JP3772625B2 - 空調ダクトの吹出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バス等自動車における空気調和装置で調温された空気を車室内に吹出す空調ダクトの吹出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バス等の空調ダクトには座席に着座した乗員或いは乗客に向って調温された空気、例えば冷房時に冷風を吹出す開口部が設けられ、同開口部には、通常、適宜の間隔を存して複数個のフィンを並設したルーバと、上記ルーバのフィンに対し直角方向に複数個並設されルーバを通過した冷風等を所望の方向に流出させることができるように設けられた調整可能のフィンとを備えた吹出装置が広く用いられている。
上記従来の吹出装置では、冷房時に、空調ダクトに供給される風量を調整することによって涼風感（ここでは冷風を直接乗員或いは乗客の体に当てて涼感を得ることを意味する）を制御するように構成されているが、例えばバスの場合、多くの乗客が寒いと感じて夫々の座席上方に設けられている空調ダクトの吹出装置の吹出風量を絞ってしまうと、総風量が減少して冷房能力が低下すると共に、車室内各部分の温度分布が不適切になる欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の空調ダクトにおける吹出装置の欠点に鑑み創案されたもので、バス等車両の乗員及び乗客が、空調装置の冷房運転時に、各人の涼風感に対する感覚的な差異、或いは座席位置によって異る日射量の差異等により、冷風の速度が小さいそよ風のような柔らかな涼風感、又は冷風の速度が比較的大きく強い涼風感の何れを選択しても、全体としての風量に大きな変化がなく、また車室内の温度分布にも部分的に大きな変化を生じる不都合がなく、この結果、冷房能力の低下を招くことなく個々の乗員、乗客のフィーリングを向上することができる空調ダクトの吹出装置を提供することを、主たる目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、空調ダクトに設けられ調温された空気を車室内に吹出す開口部に、同軸的にかつ相対回転可能に配設された筒状部材及び回転部材と、上記筒状部材内に軸線方向に摺動自在に嵌装され、その内部にダクト側より車室側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路を備えたノズル部材と、上記回転部材の車室側端部に設けられ、ダクト側から車室側に向い拡開した形状を有すると共に上記ノズル部材のベルマウス形空気通路と等価開口面積を有する空気通路を備えたオリフィスと、上記筒状部材及び回転部材の何れか一方を他方に対し回転させることにより上記ノズル部材を上記オリフィスに近接した第１位置と同オリフィスからダクト内方に離隔した第２位置との間で軸線方向に変位させるノズル移動機構と、上記筒状部材の外周壁に開設され、ノズル部材が上記第１位置にあるとき上記ダクトと同ノズル部材のベルマウス形空気通路とを連通させる第１流入口、及び上記ノズル部材が第２位置にあるとき上記ダクトと上記オリフィスの拡開した空気通路とを連通させる第２流入口とを備え、上記ノズル移動機構が、上記筒状部材又は回転部材の外周壁に設けられ、上記軸線に対し略直交する方向に沿って延びた横溝部分と同横溝部分の一端から上記略直交する方向に対し傾斜して延びた斜溝部分とからなる第１案内溝と、上記筒状部材又は回転部材の他方の外周壁に設けられ軸線に対し略平行に延びた第２案内溝と、上記ノズル部材の外周面に直径方向に延在して突設され、上記第１及び第２案内溝に共通に挿通された摺動ピンとから構成されていることを特徴とする空調ダクトの吹出装置を提案するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を添付図面について具体的に説明する。
先ず、図１ないし図３において、符号１０は車両、特にバスの車室１２の天井部分に車両前後方向に延在して配置され調温された空気、例えば冷風を車室内に供給する空調ダクト（図ではその一部のみが示されている）を示し、１４は同空調ダクト１０の乗員又は乗客用座席の略上方位置に開設された開口部即ち吹出口である。１６は上記吹出口１４に配置され、ダクト１０側から車室１２側に向い拡開した空気通路１８を有する拡散形のオリフィスである。また、２４は上記吹出口１４に配置され、ダクト１０側より車室１２側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路２２を備えたノズル部材である。
【０００６】
空調ダクト１０の吹出口１４に拡散形のオリフィス１６を設けた図１の場合は、空調ダクト１０内の冷風が、図中に矢印で示したように、拡散して低速度で車室１２内に流入するため、吹出口１４の下方に設けられた座席に着座する乗員又は乗客は、柔らかいそよ風のような涼風感を得る。一方、吹出口１４にノズル部材２４を設けた図２の場合は、空調ダクト１０内の冷風が、図中に矢印で示したように、ベルマウス形の収斂した空気通路２２から相対的に高速度で車室１２内に流入するため、吹出口１４の下方の座席に着座する乗員又は乗客は、冷風自体の温度より一層涼しい体感温度を感受することとなる。
【０００７】
従って、図３に示されているように、空調ダクト１０の吹出口１４にオリフィス１６とノズル部材２４とを実質的に同軸的に配置し、オリフィス１６とノズル部材２４を図示のように近接配置することによって、ベルマウス形空気通路２２を流れる相対的に高速の冷風により強い涼風感が得られる（上記近接配置には、図示のようにノズル部材２４をオリフィス１６に当接させる場合は勿論、ベルマウス通路２２による冷風の流れが主流として維持される程度に、ノズル部材２４とオリフィス１６との間に多少の隙間が形成される場合が含まれる。）。また、図３に上向きの矢印で示されているように、ノズル部材２４をオリフィス１６から軸線方向上方に十分離隔させると、空調ダクト１０内の冷風が実質的にオリフィス１６の拡散形空気通路１８から車室１２内に低速で流出して、そよ風のような柔らかい涼風感が得られることとなる。
【０００８】
そこで、オリフィス１６の空気通路１８とノズル部材２４の空気通路２２とが、後述する等価開口面積を有するように、予め夫々の空気通路形状及び断面積を設定しておくことによって、空調ダクト１０内の冷風が、オリフィス１６又はノズル部材２４の何れから吹出した場合でも、実質的に流量に変化がなく、従って複数の吹出口１４を備えた空調ダクト１０全体としての冷風流量が変らないので、冷房能力を低下させたり、車室１２内の温度分布に悪影響を与えることを防止しながら、個々の乗員、乗客は、夫々の体質や、座席位置による日射量の差異等に対応した好みの涼風感を得ることができる。なお、上記等価開口面積とは、種々の通路形状及び断面積を有するオリフィス１６、ノズル部材２４等の吹出部材を、同一のダクト内外の圧力差の下で、同一の風量が得られるような開口部に置き換え、計算によって算出する面積を意味するものである。即ち、上記吹出部材の通路形状の差異により流通損失が異るため、出口面積が同じでも通常等価開口面積は異る。
【０００９】
上記拡散形の空気通路１８を有するオリフィス１６とベルマウス形の空気通路２２を有するノズル部材２４とを組み合わせ、オリフィス１６に対しノズル部材２４を軸線方向に相対変位させるようにした吹出装置の第１の実施形態が図４ないし図１０に示されている。
先ず、図４において、２６は下端が開口した有底円筒状の筒状部材であって、同筒状部材２６の下端部に同軸的に環状の基台２８が配設され、同基台２８と筒状部材２６とは複数個（図では２個のみが示されている）のステイ３０により一体的に連結されている。上記筒状部材２６の円筒状をなす外周壁２６ａの上方部分には、円周方向に適宜の間隔を存し複数個例えば４個の第１流入口を形成する上方開口３２が設けられ、また同外周壁２６ａの下方部分には、複数個例えば直径方向の対称位置に２個の第２流入口を形成する下方開口３４が設けられている。さらに、上記上方開口３２と下方開口３４の中間の外周壁２６ａには、軸線に対し略直交する方向に延びた中心線を有する横溝部分３６ａと、同横溝部分３６ａの一端から上記中心線に対し斜交する方向に下向きに延びた斜溝部分３６ｂとからなる第１案内溝３６ が設けられている。図４では、図の過度の混雑を防ぐため正面側の第１案内溝３６のみが示されているが、直径方向反対側の外周壁２６ａにも対をなす案内溝３６が設けられている。さらに、上記外周壁２６ａの下端には、半径方向内方に延びたフランジが設けられ、同フランジが前記オリフィス１６を形成している。
【００１０】
また、上記基台２８の底壁２８ａから立上った周壁２８ｂは図１０に良く示されているように球面状に形成され、前記空調ダクト１０の吹出口１４に設けられた協働する球面座３８に支持される。従って基台２８は、上記筒状部材２６と一体に或る角度範囲内で上記空調ダクト１０に対し自在に傾動し得るように構成されている。一方、基台２８の底壁２８ａの中央部分には円形の透孔２８ｃが形成され、同透孔２８ｃと筒状部材２６の外周壁２６ａとの間には、環状の空隙４０が形成されている。
【００１１】
次に、図５は上記空隙４０に挿通されて上記筒状部材２６の外周壁２６ａに対し同軸的にかつ回転自在に外嵌される中空円筒状の外周壁４２ａと、同外周壁４２ａの下端に一体的に形成された操作リング４２ｂと、同外周壁４２ａの上端縁に直径方向に対をなして突設され夫々筒状部材２６の軸線に対し略平行に延びた第２案内溝４４を有する突起４２ｃとを備えた回転部材４２を示す。上記外周壁４２ａには、筒状部材２６の下方開口３４と協働する対をなす開口４６が設けられている。なお、上記外周壁４２ａ及び突起４２ｃは、上記空隙４０の半径方向の幅より若干小さい肉厚を有するが、図５では簡単のため便宜的に肉厚を無視した単一の線で示されている。
さらに、図６は全体として円筒状をなし、その中央部分に、前記空調ダクト１０側の断面積が大きく、かつ車室１２側の断面積が小さいベルマウス形の空気通路２２を備えたノズル部材２４を示し、同ノズル部材２４の外周面には直径方向に一線をなす一対の摺動ピン４８が突設され、同ピン４８は、上記筒状部材２６に回転部材４２を同軸的に、かつ相対回転自在に外嵌すると共に、筒状部材２６の内部にノズル部材２６を軸線方向に摺動自在に内嵌して三者を組付けた状態で、上記第１案内溝３６及び第２案内溝４４を共通に貫通する。
【００１２】
上記筒状部材２６、回転部材４２及びノズル部材２４の組立体からなる吹出装置の作動態様を、図７ないし図１０を参照して説明する。先ず、図７及び図１０では、筒状部材２６と一体の上記基台２８が記載されているが、図８及び図９では簡単のために上記基台２８は図示を省略されている。
さて、図７は乗員又は乗客が回転部材４２の下端の操作リング４２ｂを把持して軸線Ｏ−Ｏの回りに回転させ、図中に２点鎖線で示したノズル部材２４の摺動ピン４８が、第１案内溝３６の横溝部分３６ａと斜溝部分３６ｂとの接続部分に位置すると共に第２案内溝４４の上端部分に位置している状態を示す。この状態では、筒状部材２６の上方開口３２は、図１０の軸線Ｏ−Ｏの右側部分に明示されているように上昇位置又は第２位置にあるノズル部材２４の外周面により閉塞されると共に、筒状部材２６の下方開口３４と、回転部材４２の開口４６とが連通している。この結果、空調ダクト１０内の冷風が上記開口４６及び下方開口３４を通ってオリフィス１６の拡散形空気通路１８を経て車室１２内に緩やかな速度で拡散しながら流入し、従って前述したようにそよ風のようなおだやかな涼風感が得られる。
【００１３】
次に、回転部材４２の操作リング４２ｂを軸線Ｏ−Ｏの回りに右回転させると、突起４２ｃに設けられた第２案内溝４４がノズル部材２４の摺動ピン４８を右方に押すので、摺動ピン４８が第１案内溝３６の斜溝部分３６ｂに沿って下降し、従ってノズル部材２４が下降して筒状部材２６の下端のオリフィス１６に当接し又は小間隙を存した近接位置即ち第１位置まで変位し、図８に示す状態となる。
この結果、筒状部材２６の第１流入口即ち上方開口３２が開くと共に、第２流入口即ち下方開口３４がノズル部材２４の外周面により閉鎖される。また回転部材４２の開口４６もノズル部材２４の外周面によって閉鎖される。従って、図１０に軸線Ｏ−Ｏの左側部分に示されているように、空調ダクト１０内の冷風が上方開口３２からノズル部材２４のベルマウス形空気通路２２を通り相対的に高い速度で車室１２内に流出し、前述したように一層高い涼風感が得られる。このときノズル部材２４と上記オリフィス１６とは等価開口面積を有するので、涼風感の変化にも拘わらず、何れの場合も冷風流量は実質的に等しい。
なお、図８の状態に回転部材４２を回転させた後、乗員又は乗客が操作リング４２ｂから手を離したときに、摺動ピン４８は第２案内溝４４に沿って上方に自由に相対変位し得る状態となり、換言すれば、回転部材４２が、自重によってその摺動ピン４８が第２案内溝４４の上端に当接する位置まで下降することができることとなり、外観上好ましくないので、図１０に示されているように回転部材４２の外周壁４２ａに適宜のストッパ部材５０を設ける。
【００１４】
また、上記図７の状態から回転部材４２の操作リング４２ｂを軸線Ｏ−Ｏの回りに左回転させると、上昇位置にあるノズル部材２４の摺動ピン４８が第１案内溝３６の横溝部分３６ａの他端（図中左方の端部）まで変位し図９の状態となる。この状態では、筒状部材２６の上方開口３２が上昇位置にあるノズル部材２４によって閉塞されると共に、筒状部材２６の下方開口３４と回転部材４２の開口４６が円周方向に離隔した位置に変位するので、空調ダクト１０から車室１２への冷風の流出が停止される。なお、冬期等冷房が行なわれない場合、空調ダクト１０のすべての吹出口１４に設けられた吹出装置を図９の閉鎖状態とすることが好ましい。
【００１５】
次に、図１１ないし図１２は、本発明の第２の実施形態を示すものである。第２実施形態と上記第１実施形態との差異は、先ず、図１２に示されているように回転部材４２の外周壁４２ａが円周方向に連続せず、直径方向に対向して配置された二つの部分円筒状の外周壁４２ａ′から形成されていて、同外周壁４２ａ′相互間の円周方向の空間が開口４６を形成していること、及び上記外周壁４２ａ′の下端部分にスリット５２が形成されていることである。また、図１１に示されているように、筒状部材２６の下端部と基台２８の底壁２８ａとが一体的に連結され、また同底壁２８ａに、上記外周壁４２ａ′を挿入して筒状部材２６の外周壁２６ａに外嵌するための円弧状の溝４０′が設けられていることである。なお上記外周壁４２ａ′の下端部分に設けられる上記スリット５２は上記底壁２８ａの肉厚より若干大きい軸線方向の高さを有する。筒状部材２６及び基台２８のその他の構成、並びにノズル部材２４の構成は、上記第１実施形態と実質的に同等であり、したがつて同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
【００１６】
上記筒状部材２６、回転部材４２及びノズル部材２４を組付けた第２実施形態の作動態様は、図１３に示すとおりである。軸線Ｏ−Ｏの右側部分は、ノズル部材２４の摺動ピン４８が第１案内溝３６の横溝部分３６ａの斜溝部分３６ｂとの接続部分に位置している状態を示し、このときノズル部材２４は上昇位置即ち第２位置にあるので、筒状部材２６の第１流入口即ち上方開口３２は閉塞され、同筒状部材２６の第２流入口即ち下方開口３４と回転部材４２の開口４６とが一致し、空調ダクト１０内の冷風が上記下方開口３４及び開口４６を通って筒状部材２６の下端内方に形成されたオリフィス１６の拡散形空気通路１８から車室１２内に低い速度で流入し、従ってそよ風のようなおだやかな涼風感が得られる。
【００１７】
次に、回転部材４２の操作リング４２ｂを軸線Ｏ−Ｏの回りに右回りに回転させるとノズル部材２４の摺動ピン４８が第１案内溝３６の斜溝部分３６ｂに沿って下降し、ノズル部材２４がオリフィス１６の上面に当接するか小間隙を存する近接位置即ち第１位置まで下降し、図１３において軸線Ｏ−Ｏの左側に図示した状態となる。ノズル部材２４の下降により筒状部材２６の上方開口３２が開かれると共に下方開口３４及び回転部材４２の開口４６が閉塞されるので、空調ダクト１０内の冷風がベルマウス形空気通路２２を通って相対的に高い速度で車室１２内に流入し、より強い涼風感が得られる。なお、ノズル部材２４とオリフィス１６とは等価開口面積を有するように設定されているので、上記涼風感の変化にも拘わらず、空調ダクト１０から車室１２内への冷風吹出流量は実質的に等しい。
【００１８】
さらに、上記のように回転部材４２を右回転させたときに、部分円筒壁下端のスリット５２が円弧状の溝４０′の円周方向の延長部分に挟持されているので、摺動ピン４８が第２案内溝４４の下端に位置していても、回転部材４２が自重により下方に変位することはない。なお、図示は省略されているが、摺動ピン４８が第１案内溝３６の横溝部分３６ａの右端位置にある状態、即ち図１３の右半部分に示した状態から、回転部材４２を左方に回転させることによって、第１実施形態における図９の状態と同様に、空調ダクト１０から車室１２内への冷風の吹出しを停止させるように構成することができる。
【００１９】
本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更、修正を加えて実施することができる。例えば、基台２８を単なるフランジとして空調ダクト１０の吹出口１４にねじ、ボルト等により固定しても良く、勿論この場合筒状部材２６の軸線Ｏ−Ｏの方向、即ち冷風の吹出流の指向方向を変化させることはできなくなるが、なお本発明の利点又は効果を奏することができる。また、第１案内溝３６の斜溝部分３６ｂの下向きの傾斜方向を上記構成とは逆にし、回転部材４２の回転操作方向を上記とは逆方向にしても良く、また第１案内溝３６における斜溝部分３６ｂを上向きに延びるように変更することができる。さらに、上記ノズル部材２４のオリフィス１６に対する軸線Ｏ−Ｏ方向の変位は、筒状部材２６と回転部材４２の軸線Ｏ−Ｏの回りの相対回転によって行なわれるので、上記実施形態とは逆に、第１案内溝３６を回転部材４２側に設け、第２案内溝４４を筒状部材２６側に設けることができ、さらにまた、上記実施形態とは反対に、回転部材４２に対し筒状部材２６を回転させるように変更することもできる。なおまた、本発明はバスの車室天井付近に設けられる空調ダクトの吹出装置に適用されて特に好適であるが、バス以外の種々の車両に広く適用し得ることは、明らかである。
【００２０】
【発明の効果】
叙上のように、本発明に係る空調ダクトの吹出装置は、空調ダクトに設けられ調温された空気を車室内に吹出す開口部に、同軸的にかつ相対回転可能に配設された筒状部材及び回転部材と、上記筒状部材内に軸線方向に摺動自在に嵌装され、その内部にダクト側より車室側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路を備えたノズル部材と、上記回転部材の車室側端部に設けられ、ダクト側から車室側に向い拡開した形状を有すると共に上記ノズル部材のベルマウス形空気通路と等価開口面積を有する空気通路を備えたオリフィスと、上記筒状部材及び回転部材の何れか一方を他方に対し回転させることにより上記ノズル部材を上記オリフィスに近接した第１位置と同オリフィスからダクト内方に離隔した第２位置との間で軸線方向に変位させるノズル移動機構と、上記筒状部材の外周壁に開設され、ノズル部材が上記第１位置にあるとき上記ダクトと同ノズル部材のベルマウス形空気通路とを連通させる第１流入口、及び上記ノズル部材が第２位置にあるとき上記ダクトと上記オリフィスの拡開した空気通路とを連通させる第２流入口とを備えたことを特徴とし、空調装置の冷房運転時に、空調ダクトの吹出装置から車室内に流入する冷風の速度を乗員及び乗客の感覚的な好み、日射量の差異等に応じ、柔らかな涼風感又は強い涼風感が得られるように切換えることができ、また、上記切換えによって冷風流量に大きな変化を生じることがなく、従って冷房能力の低下や車室内の温度分布の大きな変動を招くことなく個々の乗員、乗客のフィーリングを向上することができる利点がある。
また、本発明において、上記ノズル移動機構が、上記筒状部材又は回転部材の外周壁に設けられ、上記軸線に対し略直交する方向に沿って延びた横溝部分と同横溝部分の一端から上記略直交する方向に対し傾斜して延びた斜溝部分とからなる第１案内溝と、筒状部材又は回転部材の他方の外周壁に設けられ軸線に対し略平行に延びた第２案内溝と、上記ノズル部材の外周面に直径方向に延在して突設され、上記第１及び第２案内溝に共通に挿通された摺動ピンとから構成されていることにより、構造的にコンパクトでバス等の空調ダクトに容易に取付けることが可能な吹出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空調ダクトの吹出口に拡散形空気通路を有するオリフィスを配置した場合を示す概念的断面図である。
【図２】空調ダクトの吹出口にベルマウス形空気通路を有するノズル部材を配置した場合を示す概念的断面図である。
【図３】空調ダクトの吹出口にオリフィスとノズル部材とを配置した場合を示す概念的断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における筒状部材及び基台の斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態における回転部材の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるノズル部材の斜視図である。
【図７】図４〜図６に示した部材を組付けオリフィスを作用させた状態の吹出装置を示す正面図である。
【図８】図７に示した吹出装置においてノズル部材を作用させた状態を示す正面図である。
【図９】図７に示した吹出装置の不作動時を示す正面図である。
【図１０】軸線Ｏ−Ｏの右側に図７に示す状態を、左側に図８に示す状態を示した第１実施形態の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における筒状部材及び基台の斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における回転部材の斜視図である。
【図１３】軸線Ｏ−Ｏの右側にオリフィスの作動時を示し、左側にノズル部材の作動時を示した第２実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０…空調ダクト、１２…車室、１４…吹出口（吹出し開口部）、１６…オリフィス、１８…拡散形空気通路、２２…ベルマウス形空気通路、２４…ノズル部材、２６…筒状部材、２６ａ…筒状部材の外周壁、２８…基台、３２…上方開口（第１流入口）、３４…下方開口（第２流入口）、３６…第１案内溝、３６ａ…横溝部分、３６ｂ…斜溝部分、４２…回転部材、４２ａ及び４２ａ′…回転部材の外周壁、４４…第２案内溝、４８…摺動ピン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、バス等自動車における空気調和装置で調温された空気を車室内に吹出す空調ダクトの吹出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バス等の空調ダクトには座席に着座した乗員或いは乗客に向って調温された空気、例えば冷房時に冷風を吹出す開口部が設けられ、同開口部には、通常、適宜の間隔を存して複数個のフィンを並設したルーバと、上記ルーバのフィンに対し直角方向に複数個並設されルーバを通過した冷風等を所望の方向に流出させることができるように設けられた調整可能のフィンとを備えた吹出装置が広く用いられている。
上記従来の吹出装置では、冷房時に、空調ダクトに供給される風量を調整することによって涼風感（ここでは冷風を直接乗員或いは乗客の体に当てて涼感を得ることを意味する）を制御するように構成されているが、例えばバスの場合、多くの乗客が寒いと感じて夫々の座席上方に設けられている空調ダクトの吹出装置の吹出風量を絞ってしまうと、総風量が減少して冷房能力が低下すると共に、車室内各部分の温度分布が不適切になる欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の空調ダクトにおける吹出装置の欠点に鑑み創案されたもので、バス等車両の乗員及び乗客が、空調装置の冷房運転時に、各人の涼風感に対する感覚的な差異、或いは座席位置によって異る日射量の差異等により、冷風の速度が小さいそよ風のような柔らかな涼風感、又は冷風の速度が比較的大きく強い涼風感の何れを選択しても、全体としての風量に大きな変化がなく、また車室内の温度分布にも部分的に大きな変化を生じる不都合がなく、この結果、冷房能力の低下を招くことなく個々の乗員、乗客のフィーリングを向上することができる空調ダクトの吹出装置を提供することを、主たる目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、空調ダクトに設けられ調温された空気を車室内に吹出す開口部に、同軸的にかつ相対回転可能に配設された筒状部材及び回転部材と、上記筒状部材内に軸線方向に摺動自在に嵌装され、その内部にダクト側より車室側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路を備えたノズル部材と、上記回転部材の車室側端部に設けられ、ダクト側から車室側に向い拡開した形状を有すると共に上記ノズル部材のベルマウス形空気通路と等価開口面積を有する空気通路を備えたオリフィスと、上記筒状部材及び回転部材の何れか一方を他方に対し回転させることにより上記ノズル部材を上記オリフィスに近接した第１位置と同オリフィスからダクト内方に離隔した第２位置との間で軸線方向に変位させるノズル移動機構と、上記筒状部材の外周壁に開設され、ノズル部材が上記第１位置にあるとき上記ダクトと同ノズル部材のベルマウス形空気通路とを連通させる第１流入口、及び上記ノズル部材が第２位置にあるとき上記ダクトと上記オリフィスの拡開した空気通路とを連通させる第２流入口とを備え、上記ノズル移動機構が、上記筒状部材又は回転部材の外周壁に設けられ、上記軸線に対し略直交する方向に沿って延びた横溝部分と同横溝部分の一端から上記略直交する方向に対し傾斜して延びた斜溝部分とからなる第１案内溝と、上記筒状部材又は回転部材の他方の外周壁に設けられ軸線に対し略平行に延びた第２案内溝と、上記ノズル部材の外周面に直径方向に延在して突設され、上記第１及び第２案内溝に共通に挿通された摺動ピンとから構成されていることを特徴とする空調ダクトの吹出装置を提案するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を添付図面について具体的に説明する。
先ず、図１ないし図３において、符号１０は車両、特にバスの車室１２の天井部分に車両前後方向に延在して配置され調温された空気、例えば冷風を車室内に供給する空調ダクト（図ではその一部のみが示されている）を示し、１４は同空調ダクト１０の乗員又は乗客用座席の略上方位置に開設された開口部即ち吹出口である。１６は上記吹出口１４に配置され、ダクト１０側から車室１２側に向い拡開した空気通路１８を有する拡散形のオリフィスである。また、２４は上記吹出口１４に配置され、ダクト１０側より車室１２側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路２２を備えたノズル部材である。
【０００６】
空調ダクト１０の吹出口１４に拡散形のオリフィス１６を設けた図１の場合は、空調ダクト１０内の冷風が、図中に矢印で示したように、拡散して低速度で車室１２内に流入するため、吹出口１４の下方に設けられた座席に着座する乗員又は乗客は、柔らかいそよ風のような涼風感を得る。一方、吹出口１４にノズル部材２４を設けた図２の場合は、空調ダクト１０内の冷風が、図中に矢印で示したように、ベルマウス形の収斂した空気通路２２から相対的に高速度で車室１２内に流入するため、吹出口１４の下方の座席に着座する乗員又は乗客は、冷風自体の温度より一層涼しい体感温度を感受することとなる。
【０００７】
従って、図３に示されているように、空調ダクト１０の吹出口１４にオリフィス１６とノズル部材２４とを実質的に同軸的に配置し、オリフィス１６とノズル部材２４を図示のように近接配置することによって、ベルマウス形空気通路２２を流れる相対的に高速の冷風により強い涼風感が得られる（上記近接配置には、図示のようにノズル部材２４をオリフィス１６に当接させる場合は勿論、ベルマウス通路２２による冷風の流れが主流として維持される程度に、ノズル部材２４とオリフィス１６との間に多少の隙間が形成される場合が含まれる。）。また、図３に上向きの矢印で示されているように、ノズル部材２４をオリフィス１６から軸線方向上方に十分離隔させると、空調ダクト１０内の冷風が実質的にオリフィス１６の拡散形空気通路１８から車室１２内に低速で流出して、そよ風のような柔らかい涼風感が得られることとなる。
【０００８】
そこで、オリフィス１６の空気通路１８とノズル部材２４の空気通路２２とが、後述する等価開口面積を有するように、予め夫々の空気通路形状及び断面積を設定しておくことによって、空調ダクト１０内の冷風が、オリフィス１６又はノズル部材２４の何れから吹出した場合でも、実質的に流量に変化がなく、従って複数の吹出口１４を備えた空調ダクト１０全体としての冷風流量が変らないので、冷房能力を低下させたり、車室１２内の温度分布に悪影響を与えることを防止しながら、個々の乗員、乗客は、夫々の体質や、座席位置による日射量の差異等に対応した好みの涼風感を得ることができる。なお、上記等価開口面積とは、種々の通路形状及び断面積を有するオリフィス１６、ノズル部材２４等の吹出部材を、同一のダクト内外の圧力差の下で、同一の風量が得られるような開口部に置き換え、計算によって算出する面積を意味するものである。即ち、上記吹出部材の通路形状の差異により流通損失が異るため、出口面積が同じでも通常等価開口面積は異る。
【０００９】
上記拡散形の空気通路１８を有するオリフィス１６とベルマウス形の空気通路２２を有するノズル部材２４とを組み合わせ、オリフィス１６に対しノズル部材２４を軸線方向に相対変位させるようにした吹出装置の第１の実施形態が図４ないし図１０に示されている。
先ず、図４において、２６は下端が開口した有底円筒状の筒状部材であって、同筒状部材２６の下端部に同軸的に環状の基台２８が配設され、同基台２８と筒状部材２６とは複数個（図では２個のみが示されている）のステイ３０により一体的に連結されている。上記筒状部材２６の円筒状をなす外周壁２６ａの上方部分には、円周方向に適宜の間隔を存し複数個例えば４個の第１流入口を形成する上方開口３２が設けられ、また同外周壁２６ａの下方部分には、複数個例えば直径方向の対称位置に２個の第２流入口を形成する下方開口３４が設けられている。さらに、上記上方開口３２と下方開口３４の中間の外周壁２６ａには、軸線に対し略直交する方向に延びた中心線を有する横溝部分３６ａと、同横溝部分３６ａの一端から上記中心線に対し斜交する方向に下向きに延びた斜溝部分３６ｂとからなる第１案内溝３６ が設けられている。図４では、図の過度の混雑を防ぐため正面側の第１案内溝３６のみが示されているが、直径方向反対側の外周壁２６ａにも対をなす案内溝３６が設けられている。さらに、上記外周壁２６ａの下端には、半径方向内方に延びたフランジが設けられ、同フランジが前記オリフィス１６を形成している。
【００１０】
また、上記基台２８の底壁２８ａから立上った周壁２８ｂは図１０に良く示されているように球面状に形成され、前記空調ダクト１０の吹出口１４に設けられた協働する球面座３８に支持される。従って基台２８は、上記筒状部材２６と一体に或る角度範囲内で上記空調ダクト１０に対し自在に傾動し得るように構成されている。一方、基台２８の底壁２８ａの中央部分には円形の透孔２８ｃが形成され、同透孔２８ｃと筒状部材２６の外周壁２６ａとの間には、環状の空隙４０が形成されている。
【００１１】
次に、図５は上記空隙４０に挿通されて上記筒状部材２６の外周壁２６ａに対し同軸的にかつ回転自在に外嵌される中空円筒状の外周壁４２ａと、同外周壁４２ａの下端に一体的に形成された操作リング４２ｂと、同外周壁４２ａの上端縁に直径方向に対をなして突設され夫々筒状部材２６の軸線に対し略平行に延びた第２案内溝４４を有する突起４２ｃとを備えた回転部材４２を示す。上記外周壁４２ａには、筒状部材２６の下方開口３４と協働する対をなす開口４６が設けられている。なお、上記外周壁４２ａ及び突起４２ｃは、上記空隙４０の半径方向の幅より若干小さい肉厚を有するが、図５では簡単のため便宜的に肉厚を無視した単一の線で示されている。
さらに、図６は全体として円筒状をなし、その中央部分に、前記空調ダクト１０側の断面積が大きく、かつ車室１２側の断面積が小さいベルマウス形の空気通路２２を備えたノズル部材２４を示し、同ノズル部材２４の外周面には直径方向に一線をなす一対の摺動ピン４８が突設され、同ピン４８は、上記筒状部材２６に回転部材４２を同軸的に、かつ相対回転自在に外嵌すると共に、筒状部材２６の内部にノズル部材２６を軸線方向に摺動自在に内嵌して三者を組付けた状態で、上記第１案内溝３６及び第２案内溝４４を共通に貫通する。
【００１２】
上記筒状部材２６、回転部材４２及びノズル部材２４の組立体からなる吹出装置の作動態様を、図７ないし図１０を参照して説明する。先ず、図７及び図１０では、筒状部材２６と一体の上記基台２８が記載されているが、図８及び図９では簡単のために上記基台２８は図示を省略されている。
さて、図７は乗員又は乗客が回転部材４２の下端の操作リング４２ｂを把持して軸線Ｏ−Ｏの回りに回転させ、図中に２点鎖線で示したノズル部材２４の摺動ピン４８が、第１案内溝３６の横溝部分３６ａと斜溝部分３６ｂとの接続部分に位置すると共に第２案内溝４４の上端部分に位置している状態を示す。この状態では、筒状部材２６の上方開口３２は、図１０の軸線Ｏ−Ｏの右側部分に明示されているように上昇位置又は第２位置にあるノズル部材２４の外周面により閉塞されると共に、筒状部材２６の下方開口３４と、回転部材４２の開口４６とが連通している。この結果、空調ダクト１０内の冷風が上記開口４６及び下方開口３４を通ってオリフィス１６の拡散形空気通路１８を経て車室１２内に緩やかな速度で拡散しながら流入し、従って前述したようにそよ風のようなおだやかな涼風感が得られる。
【００１３】
次に、回転部材４２の操作リング４２ｂを軸線Ｏ−Ｏの回りに右回転させると、突起４２ｃに設けられた第２案内溝４４がノズル部材２４の摺動ピン４８を右方に押すので、摺動ピン４８が第１案内溝３６の斜溝部分３６ｂに沿って下降し、従ってノズル部材２４が下降して筒状部材２６の下端のオリフィス１６に当接し又は小間隙を存した近接位置即ち第１位置まで変位し、図８に示す状態となる。
この結果、筒状部材２６の第１流入口即ち上方開口３２が開くと共に、第２流入口即ち下方開口３４がノズル部材２４の外周面により閉鎖される。また回転部材４２の開口４６もノズル部材２４の外周面によって閉鎖される。従って、図１０に軸線Ｏ−Ｏの左側部分に示されているように、空調ダクト１０内の冷風が上方開口３２からノズル部材２４のベルマウス形空気通路２２を通り相対的に高い速度で車室１２内に流出し、前述したように一層高い涼風感が得られる。このときノズル部材２４と上記オリフィス１６とは等価開口面積を有するので、涼風感の変化にも拘わらず、何れの場合も冷風流量は実質的に等しい。
なお、図８の状態に回転部材４２を回転させた後、乗員又は乗客が操作リング４２ｂから手を離したときに、摺動ピン４８は第２案内溝４４に沿って上方に自由に相対変位し得る状態となり、換言すれば、回転部材４２が、自重によってその摺動ピン４８が第２案内溝４４の上端に当接する位置まで下降することができることとなり、外観上好ましくないので、図１０に示されているように回転部材４２の外周壁４２ａに適宜のストッパ部材５０を設ける。
【００１４】
また、上記図７の状態から回転部材４２の操作リング４２ｂを軸線Ｏ−Ｏの回りに左回転させると、上昇位置にあるノズル部材２４の摺動ピン４８が第１案内溝３６の横溝部分３６ａの他端（図中左方の端部）まで変位し図９の状態となる。この状態では、筒状部材２６の上方開口３２が上昇位置にあるノズル部材２４によって閉塞されると共に、筒状部材２６の下方開口３４と回転部材４２の開口４６が円周方向に離隔した位置に変位するので、空調ダクト１０から車室１２への冷風の流出が停止される。なお、冬期等冷房が行なわれない場合、空調ダクト１０のすべての吹出口１４に設けられた吹出装置を図９の閉鎖状態とすることが好ましい。
【００１５】
次に、図１１ないし図１２は、本発明の第２の実施形態を示すものである。第２実施形態と上記第１実施形態との差異は、先ず、図１２に示されているように回転部材４２の外周壁４２ａが円周方向に連続せず、直径方向に対向して配置された二つの部分円筒状の外周壁４２ａ′から形成されていて、同外周壁４２ａ′相互間の円周方向の空間が開口４６を形成していること、及び上記外周壁４２ａ′の下端部分にスリット５２が形成されていることである。また、図１１に示されているように、筒状部材２６の下端部と基台２８の底壁２８ａとが一体的に連結され、また同底壁２８ａに、上記外周壁４２ａ′を挿入して筒状部材２６の外周壁２６ａに外嵌するための円弧状の溝４０′が設けられていることである。なお上記外周壁４２ａ′の下端部分に設けられる上記スリット５２は上記底壁２８ａの肉厚より若干大きい軸線方向の高さを有する。筒状部材２６及び基台２８のその他の構成、並びにノズル部材２４の構成は、上記第１実施形態と実質的に同等であり、したがつて同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
【００１６】
上記筒状部材２６、回転部材４２及びノズル部材２４を組付けた第２実施形態の作動態様は、図１３に示すとおりである。軸線Ｏ−Ｏの右側部分は、ノズル部材２４の摺動ピン４８が第１案内溝３６の横溝部分３６ａの斜溝部分３６ｂとの接続部分に位置している状態を示し、このときノズル部材２４は上昇位置即ち第２位置にあるので、筒状部材２６の第１流入口即ち上方開口３２は閉塞され、同筒状部材２６の第２流入口即ち下方開口３４と回転部材４２の開口４６とが一致し、空調ダクト１０内の冷風が上記下方開口３４及び開口４６を通って筒状部材２６の下端内方に形成されたオリフィス１６の拡散形空気通路１８から車室１２内に低い速度で流入し、従ってそよ風のようなおだやかな涼風感が得られる。
【００１７】
次に、回転部材４２の操作リング４２ｂを軸線Ｏ−Ｏの回りに右回りに回転させるとノズル部材２４の摺動ピン４８が第１案内溝３６の斜溝部分３６ｂに沿って下降し、ノズル部材２４がオリフィス１６の上面に当接するか小間隙を存する近接位置即ち第１位置まで下降し、図１３において軸線Ｏ−Ｏの左側に図示した状態となる。ノズル部材２４の下降により筒状部材２６の上方開口３２が開かれると共に下方開口３４及び回転部材４２の開口４６が閉塞されるので、空調ダクト１０内の冷風がベルマウス形空気通路２２を通って相対的に高い速度で車室１２内に流入し、より強い涼風感が得られる。なお、ノズル部材２４とオリフィス１６とは等価開口面積を有するように設定されているので、上記涼風感の変化にも拘わらず、空調ダクト１０から車室１２内への冷風吹出流量は実質的に等しい。
【００１８】
さらに、上記のように回転部材４２を右回転させたときに、部分円筒壁下端のスリット５２が円弧状の溝４０′の円周方向の延長部分に挟持されているので、摺動ピン４８が第２案内溝４４の下端に位置していても、回転部材４２が自重により下方に変位することはない。なお、図示は省略されているが、摺動ピン４８が第１案内溝３６の横溝部分３６ａの右端位置にある状態、即ち図１３の右半部分に示した状態から、回転部材４２を左方に回転させることによって、第１実施形態における図９の状態と同様に、空調ダクト１０から車室１２内への冷風の吹出しを停止させるように構成することができる。
【００１９】
本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更、修正を加えて実施することができる。例えば、基台２８を単なるフランジとして空調ダクト１０の吹出口１４にねじ、ボルト等により固定しても良く、勿論この場合筒状部材２６の軸線Ｏ−Ｏの方向、即ち冷風の吹出流の指向方向を変化させることはできなくなるが、なお本発明の利点又は効果を奏することができる。また、第１案内溝３６の斜溝部分３６ｂの下向きの傾斜方向を上記構成とは逆にし、回転部材４２の回転操作方向を上記とは逆方向にしても良く、また第１案内溝３６における斜溝部分３６ｂを上向きに延びるように変更することができる。さらに、上記ノズル部材２４のオリフィス１６に対する軸線Ｏ−Ｏ方向の変位は、筒状部材２６と回転部材４２の軸線Ｏ−Ｏの回りの相対回転によって行なわれるので、上記実施形態とは逆に、第１案内溝３６を回転部材４２側に設け、第２案内溝４４を筒状部材２６側に設けることができ、さらにまた、上記実施形態とは反対に、回転部材４２に対し筒状部材２６を回転させるように変更することもできる。なおまた、本発明はバスの車室天井付近に設けられる空調ダクトの吹出装置に適用されて特に好適であるが、バス以外の種々の車両に広く適用し得ることは、明らかである。
【００２０】
【発明の効果】
叙上のように、本発明に係る空調ダクトの吹出装置は、空調ダクトに設けられ調温された空気を車室内に吹出す開口部に、同軸的にかつ相対回転可能に配設された筒状部材及び回転部材と、上記筒状部材内に軸線方向に摺動自在に嵌装され、その内部にダクト側より車室側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路を備えたノズル部材と、上記回転部材の車室側端部に設けられ、ダクト側から車室側に向い拡開した形状を有すると共に上記ノズル部材のベルマウス形空気通路と等価開口面積を有する空気通路を備えたオリフィスと、上記筒状部材及び回転部材の何れか一方を他方に対し回転させることにより上記ノズル部材を上記オリフィスに近接した第１位置と同オリフィスからダクト内方に離隔した第２位置との間で軸線方向に変位させるノズル移動機構と、上記筒状部材の外周壁に開設され、ノズル部材が上記第１位置にあるとき上記ダクトと同ノズル部材のベルマウス形空気通路とを連通させる第１流入口、及び上記ノズル部材が第２位置にあるとき上記ダクトと上記オリフィスの拡開した空気通路とを連通させる第２流入口とを備えたことを特徴とし、空調装置の冷房運転時に、空調ダクトの吹出装置から車室内に流入する冷風の速度を乗員及び乗客の感覚的な好み、日射量の差異等に応じ、柔らかな涼風感又は強い涼風感が得られるように切換えることができ、また、上記切換えによって冷風流量に大きな変化を生じることがなく、従って冷房能力の低下や車室内の温度分布の大きな変動を招くことなく個々の乗員、乗客のフィーリングを向上することができる利点がある。
また、本発明において、上記ノズル移動機構が、上記筒状部材又は回転部材の外周壁に設けられ、上記軸線に対し略直交する方向に沿って延びた横溝部分と同横溝部分の一端から上記略直交する方向に対し傾斜して延びた斜溝部分とからなる第１案内溝と、筒状部材又は回転部材の他方の外周壁に設けられ軸線に対し略平行に延びた第２案内溝と、上記ノズル部材の外周面に直径方向に延在して突設され、上記第１及び第２案内溝に共通に挿通された摺動ピンとから構成されていることにより、構造的にコンパクトでバス等の空調ダクトに容易に取付けることが可能な吹出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空調ダクトの吹出口に拡散形空気通路を有するオリフィスを配置した場合を示す概念的断面図である。
【図２】空調ダクトの吹出口にベルマウス形空気通路を有するノズル部材を配置した場合を示す概念的断面図である。
【図３】空調ダクトの吹出口にオリフィスとノズル部材とを配置した場合を示す概念的断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における筒状部材及び基台の斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態における回転部材の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるノズル部材の斜視図である。
【図７】図４〜図６に示した部材を組付けオリフィスを作用させた状態の吹出装置を示す正面図である。
【図８】図７に示した吹出装置においてノズル部材を作用させた状態を示す正面図である。
【図９】図７に示した吹出装置の不作動時を示す正面図である。
【図１０】軸線Ｏ−Ｏの右側に図７に示す状態を、左側に図８に示す状態を示した第１実施形態の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における筒状部材及び基台の斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における回転部材の斜視図である。
【図１３】軸線Ｏ−Ｏの右側にオリフィスの作動時を示し、左側にノズル部材の作動時を示した第２実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０…空調ダクト、１２…車室、１４…吹出口（吹出し開口部）、１６…オリフィス、１８…拡散形空気通路、２２…ベルマウス形空気通路、２４…ノズル部材、２６…筒状部材、２６ａ…筒状部材の外周壁、２８…基台、３２…上方開口（第１流入口）、３４…下方開口（第２流入口）、３６…第１案内溝、３６ａ…横溝部分、３６ｂ…斜溝部分、４２…回転部材、４２ａ及び４２ａ′…回転部材の外周壁、４４…第２案内溝、４８…摺動ピン。
Claims (1)
- 空調ダクトに設けられ調温された空気を車室内に吹出す開口部に、同軸的にかつ相対回転可能に配設された筒状部材及び回転部材と、上記筒状部材内に軸線方向に摺動自在に嵌装され、その内部にダクト側より車室側の通路面積が小さく形成されたベルマウス形の空気通路を備えたノズル部材と、上記回転部材の車室側端部に設けられ、ダクト側から車室側に向い拡開した形状を有すると共に上記ノズル部材のベルマウス形空気通路と等価開口面積を有する空気通路を備えたオリフィスと、上記筒状部材及び回転部材の何れか一方を他方に対し回転させることにより上記ノズル部材を上記オリフィスに近接した第１位置と同オリフィスからダクト内方に離隔した第２位置との間で軸線方向に変位させるノズル移動機構と、上記筒状部材の外周壁に開設され、ノズル部材が上記第１位置にあるとき上記ダクトと同ノズル部材のベルマウス形空気通路とを連通させる第１流入口、及び上記ノズル部材が第２位置にあるとき上記ダクトと上記オリフィスの拡開した空気通路とを連通させる第２流入口とを備え、
上記ノズル移動機構が、上記筒状部材又は回転部材の外周壁に設けられ、上記軸線に対し略直交する方向に沿って延びた横溝部分と同横溝部分の一端から上記略直交する方向に対し傾斜して延びた斜溝部分とからなる第１案内溝と、上記筒状部材又は回転部材の他方の外周壁に設けられ軸線に対し略平行に延びた第２案内溝と、上記ノズル部材の外周面に直径方向に延在して突設され、上記第１及び第２案内溝に共通に挿通された摺動ピンとから構成されていることを特徴とする空調ダクトの吹出装置。
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