JP4016523B2 - 車両用空調装置の内外気切替装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の内外気切替装置におけるシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両用空調装置では、低騒音に対する要望がますます強くなっている。このため、送風機の吸込損失（吸入抵抗）の低減により風量アップ、低騒音化を図っている。この送風機の吸込損失低減のためには、送風機の吸込側に配置される内外気切替装置の内外気の吸入口の開口面積を拡大する必要がある。
【０００３】
そして、この内外気吸入口の開口面積拡大のための対策の１つとして、内外気切替ドアを通常の平板状の板ドアとせず、ロータリ式のドアにすることが従来、提案されている。このロータリ式ドアでは、ドア回動方向に延びる外周壁面を有し、この外周壁面の軸方向の両側部と回転軸との間を扇形の側板で連結した形状として、ドア外周側だけでなく、ドア軸方向の側方からも内外気を吸入可能にし、これにより、内外気の吸入口開口面積の増加を図っている。
【０００４】
ところで、このようなロータリ式内外気切替ドアにおけるシール構造として、ドア操作力低減のためにリップシールタイプのものが提案されている。このリップシールタイプのロータリ式ドアでは、ドア基板部の周縁部表面から内気吸入口および外気吸入口側へ向かって突出するリップ状（薄板状）の弾性シール材を設け、また、内気吸入口と外気吸入口の周縁部には内外気切替ドア側へ突出する堤状部（シール面）を形成し、内気吸入口および外気吸入口の閉塞時には弾性シール材をケース側の堤状部に弾性変形させて圧着させる。これにより、内気吸入口および外気吸入口の閉塞時のシール作用を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らが上記したリップ状弾性シール材を設けたロータリ式内外気切替ドアについて試作評価したところ、リップシールと堤状部との間はシールが均一になされていないため、適当なシール性が確保されず、風洩れによるフィーリング悪化や異音発生という問題が生じることが分かった。特に、ドアの回転軸から離れた位置におけるシール性の悪化がしていることが分かった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、リップ状弾性シール材を有する内外気切替ドアにより内外気の吸入を切替えるものにおいて、リップシールと堤状部との間のシール性を良好にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の点に着眼して、上記目的を達成するための技術的手段を案出したものである。
従来の内外気切替ドアにおいては、堤状部のすべてのシール面の傾斜及びリップシールの厚みを同一としているため、空気通路切替時にドアの回転軸根本部分のリップシールが先に堤状部に接触し、回転軸から離れた位置ではリップシールが遅れて堤状部に接触する。回転軸根本部分のリップシールが接触した後、更にドアを閉じていくと、回転軸根本部分のリップシールによる反力が働くため、回転軸からの距離が離れるほどリップシールと堤状部とのシール性が悪化する。そこで、ドアの回転軸から離れた位置にリップシールが接触するタイミングを回転軸に近い位置でのリップシールとの接触よりも早めることにより、上記問題を解決しようとするものである。
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて内外気入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、内外気切替ドア（１６、１７）は、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）の周縁部には前記内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、堤状部（２１〜２４）は内外気切替ドア（１６、１７）の回動方向に対して所定角度傾斜した傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）を有し、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位を有し、堤状部（２１〜２４）は、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）の周縁部のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位を有し、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）との切替開閉時に、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位と、堤状部（２１〜２４）のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位における傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）との接触が、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた位置から開始するように、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）および傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
これによると、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた堤状部（２１〜２４）からシールを開始しているので、回転軸（１６ａ、１７ａ）根本部分でのリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の反力によって、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置における弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と堤状部（２１〜２４）のシール面（２１ａ〜２４ａ）とのシール性の悪化を低減することができる。その結果、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置でのシール性を向上することが可能となり、堤状部（２１〜２４）の全体でのシール性を確保することができる。また、これにより、風洩れによるフィーリング悪化や異音発生といった問題も低減することが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、内外気切替ドア（１６、１７）は、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）の周縁部には内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、堤状部（２１〜２４）は、内外気切替ドア（１６、１７）の回動方向に対して所定角度傾斜した傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）を有し、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）との切替開閉時に、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）が回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた堤状部（２１〜２４）の傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）から接触し始め、傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）の傾斜角度（α、β）は、内外気切替ドア（１６、１７）の回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるほど小さいことを特徴としている。これによると、堤状部（２１〜２４）の傾斜角度（α、β）を回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるほど小さく設定することにより、内外気切替ドア（１６、１７）を切替開閉する際には、堤状部（２１〜２４）の回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置よりリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の接触を開始させることが可能となる。
【００１１】
なお、傾斜角度（α、β）は、請求項３に記載されているように、２０°以上８０°以下の範囲で設定されていることが好ましい。
請求項４に記載の発明では、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と堤状部（２１〜２４）との間のドアシャット量は、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるにつれて徐々に増加していることを特徴としている。
【００１２】
これによると、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた位置から弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）をシール面（２１ａ〜２４ａ）に接触させることができる。そのため、先に堤状部（２１〜２４）のシール面（２１ａ〜２４ａ）に接触した回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置にある部位のドアシャット量を大きくすることが可能となる。そして、従来シール性の不足が問題となっていた回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置でのシール性を高めることができる。
【００１３】
請求項５および請求項６に記載の発明では、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて弾性率を徐々に大きくされていることを特徴としている。
これによると、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の回転軸（１６ａ、１７ａ）根本部分が先に堤状部（２１〜２４）のシール面に接触した場合でも、その部位の弾性率を比較的小さくしているので、その部位に作用する反力に対抗して内外気切替ドア（１６、１７）を回動させることができる。そのため、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた部位においても、堤状部（２１〜２４）とリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とのシール性を悪化させることはない。
【００１４】
なお、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の弾性率は、請求項７に記載しているように、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の板厚（ｄa 、ｄb ）を、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて徐々に大きくすることにより変化させることができる。リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の板厚（ｄa 、ｄb ）を大きくすることにより、弾性率を大きくすることができる。また、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置におけるリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の厚みをを大きくすることにより、その位置におけるリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と堤状部（２１〜２４）と接触を早めることもできる。
【００１５】
なお、上記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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図６は本発明の第１実施形態を示すもので、図１、図２は車両用空調装置の通風系における内外気切替装置および送風機を含む送風機ユニット部を示すもので、図３は図１における内外気切替部の拡大図で、図４は図１のＡ−Ａ断面図である。図１、２に示す送風機ユニット部は、通常、自動車の車室内前部の計器盤下方で、助手席側の部位に配置される。
【００１７】
１０は合成樹脂製の内外気切替箱（ケース）で、その下方には送風用スクロールケーシング３０が隣接して配置されており、内外気切替箱１０の内部はスクロールケーシング３０のベルマウス状の吸入口３１に連通している。
また、内外気切替箱１０は、車室内空気を吸入する第１内気吸入口１１および第２内気吸入口１２と車室外空気を吸入する外気吸入口１３とを有しており、外気吸入口１３を中央に配置し、その両側に第１、第２内気吸入口１１、１２を配置している。換言すると、車両前後方向において、最も後方側に第１内気吸入口１１を配置し、その前方側に外気吸入口１３を配置し、最も前方側に第２内気吸入口１２を配置している。
【００１８】
第２内気吸入口１２は内気吸入量増加のための補助吸入口である。なお、本例では、第１、第２内気吸入口１１、１２にそれぞれ車室内からの異物混入防止のための内気格子部材１４、１５が備えられている。
そして、内外気切替箱１０内に内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７が回動可能に収納されている。
【００１９】
ここで、内外気切替ドア１６は第１内気吸入口１１と外気吸入口１３を切替開閉し、また、補助内気ドア１７は第２内気吸入口１２を開閉するものであり、いずれも、ロータリ式ドアからなる。
ここで、ロータリ式ドアドア１６、１７を具体的に説明すると、各ドア１６、１７はドア回動方向に延びる外周壁面１６ａ、１７ａを有し、この外周壁面１６ａ、１７ａの軸方向の両側部と回転軸１６ｂ、１７ｂとの間を扇形の側板１６ｃ、１７ｃで連結した形状としている。そして、外周壁面１６ａ、１７ａおよび扇形の側板１６ｃ、１７ｃで構成されるドア基板部の大きさを第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口１３を閉塞するに必要な大きさに設定してある。
【００２０】
これにより、各ドア１６、１７は、ドア外周側の開口だけでなく、軸方向側方の開口をも開閉できる構成となっており、このように、ドア外周側および軸方向側方の両方の開口を開閉可能なドアを本明細書ではロータリ式ドアという。
なお、外周壁面１６ａ、１７ａの形状が図示の例では平面状になっているが、外周壁面１６ａ、１７ａを回転軸１６ｂ、１７ｂを中心とする曲率半径の円弧状にしてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
上記のごときロータリ式ドア１６、１７の採用に伴って、第１、第２内気吸入口１１、１２の形状は、いずれも、ロータリ式ドア１６、１７の外周壁面１６ａ、１７ａに対向する部位から側板１６ｃ、１７ｃに対向する部位まで開口する門型に屈曲した開口形状になっている。これにより、内気の吸入開口面積を増加させて、内気モードによる最大冷房能力の向上を図っている。これに対し、外気吸入口１３は図２に示すように通常の矩形状の平面開口形状になっている。
【００２２】
図４に示すように、ロータリ式の内外気切替ドア１６は、その左右両側の扇形の側板１６ｃ、１６ｃの回転中心位置から軸方向外方へ回転軸１６ｂ、１６ｂが突出しており、この左右の回転軸１６ｂ、１６ｂは内外気切替箱１０の軸受穴１８、１８に回転自在に支持されている。
また、左右両側の扇形の側板１６ｃ、１７ｃの回転中心位置の内側部は補強部材１６ｄにより連結され、ドア１６のねじれ剛性の向上を図っている。また、外周壁面１６ａと扇形の側板１６ｃ、１７ｃの内側空間１６ｅはそのまま外部へ開口しているので、この内側空間１６ｅを通って図４の紙面垂直方向には空気が自由に流通可能である。内外気切替ドア１６の上述した要素１６ａ〜１６ｄは例えば、ポリプロピレンのような樹脂により一体成形で簡単に製造できる。
【００２３】
なお、補助内気ドア１７も上記内外気切替ドア１６とドア基本構造は概略同一であり、同様の作動を行うので、具体的説明は省略する。
次に、上記ロータリ式内外気切替ドア１６および補助内規ドア１７におけるシール構造を説明すると、ドアシール構造は、ドア操作力低減のためにリップシールタイプになっており、ドア１６、１７のうち、ドア基板部の周縁部表面、すなわち、外周壁面１６ａ、１７ａおよび側板１６ｃ、１７ｃの周縁部表面に、リップ状（薄板状）の弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを設けている。この弾性シール材１９ａ〜２０ｂはエラストマゴムからなるもので、ドア基板部の樹脂材料と同系統のエラストマゴム（例えば、ポリプロピレン系のエラストマゴム）を選択することにより、弾性シール材１９ａ〜２０ｂをドア基板部の樹脂成形時に同時に一体成形することができる。
【００２４】
弾性シール材１９ａ〜２０ｂは、ドア基板部から第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口側へ向かってリップ状（薄板状）に突出するものであり、図１、３、４に示すように、内外気切替ドア１６の弾性シール材１９ａ、１９ｂは外周壁面１６ａと側板１６ｃの周縁部（ドア回動方向の両側端部の周縁部）に沿って門型に形成されている。補助内気ドア１７の弾性シール材２０ａ、２０ｂも同様の門型に形成されている。
【００２５】
一方、第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口１３の周縁部には内外気切替ドア１６、補助内気ドア１７側へ突出する堤状部２１、２２、２３、２４を形成している。これらの堤状部２１、２２、２３、２４は、第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口１３の閉塞時には、弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂの先端部が弾性変形して圧着する。
【００２６】
従って、上記堤状部２１〜２４はいずれも、弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂの門型形状に対応した門型の形状にしてある。なお、図４には、弾性シール材１９ｂおよび堤状部２２の門型形状を図示している。また、各堤状部２１〜２４は弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂの先端部が圧着する傾斜シール面２１ａ〜２４ａ（図３参照）を形成している。
【００２７】
ここで、第１内気吸入口１１と外気吸入口１３との間の堤状部２２、および外気吸入口１３と第２内気吸入口１２との間の堤状部２３には、それぞれ傾斜方向の異なる傾斜シール面２２ａ、２２ｂ、傾斜シール面２３ａ、２３ｂを２つずつ形成している。なお、堤状部２１〜２４は内外気切替箱１０の樹脂製ケース体に一体成形で形成することができる。
【００２８】
図１、２の上下、左右方向は、車両搭載時における送風機ユニット部の上下、左右方向を示しており、ロータリ式の内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の回転軸１６ｂ、１７ｂは内外気切替箱１０内で上記各吸入口１１〜１３の下方側の略中心部にて車両左右方向に延びるように配置されており、各ドア１６、１７は車両前後方向に回動する。
【００２９】
各ドア１６、１７の回転軸１６ｂ、１７ｂの一端部は、内外気切替箱１０の外部において図示しないドア操作機構に連結される。このドア操作機構としては、空調制御パネル（図示せず）に設けられた内外気切替操作部材（例えば、手動操作レバー）の手動操作力をケーブル、リンク機構等を介して回転軸１６ｂ、１７ｂに伝達して、ドア１６、１７を回動操作するか、あるいは空調制御パネルの内外気切替操作部材により電気スイッチを作動させて、電気的アクチュエータ（サーボモータ等）を作動させ、この電気的アクチュエータによりリンク機構等を介して回転軸１６ｂ、１７ｂに伝達して、ドア１６、１７を回動操作するようにしてもよい。
【００３０】
図１において、２５はエアフィルタで、コルゲート（波形）状の和紙または多孔質のウレタンフォーム等からなるフィルタ部材を樹脂製の枠体で支持するようにした構成となっている。ここで、エアフィルタ２５の全体形状は図１に示すような平板状のものであって、空気中の塵埃を取り除くものであり、必要に応じて上記フィルタ部材に活性炭のような悪臭成分を吸着する吸着材を付加して脱臭機能をも発揮できるようにしてもよい。
【００３１】
また、エアフィルタ２５は、内外気切替箱１０内において、ロータリドア１６、１７の回転軸１６ｂ、１７ｂより空気下流側に配置されて、ロータリドア１６、１７の回動を妨げないように配置されている。
スクロールケーシング３０は樹脂製のものであって、その内部にはスクロール形状の中心部位に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風用ファン３２が配置されており、このファン３２の回転により吸入口３１から吸入された空気が矢印Ｂのようにファン３２の半径方向外方へ流れるようになっている。送風用ファン３２は駆動用モータ３３の回転軸３４に連結されて回転する。
【００３２】
図２において、スクロールケーシング３０の空気出口部３５には図示しない空調ユニットが連結されており、この空調ユニットを通過して送風空気が周知のごとく冷却、除湿、再加熱されて温度調整後に車室内へ吹き出すようになっている。
次に、本実施形態の作動を説明する。まず、最初に、内外気吸入の切替に関する基本的作動を説明する。内外気の切替は２つのロータリ式ドア１６、１７の回動により行うことができ、図１、３の実線位置は内気導入モードの状態を示している。すなわち、内外気切替ドア１６の弾性シール材１９ａの先端部が堤状部２２の傾斜シール面２２ａに弾性的に圧着し、また、弾性シール材１９ｂの先端部が堤状部２３の傾斜シール面２３ａに弾性的に圧着する。これにより、内外気切替ドア１６の外周壁面１６ａおよび側板１６ｃにより外気吸入口１３を全閉し、第１内気吸入口１１を全開する。
【００３３】
このとき、補助内気ドア１７は図１、３の実線位置に位置することより、補助内気ドア１７の外周壁面１７ａおよび側板１７ｃが第２内気吸入口１２の開口面から開離して第２内気吸入口１２を全開する。
従って、送風ファン３２の作動により第１内気吸入口１１と第２内気吸入口１２の両方から内気を吸入して空調ユニット側へ送風できる。
【００３４】
次に、外気モードが選択されると、図１、３の実線位置から内外気切替ドア１６を反時計方向に所定角度回動して、図５の位置に操作する。これにより、内外気切替ドア１６の弾性シール材１９ａの先端部が堤状部２１の傾斜シール面２１ａに弾性的に圧着し、これと同時に、弾性シール材１９ｂの先端部が堤状部２２の傾斜シール面２２ｂに弾性的に圧着する。
【００３５】
この結果、第１内気吸入口１１を内外気切替ドア１６の外周壁面１６ａおよび側板１６ｃにより全閉し、外気吸入口１３を全開する。また、補助内気ドア１７は図１、３の実線位置から時計方向に所定角度回動することにより、図５の位置に操作される。これにより、補助内気ドア１７の弾性シール材２０ａ、２０ｂの先端部がそれぞれ堤状部２３の傾斜シール面２３ｂ、堤状部２４の傾斜シール面２４ａに弾性的に圧着し、外周壁面１７ａおよび側板１７ｃにより第２内気吸入口１２の開口面を全閉する。
【００３６】
従って、送風ファン３２の作動により外気吸入口１３から外気のみを吸入して空調ユニット側へ送風できる。図６は、図５のＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面における堤状部２２および弾性シール材１９ｂの断面図を示している。本実施形態では、堤状部２１〜２４の傾斜シール面２１ａ〜２４ａの傾斜角α、βは、回転軸１６ｂ、１７ｂから離れるほど小さく設定されている。すなわち、回転軸１６ａに近い位置の傾斜角βと回転軸１６ａから離れた位置の傾斜角αとの間には、α＜βの関係がある。ここで、傾斜シール面２１ａ〜２４ａの傾斜角とは、堤状部２１〜２４における内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の回動方向に対する傾斜シール面２１ａ〜２４ａの傾斜角を意味する。なお、本実施形態では、各位置での傾斜角は２０°以上８０°以下の範囲に設定されており、回転軸１６ｂ、１７ｂから離れるにつれて徐々に小さくなるように設定されている。
【００３７】
堤状部２２の各位置における傾斜角α、βは、堤状部２２の門型形状の内外へ拡がる方向（図４における上下左右方向）の長さｈを等しく、内外気切替ドア１６側へ突出する長さＷa 、Ｗb を回転軸１６ａからの位置に応じて変化させることにより設定している。すなわち、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、堤状部２２において、回転軸１６ａから離れた位置ほど内外気切替ドア１６側への突出が大きい。
【００３８】
また、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みは、回転軸１６ａ、１７ａから離れるほど大きく設定されている。したがって、図６（ａ）、（ｂ）において、回転軸１６ａから離れた位置における弾性シール材１９ｂの厚みｄa と回転軸１６ａに近い位置における弾性シール材１９ｂの厚みｄb との間には、ｄa ＞ｄb の関係がある。すなわち、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの弾性率は回転軸１６ａ、１７ａから離れるほど大きく設定されている。
【００３９】
このように堤状部２１〜２４の傾斜角および弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みを設定することにより、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７を切替開閉する際には、堤状部２１〜２４の回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置より弾性シール材１９ａ〜２０ｂの接触を開始させることが可能となる。そのため、先に傾斜シール面２１ａ〜２４ａに接触した回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのドアシャット量を大きくすることが可能となる。
【００４０】
ここで、ドアシャット量とは、リップ状弾性シール材１９ａ〜２０ｂが堤状部２１〜２４の傾斜シール面２１ａ〜２４ａに接触してから、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７が所定位置まで移動して、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の移動が完了するまでに、堤状部２１〜２４が無ければ弾性シール材１９ａ〜２０ｂが各堤状部２１〜２４の方向に移動したであろう距離を示す量である。
【００４１】
本実施形態では、堤状部２１〜２４の傾斜角α、βは、内外気切替ドア１６、１７の回転軸１６ｂ、１７ｂから離れるほど小さくしている。これにより、内外気切替ドア１６、１７を切替開閉する際には、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置より、堤状部２１〜２４と弾性シール材１９ａ〜２０ｂとの接触を開始させることが可能となる。そのため、回転軸１６ａ、１７ａの根本部分での弾性シール材１９ａ〜２０ｂの反力によって、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置における弾性シール材１９ａ〜２０ｂと堤状部２１〜２４のシール面２１ａ〜２４ａとのシール性の悪化を低減することができる。
【００４２】
また、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのドアシャット量を、回転軸１６ａ、１７ａの根本部分でのドアシャット量より大きくすることができるので、従来シール性の不足が問題となっていた回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのシール性を高めることができる。
また、本実施形態では、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの板厚ｄa 、ｄb を回転軸１６ａ、１７ａから離れるほど徐々に大きくしている。このことによっても、弾性シール材１９ａ〜２０ｂと堤状部２１〜２４のシール面２１ａ〜２４ａとの接触を早めることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、上述のように回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置では弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みを大きく設定している。これにより、弾性シール材１９ａ〜２０ｂに付加されるねじれモーメントによる変形量を修正して、回転軸１６ａ、１７ａからの距離によらずシール性を確保することが可能となる。すなわち、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の回転によって付加されるモーメントは、回転軸１６ａ、１７ａからの距離が大きいほど大きくなる。しかし、実施形態では、回転軸１６ａ、１７ａからの距離が大きいほど弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みを大きくして変形し難くし、シール性を確保している。
【００４４】
以上のように、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのシール性を向上することが可能となり、堤状部２１〜２４の全体でのシール性を確保することができる。また、これにより、風洩れによるフィーリング悪化や異音発生といった問題も低減することが可能となる。
（他の実施形態）
第１実施形態では、堤状部２１〜２４の傾斜角及び弾性シール材１９ａ〜２０ｂの双方を回転軸１６ａ、１７ａからの距離に応じて徐変させた。しかし、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのシール性の向上は、上記の双方を徐変させることによって初めて達成されるものではない。即ち、上記状部２１〜２４の傾斜角及び弾性シール材１９ａ〜２０ｂの一方のみを徐変させた場合にもシール性向上の効果を得ることができる。
【００４５】
例えば、傾斜角のみを徐変させた場合には、ドア切替時に回転軸１６ａ、１７ａからの距離が遠い位置から、傾斜シール面２１ａ〜２４ａと弾性シール材１９ａ〜２０ｂとの接触が開始する。そのため、回転軸１６ａ、１７ａからの距離が遠い位置におけるドアシャット量を十分に確保でき、従来不十分であった回転軸１６ａ、１７ａからの距離が遠い位置でのシール性を確保できる。
【００４６】
また、傾斜角は一定にまま、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚さのみを徐変させた場合には、従来と同様に回転軸１６ａ、１７ａから近い位置からシールが開始される。しかし、回転軸１６ａ、１７ａから近い位置の弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚さは小さく設定されているので、弾性シール材１９ａ〜２０ｂに働く反力も小さくなり、回転軸１６ａ、１７ａから遠い位置でのドアシャット量の減少を防止してシール量を確保することができる。
【００４７】
また、堤状部２１〜２４の傾斜角は一定とした場合において、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの板厚を変えずに弾性率のみを変えてもよい。すなわち、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの材質を回転軸１６ａ、１７ａからの距離が大きくなるほど弾性率が大きくなるように徐変させてもよい。この場合には、従来と同様に、回転軸１６ａ、１７ａの根本部分からシールが開始される。しかし、その部分の弾性率を比較的小さくしているので、その部位に作用する反力に対抗して内外気切替ドア１６、１７を回動させることができる。そのため、回転軸１６ａ、１７ａから離れた部位においても、堤状部２１〜２４と弾性シール材１９ａ〜２０ｂとのシール性を悪化させることはない。
【００４８】
第１実施形態においては、ロータリ式内外気切替ドア１６の他に、ロータリ式補助内気ドア１７を備える場合について説明したが、第２内気吸入口１２および補助内気ドア１７を廃止したものにも本発明を適用できることはもちろんである。
また、第１実施形態においては、ロータリ式内外気切替ドア１６の基板部１６ａ、１６ｃに弾性シール材１９ａを設けているが、本発明は、平板状の内外気切替ドアにリップ状の弾性シール材を設ける場合にも同様に適用できる。
【００４９】
また、第１実施形態においては、ドア１６のねじれ剛性を向上するため、左右両側の扇形状の側板１６ｃ、１７ｃの回転中心位置の内側部は補強部材１６ｄにより連結した。しかし、補強部材１６ｄを省略したものにおいても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する車両用空調装置の送風機ユニット部の縦断面図である。
【図２】図１の概略斜視図である。
【図３】図１の内外気切替装置部分の拡大断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１に示す内外気切替ドア部分の外気モード時の概略断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態を示す内外気切替ドアの要部断面図である。
【符号の説明】
１０…内外気切替箱、１１、１２…第１、第２内気導入口、
１３…外気導入口、１６…ロータリ式内外気切替ドア、
１７…ロータリ式補助内気ドア、１６ａ、１７ａ…外周壁、
１６ｃ、１７ｃ…側板、１９ａ〜２０ｂ…弾性シール材、２１、２４…堤状部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置の内外気切替装置におけるシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両用空調装置では、低騒音に対する要望がますます強くなっている。このため、送風機の吸込損失（吸入抵抗）の低減により風量アップ、低騒音化を図っている。この送風機の吸込損失低減のためには、送風機の吸込側に配置される内外気切替装置の内外気の吸入口の開口面積を拡大する必要がある。
【０００３】
そして、この内外気吸入口の開口面積拡大のための対策の１つとして、内外気切替ドアを通常の平板状の板ドアとせず、ロータリ式のドアにすることが従来、提案されている。このロータリ式ドアでは、ドア回動方向に延びる外周壁面を有し、この外周壁面の軸方向の両側部と回転軸との間を扇形の側板で連結した形状として、ドア外周側だけでなく、ドア軸方向の側方からも内外気を吸入可能にし、これにより、内外気の吸入口開口面積の増加を図っている。
【０００４】
ところで、このようなロータリ式内外気切替ドアにおけるシール構造として、ドア操作力低減のためにリップシールタイプのものが提案されている。このリップシールタイプのロータリ式ドアでは、ドア基板部の周縁部表面から内気吸入口および外気吸入口側へ向かって突出するリップ状（薄板状）の弾性シール材を設け、また、内気吸入口と外気吸入口の周縁部には内外気切替ドア側へ突出する堤状部（シール面）を形成し、内気吸入口および外気吸入口の閉塞時には弾性シール材をケース側の堤状部に弾性変形させて圧着させる。これにより、内気吸入口および外気吸入口の閉塞時のシール作用を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らが上記したリップ状弾性シール材を設けたロータリ式内外気切替ドアについて試作評価したところ、リップシールと堤状部との間はシールが均一になされていないため、適当なシール性が確保されず、風洩れによるフィーリング悪化や異音発生という問題が生じることが分かった。特に、ドアの回転軸から離れた位置におけるシール性の悪化がしていることが分かった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、リップ状弾性シール材を有する内外気切替ドアにより内外気の吸入を切替えるものにおいて、リップシールと堤状部との間のシール性を良好にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の点に着眼して、上記目的を達成するための技術的手段を案出したものである。
従来の内外気切替ドアにおいては、堤状部のすべてのシール面の傾斜及びリップシールの厚みを同一としているため、空気通路切替時にドアの回転軸根本部分のリップシールが先に堤状部に接触し、回転軸から離れた位置ではリップシールが遅れて堤状部に接触する。回転軸根本部分のリップシールが接触した後、更にドアを閉じていくと、回転軸根本部分のリップシールによる反力が働くため、回転軸からの距離が離れるほどリップシールと堤状部とのシール性が悪化する。そこで、ドアの回転軸から離れた位置にリップシールが接触するタイミングを回転軸に近い位置でのリップシールとの接触よりも早めることにより、上記問題を解決しようとするものである。
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて内外気入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、内外気切替ドア（１６、１７）は、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）の周縁部には前記内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、堤状部（２１〜２４）は内外気切替ドア（１６、１７）の回動方向に対して所定角度傾斜した傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）を有し、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位を有し、堤状部（２１〜２４）は、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）の周縁部のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位を有し、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）との切替開閉時に、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位と、堤状部（２１〜２４）のうち回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位における傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）との接触が、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた位置から開始するように、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）および傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
これによると、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた堤状部（２１〜２４）からシールを開始しているので、回転軸（１６ａ、１７ａ）根本部分でのリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の反力によって、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置における弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と堤状部（２１〜２４）のシール面（２１ａ〜２４ａ）とのシール性の悪化を低減することができる。その結果、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置でのシール性を向上することが可能となり、堤状部（２１〜２４）の全体でのシール性を確保することができる。また、これにより、風洩れによるフィーリング悪化や異音発生といった問題も低減することが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、内外気切替ドア（１６、１７）は、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、内気吸入口（１１、１２）および外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）の周縁部には内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、堤状部（２１〜２４）は、内外気切替ドア（１６、１７）の回動方向に対して所定角度傾斜した傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）を有し、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）との切替開閉時に、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）が回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた堤状部（２１〜２４）の傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）から接触し始め、傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）の傾斜角度（α、β）は、内外気切替ドア（１６、１７）の回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるほど小さいことを特徴としている。これによると、堤状部（２１〜２４）の傾斜角度（α、β）を回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるほど小さく設定することにより、内外気切替ドア（１６、１７）を切替開閉する際には、堤状部（２１〜２４）の回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置よりリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の接触を開始させることが可能となる。
【００１１】
なお、傾斜角度（α、β）は、請求項３に記載されているように、２０°以上８０°以下の範囲で設定されていることが好ましい。
請求項４に記載の発明では、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と堤状部（２１〜２４）との間のドアシャット量は、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるにつれて徐々に増加していることを特徴としている。
【００１２】
これによると、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた位置から弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）をシール面（２１ａ〜２４ａ）に接触させることができる。そのため、先に堤状部（２１〜２４）のシール面（２１ａ〜２４ａ）に接触した回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置にある部位のドアシャット量を大きくすることが可能となる。そして、従来シール性の不足が問題となっていた回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置でのシール性を高めることができる。
【００１３】
請求項５および請求項６に記載の発明では、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて弾性率を徐々に大きくされていることを特徴としている。
これによると、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の回転軸（１６ａ、１７ａ）根本部分が先に堤状部（２１〜２４）のシール面に接触した場合でも、その部位の弾性率を比較的小さくしているので、その部位に作用する反力に対抗して内外気切替ドア（１６、１７）を回動させることができる。そのため、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた部位においても、堤状部（２１〜２４）とリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とのシール性を悪化させることはない。
【００１４】
なお、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の弾性率は、請求項７に記載しているように、リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の板厚（ｄa 、ｄb ）を、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて徐々に大きくすることにより変化させることができる。リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の板厚（ｄa 、ｄb ）を大きくすることにより、弾性率を大きくすることができる。また、回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れた位置におけるリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の厚みをを大きくすることにより、その位置におけるリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と堤状部（２１〜２４）と接触を早めることもできる。
【００１５】
なお、上記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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図６は本発明の第１実施形態を示すもので、図１、図２は車両用空調装置の通風系における内外気切替装置および送風機を含む送風機ユニット部を示すもので、図３は図１における内外気切替部の拡大図で、図４は図１のＡ−Ａ断面図である。図１、２に示す送風機ユニット部は、通常、自動車の車室内前部の計器盤下方で、助手席側の部位に配置される。
【００１７】
１０は合成樹脂製の内外気切替箱（ケース）で、その下方には送風用スクロールケーシング３０が隣接して配置されており、内外気切替箱１０の内部はスクロールケーシング３０のベルマウス状の吸入口３１に連通している。
また、内外気切替箱１０は、車室内空気を吸入する第１内気吸入口１１および第２内気吸入口１２と車室外空気を吸入する外気吸入口１３とを有しており、外気吸入口１３を中央に配置し、その両側に第１、第２内気吸入口１１、１２を配置している。換言すると、車両前後方向において、最も後方側に第１内気吸入口１１を配置し、その前方側に外気吸入口１３を配置し、最も前方側に第２内気吸入口１２を配置している。
【００１８】
第２内気吸入口１２は内気吸入量増加のための補助吸入口である。なお、本例では、第１、第２内気吸入口１１、１２にそれぞれ車室内からの異物混入防止のための内気格子部材１４、１５が備えられている。
そして、内外気切替箱１０内に内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７が回動可能に収納されている。
【００１９】
ここで、内外気切替ドア１６は第１内気吸入口１１と外気吸入口１３を切替開閉し、また、補助内気ドア１７は第２内気吸入口１２を開閉するものであり、いずれも、ロータリ式ドアからなる。
ここで、ロータリ式ドアドア１６、１７を具体的に説明すると、各ドア１６、１７はドア回動方向に延びる外周壁面１６ａ、１７ａを有し、この外周壁面１６ａ、１７ａの軸方向の両側部と回転軸１６ｂ、１７ｂとの間を扇形の側板１６ｃ、１７ｃで連結した形状としている。そして、外周壁面１６ａ、１７ａおよび扇形の側板１６ｃ、１７ｃで構成されるドア基板部の大きさを第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口１３を閉塞するに必要な大きさに設定してある。
【００２０】
これにより、各ドア１６、１７は、ドア外周側の開口だけでなく、軸方向側方の開口をも開閉できる構成となっており、このように、ドア外周側および軸方向側方の両方の開口を開閉可能なドアを本明細書ではロータリ式ドアという。
なお、外周壁面１６ａ、１７ａの形状が図示の例では平面状になっているが、外周壁面１６ａ、１７ａを回転軸１６ｂ、１７ｂを中心とする曲率半径の円弧状にしてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
上記のごときロータリ式ドア１６、１７の採用に伴って、第１、第２内気吸入口１１、１２の形状は、いずれも、ロータリ式ドア１６、１７の外周壁面１６ａ、１７ａに対向する部位から側板１６ｃ、１７ｃに対向する部位まで開口する門型に屈曲した開口形状になっている。これにより、内気の吸入開口面積を増加させて、内気モードによる最大冷房能力の向上を図っている。これに対し、外気吸入口１３は図２に示すように通常の矩形状の平面開口形状になっている。
【００２２】
図４に示すように、ロータリ式の内外気切替ドア１６は、その左右両側の扇形の側板１６ｃ、１６ｃの回転中心位置から軸方向外方へ回転軸１６ｂ、１６ｂが突出しており、この左右の回転軸１６ｂ、１６ｂは内外気切替箱１０の軸受穴１８、１８に回転自在に支持されている。
また、左右両側の扇形の側板１６ｃ、１７ｃの回転中心位置の内側部は補強部材１６ｄにより連結され、ドア１６のねじれ剛性の向上を図っている。また、外周壁面１６ａと扇形の側板１６ｃ、１７ｃの内側空間１６ｅはそのまま外部へ開口しているので、この内側空間１６ｅを通って図４の紙面垂直方向には空気が自由に流通可能である。内外気切替ドア１６の上述した要素１６ａ〜１６ｄは例えば、ポリプロピレンのような樹脂により一体成形で簡単に製造できる。
【００２３】
なお、補助内気ドア１７も上記内外気切替ドア１６とドア基本構造は概略同一であり、同様の作動を行うので、具体的説明は省略する。
次に、上記ロータリ式内外気切替ドア１６および補助内規ドア１７におけるシール構造を説明すると、ドアシール構造は、ドア操作力低減のためにリップシールタイプになっており、ドア１６、１７のうち、ドア基板部の周縁部表面、すなわち、外周壁面１６ａ、１７ａおよび側板１６ｃ、１７ｃの周縁部表面に、リップ状（薄板状）の弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを設けている。この弾性シール材１９ａ〜２０ｂはエラストマゴムからなるもので、ドア基板部の樹脂材料と同系統のエラストマゴム（例えば、ポリプロピレン系のエラストマゴム）を選択することにより、弾性シール材１９ａ〜２０ｂをドア基板部の樹脂成形時に同時に一体成形することができる。
【００２４】
弾性シール材１９ａ〜２０ｂは、ドア基板部から第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口側へ向かってリップ状（薄板状）に突出するものであり、図１、３、４に示すように、内外気切替ドア１６の弾性シール材１９ａ、１９ｂは外周壁面１６ａと側板１６ｃの周縁部（ドア回動方向の両側端部の周縁部）に沿って門型に形成されている。補助内気ドア１７の弾性シール材２０ａ、２０ｂも同様の門型に形成されている。
【００２５】
一方、第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口１３の周縁部には内外気切替ドア１６、補助内気ドア１７側へ突出する堤状部２１、２２、２３、２４を形成している。これらの堤状部２１、２２、２３、２４は、第１、第２内気吸入口１１、１２および外気吸入口１３の閉塞時には、弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂの先端部が弾性変形して圧着する。
【００２６】
従って、上記堤状部２１〜２４はいずれも、弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂの門型形状に対応した門型の形状にしてある。なお、図４には、弾性シール材１９ｂおよび堤状部２２の門型形状を図示している。また、各堤状部２１〜２４は弾性シール材１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂの先端部が圧着する傾斜シール面２１ａ〜２４ａ（図３参照）を形成している。
【００２７】
ここで、第１内気吸入口１１と外気吸入口１３との間の堤状部２２、および外気吸入口１３と第２内気吸入口１２との間の堤状部２３には、それぞれ傾斜方向の異なる傾斜シール面２２ａ、２２ｂ、傾斜シール面２３ａ、２３ｂを２つずつ形成している。なお、堤状部２１〜２４は内外気切替箱１０の樹脂製ケース体に一体成形で形成することができる。
【００２８】
図１、２の上下、左右方向は、車両搭載時における送風機ユニット部の上下、左右方向を示しており、ロータリ式の内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の回転軸１６ｂ、１７ｂは内外気切替箱１０内で上記各吸入口１１〜１３の下方側の略中心部にて車両左右方向に延びるように配置されており、各ドア１６、１７は車両前後方向に回動する。
【００２９】
各ドア１６、１７の回転軸１６ｂ、１７ｂの一端部は、内外気切替箱１０の外部において図示しないドア操作機構に連結される。このドア操作機構としては、空調制御パネル（図示せず）に設けられた内外気切替操作部材（例えば、手動操作レバー）の手動操作力をケーブル、リンク機構等を介して回転軸１６ｂ、１７ｂに伝達して、ドア１６、１７を回動操作するか、あるいは空調制御パネルの内外気切替操作部材により電気スイッチを作動させて、電気的アクチュエータ（サーボモータ等）を作動させ、この電気的アクチュエータによりリンク機構等を介して回転軸１６ｂ、１７ｂに伝達して、ドア１６、１７を回動操作するようにしてもよい。
【００３０】
図１において、２５はエアフィルタで、コルゲート（波形）状の和紙または多孔質のウレタンフォーム等からなるフィルタ部材を樹脂製の枠体で支持するようにした構成となっている。ここで、エアフィルタ２５の全体形状は図１に示すような平板状のものであって、空気中の塵埃を取り除くものであり、必要に応じて上記フィルタ部材に活性炭のような悪臭成分を吸着する吸着材を付加して脱臭機能をも発揮できるようにしてもよい。
【００３１】
また、エアフィルタ２５は、内外気切替箱１０内において、ロータリドア１６、１７の回転軸１６ｂ、１７ｂより空気下流側に配置されて、ロータリドア１６、１７の回動を妨げないように配置されている。
スクロールケーシング３０は樹脂製のものであって、その内部にはスクロール形状の中心部位に遠心式多翼ファン（シロッコファン）からなる送風用ファン３２が配置されており、このファン３２の回転により吸入口３１から吸入された空気が矢印Ｂのようにファン３２の半径方向外方へ流れるようになっている。送風用ファン３２は駆動用モータ３３の回転軸３４に連結されて回転する。
【００３２】
図２において、スクロールケーシング３０の空気出口部３５には図示しない空調ユニットが連結されており、この空調ユニットを通過して送風空気が周知のごとく冷却、除湿、再加熱されて温度調整後に車室内へ吹き出すようになっている。
次に、本実施形態の作動を説明する。まず、最初に、内外気吸入の切替に関する基本的作動を説明する。内外気の切替は２つのロータリ式ドア１６、１７の回動により行うことができ、図１、３の実線位置は内気導入モードの状態を示している。すなわち、内外気切替ドア１６の弾性シール材１９ａの先端部が堤状部２２の傾斜シール面２２ａに弾性的に圧着し、また、弾性シール材１９ｂの先端部が堤状部２３の傾斜シール面２３ａに弾性的に圧着する。これにより、内外気切替ドア１６の外周壁面１６ａおよび側板１６ｃにより外気吸入口１３を全閉し、第１内気吸入口１１を全開する。
【００３３】
このとき、補助内気ドア１７は図１、３の実線位置に位置することより、補助内気ドア１７の外周壁面１７ａおよび側板１７ｃが第２内気吸入口１２の開口面から開離して第２内気吸入口１２を全開する。
従って、送風ファン３２の作動により第１内気吸入口１１と第２内気吸入口１２の両方から内気を吸入して空調ユニット側へ送風できる。
【００３４】
次に、外気モードが選択されると、図１、３の実線位置から内外気切替ドア１６を反時計方向に所定角度回動して、図５の位置に操作する。これにより、内外気切替ドア１６の弾性シール材１９ａの先端部が堤状部２１の傾斜シール面２１ａに弾性的に圧着し、これと同時に、弾性シール材１９ｂの先端部が堤状部２２の傾斜シール面２２ｂに弾性的に圧着する。
【００３５】
この結果、第１内気吸入口１１を内外気切替ドア１６の外周壁面１６ａおよび側板１６ｃにより全閉し、外気吸入口１３を全開する。また、補助内気ドア１７は図１、３の実線位置から時計方向に所定角度回動することにより、図５の位置に操作される。これにより、補助内気ドア１７の弾性シール材２０ａ、２０ｂの先端部がそれぞれ堤状部２３の傾斜シール面２３ｂ、堤状部２４の傾斜シール面２４ａに弾性的に圧着し、外周壁面１７ａおよび側板１７ｃにより第２内気吸入口１２の開口面を全閉する。
【００３６】
従って、送風ファン３２の作動により外気吸入口１３から外気のみを吸入して空調ユニット側へ送風できる。図６は、図５のＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面における堤状部２２および弾性シール材１９ｂの断面図を示している。本実施形態では、堤状部２１〜２４の傾斜シール面２１ａ〜２４ａの傾斜角α、βは、回転軸１６ｂ、１７ｂから離れるほど小さく設定されている。すなわち、回転軸１６ａに近い位置の傾斜角βと回転軸１６ａから離れた位置の傾斜角αとの間には、α＜βの関係がある。ここで、傾斜シール面２１ａ〜２４ａの傾斜角とは、堤状部２１〜２４における内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の回動方向に対する傾斜シール面２１ａ〜２４ａの傾斜角を意味する。なお、本実施形態では、各位置での傾斜角は２０°以上８０°以下の範囲に設定されており、回転軸１６ｂ、１７ｂから離れるにつれて徐々に小さくなるように設定されている。
【００３７】
堤状部２２の各位置における傾斜角α、βは、堤状部２２の門型形状の内外へ拡がる方向（図４における上下左右方向）の長さｈを等しく、内外気切替ドア１６側へ突出する長さＷa 、Ｗb を回転軸１６ａからの位置に応じて変化させることにより設定している。すなわち、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、堤状部２２において、回転軸１６ａから離れた位置ほど内外気切替ドア１６側への突出が大きい。
【００３８】
また、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みは、回転軸１６ａ、１７ａから離れるほど大きく設定されている。したがって、図６（ａ）、（ｂ）において、回転軸１６ａから離れた位置における弾性シール材１９ｂの厚みｄa と回転軸１６ａに近い位置における弾性シール材１９ｂの厚みｄb との間には、ｄa ＞ｄb の関係がある。すなわち、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの弾性率は回転軸１６ａ、１７ａから離れるほど大きく設定されている。
【００３９】
このように堤状部２１〜２４の傾斜角および弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みを設定することにより、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７を切替開閉する際には、堤状部２１〜２４の回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置より弾性シール材１９ａ〜２０ｂの接触を開始させることが可能となる。そのため、先に傾斜シール面２１ａ〜２４ａに接触した回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのドアシャット量を大きくすることが可能となる。
【００４０】
ここで、ドアシャット量とは、リップ状弾性シール材１９ａ〜２０ｂが堤状部２１〜２４の傾斜シール面２１ａ〜２４ａに接触してから、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７が所定位置まで移動して、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の移動が完了するまでに、堤状部２１〜２４が無ければ弾性シール材１９ａ〜２０ｂが各堤状部２１〜２４の方向に移動したであろう距離を示す量である。
【００４１】
本実施形態では、堤状部２１〜２４の傾斜角α、βは、内外気切替ドア１６、１７の回転軸１６ｂ、１７ｂから離れるほど小さくしている。これにより、内外気切替ドア１６、１７を切替開閉する際には、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置より、堤状部２１〜２４と弾性シール材１９ａ〜２０ｂとの接触を開始させることが可能となる。そのため、回転軸１６ａ、１７ａの根本部分での弾性シール材１９ａ〜２０ｂの反力によって、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置における弾性シール材１９ａ〜２０ｂと堤状部２１〜２４のシール面２１ａ〜２４ａとのシール性の悪化を低減することができる。
【００４２】
また、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのドアシャット量を、回転軸１６ａ、１７ａの根本部分でのドアシャット量より大きくすることができるので、従来シール性の不足が問題となっていた回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのシール性を高めることができる。
また、本実施形態では、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの板厚ｄa 、ｄb を回転軸１６ａ、１７ａから離れるほど徐々に大きくしている。このことによっても、弾性シール材１９ａ〜２０ｂと堤状部２１〜２４のシール面２１ａ〜２４ａとの接触を早めることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、上述のように回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置では弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みを大きく設定している。これにより、弾性シール材１９ａ〜２０ｂに付加されるねじれモーメントによる変形量を修正して、回転軸１６ａ、１７ａからの距離によらずシール性を確保することが可能となる。すなわち、内外気切替ドア１６および補助内気ドア１７の回転によって付加されるモーメントは、回転軸１６ａ、１７ａからの距離が大きいほど大きくなる。しかし、実施形態では、回転軸１６ａ、１７ａからの距離が大きいほど弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚みを大きくして変形し難くし、シール性を確保している。
【００４４】
以上のように、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのシール性を向上することが可能となり、堤状部２１〜２４の全体でのシール性を確保することができる。また、これにより、風洩れによるフィーリング悪化や異音発生といった問題も低減することが可能となる。
（他の実施形態）
第１実施形態では、堤状部２１〜２４の傾斜角及び弾性シール材１９ａ〜２０ｂの双方を回転軸１６ａ、１７ａからの距離に応じて徐変させた。しかし、回転軸１６ａ、１７ａから離れた位置でのシール性の向上は、上記の双方を徐変させることによって初めて達成されるものではない。即ち、上記状部２１〜２４の傾斜角及び弾性シール材１９ａ〜２０ｂの一方のみを徐変させた場合にもシール性向上の効果を得ることができる。
【００４５】
例えば、傾斜角のみを徐変させた場合には、ドア切替時に回転軸１６ａ、１７ａからの距離が遠い位置から、傾斜シール面２１ａ〜２４ａと弾性シール材１９ａ〜２０ｂとの接触が開始する。そのため、回転軸１６ａ、１７ａからの距離が遠い位置におけるドアシャット量を十分に確保でき、従来不十分であった回転軸１６ａ、１７ａからの距離が遠い位置でのシール性を確保できる。
【００４６】
また、傾斜角は一定にまま、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚さのみを徐変させた場合には、従来と同様に回転軸１６ａ、１７ａから近い位置からシールが開始される。しかし、回転軸１６ａ、１７ａから近い位置の弾性シール材１９ａ〜２０ｂの厚さは小さく設定されているので、弾性シール材１９ａ〜２０ｂに働く反力も小さくなり、回転軸１６ａ、１７ａから遠い位置でのドアシャット量の減少を防止してシール量を確保することができる。
【００４７】
また、堤状部２１〜２４の傾斜角は一定とした場合において、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの板厚を変えずに弾性率のみを変えてもよい。すなわち、弾性シール材１９ａ〜２０ｂの材質を回転軸１６ａ、１７ａからの距離が大きくなるほど弾性率が大きくなるように徐変させてもよい。この場合には、従来と同様に、回転軸１６ａ、１７ａの根本部分からシールが開始される。しかし、その部分の弾性率を比較的小さくしているので、その部位に作用する反力に対抗して内外気切替ドア１６、１７を回動させることができる。そのため、回転軸１６ａ、１７ａから離れた部位においても、堤状部２１〜２４と弾性シール材１９ａ〜２０ｂとのシール性を悪化させることはない。
【００４８】
第１実施形態においては、ロータリ式内外気切替ドア１６の他に、ロータリ式補助内気ドア１７を備える場合について説明したが、第２内気吸入口１２および補助内気ドア１７を廃止したものにも本発明を適用できることはもちろんである。
また、第１実施形態においては、ロータリ式内外気切替ドア１６の基板部１６ａ、１６ｃに弾性シール材１９ａを設けているが、本発明は、平板状の内外気切替ドアにリップ状の弾性シール材を設ける場合にも同様に適用できる。
【００４９】
また、第１実施形態においては、ドア１６のねじれ剛性を向上するため、左右両側の扇形状の側板１６ｃ、１７ｃの回転中心位置の内側部は補強部材１６ｄにより連結した。しかし、補強部材１６ｄを省略したものにおいても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する車両用空調装置の送風機ユニット部の縦断面図である。
【図２】図１の概略斜視図である。
【図３】図１の内外気切替装置部分の拡大断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１に示す内外気切替ドア部分の外気モード時の概略断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態を示す内外気切替ドアの要部断面図である。
【符号の説明】
１０…内外気切替箱、１１、１２…第１、第２内気導入口、
１３…外気導入口、１６…ロータリ式内外気切替ドア、
１７…ロータリ式補助内気ドア、１６ａ、１７ａ…外周壁、
１６ｃ、１７ｃ…側板、１９ａ〜２０ｂ…弾性シール材、２１、２４…堤状部。
Claims (7)
- 内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、
前記内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、
前記内外気切替ドア（１６、１７）は、前記内気吸入口（１１、１２）および前記外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、前記ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、前記内気吸入口（１１、１２）および前記外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、
前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）の周縁部には前記内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、
前記堤状部（２１〜２４）は、前記内外気切替ドア（１６、１７）の回動方向に対して所定角度傾斜した傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）を有し、
前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、
前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、前記ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部のうち前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位を有し、
前記堤状部（２１〜２４）は、前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）の周縁部のうち前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位を有し、
前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）との切替開閉時に、前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）のうち前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位と、前記堤状部（２１〜２４）のうち前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）と交差する方向に延びる部位における前記傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）との接触が、前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた位置から開始するように、前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）および前記傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）が形成されていることを特徴とする車両用空調装置の内外気切替装置。 - 内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、
前記内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、
前記内外気切替ドア（１６、１７）は、前記内気吸入口（１１、１２）および前記外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、前記ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、前記内気吸入口（１１、１２）および前記外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、
前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）の周縁部には前記内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、
前記堤状部（２１〜２４）は、前記内外気切替ドア（１６、１７）の回動方向に対して所定角度傾斜した傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）を有し、
前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、
前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）との切替開閉時に、前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）が前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れた堤状部（２１〜２４）の前記傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）から接触し始め、
前記傾斜シール面（２１ａ〜２４ａ）の傾斜角度（α、β）は、前記内外気切替ドア（１６、１７）の回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるほど小さいことを特徴とする車両用空調装置の内外気切替装置。 - 前記傾斜角度（α、β）は、２０°以上８０°以下の範囲で設定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置の内外気切替装置。
- 前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）と前記堤状部（２１〜２４）との間のドアシャット量は、前記回転軸（１６ｂ、１７ｂ）から離れるにつれて徐々に増加していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用空調装置の内外気切替装置。
- 前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、前記回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて弾性率を徐々に大きくされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の車両用空調装置の内外気切替装置。
- 内気吸入口（１１、１２）と外気吸入口（１３）を有する内外気切替箱（１０）と、
前記内外気切替箱（１０）内に配置され、回転軸（１６ｂ、１７ｂ）を中心に回動可能に構成されて前記内外気入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）を切替開閉する内外気切替ドア（１６、１７）とを備え、
前記内外気切替ドア（１６、１７）は、前記内気吸入口（１１、１２）および前記外気吸入口（１３）を閉塞するに必要な大きさを有するドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）と、前記ドア基板部（１６ａ〜１７ｂ）の周縁部表面から、前記内気吸入口（１１、１２）および前記外気吸入口（１３）側へ向かって突出するリップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）とから構成されており、
前記内気吸入口（１１、１２）と前記外気吸入口（１３）の周縁部には前記内外気切替ドア（１６、１７）側へ突出する堤状部（２１〜２４）を形成し、
前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）を弾性変形させて前記堤状部（２１〜２４）に圧着させる車両用空調装置の内外気切替装置において、
前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）は、前記回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて弾性率を徐々に大きくされていることを特徴とする車両用空調装置の内外気切替装置。 - 前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の弾性率は、前記リップ状弾性シール材（１９ａ〜２０ｂ）の板厚（ｄa 、ｄb ）を、前記回転軸（１６ａ、１７ａ）から離れるにつれて徐々に大きくすることにより変化させていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の車両用空調装置の内外気切替装置。
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