JP6444742B2

JP6444742B2 - 車両用空調装置

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Publication number: JP6444742B2
Application number: JP2015007537A
Authority: JP
Inventors: 金本　英之; 英之金本; 直人瀬戸内
Original assignee: Japan Climate Systems Corp
Current assignee: Japan Climate Systems Corp
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: JP2016132335A

Description

本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関するものである。

従来より、この種の車両用空調装置は、冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を収容するケーシングを備えており、ケーシングの内部には、冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器を順に通過した温風と、冷却用熱交換器を通過し、加熱用熱交換器をバイパスして流れる冷風とを混合するためのエアミックス空間が形成され、このエアミックス空間に流入する冷風量と温風量との風量割合を変更するためのエアミックスダンパが配設されている（例えば、特許文献１参照）。

エアミックスダンパは、加熱用熱交換器の上流側に設けられて加熱用熱交換器が配設された温風通路を開閉する温風側開閉ダンパと、加熱用熱交換器をバイパスするバイパス通路の上流側に設けられてバイパス通路を開閉する冷風側開閉ダンパとにより構成されている。

温風側開閉ダンパは、空気通路の空気流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の帯状板材が並設されてなるものであり、これら帯状板材は枠部材に対して回動可能に支持されている。帯状板材は連結部材によって連結されており、全てが同時に回動することによって温風通路を開閉することができるようになっている。冷風側開閉ダンパは、温風側開閉ダンパと同一構造であり、冷風側開閉ダンパと温風側開閉ダンパとはリンク機構を介して共通の駆動手段によって開閉動作するようになっている。

特開２００５−３１９９１４号公報

ところで、特許文献１の冷風側開閉ダンパと温風側開閉ダンパとは同じ構造であり、しかも、冷風側開閉ダンパと温風側開閉ダンパとがリンク機構を介して共通の駆動手段によって開閉動作するようになっているので、冷風側開閉ダンパを全開状態にしたときの帯状板材の角度と、温風側開閉ダンパを全開状態にしたときの帯状板材の角度とは同じになる。

しかしながら、例えば調和空気を温度調節する際、冷風側開閉ダンパを閉状態から微小開度だけ開いた場合を想定すると、冷風側開閉ダンパを構成する帯状板材が複数あるため、それら全ての間には隙間ができ、冷風の流通面積が大きくなる。そして、冷風は加熱用熱交換器を通過していないことと、温風通路を通過していないこととにより、冷風の圧力損失が温風に比べて低く、このため、冷風の勢いは温風よりも強い。したがって、冷風側開閉ダンパを閉状態から微小開度だけ開いたとしても、帯状板材の間の隙間を通る冷風量が多くなり、このことで、調和空気の温度が一気に落ち込み易くなり、温度コントロール性が悪化するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の帯状板材を有するルーバダンパで温風通路及びバイパス通路を開閉して調和空気の温度調節をする場合に、調和空気の温度の落ち込みを抑制して温度コントロール性を良好にすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動角度を温風通路側ダンパの帯状板材の回動角度よりも小さく設定した。

第１の発明は、
冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器と、
上記冷却用熱交換器及び上記加熱用熱交換器を収容するケーシングとを備え、
上記ケーシングの内部には、上記冷却用熱交換器が配置され、該冷却用熱交換器によって空調用空気を冷却する冷風通路と、該冷風通路の下流側に接続されるとともに上記加熱用熱交換器が配置され、該加熱用熱交換器によって空調用空気を加熱する温風通路と、上記冷風通路の下流側から上記温風通路をバイパスして延びるバイパス通路と、上記温風通路の下流側と上記バイパス通路の下流側とが接続され、該温風通路から流入する温風と該バイパス通路から流入する冷風とを混合するエアミックス空間とが形成され、
上記ケーシングの内部には、上記温風通路を開閉する温風通路側ダンパと、上記バイパス通路を開閉するバイパス通路側ダンパとが設けられ、
上記温風通路側ダンパ及び上記バイパス通路側ダンパは、それぞれ空気流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の帯状板材が並設されてなり、該帯状板材は、回動軸と、該回動軸の径方向に延出する閉塞板部とを有するとともに、上記閉塞板部が空気流れ方向に向くように回動することによって開状態となる一方、上記閉塞板部が空気流れ方向に交差するまで回動することによって閉状態となるように構成され、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から全開状態となるまで回動するときの回動角度は、上記温風通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から全開状態となるまで回動するときの回動角度よりも小さく設定され、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材は、上記バイパス通路側ダンパの回動軸から該回動軸の径方向に第１の所定距離離れて配置され、上記回動軸方向に延びる軸からなる連結部を有し、
上記温風通路側ダンパの帯状板材は、上記温風通路側ダンパの回動軸から該回動軸の径方向に第２の所定距離離れて配置され、上記回動軸方向に延びる軸からなる連結部を有し、
上記第１の所定距離は上記第２の所定距離よりも長く設定され、
上記バイパス通路側ダンパの連結部及び上記温風通路側ダンパの連結部には、上記バイパス通路側ダンパ及び上記温風通路側ダンパの上記帯状板材を連動させるための連動部材が連結され、
上記連動部材は、上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部及び上記温風通路側ダンパの帯状板材の連結部が内部に挿入可能に形成された挿入部をそれぞれ有し、
上記連動部材は、上記回動軸の接線方向に移動し、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部が挿入される挿入部の内面には、上記連動部材の移動方向と交差する方向に延び、上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部が上記連動部材の移動方向と交差する方向に移動するのを許容する案内面が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、温風通路側ダンパの帯状板材を回動させることで温風通路の開度が変更され、また、バイパス通路側ダンパの帯状板材を回動させることでバイパス通路の開度が変更される。これにより、エアミックス空間に流入する冷風量と温風量とが変更されて所望温度の調和空気が生成される。このとき、冷風は、加熱用熱交換器及び温風通路を通過していないことによって温風よりも勢いがある。

そして、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動角度を温風通路側ダンパの帯状板材の回動角度よりも小さく設定しているので、温度調節の際、バイパス通路側ダンパを全閉状態から微小開度だけ開けた場合には、その開度をバイパス通路側ダンパに比べて十分に小さくすることが可能になる。これにより、エアミックス空間に流入する冷風量が少なくなるので、調和空気の温度の落ち込みが抑制される。

また、バイパス通路側ダンパの帯状板材と温風通路側ダンパの帯状板材とが共に回動軸周りに回動して連動する。このとき、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動軸と連結部との距離が、温風通路側ダンパの帯状板材の回動軸と連結部との距離よりも長いので、連結部の変位量が同じであると仮定したとき、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動角度の方が小さくなる。これにより、回動軸と連結部との距離を変えるという簡単な構成で、連結部の変位量を変えることなく、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動角度を温風通路側ダンパよりも小さくすることが可能になる。

また、連動部材がバイパス通路側ダンパの帯状板材及び温風通路側ダンパの帯状板材の回動軸の接線方向に移動することで、それら帯状板材の連結部には、該帯状板材を回動軸周りに回動させる力が作用することになり、これにより、バイパス通路側ダンパ及び温風通路側ダンパの帯状板材が連動する。

このとき、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動軸と連結部との距離が、温風通路側ダンパの帯状板材の回動軸と連結部との距離よりも長くなっているので、バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部は、温風通路側ダンパに比べて、連動部材の移動方向と交差する方向の移動量が大きくなる。このバイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部が、挿入部の案内面によって案内されて移動するので、スムーズな動きが実現される。

第２の発明は、第１の発明において、
上記バイパス通路側ダンパ及び上記温風通路側ダンパは、上記冷却用熱交換器の空気流れ方向下流側において、空気流れ方向と交差する方向に並ぶように配置され、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から開状態になったとき、上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の閉塞板部における回動軸とは反対側の先端部が、上記温風通路側ダンパの配置されている方に向くように位置付けられることを特徴とする。

この構成によれば、バイパス通路側ダンパが開状態になったときに、温風通路側ダンパの配置されている側の冷風もバイパス通路に流入させることが可能になる。これにより、冷却用熱交換器の風配を全体的に均一に近い状態にすることが可能になる。

第１の発明によれば、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動角度を温風通路側ダンパの帯状板材の回動角度よりも小さく設定したので、バイパス通路側ダンパの帯状板材を微小開度にしたときの調和空気の温度の落ち込みを抑制できる。これにより、調和空気の温度コントロール性を良好にすることができる。

また、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動軸と連結部との距離を、温風通路側ダンパの帯状板材の回動軸と連結部との距離よりも長くするという簡単な構成で、バイパス通路側ダンパの帯状板材の回動角度を温風通路側ダンパよりも小さくすることができる。

また、連動部材を回動軸の接線方向に移動させるようにする場合に、バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部を案内面によって連動部材の移動方向と交差する方向に案内することができるので、スムーズな動きを実現することができる。

第２の発明によれば、バイパス通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から開状態になったとき、バイパス通路側ダンパの閉塞板部の先端部が、温風通路側ダンパの配置されている側に向くように位置付けられるので、冷却用熱交換器の風配を全体的に均一に近い状態にすることができる。

フルコールド状態にある車両用空調装置の縦断面図である。フルホット状態にある車両用空調装置の縦断面図である。エアミックスダンパを空気流れ方向上流側から見た斜視図である。エアミックスダンパの分解斜視図である。エアミックスダンパを空気流れ方向上流側から見た正面図である。エアミックスダンパの右側面図である。バイパス通路側ダンパの帯状板材の右側面図である。温風通路側ダンパの帯状板材の右側面図である。連動部材の一部を示す拡大図である。冷風側及び温風側が共に開状態にある図５におけるXI−XI線に相当する部分断面図である。フルホット状態にある図１０相当図である。フルコールド状態にある図１０相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態１に係る車両用空調装置１を示すものである。この車両用空調装置１は、例えば自動車等の車両の室内において前部に設けられるインストルメントパネル（図示せず）の内部に配設されている。車両用空調装置１は、図示しない送風ユニットを有している。送風ユニットは、車室内の空気と車室外の空気との一方を選択して空調用空気として送風することができるようになっている。

尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両左側を単に「左」といい、車両右側を単に「右」というものとする。

車両用空調装置１は、空調用空気を冷却する冷却用熱交換器１０と、空調用空気を加熱する加熱用熱交換器１１と、デフロスタダンパ１２と、ベントダンパ１３と、ヒートダンパ１４と、エアミックスダンパ２０と、デフロスタダンパ１２、ベントダンパ１３、ヒートダンパ１４及びエアミックスダンパ２０を収容する空調ケーシング１５とを備えている。

空調ケーシング１５には、送風ユニットから送風される空気を導入する空気導入口１５ａと、デフロスタ吹出口１５ｂと、ベント吹出口１５ｃと、ヒート吹出口１５ｄとが形成されている。空気導入口１５ａは、空調ケーシング１５の側壁前部に開口しており、この実施形態では上下方向に長い形状である。

デフロスタ吹出口１５ｂは、空調ケーシング１５の上壁部において前後方向中央部近傍に開口しており、空調ケーシング１５の左右両端部近傍に亘っている。デフロスタ吹出口１５ｂは、デフロスタダクト（図示せず）を介してインストルメントパネルに形成されたデフロスタノズル（図示せず）に接続されており、主にフロントガラスの内面に空調風を供給するためのものである。

また、ベント吹出口１５ｃは、空調ケーシング１５の後壁部上側に開口している。ベント吹出口１５ｃは、ベントダクト（図示せず）を介してインストルメントパネルに形成されたサイド及びセンターベントノズル（図示せず）に接続されており、主に前席乗員の上半身に空調風を供給するためのものである。

また、ヒート吹出口１５ｄは、空調ケーシング１５の後壁部下側に開口しており、主に前席乗員の足元近傍に空調風を供給するためのものである。ヒート吹出口１５ｄには、後席乗員の足元近傍に空調風を供給するダクト（図示せず）を接続することもできる。

空調ケーシング１５の内部には、空気導入口１５ａから導入された空気が流通する空気通路Ｒが形成されている。空気通路Ｒは、冷風通路Ｒ１と、温風通路Ｒ２と、バイパス通路Ｒ３と、エアミックス空間Ｒ４と、デフロスタ通路Ｒ５と、ベント通路Ｒ６と、ヒート通路Ｒ７とを有している。冷風通路Ｒ１の上流端は、空気導入口１５ａに連通している。冷風通路Ｒ１は、空調ケーシング１５の内部を前側へ向かって前後方向中央部近傍まで延びている。冷風通路Ｒ１には、冷却用熱交換器１０が配置されている。冷風通路Ｒ１内の空気は、全量が冷却用熱交換器１０を通過するようになっている。そして、冷却用熱交換器１０によって冷風通路Ｒ１内の空調用空気が冷却される。つまり、冷風通路Ｒ１は、冷風を生成する通路である。冷風通路Ｒ１の下流端は上下に２つに分岐している。

温風通路Ｒ２は、空調ケーシング１５の内部において下側に形成されている。温風通路Ｒ２の上流端は、冷風通路Ｒ１の下流端の下側部分に連通している。温風通路Ｒ２の上流側には、加熱用熱交換器１１が配置されている。温風通路Ｒ２内の空気は、全量が加熱用熱交換器１１を通過するようになっている。そして、加熱用熱交換器１１によって温風通路Ｒ２内の空調用空気が加熱される。つまり、温風通路Ｒ２は、温風を生成する通路である。温風通路Ｒ２の下流側は上方へ湾曲して延びている。

バイパス通路Ｒ３は、冷風通路Ｒ１の下流側の上側部分に連通しており、その冷風通路Ｒ１の下流側から温風通路Ｒ２をバイパスして延びている。バイパス通路Ｒ３は、空調ケーシング１５の内部において温風通路Ｒ２の上方に位置しており、温風通路Ｒ２よりも短く、後側へ向けて延びている。

エアミックス空間Ｒ４は、温風通路Ｒ２の上方に形成されている。エアミックス空間Ｒ４には、バイパス通路Ｒ３の下流側と、温風通路Ｒ２の下流側とが連通している。エアミックス空間Ｒ４は、バイパス通路Ｒ３から流入した冷風と、温風通路Ｒ２から流入した温風とを混合させて所望温度の空調風を生成するための空間である。

デフロスタ通路Ｒ５の上流端は、エアミックス空間Ｒ４に連通している。デフロスタ通路Ｒ５の下流端は、デフロスタ吹出口１５ｂに連通している。また、ベント通路Ｒ６の上流端は、エアミックス空間Ｒ４に連通している。ベント通路Ｒ６の下流端は、ベント吹出口１５ｃに連通している。また、ヒート通路Ｒ７の上流端は、エアミックス空間Ｒ４に連通している。ヒート通路Ｒ７の下流端は、ヒート吹出口１５ｄに連通している。

冷却用熱交換器１０は、ヒートポンプ装置の冷媒蒸発器で構成されているが、これに限らず、空調用空気を冷却することができるものであれば各種熱交換器を使用することができる。冷却用熱交換器１０は、その空気通過面１０ａが上下方向に延びる姿勢で配設されている。冷却用熱交換器１０の上部及び下部には上側及び下側ヘッダタンク１０ｂ、１０ｃがそれぞれ設けられている。これら上側及び下側ヘッダタンク１０ｂ、１０ｃ間には、冷媒が流通する複数の伝熱管と、フィン（共に図示せず）とが配設されている。空調用空気はフィンの配設部位を通過するので、冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａは、上側ヘッダタンク１０ｂと下側ヘッダタンク１０ｃとの間の部分である。

加熱用熱交換器１１は、エンジンの冷却水が循環するヒータコアで構成されているが、これに限らず、例えばヒートポンプ装置の冷媒凝縮器等の空調用空気を加熱することができるものであればよい。加熱用熱交換器１１は、その空気通過面１１ａが上下方向に延びる姿勢で配設されている。加熱用熱交換器１１の上部及び下部には上側及び下側ヘッダタンク１１ｂ、１１ｃがそれぞれ設けられている。これら上側及び下側ヘッダタンク１１ｂ、１１ｃ間には、エンジン冷却水が流通する複数の伝熱管と、フィン（共に図示せず）とが配設されている。空調用空気はフィンの配設部位を通過するので、加熱用熱交換器１１の空気通過面１１ａは、上側ヘッダタンク１１ｂと下側ヘッダタンク１１ｃとの間の部分である。

加熱用熱交換器１１の空気通過面１１ａは、冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａよりも小さく形成されている。具体的には、加熱用熱交換器１１の空気通過面１１ａの上下寸法は、冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａの上下寸法よりも短くなっている。そして、加熱用熱交換器１１は、その空気通過面１１ａが冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａの下側寄りの部分に対向するように配置されている。この実施形態では、冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａと、加熱用熱交換器１１の空気通過面１１ａとは略平行である。

デフロスタダンパ１２は、デフロスタ通路Ｒ５を開閉するためのものである。また、ベントダンパ１３は、ベント通路Ｒ６を開閉するためのものである。また、ヒートダンパ１４は、ヒート通路Ｒ７を開閉するためのものである。デフロスタダンパ１２、ベントダンパ１３及びヒートダンパ１４は、例えば片持ちタイプのダンパで構成することができるが、これに限られるものではなく、各種形状のダンパを使用することができる。

デフロスタダンパ１２、ベントダンパ１３及びヒートダンパ１４は、図示しない吹出方向切替アクチュエータによって駆動される。デフロスタダンパ１２、ベントダンパ１３及びヒートダンパ１４の開閉状態により、空調風がデフロスタノズルから吹き出すデフロスタモード、ベントノズルから吹き出すベントモード、ヒート吹出口１５ｄから吹き出すヒートモード、ベントノズル及びヒート吹出口１５ｄの両方から吹き出すバイレベルモード、デフロスタノズル及びヒート吹出口１５ｄの両方から吹き出すデフ／ヒートモード等を含む複数の吹出モードに切り替えられる。

また、ケーシング１５の内部には、上下方向中間部に配設される中間板２９が設けられている。中間板２９は、エアミックスダンパ２０よりも下流側において前後方向に延びるように形成されている。中間板２９の後側は、下方へ湾曲して延びている。

エアミックスダンパ２０は、バイパス通路Ｒ３を開閉するバイパス通路側ダンパ３０と、温風通路Ｒ２を開閉する温風通路側ダンパ４０と、バイパス通路側ダンパ３０及び温風通路側ダンパ４０を支持する枠体５０と、連動部材６０とを有している。バイパス通路側ダンパ３０と温風通路側ダンパ４０とは、冷却用熱交換器１０の空気流れ方向下流側において、上下方向、即ち、空気流れ方向と交差する方向に並ぶように配置されている。

バイパス通路側ダンパ３０は、バイパス通路Ｒ３に配設されており、冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａの上側部分に対向するように位置付けられている。バイパス通路側ダンパ３０の空気流れ方向下流側に中間板２９が配置されている。中間板２９は、バイパス通路側ダンパ３０の上下方向中央部に近傍に位置付けられる。図３〜図５にも示すように、バイパス通路側ダンパ３０は、左右方向、即ち、空気流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の帯状板材３１が上下方向に並設されてなるものである。バイパス通路側ダンパ３０を構成する帯状板材３１は、全て同じ部材からなるものである。

図４に示すように、帯状板材３１は、左右両側にそれぞれ設けられた左側回動軸３２及び右側回動軸３３と、左側回動軸３２及び右側回動軸３３の径方向に延出する閉塞板部３４とを備えており、左側回動軸３２及び右側回動軸３３周りに回動することによって閉塞板部３４も回動し、これにより、バイパス通路Ｒ３の開度を変更するように構成されている。左側回動軸３２及び右側回動軸３３は、同心上に位置しており、その中心線を図７に符号Ｘ１で示す。図１は、バイパス通路側ダンパ３０がバイパス通路Ｒ３を全開にした状態を示し、図２は、バイパス通路側ダンパ３０がバイパス通路Ｒ３を全閉にした状態を示す。バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の回動角度は、６０°に設定されている。

左側回動軸３２は、帯状板材３１の左側へ突出する略円柱状に形成されている。左側回動軸３２の外径は、右側回動軸３３の外径よりも小さく設定されている。

右側回動軸３３は、帯状板材３１の右側へ突出する略円柱状に形成されている。右側回動軸３３には、帯状板材３１に回動力を付与する駆動手段（図示せず）を結合することが可能な結合部３３ｂが設けられている。駆動手段としては、例えば、電動アクチュエータ等であるが、乗員の操作力を伝達する操作ワイヤ等を使用することもでき、これらをアーム（図示せず）を介して結合部３３ｂに結合できる。

結合部３３ｂは、右側回動軸３３の先端部から右側へ突出している。結合部３３ｂは、右側回動軸３３の右側へ延びる円柱をその軸線方向に沿って切断した略半円状の断面を持つ突起で構成されている。結合部３３ｂの回動中心は右側回動軸３３の中心線Ｘ１と同心上に位置している。

閉塞板部３４は、平面視で略長方形をなしている。閉塞板部３４の左縁部及び右縁部は直線状に延びている。閉塞板部３４の左縁部及び右縁部にそれぞれ左側回動軸３２及び右側回動軸３３が一体成形されている。また、閉塞板部３４の長手方向に延びる両縁部も直線状に延びている。全閉状態で上下方向に隣接する閉塞板部３４、３４の縁部同士は厚み方向に重なるように配置される。すなわち、全閉状態では、各帯状板材３１が上下に延びるように向くので、各帯状板材３１の閉塞板部３４の縁部が、隣接する他の閉塞板部３４における縁部の下方に位置することになる。このとき、上下方向に隣接する閉塞板部３４、３４を見ると、上側に位置する閉塞板部３４の縁部は、下側に位置する閉塞板部３４の縁部に対して空気流れ方向上流側から当接する。

図７に示すように、閉塞板部３４の右縁部には、側板部３４ｅが設けられている。側板部３４ｅは、右側回動軸３３の径方向に延出している。側板部３４ｅの延出方向先端部には、円柱状の連結軸３４ｆが設けられている。連結軸３４ｆは、右側へ突出して右側回動軸３３と平行に延びている。図７に連結軸３４ｆの中心線を符号Ｘ２で示す。連結軸３４ｆの中心線Ｘ２は、右側回動軸３３の中心線Ｘ１から該右側回動軸３３の径方向に第１の所定距離Ｄ１だけ離れている。連結軸３４ｆの外径は、右側回動軸３３の外径よりも小さく設定されている。

次に温風通路側ダンパ４０の構造について説明する。図１に示すように、温風通路側ダンパ４０は、温風通路Ｒ２において加熱用熱交換器１１の空気流れ方向上流側に配設されており、冷却用熱交換器１０の空気通過面１０ａの下側部分に対向するように位置付けられている。図３〜図５にも示すように、温風通路側ダンパ４０は、左右方向、即ち、空気流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の帯状板材４１が上下方向に並設されてなるものであり、基本的な構造はバイパス通路側ダンパ３０と同じである。尚、この実施形態では、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の数は、温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の数よりも少なく設定されているが、同じであってもよいし、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の数の方が多くてもよい。温風通路側ダンパ４０を構成する全ての帯状板材４１は、同じ部材からなるものである。

すなわち、図４に示すように、温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１は、左右両側にそれぞれ設けられた左側回動軸４２及び右側回動軸４３と、径方向に延出する閉塞板部４４とを備えており、左側回動軸４２及び右側回動軸４３周りに回動することによって閉塞板部４４も回動し、これにより、温風通路Ｒ２の開度を変更するように構成されている。左側回動軸４２及び右側回動軸４３は、同心上に位置しており、その中心線を図８に符号Ｙ１で示す。図１は、温風通路側ダンパ４０が温風通路Ｒ２を全閉にした状態を示し、図２は、温風通路側ダンパ４０が温風通路Ｒ２を全開にした状態を示す。温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の回動角度は９０°に設定されている。

温風通路側ダンパ４０の左側回動軸４２は、帯状板材４１の左側へ突出する略円柱状に形成されている。左側回動軸４２の外径は、右側回動軸４３の外径よりも小さく設定されている。

温風通路側ダンパ４０の右側回動軸４３は、帯状板材４１の右側へ突出する略円柱状に形成されている。右側回動軸４３には、帯状板材４１に回動力を付与する駆動手段（図示せず）を結合することが可能な結合部４３ｂが設けられている。温風通路側ダンパ４０の結合部４３ｂと、バイパス通路側ダンパ３０の結合部３３ｂとのいずれか１つに駆動手段を結合すればよい。

温風通路側ダンパ４０の結合部４３ｂは、右側回動軸４３の先端部から右側へ突出している。結合部４３ｂは、バイパス通路側ダンパ３０の結合部３３ｂと同じ形状であり、結合部４３ｂの回動中心は右側回動軸４３の中心線Ｙ１と同心上に位置している。

温風通路側ダンパ４０の閉塞板部４４は、バイパス通路側ダンパ３０のものと同様に構成されており、全閉状態では、各帯状板材４１が上下に延びるように向くので、各帯状板材４１の閉塞板部４４の縁部が、隣接する他の閉塞板部４４における縁部の下方に位置することになる。このとき、上下方向に隣接する閉塞板部４４、４４を見ると、上側に位置する閉塞板部４４の縁部は、下側に位置する閉塞板部４４の縁部に対して空気流れ方向上流側から当接する。

温風通路側ダンパ４０の閉塞板部４４の右縁部には、側板部４４ｅが設けられている。側板部４４ｅは、右側回動軸４３の径方向に延出している。温風通路側ダンパ４０の側板部４４ｅの延出方向の長さは、バイパス通路側ダンパ３０の側板部３４ｅの延出方向の長さよりも短く設定されている。温風通路側ダンパ４０の側板部４４ｅの延出方向先端部には、円柱状の連結軸４４ｆが設けられている。連結軸４４ｆは、右側へ突出して右側回動軸４３と平行に延びている。図８に連結軸４４ｆの中心線を符号Ｙ２で示す。連結軸４４ｆの中心線Ｙ２は、右側回動軸４３の中心線Ｙ１から該右側回動軸４３の径方向に第２の所定距離Ｄ２だけ離れている。連結軸４４ｆの外径は、右側回動軸４３の外径よりも小さく設定されている。第１の所定距離Ｄ１は、第２の所定距離Ｄ２よりも長く設定されている。

枠体５０は、ケーシング１５内部において冷却用熱交換器１０と加熱用熱交換器１１との間に配置され、ケーシング１５の上壁部から下壁部まで延びる矩形状に形成されている。枠体５０の内部には、その略上半部にバイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１が配置され、その略下半部に温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１が配置される。図４に示すように、枠体５０の上辺部５１と下辺部５２とは左右方向に、互いに平行に延びている。また、枠体５０の左辺部５３と右辺部５４とは上下方向に、互いに平行に延びている。枠体５０の上下方向中央部近傍には、左右方向に延びる中間仕切部５６が設けられており、この中間仕切部５６の左端部は左辺部５３と一体化し、右端部は右辺部５４と一体化している。そして、枠体５０の中間仕切部５６よりも上側にバイパス通路側ダンパ３０が配設され、中間仕切部５６よりも下側に温風通路側ダンパ４０が配設される。

枠体５０の左辺部５３における中間仕切部５６よりも上側には、バイパス通路側ダンパ３０の左側回動軸３２が挿入された状態で回動可能に支持される複数の上側軸孔５３ａが上下方向に並ぶように形成されている。枠体５０の左辺部５３における中間仕切部５６よりも下側には、温風通路側ダンパ４０の左側回動軸４２が挿入された状態で回動可能に支持される複数の下側軸孔５３ｂが上下方向に並ぶように形成されている。下側軸孔５３ｂは、上側軸孔５３ａよりも空気流れ方向下流側に位置している。

枠体５０の右辺部５４の外面の上部及び下部には、それぞれ上側係合突起５４ａ及び下側係合突起５４ｂが形成されている。また、枠体５０の右辺部５４における中間仕切部５６よりも上側には、バイパス通路側ダンパ３０の右側回動軸３３が挿入された状態で回動可能に支持される複数の上側切欠部５４ｃが上下方向に並ぶように形成されている。上側切欠部５４ｃは、右辺部５４の空気流れ方向上流側の縁部で開放し、そこから右辺部５４の空気流れ方向下流側へ窪むように形成されている。枠体５０の右辺部５４における中間仕切部５６よりも下側には、温風通路側ダンパ４０の左側回動軸４３が挿入された状態で回動可能に支持される複数の下側切欠部５４ｄが上下方向に並ぶように形成されている。下側切欠部５４ｄは、右辺部５４の空気流れ方向上流側の縁部で開放し、そこから右辺部５４の空気流れ方向下流側へ窪むように形成されていて、下側切欠部５４ｄの深さ（空気流れ方向の寸法）は上側切欠部５４ｃよりも深く設定されている。

枠体５０はストッパ部材５５を備えている。ストッパ部材５５は、上側切欠部５４ｃ及び下側切欠部５４ｄを開放側から覆うことによって、上側切欠部５４ｃに挿入された右側回動軸３３が径方向に抜けないようにし、かつ、下側切欠部５４ｄに挿入された右側回動軸４３が径方向に抜けないようにするための部材である。ストッパ部材５５は、枠体５０の右辺部５４に沿って上下方向に延びる棒状に形成されている。ストッパ部材５５の上部及び下部には、それぞれ空気流れ方向下流側へ突出する上側固定板部５５ａ及び下側固定板部５５ｂが形成されている。上側固定板部５５ａには、右辺部５４の上側係合突起５４ａが係合する上側係合孔５５ｃが形成されている。下側固定板部５５ｂには、右辺部５４の下側係合突起５４ｂが係合する下側係合孔５５ｄが形成されている。

連動部材６０は、全体としてストッパ部材５５と同様に上下方向に延びる棒状をなしており、上下方向にのみ移動して前後方向や左右方向には移動しないように枠体５０に支持されている。したがって、連動部材６０は、バイパス通路側ダンパ３０の右側回動軸３３及び温風通路側ダンパ４０の右側回動軸４３の接線方向にのみ移動可能となる。

連動部材６０は、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の連結軸３４ｆが内部に挿入可能に形成された複数の上側挿入部６１と、これら上側挿入部６１を連結する上側連結部６２と、温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の連結軸４４ｆが内部に挿入可能に形成された複数の下側挿入部６３と、これら下側挿入部６３を連結する下側連結部６４とを有している。上側挿入部６１は上下方向に間隔をあけて配置され、それらの間に上側連結部６２が配置されて上側挿入部６１同士を連結している。また、下側挿入部６３も同様に配置され、それらの間に下側連結部６４が配置されて下側挿入部６３同士を連結している。

図９にも示すように、上側挿入部６１は、空気流れ方向上流側に開放するＵ字状に形成されている。バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の連結軸３４ｆは、上側挿入部６１の開放側から上側挿入部６１の内部に挿入されるようになっている。上側挿入部６１の内面において挿入方向奥側は、連結軸３４ｆの外面に沿って延びる円弧状に形成された円弧面６１ａで構成されている。上側挿入部６１の内面において円弧面６１ａから挿入方向手前側へ延びる上下２つの面は、略平行に延びる案内面６１ｂ、６１ｂとされている。案内面６１ｂ、６１ｂの間隔は、連結軸３４ｆの外径と略同じか若干広めに設定されている。

案内面６１ｂ、６１ｂは、連動部材６０の移動方向である上下方向と交差する方向、即ち、空気流れ方向に延びていて、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の連結軸３４ｆが連動部材６０の移動方向と交差する方向（空気流れ方向）に移動するのを許容するための面である。

下側挿入部６３は、上側挿入部６１と同様に、空気流れ方向上流側に開放するＵ字状に形成されている。温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の連結軸４４ｆは、下側挿入部６３の開放側から下側挿入部６３の内部に挿入されるようになっている。下側挿入部６３の内面において挿入方向奥側は、連結軸４４ｆの外面に沿って延びる円弧状に形成された円弧面６３ａで構成されている。下側挿入部６３の内面において円弧面６３ａから挿入方向手前側へ延びる上下２つの面６３ｂ、６３ｂは、略平行に延びている。

次に、上記のように構成されたエアミックスダンパ２０の動作について説明する。エアミックス用の電動アクチュエータの出力軸は、バイパス通路側ダンパ３０の複数の結合部３３ｂと、温風通路側ダンパ４０の複数の結合部４３ｂとのうち、どれか１つに連結されている。例えば、バイパス通路側ダンパ３０の結合部３３ｂに連結されている場合には、その連結された帯状板材３１に電動アクチュエータの駆動力が直接作用する。その帯状板材３１は左側回動軸３２及び右側回動軸３３周りに回動するので、図１０に示すように側方から見たときには、側板部３４ｅが右側回動軸３３周りに上下方向に回動し、これにより、連結軸３４ｆが上下方向に移動する。連結軸３４ｆには、連動部材６０を介して他のバイパス通路側ダンパ３０の複数の結合部３３ｂと、温風通路側ダンパ４０の複数の結合部４３ｂとが連結されているので、他の全ての帯状板材３１及び帯状板材４１に電動アクチュエータの駆動力が伝達されて帯状板材３１及び帯状板材４１が回動する。

図１及び図１２に示すように、バイパス通路側ダンパ３０がバイパス通路Ｒ３を全開とするまで帯状板材３１が回動すると、温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１は温風通路Ｒ２を全閉とするまで回動してフルコールド状態になる。このフルコールド状態では、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の閉塞板部３４における回動軸３２、３３とは反対側の先端部が、下方、即ち、温風通路側ダンパ４０の配置されている方に向くように位置付けられる。これにより、バイパス通路側ダンパ３０よりも下方の冷風を閉塞板部３４によって上方へ導いてバイパス通路Ｒ３に流入させることが可能になる。よって、冷却用熱交換器１０の上側と下側の風配の差を小さくして全体的に均一に近い風配にすることが可能になる。

フルコールド状態から吹き出し温度を上昇させる側に電動アクチュエータを作動させると、電動アクチュエータが連結された帯状板材３１は左側回動軸３２及び右側回動軸３３周りに回動するとともに、連動部材６０を介して連結された他のバイパス通路側ダンパ３０の複数の結合部３３ｂと、温風通路側ダンパ４０の複数の結合部４３ｂも同様に回動する。このとき、連動部材６０は上下方向にしか移動しないので、左側回動軸３２及び右側回動軸３３の接線方向に移動することになる。

バイパス通路側ダンパ３０の連結軸３４ｆの中心線Ｘ２と、右側回動軸３３の中心線Ｘ１との離間距離Ｄ１（図７に示す）が、温風通路側ダンパ４０の連結軸４４ｆの中心線Ｙ２と、右側回動軸４３の中心線Ｙ１との離間距離Ｄ２（図８に示す）よりも長いので、バイパス通路側ダンパ３０の連結軸３４ｆの描く軌跡の円弧半径（Ｄ１）が、温風通路側ダンパ４０の連結軸４４ｆの描く軌跡の円弧半径（Ｄ２）よりも長くなる。よって、バイパス通路側ダンパ３０の連結軸３４ｆは、連動部材６０の上側挿入部６１内で該上側挿入部６１に対して前後方向（空気流れ方向）に大きく移動することになり、図１０に示す中間回動位置にあるときには、連結軸３４ｆが上側挿入部６１の円弧面６１ａから離れる一方、図１１や図１２に示す全閉及び全開位置にあるときには、連結軸３４ｆが上側挿入部６１の円弧面６１ａに接触する。連結軸３４ｆが連動部材６０の上側挿入部６１に対して前後方向に移動する際、バイパス通路側ダンパ３０の連結軸３４ｆは、上側挿入部６１内に形成されている案内面６１ｂ、６１ｂによって案内されるので、スムーズな動作が実現される。

図２及び図１１に示すフルホット状態から吹き出し空気温度を少しだけ低下させる場合には、バイパス通路側ダンパ３０が微小開度となるように電動アクチュエータを作動させる。このとき、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の回動角度を温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の回動角度よりも小さく設定しているので、バイパス通路側ダンパ３０の開度をバイパス通路側ダンパ４０に比べて十分に小さくすることが可能になる。これにより、エアミックス空間Ｒ４に流入する冷風量が少なくなるので、調和空気の温度の落ち込みが抑制される。

以上説明したように、この実施形態に係る車両用空調装置１によれば、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の回動角度を温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の回動角度よりも小さく設定したので、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１を微小開度にしたときの調和空気の温度の落ち込みを抑制できる。これにより、調和空気の温度コントロール性を良好にすることができる。

また、上記実施形態では、エアミックスダンパ２０のバイパス通路側ダンパ３０と温風通路側ダンパ４０を隣接させて配設しているが、これに限らず、バイパス通路側ダンパ３０と温風通路側ダンパ４０を互いに離して配設してもよい。

また、上記実施形態では、バイパス通路側ダンパ３０の帯状板材３１の回動角度を６０°に設定し、温風通路側ダンパ４０の帯状板材４１の回動角度を９０°に設定しているが、帯状板材３１及び帯状板材４１の回動角度は上記角度に限られるものではなく、任意の角度に設定することができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車両用空調装置は、例えば自動車に搭載することができる。

１車両用空調装置
１０冷却用熱交換器
１１加熱用熱交換器
１５ケーシング
３０バイパス通路側ダンパ
３１帯状板材
３２左側回動軸
３３右側回動軸
３４閉塞板部
３４ｆ連結軸（連結部）
４０温風通路側ダンパ
４１帯状板材
４２左側回動軸
４３右側回動軸
４４閉塞板部
４４ｆ連結軸（連結部）
６０連動部材
６１上側挿入部
６１ｂ案内面
Ｒ１冷風通路
Ｒ２温風通路
Ｒ３バイパス通路
Ｒ４エアミックス空間

Claims

冷却用熱交換器及び加熱用熱交換器と、
上記冷却用熱交換器及び上記加熱用熱交換器を収容するケーシングとを備え、
上記ケーシングの内部には、上記冷却用熱交換器が配置され、該冷却用熱交換器によって空調用空気を冷却する冷風通路と、該冷風通路の下流側に接続されるとともに上記加熱用熱交換器が配置され、該加熱用熱交換器によって空調用空気を加熱する温風通路と、上記冷風通路の下流側から上記温風通路をバイパスして延びるバイパス通路と、上記温風通路の下流側と上記バイパス通路の下流側とが接続され、該温風通路から流入する温風と該バイパス通路から流入する冷風とを混合するエアミックス空間とが形成され、
上記ケーシングの内部には、上記温風通路を開閉する温風通路側ダンパと、上記バイパス通路を開閉するバイパス通路側ダンパとが設けられ、
上記温風通路側ダンパ及び上記バイパス通路側ダンパは、それぞれ空気流れ方向に対して交差する方向に延びる複数の帯状板材が並設されてなり、該帯状板材は、回動軸と、該回動軸の径方向に延出する閉塞板部とを有するとともに、上記閉塞板部が空気流れ方向に向くように回動することによって開状態となる一方、上記閉塞板部が空気流れ方向に交差するまで回動することによって閉状態となるように構成され、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から全開状態となるまで回動するときの回動角度は、上記温風通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から全開状態となるまで回動するときの回動角度よりも小さく設定され、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材は、上記バイパス通路側ダンパの回動軸から該回動軸の径方向に第１の所定距離離れて配置され、上記回動軸方向に延びる軸からなる連結部を有し、
上記温風通路側ダンパの帯状板材は、上記温風通路側ダンパの回動軸から該回動軸の径方向に第２の所定距離離れて配置され、上記回動軸方向に延びる軸からなる連結部を有し、
上記第１の所定距離は上記第２の所定距離よりも長く設定され、
上記バイパス通路側ダンパの連結部及び上記温風通路側ダンパの連結部には、上記バイパス通路側ダンパ及び上記温風通路側ダンパの上記帯状板材を連動させるための連動部材が連結され、
上記連動部材は、上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部及び上記温風通路側ダンパの帯状板材の連結部が内部に挿入可能に形成された挿入部をそれぞれ有し、
上記連動部材は、上記回動軸の接線方向に移動し、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部が挿入される挿入部の内面には、上記連動部材の移動方向と交差する方向に延び、上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の連結部が上記連動部材の移動方向と交差する方向に移動するのを許容する案内面が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
請求項１に記載の車両用空調装置において、
上記バイパス通路側ダンパ及び上記温風通路側ダンパは、上記冷却用熱交換器の空気流れ方向下流側において、空気流れ方向と交差する方向に並ぶように配置され、
上記バイパス通路側ダンパの帯状板材が全閉状態から開状態になったとき、上記バイパス通路側ダンパの帯状板材の閉塞板部における回動軸とは反対側の先端部が、上記温風通路側ダンパの配置されている方に向くように位置付けられることを特徴とする車両用空調装置。