(57)【要約】【課題】安価で良好な操作性を確保するとともに、ダンパシャフトと軸受部との面間に形成される隙間を流れる空気に起因する異音発生を防止または抑制して静かで快適な車室内空間とすることができる車両用空気調和装置を提供すること。【解決手段】ケーシング内を通って空調される空気の流れがダンパ４０の開閉操作によって制御され、ダンパ４０と一体に回動するダンパシャフト４２が、ケーシングの軸受面１７ａとの間に面間隙間を形成して回動可能に支持されている車両用空調装置において、ダンパシャフト４２の外周面に面間距離を長手方向に不均一とするリブ４３を設け、該リブ４３が、ダンパ４０の動作範囲内で常に軸受面１７ａと対向して面間隙間を形成する範囲に位置している。【選択図】図１
2008100606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内を通って空調される空気の流れがダンパの開閉操作によって制御され、前記ダンパと一体に回動するダンパシャフトが、前記ケーシングの軸受面との間に面間隙間を形成して回動可能に支持されている車両用空調装置において、
前記ダンパシャフトの外周面に前記面間距離を長手方向に不均一とするリブを設け、該リブが、前記ダンパの動作範囲内で常に前記軸受面と対向して前記面間隙間を形成する範囲に位置していることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記リブが前記軸受面の傾きに合わせた傾斜を有している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】
前記リブが肉盗みされて残った部分に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の冷暖房等に用いられる車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内の冷暖房を行って快適な車室内空間を提供する車両用空調装置は、送風ファン、エバポレータ及びヒータコア等を収納して空気の流路を形成するケーシング内に各種のダンパを設置した構成とされる。ケーシング内に設置されるダンパとしては、導入する空気の切換を行う内外気切換ダンパ、空調温度の制御に使用されるエアミックスダンパ、空調した空気の吹出モードに応じてフェース吹出口、フット吹出口及びデフロスト吹出口の開閉操作を行う吹出口ダンパ（フェースダンパ等）がある。
【０００３】
上述したダンパは、板状のダンパ本体と一体のダンパシャフトを備えており、このダンパシャフトがケーシングの軸受部に回動可能に支持されている。このような板ダンパ構造においては、ダンパを開位置にして流路を開いた状態にすると、ダンパシャフトと軸受部との面間に形成される隙間を空気が流れることになるので、条件によっては耳障りな異音を発生することがある。この異音は、上述した隙間を空気が高速で流れることに原因があると考えられている。なお、ここで問題となる面間隙間は、冷暖房運転による温度変化の影響を受けた場合の熱膨張対策として必要となる。
【０００４】
上述した異音対策としては、ダンパシャフトにパッキンやインシュレーションを設けて遮風することが知られている。しかし、この異音対策は、コストアップやダンパ操作力増大の要因になることが指摘されている。
また、ダンパシャフトと軸受部との面間隙間を大きくすることにより、流速を低減して異音を抑制する方法もある。しかし、この方法を採用すると、面間隙間を通過する空気流量が増加するため、各空調モードの配風を調整する際には、ダンパ回転角度以外に隙間の風漏れ量を考慮する必要が生じてくるため好ましくない。
さらに、ダンパシャフトと軸受部との面間隙間を小さく設定することにより、面間隙間を流れる空気流量を抑制する方法もある。しかし、この方法を採用した場合には、冷暖房の温度変化による熱影響を受けて、ダンパシャフトと軸受部とが干渉しやすくなるという問題を有している。
【０００５】
一方、ダンパの回動状態を良好にするため、軸受部を円筒形状とし、かつ、軸部に摺接面と逃げ面とを設けた形状とする車両用空調ユニットが提案されている。また、この場合の軸部には、その長手方向に沿って両側に所定間隔で複数の凹部を形成してあるが、軸受部との位置関係は不明である。さらに、このような凹部の形成は、キャビティトーンの発生が懸念される。（たとえば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００４−２６０６９号公報（図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、車両用空気調和装置の運転時に開位置となって流路を開いた状態のダンパにおいては、ダンパシャフトと軸受部との面間に形成される隙間を流れる空気に起因して発生する耳障りな異音の発生が問題となるので、この異音発生を防止または抑制してより快適な車室内空間を提供することが望まれる。特に、部品点数の増加等によるコストアップ、パッキン等によるダンパ操作力の増大、面間隙間を通過する空気流量の増加、さらには熱影響によるダンパシャフトと軸受部との干渉防止を実現することにより、安価で良好な操作性を確保するとともに、ダンパシャフトと軸受部との面間に形成される隙間を流れる空気に起因する異音発生を防止または抑制して静かで快適な車室内空間とすることができる車両用空気調和装置を提供することが望まれる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価で良好な操作性を確保するとともに、ダンパシャフトと軸受部との面間に形成される隙間を流れる空気に起因する異音発生を防止または抑制して静かで快適な車室内空間とすることができる車両用空気調和装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る車両用空気調和装置は、ケーシング内を通って空調される空気の流れがダンパの開閉操作によって制御され、前記ダンパと一体に回動するダンパシャフトが、前記ケーシングの軸受面との間に面間隙間を形成して回動可能に支持されている車両用空調装置において、前記ダンパシャフトの外周面に前記面間距離を長手方向に不均一とするリブを設け、該リブが、前記ダンパの動作範囲内で常に前記軸受面と対向して前記面間隙間を形成する範囲に位置していることを特徴とするものである。
【０００９】
このような車両用空気調和装置によれば、ダンパシャフトの外周面に設けたリブが、ダンパの動作範囲内で常に軸受面と対向して面間隙間を形成する範囲に位置しているので、面間隙間はダンパシャフトの長手方向（軸方向）において不均一となる。このため、面間隙間を通過する空気の流れはダンパシャフトの長手方向に乱され、長手方向に一様な渦の発生を防止することができる。また、この場合のリブは、ダンパシャフトと一体に成形可能であり、さらに、熱影響を考慮して面間隙間を最適値に設定することができる。
【００１０】
上記の発明において、前記リブは前記軸受面の傾きに合わせた傾斜を有していることが好ましく、これにより、成型時の抜け勾配を考慮してリブを設けることができる。
また、上記の発明において、前記リブは肉盗みされて残った部分に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明によれば、ダンパシャフトの外周面に設けたリブが、ダンパシャフトの長手方向（軸方向）において面間隙間を不均一にするので、面間隙間を通過する空気の流れはダンパシャフトの長手方向に乱され、同方向に一様な渦の発生が防止される。このため、面間隙間を通過する空気の流れに起因する異音の発生が防止または抑制され、静かで快適な車室内空間とすることが可能になる。
特に、上述したリブは、ダンパシャフトと一体に成形可能であるから、部品点数の増加等によるコストアップやパッキン等によるダンパ操作力の増大がなく、しかも、熱影響を考慮した面間隙間の最適値を容易に設定可能であるから、通過する空気流量の増加や熱影響による干渉防止を実現して、安価で良好な操作性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
車両用空気調和装置（以下、「空調装置」と呼ぶ）は、大きくは冷暖房などの空気調和を行う空気調和ユニットと、冷房運転時に空気調和ユニット内へ冷媒を供給するための冷媒系と、暖房運転時に空気調和ユニット内へ熱源となるエンジン冷却水を供給するための加熱源系と、装置全体の作動制御を行う制御部と、により構成されている。
【００１３】
冷媒系は、後述する空気調和ユニット内のエバポレータに低温低圧の液冷媒を供給する冷媒回路であり、ガス冷媒を圧縮するコンプレッサと、ガス冷媒を凝縮させるコンデンサと、高温高圧の液冷媒を減圧及び膨張させて低温低圧の液（霧状）冷媒をエバポレータに供給する膨張弁とを具備している。
加熱源系は、後述する空気調和ユニット内のヒータコアに熱源となる高温のエンジン冷却水を供給する温水回路であり、エンジンとラジエタとの間を循環しているエンジン冷却水系から、温水の一部をウォータバルブによる流量制御を行ってヒータコアに導入するように構成されている。
【００１４】
制御部ＣＰは、空調装置を構成している空気調和ユニット１０、冷媒系及び加熱源系の作動制御を行うものであり、通常、乗員が各種の設定を行う操作パネルに制御回路を組み込んで、車室内のインスツルメントパネル中央部等に配置されている。この制御部ＣＰでは、各種ダンパ類の開閉操作による運転モードの選択切り換え、内気／外気切換ダンパの切換操作による導入空気の選択切り換え、送風ファンの風量切り換え操作及び所望の温度設定操作等を行うことができる。
【００１５】
ここで、一般的な空気調和ユニット１０の構成を図３に基づいて説明する。
空気調和ユニット１０は、通常ＨＶＡＣ（heating ventilation air-conditioning）モジュールと呼ばれており、中空の本体カバー１１をケーシングとしている。この本体カバー１１内は空調する空気の流路となり、同流路の上流側から順に、送風ファン３１、エバポレータ３２及びヒータコア３３等の機器類が収納設置されている。
【００１６】
本体カバー１１の外表面には、車室外の空気（外気）または車室内の空気（内気）を選択して導入するための空気取入口である外気導入口１２及び内気導入口１３と、空調した冷風や温風等を選択した運転モードに応じて車室内へ吹き出すための空気吹出口であるデフロスト吹出口１４、フェース吹出口１５及びフット吹出口１６とが開口している。
なお、以下の説明では、空気取入口から導入する車室外の空気（外気）及び車室内の空気（内気）を総称して「導入空気」と呼ぶ。
【００１７】
本体カバー１１の内部には、導入空気の選択切換を行う内外気切換ダンパ２１と、ヒータコア３３を通過する導入空気量を調整して温度制御するエアミックスダンパ２２と、各吹出口に各々設置されたデフロストダンパ２３、フェースダンパ２４及びフットダンパ２５の吹出口ダンパとが配設されている。ここで使用される各種ダンパは、いずれも片持ちダンパである。
また、本体カバー１１の内部には、必要に応じて各種のセンサ（不図示）が設置されている。
【００１８】
図４は、ＨＶＡＣモジュールの他の構成例を示す要部断面図である。図示の空調ユニット１０Ａにおいては、ヒータコア３３を通過する導入空気量を調整するダンパとして、バタフライ形状のエアミックスダンパ４０が採用されている。
この場合、エアミックスダンパ４０を操作して実線表示の最大暖房位置（Ｍ／Ｈ）とすれば、図中に実線矢印で示すように、導入空気の全量がヒータコア３３を通過して加熱される。しかし、エアミックスダンパ４０を操作して想像線表示の最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）とすれば、図中に想像線矢印で示すように、導入空気の全量がヒータコア３３をバイパスして流れる。なお、図中の符号１１Ａは、ケーシングとなる本体カバーである。
【００１９】
以下、上述した空気調和装置の空気調和ユニット１０，１０ＡのようなＨＶＡＣモジュールに使用される各種ダンパ類について、本発明の特徴的な構成を説明する。
図１は、バタフライ形状のダンパ４０を示す模式図であり、たとえば図４の空気調和ユニット１０Ａにおいて、エアミックスダンパとして使用される。このダンパ４０は、たとえば樹脂の成型品とされ、板状部材のダンパ本体４１と、このダンパ本体４１と一体に回動するダンパシャフト４２とを備えている。そして、このダンパ４０は、ケーシングとなる本体カバー１１Ａの適所に設けられた軸受部１７に回動自在に支持されている。
【００２０】
図１（ａ）に示すダンパ４０は、軸受部１７に支持されたダンパシャフト４２を中心に回動し、最大冷房位置（Ｍ／Ｃ）から最大暖房位置（Ｍ／Ｈ）の範囲を揺動する。このようなダンパシャフト４２は、温度変化等を考慮したスムーズな回動を可能にするため、ダンパシャフト４２の外周面と軸受部１７の軸受面１７ａとの間には、適当な面間隙間が形成されている。そして、ダンパシャフト４２の外周面には、略半径方向外側へ鋸歯状に突出して、軸受面１７ａとの面間距離を不均一にするリブ４３が長手方向（軸方向）に連続して設けられている。
このリブ４３は、ダンパ本体４１が回動するダンパ４０の動作範囲内では常に、軸受面１７ａと対向して面間隙間を形成する範囲に位置している。すなわち、リブ４３は、ダンパ本体４１の回動範囲内において、常に軸受面１７ａと対向して回動する位置に突設されている。
【００２１】
上述したリブ４３は、たとえば図１（ｂ）に示すように、ダンパシャフト４２の軸方向へ連続して規則的な三角形の凹凸を繰り返す鋸歯形状とされ、リブ４３に形成された鋸歯形状の凹凸面と軸受面１７ａとの間に、長手方向に不均一な隙間寸法となる面間隙間が形成されている。すなわち、面間隙間は、リブ４３の凸部頂点で最も小さく、かつ、凹部底点で最も大きなものとなる。
ところで、上述したリブ４３は、規則的に繰り返す三角形の凹凸に限定されることはなく、不規則な三角形の繰り返しによる凹凸は勿論のこと、半円や楕円など他の断面形状、あるいは、異なる複数の断面形状を組み合わせなど、規則的または不規則に繰り返す凹凸でもよい。
【００２２】
このように構成されたダンパ４０では、ダンパシャフト４２の外周面に設けたリブ４３が、ダンパ４０の動作範囲内で常に軸受面１７ａと対向して面間隙間を形成する範囲に位置しているので、面間隙間はダンパシャフト４２の長手方向（軸方向）において不均一となる。このため、面間隙間を通過する空気の流れは、ダンパシャフト４２の長手方向に乱され、従って、長手方向に一様な渦の発生を防止することができる。また、この場合のリブ４３は、ダンパシャフト４２と一体に成形可能であり、さらに、面間隙間を最適値に設定することができる。
【００２３】
図２は、上述した本発明のリブ４３を、たとえばデフロストダンパ２３、フェースダンパ２４及びフットダンパ２５のように、各吹出口に取り付けられて開閉する吹出モードダンパ等に採用されている片持ちダンパに適用した場合を示す模式図である。
このダンパ４０Ａは、ダンパシャフト４２Ａの一方にダンパ本体４１Ａが設けられた形状とされる。そして、ダンパシャフト４２Ａには、ダンパシャフト４２Ａの軸方向へ連続して規則的な三角形の凹凸を繰り返す鋸歯形状等のリブ４３が設けられている。このリブ４３は、ダンパ４０Ａの動作範囲内で常に軸受面１７ａと対向し、長手方向に不均一となる面間隙間を形成する範囲に位置している。
【００２４】
このように構成されたダンパ４０Ａとしても、ダンパシャフト４２Ａの外周面に設けたリブ４３が、ダンパ４０Ａの動作範囲内で常に軸受面１７ａと対向して面間隙間を形成する範囲に位置しているので、面間隙間はダンパシャフト４２Ａの長手方向（軸方向）において不均一となる。このため、面間隙間を通過する空気の流れは、ダンパシャフト４２Ａの長手方向に乱され、従って、長手方向に一様な渦の発生を防止することができる。
【００２５】
続いて、上述したバタフライ形状のダンパ４０について、具体的な構成例を図５から図９に基づいて説明する。
このダンパ４０は樹脂の一体成形部品であり、略矩形状となるダンパ本体４１の短辺方向を横断してダンパシャフト４２が設けられている。ダンパシャフト４２は、略半円形断面の軸摺動面４２ａを備え、この軸摺動面４２ａにリブ４３′が設けられている。
【００２６】
図示の構成では、図６に示すように、ダンパシャフト４２の軸摺動面４２ａに肉盗みの凹部４４が設けられている。そこで、この実施形態では、肉盗みの凹部４４を利用してリブ４３′を形成している。なお、図中の符号４５は、ダンパ本体４１の適所に設けたインシュレーションである。
【００２７】
肉盗みの凹部４４は、ダンパシャフト４２の長手方向を分割することにより、断続的に複数（図示の例では１０箇所）設けられている。
各凹部４４は矩形状とされ、この矩形を周方向に二分割するようにして、長手方向にリブ４３′が形成されている。従って、このリブ４３′は、図７に示すように、断続的な凹部４４と同様に長手方向へ断続的な凹凸となる。図示の例では、各凹部４４毎に、略半円形断面とした３つの凹溝が形成されている。すなわち、上述したリブ４３′は、肉盗みの凹部４４を形成して残った部分に設けられたものであるから、ダンパシャフト４２の軸摺動面４２ａから突出させることなく凹凸を形成できるようになる。この結果、軸摺動面４２ａが凸部のない略半円形となるので、開閉操作時にダンパ本体４１をよりスムーズに回動させることができる。
【００２８】
ところで、上述したケーシングとなる本体カバー１１は、通常樹脂の成型品である。このため、型抜きの都合から、ダンパシャフト４２に対して垂直な分割面（図１０及び図１１に一点鎖線で示す）が設定されるので、型の抜け勾配から上述した軸受面１７ａとダンパシャフト４２とが常に平行になるとは限らない。
そこで、抜け勾配の傾斜が存在する軸受面１７ｂの場合には、たとえば図１０や図１１に示すように、軸受面１７ｂの傾きに合わせて傾斜させたリブ４３Ａ，４３Ｂを設けることが好ましい。このようなリブ４３Ａ，４３Ｂは、成型時の抜け勾配が考慮された最適のものとなる。
【００２９】
図１０に示すリブ４３Ａは、傾斜面を有する軸受面１７ｂに対し、ダンパシャフト４２が真っ直ぐな場合に採用されるものである。このリブ４３Ａは、分割面と直交するダンパシャフト４２の外周面に対し、凸部先端が軸受面１７ｂの傾斜と略平行になるよう傾斜して設けられている。
このため、ダンパシャフト４２と軸受面１７ｂとの面間隙間は、リブ４３Ａの凸部先端と軸受面１７ｂとの間が略均一になるものの、リブ４３Ａの凹凸により長手方向が不均一となる。すなわち、この場合のリブ４３Ａは、真っ直ぐなダンパシャフト４２に対して、リブ自体を傾斜させて設けたものである。
【００３０】
図１１に示すリブ４３Ｂは、傾斜面を有する軸受面１７ｂに対し、外周面が略平行なダンパシャフト４２Ｂの場合に採用されるものである。このリブ４３Ｂは、軸受面１７ｂと略平行なダンパシャフト４２Ｂの外周面から、凸部先端が軸受面１７ｂの傾斜と略平行になるよう同一高さに設けられている。
このため、ダンパシャフト４２Ｂと軸受面１７ｂとの面間隙間は、リブ４３Ｂの凸部先端と軸受面１７ｂとの間が略均一になるものの、リブ４３Ｂの凹凸により長手方向が不均一となる。すなわち、この場合のリブ４３Ｂは、ダンパシャフト４２Ｂ側を傾斜させてリブ４３Ｂを設けたものである。
【００３１】
上述した本発明によれば、ダンパシャフト４２の外周面に設けたリブ４３が、ダンパシャフト４２の長手方向において面間隙間を不均一にする。このため、面間隙間を通過する空気の流れは、ダンパシャフト４２の長手方向に乱され、長手方向に一様な渦の発生が防止されるので、面間隙間を通過する空気の流れに起因する異音の発生を防止または抑制することができる。
【００３２】
図１２は、本発明による異音発生の抑制効果を示す実験結果のグラフであり、横軸が周波数（Ｈｚ）、縦軸が音圧レベル（ｄＢ）である。この実験結果によれば、リブがない実線表示の従来構造では、αＨｚ周辺の音圧レベルが異常に高くなっている。しかし、上述したリブ４３を設けることにより、図中に破線で示すように、αＨｚ周辺の音圧レベルがΔｄＢ低下することにより、静かで快適な車室内空間となることが分かる。今回の実験において、音圧レベルが異常に上昇して異音を発生している周波数αは概ね１０００Ｈｚ周辺である。
【００３３】
また、上述したリブ４３は、ダンパシャフト４２と一体に成形可能であるから、部品点数の増加等によるコストアップやパッキン等によるダンパ操作力の増大がなく、しかも、熱影響を考慮した面間隙間の最適値を容易に設定可能であるから、通過する空気流量の増加や熱影響による干渉防止を実現して、安価で良好な操作性を確保することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態を示す図で、（ａ）はリブを備えたバタフライ形のダンパを示す模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態を示す図で、リブを備えた片持ちダンパを示す模式図である。
【図３】車両用空調装置における空気調和ユニットの構成例を示す断面図である。
【図４】車両用空調装置における空気調和ユニットの他の構成例を示す要部断面図である。
【図５】バタフライ形ダンパの具体的な構成例を示す平面図である。
【図６】図５の底面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ断面図である。
【図１０】傾斜面を有する軸受面に対し、ダンパシャフトが真っ直ぐな場合に採用されるリブを示す断面図である。
【図１１】傾斜面を有する軸受面に対し、外周面が略平行なダンパシャフトに採用されるリブを示す断面図である。
【図１２】本発明の作用効果を示す実験結果のグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１７    軸受部
１７ａ，１７ｂ    軸受面
４０，４０Ａ    ダンパ
４１，４１Ａ    ダンパ本体
４２，４２Ａ，４２Ｂ    ダンパシャフト
４３，４３′，４３Ａ，４３Ｂ    リブ
【図１】
2008100606.tif 000003
【図２】
2008100606.tif 000004
【図３】
2008100606.tif 000005
【図４】
2008100606.tif 000006
【図５】
2008100606.tif 000007
【図６】
2008100606.tif 000008
【図７】
2008100606.tif 000009
【図８】
2008100606.tif 000010
【図９】
2008100606.tif 000011
【図１０】
2008100606.tif 000012
【図１１】
2008100606.tif 000013
【図１２】
2008100606.tif 000014