JP2009090730A - 車両用空調装置のドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】温度制御特性のリニア性を向上させることができる車両用空調装置のドア構造を提供する。
【解決手段】中心軸５１ａに対して回動可能に設けられる第１ドア部５１と、第１ドア部５１に対して離間配置され、スライド移動可能に設けられる第２ドア部５２とを備え、第２ドア部５２を、第１ドア部５１と棒状の連結ロッド５３により接続し、第１ドア部５１と連動して移動するとともに、空調ケース２内に配置され、空気を冷却するエバポレータ３通過後の冷風を加熱するヒータコア４の空気流入面を開閉するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置のドア構造に関する。

従来、車両用空調装置の小型化を図るために、エアミックスドアを第１ドア部と第２ドア部との２つのドア部で構成し、２つのドア部をヒンジ部により回動可能に連結することで、エアミックスドアの作動スペースを小さくした車両用空調装置のドア構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３８０１６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のドア構造では、フェイス開口部を介して乗員の上半身側に向けて空調風を吹き出すと同時にフット開口部を介して乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すバイレベルモード時において、第２ドア部によりヒータコアの下方側のみが開かれた状態になっているため、温風側の通風抵抗が増加し、冷風の割合が温風より多くなる。このため、図４に示すように、エアミックスドアの開度の増加に対して車室内への吹出空気温度が比例的に増加せず、下側へ凸となる温度制御特性になり、温度制御特性のリニア性が悪いという問題がある。

さらに、エアミックスドアの操作位置を最大暖房位置から最大冷房側へ移動させる際に、第２ドア部に風圧が加わるため、ドア操作力が増大するという問題もある。

本発明は、上記点に鑑み、温度制御特性のリニア性を向上させることができる車両用空調装置のドア構造を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、操作位置を最大暖房位置から最大冷房側へ移動させるときのドア操作力を低減することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、中心軸（５１ａ）に対して回動可能に設けられる第１ドア部（５１）と、第１ドア部（５１）に対して離間配置され、スライド移動可能に設けられる第２ドア部（５２）とを備え、第２ドア部（５２）は、第１ドア部（５１）と棒状の連結部材（５３）により接続され、第１ドア部（５１）と連動して移動するとともに、空調ケース（２）内に配置され、空気を冷却する冷却用熱交換器（３）通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器（４）の空気流入面を開閉するように構成されていることを特徴としている。

これによれば、第１ドア部（５１）と第２ドア部（５２）との間に空気を流すことができるので、バイレベルモード時において、冷却用熱交換器（３）通過後の冷風を第１ドア部（５１）と第２ドア部（５２）との間からも加熱用熱交換器（４）に流入させることができる。したがって、バイレベルモード時において、加熱用熱交換器（４）を通過する空気風量が増加し、温風側の通風抵抗を低減できるので、温度制御特性のリニア性を向上させることが可能となる。

また、空気が第１ドア部（５１）と第２ドア部（５２）との間から加熱用熱交換器（４）に流入するようになっているので、ドア操作位置を加熱用熱交換器（４）の空気流入面を全開する最大暖房位置から加熱用熱交換器（４）の空気流入面を全閉する最大冷房側へ移動させるときに、第２ドア部（５２）に加わる風圧を低減することができる。このため、ドア操作力を低減することが可能となる。

また、上記特徴の車両用空調装置のドア構造において、第２ドア部（５２）のスライド方向両端部には、空調ケース（２）に設けられた案内手段（５２ａ）に沿って移動する係合部（５２ｂ）が設けられていてもよい。

また、上記特徴の車両用空調装置のドア構造において、第１ドア部（５１）は、空調ケース（２）内に配置され、加熱用熱交換器（４）をバイパスして冷風が流れる冷風バイパス通路（２２）を開閉するように構成されていてもよい。

なお、この欄および特許請求の範囲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。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係るドア構造を、車両用空調装置のエアミックスドアに適用したものである。図１は、本実施形態による車両用空調装置の空調ユニット１の概略断面図で、後述するフェイスモード時を示す。

図１に示すように、本実施形態の空調ユニット１は、クーラユニットとヒータユニットとを一体化し、車両の前後方向の寸法を短くした空調ケース２を有している。この空調ケース２の空気流れ上流側にはエバポレータ（冷却用熱交換器）３が設けられ、空気流れ下流側にはヒータコア（加熱用熱交換器）４が設けられている。

車両幅方向（紙面垂直方向）から導入口２１を通って導入された空気は、空調ケース２内で空気流れが車両前後方向に曲げられる。そして、導入口２１から導入された空気の全てが、エバポレータ３を通って冷却されるようになっている。また、空気の取り込みを行うインテークユニット（図示せず）は、空調ケース２の側面に配置され、このため空調ケース２の車両前後方向の長さが短くされている。

空調ケース２内において、エバポレータ３の空気流れ下流側であってヒータコア４の上方側に、ヒータコア４をバイパスして冷風を矢印ａのように流す冷風バイパス通路２２が形成されている。一方、空調ケース２内において、ヒータコア４の空気流れ下流側（車両後方側）には、ヒータコア４で加熱された温風が矢印ｂのように流れる温風通路２３が形成されている。

また、エバポレータ３とヒータコア４との間には、ヒータコア４を通過して加熱される温風と冷風バイパス通路２２を通過する冷風との風量割合を調整して吹出空気温度を調整するエアミックスドア５が設けられている。エアミックスドア５の詳細な構成については後述する。

空調ケース２の下面のうちヒータコア４の空気流れ下流側部位には、上方側へ突き出す温風ガイド壁２４が空調ケース２と一体に形成されている。この温風ガイド壁２４は温風通路２３の空気流れ下流側を区画するものであって、温風通路２３の温風流れ冷風バイパス通路２２側へガイドする。これにより、温風通路２３の上方側であって、温風ガイド壁２４の先端部周辺に、温風と冷風とを良好に混合できるエアミックスチャンバ２５を形成している。

空調ケース２の上部には、フロントガラス等の窓ガラスの内面に向かって空気を吹き出すためのデフロスタ開口部６１と、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフェイス開口部６２とが設けられている。デフロスタ開口部６１は、フェイス開口部６２より車両前方側に配置されている。

また、空調ケース２内において温風通路２２の車両後方側に、エアミックスチャンバ２５と連通するフット通路６３が形成されている。このフット通路６３は、上方から下方へと垂下するように形成されている。そして、フット通路６３の下方側には、車室内乗員の足元に空気を吹き出すためのフット開口部６４が設けられている。

エアミックスチャンバ２５の車両後方側には、フェイス開口部６２とフット通路６３を切替開閉する板状の吹出モード切換ドア６５が配置されている。吹出モード切換ドア６５の回転軸６５ａは図１の紙面垂直方向（車両幅方向）に延びるように配置され、回転軸６５ａの両端部は空調ケース２の左右両側の側壁面の軸受孔（図示せず）により回転可能に保持される。回転軸６５ａの一端部は空調ケース２の外部に突出して、電動アクチュエータ（図示せず）に連結されている。

図１において、吹出モード切換ドア６５の実線位置はフット通路６３を全閉し、フェイス開口部６２を全開するフェイスモード時の位置を示す。これに対し、吹出モード切換ドア６５の一点鎖線位置は、フェイス開口部６２を全閉し、フット通路６３を全開するフットモード位置を示す。

また、デフロスタ開口部６１を開閉する板状のデフロスタドア６６は、デフロスタ開口部６３からの吹出風量を調整するものである。デフロスタドア６６の回転軸６６ａは図１の紙面垂直方向（車両幅方向）に延びるように配置され、回転軸６６ａの両端部は空調ケース２の左右両側の側壁面の軸受孔（図示せず）により回転可能に保持される。回転軸６６ａの一端部は空調ケース２の外部に突出して、電動アクチュエータ（図示せず）に連結されている。

図１において、デフロスタドア６６の実線位置はデフロスタ開口部６１を全閉する位置を示す。これに対し、デフロスタドア６６の一点鎖線位置は、デフロスタ開口部６１を全開する位置を示す。

次に、本実施形態におけるエアミックスドア５の詳細な構成について説明する。

エアミックスドア５は、回転軸５１ａに対して回動可能に設けられる板状の第１ドア部５１と、この第１ドア部５１に対して離間配置され、上下方向にスライド移動可能な板状の第２ドア部５２とを有している。

第１ドア部５１の回転軸５１ａは図１の紙面垂直方向（車両幅方向）に延びるように配置され、回転軸５１ａの両端部は空調ケース２の左右両側の側壁面の軸受孔（図示せず）により回転可能に保持される。回転軸５１ａの一端部は空調ケース２の外部に突出して、電動アクチュエータ（図示せず）に連結されている。

第２ドア部５２の上下方向、すなわちスライド方向の両端部には、空調ケース２の左右両側の側壁面に設けられた案内手段としてのガイド溝５２ａに沿って移動する係合部としてのピン５２ｂが設けられている。この第２ドア部５２は、ヒータコア４の空気流れ上流側に配置されており、ヒータコア４の通風路を開閉する、すなわちヒータコア４の空気流入面を開閉するように構成されている。

第１ドア部５１と第２ドア部５２とは、丸棒状の金属製（例えば、鉄製）の連結ロッド５３により連結されている。より詳細には、第１ドア部５１におけるヒータコア４に近い側の面に連結ロッド５３の一端が接続されており、第２ドア部５２におけるヒータコア４に対向する面に連結ロッド５３の他端が接続されている。したがって、図示しない電動アクチュエータにより回転軸５１ａを回転させることで第１ドア部５１を回動させると、これに連動して第２ドア部５２がスライド移動するようになっている。そして、エアミックスドア５は、図１の実線で示すように第１ドア部５１が冷風バイパス通路２２を全開するとき、第２ドア部５２がヒータコア４の通風路を全閉し、一点鎖線で示すように第１ドア部５１が冷風バイパス通路２２を全閉するとき、第２ドア部５２がヒータコア４の通風路を全開するように構成されている。なお、連結ロッド５３が、本発明の連結部材に相当している。

次に、本実施形態における車両用空調装置の作動について図１〜図３に基づいて説明する。

まず、図１に示すように、フェイス開口部６２を介して乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイスモード時には、エアミックスドア５は、第１ドア部５１が冷風バイパス通路２２を全開する位置に回転操作され、これに伴い、第２ドア部５２が下端位置、すなわちヒータコア４の通風路を全閉する位置にスライドする。また、デフロスタドア６１は、デフロスタ開口部６１を全閉する位置に回転操作され、吹出モード切替ドア６５は、フェイス開口部６２を全開する位置、すなわちフット開口部６４を全閉する位置に回転操作される。

このようにして、フェイスモード時には、温風通路２３は、エアミックスドア５の第２ドア部５２により閉鎖状態とされ、冷風バイパス通路２２が開放状態とされる。したがって、エバポレータ３により冷却された空気流は、冷風のまま、図中矢印ａ方向に冷風バイパス通路２２を通って流れた後に、フェイス開口部６２からフェイスダクト（図示せず）を通って車室内に向かって配風される。

図２は、本実施形態による車両用空調装置の空調ユニット１の概略断面図で、バイレベルモード時を示す。

図２に示すように、フェイス開口部６２を介して乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すと同時にフット開口部６４を介して乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すバイレベルモード時においては、エアミックスドア５は、第１ドア部５１が冷風バイパス通路２２を半開する位置に回転操作され、これに伴い、第２ドア部５２が上下方向中間位置、すなわちヒータコア４の通風路を半開する位置にスライドする。また、デフロスタドア６１は、デフロスタ開口部６１を全閉する位置に回転操作され、吹出モード切替ドア６５は、フェイス開口部６２およびフット開口部６４をともに半開する位置に回転操作される。

したがって、エバポレータ３により冷却された空気流は、一部が図２中実線矢印で示すように、第２ドア部５２の下方側、および第１ドア部５１と第２ドア部５２との間を通り、温風通路２３を通ってヒータコア４により加熱されて温風となり、エアミックスチャンバ２５に至る。また、残りの空気流は冷風のまま、図２中破線矢印で示すように、第１ドア部５１の上方側を通って流れ、冷風バイパス通路２２よりエアミックスチャンバ２５に至る。

そして、温風通路２３を経た温風と冷風バイパス通路２２を経た冷風とは、エアミックスチャンバ２５において衝突して混合され、所定の温度に調整される。ここで、例えば本実施形態においては、所望の上下差温状態が形成され、フェイス開口部６２からは所定温度の冷風が、フット開口部６４からは所定温度の温風が吹き出される
図３は、本実施形態による車両用空調装置の空調ユニット１の概略断面図で、フットモード時を示す。

図３に示すように、フット開口部６４を介して乗員の足元側に向けて空調風を吹き出すフットモード時においては、エアミックスドア５は、第１ドア部５１が冷風バイパス通路２２を全閉する位置に回転操作され、これに伴い、第２ドア部５２が上端位置、すなわちヒータコア４の通風路を全開する位置にスライドする。また、デフロスタドア６１は、デフロスタ開口部６１を全閉する位置に回転操作され、吹出モード切替ドア６５は、フット開口部６４を全開する位置、すなわちフェイス開口部６２を全閉する位置に回転操作される。

このようにして、フットモード時には、冷風バイパス通路２２は、エアミックスドア５の第１ドア部５１により閉鎖状態とされ、温風通路２３が開放状態とされる。したがって、エバポレータ３により冷却された空気流は、図中矢印で示すように、第２ドア部５２の下方側、および第１ドア部５１と第２ドア部５２との間を通り、温風通路２３を通ってヒータコア４により全量加熱されて温風となり、この温風はフット開口部６４に流入し、フットダクト（図示せず）より乗員の足元に向かって配風される。

以上説明したように、エアミックスドア５を、中心軸５１ａに対して回動可能な第１ドア部５１と、第１ドア部５１に対して離間配置され、スライド移動可能な第２ドア部５２と、第１ドア部５１と第２ドア部とを接続する連結ロッド５３とにより構成することで、第１ドア部５１と第２ドア部５２との間に空気が流れるようにすることができる。

このため、バイレベルモード時において、エバポレータ３通過後の冷風を、第２ドア部５２の下方側、および第１ドア部５１と第２ドア部５２の間の２箇所からヒータコア４に流入させることができる。すなわち、ヒータコア４に流入する空気流れを、第２ドア部５２の下方側と上方側との２つにすることができる。したがって、バイレベルモード時において、ヒータコア４を通過する空気風量が増加し、温風側の通風抵抗を低減できるので、温度制御特性のリニア性を向上させることが可能となる。

また、バイレベルモード時およびフットモード時において、空気が第１ドア部５１と第２ドア部５２との間からもヒータコア４に流入するようになっているので、エアミックスドア５の操作位置を最大暖房位置から最大冷房側へ移動させるときに、第２ドア部５２に加わる風圧を低減することができる。このため、ドア操作力を低減することが可能となる。

また、本実施形態において、連結ロッド５３による第１ドア部５１と第２ドア部５２の連結位置や、連結ロッド５３の長さを変更することで、第２ドア部５２を第１ドア部５１に対して遅動させ、温度制御特性を変更することができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、案内手段としてガイド溝５２ａを用いたが、これに限らず、例えばガイドレールとしてもよく、この場合にはピン５２ｂの代わりに係合溝を形成するとよい。

また、上記実施形態では、連結部材として丸棒状の鉄製の連結ロッド５３を用いたが、これに限らず、例えば樹脂製のリンクプレートとしてもよい。

本発明の実施形態による車両用空調装置の空調ユニット１の概略断面図で、フェイスモード時を示す。 本発明の実施形態による車両用空調装置の空調ユニット１の概略断面図で、バイレベルモード時を示す。 本発明の実施形態による車両用空調装置の空調ユニット１の概略断面図で、フットモード時を示す。 従来の空調装置のドア構造におけるエアミックスドア開度と吹出し平均温度との関係を示す特性図である

符号の説明

２…空調ケース、３…エバポレータ（冷却用熱交換器）、４…ヒータコア（加熱用熱交換器）、２２…冷風バイパス通路、５１…第１ドア部、５１ａ…回転軸、５２…第２ドア部、５２ａ…ガイド溝（案内手段）、５２ｂ…ピン（係合部）、５３…連結ロッド（連結部材）、

Claims (3)

1. 空調ケース（２）内に導入された空気の流れを調整する車両用空調装置のドア構造であって、
   中心軸（５１ａ）に対して回動可能に設けられる第１ドア部（５１）と、
   前記第１ドア部（５１）に対して離間配置され、スライド移動可能に設けられる第２ドア部（５２）とを備え、
   前記第２ドア部（５２）は、前記第１ドア部（５１）と棒状の連結部材（５３）により接続され、前記第１ドア部（５１）と連動して移動するとともに、前記空調ケース（２）内に配置され、空気を冷却する冷却用熱交換器（３）通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器（４）の空気流入面を開閉するように構成されていることを特徴とする車両用空調装置のドア構造。
2. 前記第２ドア部（５２）のスライド方向両端部には、前記空調ケース（２）に設けられた案内手段（５２ａ）に沿って移動する係合部（５２ｂ）が設けら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のドア構造。
3. 前記第１ドア部（５１）は、前記空調ケース（２）内に配置され、前記加熱用熱交換器（４）をバイパスして冷風が流れる冷風バイパス通路（２２）を開閉するように構成されている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のドア構造。

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