JP4160215B2

JP4160215B2 - 車両用空気調和装置

Info

Publication number: JP4160215B2
Application number: JP27643499A
Authority: JP
Inventors: 充博黒川; 章代鶴嶋
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: US6450246B1; EP1088688A3; JP2001097024A; DE60024552D1; EP1088688A2; EP1088688B1; DE60024552T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケース内でスライド移動して温風および冷風の空気流を制御する板状のミックスドアを有する車両用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両用空気調和装置は、コンパクト化の要請から、ケース内にエバポレータやヒータコアが車両の前後方向に並設された、いわゆる縦置き型と称されるものが提案されている（例えば、特開平８−２８２２４８号参照）。
【０００３】
この縦置き型の車両用空気調和装置は、インテークユニットにおいて導入された車室内空気又は車室外空気を冷却するクーラユニットと、この導入空気を加熱するヒータユニットとを一体化し、エバポレータとヒータコアを近接して配置することによりコンパクトにしている。
【０００４】
すなわち、ケースの側方に配置したインテークユニットから導入された空気を、エバポレータにより冷却した後に、この冷風をエバポレータとヒータコアとの間に設けられたミックスドアにより上下に２分して流し、この２分した空気流の内の下部空気流は、ヒータコアにより加熱して下部通路を流し、上部空気流（冷風）は、ヒータコアをバイパスするバイパス通路を流す。
【０００５】
そして、冷風と温風は、ミックスゾーンでミックスされ、所定の温度となり、種々の配風モードに応じてケースに開設される各種吹出口から車室内に向けて配風されたり、あるいはミックスされることなく冷風や温風のまま吹出される。
【０００６】
ここに、「エバポレータ」とは、周知のように冷房サイクル中の膨脹弁などで減圧された低温低圧冷媒が内部を流通し、ここに導入された空気を冷媒との熱交換により冷却するものである。また、「ヒータコア」とは、高温のエンジン冷却水が内部を流通し、ここに導入された空気を高温のエンジン冷却水との熱交換により加熱するものである。
【０００７】
このエバポレータとヒータコアとの間に設けられたミックスドアは、１つの支点で支持された回動ドアの場合、ドア作動にスペースを要することから、これを偏平な板状ドアとし、略上下にスライドさせることにより温調制御を行ない、エバポレータとヒータコアとの距離を短くし、前後方向のスペースを小さくしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の縦置き型の車両用空気調和装置は、板状のミックスドアをケース内に組み付ける際、ミックスドアに形成されるラックに噛合して駆動力を伝達する歯車やシャフト、ケースの各吹出口を開閉する各種モードドア等を、同時にケースに組み込むため、組付作業能率が低下するという不具合がある。
【０００９】
すなわち、車両用空気調和装置のケースは、縦方向，つまり空気の流れる方向に沿って２分割となっており、組立時には、一方の半割れのケース部材を下側にして組立治具上に位置決めした後に、軸を立設し、各モードドアが所定位置となるように歯車をセットし、他方の半割れのケース部材を上から被せるようにしているので、作業が繁雑となり、モードドアの位置調整も困難となっている。
【００１０】
特に、ドアやシャフトは、ケースに挿入するときの位置決めポイントが多く、ドアと歯車を適正位置でセットし、また他のモードドア類を一度にケース内に組み付けることが困難である（例えば、特開平１０−２１７７４９号公報参照）。
【００１１】
しかも、前記ケースは、縦方向に２分割となっていても、最終的には１つのピースを取り付けることになるので、最終段階での組み付けが困難となり、きっちりとした組み付けが困難になる。
【００１２】
さらに、スライド機構は、複数の歯車を用いることもあるが、この場合は、前記組み付けを一層困難になり、また、該歯車に駆動力を与える駆動部を別途後からケースの側面に取り付けなければならないため、作業能率の低下をさらに助長する虞れもある。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、組立作業性の向上及び製造コストの低減を図ることができるスライド移動可能な板状のミックスドアを備えた車両用空気調和装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１５】
（１）ケース内に、エバポレータにより冷却した後の空気流をヒータコアにより加熱して流す第１通路と、前記ヒータコアをバイパスして流す第２通路と、前記第１通路と第２通路を流れる空気流の比率を変化させるように前記ヒータコアの前面に設けられかつ駆動部によりスライド移動可能とされたドア部とを有する車両用空気調和装置において、前記ケースを、前記ドア部の上流側となり、風路内に前記エバポレータを有する上流側ケースと、前記ドア部の下流側となり、風路内に前記ヒータコアを有する下流側ケースとにそれぞれ別体に形成し、当該ドア部を、偏平な板状のドア本体と、当該ドア本体を前記駆動部によりスライド移動させるスライド機構とを、ドアハウジングに組み込むことによりカートリッジ化し、前記ドア部を前記上流側ケースと下流側ケースとの間に挟持したことを特徴とする車両用空気調和装置。
【００１７】
（２）前記ドア部は、前記ドアハウジングと、前記上流側ケース及び／又は下流側ケースのいずれか一方に設けられた突起と、いずれか他方に設けられた凹部との嵌合により挟持するようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【００１８】
（３）前記スライド機構は、前記駆動部の出力軸と同軸上で連結される歯車と、該歯車が噛合されかつ前記ドア本体に取り付けられたラックとを有し、当該ドア本体の側端に設けられたピンが前記ドアハウジングに形成された溝カムに嵌合され、当該溝カムに沿ってスライドするようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置を示す概略断面図、図２は図１の分解斜視図、図３Ａはミックスドア部を空気流れの上流側から見た正面図、図３Ｂは図３Ａの右側面図、図４はミックスドア部を一部破断して示す概略斜視図、図５はミックスドア部及びスライド機構を示す水平断面図、図６は図５の６−６線に沿う端面図、図７は溝カム部分を示す説明図である。
【００２２】
図１，２に示す車両用空気調和装置は、クーラユニット１とヒータユニット２とを車両の前後方向に並べており、各ユニットは、ケースＣ1及びＣ2を有しているが、両ケースＣ1，Ｃ2は、線Ａ−Ａで分割され、別体に構成されている。なお、クーラユニット１のケースＣ1を上流側ケースＣ1と称し、ヒータユニット２のケースＣ2を下流側ケースＣ2と称する。
【００２３】
この上流側ケースＣ1の風路内にはエバポレータ３が設けられ、下流側ケースＣ2の風路内にはヒータコア４が設けられているが、各ケースＣ1及びＣ2ケースは、それぞれ縦方向にも２分割され、一対のケース部材を最中合わせしている。
【００２４】
そして、図外のインテークユニットより導入口１aを経て上流側風路に導入された空気流は、エバポレータ３とヒータコア４との間に設けられたミックスドア部Ｄによりヒータコア４を通して流す温風通路６側と、当該ヒータコア４をバイパスするバイパス通路Ｂ側にそれぞれ所定の比率で分岐して空気を流すようになっているが、いずれか一方の通路のみに選択的に流すこともある。前記所定の比率は、スライド機構Ｍによりミックスドア部Ｄをスライド移動することにより設定する。
【００２５】
温風通路６を通過した温風とバイパス通路Ｂを通過した冷風は、ミックスゾーン９でミックスされ、所定の温度となって種々の配風モードに応じてケースＣに開設される各種吹出口６ａ〜８ａから、これら吹出口に開閉自在に設けられた各種モードドア６〜８の開度に応じて、車室内に向けて配風される。
【００２６】
特に、本実施形態では、前記上流側ケースＣ1と下流側ケースＣ2との間にミックスドア部Ｄを挟持しているが、さらに組立作業の容易化及び製造コストの低減を図るために、ミックスドア部Ｄ全体をカートリッジ化している。つまり、ミックスドア部Ｄは、ミックスドア本体１２及びスライド機構Ｍが、軸直角断面がほぼ三ヶ月状のドアハウジングＨに装着されてカートリッジ化されている。
【００２７】
また、上流側ケースＣ1と下流側ケースＣ2には、ミックスドア部Ｄを挟持するために、支持部材Ｓ1 ，Ｓ2 が上流側ケースＣ1と下流側ケースＣ2の開口部Ｏ1,Ｏ2(ＯはＯ1,Ｏ2の総称)の周面に沿って形成されている。
【００２８】
前記ドア部Ｄは、係止手段Ｋにより両ケースＣ1，Ｃ2とに係止されているが、この係止手段Ｋは、ドアハウジングＨに開設された通孔Ｋ1と、前記上流側ケースＣ1又は下流側ケースＣ2に設けられた突起Ｋ2とからなっている。
【００２９】
なお、この係止手段Ｋは、いずれに通孔Ｋ1又は突起Ｋ2を設けてもよく、また、前記通孔Ｋ1の代わりに凹部とし、突起Ｋ2との嵌合により挟持若しくは支持するようにしてもよい。
【００３０】
ミックスドア本体１２は、上流側風路からの空気流を遮断する方向に伸延され、上下方向が前記開口部Ｏのほぼ半分程度であり、左右方向は前記開口部Ｏの幅とされている。
【００３１】
このドア本体１２は、図３Ａ及び図４に示すように、概して外周の平坦部１２ａと、内部のドーム状の膨出部１２ｂとを有しており、外面側には発泡ウレタンなどからなるシール部材１５が貼着されている。
【００３２】
また、当該ドア本体１２の側端部位には、ドア本体１２の補強と空気流のガイド機能を有する一対の補強プレート１６が設けられている。これら補強プレート１６とドア本体１２の側端との間は断面円弧状とされ、ここには、ラック１７が上端から下端まで連続して形成されている。このラック１７は、駆動部２３により駆動される部分歯車２０と噛合されている。なお、図３Ａ中の符号「Ｒ」は、微小な補強用のリブを示す。
【００３３】
ドア本体１２の上下４つの側端部には、ハウジングＨの側壁より突出したガイド用の溝カム１９（図３Ｂ参照）内に転動自在に嵌挿される案内ローラ１８が突出されている。この案内ローラ１８は、場合によっては転動しない円柱状のピンであっても良い。
【００３４】
なお、ドア本体１２は、駆動部２３により回転駆動される歯車２０と接するような円弧状としているが、この円弧状は、図示するように、空気の流れ方向に向かって「凹」とされている。凹状にすれば、空気流をヒータコア４に導く場合やバイパス通路Ｂへ導くときのガイドとなり、通気抵抗なくガイド機能を発揮するので、空気流のガイド特性がより一層向上する。
【００３５】
ミックスドア本体１２を作動するためのスライド機構Ｍは、図５に示すように、ハウジングＨの側壁に形成された溝カム１９と、ドア本体１２の内面に形成されたラック１７に噛合する一対の部分歯車２０と、この部分歯車２０を相互に連結する軸２１と、この軸２１の端部に固着された駆動歯車２２とを有している。
【００３６】
なお、この駆動歯車２２は、駆動部２３（図１参照）により図示しない歯車を介して回転駆動されるが、この駆動部２３は、ミックスドア部ＤのハウジングＨの側壁３２に取り付けられている。この駆動部２３としては、電動モータや減速用歯車等がケーシング内に収容されたモータアクチュエータ等が使用される。
【００３７】
ここに、溝カム１９は、図７に示すように、ミックスドア本体１２の曲率半径とほぼ同じ曲率半径ｒを有するように形成され、ドア本体１２の４つの案内ローラ１８を支持し、ドア本体１２が風圧を受けてもガタつくことなく作動するようにしたものである。
【００３８】
この溝カム１９は、左右の各側壁に円弧状に形成されたものが上下一対形成され、上部の案内ローラ１８は上部の溝カム１９に、下部の案内ローラ１８は下部の溝カム１９にそれぞれ嵌挿されている。
【００３９】
また、各溝カム１９の終端部１９ａは、斜め後方（下流側）に曲げられており、ドア本体１２が、スライドの終端位置で当該スライドの方向と交差する方向、つまり図示実施形態では所定の円弧状のスライド方向から斜め後方に移動するようになっている。
【００４０】
これによりシール部材１５がハウジングＨの仕切壁３１に当接し、加圧され、シール性の向上を図るようにしている。つまり、シール部材１５は、常時仕切壁３１と当接せず、必要な時にのみ当接することになるので、長期にわたりシール性の低下が防止され、シール性が向上する。しかも、ドアを作動するときの摩擦もなく、操作力も少なく好ましいものとなる。
【００４１】
ハウジングＨは、ドア本体１２と同様に空気の流れ方向に向かって「凹」状をした前記仕切壁３１を有しており、この仕切壁３１には周囲に側壁３２，３２と上下壁３３，３３が立設され、中央部分には空気が通過する通気部３４が形成されている。通気部３４の形状や大きさは、通気抵抗及びハウジングＨの剛性等を考慮して適宜設定される。
【００４２】
なお、図３Ｂ中の符号「３５」は、ドア本体１２をハウジングＨにセットする際に案内ローラ１８をガイドする溝である。
【００４３】
部分歯車２０の歯部は、図６に示すように、前記ドア本体１２がスライドの終端位置で当該スライドの方向と交差する方向に移動させるために、端部に形成された歯若しくはその近傍の歯を他の歯２０ｂよりも歯丈が高い高歯２０ａとし、部分歯車２０を回転駆動させることにより当該高歯２０ａがドア本体１２に形成されたラック１７を介してドア本体１２を押圧し溝カム１９に沿って移動するようにしている。
【００４４】
一方、ドア本体１２に形成されたラック１７は、上下端部若しくはその近傍の歯が他の歯１７ｂよりも歯丈が高い高歯１７ａとしている。高歯１７ａは、歯先と回動中心Ｏとの間の半径が徐々に変化するようにし、部分歯車２０の高歯部分２０ａと確実に噛合し、ドア本体１２を溝カム１９に沿うようにしている。
【００４５】
本実施形態の車両用空気調和装置を組み立てる場合は、予めドア部Ｄのみを別ラインで組み立てる。まず、ハウジングＨ内に、ミックスドア本体１２と、歯車２０等のスライド機構Ｍとを組み込み、駆動部２３をハウジングＨの側壁に取り付ける。
【００４６】
一方、上流側ケースＣ1内にエバポレータ３を、下流側ケースＣ2内にヒータコア４を設け、個々独立のクーラユニットとヒータユニットを形成し、これらを車両の前後方向に並べる。この場合、各ケースＣ1，Ｃ2には、開口部Ｏが形成されているので、これらケースＣ1，Ｃ2内にドア等を収納しやすく、組み付け作業性が向上する。
【００４７】
そして、組み付け工程の後段において、これら両ユニット間に予め作っておいたミックスドア部Ｄをセットする。このセットは，きわめて簡単で、ドアハウジングＨの通孔Ｋ1を突起Ｋ2に嵌合し、両ケースＣ1，Ｃ2間にミックスドア部Ｄを挟持すればよい。
【００４８】
このように本実施形態によれば、ミックスドア本体１２、スライド機構Ｍ、及びこれらミックスドア本体１２とスライド機構Ｍとが装着されるハウジングＨを備えたミックスドア部Ｄを、ケースＣ間に挟持したので、歯車等のスライド機構を備えた板状のミックスドア部Ｄを有する車両用空気調和装置の製造がきわめて容易となり、作業性が向上すると共に、製造コストの低減が図られる。
【００４９】
また、例えば車種によりケースの各吹出口の位置等が異なる場合であっても、ミックスドア部を共通化して供給することが可能となり、一層の作業性の向上と低コスト化が図られる。
【００５０】
さらに、ミックスドア本体１２やスライド機構Ｍに対し、ケースＣ等とは異なる種類のプラスチック材料をした場合でも、ミックスドア部単位で容易に取り外すことができ、使用後の分別処理も可能となり、ユニットをリサイクルし易くなる利点がある。一方、ミックスドア部のみを取り外してメンテナンスすることも可能となる。
【００５１】
図８は、他の実施形態に係る車両用空気調和装置のミックスドアアッセンブリを示す概略断面図である。
【００５２】
図８に示すミックスドア部１２では、スライド機構Ｍａは、駆動部２３ａの出力軸２４と同軸上で連結される歯車２０を有しており、該歯車２０は、ミックスドア本体１２に形成されたラック１７に噛合される。歯車２０の軸２１,２４への固定は止めねじ等により行われる。
【００５３】
また、ハウジングＨａの側壁３２ａには、歯車２０及び該歯車２０が取り付けられる軸２１,２４を挿通するためのハウジング開口部２５が形成されており、駆動部２３ａのケース端部で塞ぐようにしている。すなわち、駆動部２３ａのケース端部には、リング状の係合凸部２６が形成され、この係合凸部２６が、ハウジング開口部２５の周縁に沿って形成されたリング状の係合凹部２７に嵌入することによりシールされる。
【００５４】
この実施形態によれば、上記した実施形態と同様の効果を得ることができるほか、スライド機構Ｍａの歯車２０を、駆動部２３ａの出力軸２４と同軸上で連結するようにしたので、歯車を少なくして部品点数を削減することができ、作業工数及び製造コストの低減を図ることができる。また、組み付け作業に利用するハウジング開口部２５を駆動部２３ａのケース端部で塞ぐようにしたので、従来使用していた開口部の穴埋め兼位置決め用のキャップを省略することができ、さらなる作業工数及び製造コストの低減が図られ、開口部のシール機能を果たすことができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができる。
【００５６】
例えば、ミックスドア本体１２は、円弧状にしたものであるが、場合によっては直状としても良く、また、スライド機構Ｍは、部分歯車２０やドア側のラック１７の形状等、ドアとの関係で適宜変更することができるものである。
【００５７】
さらに、ミックスゾーン９をケース幅方向（空気流れの上流側からみて左右方向）に仕切り板を設けて複数並設すると共に、各ミックスゾーンの上流側にそれぞれ独立に移動制御可能なスライド式のミックスドアを並設するようにしてもよい。この場合、構成が複雑になるミックスドア部を後付けでケースＣ内に装着することができるので、作業性の向上がより顕著に現れる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項毎に次のような効果を奏する。
【００５９】
請求項１に記載の発明によれば、上流側ケースと下流側ケースとをそれぞれ別体に形成し、ドア部を両ケース間に挟持したので、車両用空気調和装置の製造がきわめて容易となり、作業性が向上し、製造コストが低減する。車種が異なる場合でも、ミックスドア部を共通化でき、一層の作業性の向上と低コスト化が図られる。
また、ミックスドアやスライド機構にケース等とは異種のプラスチック材料をしても、容易に取り外すことができるので使用後の分別処理が可能となり、ユニットのリサイクルがし易くなる。
さらに、ドア部をカートリッジ化したので、作業工数及び製造コストの低減をより図ることができる。
加えて、上流側ケース内部にエバポレータを設け、下流側ケースにヒータコアを設けると、上流側ケースは冷媒配管が、下流側ケースは温水配管が取付けられ、別系統の配管を取付ければよいので、この点でも冷暖房を行う車両用空気調和装置の製造がきわめて容易となり、作業性が向上し、製造コストが低減する。冷媒回収時の作業も容易でリサイクルも容易となる。
【００６１】
請求項２に記載の発明によれば、ドアハウジングとケースに設けた突起と凹部の嵌合によりドア部を挟持するので、さらに作業が容易となり、作業工数及び製造コストがさらに低減する。
【００６２】
請求項３に記載の発明によれば、ドア本体、歯車、ラックをドアハウジングに組み込み、ドア本体を溝カムに沿ってスライドするスライド機構としたので、ドア本体のスライドが円滑となり、メンテナンスが容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】Ａはミックスドア部を空気流れの上流側から見た図、ＢはＡの右側面図である。
【図４】ミックスドア部を一部破断して示す概略斜視図である。
【図５】ミックスドア部及びスライド機構を示す水平断面図である。
【図６】図５の６−６線に沿う端面図である。
【図７】溝カム部分を示す説明図である。
【図８】他の実施形態に係る車両用空気調和装置のミックスドア部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
３…エバポレータ、
４…ヒータコア、
６…温風通路(第１通路)、
１２…ドア本体、
１７…ラック、
２０…歯車、
２３，２３ａ…駆動部、
Ｂ…冷風通路(第２通路)、
Ｃ…ケース、
Ｃ1…上流側ケース、
Ｃ2…下流側ケース、
Ｄ…ミックスドア部、
Ｈ，Ｈａ…ハウジング、
Ｍ，Ｍａ…スライド機構。

Claims

ケース(C）内に、エバポレータ (3 ）により冷却した後の空気流をヒータコア(4）により加熱して流す第１通路(6）と、前記ヒータコア(4）をバイパスして流す第２通路(B）と、前記第１通路(6）と第２通路(B）を流れる空気流の比率を変化させるように前記ヒータコア(4）の前面に設けられかつ駆動部(23,23a)によりスライド移動可能とされたドア部(D）とを有する車両用空気調和装置において、
前記ケース(C）を、前記ドア部(D）の上流側となり、風路内に前記エバポレータ (3 ）を有する上流側ケース(C1）と、前記ドア部 (D ）の下流側となり、風路内に前記ヒータコア (4 ）を有する下流側ケース(C2）とにそれぞれ別体に形成し、
当該ドア部(D）を、偏平な板状のドア本体(12)と、当該ドア本体(12)を前記駆動部(23,23a)によりスライド移動させるスライド機構(M,Ma)とを、ドアハウジング(H,Ha)に組み込むことによりカートリッジ化し、
前記ドア部(D）を前記上流側ケース(C1）と下流側ケース(C1）との間に挟持したことを特徴とする車両用空気調和装置。
前記ドア部(D）は、前記ドアハウジング(H,Ha)と、前記上流側ケース(C1）及び／又は下流側ケース(C2）のいずれか一方に設けられた突起(K2)と、いずれか他方に設けられた凹部(K1)との嵌合により挟持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
前記スライド機構(M,Ma）は、前記駆動部(23,23a)の出力軸(24)と同軸上で連結される歯車(20)と、該歯車(20)が噛合されかつ前記ドア本体(12) に取り付けられたラック(17)とを有し、当該ドア本体(12)の側端に設けられたピン(18)が前記ドアハウジング(H,Ha)に形成された溝カム(19)に嵌合され、当該溝カム(19)に沿ってスライドするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。