JP2008207700A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置における閉状態の開口部からの風漏れを防止する。
【解決手段】バタフライ式の第１モードドア１２によりデフロスタ開口部８およびフェイス開口部９を開閉する車両用空調装置は、フェイスモード時に第１モードドア１２が受ける力とデフロスタモード時に第１モードドア１２が受ける力とが風量や内圧によって変化するため、フェイスモード時にデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を付勢する力とデフロスタモード時にデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を付勢する力とを異ならせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室内の空調を行う車両用空調装置に関する。

従来の車両用空調装置は、隣接するデフロスタ開口部とフェイス開口部を１枚のバタフライドアで開閉し、フット開口部をロータリドアで開閉する構造となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２０３１２７号公報

しかしながら、フェイスモードでは、バタフライドアはデフロスタ開口部を閉じるとともにフェイス開口部を開き、ロータリドアはフット開口部を閉じているため、全風量がフェイス開口部に集中する。この際、フェイス開口部に流れる風によって、バタフライドアはデフロスタ開口部を閉じる向きに押されて、デフロスタ開口部のシールが強化される。

これに対し、バイレベルモードでは、バタフライドアの回動位置はフェイスモード時と同じであるが、ロータリドアがフット開口部を開くため、フット開口部とフェイス開口部に風が分散し、フェイスモード時と比較してフェイス開口部に流れる風量が減少する。

そして、フェイスモードとバイレベルモードで、バタフライドアの回動位置は理屈上は変化しないはずであるが、現実にはバイレベルモードではフェイス開口部への風量減少により、デフロスタ開口部を閉じる向きにバタフライドアを押す力（図１のＦ１）が弱くなってバタフライドアの回動位置が変化してしまい、デフロスタ開口部のシールが弱くなりデフロスタ開口部への風漏れが生じる。

また、バタフライドアは、デフロスタ開口部を開く向きに押す力（図１のＦ２）も受けている。そして、バイレベルモード時とフェイスモード時ではユニットの内圧が変化するため、デフロスタ開口部を開く向きの力Ｆ２も変化する。したがって、バタフライドアやユニットの設計次第では、フェイスモード時にバタフライドアに作用する合力（Ｆ１−Ｆ２）が、バイレベルモード時にバタフライドアに作用する合力（Ｆ１−Ｆ２）よりも小さくなる場合も考えられる。この場合は、フェイスモード時にデフロスタ開口部のシールが弱くなりデフロスタ開口部への風漏れが生じる。

そして、フェイスモードやバイレベルモードは、通常、外気温が高い季節に冷房で用いられるモードであるため、デフロスタ開口部への風漏れ風量が多いと、フロントガラスが冷やされて外面が結露する不具合に繋がる。

本発明は上記点に鑑みて、車両用空調装置における閉状態の開口部からの風漏れを防止することを目的とする。

本発明は、第１開口部（８）および第２開口部（９）を開閉するバタフライ式の第１モードドア（１２）と、第３開口部（１１）を開閉する第２モードドア（１３）とを備え、第１モードドア（１２）が第１開口部（８）を閉じるとともに第２開口部（９）を開き且つ第２モードドア（１３）が第３開口部（１１）を開いた状態を第１状態とし、第１モードドア（１２）が第１開口部（８）を閉じるとともに第２開口部（９）を開き且つ第２モードドア（１３）が第３開口部（１１）を閉じた状態を第２状態としたとき、第１状態のときに第１開口部（８）を閉じる向きに第１モードドア（１２）を付勢する力と第２状態のときに第１開口部（８）を閉じる向きに第１モードドア（１２）を付勢する力とが異なることを特徴とする。

このようにすれば、第１状態において第１モードドア（１２）が受ける力と第２状態において第１モードドア（１２）が受ける力とが風量や内圧によって変化する場合でも、第１開口部（８）への風漏れを防止することが可能になる。

この場合、第１開口部（８）を車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部とし、第２開口部（９）を車室内の乗員頭部側へ空気を吹き出すフェイス開口部とし、さらに第３開口部（１１）を車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部とすれば、フェイスモードやバイレベルモードのときに、デフロスタ開口部への風漏れを防止することが可能になる。

また、第１状態のときに第１開口部（８）を閉じる向きに第１モードドア（１２）を付勢する力が第２状態のときに第１開口部（８）を閉じる向きに第１モードドア（１２）を付勢する力よりも大きくなるようにすれば、第１状態のときに第１開口部（８）への風漏れが多くなる車両用空調装置において、第１状態での第１開口部（８）への風漏れを防止することができる。

また、第２状態のときに第１開口部（８）を閉じる向きに第１モードドア（１２）を付勢する力が第１状態のときに第１開口部（８）を閉じる向きに第１モードドア（１２）を付勢する力よりも大きくなるようにすれば、第２状態のときに第１開口部（８）への風漏れが多くなる車両用空調装置において、第２状態での第１開口部（８）への風漏れを防止することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態について説明する。図１は一実施形態に係る車両用空調装置における空調ユニットの断面図である。

空調ケース１の下部には、空気の導入口２が開口して形成され、この導入口２には、図示しない送風機ユニットから内気又は外気が導入されるようになっている。また、導入口２には、冷媒と空気流間で熱交換を行なって空気流を冷却するエバポレータ３が配設されている。

エバポレータ３よりも空気流れ下流側には冷風通路４が形成され、冷風通路４にエアミックスドア５が配設されている。冷風通路４はエアミックスドア５が配設された部位で分岐されており、この分岐された冷風通路４のうちの一方側にヒータコア６が配設される。ヒータコア６よりも空気流れ下流側には温風通路７が設けられ、この温風通路７は、分岐された冷風通路４のうちの他方側に合流する。

エアミックスドア５は、ヒータコア６を通過する空気量とヒータコア６をバイパスして流れる空気量を調整して、車室内に吹出す空気の温度を調整するドアであり、空調温度調整レバーなどの操作に基づき、サーボモータ等によりその角度が調整される。ヒータコア６は、タンクと多数のチューブを有した加熱用熱交換器であり、その内部にエンジンの冷却水（温水）を流して空気を加熱する。

冷風通路４と温風通路７との合流部よりも空気流れ下流側には、車両の前面窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部８と、乗員の頭部に向けて空気を吹き出すフェイス開口部９と、フット側通路１０を介して導かれた空気を乗員の足元に向けて吹き出すフット開口部１１が設けられている。なお、デフロスタ開口部８は本発明の第１開口部に相当し、フェイス開口部９は本発明の第２開口部に相当し、フット開口部１１は本発明の第３開口部に相当する。

空調ケース１の上部に設けられたデフロスタ開口部８とフェイス開口部９には、それらを相互に逆の開閉状態に開閉するバタフライ式の第１モードドア１２が設けられている。この第１モードドア１２は、ドア軸１２１により空調ケース１に回動自在に支持されており、デフロスタ側板部１２２にてデフロスタ開口部８を開閉し、フェイス側板部１２３にてフェイス開口部９を開閉するようになっている。

フット側通路１０における空気流れ上流端には、フット開口部１１を開閉する第２モードドア１３が設けられている。この第２モードドア１３は、扇形のロータリードアとして形成され、ドア軸１３１により空調ケース１に回動自在に支持されており、円弧状の板部１３２にてフェイス開口部９およびフット開口部１１を開閉するようになっている。

第１モードドア１２のドア軸１２１の一端部および第２モードドア１３のドア軸１３１の一端部は空調ケース１の外部に突出して、リンク機構に接続されている。

図２はそのリンク機構を示している。このリンク機構は、空調ケース１の外部に配置されている。リンクプレート２０は、図示しないサーボモータまたは手動操作により駆動されて、回転中心Ｏを中心にして回転する。リンクプレート２０は、第１カム溝２０１と第２カム溝２０２が形成されている。

第１モードドア１２のドア軸１２１には第１レバー２１の一端が連結され、この第１レバー２１の他端に設けられた第１ピン２１１が第１カム溝２０１内に摺動可能に嵌入されている。これにより、リンクプレート２０の回転により第１レバー２１を介して第１モードドア１２が回転操作される。

第２モードドア１３のドア軸１３１には第２レバー２２の一端が連結され、この第２レバー２２の他端に設けられた第２ピン２２１が第２カム溝２０２内に摺動可能に嵌入されている。これにより、リンクプレート２０の回転により第２レバー２２を介して第２モードドア１３が回転操作される。

図３は第１カム溝２０１の詳細なカム形状を示す図である。図３において、実線は本実施形態のカム形状を示し、一点鎖線は従来のカム形状を示しており、バイレベルモード時に第１ピン２１１が嵌合するバイレベル時嵌合領域Ａのカム形状が従来と異なっている。具体的には、バイレベルモード時には、フェイスモード時よりもさらにデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２が回動される。換言すると、バイレベルモード時にデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を付勢する力が、フェイスモード時にデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を付勢する力よりも大きくなる。

図４は、リンクプレート２０の回動角に対する第１モードドア１２の回動角を示す作動線図である。図４において、実線は本実施形態の回動角を示し、一点鎖線は従来の回動角を示している。

なお、図２に示すようにリンクプレート２０が反時計回りに最も回転した状態（すなわち、フェイスモード時）におけるリンクプレート２０の回動角および第１モードドア１２の回動角を０°とする。

図４に示すように、リンクプレート２０の回動角が０°のときには、第１モードドア１２の回動角は０°であり、第１モードドア１２はデフロスタ開口部８を全閉し、フェイス開口部９を全開にする。このとき、第２モードドア１３はフェイス開口部９を全開し、フット開口部１１を全閉するようになっているため、フェイスモード（すなわち、図１の状態）となる。なお、フェイスモードは、本発明の第２状態に相当する。

リンクプレート２０の回動角が略５０°のときには、第１モードドア１２の回動角は略−２°であり、フェイスモード時よりもさらにデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２が回動される。このとき、第２モードドア１３はフェイス開口部９およびフット開口部１１をともに半開するようになっているため、バイレベルモードとなる。なお、バイレベルモードは、本発明の第１状態に相当する。

リンクプレート２０の回動角が略１００°のときには、第１モードドア１２の回動角は略８°であり、第１モードドア１２はデフロスタ開口部８を僅かに開き、フェイス開口部９を大きく開いている。このとき、第２モードドア１３はフェイス開口部９を全閉し、フット開口部１１を全開するようになっているため、フットモードとなる。

リンクプレート２０の回動角が略１５０°のときには、第１モードドア１２の回動角は略２０°であり、第１モードドア１２はデフロスタ開口部８およびフェイス開口部９をともに半開している。このとき、第２モードドア１３はフェイス開口部９を全閉し、フット開口部１１を全開するようになっているため、フットデフモードとなる。

リンクプレート２０の回動角が略２００°のときには、第１モードドア１２の回動角は略５５°であり、第１モードドア１２はデフロスタ開口部８を全開し、フェイス開口部９を全閉にする。このとき、第２モードドア１３はフェイス開口部９を全開し、フット開口部１１を全閉するようになっているため、デフロスタモードとなる。

本実施形態の車両用空調装置は、フェイスモード時およびバイレベルモードには、デフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を押す力Ｆ１と、デフロスタ開口部８を開く向きに第１モードドア１２を押す力Ｆ２が、第１モードドア１２に作用する。

ここで、一般的には、バイレベルモード時に第１モードドア１２に作用する合力（Ｆ１−Ｆ２）が、フェイスモード時に第１モードドア１２に作用する合力（Ｆ１−Ｆ２）よりも小さくなり、バイレベルモード時にフェイスモード時よりもデフロスタ開口部８への風漏れが生じ易くなる。

しかし、本実施形態では、バイレベルモード時には、フェイスモード時よりもさらにデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２が回動されるようにしているため、バイレベルモード時にデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を付勢する力が、フェイスモード時にデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２を付勢する力よりも大きくなり、バイレベルモード時のデフロスタ開口部８への風漏れが防止ないしは抑制される。

（他の実施形態）
上記実施形態では、第１モードドア１２および第２モードドア１３を、リンクプレート２０を介して単体の外力（手動またはサーボモータ）によって駆動するようにしたが、独立した２つの外力によってそれぞれのドア１２、１３を駆動してもよい。この場合は、手動ケーブルコントロールによる駆動は構造的に困難なため、２個のサーボモータで各ドア１２、１３のドア軸１２１、１３１を駆動する方法が考えられる。この方法ならば、リンクプレート２０のガタツキを考慮する必要がないため、上記実施形態よりも高い位置精度で各ドア１２、１３を駆動することができるとともに、上記実施形態と比較して操作力にも余裕ができる。

また、上記実施形態では、バイレベルモード時にフェイスモード時よりもデフロスタ開口部８への風漏れが生じ易い空調装置に適合させるために、バイレベルモード時に、フェイスモード時よりもさらにデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２が回動されるようにした。これに対し、フェイスモード時にバイレベルモード時よりもデフロスタ開口部８への風漏れが生じ易い空調装置の場合は、フェイスモード時に、バイレベルモード時よりもさらにデフロスタ開口部８を閉じる向きに第１モードドア１２が回動されるようにする。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置における空調ユニットの断面図である。 一実施形態に係る車両用空調装置におけるリンク機構を示す図である。 図２の第１カム溝２０１の詳細なカム形状を示す図である。 図２のリンクプレート２０の回動角に対する第１モードドア１２の回動角を示す作動線図である。

符号の説明

８…デフロスタ開口部（第１開口部）、９…フェイス開口部（第２開口部）、１１…フット開口部（第３開口部）、１２…第１モードドア、１３…第２モードドア。

Claims (4)

1. 車室内の各部へ空気を吹き出す第１〜第３開口部（８、９、１１）と、
   前記第１開口部（８）および前記第２開口部（９）を開閉するバタフライ式の第１モードドア（１２）と、
   前記第３開口部（１１）を開閉する第２モードドア（１３）とを備え、
   前記第１モードドア（１２）が前記第１開口部（８）を閉じるとともに前記第２開口部（９）を開き且つ前記第２モードドア（１３）が前記第３開口部（１１）を開いた状態を第１状態とし、前記第１モードドア（１２）が前記第１開口部（８）を閉じるとともに前記第２開口部（９）を開き且つ前記第２モードドア（１３）が前記第３開口部（１１）を閉じた状態を第２状態としたとき、
   前記第１状態のときに前記第１開口部（８）を閉じる向きに前記第１モードドア（１２）を付勢する力と前記第２状態のときに前記第１開口部（８）を閉じる向きに前記第１モードドア（１２）を付勢する力とが異なることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記第１開口部（８）は車両窓ガラス側へ空気を吹き出すデフロスタ開口部であり、前記第２開口部（９）は車室内の乗員頭部側へ空気を吹き出すフェイス開口部であり、さらに前記第３開口部（１１）は車室内の乗員足元側へ空気を吹き出すフット開口部であることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記第１状態のときに前記第１開口部（８）を閉じる向きに前記第１モードドア（１２）を付勢する力が前記第２状態のときに前記第１開口部（８）を閉じる向きに前記第１モードドア（１２）を付勢する力よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記第２状態のときに前記第１開口部（８）を閉じる向きに前記第１モードドア（１２）を付勢する力が前記第１状態のときに前記第１開口部（８）を閉じる向きに前記第１モードドア（１２）を付勢する力よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。

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