JP7051733B2

JP7051733B2 - 車両用空調装置

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Publication number: JP7051733B2
Application number: JP2019018989A
Authority: JP
Inventors: 秀樹長野; 久善吉崎; 直人林
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: EP3693196B1; CN111516453A; JP2020125040A; EP3693196A1; CN111516453B

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来、空調ケースと、空調ケース内に配置されて空調ケース内を通流する空気の流れを変更する温調ドアと、を備えた車両用空調装置が知られている。温調ドアは、加熱用熱交換器を通過して加熱される空気と加熱用熱交換器を迂回する空気との比率を調整して、車両用空調装置から吹き出される空気の温度を調節する。

特許文献１には、このようなドアを有する車両用空調装置が示されている。特許文献１において、車両用空調装置は、上下に並んで配置された二枚の温調ドアと、各々が対応する温調ドアに連結された二本のシャフトと、を有しており、シャフトの回転に伴って温調ドアを上下に移動させることができるようになっている。

二本のシャフトは、一方のシャフトを回転駆動するアクチュエータと、アクチュエータの回転駆動力を他方のシャフトに伝達するラックと、によって回転する。より具体的には、各シャフトの端部にはギアが接続されており、ラックは、これらのギアと噛み合っている。そして、アクチュエータによって一方のギアが回転してラックが上下に移動することで、他方のギアが回転する。これにより、各ギアに連結された二本のシャフトが共に回転し、各シャフトに連結された二枚のドアが共に移動する。

ところで、車両用空調装置の空調ケースやラックは、一般に樹脂材料で作製される。空調ケースとラックは、例えば空調ケースとラックとの間の擦れ音等を防止するため、互いに異なる樹脂材料を用いて作製されることが好ましい。

しかしながら、ラックと空調ケースとが互いに異なる材料で作製されると、一般に、ラックと空調ケースとは、環境温度が変化した際に互いに異なる伸縮率で伸縮する。ラックと空調ケースが異なる伸縮率で伸縮すると、ラック上におけるギアの噛み合い位置が変化して、ギアが意図せず回転し、温調ドアが移動する。このような車両用空調装置では、環境温度が通常よりも高温または低温であると、温調ドアを空調ケース内の所望の位置に配置することができず、空調装置から吹き出される空気の温度を所望のように調節することができなくなることがある。

一方で、一般に、車両用空調装置の使用温度範囲は、例えば－３０℃～８０℃と広い。すなわち、車両用空調装置は、このような広範な温度範囲で正常に動作することが求められている。

以上より、空調ケースとラックとが温度変化によって互いに異なる伸縮率で伸縮する車両用空調装置であって、空調ケースおよびラックの伸縮に伴って動作不良が生じる虞が低減された車両用空調装置の実現が求められている。

特開２０１５－１１０４０４号公報

本発明は、空調ケースとラックとが温度変化によって互いに異なる伸縮率で伸縮する車両用空調装置であって、空調ケースおよびラックの伸縮により動作不良が生じる虞が低減された車両用空調装置を提供することを目的としている。

本発明の好適な一実施の形態によれば、
空気が流れる内部空間を有する空調ケースと、
前記内部空間に配置される冷却用熱交換器と、
前記内部空間に、前記空気の流れ方向における前記冷却用熱交換器の下流側に配置される加熱用熱交換器と、
前記空気の流れ方向における前記加熱用熱交換器の上流側にスライド可能に配置され、前記加熱用熱交換器の一端側に設けられた第１冷風バイパスに向かう空気と前記加熱用熱交換器に向かう空気との比率を調整する第１温調ドアと、
前記空気の流れ方向における前記加熱用熱交換器の上流側にスライド可能に配置され、前記加熱用熱交換器の前記一端側に対向する他端側に設けられた第２冷風バイパスに向かう空気と前記加熱用熱交換器に向かう空気との比率を調整する第２温調ドアと、
前記内部空間内で前記第１温調ドアの前記冷却用熱交換器に面する側と連結し、回転することで前記第１温調ドアを駆動する第１シャフトと、
前記空調ケースの外部で前記第１シャフトに連結され、前記第１シャフトの回転軸線の周りを回転する第１外部ギアと、
前記内部空間内で前記第２温調ドアの前記冷却用熱交換器に面する側と連結し、回転することで前記第２温調ドアを駆動する第２シャフトと、
前記空調ケースの外部で前記第２シャフトに連結され、前記第２シャフトの回転軸線の周りを回転する第２外部ギアと、
前記第１外部ギアと前記第２外部ギアのうち一方のギアを回転駆動する回転駆動力を出力する回転駆動部と、
前記空調ケースの外部に配置され、前記回転駆動部の回転駆動力を前記第１外部ギアと前記第２外部ギアのうち他方のギアに伝達するラックと、
を備え、
前記ラックおよび前記空調ケースの温度変化による伸縮率は、互いに異なっており、
前記空調ケースおよび前記ラックが収縮すると前記他方のギアを介して駆動される温調ドアが前記一方のギアを介して駆動される温調ドアから離れる方向に動くように前記他方のギアと連結されたシャフトを回転させるよう、または、前記空調ケースおよび前記ラックが膨張すると前記他方のギアを介して駆動される温調ドアが前記一方のギアを介して駆動される温調ドアに向かう方向に動くように前記他方のギアと連結されたシャフトを回転させるよう、前記ラックは、前記空気の流れ方向における前記他方のギアの下流側部分あるいは上流側部分と噛み合っていることを特徴とする、車両用空調装置が提供される。

上記本発明の実施形態によれば、空調ケースおよびラックの温度変化による伸縮率が異なる車両用空調装置であって、空調ケースおよびラックの伸縮により動作不良が生じる虞が低減された車両用空調装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態による車両用空調装置の空気調和部の構成を模式的に示す側面図である。図１に示す空気調和部の上下方向に沿った断面図である。図１に示す空気調和部のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図１に示す空気調和部のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。図１に示す温調ドア、シャフト、外部ギア、回転駆動部およびラックを示す分解斜視図である。図１に示す車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で膨張した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図６に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。図１に示す車両用空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で収縮した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図８に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。ラックの変形例を説明するための図である。ラックの他の変形例を説明するための図である。本発明の第２の実施形態による車両用空調装置の空気調和部の構成を模式的に示す側面図である。図１２に示す車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で膨張した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図１３に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。図１２に示す車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で収縮した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図１５に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。比較例における車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で膨張した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図１７に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。図１７に示す車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で収縮した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図１９に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。他の比較例における車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で膨張した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図２１に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。図２１に示す車両空調装置において、空調ケースおよびラックが異なる伸縮率で収縮した場合の外部ギアの回転を説明するための図である。図２３に示す場合の温調ドアの動きを説明するための図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による車両用空調装置の空気調和部の構成を模式的に示す側面図である。また、図２は、図１に示す空気調和部の上下方向に沿った断面図である。具体的には、図２は、図３のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面を示している。また、図３および図４は、それぞれ、図１に示す空気調和部のＩＩＩ－ＩＩＩ線およびＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。なお、図３および図４では、後述する吹出通路ドアの図示が省略されている。また、図５は、図１に示す温調ドア、シャフト、外部ギア、回転駆動部およびラックを示す分解斜視図である。

図１乃至図４に示すように、車両用空調装置１（以下、単に「空調装置」とも呼ぶ。）の空気調和部１ａは、空調ケース２を有している。空調ケース２は、内部に空気が流れる内部空間３を形成している。なお、以下では、空調装置１およびその構成部品に対する「上流側」および「下流側」の用語は、それぞれ、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の流れ方向を基準とした「上流側」および「下流側」を指すものとする。

図３および図４に示すように、空調ケース２の上流側端部２ａには、送風機（図示せず）と接続する接続口３００が形成されており、送風機から吹き出された空気が接続口３００を通じて空調ケース２の内部空間３に流れ込むようになっている。また、空調ケース２の下流側端部２ｂには、複数の吹出通路３０１，３０２，３０３が形成されており、内部空間３に流れ込んだ空気が吹出通路３０１，３０２，３０３から流出するようになっている。

空調ケース２の複数の吹出通路は、デフロスト吹出通路３０１と、ベント吹出通路３０２と、フット吹出通路３０３とを含む。図１および図２に示すように、デフロスト吹出通路３０１は、空調ケース２の天面２ｃに設けられている。デフロスト吹出通路３０１の下流端は、車室内のフロントガラスの内面に向けて空気を吹き出す図示しないデフロスト吹出口に接続されている。また、ベント吹出通路３０２は、空調ケース２の下流側端面２ｄの上側部分に設けられている。ベント吹出通路３０２の下流端は、運転席及び助手席（場合によっては後席も）に座っている乗員の上半身に向けて空気を吹き出す図示しないベント吹出口に接続されている。また、フット吹出通路３０３は、空調ケース２の下流側端面２ｄの下側部分に設けられている。フット吹出通路３０３の下流端は、運転席及び助手席（場合によっては後席も）に座っている乗員の足元に向けて空気を吹き出す図示しないフット吹出口に接続されている。

図１乃至図４に示すように、空調ケース２の内部空間３には、冷却用熱交換器（エバポレータ）４、加熱用熱交換器（ヒータコア）５、及び、内部空間３を通流する空気の流れを変更する各種ドア（温調ドア１１，１５及び吹出通路ドア３０１Ｄ，３０２Ｄ，３０３Ｄ）が設けられている。また、運転席から見て空調ケース２の左側の側面２ｇには、温調ドア１１，１５を駆動する駆動機構２０が設けられている。

冷却用熱交換器（エバポレータ）４は、空調ケース２の内部空間３に流入した空気の全てが冷却用熱交換器４を通過するように設けられている。具体的には、冷却用熱交換器４は、内部空間３の全断面積を占有するように設けられている。冷却用熱交換器４は、そこを通過する空気から熱を奪い、かつ、空気の湿度が高い場合には空気中の水分を凝縮させることにより空気の湿度を下げる。

加熱用熱交換器（ヒータコア）５は、空調ケース２の内部空間３において、冷却用熱交換器４の下流側に配置されている。加熱用熱交換器５は、そこを通過する空気を加熱する。

加熱用熱交換器５は、内部空間３の全断面積を占有してはいない。空調ケース２内において、加熱用熱交換器５の一端（図示された例では上端）と空調ケース２の天面２ｃとの間には、第１冷風バイパス３ａが形成されている。また、加熱用熱交換器５の上記一端側に対向する他端（図示された例では下端）と空調ケースの底面２ｅとの間には、第２冷風バイパス３ｂが形成されている。これらの冷風バイパス３ａ，３ｂは、内部空間３を流れる空気が加熱用熱交換器５を通過しないで（加熱用熱交換器５を迂回して）加熱用熱交換器５の下流側に流れることを可能にする。

温調ドア１１，１５は、空気の流れ方向における冷却用熱交換器４と加熱用熱交換器５との間に設けられている。図示の例では、温調ドア１１，１５は、板状の部材であり、加熱用熱交換器５の上流側の面に概ね平行に配置されている。温調ドア１１，１５は、それぞれ、内部空間３の上側部分及び下側部分に設けられ、第１冷風バイパス３ａおよび第２冷風バイパス３ｂの開口度を調整することができるようになっている。以下では、内部空間３の上側部分に配置された温調ドア１１を「第１温調ドア１１」とも呼び、内部空間３の下側部分に配置された温調ドア１５を「第２温調ドア１５」とも呼ぶ。

なお、本明細書において、説明の便宜上、温調ドア１１，１５の並ぶ方向や後述するシャフト１２，１６の並ぶ方向、および、ギア２１，２５の並ぶ方向が、図１および図２の上下方向に一致している。しかしながら、このことによって、空調装置１が実際に車両に組み込まれた場合の温調ドア１１，１５の並ぶ方向やシャフト１２，１６の並ぶ方向、ギア２１，２５の並ぶ方向が上下方向（鉛直方向）に一致するものと限定されるわけではない。また、シャフト１２，１６および後述するシャフト３０１ｓ，３０２ｓ，３０３ｓの延びる方向が、図３および図４の左右方向に一致している。しかしながら、このことによって、空調装置１が実際に車両に組み込まれた場合のシャフト１２，１６，３０１ｓ，３０２ｓ，３０３ｓの延びる方向が、運転席から見た左右方向に一致するものと限定されるわけではない。

第１温調ドア１１は、内部空間３の上側部分内を上下方向に沿ってスライドすることができるようになっている。そして、第１温調ドア１１は、その位置に応じて、加熱用熱交換器５の上側部分５ａに向かう空気と、第１冷風バイパス３ａに向かう空気との比率を調整する。また、第２温調ドア１５は、内部空間３の下側部分内を上下方向に沿ってスライドすることができるようになっている。第２温調ドア１５は、その位置に応じて、加熱用熱交換器５の下側部分５ｂに向かう空気と、第２冷風バイパス３ｂに向かう空気との比率を調整する。

図３および図４に示すように、第１温調ドア１１および第２温調ドア１５は、それぞれ、内部空間３を左右方向に沿って延びるシャフト１２，１６に連結されており、シャフト１２，１６の回転に伴って、内部空間３の上側部分内および下側部分内を上下方向に沿ってスライドする。より具体的には、図５に示すように、各温調ドア１１，１５の一方の面（冷却用熱交換器４に面する面）には、その上端部から下端部に亘って、それぞれラック１１ｒ，１５ｒが設けられている。また、各シャフト１２，１６の外周面には、このラック１１ｒ，１５ｒと噛み合うギア１２ｐ，１６ｐが設けられている。そして、シャフト１２，１６を周方向に回転させると、シャフト１２，１６の回転運動がギア１２ｐ，１６ｐとラック１１ｒ，１５ｒとによって上下方向の運動に変換され、温調ドア１１，１５が上下にスライドする。

以下では、第１温調ドア１１に連結されたシャフト１２を「第１シャフト１２」とも呼び、第２温調ドア１５に連結されたシャフト１６を「第２シャフト１６」とも呼ぶ。

図３および図４に示すように、シャフト１２，１６は、その両端部において、空調ケース２の左右の側面２ｇ，２ｈに回転可能に支持されている。図示の例では、シャフト１２，１６の左側の端部は、空調ケース２の外側に延び出しており、駆動機構２０に接続されている。

上述のように、第１温調ドア１１は、内部空間３の上側部分内を上下方向に沿ってスライドすることにより、加熱用熱交換器５の上側部分５ａに向かう空気と第１冷風バイパス３ａに向かう空気との比率を調整する。すなわち、第１温調ドア１１が上下方向に沿ってスライドすることにより、第１冷風バイパス３ａの開口面積が変更され、また、空気の流れ方向に見て加熱用熱交換器５の上側部分５ａのうち第１温調ドア１１と重なる部分の面積が変更される。これにより、内部空間３の上側部分において第１冷風バイパス３ａに向かう空気と加熱用熱交換器５の上側部分５ａに向かう空気との比率が変更される。具体的には、図２において、第１温調ドア１１が実線で示す位置にあるとき、第１冷風バイパス３ａの開口面積が最小にされ、空気の流れ方向に見て、加熱用熱交換器５の上側部分５ａのうち第１温調ドア１１と重なる部分の面積が最小にされる。この場合、内部空間３の上側部分において第１冷風バイパス３ａに向かう空気の割合が最小となる一方、加熱用熱交換器５に向かう空気の割合は最大となる。また、図２において、第１温調ドア１１が破線で示す位置にあるとき、第１冷風バイパス３ａの開口面積が最大にされ、空気の流れ方向に見て、加熱用熱交換器５の上側部分５ａのうち第１温調ドア１１と重なる部分の面積が最大にされる。この場合、内部空間３の上側部分において第１冷風バイパス３ａに向かう空気の割合が最大となる一方、加熱用熱交換器５に向かう空気の割合は最小となる。

以下では、第１温調ドア１１の第１冷風バイパス３ａの開口面積を最小にする位置（図２で実線で示す位置）を「上側第１位置」と呼び、第１冷風バイパス３ａの開口面積を最大にする位置（図２で破線で示す位置）を「上側第２位置」と呼ぶ。なお、第１温調ドア１１の可動範囲は、図示しない規制手段によって、上側第１位置と上側第２位置との間に規制されている。規制手段としては、例えばガイドレールなどが挙げられる。

また、上述のように、第２温調ドア１５は、内部空間３の下側部分内を上下方向に沿ってスライドすることにより、加熱用熱交換器５の下側部分５ｂに向かう空気と第２冷風バイパス３ｂに向かう空気との比率を調整する。すなわち、第２温調ドア１５が上下方向に沿ってスライドすることにより、第２冷風バイパス３ｂの開口面積が変更され、また、空気の流れ方向に見て加熱用熱交換器５の下側部分５ｂのうち第２温調ドア１５と重なる部分の面積が変更される。これにより、内部空間３の下側部分において第２冷風バイパス３ｂに向かう空気と加熱用熱交換器５の下側部分５ｂに向かう空気との比率が変更される。具体的には、図２において、第２温調ドア１５が実線で示す位置にあるとき、第２冷風バイパス３ｂの開口面積が最小にされ、空気の流れ方向に見て、加熱用熱交換器５の下側部分５ｂのうち第２温調ドア１５と重なる部分の面積が最小にされる。この場合、内部空間３の下側部分において第２冷風バイパス３ｂに向かう空気の割合が最小となる一方、加熱用熱交換器５に向かう空気の割合は最大となる。また、図２において、第２温調ドア１５が破線で示す位置にあるとき、第２冷風バイパス３ｂの開口面積が最大にされ、空気の流れ方向に見て、加熱用熱交換器５の下側部分５ｂのうち第２温調ドア１５と重なる部分の面積が最大にされる。この場合、内部空間３の下側部分において第２冷風バイパス３ｂに向かう空気の割合が最大となる一方、加熱用熱交換器５に向かう空気の割合は最小となる。

以下では、第２温調ドア１５の第２冷風バイパス３ｂの開口面積を最小にする位置（図２で実線で示す位置）を「下側第１位置」と呼び、第２冷風バイパス３ｂの開口面積を最大にする位置（図２で破線で示す位置）を「下側第２位置」と呼ぶ。

図示された例では、駆動機構２０は、第１温調ドア１１を上側第１位置（図２において実線で示す位置）に配置するとき、第２温調ドア１５を下側第１位置（図２において実線で示す位置）に配置し、且つ、第１温調ドア１１を上側第２位置（図２において破線で示す位置）に配置するとき、第２温調ドア１５を下側第２位置（図２において破線で示す位置）に配置するように構成されている。第１温調ドア１１および第２温調ドア１５の位置は、乗員等により設定された空調装置１の温調モードに基づいて制御される。これにより、設定された温調モードに応じた温度の空気が、空調装置１から車室内に吹き出される。

なお、上述の説明から理解されるように、各温調ドア１１，１５の位置は、それぞれ、シャフト１２，１６の回転位相に対応している。したがって、各温調ドア１１，１５の位置は、シャフト１２，１６の回転位相を制御することにより制御される。

以下では、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の全てが加熱用熱交換器５を通過するようになる温調モードを、「フルホットモード」と呼ぶ。このような温調モードでは、空調装置１から吹き出される空気が、最も高温になる。したがって、フルホットモードは、空調装置１の環境温度が低温であるときに実行される。また、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の全てが加熱用熱交換器５を迂回するようになる温調モードを、「フルクールモード」と呼ぶ。このような温調モードでは、空調装置１から吹き出される空気が、最も低温になる。したがって、フルクールモードは、空調装置１の環境温度が高温であるときに実行される。

図示された例では、第１温調ドア１１を上側第１位置に配置し、第２温調ドア１５を下側第１位置に配置すると、空調装置１の温調モードがフルホットモードになる。また、第１温調ドア１１を上側第２位置に配置し、第２温調ドア１５を下側第２位置に配置すると、空調装置１の温調モードがフルクールモードになる。

具体的には、図５に示すように、第１温調ドア１１の上端部には、弾力性を有するクッション材１１ａが設けられている。また、第２温調ドア１５の上端部および下端部にも、それぞれ弾力性を有するクッション材１５ａ，１５ｂが設けられている。空調装置１が通常の環境温度（例えば２０℃）で使用される場合、上側第１位置に配置された第１温調ドア１１の上端部は、クッション材１１ａを介して空調ケース２の天面２ｃに密着し、下側第１位置に配置された第２温調ドア１５の下端部は、クッション材１５ｂを介して空調ケース２の底面２ｅに密着する。これにより、第１温調ドア１１および第２温調ドア１５をそれぞれ上側第１位置および下側第１位置に配置した場合、上記通常の環境温度（例えば２０℃）では、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の全てが加熱用熱交換器５に向かうフルホットモードになる。また、空調装置１が通常の環境温度（例えば２０℃）で使用される場合、下側第２位置に配置された第２温調ドア１５の上端部は、クッション材１５ａを介して上側第２位置に配置された第１温調ドア１１の下端部に密着する。これにより、第１温調ドア１１および第２温調ドア１５をそれぞれ上側第２位置および下側第２位置に配置した場合、上記通常の環境温度（例えば２０℃）では、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の全てが加熱用熱交換器５を迂回するフルクールモードになる。なお、図示しないが、第１温調ドア１１の下端部にクッション材を設けるとともに第２温調ドア１５の上端部にクッション材を設けない形態、あるいは第１温調ドア１１の下端部と第２温調ドア１５の上端部とにそれぞれクッション材を設ける形態としてもよい。

吹出通路ドア３０１Ｄ，３０２Ｄ，３０３Ｄは、それぞれ、デフロスト吹出通路３０１、ベント吹出通路３０２及びフット吹出通路３０３に設けられ、対応する吹出通路３０１，３０２，３０３の開口面積を調整する。以下では、デフロスト吹出口、ベント吹出口およびフット吹出口に続く吹出通路３０１，３０２，３０３を開閉するドアという意味において、吹出通路ドア３０１Ｄ，３０２Ｄ，３０３Ｄを、それぞれ、「デフロストドア３０１Ｄ」、「ベントドア３０２Ｄ」、「フットドア３０３Ｄ」とも呼ぶ。

吹出通路ドア３０１Ｄ，３０２Ｄ，３０３Ｄは、空調ケース２内を左右方向に延びるシャフト３０１ｓ，３０２ｓ，３０３ｓから延出する板状の部材である。吹出通路ドア３０１Ｄ，３０２Ｄ，３０３Ｄは、シャフト３０１ｓ，３０２ｓ，３０３ｓが図示しない駆動機構によって回転されることにより、対応する吹出通路３０１，３０２，３０３を開放または閉鎖する。これらのドア３０１Ｄ，３０２Ｄ，３０３Ｄの開度は、車載マイクロコンピュータなどからなる制御部により制御され、吹出通路３０１，３０２，３０３の開口面積を任意の開口面積にすることができる。

なお、図１乃至図４に示す空調装置１の吹出モードには、例えば、デフロストモード、デフフットモード、フットモード、ベントモード、バイレベルモード等がある。デフロストモードでは、デフロストドア３０１Ｄが開かれ、かつ、ベントドア３０２Ｄとフットドア３０３Ｄが閉じられて、デフロスト吹出口から調和空気が吹き出される。デフフットモードでは、デフロストドア３０１Ｄ及びフットドア３０３Ｄが開かれ、かつ、ベントドア３０２Ｄが閉じられて、デフロスト吹出口及びフット吹出口から調和空気が吹き出される。フットモードでは、デフロストドア３０１Ｄとベントドア３０２Ｄとが閉じられ、かつ、フットドア３０３Ｄが開かれて、フット吹出口から調和空気が吹き出される。ベントモードでは、ベントドア３０２Ｄが開かれ、かつ、デフロストドア３０１Ｄ及びフットドア３０３Ｄが閉じられて、ベント吹出口から調和空気が吹き出される。バイレベルモードでは、ベントドア３０２Ｄ及びフットドア３０３Ｄが開かれ、かつ、デフロストドア３０１Ｄが閉じられ、ベント吹出口とフット吹出口とから調和空気が吹き出される。

次に、第１シャフト１２および第２シャフト１６を回転駆動する駆動機構２０について説明する。

図１、図３および図４に示すように、駆動機構２０は、空調ケース２の外側に、空調ケース２の左側の側面２ｇに対向して取り付けられている。図１に示すように、駆動機構２０は、第１シャフト１２に連結された第１外部ギア２１と、第２シャフト１６に連結された第２外部ギア２５と、回転駆動部３０と、ラック４０と、を有する。

第１ギア２１は、図３に示すように、第１シャフト１２の一側端部（左側端部）に固定され、第１シャフト１２の回転軸線Ｘ１２の周りを回転する。また、第２ギア２５は、図４に示すように、第２シャフト１６の一側端部（左側端部）に固定され、第２シャフト１６の回転軸線Ｘ１６の周りを回転する。

回転駆動部３０は、第１外部ギア２１を回転駆動する回転駆動力を出力する。図示された例では、回転駆動部３０は、アクチュエータ３１と、アクチュエータ３１により回転駆動される駆動ギア３２と、を含む。図１および図３に示すように、駆動ギア３２は、第１外部ギア２１と噛み合っている。これにより、アクチュエータ３１が駆動ギア３２を時計回りあるいは反時計回りに回転駆動すると、第１外部ギア２１は、回転軸線Ｘ１２の周りを、駆動ギア３２とは反対の回転方向に（反時計回りあるいは時計回りに）回転する。

ラック４０は、全体として細長状であり、両端部に駆動ギア３２および第２外部ギア２５と噛み合う歯が形成された歯形成部４２，４３を有している。ラック４０が駆動ギア３２および第２外部ギア２５と噛み合っていることにより、回転駆動部３０の回転駆動力が第２外部ギア２５に伝達される。そして、アクチュエータ３１が駆動ギア３２を時計回りあるいは反時計回りに回転駆動すると、第２外部ギア２５は、回転軸線Ｘ１６の周りを、駆動ギア３２と同じ回転方向に（時計回りあるいは反時計回りに）回転する。すなわち、第１外部ギア２１と第２外部ギア２５とは、互いに異なる回転方向に回転する。これにより、駆動機構２０は、第１温調ドア１１を図２に実線で示す上側第１位置から破線で示す上側第２位置に向かう方向に移動させると同時に、第２温調ドア１５を、図２に実線で示す下側第１位置から破線で示す下側第２位置に向かう方向に移動させることができる。また、第１温調ドア１１を上側第２位置から上側第１位置に向かう方向に移動させると同時に、第２温調ドア１５を、下側第２位置から下側第１位置に向かう方向に移動させることができる。アクチュエータ３１の動作量（すなわち駆動ギア３２の回転位相）は、車載マイクロコンピュータなどからなる図示しない制御部により制御される。

なお、ラック４０は、歯形成部４２，４３と外部ギア２１，２５との噛み合い状態を保つため、空調ケース２の左側側面２ｇから突出する支持凸部（図示せず）によって支持され、外部ギア２１，２５に向けて付勢されている。

また、図示された例では、空調ケース２およびラック４０は、樹脂材料を用いて形成されている。また、空調ケース２およびラック４０は、駆動機構２０の作動時における空調ケース２とラック４０との擦れ音等の異音を防止するため、互いに異なる樹脂材料で形成されている。

ところで、一般に、車両用空調装置の使用温度範囲は、例えば－３０℃～８０℃と、非常に広い。すなわち、車両用空調装置は、車両用空調装置の環境温度が通常の環境温度（例えば２０℃）から８０℃まで上昇しても、あるいは通常の環境温度から－３０℃まで低下しても、所望の温調モードあるいは吹出モードで運転可能であることが求められている。

その一方で、上述したように、空調ケースおよびラックを互いに異なる材料で作製すると、一般に、空調ケースおよびラックは、環境温度が変化した際に互いに異なる伸縮率（あるいは熱膨張係数）で伸縮（膨張または収縮）する。

ここで、ラックおよび空調ケースの温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が互いに異なると、空調装置を所望の温調モードで運転することができなくなる場合がある。具体的には、空調装置をフルクールモードやフルホットモードで運転することができなくなる場合がある。例えば、図１に示す駆動機構２０が用いられた空調装置において、ラック４０の上記伸縮率が空調ケース２の上記伸縮率よりも大きい場合、空調装置をフルクールモードやフルホットモードで運転することができなくなることがある。

以下、図１７乃至図２０に示す比較例を参照して、空調装置にこのような不具合が生じる理由を説明する。図１７は、ラック４０および空調ケース２の膨張前および膨張後における、ラック４０と外部ギア２１，２５と回転駆動部３０の駆動ギア３２とを、模式的に示す図である。図１７において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック４０および空調ケース２の膨張前における、ラック４０の駆動ギア３２との噛み合い位置、ラック４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック４０との噛み合い位置を示す。また、図１８は、ラック４０および空調ケース２の膨張前および膨張後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。さらに、図１９は、ラック４０および空調ケース２の収縮前および収縮後における、ラック４０と外部ギア２１，２５と回転駆動部３０の駆動ギア３２とを、模式的に示す図である。図１９において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック４０および空調ケース２の収縮前における、ラック４０の駆動ギア３２との噛み合い位置、ラック４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック４０との噛み合い位置を示す。また、図２０は、ラック４０および空調ケース２の収縮前および収縮後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。

まず、図１７および図１８を参照して、ラック４０および空調ケース２が膨張する場合について説明する。ここでは、回転駆動部３０は作動しておらず、駆動ギア３２の回転はロックされて（止められて）いる。

図１７に示すように、空調装置の環境温度が上昇すると、空調ケース２が膨張して、空調ケース２に支持された駆動ギア３２と第２外部ギア２５との間隔が広がる。また、ラック４０が膨張して、その長手方向に伸びる。ここで、図示された比較例では、ラック４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きい。このため、ギア３２，２５の間隔の広がる量よりも、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量の方が大きい。ここで、上述したように、駆動ギア３２の回転はロックされている。このため、ラック４０が膨張しても、ラック４０は点Ｐで駆動ギア３２と噛み合ったままである。その一方で、ラック４０のうち点Ｐよりも下側（第２外部ギア２５の側）の部分は、下方へ伸長する。以上により、ラック４０および空調ケース２が膨張すると、外部ギア２１，２５のうち、第２外部ギア２５のみが回転する。

図示された比較例では、ラック４０は第２外部ギア２５の下流側部分と噛み合っている。このため、ラック４０および空調ケース２が膨張すると、第２外部ギア２５は、図１７において時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量と、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量との差に応じた量である。

第２外部ギア２５が時計回りに回転すると、第２外部ギア２５と連結された第２シャフト１６と連結する第２温調ドア１５が、下方に移動する。このとき、第１温調ドア１１は移動しないので、第１温調ドア１１と第２温調ドア１５との間隔が広がる。この結果、回転駆動部３０が作動していないにもかかわらず、空調ケース２の内部空間３において加熱用熱交換器５を通過する空気の割合が増大する。

このような空調装置では、空調装置をフルクールモードで運転させるべく、第１温調ドア１１を上側第２位置に配置させても、図１８に示すように、ラック４０および空調ケース２の膨張前と膨張後とで、第２温調ドア１５は第１温調ドア１１に対して異なる位置に配置されることになる。すなわち、膨張前は、第２温調ドア１５は第１温調ドア１１に当接するよう配置されても、膨張後は、第２温調ドア１５は第１温調ドア１１から離間した位置に配置される。したがって、膨張後は、第１温調ドア１１を上側第２位置に配置しても、温調ドア１１，１５の間には隙間Ｇ１が形成され、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の一部が隙間Ｇ１を通じて加熱用熱交換器５に向かう。なお、上述したように、第１温調ドア１１の可動範囲は上側第１位置と上側第２位置との間に規制されているため、回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１および第２温調ドア１５を互いに対してさらに接近させて当接させることはできない。したがって、この比較例による空調装置の温調モードをフルクールモードにすることはできない。

次に、図１９および図２０を参照して、上記比較例による空調装置のラック４０および空調ケース２が収縮する場合について説明する。ここでも、回転駆動部３０は作動しておらず、駆動ギア３２の回転はロックされている。

図１９に示すように、空調装置の環境温度が低下すると、空調ケース２が収縮して、空調ケース２に支持された駆動ギア３２と第２外部ギア２５との間隔が狭まる。また、ラック４０が収縮して、その長手方向に縮む。上述したように、図示された比較例では、ラック４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きいため、ギア３２，２５の間隔の狭まる量よりも、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量の方が大きい。ここで、上述したように、駆動ギア３２の回転は止められている。このため、ラック４０が収縮しても、ラック４０は点Ｐで駆動ギア３２と噛み合ったままである。その一方で、ラック４０のうち点Ｐよりも下側（第２外部ギア２５の側）の部分は、上方へ収縮する。以上により、ラック４０および空調ケース２が収縮すると、外部ギア２１，２５のうち、第２外部ギア２５のみが回転する。

図示された比較例では、ラック４０は第２外部ギア２５の下流側部分と噛み合っている。このため、ラック４０および空調ケース２が収縮すると、第２外部ギア２５は、図１９において反時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量と、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量との差に応じた量である。

第２外部ギア２５が反時計回りに回転すると、第２外部ギア２５と連結された第２シャフト１６と連結する第２温調ドア１５が、上方に移動する。このとき、第１温調ドア１１は移動しないので、第１温調ドア１１と第２温調ドア１５との間隔が狭まる。この結果、回転駆動部３０が作動していないにもかかわらず、空調ケース２の内部空間３において加熱用熱交換器５を通過する空気の割合が減少する。

このような空調装置では、空調装置をフルホットモードで運転させるべく、第１温調ドア１１を上側第１位置に配置させても、図２０に示すように、ラック４０および空調ケース２の収縮前と収縮後とで、第２温調ドア１５は空調ケース２の底面２ｅに対して異なる位置に配置されることになる。すなわち、収縮前は、第２温調ドア１５が空調ケース２の底面２ｅに当接するように配置されても、収縮後は、第２温調ドア１５は、上記底面２ｅから離間した位置に配置される。したがって、収縮後は、第１温調ドア１１を上側第１位置に配置しても、第２温調ドア１５と空調ケース２の底面２ｅとの間に隙間Ｇ２が形成され、空調ケース２の内部空間３を流れる空気の一部が隙間Ｇ２を通じて加熱用熱交換器５を迂回する。なお、上述したように、第１温調ドア１１の可動範囲は上側第１位置と上側第２位置との間に規制されているため、回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１および第２温調ドア１５を互いからさらに離間させて第２温調ドア１５を空調ケース２の底面２ｅに当接させることはできない。したがって、この比較例による空調装置の温調モードをフルホットモードにすることはできない。

以上より、環境温度が上昇して空調ケースおよびラックが膨張した場合であっても、フルクールモードで運転可能な空調装置の実現が求められている。また、環境温度が低下して空調ケースおよびラックが収縮した場合であっても、フルホットモードで運転可能な空調装置の実現が求められている。

このような点を考慮して、本実施の形態による空調装置１は、以下のように構成されている。すなわち、ラック４０および空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）の大小関係は、駆動機構２０の構成に応じて決定されている。若しくは、駆動機構２０は、上記伸縮率の大小関係に応じて構成されている。

より具体的には、空調ケース２およびラック４０が膨張すると第２温調ドア１５が第１温調ドア１１に向かう方向に動くように駆動機構２０が第２シャフト１６を回転させるよう、上記伸縮率の大小関係および駆動機構２０の構造が決定されている。あるいは、空調ケース２およびラック４０が収縮すると第２温調ドア１５が第１温調ドア１１から離れる方向に動くように駆動機構２０が第２シャフト１６を回転させるよう、上記伸縮率の大小関係および駆動機構２０の構造が決定されている。

これにより、空調装置１の環境温度が上昇して空調ケース２およびラック４０が互いに異なる伸縮率（熱膨張係数）で膨張しても、空調装置１をフルクールモードで運転させることができる。言い換えると、第１温調ドア１１を上側第２位置に配置した際に、温調ドア１１，１５の間に隙間が形成されることが防止される。また、空調装置１の環境温度が低下して空調ケース２およびラック４０が互いに異なる伸縮率（熱膨張係数）で収縮しても、空調装置１をフルホットモードで運転させることができる。言い換えると、第１温調ドア１１を上側第１位置に配置した際に、第２温調ドア１５と空調ケース２の底面２ｅとの間に隙間が形成されることが防止される。

図示された例では、駆動機構２０は、図１に示すように、ラック４０が第２外部ギア２５の下流側部分と噛み合うように構成されている。このような駆動機構２０の構成に応じて、空調ケース２およびラック４０を構成する材料は、ラック４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも小さくなるように選択される。例えば、空調ケース２を構成する材料として、ポリプロピレンまたはポリプロピレンにタルクを混合した材料が選択され、ラック４０を構成する材料として、６，６－ナイロンまたはポリブチルテレフタラートが選択される。

以下、図６乃至図９を参照して、図１に示す空調装置１の空調ケース２およびラック４０が膨張および収縮した際の、温調ドア１１，１５の動作について説明する。図６は、ラック４０および空調ケース２の膨張前および膨張後における、ラック４０と外部ギア２１，２５と回転駆動部３０の駆動ギア３２とを、模式的に示す図である。図６において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック４０および空調ケース２の膨張前における、ラック４０の駆動ギア３２との噛み合い位置、ラック４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック４０との噛み合い位置を示す。また、図７は、ラック４０および空調ケース２の膨張前および膨張後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。さらに、図８は、ラック４０および空調ケース２の収縮前と収縮後のラック４０と外部ギア２１，２５と回転駆動部３０の駆動ギア３２とを、模式的に示す図である。図８において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック４０および空調ケース２の収縮前における、ラック４０の駆動ギア３２との噛み合い位置、ラック４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック４０との噛み合い位置を示す。また、図９は、ラック４０および空調ケース２の収縮前および収縮後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。

まず、ラック４０および空調ケース２が膨張する場合について説明する。ここでは、回転駆動部３０は作動しておらず、駆動ギア３２の回転はロックされている。

図６に示すように、空調装置１の環境温度が上昇すると、空調ケース２が膨張して、空調ケース２に支持された外部ギア２１，２５の間隔が広がる。また、ラック４０が膨張して、その長手方向に伸びる。図６に示す例では、ラック４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも小さいため、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量よりも、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量の方が小さい。これにより、ラック４０と噛み合う第２外部ギア２５が回転する。なお、駆動ギア３２の回転は、上述したようにアクチュエータ３１によってロックされている。

図示された例では、ラック４０は第２外部ギア２５の下流側部分と噛み合っている。このため、ラック４０および空調ケース２が膨張すると、第２外部ギア２５は、図６において反時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量と、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量との差に応じた量である。

第２外部ギア２５が反時計回りに回転すると、第２外部ギア２５と連結された第２シャフト１６と連結する第２温調ドア１５が、上方に移動する。このとき、第１温調ドア１１は移動しない。

このように構成された空調装置１において、空調装置１をフルクールモードで運転させるべく回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１を上側第２位置に配置すると、第２温調ドア１５は、膨張前よりもさらに第１温調ドア１１に接近した位置に配置されて、膨張前よりもさらに第１温調ドア１１に密着する。このとき、図７の部分拡大図に示すように、第２温調ドア１５は、その上端部に設けられたクッション材１５ａを押し潰しながら、第１温調ドア１１に密着する。したがって、温調ドア１１，１５の間に隙間が形成されることが防止される。この結果、ラック４０および空調ケース２の膨張後も、空調装置１をフルクールモードで運転させることができる。

次に、ラック４０および空調ケース２が収縮する場合について説明する。ここでも、回転駆動部３０は作動しておらず、駆動ギア３２の回転はロックされている。

図８に示すように、空調装置１の環境温度が低下すると、空調ケース２が収縮して、空調ケース２に支持された外部ギア２１，２５の間隔が狭まる。また、ラック４０が収縮して、その長手方向に縮む。図８に示す例では、ラック４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも小さいため、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量よりも、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量の方が小さい。このため、ラック４０と噛み合う第２外部ギア２５が回転する。なお、駆動ギア３２の回転は、上述したようにアクチュエータ３１によってロックされている。

図示された例では、ラック４０は第２外部ギア２５の下流側部分と噛み合っている。このため、ラック４０および空調ケース２が収縮すると、第２外部ギア２５は、図８において時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量と、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量との差に応じた量である。

第２外部ギア２５が時計回りに回転すると、第２外部ギア２５と連結された第２シャフト１６と連結する第２温調ドア１５が、下方に移動する。このとき、第１温調ドア１１は移動しない。

このように構成された空調装置１において、空調装置１をフルホットモードで運転させるべく回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１を上側第１位置に配置すると、第２温調ドア１５は、収縮前よりもさらに空調ケース２の底面２ｅに接近した位置に配置されて、収縮前よりもさらに底面２ｅに密着する。このとき、図９の部分拡大図に示すように、第２温調ドア１５は、その下端部に設けられたクッション材１５ｂを押し潰しながら、底面２ｅに密着する。したがって、第２温調ドア１５と底面２ｅとの間に隙間が形成されることが防止される。この結果、収縮後も、空調装置１をフルホットモードで運転させることができる。

以上のように、第１の実施形態の空調装置１は、環境温度が上昇して空調ケース２およびラック４０が互いに異なる伸縮率（熱膨張係数）で膨張した場合であっても、フルクールモードでの運転を実現可能である。また、環境温度が低下して空調ケース２およびラック４０が互いに異なる伸縮率（熱膨張係数）で収縮した場合であっても、フルホットモードでの運転を実現可能である。

以上のように、第１の実施形態によれば、車両用空調装置１は、空気が流れる内部空間３を有する空調ケース２と、内部空間３に配置される冷却用熱交換器４と、内部空間３に、上記空気の流れ方向における冷却用熱交換器４の下流側に配置される加熱用熱交換器５と、を備えている。また、車両用空調装置１は、上記空気の流れ方向における加熱用熱交換器５の上流側にスライド可能に配置され、加熱用熱交換器５の一端側に設けられた第１冷風バイパス３ａに向かう空気と加熱用熱交換器５に向かう空気との比率を調整する第１温調ドア１１と、上記空気の流れ方向における加熱用熱交換器５の上流側にスライド可能に配置され、加熱用熱交換器５の上記一端側に対向する他端側に設けられた第２冷風バイパス３ｂに向かう空気と加熱用熱交換器５に向かう空気との比率を調整する第２温調ドア１５と、を備えている。また、車両用空調装置１は、内部空間３内で第１温調ドア１１の冷却用熱交換器４に面する側と連結し、回転することで第１温調ドア１１を駆動する第１シャフト１２と、空調ケース２の外部で第１シャフト１２に連結され、第１シャフト１２の回転軸線Ｘ１２の周りを回転する第１外部ギア２１と、内部空間３内で第２温調ドア１５の冷却用熱交換器４に面する側と連結し、回転することで第２温調ドア１５を駆動する第２シャフト１６と、空調ケース２の外部で第２シャフト１６に連結され、第２シャフト１６の回転軸線Ｘ１６の周りを回転する第２外部ギア２５と、を備えている。さらに、車両用空調装置１は、第１外部ギア２１と第２外部ギア２５のうち一方のギア２１を回転駆動する回転駆動力を出力する回転駆動部３０と、空調ケース２の外部に配置され、回転駆動部３０の回転駆動力を第１外部ギア２１と第２外部ギア２５のうち他方のギア２５に伝達するラック４０と、を備えている。ラック４０の温度変化による伸縮率と空調ケース２の温度変化による伸縮率とは、互いに異なっている。そして、空調ケース２およびラック４０が収縮すると他方のギア２５を介して駆動される温調ドア１５が上記一方のギア２１を介して駆動される温調ドア１１から離れる方向に動くように他方のギア２５と連結されたシャフト１６を回転させるよう、または、空調ケース２およびラック４０が膨張すると他方のギア２５を介して駆動される温調ドア１５が上記一方のギア２１を介して駆動される温調ドア１１に向かう方向に動くように上記他方のギア２５と連結されたシャフト１６を回転させるよう、ラック４０は、空気の流れ方向における上記他方のギア２５の下流側部分あるいは上流側部分と噛み合っている。

このような空調装置１では、空調ケース２およびラック４０が収縮すると、上記他方のギア２５を介して駆動される温調ドア１５が上記一方のギア２１を介して駆動される温調ドア１１から離れる方向に動く。または、空調ケース２およびラック４０が膨張すると、他方のギア２５を介して駆動される温調ドア１５が上記一方のギア２１を介して駆動される温調ドア１１に向かう方向に動く。これにより、空調ケース２およびラック４０が収縮する環境温度低下時にも、空調装置１をフルホットモードで運転させることができる。または、空調ケース２およびラック４０が膨張する環境温度上昇時にも、空調装置１をフルクールモードで運転させることができる。

具体的には、第１の実施形態では、ラック４０の温度変化による伸縮率は、空調ケース２の温度変化による伸縮率よりも小さい。また、回転駆動部３０は、アクチュエータ３１と、アクチュエータ３１により回転駆動され上記一方のギア２１と噛み合う駆動ギア３２と、を含んでいる。そして、ラック４０は、上記空気の流れ方向における駆動ギア３２および他方のギア２５の下流側部分と噛み合っている。

さらに具体的には、第１の実施形態では、空調ケース２は、ポリプロピレンまたはポリプロピレンにタルクを混合した材料により構成されている。また、ラック４０は、６，６－ナイロンまたはポリブチルテレフタラートにより構成されている。これにより、ラック４０の温度変化による伸縮率を、空調ケース２の温度変化による伸縮率よりも小さくすることができる。

なお、第１の実施形態では、回転駆動部３０によって回転駆動される一方のギアは第１外部ギア２１であり、回転駆動部３０の回転駆動力が伝達される他方のギアは第２外部ギア２５であるが、これに限られない。上記一方のギアは第２外部ギア２５であり、上記他方のギアは第１外部ギア２１であってもよい。

＜ラックの変形例＞
次に、図１０および図１１を参照して、図１に示す第１の実施形態のラック４０の変形例について説明する。

上述した実施の形態では、ラック４０が樹脂のみによって構成される場合を例に挙げて説明してきた。しかしながら、ラックは、２以上の材料を用いて構成されてもよい。

例えば、ラックは、金属と樹脂を含んでいてもよい。図１０に示す例では、ラック４０ａは、当該ラック４０ａの長手方向に延びる金属で構成された金属部４１ａと、金属部４１ａの両端に固定された樹脂製の歯形成部４２ａ，４３ａを有していてもよい。一般に、金属は、上述した空調装置１の使用温度範囲において、樹脂よりも温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が非常に小さい。このため、上述した空調装置１の使用温度範囲において、ラック４０ａの温度変化による伸縮率を効果的に抑制することができる。したがって、上記使用温度範囲において、ラック４０ａの温度変化による膨張および収縮を、空調ケース２と比較して抑制することが容易である。

なお、図１０に示す例では、金属部４１ａの歯形成部４２ａ，４３ａの間となる領域は、樹脂で覆われていない。しかしながら、これに限られない。図１１に示す例では、ラック４０ａａは、図１０に示すラック４０ａと同様に、金属部４１ａと、歯形成部４２ａ，４３ａとを有する。そして、ラック４０ａａの金属部４１ａの歯形成部４２ａ，４３ａの間となる領域が、樹脂によって覆われている。このようなラック４０ａａによっても、上記使用温度範囲において、ラック４０ａの温度変化による伸縮率を、空調ケース２と比較して抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、図１２乃至図１６を参照して、第２の実施形態ついて説明する。図１２は、第２の実施形態による空調装置１００の空気調和部１００ａを示す図である。

図１２乃至図１６に示す第２の実施形態では、図１乃至図９に示す空調装置１と比較して、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きい点で異なっている。また、ラック１４０が第２外部ギア２５の上流側部分と噛み合うように駆動機構１２０が構成されている点で異なっている。他の構成は、図１乃至図９に示す空調装置１と略同一である。図１２乃至図１６に示す第２の実施形態において、図１乃至図９に示す第１の実施形態と同様の部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１２に示す空気調和部１００ａの温調ドア１１，１５を駆動する駆動機構１２０において、回転駆動部１３０のアクチュエータ３１は、第１外部ギア２１を回転駆動する。また、ラック１４０の上側の歯形成部４２は、第１外部ギア２１の下流側部分と噛み合っている。また、ラック１４０の下側の歯形成部４３は、第２外部ギア２５の上流側部分と噛み合っている。このような駆動機構１２０によっても、第１外部ギア２１と第２外部ギア２５とを、互いに異なる回転方向に回転させることができる。すなわち、駆動機構１２０は、第１温調ドア１１を上側第１位置から上側第２位置に向かう方向に移動させると同時に、第２温調ドア１５を、下側第１位置から下側第２位置に向かう方向に移動させることができる。また、第１温調ドア１１を上側第２位置から上側第１位置に向かう方向に移動させると同時に、第２温調ドア１５を、下側第２位置から下側第１位置に向かう方向に移動させることができる。

駆動機構１２０の図１２に示す構成に応じて、空調ケース２およびラック１４０を構成する材料は、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きくなるように選択される。例えば、空調ケース２を構成する材料として、ポリプロピレンまたはポリプロピレンにタルクを混合した材料が選択され、ラック１４０を構成する材料として、ポリオキシエチレンまたはポリアセタールが選択される。

以下、図１３乃至図１６を参照して、図１２に示す空調装置１００の空調ケース２およびラック１４０が膨張および収縮した際の、温調ドア１１，１５の動作について説明する。図１３は、ラック１４０および空調ケース２の膨張前と膨張後のラック１４０と外部ギア２１，２５とを、模式的に示す図である。図１３において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック１４０および空調ケース２の膨張前における、ラック１４０の第１外部ギア２１との噛み合い位置、ラック１４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック１４０との噛み合い位置を示す。また、図１４は、ラック１４０および空調ケース２の膨張前および膨張後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。さらに、図１５は、ラック１４０および空調ケース２の収縮前と収縮後のラック１４０と外部ギア２１，２５とを、模式的に示す図である。図１５において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック１４０および空調ケース２の収縮前における、ラック１４０の第１外部ギア２１との噛み合い位置、ラック１４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック１４０との噛み合い位置を示す。また、図１６は、ラック１４０および空調ケース２の収縮前および収縮後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。

まず、ラック１４０および空調ケース２が膨張する場合について説明する。ここでは、回転駆動部３０は作動しておらず、第１外部ギア２１の回転はロックされている。

図１３に示すように、空調装置１００の環境温度が上昇すると、空調ケース２が膨張して、空調ケース２に支持された外部ギア２１，２５の間隔が広がる。また、ラック１４０が膨張して、その長手方向に伸びる。図１３に示す例では、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きいため、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量よりも、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量の方が大きい。このため、ラック１４０と噛み合う第２外部ギア２５が回転する。なお、第１外部ギア２１の回転は、上述したようにアクチュエータ３１によってロックされている。

図示された例では、ラック１４０は第２外部ギア２５の上流側部分と噛み合っている。このため、ラック１４０および空調ケース２が膨張すると、第２外部ギア２５は、図１３において反時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量と、ラック４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量との差に応じた量である。

このように構成された空調装置１００において、空調装置１００をフルクールモードで運転させるべく回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１を上側第２位置に配置すると、第２温調ドア１５は、膨張前よりもさらに第１温調ドア１１に接近した位置に配置されて、膨張前よりもさらに第１温調ドア１１に密着する。このとき、図１４の部分拡大図に示すように、第２温調ドア１５は、その上端部に設けられたクッション材１５ａを押し潰しながら、第１温調ドア１１に密着する。したがって、温調ドア１１，１５の間に隙間が形成されることが防止される。この結果、膨張後も、空調装置１００をフルクールモードで運転させることができる。

次に、ラック１４０および空調ケース２が収縮する場合について説明する。ここでも、回転駆動部３０は作動しておらず、第１外部ギア２１の回転はロックされている。

図１５に示すように、空調装置１００の環境温度が低下すると、空調ケース２が収縮して、空調ケース２に支持された外部ギア２１，２５の間隔が狭まる。また、ラック１４０が収縮して、その長手方向に縮む。図１５に示す例では、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きいため、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量よりも、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量の方が大きい。このため、ラック１４０と噛み合う第２外部ギア２５が回転する。なお、第１外部ギア２１の回転は、上述したようにアクチュエータ３１によってロックされている。

図示された例では、ラック１４０は第２外部ギア２５の下流側部分と噛み合っている。このため、ラック１４０および空調ケース２が収縮すると、第２外部ギア２５は、図１５において時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量と、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量との差に応じた量である。

このように構成された空調装置１００において、空調装置１００をフルホットモードで運転させるべく回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１を上側第１位置に配置すると、第２温調ドア１５は、収縮前よりもさらに空調ケース２の底面２ｅに接近した位置に配置されて、収縮前よりもさらに底面２ｅに密着する。このとき、図１６の部分拡大図に示すように、第２温調ドア１５は、その下端部に設けられたクッション材１５ｂを押し潰しながら、底面２ｅに密着する。したがって、第２温調ドア１５と底面２ｅとの間に隙間が形成されることが防止される。この結果、収縮後も、空調装置１００をフルホットモードで運転させることができる。

このように、第２の実施形態の空調装置１００も、環境温度が上昇して空調ケース２およびラック１４０が互いに異なる伸縮率（熱膨張係数）で膨張した場合であっても、フルクールモードでの運転を実現可能である。また、環境温度が低下して空調ケース２およびラック１４０が互いに異なる伸縮率（熱膨張係数）で収縮した場合であっても、フルホットモードでの運転を実現可能である。

なお、上述した空調装置１００の比較例として、図１２に示す駆動機構１２０が採用された空調装置であって、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも小さい空調装置の温調ドア１１，１５の動作について、図２１乃至図２４を参照して説明する。図２１は、ラック１４０および空調ケース２の膨張前と膨張後のラック１４０と外部ギア２１，２５とを、模式的に示す図である。図２１において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック１４０および空調ケース２の膨張前における、ラック１４０の第１外部ギア２１との噛み合い位置、ラック１４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック１４０との噛み合い位置を示す。また、図２２は、ラック１４０および空調ケース２の膨張前および膨張後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。さらに、図２３は、ラック１４０および空調ケース２の収縮前と収縮後のラック１４０と外部ギア２１，２５とを、模式的に示す図である。図２３において、点Ｐ、点Ｑおよび点Ｒは、それぞれ、ラック１４０および空調ケース２の収縮前における、ラック１４０の第１外部ギア２１との噛み合い位置、ラック１４０の第２外部ギア２５との噛み合い位置、および、第２外部ギア２５のラック１４０との噛み合い位置を示す。また、図２４は、ラック１４０および空調ケース２の収縮前および収縮後における、温調ドア１１，１５と加熱用熱交換器５と空調ケース２の一部とを、模式的に示す図である。

図２１に示すように、空調装置の環境温度が上昇すると、空調ケース２が膨張して、空調ケース２に支持された外部ギア２１，２５の間隔が広がる。また、ラック１４０が膨張して、その長手方向に伸びる。図２１に示す比較例では、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも小さいため、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量よりも、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量の方が小さい。このため、ラック１４０と噛み合う第２外部ギア２５が回転する。なお、第１外部ギア２１の回転は、上述したようにアクチュエータ３１によってロックされている。

図示された例では、ラック１４０は第２外部ギア２５の上流側部分と噛み合っている。このため、ラック１４０および空調ケース２が膨張すると、第２外部ギア２５は、図２１において時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の広がる量と、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の広がる量との差に応じた量である。

このように構成された空調装置において、空調装置をフルクールモードで運転させるべく回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１を上側第２位置に配置すると、第２温調ドア１５は、膨張前よりも第１温調ドア１１から離間した位置に配置される。したがって、温調ドア１１，１５の間に隙間Ｇ１が形成される。このため、膨張後は、空調装置をフルクールモードで運転させることができない。

図２３に示すように、空調装置の環境温度が低下すると、空調ケース２が収縮して、空調ケース２に支持された外部ギア２１，２５の間隔が狭まる。また、ラック１４０が収縮して、その長手方向に縮む。図２３に示す例では、ラック１４０の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）が空調ケース２の温度変化による伸縮率（熱膨張係数）よりも大きいため、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量よりも、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量の方が大きい。このため、ラック１４０と噛み合う第２外部ギア２５が回転する。なお、第１外部ギア２１の回転は、上述したようにアクチュエータ３１によってロックされている。

図示された例では、ラック１４０は第２外部ギア２５の上流側部分と噛み合っている。このため、ラック１４０および空調ケース２が収縮すると、第２外部ギア２５は、図２３において反時計回りに回転する。第２外部ギア２５の回転量は、外部ギア２１，２５の間隔の狭まる量と、ラック１４０の点Ｐ，Ｑの間隔の狭まる量との差に応じた量である。

このように構成された空調装置において、空調装置をフルホットモードで運転させるべく回転駆動部３０を作動させて第１温調ドア１１を上側第１位置に配置すると、第２温調ドア１５は、収縮前よりも空調ケース２の底面２ｅから離間した位置に配置される。したがって、第２温調ドア１５と底面２ｅとの間に隙間Ｇ２が形成される。このため、収縮後は、空調装置をフルホットモードで運転させることができない。

以上のように、第２の実施形態によれば、ラック１４０の温度変化による伸縮率は、空調ケース２の温度変化による伸縮率よりも大きい。また、ラック１４０は、空気の流れ方向における上記一方のギア２１の下流側部分及び上記他方のギア２５の上流側部分と噛み合っている。

この場合も、空調ケース２およびラック１４０が収縮すると上記他方のギア２５を介して駆動される温調ドア１５が上記一方のギア２１を介して駆動される温調ドア１１から離れる方向に動く。または、空調ケース２およびラック１４０が膨張すると他方のギア２５を介して駆動される温調ドア１５が上記一方のギア２１を介して駆動される温調ドア１１に向かう方向に動く。これにより、空調ケース２およびラック４０が収縮する環境温度低下時にも、空調装置１００をフルホットモードで運転させることができる。また、空調ケース２およびラック４０が膨張する環境温度上昇時にも、空調装置１００をフルクールモードで運転させることができる。

この場合、例えば、空調ケース２は、ポリプロピレンまたはポリプロピレンにタルクを混合した材料により構成され、ラック１４０は、ポリオキシエチレンまたはポリアセタールにより構成されている。これにより、ラック１４０の温度変化による伸縮率を、空調ケース２の温度変化による伸縮率よりも大きくすることができる。

本発明に係るドア装置は、工業的に製造することができ、また商取引の対象とすることができるから、経済的価値を有して産業上利用することができる。

１，１００車両用空調装置
２空調ケース
３内部空間
４冷却用熱交換器
５加熱用熱交換器
１１第１温調ドア
１２第１シャフト
１５第２温調ドア
１６第２シャフト
２０，１２０駆動機構
２１第１外部ギア
２５第２外部ギア
３０回転駆動部
３１アクチュエータ
４０，４０ａ，４０ａａ，１４０ラック

Claims

空気が流れる内部空間（３）を有する空調ケース（２）と、
前記内部空間（３）に配置される冷却用熱交換器（４）と、
前記内部空間に、前記空気の流れ方向における前記冷却用熱交換器（４）の下流側に配置される加熱用熱交換器（５）と、
前記空気の流れ方向における前記加熱用熱交換器（５）の上流側にスライド可能に配置され、前記加熱用熱交換器（５）の一端側に設けられた第１冷風バイパス（３ａ）に向かう空気と前記加熱用熱交換器（５）に向かう空気との比率を調整する第１温調ドア（１１）と、
前記空気の流れ方向における前記加熱用熱交換器（５）の上流側にスライド可能に配置され、前記加熱用熱交換器（５）の前記一端側に対向する他端側に設けられた第２冷風バイパス（３ｂ）に向かう空気と前記加熱用熱交換器（５）に向かう空気との比率を調整する第２温調ドア（１５）と、
前記内部空間内で前記第１温調ドア（１１）の前記冷却用熱交換器（４）に面する側と連結し、回転することで前記第１温調ドア（１１）を駆動する第１シャフト（１２）と、
前記空調ケース（２）の外部で前記第１シャフト（１２）に連結され、前記第１シャフト（１２）の回転軸線（Ｘ１２）の周りを回転する第１外部ギア（２１）と、
前記内部空間内で前記第２温調ドア（１５）の前記冷却用熱交換器（４）に面する側と連結し、回転することで前記第２温調ドア（１５）を駆動する第２シャフト（１６）と、
前記空調ケース（２）の外部で前記第２シャフト（１６）に連結され、前記第２シャフト（１６）の回転軸線（Ｘ１６）の周りを回転する第２外部ギア（２５）と、
前記第１外部ギア（２１）と前記第２外部ギア（２５）のうち一方のギア（２１，２５）を回転駆動する回転駆動力を出力する回転駆動部（３０）と、
前記空調ケース（２）の外部に配置され、前記回転駆動部（３０）の回転駆動力を前記第１外部ギア（２１）と前記第２外部ギア（２５）のうち他方のギア（２５，２１）に伝達するラック（４０，４０ａ，４０ａａ，１４０）と、
を備え、
前記ラック（４０）および前記空調ケース（２）の温度変化による伸縮率は、互いに異なっており、
前記空調ケース（２）および前記ラック（４０，４０ａ，４０ａａ，１４０）が収縮すると前記他方のギア（２５，２１）を介して駆動される温調ドア（１５，１１）が前記一方のギア（２１，２５）を介して駆動される温調ドア（１１，１５）から離れる方向に動くように前記他方のギア（２５，２１）と連結されたシャフト（１６，１２）を回転させるよう、または、前記空調ケース（２）および前記ラック（４０，４０ａ，４０ａａ，１４０）が膨張すると前記他方のギア（２５，２１）を介して駆動される温調ドア（１５，１１）が前記一方のギア（２１，２５）を介して駆動される温調ドア（１１，１５）に向かう方向に動くように前記他方のギア（２５，２１）と連結されたシャフト（１６，１２）を回転させるよう、前記ラック（４０，４０ａ，４０ａａ，１４０）は、前記空気の流れ方向における前記他方のギア（２５，２１）の下流側部分あるいは上流側部分と噛み合っていることを特徴とする、車両用空調装置（１，１００）。
前記ラック（４０，４０ａ，４０ａａ）の温度変化による伸縮率は、前記空調ケース（２）の温度変化による伸縮率よりも小さく、
前記回転駆動部（３０）は、アクチュエータ（３１）と、前記アクチュエータ（３１）により回転駆動され前記一方のギア（２１，２５）と噛み合う駆動ギア（３２）と、を含み、
前記ラック（４０，４０ａ，４０ａａ）は、前記空気の流れ方向における前記駆動ギア（３２）および前記他方のギア（２５，２１）の下流側部分と噛み合っ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（１）。
前記空調ケース（２）は、ポリプロピレンまたはポリプロピレンにタルクを混合した材料により構成され、
前記ラック（４０）は、６，６－ナイロンまたはポリブチルテレフタラートにより構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の車両用空調装置（１）。
前記ラック（４０ａ，４０ａａ）は、当該ラック（４０ａ，４０ａａ）の長手方向に延びる金属部（４１ａ）と、前記金属部（４１ａ）に対して固定されて前記駆動ギア（３２）および前記他方のギア（２５，２１）と噛み合う歯が形成された歯形成部（４２ａ，４３ａ）とを有することを特徴とする、請求項２に記載の車両用空調装置（１）。
前記ラック（１４０）の温度変化による伸縮率は、前記空調ケース（２）の温度変化による伸縮率よりも大きく、
前記ラック（１４０）は、前記空気の流れ方向における前記一方のギア（２１，２５）の下流側部分及び前記他方のギア（２５，２１）の上流側部分と噛み合っ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（１００）。
前記空調ケース（２）は、ポリプロピレンまたはポリプロピレンにタルクを混合した材料により構成され、
前記ラック（１４０）は、ポリオキシエチレンまたはポリアセタールにより構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の車両用空調装置（１００）。
前記一方のギアは前記第１外部ギア（２１）であり、前記他方のギアは前記第２外部ギア（２５）であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用空調装置（１，１００）。
前記他方のギアは前記第１外部ギア（２１）であり、前記一方のギアは前記第２外部ギア（２５）であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用空調装置（１，１００）。