JP2008273329A - 通風路切替装置および車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース２の開口部２１の周縁部に若干の歪みがある場合であってもドア２２のシール性を確保することのできる通風路切替装置および車両用空調装置を提供する。
【解決手段】基板部２２ｂの開口部２１側に、シールリップ２３Ａ〜２３Ｄを蛇腹状に突出させて形成している。
これによれば、従来のシールリップに対してたわみ量を多くすることができるため、開口部２１の周縁部に若干の歪みがある場合であってもその歪みに柔軟に追随することが可能となり、ドア２２によるシール性を確保することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気が流れる通風路の切り替えを行う通風路切替装置、およびそれを備えた車両用空調装置に関するものであり、特に弾性体からなるリップシール部を有するドアによる通風路切り替えに関するものである。

従来、車両用空調装置などに用いられる通風路切替装置において、空気流れを切り替えるドアとして、ゴムやエラストマ（高分子弾性体）などの弾性体からなるシールリップを基板部の外周縁部に設け、このシールリップを通風路側のシール面に弾性的に圧着させることにより、シール効果を得るようにしたものが知られている（例えば、下記の特許文献１）。
特開２０００−１３５９１２号公報

図８は、従来のシールリップ２３Ｅをケース２の開口部２１の周縁部に圧着した状態の部分拡大断面図であり、図９は、その周縁部に歪みがある場合を示している。シールリップ２３Ｅは、開口部２１を開閉するドア２２の基盤部２２ｂの外周縁部に設けられており、このシールリップ２３Ｅを開口部２１の周縁部に弾性的に圧着させることにより、シール効果を得るようにしたものである。

しかしながら、このような従来形状では、図９に示すように、ケース２の開口部２１の周縁部に成型などで歪（例えば、中凹み）が生じた場合、シールリップ２３Ｅのたわみによる追随性が悪いとシール部間に隙間Ｓが生じて風洩れが発生するという問題点がある。本発明は、このような従来存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、ケースの開口部の周縁部に若干の歪みがある場合であってもドアのシール性を確保することのできる通風路切替装置および車両用空調装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、通風路を形成して開口部（２１）を有するケース（２）と、ケース（２）内に配設され、開口部（２１）を開閉して空気流れを切り替えるドア（２２）とを備え、ドア（２２）は、剛性の高い材質からなる基板部（２２ｂ）と、基板部（２２ｂ）の外周縁部に固着された弾性体からなるシールリップ（２３）とを有しており、開口部（２１）の周縁部にシールリップ（２３）を圧着することによって開口部（２１）を閉塞する通風路切替装置において、
基板部（２２ｂ）の開口部（２１）側に、シールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）を蛇腹状に突出させて形成していることを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、従来のシールリップに対してたわみ量を多くすることができるため、開口部（２１）の周縁部に若干の歪みがある場合であってもその歪みに柔軟に追随することが可能となり、ドア（２２）によるシール性を確保することができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の通風路切替装置において、シールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）は、基板部（２２ｂ）に固着している基端側（２３１）に対して、先端側（２３２）を薄肉にしていることを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、開口部（２１）の周縁部に当接する先端側（２３２）を薄肉に形成することにより、より開口部（２１）周縁部の歪みに柔軟に追随することが可能となり、シール性を向上させることができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の通風路切替装置において、シールリップ（２３Ｂ）は、基板部（２２ｂ）を回動させる回動軸（２２ａ）に近い側の突出高さ（Ｈ１）より回動軸（２２ａ）から遠い側の突出高さ（Ｈ２）を大きくしたことを特徴としている。

これは、回動軸（２２ａ）に近い側と遠い側とでシールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）の圧縮条件が異なることに対応させたものである。この請求項３に記載の発明によれば、回動軸（２２ａ）に近い側でシールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）が強く圧縮されることで、回動軸（２２ａ）から遠い側のシールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）でのシール性が甘くなるのを防ぐことができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の通風路切替装置において、シールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）は、エラストマ樹脂で形成されていることを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、通常の射出成形によってシールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）が形成できるため、蛇腹状のシールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）を容易に形成することができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の通風路切替装置を、内外気切替手段、温度調節手段（７、２２）、吹出モード切替手段（１３、１６、１９）のいずれかに用いていることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、開口部（２１）の周縁部に若干の歪みがある場合であってもドア（２２）のシール性を確保することにより、空調風の分離性の良い車両用空調装置とすることができる。

なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、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一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用空調装置の空調ユニット１の概略構成を示す縦断面図である。本実施形態の車両用空調装置は、いわゆるセミセンター置きレイアウトのものであって、車室内前方の図示しない計器盤内部のうち、車両左右方向の略中央部に空調ユニット１を配置している。

図１中の十字矢印は、車両の上下、前後方向に対する空調ユニット１の搭載方向を示している。そして、この空調ユニット１に空調用空気を送風する図示しない送風機ユニットが、空調ユニット１の助手席側の側方にオフセットして配置されている。この送風機ユニットは、周知の如く車室内空気（内気）または車室外空気（外気）を切り替え導入する内外気切替箱と、この内外気切替箱から吸入した内気または外気を空調ユニット１に向けて送風する遠心式ファンと電動モータとからなる送風機とを備えている。

空調ユニット１は、樹脂製の空調ケース（本発明で言うケース）２を有し、空調ケース２の最も車両前方側（エバポレータ３の前方位置）で、且つ、助手席側の側面部には、送風機ユニットからの送風空気が流入する空気流入口５が形成してある。この空気流入口５から流入する送風空気は、空調ケース２の内部でエバポレータ３とヒータコア４とを通過して、車両前方側から車両後方側へと向かって流れる空気通路を形成している。

空調ケース２内の空気通路において、車両前方側にエバポレータ３が配置され、車両後方側にヒータコア４が配置されている。エバポレータ（冷媒蒸発器）３は周知の如く、冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調用空気から吸熱して空調用空気を冷却する冷却用熱交換器である。また、ヒータコア４は図示しない車両エンジンの冷却水（温水）を熱源流体として、空調用空気を加熱する加熱用熱交換器である。

ヒータコア４の上方部には冷風バイパス通路６が形成され、エバポレータ３の直ぐ下流側（車両後方側）には、板状のエアミックスドア７が回動軸７ａを中心として回動可能に配置されている。このエアミックスドア７は、冷風バイパス通路６を通過する冷風とヒータコア４を通過して温風となる風との風量割合を調整して、車室内への吹き出し空気温度を所望温度に調節するもので、吹き出し空気の温度調節手段を構成している。

また、ヒータコア４直後の部位には上方へ向かう温風通路１０が形成され、この温風通路１０からの温風と冷風バイパス通路６からの冷風とが空気混合部１１にて混合される。空調ケース２の空気通路下流側には、複数の吹き出し開口部が形成されており、この吹き出し開口部のうちデフロスタ開口部１２は、空調ケース２の上面部において車両前後方向の略中央部位で、空調ケース２に開口している。

このデフロスタ開口部１２からは、図示しないデフロスタダクトを介して車両前面窓ガラスの内面に向けて空調空気を吹き出すようになっている。デフロスタ開口部１２は、回動軸１３ａを中心として回動可能な板状のデフロスタドア（本発明で言う吹出モード切替手段）１３により開閉される。

フェイス開口部１５は、空調ケース２の上面部において、デフロスタ開口部１２よりも車両後方側の部位に開口している。このフェイス開口部１５からは、図示しないフェイスダクトを介して車室内の乗員頭胸部へ向けて主に冷風を吹き出すようになっている。フェイス開口部１５は回動軸１６ａを中心として回動可能な板状のフェイスドア（本発明で言う吹出モード切替手段）１６により開閉される。

フット開口部１７は、空調ケース２の内部において、フェイス開口部１５の下方側に開口している。フット開口部１７の下流側は、空調ケース２の左右両側に開口した前席用のフット吹き出し口１８と、空調ケース２の車両後方側下方に開口した後席用のフット吹き出し口２０とに連通している。

前席用のフット吹き出し口１８からは、図示しない前席用フットダクトを介して前席乗員の足元部に向けて主に温風を吹き出すようになっており、後席用のフット吹き出し口２０からは、図示しないリヤフットダクトを介して後席乗員の足元部に主に温風を吹き出すようになっている。フット開口部１７は、回動軸１９ａを中心として回動可能な板状のフットドア（本発明で言う吹出モード切替手段）１９により開閉される。

本実施形態では、ヒータコア４の直ぐ下流側（車両後方側）の空調ケース２内の仕切り壁１４に、温風バイパス開口部（本発明で言う開口部）２１を設けている。この温風バイパス開口部２１は、回動軸２２ａを中心として回動可能な板状の温風バイパスドア（本発明で言うドア、および温度調節手段）２２によって開閉されるようになっている。

温風バイパスドア２２は、空調ケース２の外側面に配置される図示しないリンク機構などで、他のドアと連動するようになっている。そして、吹出モードがフット、もしくはフットデフロスタモードで、且つエアミックスドア７が冷風バイパス通路６を塞いで（図１に示す位置）送風空気の全てがヒータコア４を通過するマックスホット（最大暖房）状態の時に温風バイパスドア２２が開き（図１中の二点鎖線位置）、温風バイパス開口部２１から両方のフット吹き出し口１８、２０へ温風が流れて乗員の足元部に吹き出す温風量を増やすようになっている。

本実施形態において、上述した温度調節手段としてのドア７、２２のうち温風バイパスドア（以下、ドアと略す）２２は、図２〜図４を用いて以下で説明するリップシールタイプのドアで構成されている。図２は、本発明の第１実施形態のシールリップ２３Ａを適用したドア２２の全体形状を示す斜視図である。また、図３は、図２中のIII−III断面の拡大断面図であり、シールリップ２３Ａをケース２の開口部２１の周縁部に接触させた状態を示しており、図４は、図３のシールリップ２３Ａをケース２の開口部２１の周縁部に当てて圧縮した状態を示している。

ドア２２は、回動軸２２ａと、その回動軸２２ａから突出して長方形の平面形状を持つ基板部２２ｂと、その基板部２２ｂの開口部２１側に、蛇腹状に突出させて形成したシールリップ２３Ａとを有している。基板部２２ｂは、樹脂などの材料からなる剛性の高い部分（換言すると、非弾性体部分）を構成しており、基板部２２ｂの短辺方向（図２参照）の一端に回動軸２２ａを一体に成形している。

図２に示すように、基板部２２ｂの外周縁部にエラストマ（高分子弾性体）樹脂からなるシールリップ２３Ａを額縁状に一体に固着している。そして、本実施形態での要部として図３に示すように、シールリップ２３Ａを、蛇腹状（本実施形態では断面Ｓ字状）の形状として形成している。また、シールリップ２３Ａは、基板部２２ｂに固着している基端側２３１に対して、ケース２の開口部２１の周縁部に当接する先端側２３２を薄肉に形成している。

これらにより、開口部２１の周縁部に若干の歪みがある場合であっても、接触させるだけでは隙間Ｓが発生するが（図３参照）、シールリップ２３Ａを圧縮してその先端側２３２を開口部２１の周縁部に沿わせることにより（図４参照）、歪みにも柔軟に追随して隙間Ｓを無くすことが可能となり、ドア２２によるシール性を確保することができる。

ここで、基板部２２ｂとシールリップ２３Ａとの固着は、例えば次の如き一体成形で行うことができる。基板部２２ｂを予め成形しておき、この基板部２２ｂを成形型内の所定部位に前もって挿入しておき、その後に、シールリップ２３Ａを形成するエラストマを溶融状態で成形型内に射出して成形することにより、基板部２２ｂとシールリップ２３Ａとを一体に固着できる。

蛇腹状のシールリップ２３Ａは、外側の型部が分割して開く構造とするとともに、内側の型部も対角に分割し、その型部間にスペーサを収めて成形し、成形後はそのスペーサをどかせて空いたスペースに型部を斜め方向にスライドさせ、多少の無理抜きで脱型させることなどで形成することができる。

なお、ドア２２の基板部２２ｂを構成する樹脂材料としては、ポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳなどの樹脂が好適であり、ガラス繊維などのフィラーを混入して強度アップを図るようにしても良い。また、シールリップ２３Ａのエラストマ樹脂の具体的材質としては、サーモプラスティクエラストマ（ＴＰＥ）の一種であるオレフィン系エラストマが好適である。

ケース２の樹脂材料としては、上記基板部２２ｂと同種の樹脂を用いることができる。ケース２の開口部２１は、図２に示すドア２２の長方形に対応した長方形になっており、開口部２１の周縁部にはシールリップ２３Ａの先端側２３２が当接する平面状のシール面形成されている。

ドア２２の回動軸２２ａは、その両端部でケース２の図示しない軸受孔に回動自在に支持されるとともに、回動軸２２ａの一端部はケース２の外部へ突出し、図示しないドア駆動機構に連結される。このドア駆動機構は、周知の如く、車両用空調装置の操作パネルに設けられた手動操作機構、あるいは、空調制御装置により制御されるモータなどを用いたアクチュエータ機構により構成される。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、基板部２２ｂの開口部２１側に、シールリップ２３Ａを蛇腹状に突出させて形成している。これによれば、従来のシールリップに対してたわみ量を多くすることができるため、開口部２１の周縁部に若干の歪みがある場合であってもその歪みに柔軟に追随することが可能となり、ドア２２によるシール性を確保することができる。

また、シールリップ２３Ａは、基板部２２ｂに固着している基端側２３１に対して、先端側２３２を薄肉にしている。これによれば、開口部２１の周縁部に当接する先端側２３２を薄肉に形成することにより、より開口部２１周縁部の歪みに柔軟に追随することが可能となり、シール性を向上させることができる。また、シールリップ２３Ａは、エラストマ樹脂で形成されている。これによれば、通常の射出成形によってシールリップ２３Ａが形成できるため、蛇腹状のシールリップ２３Ａを容易に形成することができる。

また、上述の通風路切替装置を、車両用空調装置の内外気切替手段、温度調節手段７、２２、吹出モード切替手段１３、１６、１９のいずれかに用いている。これによれば、開口部の周縁部に若干の歪みがある場合であってもドアのシール性を確保することにより、空調風の分離性の良い車両用空調装置とすることができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態のシールリップ２３Ｂを適用したドア２２を示す側面図である。なお、本実施形態では、上述した第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して説明を省略して、上述した第１実施形態と異なる特徴部分について説明する。本実施形態では、基板部２２ｂを回動させる回動軸２２ａに近い側のシールリップ２３Ｂの突出高さＨ１を小さく、回動軸２２ａから遠い側のシールリップ２３Ｂの突出高さＨ２を大きくしている。

これは、回動軸２２ａに近い側と遠い側とでシールリップ２３の圧縮条件が異なることに対応させたものである。これによれば、回動軸２２ａに近い側でシールリップ２３が強く圧縮されることで、回動軸２２ａから遠い側のシールリップ２３でのシール性が甘くなるのを防ぐことができる。

（その他の実施形態）
図６は、他の実施形態における断面形状が横Ｖ字形のシールリップ２３Ｃの部分拡大断面図であり、図７は、他の実施形態における断面形状が横Ｗ字形のシールリップ２３Ｄの部分拡大断面図である。シールリップ２３の断面形状は、蛇腹状でアコーデオンのように伸縮効果があれば、以上で示したような横Ｖ字形、Ｓ字形、横Ｗ字形などの形状であっても良い。

また、上述の実施形態では、片持ちの板ドアに本発明を適用しているが、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、回動軸が基板部の中央側に形成されたバタフライドア、回動軸に対して基板部が円弧状となったロータリドア、もしくは回動式ではなく摺動式のスライド式ドアなどのシールリップに本発明を適用しても良い。

要は、基板部の外周縁部にシールリップを形成したドア構造であれば本発明を適用可能であり、用途も車両用空調装置に限らず定置式の空調装置など、様々な用途の通風路切替装置に適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両用空調装置の空調ユニット１の概略構成を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態のシールリップ２３Ａを適用したドア２２の全体形状を示す斜視図である。 図２中のIII−III断面の拡大断面図であり、シールリップ２３Ａをケース２の開口部２１の周縁部に接触させた状態を示している。 図３のシールリップ２３Ａをケース２の開口部２１の周縁部に当てて圧縮した状態を示している。 本発明の第２実施形態のシールリップ２３Ｂを適用したドア２２を示す側面図である。 他の実施形態における断面形状が横Ｖ字形のシールリップ２３Ｃの部分拡大断面図である。 他の実施形態における断面形状が横Ｗ字形のシールリップ２３Ｄの部分拡大断面図である。 従来のシールリップ２３Ｅをケース２の開口部２１の周縁部に圧着した状態の部分拡大断面図である。 従来のシールリップ２３Ｅをケース２の開口部２１の周縁部に当てた状態の部分拡大断面図であり、周縁部に歪みがある場合を示している。

符号の説明

２…空調ケース（ケース）
７…エアミックスドア（温度調節手段）
１３…デフロスタドア（吹出モード切替手段）
１６…フェイスドア（吹出モード切替手段）
１９…フットドア（吹出モード切替手段）
２１…温風バイパス開口部（開口部）
２２…温風バイパスドア（ドア、温度調節手段）
２２ａ…回動軸
２２ｂ…基板部
２３、２３Ａ〜２３Ｄ…シールリップ
２３１…基端側
２３２…先端側

Claims (5)

1. 通風路を形成して開口部（２１）を有するケース（２）と、
   前記ケース（２）内に配設され、前記開口部（２１）を開閉して空気流れを切り替えるドア（２２）とを備え、
   前記ドア（２２）は、剛性の高い材質からなる基板部（２２ｂ）と、
   前記基板部（２２ｂ）の外周縁部に固着された弾性体からなるシールリップ（２３）とを有しており、
   前記開口部（２１）の周縁部に前記シールリップ（２３）を圧着することによって前記開口部（２１）を閉塞する通風路切替装置において、
   前記基板部（２２ｂ）の前記開口部（２１）側に、前記シールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）を蛇腹状に突出させて形成していることを特徴とする通風路切替装置。
2. 前記シールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）は、前記基板部（２２ｂ）に固着している基端側（２３１）に対して、先端側（２３２）を薄肉にしていることを特徴とする請求項１に記載の通風路切替装置。
3. 前記シールリップ（２３Ｂ）は、前記基板部（２２ｂ）を回動させる回動軸（２２ａ）に近い側の突出高さ（Ｈ１）より前記回動軸（２２ａ）から遠い側の突出高さ（Ｈ２）を大きくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通風路切替装置。
4. 前記シールリップ（２３Ａ〜２３Ｄ）は、エラストマ樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の通風路切替装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の通風路切替装置を、内外気切替手段、温度調節手段（７、２２）、吹出モード切替手段（１３、１６、１９）のいずれかに用いていることを特徴とする車両用空調装置。

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