JP2016060306A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置において、簡素な構成でシール部の変形を確実に防止することで安定したシールを行う。【解決手段】車両用空調装置１０の空調ケース１４には、エアミックスダンパ３６によって開閉される連通口３２が開口し、該連通口３２を通じて冷風通路２８と温風通路３０とが連通すると共に、前記連通口３２の内縁部にはシール部３４が設けられる。このシール部３４は、例えば、エラストマー等の軟質材料から形成され、空調ケース１４に対して二色成形で一体的に形成されると共に、エアミックスダンパ３６の回動作用下に該エアミックスダンパ３６の外縁部が当接することでシールされ、冷風通路２８と温風通路３０との連通が遮断される。また、シール部３４が空調ケース１４の内部に設けられているため、該シール部３４が押圧され塑性変形してしまうことが回避され好適である。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、例えば、送風機によって内外気を空調ケース内へと取り込み、冷却手段であるエバポレータにより冷却された空気と、加熱手段であるヒータコアにより加熱された空気とをエアミックスダンパを駆動させることで所望の混合比率に混合した後、例えば、前記空調ケースに設けられた複数の送風口から車室内へと送風している。

このような車両用空調装置には、例えば、特許文献１に開示されるように、送風口の開閉を行うための切替ダンパや、温風と冷風とを所定の割合で混合させるためのエアミックスダンパ等の複数のダンパが設けられ、前記切替ダンパには、その中央に設けられた支軸に対してそれぞれ離間する方向に延在した一対のドア部を有するバタフライ式が用いられている。

このようなバタフライ式のダンパでは、例えば、樹脂製材料からなるドア部に対して射出成形によってエラストマー等の軟質材を一体的に成形したシール材を外縁部に設けることで、該ダンパが送風口の開口部に当接して閉塞する際、軟質材からなるシール材を接触させシールを行っている。

このような軟質材からなるシール材は、成形時の残留応力や材料特性による収縮力によってコーナー部が反り上がってしまい、開口部へ当接させた際に隙間が生じてしまうことがある。このような隙間が生じると閉塞時にも関わらず空気の漏出が発生するため、該隙間を防止するためにコーナー部に臨む開口部側のシール面を、予めシール材の変形量を想定した形状としておくことで、前記コーナー部に反り上がりが生じた場合でも確実に着座させてシールする。

また、コーナー部において、ドア本体部からのシール材の突出寸法を小さくすることで、前記コーナー部の剛性を部分的に大きくし、反り上がりを防止している。

特許第４２８１１６０号公報

しかしながら、上述したような残留応力や材料特性に起因した変形を抑制して精度よくシール材を形成することは非常に難しく、しかも、成形時の諸条件や車両用空調装置の搭載される車室内の温度によってもシール材の変形量が変化してしまう。

また、コーナー部の剛性を部分的に大きくした場合、シール材をシール面に押し付けた際、前記コーナー部のみに過大な曲げ応力が発生してしまうという問題がある。

さらに、シール材を有したダンパは、例えば、その搬送中において梱包材やケース等に一定時間接触していた場合に塑性変形してしまい、空調ケースへと組み付けた際に所望のシール性が得られないことがある。そのため、搬送中においてシール材を他の部材へ接触させないように専用の搬送用ケースを準備することが行われているが、その準備が非常に煩雑であるという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成でシール部の変形を確実に防止することができ、安定したシールを行うことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路を有した空調ケース内に設けられ、流路の連通状態を切り換えるダンパを有し、ダンパが、前記空調ケースに回転自在に支持される回転軸と、回転軸の軸線と直交方向に延在するドア部とを有した車両用空調装置において、
空調ケースの内部には、ダンパの回動作用下に連通する連通口を有し、連通口の開口部には、弾性材料から形成されドア部の当接自在なシール部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、車両用空調装置を構成する空調ケースの内部において、ダンパの回動作用下に連通する連通口を有し、その開口部に弾性材料から形成されたシール部が設けられダンパのドア部が自在に当接する。従って、連通口の開口部にシール部を設けることで、例えば、残留応力や材料特性に起因した収縮力がシール部の延在方向に沿って発生した場合でも、その収縮力が最終的に開口部を有した堅固な空調ケースによって受け止められるため、収縮力によるシール部の反り上がりを確実に防止することができる。

また、ダンパ側にシール部を設けずに、ダンパのドア部が当接する空調ケース側にシール部を設けることで、例えば、ダンパの外縁部にシール部を設け、ダンパの搬送時に他部材との接触で生じるシール部の変形を確実に回避することができる。その結果、ダンパを搬送するための搬送用ケース等を不要とし、簡素な構成でシール部の変形を確実に防止することができるため、ダンパを閉動作させシール部へと当接させた際のシール性を高めて安定したシールを行うことができる。

また、シール部のコーナー部において、外周側縁部を連通口の開口部に接合し、内周側縁部を弾性変形によって変位自在とすることで、反り上がりやすい舌状部位がコーナー部に形成されることがなく、さらに変位するコーナー部の内周側縁部は隣接した両側のストレート部によって支持されるため、コーナー部及びストレート部が互いに支え合うことでシール部の突出寸法を維持しつつシール部全体の剛性を向上させることができる。

さらに、シール部を、連通口に対して着脱自在なアタッチメントに設けた開口部に接合することにより、空調ケースにシール部を直接設ける場合と比較し、製造コストの削減を図ることが可能となる。

さらにまた、シール部と開口部とをシール部を射出成形する際に一体的に接合することで、その変形をより効果的に防止して安定的なシール性が得られる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、空調ケースの内部において、ダンパの回動作用下に連通する連通口を有し、その開口部に弾性材料から形成されたシール部を設けることで、例えば、成形時の残留応力や材料特性に起因した収縮力がシール部に生じた場合でも、その収縮力が開口部を有した空調ケースによって受け止められるため、収縮力によるシール部の反り上がりを確実に防止することができる。また、外縁部にシール部を設けたダンパの搬送時等に他部材との接触で生じるシール部の変形を確実に回避することができるため、簡素な構成でダンパを閉動作させシール部へと当接させた際のシール性を高め、安定したシールを行うことができる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体断面図である。 図２Ａは、図１の車両用空調装置におけるエアミックスダンパ近傍の拡大断面図であり、図２Ｂは、前記エアミックスダンパ近傍の正面図である。 図１の車両用空調装置における空調ケースのエアミックスダンパ近傍を示す一部省略内部斜視図である。 シール部を有するアタッチメントの適用された変形例に係る車両用空調装置の一部分解斜視図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。なお、以下の説明では、図１に示される車両用空調装置１０の右側（矢印Ａ方向）を車両の前方側とし、左側（矢印Ｂ方向）を該車両の後方側として説明する。

この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、空気の各通路１２を構成する空調ケース１４と、前記空調ケース１４の内部に配設され前記空気を冷却するエバポレータ１６と、該空気を加熱するヒータコア１８と、前記各通路１２内を流通する空気の流れを切り替えるダンパ機構２０とを含む。

空調ケース１４は、例えば、樹脂製材料から車両の幅方向（図２Ｂ中、矢印Ｃ方向）に分割可能に設けられ、その上方には、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口２２と、該ベント送風口２２と隣接し車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口２４とが開口している。また、空調ケース１４の後方側（矢印Ｂ方向）には、下方に向かって開口し乗員の足元近傍に送風を行うフット送風口２６が形成される。

一方、空調ケース１４の内部には、前方側（矢印Ａ方向）にエバポレータ１６が収納されると共に、該エバポレータ１６の下流側、すなわち、後方側（矢印Ｂ方向）にヒータコア１８が収納される。そして、空調ケース１４には、エバポレータ１６の上流側となる位置に接続された図示しないダクトを通じて送風機から空気が導入され、前記エバポレータ１６を通過することで空気が冷却され、一方、ヒータコア１８を通過することで前記空気が加熱される。

また、空調ケース１４における通路１２は、エバポレータ１６の配置される冷風通路２８と、該冷風通路２８の下流側に形成されヒータコア１８の配置される温風通路３０とを含み、図１及び図２Ａに示されるように、前記冷風通路２８と前記温風通路３０との境界部位に開口した連通口３２が形成される。

この連通口３２は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、例えば、空調ケース１４の幅方向（矢印Ｃ方向）に沿って長尺な略長方形状に開口し、冷風通路２８と温風通路３０とを連通可能に形成されると共に、その内縁部には、内側に向かって所定長さだけ突出したシール部３４が設けられる。

シール部３４は、例えば、エラストマー等の軟質材料から形成され所定厚さで形成されると共に、樹脂製材料からなる空調ケース１４と射出成形の一つである二色成形（ダブルモールド成形）によって一体的に形成される。なお、射出成形の具体的手法としては、上述した二色成形に限定されず、例えば、二段成形（オーバーモールド成形）を用いるようにしてもよく、射出成形時にシール部３４を空調ケース１４へと一体的に接合可能な方法であれば特に限定されるものではない。

また、シール部３４は、空調ケース１４と一体的に成形される場合に限定されるものではなく、例えば、別体として接着や溶着によって連通口３２の内縁部に固定するようにしてもよい。

このシール部３４は、図２Ｂ及び図３に示されるように、空調ケース１４の幅方向（矢印Ｃ方向）に沿って延在する一対の第１ストレート部３４ａと、前記第１ストレート部３４ａに対して直交方向に延在した一対の第２ストレート部３４ｂと、前記第１ストレート部３４ａの端部と前記第２ストレート部３４ｂの端部とが接合される４つのコーナー部３４ｃとを有する。すなわち、シール部３４は、第１ストレート部３４ａ、第２ストレート部３４ｂ、コーナー部３４ｃの外縁部が連通口３２の開口部に接合され、その内縁部が所定距離だけ開口部の内側へ突出している。

ダンパ機構２０は、図１に示されるように、エバポレータ１６とヒータコア１８との間に設けられ、連通口３２を開閉するエアミックスダンパ（ダンパ）３６と、ベント送風口２２及びデフロスタ送風口２４の送風状態を切り替えるベント切替ダンパ３８と、温風通路３０からフット送風口２６への送風状態を調整するフット調整ダンパ４０とを有する。

エアミックスダンパ３６は、図１〜図３に示されるように、例えば、略長方形で板状に形成されたドア部４２と、該ドア部４２の幅方向（矢印Ｃ方向）に沿った両端部に設けられる一対の回転軸４４とを有したバタフライ構造であり、前記回転軸４４の両端部が空調ケース１４の両側壁に軸支されることで回転自在に支持される（図２Ｂ参照）。また、ドア部４２の外縁部４２ａが連通口３２の内縁部に設けられたシール部３４へと当接可能に設けられる。

詳細には、エアミックスダンパ３６は、図２Ａに示されるように、回転軸４４の軸方向と直交方向となるドア部４２の一端部がシール部３４に対して冷風通路２８側（矢印Ａ方向）で当接し、前記ドア部４２の他端部が前記シール部３４に対して温風通路３０側（矢印Ｂ方向）で当接する。

そして、エアミックスダンパ３６は、図１及び図２Ａに示される全閉状態から回転軸４４を中心として時計回りに約９０°回動自在に設けられ、前記全閉状態では連通口３２を通じた冷風通路２８と温風通路３０との連通状態を遮断し、該全閉状態から開方向（時計回り）へと回動することで前記冷風通路２８と前記温風通路３０とが連通する。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、車室内の室温を低下させる冷房運転を行う場合について説明する。最初に、図示しない乗員が車室内において操作レバーを操作して冷房運転を選択することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動してエアミックスダンパ３６が回転軸４４を中心として反時計回りに回動し、ドア部４２の外縁部４２ａがそれぞれシール部３４へと当接する（図１及び図２Ａ参照）。

これにより、連通口３２を通じた冷風通路２８と温風通路３０との連通が遮断され、エバポレータ１６を通過して冷却された空気が冷風通路２８に沿って上方へと流通し、ベント切替ダンパ３８の切替作用下に開口したベント送風口２２から車室内へと送風される。

次に、車室内の室温を上昇させる暖房運転を行う場合には、乗員が操作レバーを操作することでエアミックスダンパ３６が回転軸４４を中心として時計回りに所定角度だけ回動し、ドア部４２の外縁部４２ａがシール部３４から離間することで連通口３２を介して冷風通路２８と温風通路３０とが連通する。そして、エバポレータ１６を通過して冷却された空気が温風通路３０を通じてヒータコア１８を通過することで所定温度に加温された後、フット調整ダンパ４０の切替作用下に開放されたフット送風口２６から車室内へと送風される。

以上のように、本実施の形態では、空調ケース１４において、エアミックスダンパ３６の当接する連通口３２の内縁部に軟質材料からなるシール部３４を設けることで、前記エアミックスダンパ３６にシール部を設ける必要がなくなり、例えば、前記シール部３４を成形した際の残留応力や材料特性に起因した収縮力が第１及び第２ストレート部３４ａ、３４ｂの延在方向に沿って発生した場合でも、その収縮力が最終的に連通口３２を有した堅固な空調ケース１４によって受け止められる。その結果、収縮力に起因したシール部３４の反り上がりを確実に防止して所望の形状に維持することができる。また、エアミックスダンパ３６の外縁部にシール部３４を設けた場合に懸念される変形を回避することができるため、エアミックスダンパ３６の搬送時にシール部３４が梱包材等に接触して塑性変形してしまうことがなく、しかも、エアミックスダンパ３６を搬送するための搬送用ケースを準備する必要もなく、前記シール部３４を空調ケース１４内に予め設けるという簡素な構成で変形を確実に防止することができる。その結果、シール部３４に対してエアミックスダンパ３６を当接させた際のシール性を高めることが可能となり、確実且つ安定したシールを行うことができる。

また、シール部３４のコーナー部３４ｃにおいて、その外周側縁部を連通口３２の開口部へ接合し、一方、内周側縁部を弾性によって変形自在としているため、反り上がりやすい舌状部位が前記コーナー部３４ｃに形成されることがなく、さらに変位しやすい前記コーナー部３４ｃの内周側縁部は、隣接した第１ストレート部３４ａと第２ストレート部３４ｂによって両側から挟み込むように支持される。そのため、第１及び第２ストレート部３４ａ、３４ｂ、コーナー部３４ｃが互いに支え合うことで、シール部３４の連通口３２から内側への突出寸法を維持しつつ、前記シール部３４全体の剛性を向上させることができる。

さらに、シール部３４は、エアミックスダンパ３６の当接する連通口３２の内縁部に設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、ベント切替ダンパ３８やフット調整ダンパ４０にバタフライ構造を適用した場合には、その開口部の内縁部に設けるようにしてもよい。

さらにまた、シール部３４は、空調ケース１４の連通口３２に直接設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、図４に示されるように、シール部５０を有したアタッチメント５２を介して着脱自在に設けるようにしてもよい。

このアタッチメント５２は、例えば、樹脂製材料から連通口３２の開口形状に対応して略長方形状に形成されたフレーム５４と、該フレーム５４の中央に開口した開口部５６に装着されるシール部５０とからなり、前記フレーム５４の幅方向（矢印Ｃ方向）に沿った両端部には空調ケース１４の側壁に形成された係合孔５８に挿入される支持ピン６０が形成されている。

そして、アタッチメント５２を組み付ける場合には、分割された空調ケース１４内に前記アタッチメント５２を配置し、その両端部の支持ピン６０をそれぞれ前記空調ケース１４の係合孔５８へと挿入すると共に、連通口３２の内縁部に合わせるようにフレーム５４の外縁部を前記空調ケース１４へと当接させ図示しない固定手段によって固定する。その後、アタッチメント５２の内部に、エアミックスダンパ３６を回転自在に設ける。

これにより、アタッチメント５２のシール部５０がエアミックスダンパ３６に臨むように配置され、その開口部５６を通じて冷風通路２８と温風通路３０とが連通した状態となる。

また、シール部５０は、アタッチメント５２の幅方向（矢印Ｃ方向）に沿って延在する一対の第１ストレート部５０ａと、前記第１ストレート部５０ａに対して直交方向に延在した一対の第２ストレート部５０ｂと、前記第１ストレート部５０ａの端部と前記第２ストレート部５０ｂの端部とが接合される４つのコーナー部５０ｃとを有する。すなわち、シール部５０は、第１ストレート部５０ａ、第２ストレート部５０ｂ、コーナー部５０ｃの外縁部がフレーム５４の開口部５６に接合され、その内縁部が所定距離だけ前記開口部５６の内側へ突出している。

なお、このシール部５０は、フレーム５４に対して二色成形等の射出成形によって一体的に形成してもよいし、溶着や接着等によって固定するようにしてもよい。

すなわち、開口部５６の内縁部にシール部５０を有したアタッチメント５２を準備し、エアミックスダンパ３６に臨む空調ケース１４の内部に着脱自在に設けることで、シール部５０はフレーム５４の内部に設けられているため、前記アタッチメント５２を搬送する際に他の部材との接触によってシール部５０を変形させてしまうことがなく、しかも、前記シール部５０を前記空調ケース１４の連通口３２へ一体成形する場合と比較し、製造コストの削減を図ることが可能となる。

また、例えば、シール部５０を成形した際の残留応力や材料特性に起因した収縮力が第１及び第２ストレート部５０ａ、５０ｂの延在方向に沿って発生した場合でも、その収縮力が最終的に開口部５６を有した堅固なアタッチメント５２によって受け止められる。その結果、収縮力に起因したシール部５０の反り上がりを確実に防止することができ、前記シール部５０を所望の形状に維持することが可能となる。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １４…空調ケース
１６…エバポレータ １８…ヒータコア
２０…ダンパ機構 ２８…冷風通路
３０…温風通路 ３２…連通口
３４、５０…シール部 ３６…エアミックスダンパ
３８…ベント切替ダンパ ４０…フット調整ダンパ
４２…ドア部 ４４…回転軸
５２…アタッチメント

Claims (4)

1. 空気の流通する流路を有した空調ケース内に設けられ、前記流路の連通状態を切り換えるダンパを有し、前記ダンパが、前記空調ケースに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸の軸線と直交方向に延在するドア部とを有した車両用空調装置において、
   前記空調ケースの内部には、前記ダンパの回動作用下に連通する連通口を有し、該連通口の開口部には、弾性材料から形成され前記ドア部の当接自在なシール部が設けられることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記シール部のコーナー部において、外周側縁部を前記連通口の開口部に接合し、内周側縁部を弾性変形によって変位自在とすることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記シール部は、前記連通口に対して着脱自在なアタッチメントに設けられた開口部に接合されることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記シール部と前記開口部とが前記シール部を射出成形する際に一体的に接合されることを特徴とする車両用空調装置。

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