JP2009184495A

JP2009184495A - 空調装置

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Publication number: JP2009184495A
Application number: JP2008026285A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kamimura; 上村　　幸男; Takahiro Tokunaga; 徳永　　孝宏
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2009-08-20

Abstract

【課題】空気通路の中間開度時にドアの移動方向端部が空気通路と重合する車両用空調装置において、ドアの自励振動の発生を抑制する。
【解決手段】内部に空気通路２７、２８を形成するケース１と、スライド方式により移動して空気通路２７、２８を開閉する板状のドア本体９と、ドア本体９を送り出すように駆動する送り出し機構１３、１４とを備え、ドア本体９が空気通路２７、２８の中間開度位置に操作されたときには、ドア本体９の移動方向端部が空気通路２７、２８と重合するようになっており、ドア本体９の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、２５μＮｍ²以上である。
【選択図】図３

Description

本発明は、送り出されるようにスライド移動するドアにより空気通路が開閉される空調装置に関するものである。

従来、この種の空調装置として、特許文献１に記載の車両用空調装置が知られている。この従来技術は、室内空調ユニットのデフ吹出用開口部とフェイス吹出用開口部とを切替開閉するためのフェイス・デフ吹出用ドアを備えている。このフェイス・デフ吹出用ドアは円弧状のドア本体がシャフトとともに回転する歯車によってスライド移動するように構成されている。

このフェイス・デフ吹出用ドアがデフ吹出用開口部またはフェイス吹出用開口部を閉塞したときには、円弧状のドア本体自体が空調ユニットケースの内壁面に押し付けられることでシール性を確保している。

また、フェイス・デフ吹出用ドアが開口部の中間開度位置に操作されたときには、ドア本体の移動方向端部が開口部と重合するようになっている。

一方、特許文献２に記載の車両用空調装置では、スライドドアを２枚の薄膜状フィルムと、両フィルムの一端側が固定された矩形状の枠体等で構成し、枠体を駆動することでフィルムを押し出すようにして移動させるようになっている。

そして、特許文献２には、フィルムが座屈することなく送り出されるのに必要な曲げ剛性値が開示されている。

なお、特許文献２の従来技術では、フィルムの自由端（先端部）がケース内に形成されたフィルム収納部に常に収納されるようになっているので、フィルムの自由端（先端部）が開口部と重合することがない。
特開２００７−２１０３６６号公報特許第４０００９５９号公報

前者の従来技術では、ドア本体の移動方向端部が開口部と重合するようになっているので、ドア本体の移動方向端部が開口部と重合している状態では、ドア本体の移動方向端部が風圧で風下側へ膨らもうとすると同時に、元の形状へ戻ろうとする力も発生することとなり、これらのバランスによってはドア本体に自励振動が発生してしまう。

そこで、本発明者は、後者の従来技術にて開示されているフィルムの曲げ剛性値に着目し、後者の従来技術による曲げ剛性値を前者の従来技術に適用することを検討した。

しかしながら、本発明者の詳細な検討によると、後者の従来技術はフィルムの自由端（先端部）が開口部と重合しない構成を前提としているので、後者の従来技術による曲げ剛性値を前者の従来技術に適用しても、曲げ剛性値が小さすぎて自励振動の発生を抑制できないことがわかった。

一方、ドア本体の曲げ剛性値を大きくし過ぎると、開口部の閉塞時にドア本体を空調ユニットケースの内壁面に押し付けにくくなってドア本体と空調ユニットケースの内壁面との間に隙間が生じやすくなり、ひいてはシール性が低下することがわかった。

本発明は上記点に鑑みて、空気通路の中間開度時にドアの移動方向端部が空気通路と重合する空調装置において、ドアの自励振動を抑制することを目的とする。

また、本発明は上記点に鑑みて、空気通路の中間開度時にドアの移動方向端部が空気通路と重合する空調装置において、シ−ル性を確保することを他の目的とする。

また、本発明は上記点に鑑みて、空気通路の中間開度時にドアの移動方向端部が空気通路と重合する空調装置において、ドアの自励振動の抑制とシ−ル性の確保とを両立することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内部に空気通路（２７、２８）を形成するケース（１）と、
スライド方式により移動して空気通路（２７、２８）を開閉する板状のドア本体（９）と、
ドア本体（９）を送り出すように駆動する送り出し機構（１３、１４）とを備え、
ドア本体（９）が空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、ドア本体（９）の移動方向端部が空気通路（２７、２８）と重合するようになっており、
ドア本体（９）の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、２５μＮｍ²以上であることを特徴とする。

これにより、自励振動の発生を抑制できる（後述の図４を参照）。

請求項２に記載の発明では、内部に空気通路（２７、２８）を形成するケース（１）と、
スライド方式により移動して空気通路（２７、２８）を開閉する板状のドア本体（９）と、
ドア本体（９）を送り出すように駆動する送り出し機構（１３、１４）とを備え、
ドア本体（９）が空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、ドア本体（９）の移動方向端部が空気通路（２７、２８）と重合するようになっており、
ドア本体（９）の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、３８００μＮｍ²以下であることを特徴とする。

これにより、シ−ル性を確保できる（後述の図４を参照）。

請求項３に記載の発明では、内部に空気通路（２７、２８）を形成するケース（１）と、
スライド方式により移動して空気通路（２７、２８）を開閉する板状のドア本体（９）と、
ドア本体（９）を送り出すように駆動する送り出し機構（１３、１４）とを備え、
ドア本体（９）が空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、ドア本体（９）の移動方向端部が空気通路（２７、２８）と重合するようになっており、
ドア本体（９）の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、２５〜３８００μＮｍ²であることを特徴とする。

これにより、自励振動の発生を抑制できるとともに、シ−ル性を確保できる（後述の図４を参照）。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置は、ドア本体（９）が空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、ドア本体（９）の移動方向端部に対して空気流れが略直交する方向に当たるようになっている空調装置に好適に用いることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態を図１〜図４を用いて説明する。図１は、本実施形態の車両用空調装置にかかる空調ユニットケース１の内部構成を示した模式図である。また、図１は特にフェイスモード時における内部構成を示している。図１中、前後上下の各矢印は、車両搭載状態における方向を示している。

本実施形態の車両用空調装置は、車室内の空調をオートコントロールまたはマニュアルコントロールできるように構成されており、空調ユニットケース１内に形成される空気通路を開閉するスライド方式のドアを備えている。

車両用空調装置を構成する空調ユニットは、その外殻を空調ユニットケース１で構成されており、大別して送風部と空調部を備えている。空調ユニットケース１は車室内前方のインストルメントパネルの裏側に配置されている。なお、空調ユニットケース１は、本発明におけるケースに該当するものである。

空調ユニットケース１は、複数のケース部材からなり、例えばポリプロピレンなどの樹脂成形品である。複数のケース部材は、金属ばね、ねじ等の締結手段によって一体的に結合されて空調ユニットケース１を構成している。

送風部は、車室内または車室外の空気を空調部に送風するための送風機２を備え、送風機２の吹出口は空調部の入口に至る送風通路と接続されている。送風機２は、遠心多翼ファンとこれを駆動するモータとからなり、遠心多翼ファンの周囲はスクロールケーシングで囲まれ、遠心多翼ファンの遠心方向に伸びるダクトによって送風通路と連通している。

空調部は、送風通路全体を横断的に塞いで設けられたエバポレータ３と、エバポレータ３を通過してきた空気を加熱するヒータコア５と、ヒータコア５を通過させる風量とヒータコア５をバイパスして流れる風量との風量割合を調整するエアミックスドア４と、エアミックスチャンバと、エアミックスチャンバの下流に開口されたデフロスタ開口部２８、フェイス開口部２７、フロントフット開口部７、およびリアフット開口部６と、を備えている。

デフロスタ開口部２８は、フロントウィンドウガラス等の車室内側面に沿うように空調風を吹き出すデフロスタ吹出用の開口部であり、この空調風によってフロントウィンドウガラス等の曇り度合いが低減される。フェイス開口部２７は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出用の開口部であり、主に冷房時に使用される。

フロントフット開口部７、リアフット開口部６はそれぞれ前席乗員、後席乗員の足元へ空調風を吹き出すための開口部であり、主に暖房時に使用される。各吹出し用開口部から吹き出される空調風は、接続されたダクト（図示しない）内を通って車室内に供給されることになる。

さらに空調部は、デフロスタ開口部２８とフェイス開口部２７の開口面積を調整するフェイス・デフロスタドアＤと、フロントフット開口部７およびリアフット開口部６へ通じる通路の開口面積を調整するフットドア８と、を備えている。なお、フェイス・デフロスタドアＤは、本発明におけるドアに該当するものである。

本例では、送風機２、エアミックスドア４、フェイス・デフロスタドアＤ、およびフットドア８の作動は、図示しない制御装置によって制御される。エアミックスドア４、フェイス・デフロスタドアＤ、およびフットドア８を、乗員の手動操作により操作力が与えられる手動操作機構によって操作するようにしてもよい。

エバポレータ３は、冷凍サイクル内の膨張弁で減圧された低温低圧の冷媒を送風機の送風を受けて内部で蒸発させるものであり、冷媒が流れるチューブの周囲を通過する送風空気を冷却するものである。

ヒータコア５は、走行用エンジンの高温の冷却水を熱源として送風空気と熱交換させ、周囲を流れる空気を加熱するものであり、エバポレータ３よりも空気流れ方向の下流側の通路を部分的に塞ぐように配置されている。

エアミックスドア４は、エバポレータ３よりも下流に設けられた片側枢支式の板状ドアであり、ヒータコア５を通る空気量とヒータコア５を迂回する空気量との比率を調節するものである。エアミックスドア４が図１の実線位置にあるときはヒータコア５への空気の流れを遮断し、二点鎖線位置にあるときはすべての空気をヒータコア５へ流して加熱するように構成されている。

エアミックスチャンバは、エバポレータ３から流れてきた空気とヒータコア５で加熱された空気とが混ざり合う空間である。この空間で温度調節された空調風は、フェイス・デフロスタドアＤやフットドア８など各モードドアを制御することによって適正な風量割合で車室内へ供給される。

フットドア８は、回転軸と回転軸の両側に伸長する平板状のドア本体とを有する回動式のバタフライドアである。フットドア８は、図１の実線位置にあるときはフロントフット開口部７およびリアフット開口部６へ通じる通路を遮断し、図１の二点鎖線位置にあるときは当該通路を完全に開放するように構成されている。

デフロスタ開口部２８とフェイス開口部２７は、フェイス・デフロスタドアＤが閉塞する空気通路を構成し、両者は車両前後方向に並ぶように開口し、ともにエアミックスチャンバと対向する位置にある。空調ユニットケース１の内壁面は、デフロスタ開口部２８およびフェイス開口部２７の周囲において、車両前方側から車両後方側に向かうにつれて下方に位置するように円弧状に湾曲している。

フェイス・デフロスタドアＤは、全体として板形状を有しており、デフロスタ開口部２８およびフェイス開口部２７に対向した状態で駆動手段によってスライドさせられて移動するスライド方式のドアである。フェイス・デフロスタドアＤは、図１の実線位置のごとく、ドア本体９の移動方向一端部がデフロスタ開口部２８よりも車両前方側に位置してデフロスタ開口部２８を全閉し、かつフェイス開口部２７を全開する位置から、図１の破線位置のごとく、移動方向他端部がフェイス開口部２７よりも車両後方側に位置してデフロスタ開口部２８を全開し、かつフェイス開口部２７を全閉する位置まで移動するような可動範囲を備えている。

フェイス・デフロスタドアＤは、この可動範囲を移動できるため、運転モードによって、例えばデフロスタ開口部２８またはフェイス開口部２７を全閉、全開、および半開する状態に調整することができる。

図２に示すように、フェイス・デフロスタドアＤは、板状のドア本体９と、駆動手段を構成するラック１４（ドアスライドギア）とを備えており、これらを樹脂の一体成形によって形成することが好ましい。

本例では、ドア本体９は矩形の薄板を断面円弧状に湾曲させた形状を有している。より具体的には、ドア本体９は、移動方向中央側が移動方向両端側よりも開口部２７、２８に近接するように湾曲している。

ドア本体９の周縁部は、開口部２７、２８を閉塞したときに空調ユニットケース１の内壁面に圧接するシール面を構成している。

本例では、ドア本体９の材質をヤング率が１６８０ＭＰａのポリプロピレンとし、ドア本体９の板厚を０．７ｍｍにしている。その結果、ドア本体９の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値は４８０μＮｍ²になっている。

ラック１４は、ドア本体９のうち開口部２７、２８と反対側を向いた板面に設けられ、ドア幅方向、すなわちドア本体９の移動方向に対して直交する方向におけるドア本体９の両端部にて、ドア本体９の移動方向全体において伸長するように形成されている。

ラック１４は、ピニオン１３（シャフトギア）とともに、ドア本体９を送り出すように駆動する送り出し機構を構成している。このピニオン１３は、シャフト１０の両端に設けられている。

ピニオン１３はさらに軸方向外方に設けられたギア（図示せず）に伝えられるサーボモータ等の回転駆動力によってギアとともに回転し、この回転駆動力がラック１４をシャフト１０の軸方向と直交する方向に移動させる力として伝達され、ドア本体９が移動することになる。

押さえ部３０は、フロントフット開口部７寄りの空調ユニットケース１の内壁面からフェイス・デフロスタドアＤ側に延出した壁部で構成され、この押さえ部３０はシャフト１０の軸方向およびドア本体９の表面に沿うように延在している。

押さえ部３０とフェイス開口部２７側の空調ユニットケース１の内壁面との間には、隙間が形成されている。この隙間は、フェイス・デフロスタドアＤがフェイス開口部２７を閉塞したときに、その先端部を収納するための空間を構成している。なお、押さえ部３０は、空調ユニットケース１の内壁面からドア側に延出した板状のリブによって構成してもよい。

空調ユニットケース１内には、フェイス・デフロスタドアＤを上述の可動範囲に渡って案内するガイド溝１２が設けられている。ガイド溝１２は、空調ユニットケース１の内壁面に沿う円弧状に形成されている。

ガイド溝１２は、空調ユニットケース１と一体的、または別部品として構成することができる。ガイド溝１２を空調ユニットケース１と一体的に構成した場合には、空調ユニットケース１の内壁に一体成形によって形成することができる。

フェイス・デフロスタドアＤのドア幅方向両端部、すなわち、ドア本体９のドア幅方向両端部およびラック１４がこのようなガイド溝１２によって案内されて、フェイス・デフロスタドアＤが空調ユニットケース１の内壁面に沿うようにスライド移動することになる。

上記構成において、フェイス・デフロスタドアＤの作動について簡単に説明する。例えば、制御装置によって吹出しモード変更などの制御が働くとフェイス・デフロスタドアＤを駆動する制御を開始する。このときサーボモータ等による外部からの回転駆動力がギアに働き、シャフト１０に伝達される。

この回転駆動力によってシャフト１０が回転するとともにピニオン１３が回転すると、フェイス・デフロスタドアＤは、ピニオン１３とラック１４のかみ合いによって、ガイド溝１２に沿って送り出されるようにスライド移動する。

そして、フェイス・デフロスタドアＤがデフロスタ開口部２８またはフェイス開口部２７を閉塞する位置まで移動すると、ドア本体９が空調ユニットケース１の内壁面に圧接され、デフロスタ開口部２８またはフェイス開口部２７が閉塞される。

本実施形態では、ドア本体９の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値を４８０μＮｍ²に設定することによって、ドア本体９の自励振動の抑制とシ−ル性の確保とを両立している。

ここで、ドア本体９の曲げ剛性値が大き過ぎる場合には、開口部２７、２８の閉塞時にドア本体９を空調ユニットケース１の内壁面に押し付けにくくなってドア本体９と空調ユニットケース１の内壁面との間に隙間が生じやすくなり、風漏れ量が多くなる。換言すれば、シール性の確保が困難となる。

一方、図３は、フェイス・デフロスタドアＤをデフロスタ開口部２８およびフェイス開口部２７の中間開度位置に操作した状態を示している。この状態では、図３中の矢印に示すように、ドア本体９の移動方向両端部（図３中、一点鎖線で囲まれた部分）に対して風流れが略直交する方向に当たることとなる。

このため、ドア本体９の曲げ剛性値が小さ過ぎる場合には、ドア本体９の移動方向両端部が風圧で風下側へ膨らもうとすると同時に、元の形状へ戻ろうとする力も発生することとなり、これらのバランスによってはドア本体９に自励振動が発生してしまう。

このようなドア本体９の曲げ剛性値とシール性およびドア本体９の自励振動との関係をグラフで示したのが図４である。図４の横軸はドア本体９の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値（μＮｍ²）であり、図４の縦軸はシール性を風漏れ量（ｍ³／ｓ）で表したものである。

この図４からわかるように、幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が３８００μＮｍ²以下であると、風漏れ量が０．００１７５ｍ³／ｓ以下に抑えられてシ−ル性が良好に保たれる。また、幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が２５μＮｍ²以上であると、自励振動が発生しない。

したがって、幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値を２５〜３８００μＮｍ²にすれば、自励振動の発生を抑制できるとともに、シ−ル性を良好に保つことができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、本発明によるスライド式のドアは、上記実施形態で説明したフェイス・デフロスタドアＤに使用することに限定するものではなく、フットドア８およびエアミックスドア４はいうまでもなく、その他に、内外気吸込み切替え用ドア、内気吸込み用ドア、外気吸込み用ドアなど、車両用空調装置の空気通路を閉塞する用途のあらゆるドアに使用してもよい。

また、上述の一実施形態は、上記各実施形態では、本発明を車両用空調装置に適用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、据え置き型の空調装置等、種々の空調装置に適用可能であることはもちろんである。

本発明の一実施形態における車両用空調装置の空調ユニットの断面図である。図１のドア本体の斜視図である。図１の要部拡大図であり、ドアを開口部の中間開度位置に操作した状態を示す。ドア本体の曲げ剛性値とシール性・自励振動との関係を示すグラフである。

符号の説明

１空調ユニットケース（ケース）
９ドア本体
１４ラック（送り出し機構）
２７フェイス開口部（空気通路）
２８デフロスタ開口部（空気通路）

Claims

内部に空気通路（２７、２８）を形成するケース（１）と、
スライド方式により移動して前記空気通路（２７、２８）を開閉する板状のドア本体（９）と、
前記ドア本体（９）を送り出すように駆動する送り出し機構（１３、１４）とを備え、
前記ドア本体（９）が前記空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、前記ドア本体（９）の移動方向端部が前記空気通路（２７、２８）と重合するようになっており、
前記ドア本体（９）の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、２５μＮｍ²以上であることを特徴とする空調装置。
内部に空気通路（２７、２８）を形成するケース（１）と、
スライド方式により移動して前記空気通路（２７、２８）を開閉する板状のドア本体（９）と、
前記ドア本体（９）を送り出すように駆動する送り出し機構（１３、１４）とを備え、
前記ドア本体（９）が前記空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、前記ドア本体（９）の移動方向端部が前記空気通路（２７、２８）と重合するようになっており、
前記ドア本体（９）の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、３８００μＮｍ²以下であることを特徴とする空調装置。
内部に空気通路（２７、２８）を形成するケース（１）と、
スライド方式により移動して前記空気通路（２７、２８）を開閉する板状のドア本体（９）と、
前記ドア本体（９）を送り出すように駆動する送り出し機構（１３、１４）とを備え、
前記ドア本体（９）が前記空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、前記ドア本体（９）の移動方向端部が前記空気通路（２７、２８）と重合するようになっており、
前記ドア本体（９）の幅１０ｍｍあたりの曲げ剛性値が、２５〜３８００μＮｍ²であることを特徴とする空調装置。
前記ドア本体（９）が前記空気通路（２７、２８）の中間開度位置に操作されたときには、前記ドア本体（９）の前記移動方向端部に対して空気流れが略直交する方向に当たるようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。