JP4432747B2 - 通風路切替ドア - Google Patents

Description

本発明は、空気が流れる通風路の切替ドアに関し、例えば、車両用空調装置のエアミックスドアに好適である。

従来、車両用空調装置等に用いられる通風路切替ドア、たとえば、温風と冷風の混合割合を調整して吹出空気温度を調整するエアミックスドア等では、２枚の基板をヒンジ構造などで連結した折りたたみ式のドアを用い、ドアの作動スペースを小さくするものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２９１７４２号公報

上記従来技術では、ヒンジ構造として軸および軸受けにより２枚の基板を連結したものが示されているが、この場合には、２枚の基板を組み付ける作業が発生する上に、ヒンジ部分での風漏れを防止するためにヒンジ部分を覆うカバー部材を更に設ける必要があった。

また、上記従来技術には、別の発明として、１枚の可撓性材料による板の中間部分に溝を設け、この溝をヒンジ構造として板を２つに折り曲げるようにするものも示されている。この場合には、ヒンジ部分すなわち板の中間部分の溝における風漏れは発生しないが、本来、通風路切り替えのためのドア基板としては比較的剛性の高い材料が必要であり、一方ヒンジ機能を得るためには可撓性が高い、すなわち剛性は低くなければならず、両者を一枚の板、すなわち同じ材料で両立させることは困難であった。

また、上記各従来技術は、いずれも、ヒンジ部分での風漏れを防止する構成を備えてはいるが、ヒンジ部分以外の、たとえばドアの周縁部における風漏れについては考慮されていなかった。

本発明は、上記点に鑑み、折りたたみ式ドアを一体的に構成して組付作業を不要とし、かつ、ドア全体からの風漏れを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転軸となるシャフト（１００）と、互いに平行な２辺を備え、シャフトと回転軸方向に一方の辺が固定されている第１の基板（１０１）と、少なくとも前記２辺と平行な１つの辺を備える第２の基板（１０２）と、第１の基板の他方の辺と第２の基板の辺とを、互いに平行となるよう回転軸方向にわたって接続する可撓連結部（１０３）と、第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の基板の外周縁部には、基板の面方向に延在するよう設けられているシール部（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）と、を備え、
第１の基板と第２の基板は可撓連結部によって折りたたみ可能に接続されており、
可撓連結部とシール部は、同一の弾性体材料により第１の基板および第２の基板の各辺と一体成形されていることを特徴とする。

この発明によれば、２つの基板を弾性体材料からなる可撓連結部で接続された第１および第２の基板は、互いに可撓連結部をヒンジ部として容易に折れ曲がることができるので、シャフトを回転させることにより、第１の基板がシャフト周りに回転するとともに、第２の基板は他の外力に応じて第１の基板に対して折りたたまれるよう作動可能である。このとき、可撓連結部は第１および第２の基板の互いに対向する辺にわたって両者を接続しているので、可撓連結部における風漏れを阻止することができる。また、第１および第２の基板の少なくとも一方の外周縁部には弾性体材料からなるシール部を延在するよう形成したので、基板外周縁部からの風漏れも阻止することができ、ドア全体にわたって風漏れを阻止することができる。

また、可撓連結部とシール部とは同一の弾性体材料を用いるので、同時に一体成形することができ、組付作業を省略することができる。

なお、可撓連結部およびシール部の厚さは、請求項２に記載のように、第１および第２の基板の厚さより小さくすることができる。

また、請求項３に記載のように、第１および第２の基板は熱可塑性樹脂により形成し、可撓連結部およびシール部に用いる弾性体材料はエラストマとすることにより、通風路切替ドアの基板として高い剛性と、ヒンジ部としての高い耐久性をともに得ることができる。

さらに、請求項４に記載のように、シール部の先端最外周部は、シール部の厚みの大きさより長い直径を有する断面円形の円柱部（１０５）を最外周に沿って形成することにより、各基板より外周側に延在するシール部が波うち形状となることを抑制して、シール部先端の直線性を得やすくすることができ、シール部の最外周部、すなわち円柱部でのシール性を向上させることができる。

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。

以下、本発明の通風路切替ドアを車両用空調装置のエアミックスドアに適用した実施形態について図面に基づいて説明する。

最初に、本実施形態の車両用空調装置の概要を図１により説明すると、図１は車両の車室内前方部に配置される計器盤（図示せず）の車両幅方向の略中央位置に配置されるセンタ置きの空調ユニット１０部を示しており、車両の上下、前後に対して図示の形態で空調ユニット１０が搭載される。

車室内の助手席側にオフセット配置された送風機ユニット（図示せず）の出口部が空調ユニット１０の樹脂製ケース１１の最前部の空気入口部１１ａに接続されるので、送風機ユニットからの送風空気はこの空気入口部１１ａに流入する。そして、この流入空気は冷凍サイクルの冷房用蒸発器１２で冷却された後に、温水（エンジン冷却水）を熱源とする暖房用ヒータコア１３で再加熱されて温度調整される。

ここで、折りたたみ式のエアミックスドア１５は、後述するように、シャフト１００を回転軸として回転可能となっており、このエアミックスドア１５の回動位置の選択により、暖房用ヒータコア１３を通過する温風と、バイパス通路１４を通過する冷風との風量割合を調整することができ、これにより、上記の温度調整を行うことができる。

そして、この温度調整された空気は、乗員頭部への空気吹出のためのフェイス吹出開口部１６と、車両窓ガラス内面への空気吹出のためのデフロスタ吹出開口部１７と、乗員足元部への空気吹出のためのフット吹出開口部１８のいずれか１つまたは複数に流入する。

これらの各吹出開口部１６〜１８への空気流れの切替は、それぞれ吹出モードドア１９〜２１により行う。なお、吹出モードドア１９〜２１のうち、フェイス、デフロスタ用のドア１９、２０は、バタフライドアにより構成されている。

次に、エアミックスドア１５について詳述する。図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、エアミックスドア１５の前後方向からの斜視図である。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、エアミックスドア１５の開閉状態を示す図１におけるＡ矢視図であり、図３（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面である。

エアミックスドア１５は、シャフト１００、第１の基板１０１、第２の基板１０２と、可撓連結部１０３およびシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを備えている。シャフト１００は、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなり、図示しないアクチュエータにより長手方向を回転軸として回転駆動される。

第１の基板１０１は、厚さが約３ｍｍ（または、２ないし４ｍｍ）の矩形板状部材であり、部分的に補強部材のリブや風流れ制御用のガイドなど（いずれも図示せず）を備えている。第１の基板１０２の平行な１組の長辺のうちの一方の辺が、シャフト１００と回転軸方向に固定されている。第１の基板１０１も、シャフト１００と同じ熱可塑性樹脂材料からなる剛体部であり、シャフト１００と一体成形される。

第２の基板１０２は、第１の基板１０１とほぼ同一寸法、同一材料の矩形板状部材であり、部分的に補強部材のリブや風流れ制御用のガイドなど（いずれも図示せず）を備えている。

そして、第２の基板１０２の一辺が、第１の基板１０１の長辺と平行となる状態にて、両者の向かい合う辺間を、エラストマやゴムなどの弾性体材料で連結する厚さ０．８ｍｍの可撓連結部１０３が形成されている。すなわち、シャフト１００の回転軸と可撓連結部１０３の長手方向（第１および第２の基板１０１、１０２の向かい合う平行辺の方向）とが平行となるよう配置されている。

これにより、剛体である第１および第２の基板１０１、１０２を連結する可撓連結部１０３は、弾性体であることおよびその厚さ（約０．８ｍｍ）が各基板１０１、１０２の厚さ（約３ｍｍ）より小さいことのために、容易に回転軸回りに撓むことができる。

第１の基板１０１の向かい合う短辺、および第２の基板１０２の可撓連結部１０３以外の辺の周縁部には、可撓連結部１０３を構成する弾性体材料と同一の材料により、同一厚さのシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃが、各基板１０１、１０２より各基板面方向に約１０ｍｍ程度の長さ突き出るよう延在して形成されている。

弾性体材料（エラストマ）である可撓連結部１０３およびシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、それぞれ熱可塑性樹脂である第１および第２の基板１０１、１０２の各辺と、溶着により一体成形される。なお、弾性体材料としてゴムを用いる場合は、各基板１０１、１０２の周縁部に直径１〜２ｍｍの貫通穴を５〜１０ｍｍ間隔にあけ、ゴム材を貫通穴に貫通させて両者を機械的に接合することができる。

また、第２の基板１０２のシール部１０４ｃ近傍の端部には、一対のスライド用ガイド棒１０６が一体的に設けられている。一方、ケース１１側には、一対の対向するガイド溝２２が設けられ、シャフト１００の回転時、スライド用ガイド棒１０６がガイド溝２２内を摺動可能となるよう組みつけられている。

次に、エアミックスドア１５の作動について説明する。図３（ａ）に示すように、エアミックスドア１５がドア閉状態では、可撓連結部１０３は撓むことなく、第１および第２の基板１０１、１０２はほぼ同一面を形成している。このとき、スライド用ガイド棒１０６は、ガイド溝２２内の最下端部に位置している。

なお、可撓連結部１０３においては、空気漏れは発生していない。また、シール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、ケース１１の各部位に容易に密着して、エアミックスドア１５の外周部からの空気漏れを阻止している。すなわち、第１および第２の基板１０１、１０２とケース１１との近接距離のわずかな変動や誤差があっても、シール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの弾性変形によりこれらの距離変動を吸収して、エアミックスドア１５の外周部とケース１１との密着状態を得ることができる。これにより、ドア閉状態では、エアミックスドア１５全体からの暖房用ヒータコア１３側への空気漏れは阻止されている。

シャフト１００が回転（図３において反時計回り）すると、第１の基板１０１もシャフト１００とともに回転する。スライド用ガイド棒１０６は、ガイド溝２２内を図中上方へ摺動しつつ移動することに応じて、可撓連結部１０３が撓み、第２の基板１０２の面が第１の基板１０１の面に近づくように移動する。

そして、第１の基板１０１がほぼ９０度回転した状態で、スライド用ガイド棒１０３がガイド溝２２のほぼ上端部に位置するとともに、第２の基板１０２の面が第１の基板１０１の面と向かい合う状態で近接して、エアミックスドア１５の全開状態（図３（ｃ））となる。

図３（ｃ）において、２枚の基板１０１、１０２を折りたたむ本実施形態のエアミックスドア１５の最大作動範囲Ｒ１は、エアミックスドアを一枚の基板で形成した場合のドア先端部の最大作動範囲Ｒ２の距離の半分となる。したがって、図１において、エアミックスドア１５の作動領域である冷房用蒸発器１２と暖房用ヒータコア１３との間の距離を小さくすることができ、これに応じてケース１１全体の容量を小さくすることができる。

（他の実施形態）
（１）図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、シール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの外周先端部に、円柱部１０５を設けてもよい。なお、図４（ａ）はエアミックスドア１５の平面図（スライド用ガイド棒１０６は図から省略）、同（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。

この例では、厚さ０．８ｍｍ、長さ１０ｍｍのシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの外周先端部に、直径１．０〜１．５ｍｍの円柱部１０５をシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの外周に沿って設けている。

これにより、シール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの厚さが小さいためその端部で波うち形状となることを、円柱部１０５により阻止して、直線性を得やすくすることができる。したがって、直線性の高い円柱部１０５によりシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのケース１１への密着性を向上させることができ、エアミックスドア１５の外周部からの空気漏れを防止することができる。

なお、厚さ３ｍｍの第１および第２の基板１０１、１０２から厚さ０．８ｍｍのシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃへはテーパ部が設けられており、これによりシール部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの変形に対する耐久性を高めることができる。

（２）上記各実施形態では、第１および第２の基板１０１、１０２は、それぞれほぼ寸法が等しい矩形板を用いたが、これに限らず、切り替えるべき通風路の形状に応じて各基板形状を種々に変形可能である。ただし、第１の基板１０１は少なくとも一対の対向する平行辺を備え、その平行辺の一方にシャフト１００を固定するとともに、平行辺の他方に可撓連結部１０３を設けること、および可撓連結部１０３には第２の基板１０２が少なくとも１つ有する辺をシャフト１００と平行となるよう接続することが必要である。

さらに、第１の基板１０１の平行辺間の距離と、第２の基板１０２の可撓連結部１０３に接続される辺からその可撓連結部１０３に対向する端部までの距離とが等しくなるようにすれば、エアミックスドア１５として折りたたみ開閉作動するときの作動範囲を最も小さくすることができる。

本発明を適用する車両用空調装置の概略構成を示す破断斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれエアミックスドアの前後方向からの斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、エアミックスドアの開閉状態を示す図１におけるＡ矢視図であり、（ｄ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 他の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。

符号の説明

１１…ケース、１５…エアミックスドア、２２…ガイド溝、
１００…シャフト（回転軸）、１０１…第１の基板、１０２…第２の基板、
１０３…可撓連結部、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ…シール部、１０５…円柱部、
１０６…スライド用ガイド棒。

Claims (4)

1. 回転軸となるシャフト（１００）と、
   互いに平行な２辺を備え、前記シャフトと前記回転軸方向に前記一方の辺が固定されている第１の基板（１０１）と、
   少なくとも前記２辺と平行な１つの辺を備える第２の基板（１０２）と、
   前記第１の基板の他方の辺と前記第２の基板の辺とを、互いに平行となるよう前記回転軸方向にわたって接続する可撓連結部（１０３）と、
   前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方の基板の外周縁部には、前記基板の面方向に延在するよう設けられているシール部（１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ）と、を備え、
   前記第１の基板と前記第２の基板は前記可撓連結部によって折りたたみ可能に接続されており、
   前記可撓連結部と前記シール部は、同一の弾性体材料により前記第１の基板および前記第２の基板の各辺と一体成形されていることを特徴とする通風路切替ドア。
2. 前記可撓連結部およびシール部の厚さは、前記第１および第２の基板の厚さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の通風路切替ドア。
3. 前記第１および第２の基板は熱可塑性樹脂により形成されるとともに、前記弾性体材料はエラストマであることを特徴とする請求項１または２に記載の通風路切替ドア。
4. 前記シール部の先端最外周部は、前記シール部の厚みの大きさより長い直径を有する断面円形の円柱部（１０５）が前記最外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の通風路切替ドア。
   

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