JP3882646B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外気導入、内気循環を切換可能なインテークドアを有する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用空調装置には、外気導入、内気循環を切換可能なインテークドアが設けられている。インテークドアは、乗員の吸込モードの選択操作によりケーブルやモータなどを介して回動され、外気導入モードが選択されると外気導入口を開放して内気導入口を閉塞し、内気循環モードが選択されるされる外気導入口を閉塞して内気導入口を開放する。エンジンがオフされると、インテークドアはその直前の状態に維持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来のインテークドアには次のような問題がある。
▲１▼ 夏場の炎天下に内気循環モードのまま車両を放置した場合、車室内が密閉状態に近くなり、室温が短時間で高温となる。その結果、再乗車の際の乗員の不快感は増大し、冷房運転により室温を適温まで低下させるのに多大な時間と動力を要する。
▲２▼ 冬場の屋外に外気導入モードのまま車両を放置した場合、車室内が外気に開放されるため、室温が短時間で低温となる。その結果、再乗車の際の乗員の不快感は増大し、暖房運転により室温を適温まで上昇させるのに多大な時間と動力を要する。
【０００４】
本発明の目的は、再乗車の際の乗員の快適性を向上することができる車両用空調装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明による車両用空調装置は、吸込モードに応じて空調ダクト入口の外気導入口および内気導入口をそれぞれ開閉する第１のインテークドアおよび第２のインテークドアと、エンジンオン時に、外気導入モードが選択されると外気導入口を開放するとともに内気導入口を閉塞し、内気循環モードが選択されると外気導入口を閉塞するとともに内気導入口を開放し、エンジンオフ時に、吸込モードの選択に拘わらず外気導入口と内気導入口をそれぞれ閉塞するように第１のインテークドアと第２のインテークドアをそれそれ駆動するインテークドア駆動手段と、第１のインテークドアを貫通する第１の開口部と、この第１の開口部を所定の温度で開閉する開閉手段とを備えることにより上述した目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用空調装置において、第１のインテークドアと第２のインテークドアを共通の回動軸を支点に回動するようにしたものである。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の車両用空調装置において、インテークドア駆動手段が、エンジンオン時に、吸込モードに応じて第１のインテークドアと第２のインテークドアを重ね合わせて一体に駆動するようにしたものである。
（４）請求項４の発明は、請求項３に記載の車両用空調装置において、第２のインテークドアを貫通する第２の開口部を有し、第１のインテークドアと第２のインテークドアの重なり合いにより、第１の開口部を第２のインテークドアで閉塞するとともに、第２の開口部を第１のインテークドアで閉塞するように第１の開口部と第２の開口部を設けるものである。
（５）請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用空調装置において、開閉手段が、開閉ドアとこの開閉ドアを駆動する開閉ドア駆動手段からなり、開閉ドアが、第１のインテークドアの外気に接する側に設けられるものである。
（６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用空調装置において、所定の温度を、少なくとも２３℃〜２５℃の範囲で設定するものである。
（７）請求項７の発明は、請求項５または６に記載の車両用空調装置において、開閉ドア駆動手段が、開閉ドアをばね力によって開閉する形状記憶ばねとバイアスばねとを有するものである。
【０００６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、外気導入口および内気導入口をそれぞれ開閉する第１のインテークドアおよび第２のインテークドアを設け、エンジンオン時に吸込モードに応じて外気導入口または内気導入口を閉塞し、エンジンオフ時に外気導入口および内気導入口を閉塞し、さらに第１のインテークドアを貫通する開口部を設け、所定の温度でこの開口部を開閉するようにした。これにより、エンジンオフ時に車室内の温度を長時間にわたって適温に保つことができ、再乗車の際の乗員の快適性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図６を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図である。吸気ダクト２の入口には回動可能なインテークドア１（後述する第１のインテークドア１１と第２のインテークドア１２）が設けられている。インテークドア１は吸込モードに応じて外気導入口２ａおよび内気循環口２ｂを開閉する。ブロアモータ３ａの駆動によりブロアファン３が回転すると、外気導入口２ａまたは内気導入口２ｂを介し、ダクト２内に外気または内気が吸い込まれる。吸い込まれた空気はエバポレータ４を通過して冷却され、図示しないエアミックスドア、ヒータコアを介して温度調整される。そして、ベント吹出口、フット吹出口、デフロスト吹出口などから車室内に向かって吹き出される。
【０００８】
図２〜図４は、インテークドア近傍（図１Ａ部）の拡大図である。なお、図２は外気導入モード、図３は内気循環モード、図４はイグニッションオフの状態をそれぞれ示す。ダクト２内には、回動軸１ａを支点に回動可能な第１のインテークドア１１（以下、第１のドア）と、同じく回動軸１ａを支点に回動可能な第２のインテークドア１２（以下、第２のドア）が設けられている。第１のドア１１は外気導入口２ａ側に、第２のドア１２は内気導入口２ｂ側にそれぞれ設けられ、第１のドア１１および第２のドア１２はそれぞれ空気導入口２ａ,２ｂよりも大きく形成されている。第１のドア１１および第２のドア１２には、それぞれドア１１,１２を貫通して開口部１１ａ,１２ａが設けられている。図２,３に示すように第１のドア１１と第２のドア１２を重ねたとき、相手側のドア１１,１２によってそれぞれ開口部１１ａ,１２ａを塞ぐように、開口部１１ａ,１２ａの位置、形状が決定されている。
【０００９】
第１のドア１１と第２のドア１２は図示しないモータなどのアクチュエータを介し、車室内の吸込モード選択スイッチの操作に応じて駆動される。すなわち、外気導入モードを選択すると、図２に示すようにドア１１,１２は互いに重なり合うように同方向に一体となって回動し、外気導入口２ａを開放して内気導入口２ｂを塞ぐ。内気循環モードを選択すると、図３に示すようにドア１１,１２は互いに重なり合うように図２とは逆方向に回動し、外気導入口２ａを塞ぎ内気導入口２ｂを開放する。イグニッションスイッチをオフすると、図４に示すようにドア１１,１２は互いに異なる方向に回動し、外気導入口２ａ、内気導入口２ｂをそれぞれ塞ぐ。
【００１０】
第１のドア１１には、外気導入口２ａ側に設けた回動軸１ｂを支点に回動可能に開閉ドア１３が取り付けられている。図５は、開閉ドア１３の詳細構造を示す図である。開閉ドア１３には、回動軸１ｂを挟んで引張バイアスばね１４と形状記憶ばね１５の一端がそれぞれ連結され、これらばね１４,１５の他端はそれぞれ第１のドア１３に連結されている。これにより引張バイアスばね１４は開閉ドア１３に対し開口部１１ａを閉じるようなばね力を及ぼし、形状記憶ばね１５は開口部１１ａを開放するようなばね力を及ぼす。
【００１１】
形状記憶ばね１５はＮi−Ｔi系などの形状記憶合金からなり、所定温度Ｔ１以上になると記憶された元の形状に戻る特性を有する。ばね特性は、所定温度Ｔ１未満では引張バイアスばね１４のばね力の方が形状記憶ばね１５のばね力より大きく、所定温度Ｔ１以上では形状記憶ばね１５のばね力の方が大きくなるように設定されている。したがって、所定温度Ｔ１未満では開閉ドア１３によって開口部１１ａが閉じられ、所定温度Ｔ１以上では図示のように開口部１１ａは開放される。
【００１２】
このように構成された第１の実施の形態の動作について説明する。
（１）外気導入モード
イグニッションスイッチのオン後、吸込モード選択スイッチの操作により外気導入モードが選択されると、図２に示すように第１のドア１１と第２のドア１２は重なりあって回動し、内気導入口２ｂを閉じる。これにより外気導入口２ａが開放し、ダクト２内に外気が導入される。開閉ドア１３は形状記憶ばね１５の温度に応じて回動し、温度が所定値Ｔ１未満のときは図示のように第１のドア１１に重なり合う。ダクト近傍の空気温度の上昇により形状記憶ばね１５の温度が所定値Ｔ１以上になると、開閉ドア１３は点線に示すように第２のドア１２の反対側に回動する。この場合、第１のドア１１の開口部１１ａおよび第２のドア１２の開口部１２ａは、それそれドア１１,１２の重なり合いによって閉じられる。したがって、開閉ドア１３の回動に拘わらず内気導入口２ｂは常に塞がれ、ダクト２内には外気のみを導入することができる。
【００１３】
（２）内気循環モード
吸込モード選択スイッチの操作により内気循環モードが選択されると、図３に示すように第１のドア１１と第２のドア１２は重なり合って回動し、外気導入口２ａを閉じる。これにより内気導入口２ｂが開放し、ダクト２内に内気が導入される。形状記憶ばね１５の温度が所定値Ｔ１未満のとき、開閉ドア１３は図示のように第１のドア１１に重なり合い、温度が所定値Ｔ１以上では点線で示すように第２のドア１２の反対側に回動する。内気循環モードでもドア１１,１２の重なり合いによって開口部１１ａ,１２ａは閉じられ、ダクト２内には内気のみを導入することができる。
【００１４】
（３）イグニッションオフ
イグニッションスイッチをオフすると、その直前の吸込モードの選択に拘わらず、図４に示すように第１のドア１１が外気導入口２ａを閉塞し、第２のドア１２が内気導入口２ｂを閉塞する。この場合、冬場の屋外に車両を放置した場合等、外気温が低い場合には形状記憶ばね１５の温度が所定値Ｔ１未満となる。この状態では、図示のように開閉ドア１３によって開口部１１ａが閉じられ、ダクト２内と外気との連通は阻止される。これにより、車室内の暖かい空気が外気導入口２ａを介して車室外へ流出することを阻止することができ、室温の低下を緩和することができる。その結果、再乗車の際の乗員の快適性が向上する。
【００１５】
一方、夏場の炎天下に車両を放置した場合等には形状記憶ばね１５の周囲の温度が上昇し、ばね１５の温度が所定値Ｔ１以上となる。この状態では、図６に示すように開閉ドア１３が回動し、開口部１１ａを介して外気導入口２ａとダクト２内とが連通する。これにより車室内の高温空気が矢印のように開口部１１ａを介してダクト２内から流出し、室温の上昇を緩和することができる。その結果、再乗車の際の乗員の快適性が向上する。
【００１６】
なお、開閉ドア１３の作動する温度Ｔ１は、２３℃〜２５℃の範囲（例えば２５℃）に設定することが好ましい。これによりエンジンオフから短時間のうちに車室内の温度が目標温度２５℃から著しく乖離することを防止することができ、長時間にわたって車室内を適温に維持することができる。すなわち、２５℃以上のときはダクト２内と外気とが連通して室温の上昇が抑えられ、２５℃未満では連通が阻止されて室温の低下が抑えられる。
【００１７】
このように第１の実施の形態では、ダクト２入口の外気導入口２ａ側および内気導入口２ｂ側に、空気導入口２ａ,２ｂをそれぞれ開閉可能な第１のドア１１および第２のドア１２を設け、第１のドア１１を貫通する開口部１１ａに開閉ドア１３を設けた。そして、エンジンオン時に吸込モードに応じてドア１１,１２を重なり合うように作動させ、外気導入口２ａまたは内気導入口２ｂを閉塞するとともに、エンジンオフ時にドア１１,１２により各導入口２ａ,２ｂをそれぞれ閉塞するようにした。さらに、開閉ドア１３が温度に応じて開閉するように構成し、所定温度Ｔ１以上で開口部１１ａを開放するようにした。これによりエンジンオン時に吸込モードに応じて外気または内気がダクト２内に流入し、エンジンオフ時に所定温度Ｔ１以上になると開口部１１ａを介して車室内の高温空気を外部に流出する。その結果、夏場等の車室内の温度上昇を抑制することができ、再乗車の際の快適性が向上する。所定温度Ｔ１以下では開閉ドア１３は閉じられるので、冬場等の低温時には車室内の暖かい空気が外部へ流出することを防ぐことができ、車内を長時間にわたって適温に保つことができる。
【００１８】
第１のドア１１と第２のドア１２は共通の軸１ａを支点に回動するようにしたので、省スペース化を実現することができる。エンジンオン時に第１のドア１１と第２のドア１２を重ね合わせて一体に作動させるようにしたので、１枚のドアにより空気導入口２ａ,２ｂを切り換えるのと同様な動作が得られる。開閉ドア１３を第１のドア１１の外気導入口側２ａに設けるようにしたので、エンジンオン時に所定温度Ｔ１以上となったとしても、ドア１１,１２の重なりを阻害することがない。
【００１９】
第１のドア１１と第２のドア１２にそれぞれ開口部１１ａ,１２ａを設け、エンジンオン時にドア１１,１２の重なりによって開口部１１ａ,１２ａを閉塞し、エンジンオフ時に開口部１２ａを開放するようにした。これにより、ドア１１,１２の駆動部が故障したとしても、少なくとも開口部１２ａを介してダクト２内と空気導入口２ｂとが連通してダクト２内に空気を吸い込むことができ、ブロアファンモータ３ａの焼き付きを防止することができる。バイアスばね１４と形状記憶ばね１５のばね力によって開閉ドア１３を回動するようにしたので、エンジンオフ時に余計な動力を消費する必要がなく、かつ、開閉ドア駆動用モータや温度センサ等が不要であり、構成を簡素化することができる。
【００２０】
−第２の実施の形態−
図７,８を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、ドア１１,１２を重ね合わせて一体に作動させるようにしたが、第２の実施の形態では、ドア１１,１２をそれぞれ別々に作動させる。図７は、本発明の第２の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図であり、図８は図７のＢ部拡大図である。なお、図１〜４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
【００２１】
図７,８に示すように、外気導入口２ａには外気導入口２ａを開閉する第１のドア１１が設けられ、内気導入口２ｂには内気導入口２ｂを開閉する第２のドア１２が設けられている。第１のドア１１には、第１の実施の形態と同様に開口部１１ａが設けられ、開閉ドア１３が取り付けられている。これに対し、第２のドア１２の開口部１２ａは除去されている。ドア１１,１２は、互いに異なる回動軸１ｃ,１ｄを支点にしてそれぞれ独立に回動する。すなわち、外気導入モードが選択されると外気導入口２ａを開放して内気導入口２ｂを閉塞し、内気導入モードが選択されると図７に示すように外気導入口２ａを閉塞して内気導入口２ｂを開放し、エンジンがオフされると図８に示すように外気導入口２ａと内気導入口２ｂをそれぞれ閉塞するように回動する。
【００２２】
これにより第１の実施の形態と同様、外気導入モードでは外気導入口２ａを介して外気のみが導入され、内気導入モードでは内気導入口２ｂを介して内気のみが導入され、エンジンオフ時にはダクト２内と各導入口２ａ,２ｂとの連通が阻止される。エンジンオフ時に所定温度Ｔ１以上になると開閉ドア１３が回動し、開口部１１ａを介してタンク２内から高温空気が流出する。
【００２３】
なお、上記第１の実施の形態では、ドア１１,１２を９０゜の範囲で回動可能としてドア１１,１２を重ね合わせるようにしたが、ドア１１,１２は必ずしも重ね合わせる必要はなく、ドア１１,１２を９０゜より小さい範囲（例えば４５゜）で回動可能としてもよい。外気または内気のみを導入するモードだけでなく、外気と内気を所定の割合で導入するモードを併せて実現するようにしてもよい。外気導入または内気循環を目標吹出温度に応じて自動的に切り換える、いわゆるオートエアコンに適用してもよい。
【００２４】
各手段を実現する構成要素は上記のものに限定されない。インテークドア駆動手段として、モータやケーブルを介してドア１１,１２を駆動するようにすればよい。以上では、開閉手段として開閉ドア１３を用いたが、ドア以外のもので開閉手段を構成してもよい。開閉ドア駆動手段を、形状記憶ばね１５以外のもの（例えばモータ）により構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図２】図１のＡ部拡大図であり、外気導入モードに対応した図。
【図３】図１のＡ部拡大図であり、内気循環導入モードに対応した図。
【図４】図１のＡ部拡大図であり、エンジンオフ後、所定温度以下の状態を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係わる車両用空調装置を構成する開閉ドアの拡大図。
【図６】図１のＡ部拡大図であり、エンジンオフ後、所定温度以上の状態を示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる車両用空調装置の概略構成を示す図。
【図８】図２のＢ部拡大図。
【符号の説明】
２ 吸気ダクト ２ａ 外気導入口
２ｂ 内気導入口 ３ ブロアファン
１１ 第１のインテークドア １１ａ 開口部
１２ 第２のインテークドア １２ａ 開口部
１３ 開閉ドア １４ 引張バイアスばね
１５ 形状記憶ばね

Claims (7)

1. 吸込モードに応じて空調ダクト入口の外気導入口および内気導入口をそれぞれ開閉する第１のインテークドアおよび第２のインテークドアと、エンジンオン時に、外気導入モードが選択されると前記外気導入口を開放するとともに内気導入口を閉塞し、内気循環モードが選択されると前記外気導入口を閉塞するとともに内気導入口を開放し、エンジンオフ時に、吸込モードの選択に拘わらず前記外気導入口と内気導入口をそれぞれ閉塞するように前記第１のインテークドアと第２のインテークドアをそれそれ駆動するインテークドア駆動手段と、
   前記第１のインテークドアを貫通する第１の開口部と、
   この第１の開口部を所定の温度で開閉する開閉手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   前記第１のインテークドアと第２のインテークドアは共通の回動軸を有することを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項２に記載の車両用空調装置において、
   前記インテークドア駆動手段は、エンジンオン時に、吸込モードに応じて前記第１のインテークドアと第２のインテークドアを重ね合わせて一体に駆動することを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項３に記載の車両用空調装置において、
   前記第２のインテークドアを貫通する第２の開口部を有し、前記第１のインテークドアと第２のインテークドアの重なり合いにより、前記第１の開口部を前記第２のインテークドアで閉塞するとともに、前記第２の開口部を前記第１のインテークドアで閉塞するように前記第１の開口部と第２の開口部を設けることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用空調装置において、前記開閉手段は、開閉ドアとこの開閉ドアを駆動する開閉ドア駆動手段からなり、前記開閉ドアは、前記第１のインテークドアの外気に接する側に設けられることを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用空調装置において、
   前記所定の温度は、少なくとも２３℃〜２５℃の範囲で設定されることを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項５または６に記載の車両用空調装置において、
   前記開閉ドア駆動手段は、前記開閉ドアをばね力によって開閉する形状記憶ばねとバイアスばねとを有することを特徴とする車両用用空調装置。

Images