JP2009040330A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半内気モード時に外気風が内気導入口から車室内に流れることを防止する。
【解決手段】車室内空気を導入する内気導入口１１および車室外空気を導入する外気導入口１２を開閉するロータリドア３０の内周側に、円周壁３１の内周面から吸入口２１に向かって延びるガイド板４０を設ける。半内気モード時には、このガイド板４０により、外気導入口１２から導入された空気を吸入口２１側へ導き、内気導入口１１から車室内に流れることを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリドアにより内気導入口及び外気導入口を開閉する車両用空調装置に関するものである。

従来の車両用空調装置は、吸入口を有するスクロールケース内にファンが配置され、ファンの作動により吸入口から吸入した空気を車室内に吹き出すようになっている。スクロールケースよりも空気流れ上流側には、円弧状の円周壁を持つロータリドアが回動自在に配置され、このロータリドアにより内気導入口及び外気導入口を開閉して、内外気モードを切り替えるようになっている（例えば、特許文献１参照）。また、クールダウン時には内気モードで急速冷房を行った後、半内気モード（内気モードと外気モードの中間状態）で運転し、熱負荷が充分低下した時点で外気モードに切り替える制御も行われている。
特開２００３−１７０７２７号公報

しかしながら、ロータリドアにより内外気モードを切り替える車両用空調装置は、夏場の外気温が高い時に高速走行している際に半内気モードになった場合、外気導入口からラム圧により大量の外気風が流入するため、高温の外気風の一部がスクロールケース内に吸い込まれずに内気導入口から車室内に入ってしまい、空調フィーリングが悪化するという問題が生じている。この場合、スクロールケースの吸入口から離れた位置ではファンの吸引力が低下する為、吸入口から離れた位置を流れる外気風はスクロールケース内に吸い込まれ難く、その外気風が内気導入口から車室内に入りやすいという傾向がある。

本発明は上記点に鑑みて、半内気モード時に外気風が内気導入口から車室内に流れることを防止することを目的とする。

本発明は、車室内空気を導入する内気導入口（１１）および車室外空気を導入する外気導入口（１２）を有する内外気ケース（１０）と、この内外気ケース（１０）内に回転軸（３３）を中心として回動自在に配置され、回動方向に延びる円周壁（３１）とこの円周壁（３１）の軸方向両端に位置して円周壁（３１）を回転軸（３３）に連結する側板部（３２）とを有して、内気導入口（１１）および外気導入口（１２）を開閉するロータリドア（３０）と、内外気ケース（１０）およびロータリドア（３０）の空気流れ下流側に配置され、内気導入口（１１）および外気導入口（１２）からの空気が導入される吸入口（２１）を有するスクロールケース（２０）と、このスクロールケース（２０）内に配置され、吸入口（２１）から吸入した空気を車室内に吹き出すファンと、ロータリドア（３０）の内周側に配置され、外気導入口（１２）から導入された空気を吸入口（２１）側へ導く風向変更部材（４０、５０、６０）とを備えることを特徴とする。

このようにすれば、半内気モード時に外気導入口（１２）から導入された空気が内気導入口（１１）から車室内に流れることを防止することができる。

この場合、風向変更部材（４０）を、板状とし、円周壁（３１）の内周面から吸入口（２１）に向かって延ばすようにすれば、半内気モード時に外気導入口（１２）から導入された空気を吸入口（２１）側へ確実に導くことができる。

また、風向変更部材（４０）は、円周壁（３１）の軸方向一端側に配置された第１風向変更部材（４０ａ）と、円周壁（３１）の軸方向他端側に配置された第２風向変更部材（４０ｂ）とに分割することができる。

このようにすれば、半内気モード時に外気導入口（１２）から導入された空気のうち、円周壁（３１）の軸方向一端側と他端側（すなわち吸入口から離れた位置）を流れる空気を吸入口（２１）側へ確実に導くことができる。また、半内気モード時に外気導入口（１２）から導入された空気のうち、円周壁（３１）の軸方向中央部付近（すなわち吸入口に近い位置）を流れる空気は、ファンの吸引力が十分に作用するため、ファンの吸引力によってスクロールケース（２０）内に吸入される。したがって、半内気モード時に外気導入口（１２）から導入された空気が内気導入口（１１）から車室内に流れることを防止することができる。

一方、内気モード時には、吸入口（２１）から離れた位置は元々空気が流れ難く、内気導入口（１１）から導入された空気は２つの風向変更部材（４０ａ、４０ｂ）の間を通って吸入口（２１）側へ容易に流れることができるため、風向変更部材（４０）を設けたことによる内気モード時の圧損増加を抑制することができる。

また、風向変更部材（４０）の突出長さについて、円周壁（３１）の軸方向中央部よりも円周壁（３１）の軸方向端部側の方を長くすることができる。

このようにすれば、風向変更部材（４０）の突出長さは円周壁（３１）の軸方向端部側（すなわち吸入口から離れた位置）の方が長くなっているため、半内気モード時に外気導入口（１２）から導入された空気のうち、吸入口（２１）から離れた位置を流れる空気を吸入口（２１）側へ確実に導くことができる。

また、風向変更部材（４０）の突出長さは円周壁（３１）の軸方向中央部（すなわち吸入口に近い位置）の方が短くなっているため、内気導入口（１１）から導入された空気は風向変更部材（４０）の突出長さが短い部位側を通って吸入口（２１）側へ容易に流れることができ、したがって風向変更部材（４０）を設けたことによる内気モード時の圧損増加を抑制することができる。

また、風向変更部材（５０、６０）は、円周壁（３１）の内周面から吸入口（２１）に向かって延びるとともに、空気が流通する空気流通穴（５１）が形成された固定板（５０）と、風圧を受けて作動して空気流通穴（５１）を開閉する可動板（６０）とを備え、可動板（６０）は、内気導入口（１１）から導入された空気の風圧を受けて空気流通穴（５１）を開くとともに、外気導入口（１２）から導入された空気の風圧を受けて空気流通穴（５１）を閉じるように構成することができる。

このようにすれば、半内気モード時には可動板（６０）が空気流通穴（５１）を閉じるため、外気導入口（１２）から導入された空気が内気導入口（１１）から車室内に流れることを防止することができる。また、内気モード時には空気流通穴（５１）が開かれるため、内気導入口（１１）から導入された空気は空気流通穴（５１）を介しても流れることができ、風向変更部材（４０、５０、６０）を設けたことによる内気モード時の圧損増加を抑制することができる。

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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る車両用空調装置の半内気モード状態を示す送風機ユニット部の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿うロータリドア３０単体の断面図、図３は図１のロータリドア３０単体の斜視図、図４は外気モード状態を示す送風機ユニット部の断面図、図５は内気モード状態を示す送風機ユニット部の断面図である。

送風機ユニット部は、通常、自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。図１に示すように、送風機ユニット部のケースは、樹脂製の内外気ケース１０と、この内外気ケース１０の下方に隣接して配置された樹脂製のスクロールケース２０とからなり、内外気ケース１０の内部空間はスクロールケース２０のベルマウス状の吸入口２１に連通している。

内外気ケース１０には、車室内空気を導入する内気導入口１１と車室外空気を導入する外気導入口１２が隣接して設けられ、内気導入口１１と外気導入口１２の中間部に仕切り壁１３が設けられている。また、内外気ケース１０には、内気導入口１１の一端側（反仕切り壁１３側）に内気側開口縁部１４が設けられ、外気導入口１２の一端側（反仕切り壁１３側）に外気側開口縁部１５が設けられている。

内外気ケース１０内には、内気導入口１１および外気導入口１２を開閉するロータリドア３０が回動自在に収納されている。なお、ロータリドア３０は、空調制御パネル（図示せず）に設けられた手動操作レバーの手動操作により回動操作するか、或いは空調制御パネルの内外気切替スイッチを作動させて、電気的アクチュエータ（モータ等）により回動操作することができる。以下、本明細書では、ロータリドア３０の回動方向を周方向といい、ロータリドア３０の回動軸方向を軸方向という。

図１〜図３に示すように、ロータリドア３０は、円弧状の円周壁３１を有しており、本例ではこの円周壁３１の円周角は略９０°となっている。この円周壁３１の軸方向両端にはそれぞれ扇形の側板部３２が設けられている。

側板部３２には、側板部３２から軸方向外向きに突出する回転軸３３が設けられている。回転軸３３は、内外気ケース１０に形成された軸受穴に回動自在に挿入されている。回転軸３３の位置は、円周壁３１の曲率半径中心と一致する。なお、円周壁３１、側板部３２、および回転軸３３は、樹脂にて一体成形されている。

円周壁３１の端部及び側板部３２の端部には、エラストマよりなるリップシール部３４が接着されている。より詳細には、リップシール部３４は、円周壁３１の周方向の両端部に位置し、この端部から径方向の外方へ突出している。また、リップシール部３４は、側板部３２の周方向の両端部に位置し、この端部から軸方向の外方へ突出している。

ロータリドア３０の内周側（ロータリドア３０の内部空間）には、外気導入口１２から導入された空気を吸入口２１側へ導く風向変更部材としての板状のガイド板４０が配置されている。図１に示すように、ガイド板４０は、円周壁３１の周方向中間部に位置するとともに、円周壁３１の内周面３５から吸入口２１に向かって延びている。また、図２に示すように、ガイド板４０は、円周壁３１の軸方向一端側に配置された第１ガイド板４０ａと、円周壁３１の軸方向他端側に配置された第２ガイド板４０ｂとに分割されている。なお、ガイド板４０とロータリドア３０は、樹脂にて一体成形されている。

図１に示すように、スクロールケース２０は、上側スクロールケース２０ａと下側スクロールケース２０ｂとからなる。スクロールケース２０の内部には、スクロール形状の中心部位に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風用ファン２２が配置されており、このファン２２の回転により吸入口２１から吸入された空気がファン２２の径方向外方へ流れるようになっている。ファン２２は、電動モータ２３により駆動される。

スクロールケース２０よりも空気流れ下流側には、図示しない冷却ユニット及び加熱ユニットが連結されている。そして、ファン２２にて送風された空気は、周知のごとく両ユニットを通過する際に冷却、除湿、再加熱されて所定の温度に調整された後に車室内へ吹き出される。

次に、上記構成になる本実施形態の作動を説明する。内気導入と外気導入との切替は、回転軸３３を中心とするロータリドア３０の回転により行うことができ、外気モードを選択するときは、ロータリドア３０を図１において反時計回りに回動させてロータリドア３０を図４に示す位置にする。

ロータリドア３０が図４に示す位置に回動すると、内気導入口１１は円周壁３１により覆われるとともに、リップシール部３４が仕切り壁１３および内気側開口縁部１４に密着して、内気導入口１１が閉塞される。一方、外気導入口１２は全開状態となる。したがって、ファン２２の回転により、外気導入口１２から外気が導入される。そして、その外気は、吸入口２１からスクロールケース２０内に吸入され、冷却ユニット側へ吹き出される。

次に、内気モードを選択するときは、ロータリドア３０を図４に示す位置から時計回りに略９０°回動させて、ロータリドア３０を図５に示す位置にする。

ロータリドア３０が図５に示す位置に回動すると、外気導入口１２は円周壁３１により覆われるとともに、リップシール部３４が仕切り壁１３および外気側開口縁部１５に密着して、外気導入口１２が閉塞される。一方、内気導入口１１は全開状態となる。したがって、ファン２２の回転により、内気導入口１１から内気が導入される。そして、その内気は、吸入口２１からスクロールケース２０内に吸入され、冷却ユニット側へ吹き出される。

次に、半内気モードを選択するときは、ロータリドア３０を図４に示す位置から時計回りに略４５°回動させて、あるいは、ロータリドア３０を図５に示す位置から反時計回りに略４５°回動させて、ロータリドア３０を図３に示す位置にする。

ロータリドア３０が図３に示す位置に回動すると、内気導入口１１および外気導入口１２はともに半開状態となる。したがって、ファン２２の回転により、内気導入口１１から内気が導入されるとともに、外気導入口１２から外気が導入される。

前述したように、高速走行している際に半内気モードになった場合、外気導入口１１からラム圧により大量の外気風が流入するため、外気風の一部がスクロールケース２０内に吸い込まれずに内気導入口１２から車室内に入り易くなる。特に、吸入口２１から離れた位置ではファン２２の吸引力が低下する為、吸入口２１から離れた位置を流れる外気風が内気導入口１２から車室内に入りやすいという傾向がある。

これに対し、本実施形態では、円周壁３１の軸方向一端側と他端側（すなわち吸入口２１から離れた位置）に配置された２つのガイド板４０ａ、４０ｂにより、吸入口２１から離れた位置を流れる外気風の流れの向きが吸入口２１側に変えられ、吸入口２１から離れた位置を流れる外気風が吸入口２１側へ確実に案内される。また、円周壁３１の軸方向中央部付近（すなわち吸入口２１に近い位置）を流れる外気風は、ファン２２の吸引力によってスクロールケース２０内に吸入される。したがって、半内気モード時に外気導入口１２から導入された空気が内気導入口１１から車室内に流れることを防止することができる。

なお、内気モード時には、吸入口２１から離れた位置は元々空気が流れ難く、内気導入口１１から導入された空気は２つのガイド板４０ａ、４０ｂの間を通って吸入口２１側へ容易に流れることができるため、ガイド板４０ａ、４０ｂを設けたことによる内気モード時の圧損増加を抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係る車両用空調装置におけるロータリドアの断面図である。この図６は、図１のＡ−Ａ断面に相当する。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１実施形態のガイド板４０は、第１ガイド板４０ａと第２ガイド板４０ｂとに分割されているが、本実施形態のガイド板４０は分割されていない。

図６に示すように、本実施形態のガイド板４０は、円周壁３１の軸方向一端側から他端側まで連続した１枚の板である。そして、ガイド板４０における円周壁３１の内周面３５から吸入口側端部４１までの突出長さは、円周壁３１の軸方向中央部よりも円周壁３１の軸方向端部側の方が長くなっている。

このように、ガイド板４０の突出長さは、円周壁３１の軸方向端部側（すなわち吸入口３１から離れた位置）の方が長くなっているため、半内気モード時に外気導入口１２から導入された空気のうち、吸入口２１から離れた位置を流れる空気を吸入口２１側へ確実に導くことができる。

また、ガイド板４０の突出長さは円周壁３１の軸方向中央部（すなわち吸入口２１に近い位置）の方が短くなっているため、内気導入口１１から導入された空気はガイド板４０の突出長さが短い部位側を通って吸入口２１側へ容易に流れることができ、したがってガイド板４０を設けたことによる内気モード時の圧損増加を抑制することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図７は第３実施形態に係る車両用空調装置における送風機ユニット部の断面図、図８は図７の固定板５０の近傍を示す図、図９は図７の固定板５０が可動板６０に覆われた状態を示す図である。なお、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、風向変更部材は固定板５０と可動板６０とによって構成されている。図７に示すように、固定板５０は、円周壁３１の周方向中間部に位置するとともに、円周壁３１の内周面３５から吸入口２１に向かって延びている。また、図８に示すように、固定板５０は、円周壁３１の軸方向一端側に配置された第１固定板５０ａと、円周壁３１の軸方向他端側に配置された第２固定板５０とに分割されている。また、各固定板５０ａ、５０ｂには、空気を流通させるための空気流通穴５１が複数個形成されている。なお、固定板５０とロータリドア３０は、樹脂にて一体成形されている。

図７に示すように、固定板５０における周方向両端面のうち、半内気モード時のロータリドア３０の位置において外気導入口１２側となる周方向端面側に、可動板６０が配置されている。可動板６０は、ゴムのような柔軟性に富む材料よりなり、可動板６０における円周壁３１の内周面３５側の端部が接着剤により固定板５０に接着されている。図９に示すように、可動板６０は、固定板５０に密着した状態では固定板５０の全域を覆う形状及び大きさになっている。

そして、半内気モード時には、外気導入口１２から導入された空気の風圧を受けて可動板６０が固定板５０に密着して可動板６０が空気流通穴５１を閉じるため、外気導入口１２から導入された空気が内気導入口１１から車室内に流れることを防止することができる。

また、図７に示す内気モード時には、内気導入口１１から導入された空気の風圧を受けて可動板６０が固定板５０から離れて空気流通穴５１が開かれるため、内気導入口１１から導入された空気は空気流通穴５１を介しても流れることができ、固定板５０および可動板６０を設けたことによる内気モード時の圧損増加を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の半内気モード状態を示す送風機ユニット部の断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿うロータリドア単体の断面図である。 ロータリドア単体の斜視図である。 外気モード状態を示す送風機ユニット部の断面図である。 内気モード状態を示す送風機ユニット部の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置におけるロータリドアの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置における送風機ユニット部の断面図である。 固定板の近傍を示す図である。 固定板が可動板に覆われた状態を示す図である。

符号の説明

１０…内外気ケース、１１…内気導入口、１２…外気導入口、２０…スクロールケース、２１…吸入口、２２…ファン、３０…ロータリドア、３１…円周壁、３２…側板部、３３…回転軸、４０…ガイド板（風向変更部材）。

Claims (6)

1. 車室内空気を導入する内気導入口（１１）および車室外空気を導入する外気導入口（１２）を有する内外気ケース（１０）と、
   この内外気ケース（１０）内に回転軸（３３）を中心として回動自在に配置され、回動方向に延びる円周壁（３１）とこの円周壁（３１）の軸方向両端に位置して前記円周壁（３１）を前記回転軸（３３）に連結する側板部（３２）とを有して、前記内気導入口（１１）および前記外気導入口（１２）を開閉するロータリドア（３０）と、
   前記内外気ケース（１０）および前記ロータリドア（３０）の空気流れ下流側に配置され、前記内気導入口（１１）および前記外気導入口（１２）からの空気が導入される吸入口（２１）を有するスクロールケース（２０）と、
   このスクロールケース（２０）内に配置され、前記吸入口（２１）から吸入した空気を車室内に吹き出すファン（２２）と、
   前記ロータリドア（３０）の内周側に配置され、前記外気導入口（１２）から導入された空気を前記吸入口（２１）側へ導く風向変更部材（４０、５０、６０）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記風向変更部材（４０）は板状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. 前記風向変更部材（４０）は、前記円周壁（３１）の内周面から前記吸入口（２１）に向かって延びていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記風向変更部材（４０）は、前記円周壁（３１）の軸方向一端側に配置された第１風向変更部材（４０ａ）と、前記円周壁（３１）の軸方向他端側に配置された第２風向変更部材（４０ｂ）とに分割されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記風向変更部材（４０）は、前記円周壁（３１）の内周面（３５）から吸入口側端部（４１）までの突出長さが、前記円周壁（３１）の軸方向中央部よりも前記円周壁（３１）の軸方向端部側の方が長くなっていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
6. 前記風向変更部材（５０、６０）は、前記円周壁（３１）の内周面から前記吸入口（２１）に向かって延びるとともに、空気が流通する空気流通穴（５１）が形成された固定板（５０）と、風圧を受けて作動して前記空気流通穴（５１）を開閉する可動板（６０）とを備え、
   前記可動板（６０）は、前記内気導入口（１１）から導入された空気の風圧を受けて前記空気流通穴（５１）を開くとともに、前記外気導入口（１２）から導入された空気の風圧を受けて前記空気流通穴（５１）を閉じるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。

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