JP6396945B2

JP6396945B2 - 自動車の乗員室を換気するための換気ダクト

Info

Publication number: JP6396945B2
Application number: JP2016109791A
Authority: JP
Inventors: フレーゼバスティアン; フライシュハッカーロベルト; エルツェンフィン
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: US20160361977A1; US10500926B2; DE102015109069A1; JP2017001663A

Description

本発明は、自動車の空気調和システムにより、温度制御された空気を用いて自動車の乗員室を換気できるようにする換気ダクトに関する。

（特許文献１）では、乗員室に通じる換気ダクト内に枢動可能なルーバグリルが設けられた自動車用の空気調和システムを開示している。ルーバグリルの非常に大きい迎え角により、大きく傾けられた角度で空気が乗員室内に流れる場合、気流がインストルメントパネルに寄り付くことが生じ得る。これを防止するために、換気ダクトの気流の一部を、バイパスダクトを通して、インストルメントパネル内にさらに設けられた開口に案内することができる。バイパスダクトを通して分岐された空気は、インストルメントパネルの表面に対して垂直に出る。この空気により、気流がインストルメントパネルから引き離される。

自動車の乗員室を視覚的に好ましく設計する必要が常にある。

特開２００５２１２７４６号公報

本発明の目的は、見た目の良い乗員室を実現可能にする手段を示すことである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１に記載の特徴を有する換気ダクトによって達成される。本発明の好ましい改良形態は、従属請求項および以下の説明で提示される。それらの好ましい改良形態は、それぞれ個別にまたは組み合わさって本発明の一態様をなすことができる。

本発明によれば、自動車の乗員室を換気するための換気ダクトであって、空気を供給するための流入ダクトと、流入ダクトの空気の少なくとも一部を主流れ方向に沿って出口開口の方向に案内するために、流入ダクトから出口開口まで延在する主案内ダクトと、流入ダクトの空気の一部を放出するために流入ダクトから分岐することができる少なくとも１つのバイパスダクトとを備え、バイパスダクトが、出口開口から離れた位置で主案内ダクトに合流しており、バイパスダクトが、フロージェットを主案内ダクト内に導入するように構成され、このフロージェットの方向が、主流れ方向に対して所定角度を有する、換気ダクトが提供される。

流入ダクトの空気の一部は、バイパスダクトを通して分岐させることができ、かつ主流れ方向に対して所定角度を有する方向で主案内ダクトに供給することができる。その結果、バイパスダクトの気流により、主案内ダクト内の流れに対して推進力および／または流れの衝突を引き起こすことができる。その結果、主案内ダクトの空気が、出口開口によって画定される平面を通して垂直にではなく、斜めに出ることを可能にし得る。例えば、バイパスダクトの流れによって引き起こされる推進力の大きさ、バイパスダクトの向き、バイパスダクトの数、および流入ダクトの空気を分岐させるために作動されるバイパスダクトの選択により、出口開口からの換気ダクトの流れの流出方向を必要に応じて広い範囲にわたって設定することができる。これは、バイパスダクトの幾何学的な構成によって可能にすることができる。その結果、乗員室内に流れる好ましくは温度制御された空気の流れ方向を、ルーバグリルなしで設定することができる。その結果、車両乗員に見えるルーバグリルにより乗員室の見た目が損なわれることがなくなる。同時に、バイパスダクトは、出口開口から離れた位置で、主案内ダクトの領域内で換気ダクト内部に合流する。その結果、主案内ダクトへのバイパスダクトの合流は、車両乗員には見えず、または少なくとも見えにくい。したがって、インストルメントパネルにある複数の開口によって見た目が損なわれることがなくなる。出口開口から離されたバイパスダクトによって、出口開口での空気の流れ方向を設定することができ、乗員室から見える開口および／またはルーバグリルはない。その結果、乗員室の快適な換気と共に、見た目の良い乗員室が実現可能になる。

流入ダクトおよび主案内ダクトのみが存在し、バイパスダクトなどのさらなる構成要素が存在しない場合、主流れ方向は空気の流れ方向に実質的に対応する。バイパスダクトがなければ、空気は、主流れ方向に沿って、出口開口によって画定される平面を実質的に垂直に、すなわち出口開口に垂直な面に沿って通ることになる。流入ダクトは、バイパスダクトおよび主案内ダクトの上流に配置される。流入ダクトは、入口開口を越えるまで流れ方向に延在する。バイパスダクトは、入口開口を介して流入ダクトと連絡する。換気ダクトのダクト壁の材料による入口開口の境界（これは、主流れ方向に従って流れる空気に関して下流に位置する）により、流通断面が画定される。その平面により、理論的には、バイパスダクトの外側の換気ダクトを、上流に位置する流入ダクトと下流に位置する主案内ダクトとに分割する。流入ダクトのダクト壁により、好ましくは主案内ダクトのダクト壁と同一の流れ断面を画定する。主案内ダクトは、出口開口を介して特に自動車の乗員室に通じている。バイパスダクトからのフロージェットが主流れ方向に流れる空気に衝突する角度αは、特に鋭角である。例えば、角度αは、５°≦α≦５０°、特に１０°≦α≦４５°、好ましくは１５°≦α≦３０°、特に好ましくは２０°≦α≦２５°である。特に、フロージェットは出口開口に向けられる。すなわち、下流に向けられたバイパスダクトの想像上の延長線は、少なくともかなりの範囲が出口開口を通って延び、主案内ダクトのダクト壁で終端しないであろう。その結果、出口開口を形成する材料に主案内ダクトの気流を容易に押し付けることができる。したがって、例えばコアンダ効果によって、それに対応して主案内ダクトの気流のより顕著な偏向を実現することができる。特に好ましくは、複数のバイパスダクト、例えば２本、４本、６本、または８本のバイパスダクトが設けられて、それに対応して主案内ダクトの気流を多数の異なる方向に偏向することが可能である。

特に、出口開口まで延在する端部領域において、主案内ダクトが、少なくともバイパスダクトと向かい合う円周領域内で、コアンダ効果を発生するために丸みを付けられるように構成される。その結果、フロージェットによって偏向された主案内ダクトの気流は、丸みを付けられた端部領域に容易に当たることができ、かつコアンダ効果によってさらに偏向させることができる。その結果、出口開口から出る流れの流れ方向をさらに広範囲にわたって、さらに大きい度合いで変えることができる。

好ましくは、バイパスダクトは、流入ダクトに向いている入口フラップによって開閉させることができるように構成される。要件に応じて、特に、出口開口から出る流れの所望の流れ方向に応じて、バイパスダクトを、開いた入口フラップによって作動させることができ、または閉じた入口フラップによって作動停止させることができる。特に、入口フラップは、開位置と閉位置との間で複数の中間位置を取ることができる。例えば、バイパスダクト内に導入される体積流を変え、それに対応して、バイパスダクトのフロージェットによる主案内ダクトの気流の偏向の程度を設定する。

特に好ましくは、開位置で、入口フラップが流入ダクト内に突出して、バイパスダクト内への漏斗形状の流入領域を構成する。入口フラップを用いて構成される漏斗形状の流入領域により、流入ダクトからバイパスダクト内に分岐される体積流を加速させることができる。結果的に、それに対応してより高い推進力を有するより強力なフロージェットを生じさせることができる。同時に、主案内ダクト内の空気の流速を結果として幾分減少させることができる。その結果、主案内ダクトの流れをバイパスダクトのフロージェットによってより容易に偏向させることができる。

特に、流入ダクトに向いている端部で、バイパスダクトが漏斗形状の構成であり、分岐された空気を加速させる。バイパスダクトは、流入ダクトと連絡する入口開口の下流で漏斗形状に先細りすることができる。これにより、バイパスダクトの流れを加速させ、それに対応してより高い推進力を有するより強力なフロージェットを実現する。追加として、または代替として、バイパスダクトは、下流で主案内ダクトと連絡するバイパスダクトの出口開口に向けて漏斗形状に先細りして、例えばノズルを形成することができる。その結果、同様に、それに対応してより高い推進力を有するより強力なフロージェットを実現することができる。

特に好ましくは、少なくとも１つの隔壁が、主案内ダクトを少なくとも２つの部分ダクトに分割するために主案内ダクト内に設けられ、隔壁が、部分ダクト内で様々な流速を設定するための案内フラップを、流入ダクトに向いている側に有する。その結果、例えばより大きい体積流を半径方向外側の部分ダクトに提供することができる。結果的に、それに対応してより大きい体積流をコアンダ効果のみによって偏向させることができる。一方、半径方向内側の部分ダクトにおいて、それに対応してより小さい体積流のみをバイパスダクトのフロージェットによって偏向させればよい。例えば、案内フラップによって漏斗形状の流入領域を構成することができる。その結果、例えば作動中のバイパスダクトとは逆側の部分ダクトで、コアンダ効果を受ける加速された流れを生成することができる。場合によっては、この加速された流れにより、特に簡単にコアンダ効果によって偏向させることができるフロージェットをさらに形成することができる。

特に、バイパスダクトは、主案内ダクトに向いている出口フラップによって開閉させることができるように構成される。前記バイパスダクトが作動停止される場合、主案内ダクトと連絡するバイパスダクトの出口開口を通って主案内ダクトから流れる望ましくない逆流（これは、バイパスダクト内で提供される流れ方向とは逆向きである）は、出口フラップによって回避することができる。

好ましくは、出口フラップは、開位置で半径方向外側の部分ダクトを閉じる。対応するバイパスダクトが作動される場合、出口フラップが開かれる。出口フラップの開位置において、バイパスダクトに隣接して延びる部分ダクトを同時に閉じることができる。その結果、作動されたバイパスダクトに連通している部分ダクトによる流れのコアンダ効果（これは、バイパスダクトのフロージェットによる流れの偏向を打ち消す）を回避することができる。バイパスダクトが作動停止される場合、出口フラップが閉じられる。その結果、同時に、ここで作動停止されたバイパスダクトに対して隣接して延びる部分ダクトが再び開かれる。

特に好ましくは、第１のバイパスダクトが、主案内ダクトの流れを第１の方向に偏向するために設けられ、および第１のバイパスダクトと対向するように配置された第２のバイパスダクトが、主案内ダクトの流れを第１の方向とは異なる第２の方向に偏向するように設けられる。好ましくは、主案内ダクトの流れをさらに多くの異なる方向に偏向するために、さらに多くのバイパスダクトが設けられる。特に、それぞれ２つのバイパスダクトが、対として互いに対向するように配置される。その結果、主案内ダクトの流れを様々な方向に偏向させることができる。

さらに、本発明は、自動車の乗員室の空気調和を制御するための空気調和システムであって、上述したように構成および開発することができる換気ダクトを有して、温度制御された空気を自動車の乗員室内に供給する空気調和システムに関する。出口開口から離された換気ダクトのバイパスダクトによって、出口開口での空気の流れ方向を設定することができ、乗員室から見える開口および／またはルーバグリルはない。その結果、乗員室の快適な換気と共に、見た目の良い乗員室が実現可能になる。

さらに、本発明は、乗員を収容するための乗員室と、乗員室の空気調和を制御するための上述したように構成および開発することができる空気調和システムとを有する自動車に関する。出口開口から離された空気調和システムの換気ダクトのバイパスダクトによって、出口開口での空気の流れ方向を設定することができ、乗員室から見える開口および／またはルーバグリルはない。その結果、乗員室の快適な換気と共に、見た目の良い乗員室が実現可能になる。

以下、本発明を、好ましい例示的実施形態を使用して添付図面を参照しながら例として説明する。以下に示される特徴は、個別に、さらには組み合わさって本発明の一態様をなすことができる。

換気ダクトの第１の実施形態の概略断面図を示す。換気ダクトの第２の実施形態の概略断面図を示す。換気ダクトの第３の実施形態の概略断面図を示す。換気ダクトの第４の実施形態の概略断面図を示す。換気ダクトの第５の実施形態の詳細な概略断面図を示す。

自動車用の空気調和システムの換気ダクト１０（図１に示される）は、流入ダクト１２を有する。流入ダクト１２に主案内ダクト１４が隣接している。主案内ダクト１４は、出口開口１６で終端する。バイパスダクト１８が、入口開口２０を介して流入ダクト１２に接続され、かつ出口開口２２を介して主案内ダクト１４に接続されている。入口開口２０は、入口フラップ２４によって開閉することができる。図示される入口フラップ２４の開位置では、バイパスダクト１８内への流入ダクト１２の空気のための漏斗形状の流入領域２６を構成することが可能である。主流れ方向２８に沿って流れる流れ３０は、主流れ方向２８に対して所定角度を有する方向にバイパスダクト１８から出るフロージェット３２によって偏向させることができる。その結果、偏向された流れ３４は、出口開口１６から出て、自動車の乗員室内に流れることができる。

図１に示される換気ダクト１０の実施形態と比較して、図２に示される換気ダクト１０の実施形態では、主案内ダクト１４は、バイパスダクト１８とは逆側の端部領域３６に丸みを付けられた形状である。その結果、フロージェット３２に加えて、またはその代替として、偏向された流れ３４と同方向でのコアンダ効果により、主案内ダクト１４の流れ３０の部分流３８を偏向させることができる。

図２に示される換気ダクト１０の実施形態と比較して、図３に示される換気ダクト１０の実施形態では、第２のバイパスダクト４０が、第１のバイパスダクト１８に対して鏡映対称に設けられる。その結果、主案内ダクト１４の流れ３０を別の方向に偏向させることもできる。好ましくは、主案内ダクトの端部領域３６は、第２のバイパスダクト４０に向かい合う位置でも丸みを付けた構成である。これにより、コアンダ効果によって偏向される部分流３８を実現することを可能にする。

図３に示される換気ダクト１０の実施形態と比較して、図４に示される換気ダクト１０の実施形態では、主案内ダクト１４に隔壁４２が設けられて、主案内ダクト１４を複数の部分ダクト４４に分割する。流入ダクト１２に向いている隔壁４２の端面に、それぞれ１つの案内フラップ４６が設けられる。作動される第２のバイパスダクト４０とは逆側の部分ダクト４４を、案内フラップ４６によって開くことができる。作動される第２のバイパスダクト４０に隣接して延びる部分ダクト４４を閉じることができる。これにより、コアンダ効果によって偏向される部分流３８が、主案内ダクト１４において、作動される第２のバイパスダクト４０とは逆側でのみ生じることを保証することができる。主流れ方向２８は、中央の部分ダクト４４内で実質的に保つことができる。

図４に示される換気ダクト１０の実施形態と比較して、図５に示される換気ダクト１０の実施形態では、バイパスダクト１８、４０の出口開口２２は、それぞれ出口フラップ４８によって閉じることができる。それぞれの出口フラップ４８の開位置で、隣接する部分ダクト４４を出口フラップ４８によって閉じることができる。その結果、例えば、案内フラップ４６をなくすことができる。主案内ダクト１４の丸みを付けられた端部領域３６は、例えばインサート５０によって構成することができる。インサート５０は、主案内ダクト１４の材料内に挿入される。インサート５０は、例えば自動車のインストルメントパネルに色を適合させることができる。その結果、見た目を改良することができ、かつインサート５０の交換によって様々なデザインへの適合を行うことができる。さらに、好ましくは、換気ダクト１０を第１の構成要素５２および第２の構成要素５４から組み立てることが可能である。第１の構成要素５２により、流入ダクト１２と、主案内ダクト１４の一部と、場合によってはバイパスダクト１８、４０および／または入口フラップ２４の一部とを形成することができる。第２の構成要素５４により、主案内ダクト１４の他の部分と、場合によってはバイパスダクト１８、４０および／または出口フラップ４８および／または隔壁４２および／または案内フラップ４６の一部とを形成することができる。

１２流入ダクト
１４主案内ダクト
１６出口開口
１８バイパスダクト
２４入口フラップ
２６流入領域
２８主流れ方向
３０流れ
３２フロージェット
３６端部領域
４０バイパスダクト
４２隔壁
４４部分ダクト
４６案内フラップ
４８出口フラップ

Claims

自動車の乗員室を換気するための換気ダクトであって、
空気を供給するための流入ダクト（１２）と、
前記流入ダクト（１２）の前記空気の少なくとも一部を主流れ方向（２８）に沿って１つの出口開口（１６）の方向に案内するために、前記流入ダクト（１２）から前記出口開口（１６）まで延在する１つの主案内ダクト（１４）と、
前記流入ダクト（１２）の前記空気の一部を放出するために前記流入ダクト（１２）から分岐することができる少なくとも１つのバイパスダクト（１８、４０）と
を備え、前記バイパスダクト（１８、４０）が、前記出口開口（１６）から離れた位置で前記主案内ダクト（１４）に合流しており、前記バイパスダクト（１８、４０）が、フロージェット（３２）を前記主案内ダクト（１４）内に導入するように構成され、前記フロージェット（３２）の方向が、前記主流れ方向（２８）に対して所定角度を有し、前記主案内ダクト（１４）は前記出口開口（１６）を介して前記乗員室に通じており、
前記バイパスダクト（１８、４０）が、前記流入ダクト（１２）に向いている開閉可能な入口フラップ（２４）と、前記主案内ダクト（１４）に向いている開閉可能な出口フラップ（４８）との、少なくとも一方を備えていることを特徴とする、換気ダクト。
前記出口開口（１６）まで延在する端部領域（３６）において、前記主案内ダクト（１４）が、少なくとも前記バイパスダクト（１８、４０）と向かい合う円周領域内で、コアンダ効果を発生するために丸みを付けられるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の換気ダクト。
前記バイパスダクト（１８、４０）が、前記流入ダクト（１２）に向いている前記入口フラップ（２４）によって開閉させることができるように構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の換気ダクト。
開位置で、前記入口フラップ（２４）が前記流入ダクト（１２）内に突出して、前記バイパスダクト（１８、４０）内への漏斗形状の流入領域（２６）を構成することを特徴とする、請求項３に記載の換気ダクト。
前記流入ダクト（１２）に向いている端部で、前記バイパスダクト（１８、４０）が漏斗形状の構成であり、分岐された前記空気を加速させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の換気ダクト。
少なくとも１つの隔壁（４２）が、前記主案内ダクト（１４）を少なくとも２つの部分ダクト（４４）に分割するために前記主案内ダクト（１４）内に設けられ、前記隔壁（４２）が、前記部分ダクト（４４）内で様々な流速を設定するための案内フラップ（４６）を、前記流入ダクト（１２）に向いている側に有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の換気ダクト。
前記バイパスダクト（１８、４０）が、前記主案内ダクト（１４）に向いている前記出口フラップ（４８）によって開閉させることができるように構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の換気ダクト。
前記出口フラップ（４８）が、前記開位置で半径方向外側の部分ダクト（４４）を閉じることを特徴とする、請求項６または７に記載の換気ダクト。
第１のバイパスダクト（１８）が、前記主案内ダクト（１４）の流れ（３０）を第１の方向に偏向するために設けられ、および前記第１のバイパスダクト（１８）と対向するように配置された第２のバイパスダクト（４０）が、前記主案内ダクト（１４）の前記流れ（３０）を前記第１の方向とは異なる第２の方向に偏向するように設けられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の換気ダクト。