JPS61181717A - 自動車用空気調和装置のダンパ駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジン冷却水によって温められるヒータコ
アとピー１〜ポンプとを併用する形式の自動車用空気調
和装置の、空調用ダクト内に組込まれるエアミックスダ
ンパの駆動機構に関する。

［従来の技術］ ヒータコアとヒートポンプとを併用する形式の自動車用
空調装置の構成の一例をシステム図として第２図に示し
た。装置は大別してヒートポンプ部分Ａと、渇・冷風の
発生用の空調用ダクト部分Ｂと、運転席計器盤に設（プ
られた空調温度制御パネル部分Ｃとからなりたっている
。

上記の装置の作動について説明すると、冷媒の循環方向
を逆転させることによって暖房用ヒートポンプとしても
、また冷房用冷凍サイクルとしても働かすことのできる
冷凍装置の制御手段を暖房側に動かせることによって、
冷媒の流れ方向の切替用四方弁４２がヒートポンプサイ
クル側にセットされ、冷媒圧縮機４０から吐出された高
圧高温の気相冷媒は図中に破線矢印で示された流路をた
どって空調用ダクト２１内に設置されたコンデンサとし
て働く室内側熱交換器２４に流入し、車室内または車室
外の空気を切替導入するための内外気切替箱２２からブ
ロワ２３によって吸入された冷たい空気に触れることに
よって冷却液化すると共に、空気に熱を与えて暖房仕事
を行う。液化した冷媒は、このサイクル時には閉ざされ
ている減圧装置４６には流入せずに、逆止弁４８を通過
した後、一時貯溜タンクとしてのレシーバ４４に一旦蓄
えられる。レシーバ４４から吐出された冷媒は減圧袋ｖ
ｊ１４５を経てエバポレータとして働く車室外熱交換器
４３に流入し、外気の保有熱を熱化の潜熱として吸収し
て再び気体にもどり、四方弁４２を通って再循環のため
に冷媒圧縮＠４０に吸入される。一方冷房のための冷凍
サイクル時の冷媒の流れは図中に実線の矢印で示した。

この場合には車室内熱交換器２４はエバポレータとして
働き、被空調空気を冷却させる。

空調用ダクト２１内にはヒートポンプの車室内熱交換器
２４の下流にエンジン冷却湿水によって熱されるヒータ
コア２５と、ヒータコア２５のバイパス通風路２７と、
ヒータコア２５内を通過する空気量を制御して空調流空
気の温度を調節するためのエアミックスダンパ２６が設
置されており、このダンパ２６を回動させることによっ
て吹出口２８〜３０からの吹出空気温度を調節させられ
るようになっている。

そしてエアミックスダンパ２６の回動操作は、運転席前
面の温度制御パネルＣに設けられた温度コントロールレ
バー１のつまみ２を動かすことによって行われる。レバ
ー１に連結された遠隔操作用ワイヤ５の前後動を介して
ダンパ２６は変位させられることになる。

ところで上述の如き、ヒータコアとヒートポンプを兼備
する形式の空調装置のエンジン始動時における吹出空気
温度の経時変化は第４図によって模式的に表すことがで
きる。グラフａはヒートポンプのみを働かせた時の、グ
ラフｂはヒータコア２５のみを働かせた時の、グラフＣ
はヒートポンプとヒータコア２５を共に働かせると共に
エアミックスダンパ２６を最も暖房効果の上る位置にセ
ットした時のそれぞれの吹出空気温度の推移を示してい
る。エアミックスダンパ２６の最良セット位置は時間の
経過と共に変動するが、その理由はエンジン始動直後は
エンジン冷却水温が低いのでヒータコア２５の暖房能力
は図に明らかなように外気熱吸収型ヒートポンプのそれ
よりも低いのに対して、ある時間が経過するとエンジン
冷却水温の上昇によってこの関係は逆転させられるから
であって、エンジン始動直後に限ってはヒートポンプの
暖房能力がヒータコアのそれを上廻って、いわゆる即効
暖房効果が得られる。しかしこの時期にせっかくヒート
ポンプが温めた空気をヒータコアに流入させると、再び
冷やされてしまう結果を招くことになる。したがってエ
アミックスダンパ２６の最良セット位置は、ヒートポン
プの吹出温度よりエンジン冷却水温の低い時点（図中の
ｔｌ）より以前には最強冷房（ＭＡＸ　　Ｃ００Ｌ）位
置であり、以後は最強暖房（ＭＡＸ　　ＨＯＴ）位置と
なる。

［発明が解決しようとする問題点１ ヒートポンプとヒータコアを併用する形式の上述の如き
装置において、暖房開始の当初のある時点を境に、エア
ミックスダンパを最強冷房位置から最強暖房位置に移動
させる操作は、自動制御方式のいわゆるオートエアコン
ではアンプ回路を通じて容易に行えるが、一般に普及し
ている手動式エアコンについて、この最強冷房位置から
最強暖房位置への移動を自動化させるためにはエアミッ
クスダンパの手動変位用温度コントロールレバーの他に
、暖房開始当初の上記のダンパ移動操作時期を判断する
ための電気的検温手段と、この検温情報に基づいてエア
ミックスダンパを作動させるためのアクチュエータおよ
びその作動機構を設けることが必要となり、その際にエ
アミックスダンパに手動式の温度コントロールレバーと
アクチュエータとを単純に並列作動するように取付けた
のでは、ヒートポンプ作動時に手動式であるべきはずの
レバーが自動的に動き出すし、暖房中であるにもかかわ
らずレバー１が一時的にではあるがＭＡＸ　　Ｃ００Ｌ
位置に移動して乗員に錯覚を与える不具合を生じる。そ
の上、手動レバーの動きがアクチュエータのダイヤフラ
ムの存在による抵抗を受けてレバー操作感が重くならざ
るを得ない。

本発明は、ヒートポンプとヒータコアを併用し、且つエ
アミックスダンパの回動手段として手動レバーとアクチ
ュエータとが併設された構造を有する自動車用空調装置
において、ヒートポンプ作動時に手動レバーを静止さじ
たままでアクチュエータを働かせることができると共に
、手動式温度コン１−〇−ルレバーの操作時に、レバ一
つまみの操作感が重くなることのないダンパ駆動機構を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明の自動車用空気調和
装置のダンパ駆動機構は、ヒートポンプ式冷暖房サイク
ルの車室内熱交換器、エンジン冷却湿水を給熱源とする
ヒータコア、ブロワ等が納められ空調用空気の取入口と
吹出口を備えた空調用ダクト内の、前記ヒータコアを通
過する空気と該ヒータコアを迂回する空気の割合を変化
させて温度を調整するために、該ダクト内に設置された
エアミックスダンパの駆動機構において、前記エアミッ
クスダンパの手動操作機構と、この手動操作機構の操作
用つまみが最強暖房位置に設定されたとき、ヒートポン
プサイクルを作動させるヒートポンプスイッチと、この
ヒートポンプスイッチがＯＮすると同時に前記エアミッ
クスダンパを最強暖房位置に切換えせしめるアクチュエ
ータとを備え、前記エアミックスダンパを前記アクチュ
エータによって回動させる時、前記操作用つまみを静止
状態に保つことのできる、前記エアミックスダンパの回
動用リンク機構を組込んだ構成を採用した。

［作用コ 一ヒ記の如き構成からなる本発明のダンパ駆動機構は、
エンジン始動直後に早急に温暖感を得たいためにエアミ
ックスダンパの手動操作用つまみを最強暖房位置に移動
させると、つまみのこの動きを受けてヒートポンプスイ
ッチがＯＮされ、ヒートポンプがヒータコアと共に作動
状態に入る。

手動操作用つまみが上記の位置にセットされると、この
つまみに連結されているアクチュエータリンクの一方の
端部が固定支点をなす状態となるので、エンジン始動直
後においてエアミックスダンパをヒータコアの温度上昇
に対応させて最良セット位置にもたらすために、アクチ
ュエータの作動桿がアクチュエータリンクに旋回動を与
えるべく自動的に作動しても、コントロールワイヤおよ
びそれに連なる手動操作用つまみが勝手に動き出すこと
はない。

一方、手動操作用つまみを操作する時には、休止状態に
あるアクチュエータ作動桿へのアクチュエータリンクの
取付個所が固定支点をなしてアクチュエータリンクに旋
回動を起こさせるので、アクチュエータの存在によって
つまみの操作感が重くなる不都合も生じない。

［実施例］ 以下に本発明の自動車用空気調和装置のダンパ駆動機構
を付図に示す一実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図（ａ　）および（ｂ　）は本発明による自動車用
空気調和装置のダンパ駆動機構の構造と作動を説明した
構成要素の外観図であって、４は運転席計器パネル面に
設けられた空調温度の制御用パネル、１は温度コントロ
ールレバー、２はレバー１のつまみ、３はレバー１の回
転軸、５はレバー１の動きをエアミックスダンパ２６に
伝達するためのコントロールワイヤであり、その一端部
はレバー１の両端部間の適宜の位置に設けられた孔１ａ
に係止され、他端部はエアミックスダンパ２６の回動用
のアクチュエータリンク１３の一端部に植設されたビン
１６に巻きつけられている。６はコントロールワイヤ５
の保護チューブ、７は保護チューブ６の固定具である。

８はエアミックスダンパ２６を自動的に回動させるため
の負圧作動式アクチュエータ、９はアクチュエータ８の
作動棹、１０は作動棹９の先端に植設されたビン、１１
は自動車の負圧源に連なる負圧配管、１２はアクチュエ
ータ８を車体に取付けるためのビスである。１３はアク
チュエータリンクであって、アクチュエータ８の作動棹
９の前後動をダンパリンク１８に伝えてこれを回動させ
る役目を持っており、その良手力向のほぼ中程に設けた
短楕円形の孔１４には、リンク回転軸として機能する作
動棹９に植設されたビン１０が遊嵌されている。アクチ
ュエータリンク１３の一端部は前述の如くして温度コン
トロールレバー１のコントロールワイヤ５の末端部に連
接され、他端部には長楕円形の溝状孔１５が設けてあり
、この溝内にダンパリンク１８の一端部に植設されたビ
ン１９が遊嵌されている。１８はダンパリンクであって
、一端部は定位置に固定された回転軸２０が相付けられ
ており、この回転軸２０の回りに回動できるようにエア
ミックスダンパ２６が取付けである。ダンパリンク１８
の他端部は前記の如くしてアクチュエータ１３の一端部
に連結されているので、アクチュエータリンク１３の動
きを受けてエアミックスダンパ２６は回動させられる。

５０は温度コントロールレバー１が最強暖房位置を占め
た時、このレバー１の動きに押されてオン作動されるヒ
ートポンプの起動用スイッチである。

第２図は暖房用熱交換器としての湿水式ヒータコアと共
にヒートポンプの車室内熱交換器が組込まれた自動車用
空気調和装置のシテスム図であって、２１は暖房用温風
または冷房用冷風を発生させるための空調用ダクト、２
２は内外気切替箱で外気または車室内循環空気のいずれ
か一方または双方を付設ダンパの回゛動操作によって選
択的にダクト内に導入させる。２３は吸排気用ブロワ、
２４はヒートポンプのｒＪ至内熱交換器、２５はヒータ
コア、２６はエアミックスダンパ、２７はヒータコア２
５をバイパスさせる通風路、２８．２９および３０はそ
れぞれデフロスト、ヒートおよびベンチレーション吹出
口、３１と３２は各吹出口への吹出空気の分配用ダンパ
であり、３３と３４はエンジンＤとヒータコアを結ぶ湿
水の循環用配管である。８はアクチュエータでエアミッ
クスダンパ２６を回動させる。

４０は冷媒圧縮機、４１はプーリ、４２は四方弁、４３
はヒートポンプの車室外熱交換器、４４はレシーバ、４
５は車室外熱交換器４３用の膨張弁、４６は車室内熱交
換器２４用の膨張弁、４７と４８は逆止弁である。

５０はヒートポンプスイッチ、５１は車室内熱交換器２
４の下流の空気温センサ、５２はエンジン冷却水温セン
サ、５３は電磁弁で、アクチュエータ８に負圧または大
気圧を切替供給する。６０は空調装置制御用アンプ、６
２は車載バッテリ電源である。

第３図は空調装置の作動制御用電気回路図であって、５
０はヒートポンプスイッチ、５７はクーラスイッチ、５
５と５６はリレー、６５は冷媒圧縮１ｆｉ４０の駆動用
のエンジン回転力の伝導を受けるプーリ４１の回転力を
圧縮機４０に断続的に伝えるためのマグネットクラッチ
、６１はマグネットクラッチ６５の０Ｎ−ＯＦＦその他
の作動制御用アンプである。図中の他の符号は既述のそ
れと共通する。

第４図は第２図に示された構成を有する空調装置につい
て、エンジン始動直俊の時期において、ヒートポンプの
車室内熱交換器２４単独の暖房機能による吹田空気温度
ａ、ヒータコア２５単独の暖房機能による吹出空気温度
ｂ、画然交換器２４と２５の併用による吹出空気温度Ｃ
ならびにエンジン冷却水温度ｄがいかに推移するかを示
したグラフである。

つぎに本発明によるダンパ駆ＩＪｌｅｆｌ構の作動につ
いて第３図を参照しながら説明する。始めにエンジン始
動時に極力すみやかに温暖感を得たいために温度コント
ロールレバー１のつまみ２を最強暖房位ｆｌｙ（ＭＡＸ
　　ＨＯＴ）に移動させると、レバー１がヒートポンチ
スイッチ５０のノブを押して空調装置はヒートポンプと
ヒータコアの両方が暖房機能を果す状態にセットされる
。レバー１のこの動きに伴ってコントロールワイヤ５は
図の右側方向に引張られ、ワイヤ５の末端に連結された
アクチュエータリンク１３の下端部のビン１６は実線で
示した位置に移動する。この状態のもとてアンプ６゜が
、ヒートポンプによって熱せられた空気温度の検知用セ
ンサ５１とエンジン冷却水温センサ５２からの信号に基
づいて、エアミックスダンパ２６を前述の如（経時的に
変化してくる最良セット位置にもたらすべく電磁弁５３
に信号を送ると、７クチユエータ８は負圧または大気圧
の切替供給を受けて作動棹９を前進または後退させる。

この作動棹９の動きは作動棹に植設されたビン１０を介
して、このビン１０を遊嵌させるための孔１４を備えた
アクチュエータリンク１３に伝えられ、リンク１３はそ
の下端部の回転軸１６を支点として矢印（イ）に示され
たように扇状に旋回運動させられる。その場合、作動棹
９はリンク１３の円弧状旋回運動の円弧の接線方向に前
後動するように設置されているので、回転軸１６はリン
ク１３の固定支点をなしてその位置が移動させられるこ
とはない。アクチュエータリンク１３の上端部に設けた
長楕円形溝１５には、エアミックスダンパ２６を取付け
た回転軸２０をその上端部に固着させたダンパリンク１
８の下端部の植設ビン１９が遊嵌されているので、アク
チュエータリンク１３の旋回動はダンパリンク１８を介
してエアミックスダンパ２６に伝えられ、ダンパ２６に
（ロ）の矢印で示された如き回動運動を起こさせること
になる。

したがって温度コントロールレバー１がＭＡＸＨＯＴの
ヒートポンプスイッチ５０が自動的にＯＮされる位置に
ある時、アクチュエータ８が、経時的に変化するエアミ
ックスダンパ２６の最良セット位置にダンパ２６をもた
らすべく、アンプ６０の指示に基づいて自動的に作動し
ても、本来手動で操作することを目的に設けられた温度
コントロールレバー１とそのつまみ２が勝手に動きだす
という大きな不都合を解消させられる。１７は回転軸１
６のストッパであって、作動棹９が図の右方向に前進し
た時、回転軸１６が図中に実線で示された位置よりさら
に右方に移動させられることを防止する。もつともワイ
ヤ５が充分の剛性を備えて撓むことがなければストッパ
１７は不要である。

一方、アクチュエータ８の作動を必要としないヒートポ
ンプの休止状態のもとて温度コントロールレバー１のつ
まみ２を操作すると、コントロールワイヤの往復運動が
前記と同様にしてアクユエータリンク１３の上端部回転
輪１６に伝えられる。この時アクチュエータ８は休止し
ているので作動棹９および桿９に植設したビン１０は固
定位置に保たれるので、アクチュエータリンク１３は今
度はビン１０を固定支点として矢印（ハ）で示されたよ
うな扇状旋回運動を起こし、リンク１３のこの旋回運動
は前述と同様にしてダンパリンク１８に旋回動を与えて
エアミックスダンパ２６を回動させることになる。そし
てアクチュエータ８の存在が温度コントロールレバー１
の操作力に対して抵抗を及ぼすようなことは起こりえな
い。

なお、この実施例図ではアクチュエータ８はリンク１３
および１８の左側に設置しているが、右側に設けても良
い。その場合には負圧と大気圧の切替関係は逆転する。

つぎにエアミックスダンパ２６を自動的に作動させる仕
組みについて、第２図および第３図を参照しながら説明
する。エンジン始動直後において温度コントロールレバ
ー１のつまみ２をＭＡＸ　　ＨＯＴ位置にセットするこ
とによって、前述の如くヒートポンプスイッチ５０がＯ
Ｎされ、アンプ６０は作動状態に入る。アンプ６０内に
はヒートポンプの車室内熱交換器２４の下流側空気温度
センサ５１とエンジン冷却水温センサ５２からの入力を
得て、この両温度を比較する回路が組込まれており、エ
ンジン冷却水温の方が低い時には電磁弁５３を大気圧に
連通ずる側に働かせて、アクチュエータ８がエアミック
スダンパ２Ｇをヒータコア２５の入口開口を閉ざす、図
の実線で示された位置にもたらすように作動させる。こ
のことによってヒートポンプの熱交換器２４によって折
角温められた空調用空気が、その下流に位置し、エンジ
ン始動直後の冷たいエンジン冷却水が導入されているヒ
ータコア２５によって再び冷やされてしまう不都合を避
けられる。

エンジン冷却水温が次第に上昇して前記の空気温度を越
えると、アンプ６０は信号を発して電磁弁５３を負圧連
通側に切替させるので、アクチュエータ８には負圧が導
入されてエアミックスダンパ２６は図中に破線で示され
た位置に移動してヒータコア２５の入口開口が開かれる
と共に、バイパス通風路２７が閉ざされ、ヒートポンプ
で温められた空気はヒータコア２５によってさらに昇温
し、暖房能力は熱交換器２４と２５の協動によって一段
と高められる。

つぎに第３図を参照しながら空調装置の作動について説
明すると、クーラスイッチ５７がＯＦＦされた状態のも
とにヒートポンプスイッチ５０がＯＮされると、四方弁
４２、アンプ６０およびアンプ６１が共に通電されてヒ
ートポンプが運転に入る。一方、ピー１−ポンプスイッ
チ５０がＯＦＦ、クーラスイッチがＯＮの状態の時、ア
ンプ６１に通電され、四方弁４２とアンプ６０には非通
電となってヒートポンプは冷房用冷凍サイクルとして働
く。この時、電磁弁２４には通電されず、アクチュエー
タ８は負圧導入状態に維持される。またリレー５５およ
び５６は、クーラスイッチ５１とヒートポンプスイッチ
５０とを誤って同時にＯＮした時に、冷房と暖房の両機
能が共に働かなくなるようにするためのフールセーフの
役割を果す。

上記の実施例では、第１図に描かれたように、温度コン
トロールレバー１がＭＡＸ　　ＨＯＴの最右端位置にセ
ットした状態のもとでのヒートポンプ作動時におけるレ
バー１の静止の仕組みについて説明したが、レバー１に
ヒートポンプスイッチ５０が併設されない場合、レバー
１がＭＡＸ　　ＨＯＴ、！：ＭＡＸ　　Ｃ００Ｌの中間
位置にセットされた状態で、別に設けたヒートポンプス
イッチがＯＮしても、レバー１を静止させたままで、エ
アミックスダンパ２６をレバー１のこの中間位置に対応
した回動位置からヒータコア２５の入口を完全に封鎖で
きる位置まで回動させられるようにアクチュエータ８の
動きを制御することも可能である。

［発明の効果］ 上記の如き構成からなる本発明のダンパ駆動機構は、エ
ンジン始動直後のある期間中にエアミックスダンパの最
良セット位置が変化するのに伴って、このダンパをアク
チュエータによって自動的に回動させても、運転席の計
器パネル面に設けられているエアミックスダンパを手動
操作して温度清面するためのつまみが勝手に動き出すこ
とがないので、操作者を混乱させる不都合が解消される
。

またダンパを手動操作する時に、アクチュエータの作動
桿との連係関係が断たれた状態となるので、つまみの操
作感が重くなる不便さが消滅する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）および第１図（ｂ　）は本発明による自
動車用空気調和装置のダンパ駆動機構の構成と作動を説
明した外観図、第２図はヒートポンプサイクル図と空調
用ダクトの側断面略図を含む、空調装置全体のシステム
図、第３図の空調装置全体の作動用電気回路図、第４図
はエンジン始動直後において、ヒートポンプの車室内熱
交換器の暖房機能による吹出空気温度、ヒータコアの機
能による吹出空気温度、これら画然交換器の協動による
吹出空気温度およびエンジン冷却水温のそれぞれの温度
が経時的に変化する有様を示したグラフである。 図中　１・・・温度コントロールレバー　２・・・レバ
ーのつまみ　５・・・コントロールワイヤ　８・・・ア
クチュエータ　９・・・作動桿　１３・・・アクチュエ
ータリンク　１８・・・ダンパリンク　２１・・・空調
用ダクト　２４・・・ヒートポンプの車室内熱交換器　
２５・・・ヒータコア　２６・・・エアミックスダンパ
　５０・・・ヒートポンプスイッチ　５１．５２・・・
温度センサ　５３・・・電磁弁　６０゜６１・・・アン
プ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ヒートポンプ式冷暖房サイクルの車室内熱交換器、
   エンジン冷却湿水を給熱源とするヒータコア、ブロワ等
   が納められ空調用空気の取入口と吹出口を備えた空調用
   ダクト内の、前記ヒータコアを通過する空気と該ヒータ
   コアを迂回する空気の割合を変化させて温度を調整する
   ために、該ダクト内に設置されたエアミックスダンパの
   駆動機構において、 前記エアミックスダンパの手動操作機構と、この手動操
   作機構の操作用つまみが最強暖房位置に設定されたとき
   、ヒートポンプサイクルを作動させるヒートポンプスイ
   ッチと、このヒートポンプスイッチがＯＮすると同時に
   前記エアミックスダンパを最強暖房位置に切換えせしめ
   るアクチュエータとを備え、 前記エアミックスダンパを前記アクチュエータによつて
   回動させる時、前記操作用つまみを静止状態に保つこと
   のできる、前記エアミックスダンパの回動用リンク機構
   が組み込まれていることを特徴とする自動車用空気調和
   装置のダンパ駆動機構。 ２）前記リンク機構が、前記手動操作用つまみの操作の
   動きを往復動に変えるための往復動手段と、一端部を前
   記ダンパの回転軸に固着させたダンパリンクと、前記ア
   クチュエータの作動桿にその全長の中ほどの個所を回動
   可能に取付けたアクチュエータリンクと、該アクチュエ
   ータリンクの一方の端部を前記ダンパリンクの自由端に
   回動可能に連結させる手段と、前記アクチュエータリン
   クの他方の端部を前記往復動手段に回動可能に連結させ
   る手段とを組み合わせてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の自動車用空気調和装置のダンパ駆動
   機構。