JP6137864B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空気調和装置に関するものである。

一般的に、車両用空気調和装置は車両内前方に搭載されていて、送風ファンによって送風する空気をエバポレータによって除湿及び冷却するように構成されている。車両用空気調和装置がエアミックス方式の場合は、エバポレータを通過した空気の一部あるいは全部がエアミックスドアを介してヒータコアに送られて加温された後、残部の空気と混合されて所定温度の調和空気に生成され、その生成された調和空気が車両内の各吹出口に供給されるように構成されている。

また、車両用空気調和装置は、内外気切替装置を備えている。送風ファンに供給される空気は、内外気切替装置によって内気あるいは外気が選択される。この内外気切替装置は、車室内の空気を内気としてケース内に取り込む内気導入口と、車室外の空気をケース内に取り込む外気導入口と、ケース内の空気をエバポレータ側に排出する排出口と、開放される導入口を内気導入口と外気導入口とで選択的に切り替える内外気切替ドアと、内外気切替ドアが外気導入口を開放しているときに内気をケース内に一部取り込むための半内気ドアを備えた半内気導入部とを有している。

このような内外気切替装置は、外気導入口が開放されている場合であっても、冷房効率や暖房効率を向上させるために、半内気導入部から内気の一部を取り込み、その取り込んだ空気を外気と混合して排出口から排出する。

上記半内気導入部は、特許文献１にしめすように、ケースに設けられた半内気導入口と、この半内気導入口を覆う可撓性を有するフィルム状のシート（以下、半内気ドア）を備えている。半内気ドアは、特許文献１に示されるように、半内気導入口の開口全部を覆う大きさに形成されており、半内気導入口の内側に上端のみが支持されて設けられている。送風ファンの駆動によりケース内が負圧になったときには、その負圧に応じて半内気ドアが開いてケース内に内気を取り込むことができる。同様の半内気ドアは、特許文献２にも開示されている。

特開２０１２−１１７７号公報 特開平１０−１０９５１７号公報

ところが、従来の車両用空気調和装置では、半内気導入口の内側に設けられた半内気ドアが、空気の半内気導入口への流入によって自励振動し、異音が発生することがあった。この自励振動を抑制するために特許文献２では半内気ドアと当接することで動きを規制する規制部材をケース内に設けた構造が開示されているが、勢い良く半内気ドアが開いた際に規制部材へ当接すると打突音が生じる上、ケース内空間内に規制部材を突出させる必要が有るためケースが複雑な形状となってしまう。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、車両用空気調和装置において、複雑なケース構造を用いずに半内気ドアの振動を抑制して振動音及び打突音の発生を抑制することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として以下の構成を採用する。

第１の発明は、内気を導入する内気導入口及び外気を導入する外気導入口を有するケースと、当該ケース内部に配置されると共に上記内気導入口と上記外気導入口とのいずれかを開放する内外気切替ドアとを有する内外気切替装置を備える車両用空気調和装置であって、上記ケース内を負圧にする送風機と、上記ケース内が負圧のときに上記ケース内に内気を導入し、上記内気導入口とは別に形成される半内気導入口と、上記半内気導入口を塞ぐ可撓性を有する半内気ドアと、上記半内気ドアの上辺を上記ケースの内壁面に固定する固定部とを備え、上記半内気ドアの下端部から上記固定部までの距離が、上記半内気ドアの上辺の延在方向において変化しているという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記半内気ドアの上辺の延在方向において、上記半内気ドアの中央部における上記下端部から上記固定部までの距離が、上記半内気ドアの両端部における上記下端部から上記固定部までの距離よりも短いという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記固定部が、上記半内気ドアの下端部から上記固定部までの距離が短い領域に、上記下端部に向けて突出する第１突出部を備えるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記固定部が、上下対称の形状を有するという構成を採用する。

第５の発明は、上記第３の発明において、上記固定部が、上記第１突出部と反対方向に突出すると共に上記第１突出部と形状の異なる第２突出部を備えるという構成を採用する。

第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記内外気切替装置が、上記ケースの底面の一部を開口する排出口と、当該排出口を塞ぐフィルタとを有し、上記送風機が上記内外気切替装置の下方に配置され、上記送風機が、上記内外気切替装置のケースに接続されると共に所定の開口を有する送風機用ケースと、当該送風機用ケースの内部に設置される送風ファンとを備えるという構成を採用する。

本発明によれば、半内気ドアの下端部から前記固定部までの距離が、前記半内気ドアの上辺の延在方向において変化している。このため、上辺の延在方向における各箇所において、半内気ドアが自励振動したときの振動の周波数や回転モーメントが異なることになる。この結果、半内気ドアの振動及び振動音及び打突音を抑制することが可能となる。また、本発明によれば、ケース自体に規制部材を作りこむ必要がなく振動音及び打突音を抑制できるため、複雑なケース構造を用いる必要がない。

（ａ）が本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置の概略構成を示す断面図、（ｂ）が（ａ）の（Ａ）部の拡大図である。 （ａ）が図１（ｂ）の拡大図を内側から見た正面図、（ｄ）が半内気ドアの開動作を示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、固定部の変形例をそれぞれ示す正面図である。 半内気ドアの変形例を示す正面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る車両用空気調和装置Ｓの概略構成を示す断面図である。なお、車両用空気調和装置Ｓは、ブロワユニットＳａ、クーラユニット（不図示）、ヒータユニット（不図示）等を備えており、図１（ａ）はブロワユニットＳａにおける断面図である。なお、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓは、ブロワユニットＳａに特徴を有するものである。このため、以下の説明は、主としてブロワユニットＳａに対してのものである。

ブロワユニットＳａは、車両用空気調和装置Ｓが車室内前部の計器盤内方に搭載されたときに、後述する外気導入口４が上側となるように設けられる。すなわち、ブロワユニットＳａは、図１（ａ）に示される天地状態で設けられる。

ブロワユニットＳａは、内外気切替装置１を備えている。内外気切替装置１は、内部に所定容量の空間を有するケース２を備えている。このケース２には、内気導入口３と、外気導入口４と、半内気導入口５と、排出口６とが設けられている。

内気導入口３は、ケース２の側面の一部を開口する形で設けられ、外気導入口４は、ケース２の上面の一部を開口する形で設けられ、半内気導入口５は、内気導入口３と対向するケース２の側面の一部を開口する形で設けられ、そして、排出口６は、ケース２の底面の一部を開口する形で設けられている。

上記半内気導入口５には、本発明の特徴をなす半内気ドアが設けられているが、この半内気ドアについては、ブロワユニットＳａの全体の構成を説明したのちに詳述する。

ケース２の内部には、内外気切替ドア７とフィルタ８とが設けられている。このうち内外気切替ドア７は、ロータリ型ドアから構成されていて、回転軸７ａを中心にして図示しない駆動機構により回動できるように構成されている。

この内外気切替ドア７は、回動されることにより、内気導入口３を開放しかつ外気導入口４を閉止する姿勢と、内気導入口３を閉止しかつ外気導入口４を開放する姿勢とにされる。図１（ａ）に示されるように外気導入口４を閉止した状態に回動されたときは、内気導入口３から内気をケース２内に取り込み（矢印（ｘ１）参照）、また、内外気切替ドア７が内気導入口３を閉止した状態に回動されたときは、外気導入口４から外気をケース２内に取り込めるように構成されている（矢印（ｘ２）参照）。なお、この内外気切替ドア７は、内気導入口３及び外気導入口４を上述のように択一的に選択できる構造であれば、プレート型ドアとすることもできる。

フィルタ８は、ケース２内に取り込まれた空気に含まれる粉塵を除去する機能を有するエアフィルタであり、排出口６を塞ぐように設けられている。したがって、車両用空気調和装置Ｓのエバポレータ等を備えて構成される図示しない調和空気生成部（クーラユニット及びヒータユニット）には、フィルタ８でフィルタ処理された清澄な空気を供給することができる。

また、ブロワユニットＳａは、送風機９を備えている。この送風機９は、内外気切替装置１の下方に配置されている。この送風機９は、内外気切替装置１のケース２と接続されると共に所定の開口を有する中空のケース９ａ（送風機用ケース）と、ケース９ａの内部に設置される送風ファン９ｂとを備えている。この送風機９の空気の吐出側には、図示しないが、車両用空気調和装置Ｓのエバポレータ等を備えて構成されている調和空気生成部が接続されている。したがって、送風機９が駆動されると、ケース２内の空気を車両用空気調和装置Ｓの図示しない調和空気生成部に強制的に送出することができる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓは、半内気導入部１０を備えている。図１（ｂ）は、図１（ａ）の（Ａ）部の拡大図である。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、ケース２の内部側からの半内気導入部１０の正面図である。半内気導入部１０は、上述の半内気導入口５と、半内気ドア１１と、固定部１２と、突出部１３とによって構成されている。

半内気ドア１１は、可撓性を有する合成樹脂製のシートから形成され、その大きさは、図２（ａ）に示されるように、横長に形成された長方形状を呈する半内気導入口５をケース２の内側から覆う長方形状に形成されている。なお、この半内気ドア１１の強度は、ケース２内にラム圧が発生しても半内気ドア１１の一部または全部が外側に出ないように決められている。

固定部１２は半内気ドア１１をケース２の内壁面に固定する部材である。この固定部１２は、長尺状の板材からなり、その長さは、半内気導入口５の横方向の長さより少し大きく形成されている（図２（ａ）参照）。そして、固定部１２の中央部には固定部１２の一部である突出部１３が半内気ドア１１の下端に向けて突出するように設けられている。この突出部１３の突出長さは、固定部１２の長手方向の下辺が半内気導入口５の上辺に沿って設けられたときに、先端位置が半内気導入口５内に所定長さ突出するように決められている。

なお、固定部１２には、突出部１３と反対側に反対方向に突出部１３と同様の突出部１３ａが上下対称に設けられている。すなわち、固定部１２は、上下対称形状とされている。この突出部１３ａは、この固定部１２の取付時に取付方向を気にせずに作業できるようにするためのものである。

上記構成からなる半内気ドア１１の取り付けは、半内気ドア１１の上辺部分を半内気導入口５の裏側の上辺部分側（ケース２の内側における半内気導入口５の上辺部分側）に当て、次いで半内気ドア１１の上部に固定部１２を当てた後、その固定部１２をケース２にビス等により固定して行われる。この固定部１２のケース２の固定に当たっては、固定部１２の長手方向の下辺が半内気導入口５の上辺に沿うようにされる。したがって、半内気ドア１１は、固定部１２を介して半内気導入口５の全部を覆うように垂下して設けられる。

このような半内気導入部１０では、突出部１３が設けられているため、図２（ａ）に示すように、半内気ドア１１の上辺の延在方向において、半内気ドア１１の下端部から固定部１２までの距離が変化している。すなわち、半内気ドア１１の上辺の延在方向において、半内気ドア１１の中央部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ２が、半内気ドア１１の両端部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ１よりも短くされている。つまり、上述した固定部１２の突出部１３は、半内気ドア１１の下端部から固定部１２までの距離が短くなる領域に設けられている。なお、突出部１３は、半内気ドア１１の開閉状態に関わらず、常に半内気ドア１１に当接している。

次に、上記構成からなる半内気ドア１１の開動作を図２（ｂ）を用いて説明する。この半内気ドア１１は、ケース２内が負圧になるとケース２の内側に開かれる。この開動作の際、半内気ドア１１の回転モーメントは、固定部１２の突出部１３が設けられている中央部部分が突出部１３の突出している分だけ両側より小さくなる。すなわち、半内気ドア１１の回転モーメントは、固定部１２の突出部１３が設けられている中央部が突出部１３の突出している分だけ両側より小さくなる。

したがって、半内気ドア１１が固定部１２の下辺部を中心として回転するときの回動の大きさは、中央部と両側とで異なる（図２（ｂ）の矢印（ｘ１）及び矢印（ｘ２）参照）。また、半内気ドア１１の中央部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ２が、半内気ドア１１の両端における下端部から固定部１２までの距離Ｌ１よりも短くされているため、半内気ドア１１の両端と中央とで自励振動による振動の周波数が異なることになる。このため、半内気ドア１１の振動がドアの端から端にかけて伝わりづらくなり、この結果半内気ドア１１の振動が効果的に防止される。このように半内気ドア１１の振動が防止されることにより、その振動に伴う異音の発生がなくなり、車内の快適性を向上することができる。

また、ケース１に半内気ドア１１の移動を規制する規制部材が設けられないため、この規制部材と半内気ドア１１との打突音を抑制し、かつ、複雑なケース構造を用いる必要がなくなる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、固定部に突出部１３（第１突出部）を設けることによって、半内気ドア１１の中央部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ２が、半内気ドア１１の両端における下端部から固定部１２までの距離Ｌ１よりも短くされている。このため、簡易な構成で、半内気ドア１１の中央部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ２を、半内気ドア１１の両端における下端部から固定部１２までの距離Ｌ１よりも短くすることができる。さらに、半内気ドア１１が開いた際に突出部１３が半内気ドア１１の上端部の一部を抑えることで、図２（ｂ）に示すように、半内気ドア１１は、突出部１３を支点に全体が張った状態で開くことになる。このため、半内気ドア１１は、開くたびに規制部材に当接することなく動きが抑制される。このため、半内気ドアは、打突音を生じさせずに自励振動を抑制することができる。

また、半内気ドア１１の中央部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ２が、半内気ドア１１の両端における下端部から固定部１２までの距離Ｌ１よりも短くされている。このため、距離Ｌ２を距離Ｌ１よりも長くする場合と比較して、半内気ドア１１の両端側が大きく捲れることになり、多くの内気を導入することが可能となる。

図３（ａ）〜（ｄ）は、他の固定部１２ａ〜１２ｄの例をそれぞれ示す正面図である。図３（ａ）に示される固定部１２ａは、長手方向の中央部から両側方向に所定の距離を保って突出部１３ｂ及び突出部１３ｂを設け、同図（ｂ）に示される固定部１２ｂは、長手方向の中央部が最も突出した三角形の突出部１３ｃを設け、図３（ｃ）に示される固定部１２ｃは、長手方向に突出部１３ｄ及び突出部１３ｄを設け、そして、図３（ｄ）に示される固定部１２ｄは、下側に小さい突出部１３ｅが設けられるとともに、上側に大きい突出部１３ｆ（第２突出部）が設けられて構成されている。

これら固定部１２ａ〜１２ｄにおいても、半内気ドア１１の回転モーメントに強弱を付けることができるので、上述した固定部１２と同様の振動防止及び異音発生防止の効果を得ることができる。特に、図３（ｄ）に示される固定部１２ｄは、突出部の大きさが異なるので上下反転して取り付けることにより機種の異なる車両用空気調和装置に適用することができる。

図４は、半内気ドアの他の例を示す正面図である。ここに示される半内気ドア１１ａの形状は、下辺中央部が固定部１２ｄからの距離が最も短く形成されている。また、半内気導入口５ａの形状もこの半内気ドア１１ａの形状に合わされている。この半内気ドア１１ａにおいても、中央部における下端部から固定部１２までの距離Ｌ４が、半内気ドア１１の両端における下端部から固定部１２までの距離Ｌ３よりも短くされている。よって、上述した半内気ドア１１と同様の振動防止及び異音発生防止の効果を得ることができる。

図４に示される半内気ドア１１ａの形状は、下辺中央部が固定部１２ｄからの距離が最も短く形成されているが、これを最も長くするようにしてもよい。この場合は、半内気導入口の形状もその半内気ドアの形状に合わされる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、本実施形態ではケースに半内気導入口と半内気ドアを設けているが、内外気切替ドアの遮蔽面に半内気導入口と半内気ドアを設けた形態にも適用は可能である。

１……内外気切替装置、２……ケース、３……内気導入口、４……外気導入口、５……半内気導入口、５ａ……半内気導入口、６……排出口、７……内外気切替ドア、７ａ……回転軸、８……フィルタ、９……送風機、９ａ……ケース（送風機用ケース）、９ｂ……送風ファン、１０……半内気導入部、１１……半内気ドア、１１ａ……半内気ドア、１２……固定部、１２ａ……固定部、１２ｂ……固定部、１２ｃ……固定部、１２ｄ……固定部、１３……突出部（第１突出部）、１３ａ……突出部、１３ｂ……突出部、１３ｃ……突出部、１３ｄ……突出部、１３ｅ……突出部、１３ｆ……突出部（第２突出部）、Ｓ……車両用空気調和装置

Claims (5)

1. 内気を導入する内気導入口及び外気を導入する外気導入口を有するケースと、当該ケース内部に配置されると共に前記内気導入口と前記外気導入口とのいずれかを開放する内外気切替ドアとを有する内外気切替装置を備える車両用空気調和装置であって、
   前記ケース内を負圧にする送風機と、
   前記ケース内が負圧のときに前記ケース内に内気を導入し、前記内気導入口とは別に形成される半内気導入口と、
   前記半内気導入口を塞ぐ可撓性を有する半内気ドアと、
   前記半内気ドアの上辺を前記ケースの内壁面に固定する固定部と
   を備え、
   前記半内気ドアの下端部から前記固定部までの距離が、前記半内気ドアの上辺の延在方向において変化し、
   前記固定部は、前記半内気ドアの下端部から前記固定部までの距離が短い領域に、前記下端部に向けて突出する第１突出部を備える
   ことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記半内気ドアの上辺の延在方向において、前記半内気ドアの中央部における前記下端部から前記固定部までの距離が、前記半内気ドアの両端部における前記下端部から前記固定部までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和装置。
3. 前記固定部は、上下対称の形状を有することを特徴とする請求項１または２記載の車両用空気調和装置。
4. 前記固定部は、前記第１突出部と反対方向に突出すると共に前記第１突出部と形状の異なる第２突出部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両用空気調和装置。
5. 前記内外気切替装置が、前記ケースの底面の一部を開口する排出口と、当該排出口を塞ぐフィルタとを有し、
   前記送風機が前記内外気切替装置の下方に配置され、
   前記送風機は、前記内外気切替装置のケースに接続されると共に所定の開口を有する送風機用ケースと、当該送風機用ケースの内部に設置される送風ファンとを備える
   ことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の車両用空気調和装置。

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