(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流れる空気通路（１０）に設けられ、２つの電極層（１０１ｂ、１０１ｃ）の間にイオン伝導性を有する高分子膜（１０１ａ）が狭持された一対の高分子アクチュエータ（１０１、１０２）を備え、
前記一対の高分子アクチュエータは、所定間隔離れて対向配置されており、
前記電極層への電圧印加に基づいて前記高分子アクチュエータが変位することで、前記空気通路における空気の流れを調整し、
前記一対の高分子アクチュエータは、互いに近づくように変位することで、少なくとも一部同士が重なり合うことが可能であり、
前記一対の高分子アクチュエータが重なり合う部位において、一方の高分子アクチュエータの電極層と、これに対向する他方の高分子アクチュエータの電極層は、それぞれに印加される電圧の極性が異なっている空気流れ調整装置。
【請求項２】
前記高分子アクチュエータの変位に対応した形状のガイド部（１０３）を備え、
前記高分子アクチュエータは、前記ガイド部に沿って変位する請求項１に記載の空気流れ調整装置。
【請求項３】
空気が流れる空気通路（１０）に設けられ、２つの電極層（１０１ｂ、１０１ｃ）の間にイオン伝導性を有する高分子膜（１０１ａ）が狭持された一対の高分子アクチュエータ（１０１、１０２）を備え、
前記一対の高分子アクチュエータは、所定間隔離れて対向配置されており、
前記電極層への電圧印加に基づいて前記高分子アクチュエータが変位することで、前記空気通路における空気の流れを調整し、
前記高分子アクチュエータの変位に対応した形状のガイド部（１０３）を備え、
前記高分子アクチュエータは、前記ガイド部に沿って変位する空気流れ調整装置。
【請求項４】
前記高分子アクチュエータの電極層に接続される配線は、前記ガイド部に沿って設けられている請求項２または３に記載の空気流れ調整装置。
【請求項５】
前記一対の高分子アクチュエータが複数組設けられている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空気流れ調整装置。
【請求項６】
前記一対の高分子アクチュエータがマトリクス状に複数組配置されている請求項５に記載の空気流れ調整装置。
【請求項７】
前記高分子アクチュエータのそれぞれに前記電極層に電圧を印加するためのトランジスタ（１１１）を備え、
前記高分子アクチュエータの配線がマトリクス状に配置されている請求項６に記載の空気流れ調整装置。
【請求項８】
空気が流れる空気通路（１０）に設けられ、２つの電極層（１０１ｂ、１０１ｃ）の間にイオン伝導性を有する高分子膜（１０１ａ）が狭持された一対の高分子アクチュエータ（１０１、１０２）を備え、
前記一対の高分子アクチュエータは、所定間隔離れて対向配置されており、
前記電極層への電圧印加に基づいて前記高分子アクチュエータが変位することで、前記空気通路における空気の流れを調整し、
前記一対の高分子アクチュエータが複数組設けられており、
前記一対の高分子アクチュエータがマトリクス状に複数組配置されており、
前記高分子アクチュエータのそれぞれに前記電極層に電圧を印加するためのトランジスタ（１１１）を備え、
前記高分子アクチュエータの配線がマトリクス状に配置されている空気流れ調整装置。
【請求項９】
前記一対の高分子アクチュエータの少なくとも一方が他方に近づくように変位することで、前記一対の高分子アクチュエータの間を通過する空気の通路面積を小さくする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の空気流れ調整装置。
【請求項１０】
前記空気通路には、吹出口（２４〜２６）から吹き出される空調空気が流れるようになっており、
前記一対の高分子アクチュエータは、前記吹出口から吹き出される空調空気の流れを調整する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の空気流れ調整装置。
【請求項１１】
前記空気通路には空調空気を加熱する加熱部（２１）と、空調空気を前記加熱部をバイパスさせるバイパス通路（１９）とが設けられ、
前記一対の高分子アクチュエータは、前記加熱部を通過する空調空気と、前記バイパス通路（１９）を通過する空調空気との流量割合を調整する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の空気流れ調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子アクチュエータを備えた空気流れ調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調装置ではエアミックスドアや吹出口切替ドア等の空気流れを調整するドアが設けられており、これらのドアはサーボモータ等によって作動させることが一般的である。このようにドアの作動にサーボモータを用いる場合には、モータの設置スペースを確保する必要があり、さらにモータ作動音が発生する。
【０００３】
これに対し、特許文献１において、空気流れを調整するドアとして電圧印加によって反り変形する高分子アクチュエータを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている高分子アクチュエータは一体型に構成されている。高分子アクチュエータは電圧印加によって円弧を描くように屈曲するため、特許文献１の構成ではドアの開閉に必要なスペースが大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、高分子アクチュエータを備えた空気流れ調整装置において、設置スペースを小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気が流れる空気通路（１０）に設けられ、２つの電極層（１０１ｂ、１０１ｃ）の間にイオン伝導性を有する高分子膜（１０１ａ）が狭持された一対の高分子アクチュエータ（１０１、１０２）を備え、一対の高分子アクチュエータは、所定間隔離れて対向配置されており、電極層への電圧印加に基づいて高分子アクチュエータが変位することで、空気通路における空気の流れを調整する。一対の高分子アクチュエータは、互いに近づくように変位することで、少なくとも一部同士が重なり合うことが可能であり、一対の高分子アクチュエータが重なり合う部位において、一方の高分子アクチュエータの電極層と、これに対向する他方の高分子アクチュエータの電極層は、それぞれに印加される電圧の極性が異なっている。
【０００８】
これによれば、一対の高分子アクチュエータ（１０１、１０２）によって空気通路の空気流れを調整することで、１つの高分子アクチュエータ（１０１、１０２）によって空気通路の空気流れを調整する場合よりも、空気流れ調整装置を小型することができる。
また、請求項３に記載の発明では、高分子アクチュエータの変位に対応した形状のガイド部（１０３）を備え、高分子アクチュエータは、前記ガイド部に沿って変位する。
また、請求項８に記載の発明では、一対の高分子アクチュエータが複数組設けられており、一対の高分子アクチュエータがマトリクス状に複数組配置されており、高分子アクチュエータのそれぞれに電極層に電圧を印加するためのトランジスタ（１１１）を備え、高分子アクチュエータの配線がマトリクス状に配置されている。
【０００９】
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の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図２】車両用空調装置の電気制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】吹出モードドアの斜視図であり、（ａ）は開放状態を示し、（ｂ）は閉鎖状態を示している。
【図４】高分子アクチュエータの作動原理を示す図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】第２実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。
【図７】エアミックスドアの斜視図である。
【図８】エアミックスドアの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の空気流れ調整装置を車両用空調装置１の吹出モードドア２７〜２９に適用した第１実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１３】
車両用空調装置１は、車室内に送風される送風空気の空気通路を構成するケーシング１０を有している。ケーシング１０内には、送風機１６、蒸発器１７およびヒータコア２１等が収容されている。ケーシング１０は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えばポリプロピレン）で成形されている。
【００１４】
ケーシング１０内の送風空気流れ最上流側には、内外気切替箱１１が配置されている。内外気切替箱１１は、車室内空気と車室外空気とを切替導入する内外気切替手段である。以下では、車室内空気を内気と言い、車室外空気を外気と言う。
【００１５】
内外気切替箱１１には、内気導入口１２および外気導入口１３が形成されている。内気導入口１２は、ケーシング１０内に内気を導入させる内気導入手段である。外気導入口１３は、ケーシング１０内に外気を導入させる外気導入手段である。
【００１６】
内外気切替箱１１の内部には、内外気切替ドア１４が配置されている。内外気切替ドア１４は、内気導入口１２および外気導入口１３の開口面積を連続的に調整して、ケーシング１０内へ導入させる内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる風量割合変更手段（吸込口モード切替手段）である。
【００１７】
内外気切替ドア１４は、電動アクチュエータ１５によって駆動される。内外気切替ドア１４用の電動アクチュエータ１５の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される。
【００１８】
内外気切替ドア１４は、吸込口モードを切り替える吸込口モード切替手段である。吸込口モードとしては、内気モード、外気モードおよび内外気混入モードがある。
【００１９】
内気モードでは、内外気切替ドア１４が内気導入口１２を全開にするとともに外気導入口１３を全閉にするので、ケーシング１０内に内気が導入される。外気モードでは、内外気切替ドア１４が内気導入口１２を全閉にするとともに外気導入口１３を全開にするので、ケーシング１０内に外気が導入される。
【００２０】
内外気混入モードでは、内外気切替ドア１４が内気導入口１２および外気導入口１３の開口面積を連続的に調整するので、内気モードと外気モードとの間で内気と外気の導入比率が連続的に変化される。
【００２１】
内外気切替箱１１の空気流れ下流側には送風機１６が配置されている。送風機１６は、内外気切替箱１１を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風手段である。送風機１６は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機１６の電動モータは、空調制御装置５０から出力される制御電圧によって回転数が制御される。これにより、送風機１６の送風能力が制御される。
【００２２】
送風機１６の空気流れ下流側には、蒸発器１７が配置されている。蒸発器１７は、図示しない圧縮機や凝縮器等とともに冷凍サイクルを構成している。
【００２３】
蒸発器１７の内部には、熱媒体である冷媒が流通する。蒸発器１７は、送風機１６から送風された送風空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器である。蒸発器１７は、冷媒によって送風空気を冷却する冷却手段である。
【００２４】
ケーシング１０内には、加熱用冷風通路１８、冷風バイパス通路１９および混合空間２０が形成されている。
【００２５】
加熱用冷風通路１８および冷風バイパス通路１９は、蒸発器１７通過後の空気が流れる空気通路である。加熱用冷風通路１８および冷風バイパス通路１９は、互いに並列な空気通路である。混合空間２０は、加熱用冷風通路１８および冷風バイパス通路１９から流出した空気を混合させるための空間である。
【００２６】
加熱用冷風通路１８には、ヒータコア２１が配置されている。ヒータコア２１は、図示しない冷却水回路を循環するエンジン冷却水を熱媒体として、蒸発器１７通過後の送風空気を加熱する加熱部である。
【００２７】
ヒータコア２１は、エンジンが発生する熱を利用して吹出空気温度を調整する空気温度調整手段である。吹出空気温度は、車両用空調装置１から車室内へ吹き出される空気の温度である。
【００２８】
冷風バイパス通路１９は、蒸発器１７通過後の空気を、ヒータコア２１を通過させることなく、混合空間２０に導く空気通路である。蒸発器１７の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１８および冷風バイパス通路１９の入口側には、エアミックスドア２２が配置されている。
【００２９】
エアミックスドア２２は、加熱用冷風通路１８に流入する冷風（つまり、ヒータコア２１を通過する冷風）と冷風バイパス通路１９に流入する冷風との風量割合を連続的に変化させる風量割合変化手段である。エアミックスドア２２は、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する温度調整手段である。すなわち、エアミックスドア２２が、加熱用冷風通路１８を通過する空気と冷風バイパス通路１９を通過する空気との風量割合を変化させることによって、混合空間２０にて混合された送風空気の温度が変化する。
【００３０】
エアミックスドア２２は、回転軸と板状のドア本体部とを有する片持ちドアである。エアミックスドア２２の回転軸は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ２３によって駆動される。エアミックスドア２２の回転軸の一端側にエアミックスドア２２のドア本体部が連結されている。エアミックスドア用の電動アクチュエータ２３の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される。
【００３１】
ケーシング１０の送風空気流れ最下流部には吹出口２４〜２６が配置されている。吹出口２４〜２６は、混合空間２０から車室内へ送風空気を吹き出す吹出手段である。すなわち、吹出口２４〜２６は、温度調整された送風空気を空調対象空間へ吹き出す吹出手段である。
【００３２】
吹出口２４〜２６は、フェイス吹出口２４、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６である。フェイス吹出口２４は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。フット吹出口２５は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。デフロスタ吹出口２６は、車両前面窓ガラスＷの内側面に向けて空調風を吹き出す。
【００３３】
吹出口２４〜２６の空気流れ上流側にはそれぞれ、吹出モードドア２７〜２９が配置されている。吹出モードドア２７〜２９として、フェイスドア２７、フットドア２８およびデフロスタドア２９が設けられている。
【００３４】
フェイスドア２７は、フェイス吹出口２４の開口面積を調整する。フットドア２８は、フット吹出口２５の開口面積を調整する。デフロスタドア２９は、デフロスタ吹出口２６の開口面積を調整する。フェイスドア２７、フットドア２８およびデフロスタドア２９は、吹出モードを切り替える吹出モード切替手段である。
【００３５】
フェイスドア２７、フットドア２８およびデフロスタドア２９によって切り替えられる吹出モードは、フェイスモード、バイレベルモード、フットモードおよびフットデフロスタモードである。
【００３６】
フェイスモードでは、フェイス吹出口２４が全開されて、フェイス吹出口２４から車室内乗員の上半身に向けて空気が吹き出される。バイレベルモードでは、フェイス吹出口２４およびフット吹出口２５の両方が開口されて、車室内乗員の上半身および足元に向けて空気が吹き出される。
【００３７】
フットモードでは、フット吹出口２５が全開されるとともにデフロスタ吹出口２６が小開度だけ開口されて、フット吹出口２５から主に空気が吹き出される。フットデフロスタモードでは、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６が同程度開口されて、フット吹出口２５およびデフロスタ吹出口２６の双方から空気が吹き出される。
【００３８】
吹出モードドア２７〜２９の作動は、空調制御装置５０から出力される制御信号によって制御される。吹出モードドア２７〜２９の具体的な構成は、後で詳細に説明する。
【００３９】
図２に示す空調制御装置５０（空調制御手段）は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。空調制御装置５０は、空調を制御する空調制御手段である。
【００４０】
空調制御装置５０の出力側には、送風機１６、内外気切替ドア用電動アクチュエータ１５、エアミックスドア用電動アクチュエータ２３、吹出モードドア２７〜２９等が接続されている。空調制御装置５０の入力側には、内気センサや外気センサ等の空調制御用のセンサ群が接続されている。
【００４１】
空調制御装置５０の入力側には、各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。各種空調操作スイッチは空調操作パネル５１に設けられている。空調操作パネル５１は、車室内前部の計器盤付近に配置されている。
【００４２】
操作パネル５１には、空調操作スイッチとして、車両用空調装置１の作動スイッチ、オートスイッチ、運転モード切替スイッチ、吹出モード切替スイッチ、風量設定スイッチおよび車室内温度設定スイッチ等が設けられている。
【００４３】
空調制御装置５０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御するハードウェアおよびソフトウェアを有している。空調制御装置５０の各種制御対象機器を制御するハードウェアおよびソフトウェアは、各種制御対象機器の作動を制御する制御手段である。空調制御装置５０のうち、吹出モードの切り替えを制御するハードウェアおよびソフトウェアは、吹出モード切替手段である。
【００４４】
次に、吹出モードドア２７〜２９について図３〜図５を用いて説明する。図３では、紙面下方から上方に向かう方向が空気流れ方向となっている。
【００４５】
３つの吹出モードドア２７〜２９は同一構成の空気流れ調整装置１００として構成されている。図３に示すように、空気流れ調整装置１００は、開閉部材１０１、１０２、フレーム部材１０３および側壁部材１０４を有している。開閉部材１０１、１０２は、所定間隔離れて対向配置された一対の板状部材である。開閉部材１０１、１０２は、電圧印加によって変位するイオン導電性高分子アクチュエータからなる。
【００４６】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、開閉部材１０１、１０２を構成する高分子アクチュエータは、高分子膜１０１ａ、電極層１０１ｂ、１０１ｃを有する。
【００４７】
高分子膜１０１ａは、イオン伝導性を有する高分子材料の薄膜によって構成されている。電極層１０１ｂ、１０１ｃは、高分子膜１０１ａを狭持する一対の電極を構成するもので、それぞれ、導電性を有する金属薄膜によって構成されている。電極層１０１ｂ、１０１ｃは、高分子膜１０１ａの両面にシート状に形成されている。
【００４８】
これら高分子膜１０１ａおよび電極層１０１ｂ、１０１ｃは、例えば以下の材料によって構成される。
【００４９】
まず、高分子膜１０１ａおよび電極層１０１ｂ、１０１ｃの構成材料としては、高分子膜１０１ａに対して電極層１０１ｂ、１０１ｃが接合されて、高分子膜１０１ａに対して電極層１０１ｂ、１０１ｃが剥離することがないものが好ましい。
【００５０】
電極層１０１ｂ、１０１ｃとしては、通電性（すなわち、電気伝導性）を有する材料であれば特に限定されるものではなく、どのような材料であっても良い。電極層１０１ｂ、１０１ｃは、高分子膜１０１ａにメッキを施すことにより簡単に電極層を形成することができることから、通電性の良い銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）などの電導性金属を主として含む金属電極材料であることが好ましい。特に、金、白金、パラジウム、及びロジウムからなる群より選ばれた、少なくとも１種以上の金属を含む金属電極材料によって電極層１０１ｂ、１０１ｃを構成するとより好ましい。
【００５１】
高分子膜１０１ａは、加工が容易であることからイオン交換樹脂を主とした構成であることが好ましく、例えばイオン交換樹脂に電解液が充填されることにより構成されている。イオン交換樹脂としては、特に限定されるものではなく、公知の樹脂を用いることができ、ポリエチレン、ポリスチレン、フッ素樹脂などにスルホン酸基、カルボキシル基などの親水性官能基を導入したものを用いることができる。特に、剛性が適度でありイオン交換量が大きく、耐薬品性及び繰り返し曲げに対する耐久性が良好であるために、イオン交換樹脂として、フッ素樹脂にスルホン酸基及び／またはカルボキシル基を導入した陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。
【００５２】
このような樹脂としては、例えばパーフルオロスルホン酸樹脂（商品名「Ｎａｆｉｏｎ」、ＤｕＰｏｎｔ社製）、パーフルオロカルボン酸樹脂（商品名「フレミオン」、旭硝子社製）、ＡＣＩＰＬＥＸ（旭化成工業社製）、ＮＥＯＳＥＰＴＡ（トクヤマ社製）を用いることができる。
【００５３】
また、電解液としては、イオン性液体を含有することが好ましい。イオン性液体とは、常温溶融塩とも呼ばれるものであり、室温（２５℃程度）での蒸気圧がほとんどない。このイオン性液体は、経時の蒸発等がなく、イオン伝導性高分子アクチュエータの変位量・変形量などの経時による変化が生じ難いことから、長期間の駆動に好適である。
【００５４】
イオン性液体については、特に限定なく使用することができる。なかでも、イオン性液体が、テトラアルキルアンモニウムイオン、ジアルキルイミダゾリウムイオン、トリアルキルイミダゾリウムイオンなどのイミダゾリウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ピラゾリウムイオン、ピロリウムイオン、ピロリニウムイオン、ピロリジニウムイオン、およびピペリジニウムイオンからなる群より少なくとも一種選ばれたカチオンと、ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｌＣｌ４−、ＣｌＯ４−、ＮＣＳ−、ＣＯＯＨ−、Ｃ２Ｆ６ＮＯ４Ｓ２−および下記化学式１で示されるスルホニウムイミドアニオンからなる群より少なくとも一種選ばれたアニオンとの組合せからなる塩を含むことが好ましい。これらのイオン性液体は単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。なお、下記の化学式１において、ｎおよびｍは任意の整数である。
【００５５】
（ＣｎＦ（２ｎ＋１）ＳＯ３）（ＣｍＦ（２ｍ＋１）ＳＯ２）Ｎ−・・・（化学式１）
次に、開閉部材１０１、１０２を構成する高分子アクチュエータの動作原理を説明する。図４（ａ）は、電圧印加前の高分子アクチュエータの断面図であり、図４（ｂ）は、電圧印加後の高分子アクチュエータの断面図である。
【００５６】
高分子アクチュエータは、高分子膜１０１ａの両面に形成された第１電極層１０１ｂおよび第２電極層１０１ｃの間に所定の電圧を印加すると、高速に屈曲する。つまり、電極層１０１ｂ、１０１ｃに電源から電圧を印加して電極層１０１ｂ、１０１ｃの間に電場が形成されると、高分子膜１０１ａ内を動くことができるプラスイオンが電場によって負極電極側に引き寄せられる。これによって、高分子膜１０１ａのうち負極電極側（すなわち、電極層１０１ｂ側）が膨潤し、高分子アクチュエータが断面円弧状に屈曲する。
【００５７】
電極層１０１ｂ、１０１ｃの間に面方向に亘って一様に電圧を印加した場合、屈曲後の高分子アクチュエータの曲率半径はほぼ一定となる。また、高分子アクチュエータへの印加電圧と高分子アクチュエータの曲率半径はおおむね反比例する関係にある。つまり、高分子アクチュエータへの印加電圧を高くするほど高分子アクチュエータの曲率半径は小さくなる。
【００５８】
図４（ｂ）では、負極側の第１電極層１０１ｂ側が凸になり、正極側の第２電極層１０１ｃ側が凹になる屈曲状態となっている。高分子アクチュエータは、印加する電圧の極性を変更することで、反対方向に変位させることができる。このため、図４（ｂ）に示す屈曲状態において、第１電極層１０１ｂ側を正極とし、第２電極層１０１ｃ側を負極として電圧を印加すると、高分子アクチュエータを図４（ａ）に示す平面状態に変位させることができる。このように、高分子アクチュエータはイオンの動きで屈曲動作をするので、音の発生がなく静かである。
【００５９】
図３に示すように、フレーム部材１０３は、２本の直線部１０３ａと、２本のガイド部１０３ｂとを有している。２本の直線部１０３ａと２本のガイド部１０３ｂは、それぞれ対向配置されている。フレーム部材１０３は枠状の部材であり、直線部１０３ａの端部とガイド部１０３ｂの端部とが接続されている。
【００６０】
ガイド部１０３ｂは、直径Ａの円弧として形成されている。ガイド部１０３ｂは、開閉部材１０１、１０２が屈曲する形状に対応している。図３（ｂ）に示すように、開閉部材１０１、１０２は屈曲するときに、ガイド部１０３ｂに沿って変位する。
【００６１】
開閉部材１０１、１０２は、一端側がフレーム部材１０３の直線部１０３ａに固定されている。図５は、第１開閉部材１０１とフレーム部材１０３の固定部を示す断面図である。第２開閉部材１０２とフレーム部材１０３の固定部も同様の構成となっている。
【００６２】
図５に示すように、第１開閉部材１０１は両面を導電性の板部材１０５、１０６に挟まれた状態で、圧着部材１０７によってフレーム部材１０３に固定されている。
【００６３】
フレーム部材１０３は中空形状となっている。フレーム部材１０３の内部には、開閉部材１０１の電極層１０１ｂ、１０１ｃに接続される配線１０８が設けられている。
【００６４】
フレーム部材１０３は、外側に絶縁層１０３ｃを有し、内側に導電層１０３ｄを有している。フレーム部材１０３は、導電層１０３ｄへの電圧印加によって正電荷または負電荷を帯電可能となっている。
【００６５】
図３に示すように、フレーム部材１０３のガイド部１０３ｂには、側壁部材１０４が設けられている。側壁部材１０４は２本のガイド部１０３ｂのそれぞれに設けられており、２つの側壁部材１０４が対向配置されている。側壁部材１０４は、半円形状の板状部材である。側壁部材１０４は、ガイド部１０３ｂによって形成される直径Ａの半円形状に対応した形状となっている。側壁部材１０４は、板面が空気流れ方向に沿って配置されている。
【００６６】
図３に示すように、一対の開閉部材１０１、１０２は対向配置されている。開閉部材１０１、１０２は、図３（ａ）に示す平面状態と、図３（ｂ）に示す屈曲状態とに変位可能となっている。
【００６７】
開閉部材１０１、１０２は、図３（ｂ）に示す閉鎖状態となったときに、互いの先端部分が重なり合う。つまり、開閉部材１０１、１０２の長さＢは、フレーム部材１０３のガイド部１０３ｂによって形成される半円周の１／２、すなわち直径Ａの円周の１／４より長くなっている。
【００６８】
開閉部材１０１、１０２は、互いに近づく方向に屈曲することで、吹出口２４〜２６の開口面積を小さくできる。開閉部材１０１、１０２は、吹出口２４〜２６の開口面積を調整することで、吹出口２４〜２６から吹き出す空気流量を調整する。開閉部材１０１、１０２が図３（ａ）に示す平面状態になると、吹出口２４〜２６が開放状態となる。開閉部材１０１、１０２が図３（ｂ）に示す屈曲状態になると、吹出口２４〜２６が閉鎖状態となる。
【００６９】
２つの開閉部材１０１、１０２は両方を同時に作動させてもよく、２つの開閉部材１０１、１０２のうち一方の開閉部材１０１、１０２のみを作動させてもよい。開閉部材１０１、１０２は、図３（ａ）に示す開放状態と図３（ｂ）に示す閉鎖状態の中間段階まで屈曲させることもできる。
【００７０】
ここで、吹出モードドア２７〜２９の作動を説明する。吹出モードドア２７〜２９の作動は空調制御装置５０によって制御される。空調制御装置５０は、設定された吹出モードや吹出風量等に基づいて吹出モードドア２７〜２９の作動を制御する。
【００７１】
開閉部材１０１、１０２の変位量は、空調制御装置５０によって制御される図示しない電源装置からの印加電圧に基づいて決まる。このため、要求する変位量に応じて、空調制御装置５０が電源装置からの印加電圧を制御することで、開閉部材１０１、１０２を所望の変位量で変形させることができる。
【００７２】
２つの開閉部材１０１、１０２は、対向する電極層を正極とし、反対側の電極層を負極とすることで、互いに近づく方向に屈曲する。開閉部材１０１、１０２を図３（ｂ）に示す状態まで屈曲させることで、吹出口２４〜２６を閉鎖することができる。
【００７３】
図３（ｂ）に示す閉鎖状態では、開閉部材１０１、１０２の内側の電極層は正極となっている。このため、開閉部材１０１、１０２を図３（ｂ）に示す閉鎖状態にする場合には、フレーム部材１０３を負電荷に帯電させる。これにより、開閉部材１０１、１０２がフレーム部材１０３に引きつけられる。
【００７４】
本実施形態では、２つの開閉部材１０１、１０２を作動させるタイミングをずらしている。具体的には、先端部が重なり合う際に内側に位置する開閉部材１０１、１０２を外側に位置する開閉部材１０１、１０２よりも先に屈曲させる。図３（ｂ）に示す例では、第２開閉部材１０２を第１開閉部材１０１よりも先に屈曲させている。
【００７５】
これにより、２つの開閉部材１０１、１０２の先端部が重なり合う際に、第２開閉部材１０２の先端部の上側に第１開閉部材１０１の先端部が位置する。このとき、第１開閉部材１０１の内側と第２開閉部材１０２の外側が接触している。
【００７６】
第１開閉部材１０１の内側の電極層は正極となっており、第２開閉部材１０２の外側の電極層は負極となっている。２つの開閉部材１０１、１０２の重なり合う部分は、電極層の極性が反対なので互いに引きつけ合う。
【００７７】
次に、空調制御装置５０が電源装置からの印加電圧の極性を変更して開閉部材１０１、１０２を作動させ、図３（ｂ）に示す閉鎖状態から図３（ａ）に示す開放状態にする。具体的には、開閉部材１０１、１０２の内側の電極層を負極に変更し、外側の電極層を正極に変更する。
【００７８】
このときも、２つの開閉部材１０１、１０２を作動させるタイミングをずらしている。具体的には、外側に位置する第１開閉部材１０１の電極層の極性を変更するタイミングを、内側に位置する第２開閉部材１０２の電極層の極性を変更するタイミングよりも早くする。これにより、第１開閉部材１０１の電極層の極性を変更してから第２開閉部材１０２の電極層の極性を変更するまでの間、第１開閉部材１０１の内側の電極層と第２開閉部材１０２の外側の電極層の極性が同一になる。このため、外側に位置する第１開閉部材１０１が内側に位置する第２開閉部材１０２から離れやすくなる。
【００７９】
開閉部材１０１、１０２を図３（ｂ）に示す閉鎖状態から図３（ａ）に示す開放状態に移行させる場合には、屈曲した開閉部材１０１、１０２の内側の電極層が負極となる。このため、フレーム部材１０３を正電荷に帯電させる。これにより、開閉部材１０１、１０２がフレーム部材１０３から離れやすくなる。
【００８０】
以上説明した本実施形態によれば、開閉部材１０１、１０２を一対の高分子アクチュエータから構成することで、吹出口２４〜２７の開口面積を確保しつつ、開閉部材１０１、１０２を小型化することができる。
【００８１】
例えば、開閉部材を１つの高分子アクチュエータとし、屈曲状態で吹出口２４〜２７を閉鎖し、平面状態で吹出口２４〜２７を開放する構成では、空気流れ方向長さＢは、直径Ａの円周の１／２以上が必要となる。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、開閉部材１０１、１０２の空気流れ方向の長さＢは、直径Ａの円周の１／４以上であればよい。
【００８２】
また、開閉部材を１つの高分子アクチュエータとし、平面状態で吹出口２４〜２７を閉鎖し、屈曲状態で吹出口２４〜２７を開放する構成では、屈曲した高分子アクチュエータによって吹出口２４〜２７の開口面積が小さくなる。これに対し、本実施形態の開閉部材１０１、１０２によれば、吹出口２４〜２７の開口面積を１００％にすることができる。
【００８３】
本実施形態では、一対の開閉部材１０１、１０２の空気流れ方向の長さＢは、直径Ａの円周の１／４より長くなっている。このため、図３（ｂ）に示す閉鎖状態とした場合に、一対の開閉部材１０１、１０２の先端部が重なり合う。これにより、一対の開閉部材１０１、１０２によって、吹出口２４〜２６を確実に閉鎖することができる。また、高分子アクチュエータは、使用していると曲率半径が大きくなっていく。このため、開閉部材１０１、１０２の空気流れ方向の長さＢを長くすることで、開閉部材１０１、１０２を長期間に亘って吹出口２４〜２６を閉鎖するドアとして機能させることができる。
【００８４】
本実施形態では、開閉部材１０１、１０２が屈曲する形状に対応したガイド部１０３ｂを設けている。これにより、開閉部材１０１、１０２がガイド部１０３ｂに沿って屈曲するので、図３（ｂ）に示す閉鎖時に空気漏れを少なくすることができる。また、ガイド部１０３ｂによって、２つの開閉部材１０２、１０２が常に同じ位置で重なり合うので、閉鎖時の信頼性が向上する。
【００８５】
本実施形態では、ガイド部１０３ｂの凹側に側壁部材１０４を設けている。これにより、図３（ｂ）に示す閉鎖時に開閉部材１０１、１０２で遮蔽された空気が横に漏れることを防止できる。この結果、開閉部材１０１、１０２による吹出口２４〜２６の閉鎖効果を高めることができる。
【００８６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図６〜図８を用いて説明する。上記第１実施形態と同様の部分は説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００８７】
図６に示すように、エアミックスドア３０は、加熱用冷風通路１８と冷風バイパス通路１９にまたがって配置されている。図７に示すように、エアミックスドア３０には、空気流れ調整装置１００が複数設けられている。
【００８８】
図７に示す例では、複数の空気流れ調整装置１００が交差する二方向に配置されている。複数の空気流れ調整装置１００はマトリクス状（すなわち格子状）に配置されている。図７に示す例では、空気流れ調整装置１００が合計２５個（＝５個×５個）設けられている。エアミックスドア３０を構成する複数の空気流れ調整装置１００は、空調制御装置５０によって個別に開閉制御可能となっている。
【００８９】
空気流れ調整装置１００は、一対の開閉部材１０１、１０２、フレーム部材１０３、側壁部材１０４等を有している。エアミックスドア３０を構成する個々の空気流れ調整装置１００は、上記第１実施形態で説明した吹出モードドア２７〜２９を構成する空気流れ調整装置１００と同一の構成となっている。
【００９０】
図８に示すように、エアミックスドア３０には、５本のゲートバスライン１０９と１０本のソースバスライン１１０が設けられている。図示を省略しているが、１本の共通グランド線が設けられている。
【００９１】
５本のゲートバスライン１０９は、それぞれ平行に配置されている。１０本のソースバスライン１１０は、それぞれ平行に配置されている。ゲートバスライン１０９とソースバスライン１１０は、交差するようにマトリクス状に設けられている。ゲートバスライン１０９とソースバスライン１１０が交差する部位には、トランジスタ１１１が設けられている。ゲートバスライン１０９、ソースバスライン１１０およびトランジスタ１１１は、フレーム部材１０２の中空部分に配置されている。
【００９２】
トランジスタ１１１のゲートはゲートバスライン１０９に接続され、トランジスタ１１１のソースはソースバスライン１１０に接続されている。トランジスタ１０９は、空気流れ調整装置１００の開閉部材１０１、１０２に対応して設けられている。トランジスタ１０９から開閉部材１０１、１０２に電源供給される。
【００９３】
ゲートバスライン１０９には、図示しないゲート駆動回路からゲート信号が出力される。ソースバスライン１１０は、図示しないソース駆動回路からソース信号が出力される。信号が出力されたバスライン１０９、１１０に接続されたトランジスタ１１１に対応する開閉部材１０１、１０２が作動する。これにより、特定の開閉部材１０１、１０２を選択して作動させることができる。これらのゲート駆動回路およびソース駆動回路は、空調制御装置５０によって制御される。
【００９４】
以上説明した本第２実施形態によれば、エアミックスドア３０を複数の空気流れ調整装置１００から構成することで、エアミックスドア３０の開閉スペースを小型化できる。例えば、エアミックスドア３０を５個×５個の空気流れ調整装置１００によって構成する場合には、エアミックスドア３０を１つの空気流れ調整装置１００によって構成する場合に比較して、開閉部材１０１、１０２の大きさを１／５にすることができる。
【００９５】
また、複数の空気流れ調整装置１００を選択的に開閉させることで、空気流量をきめ細かく制御することができる。図７に示す例では、２５個の空気流れ調整装置１００が設けられているので、２５段階で空気流量を調整することができる。こうすることで、図１にある回転軸をもったエアミックスドア２２では少量の暖気や冷気を制御する場合はエアミックスドアの開口角と通気量が比例しないので、非線形できめ細かな制御が必要であったが、図６のエアミックスドア３０では、開口するドアの数で通気量を制御することになるので線形制御ができ温度コントロール性が向上する。
【００９６】
また、個々の開閉部材１０１、１０２に対応してトランジスタ１１１を設けることで、開閉部材１０１、１０２の作動に必要な配線の数を大幅に減らすことができる。トランジスタ１１１を用いない場合には、５０個の開閉部材１０１、１０２に対し、各開閉部材１０１、１０２への配線と共通グランド線を合わせて５１本の配線が必要となる。これに対し、本実施形態の構成であれば、５本のゲートバスライン１０９＋１０本のソースバスライン１１０＋図示しない１本のグランド線の合計１６本の配線でよい。
【００９７】
また、トランジスタ１１１に対応して開閉部材１０１、１０２を構成する高分子アクチュエータを充分な大きさの容量とすることで、開閉部材１０１、１０２の作動時間を長くすることができる。
【００９８】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００９９】
例えば、上記各実施形態では、プラスイオンが電場に応じて移動するイオン伝導性高分子アクチュエータについて説明したが、これに限らず、マイナスイオンが電場に応じて移動するもの、またはプラスイオン、マイナスイオン両方が動くイオン伝導性高分子アクチュエータに対して本発明を適用してもよい。
【０１００】
また、上記各実施形態では本発明の空気流れ調整装置を吹出モードドア２７〜２９やエアミックスドア３０に適用したが、これに限らず、本発明の空気流れ調整装置を内外気切替ドア等に適用してもよい。あるいは、車両用空調装置１から供給される空調風を車両シートの表面から吹き出すシート空調装置が設けられている場合には、本発明の空気流れ調整装置をシート空調装置に適用してもよい。
【０１０１】
また、上記各実施形態では、空気流れの下流側に向かって開閉部材１０１、１０２を配置するようにしたが、これに限らず、空気流れの上流側に向かって開閉部材１０１、１０２を配置してもよい。この構成によれば、開閉部材１０１、１０２を閉鎖状態とした場合に、空気流れによって開閉部材１０１、１０２がガイド部１０３ｂに押しつけられる。このため、開閉部材１０１、１０２を閉鎖状態とした場合の空気漏れをより少なくすることができる。
【０１０２】
また、上記各実施形態では、空気流れ調整装置１００によって、空気流れの風量を調整するようにしたが、これに限らず、空気流れ調整装置１００によって空気流れの風向を調整するようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記各実施形態では、車両用空調装置の空気流れ調整について説明したが、体積を小さくしたり静寂性を求められる空気流れ調整機構に用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０                            ケーシング
２７〜２９                      吹出モードドア
２２、３０                      エアミックスドア
１００                          空気流れ調整装置
１０１、１０２                  開閉部材
１０１ａ                        高分子膜
１０１ｂ、１０１ｃ              電極層
１０３                          フレーム部材
１０３ｂ                        ガイド部
１０４                          側壁部
１０９                          トランジスタ
【図１】
0006555035.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006555035.tif 000004
【図４】
0006555035.tif 000005
【図５】
0006555035.tif 000006
【図６】
0006555035.tif 000007
【図７】
0006555035.tif 000008
【図８】
0006555035.tif 000009