JPS5849404B2 - 自動車用空気調和制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に外気温度と熱交換室内における所要の空気
温度との双方を感知する温度応動弾性体に連動連結する
負圧サーボ弁を有する負圧アクチュエータにより、加熱
能力調節部が作動されるようになっている自動車用空気
調和制御装置に関するものである。

従来の自動車用空気調和制御装置は、アスピレータを用
いて車内空気を電気・負圧調整器に導き、この空気温度
を感知して、該空気温度に比例的に変化する制御負圧を
発生させ、これを負圧アクチュエータに供給し、ダイア
フラムの発生力とばねの力との平衡により、ロツドに所
要のストロークを与え、冷気と暖気との混合割合を加減
する温度制御ドアなどの加熱能力調節部を作動させるよ
うになっている。

しかし、このような従来の空気調和制御装置は、負圧ア
クチュエータが前記ばねの力と、ダイアフラムに作用す
る流体圧力と、負荷抵抗すなわち温度制御ドアなどの加
熱能力調節部に作用する抗力との平衡でストロークが決
まるから、負荷の大きい場合には制御負圧に対して負圧
アクチュエータ０９ストロークに大きな差が生じ、従っ
て温度変化に対して負圧アクチュエータのストロークに
大きなヒステリシスが生じ、精度の高い温度制御を得る
ことができないという問題がある。

このようなヒステリシスをなくすためには、前記ばねの
ばね定数を太きくシ、かつダイアフラムの受圧面積を大
きくすればよいが、負圧アクチュエータが大型となり、
自動車の限られた取付スペースに装着することが困難で
ある。

また、従来の空気調和制御装置は負圧調整器と負圧アク
チュエータが別体となっているので、それぞれ適当な取
付場所を必要とし装着のために手数がかかるという問題
がある。

本発明の目的は上述の問題を解決するために、負圧調整
器と負圧アクチュエータとを一体に構或し、感熱部分が
直接機械的変位を生じて弁を作動させ、負圧アクチュエ
ータに加わる負圧力を調節するようにした自動車用空気
調和制御装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は前記負圧アクチュエータの感熱部
として、第１、第２のバイメタルなどの温度応動弾性体
を収容する第１、第２のフードを設け、熱交換室内の所
要の位置の空気の流れの一部を前記第１のフードを通過
してベンチュリ又はノズルへと導く一方、該ベンチュリ
又はノズル内の静圧降下を利用して前記第２のフードを
通過して前記ベンチュリ又はノズルへ向う車内空気の流
れを生じさせるようにし、車内空気温度と、熱交換室内
の空気温度との双方の変化に応じて加熱能力調節部を作
動させ、常に車室温度を設定温度に保つようにした自動
車用空気調和制御装置を提供することにある。

以下、本発明の構成を図示の実施例に基づいて説明する
。

まず、空気調和装置は第１図に示すように熱交換室をな
すケース８１の始端に切換シャッタ１６によって開閉さ
れる外気取入口１４及び内気取入口１５を、終端に切換
シャツタ２０によって開閉される上方吹出口２１及び下
方吹出口１７をそれぞれ設け、内部に送風機１８、冷媒
蒸発器８２、エンジンの排熱を熱源とする加熱器８３を
順次配置し、特に加熱器８３をケース８１の側方に偏倚
させて、側路９６との分岐点に支軸８４をもって温度制
御ドア８５を支持してなるものであり、温度制御ドア８
５の開度αは腕８５ａに連結したリンク６６を介して負
圧アクチュエータ９５により調節されるようになってい
る。

負圧アクチュエータ９５は第３図に示すようにシリンダ
３９の右端部にダイアフラム３７の周縁部分を衝合した
うえ、円筒状のカバー３２の右端部を突合せて互いに結
合するとともに、ダイアフラム３７の中央部内面側にカ
ップ状のピストン３６を、外面側にリテーナ３３及びロ
ツド３５の基端をそれぞれ衝合してこれらをリベット３
４によって互いに結合し、ピストン３６とシリンダ３９
の左端壁との間に、圧縮ばねないしパワースプリング３
８を介装して、ロツド３５の先端がカバー３２の右端部
開口から外部に延出される。

シリンダ３９の左端壁開口部分に、シール材を介して函
型のフード４５ａの右端壁に設けた筒部が気密に嵌合さ
れる。

フード４５ａの左端壁にフード４５の右端壁が接合され
、この左端壁はバルブボデ−４７を一体に備えている。

各フード４５ａ，４５は２分割体として構或され、数本
のボルト７（第１，２図）により互いに結合される。

バルブボデ−４７は負圧室Ｂを有し、この左端部は弁座
５１を介して負圧供給孔２２に連通される。

負圧室Ｂの中央部分周壁には出力孔２３が開口し、内部
に絞り通路ないしりストリクタ２５を有するホース２４
を介してシリンダ３９の負圧室Ａに連通される。

負圧室Ｂの右端部はダイアフラムＤによりフード４５の
内部から閉鎖され、この中心部分に負圧室Ｂ内に延びる
円筒状のバルブホルダ８が固定される。

このバルブホルダ８は左端部の内径を小さくして弁座を
構或し、該弁座と前記弁座５１とを開閉する双頭弁５０
の右半部を摺動可能に支持する。

バルブホルダ８の右端はダイアフラムＤを貫通してステ
ム４２の左端を結合され、ステム４２の左端部にフ一ド
４５の内部とバルブホルダ８の内部とを連通ずる大気口
２６を備えている。

フード４５内においてステム４２に逆Ｕ字状に湾曲され
たバイメタル２７の互いに平行をなす部分が外挿され、
一端部はステム４２の左端部に弾性衝合され、他端部は
スライダ４４に支持される。

ステム４２は中央部分をフ一ド４５．４５ａ間の隔壁６
０に固定したダイアフラムＥに貫通支持され、フード４
５ａ内において逆Ｕ字状のバイメタル２７ａを貫通し、
右端をフード４５の右端壁開口部に固定したダイアフラ
ムＣに貫通され、ナット４０をもって固定され、さらに
前記リベット３４に回転可能に支持したピン３１との間
に引張ばねないしフィードバックばね３０が張架される
。

バイメタル２７の一方の端部を支持するスライダ４４は
、両端をフード４５の端壁間Ｃこかけ渡したピン４３（
第１図）に摺動可能に支持され、かつバルブボデ−４７
に回転可能に支持した調節ボルト４９に螺合支持され、
レバー５２により螺動される。

スライダ４４とバルブボデ−４７との間に介装した圧縮
ばね４６により、ボルト４９の回転によるスライダ４４
のガタ付きが防止される。

バイメタル２７ａの一端はステム４２に形威したフラン
ジに衝合され、他端はフード４５ａの突壁にボルトをも
って固定される。

フード４５は第１図に示すように、一方の壁部にホース
１２を通じて車内空気をフード４５内に導入する取入口
２８を、他方の壁部にフード４５ａ側へ突出するノズル
１１をそれぞれ備えている。

フード４５ａは一方の壁部にホース１３を通じて熱交換
室をなすケース８１内の空気をフ一ド４５ａ内に導入す
る取入口２９を、他方の壁部に前記ノズルを取囲むベン
チュリ６をそれぞれ備えている。

前記ホース１２の端部は好ましくはハンドル４を支持す
るステアリングコラムの筒状のカバー３の内部の上方部
分に開放される。

またホース１３はケース８１の送風機１８と吹出口２０
．２１との区間、好ましくは冷媒蒸発器８２の出口側の
吐出口１９に接続される。

しかし、この吐出口は冷媒蒸発器８２の入口側又は吹出
口２１．２０の上流側に設けることができる。

前記レバー５２は遠隔操作ワイヤ９（第２図）を介して
運転席のインストルメントパネル１に配設される温度設
定レバー２により操作されるようになっている。

なお、負圧アクチュエータ９５のロツド３５の先端は長
孔６１に挿通したピン６２をもって、支軸６４＆こより
車体側に支持されかつ一端をピン６５をもって前述した
リンク６６に連結されるベルクランク６３の他端に連結
される。

次に、以上の構戒となっている本発明の自動車用空気調
和制御装置の作動６こついて説明する。

まず、負圧アクチュエータ９５はダイアフラムＣが負圧
室Ａとフード４５ａの内部との気密を保ち、またダイア
フラムＤがフード４５の内部と負圧室Ｂとの気密を保ち
、さらにダイアフラムＥと協働してステム４２の軸方向
運動を固体摩擦なしに軸方向変位し得るように支持して
いる。

ダイアフラムＤとダイアフラムＣとは同じ有効受圧面積
をもつ。

調節ボルト４９を回転してスライダ４４をばね４６に抗
して左方向に移動させるとき、バイメタル２７の左端部
はステム４２を左方向に移動させる力を増大する。

空気調和装置の作動時、冷媒蒸発器８２を通過した空気
がケース８１の吐出口１９からホース１３、取入口２９
を通ってフ一ド４５ａ内に入り、ここでバイメタル２７
ａに熱変形を与え、ベンチュリ６から外部へ吹出す。

この空気の流れの静圧降下に伴って、車室空気がコラム
カバーの上端部分とステアリングコラム５との隙間から
コラムカバー３内の空気と一緒にホース１２、取入口２
８を通ってフード４５内に入り、ここでバイメタル２７
に熱変形を与え、ノズル１１へ吸引される。

フード４５ ．４５ａ内を通過する空気の温度上昇に対
してバイメタル２７ ．２７ａはこの湾曲部分が拡がる
傾向の変形を生じ、ステム４２を左方向に移動させる力
を及ぼす。

負圧アクチュエータが平衡状態にある時、負圧室Ａと負
圧室Ｂとはホース２４によって互いに連通されているか
ら、ダイアフラムＣとダイアフラムＤに作用する流体圧
力は等しくステム４２は双頭弁５０が負圧供給孔２２及
び大気孔２６を閉じる位置に静止している。

従ってステム４２に作用する力は第４図に示すようにバ
イメタル２７，２７ａの発生力ＦＢ，ＦＡとフィードバ
ックばね３０の発生力Ｆｓとが作用し、ＦＢ＋ＦＡ＝Ｆ
ｓとなっている。

この状態では負圧室Ｂ１負圧室Ａがともに密閉され、ロ
ツド３５、ピストン３６、ダイアフラム３７からなる負
圧アクチュエー夕の運動部は静止している。

第３図は最大冷房出力を必要とするような天候下におけ
る空気調和装置の起動直後の負圧アクチュエータの作動
状態を示すものであり、バイメタル２７ ．２７ａはこ
の湾曲部分が押し拡げられてステム４２を左方向に移動
させ、双頭弁５０は弁座５１を閉じ、バルブホルダ８の
弁座を開いている。

従ってフード４５内の大気は大気孔２６からバルブホル
ダ８、負圧室Ｂ１出力孔２３、ホース２４を通って負圧
室Ａ内に入り、負圧室Ａを大気圧としている。

ばね３８の力によってダイアフラム３７はリテーナ３３
がカバー３２の端壁に押付けられている。

この時ロツド３５は第１図に示す温度制御ドア８５の開
度αを最小とし、加熱器８３の入口を閉鎖した状態とす
る。

従って取入口１４から送風機１８によって吸引された外
気は、冷媒蒸発器８２を通過するうらに冷却されてその
全量が側路９６を通って吹出口２１から車室の上方に向
って吹出される。

冷風吹出しに伴ってフード４５ ．４５ａ内の空気温度
が降下すると、バイメタル２７ ．２７ａの湾曲部分が
幾分しぼんで、ステム４２を左方向に押す力が弱まり、
ステム４２がばね３０の力によって右方向に引張られる
。

バルブホルダ８も右方向に移動して双頭弁５０を弁座５
１から引き離す。

従って負圧供給孔２２から負圧が負圧室Ｂ内に供給され
、さらにホース２４を通って負圧室Ａに供給される。

ばね３８の力に抗してダイアフラム３７が左方向に移動
し、ロツド３５を介して温度制御ドア８５の開度αを増
大する。

ダイアフラム３Ｔの左方向運動はまたばね３０の力Ｆｓ
を弱め、バイメタル２７ ，２７ａがステム４２に及ぼ
す力ＦＢ＋ＦＡとつり合ったところでステム４２は旧位
置に復帰し、双頭弁５０が弁座５１に着座して負圧供給
孔２２を閉鎖する。

なお、冷媒蒸発器の冷却能力は図示してない冷媒圧縮機
の駆動・停止くこよって変化する。

このように車内温度の下降変化又は冷媒蒸発器の冷却能
力増大の変化に伴って、バイメタル２７，２７ａがステ
ム４２に及ぼす力が減少すると、負圧が負圧室Ａに供給
され、ダイアフラム３７の左方向運動を生じさせ、この
時ステム４２に及ぼすばね３０の力の減少変化分が前記
バイメタル２７，２７ａの力の減少分と平衡したところ
で、負圧室Ａへの負圧供給が停止されてダイアフラム３
７はその位置に静止するのである。

逆に車内温度の上昇変化又は冷媒蒸発器の冷却能力の減
少変化に対しては、バイメタル２７，２７ａの発生力Ｆ
Ｂ＋ＦＡが増大すると、ステム４２が左方向に運動して
バルブホルダ８の内部を負圧室Ｂの内部に連通させ、フ
ード４５内の大気を大気孔２６、バルブホルダ８、負圧
室Ｂ１ホース２４を通って負圧室Ａに供給し、ダイアフ
ラム３７を右方向に移動させ、フィードバックばね３０
の発生力Ｆ８の増大をもたらし、第４図に示すようにバ
イメタルの発生力ＦＢ＋ＦＡとつり合ったところで、ス
テム４２が旧位置に戻り、大気孔２６を閉鎖し、ダイア
フラム３７が停止する。

レバー５２の設定角度θが一定であり、今バイメタル２
７ａの感知する温度ＴＤが一定であるとすると、バイメ
タル２７の感知する車内温度ＴＲ，の変化に対して、負
圧アクチュエータのストロークｌ１すなわち温度制御ド
ア８５の開度αは第５図に示すように変化し、さらにバ
イメタル２７ａが感知する冷媒蒸発器８２の冷却能力の
変化に伴う熱交換室の空気温度ＴＤが変化すると、その
変化分だけ温度制御ドアの開度αが変化し、加熱能力を
補正し、車内温度を設定値に維持するように吹出空気温
度を調節する。

車内温度はレバー５２を回動し、バイメタル２７の一端
を支持するスライダ４４をボルト４９の軸線方向に移動
させ、バイメタル２７がステム４２に及ぼす力を加減す
ることによって、適切な値に設定することができる。

ケース８１の吐出口１９は冷媒蒸発器８２の出口付近の
空気をフ一ド４５ａに導き、バイメタル２７ａにより取
入空気の温度条件及び冷媒蒸発器８２の冷却能力を感知
する。

従って、冷媒蒸発器８２を不作動とする機会の少ない空
気調和装置においては、吹出口１９の位置を冷媒蒸発器
８２の入口側に設けてもよい。

また、加熱器８３自体の加熱能力に変化が多い空気調和
装置の場合には吐出口を吹出口２１．１７の上流側に設
けることが好ましい。

第６，７図は本発明の第２実施例を示すものであり、特
に１対のバイメタル２７．２７ａとして、逆特性のもの
を用い、これらを隔壁６０により円周方向に仕切られた
フード４５ ．４５ａに配置することにより、負圧アク
チュエータをより小型化することが可能となる。

一方のバイメタル２７は隔壁６０を貫通してフード４５
内のステム４２に衝合される。

フード４５ ．４５ａは２分割体として構戒され、この
一方に負圧室Ｂが一体に構戒される。

他の構戒については第１〜３図の場合と同様であり、対
応する構或部材に共通の符号が付されている。

感知温度の上昇変化に対してバイメタル２７は湾曲部分
が縮む方向に、バイメタル２７ａは湾曲部分が拡がる方
向に変形し、ともにステム４２に左方向（第６図）の力
を及ぼし、前述の実施例と同様の制御作用をする。

第８図は以上説明した各実施例の負圧アクチュエータの
空気調和装置に対する接続についての他の実施例を示す
ものである。

バイメタル２７ａを収容するフード４５ａに冷媒蒸発器
８２の出口付近の空気をケース８１に設けた吐出口１９
からホース１３を経て導入し、出口６ａから外部に排出
させるとともに、バイメタル２７を収容するフード４５
は入口ホース１２をステアリングコラム５の外周とその
カバー３との空隙の上方部分に開口させ、出口ホース６
７の端部をケース８１の吹出口近傍に設けたアスピレー
タ６９のベンチュリ６８内に臨ませ、ケース８１内部か
らベンチュリ６８へ向う空気の流れの静圧降下を利用し
て、車内空気がホース１２からフード４５を経てホース
６７へと流れるようにしたものである。

この実施例では各フード４５．４５ａを通過する空気の
流れが独立に構成されるから、流量の設定が容易である
。

本発明（こよる空気調和制御装置は以上の構成であるか
ら、次のような効果が得られる。

（１）加熱能力調節部の上流側の空気温度を検知するこ
とによって取入空気を内気または外気に切換えた場合の
取入空気の温度の変化及び冷媒蒸発器８２の作動・不作
動による冷却能力の変化に対して負圧アクチュエータが
作動し、温度制御ドア８５の開度を調節して加熱能力を
調節するから吹出空気温度及び車内空気温度の変化が極
めて少ない。

（２）バイメタル周囲の空気温度と負圧アクチュエータ
のストロークとが一義的に対応し、負圧アクチュエータ
に作用する外部負荷の影響を受けないので作動精度が高
い。

（３）温度感知部と作動部とが一体化されているので、
アクチュエータ全体が小型となり、車両に対する取付が
簡単となる。

（４）定常状態において双頭弁が負圧供給孔及び大気孔
を閉じているから負圧の浪費が少ない。

（５）ダイアフラムＤの受圧面積をダイアフラムＣより
も若干大きくするか、または負圧室Ｂと負圧室Ａとを連
通させるホース内に絞りを設けるなどにより、双頭弁を
支持するステムの定常状態へのハンチングを防止するこ
とができる。

（６）冷媒蒸発器を備えていない、すなわち暖房装置の
制御にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車用空気調和制御装置の概略
構戒図、第２図は同装置の負圧アクチュエータについて
の左側面図、第３図は負圧アクチュエータについての縦
断面図、第４図は負圧アクチュエータの作動を示すため
の線図、第５図は空気調和制御装置の作動特性図、第６
図は負圧アクチュエータの他の実施例を示す縦断面図、
第７図は第６図の線■一■による横断面図、第８図は本
発明の第３の実施例を示す概略構或図である。 Ａ，Ｂ：負圧室、Ｃ，Ｄ，Ｅ：ダイアフラム、２：温度
設定レバー、３：コラムカバー、６：ベンチュリ、８：
バルブホルダ、１１：ノズル、１４：外気取入口、１５
：内気取入口、１７：下方吹出口、１８：送風機、１９
：吐出口、２１：上方吹出口、２２：負圧供給孔、２３
：出力孔、２６二大気孔、２７．２７ａ：バイメタル、
２８，２９：空気取入口、３０：ばね、３５：ロツド、
３６：ピストン、３７：ダイアフラム、３８：フィード
バックばね、３９：シリンダ、４２：ステム、４４：ス
ライダ、４５，４５ａ：フード、４６ ，４６ａ ：圧
縮ばね、４７：バルブボデー、５０：双頭弁、６８：ベ
ンチュリ、６９：アスピレータ、８１：ケース、８２：
冷媒蒸発器、８３：加熱器、８５：温度制御ドア、９５
：負圧アクチュエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも送風機と加熱能力調節部と吹出口とを有
   する自動車用空気調和装置６こおいて、送風機から吹出
   口までの空気調和装置内の空気を吐出す第１の導管及び
   ベンチュリ又はノズルと、車室内に一端を開口し他端を
   前記ベンチュリ又はノズルに開口する第２の導管と、前
   記第１の導管内を通る空気を検出するバイメタルの如き
   第１の温度応動弾性体と、前記第２の導管内を通る空気
   を検出するバイメタルの如き第２の温度応動弾性体と、
   前記加熱能力調節部を作動させる負圧アクチュエータと
   、該負圧アクチュエータの運動部と一端が連動するフィ
   ードバックばねと、該負圧アクチュ工一タへの負圧孔又
   は大気孔を開閉する双頭弁又は連動弁と、該双頭弁又は
   連動弁を作動させるステムとを有するとともに、該ステ
   ムに前記第１、第２温度応動弾性体と前記フィードバッ
   クばねとの発生力が作用するようにした自動車用空気調
   和制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の自動車用空気調和制御
   装置において、前記フィードバックばねは前記負圧アク
   チュエータの第１の負圧室内にあり、該第１の負圧室の
   運動用パワーダイアフラム６こ対する面が第１のダイア
   フラムにより気密に外部と仕切られ、該第１のダイアフ
   ラムを前記ステムが貫通し、第１の負圧室内の前記ステ
   ムの端部に前記フィードバックばねの発生力が作用する
   ように接続され、前記ステムの前記第１のダイアフラム
   ノ外側に一定の間隔を保って第２のダイアフラムが設け
   られ、該第１のダイアフラムの外側にバルブボデーが気
   密Ｏこ設けられて第２の負圧室が形成され、該第２の負
   正室は負圧供給孔と出力孔と大気孔を有し、負圧供給孔
   と大気孔が前記双頭弁又は連動弁で開閉され、前記第２
   のダイアフラムと前記第１のダイアフラムの中間のステ
   ムヘ前記１対の温度応動弾性体が接触し、前記第１の負
   圧室と前記第２の負圧室が連通された自動車用空気調和
   制御装置。 ３ 少なくとも送風機と加熱能力調節部と吹出口とを有
   する自動車用空気調和装置において、送風機から吹出口
   までの空気調和装置内の空気を吐出す第１の導管と、車
   室内に一端を開口し他端をアスピレータ又は送風機の吸
   入側等め負圧発生部に開口する第２の導管と、前記第１
   の導管内を通る空気を検出するバイメタルの如き第１の
   温度応動弾性体と、前記第２の導管内を通る空気を検出
   するバイメタルの如き第２の温度応動弾性体と、前記加
   熱能力調節部を作動させる負圧アクチュエータと、該負
   圧アクチュエータの運動部と一端が連動するフィードバ
   ックばねと、該負圧アクチュエータへの負圧孔又は大気
   孔を開閉する双頭弁又は連動弁と、該双頭弁又は連動弁
   を作動させるステムとを有するとともに、該ステムに前
   記１対の温度応動弾性体と前記フィードバックばねとの
   発生力が作用するようにした自動車用空気調和制御装置
   。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の自動車用空気調和制御
   装置において、前記フィードバックばねは前記負圧アク
   チュエータの第１負圧室内にあり、該第１の負圧室の運
   動用パワーダイアフラムに対する面が第１のダイアフラ
   ムにより気密に外部と仕切られ、第一のダイアフラムを
   前記ステムが貫通し、第１の負圧室内の前記ステムの端
   部に前記フィードバックばねの発生力が作用するように
   接続され、前記ステムの前記第１のダイアフラムの外側
   に一定の間隔を保って第２のダイアフラムが設けられ、
   第１のダイアフラムの外側にバルブボデーが気密に設け
   られて第２の負圧室が形威され、該第２の負圧室は負圧
   供給孔と出力孔と大気孔を有し、負圧供給孔と大気孔が
   前記双頭弁又は連動弁で閉じられ、前記第２のダイアフ
   ラムと前記第１のダイアプラムの中間のステムヘ前記１
   対の温度応動弾性体が接触し、前記第１の負圧室と前記
   第２の負圧室が連通された自動車用空気調和制御装置。