JP2018144715A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置においてエアミックスダンパの開度に比例した高精度な温度制御を行う。【解決手段】車両用空調装置１０を構成する空調ケース１４には、エアミックスダンパ３８が上下方向に沿ってスライド自在に設けられ、その上端部には、第１シール部材４６より上方に突出したプレート部材５０が設けられる。このプレート部材５０は、エアミックスダンパ３８のドア本体４４と略同一の幅寸法で形成され、厚さ方向に貫通した複数の通風孔５４を有している。そして、エアミックスダンパ３８が上方まで移動した状態から下降し始める際、プレート部材５０が空調ケース１４の内壁面から完全に離間するまでの間、複数の通風孔５４のみを通じて空気を下流側へと流通させることで流量の急激な増加が抑制される。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。

本出願人は、ケースの内部に沿ってスライド変位するエアミックスダンパを有し、該エアミックスダンパの移動作用下にエバポレータにより冷却された冷風と加熱手段であるヒータコアにより加熱された温風との混合割合を調整可能な車両用空調装置を提案している（特許文献１参照）。

この車両用空調装置では、ケースの内部に設けられたスライド式のエアミックスダンパを有し、そのラックに噛合されたピニオンが回転することで前記ケースの内壁に形成されたガイドレールに沿って前記ミックスダンパが上下方向にスライド変位する。そして、暖房運転を行う場合には、エアミックスダンパが上方へ移動し上端部が内壁に当接することで、エバポレータを通過した冷風が全てヒータコア側へと流れて加熱される。一方、冷房運転を行う場合には、エアミックスダンパが下方へ移動し下端部が内壁に当接することで、エバポレータを通過した冷風が全てヒータコアを迂回して車室内へと送風される。

特開２０１４−１６２３０５号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、エアミックスダンパの開度に比例した高精度な温度制御を行うことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空気通路を内部に有する空調ケースと、空調ケースの内部に設けられ空気を冷却するエバポレータと、空調ケースの内部においてエバポレータの下流側に設けられ空気を加熱するヒータコアと、エバポレータとヒータコアとの間で移動自在に設けられ、空気通路を遮断する方向に移動することで冷風と温風との混合状態を調整するエアミックスダンパとを有した車両用空調装置において、
エアミックスダンパの移動方向に沿った端部には、空調ケースに当接自在に設けられるシール部材と、
シール部材に対してさらに空調ケースの内壁面側に向かって突出した抑止部材と、
を備え、
抑止部材には、エアミックスダンパの上流側と下流側とを連通する通風孔が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、車両用空調装置における空調ケース内に設けられるエアミックスダンパにおいて、その移動方向に沿った端部に空調ケースへ当接自在にシール部材が設けられると共に、シール部材に対してさらに空調ケースの内壁面側に向かって突出した抑止部材が設けられ、この抑止部材にはエアミックスダンパの上流側と下流側とを連通させる通風孔が設けられている。

従って、シール部材が空調ケースに当接した状態からエアミックスダンパが移動し始めた際、エアミックスダンパの端部と空調ケースとの間を流れる空気が抑止部材によって妨げられ通風孔のみを通じて下流側へと流れる。その結果、エアミックスダンパが移動し始めた直後において、エバポレータによって冷却された上流側からの冷風が、大流量で急激に下流側へと流入することを防止でき、大流量の冷風が流入することによる下流側における温風の温度低下が防止できるため、エアミックスダンパの開度（移動量）に比例した高精度な温度制御が可能となる。

また、空調ケースに、エアミックスダンパの端部に臨み、抑止部材を収納可能な凹部を形成するとよい。

さらに、通風孔を、エアミックスダンパの移動方向と直交する幅方向に沿って複数設けるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、車両用空調装置のエアミックスダンパには、その移動方向に沿った端部にシール部材が空調ケースに当接自在に設けられると共に、シール部材に対してさらに空調ケースの内壁面側に向かって突出するように抑止部材が設けられ、この抑止部材にエアミックスダンパの上流側と下流側とを連通させる通風孔を設けることで、シール部材が空調ケースに当接した状態からエアミックスダンパが移動し始めた際、エアミックスダンパの端部と空調ケースとの間において、抑止部材によって空気の流れが妨げられ通風孔のみを通じて下流側へと流れる。その結果、エアミックスダンパが移動し始めた直後において、エバポレータによって冷却された上流側からの冷風が、大流量で急激に下流側へと流入することが防止され、大流量の冷風が流入することによる下流側の温風の温度低下を防止できるため、エアミックスダンパの開度に比例した高精度な温度制御を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体断面図である。 図１の車両用空調装置におけるエアミックスダンパが上方へ移動した状態の上端部近傍を示す拡大断面図である。 図１の車両用空調装置におけるエアミックスダンパの外観斜視図である。 図２におけるエアミックスダンパが若干だけ下降した状態を示す拡大断面図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。

この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、空気の各通路１２を構成する空調ケース１４と、該空調ケース１４の内部に配設され、空気を冷却するエバポレータ１６と、前記空気を加熱するヒータコア１８と、前記エバポレータ１６及びヒータコア１８によって調温された冷風及び温風を所定の混合比率で混合するスライドドア機構２０とを含む。

この空調ケース１４の上方には、例えば、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口２２と、該ベント送風口２２と隣接し車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口２４とが開口している。また、空調ケース１４の車両後方側（矢印Ａ２方向）には、乗員の足元近傍に送風を行うヒート送風口２６が開口している。

そして、ベント送風口２２、デフロスタ送風口２４及びヒート送風口２６には、それぞれ送風状態を切り換えるための切替ダンパ２８ａ、２８ｂが開閉自在に設けられている。

一方、空調ケース１４の内部には、車両前方側（矢印Ａ１方向）となる位置にエバポレータ１６が設けられ、該エバポレータ１６に対して車両後方側（矢印Ａ２方向）となる位置に所定間隔離間してヒータコア１８が設けられる。このエバポレータ１６が空気の流通方向における上流側、ヒータコア１８が下流側となるように設けられ、前記ヒータコア１８はホルダ３０によって空調ケース１４に保持されている。

このエバポレータ１６とヒータコア１８との間には、該エバポレータ１６によって冷却された空気を、空調ケース１４内において下流へと流通させる際、その流通量及び流通状態を調整するスライドドア機構２０が設けられる。なお、エバポレータ１６の上流側には、図示しない送風機からの空気が供給される開口部（図示せず）が開口している。

さらに、空調ケース１４には、図１及び図２に示されるように、エバポレータ１６の下流側とデフロスタ送風口２４との間に、上方（矢印Ｂ１方向）に向かって膨出した膨出部（凹部）３２が形成され、この膨出部３２は、三方を壁部３４で囲まれた略矩形状に形成され、エアミックスダンパ３８が上方へと移動した際、後述するプレート部材５０の収納される空間３６を内部に有している。換言すれば、膨出部３２は、空調ケース１４の上方（矢印Ｂ１方向）に向かって凹状に窪んで形成される。

スライドドア機構２０は、例えば、空調ケース１４の内部において上方及び下方へとスライド自在に設けられたエアミックスダンパ３８と、該エアミックスダンパ３８に対して駆動力を伝達することで移動させるピニオンギア４０とを含む。

エアミックスダンパ３８は、図１〜図３に示されるように、大きな半径で湾曲した断面円弧状のプレートであり、エバポレータ１６から離間する方向、すなわち、ヒータコア１８側（矢印Ａ２方向）に向かって緩やかな凸状となるように形成されると共に、幅方向（図３中、矢印Ｃ方向）に沿って所定幅で形成される。そして、エアミックスダンパ３８の両側部が空調ケース１４の内壁面に設けられた一対のガイドレール４２に沿って案内される。

このエアミックスダンパ３８は、例えば、樹脂製材料からプレート状に形成されるドア本体４４と、該ドア本体４４の上端部及び下端部にそれぞれ設けられた一対の第１及び第２シール部材４６、４８と、前記上端部において第１シール部材４６より上方（矢印Ｂ１方向）に設けられるプレート部材（抑止部材）５０とを含み、前記ドア本体４４には、エバポレータ１６に臨む内周面に沿ってラックギア５２が設けられている。ラックギア５２は、ドア本体４４の内周面においてエアミックスダンパ３８のスライド方向に沿って一直線状に形成される。

第１及び第２シール部材４６、４８は、例えば、ゴム等の弾性材料から断面矩形状に形成され、ドア本体４４の上端部及び下端部に形成されヒータコア１８側（矢印Ａ２方向）へ突出した部位にそれぞれ一対ずつ設けられる。そして、エアミックスダンパ３８が上方（矢印Ｂ１方向）へと移動した際、図２に示されるように、第１シール部材４６が膨出部３２を構成する壁部３４の下端に当接し、第２シール部材４８がホルダ３０に当接することでそれぞれシールされる。一方、エアミックスダンパ３８が下方（矢印Ｂ２方向）へと移動した際、第１シール部材４６がホルダ３０に当接し、第２シール部材４８が空調ケース１４の下部内壁面に当接することでそれぞれシールされる。

プレート部材５０は、ドア本体４４の上端部から所定高さだけ上方（矢印Ｂ１方向）へと突出し、略同一の幅寸法となる長方形状に形成され、前記上端部に対して固定されている。また、プレート部材５０は、その断面がドア本体４４と同様の曲率で湾曲するように形成されている。

このプレート部材５０には、図３に示されるように、幅方向（図３中、矢印Ｃ方向）に沿って互いに等間隔離間した複数（例えば、７個）の通風孔５４が形成され、断面円形状に形成された通風孔５４は前記プレート部材５０の厚さ方向に貫通している。なお、通風孔５４の形状や数量は、上述した構成に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すればよい。

そして、図２に示されるように、エアミックスダンパ３８が上方（矢印Ｂ１方向）へと移動した際、プレート部材５０が膨出部３２の空間３６へと収納される。この際、プレート部材５０は、空間３６内において膨出部３２の壁部３４と所定間隔離間するように非接触な状態で収納される。

ピニオンギア４０は、図１に示されるように、その外周面にギア歯が刻設され、空調ケース１４の壁部３４に回転自在に支持されたシャフト５６に連結されると共に、前記ギア歯がエアミックスダンパ３８のラックギア５２へと噛合される。そして、空調ケース１４の外側に設けられた図示しないアクチュエータの駆動作用下にシャフト５６が所定方向に所定量だけ回転することで、エアミックスダンパ３８がガイドレール４２に沿って上下方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）にスライド変位する。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、車室内へ温風を送風する暖房運転を行う場合ついて説明する。図示しない乗員の操作作用下にシャフト５６及びピニオンギア４０が時計回りに回転し、それに伴って、ピニオンギア４０に噛合されたエアミックスダンパ３８がガイドレール４２に沿って上方（矢印Ｂ１方向）へと所定距離だけスライドする。そして、エアミックスダンパ３８は、図２に示されるように、そのプレート部材５０が膨出部３２の空間３６へと完全に収納され、第１シール部材４６が膨出部３２における壁部３４の下端に当接すると共に、第２シール部材４８がホルダ３０に当接することで、エバポレータ１６の下流側がヒータコア１８のみと連通した状態となる。換言すれば、ヒータコア１８を迂回したエバポレータ１６とベント送風口２２側との連通が遮断される。

この際、膨出部３２には、上流側から空間３６内へと冷風が流入するが、下流側となる前記膨出部３２の壁部３４に対して第１シール部材４６が当接しているため、前記冷風が前記膨出部３２を通じて下流側へと流れることはない。

これにより、図示しない送風機から空調ケース１４における上流側へと供給された空気はエバポレータ１６を通過することで冷却された後、ヒータコア１８を通過して加熱され温風として、例えば、ヒート送風口２６から乗員の足元近傍へと送風される。

次に、乗員の顔近傍へ冷風を送ると同時に足元近傍へ温風を送風する場合には、図示しない乗員の操作によってシャフト５６及びピニオンギア４０が反時計回りに回転し、それに伴って、エアミックスダンパ３８がガイドレール４２に沿って下方（矢印Ｂ２方向）へとスライドし始める。これにより、第１シール部材４６が膨出部３２の下端から離間し、第２シール部材４８がホルダ３０から離間する。

この際、プレート部材５０が膨出部３２の空間３６内にある時には、エバポレータ１６側となる上流側の空気が、ドア本体４４の上端部と空調ケース１４との間を直線的に流れることができず、前記空間３６内に流入しプレート部材５０の表面に沿って上昇して裏面側（矢印Ａ２方向）へと回り込むように流れると同時に通風孔５４を通じて前記プレート部材５０の裏面側へと流れた後、開放された空間３６の下端から下流側へと流れることとなる。

そのため、上述したようにエアミックスダンパ３８が上方へ移動した状態から下降し始めた直後でも、上流側となるエバポレータ１６からの冷風を、プレート部材５０の収納された膨出部３２の空間３６内を通じて下流側へと流通させることで、上流側から下流側へと直線的に直接流入する場合と比較し、大流量の冷風が急激に下流側へと流れ込んでしまうことが回避される。

そして、エアミックスダンパ３８のさらなる下降によって空間３６内のプレート部材５０が下方（矢印Ｂ２方向）へと離脱していき、それに伴って、前記空間３６内において前記プレート部材５０を迂回するように流れる冷風の流量が徐々に増加していく。

さらにエアミックスダンパ３８が下降し、図４に示されるプレート部材５０が完全に膨出部３２から離脱した状態において、エバポレータ１６側となる上流側からの冷風は、プレート部材５０によって流れが妨げられ通風孔５４のみを通じて下流側へと流れることとなる。すなわち、エアミックスダンパ３８の上端部にプレート部材５０が設けられていない場合と比較し、前記エアミックスダンパ３８の下降し始めた直後に、上流側から下流側への冷風が複数の通風孔５４を通じてのみ流れるため、その流量が絞られて急激な流量の増加が防止される。

このプレート部材５０が膨出部３２の下端よりも下方（矢印Ｂ２方向）へと離間した段階で初めて、該プレート部材５０の上端と空調ケース１４の内壁面との間を通じて冷風が下流側へと直線的に流れる。なお、この場合、通風孔５４を通じても冷風が流通する。

そして、エアミックスダンパ３８が図１に示されるような位置で停止することで、該エアミックスダンパ３８の上端側（矢印Ｂ１方向）を流れた冷風が、ヒータコア１８を迂回して直接ベント送風口２２を通じて乗員の顔近傍へ送風され、一方、前記エアミックスダンパ３８の下端側（矢印Ｂ２方向）と空調ケース１４との間を通じて流れた冷風がヒータコア１８を通過することで加熱され温風としてヒート送風口２６から乗員の足元近傍へと送風される。

以上のように、本実施の形態では、車両用空調装置１０において冷風と温風との混合割合を調整するためのエアミックスダンパ３８において、その上端部に第１シール部材４６より上方（矢印Ｂ１方向）へ所定高さだけ突出したプレート部材５０を設け、このプレート部材５０に複数の通風孔５４を形成している。

これにより、エアミックスダンパ３８が上方から下降し始め第１シール部材４６によるシールが解除された直後において、エバポレータ１６で冷却された冷風は、プレート部材５０によって大流量で下流側へと流れることが妨げられ、複数の通風孔５４のみを通じて下流側へと流れることで、冷風の下流側への急激な流入を防止することが可能となる。

その結果、例えば、温風のみを送風する暖房運転から、乗員の顔近傍へ冷風を、足元近傍へ温風を送風する送風モードへと切り替える際、エアミックスダンパ３８の移動開始直後において、該エアミックスダンパ３８と空調ケース１４との間を通じて冷風が下流側へと急激に大流量で流入することが回避され、急激な冷風の流入に起因した下流側における温風の温度低下を防止することができる。従って、エアミックスダンパ３８の下降開始直後における温度低下が抑制され、該エアミックスダンパ３８の移動量に比例した高精度な温度制御を行うことができる。

また、プレート部材５０を収納可能な凹状の膨出部３２を空調ケース１４に設けることで、前記プレート部材５０が前記膨出部３２の空間３６から離脱するまでの間に、前記プレート部材５０と前記膨出部３２の空間３６との間を通じてわずかな流量で空気を下流側へと流通させることが可能なラビリンス構造としている。そのため、プレート部材５０の通風孔５４との相乗効果で、エアミックスダンパ３８の下降開始直後における下流側への冷風の急激な流入を一層効果的に抑制することができる。

さらに、上述したように空調ケース１４の膨出部３２を設けずに、単にプレート部材５０の通風孔５４のみで、エアミックスダンパ３８が上端位置から下降し始めた際の冷風の下流側への急激な流入を抑制するようにしてもよい。

また、上述したプレート部材５０は、エアミックスダンパ３８の上端部に設けられる場合に限定されるものではなく、前記エアミックスダンパ３８の下端部に設けるようにしてもよい。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １４…空調ケース
１６…エバポレータ １８…ヒータコア
２０…スライドドア機構 ３２…膨出部
３４…壁部 ３６…空間
３８…エアミックスダンパ ４４…ドア本体
５０…プレート部材 ５４…通風孔

Claims (3)

1. 空気通路を内部に有する空調ケースと、前記空調ケースの内部に設けられ空気を冷却するエバポレータと、該空調ケースの内部において前記エバポレータの下流側に設けられ前記空気を加熱するヒータコアと、前記エバポレータと前記ヒータコアとの間で移動自在に設けられ、前記空気通路を遮断する方向に移動することで冷風と温風との混合状態を調整するエアミックスダンパとを有した車両用空調装置において、
   前記エアミックスダンパの移動方向に沿った端部には、前記空調ケースに当接自在に設けられるシール部材と、
   前記シール部材に対してさらに前記空調ケースの内壁面側に向かって突出した抑止部材と、
   を備え、
   前記抑止部材には、前記エアミックスダンパの上流側と下流側とを連通する通風孔が設けられることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記空調ケースには、前記エアミックスダンパの端部に臨み、前記抑止部材を収納可能な凹部が形成されることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
   前記通風孔は、前記エアミックスダンパの移動方向と直交する幅方向に沿って複数設けられることを特徴とする車両用空調装置。

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