JP3596114B2

JP3596114B2 - 空調装置

Info

Publication number: JP3596114B2
Application number: JP25910295A
Authority: JP
Inventors: 昭仁東原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2015-10-05
Also published as: JPH08156570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気を通過させる開口部を有する可撓性の膜状部材を空調ケース内で移動させて、空調ケース内の空気の流れ方を切り換えるようにした空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平５−３１００２９号公報に開示される車両用空調装置では、空気を通過させる開口部を有する可撓性の膜状部材（以下フィルムドアという）の両端を、空調ケース内に回転自在に支持された駆動シャフトと従動シャフトとに固定し、これによって、空調ケース下流端に形成された複数の吹出口と対向するようにして張設している。
【０００３】
また、駆動シャフトには駆動手段が接続されており、この駆動手段で駆動シャフトを回転させることによってフィルムドアを移動させ、これによって吹出モードを切り換えるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような、膜状部材を空調ケース内で移動させて空気の流れ方を切り換える空調装置について本発明者が実験検討した結果、以下のことが判明した。
例えば、上記公報に開示された空調装置のように、吹出モードをフィルムドアの移動によって切り換えるものにおいて、このフィルムドアの曲げ剛性値（ヤング率×断面２次モーメント）をあまり小さくする（柔らかくする）と、このフィルムドアに風圧がかかったときにフィルムドアにしわが発生してしまう。
【０００５】
このようにしわが発生すると、このしわ部分におけるフィルムドアと空調ケースとの間にすきまが発生し、この部分から風がもれてしまう。従って、所定のシール性を確保するためにフィルムドアの曲げ剛性値は所定の値以上にしなければならない。
そこで本発明は、膜状部材の曲げ剛性値を所定の値以上にすることによって、膜状部材と空調ケースとのシール性を確保することを第１の目的とする。
【０００６】
また、上記曲げ剛性値をあまり大きくすると、駆動シャフトがフィルムドアを巻き取るのに必要な操作力が大きくなってしまう。つまり、フィルムドアが硬くなりすぎることによって、フィルムドアが駆動シャフトの曲面に合わせて曲がることができなくなり、その結果として上記必要操作力が大きくなってしまう。
この場合、駆動シャフトを回転駆動させる上記駆動手段（例えばサーボモータ、ステップモータ等）の体格を大きくしてパワーを大きくすれば、上記のように必要操作力が大きくなっても何とか対応することができる。しかし、現実的には空調装置を取り付ける先（例えば車室内）のスペース等の問題もあり、上記駆動手段の体格をあまり大きくすることはできない。従って、上記必要操作力を所定の大きさ以下にしなければならず、その結果、フィルムドアの曲げ剛性値を所定の値以下にしなければならない。
【０００７】
そこで本発明は、膜状部材の曲げ剛性値を所定の値以下にすることによって、膜状部材の操作力を極力小さくすることを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第１および第２の目的を達成するため、請求項１記載の発明では、空気を室内に導く空調ケース（１）と、
前記空調ケース（１）内に設けられ、前記空調ケース（１）内の空気を通過させる開口部（２０ａ〜２０ｃ）を有する可撓性の膜状部材（１３、２０）と、
前記膜状部材（１３、２０）の一端側が固定され、この一端側を巻き取る第１の回転軸（１１、１７）と、
前記膜状部材（１３、２０）の他端側が固定され、この他端側を巻き取る第２の回転軸（１２、１８）と、
前記第１および第２の回転軸（１１、１２、１７、１８）を回転駆動する駆動手段とを備えた空調装置において、
前記膜状部材（１３、２０）の、幅１０（ｍｍ）当たりの曲げ剛性値が１．１（μＮ・ｍ² ）以上２．５（μＮ・ｍ ² ）以下である空調装置を特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の空調装置において、前記膜状部材（１３、２０）がＰＰＳフィルム（２０１）を備えていることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の空調装置において、前記膜状部材（１３、２０）がナイロン織布（２０３）を備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つ記載の空調装置において、前記空調ケース（１）の空気下流端に複数の取出口が形成され、
前記膜状部材（２０）が、前記各取出口の空気直上流側に、これら各取出口と対向するようにして設けられたことを特徴とする。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【発明の作用効果】
図１の曲線Ａは、膜状部材の、幅１０（ｍｍ）当たりの曲げ剛性値に対する、膜状部材と空調ケースとのシール性の関係を示す。これより、膜状部材の上記曲げ剛性値を１．１（μＮ・ｍ^２）以上とすることによって、膜状部材と空調ケースとの間からもれる空気量が０．００１７５（ｍ^３／ｓ）以下となることがわかる。従って、請求項１記載の発明では、上記もれ量を０．００１７５（ｍ^３／ｓ）以下とすることができ、膜状部材と空調ケースとのシール性を確保することができる。
【００１５】
また、図１の曲線Ｂは、膜状部材の、幅１０（ｍｍ）当たりの曲げ剛性値に対する、駆動手段の操作力の関係を示す。これより、膜状部材の上記曲げ剛性値を２．５（μＮ・ｍ2 ）以下とすることによって、駆動手段の操作力が５０（ｍＮ・ｍ）以下となることがわかる。
従って、請求項１記載の発明では、駆動手段の操作力を５０（ｍＮ・ｍ）以下とすることができ、膜状部材の操作力を小さくすることができる。
【００１６】
このように、請求項１記載の発明では、上記シール性の確保と操作力の低減の両方を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を自動車用空調装置として適用した一実施形態を図に基づいて説明する。
図２は本実施形態の通風系の全体構成図である。空調ケース１には開口部２が形成されており、この開口部２には、送風機を収納した送風ユニット（図示しない）が紙面手前側に設けられ、上記送風機が駆動することによって、空調ケース１内に空気流が発生する。
【００１８】
空調ケース１内には、その空気上流側から順に蒸発器３、ヒータコア４が設けられている。この蒸発器３は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧手段とともに周知の冷凍サイクルを構成する熱交換器であり、空調ケース１内の空気を冷却する。また、ヒータコア４は、内部をエンジン冷却水が流れる熱交換器であり、空調ケース１内の空気を加熱する。
【００１９】
空調ケース１の空気下流端には図示しない複数の取出口が形成され、この各取出口の下流側に、空調空気を車室内の各場所に向けて吹き出されるための各ダクト５〜１０が設けられている。
このうちダクト５の先端部には、空調空気を車室内フロントガラス内面に向けて吹き出すための図示しないデフロスタ吹出口が形成され、ダクト６の先端部には、空調空気を前席乗員の中央上半身に向けて吹き出すための図示しないセンターフェイス吹出口が形成され、ダクト７の先端部には、空調空気を前席乗員のサイドガラス側上半身に向けて吹き出すための図示しないサイドフェイス吹出口が形成されている。
【００２０】
また、ダクト８の先端部には、空調空気を後席乗員の上半身に向けて吹き出すための図示しないリアフェイス吹出口が形成され、ダクト９の先端部には、空調空気を前席乗員足元に向けて吹き出すための図示しないフロントフット吹出口が形成され、ダクト１０の先端部には、空調空気を後席乗員足元に向けて吹き出すための図示しないリアフット吹出口が形成されている。
【００２１】
空調ケース１内には、第１駆動シャフト１１と第１従動シャフト１２が、空調ケース１に対して回転可能に支持されている。この第１駆動シャフト１１および第１従動シャフト１２には、可撓性の膜状部材で構成されたエアミックスドア１３の両端が固定および巻回されている。そして、エアミックスドア１３は、この第１駆動シャフト１１とヒータコア４と第１従動シャフト１２とによって、空気がヒータコア４を通る温風通路１４と、ヒータコア４をバイパスするバイパス通路１５、１６とをそれぞれ横切るようにして張設されている。
【００２２】
上記第１駆動シャフト１１は、図示しないその駆動手段（具体的にはステップモータ）によって駆動され、この第１駆動シャフト１１の回転は、図示しない回転伝達手段（具体的にはワイヤ）によって第１従動シャフト１２に伝達される。なお、請求項１ないし３記載の発明でいう駆動手段は、本実施形態では上記駆動手段および回転伝達手段で構成される。
【００２３】
また、エアミックスドア１３には、空気を通過させるための図示しない開口部が形成されており、上記ステップモータで第１駆動シャフト１１を正逆両方向に回転させて上記開口部を任意の位置で停止させることによって、上記各通路１４〜１６を通る空気量が調節される。なお、エアミックスドア１３の停止位置制御方法は、図示しない制御装置からステップモータに対して出力される駆動信号の数によって制御される。
【００２４】
また、空調ケース１内には、第２駆動シャフト１７と第２従動シャフト１８と中間シャフト１９が、空調ケース１に対して回転可能に支持されている。この第２駆動シャフト１７および第２従動シャフト１８には、可撓性の膜状部材で構成された吹出モード切換ドア２０の両端が固定および巻回されている。そして、吹出モード切換ドア２０は、第２駆動シャフト１７と中間シャフト１９と第２従動シャフト１８とによって、上記各取出口の空気上流側壁面と対向するようにして張設されている。
【００２５】
上記第２駆動シャフト１７は、その駆動手段（具体的にはステップモータ）によって駆動され、この第２駆動シャフト１７の回転は、図示しない回転伝達手段（具体的にはワイヤ）によって第２従動シャフト１８に伝達される。なお、請求項１ないし３記載の発明でいう駆動手段は、本実施形態では上記駆動手段および回転伝達手段で構成される。
【００２６】
また、吹出モード切換ドア２０には空気を通過させるための開口部（図３（ａ）参照）が形成されており、上記ステップモータで第２駆動シャフト１７を正逆両方向に回転させて、上記開口部を任意の位置で停止させることによって、吹出モードが切り換えられる。なお、吹出モード切換ドア２０の停止位置制御方法は、図示しない制御装置からステップモータに対して出力される駆動信号の数によって制御される。
【００２７】
さらに、空調ケース１内には、冷風を直接ダクト６，７側に導く冷風バイパス通路２１が形成されるとともに、この冷風バイパス通路２１を開閉する冷風バイパスドア２２が設けられている。この冷風バイパスドア２２は、エアミックスドアの上記開口部が温風通路１４を全閉してバイパス通路１５、１６を全開するマックスクール時に冷風バイパス通路２１を開く。
【００２８】
次に、上記吹出モード切換ドア２０について図３を用いて説明する。ここで、図３（ａ）は吹出モード切換ドア２０の展開図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
図３（ａ）に示すように、吹出モード切換ドアには複数の開口部２０ａ〜２０ｃが形成されている。そして、このドア２０の一端側２０ｅに固定された第２駆動シャフト１７と他端側２０ｄに固定された第２従動シャフト１８との間を、図３（ａ）左右方向に移動することによって、上記各開口部２０ａ〜２０ｃと図示しない上記各取出口との位置関係が変わり、吹出モードが切り換えられる。
【００２９】
また、吹出モード切換ドアは、図３（ｂ）示すように、膜厚が５０（μｍ）でヤング率が３９２０（ＭＮ／ｍ^２）であるＰＰＳフィルム２０１の両側に、膜厚が５（μｍ）でヤング率が９．８（ＭＮ／ｍ^２）の接着剤２０２（具体的にはＮＢＲ変成エポキシ接着剤）によって、膜厚が８０（μｍ）でヤング率が９８（ＭＮ／ｍ^２）であるナイロン織布２０３が接着され、さらに、このナイロン織布２０３の両面に、膜厚が５（μｍ）でヤング率が６．９（ＭＮ／ｍ^２）のシリコンコーティング剤２０４が塗布されたもので成形されている。
【００３０】
なお、エアミックスドア１３も、吹出モード切換ドア２０と全く同様に、上記２０ａ〜２０ｄからなる５層構造となっている。
そして、上記５層構造のエアミックスドア１３および吹出モード切換ドア２０は、幅１０（ｍｍ）当たりの曲げ剛性値が１．１（μＮ・ｍ^２）以上２．５（μＮ・ｍ^２）以下の値となるように成形されており、本実施形態では上記曲げ剛性値が２．１４（μＮ・ｍ^２）とされている。
【００３１】
このように本実施形態では、エアミックスドア１３および吹出モード切換ドア２０の曲げ剛性値が２．５（μＮ・ｍ^２）以下であるので、図１からも分かるように、ステップモータによる第１および第２駆動シャフト１１、１７の操作力を５０（ｍＮ・ｍ）以下とすることができる。従って、ステップモータの大きさをそれほど大きくしなくても各ドア１３、２０を無理なく操作することができる。そして、ステップモータの体格を小さくできることによって、空調ケース１を収納するための車室内のスペースを小さくすることができる。
【００３２】
特に、吹出モード切換ドア２０については、曲げ剛性値が１．１（μＮ・ｍ^２）以上であることから、図示しない上記各取出口のうちドア２０によってシールしている取出口からもれる風の量が０．００１７５（ｍ^３／ｓ）以下となる。従って、例えば上記フェイス吹出口から空調風を吹き出すフェイスモード時に、上記デフロスタ吹出口から風がもれてしまって、本来フェイス吹出口から吹き出される風量が減ってしまうといったことを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明および実施形態における、膜状部材の曲げ剛性値に対する駆動手段の操作力および膜状部材のシール性の関係を示すグラフである。
【図２】上記実施形態の通風性の全体構成図である。
【図３】（ａ）は上記実施形態の吹出モード切換ドア２０の展開図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
１…空調ケース、１１…第１駆動シャフト（第１の回転軸）、
１２…第１従動シャフト（第２の回転軸）、
１３…エアミックスドア（膜状部材）、
１７…第２駆動シャフト（第１の回転軸）、
１８…第２従動シャフト（第２の回転軸）、
２０…吹出モード切換ドア（膜状部材）、２０ａ〜２０ｃ…開口部、
２０１…ＰＰＳフィルム、２０３…ナイロン織布

Claims

空気を室内に導く空調ケースと、
前記空調ケース内に設けられ、前記空調ケース内の空気を通過させる開口部を有する可撓性の膜状部材と、
前記膜状部材の一端側が固定され、この一端側を巻き取る第１の回転軸と、
前記膜状部材の他端側が固定され、この他端側を巻き取る第２の回転軸と、
前記第１および第２の回転軸を回転駆動する駆動手段とを備えた空調装置において、
前記膜状部材の、幅１０（ｍｍ）当たりの曲げ剛性値が１．１（μＮ・ｍ²）以上２．５（μＮ・ｍ ² ）以下であることを特徴とする空調装置。
前記膜状部材がＰＰＳフィルムを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
前記膜状部材がナイロン織布を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の空調装置。
前記空調ケースの空気下流端に複数の取出口が形成され、
前記膜状部材が、前記各取出口の空気直上流側に、これら各取出口と対向するようにして設けられたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つに記載の空調装置。