JP3663750B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒータを通過する風量とヒータを迂回する風量との風量割合を調節して車室内に吹き出す空気の吹出温度をコントロールする車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、北欧等の寒冷地（例えば外気温が−１０℃以下の地域）においては、ヒータコントロールパネルに設けられた温度コントロールレバーのＭＡＸ・ＨＯＴ付近での快適な温度コントロールが可能な車両用空気調和装置の要望がある。
【０００３】
従来より、車両用空気調和装置において、温度コントロールレバーの変動量に対応して開度が設定されるエアミックスドアは、スペースがあれば部品点数の削減の狙いで、リンクプレートを１つ介して温度コントロールレバーと直結するもの、あるいはワイヤーケーブルを介して温度コントロールレバーと直結するものが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような車両用空気調和装置では、温度コントロールレバーの変動量とエアミックスドアの開度との関係は、ほぼ正比例の関係（図５のグラフの▲２▼参照）となっていた。
【０００５】
したがって、吹出口モードがフットモードの場合に、フット吹出口より吹き出される空気の吹出温度は、図７のグラフに示したように、温度コントロールレバーをＭＡＸ・ＨＯＴから２〜３ノッチ当たりＭＡＸ・ＣＯＯＬ側に戻すと、急激に吹出温度が低下することにより、温度コントロールレバーのＭＡＸ・ＨＯＴ付近で快適な温度調整ができないという不具合があった。
【０００６】
この急激な温度低下は、図５のグラフの▲２▼に示したように、温度コントロールレバーの変動量とエアミックスドアの開度とがほぼ正比例の関係のとき、ＭＡＸ・ＨＯＴ付近での温度コントロールレバーの変動量に対するエアミックスドアの冷風側開度が大きくなり過ぎることによって生起すると考えられる。
【０００７】
上記の不具合を解消する目的で、寒冷地でも快適な温度コントロールを得るには、温度コントロールレバーとエアミックスドアとの間に複数個のリンクプレートを介在させて、温度コントロールレバーの変動量とエアミックスドアの開度との関係を変更するようにしたリンク装置をヒータユニットに取り付けることが考えられる。
【０００８】
この場合には、ヒータコアやエアミックスドアを収容するヒータケースに、温度コントロールレバー側のリンクプレートを回動自在に支持するためのボス部を新たに設ける必要がある。
ところが、温度コントロールレバーのＭＡＸ・ＨＯＴ付近での微妙な温度コントロールも温暖な地方（例えば外気温が５℃以上の地域）では不要であるため、仕向地や仕様に応じてヒータケースを数種類用意しなければならず、在庫管理が煩雑となるので、コストの上昇を招くという問題が生じる。
【０００９】
また、ヒータユニットを車両に一旦装着した後に、温度コントロールレバーの変動量に対する吹出温度を変更するためにリンク装置をヒータユニットに取り付ける場合には、ヒータユニットを車両から取り外してそのヒータユニットにリンク装置を取り付け、その後に再度ヒータユニットを車両に装着する必要があるので、仕様の変更を簡単に行うことができないという問題も生じる。
【００１０】
【発明の目的】
この発明は、リンク装置をサブアッセンブリ化し、仕向地や仕様が異なるときのみリンク装置をヒータユニットに追加することにより、手動操作レバーの変動量に対する吹出温度の変更を簡単に行うことができるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、手動操作レバーの変動量に対して車室内に吹き出す空気の吹出温度を変更する場合には、被取付部材に第１リンクプレートと第２リンクプレートとを組み付けたリンク装置を、ヒータユニットのヒータケースの外壁面に取り付けることにより、手動操作レバーの変動量に対する吹出温度の変更を簡単に行うことができる。
【００１２】
また、ヒータユニットにリンク装置を取り付けた場合には、操作パネルの手動操作レバーを操作することにより、第１リンクプレートが被取付部材のボス部を中心に回動して第２リンクプレートに手動操作レバーの操作力が伝達される。そして、第２リンクプレートが手動操作レバーの変動量に対してエアミックスドアの作動量が異なるように、第１リンクプレートの回動量と異なった回動量だけ回動する。これにより、手動操作レバーの変動量に対して異なる作動量だけエアミックスドアが回動することによって、ヒータケース内の通風路の一部を塞ぐように配されたヒータを通過する風量とヒータを迂回する風量との風量割合が変わる。それによって、仕向地や仕様が異なるときのみヒータユニットにリンク装置を追加するだけで、手動操作レバーの変動量に対して車室内に吹き出す空気の吹出温度を変更することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、手動操作レバーを操作することによって全開状態から閉じる側にエアミックスドアを作動させる時に、第２リンクプレートが手動操作レバーの変動量に対してエアミックスドアの作動量を小さくすることにより、手動操作レバーの変動量に対して車室内に吹き出す空気の吹出温度が急激に低下することはない。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、手動操作レバーが操作されると、第１リンクプレートが被取付部材のボス部を中心にして回動する。このとき、第１リンクプレートの結合部が第２リンクプレートの案内溝内を摺動することにより、第２リンクプレートがエアミックスドアの作動パターンに対応して回動する。したがって、第２リンクプレートの案内溝の溝パターンを変更するだけで、手動操作レバーの変動量に対して車室内に吹き出す空気の吹出温度を種々変更できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、手動操作レバーの変動量に対して車室内に吹き出す空気の吹出温度を変更する場合に、車両に搭載される車載部品と一緒にリンク装置をヒータケースの外壁面に共締めすることにより、ヒータケースにリンク装置専用の取付部を設ける必要がないので、仕向地や仕様が異なってもヒータユニットを共通化できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図６はこの発明の実施例を示したもので、図１は温度変更用リンク装置を示した図で、図２は自動車用空気調和装置のヒータユニットを示した図で、図３は自動車用空気調和装置の自動車への搭載状態を示した図である。
【００１７】
この実施例の自動車用空気調和装置１は、車室内の空調状態をマニュアル操作（手動操作）するためのヒータコントロールパネル２と、ブロワユニット３と、このブロワユニット３の風下側に接続されたクーラユニット４と、このクーラユニット４の風下側に接続されたヒータユニット５と、このヒータユニット５に取り付けられる温度変更用リンク装置６とから構成されている。
【００１８】
ヒータコントロールパネル２は、本発明の操作パネルであって、自動車の車室内の前方側のインストルメントパネルの前面に設けられ、図示しない支点を中心にして回動操作される温度コントロールレバー８（図４参照）が設置されている。温度コントロールレバー８は、本発明の手動操作レバーであって、自動車の車室内に吹き出す空気の吹出温度を所望の温度に設定する。このコントロールレバー８は、図１および図２に示したように、ワイヤーケーブル９を介して温度変更用リンク装置６に連結しており、ワイヤーケーブル９は円管状のパイプ１０内を往復移動する。
【００１９】
ブロワユニット３は、吸込口モードを外気導入モードと内気循環モードとに切り替える内外気切替手段と、車室内に向かう空気流を発生する遠心式送風機とを備えている。
クーラユニット４は、通風路１１全体を塞ぐようにエバポレータ（冷媒蒸発器）１２を収容している。エバポレータ１２は、コンプレッサ（冷媒圧縮機）、コンデンサ（冷媒凝縮器）、レシーバ（気液分離器）、膨張弁（減圧手段）と共に冷凍サイクルを構成するもので、通過する空気を冷却する冷却手段として働く。
【００２０】
ヒータユニット５は、内部に通風路１３が形成されたヒータケース１４と、このヒータケース１４内において通風路１３の一部を塞ぐように配されたヒータコア１５と、このヒータコア１５を通過する風量を調節するエアミックスドア１６とから構成されている。
【００２１】
通風路１３は、クーラユニット４の通風路１１の風下側に設けられ、内部を車室内に向かう空気が流れる。
ヒータケース１４は、デフロスタ吹出口（図示せず）、フェイス吹出口（図示せず）およびフット吹出口１７ａをモード切替ドア（図示せず）にて選択的に開閉して吹出口モードを切り替える吹出口切替箱１７を一体成形している。なお、フット吹出口１７ａは、乗員の足元に温風を導くためのフットダクト１８が接続する。
【００２２】
ヒータケース１４の車室内側壁面（以下外壁面と呼ぶ）には、ヒータコア１５にエンジンＥを冷却した冷却水を還流させる冷却水導管（図示せず）を差し込むための差込み口１９が形成され、ヒータコア１５を保持固定するためのヒータ保持部２０が設けられている。また、ヒータケース１４の外壁面には、エアバック等の車載部品（図示せず）と温度変更用リンク装置６とを着脱自在に共締めするための複数個の締結穴（図示せず）が形成されている。それらの締結穴には、複数個の締結ねじ２１が締め付けられる。
【００２３】
ヒータコア１５は、タンクと複数の偏平チューブとからなる熱交換器で、エンジンＥを冷却した冷却水と通風路１３内を流れる空気とを熱交換して空気を加熱する加熱手段である。なお、ヒータコア１５の代わりに、ＰＴＣヒータやニクロム線ヒータ等の電気ヒータ、あるいは液体または気体を燃焼するバーナなどの他のヒータを利用しても良い。
【００２４】
エアミックスドア１６は、ヒータコア１５を通過する空気量（風量）とヒータコア１５を迂回する空気量（風量）との風量割合を調節する風量調節ドアであって、ヒータコア１５の風上側に取り付けられている。このエアミックスドア１６は、平板材とこの平板材の両面に接着された例えばポリウレンタン製のパッキンとからなり、ヒータケース１４に回動自在に支持された支持軸２２を中心に回動する。
【００２５】
温度変更用リンク装置６は、温度コントロールレバー８とエアミックスドア１６との間に介在し温度コントロールレバー８の操作力をエアミックスドア１６に伝達する操作力伝達手段であって、ヒータケース１４の外壁面に締め付け固定される金属板製のブラケット３０、このブラケット３０上に設けられたボス部（図示せず）を中心に回動する第１リンクプレート３１、およびエアミックスドア１６の支持軸２２を中心に回動する第２リンクプレート３２等から構成されている。
【００２６】
ブラケット３０は、温度変更用リンク装置６の基板（土台）となるベース板３３と、このベース板３３の表面に溶接等の手段を用いて接合され、ワイヤーケーブル９の摺動位置をベース板３３よりも離れた位置にするための棚板３４とかなる。ベース板３３には、凹形状のボス部を組み付けるための丸穴部（図示せず）、および複数個の締結ねじ２１が差し込まれる丸穴部３５ａを有する複数個の取付ステー部３５が形成されている。また、棚板３４の先端には、ワイヤーケーブル９のパイプ１０を固定するためのクランプ３６が取り付けられている。
【００２７】
第１リンクプレート３１は、金属材料または樹脂材料により略Ｔ字型の平板形状に一体成形されている。この第１リンクプレート３１の回動中心部は、ワッシャ３７を介してタッピングスクリュー３８によりボス部に回動自在に取り付けられている。また、第１リンクプレート３１の入力側端部には、ワイヤーケーブル９の先端部と結合する連結ピン３９が差し込まれる丸穴部（図示せず）が形成されている。その連結ピン３９は、円柱形状をしており、第１リンクプレート３１の板厚方向の手前側（外方側）に突出するように設けられている。そして、第１リンクプレート３１の出力側端部には、結合部としての結合ピン４０が差し込まれる。その結合ピン４０は、円柱形状をしており、第１リンクプレート３１の板厚方向の奥側（ヒータケース側）に突出するように設けられている。
【００２８】
第２リンクプレート３２は、第１リンクプレート３１よりもヒータケース側に配され、金属材料または樹脂材料により平板形状に一体成形されている。この第２リンクプレート３２の入力側には、第１リンクプレート３１の結合ピン４０が摺動自在に嵌合する案内溝４２が形成されている。第２リンクプレート３２の出力側には、エアミックスドア１６の支持軸２２を係止するための爪部（係止部）４３が形成されている。
【００２９】
その案内溝４２は、エアミックスドア１６の作動パターンに対応した溝形状をしている。具体的には、図５のグラフの▲１▼に示したように、温度コントロールレバー８のレバーポジションが０（ＭＡＸ・ＣＯＯＬの位置）から１（ＭＡＸ・ＣＯＯＬから１ノッチＨＯＴ側の位置）までの間では、温度コントロールレバー８の変動量とエアミックスドア１６の開度とが対応するように、案内溝４２を直線形状に形成している。
【００３０】
そして、温度コントロールレバー８のレバーポジションが１（ＭＡＸ・ＣＯＯＬから１ノッチＨＯＴ側の位置）から１４（ＭＡＸ・ＨＯＴの位置）までの間では、温度コントロールレバー８の変動量に対してエアミックスドア１６の開度が小さくなるように、案内溝４２を円弧形状に形成している。
【００３１】
〔第１実施例の組付方法〕
次に、この実施例の自動車用空気調和装置１の組付方法を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００３２】
先ず、ブラケット３０のボス部にワッシャ３７を介してタッピングスクリュー３８により第１リンクプレート３１を取り付け、第１リンクプレート３１の結合ピン４０を第２リンクプレート３２の案内溝４２に嵌合させることにより、温度変更用リンク装置６をヒータユニット５のサブアッセンブリとしておく。
【００３３】
予め自動車用空気調和装置１が自動車の車室内の前方側に装着された状態のときに仕向地や仕様に応じて、温度コントロールレバー８の変動量に対する、車室内に吹き出す空気の吹出温度を変更する要求のある場合には、ワイヤーケーブル９の先端部をエアミックスドア１６の支持軸２２の端部より取り外しておく。
【００３４】
次に、自動車の車室内の助手席側からブラケット３０をヒータユニット５のヒータケース１４の外壁面に、エアバック等の車載部品と一緒に共締めすることにより、温度変更用リンク装置６を自動車用空気調和装置１を自動車に搭載した状態で組み付けることができる。これにより、温度コントロールレバー８の変動量に対する、車室内に吹き出す空気の吹出温度の変更を簡単に行うことができる。
【００３５】
〔第１実施例の作用〕
次に、この実施例の自動車用空気調和装置１の作用を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。
【００３６】
ヒータコントロールパネル２の温度コントロールレバー８のレバーポジションがＭＡＸ・ＨＯＴ（図４の二点鎖線、図７のグラフの１４）に位置するときには、ワイヤーケーブル９が最も引き戻される位置に設定され、このワイヤーケーブル９の先端部と連結する第１リンクプレート３１がタッピングスクリュー３８を中心にして最も右回転している位置（図２の二点鎖線）に設定されるので、第１リンクプレート３１の結合ピン４０が案内溝４２に嵌合している第２リンクプレート３２が支持軸２２を中心にして最も左回転している位置（図２の二点鎖線）に設定される。
【００３７】
これにより、エアミックスドア１６は、図２に示したように、ヒータコア１５を通過する通風路を最も開いた位置、すなわち、支持軸２２を中心にして最も左回転している位置（図２の二点鎖線）に設定される。このため、ヒータユニット５内の通風路１３を流れる空気は、全てヒータコア１５を通過して加熱されて最も高温の温風となって、主にフット吹出口１７ａおよびフットダクト１８を通って乗員の足元に吹き出される。このときのフット吹出口１７ａより吹き出される空気の吹出温度は、図６のグラフに示した温度となる。
【００３８】
次に、温度コントロールレバー８のレバーポジションをＭＡＸ・ＨＯＴから１〜２ノッチだけＭＡＸ・ＣＯＯＬ側に移動させると、ワイヤーケーブル９が最も引き戻された位置からやや伸長する側に変位し、第１リンクプレート３１がタッピングスクリュー３８を中心にして最も右回転している位置からやや左回転するので、第２リンクプレート３２が支持軸２２を中心にして最も左回転している位置からやや右回転する。このとき、第１リンクプレート３１の結合ピン４０と第２リンクプレート３２の案内溝４２の円弧形状部分の作用により、第２リンクプレート３２は第１リンクプレート３１の作動量（回動量）よりも小さい作動量（回動量）となる。
【００３９】
これにより、エアミックスドア１６は、図５のグラフの▲１▼に示したように、温度コントロールレバー８の変動量（操作量）に対して小さい作動量で支持軸２２を中心にしてやや右回転する。すなわち、エアミックスドア１６の右回転方向の動きは、温度コントロールレバー８の動きに対して遅れて動く（遅動）ことになる。このため、ヒータユニット５内の通風路１３を流れる空気は、ヒータコア１５を通過する空気とヒータコア１５を迂回する空気とに分けられるが、温度コントロールレバー８の変動量とエアミックスドア１６の作動量との関係が正比例の関係のもの（図５のグラフの▲２▼参照）と比較して、ヒータコア１５を空気が迂回する冷風側通路の開度が狭くなることにより、図６のグラフに示したように、フット吹出口１７ａより吹き出される空気の吹出温度の急激な低下はない。
【００４０】
〔第１実施例の効果〕
以上のように、温度コントロールレバー８のレバーポジションに対して吹出温度を変更する場合に、エアバック等の車載部品と一緒に温度変更用リンク装置６をヒータケース１４の外壁面に共締めすることにより、ヒータケース１４にリンク装置専用の取付部を設ける必要はない。このため、仕向地や仕様が異なってもヒータケース１４の形状を変更する必要がなく、ヒータケース１４を共通化できるので、汎用性の高いヒータユニット５となる。それによって、温度変更用リンク装置６を取り付けるヒータケースと温度変更用リンク装置６を取り付けないヒータケースとの間でヒータケースの形状を統一規格化できる。したがって、仕向地や仕様が異なっても、同一のヒータケース１４を使用できるため、在庫管理がし易くなり、自動車用空気調和装置１の製品コストを低減することができる。
【００４１】
そして、温度変更用リンク装置６は、ブラケット３０を土台にしてサブアッセンブリ化しており、ヒータユニット５のヒータケース１４の外壁面に複数個の締結ねじ２１により容易に組み付けることができる。これにより、自動車用空気調和装置１を自動車に装着した状態での、温度コントロールレバー８のレバーポジションに対する温度コントロール（吹出温度）の変更を簡単に行うことができる。また、温度変更用リンク装置６は、結合ピン４０と案内溝４２との関係、例えば案内溝４２の溝形状を変更することにより、共通のヒータユニット５で仕向地や仕様に応じた様々な温度コントロールの変更を簡単に行うこともできる。
【００４２】
〔変形例〕
この実施例では、温度変更用リンク装置６によって温度コントロールレバー８の変動量に対してエアミックスドア１６の作動量を小さくしたが、温度変更用リンク装置６によって温度コントロールレバー８の変動量に対してエアミックスドア１６の作動量を大きくしても良い。
【００４３】
この実施例では、リンクプレートとして２個の第１、第２リンクプレート３１、３２を使用したが、リンクプレートとして３個以上のリンクプレートを使用しても良い。この場合には、手動操作レバー側のリンクプレートが第１リンクプレートとなり、エアミックスドア側のリンクプレートが第２リンクプレートとなる。
【００４４】
この実施例では、温度コントロールレバー（手動操作レバー）８と第１リンクプレート３１とをワイヤーケーブル９を介して連結したが、手動操作レバーと第１リンクプレートとを直結しても良い。また、ヒータケース１４内に複数個のエアミックスドアが設けられているヒータユニットに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】温度変更用リンク装置を示した平面図である（実施例）。
【図２】自動車用空気調和装置のヒータユニットを示した側面図である（実施例）。
【図３】自動車用空気調和装置の自動車への搭載状態を示した概略図である（実施例）。
【図４】ヒータコントロールパネルを示した正面図である（実施例）。
【図５】レバーポジションとエアミックスドア開度との関係を示したグラフである（実施例）。
【図６】レバーポジションとフット吹出口の吹出温度との関係を示したグラフである（実施例）。
【図７】レバーポジションとフット吹出口の吹出温度との関係を示したグラフである（従来例）。
【符号の説明】
１ 自動車用空気調和装置（車両用空気調和装置）
２ ヒータコントロールパネル（操作パネル）
５ ヒータユニット
６ 温度変更用リンク装置
８ 温度コントロールレバー（手動操作レバー）
９ ワイヤーケーブル
１３ 通風路
１４ ヒータケース
１５ ヒータコア
１６ エアミックスドア
３０ ブラケット（被取付部材）
３１ 第１リンクプレート
３２ 第２リンクプレート
４０ 結合ピン（結合部）
４２ 案内溝

Claims (4)

1. 車室内に吹き出す空気の吹出温度を所望の温度に設定するための手動操作レバーを有する操作パネルと、
   内部に車室内に空気を送る通風路が形成されるヒータケース、このヒータケース内において前記通風路の一部を塞ぐように配され、通過する空気を加熱するヒータ、およびこのヒータを通過する風量と前記ヒータを迂回する風量との風量割合を調節するエアミックスドアを有するヒータユニットと、
   前記手動操作レバーと前記エアミックスドアとの間に介在して前記手動操作レバーの操作力を前記エアミックスドアに伝達するリンク装置と
   を備えた車両用空気調和装置であって、
   前記リンク装置は、ボス部を有し、前記ヒータケースの外壁面に取り付けられる被取付部材と、
   前記手動操作レバーに駆動され、前記被取付部材のボス部を中心に、前記手動操作レバーの変動量に対応して回動する第１リンクプレートと、
   この第１リンクプレートに駆動され、前記手動操作レバーの変動量に対して前記エアミックスドアの作動量を異ならせるように回動する第２リンクプレートとを具備したことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
   前記第２リンクプレートは、前記手動操作レバーを操作することによって全開状態から閉じる側に前記エアミックスドアを作動させる時に、前記手動操作レバーの変動量に対して前記エアミックスドアの作動量を小さくすることを特徴とする車両用空気調和装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用空気調和装置において、
   前記第１リンクプレートは、回動中心と異なる部位に結合部を有し、
   前記第２リンクプレートは、前記第１リンクプレートの結合部が摺動自在に嵌合すると共に、前記エアミックスドアの作動パターンに対応した形状の案内溝を有することを特徴とする車両用空気調和装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用空気調和装置において、
   前記リンク装置は、車両に搭載される車載部品と一緒に前記ヒータケースの外壁面に共締めされることを特徴とする車両用空気調和装置。

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