JPH11342721A - 流体流れを制御する制御ドア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仕切板の端部で流体の流れ方向を反転させる
流路を含むケーシング内に回動自在に設けられ、渦の発
生を抑えて通気抵抗の低減を図り得る流体流れを制御す
る制御ドアを提供する。 【解決手段】 空気流れを制御するベントドア２２（制
御ドア）のドア面２２ａには、第１流れｆ１による冷風
と第２流れｆ２による暖風とを実質的に分離しつつ通過
部２４の下流側に流下させるガイド板３１（ガイド手段
３０）を、連通部２４に臨むように設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気などの流体が
流れる流路が仕切板により形成されたケーシング内に設
けられ、流体流れを制御する制御ドアに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置は、送風されてき
た空気を冷却するためのエバポレータや、空気を加熱す
るためのヒータコアが内蔵された空調ユニットを有し、
当該空調ユニット内には、複数の仕切板によって多数の
空気流路が形成されている。この空気流路には、例え
ば、送風されてきた空気をエバポレータに導く流路、エ
バポレータを通過した冷風を導く流路、当該冷風をヒー
タコアに導く流路、前記冷風をヒータコアを迂回してそ
のまま流下させる流路、ヒータコアを通過した暖風やヒ
ータコアを迂回した冷風を混合室に導く通路、混合室内
の空気を取り出す取出口まで導く流路などがある。

【０００３】また、空調ユニット内には、空気の流れを
制御する制御ドア、例えば、ヒータコアを通過する空気
量とヒータコアを迂回する空気量との比率を調節して車
室内に吹き出される空気温度を制御するミックスドア
や、種々の空調モードを実現するモードドア（ベントド
ア、デフドア、フットドアなどの総称）が回動自在に設
けられている。

【０００４】ところで、空調ユニットは、車室内前方の
インストルメントパネル下方の狭小な空間に設置される
ものであり、さらに乗員の足元周りをゆとりのある空間
とする設計上の要請から、小型化が強く要請されるもの
である。さらには、乗員の快適性を高めるため、冷風と
暖風とのミックス性の向上も要請されている。

【０００５】このため、例えば、空気の２つの流れを考
えた場合、一方の流れに対して略直交する方向で、か
つ、仕切板に沿って当該仕切板の端部に向けて他方の流
れを作る流路、および、これらの２つの流れが仕切板の
端部で流れ方向を略１８０度反転するような流路が空調
ユニット内に形成されることがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
場合、仕切板の端部領域で前記一方の流れが前記他方の
流れを押さえ込んでしまい、仕切板の端部で流れ方向を
反転する前記他方の流れが仕切板端部の下流側直近で渦
を巻いてしまう。このような渦流に伴うよどみが生じる
と、ユニット壁面などで流れのエネルギを損失してしま
い、通気抵抗がひじょうに大きくなるという問題があ
る。

【０００７】そこで、本発明は、仕切板の端部で流体の
流れ方向を反転させる流路を含むケーシング内に回動自
在に設けられ、渦の発生を抑えて通気抵抗の低減を図り
得る流体流れを制御する制御ドアを提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に記載の本発明は、空気などの流体が流れる
流路が仕切板により形成されたケーシング内に設けら
れ、前記仕切板の端部との間に形成される通過部の大き
さを変えて流体流れを制御する制御ドアであって、前記
制御ドアの一のドア面に沿って流れる流体の第１流れ
と、前記第１流れに対して略直交する方向で、かつ、前
記仕切板の一方のガイド面に沿って当該仕切板の端部に
向けて流れる流体の第２流れと、前記第１流れによる流
体と前記第２流れによる流体とが前記仕切板の端部で反
転して、当該端部から前記仕切板の他方のガイド面に沿
って流れる流体の第３流れと、が形成されるケーシング
内に回動自在に設けられてなる流体流れを制御する制御
ドアにおいて、前記一のドア面に前記通過部に臨むよう
に設けられ、前記第１流れによる流体と前記第２流れに
よる流体とを実質的に分離しつつ前記通過部の下流側に
流下させるガイド手段を有することを特徴とする流体流
れを制御する制御ドアである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、前記ガイ
ド手段は、流体の流れ方向に沿って所定の間隔を隔てて
複数個設けられていることを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、前記ガイ
ド手段は、制御ドアの回動位置に拘わらず前記仕切板の
端部に干渉しない位置に配置され、制御ドアが前記通過
部を閉塞自在としたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、前記ガイ
ド手段は、前記一のドア面との間に所定寸法隔てて設け
られるガイド板から構成され、前記一のドア面と前記ガ
イド板との間に形成される第１空間により、主として、
前記第１流れによる流体をガイドして前記通過部の下流
側に流下させ、前記ガイド板と前記仕切板の端部との間
に形成される第２空間により、主として、前記第２流れ
による流体をガイドして前記通過部の下流側に流下させ
ることを特徴とする。

【００１２】また、請求項５に記載の発明は、前記ガイ
ド板は、前記仕切板の端部で実質的に逆方向に反転して
流れる前記第２流れによる流体をガイドする湾曲面を有
していることを特徴とする。

【００１３】また、請求項６に記載の発明は、前記ケー
シングは自動車用空気調和装置の空調ユニットであるこ
とを特徴とする。

【００１４】また、請求項７に記載の発明は、前記第１
流れによる流体は、前記空調ユニットに内蔵されたヒー
タコアを迂回して流れる冷風であり、前記第２流れによ
る流体は、前記ヒータコアを通過して流れる暖風であ
り、前記第３流れによる流体は、前記冷風および前記暖
風とが混合された温調風であることを特徴とする。

【００１５】また、請求項８に記載の発明は、制御ドア
をベントドアに用いたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る流体流れ
を制御する制御ドアを組み込んだ自動車用空気調和装置
の空調ユニットを示す概略構成図、図２は、図１の要部
を示す拡大図である。

【００１７】図１に示すように、ケーシングに相当する
自動車用空気調和装置の空調ユニット１０は、図示しな
いブロワーユニットから送風されてきた空気を冷却する
エバポレータ１１と、エンジン冷却水が循環し空気を加
熱するヒータコア１２とが内蔵されている。このヒータ
コア１２は迂回路１３を形成するように配置されてい
る。前述したように、空調ユニット１０内には、ケース
壁面や複数の仕切板１４、１５によって多数の空気流路
が形成されている。

【００１８】空調ユニット１０のケース上部には、乗員
の上半身に向けて吹き出す空気を取り出すベント口１６
と、フロントウィンド内面に向けて吹き出す空気を取り
出すデフロスト口１７とが開口されている。また、空調
ユニット１０のケース側面には、乗員の足元に向けて吹
き出す空気を取り出すフット口１８が開口されている。
ベント口１６およびデフロスト口１７にはそれぞれベン
トダクト１９、デフダクト２０が取り付けられ、フット
口１８には図示しないフットダクトが取り付けられてい
る。

【００１９】ヒータコア１２の上流側にはミックスドア
２１が回動自在に設けられ、ヒータコア１２を通過する
空気量と迂回路１３を通過する空気量との比率を調節し
ている。また、ベント口１６には当該ベント口１６を開
閉するベントドア２２が回動自在に設けられている。デ
フロスト口１７には当該デフロスト口１７を開閉すると
共にフット口１８に至る流路を開閉するデフ／フットド
ア２３が回動自在に設けられている。

【００２０】ベントドア２２およびデフ／フットドア２
３の開度を調整することにより、ベントモード、バイレ
ベルモード、フットモード、デフ／フットモードおよび
デフモードなど、所望の空調モードが実現される。

【００２１】例えば、頭寒足熱タイプの空調であるバイ
レベルモードの場合には、ベントドア２２は図中実線で
示すＭ位置に回動し、デフ／フットドア２３はデフロス
ト口１７を閉じる図中実線で示すＳ位置に回動する。ミ
ックスドア２１は例えば中間のＭ位置に回動している。
また、車室内の暖房を行うフットモードの場合には、ベ
ントドア２２はベント口１６を閉じるＳ位置、デフ／フ
ットドア２３はデフロスト口１７を微少開にするＭ位置
に回動している。

【００２２】上記のベントドア２２が本発明に係る制御
ドアに相当し、ベントモード以外の空調モードにおいて
は、ベントドア２２と仕切板１５の端部１５ａとの間に
空気の通過部２４が形成され、バイレベルモード時には
Ｍ位置に回動し、フットモード、デフ／フットモードお
よびデフモード時にはＳ位置に回動することにより、前
記通過部２４の大きさを変えて流体流れを制御してい
る。なお、ベントモードにおいては、ベント口１６を最
大に開くＯ位置に回動し、ベントドア２２に設けたシー
ル面が仕切板端部１５ａに圧接して、前記通過部２４が
閉塞されている。

【００２３】図２に拡大して示すように、空調ユニット
１０のケース内の上部空間に着目すれば、バイレベルモ
ードの場合には以下の３つの空気流れが形成されてい
る。つまり、（１）ベントドア２２の一のドア面２２ａ
に沿って流れる第１の流れｆ１、（２）第１流れｆ１に
対して略直交する方向で、かつ、仕切板１５の一方のガ
イド面１５ｂに沿って仕切板端部１５ａに向けて流れる
第２の流れｆ２、（３）第１流れｆ１による空気と第２
流れｆ２による空気とが仕切板端部１５ａで反転して、
当該端部１５ａから仕切板１５の他方のガイド面１５ｃ
に沿って流れる第３の流れｆ３、の３つがある。

【００２４】ここで、第１流れｆ１による空気は、ヒー
タコア１２を迂回して流れる冷風であり、第２流れｆ２
による空気は、ヒータコア１２を通過して流れる暖風で
ある。また、第３流れｆ３による空気は、前記冷風およ
び前記暖風とが混合された温調風である。

【００２５】特に、本実施形態のベントドア２２にあっ
ては、通過部２４に臨むようにドア面２２ａに設けら
れ、第１流れｆ１による冷風と第２流れｆ２による暖風
とを実質的に分離しつつ通過部２４の下流側に流下させ
るガイド手段３０を有している。このガイド手段３０
は、空気の流れ方向に沿って所定の間隔を隔てて複数個
（図示例では２個）設けられている。ガイド手段３０は
さらに、ベントドア２２の回動位置に拘わらず仕切板端
部１５ａに干渉しない位置に配置され、ベントモード時
にベントドア２２により通過部２４を閉塞自在としてあ
る。

【００２６】さらに詳しくは、図３に示すように、各ガ
イド手段３０は、ベントドア２２のドア面２２ａとの間
に所定寸法隔てて設けられるガイド板３１を有してい
る。ガイド板３１はステイ３２を介してドア面２２ａに
固定されている。通気抵抗の低減のため、ステイ３２は
板形状を有し、風の流れに沿って配置されている。ま
た、各ガイド板３１は、仕切板端部１５ａで実質的に逆
方向に反転して流れる第２流れｆ２による暖風をガイド
する湾曲面３１ａを有している。

【００２７】図２を参照して、本実施形態のベントドア
２２によれば、バイレベルモード時においては、第１流
れｆ１による冷風は、主として、ベントドア２２のドア
面２２ａとガイド板３１との間に形成される第１空間Ｓ
１によりガイドされ、通過部２４の下流側に流下する。
また、第２流れｆ２による暖風は、主として、ガイド板
３１と仕切板端部１５ａとの間に形成される第２空間Ｓ
２によりガイドされ、通過部２４の下流側に流下するこ
とになる。特に暖風は、ガイド板３１の湾曲面３１ａに
よって、実質的に逆方向にむけて、より一層滑らかにそ
の流れが反転される。なお、第１空間Ｓ１および第２空
間Ｓ２により通過部２４が形成されている。

【００２８】このように第１流れｆ１による冷風と第２
流れｆ２による暖風とが実質的に分離されつつ通過部２
４の下流側に流下することから、仕切板端部１５ａ領域
で冷風が暖風を押さえ込むことがなくなり、流れ方向を
反転する暖風が前記端部１５ａの下流側直近位置（図２
に破線で囲む領域Ａ）において渦が発生しない。渦の発
生が抑えられる結果、仕切板１５のガイド面１５ｃ上に
よどみが生じることがなく、冷風と暖風とのミックス性
が促進されると共に通気抵抗が低減され、均一な温度と
された第３流れｆ３による温調風を滑らかにフット口１
８に向けて流下させることが可能となる。よって、乗員
の温感の向上も達成できる。

【００２９】しかも、ガイド板３１はベントドア２２自
体に設けられているので、例えば、フットモードなどベ
ントドア２２がＳ位置に回動し、バイレベルモード時に
比べて通過部２４の大きさが変化しようとも、渦の発生
を抑えて通気抵抗の低減を図るという上述した効果を発
揮しつつ、流体流れを制御できる。

【００３０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、種々改変が可能である。例えば、ガ
イド手段３０は１個だけてあってもよい。また、通過部
２４を閉塞する必要がないドアに本発明を適用する場合
には、ガイド手段３０が仕切板端部１５ａに当接しても
よい。さらに、流体が流れる流路が仕切板１４、１５に
より形成されたケーシング内に設けられる回動自在な制
御ドアであれば本発明を適用でき、ベントドア２２に限
られず、ケーシングとしては空調ユニット１０に限られ
ず、流体も空気に限られるものではない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
流体流れを制御する制御ドアによれば、ガイド手段が第
１流れによる流体と第２流れによる流体とを実質的に分
離しつつ通過部の下流側に流下させることから、渦の発
生を抑えて通気抵抗の低減を図ることができ、仕切板の
端部で流体の流れ方向を反転させる流路を含むケーシン
グ内に設けるのに好適なドアとなる。

【００３２】また、請求項２に記載の発明によれば、複
数個設けたガイド手段により、仕切板端部で流体の流れ
方向をより滑らかに反転でき、渦の発生を確実に抑えて
通気抵抗のさらなる低減を図ることができる。

【００３３】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御ドアにより通過部を閉塞することが自在となり、流路
の設計の自由度が増す。

【００３４】また、請求項４に記載の発明によれば、ガ
イド板により第１流れによる流体と第２流れによる流体
とを実質的に分離しつつ通過部の下流側に流下させるこ
とから、請求項１と同様の効果を奏する。

【００３５】また、請求項５に記載の発明によれば、ガ
イド板に設けた湾曲面により、特に第２流れによる流体
を仕切板端部で実質的に逆方向により滑らかに反転で
き、渦の発生を確実に抑えて通気抵抗のさらなる低減を
図ることができる。

【００３６】また、請求項６に記載の発明によれば、仕
切板の端部で流体の流れ方向を反転させる流路を含む自
動車用空気調和装置の空調ユニットであって、渦の発生
を抑えて通気抵抗の低減を図った空調ユニットを提供で
きる。

【００３７】また、請求項７および８に記載の発明によ
れば、特にバイレベルモード時の空気の流れの改善を図
ることができ、もって乗員の快適性を高めることが可能
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る流体流れを制御する制御ドアを
組み込んだ自動車用空気調和装置の空調ユニットを示す
概略構成図である。

【図２】 図２は、図１の要部を示す拡大図である。

【図３】 図３は、制御ドアを示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…自動車用空気調和装置の空調ユニット（ケーシン
グ） １１…エバポレータ １２…ヒータコア １５…仕切板 １５ａ…仕切板の端部 １５ｂ…仕切板の一方のガイド面 １５ｃ…仕切板の他方のガイド面 ２２…ベントドア（制御ドア） ２２ａ…一のドア面 ２４…通過部 ３０…ガイド手段 ３１…ガイド板 ３１ａ…湾曲面 ３２…ステイ ｆ１…冷風（第１流れ） ｆ２…暖風（第２流れ） ｆ３…温調風（第３流れ） Ｓ１…第１空間 Ｓ２…第２空間

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気などの流体が流れる流路が仕切板
   （１５）により形成されたケーシング（１０）内に設け
   られ、前記仕切板（１５）の端部（１５ａ）との間に形
   成される通過部（２４）の大きさを変えて流体流れを制
   御する制御ドアであって、 前記制御ドアの一のドア面（２２ａ）に沿って流れる流
   体の第１流れ（ｆ１）と、 前記第１流れ（ｆ１）に対して略直交する方向で、か
   つ、前記仕切板（１５）の一方のガイド面（１５ｂ）に
   沿って当該仕切板（１５）の端部（１５ａ）に向けて流
   れる流体の第２流れ（ｆ２）と、 前記第１流れ（ｆ１）による流体と前記第２流れ（ｆ
   ２）による流体とが前記仕切板（１５）の端部（１５
   ａ）で反転して、当該端部（１５ａ）から前記仕切板
   （１５）の他方のガイド面（１５ｃ）に沿って流れる流
   体の第３流れ（ｆ３）と、が形成されるケーシング（１
   ０）内に回動自在に設けられてなる流体流れを制御する
   制御ドア（２２）において、 前記一のドア面（２２ａ）に前記通過部（２４）に臨む
   ように設けられ、前記第１流れ（ｆ１）による流体と前
   記第２流れ（ｆ２）による流体とを実質的に分離しつつ
   前記通過部（２４）の下流側に流下させるガイド手段
   （３０）を有することを特徴とする流体流れを制御する
   制御ドア。
2. 【請求項２】 前記ガイド手段（３０）は、流体の流れ
   方向に沿って所定の間隔を隔てて複数個設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体流れを制御する
   制御ドア。
3. 【請求項３】 前記ガイド手段（３０）は、制御ドアの
   回動位置に拘わらず前記仕切板（１５）の端部（１５
   ａ）に干渉しない位置に配置され、 制御ドアが前記通過部（２４）を閉塞自在としたことを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体流れを
   制御する制御ドア。
4. 【請求項４】 前記ガイド手段（３０）は、前記一のド
   ア面（２２ａ）との間に所定寸法隔てて設けられるガイ
   ド板（３１）から構成され、 前記一のドア面（２２ａ）と前記ガイド板（３１）との
   間に形成される第１空間（Ｓ１）により、主として、前
   記第１流れ（ｆ１）による流体をガイドして前記通過部
   （２４）の下流側に流下させ、 前記ガイド板（３１）と前記仕切板（１５）の端部（１
   ５ａ）との間に形成される第２空間（Ｓ２）により、主
   として、前記第２流れ（ｆ２）による流体をガイドして
   前記通過部（２４）の下流側に流下させることを特徴と
   する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の流体流れを
   制御する制御ドア。
5. 【請求項５】 前記ガイド板（３１）は、前記仕切板
   （１５）の端部（１５ａ）で実質的に逆方向に反転して
   流れる前記第２流れ（ｆ２）による流体をガイドする湾
   曲面（３１ａ）を有していることを特徴とする請求項４
   に記載の流体流れを制御する制御ドア。
6. 【請求項６】 前記ケーシング（１０）は自動車用空気
   調和装置の空調ユニットであることを特徴とする請求項
   １〜請求項５のいずれかに記載の流体流れを制御する制
   御ドア。
7. 【請求項７】 前記第１流れ（ｆ１）による流体は、前
   記空調ユニット（１０）に内蔵されたヒータコア（１
   ２）を迂回して流れる冷風であり、 前記第２流れ（ｆ２）による流体は、前記ヒータコア
   （１２）を通過して流れる暖風であり、 前記第３流れ（ｆ３）による流体は、前記冷風および前
   記暖風とが混合された温調風であることを特徴とする請
   求項６に記載の流体流れを制御する制御ドア。
8. 【請求項８】 ベントドア（２２）に用いることを特徴
   とする請求項６または請求項７に記載の流体流れを制御
   する制御ドア。