JP3956869B2 - 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、冷風と温風の風量割合を調整して吹出空気温度を調整する車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では、冷風と温風の風量割合を調整して吹出空気温度を調整するエアミックス方式が代表的な温度調整方式になっている。
【０００３】
このエアミックス方式における温度調整手段であるエアミックスドアとしては、板ドアタイプ、フィルムドアタイプ等が知られている。
【０００４】
図８（ａ）は板ドアによりエアミックスドアを構成する場合を示しており、１枚の板ドアからなるエアミックスドア３０を回転軸３１を中心として回転操作して、ヒータコア５をバイパスする冷風通路６とヒータコア５側の温風通路７の通路面積を調整して、冷風と温風の風量割合を調整している。
【０００５】
なお、図８（ａ）において、エアミックスドア３０の破線位置３０ａは冷風通路６が全開で、温風通路７が全閉となる最大冷房位置であり、１点鎖線位置３０ｂは温風通路７が全開で、冷風通路６が全閉となる最大暖房位置である。
【０００６】
また、図９（ａ）は可撓性を有する膜状部材４０ａからなるフィルムドアを用いてエアミックスドア４０を構成する場合を示しており、膜状部材４０ａには図９（ｂ）に示すように空気通過用の開口部４０ｂが設けてある。そして、膜状部材４０ａの上下両端部を巻き取り軸４１、４２に連結し、この両巻き取り軸４１、４２を連動して回転させることにより、膜状部材４０ａの上下両端部を巻き取り軸４１、４２に巻き取ったり、巻き取り軸４１、４２から送り出す（巻き戻す）ようになっている。また、膜状部材４０ａの上下中間部は中間ガイド部４３によりガイドされる。
【０００７】
両巻き取り軸４１、４２の回転により、膜状部材４０ａが冷風通路６と温風通路７を横断するように移動して、膜状部材４０ａの開口部４０ｂと冷風通路６および温風通路７との重合位置が変化して、冷風通路６と温風通路７の通路（開口）面積を調整するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前者の板ドアにより構成されるエアミックスドア３０の場合には、板ドアの回転操作のための作動空間をケース２内に設定する必要があり、ケース２の体格が大きくなるという不具合がある。
【０００９】
また、エアミックスドア３０を最大冷房位置３０ａから中間温度制御位置（実線位置）側へ回転操作すると、温風通路７のうち板ドア回転方向の通路が開口すると同時に板ドア左右側方の通路（図８（ａ）の紙面垂直方向の通路）も開口するので、温風通路７の通路面積が急激に増加してしまう。
【００１０】
また、エアミックスドア３０を最大暖房位置３０ｂから中間温度制御位置（実線位置）側へ回転操作するときも、冷風通路７のうち、板ドア回転方向の通路が開口すると同時に板ドア左右側方の通路（図８（ａ）の紙面垂直方向の通路）も開口するので、冷風通路６の通路面積がやはり急激に増加してしまう。
【００１１】
これに反し、エアミックスドア３０を実線で例示する中間温度制御位置に操作しているときは、冷風通路６および温風通路７のうち、板ドア左右側方の通路（実線位置）は既に開いたままであるので、板ドアの回転角の変化に対して冷風通路６および温風通路７の通路面積の変化が緩慢となる。
【００１２】
この結果、板ドアからなるエアミックスドア３０による吹出空気温度の制御特性は図８（ｂ）に示すように悪化する。図８（ｂ）の横軸は、エアミックスドア３０の回転角であり、最大冷房位置３０ａにおける回転角を０°とし、そして、最大暖房位置３０ｂにおける回転角を最大角度θとしている。
【００１３】
図８（ｂ）に示すようにエアミックスドア３０の回転角の変化に対して最大冷房位置３０ａおよび最大暖房位置３０ｂ付近の領域▲１▼、▲２▼で吹出空気温度が急変し、中間温度制御域▲３▼にて吹出空気温度の変化が緩慢な特性となる。このため、最大冷房位置３０ａおよび最大暖房位置３０ｂ付近の領域▲１▼、▲２▼では、吹出空気温度を制御しにくくなるという不具合が生じる。
【００１４】
一方、後者のフィルムドアにより構成されるエアミックスドア４０の場合には、膜状部材４０ａが冷風通路６と温風通路７を横断するように移動するので、板ドアのような回転作動空間を必要とせず、ケース２の体格を小型化できる利点がある。
【００１５】
また、常に膜状部材４０ａに設けた開口部４０ｂのみを通過して冷風通路６および温風通路７に空気が流れるから、膜状部材４０ａの移動位置変化に対して冷風通路６と温風通路７の通路面積を一定割合で変化させることができる。このため、図９（ｃ）に示すように膜状部材４０ａの開口部４０ｂの位置変化により最大冷房状態と最大暖房状態との間の全域にわたってほぼ直線的に吹出空気温度を調整できる。従って、フィルムドアからなるエアミックスドア４０によれば、板ドアを用いる場合よりも吹出空気温度制御特性を改善できるという利点がある。
【００１６】
なお、図９（ｃ）において、横軸の「０」は、膜状部材４０ａの開口部４０ｂが冷風通路６上に重合して冷風通路６を全開するとともに膜状部材４０ａの膜部が温風通路７上に重合して温風通路７を全閉する最大冷房位置を示し、横軸の「Ｌ」は膜状部材４０ａの開口部４０ｂが温風通路７上に重合して温風通路７を全開するとともに膜状部材４０ａの膜部が冷風通路６上に重合して冷風通路６を全閉する最大暖房位置を示す。
【００１７】
しかし、フィルムドアをなす膜状部材４０ａに設けた一定面積の開口部４０ｂが移動して冷風通路６および温風通路７の通路面積を調整するから、膜状部材４０ａの開口部４０ｂを図９（ａ）に示すように、最大冷房位置と最大暖房位置との間の中間温度制御位置に移動させて、吹出空気温度を２５℃付近の中間温度域に調整する場合にも、ケース２内の通路面積は必ず開口部４０ｂの開口面積に制限されてしまう。
【００１８】
つまり、板ドアからなるエアミックスドア３０を用いる場合には、常に冷風通路６と温風通路７の両者を通過して空気が流れるので、ケース２内の通風圧損を低減できるが、フィルムドアからなるエアミックスドア４０の場合には、ケース２内の通路面積が常に開口部４０ｂの開口面積に制限されてしまい、通風圧損が増大する。
【００１９】
このため、年間を通して最も使用頻度の高い中間温度域での通路圧損が板ドアタイプに比較して大幅に高くなり、送風騒音の増大、送風機消費電力の増大等の原因になっている。
【００２０】
本発明は上記点に鑑みて、中間温度域での通路圧損を低減でき、且つ、吹出空気温度制御特性が良好なエアミックス方式の車両用空調装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷風通路（６）側に設けられ、冷風通路（６）だけの通路面積を調整する冷風用エアミックスドア（９）と、
温風通路（７）側に設けられ、温風通路（７）だけの通路面積を調整する温風用エアミックスドア（１０）とを備え、
この冷風用エアミックスドア（９）と温風用エアミックスドア（１０）をともに、両通路（６、７）の空気流れと直交する方向にスライドして通路面積を調整するスライドドアにより構成し、
冷風通路（６）を冷風用エアミックスドア（９）により全開するとともに温風通路（７）を温風用エアミックスドア（１０）により全閉することにより最大冷房状態を設定し、
冷風通路（６）を冷風用エアミックスドア（９）により全閉するとともに温風通路（７）を温風用エアミックスドア（１０）により全開することにより最大暖房状態を設定し、
最大冷房状態と最大暖房状態との間の中間温度制御域では、冷風用エアミックスドア（９）および温風用エアミックスドア（１０）のうち、いずれか一方のドアを両通路（６、７）の一方の全開状態に維持したまま、他方のドアの操作位置を調整することにより両通路（６、７）の他方の通路面積を調整して、車室内への吹出空気温度を調整することを特徴とする。
【００２２】
これによると、両エアミックスドア（１０）を両通路（６、７）の空気流れと直交する方向にスライドするスライドドアにより構成しているから、板ドアのような回転作動空間を必要とせず、空調装置を小型化できる。
【００２３】
しかも、各エアミックスドア（１０）が空気流れと直交する方向にスライドすることにより、各通路（６、７）の通路面積を調整するから、各通路（６、７）に常に、各エアミックスドア（１０）の操作位置（スライド量）に対応した通路開口部のみが形成され、この通路開口部のみを通過して各通路（６、７）に空気が流れる。
【００２４】
従って、各エアミックスドア（１０）が各通路（６、７）の全閉状態から開き始める時にも、回転式板ドアのように通路面積が急激に増加するという現象が発生せず、各エアミックスドア（１０）の操作位置に対応して各通路（６、７）の空気流量を直線的に変化させることができる。この結果、吹出空気温度の制御特性を制御しやすい直線的な特性にすることができる。
【００２５】
更に、最大冷房状態と最大暖房状態との間の中間温度制御域では、両エアミックスドア（９、１０）のうち、いずれか一方のドアを両通路（６、７）の一方の全開状態に維持したまま、他方のドアの操作位置を調整することにより両通路（６、７）の他方の通路面積を調整して、車室内への吹出空気温度を調整するから、中間温度制御域では冷風通路（６）と温風通路（７）の両者を同時に全開状態にすることができる。
【００２６】
このため、従来のフィルムドアタイプに比較して、通風圧損を大幅に低減できるので、送風騒音の低減、および送風機駆動用モータの消費電力低減に極めて有利である。
【００２７】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、最大冷房状態と最大暖房状態との間の中間温度制御域に、冷風通路（６）を冷風用エアミックスドア（９）により全開するとともに温風通路（７）を温風用エアミックスドア（１０）により全開する両通路同時全開状態を設定することを特徴とする。
【００２８】
このように、冷風通路（６）と温風通路（７）の同時全開状態を設定することにより、通風圧損の低減を効果的に実現できる。
【００２９】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２において、冷風用エアミックスドア（９）および温風用エアミックスドア（１０）を構成するスライドドアは、具体的には、可撓性を有する膜状部材（９ａ、１０ａ）により構成できる。
【００３０】
請求項４に記載の発明では、請求項３において、膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部を固定し、膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部が一端部に対して開離、接近する方向に移動することにより、冷風通路（６）および温風通路（７）の開口部上における膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部からの長さが変化して、冷風通路（６）および温風通路（７）の通路面積を変化させることを特徴とする。
【００３１】
これによると、膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部を固定したままとし、そして、膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部からの長さが変化することにより、通路面積を変化させるから、両通路（６、７）を形成する部材（実施形態ではケース２）に対して膜状部材（９ａ、１０ａ）が摺動することなく、膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部からの長さが変化して通路面積を変化させることができる。
【００３２】
このため、膜状部材（９ａ、１０ａ）と通路側部材（２）との間の摺動摩擦が発生せず、膜状部材操作力を低減でき、また、摺動摩擦音の発生を防止できる等の効果を発揮できる。
【００３３】
請求項５に記載の発明では、請求項４において、膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部を巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）に連結し、巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）が膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部に対して開離、接近する方向に回転しながら移動することにより、膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部が巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）に対して巻き取られ、あるいは巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）から送り出されるようにしたことを特徴とする。
【００３４】
これによると、巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）が回転しながら移動することにより膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部の操作位置を確実に移動させることができる。
【００３５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は本実施形態に基づく車両用空調装置の室内空調ユニット部のうち、空調本体ユニット１部分の縦断面図である。
【００３７】
車両用空調装置の室内空調ユニット部は、本例では図示しない送風機ユニットと、空調本体ユニット１との２つの部分に大別され、図１の前後上下の各矢印は空調本体ユニット１の車両搭載状態における方向を示す。
【００３８】
空調本体ユニット１は車室内前部の計器盤内側のうち、車両左右方向の略中央部に配置されるセンター置きレイアウトになっている。これに反し、送風機ユニット１は空調本体ユニット１の車両左右方向の側方である助手席前方の位置にオフセット配置される。
【００３９】
送風機ユニットは周知のようにその上部に内外気切替箱を配置し、この内外気切替箱の下方に遠心式の送風機を配置している。そして、内外気切替箱に切替導入される外気または内気を送風機により空調本体ユニット１に向けて送風するようになっている。
【００４０】
空調本体ユニット１は樹脂製のケース２を有し、このケース２は、通常、車両左右（幅）方向の中央部に位置する分割面（図示せず）で左右２つに分割成形された分割ケース体を適宜の金属ばねクランプ、ねじ等の締結手段にて一体に連結したものである。このケース２内の最前部には、上記送風機の送風空気が流入する空気入口空間３が形成されている。
【００４１】
ケース２内を送風機ユニット１の送風空気が車両前方側から車両後方側へ向かって流れるようになっており、そして、ケース２内に、その空気上流側から順に蒸発器４、ヒータコア５が直列に配列されている。
【００４２】
この蒸発器４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もので、ケース２内の空気を冷却する冷房用熱交換器である。蒸発器４は減圧手段により減圧された低圧冷媒が流れる偏平チューブとこの偏平チューブに接合されたコルゲートフィンとから構成される熱交換用コア部を有し、この熱交換用コア部を送風空気が車両前後方向に通過する。
【００４３】
また、ヒータコア５は、内部を流れる温水（エンジン冷却水）を熱源としてケース２内の空気を加熱する暖房用熱交換器であって、周知のごとく温水が流れる偏平チューブとこの偏平チューブに接合されたコルゲートフィンとから構成される熱交換用コア部を有し、この熱交換用コア部を送風空気が車両前後方向に通過する。
【００４４】
次に、車室内へ吹き出す空気の吹出温度を調整する温度調整機構を説明すると、ヒータコア５の高さを蒸発器４の１／２程度にしてヒータコア５をケース２内の下方側空間に配置することにより、ヒータコア５の上方側に冷風通路６を形成している。この冷風通路６はヒータコア５をバイパスして冷風を流すためのものである。そして、冷風通路６の下方側に温風通路７が形成されている。この温風通路７はヒータコア５で加熱される温風が流れる通路である。
【００４５】
冷風通路６および温風通路７の開口形状は後述の図２、３、５に示すように矩形状であり、冷風通路６および温風通路７の開口周縁部にはシール面８ａ、８ｂ、８ｃがケース２と一体に形成されている。
【００４６】
そして、ケース２内において、冷風通路６の上流部に冷風用エアミックスドア９が配置され、ヒータコア５（温風通路７）の上流部に温風用エアミックスドア１０が配置されている。
【００４７】
次に、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の具体的構成を図２〜図４により説明すると、両エアミックスドア９、１０はいずれも、薄膜部材９ａ、１０ａを用いた同一構成のフィルムドアにて構成している。
【００４８】
両エアミックスドア９、１０の薄膜部材９ａ、１０ａの一端部を適宜の固定部材９ｂ、１０ｂにてケース２側のシール面８ａ、８ｂ、８ｃの壁面に固定している。固定部材９ｂ、１０ｂは例えば、係止頭部を持つピン状の部材により構成できる。薄膜部材９ａ、１０ａの他端部は巻き取り軸９ｃ、１０ｃに連結している。
【００４９】
薄膜部材９ａ、１０ａの一端部の固定位置に対して巻き取り軸９ｃ、１０ｃが回転しながら接近、開離する方向（軸方向と直交方向）Ａに移動することにより、薄膜部材９ａ、１０ａの他端部が巻き取り軸９ｃ、１０ｃに巻き取られたり、あるいは薄膜部材９ａ、１０ａの他端部が巻き取り軸２４ｃ、２５ｃから送り出されるようになっている。
【００５０】
具体的には、巻き取り軸９ｃ、１０ｃが図２の矢印方向Ｂ（時計方向）に回転するときは、薄膜部材９ａ、１０ａの他端部が巻き取り軸２４ｃ、２５ｃから送り出され、薄膜部材９ａ、１０ａの他端部が巻き取り軸９ｃ、１０ｃとともに薄膜部材９ａ、１０ａの一端部（固定部）から離れる方向（図２の右方向）に移動する。
【００５１】
これに反し、巻き取り軸９ｃ、１０ｃが図２の矢印方向Ｂと逆方向（反時計方向）に回転するときは、薄膜部材９ａ、１０ａの他端部が巻き取り軸２４ｃ、２５ｃに巻き取られ、薄膜部材９ａ、１０ａの他端部が巻き取り軸９ｃ、１０ｃとともに薄膜部材９ａ、１０ａの一端部（固定部）に接近する方向（図２の左方向）に移動する。
【００５２】
これにより、薄膜部材９ａ、１０ａの他端部の位置が巻き取り軸９ｃ、１０ｃとともに矢印方向Ａに変化して薄膜部材９ａ、１０ａの一端部からの長さ（送り出し長さ）が変化することにより、冷風通路６および温風通路７を開閉する。
【００５３】
このように、巻き取り軸９ｃ、１０ｃを回転しながらドア移動方向Ａに移動させるためのドア操作機構は種々な機構により構成でき、本例では、ウォームギヤ機構を用いてドア操作機構を構成している。
【００５４】
具体的には、図３、図４に示すように各巻き取り軸９ｃ、１０ｃごとに専用のアクチュエータ１１、１２を設定している。このアクチュエータ１１、１２はサーボモータにより構成され、ウォーム軸１３、１４を回転駆動する。このウォーム軸１３、１４は各巻き取り軸９ｃ、１０ｃに対してそれぞれ直交状に配置される。
【００５５】
ここで、ウォーム軸１３、１４は冷風通路６および温風通路７の通風の妨げとならないように、冷風通路６および温風通路７の開口形状の側方に配置される。ウォーム軸１３、１４の外周面には、巻き取り軸９ｃ、１０ｃの矢印Ａ方向の移動範囲の全長にわたってねじ状の形態をなすウォーム１３ａ、１４ａが形成されている。また、巻き取り軸９ｃ、１０ｃの軸方向の一端部にはウォームホイール９ｄ、１０ｄ（図３）を形成し、このウォームホイール９ｄ、１０ｄをウォーム１３ａ、１４ａとかみ合わせるようになっている。
【００５６】
一方、冷風通路６および温風通路７の開口部周縁に形成されるケース側のシール面８ａ〜８ｃにおいて、薄膜部材９ａ、１０ａが接触する範囲の左右外側に隣接して、ラック１５、１６が設けてある。このラック１５、１６とかみ合うピニオン９ｅ、１０ｅが巻き取り軸９ｃ、１０ｃの軸方向両端部付近に設けてある。
【００５７】
ウォーム軸１３、１４およびラック１５、１６は巻き取り軸移動方向Ａと平行に配置され、ウォーム軸１３、１４のウォーム１３ａ、１４ａおよびラック１５、１６は、巻き取り軸９ｃ、１０ｃの矢印Ａ方向の移動範囲の全長にわたって形成されている。
【００５８】
アクチュエータ１１、１２によりウォーム軸１３、１４を回転駆動するとウォーム１３ａ、１４ａとウォームホイール９ｄ、１０ｄとのかみ合いにより巻き取り軸９ｃ、１０ｃが回転する。このとき、巻き取り軸９ｃ、１０ｃのピニオン９ｅ、１０ｅがラック１５、１６とかみ合っているので、巻き取り軸９ｃ、１０ｃは滑りを起こすことなく、確実に回転しながら矢印Ａ方向に移動する。従って、アクチュエータ１１、１２の回転量を制御することにより各巻き取り軸９ｃ、１０ｃの回転量を制御し、それにより、各巻き取り軸９ｃ、１０ｃの矢印Ａ方向の移動位置を制御できるようになっている。
【００５９】
なお、薄膜部材９ａ、１０ａの材質は巻き取り軸９ｃ、１０ｃに巻き取り可能な可撓性を有する樹脂フィルム材であれば、種々なものを使用でき、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルム等が好適である。また、薄膜部材９ａ、１０ａの厚さは例えば、２００μｍ程度である。
【００６０】
次に、空調本体ユニット１に対する冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の具体的配置形態を図１に基づいて説明する。冷風用エアミックスドア９においては、薄膜部材９ａの一端部、すなわち、上端部を固定部材９ｂにて冷風通路６の入口開口部の上端部のシール面８ａに固定し、薄膜部材９ａの他端部、すなわち、下端部を巻き取り軸９ｃに連結している。このため、薄膜部材９ａの下端部が巻き取り軸９ｃとともに上下方向（矢印Ａ方向）に移動する。
【００６１】
これに対し、温風用エアミックスドア１０においては、薄膜部材１０ａの一端部、すなわち、下端部を固定部材１０ｂにて温風通路７の入口開口部の下端部のシール面８ｃに固定し、薄膜部材１０ａの他端部、すなわち、上端部を巻き取り軸１０ｃに連結している。このため、薄膜部材１０ａの上端部が巻き取り軸１０ｃとともに上下方向（矢印Ａ方向）に移動する。
【００６２】
冷風用エアミックスドア９においては巻き取り軸９ｃが上下方向Ａに移動することにより薄膜部材９ａの下端部位置が変位して、冷風通路６の通路（開口）面積を増減する。同様に、温風用エアミックスドア１０においては巻き取り軸１０ｃが上下方向Ａに移動することにより薄膜部材１０ａの下端部位置が変位して、温風通路７の通路（開口）面積を増減する。
【００６３】
これにより、冷風通路６の通路面積と温風通路７の通路面積との比率を調整して冷風通路６を流れる冷風ａと温風通路７を流れる温風ｂとの風量割合を調整する。
【００６４】
なお、図１において、ケース側のシール面８ｂは冷風通路６と温風通路７との間に位置するるものであり、この上下方向中間のシール面８ｂの位置まで冷風用巻き取り軸９ｃが移動すると、冷風用薄膜部材９ａにより冷風通路６が全閉される。また、温風用巻き取り軸１０ｃがシール面８ｂの位置まで移動すると温風用薄膜部材１０ａにより温風通路７が全閉される。
【００６５】
ケース２内部において、冷風通路６の下流側（車両後方側）に空気混合部１７が形成され、この空気混合部１７において冷風通路６の冷風ａと温風通路７からの温風ｂとを混合するようになっている。なお、温風通路７はヒータコア５の下流側（車両後方側）にて上方へ向かうように曲げ形成され、温風ｂがヒータコア５上方の空気混合部１７に向かって流れるようになっている。
【００６６】
ケース２のうち、車両後方側の上方部には空気混合部１７に隣接して吹出開口部１８が開口している。この吹出開口部１８は空気混合部１７で温度調整された空調空気を車室内へ吹き出すためのものである。具体的には、吹出開口部１８として、乗員の足元部に向けて空調空気を吹き出すためのフット開口部、乗員の上半身に向けて空調空気を吹き出すためのフェイス開口部、および車両フロントガラス内面に向けて空調空気を吹き出すためのデフロスタ開口部が設けられ、これらの複数の吹出開口部１８を図示しない吹出モードドアにより切替開閉するようになっている。
【００６７】
図５は本実施形態の電気制御部のブロック図であり、空調制御装置２０はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含んで構成される周知のマイクロコンピュータとその周辺回路等から構成されるもので、ＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。空調制御装置２０の入力側にはセンサ群２１からのセンサ検出信号、空調パネル２２からの操作信号が入力される。
【００６８】
センサ群２１には、周知の外気温センサ２１ａ、内気温センサ２１ｂ、日射センサ２１ｃ、蒸発器吹出空気温度センサ２１ｄ、温水（エンジン冷却水）温度センサ２１ｅ等が備えられている。
【００６９】
また、空調パネル２２には、周知の温度設定スイッチ２２ａ、内外気切替スイッチ２２ｂ、吹出モードスイッチ２２ｃ、風量切替スイッチ２２ｄ、図示しない冷凍サイクルの圧縮機の作動を断続するエアコンスイッチ２２ｅ等が備えられている。
【００７０】
空調制御装置２０の出力側には、図示しない圧縮機の電磁クラッチ２３、図示しない送風機ユニットの送風機駆動用モータ２４、図示しない内外気切替ドアの駆動用アクチュエータ２５、図示しない吹出モード切替ドアの駆動用アクチュエータ２６、冷風用エアミックスドア９の巻き取り軸９ｃの駆動用アクチュエータ１１、および温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸１０ｃの駆動用アクチュエータ１２等が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置２０の出力信号により制御される。
【００７１】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。空調制御装置２０は、センサ群４１の検出信号、空調パネル４２からの操作信号等を読み込み、吹出開口部１８から車室内へ吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯは空調熱負荷変動にかかわらず、車室内を温度設定スイッチ２２ａにより設定した設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な車室内への吹出空気温度であって、ＴＡＯは周知のごとくこの設定温度Ｔｓｅｔ、およびセンサ２１ａ〜２１ｃにより検出される外気温Ｔａｍ、内気温Ｔｒ、日射量Ｔｓに基づいて算出する。
【００７２】
そして、空調制御装置２０は、冷風用エアミックスドア９の操作位置および温風用エアミックスドア１０の操作位置をそれぞれ個別に、目標吹出温度ＴＡＯと、蒸発器吹出空気温度Ｔｅおよび温水温度Ｔｗに基づいて決定し、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の操作位置を制御することにより、車室内へ吹き出す空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯとなるように制御する。
【００７３】
以下、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の操作位置制御を図６および図７により具体的に説明する。図６（ａ）は冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸９ｃ、１０ｃが薄膜部材９ａ，１０ａの一端部の固定位置に最も近接した位置に移動することにより、薄膜部材９ａ，１０ａが巻き取り軸９ｃ、１０ｃに最大限巻き取られた状態にあり、冷風通路６および温風通路７を全開している。
【００７４】
これに対し、図６（ｂ）は冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸９ｃ、１０ｃが薄膜部材９ａ，１０ａの一端部の固定位置から最も開離した位置に移動することにより、薄膜部材９ａ，１０ａが巻き取り軸９ｃ、１０ｃから最大限送り出された（巻き戻された）状態にあり、薄膜部材９ａ，１０ａが冷風通路６および温風通路７を全閉している。
【００７５】
図６（ａ）に示す巻き取り軸９ｃ、１０ｃの通路全開位置を以下「０」として表し、図６（ｂ）に示す巻き取り軸９ｃ、１０ｃの通路全閉位置を以下「１００」として表す。
【００７６】
図７（ａ）は、横軸に巻き取り軸９ｃ、１０ｃの移動位置をとり、縦軸に車室内への吹出空気温度をとったものである。
【００７７】
いま、空調制御装置２０にて算出される目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、車室内吹出空気を最大限に冷却する最大冷房状態を設定する場合には、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０を図７（ｂ）の操作位置に操作する。
【００７８】
具体的には、冷風用エアミックスドア９の巻き取り軸９ｃをアクチュエータ１１により通路全開位置「０」に移動させ、冷風通路６を全開する。これと同時に、温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸１０ｃを通路全閉位置「１００」に移動させ、温風通路７を全閉する。これにより、蒸発器４で冷却された冷風ａの全量が冷風通路６を通過して吹出開口部１８から車室内へ吹き出して、最大冷房性能を発揮できる。
【００７９】
次に、図７（ｃ）は、目標吹出温度ＴＡＯが上昇して冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の操作位置を最大冷房位置から温度制御域へ若干量移行した場合を示している。具体的には、冷風用エアミックスドア９の巻き取り軸９ｃは通路全開位置「０」を維持して、冷風通路６の全開状態を維持する。これに反し、温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸１０ｃは通路全閉位置「１００」と通路全開位置「０」との中間位置「５０」付近に移動している。これにより、温風用エアミックスドア１０の膜状部材１０ａが温風通路７を５０％程度開口する。
【００８０】
従って、蒸発器４を通過した冷風の一部が温風通路７に流入して温風ｂとなり、この温風ｂと冷風ａが混合されるので、車室内への吹出空気温度を上昇させることができる。
【００８１】
次に、図７（ｄ）は、図７（ｃ）よりも車室内への吹出空気温度を更に上昇させる場合であって、具体的には、冷風用エアミックスドア９の巻き取り軸９ｃおよび温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸１０ｃをともに通路全開位置「０」に操作している。従って、冷風通路６および温風通路７をともに全開している。これにより、図７（ｃ）の状態よりも温風ｂの風量割合を増加して車室内への吹出空気温度を更に上昇させることができる。
【００８２】
しかも、冷風通路６および温風通路７をともに全開するから、ケース２内部の通路面積が最大となり、ケース２内部の通風圧損を最小状態に低減できる。特に、図７（ｄ）の状態、すなわち、中間温度制御状態は年間を通して最も使用頻度の高い制御域であるから、空調装置作動時の送風騒音および送風機駆動用モータ２４の消費電力を効果的に低減できる。
【００８３】
次に、図７（ｅ）は、図７（ｄ）よりも車室内への吹出空気温度を更に上昇させる場合であって、具体的には、温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸１０ｃを通路全開位置「０」に維持したまま、冷風用エアミックスドア９の巻き取り軸９ｃは通路全閉位置「１００」と通路全開位置「０」との中間位置「５０」付近に移動させている。これにより、冷風通路６が半開状態となり、冷風風量が減少し、温風風量が増加するので、吹出空気温度を更に上昇させることができる。
【００８４】
次に、図７（ｆ）は、車室内吹出空気を最大限に加熱する最大暖房状態を設定した場合であり、具体的には、温風用エアミックスドア１０の巻き取り軸１０ｃを通路全開位置「０」に維持したまま、冷風用エアミックスドア９の巻き取り軸９ｃを通路全閉位置「１００」に操作している。これにより、温風通路７を全開し、冷風通路６を全閉するので、蒸発器４通過後の空気の全量をヒータコア５で加熱することができ、最大暖房性能を発揮できる。
【００８５】
ところで、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０をともに膜状部材９ａ、１０ａからなるフィルムドアで構成し、膜状部材９ａ、１０ａの他端部をケース側シール面８ａ〜８ｃ上で巻き取り軸９ｃ、１０ｃに巻き取ったり、巻き取り軸９ｃ、１０ｃから送り出すことにより、冷風通路６および温風通路７の通路（開口）面積を変化させるから、巻き取り軸９ｃ、１０ｃの操作位置の変化により冷風通路６および温風通路７の通路面積をほぼ比例的に変化させることができる。
【００８６】
その結果、巻き取り軸９ｃ、１０ｃの操作位置の変化により冷風風量と温風風量との割合をほぼ比例的に変化させて、車室内への吹出空気温度を、図７（ａ）のように最大冷房状態と最大暖房状態との間の全域で直線的に変化させることができる。従って、中間温度制御域における通風圧損の低減による送風騒音の低減及び送風機駆動用モータ２４の消費電力の低減と、最大冷房状態および最大暖房状態付近での温度制御性の改善とを両立できる。
【００８７】
更に、本実施形態による冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０の操作機構によると、次のような効果も発揮できる。
【００８８】
（１）冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０を構成する膜状部材９ａ、１０ａの一端部をケース２側に固定したまま、膜状部材９ａ、１０ａの他端側がケース２側のシール面８ａ〜８ｃ上で巻き取り軸９ｃ、１０ｃに巻き取られたり、あるいは巻き取り軸９ｃ、１０ｃから送り出されるだけで、シール面８ａ〜８ｃに対して両膜状部材９ａ、１０ａが摺動することがない。
【００８９】
これにより、両膜状部材９ａ、１０ａとケース２側との間に摺動摩擦が発生せず、両膜状部材９ａ、１０ａの駆動は基本的には転がり力ですむから、両膜状部材９ａ、１０ａの駆動のための操作力を従来技術に比較して大幅に低減できる。
【００９０】
（２）両膜状部材９ａ、１０ａの摺動摩擦がないから、摺動摩擦力に対抗する引っ張り強度や引き裂き強度を両膜状部材９ａ、１０ａに設定する必要がない。その結果、両膜状部材９ａ、１０ａの具体的材質として、前述したようにＰＥＴフィルム、ＰＰＳフィルム等の樹脂フィルム材をそのまま使用でき、材料コストを低減できる。
【００９１】
（３）両膜状部材９ａ、１０ａの摺動摩擦がないから、摺動摩擦音の発生も防止できる。
【００９２】
（４）巻き取り軸９ｃ、１０ｃのピニオン９ｅ、１０ｅをケース２側のラック１５、１６にかみ合わせているから、ウォーム軸１３、１４の回転により巻き取り軸９ｃ、１０ｃを確実に回転させることができ、巻き取り軸９ｃ、１０ｃの滑りを防止できる。
【００９３】
（他の実施形態）
なお、上記の一実施形態では、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０を構成する膜状部材９ａ、１０ａの一端部をケース２側に固定し、膜状部材９ａ、１０ａの他端部をケース側シール面８ａ〜８ｃ上で巻き取り軸９ｃ、１０ｃに巻き取ったり、巻き取り軸９ｃ、１０ｃから送り出すことにより、冷風通路６および温風通路７の通路（開口）面積を変化させるようにしているが、本発明はこのようなドア構成のものだけに限定されず、ドア構成を以下のように変形可能である。
【００９４】
例えば、特開２００２−７９８１９号公報に記載されているような、可撓性を有する膜状部材をケース側シール面上でスライド移動させるタイプのスライドドアを用いて、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０を構成してもよい。
【００９５】
すなわち、冷風用エアミックスドア９の膜状部材および温風用エアミックスドア１０の膜状部材がそれぞれケース側に形成したガイド溝に沿ってケース側シール面上でスライド移動することにより、冷風通路６および温風通路７の通路（開口）面積を図７のように独立に変化させることができる。
【００９６】
従って、特開２００２−７９８１９号公報に記載のスライドドアにより構成した冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０によって、冷風通路６および温風通路７の通路面積を変化させるようにしても、中間温度制御域における通風圧損を低減でき、且つ、最大冷房状態および最大暖房状態付近での温度制御性を改善できる。
【００９７】
但し、この変形例によると、膜状部材がケース側シール面上でスライド移動するので、膜状部材とケース側シール面との間に摺動抵抗が発生するという不利な面がある。
【００９８】
また、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０を、可撓性を有する膜状部材でなく、剛体で構成されたスライドドアにより構成し、この剛体のスライドドアをケース側シール面上でスライドさせることにより、冷風通路６および温風通路７の通路面積を図７のように独立に変化させる構成としてもよい。
【００９９】
要は、冷風通路６および温風通路７の空気流れと直交する方向にスライドして通路面積を調整するスライドドアにて、冷風用エアミックスドア９および温風用エアミックスドア１０を構成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両用空調装置の空調本体ユニット部分の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエアミックスドア（フィルムドア）の概略斜視図である。
【図３】図２のエアミックスドアの操作機構を示す平面図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による電気制御部のブロック図である。
【図６】（ａ）は図２のエアミックスドア（フィルムドア）の全開状態の平面図、（ｂ）は図２のエアミックスドア（フィルムドア）の全閉状態の平面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるエアミックスドア（フィルムドア）の作動説明図である。
【図８】（ａ）は従来技術による車両用空調装置の空調本体ユニット部分の縦断面図、（ｂ）は（ａ）による温度制御特性図である。
【図９】（ａ）は別の従来技術による車両用空調装置の空調本体ユニット部分の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の膜状部材の平面図、（ｃ）は（ａ）による温度制御特性図である。
【符号の説明】
２…ケース、６…冷風通路、７…温風通路、９…冷風用エアミックスドア、１０…温風用エアミックスドア、９ａ、１０ａ…膜状部材、９ｃ、１０ｃ…巻き取り軸。

Claims (5)

1. 冷風が流れる冷風通路（６）と、
   温風が流れる温風通路（７）と、
   前記冷風通路（６）側に設けられ、前記冷風通路（６）だけの通路面積を調整する冷風用エアミックスドア（９）と、
   前記温風通路（７）側に設けられ、前記温風通路（７）だけの通路面積を調整する温風用エアミックスドア（１０）とを備え、
   前記冷風用エアミックスドア（９）および前記温風用エアミックスドア（１０）をともに、前記両通路（６、７）の空気流れと直交する方向にスライドして前記通路面積を調整するスライドドアにより構成し、
   前記冷風通路（６）を前記冷風用エアミックスドア（９）により全開するとともに前記温風通路（７）を前記温風用エアミックスドア（１０）により全閉することにより最大冷房状態を設定し、
   前記冷風通路（６）を前記冷風用エアミックスドア（９）により全閉するとともに前記温風通路（７）を前記温風用エアミックスドア（１０）により全開することにより最大暖房状態を設定し、
   前記最大冷房状態と前記最大暖房状態との間の中間温度制御域では、前記冷風用エアミックスドア（９）および前記温風用エアミックスドア（１０）のうち、いずれか一方のドアを前記両通路（６、７）の一方の全開状態に維持したまま、他方のドアの操作位置を調整することにより前記両通路（６、７）の他方の通路面積を調整して車室内への吹出空気温度を調整することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記中間温度制御域に、前記冷風通路（６）を前記冷風用エアミックスドア（９）により全開するとともに前記温風通路（７）を前記温風用エアミックスドア（１０）により全開する両通路同時全開状態を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記冷風用エアミックスドア（９）および前記温風用エアミックスドア（１０）を構成するスライドドアを、可撓性を有する膜状部材（９ａ、１０ａ）により構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 前記膜状部材（９ａ、１０ａ）の一端部を固定し、前記膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部が前記一端部に対して開離、接近する方向に移動することにより、前記冷風通路（６）および前記温風通路（７）の開口部上における前記膜状部材（９ａ、１０ａ）の前記一端部からの長さが変化して、前記冷風通路（６）および前記温風通路（７）の通路面積を変化させることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部を巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）に連結し、前記巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）が前記開離、接近する方向に回転しながら移動することにより、前記膜状部材（９ａ、１０ａ）の他端部が前記巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）に対して巻き取られ、あるいは前記巻き取り軸（９ｃ、１０ｃ）から送り出されるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。

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