(57)【要約】【課題】モータを用いずに、吹出し方向の設定を廉価に実現できる、車両用空気調和装置を提供する【解決手段】温調した空気を吹出し口から車室内へ吹出して車室内を空調する車両用空気調和装置において、吹出し口を蛇腹状ダクトで形成し、蛇腹状ダクトにはワイヤ状形状記憶合金からなるダクト曲折機構を設け、ワイヤの一端を、スイッチを介してプラス極に、他端を−極に接続し、スイッチのＯＮ、ＯＦＦにより蛇腹状ダクトを曲折させて、温調風の吹出し方向を設定する。  【選択図】図１
2006240549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温調した空気を吹出し口から車室内へ吹出して車室内を空調する車両用空気調和装置において、吹出し口を蛇腹状ダクトで形成したことを特徴とする車両用空気調和装置。  
【請求項２】
蛇腹状ダクトは、ダクトの曲折を可能とする蛇腹構造とし、ダクトの曲折により温調風の吹出し方向を設定可能としたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
蛇腹状ダクトに、形状記憶合金からなるダクト曲折機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
蛇腹状ダクトは、吹出し口の開口面積を可変とする蛇腹構造を有し、温調風の集中と拡散とに切替えを可能としたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
蛇腹状ダクトに、形状記憶合金からなるダクト開口面積可変機構を設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
形状記憶合金をワイヤの形状とし、一端を＋極に、他端を−極に、スイッチを介して接続したことを特徴とする請求項３又は５に記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
乗員の足元に温調した空気を吹出すＦｏｏｔ吹出し口を蛇腹状ダクトで形成し、吹出し温度が低いときには温調した空気をつま先に集中して当て、吹出し温度が上昇して適温となったときには温調した空気を足元全体に行き渡らせることを特徴とする空気調和方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空気調和装置では、Ｖｅｎｔ吹出し口に、乗員の好みで風向を変えられるように、ルーバなどが取り付けられている。冷房のときは、このルーバを操作して風向を切替えることで乗員は快適感を得ることができる。一方、暖房のとき、Ｆｏｏｔ吹出し口からは乗員の足元へ温調風が吹出されるが、一般に、風向は固定されており、乗員の着衣や好みに合わせて吹出し方向を設定できない。
【０００３】
後掲の特許文献１に開示される自動車用空調装置では、非定常時の快適性を向上させるために、下半身の吹出し口は、足と下腿を狙うものと、膝と太腿を狙う２つが設けられて、それぞれの吹出し口はスウィングでき、かつ集中と拡散の２つの吹出し方ができるようにしているが、この装置では、吹出し口をスウィングするためのモータが複数個必要となるため、費用がかかり、搭載できる車が限られる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５６０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した通り、従来のＦｏｏｔ吹出し口の風向は固定されているため、乗員の着衣や好みに合わせて吹出し方向を設定できず、必ずしも十分な快適性を得られないという問題があった。また、温調風を下半身に向けて吹出すための吹出し口を２つ設け、それら吹出し口をスウィングする構造としたものでは、スウィングするために複数のモータが必要となり、コストが嵩み、搭載できる車が限られるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の車両用空気調和装置の問題点を解消し、吹出し方向の設定を廉価に実現できる、車両用空気調和装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、（１）温調した空気を吹出し口から車室内へ吹出して車室内を空調する車両用空気調和装置において、吹出し口を蛇腹状ダクトで形成した。
【０００８】
蛇腹状ダクトは自在な変形が可能であり、屈曲させ、或いは、ダクト開口面積を変えて、温調した空気の車室内への吹出し形態を様々に設定することができる。
【０００９】
（２）前記（１）に記載の車両用空気調和装置において、蛇腹状ダクトは、ダクトの曲折を可能とする蛇腹構造とし、ダクトの曲折により温調風の吹出し方向を設定可能とした。
【００１０】
ダクトの曲折を可能としたことで、乗員の好みにより、温調風の吹出し方向を変更することができる。  
【００１１】
（３）前記（２）に記載の車両用空気調和装置において、蛇腹状ダクトに、形状記憶合金からなるダクト曲折機構を設けた。
【００１２】
形状記憶合金からなるダクト曲折機構を設けたことにより、ダクトから吹出す空気が低温時と適温時の２パターンで、吹出し方向を自動で変更することができる。
【００１３】
（４）前記（１）に記載の車両用空気調和装置において、蛇腹状ダクトは、吹出し口の開口面積を可変とする蛇腹構造を有し、温調風の吹出し形態を集中と拡散とに切替えを可能とした。
【００１４】
吹出し口の開口面積を可変とする蛇腹構造を有することで、乗員の好みにより、温調した空気の吹出し形態を、集中と拡散とに切替えることができる。  
【００１５】
（５）前記（４）に記載の車両用空気調和装置において、蛇腹状ダクトに、形状記憶合金からなるダクト開口面積可変機構を設けた。
【００１６】
形状記憶合金からなるダクト開口面積可変機構を設けたことにより、ダクトから吹出す空気が低温時と適温時の２パターンで、吹出しの形態を、集中と拡散に、自動で切替えることができる。
【００１７】
（６）前記（３）又は（５）に記載の車両用空気調和装置において、形状記憶合金をワイヤ形状とし、一端を＋極に、他端を−極に、スイッチを介して接続した。
【００１８】
形状記憶合金自体が抵抗であり、電気を流すことで、自己発熱し、ダクトから吹出す空気の温度に関らず、任意のタイミングで、風向を変更し、或いは、吹出し形態を集中と拡散とに切替えることができる。
【００１９】
（７）乗員の足元に温調した空気を吹出すＦｏｏｔ吹出し口を蛇腹状ダクトで形成し、吹出し温度が低いときには温調空気をつま先に集中して当て、吹出し温度が上昇して適温となったときには温調した空気を足元全体に行き渡らせる空気調和方法とした。
【００２０】
暖房立ち上がり時の吹出し温度が低いときは、吹出し風の熱量が少なく、この少ない熱量で効果的に足を暖めるには、つま先に風を当てるのが効果的である。一方、吹出し温度が上昇し、熱量が足りる状態となったときには、足元全体に温調した空気を行き渡らせ、足元全体の温度が均一に高くするほうが、足の温冷感（暑い・寒いの感覚）が良化し、好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、車両用空気調和装置の吹出し口を蛇腹状ダクトで形成したことで、吹出し方向、或いは吹出し形態（集中・拡散）の切替えを、廉価に実現できる。また、吹出し温度が低いときには温調した空気をつま先に集中して当て、吹出し温度が上昇して適温となったときには温調した空気を足元全体に行き渡らせる空気調和方法としたことで、乗員の快適性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の車両用空気調和装置及び空気調和方法について、その実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本発明の車両用空気調和装置の実施形態では、車両用空気調和装置の基本構造として、インテークユニット、ブロワーユニット、クーリングユニット、ヒータユニット及びダクトユニットを備えている。
【００２４】
インテークユニットから導入された空気は、ブロワーユニット内のブロワーファンによりクーリングユニットに送給され、空気は、クーリングユニットで冷却されて、次にヒータユニットに送給され、そこで温調される。温調された空気は、ダクトユニットに設けられたＶｅｎｔ（ベンチレータ）ダクト、Ｆｏｏｔ（足元）ダクト、Ｄｅｆ（デフロスタ）ダクトを通り、それぞれのダクトに接続する吹出し口から車室内に吹出される。以上の構成は、公知のものであり、図示及び詳細な説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の車両用空気調和装置の吹出し口の実施例１を示す正面図である。図１において、１は蛇腹状ダクト、２はフランジ、３はダクトユニットに設けられたＦｏｏｔダクト、４はフランジである。
【００２６】
蛇腹状ダクト１は、フランジ２を介して、Ｆｏｏｔダクト３のフランジ４に螺子（不図示）で固定されている。なお、蛇腹状ダクト１のＦｏｏｔダクト３への取り付けには、螺子に代えて、他の締結具、あるいは接着剤を用いることができる。
【００２７】
乗員は、不図示のワイヤとリンク機構を介し、レバーを操作して蛇腹状ダクト１を曲げ、あるいは直線状に戻し、温調された空気の吹出し方向を設定することとなる。
【００２８】
前述のワイヤ・リンク機構を設けないで、車両が停止しているときに、乗員が、蛇腹状ダクト１を直接手で曲げ、あるいは直線状に戻して風向を設定するようにしてもよい。
【００２９】
図２は、蛇腹ダクト１の曲折駆動に用いるアクチュエータの実施例を説明する図である。  図２において、２５はばね鋼からなる直線状のワイヤで、２６は、弧の形状（半月形状）が記憶された形状記憶合金製（例えば、Ｎｉ−Ｔｉ合金）のワイヤである。これら２つのワイヤ２５、２６を接合して、ワイヤ状アクチュエータを構成する。
【００３０】
ばね鋼からなる直線状のワイヤ２５はバイアスばねとして働く。温度が低いときには、形状記憶合金製の弧の形状のワイヤ２６は、直線状ワイヤ２５の張力に支配され、ワイヤ２５、２６を接合したワイヤ状アクチュエータは直線状を呈する。
【００３１】
形状記憶合金製のワイヤ２６の温度が所定域に達すると、ワイヤ２６には、記憶された弧の形状に復元しようとする力が発生し、それが、ばね鋼からなるワイヤ２５の張力を上回ると、ワイヤ２５、２６を接合したワイヤ状アクチュエータは弧状を呈する。
【００３２】
このように、２つのワイヤ２５、２６を接合して構成したワイヤ状アクチュエータは、温度が低いときには直線状を呈し、所定の温度域に達したときには弧状を呈するように変形する。
【００３３】
従って、このワイヤ状アクチュエータを蛇腹状ダクト１の内周面或いは外周面に設置すると、吹出す風の温度が低いときには蛇腹状ダクト１は直線状をなし、風の温度が所定の温度域に達すると、ワイヤ状アクチュエータが弧状に変形し、それに伴い蛇腹状ダクト１も弧状に変形する。つまり、吹出す風の温度によって吹き出し方向を自動に２段階変化させることができる。
【００３４】
ばね鋼からなるワイヤ２５と形状記憶合金製のワイヤ２６の形状を逆にすれば、温度変化に伴う蛇腹状ダクト１の変形を逆にすることができる。また、上述の実施例では、２つのワイヤ２５、２６を接合してワイヤ状アクチュエータとし、それを蛇腹状ダクト１に設置したが、これら２つのワイヤ２５、２６を接合しないで、別々に蛇腹状ダクト１に設置しても、蛇腹ダクト１の曲折駆動用アクチュエータとすることができる。
【００３５】
因みに、形状記憶合金は、任意の温度で任意の形状に変形させることが可能であるとともに、φ０．７５ｍｍ、長さ９０ｍｍのワイヤで、重量１ｇ未満と軽量であり、かつ、トルク（復元力）も大きい。さらに、繰り返し寿命が１０の７乗回と十分な寿命を有し、車両用空気調和機の蛇腹状吹き出しダクトを駆動するアクチュエータに用いて好適である。
【００３６】
図３は、蛇腹状ダクト１の曲折駆動に用いるアクチュエータの他の実施例を説明する図である。図３において、３５はばね鋼からなる直線状のワイヤで、３６は、弧の形状（半月形状）が記憶された形状記憶合金製のワイヤである。これら２つのワイヤ３５、３６が接合されて、ワイヤ状アクチュエータが構成される。形状記憶合金製のワイヤ３６の一端はスイッチ３７を介して＋極に接続され、他端は−極に接続されている。
【００３７】
形状記憶合金製のワイヤ３６は、それ自体が電気抵抗体であり、スイッチ３７を入れると、形状記憶合金製のワイヤ３６は自己発熱し、所定の温度に上昇すると、記憶された弧の形状を復元しようとし、復元力を発生する。その復元力がばね鋼からなるワイヤ３５の張力に打ち勝ち、２つのワイヤ３５、３６を接合したワイヤ状アクチュエータは弧の形状を呈することとなる。
【００３８】
次に、スイッチ３７を切ると、形状記憶合金製のワイヤ３６の温度が下がり、復元力が失せて、ばね鋼からなる直線状のワイヤ３５の張力がワイヤ３６の張力を上回り、２つのワイヤ３５、３６を接合したワイヤ状アクチュエータは直線状の形状を呈することとなる。
【００３９】
このように、スイッチ３７をＯＮ、ＯＦＦさせて、２つのワイヤ３５、３６を接合したワイヤ状アクチュエータの形状を２段階に変化させることができる。そして、当該ワイヤ状アクチュエータを蛇腹状ダクト１ヘ設置して、スイッチ３７をＯＮ、ＯＦＦすることで、吹出し風の温度に関らず、蛇腹状１ダクトを曲げ、或いは直線状に延ばすことができる。
【００４０】
図４は、本発明の車両用空気調和装置の吹出し口の実施例２を説明する斜視図である。図４において、４１は蛇腹状ダクト、４２はフランジである。
【００４１】
蛇腹状ダクト４１のＦｏｏｔダクト（不図示）への取り付け方法は、前述の実施例１と同じであるが、この実施例２では、蛇腹の構造が実施例１と相違する。すなわち、実施例１のものはダクトの曲折を可能にする蛇腹構造であったのに対して、実施例２のものは、ダクトの開口面積を可変とする縦型蛇腹構造である。
【００４２】
蛇腹状ダクトの開口面積を変える操作は、乗員が、不図示のワイヤとリンク機構を介し、レバーを動かして行ない、蛇腹状ダクト４１の開口部を狭め、あるいは広げて、温調された空気の吹出し態様を、集中と拡散とに切り替える。
【００４３】
なお、前述のワイヤ・リンク機構を設けないで、車両が停止しているときに、乗員が、蛇腹状ダクト４１の開口部を直接手で操作して狭め、或いは広げて、吹出しの態様を集中と拡散とに切り替えることもできる。
【００４４】
蛇腹状ダクト４１の開口面積を小さくすれば、温調した空気を乗員の特定の部位、例えばつま先に集中して当てることができる。開口面積を大きくすれば、温調風の拡散吹出しを可能とし、例えば、足元全体に温調風を行き渡らせることができる。このように、温調した空気の吹出し態様を、乗員の好みにより、集中又は拡散に切替えることにより、乗員の快適性が向上する。
【００４５】
図５は、蛇腹状ダクト４１の開口面積可変機構として用いるアクチュエータの実施例を説明する図である。図５において、５５は、横長のＣの形状を呈するばね鋼からなるワイヤで、５６は、縦長のＣの形状が記憶された、形状記憶合金製のワイヤである。これら２つのワイヤ５５、５６を接合して、Ｃの形状のワイヤ状アクチュエータを構成する。
【００４６】
Ｃの形状のワイヤ状アクチュエータは、温度が低いときは、ばね鋼からなるワイヤ５５の張力に支配され、横に長いＣの形状を呈し、温度が所定域に達すると、形状記憶合金製のワイヤ５６の復元力（記憶された形状に戻ろうとする力）に支配され、縦に長いＣの形状を呈することとなる。
【００４７】
従って、このＣの形状のワイヤ状アクチュエータを蛇腹状ダクト４１の内周部に設置すると、吹出す空気の温度が低いときには、ワイヤ状アクチュエータは横に長いＣの形状を呈し、蛇腹状ダクト４１の開口面積は小さくなり、吹出す空気の温度が所定の温度域に達すると、ワイヤ状アクチュエータは縦に長いＣの形状に変わり、そのため、蛇腹状ダクト４１の開口部が広げられて開口面積は大きくなる。つまり、吹出す空気の温度によってダクト４１の開口面積を２段階変化させ、吹出しの態様を、自動に、集中・拡散とに切り替えることができる。
【００４８】
ばね鋼からなるワイヤ５５と形状記憶合金製のワイヤ５６の形状を逆にすれば、温度変化に伴う蛇腹状ダクト４１の開口面積の変化を逆にすることができる。また、上記の実施例では、２つのワイヤ５５、５６を接合してＣの形状のワイヤ状アクチュエータとし、それを蛇腹状ダクト４１に設置したが、これら２つのワイヤ５５、５６を接合しないで、別々に蛇腹状ダクト４１に設置して、吹出し風の温度により、蛇腹状ダクト４１の開口面積を２段階に可変とすることもできる。
【００４９】
また、形状記憶合金製のワイヤ５６の一端を、スイッチを介して＋極に接続し、他端を−極に接続すると、２つのワイヤ５５、５６を接合して構成したＣの形状のワイヤ状アクチュエータを、吹出し風の温度によらず、スイッチのＯＮ、ＯＦＦにより、横に長いＣの形状と、縦に長いＣの形状とに切替えることができる。
【００５０】
従い、蛇腹状ダクト４１の内周部に前記Ｃの形状のワイヤ状アクチュエータを取り付けたものは、スイッチのＯＮ、ＯＦＦの切替えで、開口面積を大小の２段階に変化させて、吹出しの態様を、集中と拡散とに切替えることができる。
【００５１】
以上に説明した実施形態では、蛇腹状ダクトをＦｏｏｔ（足元）ダクトに接続したが、Ｆｏｏｔダクトに限らず、それ以外の車両用空調装置のダクトユニットにあるダクト、例えば、Ｖｅｎｔダクトに取り付けて用いることもできる。
【００５２】
以上に説明した実施形態では、形状記憶合金をワイヤ状としたが、ワイヤ状に限定されるものではなく、ぜんまい、コイルなどの形状としてもよい。また、アクチュエータを構成するバイアスばねとして、ばね鋼製のワイヤを用いたが、他の金属材料、或いは金属以外の、例えば樹脂製の材料を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の車両用空気調和装置の吹出し口の実施例１を示す正面図である。
【図２】本発明の車両用空気調和装置の吹出し口を形成する蛇腹状ダクトの曲折駆動に用いるアクチュエータの実施例を説明する図である。
【図３】本発明の車両用空気調和装置の吹出し口を形成する蛇腹状ダクトの曲折駆動に用いるアクチュエータの別の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の車両用空気調和装置の吹出し口の実施例２を示す斜視図である。
【図５】本発明の車両用空気調和装置の吹出し口を形成する蛇腹状ダクトの開口面積可変機構として用いるアクチュエータの実施例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５４】
１、４１      蛇腹状ダクト
２、４２      蛇腹状ダクト側フランジ
３            Ｆｏｏｔダクト
４      Ｆｏｏｔダクト側フランジ
２５、３５、５５    ばね鋼製ワイヤ
２６、３６、５６    形状記憶合金製ワイヤ
３７    スイッチ
【図１】
2006240549.tif 000003
【図２】
2006240549.tif 000004
【図３】
2006240549.tif 000005
【図４】
2006240549.tif 000006
【図５】
2006240549.tif 000007