【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空気調和装置の風路内を流通する空気の流れを制御するドアの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用空気調和装置は、図１に示すように、ユニットケース９内に上流側から、内気口１１および外気口１０、エバポレータ２１，ヒータコア２２の順に配置しており、インテークドア１５が選択した外気口１１又は内気口１０から取り入れられた空気をブロアユニット２０によってエバポレータ２１に送風するようになっている。
【０００３】
エバポレータ２１は、エンジンルーム内に設けられた冷房サイクルに接続され、流下した空気との間で熱交換を行うことにより当該空気を冷却する。車室内のエアコンのスイッチがオンされて冷房サイクルが作動している場合には、インテークドア１５により選択された空気の流れは、エバポレータ２１によって冷却され、エアコンのスイッチがオフとなって冷房サイクルが停止している場合は、インテークドア１５から流下した空気は、エバポレータ２１をそのまま通過して送風される。
【０００４】
ヒータコア２２は、エンジン冷却水が循環する様に設けられ、このヒータコア２２を通過する通路と、ヒータコア２２を迂回する通路とを通過する空気量の比を、ヒータコア２２の前面に設けられたミックスドア１６によって制御している。このヒータコア２２を通過する空気量の比率を調節することにより、ヒータコア２２により加熱された温風と、加熱されないで流過した冷風がヒータコア２２の下流側に形成された風路２３内でミックスされ、吹出し空気の温度が調節されるようになっている。
【０００５】
この風路２３には、主に温風を乗員の足下に吹き出すためのフット口１４が形成され、ここに設けられたフットドア１９を開閉することによりフット口１４から直接あるいは短いダクトを介して乗員の足下に温風が吹き出されるようになっている。また、風路２３には、主に冷風などの調和空気を乗員の上半身に向けて配風するベント口１３、フロントガラス等に向けて配風するデフロスト口１２も形成されており、ここに設けられたベントドア１８あるいはデフドア１７を開閉することによりベント口１３あるいはデフロスト口１２に接続されたダクトを介して車室内に向かって調和空気が吹き出される。
【０００６】
これらのベント口１３，デフロスト口１２，フット口１４に各々設けられている種々のドアの構造は、概して鉄板あるいは合成樹脂板などの硬質プレートを支持シャフトにより支持したものにより形成され、該支持シャフトをモータあるいはアクチュエータにより直接的にあるいは一般的なリンクと溝カム等からなる駆動手段を介して作動し、前記風路２３を流れる空気流を制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように構成された従来のドア構造は、ドアを「開」位置又は「閉」位置とすることにより風路を流れる空気流を制御している。それらのドアが「閉」の時には風路内気圧と車室内気圧の圧力差によってドアの面が「閉」位置に押し付けられている。
【０００８】
このため、このドア構造を用いて所望する吹き出し状態が得られるように制御する場合には、ドア動作初期の作動トルクをその気圧差による圧力の押し付け力に対抗すべく増大しなければならず、マニュアルコントロールにより操作する場合に於いては操作力がより多く必要となる。また電動モータやその他の動力を用いて操作する場合に於いても、その動力伝達系やその動力源自体が最大トルクを供給するに十分な容量を持たせなければならず、場合によってはトルク増大の為の減速機構も必要となる。したがって、それらの手段を用いた場合にはドア動作時の駆動騒音が車室内に伝わりやすく、また装置全体も大型となることが避けられない。特に、自動車用空気調和装置は、車室内の前方に設けられたインストルメントパネルの内部という狭小なスペースに設置されるので、ユニットの小形化が従来より熱望されているという状況に対しても逆行する結果となる。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点ないし要望に鑑みてなされたものであり、操作性が良好で、しかも装置全体のコンパクト化が可能な、作動効率のよい自動車用空気調和装置のドア構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、
請求項１に記載の発明は、内部に風路が形成されたユニットケースに、前記風路を流通する空気流の流れを制御するドア部材を設けてなる自動車用空気調和装置において、第１ドア及び第２ドアが組み合わされて設けられ、第１ドアには第１ドア軸を備え、この第１ドア軸を中心にして回動可能に支持され、第２ドアには同様に第２ドア軸が備えられ、やはりこの軸を中心にして回動可能に支持されている。そしてこの両ドア軸は一端にて互いに係合する。この係合のための構造として第１ドア軸には係合孔が設けられており、第２ドア軸には係合突起が設けられており、両者の接合により所定の角度範囲内での回動が可能となっている。
かかる構成にあっては、この発明にあっては空気圧力差のある二つの空間を隔てているドアを開ける時に、最初に小さな第１ドアを開けて空気圧力差を均等な圧力まで減少させてから大きな第２ドアを開ける。このときに必要なドアを開ける力は、開け始めに空気圧力が全面に架かっている１枚のドアで構成される従来の場合に比べ、その開け始めの時点において、先にその小さな面積に比例する空気圧力しかかかっていない第１ドアを開ける事で空気圧力差が解消され、大きな第２ドアにその面積に比例した大きさの空気圧力がかからなくなるために少ないもので済む。
【００１１】
請求項２に記載の係合突起及びそれに接合する係合孔の形状がそれぞれにおいて回動軸に直角に断面をとった場合に扇形を呈することを特徴としている。この扇形突起と扇形孔のそれぞれの扇形の中心角を所定の角度差となるようにすることで、その角度の差分の範囲内の回動が可能となる。この場合に扇形孔の中心角度が扇形突起の中心角度に対して大きくなるように設定する必要があることはいうまでもない。
【００１２】
請求項３に記載の構造は第１ドアと第２ドアの気密を保つために設けられる。第１ドアと第２ドアは風路を塞ぐ目的のために互いに接合して位置することで、その機能をもたらす。その場合に於いてその効果を完全ならしめる為には両ドアの気密が重要となる。
【００１３】
請求項４に記載の構造は第１ドア及び第２ドアが全開もしくは全閉時において、請求項１及び請求項２に記載の第１ドア軸を中心に、および第２ドア軸を中心にその作用の中心が来るようにばね（ねじりコイルばね、コイルばね、板ばねもしくは設計目的により適宜選択されたもの）を設け、そのばね弾発力により第１ドア及び第２ドアを全開位置や全閉位置に駐止させておくものである。この様にすることで風圧もしくは外部よりの機械的な振動により両ドアが不必要な開閉運動をすることを防止する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示す図は本発明が適用される、一般的な自動車用空調装置の風路と配風制御用ドアの位置関係の概略断面図である。図２は本発明のドア作動状態の概略斜視図である。図３は本発明のドア軸の接合部構造であり、図４は全閉〜中間〜全開に於ける係合孔と係合突起の位置関係を示す。図５は従来の１枚ドア方式に要するドア全開までに要するドア軸トルクと、本発明の２枚ドア方式に要するトルクとの関係を示す。図５中のＤ部分は本発明の効果を示す。図６は本発明のドア１とドア２が接合して気密構造を成す部分を示す。図７は本発明によるドア２に常に閉じる方向にバネ弾発力を加えている様子を示す。
【００１６】
まず、本発明の実施の形態に係るドア構造について概説すれば、図１に示すように、自動車用空気調和装置のベント口１３、デフロスタ口１２、フット口１４にはそれぞれその内部に吹き出し口切り替えのためのドアが各々設けられている。
【００１７】
このような構成に於いて、例えば車室内の搭乗者が窓ガラスの曇りを取ろうとして、空調装置をデフロスタモードに切り替えた場合はベントドア１８とフットドア１９が閉じてデフロスタドア１７が開く。またこの例と同様に空調装置の他のモードが選択された場合に於いても、その選択された当該モードのドアが開き、そして他のモードのドアは閉じるか、あるいはその空調装置の設計によっては、同時に所定のドア開口度をもって開く。
【００１８】
これらの場合の全てに於いて空気流を生じさせる為に、ブロアユニット２０にて常に風路２３内部に車室内２４より高い気圧を作り出している。この高い気圧によりユニットケース９の壁面や吹き出し口切り替えのためのドアの面もまた常にブロアユニット２０により発生した外に向かう方向の力で押されている。この押す力によって各ドアを開ける時に要する力は気圧差が無いときに較べて大きなものが必要となり、それは最も気圧差が大きい状態であるドアの開き始め時に最大となり、ドアの開度が大きくなるにつれてその開いたドアの隙間から圧力が開放されて、そのドアの操作力は気圧差がない場合に近付きやがて同一となる。
【００１９】
このことは搭乗者が手動式の空調装置を操作する場合に於てはその操作感が重くなったり、操作に要する手の力が最初と最後の方で同じでなかったりして、良好な操作性の提供が困難な結果となる。
【００２０】
一方、電動式の空調装置に於いては確かに搭乗者に与える操作感は良くなるものの、用いられるドア駆動用電動モーターが、そのドア開放動作初期の重さに対抗し得るだけの容量を備える大型のものとなってしまったり、その操作力の増大に対する対抗手段としてギア機構を用いたとしてもギア機構の動作音が騒音となったりして新たな不具合の原因となってしまう。そしてそのことは自動車用空気調和装置が通常、車室内の前方に設けられているインストルメントパネルの内部という狭小なスペースに設置される関係上、ユニットの小形化が従来より熱望されているという状況にも逆行する結果となる。
【００２１】
本発明により提供される効果は上記問題点を解決するに十分であり、その本発明による具体的なドア構造を図２〜７に示す。図２（Ａ）は本発明の実施例によるドア外観を斜視図にて表しており、図２（Ｂ）は真横から眺めた様子を表している。この図に於て第１ドア１と第２ドア２の２枚のドアが第１ドア軸３と第２ドア軸４の端部接合により組み合わされており、第１ドア１が図中の矢印で示された開放方向へ所定の角度回動し終えた時点より第２ドア２が開放方向へ回動し始める。
【００２２】
まずドアが全閉の状態の時は第１ドア１と第２ドア２が共に吹き出し口を密封する格好で完全に閉じている。このときに第１ドア１の面積は第２ドア２の面積に比して小さいものとしてあり、その開放に要する力は第１ドア１と第２ドア２を加算した面積に対する第１ドア１のみの面積にほぼ比例して小さくなる。したがって所定のドア駆動トルクとなるような面積を設計の目的によって任意に設定する。
【００２３】
この状態に於ては風路２３内部の空気圧は逃げ場が無く、その気圧はユニットケース９の壁面や第１、第２ドアにかかっている。次に搭乗者が空調装置を操作してドアを開かせるような機能を所望した場合にはまず、第１ドア１が開き始める。それにより吹き出し口と第１ドア１の接合部分に風路２３と車室内２４を繋ぐ隙間が生じ、この隙間より車室内２４に向けて空気圧が開放される。風路２３の気圧が下がる事で第２ドアにかかっていた圧力も消失する。この状態になってから初めて第２ドア２が開き始める為、従来の１枚ドア方式と比較して遥かに小さな力で操作が可能である。これは従来の１枚ドア方式では風路内の空気圧がそのドア面積に応じた分でかかっており、ドアを開放する時は最初にこの圧力に打ち勝つのに足るドア軸駆動トルクが必要であり、その為、操作感は非常に重く快適とは言い難いものとなる。
【００２４】
図３は第１ドア軸３および第２ドア軸４の外観形状と係合の向きを示しており、また係合孔５と係合突起６の相対する位置関係をも示し、係合孔５に係合突起６が挿入され回動可能な係合状態におかれる。図３にてθが示す角度は係合孔５の垂直軸断面扇形の中心角と係合突起６の垂直軸断面扇形の中心角との差を表している。また図４は第１ドア軸３と第２ドア軸４の回動角と第１ドア１および第２ドア２の開度との関係を示している。
【００２５】
図４（Ａ）に於いて、第１ドア１および第２ドア２が共に全閉の状態であって係合孔５と係合突起６の係合状態に於ける軸垂直断面を示しており、角度θだけずれている。この状態より空調装置の操作を行いドアが開くようなモードが選択されると、まず先に係合孔５が角度θだけ回動して係合突起６の側面に図中矢印ｅの回動の方向から接触する。この状態の様子を（Ｂ）に示している。このとき第１ドア１が第２ドア２に対して図中矢印ｄ方向に角度θだけ先に開いており、この先に開いた隙間から風路２３内の高い気圧が車室内２４に抜けて両者の気圧が等しくなる。そのまま更に矢印ｅ方向に回動して行く状態に於いては、第１ドア１と第２ドア２の位置関係である角度θは保たれたまま所定の全開位置に至る。その様子は（Ｃ）に示されている。
【００２６】
これら一連の動作に於いてドアの開放に要する力は従来の１枚ドア方式に比較して、その動作の初期の段階、つまり図４に於ける（Ａ）〜（Ｃ）に至る過程に於いて少ないもので事足りる。この力、つまりは必要な軸トルクとドア開度の関係は図５に表されたグラフの様な挙動であって、図中実線で示されるのは本発明のドアの動作に必要な軸トルクの変化の様子を示すものである。グラフで一点鎖線にて区画されたＡの部分は第１ドア１の動き始めに要する軸トルクであり、同様にＢの部分は第１ドア１と第２ドア２の接合部分に隙間が出現して、その隙間から空気圧が車室内２４に抜けて等圧に変化して行く様子であり、同様にＣ’の部分は第１ドア１のみで回動している状態であり、同様にＣの部分は第１ドア１と第２ドア２が接合して回動している状態である。
【００２７】
次に従来の方式である１枚ドア方式では、その動作に要する軸トルクは図５中のグラフに示される点線の様な挙動を示す。一点鎖線で区画された範囲のａはドアが最初に動き始めるときに要する軸トルクであって、本発明のＡの範囲の軸トルクに比較して大きなものとなっており、図中Ｄにて示している。Ｄの大きさは１枚ドア方式のドア面積から本発明の第１ドア１の面積を除した値に応じた分の軸トルクであり、本発明の効果による軸トルクの減少を表している。同様にｂの部分はドアが開き始め、やがて車室内２４とつながる隙間が出現してそこから風路２３内の高い空気圧力が車室内２４へと抜ける為、軸トルクが減少して行く様子を示している。同様にｃ部分は風路内と車室内の気圧差が解消された状態に達した後のドア駆動トルクであり、この力の主なものはドアの重さや機構部分の機械抵抗分にて占められている。この時の軸トルクは本発明のＣ部分に必要なものと同じである。
【００２８】
図６には本発明の特徴的なドア構造における第１ドア１と第２ドア２の接合部分の構造が示されている。第１ドア１の接合端面に段差を設け、第２ドア２の接合端面にも同様に段差を設け互いに設けられた段差同士が重なり合い、接合することで機密を保つようになっている。もちろんこの図中の形状に限定されること無く、たとえば接合面に封止材を設けて気密を図る事もでき、また同様な気密の効果を目的とする接合構造を設けるといった工夫も容易である。
【００２９】
図７に於いては、本発明に於いての第２ドア２の動きを安定させる方法の一例を示している。本発明のドアはその駆動に要するトルクの伝達の手段として、第１ドア１には当該空気調和装置の動力伝達用駆動リンク機構等によって第１ドア軸３に直接に駆動力が伝えられる。このことは同時に第１ドア１に駆動力が伝わっていない状態のときは、第１ドア１が自動車本体の走行振動や風路２３内の空気の動き等によって不要な振動、いわゆる「ばたつき」の発生を抑止する効果がある。だが一方の第２ドア２に於いては、その駆動トルクを第１ドア軸３から得る様になっており、本発明の効果を発揮する為に角度θ分の隙間が係合孔５と係合突起６の間に設けられている。そのため外部から自動車本体の走行振動や風路内の空気の動き等が加わった場合には角度θ分の範囲にて容易に不要な振動、いわゆる「ばたつき」が発生してしまう。この事は搭乗者に不快な騒音や不安定な空気の脈動を感じさせる結果となり好ましくない。
【００３０】
そこでこの現象を抑止する手段として第２ドア軸４の中心軸と同一軸上に支点の中心がくるようにばねを取り付け、そのばねの弾発力が第２ドア２を常に閉じる方向へ回動させようとするように常時力を加える。図７の実施例はねじりコイルばね７を第２ドア軸４を中心にして設け、第２ドア２に力を加えるようにした様子を表している。もちろんこの場合に於いて、ねじりコイルばね７の形状および設置場所に限定されること無く、たとえば板ばねやコイルばねの使用も容易であり、ばねの支点も第２ドア軸４上に限定するものではない。
【００３１】
本発明は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において種々改変することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明は、空気圧力差のある二つの空間を隔てているドアを開ける時に、最初に小さな第１ドアを開けて空気圧力差を均等な圧力まで減少させてから大きな第２ドアが開くようにして、この効果としてはドアを開けるのに必要な力が、開け始めに空気圧力が全面に架かっている１枚のドアで構成される従来の場合に比べ、その開け始めの時点において、先にその小さな面積に比例する空気圧力しかかかっていない第１ドアを開ける事で空気圧力差を解消し、大きな第２ドアにその面積に比例した大きさの空気圧力がかからなくするので少ないもので済む効果がある。
【００３３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に於ける第１ドアと第２ドアが開き始めるまでの時間差を作り出す手段として、第１ドア軸と第２ドア軸の接合部分に扇形軸断面の突起およびそれに係合する扇形軸断面の孔をもつ係合孔を設けたので、あらかじめ断面を形成する扇形の中心角を係合孔のそれに対して係合突起の中心角を空気圧力差が均等になるまでにたる十分な時間差を取り得る角度に設定することにより、所望のドア制御が簡単にでき、駆動手段の作動効率も向上する。
【００３４】
請求項３に記載の発明は、第１ドアと第２ドアが閉じている状態の時に、両ドアが接合している部分に隙間ができ空気が漏れるのを防ぐことができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、第２ドアが全閉から全開に至るまでの全ての状態において、第２ドアが風圧もしくは自動車の走行振動などによって開閉方向にばたついて風量が不安定になったり騒音を発生したりすることを防止する効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が実施される、一般的な自動車用空調装置の風路と配風制御用ドアの位置関係の概略断面図である。
【図２】 本発明のドア作動状態の概略斜視図であって、（Ａ）はドア作動初期の状態を示す鳥観図であり、（Ｂ）は真横から見た様子である。
【図３】 本発明のドア軸の接合部構造を示す図である。
【図４】 全閉〜中間〜全開に於ける係合孔と係合突起の位置関係を示す図であって（Ａ）はドアが閉じている状態を示しており、（Ｂ）はドア開放動作の初期におけるドア位置を示し、（Ｃ）はドアが全開の状態を示す。
【図５】 従来の１枚ドア方式に要するドア全開までに要するドア軸トルクと、本発明の２枚ドア方式に要するトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】 本発明のドア１とドア２が接合して気密構造を成す部分を示す図である。
【図７】 本発明によるドア２に常に閉じる方向にバネ弾発力を加えている様子を示す図である。
【符号の説明】
１…第１ドア、 ２…第２ドア、
３…第１ドア軸、 ４…第２ドア軸、
５…係合孔、 ６…係合突起、
７…ばね（ねじりコイルばね）、
９…ユニットケース、
１０…外気口、 １１…内気口、
１２…デフロスタ口、 １３…ベント口、
１４…フット口、 １５…インテークドア、
１６…ミックスドア、 １７…デフドア、
１８…ベントドア、 １９…フットドア、
２０…ブロアユニット、 ２１…エバポレータ、
２２…ヒータコア、 ２３…風路、
２４…車室内。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a door structure that controls the flow of air flowing through an air passage of an automobile air conditioner.
[0002]
[Prior art]
In general, as shown in FIG. 1, the air conditioner for an automobile is arranged in the unit case 9 from the upstream side in the order of the inside air port 11 and the outside air port 10, the evaporator 21, and the heater core 22, and the intake door 15 is selected. The air taken in from the outside air port 11 or the inside air port 10 is blown to the evaporator 21 by the blower unit 20.
[0003]
The evaporator 21 is connected to a cooling cycle provided in the engine room, and cools the air by exchanging heat with the air that has flowed down. When the air conditioner switch in the passenger compartment is turned on and the cooling cycle is operating, the air flow selected by the intake door 15 is cooled by the evaporator 21, and the air conditioner switch is turned off and the cooling cycle is started. When stopped, the air flowing down from the intake door 15 passes through the evaporator 21 and is blown.
[0004]
The heater core 22 is provided so that the engine cooling water circulates, and the ratio of the amount of air passing through the passage passing through the heater core 22 and the passage bypassing the heater core 22 is set to a mixed door provided in front of the heater core 22. 16 is controlled. By adjusting the ratio of the amount of air passing through the heater core 22, the warm air heated by the heater core 22 and the cold air that has flowed without being heated are mixed in the air path 23 formed on the downstream side of the heater core 22. The temperature of the blowing air is adjusted.
[0005]
The air passage 23 is formed with a foot opening 14 for mainly blowing warm air to the feet of the occupant. By opening and closing a foot door 19 provided therein, the occupant is directly or via a short duct. Hot air is blown out under the feet. The air passage 23 is also formed with a vent port 13 that distributes conditioned air such as cold air toward the passenger's upper body, and a defrost port 12 that distributes air toward the windshield. By opening or closing the vent door 18 or the differential door 17, conditioned air is blown out toward the passenger compartment through a duct connected to the vent port 13 or the defrost port 12.
[0006]
The structure of various doors provided in the vent port 13, the defrost port 12, and the foot port 14 is generally formed by a hard plate such as an iron plate or a synthetic resin plate supported by a support shaft. Is directly operated by a motor or an actuator or through a driving means including a general link and a groove cam, and the air flow flowing through the air passage 23 is controlled.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional door structure comprised in this way controls the airflow which flows through an air path by making a door into an "open" position or a "closed" position. When these doors are “closed”, the door surface is pressed to the “closed” position due to the pressure difference between the air pressure in the air passage and the pressure in the passenger compartment.
[0008]
For this reason, when controlling to obtain a desired blowing state using this door structure, the operating torque at the initial stage of the door operation must be increased to counter the pressure pressing force due to the pressure difference, When operating by manual control, more operation force is required. Even when operating with electric motors or other power, the power transmission system and the power source itself must have sufficient capacity to supply the maximum torque. A reduction mechanism for this is also required. Therefore, when these means are used, it is inevitable that the driving noise during the door operation is easily transmitted to the passenger compartment, and that the entire apparatus becomes large. In particular, the air conditioner for automobiles is installed in a narrow space inside the instrument panel provided in the front of the passenger compartment, so that the unit downsizing has been more eager than ever. Result.
[0009]
The present invention has been made in view of such problems and demands of the prior art, and has a good operability and can be made compact as a whole. The door of an air conditioner for automobiles with high operating efficiency is provided. The purpose is to provide a structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective,
According to a first aspect of the present invention, there is provided an air conditioner for an automobile in which a door member for controlling a flow of air flowing through the air passage is provided in a unit case having an air passage formed therein. And the second door is provided in combination. The first door includes a first door shaft and is supported so as to be rotatable about the first door shaft. Similarly, the second door has a second door shaft. And is supported so as to be rotatable about this axis. The door shafts engage with each other at one end. As a structure for this engagement, the first door shaft is provided with an engagement hole, and the second door shaft is provided with an engagement projection. Is possible.
In such a configuration, in the present invention, when the door separating the two spaces having the air pressure difference is opened, the small first door is first opened to reduce the air pressure difference to an equal pressure. Open the big second door. The force required to open the door at this time is proportional to the small area at the beginning of opening compared to the conventional case consisting of a single door with air pressure over the entire surface at the beginning. Opening the first door, which is only subject to air pressure, eliminates the air pressure difference, and the large second door is not subjected to air pressure of a size proportional to its area, so that only a small amount is required.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the shape of the engaging protrusion and the engaging hole to be joined to each of the engaging protrusion and the engaging hole has a sector shape when a cross section is taken at right angles to the rotation axis. By making the sector angles of the fan-shaped protrusions and the fan-shaped holes have a predetermined angle difference, the rotation within the range of the difference of the angles becomes possible. In this case, it goes without saying that the center angle of the fan-shaped hole needs to be set to be larger than the center angle of the fan-shaped projection.
[0012]
The structure according to claim 3 is provided to keep the first door and the second door airtight. The first door and the second door are joined to each other for the purpose of blocking the air passage, thereby providing their functions. In that case, the airtightness of both doors is important for perfecting the effect.
[0013]
When the first door and the second door are fully open or fully closed, the structure according to claim 4 is centered on the first door shaft and centered on the second door shaft. Provide springs (torsion coil springs, coil springs, leaf springs, or those appropriately selected according to the design purpose) so that the center of action is provided, and the first and second doors are fully opened and closed by the spring elasticity. It is to be parked at the position. In this way, unnecessary opening and closing movements of both doors due to wind pressure or external mechanical vibration are prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the positional relationship between an air passage of a general automobile air conditioner and an air distribution control door to which the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic perspective view of the door operating state of the present invention. FIG. 3 shows the joint structure of the door shaft of the present invention, and FIG. 4 shows the positional relationship between the engagement hole and the engagement protrusion in the fully closed to intermediate to fully open state. FIG. 5 shows the relationship between the door shaft torque required to fully open the door required for the conventional single door system and the torque required for the two door system of the present invention. Part D in FIG. 5 shows the effect of the present invention. FIG. 6 shows a portion where the door 1 and the door 2 of the present invention are joined to form an airtight structure. FIG. 7 shows a state in which a spring resilient force is always applied to the door 2 according to the present invention in the closing direction.
[0016]
First, the door structure according to the embodiment of the present invention will be outlined. As shown in FIG. 1, the vent port 13, the defroster port 12, and the foot port 14 of the automotive air conditioner are respectively switched to the outlets therein. Doors for each are provided.
[0017]
In such a configuration, for example, when an occupant in a vehicle interior tries to remove the fogging of the window glass and the air conditioner is switched to the defroster mode, the vent door 18 and the foot door 19 are closed and the defroster door 17 is opened. Similarly to this example, when another mode of the air conditioner is selected, the door of the selected mode is opened and the door of the other mode is closed, or depending on the design of the air conditioner. Simultaneously open with a predetermined door opening degree.
[0018]
In all of these cases, in order to generate an air flow, the blower unit 20 always creates a higher air pressure in the air passage 23 than in the vehicle interior 24. Due to this high atmospheric pressure, the wall surface of the unit case 9 and the door surface for switching the outlet are also always pushed by the outward force generated by the blower unit 20. The force required to open each door by this pushing force is larger than when there is no pressure difference, which is the maximum at the beginning of the door opening when the pressure difference is the largest, and the door opening is increased. As a result, the pressure is released from the gap between the opened doors, and the operating force of the door approaches soon when there is no pressure difference.
[0019]
This means that when a passenger operates a manual air conditioner, the feeling of operation becomes heavy, and the hand force required for operation is not the same at the beginning and at the end. Providing sex is difficult.
[0020]
On the other hand, although the feeling of operation given to the passenger is surely improved in the electric air conditioner, the used electric motor for door driving has a capacity that can counter the initial weight of the door opening operation. Even if the gear mechanism is used as a countermeasure against an increase in the operating force, the operation sound of the gear mechanism becomes noise and causes a new problem. And that is because the air conditioner for automobiles is usually installed in a narrow space inside the instrument panel provided in front of the passenger compartment, and the miniaturization of the unit is more eagerly desired than before. Will also go backwards.
[0021]
The effects provided by the present invention are sufficient to solve the above problems, and specific door structures according to the present invention are shown in FIGS. 2A is a perspective view showing the appearance of the door according to the embodiment of the present invention, and FIG. In this figure, the two doors of the first door 1 and the second door 2 are combined by joining the end portions of the first door shaft 3 and the second door shaft 4, and the first door 1 is shown by an arrow in the figure. The second door 2 starts to rotate in the opening direction from the point of time when the predetermined angle has been rotated in the opening direction indicated by.
[0022]
First, when the door is in a fully closed state, both the first door 1 and the second door 2 are completely closed so as to seal the outlet. At this time, the area of the first door 1 is smaller than the area of the second door 2, and the force required to open the door is only the first door 1 relative to the area obtained by adding the first door 1 and the second door 2. It becomes smaller in proportion to the area. Therefore, an area that provides a predetermined door driving torque is arbitrarily set according to the design purpose.
[0023]
In this state, the air pressure inside the air passage 23 has no escape, and the air pressure is applied to the wall surface of the unit case 9 and the first and second doors. Next, when the passenger desires a function of opening the door by operating the air conditioner, first, the first door 1 starts to open. As a result, a gap connecting the air passage 23 and the vehicle interior 24 is created at the joint between the air outlet and the first door 1, and the air pressure is released toward the vehicle interior 24 through this gap. The pressure applied to the second door disappears as the air pressure in the air passage 23 decreases. Since the second door 2 begins to open for the first time in this state, the operation can be performed with a much smaller force compared to the conventional single door system. This is because in the conventional single door system, the air pressure in the air passage depends on the area of the door, and when opening the door, the door shaft driving torque sufficient to overcome this pressure first is necessary. For this reason, the feeling of operation is very heavy and difficult to say.
[0024]
FIG. 3 shows the external shape of the first door shaft 3 and the second door shaft 4 and the direction of engagement, and also shows the relative positional relationship between the engagement hole 5 and the engagement protrusion 6. The engagement projection 6 is inserted into the pivotable engagement state. In FIG. 3, the angle θ represents the difference between the central angle of the vertical axis sectional sector of the engagement hole 5 and the central angle of the vertical axis sectional sector of the engagement protrusion 6. FIG. 4 shows the relationship between the rotation angles of the first door shaft 3 and the second door shaft 4 and the opening degrees of the first door 1 and the second door 2.
[0025]
In FIG. 4 (A), the first door 1 and the second door 2 are both in a fully closed state, and an axial vertical cross section in the engaged state of the engaging hole 5 and the engaging protrusion 6 is shown. Is shifted by an angle θ. When a mode in which the air conditioner is operated to open the door from this state is selected, first, the engagement hole 5 is first rotated by an angle θ and the side of the engagement protrusion 6 is rotated by the arrow e in the figure. Touch from the direction. The state of this state is shown in (B). At this time, the first door 1 is opened ahead by an angle θ in the direction of the arrow d in the figure with respect to the second door 2, and high air pressure in the air passage 23 is released into the vehicle interior 24 through the gap that is opened earlier. The atmospheric pressure is equal. In the state of further rotating in the direction of the arrow e as it is, the angle θ which is the positional relationship between the first door 1 and the second door 2 is maintained and the predetermined full open position is reached. This is shown in (C).
[0026]
In this series of operations, the force required to open the door is compared with the conventional single door system in the initial stage of the operation, that is, in the process from (A) to (C) in FIG. There are few things enough. The relationship between this force, that is, the required axial torque and the door opening, is the behavior shown in the graph shown in FIG. 5, and the solid line in the figure shows the axial torque required for the operation of the door of the present invention. This shows the state of changes. In the graph, the portion A divided by the alternate long and short dash line is the axial torque required to start the movement of the first door 1, and similarly, in the portion B, a gap appears at the joint between the first door 1 and the second door 2. Thus, the air pressure passes through the clearance into the vehicle interior 24 and changes to the same pressure. Similarly, the portion C ′ is in a state of being rotated only by the first door 1. The portion is in a state where the first door 1 and the second door 2 are joined and rotated.
[0027]
Next, in the conventional single door system, the shaft torque required for the operation shows a behavior like a dotted line shown in the graph of FIG. A in the range defined by the one-dot chain line is an axial torque required when the door first starts to move, and is larger than the axial torque in the range A of the present invention. Show. The size of D is the axial torque corresponding to the value obtained by dividing the area of the first door 1 of the present invention from the door area of the single door system, and represents the reduction of the axial torque due to the effect of the present invention. Similarly, in part b, the door begins to open, and eventually a gap connecting to the vehicle interior 24 appears, from which high air pressure in the air passage 23 is released to the vehicle interior 24, so that the axial torque decreases. Show. Similarly, part c is the door driving torque after reaching the state where the pressure difference between the air passage and the passenger compartment is eliminated, and the main part of this force is the weight of the door and the mechanical resistance of the mechanism part. It has been. The shaft torque at this time is the same as that required for the portion C of the present invention.
[0028]
FIG. 6 shows the structure of the joint portion between the first door 1 and the second door 2 in the characteristic door structure of the present invention. A step is provided on the joining end surface of the first door 1 and a step is similarly provided on the joining end surface of the second door 2 so that the steps provided on each other overlap and join to keep secret. Of course, it is not limited to the shape in this figure, for example, a sealing material can be provided on the joint surface to achieve airtightness, and a device for providing a joint structure for the purpose of similar airtightness is also easy. .
[0029]
FIG. 7 shows an example of a method for stabilizing the movement of the second door 2 in the present invention. As a means for transmitting torque required for driving the door of the present invention, a driving force is directly transmitted to the first door 1 by the power transmission drive link mechanism of the air conditioner. This means that when the driving force is not transmitted to the first door 1 at the same time, the first door 1 is caused by unnecessary vibrations caused by running vibration of the automobile body, air movement in the air passage 23, etc., so-called “flapping”. It has the effect of suppressing the occurrence. However, in one of the second doors 2, the driving torque is obtained from the first door shaft 3, and the gap of the angle θ is engaged with the engagement hole 5 in order to exert the effect of the present invention. It is provided between the mating protrusions 6. For this reason, when traveling vibration of the automobile body or movement of air in the air passage is applied from the outside, unnecessary vibration, so-called “flapping”, easily occurs in the range of the angle θ. This is undesirable because it results in the passenger feeling unpleasant noise and unstable air pulsations.
[0030]
Therefore, as a means to suppress this phenomenon, a spring is attached so that the center of the fulcrum is on the same axis as the central axis of the second door shaft 4, and the spring force of the spring rotates in a direction to always close the second door 2. Always apply force to try to let them. The embodiment of FIG. 7 shows a state in which the torsion coil spring 7 is provided around the second door shaft 4 and a force is applied to the second door 2. Of course, in this case, the shape and location of the torsion coil spring 7 are not limited. For example, a leaf spring or a coil spring can be easily used, and the fulcrum of the spring is also limited to the second door shaft 4. is not.
[0031]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope described in the claims.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the door separating the two spaces having the air pressure difference is opened, the small first door is first opened to reduce the air pressure difference to an equal pressure. In this case, the force required to open the door is the same as that of a single door with air pressure on the entire surface at the beginning. In comparison, at the beginning of the opening, the first door, which is only subject to air pressure proportional to its small area, is opened first to eliminate the air pressure difference, and the large second door has a size proportional to that area. Since air pressure is not applied, there is an effect that only a small amount is required.
[0033]
According to the second aspect of the present invention, as means for creating a time difference until the first door and the second door start to open in the first aspect, the joint section of the first door shaft and the second door shaft has a cross section of the sector shaft. Since the projection hole and the engagement hole with the hole of the fan shaft cross section that engage with it are provided, the air pressure difference is equal to the center angle of the engagement protrusion with respect to that of the engagement hole with respect to the center angle of the sector shape forming the cross section By setting the angle so that a sufficient time difference can be taken until it becomes, desired door control can be simplified, and the operating efficiency of the drive means is improved.
[0034]
According to the third aspect of the present invention, when the first door and the second door are closed, it is possible to prevent the air from leaking due to a gap formed in the portion where both doors are joined.
[0035]
According to a fourth aspect of the present invention, in all states from the fully closed to fully opened state of the second door, the second door flutters in the opening and closing direction due to wind pressure or driving vibration of the automobile, and the air volume becomes unstable. And the effect of preventing the generation of noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a positional relationship between an air passage of a general automobile air conditioner and an air distribution control door in which the present invention is implemented.
FIGS. 2A and 2B are schematic perspective views of the door operating state according to the present invention, in which FIG. 2A is a bird's-eye view showing an initial state of the door operation, and FIG.
FIG. 3 is a view showing a joint structure of a door shaft according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the positional relationship between the engagement holes and the engagement protrusions in the fully closed to intermediate to fully open state, where FIG. 4A shows a state in which the door is closed, and FIG. The door position at the initial stage of the operation is shown, and (C) shows a state where the door is fully opened.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the door shaft torque required until the door is fully opened and the torque required for the two-door system of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a portion where the door 1 and the door 2 of the present invention are joined to form an airtight structure.
FIG. 7 is a view showing a state in which a spring elastic force is always applied to the door 2 according to the present invention in a closing direction.
[Explanation of symbols]
1 ... 1st door, 2 ... 2nd door,
3 ... 1st door shaft, 4 ... 2nd door shaft,
5 ... engaging hole, 6 ... engaging protrusion,
7 ... Spring (torsion coil spring),
9 ... Unit case,
10 ... outside mouth, 11 ... outside mouth,
12 ... defroster port, 13 ... vent port,
14 ... foot mouth, 15 ... intake door,
16 ... Mixed door, 17 ... Def door,
18 ... Bent door, 19 ... Foot door,
20 ... Blower unit, 21 ... Evaporator,
22 ... Heater core, 23 ... Air path,
24 ... Inside the car.
