口との間のケーシング内で画定され、これらフローの幾つかにおいてバルブが設けられ、ケーシングは、吸気口のフロー下流に実質的に垂直に配置された蒸発器を収容し、蒸発器のフロー下流において少なくとも１つの加熱部材が設けられ、ケーシング内で空気を循環するためのパルサーが提供され、
−パルサーは、ケーシングの横に接しており、（車両のヘッダータンクなどの）空気源に連結可能であり、ケーシング内に空気フローを案内するためにケーシングの吸気開口に連結され、吸気開口はケーシングの第１の面において中心部分にあり、
−蒸発器は、吸気開口の背後でケーシング内に収納されて、ケーシングを部分的に横断するスリーブによってケーシングに連結され、後部空気循環チャンバは、蒸発器とケーシングの第２の面との間で、蒸発器の後部に形成され、
−加熱部材は、ケーシングの底部において実質的に平坦に設けられ、スリーブ及び／又は蒸発器と垂直に位置合わせされ、加熱部材の下に形成されるチャンバは、第１のバルブによって閉鎖可能な第１の後部通路を経由して後部循環チャンバと連通する。
−混合及び分配チャンバが、スリーブの下で且つ加熱部材の上で空気分配吹出口と連通して形成され、第２のバルブによって閉鎖可能な第２の後部通路を経由して後部循環チャンバと連通する、
ことを特徴とする。

外側横のパルサーと、換気吹出口を既に含む、同じ面すなわち車室の方を向くユニットの前面にある中央のパルスされた空気の吸気口との、新しい組み合わせ配置により、当該ユニットはよりコンパクトな構成を付与される。これにより、上述の従来技術と比較して、蒸発器を上昇させて、加熱部材を下方に、したがってフロント方向にさほど延出させずに収納することが可能となる。

米国特許出願公開文献第２００２／０００３１３号がＨＶＡＣユニットを開示しており、ここでは、加熱モジュールは垂直な蒸発器の下に平坦に収納されているが、ユニットのその他の構成は本発明とは幾分異なる：具体的には、パルサーの位置が当該文献では示されておらず、いかなる場合でも空気は、本発明のように前部からではなく、ユニットの後部から到着する。空気回路の通路も大きく異なり、当該文献による混合チャンバはごく上層にあり、冷気は、この上方混合チャンバ吹出口に直接案内されるのに対し、本発明によれば、ケーシングの前部に位置する中央混合チャンバの方に供給され、したがって様々な換気吹出口に対してより良く配置されている。

本発明の定義の記載において、ケーシングの２つの面が実質的に垂直であると述べられる場合、このことは、１つの面が一方の側、例えばエンジン室側を明確に向いており、別の面が他方の側、例えば車室側を明確に向いていると定義することができるように、全体的な配向を意味するものであって、これら２つの面が平坦であることを含意しない、全体的な配置にすぎない。同様に、蒸発器及び加熱部材の垂直な配置及び水平な配置は、幾らかの柔軟性を伴って解釈されるべきである。

混合及び分配チャンバは、前記スリーブの両側に形成された垂直な空気通路を経由して、上方の空気分配吹出口と連通する。

前記垂直な空気通路は、有利には、上方の換気吹出口と防曇吹出口とに対して別個に機能するように、重複される。

横に設けられたパルサーは、パイプ、好ましくは平坦なパイプによってケーシングの吸気開口に連結される。

加熱部材は、空気加熱器及び補助的なラジエータを備えることが好ましい。これら２つの要素は互いに積み重ねられることが好ましい。

本発明の他の特徴及び利点は、一実施形態の下記の記載から明らかとなる。下記の添付図面が参照される。

車室側から且つ右斜めから見た（ｔｈｒｅｅ−ｑｕａｒｔｅｒ ｖｉｅｗ）、本発明によるＨＶＡＣユニットの斜視図である。 車室側から且つ左斜めから見た、本発明によるＨＶＡＣユニットの斜視図である。 図１のユニットのわずかに異なる角度からの斜視図であり、主要な吸気口と分配エアフローとを示す。 図３のユニットの斜視図であり、透視できるように加熱部材を示すために、ユニットからパルサーと底部分配ノズルとが除去されている。 本発明によるＨＶＡＣユニットの側面図であり、冷気のフローを示す。 同じ側面図であり、暖気のフローを示す。 本発明により節減された空間を示す側面図である。

図面の幾つかは、車両の基準３面体ＸＹＺを示し、Ｘは長手後部方向、Ｙは横断方向、Ｚは垂直方向を指す。ＨＶＡＣユニットはダッシュボード下で車室とエンジン室との間に位置し、本明細書ではＨＶＡＣユニットの「前」は、車室方向へのＸ方向（すなわち車両の後方）を指し、ＨＶＡＣユニットの「後」は、反対方向であるエンジン室の方向すなわち車両の前方を指す。

図１は、ケーシング２及びケーシング２の横に接するパルサーデバイス３からなる、ＨＶＡＣユニット１を表す。ケーシング２は、実質的に垂直な第１の面又は前面４（車室の方を向いている）、及び、実質的に垂直な第２の面又は後面５（エンジン室の方を向いている）を備え、これらは、垂直な側面６、上面７、及び下面８で連結される。

前面は、その中央に空気吸入開口１０を含み、これにパルサーデバイス３が連結パイプ１１を介して連結される。開口１０は、パイプ１１を連結するためのフランジ１２を含み得る。図１〜３に示すように、パルサーデバイス３は、ケーシング２の外側に接する空気供給パイプ１３を含み、そのパイプ口１４は、エンジン室に位置するヘッダータンクから来る空気を引き込むために後方を向く。この空気は、図３〜６の矢印Ｆで示すように、ケーシング２の横に設けられるタービン１５に案内され、そこから、吸気口１０を介して流入されるために、パイプ１１によってケーシングの前面２の方に再度案内される。

図は、後方及びフロントガラス方向を向く、空気分配吹出口、すなわち斜め上方の防曇吹出口２０、上層の換気のための頂部前吹出口２１及び頂部横吹出口２２、並びに、乗員の足元用の２つの下方吹出口２３も示す。図３は、起こり得る様々な空気吹出口を外方向の矢印によって示すが、これらは一般的にすべて同時に使用されるわけではなく、それ自体は既知であるパイプ内の可動フラップを利用して、ユーザにより選択されるものであることを理解されたい。

吸気口１０は、上方後部チャンバ３１の吸気口に空気を供給するための、ケーシング２の厚さを半分横断する中央スリーブ３０へと繋がり、吸気口は、蒸発器３２の実質的に垂直な平行六面体パネルによってブロックされる。

ケーシング２には、チャンバ３１の後部に、ケーシングを車両構造に固定するためのフランジ３３がある。

ケーシング内で、チャンバ３１を降下した空気を、吹出口２３と及び上方吹出口２０、２１、２２と連通するＨＶＡＣユニットの前チャンバ３５の方へ、スリーブ３０を横に迂回する重複する垂直な通路を利用して供給するため、垂直なチャンバ３１の下方部分は水平なチャンバ３４と連通する。これらの通路は、図４の２つの矢印Ｄで示されるように、吸気口１０を迂回するように重複する一方で、最も重要なことには、図５又は図６の矢印Ｄで示されるように、ユニットの厚さの範囲内で、上方吹出口２１、２２と吹出口２０とに個別に供給するための２つの別個の通路が存在するように重複する。

チャンバ３４、３５の下には加熱部材、すなわち熱交換器４０の２つの平行六面体パネル、及び、補助的な電気ラジエータ４１があり、当該２つのパネルは、中央スリーブ３０との垂直な位置合わせで、実質的に水平に並べられる。熱交換器４０は空気加熱器であり、すなわち、エンジンの作動によって加熱された水を内部で循環するラジエータである（加熱された水を循環するための通路４０ａ及び４０ｂが図２に示されている）。起動時、正の温度係数（ＰＴＣ）を有し、空気加熱器４０がその平常のパフォーマンス及び効率に達するまで機能する、追加の電気ラジエータ４１によって、暖気が生み出される。

下方チャンバ４２は、チャンバ３１の下方部分と連通して、開位置（図６、暖回路）又は閉位置（図５、冷回路）をとることができる選択的に動作可能なフラップ４３を経由して、加熱部材の下に形成される。チャンバ３４とチャンバ３５との連通の高さに、第２の選択的に動作可能なフラップ４４が存在し、この連通は閉鎖され（図６）又は開放され（図５）、この場合、閉鎖されるのは加熱部材を経由する通路である。固定された壁４５は、２つの加熱部材４０、４１から空気が逃げることを防止する。

本発明のＨＶＡＣユニットは下記のように機能する。パルサー３によってパルスされた空気は、すべての場合において、ＨＶＡＣユニット１の前面における開口１０を経由して到着し、後部に位置する垂直な蒸発器３２を通過してチャンバ３１に入り、中央後部チャンバ３４内を降下する。

図５の冷回路を使用するとき、フラップ４３は、チャンバ３４の底部において下方チャンバ４２との連通を閉鎖し、一方、フラップ４４がチャンバ３４を中央前チャンバ３５と連通させ、ここから、ユーザによって選択された換気吹出口の一方又は他方を経由して冷気が逃げることができる。

図６の暖回路を使用するとき、フラップ４３は、チャンバ３４の底部において下方チャンバ４２との連通を開放し且つチャンバ３５との直接的な連通を閉鎖し、一方、フラップ４４もまた、チャンバ３４の中央前チャンバ３５とのこの連通を閉鎖する。したがって、蒸発器を通過した冷気は下方チャンバ４２へと降下し、そこから、加熱されるために２つの加熱部材４０、４１を通過し、中央前チャンバ３５に到達し、ここから当該冷気は、ユーザによって選択された換気吹出口の一方又は他方を経由して逃げることができる。

図７は、本発明によるＨＶＡＣユニット１の横方向断面図を示し、斜線部分５０は、本発明のユニットが取って代わる従来型のＨＶＡＣユニットによって占められる容積を示す。従来型ユニットの全体的なサイズに対する空間の節減が明らかであり、前部エリアの高さでＬ１＝約１００ｍｍの利得及び底部エリアでＬ２＝最大２００ｍｍの利得が存在する。本発明のユニットの寸法は、深さＰ（図７）が３００ｍｍ程度であり、パルサーを含めない幅Ｑ１は３２０ｍｍ程度であり、パルサーは約２００ｍｍ追加の幅Ｑ２を付加する（図３）。

本発明の精神を逸脱することなく、本明細書に記載の当該ユニットには様々な修正がなされ得る。例えば、防曇用と換気用の別個の垂直な通路３６及び３７が組み合わされて単一の通路とされ得る。さらに、防曇吹出口２０及び換気吹出口２１、２２の高さにおけるユニットの上層部分は、これら吹出口をダッシュボードに組み込むことによって短縮され得、この場合、ケーシング２の頂部、吸気口１０及びスリーブ３０の直上において、ダッシュボードに気密式に連結されるための気密吹出口を提供するのに十分である。

Claims (6)

1. 車両の車室及びエンジン室の方をそれぞれ向くように意図された、全体的に垂直な対向する第１の面（４）と第２の面（５）との間で、閉鎖された容積を形成する、ケーシング（２）を備える、自動車両用冷暖房空調ユニット（１）であって、前記ケーシング（２）は、空気フローのための少なくとも１つの吸気開口（１０）と、前記第１の面（４）上又は前記第１の面（４）周囲の、複数の空気分配吹出口（２０、２１、２２、２３）とを有し、空気フローは前記吸気開口と前記吹出口との間において前記ケーシング（２）内で画定され、これらフローの少なくとも幾つかにおいてバルブ（４３、４４）が設けられ、前記ケーシング（２）は、前記吸気口（１０）のフロー下流に実質的に垂直に配置された蒸発器（３２）と、前記蒸発器（３２）のフロー下流に設けられた少なくとも１つの加熱部材（４０、４１）を収容し、前記ケーシング（２）内で空気を循環するためにパルサー（３）が提供され、
   −前記パルサー（３）は、前記ケーシング（２）の横に接しており、空気源に連結可能であり、前記ケーシング（２）内への空気フローを案内するために前記ケーシングの前記吸気開口（１０）に連結され、前記吸気開口（１０）は前記ケーシング（２）の前記第１の面（４）において中心部分にあり、
   −前記蒸発器（３２）が前記吸気開口（１０）の背後で前記ケーシング内に収納されて、前記ケーシング（２）を部分的に横断するスリーブ（３０）によって前記ケーシングに連結され、後部空気循環チャンバ（３１）は、前記蒸発器（３２）と前記ケーシング（２）の前記第２の面（５）との間で、前記蒸発器（３２）の後部に形成され、
   −前記加熱部材（４０，４１）は、前記ケーシング（２）の底部において実質的に平坦に設けられ、前記スリーブ（３０）及び／又は前記蒸発器（３１）と垂直に位置合わせされ、チャンバ（４２）は、前記加熱部材（４０，４１）の下に形成され、第１のバルブ（４３）によって閉鎖可能な第１の後部通路を経由して前記後部循環チャンバ（３１）と連通し、
   −混合及び分配チャンバ（３５）が、前記スリーブ（３０）の下で且つ前記加熱部材（４０、４１）の上で、前記空気分配吹出口（２０、２１、２２、２３）と連通して形成され、第２のバルブ（４４）によって閉鎖可能な第２の後部通路を経由して、前記後部循環チャンバ（３１）と連通する
   ことを特徴とする、ユニット。
2. 前記混合及び分配チャンバ（３５）は、前記スリーブ（３０）の両側に形成された垂直な空気通路（３６、３７）を経由して、上方の空気分配吹出口（２０、２１、２２）と連通することを特徴とする、請求項１に記載のユニット。
3. 前記垂直な空気通路（３６、３７）は、上方の換気吹出口（２１、２２）と防曇吹出口（２０）とに対して別個に機能するために、重複されることを特徴とする、請求項１に記載のユニット。
4. 横に設けられた前記パルサー（３）は、パイプ（１１）によって、好ましくは平坦なパイプによって、前記ケーシングの前記吸気開口（１０）に連結されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のユニット。
5. 前記加熱部材は、空気加熱器（４０）及び補助的なラジエータ（４１）を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のユニット。
6. 前記空気加熱器（４０）及び前記補助的なラジエータ（４１）は、互いに積み重ねられることを特徴とする、請求項５に記載のユニット。

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