JP5538085B2 - 内外気切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、内外気切替装置に関するものである。

内外気切替装置は、車両に搭載され、車室内の内気あるいは車外の外気を選択的に車両用空気調和装置に対して取込むためのものであり、取込む空気を内気から外気あるいは外気から内気に切替可能に構成されている。
このような内外気切替装置は、内気導入口と外気導入口とを有するケースと、内気導入口及び外気導入口を選択的に閉鎖するダンパとを備えており、ダンパにより内気導入口を閉鎖する場合に外気をケース内に取込み、ダンパにより外気導入口を閉鎖する場合に内気をケース内に取込む。そして、ケース内に取込まれた空気が車両用空気調和装置によって温調されることによって調和空気が生成される。

さて、車両用空気調和装置に取込まれる空気が内気である場合には、運転初期段階を除き、先に温調されて車室内に供給された空気を再度温調することになる。このため、取込まれる空気の温度が設定温度に近く、調和空気を生成するために車両用空気調和装置で必要とされるエネルギ量は少なくて済む。
一方、車両用空気調和装置に取込まれる空気が外気である場合には、一般的に取込まれる空気の温度が設定温度と大きく離れており、設定温度の調和空気を生成するためにエネルギ量が多く必要となる。ここで、ヒータ等の制約により当該エネルギ量を確保できない場合には、調和空気を設定温度に調節することができなくなってしまう。
そこで、例えば、特許文献１に示すように、外気をケース内に取込む場合にダンパとケースとの間に隙間ができるように構成し、ケース内に外気を取込む場合であっても内気の一部をケース内に取込むことで、調和空気を生成に必要となるエネルギ量を削減する内外気切替装置が提案されている。

特開２００４−５０９６２号公報

ところで、内外気切替装置のケース内に空気を取込む場合には、内外気切替装置に併設されるブロワを駆動して空気をケース内に引き込む。車両用空気調和装置が稼動している間は、原則的にブロワは常に駆動され、連続的に空気が車両用空気調和装置に供給される。そして、ブロワが駆動される間は、ケース内は常に負圧状態となる。このため、ダンパとケースとの間に隙間が形成されている場合には、常に当該隙間から内気がケース内に供給されることとなる。

しかしながら、車両用空気調和装置が稼動しておらずにブロワが停止しており、かつ外気導入口が開放されている場合には、車両の走行や車外の風によってケース内に外気が流れ込み、ケース内のラム圧が高くなる。そして、ケース内のラム圧が高くなると、ダンパとケースとの間に設けられた隙間から外気が内気導入口に逆流し、意図せずに車室内に外気が流れ込むこととなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、内外気切替装置において、内気の一部をケース内に取込むための隙間から外気が逆流して車室内に侵入することを抑制することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第１の発明は、外気を導入する外気導入口及び内気を導入する内気導入口を有するケースと、上記外気導入口及び上記内気導入口を選択的に閉鎖するロータリダンパとを備える車両用空気調和装置の内外気切替装置であって、上記ロータリダンパが上記内気導入口を閉鎖する場合に車室内と上記ケース内部とを繋ぐと共に、車両が走行する際に外気導入口から加わるラム圧の影響を受けない位置に常時開口する隙間流路を備えるという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記隙間流路が、上記内気導入口を形成する端部と上記ロータリダンパの端部とにより形成される車両水平方向に開口した隙間であるという構成を採用する。
第３の発明は、上記第２の発明において、上記隙間流路の上記外気導入口側に配置され、上記隙間流路を延長する流路延長部材を備えるという構成を採用する。
第４の発明は、上記第２または第３の発明において、上記隙間流路が接続される領域と上記外気が導入される領域とに上記ケース内部を分割する分割部材を備えるという構成を採用する。

本発明によれば、ロータリダンパが内気導入口を閉鎖する場合に、車両が走行する際に外気導入口から加わるラム圧の影響を受けない位置に隙間流路が形成されている。さらに当該隙間流路は、内気導入口を形成する端部とロータリダンパの端部とにより車両水平方向に隙間が開口するように構成されている。
このため、ケース内部に導入された外気が、上記隙間流路を抜けて内気導入口に侵入するためには、ロータリダンパの内側から外側へＵターンするように廻りこんで流れ方向を大きく変更する必要が生じる。この結果、ケース内部の外気にとって隙間流路が流れ込み難い領域となり、隙間流路を介してケース内部から内気導入口に外気が逆流することを抑制することが可能となり、ブロワを駆動した際には外気を導入しつつ隙間流路からスムーズに内気を導入することが可能となる。

本発明の第１実施形態における内外気切替装置の概略構成を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態における内外気切替装置の効果を説明するための実験結果を示すグラフである。 本発明の第２実施形態における内外気切替装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における内外気切替装置の概略構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る内外気切替装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
本実施形態の内外気切替装置Ｓ１は、車両に搭載され、車室内の内気あるいは車外の外気を選択的に車両用空気調和装置に対して取込むためのものであり、取込む空気を内気から外気に、あるいは、外気から内気に切替る。
そして、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１は、図１に示すように、ケース１と、ロータリダンパ２と、回動レバー３とを備えている。

ケース１は、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１の外形を形作り、内部にロータリダンパ２を回動可能に収容するものである。このケース１は、車室内の空気である内気を取込むための内気導入口１ａと、車外の空気である外気を取込むための外気導入口１ｂと、内部に取込んだ空気を排出する空気出口１ｃとを有している。

内気導入口１ａは、ケース１上部において上方に向けて開口されており、車室内に位置する導入口である。外気導入口１ｂは、ケース１の上部において内気導入口１ａと同様に上方に向けて開口されており、車外と連通したエンジンルームに接続される導入口である。そして、図１及び図２に示すように、内気導入口１ａと外気導入口１ｂとは、ケース１の上部において頂部１ｄを挟んで併設されている。空気出口１ｃは、ケース１の下部に設けられており、車両用空気調和装置が稼動される際に駆動されるブロワを収容するブロワユニットと接続されている。
また、ケース１は、ロータリダンパ２に設置される後述のシール部材５と当接して外気導入口１ｂと空気出口１ｃとを隔離するためのシャットリブ１ｅを内部に有している。当該シャットリブ１ｅは、外気導入口１ｂの下方にケース１の内壁に支持されて設けられており、ロータリダンパ２が外気導入口１ｂを閉鎖する場合にシール部材５と当接する。

ロータリダンパ２は、内気導入口１ａと外気導入口１ｂとを選択的に閉鎖（すなわち選択的に開放）するものであり、図２に示すように、上面２ａが閉じられて内部が中空とされた扇形形状を有している。また、ロータリダンパ２は、内気導入口１ａ側及び外気導入口１ｂ側が周縁部２ｂ，２ｃを残して開放されており、内気導入口１ａ側及び外気導入口１ｂ側から内部を空気が通過可能に構成されている。

このロータリダンパ２は、図１に示すように回動レバー３と回転軸４を介して接続されており、回動レバー３の回動に合わせて回転軸４を中心として回動する。より詳細には、ロータリダンパ２は、上面２ａが内気導入口１ａに対向する姿勢（図１及び図２に示す姿勢、以下、内気導入口閉鎖姿勢と称する）と上面２ａが外気導入口１ｂに対向する姿勢（以下、外気導入口閉鎖姿勢と称する）との間で、ケース１の内部において回動可能とされている。
そして、ロータリダンパ２が外気導入口閉鎖姿勢の際に、外気導入口１ｂ側の周縁部２ｂに設けられたシール部材５は、シャットリブ１ｅと当接する。

また、ロータリダンパ２の各周縁部２ｂ，２ｃは、図２に示すように上面２ａよりも上方に突出している。そして、周縁部２ｂの突出した領域の上面２ａ側、及び周縁部２ｃの突出した領域の上面２ａ側とその裏側にシール部材５が貼付されている。
このシール部材５は、ケース１の頂部１ｄあるいはシャットリブ１ｅと当接してケース１とロータリダンパ２との間をシールするものである。そして、ロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢である場合には図２に示すように周縁部２ｃに貼付されたシール部材５がケース１と当接し、ロータリダンパ２が外気導入口閉鎖姿勢である場合には周縁部２ｂに貼付されたシール部材５がケース１と当接する。

回動レバー３は、ロータリダンパ２を内気導入口閉鎖姿勢と外気導入口閉鎖姿勢との間で回動させるためのものである。そして、回動レバー３は、図１に示すようにケース１の外側に設置されており、上述のようにロータリダンパ２に接続された回転軸４と接続されている。なお、回動レバー３は、車室内に設けられた操作レバーあるいは駆動モータと接続されており、操作レバーあるいは駆動モータから動力を伝達されることによって回動する。

そして、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１は、ロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢である場合に、図２に示すように、車室内とケース１内部とを繋ぐと共に常時開口する隙間流路１０を備える。この隙間流路１０は、内気導入口閉鎖姿勢とされたロータリダンパ２の周縁部２ｂ（端部）と内気導入口１ａを形成する端部１ａ１（外気導入口１ｂから遠い側の端部）との間に形成されることにより車両が走行する際に外気導入口１ｂから加わるラム圧の影響を受けない位置に形成される流路であり、外気導入口１ｂからケース内部に導入される外気に対して内気の一部を導入することにより車両用空気調和装置での必要エネルギを削減するためのものである。

本実施形態の内外気切替装置Ｓ１においては、図２に示すように、内気導入口閉鎖姿勢とされたロータリダンパ２の周縁部２ｂと、当該周縁部２ｂに対して水平方向に位置する内気導入口１ａを形成する端部１ａ１とに挟まれることによって隙間流路１０が形成されている。この隙間流路１０は、ケース１内部から内気導入口１ａに向かう場合に、全体として上方に向けて移動する流路とされている。
一方、外気導入口１ｂからケース１内部に導入される外気は、空気出口１ｃに向けて下方に流れる。つまり、ケース１内部に導入された外気の流れは、図２の矢印ａに示すように、外気導入口１ｂから空気出口１ｃに向かうように、斜め上方から下方に向かう方向となる。

このように構成された本実施形態の内外気切替装置Ｓ１では、車両用空気調和装置が稼動されてブロワが駆動されている場合において、回動レバー３が回動されてロータリダンパ２が外気導入口閉鎖姿勢とされることにより、内気導入口１ａを介してケース１内部に内気が取込まれる。そして、ケース１内部に取込まれた内気は、空気出口１ｃを介して本実施形態の内外気切替装置Ｓ１の外部に排出される。

また、車両用空気調和装置が稼動されてブロワが駆動されている場合において、回動レバー３が回動されてロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢とされることにより、外気導入口１ｂを介してケース１内部に外気が取込まれる。
この際、ブロワの駆動によってケース１内部が負圧状態となっているため、隙間流路１０には、内気導入口１ａを介して内気が流入し、車室内の内気の一部がケース１内部に供給される。そして、多量の外気と少量の内気を含んだ空気が空気出口１ｃを介して本実施形態の内外気切替装置Ｓ１の外部に排出される。

一方、車両用空気調和装置が稼動されずにブロワが停止している場合であって、ロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢とされている場合には、外気導入口１ｂが開放されているため、車両の走行や車外の風によってケース１内に外気が流れ込み、この結果、ケース１内のラム圧が高くなる。
ここで、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１は、隙間流路１０が、内気導入口１ａを形成する端部１ａ１とロータリダンパ２の周縁部２ｂ（端部）とによって、車両水平方向に開口するように形成されている。つまり、隙間流路１０が、車両が走行する際に外気導入口１ｂから加わるラム圧の影響を受けない位置に形成されている。そして、ケース１内に流れ込んだ外気がケース１内部から内気導入口１ａに向かって進行する際には、ロータリダンパ２の内壁により直接通過することが妨げられる。
このため、ケース１内部に導入された外気が、上記隙間流路１０を抜けて内気導入口１ａに侵入するためには、廻りこんで流れ方向を大きく変更する必要が生じる。この結果、ケース１内部の外気にとって隙間流路１０が流れ込み難い領域となり、隙間流路１０を介してケース１内部から内気導入口１ａに外気が逆流することを抑制することが可能となる。
つまり、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１においては、外気導入口１ｂからケース１内部に流れ込んだ外気から見れば、隙間流路１０が流れ込み難い複雑化された構造となっており、隙間流路１０がラビリンス構造とされている。このため、隙間流路１０を介してケース１内部から内気導入口１ａに外気が逆流することを抑制することが可能となっている。

図３は、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１と、従来の内外気切替装置とを用い、隙間流路を介しての車室内への外気の侵入量を比較した実験結果を示すグラフである。なお、従来の内外気切替装置としては、隙間流路が外気導入口を介してケース内部に導入された外気の流れの下流側に向かう形状を有する内外気切替装置を用いた。また、図３において、横軸がケース内部のラム圧を示し、縦軸が車室内への侵入風量を示し、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１の実験結果を破線で示し、従来の内外気切替装置の実験結果を実線で示している。
そして、図３に示すように、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１は、従来の内外気切替装置と比較して、ラム圧の上昇に対する侵入風量の増加割合が大幅に低減することが分かった。つまり、本実施形態の内外気切替装置Ｓ１は、従来の内外気切替装置と比較して、車室内への外気が逆流することを抑制できることが分かった。

（第２実施形態）
図４は、本第２実施形態の内外気切替装置Ｓ２の断面図であり、図１のＡ−Ａ線に相当する位置で本第２実施形態の内外気切替装置Ｓ２を切断した断面図である。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。。

図４に示すように、本実施形態の内外気切替装置Ｓ２は、ロータリダンパ２の周縁部２ｂの上部端部に対して外側に対して突出して設けられる板部材１１（流路延長部材）を備えている。
この板部材１１は、ロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢（図４に示す姿勢）である場合に、隙間流路１０の外気導入口１ｂ側に配置され、隙間流路１０を延長するためのものであり、自らと内気導入口１ａを形成する端部１ａ１との間に隙間流路１０の延長部分を形成するものである。

このような本実施形態の内外気切替装置Ｓ２によれば、板部材１１によって隙間流路１０が延長される結果、隙間流路１０における圧力損失が高まり、ケース１内部の外気が隙間流路１０により流れ込み難くなる。よって、本実施形態の内外気切替装置Ｓ２によれば、より確実に外気が逆流することを抑制することが可能となる。

なお、図４に示すように、ロータリダンパ２の周縁部２ｂに設けられたシール部材５も、自らと内気導入口１ａを形成する端部１ａ１との間に隙間流路１０の一部を形成しており、視点を変えれば、隙間流路１０を延長しているとも言える。このため、ロータリダンパ２の周縁部２ｂに設けられたシール部材５も、本発明の流路延長部材として機能していると考えることができる。

（第３実施形態）
図５は、本第３実施形態の内外気切替装置Ｓ３の断面図であり、図１のＡ−Ａ線に相当する位置で本第３実施形態の内外気切替装置Ｓ３を切断した断面図である。なお、本実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の内外気切替装置Ｓ３は、ケース１内部を隙間流路１０が接続される領域Ｒ１と、外気が導入される領域Ｒ２とに分割する分割板部材１２（分割部材）を備えている。
この分割板部材１２は、図５における奥側及び手前側のケース１の内壁に対して固定されており、ロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢（図５に示す姿勢）の場合にロータリダンパ２の周縁部２ｂと当接することにより、ケース１の内部を２つの領域Ｒ１，Ｒ２に分割する。

このような本実施形態の内外気切替装置Ｓ３によれば、ロータリダンパ２が内気導入口閉鎖姿勢において、ケース１の内部に取込まれた外気は、一度ケース１の空気出口１ｃを出ない限り隙間流路１０に到達することができない。したがって、ケース１内部の外気が隙間流路１０により流れ込み難くなる。よって、本実施形態の内外気切替装置Ｓ３によれば、より確実に外気が逆流することを抑制することが可能となる。

なお、本実施形態においては、本発明の分割部材が分割板部材１２である構成について説明した。しかしながら、本発明の分割部材は、必ずしも板部材である必要はなく、他の形状を有する部材であっても良い。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、隙間流路１０が、内気導入口閉鎖姿勢とされたロータリダンパ２の周縁部２ｂと、当該周縁部２ｂに対して水平方向に位置する内気導入口１ａを形成する端部１ａ１とに挟まれることによって形成される構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、車両が走行する際に外気導入口から加わるラム圧の影響を受けない位置に隙間流路が形成されていれば、他の態様を採用することも可能である。

Ｓ１〜Ｓ３……内外気切替装置、１……ケース、１ａ……内気導入口、１ａ１……端部、１ｂ……外気導入口、２……ロータリダンパ、１０……隙間流路、１１……板部材（流路延長部材）、１２……分割板部材（分割部材）、Ｒ１……隙間流路に接続される領域、Ｒ２……外気が導入される領域

Claims (3)

1. 外気を導入する外気導入口及び内気を導入する内気導入口を有するケースと、前記外気導入口及び前記内気導入口を選択的に閉鎖するロータリダンパとを備える車両用空気調和装置の内外気切替装置であって、
   前記ロータリダンパが前記内気導入口を閉鎖する場合に車室内と前記ケース内部とを繋ぐと共に、車両が走行する際に外気導入口から加わるラム圧の影響を受けない位置に常時開口する隙間流路を備え、
   前記隙間流路は、前記内気導入口を形成する端部と前記ロータリダンパの端部とにより形成される車両水平方向に開口した隙間であり、
   前記ロータリダンパが前記内気導入口を閉鎖する場合に、前記隙間流路の形成位置において、前記ロータリダンパの端部が前記内気導入口を形成する端部よりもケース内部空間側かつ下方に位置する
   ことを特徴とする内外気切替装置。
2. 外気を導入する外気導入口及び内気を導入する内気導入口を有するケースと、前記外気導入口及び前記内気導入口を選択的に閉鎖するロータリダンパとを備える車両用空気調和装置の内外気切替装置であって、
   前記ロータリダンパが前記内気導入口を閉鎖する場合に車室内と前記ケース内部とを繋ぐと共に、車両が走行する際に外気導入口から加わるラム圧の影響を受けない位置に常時開口し、かつ、前記内気導入口を形成する端部と前記ロータリダンパの端部とにより形成される車両水平方向に開口した隙間からなる隙間流路と、
   前記隙間流路の前記外気導入口側に配置され、前記隙間流路を延長する流路延長部材と
   を備えることを特徴とする内外気切替装置。
3. 前記隙間流路が接続される領域と前記外気が導入される領域とに前記ケース内部を分割する分割部材を備えることを特徴とする請求項２記載の内外気切替装置。

Images