JP5863303B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアミックスダンパを備えたエアミックス方式の車両用空調装置に関するものである。

エバポレータを通過した空気流のヒータコア側に流通される割合とヒータコアをバイパスする割合とを調整するエアミックスダンパを備えた車両用空調装置では、エアミックスダンパが最大冷房位置（ＭＡＸ ＣＯＯＬ位置）と最大暖房位置（ＭＡＸ ＨＯＴ位置）との間の任意位置に回動されることにより、温調制御されるようになっている。かかるエアミックス方式の車両用空調装置において、空気流路系の圧損は、冷房側に比べて暖房側の方が大きく、最大暖房付近での温調制御時には、シビアな開度調整が求められる。

一方、エアミックスダンパが最大暖房位置から僅かに開いた微小開度で温調制御される際に、アスペクト比が高い微小開度時の隙間に空気流が流れ込むことにより安定した渦列が発生し、これが原因で耳障りな高周波音（通称、ヒュー音）が発生することが知られている。この高周波音は、温調風と共に吹出し口から車室内へと放出されるため、乗員に対して不快感を与える。そこで、エアミックスダンパの微小開度時の高周波音の発生を防ぎながら、微小流量の制御を可能とすることを目的に、エアミックスダンパの先端部に複数の凹凸部を形成したものや、ユニットケース側のシール面との間の隙間を閉塞する一対のシールリップを設け、その先端に凹凸部を設けたもの等が提案されている（例えば、特許文献１−３参照）。

特許第４３３７１７９号公報 特許第４３９６２２６号公報 特開２０１１−１１５８４号公報

上記特許文献１−３に示されたものによると、いずれもエアミックスダンパの先端に設けられている凹凸により、エアミックスダンパの微小開度時の隙間に空気が流れ込むことで発生する渦列を乱し、それを不安定化することにより高周波音の発生を低減することができる。しかしながら、エアミックスダンパの先端に凹凸を設けただけの構成では、高周波音の低減に対して一定の効果は期待できるものの、シビアな開度調整が求められる最大暖房付近での微小開度時の温調制御性の向上は望めなかった。

これは、エアミックスダンパの先端に凹凸を設けたとしても、この凹凸自体は、渦列を乱すよう有効に作用するものの、エアミックスダンパの先端表面とユニットケース側のシール面との間の微小隙間で決まるエアミックスダンパの開度に対して、余り影響を及ぼさないことによるものと考えられる。このため、最大暖房位置付近において、微妙な温度調整を行うことは難しく、エアミックスダンパの微小な開度変化で温度が大きく変化してしまう等の課題があり、温調制御性の向上が求められていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、エアミックスダンパの微小開度時に発生する高周波音を低減するともに、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能とし、温調制御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を目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用空調装置は、エバポレータを通過した空気流をヒータコアが配置されている加熱流路側に流通する割合と、該ヒータコアをバイパスするバイパス流路側に流通する割合とを調整するエアミックスダンパを備えている車両用空調装置において、前記エアミックスダンパが最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面に、該エアミックスダンパの幅方向に沿う複数の凹凸部を備え、前記凹凸部に対して、所定の厚さを有し、前記シール面と接触する表面に幅方向に沿う同様の凹凸を備えた弾性インシュレータが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、エアミックスダンパを備えたエアミックス方式の車両用空調装置にあって、エアミックスダンパが最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面に、該エアミックスダンパの幅方向に沿う複数の凹凸部を備え、その凹凸部に対して、所定の厚さを有し、シール面と接触する表面に幅方向に沿う同様の凹凸を備えた弾性インシュレータが設けられているため、エアミックスダンパが最大暖房位置（ＭＡＸ ＨＯＴ位置）付近において微小開度で温調制御される場合でも、その先端側表面に設けられている幅方向に沿う複数の凹凸によって、微小開度の隙間に空気流が流れ込むことで発生する渦列を乱し、該渦列を不安定化することができる。従って、微小開度時の隙間（アスペクト比の高い隙間）に空気流が流れ込み、安定した渦列が発生することにより発せられる耳障りな高周波音（ヒュー音）を低減し、それによる不快感を解消することができる。また、エアミックスダンパの先端側表面に同様の凹凸を備えた弾性インシュレータが設けられており、その凹凸がユニットケース側のシール面に当接し、該凹凸が圧縮されることにより隙間が漸次増減されることから、よりシビアな開度調整ができ、しかも該凹凸によってエアミックスダンパの先端側表面を流れるバイパス流（冷風）が攪拌され、流速が変化されることから、エアミックス性を高めることができる。従って、最大暖房位置付近での微妙な温度調整が可能となるとともに、例えばデフ／フットモード時の上下温度差をなくすることができる等、温調制御性を向上させることができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上記の車両用空調装置において、前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部は、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも２列以上設けられ、その列間に前記ユニットケースのシール面側に設けられている突部が当接可能に配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、エアミックスダンパの先端側表面に形成されている凹凸部が、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも２列以上設けられ、その列間にユニットケースのシール面側に設けられている突部が当接可能に配設されているため、最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側の表面に、凹凸を形成するように弾性インシュレータを設けたとしても、この弾性インシュレータと当接するユニットケースシール面側の突部が、２列以上設けられている凹凸部の列間で弾性インシュレータと当接されることから、弾性インシュレータ側の凹凸を変形し易くすることができる。従って、弾性インシュレータを変形する際のエアミックスダンパの操作力を特に大きくすることなく、凹凸を圧縮して隙間を漸次増減し、微小開度付近での温調制御性を向上することができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上述のいずれかの車両用空調装置において、前記弾性インシュレータの厚さは、前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部の高低差よりも厚くされていることを特徴とする。

本発明によれば、弾性インシュレータの厚さが、エアミックスダンパの先端側表面に設けられている凹凸部の高低差よりも厚くされているため、ユニットケースのシール面と当接して変形される弾性インシュレータの変形性を十分に確保し、それを変形させる際のエアミックスダンパ側の操作力を特に大きくすることなく、凹凸を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができる。従って、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。

さらに、本発明の車両用空調装置は、上記の車両用空調装置において、前記弾性インシュレータの厚さは、前記凹凸部の高低差の少なくとも２倍以上の厚さとされていることを特徴とする。

本発明によれば、弾性インシュレータの厚さが、凹凸部の高低差の少なくとも２倍以上の厚さとされているため、弾性インシュレータをより変形し易くしてその変形性を必要かつ十分に確保し、それを変形させる際のエアミックスダンパ側の操作力を特に大きくすることなく、凹凸を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができる。従って、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。

本発明によると、エアミックスダンパが最大暖房位置（ＭＡＸ ＨＯＴ位置）付近において微小開度で温調制御される場合でも、その先端側表面に設けられている幅方向に沿う複数の凹凸によって、微小開度の隙間に空気流が流れ込むことで発生する渦列を乱し、該渦列を不安定化することができるため、微小開度時の隙間（アスペクト比の高い隙間）に空気流が流れ込み、安定した渦列が発生することにより発せられる耳障りな高周波音（ヒュー音）を低減し、それによる不快感を解消することができる。また、エアミックスダンパの先端側表面に同様の凹凸を備えた弾性インシュレータが設けられており、その凹凸がユニットケース側のシール面に当接し、該凹凸が圧縮されることにより隙間が漸次増減されることから、よりシビアな開度調整ができ、しかも該凹凸によりエアミックスダンパの先端側表面を流れるバイパス流（冷風）が攪拌され、流速が変化されることから、エアミックス性を高めることができるため、最大暖房位置付近での微妙な温度調整が可能となるとともに、例えばデフ／フットモード時の上下温度差をなくすることができる等、温調制御性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の縦断面図である。 図１に示す車両用空調装置のエアミックスダンパ周りの縦断面図である。 図１に示す車両用空調装置に適用するエアミックスダンパの斜視図（Ａ）とその弾性インシュレータを取り外した状態の斜視図（Ｂ）である。 図１に示す車両用空調装置のエアミックスダンパの最大暖房位置付近での状態を示す部分拡大断面図である。 図４に示すエアミックスダンパの最大暖房位置付近での微小開度時の変化状態（Ａ）ないし（Ｃ）を示す模式図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の縦断面図が示され、図２には、そのエアミックスダンパ周りの縦断面図、図３（Ａ）、（Ｂ）には、エアミックスダンパの構成を示す斜視図が示されている。
車両用空調装置（ＨＶＡＣユニット；Ｈｅａｔｉｎｇ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１は、図示省略のブロアユニットが接続される樹脂製のユニットケース２を備えている。ユニットケース２の内部には、その側部に配設されているブロアユニット（図示省略）から送風されてくる空気流を前後方向（図１の左右方向）に変換し、下流側へと流通させる空気流路３が形成されている。

空気流路３の上流部位には、図示省略の冷凍サイクルを構成しているエバポレータ４が略鉛直に配設されている。また、空気流路３は、エバポレータ４の下流側において、バイパス流路５と加熱流路６とに分岐されている。このバイパス流路５と加熱流路６との分岐部には、図３に示されるように、回転軸９を挟んでサブダンパ８が一体に設けられているエアミックスダンパ７が、回転軸９を中心に回動可能に配設されており、バイパス流路５と加熱流路６とに流通される空気流の流量割合を調整可能に構成されている。加熱流路６中には、図示省略のエンジン冷却水回路から冷却水が循環可能に構成されているヒータコア１０が略鉛直に配設されている。

バイパス流路５および加熱流路６は、エアミックスダンパ７下流のエアミックス域１１で合流されており、その下流側に形成されているフェイス吹出流路１２、フット吹出流路１３およびデフ吹出流路１４の３つの吹出流路に連通されている。フェイス吹出流路１２とデフ吹出流路１４との間には、吹出モードを切替えるデフ／フェイスダンパ１５が設けられている。また、フット吹出流路１３の入口には、吹出モードを切替えるフットダンパ１６が設けられている。

デフ／フェイスダンパ１５は、図１に示されるように、フェイス吹出流路１２を全閉する位置と、デフ吹出流路１４を全閉する位置との間で回転軸１７周りに回動可能とされており、一方、フットダンパ１６は、フット吹出流路１３を全閉する位置と、フェイス吹出流路１２およびデフ吹出流路１４に連なる流路を全閉する位置との間で回転軸１８周りに回動可能とされている。このデフ／フェイスダンパ１５およびフットダンパ１６は、回転軸１７，１８の軸端に連結されているレバーおよびリンクからなる図示省略のリンク機構を介して選択された吹出モード位置に回動可能とされている。

つまり、上記した２枚のデフ／フェイスダンパ１５およびフットダンパ１６の開閉によって、車室内に吹出される温調風の吹出モードが、フェイス吹出流路１２から吹出されるフェイスモード、フェイス吹出流路１２とフット吹出流路１３の双方から吹出されるバイレベルモード、フット吹出流路１３から吹出されるフットモード、フット吹出流路１３とデフ吹出流路１４の双方から吹出されるデフ／フットモード、デフ吹出流路１４から吹出されるデフモードの５つの吹出モードに選択的に切替え可能とされている。

エアミックスダンパ７は、上記の如く、バイパス流路５と加熱流路６との分岐部となるヒータコア１０の上方部位において、回転軸９がユニットケース２に回転自在に支持されており、ユニットケース２側に設けられている上下２箇所のシール面１９，２０間を回動可能とされている。シール面１９は、最大暖房位置（ＭＡＸ ＨＯＴ位置）でエアミックスダンパ７が当接されるシール面、シール面２０は、最大冷房位置（ＭＡＸ ＣＯＯＬ位置）でエアミックスダンパ７が接触されるシール面であり、これらのシール面１９，２０には、図４に示されるように、突部２１が設けられている。

また、エアミックスダンパ７は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、樹脂材による一体成形品であり、所定の板厚を有する板状のダンパ部２２およびサブダンパ部２３の表面に対して、縦横方向に多数のリブ２４，２５を一体に成形するとともに、ダンパ部２２とサブダンパ部２３との間に回転軸９を一体に成形した構成とされている。ダンパ部２２の先端側の表裏面および左右両端側の表裏面には、例えば発泡ウレタン製の弾性インシュレータ２６，２７が貼り付けられており、該弾性インシュレータ２６，２７を介してユニットケース２側のシール面１９，２０と当接されるようになっている。

特に、エアミックスダンパ７が最大暖房位置（ＭＡＸ ＨＯＴ位置）でシール面１９と当接されるダンパ部２２の先端側表面２２Ａには、図３（Ｂ）に示されるように、エアミックスダンパ７の幅方向に沿って複数の凹凸部２８が、空気流が流通する前後方向に所定の間隔で２列以上（本実施形態では、３列）に一体成形されており、この凹凸部２８の表面に弾性インシュレータ２６が、同様の凹凸２９を形成するように貼り付けられた構成とされている。空気流の流通方向に設けられた前後３列の凹凸部２８は、図４に示されるように、１列目と２列目の間隔ａが、その間にシール面１９に設けられている突部２１が当接可能となる寸法に設定されており、これによって、遮風性が向上されている。

また、凹凸部２８の表面に貼り付けられる弾性インシュレータ２６の厚さｃは、凹凸部２８の高低差ｄ、すなわち凹凸部２８の凸部の頂部と凹部の底部との高さ方向寸法差ｄよりも大きく（ｃ＞ｄ）されており、弾性インシュレータ２６がシール面１９に当接して圧縮変形されたとき、図５（Ｂ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態まで変化され、シール面１９とエアミックスダンパ７との間の隙間が、凹凸２９が無くなって隙間がゼロとなる状態まで漸次増減されるように構成されている。なお、弾性インシュレータ２６の厚さｃは、十分な圧縮変形量を確保するため、凹凸部２８の高低差ｄの２倍以上とすることが望ましい。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
図示省略のブロアユニットを介してＨＶＡＣユニット１の空気流路３に送り込まれた空気流は、エバポレータ４を通過する過程で冷媒と熱交換されて冷却された後、エアミックスダンパ７により調整される流量割合に応じてバイパス流路５側と加熱流路６とに分流される。加熱流路６側に流通された空気流は、ヒータコア１０を通過する間に温水と熱交換されて加熱され、エアミックスダンパ７下流のエアミックス域１１でヒータコア１０をバイパスした冷風とエアミックスされて設定温度に温調される。

この温調風は、吹出しモード切替え用のデフ／フェイスダンパ１５およびフットダンパ１６の開閉によって切替えられるフェイスモード、フットモード、デフモード、デフフットモード、バイレベルモード等の吹出しモードに応じて、フェイス吹出し流路１２、フット吹出し流路１３およびデフ吹出し流路１４の少なくとも１つから選択的に車室内へと吹出され、車室内の空調に供される。

エアミックスダンパ７の開度調整による温調制御時、特に最大暖房位置（ＭＡＸ ＨＯＴ位置）付近では、エアミックスダンパ７の僅かな回転角度に対して温度変動幅が非常に大きくなる特性を有するため、エアミックスダンパ７は微妙な開度調整が求められる。更には、エアミックスダンパ７が最大暖房位置から僅かに開かれた微小開度位置に制御されたとき、その隙間に空気流が流れ込み、安定した渦列が形成されることに起因して高周波音（いわゆるヒュー音）が発生することがある。

然るに、本実施形態によれば、エアミックスダンパ７が最大暖房位置においてユニットケース２側のシール面１９と接触するダンパ先端側表面２２Ａに、エアミックスダンパ７の幅方向に沿う複数の凹凸部２８を形成し、この凹凸部２８に対して所定の厚さを有する弾性インシュレータ２６を同様の凹凸２９を形成するように貼り付けた構成を採用しているため、エアミックスダンパ７が最大暖房位置付近において微小開度で温調制御される場合でも、その先端側表面２２Ａに形成されている複数の凹凸２９により、微小開度の隙間に空気流が流れ込むことで発生する渦列を乱し、該渦列を不安定化することができ、従って、微小開度時の隙間に空気流が流れ込み、安定した渦列が発生することにより発せられる耳障りな高周波音（ヒュー音）を低減し、それが車室内に放出されることによる乗員の不快感を解消することができる。

また、凹凸２９を形成するように貼り付けられている弾性インシュレータ２６は、図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示されるように、微小開度制御時、ユニットケース２側のシール面１９に当接し、凹凸２９が圧縮されることで隙間が漸次増減されることから、よりシビアな開度調整ができるとともに、該凹凸２９によってエアミックスダンパ７の先端側表面を流れるバイパス流（冷風）が攪拌され、流速が変化されることから、エアミックス域１１でのエアミックス性を高めることができる。従って、最大暖房位置付近での微妙な温度調整が可能となるとともに、例えばデフ／フットモード時の上下温度差をなくすることができる等、温調制御性を向上させることができる。

また、エアミックスダンパ７の先端側表面２２Ａに形成されている凹凸部２９が、図４に示されるように、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも２列以上（本実施形態では、３列）設けられており、その列間においてユニットケース２のシール面１９側に設けられている突部２１が当接可能に配設され、エアミックスダンパ７とシール面１９間が遮風されるように構成されている。

このため、最大暖房位置でユニットケース２側のシール面１９と接触するエアミックスダンパ７のダンパ先端側表面２２Ａに、凹凸２９を形成するように弾性インシュレータ２６を設けたとしても、この弾性インシュレータ２６と当接するユニットケース２のシール面１９側の突部２１が、２列以上設けられている凹凸部２８の列間で弾性インシュレータ２６と当接されることから、弾性インシュレータ２６側の凹凸２９を変形し易くすることができる。従って、エアミックスダンパ７の弾性インシュレータ変形時のダンパ操作力を特に大きくすることなく、凹凸２９を圧縮して隙間を漸次増減し、微小開度付近での温調制御性を向上することができる。

さらに、本実施形態においては、図４に示されるように、弾性インシュレータ２６の厚さｃを、エアミックスダンパ７の先端側表面２２Ａに設けられている凹凸部２８の高低差ｄよりも厚くしている。このため、ユニットケース２のシール面１９と当接して変形される弾性インシュレータ２６の変形性を十分に確保し、それを変形させる際のエアミックスダンパ７側のダンパ操作力を特に大きくすることなく、凹凸２９を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができる。従って、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。

特に、弾性インシュレータ２６の厚さｃを、凹凸部２８の高低差ｄよりも厚くするに際して、厚さｃを高低差ｄの少なくとも２倍以上とすることが望ましく、これによって弾性インシュレータ２６をより変形し易くし、その変形性を必要かつ十分に確保することができる。従って、弾性インシュレータ２６を変形させて冷風を遮風する際のエアミックスダンパ７の操作力を特に大きくすることなく、凹凸２９を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができ、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、このエアミックスダンパ７として、バタフライ形のダンパを用いた例について説明したが、サブダンパ８を有しないドア形ダンパとしてもよいことはもちろんである。また、エバポレータ４やヒータコア１０の配置構成あるいは複数の吹出しモード切替え１５，１６の構成および数等については、上記形態に限定されるものではなく、種々変形することができる。

さらに、上記実施形態では、最大暖房位置でシール面１９と当接するエアミックスダンパ７の先端側表面２２Ａに凹凸部２８を設け、該凹凸部２８に弾性インシュレータ２６を同様の凹凸２９を形成するように貼り付けた例について説明したが、最大暖房位置でシール面２０と当接するエアミックスダンパ７の先端側裏面に貼り付けられている弾性インシュレータ２７に、同様の凹凸を形成することを妨げるものではなく、かかる形態も本発明に包含されることは云うまでもない。

１ 車両用空調装置（ＨＶＡＣユニット）
２ ユニットケース
４ エバポレータ
５ バイパス流路
６ 加熱流路
７ エアミックスダンパ
１０ ヒータコア
１９ シール面
２１ 突部
２２Ａ ダンパ先端側表面
２６ 弾性インシュレータ
２８ 凹凸部
２９ 凹凸
ａ 凹凸部列の間隔
ｃ 弾性インシュレータの厚さ
ｄ 凹凸部の高低差

Claims (4)

1. エバポレータを通過した空気流をヒータコアが配置されている加熱流路側に流通する割合と、該ヒータコアをバイパスするバイパス流路側に流通する割合とを調整するエアミックスダンパを備えている車両用空調装置において、
   前記エアミックスダンパが最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面に、該エアミックスダンパの幅方向に沿う複数の凹凸部を備え、
   前記凹凸部に対して、所定の厚さを有し、前記シール面と接触する表面に幅方向に沿う同様の凹凸を備えた弾性インシュレータが設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部は、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも２列以上設けられ、その列間に前記ユニットケースのシール面側に設けられている突部が当接可能に配設されてい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. 前記弾性インシュレータの厚さは、前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部の高低差よりも厚くされている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. 前記弾性インシュレータの厚さは、前記凹凸部の高低差の少なくとも２倍以上の厚さとされていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
   

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