説明

車両用空調装置

【課題】エアミックスダンパの微小開度時に発生する高周波音を低減するともに、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能とし、温調制御性を向上することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【解決手段】エバポレータを通過した空気流をヒータコアが配置されている加熱流路側に流通する割合と、該ヒータコアをバイパスするバイパス流路側に流通する割合とを調整するエアミックスダンパ7を備えている車両用空調装置において、エアミックスダンパ7が最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面22Aに、該エアミックスダンパ7の幅方向に沿う複数の凹凸部28を形成し、該凹凸部28に対して所定の厚さを有する弾性インシュレータ26が同様の凹凸29を形成するように貼り付けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エアミックスダンパを備えたエアミックス方式の車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
エバポレータを通過した空気流のヒータコア側に流通される割合とヒータコアをバイパスする割合とを調整するエアミックスダンパを備えた車両用空調装置では、エアミックスダンパが最大冷房位置(MAX COOL位置)と最大暖房位置(MAX HOT位置)との間の任意位置に回動されることにより、温調制御されるようになっている。かかるエアミックス方式の車両用空調装置において、空気流路系の圧損は、冷房側に比べて暖房側の方が大きく、最大暖房付近での温調制御時には、シビアな開度調整が求められる。
【0003】
一方、エアミックスダンパが最大暖房位置から僅かに開いた微小開度で温調制御される際に、アスペクト比が高い微小開度時の隙間に空気流が流れ込むことにより安定した渦列が発生し、これが原因で耳障りな高周波音(通称、ヒュー音)が発生することが知られている。この高周波音は、温調風と共に吹出し口から車室内へと放出されるため、乗員に対して不快感を与える。そこで、エアミックスダンパの微小開度時の高周波音の発生を防ぎながら、微小流量の制御を可能とすることを目的に、エアミックスダンパの先端部に複数の凹凸部を形成したものや、ユニットケース側のシール面との間の隙間を閉塞する一対のシールリップを設け、その先端に凹凸部を設けたもの等が提案されている(例えば、特許文献1−3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4337179号公報
【特許文献2】特許第4396226号公報
【特許文献3】特開2011−11584号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1−3に示されたものによると、いずれもエアミックスダンパの先端に設けられている凹凸により、エアミックスダンパの微小開度時の隙間に空気が流れ込むことで発生する渦列を乱し、それを不安定化することにより高周波音の発生を低減することができる。しかしながら、エアミックスダンパの先端に凹凸を設けただけの構成では、高周波音の低減に対して一定の効果は期待できるものの、シビアな開度調整が求められる最大暖房付近での微小開度時の温調制御性の向上は望めなかった。
【0006】
これは、エアミックスダンパの先端に凹凸を設けたとしても、この凹凸自体は、渦列を乱すよう有効に作用するものの、エアミックスダンパの先端表面とユニットケース側のシール面との間の微小隙間で決まるエアミックスダンパの開度に対して、余り影響を及ぼさないことによるものと考えられる。このため、最大暖房位置付近において、微妙な温度調整を行うことは難しく、エアミックスダンパの微小な開度変化で温度が大きく変化してしまう等の課題があり、温調制御性の向上が求められていた。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、エアミックスダンパの微小開度時に発生する高周波音を低減するともに、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能とし、温調制御性を向上することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記した課題を解決するために、本発明の車両用空調装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用空調装置は、エバポレータを通過した空気流をヒータコアが配置されている加熱流路側に流通する割合と、該ヒータコアをバイパスするバイパス流路側に流通する割合とを調整するエアミックスダンパを備えている車両用空調装置において、前記エアミックスダンパが最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面に、該エアミックスダンパの幅方向に沿う複数の凹凸部を形成し、該凹凸部に対して所定の厚さを有する弾性インシュレータが同様の凹凸を形成するように貼り付けられていることを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、エアミックスダンパを備えたエアミックス方式の車両用空調装置にあって、エアミックスダンパが最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面に、該エアミックスダンパの幅方向に沿う複数の凹凸部を形成し、該凹凸部に対して所定の厚さを有する弾性インシュレータが同様の凹凸を形成するように貼り付けられているため、エアミックスダンパが最大暖房位置(MAX HOT位置)付近において微小開度で温調制御される場合でも、その先端側表面に形成されている複数の凹凸によって、微小開度の隙間に空気流が流れ込むことで発生する渦列を乱し、該渦列を不安定化することができる。従って、微小開度時の隙間(アスペクト比の高い隙間)に空気流が流れ込み、安定した渦列が発生することにより発せられる耳障りな高周波音(ヒュー音)を低減し、それによる不快感を解消することができる。また、凹凸を形成するように貼り付けられている弾性インシュレータは、ユニットケース側のシール面に当接し、凹凸が圧縮されて隙間が漸次増減されることから、よりシビアな開度調整ができるとともに、該凹凸によってエアミックスダンパの先端側表面を流れるバイパス流(冷風)が攪拌され、流速が変化されることから、エアミックス性を高めることができ、従って、最大暖房位置付近での微妙な温度調整が可能となるとともに、例えばデフ/フットモード時の上下温度差をなくすることができる等、温調制御性を向上させることができる。
【0010】
さらに、本発明の車両用空調装置は、上記の車両用空調装置において、前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部は、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも2列以上設けられ、その列間に前記ユニットケースのシール面側に設けられている突部が当接可能に配設されていることを特徴とする。
【0011】
本発明によれば、エアミックスダンパの先端側表面に形成されている凹凸部が、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも2列以上設けられ、その列間にユニットケースのシール面側に設けられている突部が当接可能に配設されているため、最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側の表面に、凹凸を形成するように弾性インシュレータを設けたとしても、この弾性インシュレータと当接するユニットケースシール面側の突部が、2列以上設けられている凹凸部の列間で弾性インシュレータと当接されることから、弾性インシュレータ側の凹凸を変形し易くすることができる。従って、弾性インシュレータを変形する際のエアミックスダンパの操作力を特に大きくすることなく、凹凸を圧縮して隙間を漸次増減し、微小開度付近での温調制御性を向上することができる。
【0012】
さらに、本発明の車両用空調装置は、上述のいずれかの車両用空調装置において、前記弾性インシュレータの厚さは、前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部の高低差よりも厚くされていることを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、弾性インシュレータの厚さが、エアミックスダンパの先端側表面に設けられている凹凸部の高低差よりも厚くされているため、ユニットケースのシール面と当接して変形される弾性インシュレータの変形性を十分に確保し、それを変形させる際のエアミックスダンパ側の操作力を特に大きくすることなく、凹凸を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができる。従って、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。
【0014】
さらに、本発明の車両用空調装置は、上記の車両用空調装置において、前記弾性インシュレータの厚さは、前記凹凸部の高低差の少なくとも2倍以上の厚さとされていることを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、弾性インシュレータの厚さが、凹凸部の高低差の少なくとも2倍以上の厚さとされているため、弾性インシュレータをより変形し易くしてその変形性を必要かつ十分に確保し、それを変形させる際のエアミックスダンパ側の操作力を特に大きくすることなく、凹凸を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができる。従って、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によると、エアミックスダンパが最大暖房位置(MAX HOT位置)付近において微小開度で温調制御される場合でも、その先端側表面に形成されている複数の凹凸によって、微小開度の隙間に空気流が流れ込むことで発生する渦列を乱し、該渦列を不安定化することができるため、微小開度時の隙間(アスペクト比の高い隙間)に空気流が流れ込み、安定した渦列が発生することにより発せられる耳障りな高周波音(ヒュー音)を低減し、それによる不快感を解消することができる。また、凹凸を形成するように貼り付けられている弾性インシュレータは、ユニットケース側のシール面に当接し、凹凸が圧縮されて隙間が漸次増減されることから、よりシビアな開度調整ができるとともに、該凹凸によってエアミックスダンパの先端側表面を流れるバイパス流(冷風)が攪拌され、流速が変化されることから、エアミックス性を高めることができるため、最大暖房位置付近での微妙な温度調整が可能となるとともに、例えばデフ/フットモード時の上下温度差をなくすることができる等、温調制御性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の縦断面図である。
【図2】図1に示す車両用空調装置のエアミックスダンパ周りの縦断面図である。
【図3】図1に示す車両用空調装置に適用するエアミックスダンパの斜視図(A)とその弾性インシュレータを取り外した状態の斜視図(B)である。
【図4】図1に示す車両用空調装置のエアミックスダンパの最大暖房位置付近での状態を示す部分拡大断面図である。
【図5】図4に示すエアミックスダンパの最大暖房位置付近での微小開度時の変化状態(A)ないし(C)を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明の一実施形態について、図1ないし図5を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の縦断面図が示され、図2には、そのエアミックスダンパ周りの縦断面図、図3(A)、(B)には、エアミックスダンパの構成を示す斜視図が示されている。
車両用空調装置(HVACユニット;Heating Ventilation and Air Conditioning Unit)1は、図示省略のブロアユニットが接続される樹脂製のユニットケース2を備えている。ユニットケース2の内部には、その側部に配設されているブロアユニット(図示省略)から送風されてくる空気流を前後方向(図1の左右方向)に変換し、下流側へと流通させる空気流路3が形成されている。
【0019】
空気流路3の上流部位には、図示省略の冷凍サイクルを構成しているエバポレータ4が略鉛直に配設されている。また、空気流路3は、エバポレータ4の下流側において、バイパス流路5と加熱流路6とに分岐されている。このバイパス流路5と加熱流路6との分岐部には、図3に示されるように、回転軸9を挟んでサブダンパ8が一体に設けられているエアミックスダンパ7が、回転軸9を中心に回動可能に配設されており、バイパス流路5と加熱流路6とに流通される空気流の流量割合を調整可能に構成されている。加熱流路6中には、図示省略のエンジン冷却水回路から冷却水が循環可能に構成されているヒータコア10が略鉛直に配設されている。
【0020】
バイパス流路5および加熱流路6は、エアミックスダンパ7下流のエアミックス域11で合流されており、その下流側に形成されているフェイス吹出流路12、フット吹出流路13およびデフ吹出流路14の3つの吹出流路に連通されている。フェイス吹出流路12とデフ吹出流路14との間には、吹出モードを切替えるデフ/フェイスダンパ15が設けられている。また、フット吹出流路13の入口には、吹出モードを切替えるフットダンパ16が設けられている。
【0021】
デフ/フェイスダンパ15は、図1に示されるように、フェイス吹出流路12を全閉する位置と、デフ吹出流路14を全閉する位置との間で回転軸17周りに回動可能とされており、一方、フットダンパ16は、フット吹出流路13を全閉する位置と、フェイス吹出流路12およびデフ吹出流路14に連なる流路を全閉する位置との間で回転軸18周りに回動可能とされている。このデフ/フェイスダンパ15およびフットダンパ16は、回転軸17,18の軸端に連結されているレバーおよびリンクからなる図示省略のリンク機構を介して選択された吹出モード位置に回動可能とされている。
【0022】
つまり、上記した2枚のデフ/フェイスダンパ15およびフットダンパ16の開閉によって、車室内に吹出される温調風の吹出モードが、フェイス吹出流路12から吹出されるフェイスモード、フェイス吹出流路12とフット吹出流路13の双方から吹出されるバイレベルモード、フット吹出流路13から吹出されるフットモード、フット吹出流路13とデフ吹出流路14の双方から吹出されるデフ/フットモード、デフ吹出流路14から吹出されるデフモードの5つの吹出モードに選択的に切替え可能とされている。
【0023】
エアミックスダンパ7は、上記の如く、バイパス流路5と加熱流路6との分岐部となるヒータコア10の上方部位において、回転軸9がユニットケース2に回転自在に支持されており、ユニットケース2側に設けられている上下2箇所のシール面19,20間を回動可能とされている。シール面19は、最大暖房位置(MAX HOT位置)でエアミックスダンパ7が当接されるシール面、シール面20は、最大冷房位置(MAX COOL位置)でエアミックスダンパ7が接触されるシール面であり、これらのシール面19,20には、図4に示されるように、突部21が設けられている。
【0024】
また、エアミックスダンパ7は、図3(A)、(B)に示されるように、樹脂材による一体成形品であり、所定の板厚を有する板状のダンパ部22およびサブダンパ部23の表面に対して、縦横方向に多数のリブ24,25を一体に成形するとともに、ダンパ部22とサブダンパ部23との間に回転軸9を一体に成形した構成とされている。ダンパ部22の先端側の表裏面および左右両端側の表裏面には、例えば発泡ウレタン製の弾性インシュレータ26,27が貼り付けられており、該弾性インシュレータ26,27を介してユニットケース2側のシール面19,20と当接されるようになっている。
【0025】
特に、エアミックスダンパ7が最大暖房位置(MAX HOT位置)でシール面19と当接されるダンパ部22の先端側表面22Aには、図3(B)に示されるように、エアミックスダンパ7の幅方向に沿って複数の凹凸部28が、空気流が流通する前後方向に所定の間隔で2列以上(本実施形態では、3列)に一体成形されており、この凹凸部28の表面に弾性インシュレータ26が、同様の凹凸29を形成するように貼り付けられた構成とされている。空気流の流通方向に設けられた前後3列の凹凸部28は、図4に示されるように、1列目と2列目の間隔aが、その間にシール面19に設けられている突部21が当接可能となる寸法に設定されており、これによって、遮風性が向上されている。
【0026】
また、凹凸部28の表面に貼り付けられる弾性インシュレータ26の厚さcは、凹凸部28の高低差d、すなわち凹凸部28の凸部の頂部と凹部の底部との高さ方向寸法差dよりも大きく(c>d)されており、弾性インシュレータ26がシール面19に当接して圧縮変形されたとき、図5(B)に示す状態から図5(C)に示す状態まで変化され、シール面19とエアミックスダンパ7との間の隙間が、凹凸29が無くなって隙間がゼロとなる状態まで漸次増減されるように構成されている。なお、弾性インシュレータ26の厚さcは、十分な圧縮変形量を確保するため、凹凸部28の高低差dの2倍以上とすることが望ましい。
【0027】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
図示省略のブロアユニットを介してHVACユニット1の空気流路3に送り込まれた空気流は、エバポレータ4を通過する過程で冷媒と熱交換されて冷却された後、エアミックスダンパ7により調整される流量割合に応じてバイパス流路5側と加熱流路6とに分流される。加熱流路6側に流通された空気流は、ヒータコア10を通過する間に温水と熱交換されて加熱され、エアミックスダンパ7下流のエアミックス域11でヒータコア10をバイパスした冷風とエアミックスされて設定温度に温調される。
【0028】
この温調風は、吹出しモード切替え用のデフ/フェイスダンパ15およびフットダンパ16の開閉によって切替えられるフェイスモード、フットモード、デフモード、デフフットモード、バイレベルモード等の吹出しモードに応じて、フェイス吹出し流路12、フット吹出し流路13およびデフ吹出し流路14の少なくとも1つから選択的に車室内へと吹出され、車室内の空調に供される。
【0029】
エアミックスダンパ7の開度調整による温調制御時、特に最大暖房位置(MAX HOT位置)付近では、エアミックスダンパ7の僅かな回転角度に対して温度変動幅が非常に大きくなる特性を有するため、エアミックスダンパ7は微妙な開度調整が求められる。更には、エアミックスダンパ7が最大暖房位置から僅かに開かれた微小開度位置に制御されたとき、その隙間に空気流が流れ込み、安定した渦列が形成されることに起因して高周波音(いわゆるヒュー音)が発生することがある。
【0030】
然るに、本実施形態によれば、エアミックスダンパ7が最大暖房位置においてユニットケース2側のシール面19と接触するダンパ先端側表面22Aに、エアミックスダンパ7の幅方向に沿う複数の凹凸部28を形成し、この凹凸部28に対して所定の厚さを有する弾性インシュレータ26を同様の凹凸29を形成するように貼り付けた構成を採用しているため、エアミックスダンパ7が最大暖房位置付近において微小開度で温調制御される場合でも、その先端側表面22Aに形成されている複数の凹凸29により、微小開度の隙間に空気流が流れ込むことで発生する渦列を乱し、該渦列を不安定化することができ、従って、微小開度時の隙間に空気流が流れ込み、安定した渦列が発生することにより発せられる耳障りな高周波音(ヒュー音)を低減し、それが車室内に放出されることによる乗員の不快感を解消することができる。
【0031】
また、凹凸29を形成するように貼り付けられている弾性インシュレータ26は、図5(A)ないし(C)に示されるように、微小開度制御時、ユニットケース2側のシール面19に当接し、凹凸29が圧縮されることで隙間が漸次増減されることから、よりシビアな開度調整ができるとともに、該凹凸29によってエアミックスダンパ7の先端側表面を流れるバイパス流(冷風)が攪拌され、流速が変化されることから、エアミックス域11でのエアミックス性を高めることができる。従って、最大暖房位置付近での微妙な温度調整が可能となるとともに、例えばデフ/フットモード時の上下温度差をなくすることができる等、温調制御性を向上させることができる。
【0032】
また、エアミックスダンパ7の先端側表面22Aに形成されている凹凸部29が、図4に示されるように、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも2列以上(本実施形態では、3列)設けられており、その列間においてユニットケース2のシール面19側に設けられている突部21が当接可能に配設され、エアミックスダンパ7とシール面19間が遮風されるように構成されている。
【0033】
このため、最大暖房位置でユニットケース2側のシール面19と接触するエアミックスダンパ7のダンパ先端側表面22Aに、凹凸29を形成するように弾性インシュレータ26を設けたとしても、この弾性インシュレータ26と当接するユニットケース2のシール面19側の突部21が、2列以上設けられている凹凸部28の列間で弾性インシュレータ26と当接されることから、弾性インシュレータ26側の凹凸29を変形し易くすることができる。従って、エアミックスダンパ7の弾性インシュレータ変形時のダンパ操作力を特に大きくすることなく、凹凸29を圧縮して隙間を漸次増減し、微小開度付近での温調制御性を向上することができる。
【0034】
さらに、本実施形態においては、図4に示されるように、弾性インシュレータ26の厚さcを、エアミックスダンパ7の先端側表面22Aに設けられている凹凸部28の高低差dよりも厚くしている。このため、ユニットケース2のシール面19と当接して変形される弾性インシュレータ26の変形性を十分に確保し、それを変形させる際のエアミックスダンパ7側のダンパ操作力を特に大きくすることなく、凹凸29を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができる。従って、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。
【0035】
特に、弾性インシュレータ26の厚さcを、凹凸部28の高低差dよりも厚くするに際して、厚さcを高低差dの少なくとも2倍以上とすることが望ましく、これによって弾性インシュレータ26をより変形し易くし、その変形性を必要かつ十分に確保することができる。従って、弾性インシュレータ26を変形させて冷風を遮風する際のエアミックスダンパ7の操作力を特に大きくすることなく、凹凸29を圧縮してその範囲内で隙間を漸次増減することができ、微小開度付近での温調制御性を向上し、最大暖房位置付近での微妙な温度調整を可能にすることができる。
【0036】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、このエアミックスダンパ7として、バタフライ形のダンパを用いた例について説明したが、サブダンパ8を有しないドア形ダンパとしてもよいことはもちろんである。また、エバポレータ4やヒータコア10の配置構成あるいは複数の吹出しモード切替え15,16の構成および数等については、上記形態に限定されるものではなく、種々変形することができる。
【0037】
さらに、上記実施形態では、最大暖房位置でシール面19と当接するエアミックスダンパ7の先端側表面22Aに凹凸部28を設け、該凹凸部28に弾性インシュレータ26を同様の凹凸29を形成するように貼り付けた例について説明したが、最大暖房位置でシール面20と当接するエアミックスダンパ7の先端側裏面に貼り付けられている弾性インシュレータ27に、同様の凹凸を形成することを妨げるものではなく、かかる形態も本発明に包含されることは云うまでもない。
【符号の説明】
【0038】
1 車両用空調装置(HVACユニット)
2 ユニットケース
4 エバポレータ
5 バイパス流路
6 加熱流路
7 エアミックスダンパ
10 ヒータコア
19 シール面
21 突部
22A ダンパ先端側表面
26 弾性インシュレータ
28 凹凸部
29 凹凸
a 凹凸部列の間隔
c 弾性インシュレータの厚さ
d 凹凸部の高低差

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エバポレータを通過した空気流をヒータコアが配置されている加熱流路側に流通する割合と、該ヒータコアをバイパスするバイパス流路側に流通する割合とを調整するエアミックスダンパを備えている車両用空調装置において、
前記エアミックスダンパが最大暖房位置でユニットケース側のシール面と接触するダンパ先端側表面に、該エアミックスダンパの幅方向に沿う複数の凹凸部を形成し、
該凹凸部に対して所定の厚さを有する弾性インシュレータが同様の凹凸を形成するように貼り付けられていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項2】
前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部は、空気流の流通方向に所定の間隔で少なくとも2列以上設けられ、その列間に前記ユニットケースのシール面側に設けられている突部が当接可能に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
【請求項3】
前記弾性インシュレータの厚さは、前記エアミックスダンパの先端側表面に設けられている前記凹凸部の高低差よりも厚くされていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
【請求項4】
前記弾性インシュレータの厚さは、前記凹凸部の高低差の少なくとも2倍以上の厚さとされていることを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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