JP2002029240A - 車両用内外気切換装置 - Google Patents
車両用内外気切換装置Info
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Abstract
内外気切換箱内に外気が洩れ出てしまうことを抑制す
る。 【解決手段】 内気モード時において、外壁板30bに
加わる車両走行動圧により、内外気切替ドア30は、2
枚の側壁板30cのうち回転軸30a周辺の部分が互い
に遠ざかる向きに変位するように弾性変形可能に形成さ
れている。そして、この変位に伴って、軸方向用シール
部材30eは内外気切換箱10に押し当てられる。これ
により、回転軸30a方向において、シール部材30e
が内外気切換箱10に押し付けられて密着するので、ド
ア30と内外気切換箱10とを回転軸30a方向にシー
ルすることができる。
Description
気切換ドアを備える車両用内外気切換装置に関するもの
で、内気モード時における内外気切換ドアのシール構造
に関するものである。
内外気切替箱に形成された軸中心を同じくする2つの軸
受け穴に挿入される回転軸と、その回転方向に延びる外
壁板と、外壁板のうち回転軸の軸方向の両側部と回転軸
との間を連結する2枚の側壁板とからなる門型形状に形
成されている。また、側壁板および外壁板の周縁部には
パッキンが備えられ、内外気切換箱にはパッキンに対応
した形状のシール面が形成されている。
のシール作用のうち、回転軸の回転方向においては、パ
ッキンをシール面に押し付けることによりシールするよ
うになっている。一方、回転軸の軸方向においては、側
壁板のうち回転軸周辺の部分と内外気切換箱の内面との
間に、内外気切替ドアを回転させるための隙間を有して
いた。
ドアが内外気切替箱に開口する外気吸入口を閉じて内気
吸入口を開いたとき(内気モード時)、内外気切替ドア
の外気吸入口側の外気は車両走行動圧(ラム圧)を受け
て気圧が高くなっている。
ル構造では、側壁板のうち回転軸周辺の部分と内外気切
換箱の内面との間に隙間を有しているので、車両走行動
圧を受けた外気が隙間から洩れ出てしまう。従って、内
気モード時に吸入された内気に外気が混入してしまうと
いう不具合があった。
おいて、内外気切換ドアから内外気切換箱内に外気が洩
れ出てしまうことを抑制することを目的とする。
め、請求項1に記載の発明では、内外気切替箱(10)
内部に回転中心軸(φ)まわりに回転可能に配置され
て、内気吸入口(11)および外気吸入口(12)を切
替開閉する内外気切替ドア(30)を備える車両用空調
装置において、内外気切替ドア(30)は、その回転方
向に延びる外壁板(30b)と、外壁板(30b)の回
転軸方向の両側部から回転中心軸(φ)に向かってそれ
ぞれ延びる2枚の側壁板(30c)とを有するロータリ
式ドアであり、外気吸入口(12)を閉じて内気吸入口
(11)を開いたときに外壁板(30b)に加わる車両
走行動圧により、内外気切替ドア(30)は、2枚の側
壁板(30c)のうち回転中心軸(φ)周辺の部分が互
いに遠ざかる向きに変位するように弾性変形可能に形成
され、側壁板(30c)のうち回転中心軸(φ)周辺の
部分が、変位に伴って内外気切換箱(10)に押し当て
られるようになっていることを特徴としている。
入口(12)を閉じて内気吸入口(11)を開いたとき
の車両走行動圧により内外気切替ドア(30)は弾性変
形され、この弾性変形により2枚の側壁板(30c)は
回転中心軸(φ)方向において互いに遠ざかる向きに変
位し、この変位に伴って、側壁板(30c)のうち回転
中心軸(φ)周辺の部分は内外気切換箱(10)に押し
当てられる。
て、側壁板(30c)のうち回転中心軸(φ)周辺の部
分と内外気切換箱(10)とをシールすることができ
る。よって、内外気切替ドア(30)が外気吸入口(1
2)を閉じて内気吸入口(11)を開いたときに外気が
洩れ出てしまうことを抑制できる。
走行動圧が低くなると、内外気切替ドア(30)の弾性
変形による側壁板(30c)の変位が小さくなり、側壁
板(30c)のうち回転中心軸(φ)周辺の部分が内外
気切換箱(10)の内面に押し当てられなくなる。しか
し、車両走行動圧の低下にともなって、内外気切替ドア
(30)の外気吸入口(12)側における外気の圧力が
低くなり、内外気切換ドアから内外気切換箱(10)内
に洩れ出てしまう外気の風量は無視できる程度に小さく
なるため、実質上の不具合にはならない。
心軸(φ)周辺の部分が内外気切換箱(10)に押し当
てられると、内外気切換ドア(30)が回転する際に摺
動抵抗になる。しかし、この摺動抵抗は、車両運転時の
うち、車両走行動圧が側壁板(30c)を内外気切換箱
(10)に押し当てる程度の圧力になる時にのみ生じる
ため、常に側壁板(30c)を内外気切換箱(10)に
押し当てる場合に比べて摺動抵抗となる頻度を低減でき
る。
走行動圧により、外壁板(30b)が側壁板(30c)
を押す力の方向は、外壁板(30b)の略垂直方向であ
る。ここで、側壁板(30c)が前記垂直方向に対して
平行に形成されている場合には、側壁板(30c)に
は、内外気切換ドア(30)の回転方向を軸とした回転
モーメントがほとんど発生しないため、側壁板(30
c)のうち回転中心軸(φ)周辺の部分を互いに遠ざか
る向きに変位させることは困難である。
内外気切替ドア(30)が弾性変形していない自然状態
において、2枚の側壁板(30c)を、外壁板(30
b)の垂直方向に対して、請求項1に記載の側壁板(3
0c)の変位の向きにそれぞれ傾斜させることを特徴と
しているので、側壁板(30c)に発生する、内外気切
換ドア(30)の回転方向を軸とした回転モーメントを
増大させることができるため、側壁板(30c)のうち
回転中心軸(φ)周辺の部分を互いに遠ざかる向きに変
位させることを容易にできる。
ば、樹脂成形における金型の脱型するための抜き勾配
(通常1〜2度)に比べて十分大きい傾斜を意味するも
のであり、請求項3に記載の発明では、側壁板(30
c)の傾斜角度(θ)を10度以上にすることを特徴と
している。
(φ)の垂直方向にたわむ場合、このたわみ量が大きく
なるほど、外壁板(30b)が側壁板(30c)を押す
力の方向は、前記傾斜の方向に傾く。よって、側壁板
(30c)に発生する、内外気切換ドア(30)の回転
方向を軸とした回転モーメントが減少するため、側壁板
(30c)のうり回転中心軸(φ)周辺の部分を互いに
遠ざかる向きに変位させることは困難になる。
外壁板(30b)の形状は、車両走行動圧に対する回転
中心軸(φ)の垂直方向の剛性が平板形状である場合に
比べて高くなるように形成されている。
転軸中心(φ)の垂直方向のたわみ量を平板形状である
場合に比べて小さくできる。よって、側壁板(30c)
に発生する、内外気切換ドア(30)の回転方向を軸と
した回転モーメントを増大させることができるため、側
壁板(30c)のうち回転中心軸(φ)周辺の部分を互
いに遠ざかる向きに変位させることをより一層容易にで
きる。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。
発明の第1実施形態を示し、車両用空調装置の通風系に
おける内外気切替装置および送風機を含む送風機ユニッ
ト部を示すもので、図1は内気モード時を示す。
動車の車室内前部の計器盤下方で、助手席側の部位に配
置される。なお、図1の上下、前後方向は、車両搭載時
における送風機ユニット部の上下、前後方向を示してい
る。10は合成樹脂製の内外気切替箱(ケース)で、そ
の下方には送風用スクロールケーシング20が隣接して
配置されており、内外気切替箱10の内部はスクロール
ケーシング20のベルマウス状の吸入口21に連通して
いる。
うちベルマウス状の吸入口21の上流には、エアフィル
タ22が配置されている。このエアフィルタ22は、空
気中の塵埃を取り除くものであり、必要に応じて活性炭
のような悪臭成分を吸着する吸着材を付加して脱臭機能
をも発揮できるようにしてある。なお、このエアフィル
タ22を設けない空調装置に対しても本発明を適用でき
ることは勿論である。
ちエアフィルタ22の下流には遠心式多翼ファン(シロ
ッコファン)からなる送風用ファン24が配置されてお
り、このファン24の回転によりベルマウス状の吸入口
21から吸入された空気がファン24の半径方向外方へ
流れるようになっている。送風用ファン24は駆動用モ
ータ25の回転軸26に連結されて回転する。
気を吸入する内気吸入口11と車室外空気を吸入する外
気吸入口12とを有している。車両前後方向において、
後方側に内気吸入口11を配置し、その前方側に外気吸
入口12を配置している。
じくする2つの軸受け穴13が形成されており、この軸
受け穴13を回転軸中心φとして回転するようにロータ
リ式の内外気切換ドア30が内外気切換箱10内に配置
されている。
あり、ドア30は、内外気切替箱10に形成された2つ
の軸受け穴13に挿入される2つの回転軸30aと、ド
ア回転方向に延びる外壁板30bと、この外壁板30b
の軸方向の両側部と回転軸30aとの間を連結する2枚
の側壁板30cとを有する。すなわち、図1のA−A断
面図である図3(a)に示すように、内外気切換ドア3
0は門型の断面形状に形成されている。なお、回転軸3
0aは、側壁板30cから軸方向外方へ突出して、軸受
け穴13に回転自在に支持される。また、回転軸30a
の一端部は、内外気切替箱10の外部において図示しな
いドア操作機構に連結されて回転操作される。
口12を閉塞するに必要な大きさに設定してあり、外壁
板30bおよび側壁板30cの大きさは、内気吸入口1
1を閉塞するに必要な大きさに設定してある。また、図
3(a)に示すように、内外気切替ドア30が弾性変形
(後に詳述する)していない自然状態において、2枚の
側壁板30cは、外壁板30bの垂直方向に対して矢印
cの向きにそれぞれ傾斜している。本実施形態では、側
壁板30cの傾斜角度θは、10度に形成されている。
また、図4は図3(a)のB−B断面図であり、外壁板
30bは、ドア回転方向に波うつ波形状(凹凸形状)に
形成されている。
壁板の周縁部にはドア外方に延びるリブ30dが形成さ
れており、リブ30dの表裏両面には、パッキン31、
32が備えられている。これらのパッキン31、32
は、例えばウレタン等の多孔質発泡材により板状に成形
され、リブ30dに接着剤により固着されている。
および外気吸入口12の開口縁部には、内外気切替ドア
30側へ突出するシール面14、15を一体に形成して
いる。このシール面14、15にはパッキン31、32
がドア回転方向に面当たりして押し付けられて内外気切
換ドア30と内外気切替箱10とをシールするようにな
っている。
0a周面のうち、リブ30dに挟まれた側壁板30c側
の面には扇形状に突出する軸方向用シール部材30eが
形成されている。そして、図2に示すように軸方向用シ
ール部材30eの軸受け穴13に対向する側の面は、リ
ブ30dの端面と同一平面上になるように形成されてい
る。なお、本実施形態において、側壁板30cのうち回
転中心軸φ周辺の部分とは、側壁板30cの面上の部分
に限ることなく、回転軸30aの周面上の部分をも含む
意味である。
る部材のうち、回転軸30a、外壁板30b、側壁板3
0c、リブ30d、および軸方向用シール部材30e
は、樹脂(例えばポリプロピレン)により一体成形され
ている。
30は、弾性変形可能に形成されており、図3(a)は
弾性変形していない自然状態の内外気切換ドア30と内
外気切換箱10との位置関係を示し、図3(b)は弾性
変形した状態を示している。
外気モードのときに、外壁板30bに加わる車両走行動
圧(ラム圧)により、2枚の側壁板30cのうち回転軸
30aの部分が軸方向に互いに遠ざかる向き(図3
(a)の矢印cの向き)に変位するように弾性変形す
る。すなわち、ラム圧により外壁板30bは側壁板30
cに向かって押される。これにより、側壁板30cは回
転軸30aに向かって押される。よって、回転軸30a
は軸受け穴13をスライドして、軸方向のうち内外気切
替箱10の外側に向かってそれぞれ変位する。この変位
に伴って、軸方向用シール部材30eが内外気切換箱1
0内面のうち軸受け穴13の周辺部分に押し当てられる
ようになっている。
Pa以上のときに軸方向用シール部材30eが内外気切
換箱10に押し当てられるようになっている。
ア30の外壁板30bだけでなく側壁板30cによって
も開閉されるため、内外気切替箱10の車両後方側の面
に位置する開口部11aの他に内外気切替箱10の車両
左右方向(図1の紙面垂直方向)の両側面に位置する開
口部11bを有している。従って、内気吸入口11の形
状は、ロータリ式ドア30の外壁板30bに対向する部
位から両側壁板30cに対向する部位まで開口する門型
に屈曲した開口形状になっている。これにより、内気の
吸入開口面積を増加させて、内気モードによる最大冷房
能力の向上を図っている。これに対し、外気吸入口12
は通常の矩形状の平面開口形状になっている。
切替ドア30は、内気吸入口11におけるドア外周側の
開口部11aだけでなく、軸方向側方の開口部11bを
も開閉できる構成であって、このように、ドア外周側の
開口部11aと軸方向側方の開口部11bの両方を開閉
できるドアを本明細書ではロータリ式ドアという。
の内側空間は、図3の紙面垂直方向にそのまま外部へ開
口しているので、この内側空間を通って図1、図4の矢
印aのように空気が自由に流通可能である。
的作動を説明すると、内外気の切替はロータリ式内外気
切替ドア30を回転軸30a周りに回動することにより
行うことができ、図1は内気モードの状態を示してい
る。
31、32が外気吸入口12側のシール面14、15に
押し付けられて圧着し、外気吸入口12を全閉し、内気
吸入口11を全開する。従って、送風ファン24の作動
により内気吸入口11から内気を吸入して空調ユニット
側へ送風できる。
位置から内外気切替ドア30を反時計方向に所定角度回
動操作する。これにより、内外気切替ドア30のパッキ
ン31、32が内気吸入口11側のシール面に押し付け
られて圧着する。
周側の開口部11aおよび軸方向側方の開口部11b
を、内外気切替ドア30の外周壁面14aおよび側板1
4cにより全閉し、外気吸入口12を全開する。従っ
て、送風ファン24の作動により外気吸入口12から外
気のみを吸入して空調ユニット側へ送風できる。
切換箱10に形成された符号14に示すシール面と符号
15に示すシール面は回転軸30a周辺の部分で分断せ
ざるを得ない(図4参照)。そして、図3(a)に示す
ように、内外気切換ドア30が弾性変形していない状態
においては、回転軸30aに形成された軸方向用シール
部材30eと内外気切換箱10との間は、隙間CL(例
えば0.5mm)を有している。この隙間CLによりド
ア30回動時の摺動抵抗を小さくしている。しかし、内
外気切替ドア30の外気吸入口12側の外気がラム圧を
受けて高い気圧になっている場合には、図4の矢印bに
示すように隙間CLから外気が流れて洩れ出てしまう。
に、内外気切換ドア30がラム圧により弾性変形して、
この弾性変形により2枚の側壁板30cのうち回転軸3
0aの部分が軸方向に互いに遠ざかる向きに変位し、こ
の変位に伴って、軸方向用シール部材30eは内外気切
換箱10に押し当てられる。これにより、回転軸30a
方向において、シール部材30eが内外気切換箱10に
押し付けられて密着するので、ドア30と内外気切換箱
10とを回転軸30a方向にシールすることができる。
よって、内気モードのときに外気が洩れ出てしまうこと
を抑制できる。
cを、外壁板30bの垂直方向に対して傾斜させている
ので、側壁板30cに発生する、内外気切換ドア30の
回転方向を軸とした回転モーメントを増大させることが
できるため、2枚の側壁板30cのうち回転軸30aの
部分を軸方向に互いに遠ざかる向きに変位させることを
容易にできる。
ドア回転方向に波うつ波形状に形成している。これによ
り、車両走行動圧に対する回転中心軸φの垂直方向の剛
性が平板形状である場合に比べて高くなる。よって、外
壁板30bにおける回転軸中心φの垂直方向のたわみ量
を平板形状である場合に比べて小さくできる。よって、
側壁板30cに発生する、内外気切換ドア30の回転方
向を軸とした回転モーメントを増大させることができる
ため、側壁板30cのうち回転軸30aの部分を軸方向
に互いに遠ざかる向きに変位させることをより一層容易
にできる。
0bが波形状とは異なる平板形状や、円弧形状に形成さ
れた場合には、内気モード時に外壁板30bにおいて、
ファン吸入口21で発生する送風騒音が内気吸入口11
側(図4の左側)に向かって反射されるため、送風騒音
が車室内へ放出されるという問題が生じる。
は波形状に形成されているので、図4の矢印cに示すよ
うに、ファン吸入口21で発生する送風騒音は内気吸入
口11の反対側(図4の右側)に向かって反射されるた
め、送風騒音を内外気切替箱10内で乱反射させて車室
内への放出を低減できる。特に、外壁板30bのうち図
4の左右方向に延びる左右壁面F1を、内気吸入口11
の反対側に向かって傾斜するように形成すれば、送風騒
音を内気吸入口11の反対側に向かって反射させること
を確実にでき、好適である。
記載のロータリ式内外気切換ドアでは、ドアの外壁板3
0bの内側(回転軸30a側)に、図4の紙面垂直方向
に延びるリブを形成して上述のような騒音低減を図るよ
うにしているが、これによれば、リブが内気吸入口11
から吸い込まれる空気の吸込抵抗を増大させてしまうと
いう問題が生じていた。
に、リブを用いることなく波形状に形成された外壁板3
0bにより騒音低減を図っているので、上記公報におけ
る吸込抵抗の増大を抑制できる。特に、外壁板30bの
うち図4の上下方向に延びる上下壁面F2を、内気吸入
口11の反対側に向かって傾斜するように形成すれば、
図4の矢印dに示すように吸い込み空気の向きをファン
吸入口21に向かってなだらかに偏向でき、吸込抵抗の
増大をより一層抑制でき、好適である。
成することにより、側壁板30cのうち回転軸30aの
部分を軸方向に互いに遠ざかる向きに変位させることを
より一層容易にするとともに、吸込抵抗の増大を抑制し
つつ騒音低減を図ることができる。
す内外気切換ドア30のA−A断面図であり、(a)は
内外気切換ドアが弾性変形していない自然状態を示し、
(b)は内外気切換ドアが弾性変形している状態を示し
ている。
ール部材30eを回転軸30aの周面に形成し、内外気
切換ドア30の弾性変形により側壁板30cを変位さ
せ、この変位に伴って、軸方向用シール部材30eが内
外気切換箱10に押し当てられてシールするようになっ
ている。これに対し、本実施形態では、図5に示すよう
に、軸方向用シール部材30eを廃止し、側壁板30c
のうち回転軸30a周辺の部分を、内外気切換箱10の
内面に対して平行な軸方向用シール面30fに形成し、
前記変位に伴って、この軸方向用シール面30fが内外
気切換箱10に押し当てられてシールするようになって
いる。
方向用シール部材30e、および第2実施形態における
側壁板30cの軸方向用シール面30fは、直接、内外
気切換箱10と密着するようになっているが、これらの
シール部材30eやシール面30fに、弾性変形する弾
性材(例えばウレタン等の多孔質発泡材)を貼り付ける
ようにして、内外気切換箱10との密着性を高めるよう
にしてもよい。
0bを波形状に形成して、外壁板30bが平板である場
合に比べて剛性が高くなるようにしてあるが、このよう
な形状は一例示にすぎず、波形状を廃止して平板にして
もよく、この平板の内側(回転軸30a側)に、図4の
紙面垂直方向に延びるリブを形成して、外壁板30bの
剛性が平板に比べて高くなるようにしてもよい。また、
外壁板30bを回転軸30aを中心とした円弧形状に形
成して、外壁板30bの剛性が平板に比べて高くなるよ
うにしてもよい。
0aを内外気切換ドア30に形成し、回転軸30aが挿
入される軸受け穴13を内外気切換箱10に形成してい
るが、回転軸30aを内外気切換箱10に形成し、軸受
け穴13を内外気切換ドア30に形成するようにしても
よい。
31、32を、例えばウレタン等の多孔質発泡材により
板状に成形し、リブ30dに接着剤により固着している
が、パッキン31、32を、内外気切換ドア30のうち
符号30a、30b、30c等の樹脂材料(例えばポリ
プロピレン)と同系統のエラストマゴム(例えば、ポリ
プロピレン系のエラストマゴム)によりポリプロピレン
の樹脂成形時に同時に一体成形するようにしてもよい。
内外気切替装置および送風機ユニット部の一部断面側面
図で、内気モード時を示す。
換ドアが弾性変形していない自然状態を示し、(b)は
内外気切換ドアが弾性変形している状態を示す。
断面図であり、(a)は内外気切換ドアが弾性変形して
いない自然状態を示し、(b)は内外気切換ドアが弾性
変形している状態を示す。
入口、30…内外気切替ドア、30a…回転軸、30b
…外壁板、30c…側壁板、30e…軸方向用シール部
材。
Claims (4)
- 【請求項1】 内気吸入口(11)および外気吸入口
(12)を有する内外気切替箱(10)と、 前記内外気切替箱(10)内部に回転中心軸(φ)まわ
りに回転可能に配置されて、前記内気吸入口(11)お
よび前記外気吸入口(12)を切替開閉する内外気切替
ドア(30)とを備える車両用空調装置において、 前記内外気切替ドア(30)は、その回転方向に延びる
外壁板(30b)と、前記外壁板(30b)の回転軸方
向の両側部から前記回転中心軸(φ)に向かってそれぞ
れ延びる2枚の側壁板(30c)とを有するロータリ式
ドアであり、 前記外気吸入口(12)を閉じて前記内気吸入口(1
1)を開いたときに前記外壁板(30b)に加わる車両
走行動圧により、前記内外気切替ドア(30)は、前記
2枚の側壁板(30c)のうち前記回転中心軸(φ)周
辺の部分が互いに遠ざかる向きに変位するように弾性変
形可能に形成され、 前記側壁板(30c)のうち前記回転中心軸(φ)周辺
の部分が、前記変位に伴って前記内外気切換箱(10)
に押し当てられるようになっていることを特徴とする車
両用内外気切換装置。 - 【請求項2】 前記内外気切替ドア(30)が弾性変形
していない自然状態において、前記2枚の側壁板(30
c)は、前記外壁板(30b)の垂直方向に対して前記
変位の向きにそれぞれ傾斜していることを特徴とする請
求項1に記載の車両用内外気切換装置。 - 【請求項3】 前記側壁板(30c)の傾斜角度(θ)
は10度以上であることを特徴とする請求項2に記載の
車両用内外気切換装置。 - 【請求項4】 前記外壁板(30b)の形状は、前記車
両走行動圧に対する前記回転中心軸(φ)の垂直方向の
剛性が平板形状である場合に比べて高くなるように形成
されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
か1つに記載の車両用内外気切換装置。
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